KR20220148098A - Secondary battery and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이차전지 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 양극탭 또는 음극탭의 열이 분리막으로 전달되는 것을 방지할 수 있는 이차전지 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a secondary battery capable of preventing heat from a positive electrode tab or a negative electrode tab from being transferred to a separator, and a method for manufacturing the same.
일반적으로 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말한다. 이러한 이차 전지는 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.In general, a secondary battery refers to a battery that can be charged and discharged, unlike a primary battery that cannot be charged. Such secondary batteries are widely used in high-tech electronic devices such as phones, notebook computers, and camcorders.
상기한 이차전지는 전극조립체가 금속 캔에 내장되는 캔형 이차전지와, 전극조립체가 파우치에 내장되는 파우치형 이차전지로 분류된다. 캔형 이차전지는, 전극조립체, 전해액, 전극조립체와 전해액을 수용하는 캔, 캔의 개구부에 실장되는 캡 조립체를 포함한다. 그리고 파우치형 이차전지는 전극조립체, 전해액, 전극조립체와 전해액을 수용하는 파우치를 포함한다. The secondary battery is classified into a can-type secondary battery in which the electrode assembly is embedded in a metal can, and a pouch-type secondary battery in which the electrode assembly is embedded in a pouch. The can-type secondary battery includes an electrode assembly, an electrolyte, a can for accommodating the electrode assembly and the electrolyte, and a cap assembly mounted in an opening of the can. And the pouch-type secondary battery includes an electrode assembly, an electrolyte, and a pouch accommodating the electrode assembly and the electrolyte.
한편, 캔형 이차전지의 전극조립체는 전극과 분리막이 교대로 적층되고, 젤리-롤 형태로 권취되는 구조를 가진다. 그리고 상기 전극은 양극과 음극을 포함하며, 상기 양극에는 양극탭이, 음극에는 음극탭이 구비된다. 그리고 양극탭은 캡조립체와 연결되고, 음극탭은 캔과 연결된다.On the other hand, the electrode assembly of the can-type secondary battery has a structure in which electrodes and separators are alternately stacked and wound in a jelly-roll form. The electrode includes a positive electrode and a negative electrode, and the positive electrode includes a positive electrode tab, and the negative electrode includes a negative electrode tab. In addition, the positive electrode tab is connected to the cap assembly, and the negative electrode tab is connected to the can.
그러나 상기와 같은 구조를 가진 캔형 이차전지는 외부 단락 발생시 양극탭과 음극탭에서 고열이 발생하고, 상기 양극탭과 음극탭의 고열이 분리막으로 전달되면서 분리막이 수축되며, 그 결과 양극과 음극이 대응되면서 쇼트 또는 발화가 발생되는 문제점이 있었다. However, in a can-type secondary battery having the above structure, high heat is generated in the positive electrode tab and the negative electrode tab when an external short circuit occurs, and as the high heat of the positive electrode tab and the negative electrode tab is transferred to the separator, the separator contracts, and as a result, the positive electrode and the negative electrode respond to each other There was a problem in that a short circuit or fire occurred.
특히 양극탭과 근접한 전극조립체의 코어부는 외각부 보다 분리막이 촘촘하게 권취되어 있기 때문에 분리막 수축이 심하게 발생하며, 그 결과 쇼트 또는 발화 가능성이 높게 발생하는 문제점이 있었다.In particular, since the separator is tightly wound in the core part of the electrode assembly close to the positive electrode tab, the separator is severely contracted, and as a result, there is a problem in that a short circuit or a high possibility of ignition occurs.
본 발명의 과제는 양극탭과 음극탭에 고열이 발생하더라도 양극탭 또는 음극탭의 열이 분리막으로 전달되는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 분리막의 수축을 방지할 수 있으며, 그 결과 쇼트 또는 발화가 발생하는 것을 방지할 수 있는 이차전지 및 그의 제조방법을 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to prevent heat from the positive electrode tab or the negative electrode tab from being transferred to the separator even when high heat is generated in the positive electrode tab and the negative electrode tab, thereby preventing the separator from shrinking, and as a result, short circuit or ignition may occur. An object of the present invention is to provide a secondary battery capable of preventing the occurrence and a method for manufacturing the same.
본 발명의 이차전지는, 양극탭이 구비된 양극, 분리막, 음극탭이 구비된 음극 구조의 적층시트를 젤리-롤 형태로 권취되되, 중심에 코어부가 형성된 전극조립체; 상기 전극조립체가 삽입되고, 상기 음극탭이 연결되는 캔; 상기 캔의 개구에 결합되고, 상기 양극탭이 연결되는 캡 조립체; 및 양극 또는 음극으로부터 외부로 노출된 상기 분리막의 단부에 구비되고, 양극탭 또는 음극탭의 열이 분리막으로 전달되는 것을 방지하는 보강부재를 포함할 수 있다.The secondary battery of the present invention includes: an electrode assembly in which a laminated sheet having a positive electrode having a positive electrode tab, a separator, and a negative electrode having a negative electrode tab is wound in a jelly-roll form, and a core part is formed in the center; a can into which the electrode assembly is inserted and to which the negative electrode tab is connected; a cap assembly coupled to the opening of the can and to which the positive electrode tab is connected; and a reinforcing member provided at an end of the separator exposed to the outside from the positive electrode or the negative electrode and preventing heat of the positive electrode tab or the negative electrode tab from being transferred to the separator.
