WO2013154264A1 - 파우치형 이차전지 - Google Patents

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WO2013154264A1
WO2013154264A1 PCT/KR2013/001281 KR2013001281W WO2013154264A1 WO 2013154264 A1 WO2013154264 A1 WO 2013154264A1 KR 2013001281 W KR2013001281 W KR 2013001281W WO 2013154264 A1 WO2013154264 A1 WO 2013154264A1
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pouch
secondary battery
type
type secondary
battery case
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공명철
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SK Innovation Co Ltd
Original Assignee
SK Innovation Co Ltd
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    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a pouch type secondary battery, and more specifically, when a high pressure occurs in the battery due to overheating conditions such as overcharging or an internal short circuit, when the pouch type secondary battery swells, the electrolyte and the ignition material leak inside the battery case.
  • the present invention relates to a pouch type secondary battery for preventing a safety accident that may occur.
  • a small mobile device one or two or four battery cells are used per device, whereas in a medium and large device such as an automobile, a large and medium battery pack using a plurality of battery cells electrically connected as a unit cell is used due to the necessity of high output capacity.
  • medium and large battery packs are preferably manufactured in a small size and weight
  • square batteries, pouch-type batteries, etc. which can be stacked with high integration and have a small weight to capacity, are mainly used as battery cells of medium and large battery packs.
  • a pouch-type battery having a small weight, a small possibility of leakage of an electrolyte solution, and a low manufacturing cost attracts much attention.
  • Nickel-hydrogen secondary batteries have been widely used as unit cells (battery cells) of medium and large battery packs. Recently, as with small battery packs, lithium secondary batteries that provide high output / capacity have been studied. have.
  • lithium secondary batteries have a problem of fundamentally low safety.
  • the pouch-type battery is a strong candidate as a unit cell of a medium-large battery pack due to various advantages as described above, but the mechanical rigidity of the battery case is low, and when the sealing part is separated, a flammable material such as electrolyte leaks, which poses a high risk of fire.
  • the pouch type secondary battery 10 is injected into a cell in which all of the electrolytes are integrated, the voltage increases when each cell is overcharged, and the electrolyte inside the cell is decomposed due to overheating so that flammable gas is generated inside the cell.
  • the pouch itself swells (swelling) occurs.
  • the separator between the positive electrode and the negative electrode melts, the positive electrode and the negative electrode are short-circuited and ignited.
  • US Patent No. 7511456 (Registration Date 2009.03.31, Name: Middle or large-sized battery pack having a plurality of battery cells in a compact structure) discloses a battery pack for improving the safety when the battery cells are expanded have.
  • the present invention has been made to solve the problems described above, the object of the present invention is that when the pouch-type secondary battery swells due to high pressure in the battery under overheating conditions such as overcharge or internal short circuit, the pouch-type battery case is The present invention relates to a pouch type secondary battery capable of facilitating exhaustion of electrolyte solution and discharging the internal gas to the outside to ensure safety.
  • a separator is interposed between the first electrode plate and the second electrode plate, and the first electrode tab and the second electrode tab extend from the first electrode plate and the second electrode plate, respectively.
  • Assembly A pouch-type battery case provided with a space part therein to accommodate the electrode assembly and to seal the first electrode tab and the second electrode tab to the outside; And a pouch destruction means provided in close contact with an inner surface of the pouch-type battery case and made of a hard material. It includes, and the pouch destruction means 300 is broken when bent at a predetermined angle or more, characterized in that the pouch-type battery case 200 is destroyed by the debris.
  • the pouch destruction means according to an embodiment of the present invention may be in the form of a plate made of glass.
  • the pouch destroying means may include a diagonal subsidiary destruction line is formed by being dug inward to a predetermined depth on one side or both sides.
  • the pouch destruction means according to an embodiment of the present invention may be provided in close contact with each of the inner surface located on both sides of the pouch-type battery case in the direction in which the first electrode plate and the second electrode plate are stacked.
  • the pouch destruction means may be installed in a plurality of side by side spaced apart a predetermined distance in the longitudinal direction or the width direction of the pouch-type secondary battery.
