KR20230127445A - A Battery Cell Having a Venting Gas Inducing Part On a Lead Film And a Battery Module Including It - Google Patents
A Battery Cell Having a Venting Gas Inducing Part On a Lead Film And a Battery Module Including It Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230127445A KR20230127445A KR1020220024731A KR20220024731A KR20230127445A KR 20230127445 A KR20230127445 A KR 20230127445A KR 1020220024731 A KR1020220024731 A KR 1020220024731A KR 20220024731 A KR20220024731 A KR 20220024731A KR 20230127445 A KR20230127445 A KR 20230127445A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- battery cell
- lead film
- electrode
- lead
- battery
- Prior art date
Links
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
- H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
- H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
-
- 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 of a single cell or a single battery
- H01M50/183—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
- H01M50/394—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
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
- H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
-
- 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
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
- H01M50/534—Electrode connections inside a battery casing characterised by the material of the leads or tabs
-
- 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
Abstract
본 발명은 리드필름에 벤팅 가스 유도부가 구비된 전지 셀 및 이를 포함하는 전지 모듈에 관한 것으로, 구체적으로 내부 수지층, 금속층 및 외부 수지층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 케이스, 상기 케이스에 수납되는 전극 조립체, 상기 전극 조립체 측면에 위치하는 전극 탭, 일측은 상기 전극 탭과 연결되고 타측은 상기 케이스 외측으로 돌출되어 있는 전극 리드 및 상기 전극 리드 상면과 하면에 구비되는 리드 필름을 포함하되, 상기 리드 필름에는 패턴 형상을 가진 하나 이상의 용융부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 리드필름에 벤팅 가스 유도부가 구비된 전지 셀 및 이를 포함하는 전지 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cell having a venting gas guide in a lead film and a battery module including the same, and more specifically, to a case made of a laminated sheet including an inner resin layer, a metal layer, and an outer resin layer, and an electrode accommodated in the case. An assembly, an electrode tab positioned on a side of the electrode assembly, an electrode lead having one side connected to the electrode tab and the other side protruding out of the case, and a lead film provided on upper and lower surfaces of the electrode lead, the lead film relates to a battery cell having a venting gas induction part in a lead film, characterized in that one or more molten parts having a pattern shape are formed, and a battery module including the same.
Description
본 발명은 리드필름에 벤팅 가스 유도부가 구비된 전지 셀 및 이를 포함하는 전지 모듈에 관한 것으로, 구체적으로 리드필름 보다 상대적으로 낮은 온도에서 용융되는 용융부가 리드필름에 구비됨으로써, 케이스 내에서 가스 발생 시 벤팅가스의 배출 방향을 유도할 수 있는 리드필름에 벤팅가스 유도부가 구비된 전지 셀 및 이를 포함하는 전지 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cell having a venting gas induction unit in a lead film and a battery module including the same, and specifically, a molten unit that melts at a relatively lower temperature than the lead film is provided in the lead film, so that gas is generated in the case. It relates to a battery cell having a venting gas guiding unit on a lead film capable of guiding a venting gas discharge direction, and a battery module including the same.
최근 화석연료의 사용에 따른 대기오염, 에너지 고갈로 인한 대체에너지 개발로 인해 생산된 전기 에너지를 저장할 수 있는 이차전지에 관한 수요가 증가하고 있다. 충방전이 가능한 이차전지는 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 전기자동차 등에 사용되는 등 일상생활에 밀접하게 사용되고 있다. Demand for secondary batteries capable of storing electrical energy produced due to the development of alternative energy due to air pollution and energy depletion due to the use of fossil fuels has recently increased. Secondary batteries capable of charging and discharging are closely used in daily life, such as being used in mobile devices, electric vehicles, hybrid electric vehicles, and the like.
