KR20230007954A - Battery cell and battery module including the same - Google Patents
Battery cell and battery module including the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230007954A KR20230007954A KR1020220081995A KR20220081995A KR20230007954A KR 20230007954 A KR20230007954 A KR 20230007954A KR 1020220081995 A KR1020220081995 A KR 1020220081995A KR 20220081995 A KR20220081995 A KR 20220081995A KR 20230007954 A KR20230007954 A KR 20230007954A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gas discharge
- battery cell
- lead
- lead film
- paragraph
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 81
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 94
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 31
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 26
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 23
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 19
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 18
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 10
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 9
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 9
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 6
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 4
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 4
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 4
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 claims description 3
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 239000000411 inducer Substances 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 14
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 abstract description 12
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 20
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 14
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 7
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 6
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/394—Gas-pervious parts or elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
- H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
- H01M50/178—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for pouch or flexible bag cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/183—Sealing members
- H01M50/184—Sealing members characterised by their shape or structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/183—Sealing members
- H01M50/186—Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
- H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/392—Arrangements for facilitating escape of gases with means for neutralising or absorbing electrolyte; with means for preventing leakage of electrolyte through vent holes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
- H01M2200/20—Pressure-sensitive devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 절연 성능 및 가스 배출 성능이 향상된 전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cell and a battery module including the same, and more particularly, to a battery cell having improved insulation performance and gas discharge performance, and a battery module including the same.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 특히, 이차전지는 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북, 웨어러블 디바이스 등의 모바일 기기뿐만 아니라, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등의 동력 장치에 대한 에너지원으로도 많은 관심을 가지고 있다. As technology development and demand for mobile devices increase, demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing. In particular, secondary batteries are of great interest as energy sources for power devices such as electric bicycles, electric vehicles, and hybrid electric vehicles as well as mobile devices such as mobile phones, digital cameras, laptops, and wearable devices.
이러한 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다. 여기서, 전지케이스에 내장되는 전극조립체는 양극, 음극, 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재된 분리막 구조로 이루어져 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 다수의 양극과 음극을 분리막에 개재한 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다. Depending on the shape of the battery case, these secondary batteries are classified into cylindrical batteries and prismatic batteries in which the electrode assembly is embedded in a cylindrical or prismatic metal can, and pouch-type batteries in which the electrode assembly is embedded in a pouch-type case made of an aluminum laminate sheet. do. Here, the electrode assembly built into the battery case is a power generating device capable of charging and discharging, consisting of a positive electrode, a negative electrode, and a separator structure interposed between the positive electrode and the negative electrode. It is classified into a jelly-roll type wound with a separator interposed and a stack type in which a plurality of positive and negative electrodes are sequentially stacked in a state in which a separator is interposed.
이 중에서도, 특히 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조 비용, 작은 중량, 용이한 변형 형태 등을 이유로 사용량이 점차적으로 증가하고 있다. Among them, in particular, the pouch-type battery having a structure in which a stacked or stacked/folding type electrode assembly is embedded in a pouch-type battery case of an aluminum laminate sheet is gradually being used due to low manufacturing cost, small weight, and easy deformation shape. It is increasing.
도 1은 종래의 전지셀의 상면도이다. 도 2는 도 1에서 a-a' 축을 따라 자른 단면도이다. 1 is a top view of a conventional battery cell. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the a-a' axis in FIG. 1 .
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 전지셀(10)은 전극조립체(11)가 수납부(21)에 장착되고, 외주변이 밀봉된 구조의 실링부(25)를 포함하는 전지케이스(20)를 포함한다. 또한, 전지셀(10)은 전극조립체(11)에 포함된 전극탭(15)과 전기적으로 연결되고, 실링부(25)를 경유하여 전지케이스(20)의 외측 방향으로 돌출되어 있는 전극 리드(30)를 포함하며, 전극 리드(30)의 상하부와 실링부(25) 사이에는 리드 필름(40)이 위치한다.1 and 2, the
그러나, 최근 전지셀의 에너지 밀도가 증가함에 따라, 전지셀 내부에서 발생하는 가스량 또한 증가되는 문제가 있다. 종래의 전지셀(10)의 경우, 전지셀 내부에서 발생된 가스가 배출될 수 있는 부품이 포함되어 있지 않아, 장기 보관시 가스 발생으로 인해 전지케이스(20)가 터지는 벤팅 현상이 발생될 수 있다. 이와 더불어, 벤팅 현상에 의해 손상된 전지셀은 수분이 내부로 침투할 수 있어, 부반응이 발생될 수 있고, 전지 성능 저하 및 추가적인 가스 발생 또한 초래되는 문제가 있다. 이에 따라, 전지셀 내부에서 발생된 가스의 외부 배출량이 향상된 전지셀을 개발할 필요성이 높아지고 있다.However, as the energy density of the battery cell increases recently, there is a problem in that the amount of gas generated inside the battery cell also increases. In the case of the
본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 절연 성능 및 가스 배출 성능이 향상된 전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈을 제공하는 것이다.An object to be solved by the present invention is to provide a battery cell having improved insulation performance and gas discharge performance, and a battery module including the same.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the accompanying drawings. .
본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀은, 전극조립체가 수납부에 장착되고, 외주변이 밀봉되어 있는 구조의 실링부를 포함하는 전지케이스; 상기 전극조립체에 포함된 전극탭과 전기적으로 연결되고, 상기 실링부를 경유하여 상기 전지케이스의 외측 방향으로 돌출되어 있는 전극 리드; 및 상기 전극 리드의 상부 및 하부 중 적어도 하나에서, 상기 실링부에 대응되는 부분에 위치하는 리드 필름을 포함하고, 상기 리드 필름에 가스 배출 유도부가 삽입되어 있고, 상기 전지케이스는 상기 실링부로부터 연장되어 있는 커버부를 포함하고, 상기 커버부는 상기 리드 필름 상에 위치하고, 상기 전지케이스의 외측 방향으로 돌출되어 있을 수 있다.A battery cell according to an embodiment of the present invention includes a battery case including a sealing portion having a structure in which an electrode assembly is mounted in an accommodating portion and the outer periphery is sealed; an electrode lead electrically connected to an electrode tab included in the electrode assembly and protruding outward from the battery case via the sealing part; and a lead film located at a portion corresponding to the sealing portion in at least one of the upper and lower portions of the electrode lead, a gas discharge guide portion being inserted into the lead film, and the battery case extending from the sealing portion. and a cover portion that is positioned on the lead film and may protrude outward from the battery case.
상기 커버부는 상기 가스 배출 유도부 상에 위치할 수 있다.The cover part may be located on the gas discharge guide part.
상기 전극 리드의 돌출 방향에 수직인 방향을 기준으로, 상기 커버부의 길이는 상기 가스 배출 유도부의 길이와 동일하거나 이보다 클 수 있다.Based on a direction perpendicular to the protruding direction of the electrode lead, a length of the cover part may be equal to or greater than a length of the gas discharge guide part.
상기 전극 리드의 돌출 방향에 수직인 방향을 기준으로, 상기 커버부의 길이는 상기 리드 필름의 길이와 동일하거나 이보다 작을 수 있다.Based on a direction perpendicular to the protruding direction of the electrode lead, a length of the cover part may be equal to or smaller than a length of the lead film.
상기 가스 배출 유도부는 상기 커버부의 중심과 대응되는 부분에 위치할 수 있다.The gas discharge guide part may be located at a portion corresponding to the center of the cover part.
상기 전극 리드의 돌출 방향을 기준으로, 상기 커버부의 단부가 상기 리드 필름의 단부보다 외측에 있을 수 있다.Based on the protruding direction of the electrode lead, an end of the cover part may be outside an end of the lead film.
상기 전극 리드의 돌출 방향을 기준으로, 상기 전극 리드의 단부는 상기 커버부의 단부보다 외측에 있을 수 있다.Based on the protruding direction of the electrode lead, an end of the electrode lead may be outside an end of the cover part.
상기 커버부는 상기 실링부를 기준으로 상기 리드 필름과 멀어지는 방향으로 절곡되어 있을 수 있다.The cover part may be bent in a direction away from the lead film based on the sealing part.
상기 가스 배출 유도부는 상기 전극 리드의 돌출 방향을 따라 연장되어 있고, 상기 전지케이스의 외측에 인접한 상기 가스 배출 유도부의 단부는 상기 리드 필름으로 감싸져 있을 수 있다.The gas discharge guide portion may extend along a protruding direction of the electrode lead, and an end portion of the gas discharge guide portion adjacent to an outer side of the battery case may be wrapped with the lead film.
상기 전지케이스의 내측에 인접한 상기 가스 배출 유도부의 단부는 상기 전지케이스 내부에 노출되어 있을 수 있다. An end of the gas discharge guide part adjacent to the inside of the battery case may be exposed inside the battery case.
상기 가스 배출 유도부와 상기 리드 필름 사이의 계면에 가스 배출 경로가 형성될 수 있다.A gas discharge path may be formed at an interface between the gas discharge guide part and the lead film.
상기 가스 배출 유도부와 상기 리드 필름 사이의 접착력은 상기 리드 필름과 전극 리드 사이의 접착력 또는 상기 리드 필름과 상기 실링부 사이의 접착력보다 작을 수 있다.An adhesive force between the gas discharge guide part and the lead film may be smaller than an adhesive force between the lead film and the electrode lead or between the lead film and the sealing part.
상기 가스 배출 유도부는 폴리이미드 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 중 적어도 하나로 이루어진 필름층일 수 있다.The gas discharge guide part may be a film layer made of at least one of polyimide and polyethylene terephthalate.
상기 가스 배출 유도부는 액상 레진으로 이루어진 코팅층일 수 있다.The gas discharge guide part may be a coating layer made of liquid resin.
상기 가스 배출 유도부는 산화칼슘(CaO), 염화리튬(LiCl), 실리카(SiO2), 산화 바륨(BaO), 바륨(Ba), 및 칼슘(Ca) 중 적어도 하나를 포함하는 게터(getter) 소재를 더 포함할 수 있다.The gas discharge inducer is a getter material including at least one of calcium oxide (CaO), lithium chloride (LiCl), silica (SiO 2 ), barium oxide (BaO), barium (Ba), and calcium (Ca). may further include.
