KR20180025734A - Battery Cell Including Polymer Resin Having Melting Point or Glass Transition Point of Specific Temperature - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 특정 온도의 융점 또는 유리전이온도를 가지는 고분자 수지를 포함하는 전지셀에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cell including a polymer resin having a melting point or a glass transition temperature of a specific temperature.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급증하고 있고, 그러한 이차전지 중 고에너지 밀도와 높은 방전 전압의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해지고 있고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다. As technology development and demand for mobile devices have increased, there has been a rapid increase in demand for secondary batteries as energy sources. Many researches have been made on lithium secondary batteries having high energy density and high discharge voltage among such secondary batteries, .
특히, 리튬 이차전지는 그것의 외형에 따라 크게 원통형 전지, 각형 전지, 파우치형 전지 등으로 분류되며, 전해액의 종류에 따라 리튬이온 전지와 리튬이온 폴리머 전지로 분류되기도 한다. 모바일 기기의 소형화에 대한 최근의 경향으로 인해, 특히 두께가 얇은 각형 전지와 파우치형 전지에 대한 수요가 증가하고 있다.In particular, a lithium secondary battery is classified into a cylindrical battery, a prismatic battery, and a pouch-type battery according to its external shape, and may be classified into a lithium ion battery and a lithium ion polymer battery depending on the type of electrolyte. Due to recent trends toward miniaturization of mobile devices, there is a growing demand for prismatic cells and pouch-shaped cells, which are particularly thin.
그러나, 리튬 이차전지에는 각종 가연성 물질들이 내장되어 있어서, 과충전, 과전류, 기타 물리적 외부 충격 등에 의해 발열, 폭발 등의 위험성이 있으므로, 안전성에 큰 단점을 가지고 있다. 즉, 리튬 이차전지는 고온에 노출되거나, 과충전, 외부 단락, 침상(nail) 관통, 국부적 손상(local crush) 등에 의해 단시간 내에 큰 전류가 흐르게 될 경우, IR 발열에 의해 전지가 가열되면서 발화/폭발의 위험성이 있다.However, the lithium secondary battery contains various combustible materials, and there is a danger of overheating or explosion due to overcharging, overcurrent, other physical external impact, etc., and thus has a serious safety drawback. That is, when a lithium secondary battery is exposed to a high temperature or a large current flows in a short time due to overcharge, external short circuit, nail penetration, local crush, etc., the battery is heated by IR heat and ignited / There is a risk of
전지의 온도가 상승하면 전해액과 전극 사이의 반응이 촉진된다. 그 결과, 반응열이 발생하여 전지의 온도는 추가적으로 상승하게 되고, 이는 다시 전해액과 전극 사이의 반응을 가속화시킨다. 따라서, 전지의 온도가 급격히 상승하게 되고, 이는 다시 전해액과 전극 사이의 반응을 가속화시킨다. 이러한 악순환에 의해, 전지의 온도가 급격히 상승하는 열폭주 현상이 일어나게 되고 온도가 일정 이상까지 상승하면 전지의 발화가 일어날 수 있다. 또한, 전해액과 전극 사이의 반응 결과, 가스가 발생하여 전지 내압이 상승하게 되며, 일정 압력 이상에서 리튬 이차전지는 폭발하게 된다. 이와 같은 발화/폭발의 위험성은 리튬 이차전지가 가지고 있는 가장 치명적인 단점이라 할 수 있다.When the temperature of the battery rises, the reaction between the electrolyte and the electrode is accelerated. As a result, a reaction heat is generated and the temperature of the battery further rises, which again accelerates the reaction between the electrolyte and the electrode. Therefore, the temperature of the battery rapidly increases, which again accelerates the reaction between the electrolyte and the electrode. Such a vicious circle causes a thermal runaway phenomenon in which the temperature of the battery rises sharply, and when the temperature rises to a certain level or higher, the battery may ignite. Further, as a result of the reaction between the electrolyte and the electrode, gas is generated and the internal pressure of the battery is increased, and the lithium secondary battery explodes at a certain pressure or higher. Such a risk of ignition / explosion is the most fatal disadvantage of the lithium secondary battery.
따라서, 리튬 이차전지의 개발에 필수적으로 고려해야 할 사항은 안전성을 확보하는 것이다. 이러한 안전성을 확보하기 위한 노력의 일환으로서, 셀 바깥쪽에 안전소자를 장착하여 사용하는 방법과, 셀 내부의 물질을 이용하는 방법이 있다. 온도의 변화를 이용하는 PTC 소자, CID 소자, 전압의 변화를 이용하는 보호회로, 전지 내압의 변화를 이용하는 안전벤트(Safety Vent) 등이 전자에 해당하고, 전지 내부의 온도나 전압의 변화에 따라 물리적, 화학적, 전기화학적으로 변화할 수 있는 물질을 첨가하는 것이 후자에 속한다.Therefore, it is necessary to secure safety for the development of lithium secondary batteries. As an effort to secure such safety, there are a method of using a safety element mounted outside the cell and a method of using the material inside the cell. Electronic devices include PTC devices that use temperature changes, CID devices, protection circuits that use changes in voltage, and safety vents that use changes in the internal pressure of batteries. The latter is the addition of substances that can change chemically or electrochemically.
