WO2020091487A1 - 전해액 보충용 홈이 형성된 파우치형 이차전지 - Google Patents

전해액 보충용 홈이 형성된 파우치형 이차전지 Download PDF

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한현규
전호진
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present invention relates to a pouch-type secondary battery having a groove for replenishing an electrolyte, and specifically, to supplement an electrolyte that is depleted in the process of using the secondary battery, includes a battery case with a separate groove for accommodating the replenishing electrolyte,
  • the supplementary electrolyte is for a pouch-type secondary battery made of a structure that can be moved to the electrode assembly storage unit while the weakly coupled sealing line is opened.
  • secondary batteries are widely used not only in portable electronic devices such as mobile phones, laptops, and tablet PCs, but also in automation systems, electric vehicles, and the aviation industry.
  • a nickel-based secondary battery such as a nickel-cadmium battery or a nickel-hydrogen battery has been used, but has a high operating voltage and has a capacity of about 3 times that of the nickel-based secondary battery and has an energy density per unit weight.
  • the use of high lithium secondary batteries is rapidly increasing.
  • the lithium secondary battery includes an electrode assembly having a structure in which a positive electrode plate and a negative electrode plate coated with a positive electrode active material and a negative electrode active material are disposed with a separator interposed therebetween, an external case housing the electrode assembly, and an electrolyte impregnated in the electrode assembly.
  • the lithium secondary battery is classified into a can-type secondary battery in which the electrode assembly is embedded in a metal can, and a pouch-type secondary battery in which the electrode assembly is embedded in a pouch case of a metal laminate sheet, according to the shape of the exterior case, wherein the pouch-type secondary battery is Due to the advantages of low manufacturing cost, high energy density, and ease of constructing a large-capacity battery pack through a series or parallel connection, it has recently been spotlighted as a power source for electric vehicles or hybrid vehicles.
  • the lithium secondary battery generates gas by decomposing an electrolyte due to side reactions during charging.
  • the electrolyte may be denatured by repeated charging and discharging. Due to the decomposition and denaturation of the electrolyte, the amount of the electrolyte that can contribute to the electrochemical reaction decreases over time. As the charge and discharge efficiency and capacity retention ratio of the lithium secondary battery decrease, replacement is necessary. Do.
  • Patent Literature 1 is provided with a main chamber in which an electrode assembly and an electrolyte are accommodated, and a subchamber for receiving a supplementary electrolyte for replenishment when the electrolyte in the main compartment is consumed. Being a case; And a connecting portion for communicating the main compartment with the sub compartment, wherein the supplementary electrolyte solution accommodated in the compartment can be moved to the main compartment via the connecting part.
  • Patent Document 1 consists of a structure in which the connecting portion is opened and closed in order to move the electrolyte in the sub-portion to the main compartment in proportion to the amount of the consumed electrolyte when the electrolyte in the main compartment is consumed.
  • Patent document 2 is a pouch-shaped main pocket comprising two or more unit cells are stacked, and an electrode assembly filled with an electrolyte solution;
  • a pouch type auxiliary pocket attached to any one of the outer surfaces of the main pocket and containing an electrolyte for replenishment;
  • An electrolyte moving part positioned between the main pocket and the auxiliary pocket to provide a passage through which the replenishing electrolyte moves to the main pocket;
  • a pack case accommodating the unit set consisting of the main pocket, the auxiliary pocket and the electrolyte moving part, and a pack case having an inner wall contacting an outer surface of the auxiliary pocket when the main pocket is expanded.
  • Patent Document 2 is a structure in which an auxiliary pocket is attached to the outer surface of the main pocket, there is a problem in that the thickness of the secondary battery becomes thick.
  • the swollen main pocket presses the auxiliary pocket against the pack case to apply pressure, and the pressured auxiliary pocket uses a method of discharging the supplementary electrolyte through the electrolyte moving part into the main pocket.
  • Valve structures are used.
  • Patent Document 3 includes a positive electrode and a negative electrode, the main cell receiving the electrolyte; An auxiliary cell connected to the main cell; A case incorporating the main cell and the auxiliary cell; A vent communicating with the main cell; A gas moving unit that equalizes the pressure of the main cell and the auxiliary cell; And a replenishment liquid moving part for replenishing the replenishment liquid of the auxiliary cell to the main cell above a specific pressure value.
  • Patent Document 3 when the internal pressure of the main cell reaches about 70% to 99% of the minimum opening pressure of the vent, the replenishment liquid moves to the main cell through the replenishment liquid passage, and the internal pressure of the main cell increases the minimum opening pressure of the vent. If exceeded, the vent is opened and the gas is discharged to the outside.
  • the secondary battery of Patent Document 3 is made of a structure having a vent.
  • a pouch type secondary battery capable of replenishing an electrolyte that is depleted during the use of a lithium secondary battery, the thickness of the battery cell does not increase and an additional member is not provided, and a pouch type capable of adjusting the timing of supplementary injection of the electrolyte There is a high need for a secondary battery.
  • the present invention is to solve the above problems, and to maintain the thickness of the battery cell and without adding an additional member, it is an object to provide a pouch-type secondary battery having an electrolyte replenishment receiving portion for replenishing the depleted electrolyte solution Is done.
  • the first embodiment of the present invention for achieving this object includes an electrode assembly having a structure in which a separation membrane is interposed between an anode and a cathode, and a first groove portion accommodating the electrode assembly and a second groove portion accommodating a replenishing electrolyte solution. It includes a battery case, the second groove portion is located on at least one side of the first groove portion, a sealing line (Sealing Line) for preventing the movement of the electrolyte contained in the second groove portion
  • the first groove and the second It may be a pouch-type secondary battery made of a structure formed between the grooves.
  • the depth of the second groove portion may be a pouch-type secondary battery having a size equal to or smaller than the depth of the first groove portion.
  • the electrolyte for replenishment may be a pouch-type secondary battery that moves to the first groove by opening the sealing line.
  • the sealing portion around the outer periphery of the battery case may be a pouch-type secondary battery in which sealing is maintained.
  • a first direction sealing part parallel to the first direction outer periphery of the battery case in which the electrode tab is positioned and a second direction sealing part orthogonal to the first direction sealing part are formed on the outer periphery of the battery case. It may be a pouch type secondary battery in which the second groove portion is located between the second direction sealing portion and the first groove portion.
  • a first direction sealing part parallel to the first direction outer periphery of the battery case in which the electrode tab is located and a second direction sealing part orthogonal to the first direction sealing part are formed on the outer periphery of the battery case. It may be a pouch type secondary battery in which the second groove portion is located between the first direction sealing portion and the first groove portion.
  • a first sealing step of sealing the first direction sealing portion on both sides and the second direction sealing portion on the other side, injecting electrolyte into the first groove, injecting electrolyte into the second groove, between the first groove and the second groove It may include a second sealing step of forming a sealing line, and a third sealing step of temporarily sealing the second direction sealing portion on one side located in the electrolyte injection direction.
  • the seventh embodiment includes (a-1) forming a first groove portion and a second groove portion, (a-2) a first sealing step, (a-3) ) A step of injecting an electrolyte into the first groove, (a-4) a third sealing step, (a-5) a second sealing step, and (a-6) injecting an electrolyte into the second groove, After the second sealing step, the second directional sealing part cut in the third sealing step is cut, and then the electrolyte is injected into the second groove, and a fourth directional sealing part positioned in the electrolyte injection direction is formed.
  • the sealing step can proceed.
  • the eighth embodiment includes (b-1) forming a first groove portion and a second groove portion, (b-2) a first sealing step, and (b-3) a second A sealing step, (b-4) a step of injecting an electrolyte into the first and second grooves, and (b-5) a third sealing step, wherein the third sealing step is the (b-4) step After the third sealing for temporary sealing, and after the activation and degassing process, the fourth sealing is adjacent to at least one of the first groove and the second groove, and the gas sealed portion can be cut and removed.
  • the first sealing step and the second sealing step may be performed simultaneously.
  • the second groove portion may be located between the second direction sealing portion and the first groove portion.
  • the length of the second groove portion in the second direction may be shorter than the length of the second groove portion in the second direction.
  • the second groove portion may be located between the first direction sealing portion and the first groove portion.
  • the thirteenth embodiment may further include a bending process of the second direction sealing unit.
  • the fourteenth embodiment is a battery pack including the pouch-type secondary battery, wherein the pouch-type secondary battery has a second groove portion disposed above the first groove portion so that the electrolyte for replenishment of the second groove portion flows to the first groove portion. It may be made of a stacked structure.
  • FIG. 1 is a plan view of a pouch-type secondary battery in which one second groove is formed according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a front view of FIG. 1.
  • FIGS. 1 and 2 show a method of manufacturing a pouch-type secondary battery having the same structure as in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 4 is a plan view of a pouch type secondary battery in which two second grooves are formed.
  • FIG. 5 is a plan view of a pouch-type secondary battery in which the second direction length of the first groove portion is longer than the second direction length of the second groove portion.
  • FIG. 6 shows a method of manufacturing the pouch-type secondary battery of FIG. 5.
  • FIG. 7 is a plan view of a pouch type secondary battery having a structure in which a second groove portion is positioned between the first direction sealing portion and the first groove portion.
  • FIG. 8 illustrates a method of manufacturing the pouch-type secondary battery of FIG. 7.
  • the pouch-type secondary battery according to the present invention includes a battery case including an electrode assembly having a structure in which a separation membrane is interposed between an anode and a cathode, a first groove portion for receiving the electrode assembly, and a second groove portion for receiving a replenishing electrolyte solution.
  • the second groove portion is located on at least one side of the first groove portion, and a sealing line for preventing movement of the electrolyte solution accommodated in the second groove portion may be formed between the first groove portion and the second groove portion.
  • a second groove portion may be formed in any one of the upper, lower, left and right outer peripheries of the first groove portion for receiving the electrode assembly, and two or more second grooves on one outer periphery of the first groove portion Additions may be formed.
  • the sealing line may be formed by the same method as the sealing method of the battery case, but a relatively weak sealing is made rather than the sealing force of the sealing portion around the battery case.
  • the battery case expands, and the sealing line with the weak sealing may be opened by the expansion of the battery case, and the sealing The electrolyte for replenishment accommodated in the second groove portion may be moved to the first groove portion by opening the line.
  • the present invention is capable of replenishing the depleted electrolyte solution in the first groove, it is possible to prevent the resistance of the electrode assembly from being increased due to the reduction of the electrolyte solution, and the capacity retention rate and charge / discharge efficiency of the secondary battery are lowered. You can solve the problem.
  • the opening time of the sealing line can be set according to the capacity of the secondary battery and material characteristics such as electrolyte and active material, for example, a narrow sealing tool (Sealing tool) to reduce the contact surface of the upper case and the lower case tool), or a sealing surface of the sealing tool may be used.
  • a narrow sealing tool (Sealing tool) to reduce the contact surface of the upper case and the lower case tool)
  • a sealing surface of the sealing tool may be used.
  • a temperature lower than the sealing temperature of the sealing portion of the battery case outer periphery or a method of lowering the pressing force of the sealing tool may be used.
  • the sealing line when the sealing line is opened, the internal pressure of the battery case is reduced than before the sealing line is opened, and the sealing portion around the battery case may not be vented and the sealing may be maintained.
  • the battery case may be a laminate sheet having a laminated structure of an outer resin layer, an air and moisture barrier metal layer, and a heat-sealable inner resin layer.
  • the polymer resin constituting the outer coating layer is a polyester resin, polyethylene (polybutylene terephthalate (PBT)), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene terephthalate (PET), and polybutylene terephthalate (PBT) having excellent tensile strength and weather resistance.
  • PE polyethylene
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PBT polyolefin resins
  • PP polypropylene
  • polystyrene resins such as polystyrene
  • polyvinyl chloride resins polyvinylidene chloride resins, and the like
  • ONy stretched nylon film
  • the metal layer may be aluminum (Al), aluminum alloy, copper, copper alloy or stainless steel to be able to exhibit a function of improving the strength of the battery case in addition to the function of preventing the ingress of foreign substances such as gas and moisture or leakage of the electrolyte.
  • aluminum alloys include alloy numbers 8079, 1N30, 8021, 3003, 3004, 3005, 3104, and 3105.
  • the metal layer may be used alone or in combination of two or more types of materials, and when used in combination of two or more types of materials, a plurality of layered structures may be formed, or partially different materials may be applied.
  • stainless steel is a material having a higher strength than aluminum, when stainless steel is used as the metal layer, moldability of the battery case may be improved.
  • a metal layer having a relatively thin thickness compared to aluminum can be formed.
  • a secondary battery having an increased volume-to-volume capacity can be manufactured. have.
  • the inner resin layer has a heat-sealability (thermal adhesion), low hygroscopicity to the electrolyte to suppress the intrusion of the electrolyte, a polymer resin that is not expanded or eroded by the electrolyte may be used, more preferably It may be made of non-stretched polypropylene (CPP).
  • CPP non-stretched polypropylene
  • the thickness of the outer coating layer is 5 ⁇ m to 40 ⁇ m
  • the thickness of the metal layer is 20 ⁇ m to 150 ⁇ m
  • the thickness of the inner resin layer is 10 ⁇ m to 50 It may be made of a structure that is ⁇ m.
  • the thickness of each layer of the battery case is too thin, it is difficult to expect a barrier function against materials and an improvement in strength. Conversely, if it is too thick, it is not preferable because it is less workable and causes an increase in sheet thickness.
  • the depth and width of the second groove portion may be determined according to the amount of electrolyte required for replenishment.
  • the depth of the second groove portion may be formed to have a size equal to or smaller than the depth of the first groove portion, and in detail, , The depth of the second groove portion may be formed from 50% to 100% of the depth of the first groove portion, and more specifically, the depth of the first groove portion and the depth of the second groove portion may be the same.
  • the width of the second groove portion can be relatively wide, and the overall size of the battery cell is flat. Is not preferable because it may be increased, and if it is larger than 100%, the thickness of the battery cell increases, which is not preferable.
  • a first direction sealing part parallel to the first direction outer periphery of the battery case in which the electrode tab is positioned and a second direction sealing part orthogonal to the first direction sealing part are formed on the outer periphery of the battery case.
  • the second groove portion may be located between the second direction sealing portion and the first groove portion.
  • the electrode assembly may be a unidirectional electrode assembly in which a positive electrode tab and a negative electrode tab protrude in one direction, or may be a bidirectional electrode assembly in which a positive electrode tab and a negative electrode tab protrude in opposite directions.
  • FIG. 1 shows a top view of a pouch-type secondary battery in which one second groove is formed according to one embodiment
  • FIG. 2 shows a front view of FIG. 1.
  • the pouch-type secondary battery includes a first groove portion 121 accommodating the electrode assembly 110 and a second groove portion 122 accommodating a replenishing electrolyte.
  • the electrode assembly 110 is a bidirectional electrode assembly, and electrode tabs 112 are formed to protrude in opposite directions from the electrode plate 111, and sealing tape is provided on the surface of the electrode tabs 112 located in the sealing portion of the battery case. (113) can be attached to improve the sealing force.
  • the electrode lead 114 is coupled to the outer end of the electrode tab 112, and the electrode lead 114 extends outside the battery case to function as an electrode terminal.
  • a first direction sealing portion 131 is formed around the first direction (x) of the battery case where the protruding electrode tab 112 is located, and a second direction (y) orthogonal to the first direction sealing portion 131 In the second direction sealing portion is formed.
  • the second direction sealing portion includes a right second direction sealing portion 132a and a left second direction sealing portion 132b.
  • a sealing line 133 is formed between the first groove part 121 and the second groove part 122, and the coupling force between the upper case 141 and the lower case 142 forming the sealing line 133 is the first.
  • the direction sealing portion 131, the right second direction sealing portion 132a, and the left second direction sealing portion 132b forming the upper case 141 and the lower case 142 are sealed with a weaker than the bonding force.
  • a second groove portion 122 is formed between the sealing line 133 and the right second direction sealing portion 132a.
  • the sealing line 133 When the sealing line 133 is opened when the internal pressure increases due to the increase in gas inside the battery case, the electrolyte for replenishment accommodated in the second groove 122 may move to the first groove 121.
  • the second direction (y) length (h1) of the first groove portion 121 and the second direction (y) length (h2) of the second groove portion 122 may be formed the same, and the depth (a2) of the second groove portion ) May be made of 50% to 100% of the depth a1 of the first groove portion, or may have the same size as each other.
  • first and second groove portions of FIG. 2 have vertical cross sections shown in a trapezoidal shape, each of them can be formed in a rectangular shape or a rounded lower edge.
