KR20140129600A

KR20140129600A - Secondary battery and Component for secondary battery applied for it

Info

Publication number: KR20140129600A
Application number: KR1020130048095A
Authority: KR
Inventors: 한현규; 최승돈; 양정훈; 조영석; 박정규
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2013-04-30
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2014-11-07

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는, 전극 탭을 구비하는 전극 조립체; 상기 전극 탭에 부착되는 전극 리드; 상기 전극 리드가 외부로 인출되도록 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 케이스; 및 적어도 하나의 벤팅 패턴부를 구비하는 것으로서 상기 전극 리드 및 상기 파우치 케이스의 내측 면 사이에 개재되는 실링 테이프를 포함한다.
본 발명에 따르면, 보호회로가 정상 작동하지 않아 이차전지에 과전류가 흐르는 등의 이상 현상 발생으로 인해 파우치 케이스 내부에 가스가 생성되는 경우 파우치 케이스의 밀봉 상태가 신속히 해제됨으로써 이차전지 사용상의 안전성을 확보할 수 있다.A secondary battery according to an embodiment of the present invention includes: an electrode assembly having an electrode tab; An electrode lead attached to the electrode tab; A pouch case for accommodating the electrode assembly such that the electrode lead is drawn out to the outside; And a sealing tape having at least one venting pattern part and interposed between the electrode lead and the inner surface of the pouch case.
According to the present invention, when gas is generated inside the pouch case due to an abnormal phenomenon such as an overcurrent flowing through the secondary battery due to the normal operation of the protection circuit, the sealed state of the pouch case is quickly released, can do.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a secondary battery, and more particularly,

본 발명은 이차전지 및 이에 적용되는 이차전지용 부품에 관한 것으로서, 구체적으로는 파우치 케이스 내부에 생성되는 가스를 용이하게 방출할 수 있는 구조를 갖는 이차전지 및 이에 적용되는 이차전지용 부품에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a secondary battery and a secondary battery component applied thereto, and more particularly, to a secondary battery having a structure capable of easily discharging gas generated in a pouch case and a secondary battery component applied thereto.

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 appliances such as video cameras, portable phones, and portable PCs is being activated, the importance of secondary batteries, which are mainly used as driving power sources, 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 a primary battery, which can not be charged normally, a secondary battery capable of charging and discharging is active in the development of advanced fields such as a digital camera, a cellular phone, a laptop computer, a power tool, an electric bicycle, an electric vehicle, a hybrid vehicle, Research is underway.

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, the lithium secondary battery has a higher energy density per unit weight and can be rapidly charged as compared with other secondary batteries such as lead-acid batteries, nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries and nickel-zinc batteries. It is progressing.

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. The lithium secondary battery has an operating voltage of 3.6 V or higher and can be used as a power source for portable electronic devices, or a plurality of batteries can be connected in series or in parallel to a high output electric vehicle, a hybrid vehicle, a power tool, an electric bicycle, Is used.

리튬 이차전지는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용되고 있는 추세이다.The lithium secondary battery has a working voltage three times higher than that of a nickel-cadmium battery or a nickel-metal hydride battery, and has an excellent energy density per unit weight, and is rapidly 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 can be classified into a lithium ion battery using a liquid electrolyte and a lithium ion polymer battery using a polymer solid electrolyte depending on the type of electrolyte. The lithium ion polymer battery can be divided into a fully solid lithium ion polymer battery containing no electrolytic solution and a lithium ion polymer battery using a gel polymer electrolyte containing an electrolyte depending on the kind of polymer solid electrolyte.

액체 전해질을 사용하는 리튬 이온전지의 경우 대개 원통이나 각형의 금속 캔을 용기로 하여 용접 밀봉시킨 형태로 사용된다. 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, it is usually used in a form in which a cylinder or a rectangular metal can is used as a container and welded and sealed. Since the can type secondary battery using such a metal can as a container is fixed in shape, there is a disadvantage that it restricts the design of an electrical product using the metal can as a power source, and it is difficult to reduce the volume. Accordingly, a pouch type secondary battery in which an electrode assembly and an electrolyte are sealed in a film pouch packaging material has been developed and used.

