KR20230046066A - Frame structure for pouch-type battery and secondary battery including same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a frame structure for a pouch-type battery including: an edge-shaped frame having a hollow for accommodating an electrode assembly; and a fixing member for fixing the electrode assembly accommodated in the hollow to the frame. The present invention can significantly reduce the risk of electrode damage due to external force.

Description

파우치형 전지용 프레임 구조체 및 이를 포함하는 이차전지{FRAME STRUCTURE FOR POUCH-TYPE BATTERY AND SECONDARY BATTERY INCLUDING SAME}Frame structure for pouch-type battery and secondary battery including the same

본 발명은 파우치형 전지용 프레임 구조체 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a frame structure for a pouch-type battery and a secondary battery including the same.

이차전지(Secondary battery)가 사용되는 범위가 소형의 전자기기부터 중대형의 전기 자동차, 에너지 저장장치 등까지 점차 확장되어 가면서, 고 용량, 고 에너지 밀도 및 긴 수명을 과제로 리튬 이차전지에 대한 연구 개발이 계속되고 있다. Research and development of lithium secondary batteries with high capacity, high energy density and long lifespan as the range of secondary batteries is gradually expanding from small electronic devices to medium and large-sized electric vehicles and energy storage devices. this is going on

상기 이차전지는 그 형상에 따라 다양하게 제조될 수 있으며, 대표적으로 형상을 기준으로　원통형,　각형,　파우치형으로 분류될 수 있다. The secondary battery may be manufactured in various ways according to its shape, and may be typically classified into a cylindrical shape, a prismatic shape, and a pouch type based on the shape.

그 중에서 파우치형 이차 전지는 양극 리드 및 음극 리드가 단부에 형성되어 있는 판상형의 전지셀 구조로, 양극, 음극 및 이들 사이에 배치되는 분리막으로 이루어진 전극조립체가 파우치 케이스 내부에 내장된 후 전해액을 넣고 진공압을 가하여 밀봉 처리되어 제조된다. 주로 상기 파우치형 이차전지는, 각 디바이스가 요구하는 출력 용량에 따라 복수의 단위셀을 적층한 구조의 스택셀 형태로 사용될 수 있다. Among them, the pouch-type secondary battery has a plate-shaped battery cell structure in which positive and negative leads are formed at the ends, and an electrode assembly consisting of a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed therebetween is built into the pouch case, and then an electrolyte is inserted into the pouch. It is manufactured by sealing by applying vacuum pressure. Mainly, the pouch-type secondary battery may be used in the form of a stacked cell structure in which a plurality of unit cells are stacked according to the output capacity required by each device.

상기 파우치형 이차 전지는 두꺼운 금속재를 사용하는 원통형이나 각형과 달리 자유롭게 벤딩(bending)이 가능하여 제품에 따른 다양한 형태 변형이 용이하여 공간 효율이 우수하며, 중량과 부피가 작고, 경제적인 제조 비용을 가짐에도 단위면적당 에너지 밀도가 높아 충전 용량이 큰 장점을 갖고 있다Unlike cylindrical or prismatic batteries that use thick metal materials, the pouch-type secondary battery can be freely bent, so it is easy to transform various shapes depending on the product, so it has excellent space efficiency, small weight and volume, and economical manufacturing cost. It has the advantage of high energy density per unit area and high charging capacity.

다만, 상기 파우치형 이차전지는 자유로운 벤딩을 통하여 형태를 유연하게 변형할 수 있는 장점을 가진 반면, 외부 충격이나 압력에 취약하여 전극 파손이 일어나기 쉽다는 점이 단점으로 지적된다. 또한 스태킹(stacking) 공정에서 파우치 내 분리막의 소재적 특성 및 분리막과 전극 적층 시 발생하는 적층 공차로 인해 치수불량이 발생할 가능성이 존재한다. 구체적으로는, 정렬(alignment) 공정 진행 시에 분리막은 말랑한 재질의 소재 특성 상 정렬 기준이 되기 어렵고, 전극은 앞서 적층된 분리막으로 인해 가려질 수 있으며, 분리막과 전극의 적층 공차로 인한 전극조립체의 치수 변화가 발생하여 정렬 기준으로 삼더라도 오차가 발생하기 쉬워 치수 불량이 발생하는 문제점이 있다.However, while the pouch-type secondary battery has the advantage of being able to flexibly change its shape through free bending, it is pointed out as a disadvantage that it is vulnerable to external impact or pressure and is prone to electrode damage. In addition, in the stacking process, there is a possibility of dimensional defects due to the material characteristics of the separator in the pouch and the lamination tolerance that occurs when the separator and the electrode are laminated. Specifically, during the alignment process, it is difficult for the separator to serve as an alignment criterion due to the nature of the soft material, the electrode may be covered by the previously stacked separator, and the lamination tolerance of the separator and electrode causes the Even if a dimensional change occurs and it is used as an alignment criterion, there is a problem in that an error easily occurs and a dimensional defect occurs.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 셀 적층체를 보호하는 둘 이상의 프레임을 조립하여 하우징을 형성하는 케이스가 제안되었으나, 구성의 수가 많고 조립이 복잡하며 정형화된 형상으로 인하여 스웰링 현상이나 다량의 전극이 적층되어 스택셀 전체 두께가 크게 증가하는 경우에 유연하게 대응할 수 없다는 점이 문제로 지적되었다.In order to solve the above problems, a case in which a housing is formed by assembling two or more frames to protect a cell stack has been proposed, but a swelling phenomenon or a large amount of electrodes are stacked due to a large number of components, complicated assembly, and a standardized shape. It has been pointed out as a problem that it cannot flexibly respond to the case where the total thickness of the stack cell greatly increases.