상기 보강부재는, 상기 코어부에 위치한 분리막의 일면에만 구비되는 제1 보강층을 포함할 수 있다.The reinforcing member may include a first reinforcing layer provided only on one surface of the separation membrane located in the core portion.
상기 보강부재는, 상기 양극탭 또는 상기 음극탭을 기준으로 설정 범위 내에 위치한 분리막의 단부에만 구비되는 제2 보강층을 더 포함할 수 있다.The reinforcing member may further include a second reinforcing layer provided only at an end of the separator positioned within a set range with respect to the positive electrode tab or the negative electrode tab.
상기 보강부재는, 절연성과 단열성을 가진 소재로 마련될 수 있다.The reinforcing member may be made of a material having insulation and heat insulating properties.
상호 대응하는 분리막 표면에 각각 코팅된 제2 보강층은, 열 전달을 방지하기 위해 접촉되지 않게 마련될 수 있다.The second reinforcing layers respectively coated on the surfaces of the separators corresponding to each other may be provided so as not to contact each other in order to prevent heat transfer.
한편, 본 발명의 되는 이차전지 제조방법은 (a) 양극탭이 구비된 양극, 분리막, 음극탭이 구비된 음극 구조의 적층시트를 젤리-롤 형태로 권취하되, 중심에 코어부가 형성되게 권취하여 전극조립체를 제조하는 단계; (b) 상기 전극조립체를 캔에 삽입한 다음, 전극조립체에 포함된 음극탭을 캔에 연결하는 단계; (c) 양극 또는 음극으로부터 외부로 노출된 상기 분리막의 단부에 보강부재를 코팅하여 양극탭 또는 음극탭의 열이 분리막으로 전달되는 것을 방지하는 단계; 및 (d) 상기 전극조립체의 양극탭을 캡 조립체에 연결한 다음, 캡 조립체를 캔의 개구부에 결합하여 이차전지를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, in the secondary battery manufacturing method of the present invention, (a) a laminated sheet having a positive electrode having a positive electrode tab, a separator, and a negative electrode having a negative electrode tab is wound in a jelly-roll form, and a core portion is formed in the center. manufacturing an electrode assembly; (b) inserting the electrode assembly into the can, and then connecting the negative electrode tab included in the electrode assembly to the can; (c) coating an end of the separator exposed to the outside from the positive electrode or the negative electrode with a reinforcing member to prevent heat from the positive electrode tab or the negative electrode tab from being transferred to the separator; and (d) connecting the positive electrode tab of the electrode assembly to the cap assembly, and then coupling the cap assembly to the opening of the can to manufacture a secondary battery.
상기 (c) 단계에서 상기 보강부재는, 상기 코어부에 위치한 분리막의 일면에만 코팅되면서 형성되는 제1 보강층을 포함할 수 있다.In the step (c), the reinforcing member may include a first reinforcing layer formed while being coated on only one surface of the separator located in the core portion.
상기 (c) 단계에서 상기 보강부재는, 상기 양극탭 또는 상기 음극탭을 기준으로 설정 범위 내에 위치한 분리막의 단부에만 코팅되는 제2 보강층을 더 포함할 수 있다.In step (c), the reinforcing member may further include a second reinforcing layer coated only on the end of the separator positioned within a set range with respect to the positive electrode tab or the negative electrode tab.
상기 (c) 단계에서 보강부재는, 절연성과 단열성을 가진 소재로 마련될 수 있다.In the step (c), the reinforcing member may be made of a material having insulation and heat insulating properties.
상기 (c) 단계는, 상기 보강부재의 외측에 코팅되면서 상기 보강부재를 보호하는 보호층 코팅 공정을 더 포함할 수 있다.The step (c) may further include a protective layer coating process for protecting the reinforcing member while being coated on the outside of the reinforcing member.
상기 보호층은 상기 보강부재의 전체를 감싸는 형태로 코팅될 수 있다.The protective layer may be coated to surround the entire reinforcing member.
상기 (c) 단계에서 상호 대응하는 분리막 표면에 각각 코팅된 제2 보강층은, 열 전달을 방지하기 위해 접촉되지 않게 코팅될 수 있다.The second reinforcing layers respectively coated on the surfaces of the separators corresponding to each other in step (c) may be coated so as not to contact each other to prevent heat transfer.
상기 (c) 단계는, 상기 제2 보강층의 코팅 전에, 양극탭에 보호필름을 부착하여 제2 보강층이 양극탭에 코팅되는 것을 방지하는 공정과, 제2 보강층의 코팅이 완료되면 양극탭에 부착된 보호필름을 제거하는 공정을 더 포함할 수 있다.In the step (c), before coating the second reinforcing layer, attaching a protective film to the positive electrode tab to prevent the second reinforcing layer from being coated on the positive electrode tab, and attaching to the positive electrode tab when the coating of the second reinforcing layer is completed It may further include a process of removing the old protective film.
