KR20240037645A - 배터리 셀 - Google Patents

배터리 셀 Download PDF

Info

Publication number
KR20240037645A
KR20240037645A KR1020220116414A KR20220116414A KR20240037645A KR 20240037645 A KR20240037645 A KR 20240037645A KR 1020220116414 A KR1020220116414 A KR 1020220116414A KR 20220116414 A KR20220116414 A KR 20220116414A KR 20240037645 A KR20240037645 A KR 20240037645A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery cell
pouch
sealing
layer
electrode assembly
Prior art date
Application number
KR1020220116414A
Other languages
English (en)
Inventor
정경희
Original Assignee
에스케이온 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 에스케이온 주식회사 filed Critical 에스케이온 주식회사
Priority to KR1020220116414A priority Critical patent/KR20240037645A/ko
Priority to PCT/KR2023/005268 priority patent/WO2024058332A1/ko
Publication of KR20240037645A publication Critical patent/KR20240037645A/ko

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
    • H01M50/14—Primary casings; Jackets or wrappings for protecting against damage caused by external factors
    • H01M50/143—Fireproof; Explosion-proof
    • 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
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105—Pouches or flexible bags
    • 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
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • 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
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/121—Organic material
    • 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
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/126—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • 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
    • 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)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

배터리 셀 및 이를 제조하는 방법이 개시된다. 본 발명의 배터리 셀은, 전극 조립체와 상기 전극 조립체를 감싸며 수용하는 파우치 유닛을 포함하고, 상기 파우치 유닛은 이너 레이어, 아우터 레이어 및 상기 이너 레이어와 상기 아우터 레이어의 사이에 배치되는 금속 레이어를 구비하는, 배터리 셀에 있어서, 상기 파우치 유닛 중에서 상기 전극 조립체를 수용하는 수용부 및 상기 전극 조립체를 구비하는, 배터리 셀 바디; 상기 배터리 셀 바디에서 돌출되는 전극 탭; 상기 배터리 셀 바디의 둘레의 일부를 따라 형성되고, 상기 수용부에서 연장되되 상기 이너 레이어가 상기 전극 탭을 사이에 두고 서로 마주하며 결합하는 한 쌍의 제1 파우치 실링부의 일부를 구비하는, 제1 배터리 셀 실링부; 그리고 상기 배터리 셀 바디의 상기 둘레의 다른 일부를 따라 형성되며, 상기 한 쌍의 제1 파우치 실링부의 다른 일부 및 상기 한 쌍의 제1 파우치 실링부의 상기 다른 일부에서 연장되어 상기 금속 레이어가 서로 마주하며 결합되는 한 쌍의 제2 파우치 실링부를 구비하는, 제2 배터리 셀 실링부를 포함할 수 있다.