  • the pouch destruction means according to an embodiment of the present invention may be made of a material having a higher strength than the pouch-type battery case.
  • the pouch type secondary battery of the present invention when the pouch type secondary battery swells due to high pressure in the battery under overheating conditions such as overcharging or an internal short circuit, the pouch type battery case is destroyed by debris generated as the pouch destruction means is destroyed. By doing so, there is an advantage that it is possible to promote the depletion of the electrolyte and to ensure the safety by discharging the gas inside.
  • the pouch-type secondary battery of the present invention is destroyed by pouch destruction means is made in the form of a glass plate, when the pouch-type battery case is swollen, the pouch-destruction means in close contact with the inner surface of the pouch-type battery case
  • the pouch type battery case can be easily destroyed by sharp glass fragments to prevent safety accidents.
  • the pouch-type secondary battery of the present invention is formed by the diagonal broken line is formed in the pouch destroying means to be dug inward to a certain depth, when destroyed, it is destroyed in accordance with the shape of the break down line is formed to point the end of the debris
  • the pouch type battery case is easily ruptured by the sharp end.
  • the pouch-type secondary battery of the present invention is provided with a plurality of pouch destruction means on the inner surface of the pouch-type battery case, the pouch-type battery which is installed in contact with the adjacent most adjacent to any area of the pouch-type battery case begins to swell Since the case can be destroyed first, there is an advantage that a quick response can be made to prevent a safety accident.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a pouch type secondary battery according to the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view of a pouch type secondary battery according to the present invention.
  • Figure 3 is a perspective view showing another pouch type secondary battery according to the present invention.
  • Figure 4 is a perspective view showing another bursting means of the pouch type secondary battery according to the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating a state in which the pouch breaking means of FIG. 4 is broken when a swelling phenomenon occurs.
  • Figure 6 is an operating state when the swelling phenomenon of the pouch type secondary battery according to the present invention.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a pouch type secondary battery according to the present invention
  • Figure 2 is a perspective view showing a pouch type secondary battery according to the present invention
  • Figure 3 is a perspective view showing another pouch type secondary battery according to the present invention
  • 4 is a perspective view showing another pouch type secondary battery according to the present invention
  • FIG. 5 is a perspective view showing a state in which the pouch breaking means of FIG. 4 is destroyed when a swelling phenomenon occurs
  • FIG. 6 is a pouch according to the present invention.
  • the pouch type secondary battery 1 of the present invention is largely formed to include an electrode assembly 100, a pouch type case and a bursting means.
  • the electrode assembly 100 includes a first electrode plate and a second electrode plate, and a separator is interposed between the first electrode plate and the second electrode plate, and the first electrode tab is formed from the first electrode plate and the second electrode plate. 110 and the second electrode tab 120 are formed to extend, respectively.
  • the electrode assembly 100 shown in FIG. 2 is in the form of a jelly roll formed by winding a separator between a first electrode plate and a second electrode plate, but in addition, a separator between the first electrode plate and the second electrode plate is formed.
  • the stacked electrode assembly 100 may be interposed and formed to be stacked on each other, but is not limited thereto.
  • the second electrode plate may be a positive electrode plate.
  • the first electrode tab 110 may be a negative electrode tab
  • the second electrode tab 120 may be a positive electrode tab.
  • the pouch-type battery case 200 is provided with a space portion 210 therein to accommodate the electrode assembly 100 in the space 210, the first electrode tab 110 and the second electrode tab 120 It is sealed so as to be exposed to the outside.
  • the pouch-type battery case 200 is a concave body portion 220 formed to be concave to have a space portion 210 therein, and a pouch-type cover covering the body portion 220 to seal the space portion 210. 230.
  • Pouch-type cover 230 has one end is formed extending from the body portion 220, the body portion 220 has a flange 240 for joining the pouch-type cover 230 to the periphery of the space 210 It is formed to protrude in an outward direction, the pouch-shaped cover 230 is bonded to the flange 240 to form a seal 250.
  • three sealing portions 250 for sealing the space portion 210 may be provided.