상기 (c) 단계는 제1 보강층을 코팅할 때, 상기 캔을 수직으로 세운 다음, 상기 캔을 좌우로 회전시킨 상태로 상기 코어부에 위치한 분리막의 일면에 제1 보강층을 코팅할 수 있다.In the step (c), when the first reinforcing layer is coated, the first reinforcing layer may be coated on one surface of the separator located in the core part in a state in which the can is vertically erected and then the can is rotated left and right.
상기 설정 범위는 양극탭 또는 음극탭을 기준으로 회전반경 2mm~10mm일 수 있다.The setting range may be a rotation radius of 2 mm to 10 mm based on the positive electrode tab or the negative electrode tab.
본 발명의 이차전지는 양극탭 또는 음극탭의 열이 분리막으로 전달되는 것을 방지하는 보강부재를 포함함으로써 전극조립체의 코어부에 위치하는 분리막과, 양극탭 또는 음극탭에 근접한 분리막의 수축을 방지할 수 있으며, 그 결과 안전성을 개선할 수 있다.The secondary battery of the present invention includes a reinforcing member that prevents the heat of the positive electrode tab or the negative electrode tab from being transferred to the separator, thereby preventing the separator located in the core part of the electrode assembly and the separator adjacent to the positive electrode tab or the negative electrode tab from shrinking. and, as a result, safety can be improved.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지를 도시한 단면도.
도 3은 도 2에 표시된 'A'부분 확대도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지의 양극탭이 위치한 전극조립체를 도시한 부분 평면도.
도 5는 도 2에 표시된 'B'부분 확대도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지의 음극탭이 위치한 전극조립체를 도시한 부분 저면도.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법을 나타낸 순서도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지를 도시한 단면도.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지의 보호필름을 도시한 사시도.1 is a perspective view illustrating a secondary battery according to a first embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view illustrating a secondary battery according to a first embodiment of the present invention.
3 is an enlarged view of part 'A' shown in FIG.
4 is a partial plan view illustrating an electrode assembly in which a positive electrode tab of a secondary battery according to a first embodiment of the present invention is located;
5 is an enlarged view of part 'B' shown in FIG.
6 is a partial bottom view illustrating an electrode assembly in which a negative electrode tab of a secondary battery according to a first embodiment of the present invention is located;
7 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a secondary battery according to a first embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view illustrating a secondary battery according to a second embodiment of the present invention.
9 is a perspective view illustrating a protective film of a secondary battery according to a second embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
[본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지][Secondary battery according to the first embodiment of the present invention]
본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)는 도 1 내지 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(110), 전극조립체(110)를 수용하는 캔(120), 캔(120)의 개구부에 실장되는 캡조립체(130)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 to 6 , the
전극조립체electrode assembly
전극조립체(110)는 분리막(113)을 개재한 상태로 양극(111)과 음극(112)이 적층된 적층시트를 젤리-롤 형태로 권취된 구조를 가진다. 여기서 상기 양극(111)은 캡조립체(130)와 결합되는 양극탭(111a)이 구비되고, 음극(112)은 캔(120)과 결합되는 음극탭(112a)이 구비된다.The
한편, 젤리-롤 형태로 권취된 전극조립체의 중심에는 도 1에서 보았을 때 상하로 관통되는 코어부(110a)가 형성되어 있다.Meanwhile, in the center of the electrode assembly wound in a jelly-roll shape, a
캔can
캔(120)은 원통 형태를 가지며, 전극조립체(110)를 수용하는 수용부, 수용부의 상측에 구비되면서 캡 조립체와 결합되는 결합부, 수용부와 결합수 사이에 구비되면서 캡 조립체를 지지하는 비딩부를 포함하는 구조를 가진다. 여기서 캔의 바닥면에는 전극조립체(110)의 음극탭(112a)이 결합된다.The
캡조립체cap assembly
캡조립체(130)는 캔의 개구부를 밀봉하기 위한 것으로, 벤트, 전류차단기, PTC 및 탑캡이 아래쪽부터 순서대로 위치하는 구조를 가진다. 여기서 벤트의 저면에는 전극조립체(110)의 양극탭(111a)이 결합된다.The
한편, 이차전지는 외부단락 발생시 양극탭과 음극탭에 발열이 발생하고, 양극탭과 음극탭의 발열이 분리막에 전달되면서 분리막이 수축되며, 그 결과 쇼트 및 발화가 발생하는 문제점이 있었다. 특히 전극조립체의 코어부에 위치한 분리막은 촘촘하게 권취되어 있어 양극탭과 음극탭의 발열로 인한 수축이 크게 발생하는 문제점이 있었다.On the other hand, in the secondary battery, when an external short circuit occurs, heat is generated in the positive electrode tab and the negative electrode tab, and the heat from the positive electrode tab and the negative electrode tab is transferred to the separator, causing the separator to contract, resulting in short circuit and fire. In particular, since the separator located in the core of the electrode assembly was tightly wound, there was a problem in that the positive electrode tab and the negative electrode tab greatly contract due to heat generation.
