WO2022231277A1 - 전지 셀 및 이를 포함하는 전지 모듈 - Google Patents

전지 셀 및 이를 포함하는 전지 모듈 Download PDF

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battery cell
sealing
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김상훈
강민형
송대웅
유형균
황수지
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Definitions

  • the present invention relates to a battery cell and a battery module including the same, and more particularly, to a battery cell that suppresses penetration of moisture flowing into the battery cell while improving the external emission of gas generated inside the battery cell, and the battery cell including the same It relates to a battery module that does.
  • secondary batteries are of great interest not only as mobile devices such as mobile phones, digital cameras, laptops, and wearable devices, but also as energy sources for power devices such as electric bicycles, electric vehicles, and hybrid electric vehicles.
  • 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-type case of an aluminum laminate sheet.
  • the electrode assembly built into the battery case is a power generating element that can be charged and discharged with a positive electrode, a negative electrode, and a separator structure interposed between the positive electrode and the negative electrode, and a separator is formed between the positive electrode and the negative electrode in the form of a long sheet coated with an active material. It is classified into a jelly-roll type, which is wound therebetween, and a stack type, in which a plurality of positive and negative electrodes are interposed in a separator and sequentially stacked.
  • a pouch-type battery having a structure in which a stack-type or stack/folding-type electrode assembly is embedded in a pouch-type battery case of an aluminum laminate sheet is gradually being used due to low manufacturing cost, small weight, easy deformation, etc. is increasing
  • An object of the present invention is to provide a battery cell and a battery module including the same in which penetration of moisture flowing into the battery cell is suppressed while the external emission of gas generated inside the battery cell is improved.
  • a battery cell includes: a battery case in which an electrode assembly is mounted in a receiving unit, the battery case including a sealing unit having an outer periphery sealed; and a gas discharge unit inserted into the sealing unit and fused together with the sealing unit, wherein the gas discharge unit includes a first layer and a second layer, and has a folded structure based on the first boundary line, and the gas discharge unit includes a first layer and a second layer.
  • the part is opened toward the inside of the battery case, and the first layer becomes an outer surface of the gas discharge part, and the first layer and the sealing part contact each other.
  • the first boundary line may extend along a width direction of the gas discharge part.
  • first ends and second ends located at both ends with respect to the first boundary line may be folded toward the inside of the gas discharge unit with respect to the second boundary line, respectively.
  • the second boundary line may be in a diagonal direction crossing the first boundary line.
  • the first end and the second end may be located adjacent to the inside of the sealing part.
  • a third end formed at the center of the gas discharge unit may protrude outside the sealing unit.
  • a fourth end that is an outer end of the gas discharge unit folded by the second boundary line may be located on the sealing unit.
  • an electrode lead electrically connected to the electrode tab included in the electrode assembly and protruding outward of the battery case via the sealing part; and a lead film positioned at a portion corresponding to the sealing part in at least one of the upper part and the lower part of the electrode lead, and the gas discharge part may be positioned at a corner of the sealing part where the electrode lead is not positioned.
  • the first layer may include at least one of a polyolefin-based material, an epoxy, and polyvinyl chloride (PVC).
  • the second layer may include a fluorine-based material.
  • the gas discharge unit may further include a moisture absorption layer positioned between the first layer and the second layer.
  • the moisture absorption layer may include a getter material.
  • the getter material may include at least one of calcium oxide (CaO), lithium chloride (LiCl), silica (SiO 2 ), barium oxide (BaO), barium (Ba), and calcium (Ca).
  • the getter material may have a structure of a metal organic framework (MOF).
  • MOF metal organic framework
  • a battery module according to another embodiment of the present invention includes the battery cells described above.
  • the present invention provides a battery cell having a multi-layered structure, including a gas discharge unit having a folded structure based on a predetermined boundary line, and a battery module including the same,
  • the external discharge may be improved, and penetration of moisture flowing into the battery cell may be suppressed.
  • FIG. 1 is a view showing a battery cell according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a part of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a view showing the configuration of the gas discharge unit of FIG. 1 .
  • FIG. 4 is a view showing a folded structure of the gas discharge unit of FIG. 1 .
  • FIG. 5 is a view showing a part of a cross-section taken along the a-a' axis of FIG. 2 .
  • FIG. 6 is a view illustrating a part of a cross-section taken along the axis b-b' of FIG. 2 .
  • FIG. 7 is a view showing the configuration of a gas discharge unit according to another embodiment of the present invention.
  • planar view it means when the target part is viewed from above, and when it is referred to as “cross-section”, it means when the cross-section obtained by cutting the target part vertically is viewed from the side.
  • FIG. 1 is a view showing a battery cell according to an embodiment of the present invention.
  • a battery cell 100 includes a sealing part 250 having an electrode assembly 110 mounted on a receiving part 210 , the outer periphery of which is sealed. a battery case 200; and a gas discharge unit 500 inserted into the sealing unit 250 and fused together with the sealing unit 250 .
  • the sealing part 250 may be sealed by heat or laser.
  • the sealing part 250 and the gas discharge part 500 may be fused by heat or laser.
  • the battery case 200 may be a laminate sheet including a resin layer and a metal layer. More specifically, the battery case 200 is made of a laminate sheet, and may be composed of an outer resin layer forming the outermost layer, a barrier metal layer preventing penetration of materials, and an inner resin layer for sealing.
  • the electrode assembly 110 may have a structure of a jelly-roll type (winding type), a stack type (stacking type), or a complex type (stacking/folding type). More specifically, the electrode assembly 110 may include an anode, a cathode, and a separator disposed therebetween.
  • the electrode lead 300 is electrically connected to an electrode tab (not shown) included in the electrode assembly 110 , and protrudes outward of the battery case 200 via the sealing part 250 .
  • the lead film 400 is positioned at a portion corresponding to the sealing part 250 in at least one of the upper and lower portions of the electrode lead 300 . Accordingly, the lead film 400 may prevent a short circuit from occurring in the electrode lead 300 during fusion, while improving sealing properties between the sealing part 250 and the electrode lead 300 .