Description

배터리 셀{BATTERY CELL}
본 발명은 배터리 셀에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 배터리 화재 발생시내부 가스의 벤팅(venting) 방향을 설정한 배터리 셀에 관한 것이다.
파우치형 배터리 셀의 제작 및 사용 환경 중에 발생하는 반복적인 충/방전 과정 및 고온, 고습 등의 가혹 환경 노출로 인해 배터리 셀 내부에서 지속적으로 가스가 발생하게 된다. 이는 배터리 셀 내부의 압력을 상승시키며 파우치가 견딜 수 있는 임계치 이상이 되면 파우치 밀봉이 취약한 부분이 파괴되며 배터리 셀이 손상되게 된다.
파우치 밀봉이 취약한 부분은, 서로 마주하는 파우치가 접하며 결합된 실링부(sealing portion)일 수 있다. 서로 마주하는 파우치는 레진이 중합되어 결합됨으로써, 파우치가 밀봉될 수 있다.
배터리 셀에 열폭주가 발생하면, 배터리 셀 내부에서 발생된 가스는, 배터리 셀의 파괴된 실링부를 통해 외부로 배출될 수 있다. 배터리 셀에서 발생된 가스는 높은 온도이므로, 배터리 셀 내부에 발생된 가스를 외부로 배출시키는 방향을 제어할 필요가 있다.
KR 10-2022-0037348 A
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 서로 다른 변(edge)에 서로 다른 결합력이 부여된 배터리 셀을 제공하는 것을 다른(another) 목적으로 한다.
본 발명은 일 변에 파우치 시트의 중합 또는 융착에 의해 형성되는 실링부가 배치되고 타 변에 파우치 시트의 용접에 의해 형성되는 실링부가 배치되는 배터리 셀을 제공하는 것을 다른(another) 목적으로 한다.
본 발명은 배터리 화재 발생시 배터리 내부에서 발생되는 가스의 벤팅 방향이 설정된 배터리 셀을 제공하는 것을 다른(another) 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 전극 조립체와 상기 전극 조립체를 감싸며 수용하는 파우치 유닛을 포함하고, 상기 파우치 유닛은 이너 레이어, 아우터 레이어 및 상기 이너 레이어와 상기 아우터 레이어의 사이에 배치되는 금속 레이어를 구비하는, 배터리 셀에 있어서, 상기 파우치 유닛 중에서 상기 전극 조립체를 수용하는 수용부 및 상기 전극 조립체를 구비하는, 배터리 셀 바디; 상기 배터리 셀 바디에서 돌출되는 전극 탭; 상기 배터리 셀 바디의 둘레의 일부를 따라 형성되고, 상기 수용부에서 연장되되 상기 이너 레이어가 상기 전극 탭을 사이에 두고 서로 마주하며 결합하는 한 쌍의 제1 파우치 실링부의 일부를 구비하는, 제1 배터리 셀 실링부; 그리고 상기 배터리 셀 바디의 상기 둘레의 다른 일부를 따라 형성되며, 상기 한 쌍의 제1 파우치 실링부의 다른 일부 및 상기 한 쌍의 제1 파우치 실링부의 상기 다른 일부에서 연장되어 상기 금속 레이어가 서로 마주하며 결합되는 한 쌍의 제2 파우치 실링부를 구비하는, 제2 배터리 셀 실링부를 포함하는, 배터리 셀이 제공될 수 있다.
본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 금속 레이어의 녹는점은, 상기 이너 레이어의 녹는점 보다 높을 수 있다.
본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 아우터 레이어의 녹는점은, 상기 이너 레이어의 녹는점 보다 높고 상기 금속 레이어의 녹는점 보다 낮을 수 있다.
본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 금속 레이어는, 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 철(Fe), 망간(Mn), 구리(Cu) 및 스테인리스스틸(SUS) 중 적어도 하나를 포함하는 소재로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 이너 레이어는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리염화비닐, 아크릴계 고분자, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리이미드, 폴리아마이드, 셀룰로오스, 아라미드, 나일론, 폴리에스테르, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸, 폴리아릴레이트, 테프론 및 유리섬유 중 적어도 하나를 포함하는 소재로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 아우터 레이어는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리염화비닐, 아크릴계 고분자, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리이미드 및 폴리아미드 중에서 적어도 하나를 포함하는 소재로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 파우치 유닛은, 상기 전극 조립체를 마주하는 제1 파우치 면, 그리고 상기 배터리 셀의 외부를 마주하는 제2 파우치 면을 포함하고, 상기 아우터 레이어는, 상기 제2 파우치 면을 형성할 수 있다.
본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 한 쌍의 제2 파우치 실링부의 상기 금속 레이어는 용접에 의해 서로 결합될 수 있다.
본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 이너 레이어는 폴리머(polymer)를 포함하는 소재로 형성되고, 상기 한 쌍의 제1 파우치 실링부의 상기 이너 레이어는 열(heat)에 의해 융착하여 서로 결합될 수 있다.
본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 전극 탭은, 상기 배터리 셀 바디의 일단에 위치하는 제1 전극 탭; 그리고 상기 배터리 셀 바디의 타단에 위치하는 제2 전극 탭을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제1 배터리 셀 실링부는, 상기 제1 전극 탭과 상기 제2 전극 탭에 각각 결합되는 2 개의 제1 배터리 셀 실링부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제2 배터리 셀 실링부는, 상기 2 개의 제1 배터리 셀 실링부에 연결되며 서로 마주하는 2 개의 제2 배터리 셀 실링부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 수용부는, 상기 전극 조립체를 수용하며 서로 마주하는 2개의 수용부를 포함하고, 상기 파우치 유닛은, 상기 2 개의 수용부를 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 연결부는, 상기 배터리 셀의 일 변을 형성하며, 상기 전극 조립체에 밀착될 수 있다.
본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제2 배터리 셀 실링부는, 상기 수용부에서 연장된 제2 파우치 실링부 헤드; 그리고 상기 제2 파우치 실링부 헤드에서 연장되되 접혀진 제2 파우치 실링부 테일을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 셀 및 이를 제조하는 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 서로 다른 변(edge)에 서로 다른 결합력이 부여된 배터리 셀이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 일 변에 파우치 시트의 중합 또는 융착에 의해 형성되는 실링부가 배치되고 타 변에 파우치 시트의 용접에 의해 형성되는 실링부가 배치되는 배터리 셀이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 배터리 화재 발생시 배터리 내부에서 발생되는 가스의 벤팅 방향이 설정된 배터리 셀이 제공될 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 분해사시도이다.
