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KR20230096735A - Rechargeable battery and battery pack comprising the same - Google Patents

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KR20230096735A
KR20230096735A KR1020210186532A KR20210186532A KR20230096735A KR 20230096735 A KR20230096735 A KR 20230096735A KR 1020210186532 A KR1020210186532 A KR 1020210186532A KR 20210186532 A KR20210186532 A KR 20210186532A KR 20230096735 A KR20230096735 A KR 20230096735A
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KR
South Korea
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center member
secondary battery
electrode assembly
gas
battery
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Application number
KR1020210186532A
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Korean (ko)
Inventor
장준영
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
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Publication date
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    • HELECTRICITY
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Abstract

본 발명은 이차전지 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것으로, 본 발명에 따른 이차전지는, 전극과 분리막이 교대로 적층되어 권취된 전극 조립체; 상기 전극 조립체의 권취 중심부에 위치되는 센터 부재; 상기 센터 부재의 내부에 수용되는 가스 흡수제; 및 상기 전극 조립체 및 상기 센터 부재가 수용되는 전지 케이스를 포함하고, 상기 센터 부재가 열에 의해 멜팅(Melting)되면 상기 가스 흡수제가 노출되어 상기 전지 케이스 내부의 가스가 흡수된다.The present invention relates to a secondary battery and a battery pack including the same, and the secondary battery according to the present invention includes an electrode assembly in which electrodes and separators are alternately stacked and wound; a center member positioned at a winding center of the electrode assembly; a gas absorbent accommodated inside the center member; and a battery case accommodating the electrode assembly and the center member, and when the center member is melted by heat, the gas absorber is exposed and gas inside the battery case is absorbed.

Description

이차전지 및 이를 포함하는 전지 팩{RECHARGEABLE BATTERY AND BATTERY PACK COMPRISING THE SAME}Secondary battery and battery pack including the same {RECHARGEABLE BATTERY AND BATTERY PACK COMPRISING THE SAME}

본 발명은 이차전지 및 이를 포함하는 전지 팩에 관한 것이다. The present invention relates to a secondary battery and a battery pack including the same.

이차 전지는 일차 전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격하게 증가하고 있다. Secondary batteries, unlike primary batteries, can be recharged, and have recently been extensively researched and developed due to their small size and high capacity. As technology development and demand for mobile devices increase, demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing.

이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 코인 셀, 원통형 셀, 각형 셀, 및 파우치형 셀로 분류된다. 이차 전지에서 전지 케이스 내부에 장착되는 전극 조립체는 전극 및 분리막의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자이다. Secondary batteries are classified into coin cells, cylindrical cells, prismatic cells, and pouch-type cells according to the shape of a battery case. In a secondary battery, an electrode assembly installed inside a battery case is a power generating device capable of charging and discharging, consisting of a laminated structure of electrodes and separators.

전극 조립체는 활물질이 도포된 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재(介在)하여 권취한 젤리 롤(Jelly-roll)형, 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형, 및 스택형의 단위 셀들을 긴 길이의 분리 필름으로 권취한 스택/폴딩형으로 대략 분류할 수 있다. 이중 젤리 롤형 전극 조립체는 제조가 용이하면서도 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있어 널리 사용되고 있다. The electrode assembly is a jelly-roll type in which a separator is interposed between a sheet-type positive electrode and a negative electrode coated with an active material, and a stack type in which a plurality of positive and negative electrodes are sequentially stacked with a separator interposed therebetween. , and a stack/folding type in which unit cells of a stack type are wound with a long separation film. The dual jelly roll-type electrode assembly is widely used because it is easy to manufacture and has a high energy density per weight.

하지만, 종래의 이차전지는 급격한 내부 가스 발생 시 내압에 의해 폭발하는 문제가 있어왔다.However, conventional secondary batteries have a problem of exploding due to internal pressure when internal gas is rapidly generated.

한국 공개특허 제10-2016-0010121호Korean Patent Publication No. 10-2016-0010121

본 발명의 하나의 관점은 급격한 가스 발생으로 폭발되는 것을 방지할 수 있는 이차전지를 제공하기 위한 것이다.One aspect of the present invention is to provide a secondary battery capable of preventing explosion due to rapid gas generation.