본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)는 양극 또는 음극으로부터 외부로 노출된 상기 분리막(113)의 단부에 구비되고, 양극탭(111a) 또는 음극탭(112a)의 열이 분리막(113)으로 전달되는 것을 방지하는 보강부재를 포함할 수 있다. 그 결과 분리막의 수축을 방지할 수 있고, 쇼트 또는 발화 발생을 방지할 수 있다.The
즉, 보강부재는 양극탭(111a) 및 음극탭(112a)에 근접한 분리막(113)과, 전극조립체(110)의 코어부(110a)에 위치한 분리막(113)의 강도 보강 및 열전달을 차단하며, 그 결과 분리막(113)의 수축을 방지하고, 쇼트 및 발화 발생을 방지할 수 있다.That is, the reinforcing member blocks the strength reinforcement and heat transfer of the
예를 들면, 보강부재는 도 3 내지 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 보강층(140)과 제2 보강층(150)을 포함한다.For example, the reinforcing member includes a first reinforcing
상기 제1 보강층(140)은 전극조립체(110)의 코어부(110a)에 위치한 분리막(113)의 표면에 코팅되면서 구비된다. 즉, 상기 제1 보강층(140)은 분리막(113)의 강도를 보강하고, 열전달을 차단하여 분리막이 수축되는 것을 방지한다. The first reinforcing
다시 말해, 제1 보강층(140)은 도 3 및 도 4를 참조하면, 양극(111) 및 음극(112)으로부터 노출된 분리막(113)의 단부(도 2에서 보았을 때 양극 및 음극으로부터 노출된 분리막의 최상단과 최하단)에 동일한 두께로 코팅되며, 이에 따라 양극 및 음극의 외부로 노출된 분리막 전체의 강도를 보강할 수 있고, 양극탭 및 음극탭의 고열이 분리막으로 전달되는 차단할 수 있으며, 그 결과 상기 분리막(113)의 수축을 크게 방지할 수 있어 쇼트 및 발화를 방지할 수 있다.In other words, referring to FIGS. 3 and 4 , the first reinforcing
한편, 상기 제1 보강층(140)은 양극 및 음극의 외부로 노출된 분리막의 단부면에만 구비될 수 있다. 이에 따라 전극조립체의 무게 증대를 최소화할 수 있고, 제1 보강층의 사용을 최소화할 수 있다. 즉, 분리막의 수축은 양극 및 음극의 외부로 노출된 분리막의 단부면에서 발생하며, 이에 따라 양극 및 음극의 외부로 노출된 분리막의 단부면에만 제1 보강층을 구비함에 따라 제1 보강층의 불필요한 낭비를 방지할 수 있다.Meanwhile, the first reinforcing
한편, 보강부재는 전극조립체(110)의 양극탭(111a)과 음극탭(112a)을 기준으로 설정 범위 내에 위치한 분리막(113)에 코팅되는 제2 보강층(150)을 포함할 수 있다. Meanwhile, the reinforcing member may include a second reinforcing
특히 제2 보강층(150)은 상기 양극탭 또는 상기 음극탭을 기준으로 설정 범위 내에 위치한 분리막의 단부에만 구비될 수 있다.In particular, the second reinforcing
즉, 상기 제2 보강층(150)은 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 양극탭(111a)을 기준으로 설정 범위(α) 내에 위치한 분리막(113)의 단부에 구비될 수 있으며, 이에 따라 양극탭의 열이 분리막으로 전달되는 것을 방지할 수 있고, 그 결과 분리막(113)이 수축되는 것을 방지할 수 있다. 정리하면, 외부 단락시 양극탭의 발열에 의한 분리막 수축을 방지할 수 있다.That is, as shown in FIG. 4 , the second reinforcing
특히 제2 보강층(150)은 양극탭을 기준으로 설정 범위(α) 내에 위치한 분리막의 단부에만 구비됨으로써 불필요한 제2 보강층의 낭비를 방지할 수 있고, 그 결과 제조비용을 크게 절감할 수 있다. 이는 양극탭 발열시 양극탭을 기준으로 설정 범위(α) 내에 위치한 분리막까지만 수축이 발생하기 때문에 설정 범위 외의 분리막까지 제2 보강층을 코팅할 필요가 없다.In particular, since the second reinforcing
여기서 설정 범위(α)는 양극탭을 기준으로 회전반경 2mm 내지 10mm일 수 있다. 즉, 양극탭의 고열은 회전반경 2mm에서 10mm까지 확산될 수 있으며, 이에 따라 양극탭을 기준으로 회전반경 2mm 내지 10mm에 위치한 분리막 단부에 제2 보강층을 구비할 필요가 있다. 한편, 설정 범위는 양극탭에서 발생하는 고열의 확산 범위에 따라 양극탭을 기준으로 편심되게 설정될 수도 있다.Here, the setting range (α) may be a rotation radius of 2 mm to 10 mm based on the positive electrode tab. That is, the high heat of the positive electrode tab may be diffused from a rotation radius of 2 mm to 10 mm, and accordingly, it is necessary to provide a second reinforcing layer at the end of the separator located at a rotation radius of 2 mm to 10 mm based on the positive electrode tab. Meanwhile, the setting range may be set eccentrically with respect to the positive electrode tab according to the diffusion range of high heat generated in the positive electrode tab.