현대사회에서 필수불가결하게 사용되고 있는 각종 전자기기의 에너지원으로 사용되고 있는 이차전지는 모바일 기기의 사용량 증가 및 복잡화, 전기 자동차 등의 개발로 인해 요구되는 용량이 증가되고 있다. 사용자의 수요를 충족시키기 위해 소형 기기에는 다수의 전지 셀을 배치하고 있으나, 자동차 등에는 다수개의 전지 셀을 전기적으로 연결하는 전지 모듈 또는 이러한 전지 모듈을 다수 구비한 전지 팩이 사용된다.Secondary batteries, which are used as an energy source for various electronic devices indispensably used in modern society, are increasing in capacity due to the increase in usage and complexity of mobile devices and the development of electric vehicles. A plurality of battery cells are disposed in small devices to meet user demand, but a battery module electrically connecting a plurality of battery cells or a battery pack having a plurality of such battery modules is used in automobiles and the like.
한편, 전지 셀은 과충전, 과전류 또는 외부 충격 등 다양한 원인으로 인해 고온의 열이나 벤팅 가스가 발생하고, 벤팅 가스가 전지 셀 외부로 방출되지 않으면 전지 셀이 폭발하여 인근 전지 셀에 충격 등이 가해져 2차 피해가 발생할 수 있다.On the other hand, battery cells generate high-temperature heat or venting gas due to various causes such as overcharge, overcurrent, or external shock. Car damage may occur.
도 1은 종래기술에 따른 전지 셀을 나타낸 사시도이다. 도 1을 참조하면 종래기술에 따른 전지 셀은 파우치 케이스(10), 파우치 케이스(10)에 수납되는 전극 조립체(20), 전극 조립체(20) 일측이 전극 조립체(20)와 연결되고 타측이 파우치 케이스(10) 외측으로 돌출되어 있는 전극 리드(30), 전극 리드(30)를 감싸는 실런트(40)를 포함하고, 실런트(40)에는 노치(41)가 형성되어 있다.1 is a perspective view showing a battery cell according to the prior art. Referring to FIG. 1, a battery cell according to the prior art includes a pouch case 10, an electrode assembly 20 accommodated in the pouch case 10, one side of the electrode assembly 20 is connected to the electrode assembly 20, and the other side is a pouch. An electrode lead 30 protruding outward from the case 10 and a sealant 40 surrounding the electrode lead 30 are included, and a notch 41 is formed in the sealant 40 .
종래기술에 따른 전지 셀은 전지 셀 내부에 수납된 전극 조립체(20)에서 과충전, 과전류 및 외부의 충격 등으로 인해 고온의 열 및 벤팅가스가 발생할 경우 실런트(40)의 노치(41)가 파단되어 벤팅가스를 외부로 방출하여 2차피해 발생을 방지하고 있다.In the battery cell according to the prior art, the notch 41 of the sealant 40 is broken when high-temperature heat and venting gas are generated from the electrode assembly 20 stored inside the battery cell due to overcharging, overcurrent, and external impact. Venting gas is released to the outside to prevent secondary damage.
이러한 종래기술에 의하면 벤팅가스 발생시 벤팅가스를 방출함으로써 전지 셀의 안전성을 높일 수 있으나, 노치(41)가 형성된 부분에 파우치 케이스(10)의 실링이 형성되지 않아 실링의 유지력이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.According to this prior art, the safety of the battery cell can be increased by releasing the venting gas when the venting gas is generated, but the sealing of the pouch case 10 is not formed in the portion where the notch 41 is formed, so the holding force of the sealing can be reduced. there is
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 전지 셀 이 정상적으로 작동할 시에는 적정 수준의 실링 강도를 유지하고, 고온의 열 및 가스 발생 시에는 벤팅가스를 배출할 수 있는 안전성이 향상된 전지 셀 및 이를 포함하는 전지 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, in the present invention, a battery cell with improved safety capable of maintaining an appropriate level of sealing strength when the battery cell operates normally and discharging venting gas when high-temperature heat and gas is generated, and It is an object to provide a battery module including this.