그러나, 셀 바깥쪽에 장착하는 안전소자들은 전지의 이상 발생으로 인해 가연성 가스가 이미 셀 내부에 충만한 상태에서는 안전성을 제공하지 못하며, CID 소자의 경우는 원통형 전지에만 적용할 수 있다는 단점이 있다. 또한, 내부 단락, 침상 관통, 국부적 손상 등과 같이 빠른 응답시간이 요구되는 경우에는 제대로 보호역할을 하지 못하는 것으로 알려져 있다.However, the safety devices mounted on the outside of the cell do not provide safety when the combustible gas is already filled in the cell due to the abnormality of the cell, and the CID device can be applied only to the cylindrical battery. In addition, it is known that it does not play a protective role when a fast response time is required, such as an internal short circuit, needle penetration, and local damage.
셀 내부의 물질을 이용하는 방법의 하나로 전해액이나 전극에 안전성을 향상시키는 첨가제를 부가하는 방법이 있다. 화학적 안전장치는 추가공정 및 공간을 필요로 하지 않으며 모든 종류의 전지에 적용이 가능하다는 장점을 가지고 있으나, 물질의 첨가로 인해 전지의 성능이 저하되는 문제점을 가지고 있다. 이러한 물질로는 전극에 부동막을 형성하는 물질, 온도 상승시 부피 팽창이 이루어지면서 전극의 저항을 증가시키는 물질 등이 보고되어 있다. 그러나, 이들 각각은 부동막 형성시 부산물이 발생하여 전지의 성능을 저하시키거나, 전지 내부에서 차지하는 부피가 커서 전지의 용량 감소를 가져오는 문제점을 안고 있으며, 확실한 안전성 보장이 이루어지지 않으므로 단독 수단으로는 사용되지 않고 있다.As a method of using a substance inside a cell, there is a method of adding an additive for improving safety to an electrolyte or an electrode. The chemical safety device does not require additional process and space, and has the advantage that it can be applied to all kinds of cells, but the performance of the battery is deteriorated due to the addition of the material. These materials include a material forming a floating film on the electrode and a material increasing the resistance of the electrode due to the volume expansion during temperature rise. However, each of these has a problem in that byproducts are generated during the formation of the floating film and the performance of the battery is deteriorated, or the volume of the battery is so large that the capacity of the battery is reduced. Is not used.
이와 관련하여, 일본 특허출원공개 제2005-143160호에는, 보호회로의 전위 입력단자와의 사이에 접속되고 이차전지의 단자전압을 보호회로에 공급하기 위한 단자전압 공급선, 및 상기 단자전압 공급선 중에 설치되고 해당 단자전압 공급선을 흐르는 과전류를 제한하는 과전류 제한회로를 구비한 전지팩에 관한 기술이 개시되어 있다.In this regard, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-143160 discloses a power supply circuit including a terminal voltage supply line connected between a potential input terminal of a protection circuit and a terminal voltage of a secondary battery to a protection circuit, And an overcurrent limiting circuit for limiting an overcurrent flowing through the terminal voltage supply line.