  • the width b2 of the second groove portion may be determined in an appropriate range in consideration of the increase in the length of the first direction of the battery cell, the depth a2 of the second groove portion, and the amount of electrolyte to be supplemented.
  • the width b2 of the second groove part is based on the sealing surfaces to which the upper case and the lower case are adhered. It may be formed in a range of 5% to 15% of the width (b1) of one groove portion, in detail, when the width of the first groove portion is 150 mm, the width of the first groove portion may be formed to 10 mm to 20 mm .
  • a method of manufacturing a pouch-type secondary battery according to the present invention includes forming a first groove part and a second groove part in a sheet for a battery case using a first punch and a second punch, and a second direction on one side located in the direction of electrolyte injection
  • a first sealing step (hereinafter referred to as a 'first sealing step') of sealing the first direction sealing portion on both sides and the second direction sealing portion on the other side except for the sealing portion, injecting electrolyte into the first groove portion, and the second groove portion Injecting the electrolyte to the step, the second sealing step of forming a sealing line between the first groove portion and the second groove portion (hereinafter referred to as 'second sealing step'), and the second direction of one side located in the electrolyte injection direction
  • a third sealing step (hereinafter, referred to as a 'third sealing step') may be performed to temporarily seal the sealing portion.
  • a-1) forming a first groove and a second groove
  • a-2) 1 sealing step
  • a-3) injecting an electrolyte into the first groove
  • a-4) a third sealing step
  • a-5) a second sealing step
  • a-6) an electrolyte in the second groove
  • the fourth sealing step for forming the direction sealing portion may be performed.
  • the present invention also molds the second groove for accommodating the supplementary electrolyte when forming the first groove for accommodating the electrode assembly in the battery case. Specifically, each of the first groove portion and the second groove portion is placed in the sheet for the battery case on a die having a groove having the same size as the first groove portion and the second groove portion, and then presses the sheet for the battery case with a punch. And molded.
  • FIG. 3 a method of manufacturing a pouch type secondary battery having the structure as shown in FIGS. 1 and 2 is illustrated in FIG. 3.
  • the upper case is omitted from the pouch type secondary battery of FIG. 3.
  • the first groove part 121 and the second groove part 122 are respectively formed by pressing the sheet for a battery case using the first punch 191 and the second punch 192 (step (a)). ).
  • the first directional sealing portion 131 on both the upper and lower sides of the first groove portion 121 and the second directional sealing portion on one side of the left second The first sealing for sealing the direction sealing portion 132b is performed (step (b)).
  • step (c) a third sealing is performed to temporarily seal the right second direction sealing portion 132a (step (c)). Specifically, the injection of the electrolyte is made through the sealing portion scheduled portion in the second direction that is not sealed in the step (b), and the right second direction sealing portion 132a is sealed to proceed with the activation process after the injection of the electrolyte. .
  • a second sealing is performed to form a sealing line 133 between the first groove part 121 and the second groove part 122 (step (d)).
  • the sealing force of the sealing line 133 is weaker than the sealing force of the first direction sealing portion 131 and the left second direction sealing portion 132b, and the sealing tool for forming the sealing line has a contact surface to the battery case. It can be adjusted by using a narrower, lower temperature sealing tool, or by setting the pressing force of the sealing tool weaker.
  • the width of the sealing line may be formed to be narrower than the width of the first direction sealing portion and the second direction sealing portion.
  • the width of the first direction sealing portion and the second direction sealing portion of the battery case may be set constant.
  • step (d) In order to inject the electrolyte solution E into the second groove portion 122, the right second direction sealing portion 132a is cut (step (d)).
  • the second direction sealing portion may include a right second direction sealing portion and a left second direction sealing portion, and a right second groove portion is formed between the right second direction sealing portion and the first groove portion.
  • a left second groove portion may be formed between the left second direction sealing portion and the first groove portion.
  • the electrolyte impregnation rate may be uniform in all parts of the electrode assembly.
  • FIG. 4 is a plan view of a pouch-type secondary battery in which two second grooves are formed.
  • the bidirectional electrode assembly 210 is accommodated in the first groove 221 and is disposed on each of the outer circumferences of the first direction (x) of the battery case in which the protruding electrode tab is located.
  • a one-way sealing portion 231 is formed.
  • a right second direction sealing part 232a and a left second direction sealing part 232b are formed.
  • the pouch-type secondary battery of FIG. 4 has two second grooves, and a right second groove 222a is formed on the right side of the drawing of the first groove 221, and the first groove 221 A left second groove 222b is formed on the left side of the drawing.
  • a sealing line 233a is formed between the first groove portion 221 and the right second groove portion 222a, and a sealing line 233b is formed between the first groove portion 221 and the left second groove portion 222b.
  • the length of the second direction (y) of the left second groove portion 222b may be the same as or different from the length of the second direction (y) of the right second groove portion 222a, and the second direction of the first groove portion 221 (y)
  • the length h3 may be formed to be equal to or longer than the second direction length h4 of the left second groove portion 222b or the right second groove portion 222a.
  • the opening of the sealing line 233a and the sealing line 233b may be simultaneously performed, but in order to further improve the life of the battery, one sealing line is opened first, and after a certain time, another sealing line is opened. Can be. As described above, in order to set the opening time of the sealing line differently, the sealing force of each sealing line may be set to be different.
  • an electrode lead is positioned.
  • the first direction sealing portions 231 and the left second direction sealing portions 232b located at the upper and lower portions are sealed, and electrolyte is injected in the direction of the right second direction sealing portions 232a.
  • the injection amount of the electrolyte solution is a degree that slightly exceeds the amount that can be accommodated in the left second groove portion 222b, which is, the electrolyte passes through the first groove portion 221 and remains in the first groove portion 221 or the electrode assembly ( 210) because it is desirable to consider the amount absorbed.
  • a sealing line 233b is formed and an electrolyte is injected into the first groove 221. Since the subsequent process can be performed according to the same process as steps (c) to (e) of FIG. 3, duplicate description is omitted.
  • the electrolyte can be injected through the first directional sealing portion opposite the first directional sealing portion where the electrode tab protrudes.
  • the first sealing part, the second right sealing part and the second sealing part sealing the direction sealing part, the left second direction sealing part and the right second direction sealing part, and positioning the predetermined portion of the first direction sealing part without protruding the electrode tab upwards, and
  • the electrolyte solution may be simultaneously injected into the left second groove. Thereafter, the unsealed first direction sealing portion is sealed and an activation process and a degassing process are performed.
  • the second groove length of the first groove portion is the second groove portion. It may be formed to be longer than the second direction length.
  • FIG. 5 shows a plan view of a pouch-type secondary battery in which the second direction length of the first groove portion is longer than the second direction length of the second groove portion.
  • the pouch type secondary battery includes a first groove portion 321 accommodating the electrode assembly 310 and a second groove portion 322 accommodating a supplementary electrolyte.
  • the second direction (y) length (h6) of the second groove (322) located on the right side of the first groove (321) is shorter than the length (h5) of the second direction (y) of the first groove (321). .
  • a method for manufacturing a pouch-type secondary battery in which the second groove portion is located between the second direction sealing portion and the first groove portion as described above (b-1) forming the first groove portion and the second groove portion, ( b-2) a first sealing step, (b-3) a second sealing step, (b-4) a step of injecting an electrolyte into the first and second grooves, and (b-5) a third sealing step.
  • a third sealing for temporary sealing is performed, and after the activation and degassing process, a fourth sealing is performed adjacent to the second groove, and the temporary sealing is cut. It can proceed in the order of removal.
  • the second sealing is formed only between the first groove portion and the second groove portion, and is not formed in the adjacent portion of the first groove portion extending from the second groove portion.
  • the first sealing step and the second sealing step are simultaneously performed. Can proceed.
  • FIG. 6 The specific method of manufacturing the pouch type secondary battery of FIG. 5 is illustrated in FIG. 6. For convenience of understanding, the upper case is omitted from the pouch type secondary battery of FIG. 6.
  • the second direction (y) length (h5) of the first groove portion 321 is longer than the second direction (y) length (h6) of the second groove portion 322, and the first groove
  • the length of the second direction (y) of the first punch 391 for forming the portion is longer than the length of the second direction (y) of the second punch 392 for forming the second groove.
  • the first groove part 321 and the second groove part 322 are formed in the sheet for a battery case using the first punch 391 and the second punch 392 made of different sizes (step (a)).
  • the length of the second groove portion of the pouch-type secondary battery of FIG. 5 is shorter than the length of the second groove portion (h2) of the second groove of the pouch-type secondary battery of FIG. 1, so that the amount of the electrolyte for replenishment is the same
  • the width of the second groove may be increased or the depth may be increased.
  • the first direction sealing portion 331 on both the upper and lower sides of the first groove portion 321 and the second direction sealing portion on one side of the left second The first sealing for sealing the direction sealing portion 332b is performed, and the second sealing for forming the sealing line 333 between the first groove portion 321 and the second groove portion 322 is also performed (step) (b)).
  • the sealing force of the first sealing is formed stronger than the sealing force of the second sealing, and the sealing tool for the first sealing has a wider contact surface, a higher sealing temperature, or a pressing force and pressure than the sealing tool for the second sealing.
  • the time can be set higher.
  • first sealing and the second sealing can be made at the same time, but the type of sealing tool used, the sealing temperature, the pressing force, and the pressing time may be different.
  • the second direction length h6 of the second groove portion 322 is shorter than the second direction length h5 of the first groove portion 321 Simultaneous injection of the electrolyte solution E into the first groove portion 321 and the second groove portion 322 may be performed (step (c)).
  • step (d) After sealing the battery case by performing a third sealing to temporarily seal the right second direction sealing portion 332a that is not sealed in the step (b), after performing the activation process, degassing to discharge the gas generated in the activation process The process proceeds (step (d)).
  • step (e) a fourth sealing for forming the right second direction sealing portion 332a 'adjacent to the second groove portion is performed, and the right second direction sealing portion 332a previously sealed is removed (step (e)).
  • the second direction length of the second groove portion is shorter than the second direction length of the first groove portion.
  • the fourth sealing is It is preferable that the contact surfaces of the upper case and the lower case including the upper space (A) of the two grooves are made for both.
  • a structure in which a second groove portion is positioned between the first direction sealing portion and the first groove portion may be formed.
  • the electrode assembly may be a unidirectional electrode assembly having a structure in which the positive electrode tab and the negative electrode tab protrude in the same direction, or may be a bidirectional electrode assembly having a structure in which the positive electrode tab and the negative electrode tab protrude in opposite directions.
  • the electrode tab may be a limitation in the positioning of the second groove portion, in the direction in which the second groove portion is formed
  • a unidirectional electrode assembly in which the electrode tab is not located and the electrode tab is located only in the opposite direction is preferable.
  • the second groove portion may be formed between the first direction sealing portion and the first groove portion opposite to the direction in which the electrode tab protrudes, and additionally, the first direction sealing in the direction in which the electrode tab protrudes.
  • a second groove portion may be formed between the portion and the first groove portion.
  • the additionally formed second groove portion may be formed in a space between them so as not to overlap with the positive electrode lead and the negative electrode lead extending outside the battery case.
  • FIG. 7 is a plan view of a pouch-type secondary battery having a structure in which a second groove portion is positioned between the first direction sealing portion and the first groove portion.
  • the pouch-type secondary battery includes a first groove portion 421 accommodating the electrode assembly 410 and a second groove portion 422 accommodating a supplementary electrolyte.
  • the electrode assembly 410 is a unidirectional electrode assembly, electrode tabs 412 protruding in one direction from the electrode plate 411 are formed, and a sealing tape 413 is disposed on the surface of the electrode tab 412 located in the sealing portion of the battery case. ) To improve the sealing force.
  • An electrode lead 414 is coupled to the outer end of the electrode tab 412, and the electrode lead 414 extends outside the battery case to function as an electrode terminal.
  • a first direction sealing portion 431 is formed on the outer periphery of the first direction (x) of the battery case where the protruding electrode tabs 412 are located, and an outer periphery of the opposite direction of the battery case, and is orthogonal to the first direction sealing portion 431
  • a second direction sealing part 432 is formed on each of the left and right sides, and between the first direction sealing part 431 and the first groove part 421 under the first groove part 421. In the second groove portion 422 is formed.
  • a sealing line 433 is formed between the first groove portion 421 and the second groove portion 422, and the sealing line 433 maintains a weaker sealing state than the sealing force of the sealing portion around the outer periphery of the battery case.
  • the sealing line 433 is opened during expansion due to an increase in the internal pressure of the battery case, so that the electrolyte for replenishment stored in the second groove can move to the first groove.
  • the electrode assembly having a relatively wide width than the width of the electrode assembly of FIGS. 1 and 2 may be applied.
  • the widths of the first direction sealing portion and the second direction sealing portion as the outer periphery sealing portion of the battery case may be set constant, and the sealing force of the sealing line
  • the width of the sealing line may be narrower than the width of the first direction sealing portion and the second direction sealing portion.
  • a third sealing for temporary sealing is performed around the outer periphery of the second direction, and after the activation and degassing process, the second sealing is adjacent to the first and second grooves.
  • a fourth sealing is performed around the periphery and the temporary sealing portion can be cut to remove it.
  • the present invention also molds the second groove for accommodating the supplementary electrolyte when forming the first groove for accommodating the electrode assembly in the battery case. Specifically, each of the first groove portion and the second groove portion is placed in the sheet for the battery case on a die having a groove having the same size as the first groove portion and the second groove portion, and then presses the sheet for the battery case with a punch. To form.
  • the first sealing step and the second sealing step may be simultaneously performed.
  • step (b-5) may further include a bending process of the second direction sealing portion.
  • the method of manufacturing the pouch type secondary battery is illustrated in FIG. 8.
  • the upper case is omitted from the pouch type secondary battery of FIG. 8.
  • the first groove part 421 and the second groove part 422 are respectively formed by pressing the sheet for a battery case using the first punch 491 and the second punch 492 (step (a)). ).
  • the first direction sealing portion 431 on both the upper and lower sides of the first groove portion 421 is sealed and the left side as the second direction sealing portion on one side.
  • the first sealing sealing the second direction sealing portion 432b is performed (step (b)).
  • step (c) a second sealing process that forms a sealing line 433 between the first groove part 421 and the second groove part 422 is performed.
  • the first sealing step and the second sealing step may be sequentially performed, or may be performed simultaneously.
  • the contact surface of the sealing tool used in the first sealing step is wider, a sealing tool of a higher temperature is used, or The pressing force and pressing time can be set higher.
  • step (e) to inject the electrolytic solution E into the first groove portion 421 and the second groove portion 422 (step (d)), and to temporarily seal the right second direction sealing portion 432a) ))
  • step (d) to inject the electrolytic solution E into the first groove portion 421 and the second groove portion 422
  • step (d) to temporarily seal the right second direction sealing portion 432a)
  • the injection of the electrolyte is made through the sealing portion scheduled portion in the second direction that is not sealed in the step (b)
  • the right second direction sealing portion 432a is temporarily sealed to proceed with the activation process after the injection of the electrolyte ( Step (e)) and proceed with the activation process.
  • step (f) After the degassing process is performed to remove the gas generated in the activation process, and after the fourth sealing to form the second direction sealing portion 432a 'adjacent to the first groove portion 421 and the second groove portion 422 , The cut-off right second direction sealing portion 432a is removed by cutting (step (f)).
  • a compact battery cell may be manufactured by bending the right second direction sealing part and the left second direction sealing part (step (g)). Even if the second direction sealing portions are bent as described above, since the first groove portion and the second groove portion are located on the same plane, the electrolyte for replenishment accommodated in the second groove portion does not become an obstacle to move to the first groove portion when the sealing line is opened. Does not.
  • the pouch-type secondary battery according to the present invention is located in the second groove portion for receiving the electrolyte for replenishment in the outer periphery of the first groove portion for receiving the electrode assembly, the depth of the second groove portion of the first groove portion It is made of a size equal to or smaller than the depth, and even if the second groove is added, it is possible to prevent an increase in the thickness of the entire secondary battery.
  • the life of the battery can be increased, and it is possible to prevent the resistance from being increased due to the exhaustion of the electrolyte.
  • the sealing line formed between the first groove part and the second groove part can be set, it is possible to replenish the electrolyte solution at a desired time point.