또한 본 발명에서는 원하는 방향으로 벤팅가스의 배출을 유도할 수 있는 전지 셀 및 이를 포함하는 전지 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a battery cell capable of inducing emission of venting gas in a desired direction and a battery module including the same.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 리드필름에 벤팅 가스 유도부가 구비된 전지 셀은 내부 수지층(110), 금속층(120) 및 외부 수지층(130)을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 케이스(100); 상기 케이스(100)에 수납되는 전극 조립체(200); 상기 전극 조립체(200) 측면에 위치하는 전극 탭(300); 일측은 상기 전극 탭(300)과 연결되고 타측은 상기 케이스(100) 외측으로 돌출되어 있는 전극 리드(400); 및 상기 전극 리드(400) 상면과 하면에 구비되는 리드 필름(500)을 포함하되, 상기 리드 필름(500)에는 패턴 형상을 가진 하나 이상의 용융부(510)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a battery cell having a venting gas induction unit in a lead film according to the present invention is a case made of a laminate sheet including an
또한 본 발명에 따른 전지 셀에서, 상기 용융부(510)는 상기 리드 필름(500)의 내측 가장자리에서 외측 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상인 것을 특징으로 한다.In addition, in the battery cell according to the present invention, the
또한 본 발명에 따른 전지 셀에서, 상기 용융부(510)의 용융 온도는 상기 리드 필름(500)의 용융온도보다 낮은 것을 특징으로 한다.In addition, in the battery cell according to the present invention, the melting temperature of the
또한 본 발명에 따른 전지 셀에서, 상기 용융부(510)는 열가소성 소재인 것을 특징으로 한다.In addition, in the battery cell according to the present invention, the
또한 본 발명에 따른 전지 셀에서, 상기 용융부(510)는 내화학성을 가진 소재인 것을 특징으로 한다.Also, in the battery cell according to the present invention, the
또한 본 발명에 따른 전지 셀에서, 상기 용융부(510)는 폴리이미드(polyimide), 폴리프로필렌(polyprophylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 및 폴리비닐 클로라이드(polyvinyl chloride), 및 고밀도폴리에틸렌(high density polyethylene) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the battery cell according to the present invention, the
또한 본 발명에 따른 전지 셀에서, 상기 용융부(510)는 가소제가 첨가되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, in the battery cell according to the present invention, the
또한 본 발명에 따른 전지 셀에서, 상기 형상은 삼각형인 것을 특징으로 한다.In addition, in the battery cell according to the present invention, the shape is characterized in that a triangle.
또한 본 발명에 따른 전지 셀에서, 상기 형상은 반원형인 것을 특징으로 한다.In addition, in the battery cell according to the present invention, the shape is characterized in that the semicircular.
또한 본 발명에 따른 전지 셀에서, 상기 형상은 사다리꼴인 것을 특징으로 한다.In addition, in the battery cell according to the present invention, the shape is characterized in that the trapezoid.
또한 본 발명은 전술한 특징을 가진 전지 셀을 포함하는 전지 모듈일 수 있다.In addition, the present invention may be a battery module including a battery cell having the above-described characteristics.
또한 본 발명은 전술한 전지 모듈을 포함하는 전지 팩일 수 있다.In addition, the present invention may be a battery pack including the battery module described above.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 리드필름에 벤팅 가스 유도부가 구비된 전지 셀 및 이를 포함하는 전지 모듈에 의하면, 리드 필름보다 상대적으로 용융 온도가 낮은 용융부가 리드 필름에 형성되어 있어, 케이스 내에서 고온의 열 및 벤팅가스 발생 시 벤팅가스를 신속하게 방출할 수 있다는 이점이 있다.As described above, according to the battery cell having the venting gas induction part in the lead film according to the present invention and the battery module including the same, the melting part having a relatively lower melting temperature than the lead film is formed in the lead film, so that the inside of the case It has the advantage of being able to quickly release the venting gas when high-temperature heat and venting gas are generated.
또한 본 발명에 따른 리드필름에 벤팅 가스 유도부가 구비된 전지 셀 및 전지 모듈에 의하면, 벤팅가스가 인근의 전지 셀로 향하지 않도록 전극 리드 인근에 용융부가 구비되어 있기 때문에 벤팅가스로 인한 피해를 최소화할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to the battery cell and battery module in which the venting gas induction part is provided in the lead film according to the present invention, since the melting part is provided near the electrode lead so that the venting gas does not go to the nearby battery cell, damage caused by the venting gas can be minimized. There is an advantage to being
도 1은 종래기술에 따른 전지 셀을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 전지 셀을 위에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 2의 A-A'선을 따라 수직방향으로 절단한 모습을 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 2의 전지 셀에서 전극 리드와 밀착하는 상태로 위치하는 리드 필름의 확대 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 전지 셀을 위에서 바라본 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 전지 셀을 위에서 바라본 도면이다.1 is a perspective view showing a battery cell according to the prior art.