그러나, 이러한 전지팩은 단자전압 공급선과 과전류 제한회로를 연결하기 위해 별도의 도전성 부재를 사용해야 하고, 이들의 연결 공정이 요구되며, 단자전압 공급선 중에 설치되는 과전류 제한회로 자체의 저항값에 의해 보호소자가 감지할 수 있는 전류 또는 전압의 임계치가 커져서, 전지셀의 안전성이 이미 임계 수준을 넘어선 폭발 직전의 단계에서 작동될 우려가 있으므로 안전성 확보에 한계가 있다.However, in such a battery pack, it is necessary to use a separate conductive member to connect the terminal voltage supply line and the overcurrent limiting circuit, and a connection process between them is required. Due to the resistance value of the overcurrent limiting circuit itself installed in the terminal voltage supply line, The threshold value of the current or voltage that can be sensed becomes large, so that the safety of the battery cell is likely to be operated at the stage just before the explosion exceeding the critical level, and thus there is a limit to securing safety.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 100~130℃의 융점 또는 유리전이온도를 가지는 고분자 수지를 사용하여 이차전지를 밀봉하는 경우, 전지의 내부 온도가 급격히 상승하게 되더라도, 일정한 이상의 온도에 도달하면 고분자 수지에 변형이 발생하여 전지 내부의 열원과 가스가 외부로 배출시킬 수 있으므로, 발화 또는 폭발의 위험이 현저히 감소됨을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application have conducted intensive research and various experiments and have found that when a secondary battery is sealed using a polymer resin having a melting point or a glass transition temperature of 100 to 130 DEG C, even if the internal temperature of the battery is rapidly increased, It has been found that the polymer resin is deformed when the temperature is reached to a certain level or more, and the heat source and the gas inside the battery can be discharged to the outside, so that the risk of ignition or explosion is significantly reduced, and the present invention has been accomplished.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀은, 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체 및 전해액이 전지케이스 내부에 내장되어 있는 구조의 전지셀로서, 상기 전지케이스는 전극조립체를 내부에 수납하는 제 1 케이스 부재 및 상기 제 1 케이스에 결합되어 밀봉하는 제 2 케이스 부재로 이루어져 있으며, 상기 제 1 케이스 부재와 제 2 케이스 부재가 접하는 계면 부위에는 밀봉을 위한 고분자 수지가 개재되어 있고, 상기 고분자 수지의 융점 또는 유리전이온도가 100℃ 내지 130℃인 것으로 구성되어 있다. To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein, there is provided a battery cell comprising: a positive electrode / separator / negative electrode assembly; And a second case member sealingly coupled to the first case member, wherein a polymer resin for sealing is interposed at an interface between the first case member and the second case member, Or a glass transition temperature of 100 占 폚 to 130 占 폚.
따라서, 전지셀이 다양한 원인에 의해 상기 온도 범위에 도달할 경우, 고분자 수지가 용융되어 제 1 케이스 부재와 제 2 케이스 부재의 계면 부위에 공간이 발생하거나, 또는 유리전이 상태로 되어 점도의 감소로 인해 낮은 온도, 압력에서도 내부의 열원 및 가스가 상기 고분자 수지를 관통할 수 있다. Therefore, when the battery cell reaches the above-mentioned temperature range for various reasons, the polymer resin is melted and a space is generated at the interface portion between the first case member and the second case member, or a glass transition state occurs, The internal heat source and gas can penetrate through the polymer resin even at low temperature and pressure.
즉, 상기 고분자 수지는, 전지셀의 이상 발생시, 전지 내부의 열원 및 가스가 외부로 통하는 통로 역할을 하여 이들을 외부로 배출시킬 수 있으므로, 발화 또는 폭발의 위험이 있는 온도까지 상승하는 것을 미연에 방지할 수 있는 바, 전지셀의 안전성이 극대화될 수 있다. That is, the polymer resin acts as a passage through which the heat source and the gas inside the battery are externally discharged in the event of an abnormality of the battery cell, so that they can be discharged to the outside, so that the polymer resin is prevented from rising to a temperature at which there is a risk of ignition or explosion As a result, the safety of the battery cell can be maximized.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 케이스 부재는 각형 금속 캔으로 이루어져 있고, 상기 금속 캔의 개방 상단부에 탑재되는 제 2 케이스 부재는 캡 플레이트 구조로 이루어질 수 있으며, 제 1 케이스 부재와 제 2 케이스 부재는 계면 부위가 상기 고분자 수지를 포함하는 접착제로 결합될 수 있다.In one specific example, the first case member is made of a rectangular metal can, and the second case member mounted on the open upper end of the metal can may have a cap plate structure, and the first case member and the second case member The interface region may be bonded with an adhesive containing the polymer resin.
이러한 구조는, 제 2 케이스 부재인 캡 플레이트를 제 1 케이스 부재인 캔과 밀착시킨 후 이를 용접하지 않고, 접착부에 100~130℃의 융점 또는 유리전이온도를 가진 고분자 수지를 포함하는 접착제를 도포하여 캡 플레이트와 각형 금속 캔을 결합시켜 제조할 수 있다. In such a structure, the cap plate as the second case member is brought into close contact with the can, which is the first case member, and then an adhesive containing a polymer resin having a melting point or a glass transition temperature of 100 to 130 캜 The cap plate and the rectangular metal can are combined.
