WO2024214940A1 - 파우치형 전지셀 - Google Patents

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WO2024214940A1
WO2024214940A1 PCT/KR2024/002017 KR2024002017W WO2024214940A1 WO 2024214940 A1 WO2024214940 A1 WO 2024214940A1 KR 2024002017 W KR2024002017 W KR 2024002017W WO 2024214940 A1 WO2024214940 A1 WO 2024214940A1
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case
pouch
battery cell
edge
shaped battery
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PCT/KR2024/002017
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English (en)
French (fr)
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이창제
이인석
명기훈
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LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
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    • 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
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
    • H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
    • 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
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105—Pouches or flexible bags
    • H—ELECTRICITY
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    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/131—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
    • H01M50/136—Flexibility or foldability
    • H—ELECTRICITY
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    • 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
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/186—Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a pouch-type battery cell.
  • While small mobile devices generally use one or two or three secondary batteries, medium and large devices such as electric vehicles use battery modules in which a number of secondary batteries are electrically connected, or battery packs in which a plurality of battery modules are electrically connected to each other, due to the need for high output and large capacity.
  • Lithium secondary batteries can be classified into can-type, square-type, and pouch-type depending on the shape of the outer packaging material.
  • pouch-type secondary batteries are widely used in medium and large-sized battery modules due to their advantages of high energy density and easy stacking.
  • a pouch-type battery cell has a structure in which an electrode assembly is accommodated in a pouch-type battery case and a sealing portion is formed at the edge of the battery case.
  • TP thermal propagation
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a pouch-type battery cell configured so that gas is discharged in a preset direction when the internal pressure of a cup portion in which an electrode assembly is accommodated increases.
  • a pouch-type battery cell may accommodate an electrode assembly between a first case and a second case.
  • the pouch-type battery cell may include: a cup portion formed in at least one of the first case and the second case and accommodating the electrode assembly; a folding portion in which an edge portion of the first case surrounds an edge portion of the second case so that a discharge path is formed between the edge portion of the first case and the edge portion of the second case; a sealing portion formed in the folding portion; and a venting portion in which a portion of the folding portion is sealed less weakly than the sealing portion or is not sealed so that the cup portion and the discharge path are connected when the internal pressure of the cup portion increases.
  • the above sealing portion and venting portion can be located between the cup portion and the discharge path.
  • the above folding portion may include a first facing portion facing one side of the edge portion of the second case; a second facing portion facing the other side of the edge portion of the second case; and a connecting portion connecting the first facing portion and the second facing portion and bending or curving at a predetermined interval with an end of the edge portion of the second case.
  • the discharge path may be formed within the connecting portion.
  • the thickness of the connecting portion in a direction parallel to the thickness of the edge portion of the second case may be greater than the sum of the thickness of the first facing portion, the thickness of the edge portion of the second case, and the thickness of the second facing portion.
  • the width of the discharge path in a direction parallel to the thickness of the edge portion of the second case may be greater than the thickness of the edge portion of the second case.
  • the above connecting portion may include a curved surface formed convexly outwardly.
  • the above sealing portion can be formed by sealing the first facing portion and the second facing portion with the edge portion of the second case.
  • venting portion can be formed by the edge portions of the first facing portion and the second case being unsealed or weakly sealed to each other.
  • the above discharge path extends in the direction of the full length or full width of the cup portion and at least one end can be open.
  • venting portions may be provided in multiple numbers along the perimeter of the first case and the second case.
  • the above folding portions and venting portions are provided in plurality, and the plurality of folding portions may include a first folding portion extending in the full length direction of the cup portion; and a second folding portion extending in the full width direction of the cup portion.
  • the plurality of venting portions may include a first venting portion located on the outer side of the long side of the cup portion and connecting the exhaust passage within the cup portion and the first folding portion when the internal pressure of the cup portion increases; and a second venting portion located on the outer side of the short side of the cup portion and connecting the exhaust passage within the cup portion and the second folding portion when the internal pressure of the cup portion increases.
  • a pouch-shaped battery cell may accommodate an electrode assembly between a first case and a second case.
  • the pouch-shaped battery cell may include: a cup portion formed in at least one of the first case and the second case and accommodating the electrode assembly; a folding portion in which an edge portion of the first case surrounds an edge portion of the second case so that a discharge path is formed between the edge portion of the first case and the edge portion of the second case; a sealing portion formed in the folding portion; and a gas discharge member disposed between the cup portion and the discharge path and made of a gas-permeable material.
  • the above gas discharge member may include an absorbent material.
  • the inner end of the above gas discharge member can be exposed to the inside of the cup portion.
  • the outer end of the above gas discharge member may protrude further than the end of the edge of the second case.
  • the above folding portion may include a first facing portion facing one side of the edge portion of the second case; a second facing portion facing the other side of the edge portion of the second case; and a connecting portion connecting the first facing portion and the second facing portion and bending or curving at a predetermined interval with an end of the edge portion of the second case.
  • the discharge path may be formed within the connecting portion.
  • the above gas discharge member may be provided in multiple numbers along the perimeter of the first case and the second case.
  • the gas within the cup portion can be discharged sequentially through the discharge paths within the vent portion and the folding portion. Accordingly, by discharging the gas in a preset direction, the pouch-type battery cell can be prevented from exploding, and thermal propagation (TP) to other surrounding battery cells can be prevented due to the explosion.
  • TP thermal propagation
  • the discharge path can be simply and easily implemented using only the folding part without a separate device or additional sealing process.
  • the gas within the cup portion can be discharged sequentially by passing through the gas discharge member and the discharge path within the folded portion.
  • the internal pressure of the cup portion can be maintained at an appropriate level, and there is an advantage in that the pouch-type battery cell can be continuously used.
  • configurations according to preferred embodiments of the present invention may include effects that can be easily predicted by those skilled in the art.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a case and electrode assembly of a pouch-type battery cell according to a first embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a plan view of a pouch-shaped battery cell according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a partial cross-sectional view along line A-A' of Figure 2.
  • Figure 4 is a partial cross-sectional view taken along line B-B' of Figure 2.
  • Figure 5 is a drawing showing a modified example of the connection part shown in Figures 3 and 4.
  • Figure 6 is a plan view of a pouch-shaped battery cell according to a second embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a partial cross-sectional view taken along line C-C' of Figure 6.
  • Figure 8 is a plan view of a pouch-shaped battery cell according to a third embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is a plan view of a pouch-shaped battery cell according to the fourth embodiment of the present invention.
  • Fig. 10 is a partial cross-sectional view taken along line D-D' of Fig. 9.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a case and an electrode assembly of a pouch-type battery cell according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view of a pouch-type battery cell according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 2
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view taken along line B-B' of FIG. 2.
  • a pouch-shaped battery cell (10) according to the first embodiment may include a pair of cases (100) and an electrode assembly (200). More specifically, the pouch-shaped battery cell (10) may be manufactured by accommodating an electrode assembly (200) between a first case (100A) and a second case (100B).
  • the first case (100A) and the second case (100B) can be sealed to contain an electrode assembly (200) together with an electrolyte to form a pouch-type battery cell (10).
  • the electrode assembly (200) may include an anode, a cathode, and a separator interposed between the anode and the cathode to insulate them.
  • the type of the electrode assembly (200) is not limited.
  • the electrode assembly (200) may be a stack-type electrode assembly in which the anode and the cathode are alternately stacked with the separator interposed therebetween.
  • the electrode assembly (200) may be a jellyroll-type electrode assembly in which sheet-shaped anodes and cathodes are rolled together with the separator interposed therebetween.
  • the combination of the first case (100A) and the second case (100B) provides a storage space capable of accommodating the electrode assembly (200) and may have an overall pouch shape.
  • first case (100A) and one side of the second case (100B) are connected to each other, and the connected portions can form a folding area (103). That is, a pair of cases (100) can be integrally connected by the folding area (103).
  • first case (100A) and the second case (100B) may be provided as separate components that are subsequently sealed together.
  • Each case (100) may include a first resin layer forming the innermost layer, a second resin layer forming the outermost layer, and a metal layer positioned between the first resin layer and the second resin layer. That is, each case (100) may be manufactured by forming a laminate film including the first resin layer, the second resin layer, and the metal layer.
  • the first resin layer forming the innermost layer may be in direct contact with or adjacent to the electrode assembly (200) and the electrolyte. Therefore, the first resin layer may be formed of a material having high insulation and high corrosion resistance.
  • the first resin layer may include a polypropylene (PP) material.
  • PP polypropylene
  • the first resin layer is not limited thereto, and a person skilled in the art may appropriately select the material of the first resin layer.
  • the second resin layer forming the outermost layer can protect the pouch-shaped battery cell (10) from friction and collision with the outside, while electrically insulating the electrode assembly (200) from external objects.
  • the second resin layer can include a polyethylene terephthalate (PET) material.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the second resin layer is not limited thereto, and a person skilled in the art can appropriately select the material of the second resin layer.