상기 가스 배출 유도부는 상기 전극 리드 상에 위치하고, 상기 가스 배출 유도부와 상기 전극 리드 사이에 접착층이 형성되어 있을 수 있다.The gas discharge guide part may be positioned on the electrode lead, and an adhesive layer may be formed between the gas discharge guide part and the electrode lead.
상기 가스 배출 유도부와 상기 리드 필름 사이의 접착력은 상기 접착층과 상기 가스 배출 유도부 사이의 접착력 및 상기 접착층과 상기 전극 리드 사이의 접착력보다 작을 수 있다.An adhesive force between the gas discharge induction part and the lead film may be smaller than an adhesive force between the adhesive layer and the gas discharge induction part and an adhesive force between the adhesive layer and the electrode lead.
상기 접착층은 접착성 테이프 또는 접착성 바인더로 이루어질 수 있다.The adhesive layer may be made of an adhesive tape or an adhesive binder.
상기 리드 필름의 가스 투과도(permeability)는 60℃에서 20 내지 60 barrer일 수 있다.Gas permeability of the lead film may be 20 to 60 barrer at 60°C.
상기 리드 필름의 수분 침투량은 25℃, 50 %RH에서 10년간 0.02 g 내지 0.2 g일 수 있다.Moisture permeation of the lead film may be 0.02 g to 0.2 g for 10 years at 25° C. and 50% RH.
상기 가스 배출 유도부의 가스 투과도는 60℃에서 40 barrer 이상일 수 있다.Gas permeability of the gas discharge guide part may be 40 barrer or more at 60°C.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈은 상기에서 설명한 전지셀을 포함한다.A battery module according to another embodiment of the present invention includes the battery cell described above.
실시예들에 따르면, 본 발명은 전지케이스가 실링부로부터 연장되어 있고, 리드 필름 상에 위치하는 커버부를 포함하는 전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈을 제공하여, 절연 성능 및 가스 배출 성능이 향상될 수 있다. According to embodiments, the present invention provides a battery cell and a battery module including the battery case extending from the sealing portion and including a cover portion positioned on a lead film, so that insulation performance and gas discharge performance are improved. can
구체적으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 가스 배출 유도부와 리드 필름 사이의 계면에 가스 배출 경로를 형성할 수 있어, 상대적으로 제조 공정이 용이하면서도 전지셀 내 가스가 효과적으로 외부를 향해 배출될 수 있다. Specifically, according to one aspect of the present invention, a gas discharge path can be formed at the interface between the gas discharge induction unit and the lead film, so that the gas in the battery cell can be effectively discharged to the outside while the manufacturing process is relatively easy. .
본 발명의 다른 측면에 따르면, 커버부는 리드 필름의 단부보다 외측에 위치할 수 있어, 커버부 단부의 단면에 대한 절연 성능을 향상시킬 수 있다. 전지케이스의 내압 상승에 따라 가스 배출 경로에 크랙이 발생되는 경우에도, 커버부 단부의 단면은 가스 배출 경로보다 외측에 위치하여, 가스 배출 경로 외부로 누설되는 전해액과 접하지 않을 수 있고, 이에 따른 절연 성능 또한 향상될 수 있다.According to another aspect of the present invention, the cover part may be located outside the end of the lead film, so that insulation performance of the end surface of the cover part may be improved. Even when a crack is generated in the gas discharge path due to an increase in the internal pressure of the battery case, the end surface of the cover part is located outside the gas discharge path, so it may not come into contact with the electrolyte leaking out of the gas discharge path. Insulation performance can also be improved.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 가스 배출 유도부의 형상을 조절하여, 가스 배출 유도부의 가스 배출 성능 및 리드 필름의 내구성 및 기밀성을 제어할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 가스 배출 유도부의 형상을 달리하여, 제조 공정을 간이하게 하고, 비용적으로 절감할 수 있다. According to another aspect of the present invention, the gas discharge performance of the gas discharge guide portion and the durability and airtightness of the lead film may be controlled by adjusting the shape of the gas discharge guide portion. In addition, by changing the shape of the gas discharge guide unit as needed, the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 리드 필름의 가스 투과도 및 수분 침투량을 소정 범위로 함으로써, 전지셀의 내부에서 발생하는 가스를 배출하면서 외부로부터의 수분 침투를 방지하기에 더욱 효과적일 수 있다.According to another aspect of the present invention, by setting the gas permeability and moisture penetration of the lead film within a predetermined range, it may be more effective to prevent moisture penetration from the outside while discharging gas generated inside the battery cell.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effect of the present invention is not limited to the above-mentioned effects, and effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the accompanying drawings.
도 1은 종래의 전지셀의 상면도이다.
도 2는 도 1에서 a-a' 축을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀의 상면도이다.
도 4는 도 3의 이점쇄선 영역을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3의 A-A' 축을 따라 자른 단면도이다.
도 6은 가스 배출 유도부의 다양한 형상을 도시한다.
도 7은 도 5의 이점쇄선 영역을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7의 리드 필름과 가스 배출 유도부의 계면 사이에 형성된 가스 배출 경로를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8의 가스 배출 경로 중 일부에 발생된 크랙(Crack)으로 인해 전해액이 누설되는 것을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀에서, 도 3의 A-A' 축을 따라 자른 단면도이다.
도 11은 도 10의 이점쇄선 영역을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 12는 도 11의 리드 필름과 가스 배출 유도부의 계면 사이에 형성된 가스 배출 경로를 나타낸 도면이다.
도 13은 도 12의 가스 배출 경로 중 일부에 발생된 크랙으로 인해 전해액이 누설되는 것을 나타내는 도면이다.
도 14는 비교예에 따른 도 1의 a-a'축을 따라 자른 단면도이다.
도 15는 도 14의 이점쇄선 영역을 확대하고, 도 14의 가스 배출 경로 중 일부에 발생된 크랙으로 인해 전해액이 누설되는 것을 나타내는 도면이다.1 is a top view of a conventional battery cell.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the aa′ axis in FIG. 1 .
3 is a top view of a battery cell according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an enlarged view of the dotted-dashed line region of FIG. 3 .
5 is a cross-sectional view taken along the AA′ axis of FIG. 3 .
6 shows various shapes of the gas discharge guide part.
FIG. 7 is an enlarged view of the two-dot chain line area of FIG. 5 .
FIG. 8 is a view showing a gas discharge path formed between the interface of the lead film of FIG. 7 and the gas discharge induction unit.
FIG. 9 is a view illustrating leakage of electrolyte due to cracks generated in some of the gas discharge paths of FIG. 8 .
10 is a cross-sectional view taken along the AA′ axis of FIG. 3 in a battery cell according to another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an enlarged view of the dotted-dot chain line area of FIG. 10 .
FIG. 12 is a view showing a gas discharge path formed between the interface of the lead film of FIG. 11 and the gas discharge induction unit.
FIG. 13 is a view illustrating leakage of electrolyte due to cracks generated in some of the gas discharge paths of FIG. 12 .
14 is a cross-sectional view taken along the a-a′ axis of FIG. 1 according to a comparative example.
