WO2022080673A1 - 파우치형 이차 전지 및 이를 포함하는 전지 모듈 - Google Patents

파우치형 이차 전지 및 이를 포함하는 전지 모듈 Download PDF

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layer
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이재진
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Definitions

  • the present invention relates to a pouch-type secondary battery and a battery module including the same, and more particularly, to a pouch-type secondary battery with improved sealing quality and a battery module including the same.
  • lithium secondary batteries such as lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries, which have advantages such as high energy density, discharge voltage, and output stability.
  • the secondary battery is classified into a cylindrical battery and a prismatic battery in which the electrode assembly is embedded in a cylindrical or prismatic metal can, and a pouch-type battery in which the electrode assembly is embedded in a pouch case of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the battery case.
  • a vent may occur in the sealing portion of the pouch case and the electrode lead due to a high temperature environment and a large amount of gas generated during a long-term cycle test. For this reason, the safety problem of a secondary battery is emerging. In order to reduce this safety problem, it is necessary to improve the sealing quality of the pouch case and the electrode lead.
  • An object of the present invention is to provide a pouch-type battery cell with improved sealing quality and a secondary battery including the same.
  • a pouch-type secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode and a negative electrode are stacked with a separator interposed therebetween, at least one electrode tab protruding from the electrode assembly, and connected to the at least one electrode tab
  • the portion of the pouch case corresponding to the second sealing portion of the lead film may have a bent portion bent by accommodating the electrode assembly having a thickness greater than a portion in which the lead film and the pouch case are sealed.
  • the pouch case portion corresponding to the second sealing portion of the lead film may be bonded to the second sealing portion of the lead film.
  • both the first sealing part and the second sealing part may be joined to the pouch case.
  • the first sealing part may be formed by being pressed by a sealing tool.
  • the pouch case includes a resin layer and a metal layer
  • the lead film has a structure in which a first layer, a second layer, and a third layer are sequentially stacked, and among the first layer, the second layer and the third layer.
  • the third layer may be positioned closest to the pouch case, and the third layer may be formed of the same material as the resin layer of the pouch case.
  • the third layer may have a first end close to the electrode assembly and a second end opposite to the first end, and a thickness of the first end may be greater than a thickness of the second end.
  • the first end of the third layer and the pouch case may be sealed to each other to form a sealing part.
  • the third layer may include polypropylene.
  • the battery module according to another embodiment of the present invention may include the pouch-type secondary battery described above.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view illustrating a pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a state in which the pouch-type secondary battery of FIG. 1 is assembled.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the cutting line A-A' of FIG. 2 .
  • FIG. 4 is a view showing a sealing area according to a comparative example of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of region P of FIG. 3 .
  • FIG. 6 is a detailed view showing a pouch-type secondary battery forming the sealing area of FIG. 5 in detail.
  • a part of a layer, film, region, plate, etc. when a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” or “on” another part, it includes not only cases where it is “directly on” another part, but also cases where another part is in between. . Conversely, when we say that a part is “just above” another part, we mean that there is no other part in the middle.
  • the reference part means to be located above or below the reference part, and to necessarily mean to be located “on” or “on” in the direction opposite to the gravity not.
  • planar it means when the target part is viewed from above, and "cross-sectional” means when viewed from the side when a cross-section of the target part is vertically cut.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view illustrating a pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a state in which the pouch-type secondary battery of FIG. 1 is assembled.
  • 3 is a cross-sectional view taken along the cutting line A-A' of FIG. 2 .
  • the pouch-type secondary battery 100 may be manufactured by accommodating the electrode assembly 200 inside the pouch case 300 and then sealing it.
  • the electrode assembly 200 may include a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode.
  • the electrode assembly 200 may be a stack type electrode assembly, a jelly roll type electrode assembly, or a stack/folding type electrode assembly.
  • Each of the positive and negative electrodes may include an electrode tab 210t, and electrode leads 210 and 220 respectively connected to the electrode tab 210t may be exposed to the outside of the pouch case 300 .
  • the electrode leads 210 and 220 may be respectively positioned in the sealing part 300S while being covered with the lead film 600 .
  • the pouch case 300 is made of a laminate sheet, and may include a resin layer for thermal fusion and a metal layer for preventing material penetration.
  • each of the upper case 310 and the lower case 320 may include inner resin layers 310a and 320a for sealing and metal layers 310b and 320b for preventing material penetration. there is. If necessary, each of the upper case 310 and the lower case 320 may further include an outermost outer resin layer (not shown).
