KR101487092B1 - Pouch for secondary battery and secondary battery using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고용량, 고강성을 가지는 대용량 전지에 적용될 수 있는 파우치의 구조에 관한 것으로, 오목한 형태의 수용공간을 구비하는 금속 재질의 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 일면 또는 양면에 형성되는 고분자층을 포함하는 상부 하우징 모듈과 상기 상부 하우징 모듈의 하부 면에 결합하여 상기 수용공간을 밀폐하는 하부 파우치 시트를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a structure of a pouch which can be applied to a high-capacity and high-rigidity battery having a high capacity and a high stiffness, comprising a base plate made of a metallic material having a recessed space and a polymer layer formed on one or both surfaces of the base plate. And a lower pouch sheet coupled to a lower surface of the upper housing module to seal the accommodation space.

Description

이차전지용 파우치 및 이를 포함하는 이차전지{Pouch for secondary battery and secondary battery using the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pouch for a secondary battery and a secondary battery including the same,

본 발명은 고용량, 고강성을 가지는 대용량 전지에 적용될 수 있는 파우치의 구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a structure of a pouch which can be applied to a large-capacity battery having a high capacity and high rigidity.

최근, 충방전이 가능하고 가벼우면서도 에너지 밀도 및 출력 밀도가 높은 리튬이차전지가 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 가솔린 차량, 디젤 차량 등 화석연료를 사용하는 기존 내연 기관 자동차의 대기오염 및 온실가스 문제를 해결하기 위한 대체방안으로 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그인 하이브리드 전기자동차(PHEV), 배터리 전기자동차(BEV), 전기자동차(EV) 등이 제시되고 있는데, 리튬이차전지는 이러한 내연기관 대체 자동차의 동력원으로서도 주목받고 있다.In recent years, lithium secondary batteries, which are chargeable and dischargeable and light in weight and have high energy density and high output density, are widely used as energy sources for wireless mobile devices. In addition, Hybrid Electric Vehicle (HEV), Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV), Battery Electric Vehicle (PHEV), and Electric Vehicle BEV), and electric vehicles (EVs). Lithium secondary batteries are attracting attention as power sources for such internal combustion engine alternatives.

리튬이차전지는 전해액의 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬이온전지와 고분자 전해질을 사용하는 리튬폴리머전지로 분류되며, 전극조립체가 수용되는 외장재의 형상에 따라 원통형, 각형 또는 파우치형으로 분류된다.The lithium secondary battery is classified into a lithium ion battery using a liquid electrolyte and a lithium polymer battery using a polymer electrolyte depending on the type of the electrolyte. The lithium secondary battery is classified into a cylindrical type, a square type, or a pouch type depending on the shape of the outer case accommodating the electrode assembly.

이 중, 파우치형은 금속층(포일)과 상기 금속층의 상면과 하면에 코팅되는 합성수지층의 다층막으로 구성되는 파우치 외장재를 사용하여 외관을 구성하기 때문에, 금속 캔을 사용하는 원통형 또는 각형보다 전지의 무게를 현저히 줄일 수 있어 전지의 경량화가 가능하며, 다양한 형태로의 변화가 가능하다는 장점이 있다.Among them, the pouch type is composed of a metal layer (foil) and a multi-layered film composed of a synthetic resin layer coated on the upper and lower surfaces of the metal layer. Thus, It is possible to reduce the weight of the battery and it is possible to change to various forms.

이러한 파우치 외장재는 직방형 외장재를 한 변의 길이 방향을 기준으로 중간을 접철하여 형성된 상부 외장재와 하부 외장재로 이루어지는데, 하부 외장재에는 프레스(press) 가공 등을 통해 전극조립체를 수용하기 위한 공간 부가 형성된다. 하부 외장재의 공간부에는 주로 판형의 양극, 분리막 및 음극이 적층된 구조의 다양한 전극조립체가 수용된다. 그 다음 전해액을 주입하게 되고 상기 하부 외장재 공간부 주위의 가장자리부와 이에 대응되는 상부 외장재의 가장자리를 밀착시키고 밀착된 부분을 열융착 하면 밀봉된 형태의 파우치형 이차전지가 형성된다.The pouch exterior member is composed of an upper casing member and a lower casing member which are formed by folding a middle portion of the rectangular casing member with respect to the longitudinal direction of one side thereof. The lower casing member is formed with a space portion for receiving the electrode assembly through press working . A variety of electrode assemblies having a structure in which a plate-like anode, a separator, and a cathode are laminated are accommodated in the space portion of the lower casing. Then, an electrolyte is injected into the pouch-shaped secondary battery, and the pouch-shaped secondary battery is formed in a sealed form when the rim of the peripheral portion of the lower casing member is closely contacted with the edge of the corresponding upper casing member.

도 1에는 종래의 대표적인 파우치형 이차전지의 일반적인 구조가 분해 사시도로서 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 1 schematically shows a general structure of a typical conventional pouch-type secondary battery as an exploded perspective view.

도 1을 참조하면, 파우치형 이차전지(1)는, 전극조립체(10), 전극조립체(10)로부터 연장되어 있는 전극 탭들(31, 32), 전극 탭들(31, 32)에 용접되어 있는 전극 리드(51, 52), 및 전극조립체(1)를 수용하는 전지케이스(20)를 포함하는 것으로 구성되어 있다.1, the pouch type secondary battery 1 includes an electrode assembly 10, electrode taps 31 and 32 extending from the electrode assembly 10, electrodes 32 and 33 welded to the electrode taps 31 and 32, Leads 51 and 52, and a battery case 20 for housing the electrode assembly 1. [

전극조립체(10)는 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극이 순차적으로 적층되어 있는 발전소자로서, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어져 있다. 전극 탭들(31, 32)은 전극조립체(10)의 각 극판으로부터 연장되어 있고, 전극 리드(51, 52)는 각 극판으로부터 연장된 복수 개의 전극 탭들(31, 32)과, 예를 들어, 용접에 의해 각각 전기적으로 연결되어 있으며, 전지케이스(20)의 외부로 일부가 노출되어 있다. 또한, 전극 리드(51, 52)의 상하면 일부에는 전지 케이스(20)와의 밀봉도를 높이고 동시에 전기적 절연상태를 확보하기 위하여 절연필름(53)이 부착되어 있다.The electrode assembly 10 is a power generation element in which an anode and a cathode are sequentially stacked with a separation membrane interposed therebetween, and has a stacked or stacked / folded structure. The electrode tabs 31 and 32 extend from the respective electrode plates of the electrode assembly 10 and the electrode leads 51 and 52 are formed by a plurality of electrode tabs 31 and 32 extending from each electrode plate, Respectively, and a part of the battery case 20 is exposed to the outside. An insulating film 53 is attached to portions of the upper and lower surfaces of the electrode leads 51 and 52 in order to increase the degree of sealing with the battery case 20 and at the same time to ensure an electrically insulated state.