2 is a view from above of a battery cell according to a first preferred embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A' of FIG. 2 in the vertical direction.
FIG. 4 is an enlarged perspective view of a lead film positioned in close contact with an electrode lead in the battery cell of FIG. 2 .
5 is a top view of a battery cell according to a second preferred embodiment of the present invention.
6 is a view from above of a battery cell according to a third preferred embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, an embodiment in which a person skilled in the art can easily practice the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in the detailed description of the operating principle of the preferred embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, the same reference numerals are used for parts having similar functions and actions throughout the drawings. Throughout the specification, when a part is said to be connected to another part, this includes not only the case where it is directly connected, but also the case where it is indirectly connected with another element interposed therebetween. In addition, including a certain component does not exclude other components unless otherwise stated, but means that other components may be further included.
이하, 본 발명에 따른 리드필름에 벤팅 가스 유도부가 구비된 전지 셀 및 이를 포함하는 전지 모듈에 관하여 첨부한 도면들을 참고하면서 설명하기로 한다.Hereinafter, a battery cell having a venting gas induction unit in a lead film according to the present invention and a battery module including the same will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 전지 셀을 위에서 바라본 도면, 도 3은 도 2의 A-A'선을 따라 수직방향으로 절단한 모습을 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 2의 전지 셀에서 전극 리드와 밀착하는 상태로 위치하는 리드 필름의 확대 사시도이다.2 is a view from above of a battery cell according to a first preferred embodiment of the present invention, FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state cut in the vertical direction along line A-A' of FIG. 2, and FIG. 4 is a view of FIG. It is an enlarged perspective view of a lead film positioned in close contact with an electrode lead in a battery cell.
도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지 셀은 케이스(100), 전극조립체(200), 전극 탭(300), 전극 리드(400), 및 리드 필름(500)을 포함하여 구성된다.2 to 4, the battery cell according to the present invention includes a
먼저, 케이스(100)는 상부 케이스와 하부 케이스로 구성될 수 있으며, 전극 조립체(200)를 수납하는 포켓 모양의 공간부가 구비될 수 있다.First, the
이러한 케이스(100)는 내부 수지층(110), 금속층(120) 및 외부 수지층(130)으로 이루어진 라미네이트 시트를 사용하여 전극 조립체(200)를 수용할 수 있는 공간부를 형성한다.The
내부 수지층(110)은 전극 조립체(200)와 직접적으로 접촉하므로 절연성과 내전해성을 가져야 하고, 또 외부와의 밀폐를 위하여 실링성 즉, 내부층끼리 열 접착된 실링 부위는 우수한 열접착 강도를 가져야 한다.Since the
이러한 내부 피복층(110)의 재료로는 내화학성이 우수하면서도 실링성이 좋은 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리에틸렌 아크릴산(Polyethylene Acrylic Acid), 폴리부틸렌(Polybutylene) 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리우레탄수지, 및 폴리이미드수지로부터 선택될 수 있으나 이에 한정하지 않으며, 인장강도, 강성, 표면경도, 내충격 강도 등의 기계적 물성과 내화학성이 뛰어난 폴리프로필렌이 가장 바람직하다.Materials for the
내부 수지층(110)과 접하는 금속층(120)은 외부로부터 수분이나 각종 가스가 전지 내부로 침투하는 것을 방지하는 배리어층에 해당되고, 이러한 금속층의 바람직한 재료로는 가벼우면서도 성형성이 우수한 알루미늄 박막을 사용할 수 있다.The
그리고 금속층(120)의 타측면에는 외부 수지층(130)이 구비되며, 이러한 외부 수지층(130)은 전극조립체(200)를 보호하면서 내열성과 내화학성을 확보할 수 있도록 인장강도, 투습방지성 및 공기투과 방지성이 우수한 내열성 폴리머를 사용할 수 있고, 일 예로 나일론 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용할 수 있으나 이에 제한하지 않는다.In addition, an
케이스(100)에 수납되는 전극 조립체(200)는 긴 시트형의 음극과 양극 사이에 분리막이 개재된 후 권취되는 구조로 이루어지는 젤리-롤형 전극조립체, 또는 장방형의 양극 및 음극이 분리막을 사이에 개재한 상태로 적층되는 구조의 단위셀들로 구성되는 스택형 전극조립체, 단위셀들이 긴 분리 필름에 의해 권취되는 스택-폴딩형 전극조립체, 또는 단위셀들이 분리막을 사이에 개재한 상태로 적층되어 서로 간에 부착되는 라미네이션-스택형 전극조립체 등으로 이루어질 수 있으나 이에 제한하지 않는다.The
구체적으로, 음극은 음극 집전체에 음극 활물질과 바인더가 혼합된 슬러리를 도포하여 제조한다.Specifically, the negative electrode is manufactured by applying a slurry in which a negative electrode active material and a binder are mixed to a negative electrode current collector.
