KR102111116B1 - Electrode assembly and secondary battery comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것으로, 상세하게는 양극, 분리막 및 음극을 포함하고, 상기 양극 및 음극 중 하나 이상은 집전체의 양면에 제1 활물질 및 제2 활물질이 각각 코팅된 코팅층을 포함하는 전극이고, 상기 제1 활물질 코팅층과 제2 활물질 코팅층의 로딩양은 1: 1.25 내지 10인 스택형 또는 스택-폴딩형 전극 조립체에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전극 조립체는 제1 활물질 코팅층 및 제2 활물질 코팅층이 상이한 로딩양을 가짐으로써, 외부에서 물리적인 힘을 받지 않고서도, 충전되면서 활물질의 부피 팽창 정도의 차이로 인해 자체적으로 휘어진 형태를 가질 수 있다. 따라서, 종래의 휘어진 형상의 이차전지 제조방법에서의 가압 공정을 생략할 수 있고, 외부로부터의 가압 상태에서 발생할 수 있는 양극, 음극 및 분리막의 파괴 및 이에 의한 단락문제를 해결할 수 있으며 양품률을 향상시킬 수 있다.
The present invention relates to an electrode assembly and a secondary battery including the same, and specifically includes a positive electrode, a separator, and a negative electrode, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode is coated with a first active material and a second active material on both sides of a current collector, respectively. It is an electrode comprising a coated layer, the loading amount of the first active material coating layer and the second active material coating layer is 1: 1.25 to 10 relates to a stacked or stacked-folding electrode assembly.
In the electrode assembly according to the present invention, the first active material coating layer and the second active material coating layer have different loading amounts, and thus, without being subjected to physical force from the outside, the electrode assembly has a curved shape due to a difference in volume expansion degree of the active material while being charged. Can have Therefore, the pressurization process in the conventional method for manufacturing a curved secondary battery can be omitted, and it is possible to solve the short circuit problem caused by the destruction of the positive electrode, the negative electrode and the separator and the short circuit caused by the pressurization from the outside, thereby improving the yield. I can do it.

Description

전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지{ELECTRODE ASSEMBLY AND SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME}Electrode assembly and secondary battery comprising the same {ELECTRODE ASSEMBLY AND SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME}

본 발명은 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode assembly and a secondary battery comprising the same.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing, and many studies have been conducted on lithium secondary batteries with high energy density and discharge voltage among such secondary batteries, and they have been commercialized and widely used. Is being used.

대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성의 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.Typically, the shape of the battery has a high demand for prismatic secondary batteries and pouch-type secondary batteries that can be applied to products such as mobile phones with a small thickness, and in terms of materials, lithium ion batteries with high energy density, discharge voltage, and output stability, There is a high demand for lithium secondary batteries such as lithium ion polymer batteries.

이러한 이차전지는, 소비자의 취향에 따라 전자 디바이스가 점점 소형화, 박형화 되어 가고 있는 추세이므로, 불필요한 공간 낭비를 최소화하기 위해서는 전지의 형상 역시 소형화, 박형화가 요구되고 있다. 따라서, 전지의 형상을 디바이스의 형상에 따라 다양하게 구현함과 동시에 디바이스의 내부 공간을 효율적으로 활용할 필요가 있다.As such secondary batteries, electronic devices are becoming smaller and thinner in accordance with the consumer's preference, so to minimize unnecessary waste of space, miniaturization and thinning of the shape of the batteries are also required. Therefore, it is necessary to implement various shapes of the battery according to the shape of the device and to efficiently utilize the internal space of the device.

특히, 최근에는 디바이스의 디자인 자체가 수요자의 제품 선택에 있어서 매우 중요한 요소로 작용하고 있으므로 종래 생산성 등을 고려한 평면형 디자인에서 탈피하여 다양한 형태의 디자인이 설계되고 있다. 예를 들어, 휴대폰, 노트북 등과 같은 디바이스는 인체공학적인 설계를 위해 곡면을 갖는 디자인으로 설계될 수 있다.In particular, in recent years, since the device design itself is a very important factor in the consumer's product selection, various types of designs have been designed to deviate from the flat design considering the conventional productivity. For example, devices such as mobile phones and laptops may be designed with a curved surface for ergonomic design.