도 3은 도 2의 파우치 유닛을 C1-C2로 자른 단면을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 파우치 시트를 D1-D2로 자른 단면을 나타낸 것이다.
도 5는 도 2의 파우치 시트를 E1-E2로 자른 단면을 나타낸 것이다.
도 6은 도 1의 배터리 셀을 B1-B2로 자른 단면을 나타낸 것이다.
도 7은 도 1의 배터리 셀을 F1-F2로 자른 단면을 나타낸 것이다.
도 8은 도 7의 G를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 9는 도 1의 배터리 셀을 A1-A2로 자른 단면을 나타낸 도면이다.
도 10a는 도 9의 H를 확대하여 나타낸 도면으로서 제2 파우치 실링부가 배터리 셀 엣지를 형성하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 10b는 도 9의 H를 확대하여 나타낸 도면으로서 제1 파우치 실링부가 배터리 셀 엣지를 형성하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 11은 도 9에 도시된 제2 배터리 셀 실링부가 접혀진 상태를 나타낸 도면이다.
도 12는 도 11의 I를 확대하여 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(10)의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(10)의 분해사시도이다. 도 3은 도 2의 파우치 유닛을 C1-C2로 자른 단면을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 배터리 셀(10)은 전극 조립체(100)를 포함할 수 있다. 배터리 셀(10)은 전극 조립체(100)를 수용하는 파우치 유닛(300)을 포함할 수 있다. 전극 조립체(100)는 파우치 유닛(300)에 의해 감싸질 수 있다.
전극 조립체(100)는 충전될 수 있다. 전극 조립체(100)가 충전되면, 전극 조립체(100)의 전기 에너지는 증가할 수 있다. 전극 조립체(100)는 방전될 수 있다. 전극 조립체(100)가 방전되면, 전극 조립체(100)의 전기 에너지는 감소할 수 있다. 전극 조립체(100)는 “젤리 롤(jelly roll)”이라 칭할 수 있다.
전극 조립체(100)는 개략적으로 육면체의 형상을 형성할 수 있다. 전극 조립체(100)는 납작한 형상을 형성할 수 있다. 예를 들어, 전극 조립체(100)는 납작한 육면체의 형상을 형성할 수 있다. 예를 들어, 전극 조립체(100)는 일단에서 연장되어 타단으로 이어진 형상을 형성할 수 있다.
배터리 셀(10)은 전극 탭(200)을 포함할 수 있다. 전극 탭(200)은 복수로 제공될 수 있다. 예를 들어, 전극 탭(200)은 제1 전극 탭(210)과 제2 전극 탭(220)을 포함할 수 있다. 전극 탭(200)은, 금속을 포함하는 소재로 형성될 수 있다. 배터리 셀(10)의 길이 방향은, 제1 전극 탭(210)에서 제2 전극 탭(220)을 향하는 방향과 나란할 수 있다.
전극 탭(200)은 전극 조립체(100)에 연결될 수 있다. 제1 전극 탭(210)은 전극 조립체(100)의 일단에 연결될 수 있다. 제1 전극 탭(210)은 배터리 셀 바디(11)의 일단에 위치할 수 있다. 제2 전극 탭(220)은 전극 조립체(100)의 타단에 연결될 수 있다. 제2 전극 탭(220)은 배터리 셀 바디(11)의 타단에 위치할 수 있다.
전극 탭(200)은 전극 조립체(100)에서 돌출된 형상을 형성할 수 있다. 전극 탭(200)은 배터리 셀 바디(11)에서 돌출된 형상을 형성할 수 있다. 전극 탭(200)은 파우치 유닛(300)의 외부로 돌출될 수 있다. 예를 들어, 전극 탭(200)의 일부는, 전극 조립체(100)에서 연장되어 파우치 유닛(300)에 수용될 수 있다. 예를 들어, 전극 탭(200)의 다른 일부는, 전극 탭(200)의 상기 일부에서 연장되어 배터리 셀 바디(11)의 외부에 위치할 수 있다.
파우치 유닛(300)은 파우치 시트(301)를 포함할 수 있다. 파우치 시트(301)는 시트(sheet) 형상일 수 있다. 파우치 시트(301)는 가요성(flexible)일 수 있다. 파우치 시트(301)는 면(face)을 형성할 수 있다.
파우치 유닛(300)은 제1 파우치 면(305)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 파우치 시트(301)는 제1 파우치 면(305)을 형성할 수 있다. 제1 파우치 면(305)은 파우치 시트(301)의 일면(a face)일 수 있다. 제1 파우치 면(305)은, 배터리 셀(10)의 내부 공간을 형성하며 마주할 수 있다. 제1 파우치 면(305)은, 전극 조립체(100)를 마주하며 감쌀 수 있다.
파우치 유닛(300)은 제2 파우치 면(306)을 포함할 수 있다. 제2 파우치 면(306)은 파우치 시트(301)의 타면(another face)일 수 있다. 제2 파우치 면(306)은, 배터리 셀(10)의 외부면을 형성할 수 있다. 제2 파우치 면(306)은, 제1 파우치 면(305)의 반대측에 위치한 면(face)일 수 있다.
파우치 시트(301)는 복수의 층(layer)이 적층되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 파우치 시트(301)는 레이어 구조(330)를 포함할 수 있다.
레이어 구조(330)는, 제1 레이어(331)를 포함할 수 있다. 제1 레이어(331)는 제1 파우치 면(305)을 형성할 수 있다. 제1 레이어(331)의 일면은 제1 파우치 면(305)을 형성할 수 있다. 이런 맥락에서, 제1 레이어(331)는, “이너 레이어(inner layer)”라 칭할 수 있다.
레이어 구조(330)는, 제2 레이어(332)를 포함할 수 있다. 제2 레이어(332)는, 제1 레이어(331)의 타면을 마주할 수 있다. 제2 레이어(332)의 일면은, 제1 레이어(331)의 타면에 접할 수 있다.
레이어 구조(330)는, 제3 레이어(333)를 포함할 수 있다. 제3 레이어(333)는, 제2 레이어(332)의 타면을 마주할 수 있다. 제3 레이어(333)의 일면은, 제2 레이어(332)의 타면에 접할 수 있다. 제3 레이어(333)의 타면은, 제2 파우치 면(306)을 형성할 수 있다. 이러한 맥락에서 제3 레이어(333)는, “아우터 레이어(outer layer)”라 칭할 수 있다.
제1 레이어(331)는 폴리머(polymer)를 포함하는 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 레이어(331)는, 열중합성 화합물을 포함할 수 있다. 열중합성 화합물에 열(heat)이 가해지면, 열중합성 화합물에 중합(polymerization) 또는 가교 반응이 발생할 수 있다. 이 경우, 2개의 서로 다른 제1 레이어(331)가 접한 상태에서 열(heat)이 가해지면, 2개의 다른 제1 레이어(331)가 접합될 수 있다. 제1 레이어(331)에 열(heat)이 가해지면 제1 레이어(331)가 녹은 상태일 수 있고, 한 쌍의 제1 레이어(331)가 접하여 융착할 수 있다.
