KR20180080860A - Electrode assembly and rechargeable battery including the same - Google Patents

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KR20180080860A KR1020170001919A KR20170001919A KR20180080860A KR 20180080860 A KR20180080860 A KR 20180080860A KR 1020170001919 A KR1020170001919 A KR 1020170001919A KR 20170001919 A KR20170001919 A KR 20170001919A KR 20180080860 A KR20180080860 A KR 20180080860A
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김덕현
전윤석
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

According to the present invention, an electrode assembly comprises: a first electrode having a first electrode active part and a first electrode uncoated part protruding from the first electrode active part; a second electrode having a second electrode active part and a second electrode uncoated part protruding from the second electrode active part; and a separator which insulates between the first electrode and the second electrode. Further, the electrode assembly comprises slits which are respectively positioned on the first electrode active part and the second electrode active part between the first electrode uncoated part and the second electrode uncoated part and are formed in a direction parallel to a direction in which the first electrode uncoated part and the second electrode uncoated part are protruding.

Description

전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지{ELECTRODE ASSEMBLY AND RECHARGEABLE BATTERY INCLUDING THE SAME} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrode assembly and a secondary battery including the electrode assembly.

본 발명은 전극 조립체에 관한 것으로, 특히 이차 전지용 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode assembly, and more particularly, to an electrode assembly for a secondary battery and a secondary battery including the electrode assembly.

이차 전지(rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 저용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 전지는 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.A rechargeable battery is a battery that can be charged and discharged unlike a non-rechargeable primary battery. BACKGROUND ART Low-capacity secondary batteries are used in portable electronic devices such as mobile phones, notebook computers and camcorders, and large-capacity batteries are widely used as power sources for driving motors of hybrid vehicles and the like.

이차 전지는 충전과 방전을 수행하는 전극 어셈블리를 갖는데, 전극 어셈블리는 양극과 음극 및 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함한다. 전극 어셈블리는 복수의 양극판과 음극판이 적층된 구조로 이루어지거나, 띠 형상의 양극과 음극이 권취된 구조로 이루어질 수 있다.The secondary battery has an electrode assembly for performing charging and discharging. The electrode assembly includes a positive electrode and a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode. The electrode assembly may have a structure in which a plurality of positive electrode plates and negative electrode plates are stacked, or may have a structure in which strip-shaped positive electrodes and negative electrodes are wound.

이때, 전류를 인출하기 위한 양극과 음극의 전극 무지부가 일측에 위치할 경우 전극 무지부와 인접한 영역의 전극 활성부에서만 전류 흐름이 발생하여 전극 조립체의 특정 영역에서의 열화 현상이 발생하고, 이로 인해서 이차 전지의 수명이 감소한다. At this time, when the electrode unoccupied portions of the positive electrode and the negative electrode for drawing the current are located at one side, a current flow occurs only in the electrode active portion in the region adjacent to the electrode non-conductive portion and deterioration phenomenon occurs in a specific region of the electrode assembly, The life of the secondary battery is reduced.

따라서 본 발명은 전극 조립체의 특정 영역에서 열화 현상이 발생하는 현상을 감소시켜 이차 전지의 수명을 향상시킬 수 있는 이차 전지를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a secondary battery capable of reducing the occurrence of deterioration in a specific region of an electrode assembly, thereby improving the service life of the secondary battery.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전극 조립체는 제1 전극 활성부, 상기 제1 전극 활성부로부터 돌출되어 있는 제1 전극 무지부를 가지는 제1 전극, 제2 전극 활성부, 상기 제2 전극 활성부로부터 돌출되어 있는 제2 전극 무지부를 가지는 제2 전극, 제1 전극과 상기 제2 전극 사이를 절연하는 세퍼레이터를 포함하고, 제1 전극 무지부와 상기 제2 전극 무지부 사이의 상기 제1 전극 활성부 및 제2 전극 활성부에 각각 위치하며, 상기 제1 전극 무지부와 상기 제2 전극 무지부가 돌출한 방향과 나란한 방향으로 형성되어 있는 슬릿을 더 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electrode assembly including a first electrode active portion, a first electrode having a first electrode non-conductive portion projecting from the first electrode active portion, a second electrode active portion, A second electrode having a second electrode uncoated portion protruding from the active portion, a separator for insulating the first electrode from the second electrode, and a separator for insulating between the first electrode non-coated portion and the second electrode non- The electrode active portion and the second electrode active portion, and the slit is formed in a direction parallel to the direction in which the first electrode non-coin portion and the second electrode non-coin portion are projected.

상기 슬릿은 상기 제1 전극 무지부와 연결된 상기 제1 전극 활성부의 일변 및 상기 제2 전극 무지부와 연결된 상기 제2 전극 활성부의 일변이 개구될 수 있다. The slit may open one side of the first electrode active portion connected to the first electrode non-conductive portion and one side of the second electrode active portion connected to the second electrode non-conductive portion.

상기 세퍼레이터는 상기 슬릿과 중첩할 수 있다. The separator may overlap the slit.