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Abstract

본 발명은 양극 및 음극 사이에 분리막이 개재된 구조의 전극조립체; 및 상기 전극조립체를 수용하는 제1홈부, 보충용 전해액을 수용하는 제2홈부를 포함하는 전지케이스;를 포함하고, 상기 제2홈부는 상기 제1홈부의 적어도 일측에 위치하며, 상기 제2홈부에 수용된 전해액의 이동을 방지하기 위한 실링라인이 상기 제1홈부와 제2홈부 사이에 형성되어 있는 파우치형 이차전지에 대한 것이다.

Description

전해액 보충용 홈이 형성된 파우치형 이차전지
본 출원은 2018년 11월 2일자 한국 특허 출원 제 2018-0133825 호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 전해액 보충용 홈이 형성된 파우치형 이차전지에 대한 것으로서, 구체적으로, 이차전지의 사용 과정에서 고갈되는 전해액을 보충하기 위하여, 보충용 전해액을 수용하기 위한 별도의 홈이 형성된 전지케이스를 포함하고, 상기 보충용 전해액은 약하게 결합된 실링라인이 개방되면서 전극조립체 수납부로 이동할 수 있는 구조로 이루어진 파우치형 이차전지에 대한 것이다.
재충전이 불가능한 일차전지와 달리, 충방전이 가능한 전지를 이차전지라 하는데, 이는 휴대폰, 노트북, 태플릿PC 등 휴대용 전자 기기들 뿐만 아니라 자동화 시스템, 전기자동차, 항공 산업 분야에서도 널리 사용되고 있다.
상기 이차전지의 종류로서 종래에는 니켈-카드뮴전지, 니켈-수소전지 등의 니켈계 이차전지가 사용되었으나, 높은 작동 전압을 갖고 상기 니켈계 이차전지보다 약 3배의 용량을 가지며 단위 중량당 에너지 밀도가 높은 리튬 이차전지의 사용이 급속도로 증가되고 있다.
상기 리튬 이차전지는 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 분리막을 사이에 두고 배치된 구조를 가진 전극조립체, 상기 전극조립체를 수납하는 외장 케이스, 및 상기 전극조립체에 함침되어 있는 전해액을 포함한다.
상기 리튬 이차전지는 외장 케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 금속 캔에 내장되는 캔형 이차전지, 전극조립체가 금속 라미네이트 시트의 파우치 케이스에 내장되는 파우치형 이차전지로 분류되며, 상기 파우치형 이차전지는 제조 비용이 저렴하고 에너지 밀도가 높으며 직렬 또는 병렬 연결을 통해 대용량의 전지팩을 구성하기 용이하다는 장점이 있어서 최근 전기자동차나 하이브리드 자동차의 전력원으로 각광을 받고 있다.
일반적으로, 상기 리튬 이차전지는 충전시 부반응으로 전해액이 분해되어 가스가 발생한다. 또한, 반복된 충방전에 의해 전해액이 변성되기도 한다. 이와 같은 전해액의 분해, 변성 등에 의하여 전기화학적 반응에 기여할 수 있는 전해액의 양이 시간이 지남에 따라 감소되는 바, 리튬 이차전지의 충방전 효율과 용량 보유율(capacity retention ratio)이 저하되어 교체가 필요하다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 특허문헌 1은 전극조립체 및 전해액이 수용되는 본방(main chamber), 및 상기 본방의 상기 전해액이 소모되는 경우 보충되기 위한 보충용 전해액이 수용되기 위한 부방(subchamber)이 구비되는 케이스; 및 상기 본방과 상기 부방을 연통시키기 위한 연결부를 포함하고, 상기 부방에 수용되는 상기 보충용 전해액이 상기 연결부를 경유하여 상기 본방으로 이동될 수 있는, 리튬 이차전지를 개시한다.
그러나, 특허문헌 1은 상기 본방의 전해액이 소모될 때, 상기 소모되는 전해액의 양에 비례하여 상기 부방의 전해액을 상기 본방으로 이동시키기 위하여 상기 연결부가 개폐되는 구조로 이루어진다.
특허문헌 2는 2개 이상의 단위셀이 적층되어 있고, 전해액이 충전된 전극조립체를 포함하는 파우치형 메인포켓; 상기 메인포켓의 외부면 중 어느 일면에 부착되며 보충용 전해액을 포함하고 있는 파우치형 보조포켓; 상기 메인포켓과 상기 보조포켓 사이에 위치하여 상기 보충용 전해액이 상기 메인포켓으로 이동하는 통로를 제공하는 전해액 이동부; 및 상기 메인포켓, 보조포켓 및 전해액 이동부로 이루어진 단위 세트를 수용하며 상기 메인포켓의 팽창시 상기 보조포켓의 외면이 맞닿는 내벽을 가진 팩 케이스를 포함하는 이차전지를 개시한다.
그러나, 특허문헌 2는 메인 포켓의 외부면 상에 보조포켓이 부착되는 구조인 바, 이차전지의 두께가 두꺼워지는 문제가 있다. 또한, 부풀어 오른 메인 포켓이 보조포켓을 팩 케이스 쪽으로 밀착시켜서 압력을 가하고, 압력을 받은 보조포켓은 보충용 전해액을 전해액 이동부를 통해 메인포켓으로 배출하는 방법을 사용하는 바, 단방향 밸브 구조 내지 판막 형태의 벨브 구조 등을 사용하고 있다.
특허문헌 3은 양극 및 음극을 포함하며 전해액이 수용되는 메인 셀; 상기 메인 셀과 연결된 보조 셀; 상기 메인 셀 및 보조 셀을 내장하는 케이스; 상기 메인 셀과 대기를 연통시키는 벤트; 상기 메인 셀과 보조 셀의 압력을 같게 해주는 가스 이동부; 및 특정 압력값 이상에서 상기 보조 셀의 보충액이 메인 셀로 이동하도록 하는 보충액 이동부를 포함하는 보충액의 자동 공급이 가능한 이차전지를 개시한다.
상기 특허문헌 3은 메인 셀의 내부 압력이 벤트의 최소 개방 압력의 약 70%~99%까지 도달하면 보충액 이동통로를 통해 보충액이 메인 셀로 이동하고, 메인 셀의 내부 압력이 벤트의 최소 개방 압력을 초과하면 벤트가 개방되어 가스가 외부로 배출되는 구조로 이루어진다.
즉, 특허문헌 3의 이차전지는 벤트를 구비하는 구조로 이루어진다.
이와 같이, 리튬 이차전지의 사용 중에 고갈되는 전해액을 보충할 수 있는 파우치형 이차전지로서, 전지셀의 두께가 증가하지 않고 추가적인 부재를 구비하지 않으면서, 전해액의 보충 주입 시점을 조절할 수 있는 파우치형 이차전지에 대한 필요성이 높은 실정이다.
(선행기술문헌)
(특허문헌)
한국 공개특허공보 제2016-0032482호 (2016.03.24)
한국 공개특허공보 제2013-0038655호 (2013.4-.18)
한국 공개특허공보 제2010-0051403호 (2010.05.17)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전지셀의 두께를 유지하고 추가적인 부재를 부가하지 않으면서, 고갈되는 전해액을 보충하기 위한 전해액 보충 수용부를 구비하는 파우치형 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시예는, 양극 및 음극 사이에 분리막이 개재된 구조의 전극조립체, 및 상기 전극조립체를 수용하는 제1홈부, 보충용 전해액을 수용하는 제2홈부를 포함하는 전지케이스를 포함하고, 상기 제2홈부는 상기 제1홈부의 적어도 일측에 위치하며, 상기 제2홈부에 수용된 전해액의 이동을 방지하기 위한 실링라인(Sealing Line)이 상기 제1홈부와 제2홈부 사이에 형성되는 구조로 이루어진 파우치형 이차전지일 수 있다.
제2실시예는, 상기 제2홈부의 깊이는 상기 제1홈부의 깊이와 같거나 작은 크기로 이루어진 파우치형 이차전지일 수 있다.
제3실시예는, 상기 보충용 전해액은 상기 실링라인의 개방에 의해 상기 제1홈부로 이동하는 파우치형 이차전지일 수 있다.
제4실시예는, 상기 실링라인이 개방될 때 상기 전지케이스의 외주변 실링부는 밀봉이 유지되는 파우치형 이차전지일 수 있다.
제5실시예는, 상기 전지케이스의 외주변에는 전극 탭이 위치하는 전지케이스의 제1방향 외주변과 평행한 제1방향실링부 및 상기 제1방향실링부와 직교하는 제2방향실링부가 형성되고, 상기 제2방향실링부와 제1홈부 사이에 상기 제2홈부가 위치하는 파우치형 이차전지일 수 있다.
제6실시예는, 상기 전지케이스의 외주변에는 전극 탭이 위치하는 전지케이스의 제1방향 외주변과 평행한 제1방향실링부 및 상기 제1방향실링부와 직교하는 제2방향실링부가 형성되고, 상기 제1방향실링부와 제1홈부 사이에 상기 제2홈부가 위치하는 파우치형 이차전지일 수 있다.
상기 파우치형 이차전지의 제조방법으로서, 제1펀치 및 제2펀치를 이용하여 전지케이스용 시트에 제1홈부 및 제2홈부를 성형하는 단계, 전해액 주입 방향에 위치하는 일측의 제2방향실링부를 제외한 양측의 제1방향실링부 및 타측의 제2방향실링부를 밀봉하는 제1실링 단계, 제1홈부에 전해액을 주입하는 단계, 제2홈부에 전해액을 주입하는 단계, 제1홈부 및 제2홈부 사이에 실링라인을 형성하는 제2실링 단계, 및 전해액 주입 방향에 위치하는 일측의 제2방향실링부를 가실링하는 제3실링 단계를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 파우치형 이차전지의 제조방법으로서, 제7실시예는, (a-1) 제1홈부 및 제2홈부를 성형하는 단계, (a-2) 제1실링 단계, (a-3) 제1홈부에 전해액을 주입하는 단계, (a-4) 제3실링 단계, (a-5) 제2실링 단계, 및 (a-6) 제2홈부에 전해액을 주입하는 단계를 포함하고, 상기 제2실링 단계 후, 상기 제3실링 단계에서 가실링된 제2방향실링부를 컷팅한 후 제2홈부에 전해액을 주입하고, 상기 전해액 주입 방향에 위치하는 제2방향실링부를 형성하기 위한 제4실링 단계를 진행할 수 있다.
상기 파우치형 이차전지의 제조방법으로서, 제8실시예는, (b-1) 제1홈부 및 제2홈부를 성형하는 단계, (b-2) 제1실링 단계, (b-3) 제2실링 단계, (b-4) 제1홈부 및 제2홈부에 전해액을 주입하는 단계, 및 (b-5) 제3실링 단계를 포함하고, 상기 제3실링 단계는, 상기 (b-4)단계 후 가실링을 위한 제3실링을 하고 활성화 및 탈기과정 진행 후, 제1홈부 및 제2홈부 중 적어도 어느 하나에 인접하게 제4실링을 하고 상기 가실링한 부분을 컷팅하여 제거할 수 있다.
제9실시예는, 상기 제1실링 단계 및 제2실링 단계가 동시에 진행될 수 있다.
제10실시예는, 상기 제2방향실링부와 제1홈부 사이에 상기 제2홈부가 위치할 수 있다.
또한, 제11실시예로서, 상기 제2홈부의 제2방향 길이는 상기 제1홈부의 제2방향 길이보다 짧게 형성될 수 있다.
제12실시예는, 상기 제1방향실링부와 제1홈부 사이에 상기 제2홈부가 위치할 수 있다.
또한, 제13실시예는, 상기 제2방향실링부의 절곡 과정을 더 포함할 수 있다.
제14실시예는, 상기 파우치형 이차전지를 포함하는 전지팩으로서, 상기 파우치형 이차전지는 제2홈부의 보충용 전해액이 제1홈부로 흐르도록 제1홈부의 상부에 제2홈부가 배치된 상태로 적층되는 구조로 이루어질 수 있다.
도 1은 하나의 실시예에 따른 1개의 제2홈부가 형성된 파우치형 이차전지의 평면도이다.
도 2는 도 1의 정면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2와 같은 구조의 파우치형 이차전지의 제조방법을 도시하고 있다.