  • the outer resin layer may have excellent tensile strength and weather resistance compared to its thickness and exhibit electrical insulation.
  • the outer resin layer may include a polyethylene terephthalate (PET) resin or a nylon resin.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the metal layers 310b and 320b may prevent air, moisture, etc. from flowing into the pouch-type secondary battery 100 .
  • the metal layers 310b and 320b may include aluminum (Al).
  • the inner resin layers 310a and 320a may be thermally fused to each other by heat and pressure applied while the electrode assembly 200 is embedded.
  • the inner resin layer may include casted polypropylene (CPP) or polypropylene (PP).
  • a concave receiving part 300ST in which the electrode assembly 200 can be seated may be formed in each of the upper case 310 and the lower case 320 .
  • Sealing parts 300S1 and 300S2 may be provided along the outer periphery of the accommodating part 300ST for each of the upper case 310 and the lower case 320 .
  • the sealing part 300S1 of the upper case 310 and the sealing part 300S2 of the lower case 320 may be thermally fused to each other to form the sealing part 300S, and the pouch case 300 may be sealed.
  • one side of the upper case and one side of the lower case may be integrally connected to each other, and the remaining three sides may be thermally fused.
  • each of the plurality of positive electrodes and the plurality of negative electrodes included in the electrode assembly 200 may include a positive electrode tab and a negative electrode tab, and electrode leads 210 and 220 are connected thereto.
  • one of the electrode leads 210 and 220 may be a positive lead, and the other may be a negative lead.
  • the electrode leads 210 and 220 connected to the electrode assembly 200 protrude from one end of the pouch case 300 and are exposed to the outside of the pouch case 300 .
  • FIG. 4 is a view showing a sealing area according to a comparative example of the present invention.
  • the lead film 60 included in the pouch-type secondary battery 10 according to the comparative example includes a double resin layer.
  • the lead film 60 may include an adhesive resin layer 60a and a heat-resistant resin layer 60b.
  • a structure in which the pouch case 30 is floated is formed on one end of the lead film 60 positioned inside the cell in a direction adjacent to the electrode assembly, thereby sealing between the lead film 60 and the pouch case 30 .
  • a non-sealed region may be formed.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of region P of FIG. 3 .
  • 6 is a detailed view showing a pouch-type secondary battery forming the sealing area of FIG. 5 in detail.
  • the pouch-type secondary battery 100 includes an electrode assembly 200, at least one electrode tab 210t protruding from the electrode assembly 200, and A cell assembly including an electrode lead 210 connected to at least one electrode tab 210t is accommodated in the pouch case 300 .
  • the lead film 600 is formed between the pouch case 300 and the electrode lead 210 , and the thickness of the second sealing part SR2 of the lead film 600 in the region close to the electrode assembly 200 is the electrode It is thicker than the thickness of the first sealing part SR1 of the lead film 600 in a region far from the assembly.
  • the portion of the pouch case 300 corresponding to the second sealing portion of the lead film 600 has a thicker electrode than the portion where the lead film 600 and the pouch case 300 are sealed.
  • the assembly 200 may have a bent portion that is bent by accommodating the assembly 200 .
  • the thickness of the second sealing part SR2 of the lead film 600 corresponding to the floating pouch case 300 is formed to be thick, thereby forming an additional sealing area.
  • a portion of the pouch case 300 corresponding to the second sealing part SR2 of the lead film 600 may be bonded to the second sealing part SR2 of the lead film 600 . Accordingly, depending on the shape of the bent portion of the pouch case 300 , the thickness of the second sealing portion SR2 may also be gradually increased in the electrode assembly 200 direction.
  • the sealing region SR in which the lead film 600 and the pouch case 300 are sealed is compared with the first sealing part SR1 and the first sealing part SR1 of the electrode assembly of FIG. 3 . Since both of the second sealing parts SR2 located close to 200 correspond to each other, the pouch case 300 may be bonded to both the first sealing part SR1 and the second sealing part SR2.
  • the first The sealing part SR1 may be formed by being pressed by a sealing tool, and when the first sealing part SR1 is formed, the outermost layer 600c of the lead film 600 melted by heat is formed.
  • the second sealing part SR2 may be formed by being pushed by pressure.
  • the lead film 600 may have a structure in which a first layer 600a, a second layer 600b, and a third layer 600c are sequentially stacked.
  • the third layer 600c is located closest to the pouch case 300, and the third layer 600c is the pouch case 300.
