KR20240000818A - 이차 전지 - Google Patents

이차 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20240000818A
KR20240000818A KR1020220077494A KR20220077494A KR20240000818A KR 20240000818 A KR20240000818 A KR 20240000818A KR 1020220077494 A KR1020220077494 A KR 1020220077494A KR 20220077494 A KR20220077494 A KR 20220077494A KR 20240000818 A KR20240000818 A KR 20240000818A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tab
secondary battery
pouch
temperature
electrode assembly
Prior art date
Application number
KR1020220077494A
Other languages
English (en)
Inventor
박상훈
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020220077494A priority Critical patent/KR20240000818A/ko
Publication of KR20240000818A publication Critical patent/KR20240000818A/ko

Links

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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/581—Devices or arrangements for the interruption of current in response to temperature
    • 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
    • H01M50/186—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
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/19—Sealing members characterised by the material
    • H01M50/198—Sealing members characterised by the material characterised by physical properties, e.g. adhesiveness or hardness
    • 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
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • H01M50/557—Plate-shaped terminals
    • 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)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 이차 전지에서 이상 온도가 발생할 때, 전극 조립체에 전기적으로 연결된 탭 상에 부착된 온도 감응 필름을 동작시켜 이차 전지가 과열로 인하여 폭발하는 것을 방지할 수 있는데 있다.
이를 위해 본 발명은 파우치; 상기 파우치에 수용되는 전극 조립체; 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되어, 상기 파우치의 외부로 연장되는 도전탭을 포함하고, 상기 도전탭은 상기 전극 조립체와 연결되는 제1 탭과, 상기 제1 탭에 결합되어 상기 파우치의 외부로 연장되는 제2 탭을 포함하는 이차 전지를 개시한다.

Description

이차 전지{Secondary Battery}
본 발명의 일 실시예는 이차 전지에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발에 따라 에너지원으로써 이차 전지의 수요가 증가되고 있으며, 또한 고에너지화, 소형화, 경량화 및 박형화가 요구된다. 예를 들면, 이차 전지에는 폴리머 고체 전해질 필름을 이용하여 평평하게 형성됨으로써 이차 전지의 박형화를 효과적으로 구현하는 리튬이온 폴리머 전지가 있다.
리튬이온 폴리머 이차 전지는 리튬이온을 통과시키는 폴리머 고체 전해질 필름을 사이에 두고 양면에 양극과 음극을 적층하여 전극 조립체를 형성하고, 전극 조립체의 양면에 외장재를 배치하여 외장재의 주변부를 열융착하여 파우치를 형성함으로써 전극 조립체를 파우치에 내장한다.
전극 조립체의 양극에 연결되는 양극 리드탭과 음극에 연결되는 음극 리드탭은 파우치의 일측으로 인출된다. 양극 리드탭과 음극 리드탭은 보호 회로 부품들을 실장하는 보호 회로 모듈(PCM, Protection Circuit Module)에 전기적으로 연결된다.
보호 회로 모듈은 이차 전지의 과충전, 과방전, 과전류 및 쇼트(short)를 방지하도록 형성된다. 또한 보호 회로 모듈과 양극 리드탭 사이에 양성 온도 계수(Positive Temperature Coefficient)를 가지는 저항체 소자가 사용된다.
저항체 소자는 이차 전지의 온도가 설정된 위험 값에 이르면 양극 리드탭과 보호 회로 모듈을 전기적으로 차단하고, 이차 전지의 온도가 설정된 안전 값에 이르면 양극 리드탭과 보호 회로 모듈을 전기적으로 다시 연결한다.
저항체 소자, 즉 TCO(Thermal-Cut-Off)는 파우치의 열융착부 일측에 형성된 테라스에 부착되는 데, 이때 발생되는 물리적인 충격에 의하여 파손되는 경우가 빈번하여 더 효율적인 안전성 확보 방안이 요구된다.