따라서, 파우치형 전지의 스택셀에 외부 압력이 가해지더라도 전극 파손을 방지할 수 있으며, 전극의 적층 공차에 의한 치수불량의 발생을 방지하여, 파우치형 전지의 안정성과 생산 수율을 개선할 수 있는 장치 또는 개선 방법에 대한 연구 개발이 필요한 실정이다.Therefore, it is possible to prevent electrode damage even when external pressure is applied to the stack cell of the pouch-type battery, and to prevent the occurrence of dimensional defects due to the stacking tolerance of the electrode, thereby improving the stability and production yield of the pouch-type battery. Alternatively, research and development on an improvement method is required.

일본 공개특허공보 제2019-061861호Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-061861

본 발명자들은 상기 문제를 해결하기 위하여, 전극조립체를 외부 충격으로부터 보호하고 전극과 분리막 적층시 정렬 기준이 될 수 있는 프레임 구조체를 파우치 케이스 내부에 포함하여, 전극조립체의 강도(strength)를 보강하고 치수 불량의 발생 가능성을 저하시킬 수 있는, 파우치형 전지용 프레임 구조체 및 이를 포함하는 이차전지를 제공한다.In order to solve the above problem, the present inventors have included a frame structure inside the pouch case that protects the electrode assembly from external impact and can serve as an alignment standard when stacking electrodes and separators, thereby reinforcing the strength of the electrode assembly and increasing the size and shape of the electrode assembly. A frame structure for a pouch type battery capable of reducing the possibility of occurrence of defects and a secondary battery including the same are provided.

본 발명의 제 1 측면에 따르면,According to a first aspect of the present invention,

중앙에 전극조립체를 수용하는 중공을 구비한 테두리 형상의 프레임; 및 상기 중공에 수용된 전극조립체를 상기 프레임과 고정시키는 고정부재;를 포함하는, 파우치형 전지용 프레임 구조체를 제공한다.A border-shaped frame having a hollow in the center for accommodating the electrode assembly; and a fixing member fixing the electrode assembly accommodated in the hollow to the frame.

본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 프레임은 테두리로부터 중공 방향으로 돌출되어, 상기 수용된 전극조립체를 지지하는 내부 걸림턱을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the frame may include an internal locking jaw protruding from the rim in a hollow direction to support the accommodated electrode assembly.

본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 프레임은 상기 전극조립체의 전극 탭이 외부로 노출되도록, 길이방향에 수직한 양측 테두리에 전극 탭을 끼우는 제 1 홈을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the frame may include first grooves for inserting the electrode tabs into both rims perpendicular to the longitudinal direction so that the electrode tabs of the electrode assembly are exposed to the outside.

본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 고정부재는 상기 프레임의 길이 방향에 수직한 방향으로 상기 전극조립체와 프레임을 동시에 권취함으로써 고정시키는 수단일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the fixing member may be a means for fixing the electrode assembly and the frame by simultaneously winding them in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the frame.

본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 고정부재를 둘 이상 포함하는 경우, 상기 고정부재를 상기 프레임의 길이방향 1/2 지점을 기준으로 각각 좌우 대칭으로 권취할 수 있다.In one embodiment of the present invention, when two or more fixing members are included, the fixing members may be wound symmetrically from side to side based on 1/2 points in the longitudinal direction of the frame.

본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 프레임은 상기 프레임과 상기 전극 조립체가 밀착되어 고정되도록, 길이방향과 평행한 양측 테두리에 상기 고정 부재를 끼우는 제 2 홈을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the frame may include a second groove for inserting the fixing member into both rims parallel to the longitudinal direction so that the frame and the electrode assembly are closely attached and fixed.

