WO2017171353A1 - Lithium secondary battery - Google Patents

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WO2017171353A1
WO2017171353A1 PCT/KR2017/003321 KR2017003321W WO2017171353A1 WO 2017171353 A1 WO2017171353 A1 WO 2017171353A1 KR 2017003321 W KR2017003321 W KR 2017003321W WO 2017171353 A1 WO2017171353 A1 WO 2017171353A1
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lead terminal
secondary battery
lithium secondary
electrode
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PCT/KR2017/003321
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황원필
최용수
김상훈
정상석
김초롱
김용
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • An object of the present invention is to provide a lithium secondary battery that reduces the risk of ignition and explosion by inducing and discharging the gas inside the battery generated under high temperature and / or high pressure conditions in a specific location and direction.
  • the insulating member 170 may have a multilayer structure, and specifically, may have a three-layer structure.
  • the insulating member 170 may include a lower layer facing the lead terminal 140, a middle layer positioned on the lower layer, and an upper layer disposed on the middle layer and facing the battery case 120. Can be.
  • the thickness of the middle layer may be thicker than the lower layer and the upper layer, the thickness of the lower layer and the upper layer may be equal to each other or the thickness of the upper layer may be thicker than the lower layer.

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Abstract

The present invention relates to a lithium secondary battery comprising: an electrode assembly; a battery case for accommodating the electrode assembly therein; a lead terminal which comprises a first lead terminal and a second lead terminal and is extended from the electrode assembly and drawn out of the battery case; and an insulating member comprising a first insulating member disposed at the intersection of the battery case and the first lead terminal and a second insulating member disposed at the intersection of the battery case and the second lead terminal and having a different thickness than that of the first insulating member.

Description

리튬이차전지Lithium secondary battery
관련출원과의 상호인용Citation with Related Applications
본 출원은 2016년 3월 30일자 한국 특허 출원 제10-2016-0038399호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.This application claims the benefit of priority based on Korean Patent Application No. 10-2016-0038399 dated March 30, 2016, and all content disclosed in the literature of that Korean patent application is incorporated as part of this specification.
기술분야Technical Field
본 발명은 리튬이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium secondary battery.
비디오 카메라, 휴대용 전화, 휴대용 PC 등의 휴대용 기기 사용이 활성화됨에 따라 그의 구동 전원으로 주로 사용되는 이차전지에 대한 중요성이 증가되고 있다. 이차전지 중 리튬이차전지는 기존의 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연전지 등 다른 이차전지와 비교하여 단위 중량 당 에너지 밀도가 높고 급속 충전이 가능하다.As the use of portable devices such as video cameras, portable telephones, and portable PCs is activated, the importance of secondary batteries mainly used as driving power thereof is increasing. Among the secondary batteries, lithium secondary batteries have higher energy density per unit weight and can be rapidly charged as compared with other secondary batteries such as lead acid batteries, nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, and nickel-zinc batteries.
리튬이차전지에서 중요한 연구 과제 중 하나는 안정성을 향상시키는 것이다. 일반적으로, 리튬이차전지는 내부 단락, 허용된 전류나 전압을 초과한 충전상태, 고온에의 노출, 낙하 등에 의한 충격 등과 같은 전지의 비정상적인 작동 상태로 인해 유발되는 전지 내부의 고온 및 고압에 의해 전지의 폭발이 일어날 수 있다. 이러한 폭발을 방지하고자 리튬이차전지의 내부에서 발생한 가스를 효과적으로 배출해야 한다. 하지만, 내부에서 발생한 가스가 여러 방향으로 배출되는 경우, 되레 가스가 외부로 쉽게 배출되지 못하고 배출시간만 길어져 리튬이차전지의 안정성이 저하되는 문제가 발생된다.One of the important research tasks in lithium secondary batteries is to improve their stability. In general, lithium secondary batteries are caused by high temperature and high pressure inside the battery caused by abnormal operating conditions of the battery such as internal short circuit, charged state exceeding the allowable current or voltage, exposure to high temperature, impact from falling, etc. Explosion can happen. In order to prevent such an explosion, the gas generated inside the lithium secondary battery should be effectively discharged. However, when the gas generated from the inside is discharged in various directions, the gas is not easily discharged to the outside and only the discharge time is long, resulting in a decrease in stability of the lithium secondary battery.
본 발명의 목적은 고온 및/또는 고압조건에서 발생한 전지 내부의 가스를 특정 위치 및 특정 방향으로 유도 배출하여 발화 및 폭발위험을 줄인 리튬이차전지를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a lithium secondary battery that reduces the risk of ignition and explosion by inducing and discharging the gas inside the battery generated under high temperature and / or high pressure conditions in a specific location and direction.
본 발명의 목적은 별도의 구성요소 및 공정의 추가 없이, 고온 및/또는 고압조건에서 발생한 전지 내부의 가스를 특정 위치 및 특정 방향으로 유도 배출할 수 있는 리튬이차전지를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a lithium secondary battery that can induce and discharge the gas inside the battery generated in a high temperature and / or high pressure conditions in a specific position and a specific direction without the addition of additional components and processes.
상기와 같은 과제 및 그 밖의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수납하는 전지 케이스; 상기 전극 조립체로부터 연장되어 상기 전지 케이스의 외부로 인출되는 제1 리드 단자 및 제2 리드 단자를 포함하는 리드 단자; 및 상기 전지 케이스와 상기 제1 리드 단자가 교차하는 부분에 배치되는 제1 절연 부재와 상기 전지 케이스와 상기 제2 리드 단자가 교차하는 부분에 배치되고 상기 제1 절연 부재와 서로 다른 두께를 가지는 제2 절연 부재를 포함하는 절연 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지를 제공한다.In order to solve the above problems and other problems, the present invention is an electrode assembly; A battery case accommodating the electrode assembly; A lead terminal extending from the electrode assembly and including a first lead terminal and a second lead terminal drawn out of the battery case; And a first insulating member disposed at a portion where the battery case and the first lead terminal cross each other, a first insulating member disposed at a portion where the battery case and the second lead terminal cross each other, and having a thickness different from that of the first insulating member. Provided is a lithium secondary battery comprising an insulating member including an insulating member.
본 발명의 리튬이차전지는 고온 및/또는 고압조건에서 전해질이 기화되면서 발생한 가스, 즉 내부의 가스를 특정 위치 및 특정 방향으로 유도 배출하여 발화 및 폭발위험을 줄일 수 있다.The lithium secondary battery of the present invention may reduce the risk of ignition and explosion by inducing and discharging the gas generated while the electrolyte is evaporated under high temperature and / or high pressure in a specific position and in a specific direction.