이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시예는 이차 전지에서 이상 온도가 발생할 때, 전극 조립체에 전기적으로 연결된 탭 상에 부착된 온도 감응 필름을 동작시켜 이차 전지가 과열로 인하여 폭발하는 것을 방지할 수 있는 이차 전지를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 이차 전지는 파우치; 상기 파우치에 수용되는 전극 조립체; 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되어, 상기 파우치의 외부로 연장되는 도전탭을 포함하고, 상기 도전탭은 상기 전극 조립체와 연결되는 제1 탭과, 상기 제1 탭에 결합되어 상기 파우치의 외부로 연장되는 제2 탭을 포함할 수 있다.
상기 제1 탭과 제2 탭의 사이에 형성된 온도 감응 필름을 더 포함할 수 있다.
상기 온도 감응 필름은 기설정된 온도 이상에서 전류 흐름을 차단하여 상기 제1 탭과 제2 탭 사이를 전기적으로 분리할 수 있다.
상기 온도 감응 필름은 이방성 도전 필름(A.C.F)을 포함할 수 있다.
상기 제1 탭과 제2 탭의 결합 부위를 감싸는 절연성 필름을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는 전극 조립체에 전기적으로 연결된 탭 상에 온도 감응 필름을 부착시켜 이차 전지의 이상 온도 발생시 전류 경로를 차단함으로써, 이차 전지의 안전성을 확보할 수 있고, 제조 공정을 단순화할 수 있는 이차 전지를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 이차 전지의 전극 조립체와 파우치를 분해한 사시도이다.
도 3은 도 1의 일 부분을 확대 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1의 일 부분을 확대 도시한 측면도이다.
도 5는 도 1의 도전탭의 개략적인 단면도이다.
도 6은 도 1의 도전탭의 압착이후의 도통 변화를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 이차 전지의 전극 조립체와 파우치를 분해한 사시도이며, 도 3은 도 1의 일 부분을 확대 도시한 사시도이고, 도 4는 도 1의 일 부분을 확대 도시한 측면도이며, 도 5는 도 1의 도전탭의 개략적인 단면도이고, 도 6은 도 1의 도전탭의 압착이후의 도통 변화를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 전극 조립체(110), 전극 조립체(110)를 수용하는 케이스를 포함한다. 케이스는 각형 또는 파우치형일 수 있으며, 이하에서는 파우치(120) 형을 예로 들어 설명한다.
전극 조립체(110)는 제1 전극(11), 제2 전극(12), 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치하는 세퍼레이터(13)를 포함한다. 세퍼레이터(13)는 절연을 위한 것으로, 제1 전극(11), 세퍼레이터(13), 제2 전극(12), 세퍼레이터(13) 순으로 적층될 수도 있다.
전극 조립체(110)는 제1 전극(11), 세퍼레이터(13) 및 제2 전극(12)이 적층된 상태로 권회축을 중심으로 권취된 젤리롤(jelly roll) 형태일 수 있다. 필요에 따라서 전극 조립체는 권취된 후 납작하게 가압될 수 있으며, 횡단면이 대략 타원형일 수 있다.
또한, 전극 조립체(110)는 시트(sheet) 형태의 제1 전극(11), 세퍼레이터(13) 및 제2 전극(12)이 반복적으로 적층된 형태(도시하지 않음)로 횡단면이 대략 직사각형일 수 있다.
제1 전극(11) 및 제2 전극(12)은 각각 띠 형상의 금속 포일(foil)로 형성되는 박판에 활물질이 도포된 제1 전극 활성부(11a) 및 제2 전극 활성부(12a)와 활물질이 도포되지 않은 제1 전극 무지부(11b) 및 제2 전극 무지부(12b)를 포함한다. 제1 전극 무지부(11b) 및 제2 전극 무지부(12b)는 각각 제1 전극 활성부(11a) 및 제2 전극 활성부(12a)의 일변을 따라서 일정 간격마다 형성될 수 있으며, 권회축을 중심으로 감아져 복수의 제1 전극 무지부(11b)들이 중첩하거나 제2 전극 무지부(12b)들이 중첩될 수 있다.
