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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-28
(45)【発行日】2024-07-08
(54)【発明の名称】電池セル、その製造方法及びそれを含む電池モジュール
(51)【国際特許分類】
H01M 50/198 20210101AFI20240701BHJP
H01M 50/105 20210101ALI20240701BHJP
H01M 50/178 20210101ALI20240701BHJP
H01M 50/184 20210101ALI20240701BHJP
H01M 50/186 20210101ALI20240701BHJP
H01M 50/188 20210101ALI20240701BHJP
H01M 50/191 20210101ALI20240701BHJP
H01M 50/193 20210101ALI20240701BHJP
H01M 50/35 20210101ALI20240701BHJP
H01M 50/548 20210101ALI20240701BHJP
【ＦＩ】
H01M50/198
H01M50/105
H01M50/178
H01M50/184 C
H01M50/186
H01M50/188
H01M50/191
H01M50/193
H01M50/35 101
H01M50/548 301
【請求項の数】
19
(21)【出願番号】P 2022570389
(86)(22)【出願日】2022-02-25
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-06-23
(86)【国際出願番号】 KR2022002829
(87)【国際公開番号】W WO2022182210
(87)【国際公開日】2022-09-01
【審査請求日】2022-11-17
(31)【優先権主張番号】10-2021-0025910
(32)【優先日】2021-02-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】521065355
【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100188558
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 雅人
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(72)【発明者】
【氏名】フン－ヒ・イム
(72)【発明者】
【氏名】サン－フン・キム
(72)【発明者】
【氏名】ミン－ヒョン・カン
(72)【発明者】
【氏名】ヒュン－キュン・ユ
(72)【発明者】
【氏名】ス－ジ・ファン
【審査官】守安 太郎
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２２－０６１２６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－０９６９５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２３５２５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１０７８９４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｍ ５０／１０
Ｈ０１Ｍ ５０／３０
Ｈ０１Ｍ ５０／５０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電極組立体が取り付けられる収納部、及び該収納部の外周辺が密封されて形成されるシーリング部を含む電池ケースと、
前記電極組立体に含まれた電極タブと電気的に接続され、前記シーリング部を通って前記電池ケースの外側に突出している電極リードと、
前記電極リードの上部及び下部の少なくとも一方において、前記シーリング部に対応する部分に位置するリードフィルムと、
前記電極リードと前記シーリング部との間の一部領域に形成された、吸湿物質を含むゲッター部と、を含み、
前記ゲッター部は、前記電池ケースの外部側の第１端部及び前記電池ケースの内部側の第２端部を含み、
前記第１端部は、前記リードフィルムで覆われ、且つ、前記シーリング部によっては覆われておらず、