FIG. 15 is a view illustrating leakage of electrolyte solution due to cracks generated in a part of a gas discharge path in FIG. 14 by enlarging the dotted-dashed line area of FIG.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, the present invention is not necessarily limited to the shown bar. In the drawings, the thickness is shown enlarged to clearly express the various layers and regions. And in the drawings, for convenience of explanation, the thicknesses of some layers and regions are exaggerated.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that it may further include other components, not excluding other components unless otherwise stated.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.In addition, throughout the specification, when it is referred to as "planar image", it means when the target part is viewed from above, and when it is referred to as "cross-sectional image", it means when a cross section of the target part cut vertically is viewed from the side.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 전지셀에 대해 설명하고자 한다. 다만, 여기서 전지셀의 일 단부를 기준으로 설명될 것이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 전지셀의 반대 단부인 경우에도 동일하거나 유사한 내용으로 설명될 수 있다.Hereinafter, a battery cell according to an embodiment of the present invention will be described. However, this will be described based on one end of the battery cell, but is not necessarily limited thereto, and may be described with the same or similar content even in the case of the opposite end of the battery cell.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀의 상면도이다. 3 is a top view of a battery cell according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀(100)은, 전극조립체(110)가 수납부(210)에 장착되고, 외주변이 밀봉되어 있는 구조의 실링부(250)를 포함하는 전지케이스(200); 전극조립체(110)에 포함된 전극탭(150)과 전기적으로 연결되고, 실링부(250)를 경유하여 전지케이스(200)의 외측 방향으로 돌출되어 있는 전극 리드(300); 및 전극 리드(300)의 상부 및 하부 중 적어도 하나에서, 실링부(250)에 대응되는 부분에 위치하는 리드 필름(400)을 포함한다. 예를 들어, 전지셀(100)은 X축을 따르는 방향에 장변을 가지고 Y축을 따르는 방향에 단변을 가지며 Z축 방향으로는 X축이나 Y축 길이에 비해 작은 두께를 가짐으로써, 대략 직사각형 판상형 셀일 수 있다. 전지셀(100)의 단변측에 전극 리드(300)가 형성되어 있을 수 있다. 이러한 전지셀(100)은 Z축 방향으로 집적하여 여러 개의 전지셀(100)을 면대면 적층하여 에너지 밀도를 높이기에 효율적인 구조이다. The
전극조립체(110)는 젤리-롤형(권취형), 스택형(적층형), 또는 복합형(스택/폴딩형)의 구조로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로, 전극조립체(110)는 양극, 음극, 이들 사이에 배치되는 분리막으로 이루어질 수 있다. The
전극 리드(300)는 전극조립체(110)에 포함된 전극탭(150)과 전기적으로 연결되고, 실링부(250)를 경유하여 전지케이스(200)의 외측 방향으로 돌출되어 있다. 또한, 리드 필름(400)은 전극 리드(300)의 상부 및 하부 중 적어도 하나에서, 실링부(250)에 대응되는 부분에 위치한다. 이에 따라, 리드 필름(400)은 실링부(250)와 함께 열 융착 또는 프레스 융착 시 전극 리드(300)에서 쇼트가 발생하는 것을 방지하면서도, 실링부(250)와 전극 리드(300)의 밀봉성을 향상시킬 수 있다.The
도 3을 참조하면, 리드 필름(400)은 전극 리드(300) 보다 넓은 폭을 가질 수 있다. 여기서, 리드 필름(400)의 폭은 전극 리드(300)의 돌출 방향(X축 방향)과 직교하는 방향(Y축 방향)에서 리드 필름(400)의 일단과 타단 사이의 거리의 최대값을 의미하고, 전극 리드(300)의 폭은 전극 리드(300)의 돌출 방향과 직교하는 방향에서 전극 리드(300)의 일단과 타단 사이의 거리의 최대값을 의미한다. Referring to FIG. 3 , the
리드 필름(400)은 전극 리드(300)의 돌출 방향을 기준으로 실링부(250)의 길이보다 큰 길이를 가지고, 전극 리드(300)의 길이보다 작은 길이를 가질 수 있다. 여기서, 리드 필름(400)의 길이는 전극 리드(300)의 돌출 방향에서의 리드 필름(400)의 일단과 타단 사이의 거리의 최대값을 의미한다. 실링부(250)의 길이는 전극 리드(300)의 돌출 방향에서의 실링부(250)의 일단과 타단 사이의 거리의 최대값을 의미한다. 전극 리드(300)의 길이란, 전극 리드(300)의 돌출 방향에서의 전극 리드(300)의 일단과 타단 사이의 거리의 최대값을 의미한다. 이에 따라, 리드 필름(400)은 전극 리드(300)의 전기적 연결을 방해하지 않으면서도, 전극 리드(300)의 측면이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.The
전지케이스(200)는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트일 수 있다. 보다 구체적으로, 전지케이스(200)는 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 최외각을 이루는 외측 수지층, 물질의 관통을 방지하는 차단성 금속층, 및 밀봉을 위한 내측 수지층으로 구성될 수 있다. 일 예로, 상기 차단성 금속층은 알루미늄 물질로 이루어질 수 있다. The
여기서, 전지케이스(200)는 상기 라미네이트 시트를 소정의 형상에 따라 재단하여 제조될 수 있고, 전지케이스(200)의 모서리는 상기 외측 수지층, 상기 차단성 금속층, 및 상기 내측 수지층의 단면이 외부로 노출되어 있을 수 있다. 여기서, 재단 방식은 레이저 재단, 나이프 재단, 및 금형 타발 등의 방식이 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 일반적으로 라미네이트 시트의 재단 시 적용되는 재단 방식 또한 본 실시예에 포함될 수 있다.Here, the
다만, 전지케이스(200)에서, 전지케이스(200)의 모서리에 노출되어 있는 상기 차단성 금속층은 외부 물질 혹은 전해액과 접하게 되는 경우, 전기 회로를 형성하여 화재로 이어질 수 있는 문제가 있다. 이에 따라, 본 실시예는 전지케이스(200)의 모서리에 노출되어 있는 상기 차단성 금속층에 대한 절연성을 확보할 필요가 있다.However, in the
도 4는 도 3의 이점쇄선 영역을 확대하여 나타낸 도면이다. 도 5는 도 3의 A-A' 축을 따라 자른 단면도이다.FIG. 4 is an enlarged view of the dotted-dashed line region of FIG. 3 . 5 is a cross-sectional view taken along the A-A' axis of FIG. 3;
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에서, 리드 필름(400)에 가스 배출 유도부(450)가 삽입되어 있고, 전지케이스(200)는 실링부(250)로부터 연장되어 있는 커버부(270)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5 , in this embodiment, the gas
여기서, 실링부(250)와 커버부(270)는 서로 일체화되어 있을 수 있다. 보다 구체적으로, 전지케이스(200)에서 수납부(210)와 커버부(270) 사이를 열 융착 또는 프레스 융착함에 따라, 수납부(210)와 커버부(270) 사이에 실링부(250)가 형성되어 있을 수 있다. Here, the sealing
또한, 커버부(270)는 실링부(250)로부터 연장되어 있고, 전지케이스(200)의 외측 방향으로 돌출되어 있을 수 있다. 보다 구체적으로, 커버부(270)는 리드 필름(400) 상에 위치하는 실링부(250)로부터 연장되어 있을 수 있다. 즉, 커버부(270)는 리드 필름(400) 상에 위치할 수 있다. 여기서, 실링부(250)를 기준으로, 커버부(270)는 리드 필름(400)이 전지케이스(200)의 외측 방향으로 돌출되어 있는 방향과 동일한 방향으로 연장되어 있을 수 있다.In addition, the
또한, 커버부(270)는 가스 배출 유도부(450) 상에 위치할 수 있다. 보다 구체적으로, 커버부(270)는 리드 필름(400)을 사이에 둔 채로 가스 배출 유도부(450) 상에 위치할 수 있다. 다르게 말하면, 커버부(270)는 리드 필름(400)에서 가스 배출 유도부(450)가 위치하는 부분과 대응되는 부분에 위치할 수 있다. 즉, 커버부(270)는 리드 필름(400)에서 가스 배출 유도부(450)가 위치하는 부분을 커버할 수 있다. 전지케이스(200)를 재단할 때에 커버부(270)가 실링부(250)보다 X축 방향으로 길어지도록 재단을 함으로써 가스 배출 유도부(450)가 위치하는 부분을 커버할 수 있는 커버부(270)를 마련할 수가 있다.Also, the
일 예로, 가스 배출 유도부(450)는 커버부(270)의 중심과 대응되는 부분에 위치할 수 있다. 다르게 말하면, 가스 배출 유도부(450)의 중심선과 커버부(270)의 중심선이 서로 일치할 수 있다.For example, the gas
이상의 구성에 따라, 본 실시예에서, 커버부(270)는 리드 필름(400)의 가스 배출 유도부(450) 상에 위치할 수 있어, 리드 필름(400)과 가스 배출 유도부(450)에 의해 형성되는 가스 배출 경로 중 전지케이스(200)의 외측에 노출되어 있는 부분을 커버할 수 있다. 다시 말해, 전지케이스(200)의 재단면이 가스 배출 경로 부위를 덮을 수 있게 된다. According to the above configuration, in the present embodiment, the
도 4를 참조하면, 전극 리드(300)의 돌출 방향에 수직인 방향을 기준으로, 커버부(270)의 길이는 가스 배출 유도부(450)의 길이와 동일하거나 이보다 클 수 있다. 여기서, 커버부(270)의 길이는 전극 리드(300)의 돌출 방향과 직교하는 방향에서 커버부(270)의 일단과 타단 사이의 거리의 최대값을 의미한다. 가스 배출 유도부(450)의 길이는 전극 리드(300)의 돌출 방향과 직교하는 방향에서 가스 배출 유도부(450)의 일단과 타단 사이의 거리의 최대값을 의미한다.Referring to FIG. 4 , the length of the