또한, 다수의 양극, 음극 탭들(31, 32)이 일체로 결합되어 융착부를 형성함으로 인해, 전지케이스(20)의 내부 상단은 전극조립체(10)의 상단 면으로부터 일정한 거리만큼 이격되어 있고, 융착부의 탭들(31, 32)은 대략 V자 형상으로 절곡되어 있다(전극 탭들과 전극 리드의 결합부위를 V-포밍(V-forming; 41, 42) 부위로 칭하기도 한다). 전지 케이스(20)는 알루미늄 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 전극조립체(10)를 수용할 수 있는 공간을 제공하며, 전체적으로 파우치 형상을 가지고 있다. 이차전지는, 전지 케이스(20)의 수납부에 전극조립체(10)를 내장하고 전해액(도시하지 않음)을 주입한 후, 전지 케이스(20)의 상부 라미네이트 시트와 하부 라미네이트 시트가 접하는 외주 면을 열융착시키는 과정을 통해 제조된다.In addition, since a plurality of anode and cathode taps 31 and 32 are integrally joined to form a fused portion, the inner upper end of the battery case 20 is spaced apart from the upper end surface of the electrode assembly 10 by a predetermined distance, The negative taps 31 and 32 are bent in a substantially V shape (the joint between the electrode taps and the electrode lead is also referred to as V-forming 41 and 42). The battery case 20 is made of an aluminum laminate sheet, provides a space for accommodating the electrode assembly 10, and has a pouch shape as a whole. The secondary battery has a structure in which the electrode assembly 10 is housed in the housing portion of the battery case 20 and an electrolyte (not shown) is injected into the battery case 20 and then the outer periphery of the battery case 20 contacting the upper and lower laminate sheets And then heat-sealed.

이러한 이차 전지는 자동차용 또는 에너지 스토리지(storage)용 중대형 사이즈의 전지에 대한 수요가 높아지고 있으며, 이러한 중대형 전지는 셀의 대형화, 고 에너지화에 따라 계속 두꺼워지는 경향으로 진행되고 있다. 또한, 전지의 병렬 연결수가 적어져야 비용 절감효과(모듈, 팩조립 및 셀 단가측면)를 누릴 수 있어서, 셀의 대용량화는 가속되는 경향이다.Such secondary batteries are in great demand for middle- or large-sized batteries for automobiles or energy storage. Such middle- or large-sized batteries tend to become thicker as the cells become larger and have higher energy. In addition, the number of parallel connections of the battery can be reduced by the cost reduction (module, pack assembly, and cell cost), so that the cell capacity tends to be accelerated.

그러나 기존의 대형 폴리머 전지의 경우 전극조립체를 형성하는 셀의 스택(stack) 수가 많아 전체적인 두께가 두꺼워지며, 파우치의 성형(forming) 한계 등의 이유로 일정 두께(5mm) 이하의 전지로만 제작이 가능한 문제가 있다.However, in the case of a conventional large-sized polymer battery, the total thickness of the cells forming the electrode assembly is increased due to a large number of stacks, and the cell can be manufactured only with a battery having a certain thickness (5 mm) .

한국공개특허 제2006-0117041호Korean Patent Publication No. 2006-0117041 한국공개특허 제2010-0032064호Korea Patent Publication No. 2010-0032064

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 대용량 폴리머 전지를 수용하는 파우치의 구성을, 상부에는 Al 등으로 이루어진 베이스 플레이트 상에 고분자 필름층을 구현한 구조의 상부 하우징 모듈로 구현하고, 하부는 일반적인 파우치인 Al 등으로 이루어진 필름을 융착시킨 구조를 제공해, 스택 수가 많은 고출력의 전지 저장용도에 적합하도록 구현하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a pouch for accommodating a large-capacity polymer battery, an upper housing having a structure in which a polymer film layer is formed on a base plate made of Al, Module, and the lower part provides a structure in which a film made of Al or the like, which is a common pouch, is fused, so that it is suitable for battery storage applications having a large number of stacks and high output.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 오목한 형태의 수용공간을 구비하는 금속 재질의 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 일면 또는 양면에 형성되는 고분자층을 포함하는 상부 하우징 모듈; 및 상기 상부 하우징 모듈의 하부 면에 결합하여 상기 수용공간을 밀폐하는 하부 파우치 시트;를 포함하는 이차전지용 파우치를 제공할 수 있도록 한다. As a means for solving the above problems, the present invention provides an upper housing module comprising: a base plate having a metal accommodation space having a concave shape; and a polymer layer formed on one or both sides of the base plate; And a lower pouch sheet coupled to a lower surface of the upper housing module to seal the accommodation space.

이때 상기 고분자층은 캐스트 폴리프로필렌(CPP), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 우레탄, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리이미드(PI), 나일론(Nylon) 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 2 이상의 물질의 혼합물로 이루어지는 강화층이다.The polymer layer may be formed from a group consisting of a cast polypropylene (CPP), a polyethylene (PE), a polypropylene (PP), a urethane, a polyethylene terephthalate (PET), a polyimide (PI), a nylon, A reinforcing layer consisting of any one or a mixture of two or more materials selected.