  • the third layer 600c functions as an adhesive auxiliary layer, and as such, by forming the third layer 600c of the lead film 600 and the inner resin layer 310a of the pouch case 300 in contact with each other as the same material. , can improve the sealing quality.
  • the third layer 600c has a first end close to the electrode assembly 200 of FIG. 2 and a second end opposite the first end, and the thickness of the first end is the thickness of the second end. could be thicker.
  • the first end of the third layer 600c and the pouch case 300 may be sealed to each other to form a second sealing portion SR2 .
  • a plurality of pouch-type secondary batteries according to an embodiment of the present invention may be assembled to constitute a battery module, and one or more of these battery modules may be packaged in a pack case to form a battery pack.
  • the above-described battery module and battery pack including the same may be applied to various devices.
  • a device may be applied to transportation means such as an electric bicycle, an electric vehicle, and a hybrid vehicle, but the present invention is not limited thereto, and is applicable to various devices that can use a battery module and a battery pack including the same. It belongs to the scope of the invention.
  • sealing quality may be improved by increasing the inner thickness of the lead film facing the battery cell to increase the sealing area of the pouch case and the electrode lead.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차 전지는 분리막이 개재된 상태로 양극와 음극이 적층되어 있는 전극 조립체, 상기 전극 조립체로부터 돌출되는 적어도 하나의 전극 탭, 및 상기 적어도 하나의 전극 탭과 연결되는 전극 리드를 포함하는 셀 어셈블리가 파우치 케이스에 수용된 파우치형 이차 전지에 있어서, 상기 파우치 케이스와 상기 전극 리드 사이에 위치하는 리드 필름을 포함하고, 상기 리드 필름은 전극 조립체와 먼 영역의 제1 실링부와 전극 조립체와 가까운 영역의 제2 실링부를 포함하며, 상기 제2 실링부의 두께가 상기 제1 실링부의 두께보다 두껍다.

Description

파우치형 이차 전지 및 이를 포함하는 전지 모듈
관련 출원(들)과의 상호 인용
본 출원은 2020년 10월 16일자 한국 특허 출원 제10-2020-0134562호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 파우치형 이차 전지 및 이를 포함하는 전지 모듈에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 실링 품질이 향상된 파우치형 이차 전지 및 이를 포함하는 전지 모듈에 관한 것이다.
최근, 화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력 저장 장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.
특히, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.
대표적으로 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차 전지에 대한 수요가 높다.
이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 전극 조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.
파우치형 이차 전지에서는 고온의 환경과 장기의 사이클 시험 시 발생하는 다량의 가스로 인해 파우치 케이스와 전극 리드의 실링 부위에서 벤트(vent)가 발생할 수 있다. 이로 인해, 이차 전지의 안전성 문제가 대두되고 있다. 이러한 안전성 문제를 줄이기 위해 파우치 케이스와 전극 리드의 실링 품질을 향상시킬 필요가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 실링 품질이 향상된 파우치형 전지 셀 및 이를 포함하는 이차 전지를 제공하기 위한 것이다.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차 전지는 분리막이 개재된 상태로 양극와 음극이 적층되어 있는 전극 조립체, 상기 전극 조립체로부터 돌출되는 적어도 하나의 전극 탭, 및 상기 적어도 하나의 전극 탭과 연결되는 전극 리드를 포함하는 셀 어셈블리가 파우치 케이스에 수용된 파우치형 이차 전지에 있어서, 상기 파우치 케이스와 상기 전극 리드 사이에 위치하는 리드 필름을 포함하고, 상기 리드 필름은 전극 조립체와 먼 영역의 제1 실링부와 전극 조립체와 가까운 영역의 제2 실링부를 포함하며, 상기 제2 실링부의 두께가 상기 제1 실링부의 두께보다두껍다.
상기 리드 필름의 제2 실링부에 대응하는 상기 파우치 케이스 부분은, 상기 리드 필름과 상기 파우치 케이스가 실링되는 부위보다 그 두께가 두꺼운 전극 조립체의 수납에 의해 꺾이는 절곡부를 가질 수 있다.
상기 리드 필름의 제2 실링부에 대응하는 상기 파우치 케이스 부분은, 상기 리드 필름의 제2 실링부와접합되어 있을 수 있다.
더욱 구체적으로는, 제1 실링부 및 제2 실링부가 모두 파우치 케이스와 접합되어 있을 수 있다.