본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 제 2 홈은 상기 프레임의 길이방향과 평행한 양측 테두리에 대칭적으로 위치하고, 상기 프레임의 길이방향 1/2 지점을 기준으로 좌우 대칭적으로 위치할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the second groove is symmetrically located on both edges parallel to the longitudinal direction of the frame, and may be symmetrically located left and right with respect to the 1/2 point in the longitudinal direction of the frame. .

본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 파우치형 전지용 프레임 구조체는 상기 수용된 전극조립체의 상부면 및 하부면 중 적어도 일면 이상을 덮는 커버 프레임을 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the frame structure for a pouch-type battery may further include a cover frame covering at least one surface of an upper surface and a lower surface of the accommodated electrode assembly.

본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 프레임은 절연 소재를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the frame may include an insulating material.

본 발명의 제 2 측면에 따르면,According to a second aspect of the present invention,

전극조립체; 상기 파우치형 전지용 프레임 구조체; 및 상기 전극조립체와 상기 파우치형 전지용 프레임 구조체를 수용하는 파우치케이스;를 포함하는, 이차전지를 제공한다.electrode assembly; a frame structure for the pouch type battery; and a pouch case accommodating the electrode assembly and the pouch-type battery frame structure.

본 발명은 전극조립체를 보호하며 우수한 강도를 갖는 프레임 구조체를 통해 파우치형 전지가 갖는 외부 충격에 취약한 점을 보완하여, 외력에 의한 전극 파손의 위험성을 현저히 낮출 수 있다. The present invention can significantly reduce the risk of electrode damage due to external force by supplementing the vulnerability of the pouch-type battery to external impact through a frame structure that protects the electrode assembly and has excellent strength.

본 발명은 전극과 분리막 적층시 정렬 기준이 될 수 있는 프레임 구조체를 도입하여, 정렬 공정 진행 시에 프레임 구조체의 좁은 공차로 인해 치수 불량의 발생 가능성을 낮춰, 생산 공정의 수율을 개선할 수 있는 효과가 있다.The present invention introduces a frame structure that can serve as an alignment standard when stacking electrodes and separators, thereby reducing the possibility of dimensional defects due to narrow tolerances of the frame structure during the alignment process, thereby improving the yield of the production process. there is

본 발명은 프레임 구조체는 개폐형의 셀 수용공간을 갖는 구조적 특징으로 스웰링 현상으로 셀이 부풀거나 다량의 전극이 적층되어 스택셀 전체 두께가 크게 증가하는 특수한 상황에서도 우수한 강도와 치수 불량의 발생 가능성을 낮출 수 있는 효과가 있다.In the present invention, the frame structure has a structural feature of having an open-and-closed cell accommodation space, and has excellent strength and possibility of dimensional defects even in a special situation where a cell is swollen due to a swelling phenomenon or a large amount of electrodes are stacked to greatly increase the overall thickness of the stack cell. There is a lowering effect.

도 1은 프레임 구조체를 적용하기 이전인 종래의 스태킹 공정을 도식화하여 나타낸 것이다.
도 2는 프레임 구조체를 적용한 본 발명의 스태킹 공정을 도식화하여 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 프레임 구조체의 일 실시예의 (a) 사시도, (b) 평면도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 프레임 구조체의 일 실시예의 (a) 사시도 및 (b) 평면도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 프레임 구조체의 일 실시예의 (a) 사시도, (b) 평면도 및 (c) 사용예시도를 나타낸 것이다.1 schematically shows a conventional stacking process prior to applying a frame structure.
2 schematically shows the stacking process of the present invention using a frame structure.
Figure 3 shows (a) a perspective view and (b) a plan view of one embodiment of the frame structure of the present invention.
Figure 4 shows (a) a perspective view and (b) a plan view of one embodiment of the frame structure of the present invention.
5 shows (a) a perspective view, (b) a plan view, and (c) a usage example view of an embodiment of a frame structure according to the present invention.

본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실시예를 제시하지만, 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Preferred examples are presented to aid understanding of the present invention, but the following examples are provided to more easily understand the present invention, but the present invention is not limited thereto.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.In addition, the size or shape of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description, and terms specifically defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may vary depending on the intention or custom of the user or operator. may be, and the definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail.

기존 파우치형 전지 제조시, 전극 조립체가 외부 충격에 취약하여 파손 가능성이 높으며, 전극과 분리막 적층 시에 적절한 정렬 기준이 없어 적층 공차에 의한 치수 불량의 발생 가능성이 있다는 점이 한계로 지적되어 왔다.In the case of conventional pouch-type batteries, it has been pointed out as a limitation that the electrode assembly is vulnerable to external impact and is highly likely to be damaged, and there is no proper alignment standard when stacking electrodes and separators, so there is a possibility of dimensional defects due to stacking tolerance.