  • At least one of the first resin layer and the second resin layer may be provided with a structure including two or more layers to improve formability and adhesiveness.
  • the above metal layer can secure the mechanical strength of the case (100), block the ingress of external gas or moisture, and prevent leakage of electrolyte.
  • the metal layer may include aluminum (Al) or stainless steel (STS) material.
  • Al aluminum
  • STS stainless steel
  • the metal layer is not limited thereto, and a person skilled in the art can appropriately select the material of the metal layer.
  • the pouch-type battery cell (10) is formed in at least one of the first case (100A) or the second case (100B) and may include a cup portion (110) that accommodates an electrode assembly (200).
  • the cup part (110) can be formed by drawing and molding the laminate film, which is the base material of the case (100), and recessing it to a predetermined depth.
  • the cup portion (110) may be provided in each of the first case (100A) and the second case (100B).
  • the electrode assembly (200) may be accommodated in a receiving space defined by a pair of cup portions (110).
  • the present invention is not limited thereto, and the cup portion (110) may be provided in only one of the first case (100A) and the second case (100B). That is, a case that does not include the cup portion (110) may be flat.
  • the first case (100A) and the second case (100B) may include an edge portion (120) positioned around the cup portion (110).
  • the edge portion (120) may also be referred to as a terrace portion.
  • the edge portions (120) of the first case (100A) and the second case (100B) may be positioned to contact each other and may be sealed together, thereby sealing the electrode assembly (200) within the first case (100A) and the second case (100B).
  • the folding area (103) can be folded so that the edges (120) of the first case (100A) and the second case (100B) are in contact with each other.
  • the edges (120) that are in contact with each other can form three sides of the pouch-shaped battery cell (10), and the folding area (103) can form the remaining one side. Accordingly, the sealing portion (150) described below can be formed on the three sides of the pouch-shaped battery cell (10).
  • a pouch-shaped battery cell (10) may include a folding portion (130) in which an edge portion (120) of the first case (100A) wraps around an edge portion (120) of the second case (100B) so that a discharge path (140) is formed between the edge portion (120) of the first case (100A) and the edge portion (120) of the second case (100B).
  • the edge (120) of the first case (100A) can be folded, bent, or curved to form a folded portion (130). More specifically, to form the folded portion (130), the edge (120) of the first case (100A) can be folded with a predetermined gap from the end of the edge (120) of the second case (100B).
  • the folding portion (130) can extend in the direction of the full length or full width of the cup portion (110).
  • the folding portion (130) may be provided in at least one, preferably in multiple numbers.
  • the folding portion (130) may be formed on three sides of the four sides of the pouch-shaped battery cell (10) excluding the folding region (103).
  • the multiple folding portions (130) may include a first folding portion (130A) extending in the full length direction of the cup portion (110) and a second folding portion (130B) extending in the full width direction of the cup portion (110).
  • the present invention is not limited to this, and it is also possible for the folding portion (130) to be formed only on some of the third sides.
  • the edge portion (120) of the first case (100A) may be formed wider than the edge portion (120) of the second case (100B).
  • the edge portion (120) of the first case (100A) may be formed longer in the overall length and/or overall width direction than the edge portion (120) of the second case (100B).
  • a first line (L1) and a second line (L2) are indicated at an edge (120) of a first case (100A) to exemplarily indicate lines corresponding to the ends of an edge (120) of a second case (100B).
  • the first line (L1) may be parallel to the full-length direction of a pouch-shaped battery cell (10)
  • the second line (L2) may be parallel to the full-width direction of a pouch-shaped battery cell (10).
  • the corner portion where the first line (L1) and the second line (L2) overlap at the edge portion (120) of the first case (100A) can be double folded.
  • the corner portion can be cut into an appropriate shape by a person skilled in the art.
  • the folding portion (130) may include a first facing portion (131) facing one side of the edge portion (120) of the second case (100B), a second facing portion (132) facing the other side of the edge portion (120) of the second case (100B), and a connecting portion (133) connecting the first facing portion (131) and the second facing portion (132).
  • the first facing portion (131) can be in contact with one surface of the edge portion (120) of the second case (100B).
  • the second facing portion (132) can be in contact with the other surface of the edge portion (120) of the second case (100B).
  • the connecting portion (133) can be folded, bent, or curved at a predetermined interval from the end of the edge portion (120) of the second case (100B). With the above configuration, a discharge path (140) can be formed within the connecting portion (133). When the internal pressure of the cup portion (110) increases, gas generated within the cup portion can be discharged to the outside of the pouch-type battery cell (10) by sequentially passing through the venting portion (160) described below and the discharge path (140).
  • the cross-sectional shape of the exhaust path (140) may be defined by the shape of the connecting portion (133).
  • the connecting portion (133) may include a curved surface formed to be convex toward the outside.
  • a portion of the cross-section of the exhaust path (140) may be approximately rounded.
  • the first facing portion (131) and the second facing portion (132) can overlap each other with respect to the thickness direction of the edge portion (120) of the second case (100B).
  • the first facing portion (131) and the second facing portion (132) can be joined to the edge portion (120) of the second case (100B) by a sealing portion (150) to be described later.
  • the thickness (t2) of the connection portion (133) in the direction parallel to the thickness of the edge portion (120) of the second case (100B) (upper and lower direction with reference to FIG. 3) may be greater than the sum (t1) of the thickness of the first facing portion (131), the thickness of the edge portion (120) of the second case (100B), and the thickness of the second facing portion (132). That is, the thickness (t2) of the connection portion (133) may be greater than the thickness of the sealing portion (150).
  • the connection portion (133) may be formed to protrude further in the thickness direction than the first facing portion (131) and the second facing portion (132).
  • the width (W) of the discharge path (140) in the direction parallel to the thickness of the edge (120) of the second case (100B) may be greater than the thickness (t0) of the edge (120) of the second case (100B).
  • the cross-sectional area of the exhaust path (140) can be sufficiently large, and gas can be discharged smoothly through the exhaust path (140).
  • the discharge path (140) extends in the direction of the full length or full width of the cup portion (110) and at least one end, preferably both ends, can be opened.
  • the open end of the discharge path (140) can act as an outlet through which gas is discharged.
  • the arrows shown in Fig. 2 schematically indicate gas discharged from the end of the discharge path (140) within each folded portion (130). Accordingly, there is no need to form a separate discharge port in the folded portion (130).
  • the sealing portion (150) can be formed in the folding portion (130) and can be formed long along the folding portion (130).
  • the sealing portion (150) can be formed in various ways.
  • the sealing portion (150) can be formed by heat welding, laser welding, ultrasonic welding, or resistance welding.
  • the sealing portion (150) can be located between the cup portion (110) and the discharge passage (140). Accordingly, the sealing portion (150) can partition the internal space of the cup portion (110) and the discharge passage (140).
  • the sealing portion (150) may be formed by sealing the first facing portion (131) and the second facing portion (132) with the edge portion (120) of the second case (100B).
  • the sealing portion (150) may include a first sealing portion (151) in which the edge portion (120) of the second case (100B) and the first facing portion (131) are sealed, and a second sealing portion (152) in which the edge portion (120) of the second case (100B) and the second facing portion (132) are sealed. That is, the sealing portion (150) may be doubly sealed to the folding portion (130) and may have a high sealing strength.
  • the pouch-type battery cell (10) may include a venting portion (160) positioned between the cup portion (110) and the discharge passage (140).
  • the venting portion (160) may be formed by sealing a portion of the folding portion (130) weaker than the sealing portion (150) so that when the internal pressure of the cup portion (110) increases, the weak seal is destroyed and the cup portion (110) and the discharge passage (140) are connected.
  • the venting portion (160) may be unsealed. Therefore, in either case, the cup portion (110) may be selectively connected to the discharge passage (160).
  • the venting portion (160) can be formed by slightly sealing the edge portion (120) of the first facing portion (131) and the second case (100B) to each other or leaving a specific area unsealed. That is, a part of the first sealing portion (151) can be unsealed or slightly sealed and defined as the venting portion (160).
  • the venting portion (160) can overlap with the second sealing portion (152) in the thickness direction of the edge portion (120) of the second case (100B).
  • the sealing strength of the venting portion (160) may be lower than the sealing strengths of the first sealing portion (151) and the second sealing portion (152).
  • the gap between the first facing portion (131) and the edge portion (120) of the second case (100B) may widen, destroying the weak seal and causing a gap (g) to occur.
  • the gas within the cup portion (110) may flow to the exhaust path (140) through the gap (g).
  • the venting section (160) may be provided in at least one, or preferably in multiple, number along the perimeter of the first case (100A) and the second case (100B).
  • Each folded portion (130) may be formed with at least one venting portion (160).
  • the plurality of venting portions (160) may include a first venting portion (160A) positioned along a length side of the edge portion (120) and a second venting portion (160B) positioned along a width side of the edge portion (120).