이러한 구조와는 달리, 상기 캡 플레이트의 통공에 삽입되는 전극 단자 및 캡 플레이트의 아랫면에 설치되는 절연 플레이트 사이를 밀봉하는 가스켓을 100~130℃의 융점 또는 유리전이온도를 가지는 고분자 수지로 구성하는 경우, 상기 전지셀의 구성으로 전지 내부의 열원 및 가스를 배출시킬 수 있으나, 상기 전극 단자는 외부 장치와 전기적으로 연결되어 있으므로, 배출되는 열원 및 가스와 외부 장치의 화학 반응에 의한 발화/폭발의 위험성이 있으므로 바람직하지 않다.In contrast to this structure, when the gasket sealing between the electrode terminals inserted into the through holes of the cap plate and the insulating plate provided on the lower surface of the cap plate is made of a polymer resin having a melting point or a glass transition temperature of 100 to 130 ° C , The battery cell may be configured to discharge the heat source and the gas inside the battery. However, since the electrode terminal is electrically connected to the external device, the risk of ignition / explosion by the chemical reaction between the discharged heat source and the gas and the external device Which is undesirable.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 제 1 케이스 부재는 원통형 금속 캔으로 이루어져 있고, 상기 금속 캔의 개방 상단부에 탑재되는 제 2 케이스 부재는 캡 어셈블리 구조로 이루어질 수 있으며, 상기 제 1 케이스 부재와 제 2 케이스 부재는 계면 부위에 상기 고분자 수지를 포함하는 가스켓이 개재된 상태로 클램핑될 수 있다. In another specific example, the first case member is formed of a cylindrical metal can, and the second case member mounted on the open upper end of the metal can may have a cap assembly structure, The member may be clamped in a state where a gasket including the polymer resin is interposed at the interface portion.
이러한 구조에서, 제 1 케이스 부재인 원통형 금속 캔은 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 전도성 금속 재질일 수 있으며, 제 2 케이스 부재인 캡 어셈블리는 전극 조립체의 상단에 부착되는 양극 탭과 전기적으로 연결될 수 있고, 가스켓을 개재시켜 밀폐된 상태에서 상기 원통형 금속 캔의 개방부에 클램핑되어 결합될 수 있으며, 상기 가스켓은 100~130℃의 융점 또는 유리전이온도를 가진 고분자 수지를 포함할 수 있다. In this structure, the cylindrical metal can, which is the first case member, may be made of a conductive metal such as aluminum or an aluminum alloy, and the cap assembly as the second case member may be electrically connected to the positive electrode tab attached to the upper end of the electrode assembly, The gasket may be clamped and coupled to the opening of the cylindrical metal can in a closed state with a gasket interposed therebetween. The gasket may include a polymer resin having a melting point or a glass transition temperature of 100 to 130 ° C.
하나의 구체적인 예에서, 상기 고분자 수지는 폴리메타아크릴로니트릴, 폴리아크릴산, 폴리비닐포말, 폴리스티렌, 4-메톡시스티렌, 메틸메타아크릴레이트, 페닐메타아크릴레이트, 테트라플루오로에틸렌, 비닐-4-터트부틸벤조에이트, 2-비닐피리딘으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물로 이루어질 수 있지만, 이들 만으로 한정되지 않음은 물론이다. In one specific example, the polymer resin is selected from the group consisting of polymethacrylonitrile, polyacrylic acid, polyvinyl foams, polystyrene, 4-methoxystyrene, methyl methacrylate, phenyl methacrylate, tetrafluoroethylene, Butyl benzoate, 2-vinyl pyridine, but is not limited to these compounds.
상기 고분자 수지는 고분자 접착제 또는 가스켓의 구성성분으로서 단독으로 사용될 수도 있고, 둘 이상의 혼합물로 이루어질 수도 있다. The polymer resin may be used alone as a component of the polymeric adhesive or gasket, or may be composed of two or more mixtures.
또한, 상기의 고분자 수지 이외에도 융점 또는 유리전이온도가 100 내지 130℃의 온도 범위에 속하는 고분자라면 특별히 한정되지 않으나, 상기 온도 범위에서 용융 또는 유리전이 되는 것이 요구되므로, 열가소성 고분자 수지가 바람직하다.Further, in addition to the above-mentioned polymeric resin, a polymer having a melting point or a glass transition temperature falling within a temperature range of 100 to 130 占 폚 is not particularly limited, but a thermoplastic polymer resin is preferable because it is required to melt or glass transition in the above temperature range.
경우에 따라, 상기 가스켓은 상기 고분자 수지 이외에도 합성 고무, 천연 고무, 실리콘 및 PVC(Polyvinyl Chloride)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 혼합물을 포함할 수 있으며, 상기 합성 고무는 스티렌-부타디엔 고무, 폴리클로로프렌 고무, 니트릴 고무, 부틸 고무, 부타디엔 고무, 이소프렌 고무, 에틸렌프로필렌 고무, 다황화물계 고무, 실리콘 고무, 플루오르계 고무, 우레탄 고무 및 아크릴 고무로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다. The gasket may include at least one selected from the group consisting of synthetic rubber, natural rubber, silicone, and polyvinyl chloride (PVC) in addition to the polymer resin. The synthetic rubber may be a styrene-butadiene rubber, poly And may be at least one selected from the group consisting of chloroprene rubber, nitrile rubber, butyl rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, ethylene propylene rubber, polysulfide rubber, silicone rubber, fluorine rubber, urethane rubber and acrylic rubber.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 고분자 수지의 융점 또는 유리전이온도는 100℃ 내지 130℃의 온도 범위에서 설정되며, 바람직하게는 110℃ 내지 120℃의 온도 범위일 수 있다. As described above, the melting point or the glass transition temperature of the polymer resin is set in the range of 100 ° C to 130 ° C, preferably in the range of 110 ° C to 120 ° C.