본 발명의 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 전극조립체를 보호하는 테두리 형상의 프레임과 고정부재를 도입하여, 강도의 보강을 통해 전극조립체를 외부 충격으로부터 보호하며, 전극과 분리막 적층 시 프레임을 기준으로 정렬하여 종래 대비 현저히 치수 불량의 발생 가능성을 감소시킬 수 있는, 파우치형 전지용 프레임 구조체 및 이를 포함하는 이차전지를 제공하기에 이르렀다.In order to solve the above problems, the inventor of the present invention introduces a frame-shaped frame and a fixing member to protect the electrode assembly, protects the electrode assembly from external impact through reinforcement of strength, and protects the electrode assembly from external impact, and the frame when the electrode and the separator are laminated. It has come to provide a frame structure for a pouch-type battery and a secondary battery including the same, which can significantly reduce the possibility of dimensional defects compared to the prior art by arranging based on.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 파우치형 전지용 프레임 구조체는 중앙에 전극조립체(40)를 수용하는 중공(11)을 구비한 테두리 형상의 프레임(10); 및 상기 중공(11)에 수용된 전극조립체(40)를 상기 프레임(10)과 고정시키는 고정부재(20);를 포함한다.In one embodiment of the present invention, the frame structure for a pouch-type battery includes a frame 10 having a frame shape having a hollow 11 accommodating the electrode assembly 40 in the center; and a fixing member 20 fixing the electrode assembly 40 accommodated in the hollow 11 to the frame 10 .

본 명세서 상에서 전극조립체는 파우치 케이스에 내장되는 것으로, 양극판, 분리막, 음극판 순서로 적층된 구조의 조립체로 정의된다.In this specification, the electrode assembly is defined as being built in a pouch case, and as an assembly having a structure in which a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate are stacked in order.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 있어서, 파우치형 전지용 프레임 구조체는 중앙에 전극조립체(40)를 수용하는 중공(11)을 구비한 테두리 형상의 프레임(10)을 포함한다. 상기 프레임(10)은 전극 조립체(40)를 수용하기 위하여 중앙에 중공(11)을 포함하는 테두리 형상일 수 있고, 바람직하게는 사각 틀 모양의 테두리 형상일 수 있으나, 전극 조립체(40)를 수용할 수 있다면 이에 특별히 제한되지 않는다.As shown in FIG. 3 , in one embodiment of the present invention, the frame structure for a pouch-type battery includes a frame 10 having a frame shape having a hollow 11 accommodating the electrode assembly 40 in the center. The frame 10 may have a frame shape including a hollow 11 in the center to accommodate the electrode assembly 40, preferably a square frame shape, but accommodate the electrode assembly 40. If it can be done, it is not particularly limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 프레임(10)은 테두리로부터 중공 방향으로 돌출되어, 상기 수용된 전극조립체(40)를 지지하는 내부 걸림턱(12)을 포함할 수 있다. 상기 프레임(10)은 전극조립체 대비 외부 충격에 강한 높은 강도(strength)를 갖는 소재로 이루어지며, 파우치형 전지에 대하여 외부 충격이 가해지는 경우 상기 수용된 전극조립체(40)를 지지하고 강도를 보완하기 위하여, 상기 프레임(10)의 내부에 수용된 전극조립체(40)를 지지할 수 있는 내부 걸림턱(12)을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 내부 걸림턱(12)이 테두리로부터 중공 방향으로 돌출된 길이는 바람직하게는 0.5 내지 1cm일 수 있고, 전극조립체(40)의 강도를 보완할 수 있는 길이라면, 이에 특별히 제한되지 않는다.In one embodiment of the present invention, the frame 10 may include an internal locking jaw 12 that protrudes from the rim in a hollow direction and supports the electrode assembly 40 accommodated therein. The frame 10 is made of a material having high strength against external impact compared to the electrode assembly, and supports the accommodated electrode assembly 40 and supplements the strength when an external impact is applied to the pouch-type battery To this end, it is preferable to include an internal locking jaw 12 capable of supporting the electrode assembly 40 accommodated inside the frame 10 . The protruding length of the inner locking jaw 12 in the hollow direction from the rim may be preferably 0.5 to 1 cm, and is not particularly limited as long as it can supplement the strength of the electrode assembly 40.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 프레임(10)은 상기 전극조립체(40)의 전극 탭이 외부로 노출되도록, 길이방향에 수직한 양측 테두리에 전극탭(41)을 끼우는 제 1 홈(13)을 포함할 수 있다. 상기 전극조립체(40)에서 외부로 노출되는 전극 탭이 양측 방향으로 노출이 필요한데, 만약 끼움 홈이 없는 경우 탭이 접혀 단락이 생기거나 유동적으로 흔들릴 수 있기 때문에 별도의 전극탭(41)의 끼움 홈인 제 1 홈(13)을 포함하여, 전극조립체(40)로부터 전극탭(41)을 외부로 노출시키면서 안정적으로 고정시킬 수 있는 효과가 있다.As shown in FIG. 3, in one embodiment of the present invention, the frame 10 has electrode tabs 41 on both edges perpendicular to the longitudinal direction so that the electrode tabs of the electrode assembly 40 are exposed to the outside. It may include a first groove 13 for inserting. The electrode tab exposed to the outside from the electrode assembly 40 needs to be exposed in both directions. If there is no fitting groove, the tab may be folded and cause a short circuit or may be flexibly shaken. Including the first groove 13, there is an effect of stably fixing the electrode tab 41 while exposing it from the electrode assembly 40 to the outside.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 파우치형 전지용 프레임 구조체는 상기 중공(11)에 수용된 전극조립체(40)를 상기 프레임(10)과 고정시키는 고정부재(20)를 포함한다.As shown in FIG. 2, in one embodiment of the present invention, the frame structure for the pouch type battery includes a fixing member 20 for fixing the electrode assembly 40 accommodated in the hollow 11 to the frame 10. include