또한, 상기 제2 보강층(150)은 도 5 및 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 음극탭(112a)을 기준으로 설정 범위(β) 내에 위치한 분리막(113)의 단부에 구비될 수 있다. 이에 따라 음극탭의 열이 분리막으로 전달되는 것을 방지할 수 있고, 그 결과 분리막(113)이 수축되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 외부 단락시 음극탭의 발열에 의 분리막 수축을 방지할 수 있다. In addition, as shown in FIGS. 5 and 6 , the second reinforcing
특히 제2 보강층(150)은 음극탭을 기준으로 설정 범위(β) 내에 위치한 분리막의 단부에만 구비함으로써 불필요한 제2 보강층의 낭비를 방지할 수 있고, 그 결과 제조비용을 크게 절감할 수 있다.In particular, since the second reinforcing
여기서 설정범위(β)는 음극탭을 기준으로 회전반경 2mm 내지 10mm일 수 있다. 즉, 음극탭의 고열은 회전반경 2mm에서 10mm까지 확산될 수 있으며, 이에 따라 음극탭을 기준으로 회전반경 2mm 내지 10mm에 위치한 분리막 단부에 제2 보강층을 구비할 필요가 있다.Here, the setting range β may be a rotation radius of 2 mm to 10 mm based on the negative electrode tab. That is, the high heat of the negative electrode tab can be spread from a rotation radius of 2 mm to 10 mm, and accordingly, it is necessary to provide a second reinforcing layer at the end of the separator located at a rotation radius of 2 mm to 10 mm based on the negative electrode tab.
한편, 상호 대응하는 분리막(113)에 각각 코팅된 제2 보강층(150)은 열 전달을 방지하기 위해 접촉되지 않게 마련될 수 있다. 즉, 상호 대응하는 분리막(113)에 각각 코팅된 제2 보강층(150) 사이에는 공간이 형성될 수 있다. Meanwhile, the second reinforcing
한편, 보강부재는 단열성과 절연성을 가진 소재로 형성될 수 있다. 이에 따라 양극탭과 음극탭의 열이 분리막으로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 예로 보강부재는 에틸렌프로필렌(ethylene propylene) 또는 에폭시(epoxy)일 수 있다.Meanwhile, the reinforcing member may be formed of a material having heat insulation properties and insulation properties. Accordingly, it is possible to prevent the heat of the positive electrode tab and the negative electrode tab from being transferred to the separator. For example, the reinforcing member may be ethylene propylene or epoxy.
따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)는 보강부재를 포함함으로써 양극탭과 음극탭의 열이 분리막으로 전달되는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 양극탭과 음극탭의 고열로 인한 분리막의 수축을 방지할 수 있으며, 그 결과 쇼트 및 발화를 방지하여 안전성을 개선할 수 있다.Therefore, since the
이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법을 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing a secondary battery according to a first embodiment of the present invention will be described.
[본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법][Method for manufacturing secondary battery according to the first embodiment of the present invention]
본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 도 7에 도시되어 있는 것과 같이, (a)전극조립체를 제조하는 단계, (b)전극조립체를 캔에 수용하는 단계, (c)보강부재 코팅단계, (d) 이차전지를 제조하는 단계를 포함한다.As shown in FIG. 7 , the secondary battery manufacturing method according to the first embodiment of the present invention includes (a) manufacturing an electrode assembly, (b) accommodating the electrode assembly in a can, (c) reinforcing member A coating step, (d) comprising the step of manufacturing a secondary battery.
(a) 단계는 양극탭(111a)이 구비된 양극(111), 분리막(113), 음극탭(112a)이 구비된 음극(112) 구조의 적층시트를 젤리-롤 형태로 권취하여 전극조립체(110)를 제조한다. 이때 전극조립체(110)는 도 1을 참조하면 젤리-롤 형태로 권취되었기 때문에 상기 전극조립체의 중심에 상하로 관통되는 코어부(110a)가 형성된다.In step (a), the electrode assembly ( 110) is prepared. At this time, referring to FIG. 1 , since the
(b) 단계는 상기 전극조립체(110)를 캔(120)에 삽입한 다음, 전극조립체(110)에 포함된 음극탭(112a)을 캔(120)의 바닥면에 결합한다.In step (b), the
(c) 단계는 양극(111) 또는 음극(112)으로부터 외부로 노출된 상기 분리막(113)의 단부에 보강부재를 코팅하여 양극탭(111a) 또는 음극탭(112a)의 열이 분리막(113)으로 전달되는 것을 방지한다. In step (c), a reinforcing member is coated on the end of the
즉, (c) 단계는 제1 보강층 코팅 공정을 포함하고, 제1 보강층 코팅 공정은 전극조립체(110)의 코어부(110a)에 위치하는 분리막(113)의 일면에만 제1 보강층(140)을 코팅한다. 이에 따라 양극탭의 열이 제1 보강층에 의해 차단되면서 코어부에 위치한 분리막의 수축을 방지할 수 있다. 여기서 제1 보강층(140)은 분리막(113) 표면에 제1 보호액을 도포하고 건조시킴에 따라 형성된다. That is, step (c) includes a first reinforcing layer coating process, and in the first reinforcing layer coating process, the first reinforcing
특히 (c) 단계는 제1 보강층(140)을 코팅할 때, 상기 캔(120)을 수직으로 세운 다음, 상기 캔(120)을 좌우로 회전시킨 상태로 상기 코어부(110a)에 위치한 분리막의 일면에 제1 보강층을 코팅한다. 이에 따라 작업성을 높일 수 있다.In particular, in step (c), when the first reinforcing
한편, (c) 단계는 제2 보강층 코팅 공정을 더 포함하고, 제2 보강층 코팅 공정은 상기 양극탭(111a) 또는 상기 음극탭(112a)을 기준으로 설정 범위 내에 위치한 분리막의 단부에만 제2 보강층(150)을 코팅한다.Meanwhile, step (c) further includes a second reinforcing layer coating process, wherein the second reinforcing layer coating process is performed only at the end of the separator positioned within a set range with respect to the
예로, 제2 보강층(150)은 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 양극탭(111a)을 기준으로 설정 범위(α) 내에 위치한 분리막(113)의 단부에 코팅될 수 있으며, 이에 따라 양극탭의 열이 분리막으로 전달되는 것을 방지할 수 있다.For example, as shown in FIG. 4 , the second reinforcing
여기서 설정 범위(α)는 양극탭을 기준으로 회전반경 2mm 내지 10mm일 수 있다.Here, the setting range (α) may be a rotation radius of 2 mm to 10 mm based on the positive electrode tab.