도 4는 2개의 제2홈부가 형성된 파우치형 이차전지의 평면도이다.
도 5는 제1홈부의 제2방향길이가 제2홈부의 제2방향 길이보다 길게 형성된 파우치형 이차전지의 평면도이다.
도 6은 도 5의 파우치형 이차전지의 제조방법을 도시하고 있다.
도 7은 제1방향실링부와 제1홈부 사이에 제2홈부가 위치하는 구조의 파우치형 이차전지의 평면도이다.
도 8은 도 7의 파우치형 이차전지의 제조방법을 도시하고 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명에 따른 파우치형 이차전지는, 양극 및 음극 사이에 분리막이 개재된 구조의 전극조립체 및 상기 전극조립체를 수용하는 제1홈부, 보충용 전해액을 수용하는 제2홈부를 포함하는 전지케이스를 포함하고, 상기 제2홈부는 상기 제1홈부의 적어도 일측에 위치하며, 상기 제2홈부에 수용된 전해액의 이동을 방지하기 위한 실링라인이 상기 제1홈부와 제2홈부 사이에 형성될 수 있다.
상기 전극조립체를 수용하는 제1홈부의 상부, 하부, 좌측 및 우측 외주변 중 어느 한 곳 이상에 제2홈부가 형성될 수 있으며, 상기 제1홈부의 일측 외주변 상에 2개 이상의 제2홈부가 형성될 수 있다.
상기 실링라인은 전지케이스의 실링방법과 동일한 방법에 의해 형성될 수 있으나, 전지케이스 외주변 실링부의 밀봉력보다는 상대적으로 약한 밀봉이 이루어진다.
상기 파우치형 이차전지는 반복적인 충방전이 진행됨에 따라 가스가 발생하게 되어 전지케이스가 팽창하게 되는 바, 이와 같은 전지케이스의 팽창에 의해 상기 약한 밀봉이 이루어진 실링라인이 개방될 수 있고, 상기 실링라인의 개방에 의해 제2홈부에 수용된 보충용 전해액은 제1홈부로 이동할 수 있다.
이와 같이, 본원 발명은 제1홈부에서 고갈된 전해액의 보충이 가능하기 때문에, 전해액의 감소로 인하여 전극조립체의 저항이 증가하는 것을 방지할 수 있고, 이차전지의 용량 보유율 및 충방전 효율이 저하되는 문제를 해결할 수 있다.
상기 실링라인이 개방되는 시점은 이차전지의 용량 및 전해액과 활물질 등의 소재 특성에 따라 설정될 수 있는 바, 예를 들어, 상기 상부케이스 및 하부케이스의 접촉면을 줄이기 위하여 좁은 형태의 실링툴(Sealing tool)을 사용하거나, 또는 실링툴의 실링면이 곡면 형태인 것을 사용할 수 있다. 또 다른 방법으로서, 상기 실링툴의 온도를 전지케이스 외주변 실링부의 실링 온도보다 낮은 온도를 사용하거나 실링툴의 가압력을 낮추는 방법을 사용할 수 있다.
한편, 상기 전지케이스 내부의 가스 증가로 인하여 전지케이스가 팽창됨에 따라 상기 실링라인이 개방되면, 제2홈부에 수용된 보충용 전해액은 제1홈부로 이동하고, 전지 내부의 가스는 제2홈부로 이동할 수 있는 바, 전지케이스 내압 증가를 완화시킬 수 있다.
이와 같이, 상기 실링라인이 개방될 때 상기 전지케이스의 내압은 실링라인의 개방 전보다 감소하게 되는 바, 전지케이스 외주변 실링부는 벤팅되지 않고 밀봉이 유지될 수 있다.
상기 전지케이스는 외부 수지층, 공기 및 수분차단성 금속층, 및 열융착성 내부 수지층의 적층 구조인 라미네이트 시트일 수 있다.
상기 외부 수지층은 외부 환경에 대해 내성을 가져야 하므로, 우수한 인장강도와 내후성이 필요하다. 이러한 측면에서 외부 피복층을 구성하는 고분자 수지는 인장강도 및 내후성이 우수한 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트 (polybuthyleneterephthalate; PBT) 등의 폴리에스테르계 수지, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌 등의 폴리스티렌계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지 등이 사용될 수 있다. 이러한 소재는 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, ONy(연신 나일론 필름)이 많이 사용되고 있다.
상기 금속층은 가스, 습기 등 이물질의 유입 내지 전해액의 누출을 방지하는 기능 이외에 전지케이스의 강도를 향상시키는 기능을 발휘할 수 있도록, 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금 또는 스테인리스 스틸이 사용될 수 있으며, 알루미늄 합금으로는 예를 들어, 합금번호 8079, 1N30, 8021, 3003, 3004, 3005, 3104, 3105 등을 들 수 있다.
상기 금속층은 단독 또는 2종 이상의 소재를 조합하여 사용할 수 있으며, 2종 이상의 소재를 조합하여 사용하는 경우로서, 복수의 층상 구조를 형성하거나, 부분적으로 상이한 소재가 적용되는 형태로 적용될 수 있다.
스테인리스 스틸은 알루미늄에 비하여 높은 강도를 갖는 소재인 바, 상기 금속층으로 스테인리스 스틸을 사용하는 경우에는 전지케이스의 성형성이 향상될 수 있다.
따라서, 알루미늄층을 포함하는 전지케이스에 비하여 전극조립체 수납부 성형시 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 전극조립체 수납부의 깊이도 상대적으로 깊게 성형이 가능하다.
또한, 전지케이스의 금속층으로 스테인리스 스틸을 사용하는 경우 알루미늄에 비하여 상대적으로 얇은 두께의 금속층을 형성할 수 있는 바, 전지케이스의 두께가 감소할 수 있으므로, 부피 대비 용량이 증가한 이차전지를 제조할 수 있다.
구리는 열전도율이 높은 금속이기 때문에 전지케이스의 금속층에 구리 소재를 포함하는 경우에는, 방열성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
상기 내부 수지층은 열융착성(열접착성)을 가지고, 전해액의 침입을 억제하기 위해 전해액에 대한 흡습성이 낮으며, 전해액에 의해 팽창하거나 침식되지 않는 고분자 수지가 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 무연신 폴리프로필렌(CPP)으로 이루어질 수 있다.
하나의 바람직한 예에서, 본 발명에 따른 전지케이스는, 상기 외부 피복층의 두께가 5 ㎛ 내지 40 ㎛이고, 상기 금속층의 두께가 20 ㎛ 내지 150 ㎛이며, 상기 내부 수지층의 두께가 10 ㎛ 내지 50 ㎛인 구조로 이루어질 수 있다. 상기 전지케이스의 각 층들의 두께가 너무 얇은 경우에는 물질에 대한 차단 기능과 강도 향상을 기대하기 어렵고, 반대로 너무 두꺼우면 가공성이 떨어지고 시트의 두께 증가를 유발하므로 바람직하지 않다.
상기 제2홈부의 깊이 및 폭은 필요한 보충용 전해액의 양에 따라 결정될 수 있으며, 예를 들어, 상기 제2홈부의 깊이는 상기 제1홈부의 깊이와 같거나 작은 크기로 이루어질 수 있고, 상세하게는, 제2홈부의 깊이는 상기 제1홈부 깊이의 50 % 내지 100 %로 형성될 수 있으며, 더욱 상세하게는 제1홈부의 깊이와 제2홈부의 깊이가 동일하게 형성될 수 있다.
상기 제2홈부의 깊이가 제1홈부의 깊이의 50 % 보다 작은 경우에는 보충용 전해액의 양을 일정정도 확보하기 위하여, 상대적으로 제2홈부의 폭이 넓어질 수 있는 바, 전체적인 전지셀의 평면 크기가 증가될 수 있으므로 바람직하지 않고, 100 %보다 큰 경우에는 전지셀의 두께가 증가하게 되므로 바람직하지 않다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전지케이스의 외주변에는 전극 탭이 위치하는 전지케이스의 제1방향 외주변과 평행한 제1방향실링부 및 상기 제1방향실링부와 직교하는 제2방향실링부가 형성되고, 상기 제2방향실링부와 제1홈부 사이에 상기 제2홈부가 위치할 수 있다.
구체적으로, 상기 전극조립체는 양극 탭 및 음극 탭이 일방향으로 돌출된 구조인 단방향 전극조립체일 수 있고, 또는 양극 탭 및 음극 탭이 서로 반대 방향으로 돌출된 구조인 양방향 전극조립체일 수 있다.
이와 관련하여, 도 1은 하나의 실시예에 따른 1개의 제2홈부가 형성된 파우치형 이차전지의 평면도를 도시하고, 도 2는 도 1의 정면도를 도시하고 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 파우치형 이차전지는 전극조립체(110)를 수용하는 제1홈부(121) 및 보충용 전해액을 수용하는 제2홈부(122)를 포함한다.
전극조립체(110)는 양방향 전극조립체로서 전극판(111)에서 대향하는 양측 방향으로 돌출되도록 전극 탭(112)이 형성되어 있고 전지케이스의 실링부에 위치하는 전극 탭(112)의 표면에는 밀봉테이프(113)가 부착되어 밀봉력을 향상시킬 수 있다.
전극 탭(112)의 외측 끝단에는 전극 리드(114)가 결합되어 있고, 전극 리드(114)는 전지케이스 외측으로 연장되어 전극 단자로 기능한다.
돌출된 전극 탭(112)이 위치하는 전지케이스의 제1방향(x) 외주변에는 제1방향실링부(131)가 형성되고 제1방향실링부(131)와 직교하는 제2방향(y)에는 제2방향실링부가 형성된다.
제2방향실링부는 우측 제2방향실링부(132a) 및 좌측 제2방향실링부(132b)를 포함한다.
제1홈부(121) 및 제2홈부(122) 사이에는 실링라인(133)이 형성되어 있는 바, 실링라인(133)을 형성하는 상부케이스(141) 및 하부케이스(142)의 결합력은 제1방향실링부(131), 우측 제2방향실링부(132a) 및 좌측 제2방향실링부(132b)를 형성하는 상부케이스(141) 및 하부케이스(142)의 결합력보다 약한 결합으로 밀봉된다.
실링라인(133)과 우측 제2방향실링부(132a) 사이에 제2홈부(122)가 형성된다.
전지케이스 내부의 가스 증가로 인한 내압 증가시 실링라인(133)이 개방되면 제2홈부(122)에 수용된 보충용 전해액이 제1홈부(121)로 이동할 수 있다.
제1홈부(121)의 제2방향(y) 길이(h1)와 제2홈부(122)의 제2방향(y) 길이(h2)는 동일하게 형성될 수 있으며, 제2홈부의 깊이(a2)는 제1홈부의 깊이(a1)의 50% 내지 100%로 이루어지거나, 또는 서로 동일한 크기로 이루어질 수 있다.
도 2의 제1홈부 및 제2홈부는 수직 단면이 사다리꼴 형태로 도시되어 있으나, 각각 독립적으로, 직사각형 형태 또는 하측 모서리가 둥근 형태 등으로 이루어질 수 있음은 물론이다.