이와 같이, 외면에 곡면이 형성되어 있는 형태의 디자인이 다수 개발되어 실용화될 수도 있으나, 제품화되어 있는 전지는 거의 대부분이 평면 형태이므로 불필요한 공간 낭비가 초래되고, 이러한 공간으로 인하여 전지의 안정적인 장착이 어려워 외부 충격에 의해 유동됨으로써 전지가 손상될 수도 있는 문제가 발생한다.As described above, a number of designs with curved surfaces formed on the outer surface may be developed and put into practical use. However, since most of the manufactured batteries are flat, unnecessary space is wasted, and it is difficult to mount the battery stably due to the space. There is a problem that the battery may be damaged by flowing by an external impact.

따라서, 디바이스에서 전지가 장착될 위치에 곡면이 형성되어 있는 경우에, 그러한 디바이스에 안정적으로 장착될 수 있도록 해당 부분에 대응하여 휘어져 있는 곡면을 갖는 전지가 요청되고 있다.Accordingly, when a curved surface is formed at a position where a battery is to be mounted in a device, a battery having a curved surface corresponding to a corresponding portion is required to be stably mounted on such a device.

한편, 곡면이 형성되어 있는 이차전지와 관련된 종래 기술로서 대한민국 등록특허 10-1161136호에 휘어진 형상의 전지 셀 및 이를 포함하는 전지 팩이 개시되어 있다. 구체적으로는 곡률 반경(R)로 휘어진 전지 셀을 제조하는 방법으로서, 상기 곡률 반경(R)은 50 mm 내지 150 mm의 범위이며, (a) 가변적인 셀 케이스에 전극 조립체를 장착하고 전해액을 주입한 상태에서 밀봉하여 직립형 전지 셀을 제조하고, 초기 충방전을 수행하는 과정; (b) 상기 곡률 반경(R)보다 작은 곡률 반경(r)의 휘어진 전지 셀 형상이 각인되어 있는 상하 분리형의 지그에 상기 직립형 전지 셀을 장착한 후 가압하는 과정; 및 (c) 상기 지그를 형개하여 전지 셀을 취출한 후, 절곡 상태가 부분적으로 회복되어 곡률 반경(R)이 만들어질 수 있도록 소정 시간 동안 정치하는 과정;을 포함하는 것으로 구성된 전지 셀의 제조방법을 제공한다. On the other hand, as a related art related to a secondary battery having a curved surface, a battery cell having a curved shape and a battery pack including the same are disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1161136. Specifically, as a method of manufacturing a battery cell curved with a radius of curvature (R), the radius of curvature (R) is in the range of 50 mm to 150 mm, and (a) an electrode assembly is mounted on a variable cell case and electrolyte is injected. Sealing in one state to manufacture an upright battery cell, and performing the initial charge and discharge; (b) a process of attaching the upright battery cell to a jig of an upper and lower separation type in which a curved battery cell shape having a radius of curvature (r) smaller than the radius of curvature R is imprinted, and then pressing it; And (c) taking out the battery cell by opening the jig, and then allowing the bending state to partially recover so that the radius of curvature R is made for a predetermined period of time. Gives

그러나, 상기와 같이 외부에서 물리적 힘을 가하여 휘어진 형상의 전지 셀을 제조하면, 활물질이나 분리막 등이 손상되는 문제점이 있다. However, when manufacturing a battery cell having a curved shape by applying a physical force from the outside as described above, there is a problem that the active material or the separator is damaged.

따라서, 전지 셀의 손상 없이 휘어진 형상의 배터리를 제조할 수 있는 전극 조립체의 개발이 요구된다. Accordingly, there is a need to develop an electrode assembly capable of manufacturing a battery having a curved shape without damaging a battery cell.