이에 따라, 커버부(270)는 리드 필름(400)에서 전지케이스(200)의 외측에 위치하는 가스 배출 유도부(450)의 부분을 모두 커버할 수 있다. 즉, 리드 필름(400)과 가스 배출 유도부(450)에 의해 형성되는 가스 배출 경로 중 전지케이스(200)의 외측에 노출되어 있는 부분 전체를 효과적으로 커버할 수 있다.Accordingly, the
일 예로, 전극 리드(300)의 돌출 방향에 수직인 방향을 기준으로, 커버부(270)의 길이는 리드 필름(400)의 길이와 동일하거나 이보다 작을 수 있다. 여기서의 리드 필름(400)의 길이는 전극 리드(300)의 돌출 방향과 직교하는 방향에서 리드 필름(400)의 일단과 타단 사이의 거리의 최대값을 의미한다. 즉, 커버부(270)는 리드 필름(400)이 위치하는 부분 중 일부나 전체를 커버할 수 있다.For example, based on a direction perpendicular to the protruding direction of the
이상의 구성에 따라, 본 실시예에서, 커버부(270)는 리드 필름(400)과 유사한 크기를 가질 수 있어, 가스 배출 유도부(450)가 위치하는 부분을 효과적으로 커버하면서도, 전지셀(100)의 공간 효율성을 높일 수 있다. According to the above configuration, in this embodiment, the
다만, 커버부(270)의 크기는 이에 한정되는 것은 아니며, 앞서 상술한 바와 같이 가스 배출 유도부(450)가 위치하는 부분을 커버할 수 있는 크기라면 본 실시예에 포함될 수 있다.However, the size of the
도 4 및 도 5를 참조하면, 전극 리드(300)의 돌출 방향을 기준으로, 커버부(270)의 단부가 리드 필름(400)의 단부보다 외측에 있을 수 있다. 다르게 말하면, 커버부(270)의 단부는 실링부(250)로부터 연장되어 있고, 리드 필름(400)의 단부보다 외측을 향하는 방향으로 연장되어 있을 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5 , the end of the
보다 구체적으로, 커버부(270)는 실링부(250)를 기준으로 리드 필름(400)과 멀어지는 방향(Z축 방향)으로 절곡되어 있을 수 있다. 여기서, 커버부(270)가 실링부(250)를 기준으로 절곡되어 있는 각도는, 실링부(250)가 융착됨에 따라 발생되는 각도일 수 있다. 다만, 커버부(270)가 실링부(250)를 기준으로 절곡되어 있는 각도는, 필요에 따라 실링부(250)가 융착됨에 따라 발생되는 각도보다 작거나 크게 조절될 수 있다.More specifically, the
이에 따라, 본 실시예에서, 커버부(270)는 리드 필름(400)의 단부보다 외측에 위치할 수 있어, 커버부(270) 단부의 단면에 대한 절연 성능을 향상시킬 수 있다. 즉, 전지케이스(200)의 내압 상승에 따라 상기 가스 배출 경로에 크랙(Crack)이 발생되는 경우에도, 커버부(270) 단부의 단면은 상기 가스 배출 경로보다 외측에 위치하여, 상기 가스 배출 경로 외부로 누설되는 전해액과 접하지 않을 수 있고, 이에 따른 절연 성능 또한 향상될 수 있다. 다시 말해, 가스 배출 경로 부위의 전지케이스(200)를 길게 재단하여, 전지케이스(200)의 재단면이 가스 배출 경로를 충분히 덮어주어, 전해액이 누설되더라도 전지케이스(200)의 재단면에 노출된 차단성 금속층과 누설된 전해액이 닿지 않게 되므로, 전기 회로를 형성하지 않아 절연 성능을 유지할 수 있다. Accordingly, in the present embodiment, the
또한, 전극 리드(300)의 돌출 방향을 기준으로, 전극 리드(300)의 단부는 커버부(270)의 단부보다 외측에 있을 수 있다. 다르게 말하면, 커버부(270)의 단부는 실링부(250)로부터 연장되어 있고, 전극 리드(300)의 단부보다 짧게 연장되어 있을 수 있다. Also, based on the protruding direction of the
이에 따라, 본 실시예에서, 전극 리드(300)의 단부가 커버부(270)의 단부보다 외측에 있어, 커버부(270)는 절연 성능을 향상시키면서도 전극 리드(300)와 다른 구성 요소와의 전기적 연결을 방해하지 않을 수 있다.Accordingly, in the present embodiment, the end of the
도 4 및 도 5를 참조하면, 가스 배출 유도부(450)는 전극 리드(300)의 돌출 방향을 따라 연장되어 있을 수 있다. 보다 구체적으로, 가스 배출 유도부(450)에서, 전지케이스(200)의 외측에 인접한 가스 배출 유도부(450)의 단부는 리드 필름(400)으로 감싸져 있을 수 있다. 다르게 말하면, 전지케이스(200)의 외측에 인접한 가스 배출 유도부(450)의 단부는 전지케이스(200) 외부로 노출되어 있지 않을 수 있다. Referring to FIGS. 4 and 5 , the gas
또한, 전지케이스(200)의 내측에 인접한 가스 배출 유도부(450)의 단부는 전지케이스(200) 내부에 노출되어 있을 수 있다. 다르게 말하면, 전지케이스(200)의 내측에 인접한 가스 배출 유도부(450)의 단부는 리드 필름(400)의 단부와 동일한 수직선 상에 위치하거나, 리드 필름(400)의 단부에 비해 전지케이스(200) 내측에 위치할 수 있다.In addition, an end of the gas
이에 따라, 리드 필름(400)에서, 전지케이스(200)의 외측에 인접한 가스 배출 유도부(450)의 일 단부는 전지케이스(200)의 외측에 노출되어 있지 않아, 리드 필름(400)과 실링부(250)에 의한 전지케이스(200)의 밀봉력이 향상될 수 있다. 이와 더불어, 리드 필름(400)에서, 전지케이스(200)의 내측에 인접한 가스 배출 유도부(450)의 단부가 전지케이스(200) 내측에 노출되어 있어, 가스 배출 유도부(450)에 의해 형성된 가스 배출 경로는 전지셀(100) 내에서 발생된 가스가 용이하게 유입되고, 외부를 향해 효과적으로 배출될 수 있다. Accordingly, in the
도 5를 더 참조하면, 가스 배출 유도부(450)의 상면에 있는 리드 필름(400)의 두께(H, Z축 방향으로의 높이)는 100 ㎛ 내지 300 ㎛, 또는 100 ㎛ 내지 200 ㎛일 수 있다. 리드 필름(400)의 두께(H)가 전술한 범위를 만족하는 경우, 전지케이스(200) 내부의 가스가 외부로 배출되기 더욱 용이할 수 있다.Referring further to FIG. 5 , the
또한 도 5를 참조하면, 전극 리드(300)의 돌출 방향을 기준으로, 가스 배출 유도부(450)의 전면을 감싸는 리드 필름(400)의 폭(W)은 2 mm 이상, 또는 2 mm 내지 3 mm일 수 있다. 리드 필름(400)의 폭(W)이 전술한 범위를 만족하는 경우, 전지케이스(200) 내부에서 발생한 가스가 외부로 배출되는 과정에서 리드 필름(400)이 되도록이면 찢어지지 않도록 할 수 있다.Referring to FIG. 5 , based on the protruding direction of the
또한, 상기 가스 배출 유도부(450)의 두께(D)는 50 ㎛ 내지 150 ㎛일 수 있다. 상기 가스 배출 유도부(450)의 두께가 전술한 범위를 만족하는 경우, 전지케이스(200) 내부의 가스가 외부로 배출되기 더욱 용이할 수 있다. 도 6은 가스 배출 유도부의 다양한 형상을 도시한다. 가스 배출 유도부(450)는 전지케이스(200) 내부의 가스를 배출하기 위하여 소정 패턴으로 형성될 수 있다. In addition, the thickness (D) of the gas
일 예로, 가스 배출 유도부(450)는 도 4와 같이, 전극 리드(300)의 돌출 방향을 따라 연장되어 있는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 가스 배출 유도부(450)는 도 6의 (a)와 같이 원형, 도 6의 (b)와 같이 타원형, 그 밖에도 선형, 곡선형 등의 다양한 형상을 가질 수 있다.For example, the gas
다른 일 예로, 가스 배출 유도부(450)는 도 6의 (c)와 같이 전극 리드(300)의 돌출 방향을 따라 연장되어 있는 제1 가스 배출 유도부(450a)와 전극 리드(300)의 돌출 방향에 수직인 방향으로 연장되어 있는 제2 가스 배출 유도부(450b)를 포함할 수 있다. 특히, 상기 제1 가스 배출 유도부(450a)와 상기 제2 가스 배출 유도부(450b)는 서로 연결되어 있을 수 있다. 여기서, 상기 제2 가스 배출 유도부(450b)는 도 6의 (c)와 같이 실링부(250)를 기준으로 실링부(250)의 외측으로 리드 필름(400)의 내측에 위치하거나, 도 6의 (d)와 같이 실링부(250)를 기준으로 실링부(250)의 내측으로 리드 필름(400)의 외측에 위치할 수 있다. 또는, 상기 제2 가스 배출 유도부(450b)는 도 6의 (e)와 같이 실링부(250)를 기준으로 리드 필름(400)의 외측과 리드 필름(400)의 내측에 모두 위치할 수 있다. 다만, 가스 배출 유도부(450)의 형상은 상술한 내용에 한정되지 않으며, 리드 필름(400)에 적절한 형상으로 삽입되어 있을 수 있다. 이에 따라, 리드 필름(400)에 삽입되어 있는 가스 배출 유도부(450)의 형상을 조절하여, 가스 배출 유도부(450)의 가스 배출 성능 및 리드 필름(400)의 내구성 및 기밀성을 제어할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 가스 배출 유도부(450)의 형상을 달리하여, 제조 공정을 간이하게 하고, 비용적으로 절감할 수 있다. As another example, the gas
일 예로, 가스 배출 유도부(450)는 도 4와 같이 리드 필름(400)에 하나만 포함되어 있을 수 있다. 다른 일 예로, 가스 배출 유도부(450)는 리드 필름(400) 내에 복수 개 삽입되어 있고, 서로 이격되어 위치할 수도 있다.For example, only one gas
이에 따라, 리드 필름(400)에 삽입되어 있는 가스 배출 유도부(450)의 개수를 조절하여, 가스 배출 유도부(450)의 가스 배출 성능 및 리드 필름(400)의 내구성 및 기밀성을 제어할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 가스 배출 유도부(450)의 개수를 최소화하여, 제조 공정을 간이하게 하고, 비용적으로 절감할 수 있다. Accordingly, the gas discharge performance of the gas
도 7은 도 5의 이점쇄선 영역을 확대하여 나타낸 도면이다. 도 8은 도 7의 리드 필름과 가스 배출 유도부의 계면 사이에 형성된 가스 배출 경로를 나타낸 도면이다. 도 9는 도 8의 가스 배출 경로 중 일부에 발생된 크랙으로 인해 전해액이 누설되는 것을 나타내는 도면이다.FIG. 7 is an enlarged view of the two-dot chain line area of FIG. 5 . FIG. 8 is a view showing a gas discharge path formed between the interface of the lead film of FIG. 7 and the gas discharge induction unit. FIG. 9 is a view illustrating leakage of electrolyte due to cracks generated in some of the gas discharge paths of FIG. 8 .