  • the first venting part (160A) can connect the discharge path (140) in the first folding part (130A) and the cup part (110), and the second venting part (160B) can connect the discharge path (140) in the second folding part (130B) and the cup part (110).
  • venting portions (160) it is also possible for multiple venting portions (160) to be formed in a single folding portion (130).
  • the pouch-type battery cell (10) has the advantage of being easy to design an appropriate flow rate at which gas is discharged within the cup portion (110) by adjusting the length, number, and position of the venting portion (160).
  • Figure 5 is a drawing showing a modified example of the connection part shown in Figures 3 and 4.
  • the connecting portion (133') according to the modified example can form a discharge path (140)'.
  • the width of the discharge path (140') in a direction parallel to the thickness of the edge portion (120) of the second case (100B) (upper and lower direction based on FIG. 5) can be the same as or similar to the thickness (t0) of the edge portion (120) of the second case (100B).
  • the width (W') of the exhaust path (140') in a direction parallel to the width of the edge portion (120) of the second case (100B) (horizontal direction based on FIG. 5) may be larger than the thickness (t0) of the edge portion (120) of the second case (100B).
  • the width (W') of the exhaust path (140') may be at least twice the thickness (t0) of the edge portion (120) of the second case (100B).
  • the connecting portion (133') can form a polygonal discharge path (140)' that does not include a curved surface. However, it is not limited thereto, and, as in the first embodiment, it is also possible for the connecting portion (133') to include a curved surface.
  • FIG. 6 is a plan view of a pouch-shaped battery cell according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view taken along line C-C' of FIG. 6.
  • a pouch-shaped battery cell (10a) may have a folding portion (130) formed on some of the three sides except for the folding area (103), and a sub-folding portion (170) formed on other sides.
  • the sub-folding portion (170) can be provided so that the edge portion (120) of the first case (100A) wraps around the edge portion (120) of the second case (100B), thereby preventing the formation of a discharge path. That is, the sub-folding portion (170) can be folded, bent, or curved at a position where it comes into contact with or is adjacent to the end of the edge portion (120) of the second case (100B).
  • the sub-folding portion (170) may include a first facing portion (171) facing one side of the edge portion (120) of the second case (100B), a second facing portion (172) facing the other side of the edge portion (120) of the second case (100B), and a connecting portion (173) connecting the first facing portion (171) and the second facing portion (172).
  • the connecting portion (173) may be folded, bent, or curved so as to be in contact with or adjacent to an end of the edge portion (120) of the second case (100B).
  • a sealing portion (150) may be formed in the sub-folding portion (170).
  • the sealing portion (150) formed in the sub-folding portion (170) may be formed by sealing the first facing portion (171) and the second facing portion (172) with the edge portion (120) of the second case (100B).
  • the sealing portion (150) may include a first sealing portion (151) in which the edge portion (120) of the second case (100B) and the first facing portion (171) are sealed, and a second sealing portion (152) in which the edge portion (120) of the second case (100B) and the second facing portion (172) are sealed. That is, the sealing portion (150) may be doubly sealed in the sub-folding portion (170) and may have a higher sealing strength.
  • the sub-folding portion (170) can be formed compactly compared to the folding portion (130). Therefore, by forming the sub-folding portion (170) instead of the folding portion (130) in a portion where the formation of the discharge path (140) is unnecessary, the energy density of the pouch-type battery cell (10a) can be improved.
  • Figure 8 is a plan view of a pouch-shaped battery cell according to the third embodiment of the present invention.
  • the pouch-shaped battery cell (10b) according to the third embodiment can be manufactured by sealing the first case (100A) and the second case (100B), which are not connected as one body but are separate components.
  • the edge portions (120) of the first case (100A) and the second case (100B) can be in contact with each other and can be sealed together later to form four sides of the pouch-shaped battery cell (10b). Accordingly, the sealing portion (150) can be formed on the four sides of the pouch-shaped battery cell (10b).
  • the folding portion (130) may be formed on at least one of the four sides of the pouch-shaped battery cell (10).
  • the folding portions (130) may be provided in a pair that are arranged on opposite sides with the cup portion (110) in between and are parallel to each other.
  • the folding portions (130) may be formed on each of the four sides of the pouch-shaped battery cell (10).
  • at least one venting portion (160) may be formed on each folding portion (130).
  • FIG. 9 is a plan view of a pouch-shaped battery cell according to a fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a partial cross-sectional view taken along line D-D' of FIG. 9.
  • the pouch-shaped battery cell (10c) may include a gas discharge member (180) provided in the folding member (130) and arranged between the cup member (110) and the discharge path (140).
  • the gas discharge member (180) may replace the venting member (160) of the first embodiment described above.
  • the gas discharge member (180) may be located between the cup portion (110) and the discharge path (140).
  • the gas discharge member (180) may be located between the first facing portion (131) of the folding portion (130) and the edge portion (120) of the second case (100B).
  • the gas discharge member (180) can overlap the second sealing member (152) in the thickness direction of the edge portion (120) of the second case (100B).
  • the gas discharge member (180) may be formed of a material that is permeable to gas. Accordingly, when the internal pressure of the cup portion (110) increases, the gas within the cup portion (110) may be discharged to the discharge path (140) through the gas discharge member (180).
  • the inner end of the gas discharge member (180) may be placed inside the cup portion (110).
  • the outer end of the gas discharge member (180) may be placed inside the discharge path (140).
  • the width of the gas discharge member (180) may be wider than the width of the sealing portion (150), particularly the second sealing portion (152). Accordingly, gas generated inside the cup portion (110) may be smoothly discharged to the discharge path (140) through the gas discharge member (180).
  • the outer end of the gas discharge member (180) may protrude further than the end of the edge portion (120) of the second case (100B).
  • gas passing through the gas discharge member (180) may be discharged not only in the width direction (horizontal direction in FIG. 10) of the gas discharge member (180) but also in the surface direction (vertical direction in FIG. 10). That is, the gas may be smoothly discharged into the discharge path (140).
  • the length (L) of the gas discharge member (180) can be appropriately adjusted.
  • the length of the gas discharge member (180) can mean a direction parallel to the length of the sealing portion (150).
  • the gas discharge member (180) may be formed of a material having a higher melting point than the first resin layer (e.g., PP layer) forming the innermost layer of the case (100).
  • the gas discharge member (180) may be formed of a material that does not react with the electrolyte.
  • the gas discharge member (180) may include a binder including at least one of an olefin-based resin, an acrylic-based resin, and a fluorine-based resin.
  • the olefin-based resin may be polypropylene (PP), polyethylene (PE), or polyvinyldifluoride (PVDF).
  • the fluorine-based resin may be polytetrafluoroethylene (PTFE) or polyvinylidenefluoride.
  • the internal pressure of the cup portion (110) can be maintained at an appropriate level, and there is an advantage in that continuous use of the pouch-type battery cell (10c) is possible.
  • the gas discharge member (180) may further include a hygroscopic material to increase gas permeability while minimizing moisture penetration. That is, the gas discharge member (180) may include a getter material.
  • the hygroscopic material may be calcium oxide (CaO), barium oxide (BaO), lithium chloride (LiCl), silica (SiO2), calcium (Ca), barium (Ba), etc., but is not limited thereto, and any material that reacts with water (H2O) may be used.
  • the gas discharge member (180) may be in the form of a film. However, it is not limited thereto, and may be formed by coating a resin including the binder and/or absorbent material described above on at least one of the first facing portion (131) or the edge portion (120) of the second case (100B) by a known coating method.
  • the bonding force of the gas discharge member (180) to the edge portion (120) of the first facing portion (131) and/or the second case (100B) may be smaller than the bonding force of the sealing portion (150), particularly the second sealing portion (152).
  • the interface between the edge portion (120) of the first facing portion (131) and/or the second case (100B) and the gas discharge member (180) may be separated little by little. As a result, the amount of gas permeated through the gas discharge member (180) may increase.
  • the interface between the edge portion (120) of the first facing portion (131) and/or the second case (100B) and the gas discharge member (180) can be completely separated, and a passage through which gas is discharged can be created, similar to the gap (g) of Fig. 4. This enables rapid discharge of gas, and the safety of the pouch-type battery cell (10c) can be improved.
  • the gas discharge member (180) may be provided at least one, and preferably a plurality, along the periphery of the first case (100A) and the second case (100B).
  • Each folding portion (130) may be provided with at least one gas discharge member (180).
  • the plurality of gas discharge members (180) may include a first gas discharge member (180A) positioned along a length side of the edge portion (120) and a second gas discharge member (180B) positioned along a width side of the edge portion (120).
  • gas passing through the first gas discharge member (180A) can be discharged through the discharge path (140) in the first folded portion (130A), and gas passing through the second gas discharge member (180B) can be discharged through the discharge path (140) in the second folded portion (130B).
