KR20260049953A

KR20260049953A - Secondary battery

Info

Publication number: KR20260049953A
Application number: KR1020240135478A
Authority: KR
Inventors: 김종완
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2024-10-07
Filing date: 2024-10-07
Publication date: 2026-04-14

Abstract

본 개시는 이차 전지를 제공한다. 본 개시에 따른 이차 전지는, 1 전극, 제2 전극 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 개재되는 세퍼레이터가 권취되고, 권취 중심에 센터홀이 형성된 전극 조립체, 바닥부, 바닥부와 연결된 측벽부 및 바닥부와 대향하는 개구부를 포함하고, 전극 조립체가 수용되는 케이스, 센터홀에 삽입되는 쇼트 핀(short pin), 전극 조립체의 상측에 배치되는 절연 부재 및 케이스의 측벽부의 일단과 결합하여, 개구부를 밀봉하는 캡 어셈블리를 포함하고, 쇼트 핀은, 센터홀의 길이 방향으로 연장되는 바디부 및 바디부로부터 상이한 방향으로 돌출되는 복수의 에지부를 포함할 수 있다.The present disclosure provides a secondary battery. The secondary battery according to the present disclosure comprises an electrode assembly having a center hole formed at the center of the winding, wherein a first electrode, a second electrode, and a separator interposed between the first electrode and the second electrode are wound; a case in which the electrode assembly is received, comprising a bottom portion, a side wall portion connected to the bottom portion, and an opening facing the bottom portion; a short pin inserted into the center hole; an insulating member disposed on the upper side of the electrode assembly; and a cap assembly that seals the opening by being coupled to one end of the side wall portion of the case, wherein the short pin may include a body portion extending in the longitudinal direction of the center hole and a plurality of edge portions protruding in different directions from the body portion.

Description

Secondary Battery

본 개시는 이차 전지에 관한 것이다.The present disclosure relates to a secondary battery.

이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 저용량의 이차 전지는 스마트폰, 피처폰, 노트북 컴퓨터, 디지털 카메라 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량의 이차 전지는 하이브리드 자동차, 전기 자동차 등의 모터 구동용 전원 및 전력 저장용 전지 등으로 널리 사용되고 있다. 이러한 이차 전지는 양극 및 음극으로 이루어지는 전극 조립체, 이를 수용하는 케이스, 전극 조립체에 연결되는 전극 단자 등을 포함한다.Unlike primary batteries, which cannot be recharged, secondary batteries are batteries capable of both charging and discharging. Low-capacity secondary batteries are used in small portable electronic devices such as smartphones, feature phones, laptop computers, digital cameras, and camcorders, while high-capacity secondary batteries are widely used as power sources for motor drive systems and power storage batteries in hybrid and electric vehicles. Such secondary batteries include an electrode assembly consisting of a positive electrode and a negative electrode, a case housing the assembly, and electrode terminals connected to the electrode assembly.

전극 조립체는 양극, 음극 및 세퍼레이터가 권취되어 형성될 수 있다. 이차 전지에 외력이 가해지는 경우, 전극 조립체는 변형되거나 손상될 수 있다. 이경우, 이격되어 있던 양극 및 음극이 접촉되어 전극 조립체의 일 부분에서 쇼트(short)가 발생될 수 있다. 부분적인 쇼트는 전극 조립체의 일 부분에서 높은 저항으로 인한 발열을 초래할 수 있다. 이 때, 부분적인 쇼트에 의해 고온의 열이 발생되어 이차 전지가 발화되는 문제가 발생될 수 있다.An electrode assembly may be formed by winding a positive electrode, a negative electrode, and a separator. When an external force is applied to a secondary battery, the electrode assembly may be deformed or damaged. In this case, the separated positive and negative electrodes may come into contact, causing a short circuit in a part of the electrode assembly. A localized short circuit can lead to heat generation due to high resistance in that part of the electrode assembly. At this time, high temperatures generated by the localized short circuit may cause the secondary battery to ignite.

이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.The information described above disclosed in the background technology of this invention is intended only to enhance understanding of the background of the present invention and may therefore include information that does not constitute prior art.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한이차 전지를 제공하는 것이다.The problem that the present invention aims to solve is to provide a secondary battery for solving the above-mentioned problems.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있다.However, the technical problems that the present invention aims to solve are not limited to those described above, and other unmentioned problems can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the invention below.

기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 1 전극, 제2 전극 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 개재되는 세퍼레이터가 권취되고, 권취 중심에 센터홀이 형성된 전극 조립체, 바닥부, 바닥부와 연결된 측벽부 및 바닥부와 대향하는 개구부를 포함하고, 전극 조립체가 수용되는 케이스, 센터홀에 삽입되는 쇼트 핀(short pin), 전극 조립체의 상측에 배치되는 절연 부재 및 케이스의 측벽부의 일단과 결합하여, 개구부를 밀봉하는 캡 어셈블리를 포함하고, 쇼트 핀은, 센터홀의 길이 방향으로 연장되는 바디부 및 바디부로부터 상이한 방향으로 돌출되는 복수의 에지부를 포함할 수 있다.A secondary battery according to one embodiment of the present invention for solving technical problems comprises: an electrode assembly having a center hole formed at the center of the winding, wherein a first electrode, a second electrode, and a separator interposed between the first electrode and the second electrode are wound; a bottom portion, a side wall portion connected to the bottom portion, and an opening facing the bottom portion; a case in which the electrode assembly is received; a short pin inserted into the center hole; an insulating member disposed on the upper side of the electrode assembly; and a cap assembly that seals the opening by being coupled to one end of the side wall portion of the case. The short pin may include a body portion extending in the longitudinal direction of the center hole and a plurality of edge portions protruding in different directions from the body portion.

일 실시예에 따르면, 복수의 에지부는, 서로 인접한 에지부들이 이루는 각도가 90°인 4개의 에지부를 포함할 수 있다.According to one embodiment, a plurality of edge portions may include four edge portions in which the angle formed by adjacent edge portions is 90°.

일 실시예에 따르면, 복수의 에지부 각각은, 전극 조립체를 향하는 외부면, 외부면에서 바디부로 연장된 제1 측면 및 제2 측면을 포함하고, 제1 측면과 외부면을 연결하는 제1 모서리 및 제2 측면과 외부면을 연결하는 제2 모서리를 포함하고, 복수의 에지부 각각은 서로 대응되는 크기 및 형상을 가질 수 있다.According to one embodiment, each of the plurality of edge portions includes an outer surface facing the electrode assembly, a first side and a second side extending from the outer surface to the body portion, a first edge connecting the first side and the outer surface and a second edge connecting the second side and the outer surface, and each of the plurality of edge portions may have a size and shape corresponding to each other.

일 실시예에 따르면, 제1 모서리 및 제2 모서리는 곡면일 수 있다.According to one embodiment, the first edge and the second edge may be curved surfaces.

일 실시예에 따르면, 제1 모서리 및 제2 모서리는 직선이며, 제1 측면과 외부면은 서로 수직이고, 제2 측면과 외부면은 서로 수직일 수 있다.According to one embodiment, the first corner and the second corner are straight, the first side and the outer surface are perpendicular to each other, and the second side and the outer surface may be perpendicular to each other.

일 실시예에 따르면, 복수의 에지부 각각의 최대 두께는, 바디부의 중심으로부터 복수의 에지부 각각의 끝단까지의 길이보다 작을 수 있다.According to one embodiment, the maximum thickness of each of the plurality of edge portions may be smaller than the length from the center of the body portion to the end of each of the plurality of edge portions.

일 실시예에 따르면, 바디부의 중심으로부터 복수의 에지부 각각의 끝단까지의 길이는, 센터홀의 직경의 50%보다 작을 수 있다.According to one embodiment, the length from the center of the body portion to the end of each of the plurality of edge portions may be smaller than 50% of the diameter of the center hole.

일 실시예에 따르면, 바디부로부터 복수의 에지부 각각의 끝단까지의 길이는, 센터홀의 직경의 15% 내지 40%일 수 있다.According to one embodiment, the length from the body portion to the end of each of the plurality of edge portions may be 15% to 40% of the diameter of the center hole.

일 실시예에 따르면, 전극 조립체의 권취축 방향을 기준으로, 쇼트 핀의 길이는, 전극 조립체의 길이보다 크거나 같을 수 있다.According to one embodiment, with respect to the winding axis direction of the electrode assembly, the length of the short pin may be greater than or equal to the length of the electrode assembly.

일 실시예에 따르면, 쇼트 핀의 소재는, 금속을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the material of the short pin may include metal.

일 실시예에 따르면, 쇼트 핀의 바디부는, 전극 조립체의 센터홀의 축 중심에 대응되도록 배치될 수 있다.According to one embodiment, the body portion of the short pin may be positioned to correspond to the axial center of the center hole of the electrode assembly.

일 실시예에 따르면, 쇼트 핀은, 외부면에 형성된 돌기를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, the short pin may further include a protrusion formed on the outer surface.

일 실시예에 따르면, 돌기는, 톱니 형상일 수 있다.According to one embodiment, the protrusion may be serrated.

일 실시예에 따르면, 쇼트 핀은, 케이스의 바닥부를 향하는 면에 배치된 절연층을 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, the short pin may further include an insulating layer disposed on a surface facing the bottom of the case.

일 실시예에 따르면, 절연층의 소재는, 세라믹, 폴리프로필렌(PP) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the material of the insulating layer may include at least one of ceramic, polypropylene (PP), and polyethylene terephthalate (PET).

일 실시예에 따르면, 제1 전극은 양극이고, 제2 전극은 음극일 수 있다.According to one embodiment, the first electrode may be an anode and the second electrode may be a cathode.

일 실시예에 따르면, 이차 전지는, 코인형 전지(coin cell) 또는 버튼형 전지(button cell)를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the secondary battery may include a coin cell or a button cell.