상기 강화층은 상기 베이스 플레이트의 수용공간을 기준으로,The reinforcing layer is formed on the base plate,

수용공간의 반대쪽인 베이스 플레이트의 외부면은 CPP, 우레탄, PET, PI, 나일론 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 물질로 형성되는 제1강화층, 및The outer surface of the base plate, which is opposite to the receiving space, is a first reinforcing layer formed of a material selected from the group consisting of CPP, urethane, PET, PI, nylon and combinations thereof, and

수용공간 쪽인 베이스 플레이트의 내부면은 PE, PP 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 물질층이 적어도 1층 이상 적층되는 구조로 형성되는 제2강화층을 포함할 수 있다.The inner surface of the base plate, which is the accommodating space side, may include a second reinforcing layer formed of a structure in which at least one material layer selected from the group consisting of PE, PP, and combinations thereof is stacked.

상기 베이스 플레이트의 내부면에 형성되는 상기 제2강화층은 적어도 2 이상의 층으로 이루어질 수 있는데, 제2강화층이 2층으로 구성될 경우에는, 제2강화층 중 베이스 플레이트의 내부면과 접촉하는 제1물질층 및 제1물질층 상에 형성되는 제2물질층으로 구성되며, 상기 제1물질층은 제2물질층보다 높은 녹는점을 가지는 물질로 구성될 수 있다.The second reinforcing layer formed on the inner surface of the base plate may be formed of at least two layers. When the second reinforcing layer is composed of two layers, And a second material layer formed on the first material layer and the first material layer, wherein the first material layer may be composed of a material having a melting point higher than that of the second material layer.

이때 상기 제1물질층은 상기 제2물질층보다 20℃ ~ 30℃ 높은 녹는점을 가지는 물질로 구성되는 것이 바람직하다.The first material layer may be formed of a material having a melting point higher by 20 ° C to 30 ° C than the second material layer.

상기 하부 파우치 시트는 상기 수용공간을 밀폐하는 구조로, 철(Fe), 탄소(C), 크롬(Cr) 및 망간(Mn)의 합금, 철(Fe), 탄소(C), 크롬(Cr) 및 니켈(Ni)의 합금, 알루미늄(Al), 구리(Cu), 이들의 등가물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질로 구성될 수 있다.The lower pouch sheet is configured to seal the accommodation space and is made of an alloy of iron (Fe), carbon (C), chromium (Cr) and manganese (Mn), iron (Fe), carbon (C) And alloys of nickel (Ni), aluminum (Al), copper (Cu), equivalents thereof, and combinations thereof.

상기 상부 하우징 모듈은 상기 수용공간의 내부에 수용되는 전극조립체의 전극과 연결되는 탭이 일체형 구조로 형성되는 일체형 리드탭을 더 포함하며, 이러한 일체형 리드탭은 상기 상부 하우징 모듈의 일측에 한 쌍이 형성될 수도 있고, 상기 상부 하우징 모듈의 일측 및 타측의 양방향에 형성되는 구조일 수도 있다.The upper housing module may further include an integral lead tab having an integral structure in which tabs connected to the electrodes of the electrode assembly housed in the accommodation space are integrally formed. The integral lead tab is formed on one side of the upper housing module Or may be formed on both sides of one side and the other side of the upper housing module.

상기 베이스 플레이트의 두께는 0.12mm ~ 0.3mm의 범위이며, Al, Fe, SUS (steel use stainless), 고밀도 플라스틱 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 될 수 있다.The thickness of the base plate is in the range of 0.12 mm to 0.3 mm and may be selected from the group consisting of Al, Fe, SUS (steel use stainless), high density plastic, and combinations thereof.

상기 베이스플레이트에 적층되는 고분자층의 총 두께는 80㎛~200㎛이며, 상부 하우징 모듈 전체의 두께는 0.2mm ~ 0.5mm의 범위일 수 있다.The total thickness of the polymer layer to be laminated on the base plate is 80 to 200 μm, and the thickness of the entire upper housing module may be in the range of 0.2 to 0.5 mm.

또한, 상기 하부 파우치 시트는 150㎛~180㎛ 두께로 구성될 수 있다.The lower pouch sheet may have a thickness of 150 mu m to 180 mu m.

또한, 본 발명은 전술한 파우치 내부에 전극조립체를 수용하여 이루어지는 이차전지를 제공한다.The present invention also provides a secondary battery comprising an electrode assembly housed in the pouch.

상기 전극조립체는 권취형, 스택형 및 스택/폴딩형 구조로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.The electrode assembly may be selected from the group consisting of wound, stacked and stacked / folded structures.

대용량 폴리머 전지를 수용하는 파우치의 구성을 본 발명과 같이 함으로써 스택수가 많은 고출력의 전지 저장용도에 적합하도록 구현할 수 있는 효과가 있다.The configuration of the pouch for accommodating the large-capacity polymer battery can be realized in accordance with the present invention, so that it is possible to implement the pouch for the storage of high-output cells with a large number of stacks.

도 1은 종래의 이차전지의 구조를 도시한 개념도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 이차전지를 구성하는 파우치의 구조 및, 상부 하우징 모듈 내부의 강화층의 적층 구조를 도시한 단면 개념도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 이차전지의 결합사시도를 도시한 것이다.
1 is a conceptual diagram showing the structure of a conventional secondary battery.
FIGS. 2 and 3 are schematic cross-sectional views illustrating a structure of a pouch constituting the secondary battery according to the present invention and a stacked structure of reinforcing layers in the upper housing module.
FIGS. 4 and 5 illustrate an assembled perspective view of a secondary battery according to the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
Hereinafter, the configuration and operation according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals denote the same elements regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

도 2는 본 발명에 따른 이차전지용 파우치의 구조를 도시한 단면 개념도이다.2 is a schematic cross-sectional view illustrating the structure of a pouch for a secondary battery according to the present invention.