상기 중공(11)에 수용된 전극조립체(40)의 두께는 적층된 분리막과 전극의 수에 따라 달라지거나, 사용기간 경과에 따라 전지의 외형이 변화하여 달라질 수 있다. 예를 들어, 적은 수의 분리막과 전극이 적층되어 프레임의 수용공간 높이보다 얇은 두께로 전극조립체가 제조된 경우, 많은 수의 분리막과 전극이 적층되어 프레임의 수용공간 높이보다 두꺼운 두께로 전극조립체가 제조된 경우 또는 전지의 사용기간 경과로 스웰링(swelling)현상이 발생하여 전극조립체가 부풀어 두께가 두꺼워진 경우와 같이 다양한 이유로 중공(11)에 수용되는 전극조립체(40)의 두께가 달라질 수 있다. 서로 상이한 두께를 갖는 전극조립체(40)를 프레임(10)에 고정시켜 외부 충격으로부터 보호하기 위해서, 상기 파우치형 전지용 프레임 구조체는 전극조립체(40)와 프레임(10) 간의 고정을 위한 고정부재(20)를 포함할 수 있다. 상기 고정부재(20)를 통하여, 전극조립체(40)의 두께에 상관없이 프레임(10)과 고정시킬 수 있어 외부 충격이나 외력에 의한 흔들림을 방지할 수 있는 효과가 있다.The thickness of the electrode assembly 40 accommodated in the hollow 11 may vary depending on the number of stacked separators and electrodes, or may vary due to changes in the external appearance of the battery as the period of use elapses. For example, when an electrode assembly is manufactured with a thickness smaller than the height of the accommodation space of the frame by stacking a small number of separators and electrodes, a large number of separators and electrodes are laminated to form an electrode assembly with a thickness greater than the height of the accommodation space of the frame. The thickness of the electrode assembly 40 accommodated in the hollow 11 may vary for various reasons, such as when the electrode assembly swells and becomes thick due to a swelling phenomenon occurring over a period of use of the battery or when the battery is used. . In order to secure the electrode assemblies 40 having different thicknesses to the frame 10 to protect them from external impact, the frame structure for a pouch-type battery includes a fixing member 20 for fixing the electrode assembly 40 and the frame 10. ) may be included. Through the fixing member 20, the electrode assembly 40 can be fixed to the frame 10 regardless of its thickness, so that shaking due to external impact or external force can be prevented.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 고정부재(20)는 상기 프레임(10)의 길이 방향에 수직한 방향으로 상기 전극조립체(40)와 프레임(10)을 동시에 권취함으로써 고정시키는 수단일 수 있다. 상기 고정부재(20)는 전극조립체(40)와 프레임(10)을 고정시키기 위하여 둘을 동시에 권취할 수 있는 부재일 수 있고, 예를 들어 접착성이 있는 테이프를 권취하는 방식으로 외부 외력에도 흔들림없이 전극조립체와 프레임을 고정시킬 수 있는 수단일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the fixing member 20 may be a means for fixing the electrode assembly 40 and the frame 10 by simultaneously winding them in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the frame 10. . The fixing member 20 may be a member capable of simultaneously winding the electrode assembly 40 and the frame 10 in order to fix them. For example, by winding an adhesive tape, the fixing member 20 is shaken even by an external force. It may be a means capable of fixing the electrode assembly and the frame without it.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 고정부재(20)는 탄성을 갖는 소재를 포함하여, 다양한 전극조립체 두께에 유연하게 대응하도록 소재의 탄성을 이용하여 전극조립체(40)와 프레임(10)을 동시에 가압하여 고정시키는 수단일 수 있다. 예를 들어, 탄성있는 고무 소재의 밴드를 활용하여 전극조립체와 프레임을 외부 외력에도 흔들림 없이 고정시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention, the fixing member 20 includes a material having elasticity, and uses the elasticity of the material to flexibly respond to various thicknesses of the electrode assembly to hold the electrode assembly 40 and the frame 10 together. It may be a means for fixing by pressing at the same time. For example, the electrode assembly and the frame may be fixed without being shaken even by an external force by using a band made of an elastic rubber material.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 고정부재(20)를 둘 이상 포함하는 경우, 상기 고정부재(20)를 상기 프레임의 길이방향 1/2 지점을 기준으로 각각 좌우 대칭으로 권취할 수 있다. 