  • gas discharge members (180) it is also possible for multiple gas discharge members (180) to be formed in a single folding member (130). Meanwhile, it is also possible to replace the venting member (160) of the second and third embodiments described above with a gas discharge member (180).
  • Second face 133 Connection
  • Venting part 180 Gas exhaust part

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 파우치형 전지셀은, 제1케이스 및 제2케이스의 사이에 전극 조립체가 수용될 수 있다. 상기 파우치형 전지셀은, 상기 제1케이스 또는 제2케이스 중 적어도 하나에 형성되며 상기 전극 조립체를 수용하는 컵부; 상기 제1케이스의 가장자리부와 상기 제2케이스의 가장자리부의 사이에 배출 유로가 형성되도록, 상기 제1케이스의 가장자리부가 상기 제2케이스의 가장자리부를 감싸는 접힘부; 상기 접힘부에 형성되는 실링부; 및 상기 컵부의 내압이 높아지면 상기 컵부와 상기 배출 유로를 연통시키는 벤팅부를 포함할 수 있다.

Description

파우치형 전지셀
관련출원과의 상호인용
본 출원은 2023년 04월 12일자 한국특허출원 제10-2023-0048247호 및 2023년 05월 24일자 한국특허출원 10-2023-0067111호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 파우치형 전지셀에 관한 것이다.
최근 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로 주목 받고 있다.
소형 모바일 기기에는 일반적으로 하나 또는 두서너 개의 이차전지들이 사용됨에 반하여, 전기자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 이차전지들을 전기적으로 연결한 배터리 모듈 또는 복수 개의 배터리 모듈들을 서로 전기적으로 연결한 배터리 팩을 사용한다.
현재 상용화된 이차전지 중 가장 각광받고 있는 이차전지 중 하나는 리튬 이차전지라 할 수 있다. 리튬 이차전지는 외장재의 형태에 따라 캔형, 각형 및 파우치형 등으로 분류될 수 있다. 이 중 파우치형 이차전지는 에너지 밀도가 높고 적층이 용이하다는 장점으로 인해 중대형 배터리 모듈에 많이 이용되고 있다.
한편, 차량에 장착되는 고에너지 이차전지 모듈의 수요가 증가함에 따라, 전지 안정성에 대한 고객들의 요구는 점점 높아지는 추세이다. 즉, 이차 전지가 높은 에너지 밀도를 가지면, 안정성 리스크(예를 들어, 전지의 발화 또는 폭발 리스크)가 발생할 수 있다.
일반적으로, 파우치형 전지셀은 전극조립체가 파우치형 전지케이스에 수용되고, 상기 전지케이스의 가장자리에 실링부가 형성된 구조를 갖는다.
전지셀이 이상 발열 등으로 인해 임계 온도를 넘어서게 되면, 급격히 온도 및 내압이 상승하여 폭발할 수 있다. 그로 인해 주변의 다른 전지셀들로 열 전이(Thermal propagation, TP)가 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 열 전이를 막거나 충분히 지연시키기 위해서는 이상 발열 등으로 인해 전지셀 내에서 발생하는 가스를 미리 특정 방향으로 배출시킬 필요가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 전극 조립체가 수용된 컵부의 내압이 상승할 경우에, 기설정된 방향으로 가스가 배출되도록 구성된 파우치형 전지셀을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 파우치형 전지셀은, 제1케이스 및 제2케이스의 사이에 전극 조립체가 수용될 수 있다. 상기 파우치형 전지셀은, 상기 제1케이스 또는 제2케이스 중 적어도 하나에 형성되며 상기 전극 조립체를 수용하는 컵부; 상기 제1케이스의 가장자리부와 상기 제2케이스의 가장자리부의 사이에 배출 유로가 형성되도록, 상기 제1케이스의 가장자리부가 상기 제2케이스의 가장자리부를 감싸는 접힘부; 상기 접힘부에 형성되는 실링부; 및 상기 컵부의 내압이 높아지면 상기 컵부와 상기 배출 유로가 연통되도록, 상기 접힘부 중 일부가 상기 실링부보다 약하게 실링되거나 미실링된 벤팅부를 포함할 수 있다.
상기 실링부 및 벤팅부는, 상기 컵부와 상기 배출 유로의 사이에 위치할 수 있다.
상기 접힘부는, 상기 제2케이스의 가장자리부의 일면을 마주보는 제1대면부; 상기 제2케이스의 가장자리부의 타면을 마주보는 제2대면부; 및 상기 제1대면부와 상기 제2대면부를 연결하고 상기 제2케이스의 가장자리부의 끝단과 소정의 간격을 이루며 벤딩되거나 휘어지는 연결부를 포함할 수 있다. 상기 배출 유로는 상기 연결부 내에 형성될 수 있다.
상기 제2케이스의 가장자리부의 두께와 나란한 방향에 대한 상기 연결부의 두께는, 상기 제1대면부의 두께와, 상기 제2케이스의 가장자리부의 두께와, 상기 제2대면부의 두께의 합보다 클 수 있다.
상기 제2케이스의 가장자리부의 두께와 나란한 방향에 대한 상기 배출 유로의 폭은, 상기 제2케이스의 가장자리부의 두께보다 클 수 있다.
상기 연결부는 외측으로 볼록하게 형성된 곡면을 포함할 수 있다.
상기 실링부는, 상기 제1대면부 및 제2대면부가 상기 제2케이스의 가장자리부와 실링되어 형성될 수 있다.
상기 벤팅부는, 상기 제1대면부 및 상기 제2케이스의 가장자리부가 서로 미실링 또는 약실링되어 형성될 수 있다.
상기 배출 유로는, 상기 컵부의 전장 또는 전폭 방향으로 연장되며 적어도 일 단부가 개방될 수 있다.
상기 벤팅부는, 상기 제1케이스 및 제2케이스의 둘레를 따라 복수개가 구비될 수 있다.
상기 접힘부 및 벤팅부는 복수개가 구비되고, 상기 복수개의 접힘부는, 상기 컵부의 전장 방향으로 연장되는 제1접힘부; 및 상기 컵부의 전폭 방향으로 연장되는 제2접힘부를 포함할 수 있다. 상기 복수개의 벤팅부는, 상기 컵부의 장변의 외측에 위치하며, 상기 컵부의 내압이 높아지면 상기 컵부와 상기 제1접힘부 내의 배출 유로를 연통시키는 제1벤팅부; 및 상기 컵부의 단변의 외측에 위치하며, 상기 컵부의 내압이 높아지면 상기 컵부와 상기 제2접힘부 내의 배출 유로를 연통시키는 제2벤팅부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 파우치형 전지셀은, 제1케이스 및 제2케이스의 사이에 전극 조립체가 수용될 수 있다. 상기 파우치형 전지셀은, 상기 제1케이스 또는 제2케이스 중 적어도 하나에 형성되며 상기 전극 조립체를 수용하는 컵부; 상기 제1케이스의 가장자리부와 상기 제2케이스의 가장자리부의 사이에 배출 유로가 형성되도록, 상기 제1케이스의 가장자리부가 상기 제2케이스의 가장자리부를 감싸는 접힘부; 상기 접힘부에 형성되는 실링부; 및 상기 컵부와 상기 배출 유로의 사이에 배치되며 가스가 투과 가능한 재질을 갖는 가스 배출 부재를 포함할 수 있다.
상기 가스 배출 부재는 흡습 물질을 포함할 수 있다.
상기 가스 배출 부재의 내측 단부는 상기 컵부의 내부로 노출될 수 있다.
상기 가스 배출 부재의 외측 단부는 상기 배출 유로의 내부로 노출될 수 있다.
상기 가스 배출 부재의 외측 단부는, 상기 제2케이스의 가장자리부의 단부보다 더 돌출될 수 있다.
상기 접힘부는, 상기 제2케이스의 가장자리부의 일면을 마주보는 제1대면부; 상기 제2케이스의 가장자리부의 타면을 마주보는 제2대면부; 및 상기 제1대면부와 상기 제2대면부를 연결하고 상기 제2케이스의 가장자리부의 끝단과 소정의 간격을 이루며 벤딩되거나 휘어지는 연결부를 포함할 수 있다. 상기 배출 유로는 상기 연결부 내에 형성될 수 있다.
상기 가스 배출 부재는, 상기 제1대면부와 상기 제2케이스의 가장자리부의 사이에 위치할 수 있다.
상기 가스 배출 부재는, 상기 제1케이스 및 제2케이스의 둘레를 따라 복수개가 구비될 수 있다.
이에 따라, 전극 조립체가 수용된 컵부의 내압이 상승할 경우에, 컵부 내의 가스가 벤팅부 및 접힘부 내 배출 유로를 순차적으로 통과하여 배출될 수 있다. 이로써, 기설정된 방향으로 가스를 배출시켜 파우치형 전지셀이 폭발하는 것을 방지하고, 폭발로 인해 주변의 다른 전지셀들로 열 전이(Thermal propagation, TP)가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 별도의 장치나 추가적인 실링 공정 없이도 접힘부만으로 배출 유로를 간단하고 용이하게 구현할 수 있다.