  • the seal 250 may be sealed by thermal compression.
  • the manner and form of sealing the pouch-type battery case 200 is not limited to the same manner and form, and may be variously changed.
  • the pouch type secondary battery 1 of the present invention has an electrode assembly 100 accommodated inside the pouch type battery case 200, and a sealing part formed at an edge of the pouch type battery case 200.
  • the first electrode tab 110 and the second electrode tab 120 span the 250 and are assembled to be drawn out to the outside.
  • the pouch-type secondary battery 1 of the present invention is provided in close contact with the inner surface of the pouch-type battery case 200, is formed including a pouch destruction means 300 made of a hard material.
  • Pouch destruction means 300 is made of a hard material has a characteristic that is easily broken when bent.
  • the pouch type secondary battery 1 of the present invention is also bent together with the pouch destruction means 300 provided in close contact with the inner surface of the battery case. If puffed up and swelling gradually, the pouch destroying means 300 is eventually destroyed, and the pouch-shaped battery case 200 is destroyed by the debris.
  • the pouch breaking means 300 may be in the form of a plate made of glass, and in the case of glass, the fragments are sharp, so that the pouch type battery case 200 may be easily destroyed.
  • the pouch destroying means 300 may be manufactured in the form of a rigid and thin plate that is vulnerable to bending forces.
  • the pouch type secondary battery 1 of the present invention is destroyed when the pouch type battery case 200 is inflated while bending the pouch destroying means 300 in close contact with the inner surface of the pouch type battery case 200.
  • the pouch type battery case 200 may be easily destroyed by sharp glass fragments, thereby preventing a safety accident.
  • the pouch destruction means 300 is provided on the inner surface of the pouch-type battery case 200 adjacent to both sides in the thickness direction of the electrode assembly, respectively, pouch type secondary battery A plurality of side by side spaced apart in the longitudinal direction or width direction of (1) can be installed side by side.
  • the pouch-type secondary battery 1 of the present invention can cope with swelling phenomena quickly by disposing a plurality of pouch destruction means 300 in various places.
  • the pouch destruction means 300 may be formed to include an oblique breaking subsidiary line 310 formed by being drilled inwardly with a predetermined depth on one side or both sides. .
  • the pouch destroying means 300 may be separated into two regions by the breaking auxiliary line 310, and the end portions of the areas separated by the breaking auxiliary line 310 have a pointed shape.
  • the pouch destroying means 300 is bent as the pouch-type battery case 200 is swollen, and when a force is applied thereto, a region of the breakdown auxiliary line 310 having the thinnest thickness is formed. Destroyed first.
  • the pouch type secondary battery 1 of the present invention is destroyed according to the form of the breakdown support line 310 when the pouch destruction means 300 is destroyed by the swelling phenomenon, so that the end of the fragment becomes sharp, and the sharp end By the pouch-type battery case 200 can be easily ruptured.
  • the pouch destruction means 300 when the pouch-type battery case 200 and the pointed end contact, should be able to rupture the pouch-type battery case 200, material higher in strength than the pouch-type battery case 200 It is preferable to be produced with.
  • the pouch-type secondary battery 1 of the present invention when the pouch-type secondary battery 1 swells due to the high pressure generated in the battery under overheating conditions such as overcharge or internal short circuit, the pouch destruction means 300 is destroyed.
  • the pouch-type battery case 200 By causing the pouch-type battery case 200 to be destroyed by the generated debris, there is an advantage in that the electrolyte is depleted and the gas inside is discharged to the outside to ensure safety.

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Description

파우치형 이차전지
본 발명은 파우치형 이차전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 과충전 또는 내부 단락 등 과열 조건으로 전지 내에서 고압이 발생하여 파우치형 이차전지가 부풀어 오를 경우, 전지케이스 내부에 전해액 및 발화성 물질이 누설됨에 따라 발생될 수 있는 안전사고를 방지하기 위한 파우치형 이차전지에 관한 것이다.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다.
또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.
소형 모바일 기기에서는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 배터리 셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에서는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 단위전지로서 다수의 배터리 셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지팩이 사용된다.