복수의 제1 전극 무지부(11b)들은 서로 초음파 용접 등으로 용접될 수 있고, 복수의 제2 전극 무지부(12b)들은 서로 초음파 용접등으로 용접될 수 있다.
제1 전극 무지부(11b)와 제2 전극 무지부(12b)는 일정간격 이격되어 단락되지 않도록 배치된다. 예를 들어, 제1 전극(11)은 이차 전지의 양극일 수 있으며, 제1 전극 활성부(11a)는 알루미늄과 같은 금속 포일 위에 전이 금속 산화물 등의 활물질이 도포될 수 있다. 그리고 제2 전극(12)은 이차 전지의 음극일 수 있으며, 제2 전극 활성부(12a)는 구리 또는 니켈과 같은 금속 포일 위에 흑연 또는 탄소 등의 활물질이 도포될 수 있다.
세퍼레이터(13)는 다공성 소재로 이루어지며, 폴리 올레핀, 폴리 에틸렌, 폴리 프로필렌 등으로 이루어질 수 있다.
전극 조립체(110)는 전해질과 함께 파우치에 삽입된 후 밀봉될 수 있다. 전해액은 EC, PC, DEC, EMC, EMC와 같은 유기 용매에 LiPF6, LiBF4와 같은 리튬염으로 이루어질 수 있다. 전해액은 액체, 고체 또는 겔상일 수 있다.
파우치(120)는 다층 시트 구조에 이루어지는 하부 시트(201)와 상부 시트(202)를 포함한다. 예를 들어, 파우치의 상부 시트(202) 및 하부 시트(201)는 각각 내면을 형성하며 절연 및 열융착 작용하는 폴리머 시트(21), 외면을 형성하여 보호 작용하는 PET(polyetyleneterephthalate) 시트, 나일론 시트 또는 PET-나일론 복합 시트(25), 기계적 강도를 제공하는 금속 시트(23)를 포함한다. 금속 시트는 예를 들어 알루미늄 시트일 수 있으며, 접착 시트와 나일론 시트 사이에 위치한다.
상부 시트(202) 또는 하부 시트(201)는 전극 조립체(110)를 수용하도록 오목 한 구조로 형성될 수 있다.
파우치(120)는 전극 조립체(110)가 수용된 후, 전극 조립체(110) 주위에 위치하는 상부 시트와 하부 시트의 테두리부를 서로 열융착하여 테라스부(250)가 형성되면서 밀봉(sealing)된다.
제1 전극 무지부(11b)와 제2 전극 무지부(12b)는 각각 제1 도전탭(44) 및 제2 도전탭(42)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 도전탭(44)과 제2 도전탭(42)은 열융착된 파우치(120) 밖으로 연결되어 전극 조립체(110)를 파우치(120) 외부에 전기적으로 인출한다.
즉, 제1 도전탭(44)과 제2 도전탭(42)은 파우치(120)의 일측면(도 1의 yz평면)에 형성되는 테라스부(250)에서 열융착된 상부 시트 및 하부 시트의 테두리부를 관통하여 배치된다. 이때, 제1 도전탭(44)과 제2 도전탭(42)은 각각의 절연성 필름(80)에 의하여 파우치(120)와 더 밀착되어 밀봉될 수 있다.
제1 도전탭(44)은 전극 조립체(110)와 연결되는 제1 탭(44b)과, 제1 탭(44b)에 결합되어 파우치의 외부로 연장되는 제2 탭(44a)을 포함한다.
제1 도전탭(44)은 니켈(Ni), 니켈 합금(Ni Alloy), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 구리(Cu), 구리 합금(Cu alloy), 스틸(Fe), 스틸 합금(Fe alloy) 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있으나, 여기서 그 종류를 한정하는 것은 아니다.