본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지는 상기한 전극 조립체, 전해질과 함께 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스, 케이스의 개구에 설치되어 있는 캡 플레이트, 캡 플레이트 위에 위치하며 상기 전극 조립체의 제1 전극과 전기적으로 연결된 제1 단자, 상기 전극 조립체의 제2 전극과 전기적으로 연결된 제2 단자를 포함한다. A secondary battery according to another embodiment of the present invention includes a case for accommodating the electrode assembly together with the electrode assembly, an electrolyte, a cap plate installed at an opening of the case, a cap plate disposed on the cap plate, A first terminal electrically connected to the first electrode, and a second terminal electrically connected to the second electrode of the electrode assembly.

본 발명에서와 전극 조립체를 형성하면, 전극 조립체 전체에서 균일한 전류 흐름이 발생하여, 특정 영역이 더 빨리 열화되는 현상을 방지할 수 있어 이차 전지의 수명을 향상시킬 수 있다. According to the present invention, when the electrode assembly is formed, a uniform current flow is generated in the entire electrode assembly to prevent a specific region from being deteriorated more quickly, thereby improving the life of the secondary battery.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 조립체의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 전극 조립체의 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 조립체를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 5은 본 발명의 한 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 6은 도 5의 VI-VI선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 개략적인 사시도이다. 1 is a perspective view of an electrode assembly according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is an exploded perspective view of the electrode assembly shown in Fig. 1. Fig.
3 and 4 are schematic perspective views illustrating an electrode assembly according to another embodiment of the present invention.
5 is a perspective view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI of FIG.
7 is a schematic perspective view of a secondary battery according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In addition, since the sizes and thicknesses of the respective components shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, the present invention is not necessarily limited to those shown in the drawings.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. In the drawings, for the convenience of explanation, the thicknesses of some layers and regions are exaggerated. Whenever a portion such as a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" or "on" another portion, it includes not only the case where it is "directly on" another portion but also the case where there is another portion in between.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "~상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.Also, throughout the specification, when an element is referred to as "including" an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise. Also, throughout the specification, the term "on " means to be located above or below a target portion, and does not necessarily mean that the target portion is located on the image side with respect to the gravitational direction.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지에 대해서 설명한다.Hereinafter, an electrode assembly according to the present invention and a secondary battery including the same will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 조립체의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 전극 조립체의 분해 사시도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 조립체를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다. FIG. 1 is a perspective view of an electrode assembly according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the electrode assembly shown in FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 illustrate an electrode assembly according to another embodiment of the present invention Fig.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 조립체(101)는 제1 전극(121), 제2 전극(122), 제1 전극(121)과 제2 전극(122) 사이에 위치하는 세퍼레이터(123)를 포함한다. 세퍼레이터는 절연을 위한 것으로, 제1 전극(121), 세퍼레이터(123), 제2 전극(122), 세퍼레이터(123) 순으로 적층될 수도 있다. 1 and 2, an electrode assembly 101 according to an embodiment of the present invention includes a first electrode 121, a second electrode 122, a first electrode 121, And a separator 123 positioned between the separators 123 and 122. The separator is for insulation and may be stacked in the order of the first electrode 121, the separator 123, the second electrode 122, and the separator 123.

전극 조립체(101)는 제1 전극(121)과 제2 전극(122) 사이에 세퍼레이터(123)를 개재한 상태에서 권회축(XL)을 중심으로 권취한 후 납작하게 가압될 수 있다. The electrode assembly 101 may be wound around the winding axis XL in a state where the separator 123 is interposed between the first electrode 121 and the second electrode 122 and then pressed flat.

제1 전극(121) 및 제2 전극(122)는 금속 포일(foil)로 형성되는 박판에 활물질이 도포된 영역이 전극 활성부(21a, 22a)와 활물질이 도포되지 않는 영역인 전극 무지부(21b, 22b)를 포함한다. 예를 들어, 제1 전극(121)은 양극일 수 있으며, 제2 전극(122)은 음극일 수 있다.The first electrode 121 and the second electrode 122 are formed of a metal foil and the electrode active portions 21a and 22a and the electrode uncoated portion where the active material is not applied 21b, 22b. For example, the first electrode 121 may be an anode, and the second electrode 122 may be a cathode.

제1 전극 활성부(21a)는 알루미늄과 같은 금속 포일에 전이 금속 산화물 등의 활물질을 도포함으로써 형성하고, 제2 전극 활성부(22a)는 구리 또는 니켈과 같은 금속 포일에 흑연 또는 탄소 등의 활물질을 도포함으로써 형성할 수 있다. The first electrode active portion 21a is formed by applying an active material such as a transition metal oxide to a metal foil such as aluminum and the second electrode active portion 22a is formed by coating a metal foil such as copper or nickel with an active material such as graphite or carbon For example.