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에서, 가스 배출 유도부(450)와 리드 필름(400) 사이의 계면에 가스 배출 경로가 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 7 및 도 8에서와 같이, 상기 가스 배출 경로는 가스 배출 유도부(450)와 리드 필름(400) 사이의 계면 중 적어도 일부가 전지케이스(200)에서 발생된 가스의 압력에 의해 서로 이격되어 있는 공간을 의미할 수 있다. 도 8에서 가스의 이동 경로는 점선 화살표로 나타내었다. 즉, 도 8의 점선 화살표 방향과 같이, 상기 가스 배출 경로는 가스 배출 유도부(450)와 리드 필름(400) 사이의 계면에서 서로 이격되어 있는 공간으로 가스가 유입 및 외부로 배출되는 경로를 의미할 수 있다. Referring to FIGS. 7 and 8 , in this embodiment, a gas discharge path may be formed at an interface between the gas
여기서, 가스 배출 유도부(450)와 리드 필름(400) 사이의 접착력은 리드 필름(400)과 전극 리드(300) 사이의 접착력 또는 리드 필름(400)과 실링부(250) 사이의 접착력보다 작을 수 있다. 보다 구체적으로, 전지셀(100) 내에서 발생된 가스에 의해 전지케이스(200) 내부의 압력이 상승하는 경우, 가스 배출 유도부(450)와 리드 필름(400) 사이의 계면의 접착력은 리드 필름(400)과 다른 구성 요소 사이의 접착력보다 상대적으로 낮아, 도 8과 같이 가스 배출 유도부(450)와 리드 필름(400) 사이의 계면 중 적어도 일부는 전지셀(100)에서 발생된 가스의 압력에 의해 서로 이격될 수 있다.Here, the adhesive force between the gas
즉, 본 실시예는 가스 배출 유도부(450)와 리드 필름(400) 사이의 상대적으로 낮은 접착력으로 인해, 가스 배출 유도부(450)와 리드 필름(400) 사이가 박리되면서 가스 배출 유도부(450)와 리드 필름(400) 사이의 계면에 형성된 상기 가스 배출 통로에 전지셀(100) 내부의 가스가 유입될 수 있고, 이러한 가스 배출 통로를 따라 가스가 이동하여 최종적으로는 리드 필름(400)을 거쳐 배출될 수 있다. 상기 가스 배출 통로에 유입된 가스는 외부와의 압력 차이에 따라 외부를 향해 배출될 수 있다. That is, in the present embodiment, due to the relatively low adhesive force between the gas
다만, 상기 가스 배출 경로는 도 8과 같이 가스 배출 유도부(450)의 상면과 리드 필름(400) 사이의 계면 및 가스 배출 유도부(450)의 하면과 리드 필름(400) 사이의 계면이 모두가 이격되어 있는 경우뿐 아니라, 가스 배출 유도부(450)의 상면과 리드 필름(400) 사이의 계면 또는 가스 배출 유도부(450)의 하면과 리드 필름(400) 사이의 계면이 이격되어 있는 경우 또한 포함할 수 있다.However, in the gas discharge path, as shown in FIG. 8 , the interface between the upper surface of the gas
일 예로, 가스 배출 유도부(450)는 폴리이미드(PI) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 중 적어도 하나로 이루어진 필름층일 수 있다. 다른 일 예로, 가스 배출 유도부(450)는 액상 레진으로 이루어진 코팅층일 수 있다. 다만, 가스 배출 유도부(450)의 형태 혹은 이를 구성하는 물질은 이에 한정된 것은 아니며, 가스 배출 유도부(450)와 리드 필름(400) 사이의 계면의 접착력이 리드 필름(400)과 다른 구성 요소 사이의 접착력보다 상대적으로 낮게 할 수 있는 형태 혹은 물질이라면 본 실시예에 포함될 수 있다. For example, the gas
이에 따라, 본 실시예에 따른 전지셀은, 가스 배출 유도부(450)와 리드 필름(400) 사이의 상대적으로 낮은 접착력을 통해 가스 배출 유도부(450)와 리드 필름(400) 사이의 계면에 가스 배출 경로를 형성할 수 있어, 상대적으로 제조 공정이 용이하면서도 전지셀(100) 내 가스가 효과적으로 외부를 향해 배출될 수 있다.Accordingly, the battery cell according to the present embodiment discharges gas at the interface between the gas
또한 도 4와 도 5를 다시 참조하면, 전극 리드(300)의 돌출 방향을 기준으로, 가스 배출 유도부(450)의 일단부는 실링부(250)의 내측면보다 내측에 위치할 수 있다. 본 명세서에서, 상기 실링부(250)의 내측면이란, 전지케이스(200)의 내부와 인접한 실링부(250)의 단부를 의미하고, 실링부(250)의 내측면보다 내측에 위치한다는 것은 실링부(250)의 내측면보다 전지케이스(200) 내부 방향에 위치한다는 것을 의미한다. 가스 배출 유도부(450)의 일단부가 실링부(250)의 내측면보다 내측에 위치하는 경우, 실링부(250)에 의해 간섭받지 않아, 가스 배출 유도부(450)에 가스가 유입되기 보다 용이할 수 있다.Referring again to FIGS. 4 and 5 , based on the protruding direction of the
또한, 전극 리드(300)의 돌출 방향을 기준으로, 가스 배출 유도부(450)의 타단부는 실링부(250)의 외측면보다 외측에 위치할 수 있다. 본 명세서에서, 상기 실링부(250)의 외측면이란, 전지케이스(200)의 외부와 인접한 실링부(250)의 단부를 의미하고, 실링부(250)의 외측면보다 외측에 위치한다는 것은 실링부(250)의 외측면보다 전지케이스(200) 외부 방향에 위치한다는 것을 의미한다. 예를 들면, 실링부(250)의 외측면과 가스 배출 유도부(450)의 타단부 사이에 간격(P)을 두는 것이다. 이와 같이 가스 배출 유도부(450)의 타단부가 실링부(250)의 외측면보다 외측에 위치하는 경우, 가스 배출 유도부(450)에 유입된 가스가 외부로 배출되기 보다 용이할 수 있다. 예컨대, 가스 배출 유도부(450)의 타단부가 실링부(250)에 의해 간섭받지 않아, 가스 배출 유도부(450)에 유입된 가스가 외부로 배출되기 보다 용이할 수 있다.In addition, based on the protruding direction of the
이에 따라, 전지셀(100) 내부에서 발생된 가스는 가스 배출 유도부(450)를 향해 배출되고, 가스 배출 유도부(450)에 유입된 가스는 도 8에 도시한 바와 같이 외부를 향해 용이하게 배출될 수 있다. 또한, 전지셀(100) 내부에서 발생된 가스의 외부 배출량 또한 증가될 수 있다. 이와 같이 하여, 전지케이스(200) 내부에서 발생된 가스가 가스 배출 유도부(450) 내로 용이하게 유입되면서도 가스 배출 유도부(450) 외부로 더욱 용이하게 배출될 수 있다. Accordingly, the gas generated inside the
뿐만 아니라, 도 8에 도시한 바와 같이, 가스 배출 유도부(450)에 유입된 가스는 가스 배출 유도부(450) 상의 리드 필름(400)을 거쳐 Z축 방향을 따라 배출되기가 특히 용이할 수 있다. 예컨대, 가스 배출 유도부(450)의 타단부는 실링부(250)의 외측면보다 외측에 위치하는 경우, 가스 배출 유도부(450)에 유입된 가스는 가스 배출 유도부(450)의 타단부와 실링부(250)의 외측면 사이의 리드 필름(400) 부분에서 Z축 방향을 따라 배출될 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이 가스 배출 유도부(450)의 상면에 있는 리드 필름(400)의 두께(H)는 100 ㎛ 내지 300 ㎛일 수 있고, 전극 리드(300)의 돌출 방향을 기준으로, 가스 배출 유도부(450)의 전면을 감싸는 리드 필름(400)의 폭(W)은 2 mm 이상, 또는 2 mm 내지 3 mm일 수 있다. 상기와 같이 가스 배출 유도부(450)의 타단부를 실링부(250)의 외측면보다 외측에 위치하게 하는 경우 가스는 리드 필름(400) 중에서도 상대적으로 얇은 부분인 Z축 방향에 놓인 부분을 통해 배출될 수 있는 것이다. 따라서, 가스 배출이 더욱 용이하다. 뿐만 아니라, 가스 배출이 일어날 때 가스 배출 경로를 실링부(250)가 전부 막게 되면 가스 배출이 원활하지 않으므로, 예로 든 바와 같이 실링부(250)의 외측면과 가스 배출 유도부(450)의 타단부 사이에 간격(P)을 둠으로써 가스 배출을 원활하게 하는 효과가 있다. In addition, as shown in FIG. 8 , the gas flowing into the gas
도 9를 참조하면, 본 실시예에서, 가스 배출 유도부(450)와 리드 필름(400) 사이의 계면에 형성된 가스 배출 경로는, 일정 시간이 경과되면 리드 필름(400) 중 일부에 크랙이 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 가스 배출 경로에 지속적으로 전지셀(100) 내부의 가스가 유입 및 배출되는 경우, 전지케이스(200)의 외측에 인접한 리드 필름(400)의 단부 부분이 구조적으로 취약해질 수 있다. 가스 배출 유도부(450)의 전면을 감싸는 리드 필름(400)의 폭(W)을 2 mm 이상으로 하여 리드 필름(400)이 찢어지는 것을 방지하도록 하더라도 전지셀(100) 사용이 계속됨에 따라 리드 필름에 크랙이 형성될 수도 있는 것이다. 그러할 경우 상기 크랙을 통해 전지셀(100) 내부의 전해액(50)이 외부로 누설될 수 있다. Referring to FIG. 9 , in the present embodiment, in the gas discharge path formed at the interface between the gas
여기서, 도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 전지셀(100)에서, 커버부(270)는 리드 필름(400)의 단부보다 외측에 위치할 수 있고, 커버부(270)의 단부는 상기 가스 배출 경로의 단부보다 외측에 위치할 수 있다. 이에 따라, 본 실시예는 설사 크랙이 발생되어 전해액(50)이 누설되더라도 상기 가스 배출 경로 외부로 누설되는 전해액과 커버부(270) 단부의 단면이 접하지 않을 수 있다. Here, referring to FIGS. 7 to 9 , in the
도 9에 도시한 바와 같이, 크랙을 통해 전해액(50)이 누설되더라도 누설된 전해액은 커버부(270)의 내측 수지층 쪽에 위치하고 커버부(270) 단부의 단면에 노출된 차단성 금속층까지는 닿기 어렵다. 즉, 커버부(270) 단부의 단면에 노출되어 있는 상기 차단성 금속층이 상기 가스 배출 경로 외부로 누설되는 전해액과 접하지 않을 수 있어, 상기 차단성 금속층과 상기 전해액 사이의 전기 회로가 형성되는 것을 방지할 수 있고, 이에 따른 절연 성능 및 안전성 또한 향상될 수 있다.As shown in FIG. 9, even if the
또한, 가스 배출 유도부(450)는 외부에서 유입되는 수분 또는 내부에서 발생된 불산을 흡수 또는 흡착 기능을 가지는 물질을 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 가스 배출 유도부(450)는 게터(getter) 소재를 더 포함할 수 있다. 여기서, 게터(Getter) 소재란 화학적으로 활성화된 금속막에 의하여 기체가 흡착되는 작용을 이용하여 진공배기를 할 수 있는 소재를 의미할 수 있다. 일 예로, 상기 게터 소재는, 산화칼슘(CaO), 염화리튬(LiCl), 실리카(SiO2), 산화 바륨(BaO), 바륨(Ba), 및 칼슘(Ca) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다른 일 예로, 상기 게터 소재는 금속유기골격체(MOF, Metal Organic Framework)의 구조를 가질 수 있다. 다만, 상기 게터 소재는 이에 한정되는 것은 아니며, 일반적으로 게터 소재로 분류되는 모든 종류의 소재가 포함할 수 있다. In addition, the gas
이에 따라, 본 실시예에서, 가스 배출 유도부(450)는 수분 또는 불산을 흡수 또는 흡착 가능한 물질을 더 포함하여, 가스 배출 유도부(450)는 전지셀(100) 외부에서 전지셀(100) 내부로 유입되는 수분 또는 불산의 침투도를 보다 최소화할 수 있으면서도, 전지셀(100) 내부에서 발생된 가스를 외부로 보다 용이하게 배출시킬 수 있다.Accordingly, in this embodiment, the gas
본 발명의 일 실시양태에서, 상기 가스 배출 유도부(450)의 가스 투과도(permeability)가 60℃에서 40 barrer 이상일 수 있다. 예컨대, 상기 가스 배출 유도부(450)의 이산화탄소 투과도가 전술한 범위를 만족할 수 있다. In one embodiment of the present invention, gas permeability of the gas