일 실시예에 따르면, 전극 조립체는, 제1 전극에 연결된 제1 전극탭 및According to one embodiment, the electrode assembly comprises a first electrode tab connected to a first electrode and

제2 전극에 연결된 제2 전극탭을 더 포함할 수 있다.It may further include a second electrode tab connected to the second electrode.

일 실시예에 따르면, 제1 전극탭은, 캡 어셈블리와 연결될 수 있다.According to one embodiment, the first electrode tab can be connected to a cap assembly.

일 실시예에 따르면, 제2 전극탭은, 케이스의 바닥부와 연결될 수 있다.According to one embodiment, the second electrode tab can be connected to the bottom part of the case.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 안전성이 향상된 이차 전지를 제공할 수 있다.According to some embodiments of the present invention, a secondary battery with improved safety can be provided.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 이차 전지가 외력에 의해 변형되는 경우, 이차 전지의 발화를 방지하여 안전성이 향상된 이차 전지를 제공할 수 있다.According to some embodiments of the present invention, when the secondary battery is deformed by an external force, it is possible to provide a secondary battery with improved safety by preventing the secondary battery from igniting.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 쇼트 핀(short pin)이 전극 조립체에 접촉되어 전극 및/또는 세퍼레이터를 파열시켜 쇼트가 발생되는 면적을 증가시킴으로써, 쇼트에 의한 발열 온도를 감소시켜 이차 전지의 발화를 방지할 수 있다.According to some embodiments of the present invention, a short pin contacts an electrode assembly and ruptures the electrode and/or separator, thereby increasing the area where a short circuit occurs, which reduces the heat generated by the short circuit and prevents ignition of the secondary battery.

다만, 본 발명을 통해 얻을 수 있는 효과는 상술한 효과들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적인 효과들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects obtainable through the present invention are not limited to those described above, and other unmentioned technical effects will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the invention below.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 이차 전지의 예시를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 이차 전지의 예시를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 전극 조립체의 권취 전/후의 예시를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 쇼트 핀의 예시를 나타내는 사시도이다.
도 5는 쇼트 핀을 도 4의 O-O'선으로 자른 단면을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 돌기를 더 포함하는 쇼트 핀의 예시를나타내는 사시도이다.
도 7은 쇼트 핀을 도 6의 P-P'선으로 자른 단면을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 전극 조립체의 센터홀에 삽입된 쇼트 핀의 예시를 나타내는 사시도이다.
도 9는 전극 조립체의 센터홀에 삽입된 쇼트 핀을 도 8의 Q-Q'선으로 자른 단면을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 종 방향으로 외력이 가해지는 이차 전지의 예시를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 횡 방향으로 외력이 가해지는 이차 전지의 예시를 나타내는 도면이다.The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention and serve to further enhance understanding of the technical concept of the present invention together with the detailed description of the invention provided below; therefore, the present invention should not be interpreted as being limited only to the matters described in such drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a secondary battery according to one embodiment of the present disclosure.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a secondary battery according to one embodiment of the present disclosure.
FIG. 3 is a drawing showing an example of an electrode assembly before and after winding according to one embodiment of the present disclosure.
FIG. 4 is a perspective view showing an example of a short pin according to one embodiment of the present disclosure.
Figure 5 is a drawing showing a cross-section of a short pin cut along the O-O' line of Figure 4.
FIG. 6 is a perspective view showing an example of a short pin further including a projection according to one embodiment of the present disclosure.
Figure 7 is a drawing showing a cross-section of a short pin cut along the line P-P' of Figure 6.
FIG. 8 is a perspective view showing an example of a short pin inserted into a center hole of an electrode assembly according to one embodiment of the present disclosure.
Figure 9 is a diagram showing a cross-section of a short pin inserted into the center hole of an electrode assembly, cut along the line Q-Q' of Figure 8.
FIG. 10 is a drawing showing an example of a secondary battery to which an external force is applied in the longitudinal direction according to one embodiment of the present disclosure.
FIG. 11 is a drawing showing an example of a secondary battery to which an external force is applied in a transverse direction according to one embodiment of the present disclosure.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the attached drawings. Prior to this, terms and words used in this specification and claims should not be interpreted as being limited to their ordinary or dictionary meanings. Instead, based on the principle that the inventor can appropriately define the concepts of terms to best describe their invention, they should be interpreted in a meaning and concept consistent with the technical spirit of the present invention. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations illustrated in the drawings are merely some of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical spirit of the present invention. It should be understood that various equivalents and modifications capable of replacing them may exist at the time of filing this application.

또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.Additionally, as used herein, “comprise, include” and/or “comprising, including” specify the presence of the mentioned features, numbers, steps, actions, parts, elements, and/or groups thereof, and do not exclude the presence or addition of one or more other features, numbers, actions, parts, elements, and/or groups.

또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면을 실제 축척 대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시 될 수 있다. 또한, 서로 다른 실시예에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호가 부여될 수 있다. Additionally, to aid in understanding the invention, the attached drawings are not drawn to actual scale, and the dimensions of some components may be exaggerated. Furthermore, the same reference numerals may be assigned to identical components in different embodiments.

2개의 비교 대상이 '동일'하다는 언급은 '실질적으로 동일'한 것을 의미한다. 따라서 실질적 동일은 당업계에서 낮은 수준으로 간주되는 편차, 예를 들어 5% 이내의 편차를 가지는 경우를 포함할 수 있다. 또한, 소정 영역에서 어떠한 파라미터가 균일하다는 것은 평균적 관점에서 균일하다는 것을 의미할 수 있다. The statement that two subjects of comparison are 'identical' means that they are 'substantially identical.' Therefore, substantial identity may include deviations considered low in the industry, for example, deviations within 5%. Additionally, the statement that a parameter is uniform in a given area may mean that it is uniform from an average perspective.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. Although terms such as "first," "second," etc., are used to describe various components, it goes without saying that these components are not limited by these terms. These terms are used merely to distinguish one component from another, and unless specifically stated otherwise, the first component may also be the second component.

명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 복수일 수도 있다. Throughout the specification, unless specifically stated otherwise, each component may be singular or plural.

구성요소의 "상부(또는 하부)" 또는 구성요소의 "상(또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면(또는 하면)에 접하여 배치되는 것 뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에(또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다. The fact that any configuration is placed on the "upper (or lower)" of a component or on the "upper (or lower)" of a component may mean not only that any configuration is placed in contact with the upper (or lower) surface of said component, but also that another configuration may be interposed between said component and any configuration placed on (or below) said component.

또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 전기적으로 연결(electrically coupled)되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.Furthermore, where it is stated that one component is "connected," "coupled," or "connected" to another component, it should be understood that while said components may be directly connected or connected to each other, another component may be "interposed" between each component, or that each component may be "connected," "coupled," or "connected" through another component. Additionally, when it is stated that a part is electrically coupled with another part, this includes not only cases where they are directly connected but also cases where they are connected with another component in between.

명세서 전체에서 "A 및/또는 B"라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B를 의미한다. 즉, “및/또는”은 열거된 복수의 항목들의 모든 조합 또는 임의의 조합을 포함한다. "C 내지 D"라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다. Throughout the specification, "A and/or B" means A, B, or A and B unless specifically stated otherwise. That is, "and/or" includes any combination or any combination of the enumerated items. "C to D" means C or more and D or less, unless specifically stated otherwise.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 개시의 실시예를 기술하기 위한 것이며, 본 개시의 제한을 의도하지 않는다. The terms used in this specification are intended to describe the embodiments of the present disclosure and are not intended to limit the present disclosure.

본 개시에서, 도면에 도시된 층 및 영역들이 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 즉, 도면에 도시된 크기는 이해의 편의를 위한 것일 뿐, 이에 한정되지 않는다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.In this disclosure, the sizes and relative sizes of the layers and regions depicted in the drawings may be exaggerated for clarity of description. That is, the sizes depicted in the drawings are for convenience of understanding only and are not limited thereto. Additionally, throughout the specification, the same reference numerals refer to the same components.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 이차 전지의 예시를 나타내는 사시도이다. FIG. 1 is a perspective view showing an example of a secondary battery according to one embodiment of the present disclosure.

도 1을 참조하면, 이차 전지(100)는 케이스(120), 캡 어셈블리(110) 및 전극 조립체(210, 도 2 참고)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the secondary battery (100) may include a case (120), a cap assembly (110), and an electrode assembly (210, see FIG. 2).

이차 전지(100)는 코인형(coin) 또는 버튼형(button)형 이차 전지일 수 있다. 예를 들어, 이차 전지(100)는 원기둥 형상일 수 있다. 다만, 이차 전지(10)는 이에 한정되지 않으며, 각형, 파우치형, 원통형 전지 등일 수 있다. 일 예에서, 이차 전지(100)는 충전 및 방전이 가능한 이차 전지일 수 있다.The secondary battery (100) may be a coin-type or button-type secondary battery. For example, the secondary battery (100) may be cylindrical in shape. However, the secondary battery (10) is not limited thereto and may be a prismatic, pouch-type, or cylindrical battery. In one example, the secondary battery (100) may be a rechargeable and dischargeable secondary battery.

케이스(120)는 전극 조립체(210, 도 2 참고)와 전해액을 수용하며, 캡 어셈블리(110)와 함께 이차 전지의 외형을 구성할 수 있다. 케이스(120)는 바닥부, 바닥부와 연결된 측벽부 및 바닥부와 대향하는 개구부를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 케이스(120)는 원형, 다각형 등 다양한 형상으로 구성될 수 있다. 또한 케이스(120)는 스테인리스 스틸(SUS), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 니켈(Ni)이 도금된 스틸 등의 금속, 또는 파우치를 구성하는 라미네이트 필름 혹은 플라스틱 등으로 구성될 수 있다.The case (120) accommodates the electrode assembly (210, see FIG. 2) and the electrolyte, and together with the cap assembly (110), can form the external shape of the secondary battery. The case (120) may include a bottom portion, a side wall portion connected to the bottom portion, and an opening facing the bottom portion. However, it is not limited thereto, and the case (120) may be configured in various shapes such as a circle or a polygon. Additionally, the case (120) may be composed of metals such as stainless steel (SUS), aluminum (Al), aluminum alloy, or nickel-plated steel, or a laminate film or plastic that constitutes a pouch.