대한민국 등록특허 10-1382554호Republic of Korea Patent Registration No. 10-1382554

본 발명의 해결하고자 하는 제1 기술적 과제는, 활물질이나 분리막의 손상이 최소화된 곡선 형상으로 휘어져 있는 이차전지를 제조할 수 있는 전극 조립체를 제공하는 것이다.The first technical problem to be solved of the present invention is to provide an electrode assembly capable of manufacturing a secondary battery curved in a curved shape with minimal damage to an active material or a separator.

본 발명의 해결하고자 하는 제2 기술적 과제는, 상기 전극 조립체를 포함하는 이차전지, 전지 팩 및 소형 모바일 장치를 제공하는 것이다.The second technical problem to be solved of the present invention is to provide a secondary battery, a battery pack and a small mobile device including the electrode assembly.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 양극, 분리막 및 음극을 포함하고, In order to solve the above problems, the present invention includes an anode, a separator and a cathode,

상기 양극 및 음극 중 하나 이상은 집전체의 양면에 제1 활물질 및 제2 활물질이 각각 코팅된 코팅층을 포함하는 전극이고, 상기 제1 활물질 코팅층과 제2 활물질 코팅층의 로딩양은 1: 1.25 내지 10인 스택형 또는 스택-폴딩형 전극 조립체를 제공한다.At least one of the positive electrode and the negative electrode is an electrode including a coating layer coated with a first active material and a second active material on both sides of a current collector, and the loading amount of the first active material coating layer and the second active material coating layer is 1: 1.25 to 10 A stacked or stack-folded electrode assembly is provided.

또한, 본 발명은 상기 스택형 또는 스택-폴딩형 전극 조립체를 포함하며, 곡선 형상으로 휘어져 있는 이차전지, 상기 이차전지가, 상기 이차전지와 유사한 곡선 형상으로 휘어져 있는 팩 케이스에 내장되어 있는 전지 팩 및 상기 전지 팩을 포함하는 소형 모바일 장치를 제공한다. In addition, the present invention includes the stacked or stacked-folding electrode assembly, the secondary battery is curved in a curved shape, the secondary battery, the battery pack is embedded in a pack case curved in a curved shape similar to the secondary battery And a small mobile device including the battery pack.

본 발명에 따른 전극 조립체는 제1 활물질 코팅층 및 제2 활물질 코팅층이 상이한 로딩양을 가짐으로써, 외부에서 물리적인 힘을 받지 않고서도, 충전되면서 활물질의 부피 팽창 정도의 차이로 인해 자체적으로 휘어진 형태를 가질 수 있다. 따라서, 종래의 휘어진 형상의 이차전지 제조방법에서의 가압 공정을 생략할 수 있고, 외부로부터의 가압 상태에서 발생할 수 있는 양극, 음극 및 분리막의 파괴 및 이에 의한 단락문제를 해결할 수 있으며 양품률을 향상시킬 수 있다. In the electrode assembly according to the present invention, the first active material coating layer and the second active material coating layer have different loading amounts, and thus, without being subjected to physical force from the outside, the electrode assembly has a curved shape due to a difference in volume expansion degree of the active material while being charged. Can have Therefore, the pressurization process in the conventional method of manufacturing a curved secondary battery can be omitted, and the breakage of the positive electrode, the negative electrode, and the separator that may occur in the pressurized state from the outside and the short circuit caused by this can be solved and the yield is improved. I can do it.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체의 충전 전/후를 나타낸 전극 조립체의 횡단면 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 집전체가 곡선 형상으로 휘어졌을 때의 R1 및 R2를 나타낸 집전체의 횡단면 모식도이다.
1 is a schematic cross-sectional view of an electrode assembly showing before and after charging of an electrode assembly according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic cross-sectional view of a current collector showing R1 and R2 when the current collector according to an embodiment of the present invention is curved in a curved shape.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail to aid understanding of the present invention.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 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.The terms or words used in the present specification and claims should not be interpreted as being limited to ordinary or lexical meanings, and the inventor can appropriately define the concept of terms in order to best describe his or her invention. Based on the principle that it should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terminology used herein is only used to describe exemplary embodiments, and is not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this specification, the terms "comprises", "haves" or "have" are intended to indicate the presence of implemented features, numbers, steps, elements or combinations thereof, one or more other features or It should be understood that the existence or addition possibilities of numbers, steps, elements, or combinations thereof are not excluded in advance.