예를 들어, 가스 배출 유도부(450)는 전술한 가스 투과도 값을 만족하도록 하는 폴리올레핀 계열, 불소 계열, 및 다공성 세라믹 계열 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. 상기 폴리올레핀계 계열 물질은, 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리에틸렌(Polyethylene) 및 폴리비닐디플로라이드(Polyvinyldifluoride, PVDF)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 소재를 포함할 수 있다. 상기 불소 계열 물질은 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene) 및 폴리비닐리덴 플로라이드(Polyvinylidene fluoride)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 소재를 포함할 수 있다. For example, the gas
본 발명의 일 실시양태에서, 상기 리드 필름(400)의 가스 투과도가 60℃에서 20 내지 60 barrer, 또는 30 내지 40 barrer일 수 있다. 예컨대, 상기 리드 필름(400)의 이산화탄소 투과도가 전술한 범위를 만족할 수 있다. 또한, 리드 필름(400)의 두께(H) 200 ㎛ 기준으로 가스 투과도가 60℃에서 전술한 범위를 만족할 수 있다. 상기 리드 필름(400)의 가스 투과도가 전술한 범위를 만족하는 경우, 전지셀의 내부에서 발생하는 가스가 배출되기 더욱 효과적일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the gas permeability of the
본 명세서에서, 가스 투과도는 ASTM F2476-20으로 측정할 수 있다. In this specification, gas permeability can be measured according to ASTM F2476-20.
본 발명의 일 실시양태에서, 상기 리드 필름(400)의 수분 침투량이 25℃, 50 %RH에서 10년간 0.02 g 내지 0.2 g, 또는 0.02 g 내지 0.04 g, 또는 0.06 g 또는 0.15 g일 수 있다. 상기 리드 필름(400)의 수분 침투량이 전술한 범위를 만족하는 경우, 상기 리드 필름(400)으로부터 유입되는 수분의 침투를 방지하기 더욱 효과적일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the moisture permeation amount of the
본 발명의 일 실시양태에서, 상기 리드 필름(400)이 가스 투과도가 60℃에서 20 내지 60 barrer이면서 수분 침투량이 25℃, 50 %RH에서 10년간 0.02 g 내지 0.2 g일 수 있다. 상기 리드 필름(400)의 가스 투과도 및 수분 침투량이 전술한 범위를 만족하는 경우, 전지셀(100)의 내부에서 발생하는 가스를 배출하면서 외부로부터의 수분 침투를 방지하기 더욱 효과적일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
상기 리드 필름(400)의 수분 침투량은 ASTM F 1249 방식을 채택하여 측정할 수 있다. 이 때, MCOON사에서 공식인증된 장비를 사용하여 측정할 수 있다.The moisture permeation amount of the
본 발명의 일 실시양태에서, 상기 리드 필름(400)은 폴리올레핀 계열의 소재, 에폭시, 및 폴리염화비닐(PVC) 중 적어도 하나로 이루어진 접착 조성물로 이루어질 수 있다. 상기 폴리올레핀 계열의 소재는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등일 수 있다. 예컨대, 상기 리드 필름(400)은 전술한 가스 투과도 및/또는 수분 침투량 값을 만족하는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the
또한, 리드 필름(400)은 상술한 소재로 이루어져, 전지셀(100)의 기밀성을 유지할 수 있고, 내부 전해액의 누액 또한 방지할 수 있다.In addition, since the
이하에서는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀에 대해 설명한다. 다만, 본 실시예에 따른 전지셀, 앞서 상술한 전지셀(100)과 대부분 동일하게 설명될 수 있고, 가스 배출 유도부(450)에 대하여 전지셀(100)과 차이점이 있는 부분을 중심으로 설명한다.Hereinafter, a battery cell according to another embodiment of the present invention will be described. However, the battery cell according to this embodiment may be described in the same way as the
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀에서, 도 3의 A-A' 축을 따라 자른 단면도이다.10 is a cross-sectional view of a battery cell according to another embodiment of the present invention, taken along the A-A' axis of FIG.
도 4 및 도 10을 참조하면, 본 실시예는 도 5와 달리, 가스 배출 유도부(450')가 전극 리드(300') 상에 위치할 수 있다. 보다 구체적으로, 가스 배출 유도부(450')와 전극 리드(300') 사이에는 별도의 리드 필름(400')이 위치하지 않을 수 있다. 즉, 가스 배출 유도부(450')는 전극 리드(300')와 인접한 리드 필름(400')의 일면 내에 삽입되어 있고, 전극 리드(300')와 인접하게 위치할 수 있다. 다르게 말하면, 본 실시예는 가스 배출 유도부(450')가 전극 리드(300') 상에 부착 또는 고정한 후에 가스 배출 유도부(450')의 외면을 리드 필름(400')이 감싸는 구조일 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 10 , unlike FIG. 5 , in the present embodiment, the gas discharge induction unit 450' may be positioned on the electrode lead 300'. More specifically, a separate lead film 400' may not be positioned between the gas discharge inducing unit 450' and the electrode lead 300'. That is, the gas discharge guide 450' may be inserted into one side of the lead film 400' adjacent to the electrode lead 300' and positioned adjacent to the electrode lead 300'. In other words, the present embodiment may have a structure in which the lead film 400' covers the outer surface of the gas discharge induction unit 450' after the gas discharge induction unit 450' is attached or fixed on the electrode lead 300'.
이에 따라, 가스 배출 유도부(450')가 전극 리드(300')와 인접하게 위치함에 따라, 가스 배출 유도부(450')를 감싸는 리드 필름(400')의 두께 또한 상대적으로 줄어들 수 있어, 제조 비용이 절감되면서 제조 공정이 용이하다는 이점이 있다.Accordingly, as the gas discharge induction unit 450' is positioned adjacent to the electrode lead 300', the thickness of the lead film 400' surrounding the gas discharge induction unit 450' may also be relatively reduced, resulting in manufacturing cost. While this is reduced, there is an advantage in that the manufacturing process is easy.
또한, 가스 배출 유도부(450')와 전극 리드(300') 사이에 접착층(470')이 형성되어 있을 수 있다. 여기서, 접착층(470')은 가스 배출 유도부(450')와 전극 리드(300') 사이의 계면을 따라 연장되어 있을 수 있다. 이 때, 접착층(470')은 가스 배출 유도부(450')와 전극 리드(300') 사이의 계면 전체 혹은 일부에 형성되어 있을 수 있다.In addition, an adhesive layer 470' may be formed between the gas discharge guide part 450' and the electrode lead 300'. Here, the adhesive layer 470' may extend along an interface between the gas discharge induction unit 450' and the electrode lead 300'. At this time, the adhesive layer 470' may be formed on all or part of the interface between the gas discharge induction unit 450' and the electrode lead 300'.
일 예로, 접착층(470')은 접착성 테이프 또는 접착성 바인더로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 가스 배출 유도부(450')와 전극 리드(300') 사이를 서로 고정시킬 수 있는 접착 성능을 가진 물질이라면 제한되지 않고 적용될 수 있다.For example, the adhesive layer 470' may be formed of an adhesive tape or an adhesive binder. However, it is not limited thereto, and any material having adhesive performance capable of fixing the gas discharge guide 450' and the electrode lead 300' to each other may be applied without limitation.
이에 따라, 가스 배출 유도부(450')는 접착층(470')에 의해 전극 리드(300')에 안정적으로 고정될 수 있다. 즉, 가스 배출 유도부(450')와 전극 리드(300') 사이는 상대적으로 높은 접착력을 가지는 접착층(470')이 형성되어 있어, 전지셀(100)의 내압 상승에 따른 박리를 방지할 수 있고, 전지셀(100)의 실링 강도또한 보다 향상될 수 있다.Accordingly, the gas discharge guide 450' can be stably fixed to the electrode lead 300' by the adhesive layer 470'. That is, an adhesive layer 470' having a relatively high adhesive strength is formed between the gas discharge induction unit 450' and the electrode lead 300', so that peeling due to an increase in internal pressure of the
도 11은 도 10의 이점쇄선 영역을 확대하여 나타낸 도면이다. 도 12는 도 11의 리드 필름과 가스 배출 유도부의 계면 사이에 형성된 가스 배출 경로를 나타낸 도면이다. 도 13은 도 12의 가스 배출 경로 중 일부에 발생된 크랙으로 인해 전해액이 누설되는 것을 나타내는 도면이다.FIG. 11 is an enlarged view of the dotted-dot chain line area of FIG. 10 . FIG. 12 is a view showing a gas discharge path formed between the interface of the lead film of FIG. 11 and the gas discharge induction unit. FIG. 13 is a view illustrating leakage of electrolyte due to cracks generated in some of the gas discharge paths of FIG. 12 .