케이스(120)는 전극 조립체(210, 도 2 참고)를 수용할 수 있다. 케이스(120)의 일측에 형성된 개구를 통해 전극 조립체(210, 도 2 참고)가 삽입될 수 있다. 그 후, 케이스(120)의 개구는 캡 어셈블리(110)에 의해 밀폐될 수 있다. 용접이 이루어짐으로써, 케이스(120)의 개구가 캡 어셈블리(110)에 의해 밀폐될 수 있다. 캡 어셈블리(110)는 케이스(120)의 측벽부의 일단과 결합하여, 개구부를 밀봉할 수 있다.The case (120) can accommodate an electrode assembly (210, see FIG. 2). The electrode assembly (210, see FIG. 2) can be inserted through an opening formed on one side of the case (120). Afterward, the opening of the case (120) can be sealed by a cap assembly (110). By welding, the opening of the case (120) can be sealed by the cap assembly (110). The cap assembly (110) can be joined to one end of the side wall of the case (120) to seal the opening.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 이차 전지의 예시를 나타내는 단면도이다. FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a secondary battery according to one embodiment of the present disclosure.

도 2을 참조하면, 이차 전지(200)는 전극 조립체(210), 케이스(220), 캡 어셈블리(230), 절연 부재(240) 및 쇼트 핀(short pin)(300)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the secondary battery (200) may include an electrode assembly (210), a case (220), a cap assembly (230), an insulating member (240), and a short pin (300).

케이스(220)는 바닥부(222), 바닥부(222)와 연결된 측벽부(224) 및 바닥부(222)와 대향하는 개구부(226)를 포함하고, 전극 조립체(210)가 수용될 수 있다. 케이스(220)의 일측에 형성된 개구부(226)를 통해 전극 조립체(210)가 삽입될 수 있다. 그 후, 케이스(220)의 개구부(226)는 캡 어셈블리(230)에 의해 밀폐될 수 있다. 도 2를 참고하면, 용접 영역(A, A')에 용접이 이루어짐으로써, 케이스(220)의 개구부(226)가 캡 어셈블리(230)에 의해 밀폐될 수 있다.The case (220) includes a bottom portion (222), a side wall portion (224) connected to the bottom portion (222), and an opening (226) facing the bottom portion (222), and can accommodate an electrode assembly (210). The electrode assembly (210) can be inserted through the opening (226) formed on one side of the case (220). Afterward, the opening (226) of the case (220) can be sealed by a cap assembly (230). Referring to FIG. 2, the opening (226) of the case (220) can be sealed by the cap assembly (230) by welding in the welding area (A, A').

캡 어셈블리(230)는 캡 플레이트(232), 인슐레이터(234), 터미널 플레이트(236) 및 절연 와셔(washer)(238)를 포함할 수 있다. 여기서, 캡 플레이트(232)는 케이스(220)의 개구부(226)를 커버할 수 있다. 캡 플레이트(232)는 개구부(226)의 측면에 대응되는 케이스(220)의 측면과 결합할 수 있다.The cap assembly (230) may include a cap plate (232), an insulator (234), a terminal plate (236), and an insulating washer (238). Here, the cap plate (232) may cover an opening (226) of the case (220). The cap plate (232) may be coupled to a side of the case (220) corresponding to the side of the opening (226).

캡 플레이트(232)에는 삽입홈이 형성될 수 있다. 구체적으로, 삽입홈은 캡 플레이트(232)의 중심에 형성될 수 있다. 삽입홈에 터미널 플레이트(236)의 일부(예를 들어, 터미널 플레이트의 삽입부(236b))가 삽입되고 터미널 플레이트(236)가 캡 플레이트(232) 상에 배치될 수 있다. 터미널 플레이트(236)는 몸체부(236a) 및 몸체부(236a) 상에 돌출된 삽입부(236b)를 포함할 수 있다. 여기서, 터미널 플레이트(236)의 삽입부(236b)가 캡 플레이트(232)의 삽입홈에 삽입될 수 있다. 또한, 터미널 플레이트(236)의 삽입부(236b)는 제1 전극탭(216)과 접촉함으로써 전기적으로 연결될 수 있다. 도 2를 참조하면, 삽입부(236b)가 전극 조립체(210)를 향하도록 터미널 플레이트(236)를 포함하는 캡 어셈블리(230)가 케이스(220)와 결합될 수 있다. 다만, 터미널 플레이트의 삽입부가 전극 조립체와 반대되는 방향(즉, 전지의 상면 방향)을 향하도록 캡 어셈블리가 케이스와 결합할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.An insertion groove may be formed in the cap plate (232). Specifically, the insertion groove may be formed at the center of the cap plate (232). A part of the terminal plate (236) (e.g., an insertion part (236b) of the terminal plate) may be inserted into the insertion groove, and the terminal plate (236) may be placed on the cap plate (232). The terminal plate (236) may include a body part (236a) and an insertion part (236b) protruding from the body part (236a). Here, the insertion part (236b) of the terminal plate (236) may be inserted into the insertion groove of the cap plate (232). Additionally, the insertion part (236b) of the terminal plate (236) may be electrically connected by contacting the first electrode tab (216). Referring to FIG. 2, a cap assembly (230) including a terminal plate (236) may be coupled to a case (220) such that the insertion portion (236b) faces the electrode assembly (210). However, the cap assembly may be coupled to the case such that the insertion portion of the terminal plate faces in a direction opposite to the electrode assembly (i.e., the direction of the upper surface of the battery), and is not limited thereto.

인슐레이터(234)는 터미널 플레이트(236)와 캡 플레이트(232) 사이에 배치될 수 있다. 인슐레이터(234)는 접착력을 가지고 있어 터미널 플레이트(236)와 캡 플레이트(232)를 결합시킬 수 있다. 인슐레이터(234)는 절연 물질로 이루어져, 터미널 플레이트(236)와 캡 플레이트(232) 사이를 전기적으로 절연시킬 수 있다.An insulator (234) may be placed between the terminal plate (236) and the cap plate (232). The insulator (234) has adhesive properties so that it can bond the terminal plate (236) and the cap plate (232). The insulator (234) is made of an insulating material so that it can electrically insulate the terminal plate (236) and the cap plate (232).

절연 와셔(washer)(238)는 캡 플레이트(232)의 하면에 배치될 수 있다. 여기서, 캡 플레이트(232)의 상면은 터미널 플레이트(236)의 몸체부(236a)에 대향하고, 캡 플레이트(232)의 하면은 전극 조립체에 대향할 수 있다. 절연 와셔(238)는 절연 물질로 이루어져, 캡 플레이트(232)와 전극 조립체(210) 사이 또는 캡 플레이트(232)와 제1 전극탭(216) 사이를 절연시킬 수 있다.An insulating washer (238) may be placed on the lower surface of the cap plate (232). Here, the upper surface of the cap plate (232) may face the body portion (236a) of the terminal plate (236), and the lower surface of the cap plate (232) may face the electrode assembly. The insulating washer (238) may be made of an insulating material and may insulate between the cap plate (232) and the electrode assembly (210) or between the cap plate (232) and the first electrode tab (216).

전극 조립체(210)는 전극 조립체(210)의 최외곽 둘레 중 적어도 일부를 감싸는 마감 테이프(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 마감 테이프(미도시)는 권취된 전극 조립체(210)를 고정할 수 있다. 예를 들어, 전극 조립체(210)에서 제1 전극, 제2 전극 및 세퍼레이터의 권취가 마감 테이프(미도시)에 의해 풀리지 않고 유지될 수 있다. 예를 들어, 마감 테이프는 접착력을 가져 전극 조립체(210)의 최외곽 둘레 중 적어도 일부와 결합할 수 있다.The electrode assembly (210) may include a finishing tape (not shown) that wraps around at least a portion of the outermost perimeter of the electrode assembly (210). Here, the finishing tape (not shown) can secure the wound electrode assembly (210). For example, the winding of the first electrode, the second electrode, and the separator in the electrode assembly (210) can be maintained without unraveling by the finishing tape (not shown). For example, the finishing tape may have adhesive properties and can bond with at least a portion of the outermost perimeter of the electrode assembly (210).

전극 조립체(210)는 제1 전극(212)에 연결된 제1 전극탭(216) 및 제2 전극(214)에 연결된 제2 전극탭(218)을 더 포함할 수 있다. 제1 전극탭(216)은 캡 어셈블리(230)와 연결되며, 제2 전극탭(218)은 케이스(220)의 바닥부(222)와 연결될 수 있다.The electrode assembly (210) may further include a first electrode tab (216) connected to a first electrode (212) and a second electrode tab (218) connected to a second electrode (214). The first electrode tab (216) is connected to a cap assembly (230), and the second electrode tab (218) may be connected to a bottom portion (222) of a case (220).