중대형 전지팩은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 적층될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지팩의 배터리 셀로서 주로 사용되고 있다. 그 중에서도, 중량이 작고 전해액의 누액 가능성이 적으며 제조비가 저렴한 파우치형 전지가 특히 많은 관심을 모으고 있다.
중대형 전지팩의 단위전지(배터리 셀)로는 니켈-수소 이차전지가 많이 사용되어 왔으나, 최근에는 소형 전지팩에서와 마찬가지로 용량 대비 고출력을 제공하는 리튬 이차전지가 많이 연구되고 있으며, 일부는 상용화 단계에 있다.
그러나 리튬 이차전지는 근본적으로 안전성이 낮다는 문제점을 가지고 있다. 특히, 파우치형 전지는 앞서 설명한 바와 같은 다양한 장점으로 인해 중대형 전지팩의 단위전지로서 유력한 후보이지만, 전지케이스의 기계적 강성이 낮고 밀봉부가 분리되었을 때 전해액 등 발화성 물질이 누설되어 화재의 위험성이 높은 문제점을 가지고 있다.
더욱이, 파우치형 이차전지(10)는 전해액이 모두 일체화된 셀 내부에 주입되어 있기 때문에 각 셀이 과충전 되면 전압이 상승하게 되고 과열로 인해 셀 내부의 전해액이 분해되어 가연성 가스가 셀 내부적으로 발생하게 되며 파우치 자체가 부풀어 오르는 스웰링(swelling)현상이 발생하게 된다. 또한 양극과 음극 사이의 분리막이 용융하여 양극과 음극이 단락되어 발화되므로 전지의 안전성을 확보할 수 없다는 문제점을 가지고 있다.
실제 이러한 리튬 이차전지의 안전성 문제로 인해 완성된 전지를 시중에 유통시키기 전에 과충전 및 강제 방전 등의 안전성 시험 뿐 아니라, 고온 보존(high temperature storage)시험, 열충격(thermal shock)시험, 열폭로(thermal exposure)시험 등 다양한 열적 안전성 시험을 하게 된다. 이러한 열적 안전성 시험은 전지를 다양한 온도 조건에 수십분 내지 수십 시간 방치하는 것인데, 이 때, 전지의 폭발, 발화가 없어야 하며, 극한 경우에 전지의 밀봉이 해제되어 폭발 및 발화를 방지하여야 한다.
미국등록특허 제7511456호(등록일 2009.03.31, 명칭 : Middle or large-sized battery pack having a plurality of battery cells in a compact structure)에는 전지 셀이 팽창할 때, 안전성을 향상시키기 위한 전지팩이 개시된 바 있다.
하지만, 여전히 리튬 이차전지의 스웰링 현상 발생시, 폭발 또는 발화되는 것을 방지하기 위한 다양한 기술의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 과충전 또는 내부 단락 등 과열 조건으로 전지 내에서 고압이 발생하여 파우치형 이차전지가 부풀어 오를 경우, 파우치형 전지케이스가 파괴되도록 함으로써, 전해액이 고갈되는 것을 촉진하고 내부의 가스를 외부로 배출하여 안전성을 확보할 수 있는 파우치형 이차전지에 관한 것이다.
본 발명의 파우치형 이차전지는 제1전극판과 제2전극판 사이에 분리막이 개재되며, 상기 제1전극판 및 제2전극판으로부터 제1전극 탭 및 제2전극 탭이 각각 연장 형성되는 전극조립체; 내부에 공간부가 구비되어 상기 공간부에 상기 전극조립체가 수용되며, 상기 제1전극 탭 및 제2전극 탭이 외측으로 노출되도록 밀봉되는 파우치형 전지케이스; 및 상기 파우치형 전지케이스의 내측면에 밀착 구비되며, 단단한 재질로 이루어지는 파우치 파괴수단; 을 포함하며, 상기 파우치 파괴수단(300)이 일정 각도 이상으로 구부러지면 파괴되고, 그 파편에 의해 상기 파우치형 전지케이스(200)가 파괴되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 파우치 파괴수단은 유리로 제작된 판 형태일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 파우치 파괴수단은 일측면 또는 양측면에 일정깊이 내측으로 파여져 형성되는 사선형태의 파괴보조선을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 파우치 파괴수단은 상기 제1전극판 및 제2전극판이 적층되는 방향으로 상기 파우치형 전지케이스의 양측에 위치한 내측면에 각각 밀착되어 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 파우치 파괴수단은 상기 파우치형 이차전지의 길이방향 또는 너비방향으로 일정거리 이격되어 나란하게 복수개 설치될 수 있다.
또, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 파우치 파괴수단은 상기 파우치형 전지케이스보다 강도가 높은 재질로 제작될 수 있다.
본 발명의 파우치형 이차전지는 과충전 또는 내부 단락 등 과열 조건으로 전지 내에서 고압이 발생하여 파우치형 이차전지가 부풀어 오를 경우, 파우치 파괴수단이 파괴되면서 발생되는 파편에 의해 파우치형 전지케이스가 파괴되도록 함으로써, 전해액이 고갈되는 것을 촉진하고 내부의 가스를 외부로 배출하여 안전성을 확보할 수 있다는 장점이 있다.
이 때, 본 발명의 파우치형 이차전지는 파우치 파괴수단이 유리재질의 판 형태로 제작됨으로써, 파우치형 전지케이스가 부풀어 오르면 파우치형 전지케이스의 내측면에 밀착된 파우치 파괴수단도 함께 구부러지면서 파괴되고, 날카로운 유리파편에 의해 파우치형 전지케이스가 쉽게 파괴될 수 있어 안전사고를 예방할 수 있다.
또한, 본 발명의 파우치형 이차전지는 파우치 파괴수단에 일정깊이 내측으로 파여져 형성되는 사선 형태의 파괴보조선이 형성됨으로써, 파괴 시 파괴보조선이 형성된 형태에 따라 파괴되어 파편의 끝단이 뾰족해지며, 뾰족한 끝단에 의해 파우치형 전지케이스가 쉽게 파열된다는 장점이 있다.
아울러, 본 발명의 파우치형 이차전지는 파우치 파괴수단이 파우치형 전지케이스의 내측면에 복수개 구비됨으로써, 파우치형 전지케이스 중 부풀어오르기 시작하는 영역이 어디든지간에 가장 인접하게 맞닿아 설치되는 파우치형 전지케이스가 먼저 파괴될 수 있어 안전사고 예방을 위한 빠른 대처가 가능하다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 파우치형 이차전지를 나타낸 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 파우치형 이차전지를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 또 다른 파우치형 이차전지를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 파우치형 이차전지의 또 다른 파열수단을 나타낸 사시도.
도 5은 도 4의 파우치 파괴수단이 스웰링 현상 발생 시 파괴되는 상태를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 파우치형 이차전지의 스웰링 현상 발생 시 작동 상태도.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 파우치형 이차전지를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 파우치형 이차전지를 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 파우치형 이차전지를 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 또 다른 파우치형 이차전지를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 또 다른 파우치형 이차전지를 나타낸 사시도이며, 도 5는 도 4의 파우치 파괴수단이 스웰링 현상 발생 시 파괴되는 상태를 나타낸 사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 파우치형 이차전지의 스웰링 현상 발생 시 작동 상태도이다.
본 발명의 파우치형 이차전지(1)는크게 전극조립체(100), 파우치형 전치케이스 및 파열수단을 포함하여 형성된다.
전극조립체(100)는 제1전극판과 제2전극판을 포함하며, 제1전극판과 제2전극판 사이에 분리막이 개재되고, 제1전극판 및 제2전극판으로부터 제1전극 탭(110) 및 제2전극 탭(120)이 각각 연장 형성된다.
도 2에서 도시된 전극조립체(100)는 제1전극판과 제2전극판 사이에 분리막이 개재되어 권취되어 형성된 젤리롤 형태이지만, 이 외에도, 제1전극판과 제2전극판 사이에 분리막이 개재되어 서로 적층되어 형성되는 적층형 전극조립체(100)일 수도 있으며, 특정 형태로 한정되지 않는다.