본 발명의 실시예에 따른 이차전지는, 전극과 분리막이 교대로 적층되어 권취된 전극 조립체; 상기 전극 조립체의 권취 중심부에 위치되는 센터 부재; 상기 센터 부재의 내부에 수용되는 가스 흡수제; 및 상기 전극 조립체 및 상기 센터 부재가 수용되는 전지 케이스를 포함하고, 상기 센터 부재가 열에 의해 멜팅(Melting)되면 상기 가스 흡수제가 노출되어 상기 전지 케이스 내부의 가스가 흡수될 수 있다.A secondary battery according to an embodiment of the present invention includes an electrode assembly in which electrodes and separators are alternately stacked and wound; a center member positioned at a winding center of the electrode assembly; a gas absorbent accommodated inside the center member; and a battery case accommodating the electrode assembly and the center member, and when the center member is melted by heat, the gas absorbent is exposed and gas inside the battery case can be absorbed.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 전지 팩은, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지를 포함할 수 있다.Also, a battery pack according to an embodiment of the present invention may include a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따르면, 이차전지가 고온에서 가스가 폭발적으로 생성될 때, 전극 조립체의 권취 중심부에 위치되는 센터 부재가 고온에서 멜팅되어 내부에 수용된 가스 흡수제가 노출되며 가스를 흡수하여, 급격한 가스 발생으로 폭발되는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, when a secondary battery explosively generates gas at a high temperature, the center member positioned at the winding center of the electrode assembly is melted at a high temperature to expose the gas absorbent accommodated therein and absorb the gas, resulting in rapid gas generation. Explosion can be prevented.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지에서 전극 조립체 및 센터 부재를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지에서 센터 부재의 멜팅 전 상태를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지에서 센터 부재가 멜팅된 상태를 나타낸 단면도이다.
1 is an exploded perspective view showing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing an electrode assembly and a center member in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing a state before melting of a center member in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing a melted state of a center member in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다. Objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. In adding reference numerals to components of each drawing in this specification, it should be noted that the same components have the same numbers as much as possible, even if they are displayed on different drawings. In addition, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in describing the present invention, detailed descriptions of related known technologies that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지를 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지에서 전극 조립체 및 센터 부재를 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지에서 센터 부재의 멜팅 전 상태를 나타낸 단면도이다.1 is an exploded perspective view showing a secondary battery according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view showing an electrode assembly and a center member in a secondary battery according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a perspective view showing an embodiment of the present invention This is a cross-sectional view showing a state before melting of the center member in the secondary battery according to FIG.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지(100)는 전극(116)과 분리막(113)이 교대로 적층되어 권취된 전극 조립체(110), 전극 조립체(110)의 권취 중심부에 위치되는 센터 부재(120), 센터 부재(120)의 내부에 수용되는 가스 흡수제(130), 및 전극 조립체(110) 및 센터 부재(120)가 수용되는 전지 케이스(170)를 포함한다. 한편, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지(100)는 전지 케이스(170)의 개구된 수용공간(171)을 덮는 캡(Cap)(160)을 더 포함할 수 있다.1 to 3 , the secondary battery 100 according to the embodiment of the present invention includes an electrode assembly 110 in which electrodes 116 and separators 113 are alternately stacked and wound, and an electrode assembly 110. It includes a center member 120 positioned at the center of the winding, a gas absorbent 130 accommodated inside the center member 120, and a battery case 170 accommodating the electrode assembly 110 and the center member 120. . Meanwhile, the secondary battery 100 according to an embodiment of the present invention may further include a cap 160 covering the open accommodating space 171 of the battery case 170 .

보다 상세히, 도 1을 참고하면, 전극 조립체(110)는 충방전이 가능한 발전소자로서, 전극(116)과 분리막(113)이 결집되어 교대로 적층된 구조를 형성한다. 여기서, 전극 조립체(110)는 권취된 형태를 가질 수 있다. 이때, 전극 조립체 (110)는 권취 중심축(C)을 중심으로 권취된 원기둥 형태로 권취될 수 있다.In more detail, referring to FIG. 1 , the electrode assembly 110 is a power generating element capable of charging and discharging, and an electrode 116 and a separator 113 are assembled to form a structure in which they are alternately stacked. Here, the electrode assembly 110 may have a wound shape. In this case, the electrode assembly 110 may be wound in a cylindrical shape around the winding central axis C.