그런데, 리튬 이차전지는 과열이 될 경우 폭발 위험성이 있어서 안전성을 확보하는 것이 중요한 과제 중의 하나이다. 리튬 이차전지의 과열은 여러 가지 원인에서 발생되는데, 그 중 하나가 리튬 이차전지를 통해 한계 이상의 과전류가 흐르는 경우를 들 수 있다. 과전류가 흐르면 리튬 이차전지가 주울열에 의해 발열을 하므로 전지의 내부 온도가 급속하게 상승한다. 또한 온도의 급속한 상승은 전해액의 분해 반응을 야기하여 열폭주 현상(thermal runaway)을 일으킴으로써 결국에는 전지의 폭발까지 이어지게 된다. 과전류는 뾰족한 금속 물체가 리튬 이차전지를 관통하거나 양극과 음극 사이에 개재된 분리막의 수축에 의해 양극과 음극 사이의 절연이 파괴되거나 외부에 연결된 충전 회로나 부하의 이상으로 인해 돌입전류(rush current)가 전지에 인가되는 등의 경우에 발생된다.However, when the lithium secondary battery is overheated, there is a danger of explosion and it is an important task to secure safety. Overheating of a lithium secondary battery occurs for various reasons, for example, a case where an overcurrent flows beyond a limit through a lithium secondary battery. When the overcurrent flows, the internal temperature of the battery rises rapidly because the lithium secondary battery generates heat by joule heat. Also, the rapid rise of the temperature causes a decomposition reaction of the electrolytic solution and causes a thermal runaway, which eventually leads to the explosion of the battery. The overcurrent is a phenomenon in which a pointed metal object penetrates a lithium secondary battery or the insulation between an anode and a cathode is destroyed by contraction of a separator interposed between an anode and a cathode or a rush current is generated due to an abnormality of an external charging circuit or a load, Is applied to the battery or the like.

따라서 리튬 이차전지는 과전류의 발생과 같은 이상 상황으로부터 전지를 보호하기 위해 보호회로와 결합되어 사용되며, 상기 보호회로에는 과전류가 발생되었을 때 충전 또는 방전전류가 흐르는 선로를 비가역적으로 단선시키는 퓨즈 소자가 포함되는 것이 일반적이다. Therefore, the lithium secondary battery is used in combination with a protection circuit to protect the battery from an abnormal situation such as the occurrence of an overcurrent, and the protection circuit is provided with a fuse element for irreversibly disconnecting a line through which charging or discharging current flows when an over- .

도 1은 리튬 이차전지를 포함하는 배터리 팩과 결합되는 보호회로의 구성 중 퓨즈 소자의 배치 구조와 동작 메커니즘을 설명하기 위한 회로도이다.1 is a circuit diagram for explaining an arrangement structure and an operation mechanism of a fuse element in a structure of a protection circuit combined with a battery pack including a lithium secondary battery.

도면에 도시된 바와 같이, 보호회로는 과전류 발생 시 배터리 팩을 보호하기 위해 퓨즈 소자(1), 과전류 센싱을 위한 센스 저항(2), 과전류 발생을 모니터하여 과전류 발생 시 퓨즈 소자(1)를 동작시키는 마이크로 컨트롤러(3) 및 상기 퓨즈 소자(1)에 동작 전류의 유입을 스위칭하는 스위치(4)를 포함한다.As shown in the figure, the protection circuit includes a fuse element 1, a sense resistor 2 for sensing an overcurrent, and a fuse element 1 for monitoring the occurrence of an overcurrent to protect the battery pack when an overcurrent occurs. And a switch (4) for switching the flow of an operating current into the fuse element (1).

퓨즈 소자(1)는 배터리 팩의 최 외측 단자에 연결된 주 선로에 설치된다. 주 선로는 충전 전류 또는 방전 전류가 흐르는 배선을 말한다. 도면에는, 퓨즈 소자(1)가 고전위 선로(Pack+)에 설치된 것으로 도시되어 있다. The fuse element 1 is installed in a main line connected to the outermost terminal of the battery pack. The main line refers to a wiring through which charging current or discharging current flows. In the figure, the fuse element 1 is shown mounted on a high potential line (Pack +).

퓨즈 소자(1)는 3단자 소자 부품으로 2개의 단자는 충전 또는 방전 전류가 흐르는 주 선로에, 1개의 단자는 스위치(4)와 접속된다. 그리고 내부에는 주 선로와 직렬 연결되며 특정 온도에서 융단이 이루어지는 퓨즈(1a)와, 상기 퓨즈(1a)에 열을 인가하는 저항(1b)이 포함되어 있다.The fuse element 1 is a three-terminal element part, two terminals are connected to a main line through which a charging or discharging current flows, and one terminal is connected to the switch 4. And a fuse 1a connected in series with the main line and carpetted at a specific temperature, and a resistor 1b for applying heat to the fuse 1a.