본 발명의 리튬이차전지는 별도의 구성요소 추가 및 공정의 추가 없이 리드 단자 상에 위치한 절연부재의 두께 조절만으로 전해질이 기화되면서 발생한 가스를 특정 위치 및 특정 방향으로 유도 배출할 수 있다.The lithium secondary battery of the present invention may induce and discharge the gas generated as the electrolyte vaporizes in a specific position and in a specific direction only by controlling the thickness of the insulating member located on the lead terminal without adding a separate component and adding a process.
도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 리튬이차전지의 분해 사시도가 도시되어 있다.1 is an exploded perspective view of a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 리튬이차전지의 가스 분출 후의 모습을 일반 카메라로 촬영한 사진이다.2 is a photograph taken with a general camera after the gas ejection of the lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 리튬이차전지의 A-B 부위를 자른 단면을 광학 현미경으로 촬영한 사진이다. 3 is a photograph taken with an optical microscope to cut a section A-B of the lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. The terms or words used in this specification and claims are not to be construed as limiting in their usual or dictionary meanings, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best explain their invention in the best way possible. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that the present invention.
그리고 본 발명이 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.And while the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, which are merely exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지는 전극 조립체(110), 상기 전극 조립체(110)를 수용하는 전지 케이스(120), 상기 전극 조립체(110)로부터 인출되어 연장되는 전극탭(130)들과, 상기 전극탭(130)들과 연결되는 리드 단자(140)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a secondary battery according to an embodiment of the present invention includes an electrode assembly 110, a battery case 120 accommodating the electrode assembly 110, and an electrode extending from the electrode assembly 110. Tabs 130 and lead terminals 140 connected to the electrode tabs 130.
본 발명의 일실시예에 따른 이차전지에 포함되는 전극 조립체(110)는 전극(150)과 분리막(160)을 포함한다. 상기 전극(150)은 전기적 극성에 따라 제1 전극(151)과 제2 전극(152)으로 나뉜다. 상기 전극 조립체(110)는 제1 전극(151), 분리막(160) 및 제2 전극(152)이 순차적으로 적층된 스택형 구조로 형성될 수 있다. 이러한 스택형 구조는 상기 전극 조립체(110) 내 전극(150)의 적층수를 여러 장으로 늘리거나 전극(150)의 면적을 넓혀 전지 용량을 증대시킬 수 있다. 상기 전극 조립체(110)는 시트 형상의 제1 전극(151) 및 제2 전극(152) 사이에 분리막을 위치시켜 롤 형태로 감은 권취형 구조로도 형성될 수 있으나, 상기 전극 조립체(110)의 형상은 본 발명의 기술분야에서 이용되는 형상이라면 특별히 한정되지 않는다.The electrode assembly 110 included in the secondary battery according to the exemplary embodiment of the present invention includes an electrode 150 and a separator 160. The electrode 150 is divided into a first electrode 151 and a second electrode 152 according to the electrical polarity. The electrode assembly 110 may be formed in a stacked structure in which the first electrode 151, the separator 160, and the second electrode 152 are sequentially stacked. Such a stacked structure may increase battery capacity by increasing the number of stacked layers of the electrodes 150 in the electrode assembly 110 or by increasing the area of the electrodes 150. The electrode assembly 110 may also be formed as a wound structure wound in a roll form by placing a separator between the sheet-shaped first electrode 151 and the second electrode 152. The shape is not particularly limited as long as it is a shape used in the technical field of the present invention.
상기 전극(150)은 전극 집전체(150a)와 상기 전극 집전체(150a)의 적어도 일면에 배치된 활물질층(150c)을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극(151) 또는 상기 제2 전극(152)는 각각 양극 또는 음극일 수 있다. The electrode 150 may include an electrode current collector 150a and an active material layer 150c disposed on at least one surface of the electrode current collector 150a. The first electrode 151 or the second electrode 152 may be an anode or a cathode, respectively.
상기 양극은 집전체와 상기 양극 집전체의 적어도 일면에 배치된 양극 활물질층을 포함할 수 있다. 상기 양극 활물질층은 양극 활물질, 도전제 및 바인더의 혼합물로 형성될 수 있고, 상기 혼합물에는 충전제가 더 포함될 수 있다. 상기 음극은 음극 집전체와 상기 음극 집전체 상에 위치하는 음극 활물질을 포함할 수 있다. 상기 음극에는 도전재, 바인더, 충진제 등이 더 포함될 수 있다.The positive electrode may include a current collector and a positive electrode active material layer disposed on at least one surface of the positive electrode current collector. The positive electrode active material layer may be formed of a mixture of a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder, and the mixture may further include a filler. The negative electrode may include a negative electrode current collector and a negative electrode active material positioned on the negative electrode current collector. The negative electrode may further include a conductive material, a binder, a filler, and the like.
상기 양극 집전체는 본 발명의 일실시예에 따른 리튬이차전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가진다. 상기 양극 집전체는 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다. 상기 양극 집전체의 구체적인 예로는 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄 등을 들 수 있다. 그리고 상기 스테인레스 스틸은 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것일 수 있다. The positive electrode current collector has a high conductivity without causing a chemical change in the lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention. The positive electrode current collector may increase the adhesion of the positive electrode active material by forming minute unevenness on the surface, and may be in various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric. Specific examples of the positive electrode current collector include stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, or aluminum. And the stainless steel may be surface treated with carbon, nickel, titanium, silver, and the like on the surface.
상기 양극 활물질의 구체적인 예로는 리튬 전이금속 산화물, 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물; 1 또는 2 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1 + xMn2 - xO4(x=0~0.33), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1 - xMxO2(M=Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga이고, x=0.01~0.3)으로 표시되는 리튬 망간 복합 산화물; LiNixMn2 - xO4로 표시되는 스피넬 구조의 리튬 망간 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3; 니켈코발트 망간산화물 등을 들 수 있다.Specific examples of the positive electrode active material include layered compounds such as lithium transition metal oxide, lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), and lithium nickel oxide (LiNiO 2 ); Compounds substituted with one or two transition metals; Formula Li 1 + x Mn 2 - x O 4 (x = 0 ~ 0.33), LiMnO 3, the lithium manganese oxide such as 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 , Cu 2 V 2 O 7 and the like; Lithium manganese composite oxides represented by the formula LiNi 1 - x M x O 2 (M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, or Ga, and x = 0.01 to 0.3); Spinel-structure lithium manganese oxide represented by LiNi x Mn 2 - x O 4 ; LiMn 2 O 4 in which a part of Li in the formula is substituted with alkaline earth metal ions; Disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 ; Nickel cobalt manganese oxide etc. are mentioned.