제1 전극 무지부(21b)와 제2 전극 무지부(22b)는 각각 제1 전극 활성부(21a) 및 제2 전극 활성부(22a)의 일변으로부터 나란하게 돌출되어 있다. 제1 전극 무지부(21b)와 제2 전극 무지부(22b)는 금속 포일로부터 돌출되도록 절단하여 형성하므로, 각각 제1 전극 활성부(21a) 및 제2 전극 활성부(22a)의 금속 포일과 일체로 형성될 수 있다. 제1 전극 무지부(21b)와 제2 전극 무지부(22b)는 서로 다른 극성으로 거리를 두고 이격 배치된다.The first electrode uncoated portion 21b and the second electrode uncoated portion 22b are projected in parallel from one side of the first electrode active portion 21a and the second electrode active portion 22a, respectively. Since the first electrode non-printing portion 21b and the second electrode non-printing portion 22b are formed by cutting so as to protrude from the metal foil, the metal foil of the first electrode active portion 21a and the second electrode active portion 22a, Or may be integrally formed. The first electrode non-printing portion 21b and the second electrode non-printing portion 22b are spaced apart from each other with different polarities.

또한, 제1 전극(121) 및 제2 전극(122)은 귄취되어, 겹쳐서 형성되므로 제1 전극 무지부(21b) 및 제2 전극 무지부(22b)는 복수의 박막이 겹쳐져서 형성될 수 있다. 이처럼 복수의 박막이 겹쳐서 형성될 경우, 전류 이동을 용이하게 하기 위해서 초음파 용접으로 박막과 박막이 접촉하도록 연결할 수 있다. In addition, since the first electrode 121 and the second electrode 122 are rolled up and formed to overlap, the first electrode uncoated portion 21b and the second electrode uncoated portion 22b can be formed by overlapping a plurality of thin films . When a plurality of thin films are stacked, it is possible to connect the thin film and the thin film in contact with each other by ultrasonic welding in order to facilitate current transfer.

제1 전극(121) 및 제2 전극(122)은 각각 제1 전극 활성부(21a) 및 제2 전극 활성부(22a)에 위치하며, 제1 전극 무지부(21b) 및 제2 전극 무지부(22b)가 돌출한 방향과 나란한 방향으로 길게 형성되어 있는 슬릿(S)을 포함한다. The first electrode 121 and the second electrode 122 are located in the first electrode active portion 21a and the second electrode active portion 22a respectively and the first electrode nonconductive portion 21b and the second electrode non- And a slit S which is elongated in a direction parallel to the direction in which the protruding portion 22b protrudes.

슬릿(S)은 제1 전극 무지부(21b)와 제2 전극 무지부(22b) 사이에 위치하며, 슬릿(S)의 세로 중심선은 제1 전극 무지부(21b)와 제2 전극 무지부(22b) 사이의 거리를 이등분(1/2)하는 지점에 위치한다. 제1 전극(121)의 슬릿(S)과 제2 전극(122)의 슬릿(S)은 동일한 영역에 동일한 크기로 형성되어, 서로 중첩될 수 있다. The slit S is located between the first electrode uncoated portion 21b and the second electrode uncoated portion 22b and the longitudinal center line of the slit S is located between the first electrode non-coated portion 21b and the second electrode non- 22b are halved in half. The slit S of the first electrode 121 and the slit S of the second electrode 122 may be formed in the same area in the same area and may overlap each other.

슬릿(S)은 제1 전극 무지부(21b)와 연결된 제1 전극 활성부(21a)의 일변에 개구를 가지며, 제1 전극 활성부(21a)를 가로 질러 타변을 향해서 길게 형성되고, 제2 전극 무지부(22b)와 연결된 제2 전극 활성부(22a)의 일변에 개구를 가지며, 제2 전극 활성부(22a)를 가로 질러 타변을 향해서 길게 형성될 수 있으며, 슬릿(S)은 전극 무지부와 인접한 영역에서 전류 흐름이 발생하지 않도록 전극 조립체의 하부까지 길게 형성될 수 있다. The slit S has an opening at one side of the first electrode active portion 21a connected to the first electrode non-conductive portion 21b and is elongated toward the opposite side across the first electrode active portion 21a, The slits S may be elongated toward the opposite sides across the second electrode active portion 22a and have openings at one side of the second electrode active portion 22a connected to the electrode uncoated portion 22b, The electrode assembly may be extended to a lower portion of the electrode assembly so as not to generate a current flow in the region adjacent to the electrode assembly.

슬릿(S)의 제1 폭(L1)은 전류가 흐르지 않고 단선을 유지할 수 있는 폭으로 형성될 수 있으며, 제1 폭(L1)은 제1 전극을 이루는 금속 포일의 두께보다 크게 형성될 수 있다. The first width L1 of the slit S may be formed to have a width capable of maintaining a disconnection without flowing a current and the first width L1 may be formed larger than the thickness of the metal foil constituting the first electrode .

