KR102448131B1 - Pouch-Type Secondary Battery Comprising Laminate Sheet Having Partially Enhanced Thickness - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속층 및 수지층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 파우치형 이차전지로서,
전극 탭이 일 방향 또는 양 방향으로 돌출된 양극 및 음극이 분리막을 사이에 개재한 상태로 적층된 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 수납되고,
상기 전극 탭은 상기 전지케이스 외부로 연장되는 전극 리드와 결합되어 있으며,
상기 전극 탭 및 전극 리드 결합부가 상기 전극조립체와 상기 전지케이스 사이에 위치하도록 상기 전극 탭 및 전극 리드 결합부는 절곡되어 있고,
상기 전극 탭 및 전극 리드 결합부와 인접하는 전지케이스의 일부에는, 상대적으로 전지케이스의 다른 부분보다 두껍게 형성된 강성부를 포함하는 파우치형 이차전지에 대한 것입니다.The present invention is a pouch-type secondary battery made of a laminate sheet including a metal layer and a resin layer,
An electrode assembly stacked with a positive electrode and a negative electrode having an electrode tab protruding in one or both directions with a separator interposed therebetween is accommodated in a battery case together with an electrolyte,
The electrode tab is coupled to an electrode lead extending to the outside of the battery case,
The electrode tab and the electrode lead coupling part are bent so that the electrode tab and the electrode lead coupling part are positioned between the electrode assembly and the battery case,
A portion of the battery case adjacent to the electrode tab and the electrode lead coupling part relates to a pouch-type secondary battery including a rigid part formed relatively thicker than other parts of the battery case.
Description
본 발명은 전극조립체 및 전지케이스 사이에 전극 탭 및 전극 리드 결합부가 절곡된 상태로 위치하는 파우치형 이차전지에 대한 것으로서, 상기 전극 탭 및 전극 리드 결합부와 인접하는 부분의 전지케이스가 상대적으로 두꺼운 두께로 이루어진 구조로 이루어지는 바, 탈기 과정에서 전지케이스가 변형되는 것을 방지할 수 있는 파우치형 이차전지에 대한 것이다.The present invention relates to a pouch-type secondary battery in which an electrode tab and an electrode lead coupling part are positioned in a bent state between an electrode assembly and a battery case, wherein the battery case adjacent to the electrode tab and the electrode lead coupling part is relatively thick. It relates to a pouch-type secondary battery that can prevent the battery case from being deformed during the degassing process as it has a structure made of a thickness.
와이어리스 모바일(wireless mobile)기기의 사용이 증가함에 따라 충방전이 가능한 이차전지가 에너지원으로서 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 가솔린 차량, 디젤 차량 등 화석연료를 사용하는 기존 내연 기관 자동차의 대기오염 및 온실가스 문제를 해결하기 위한 대체방안으로도 이차전지는 주목받고 있다.As the use of wireless mobile devices increases, rechargeable batteries capable of charging and discharging are widely used as energy sources. In addition, secondary batteries are attracting attention as an alternative method to solve the air pollution and greenhouse gas problems of existing internal combustion engine vehicles using fossil fuels, such as gasoline vehicles and diesel vehicles.
이차전지가 적용되는 디바이스들이 다양화됨에 따라, 적용되는 디바이스에 알맞은 출력과 용량을 제공할 수 있도록 리튬 이차전지는 다양화되고 있으며, 더불어, 소형 경박화가 강력히 요구되고 있다.As devices to which secondary batteries are applied are diversified, lithium secondary batteries are being diversified so as to provide an output and capacity suitable for the devices to which they are applied, and in addition, miniaturization and thinning are strongly required.
이차전지는 형상에 따라 원통형 전지셀, 각형 전지셀, 파우치형 전지셀 등으로 구분할 수 있다. 그 중에서도 높은 집적도로 적층될 수 있고 중량당 에너지 밀도가 높으며 저렴하고 변형이 용이한 파우치형 전지셀이 많은 관심을 모으고 있다.The secondary battery can be classified into a cylindrical battery cell, a prismatic battery cell, a pouch-type battery cell, etc. according to the shape. Among them, pouch-type battery cells that can be stacked with a high degree of integration, have a high energy density per weight, are inexpensive, and are easy to deform, are attracting a lot of attention.
상기 파우치형 전지셀은 전지케이스가 라미네이트 시트로 이루어진 전지셀을 의미하며, 상기 전지케이스 내부에 전극조립체와 전해액이 내장되는 구조이다.The pouch-type battery cell means a battery cell in which a battery case is made of a laminate sheet, and has a structure in which an electrode assembly and an electrolyte are embedded in the battery case.
일반적으로 파우치형 전지셀은 전해액 주입 후 최초 충방전 및 활성화 과정 등을 거치면서 전지셀 내부에서 발생하는 가스 배출을 위한 탈기 과정이 수회 이루어지는데, 상기 탈기 과정은 전지셀의 내압과 외압의 차이를 이용하기 때문에 케이스의 변형을 동반하게 된다.In general, a pouch-type battery cell undergoes an initial charging/discharging and activation process after electrolyte injection, and a deaeration process for discharging gas generated inside the battery cell is performed several times. Because it is used, it is accompanied by deformation of the case.
도 1은 일반적인 파우치형 전지셀의 일부분에 대한 수직 단면도를 모식적으로 도시하고 있다.1 schematically shows a vertical cross-sectional view of a portion of a typical pouch-type battery cell.
도 1을 참조하면, 전지케이스는 상부케이스(11a) 및 하부케이스(11b)로 구성되고, 하부케이스(11b)의 수납부(15)에 수용된 전극조립체(도시하지 않음)의 일측 끝단에서 연장된 전극 탭(13)은 전극 리드(14)와 연결되어 있다.1, the battery case is composed of an upper case (11a) and a lower case (11b), extending from one end of the electrode assembly (not shown) accommodated in the
전극 탭(13)과 연결된 전극 리드(14)의 타측 끝단은 전지케이스 외부로 연장되어 있으며, 전극 리드(14)와 전지케이스 사이에는 밀봉력을 향상시키기 위하여 리드 필름(12)이 개재된 상태로 열융착되어 있다.The other end of the
전극 탭(13) 및 전극 리드(14)의 결합부위는 V자 형상으로 이루어지는 바 상기 결합부위를 V-포밍(V-forming) 부위라고 하는데, 탈기 과정 진행시 상부케이스의 V-포밍 상부(17) 및 하부케이스의 전극 리드가 인출되는 방향의 전극조립체 수납부(15)가 전지케이스 내측으로 수축되어 오목한 곡면(18)을 형성하게 된다.The bonding portion of the
상기 부위들은 전지케이스 내에서 전지케이스와 전극조립체 사이에 존재하는 잉여 공간이기 때문에, 다른 부분의 전지케이스 보다 내측으로 수축되면서 변형이 일어날 위험이 높은 부분이다.Since the above portions are surplus spaces that exist between the battery case and the electrode assembly in the battery case, they are portions with a high risk of deformation while contracting inward than other portions of the battery case.
따라서, 파우치형 전지셀의 탈기 과정 진행시 전지케이스의 형상 변형을 방지하기 위하여 많은 연구가 수행되고 있다.Therefore, many studies are being conducted to prevent shape deformation of the battery case during the degassing process of the pouch-type battery cell.
예를 들어, 특허문헌 1에서는 상부케이스 보다 하부케이스의 두께가 더 큰 형태의 전지케이스를 개시하고, 특허문헌 2에서는 상부케이스의 금속층 두께는 하부케이스의 금속층 두께보다 작은 전지케이스를 개시하고 있는 바, 상부케이스가 변형되는 문제를 해결하지 못하고 있다.For example, Patent Document 1 discloses a battery case in which the thickness of the lower case is greater than that of the upper case, and Patent Document 2 discloses a battery case in which the thickness of the metal layer of the upper case is smaller than the thickness of the metal layer of the lower case. , it does not solve the problem that the upper case is deformed.
한편, 특허문헌 3 및 특허문헌 4는 상부케이스의 두께가 하부케이스의 두께보다 더 두꺼운 형태의 전지케이스를 개시하고 있는 바, 하부케이스가 변형되는 문제를 해결하지 못하고 있다.Meanwhile, Patent Document 3 and Patent Document 4 disclose a battery case in which the thickness of the upper case is thicker than the thickness of the lower case, and thus, the problem of deformation of the lower case cannot be solved.
따라서, 파우치형 전지셀의 치수 안전성을 향상시키기 위하여 상부케이스 및 하부케이스에서 변형이 쉽게 일어나는 부분의 변형을 방지하기 위한 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, in order to improve the dimensional stability of the pouch-type battery cell, there is a high need for a technology for preventing deformation of the easily deformable portion in the upper case and the lower case.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하기 위하여, 전극 탭 및 전극 리드 결합부가 절곡되는 파우치형 이차전지에서 상기 전극 탭 및 전극 리드 결합부와 대면하는 전지케이스 수납부의 일측면이 수납부의 다른 부분보다 상대적으로 두꺼운 강성부를 포함하는 구조로 이루어지는 경우, 이차전지의 제조 과정에서 전지케이스의 형상이 변형되는 것을 방지할 수 있다.In order to solve the problems of the prior art and the technical problems that have been requested from the past, the present invention provides the number of battery cases facing the electrode tab and the electrode lead coupling part in a pouch-type secondary battery in which the electrode tab and the electrode lead coupling part are bent. When one side of the payment has a structure including a rigid portion relatively thicker than the other portion of the receiving portion, it is possible to prevent the shape of the battery case from being deformed during the manufacturing process of the secondary battery.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving this object,
금속층 및 수지층을 포함하는 라미네이트 시트를 전지케이스로 하는 파우치형 이차전지로서,A pouch-type secondary battery in which a laminate sheet including a metal layer and a resin layer is used as a battery case,
전극 탭이 일 방향 또는 양 방향으로 돌출된 양극 및 음극이 분리막을 사이에 개재한 상태로 적층된 전극조립체가 전해액과 함께 상기 전지케이스에 수납되고,An electrode assembly stacked with a positive electrode and a negative electrode having an electrode tab protruding in one or both directions with a separator interposed therebetween is accommodated in the battery case together with the electrolyte,
상기 전극 탭은 상기 전지케이스 외부로 연장되는 전극 리드와 결합되어 있으며,The electrode tab is coupled to an electrode lead extending to the outside of the battery case,
상기 전극 탭 및 전극 리드 결합부가 상기 전극조립체와 상기 전지케이스 사이에 위치하도록 상기 전극 탭 및 전극 리드 결합부는 절곡되어 있고,The electrode tab and the electrode lead coupling part are bent so that the electrode tab and the electrode lead coupling part are positioned between the electrode assembly and the battery case,
상기 전극 탭 및 전극 리드 결합부와 인접하는 전지케이스의 일부에는, 상대적으로 전지케이스의 다른 부분보다 두껍게 형성된 강성부를 포함하는 구조일 수 있다.A portion of the battery case adjacent to the electrode tab and the electrode lead coupling portion may have a structure including a rigid portion formed relatively thicker than other portions of the battery case.
일반적으로 파우치형 이차전지의 외장재는 수지층과 금속층으로 구성된 라미네이트 시트로서, 강도가 비교적 약한 고분자 수지가 주된 재료인 바, 이러한 파우치형 외장재를 포함하는 파우치형 이차전지는 외부 충격 등에 대한 안전성이 낮은 것이 단점으로 지적되고 있다.In general, the packaging material of a pouch-type secondary battery is a laminate sheet composed of a resin layer and a metal layer, and a polymer resin with relatively weak strength is the main material. This is pointed out as a drawback.
또한, 최근 다기능성 디바이스의 등장에 따라 고용량의 이차전지를 제조하기 위하여, 단위 부피당 전지의 용량을 증가시키기 위하여 파우치형 외장재의 두께가 더욱 얇아지면서 내구성을 확보하기 어렵고, 이에 따라 파우치에 수용되는 전극 조립체 등의 안전성을 확보하기 어려운 문제가 있다.In addition, in order to manufacture a high-capacity secondary battery according to the recent appearance of a multifunctional device, the thickness of the pouch-type exterior material becomes thinner in order to increase the capacity of the battery per unit volume, and it is difficult to secure durability, and thus the electrode accommodated in the pouch There is a problem in that it is difficult to secure the safety of the assembly or the like.
또한, 이와 같이 두께가 얇은 외장재를 사용하는 경우, 파우치형 이차전지의 제조 과정에서 전지셀 내부에서 발생된 가스를 배출할 때 전지케이스의 형상이 쉽게 변형되는 문제가 있다.In addition, when such a thin outer material is used, there is a problem in that the shape of the battery case is easily deformed when the gas generated inside the battery cell is discharged during the manufacturing process of the pouch-type secondary battery.
특히, 전극 탭 및 전극 리드 결합부와 인접한 전지케이스 부분은 전지케이스와 전극조립체가 밀착되도록 위치하는 부분과 달리 내부의 잉여 공간으로 남아 있게 되는 바, 전지케이스의 수축되는 정도가 더욱 심화된다.In particular, the portion of the battery case adjacent to the electrode tab and the electrode lead coupling portion remains as an internal surplus space unlike the portion positioned so that the battery case and the electrode assembly are in close contact with each other, thereby further intensifying the degree of contraction of the battery case.
따라서, 본 발명과 같이, 전극 탭 및 전극 리드 결합부와 대면하는 전지케이스 수납부의 일측면이 상기 수납부의 다른 부분보다 상대적으로 두꺼운 구조로 이루어지는 경우, 전지케이스가 전지셀 내측으로 오목하게 변형되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, as in the present invention, when one side of the battery case housing part facing the electrode tab and the electrode lead coupling part has a structure relatively thicker than the other part of the housing part, the battery case is concavely deformed inside the battery cell. can be prevented from becoming
하나의 구체적인 예에서, 상기 파우치형 이차전지는 전극 탭 및 전극 리드 결합부와 대면하는 전극 리드 돌출 방향의 수납부의 형태 변형이 용이하게 일어나는 것을 고려할 때, 상기 강성부는 상기 전극 리드가 인출되는 전지케이스 수납부 일측면에 형성된 제 1 강성부를 포함하는 구조일 수 있다.In one specific example, when considering that the shape deformation of the receiving part in the electrode lead protruding direction facing the electrode tab and the electrode lead coupling part occurs easily in the pouch-type secondary battery, the rigid part is a battery from which the electrode lead is drawn out. It may have a structure including a first rigid part formed on one side of the case accommodating part.
또는, 상기 강성부는 상기 전극 리드가 인출되는 전지케이스 수납부 일측면에 형성된 제 1 강성부 뿐만 아니라, 상기 전극 탭 및 전극 리드 결합부의 상부 절곡부와 인접하는 부분에 형성된 제 2 강성부를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.Alternatively, the rigid portion includes not only the first rigid portion formed on one side of the battery case receiving portion from which the electrode lead is drawn out, but also the second rigid portion formed in a portion adjacent to the upper bent portion of the electrode tab and the electrode lead coupling portion. can be done
상기 전극조립체는 전극 탭 및 전극 리드 결합부가 V-포밍되는 경우에 발생하는 문제를 방지하기 위한 점을 고려할 때, 예를 들어, 스택형 전극조립체, 스택/폴딩형 전극조립체 및 라미네이션/스택형 전극조립체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상으로 이루어질 수 있다.Considering that the electrode assembly prevents a problem that occurs when the electrode tab and the electrode lead coupling part are V-formed, for example, a stacked electrode assembly, a stacked/folded electrode assembly, and a lamination/stacked electrode It may be made of one or more selected from the group consisting of assemblies.
상기 전지케이스의 변형이 가장 크게 일어나는 부분에 강성을 부여하여 전지케이스가 변형되는 것을 방지하기 위한 목적을 고려할 때, 상기 강성부의 두께는 다른 부분보다 50% 이상 두꺼운 구조로 이루어지는 것이 바람직하며, 예를 들어, 상기 강성부의 두께는 0.15㎜ 이상으로 이루어질 수 있다.When considering the purpose of preventing the battery case from being deformed by giving rigidity to the portion where the deformation of the battery case occurs the most, it is preferable that the thickness of the rigid portion is made of a structure that is 50% or more thicker than other portions, for example For example, the rigid portion may have a thickness of 0.15 mm or more.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 강성부의 두께와 상기 제 2 강성부의 두께는 서로 동일한 구조로 이루어질 수 있으며, 또는, 상기 제 1 강성부가 제 2 강성부보다 변형이 더 크게 일어날 수 있는 점을 고려할 때, 상기 제 1 강성부의 두께는 0.15 ㎜ 보다 크고, 상기 제 2 강성부의 두께는 0.1 ㎜ 이상 0.15 ㎜ 이하일 수 있다.In one specific example, the thickness of the first rigid part and the thickness of the second rigid part may have the same structure, or when considering that the first rigid part may be more deformed than the second rigid part , the thickness of the first rigid part may be greater than 0.15 mm, and the thickness of the second rigid part may be 0.1 mm or more and 0.15 mm or less.
한편, 파우치형 전지셀의 전지케이스의 두께가 얇아지는 추세와 전지케이스의 내구성이 보장될 필요가 있는 점을 고려할 때, 상기 강성부를 포함하는 파우치형 이차전지의 경우, 상기 강성부를 제외한 전지케이스의 두께는 0.1 ㎜ 보다 작은 범위로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 0.05 ㎜ 이상 0.1 ㎜ 미만의 범위로 이루어질 수 있다.On the other hand, in consideration of the trend of decreasing the thickness of the battery case of the pouch-type battery cell and the need to ensure the durability of the battery case, in the case of a pouch-type secondary battery including the rigid part, the battery case excluding the rigid part The thickness may be made in a range smaller than 0.1 mm, preferably in a range of 0.05 mm or more and less than 0.1 mm.
상기 제 1 강성부 및 제 2 강성부를 포함하는 파우치형 이차전지의 경우, 상기 제 1 강성부 및 제 2 강성부를 제외한 전지케이스의 두께는 0.1 ㎜ 보다 작은 범위로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 0.05 ㎜ 이상 0.1 ㎜ 미만의 범위로 이루어질 수 있다.In the case of a pouch-type secondary battery including the first rigid part and the second rigid part, the thickness of the battery case excluding the first rigid part and the second rigid part may be in a range smaller than 0.1 mm, and preferably 0.05 mm or more 0.1 It can be made in the range of less than mm.
일반적으로 금속층 및 수지층을 포함하는 라미네이트 시트를 전지 외장재로 사용하는 경우, 상기 금속층이 외장재의 강성을 좌우하는 요소인 점을 고려할 때, 상기 제 1 강성부 및 제 2 강성부의 금속층의 두께는 전지케이스의 다른 부분의 금속층의 두께를 기준으로 150% 이상일 수 있고, 바람직하게는 200% 내지 250%의 범위로 이루어질 수 있다.In general, when a laminate sheet including a metal layer and a resin layer is used as a battery casing material, considering that the metal layer is a factor influencing the rigidity of the casing material, the thickness of the metal layer of the first rigid part and the second rigid part is the battery case It may be 150% or more based on the thickness of the metal layer of the other part, and may preferably be made in the range of 200% to 250%.
하나의 구체적인 예에서, 상기 파우치형 이차전지는 라미네이트 시트 자체의 두께가 두껍게 형성되는 강성부를 포함하는 구조일 수 있으나, 이와 별도로, 라미네이트 시트에 별도의 부재가 추가되는 구성으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 강도 향상 필름이 상기 강성부에 부가되는 구조일 수 있는 바, 이와 같은 경우, 종래에 사용되던 일반적인 파우치형 전지케이스를 그대로 사용 가능하기 때문에 적용 범위가 넓어지는 장점이 있다.In one specific example, the pouch-type secondary battery may have a structure including a rigid portion in which the thickness of the laminate sheet itself is thick, but separately, may be configured in which a separate member is added to the laminate sheet. For example, the strength-enhancing film may have a structure added to the rigid portion, and in this case, a conventional pouch-type battery case can be used as it is, so there is an advantage in that the application range is widened.
다른 하나의 구체적인 예에서, 상기 강성부의 금속층은 SUS 소재로 이루어지고, 전지케이스의 다른 부분의 금속층은 알루미늄 소재로 이루어질 수 있는 바, SUS 소재는 알루미늄 소재에 비해 고강도의 금속인 점을 고려할 때, SUS 소재이면서 두께가 더 두꺼운 강성부를 구성하는 경우, 강성부의 강도가 상대적으로 더욱 증가하는 효과를 얻을 수 있다.In another specific example, the metal layer of the rigid part is made of a SUS material, and the metal layer of the other part of the battery case may be made of an aluminum material. Considering that the SUS material is a high-strength metal compared to the aluminum material, In the case of configuring the rigid portion having a thicker thickness while being made of SUS, the effect of relatively increasing the strength of the rigid portion may be obtained.
상기 예에서 강성이 높은 금속으로 일부가 대체되는 경우, 해당 부분은 다른 부분과 동일한 두께를 유지하면서 본 발명에서 필요하는 목적을 달성할 수 있다는 장점이 있다.In the above example, when a part is replaced with a metal having high rigidity, there is an advantage that the part can achieve the object required in the present invention while maintaining the same thickness as the other part.
본 발명은 또한, 상기 파우치형 이차전지를 단위전지로서 둘 이상 포함하는 전지팩 및 상기 전지팩을 전원으로서 포함하는 디바이스를 제공한다.The present invention also provides a battery pack including two or more of the pouch-type secondary battery as a unit cell, and a device including the battery pack as a power source.
구체적으로, 상기 전지팩은 고온 안전성 및 긴 사이클 특성과 높은 레이트 특성 등이 요구되는 디바이스의 전원으로 사용될 수 있으며, 이러한 디바이스의 상세한 예로는, 모바일(Mobile) 전자기기, 웨어러블 디바이스(Wearable device), 전지 기반 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart); 전력저장용 시스템 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Specifically, the battery pack can be used as a power source for devices requiring high temperature stability, long cycle characteristics, and high rate characteristics, and specific examples of such devices include mobile electronic devices, wearable devices, a power tool powered by a battery-based motor; electric vehicles, including electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), and the like; electric two-wheeled vehicles including electric bicycles (E-bikes) and electric scooters (E-scooter); electric golf carts; and a power storage system, but is not limited thereto.
이들 디바이스의 구조 및 그것의 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.Since the structure of these devices and a method of manufacturing the same are known in the art, detailed description thereof will be omitted herein.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 파우치형 이차전지는, 전극 탭 및 전극 리드 결합부와 인접하는 전지케이스 부분의 두께를 상대적으로 두꺼운 형태의 전지케이스를 사용함으로써, 이차전지의 제조 과정에서 전지케이스의 형상이 변형되는 것을 방지할 수 있다.As described above, in the pouch-type secondary battery according to the present invention, a battery case having a relatively thick thickness of the battery case portion adjacent to the electrode tab and the electrode lead coupling portion is used in the manufacturing process of the secondary battery. It is possible to prevent the shape of the case from being deformed.
또한, 상기와 같이 전지케이스의 형상 변형을 방지함으로써, 전지셀의 크기 변형에 따른 재설계 과정을 생략할 수 있으며, 수치 안전성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.In addition, by preventing the shape deformation of the battery case as described above, the redesign process according to the size deformation of the battery cell can be omitted, and the effect of improving numerical safety can be obtained.
도 1은 일반적인 파우치형 전지셀의 일부분에 대한 수직 단면도이다.
도 2는 하나의 실시예에 따른 파우치형 전지셀의 일부분에 대한 수직 단면도이다.
도 3은 다른 하나의 실시예에 따른 파우치형 전지셀의 일부분에 대한 수직 단면도이다.1 is a vertical cross-sectional view of a portion of a typical pouch-type battery cell.
2 is a vertical cross-sectional view of a portion of a pouch-type battery cell according to an embodiment.
3 is a vertical cross-sectional view of a portion of a pouch-type battery cell according to another embodiment.
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.Hereinafter, embodiments in which those skilled in the art can easily practice the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in the detailed description of the operating principle of the preferred embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
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 경우뿐만 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.In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and functions. Throughout the specification, when it is said that a part is connected to another part, it includes not only a case in which it is directly connected, but also a case in which it is indirectly connected with another element interposed therebetween. In addition, the inclusion of a certain component does not exclude other components unless otherwise stated, but means that other components may be further included.
본 발명을 도면에 따라 상세한 실시예와 같이 설명한다. The present invention will be described along with detailed embodiments according to the drawings.
도 2는 하나의 실시예에 따른 파우치형 전지셀의 일부분에 대한 수직 단면도이다.2 is a vertical cross-sectional view of a portion of a pouch-type battery cell according to an embodiment.
도 2를 참조하면, 파우치형 이차전지(100)는 전극조립체 수납부가 형성된 하부케이스(101b) 및 및 하부케이스(101b) 상에 위치하는 상부케이스(101a)로 이루어지고, 전극집전체에서 일측으로 돌출된 전극탭(103)들은 전지케이스 외부로 연장된 전극 리드(104)와 연결되어 있고, 상부케이스(101a) 및 하부케이스(101b)의 실링부 사이에는 전극 리드와 전지케이스의 밀봉력이 저하되는 것을 방지하기 위하여 리드 필름(102)이 개재된 상태로 밀봉되어 있다.Referring to FIG. 2 , the pouch-type
하부케이스(101b)에서 전극 탭(103) 및 전극 리드(104) 결합부와 인접하는 전극 리드(104)가 돌출된 방향의 전극조립체 수납부(105)의 측면(118)의 두께(D1)는 하부케이스(101b)의 다른 부분의 두께(D2)에 비해 상대적으로 두꺼운 구조로 이루어져 있다.The thickness D1 of the
도 3은 다른 하나의 실시예에다른 파우치형 전지셀의 일부분에 대한 수직 단면도이다.3 is a vertical cross-sectional view of a portion of a pouch-type battery cell according to another embodiment.
도 3을 참조하면, 파우치형 이차전지(200)는 전극조립체 수납부가 형성된 하부케이스(201b) 및 및 하부케이스(201b) 상에 위치하는 상부케이스(201a)로 이루어지고, 전극집전체에서 일측으로 돌출된 전극탭(203)들은 전지케이스 외부로 연장된 전극 리드(204)와 연결되어 있고, 상부케이스(201a) 및 하부케이스(201b)의 실링부 사이에는 전극 리드와 전지케이스의 밀봉력이 저하되는 것을 방지하기 위하여 리드 필름(202)이 개재된 상태로 밀봉되어 있다.Referring to FIG. 3 , the pouch-type
하부케이스(201b)에서 전극 탭(203) 및 전극 리드(204) 결합부와 인접하는 전극 리드(204)가 돌출된 방향의 전극조립체 수납부(205)의 측면에 형성되는 제 1 강성부(218)의 두께(D1)는 하부케이스(201b)의 다른 부분의 두께(D2)에 비해 상대적으로 두꺼운 구조로 이루어져 있다.A first
상부케이스(201a)에서 전극 탭(203) 및 전극 리드(204) 결합부의 상부와 인접하는 제 2 강성부(217)의 두께(D3)는 상부케이스의 다른 부분의 두께(D4)에 비해 상대적으로 두꺼운 구조로 이루어져 있다.In the upper case 201a, the thickness D3 of the second
하부케이스의 두께(D2)와 상부케이스의 두께(D4)는 동일한 두께로 이루어지고, 제 1 강성부의 두께(D1)와 제 2 강성부의 두께(D3)는 동일한 두께일 수 있고, 또는 제 1 강성부의 두께(D1)가 제 2 강성부의 두께(D3) 보다 더 두꺼운 구조로 이루어질 수 있다.The thickness D2 of the lower case and the thickness D4 of the upper case may be the same thickness, and the thickness D1 of the first rigid part and the thickness D3 of the second rigid part may be the same thickness, or the first rigid part may have the same thickness. The thickness D1 may be formed to be thicker than the thickness D3 of the second rigid portion.
상기와 같은 구성에서 D1 및 D3에 사용되는 금속이 강도가 높은 재료인 SUS 등으로 대치되는 경우 D2 및 D4와 동일한 두께를 유지할 수 도 있다.In the above configuration, when the metal used for D 1 and D 3 is replaced with a material having high strength, such as SUS, the same thickness as that of D 2 and D 4 may be maintained.
이와 같이, 하부케이스에서 전극 탭 및 전극 리드 결합부와 인접하는 전극 리드가 돌출된 방향의 전극조립체 수납부의 측면에 형성되는 제 1 강성부의 두께, 또는 상기 제 1 강성부 및 제 2 강성부의 두께를 전지케이스의 나머지 부분의 두께보다 두껍게 형성함으로써 탈기 과정에서 전지케이스의 수축시 형태가 변형되는 것을 완화할 수 있다.In this way, the thickness of the first rigid portion formed on the side of the electrode assembly accommodating portion in the direction in which the electrode lead adjacent to the electrode tab and the electrode lead coupling portion in the lower case protrudes, or the thickness of the first and second rigid portions By forming the battery case to be thicker than the thickness of the rest of the battery case, it is possible to alleviate the deformation of the shape when the battery case is contracted during the degassing process.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.
10, 100, 200 : 파우치형 이차전지
11a, 101a, 201a : 상부케이스
11b, 101b, 201b : 하부케이스
12, 102, 202 : 리드 필름
13, 103, 203 : 전극 탭
14, 104, 204 : 전극 리드
15, 105, 205 : 전극조립체 수납부
17 : 상부케이스의 V-forming 상부
18 : 하부케이스의 오목부
217 : 제 2 강성부
118, 218 : 제 1 강성부
D1 : 제 1 강성부 두께
D2 : 하부케이스 두께
D3 : 제 2 강성부 두께
D4 : 상부케이스 두께10, 100, 200: pouch type secondary battery
11a, 101a, 201a: upper case
11b, 101b, 201b: lower case
12, 102, 202: lead film
13, 103, 203: electrode tab
14, 104, 204: electrode leads
15, 105, 205: electrode assembly receiving part
17: V-forming upper part of upper case
18: concave part of the lower case
217: second rigid part
118, 218: first rigid part
D1: thickness of the first rigid part
D2 : lower case thickness
D3: thickness of the second rigid part
D4 : Upper case thickness
Claims (13)
전극 탭이 일 방향 또는 양 방향으로 돌출된 양극 및 음극이 분리막을 사이에 개재한 상태로 적층된 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 수납되고,
상기 전극 탭은 상기 전지케이스 외부로 연장되는 전극 리드와 결합되어 있으며,
상기 전극 탭 및 전극 리드 결합부가 상기 전극조립체와 상기 전지케이스 사이에 위치하도록 상기 전극 탭 및 전극 리드 결합부는 절곡되어 있고,
상기 전극 탭 및 전극 리드 결합부와 인접하는 전지케이스의 일부에는, 상대적으로 전지케이스의 다른 부분보다 두껍게 형성된 강성부를 포함하고,
상기 강성부는 전극리드가 돌출된 방향의 전극조립체 수납부 일측면에 형성된 제 1 강성부 및 상기 전극 탭 및 전극 리드 결합부의 상부 절곡부와 인접하는 부분에 형성된 제 2 강성부를 포함하는 파우치형 이차전지.As a pouch-type secondary battery made of a laminate sheet including a metal layer and a resin layer,
An electrode assembly stacked with a positive electrode and a negative electrode having an electrode tab protruding in one or both directions with a separator interposed therebetween is accommodated in a battery case together with an electrolyte,
The electrode tab is coupled to an electrode lead extending to the outside of the battery case,
The electrode tab and the electrode lead coupling part are bent so that the electrode tab and the electrode lead coupling part are positioned between the electrode assembly and the battery case,
A portion of the battery case adjacent to the electrode tab and the electrode lead coupling portion includes a rigid portion formed relatively thicker than other portions of the battery case,
The rigid portion comprises a first rigid portion formed on one side of the electrode assembly receiving portion in the direction in which the electrode lead protrudes, and a second rigid portion formed in a portion adjacent to the upper bent portion of the electrode tab and the electrode lead coupling portion.
A battery pack comprising the pouch-type secondary battery according to claim 1 .
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