상기 도전재는 본 발명의 일실시예에 따른 리튬이차전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진다. 상기 도전재의 구체적인 예로는 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서멀 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유, 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 또는 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등을 들 수 있다.The conductive material has conductivity without causing chemical change in the lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention. Specific examples of the conductive material include graphite such as natural graphite and artificial graphite; Carbon blacks such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black and thermal black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride powder, aluminum powder and nickel powder; Conductive whiskeys such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Or conductive materials such as polyphenylene derivatives.
상기 바인더는 양극 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분이다. 상기 바인더의 구체적인 예로는 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재상 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(EPDM) 고무, 수소첨가 니트릴 부타디엔 고무(HNBR), 술폰화 EPDM, 스티렌 부타디엔 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component that assists in bonding the positive electrode active material and the conductive material to the current collector. Specific examples of the binder include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, reconstituted cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene , Polypropylene, ethylene-propylene-diene monomer (EPDM) rubber, hydrogenated nitrile butadiene rubber (HNBR), sulfonated EPDM, styrene butadiene rubber, fluorine rubber, various copolymers, and the like.
상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서, 본 발명의 일실시예에 따른 리튬이차전지에 화학적 변화를 유발하지 않는 섬유상 재료이다. 상기 충진제의 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질 등을 들 수 있다.The filler is a component that inhibits expansion of the positive electrode, and is a fibrous material that does not cause chemical change in the lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention. Examples of the filler include olefin polymers such as polyethylene and polypropylene; And fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers.
상기 음극 집전체는 본 발명의 일실시예에 따른 리튬이차전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진다. 상기 음극 집전체의 구체적인 예로는 구리, 스테인렌스 스틸, 알루미늄, 알루미늄-카드뮴 합금, 니켈, 티탄, 소성탄소 등을 들 수 있다. 상기 구리 또는 스테인레스 스틸은 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것일 수 있다. 상기 음극 집전체는 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 이용될 수 있다.The negative electrode current collector has conductivity without causing chemical change in the lithium secondary battery according to the exemplary embodiment of the present invention. Specific examples of the negative electrode current collector include copper, stainless steel, aluminum, aluminum-cadmium alloy, nickel, titanium, calcined carbon and the like. The copper or stainless steel may be surface treated with carbon, nickel, titanium, silver, or the like on the surface. Like the positive electrode current collector, the negative electrode current collector may form fine irregularities on the surface to strengthen the bonding force of the negative electrode active material, and may be used in various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric. have.
상기 음극 활물질의 구체적인 예로는 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, GeO, GeO2, Bi2O3, 및 Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni계 재료; 티타늄 산화물; 리튬 티타늄 산화물 등을 들 수 있다,Specific examples of the negative electrode active material include carbon such as hardly graphitized carbon and graphite carbon; Li x Fe 2 O 3 (0 ≦ x ≦ 1), Li x WO 2 (0 ≦ x ≦ 1), Sn x Me 1 - x Me ' y O z (Me = Mn, Fe, Pb, Ge; Me' Metal complex oxides such as Al, B, P, Si, Group 1, Group 2, Group 3 elements of the periodic table, halogen, 0 <x ≦ 1; 1 ≦ y ≦ 3; 1 ≦ z ≦ 8); Lithium metal; Lithium alloys; Silicon-based alloys; Tin-based alloys; Metal oxides such as SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 3 O 4 , GeO, GeO 2 , Bi 2 O 3 , and Bi 2 O 5 ; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based material; Titanium oxide; Lithium titanium oxide, and the like,
상기 도전재, 바인더 및 충진제에 대한 설명은 양극에 이용되는 도전재, 바인더, 충진제와 동일하므로 생략한다.Description of the conductive material, the binder and the filler is omitted because the same as the conductive material, binder, filler used for the positive electrode.
상기 분리막(160)은 상기 음극과 양극 사이의 단락을 방지하고 리튬 이온의 이동통로를 제공한다. 상기 분리막(160)은 높은 이온 투과도, 기계적 강도를 가지는 절연성 박막이 사용될 수 있다. 상기 분리막(160)의 구체적인 예로는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀계 고분자막 또는 이들의 다중막, 미세다공성 필름, 직포 및 부직포 등을 들 수 있다. 후술할 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수 있다.The separator 160 prevents a short circuit between the cathode and the anode and provides a passage for moving lithium ions. As the separator 160, an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength may be used. Specific examples of the separator 160 include polyolefin-based polymer membranes such as polypropylene and polyethylene, or multiple membranes thereof, microporous films, woven fabrics, and nonwoven fabrics. When a solid electrolyte such as a polymer is used as the electrolyte to be described later, the solid electrolyte may serve as a separator.
한편, 상기 전극(150)의 가장자리에는 활물질층(150c)이 형성되지 않은 무지부(150b)가 형성될 수 있다. 상기 무지부(150b)에는 후술할 전극탭(130)이 전기적으로 연결될 수 있다. 보다 구체적으로는 상기 무지부(150b)를 통하여 상기 제1 전극(151) 및 제2 전극(152)에 각각 제1 전극탭(131) 및 제2 전극탭(132)이 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 무지부(150b)와 전극탭(130)은 저항 용접, 초음파 용접, 레이저 용접에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.Meanwhile, an uncoated portion 150b in which an active material layer 150c is not formed may be formed at an edge of the electrode 150. The electrode tab 130 to be described later may be electrically connected to the uncoated portion 150b. More specifically, the first electrode tab 131 and the second electrode tab 132 may be electrically connected to the first electrode 151 and the second electrode 152 through the uncoated portion 150b, respectively. The uncoated portion 150b and the electrode tab 130 may be electrically connected by resistance welding, ultrasonic welding, and laser welding.