상기 고정부재(20)를 권취하여 전극조립체(40)와 프레임(10)을 고정하는 경우에는, 외력에 의한 보호 및 흔들림 발생 방지의 효과를 최대화하기 위하여 좌우 대칭적으로 권취하는 것이 바람직하다. 좌측 또는 우측에 편중되어 고정부재(20)를 권취하는 경우에는, 권취되지 않은 방향이나 권취 정도가 작은 방향에서 적층된 전극과 분리막이 작은 외력에도 쉽게 흔들려 손상될 수 있다.In one embodiment of the present invention, when two or more fixing members 20 are included, the fixing members 20 may be wound symmetrically left and right with respect to 1/2 points in the longitudinal direction of the frame. When the electrode assembly 40 and the frame 10 are fixed by winding the fixing member 20, it is preferable to wrap the electrode assembly 40 and the frame 10 symmetrically in order to maximize the effects of protection from external force and prevention of shaking. In the case of winding the fixing member 20 biasedly to the left or right side, the stacked electrode and separator may be easily shaken and damaged even in a small external force in an unwound direction or a direction with a small degree of winding.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 프레임(10)은 상기 프레임(10)과 상기 전극 조립체(40)가 밀착되어 고정되도록, 길이방향과 평행한 양측 테두리에 상기 고정 부재(20)를 끼우는 제 2 홈(14)을 포함할 수 있다. 상기 프레임(10)은 상기 고정부재(20)를 통하여 전극조립체(40)와 프레임(10)을 밀착하여 고정시키기 위하여, 프레임 상에 함몰되어 형성된 상기 제 2 홈(14)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 홈(14)은 끼움 홈일 수 있고, 프레임 길이방향과 평행한 양측 테두리에 각각 위치한 상기 제 2 홈(14)에 상기 고정부재(20)를 끼운 상태로, 상기 고정부재(20)를 권취하여 전극조립체(40)와 프레임(10)을 더욱 밀착시켜 고정시킬 수 있다. 또한 상기 고정부재(20)가 탄성이 있는 소재일 경우에는 상기 제 2 홈(14)에 고정부재(20)를 끼우면 탄성에 의한 강한 압력으로, 전극조립체(40)와 프레임(10)을 고정시킬 수 있는 효과가 있다.In one embodiment of the present invention, the frame 10 is provided by inserting the fixing member 20 on both rims parallel to the longitudinal direction so that the frame 10 and the electrode assembly 40 are closely attached and fixed. 2 grooves 14 may be included. The frame 10 may include the second groove 14 formed by being recessed on the frame to fix the electrode assembly 40 and the frame 10 in close contact through the fixing member 20 . The second grooves 14 may be fitting grooves, and the fixing member 20 is inserted into the second grooves 14 located on both sides parallel to the frame length direction, respectively. By winding, the electrode assembly 40 and the frame 10 may be brought into close contact and fixed. In addition, when the fixing member 20 is made of an elastic material, when the fixing member 20 is inserted into the second groove 14, the electrode assembly 40 and the frame 10 can be fixed with strong pressure due to elasticity. There are possible effects.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 2 홈(14)은 상기 프레임(10)의 길이방향과 평행한 양측 테두리에 대칭적으로 위치하고, 상기 프레임(10)의 길이방향 1/2 지점을 기준으로 좌우 대칭적으로 위치할 수 있다. 상기 제 2 홈(14)이 상기 고정부재(20)가 끼워지는 홈이라는 점에서, 상기 고정부재(20)와 마찬가지로 좌측 또는 우측에 편중되지 않고 상기 프레임(10)의 길이방향 1/2 지점을 중심으로 좌우 대칭적으로 상기 제 2 홈(14)을 포함하는 것이 전극조립체(40)를 보호하고 흔들림을 방지하는데 바람직하다.In one embodiment of the present invention, the second groove 14 is symmetrically located on both edges parallel to the longitudinal direction of the frame 10, based on the 1/2 point of the longitudinal direction of the frame 10 can be positioned symmetrically on the left and right. In that the second groove 14 is a groove into which the fixing member 20 is inserted, it is not biased to the left or right side like the fixing member 20, and the 1/2 point in the longitudinal direction of the frame 10 It is preferable to include the second groove 14 symmetrically in the center to protect the electrode assembly 40 and prevent shaking.