상기 마이크로 컨트롤러(3)는 센스 저항(2) 양단의 전압을 주기적으로 검출하여 과전류 발생 여부를 모니터하며, 과전류가 발생된 것으로 판단되면 스위치(4)를 턴 온 시킨다. 그러면 주 선로에 흐르는 전류가 퓨즈 소자(1) 측으로 바이패스되어 저항(1b)에 인가된다. 이에 따라, 저항(1b)에서 발생된 주울열이 퓨즈(1a)에 전도되어 퓨즈(1a)의 온도를 상승시키며, 퓨즈(1a)의 온도가 융단 온도까지 오르게 되면 퓨즈(1a)가 융단 됨으로써 주 선로가 비가역적으로 단선된다. 주 선로가 단선되면 과전류가 더 이상 흐르지 않게 되므로 과전류로부터 비롯되는 문제를 해소할 수 있다. The microcontroller 3 periodically detects the voltage across the sense resistor 2 and monitors whether an overcurrent is generated. When it is determined that an overcurrent is generated, the microcontroller 3 turns the switch 4 on. Then, a current flowing in the main line is bypassed to the fuse element 1 and applied to the resistor 1b. Thus, the joule heat generated in the resistor 1b is conducted to the fuse 1a to raise the temperature of the fuse 1a. When the temperature of the fuse 1a rises to the fusing temperature, the fuse 1a is fused, The line is irreversibly disconnected. When the main line is disconnected, the overcurrent does not flow any more, so that the problem caused by the overcurrent can be solved.

그런데, 위와 같은 종래 기술은 여러 가지 문제점을 안고 있다. 즉, 마이크로 컨트롤러(3)에서 고장이 생기면 과전류가 발생된 상황에서도 스위치(4)가 턴 온 되지 않는다. 이런 경우 퓨즈 소자(1)의 저항(1b)으로 전류가 유입되지 않으므로 퓨즈 소자(1)가 동작을 하지 않는 문제가 있다. 또한 보호회로 내에 퓨즈 소자(1)의 배치를 위한 공간이 별도로 필요하고 퓨즈 소자(1)의 동작 제어를 위한 프로그램 알고리즘이 마이크로 컨트롤러(3)에 반드시 적재되어야 한다. 따라서 보호회로의 공간 효율성이 저하되고 마이크로 컨트롤러(3)의 부하를 증가시키는 문제점이 있다. 따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 개선된 기술에 대한 필요성이 대두되고 있는 실정이다.However, the above-described conventional techniques have various problems. That is, if a failure occurs in the microcontroller 3, the switch 4 is not turned on even in a state where an overcurrent is generated. In this case, since the current does not flow into the resistor 1b of the fuse element 1, there is a problem that the fuse element 1 does not operate. Further, a space for arranging the fuse element 1 in the protection circuit is separately required, and a program algorithm for controlling the operation of the fuse element 1 must be loaded in the microcontroller 3. Therefore, the space efficiency of the protection circuit is deteriorated and the load of the microcontroller 3 is increased. Therefore, there is a need for an improved technique for solving such a problem.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서 이차전지의 사용 중 이상 현상 발생으로 온도가 상승하고 파우치 케이스 내부에 가스가 생성되는 경우 생성된 가스를 외부로 용이하게 배출해줄 수 있도록 함으로써 이차전지 사용상의 안전성을 확보할 수 있는 이차전지를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a secondary battery capable of easily discharging generated gas when temperature rises due to an abnormal phenomenon during use of the secondary battery and gas is generated inside the pouch case, And it is an object of the present invention to provide a secondary battery capable of ensuring safety in use.

다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 위에서 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood, however, that the technical scope of the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other technical subjects not mentioned above can be understood by those skilled in the art from the description of the invention described below.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는, 전극 탭을 구비하는 전극 조립체; 상기 전극 탭에 부착되는 전극 리드; 상기 전극 리드가 외부로 인출되도록 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 케이스; 및 적어도 하나의 벤팅 패턴부를 구비하는 것으로서 상기 전극 리드 및 상기 파우치 케이스의 내측 면 사이에 개재되는 실링 테이프를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a secondary battery including: an electrode assembly having electrode tabs; An electrode lead attached to the electrode tab; A pouch case for accommodating the electrode assembly such that the electrode lead is drawn out to the outside; And a sealing tape having at least one venting pattern part and interposed between the electrode lead and the inner surface of the pouch case.

상기 벤팅 패턴부는, 상기 전극 리드의 연장 방향을 따라 일정 깊이로 형성된 노치일 수 있다.The venting pattern portion may be a notch formed at a predetermined depth along the extending direction of the electrode lead.

상기 벤팅 패턴부는, 상기 전극 리드의 연장 방향을 따라 폭이 점점 좁아지는 형상을 가질 수 있다.The venting pattern portion may have a shape gradually narrowing in width along the extending direction of the electrode lead.