  • the lead film 400 may have a wider width than the electrode lead 300 .
  • the lead film 400 may have a length greater than the length of the sealing part 250 , but may have a length smaller than the length of the electrode lead 300 . Accordingly, the lead film 400 may prevent the side surface of the electrode lead 300 from being exposed to the outside without interfering with the electrical connection of the electrode lead 300 .
  • the width of the lead film 400 refers to the maximum value of the distance between one end and the other end of the lead film 400 based on a direction perpendicular to the protrusion direction of the electrode lead 300
  • the electrode lead The width of 300 refers to the maximum value of the distance between one end and the other end of the electrode lead 300 based on a direction perpendicular to the protruding direction of the electrode lead 300 .
  • the length of the lead film 400 refers to the maximum value of the distance between one end and the other end of the lead film 400 based on the protruding direction of the electrode lead 300
  • the length of the sealing part 250 is the electrode lead ( 300) refers to the maximum value of the distance between one end and the other end of the sealing part 250 based on the protrusion direction.
  • the length of the electrode lead 300 refers to the maximum value of the distance between one end and the other end of the electrode lead 300 based on the protruding direction of the electrode lead 300 ,
  • the gas discharge unit 500 may be inserted into at least a portion of the sealing unit 250 . More specifically, as shown in FIG. 1 , the gas discharge unit 500 may be located on the outer periphery of the sealing unit 250 where the electrode lead 300 is not located. In other words, the gas discharge part 500 may be inserted into the sealing part 250 adjacent to the side surface of the electrode assembly 110 . Accordingly, the gas discharge unit 500 may sufficiently secure a gas discharge path by the gas discharge unit 500 without interfering with the electrical connection of the electrode lead 300 .
  • the gas discharge unit 500 may be located on the outer periphery of the sealing unit 250 where the electrode lead 300 is located.
  • the gas discharge unit 500 is located on the same outer periphery as the electrode lead 300 , but may be spaced apart from the electrode lead 300 . Accordingly, since the gas discharge unit 500 protrudes in the same direction as the electrode lead 300 , there is an advantage in that the space efficiency of the battery cell 100 can be further increased.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a part of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a view showing the configuration of the gas discharge unit of FIG. 1 .
  • FIG. 4 is a view showing a folded structure of the gas discharge unit of FIG. 1 .
  • the gas discharge unit 500 may include a first layer 510 and a second layer 550 . More specifically, the gas discharge unit 500 may be formed of a film in which the first layer 510 and the second layer 550 are stacked.
  • the first layer 510 may be an adhesive layer capable of adhesion by fusion bonding. More specifically, the first layer 510 may include at least one of a polyolefin-based material, epoxy, and polyvinyl chloride (PVC).
  • the polyolefin-based material may be polyethylene (PE), polypropylene (PP), or the like.
  • the second layer 550 may be a non-adhesive layer that cannot be adhered by fusion. More specifically, the second layer 550 may include a fluorine-based material.
  • the fluorine-based material may be polytetrafluoroethylene (PTFE), polymethylpentene (TPX), or the like.
  • the gas discharge unit 500 has a structure in which the first layer 510 is folded to be the outer surface of the gas discharge unit 500 , and the first layer 510 has a sealing unit ( 250) and may be fused to each other.
  • the second layer 550 is folded to be the inner surface of the gas discharge unit 500 , and the second layers 550 facing each other are not fused to each other, so the inside of the gas discharge unit 500 is a gas discharge passage.
  • the second layer 550 may include an adhesive material between the first layer 510 and the second layer 550 or may be extruded together with the first layer 510 .
  • the adhesive material may include an acrylic type.
  • the gas flows into the interface between the second layers 550 facing each other to form a space between the second layers 550 . Due to the introduced gas, a pressure difference may occur between the space inside the gas discharge unit 500 and the outside of the battery, and this pressure difference acts as a driving force of the gas to generate the gas inside the gas discharge unit 500 . may be discharged to the outside.
  • gas permeability may be measured by ASTM F2476-20.
  • the gas permeability of the second layer 550 may be 1.6 e 5 to 1.6 e 7 barrer at 60°C.
  • the carbon dioxide permeability may satisfy the above-described range.
  • gas permeability may satisfy the above-described range at 60° C. based on a thickness of 200 ⁇ m of the second layer 550 .
  • the gas permeability of the second layer 550 satisfies the above-described range, it may be more effective to discharge the gas generated inside the battery cell.
  • FIG. 4( a ) is a view showing a boundary line at which the gas discharge unit 500 is folded based on the upper surface of the film on which the first layer 510 and the second layer 550 are laminated.
  • FIG. 4(b) is a diagram illustrating a structure in which the gas discharge unit 500 is folded along the boundary line of FIG. 4(a).
  • the first layer 510 is shown as the center in FIG. 4
  • the second layer 550 located on the lower surface of FIG. 4(a) is omitted
  • the gas discharge unit 500 of FIG. 4(b) is omitted.
  • the second layer 550 located on the inner surface is omitted.
  • the gas discharge unit 500 may have a folded structure based on the first boundary line A-A'.
  • the first boundary line A-A' may extend along the width direction of the gas discharge unit 500 .
  • the width direction of the gas discharge part 500 refers to the length direction of the sealing part 250 .
  • the first boundary line A-A ′ may be a center line of the film in which the first layer 510 and the second layer 550 are stacked in the horizontal direction. .
  • the gas discharge unit 500 is folded based on the first boundary line A-A', so that the first layer 510 may form upper and lower surfaces of the gas discharge unit 500 . That is, the degree of sealing between the gas discharge unit 500 and the sealing unit 250 may be improved due to the first layer 510 located on the upper and lower surfaces of the gas discharge unit 500 .
  • the gas discharge unit 500 has a first end 500a and a second end 500b located at both ends with respect to the first boundary line A-A′, respectively, a second boundary line B1 . -B1', B2-B2') may be folded toward the inside of the gas discharge unit 500 . More specifically, as shown in FIG. 4A , the second boundary lines B1-B1' and B2-B2' may be in a diagonal direction crossing the first boundary line A-A'.