전극(116)은 양극(114) 및 음극(115)을 포함할 수 있다. 그리고, 분리막(113)은 양극(114) 및 음극(115)을 분리하여 전기적으로 절연시킨다. 여기서, 양극(114) 및 음극(115)은 시트(Sheet) 형태로 형성되어 분리막(113)과 함께 권취되고, 젤리 롤(Jelly roll) 형으로 형성될 수 있다. 이때, 전극 조립체(110)는 예를 들어 원기둥 형태로 권취될 수 있다. 그리고, 양극(114), 분리막(113), 및 음극(115)은 전극 조립체(110)의 권취 중심축(C)에 대하여 수직인 전극 조립체(110)의 두께 방향으로 각각 다수의 겹(Layer)을 형성할 수 있다.The electrode 116 may include an anode 114 and a cathode 115 . And, the separator 113 separates the anode 114 and the cathode 115 and electrically insulates them. Here, the positive electrode 114 and the negative electrode 115 may be formed in a sheet shape, wound together with the separator 113, and formed in a jelly roll shape. At this time, the electrode assembly 110 may be wound in a cylindrical shape, for example. In addition, the positive electrode 114, the separator 113, and the negative electrode 115 are each a plurality of layers in the thickness direction of the electrode assembly 110 perpendicular to the winding central axis C of the electrode assembly 110 can form

음극(115)은 음극 집전체 및 음극 집전체에 도포된 음극 활물질을 포함할 수 있다. The anode 115 may include an anode current collector and an anode active material coated on the anode current collector.

또한, 음극(115)은 음극 집전체에 음극 활물질이 도포되지 않은 영역인 음극 무지부가 형성될 수 있다.In addition, the negative electrode 115 may have a negative electrode uncoated region, which is an area where the negative electrode current collector is not coated with the negative electrode active material.

음극 집전체는 예를 들어 구리(Cu) 또는 니켈(Ni) 재질로 이루어진 포일(foil)로 이루어질 수 있다. 음극 활물질은 예를 들어 인조흑연, 리튬금속, 리튬합금, 카본, 석유코크, 활성화 카본, 그래파이트, 실리콘 화합물, 주석 화합물, 티타늄 화합물 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 이때, 음극 활물질은 예를 들어 비흑연계의 SiO(silica, 실리카) 또는 SiC(silicon carbide, 실리콘카바이드) 등이 더 포함되어 이루어질 수 있다.The anode current collector may be formed of, for example, a foil made of copper (Cu) or nickel (Ni). The anode active material may include, for example, artificial graphite, lithium metal, lithium alloy, carbon, petroleum coke, activated carbon, graphite, a silicon compound, a tin compound, a titanium compound, or an alloy thereof. At this time, the negative electrode active material may further include, for example, non-graphite-based SiO (silica) or SiC (silicon carbide).

양극(114)은 양극 집전체 및 양극 집전체에 도포된 양극 활물질을 포함할 수 있다. The cathode 114 may include a cathode current collector and a cathode active material coated on the cathode current collector.

또한, 양극(114)은 양극 집전체에 양극 활물질이 도포되지 않은 영역인 양극 무지무가 형성될 수 있다.In addition, the positive electrode 114 may be formed with a positive electrode plain layer, which is an area where the positive electrode active material is not applied to the positive electrode current collector.

양극 집전체는 예를 들어 알루미늄 재질의 포일(Foil)로 이루어질 수 있고, 양극 활물질은 예를 들어 리튬망간산화물, 리튬코발트산화물, 리튬니켈산화물, 리튬인산철, 또는 이들 중 1종 이상이 포함된 화합물 및 혼합물 등으로 이루어질 수 있다. The cathode current collector may be made of, for example, aluminum foil, and the cathode active material may include, for example, lithium manganese oxide, lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium iron phosphate, or one or more of these. compounds and mixtures, and the like.