종래의 휘어진 형상의 이차전지는 가압 공정과 같은 외부에서의 물리적 힘을 가하여 제조됨으로써, 양극, 음극 및 분리막의 파괴 및 이에 의한 단락문제가 발생하는 부작용이 발생하였다. The conventional curved secondary battery is manufactured by applying an external physical force, such as a pressing process, thereby causing side effects such as destruction of the positive electrode, the negative electrode and the separator, and a short circuit problem.

이에, 본 발명에서는 종래 휘어진 형상의 이차전지의 높은 불량률을 해결할 수 있는 전극 조립체를 제공하고자 한다. Accordingly, the present invention is to provide an electrode assembly capable of solving a high defect rate of a conventional secondary battery having a curved shape.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체는 양극, 분리막 및 음극을 포함하고, 상기 양극 및 음극 중 하나 이상은 집전체의 양면에 제1 활물질 및 제2 활물질이 각각 코팅된 코팅층을 포함하는 전극이고, 상기 제1 활물질 코팅층과 제2 활물질 코팅층의 로딩양은 1: 1.25 내지 10인 스택형 또는 스택-폴딩형 전극 조립체일 수 있다. An electrode assembly according to an embodiment of the present invention includes a positive electrode, a separator, and a negative electrode, and at least one of the positive electrode and the negative electrode is an electrode including a coating layer coated with a first active material and a second active material on both sides of a current collector. , The loading amount of the first active material coating layer and the second active material coating layer may be a stacked or stacked-folding electrode assembly having a ratio of 1: 1.25 to 10.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 스택형 또는 스택-폴딩형 전극 조립체의 모식도를 도 1에 나타내었으며, 이를 참조하여 본 발명의 스택형 또는 스택-폴딩형 전극 조립체를 상세히 설명한다. At this time, a schematic diagram of a stacked or stacked-folding electrode assembly according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. 1, and the stacked or stacked-folding electrode assembly of the present invention will be described in detail with reference to this.

본 발명의 전극 조립체는 집전체의 양면에 제1 활물질 코팅층 및 제2 활물질 코팅층을 포함한다. 이때, 제1 활물질 코팅층 및 제2 활물질 코팅층의 로딩양이 상이하고, 전지의 충전 시 로딩양이 더 높은 제2 활물질 코팅층의 부피 팽창이 제1 활물질 코팅층의 부피 팽창보다 더 심하다. 따라서, 제2 활물질이 코팅된 면이 볼록하도록 전극 조립체가 휘어지게 된다. 결국, 본 발명의 전극 조립체는 외부에서 물리적인 힘을 받지 않고서도, 전지의 충전에 의해서 자체적으로 휘어진 형태를 가진 전극 조립체를 얻을 수 있다. The electrode assembly of the present invention includes a first active material coating layer and a second active material coating layer on both sides of the current collector. At this time, the loading amount of the first active material coating layer and the second active material coating layer is different, and when the battery is charged, the volume expansion of the second active material coating layer having a higher loading amount is greater than the volume expansion of the first active material coating layer. Therefore, the electrode assembly is bent so that the surface coated with the second active material is convex. As a result, the electrode assembly of the present invention can obtain an electrode assembly having a curved shape itself by charging the battery without receiving physical force from the outside.