여기서, 음극 활물질로는 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe'yOz(Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료; Si, SiO, SiO2 단독 또는 이들의 혼합물인 Si계 등을 사용할 수 있으나, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Here, examples of the negative electrode active material include carbon such as non-graphitizable carbon and graphite-based carbon; Li x Fe 2 O 3 (0≤x≤1), Li x WO 2 (0≤x≤1), Sn x Me 1-x Me'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al , B, P, Si, elements of
양극은 양극 집전체에 양극 활물질과 바인더가 혼합된 슬러리를 도포하여 제조한다.The positive electrode is manufactured by applying a slurry in which a positive electrode active material and a binder are mixed to a positive electrode current collector.
그리고 양극 활물질로는 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 하나 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Examples of the cathode active material include layered compounds such as lithium cobalt oxide (LiCoO2) and lithium nickel oxide (LiNiO2), or compounds substituted with one or more transition metals; lithium manganese oxides such as Li 1+x Mn 2-x O 4 (where x is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2 ; lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 , and Cu 2 V 2 O 7 ; Ni site type lithium nickel oxide represented by the formula LiNi 1-x M x O 2 , where M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga, and x = 0.01 to 0.3; Formula LiMn 2-x M x O 2 where M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn or Ta and x = 0.01 to 0.1 or Li 2 Mn 3 MO 8 where M = Fe, Co, Ni, Cu or Zn) lithium manganese composite oxide; LiMn 2 O 4 in which Li part of the formula is substituted with an alkaline earth metal ion; disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 etc. are mentioned, but it is not limited only to these.
한편 음극 집전체와 양극 집진체에는 활물질이 혼합된 슬러리가 도포된 부분과 슬러리가 도포되지 않은 무지부로 구성되는데, 무지부를 재단하여 형성되거나 무지부에 별도의 도전부재를 초음파 용접 등으로 연결하여 전극 탭(300)을 형성한다.On the other hand, the negative electrode current collector and the positive electrode collector are composed of a portion coated with a slurry mixed with an active material and a non-coated portion where the slurry is not applied. A
이러한 전극 탭(300)에는 전극 리드(400)가 스팟(Spot) 용접 등에 의해 연결되고, 전극 리드(400) 주위에는 리드 필름(500)이 위치하게 된다.An
여기서, 리드 필름(500)은 하부 케이스와 상부 케이스가 열 융착되는 실링부에 위치하여, 전극 리드(400)를 케이스(100)에 고정시킨다. Here, the
따라서, 리드 필름(500)은 전극조립체(200)로부터 생성되는 전기가 전극 리드(400)를 통해 케이스(100)로 흐르는 것을 방지하며, 케이스(100)의 실링을 유지한다.Thus, the
한편, 이러한 리드 필름(500)은 전기가 잘 통하지 않는 비전도성 재질인 것이 바람직하고, 일반적으로 전극 리드(400)에 부착하기 용이하면서 두께가 비교적 얇은 절연테이프를 많이 사용하고 있으나 이에 제한되지 않는다.On the other hand, the
구체적으로 리드 필름(500)은 폴리이미드(PI: polyimide), 폴리프로필렌(PP: polyprophylene), 폴리에틸렌(PE:polyethylene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: polyethylene terephthalate) 및 폴리비닐 클로라이드(PVC:polyvinyl chloride), 고밀도폴리에틸렌(HDPE: high density polyethylene), 및 에폭시 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 2종 이상의 물질을 이용하여 구성되며, 열과 압력을 통해 전지케이스의 내부 수지층(110)과 열융착되어 접착된다.Specifically, the
이러한 리드 필름(500)에는 리드 필름(500)의 내측 가장자리에서 외측 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상을 가진 용융부(510), 구체적으로 리드 필름(500) 내측 가장자리에서 외측 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 삼각형 모양의 용융부(510)가 마련된다.The