제1 전극탭(216)은 전극 조립체(210)가 수용되고, 캡 어셈블리(230)가 결합된 케이스(220)에서 터미널 플레이트(236) 아래에서 절곡될 수 있다. 절곡된 제1 전극탭(216)은 절연 부재(240)에 의해 전극 조립체(210)와의 단락이 방지될 수 있다. 절연 부재(240)는 전극 조립체(210)와 터미널 플레이트(236) 사이에 배치될 수 있다. 구체적으로, 절연 부재(240)는 터미널 플레이트(236) 아래에 위치한 제1 전극탭(216)과 전극 조립체(210) 사이에 배치될 수 있다. 절연 부재(240)는 절연 물질을 포함할 수 있다. 절연 부재(240)는 제1 전극탭(216)과 전극 조립체(210) 사이를 이격시킬 수 있다. 또한, 절연 부재(240)는 제1 전극탭(216)과 전극 조립체(210) 사이를 전기적으로 절연시킬 수 있다.The first electrode tab (216) can be folded under the terminal plate (236) in a case (220) in which the electrode assembly (210) is accommodated and the cap assembly (230) is coupled. The folded first electrode tab (216) can be prevented from being short-circuited with the electrode assembly (210) by an insulating member (240). The insulating member (240) can be placed between the electrode assembly (210) and the terminal plate (236). Specifically, the insulating member (240) can be placed between the first electrode tab (216) located under the terminal plate (236) and the electrode assembly (210). The insulating member (240) may include an insulating material. The insulating member (240) can separate the first electrode tab (216) and the electrode assembly (210). Additionally, the insulating member (240) can electrically insulate the first electrode tab (216) and the electrode assembly (210).

제1 전극탭(216) 및 제2 전극탭(218) 각각은 커버 테이프로 덮일 수 있다. 커버 테이프는 절연 물질을 포함할 수 있다. 여기서, 절연 물질은 전기적 절연성을 제공하여 전류가 통과하지 않도록 할 수 있다. 이로 인해, 제1 전극탭(216) 및 제2 전극탭(218)과 전도성 부품 사이에서 발생될 수 있는 단락이 방지될 수 있다.Each of the first electrode tab (216) and the second electrode tab (218) may be covered with a cover tape. The cover tape may include an insulating material. Here, the insulating material may provide electrical insulation to prevent current from passing through. As a result, a short circuit that may occur between the first electrode tab (216) and the second electrode tab (218) and a conductive component can be prevented.

전극 조립체(210)는 원기둥 모양으로 권취된 상태에서 전해액과 함께 케이스(220)의 내부에 수용될 수 있다. 전해액은 양극과 음극의 사이에서 리튬 이온이 이동될 수 있도록 주입되는 염을 함유한 유기 액체로서, , , 등의 리튬염과 고순도 유기 용매류의 혼합물인 비수질계 유기 전해액을 포함하여 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The electrode assembly (210) can be housed inside a case (220) together with an electrolyte while wound into a cylindrical shape. The electrolyte is an organic liquid containing a salt that is injected to allow lithium ions to move between the positive and negative electrodes. , , It may be composed of a non-aqueous organic electrolyte which is a mixture of lithium salts and high-purity organic solvents, but is not limited thereto.

일 실시예에 따르면, 쇼트 핀(short pin)(300)은 전극 조립체(210)의 센터홀(219, 도 3 참고)에 삽입될 수 있다. 쇼트 핀(300)은 센터홀(219)의 길이 방향으로 연장되는 바디부 및 바디부로부터 상이한 방향으로 돌출된 복수의 에지부를 포함할 수 있다. 이와 관련하여서는 도 4 내지 도 11에서 보다 상세히 후술된다.According to one embodiment, a short pin (300) may be inserted into a center hole (219, see FIG. 3) of an electrode assembly (210). The short pin (300) may include a body portion extending in the longitudinal direction of the center hole (219) and a plurality of edge portions protruding in different directions from the body portion. This is described in more detail later in FIG. 4 through FIG. 11.

도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 전극 조립체의 권취 전/후의 예시를 나타내는 도면이다. FIG. 3 is a drawing showing an example of an electrode assembly before and after winding according to one embodiment of the present disclosure.

도 3의 좌측 그림은 전극 조립체가 권취 되기 이전의 형상을 도시한 평면도이고, 도 3의 우측 그림은 전극 조립체가 권취된 형상을 도시한 사시도이다.The left figure of Fig. 3 is a plan view showing the shape of the electrode assembly before it is wound, and the right figure of Fig. 3 is a perspective view showing the shape of the electrode assembly after it has been wound.

도 3을 참조하면, 전극 조립체(210)는 제1 전극(212), 제2 전극(214) 및 세퍼레이터(215)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 전극 조립체(210)는 제1 전극(212) 및 제2 전극(214) 사이에 개재되어 배치된 세퍼레이터(215)가 권취되어 형성될 수 있다. 전극 조립체(210)는 권취됨으로써 권심부를 형성하고, 권심부에 센터홀(219)을 포함할 수 있다. 전극 조립체(210)는 제1 전극(212)에 연결된 제1 전극탭(216) 및 제2 전극(214)에 연결된 제2 전극탭(218)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the electrode assembly (210) may include a first electrode (212), a second electrode (214), and a separator (215). Specifically, the electrode assembly (210) may be formed by winding a separator (215) that is interposed between the first electrode (212) and the second electrode (214). The electrode assembly (210) may form a winding core by winding and may include a center hole (219) in the winding core. The electrode assembly (210) may further include a first electrode tab (216) connected to the first electrode (212) and a second electrode tab (218) connected to the second electrode (214).

제1 전극(212)은 제1 기재, 제1 기재에 형성된 제1 무지부, 및 제1 무지부의 일면에 연결된 제1 전극탭(216)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 전극(212)은 제1 활물질이 도포된 제1 활물질층을 포함할 수 있다. 제1 기재 중 활물질층이 도포되지 않는 제1 무지부에서 제1 전극탭(216)이 외측으로 연장될 수 있으며, 제1 전극탭(216)은 캡 어셈블리의 터미널 플레이트에 전기적으로 연결될 수 있다.The first electrode (212) may include a first substrate, a first blank portion formed on the first substrate, and a first electrode tab (216) connected to one surface of the first blank portion. Additionally, the first electrode (212) may include a first active material layer coated with a first active material. The first electrode tab (216) may extend outward from the first blank portion of the first substrate where the active material layer is not coated, and the first electrode tab (216) may be electrically connected to a terminal plate of a cap assembly.

제2 전극(214)은 제2 기재, 제2 기재에 형성된 제2 무지부, 및 제2 무지부의 일면에 연결된 제2 전극탭(218)을 포함할 수 있다. 또한, 제2 전극(214)은 제2 활물질이 도포된 제2 활물질층을 포함할 수 있다. 제2 기재 중 활물질층이 도포되지 않는 제2 무지부에서 제2 전극탭(218)이 외측으로 연장될 수 있으며, 제2 전극탭(218)은 케이스에 전기적으로 연결될 수 있다.The second electrode (214) may include a second substrate, a second blank portion formed on the second substrate, and a second electrode tab (218) connected to one surface of the second blank portion. Additionally, the second electrode (214) may include a second active material layer coated with a second active material. The second electrode tab (218) may extend outward from the second blank portion of the second substrate where the active material layer is not coated, and the second electrode tab (218) may be electrically connected to a case.

도 3의 도면 방향을 기준으로 좌측부터 우측으로(도 3의 X방향) 권취될 수 있다. 이하에서는 X방향을 권취 방향으로 지칭하며, 도 3의 도면 방향을 기준으로 제1 전극(212) 및 제2 전극(214)의 좌측 끝단은 권취 선단, 우측 끝단은 권취 종단을 의미할 수 있다.It can be wound from left to right (X direction of FIG. 3) based on the drawing direction of FIG. 3. Hereinafter, the X direction is referred to as the winding direction, and based on the drawing direction of FIG. 3, the left end of the first electrode (212) and the second electrode (214) may refer to the winding front end and the right end may refer to the winding end.

여기서, 권취 선단은 전극 조립체(210)의 권취 공정 중 권취가 시작되는 영역을 의미하고, 권취 종단은 전극 조립체(210)의 권취 공정 중 권취가 종단되는 영역을 의미할 수 있다. 따라서, 권취 종단의 제1 전극탭(216)은 권취된 전극 조립체(210)의 외주에 위치될 수 있다. 즉, 권취 종단은 전극 조립체(210)의 최외곽에 위치될 수 있다.Here, the winding leading edge refers to the area where winding begins during the winding process of the electrode assembly (210), and the winding ending edge refers to the area where winding ends during the winding process of the electrode assembly (210). Accordingly, the first electrode tab (216) of the winding ending edge may be located on the outer circumference of the wound electrode assembly (210). That is, the winding ending edge may be located at the outermost edge of the electrode assembly (210).

제1 전극(212)은 양극으로 기능할 수 있다. 이 경우, 제1 기재는 예를 들어 알루미늄 포일로 구성될 수 있고, 제1 활물질은, 예를 들어 전이금속 산화물을 포함할 수 있다.The first electrode (212) can function as an anode. In this case, the first substrate may be composed of, for example, aluminum foil, and the first active material may include, for example, a transition metal oxide.

리튬 이차 전지용 양극은 전류 집전체 및 전류 집전체 상에 형성되는 양극 활물질층을 포함할 수 있다. 상기 양극 활물질 층은 양극 활물질을 포함하고, 바인더 및/또는 도전재를 더 포함할 수 있다.A positive electrode for a lithium secondary battery may include a current collector and a positive electrode active material layer formed on the current collector. The positive electrode active material layer may include a positive electrode active material and may further include a binder and/or a conductive material.

일 예로 상기 양극은 희생양극으로서의 역할을 할 수 있는 첨가제를 더 포함할 수 있다.For example, the above anode may further include an additive that can serve as a sacrificial anode.

상기 양극 활물질의 함량은 양극 활물질층 100 중량%에 대하여 90 중량% 내지 99.5 중량%이고, 상기 바인더 및 도전재의 함량은 양극 활물질층 100 중량%에 대하여 각각 0.5 중량% 내지 5 중량%일 수 있다.The content of the above positive active material is 90% to 99.5% by weight with respect to 100% by weight of the positive active material layer, and the content of the above binder and conductive material may each be 0.5% to 5% by weight with respect to 100% by weight of the positive active material layer.