집전체 및 집전체의 양면에 각각 상이한 양으로 도포된 제1 활물질 코팅층 및 제2 활물질 코팅층은 양극에만 포함될 수도 있고, 음극에만 포함될 수도 있으며, 양극 및 음극 모두에 포함될 수도 있다. 만약, 양극 및 음극 모두 상기 제1 활물질 코팅층 및 제2 활물질 코팅층을 포함하는 경우에는, 보통 음극 활물질의 부피 변화가 양극 활물질에 비해 크기 때문에, 음극 내의 제2 활물질이 코팅된 면이 볼록하도록 전극 조립체가 휘어질 수 있다. The first active material coating layer and the second active material coating layer respectively applied in different amounts on both sides of the current collector and the current collector may be included only in the positive electrode, may be included only in the negative electrode, or may be included in both the positive electrode and the negative electrode. If, when both the positive electrode and the negative electrode include the first active material coating layer and the second active material coating layer, because the volume change of the negative electrode active material is usually larger than the positive electrode active material, the electrode assembly so that the surface coated with the second active material in the negative electrode is convex Can bend.

상기 제1 활물질 코팅층과 제2 활물질 코팅층의 로딩양은 1: 1.25 내지 10일 수 있고, 바람직하게는 1: 2 내지 5일 수 있다. 이때, 로딩양이란 단위 면적당 활물질이 코팅된 무게를 의미한다. 제2 활물질 코팅층의 양이 제1 활물질 코팅층에 비해 많기 때문에, 부피 팽창이 더욱 많이 일어나고, 따라서 제2 활물질이 코팅된 면이 볼록하도록 전극 조립체가 휘어질 수 있다. The loading amount of the first active material coating layer and the second active material coating layer may be 1: 1.25 to 10, preferably 1: 2 to 5. At this time, the loading amount refers to the weight of the active material coated per unit area. Since the amount of the second active material coating layer is larger than that of the first active material coating layer, volume expansion occurs more, so that the electrode assembly may be bent so that the surface coated with the second active material is convex.

만약, 상기 제2 활물질 코팅층의 로딩양이 제1 활물질 코팅층의 로딩양에 비해 1.25 배 미만인 경우에는, 부피 팽창의 차이 정도가 집전체를 휘어지게 할 정도로 심하지 않으므로 휘어진 이차전지를 제조할 수 없는 문제점이 발생할 수 있고, 상기 제2 활물질 코팅층의 로딩양이 제1 활물질 코팅층의 로딩양에 비해 10 배 초과인 경우에는 과도한 부피 팽창의 차이로 인해 분리막이 비틀어지거나, 활물질을 완전히 커버할 수 없어 제조된 이차전지에 단락문제가 발생할 수 있다. If, when the loading amount of the second active material coating layer is less than 1.25 times compared to the loading amount of the first active material coating layer, the difference in volume expansion is not severe enough to bend the current collector, so a curved secondary battery cannot be manufactured. This may occur, and when the loading amount of the second active material coating layer is more than 10 times compared to the loading amount of the first active material coating layer, the separation membrane is distorted or the active material cannot be completely covered due to a difference in excessive volume expansion. A short circuit problem may occur in the secondary battery.

특히, 스택형 또는 스택-폴딩형 전극 조립체의 경우에는 권취형 전극 조립체에 비하여 많은 양의 활물질을 로딩할 수 있기 때문에, 고로딩의 전극 조립체를 제조할 수 있는 장점이 있다. Particularly, in the case of a stacked or stacked-folding electrode assembly, since a large amount of active material can be loaded compared to a wound electrode assembly, there is an advantage of manufacturing a high-loading electrode assembly.

상기 양극에 포함되는 상기 제1 활물질 및 제2 활물질 중 하나 이상은 리튬 코발트 산화물, 리튬 니켈 산화물, 리튬 망간 산화물, 리튬 코발트-니켈 산화물, 리튬 코발트-망간 산화물, 리튬 망간-니켈 산화물 및 리튬 코발트-니켈-망간 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 구체적으로는, 충전 시 부피 팽창의 폭이 넓은 리튬 코발트 산화물 또는 리튬 코발트-니켈-망간 산화물을 사용할 수 있다.At least one of the first active material and the second active material included in the positive electrode is lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium manganese oxide, lithium cobalt-nickel oxide, lithium cobalt-manganese oxide, lithium manganese-nickel oxide and lithium cobalt- It may be one or more selected from the group consisting of nickel-manganese oxide. Specifically, lithium cobalt oxide or lithium cobalt-nickel-manganese oxide having a wide volume expansion during charging may be used.