前記第２端部は、前記リードフィルムによって覆われておらず、且つ、前記シーリング部と重なっていない、電池セル。
【請求項2】
電極組立体が取り付けられる収納部、及び該収納部の外周辺が密封されて形成されるシーリング部を含む電池ケースと、
前記電極組立体に含まれた電極タブと電気的に接続され、前記シーリング部を通って前記電池ケースの外側に突出している電極リードと、
前記電極リードの上部及び下部の少なくとも一方において、前記シーリング部に対応する部分に位置するリードフィルムと、
前記電極リードと前記シーリング部との間の一部領域に形成された、吸湿物質を含むゲッター部と、を含み、
前記ゲッター部は、前記電池ケースの外部側の第１端部及び前記電池ケースの内部側の第２端部を含み、
前記第１端部は、前記リードフィルムで覆われ、且つ、前記シーリング部によっては覆われておらず、
前記ゲッター部は、前記電極リードの直上に形成され、前記リードフィルムは、前記ゲッター部を介在して前記電極リード上に配置されている、電池セル。
【請求項3】
前記ゲッター部上に位置するリードフィルムの厚さは、１００～３００μｍである、請求項１または２に記載の電池セル。
【請求項4】
前記リードフィルムは、前記電極リードと直接接する第１リードフィルム、及び前記ゲッター部を介在して前記第１リードフィルムの上部に配置される第２リードフィルムを含む、請求項１または２に記載の電池セル。
【請求項5】
前記第２リードフィルムの厚さは、１００～３００μｍである、請求項４に記載の電池セル。
【請求項6】
前記吸湿物質は、酸化カルシウム、酸化バリウム、塩化リチウム、シリカ、カルシウム及びバリウムから選択される少なくとも一つを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の電池セル。
【請求項7】
前記ゲッター部は、オレフィン系高分子、アクリル系高分子、フッ素系高分子から選択される少なくとも１種を含むバインダー物質をさらに含む、請求項６に記載の電池セル。
【請求項8】
前記リードフィルムは、ポリオレフィン系の物質を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の電池セル。
【請求項9】
前記リードフィルムは、前記電極リードの上部、前記電極リードの下部、及び前記電極リードの上部と下部とを連結する側面を全て囲む、請求項１から８のいずれか一項に記載の電池セル。
【請求項10】
前記ゲッター部の厚さは、５０～１５０μｍである、請求項１から９のいずれか一項に記載の電池セル。
【請求項11】
前記ゲッター部のガス透過度は、１．６ｅ５～１．６ｅ７バーラーである、請求項１から１０のいずれか一項に記載の電池セル。
【請求項12】
シーリング部の外側に露出する前記ゲッター部の面積は、シーリング部の内側に露出する前記ゲッター部の面積よりも大きい、請求項１から１１のいずれか一項に記載の電池セル。
【請求項13】
前記第１端部と前記リードフィルムの最外側における端部との間の幅は、２ｍｍ以上である、請求項１から１２のいずれか一項に記載の電池セル。
【請求項14】
前記リードフィルムのガス透過度は、６０℃で２０～６０バーラーである、請求項１から１３のいずれか一項に記載の電池セル。
【請求項15】
前記リードフィルムの水分浸透量は、２５℃、５０％ＲＨで１０年の間に０．０２～０．２ｇである、請求項１から１４のいずれか一項に記載の電池セル。
【請求項16】
電極組立体、及び前記電極組立体に含まれた電極タブと電気的に接続された電極リードを用意する段階と、前記電極リードが電池ケースの外側に突出するように前記電極組立体を前記電池ケースの収納部に取り付ける段階と、
前記電池ケースの外周辺を密封してシーリング部を形成する段階と、を含む電池セルの製造方法であって、
前記電極リードを用意する段階は、
前記電極リードの上部及び下部の少なくとも一方において、前記シーリング部に対応する部分に位置するようにリードフィルムを前記電極リードに付着する段階と、
前記電極リード上に吸湿物質を含むゲッター樹脂をコーティングしてゲッター部を形成する段階と、を含み、
前記ゲッター部は、前記電池ケースの外部側の第１端部及び前記電池ケースの内部側の第２端部を含み、
前記第１端部は、前記リードフィルムで覆われており、且つ、前記シーリング部によっては覆われていない、電池セルの製造方法。
【請求項17】
前記吸湿物質は、酸化カルシウム、酸化バリウム、塩化リチウム、シリカ、カルシウム及びバリウムから選択される少なくとも一つを含み、