전극조립체(100)는 제1전극판이 음극판이라면, 제2전극판이 양극판일 수 있으며, 이 때, 제1전극 탭(110)은 음극 탭이며, 제2전극 탭(120)은 양극 탭일 수 있다.
한편, 파우치형 전지케이스(200)는 내부에 공간부(210)가 구비되어 공간부(210)에 전극조립체(100)가 수용되며, 제1전극 탭(110) 및 제2전극 탭(120)이 외측으로 노출되도록 밀봉된다.
더욱 상세하게, 파우치형 전지케이스(200)는 내부에 공간부(210)를 구비하도록 오목하게 형성된 몸체부(220)와, 몸체부(220)를 덮어 공간부(210)를 밀봉하는 파우치형 커버(230)로 구성될 수 있다.
파우치형 커버(230)는 일측 단부가 몸체부(220)로부터 연장되어 형성되고, 몸체부(220)에는 파우치형 커버(230)와의 접합을 위한 플랜지(240)가 공간부(210)의 주변에 바깥 방향으로 돌출되어 형성되는데, 플랜지(240)에 파우치형 커버(230)가 접합되어 밀봉부(250)가 형성된다.
상술한 바와 같이, 파우치형 커버(230)의 일측 단부가 몸체부(220)에 연결됨에 따라 공간부(210)를 밀봉하는 밀봉부(250)는 세 개가 될 수 있다.
밀봉부(250)는 열 압착에 의해 밀봉될 수 있다. 하지만, 파우치형 전지케이스(200)를 밀봉하는 방식 및 형태는 와 같은 방식 및 형태로 한정되는 것이 아니며, 얼마든지 다양하게 변경 실시될 수 있다.
도 2에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 파우치형 이차전지(1)는 파우치형 전지케이스(200) 내부에 전극조립체(100)가 수용되되, 파우치형 전지케이스(200)의 가장자리에 형성된 밀봉부(250)에 제1전극 탭(110) 및 제2전극 탭(120)이 걸쳐져 외부로 인출되도록 조립된다.
특히, 본 발명의 파우치형 이차전지(1)는 파우치형 전지케이스(200)의 내측면에 밀착 구비되며, 단단한 재질로 이루어지는 파우치 파괴수단(300)을 포함하여 형성된다.
파우치 파괴수단(300)은 단단한 재질 이루어지기 때문에 구부러질 경우 쉽게 파괴되는 특성을 가진다.
이 때, 본 발명의 파우치형 이차전지(1)는 스웰링 현상에 의해 파우치형 전지케이스(200)가 부풀어오를 경우, 전지케이스의 내측면에 밀착되어 구비되는 파우치 파괴수단(300)도 함께 구부러지게 되며, 점점 더 부풀어오르게 되면 결국 파우치 파괴수단(300)이 파괴되고, 그 파편에 의해 파우치형 전지케이스(200)가 파괴된다.
본 발명의 실시예에 따른 파우치 파괴수단(300)은 유리로 제작된 판 형태일 수 있는데, 유리의 경우 그 파편이 날카로워 파우치형 전지케이스(200)를 파괴시키기 용이한 특성을 가진다.
또한, 파우치 파괴수단(300)은 구부러지는 힘에 대해 취약한 구조인 단단하고 얇은 판 형태로 제작될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 파우치형 이차전지(1)는 파우치형 전지케이스(200)가 부풀어 오르면 파우치형 전지케이스(200)의 내측면에 밀착된 파우치 파괴수단(300)도 함께 구부러지면서 파괴되고, 날카로운 유리파편에 의해 파우치형 전지케이스(200)가 쉽게 파괴될 수 있어 안전사고를 예방할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 파우치 파괴수단(300)은 전극 조립체의 두께방향으로 양측면과 인접한 파우치형 전지케이스(200)의 내측면에 각각 구비되고, 파우치형 이차전지(1)의 길이방향 또는 너비방향으로 일정거리 이격되어 나란하게 복수개 설치될 수 있다.
