KR101491721B1 - Pouch-type secondary battery ＆ manufacturing thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파우치형 이차 전지 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 파우치형 이차 전지는 적어도 하나 또는 그 이상의 실링면들을 공유하는 다수의 셀들(cells)을 구비한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pouch type secondary battery and a method of manufacturing the same, wherein the pouch type secondary battery has a plurality of cells sharing at least one or more sealing surfaces.

이차 전지, 파우치, 셀, 공유, 실링 Secondary battery, pouch, cell, sharing, sealing

Description

파우치형 이차 전지 및 그 제조 방법{Pouch-type secondary battery ＆ manufacturing thereof}[0001] Pouch type secondary battery and manufacturing method [0002]

본 발명은 파우치형 이차 전지 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극 조립체가 라미네이트 시트에 밀봉 수납된 리튬 이온 이차 전지 또는 리튬 이온 폴리머 이차 전지에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pouch type secondary battery and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a lithium ion secondary battery or a lithium ion polymer secondary battery in which an electrode assembly is hermetically sealed in a laminate sheet.

일반적으로, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에어지원으로서 이차 전지에 대한 수요가 급격히 증가되고 있고, 그러한 이차 전지들 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압을 가진 리튬 이차 전지가 상용화되고 있다. 2. Description of the Related Art [0002] Generally, as technology development and demand for mobile devices have increased, demand for secondary batteries as air support has been rapidly increasing. Among such secondary batteries, lithium secondary batteries having high energy density and discharge voltage are being commercialized.

리튬 이차 전지는, 외형에 따라 크게 원통형 전지, 각형 전지, 파우치형 전지등으로 구분되고, 전해액의 형태에 따라 리튬 이온 이차 전지, 리튬 이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류되기도 한다.The lithium secondary battery is divided into a cylindrical battery, a prismatic battery, and a pouch-shaped battery according to the external shape, and may be classified into a lithium ion secondary battery, a lithium ion polymer battery, and a lithium polymer battery depending on the type of electrolyte.

최근 모바일 기기가 소형화됨에 따라, 두께가 얇은 각형 전지, 파우치형 전지에 대한 수요가 증가되고 있다. 특히, 형태의 변형이 용이하고 제조 비용이 저렴하며 중량이 작은 파우치형 전지에 대해 관심이 높은 실정이다. 또한, 고출력 대용량을 필요로 하는 전지 자동차 또는 하이브리드 전기 자동차의 전원으로서 파우치 형 전지에 대한 개발 및 상용화가 이루어지고 있는 상황이다.With the recent miniaturization of mobile devices, demand for thin rectangular prismatic batteries and pouch type cells is increasing. Particularly, there is a high interest in a pouch type battery which is easily deformed in shape, low in manufacturing cost, and small in weight. In addition, pouch-type batteries are being developed and commercialized as a power source for a battery automobile or a hybrid electric automobile which requires a high output large capacity.

그런데, 파우치형 이차 전지는 금속 캔을 외장재로 하는 원통형 또는 각형 전지에 비하여 경량화, 소형화가 가능하고, 제조 원가 측면에서 비교 우위에 있으며 구조가 단순하고 안전성이 탁월한 장점이 있다. 그러나, 파우치형 이차 전지는 각형 또는 원통형 전지에 비하여 배리어(barrier) 특성이 떨어지는 단점이 있다. However, the pouch-type secondary battery is advantageous in that it can be made lighter and smaller than a cylindrical or prismatic battery using a metal can as a casing, has a comparative advantage in terms of manufacturing cost, and is simple in structure and excellent in safety. However, the pouch type secondary battery is disadvantageous in that the barrier characteristic is lower than that of a square or cylindrical battery.

도 1은 종래의 파우치형 이차 전지를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.FIG. 1 is a schematic view of a conventional pouch-type secondary battery, and FIG. 2 is a sectional view taken along a line II-II in FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 파우치형 이차 전지(1)는 전지 케이스(3)와, 전지 케이스(3) 내부에 수납된 전극 조립체(5), 및 전극 조립체(5)의 양극 및 음극에 각각 연결되어 전지 케이스(3)의 외부로 돌출된 양극 및 음극 전극 단자(7)를 구비한다.1 and 2, a conventional pouch-type secondary battery 1 includes a battery case 3, an electrode assembly 5 accommodated in the battery case 3, and an anode and a cathode of the electrode assembly 5, And a positive electrode and a negative electrode terminal 7 connected to the negative electrode and protruding to the outside of the battery case 3, respectively.

전지 케이스(3)는 파우치 형태의 라미네이트 시트에 의해 제조되며, 라미네이트 시트는 외측 수지층(2)과, 금속층(4), 및 내측 수지층(6)을 포함한다. 전극 조립체(5)는 양극/세퍼레이터/음극 구조를 가지며 전해액과 함께 전지 케이스(3) 내부에 내장된다. 직사각 또는 정사각 형태의 전지 케이스(3)는 라미네이트 시트의 4개의 테두리에서 상호 융착되는 실링부(9)를 가진다. The battery case 3 is made of a laminate sheet in the form of a pouch. The laminate sheet includes an outer resin layer 2, a metal layer 4, and an inner resin layer 6. [ The electrode assembly 5 has a positive electrode / separator / negative electrode structure and is embedded in the battery case 3 together with the electrolytic solution. The rectangular or square-shaped battery case 3 has a sealing portion 9 which is mutually fused at four edges of the laminated sheet.