제1 레이어(331)는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리염화비닐, 아크릴계 고분자, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리이미드, 폴리아마이드, 셀룰로오스, 아라미드, 나일론, 폴리에스테르, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸, 폴리아릴레이트, 테프론 및 유리섬유 중 적어도 하나를 포함하는 소재로 형성될 수 있다. 제1 레이어(331)는 단일막 구조 또는 2개 이상의 물질로 이루어진 복합막 구조를 가질 수 있다.
제2 레이어(332)는, 금속을 포함할 수 있다. 제2 레이어(332)는, 예를 들어, 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 철(F2), 망간(Mn), 구리(Cu), 스테인리스스틸(SUS), 및 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함하는 소재로 형성될 수 있다. 제2 레이어(332)는, 우수한 기계적 강도, 성형성, 수분 차단 효과를 구현할 수 있다. 이런 맥락에서, 제2 레이어(332)는 “금속 레이어”라 칭할 수 있다.
제3 레이어(333)는 외부로부터 배터리 셀(10)을 보호할 수 있다. 제3 레이어(333)는 필름(film)으로 형성될 수 있다. 제3 레이어(333)는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리염화비닐, 아크릴계 고분자, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리이미드, 폴리아미드 중에서 적어도 하나를 포함하는 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제3 레이어(333)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하는 소재로 형성될 수 있다.
제3 레이어(333)의 녹는점 또는 용융점은, 제1 레이어(331)의 녹는점 또는 용융점 보다 높을 수 있다. 예를 들어, 제3 레이어(333)에 열(heat)을 제공하면, 열(heat)은 제2 레이어(332)를 통과하여 제1 레이어(331)에 도달할 수 있다. 이 경우, 제3 레이어(333)는 녹지 않고, 제1 레이어(331)는 녹은 상태일 수 있다.
파우치 시트(301)는 성형될 수 있다. 예를 들어, 파우치 시트(301)를 프레스(press) 가공하면, 파우치 시트(301)의 형상이 형성될 수 있다. 예를 들어, 파우치 유닛(300)은 파우치 시트(301)의 일면에서 오목하게 형성될 수 있다.
예를 들어, 파우치 유닛(300)은 수용부(310)를 포함할 수 있다. 수용부(310)는, 전극 조립체(100)를 수용할 수 있다. 수용부(310)는 전극 조립체(100)를 마주하며 접할 수 있다. 수용부(310)는 제1 파우치 면(305)에서 오목할 수 있다. 수용부(310)는 제2 파우치 면(305)에서 볼록할 수 있다. 다른 예를 들어, 수용부(310)는 오목하지 않고 평평할 수도 있다.
수용부(310)는 복수로 제공될 수 있다. 예를 들어, 수용부(310)는, 2개 제공될 수 있다. 파우치 유닛(300)은 연결부(315)를 포함할 수 있다. 연결부(315)는, 서로 다른 수용부(310) 사이에 위치하며 서로 다른 수용부를 연결할 수 있다. 달리 말하면, 연결부(315)는, 2개의 수용부(310) 사이에 위치하며, 2개의 수용부(310)를 연결할 수 있다.
연결부(315)는, 배터리 셀(10, 도 1 참조)의 일 변을 형성할 수 있다. 연결부(315)는 전극 조립체(100)에 밀착될 수 있다. 따라서 연결부(315)는, 전극 조립체(100)에서 발생되는 열(heat)을 외부로 배출하기 위한 유용한 통로가 될 수 있다.
파우치 유닛(300)은 파우치 내부 영역(308)과 파우치 엣지 영역(309)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 파우치 시트(301)는, 파우치 내부 영역(308)과 파우치 엣지 영역(309)으로 구분될 수 있다. 파우치 엣지 영역(309)은, 파우치 내부 영역(308)을 감싸는 형상을 형성할 수 있다. 파우치 엣지 영역(309)은, 파우치 시트(301)의 가장자리를 따라 형성될 수 있다. 수용부(310)와 연결부(315)는, 파우치 내부 영역(308)에 형성될 수 있다.
수용부(310)에 전극 조립체(100)가 수용된 이후, 파우치 시트(301)가 접힐 수 있다. 파우치 시트(301)는 연결부(315)에서 접힐 수 있다. 예를 들어, 전극 조립체(100)는, 한 쌍의 수용부(310)의 사이에 배치되며 수용될 수 있다.
배터리 셀(10)은 배터리 셀 바디(11)를 포함할 수 있다. 배터리 셀 바디(11)는, 배터리 셀(10)에서 전극 조립체(100)가 위치하는 부분을 의미할 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀 바디(11)는, 수용부(310)와 전극 조립체(100)를 포함할 수 있다.
배터리 셀(10)은 배터리 셀 엣지(15)를 포함할 수 있다. 배터리 셀 엣지(15)는, 배터리 셀(10)의 변(edge)을 형성할 수 있다. 배터리 셀 엣지(15)는, 배터리 셀 바디(11)의 둘레를 따라 형성되거나 위치할 수 있다. 배터리 셀 엣지(15)는, 파우치 시트(301)에 의해 형성될 수 있다.
배터리 셀(10)은 배터리 셀 엣지부(16)를 포함할 수 있다. 배터리 셀 엣지부(16)는, 배터리 셀 엣지(15)를 따라 형성되거나 위치할 수 있다. 배터리 셀 엣지부(16)는, 배터리 셀 엣지(15)와 배터리 셀 바디(11)의 사이에 위치하거나 형성될 수 있다. 배터리 셀 엣지부(16)는 파우치 시트(301)에 의해 형성될 수 있다.
배터리 셀 엣지부(16)는, 예를 들어, 파우치 시트(301)가 서로 마주하며 결합되어 형성될 수 있다. 이런 맥락에서 배터리 셀 엣지부(16)는, “배터리 셀 실링부(sealing portion)”라 칭할 수 있다.
파우치 시트(301)는 제1 파우치 실링부(321)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 서로 마주하는 2개의 제1 파우치 실링부(321)가, 서로 결합되어, 제1 배터리 셀 실링부(16a)가 형성될 수 있다. 제1 파우치 실링부(321)는, 파우치 엣지 영역(309)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 파우치 실링부(321)는, 파우치 시트(301)의 둘레를 따라 형성될 수 있다.
제1 배터리 셀 실링부(16a)는, 전극 탭(200)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 전극 탭(200)은, 서로 마주하는 2개의 제1 파우치 실링부(321) 사이에 위치할 수 있다.
제1 배터리 셀 실링부(16a)는 복수로 제공될 수 있다. 예를 들어, 2개의 제1 배터리 셀 실링부(16a)의 하나는, 제1 전극 탭(210)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 2 개의 제1 배터리 셀 실링부(16a)의 다른 하나는, 제2 전극 탭(220)에 연결될 수 있다.
파우치 시트(301)는 제2 파우치 실링부(322)를 포함할 수 있다. 제2 파우치 실링부(322)는 제1 파우치 실링부(321)에서 연장되어 파우치 시트(301)의 엣지(edge)에 연결될 수 있다.
예를 들어, 서로 마주하는 한 쌍의 제1 파우치 실링부(321)가 서로 결합되고 서로 마주하는 한 쌍의 파우치 실링부(322)가 서로 결합되어, 제2 배터리 셀 실링부(16b)가 형성될 수 있다.