前記ゲッター樹脂は、オレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂から選択される少なくとも一種を含むバインダーをさらに含む、請求項１６に記載の電池セルの製造方法。
【請求項18】
前記第２端部は、前記リードフィルムによって覆われておらず、且つ、前記シーリング部と重なっていない、請求項１６または１７に記載の電池セルの製造方法。
【請求項19】
請求項１から１５のいずれか一項に記載の電池セルを含む、電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、２０２１年２月２５日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－００２５９１０号に基づく優先権を主張する。
【0002】
本発明は、電池セル、その製造方法及びそれを含む電池モジュールに関し、より具体的には、電池セルの内部で発生したガスを外側に排出しながらも、外側からの水分の浸透は最小化することができる電池セル、その製造方法及びそれを含む電池モジュールに関する。
【背景技術】
【0003】
モバイル機器に対する技術開発及び需要が増加するにつれ、エネルギー源としての二次電池の需要が急増している。特に、二次電池は、携帯電話、デジタルカメラ、ノートパソコン、ウェアラブルデバイスなどのモバイル機器だけでなく、電気自転車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車などの動力装置のエネルギー源としても多くの関心を集めている。
【0004】
このような二次電池は、電池ケースの形状によって、電極組立体が円筒型または角形の金属缶に収納されている円筒型電池及び角形電池と、電極組立体がアルミニウムラミネートシートからなるパウチ型ケースに収納されているパウチ型電池とに分けられる。ここで、電池ケースに収納される電極組立体は、正極、負極、及び前記正極と前記負極との間に介在された分離膜を備え、充放電が可能な発電素子であって、活物質が塗布された長尺シート型の正極と負極との間に分離膜を介在して巻き取ったゼリーロール型と、複数の正極と負極とを、分離膜を介在した状態で順次に積層した積層型とに分けられる。
【0005】
中でも、特に積層型または積層／折畳み型電極組立体をアルミニウムラミネートシートからなるパウチ型電池ケースに収納した構造のパウチ型電池は、製造コストが低くて軽量であり、変形が容易であるなどの理由から使用量が次第に増加している。
【0006】
図１は、従来の電池セルの上面図である。図２は、図１のａ－ａ’に沿った断面図である。図１及び図２を参照すると、従来の電池セル１０は、電極組立体１１が収納部２１に取り付けられ、外周辺が熱融着によって密封された構造のシーリング部２５を含む電池ケース２０を含む。ここで、シーリング部２５を通って電池ケース２０の外側に突出している電極リード３０を含み、電極リード３０の上下部とシーリング部２５との間にはリードフィルム４０が位置する。
【0007】
しかし、近年、電池セルのエネルギー密度の増加とともに、電池セルの内部で発生するガスの量も増加するという問題がある。従来の電池セル１０の場合、電池セルの内部で発生したガスを排出する部品が含まれておらず、電池セルにガス発生によるベンティング現象が生じ得る。さらに、ベンティング現象によって損傷された電池セルの内部に水分が浸透して副反応が引き起こされ、電池性能の低下及びさらなるガスの発生につながるおそれがある。そこで、電池セルの内部で発生したガスを外側に排出しながらも、外側からの水分の浸透は最小化する電池セルに対する開発要求が高まっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明が解決しようとする課題は、電池セルの内部で発生したガスを外側に排出しながらも、外側からの水分の浸透は最小化することができる電池セル、その製造方法及びそれを含む電池モジュールを提供することである。
【0009】