이러한 용융부(510)는 전지 셀이 정상적으로 작동할 시에는 전극 리드(400)와 케이스(100)의 실링 상태를 유지시키지만, 전지 셀에서 고온의 열과 함께 가스가 발생하면 우선적으로 용융되어 벤팅 가스가 배출하는 통로로 작용한다. The
따라서 용융부(510)의 용융 온도는 리드필름(500)의 용융 온도 미만이면서 내화학성 소재 및 열가소성 수지일 수 있다.Therefore, the melting temperature of the
즉, 리드 필름(500)과 동일한 소재인 폴리이미드(polyimide), 폴리프로필렌(polyprophylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 및 폴리비닐 클로라이드(polyvinyl chloride), 및 고밀도폴리에틸렌(high density polyethylene) 중에서 선택될 수 있다.That is, polyimide, polypropylene, polyethylene, polyethylene terephthalate, and polyvinyl chloride, which are the same materials as the
예를 들어 리드 필름(500) 소재로서 폴리프로필렌(polyprophylene)을 사용할 경우, 일반적으로 알려져 있는 폴리프로필렌(Polypropylene)의 용융 온도가 160℃임을 감안하면, 용융부(510)는 용융 온도가 대략 120℃ 부근에 해당되는 폴리에틸렌(Polyethylene) 및 용융 온도가 약 135℃인 고밀도폴리에틸렌(high density polyethylene)을 사용할 수 있다. For example, when polypropylene is used as a material for the
물론 상기의 경우에 제한되는 것은 아니며, 용융부(510)의 소재가 변경될 경우, 용융부(510)는 해당 리드 필름(500)의 용융 온도 미만에 해당되는 소재라면 특별히 제한하지 않는다.Of course, it is not limited to the above case, and when the material of the
한편, 용융부(510)는 리드 필름(500)과 동일한 소재일 수 있다. 다만 동일한 소재일 경우, 용융부(510)의 용융온도를 상대적으로 낮출 수 있도록 프탈레이트계 가소제를 일정량 첨가하는 것이 좋고, 이와 같은 가소제 첨가를 통해 용융온도를 조절하는 것은 공지된 기술에 해당되므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Meanwhile, the
상술한 바와 같은 용융부(510)가 형성된 리드 필름(500)이 전극 리드(400)와 접촉하도록 배치될 시, 케이스(100) 가장 자리를 따라 마련된 실링부 중에서 용융부(510)가 형성된 부분이 가장 먼저 용융된다. When the
따라서 특정 전지 셀에서 이벤트가 발생할 시, 벤팅 가스를 신속하게 방출할 수 있어 폭발 등 2차 사고를 방지할 수 있다. 게다가 복수개의 전지 셀들이 나란하게 배치된 전지 모듈에서, 벤팅 가스의 배출 방향이 전극 리드(400)를 향하고 있으므로 인근에 위치하는 전지 셀로는 벤팅 가스가 향하지 않고 따라서 전지 모듈의 안전성을 높일 수 있다는 이점이 있다.Accordingly, when an event occurs in a specific battery cell, the venting gas can be rapidly released, thereby preventing secondary accidents such as explosions. In addition, in a battery module in which a plurality of battery cells are arranged side by side, since the discharge direction of the venting gas is toward the
도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 전지 셀을 위에서 바라본 도면이다. 도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전지 셀은 용융부(510)의 형상을 제외하고는 도 2 내지 도 4에서 설명한 제1 실시예와 동일하므로, 동일한 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다. 5 is a top view of a battery cell according to a second preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, since the battery cell according to the second embodiment of the present invention is the same as the first embodiment described in FIGS. 2 to 4 except for the shape of the
본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 전지 셀에서 용융부(510)의 형상은 반원형 형상이다.In the battery cell according to the second preferred embodiment of the present invention, the
비록 도 4에서 용융부(510)는 반원형 형상으로 도시되어 있으나, 반타원형 형상일 수도 있으며, 리드 필름(500)의 내측 가장자리에서 외측 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상이라면 이에 제한하지 않는다.Although the