상기 바인더는 양극 활물질 입자들을 서로 잘 부착시키고, 또한 양극 활물질을 전류 집전체에 잘 부착시키는 역할을 한다. 바인더의 대표적인 예로는 폴리바이닐알콜, 카복시메틸셀룰로즈, 하이드록시프로필셀룰로즈, 다이아세틸셀룰로즈, 폴리바이닐클로라이드, 카복실화 폴리바이닐클로라이드, 폴리바이닐플루오라이드, 에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리머, 폴리바이닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌-부타다이엔 러버, (메타)아크릴레이티드 스티렌-부타다이엔 러버, 에폭시 수지, (메타)아크릴 수지, 폴리에스터 수지, 나일론 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The above binder serves to adhere the positive active material particles well to each other and also to adhere the positive active material well to the current collector. Representative examples of binders include, but are not limited to, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, diacetylcellulose, polyvinyl chloride, carboxylated polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, polymers containing ethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyurethane, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, styrene-butadiene rubber, (meth)acrylated styrene-butadiene rubber, epoxy resin, (meth)acrylic resin, polyester resin, nylon, etc.

도전재는 전극에 도전성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 구성되는 전지에 있어서, 화학변화를 야기하지 않고 전자 전도성 재료이면 어떠한 것도 사용 가능하다. 도전재의 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 탄소섬유, 탄소나노섬유, 탄소나노튜브 등의 탄소계 물질; 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등을 함유하고 금속 분말 또는 금속 섬유 형태의 금속계 물질; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 폴리머; 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.A conductive material is used to impart conductivity to an electrode, and any electronically conductive material that does not cause chemical changes can be used in the battery being constructed. Examples of conductive materials include carbon-based materials such as natural graphite, artificial graphite, carbon black, acetylene black, Ketjen black, carbon fiber, carbon nanofiber, and carbon nanotube; metal-based materials containing copper, nickel, aluminum, silver, etc., in the form of metal powder or metal fibers; conductive polymers such as polyphenylene derivatives; or mixtures thereof.

상기 전류 집전체로는 Al을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Al may be used as the current collector mentioned above, but is not limited thereto.

양극 활물질로는 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물(리티에이티드 인터칼레이션 화합물)을 사용할 수 있다. 구체적으로는 코발트, 망간, 니켈, 및 이들의 조합에서 선택되는 금속과 리튬과의 복합 산화물 중 1종 이상의 것을 사용할 수 있다. As a positive electrode active material, a compound capable of reversible intercalation and deintercalation of lithium (a lithated intercalation compound) may be used. Specifically, one or more composite oxides of lithium and a metal selected from cobalt, manganese, nickel, and combinations thereof may be used.

복합 산화물은 리튬 전이금속 복합 산화물일 수 있으며, 구체적인 예로는 리튬 니켈계 산화물, 리튬 코발트계 산화물, 리튬 망간계 산화물, 리튬인산철계 화합물, 코발트-프리 니켈-망간계 산화물, 또는 이들의 조합을 들 수 있다. The composite oxide may be a lithium transition metal composite oxide, and specific examples include lithium nickel-based oxide, lithium cobalt-based oxide, lithium manganese-based oxide, lithium iron phosphate-based compound, cobalt-free nickel-manganese-based oxide, or a combination thereof.

일 예로는 하기 화학식 중 어느 하나로 표현되는 화합물을 사용할 수 있다. Li_aA_1-bX_bO_2-cD_c(0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.5, 0≤c≤0.05); Li_aMn_2-bX_bO_4-cD_c(0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.5, 0≤c≤0.05); Li_aNi_1-b-cCo_bX_cO_2-αD_α(0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.5, 0≤c≤0.5, 0<α<2); Li_aNi_1-b-cMn_bX_cO_2-αD_α(0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.5, 0≤c≤0.5, 0<α<2); Li_aNi_bCo_cL¹ _dG_eO₂(0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.9, 0≤c≤0.5, 0≤d≤0.5, 0≤e≤0.1); Li_aNiG_bO₂(0.90≤a≤1.8, 0.001≤b≤0.1); Li_aCoG_bO₂(0.90≤a≤1.8, 0.001≤b≤0.1); Li_aMn_1-bG_bO₂(0.90≤a≤1.8, 0.001≤b≤0.1); Li_aMn₂G_bO₄(0.90≤a≤1.8, 0.001≤b≤0.1); Li_aMn_1-gG_gPO₄(0.90≤a≤1.8, 0≤g≤0.5); Li_(3-f)Fe₂(PO₄)₃(0≤f≤2); Li_aFePO₄(0.90≤a≤1.8).As an example, compounds represented by any one of the following chemical formulas may be used. Li _a A _1-b X _b O _2-c D _c (0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.5, 0≤c≤0.05); Li _a Mn _2-b X _b O _4-c D _c (0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.5, 0≤c≤0.05); Li _a Ni _1-bc Co _b X _c O _2-α D _α (0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.5, 0≤c≤0.5, 0<α<2); Li _a Ni _1-bc Mn _b X _c O _2-α D _α (0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.5, 0≤c≤0.5, 0<α<2); Li _a Ni _b Co _c L ¹ _d G _e O ₂ (0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.9, 0≤c≤0.5, 0≤d≤0.5, 0≤e≤0.1); Li _a NiG _b O ₂ (0.90≤a≤1.8, 0.001≤b≤0.1); Li _a CoG _b O ₂ (0.90≤a≤1.8, 0.001≤b≤0.1); Li _a Mn _1-b G _b O ₂ (0.90≤a≤1.8, 0.001≤b≤0.1); Li _a Mn ₂ G _b O ₄ (0.90≤a≤1.8, 0.001≤b≤0.1); Li _a Mn _1-g G _g PO ₄ (0.90≤a≤1.8, 0≤g≤0.5); Li _(3-f) Fe ₂ (PO ₄ ) ₃ (0≤f≤2); Li _a FePO ₄ (0.90≤a≤1.8).

화학식에 있어서, A는 Ni, Co, Mn, 또는 이들의 조합이고; X는 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, 희토류 원소 또는 이들의 조합이고; D는 O, F, S, P, 또는 이들의 조합이고; G는 Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V, 또는 이들의 조합이고; L¹은 Mn, Al 또는 이들의 조합이다.In the chemical formula, A is Ni, Co, Mn, or a combination thereof; X is Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, a rare earth element, or a combination thereof; D is O, F, S, P, or a combination thereof; G is Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V, or a combination thereof; and ^L1 is Mn, Al, or a combination thereof.

일 예로 상기 양극 활물질은 리튬 전이금속 복합 산화물에서 리튬을 제외한 금속 100 몰%에 대한 니켈의 함량이 80 몰% 이상, 85 몰% 이상, 90 몰% 이상, 91 몰% 이상, 또는 94 몰% 이상이고 99 몰% 이하인 고니켈계 양극 활물질일 수 있다. 고니켈계 양극 활물질은 높은 용량을 구현할 수 있어 고용량, 고밀도 리튬 이차 전지에 적용될 수 있다.For example, the above-mentioned positive electrode active material may be a high-nickel positive electrode active material in which the nickel content relative to 100 mol% of the metal excluding lithium in the lithium transition metal composite oxide is 80 mol% or more, 85 mol% or more, 90 mol% or more, 91 mol% or more, or 94 mol% or more and 99 mol% or less. The high-nickel positive electrode active material can achieve high capacity and can be applied to high-capacity, high-density lithium secondary batteries.

제2 전극(214)은 음극으로 기능할 수 있다. 이 경우, 제2 기재는 예를 들어, 구리 포일 또는 니켈 포일로 구성될 수 있고, 제2 활물질은, 예를 들어 흑연을 포함할 수 있다.The second electrode (214) can function as a negative electrode. In this case, the second substrate may be composed of, for example, a copper foil or a nickel foil, and the second active material may include, for example, graphite.

리튬 이차 전지용 음극은 집전체, 및 집전체 상에 위치하는 음극 활물질층을 포함한다. 상기 음극 활물질층은 음극 활물질을 포함하고, 바인더 및/또는 도전재를 더 포함할 수 있다.A negative electrode for a lithium secondary battery comprises a current collector and a negative electrode active material layer located on the current collector. The negative electrode active material layer comprises a negative electrode active material and may further comprise a binder and/or a conductive material.

예를 들어 음극 활물질층은 음극 활물질을 90 중량% 내지 99 중량%, 바인더를 0.5 중량% 내지 5 중량%, 도전재를 0 중량% 내지 5 중량%로 포함할 수 있다.For example, the negative electrode active material layer may comprise 90% to 99% by weight of negative electrode active material, 0.5% to 5% by weight of binder, and 0% to 5% by weight of conductive material.

상기 음극 집전체로는 구리 박, 니켈 박, 스테인레스강 박, 티타늄 박, 니켈 발포체(foam), 구리 발포체, 전도성 금속이 코팅된 폴리머 기재, 및 이들의 조합에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.As the above-mentioned cathode current collector, a material selected from copper foil, nickel foil, stainless steel foil, titanium foil, nickel foam, copper foam, a polymer substrate coated with a conductive metal, and combinations thereof may be used.

음극 활물질은 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 물질, 리튬 금속, 리튬 금속의 합금, 리튬에 도프 및 탈도프 가능한 물질 또는 전이 금속 산화물을 포함한다.The negative electrode active material includes a material capable of reversibly intercalating/deintercalating lithium ions, lithium metal, an alloy of lithium metal, a material capable of doping and dedoping lithium, or a transition metal oxide.

상기 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 물질로는 탄소계 음극 활물질로, 예를 들어 결정질 탄소, 비정질 탄소 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 결정질 탄소의 예로는 무정형, 판상형, 인편상(flake), 구형 또는 섬유형의 천연 흑연 또는 인조 흑연과 같은 흑연을 들 수 있고, 상기 비정질 탄소의 예로는 소프트 카본 또는 하드 카본, 메조페이스 피치 탄화물, 소성된 코크스 등을 들 수 있다.A material capable of reversibly intercalating/deintercalating the above lithium ions may be a carbon-based negative electrode active material, such as crystalline carbon, amorphous carbon, or a combination thereof. Examples of the crystalline carbon include graphite such as amorphous, plate-like, flake-like, spherical, or fibrous natural graphite or artificial graphite, and examples of the amorphous carbon include soft carbon or hard carbon, mesophase pitch carbide, calcined coke, etc.