세퍼레이터(123)는 제1 전극 활성부(21a)와 제2 전극 활성부(22a) 사이에 위치하며, 단락을 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 하며, 예를 들어 다공성 소재로 이루어지며 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene) 또는 이들의 복합 필름으로 이루어질 수 있다. 세퍼레이터는 길이 방향을 따라 또는 폭 방향을 따라 제1 전극 활성부(21a) 또는 제2 전극 활성부(22a) 보다 연장 형성되어, 열적 수축에 따라 제1 전극 활성부(21a)와 제2 전극 활성부(22a) 사이의 단락이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이상의 실시예에서는 제1전극, 제2 전극 및 세퍼레이터가 권회축(X)을 중심으로 권취된 것을 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The separator 123 is disposed between the first electrode active portion 21a and the second electrode active portion 22a and serves to prevent a short circuit and to allow movement of lithium ions. For example, the separator 123 is made of a porous material And may be made of polyethylene, polypropylene or a composite film thereof. The separator is extended from the first electrode active portion 21a or the second electrode active portion 22a along the longitudinal direction or along the width direction so that the first electrode active portion 21a and the second electrode active portion It is possible to prevent a short circuit between the electrodes 22a. In the above embodiment, the first electrode, the second electrode, and the separator are wound around the winding axis X, but the present invention is not limited thereto.

전극 조립체는 도 3에 도시한 전극 조립체(102)에서와 같이 제1 전극(121), 세퍼레이터(123) 및 제2 전극(122)는 반복적으로 접어 적층될 수 있다. 이때, 제1 전극(121), 세퍼레이터(123) 및 제2 전극(122)는 지그 재그로 접어질 수 있다. The electrode assembly may be repeatedly folded and stacked on the first electrode 121, the separator 123, and the second electrode 122 as in the electrode assembly 102 shown in Fig. At this time, the first electrode 121, the separator 123, and the second electrode 122 may be folded into jigs.

또한, 도 4에 도시한 전극 조립체(103)에서와 같이, 제1 전극(121), 세퍼레이터(123), 제2 전극(122)은 각각 복수의 시트일 수 있으며, 교대로 반복하여 적층될 수 있다. 4, the first electrode 121, the separator 123, and the second electrode 122 may be a plurality of sheets, respectively, and may be stacked alternately and repeatedly. have.

이처럼, 본 발명의 실시예들에서와 같이 제1 전극 무지부(21b)와 제2 전극 무지부(22b) 사이의 제1 전극 활성부(21a) 및 제2 전극 활성부(22a) 사이에 슬릿(S)을 형성하면, 제1 전극(121)과 제2 전극(122) 사이에 형성되는 전류의 경로를 변경시킬 수 있다. In this way, as in the embodiments of the present invention, a slit (not shown) is formed between the first electrode active portion 21a and the second electrode active portion 22a between the first electrode non-coated portion 21b and the second electrode non- The current path formed between the first electrode 121 and the second electrode 122 can be changed.

전류는 상대적으로 저항이 낮은 곳으로 흐르며, 이동 경로가 짧을수록 저항은 낮을 수 있다. 전극 조립체(101)의 일측에 제1 전극 무지부(21b)와 제2 전극 무지부(22b)가 위치할 경우, 상기 일측과 인접한 제1 영역(LD1)에 형성되는 전류 경로가, 제1 전극 활성부(21a) 및 제2 전극 활성부(22a)를 중심으로 상기 일측의 반대편에 위치하는 전극 조립체(101)의 타측과 인접한 제2 영역(LD2)에 형성되는 전류 경로보다 짧게 형성될 수 있다. 제1 영역(LD1)은 권회축에 교차하는 방향으로 전극 조립체를 이등분(1/2) 할 때, 전극 무지부와 인접한 전극 조립체의 상부이고, 제2 영역(LD2)은 전극 조립체의 하부일 수 있다. The current flows to a region with a relatively low resistance, and the shorter the travel path, the lower the resistance can be. When the first electrode uncooled portion 21b and the second electrode uncoated portion 22b are positioned on one side of the electrode assembly 101, a current path formed in the first region LD1 adjacent to the one side is electrically connected to the first electrode non- The current path formed in the second region LD2 adjacent to the other side of the electrode assembly 101 located on the opposite side of the active portion 21a and the second electrode active portion 22a may be shorter than the current path formed in the second region LD2 . The first region LD1 is the upper portion of the electrode assembly adjacent to the electrode uncoated portion and the second region LD2 is the lower portion of the electrode assembly when halving the electrode assembly in the direction crossing the winding axis. have.

슬릿이 형성되지 않으면, 전극 조립체에서 전류는 대부분 상대적으로 전류 경로가 짧은 제1 영역을 통해서 흐르게 되므로, 제1 영역(LD1)의 제1 전극 활성부(21a) 및 제2 전극 활성부(22a)는 제2 영역(LD2)의 제1 전극 활성부 및 제2 전극 활성부(22a)보다 빠르게 열화될 수 있다. The first electrode active portion 21a and the second electrode active portion 22a of the first region LD1 are electrically connected to each other through the first region LD1, Can be deteriorated more rapidly than the first electrode active portion and the second electrode active portion 22a of the second region LD2.