또한, 벤팅부의 길이, 개수, 위치 등을 조절하여 가스가 배출되는 유속을 적절히 설계하기 용이한 이점이 있다.
더욱이, 전극 조립체가 수용된 컵부의 내압이 상승할 경우에, 컵부 내의 가스가 가스 배출 부재 및 접힘부 내 배출 유로를 순차적으로 통과하여 배출될 수 있다. 물리적인 개방 없이 가스의 배출이 이루어지도록 하여, 컵부의 내압을 적정 수준으로 유지할 수 있고, 파우치형 전지셀의 지속적인 이용이 가능한 이점이 있다.
이 외에도, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성들로부터 당업자가 용이하게 예측 가능한 효과들을 포함할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 파우치형 전지셀의 케이스와 전극 조립체를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 파우치형 전지셀의 평면도이다.
도 3은 도 2의 A-A'에 대한 부분 단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B'에 대한 부분 단면도이다.
도 5는 도 3 및 도 4에 도시된 연결부의 변형예가 도시된 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 파우치형 전지셀의 평면도이다.
도 7은 도 6의 C-C'에 대한 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 파우치형 전지셀의 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 파우치형 전지셀의 평면도이다.
도 10은 도 9의 D-D'에 대한 부분 단면도이다.
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분 또는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하였으며, 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서는, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호를 붙이도록 한다
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 파우치형 전지셀의 케이스와 전극 조립체를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 파우치형 전지셀의 평면도이고, 도 3은 도 2의 A-A'에 대한 부분 단면도이고, 도 4는 도 2의 B-B'에 대한 부분 단면도이다.
제1실시예에 따른 파우치형 전지셀(10)은, 한 쌍의 케이스(100) 및 전극 조립체(200)를 포함할 수 있다. 좀 더 상세히, 파우치형 전지셀(10)은, 제1케이스(100A)와 제2케이스(100B)의 사이에 전극 조립체(200)가 수용되어 제조될 수 있다.
제1케이스(100A) 및 제2케이스(100B)는 전극 조립체(200)를 전해액과 함께 수용한 상태로 밀봉되어 파우치형 전지셀(10)을 구성할 수 있다.
전극 조립체(200)는 양극, 음극, 이들을 절연하기 위해 양극과 음극 사이에 개재된 분리막을 포함할 수 있다. 전극 조립체(200)의 종류는 한정되지 않는다. 일 예로, 전극 조립체(200)는 양극과 음극이 분리막을 사이에 두고 교대로 적층된 스택형 전극조립체일 수 있다. 다른 예로, 전극 조립체(200)는 시트형의 양극 및 음극이 분리막을 사이에 두고 함께 권취된 젤리롤 형 전극조립체일 수 있다.
제1케이스(100A) 및 제2케이스(100B)의 조합은 전극조립체(200)를 수용할 수 있는 수납공간을 제공하며 전체적으로 파우치 형상을 가질 수 있다.
제1케이스(100A)의 일측과 및 제2케이스(100B)의 일측은 서로 연결되고, 서로 연결된 부분이 폴딩 영역(103)을 구성할 수 있다. 즉, 한 쌍의 케이스(100)는 폴딩 영역(103)에 의해 일체로 연결될 수 있다. 다만 다른 예로서, 제1케이스(100A) 및 제2케이스(100B)는 후속적으로 함께 실링되는 별도의 구성요소로 제공될 수도 있다.
각 케이스(100)는, 최내층을 이루는 제1수지층과, 최외층을 이루는 제2수지층과, 제1수지층 및 제2수지층의 사이에 위치한 금속층을 포함할 수 있다. 즉, 각 케이스(100)는, 제1수지층, 제2수지층 및 금속층을 포함하는 라미네이트 필름을 성형하여 제조될 수 있다.
최내층을 이루는 제1수지층은 전극 조립체(200) 및 전해액과 직접 접촉하거나 인접할 수 있다. 따라서, 제1수지층은 높은 절연성 및 높은 내식성을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1수지층은 폴리프로필렌(Polypropylene, PP) 재질을 포함할 수 있다. 다만 제1수지층이 이에 한정되는 것은 아니며, 당업자는 제1수지층의 재질을 적절하게 선택할 수 있다.
최외층을 이루는 제2수지층은 외부와의 마찰 및 충돌로부터 파우치형 전지셀(10)를 보호하면서, 전극 조립체(200)를 외부 물체로부터 전기적으로 절연시킬 수 있다. 예를 들어, 제2수지층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 재질을 포함할 수 있다. 다만 제2수지층이 이에 한정되는 것은 아니며, 당업자는 제2수지층의 재질을 적절하게 선택할 수 있다.
더욱이, 상기 제1수지층 및 제2수지층 중 적어도 하나는, 성형성 및 접착성 향상을 위해 2개 이상의 층을 포함하는 구조로 마련될 수 있다.
상기 금속층은 케이스(100)의 기계적 강도를 확보하고, 외부의 가스 또는 수분 등의 출입을 차단하며 전해질의 누수를 방지할 수 있다. 금속층은 알루미늄(Al)또는 스테인리스 스틸(Stainless Steel, STS) 재질을 포함할 수 있다. 다만 금속층이 이에 한정되는 것은 아니며, 당업자는 금속층의 재질을 적절하게 선택할 수 있다.
한편, 파우치형 전지셀(10)은 제1케이스(100A) 또는 제2케이스(100B) 중 적어도 하나에 형성되며 전극 조립체(200)를 수용하는 컵부(110)를 포함할 수 있다.
컵부(110)는, 케이스(100)의 모재인 라미네이트 필름에 드로잉 성형하여, 소정의 깊이로 함몰 형성될 수 있다
도 1에 도시된 바와 같이, 컵부(110)는 제1케이스(100A) 및 제2케이스(100B) 각각에 구비될 수 있다. 예를 들어, 전극 조립체(200)는 한 쌍의 컵부(110)에 의해 정의되는 수용공간 내에 수용될 수 있다. 다만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 컵부(110)가 제1케이스(100A) 및 제2케이스(100B) 중 어느 하나에만 구비될 수도 있다. 즉, 컵부(110)를 포함하지 않는 케이스는 평평할 수 있다.
제1케이스(100A) 및 제2케이스(100B)는, 컵부(110)의 둘레에 위치한 가장자리부(120)를 포함할 수 있다. 가장자리부(120)는 또한 테라스부로 명명될 수 있다. 제1케이스(100A) 및 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)는 서로 맞닿게 위치할 수 있고, 함께 실링될 수 있으며, 그로 인해 전극 조립체(200)를 제1케이스(100A) 및 제2케이스(100B) 내에 밀봉시킬 수 있다.
제1케이스(100A) 및 제2케이스(100B)가 폴딩 영역(103)과 함께 일체로 마련된 경우, 제1케이스(100A) 및 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)가 서로 맞닿도록 폴딩 영역(103)이 접힐 수 있다. 이 경우, 서로 맞닿은 가장자리부(120)는 파우치형 전지셀(10)의 3변을 이루고 폴딩 영역(103)은 나머지 1변을 이룰 수 있다. 따라서, 후술할 실링부(150)가 파우치형 전지셀(10)의 3변에 형성될 수 있다.
파우치형 전지셀(10)은, 제1케이스(100A)의 가장자리부(120)와 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 사이에 배출 유로(140)가 형성되도록, 제1케이스(100A)의 가장자리부(120)가 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)를 감싸는 접힘부(130)를 포함할 수 있다.
제1케이스(100A)의 가장자리부(120)는 폴딩되거나 휘어지거나 벤딩되어 접힘부(130)를 구성할 수 있다. 좀 더 상세히, 접힘부(130)를 형성하기 위해, 제1케이스(100A)의 가장자리부(120)는 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 끝단과 소정의 간격을 두며 접힐 수 있다.
접힘부(130)는 컵부(110)의 전장 또는 전폭 방향으로 연장될 수 있다.
접힘부(130)는 적어도 하나, 바람직하게는 복수개가 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 접힘부(130)는 파우치형 전지셀(10)의 4변 중 폴딩 영역(103)을 제외한 3변에 형성될 수 있다. 이 경우, 복수개의 접힘부(130)는, 컵부(110)의 전장 방향으로 연장되는 제1접힘부(130A)와, 컵부(110)의 전폭 방향으로 연장되는 제2접힘부(130B)를 포함할 수 있다.
다만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제3변 중 일부에만 접힘부(130)가 형성되는 것도 가능함은 물론이다.
접힘부(130)를 형성하기 위해, 제1케이스(100A)의 가장자리부(120)는 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)보다 넓게 형성될 수 있다. 좀 더 상세히, 제1케이스(100A)의 가장자리부(120)는 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)보다 전장 및/또는 전폭 방향으로 더 길게 형성될 수 있다.