  • the first end 500a and the second end 500b may be located in the sealing unit 250 .
  • the first end 500a and the second end 500b may be located adjacent to the inner side of the sealing unit 250 .
  • the inner side of the sealing part 250 refers to an end of the sealing part 250 close to the electrode assembly.
  • the gas discharge unit 500 may adjust the positions of the first end 500a and the second end 500b by adjusting the angles of the second boundary lines B1-B1' and B2-B2'.
  • the angle of the second boundary lines B1-B1' and B2-B2' may be less than 45°.
  • the gas discharge unit 500 may adjust the positions of the first end portion 500a and the second end portion 500b according to the position inserted into the sealing portion 250 .
  • a fourth end 500d that is an outer end of the gas discharge unit folded by the second boundary line may be positioned on the sealing unit 250 . That is, the fourth end 500d may be positioned between the outside and the inside of the sealing part 250 .
  • the outer side of the sealing unit 250 refers to an end of the sealing unit 250 in the outer direction of the battery.
  • the gas discharge unit 500 is folded based on the second boundary lines B1-B1' and B2-B2', so that the first layer 510 may form a side surface of the gas discharge unit 500 . . That is, the degree of sealing between the gas discharge unit 500 and the sealing unit 250 may be further improved due to the first layer located on both sides of the gas discharge unit 500 .
  • the manufacturing process may also be relatively easy.
  • the moisture permeation amount of the first layer 510 may be 0.02 to 0.2 g, or 0.02 to 0.04 g, or 0.06 g or 0.15 g for 10 years at 25° C. and 50 %RH.
  • the moisture penetration amount of the first layer 510 satisfies the above-described range, it may be more effective to prevent penetration of moisture flowing in from the gas discharge unit 500 .
  • the moisture penetration amount can be measured by adopting the ASTM F 1249 method. At this time, it can be measured using equipment officially certified by MCOON.
  • the gas discharge unit 500 of the present invention is folded in such a way that the second layer 550 is not exposed to the outside in addition to the folding structure as shown in FIG. 4 , it may be included in the present embodiment.
  • FIG. 5 is a view showing a part of a cross-section taken along the a-a' axis of FIG. 2 .
  • FIG. 6 is a view illustrating a part of a cross-section taken along the axis b-b' of FIG. 2 .
  • the gas discharge unit 500 is opened toward the inside of the battery case 200 , and the first layer 510 becomes the outer surface of the gas discharge unit 500 .
  • the first layer 510 and the sealing part 250 may be in contact with each other.
  • the second layer 550 may be the inner surface of the gas discharge unit 500 , and a gas discharge passage 570 may be formed between the second layers 550 .
  • the gas inside the battery cell 100 may be introduced into the gas discharge passage 570 formed between the second layers 550 , and the gas discharge passage 570 may be formed. ) may be discharged toward the outside according to the pressure difference with the outside.
  • the third end portion 500c formed at the center of the gas discharge unit 500 may protrude outside the sealing unit 250 .
  • the degree of discharging of the gas introduced into the gas discharging passage 570 may be adjusted according to the position of the third end 500c. For example, when the third end 500c is located adjacent to the outside of the sealing part 250 , the area in which the gas introduced into the gas discharge passage 570 can be discharged to the outside is relatively small, so that the gas is discharged. The degree of discharge of the gas introduced into the passage 570 may be reduced.
  • the third end portion 500c when the third end portion 500c is positioned to be spaced apart from the outside of the sealing part 250 , the area in which the gas introduced into the gas discharge passage 570 can be discharged to the outside is relatively large, so that the gas is discharged.
  • the degree of discharge of the gas introduced into the passage 570 may be increased.
  • the thickness of the gas discharge unit 500 may vary according to an area through which the gas introduced into the gas discharge passage 570 can be discharged to the outside.
  • the thickness of the gas discharge unit 500 may be determined in consideration of gas permeation efficiency and sealing characteristics at the same time. For example, when the area through which the gas introduced into the gas discharge passage 570 can be discharged to the outside is small, the gas discharge unit 500 has a thickness sufficient to be fused with the sealing unit 250 and the gas discharge unit A thin thickness of 500 may be more advantageous for gas discharge.
  • the thickness of the first layer 510 may be 10 to 50 ⁇ m.
  • the thickness of the first layer 510 satisfies the above-described range, it may be easily fused to the sealing part 250 and it may be easier to discharge the gas generated inside the battery cell.
  • the thickness of the second layer 550 may be 100 to 300 ⁇ m. When the thickness of the second layer 550 satisfies the above-described range, it may be easier to discharge the gas generated inside the battery cell.
  • the gas discharge unit 500 has a first end 500a and a second end 500b folded toward the inside of the gas discharge unit 500 as shown in FIG. 6 .
  • the structure of the gas discharge unit 500 is exaggerated in FIG. 6 , the upper and lower portions of the gas discharge unit 500 are fused, so that the first layer 510 located on the outer surface of the gas discharge unit 500 is in contact with each other.
  • a portion of the sealing part 250 may be introduced between the first layers 510 .
  • both side surfaces of the gas discharge unit 500 may have the first layer 510 as an outer surface, thereby improving the degree of sealing between the sealing unit 250 and the gas discharge unit 500 .
  • the second layer 550 may not be exposed to the outside, moisture from the outside of the battery cell 100 may be prevented from penetrating into the inside.
  • the area of the second layer 550 formed on the inner surface of the gas discharge unit 500 may be relatively large, and thus the amount of gas introduced into the gas discharge passage 570 may also be increased.
  • FIG. 7 is a view showing the configuration of a gas discharge unit according to another embodiment of the present invention.
  • the gas discharge unit 600 may include a first layer 610 , a second layer 650 , and a moisture absorption layer 690 .
  • the moisture absorption layer 690 may be positioned between the first layer 610 and the second layer 650 .
  • the gas discharge unit 600 may be formed of a film in which the first layer 610 , the moisture absorption layer 690 , and the second layer 650 are stacked.
  • first layer 610 and the second layer 650 may be described in the same manner as those described above with reference to FIGS. 1 to 6 .
  • moisture absorption layer 690 will be described in detail.