本発明が解決しようとする課題は、上述した課題に制限されず、言及されていない課題は、本明細書及び添付される図面から当業者に明確に理解されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の一態様による電池セルは、電極組立体が取り付けられる収納部、及び該収納部の外周辺が密封されて形成されるシーリング部を含む電池ケースと、前記電極組立体に含まれた電極タブと電気的に接続され、前記シーリング部を通って前記電池ケースの外側に突出している電極リードと、前記電極リードの上部及び下部の少なくとも一方において、前記シーリング部に対応する部分に位置するリードフィルムと、前記電極リードと前記シーリング部との間の一部領域に形成されたゲッター（ｇｅｔｔｅｒ）部と、を含み、前記ゲッター部は、前記電池ケースの外部側の第１端部及び前記電池ケースの内部側の第２端部を含み、前記第１端部は、前記リードフィルムで覆われ、前記シーリング部によっては覆われない。
【0011】
前記第２端部は、前記リードフィルムによって覆われておらず、前記シーリング部と重ならない。
【0012】
前記ゲッター部は、前記電極リードの直上に形成され、前記リードフィルムは、前記ゲッター部を介在して前記電極リード上に配置され得る。
【0013】
前記ゲッター部上に位置するリードフィルムの厚さは、１００～３００μｍであり得る。
【0014】
前記リードフィルムは、前記電極リードと直接接する第１リードフィルム、及び前記ゲッター部を介在して前記第１リードフィルムの上部に配置される第２リードフィルムを含み得る。
【0015】
前記第２リードフィルムの厚さは、１００～３００μｍであり得る。
【0016】
前記ゲッター部は、ＣａＯ、ＬｉＣｌ、Ｃａ、Ｂａ、及びＢａＯから選択される少なくとも一つの吸湿物質を含み得る。
【0017】
前記ゲッター部は、オレフィン系高分子、アクリル系高分子、フッ素系高分子から選択される少なくとも１種を含むバインダー物質をさらに含み得る。
【0018】
前記リードフィルムは、ポリオレフィン系の物質を含み得る。
【0019】
前記リードフィルムは、前記電極リードの上部、前記電極リードの下部、及び前記電極リードの上部と下部とを連結する側面を全て囲み得る。
【0020】
前記ゲッター部の厚さは、５０～１５０μｍであり得る。
【0021】
前記ゲッター部のガス透過度（ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）は、１．６ｅ５～１．６ｅ７バーラー（ｂａｒｒｅｒ）であり得る。
【0022】
シーリング部の外側に露出する前記ゲッター部の面積は、シーリング部の内側に露出する前記ゲッター部の面積よりも大きくなり得る。
【0023】
前記第１端部と前記リードフィルムの最外側における端部との間の幅は、２ｍｍ以上であり得る。
【0024】
前記リードフィルムのガス透過度は、６０℃で２０～６０バーラーであり得る。
【0025】
前記リードフィルムの水分浸透量は、２５℃、５０％ＲＨで１０年の間に０．０２～０．２ｇであり得る。
【0026】
本発明の他の一態様による電池セルの製造方法は、電極組立体、及び前記電極組立体に含まれた電極タブと電気的に接続された電極リードを用意する段階と、前記電極リードが電池ケースの外側に突出するように前記電極組立体を前記電池ケースの収納部に取り付ける段階と、前記電池ケースの外周辺を密封してシーリング部を形成する段階と、を含む。前記電極リードを用意する段階は、前記電極リードの上部及び下部の少なくとも一方において、前記シーリング部に対応する部分に位置するようにリードフィルムを前記電極リードに付着する段階と、前記電極リード上にゲッター樹脂をコーティングしてゲッター部を形成する段階と、を含み、前記ゲッター部は、前記電池ケースの外部側の第１端部及び前記電池ケースの内部側の第２端部を含み、前記第１端部は、前記リードフィルムで覆われ、前記シーリング部によっては覆われない。
【0027】
前記ゲッター樹脂は、ＣａＯ、ＬｉＣｌ、Ｃａ、Ｂａ、ＢａＯから選択される少なくとも一つの吸湿物質、及びオレフィン係樹脂、アクリル係樹脂、フッ素係樹脂から選択される少なくとも一種を含むバインダーを含み得る。
【0028】
前記第２端部は、前記リードフィルムによって覆われず、前記シーリング部と重ならない。
【0029】
本発明のさらに他の一態様による電池モジュールは、上述した電池セルを含む。
【発明の効果】
【0030】
本発明の実施形態によれば、外側にガスを排出しながらも、外側からの水分と反応して、電池セルの内部に水分が浸透することを最小化するゲッター部を備えた電池セル、その製造方法及びそれを含む電池モジュールを提供し、電池セルの内部で発生したガスを外側に排出しながらも、外側からの水分の浸透は最小化することができる。
【0031】
本発明の効果は上述した効果に制限されず、言及されていない効果は本明細書及び添付される図面から当業者に明確に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】従来の電池セルの上面図である。