100℃ 이하의 융점 또는 유리전이온도를 가진 고분자 수지의 경우, 정상적인 전지셀의 작동 과정에서 발생되는 열원에 의해서도 제 1 케이스 부재와 제 2 케이스 부재의 계면에 개재된 고분자 수지가 용융되거나 유리전이가 될 수 있어 전지로서의 일반적인 기능 발휘가 어려운바 바람직하지 않다. 반면에, 130℃ 이상의 융점 또는 유리전이온도를 가진 고분자 수지의 경우, 전지셀의 안전성에 기여하는 효과가 낮아서 바람직하지 않다. In the case of a polymer resin having a melting point or a glass transition temperature of 100 DEG C or less, the polymer resin interposed between the first case member and the second case member melts due to a heat source generated during normal battery cell operation, And it is difficult to exhibit general functions as a battery. On the other hand, in the case of a polymer resin having a melting point or a glass transition temperature of 130 ° C or more, the effect contributing to the safety of the battery cell is low, which is not preferable.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 케이스 부재와 제 2 케이스 부재의 계면 부위는 상기 고분자 접착제에 의한 접착과 금속 간의 용접 또는 솔더링이 병용된 상태로 결합될 수 있으며, 상기 용접은 레이저 용접, 초음파 용접 또는 저항 용접이 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In one specific example, the interface between the first case member and the second case member may be combined with the adhesion by the polymeric adhesive and the welding or soldering between the metals, and the welding may be performed by laser welding, ultrasonic welding Or resistance welding, but is not limited thereto.
이러한 병용적인 결합 구조는, 외부로부터 인가된 물리적 충격 등에 의해 제 1 케이스 부재와 제 2 케이스 부재가 분리되는 것을 막아주는 효과가 있다.Such a combined joining structure has an effect of preventing the first case member and the second case member from being separated from each other by a physical impact applied from the outside.
상기 병용적인 결합 구조는, 예를 들어, 제 1 케이스 부재와 제 2 케이스 부재의 계면 부위에 먼저 고분자 접착제를 도포하고 건조시킨 후 상기 용접 또는 솔더링으로 결합하거나, 상기 고분자 접착제를 도포하는 것과 동시에 용접 또는 솔더링으로 결합하여 만들어질 있다. The combined bonding structure may be formed by, for example, applying a polymeric adhesive first to an interface portion between the first case member and the second case member, drying and then bonding the polymeric adhesive by the welding or soldering, Or by soldering.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 케이스 부재와 제 2 케이스 부재의 계면 부위 모든 면에 고분자 접착제를 도포시킬 수 있고, 가장자리 부위와 외주변의 중심에 선택적으로 도포시킬 수도 있다. In one specific example, the polymeric adhesive may be applied to all the interface areas of the first case member and the second case member, and the polymeric adhesive may be selectively applied to the peripheral portion and the center of the outer periphery.
본 발명은 또한, 상기 전지셀을 하나 이상 포함하는 전지팩 및 상기 전지팩을 전원으로 포함하는 디바이스를 제공한다. 상기 디바이스는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 스마트 패드, 넷북, 웨어러블 전자기기, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치로부터 선택될 수 있으며, 전지팩, 디바이스의 구조 및 그것의 제조 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략한다. The present invention also provides a battery pack including at least one battery cell and a device including the battery pack as a power source. The device may be selected from a cellular phone, a portable computer, a smart phone, a smart pad, a netbook, a wearable electronic device, a LEV (Light Electronic Vehicle), an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug- , A battery pack, a structure of a device, and a manufacturing method thereof are well known in the art, and a detailed description thereof will be omitted in this specification.
참고로, 상기 전지셀은 리튬이온 전지 또는 리튬 이차전지일 수 있지만, 이들만으로 한정되지 않음은 물론이다.For reference, the battery cell may be a lithium ion battery or a lithium secondary battery, but is not limited thereto.
이러한 리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막, 및 리튬염 함유 비수 전해액으로 구성되어 있다. Such a lithium secondary battery is composed of a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt.
상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.The positive electrode is prepared, for example, by coating a mixture of a positive electrode active material, a conductive material and a binder on a positive electrode current collector, and then drying the mixture. Optionally, a filler may be further added to the mixture.