도 11 내지 도 13을 참조하면, 본 실시예는 도 7 내지 도 9와 유사하게, 가스 배출 유도부(450')와 리드 필름(400') 사이의 계면에 대해서는 가스 배출 경로가 형성될 수 있다. 다만, 본 실시예는 도 7 내지 도 9와 달리. 가스 배출 유도부(450')가 전극 리드(300')에 인접하게 위치하고, 가스 배출 유도부(450')와 전극 리드(300') 사이에 접착층(470')이 형성되어 있어, 가스 배출 유도부(450')와 전극 리드(300') 사이의 계면에 대해서는 가스 배출 경로가 형성되지 않을 수 있다. 도 12에서 가스의 이동 경로는 점선 화살표로 나타내었다. Referring to FIGS. 11 to 13 , similar to FIGS. 7 to 9 , a gas discharge path may be formed at an interface between the gas discharge induction unit 450' and the lead film 400'. However, this embodiment is different from FIGS. 7 to 9. The gas discharge induction unit 450' is located adjacent to the electrode lead 300', and the adhesive layer 470' is formed between the gas discharge induction unit 450' and the electrode lead 300', so that the gas discharge induction unit 450 ') and the electrode lead 300' may not form a gas discharge path. In FIG. 12 , a gas movement path is indicated by a dotted line arrow.
보다 구체적으로, 본 실시예에서, 가스 배출 유도부(450')와 리드 필름(400')사이의 접착력은 접착층(470')과 가스 배출 유도부(450') 사이의 접착력 및/또는 접착층(470')과 전극 리드(300') 사이의 접착력보다 작을 수 있다.More specifically, in this embodiment, the adhesive force between the gas discharge induction part 450' and the lead film 400' is the adhesive force between the adhesive layer 470' and the gas discharge induction part 450' and/or the
보다 구체적으로, 본 실시예에서 전지셀(100) 내부의 압력이 상승하는 경우, 가스 배출 유도부(450')와 리드 필름(400') 사이의 계면의 접착력은 리드 필름(400')과 다른 구성 요소 사이의 접착력보다 상대적으로 작아, 도 12와 같이 가스 배출 유도부(450')와 리드 필름(400') 사이의 계면 중 적어도 일부는 전지셀(100) 내부 압력에 의해 서로 이격될 수 있다. More specifically, in the present embodiment, when the pressure inside the
이와 더불어, 본 실시예에서, 가스 배출 유도부(450')와 리드 필름(400') 사이의 계면의 접착력은 가스 배출 유도부(450') 사이의 접착력 및/또는 접착층(470')과 전극 리드(300') 사이의 접착력보다 작아, 전지셀(100) 내부 압력 증가 시 가스 배출 유도부(450')와 전극 리드(400') 사이의 계면이 박리되는 것을 방지할 수 있다.In addition, in this embodiment, the adhesive strength of the interface between the gas discharge induction unit 450' and the lead film 400' is the adhesive strength between the gas discharge induction unit 450' and/or the adhesive layer 470' and the electrode lead ( 300'), it is possible to prevent the interface between the gas discharge guide part 450' and the electrode lead 400' from being peeled off when the internal pressure of the
즉, 본 실시예는 가스 배출 유도부(450')와 리드 필름(400') 사이의 계면에 대해서만 박리되어 가스 배출 경로를 형성할 수 있어, 가스 배출 경로에 의한 가스 배출 성능을 유지하면서도 전지셀(100)의 실링 강도를 높일 수 있다. 또한, 높은 실링 강도에 따라, 전지셀(100) 내 발생된 가스가 외부로 배출될 때의 벤트(vent) 압력 또한 보다 높아질 수 있고, 안전성 또한 보다 향상될 수 있다.That is, in the present embodiment, only the interface between the gas discharge guide 450' and the lead film 400' can be separated to form a gas discharge path, and the battery cell ( 100) can increase the sealing strength. In addition, according to the high sealing strength, the vent pressure when the gas generated in the
이와 더불어, 본 실시예는, 가스 배출 경로가 가스 배출 유도부(450')와 리드 필름(400') 사이의 계면에 대해서만 형성될 수 있고, 상기 가스 배출 경로는 도 13과 같이 크랙이 발생되더라도, 전지셀(100) 내부의 전해액(50)이 커버부(270)가 위치하는 방향으로 배출되도록 유도할 수 있다. 즉, 이에 따른 절연 성능 및 안전성 또한 보다 향상될 수 있다.In addition, in this embodiment, the gas discharge path can be formed only at the interface between the gas discharge induction unit 450' and the lead film 400', and even if the gas discharge path is cracked as shown in FIG. 13, The
이하에서는, 본 발명의 비교예에 따른 전지셀을 중심으로 설명한다. 비교예의 경우, 도 3 내지 도 9에 따른 실시예와 비교하여 설명될 것이나, 도 10 내지 도 13에 따른 실시예의 경우에도 동일하게 비교하여 설명될 수 있다.Hereinafter, the battery cell according to the comparative example of the present invention will be mainly described. In the case of a comparative example, description will be made in comparison with the embodiment according to FIGS. 3 to 9 , but the embodiment according to FIGS. 10 to 13 can be compared and described in the same way.
도 14는 비교예에 따른 도 1의 a-a'축을 따라 자른 단면도이다. 도 15는 도 14의 이점쇄선 영역을 확대하고, 도 14의 가스 배출 경로 중 일부에 발생된 크랙으로 인해 전해액이 누설되는 것을 나타내는 도면이다.14 is a cross-sectional view taken along the a-a′ axis of FIG. 1 according to a comparative example. FIG. 15 is a view illustrating leakage of electrolyte solution due to cracks generated in a part of a gas discharge path in FIG. 14 by enlarging the dotted-dashed line area of FIG.
도 14 및 도 15를 참조하면, 비교예에 따른 전지셀(10)에 관한 것으로, 비교예는 본 실시예와 같이 가스 배출 유도부(45)가 포함되어 있는 구성을 제외하고는, 도 1 및 도 2의 전지셀(10)과 동일하게 설명될 수 있다. 이하에서는, 가스 배출 유도부(45)를 중심으로 설명한다.14 and 15, it relates to a
도 14를 참조하면, 비교예에 따른 전지셀(10)은 가스 배출 유도부(45)가 위치한 리드 필름(40) 상에 실링부(25)가 형성되어 있고, 도 3 내지 도 9와 달리, 실링부(25)의 단부로부터 연장되어 있는 별도의 구성요소가 포함되어 있지 않다. 즉, 실링부(25)의 단면이 외부로 노출되어 있을 수 있고, 특히 실링부(25)의 단면은 리드 필름(40)과 가스 배출 유도부(45)에 의해 형성되는 가스 배출 경로 상에 위치할 수 있다.Referring to FIG. 14, the
도 15를 참조하면, 비교예에 따른 전지셀(10)의 경우에도, 도 9와 같이 일정 시간이 경과됨에 따라 리드 필름(40) 중 일부에 크랙이 발생될 수 있고, 상기 크랙을 통해 전지셀(10) 내부의 전해액(50)이 외부로 누설될 수 있다. Referring to FIG. 15 , even in the case of the
그러나, 비교예에 따른 전지셀(10)의 경우, 실링부(25)의 단면은 리드 필름(40)과 가스 배출 유도부(45)에 의해 형성되는 가스 배출 경로 상에 위치하여, 실링부(25)의 단면과 상기 가스 배출 경로 외부로 누설되는 전해액이 도 15와 같이 서로 접할 수 있다. 즉, 실링부(25)의 단면에 노출되어 있는 상기 차단성 금속층이 상기 가스 배출 경로 외부로 누설되는 전해액과 접할 수 있어, 상기 차단성 금속층과 상기 전해액 사이의 전기 회로가 형성되고, 이에 따른 화재가 발생되는 등 안전성이 크게 저하될 수 있다. However, in the case of the
이와 달리, 도 3 내지 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 전지셀(100)은, 가스 배출 유도부(450) 상에 위치하는 실링부(250)로부터 커버부(270)가 연장되어 있고, 커버부(270)의 단부가 상기 가스 배출 경로의 단부보다 외측에 위치할 수 있다. 즉, 비교예와 달리, 본 실시예는 리드 필름(400) 중 일부에 크랙이 발생되더라도, 크랙에서 누설되는 전해액이 커버부(270)의 단부에 접하지 않을 수 있어, 커버부(270)의 단부와 상기 전해액 사이의 전기 회로가 형성되는 것을 방지할 수 있고, 이에 따른 절연 성능 및 안전성 또한 향상될 수 있다. 3 to 9, in the
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈은 상기에서 설명한 전지셀을 포함한다. 한편, 본 실시예에 따른 전지 모듈은 하나 또는 그 이상이 팩 케이스 내에 패키징되어 전지팩을 형성할 수도 있다. A battery module according to another embodiment of the present invention includes the battery cell described above. Meanwhile, one or more of the battery modules according to the present embodiment may be packaged in a pack case to form a battery pack.
앞에서 설명한 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩을 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리 범위에 속한다. The battery module described above and the battery pack including the battery module may be applied to various devices. Such devices may be applied to means of transportation such as electric bicycles, electric vehicles, hybrid vehicles, etc., but the present invention is not limited thereto and is applicable to various devices capable of using a battery module and a battery pack including the same, which is also applicable to the present invention. Belongs to the scope of the right of invention.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also provided. It falls within the scope of the right of invention.