【図3】本発明の一実施形態による電池セルの上面図である。
【図5a】本発明の一実施形態の変形例による電池セルの一部を示した上面図である。
【図5b】本発明の一実施形態の変形例による電池セルの一部を示した上面図である。
【図5c】本発明の一実施形態の変形例による電池セルの一部を示した上面図である。
【図5d】本発明の一実施形態の変形例による電池セルの一部を示した上面図である。
【図5e】本発明の一実施形態の変形例による電池セルの一部を示した上面図である。
【図6】本発明の他の一実施形態による電池セルの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0033】
以下、図面を参照して本発明の多様な実施形態について当業者が容易に実施できるように詳しく説明する。本発明は、様々な異なる形態で具現でき、後述する実施形態に限定されるものではない。
【0034】
本発明を明確に説明するため、説明と関係ない部分は省略し、明細書の全体を通して同一または類似の構成要素に対しては、同じ参照符号を付することにする。
【0035】
また、図示された各構成の大きさ及び厚さは、説明の便宜上、任意に示されているため、本発明が図示によって限定されることはない。図面においては、多様な層及び領域を明確に示すため、厚さを拡大して示している。そして、図面において、説明の便宜上、一部の層及び領域の厚さを誇張して示している。
【0036】
また、明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは特に言及されない限り、他の構成要素を除外するものではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。
【0037】
また、明細書の全体において、「平面図」とするとき、これは対象部分を上方から眺めた場合を意味し、「断面図」とするとき、これは対象部分を垂直に切った断面を側方から眺めた場合を意味する。
【0038】
以下、図３～図５を参照して本発明の一実施形態によるパウチ電池セル１００について説明する。但し、パウチ電池セル１００の両側面のうちの一側面を基準にして説明するが、必ずしもこれに限定されるものではなく、他側面の場合にも同一または類似の説明が適用され得る。
【0039】
【0040】
図３を参照すると、本実施形態による電池セル１００は、電池ケース２００、電極リード３００、及びリードフィルム４００を含む。
【0041】
電池ケース２００は、電極組立体１１０が収納部２１０に取り付けられ、外周辺が密封された構造のシーリング部２５０を含む。前記シーリング部２５０は、熱またはレーザーなどによって密封され得る。電池ケース２００は、樹脂層及び金属層を含むラミネートシートからなり得る。より具体的には、電池ケース２００は、ラミネートシートからなり、最外郭を成す外側樹脂層、物質の通過を防止する遮断性金属層、及び密封のための内側樹脂層で構成され得る。
【0042】
また、電極組立体１１０は、ゼリーロール型（巻取型）、積層型（スタック型）、または複合型（積層／折畳み型）の構造からなり得る。より具体的には、電極組立体１１０は、正極、負極、これらの間に配置される分離膜からなり得る。
【0043】
電極リード３００は、電極組立体１１０に含まれた電極タブ（図示せず）と電気的に接続され、シーリング部２５０を通って電池ケース２００の外側に突出している。また、リードフィルム４００は、電極リード３００の上部及び下部の少なくとも一方で、シーリング部２５０に対応する部分に位置する。これにより、リードフィルム４００は、熱融着時に電極リード３００で短絡が発生することを防止するとともに、シーリング部２５０と電極リード３００との密封性を向上させることができる。
【0044】
電極リード３００上には、少なくとも一部領域に形成されたゲッター（ｇｅｔｔｅｒ）部５００を含む。ゲッター部５００は、電極リード３００とシーリング部２５０との間の領域に形成され得る。ゲッター部５００は、電池ケース２００の外側に向かう第１端部５１０、及び電池ケース２００の内側に向かう第２端部５２０を含む。このとき、第１端部５１０は、リードフィルム４００で覆われ、且つ、シーリング部２５０によっては覆われず露出するように構成される。これにより、電池セルの内部で発生したガスが第１端部５１０を通って外側へと排出され得る。
【0045】