  • the moisture absorption layer 690 may be a layer having a moisture absorption function. More specifically, the moisture absorption layer 690 may include a getter material.
  • the getter material may refer to a material capable of evacuating a vacuum using the action of adsorbing gas by a chemically activated metal film.
  • the getter material may be at least one of calcium oxide (CaO), lithium chloride (LiCl), silica (SiO 2 ), barium oxide (BaO), barium (Ba), and calcium (Ca).
  • the getter material may have a structure of a metal organic framework (MOF).
  • MOF metal organic framework
  • the getter material is not limited thereto, and may include all kinds of materials generally classified as getter materials.
  • the moisture absorption layer 690 is positioned between the first layer 610 and the second layer 650 , so that the gas discharge unit 500 is located outside the battery cell 100 . (100) While it is possible to further minimize the moisture permeability of moisture flowing into the interior, the gas generated inside the battery cell 100 can be more easily discharged to the outside due to the high gas permeability.
  • the battery module according to another embodiment of the present invention includes the battery cells described above. Meanwhile, one or more battery modules according to the present embodiment 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. belong to the scope of the invention.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀은, 전극 조립체가 수납부에 장착되되, 외주변이 밀봉된 구조의 실링부를 포함하는 전지 케이스; 및 상기 실링부에 삽입되되, 상기 실링부와 함께 융착되는 가스 배출부를 포함하고, 상기 가스 배출부는 제1 층 및 제2 층을 포함하되, 제1 경계선을 기준으로 접힌 구조를 가지고, 상기 가스 배출부는 상기 전지 케이스 내부를 향해 개방되어 있고, 상기 제1 층은 상기 가스 배출부의 외면이 되어, 상기 제1 층과 상기 실링부가 서로 접한다.

Description

전지 셀 및 이를 포함하는 전지 모듈
본 출원은 2021년 4월 26일에 출원된 한국특허출원 제10-2021-0053775호에 기초한 우선권을 주장한다.
본 발명은 전지 셀 및 이를 포함하는 전지 모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전지 셀 내부에 발생된 가스의 외부 배출량이 향상되면서, 전지 셀 내부에 유입되는 수분의 침투를 억제하는 전지 셀 및 이를 포함하는 전지 모듈에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 특히, 이차전지는 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북, 웨어러블 디바이스 등의 모바일 기기뿐만 아니라, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등의 동력 장치에 대한 에너지원으로도 많은 관심을 가지고 있다.
이러한 이차 전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극 조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다. 여기서, 전지케이스에 내장되는 전극 조립체는 양극, 음극, 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재된 분리막 구조로 이루어져 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 다수의 양극과 음극을 분리막에 개재한 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다.
이 중에서도, 특히 스택형 또는 스택/폴딩형 전극 조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조 비용, 작은 중량, 용이한 변형 형태 등을 이유로 사용량이 점차적으로 증가하고 있다.
그러나, 최근 전지 셀의 에너지 밀도가 증가함에 따라, 전지 셀 내부에서 발생하는 가스량 또한 증가되는 문제가 있다. 특히, 전지 셀 내부에서 발생된 가스가 용이하게 배출되지 않는 경우, 전지 셀은 가스 발생으로 인해 벤팅 현상이 발생될 수 있다. 다만, 전지 셀이 가스 배출을 위해 별도의 벤팅부를 포함하는 경우에도, 상기 벤팅부를 통해 수분이 전지 셀 내부로 침투할 수 있어, 이에 따른 부반응으로 인해 전지 셀의 전지 성능 저하 및 추가적인 가스 발생 또한 초래되는 문제가 있다. 이에 따라, 전지 셀 내부에서 발생된 가스의 외부 배출량이 향상되면서도, 전지 셀 외부의 수분이 내부로 침투되는 것이 방지되는 전지 셀을 개발할 필요성이 높아지고 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 전지 셀 내부에 발생된 가스의 외부 배출량이 향상되면서, 전지 셀 내부에 유입되는 수분의 침투가 억제되는 전지 셀 및 이를 포함하는 전지 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀은, 전극 조립체가 수납부에 장착되되, 외주변이 밀봉된 구조의 실링부를 포함하는 전지 케이스; 및 상기 실링부에 삽입되되, 상기 실링부와 함께 융착되는 가스 배출부를 포함하고, 상기 가스 배출부는 제1 층 및 제2 층을 포함하되, 제1 경계선을 기준으로 접힌 구조를 가지고, 상기 가스 배출부는 상기 전지 케이스 내부를 향해 개방되어 있고, 상기 제1 층은 상기 가스 배출부의 외면이 되어, 상기 제1 층과 상기 실링부가 서로 접한다.
상기 제1 경계선은 상기 가스 배출부의 폭 방향을 따라 연장되어 있을 수 있다.
상기 가스 배출부에서, 상기 제1 경계선을 기준으로 양단에 위치한 제1 단부 및 제2 단부가 각각 제2 경계선을 기준으로 상기 가스 배출부의 내측을 향해 접혀 있을 수 있다.
상기 제2 경계선은 상기 제1 경계선을 교차하는 대각 방향일 수 있다.
상기 제1 단부 및 상기 제2 단부는 상기 실링부의 내측에 인접하게 위치할 수 있다.
상기 가스 배출부의 중심부에 형성된 제3 단부는 상기 실링부의 외측에 돌출되어 있을 수 있다.
상기 제2 경계선에 의해 접힌 상기 가스 배출부의 외측 단부인 제4 단부는 상기 실링부 상에 위치할 수 있다.
상기 전극 조립체에 포함된 전극 탭과 전기적으로 연결되되, 상기 실링부를 경유하여 상기 전지 케이스의 외측 방향으로 돌출되어 있는 전극 리드; 및 상기 전극 리드의 상부 및 하부 중 적어도 하나에서, 상기 실링부에 대응되는 부분에 위치하는 리드 필름을 포함하고, 상기 실링부 중 상기 전극 리드가 위치하는 않는 모서리에 상기 가스 배출부가 위치할 수 있다.