상기 전극탭(130)은 제1 전극탭(131)과 제2 전극탭(132)으로 나뉜다. 상기 제1 전극탭(131)은 양극 전극탭일 수 있고, 상기 제2 전극탭(132)은 음극 전극탭일 수 있다. 상기 전극탭(130)은 전도성이 우수한 금속소재로 형성될 수 있고, 이 중 상기 제1 전극탭(131)은 알루미늄 또는 니켈로, 상기 제2 전극탭(132)은 구리 또는 니켈로 형성될 수 있다.The electrode tab 130 is divided into a first electrode tab 131 and a second electrode tab 132. The first electrode tab 131 may be a positive electrode tab, and the second electrode tab 132 may be a negative electrode tab. The electrode tab 130 may be formed of a metal material having excellent conductivity, among which the first electrode tab 131 may be formed of aluminum or nickel, and the second electrode tab 132 may be formed of copper or nickel. have.
본 발명의 일실시예에 따른 리튬이차전지에 포함되는 리드 단자(140)는 상기 전극 조립체(110)로부터 연장되어 상기 전지 케이스(120)를 가로질러 상기 전지 케이스(120)의 외부로 인출되며 제1 리드 단자(141)와 제2 리드 단자(142)를 포함한다. 상기 리드 단자(140)는 상기 제1 전지 케이스(121)와 상기 제2 전지 케이스(122)의 실링부(121a, 122a)를 통하여 외부로 인출될 수 있다. The lead terminal 140 included in the lithium secondary battery according to the exemplary embodiment of the present invention extends from the electrode assembly 110 and is drawn out of the battery case 120 across the battery case 120. And a first lead terminal 141 and a second lead terminal 142. The lead terminal 140 may be drawn out through the sealing parts 121a and 122a of the first battery case 121 and the second battery case 122.
상기 제1 리드 단자(141)는 제1 전극탭(131)을 거쳐 상기 제1 전극(151)과 전기적으로 연결되는 양극 리드 단자일 수 있고, 상기 제2 리드 단자(142)는 상기 제2 전극탭(132)를 거쳐 상기 제2 전극(152)과 전기적으로 연결되는 음극 리드 단자일 수 있다. 상기 리드 단자(140)와 상기 전극탭(130)은 초음파 용접을 통하여 연결될 수 있다.The first lead terminal 141 may be a positive lead terminal electrically connected to the first electrode 151 via a first electrode tab 131, and the second lead terminal 142 may be the second electrode. It may be a cathode lead terminal electrically connected to the second electrode 152 via a tab 132. The lead terminal 140 and the electrode tab 130 may be connected by ultrasonic welding.
본 발명의 일실시예에 따른 리튬이차전지에 포함되는 절연 부재(170)는 상기 리드 단자(140)와 전지 케이스(120)가 교차하는 부분에 배치될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일실시예에 따르는 상기 절연 부재(170)는 상기 제1 리드 단자(141)와 전지 케이스(120)가 교차하는 부분에 배치된 제1 절연 부재(171)와 상기 전지 케이스(120)와 상기 제2 리드 단자(142)가 교차하는 부분에 배치되고 상기 제1 절연 부재(171)와 서로 다른 두께를 가지는 제2 절연 부재(172)를 포함할 수 있다.The insulating member 170 included in the lithium secondary battery according to the exemplary embodiment of the present invention may be disposed at a portion where the lead terminal 140 and the battery case 120 cross each other. Specifically, the insulating member 170 according to an embodiment of the present invention is the first insulating member 171 and the battery case disposed at a portion where the first lead terminal 141 and the battery case 120 intersect. A second insulating member 172 may be disposed at a portion where the 120 and the second lead terminal 142 cross each other and have a thickness different from that of the first insulating member 171.
상기 절연 부재(170)는 고온 및/또는 고압 조건에서 이차전지의 발화, 폭발 등을 방지하기 위한 안전 기구로서 기능할 뿐만 아니라 정상 조건에서는 상기 리드 단자(140)와 상기 전지 케이스(120)를 전기적으로 절연시키는 기능을 한다.The insulating member 170 may not only function as a safety mechanism for preventing ignition and explosion of the secondary battery at high temperature and / or high pressure, but also may electrically connect the lead terminal 140 and the battery case 120 under normal conditions. It functions to insulate by
상기 절연 부재(170)는 상기 리드 단자(140)의 일면뿐만 아니라 양면에 배치될 수 있다. 나아가 상기 절연 부재(170)는 상기 리드 단자(140)를 둘러싸면서 배치될 수 있다.The insulating member 170 may be disposed on both surfaces as well as one surface of the lead terminal 140. In addition, the insulating member 170 may be disposed to surround the lead terminal 140.
상기 리드 단자(140)와 상기 절연 부재(170)의 두께비는 10:2~10:7일 수 있다. 상술한 범위를 만족하면, 본 발명의 일실시예에 따른 리튬이차전지의 총 두께에 크게 영향을 미치지 않으면서 상기 리드 단자(140)와 상기 전지 케이스(120)를 전기적으로 절연시킬 수 있다.The thickness ratio of the lead terminal 140 and the insulating member 170 may be 10: 2 to 10: 7. If the above range is satisfied, the lead terminal 140 and the battery case 120 may be electrically insulated without significantly affecting the total thickness of the lithium secondary battery according to the exemplary embodiment of the present invention.
상기 제1 절연 부재(171)의 두께는 상기 제2 절연 부재(172)의 두께 보다 두꺼울 수 있고, 구체적으로는 상기 제1 절연 부재(171)의 두께가 상기 제2 절연 부재(172)의 두께 보다 1.1~2배 두꺼울 수 있다. 그 이유는 고온 및/또는 고압 조건에서 상기 절연 부재(170)가 상기 리드 단자(140)와 박리되면서 상기 전지 케이스(120)의 밀봉상태가 해제되는데, 상기 제1 절연 부재(171)의 두께가 상기 제2 절연 부재(172)의 두께 보다 두꺼울 경우, 같은 온도 및/또는 압력 조건이라도 상기 제1 절연 부재(171)와 상기 제1 리드 단자(141) 사이의 박리가 전혀 일어나지 않고 상기 제2 절연 부재(172)와 상기 제2 리드 단자(142) 사이의 박리만 일어나기 때문이다. 이에 따라 가스가 배출되기를 원하는 방향에 위치한 절연 부재의 두께를 얇게 형성하면, 고온 및/또는 고압 조건에서 전지의 내부에서 발생한 가스가 원하는 방향으로 유도 배출될 수 있다. 여기서, 가스는 전해질이 기화하면서 발생한 가스일 수 있다.The thickness of the first insulating member 171 may be thicker than the thickness of the second insulating member 172, and specifically, the thickness of the first insulating member 171 may be the thickness of the second insulating member 172. It can be 1.1 to 2 times thicker. The reason for this is that the sealing member of the battery case 120 is released while the insulating member 170 is separated from the lead terminal 140 at a high temperature and / or high pressure, and the thickness of the first insulating member 171 is increased. When the thickness of the second insulating member 172 is greater than the thickness of the second insulating member 172, the second insulating member 171 may not be separated from the first insulating member 171 and the first lead terminal 141 even under the same temperature and / or pressure conditions. This is because only peeling between the member 172 and the second lead terminal 142 occurs. Accordingly, when the thickness of the insulating member positioned in the direction in which the gas is desired to be thinned is formed, the gas generated inside the battery may be induced and discharged in the desired direction under high temperature and / or high pressure conditions. Here, the gas may be a gas generated while the electrolyte is vaporized.