상기 제2홈부에 수용되는 보충용 전해액의 양은 상기 제1홈부에 주입되는 전해액 총량의 10% 내지 20%로 포함되는 경우 소망하는 정도의 수명 증가의 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 상기 제2홈부의 폭(b2)은 전지셀의 제1방향 길이의 증가량, 제2홈부의 깊이(a2) 및 보충되는 전해액의 양을 고려하여 적절한 범위에서 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 2와 같이 제1홈부 및 제2홈부의 수직 단면이 사다리꼴 형태로 이루어지는 경우, 상부케이스 및 하부케이스가 접착되는 밀봉면을 기준으로, 상기 제2홈부의 폭(b2)은 제1홈부의 폭(b1)의 5% 내지 15%의 범위로 형성될 수 있으며, 상세하게는 제1홈부의 폭이 150 mm일 때 제1홈부의 폭은 10 mm 내지 20 mm로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 파우치형 이차전지의 제조방법은, 제1펀치 및 제2펀치를 이용하여 전지케이스용 시트에 제1홈부 및 제2홈부를 성형하는 단계, 전해액 주입 방향에 위치하는 일측의 제2방향실링부를 제외한 양측의 제1방향실링부 및 타측의 제2방향실링부를 밀봉하는 제1실링 단계(이하, '제1실링 단계'라 함), 제1홈부에 전해액을 주입하는 단계, 제2홈부에 전해액을 주입하는 단계, 제1홈부 및 제2홈부 사이에 실링라인을 형성하는 제2실링 단계(이하, '제2실링 단계'라 함), 및 전해액 주입 방향에 위치하는 일측의 제2방향실링부를 가실링하는 제3실링 단계(이하, '제3실링 단계'라 함)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 도 1 및 도 2와 같은 구조의 파우치형 이차전지를 제조하기 위한 하나의 실시예로서, (a-1) 제1홈부 및 제2홈부를 성형하는 단계, (a-2) 제1실링 단계, (a-3) 제1홈부에 전해액을 주입하는 단계, (a-4) 제3실링 단계, (a-5) 제2실링 단계, 및 (a-6) 제2홈부에 전해액을 주입하는 단계를 포함하고, 상기 제2실링 단계 후, 상기 제3실링 단계에서 가실링된 제2방향실링부를 컷팅한 후 제2홈부에 전해액을 주입하고, 상기 전해액 주입 방향에 위치하는 제2방향실링부를 형성하기 위한 제4실링 단계를 진행할 수 있다.
즉, 본원발명은 전지케이스에 전극조립체를 수용하기 위한 제1홈부 성형시 보충용 전해액을 수용하기 위한 제2홈부도 함께 성형한다. 구체적으로, 상기 제1홈부 및 제2홈부 각각은 제1홈부 및 제2홈부와 동일한 크기의 홈이 형성된 다이(Die)에 전지케이스용 시트를 위치시킨 후 펀치(Punch)로 상기 전지케이스용 시트를 가압하여 성형한다.
하나의 실시예로서 상기 도 1 및 도 2와 같은 구조의 파우치형 이차전지 제조방법을 도 3에 도시하였다. 이해의 편의를 위하여 도 3의 파우치형 이차전지에서 상부케이스를 생략하였다.
도 3을 참조하면, 제1펀치(191) 및 제2펀치(192)를 사용하여 전지케이스용 시트를 가압하여 제1홈부(121) 및 제2홈부(122)를 각각 성형한다(단계 (a)).
제1홈부(121)에 전극조립체(110)를 수납한 후, 제1홈부(121)의 상부 및 하부 양측에 있는 제1방향실링부(131)와 일측의 제2방향실링부로서 좌측 제2방향실링부(132b)를 밀봉하는 제1실링을 진행한다(단계 (b)).
이후, 제1홈부(121)에 전해액(E)을 주입한 후, 우측 제2방향실링부(132a)를 가실링하는 제3실링을 한다(단계 (c)). 구체적으로, 전해액의 주입은 상기 단계 (b)에서 밀봉되지 않은 제2방향의 실링부 예정부를 통해 이루어지고, 전해액 주입 후 활성화 과정을 진행하기 위하여 우측 제2방향실링부(132a)를 가실링한다.
활성화 과정에서 발생한 가스를 배출하는 탈기 과정을 진행한 후, 제1홈부(121) 및 제2홈부(122) 사이에 실링라인(133)을 형성하는 제2실링을 진행한다(단계 (d)).
실링라인(133)의 밀봉력은 제1방향실링부(131) 및 좌측 제2방향실링부(132b)의 밀봉력보다 약하게 형성되는 바, 실링라인 형성을 위한 실링툴은 전지케이스에 대한 접촉면이 좁거나, 더 낮은 온도의 실링툴을 사용하거나, 또는 실링툴의 가압력을 더 약하게 설정하여 조절할 수 있다.
또는 상기 실링라인의 밀봉력을 약하게 설정하는 방법으로서, 실링라인의 폭은 제1방향실링부 및 제2방향실링부의 폭보다 좁게 형성될 수 있다. 다만, 전지케이스의 밀봉력이 모든 외주변에서 동일하게 설정하기 위하여, 전지케이스의 제1방향실링부 및 제2방향실링부의 폭은 일정하게 설정될 수 있다.
제2홈부(122)에 전해액(E)을 주입하기 위하여 우측 제2방향실링부(132a)를 컷팅한다(단계 (d)).
제2홈부(122)에 보충용 전해액(E)을 주입한 후, 우측 제2방향실링부(132a')를 형성하는 제4실링을 진행하여 파우치형 이차전지를 완전히 밀봉한다(단계 (e)).
다른 하나의 구체적인 예에서, 상기 제2방향실링부는 우측 제2방향실링부 및 좌측 제2방향실링부를 포함할 수 있고, 상기 우측 제2방향실링부와 제1홈부 사이에는 우측 제2홈부가 형성되고, 상기 좌측 제2방향실링부와 제1홈부 사이에는 좌측 제2홈부가 형성될 수 있다. 또는, 상기 도 1의 파우치형 이차전지와 달리 좌측 제2홈부만 형성될 수 있음은 물론이다.
상기와 같이 2개의 제2홈부가 형성되는 경우에는, 전극조립체의 양 방향에서 전해액이 보충될 수 있으므로 일방향에서만 전해액이 보충되는 경우에 비하여, 전해액 함침율이 전극조립체의 전체 부분에서 균일해질 수 있는 장점이 있다.
이와 관련하여, 도 4는 2개의 제2홈부가 형성된 파우치형 이차전지의 평면도이다.
도 4를 참조하면, 파우치형 이차전지는 양방향 전극조립체(210)가 제1홈부(221)에 수납되어 있고, 돌출된 전극 탭이 위치하는 전지케이스의 제1방향(x) 외주변 각각에 제1방향실링부(231)가 형성되어 있다. 제1방향실링부(231)와 직교되는 제2방향실링부로서 우측 제2방향실링부(232a) 및 좌측 제2방향실링부(232b)가 형성된다.
또한, 도 4의 파우치형 이차전지는 2개의 제2홈부를 구비하고 있는 바, 제1홈부(221)의 도면상 우측에는 우측 제2홈부(222a)가 형성되고, 제1홈부(221)의 도면상 좌측에는 좌측 제2홈부(222b)가 형성되어 있다. 제1홈부(221)와 우측 제2홈부(222a) 사이에는 실링라인(233a)이 형성되고, 제1홈부(221)와 좌측 제2홈부(222b) 사이에는 실링라인(233b)이 형성되어 있다.
좌측 제2홈부(222b)의 제2방향(y) 길이는 우측 제2홈부(222a)의 제2방향(y) 길이와 동일하거나 또는 상이할 수 있고, 제1홈부(221)의 제2방향(y) 길이(h3)는 좌측 제2홈부(222b) 또는 우측 제2홈부(222a)의 제2방향 길이(h4)와 동일하거나 또는 더 길게 형성될 수 있다.
실링라인(233a) 및 실링라인(233b)의 개방은 동시에 이루어질 수 있으나, 전지의 수명을 더욱 향상시키기 위하여 어느 하나의 실링라인이 먼저 개방된 후, 일정 시간 경과 후 다른 하나의 실링라인이 개방될 수 있다. 이와 같이 실링라인의 개방 시간을 다르게 설정하기 위하여 각각의 실링라인의 밀봉력에 차이가 나도록 설정할 수 있다.
상기, 도 4와 같이 양방향 전극조립체를 사용하며 2개의 제2홈부가 형성된 파우치형 이차전지의 제조방법으로서, 제1홈부(221)에 전극조립체(210)를 수용한 후, 전극 리드가 위치하는 상부 및 하부 각각에 위치하는 제1방향실링부(231)와 좌측 제2방향실링부(232b)를 밀봉하고, 우측 제2방향실링부(232a) 방향에서 전해액을 주입한다.
이때 전해액의 주입량은 상기 좌측 제2홈부(222b)에 수용될 수 있는 양을 약간 초과한 정도로서, 이는, 전해액이 제1홈부(221)를 통과하며 제1홈부(221)에 잔류하거나 전극조립체(210)에 흡수되는 양을 고려하는 것이 바람직하기 때문이다.
이후 실링라인(233b)을 형성하고 제1홈부(221)에 전해액을 주입한다. 이후의 과정은 상기에서 설명한 바와 같이, 도 3의 단계 (c) 내지 (e)와 동일한 과정에 따라 진행될 수 있으므로, 중복되는 설명은 생략한다.
한편, 도 4와 달리 단방향 전극조립체를 사용하는 경우에는, 전극 탭이 돌출된 제1방향실링부의 반대편 제1방향실링부를 통해 전해액의 주입을 할 수 있는 바, 돌출된 전극 탭이 위치하는 제1방향실링부, 좌측 제2방향실링부 및 우측 제2방향실링부를 밀봉하고, 전극 탭이 돌출되지 않은 제1방향실링부 예정부가 위를 향하도록 위치시킨 상태에서 제1홈부, 우측 제2홈부 및 좌측 제2홈부에 전해액을 동시에 주입할 수 있다. 이후, 미실링한 제1방향실링부를 밀봉하고 활성화 과정 및 탈기 과정을 수행한다.
하나의 구체적인 예에서, 도 1의 파우치형 이차전지에서 제1홈부 및 제2홈부의 제2방향(y) 길이가 동일하게 형성되는 것과 달리, 제1홈부의 제2방향 길이가 제2홈부의 제2방향 길이보다 길게 형성될 수 있다.
이와 관련하여, 도 5는 제1홈부의 제2방향길이가 제2홈부의 제2방향 길이보다 길게 형성된 파우치형 이차전지의 평면도를 도시하고 있다.
도 5를 참조하면, 파우치형 이차전지는 전극조립체(310)를 수용하는 제1홈부(321) 및 보충용 전해액을 수용하는 제2홈부(322)를 포함한다.
제1홈부(321)의 우측에 위치하는 제2홈부(322)의 제2방향(y) 길이(h6)는 제1홈부(321)의 제2방향(y) 길이(h5) 보다 짧게 형성된다.
상기와 같이 제2방향실링부와 제1홈부 사이에 상기 제2홈부가 위치하는 파우치형 이차전지를 제조하기 위한 방법으로서, (b-1) 제1홈부 및 제2홈부를 성형하는 단계, (b-2) 제1실링 단계, (b-3) 제2실링 단계, (b-4) 제1홈부 및 제2홈부에 전해액을 주입하는 단계 및 (b-5) 제3실링 단계를 포함하고, 상기 제3실링 단계는, 상기 (b-4)단계 후 가실링을 위한 제3실링을 하고 활성화 및 탈기과정 진행 후, 제2홈부에 인접하게 제4실링을 하고 상기 가실링한 실링부를 컷팅하여 제거하는 순서로 진행될 수 있다.
또한, 상기 제2실링은 상기 제1홈부와 제2홈부 사이에서만 형성되고, 상기 제2홈부보다 연장된 제1홈부 인접부에는 형성되지 않는 바, 상기 제1실링 단계 및 제2실링 단계는 동시에 진행될 수 있다.
상기와 같이 제2홈부의 제2방향 길이가 제1홈부의 제2방향 길이보다 짧게 형성되는 경우에는, 제1홈부 및 제2홈부에 대한 전해액의 주입을 동시에 수행할 수 있으므로, 제조방법이 간소화될 수 있다.
구체적인 상기 도 5의 파우치형 이차전지 제조방법을 도 6에 도시하였다. 이해의 편의를 위하여 도 6의 파우치형 이차전지에서 상부케이스를 생략하였다.
도 6을 참조하면, 제1홈부(321)의 제2방향(y) 길이(h5)는 제2홈부(322)의 제2방향(y) 길이(h6)보다 길게 형성되는 바, 제1홈부를 성형하기 위한 제1펀치(391)의 제2방향(y) 길이는 제2홈부를 성형하기 위한 제2펀치(392)의 제2방향(y) 길이보다 길다.
이와 같이 서로 다른 크기로 이루어진 제1펀치(391) 및 제2펀치(392)를 이용하여 전지케이스용 시트에 제1홈부(321) 및 제2홈부(322)를 성형한다(단계 (a)).
도 5의 파우치형 이차전지의 제2홈부의 제2방향 길이는 도 1의 파우치형 이차전지의 제2홈부의 제2방향 길이(h2) 보다 짧게 형성되는 바, 보충용 전해액의 양을 동일하게 하기 위하여 제2홈부의 폭을 좀 더 크게 하거나, 깊이를 더 깊게 할 수 있다.
제1홈부(321)에 전극조립체(310)를 수납한 후, 제1홈부(321)의 상부 및 하부 양측에 있는 제1방향실링부(331)와 일측의 제2방향실링부로서 좌측 제2방향실링부(332b)를 밀봉하는 제1실링을 진행하고, 이와 함께 제1홈부(321)와 제2홈부(322) 사이에 실링라인(333)을 형성하는 제2실링도 함께 진행한다(단계 (b)).