상기 음극에 포함되는 상기 제1 활물질 및 제2 활물질 중 하나 이상은 실리콘계 물질, 탄소계 물질 및 실리콘-탄소계 복합 물질로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 구체적으로는, 충전 시 부피 팽창의 폭이 넓은 실리콘계 물질을 사용할 수 있고, 더욱 구체적으로는 Si, SiOx(0.03≤x≤2) 및 Si-Z 합금(여기서, 상기 Z는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 원소, 14족 원소, 전이금속, 희토류 원소 또는 이들의 조합이며, Si은 아님)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으나, 상기 양극 및 음극에 사용되는 활물질의 종류가 이에 제한되는 것은 아니다.At least one of the first active material and the second active material included in the negative electrode may be at least one selected from the group consisting of silicon-based materials, carbon-based materials, and silicon-carbon-based composite materials. A wide silicon-based material may be used, and more specifically, Si, SiO x (0.03≤x≤2) and Si-Z alloy (where Z is an alkali metal, alkaline earth metal, group 13 element, group 14 element, It may be one or more selected from the group consisting of transition metals, rare earth elements, or combinations thereof, and not Si), but the type of the active material used for the positive electrode and the negative electrode is not limited thereto.

상기 분리막의 두께는 5 내지 20 ㎛일 수 있다. 상기 집전체의 두께는 6 내지 30 ㎛일 수 있다. 만약, 상기 집전체의 두께가 6 ㎛ 미만인 경우에는 제조된 이차 전지의 강도가 저하하는 문제점이 발생할 수 있고, 30 ㎛를 초과하는 경우에는 이차전지가 잘 휘어지지 않는 문제점이 발생할 수 있다. 구체적으로, 음극으로는 6 내지 20 ㎛의 구리 호일, 양극으로는 8 내지 30 ㎛의 알루미늄 호일을 사용할 수 있다. The thickness of the separator may be 5 to 20 μm. The current collector may have a thickness of 6 to 30 μm. If the thickness of the current collector is less than 6 μm, a problem that the strength of the manufactured secondary battery decreases may occur, and when the thickness of the current collector exceeds 30 μm, a problem that the secondary battery does not bend well may occur. Specifically, a copper foil of 6 to 20 μm as the negative electrode and an aluminum foil of 8 to 30 μm as the positive electrode may be used.

상기 분리막, 집전체, 제1 및 제2 양극 활물질 층, 제1 및 제2 음극 활물질 층의 두께가 상기 범위인 경우, 본 발명에 따른 전극 조립체를 포함하는 이차 전지의 휘어짐이 용이하게 발현되면서도, 이차 전지의 성능이 우수한 효과가 있다. When the thickness of the separator, the current collector, the first and second positive electrode active material layers, and the first and second negative electrode active material layers is within the above range, the curvature of the secondary battery including the electrode assembly according to the present invention is easily expressed, There is an effect that the performance of the secondary battery is excellent.

상기 분리막은 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머, 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용될 수 있고, 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있으나, 상기 분리막의 종류가 이에 제한되는 것은 아니며, 활물질의 부피 팽창에 따른 휘어짐을 수용할 수 있을 정도로 가변성이 있는 분리막을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. As the separator, a sheet or a non-woven fabric made of an olefin-based polymer such as polypropylene such as chemical resistance and hydrophobicity, glass fiber, or polyethylene may be used, and when a solid electrolyte such as a polymer is used as the electrolyte, the solid electrolyte serves as a separator. It may be, but the type of the membrane is not limited thereto, and a membrane having variability sufficient to accommodate warpage due to volume expansion of the active material may be appropriately selected and used.