상기 리튬 금속의 합금으로는 리튬과 Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, Ra, Ge, Al 및 Sn에서 선택되는 금속의 합금이 사용될 수 있다.As the above lithium metal alloy, an alloy of lithium and a metal selected from Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Si, Sb, Pb, In, Zn, Ba, Ra, Ge, Al, and Sn may be used.

상기 리튬에 도프 및 탈도프 가능한 물질로는 Si계 음극 활물질 또는 Sn계 음극 활물질을 사용할 수 있다. 상기 Si계 음극 활물질은 실리콘, 실리콘-탄소 복합체, SiOx(0 < x < 2), Si-Q 합금(상기 Q는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 원소, 14족 원소(Si를 제외함), 15족 원소, 16족 원소, 전이금속, 희토류 원소 및 이들의 조합에서 선택됨), 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 Sn계 음극 활물질로는 Sn, SnO₂, Sn계 합금 또는 이들의 조합일 수 있다.As a material capable of doping and undoping the above lithium, a Si-based negative electrode active material or a Sn-based negative electrode active material may be used. The Si-based negative electrode active material may be silicon, a silicon-carbon composite, SiOx (0 < x < 2), a Si-Q alloy (wherein Q is selected from alkali metals, alkaline earth metals, group 13 elements, group 14 elements (excluding Si), group 15 elements, group 16 elements, transition metals, rare earth elements, and combinations thereof), or a combination thereof. The Sn-based negative electrode active material may be Sn, _SnO2 , a Sn-based alloy, or a combination thereof.

상기 실리콘-탄소 복합체는 실리콘과 비정질 탄소의 복합체일 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 실리콘-탄소 복합체는 실리콘 입자 및 상기 실리콘 입자의 표면에 비정질 탄소가 코팅된 형태일 수 있다. 예를 들어, 실리콘 1차 입자들이 조립된 2차 입자(코어) 및 이 2차 입자 표면에 위치하는 비정질 탄소 코팅층(쉘)을 포함할 수 있다. 상기 비정질 탄소는 상기 실리콘 1차 입자들 사이에도 위치하여, 예를 들어, 실리콘 1차 입자들이 비정질 탄소로 코팅될 수 있다. 상기 2차 입자는 비정질 탄소 매트릭스에 분산되어 존재할 수 있다.The silicon-carbon composite may be a composite of silicon and amorphous carbon. According to one embodiment, the silicon-carbon composite may be in the form of silicon particles and amorphous carbon coated on the surface of the silicon particles. For example, it may include a secondary particle (core) assembled from silicon primary particles and an amorphous carbon coating layer (shell) located on the surface of the secondary particle. The amorphous carbon may also be located between the silicon primary particles, so that, for example, the silicon primary particles may be coated with amorphous carbon. The secondary particles may be dispersed in an amorphous carbon matrix.

상기 실리콘-탄소 복합체는 결정질 탄소를 더욱 포함할 수도 있다. 예를 들어, 상기 실리콘-탄소 복합체는 결정질 탄소 및 실리콘 입자를 포함하는 코어 및 이 코어 표면에 위치하는 비정질 탄소 코팅층을 포함할 수 있다.The silicon-carbon composite may further include crystalline carbon. For example, the silicon-carbon composite may include a core comprising crystalline carbon and silicon particles and an amorphous carbon coating layer located on the surface of the core.

상기 Si계 음극 활물질 또는 Sn계 음극 활물질은 탄소계 음극 활물질과 혼합하여 사용될 수 있다.The above Si-based or Sn-based negative electrode active material can be used in combination with a carbon-based negative electrode active material.

전극 조립체(210)의 권취축(Y) 방향을 기준으로, 제2 전극(214)의 길이는 제1 전극(212)의 길이보다 클 수 있다. 제2 전극(214)의 상단은 제1 전극(212)의 상단보다 상측에 배치되고, 제2 전극(214)의 하단은 제1 전극(212)의 하단보다 하측에 배치될 수 있다.With respect to the winding axis (Y) direction of the electrode assembly (210), the length of the second electrode (214) may be greater than the length of the first electrode (212). The upper end of the second electrode (214) may be positioned above the upper end of the first electrode (212), and the lower end of the second electrode (214) may be positioned below the lower end of the first electrode (212).

세퍼레이터(215)는 리튬 이온의 이동을 허용하면서 제1 전극과 제2 전극의 단락을 방지하는 기능을 할 수 있다. 세퍼레이터는 예를 들어 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리에틸렌-폴리프로필렌 필름 등으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The separator (215) can function to prevent a short circuit between the first electrode and the second electrode while allowing the movement of lithium ions. The separator may be composed of, for example, a polyethylene film, a polypropylene film, a polyethylene-polypropylene film, etc., but is not limited thereto.

전극 조립체(210)에 외력이 가해지는 경우, 전극(212, 214) 및/또는 세퍼레이터(215)가 변형되거나 손상될 수 있다. 이 경우, 이격되어 있던 양극 및 음극이 접촉되어 전극 조립체(210)의 일 부분에서 쇼트(short)가 발생될 수 있다. 부분적인 쇼트는 전극 조립체(210)의 일 부분에서 높은 저항을 발생시켜 발열을 초래할 수 있다. 그 결과, 부분적인 쇼트에 의해 고온의 열이 발생되어 이차 전지가 발화되는 문제로 이어질 수 있다.When an external force is applied to the electrode assembly (210), the electrodes (212, 214) and/or the separator (215) may be deformed or damaged. In this case, the positive and negative electrodes that were separated may come into contact, causing a short circuit in a part of the electrode assembly (210). A partial short circuit can cause high resistance in a part of the electrode assembly (210), which can lead to heat generation. As a result, high-temperature heat is generated by the partial short circuit, which can lead to the problem of the secondary battery igniting.

도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 쇼트 핀의 예시를 나타내는 사시도이고, 도 5는 쇼트 핀을 도 4의 O-O'선으로 자른 단면을 나타내는 도면이다. FIG. 4 is a perspective view showing an example of a short pin according to one embodiment of the present disclosure, and FIG. 5 is a drawing showing a cross-section of the short pin cut along the line O-O' of FIG. 4.

도 4 및 도 5를 참조하면, 쇼트 핀(short pin)(300)은 바디부(310) 및 바디부(310)로부터 상이한 방향으로 돌출되는 복수의 에지부(320)를 포함할 수 있다. 바디부(310)는 쇼트 핀(300)의 길이 방향으로 연장된 기둥 형상을 가질 수 있다. 쇼트 핀(300)의 길이 방향을 기준으로, 복수의 에지부(320)의 길이는 바디부(310)의 길이에 대응될 수 있다. 바디부(310)의 상단의 높이는 복수의 에지부(320)의 상단의 높이와 같을 수 있다. 바디부(310)의 하단의 높이는 복수의 에지부(320)의 하단의 높이와 같을 수 있다. 다만, 쇼트 핀(300)의 형상 및 크기는 이에 한정되지 않는다.Referring to FIGS. 4 and 5, the short pin (300) may include a body portion (310) and a plurality of edge portions (320) protruding in different directions from the body portion (310). The body portion (310) may have a columnar shape extending in the longitudinal direction of the short pin (300). With respect to the longitudinal direction of the short pin (300), the length of the plurality of edge portions (320) may correspond to the length of the body portion (310). The height of the upper part of the body portion (310) may be equal to the height of the upper part of the plurality of edge portions (320). The height of the lower part of the body portion (310) may be equal to the height of the lower part of the plurality of edge portions (320). However, the shape and size of the short pin (300) are not limited thereto.

일 실시예에 따르면, 바디부(310)는 센터홀(219, 도 3참고)의 길이 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다. 바디부(310)는 사각기둥 형상일 수 있으나, 복수의 에지부(320)의 돌출 위치 및 돌출 개수에 따라 원기둥 또는 다각기둥과 같이 다양한 형상으로 설정될 수 있다.According to one embodiment, the body portion (310) may be formed to extend in the longitudinal direction of the center hole (219, see FIG. 3). The body portion (310) may be in the shape of a rectangular prism, but may be set in various shapes such as a cylinder or a polygonal prism depending on the protruding position and number of protrusions of a plurality of edge portions (320).

일 실시예에 따르면, 복수의 에지부(320)는 방사형으로 돌출될 수 있고, 인접한 에지부 사이에 소정의 각도를 가질 수 있다. 구체적으로, 복수의 에지부(320)는 서로 인접한 에지부들이 이루는 각도가 90˚인 4개의 에지부를 포함할 수 있다.According to one embodiment, a plurality of edge portions (320) may protrude radially and may have a predetermined angle between adjacent edge portions. Specifically, the plurality of edge portions (320) may include four edge portions where the angle formed by adjacent edge portions is 90˚.

일 실시예에 따르면, 복수의 에지부(320) 각각은 전극 조립체(210, 도 2참고)를 향하는 외부면(322), 외부면(322)에서 바디부(310)로 연장된 제1 측면(324) 및 제2 측면(325)을 포함할 수 있다. 복수의 에지부(320) 각각은 제1 측면(324)과 외부면(322)을 연결하는 제1 모서리(328) 및 제2 측면(325)과 외부면(322)을 연결하는 제2 모서리(329)를 포함할 수 있다. 복수의 에지부(320) 각각은 서로 대응되는 크기 및 형상을 가질 수 있다.According to one embodiment, each of the plurality of edge portions (320) may include an outer surface (322) facing the electrode assembly (210, see FIG. 2), a first side (324) extending from the outer surface (322) to the body portion (310), and a second side (325). Each of the plurality of edge portions (320) may include a first edge (328) connecting the first side (324) and the outer surface (322), and a second edge (329) connecting the second side (325) and the outer surface (322). Each of the plurality of edge portions (320) may have a size and shape corresponding to one another.