외측 수지층(2)은 외부로부터 전지를 보호하는 역할을 하므로 두께 대비 우수한 인장강도와 내후성 등이 요구되며, 일반적으로 연신 나일론(ONy)이 많이 사용되고 있다. 차단성 금속층(4)은 공기, 습기 등이 전지의 내부로 유입되는 것을 방지하는 역할하며, 일반적으로 알루미늄(Al)이 많이 사용되고 있다. 내측 수지층(6) 은 전극 조립체(5)가 내장된 상태에서 인가되는 열과 압력에 의해 상호 열융착되어 밀봉성을 제공하는 역할을 하며, 일반적으로 무연신 폴리프로필렌(CPP)이 많이 사용되고 있다.Since the outer resin layer 2 protects the battery from the outside, it is required to have excellent tensile strength and weather resistance against the thickness, and in general, stretched nylon (ONy) is widely used. The barrier metal layer 4 serves to prevent air, moisture and the like from flowing into the battery, and aluminum (Al) is often used. The inner resin layer 6 is thermally fused to each other by heat and pressure applied in a state in which the electrode assembly 5 is embedded, thereby providing a sealability. In general, lead-free polypropylene (CPP) is widely used.

이러한 다층의 라미네이트 구조를 가진 전지 케이스(3)는 실링부에서 내측 수지층(6)이 서로 대면하는 구조를 이루며, 이러한 내측 수지층(6)은 열융착에 의해 서로 결합된다. 따라서, 라미네이트 시트가 결합된 단부의 실링부(9)에서 내측 수지층(6)이 외부에 노출되고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 내측 수지층(6)이 주로 고분자 수지로 구성되기 때문에, 화살표 "A"에 도시된 바와 같이, 전지 케이스(3) 내부에 존재하는 전해액이 누액될 가능성이 클 뿐만 아니라, 화살표 "B"에 도시된 바와 같이 전지 케이스(3) 외부의 수분은 실링부(9)를 통해 전지 케이스(1) 내부로 침투가 용이하다. 따라서, 이러한 전해액의 누액 및/또는 외부 수분의 침투에 의해 종래의 파우치형 이차 전지를 장기간 사용하게 되면, 전지의 수명 및 안정성을 저해하는 요인으로 작용한다.The battery case 3 having such a multilayer laminate structure has a structure in which the inner resin layers 6 face each other at the sealing portion, and these inner resin layers 6 are bonded to each other by heat fusion. Therefore, the inner resin layer 6 is exposed to the outside from the sealing portion 9 at the end where the laminate sheet is joined. As shown in Fig. 2, since the inner resin layer 6 is mainly composed of the polymer resin, there is a high possibility that the electrolyte present in the battery case 3 is leaked as shown by the arrow "A" The moisture outside the battery case 3 can easily penetrate into the battery case 1 through the sealing portion 9 as shown by the arrow "B ". Therefore, if the conventional pouch-type secondary battery is used for a long time by leakage of the electrolytic solution and / or penetration of external moisture, the battery life and stability are deteriorated.

따라서, 이러한 수분의 침투 및 전해액의 누액을 방지하기 위한 다양한 시도들이 행해진 바 있다. 예를 들어, 일본 특허출원공개 제2004-087239호, 일본 특허출원공개 제2004-055154호, 일본 특허출원공개 제2000-223090호에 개시된 선행기술들은, 실링된 고분자층에서 물질 전달을 방지하거나 줄이기 위하여 알루미늄 층이 서로 맏닿도록 실링층을 테이퍼 형태로 가압하여 패키징하는 것이다. 즉, 선행기술들은 실링면에도 금속층이 도입되도록 함으로써 배리어 특성을 향상시키고자 하였으나 기술적으로 구현하기가 용이하지 않는 문제점이 있다.Therefore, various attempts have been made to prevent such penetration of water and electrolyte leakage. For example, the prior art disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-087239, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-055154, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-223090 discloses a method for preventing or reducing mass transfer in a sealed polymer layer The sealing layer is pressed in a tapered form so that the aluminum layers are brought into contact with each other. That is, the prior art attempts to improve the barrier property by introducing the metal layer to the sealing surface, but it is not easy to implement technically.

특히, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 전원으로서 중대형 전지팩에 사용되는 이차 전지는 장기간의 수명이 필요하고 다수의 전지 셀들이 밀집되는 특성상 안전성 확보가 매우 중요하다. 따라서, 수분의 침투 및 전해액의 누액 현상을 방지하면서도 예기치 못한 상황 전개로 인해 전지케이스의 차단성 금속층이 접속부재 등과 전기적으로 연결되는 경우가 발생하는 것을 미연에 방지하여, 전지의 수명 및 안정성을 확보할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.In particular, a secondary battery used in a middle- or large-sized battery pack as a power source for an electric vehicle or a hybrid automobile requires a long-term service life, and it is very important to secure safety because of the characteristics of a large number of battery cells. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of moisture penetration and leakage of the electrolytic solution while preventing the occurrence of a situation in which the barrier metal layer of the battery case is electrically connected to the connection member or the like due to an unexpected situation development, thereby ensuring the life and stability of the battery There is a high need for technology that can be done.