상기 양극 및 음극의 집전체로는 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등을 사용할 수 있고, 구체적으로, 양극 집전체로는 알루미늄, 음극 집전체로는 구리를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 활물질의 부피 팽창에 따라 가변할 수 있는 금속 또는 금속 복합체를 적절히 선택하여 사용할 수 있다. As the current collector of the positive electrode and the negative electrode, copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, or a surface treated with carbon, nickel, titanium, silver, or the like on the surface of aluminum or stainless steel may be used. Specifically, aluminum may be used as the positive electrode current collector, and copper may be used as the negative electrode current collector, but is not limited thereto, and a metal or metal composite that can be varied depending on the volume expansion of the active material may be appropriately selected and used.

상기 전극 조립체는 스택형 또는 스택-폴딩형 전극 조립체으로, 전극을 일정한 모양으로 잘라서 적층한 것일 수 있다. 상기 전극 조립체는 순차적으로 양극, 분리막, 및 음극이 위치되는 풀셀(full cell)을 기본 단위로 하여 중첩될 수 있고, 상기 풀셀의 중첩부 각각에 분리 필름이 개재된 것일 수 있다. 또한, 상기 전극 조립체는 양극, 분리막, 음극, 분리막 및 양극이 위치되는 바이셀(bicell) 또는 음극, 분리막, 양극, 분리막 및 음극이 위치되는 바이셀을 기본 단위로 중첩될 수 있고, 상기 바이셀의 중첩부 각각에는 분리 필름이 개재된 것일 수 있다. The electrode assembly is a stacked or stacked-folding electrode assembly, and may be formed by cutting and stacking electrodes in a certain shape. The electrode assembly may be sequentially superimposed on a full cell in which an anode, a separator, and a cathode are positioned as a basic unit, and a separation film may be interposed in each overlapping portion of the electrode. In addition, the electrode assembly may be an anode, a separator, a cathode, a bicell in which a separator and an anode are positioned, or a bicell in which a cathode, a separator, an anode, a separator, and a cathode are positioned as a basic unit, and the bicell A separation film may be interposed in each of the overlapping portions of.

본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는, 상기 스택형 또는 스택-폴딩형 전극 조립체를 포함하며 곡선 형상으로 휘어져 있는 것일 수 있다. The secondary battery according to an embodiment of the present invention may include the stacked or stacked-folding electrode assembly and bent in a curved shape.

상기 스택형 또는 스택-폴딩형 전극 조립체는 집전체를 중심으로 하였을 때, 양쪽 면의 제1 활물질 코팅층 및 제2 활물질 코팅층의 로딩양이 상이하기 때문에, 상기 전극 조립체를 포함하는 이차전지는 높은 로딩양을 가진 제2 활물질이 코팅된 면이 볼록하도록 휘어진 형태를 가질 수 있다. When the stacked or stacked-folding electrode assembly is centered on a current collector, since the loading amounts of the first active material coating layer and the second active material coating layer on both sides are different, the secondary battery including the electrode assembly has high loading. The surface coated with the positive second active material may have a curved shape to be convex.

도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 전극 조립체 내의 집전체의 횡단면에서, R1이 상기 집전체의 양 말단 사이의 최단 거리의 중심점으로부터 상기 집전체 상에 있는 양 말단 사이의 거리의 중심점까지의 최단 거리이고, R2가 상기 집전체의 양 말단 사이의 최단 거리의 절반일 때, R2/R1이 1 내지 20일 수 있고, 구체적으로는 1 내지 5일 수 있다. As shown in Fig. 2, in the cross section of the current collector in the electrode assembly, R1 is the shortest distance from the center point of the shortest distance between both ends of the current collector to the center point of the distance between both ends on the current collector. , When R2 is half of the shortest distance between both ends of the current collector, R2 / R1 may be 1 to 20, specifically 1 to 5.