도 1을 참조하면, 제1라인(L1) 및 제2라인(L2)은, 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 끝단에 대응되는 라인을 예시적으로 표시하기 위해, 제1케이스(100A)의 가장자리부(120)에 표시되어 있다. 제1라인(L1)은 파우치형 전지셀(10)의 전장 방향과 나란할 수 있고, 제2라인(L2)은 파우치형 전지셀(10)의 전폭 방향과 나란할 수 있다.
제1케이스(100A)의 가장자리부(120)에서 제1라인(L1) 및 제2라인(L2)이 중첩되는 코너부는 이중으로 접힐 수 있다. 대안적으로, 상기 코너부는 당업자에 의해 적절한 형상으로 재단될 수 있다.
좀 더 상세히, 도 3 또는 도 4를 참조하면, 접힘부(130)는, 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 일면을 마주보는 제1대면부(131)와, 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 타면을 마주보는 제2대면부(132)와, 제1대면부(131)와 제2대면부(132)를 연결하는 연결부(133)를 포함할 수 있다.
제1대면부(131)는 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 일면에 맞닿을 수 있다. 제2대면부(132)는 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 타면에 맞닿을 수 있다.
연결부(133)는 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 끝단과 소정의 간격을 이루며 폴딩되거나 벤딩되거나 휘어질 수 있다. 상기 구성에 의해, 연결부(133) 내에 배출 유로(140)가 형성될 수 있다. 컵부(110)의 내압이 상승하면, 컵부 내에서 발생한 가스는, 후술할 벤팅부(160)와 상기 배출 유로(140)를 순차적으로 통과하여 파우치형 전지셀(10)의 외부로 배출될 수 있다.
배출 유로(140)의 단면 형상은 연결부(133)의 형상에 의해 정의될 수 있다. 일례로, 연결부(133)는 외측으로 볼록하게 형성된 곡면을 포함할 수 있다. 이 경우, 배출 유로(140)의 단면 중 일부는 대략 라운드질 수 있다.
제1대면부(131)와 제2대면부(132)는, 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 두께 방향에 대해 서로 오버랩될 수 있다. 제1대면부(131) 및 제2대면부(132)는, 후술할 실링부(150)에 의해 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)에 접합될 수 있다.
제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 두께와 나란한 방향(도 3을 기준으로 상하 방향)에 대한 연결부(133)의 두께(t2)는, 제1대면부(131)의 두께와, 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 두께와, 제2대면부(132)의 두께의 합(t1)보다 클 수 있다. 즉, 연결부(133)의 두께(t2)는 실링부(150)의 두께보다 클 수 있다. 다르게 말하면, 연결부(133)는 제1대면부(131) 및 제2대면부(132)보다 두께 방향으로 더 돌출되게 형성될 수 있다.
제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 두께와 나란한 방향(도 4을 기준으로 상하 방향)에 대한 배출 유로(140)의 폭(W)은, 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 두께(t0)보다 클 수 있다.
상기 구성으로 인해, 배출 유로(140)의 단면적이 충분히 커질 수 있고, 배출 유로(140)를 통한 가스의 배출이 원활하게 이뤄질 수 있다.
배출 유로(140)는 컵부(110)의 전장 또는 전폭 방향으로 연장되며 적어도 일 단부, 바람직하게는 양 단부가 개방될 수 있다. 배출 유로(140)의 개방된 단부는 가스가 배출되는 배출구로서 작용할 수 있다. 도 2에 표시된 화살표는, 각 접힘부(130) 내의 배출 유로(140)의 단부에서 배출되는 가스를 모식적으로 표시한 것이다. 이로써, 접힘부(130)에 별도의 배출구를 형성할 필요가 없다.
도 2에 도시된 바와 같이, 실링부(150)는 접힘부(130)에 형성될 수 있고 접힘부(130)를 따라 길게 형성될 수 있다.
실링부(150)는 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 실링부(150)는 열 융착, 레이저 용접, 초음파 용접 또는 저항 용접에 의해 형성될 수 있다.
좀 더 상세히, 실링부(150)는 컵부(110)와 배출 유로(140)의 사이에 위치할 수 있다. 따라서, 실링부(150)는 컵부(110)의 내부 공간과 배출 유로(140)를 구획할 수 있다.
도 3을 참조하면, 실링부(150)는, 제1대면부(131) 및 제2대면부(132)가 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)와 실링되어 형성될 수 있다. 좀 더 상세히, 실링부(150)는, 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)와 제1대면부(131)가 실링되는 제1실링부(151)와, 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)와 제2대면부(132)가 실링되는 제2실링부(152)를 포함할 수 있다. 즉, 실링부(150)는 접힘부(130)에 이중으로 밀봉될 수 있고 높은 실링 강도를 가질 수 있다.
파우치형 전지셀(10)은, 컵부(110)와 배출 유로(140)의 사이에 위치한 벤팅부(160)를 포함할 수 있다. 벤팅부(160)는, 컵부(110)의 내압이 높아지면 약한 밀봉이 파괴되어 컵부(110)와 배출 유로(140)가 연통되도록, 접힘부(130) 중 일부를 실링부(150)보다 약하게 실링함으로써 형성될 수 있다. 대안적으로, 벤팅부(160)는 미실링될 수 있다. 따라서, 어느 경우든, 컵부(110)는 배출 유로(160)와 선택적으로 연통될 수 있다.
좀 더 상세히, 벤팅부(160)는, 제1대면부(131) 및 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)가 서로 약실링되거나, 특정 영역을 미실링된 상태로 두므로써 형성될 수 있다. 즉, 제1실링부(151)의 일부가 미실링되거나 약실링되어 벤팅부(160)로 정의될 수 있다.
벤팅부(160)는, 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 두께 방향으로 제2실링부(152)와 오버랩 될 수 있다.
제1대면부(131)와 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)가 서로 약실링되어 벤팅부(160)를 이루는 경우, 벤팅부(160)의 실링 강도는 제1실링부(151) 및 제2실링부(152)의 각 실링 강도보다 낮을 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1대면부(131)와 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)가 서로 미실링되어 벤팅부(160)를 이루는 경우, 컵부(110)의 내압이 상승하면 제1대면부(131)와 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 사이가 벌어져 갭(g)이 발생할 수 있다. 이로써, 컵부(110) 내의 가스는 상기 갭(g)을 통해 배출 유로(140)로 유동될 수 있다.
또는, 제1대면부(131)와 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)가 서로 약실링되어 벤팅부(160)를 이루는 경우, 컵부(110)의 내압이 상승하면 제1대면부(131)와 제2케이스(100B)의 가장자리부(120) 사이가 벌어져 상기 약실링이 파괴될 수 있고 갭(g)이 발생할 수 있다. 이로써, 컵부(110) 내의 가스는 상기 갭(g)을 통해 배출 유로(140)로 유동될 수 있다.
벤팅부(160)는, 제1케이스(100A) 및 제2케이스(100B)의 둘레를 따라 적어도 하나, 바람직하게는 복수개가 구비될 수 있다.
각 접힘부(130)에는 적어도 하나의 벤팅부(160)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수개의 접힘부(130)가 제1접힘부(130A) 및 제2접힘부(130B)를 포함하는 경우, 복수개의 벤팅부(160)는, 가장자리부(120)의 길이 측을 따라 위치하는 제1벤팅부(160A)와, 가장자리부(120)의 폭 측을 따라 위치하는 제2벤팅부(160B)를 포함할 수 있다.
컵부(110)의 내압이 높아지면, 제1벤팅부(160A)는 제1접힘부(130A) 내의 배출 유로(140)와 컵부(110)를 연통시킬 수 있고, 제2벤팅부(160B)는 제2접힘부(130B) 내의 배출 유로(140)와 컵부(110)를 연통시킬 수 있다.
다만 단일의 접힘부(130)에 복수개의 벤팅부(160)가 형성되는 것도 가능함은 물론이다.
파우치형 전지셀(10)은, 벤팅부(160)의 길이, 개수, 위치 등을 조절하여 컵부(110) 내의 가스가 배출되는 적절한 유속을 설계하기 용이한 이점이 있다.
도 5는 도 3 및 도 4에 도시된 연결부의 변형예가 도시된 도면이다.
변형예에 따른 연결부(133')는 배출 유로(140)'를 형성할 수 있다. 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 두께와 나란한 방향(도 5을 기준으로 상하 방향)에 대한 배출 유로(140')의 폭은, 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 두께(t0)와 동일하거나 유사할 수 있다.
배출 유로(140')의 단면적을 충분히 넓게 확보하기 위해, 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 폭과 나란한 방향(도 5를 기준으로 수평 방향)에 대한 배출 유로(140')의 폭(W')은, 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 두께(t0)보다 클 수 있다. 바람직하게는, 배출 유로(140')의 상기 폭(W')은, 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 두께(t0)의 2배 이상일 수 있다.