또한 제2 보강층(150)은 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 음극탭(112a)을 기준으로 설정 범위(β) 내에 위치한 분리막(113)의 단부에 구비될 수 있다. 이에 따라 음극탭의 열이 분리막으로 전달되는 것을 방지할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 6 , the second reinforcing
설정범위(β)는 음극탭을 기준으로 회전반경 2mm 내지 10mm일 수 있다.The setting range β may be a rotation radius of 2 mm to 10 mm based on the negative electrode tab.
한편, 보강부재는 단열성과 절연성을 가진 소재로 형성될 수 있다. 일례로, 제1 보강층은 에틸렌프로필렌(ethylene propylene) 또는 에폭시로 형성될 수 있다.Meanwhile, the reinforcing member may be formed of a material having heat insulation properties and insulation properties. For example, the first reinforcing layer may be formed of ethylene propylene or epoxy.
한편, 상기 (c) 단계에서 상호 대응하는 분리막(113)에 각각 코팅된 제2 보강층(150)은 접촉되지 않는 구조로 마련될 수 있다. 상호 대응하는 제2 보강층으로 고열이 전달되는 것을 방지할 수 있다.Meanwhile, the second reinforcing
한편, 상기 제1 보강층(140)과 상기 제2 보강층(150)은 동일한 소재로 형성되되, 상기 제2 보강층(150)은 상기 제1 보강층(140) 보다 얇게 코팅된다. 이는 전극조립체의 코어부는 열 배출력이 낮기 때문에 제1 코팅층의 두께를 크게 하고, 전극조립체의 외각으로 갈수록 열 배출력이 높기 대문에 제2 보강층의 두께를 작게 한다. Meanwhile, the first reinforcing
상기 (d) 단계는 상기 전극조립체(110)의 양극탭(111a)을 캡조립체(130)에 결합한 다음, 캡조립체(130)를 캔(120)의 개구부에 결합한다.In step (d), the
상기와 같은 단계가 완료되면, 완제품 이차전지(100)를 제조할 수 있다.When the above steps are completed, the finished
이하, 본 발명의 다른 실시예를 설명함에 있어 전술한 실시예와 동일한 구성과 기능을 가지는 구성에 대해 동일한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.Hereinafter, in describing another embodiment of the present invention, the same reference numerals are used for components having the same configuration and functions as those of the above-described embodiment, and overlapping descriptions are omitted.
[본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지][Secondary battery according to the second embodiment of the present invention]
본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지는 도 8에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(110), 전극조립체(110)를 수용하는 캔(120), 캔(120)의 개구부에 실장되는 캡조립체(130)를 포함한다.As shown in FIG. 8 , the secondary battery according to the second embodiment of the present invention includes an
그리고 전극조립체(110)의 코어부에 코팅되는 제1 보강층(140)과, 전극조립체(110)의 양극탭(111a)과 음극탭(112a)에 근접한 분리막에 코팅되는 제2 보강층(150)을 포함한다.And the first reinforcing
여기서 상기 제1 보강층(140)과 제2 보강층(150)의 외측에는 상기 제1 보강층(140)과 제2 보강층(150)을 보호하기 위한 보호층(160)이 코팅되며, 이에 따라 상기 제1 보강층(140)과 제2 보강층(150)의 훼손을 방지할 수 있다.Here, a
특히, 상기 보호층(160)은 상기 제1 보강층(140) 및 제2 보강층(150) 전체를 감싸는 형태로 코팅되며, 이에 따라 상기 제1 보강층(140)과 제2 보강층(150)의 전체를 안정적으로 보호할 수 있다.In particular, the
한편, 보호층(160)은 상기 제1 보강층(140) 및 제2 보강층(150) 보다 저렴한 절연성 소재를 사용할 수 있으며, 이에 따라 제조비용을 절감할 수 있다.Meanwhile, the
이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법을 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing a secondary battery according to a second embodiment of the present invention will be described.