상기 제1 층은 폴리올레핀 계열의 소재, 에폭시, 및 폴리염화비닐(PVC) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2 층은 불소 계열의 소재를 포함할 수 있다.
상기 가스 배출부는 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이에 위치하는 수분 흡수층을 더 포함할 수 있다.
상기 수분 흡수층은 게터(getter) 소재를 포함할 수 있다.
상기 게터 소재는 산화칼슘(CaO), 염화리튬(LiCl), 실리카(SiO2), 산화 바륨(BaO), 바륨(Ba), 및 칼슘(Ca) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 게터 소재는 금속유기골격체(MOF, Metal Organic Framework)의 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈은 상기에서 설명한 전지 셀을 포함한다.
실시예들에 따르면, 본 발명은 다층 구조를 가지되, 소정의 경계선을 기준으로 접혀 있는 구조의 가스 배출부를 포함하는 전지 셀 및 이를 포함하는 전지 모듈을 제공하여, 전지 셀 내부에 발생된 가스의 외부 배출량이 향상되고, 전지 셀 내부에 유입되는 수분의 침투가 억제될 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 일부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 가스 배출부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 가스 배출부의 접혀 있는 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2의 a-a' 축을 따라 자른 단면 중 일부를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 2의 b-b' 축을 따라 자른 단면 중 일부를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 가스 배출부의 구성을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 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 전지 셀을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 셀은(100), 전극 조립체(110)가 수납부(210)에 장착되되, 외주변이 밀봉된 구조의 실링부(250)를 포함하는 전지 케이스(200); 및 실링부(250)에 삽입되되, 실링부(250)와 함께 융착되는 가스 배출부(500)를 포함한다. 상기 실링부(250)는 열 또는 레이저 등에 의해 밀봉될 수 있다. 또한, 상기 실링부(250)와 가스 배출부(500)는 열 또는 레이저 등에 의해 융착될 수 있다.
전지 케이스(200)는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트일 수 있다. 보다 구체적으로, 전지 케이스(200)는 라미네이트 시트로 이루어져 있되, 최외각을 이루는 외측 수지층, 물질의 관통을 방지하는 차단성 금속층, 및 밀봉을 위한 내측 수지층으로 구성될 수 있다.
전극 조립체(110)는 젤리-롤형(권취형), 스택형(적층형), 또는 복합형(스택/폴딩형)의 구조로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로, 전극 조립체(110)는 양극, 음극, 이들 사이에 배치되는 분리막으로 이루어질 수 있다.
전극 리드(300)는 전극 조립체(110)에 포함된 전극 탭(미도시됨)과 전기적으로 연결되되, 실링부(250)를 경유하여 전지 케이스(200)의 외측 방향으로 돌출되어 있다. 또한, 리드 필름(400)은 전극 리드(300)의 상부 및 하부 중 적어도 하나에서, 실링부(250)에 대응되는 부분에 위치한다. 이에 따라, 리드 필름(400)은 융착 시 전극 리드(300)에서 쇼트가 발생하는 것을 방지하면서도, 실링부(250)와 전극 리드(300)의 밀봉성을 향상시킬 수 있다.
리드 필름(400)은 전극 리드(300) 보다 넓은 폭을 가질 수 있다. 리드 필름(400)은 실링부(250)의 길이보다 큰 길이를 가지되, 전극 리드(300)의 길이보다 작은 길이를 가질 수 있다. 이에 따라, 리드 필름(400)은 전극 리드(300)의 전기적 연결을 방해하지 않으면서도, 전극 리드(300)의 측면이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다. 본 명세서에서, 상기 리드 필름(400)의 폭은 전극 리드(300)의 돌출 방향과 수직인 방향을 기준으로 리드 필름(400)의 일단과 타단 사이의 거리의 최대값을 지칭하고, 상기 전극 리드(300)의 폭은 전극 리드(300)의 돌출 방향과 수직인 방향을 기준으로 전극 리드(300)의 일단과 타단 사이의 거리의 최대값을 지칭한다. 상기 리드 필름(400)의 길이는 전극 리드(300)의 돌출 방향을 기준으로 리드 필름(400)의 일단과 타단 사이의 거리의 최대값을 지칭하고, 실링부(250)의 길이는 전극 리드(300)의 돌출 방향을 기준으로 실링부(250)의 일단과 타단 사이의 거리의 최대값을 지칭한다. 전극 리드(300)의 길이는 전극 리드(300)의 돌출 방향을 기준으로 전극 리드(300)의 일단과 타단 사이의 거리의 최대값을 지칭한다.,
가스 배출부(500)는 실링부(250) 중 적어도 일부에 삽입되어 있을 수 있다. 보다 구체적으로, 도 1과 같이, 가스 배출부(500)는 실링부(250)에서 전극 리드(300)가 위치하지 않는 외주변에 위치할 수 있다. 다르게 말하면, 가스 배출부(500)는 전극 조립체(110)의 측면에 인접한 실링부(250)에 삽입되어 있을 수 있다. 이에 따라, 가스 배출부(500)는 전극 리드(300)의 전기적 연결을 방해하지 않으면서도, 가스 배출부(500)에 의한 가스 배출 경로를 충분히 확보할 수 있다.
다른 일 예로, 도면에 구체적으로 도시하지는 않았으나, 가스 배출부(500)는 실링부(250)에서 전극 리드(300)가 위치하는 외주변에 위치할 수 있다. 다르게 말하면, 가스 배출부(500)는 전극 리드(300)와 동일한 외주변에 위치하되, 전극 리드(300)와 이격되어 위치할 수 있다. 이에 따라, 가스 배출부(500)는 전극 리드(300)와 동일한 방향으로 돌출되어 있어, 전지 셀(100)의 공간 효율성을 보다 높일 수 있는 이점이 있다.
이하에서는, 가스 배출부(500)에 대해서 보다 상세히 설명하고자 한다.
도 2는 도 1의 일부를 확대하여 나타낸 도면이다. 도 3은 도 1의 가스 배출부의 구성을 나타내는 도면이다. 도 4는 도 1의 가스 배출부의 접혀 있는 구조를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 가스 배출부(500)는 제1 층(510) 및 제2 층(550)을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 가스 배출부(500)는 제1 층(510) 및 제2 층(550)이 적층되어 있는 필름으로 이루어질 수 있다.