분리막(113)은 절연 재질로 이루어져 양극(114) 및 음극(115)과 교대로 적층된다. 여기서, 분리막(113)은 양극(114) 및 음극(115) 사이와, 양극(114) 및 음극(115)의 외측면에 위치될 수 있다. 이때, 분리막(113)은 제1 분리막(111) 및 제2 분리막(112)을 포함할 수 있다. 한편, 분리막(113)은 전극 조립체(110)의 권취 시 폭방향으로 최 외각측(O)에도 위치될 수 있다.The separator 113 is made of an insulating material and is alternately laminated with the anode 114 and the cathode 115 . Here, the separator 113 may be positioned between the positive electrode 114 and the negative electrode 115 and on the outer surface of the positive electrode 114 and the negative electrode 115 . In this case, the separator 113 may include a first separator 111 and a second separator 112 . Meanwhile, the separator 113 may also be positioned on the outermost side O in the width direction when the electrode assembly 110 is wound.

또한, 분리막(113)은 연성이 있는 재질로 이루어질 수 있다. 이때, 분리막(113)은 예를 들어 미다공성을 가지는 폴리에칠렌, 폴리프로필렌 등 폴리올레핀계 수지막으로 형성될 수 있다. In addition, the separator 113 may be made of a flexible material. At this time, the separator 113 may be formed of, for example, a polyolefin-based resin film having microporous properties such as polyethylene and polypropylene.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체(110)는 전극 탭(150)을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the electrode assembly 110 according to the embodiment of the present invention may further include an electrode tab 150.

전극 탭(150)은 전극(116)에 부착되어 전극(116)과 전기적으로 연결된다. The electrode tab 150 is attached to the electrode 116 and electrically connected to the electrode 116 .

한편, 전극 탭(150)은 양극(114)에 부착된 양극 탭(151) 및 음극(115)에 부착된 음극 탭(152)을 포함할 수 있다.Meanwhile, the electrode tab 150 may include a positive electrode tab 151 attached to the positive electrode 114 and a negative electrode tab 152 attached to the negative electrode 115 .

양극 탭(151)은 양극 무지부에 구비되고, 음극 탭(152)은 음극 무지부에 구비될 수 있다.The positive electrode tab 151 may be provided on the positive electrode uncoated portion, and the negative electrode tab 152 may be provided on the negative electrode uncoated portion.

전지 케이스(170)는 전극 조립체(110) 및 센터 부재(120)를 수용할 수 있다. 여기서, 전극 조립체(110) 및 센터 부재(120)는 전지 케이스(170)의 내부에 형성된 수용공간(171)에 수용될 수 있다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지(100)는 전해액을 더 포함하여, 전지 케이스(170)의 수용공간(171)에 전해액이 수용될 수 있다.The battery case 170 may accommodate the electrode assembly 110 and the center member 120 . Here, the electrode assembly 110 and the center member 120 may be accommodated in the accommodation space 171 formed inside the battery case 170 . At this time, the secondary battery 100 according to the embodiment of the present invention further includes an electrolyte solution, so that the electrolyte solution can be accommodated in the accommodation space 171 of the battery case 170 .

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지에서 센터 부재가 멜팅된 상태를 나타낸 단면도이다. 4 is a cross-sectional view showing a melted state of a center member in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참고하면, 센터 부재(120)는 전극 조립체(110)의 권취 중심부에 위치될 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 4 , the center member 120 may be positioned at the winding center of the electrode assembly 110 .

센터 부재(120)는 전극 조립체(110)의 권취 중심부에 위치되어 전극 조립체(110)의 권취 시, 기준축 또는 기준면을 제공할 수 있다. 여기서, 전극 조립체(110)는 센터 부재(120)를 감싸며 센터 부재(120)를 기준으로 권취될 수 있다. 이에 따라, 양극(114), 분리막(113), 및 음극(115)의 권취 시, 센터 부재(120)를 통해 양극(114), 분리막(113), 및 음극(115)의 사행정렬도를 잡아줄 수 있다(참고로, 사행은 권취 시 고르게 말리지 않고 경사지게 말리는 현상을 의미한다). The center member 120 may be positioned at the winding center of the electrode assembly 110 to provide a reference axis or reference plane when the electrode assembly 110 is wound. Here, the electrode assembly 110 may surround the center member 120 and be wound around the center member 120 . Accordingly, when winding the positive electrode 114, the separator 113, and the negative electrode 115, the meandering alignment of the positive electrode 114, the separator 113, and the negative electrode 115 is captured through the center member 120. (For reference, meandering refers to a phenomenon in which the winding is not rolled evenly but at an angle).