도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 파우치형 전지용 프레임 구조체는 상기 수용된 전극조립체(40)의 상부면 및 하부면 중 적어도 일면 이상을 덮는 커버 프레임(30)을 더 포함할 수 있다. 상기 프레임(10)에 의해 폐쇄되지 않고 개방된 전극조립체(40)의 상부면 및 하부면 중 적어도 일면 이상을 덮는 커버 프레임(30)은 상기 중공(11)에 해당하는 면적 크기의 커버로, 프레임(10)의 상부와 하부 각각을 덮는 프레임일 수 있다. 바람직하게는 상기 수용된 전극조립체(40)의 상부면 및 하부면 모두를 상기 커버 프레임(30)으로 덮을 수 있고, 이 경우 외부로 노출된 전극탭(41)을 제외한 전극조립체(40)의 모든 면에 대한 강도가 보강되어, 외부의 충격으로부터 보호하고 전극 파손을 방지하는 효과가 우수할 수 있다.As shown in FIG. 5, in one embodiment of the present invention, the frame structure for a pouch-type battery further includes a cover frame 30 covering at least one surface of the upper and lower surfaces of the accommodated electrode assembly 40. can do. The cover frame 30 covering at least one of the upper and lower surfaces of the open electrode assembly 40 that is not closed by the frame 10 is a cover having an area size corresponding to the hollow 11, the frame It may be a frame covering the upper and lower portions of (10), respectively. Preferably, both upper and lower surfaces of the accommodated electrode assembly 40 may be covered with the cover frame 30, in which case all surfaces of the electrode assembly 40 except for the electrode tab 41 exposed to the outside may be covered. The strength for is reinforced, and the effect of protecting from external impact and preventing electrode damage may be excellent.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 프레임(10)은 외력에 의해 소재의 변형이 되지 않을 정도의 강도를 갖는 것이 바람직하다. 상기 프레임(10)이 전극조립체(40)의 테두리면을 모두 보호하기 때문에 파우치형 이차전지에 외력이 가해지더라도 외력에 의해 전극조립체(40)가 파손되거나 손상되지 않도록, 상기 프레임은 예를 들어 0.2 bar 이상의 압력을 견디는 강도(Strength)를 갖는 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, it is preferable that the frame 10 has strength enough not to deform the material by an external force. Since the frame 10 protects all of the edge surfaces of the electrode assembly 40, even if an external force is applied to the pouch-type secondary battery, the electrode assembly 40 is not damaged or damaged by the external force, the frame has, for example, 0.2 It is desirable to have a strength (Strength) to withstand a pressure of bar or more.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 프레임(10)은 절연 소재를 포함할 수 있다. 상기 프레임(10)을 통한 전류의 흐름을 차단하여 파우치 내 절연층 파손 시 전극 조립체와 파우치 간의 절연을 위하여, 절연 소재를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 프레임(10)의 소재는 예를 들어, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리염화비닐(PVC), 폴리스티렌(PS), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함할 수 있으나, 이에 특별히 제한되지 않는다.In one embodiment of the present invention, the frame 10 may include an insulating material. It is preferable to use an insulating material to insulate between the electrode assembly and the pouch when the insulation layer in the pouch is damaged by blocking the flow of current through the frame 10 . The material of the frame 10 is, for example, polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) and their It may include those selected from the group consisting of combinations, but is not particularly limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 이차전지는 전극조립체; 상기 파우치형 전지용 프레임 구조체; 및 상기 전극조립체와 상기 파우치형 전지용 프레임 구조체를 수용하는 파우치케이스;를 포함한다.In one embodiment of the present invention, the secondary battery includes an electrode assembly; a frame structure for the pouch type battery; and a pouch case accommodating the electrode assembly and the frame structure for the pouch type battery.