연결부(133')는 곡면을 미포함하는 다각형의 배출 유로(140)'를 형성할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 제1실시예와 마찬가지로 연결부(133')가 곡면을 포함하는 것도 가능함은 물론이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 파우치형 전지셀의 평면도이고, 도 7은 도 6의 C-C'에 대한 부분 단면도이다.
제2실시예에 따른 파우치형 전지셀(10a)은, 폴딩 영역(103)를 제외한 3변 중 일부는 접힘부(130)가 형성되고, 다른 일부는 서브 접힘부(170)가 형성될 수 있다.
서브 접힘부(170)는, 제1케이스(100A)의 가장자리부(120)가 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)를 감싸도록 접어서, 배출 유로가 형성되지 않도록 마련될 수 있다. 즉, 서브 접힘부(170)는 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 끝단과 접하거나 인접한 위치에서 폴딩되거나 휘어지거나 벤딩될 수 있다.
접힘부(130)와 유사하게, 서브 접힘부(170)는, 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 일면을 마주보는 제1대면부(171)와, 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 타면을 마주보는 제2대면부(172)와, 제1대면부(171)와 제2대면부(172)를 연결하는 연결부(173)를 포함할 수 있다. 상기 연결부(173)는, 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 끝단과 접하거나 인접한 상태로 폴딩되거나 벤딩되거나 휘어질 수 있다.
서브 접힘부(170)에는 실링부(150)가 형성될 수 있다. 서브 접힘부(170)에 형성된 실링부(150)는, 제1대면부(171) 및 제2대면부(172)가 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)와 실링되어 형성될 수 있다. 좀 더 상세히, 상기 실링부(150)는, 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)와 제1대면부(171)가 실링되는 제1실링부(151)와, 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)와 제2대면부(172)가 실링되는 제2실링부(152)를 포함할 수 있다. 즉, 실링부(150)는 서브 접힘부(170)에 이중으로 밀봉될 수 있고 더 높은 실링 강도를 가질 수 있다.
서브 접힘부(170)는 접힘부(130)와 비교하여 컴팩트하게 형성될 수 있다. 따라서, 배출 유로(140)의 형성이 불필요한 부분에는 접힘부(130) 대신 서브 접힘부(170)를 형성함으로써, 파우치형 전지셀(10a)의 에너지 밀도가 향상될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 파우치형 전지셀의 평면도이다
제3실시예에 따른 파우치형 전지셀(10b)은, 일체로 연결되지 않고 서로 별개의 구성요소인 제1케이스(100A) 및 제2케이스(100B)를 실링하여 제조될 수 있다. 제1케이스(100A) 및 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)는 서로 맞닿을 수 있고, 파우치형 전지셀(10b)의 4변을 이루도록 나중에 함께 실링될 수 있다. 따라서, 실링부(150)는 파우치형 전지셀(10b)의 4변에 형성될 수 있다.
접힘부(130)는 파우치형 전지셀(10)의 4변 중 적어도 하나에 형성될 수 있다. 일례로, 도 8에 도시된 바와 같이, 접힘부(130)는, 컵부(110)를 사이에 두고 서로 반대편에 배치되며 서로 나란한 한 쌍이 구비될 수 있다. 다른 예로, 접힘부(130)는 파우치형 전지셀(10)의 4변에 각각 형성될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 각 접힘부(130)에는 적어도 하나의 벤팅부(160)가 형성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 파우치형 전지셀의 평면도이고, 도 10은 도 9의 D-D'에 대한 부분 단면도이다.
이하, 앞서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하고 차이점을 중심으로 설명한다
제4실시예에 따른 파우치형 전지셀(10c)은, 접힘부(130)에 구비되며 컵부(110)와 배출 유로(140)의 사이에 배치된 가스 배출 부재(180)를 포함할 수 있다. 가스 배출 부재(180)는, 앞서 설명한 제1실시예의 벤팅부(160)를 대체할 수 있다.
가스 배출 부재(180)는 컵부(110)와 배출 유로(140)의 사이에 위치할 수 있다. 가스 배출 부재(180)는, 접힘부(130)의 제1대면부(131)와, 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 사이에 위치할 수 있다.
가스 배출 부재(180)는, 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 두께 방향으로 제2실링부(152)와 오버랩 될 수 있다.
가스 배출 부재(180)는, 가스에 대해 투과성이 있는 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 컵부(110)의 내압이 높아지면, 컵부(110) 내의 가스는 가스 배출 부재(180)를 통해 배출 유로(140)로 배출될 수 있다.
가스 배출 부재(180)의 내측 단부는 컵부(110)의 내부에 배치될 수 있다. 가스 배출 부재(180)의 외측 단부는 배출 유로(140)의 내부에 배치될 수 있다. 가스 배출 부재(180)의 폭은, 실링부(150), 특히 제2실링부(152)의 폭보다 넓을 수 있다. 따라서, 컵부(110) 내에서 발생한 가스가 가스 배출 부재(180)를 통해 배출 유로(140)로 원활하게 배출될 수 있다.
바람직하게는, 가스 배출 부재(180)의 외측 단부는 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)의 단부보다 더 돌출될 수 있다. 이로써, 가스 배출 부재(180)를 투과한 가스가, 가스 배출 부재(180)의 폭 방향(도 10의 수평 방향)뿐만 아니라 면 방향(도 10의 수직 방향)으로도 배출될 수 있다. 즉, 가스가 배출 유로(140)로 원활하게 배출될 수 있다.
파우치형 전지셀(10c)에서 요구되는 가스 배출량 및 가스 배출 부재(180)의 가스 투과도에 따라, 가스 배출 부재(180)의 길이(L)는 적절하게 조절될 수 있다. 가스 배출 부재(180)의 길이는 실링부(150)의 길이와 나란한 방향을 의미할 수 있다.
가스 배출 부재(180)는, 케이스(100)의 최내층을 이루는 제1수지층(예를 들어, PP층) 대비 녹는점이 높은 재질로 형성될 수 있다. 또한, 가스 배출 부재(180)는 전해액과 반응하지 않는 재질로 형성될 수 있다.
일 예로, 가스 배출 부재(180)는 올레핀계 수지, 아크릴계 수지, 불소계 수지 중 적어도 일종을 포함하는 바인더를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 올레핀계 수지는, 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE) 또는 폴리비닐디플로라이드(Polyvinyldifluoride, PVDF)일 수 있다. 상기 불소계 수지는, 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE) 또는 폴리비닐리덴 플로라이드(Polyvinylidenefluoride)일 수 있다.
가스 배출 부재에 의해, 물리적인 개방 없이 가스의 배출이 이루어지도록 하여, 컵부(110)의 내압을 적정 수준으로 유지할 수 있고, 파우치형 전지셀(10c)의 지속적인 이용이 가능한 이점이 있다.
가스 배출 부재(180)는 흡습 물질을 더 포함하여, 가스 투과도는 높이되 수분 침투도는 최소화할 수 있다. 즉, 가스 배출 부재(180)는 게터(getter) 소재를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 흡습 물질은 산화칼슘(CaO), 산화바륨(BaO), 염화리튬(LiCl), 실리카(SiO2), 칼슘(Ca), 바륨(Ba) 등일 수 있되, 이에 한정되는 것은 아니며 물(H2O)과 반응하는 물질이라면 사용될 수 있다.
파우치형 전지셀(10c) 외부의 수분이 가스 배출 부재(180)의 흡습 물질과 반응하여 제거되기 때문에, 컵부(110) 내부로 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있다.
가스 배출 부재(180)는 필름 형태일 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 상술의 바인더 및/또는 흡습 물질을 포함하는 수지를 공지의 코팅 방법에 의해 제1대면부(131) 또는 제2케이스(100B)의 가장자리부(120) 중 적어도 하나에 코팅하는 것에 의해 형성될 수도 있다.
제1대면부(131) 및/또는 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)에 대한 가스 배출 부재(180)의 접합력은, 실링부(150), 특히 제2실링부(152)의 접합력보다 작을 수 있다.
컵부(110)의 내압이 상승함에 따라 제1대면부(131) 및/또는 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)와 가스 배출 부재(180) 사이의 계면이 조금씩 분리될 수 있다. 이로써, 가스 배출 부재(180)를 통한 가스의 투과량이 증가할 수 있다.
또한, 컵부(110)의 내압이 매우 높아지면 제1대면부(131) 및/또는 제2케이스(100B)의 가장자리부(120)와 가스 배출 부재(180) 사이의 계면이 완전히 분리될 수 있고, 도 4의 갭(g)과 유사하게, 가스가 배출되는 통로를 생성할 수 있다. 이로써, 가스의 신속한 배출이 가능하고, 파우치형 전지셀(10c)의 안전성이 향상될 수 있다.
도 9를 참조하면, 가스 배출 부재(180)는, 제1케이스(100A) 및 제2케이스(100B)의 둘레를 따라 적어도 하나, 바람직하게는 복수개가 구비될 수 있다.