제2 파우치 실링부(322)는, 파우치 엣지 영역(309)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 예를 들어, 제2 파우치 실링부(322)는, 파우치 시트(301)의 둘레 중 일부를 따라 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 파우치 실링부(322)는, 파우치 시트(301)의 둘레 중에서 배터리 셀(10)의 길이 방향으로 형성된 변(edge)을 따라 형성될 수 있다.
달리 말하면, 제2 파우치 실링부(322)는, 파우치 시트(301)의 둘레 중에서 전극 탭(200)이 형성된 변(edge)을 제외한 나머지 변을 따라 형성될 수 있다.
다른 예를 들어, 제2 파우치 실링부(322)는, 파우치 시트(301)의 모서리(corner)에 형성될 수 있다. 다른 예를 들어, 제2 파우치 실링부(322)는, 파우치 시트(301)의 둘레 중에서 배터리 셀(10)의 길이 방향으로 형성된 변의 일부를 따라 형성될 수 있다.
제2 배터리 셀 실링부(16b)는, 제1 배터리 셀 실링부(16a)에 연결될 수 있다. 파우치 실링부(320)는, 제1 파우치 실링부(321)와 제2 파우치 실링부(322) 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.
도 4는 도 2의 파우치 시트를 D1-D2로 자른 단면을 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 제1 파우치 실링부(321)의 제1 레이어(331)는 제1 파우치 면(305)을 형성할 수 있다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 제1 배터리 셀 실링부(16a)는, 2개의 서로 마주하는 제1 파우치 실링부(321)가 서로 결합되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 배터리 셀 실링부(16a)는, 2개의 서로 마주하는 제1 파우치 실링부(321) 각각의 제1 레이어(331)가 중합되어 서로 결합되어, 형성될 수 있다.
도 5는 도 2의 파우치 시트를 E1-E2로 자른 단면을 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 제2 파우치 실링부(322)는 제1 파우치 실링부(321)에서 파우치 시트(301, 도 2 참조)의 엣지(edge)를 향해 연장되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 파우치 실링부(322)는, 제1 파우치 실링부(321)의 제2 레이어(332) 및 제3 레이어(333)가 연장되어 형성될 수 있다. 달리 말하면, 제2 파우치 실링부(322)는, 제1 레이어(331)가 제외된 상태에서 제1 파우치 실링부(321)에서 연장되어 형성될 수 있다.
제1 파우치 실링부(321)의 제1 레이어(331)는 제1 파우치 면(305)을 형성할 수 있다. 제2 파우치 실링부(322)의 제2 레이어(332)는 제1 파우치 면(305)을 형성할 수 있다.
제2 배터리 셀 실링부(16b, 도 1 참조)는, 2개의 서로 마주하는 제1 파우치 실링부(321)가 서로 마주하며 결합되고, 2개의 서로 마주하는 제2 파우치 실링부(322)가 서로 마주하며 결합되어, 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 배터리 셀 실링부(16b, 도 1 참조)에서, 한 쌍의 제1 파우치 실링부(321)가 서로 결합된 이후, 한 쌍의 제2 파우치 실링부(322)가 서로 결합되어, 형성될 수 있다.
도 6은 도 1의 배터리 셀을 B1-B2로 자른 단면을 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면, 제1 파우치 실링부(321, 도 2 참조)는 제1 배터리 셀 실링부(16a)를 형성할 수 있다. 제1 파우치 실링부(321, 도 2 참조)는 전극 탭(200)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 제1 파우치 실링부(321, 도 2 참조)는, 열(heat)에 의해 녹은 상태에서 전극 탭(200)에 결합될 수 있다. 배터리 셀(10, 도 1 참조)의 내부에서 열폭주 현상이 발생하거나 화재가 발생하면, 제1 배터리 셀 실링부(16a)의 밀봉이 해제될 수 있다.
도 7은 도 1의 배터리 셀을 F1-F2로 자른 단면을 나타낸 것이다.
도 7을 참조하면, 제1 파우치 실링부(321, 도 2 참조)는 제1 배터리 실링부(16a)를 형성할 수 있다. 2개의 서로 마주하는 제1 파우치 실링부(321, 도 2 참조)는, 서로 결합되어, 제1 배터리 실링부(16a)를 형성할 수 있다.
도 8은 도 7의 G를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 2개의 서로 마주하는 제1 파우치 실링부(321, 도 2 참조) 각각의 제1 레이어(331)가 서로 결합하면, 제1 배터리 셀 실링부(16a, 도 7 참조)가 형성될 수 있다.
파우치 시트(301, 도 2 참조)는, 서로 마주하는 제1 파우치 시트 파트(301a)와 제2 파우치 시트 파트(301b)를 포함할 수 있다. 제1 파우치 시트 파트(301a)와 제2 파우치 시트 파트(301b)는, 제1 파우치 실링부(321)를 형성할 수 있다.
제1 파우치 시트 파트(301a)와 제2 파우치 시트 파트(301b)는 서로 결합될 수 있다. 예를 들어, 제1 파우치 시트 파트(301a)의 제1 레이어(331)는, 제2 파우치 시트 파트(301b)의 제1 레이어(331)에 결합될 수 있다.
도 9는 도 1의 배터리 셀을 A1-A2로 자른 단면을 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 제2 파우치 실링부(322, 도 2 참조)는 제2 배터리 실링부(16b)를 형성할 수 있다. 2개의 서로 마주하는 제2 파우치 실링부(322, 도 2 참조)는, 서로 결합되어, 제2 배터리 실링부(16b)를 형성할 수 있다.
도 10a는 도 9의 H를 확대하여 나타낸 도면으로서 제2 파우치 실링부가 배터리 셀 엣지를 형성하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 10a를 참조하면, 2개의 서로 마주하는 제1 파우치 실링부(321) 각각의 제1 레이어(331)가 서로 결합하고, 2개의 서로 마주하는 제2 파우치 실링부(322) 각각의 제2 레이어(332)가 서로 결합하면, 제2 배터리 셀 실링부(16b, 도 9 참조)가 형성될 수 있다. 제2 파우치 실링부(322)는 배터리 셀 엣지(15, 도 1 및 9참조)를 형성할 수 있다.
제1 파우치 시트(301a)와 제2 파우치 시트(301b)는, 제2 파우치 실링부(322)를 형성할 수 있다. 제1 파우치 시트 파트(301a)와 제2 파우치 시트 파트(301b)는 서로 결합될 수 있다. 예를 들어, 제1 파우치 시트 파트(301a)의 제2 레이어(332)는, 제2 파우치 시트 파트(301b)의 제2 레이어(332)에 결합될 수 있다.
도 9 및 10a를 참조하면, 제2 파우치 실링부(322)는 제1 파우치 실링부(321)에서 외부로 연장되어 형성될 수 있다. 즉 한 쌍의 제1 파우치 실링부(321)의 제1 레이어(331)가 서로 결합된 이후, 한 쌍의 제1 파우치 실링부(321)에서 연장된 한 쌍의 제2 파우치 실링부(322)의 제2 레이어(332)가 용접 등을 통해 결합될 수 있다.
도 10b는 도 9의 H를 확대하여 나타낸 도면으로서 제1 파우치 실링부가 배터리 셀 엣지를 형성하는 모습을 나타낸 도면이다.’
도 10b를 참조하면, 제1 파우치 실링부(321)는, 제1 내측 파우치 실링부(3211)와 제1 외측 파우치 실링부(3212)를 포함할 수 있다. 서로 마주하는 2개의 제1 외측 파우치 실링부(3211)는, 배터리 셀 엣지(15, 도 1 및 도 9 참조)를 형성할 수 있다.