상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 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 layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO2) or lithium nickel oxide (LiNiO2), or a compound substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxides such as Li1 + xMn2-xO4 (where x is 0 to 0.33), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 and the like; Lithium copper oxide (Li2CuO2); Vanadium oxides such as LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, and Cu2V2O7; A Ni-site type lithium nickel oxide represented by the formula LiNi1-xMxO2 (where M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga and x = 0.01 to 0.3); Is represented by the formula LiMn2-xMxO2 wherein M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn or Ta and x = 0.01 to 0.1 or Li2Mn3MO8 where M = Fe, Co, Ni, Lithium manganese complex oxide; LiMn2O4 in which a part of Li in the formula is substituted with an alkaline earth metal ion; Disulfide compounds; Fe2 (MoO4) 3, and the like, but the present invention is not limited thereto.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 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, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 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 30% 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 summer 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 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component which 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 30% by weight 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, tetrafluoroethylene, 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 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is optionally used as a component for suppressing the 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. Examples of the filler include olefin polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.
상기 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.The negative electrode is manufactured by applying and drying a negative electrode active material on a negative electrode collector, and if necessary, the above-described components may be selectively included.
상기 음극 활물질로는, 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, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.Examples of the negative electrode active material include carbon such as non-graphitized carbon and graphite carbon; B, P, Si, Group 1 of the periodic table, LixFe2O3 (0? X? 1), LixWO2 (0? X? 1), SnxMe1-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, 2 < / RTI > group III element, halogen, 0 < x < Lithium metal; Lithium alloy; Silicon-based alloys; Tin alloy; Metal oxides such as SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based materials and the like can be used.
상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 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.The separation membrane is interposed between the anode and the cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the separator is generally 0.01 to 10 mu m and the thickness is generally 5 to 300 mu m. Such separation membranes include, for example, olefinic polymers such as polypropylene, which are chemically resistant 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.
리튬염 함유 비수계 전해액은, 극성 유기 전해액과 리튬염으로 이루어져 있다. 전해액으로는 비수계 액상 전해액, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다. The non-aqueous electrolyte solution containing a lithium salt is composed of a polar organic electrolyte and a lithium salt. As the electrolytic solution, a non-aqueous liquid electrolytic solution, an organic solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte and the like are used.
상기 비수계 액상 전해액으로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.Examples of the nonaqueous liquid electrolytic solution include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma -Butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane , Acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, triester phosphate, trimethoxymethane, dioxolane derivatives, sulfolane, methylsulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate Nonionic organic solvents such as tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl pyrophosphate, ethyl propionate and the like can be used.
상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.Examples of the organic solid electrolyte include a polymer electrolyte such as a polyethylene derivative, a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, an agitation lysine, a polyester sulfide, a polyvinyl alcohol, a polyvinylidene fluoride, Polymers containing ionic dissociation groups, and the like can be used.
상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.Examples of the inorganic solid electrolyte include Li, such as Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4- LiI- LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4- LiI- LiOH, Li3PO4- Li2S- Nitrides, halides, sulfates and the like can be used.
상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.The lithium salt is a material that is soluble in the non-aqueous electrolyte. For example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, 2NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium 4-phenylborate, imide and the like can be used.
또한, 비수계 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있다.For the purpose of improving the charge-discharge characteristics and the flame retardancy, the non-aqueous liquid electrolyte may contain, for example, pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, glyme, N, N-substituted imidazolidine, ethylene glycol dialkyl ether, ammonium salt, pyrrole, 2-methoxyethanol, aluminum trichloride and the like are added It is possible. In some cases, a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride or ethylene trifluoride may be further added to impart nonflammability, or a carbon dioxide gas may be further added to improve high-temperature storage characteristics.
이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 전지셀은, 특정한 온도의 융점 또는 유리전이온도를 가지는 고분자 수지를 사용하여 이차전지를 밀봉하여, 과충전, 과전류, 기타 물리적 외부 충격 등에 의해 전지의 내부 온도가 급격히 상승하게 되더라도, 일정한 이상의 온도에 도달하면 고분자 수지가 변형되어 전지 내부의 열원과 가스가 외부로 배출되어 전지가 발화 또는 폭발하는 등의 안전성 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다. As described above, the battery cell according to the present invention is characterized in that the secondary battery is sealed by using a polymer resin having a melting point or a glass transition temperature of a specific temperature, and the internal temperature of the battery rapidly rises due to overcharging, overcurrent, The polymer resin is deformed and the heat source and the gas inside the battery are discharged to the outside to solve the safety problem such as ignition or explosion of the battery.
도 1은 각형 전지셀의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 각형 전지셀의 단면 모식도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 각형 전지셀의 접착부에 대한 확대도이다.
도 4는 원통형 전지셀의 수직 단면 모식도이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 원통형 전지셀의 단면 사시도이다. 1 is an exploded perspective view of a prismatic battery cell.
2 is a schematic cross-sectional view of a prismatic battery cell according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged view of a bonded portion of a prismatic battery cell according to an embodiment of the present invention.