각 접힘부(130)에는 적어도 하나의 가스 배출 부재(180)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 복수개의 접힘부(130)가 제1접힘부(130A) 및 제2접힘부(130B)를 포함하는 경우, 복수개의 가스 배출 부재(180)는, 가장자리부(120)의 길이 측을 따라 위치하는 제1가스 배출 부재(180A)와, 가장자리부(120)의 폭 측을 따라 위치하는 제2가스 배출 부재(180B)를 포함할 수 있다.
컵부(110)의 내압이 높아지면, 제1가스 배출 부재(180A)를 통과한 가스는 제1접힘부(130A) 내의 배출 유로(140)로 배출될 수 있고, 제2가스 배출 부재(180B)를 통과한 가스는 제2접힘부(130B) 내의 배출 유로(140)로 배출될 수 있다.
다만, 단일의 접힘부(130)에 복수개의 가스 배출 부재(180)가 형성되는 것도 가능함은 물론이다. 한편, 앞서 설명한 제2실시예 및 제3실시예의 벤팅부(160)를 가스 배출 부재(180)로 대체하는 것도 가능함은 물론이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
[부호의 설명]
10: 파우치형 전지셀 100: 케이스
110: 컵부 120: 가장자리부
130: 접힘부 131: 제1대면부
132: 제2대면부 133: 연결부
140: 배출 유로 150: 실링부
151: 제1실링부 152: 제2실링부
160: 벤팅부 180: 가스 배출 부재
200: 전극 조립체

Claims (20)

  1. 제1케이스 및 제2케이스의 사이에 전극 조립체가 수용된 파우치형 전지셀에 있어서,
    상기 제1케이스 또는 제2케이스 중 적어도 하나에 형성되며 상기 전극 조립체를 수용하는 컵부;
    상기 제1케이스의 가장자리부와 상기 제2케이스의 가장자리부의 사이에 배출 유로가 형성되도록, 상기 제1케이스의 가장자리부가 상기 제2케이스의 가장자리부를 감싸는 접힘부;
    상기 접힘부에 형성되는 실링부; 및
    상기 컵부의 내압이 높아지면 상기 컵부와 상기 배출 유로를 연통시키는 벤팅부를 포함하는 파우치형 전지셀.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실링부 및 벤팅부는, 상기 컵부와 상기 배출 유로의 사이에 위치하는 파우치형 전지셀.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 접힘부는,
    상기 제2케이스의 가장자리부의 일면을 마주보는 제1대면부;
    상기 제1대면부의 반대편에서 상기 제2케이스의 가장자리부의 타면을 마주보는 제2대면부; 및
    상기 제1대면부와 상기 제2대면부를 연결하고 상기 제2케이스의 가장자리부의 끝단과 소정의 간격을 이루며 벤딩되거나 휘어지는 연결부를 포함하고,
    상기 배출 유로는 상기 연결부에 의해 적어도 부분적으로 형성되는 파우치형 전지셀.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2케이스의 가장자리부의 두께와 나란한 방향에 대한 상기 연결부의 두께는, 상기 제1대면부의 두께와, 상기 제2케이스의 가장자리부의 두께와, 상기 제2대면부의 두께의 합보다 큰 파우치형 전지셀.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2케이스의 가장자리부의 두께와 나란한 방향에 대한 상기 배출 유로의 폭은, 상기 제2케이스의 가장자리부의 두께보다 큰 파우치형 전지셀.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 연결부는 외측으로 볼록하게 형성된 곡면을 포함하는 파우치형 전지셀.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 실링부는,
    상기 제1대면부가 상기 제2케이스의 가장자리부에 실링된 제1실링부; 및
    상기 제2대면부가 상기 제2케이스의 가장자리부에 실링된 제2실링부를 포함하는 파우치형 전지셀.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 벤팅부는,
    상기 제1대면부 및 상기 제2케이스의 가장자리부가 서로 미실링 또는 약실링되어 형성되는 파우치형 전지셀.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 배출 유로는,
    상기 컵부의 전장 또는 전폭 방향으로 연장되며 적어도 일 단부가 개방되는 파우치형 전지셀.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 벤팅부는, 상기 제1케이스 및 제2케이스의 둘레를 따라 복수개가 구비된 파우치형 전지셀.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 접힘부 및 벤팅부는 복수개가 구비되고,
    상기 복수개의 접힘부는,
    상기 컵부의 전장 방향으로 연장되는 제1접힘부; 및
    상기 컵부의 전폭 방향으로 연장되는 제2접힘부를 포함하고,
    상기 복수개의 벤팅부는,
    제1접힘부에 위치하는 제1벤팅부; 및
    제2접힘부에 위치하는 제2벤팅부를 포함하는 파우치형 전지셀.
  12. 제1케이스 및 제2케이스의 사이에 전극 조립체가 수용된 파우치형 전지셀에 있어서,
    상기 제1케이스 또는 제2케이스 중 적어도 하나에 형성되며 상기 전극 조립체를 수용하는 컵부;
    상기 제1케이스의 가장자리부와 상기 제2케이스의 가장자리부의 사이에 배출 유로가 형성되도록, 상기 제1케이스의 가장자리부가 상기 제2케이스의 가장자리부를 감싸는 접힘부;
    상기 접힘부에 형성되는 실링부; 및
    상기 컵부와 상기 배출 유로의 사이에 배치되며, 가스 투과성이 있는 재질로 형성된 가스 배출 부재를 포함하는 파우치형 전지셀.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 가스 투과성이 있는 재질은 흡습 물질을 포함하는 파우치형 전지셀.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 가스 배출 부재의 내측 단부는 적어도 일부가 상기 컵부의 내부에 위치하는 파우치형 전지셀.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 가스 배출 부재의 외측 단부는 적어도 일부가 상기 배출 유로의 내부에 위치하는 파우치형 전지셀.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 가스 배출 부재의 외측 단부는, 상기 제2케이스의 가장자리부의 단부보다 더 돌출되는 파우치형 전지셀.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 접힘부는,
    상기 제2케이스의 가장자리부의 일면을 마주보는 제1대면부;
    상기 제2케이스의 가장자리부의 타면을 마주보는 제2대면부; 및
    상기 제1대면부와 상기 제2대면부를 연결하고 상기 제2케이스의 가장자리부의 끝단과 소정의 간격을 이루며 벤딩되거나 휘어지는 연결부를 포함하고,
    상기 배출 유로는 상기 연결부에 의해 적어도 부분적으로 형성되는 파우치형 전지셀.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 가스 배출 부재는, 상기 제1대면부와 상기 제2케이스의 가장자리부의 사이에 위치하는 파우치형 전지셀.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 가스 배출 부재는, 상기 제1케이스 및 제2케이스의 둘레를 따라 복수개가 구비된 파우치형 전지셀.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 접힘부는 서브 접힘부를 포함하고,
    상기 서브 접힘부의 연결부는 상기 제2케이스의 가장자리부의 끝단과 접촉되거나 인접하는 파우치형 전지셀.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011108433A (ja) * 2009-11-16 2011-06-02 Sumitomo Heavy Ind Ltd 蓄電装置
KR20110072733A (ko) * 2009-12-23 2011-06-29 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 이차 전지의 제조방법
KR20190054735A (ko) * 2017-11-14 2019-05-22 삼성에스디아이 주식회사 미실링부를 갖는 파우치 타입 이차 전지
KR20220043034A (ko) * 2020-09-28 2022-04-05 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지 및 그의 제조방법
KR20220121748A (ko) * 2021-02-25 2022-09-01 주식회사 엘지에너지솔루션 전지셀, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 전지 모듈

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040048295A (ko) * 2002-12-02 2004-06-07 히다치 막셀 가부시키가이샤 전지
US8574746B2 (en) * 2008-03-14 2013-11-05 Nec Corporation Film-covered electrical device and assembled battery
KR20220142962A (ko) * 2021-04-15 2022-10-24 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지
KR102951440B1 (ko) * 2021-06-02 2026-04-10 주식회사 엘지에너지솔루션 실링부 벤팅 조절 수단을 포함하는 파우치형 전지셀
US20240106070A1 (en) * 2021-07-06 2024-03-28 Lg Energy Solution, Ltd. Battery Cell And Battery Module Comprising Same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011108433A (ja) * 2009-11-16 2011-06-02 Sumitomo Heavy Ind Ltd 蓄電装置
KR20110072733A (ko) * 2009-12-23 2011-06-29 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 이차 전지의 제조방법
KR20190054735A (ko) * 2017-11-14 2019-05-22 삼성에스디아이 주식회사 미실링부를 갖는 파우치 타입 이차 전지
KR20220043034A (ko) * 2020-09-28 2022-04-05 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지 및 그의 제조방법
KR20220121748A (ko) * 2021-02-25 2022-09-01 주식회사 엘지에너지솔루션 전지셀, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 전지 모듈

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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