また、第２端部５２０は、電池ケース２００の内部に位置しながら（すなわち、電池ケース２００に収納されながら）リードフィルム４００によっては覆われず、且つ、シーリング部２５０と重ならないように構成され得る。これにより、電池セルの内部で発生したガスが、第２端部５２０からゲッター部５００を通ってシーリング部２５０によって覆われない部分、すなわち第１端部５１０から外側に排出され得る。
【0046】
本発明の一実施形態において、前記ゲッター部５００のガス透過度は、１．６ｅ５～１．６ｅ７バーラー、または１ｅ６～３ｅ６バーラーであり得る。例えば、前記ゲッター部５００の二酸化炭素透過度が上述した範囲を満足し得る。
【0047】
本発明の一実施形態において、前記ゲッター部５００の厚さは、５０～１５０μｍであり得る。前記ゲッター部５００の厚さが上述した範囲を満足する場合、電池ケース２００内部のガスを外側へとより容易に排出できる。
【0048】
このようなゲッター部５００は、リードフィルム４００の材料に比べて、融点の高い材料からなり得る。また、ゲッター部５００は、電池ケース２００内に含まれる電解液と反応しない材料からなり得る。一例として、ゲッター部５００は、オレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂のうち少なくとも一種を含むバインダーを含み得る。前記オレフィン系樹脂は、ポリプロピレン、ポリエチレン、及びポリビニルジフルオライド（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｄｉｆｌｕｏｒｉｄｅ、ＰＶＤＦ）からなる群より選択された１種以上の材料を含み得る。前記フッ素系樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン及びポリビニリデンフルオライド（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ ｆｌｕｏｒｉｄｅ）からなる群より選択された１種以上の材料を含み得る。
【0049】
また、ゲッター部５００は、吸湿物質を含むことで、ガス透過度を高め、水分の浸透度を最小化できる。一例として、前記吸湿物質は、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、シリカ（ＳｉＯ２）、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）などであり得るが、これに限定されるものではなく、水（Ｈ２Ｏ）と反応する物質であれば使用し得る。このように構成することで、リードフィルム４００が電池ケース２００、特にシーリング部２５０によって覆われない部分を通じて外側から水分が浸透したとしても、ゲッター部５００の吸湿物質と反応して除去されるため、電池ケース２００の内部に水分が浸透することを防止することができる。
【0050】
さらに、ゲッター部５００は、上述したバインダー及び／または吸湿物質を含むゲッター樹脂を公知のコーティング方法によって電極リード３００上にコーティングすることで形成され得る。例えば、インクジェットプリンティング、スプレーコーティング、スピンコーティング、ブレードコーティングなどのコーティング方法によって形成され得る。これにより、所望の形態で多様に変形してゲッター部５００を形成できるだけでなく、電極リード３００上にコーティングによってゲッター部５００を形成した後、それを電池ケース２００の密封時に結合することでゲッター部５００を容易に形成することができる。
【0051】
図４を参照すると、ゲッター部５００に流れ込んだガスは、ゲッター部５００の第１端部上のリードフィルム４００を通ってＺ軸方向に沿って排出され得る。
【0052】
本発明の一実施形態において、ゲッター部５００の第１端部においてシーリング部２５０の外側に露出する面積は、ゲッター部５００の第２端部においてシーリング部２５０の内側に露出する面積よりも大きくなり得る。ガス排出量はガス排出面積と圧力に比例するが、電池ケース２００内側の圧力が電池ケース２００外側の圧力よりも高いため、第１端部においてシーリング部２５０の外側に露出する面積が、第２端部においてシーリング部２５０の内側に露出する面積よりも大きい場合、電池ケース２００の内部で発生したガスを外部へとより容易に排出できる。ここで、「シーリング部の外側」とは、電池ケースの外部側におけるシーリング部の端部よりも電池ケースの外側の領域を意味し、「シーリング部の内側」とは、電池ケースの内部側におけるシーリング部の端部よりも電池ケースの内側の領域を意味する。