한편, 파우치형 라미네트 시트 구조를 가진 종래의 파우치형 이차 전지(1)에 있어서, 전지 케이스(3)의 내부와 외부 사이의 물질 전달 속도는 실링부(9)의 단면(LㅧT)에 비례하고 실링부(9)의 폭(W)에 반비례한다. 종래의 파우치형 이차 전지(1)는 하나의 셀로 구성되며, 물질 전달이 일어나는 셀당 퍼리미터(Perimeter)는 각각 이차 전지의 상,하 및 좌,우의 테두리면에 존재하는 4개의 실링부(9)이다. 따라서, 셀 내부로 수분이 침투하게 되면 전해질과 반응하여 황화수소가 생성되어 셀의 성능이 저하되는 문제점이 있다. On the other hand, in the conventional pouch-type secondary battery 1 having the pouch type laminate sheet structure, the mass transfer rate between the inside and the outside of the battery case 3 is set at a cross- And is inversely proportional to the width W of the sealing portion 9. The conventional pouch type secondary battery 1 is composed of one cell and the perimeter per cell where mass transfer takes place is four sealing parts 9 existing on the upper, lower, left, and right edge surfaces of the secondary battery, respectively . Therefore, when moisture penetrates into the cell, hydrogen sulfide is generated by reacting with the electrolyte, thereby deteriorating the performance of the cell.

본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위해 착상된 것으로서, 인접하는 셀들이 서로 실링면을 공유함으로써 단위 셀당 퍼리미터(실링면)의 수를 줄여서 배리어 성능이 향상될 수 있도록 구조가 개선된 파우치형 이차 전지 및 그 제조 방법을 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a pouch-type secondary battery having improved structure so that the number of perimeters per unit cell (sealing surface) And a manufacturing method thereof.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 파우치형 이차 전지는, 적어도 하나 또는 그 이상의 실링면들을 공유하는 다수의 셀들(cells)을 구비한다. In order to achieve the above object, the pouch type secondary battery according to the present invention includes a plurality of cells sharing at least one or more sealing surfaces.

바람직하게, 상기 각각의 셀은: 스택(stack) 형태 또는 와인딩(winding) 형태 또는 스택-앤-폴딩(stacking and folding) 형태로 양극/세퍼레이터/음극이 배치된 전극 조립체; 및 전해액과 함께 상기 전극 조립체를 밀봉 수납하는 라미네이트 시트를 구비한다. Preferably, each of the cells comprises: an electrode assembly having an anode / separator / cathode arranged in a stack or winding form or in a stacking and folding form; And a laminate sheet sealingly accommodates the electrode assembly together with the electrolyte solution.

바람직하게, 상기 라미네이트 시트는, 내측 수지층, 금속층, 및 외측 수지층이 적층된다.Preferably, the laminate sheet is laminated with an inner resin layer, a metal layer, and an outer resin layer.

바람직하게, 상기 실링면들은 서로 이웃하는 셀들 사이에 연속적으로 형성된다. Preferably, the sealing surfaces are formed continuously between adjacent cells.

바람직하게, 상기 셀들의 배치는 적어도 하나 또는 그 이상의 방향성을 가진다.Preferably, the arrangement of the cells has at least one or more directionality.

바람직하게, 상기 셀들의 배치는 서로 수직되는 2개의 방향성을 가진다.Preferably, the arrangement of the cells has two directions perpendicular to each other.

바람직하게, 상기 적어도 하나의 실링면은 서로 인접하는 셀들 사이에 접는 선을 포함한다. Advantageously, said at least one sealing surface comprises a fold line between adjacent cells.

바람직하게, 상기 접는 선은 다른 실링면의 폭보다 더 넓은 폭을 가진 실링면에 형성된다.Preferably, the fold line is formed on a sealing surface having a width greater than the width of the other sealing surface.

바람직하게, 상기 실링면은 적어도 하나 또는 그 이상의 방향성을 가진다.Preferably, the sealing surface has at least one or more directional properties.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파우치형 이차 전지 제조 방법은, (a) 스택(stack) 형태 또는 와인딩(winding) 형태 또는 스택-앤-폴딩(stacking and folding) 형태로 양극/세퍼레이터/음극이 배치된 적어도 두 개 이상의 전극 조립체들을 준비하는 단계; (b) 미리 결정된 규격의 라미네이트 시트에 상기 적어도 두 개 이상의 전극 조립체를 이격시켜 배치시키는 단계; 및 (c) 상기 적어도 두 개 이상의 전극 조립체 사이에 적어도 하나 또는 이상의 공유 실링면들이 형성되어 상기 각각의 공유 실링면이 각각의 셀들로 분리시킬 수 있도록 상기 라미네이트 시트를 실링하는 단계를 포함한다. A method of manufacturing a pouch type secondary battery according to a preferred embodiment of the present invention includes the steps of: (a) arranging an anode / separator / cathode in a stack or winding form or stacking and folding Preparing at least two electrode assemblies; (b) disposing the at least two electrode assemblies apart from each other in a laminate sheet of a predetermined size; And (c) sealing at least one or more shared sealing surfaces between the at least two electrode assemblies so that each shared sealing surface can be separated into respective cells.

