JP2014531111A - 多孔性構造の電極組立体及びこれを含む二次電池 - Google Patents
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Abstract
Description
また、前記電極組立体の貫通口の大きさは、対応されるパウチ外装材の貫通口の大きさよりさらに大きいものであり得る。
(多数の)正極、負極及び分離膜を含む電極組立体において、シーリングのための一つ以上の貫通口を含む電極組立体及びこれを含む二次電池を提供する。
本発明に係る二次電池は、電池外装材角のシーリング部以外に前記シーリングのための一つ以上の貫通口を介して、電極組立体と電池外装材を追加的にシーリングすることで、電極組立体が電池外装材内部で移動することを抑制して、落下、外部衝撃などのような外力の印加時の安定性を向上させることができる。特に、外部衝撃や揺れが多い電気自動車のような中大型デバイスの電源に用いられる場合、電極組立体の流動による内部短絡及びこれによる発熱、発火などの危険を予防して安定性を大きく高めることができる。
但し、工程の便宜のためには、電極組立体の重さ中心となり得る地点、すなわち、電極組立体の中心を基準に長手方向に対称となる両終端に2個の貫通口のみを形成する場合に、電池外装材とのシーリングがより容易かつ便利であるため好ましく、例えば、電極組立体の長手方向の長さ(L)に対して両終端からL/6長さほどに離隔された位置に前記貫通口を形成することもできる。
の形態に形成することが好ましいといえるが、これに限定されるものではない。
図3のように、電極組立体の平面積対比3%となる大きさの円形貫通口を、電極組立体の両終端から電極組立体の長さ対比1/6となる間隔ほど離隔された位置に2個の貫通口を形成した電極組立体を形成した。
前記貫通口及び貫通シーリング部を形成しないことを除いては、前記実施例1と同じ方法で電池を製造した。
前記実施例1と比較例1でそれぞれ製造された電池を対象に、前方落下実験を行ってその結果を下記表1に示した。
図6のように、二次電池の平面積対比3%となる大きさの円形貫通口を、二次電池の両終端から二次電池の長さ対比1/6となる間隔ほど離隔された位置に2個の貫通口を形成した二次電池を製造した。
前記貫通口を形成しないことを除いては、前記実施例2と同じ方法で二次電池を製造した。
前記実施例2と比較例2でそれぞれ製造された電池を対象に、前方落下実験を行ってその結果を下記表2に示した。
20 正極リード
30 負極リード
40 貫通口、貫通シーリング部
50 電池外装材
120 冷却ライン
110 電池モジュール
Claims (35)
- 正極、負極及び分離膜を含む電極組立体において、一つ以上の貫通口を含む電極組立体。
- 前記一つ以上の貫通口は、2個であることを特徴とする請求項1に記載の電極組立体。
- 前記一つ以上の貫通口は、円形、楕円形、頂点が曲率を有するように処理された曲率角形、四角形及び三角形からなる群から選ばれた何れか一つの形状に形成されることを特徴とする請求項1に記載の電極組立体。
- 前記一つ以上の貫通口は、円形に形成されることを特徴とする請求項3に記載の電極組立体。
- 前記一つ以上の貫通口は、同一の形状に形成されることを特徴とする請求項1に記載の電極組立体。
- 前記一つ以上の貫通口は、同じ間隔で離隔され形成されることを特徴とする請求項1に記載の電極組立体。
- 前記一つ以上の貫通口は、電極組立体の長辺方向に中心部に沿って形成されることを特徴とする請求項1に記載の電極組立体。
- 前記一つ以上の貫通口は、電極組立体の短辺方向に中心部に沿って形成されることを特徴とする請求項1に記載の電極組立体。
- 前記一つ以上の貫通口が占める全体面積は、電極組立体の平面積対比2%〜20%であることを特徴とする請求項1に記載の電極組立体。
- 前記電極組立体は、ジェリーロール型、スタック型、スタック/フォールディング型及びZ-スタック/フォールディング型の構造のうち選ばれた何れか一つの構造であることを特徴とする請求項1に記載の電極組立体。
- 請求項1乃至10のうち何れか一項に係る電極組立体、パウチ外装材及び貫通シーリング部を含むパウチ型二次電池。
- 前記パウチ外装材は内部樹脂層、金属薄膜及び外部樹脂層の構造からなることを特徴とする請求項11に記載のパウチ型二次電池。
- 前記貫通シーリング部は、電極組立体上に形成された一つ以上の貫通口を覆うパウチ外装材の該当部分をシーリングして形成されたことを特徴とする請求項11に記載のパウチ型二次電池。
- 請求項11に係るパウチ型二次電池を単位電池に含む電池モジュール又は電池パック。
- 前記電池モジュール又は電池パックは、中大型デバイスの電源として用いられ、前記中大型デバイスは、パワーツール(Power Tool);電気車(Electric Vehicle、EV)、ハイブリッド電気車(Hybrid Electric Vehicle、HEV)及びプラグインハイブリッド電気車(Plug-in Hybrid Electric Vehicle、PHEV)を含む電気車;E-bike、E-scooterを含む電気二輪車;電気ゴルフカート(Electric Golf Cart);電気トラック;電気商用車;又は電力貯蔵用システムのうちの一つであることを特徴とする請求項14に記載の電池モジュール又は電池パック。
- 正極、負極及び分離膜上の同じ位置に一つ以上の貫通口を含む電極組立体;及び
内部樹脂層、金属薄膜及び外部樹脂層の構造からなるパウチ外装材;を含み、
電極組立体上に形成された前記貫通口と対応される位置のパウチ外装材を追加的にシーリングすることを特徴とする、
貫通シーリング部を含むパウチ型二次電池の製造方法。 - 前記貫通シーリング部は、該当部位を加圧することができるように、貫通口の位置及び形状と対応される加圧部を有する熱溶着装置を用いて製造されることを特徴とする請求項16に記載のパウチ型二次電池の製造方法。
- 一つ以上の貫通口を含むパウチ型二次電池。
- 前記一つ以上の貫通口は、正極、負極及び分離膜を含む電極組立体;及びこれを含むパウチ外装材;のうち少なくとも一つ以上に形成されることを特徴とする請求項18に記載のパウチ型二次電池。
- 前記一つ以上の貫通口は、電極組立体の貫通口とパウチ外装材の貫通口が互いに対応され得るように同じ位置に形成されることを特徴とする請求項19に記載のパウチ型二次電池。
- 前記電極組立体の貫通口とパウチ外装材の貫通口は、同一の形状に形成されることを特徴とする請求項19に記載のパウチ型二次電池。
- 前記電極組立体の貫通口の大きさは、対応されるパウチ外装材の貫通口の大きさよりさらに大きいことを特徴とする請求項19に記載のパウチ型二次電池。
- 前記電極組立体の貫通口は、その内周面に沿って形成される追加シーリング部の幅ほどパウチ外装材の貫通口よりさらに大きいことを特徴とする請求項22に記載のパウチ型二次電池。
- 前記一つ以上の貫通口は、同じ間隔で離隔され形成されることを特徴とする請求項18に記載のパウチ型二次電池。
- 前記一つ以上の貫通口は、パウチ型二次電池の長辺方向に中心部に沿って形成されることを特徴とする請求項18に記載のパウチ型二次電池。
- 前記一つ以上の貫通口は、パウチ型二次電池の短辺方向に中心部に沿って形成されることを特徴とする請求項18に記載のパウチ型二次電池。
- 前記電極組立体の貫通口内周面に沿って追加シーリング部が形成されることを特徴とする請求項22に記載のパウチ型二次電池。
- 前記一つ以上の貫通口は、円形、楕円形、頂点が曲率を有するように処理された曲率角形、四角形及び三角形からなる群から選ばれた何れか一つの形状に形成されることを特徴とする請求項18に記載のパウチ型二次電池。
- 前記一つ以上の貫通口は、円形に形成されることを特徴とする請求項28に記載のパウチ型二次電池。
- 前記一つ以上の貫通口が占める全体面積は、パウチ型二次電池の平面積対比2%〜20%であることを特徴とする請求項18に記載のパウチ型二次電池。
- 前記電極組立体はジェリーロール型、スタック型、スタック/フォールディング型及びZ-スタック/フォールディング型の構造のうち選択された何れか一つの構造であることを特徴とする請求項19に記載のパウチ型二次電池。
- 請求項18乃至31のうち何れか一項に係るパウチ型二次電池を単位電池に含む電池モジュール。
- 前記電池モジュールは、単位電池に形成された一つ以上の貫通口を介して冷却ラインが連結されたことを特徴とする請求項32に記載の電池モジュール。
- 前記電池モジュールは、単位電池に形成された一つ以上の貫通口を介して単位電池固定棒が連結されたことを特徴とする請求項32に記載の電池モジュール。
- 前記電池モジュールは、中大型デバイスの電源に用いられ、前記中大型デバイスは、パワーツール(Power Tool);電気車(Electric Vehicle、EV)、ハイブリッド電気車(Hybrid Electric Vehicle、HEV)及びプラグインハイブリッド電気車(Plug-in Hybrid Electric Vehicle、PHEV)を含む電気車;E-バイク(E-bike)、E-スクーター(E-scooter)を含む電気二輪車;電気ゴルフカート(Electric Golf Cart);電気トラック;電気商用車;又は電力貯蔵用システムのうち何れか一つであることを特徴とする請求項32に記載の電池モジュール。
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