[본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법][Method for manufacturing secondary battery according to the second embodiment of the present invention]
본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 도 8 및 9를 참조하면, (a)전극조립체를 제조하는 단계, (b)전극조립체를 캔에 수용하는 단계, (c)보강부재 코팅단계, (d)캡조립체를 캔에 결합하여 이차전지를 제조하는 단계를 포함한다.Referring to FIGS. 8 and 9, the secondary battery manufacturing method according to the second embodiment of the present invention includes (a) manufacturing an electrode assembly, (b) accommodating the electrode assembly in a can, (c) coating a reinforcing member step, (d) coupling the cap assembly to the can to manufacture a secondary battery.
여기서 (a) 단계, (b) 단계, (c) 단계 및 (d) 단계는 앞에서 설명한 제1 실시예와 동일한 제조방법을 가지며, 이에 따라 중복되는 설명은 생략한다. Here, steps (a), (b), (c), and (d) have the same manufacturing method as that of the first embodiment described above, and thus overlapping descriptions will be omitted.
다만, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 (c) 단계에서 보호층 코팅공정을 더 포함한다.However, the secondary battery manufacturing method according to the second embodiment of the present invention further includes a protective layer coating process in step (c).
즉, 보호층 코팅공정은 도 8에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 제1 보강층(140)과 제2 보강층(150)의 외측에 보호층(160)을 코팅한다. 특히 상기 보호층(160)은 제1 보강층(140)과 제2 보강층(150)의 전체를 감싸는 형태로 코팅된다. 이에 따라 제1 보강층과 제2 보강층을 보호할 수 있다.That is, in the protective layer coating process, as shown in FIG. 8 , the
한편, 상기 (c) 단계는 도 9를 참조하면 상기 제2 보강층(150)의 코팅 전에, 보호필름 부착 공정을 포함할 수 있다. 보호필름 부착 공정은 양극탭(111a)에 보호필름(170)을 부착하여 제2 보강층(150)이 양극탭에 코팅되는 것을 방지할 수 있다.Meanwhile, step (c) may include a protective film attaching process before coating of the second reinforcing
한편, 상기 (c) 단계는 제2 보강층(150)의 코팅이 완료되면, 보호 필름 제거 공정을 더 포함할 수 있다. 보호 필름 제거 공정은 양극탭(111a)에 부착된 보호필름(170)을 제거하여 전극조립체의 오염 발생을 미연에 방지할 수 있다.Meanwhile, step (c) may further include a protective film removal process when the coating of the second reinforcing
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 가능하다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and various embodiments derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts are possible.
100: 이차전지
110: 전극조립체
110a: 코어부
111: 양극
111a: 양극탭
112: 음극
112a: 음극탭
113: 분리막
120: 캔
130: 캡조립체
140: 제1 보강층
150: 제2 보강층
160: 보호층
170: 보호필름100: secondary battery
110: electrode assembly
110a: core part
111: positive electrode
111a: positive electrode tab
112: cathode
112a: negative electrode tab
113: separator
120: can
130: cap assembly
140: first reinforcing layer
150: second reinforcing layer
160: protective layer
170: protective film
Claims (15)
상기 전극조립체가 삽입되고, 상기 음극탭이 연결되는 캔;
상기 캔의 개구에 결합되고, 상기 양극탭이 연결되는 캡 조립체; 및
양극 또는 음극으로부터 외부로 노출된 상기 분리막의 단부에 구비되고, 양극탭 또는 음극탭의 열이 분리막으로 전달되는 것을 방지하는 보강부재를 포함하는 이차전지.an electrode assembly in which a laminated sheet having a positive electrode having a positive electrode tab, a separator, and a negative electrode having a negative electrode tab is wound in a jelly-roll form, and a core portion is formed in the center;
a can into which the electrode assembly is inserted and to which the negative electrode tab is connected;
a cap assembly coupled to the opening of the can and to which the positive electrode tab is connected; and
A secondary battery comprising a reinforcing member provided at an end of the separator exposed to the outside from the positive electrode or the negative electrode and preventing heat of the positive electrode tab or the negative electrode tab from being transferred to the separator.
상기 보강부재는, 상기 코어부에 위치한 분리막의 일면에만 구비되는 제1 보강층을 포함하는 이차전지.The method according to claim 1,
The reinforcing member may include a first reinforcing layer provided only on one surface of the separator located in the core portion.
상기 보강부재는, 상기 양극탭 또는 상기 음극탭을 기준으로 설정 범위 내에 위치한 분리막의 단부에만 구비되는 제2 보강층을 더 포함하는 이차전지.3. The method according to claim 2,
The reinforcing member may further include a second reinforcing layer provided only at an end of the separator positioned within a set range with respect to the positive electrode tab or the negative electrode tab.
상기 보강부재는, 절연성과 단열성을 가진 소재로 마련되는 이차전지.The method according to claim 1,
The reinforcing member is a secondary battery provided with a material having insulation and heat insulating properties.