도 9 및 10b를 참조하면, 제2 파우치 실링부(322)는, 제1 내측 파우치 실링부(3211)와 제1 외측 파우치 실링부(3212)의 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 서로 마주하는 2개의 제1 파우치 실링부(321)의 제1 레이어(331)가 서로 결합된 이후, 제1 파우치 실링부(321)의 중간 지점에서 2개의 서로 마주하는 제2 레이어(332)가 용접 등에 의해 서로 결합되어 제2 파우치 실링부(322)가 형성될 수 있다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 제2 파우치 실링부(322)가 형성되는 과정을 살펴볼 수 있다. 예를 들어, 제2 파우치 실링부(322)가 제1 레이어(331)를 포함한 상태에서, 롤러(roller)에 의해 제2 파우치 실링부(322)의 제1 레이어(331)가 외부로 배출되거나 제1 파우치 실링부(321)로 이동할 수 있다. 그 이후, 제2 파우치 실링부(322)의 서로 마주하는 제2 레이어(332)는 서로 결합될 수 있다. 롤러(roller)는, 제2 파우치 실링부(322)를 가압할 때 열(heat)을 제2 파우치 실링부(322)에 제공할 수 있다.
도 11은 도 9에 도시된 제2 배터리 셀 실링부가 접혀진 상태를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 제2 배터리 셀 실링부(16b, 도 9 참조)는 접혀질 수 있다. 제2 파우치 실링부(322)는, 제2 파우치 실링부 헤드(3221)를 포함할 수 있다. 제2 파우치 실링부 헤드(3221)는, 수용부(310)에서 연장되어 형성될 수 있다.
제2 파우치 실링부(322)는, 제2 파우치 실링부 테일(3222)을 포함할 수 있다. 제2 파우치 실링부 테일(3222)은, 제2 파우치 실링부 헤드(3221)에서 접혀져 연장된 형상을 형성할 수 있다. 제2 파우치 실링부 테일(3222)은, 제2 파우치 실링부 헤드(3221)를 마주하며 결합될 수 있다. 예를 들어, 제2 파우치 실링부 헤드(3221)와 제2 파우치 실링부 테일(3222)은, 배터리 셀(10, 도 1 참조)의 두께 방향으로 적층될 수 있다. 배터리 셀(10, 도 1 참조)의 두께 방향은, 2개의 수용부(310, 도 2 참조)가 적층된 방향과 나란할 수 있다.
도 12는 도 11의 I를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 제2 파우치 실링부 헤드(3221)의 제3 레이어(333, 도 10a 참조)는, 제2 파우치 실링부 테일(3222)의 제3 레이어(333, 도 10a 참조)를 마주할 수 있다.
예를 들어, 제2 파우치 실링부 헤드(3221)의 제3 레이어(333, 도 10a 참조)는, 제2 파우치 실링부 테일(3222)의 제3 레이어(333, 도 10a 참조)를 마주하며 결합될 수 있다.
도 1 내지 도 12를 참조하면, 배터리 셀 실링부(16)는 2개의 종류로 구분될 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀 실링부(16)는, 제1 배터리 셀 실링부(16a)와 제2 배터리 셀 실링부(16b)를 포함할 수 있다.
제1 배터리 셀 실링부(16a)는, 전극 탭(200)에 결합될 수 있다. 도 1에서, 제1 전극 탭(210)과 제2 전극 탭(220)이 배터리 셀(10)의 서로 다른 변에 위치하고, 이에 따라 서로 다른 제1 배터리 셀 실링부(16a)가 형성될 수 있다. 다른 예를 들어, 제1 전극 탭(210)과 제2 전극 탭(220)이 하나의 변에 위치하는 경우, 하나의 제1 배터리 셀 실링부(16a)가 형성될 수 있다.
제2 배터리 셀 실링부(16b)는, 제1 배터리 셀 실링부(16a)에 연결되거나, 제1 배터리 셀 실링부(16a)와 이격되어 마주할 수 있다. 제2 배터리 셀 실링부(16b)는, 전극 탭(200)에 결합되지 않을 수 있다.
제2 배터리 셀 실링부(16b)는, 배터리 셀 바디(11)의 일 변을 따라 형성될 수 있다. 다른 예를 들어, 제2 배터리 셀 실링부(16b)는, 배터리 셀 바디(11)의 일 변 중 일부를 따라 형성될 수 있다.
제2 배터리 셀 실링부(16b)는, 배터리 셀 바디(11)의 2개 변을 따라 형성될 수 있다. 예를 들어, 2개의 배터리 셀 실링부(16b)는, 배터리 셀 바디(11)의 2개 변을 따라 각각 형성될 수 있다. 예를 들어, 2개의 배터리 셀 실링부(16b)는 서로 맞은편에 위치할 수 있다.
배터리 셀 실링부(16)는, 배터리 셀 바디(11)의 둘레를 따라 형성되고 제1 레이어(331)가 서로 마주하며 결합하는 한 쌍의 제1 파우치 실링부(321)를 포함할 수 있다. 배터리 셀 실링부(16)는, 한 쌍의 제1 파우치 실링부(321)의 일부에서 연장되고 제2 레이어(332)가 서로 마주하며 결합하는 한 쌍의 제2 파우치 실링부(322)를 포함할 수 있다. 제1 파우치 실링부(321)는, 수용부(310)에서 연장되어 형성될 수 있다.
제1 배터리 셀 실링부(16a)는, 배터리 셀 바디(11)의 둘레의 일부를 따라 형성될 수 있다. 제1 배터리 셀 실링부(16a)는, 한 쌍의 제1 파우치 실링부(321)의 일부를 포함할 수 있다. 제1 배터리 셀 실링부(16a)는, 전극 탭(200)에 연결될 수 있다.제2 배터리 셀 실링부(16b)는, 한 쌍의 제1 파우치 실링부(321)의 다른 일부를 포함할 수 있다. 제2 배터리 셀 실링부(16b)는, 한 쌍의 제1 파우치 실링부(321)의 다른 일부에서 연장된 한 쌍의 제2 파우치 실링부(322)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 제2 파우치 실링부(322)의 제2 레이어(332)는 서로 마주하며 결합할 수 있다.
제1 레이어(331)의 용융점은, 예를 들어, 섭씨 140도 내지 160도일 수 있다. 제2 레이어(332)의 용융점은, 예를 들어, 섭씨 1000도 이상일 수 있다. 따라서 배터리 셀(10)의 내부에서 화재가 발생하거나 열폭주가 발생하면, 제1 배터리 셀 실링부(16a)가 제2 배터리 셀 실링부(16b) 보다 먼저 파괴되어 배터리 셀(10)의 내부에서 발생하는 열(heat) 또는 가스(gas)는 파괴된 제1 배터리 셀 실링부(16a)를 통과하여 외부로 배출될 수 있다.
제1 배터리 셀 실링부(16a)와 제2 배터리 셀 실링부(16b)의 배치를 통해서, 배터리 셀(10) 내부에 형성되는 가스(gas) 또는 열(heat)이 배출되는 방향이 정해질 수 있다. 예를 들어, 제1 배터리 셀 실링부(16a)가 전극 탭(200)에 형성되고 제2 배터리 셀 실링부(16b)가 제1 배터리 셀 실링부(16a)에 연결되는 경우, 배터리 셀(10) 내부에 형성되는 가스(gas) 또는 열(heat)은, 전극 탭(200)이 돌출된 방향으로 외부로 배출될 수 있다.
즉 배터리 셀(10)의 내부에서 화재가 발생하거나 열폭주가 발생하는 경우, 배터리 셀(10)의 벤팅(venting) 방향이 설정될 수 있다. 이로써, 적층된 복수의 배터리 셀(10)을 포함하는 배터리 모듈이 보다 안전하게 설계될 수 있다.
앞에서 설명된 본 발명의 어떤 실시예 또는 다른 실시예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 발명의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
10: 배터리 셀 11: 배터리 셀 바디
15: 배터리 셀 엣지 16: 배터리 셀 엣지부
100: 전극 조립체 200: 전극 탭
300: 파우치 유닛