상기 제1실링의 밀봉력은 제2실링의 밀봉력보다 강하게 형성되는 바, 제1실링용 실링툴은 제2실링용 실링툴보다 접촉면이 더 넓거나, 실링 온도가 더 높거나 또는 가압력과 가압시간이 더 높게 설정될 수 있다.
즉, 제1실링과 제2실링은 동시에 이루어질 수 있으나, 사용되는 실링툴의 종류, 실링온도, 가압력 및, 가압시간은 차이가 있을 수 있다.
전해액의 주입은 밀봉되지 않은 제2방향실링 예정부를 통해 이루어질 수 있으며, 제2홈부(322)의 제2방향 길이(h6)가 제1홈부(321)의 제2방향 길이(h5)보다 짧기 때문에 제1홈부(321) 및 제2홈부(322)에 전해액(E)의 동시 주입이 이루어질 수 있다(단계 (c)).
상기 단계(b)에서 실링되지 않은 우측 제2방향실링부(332a)를 가실링하는 제3실링을 하여 전지케이스를 밀봉하고 활성화 과정을 진행한 후, 활성화 과정에서 생성된 가스를 배출하기 위하여 탈기과정을 진행한다(단계 (d)).
이후, 제2홈부에 인접하게 우측 제2방향실링부(332a') 형성을 위한 제4실링을 하고 이전에 가실링한 우측 제2방향실링부(332a)를 제거한다(단계(e)).
상기의 파우치형 이차전지는 제2홈부의 제2방향 길이가 제1홈부의 제2방향 길이보다 짧게 형성되는 바, 보충용 전해액이 제2홈부에서 유출되는 것을 방지하기 위하여, 상기 제4실링은 제2홈부의 상부 공간(A)을 포함한 상부케이스 및 하부케이스의 접촉면을 모두에 대해 이루어지는 것이 바람직하다.
다른 하나의 구체적인 예에서, 상기 제1방향실링부와 제1홈부 사이에 제2홈부가 위치하는 구조로 이루어질 수 있다.
일반적으로, 상기 전극조립체는 양극 탭 및 음극 탭이 같은 방향으로 돌출된 구조인 단방향 전극조립체일 수 있고, 또는 양극 탭 및 음극 탭이 서로 반대 방향으로 돌출된 구조인 양방향 전극조립체일 수 있으나, 상기 제1방향실링부와 제1홈부 사이에 제2홈부가 위치하는 구조에서, 전극 탭이 제2홈부의 위치 설정에 제한 사항이 될 수 있는 점을 고려할 때, 제2홈부가 형성되는 방향으로는 전극 탭이 위치하지 않고 그 반대 방향에만 전극 탭이 위치하는 단방향 전극조립체가 바람직하다.
상기 단방향 전극조립체에서, 전극 탭이 돌출된 방향의 반대 방향의 제1방향실링부 및 상기 제1홈부 사이에 상기 제2홈부가 형성될 수 있으며, 추가적으로 전극 탭이 돌출된 방향의 제1방향실링부 및 상기 제1홈부 사이에 제2홈부가 형성될 수 있다. 상기 추가적으로 형성되는 제2홈부는 전지케이스 외측으로 연장되는 양극 리드 및 음극 리드와 중첩되지 않도록 이들의 사이 공간에 형성될 수 있다.
도 7은 제1방향실링부와 제1홈부 사이에 제2홈부가 위치하는 구조의 파우치형 이차전지의 평면도를 도시하고 있다.
도 7을 참조하면, 파우치형 이차전지는 전극조립체(410)를 수용하는 제1홈부(421) 및 보충용 전해액을 수용하는 제2홈부(422)를 포함한다.
전극조립체(410)는 단방향 전극조립체로서 전극판(411)에서 일측 방향으로 돌출되는 전극 탭들(412)이 형성되어 있고 전지케이스의 실링부에 위치하는 전극 탭(412)의 표면에는 밀봉테이프(413)가 부착되어 밀봉력을 향상시킬 수 있다.
전극 탭(412)의 외측 끝단에는 전극 리드(414)가 결합되어 있고, 전극 리드(414)는 전지케이스 외측으로 연장되어 전극 단자로 기능한다.
돌출된 전극 탭(412)이 위치하는 전지케이스의 제1방향(x) 외주변 및 이의 반대 방향 외주변에는 각각 제1방향실링부(431)가 형성되고 제1방향실링부(431)와 직교하는 제2방향(y)에는 좌측 및 우측 각각에 제2방향실링부(432)가 형성되며, 제1홈부(421) 아래에 있는 제1방향실링부(431)와 제1홈부(421) 사이에 제2홈부(422)가 형성된다.
제1홈부(421) 및 제2홈부(422) 사이에는 실링라인(433)이 형성되고, 실링라인(433)은 전지케이스의 외주변 실링부의 밀봉력보다 약한 밀봉 상태를 유지하고 있다.
따라서, 전지케이스의 내압 증가로 인한 팽창시 실링라인(433)이 개방되어 제2홈부에 저장된 보충용 전해액이 제1홈부로 이동할 수 있다.
도 7의 파우치형 이차전지와 같이 제1홈부의 하부에 제2홈부가 위치하는 경우에는, 전지케이스의 제2방향실링부를 조립과정에서 절곡할 수 있으므로, 전지셀의 폭을 줄이는 효과를 얻을 수 있으나 제1홈부의 길이가 짧아지는 결과 전극조립체의 길이가 짧아지는 문제가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위하여 도 1 및 도 2의 전극조립체의 폭보다 상대적으로 넓은 폭을 갖는 전극조립체를 적용할 수 있다.
전지케이스 외주변의 밀봉력이 모든 부분에서 동일하게 설정하기 위하여, 전지케이스의 외주변 실링부로서 제1방향실링부 및 제2방향실링부의 폭은 일정하게 설정될 수 있으며, 실링라인의 밀봉력은 전지케이스 외주변의 밀봉력 보다 약하게 하기 위하여, 상기 실링라인의 폭은 제1방향실링부 및 제2방향실링부의 폭보다 좁게 형성될 수 있다.
상기와 같이 제1방향실링부와 제1홈부 사이에 상기 제2홈부가 위치하는 파우치형 이차전지의 제조방법으로서, (b-1) 제1홈부 및 제2홈부를 성형하는 단계, (b-2) 제1실링 단계, (b-3) 제2실링 단계, (b-4) 제1홈부 및 제2홈부에 전해액을 주입하는 단계 및 (b-5) 제3실링 단계를 포함하고, 상기 제3실링 단계는, 상기 (b-4)단계 후 가실링을 위한 제3실링을 제2방향 외주변에 하고 활성화 및 탈기과정 진행 후, 제1홈부 및 제2홈부에 인접하게 제2방향 외주변에 제4실링을 하고 상기 가실링한 부분을 컷팅하여 제거할 수 있다.
즉, 본원발명은 전지케이스에 전극조립체를 수용하기 위한 제1홈부 성형시 보충용 전해액을 수용하기 위한 제2홈부도 함께 성형한다. 구체적으로, 상기 제1홈부 및 제2홈부 각각은 제1홈부 및 제2홈부와 동일한 크기의 홈이 형성된 다이(Die)에 전지케이스용 시트를 위치시킨 후 펀치(Punch)로 상기 전지케이스용 시트를 가압하여 형성한다.
상기 제1실링 단계 및 제2실링 단계가 동시에 진행될 수 있다.
또한, 상기 단계 (b-5)에 상기 제2방향실링부의 절곡 과정을 더 포함할 수 있다.
하나의 실시예로서 상기의 파우치형 이차전지 제조방법을 도 8에 도시하였다. 이해의 편의를 위하여 도 8의 파우치형 이차전지에서 상부케이스를 생략하였다.
도 8을 참조하면, 제1펀치(491) 및 제2펀치(492)를 사용하여 전지케이스용 시트를 가압하여 제1홈부(421) 및 제2홈부(422)를 각각 성형한다(단계 (a)).
제1홈부(421)에 전극조립체(410)를 수납한 후, 제1홈부(421)의 상부 및 하부 양측에 있는 제1방향실링부(431)를 밀봉하고 일측의 제2방향실링부로서 좌측 제2방향실링부(432b)를 밀봉하는 제1실링을 진행한다(단계 (b)).
이후, 제1홈부(421)와 제2홈부(422) 사이에 실링라인(433)을 형성하는 제2실링을 진행한다(단계 (c)).
상기 제1실링 단계 및 제2실링 단계는 순차적으로 이루어질 수 있고, 또는 동시에 진행될 수도 있다.
다만, 제1실링 단계는 제2실링 단계 보다 강한 결합을 형성하는 바, 제1실링 단계에서 사용하는 실링툴의 접촉 면이 더 넓거나, 더 높은 온도의 실링툴을 사용하거나, 또는 실링툴의 가압력 및 가압시간을 더 높게 설정할 수 있다.
이후, 제1홈부(421) 및 제2홈부(422)에 전해액(E)을 주입(단계 (d))하고, 우측 제2방향실링부(432a)를 가실링하는 제3실링(단계 (e))을 하고 활성화 공정을 진행한다. 구체적으로, 전해액의 주입은 상기 단계 (b)에서 밀봉되지 않은 제2방향의 실링부 예정부를 통해 이루어지고, 전해액 주입 후 활성화 과정을 진행하기 위하여 우측 제2방향실링부(432a)를 가실링(단계 (e))하고 활성화 과정을 진행한다.
상기 활성화 과정에서 발생한 가스를 제거하기 위하여 탈기 과정을 진행하고, 제1홈부(421) 및 제2홈부(422)와 인접하도록 제2방향실링부(432a')를 형성하는 제4실링을 한 후, 가실링한 우측 제2방향실링부(432a)를 컷팅하여 제거한다(단계 (f)).
밀봉된 파우치형 전지셀의 불필요한 폭을 제거하여 컴팩트한 전지셀을 제조하기 위하여, 상기 우측 제2방향실링부 및 좌측 제2방향실링부를 절곡(단계 (g))하여 사용할 수 있다. 상기와 같이 제2방향실링부들을 절곡하더라도 제1홈부 및 제2홈부는 동일 평면상에 위치하기 때문에, 제2홈부에 수용된 보충용 전해액이 실링라인의 개방시 제1홈부로 이동하는 데에 장애가 되지 않는다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.
(부호의 설명)
110, 210, 310, 410: 전극조립체
111, 411: 전극판
112, 412: 전극 탭
113, 413: 밀봉테이프
114, 414: 전극 리드
121, 221, 321, 421: 제1홈부
122, 322, 422: 제2홈부
131, 231, 331, 431: 제1방향실링부
132a, 132a', 232a, 332a, 332a', 432a, 432a': 우측 제2방향실링부
132b, 232b, 332b, 432b: 좌측 제2방향실링부
133, 233a, 233b, 333, 433: 실링라인
141: 상부케이스
142: 하부케이스
222a: 우측 제2홈부
222b: 좌측 제2홈부
191, 391, 491: 제1펀치
192, 392, 492: 제2펀치
432: 제2방향실링부
a1: 제1홈부의 깊이
a2: 제2홈부의 깊이
b1: 제1홈부의 폭
b2: 제2홈부의 폭
h1, h3, h5: 제1홈부의 제1방향 길이
h2, h4, h6: 제2홈부의 제1방향 길이
A: 제2홈부의 상부 공간
x: 제1방향
y: 제2방향
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 파우치형 이차전지는 전극조립체를 수용하는 제1홈부의 외주변에 보충용 전해액을 수용하는 제2홈부가 위치하고, 상기 제2홈부의 깊이는 상기 제1홈부의 깊이와 같거나 작은 크기로 이루어지는 바, 상기 제2홈부가 추가되더라도 전체적인 이차전지의 두께가 증가되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 상기 파우치형 이차전지를 이용하여 전지모듈 및 전지팩을 구성할 때, 전지셀의 개수가 감소되지 않기 때문에 용량이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 설계 변경이 불필요한 장점이 있다.
또한, 전해액의 추가 주입이 가능하기 때문에 전지의 수명을 증가시킬 수 있고, 전해액 고갈로 인하여 저항이 증가하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제1홈부와 제2홈부 사이에 형성되는 실링라인이 개방되는 시점을 설정할 수 있으므로, 소망하는 시점에 전해액을 보충하는 것이 가능하다.