4 is a vertical cross-sectional schematic diagram of a cylindrical battery cell.
5 is a cross-sectional perspective view of a cylindrical battery cell according to one embodiment of the present invention.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.
도 1에는 각형 전지셀의 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 각형 전지셀에 대한 단면 모식도가 도시되어 있으며, 도 3에는 상기 도 2의 전지셀의 접착부(20)에 대한 확대도가 도시되어 있다.FIG. 1 is an exploded perspective view of a square-shaped battery cell, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a square-shaped battery cell according to an embodiment of the present invention. 20 are shown.
먼저, 도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 각형 전지셀(10)은 내부에 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체(12)가 각형의 케이스에 내장되어 있는 구조로 이루어져 있다. 1 and 2, a
캡 어셈블리(100)는 캔(11)의 상부에 결합되는 캡 플레이트(110), 가스켓(120)을 매개로 하여 캡 플레이트(110)의 통공에 삽입되는 전극 단자(130), 캡 플레이트(110)의 하면에 설치되는 절연 플레이트인 밀봉부재(140), 및 밀봉부재(140)의 아랫면에 설치되어 전극 단자(130)와 통전되는 단자 플레이트(도시하지 않음)를 포함하고 있다. The cap assembly 100 includes a
도 3을 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 각형 전지셀(10)은 캡 플레이트(110)를 캔(11)과 밀착시킨 후 이를 용접하지 않고, 접착부(20)에 100~130℃의 온도 범위에서 융점 또는 유리전이온도를 가진 고분자 수지를 포함하는 고분자 접착제를 도포하여 밀봉시킬 수 있다. 3, the
따라서, 이차전지의 이상 작동이나 외부 충격 등에 의해, 각형 전지셀(10)의 내부 온도가 급격히 상승하게 되더라도, 일정 온도에 도달하면 접착제에 포함된 고분자 수지에 용융 또는 유리전이와 같은 물성 변화가 발생하여, 접착부(20)가 외부와의 통로 역할을 하게 되면서, 전지 내부의 열원 및 가스를 쉽게 배출할 수 있으므로, 발화 또는 폭발의 위험성이 감소되는 바 안전성을 확보할 수 있다. Therefore, even if the internal temperature of the
도 4에는 원통형 이차전지의 단면 모식도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 4의 부분 단면 사시도가 도시되어 있다. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the cylindrical secondary battery, and FIG. 4 is a partial cross-sectional perspective view of FIG.
먼저, 도 4를 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 원형 전지셀(200)은, 전해액과 함께 전극 조립체(220)를 수납하는 원형 캔(230)과, 원형 캔(230)의 개방단을 밀봉할 수 있는 캡 어셈블리(240)를 포함한다. Referring to FIG. 4, a
원형 전지셀(200)에 있어서, 원형 캔(230)은 경량의 전도성 금속 재질로 구성되며, 상단이 개방된 개방부와 그와 대향되는 밀폐된 바닥부를 가진 원통 구조를 가진다. 원형 캔(230)의 내부 공간에는 전극조립체(220)와 전해액(도시하지 않음)이 내장된다. In the
원형 캔(230) 내에 수납되는 전극조립체(220)는 서로 극판이 다르고 롤 형태의 넓은 판형을 가진 두 개의 전극판들(221, 222)과 이러한 전극판들을 상호 절연시키기 위해 개재되는 분리막(223)을 구비할 수 있다. The
전극조립체(220)의 상단에 부착되는 양극 탭(242)는 캡 어셈블리(240)에 전기적으로 연결되고, 전극조립체(220)의 하단에 부착되는 음극 탭(도시하지 않음)은 원형 캔(230)의 바닥에 연결된다. The
원형 전지셀(200)에 있어서, 캡 어셈블리(240)는 가스켓(350)을 개재시켜 밀폐된 상태에서 원형 캔(230)의 개방부에 조립되는 것으로서, 원형 캔(230)의 개방단에 위치하여 원형 캔(230)을 밀봉한다. In the
도 5를 참조하면, 도시된 탑 캡(300)은 돌출된 형태로 양극 단자를 형성하고, 배기구가 천공되어 있으며, 그것의 하부에 전지 내부의 온도 상승시 전지의 저항이 크게 증가하여 전류를 차단하는 PTC 소자(positive temperature coefficient element: 310), 정상적인 상태에서는 하향 돌출된 형상으로 되어 있고 전지 내부의 압력 상승시 돌출되면서 파열되어 가스를 배기하는 안전벤트(320), 및 상단의 일측 부위가 안전벤트(320)에 결합되고 하단 일측이 전극 조립체(220)의 양극에 연결되어 있는 접속 플레이트(340)가 순차적으로 위치되어 있다. Referring to FIG. 5, the
이 때, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 원형 전지셀(200)에 있어서, 가스켓(350)은 100~130℃의 온도 범위에서 융점 또는 유리전이온도를 가진 고분자 수지로 이루어질 수 있다. At this time, in the
따라서, 이차전지의 이상 작동이나 외부 충격 등에 의해 원형 전지셀(200)의 내부 온도가 급격히 상승하게 되더라도, 일정 온도에 도달하면 가스켓(350)을 구성하는 고분자 수지에 용융 또는 유리전이와 같은 물성 변화가 발생하여, 가스켓(350)이 외부와의 통로 역할을 하게 되면서, 전지 내부의 열원 및 가스를 쉽게 배출할 수 있으므로, 발화 또는 폭발의 위험성이 감소되는 바 안전성을 확보할 수 있다. Therefore, even if the internal temperature of the
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
Claims (5)
상기 전지케이스는 전극조립체를 내부에 수납하는 제 1 케이스 부재 및 상기 제 1 케이스에 결합되어 밀봉하는 제 2 케이스 부재로 이루어져 있으며,
상기 제 1 케이스 부재와 제 2 케이스 부재가 접하는 계면 부위에는 밀봉을 위한 고분자 수지가 개재되어 있고,