따라서, 본 발명의 실시예에서와 같이 제1 전극 무지부(21b)와 제2 전극 무지부(22b) 사이에 슬릿(S)을 형성하면, 전류는 슬릿(S)을 우회하여 제2 영역(LD2)을 지나간다. 즉, 상대적으로 짧은 전류 경로가 형성될 수 없어, 대부분의 전류가 슬릿(S)을 우회하므로 특정 부분이 더 빨리 열화되는 현상을 방지할 수 있다. Therefore, when the slit S is formed between the first electrode non-coated portion 21b and the second electrode non-coated portion 22b as in the embodiment of the present invention, the current bypasses the slit S, LD2). That is, a relatively short current path can not be formed, and most currents bypass the slit S, thereby preventing a specific portion from deteriorating more quickly.

전극 조립체 내에서 전체적인 전류 경로는 증가할 수 있으나, 전극 조립체 내에서 균일하게 전류 경로가 형성되어 열화 현상이 발생하지 않으므로 이차 전지의 수명이 길어진다.The overall current path in the electrode assembly may increase, but the current path is uniformly formed in the electrode assembly, so that the deterioration phenomenon does not occur, so that the life of the secondary battery becomes longer.

이하에서는 기 설명한 전극 조립체를 포함하는 이차 전지에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, a secondary battery including the above-described electrode assembly will be described with reference to the drawings.

도 5은 본 발명의 한 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이고, 도 6은 도 5의 VI-VI선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.FIG. 5 is a perspective view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI of FIG.

도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 이차 전지는 전극 조립체(101), 전해질과 함께 전극 조립체(101)를 수용하는 케이스(27), 케이스(27)의 개구에 설치되어 개구를 밀봉하는 캡 조립체(30)를 포함한다. 본 발명의 한 실시예에 따른 전지 조립체는 리튬 이온 이차 전지로서 각형인 것을 예로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니며 파우치형일 수 있다.5 and 6, a secondary battery according to an embodiment of the present invention includes an electrode assembly 101, a case 27 that houses the electrode assembly 101 together with an electrolyte, And a cap assembly 30 that is installed in the opening to seal the opening. The battery assembly according to one embodiment of the present invention is explained as an example of a lithium ion secondary battery having a rectangular shape, but the present invention is not limited thereto and may be a pouch type.

전극 조립체는 슬릿을 포함하는 젤리롤 형태의 전극 조립체로, 도 1 내지 도 4에 도시한 전극 조립체 중 하나일 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략한다.The electrode assembly is an electrode assembly in the form of a jelly roll including a slit, and may be one of the electrode assemblies shown in FIGS. 1 to 4, and thus a detailed description thereof will be omitted.

전극 조립체(101)는 전해액과 함께 케이스(27)에 수용될 수 있다. 전해액은 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 디에틸 카보네이트(DEC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 디메틸 카보네이트 (DMC)와 같은 유기 용매에 LiPF6, LiBF4와 같은 리튬염으로 이루어질 수 있다. 전해액은 액체, 고체 또는 겔상일 수 있다.The electrode assembly 101 may be accommodated in the case 27 together with the electrolytic solution. The electrolytic solution may be a lithium salt such as LiPF 6 or LiBF 4 in an organic solvent such as ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC) or dimethyl carbonate have. The electrolytic solution may be liquid, solid or gel.

케이스(27)는 대략 직육면체로 이루어지며, 일면에는 개방된 개구가 형성된다. 케이스(27)는 이차 전지의 외관을 형성하고 이차 전지에 기계적 강도를 제공하며, 알루미늄, 스테인리스 스틸 등의 금속으로 이루어질 수 있다. The case 27 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and an opening is formed on one side. The case 27 forms the appearance of the secondary battery, provides mechanical strength to the secondary battery, and can be made of metal such as aluminum, stainless steel, or the like.

캡 조립체(30)는 케이스(27)의 개구를 덮는 캡 플레이트(31)와 캡 플레이트(31)의 외측으로 돌출되며, 제1 전극(121)과 전기적으로 연결된 제1 단자(52)와 캡 플레이트(31)의 외측으로 돌출되며 제2 전극(122)과 전기적으로 연결된 제2 단자(54)를 포함한다.The cap assembly 30 includes a cap plate 31 covering an opening of the case 27 and a first terminal 52 electrically connected to the first electrode 121 and a cap plate 31 projecting outside the cap plate 31. [ And a second terminal 54 protruding outside the first electrode 31 and electrically connected to the second electrode 122.

캡 플레이트(31)는 일방향으로 이어진 길쭉한 판 형태로 이루어지며, 케이스(27)의 개구에 결합된다. 캡 플레이트(31)는 케이스(27)와 동일한 재질로 형성될 수 있으며, 레이저 용접 방식으로 케이스(27)에 결합될 수 있다. 따라서 캡 플레이트(31)는 케이스(27)와 동일한 극성을 가질 수 있다.The cap plate 31 has an elongated plate shape extending in one direction and is coupled to the opening of the case 27. The cap plate 31 may be formed of the same material as the case 27 and may be coupled to the case 27 by laser welding. Therefore, the cap plate 31 may have the same polarity as that of the case 27.