상기 제1 실링부는 실링툴(Sealing Tool)에 의해 가압되어 형성될 수 있다.
상기 파우치 케이스는 수지층과 금속층을 포함하고, 상기 리드 필름은 제1 층, 제2 층 및 제3 층이 순차적으로 적층된 구조이며, 상기 제1 층, 상기 제2 층 및 상기 제3 층 중에서 상기 제3 층이 상기 파우치 케이스와 가장 가깝게 위치하고, 상기 제3 층은 상기 파우치 케이스의 수지층과 동일한 재질로 형성될 수 있다.
상기 제3 층은 상기 전극 조립체에 가까운 제1 단부와, 상기 제1 단부의 반대편에 위치하는 제2 단부를 갖고, 상기 제1 단부의 두께가 상기 제2 단부의 두께보다 두꺼울 수 있다.
상기 제3 층의 제1 단부와 상기 파우치 케이스가 서로 실링되어 실링부를 형성할 수 있다.
상기 제3 층은 폴리프로필렌을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈은 상기에서 설명한 파우치형 이차 전지를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차 전지를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 파우치형 이차 전지가 조립된 모습을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 절단선 A-A’를 따라 자른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 비교예에 따른 실링 영역을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3의 P영역을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 5의 실링 영역을 형성하는 파우치형 이차 전지를 구체적으로 나타내는 상세도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차 전지를 나타내는 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 파우치형 이차 전지가 조립된 모습을 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 2의 절단선 A-A’를 따라 자른 단면도이다.
도 1 내지 도 3를 참고하면, 본 실시예에 따른 파우치형 이차 전지(100)는, 파우치 케이스(300) 내부에 전극 조립체(200)를 수납한 뒤 밀봉하여 제조될 수 있다. 전극 조립체(200)는 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 배치되는 분리막을 포함할 수 있다. 전극 조립체(200)는 스택형 전극 조립체, 젤리롤형 전극 조립체 또는 스택/폴딩형 전극 조립체일 수 있다.
양극 및 음극 각각은 전극 탭(210t)을 포함하고, 전극 탭(210t)과 각각 연결되는 전극 리드(210, 220)가 파우치 케이스(300) 외부로 노출될 수 있다. 또한, 밀봉성과 절연성을 위해 전극 리드(210, 220)들은 각각 리드 필름(600)으로 덮인 상태로 실링부(300S)에 위치할 수 있다.
파우치 케이스(300)는 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 열 융착을 위한 수지층과 물질 침투 방지를 위한 금속층을 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 6을 참고하면, 상부 케이스(310)와 하부 케이스(320) 각각은 밀봉을 위한 내측 수지층(310a, 320a) 및 물질의 관통을 방지하는 금속층(310b, 320b)을 포함할 수 있다. 필요에 따라 상부 케이스(310)와 하부 케이스(320) 각각은 가장 바깥쪽의 외측 수지층(미도시)을 더 포함할 수 있다.
상기 외측 수지층은 외부로부터 파우치형 이차 전지(100)를 보호하기 위해 두께 대비 우수한 인장강도와 내후성을 갖고 전기적 절연성을 띌 수 있다. 이러한 외측 수지층은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate, PET) 수지 또는 나일론(nylon) 수지를 포함할 수 있다. 금속층(310b, 320b)은 공기, 습기 등이 파우치형 이차 전지(100) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 금속층(310b, 320b)은 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다. 내측 수지층(310a, 320a)은 전극 조립체(200)를 내장한 상태에서 인가된 열과 압력에 의해 서로 열 융착될 수 있다. 이러한 내측 수지층은 무연신 폴리프로필렌(Casted PolyPropylene, CPP) 또는 폴리프로필렌(PolyPropylene, PP)를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 다시 참고하면, 상부 케이스(310)와 하부 케이스(320) 각각에 전극 조립체(200)가 안착될 수 있는 오목한 형상의 수납부(300ST)가 형성될 수 있다. 상부 케이스(310)와 하부 케이스(320) 각각에 대해 수납부(300ST)의 바깥 둘레를 따라 실링부(300S1, 300S2)가 마련될 수 있다. 상부 케이스(310)의 실링부(300S1)와 하부 케이스(320)의 실링부(300S2)가 서로 열융착되어 실링부(300S)를 형성하고, 파우치 케이스(300)가 밀봉될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로써, 상부 케이스의 일변과 하부 케이스의 일변이 서로 일체로써 연결되고, 나머지 세변이 열 융착되는 형태일 수 있다.