Claims (15)

  1. 전극 조립체와 상기 전극 조립체를 감싸며 수용하는 파우치 유닛을 포함하고, 상기 파우치 유닛은 이너 레이어, 아우터 레이어 및 상기 이너 레이어와 상기 아우터 레이어의 사이에 배치되는 금속 레이어를 구비하는, 배터리 셀에 있어서,
    상기 파우치 유닛 중에서 상기 전극 조립체를 수용하는 수용부 및 상기 전극 조립체를 구비하는, 배터리 셀 바디;
    상기 배터리 셀 바디에서 돌출되는 전극 탭;
    상기 배터리 셀 바디의 둘레의 일부를 따라 형성되고, 상기 수용부에서 연장되되 상기 이너 레이어가 상기 전극 탭을 사이에 두고 서로 마주하며 결합하는 한 쌍의 제1 파우치 실링부의 일부를 구비하는, 제1 배터리 셀 실링부; 그리고
    상기 배터리 셀 바디의 상기 둘레의 다른 일부를 따라 형성되며, 상기 한 쌍의 제1 파우치 실링부의 다른 일부 및 상기 한 쌍의 제1 파우치 실링부의 상기 다른 일부에서 연장되어 상기 금속 레이어가 서로 마주하며 결합되는 한 쌍의 제2 파우치 실링부를 구비하는, 제2 배터리 셀 실링부를 포함하는,
    배터리 셀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속 레이어의 녹는점은,
    상기 이너 레이어의 녹는점 보다 높은,
    배터리 셀.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 아우터 레이어의 녹는점은,
    상기 이너 레이어의 녹는점 보다 높고 상기 금속 레이어의 녹는점 보다 낮은,
    배터리 셀.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속 레이어는,
    알루미늄(Al), 크롬(Cr), 철(Fe), 망간(Mn), 구리(Cu) 및 스테인리스스틸(SUS) 중 적어도 하나를 포함하는 소재로 형성되는,
    배터리 셀.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이너 레이어는,
    폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리염화비닐, 아크릴계 고분자, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리이미드, 폴리아마이드, 셀룰로오스, 아라미드, 나일론, 폴리에스테르, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸, 폴리아릴레이트, 테프론 및 유리섬유 중 적어도 하나를 포함하는 소재로 형성되는,
    배터리 셀.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 아우터 레이어는,
    폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리염화비닐, 아크릴계 고분자, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리이미드 및 폴리아미드 중에서 적어도 하나를 포함하는 소재로 형성되는,
    배터리 셀.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 파우치 유닛은,
    상기 전극 조립체를 마주하는 제1 파우치 면, 그리고 상기 배터리 셀의 외부를 마주하는 제2 파우치 면을 포함하고,
    상기 아우터 레이어는,
    상기 제2 파우치 면을 형성하는,
    배터리 셀.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 제2 파우치 실링부의 상기 금속 레이어는 용접에 의해 서로 결합되는,
    배터리 셀.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이너 레이어는 폴리머(polymer)를 포함하는 소재로 형성되고,
    상기 한 쌍의 제1 파우치 실링부의 상기 이너 레이어는 열(heat)에 의해 융착하여 서로 결합되는,
    배터리 셀.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전극 탭은,
    상기 배터리 셀 바디의 일단에 위치하는 제1 전극 탭; 그리고
    상기 배터리 셀 바디의 타단에 위치하는 제2 전극 탭을 포함하는,
    배터리 셀.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 배터리 셀 실링부는,
    상기 제1 전극 탭과 상기 제2 전극 탭에 각각 결합되는 2 개의 제1 배터리 셀 실링부를 포함하는,
    배터리 셀.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 배터리 셀 실링부는,
    상기 2 개의 제1 배터리 셀 실링부에 연결되며 서로 마주하는 2 개의 제2 배터리 셀 실링부를 포함하는,
    배터리 셀.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 수용부는,
    상기 전극 조립체를 수용하며 서로 마주하는 2개의 수용부를 포함하고,
    상기 파우치 유닛은,
    상기 2개의 수용부를 연결하는 연결부를 포함하는,
    배터리 셀.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 연결부는,
    상기 배터리 셀의 일 변을 형성하며, 상기 전극 조립체에 밀착되는,
    배터리 셀.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제2 배터리 셀 실링부는,
    상기 수용부에서 연장된 제2 파우치 실링부 헤드; 그리고
    상기 제2 파우치 실링부 헤드에서 연장되되 접혀진 제2 파우치 실링부 테일을 포함하는,
    배터리 셀.
KR1020220116414A 2022-09-15 2022-09-15 배터리 셀 KR20240037645A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220116414A KR20240037645A (ko) 2022-09-15 2022-09-15 배터리 셀
PCT/KR2023/005268 WO2024058332A1 (ko) 2022-09-15 2023-04-19 배터리 셀