여기서, 제1 층(510)은 융착에 의해 접착이 가능한 접착층일 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 층(510)은 폴리올레핀 계열의 소재, 에폭시, 및 폴리염화비닐(PVC) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 폴리올레핀 계열의 소재는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등일 수 있다.
또한, 제2 층(550)은 융착에 의해 접착이 불가능한 비접착층일 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 층(550)은 불소 계열의 소재를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 불소 계열의 소재는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리메틸펜텐(TPX) 등일 수 있다.
이에 따라, 도 2 및 4와 같이, 가스 배출부(500)는 제1 층(510)이 가스 배출부(500)의 외면이 되도록 접혀 있는 구조를 가져, 제1 층(510)은 실링부(250)와 함께 융착되어 서로 접착되어 있을 수 있다. 이와 달리, 제2 층(550)은 가스 배출부(500)의 내면이 되도록 접혀 있되, 서로 대면하는 제2 층(550)이 서로 융착되지 않아, 가스 배출부(500)의 내부는 가스 배출 통로가 될 수 있다.
상기 제2층(550)은 상기 제1층(510)과 제2층(550) 사이에 접착소재를 구비하거나 제1층(510)과 함께 압출될 수 있다. 상기 접착소재는 아크릴 계열을 포함할 수 있다.
전지 내부에서 가스가 발생하여 전지 내부의 압력이 증가하면서, 서로 대면하고 있는 제2층(550) 간의 계면으로 가스가 유입되어 제2층(550) 간에 공간이 형성될 수 있다. 이렇게 유입된 가스로 인해 가스 배출부(500) 내부의 공간과 전지 외부와의 압력 차이가 발생할 수 있어, 이러한 압력 차이가 가스의 추진력(driving force)으로 작용하여 가스 배출부(500) 내부의 가스가 외부로 배출될 수 있다.
본 명세서에서, 가스 투과도는 ASTM F2476-20으로 측정할 수 있다.
상기 제2층(550)의 가스 투과도는 60℃에서 1.6 e5 내지 1.6 e7 barrer일 수 있다. 예컨대, 이산화탄소 투과도가 전술한 범위를 만족할 수 있다. 또한, 제2층(550)의 두께 200 ㎛ 기준으로 가스 투과도가 60℃에서 전술한 범위를 만족할 수 있다. 상기 제2층(550)의 가스 투과도가 전술한 범위를 만족하는 경우, 전지셀 내부에서 발생하는 가스가 배출되기 더욱 효과적일 수 있다.
도 4를 참조하면, 도 4(a)는 제1 층(510) 및 제2 층(550)이 적층되어 있는 필름의 상면을 기준으로, 가스 배출부(500)가 접히는 경계선을 표시한 도면이다. 도 4(b)는 가스 배출부(500)가 도 4(a)의 경계선을 따라 접혀 있는 구조를 나타내는 도면이다. 다만, 도 4에서는 제1 층(510)을 중심으로 도시되어 있으나, 도 4(a)의 하면에 위치하는 제2 층(550)이 생략되어 있으며, 도 4(b)의 가스 배출부(500) 내면에 위치하는 제2 층(550)이 생략되어 있다.
도 2 및 도 4(a)를 참조하면, 가스 배출부(500)는 제1 경계선(A-A')을 기준으로 접힌 구조를 가질 수 있다. 제1 경계선(A-A')은 가스 배출부(500)의 폭 방향을 따라 연장되어 있을 수 있다. 본 명세서에서, 상기 가스 배출부(500)의 폭 방향은 실링부(250)의 길이 방향을 지칭한다. 보다 구체적으로, 도 4(a)와 같이, 제1 경계선(A-A')은 수평 방향을 기준으로 제1 층(510) 및 제2 층(550)이 적층되어 있는 필름의 중심선일 수 있다.
이에 따라, 가스 배출부(500)는 제1 경계선(A-A')을 기준으로 접혀 있어, 제1 층(510)이 가스 배출부(500)의 상하면을 형성할 수 있다. 즉, 가스 배출부(500)의 상하면에 위치한 제1 층(510)으로 인해 가스 배출부(500)와 실링부(250) 사이의 실링 정도가 향상될 수 있다.
또한, 도 4를 참조하면, 가스 배출부(500)는 제1 경계선(A-A')을 기준으로 양단에 위치한 제1 단부(500a) 및 제2 단부(500b)가 각각 제2 경계선(B1-B1', B2-B2')을 기준으로 가스 배출부(500)의 내측을 향해 접혀 있을 수 있다. 보다 구체적으로, 도 4(a)와 같이, 제2 경계선(B1-B1', B2-B2')은 제1 경계선(A-A')을 교차하는 대각 방향일 수 있다.
또한, 가스 배출부(500)에서 제1 단부(500a) 및 제2 단부(500b)는 실링부(250) 내에 위치할 수 있다. 일 예로, 도 2와 같이, 가스 배출부(500)에서, 제1 단부(500a) 및 제2 단부(500b)는 실링부(250)의 내측에 인접하게 위치할 수 있다. 상기 실링부(250)의 내측은 실링부(250)의 단부 중 전극 조립체에 가까운 단부를 지칭한다.
또한, 가스 배출부(500)는 제2 경계선(B1-B1', B2-B2')의 각도를 조절하여, 제1 단부(500a) 및 제2 단부(500b)의 위치를 조절할 수 있다. 예컨대, 제2 경계선(B1-B1', B2-B2')의 각도가 45° 미만일 수 있다. 상기 제2 경계선(B1-B1', B2-B2')의 각도가 전술한 범위를 만족하는 경우, 가스 이동 통로를 확보하기 보다 용이할 수 있다.