상기 벤팅 패턴부는, 쐐기 형상을 가질 수 있다.The venting pattern portion may have a wedge shape.

상기 벤팅 패턴부는, 상기 실링 테이프의 길이 방향을 따라 서로 이격되어 복수개 형성될 수 있다.The venting pattern portion may be formed to be spaced apart from each other along the longitudinal direction of the sealing tape.

서로 이웃하는 벤팅 패턴부 사이의 간격은, 상기 벤팅 패턴부의 폭 이하일 수 있다.The distance between adjacent venting pattern portions may be equal to or less than the width of the venting pattern portion.

상기 벤팅 패턴부는 쐐기 형상을 가지며, 상기 벤팅 패턴부의 폭 대비 깊이의 비는 0.5 이상일 수 있다.The venting pattern portion may have a wedge shape, and the width to depth ratio of the venting pattern portion may be 0.5 or more.

상기 파우치 케이스는 테두리에 형성되는 실링 영역을 구비하고, 상기 벤팅 패턴부의 적어도 일부는 상기 실링 영역 내에 위치할 수 있다.The pouch case may have a sealing region formed at the rim, and at least a part of the venting pattern portion may be located within the sealing region.

상기 벤팅 패턴부는, 상기 전극 리드의 양 면 상에 형성될 수 있다.The venting pattern portion may be formed on both surfaces of the electrode lead.

한편, 상기 기술적 과제는 본 발명에 따른 이차전지용 부품에 의해서도 달성될 수 있다. 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 부품은, 전극 조립체와 연결되는 전극 리드; 및 적어도 하나의 벤팅 패턴부를 구비하는 것으로서 상기 전극 리드의 일부를 감싸는 실링 테이프를 포함한다.The technical problem can also be achieved by a secondary battery component according to the present invention. According to another aspect of the present invention, there is provided a secondary battery component comprising: an electrode lead connected to an electrode assembly; And a sealing tape having at least one venting pattern part and surrounding a part of the electrode lead.

본 발명에 따르면, 보호회로가 정상 작동하지 않아 이차전지에 과전류가 흐르는 등의 이상 현상 발생으로 인해 파우치 케이스 내부에 가스가 생성되는 경우 파우치 케이스의 밀봉 상태가 신속히 해제됨으로써 이차전지 사용상의 안전성을 확보할 수 있다.According to the present invention, when gas is generated inside the pouch case due to an abnormal phenomenon such as an overcurrent flowing through the secondary battery due to the normal operation of the protection circuit, the sealed state of the pouch case is quickly released, can do.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 배터리 모듈과 결합되는 보호회로의 구성 중 퓨즈 소자의 배치 구조와 동작 메커니즘을 설명하기 위한 회로도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 평면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 이차전지의 M 부분을 확대한 평면도이다.
도 5 및 도 6은 도 4에 도시된 이차전지를 X-X 선을 따라 절단한 단면을 나타내는 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에 채용된 전극리드와 실링 테이프로 이루어지는 이차전지용 부품을 나타내는 평면도이다.
도 8 내지 도 12는 도 4 내지 도 7에 도시된 벤팅 패턴부의 다양한 변형예를 나타내는 평면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention. And should not be construed as limiting.
1 is a circuit diagram for explaining an arrangement structure and an operation mechanism of a fuse element in a configuration of a protection circuit coupled to a battery module.
2 and 3 are plan views of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
4 is an enlarged plan view of the M portion of the secondary battery shown in Fig.
5 and 6 are partial cross-sectional views showing a cross section taken along line XX of the secondary battery shown in FIG.
7 is a plan view showing a component for a secondary battery including an electrode lead and a sealing tape used in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
Figs. 8 to 12 are plan views showing various modifications of the venting pattern portion shown in Figs. 4 to 7. Fig.

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 아니 되며, 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 일부 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, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only some of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

먼저, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(10)의 전체적인 구성을 설명하기로 한다.First, referring to FIG. 2 and FIG. 3, the overall structure of a secondary battery 10 according to an embodiment of the present invention will be described.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 평면도이다.2 and 3 are plan views of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(10)는 전극 조립체(11), 전극 리드(12), 실링 테이프(13) 및 파우치 케이스(14)를 포함한다.Referring to FIG. 2, a secondary battery 10 according to an embodiment of the present invention includes an electrode assembly 11, an electrode lead 12, a sealing tape 13, and a pouch case 14.

상기 전극 조립체(11)는 양극 판(11a), 음극 판(11b), 세퍼레이터(11c) 및 전극 탭(T)을 포함한다. 상기 전극 조립체(11)는 적층된 양극 판(11a) 및 음극 판(11b) 사이에 세퍼레이터(11c)를 개재하여 형성된 적층형 전극 조립체일 수 있다. 본 발명의 도면에서는 상기 전극 조립체(11)가 적층형인 경우만을 도시하고 있으나, 젤리롤(jelly-roll)형으로 형성되는 것도 가능함은 물론이다.The electrode assembly 11 includes a positive electrode plate 11a, a negative electrode plate 11b, a separator 11c and an electrode tab T. [ The electrode assembly 11 may be a stacked type electrode assembly formed by interposing a separator 11c between the laminated anode plate 11a and the cathode plate 11b. In the drawings of the present invention, the electrode assembly 11 is of a laminated type, but it is also possible to use a jelly-roll type.

상기 양극 판(11a)은 알루미늄(Al) 재질의 집전 판에 양극 활물질이 도포되어 형성되며, 음극 판(11b)은 구리(Cu) 재질의 집전 판에 음극 활물질이 도포되어 형성된다.The positive electrode plate 11a is formed by applying a positive electrode active material to a current collector made of aluminum and the negative electrode plate 11b is formed by applying a negative electrode active material to a current collector made of copper.

상기 전극 탭(T)은 전극 판(11a,11b)과 일체로 형성되는 것으로서 전극 판(11a,11b) 중 전극 활물질이 도포되지 않은 무지부 영역에 해당한다. 즉, 상기 전극 탭(T)은 양극 판(11a) 중 양극 활물질이 도포되지 않은 영역에 해당하는 양극 탭(11a) 및 음극 판(11b) 중 음극 활물질이 도포되지 않은 영역에 해당하는 음극 탭을 포함한다.The electrode tab T is formed integrally with the electrode plates 11a and 11b and corresponds to an uncoated region in which electrode active materials of the electrode plates 11a and 11b are not coated. That is, the electrode tab T has a negative electrode tab 11a corresponding to a region of the positive electrode plate 11a not coated with the positive electrode active material, and a negative electrode tab 11b corresponding to a region of the negative electrode plate 11b not coated with the negative electrode active material .

상기 전극 리드(12)는 얇은 판상의 금속으로서 전극 탭(T)에 부착되어 전극 조립체(11)의 외측 방향으로 연장된다. 상기 전극 리드(12)는 양극 탭에 부착되는 양극 리드 및 음극 탭에 부착되는 음극 리드를 포함한다. 상기 양극 리드 및 음극 리드는 양극 탭 및 음극 탭의 형성 위치에 따라 서로 반대 방향(도 2 참조)으로 연장될 수도 있고 서로 동일한 방향(도 3 참조)으로 연장될 수도 있다.The electrode lead 12 is attached to the electrode tab T as a thin plate-like metal and extends in the outer direction of the electrode assembly 11. The electrode lead 12 includes a positive electrode lead attached to the positive electrode tab and a negative electrode lead attached to the negative electrode tab. The positive electrode lead and the negative electrode lead may extend in opposite directions (see FIG. 2) or in the same direction (see FIG. 3) depending on the positions of the positive electrode tab and the negative electrode tab.

상기 실링 테이프(13)는 전극 리드(12)의 폭 방향 둘레를 감싸는 형태로 부착되어 전극 리드(12)와 파우치 케이스(14) 내측 면 사이에 개재되는 것으로서 절연성 및 열 융착성을 갖는 필름으로 이루어진다. 상기 실링 테이프(13)는 예를 들어 폴리이미드(PI: polyimide), 폴리프로필렌(PP: polyprophylene), 폴리에틸렌(PE: polyethylene) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: polyethylene terephthalate) 등으로부터 선택된 어느 하나 이상의 물질 층(단일 막 또는 다중 막)으로 이루어질 수 있다. 상기 실링 테이프(13)는 전극 리드(12)와 파우치 케이스(14)의 금속 층 사이에서 단락이 발생하는 것을 방지할 뿐만 아니라 파우치 케이스(14)의 밀봉력을 향상시키는 역할을 한다.The sealing tape 13 is attached between the electrode lead 12 and the inner surface of the pouch case 14 so as to surround the electrode lead 12 in the width direction of the electrode lead 12 and is made of a film having insulation and heat sealability . The sealing tape 13 may be formed of one or more material layers selected from polyimide (PI), polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET) (A single membrane or a multi-membrane). The sealing tape 13 prevents short-circuiting between the electrode leads 12 and the metal layer of the pouch case 14 and improves the sealing force of the pouch case 14. [

상기 실링 테이프(13)는, 이차전지(10)의 사용 과정에서 단락 등으로 인해 파우치 케이스(14) 내부에 가스가 발생되는 경우 이를 용이하게 배출될 수 있도록 하기 위해 적어도 하나의 벤팅 패턴부를 구비하는데, 이러한 벤팅 패턴부(13a)에 대해서는 도 4 내지 도 12를 참조하여 상세히 후술하기로 한다.The sealing tape 13 has at least one venting pattern part for easily discharging the gas when the gas is generated in the pouch case 14 due to a short circuit or the like during the use of the secondary battery 10 The venting pattern portion 13a will be described later in detail with reference to FIG. 4 to FIG.

상기 파우치 케이스(14)는, 내측 면에 열 접착 층이 형성된 알루미늄 파우치 필름으로 이루어진다. 상기 파우치 케이스(14)는 전극 리드(13)가 외부로 인출되도록 전극 조립체(11)를 수용한 채로 테두리가 열 융착됨으로써 밀봉되며, 밀봉된 파우치 케이스(14) 내에는 이차전지(10)의 종류에 따라 액체, 고체 또는 겔형 등의 전해질(미도시)이 충진된다.The pouch case 14 is made of an aluminum pouch film having a thermally adhesive layer formed on its inner surface. The pouch case 14 is hermetically sealed with the rim of the electrode assembly 13 so that the electrode lead 13 is drawn out to the outside while the electrode assembly 11 is received. (Not shown) such as liquid, solid, or gel.

다음은, 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(10)에 구비된 벤팅 패턴부(13a)의 구조 및 작용효과에 대해서 상세히 설명하기로 한다.Next, the structure and operation effects of the venting pattern portion 13a included in the secondary battery 10 according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 4 to FIG.

도 4는 도 2에 도시된 이차전지의 M 부분을 확대한 평면도이고, 도 5 및 도 6은 도 4에 도시된 이차전지를 X-X 선을 따라 절단한 단면을 나타내는 부분 단면도이다. 또한, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에 채용된 전극리드와 실링 테이프로 이루어지는 이차전지용 부품을 나타내는 평면도이다.FIG. 4 is an enlarged plan view of the M portion of the secondary battery shown in FIG. 2, and FIGS. 5 and 6 are partial cross-sectional views showing a cross section taken along line X-X of the secondary battery shown in FIG. 7 is a plan view showing a component for a secondary battery including an electrode lead and a sealing tape used in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 상기 벤팅 패턴부(13a)는 실링 테이프(13)의 두께를 이루는 면 중 전극 조립체(11)와 마주보는 면에 일정 깊이로 형성되는 노치(notch)에 해당한다. 즉, 상기 벤팅 패턴부(13a)는 전극 리드(12)의 연장 방향, 즉 길이 방향을 따라 형성된다. 여기서, 상기 전극 리드(12)의 길이 방향이라 함은, 도 4를 기준으로 볼 때, 상/하 방향을 의미하는 것이며, 이하 동일하다.4 to 7, the venting pattern portion 13a corresponds to a notch formed at a predetermined depth on a surface of the sealing tape 13 facing the electrode assembly 11, . That is, the venting pattern portion 13a is formed along the extending direction of the electrode lead 12, that is, the longitudinal direction. Here, the longitudinal direction of the electrode lead 12 means upward / downward directions with reference to FIG. 4, and the same is applied hereinafter.

상기 벤팅 패턴부(13a)의 적어도 일부는 파우치 케이스(14)의 실링 영역(S) 내에 위치한다. 따라서, 상기 파우치 케이스(14) 내부에 가스가 발생하는 경우 벤팅 패턴부(13a)가 형성된 영역(A, 도 5 및 도 6 참조)에 압력이 집중(도 4의 화살표 참조)됨으로써 파우치 케이스(14)의 밀봉이 신속히 해제될 수 있으며, 이로써 이차전지(10)의 내부 압력 증가로 인한 발화나 폭발 등을 방지할 수 있다.At least a part of the venting pattern portion 13a is located in the sealing region S of the pouch case 14. Therefore, when gas is generated in the pouch case 14, pressure is concentrated on the area A (see FIGS. 5 and 6) where the venting pattern portion 13a is formed (see arrows in FIG. 4) Can be quickly released, thereby preventing ignition or explosion due to an increase in internal pressure of the secondary battery 10.

이러한 벤팅 패턴부(13a)는 전극 리드(12)의 양 면 중에서 어느 일 면 상에만 형성(도 5 참조)될 수도 있으나, 벤팅(venting)이 좀 더 용이하게 일어날 수 있도록 양 면 상에 모두 형성(도 6 참조)될 수도 있다.The venting pattern portion 13a may be formed on only one of the two surfaces of the electrode lead 12 (refer to FIG. 5), but may be formed on both surfaces of the electrode lead 12 so that venting may occur more easily. (See FIG. 6).

다음은, 도 8 내지 도 12를 참조하여 상기 벤팅 패턴부(13a)의 다양한 변형예를 설명하기로 한다.Next, various modifications of the venting pattern portion 13a will be described with reference to FIGS. 8 to 12. FIG.

도 8 내지 도 12는 도 4 내지 도 7에 도시된 벤팅 패턴부의 다양한 변형예를 나타내는 평면도이다.Figs. 8 to 12 are plan views showing various modifications of the venting pattern portion shown in Figs. 4 to 7. Fig.

먼저, 도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 벤팅 패턴부(13a)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 벤팅 패턴부(13a)는 도 4에 도시된 바와 같은 사각 형상 이외에도 반원의 형태로 라운드 진 형상(도 8 참조) 또는 쐐기 형상(도 9 참조) 등 다양한 형상을 가질 수 있다.8 and 9, the venting pattern portion 13a may have various shapes. That is, the venting pattern portion 13a may have various shapes such as a rounded shape (see FIG. 8) or a wedge shape (see FIG. 9) in the form of a semicircle in addition to the rectangular shape as shown in FIG.

상기 벤팅 패턴부(13a)는 전극 리드(12)가 인출되는 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상을 갖는 경우 압력 집중의 효과를 증대시킬 수 있어 더 신속한 벤팅을 가능하게 할 수 있다. 특히, 상기 벤팅 패턴부(13a)가 도 9에 도시된 바와 같이 끝이 뾰족한 쐐기 형상을 갖는 경우에는 압력 집중의 효과가 극대화 되어 벤팅 패턴부(13a)의 단부 모서리로부터 연장된 라인(L)을 따라 실링 테이프(13)와 파우치 케이스(14) 사이의 접착이 용이하게 해제될 수 있다.The venting pattern portion 13a can increase the effect of concentration of pressure when the width of the venting pattern portion 13a is narrowed toward the direction in which the electrode leads 12 are drawn out, thereby enabling quick venting. In particular, when the venting pattern portion 13a has a sharp wedge shape as shown in FIG. 9, the effect of pressure concentration is maximized, so that the line L extending from the end edge of the venting pattern portion 13a The adhesion between the sealing tape 13 and the pouch case 14 can be easily released.

다음으로, 도 10 내지 도 12를 참조하면, 상기 벤팅 패턴부(13a)는 실링 테이프(13)의 길이 방향, 즉 전극 리드(12)의 연장 방향과 수직한 방향을 따라 서로 이격되어 복수개 형성될 수도 있다. 이처럼 상기 벤팅 패턴부(13a)가 복수개 형성되는 경우에 있어서, 서로 이웃하는 벤팅 패턴부(13a) 사이의 간격이 각각의 벤팅 패턴부(13a)가 갖는 폭(W)보다 더 작게 형성되는 것이 벤팅 효과의 측면에서 더 유리할 수 있다.10 to 12, the venting pattern portions 13a are spaced apart from each other along a longitudinal direction of the sealing tape 13, that is, a direction perpendicular to the extending direction of the electrode leads 12, It is possible. In the case where a plurality of the venting pattern portions 13a are formed as described above, the gap between adjacent venting pattern portions 13a is formed to be smaller than the width W of each venting pattern portion 13a, It may be more advantageous in terms of effect.

아울러, 상기 벤팅 패턴부(13a)가 도 12에 도시된 바와 같이 쐐기 형상을 갖는 경우, 벤팅 패턴부의 폭(W) 대비 깊이(D)의 비는 0.5 이상인 것이 벤팅 효과의 측면에서 유리할 수 있는데, 이는 벤팅 패턴부(13a)가 형성된 영역에서의 압력 집중 효과가 극대화 될 수 있기 때문이다.When the venting pattern portion 13a has a wedge shape as shown in FIG. 12, the ratio of the width (W) to the depth (D) of the venting pattern portion may be 0.5 or more in terms of the venting effect, This is because the pressure concentration effect in the region where the venting pattern portion 13a is formed can be maximized.

한편, 본 발명의 도면에서는 상기 벤팅 패턴부(13a)가 복수개 형성되었을 때 각각의 벤팅 패턴부(13a)가 서로 동일한 형상을 갖는 경우만을 도시하고 있으나, 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 즉, 복수개의 벤팅 패턴부(13a)가 다양한 형상의 조합으로 이루어지는 경우도 본 발명의 범위에 속하는 것이다.In the drawings of the present invention, only a plurality of the venting pattern portions 13a have the same shape when a plurality of the venting pattern portions 13a are formed, but the present invention is not limited thereto. That is, the case where a plurality of venting pattern portions 13a are formed by combining various shapes is also within the scope of the present invention.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(10)는 실링 테이프(13)에 벤팅 패턴부(13a)가 형성된 구조를 가짐으로써 파우치 케이스(14) 내부에 발생된 가스로 인한 내부압력 증가 시에 신속한 벤팅이 가능하다.As described above, the secondary battery 10 according to the embodiment of the present invention has a structure in which the venting pattern portion 13a is formed on the sealing tape 13, Quick venting is possible with increased pressure.

즉, 상기 파우치 케이스(14) 내에 가스가 생성되는 경우 벤팅 패턴부(13a)에 집중된 압력이 파우치 케이스(14)의 내측 면에 작용함으로써 실링 테이프(13)와 파우치 케이스(14) 사이의 접합이 용이하게 해제될 수 있는 것이다.That is, when gas is generated in the pouch case 14, the pressure concentrated on the venting pattern portion 13a acts on the inner surface of the pouch case 14, so that the joint between the sealing tape 13 and the pouch case 14 It can be easily released.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

10: 이차전지 11: 전극 조립체
11a: 양극판 11b: 음극판
11c: 세퍼레이터 T: 전극 탭
12: 전극 리드 13: 실링 테이프
13a: 벤팅 패턴부 14: 파우치 케이스
S: 실링 영역 A: 노치 형성 영역10: secondary battery 11: electrode assembly
11a: positive electrode plate 11b: negative electrode plate
11c: separator T: electrode tab
12: electrode lead 13: sealing tape
13a: Venting pattern part 14: Pouch case
S: sealing area A: notch forming area

Claims

An electrode assembly having an electrode tab;
An electrode lead attached to the electrode tab;
A pouch case for accommodating the electrode assembly such that the electrode lead is drawn out to the outside; And
And a sealing tape interposed between the electrode lead and the inner surface of the pouch case, the sealing tape having at least one venting pattern portion.

The method according to claim 1,
Wherein the venting pattern portion comprises:
Wherein the electrode lead is a notch formed at a predetermined depth along an extending direction of the electrode lead.

3. The method of claim 2,
Wherein the venting pattern portion comprises:
And a width gradually narrower along the extending direction of the electrode lead.

The method of claim 3,
Wherein the venting pattern portion comprises:
Wherein the secondary battery has a wedge shape.

3. The method of claim 2,
Wherein the venting pattern portion comprises:
Wherein a plurality of the sealing tapes are spaced from each other along a longitudinal direction of the sealing tape.

6. The method of claim 5,
The spacing between adjacent venting pattern portions may be, for example,
Wherein the width of the venting pattern portion is less than the width of the venting pattern portion.

6. The method of claim 5,
Wherein the venting pattern portion has a wedge shape,
Wherein the ratio of the width to the depth of the venting pattern portion is 0.5 or more.

3. The method of claim 2,
Wherein the pouch case has a sealing region formed at a rim,
And at least a part of the venting pattern portion is located in the sealing region.

3. The method of claim 2,
Wherein the venting pattern portion comprises:
And the electrode lead is formed on both surfaces of the electrode lead.

An electrode lead connected to the electrode assembly; And
And a sealing tape having at least one venting pattern part and surrounding a part of the electrode lead.

11. The method of claim 10,
Wherein the venting pattern portion comprises:
Wherein the electrode lead is a notch formed at a predetermined depth along the extending direction of the electrode lead

12. The method of claim 11,
Wherein the venting pattern portion comprises:
And a shape gradually narrowing in width along the extending direction of the electrode lead.

13. The method of claim 12,
Wherein the venting pattern portion comprises:
And a wedge shape.

12. The method of claim 11,
Wherein the venting pattern portion comprises:
And a plurality of spaced apart sealing tapes are formed along the longitudinal direction of the sealing tape.

15. The method of claim 14,
The spacing between adjacent venting pattern portions may be, for example,
Wherein the width of the venting pattern portion is not more than the width of the venting pattern portion.

15. The method of claim 14,
Wherein the venting pattern portion has a wedge shape,
Wherein a ratio of the width to the depth of the venting pattern portion is 0.5 or more.

12. The method of claim 11,
Wherein the venting pattern portion comprises:
Wherein the electrode lead is formed on both surfaces of the electrode lead.