캡 플레이트(31)는 전해액 주입구(3), 벤트 구멍(4) 및 제2 단자 구멍(5)이 형성되어 있다. 전해액 주입구(3)는 전해액을 주입하기 위한 구멍으로, 밀봉 마개(38)가 설치되어 있고, 제2 단자 구멍(5)에는 연결 단자(50)가 삽입되어 있다. 그리고 벤트 구멍(4)에는 설정된 압력에서 개방될 수 있도록 노치(2)가 형성된 벤트 플레이트(39)가 설치되어 있다. The cap plate 31 has an electrolyte injection port 3, a vent hole 4 and a second terminal hole 5 formed therein. The electrolyte injection hole 3 is a hole for injecting an electrolyte solution and a sealing cap 38 is provided and a connection terminal 50 is inserted into the second terminal hole 5. The vent hole (4) is provided with a vent plate (39) formed with a notch (2) so as to be opened at a set pressure.

제1 단자(52) 및 제2 단자(54)는 각각 연결 단자(50)에 결합되며, 캡 플레이트(31) 위에 위치한다.The first terminal 52 and the second terminal 54 are respectively coupled to the connection terminal 50 and located on the cap plate 31.

제1 단자(52)는 제1 집전부재(141)를 매개로 제1 전극(121)과 전기적으로 연결되며, 제2 단자(54)는 제2 집전부재(142)를 매개로 제2 전극(122)과 전기적으로 연결된다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 단자(52)가 제2 전극(122)과 전기적으로 연결되고, 제2 단자(54)가 제1 전극(121)과 전기적으로 연결될 수도 있다.The first terminal 52 is electrically connected to the first electrode 121 through the first current collecting member 141 and the second terminal 54 is electrically connected to the second electrode 122, respectively. The first terminal 52 may be electrically connected to the second electrode 122 and the second terminal 54 may be electrically connected to the first electrode 121. The present invention is not limited thereto.

제1 단자(52)는 직사각형의 판 형상으로 이루어진다. 제1 단자(52)는 제1 단자(52)에 형성된 제3 단자 구멍(9)뿐 아니라, 제1 단자 구멍(8) 및 제2 단자 구멍(5)에 삽입되어 제1 집전 부재(141)와 접합된 연결 단자(50)를 매개로 제1 전극(121)과 전기적으로 연결된다. The first terminal 52 has a rectangular plate shape. The first terminal 52 is inserted into the first terminal hole 8 and the second terminal hole 5 as well as the third terminal hole 9 formed in the first terminal 52 to form the first current collector member 141, The first electrode 121 is electrically connected to the first electrode 121 via the connection terminal 50 connected to the first electrode 121. [

이때, 연결 단자(50)는 기둥 형상으로 이루어지며 상단은 제3 단자 구멍(9)에 끼워진 상태에서 용접으로 제1 단자(52)에 고정된다. 또한 연결 단자(50)의 하단은 제1 단자 구멍(8)에 끼워진 상태로 제1 집전부재(141)에 용접으로 고정된다. 따라서 제1 전극(121)은 제1 집전부재(141) 및 연결 단자(50)를 통해서 제1 단자(52)와 전기적으로 연결될 수 있다.At this time, the connection terminal 50 is formed in a columnar shape and the upper end is fixed to the first terminal 52 by welding in a state of being fitted in the third terminal hole 9. The lower end of the connection terminal 50 is fixed to the first current collecting member 141 by welding while being sandwiched between the first terminal holes 8. The first electrode 121 may be electrically connected to the first terminal 52 through the first current collecting member 141 and the connection terminal 50. [

제2 단자 구멍(5)에는 실링 가스킷(63)이 설치되며, 실링 가스킷(63)은 연결 단자(50)와 캡 플레이트(31) 사이를 절연 및 밀봉시킨다. The second terminal hole 5 is provided with a sealing gasket 63 and the sealing gasket 63 insulates and seals between the connecting terminal 50 and the cap plate 31.

제2 단자(54)도 제1 단자(52)와 같이 제1 내지 제3 단자 구멍(8, 5, 9)에 삽입된 연결 단자(50)와 제2 집전 부재(142)를 통해서 제2 전극(122)과 전기적으로 연결된다. The second terminal 54 is also connected to the second electrode 54 through the connection terminal 50 and the second current collecting member 142 inserted in the first through third terminal holes 8, (Not shown).