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220116414A KR20240037645A (ko) 2022-09-15 2022-09-15 배터리 셀

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240037645A true KR20240037645A (ko) 2024-03-22

Family

ID=90275385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220116414A KR20240037645A (ko) 2022-09-15 2022-09-15 배터리 셀

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20240037645A (ko)
WO (1) WO2024058332A1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220037348A (ko) 2020-09-17 2022-03-24 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9017852B2 (en) * 2012-03-02 2015-04-28 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
JP5889045B2 (ja) * 2012-03-05 2016-03-22 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 レーザー溶接用ラミネート金属箔
KR20130130935A (ko) * 2012-05-23 2013-12-03 에스케이이노베이션 주식회사 파우치형 이차전지
KR101472178B1 (ko) * 2012-06-12 2014-12-12 주식회사 엘지화학 비노출 실링부를 구비한 파우치형 전지
KR101520152B1 (ko) * 2012-09-07 2015-05-13 주식회사 엘지화학 파우치형 이차전지

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220037348A (ko) 2020-09-17 2022-03-24 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024058332A1 (ko) 2024-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100879893B1 (ko) 실링부의 안전성이 향상된 이차전지
EP3242346B1 (en) Electrode assembly
KR101271878B1 (ko) 밀봉성이 향상된 이차 전지
US8012617B2 (en) Secondary battery having sealing portion of novel structure
US8709649B2 (en) Electrode tab for secondary battery and secondary battery using the same
JP2019500734A (ja) 二次電池用パウチ外装材、それを用いたパウチ型二次電池及びその製造方法
KR101229228B1 (ko) 수분 차단성이 향상된 이차전지
WO2007105541A1 (ja) フィルム外装電気デバイス
CN112424985B (zh) 袋壳体以及制造包括该袋壳体的袋型二次电池的方法
JP5175453B2 (ja) フィルム外装電気デバイス
EP4191761A1 (en) Battery cell and battery cell manufacturing apparatus
JP7508137B2 (ja) 二次電池およびシールブロック
KR101306190B1 (ko) 절연성이 향상된 이차전지
KR102328646B1 (ko) 파우치 케이스 및 이를 포함하는 이차 전지
KR20070075705A (ko) 소형 전지팩
KR20220048453A (ko) 전지 케이스 실링 장치 및 이를 이용하여 제조되는 이차 전지
KR20240037645A (ko) 배터리 셀
KR102023736B1 (ko) 파우치 외장재, 이를 포함하는 이차전지, 및 이의 제조방법
TW202023094A (zh) 積層型二次電池及其製造方法
US20240030481A1 (en) Apparatus for Sealing Battery Case and Secondary Battery Manufactured Using the Same
US20240297416A1 (en) Battery cell
EP4258433A1 (en) Battery cell and method of manufacturing the same
KR20240134527A (ko) 배터리 셀
KR20180054297A (ko) 밀봉성이 향상된 파우치 외장재 및 이를 포함하는 전지
CN111697169B (zh) 一种锂电池及封头