또한, 가스 배출부(500)는 실링부(250)에 삽입되는 위치에 따라, 제1 단부(500a) 및 제2 단부(500b)의 위치를 조절할 수 있다. 도 2를 참조하면, 상기 제2 경계선에 의해 접힌 상기 가스 배출부의 외측 단부인 제4 단부(500d)가 실링부(250) 상에 위치할 수 있다. 즉, 제4 단부(500d)가 실링부(250)의 외측과 내측 사이에 위치할 수 있다. 여기서, 실링부(250)의 외측은 실링부(250)의 단부 중 전지 외부 방향의 단부를 지칭한다. 제4 단부(500d)가 실링부(250) 상에 위치하는 경우, 가스 배출부(500)를 실링부(250) 상에 고정시키기 더욱 용이할 수 있다.
이에 따라, 가스 배출부(500)는 제2 경계선(B1-B1', B2-B2')을 기준으로 접혀 있어, 제1 층(510)이 가스 배출부(500)의 측면을 형성할 수 있다. 즉, 가스 배출부(500)의 양측면에 위치한 제1 층으로 인해 가스 배출부(500)와 실링부(250) 사이의 실링 정도가 더욱 향상될 수 있다.
이와 더불어, 제2 층(550)이 외부에 노출되지 않게 할 수 있어, 전지 셀(100) 외부의 수분이 내부로 침투되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 본 발명의 가스 배출부(500)는 소정의 경계선으로 접혀 있는 구조를 가지는 점에서, 상대적으로 제조 공정 또한 용이할 수 있다.
상기 제1층(510)의 수분 침투량이 25℃, 50 %RH에서 10년간 0.02 내지 0.2 g, 또는 0.02 내지 0.04 g, 또는 0.06 g 또는 0.15 g일 수 있다. 상기 제1층(510)의 수분 침투량이 전술한 범위를 만족하는 경우, 상기 가스 배출부(500)로부터 유입되는 수분의 침투를 방지하기 더욱 효과적일 수 있다.
본 명세서에서, 수분 침투량은 ASTM F 1249 방식을 채택하여 측정할 수 있다. 이 때, MCOON사에서 공식인증된 장비를 사용하여 측정할 수 있다.
다만, 본 발명의 가스 배출부(500)가 도 4와 같이 접히는 구조 이외에도 제2 층(550)이 외부로 노출되지 않을 수 있는 방식으로 접히는 구조라면 본 실시예에 포함될 수 있다.
도 5는 도 2의 a-a' 축을 따라 자른 단면 중 일부를 나타내는 도면이다. 도 6은 도 2의 b-b' 축을 따라 자른 단면 중 일부를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에서, 가스 배출부(500)는 전지 케이스(200) 내부를 향해 개방되어 있고, 제1 층(510)은 가스 배출부(500)의 외면이 되어, 제1 층(510)과 실링부(250)가 서로 접할 수 있다. 또한, 제2 층(550)은 가스 배출부(500)의 내면이 되되, 제2 층(550) 사이에 가스 배출 통로(570)가 형성될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서, 가스 배출부(500)는 제2 층(550) 사이에 형성된 가스 배출 통로(570)에 전지 셀(100) 내부의 가스가 유입될 수 있고, 가스 배출 통로(570)에 유입된 가스는 외부와의 압력 차이에 따라 외부를 향해 배출될 수 있다.
가스 배출부(500)의 중심부에 형성된 제3 단부(500c)는 실링부(250)의 외측에 돌출되어 있을 수 있다. 또한, 본 실시예에서, 제3 단부(500c)의 위치에 따라 가스 배출 통로(570)에 유입된 가스의 배출 정도를 조절할 수 있다. 일 예로, 제3 단부(500c)가 실링부(250)의 외측에 인접하게 위치하는 경우, 가스 배출 통로(570)에 유입된 가스가 외부로 배출될 수 있는 면적이 상대적으로 작아져, 가스 배출 통로(570)에 유입된 가스의 배출 정도가 줄어들 수 있다. 다른 일 예로, 제3 단부(500c)가 실링부(250)의 외측에 이격되어 위치하는 경우, 가스 배출 통로(570)에 유입된 가스가 외부로 배출될 수 있는 면적이 상대적으로 커져, 가스 배출 통로(570)에 유입된 가스의 배출 정도가 늘어날 수 있다.
가스 배출 통로(570)에 유입된 가스가 외부로 배출될 수 있는 면적에 따라 가스 배출부(500)의 두께가 달라질 수 있다. 가스 배출부(500)의 두께는 가스 투과 효율과 실링 특성을 동시에 고려하여 결정될 수 있다. 예컨대, 가스 배출 통로(570)에 유입된 가스가 외부로 배출될 수 있는 면적이 작은 경우, 가스 배출부(500)가 실링부(250)와 융착될 수 있을 정도의 두께를 가지면서 가스 배출부(500)의 두께가 얇은 것이 가스 배출에 있어 더욱 유리할 수 있다.
본 발명의 일 실시양태에서, 제1층(510)의 두께는 10 내지 50 ㎛일 수 있다. 상기 제1층(510)의 두께가 전술한 범위를 만족하는 경우, 실링부(250)와 융착되기 용이하면서 전지셀 내부에서 발생하는 가스를 배출하기 더욱 용이할 수 있다.
본 발명의 일 실시양태에서, 제2층(550)의 두께는 100 내지 300 ㎛일 수 있다. 상기 제2층(550)의 두께가 전술한 범위를 만족하는 경우, 전지셀 내부에서 발생하는 가스를 배출하기 더욱 용이할 수 있다.
도 2 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에서, 가스 배출부(500)는 도 6과 같이 제1 단부(500a) 및 제2 단부(500b)가 가스 배출부(500)의 내측을 향해 접혀 있을 수 있다. 다만, 도 6에서는 가스 배출부(500)의 구조를 과장하여 표현하였으나, 가스 배출부(500)는 상하부가 융착되어, 가스 배출부(500)의 외면에 위치한 제1 층(510)이 서로 접하여 있거나, 제1 층(510) 사이에 실링부(250) 중 일부가 유입되어 있을 수 있다.