제1 단자(52)와 캡 플레이트(31) 사이에는 연결 부재(58)가 형성되어 있다. 따라서, 케이스(27) 및 캡 플레이트(31)는 연결 부재(58)를 통해서 제1 단자(52)와 전기적으로 연결되므로, 제1 전극(121)과 같은 극성으로 대전된다. 제2 단자(54)와 캡 플레이트(31) 사이에는 제1 절연 부재(61)가 형성되어 있으며, 제1 절연 부재(61)는 제2 단자(54)의 측벽을 감싸도록 형성될 수 있다.A connecting member 58 is formed between the first terminal 52 and the cap plate 31. Therefore, the case 27 and the cap plate 31 are electrically connected to the first terminal 52 through the connecting member 58, so that the case 27 and the cap plate 31 are charged with the same polarity as the first electrode 121. A first insulating member 61 may be formed between the second terminal 54 and the cap plate 31 and the first insulating member 61 may be formed to surround the side wall of the second terminal 54.

따라서, 제2 단자(54)는 제1 절연 부재(61)에 의해서 캡 플레이트(31)와 절연된다.Therefore, the second terminal 54 is insulated from the cap plate 31 by the first insulating member 61.

제2 단자(54)는 캡 플레이트(31)에 형성된 단락 구멍(6)을 덮도록 일방향으로 길게 연장되어 형성된다. 제1 절연 부재(61)는 단락 구멍(6)과 대응하는 절개부를 포함하며, 제2 단자(54)의 하부에는 절개부를 통해서 단락 구멍(6)을 향하여 돌출된 단락 돌기(41)가 형성되어 있다.The second terminal 54 is formed to extend in one direction so as to cover the shorting hole 6 formed in the cap plate 31. The first insulating member 61 includes a cutout corresponding to the shorting hole 6 and a shorting protrusion 41 protruding toward the shorting hole 6 through the cutout is formed in the lower portion of the second terminal 54 have.

한편, 캡 플레이트(31)의 단락 구멍(36)에는 단락 구멍(6)의 측벽과 연결되어 있으며, 제1 전극(121)과 제2 전극(122)을 단락시키는 단락 부재(43)가 설치되어 있다.A shorting member 43 connected to the side wall of the shorting hole 6 and shorting the first electrode 121 and the second electrode 122 is provided in the shorting hole 36 of the cap plate 31 have.

단락 부재(43)는 전극 조립체(101)를 향해서 볼록한 호형으로 굴곡된 만곡부와 만곡부의 외측에 형성되며 단락 구멍(6)의 측벽에 고정된 테두리부를 포함한다. The shorting member 43 includes a curved portion curved into a convex arc toward the electrode assembly 101 and a rim portion formed outside the curved portion and fixed to the side wall of the shorting hole 6. [

이차 전지의 내부에서 이상 반응으로 가스가 발생하면, 이차 전지의 내부 압력이 상승한다. 이차 전지의 내부 압력이 기 설정된 압력보다 높아지면 만곡부가 제2 단자(54) 방향으로 볼록해지면서 제2 단자(54)의 단락 돌기(41)와 맞닿아 단락을 유발한다. 이처럼, 단락이 발생하면 더 이상의 전지 반응은 일어나지 않아, 내부 압력 상승으로 인한 폭발 등을 방지할 수 있다. When gas is generated in the secondary battery due to an abnormal reaction, the internal pressure of the secondary battery rises. When the internal pressure of the secondary battery becomes higher than a predetermined pressure, the curved portion convexes toward the second terminal 54 and abuts against the shorting protrusion 41 of the second terminal 54 to cause a short circuit. As described above, when a short circuit occurs, no further cell reaction occurs, and an explosion due to an increase in internal pressure can be prevented.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 개략적인 사시도이다. 7 is a schematic perspective view of a secondary battery according to another embodiment of the present invention.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지는 전극 조립체(101), 전해질과 함께 전극 조립체(101)를 수용하는 파우치(500)를 포함한다. 전극 조립체(101)는 도 1 내지 도 4의 전극 조립체 일 수 있으며, 도 7에서는 도 1의 전극 조립체를 도시하였다. 7, the secondary battery according to another embodiment of the present invention includes an electrode assembly 101, and a pouch 500 that houses the electrode assembly 101 together with the electrolyte. The electrode assembly 101 may be the electrode assembly of FIGS. 1 to 4, and FIG. 7 illustrates the electrode assembly of FIG.

전극 조립체(101)의 제1 전극 무지부(21b)와 제2 전극 무지부(22b)는 절연 테이프(도시하지 않음)로 감싸진 후, 파우치(700)에 삽입될 수 있다. The first electrode non-conductive portion 21b and the second electrode non-conductive portion 22b of the electrode assembly 101 may be inserted into the pouch 700 after being wrapped with an insulating tape (not shown).