제1 탭(44b)과 제2 탭(44a)의 사이에는 온도 감응 필름(30)이 형성된다.
온도 감응 필름(30)은 제1 탭(44b)과 제2 탭(44a)의 접착 영역인 실링부에 형성될 수 있다. 이때, 실링부 내에 위치되는 제1 탭(44b)과 제2 탭(44a)의 각각의 단부는 상하 방향으로 이격되고 일부 영역이 중복되도록 배치될 수 있다. 또한, 온도 감응 필름(30)은 실링부 이외에 제1 탭(44b)의 후단부와 제2 탭(44a)의 전단부에 형성될 수 있다.
온도 감응 필름(30)은 이차 전지의 사용 중 셀에 기설정된 온도 이상인 경우가 발생되는 경우, 해당 온도가 전이된 제1 탭(44b)으로부터 제2 탭(44a)으로의 전류 흐름을 차단하여 제1 탭(44b)과 제2 탭(44a) 사이를 전기적으로 분리시킬 수 있다.
온도 감응 필름(30)은 이방성 도전 필름(A.C.F)을 포함할 수 있다. 이때, 이방성 도전 필름이 열가소성 수지(thermoplastic resin)로 구성되는 경우, 열가소성 수지의 특성상 이차 전지의 셀에 기설정된 온도 이상에서 물성 변화가 발생되어 제1 탭(44b)과 제2 탭(44a)의 실링 부위가 단락된다. 이때, 열가소성 수지(thermoplastic resin)는 페녹시 바인더, 부타디엔 러버 등을 포함할 수 있다. 또한, 이방성 도전 필름이 열경화성 수지(thermosetting resin)로 구성되는 경우, 제1 탭(44b)으로부터 제2 탭(44a)으로의 전류 흐름이 일정 전류 이상의 허용 전류를 초과하면 접촉 저항과 열화로 인하여 제1 탭(44b)과 제2 탭(44a)의 실링 부위가 단락된다.
본 발명의 실시예에서는, 온도 감응 필름(30)이 파우치의 제1 탭(44b)과 제2 탭(44a)의 실링부에 형성되는 것을 일 예로 들어 설명하고 있으나, 파우치의 실링부 이외에도 원통형, 각형 이차 전지에서 초음파 또는 레이저 용접 방식이 적용되는 도전탭과 음극판 및 양극판의 융착 부위에도 온도 감응 필름이 적용될 수도 있다.
제1 탭(44b)과 제2 탭(44a)의 결합 부위를 감싸는 절연성 필름(80)이 형성될 수 있다. 이때, 제1 탭(44b)과 제2 탭(44a)은 각각 절연성 필름에 의하여 서로 밀착되어 밀봉될 수 있다.
테라스부(250)는 제1 도전탭(44) 및 제2 도전탭(42)의 인출 측에서, 전극 조립체(110)를 따라 절곡되는 상부시트(202)의 테두리를 하부 시트(201)의 평평한 테두리에 열융착 함으로써 형성될 수 있다.
이차 전지는 과충전, 과방전, 과전류 및 외부 쇼트로부터 보호하기 위하여, 회로 기판에 보호 회로 소자들을 실장하여 형성되는 보호 회로 모듈(도시하지 않음)을 포함할 수 있다.
제2 도전탭(42)은 보호 회로 모듈에 직접 연결(도시하지 않음)되고, 제1 도전탭(44)은 온도 감응 필름(30)을 개재하여 보호 회로 모듈에 연결될 수 있다. 따라서, 제1 도전탭(44)은 온도 감응 필름(30)이 형성된 영역을 중심으로 양쪽으로 분리된 제1 탭(42b)과 제2 탭(42a)을 포함한다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 제1 도전탭(44)은 전극 조립체(110)와 연결되는 제1 탭(44b)과, 제1 탭(44b)에 결합되어 파우치의 외부로 연장되는 제2 탭(44a)을 포함한다. 이때, 제1 탭(44b)과 제2 탭(44a)의 사이에 중앙 영역 또는 적어도 하나 이상의 영역에 온도 감응 필름(30)이 형성된다.