상기 고분자 수지의 융점 또는 유리전이온도는 100℃ 내지 130℃인 것을 특징으로 하는 전지셀.1. A battery cell having a structure in which an electrode assembly having a positive electrode / separator / negative electrode structure and an electrolyte solution are embedded in a battery case,
The battery case includes a first case member for housing the electrode assembly therein, and a second case member for sealing the first case member,
A polymer resin for sealing is interposed at an interface portion where the first case member and the second case member are in contact with each other,
Wherein the polymer resin has a melting point or a glass transition temperature of 100 ° C to 130 ° C.
상기 제 1 케이스 부재는 원통형 금속 캔으로 이루어져 있고,
상기 금속 캔의 개방 상단부에 탑재되는 제 2 케이스 부재는 캡 어셈블리 구조로 이루어져 있으며,
상기 제 1 케이스 부재와 제 2 케이스 부재는 계면 부위에 상기 고분자 수지를 포함하는 가스켓이 개재된 상태로 클램핑되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The method according to claim 1,
The first case member is made of a cylindrical metal can,
The second case member mounted on the open upper end of the metal can has a cap assembly structure,
Wherein the first case member and the second case member are clamped in a state where a gasket including the polymer resin is interposed in the interface region.
상기 제 1 케이스 부재는 각형 금속 캔으로 이루어져 있고,
상기 금속 캔의 개방 상단부에 탑재되는 제 2 케이스 부재는 캡 플레이트 구조로 이루어져 있으며,
제 1 케이스 부재와 제 2 케이스 부재는 계면 부위가 상기 고분자 수지를 포함하는 접착제로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The method according to claim 1,
The first case member is made of a square metal can,
The second case member mounted on the open upper end of the metal can has a cap plate structure,
Wherein the interface between the first case member and the second case member is made of an adhesive containing the polymer resin.
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|---|---|---|---|---|
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100659885B1 (en) * | 2005-04-27 | 2006-12-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | Lithium Ion Secondary Battery |
| KR20110066448A (en) * | 2009-12-11 | 2011-06-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | Lithium secondary battery |
| KR101051958B1 (en) * | 2009-04-03 | 2011-07-26 | 주식회사엘콤 | Lead Tab Assembly for Secondary Battery Using Insert Injection and Secondary Battery Using the Same |
| JP5347411B2 (en) * | 2008-09-30 | 2013-11-20 | 大日本印刷株式会社 | Packaging materials for electrochemical cells |
| KR20140070395A (en) * | 2012-11-30 | 2014-06-10 | 쇼와 덴코 패키징 가부시키가이샤 | External body for electrochemical devices |
-
2016
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100659885B1 (en) * | 2005-04-27 | 2006-12-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | Lithium Ion Secondary Battery |
| JP5347411B2 (en) * | 2008-09-30 | 2013-11-20 | 大日本印刷株式会社 | Packaging materials for electrochemical cells |
| KR101051958B1 (en) * | 2009-04-03 | 2011-07-26 | 주식회사엘콤 | Lead Tab Assembly for Secondary Battery Using Insert Injection and Secondary Battery Using the Same |
| KR20110066448A (en) * | 2009-12-11 | 2011-06-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | Lithium secondary battery |
| KR20140070395A (en) * | 2012-11-30 | 2014-06-10 | 쇼와 덴코 패키징 가부시키가이샤 | External body for electrochemical devices |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109244559A (en) * | 2018-08-24 | 2019-01-18 | 湖北锂诺新能源科技有限公司 | Internal anti-touching case lithium ion pole piece and battery preparation method |
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