바람직하게, 상기 (c) 단계는, 상기 각각의 공유 실링면의 폭을 서로 다르게 조정할 수 있다. Preferably, the step (c) may adjust the widths of the respective shared sealing surfaces to be different from each other.

본 발명에 따르면 전술한 방법들에 의해 제조된 파우치형 이차 전지를 개시한다.The present invention discloses a pouch-type secondary battery manufactured by the above-described methods.

본 발명에 따른 파우치형 이차 전지 및 그 제조 방법은 다음과 같은 효과를 가진다.The pouch type secondary battery according to the present invention and its manufacturing method have the following effects.

첫째, 본 발명에 따른 파우치형 이차 전지는 단위 셀당 퍼리미터(L)의 수를 줄임으로써 이차 전지의 배리어 성능을 향상시킬 수 있다.First, the pouch type secondary battery according to the present invention can improve the barrier performance of the secondary battery by reducing the number of perimeters (L) per unit cell.

둘째, 실링면을 공유하는 적어도 2개 이상의 셀들로 구성된 파우치형 이차 전지를 제조하게 되면 단위 셀당 물질 전달 퍼리미터의 수를 감소시켜 전해질 손실 또는 수분 침투를 줄여서 셀의 성능 저하를 감소시킬 수 있다.Second, if a pouch-type secondary battery including at least two cells sharing a sealing surface is manufactured, the number of mass transfer per unit cell can be reduced to reduce electrolyte loss or moisture penetration, thereby reducing cell performance deterioration.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이차 전지 케이스의 분해 장치 및 그 방법을 설명한다. 도면들에 있어서, 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호가 부여되었다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an apparatus and method for disassembling a secondary battery case according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals.

도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 파우치형 이차 전지를 각각 개략적으로 도시한 구성도들이다. FIGS. 3 and 4 are schematic views showing a pouch type secondary battery according to a first embodiment and a second embodiment of the present invention, respectively.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예들에 따른 파우치형 이차 전지들(10)(20)은, 하나의 공유 실링면(11) 또는 2개의 공유 실링면들(21)을 가진 다수의 셀들(13)(23)을 구비한다. 도 3은 2개의 셀들(13)이 도면의 수평 방향으로 연결되어 각각의 셀(13)의 수직 측면에서 하나의 공유 실링면(11)을 형성하는 구성이고, 도 4는 3개의 셀들(23)이 도면의 수평 방향으로 연결되어 각각의 셀(23)의 수직 측면에서 2개의 공유 실링면들(21)을 형성하는 구성이다. 즉, 본 실시예들에 따르면, 이차 전지(10)(20)를 구성하는 셀들(13)(23)의 개수가 많아지게 되면 공유 실링면들(11)(21)은 서로 이웃하는 셀들(13)(23) 사이에 수평 방향으로 연속적으로 형성되고, 셀들(13)(23)의 개수보다 하나 더 작은 수의 공유 실링면(11)(21)이 형성된다. 3 and 4, the pouch-type secondary batteries 10 and 20 according to the present embodiments may have a single shared sealing surface 11 or a plurality of shared sealing surfaces 21 having two shared sealing surfaces 21 And cells (13) and (23). 3 shows a configuration in which two cells 13 are connected in the horizontal direction in the figure to form one shared sealing surface 11 on the vertical side of each cell 13, And are connected in the horizontal direction in this figure to form two shared sealing surfaces 21 on the vertical side of each cell 23. [ That is, according to the present embodiments, when the number of cells 13, 23 constituting the secondary batteries 10, 20 is increased, the shared sealing surfaces 11, 21 are separated from the adjacent cells 13 (23), and the number of shared sealing surfaces (11) (21) smaller than the number of the cells (13) (23) is formed.

도 5는 도 3의 파우치형 이차 전지의 분해 사시도이다. 5 is an exploded perspective view of the pouch type secondary battery of FIG.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 파우치형 이차 전지(10)는 스택(stack) 형태 또는 와인딩(winding) 형태 또는 스택-앤-폴딩(stacking and folding) 형태로 양극/세퍼레이터/음극이 배치된 전극 조립체(15), 및 전해액과 함께 전극 조립체(15)를 수납하는 전지 케이스(17)를 구비한다. 전지 케이스(17)는 두 개의 수납부(12)와 실링부(14)를 포함하는 본체(16)와, 본체(16)에 포개질 수 있는 덮개(18)를 포함한다. 전지 케이스(17)는 내측 수지층(17a), 금속층(17b), 및 외측 수지층(17c)이 적층된 라미네이트 시트 구조이다. 전극 조립체(15)는 양극 탭(15a) 및 음극 탭(15b)과 전기적으로 연결되는 두 개의 전극 리드(19)가 외부로 노출되도록 수납부(12)에 밀봉된다. Referring to FIG. 5, in a first embodiment of the present invention, the pouch type secondary battery 10 includes a stacked or wound type or stacking and folding type anode / An electrode assembly 15 in which a separator / cathode is disposed, and a battery case 17 in which an electrode assembly 15 is stored together with an electrolyte. The battery case 17 includes a main body 16 including two accommodating portions 12 and a sealing portion 14 and a cover 18 that can be fixed to the main body 16. [ The battery case 17 is a laminated sheet structure in which an inner resin layer 17a, a metal layer 17b, and an outer resin layer 17c are laminated. The electrode assembly 15 is sealed to the receiving portion 12 such that the two electrode leads 19 electrically connected to the positive electrode tab 15a and the negative electrode tab 15b are exposed to the outside.

내측 수지층(17a)은 무연신 폴리프로필렌(CPP)로 구성되고, 리튬 함유 전해액에 대해 내성을 가지며, 열융착에 의해 기본적인 밀봉성을 제공한다. 차단성 금속층(17b)은 공기를 포함한 가스, 습기 등을 차단하는 기능을 한다. 전지 케이스(17)의 외면을 형성하는 외측 수지층(17c)은, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 연신 나일론(Ony)으로 구성되고, 외부 환경에 대해 안정적으로 전극 조립체(15)를 보호할 수 있는 인장강도와 내후성을 제공한다. The inner resin layer 17a is made of lead-free polypropylene (CPP), has resistance to a lithium-containing electrolyte, and provides a basic sealing property by heat fusion. The barrier metal layer 17b functions to block gas, moisture and the like including air. The outer resin layer 17c forming the outer surface of the battery case 17 is made of polyethylene terephthalate (PET) or stretched nylon (Ony), and is capable of protecting the electrode assembly 15 stably against the external environment Provides tensile strength and weatherability.

본체(16)에 형성되는 수납부들(12)은 길이 방향으로 연속적으로 형성되고, 수납부들(12)의 경계면은 공유 실링면(11)을 형성한다. 따라서, 두 개의 전극 조립체(15)가 각각의 수납부(12)에 수납된 상태에서 덮개(18)를 본체(16)에 포갠 상태에서 미도시된 열융착기와 같은 실링 장치를 이용하여 일괄적으로 또는 순차적으로 밀봉된다. 즉, 전극 조립체(15)의 개수 즉, 전지 케이스(17)의 수납부(12)의 수에 따라 또는 실링 장치의 구조 또는 용량에 따라 일괄 밀봉 또는 순차 밀봉이 결정될 수 있음은 당업자가 잘 이해할 것이다.The receiving portions 12 formed in the main body 16 are formed continuously in the longitudinal direction and the interface of the receiving portions 12 forms the shared sealing surface 11. Therefore, in a state in which the two electrode assemblies 15 are accommodated in the respective accommodating portions 12, the lids 18 are stacked on the main body 16 and are stacked in a lump using a sealing device such as a not- Or sequentially sealed. That is, those skilled in the art will appreciate that either batch sealing or sequential sealing can be determined depending on the number of electrode assemblies 15, i.e., the number of receiving portions 12 of the battery case 17, or depending on the structure or capacity of the sealing device .

아래의 표 1은 셀들이 일 방향(수평 방향)으로 연결된 이차 전지에 있어서,셀 수량이 증가할 때 마다 셀당 물질 전달량을 나타낸 것이다. 즉, 셀이 하나인 종 래의 이차 전지의 경우 셀당 퍼리미터의 개수는 4개이므로 물질 전달량은 100%가 된다. 여기서, 이차 전지는 정사각형 구조라고 가정하고 상,하,좌,우의 각각의 퍼리미터의 길이를 편의상 1로 가정한다. 그런데, 셀의 수가 하나씩 증가할 때 마다 셀당 퍼리미터의 수는 2개씩만 증가하게 되고, 그에 따른 물질 전달량은 아래 표에서 보는 바와 같이 감소하게 된다. 따라서, 셀의 개수가 늘어남에 따라 공유 실링면의 수가 늘어나서 셀당 물질 전달량이 줄어 들어서 전지의 효율을 높일 수 있다.Table 1 below shows the amount of mass transfer per cell each time the cell quantity increases in a secondary cell in which cells are connected in one direction (horizontal direction). That is, in the case of a secondary cell having one cell, the number of perimeters per cell is four, so the mass transfer amount is 100%. Here, it is assumed that the secondary battery has a square structure, and the length of each perimeter of the upper, lower, left, and right is assumed to be 1 for convenience. However, when the number of cells increases by one, the number of perimeters per cell increases by only two, and the mass transfer amount thereof decreases as shown in the following table. Accordingly, as the number of cells increases, the number of shared sealing surfaces increases, and the amount of mass transfer per cell is reduced, thereby increasing the efficiency of the battery.

[표 1] [Table 1]

셀 수량Cell quantity 셀당 perimeterPerimeter per cell 셀당 물질 전달량(%)Mass transfer per cell (%) 1One 4/14/1 100100 22 6/26/2 7575 33 8/38/3 6767 44 10/410/4 6363 55 12/512/5 6060

도 6 및 도 7은 본 발명의 바람직한 제3 실시예 및 제4 실시예에 따른 파우치형 이차 전지를 개략적으로 도시한 구성도들이다. 도 3 내지 도 5의 구성요소와 동일한 부재는 동일한 참조번호를 부여하였다.
도면들을 참조하면, 윗쪽과 아래쪽에 전극 조립체들이 수평으로 배열되어 있는데, 윗쪽에 수평 배열된 전극 조립체들은 제1전극 조립체들이라 부를 수 있고, 아래 쪽에 수평 배열된 전극 조립체들은 제2전극 조립체들이라 부를 수 있다.
도시된 것처럼, 제1전극 조립체들과 제2전극 조립체들은 180도 회전 대칭 관계에 있으며, 위쪽과 아래쪽에 배열된 전극 조립체의 전극 리드는 서로 반대 방향, 즉 상부와 하부를 향하고 있다.FIGS. 6 and 7 are schematic views showing a pouch type secondary battery according to the third and fourth preferred embodiments of the present invention. The same members as those of Figs. 3 to 5 are given the same reference numerals.
Referring to the drawings, the electrode assemblies are horizontally arranged on the upper and lower sides. The electrode assemblies horizontally arranged on the upper side may be referred to as first electrode assemblies, and the electrode assemblies horizontally arranged on the lower side may be referred to as second electrode assemblies have.
As shown, the first electrode assemblies and the second electrode assemblies are in a 180 degree rotational symmetry relationship and the electrode leads of the upper and lower electrode assemblies face opposite directions, i.e., upper and lower.

도 6을 참조하면, 제3 실시예에 따른 파우치형 이차 전지(30)는, 4개의 셀들(33)이 도면의 수평 방향 및 수직 방향으로 연결되어 각각의 셀(33)의 수직 측면에서 두 개의 공유 실링면(31a)을 형성하고 수평 측면에서 두 개의 공유 실링면(31b)을 형성하는 구성이다. Referring to FIG. 6, in the pouch type secondary battery 30 according to the third embodiment, four cells 33 are connected in the horizontal direction and the vertical direction of the drawing, And the shared sealing surface 31a is formed and two shared sealing surfaces 31b are formed on the horizontal side.

도 7을 참조하면, 제4 실시예에 따른 파우치형 이차 전지(40)는 8개의 셀들(43)이 도면의 수평 방향 및 수직 방향으로 연결되어 각각의 셀(43)의 수직 측면에서 3개의 공유 실링면(41a)을 형성하고, 수평 측면에서 4개의 공유 실링면 들(41b)을 형성하는 구성이다. Referring to FIG. 7, in the pouch type secondary battery 40 according to the fourth embodiment, eight cells 43 are connected in the horizontal direction and the vertical direction in the drawing, A sealing surface 41a is formed and four shared sealing surfaces 41b are formed on the horizontal side.

제3 및 제4 실시예에 따른 파우치형 이차 전지들(30)(40)는 셀들(33)(43)의 배치가 서로 수직되는 2개의 방향성(수평 및 수직 방향)을 가진 예들이다.The pouch-type secondary batteries 30 and 40 according to the third and fourth embodiments are examples having two directions (horizontal and vertical directions) in which the arrangements of the cells 33 and 43 are perpendicular to each other.

전술한 표 1의 경우와 마찬가지로, 아래의 표 2는 셀들이 서로 실질적으로 직교하는 방향(수평 및 수직 방향)으로 각각 연결된 이차 전지에 있어서, 셀 수량이 증가할 때 마다 셀당 물질 전달량을 나타낸 것이다. 즉, 셀이 하나인 종래의 이차 전지의 경우 셀당 퍼리미터의 개수는 4개이므로 물질 전달량은 100%가 된다. 여기에서도, 이차 전지는 정사각형 구조라고 가정하고 상,하,좌,우의 각각의 퍼리미터의 길이를 편의상 1로 가정한다. 그런데, 셀의 수가 하나씩 증가할 때 마다 셀당 퍼리미터의 수는 2개씩만 증가하게 되고, 그에 따른 물질 전달량은 표 2에서 보는 바와 같이 감소하게 된다. 이러한 감소의 효과는 전술한 표 1의 경우보다 더 뛰어난 것을 확인할 수 있다. 이것은 셀의 개수가 늘어남에 따라 공유 실링면의 수가 단일의 방향으로 공유 실링면이 형성되는 것보다 양 방향성을 가진 공유 실링면에 의해 더욱 늘어나서 셀당 물질 전달량이 그 만큼 줄어 들어서 전지의 효율을 높일 수 있다.As in the case of Table 1, Table 2 below shows the mass transfer amount per cell each time the cell quantity increases in the secondary battery in which the cells are connected in the directions (horizontal and vertical directions) substantially orthogonal to each other. That is, in the case of a conventional secondary cell having one cell, since the number of perimeters per cell is four, the mass transfer amount is 100%. Here, it is assumed that the secondary battery has a square structure, and the length of each perimeter of the upper, lower, left, and right is assumed to be 1 for convenience. When the number of cells increases by one, the number of perimeters per cell increases by two, and the mass transfer amount thereof decreases as shown in Table 2. It can be seen that the effect of this reduction is better than the case of Table 1 described above. This is because as the number of cells increases, the number of shared sealing surfaces is further increased by the shared sealing surfaces having bidirectionality than the shared sealing surfaces are formed in a single direction, thereby reducing the amount of mass transfer per cell, have.

[표 2][Table 2]

셀수량Cell quantity 셀당 perimeterPerimeter per cell 셀당 물질 전달량(%)Mass transfer per cell (%) 1One 4/14/1 100100 44 8/48/4 5050 66 10/610/6 4242 88 12/812/8 3838

도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 파우치형 이차 전지의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 8 is a view schematically showing the configuration of a pouch-type secondary battery according to a fifth embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 파우치형 이차 전지(50)는 4개의 셀들(53)이 수평 방향으로 연속적으로 인접배치되는 구성으로서, 서로 인접하는 각각의 셀(53)의 수직 측면에 3개의 공유 실링면(51a)(51b)이 마련되고, 중앙의 공유 실링면(51a)을 제외한 좌,우측의 공유 실링면(51b)에 접는 선(55)이 형성된다.Referring to FIG. 8, the pouch type secondary battery 50 according to the present embodiment has a structure in which four cells 53 are continuously arranged in the horizontal direction and are arranged on the vertical side of each of the cells 53 adjacent to each other Three shared sealing surfaces 51a and 51b are provided and a folding line 55 is formed on the left and right shared sealing surfaces 51b except for the central shared sealing surface 51a.

상기 접는 선(55)이 형성되는 공유 실링면(51b)의 폭은 전술한 실시예들에 따른 공유 실링면(11)(21)(31)(41)의 폭 또는 본 실시예에 따른 중앙의 공유 실링면(51a)의 폭보다 더 넓은 것이 바람직하다. The width of the shared sealing surface 51b on which the folding line 55 is formed is set to be equal to the width of the shared sealing surfaces 11, 21, 31, 41 according to the above- It is preferable that the width is larger than the width of the shared sealing surface 51a.

이러한 접는 선(55)은 공유 실링면을 가진 다수의 셀들로 구성된 이차 전지를 필요한 구조 또는 사용 요구에 적합하도록 이차 전지를 접는 선을 기준으로 편리하게 접기 위한 것이다. 본 실시예에 따른 접는 선(55)은 셀들(53)이 수평 방향으로 연속되어 배치되는 경우만을 예로 들었지만 전술한 실시예들과 같이, 셀들이 수직 방향으로만 연속적으로 다수 배치되거나, 수직 및 수평 방향 모두에 걸쳐 연속적으로 다수 배치되는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 접는 선(55)이 형성되는 공유 실링면(51b)의 폭은 필요에 따라 적절히 선택되는 것이 바람직하다.This folding line 55 is intended to conveniently fold a secondary battery composed of a plurality of cells having a shared sealing surface on the basis of the folding line of the secondary battery so as to meet the required structure or use requirement. Although the folding line 55 according to the present embodiment has been described as an example in which the cells 53 are continuously arranged in the horizontal direction, as in the above-described embodiments, a plurality of cells are arranged continuously in the vertical direction only, The present invention can be similarly applied to a case where a plurality of substrates are continuously arranged in all directions. It is preferable that the width of the shared sealing surface 51b on which the folding line 55 is formed is appropriately selected as necessary.

도 3 및 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파우치형 이차 전지 제조 방법을 설명한다. A method of manufacturing a pouch type secondary battery according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 5. FIG.

먼저, 양극/세퍼레이터/음극이 순차적으로 배치된 적어도 다수의 전극 조립체들(15)을 준비한다. 각각의 전극 조립체(15)는 플레이트 구조의 개개의 양극, 세퍼레이터, 음극이 순차적으로 적층된 스택 형태, 롤 형태의 양극/세퍼레이터/음극을 감아서 누른 와인딩 형태, 롤 형태의 세퍼레이터의 양면 및/또는 일면에 플레이 트 형태의 양극판, 전극판을 개재시킨 후 세퍼레이터를 감거나 접은 후 최종적으로 그 주위를 세퍼레이터로 감는 스택-앤-폴딩 형태일 수 있다. First, at least a plurality of electrode assemblies 15 in which an anode / a separator / a cathode are sequentially arranged are prepared. Each of the electrode assemblies 15 may have a stack structure in which individual positive electrodes of a plate structure, a separator and a cathode are sequentially stacked, a winding type in which a positive electrode / separator / negative electrode is wound in a rolled form, A stack-and-fold type in which a positive electrode plate and an electrode plate in the form of a plate are interposed, a separator is wound or folded, and finally the periphery thereof is wound with a separator.

이어서, 미리 결정된 규격의 라미네이트 시트 구조이고 본체(16)와 덮개(18)를 가진 전지 케이스(17)의 수납부(12)에 각각의 전극 조립체(15)를 이격시켜 배치시킨다. Then, the respective electrode assemblies 15 are arranged apart from each other in the accommodating portion 12 of the battery case 17 having the body 16 and the lid 18 of a predetermined standard laminate sheet structure.

다음, 전극 조립체(15)가 수납부(12)에 안착되고 전해액이 함침된 상태에서 전지 케이스(17)의 본체(16)의 잉여부와 덮개(18)의 접촉 부위를 열융착 시키면 전지 케이스(17)의 테두리 부분에 실링부(14)가 형성되어 복수의 셀들(13)이 형성된다. 여기서, 각각의 셀(13)의 경계면은 인접한 셀들이 공유하는 공유 실링면(11)이 형성된다. Next, in a state where the electrode assembly 15 is seated in the housing portion 12 and the electrolyte is impregnated, if the abutment of the main body 16 of the battery case 17 and the contact portion of the lid 18 are thermally fused, Sealing portions 14 are formed at the rim portions of the first and second electrodes 17 and 17 to form a plurality of cells 13. Here, the boundary surface of each cell 13 is formed with a shared sealing surface 11 shared by adjacent cells.

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 limited to the disclosed exemplary embodiments. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.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 above, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, And should not be construed as interpretation.

도 1은 종래의 파우치형 이차 전지를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a schematic view of a conventional pouch type secondary battery.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.2 is a sectional view taken along the line II-II in Fig.

도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 파우치형 이차 전지를 개략적으로 도시한 구성도이다. 3 is a schematic view showing a pouch type secondary battery according to a first preferred embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 파우치형 이차 전지를 개략적으로 도시한 구성도이다. 4 is a schematic view illustrating a pouch-type secondary battery according to a second embodiment of the present invention.

도 5는 도 3의 파우치형 이차 전지의 분해 사시도이다. 5 is an exploded perspective view of the pouch type secondary battery of FIG.

도 6은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 파우치형 이차 전지를 개략적으로 도시한 구성도이다.FIG. 6 is a schematic view illustrating a pouch-type secondary battery according to a third embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 파우치형 이차 전지를 개략적으로 도시한 구성도이다.7 is a schematic view illustrating a pouch type secondary battery according to a fourth embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 파우치형 이차 전지의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 8 is a view schematically showing the configuration of a pouch-type secondary battery according to a fifth embodiment of the present invention.

Claims (15)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete (a) 양극/세퍼레이터/음극을 포함하는 복수의 제1전극 조립체들과 복수의 제2전극 조립체들을 준비하는 단계;(a) preparing a plurality of first electrode assemblies and a plurality of second electrode assemblies including a positive electrode / separator / negative electrode; (b) 상기 제1전극 조립체들과 상기 제2전극 조립체들이 각각 180도 회전 대칭을 이루면서 2행, n열(n은 2 이상의 자연수)로 배열되면서 전해액과 함께 밀봉 수납되는 복수의 수납부와 상기 복수의 수납부의 가장자리를 따라 형성된 실링부를 포함하는 본체와 상기 실링부와의 열융착을 통해 상기 본체를 덮으며 상기 본체와는 물리적으로 분리된 덮개를 포함하는 전지 케이스를 제공하는 단계;(b) the first electrode assemblies and the second electrode assemblies are arranged in two rows and n columns (n is a natural number of 2 or more) with rotational symmetry of 180 degrees, respectively, and sealed together with the electrolytic solution; Providing a battery case including a main body including a sealing portion formed along an edge of a plurality of the accommodating portions and a cover physically separated from the main body by covering the main body through thermal fusion between the sealing portion and the main body; (c) 상기 제1전극 조립체들과 상기 제2전극 조립체들을 각각 상기 복수의 수납부에 180도 회전 대칭으로 수납하여 전극 리드가 상부 및 하부를 향하도록 배열하는 단계; 및(c) arranging the first electrode assemblies and the second electrode assemblies so that the electrode leads are oriented upward and downward, respectively, by accommodating the first electrode assemblies and the second electrode assemblies in rotation symmetrically with respect to the plurality of accommodating portions by 180 degrees; And (d) 상기 수납부에 전해액을 주입한 상태에서 상기 본체를 상기 덮개로 덮고 상기 실링부에 대응되는 부분을 열융착하여 수평 및 수직 방향으로 인접하는 전극 조립체들 사이에 공유 실링면을 형성하는 단계;를 포함하고,(d) covering the main body with the cover in a state where the electrolyte solution is injected into the receiving part and thermally fusing a part corresponding to the sealing part to form a shared sealing surface between the electrode assemblies adjacent in the horizontal and vertical directions Lt; / RTI > 상기 (d) 단계에서, 수평 및 수직 방향으로 인접하는 전극 조립체들 사이에 형성되는 공유 실링면들의 폭을 서로 다르게 조정하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지 제조 방법.Wherein the widths of the common sealing surfaces formed between the adjacent electrode assemblies in the horizontal and vertical directions are adjusted differently in the step (d). 삭제delete 제10항에 있어서,11. The method of claim 10, 각각의 전극 조립체는, Each of the electrode assemblies includes: 스택(stack) 형태 또는 와인딩(winding) 형태 또는 스택-앤-폴딩(stacking and folding) 형태로 양극/세퍼레이터/음극이 배치된 구조를 가지며, Separator / cathode arranged in a stack or winding form or in stacking and folding form, 상기 본체와 상기 덮개는 라미네이트 시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지 제조 방법. Wherein the main body and the lid are made of a laminate sheet. 제12항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 라미네이트 시트는, 내측 수지층, 금속층, 및 외측 수지층이 적층된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지 제조 방법.Wherein the laminate sheet has a structure in which an inner resin layer, a metal layer, and an outer resin layer are laminated. 제10항에 있어서,11. The method of claim 10, 상기 수평 방향으로 인접하는 전극 조립체들 사이에 형성되는 공유 실링면들 중 적어도 하나와, 상기 수직 방향으로 인접하는 전극 조립체들 사이에 형성되는 공유 실링면들 중 적어도 하나에 접는 선을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지 제조 방법.Forming at least one of shared sealing surfaces formed between adjacent electrode assemblies in the horizontal direction and at least one of shared sealing surfaces formed between adjacent electrode assemblies adjacent in the vertical direction, The method of claim 1, 제14항에 있어서,15. The method of claim 14, 상기 접는 선이 형성된 공유 실링면은 다른 공유 실링면보다 폭이 큰 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지 제조 방법.Wherein the shared sealing surface on which the folding lines are formed is larger in width than the other shared sealing surfaces.
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