일 실시예에 따르면, 제1 모서리(328) 및 제2 모서리(329)는 곡면일 수 있다. 이로 인해, 이차 전지가 변형되지 않는 경우, 쇼트 핀(300)에 의한 전극 및/또는 세퍼레이터의 손상을 방지하여 이차 전지가 정상 작동될 수 있다.According to one embodiment, the first edge (328) and the second edge (329) may be curved. As a result, if the secondary battery is not deformed, damage to the electrode and/or separator by the short pin (300) is prevented, allowing the secondary battery to operate normally.

일 실시예에 따르면, 복수의 에지부(320) 각각의 최대 두께(t1)는, 바디부(310)의 중심(C1)으로부터 복수의 에지부(320) 각각의 끝단까지의 길이(d1)보다 작을 수 있다. 이차 전지가 외력에 의해 변형되는 경우, 쇼트 핀(300)의 좌굴이 발생될 수 있다. 이로 인해, 쇼트 핀(300)이 전극 조립체에 접촉되어 전극 및/또는 세퍼레이터를 파열시킴으로써, 쇼트가 발생되는 면적이 증가될 수 있다. 그 결과, 쇼트에 의한 발열의 온도를 감소시켜 이차 전지의 발화를 방지할 수 있다.According to one embodiment, the maximum thickness (t1) of each of the plurality of edge portions (320) may be smaller than the length (d1) from the center (C1) of the body portion (310) to the end of each of the plurality of edge portions (320). When the secondary battery is deformed by an external force, buckling of the short pin (300) may occur. As a result, the area where the short pin (300) comes into contact with the electrode assembly and ruptures the electrode and/or separator may increase. Consequently, the temperature of the heat generated by the short can be reduced, thereby preventing the secondary battery from igniting.

일 실시예에 따르면, 바디부(310)의 중심(C1)으로부터 복수의 에지부(320) 각각의 끝단까지의 길이(d1)는, 센터홀의 직경(d5, 도 8 참고)의 50%보다 작을 수 있다. 이로 인해, 이차 전지가 변형되지 않는 경우, 쇼트 핀(300)에 의한 전극 및/또는 세퍼레이터의 손상을 방지하여 이차 전지가 정상 작동될 수 있다. 또한, 이차 전지 제조 시, 전극 조립체의 센터홀(219, 도 3 참고)에 용이하게 삽입될 수 있다.According to one embodiment, the length (d1) from the center (C1) of the body portion (310) to the end of each of the plurality of edge portions (320) may be smaller than 50% of the diameter (d5, see FIG. 8) of the center hole. As a result, if the secondary battery is not deformed, damage to the electrode and/or separator by the short pin (300) is prevented, allowing the secondary battery to operate normally. Additionally, when manufacturing the secondary battery, it can be easily inserted into the center hole (219, see FIG. 3) of the electrode assembly.

일 실시예에 따르면, 바디부(310)로부터 복수의 에지부(320) 각각의 끝단까지의 길이(d2)는, 센터홀의 직경(d5)의 15% 내지 40%일 수 있다. 이로 인해, 이차 전지가 외력에 의해 변형되는 경우, 돌출된 복수의 에지부(320)가 전극 및/또는 세퍼레이터를 파열시킬 수 있다. 또한, 쇼트 핀(300)의 강도를 적절하게 확보할 수 있다.According to one embodiment, the length (d2) from the body portion (310) to the end of each of the plurality of edge portions (320) may be 15% to 40% of the diameter (d5) of the center hole. As a result, when the secondary battery is deformed by an external force, the protruding plurality of edge portions (320) may rupture the electrode and/or separator. Additionally, the strength of the short pin (300) can be adequately secured.

일 실시예에 따르면, 쇼트 핀(300)의 소재는 금속을 포함할 수 있다. 예컨대, 쇼트 핀(300)의 소재는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 철(Fe) 및 납 (Pb) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 하지만, 쇼트 핀(300)의 소재는 이에 한정되지 않으며, 전도성이 높은 물질을 포함할 수 있다. 이로 인해, 쇼트 핀(300)이 전극 조립체와 접촉 시, 넓은 면적의 쇼트를 발생시켜 이차 전지의 발화를 방지할 수 있다.According to one embodiment, the material of the short pin (300) may include a metal. For example, the material of the short pin (300) may include at least one of copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), iron (Fe), and lead (Pb). However, the material of the short pin (300) is not limited thereto and may include a highly conductive material. As a result, when the short pin (300) comes into contact with the electrode assembly, a short circuit over a wide area can be generated, thereby preventing the secondary battery from igniting.

도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 돌기를 더 포함하는 쇼트 핀의 예시를 나타내는 사시도이고, 도 7은 쇼트 핀을 도 6의 P-P'선으로 자른 단면을 나타내는 도면이다. 도 6 및 도 7에 도시된 구성 중 도 4 및 도 5에서 설명된 구성에 대한 설명은 생략한다.FIG. 6 is a perspective view showing an example of a short pin further including a projection according to one embodiment of the present disclosure, and FIG. 7 is a drawing showing a cross-section of the short pin cut along the line P-P' of FIG. 6. Among the configurations shown in FIG. 6 and FIG. 7, the description of the configuration described in FIG. 4 and FIG. 5 is omitted.

일 실시예에 따르면, 제1 모서리(528) 및 제2 모서리(529)는 직선일 수 있다. 제1 측면(524)과 외부면(522)은 서로 수직이고, 제2 측면(525)과 외부면(522)은 서로 수직일 수 있다. 이로 인해, 이차 전지가 변형되는 경우, 쇼트 핀(500)이 전극 및/또는 세퍼레이터를 용이하게 파열시킬 수 있다.According to one embodiment, the first edge (528) and the second edge (529) may be straight. The first side (524) and the outer surface (522) may be perpendicular to each other, and the second side (525) and the outer surface (522) may be perpendicular to each other. As a result, if the secondary battery is deformed, the short pin (500) can easily rupture the electrode and/or separator.

일 실시예에 따르면, 복수의 에지부(520) 각각의 최대 두께(t2)는, 바디부(510)의 중심(C2)으로부터 복수의 에지부(520) 각각의 끝단까지의 길이(d3)보다 작을 수 있다.According to one embodiment, the maximum thickness (t2) of each of the plurality of edge portions (520) may be smaller than the length (d3) from the center (C2) of the body portion (510) to the end of each of the plurality of edge portions (520).

일 실시예에 따르면, 바디부(510)의 중심(C2)으로부터 복수의 에지부(520) 각각의 끝단까지의 길이(d3)는, 센터홀의 직경(d5, 도 8 참고)의 50%보다 작을 수 있다.According to one embodiment, the length (d3) from the center (C2) of the body portion (510) to the end of each of the plurality of edge portions (520) may be smaller than 50% of the diameter (d5, see FIG. 8) of the center hole.

일 실시예에 따르면, 바디부(510)로부터 복수의 에지부(520) 각각의 끝단까지의 길이(d4)는, 센터홀의 직경의 15% 내지 40%일 수 있다.According to one embodiment, the length (d4) from the body portion (510) to the end of each of the plurality of edge portions (520) may be 15% to 40% of the diameter of the center hole.

일 실시예에 따르면, 쇼트 핀(500)은 외부면(522)에 형성된 돌기(550)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 돌기(550)는 톱니 형상일 수 있다. 이로 인해, 이차 전지가 변형되는 경우, 돌기(550)가 전극 및/또는 세퍼레이터를 용이하게 파열시킬 수 있다. 다만, 돌기(550)의 형상은 이에 한정되지 않는다. 또한, 도 6에는 돌기(550)가 외부면(522)에 이격되어 형성된 것으로 도시되었지만, 돌기(550)는 외부면(522)에 전체적으로 형성되거나 외부면(522)의 일부 영역에 형성될 수 있다. According to one embodiment, the short pin (500) may further include a protrusion (550) formed on the outer surface (522). Here, the protrusion (550) may have a sawtooth shape. As a result, when the secondary battery is deformed, the protrusion (550) can easily rupture the electrode and/or separator. However, the shape of the protrusion (550) is not limited thereto. Also, although FIG. 6 shows the protrusion (550) formed spaced apart from the outer surface (522), the protrusion (550) may be formed entirely on the outer surface (522) or formed in a part of the outer surface (522).

도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 전극 조립체의 센터홀에 삽입된 쇼트 핀의 예시를 나타내는 사시도이고, 도 9는 전극 조립체의 센터홀에 삽입된 쇼트 핀을 도 8의 Q-Q'선으로 자른 단면을 나타내는 도면이다. 도 8 및 도 9에 도시된 구성 중 도 4 내지 도 7에서 설명된 구성에 대한 설명은 생략한다.FIG. 8 is a perspective view showing an example of a short pin inserted into a center hole of an electrode assembly according to one embodiment of the present disclosure, and FIG. 9 is a drawing showing a cross-section of the short pin inserted into the center hole of the electrode assembly cut along the line Q-Q' of FIG. 8. Among the configurations shown in FIG. 8 and FIG. 9, the description of the configuration described in FIG. 4 to FIG. 7 is omitted.

도 8 및 도 9를 참조하면, 쇼트 핀(300)의 바디부(310, 도 4 참고)는 전극 조립체(210)의 센터홀(219)의 축 중심에 대응되도록 배치될 수 있다. 전극 조립체(210)의 센터홀(219)의 축은 전극 조립체(210)의 권취축(Y)과 같을 수 있다. 구체적으로, 쇼트 핀(300)의 중심(C1)은 전극 조립체(210)의 센터홀(219)의 축 중심에 대응될 수 있다. 이로 인해, 이차 전지가 변형되지 않는 경우, 쇼트 핀(300)에 의한 전극 및/또는 세퍼레이터의 손상을 방지하여 이차 전지가 정상 작동될 수 있다.Referring to FIGS. 8 and 9, the body portion (310, see FIG. 4) of the short pin (300) may be positioned to correspond to the axial center of the center hole (219) of the electrode assembly (210). The axis of the center hole (219) of the electrode assembly (210) may be the same as the winding axis (Y) of the electrode assembly (210). Specifically, the center (C1) of the short pin (300) may correspond to the axial center of the center hole (219) of the electrode assembly (210). As a result, if the secondary battery is not deformed, damage to the electrode and/or separator caused by the short pin (300) is prevented, allowing the secondary battery to operate normally.