Claims (15)

  1. 양극 및 음극 사이에 분리막이 개재된 구조의 전극조립체; 및
    상기 전극조립체를 수용하는 제1홈부, 보충용 전해액을 수용하는 제2홈부를 포함하는 전지케이스;
    를 포함하고,
    상기 제2홈부는 상기 제1홈부의 적어도 일측에 위치하며,
    상기 제2홈부에 수용된 전해액의 이동을 방지하기 위한 실링라인(Sealing Line)이 상기 제1홈부와 제2홈부 사이에 형성되어 있는 파우치형 이차전지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2홈부 깊이는 상기 제1홈부의 깊이와 같거나 작은 크기로 이루어진 파우치형 이차전지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 보충용 전해액은 상기 실링라인의 개방에 의해 상기 제1홈부로 이동하는 파우치형 이차전지.
  4. 제1항에 있어서, 상기 실링라인이 개방될 때 상기 전지케이스의 외주변 실링부는 밀봉이 유지되는 파우치형 이차전지.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전지케이스의 외주변에는 전극 탭이 위치하는 전지케이스의 제1방향 외주변과 평행한 제1방향실링부 및 상기 제1방향실링부와 직교하는 제2방향실링부가 형성되고,
    상기 제2방향실링부와 제1홈부 사이에 상기 제2홈부가 위치하는 파우치형 이차전지.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전지케이스의 외주변에는 전극 탭이 위치하는 전지케이스의 제1방향 외주변과 평행한 제1방향실링부 및 상기 제1방향실링부와 직교하는 제2방향실링부가 형성되고,
    상기 제1방향실링부와 제1홈부 사이에 상기 제2홈부가 위치하는 파우치형 이차전지.
  7. 제1항에 따른 파우치형 이차전지의 제조방법으로서,
    제1펀치 및 제2펀치를 이용하여 전지케이스용 시트에 제1홈부 및 제2홈부를 성형하는 단계;
    전해액 주입 방향에 위치하는 일측의 제2방향실링부를 제외한 양측의 제1방향실링부 및 타측의 제2방향실링부를 밀봉하는 제1실링 단계;
    제1홈부에 전해액을 주입하는 단계;
    제2홈부에 전해액을 주입하는 단계;
    제1홈부 및 제2홈부 사이에 실링라인을 형성하는 제2실링 단계; 및
    전해액 주입 방향에 위치하는 일측의 제2방향실링부를 가실링하는 제3실링 단계;
    를 포함하는 파우치형 이차전지의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 파우치형 이차전지의 제조방법은
    (a-1) 제1홈부 및 제2홈부를 성형하는 단계;
    (a-2) 제1실링 단계;
    (a-3) 제1홈부에 전해액을 주입하는 단계;
    (a-4) 제3실링 단계;
    (a-5) 제2실링 단계; 및
    (a-6) 제2홈부에 전해액을 주입하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 제2실링 단계 후, 상기 제3실링 단계에서 가실링된 제2방향실링부를 컷팅한 후 제2홈부에 전해액을 주입하고,
    상기 전해액 주입 방향에 위치하는 제2방향실링부를 형성하기 위한 제4실링 단계를 진행하는 파우치형 이차전지의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 파우치형 이차전지의 제조방법은
    (b-1) 제1홈부 및 제2홈부를 성형하는 단계;
    (b-2) 제1실링 단계;
    (b-3) 제2실링 단계;
    (b-4) 제1홈부 및 제2홈부에 전해액을 주입하는 단계; 및
    (b-5) 제3실링 단계;
    를 포함하고,
    상기 제3실링 단계는,
    상기 (b-4)단계 후 가실링을 위한 제3실링을 하고 활성화 및 탈기과정 진행 후, 제1홈부 및 제2홈부 중 적어도 어느 하나에 인접하게 제4실링을 하고 상기 가실링한 부분을 컷팅하여 제거하는 파우치형 이차전지의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1실링 단계 및 제2실링 단계는 동시에 진행되는 파우치형 이차전지의 제조방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제2방향실링부와 제1홈부 사이에 상기 제2홈부가 위치하는 파우치형 이차전지의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제2홈부의 제2방향 길이는 상기 제1홈부의 제2방향 길이보다 짧게 형성되는 파우치형 이차전지의 제조방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 제1방향실링부와 제1홈부 사이에 상기 제2홈부가 위치하는 파우치형 이차전지의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제2방향실링부의 절곡 과정을 더 포함하는 파우치형 이차전지의 제조방법.
  15. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 파우치형 이차전지를 포함하는 전지팩으로서,
    상기 파우치형 이차전지는 제2홈부의 보충용 전해액이 제1홈부로 흐르도록 제1홈부의 상부에 제2홈부가 배치된 상태로 적층되는 전지팩.
PCT/KR2019/014657 2018-11-02 2019-11-01 전해액 보충용 홈이 형성된 파우치형 이차전지 WO2020091487A1 (ko)