상기 제1 절연 부재(171) 및 상기 제2 절연 부재(172)가 상술한 두께 비율을 만족하면, 상기 제1 절연 부재(171)의 두께가 120~180㎛일 수 있고, 상기 제2 절연 부재(172)의 두께는 80~120㎛일 수 있다.When the first insulating member 171 and the second insulating member 172 satisfy the aforementioned thickness ratio, the thickness of the first insulating member 171 may be 120 to 180 μm, and the second insulating member The thickness of 172 may be 80 ~ 120㎛.
상기 절연 부재(170)는 다층 구조일 수 있고, 구체적으로는 3층 구조일 수 있다. 상기 절연 부재(170)가 3층 구조일 경우, 상기 리드 단자(140)와 대향하는 하층, 상기 하층 상에 위치하는 중층, 상기 중층 상에 위치하고 상기 전지 케이스(120)와 대향하는 상층을 포함할 수 있다. 상기 중층의 두께는 하층과 상층보다 두꺼울 수 있고, 상기 하층과 상층의 두께는 서로 같거나 상층의 두께가 하층 보다 두꺼울 수 있다. The insulating member 170 may have a multilayer structure, and specifically, may have a three-layer structure. When the insulating member 170 has a three-layer structure, the insulating member 170 may include a lower layer facing the lead terminal 140, a middle layer positioned on the lower layer, and an upper layer disposed on the middle layer and facing the battery case 120. Can be. The thickness of the middle layer may be thicker than the lower layer and the upper layer, the thickness of the lower layer and the upper layer may be equal to each other or the thickness of the upper layer may be thicker than the lower layer.
상기 하층, 중층 및 상층의 융점은 서로 다를 수 있다. 구체적으로는 상기 중층의 융점은 상기 제1 절연 부재(171)와 상기 제2 절연 부재(172)에서 모두 150~170℃일 수 있다. 상기 하층의 융점은 상기 중층의 융점 보다 20℃ 내지 40℃ 낮을 수 있고, 상기 상층의 융점은 상기 중층의 융점 보다 5℃ 내지 10℃ 낮을 수 있다. 상술한 융점차를 만족하면, 고온 및/또는 고압 조건에서 상기 리드 단자(140)와 상기 하층(170a) 사이에 박리가 일어나지 않고, 상기 하층(170a)과 중층(170b) 사이 및/또는 상기 중층(170b)과 상기 상층(170c) 사이에서 박리가 일어날 수 있다. 그리고, 각 층의 융점차를 조절함으로써, 상기 하층과 중층 사이 및/또는 상기 중층과 상기 상층 사이에서 박리가 일어나도록 조절할 수 있다. Melting points of the lower layer, the middle layer and the upper layer may be different from each other. Specifically, the melting point of the middle layer may be 150 to 170 ° C. in both the first insulating member 171 and the second insulating member 172. The melting point of the lower layer may be 20 ° C to 40 ° C lower than the melting point of the middle layer, the melting point of the upper layer may be 5 ° C to 10 ° C lower than the melting point of the middle layer. When the melting point difference described above is satisfied, peeling does not occur between the lead terminal 140 and the lower layer 170a under high temperature and / or high pressure conditions, and between the lower layer 170a and the middle layer 170b and / or the middle layer. Peeling may occur between the 170b and the upper layer 170c. And, by adjusting the melting point difference of each layer, it can be adjusted so that peeling occurs between the lower layer and the middle layer and / or between the middle layer and the upper layer.
상기 절연 부재(170)의 구체적인 예로는 폴리프로필렌 등을 들 수 있다. 상기 절연 부재(170)가 다층 구조일 경우, 상기 하층(170a)은 상기 리드 단자(140)와 접착력을 향상시키기 위하여 산처리된 폴리프로필렌과 노멀 폴리프로필렌의 혼합물을 이용할 수 있다. 상기 중층은 노멀 폴리프로필렌을 단독으로 이용할 수 있다. 상기 상층(170c)은 상기 전지 케이스(120)와 접착력을 향상시키기 위하여, 산처리된 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 노멀 폴리프로필렌의 혼합물을 이용할 수 있고, 여기서, 상기 산처리된 폴리프로필렌은 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌(MAH PP)일 수 있다.Specific examples of the insulating member 170 may include polypropylene. When the insulating member 170 has a multilayer structure, the lower layer 170a may use a mixture of an acid-treated polypropylene and a normal polypropylene to improve adhesion to the lead terminal 140. The said middle layer can use a normal polypropylene independently. The upper layer 170c may use a mixture of acid-treated polypropylene, polyethylene, and normal polypropylene in order to improve adhesion with the battery case 120, wherein the acid-treated polypropylene is maleic anhydride. Ride polypropylene (MAH PP).
본 발명의 일실시예에 따른 리튬이차전지에 포함되는 전지 케이스(120)는 상기 전극 조립체(110)를 수납하고, 상기 전극 조립체(110)를 외부환경으로부터 절연시키고 보호하는 기능을 한다. 상기 전지 케이스(110)는 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있으며, 구체적으로는 수지층인 내층, 금속층인 중간층 및 수지층인 외층으로 이루어질 수 있다. 상기 내층의 구체적인 예로는 무연신 폴리프로필렌 수지 등을 들 수 있다. 상기 중간층의 구체적인 예로는 외부의 수분과 전해질의 누액을 방지할 수 있는 알루미늄 등을 들 수 있다. 상기 외층은 단층 또는 다중층일 수 있으며, 구체적인 예로는 우수한 내후성을 가진 수지인 2축 연신된 나이론, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등을 들 수 있다.The battery case 120 included in the lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention accommodates the electrode assembly 110 and functions to insulate and protect the electrode assembly 110 from an external environment. The battery case 110 may be formed of a laminate sheet including a metal layer and a resin layer. Specifically, the battery case 110 may be formed of an inner layer of a resin layer, an intermediate layer of a metal layer, and an outer layer of a resin layer. Specific examples of the inner layer include an unstretched polypropylene resin. Specific examples of the intermediate layer may include aluminum, which may prevent leakage of external moisture and electrolyte. The outer layer may be a single layer or multiple layers, and specific examples thereof include biaxially stretched nylon, polyethylene terephthalate, and polyethylene naphthalate, which are resins having excellent weather resistance.