또한, 센터 부재(120)가 전극 조립체(110)의 권취 중심부인 코어측(I)에 구비되어, 충방전 사이클(Cycle) 진행에 따라 전극 조립체(110)의 코어측(I)에 위치된 전극(116)의 깨짐 발생을 방지할 수 있다. 이때, 양극(114), 분리막(113), 및 음극(115)은 센터 부재(120)의 외주면에 권취되어, 전극 조립체(110)의 권취 중심축(C)에 대하여 수직인 전극 조립체(110)의 두께 방향으로 각각 다수의 겹(Layer)을 형성할 수 있다.In addition, the center member 120 is provided on the core side (I), which is the winding center of the electrode assembly 110, and the electrode is positioned on the core side (I) of the electrode assembly 110 as the charge/discharge cycle progresses. Breaking of (116) can be prevented. At this time, the positive electrode 114, the separator 113, and the negative electrode 115 are wound around the outer circumferential surface of the center member 120, and the electrode assembly 110 is perpendicular to the winding central axis C of the electrode assembly 110. A plurality of layers may be formed in the thickness direction of each.

한편, 전극 조립체(110)는 센터 부재(120)에 테이프(Tape)로 고정된 채로 권취될 수 있다. 테이프 고정 방식을 이용할 경우 권취 시의 사행정렬도는 더욱 좋아질 수 있다.Meanwhile, the electrode assembly 110 may be wound while being fixed to the center member 120 with a tape. If the tape fixing method is used, the degree of meandering alignment during winding can be further improved.

또한, 센터 부재(120)는 내부에 수용부(121)가 형성된 통형으로 형성될 수 있다. 이때, 센터 부재(120)는 원통형 형태로 형성될 수 있다.In addition, the center member 120 may be formed in a tubular shape having an accommodating portion 121 therein. At this time, the center member 120 may be formed in a cylindrical shape.

센터 부재(120)는 내부에 가스 흡수제(130)를 수용하는 수용부(121)가 형성될 수 있다. 여기서, 수용부(121)는 밀봉된 형태일 수 있다.The center member 120 may have an accommodating portion 121 accommodating the gas absorbent 130 therein. Here, the accommodating part 121 may be in a sealed form.

따라서, 센터 부재(120)가 멜팅되기 전까지 가스 흡수제(130)가 수용된 센터 부재(120)의 수용부(121)는 밀봉되고, 이차전지가 고온에서 급격한 가스를 발생시킬 때 센터 부재(120)가 멜팅되며 수용부(121)의 밀봉이 해제되며 가스 흡수제(130)가 센터 부재(120)의 외부로 노출될 수 있다. 즉, 센터 부재(120)가 고열에 의해 멜팅(Melting)되면 가스 흡수제(130)가 노출되어 전지 케이스(170) 내부의 가스가 흡수되어 이차전지가 급격한 가스 발생에 따른 고압으로 폭발하는 것을 방지할 수 있다.(참고 도 4)Therefore, the accommodating portion 121 of the center member 120 in which the gas absorbent 130 is accommodated is sealed until the center member 120 is melted, and when the secondary battery rapidly generates gas at a high temperature, the center member 120 Melting is performed, the sealing of the accommodating portion 121 is released, and the gas absorbent 130 may be exposed to the outside of the center member 120 . That is, when the center member 120 is melted by high heat, the gas absorbent 130 is exposed and the gas inside the battery case 170 is absorbed to prevent the secondary battery from exploding at high pressure due to rapid gas generation. (Reference Figure 4)

센터 부재(120)는 예를 들어 120℃이상에서 멜팅(Melting)될 수 있다. 여기서, 구체적으로 예를 들어 센터 부재(120)는 120~160℃에서 멜팅(Melting) 될 수 있다. 이때, 보다 구체적으로 예를 들어 센터 부재(120)는 120~150℃에서 멜팅(Melting) 될 수 있다.The center member 120 may be melted at, for example, 120° C. or higher. Here, specifically, for example, the center member 120 may be melted at 120 to 160°C. At this time, more specifically, for example, the center member 120 may be melted at 120 to 150°C.

이에 따라, 센터 부재(120)는 160℃ 이하에서 멜팅(Melting)되어, 전해액 기화, 양극 및 음극 thermal runway 등의 여러 안정성(safety) 문제가 발생되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 센터 부재(120)가 160℃이하에서 멜팅(Melting)되어, 내압이 차올라 폭발하는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, the center member 120 is melted at 160° C. or less, and various safety problems such as evaporation of the electrolyte and thermal runway of the anode and the cathode may be prevented from occurring. In addition, since the center member 120 is melted at 160° C. or less, it is possible to prevent an explosion due to a rise in internal pressure.