【0053】
本発明の一実施形態において、第１端部においてシーリング部２５０の外側に露出する面積は４０～８０ｍｍ２であり得る。これは、６０℃、内部圧力１気圧基準で、１日の間に約０．５～３ｃｃのガスが排出される大きさである。また、水分浸透量が２５℃、５０％ＲＨで１０年の間に０．０２～０．２ｇになる大きさである。
【0054】
図４を参照すると、前記ゲッター部５００上に位置するリードフィルム４００の厚さＨは、１００～３００μｍ、または１００～２００μｍであり得る。ゲッター部５００上に位置するリードフィルム４００の厚さＨが上述した範囲を満足する場合、電池ケース２００内部のガスを外側へとより容易に排出できる。
【0055】
図４を参照すると、前記第１端部と前記リードフィルムの最外側における端部との間の幅Ｗは、２ｍｍ以上、または２ｍｍ～３ｍｍであり得る。前記第１端部と前記リードフィルムの最外側における端部との間の幅Ｗが上述した範囲を満足する場合、電池ケース２００の内部で発生したガスが外側に排出される過程でリードフィルム４００が破れる現象をより容易に防止することができる。
【0056】
一方、リードフィルム４００は、電極リード３００の上部、電極リード３００の下部に位置し、これらを連結して電極リード３００の側面を全て囲むように形成され得る。これにより、リードフィルム４００は、電極リード３００の側面が外部に露出することを防止するとともに、シーリング部２５０と電極リード３００との密封性を向上させることができる。
【0057】
本発明の一実施形態において、前記リードフィルム４００のガス透過度は、６０℃で２０～６０バーラー、または３０～４０バーラーであり得る。例えば、前記リードフィルム４００の二酸化炭素透過度が上述した範囲を満足し得る。また、リードフィルム４００の厚さ２００μｍを基準にしてガス透過度が６０℃で上述した範囲を満足し得る。前記リードフィルム４００のガス透過度が上述した範囲を満足する場合、電池セルの内部で発生するガスをより効果的に排出することができる。
【0058】
本明細書において、ガス透過度はＡＳＴＭ Ｆ２４７６－２０で測定し得る。
【0059】
本発明の一実施形態において、前記リードフィルム４００の水分浸透量は、２５℃、５０％ＲＨで１０年の間に０．０２～０．２ｇ、または０．０２～０．０４ｇ、または０．０６ｇ、または０．１５ｇであり得る。前記リードフィルム４００の水分浸透量が上述した範囲を満足する場合、前記リードフィルム４００から流入される水分の浸透をより効果的に防止することができる。
【0060】
前記リードフィルム４００の水分浸透量は、ＡＳＴＭ Ｆ １２４９方式を採択して測定し得る。このとき、ＭＣＯＯＮ社から公式認証された装置を使用して測定し得る。
【0061】
本発明の一実施形態において、前記リードフィルム４００は、ガス透過度が６０℃で２０～６０バーラーであり、且つ、水分浸透量が２５℃、５０％ＲＨで１０年の間に０．０２～０．２ｇであり得る。前記リードフィルム４００のガス透過度及び水分浸透量が上述した範囲を満足する場合、二次電池の内部で発生するガスを排出すると同時に、外部からの水分浸透をより効果的に防止することができる。
【0062】
本発明の一実施形態において、前記リードフィルム４００は、ポリオレフィン系樹脂を含み得る。例えば、前記リードフィルム４００は、上述したガス透過度及び／または水分浸透量を満足するポリオレフィン系樹脂を含み得る。前記ポリオレフィン系樹脂は、ポリプロピレン、ポリエチレン、及びポリビニルジフルオライド（ＰＶＤＦ）からなる群より選択された１種以上の材料を含み得る。前記リードフィルム４００は、ポリプロピレンを含み、且つ、前記リードフィルム４００のガス透過度が６０℃で２０～６０バーラーであり得る。また、水分浸透量が０．０６ｇ～０．１５ｇであり得る。この場合、二次電池の内部で発生するガスの排出がより効果的であるだけでなく、外部からの水分浸透の防止も容易である。
【0063】
また、リードフィルム４００は、上述した材料からなることで、電池セル１００の気密性を維持することができ、内部電解液の漏れも防止することができる。
【0064】
ゲッター部５００の形状は、電池ケース２００の外側に露出してシーリング部２５０によって覆われないゲッター部の第１端部が、リードフィルム４００によって覆われるように形成された形状であれば、特に限定されない。このように、工程環境を考慮して耐久性及び気密性を制御するように、ゲッター部５００の形状を適切に変更可能である。
【0065】