제1 탭(44b)과 제2 탭은 상호간 사이에 온도 감응 필름(30)이 위치한 상태에서 초음파 또는 레이저 용접 방식으로 상호간 전기적 또는 기구적으로 접착된다. 이때, 제1 탭(44b)과 제2 탭은 스팟 용접법으로 형성될 수 있으며, 제1 탭(44b)과 제2 탭이 중첩하는 영역 내에서 복수의 용접 스팟이 형성될 수도 있다. 제1 탭(44b)과 제2 탭의 상하 방향으로는 용접에 의하여 전기적으로 도통이 이루어지고, 용접되는 영역의 좌우 방향으로는 온도 감응 필름(30)이 접합제 역할을 수행하여 기구적으로 접착된다. 이에 따라, 제1 탭(44b)과 제2 탭(44a)은 용접 시에 제공되는 열에 의하여 상호간 접착력이 향상된다.
한편, 복수의 용접 스팟은 동일한 크기로, 일정한 간격을 두고 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 다양한 크기 및 간격으로 형성될 수 있다. 또한, 용접 스팟의 개수 및 크기가 증가할수록 발생되는 열량은 줄어들 수 있으므로, 필요로 하는 열량에 따라서 다양한 개수 및 크기로 용접 스팟을 형성할 수 있다.
도 6을 참조하면, 온도 감응 필름(30)이 열가소성 수지(thermoplastic resin)로 구성되는 경우, 열가소성 수지의 특성상 일정 온도 이상이 되면 접합력이 낮아지기 때문에, 이차 전지의 셀에 일정 온도 이상이 되면 열가소성 수지의 부피가 팽창하여 결과적으로 제1 탭(44b)과 제2 탭(44a)의 전기적인 단선(cut off)이 된다.
다시 말해, 파우치 내부에서 발생되는 열은 제1 도전탭(44)의 제1 탭(44b)을 통하여 온도 감응 필름(30)에 전달될 수 있다. 이와 같은 열이 일정 온도 이상인 상태로 온도 감응 필름(30)에 전달되면, 온도 감응 필름(30)은 가열되어 제1 탭(44b)과 제2 탭(44a)의 접합 부위가 단락되고, 제1 탭(44b)에서 제2 탭(44a)으로의 전류 경로를 단락시킨다.
따라서, 제1 도전탭(44)을 구성하는 제1 탭(44b)과 제2 탭(44a)의 접합 부위에 직접 온도 감응 필름(30)을 구성하면, 이차 전지의 이상 발생시 전류 차단 능력을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 이상 반응으로 인해서 전극 조립체(110)가 과열될 경우, 이로 인한 열이 제1 탭(44b)을 통하여 온도 감응 필름(30)에 전달된다.