상기 전지 케이스(120)는 수용공간을 형성하는 제1 전지 케이스(111)과 제2 전지 케이스(112)를 포함할 수 있다. 상기 전극 조립체(110)를 수용공간에 배치시키고, 상기 제1 전지 케이스(111)와 제2 전지 케이스(112)를 서로 마주하게 접합시킴으로써 상기 전극 조립체(120)가 밀봉될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 제1 전지 케이스(111)와 상기 제2 전지 케이스(112)의 서로 마주하는 실링부(111a, 112a)가 열융착을 통하여 내부의 전극 조립체(110) 및 전해질(미도시)이 밀봉될 수 있다.The battery case 120 may include a first battery case 111 and a second battery case 112 forming an accommodation space. The electrode assembly 120 may be sealed by arranging the electrode assembly 110 in a receiving space and bonding the first battery case 111 and the second battery case 112 to face each other. More specifically, the sealing parts 111a and 112a facing each other of the first battery case 111 and the second battery case 112 are thermally fused to form an electrode assembly 110 and an electrolyte (not shown). May be sealed.
본 발명의 일실시예에 따른 리튬이차전지는 전해질(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 전해질은 리튬염 함유 비수 전해질일 수 있다. 상기 리튬염의 예로는 LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 저급지방족 카르본산 리튬, 4페닐붕산리튬, 이미드 등을 들 수 있다. Lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention may include an electrolyte (not shown). The electrolyte may be a lithium salt-containing nonaqueous electrolyte. Examples of the lithium salts include LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4 , LiBF 4 , LiB 10 Cl 10 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , CH 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, lower aliphatic lithium carbonate, lithium tetraphenylborate, imide and the like.
상기 비수 전해질은 당해 전지에 이용되는 것이라면 특별히 한정하지 않으나, 이의 구체적인 예로는 비수계 유기 용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등을 들 수 있다. 본 발명의 일실시예를 따른 리튬이차전지에서는 고분자 전해질인 유기 고체 전해질을 이용하는 것이 바람직하다. 상기 유기 고체 전해질의 구체적인 예로는 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리에지테이션리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐알코올, 폴리불화비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등을 들 수 있다.The nonaqueous electrolyte is not particularly limited as long as it is used in the battery. Specific examples thereof include a nonaqueous organic solvent, an organic solid electrolyte, and an inorganic solid electrolyte. In the lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention, it is preferable to use an organic solid electrolyte which is a polymer electrolyte. Specific examples of the organic solid electrolyte include polyethylene derivatives, polyethylene oxide derivatives, polypropylene oxide derivatives, phosphate ester polymers, polyitation lysine, polyester sulfides, polyvinyl alcohol, polyvinylidene fluoride, and ionic dissociation. And polymers containing groups.
본 발명의 리튬이차전지는 고온 및/또는 고압조건에서 전해질이 기화되면서 발생한 가스, 즉 내부의 가스를 특정 방향으로 유도 배출하여 발화 및 폭발위험을 줄일 수 있다.The lithium secondary battery of the present invention may reduce the risk of ignition and explosion by inducing and discharging the gas generated while the electrolyte is evaporated under high temperature and / or high pressure in a specific direction.
본 발명의 리튬이차전지는 별도의 구성요소 추가 및 공정의 추가 없이 리드 단자 상에 위치한 절연부재의 두께 조절만으로 전해질이 기화되면서 발생한 가스를 특정 방향으로 유도 배출할 수 있다.The lithium secondary battery of the present invention can induce and discharge the gas generated while the electrolyte is vaporized only by controlling the thickness of the insulating member located on the lead terminal without adding an additional component and a process.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 상기 실시예는 본 기재를 예시하는 것일 뿐 본 기재의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것은 당연한 것이다.Hereinafter, preferred embodiments are provided to aid in understanding the present invention, but the above embodiments are merely illustrative of the present disclosure, and it is apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope and spirit of the present disclosure. It is natural that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.
<실시예><Example>
양극의 제조Manufacture of anode
양극 활물질로 리튬 코발트 복합산화물 92중량%, 도전재로 카본 블랙 4중량%, 바인더 고분자로 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF) 4중량%로 혼합물 200g을 제조한 후, 용매인 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 220㎖에 첨가하여 양극 혼합물 슬러리를 제조하였다. 상기 양극 혼합물 슬러리를 두께가 20㎛인 양극 집전체의 알루미늄(Al) 박막에 도포, 건조하여 양극을 제조한 후 롤 프레스(roll press)를 실시하였다.92 g of a lithium cobalt composite oxide as a positive electrode active material, 4 wt% of carbon black as a conductive material, and 4 wt% of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder polymer were prepared, and then 200 g of a mixture was used as a solvent, N-methyl-2-. A positive electrode mixture slurry was prepared by adding to 220 ml pyrrolidone (NMP). The positive electrode mixture slurry was applied to an aluminum (Al) thin film of a positive electrode current collector having a thickness of 20 μm and dried to prepare a positive electrode, and then roll press was performed.
음극의 제조Preparation of Cathode
음극 활물질로 탄소 분말 96중량%, 도전재로 카본 블랙 1중량%, 바인더 고분자로 PVdF 3중량%로 혼합물 200g을 제조한 후, 용매인 NMP 220㎖에 첨가하여 음극 혼합물 슬러리를 제조하였다. 상기 음극 혼합물 슬러리를 두께가 10㎛인 음극 집전체인 구리(Cu) 박막에 도포, 건조하여 음극을 제조한 후 롤 프레스(roll press)를 실시하였다.After preparing 200 g of a mixture of 96 wt% carbon powder as the negative electrode active material, 1 wt% carbon black as the conductive material, and 3 wt% PVdF as the binder polymer, 200 g of the mixture was added to NMP 220 ml as a solvent to prepare a negative electrode mixture slurry. The negative electrode mixture slurry was applied to a thin copper (Cu) thin film, which is a negative electrode current collector having a thickness of 10 μm, and dried to prepare a negative electrode, followed by roll press.