図５ａ～図５ｅに示されたように、本発明の一実施形態の変形例では、ゲッター部５００の形状を多様に変形して形成し得る。すなわち、図５ａのようなストライプ状のゲッター部５０１、図５ｂのような外側の長さがさらに長く形成されたゲッター部５０２、図５ｃのような半円状のゲッター部５０３、図５ｄのような橋状のゲッター部５０４、及び図５ｅのような広い面積で形成されたゲッター部５０５など、多様な形状のゲッター部を形成し得る。ここで、「外側」とは、シーリング部によって覆われていないゲッター部の部分を意味し、「外側の長さ」とは、電極リード３００の突出方向と直交する方向におけるゲッター部５０２の一端と他端との間の距離の最大値を意味する。
【0066】
以下、本発明の他の一実施形態について図６を参照して説明する。
【0067】
図６は、本発明の他の一実施形態による電池セルの断面図である。
【0068】
図６に示されたように、本発明の他の一実施形態では、リードフィルム４００が、電極リード３００の直上に形成された第１リードフィルム４１０、及びゲッター部５００を介在して第１リードフィルム４１０上に形成された第２リードフィルム４２０を含む。このような構成は、既に第１リードフィルム４１０が形成された電極リード３００上に、ゲッター部５００を塗布した後、第２リードフィルム４２０を形成することで得られる。したがって、既に第１リードフィルム４１０が付着されて製造された従来の電極リード３００にも簡単にゲッター部５００を適用可能である。
【0069】
図６を参照すると、前記第２リードフィルム４２０の厚さＨは、１００～３００μｍ、または１００～２００μｍであり得る。前記第２リードフィルム４２０の厚さＨが上述した範囲を満足する場合、電池ケース２００内部のガスを外部へとより容易に排出できる。
【0070】
以上のように、本発明の一実施形態によれば、電池ケース２００の密封力を維持しながらも、電池ケース２００の内部で発生したガスを外側へと容易に排出することができる。特に、このとき、ガスが排出される通路を通って外部から水分が浸透しても、ゲッター部５００によって直ちに除去できるため、電池ケース２００内部への水分の浸透も容易に防止することができる。また、電極リード３００上にゲッター樹脂をコーティングする簡単な工程だけでも、ゲッター部５００の具現が可能である。
【0071】
本発明のさらに他の実施形態による電池モジュールは、上述した電池セルを含む。一方、本実施形態による電池モジュールは、一つまたはそれ以上がパックケース内にパッケージングされて電池パックを形成してもよい。
【0072】
上述した電池モジュール及びそれを含む電池パックは、多様なデバイスに適用され得る。このようなデバイスは、電気自転車、電気自動車、ハイブリッド自動車などの運送手段であり得るが、本発明はこれに制限されず、電池モジュール及びそれを含む電池パックを使用できる多様なデバイスに適用可能であり、これも本発明の権利範囲に属する。
【0073】
以上、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲は、これに限定されるものではなく、特許請求の範囲で請求する本発明の基本概念を用いた当業者の多様な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属することは言うまでもない。
【符号の説明】
【0074】
１０ 従来の電池セル
１１ 電極組立体
２０ 電池ケース
２１ 収納部
２５ シーリング部
３０ 電極リード
４０ リードフィルム
１００ パウチ電池セル
１１０ 電極組立体
２００ 電池ケース
２１０ 収納部
２５０ シーリング部
３００ 電極リード
４００ リードフィルム
４１０ 第１リードフィルム
４２０ 第２リードフィルム
５００、５０１、５０２、５０３、５０４、５０５ ゲッター部
５１０ 第１端部
５２０ 第２端部
１１ 電極組立体
２０ 電池ケース
２１ 収納部
２５ シーリング部
３０ 電極リード
４０ リードフィルム
１００ パウチ電池セル
１１０ 電極組立体
２００ 電池ケース
２１０ 収納部
２５０ シーリング部
３００ 電極リード
４００ リードフィルム
４１０ 第１リードフィルム
４２０ 第２リードフィルム
５００、５０１、５０２、５０３、５０４、５０５ ゲッター部
５１０ 第１端部
５２０ 第２端部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5a】
【図5b】
【図5c】
【図5d】
【図5e】
【図6】