도시된 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 이차전지용 파우치는, 전극조립체의 수용공간을 구비하며, 베이스 플레이트(110) 일면 또는 양면에 고분자층(111, 112)을 형성하는 상부 하우징 모듈(122)과 상기 상부 하우징 모듈(122의 하부면에 결합하여 상기 수용공간을 밀폐하는 하부 파우치 시트(120)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to the drawings, the pouch for a secondary battery according to the present invention includes an upper housing module 122 having an accommodation space for an electrode assembly and forming polymer layers 111 and 112 on one side or both sides of a base plate 110, And a lower pouch sheet 120 which is coupled to the lower surface of the upper housing module 122 to seal the accommodation space.

특히 상기 상부 하우징 모듈(122)은 0.12mm~0.3mm 두께의 금속재질의 베이스 플레이트(110)를 성형하여 전극조립체의 수용공간을 형성하는 입체형(Can type) 구조이며, 상기 베이스 플레이트의 표면에 캐스트 폴리프로필렌(CPP), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 우레탄, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리이미드(PI), 나일론(Nylon) 중 선택되는 어느 하나 또는 2 이상의 물질의 혼합물로 되는 강화층을 구비하는 구조로 구현됨이 바람직하다. 아울러, 상기 베이스 플레이트 및 강화층의 총 두께는 0.2mm~0.5mm의 두께로 형성될 수 있으며, 이 경우 상기 베이스 플레이트는 Al, Fe, SUS, 고밀도 플라스틱 중 어느 하나를 이용할 수 있다.Particularly, the upper housing module 122 is a Can type structure that forms a receiving space of an electrode assembly by molding a base plate 110 made of a metal having a thickness of 0.12 mm to 0.3 mm, Reinforced with a mixture of one or more materials selected from polypropylene (CPP), polyethylene (PE), polypropylene (PP), urethane, polyethylene terephthalate (PET), polyimide (PI), and nylon It is preferable to be implemented in a structure having a layer. In addition, the total thickness of the base plate and the reinforcing layer may be 0.2 mm to 0.5 mm. In this case, the base plate may be made of Al, Fe, SUS, or high density plastic.

특히, 상기 강화층은, 상기 베이스 플레이트(110)의 수용공간을 기준으로, 수용공간의 반대쪽, 즉 베이스 플레이트(110)의 외부면은 CPP, 우레탄, PET, PI, 나일론 중 어느 하나의 물질로 형성되는 제1강화층(111)이 형성되며, 수용공간 쪽인 베이스 플레이트(110)의 내부면은 PE, PP 중 어느 하나의 물질층이 적어도 1층 이상 적층되는 구조로 마련되는 제2강화층(112)으로 구성될 수 있으며, 상기 제2강화층(112)은 적어도 2층 이상의 복층구조로 구현될 수 있다.In particular, the reinforcing layer may be formed of any one material selected from the group consisting of CPP, urethane, PET, PI and nylon on the opposite side of the accommodation space, that is, the outer surface of the base plate 110, And the inner surface of the base plate 110, which is the accommodation space side, is formed with a second reinforcing layer (not shown) having a structure in which at least one of the material layers of PE and PP is laminated 112, and the second reinforcing layer 112 may have a multilayer structure of at least two layers.

또한, 상기 제2강화층(112)이 복층구조로 구현될 경우, 도 3과 같이, 특히 베이스 플레이트(110)의 내부면과 접촉하는 제1물질층(112a) 및 상기 제1물질층(112a) 상에 형성되는 제2물질층으로 구성되며, 상기 제1물질층(112a)은 제2물질층(112b)보다 상대적으로 높은 녹는 점을 가지는 물질로 구성될 수 있도록 함이 바람직하다. 특히 상기 제1물질층(112a)은 제2물질층(112b)보다 20℃ ~ 30℃ 높은 녹는점을 가지는 물질로 구성될 수 있다. 이렇게 하면, 본 발명에 따른 하부 파우치 시트(120)와의 가열압착 공정에서 녹는 점이 상대적으로 더 낮은 층이 먼저 녹아 실링성을 높여줄 뿐만 아니라, 제1물질층(112a)은 녹지 않아, 금속층(상부 하우징 모듈과 하부 파우치 시트) 상호 간에 직접적으로 접촉되는 일이 발생하지 않게 된다. 즉, 금속층 상호 간 접촉을 억제하여 절연특성을 향상시킬 수 있다.3, the first material layer 112a and the first material layer 112a may be in contact with the inner surface of the base plate 110, , And the first material layer 112a may be made of a material having a relatively higher melting point than the second material layer 112b. In particular, the first material layer 112a may be formed of a material having a melting point higher by 20 ° C to 30 ° C than the second material layer 112b. In this way, in the heat bonding process with the lower pouch sheet 120 according to the present invention, the layer having a relatively lower melting point is melted first to enhance the sealing property, and the first material layer 112a does not melt, The housing module and the lower pouch sheet) do not directly come into contact with each other. That is, it is possible to suppress the contact between the metal layers and improve the insulation characteristic.

상기 베이스 플레이트에 적층되는 고분자층의 총 두께는 80㎛~200㎛의 범위에서 형성할 수 있다. The total thickness of the polymer layer stacked on the base plate may be in the range of 80 탆 to 200 탆.

상기 하부 파우치 시트(120)는, 상기 수용공간을 밀폐하는 구조로, 철(Fe), 탄소(C), 크롬(Cr) 및 망간(Mn)의 합금, 철(Fe), 탄소(C), 크롬(Cr) 및 니켈(Ni)의 합금, 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 그 등가물 중 선택된 어느 하나의 물질로 구성되는 시트로 형성될 수 있으며, 일반적으로 Al을 사용할 수 있다. 또한, 상기 하부 파우치 시트는, 150㎛~180㎛ 두께의 구성될 수 있다.The lower pouch seat 120 has a structure for sealing the accommodation space and is made of an alloy of iron (Fe), carbon (C), chromium (Cr) and manganese (Mn), iron (Fe) And may be formed of a sheet composed of any one material selected from an alloy of chromium (Cr) and nickel (Ni), aluminum (Al), copper (Cu), or the equivalent thereof. The lower pouch sheet may have a thickness of 150 mu m to 180 mu m.

상기 상부 하우징 모듈과 하부 파우치 시트에 있어서, “상부” 및 “하부”는 상대적인 개념으로서 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 수용공간 및 고분자층이 구비된 하우징 모듈이 반드시 파우치 시트의 상부에 위치하여야 한다는 의미로 이해되어서는 안 된다.In the upper housing module and the lower pouch sheet, " upper " and " lower " are relative concepts only for convenience of explanation and the housing module provided with the accommodation space and the polymer layer must be located on the upper portion of the pouch sheet It should not be understood as meaning.

도 4 및 도 5는 본 발명에 다른 파우치 시트 내에 전극조립체를 삽입한 구조의 이차전지를 예시한 것이다.4 and 5 illustrate a secondary battery having a structure in which an electrode assembly is inserted into a pouch sheet according to the present invention.

본 발명에 따른 파우치는 도 2 및 도 3에서 상술한 것과 같이, 금속재질의 베이스 플레이트를 성형하여 전극조립체를 수용할 수 있는 수용부를 형성하고, 여기에 강화물질을 코팅한 후, 이를 하부 파우치 시트와 열적으로 융착시킨 구조로 구현할 수 있다.As described above with reference to FIGS. 2 and 3, the pouch according to the present invention is formed by forming a base plate of a metal material to form a receiving portion capable of receiving an electrode assembly, coating a reinforcing material thereon, And then thermally fused with the substrate.

도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 파우치 시트의 상부 하우징 모듈(122)에는 수용공간의 내부에 수용되는 전극조립체의 전극과 연결되는 탭이 일체형 구조로 형성되는 일체형 리드탭(113a, 113b)을 형성할 수 있으며, 도 4에 도시된 구조와 같이 단방향 구조의 리드탭뿐만 아니라 도 5에 도시된 구조와 같이 양방향 리드탭 구조로 구현하는 것도 가능하다. 상기 일체형 리드탭은 캔 구조(고형화된 상부 하우징 모듈)를 구현하면서 상부 하우징 모듈에 일체형으로 구현되며, 이는 추후 조립공정에서 내부에 전극조립체가 장착되는 경우, 별도의 용접공정 없이도 삽입과정에서 바로 탭과 연결되도록 해, 공정내 조립성을 단순화시킬 수 있도록 할 수 있다.As shown in the drawing, the upper housing module 122 of the pouch sheet according to the present invention is formed with integrated lead tabs 113a and 113b, which are integrally formed with the tabs connected to the electrodes of the electrode assembly accommodated in the accommodation space. And it is possible to implement not only the unidirectional lead tab as in the structure shown in FIG. 4 but also the bidirectional lead tab structure like the structure shown in FIG. The integrated lead taps are implemented integrally in the upper housing module while implementing the can structure (solidified upper housing module), so that when the electrode assembly is mounted in the subsequent assembly process, So that the assemblability in the process can be simplified.

상술한 본 발명에 따른 파우치의 내부에는 다양한 전극조립체가 삽입될 수 있으며, 본 발명에서 적용되는 전극조립체는 긴 시트 형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체로 구분된다. 바람직하게는 스택형 구조와 스택/폴딩형 구조를 들 수 있다. 상기 스택형 구조는 당업계에 널리 공지되어 있으므로, 본 명세서에서 그에 대한 설명은 생략한다. 상기 스택/폴딩형 구조의 전극조립체에 대한 자세한 내용은 본 출원인의 한국 특허출원공개 제2001-0082058호, 제2001-0082059호 및 제2001-0082060호에 개시되어 있으며, 상기 출원은 본 발명의 내용에 참조로서 병합된다.Various electrode assemblies can be inserted into the pouch according to the present invention. The electrode assembly according to the present invention includes a long sheet-like anode and a negative electrode jelly-roll structure having a separator interposed therebetween (Stacked type) electrode assembly in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes cut in a predetermined size unit are sequentially stacked with a separator interposed therebetween. The stacked structure and the stacked / folded structure are preferable. Since the stacked structure is well known in the art, a description thereof will be omitted herein. Details of the stack / folding structure of the electrode assembly are disclosed in Korean Patent Application Publication Nos. 2001-0082058, 2001-0082059 and 2001-0082060, the contents of which are incorporated herein by reference. As a reference.

이하에서는 상술한 본 발명에 따른 파우치에 삽입되는 전극조립체를 구성하는 구성요소의 구체적인 재료 및 구성상의 특징을 설명하기로 한다.
Hereinafter, the specific materials and constitutional characteristics of the constituent elements of the electrode assembly inserted into the pouch according to the present invention will be described.

이하에서는 상술한 본 발명에 따른 실시예에 적용되는 전극조립체를 구성하는 구성요소의 구체적인 재료 및 구성상의 특징을 설명하기로 한다.Hereinafter, specific materials and constitutional characteristics of the constituent elements of the electrode assembly applied to the embodiments of the present invention will be described.

양극구조Anode structure

본 발명에서 상기 단위 전극은 양극 또는 음극으로 구별되고, 상기 풀셀과 바이셀은 상기 양극 및 음극을 그 사이에 분리막을 개재시킨 상태에서 상호 결합시켜 제조된다. 양극은 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라서는 상기 혼합물에 충진재를 더 첨가하기도 한다.In the present invention, the unit electrode is divided into a positive electrode and a negative electrode, and the pull cell and the bi-cell are manufactured by mutually coupling the positive electrode and the negative electrode with a separator interposed therebetween. The anode is prepared, for example, by applying a mixture of a cathode active material, a conductive material and a binder on a cathode current collector, followed by drying and pressing. If necessary, a filler may be further added to the mixture.

[양극 집전체][Anode collector]

상기 양극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.The cathode current collector generally has a thickness of 3 to 500 mu m. The positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical changes in the battery. For example, the positive electrode current collector may be made of stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon or a surface of aluminum or stainless steel Treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like may be used. The current collector may have fine irregularities on the surface thereof to increase the adhesive force of the cathode active material, and various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric are possible.

[양극 활물질][Cathode active material]

상기 양극 활물질은 리튬 이차전지인 경우 예를 들어, 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1 + xMn2 - xO4 (여기서, x는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4,V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1 - xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2 - xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The cathode active material may be a lithium secondary battery, for example, a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) or lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or a compound substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxides such as Li 1 + x Mn 2 - x O 4 (where x is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 and LiMnO 2 ; Lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 and Cu 2 V 2 O 7 ; Formula LiNi 1 - x M x O 2 ( where, the M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga, x = 0.01 ~ 0.3 Im) Ni site type lithium nickel oxide which is represented by; Formula LiMn 2 - x M x O 2 ( where, M = Co, Ni, Fe , Cr, and Zn, or Ta, x = 0.01 ~ 0.1 Im) or Li 2 Mn 3 MO 8 (where, M = Fe, Co, Ni, Cu, or Zn); LiMn 2 O 4 in which a part of Li in the formula is substituted with an alkaline earth metal ion; Disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 , and the like. However, the present invention is not limited to these.

상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서멀 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is usually added in an amount of 1 to 50% by weight based on the total weight of the mixture including the cathode active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, for example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and thermal black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.

상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride), 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 부티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component that assists in bonding of the active material and the conductive material and bonding to the current collector, and is usually added in an amount of 1 to 50 wt% based on the total weight of the mixture containing the cathode active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetra There can be mentioned fluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, fluorine rubber, various copolymers and the like.

상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.
The filler is optionally used as a component for suppressing expansion of the anode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery, and examples thereof include olefin polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.

음극 구조Cathode structure

음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포, 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라 상기에서와 같은 도전재, 바인더, 충진제 등이 선택적으로 더 포함될 수 있다.The negative electrode is prepared by applying, drying and pressing an anode active material on an anode current collector, and may optionally further include a conductive material, a binder, a filler, and the like as described above.

[음극 집전체][Cathode collector]

상기 음극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The negative electrode current collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 mu m. Such an anode current collector is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, and examples of the anode current collector include copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, a surface of copper or stainless steel A surface treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like, an aluminum-cadmium alloy, or the like can be used. In addition, like the positive electrode collector, fine unevenness can be formed on the surface to enhance the bonding force of the negative electrode active material, and it can be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams and nonwoven fabrics.

[음극 활물질][Negative electrode active material]

상기 음극 활물질은, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1 - xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐;0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4 또는 Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.The negative electrode active material may include, for example, carbon such as non-graphitized carbon or graphite carbon; Li x Fe 2 O 3 (0≤x≤1 ), Li x WO 2 (0≤x≤1), Sn x Me 1 - x Me 'y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me' : Metal complex oxides such as Al, B, P, Si, Group 1, Group 2, Group 3 elements of the periodic table, Halogen, 0 < x &lt; Lithium metal; Lithium alloy; Silicon-based alloys; Tin alloy; SnO, SnO 2, PbO, PbO 2, Pb 2 O 3, Pb 3 O 4, Sb 2 O 3, Sb 2 O 4, Sb 2 O 5, GeO, GeO 2, Bi 2 O 3, Bi 2 O 4 , or Bi 2 O 5 and the like; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based materials and the like can be used.

[분리막][Separation membrane]

상기 풀셀들은 긴 길이의 분리막 시트 상에 위치시킨 후 중첩부에는 분리막 시트가 개재되는 구조로 권취하는 바, 각 풀셀들은 분리막 필름이 개재된 상태에서 양극과 음극이 서로 대면하도록 적층하여야 한다. 상기 분리막 시트는 권취 후 전극조립체를 한차례 감싸는 연장된 길이를 가질 수 있고, 분리막 시트의 최 외각 말단은 열융착되거나 테이프가 붙여져 고정될 수 있다. 예를 들어, 열 용접기 또는 열판 등을 마무리되는 분리막 시트에 접촉시켜 분리막 시트 자체가 열에 의해 용융되어 접착 고정되도록 하는 것이다. 이에 따라, 압력이 계속 유지되게 하는바 전극과 분리막 시트 사이의 안정적인 계면 접촉을 가능케 한다.The pull cells are placed on a separator sheet having a long length, and then the separator sheet is wound on the overlapped portion. The pull cells are stacked so that the positive and negative electrodes face each other with the separator film interposed therebetween. The separator sheet may have an extended length to wrap the electrode assembly once after winding, and the outermost end of the separator sheet may be heat-sealed or tape-fixed. For example, a heat welding machine or a hot plate is brought into contact with a separator sheet to be finished, so that the separator sheet itself is melted and fixed by heat. This ensures stable interfacial contact between the bar electrode and the separator sheet to keep the pressure constant.

상기 분리막 시트 또는 셀의 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막은 절연성을 나타내고 이온의 이동이 가능한 다공성 구조라면, 그것의 소재가 특별히 제한되는 것은 아니며, 상기 분리막과 분리막 시트는 동일한 소재일 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다.The separation membrane interposed between the anode and the cathode of the separator sheet or cell is not particularly limited as long as it exhibits insulation and has a porous structure capable of moving ions, and the separation membrane and the separation membrane sheet may be the same material or not It is possible.

상기 분리막 또는 분리막 시트는, 예를 들어, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용될 수 있고, 분리막 또는 분리막 시트의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300㎛이다. 이러한 분리막 또는 분리막 시트로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다. 바람직하게는, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 또는 이들 필름의 조합에 의해서 제조되는 다층 필름이나 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드 헥사플루오로프로필렌(polyvinylidene fluoride hexafluoropropylene) 공중합체 등의 고분자 전해질용 또는 겔형 고분자 전해질용 고분자 필름일 수 있다.The separator or separator sheet may be a thin insulating film having high ion permeability and mechanical strength. The separator or separator sheet generally has a pore diameter of 0.01 to 10 mu m, 300 mu m. Examples of the separator or separator sheet include olefin polymers such as polypropylene, which is resistant to chemicals and hydrophobic; A sheet or nonwoven fabric made of glass fiber, polyethylene or the like is used. When a solid electrolyte such as a polymer is used as an electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separation membrane. Preferably, a multilayer film produced by a polyethylene film, a polypropylene film, or a combination of these films, or a multilayer film made of polyvinylidene fluoride, polyethylene oxide, polyacrylonitrile, or polyvinylidene fluoride A polyvinylidene fluoride hexafluoropropylene copolymer, or the like, or a gel polymer electrolyte polymer film.

상기 분리막은 풀셀 또는 바이셀을 구성하기 위해서 열융착에 의한 접착 기능을 가지고 있는 것이 바람직하고, 상기 분리막 시트는 반드시 그러한 기능을 가질 필요는 없으나 권취 공정을 용이하게 수행하기 위해서는 접착 기능을 가지는 것을 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable that the separation membrane has an adhesive function by heat fusion to form a pull cell or a bi-cell, and the separator sheet does not necessarily have such a function. However, in order to facilitate the winding process, .

또한, 본 발명에서는 풀셀 또는 바이셀을 구성하기 위해 하나의 분리막에 전극을 배치하고 이를 한 방향으로 권취하거나, 지그재그 방향으로 권취한 형태 등의 구조를 들어 예시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다수의 전극 사이에 별도의 분리막을 개재하여 적층한 형태로 라미네이션 하는 구조도 적용될 수 있음은 물론이다.In addition, in the present invention, in order to construct a pull cell or a bi-cell, an electrode is disposed in one separator, and the electrode is wound in one direction or wound in a zigzag direction. However, the present invention is not limited thereto. It is also possible to adopt a structure in which a lamination is performed in the form of a stacked layer with a separate separation film interposed between the electrodes.

본 발명에 따른 이차전지는, 이를 단위 전지로 하는 중대형 전지모듈에 적용될 수 있음은 물론, 전지 모듈을 포함하는 전지 팩에 적용되는 경우, 파워 툴(power tool); 전기차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기차(Hybrid Electric Vehicle, HEV) 및 플러그인 하이브리드 전기차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)로 이루어진 군에서 선택된 전기차; 이-바이크(E-bike); 이-스쿠터(E-scooter); 전기 골프 카트(Electric golf cart); 전기 트럭; 및 전기 상용차로 이루어진 중대형 디바이스 군에서 선택된 하나 이상의 전원으로 사용될 수 있다.The secondary battery according to the present invention can be applied not only to a middle- or large-sized battery module having a unit battery, but also to a battery pack including a battery module, including a power tool; An electric vehicle selected from the group consisting of Electric Vehicle (EV), Hybrid Electric Vehicle (HEV), and Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV); E-bike; An e-scooter; Electric golf cart; Electric truck; And an electric commercial vehicle.

중대형 전지모듈은 다수의 단위전지들을 직렬 방식 또는 직렬/병렬 방식으로 연결하여 고출력 대용량을 제공하도록 구성되어 있으며, 그에 대해서는 당업계에 공지되어 있으므로 본 명세서에는 관련 설명을 생략한다.The middle- or large-sized battery module is configured to provide a large-capacity large-capacity battery by connecting a plurality of unit cells in a serial manner or a serial / parallel manner, which is well known in the art and thus will not be described herein.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
In the foregoing detailed description of the present invention, specific examples have been described. However, various modifications are possible within the scope of the present invention. The technical idea of the present invention should not be limited to the embodiments of the present invention but should be determined by the equivalents of the claims and the claims.

110: 베이스 플레이트
111: 제1강화층
112: 제2강화층
112a: 제1물질층
112b: 제2물질층
113: 일체형 리드탭
120: 하부 파우치 시트
122: 상부 하우징 모듈
200: 전극조립체
110: base plate
111: first reinforcing layer
112: second reinforcing layer
112a: first material layer
112b: second material layer
113: Integral lead tab
120: Lower pouch sheet
122: upper housing module
200: electrode assembly

Claims (17)

오목한 형태의 수용공간을 구비하는 금속 재질의 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 일면 또는 양면에 형성되는 고분자층을 포함하는 상부 하우징 모듈; 및
상기 상부 하우징 모듈의 하부 면에 결합하여 상기 수용공간을 밀폐하는 하부 파우치 시트를 포함하고,
상기 고분자층은 상기 베이스 플레이트의 수용공간을 기준으로,
수용공간의 반대쪽인 베이스 플레이트의 외부면 상에 CPP, 우레탄, PET, PI, Nylon 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 물질로 형성되는 제1강화층, 및
수용공간 쪽인 베이스 플레이트의 내부면 상에 PE, PP 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 물질층이 적어도 1층 이상 적층되는 구조로 형성되는 제2강화층을 포함하며,
상기 제2강화층은 상기 베이스 플레이트의 내부면과 접촉하는 제1물질층 및 상기 제1물질층 상에 형성되는 제2물질층을 포함하되, 상기 제1물질층이 상기 제2물질층보다 높은 녹는점을 가지는 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 파우치.
An upper housing module including a metal base plate having a concave shaped accommodation space and a polymer layer formed on one or both sides of the base plate; And
And a lower pouch sheet coupled to a lower surface of the upper housing module to seal the accommodation space,
Wherein the polymer layer is formed on the base plate,
A first reinforcing layer formed of a material selected from the group consisting of CPP, urethane, PET, PI, Nylon, and combinations thereof on the outer surface of the base plate opposite the receiving space, and
And a second reinforcing layer formed on the inner surface of the base plate, which is a receiving space side, with a structure in which at least one material layer selected from the group consisting of PE, PP and combinations thereof is laminated,
The second reinforcing layer comprising a first material layer in contact with the inner surface of the base plate and a second material layer formed on the first material layer, wherein the first material layer is higher than the second material layer Wherein the pouch is made of a material having a melting point.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제1물질층은 상기 제2물질층보다 20℃ ~ 30℃ 높은 녹는점을 가지는 물질로 구성되는 이차전지용 파우치.
The method according to claim 1,
Wherein the first material layer is made of a material having a melting point higher by 20 캜 to 30 캜 than the second material layer.
청구항 1에 있어서,
상기 하부 파우치 시트는 상기 수용공간을 밀폐하는 구조로, 철(Fe), 탄소(C), 크롬(Cr) 및 망간(Mn)의 합금, 철(Fe), 탄소(C), 크롬(Cr) 및 니켈(Ni)의 합금, 알루미늄(Al), 구리(Cu), 이들의 등가물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질로 구성되는 시트인 이차전지용 파우치.
The method according to claim 1,
The lower pouch sheet is configured to seal the accommodation space and is made of an alloy of iron (Fe), carbon (C), chromium (Cr) and manganese (Mn), iron (Fe), carbon (C) Wherein the sheet is composed of a material selected from the group consisting of aluminum (Al), copper (Cu), equivalents thereof, and combinations thereof.
청구항 1에 있어서,
상기 상부 하우징 모듈은 상기 수용공간의 내부에 수용되는 전극조립체의 전극과 연결되는 탭이 일체형 구조로 형성되는 일체형 리드탭을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 파우치.
The method according to claim 1,
Wherein the upper housing module further comprises an integral lead tab having an integral structure in which the tabs connected to the electrodes of the electrode assembly accommodated in the accommodation space are integrally formed.
청구항 8에 있어서,
상기 일체형 리드탭은 상기 상부 하우징 모듈의 일측에 한 쌍이 형성되는 이차전지용 파우치.
The method of claim 8,
Wherein the integrated lead tabs are formed on one side of the upper housing module.
청구항 8에 있어서,
상기 일체형 리드탭은 상기 상부 하우징 모듈의 일측 및 타측의 양방향에 형성되는 구조인 이차전지용 파우치.
The method of claim 8,
Wherein the integrated lead tab is formed on both sides of one side and the other side of the upper housing module.
청구항 1에 있어서,
상기 베이스 플레이트의 두께는 0.12mm ~ 0.3mm의 범위로 구현하는 이차전지용 파우치.
The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the base plate is in the range of 0.12 mm to 0.3 mm.
청구항 1에 있어서,
상기 베이스 플레이트는 Al, Fe, SUS, 고밀도 플라스틱 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나로 구성되는 이차전지용 파우치.
The method according to claim 1,
Wherein the base plate is made of any one selected from the group consisting of Al, Fe, SUS, high-density plastic, and a combination thereof.
청구항 1에 있어서,
상기 베이스 플레이트에 적층되는 고분자층의 두께는 80㎛~200㎛인 것을 특징으로 하는 이차전지용 파우치.
The method according to claim 1,
Wherein a thickness of the polymer layer to be laminated on the base plate is 80 占 퐉 to 200 占 퐉.
청구항 1에 있어서,
상기 상부 하우징 모듈의 두께는 0.2mm ~ 0.5mm의 범위로 구현하는 이차전지용 파우치.
The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the upper housing module is in the range of 0.2 mm to 0.5 mm.
청구항 1에 있어서,
상기 하부 파우치 시트는 150㎛~180㎛ 두께로 구성되는 이차전지용 파우치.
The method according to claim 1,
Wherein the lower pouch sheet has a thickness of 150 mu m to 180 mu m.
청구항 1, 청구항 6 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 따른 파우치 내부에 전극조립체를 수용하여 이루어지는 이차전지.A secondary battery comprising an electrode assembly housed in a pouch according to any one of claims 1, 6 to 15. 청구항 16에 있어서,
상기 전극조립체는 권취형, 스택형 및 스택/폴딩형 구조로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조로 이루어지는 이차전지.
18. The method of claim 16,
Wherein the electrode assembly has a structure selected from the group consisting of a winding type, a stack type, and a stack / folding type structure.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170122086A (en) * 2016-04-26 2017-11-03 후지모리 고교 가부시키가이샤 Laminate for battery packages, battery package, method for producing battery package, and battery
WO2023101278A1 (en) * 2021-11-30 2023-06-08 주식회사 엘지에너지솔루션 Pouch-type battery and sealing device for pouch-type battery

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102382525B1 (en) 2015-01-13 2022-04-04 삼성에스디아이 주식회사 Secondary battery and secondary battery array
KR102493847B1 (en) * 2015-10-07 2023-01-30 엘지전자 주식회사 Motor driving apparatus and home appliance including the same
KR102448131B1 (en) 2017-08-29 2022-09-28 주식회사 엘지에너지솔루션 Pouch-Type Secondary Battery Comprising Laminate Sheet Having Partially Enhanced Thickness

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100754423B1 (en) 2004-10-18 2007-08-31 주식회사 엘지화학 Secondary battery employing battery case of high strength
KR20070099067A (en) * 2006-04-03 2007-10-09 주식회사 엘지화학 Battery pack of large capacity
KR20100032064A (en) * 2008-09-17 2010-03-25 주식회사 엘지화학 Pouch for secondary battery and secondary battery using the same
KR101097253B1 (en) 2009-11-19 2011-12-21 삼성에스디아이 주식회사 Secondary battery

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100754423B1 (en) 2004-10-18 2007-08-31 주식회사 엘지화학 Secondary battery employing battery case of high strength
KR20070099067A (en) * 2006-04-03 2007-10-09 주식회사 엘지화학 Battery pack of large capacity
KR20100032064A (en) * 2008-09-17 2010-03-25 주식회사 엘지화학 Pouch for secondary battery and secondary battery using the same
KR101097253B1 (en) 2009-11-19 2011-12-21 삼성에스디아이 주식회사 Secondary battery

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170122086A (en) * 2016-04-26 2017-11-03 후지모리 고교 가부시키가이샤 Laminate for battery packages, battery package, method for producing battery package, and battery
KR101868804B1 (en) 2016-04-26 2018-06-19 후지모리 고교 가부시키가이샤 Laminate for battery packages, battery package, method for producing battery package, and battery
WO2023101278A1 (en) * 2021-11-30 2023-06-08 주식회사 엘지에너지솔루션 Pouch-type battery and sealing device for pouch-type battery

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