일반적인 파우치형 전지케이스(200)의 경우, 스웰링 현상시 일정한 형태로 부풀어오르기 보다는 불규칙한 형태로 부풀어오르기 때문에 어느 면이 먼저 부풀어 오르는지 알 수 없다.
따라서 본 발명의 파우치형 이차전지(1)는복수개의 파우치 파괴수단(300)을 곳곳에 배치함으로써, 스웰링 현상에 대해 민감하고 빠르게 대처할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 파우치 파괴수단(300)은 일측면 또는 양측면에 일정깊이 내측으로 파여져 형성되는 사선형태의 파괴보조선(310)을 포함하여 형성될 수도 있다.
파우치 파괴수단(300)은 파괴보조선(310)에 의해 두개의 영역으로 분리될 수 있는데, 파괴보조선(310)에 의해 분리되는 각 영역의 끝단부는 뾰족한 형태를 갖는다.
도 5에 도시된 바와 같이, 파우치 파괴수단(300)은 파우치형 전지케이스(200)가 부풀어오름에 따라 구부러지게 되고, 이에 따른 힘이 가해질 경우, 두께가 가장 얇은 파괴보조선(310) 영역이 가장 먼저 파괴된다.
즉, 본 발명의 파우치형 이차전지(1)는 스웰링 현상에 의해 파우치 파괴수단(300)이 파괴 시 파괴보조선(310)이 형성된 형태에 따라 파괴되어 파편의 끝단이 뾰족해지며, 뾰족한 끝단에 의해 파우치형 전지케이스(200)가 쉽게 파열될 수 있다.
한편, 파우치 파괴수단(300)은 파우치형 전지케이스(200)와 뾰족한 단부가 접촉될 때, 파우치형 전지케이스(200)를 파열시킬 수 있어야 하므로, 파우치형 전지케이스(200)보다 강도가 높은 재질로 제작되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 본 발명의 파우치형 이차전지(1)는 과충전 또는 내부 단락 등 과열 조건으로 전지 내에서 고압이 발생하여 파우치형 이차전지(1)가 부풀어 오를 경우, 파우치 파괴수단(300)이 파괴되면서 발생되는 파편에 의해 파우치형 전지케이스(200)가 파괴되도록 함으로써, 전해액이 고갈되는 것을 촉진하고 내부의 가스를 외부로 배출하여 안전성을 확보할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

Claims (6)

  1. 제1전극판과 제2전극판 사이에 분리막이 개재되며, 상기 제1전극판 및 제2전극판으로부터 제1전극 탭 및 제2전극 탭이 각각 연장 형성되는 전극조립체;
    내부에 공간부가 구비되어, 상기 공간부에 상기 전극조립체가 수용되며, 상기 제1전극 탭 및 제2전극 탭이 외측으로 노출되도록 밀봉되는 파우치형 전지케이스; 및
    상기 파우치형 전지케이스의 내측면에 밀착 구비되며, 단단한 재질로 이루어지는 파우치 파괴수단; 을 포함하여 형성되며,
    상기 파우치 파괴수단이 일정 각도 이상으로 구부러지면 파괴되고, 그 파편에 의해 상기 파우치형 전지케이스가 파괴되는 파우치형 이차전지
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 파우치 파괴수단은
    유리로 제작된 판 형태인 파우치형 이차전지.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 파우치 파괴수단은
    일측면 또는 양측면에 일정깊이 내측으로 파여져 형성되는 사선형태의 파괴보조선을 포함하는 파우치형 이차전지.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 파우치 파괴수단은
    상기 제1전극판 및 제2전극판이 적층되는 방향으로 상기 파우치형 전지케이스의 양측에 위치한 내측면에 각각 밀착되어 구비되는 파우치형 이차전지.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 파우치 파괴수단은
    상기 파우치형 이차전지의 길이방향 또는 너비방향으로 일정거리 이격되어 나란하게 복수개 설치되는 파우치형 이차전지.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 파우치 파괴수단은
    상기 파우치형 전지케이스보다 강도가 높은 재질로 제작되는 파우치형 이차전지.
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