이때, 전극 조립체(110)는 파우치 내에 위치하고, 온도 감응 필름(30)은 파우치 밖에 위치함으로써 파우치 내부의 온도와 온도 감응 필름(30)이 전류를 차단하도록 설정된 온도 사이에 차이가 발생할 수 있다. 이러한 온도 차이로 인해서, 온도 감응 필름(30)이 전류를 차단하는 온도까지 도달하기 전에, 파우치 내부의 온도는 계속 상승하여 온도 감응 필름(30)이 전류를 차단하기 전에 이차 전지가 폭발할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 파우치 내부와 온도 감응 필름(30)이 전류를 차단하는 온도 사이의 차이를 줄여 전지가 폭발하기 전에 전류를 차단시켜, 이차 전지의 폭발을 방지할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 파우치 내부에 위치하여 전극 조립체(110)에 직접 연결된 제1 탭(44b)의 접합 부위에 온도 감응 필름(30)을 직접 구성하여 파우치 내부의 이상 온도에 대응되도록 실제적 온도를 이용함으로써, 이차 전지가 폭발하기 전에 온도 감응 필름(30)을 동작시킨다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에서는 이차 전지의 안전성을 확보할 수 있고, 이차 전지의 제조 공정을 단순화시킬 수 있으며, 이차 전지 팩이나 이차 전지를 이용한 모듈 설계에 효율적으로 적용할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 이차 전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
11: 제1 전극 12: 제2 전극
11a: 제1 전극 활성부 12a: 제2 전극 활성부
11b: 제1 전극 무지부 12b; 제2 전극 무지부
13: 세퍼레이터 21: 폴리머 시트
23: 금속 시트 25: 복합 시트
30: 온도 감응 필름 42: 제2 도전탭
44: 제1 도전탭 44a: 제2 탭
44b: 제1 탭 80: 절연성 필름
110: 전극 조립체 120: 파우치
201: 하부 시트 202: 상부 시트
250: 테라스부

Claims (5)

  1. 파우치;
    상기 파우치에 수용되는 전극 조립체;
    상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되어, 상기 파우치의 외부로 연장되는 도전탭을 포함하고,
    상기 도전탭은 상기 전극 조립체와 연결되는 제1 탭과, 상기 제1 탭에 결합되어 상기 파우치의 외부로 연장되는 제2 탭을 포함하는 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 탭과 제2 탭의 사이에 형성된 온도 감응 필름을 더 포함하는 이차 전지.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 온도 감응 필름은 기설정된 온도 이상에서 전류 흐름을 차단하여 상기 제1 탭과 제2 탭 사이를 전기적으로 분리하는 이차 전지.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 온도 감응 필름은 이방성 도전 필름(A.C.F)을 포함하는 이차 전지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 탭과 제2 탭의 결합 부위를 감싸는 절연성 필름을 더 포함하는 이차 전지.
KR1020220077494A 2022-06-24 2022-06-24 이차 전지 KR20240000818A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220077494A KR20240000818A (ko) 2022-06-24 2022-06-24 이차 전지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220077494A KR20240000818A (ko) 2022-06-24 2022-06-24 이차 전지

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240000818A true KR20240000818A (ko) 2024-01-03

Family

ID=89538945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220077494A KR20240000818A (ko) 2022-06-24 2022-06-24 이차 전지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240000818A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109473572B (zh) 具有利用排出气体断开连接器的结构的电池模块
US9059459B2 (en) Secondary battery
JP5355532B2 (ja) 二次電池及びそれを利用した電池パック
JP5906354B2 (ja) 二次電池、それに適用される二次電池用部品及び二次電池の製造方法
KR101264527B1 (ko) 파우치형 케이스 및 이를 포함하는 전지팩
US8778529B2 (en) Lithium secondary battery
US10665836B2 (en) Pouch-type secondary battery including electrode lead having current limiting function
US10693121B2 (en) Rechargeable battery
EP3246966B1 (en) Pouch-type secondary battery including electrode lead having electrical current limiting function
KR102245620B1 (ko) 이차 전지
US11387528B2 (en) Secondary battery
US11289782B2 (en) Secondary battery
KR101146465B1 (ko) 파우치형 이차전지 및 그 제조방법
EP3544078B1 (en) Secondary battery
CN109937495B (zh) 可再充电电池
CN110679012B (zh) 二次电池
KR101846050B1 (ko) 전류 제한 기능의 전극리드를 포함하는 파우치형 이차전지
JP2002110137A (ja) 密閉型電池
KR101243550B1 (ko) 고정부재를 이용한 안정성이 향상된 이차전지
EP3537506B1 (en) Rechargeable battery
KR20240000818A (ko) 이차 전지
KR20170060937A (ko) 이차 전지
KR101384733B1 (ko) 보호회로 조립체 및 이를 구비하는 배터리 팩
EP4258461A1 (en) Pouch-type secondary battery and manufacturing method therefor
EP4195342A1 (en) Secondary battery