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US16/963,662 US20210074989A1 (en) 2018-11-02 2019-11-01 Pouch-Type Secondary Battery Having Electrolytic Solution Supplement Recess Portion Formed Therein
JP2020529286A JP7179404B2 (ja) 2018-11-02 2019-11-01 パウチ型二次電池の製造方法
EP19879523.9A EP3699975A4 (en) 2018-11-02 2019-11-01 BAG-SHAPED SECONDARY BATTERY WITH ADDITIONAL ELECTROLYTE GROOVE

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021228782A1 (fr) * 2020-05-13 2021-11-18 Renault S.A.S Etui pour cellule électrochimique pour batterie, agencement de cellules électrochimiques pour batterie comprenant un tel étui et procédé de fabrication d'un tel agencement de cellules

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230045913A (ko) 2021-09-29 2023-04-05 에스케이온 주식회사 파우치형 이차전지
DE102021212617B3 (de) 2021-11-09 2023-01-26 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Fertigung einer Batteriepouchzelle
KR20230120033A (ko) * 2022-02-08 2023-08-16 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 케이스, 전지 케이스 성형장치 및 이차전지 제조방법
KR20240062368A (ko) * 2022-10-31 2024-05-09 에스케이온 주식회사 파우치형 배터리

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100719736B1 (ko) * 2005-12-29 2007-05-17 삼성에스디아이 주식회사 파우치형 리튬 이차전지 및 그 제조방법
KR20100051403A (ko) 2008-11-07 2010-05-17 에너그린(주) 보충액의 자동 공급이 가능한 이차전지
KR20100118394A (ko) * 2009-04-28 2010-11-05 주식회사 엘지화학 미실링 잉여부를 구비하는 파우치형 이차전지
KR20130038655A (ko) 2011-10-10 2013-04-18 주식회사 엘지화학 전해액 자동 보충이 가능한 이차전지
KR20140018695A (ko) * 2012-08-03 2014-02-13 에스케이이노베이션 주식회사 파우치형 이차전지의 실링방법
KR20160032482A (ko) 2014-09-16 2016-03-24 에스케이이노베이션 주식회사 리튬 이차전지
KR101627357B1 (ko) * 2013-07-30 2016-06-07 주식회사 엘지화학 이중 실링부 구조를 포함하는 전지셀
KR20180133825A (ko) 2009-10-28 2018-12-17 한국전자통신연구원 무선 통신 시스템에서 파워 세이빙 방법

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100824897B1 (ko) * 2005-12-29 2008-04-23 삼성에스디아이 주식회사 파우치형 전지 및 그 형성 방법
KR100876455B1 (ko) * 2006-07-31 2008-12-29 주식회사 엘지화학 미실링 잉여부를 포함하고 있는 파우치형 이차전지
KR101310732B1 (ko) * 2011-01-26 2013-09-24 주식회사 엘지화학 이차 전지 및 그 제조 방법
US9997743B2 (en) * 2011-03-03 2018-06-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Nonaqueous electrolyte secondary battery
KR101499471B1 (ko) * 2012-02-27 2015-03-09 주식회사 엘지화학 이차전지의 제조방법 및 이를 이용하여 생산되는 이차전지
JP6102062B2 (ja) 2012-02-28 2017-03-29 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
CN102637895A (zh) * 2012-04-10 2012-08-15 东莞市特耐克新能源科技有限公司 软包装锂离子电池及提高其电容量的方法
KR20130134963A (ko) * 2012-05-31 2013-12-10 주식회사 엘지화학 가스 포켓부가 구비된 파우치형 전지 포장재, 및 이를 이용한 디개싱 공정
KR101936058B1 (ko) * 2012-08-02 2019-01-09 에스케이이노베이션 주식회사 파우치형 이차전지의 실링방법
KR101596489B1 (ko) * 2012-11-28 2016-02-23 주식회사 엘지화학 이차 전지용 파우치 및 전지 성능 발현이 장기화된 파우치형 이차 전지, 이를 포함하는 디바이스
KR101817375B1 (ko) * 2013-11-28 2018-01-11 주식회사 엘지화학 이차 전지용 파우치 및 이를 이용한 이차 전지
CN103840217B (zh) * 2014-03-24 2016-08-31 四川剑兴锂电池有限公司 一种圆柱形软包装钛酸锂电池
JP6650399B2 (ja) * 2014-07-14 2020-02-19 株式会社カネカ 組電池及びそれを複数含む蓄電ユニット
KR101726783B1 (ko) * 2014-11-06 2017-04-13 주식회사 엘지화학 보조 실링부의 형성 과정을 포함하는 전지셀의 제조방법
KR102033770B1 (ko) * 2015-08-27 2019-10-17 주식회사 엘지화학 두 종류의 전해액들을 포함하고 있는 전지셀의 제조 방법
KR20170057598A (ko) * 2015-11-17 2017-05-25 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 그 제조 방법
CN106876780A (zh) * 2017-04-17 2017-06-20 深圳瑞隆新能源科技有限公司 一种储液式软包装锂离子电芯以及具有该电芯的电池
KR102263480B1 (ko) * 2017-04-17 2021-06-11 주식회사 엘지에너지솔루션 예비 절단선이 형성된 파우치형 이차전지
KR102338536B1 (ko) * 2018-01-17 2021-12-14 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지 및 이차전지 제조방법

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100719736B1 (ko) * 2005-12-29 2007-05-17 삼성에스디아이 주식회사 파우치형 리튬 이차전지 및 그 제조방법
KR20100051403A (ko) 2008-11-07 2010-05-17 에너그린(주) 보충액의 자동 공급이 가능한 이차전지
KR20100118394A (ko) * 2009-04-28 2010-11-05 주식회사 엘지화학 미실링 잉여부를 구비하는 파우치형 이차전지
KR20180133825A (ko) 2009-10-28 2018-12-17 한국전자통신연구원 무선 통신 시스템에서 파워 세이빙 방법
KR20130038655A (ko) 2011-10-10 2013-04-18 주식회사 엘지화학 전해액 자동 보충이 가능한 이차전지
KR20140018695A (ko) * 2012-08-03 2014-02-13 에스케이이노베이션 주식회사 파우치형 이차전지의 실링방법
KR101627357B1 (ko) * 2013-07-30 2016-06-07 주식회사 엘지화학 이중 실링부 구조를 포함하는 전지셀
KR20160032482A (ko) 2014-09-16 2016-03-24 에스케이이노베이션 주식회사 리튬 이차전지

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3699975A4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021228782A1 (fr) * 2020-05-13 2021-11-18 Renault S.A.S Etui pour cellule électrochimique pour batterie, agencement de cellules électrochimiques pour batterie comprenant un tel étui et procédé de fabrication d'un tel agencement de cellules
FR3110287A1 (fr) * 2020-05-13 2021-11-19 Renault S.A.S. Etui pour cellule électrochimique pour batterie, agencement de cellules électrochimiques pour batterie comprenant un tel étui et procédé de fabrication d’un tel agencement de cellules.

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