상호 대응하는 분리막 표면에 각각 구비된 제2 보강층은, 열 전달을 방지하기 위해 접촉되지 않게 마련되는 이차전지.4. The method according to claim 3,
The second reinforcing layers respectively provided on the surfaces of the separators corresponding to each other are provided so as not to contact each other in order to prevent heat transfer.
(b) 상기 전극조립체를 캔에 삽입한 다음, 전극조립체에 포함된 음극탭을 캔에 연결하는 단계;
(c) 양극 또는 음극으로부터 외부로 노출된 상기 분리막의 단부에 보강부재를 코팅하여 양극탭 또는 음극탭의 열이 분리막으로 전달되는 것을 방지하는 단계; 및
(d) 상기 전극조립체의 양극탭을 캡 조립체에 연결한 다음, 캡 조립체를 캔의 개구부에 결합하여 이차전지를 제조하는 단계를 포함하는 이차전지 제조방법.(a) manufacturing an electrode assembly by winding a laminated sheet having a positive electrode having a positive electrode tab, a separator, and a negative electrode having a negative electrode tab in the form of a jelly-roll, and winding a core portion to be formed in the center;
(b) inserting the electrode assembly into the can, and then connecting the negative electrode tab included in the electrode assembly to the can;
(c) coating an end of the separator exposed to the outside from the positive electrode or the negative electrode with a reinforcing member to prevent heat from the positive electrode tab or the negative electrode tab from being transferred to the separator; and
(d) manufacturing a secondary battery by connecting the positive electrode tab of the electrode assembly to the cap assembly and then coupling the cap assembly to the opening of the can.
상기 (c) 단계에서 보강부재는, 상기 코어부에 위치한 분리막의 일면에만 코팅되는 제1 보강층을 포함하는 이차전지 제조방법.7. The method of claim 6,
In the step (c), the reinforcing member includes a first reinforcing layer coated on only one surface of the separator located in the core part.
상기 (c) 단계에서 보강부재는, 상기 양극탭 또는 상기 음극탭을 기준으로 설정 범위 내에 위치한 분리막의 단부에만 코팅되는 제2 보강층을 더 포함하는 이차전지 제조방법.8. The method of claim 7,
In the step (c), the reinforcing member further comprises a second reinforcing layer coated only on the end of the separator positioned within a set range with respect to the positive electrode tab or the negative electrode tab.
상기 (c) 단계에서 보강부재는, 절연성과 단열성을 가진 소재로 마련되는 이차전지 제조방법.7. The method of claim 6,
In the step (c), the reinforcing member is a secondary battery manufacturing method that is provided with a material having insulation and heat insulating properties.
상기 (c) 단계는, 상기 보강부재의 외측에 코팅되면서 상기 보강부재를 보호하는 보호층 코팅 공정을 더 포함하는 이차전지 제조방법.7. The method of claim 6,
The step (c) further comprises a protective layer coating process for protecting the reinforcing member while being coated on the outside of the reinforcing member.
상기 보호층은 상기 보강부재의 전체를 감싸는 형태로 코팅되는 이차전지 제조방법.11. The method of claim 10,
The method for manufacturing a secondary battery in which the protective layer is coated to surround the entire reinforcing member.
상기 (c) 단계에서 상호 대응하는 분리막 표면에 각각 코팅된 제2 보강층은, 열 전달을 방지하기 위해 접촉되지 않게 코팅되는 이차전지 제조방법.11. The method of claim 10,
In the step (c), the second reinforcing layers respectively coated on the surfaces of the separators corresponding to each other are coated so as not to contact each other to prevent heat transfer.
상기 (c) 단계는, 상기 제2 보강층의 코팅 전에, 양극탭에 보호필름을 부착하여 제2 보강층이 양극탭에 코팅되는 것을 방지하는 공정과, 제2 보강층의 코팅이 완료되면 양극탭에 부착된 보호필름을 제거하는 공정을 더 포함하는 이차전지 제조방법.9. The method of claim 8,
In the step (c), before coating the second reinforcing layer, attaching a protective film to the positive electrode tab to prevent the second reinforcing layer from being coated on the positive electrode tab, and attaching to the positive electrode tab when the coating of the second reinforcing layer is completed A secondary battery manufacturing method further comprising a step of removing the old protective film.
상기 (c) 단계는 제1 보강층을 코팅할 때, 상기 캔을 수직으로 세운 다음, 상기 캔을 좌우로 회전시킨 상태로 상기 코어부에 위치한 분리막의 일면에 제1 보강층을 코팅하는 이차전지 제조방법.8. The method of claim 7,
The step (c) is a secondary battery manufacturing method of coating the first reinforcement layer on one surface of the separator located in the core part in a state in which the can is vertically erected and then the can is rotated left and right when the first reinforcement layer is coated. .
상기 설정 범위는 양극탭 또는 음극탭을 기준으로 회전반경 2mm~10mm인 이차전지 제조방법.9. The method of claim 8,
The setting range is a secondary battery manufacturing method with a rotation radius of 2 mm to 10 mm based on the positive electrode tab or the negative electrode tab.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination |