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KR102055853B1 - Pouch type lithium secondary battery with improved safety - Google Patents

Pouch type lithium secondary battery with improved safety Download PDF

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KR102055853B1
KR102055853B1 KR1020150122947A KR20150122947A KR102055853B1 KR 102055853 B1 KR102055853 B1 KR 102055853B1 KR 1020150122947 A KR1020150122947 A KR 1020150122947A KR 20150122947 A KR20150122947 A KR 20150122947A KR 102055853 B1 KR102055853 B1 KR 102055853B1
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KR
South Korea
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lead
pouch
electrode
secondary battery
disconnection
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한현규
최대식
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명에서는 노치부가 형성되어 있는 전극 리드; 상기 노치부 외측에 위치하며 전극 리드의 양면에 적용된 파우치 케이스 부착용 리드 필름; 및 상기 리드 필름과 전극 탭-전극 리드의 연결부 사이에 위치하며 노치부를 중심으로 전극 리드에 적용되는 면을 달리하여 적용된 단선 유도용 리드 필름을 포함하는 파우치형 리튬이차전지가 제공된다.In the present invention, the electrode lead is formed with a notch; Lead films for attaching the pouch case is located outside the notch portion and applied to both sides of the electrode lead; And a pouch-type lithium secondary battery is provided between the lead film and the connection portion of the electrode tab-electrode lead and includes a lead film for disconnection induction applied by varying the surface applied to the electrode lead around the notch.

Description

안전성이 개선된 파우치형 리튬이차전지 {Pouch type lithium secondary battery with improved safety}Pouch type lithium secondary battery with improved safety}

본 발명은 안전성이 개선된 파우치형 리튬이차전지에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 내부가스 발생시에 리드 단선이 유도되도록 한 파우치형 리튬이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a pouch type lithium secondary battery having improved safety, and more particularly, to a pouch type lithium secondary battery in which lead disconnection is induced when an internal gas is generated.

비디오 카메라, 휴대용 전화, 휴대용 PC 등의 휴대용 전기 제품 사용이 활성화됨에 따라 그 구동 전원으로서 주로 사용되는 이차전지에 대한 중요성이 증가되고 있다.As the use of portable electric products such as video cameras, portable telephones, and portable PCs is activated, the importance of secondary batteries mainly used as driving power thereof is increasing.

통상적으로 충전이 불가능한 일차전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 이차전지는 디지털 카메라, 셀룰러 폰, 랩탑 컴퓨터, 파워 툴, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 대용량 전력 저장 장치 등 첨단 분야의 개발로 활발한 연구가 진행 중이다.Unlike primary batteries that are not normally rechargeable, rechargeable batteries can be charged with advanced technologies such as digital cameras, cellular phones, laptop computers, power tools, electric bicycles, electric cars, hybrid cars, and large-capacity power storage devices. Active research is in progress.

특히, 리튬 이차전지는 기존의 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연전지 등 다른 이차전지와 비교하여 단위 중량 당 에너지 밀도가 높고 급속 충전이 가능하므로 사용의 증가가 활발하게 진행되고 있다.In particular, lithium secondary batteries have a higher energy density per unit weight and can be rapidly charged compared to other secondary batteries such as lead-acid batteries, nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, and nickel-zinc batteries, thereby increasing their use actively. It's going on.

리튬 이차전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되거나, 다수의 전지를 직렬 또는 병렬로 연결하여 고출력의 전기자동차, 하이브리드 자동차, 파워툴, 전기 자전거, 전력저장장치, UPS 등에 사용된다.Lithium secondary battery has a working voltage of 3.6V or higher, which is used as a power source for portable electronic devices, or by connecting multiple batteries in series or in parallel to high-power electric vehicles, hybrid vehicles, power tools, electric bicycles, power storage devices, UPS, etc. Used.

리튬 이차전지는 전해질 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬 이온전지와 고분자 고체 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 구분할 수 있다. 그리고, 리튬 이온 폴리머 전지는 고분자 고체 전해질의 종류에 따라 전해액이 전혀 함유되어 있지 않은 완전 고체형 리튬 이온 폴리머 전지와 전해액을 함유하고 있는 겔형 고분자 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 나눌 수 있다.The lithium secondary battery may be classified into a lithium ion battery using a liquid electrolyte and a lithium ion polymer battery using a polymer solid electrolyte according to the type of electrolyte. Lithium ion polymer batteries can be classified into fully solid lithium ion polymer batteries containing no electrolyte solution and lithium ion polymer batteries using gel polymer electrolyte containing electrolyte solution, depending on the type of polymer solid electrolyte.

액체 전해질을 사용하는 리튬 이온전지의 경우 대개 원통이나 각형의 금속 캔을 용기로 하여 용접 밀봉시킨 형태로 사용되었다. 이런 금속 캔을 용기로 사용하는 캔형 이차전지는 형태가 고정되므로 이를 전원으로 사용하는 전기 제품의 디자인을 제약하는 단점이 있고, 부피를 줄이는 데 어려움이 있다. 따라서, 전극 조립체와 전해질을 필름으로 만든 파우치 포장재에 넣고 밀봉하여 사용하는 파우치형 이차전지가 개발되어 사용되고 있다.In the case of a lithium ion battery using a liquid electrolyte, a cylindrical or rectangular metal can is used as a container by welding sealing. Since the can-type secondary battery using such a metal can as a container is fixed in shape, there is a disadvantage in restricting the design of an electric product using the same as a power source, and it is difficult to reduce the volume. Therefore, a pouch type secondary battery using an electrode assembly and an electrolyte in a pouch packaging material made of a film and sealing it has been developed and used.

이차전지에서 충·방전이 반복적으로 이루어지면, 전해질과 전극활물질의 전기화학적 반응으로 인해 가스가 발생된다. 이 때, 발생한 가스는 이차전지의 내부 압력을 상승시켜 부품간의 체결약화, 이차전지의 외부 케이스의 파손, 보호회로의 조기 작동, 전극의 변형, 내부 단락, 폭발 등의 문제를 일으킬 수 있다.When charging and discharging are repeatedly performed in the secondary battery, gas is generated due to the electrochemical reaction between the electrolyte and the electrode active material. At this time, the generated gas increases the internal pressure of the secondary battery, which may cause problems such as weakening of the coupling between parts, damage to the outer case of the secondary battery, premature operation of the protection circuit, deformation of the electrode, internal short circuit, and explosion.

파우치형 이차전지에서 내부에 가스가 발생하게 되면, 파우치가 부풀면서 배기(venting) 또는 폭발 등의 이벤트(event)가 발생할 수 있다. 이러한 상황에서 파우치 케이스에 수납되어 있는 셀, 예컨대, 폴딩 셀(folded cell)에서는 단선이 일어나지 않으며, 지속적으로 충, 방전이 일어나게 된다. 이와 같이, 배기가 발생한 셀의 내부에 전류가 지속적으로 흐르게 되면, 내부 저항의 영향으로 인해 전지 온도가 상승하게 되고, 이러한 상황이 계속되면 발화나 추가적인 이벤트가 발생하게 되어 사용자의 안전을 위협할 수 있다.When gas is generated inside the pouch type secondary battery, an event such as venting or explosion may occur while the pouch is inflated. In this situation, disconnection does not occur in a cell stored in the pouch case, such as a folded cell, and charging and discharging continuously occur. As such, if the current continuously flows inside the exhausted cell, the battery temperature rises due to the influence of internal resistance, and if such a situation continues, fire or additional events may occur, which may threaten user safety. have.

도 1은 파우치형 이차전지에서 사용하기 위해 전극 리드에 리드 필름이 적용된 종래 양태를 개략적으로 나타낸 상면도이다.1 is a top view schematically illustrating a conventional embodiment in which a lead film is applied to an electrode lead for use in a pouch type secondary battery.

도 1을 참조하면, 실질적으로 동일한 형태와 위치에서 리드 필름(120)이 전극 리드(110)의 양면에 적용되어 있으며, 상기 리드 필름(120)은 파우치 케이스(도시되지 않음)의 실링부에 위치하게 된다. 이를 위해, 리드 필름(120)은 전극 탭-전극 리드의 연결부(W)로부터 일정한 거리를 두고 전극 리드(110)에 적용된다.Referring to FIG. 1, the lead film 120 is applied to both surfaces of the electrode lead 110 at substantially the same shape and position, and the lead film 120 is positioned at a sealing portion of a pouch case (not shown). Done. To this end, the lead film 120 is applied to the electrode lead 110 at a predetermined distance from the connection portion W of the electrode tab-electrode lead.

도 2는 파우치형 이차전지에서 전극 리드가 파우치 케이스에 적용된 종래 양태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of a conventional embodiment in which an electrode lead is applied to a pouch case in a pouch type secondary battery.

도 2를 참조하면, 전극 리드(210)의 일단이 전극조립체(250)로부터 연장된 전극 탭(도시되어 있지 않음)에 연결되어 연결부(280)를 형성하고, 전극 리드(210)의 타단이 파우치 케이스(260)의 외부로 노출되어 있다. 또한, 전극 리드(210)가 파우치 케이스(260)와 보다 용이하게 열 융착되도록 하기 위해, 리드 필름(220)은 전극 탭과의 연결부(280)로부터 일정 거리만큼 이격되는 위치에서 전극 리드(210)에 적용되어, 리드 필름(220)을 매개로 하여 전극 리드(210)가 파우치 케이스(260)에 부착되어 실링부(S)를 구성하게 된다. 즉, 리드 필름(220)은 상부 파우치 케이스와 하부 파우치가 열 융착되는 실링부(S)에 한정되게 위치하여 전극 리드(210)를 파우치 케이스에 부착시킨다. 이 때문에, 내압이 발생하여 파우치 케이스가 팽창하더라도, 리드 단선이 용이하게 유도될 수 없다.2, one end of the electrode lead 210 is connected to an electrode tab (not shown) extending from the electrode assembly 250 to form a connection portion 280, and the other end of the electrode lead 210 is a pouch. The case 260 is exposed to the outside. In addition, in order for the electrode lead 210 to be more easily heat-sealed with the pouch case 260, the lead film 220 may be spaced apart from the connection portion 280 with the electrode tab by a predetermined distance. Applied to, the electrode lead 210 is attached to the pouch case 260 via the lead film 220 to form the sealing portion S. That is, the lead film 220 is positioned to be limited to the sealing portion S in which the upper pouch case and the lower pouch are heat-sealed to attach the electrode lead 210 to the pouch case. For this reason, even if internal pressure arises and pouch case expands, lead disconnection cannot be induced easily.

한편, 파우치형 이차전지에서는 내압 발생시 일부 구성요소가 물리적으로 변형되도록 함으로써 이차전지의 안전성을 확보하는 방안이 제시되어 왔다. 그러나, 이러한 방법은 이차전지의 제조공정을 복잡하게 하거나 혹은 파우치 케이스내 내압이 상당한 수준에 도달하였을 때 비로소 전류가 차단되기 때문에 안전성 확보에 한계가 있는 문제점이 있었다.On the other hand, in the pouch-type secondary battery has been proposed to secure the safety of the secondary battery by causing some components to physically deform when the breakdown voltage occurs. However, this method has a problem in that the safety of the secondary battery is limited because the current is cut off only when the manufacturing process of the secondary battery is complicated or when the internal pressure of the pouch case reaches a considerable level.

따라서, 본 발명에서는 파우치형 이차전지에서 내부가스 발생시 리드 단선이 용이하게 유도될 수 있는 파우치형 이차전지를 제공하는 것을 하나의 기술적 과제로 한다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a pouch type secondary battery in which lead disconnection may be easily induced when an internal gas is generated in the pouch type secondary battery.

또한, 본 발명에서는 종래에 비해 낮은 내압에서 리드 단선이 유도될 수 있는 파우치형 이차전지를 제공하는 것을 또 하나의 기술적 과제로 한다.In another aspect, the present invention is to provide a pouch-type secondary battery that can lead to lead disconnection at a lower withstand voltage than in the prior art.

또한, 본 발명에서는 종래에 비해 내압 발생에 대하여 우수한 감응도로 리드 단선이 유도되도록 한 파우치형 이차전지를 제공하는 것을 또 하나의 기술적 과제로 한다.Another object of the present invention is to provide a pouch-type secondary battery in which lead disconnection is induced with excellent sensitivity to breakdown voltage generation compared to the prior art.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양태에서는, 노치부가 형성되어 있는 전극 리드; 상기 노치부 외측에 위치하며 전극 리드의 양면에 적용되어 있는 파우치 케이스 부착용 리드 필름; 및 상기 파우치 케이스 부착용 리드 필름과 전극 탭-전극 리드의 연결부 사이에 위치하며, 전극 리드의 상면 또는 하면에 노치부를 중심으로 적용되는 면을 달리하여 적용되어 있는 단선 유도용 리드 필름을 포함하는 파우치형 이차전지가 제공된다.In order to solve the above technical problem, in one aspect of the present invention, there is provided an electrode lead including a notch portion; A pouch case attachment lead film positioned outside the notch and applied to both sides of the electrode lead; And a lead film for disconnection induction, which is positioned between the lead film for attaching the pouch case and the connection portion of the electrode tab-electrode lead, and is applied to the upper or lower surface of the electrode lead with a different surface applied to the notch. A secondary battery is provided.

상기 파우치 케이스 부착용 리드 필름은 열 융착되어 파우치 케이스의 실링부를 구성할 수 있다.  The pouch case attachment lead film may be heat-sealed to constitute a sealing portion of the pouch case.

상기 단선 유도용 리드 필름은 파우치 케이스의 실링부 내측에 위치하게 되는 전극 리드 부분에 적용되어 있을 수 있다. The disconnection induction lead film may be applied to an electrode lead part positioned inside the sealing part of the pouch case.

전극 리드의 상면에 적용되어 있는 단선 유도용 리드 필름은 파우치 케이스의 상면에 부착되고, 전극 리드의 하면에 적용되어 있는 단선 유도용 리드 필름은 파우치 케이스의 하면에 부착될 수 있다.The disconnection induction lead film applied to the upper surface of the electrode lead may be attached to the upper surface of the pouch case, and the disconnection induction lead film applied to the lower surface of the electrode lead may be attached to the lower surface of the pouch case.

상기 노치부는 파우치 케이스의 실링부 내측에 위치하게 되는 전극 리드 부분에 형성될 수 있다. The notch part may be formed at an electrode lead part positioned inside the sealing part of the pouch case.

상기 노치부는 전극 리드 두께의 10 내지 90 %에 해당하는 두께를 가질 수 있다. The notch may have a thickness corresponding to 10 to 90% of the thickness of the electrode lead.

상기 노치부는 전극 리드에 V자형, 바닥있는 V자형, U자형, 타원형 또는 물결형 형태로 형성될 수 있다. The notch may be formed in a V-shape, a bottom V-shape, a U-shape, an ellipse, or a wavy shape in the electrode lead.

내부 가스가 발생하여 파우치가 부풀면, 노치부를 중심으로 타면에 접착되어 있는 단선 유도용 리드 필름이 서로 반대 방향으로 이끌려가면서 리드 단선이 유도될 수 있다.When the pouch is inflated due to internal gas generation, the lead disconnection may be induced while the lead film for disconnection induction, which is attached to the other surface around the notch part, is led in opposite directions.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기 파우치형 이차전지를 단위전지로 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 모듈이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a secondary battery module comprising the pouch type secondary battery as a unit cell.

또한, 상기 이차전지 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 팩이 제공된다.In addition, there is provided a battery pack comprising the secondary battery module.

상기 전지팩은 중대형 디바이스의 전원으로 사용될 수 있으며, 상기 중대형 디바이스는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장용 시스템일 수 있다.The battery pack may be used as a power source for a medium and large device, and the medium and large device may be an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, or a system for power storage.

본 발명의 일 양태에 따른 파우치형 이차전지에서는 내부가스 발생에 의해 파우치 케이스가 팽창될 때, 리드 필름에 의한 리드 단선이 보다 용이하게 유도될 수 있다. 따라서, 파우치형 이차전지에서는 내부 가스의 배기(venting)가 발생하기 전에, 단선에 의해 내부에 더 이상의 전류가 흐르지 않게 되므로 이차전지의 안정화가 이루어질 수 있고, 더 이상의 발열 혹은 폭발 등이 발생하지 않게 된다.In the pouch type secondary battery according to an aspect of the present invention, when the pouch case is expanded by the generation of internal gas, lead disconnection by the lead film may be more easily induced. Therefore, in the pouch type secondary battery, since no current flows inside by disconnection before venting of the internal gas occurs, the secondary battery may be stabilized, and no further heat generation or explosion may occur. do.

또한, 본 발명의 일 양태에 따른 파우치형 이차전지에서는 종래보다 낮은 내압에서도 리드의 일부 단선이 발생할 수 있다. 이러한 리드 일부 단선이 발생하면, 전류 흐름이 방해받고, 그에 따라 리드부에 저항이 높게 걸려 발열이 일어나서, 결과적으로는, 리드의 완전 단선이 유도되므로 리튬이차전지의 안전성이 유도될 수 있다. 따라서, 리드의 완전 단선에 의해서만 안전성이 담보되는 파우치형 이차전지에 비해 크게 향상된 안전성을 가질 수 있다.In addition, in the pouch type secondary battery according to an embodiment of the present invention, some disconnection of the lead may occur even at a lower internal pressure than in the related art. When a part of the lead is disconnected, current flow is interrupted, and thus, a high resistance is applied to the lead part, resulting in heat generation. As a result, complete disconnection of the lead is induced, thereby inducing safety of the lithium secondary battery. Therefore, it can have a significantly improved safety compared to the pouch type secondary battery which is secured only by the complete disconnection of the lead.

또한, 본 발명의 일 양태에 따른 파우치형 이차전지를 포함하는 전지팩에서는 비정상적인 상황에 의한 내압 발생시 특정 셀에서 일부 단선이 발생하여 저항이 커져서 전압 변동의 폭이 커지게 되므로, 이러한 셀 이상여부를 보다 확실하게 감지(sensing)할 수 있는 이점이 있다.In addition, in the battery pack including the pouch type secondary battery according to an aspect of the present invention, when a breakdown voltage is generated due to an abnormal situation, some disconnection occurs in a specific cell, thereby increasing the resistance and increasing the width of the voltage variation. There is an advantage that can be sensed more reliably.

도 1은 파우치형 이차전지에서 사용하기 위해 전극 리드에 리드 필름이 적용된 종래 양태를 개략적으로 나타낸 상면도이다.
도 2는 파우치형 이차전지에서 전극 리드, 리드 필름 및 파우치 케이스가 조립되어 있는 종래 양태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3a는 파우치형 이차전지에서 사용하기 위해 전극 리드에 리드 필름이 부착되어 있는 본 발명의 일 양태를 개략적으로 도시한 상면도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 전극 리드의 반대면에 리드 필름이 부착되어 있는 양태를 개략적으로 도시한 하면도이다.
도 4는 파우치형 이차전지에서 전극 리드, 리드 필름 및 파우치 케이스가 조립되어 있는 본 발명의 일 양태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5a와 도 5b는 본 발명의 일 양태에 따라, 리드 필름이 적용된 전극 리드(도 5a)에서 내부가스 발생시에 단선이 발생되는 양태(도 5b)를 측면에서 개략적으로 나타낸 도면이다.
1 is a top view schematically showing a conventional embodiment in which a lead film is applied to an electrode lead for use in a pouch type secondary battery.
2 is a schematic cross-sectional view of a conventional embodiment in which an electrode lead, a lead film, and a pouch case are assembled in a pouch type secondary battery.
3A is a top view schematically illustrating an embodiment of the present invention in which a lead film is attached to an electrode lead for use in a pouch type secondary battery, and FIG. 3B is a lead film on an opposite side of the electrode lead shown in FIG. 3A. This is a bottom view schematically showing the attached mode.
4 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of the present invention in which an electrode lead, a lead film, and a pouch case are assembled in a pouch type secondary battery.
5A and 5B are views schematically showing, in a side view, an embodiment in which disconnection occurs when internal gas is generated in an electrode lead (FIG. 5A) to which a lead film is applied, according to one embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

본 발명의 일 양태에 따른 파우치형 이차전지는 전극 조립체, 전극 리드, 리드 필름 및 파우치 케이스를 포함하여 구성되고, 보다 구체적으로는, 노치부가 형성되어 있는 전극 리드; 상기 노치부 외측에 위치하며 전극 리드의 양면에 적용된 파우치 케이스 부착용 리드 필름; 및 상기 파우치 케이스 부착용 리드 필름과 전극 탭-전극 리드의 연결부 사이에 위치하며, 노치부를 중심으로 전극 리드에 적용되는 면을 달리하여 적용된 단선 유도용 리드 필름을 포함한다.A pouch type secondary battery according to an aspect of the present invention includes an electrode assembly, an electrode lead, a lead film, and a pouch case, and more specifically, an electrode lead having a notch portion; A lead film for attaching the pouch case positioned outside the notch and applied to both sides of the electrode lead; And a lead film for disconnection induction, which is positioned between the lead film for attaching the pouch case and the connection portion of the electrode tab-electrode lead, and is applied with a different surface applied to the electrode lead around the notch.

본 발명에서 사용되는 전극 조립체로는 당업계에서 통상적으로 사용되는 전극조립체를 사용할 수 있으며, 양극, 음극, 세퍼레이터 및 전해질을 포함하고, 상기 양극과 음극에는 활물질이 도포되어 있지 않은 부분인 전극 탭이 형성되어 있으며, 상기 전극 탭은 전극 리드에 부착, 연결되어 있다.As the electrode assembly used in the present invention, an electrode assembly commonly used in the art may be used, and includes an anode, a cathode, a separator, and an electrolyte, and an electrode tab, which is a portion where an active material is not coated on the cathode and the anode, The electrode tab is attached to and connected to the electrode lead.

전극 리드는 얇은 판상 또는 봉 형상을 가지며, 전도성을 위해 금속으로 구성된다. 일반적으로, 전극 리드는 전도성에서 유리한 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu) 및 이들의 합금 등으로부터 선택된 전도성 금속으로 구성된다.  전극 리드는 용접이나 리벳(revet) 등을 통해 전극 탭에 부착되고, 전극 조립체의 외측 방향으로 연장된다. 상기 전극 리드는 양극 탭과 직접 또는 간접적으로 연결되는 양극 리드, 및 음극 탭과 직접 또는 간접적으로 연결되는 음극 리드를 포함한다. 상기 양극 리드 및 음극 리드는 양극 탭 및 음극 탭의 형성 위치에 따라 서로 반대 방향으로 연장될 수도 있고, 서로 동일한 방향으로 연장될 수도 있다. 이러한 전극 리드와 파우치 케이스의 부착 부위에는 실링을 위한 리드 필름이 개재되어 전극 리드와 파우치 케이스를 부착시킨다.The electrode leads have a thin plate or rod shape and are made of metal for conductivity. In general, the electrode leads are composed of a conductive metal selected from aluminum (Al), nickel (Ni), copper (Cu), alloys thereof, and the like which are advantageous in conductivity. The electrode leads are attached to the electrode tabs by welding, riveting, or the like and extend outwardly of the electrode assembly. The electrode lead includes a positive electrode lead directly or indirectly connected to the positive electrode tab, and a negative electrode lead directly or indirectly connected to the negative electrode tab. The positive electrode lead and the negative electrode lead may extend in opposite directions to each other or may extend in the same direction. A lead film for sealing is interposed between the electrode lead and the pouch case to attach the electrode lead and the pouch case.

본 발명에 따라 전극 리드에 리드 필름이 적용된 일 양태를 도 3a와 도 3b를 참조하여 설명한다.An embodiment in which a lead film is applied to an electrode lead according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3A and 3B.

도 3a와 도 3b는 하나의 전극 리드의 상면과 하면을 각각 나타낸 것이다. 도 3a와 도 3b를 참조하면, 전극 리드(310)의 양면에, 파우치 케이스와의 실링을 위한 파우치 케이스 부착용 리드 필름(320)이 적용되어 있으며, 또한, 전극 리드(310)의 상면과 하면 각각에는, 파우치 케이스 상면과 파우치 케이스 하면 각각에 실링되도록 하기 위한 단선 유도용 리드 필름(320', 320")이 적용되어 있다. 또한, 내압 발생시 리드 단선이 용이하게 유도되도록 하는 노치(notch)부(N)가 전극 리드(310)에 형성되어 있다. 3A and 3B show top and bottom surfaces of one electrode lead, respectively. 3A and 3B, the lead film 320 for attaching the pouch case for sealing the pouch case is applied to both surfaces of the electrode lead 310, and the upper and lower surfaces of the electrode lead 310 are respectively provided. The lead wires 320 'and 320 " for sealing the upper surface of the pouch case and the lower surface of the pouch case are applied to each other. A notch portion for easily inducing lead disconnection when internal pressure is generated ( N) is formed in the electrode lead 310.

상기 노치부의 위치는 과전류시 혹은 내부가스 발생시 리드 단선이 용이하게 유도될 수 있다면 특별히 제한되지 않는다. 다만, 노치부가 상면 파우치 케이스와 하면 파우치 케이스(도시되지 않음)의 열 융착에 의해 형성된 실링부 혹은 실링부 외측에 위치하는 경우에는 리드 단선 유도가 이루어지지 않게 되므로, 노치부는 전극 리드 중 실링부 내측, 즉, 전극조립체 수납부에 위치하게 되는 부분에 형성되는 것이 바람직하다.The location of the notch is not particularly limited as long as lead disconnection can be easily induced during overcurrent or internal gas generation. However, when the notch portion is located outside the sealing portion or the sealing portion formed by thermal fusion of the upper pouch case and the lower pouch case (not shown), induction of lead breakage does not occur. That is, it is preferably formed in the portion to be located in the electrode assembly accommodating portion.

노치부는 리드 폭, 리드 두께, 목적하는 과전류 감응성과 같은 요인을 고려하여, 리드 폭 전체에 걸쳐 형성되거나 혹은 리드 폭의 일부에만 형성될 수 있다. 또한, 전극 리드의 양면 모두에 형성되거나 혹은 일면에만 형성될 수 있다.Notches may be formed over the entire lead width or only a portion of the lead width, taking into account factors such as lead width, lead thickness, desired overcurrent sensitivity. In addition, it may be formed on both sides of the electrode lead or only on one surface.

또한, 노치부는 전극 리드에, V자형, 바닥있는 V자형, U자형, 타원형 또는 물결형과 같은 형태로 형성될 수 있다. 또한, 노치부는 그 형성 방법에 따라, 점선(dotted line) 형태로 혹은 연속한 새긴선 형태로 형성될 수 있다.In addition, the notch portion may be formed in the electrode lead in a shape such as V shape, bottom V shape, U shape, ellipse or wave shape. In addition, the notch may be formed in the form of a dotted line or in the form of a continuous inscribed line, depending on the formation method thereof.

상기 노치부를 형성하는 방법은 당업계에서 통상적으로 사용될 수 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않는다. 비제한적인 예로, 레이저(laser), 절삭(cutting), 천공(punching) 또는 쏘잉(sawing)와 같은 방법에 의해 노치부가 형성될 수 있다. 천공에 의해 노치부가 형성된 경우, 천공된 관통구는 원, 직사각형, 정사각형, 세모와 같은 임의의 형상을 가질 수 있다.The method for forming the notch is not particularly limited as long as it can be used conventionally in the art. As a non-limiting example, the notches may be formed by methods such as laser, cutting, punching or sawing. When notches are formed by perforation, the perforated through holes may have any shape, such as circles, rectangles, squares, and triangles.

또한, 노치부는 전극 리드 두께의 10 내지 90 % 또는 20 내지 80 %에 해당하는 두께를 갖도록 형성될 수 있다. 노치부는, 노치부를 중심으로 타면에 접착되어 있는 단선 유도용 리드 필름이 내부 가스가 발생되어 파우치가 부풀게 되면 서로 반대 방향으로 이끌려가면서 발생하는 리드 단선을 유도하는 일종의 절취선 역할을 한다. 만약, 단선 유도용 리드 필름없이 노치부 두께만을 조정하여 전극 단선이 이루어지도록 하는 경우에는 노치부 부분이 본 발명에 비해 더 얇은 두께로 형성되어야 하고, 이 경우, 전극 리드는 높은 저항을 갖게 되어 정상적인 작동 상태에서의 출력 손실이 크게 되어 비효율적으로 되는 문제점이 있다. In addition, the notch may be formed to have a thickness corresponding to 10 to 90% or 20 to 80% of the electrode lead thickness. The notch part serves as a sort of perforation line for inducing lead disconnection, which is induced when the lead film for disconnection induction, which is bonded to the other surface of the notch part, is generated in an opposite direction when the pouch is inflated. If the electrode is disconnected by adjusting only the thickness of the notch without the lead film for disconnection induction, the notch part should be formed to have a thinner thickness than the present invention. In this case, the electrode lead has high resistance and There is a problem that the output loss in the operating state becomes large and becomes inefficient.

예컨대, 도 3a와 도 3b에서 노치부는 리드 필름(320, 320') 하단과 전극 리드의 경계면에 해당하는 부분에 리드 폭 전체에 걸쳐, 바닥이 있는 V 자 형태로 형성되어 있다.For example, in FIGS. 3A and 3B, the notch portion is formed in a V-shaped shape having a bottom over the entire width of the lead at a portion corresponding to the lower surface of the lead films 320 and 320 ′ and the electrode lead.

전극 리드(310)에는 노치부 외측에 위치하며 전극 리드의 양면에 적용된 파우치 케이스 부착용 리드 필름(320); 및 상기 파우치 케이스 부착용 리드 필름과 전극 탭-전극 리드의 연결부(W) 사이에 위치하며 노치부를 중심으로 전극 리드에 적용되는 면을 달리하여 적용된 단선 유도용 리드 필름(320')이 포함된다. The electrode lead 310 may include a pouch case attaching lead film 320 positioned outside the notch and applied to both sides of the electrode lead; And a lead wire 320 ′ for induction of wire disconnection, which is positioned between the lead film for attaching the pouch case and the connection portion W of the electrode tab-electrode lead and is applied by varying a surface applied to the electrode lead around the notch part.

본원 명세서에서 '노치부 외측'이라 함은, 전극 리드가 전극 탭에 연결되어 파우치 케이스 외부를 향해 배치되어 있을 때 전극 리드 중 노치부 기준으로 (전극 탭 쪽이 아니라) 파우치 케이스 외부 쪽을 의미하는 것으로 이해한다.As used herein, the term 'outside of the notch' refers to an outer side of the pouch case (not the electrode tab side) based on the notch of the electrode leads when the electrode lead is connected to the electrode tab and disposed toward the outside of the pouch case. I understand that.

본원 명세서에서 '파우치 케이스 부착용 리드 필름'과 '단선 유도용 리드 필름' 용어는 지칭 편의를 위한 것으로, 상기 리드 필름의 기능 및 용도가 각각 '파우치 케이스 부착' 또는 '단선 유도'에 한정되는 것으로 이해되어서는 안된다. 또한, 파우치 케이스 부착용 리드 필름과 단선 유도용 리드 필름은, 필요 혹은 편의에 따라, 일체형으로 형성된 1매의 리드 필름으로 형성될 수 있고, 또는, 별개로 형성된 2매 혹은 그 이상 매수의 리드 필름으로 구성될 수 있다.In the present specification, the terms 'pouch case attach lead film' and 'break wire lead film' are used for convenience of reference, and the function and use of the lead film are understood to be limited to 'pouch case attach' or 'break induction', respectively. It should not be. In addition, the lead film for attaching the pouch case and the lead film for disconnection may be formed of one lead film integrally formed according to necessity or convenience, or may be formed of two or more lead films separately formed. Can be configured.

도 3a와 도 3b를 함께 살펴보면, 전극 리드(310)의 상면 중 단선 유도용 리드 필름(320')이 적용된 부분에 해당하는 전극 리드(310)의 하면에는 단선 유도용 리드 필름이 적용되어 있지 않으며, 전극 리드(310)의 하면 중 단선 유도용 리드 필름(320")이 적용된 부분에 해당하는 전극 리드(310)의 상면에는 단선 유도용 리드 필름이 적용되어 있지 않다. 한편, 도 3a에는 파우치 케이스 부착용 리드 필름(320)과 단선 유도용 리드 필름(320')이 마크(Mark: M)에 의해 구분되게 표시되어 있는데, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 파우치 케이스 부착용 리드 필름과 단선 유도용 리드 필름(320, 320')은 일체형으로 형성된 1매의 리드 필름으로 형성될 수 있고, 또는, 별개로 형성된 2매의 리드 필름일 수 있다.3A and 3B, the lead film for disconnection induction is not applied to the lower surface of the electrode lead 310 corresponding to the part to which the disconnection lead film 320 'is applied among the top surfaces of the electrode lead 310. The lead film for disconnection induction is not applied to the upper surface of the electrode lead 310 corresponding to the portion to which the disconnection induction lead film 320 ″ is applied among the lower surfaces of the electrode lead 310. Meanwhile, the pouch case is illustrated in FIG. 3A. The lead film 320 for attachment and the lead film 320 'for disconnection induction are marked by marks (M), which are for convenience of description, and the lead film for attaching the pouch case and the lead film for disconnection induction The 320 and 320 'may be formed of a single piece of lead film formed in one piece, or may be two pieces of lead film formed separately.

또한, 본 발명의 일 양태에서 리드 필름이 전극 리드 및 파우치 케이스에 적용되는 양태를 더 살펴보기 위해 도 4, 도 5a 및 도 5b를 참조한다.In addition, referring to FIGS. 4, 5A, and 5B to further illustrate an embodiment in which a lead film is applied to an electrode lead and a pouch case in an aspect of the present invention.

도 4를 살펴보면, 파우치 케이스 부착용 리드 필름(420)은 전극 리드(410)의 양면에 적용되어 파우치 케이스(460)의 양면에 열 융착되어 실링부를 형성한다. 또한, 단선 유도용 리드 필름 각각은 전극 리드의 상면 또는 하면 각각에만 적용되어 파우치 케이스(460) 일면에만 열 융착된다. 단선 유도용 리드 필름이 파우치 케이스 실링부에 위치하는 경우에는, 과전류가 발생하더라도 절취되어 반대 방향으로 서로 벌어질 수 없으므로, 즉, 리드 단선을 유도할 수 없으므로, 파우치 케이스의 실링부 내측, 즉, 전극조립체 수납공간쪽에서 전극 리드에 적용되어야 한다. 따라서, 본 발명에 따른 리드 필름은 전반적으로 전극 탭-전극 리드의 연결부에 보다 인접하게 혹은 보다 근접하게 전극 리드에 적용될 수 있다. Referring to FIG. 4, the pouch case attachment lead film 420 is applied to both sides of the electrode lead 410 to be thermally fused to both sides of the pouch case 460 to form a sealing part. In addition, each of the lead films for disconnection induction is applied only to each of the upper and lower surfaces of the electrode lead and thermally fused only to one surface of the pouch case 460. When the lead film for disconnection induction is located in the pouch case sealing part, even if an overcurrent occurs, it is not cut and cannot open in the opposite direction, that is, since lead disconnection cannot be induced, that is, inside the sealing part of the pouch case, that is, It shall be applied to the electrode leads on the electrode assembly receiving space side. Thus, the lead film according to the present invention can be applied to the electrode leads as a whole closer to or closer to the connection of the electrode tab-electrode leads.

도 5a를 참조하면, 단선 유도용 리드 필름(520', 520")은 내압 발생 전에는 전극 리드(510)에 양면에 위치를 달리하여 부착되어 있다. 이후, 내압이 발생되어 전극 리드에 응력이 가해지는 경우에는, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 응력이 노치부(N)에 집중되게 되고, 전극 리드(510)에 부착되어 있는 단선 유도용 리드 필름(520', 520") 각각은 이들이 부착되어 있는 상부 또는 하부 파우치 케이스의 팽창 방향으로 이동하면서, 즉, 노치부(N)를 중심으로 전극 리드(510)가 반대 방향으로 벌어지게 되어, 전극 리드(510)에 단선이 발생한다.5A, the lead films 520 ′ and 520 ″ for disconnection induction are attached to the electrode leads 510 at different positions on the both sides before the breakdown voltage is generated. Thereafter, a breakdown voltage is generated and stress is applied to the electrode leads. In case of loss, as shown in FIG. 5B, the stress is concentrated in the notch portion N, and each of the disconnection induction lead films 520 ′ and 520 ″ attached to the electrode lead 510 is attached thereto. While moving in the expansion direction of the upper or lower pouch case, that is, the electrode lead 510 is opened in the opposite direction about the notch portion N, and disconnection occurs in the electrode lead 510.

설사, 전극 리드의 완전한 단선을 유발할 정도의 파우치 케이스 팽창이 발생하지 않는 경우에도 내압 발생에 의해 전극 리드의 일부 단선이 유발되면, 궁극적으로는 전극 리드의 완전한 단선을 유도할 수 있다. 이는, 전극 리드의 일부 단선에 의해 전류 흐름이 방해받고, 그에 따라 전극 리드에 저항이 높게 걸려 발열이 일어나도록 함으로써 가능하게 되며, 이로써 리튬이차전지의 안전성이 유도된다. Even if the pouch case expansion does not occur to the extent that the electrode lead is completely disconnected, if some breakage of the electrode lead is caused by the breakdown voltage, ultimately, the electrode lead can be completely disconnected. This is made possible by interruption of current flow by some disconnection of the electrode lead, thereby causing the electrode lead to have high resistance, thereby generating heat, thereby inducing safety of the lithium secondary battery.

파우치 케이스 부착용 리드 필름과 단선 유도용 리드 필름은 각각의 목적하는 기능을 발휘할 수 있다면 그 재질 측면에서 특별히 제한되지 않으며, 동일하거나 상이한 재질로 형성될 수 있다. The lead film for attaching the pouch case and the lead film for disconnection induction are not particularly limited in terms of the material, as long as they can exhibit the desired functions, and may be formed of the same or different materials.

예컨대, 파우치 케이스 부착용 리드 필름과 단선 유도용 리드 필름은 각각 독립적으로, 파우치 케이스와의 열 접착성을 위해 주로 폴리프로필렌(PP)이나 폴리에틸렌(PE) 필름으로 구성될 수 있다. 또는, 파우치 케이스 부착용 리드 필름과 단선 유도용 리드 필름은 각각 독립적으로 2층 또는 3층의 다층 구조로 구성될 수 있다. 예컨대, 내층은 금속과의 우수한 열 접착력을 유지할 수 있는 에틸렌비닐아세테이트 수지(EVA)에 전기 절연성 등이 우수한 폴리스티렌(PS)을 포함하는 혼합 수지 층으로 구성될 수 있다. 외층은 이차전지의 파우치 케이스와 열 접착력을 갖는 것이면 특별히 제한되지 않는다.  이러한 외층은 비제한적으로 EVA와 PS의 혼합물, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 캐스팅 폴리프로필렌(CPP) 및 에틸렌-프로필렌 공중합체로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함하여 형성될 수 있다.  또한, 내층과 외층보다 용융지수(MFI)가 낮은 중간층을 포함하여, 열 접착시 리드 필름의 형태를 유지하도록 할 수 있다. 상기 중간층은 비제한적으로 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리부틸렌나프탈레이트(PBN) 및 연신 폴리프로필렌(OPP) 필름 등으로부터 형성될 수 있다.  For example, the lead film for attaching the pouch case and the lead film for disconnection induction may be each independently composed of a polypropylene (PP) or polyethylene (PE) film for thermal adhesiveness with the pouch case. Alternatively, the lead film for attaching the pouch case and the lead film for disconnection induction may be each independently configured as a multilayer structure of two layers or three layers. For example, the inner layer may be composed of a mixed resin layer including polystyrene (PS) having excellent electrical insulation and the like in ethylene vinyl acetate resin (EVA) capable of maintaining excellent thermal adhesion with a metal. The outer layer is not particularly limited as long as it has a thermal adhesive force with the pouch case of the secondary battery. Such an outer layer may be formed including one or two or more selected from a mixture of EVA and PS, polyethylene (PE), polypropylene (PP), cast polypropylene (CPP) and ethylene-propylene copolymers. . In addition, by including an intermediate layer having a lower melt index (MFI) than the inner layer and the outer layer, it is possible to maintain the shape of the lead film during thermal bonding. The interlayers include, but are not limited to, polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polybutylene terephthalate (PBT), polybutylene naphthalate (PBN) and stretched polypropylene (OPP) films And the like.

단선 유도용 리드 필름은 열 융착에 의해 파우치 케이스와 전극 리드에 부착될 수 있으나, 필요에 따라, 단선 유도용 리드 필름의 일면 또는 양면에 접착제 층이 더 형성되어 파우치 케이스 혹은 전극 리드에 대한 접착 강도를 조정 혹은 차별화할 수 있다. 예컨대, 단선 유도용 리드 필름의 양면 중 파우치 케이스에 접착되는 일면에만 접착제층이 형성되도록 하고 전극 리드에 접착되는 타면에는 접착제층이 형성되지 않도록 할 수 있다. 이러한 접착제층은 전지셀 내부의 전해액과 반응하지 않으면서도 접착성을 제공하는 소재로서 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 아크릴계 수지로 구성될 수 있다.Although the lead wire for disconnection induction may be attached to the pouch case and the electrode lead by thermal fusion, an adhesive layer is further formed on one or both surfaces of the lead wire for disconnection induction, if necessary, so that the adhesive strength to the pouch case or the electrode lead is increased. Can be adjusted or differentiated. For example, the adhesive layer may be formed only on one surface of the both sides of the lead film for disconnection induction, and the other adhesive layer may not be formed on the other surface of the lead film. The adhesive layer is not particularly limited as a material providing adhesiveness without reacting with the electrolyte solution inside the battery cell, and may be formed of, for example, an acrylic resin.

파우치 케이스는 전극 리드가 외부로 인출되도록 전극 조립체를 수용한 채로 테두리 영역을 열 융착함으로써 실링부를 형성시켜 밀봉된다. 파우치 케이스는 우수한 열 융착성, 형상을 유지하고 전극 조립체를 보호하기 위한 강성 및 절연성을 모두 확보하기 위해 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 파우치 케이스는 전극 조립체와 대면하는 최내층, 외부 환경에 직접 노출되는 최외층 및 상기 두 층 사이에 개재되는 금속층을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있으나, 이러한 구조에 한정되는 것은 아니다. 상기 최내층은 예를 들어, 폴리프로필렌(PP)과 같이 전해액에 대한 내부식성, 절연성 및 열 융착성을 갖는 재질로 이루어질 수 있고, 최외층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같이 형태 유지를 위한 강성 및 절연성을 갖는 재질로 이루어질 수 있으며, 금속층은 알루미늄(Al)과 같은 금속 재질로 이루어질 수 있다.The pouch case is sealed by forming a sealing portion by heat-sealing the edge region with the electrode assembly accommodated so that the electrode lead is drawn out. The pouch case may have a multi-layered structure to ensure both excellent heat sealability, shape, and rigidity and insulation for protecting the electrode assembly. For example, the pouch case may have a multilayer structure including an innermost layer facing the electrode assembly, an outermost layer directly exposed to the external environment, and a metal layer interposed between the two layers, but is not limited thereto. . The innermost layer may be made of a material having corrosion resistance, insulation, and heat adhesion to an electrolyte solution, such as polypropylene (PP), for example, and the outermost layer is rigid to maintain shape, such as polyethylene terephthalate (PET). And an insulating material, and the metal layer may be made of a metal material such as aluminum (Al).

파우치 케이스에 수납되는 전극조립체는 당업계에서 사용될 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 당업계에 잘 공지되어 있는 바와 같이 양극, 음극 및 이들 사이에 개재되어 있는 세퍼레이터를 포함하는 구조를 가질 수 있다.The electrode assembly accommodated in the pouch case is not particularly limited as long as it can be used in the art, and may have a structure including a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed therebetween as is well known in the art.

양극 및 음극은 특별히 제한되지 않으며, 당업계에 알려진 통상적인 방법에 따라 전극활물질을 전극집전체에 결착된 형태로 제조할 수 있다. The positive electrode and the negative electrode are not particularly limited and may be prepared in the form of the electrode active material bound to the electrode current collector in accordance with conventional methods known in the art.

전극활물질 중 양극활물질의 비제한적인 예로는 종래 전기화학소자의 양극에 사용될 수 있는 통상적인 양극활물질이 사용 가능하며, 특히 리튬망간산화물, 리튬코발트산화물, 리튬니켈산화물, 리튬철산화물 또는 이들을 조합한 리튬복합산화물을 사용하는 것이 바람직하다. Non-limiting examples of the positive electrode active material of the electrode active material may be a conventional positive electrode active material that can be used for the positive electrode of the conventional electrochemical device, in particular lithium manganese oxide, lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium iron oxide or a combination thereof It is preferable to use a lithium composite oxide.

음극활물질의 비제한적인 예로는 종래 전기화학소자의 음극에 사용될 수 있는 통상적인 음극활물질이 사용 가능하며, 특히 리튬 금속 또는 리튬 합금, 탄소, 석유코크(petroleum coke), 활성화 탄소(activated carbon), 그래파이트(graphite) 또는 기타 탄소류 등과 같은 리튬 흡착물질 등이 바람직하다. 양극집전체의 비제한적인 예로는 알루미늄, 니켈 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있으며, 음극집전체의 비제한적인 예로는 구리, 금, 니켈 또는 구리 합금 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있다.Non-limiting examples of the negative electrode active material may be a conventional negative electrode active material that can be used for the negative electrode of the conventional electrochemical device, in particular lithium metal or lithium alloys, carbon, petroleum coke, activated carbon, Lithium adsorbents such as graphite or other carbons are preferred. Non-limiting examples of the positive electrode current collector is a foil produced by aluminum, nickel or a combination thereof, and non-limiting examples of the negative electrode current collector is manufactured by copper, gold, nickel or copper alloy or a combination thereof Foil and the like.

세퍼레이터로는 다양한 고분자로 형성된 다공성 막이나 부직포 등 예컨대 전기화학 소자에 사용되는 다공성 고분자 기재라면 모두 사용이 가능하다. 예를 들어 전기화학 소자 특히, 리튬 이차전지의 세퍼레이터로서 사용되는 폴리올레핀계 다공성 막이나, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유로 이루어진 부직포 등을 사용할 수 있으며, 그 재질이나 형태는 목적하는 바에 따라 다양하게 선택할 수 있다. 예를 들어 폴리올레핀계 다공성 막은 고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리펜텐 등의 폴리올레핀계 고분자를 각각 단독으로 또는 이들을 혼합한 고분자로 형성할 수 있으며, 부직포 역시 폴리올레핀계 고분자 또는 이보다 내열성이 높은 고분자를 이용한 섬유로 제조될 수 있다. 다공성 고분자 기재의 두께는 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 약 1 내지 약 100 ㎛, 더욱 바람직하게는 약 5 내지 약 50 ㎛이고, 다공성 고분자 기재에 존재하는 기공 크기 및 기공도 역시 특별히 제한되지 않으나 각각 약 0.001 내지 약 50 ㎛ 및 약 10 내지 약 95%인 것이 바람직하다As the separator, any porous polymer substrate used in an electrochemical device such as a porous membrane or a nonwoven fabric formed of various polymers can be used. For example, a polyolefin-based porous membrane or a nonwoven fabric made of polyethylene terephthalate fiber, which is used as an electrochemical device, in particular, a separator of a lithium secondary battery, may be used, and the material and shape thereof may be variously selected as desired. For example, the polyolefin-based porous membrane may form polyolefin-based polymers such as polyethylene, polypropylene, polybutylene, and polypentene, such as high density polyethylene, linear low density polyethylene, low density polyethylene, and ultra high molecular weight polyethylene, alone or in combination thereof. The nonwoven fabric may also be made of a polyolefin-based polymer or a fiber using a polymer having higher heat resistance. The thickness of the porous polymer substrate is not particularly limited, but is preferably about 1 to about 100 μm, more preferably about 5 to about 50 μm, and the pore size and pore present in the porous polymer substrate are also not particularly limited. Preferably from about 0.001 to about 50 μm and from about 10 to about 95%

파우치 케이스에는 전극조립체와 함께 전해액이 수용될 수 있다. 본 발명의 전극조립체에서 사용될 수 있는 전해액은 A+B-와 같은 구조의 염으로서, A+는 Li+, Na+, K+와 같은 알칼리 금속 양이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하고 B-는 PF6 -, BF4 -, Cl-, Br-, I-, ClO4 -, AsF6 -, CH3CO2 -, CF3SO3 -, N(CF3SO2)2 -, C(CF2SO2)3 -와 같은 음이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하는 염이 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸렌 카보네이트(EC), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 디프로필카보네이트(DPC), 디메틸설폭사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 테트라하이드로퓨란, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에틸메틸카보네이트(EMC), 감마 부티로락톤 (γ-부티로락톤) 또는 이들의 혼합물로 이루어진 유기 용매에 용해 또는 해리된 것이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 전해액 주입은 최종 제품의 제조 공정 및 요구 물성에 따라, 전지 제조 공정 중 적절한 단계에서 행해질 수 있다. 즉, 전지 조립 전 또는 전지 조립 최종 단계 등에서 적용될 수 있다. The pouch case may contain an electrolyte solution together with the electrode assembly. As salts of the structure, such as A + B- electrolyte that may be used in the electrode assembly of the present invention, A + comprises Li +, Na +, an alkali metal cation or an ion composed of a combination thereof, such as K + and B - It is PF 6 -, BF 4 -, Cl -, Br -, I -, ClO 4 -, AsF 6 -, CH 3 CO 2 -, CF 3 SO 3 -, N (CF 3 SO 2) 2 -, C ( Salts containing ions consisting of anions such as CF 2 SO 2 ) 3 - or a combination thereof are propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), dipropyl carbonate (DPC), dimethyl sulfoxide, acetonitrile, dimethoxyethane, diethoxyethane, tetrahydrofuran, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), ethylmethylcarbonate (EMC), gamma butyrolactone (γ- Butyrolactone) or a mixture thereof, or dissolved in an organic solvent, but is not limited thereto. The electrolyte injection may be performed at an appropriate step of the battery manufacturing process, depending on the manufacturing process and the required physical properties of the final product. That is, it may be applied before battery assembly or at the final stage of battery assembly.

또한, 본 발명은 상기 리튬 이차전지를 단위전지로 포함하는 중대형 전지모듈 및 상기 전지모듈을 포함하는 전지팩을 제공한다.The present invention also provides a medium-large battery module including the lithium secondary battery as a unit cell and a battery pack including the battery module.

상기 전지팩은 특히 높은 레이트 특성과 고온 안전성이 요구되는 다양한 중대형 디바이스에 사용될 수 있으며, 예를 들어, 전기적 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기차(Hybrid Electric Vehicle, HEV) 및 플러그인 하이브리드 전기차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)를 포함하는 전기차; E-bike, E-scooter를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart) 등의 전원으로 사용될 수 있고, 전력저장용 시스템에 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The battery pack may be used in a variety of medium-large and large devices that require high rate characteristics and high temperature safety, for example, a power tool that is driven by an electric motor; Electric vehicles including electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), and plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs); Electric two-wheeled vehicles including E-bikes and E-scooters; It can be used as a power source, such as an electric golf cart (electric golf cart), can be used in the power storage system, but is not limited thereto.

한편, 본 명세서에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed herein are not intended to limit the scope of the present invention only presented a specific example to facilitate understanding. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention can be carried out in addition to the embodiments disclosed herein.

Claims (12)

노치부가 형성되어 있는 전극 리드;
상기 노치부 외측에 위치하며 전극 리드의 양면에 적용되어 있는 파우치 케이스 부착용 리드 필름; 및
상기 파우치 케이스 부착용 리드 필름과 전극 탭-전극 리드의 연결부 사이에 위치하며, 전극 리드의 상면 또는 하면에 적용되어 있는 단선 유도용 리드 필름;을 포함하고,
상기 노치부는 파우치 케이스의 실링부 내측에 위치하게 되는 전극 리드 부분에 형성되어 있고,
상기 노치부는 리드 폭 전체에 걸쳐 V자형, 바닥있는 V자형, U자형, 타원형 또는 물결형 형태로 형성되어 있으며,
상기 단선 유도용 리드 필름이 전극 리드의 상면, 하면 또는 이들 모두에 적용되어 있되, 파우치 케이스의 실링부 내측에 위치하고,
상기 단선 유도용 리드 필름의 일면이 전극 리드의 상면에 적용되어 있는 경우에 상기 단선 유도용 리드 필름의 타면은 파우치 케이스의 상면에 부착되고, 상기 단선 유도용 리드 필름의 일면이 전극 리드의 하면에 적용되어 있는 경우에 상기 단선 유도용 리드 필름의 타면이 파우치 케이스의 하면에 부착되며,
상기 노치부는, 파우치형 이차전지의 내부에 가스 발생시, 전극 리드의 절취선 역할을 하고, 전극 리드가 노치부를 중심으로 상부 파우치와 하부 파우치 각각을 향해 반대 방향으로 벌어지면서 전극 리드의 단선이 발생하는 것을 특징으로 하는
파우치형 이차전지.
An electrode lead having a notch formed therein;
Lead films for attaching the pouch case is located outside the notch portion and applied to both sides of the electrode lead; And
Included between the lead film for attaching the pouch case and the connection portion of the electrode tab-electrode lead, the lead film for disconnection induction applied to the upper or lower surface of the electrode lead;
The notch portion is formed in the electrode lead portion which is located inside the sealing portion of the pouch case,
The notch portion is formed in a V-shape, a bottom V-shape, a U-shape, an oval or a wavy shape over the entire width of the lead
The lead film for disconnection induction is applied to the upper surface, the lower surface or both of the electrode leads, and is located inside the sealing portion of the pouch case,
When one surface of the lead wire for disconnection is applied to the top surface of the electrode lead, the other surface of the lead wire for lead disconnection is attached to the top surface of the pouch case, and one surface of the lead wire for lead disconnection is applied to the bottom surface of the electrode lead. When applied, the other surface of the lead film for disconnection induction is attached to the lower surface of the pouch case,
The notch part serves as a cutting line of the electrode lead when gas is generated inside the pouch-type secondary battery, and disconnection of the electrode lead occurs as the electrode lead opens in the opposite direction toward each of the upper pouch and the lower pouch with respect to the notch part. Characterized
Pouch type secondary battery.
제1항에 있어서,
파우치 케이스와 전극 리드 각각에 대한 상기 파우치 케이스 부착용 리드 필름의 부착이 열 융착에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method of claim 1,
A pouch type secondary battery, wherein the pouch case and the lead film for attaching the pouch case to each of the electrode leads are formed by thermal fusion.
제1항에 있어서,
상기 단선 유도용 리드 필름에 있어서 파우치 케이스에 접착되는 일 면에는 접착제 층이 형성되어 있고 전극 리드에 접착되는 타면에는 접착제 층이 형성되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method of claim 1,
In the lead film for disconnection induction, an adhesive layer is formed on one surface bonded to the pouch case, and no adhesive layer is formed on the other surface bonded to the electrode lead.
제1항에 있어서,
상기 단선 유도용 리드 필름은 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 필름으로 구성된 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method of claim 1,
The lead wire for disconnection induction pouch type secondary battery, characterized in that consisting of a polypropylene or polyethylene film.
제3항에 있어서,
상기 접착제 층이 아크릴계 수지 소재로 구성된 접착제 층인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method of claim 3,
A pouch type secondary battery, wherein the adhesive layer is an adhesive layer composed of an acrylic resin material.
제1항에 있어서,
상기 노치부가 전극 리드 두께의 10 내지 90 %에 해당하는 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method of claim 1,
A pouch type secondary battery, wherein the notch has a thickness corresponding to 10 to 90% of an electrode lead thickness.
제1항에 있어서,
상기 파우치 케이스 부착용 리드 필름과 단선 유도용 리드 필름은 일체형으로 형성된 1매의 리드 필름인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method of claim 1,
The pouch case attachment lead film and the lead wire for disconnection induction are pouch type secondary batteries, characterized in that one lead film formed integrally.
제1항에 있어서,
상기 노치부가 파우치 케이스 부착용 리드 필름과 전극 리드의 경계면에 해당하는 부분에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
The method of claim 1,
The pouch type secondary battery, wherein the notch portion is formed at a portion corresponding to an interface between the lead film for attaching the pouch case and the electrode lead.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 파우치형 이차전지를 단위전지로 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 모듈.
A secondary battery module comprising the pouch type secondary battery according to any one of claims 1 to 8 as a unit cell.
제8항에 기재된 이차전지 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
A battery pack comprising the secondary battery module according to claim 8.
제10항에 있어서,
상기 전지 팩은 중대형 디바이스의 전원으로 사용되는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
The method of claim 10,
The battery pack is a battery pack, characterized in that used as a power source for medium and large devices.
제11항에 있어서,
상기 중대형 디바이스는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장용 시스템인 것을 특징으로 하는 전지팩.
The method of claim 11,
The medium and large device is an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, or a battery pack, characterized in that the system for power storage.
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