전지의 제조Manufacture of batteries
상기에서 제조된 양극, 음극 및 폴리에틸렌 분리막을 스태킹(stacking) 방식으로 전극 조립체를 제조하였다. 상기 양극과 알루미늄 양극탭을 초음파 용접으로 연결하였고, 상기 음극과 구리 음극탭을 초음파 용접으로 연결하였다. 상기 알루미늄 양극탭과 양극 리드 단자(알루미늄(Al050)-니켈-구리(표면에 니켈이 1㎛로 도금된 C1100))를 초음파 용접으로 연결하였다. The electrode assembly was manufactured by stacking the positive electrode, the negative electrode, and the polyethylene separator prepared above. The positive electrode and the aluminum positive electrode tab were connected by ultrasonic welding, and the negative electrode and the copper negative electrode tab were connected by ultrasonic welding. The aluminum positive electrode tab and the positive electrode lead terminal (aluminum (Al050) -nickel-copper (C1100 plated with 1 μm of nickel on the surface)) were connected by ultrasonic welding.
상기 구리 음극탭과 음극 리드 단자(알루미늄(Al050)-니켈-구리(표면에 니켈이 1㎛로 도금된 C1100))를 초음파 용접으로 연결하였다. 상기 양극 리드 단자의 상하부에 말레익산 언하이드라이드 폴리프로필렌(MAH PP)(3중량%)과 노멀 폴리프로필렌(97중량%)의 혼합물(하층)/노멀 폴리프로필렌(중층)/MAH PP(3중량%), 폴리에틸렌(17중량%) 및 노멀 폴리프로필렌(80중량%)의 혼합물(상층)(두께: 40㎛/60㎛/50㎛, 융점: 140℃/160℃/150℃)으로 구성된 제1 절연 부재를 형성하였다. 상기 음극 리드 단자의 상하부에 MAH PP(3중량%)과 노멀 폴리프로필렌(97중량%)의 혼합물(하층)/노멀 폴리프로필렌(중층)/MAH PP(3중량%), 폴리에틸렌(17중량%) 및 노멀 폴리프로필렌(80중량%)의 혼합물(상층)(두께: 30㎛/40㎛/30㎛, 융점: 140℃/160℃/150℃)로 구성된 제2 절연 부재를 형성하였다. The copper negative electrode tab and the negative electrode lead terminal (aluminum (Al050) -nickel-copper (C1100 plated with 1 μm of nickel on the surface)) were connected by ultrasonic welding. A mixture (lower layer) / normal polypropylene (middle layer) / MAH PP (3 weight) of maleic acid anhydride polypropylene (MAH PP) (3 wt%) and normal polypropylene (97 wt%) above and below the positive lead terminal %), First mixture of polyethylene (17 wt.%) And normal polypropylene (80 wt.%) (Top layer) (thickness: 40 μm / 60 μm / 50 μm, melting point: 140 ° C./160° C./150° C.) An insulating member was formed. A mixture of MAH PP (3% by weight) and normal polypropylene (97% by weight) / normal polypropylene (middle layer) / MAH PP (3% by weight) and polyethylene (17% by weight) above and below the negative lead terminal And a second insulating member composed of a mixture (upper layer) (thickness: 30 µm / 40 µm / 30 µm, melting point: 140 ° C / 160 ° C / 150 ° C) of normal polypropylene (80% by weight).
이어서, PP/Al/ONY/PET 구조인 파우치형 전지 케이스 내에 전극탭과 리드 단자가 연결된 전극 조립체를 배치시키고, 상기 리드 단자가 상기 전지 케이스의 외부로 인출되도록 하고, 상기 절연부재가 상기 전지 케이스와 대향하도록 배치시킨 후 파우치형 전지 케이스를 열융착하여 밀봉하였다. 열융착 후, 파우치형 전지 케이스를 더블 사이드 폴딩(Double Side Folding)하였다.Subsequently, an electrode assembly having an electrode tab and lead terminals connected thereto is disposed in a pouch type battery case having a PP / Al / ONY / PET structure, and the lead terminals are led out of the battery case, and the insulating member is disposed in the battery case. After arranging to face the pouch battery case, the pouch type battery case was heat-sealed and sealed. After heat fusion, the pouch type battery case was double side folded.
<비교예>Comparative Example
실시예와 동일한 전극 조립체를 제조하였다. 상기 양극과 알루미늄 양극탭을 초음파 용접으로 연결하였고, 상기 음극과 구리 음극탭을 초음파 용접으로 연결하였다. 상기 알루미늄 양극탭과 양극 리드 단자(알루미늄(Al050)-니켈-구리(표면에 니켈이 1㎛로 도금된 C1100))를 초음파 용접으로 연결하였다. 상기 구리 음극탭과 음극 리드 단자(알루미늄(Al050)-니켈-구리(표면에 니켈이 1㎛로 도금된 C1100))를 초음파 용접으로 연결하였다. The same electrode assembly as in Example was prepared. The positive electrode and the aluminum positive electrode tab were connected by ultrasonic welding, and the negative electrode and the copper negative electrode tab were connected by ultrasonic welding. The aluminum positive electrode tab and the positive electrode lead terminal (aluminum (Al050) -nickel-copper (C1100 plated with 1 μm of nickel on the surface)) were connected by ultrasonic welding. The copper negative electrode tab and the negative electrode lead terminal (aluminum (Al050) -nickel-copper (C1100 plated with 1 μm of nickel on the surface)) were connected by ultrasonic welding.
상기 양극 및 음극 리드 단자의 상하부에 MAH PP(3중량%)과 노멀 폴리프로필렌(97중량%)의 혼합물(하층)/노멀 폴리프로필렌(중층)/MAH PP(3중량%), 폴리에틸렌(17중량%) 및 노멀 폴리프로필렌(80중량%)의 혼합물(상층)(두께: 40㎛/60㎛/50㎛, 융점: 140℃/160℃/150℃)인 절연 부재를 각각 형성하였다. A mixture of MAH PP (3% by weight) and normal polypropylene (97% by weight) / normal polypropylene (middle layer) / MAH PP (3% by weight) and polyethylene (17% by weight) above and below the positive and negative lead terminals %) And an insulating member having a mixture (upper layer) (thickness: 40 µm / 60 µm / 50 µm, melting point: 140 ° C / 160 ° C / 150 ° C) of normal polypropylene (80% by weight) were formed.