이에 따라, 가스 배출부(500)의 양측면은 제1 층(510)을 외면으로 하여, 실링부(250)와 가스 배출부(500) 사이의 실링 정도를 향상시킬 수 있다. 이와 더불어, 제2 층(550)이 외부에 노출되지 않게 할 수 있어, 전지 셀(100) 외부의 수분이 내부로 침투되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 가스 배출부(500)의 내면에 형성된 제2 층(550)의 면적도 상대적으로 커질 수 있어, 가스 배출 통로(570)에 유입된 가스의 배출량 또한 증가될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 가스 배출부의 구성을 나타내는 도면이다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 가스 배출부(600)는 제1 층(610), 제2 층(650), 및 수분 흡수층(690)을 포함할 수 있다. 여기서, 수분 흡수층(690)은 제1 층(610)과 제2 층(650) 사이에 위치할 수 있다. 보다 구체적으로, 가스 배출부(600)는 제1 층(610), 수분 흡수층(690), 및 제2 층(650)이 적층되어 있는 필름으로 이루어질 수 있다.
여기서, 제1 층(610) 및 제2 층(650)은 앞서 도 1 내지 도 6에서 설명된 내용과 동일하게 설명될 수 있는 바, 이하에서는 수분 흡수층(690)에 대해서만 상세히 설명한다.
수분 흡수층(690)은 수분 흡착 기능을 가지는 층일 수 있다. 보다 구체적으로, 수분 흡수층(690)은 게터(getter) 소재를 포함할 수 있다. 여기서, 게터(Getter) 소재란 화학적으로 활성화된 금속막에 의하여 기체가 흡착되는 작용을 이용하여 진공배기를 할 수 있는 소재를 의미할 수 있다. 일 예로, 상기 게터 소재는 산화칼슘(CaO), 염화리튬(LiCl), 실리카(SiO2), 산화 바륨(BaO), 바륨(Ba), 및 칼슘(Ca) 중 적어도 하나일 수 있다. 다른 일 예로, 상기 게터 소재는 금속유기골격체(MOF, Metal Organic Framework)의 구조를 가질 수 있다. 다만, 상기 게터 소재는 이에 한정되는 것은 아니며, 일반적으로 게터 소재로 분류되는 모든 종류의 소재가 포함할 수 있다.
이에 따라, 도 4 및 7과 같이, 수분 흡수층(690)이 제1 층(610)과 제2 층(650) 사이에 위치하여, 가스 배출부(500)는 전지 셀(100) 외부에서 전지 셀(100) 내부로 유입되는 수분의 수분 침투도를 보다 최소화할 수 있으면서도, 가스 투과도가 높은 점으로 인해 전지 셀(100) 내부에서 발생된 가스가 외부로 보다 용이하게 배출될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 모듈은 상기에서 설명한 전지 셀을 포함한다. 한편, 본 실시예에 따른 전지 모듈은 하나 또는 그 이상이 팩 케이스 내에 패키징되어 전지 팩을 형성할 수도 있다.
앞에서 설명한 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩은 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 전지팩을 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리 범위에 속한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (15)

  1. 전극 조립체가 수납부에 장착되되, 외주변이 밀봉된 구조의 실링부를 포함하는 전지 케이스; 및
    상기 실링부에 삽입되되, 상기 실링부와 함께 융착되는 가스 배출부를 포함하고,
    상기 가스 배출부는 제1 층 및 제2 층을 포함하되, 제1 경계선을 기준으로 접힌 구조를 가지고,
    상기 가스 배출부는 상기 전지 케이스 내부를 향해 개방되어 있고,
    상기 제1 층은 상기 가스 배출부의 외면이 되어, 상기 제1 층과 상기 실링부가 서로 접하는 전지 셀.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 경계선은 상기 가스 배출부의 폭 방향을 따라 연장되어 있는 전지 셀.
  3. 제2항에서,
    상기 가스 배출부에서, 상기 제1 경계선을 기준으로 양단에 위치한 제1 단부 및 제2 단부가 각각 제2 경계선을 기준으로 상기 가스 배출부의 내측을 향해 접혀 있는 전지 셀.
  4. 제3항에서,
    상기 제2 경계선은 상기 제1 경계선을 교차하는 대각 방향인 전지 셀.
  5. 제3항에서,
    상기 제1 단부 및 상기 제2 단부는 상기 실링부의 내측과 인접하게 위치한 전지 셀.
  6. 제1항에서,
    상기 가스 배출부의 중심부에 형성된 제3 단부는 상기 실링부의 외측에 돌출되어 있는 전지 셀.
  7. 제4항에서,
    상기 제2 경계선에 의해 접힌 상기 가스 배출부의 외측 단부인 제4 단부는 상기 실링부 상에 위치하는 전지 셀.
  8. 제1항에서,
    상기 전극 조립체에 포함된 전극 탭과 전기적으로 연결되되, 상기 실링부를 경유하여 상기 전지 케이스의 외측 방향으로 돌출되어 있는 전극 리드; 및
    상기 전극 리드의 상부 및 하부 중 적어도 하나에서, 상기 실링부에 대응되는 부분에 위치하는 리드 필름을 포함하고,
    상기 실링부 중 상기 전극 리드가 위치하는 않는 모서리에 상기 가스 배출부가 위치하는 전지 셀.
  9. 제1항에서,
    상기 제1 층은 폴리올레핀 계열의 소재, 에폭시, 및 폴리염화비닐(PVC) 중 적어도 하나를 포함하는 전지 셀.
  10. 제1항에서,
    상기 제2 층은 불소 계열의 소재를 포함하는 전지 셀.
  11. 제1항에서,
    상기 가스 배출부는 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이에 위치하는 수분 흡수층을 더 포함하는 전지 셀.
  12. 제11항에서,
    상기 수분 흡수층은 게터(getter) 소재를 포함하는 전지 셀.
  13. 제12항에서,
    상기 게터 소재는 산화칼슘(CaO), 염화리튬(LiCl), 실리카(SiO2), 산화 바륨(BaO), 바륨(Ba), 및 칼슘(Ca) 중 적어도 하나를 포함하는 전지 셀.
  14. 제12항에서,
    상기 게터 소재는 금속유기골격체(MOF, Metal Organic Framework)의 구조를 가지는 전지 셀.
  15. 제1항에 따른 전지 셀을 포함하는 전지 모듈.
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