아울러, 센터 부재(120)가 120℃이상에서 멜팅(Melting)되어, 일반적인 셀 발화 온도 시에 녹는 것을 것을 방지할 수 있다.In addition, since the center member 120 is melted at 120° C. or higher, melting at a general cell ignition temperature can be prevented.

따라서, 센터 부재(120)는 120℃이상에서 멜팅되어 전극 조립체(110)의 고열 발생 또는 발화 전에는 가스 흡수제(130)가 노출되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 보통의 이차전지의 충방전 시 발생되는 열에 의해 센터 부재(120)가 멜팅되지 않고, 고열 또는 발화 시 발생되는 열에 의해 멜팅되어 가스 흡수제(130)가 노출될 수 있다.Therefore, the center member 120 is melted at 120° C. or higher, so that the gas absorbent 130 can be prevented from being exposed before the electrode assembly 110 generates high heat or ignites. That is, the center member 120 is not melted by heat generated during charging and discharging of a normal secondary battery, but is melted by high heat or heat generated during ignition, so that the gas absorbent 130 may be exposed.

또한, 센터 부재(120)는 160℃이하에서 멜팅되어 전극 조립체(110)의 고열 발생 또는 발화에 의해 급격한 가스 발생 시 가스 흡수제(130)가 효과적으로 노출될 수 있다. 즉, 발화 또는 급격한 가스 발생 초기부터 센터 부재(120)가 멜팅되어 이차전지가 내부 가스 증가에 따른 내압 증가에 따라 폭발하는 것을 방지할 수 있다.In addition, the center member 120 is melted at 160° C. or lower, so that the gas absorbent 130 can be effectively exposed when gas is rapidly generated due to high heat generation or ignition of the electrode assembly 110 . That is, since the center member 120 is melted from the initial stage of ignition or rapid gas generation, it is possible to prevent the secondary battery from exploding due to an increase in internal pressure due to an increase in internal gas.

아울러, 센터 부재(120)는 플라스틱 재질을 포함할 수 있다. 그리고, 센터 부재(120)는 PP(polypropylene, 폴리프로필렌) 재질로 이루어질 수 있다.In addition, the center member 120 may include a plastic material. Also, the center member 120 may be made of a polypropylene (PP) material.

가스 흡수제(130)는 센터 부재(120)의 내부에 수용될 수 있다. The gas absorbent 130 may be accommodated inside the center member 120 .

아울러, 가스 흡수제(130)는 일례로 염화 칼슘 또는 황산 소재를 사용하여 H2O 성분의 가스를 제거할 수 있다. 이때, 가스 흡수제(130)는 CO2 가스를 제거하기 위한 다고성 구조체인 제올라이트 또는 다공성 실리카를 더 사용할 수 잇다.In addition, the gas absorbent 130 may remove H2O component gas by using, for example, calcium chloride or sulfuric acid material. At this time, the gas absorbent 130 may further use zeolite or porous silica, which is a high poly structure for removing CO2 gas.

또한, 가스 흡수제(130)는 다른 예로 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화바륨, 소다석회, 및 아스카라이트(Ascarite) 중에서 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 이에 따라, 이차전지(100)가 고열 또는 발화에 의한 급격한 가스 발생 시, 센터 부재(120)가 멜팅되며 이차전지(100) 내의 이산화탄소를 흡수하여 이차전지(100)가 폭발되는 것을 방지할 수 있다. 이때, 가스 흡수제(130)는 암모니아성 또는 산성 염화구리(I) 용액을 더 포함하여, 센터 부재(120) 멜팅 시 노출되며 일산화탄소를 더 흡수할 수 있다.In addition, the gas absorbent 130 may include, for example, at least one of potassium hydroxide, sodium hydroxide, barium hydroxide, soda lime, and ascarite. Accordingly, when the secondary battery 100 rapidly generates gas due to high heat or ignition, the center member 120 melts and absorbs carbon dioxide in the secondary battery 100 to prevent the secondary battery 100 from exploding. . In this case, the gas absorbent 130 further includes an ammoniacal or acidic copper (I) chloride solution, and is exposed during melting of the center member 120 and can further absorb carbon monoxide.