한편, 전극 조립체(200)에 포함된 다수의 양극 및 다수의 음극 각각은 양극탭 및 음극탭을 포함할 수 있고, 전극 리드(210, 220)가 연결된다. 구체적으로, 전극 리드(210, 220) 중 하나는 양극리드이고, 다른 하나는 음극 리드일 수 있다. 위와 같이 전극 조립체(200)와 연결된 전극 리드(210, 220)는 파우치 케이스(300)의 일 단부로부터 돌출되고, 파우치 케이스(300) 외부로 노출된다.
도 4는 본 발명의 비교예에 따른 실링 영역을 나타내는 도면이다.
도 4를 참고하면, 비교예에 따른 파우치형 이차 전지(10)에 포함된 리드 필름(60)은 2중의 수지층을 포함한다. 이때, 리드 필름(60)은, 접착 수지층(60a)과 내열 수지층(60b)를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라 전극 조립체에 인접한 방향인 셀 안쪽에 위치하는 리드 필름(60)의 일단부 상에 파우치 케이스(30)가 들떠 있는 구조가 형성됨으로써, 리드 필름(60)과 파우치 케이스(30) 사이에 실링되지 않는 미실링 영역이 형성될 수 있다.
도 5는 도 3의 P영역을 확대하여 나타낸 단면도이다. 도 6은 도 5의 실링 영역을 형성하는 파우치형 이차 전지를 구체적으로 나타내는 상세도이다.
도 3, 도 5 및 도 6을 참고하면, 본 실시예에 따른 파우치형 이차 전지(100)는, 전극 조립체(200), 전극 조립체(200)로부터 돌출되는 적어도 하나의 전극 탭(210t), 및 적어도 하나의 전극 탭(210t)과 연결되는 전극 리드(210)를 포함하는 셀 어셈블리가 파우치 케이스(300)에 수용되는 구조를 갖는다. 이때, 파우치 케이스(300)와 전극 리드(210) 사이에 리드 필름(600)이 형성되고, 전극 조립체(200)와 가까운 영역의 리드 필름(600)의 제2 실링부(SR2)의 두께가 전극조립체와 먼 영역의 리드 필름(600)의 제1 실링부(SR1)의 두께보다 두껍다.
도 5에 도시한 바와 같이, 리드 필름(600)의 제2 실링부에 대응하는 파우치 케이스(300) 부분은, 리드 필름(600)과 파우치 케이스(300)가 실링되는 부위보다 그 두께가 두꺼운 전극 조립체(200)의 수납에 의해 꺾이는 절곡부를 가질 수 있다. 앞에서 설명한 비교예와 달리, 본 실시예에 따르면, 들떠 있는 파우치 케이스(300)에 대응하는 리드 필름(600)의 제2 실링부(SR2) 두께가 두껍게 형성됨으로써, 추가적인 실링 영역을 형성할 수 있다. 이때, 리드 필름(600)의 제2 실링부(SR2)에 대응하는 파우치 케이스(300) 부분은, 리드 필름(600)의 제2 실링부(SR2)와 접합될 수 있다. 따라서, 파우치 케이스(300)의 절곡부 형상에 따라, 제2 실링부(SR2) 역시 그 두께가 전극 조립체(200) 방향으로 점진적으로 증가하는 구조일 수 있다.
도 6을 참고하면, 리드 필름(600)과 파우치 케이스(300)가 실링되어 있는 실링 영역(SR)은, 제1 실링부(SR1) 및 제1 실링부(SR1) 대비하여 도 3의 전극 조립체(200)에 가까이 위치하는 제2 실링부(SR2) 모두 해당되므로, 제1 실링부(SR1) 및 제2 실링부(SR2) 모두 파우치 케이스(300)가 접합되어 있을 수 있다.이때, 제1 실링부(SR1)는, 실링툴(Sealing Tool)에 의해 가압되어 형성될 수 있고, 제1 실링부(SR1)가 형성될 때, 열에 의해 녹은 리드 필름(600)의 가장 외곽층(600c)이 압력에 의해 밀려서 제2 실링부(SR2)를 형성할 수 있다.