상기 전극조립체 및 상기 파우치형 전지용 프레임 구조체에 대한 설명은 본 명세서 상에 전술한 바와 같다.Descriptions of the electrode assembly and the frame structure for the pouch-type battery are as described above in this specification.

상기 파우치케이스는 이차전지의 케이스 역할을 하는 것으로 박막의 금속 필름과 그 양면에 절연성 필름이 부착된 적층구조일 수 있고, 예를 들어 알루미늄 소재를 사용하여 자유롭게 벤딩(bending)될 수 있는 것으로, 이 분야에서 공지된 것이 사용될 수 있다.The pouch case serves as a case for a secondary battery and may have a laminated structure in which a thin metal film and an insulating film are attached to both sides thereof, and can be freely bent using, for example, aluminum material. Any known in the art may be used.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것이며, 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.All simple modifications or changes of the present invention belong to the scope of the present invention, and the specific protection scope of the present invention will be clarified by the appended claims.

10: 프레임
11: 중공
12: 내부 걸림턱
13: 제 1 홈
14: 제 2 홈
20: 고정부재
30: 커버 프레임
40: 전극조립체
41: 전극탭10: frame
11: hollow
12: internal jaw
13: first groove
14: second groove
20: fixing member
30: cover frame
40: electrode assembly
41: electrode tab

Claims (10)

중앙에 전극조립체를 수용하는 중공을 구비한 테두리 형상의 프레임; 및
상기 중공에 수용된 전극조립체를 상기 프레임과 고정시키는 고정부재;를 포함하는,
파우치형 전지용 프레임 구조체.
A border-shaped frame having a hollow in the center for accommodating the electrode assembly; and
A fixing member fixing the electrode assembly accommodated in the hollow to the frame; including,
Frame structure for pouch-type batteries.
 제 1 항에 있어서,
상기 프레임은
테두리로부터 중공 방향으로 돌출되어, 상기 수용된 전극조립체를 지지하는 내부 걸림턱을 포함하는,
파우치형 전지용 프레임 구조체.
According to claim 1,
the frame
Including an internal locking jaw protruding from the rim in a hollow direction and supporting the accommodated electrode assembly,
Frame structure for pouch-type batteries.
 제 1 항에 있어서,
상기 프레임은
상기 전극조립체의 전극 탭이 외부로 노출되도록, 길이방향에 수직한 양측 테두리에 전극 탭을 끼우는 제 1 홈을 포함하는,
파우치형 전지용 프레임 구조체.
According to claim 1,
the frame
Including a first groove in which the electrode tab is inserted into both rims perpendicular to the longitudinal direction so that the electrode tab of the electrode assembly is exposed to the outside,
Frame structure for pouch-type batteries.
 제 1 항에 있어서,
상기 고정부재는 상기 프레임의 길이 방향에 수직한 방향으로 상기 전극조립체와 프레임을 동시에 권취함으로써 고정시키는 수단인,
파우치형 전지용 프레임 구조체.
According to claim 1,
The fixing member is a means for fixing by simultaneously winding the electrode assembly and the frame in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the frame,
Frame structure for pouch-type batteries.
 제 1 항에 있어서,
상기 고정부재를 둘 이상 포함하는 경우,
상기 고정부재를 상기 프레임의 길이방향 1/2 지점을 기준으로 각각 좌우 대칭으로 권취하는,
파우치형 전지용 프레임 구조체.
According to claim 1,
In the case of including two or more fixing members,
Winding the fixing member symmetrically left and right, respectively, based on the 1/2 point in the longitudinal direction of the frame,
Frame structure for pouch-type batteries.
 제 1 항에 있어서,
상기 프레임은
상기 프레임과 상기 전극 조립체가 밀착되어 고정되도록, 길이방향과 평행한 양측 테두리에 상기 고정 부재를 끼우는 제 2 홈을 포함하는,
파우치형 전지용 프레임 구조체.
According to claim 1,
the frame
Including a second groove for inserting the fixing member into both rims parallel to the longitudinal direction so that the frame and the electrode assembly are in close contact with each other and fixed.
Frame structure for pouch-type batteries.
 제 6 항에 있어서,
상기 제 2 홈은
상기 프레임의 길이방향과 평행한 양측 테두리에 대칭적으로 위치하고,
상기 프레임의 길이방향 1/2 지점을 기준으로 좌우 대칭적으로 위치하는,
파우치형 전지용 프레임 구조체.
According to claim 6,
The second groove is
Symmetrically located on both sides parallel to the longitudinal direction of the frame,
Located symmetrically left and right based on the 1/2 point in the longitudinal direction of the frame,
Frame structure for pouch-type batteries.
 제 1 항에 있어서,
상기 파우치형 전지용 프레임 구조체는
상기 수용된 전극조립체의 상부면 및 하부면 중 적어도 일면 이상을 덮는 커버 프레임을 더 포함하는,
파우치형 전지용 프레임 구조체.
According to claim 1,
The frame structure for the pouch type battery
Further comprising a cover frame covering at least one surface of the upper and lower surfaces of the accommodated electrode assembly,
Frame structure for pouch-type batteries.
 제 1 항에 있어서,
상기 프레임은 절연 소재를 포함하는,
파우치형 전지용 프레임 구조체.
According to claim 1,
The frame includes an insulating material,
Frame structure for pouch-type batteries.
 전극조립체;
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 파우치형 전지용 프레임 구조체; 및
상기 전극조립체와 상기 파우치형 전지용 프레임 구조체를 수용하는 파우치케이스;를 포함하는,
이차전지.electrode assembly;
A frame structure for a pouch-type battery according to any one of claims 1 to 9; and
Including, a pouch case accommodating the electrode assembly and the frame structure for the pouch-type battery.
secondary battery.
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