한편, 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 이차전지(100)를 포함하여 전지 팩을 구성할 수 있다. Meanwhile, a battery pack may be configured including the secondary battery 100 according to the embodiment of the present invention configured as described above.

전지 팩은 다수개의 이차전지(100) 및 다수개의 이차전지(100)를 수용하는 팩 케이스를 포함할 수 있다.The battery pack may include a plurality of secondary batteries 100 and a pack case accommodating the plurality of secondary batteries 100 .

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 실시가 가능하다고 할 것이다. Although the present invention has been described in detail through specific examples, this is for specifically explaining the present invention, and the present invention is not limited thereto. It will be said that various implementations are possible by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention.

또한, 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다. In addition, the specific protection scope of the invention will be clarified by the appended claims.

100: 이차전지
110: 전극 조립체
111: 양극
112: 음극
113: 전극
114: 제1 분리막
115: 제2 분리막
116: 분리막
120: 센터 부재
121: 수용부
130: 가스 흡수제
150: 전극 탭
151: 양극 탭
152: 음극 탭
160: 캡
170: 전지 케이스
171: 수용공간
C: 권취 중심축
O: 외각측
I: 코어측
100: secondary battery
110: electrode assembly
111 anode
112 cathode
113: electrode
114: first separator
115: second separator
116 Separator
120: center member
121: receiving part
130: gas absorbent
150: electrode tab
151: anode tab
152: cathode tab
160: cap
170: battery case
171: accommodation space
C: winding central axis
O: outer side
I: core side

Claims (10)

전극과 분리막이 교대로 적층되어 권취된 전극 조립체;
상기 전극 조립체의 권취 중심부에 위치되는 센터 부재;
상기 센터 부재의 내부에 수용되는 가스 흡수제; 및
상기 전극 조립체 및 상기 센터 부재가 수용되는 전지 케이스를 포함하고,
상기 센터 부재가 열에 의해 멜팅(Melting)되면 상기 가스 흡수제가 노출되어 상기 전지 케이스 내부의 가스가 흡수되는 이차전지.
An electrode assembly in which electrodes and separators are alternately stacked and wound;
a center member positioned at a winding center of the electrode assembly;
a gas absorbent accommodated inside the center member; and
A battery case in which the electrode assembly and the center member are accommodated,
When the center member is melted by heat, the gas absorber is exposed and gas inside the battery case is absorbed.
청구항 1에 있어서,
상기 센터 부재는 120℃이상에서 멜팅(Melting)되는 이차전지.
The method of claim 1,
The center member is a secondary battery that is melted at 120 ° C or higher.
청구항 2에 있어서,
상기 센터 부재는 120~160℃에서 멜팅(Melting)되는 이차전지.
The method of claim 2,
The center member is a secondary battery that is melted at 120 to 160 ° C.
청구항 1에 있어서,
상기 센터 부재는 내부에 상기 가스 흡수제를 수용하는 수용부가 형성된 이차전지.
The method of claim 1,
The secondary battery of claim 1 , wherein the center member has an accommodating portion accommodating the gas absorbent therein.
청구항 4에 있어서,
상기 센터 부재의 수용부는 밀봉된 형태인 이차전지.
The method of claim 4,
A secondary battery wherein the receiving portion of the center member is in a sealed form.
청구항 4에 있어서,
상기 센터 부재는 통형으로 형성되는 이차전지.
The method of claim 4,
The secondary battery wherein the center member is formed in a tubular shape.
청구항 6에 있어서,
상기 센터 부재는 원통형 형태로 형성되는 이차전지.
The method of claim 6,
The secondary battery wherein the center member is formed in a cylindrical shape.
청구항 1에 있어서,
상기 센터 부재는 플라스틱 재질을 포함하는 이차전지.
The method of claim 1,
The secondary battery wherein the center member includes a plastic material.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센터 부재는 PP(polypropylene, 폴리프로필렌) 재질로 이루어지는 이차전지.
The method according to any one of claims 1 to 8,
The center member is a secondary battery made of PP (polypropylene, polypropylene) material.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 이차전지를 포함하는 전지팩.A battery pack comprising the secondary battery according to any one of claims 1 to 8.
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