본 실시예에 따른 리드 필름(600)은 제1 층(600a), 제2 층(600b) 및 제3 층(600c)이 순차적으로 적층된 구조일 수 있다. 제1 층(600a), 제2 층(600b) 및 제3 층(600c) 중에서, 제3 층(600c)이 파우치 케이스(300)와 가장 가깝게 위치하고, 제3 층(600c)은 파우치 케이스(300)의 내측 수지층(310a)과 동일한 재질, 예를 들어, 폴리프로필렌으로 형성될 수 있다. 제3 층(600c)은 접착 보조층으로 기능을 하며, 이처럼 서로 접촉하는 리드 필름(600)의 제3 층(600c)과 파우치 케이스(300)의 내측 수지층(310a)을 동일 물질로 형성함으로써, 실링 품질을 향상시킬 수 있다.
제3 층(600c)은 도 2의 전극 조립체(200)에 가까운 제1 단부와, 상기 제1 단부의 반대편에 위치하는 제2 단부를 갖고, 상기 제1 단부의 두께가 상기 제2 단부의 두께보다 두꺼울 수 있다. 제3 층(600c)의 제1 단부와 파우치 케이스(300)가 서로 실링되어 제2 실링부(SR2)를 형성할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 이차 전지는 여러 개가 모여 전지 모듈을 구성하고, 이러한 전지 모듈은 하나 또는 그 이상이 팩 케이스 내에 패키징되어 전지팩을 형성할 수 있다.
앞에서 설명한 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
[부호의 설명]
100: 파우치형 이차 전지
300: 파우치 케이스
310a, 320a: 내측 수지층
600: 리드 필름
실시예들에 따르면, 전지 셀을 향하는 리드 필름의 내측부 두께를 증가시켜 파우치 케이스와 전극 리드의 실링 영역을 증가시켜 실링 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 리드 필름의 2중층 상에 파우치 케이스와 접하는 접착 보조층을 추가 형성함으로써, 실링 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 분리막이 개재된 상태로 양극와 음극이 적층되어 있는 전극 조립체, 상기 전극 조립체로부터 돌출되는 적어도 하나의 전극 탭, 및 상기 적어도 하나의 전극 탭과 연결되는 전극 리드를 포함하는 셀 어셈블리가 파우치 케이스에 수용된 파우치형 이차 전지에 있어서,
    상기 파우치 케이스와 상기 전극 리드 사이에 위치하는 리드 필름을 포함하고,
    상기 리드 필름은 전극 조립체와 먼 영역의 제1 실링부와 전극 조립체와 가까운 영역의 제2 실링부를 포함하며, 상기 제2 실링부의 두께가 상기 제1 실링부의 두께보다 두꺼운 파우치형 이차 전지.
  2. 제1항에서,
    상기 리드 필름의 제2 실링부에 대응하는 상기 파우치 케이스 부분은, 상기 리드 필름과 상기 파우치 케이스가 실링되는 부위보다 그 두께가 두꺼운 전극 조립체의 수납에 의해 꺾이는 절곡부를 갖는 파우치형 이차 전지.
  3. 제2항에서,
    상기 리드 필름의 제2 실링부에 대응하는 상기 파우치 케이스 부분은, 상기 리드 필름의 제2 실링부와 접합되어 있는 파우치형 이차 전지.
  4. 제1항에서,
    상기 제1 실링부 및 제2 실링부는 모두 파우치 케이스와 접합되어 있는 파우치형 이차 전지.
  5. 제4항에서,
    상기 제1 실링부는 실링툴(Sealing Tool)에 의해 가압되어 형성되는 파우치형 이차 전지.
  6. 제1항에서,
    상기 파우치 케이스는 수지층과 금속층을 포함하고,
    상기 리드 필름은 제1 층, 제2 층 및 제3 층이 순차적으로 적층된 구조이며,
    상기 제1 층, 상기 제2 층 및 상기 제3 층 중에서 상기 제3 층이 상기 파우치 케이스와 가장 가깝게 위치하고, 상기 제3 층은 상기 파우치 케이스의 수지층과 동일한 재질로 형성되는 파우치형 이차 전지.
  7. 제6항에서,
    상기 제3 층은 상기 전극 조립체에 가까운 제1 단부와, 상기 제1 단부의 반대편에 위치하는 제2 단부를 갖고, 상기 제1 단부의 두께가 상기 제2 단부의 두께보다 두꺼운 파우치형 이차 전지.
  8. 제7항에서,
    상기 제3 층의 제1 단부와 상기 파우치 케이스가 서로 실링되어 실링부를 형성하는 파우치형 이차 전지.
  9. 제7항에서,
    상기 제3 층은 폴리프로필렌을 포함하는 파우치형 이차 전지.
  10. 제1항에 따른 파우치형 이차 전지를 포함하는 전지 모듈.
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