이어서, PP/Al/ONY/PET 구조인 파우치형 전지 케이스 내에 전극탭과 리드 단자가 연결된 전극 조립체를 배치시키고, 상기 리드 단자가 상기 전지 케이스의 외부로 인출되도록 하고, 절연부재가 전지 케이스와 맞닿도록 배치시킨 후 파우치형 전지 케이스를 열융착하여 밀봉하였다. 열융착 후, 파우치형 전지 케이스를 더블 사이드 폴딩(Double Side Folding)하였다.Subsequently, in the pouch type battery case having a PP / Al / ONY / PET structure, an electrode assembly in which an electrode tab and a lead terminal are connected is disposed, the lead terminal is led out to the outside of the battery case, and an insulating member contacts the battery case. The pouch type battery case was heat sealed and sealed. After heat fusion, the pouch type battery case was double side folded.
<시험예><Test Example>
100℃의 고온 박스에 실시예 및 비교예에서 제조된 리튬이차전지를 넣고, 100분 후 수거하였다.The lithium secondary batteries prepared in Examples and Comparative Examples were placed in a high temperature box at 100 ° C. and collected after 100 minutes.
도 2는 수거된 실시예의 리튬이차전지의 전체 모습을 일반 카메라로 촬영한 사진이고, 도 3은 실시예의 리튬이차전지의 A↔B 부분을 자른 단면을 광학현미경으로 촬영한 사진이다.FIG. 2 is a photograph taken with a general camera of the entire lithium secondary battery of the collected embodiment, and FIG. 3 is a photograph taken with an optical microscope showing a section taken along the A↔B portion of the lithium secondary battery of the embodiment.
도 2를 참조하면, 수거된 실시예의 리튬이차전지에서 가스가 유출된 흔적이 나타났다. 도 3을 참조하면, 음극 리드 단자(142) 상에 배치된 다층구조의 제2 절연 부재(172)의 하층(172a)과 중층(172b) 사이가 박리되면서 내부의 가스가 외부로 유출되는 틈이 형성된 것을 알 수 있었다. 이를 통해 본 발명을 따른 이차전지가 고온에서 내부의 가스가 외부로 유출되어 발화와 폭발이 일어나지 않는 것을 확인할 수 있었다.Referring to FIG. 2, traces of gas leakage from the lithium secondary battery of the collected embodiment were found. Referring to FIG. 3, a gap is formed between the lower layer 172a and the middle layer 172b of the second insulating member 172 of the multilayer structure disposed on the cathode lead terminal 142 while the internal gas flows to the outside. It was found that formed. Through this, it was confirmed that the secondary battery according to the present invention does not ignite and explode because the internal gas flows to the outside at a high temperature.

Claims (11)

  1. 전극 조립체;An electrode assembly;
    상기 전극 조립체를 수납하는 전지 케이스;A battery case accommodating the electrode assembly;
    상기 전극 조립체로부터 연장되어 상기 전지 케이스의 외부로 인출되는 제1 리드 단자 및 제2 리드 단자를 포함하는 리드 단자; 및A lead terminal extending from the electrode assembly and including a first lead terminal and a second lead terminal drawn out of the battery case; And
    상기 전지 케이스와 상기 제1 리드 단자가 교차하는 부분에 배치되는 제1 절연 부재와 상기 전지 케이스와 상기 제2 리드 단자가 교차하는 부분에 배치되고 상기 제1 절연 부재와 서로 다른 두께를 가지는 제2 절연 부재를 포함하는 절연 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.A second insulating member disposed at a portion where the battery case and the first lead terminal cross each other, and a second insulating member disposed at a portion where the battery case and the second lead terminal cross each other and having a different thickness from the first insulating member; Lithium secondary battery comprising an insulating member including an insulating member.
  2. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 전극 조립체는 제1 전극, 제2 전극 및 분리막을 포함하고 상기 제1 전극은 상기 제1 리드 단자와 전기적으로 연결되고 상기 제2 전극은 상기 제2 리드 단자와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.The electrode assembly may include a first electrode, a second electrode, and a separator, wherein the first electrode is electrically connected to the first lead terminal, and the second electrode is electrically connected to the second lead terminal. Lithium secondary battery.
  3. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 리드 단자와 상기 절연 부재의 두께비는 10:2~10:7인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.The thickness ratio of the lead terminal and the insulating member is a lithium secondary battery, characterized in that 10: 2 ~ 10: 7.
  4. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 제1 절연 부재의 두께는 상기 제2 절연 부재의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.The thickness of the first insulating member is thicker than the thickness of the second insulating member, the lithium secondary battery.
  5. 청구항 4에 있어서,The method according to claim 4,
    상기 제1 절연 부재의 두께는 상기 제2 절연 부재의 두께보다 1.1~2배 두꺼운 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.The thickness of the first insulating member is a lithium secondary battery, characterized in that 1.1 to 2 times thicker than the thickness of the second insulating member.
  6. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 절연 부재는 다층 구조인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.The insulating member is a lithium secondary battery, characterized in that the multilayer structure.
  7. 청구항 6에 있어서,The method according to claim 6,
    상기 절연 부재는 상기 리드 단자와 대향하는 하층, 상기 하층 상에 위치하는 중층, 상기 중층 상에 위치하고 상기 전지 케이스와 대향하는 상층을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.The insulating member includes a lower layer facing the lead terminal, a middle layer positioned on the lower layer, and an upper layer disposed on the middle layer and facing the battery case.
  8. 청구항 7에 있어서,The method according to claim 7,
    상기 하층의 융점은 상기 중층의 융점보다 20℃ 내지 40℃ 낮은 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.The melting point of the lower layer is a lithium secondary battery, characterized in that 20 ℃ to 40 ℃ lower than the melting point of the middle layer.
  9. 청구항 7에 있어서,The method according to claim 7,
    상기 상층의 융점은 상기 중층의 융점보다 5℃ 내지 10℃ 낮은 것을 특징으로 하는 리튬이차전지. The melting point of the upper layer is a lithium secondary battery, characterized in that 5 to 10 ℃ lower than the melting point of the middle layer.
  10. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 전극 조립체 및 상기 리드 단자와 연결되는 전극탭을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지. And an electrode tab connected to the electrode assembly and the lead terminal.
  11. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 리튬이차전지는 고분자 전해질을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.The lithium secondary battery is a secondary battery comprising a polymer electrolyte.
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