도 6는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 전지 셀을 위에서 바라본 도면이다. 도 6를 참조하여 설명하면, 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 전지 셀은 용융부(510)의 형상을 제외하고는 도 2 내지 도 4에서 설명한 제1 실시예와 동일하므로, 동일한 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.6 is a view from above of a battery cell according to a third preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, since the battery cell according to the third preferred embodiment of the present invention is the same as the first embodiment described in FIGS. 2 to 4 except for the shape of the
본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 전지 셀에서 용융부(510)의 형상은 사다리꼴 형상이다. In the battery cell according to the third preferred embodiment of the present invention, the
또한 본 발명은 전술한 전지 셀을 포함하는 전지 모듈일 수 있으며, 상기 기재된 전지 모듈을 포함하는 전지 팩일 수 있다.In addition, the present invention may be a battery module including the battery cell described above, and may be a battery pack including the battery module described above.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above information.
100 : 케이스
110 : 내부 수지층
120 : 금속층
130 : 외부 수지층
200 : 전극조립체
300 : 전극탭
400 : 전극 리드
500 : 리드 필름
510 : 용융부100: case
110: inner resin layer
120: metal layer
130: external resin layer
200: electrode assembly
300: electrode tab
400: electrode lead
500: lead film
510: melting part
Claims (12)
상기 케이스에 수납되는 전극 조립체;
상기 전극 조립체 측면에 위치하는 전극 탭;
일측은 상기 전극 탭과 연결되고 타측은 상기 케이스 외측으로 돌출되어 있는 전극 리드; 및
상기 전극 리드 상면과 하면에 구비되는 리드 필름을 포함하되,
상기 리드 필름에는 패턴 형상을 가진 하나 이상의 용융부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 셀.A case made of a laminate sheet including an inner resin layer, a metal layer, and an outer resin layer;
an electrode assembly accommodated in the case;
an electrode tab positioned on a side of the electrode assembly;
an electrode lead having one side connected to the electrode tab and the other side protruding out of the case; and
Including a lead film provided on the upper and lower surfaces of the electrode lead,
A battery cell, characterized in that at least one molten portion having a pattern shape is formed on the lead film.
상기 용융부는 상기 리드 필름의 내측 가장자리에서 외측 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상인 것을 특징으로 하는 전지 셀.According to claim 1,
The battery cell, characterized in that the melting portion has a shape in which the width becomes narrower toward the outer direction from the inner edge of the lead film.
상기 용융부의 용융 온도는 상기 리드 필름의 용융온도보다 낮은 것을 특징으로 하는 전지 셀.According to claim 2,
The battery cell, characterized in that the melting temperature of the melting portion is lower than the melting temperature of the lead film.
상기 용융부는 열가소성 소재인 것을 특징으로 하는 전지 셀.According to claim 3,
The battery cell, characterized in that the melting portion is a thermoplastic material.
상기 용융부는 내화학성을 가진 소재인 것을 특징으로 하는 전지 셀.According to claim 3,
The battery cell, characterized in that the melting portion is a material having chemical resistance.
상기 용융부는 폴리이미드(polyimide), 폴리프로필렌(polyprophylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 및 폴리비닐 클로라이드(polyvinyl chloride), 및 고밀도폴리에틸렌(high density polyethylene) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 셀.According to claim 3,
The melting unit includes at least one of polyimide, polypropylene, polyethylene, polyethylene terephthalate and polyvinyl chloride, and high density polyethylene A battery cell characterized in that to do.