100: 전지셀
110: 전극조립체
200: 전지케이스
210: 수납부
250: 실링부
270: 커버부
300: 전극 리드
400: 리드 필름
450: 가스 배출 유도부100: battery cell
110: electrode assembly
200: battery case
210: storage unit
250: sealing part
270: cover part
300: electrode lead
400: lead film
450: gas discharge induction unit
Claims (22)
상기 전극조립체에 포함된 전극탭과 전기적으로 연결되고, 상기 실링부를 경유하여 상기 전지케이스의 외측 방향으로 돌출되어 있는 전극 리드; 및
상기 전극 리드의 상부 및 하부 중 적어도 하나에서, 상기 실링부에 대응되는 부분에 위치하는 리드 필름을 포함하고,
상기 리드 필름에 가스 배출 유도부가 삽입되어 있고,
상기 전지케이스는 상기 실링부로부터 연장되어 있는 커버부를 포함하고,
상기 커버부는 상기 리드 필름 상에 위치하고, 상기 전지케이스의 외측 방향으로 돌출되어 있는 전지셀.A battery case including a sealing part having an outer periphery sealed in which the electrode assembly is mounted in the receiving part;
an electrode lead electrically connected to an electrode tab included in the electrode assembly and protruding outward from the battery case via the sealing part; and
A lead film positioned at a portion corresponding to the sealing portion in at least one of the upper and lower portions of the electrode lead,
A gas discharge guide is inserted into the lead film,
The battery case includes a cover portion extending from the sealing portion,
The battery cell wherein the cover portion is located on the lead film and protrudes outward from the battery case.
상기 커버부는 상기 가스 배출 유도부 상에 위치하는 전지셀.In paragraph 1,
The cover portion is a battery cell located on the gas discharge induction portion.
상기 가스 배출 유도부는 상기 커버부의 중심에 대응되는 부분에 위치하는 전지셀.In paragraph 2,
The gas discharge induction unit is a battery cell located in a portion corresponding to the center of the cover unit.
상기 전극 리드의 돌출 방향에 수직인 방향을 기준으로, 상기 커버부의 길이는 상기 가스 배출 유도부의 길이와 동일하거나 이보다 큰 전지셀.In paragraph 2,
Based on a direction perpendicular to the protruding direction of the electrode lead, the length of the cover portion is equal to or greater than the length of the gas discharge induction portion battery cell.
상기 전극 리드의 돌출 방향에 수직인 방향을 기준으로, 상기 커버부의 길이는 상기 리드 필름의 길이와 동일하거나 이보다 작은 전지셀.In paragraph 4,
Based on a direction perpendicular to the protruding direction of the electrode lead, the length of the cover portion is equal to or smaller than the length of the lead film.
상기 전극 리드의 돌출 방향을 기준으로, 상기 커버부의 단부가 상기 리드 필름의 단부보다 외측에 있는 전지셀.In paragraph 1,
A battery cell in which an end of the cover part is outside an end of the lead film based on a protruding direction of the electrode lead.
상기 전극 리드의 돌출 방향을 기준으로, 상기 전극 리드의 단부는 상기 커버부의 단부보다 외측에 있는 전지셀.In paragraph 6,
Based on the protruding direction of the electrode lead, the end of the electrode lead is outside the battery cell than the end of the cover portion.
상기 커버부는 상기 실링부를 기준으로 상기 리드 필름과 멀어지는 방향으로 절곡되어 있는 전지셀.In paragraph 6,
The battery cell wherein the cover portion is bent in a direction away from the lead film based on the sealing portion.
상기 가스 배출 유도부는 상기 전극 리드의 돌출 방향을 따라 연장되어 있고, 상기 전지케이스의 외측에 인접한 상기 가스 배출 유도부의 단부는 상기 리드 필름으로 감싸져 있는 전지셀.In paragraph 1,
The battery cell of claim 1 , wherein the gas discharge guide portion extends along a protruding direction of the electrode lead, and an end portion of the gas discharge guide portion adjacent to an outer side of the battery case is wrapped with the lead film.
상기 전지케이스의 내측에 인접한 상기 가스 배출 유도부의 단부는 상기 전지케이스 내부에 노출되어 있는 전지셀.In paragraph 9,
An end portion of the gas discharge guide part adjacent to the inside of the battery case is exposed inside the battery case.
상기 가스 배출 유도부와 상기 리드 필름 사이의 계면에 가스 배출 경로가 형성되는 전지셀.In paragraph 1,
A battery cell in which a gas discharge path is formed at an interface between the gas discharge guide part and the lead film.
상기 가스 배출 유도부와 상기 리드 필름 사이의 접착력은 상기 리드 필름과 전극 리드 사이의 접착력 또는 상기 리드 필름과 상기 실링부 사이의 접착력보다 작은 전지셀. In paragraph 11,
The adhesive force between the gas discharge guide part and the lead film is smaller than the adhesive force between the lead film and the electrode lead or the adhesive force between the lead film and the sealing part.
상기 가스 배출 유도부는 폴리이미드 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 중 적어도 하나로 이루어진 필름층인 전지셀.In paragraph 12,
The battery cell wherein the gas discharge induction unit is a film layer made of at least one of polyimide and polyethylene terephthalate.
상기 가스 배출 유도부는 액상 레진으로 이루어진 코팅층인 전지셀.In paragraph 12,
The battery cell wherein the gas discharge induction part is a coating layer made of liquid resin.
상기 가스 배출 유도부는 산화칼슘(CaO), 염화리튬(LiCl), 실리카(SiO2), 산화 바륨(BaO), 바륨(Ba), 및 칼슘(Ca) 중 적어도 하나를 포함하는 게터(getter) 소재를 더 포함하는 전지셀.In paragraph 12,
The gas discharge inducer is a getter material including at least one of calcium oxide (CaO), lithium chloride (LiCl), silica (SiO 2 ), barium oxide (BaO), barium (Ba), and calcium (Ca). A battery cell further comprising a.
상기 가스 배출 유도부는 상기 전극 리드 상에 위치하고, 상기 가스 배출 유도부와 상기 전극 리드 사이에 접착층이 형성되어 있는 전지셀.In paragraph 1,
The battery cell wherein the gas discharge induction unit is located on the electrode lead, and an adhesive layer is formed between the gas discharge induction unit and the electrode lead.
상기 가스 배출 유도부와 상기 리드 필름 사이의 접착력은 상기 접착층과 상기 가스 배출 유도부 사이의 접착력 및 상기 접착층과 상기 전극 리드 사이의 접착력 중 적어도 어느 하나보다 작은 전지셀. In clause 16,
The battery cell of claim 1 , wherein an adhesive force between the gas discharge induction unit and the lead film is smaller than at least one of an adhesive force between the adhesive layer and the gas discharge induction unit and an adhesive force between the adhesive layer and the electrode lead.
상기 접착층은 접착성 테이프 또는 접착성 바인더로 이루어지는 전지셀.In paragraph 17,
The adhesive layer is a battery cell made of an adhesive tape or an adhesive binder.
상기 리드 필름의 가스 투과도(permeability)가 60℃에서 20 내지 60 barrer인 전지셀.In paragraph 1,
A battery cell in which the gas permeability of the lead film is 20 to 60 barrer at 60 ° C.
상기 리드 필름의 수분 침투량이 25℃, 50 %RH에서 10년간 0.02 g 내지 0.2 g인 전지셀.In paragraph 1,
A battery cell having a water permeation amount of the lead film of 0.02 g to 0.2 g for 10 years at 25 ° C. and 50 % RH.
상기 가스 배출 유도부의 가스 투과도가 60℃에서 40 barrer 이상인 전지셀.In paragraph 1,
A battery cell in which the gas permeability of the gas discharge induction unit is 40 barrer or more at 60 ° C.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/KR2022/009789 WO2023282634A1 (en) | 2021-07-06 | 2022-07-06 | Battery cell and battery module comprising same |
US18/266,703 US20240106070A1 (en) | 2021-07-06 | 2022-07-06 | Battery Cell And Battery Module Comprising Same |
CN202280007386.1A CN116529945A (en) | 2021-07-06 | 2022-07-06 | Battery unit and battery module comprising same |
EP22837986.3A EP4243177A1 (en) | 2021-07-06 | 2022-07-06 | Battery cell and battery module comprising same |
JP2023537194A JP2024501512A (en) | 2021-07-06 | 2022-07-06 | Battery cells and battery modules containing them |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210088729 | 2021-07-06 | ||
KR20210088729 | 2021-07-06 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230007954A true KR20230007954A (en) | 2023-01-13 |
Family
ID=84900175
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020220081995A KR20230007954A (en) | 2021-07-06 | 2022-07-04 | Battery cell and battery module including the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20230007954A (en) |
-
2022
- 2022-07-04 KR KR1020220081995A patent/KR20230007954A/en active Search and Examination
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP4195379A1 (en) | Battery cell, manufacturing method therefor, and battery module comprising same | |
KR102616196B1 (en) | Battery cell and battery module including the same | |
KR20230118535A (en) | Battery cell and battery module including the same | |
US20230344043A1 (en) | Battery Cell and Battery Module Including the Same | |
KR102612573B1 (en) | Battery cell and battery module including the same | |
US11984609B2 (en) | Battery cell and battery cell manufacturing apparatus | |
KR20220158642A (en) | Battery cell and battery module including the same | |
KR20220101578A (en) | Battery cell and battery module including the same | |
KR20230007954A (en) | Battery cell and battery module including the same | |
US20240106070A1 (en) | Battery Cell And Battery Module Comprising Same | |
KR102657917B1 (en) | Battery cell and battery cell manufacturing device for manufacturing the same | |
KR102647342B1 (en) | Battery cell and battery module including the same | |
US20230411769A1 (en) | Battery Cell And Battery Cell Manufacturing Apparatus For Manufacturing Same | |
US20230402704A1 (en) | Battery Cell and Battery Module Comprising Same | |
KR102561810B1 (en) | Battery cell and battery module including the same | |
KR102498916B1 (en) | Battery cell and battery module including the same | |
US12126034B2 (en) | Battery cell and battery module comprising same | |
KR102539734B1 (en) | Battery cell and battery module including the same | |
KR102681885B1 (en) | Battery cell and battery module including the same | |
CN116529945A (en) | Battery unit and battery module comprising same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination |