KR20130085202A - Secondary battery improved safety - Google Patents

Secondary battery improved safety Download PDF

Info

Publication number
KR20130085202A
KR20130085202A KR1020120006188A KR20120006188A KR20130085202A KR 20130085202 A KR20130085202 A KR 20130085202A KR 1020120006188 A KR1020120006188 A KR 1020120006188A KR 20120006188 A KR20120006188 A KR 20120006188A KR 20130085202 A KR20130085202 A KR 20130085202A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
active material
tab
secondary battery
insulating tape
material coating
Prior art date
Application number
KR1020120006188A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101386079B1 (en
Inventor
이관수
류덕현
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020120006188A priority Critical patent/KR101386079B1/en
Publication of KR20130085202A publication Critical patent/KR20130085202A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101386079B1 publication Critical patent/KR101386079B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/581—Devices or arrangements for the interruption of current in response to temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10—Temperature sensitive devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

PURPOSE: A secondary battery with improved stability is provided to lower the level of heat from cracks of an active material caused by the interference of an electrode tab by maintaining the contact of the active material. CONSTITUTION: A secondary battery with improved stability includes an electrode assembly (100), an anode tab (140), a cathode tab (150) and an insulating tape (200). The electrode assembly is reeled to be a jerry roll structure for an anode having an anode active material coating part on at least one side of an anode collector and a cathode having a cathode active material coating part on at least one side of a cathode collector to confront each other across a separation film (120). The anode tab and the cathode tab are electrically connected to the anode collector and the cathode collector, respectively and are protruding to the outside of the electrode assembly. The insulating tape is attached to the cathode active material coating part (tab interference area) or the anode active material coating part arranged on the top or the bottom part based on the connecting area of the anode tab or the cathode tab.

Description

안전성이 향상된 이차 전지{SECONDARY BATTERY IMPROVED SAFETY}Secondary battery with improved safety {SECONDARY BATTERY IMPROVED SAFETY}

본 발명은 안전성을 향상시킨 이차 전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 활물질의 갈라짐 현상 방지 및 접촉 상태 유지를 향상할 수 있는 구조가 도입된 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery having improved safety, and more particularly, to a secondary battery having a structure capable of improving the prevention of cracking of an active material and maintaining contact state.

모바일 기기, 전기차, 하이브리드 자동차, 전력저장 장치, 무정전 전원 장치 등에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.As the development and demand of technologies for mobile devices, electric vehicles, hybrid cars, power storage devices, and uninterruptible power supplies increases, the demand for secondary batteries as energy sources is rapidly increasing, and as a result, for batteries that can meet various needs. Many studies are in progress.

이러한 이차전지에서 주요 연구 과제 중의 하나는 이차 전지의 안전성을 향상시키는데 있다. 리튬 이차전지는 내부 단락, 과충전, 과방전 등에 의한 발열로 인해 전해질 분해 반응과 열폭주 현상이 발생할 경우 전지 내부의 압력이 급격히 상승하여 전지의 폭발이 유발될 수 있다.One of the major research tasks in such a secondary battery is to improve the safety of the secondary battery. In the lithium secondary battery, when the electrolyte decomposition reaction and thermal runaway occur due to heat generation due to internal short circuit, overcharge, or overdischarge, the internal pressure of the battery may rise rapidly, causing an explosion of the battery.

이차전지의 발열은 여러 가지 원인에서 비롯되지만 이차 전지내 활물질의 갈라짐에 의한 것도 하나의 원인이 된다.The heat generation of the secondary battery is caused by various causes, but also due to the cracking of the active material in the secondary battery is one cause.

도 1은 캔형 이차 전지의 구성을 설명하기 위한 이차 전지의 일반적인 전극 조립체의 구조를 모식적으로 도시한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows typically the structure of the general electrode assembly of a secondary battery for demonstrating the structure of a can type secondary battery.

도 1을 참조하면, 이차 전지는 양극집전체(110), 분리막(120) 및 음극집전체(130)를 포함하는 단위 셀로 이루어져 있다. 양극집전체(110)의 재질은 알루미늄이 주로 이용된다. 양극집전체(110)의 일부 영역에는 양극 탭(140)이 구비된다. 양극집전체(110)에 대응되는 음극집전체(130)는 주로 구리 재질이 이용된다. 음극집전체(130) 또한 일부 영역에 음극 탭(150)이 구비된다. 양극집전체(110)와 음극집전체(130)에는 각각 활물질(160)이 코팅되어 있다. 일 예로, 양극집전체(110)에는 리튬 계열의 활물질이, 음극집전체(130)에는 탄소 계열의 활물질이 코팅되어 있다. 상기 분리막(120)은 다공성 재질을 가진 것이라면 특별히 제한이 없다.Referring to FIG. 1, the secondary battery includes a unit cell including a positive electrode current collector 110, a separator 120, and a negative electrode current collector 130. The material of the positive electrode current collector 110 is mainly aluminum. A portion of the positive electrode collector 110 is provided with a positive electrode tab 140. The negative electrode current collector 130 corresponding to the positive electrode current collector 110 is mainly made of copper. The negative electrode current collector 130 is also provided with the negative electrode tab 150 in some region. The positive electrode current collector 110 and the negative electrode current collector 130 are coated with an active material 160, respectively. For example, a lithium-based active material is coated on the positive electrode current collector 110, and a carbon-based active material is coated on the negative electrode current collector 130. The separator 120 is not particularly limited as long as it has a porous material.

도 2의 (a) 및 (b)는 캔형 이차 전지에 사용되는 단위 셀을 권취한 상태 및 충방전 과정 중 내부 응력에 의해 전극 탭이 전극 조립체를 간섭하는 모습을 모식적으로 도시한 도면이다.2 (a) and 2 (b) are diagrams schematically showing a state in which an electrode tab interferes with an electrode assembly due to a state in which a unit cell used in a can type secondary battery is wound and internal stress during a charge / discharge process.

도 2의 (a)를 참조하면, 도 1에 도시된 단위 셀을 한쪽 방향으로 권취(coiling)한 모습이 도시되어 있다. 상기 양극집전체(110)와 음극집전체(130)는 분리막(120)에 의해 직접 접촉되지 않게 되며, 양극 탭(140) 및 음극 탭(150)을 통해서 충방전이 이루어진다. Referring to FIG. 2A, a state in which the unit cell illustrated in FIG. 1 is coiled in one direction is illustrated. The positive electrode collector 110 and the negative electrode collector 130 are not directly contacted by the separator 120, and are charged and discharged through the positive electrode tab 140 and the negative electrode tab 150.

도 2의 (b)를 참조하면, 충방전 과정에서 발생되는 내부 응력에 의해 양극 탭(140) 및 음극 탭(150)이 활물질(160)을 간섭하는 모습이 도시되어 있다. 권취된 단위 셀에는 충방전 과정에서 내부 응력이 발생한다. 이때 발생된 내부 응력에 의해 권취된 단위 셀은 약간 부풀어오르게 되는데, 이때 양극 탭(140) 및 음극 탭(150)이 부착된 부분(이하 '탭 간섭부')은 다른 부분에 비해 더 많은 응력을 받게 된다. 또한, 양극 탭(140) 및 음극 탭(150)이 부착된 부분뿐만 아니라 양극 탭(140) 및 음극 탭(150)이 부착되지 않은 부분이지만, 단위 셀을 권취했을 때 양극 탭(140) 및 음극 탭(150)과 인접한 부분 역시 상대적으로 응력을 더 받게 된다.Referring to FIG. 2B, it is shown that the positive electrode tab 140 and the negative electrode tab 150 interfere with the active material 160 by the internal stress generated during the charging and discharging process. The wound unit cell generates internal stress during charging and discharging. At this time, the unit cell wound by the generated internal stress is slightly swelled. At this time, the portion to which the positive electrode tab 140 and the negative electrode tab 150 are attached (hereinafter referred to as 'tab interference portion') generates more stress than other portions. Will receive. In addition, although the positive electrode tab 140 and the negative electrode tab 150 are attached, as well as the positive electrode tab 140 and the negative electrode tab 150 are not attached, the positive electrode tab 140 and the negative electrode when the unit cell is wound The portion adjacent to the tab 150 is also relatively stressed.

이처럼 양극 탭(140) 및 음극 탭(150)이 활물질(160)을 간섭하게 되는 경우, 반복적인 충방전에 의해 스트레스가 누적되어 활물질(160)에 갈라짐 현상(crack)이 일어날 수 있다. 활물질(160)에 갈라짐 현상이 발생한 경우, 갈라짐 현상이 생긴 활물질 부위에서 저항이 국소적으로 상승하여 많은 열이 발생할 수 있다. 따라서 상기와 같은 탭 간섭 현상으로부터 활물질(160)을 보호하는 조치가 필요하다.As such, when the positive electrode tab 140 and the negative electrode tab 150 interfere with the active material 160, stress may accumulate due to repeated charging and discharging, and a crack may occur in the active material 160. When the cracking phenomenon occurs in the active material 160, a resistance may locally increase in the active material site where the cracking phenomenon occurs, thereby generating a lot of heat. Therefore, measures to protect the active material 160 from the tap interference phenomenon as described above are necessary.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 착안된 것으로서, 탭에 의한활물질의 간섭을 최소화할 수 있는 구조가 도입되어 안전성이 보다 향상된 이차 전지를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is conceived to solve the above problems, the purpose is to provide a secondary battery with improved safety by introducing a structure that can minimize the interference of the active material by the tab.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지는, 양극집전체의 적어도 일면에 양극활물질 코팅부를 포함하는 양극과 음극집전체의 적어도 일면에 음극활물질 코팅부를 포함하는 음극이 분리막을 사이에 두고 대향하도록 젤리 롤 구조로 권취시킨 전극 조립체; 상기 양극집전체 및 상기 음극 집전체에 각각 전기적으로 접속되어 상기 전극 조립체의 외부로 돌출된 양극 탭 및 음극 탭; 및 상기 양극 탭 또는 음극 탭의 접속 부위를 기준으로 상부 또는 하부에 배치된 양극 활물질 코팅부 또는 음극 활물질 코팅부(탭 간섭부라 함)에 접착된 절연테이프를 포함한다. In the secondary battery according to the present invention for achieving the above technical problem, the positive electrode including the positive electrode active material coating portion on at least one surface of the positive electrode current collector and the negative electrode including the negative electrode active material coating portion on at least one surface of the negative electrode current collector between the separator. An electrode assembly wound in a jelly roll structure to face each other; A positive electrode tab and a negative electrode tab electrically connected to the positive electrode current collector and the negative electrode current collector, respectively, protruding out of the electrode assembly; And an insulating tape adhered to the positive electrode active material coating part or the negative electrode active material coating part (called a tab interference part) disposed above or below the connection part of the positive electrode tab or the negative electrode tab.

본 발명의 일 측면에 따르면, 전극 탭의 간섭으로부터 유발되는 활물질의 갈라짐 현상을 방지하여 발열로 인한 안전사고를 예방할 수 있다.According to an aspect of the present invention, it is possible to prevent the phenomenon of the active material caused by the interference of the electrode tab to prevent the safety accident due to heat generation.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 전극 탭의 간섭에 의해 활물질의 갈라짐 현상이 발생하여도 활물질의 접촉 상태가 최대한 유지되므로 갈라짐 부위에서 생기는 발열 정도를 낮출 수 있다.According to another aspect of the present invention, even if the splitting phenomenon of the active material due to the interference of the electrode tab is maintained as much as possible the contact state of the active material can reduce the degree of heat generated from the cracking site.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 캔형 이차 전지의 구성을 설명하기 위한 이차 전지의 일반적인 전극 조립체의 구조를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 2의 (a) 및 (b)는 캔형 이차 전지에 사용되는 단위 셀을 권취한 상태 및 충방전 과정 중 내부 응력에 의해 전극 탭이 활물질 코팅부를 간섭하는 모습을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전성이 향상된 이차 전지의 전극 조립체에 대한 단면도이다.
도 4의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 일시시예에 따라 절연테이프가 활물질에 접착된 상태를 모식적으로 도시한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안전성이 향상된 이차 전지의 전극조립체에 대한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안전성이 향상된 이차 전지의 전극조립체에 대한 단면도이다.The following drawings attached to this specification are illustrative of the preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is a matter described in such drawings It should not be construed as limited to.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows typically the structure of the general electrode assembly of a secondary battery for demonstrating the structure of a can type secondary battery.
2 (a) and 2 (b) are diagrams schematically showing a state in which an electrode tab interferes with an active material coating part by an internal stress during a state in which a unit cell used in a can type secondary battery is wound and a charge / discharge process.
3 is a cross-sectional view of an electrode assembly of a secondary battery having improved safety according to an embodiment of the present invention.
4A to 4C are exemplary views schematically showing a state in which an insulating tape is adhered to an active material according to a temporary embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of an electrode assembly of a secondary battery having improved safety according to another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of an electrode assembly of a secondary battery having improved safety according to another embodiment of the present invention.

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

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전성이 향상된 이차 전지의 전극 조립체(100)에 대한 단면도이다.3 is a cross-sectional view of an electrode assembly 100 of a secondary battery having improved safety according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 이차 전지의 전극 조립체(100)는 양극집전체(110), 분리막(120) 및 음극집전체(130)를 포함하는 단위 셀을 포함한다. 도면에는, 단위 셀이 하나만 도시되어 있으나 단위 셀이 2개 이상 권취되는 것도 가능하다. 상기 양극집전체(110)의 적어도 일면에는 활물질(160)이 코팅된 양극 활물질 코팅부가 구비된다. 설명의 편의를 위해, 양극은 상기 양극집전체(110)와 상기 양극 활물질 코팅부를 포함하는 것으로 정의한다. 또한 상기 음극집전체(130)의 적어도 일면에는 활물질(160)이 코팅된 음극 활물질 코팅부가 구비된다. 설명의 편의를 위해, 음극 또한 상기 음극집전체(130)와 상기 음극 활물질 코팅부를 포함하는 것으로 정의한다. 전극 조립체(100)는 분리막(120)을 사이에 두고 양극과 음극이 서로 대향하도록 배치한 후 젤리 롤 구조로 권취시켜 형성한다. Referring to FIG. 3, an electrode assembly 100 of a secondary battery includes a unit cell including a cathode current collector 110, a separator 120, and an anode current collector 130. In the drawing, only one unit cell is shown, but two or more unit cells may be wound. At least one surface of the cathode current collector 110 is provided with a cathode active material coating part coated with an active material 160. For convenience of description, the positive electrode is defined as including the positive electrode current collector 110 and the positive electrode active material coating. In addition, at least one surface of the negative electrode current collector 130 is provided with a negative electrode active material coating portion coated with the active material 160. For convenience of description, the negative electrode is also defined as including the negative electrode current collector 130 and the negative electrode active material coating. The electrode assembly 100 is formed by disposing the anode 120 and the cathode so that the cathode and the cathode face each other, and then winding the electrode assembly 100 in a jelly roll structure.

상기 전극 조립체(100)는 상기 양극집전체(110) 및 상기 음극집전체(130)에 각각 전기적으로 접속되어 상기 전극 조립체(100)의 외부로 돌출된 양극 탭(140) 및 음극 탭(150)을 포함한다. 상기 양극 탭(140) 및 음극 탭(150)은 이차 전지의 충전 또는 방전 과정에서 전류가 입출력되는 통로를 제공한다.The electrode assembly 100 is electrically connected to the positive electrode current collector 110 and the negative electrode current collector 130, respectively, and protrudes outward from the electrode assembly 100 to the positive electrode tab 140 and the negative electrode tab 150. It includes. The positive electrode tab 140 and the negative electrode tab 150 provide passages through which current is input and output during the charging or discharging process of the secondary battery.

상기 전극 조립체(100)는 상기 양극 탭(140) 또는 음극 탭(150)의 접속 부위를 기준으로 상부 또는 하부에 배치된 양극 활물질 코팅부 또는 음극 활물질 코팅부(탭 간섭부라 함)에 접착된 절연테이프(200)를 포함한다. 도 3은 도식의 명확성을 위해 분리막(120)을 기준으로 양극 탭(140) 또는 음극 탭(150) 반대쪽에 형성된 활물질 코팅부에 절연테이프(200)가 접착된 예를 도시하고 있다. 이와 같이 탭 간섭부에 절연테이프(200)를 접착시키면 충방전시 발생되는 내부응력에 의한 활물질의 국소적 갈라짐 현상을 방지할 수 있다. 나아가 활물질이 갈라진 경우라도 활물질의 접촉을 최대한 유지시켜 갈라짐 부위에서 일어나는 발열의 정도를 낮출 수 있다.
The electrode assembly 100 is insulated adhered to a positive electrode active material coating part or a negative electrode active material coating part (called a tab interference part) disposed above or below the connection part of the positive electrode tab 140 or the negative electrode tab 150. Tape 200. 3 illustrates an example in which the insulating tape 200 is adhered to the active material coating formed on the opposite side of the positive electrode tab 140 or the negative electrode tab 150 based on the separator 120 for clarity. As such, when the insulating tape 200 is attached to the tab interference part, local cracking of the active material due to internal stress generated during charging and discharging may be prevented. Furthermore, even when the active material is cracked, the contact of the active material can be maintained to the maximum to reduce the level of heat generated at the cracked portion.

도 4의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 일실시예에 따라 절연테이프(200)가 다양한 방식으로 활물질(160)에 접착된 상태를 모식적으로 도시한 예시도들이다.4A to 4C are exemplary views schematically showing a state in which the insulating tape 200 is adhered to the active material 160 in various ways according to one embodiment of the present invention.

도 4의 (a)를 참조하면, 전극 탭에 의해 간섭되는 활물질 부분의 갈라짐 현상을 최소화하기 위해 절연테이프(200)의 접착 면적은 집전체에 양극 탭(140) 또는 음극 탭(150)이 접속된 면적 보다 큰 것이 바람직하다.Referring to FIG. 4A, the adhesion area of the insulating tape 200 is connected to the positive electrode tab 140 or the negative electrode tab 150 in order to minimize the cracking of the active material portions interfered by the electrode tab. It is preferred that it is larger than the area.

일 측면에 따르면, 상기 절연테이프(200)는 도 4의 (b)와 같이 전극 조립체(100)의 길이 방향(즉, 세로 방향)을 따라 접착될 수 있다. 이러한 경우, 탭의 간섭에 의한 활물질의 갈라짐이 전극 조립체(100)의 길이 방향으로 전파되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.According to one side, the insulating tape 200 may be bonded along the longitudinal direction (ie, longitudinal direction) of the electrode assembly 100 as shown in (b) of FIG. In this case, the splitting of the active material due to the interference of the tab can effectively block propagation in the longitudinal direction of the electrode assembly 100.

다른 측면에 따르면, 상기 절연테이프(200)는 도 4의 (c)와 같이 전극 조립체의 권취 방향(즉, 가로 방향)을 따라 접착될 수 있다. 이러한 경우, 탭의 간섭에 의한 활물질의 갈라짐이 전극 조립체(100)의 권취 방향으로 전파되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.According to another aspect, the insulating tape 200 may be bonded along the winding direction (ie, the horizontal direction) of the electrode assembly as shown in (c) of FIG. In this case, the splitting of the active material due to the interference of the tab can effectively block propagation in the winding direction of the electrode assembly 100.

한편, 절연 테이프(200)의 모양은 사각형 모양으로 한정되지 않는다. 따라서 절연 테이프(200)의 모양은 필요에 따라 사다리꼴, 원형, 반원형, 삼각형, 오각형, 육각형 등 다양한 형태로 변경이 가능하다.On the other hand, the shape of the insulating tape 200 is not limited to the square shape. Therefore, the shape of the insulating tape 200 can be changed in various forms, such as trapezoidal, circular, semicircular, triangular, pentagonal, hexagonal, if necessary.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 전극 조립체(100)는 탭 간섭부에 접착된 절연테이프(200)와는 별개로 절연테이프(200)의 상부 또는 하부에 인접해 있는 다른 권취층의 양극 활물질 코팅부 또는 음극 활물질 코팅부에 접착된 절연테이프를 더 포함할 수 있다. 이하에서는, 이에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.According to another embodiment, the electrode assembly 100 is a positive electrode active material coating portion of the other winding layer adjacent to the upper or lower portion of the insulating tape 200 separately from the insulating tape 200 adhered to the tab interference portion or It may further include an insulating tape adhered to the negative electrode active material coating portion. Hereinafter, this will be described in detail.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안전성이 향상된 이차 전지의 전극조립체(100)에 대한 단면도이다.5 is a cross-sectional view of an electrode assembly 100 of a secondary battery having improved safety according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 전극 조립체(100)는 탭 간섭부에 접착된 절연테이프(200) 이외에 전극 탭과 인접한 다른 권취층(A)의 활물질 코팅부에 접착된 절연테이프(210)를 더 포함한다. 물론, 상기 제2절연테이프(210)가 부착되는 영역의 수는 적절하게 조절 가능하다. 설명의 편의를 위해, 이하에서는 전자의 절연테이프(200)를 제1절연테이프로, 후자의 절연테이프(210)를 제2절연테이프로 명명한다. 상기 다른 권취층(A)은 단위 셀이 젤리-롤 구조로 권취되는 과정에서 전극 탭의 상부 또는 하부에 레이어를 달리하여 배치되는 단위 셀의 국소 영역을 의미한다. 상기 다른 권취층(A)에 존재하는 활물질 코팅부는 전극 탭(140, 150)의 상부 또는 하부에 위치하므로 다른 부분에 비해 전극 탭(140, 150)에 의한 간섭에 취약하다. 따라서 전극 탭(140, 150)과 인접한 다른 권취층(A)에 추가로 제2절연테이프(210)를 접착시키면 상기 다른 권취층(A)에서 유발될 수 있는 활물질의 갈라짐 현상을 방지할 수 있고 갈라짐 현상이 일어나더라도 활물질의 접촉이 최대한 유지되어 갈라짐 현상이 생긴 부위에서 일어나는 발열 정도를 낮출 수 있다. Referring to FIG. 5, the electrode assembly 100 further includes an insulation tape 210 adhered to an active material coating portion of another winding layer A adjacent to the electrode tab, in addition to the insulation tape 200 adhered to the tab interference portion. . Of course, the number of regions to which the second insulating tape 210 is attached can be properly adjusted. For convenience of explanation, hereinafter, the former insulating tape 200 will be referred to as a first insulating tape, and the latter insulating tape 210 will be referred to as a second insulating tape. The other winding layer (A) refers to a local region of the unit cell that is disposed in a different layer on the upper or lower portion of the electrode tab during the unit cell is wound in a jelly-roll structure. Since the active material coating part present in the other winding layer A is located above or below the electrode tabs 140 and 150, it is more vulnerable to interference by the electrode tabs 140 and 150 than other parts. Therefore, when the second insulating tape 210 is further adhered to the other winding layers A adjacent to the electrode tabs 140 and 150, it is possible to prevent the splitting of the active material that may be caused by the other winding layers A. Even when the cracking occurs, the contact of the active material is maintained as much as possible to reduce the degree of heat generated in the cracking occurs.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안전성이 향상된 이차 전지의 전극조립체(100)에 대한 단면도이다.6 is a cross-sectional view of an electrode assembly 100 of a secondary battery having improved safety according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 상기 다른 권취층(A)에 접착되는 제2절연테이프(210)는 전극 탭(140, 150)에 가까운 곳에 위치할수록 그 두께를 상대적으로 증가시킬 수 있다. 전극 탭(140, 150)과 인접할수록 탭에 의한 간섭 정도가 증가하여 활물질의 갈라짐 현상이 발생될 가능성이 더 높기 때문이다. 본 실시예에 의하면, 전극 탭에 가까울수록 제2절연테이프(210)의 두께를 증가시킴으로써 탭의 간섭에 의한 활물질의 갈라짐 현상을 보다 효과적으로 방지할 수 있게 된다.Referring to FIG. 6, the thickness of the second insulating tape 210 adhered to the other winding layer A may be increased as the position is closer to the electrode tabs 140 and 150. This is because the closer to the electrode tabs 140 and 150, the greater the degree of interference caused by the tab, and thus the greater the likelihood of cracking of the active material. According to the present exemplary embodiment, the closer the electrode tab is, the more the thickness of the second insulating tape 210 is increased, thereby more effectively preventing the splitting of the active material due to the interference of the tab.

상술한 실시예에서, 탭의 간섭 현상을 방지하기 위해 사용되는 절연테이프(200, 210)의 두께는 15 ~ 70 ㎛ 범위 이내에서 조절할 수 있다. 구체적인 절연테이브(200, 210)의 두께 조건은 활물질 코팅부의 두께, 인장강도 등을 고려하여 적절하게 선택 가능하다. 또한, 절연테이프(200, 210)의 재질은 접착성과 유연성이 있고 절연성이 있는 고분자 물질이라는 특별히 제한이 없는데, 일 예로 절연테이프(200, 210)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate) 또는 폴리이미드(Polyimide)로 이루어질 수 있다.
In the above-described embodiment, the thickness of the insulating tapes 200 and 210 used to prevent the interference phenomenon of the tab can be adjusted within the range of 15 ~ 70 ㎛. Specific thickness conditions of the insulating tapes 200 and 210 may be appropriately selected in consideration of the thickness of the active material coating portion, the tensile strength, and the like. In addition, the material of the insulating tapes 200 and 210 is not particularly limited as the polymer material having adhesiveness and flexibility and insulation. For example, the insulating tapes 200 and 210 may be polyethylene terephthalate or polyimide. It can be made of).

본 발명의 일 측면에 따르면, 전극 탭의 간섭으로부터 유발되는 활물질의 갈라짐 현상을 방지하여 발열로 인한 안전사고를 예방할 수 있다. 또한, 전극 탭의 간섭에 의해 활물질의 갈라짐 현상이 발생하여도 활물질의 접촉 상태가 최대한 유지되므로 갈라짐 부위에서 생기는 발열 정도를 낮출 수 있다.
According to an aspect of the present invention, it is possible to prevent the phenomenon of the active material caused by the interference of the electrode tab to prevent the safety accident due to heat generation. In addition, even when the active material is cracked due to the interference of the electrode tab, the contact state of the active material is maintained to the maximum, thereby reducing the degree of heat generated at the cracked portion.

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.

100 : 전극 조립체 110 : 양극 집전체
120 : 분리막 130 : 음극 집전체
140 : 양극 탭 150 : 음극 탭
160 : 활물질 200 : 절연테이프100 electrode assembly 110 positive electrode current collector
120: separator 130: negative electrode current collector
140: positive electrode tab 150: negative electrode tab
160: active material 200: insulating tape

Claims (9)

양극집전체의 적어도 일면에 양극활물질 코팅부를 포함하는 양극과 음극집전체의 적어도 일면에 음극활물질 코팅부를 포함하는 음극이 분리막을 사이에 두고 대향하도록 젤리 롤 구조로 권취시킨 전극 조립체;
상기 양극집전체 및 상기 음극 집전체에 각각 전기적으로 접속되어 상기 전극 조립체의 외부로 돌출된 양극 탭 및 음극 탭; 및
상기 양극 탭 또는 음극 탭의 접속 부위를 기준으로 상부 또는 하부에 배치된 양극 활물질 코팅부 또는 음극 활물질 코팅부(탭 간섭부라 함)에 접착된 절연테이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.An electrode assembly in which a cathode including a cathode active material coating portion on at least one surface of the cathode current collector and a cathode including an anode active material coating portion on at least one surface of the anode collector are wound in a jelly roll structure to face each other with a separator therebetween;
A positive electrode tab and a negative electrode tab electrically connected to the positive electrode current collector and the negative electrode current collector, respectively, protruding out of the electrode assembly; And
A secondary battery comprising an insulating tape adhered to a positive electrode active material coating portion or a negative electrode active material coating portion (called a tab interference portion) disposed above or below the connection portion of the positive electrode tab or the negative electrode tab. 제1항에 있어서,
상기 절연테이프의 접착 면적은 상기 양극 탭 또는 음극 탭의 접속 면적 보다 큰 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 1,
The adhesive area of the insulating tape is larger than the connection area of the positive electrode tab or negative electrode tab. 제2항에 있어서,
상기 절연테이프는 상기 전극 조립체의 길이 방향을 따라 접착된 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 2,
The insulating tape is a secondary battery, characterized in that bonded along the longitudinal direction of the electrode assembly. 제2항에 있어서,
상기 절연테이프는 상기 전극 조립체의 권취 방향을 따라 접착된 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 2,
The insulating tape is a secondary battery, characterized in that bonded along the winding direction of the electrode assembly. 제1항에 있어서,
상기 전극 조립체의 탭 간섭부에 접착된 절연테이프(제1절연테이프라 함)와 인접해 있는 다른 권취층의 양극 활물질 코팅부 또는 음극 활물질 코팅부에 추가로 접착된 제2절연테이프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 1,
Further comprising a second insulating tape further adhered to the positive electrode active material coating portion or the negative electrode active material coating portion of the other winding layer adjacent to the insulating tape (first insulating tape) adhered to the tab interference portion of the electrode assembly. Secondary battery characterized by the above-mentioned. 제5항에 있어서,
상기 제2절연테이프는 복수의 권취층에 접착된 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 5,
The second insulating tape is a secondary battery, characterized in that bonded to the plurality of winding layers. 제6항에 있어서,
상기 제2절연테이프는 탭 간섭부에 가까울수록 두께가 증가하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method according to claim 6,
The second insulating tape is a secondary battery, characterized in that the thickness increases closer to the tab interference portion. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절연테이프의 두께는 15 ~ 70 ㎛ 범위 이내인 것을 특징으로 하는 이차 전지.8. The method according to any one of claims 1 to 7,
The thickness of the insulating tape is a secondary battery, characterized in that within the range of 15 ~ 70 ㎛. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절연테이프는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate) 또는 폴리이미드(Polyimide)로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차 전지.8. The method according to any one of claims 1 to 7,
The insulating tape is a secondary battery, characterized in that made of polyethylene terephthalate (Polyethylene Terephthalate) or polyimide (Polyimide).
KR1020120006188A 2012-01-19 2012-01-19 Secondary battery improved safety KR101386079B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120006188A KR101386079B1 (en) 2012-01-19 2012-01-19 Secondary battery improved safety

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120006188A KR101386079B1 (en) 2012-01-19 2012-01-19 Secondary battery improved safety

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130085202A true KR20130085202A (en) 2013-07-29
KR101386079B1 KR101386079B1 (en) 2014-04-16

Family

ID=48995504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120006188A KR101386079B1 (en) 2012-01-19 2012-01-19 Secondary battery improved safety

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101386079B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9876213B2 (en) 2015-03-13 2018-01-23 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrode assembly and secondary battery having the electrode assembly
US10128470B2 (en) 2015-03-13 2018-11-13 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
WO2022005119A1 (en) * 2020-06-30 2022-01-06 삼성에스디아이(주) Electrode assembly and secondary battery using same
US11728534B2 (en) 2018-11-30 2023-08-15 Lg Energy Solution, Ltd. Electrode assembly and rechargeable battery including the same

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100449757B1 (en) 2001-11-23 2004-09-22 삼성에스디아이 주식회사 Battery unit and secondary battery applying the such
US20060216609A1 (en) * 2005-03-23 2006-09-28 Hitachi Maxell, Ltd. Non-aqueous electrolyte battery and method for producing the same
KR100911999B1 (en) 2008-01-28 2009-08-14 주식회사 엘지화학 Battery having enhanced electrical insulation
KR100982003B1 (en) 2008-04-17 2010-09-13 주식회사 엘지화학 Battery having enhanced electrical insulation

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9876213B2 (en) 2015-03-13 2018-01-23 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrode assembly and secondary battery having the electrode assembly
US10128470B2 (en) 2015-03-13 2018-11-13 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
US11728534B2 (en) 2018-11-30 2023-08-15 Lg Energy Solution, Ltd. Electrode assembly and rechargeable battery including the same
WO2022005119A1 (en) * 2020-06-30 2022-01-06 삼성에스디아이(주) Electrode assembly and secondary battery using same

Also Published As

Publication number Publication date
KR101386079B1 (en) 2014-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11515598B2 (en) Battery pack
US11437683B2 (en) Battery cell of venting structure using taping
KR100947982B1 (en) Electrode assembly body and Pouch type lithium rechargeable battery having the same
KR101623110B1 (en) Electrode lead and secondary battery including the same
KR101629499B1 (en) Electrode assembly and secondary battery comprising the same
KR101984265B1 (en) Pouch type secondary battery and method of fabricating the same
EP2985812B1 (en) Secondary battery
KR20110025023A (en) Electrode assembly, and rechargeable battery using thereof
KR20180058370A (en) Electrode Assembly Comprising Separator Having Insulation-enhancing Part Formed on Edge Portion of Electrode
KR20120031606A (en) Electrode lead whose protection layer for anti-corrosion is selectively formed, and secondary battery comprising thereof
KR101386079B1 (en) Secondary battery improved safety
KR101558702B1 (en) High-voltage battery for vehicle
US11404682B2 (en) Non-rectangular shaped electrodes utilizing complex shaped insulation
KR20150040437A (en) Jelly-Roll Type Electrode Assembly of Low Resistance And Secondary Battery Comprising the Same
KR20140050182A (en) Electrode assembly with improved safety, and battery cell, battery pack and device comprising the same
US9123924B2 (en) Battery core and method of manufacturing the same
KR101629498B1 (en) Electrode assembly and secondary battery comprising the same
KR101576597B1 (en) Secondary battery and battery pack including the same
KR102142673B1 (en) A electrode assembly and a pouch type cell comprising the same
KR102065736B1 (en) Method for preparing crude cell for lithium secondary battery
US20150270515A1 (en) Secondary battery and manufacturing method for the same
WO2019103446A1 (en) Electrode assembly having improved safety of use by means of exterior material pattern structure, and lithium-ion secondary battery having same
US20200259222A1 (en) Secondary battery
KR102158143B1 (en) Electrode assembly
KR102211366B1 (en) Rechargeable Battery

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170328

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180403

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190401

Year of fee payment: 6