파우치(700)는 다층 시트 구조로 이루어지는 하부 시트(72)와 상부 시트(71)를 포함한다. 예를 들면, 파우치의 상부 시트(71) 및 하부 시트(72)는 각각 내면을 형성하며 절연 및 열융착 작용하는 폴리머 시트(7a), 외면을 형성하여 보호 작용하는 PET(polyethyleneterephthalate) 시트, 나일론 시트 또는 PET-나일론 복합 시트(7b), 기계적 강도를 제공하는 금속 시트(7c)를 포함한다. 금속 시트는 예를 들어 알루미늄 시트일 수 있으며, 접착 시트와 나일론 시트 사이에 위치한다.The pouch 700 includes a lower sheet 72 and an upper sheet 71 of a multilayer sheet structure. For example, the upper sheet 71 and the lower sheet 72 of the pouch each include a polymer sheet 7a forming an inner surface and insulating and thermally fusing, a PET (polyethyleneterephthalate) sheet protecting and forming an outer surface, Or a PET-nylon composite sheet 7b, and a metal sheet 7c that provides mechanical strength. The metal sheet can be, for example, an aluminum sheet, and is positioned between the adhesive sheet and the nylon sheet.

파우치(700)는 전극 조립체(101)가 수용된 후, 전극 조립체(101) 주위에 위치하는 상부 시트와 하부 시트의 테두리부를 서로 열융착하여 밀봉(sealing)시킨다. After the electrode assembly 101 is housed in the pouch 700, the rims of the upper and lower sheets positioned around the electrode assembly 101 are thermally fused to seal each other.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.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, but, on the contrary, And it goes without saying that the invention belongs to the scope of the invention.

2: 노치 3: 전해액 주입구
4: 벤트 구멍 6: 단락 구멍
5, 8, 9: 단자 구멍 21a, 22a: 전극 활성부
21b, 22b: 전극 무지부
27: 케이스 30: 캡 조립체
31; 캡 플레이트 36: 단락 구멍
38; 밀봉 마개 39: 벤트 플레이트
41: 단락 돌기 43: 단락 부재
61: 제1 절연 부재 63: 실링 가스킷
71: 상부 시트 72: 하부 시트
101, 102, 103: 전극 조립체
121: 제1 전극 122: 제2 전극
123: 세퍼레이터 141: 제1 집전 부재
142: 제2 집전 부재 700: 파우치2: notch 3: electrolyte injection hole
4: vent hole 6: shorting hole
5, 8, 9: terminal holes 21a, 22a: electrode active portions
21b, 22b: electrode non-
27: Case 30: Cap assembly
31; Cap plate 36: shorting hole
38; Sealing plug 39: Vent plate
41: shorting projection 43: shorting member
61: first insulating member 63: sealing gasket
71: upper sheet 72: lower sheet
101, 102, 103: electrode assembly
121: first electrode 122: second electrode
123: separator 141: first current collector
142: second current collecting member 700: pouch

Claims (4)

제1 전극 활성부, 상기 제1 전극 활성부로부터 돌출되어 있는 제1 전극 무지부를 가지는 제1 전극,
제2 전극 활성부, 상기 제2 전극 활성부로부터 돌출되어 있는 제2 전극 무지부를 가지는 제2 전극,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이를 절연하는 세퍼레이터
를 포함하고,
상기 제1 전극 무지부와 상기 제2 전극 무지부 사이의 상기 제1 전극 활성부 및 제2 전극 활성부에 각각 위치하며, 상기 제1 전극 무지부와 상기 제2 전극 무지부가 돌출한 방향과 나란한 방향으로 형성되어 있는 슬릿
을 더 포함하는 전극 조립체.A first electrode having a first electrode active portion, a first electrode uncoated portion protruding from the first electrode active portion,
A second electrode having a second electrode active portion protruding from the second electrode active portion,
And a separator for insulating the first electrode from the second electrode,
Lt; / RTI >
The first electrode active portion and the second electrode active portion between the first electrode non-conductive portion and the second electrode non-conductive portion, and the first electrode non-conductive portion and the second electrode non- Slit < RTI ID = 0.0 >
≪ / RTI > 제1항에서,
상기 슬릿은 상기 제1 전극 무지부와 연결된 상기 제1 전극 활성부의 일변 및 상기 제2 전극 무지부와 연결된 상기 제2 전극 활성부의 일변이 개구되어 있는 전극 조립체.The method of claim 1,
Wherein the slit has one side of the first electrode active portion connected to the first electrode non-conductive portion and one side of the second electrode active portion connected to the second electrode non-conductive portion. 제1항에서,
상기 세퍼레이터는 상기 슬릿과 중첩하는 전극 조립체.The method of claim 1,
And the separator overlaps with the slit. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 전극 조립체,
전해질과 함께 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스,
상기 케이스의 개구에 설치되어 있는 캡 플레이트,
상기 캡 플레이트 위에 위치하며 상기 전극 조립체의 제1 전극과 전기적으로 연결된 제1 단자, 상기 전극 조립체의 제2 전극과 전기적으로 연결된 제2 단자
를 포함하는 이차 전지.An electrode assembly according to any one of claims 1 to 3,
A case for accommodating the electrode assembly together with an electrolyte,
A cap plate provided in an opening of the case,
A first terminal located on the cap plate and electrically connected to the first electrode of the electrode assembly, a second terminal electrically connected to the second electrode of the electrode assembly,
. ≪ / RTI >
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