일 실시예에 따르면, 전극 조립체(210)의 권취축(Y) 방향을 기준으로, 쇼트 핀(300)의 길이(h1)는 전극 조립체(210)의 길이(h2)보다 크거나 같을 수 있다. 쇼트 핀(300)의 상단은 전극 조립체(210)의 상단보다 높거나 같을 수 있고, 쇼트 핀(300)의 하단은 전극 조립체(210)의 하단보다 낮거나 같을 수 있다. According to one embodiment, with respect to the winding axis (Y) direction of the electrode assembly (210), the length (h1) of the short pin (300) may be greater than or equal to the length (h2) of the electrode assembly (210). The upper end of the short pin (300) may be higher than or equal to the upper end of the electrode assembly (210), and the lower end of the short pin (300) may be lower than or equal to the lower end of the electrode assembly (210).

일 실시예에 따르면, 바디부(310, 도 4 참고)의 중심(C1)으로부터 복수의 에지부(320) 각각의 끝단까지의 길이(d1)는, 센터홀(219)의 직경(d5)의 50%보다 작을 수 있다.According to one embodiment, the length (d1) from the center (C1) of the body portion (310, see FIG. 4) to the end of each of the edge portions (320) may be smaller than 50% of the diameter (d5) of the center hole (219).

일 실시예에 따르면, 쇼트 핀(300)은 케이스의 바닥부를 향하는 면에 배치된 절연층(380)을 더 포함할 수 있다. 절연층(380)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 절연성 물질은 쇼트 핀(300)과 케이스 사이를 절연하여 통전 및 단락을 방지할 수 있다.According to one embodiment, the short pin (300) may further include an insulating layer (380) disposed on a surface facing the bottom of the case. The insulating layer (380) may include an insulating material. The insulating material can insulate the short pin (300) from the case to prevent current flow and short circuits.

상술한 전기 절연 특성과 관련하여, 절연층(380)의 소재는 내열성이 강하고 고온에서도 수축 등의 변형이 없는 세라믹, 폴리프로필렌(PP) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In relation to the electrical insulation properties described above, the material of the insulating layer (380) may include at least one of ceramic, polypropylene (PP), and polyethylene terephthalate (PET), which has strong heat resistance and does not undergo deformation such as shrinkage even at high temperatures.

도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 종 방향으로 외력이 가해지는 이차 전지의 예시를 나타내는 도면이다. 도 10에 도시된 구성 중 도 2 내지 도 9에서설명된 구성에 대한 설명은 생략한다.FIG. 10 is a drawing showing an example of a secondary battery to which an external force is applied in the longitudinal direction according to one embodiment of the present disclosure. The description of the configurations shown in FIG. 10 that are described in FIG. 2 to FIG. 9 is omitted.

도 10을 참조하면, 이차 전지(200)에 종 방향으로 외력이 가해지는 경우, 쇼트 핀(300)의 좌굴이 발생될 수 있다. 이로 인해, 쇼트 핀(300)이 전극 조립체(210)에 접촉되어 전극(212, 214) 및/또는 세퍼레이터(215)를 파열시킴으로써, 쇼트가 발생되는 면적이 증가될 수 있다. 그 결과, 쇼트에 의한 발열의 온도를 감소시켜 이차 전지(200)의 발화를 방지할 수 있다.Referring to FIG. 10, when an external force is applied longitudinally to the secondary battery (200), buckling of the short pin (300) may occur. As a result, the short pin (300) may come into contact with the electrode assembly (210) and rupture the electrode (212, 214) and/or separator (215), thereby increasing the area where a short circuit occurs. Consequently, the temperature of the heat generated by the short circuit can be reduced, thereby preventing the secondary battery (200) from igniting.

도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 횡 방향으로 외력이 가해지는 이차 전지의 예시를 나타내는 도면이다. 도 11에 도시된 구성 중 도 2 내지 도 9에서설명된 구성에 대한 설명은 생략한다.FIG. 11 is a drawing showing an example of a secondary battery to which an external force is applied in a lateral direction according to one embodiment of the present disclosure. The description of the configurations described in FIG. 2 to FIG. 9 among the configurations shown in FIG. 11 is omitted.

도 11을 참조하면, 이차 전지(200)에 횡 방향으로 외력이 가해지는 경우, 전극 조립체(210)가 변형되거나 이동되어 전극 조립체(210)는 쇼트 핀(300)에 접촉될 수 있다. 이로 인해, 쇼트 핀(300)이 전극 조립체(210)에 접촉되어 전극(212, 214) 및/또는 세퍼레이터(215)를 파열시킴으로써, 쇼트가 발생되는 면적이 증가될 수 있다. 그 결과, 쇼트에 의한 발열의 온도를 감소시켜 이차 전지(200)의 발화를 방지할 수 있다.Referring to FIG. 11, when an external force is applied in the lateral direction to the secondary battery (200), the electrode assembly (210) may be deformed or moved so that the electrode assembly (210) may come into contact with the short pin (300). As a result, the short pin (300) may come into contact with the electrode assembly (210) and rupture the electrodes (212, 214) and/or separator (215), thereby increasing the area where a short circuit occurs. Consequently, the temperature of the heat generated by the short circuit can be reduced, thereby preventing the secondary battery (200) from igniting.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above by limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and it is obvious that various modifications and variations are possible within the scope of the technical spirit of the present invention and the equivalent scope of the claims described below by those skilled in the art to which the present invention belongs.

200: 이차 전지
210: 전극 조립체
219: 센터홀
220: 케이스
230: 캡 어셈블리
240: 절연 부재
300: 쇼트 핀
310: 바디부
320: 복수의 에지부
322: 외부면
324: 제1 측면
325: 제2 측면
328: 제1 모서리
329: 제2 모서리200: Secondary battery
210: Electrode assembly
219: Center Hall
220: Case
230: Cap Assembly
240: Insulating member
300: Short fin
310: Body
320: Multiple Edges
322: External surface
324: First Aspect
325: Second Side
328: First corner
329: Second corner

Claims

An electrode assembly having a first electrode, a second electrode, and a separator interposed between the first electrode and the second electrode wound thereon, with a center hole formed at the center of the wound;
A case comprising a bottom portion, a side wall portion connected to the bottom portion, and an opening facing the bottom portion, wherein the electrode assembly is accommodated;
A short pin inserted into the center hole above;
An insulating member disposed on the upper side of the electrode assembly; and
A cap assembly that seals the opening by engaging with one end of the side wall portion of the above case.
Includes,
The above short pin is,
A body portion extending in the longitudinal direction of the center hole; and
A plurality of edge portions protruding in different directions from the above body portion
A secondary battery including

In paragraph 1,
The above plurality of edge portions are,
A secondary battery comprising four edge portions, wherein the angle formed by adjacent edge portions is 90°.

In paragraph 1,
Each of the above plurality of edge portions is,
It includes an outer surface facing the electrode assembly, a first side and a second side extending from the outer surface to the body portion, and
It includes a first edge connecting the first side and the outer surface and a second edge connecting the second side and the outer surface,
A secondary battery in which each of the above plurality of edge portions has a size and shape corresponding to one another.

In paragraph 3,
A secondary battery in which the first edge and the second edge are curved surfaces.

In paragraph 3,
The first corner and the second corner are straight lines,
A secondary battery in which the first side and the outer surface are perpendicular to each other, and the second side and the outer surface are perpendicular to each other.

In paragraph 3,
The maximum thickness of each of the above plurality of edge portions is,
A secondary battery that is smaller than the length from the center of the body portion to the end of each of the plurality of edge portions.

In paragraph 3,
A secondary battery in which the length from the center of the body portion to the end of each of the plurality of edge portions is smaller than 50% of the diameter of the center hole.

In paragraph 3,
A secondary battery in which the length from the body portion to the end of each of the plurality of edge portions is 15% to 40% of the diameter of the center hole.

In paragraph 1,
With respect to the winding axis direction of the electrode assembly, the length of the short pin is,
A secondary battery that is greater than or equal to the length of the electrode assembly.

In paragraph 1,
The material of the above short pin is,
A secondary battery containing metal.

In paragraph 1,
The body part of the above short pin is,
A secondary battery arranged to correspond to the axis center of the center hole of the electrode assembly.

In paragraph 3,
The above short pin is,
Protrusion formed on the outer surface
A secondary battery that further includes

In Paragraph 12,
The above protrusion is,
A secondary battery with a sawtooth shape.

In paragraph 1,
The above short pin is,
An insulating layer disposed on the surface of the above case facing the bottom portion
A secondary battery that further includes

In Paragraph 14,
The material of the above insulating layer is,
A secondary battery comprising at least one of ceramic, polypropylene (PP), and polyethylene terephthalate (PET).

In paragraph 1,
A secondary battery in which the first electrode is a positive electrode and the second electrode is a negative electrode.

In paragraph 1,
The above secondary battery is,
A secondary battery including a coin cell or a button cell.

In paragraph 1,
The above electrode assembly is,
A first electrode tab connected to the first electrode; and
The second electrode tab connected to the second electrode above
A secondary battery that further includes

In Paragraph 18,
The first electrode tab above is,
A secondary battery connected to the above cap assembly.

In Paragraph 18,
The above second electrode tab is,
A secondary battery connected to the bottom part of the above case.