상기 용융부는 가소제가 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 셀. According to claim 6,
The battery cell, characterized in that the melting portion is added to the plasticizer.
상기 형상은 삼각형인 것을 특징으로 하는 전지 셀.According to claim 2,
The battery cell, characterized in that the shape is a triangle.
상기 형상은 반원형인 것을 특징으로 하는 전지 셀.According to claim 2,
The battery cell, characterized in that the shape is semicircular.
상기 형상은 사다리꼴인 것을 특징으로 하는 전지 셀.According to claim 2,
The battery cell, characterized in that the shape is trapezoidal.
A battery pack comprising the battery module according to claim 11.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220024731A KR20230127445A (en) | 2022-02-25 | 2022-02-25 | A Battery Cell Having a Venting Gas Inducing Part On a Lead Film And a Battery Module Including It |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220024731A KR20230127445A (en) | 2022-02-25 | 2022-02-25 | A Battery Cell Having a Venting Gas Inducing Part On a Lead Film And a Battery Module Including It |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230127445A true KR20230127445A (en) | 2023-09-01 |
Family
ID=87975421
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020220024731A KR20230127445A (en) | 2022-02-25 | 2022-02-25 | A Battery Cell Having a Venting Gas Inducing Part On a Lead Film And a Battery Module Including It |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20230127445A (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20060112035A (en) | 2005-04-26 | 2006-10-31 | 삼성에스디아이 주식회사 | Secondary battery and safety device using the same |
-
2022
- 2022-02-25 KR KR1020220024731A patent/KR20230127445A/en unknown
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20060112035A (en) | 2005-04-26 | 2006-10-31 | 삼성에스디아이 주식회사 | Secondary battery and safety device using the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8007937B2 (en) | Battery pack | |
US8092937B2 (en) | Battery pack | |
JP4458145B2 (en) | Battery pack and manufacturing method thereof | |
JP6600096B2 (en) | A battery cell having an improved manufacturing process and improved electrode lead insulation performance based on a standardized structure and a battery pack including the battery cell | |
CN110088944B (en) | Pouch-shaped secondary battery including electrode lead using conductive polymer | |
JP2011507208A (en) | Pouch-type secondary battery with improved safety | |
KR101999529B1 (en) | Pouch-Type Secondary Battery Having Electrode Lead with Couple Notch | |
KR101459179B1 (en) | Pouch type secondary battery | |
KR101037041B1 (en) | Pouch for secondary battery and Secondary battery using the same | |
KR101487092B1 (en) | Pouch for secondary battery and secondary battery using the same | |
KR101484369B1 (en) | Secondary battery and electrochemical cell having the same | |
US20230048711A1 (en) | Battery Cell with Improved Safety and Method of Manufacturing the Same | |
KR101520152B1 (en) | Pouch type secondary battery | |
KR102051930B1 (en) | Battery Cell with Improved Mechanical Rigidity of Outer Sealing Peripheral Part and Battery Pack Comprising the Same | |
KR20210035591A (en) | Electrode assembly and secondary battery including the same | |
KR20230127445A (en) | A Battery Cell Having a Venting Gas Inducing Part On a Lead Film And a Battery Module Including It | |
KR20230118487A (en) | Pouch-type Battery Cell Having Gas Venting Function And Battery Module Including It | |
JP2011204604A (en) | Battery pack and method of manufacturing the same | |
KR102294996B1 (en) | Lithium Secondary Battery comprising Electrode Lead using Electric-Conductive Tube | |
KR20210107416A (en) | Battery module having structure for preventing degradation and Battery pack having the same | |
US20230420792A1 (en) | Pouch-Shaped Battery Cell With Improved Safety | |
EP4307460A1 (en) | Battery cell comprising electrode tab having disconnection prevention function, and battery module comprising same | |
KR20240035036A (en) | Pouch-Type Battery Cell and Battery Module Including The Same | |
KR20240040351A (en) | Battery Cell Capable of Suppressing the Insulation Defects And Manufacturing Method of The Battery Cell | |
EP4254586A1 (en) | Electrode assembly and secondary battery including same |