만약, R2/R1가 1 미만인 경우에는 이차전지의 곡률이 너무 커져서 단락 문제가 발생할 수 있고, 20 초과인 경우에는 휘어짐의 정도가 미미하여 곡선 형태의 장치에 응용할 수 없는 문제점이 발생할 수 있다. If R2 / R1 is less than 1, the curvature of the secondary battery becomes too large, and a short circuit problem may occur. If the R2 / R1 is less than 20, a degree of deflection is insignificant, and thus a problem that cannot be applied to a curved device may occur.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 가변적인 셀 케이스에 제1항의 전극 조립체를 장착하고 전해액을 주입하여 전지 셀을 제조하는 단계(단계 1); 및 상기 전지 셀을 충전하는 단계(단계 2);를 포함하는 이차전지의 제조방법을 제공한다. According to an embodiment of the present invention, mounting the electrode assembly of claim 1 in a variable cell case and injecting an electrolyte solution to produce a battery cell (step 1); And charging the battery cell (step 2); provides a method for manufacturing a secondary battery comprising a.

이하, 본 발명에 따른 이차전지의 제조방법을 각 단계별로 상세히 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a secondary battery according to the present invention will be described in detail for each step.

본 발명에 따른 이차전지의 제조방법에 있어서, 단계 1은 가변적인 셀 케이스에 제1항의 전극 조립체를 장착하고 전해액을 주입하여 전지 셀을 제조하는 단계이다. In the method of manufacturing a secondary battery according to the present invention, step 1 is a step of manufacturing a battery cell by mounting the electrode assembly of claim 1 in a variable cell case and injecting an electrolyte.

제1항의 전극 조립체는 상이한 로딩양의 제1 활물질 코팅층 및 제2 활물질 코팅층이 집전체를 중심으로 양면에 형성되어 있어서, 후속 충전 공정을 통해 부피 팽창의 차이로 인해 제2 활물질이 코팅된 면이 볼록하도록 곡선 형태가 될 수 있다. In the electrode assembly of claim 1, the first active material coating layer and the second active material coating layer of different loading amounts are formed on both sides around the current collector, so that the surface coated with the second active material due to a difference in volume expansion through a subsequent filling process It can be convex and curved.

상기 가변적인 셀 케이스는 금속 캔 또는 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 파우치형 케이스일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 활물질의 부피 팽창에 따라 가변할 수 있는 금속 또는 수지를 자유롭게 선택하여 사용할 수 있다. 상기 전해액은 N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The variable cell case may be a pouch-shaped case made of a metal can or a laminate sheet comprising a metal layer and a resin layer, but is not limited thereto, and freely selecting a metal or resin that can be changed according to the volume expansion of the active material Can be used. The electrolyte is N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma-butyl lactone, 1,2-dimethoxy ethane, tetrahydroxyfran (franc ), 2-methyl tetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxorun, formamide, dimethylformamide, dioxorun, acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, triphosphate phosphate, trime Toxic methane, dioxoren derivatives, sulfolane, methyl sulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate derivatives, tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl pyropionate, ethyl propionate, etc. can be used. However, it is not limited thereto.

한편, 상기 단계 1에서 제조된 전지 셀을 지그에 장착한 후 가압하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 충전을 수행하여 전지 셀의 휘어짐을 발생시키기 전에, 미리 전지 셀에 종래의 휘어진 형상의 이차전지 제조방법과 같은 물리적인 압력을 미량 가하여 약간의 휘어짐을 부여한 후, 충전을 수행할 수 있다. 이와 같은 단계를 추가함으로써, 최종 제조되는 이차전지는 가압하는 단계를 수행하지 않은 경우에 비하여 덜 휘어지거나, 더 휘어짐으로써 가변 정도를 용이하게 조절할 수 있다. On the other hand, it may further include the step of pressing after mounting the battery cell prepared in step 1 to the jig. Before performing the charging to generate the warpage of the battery cell, a small amount of physical pressure is applied to the battery cell in the same manner as the conventional method of manufacturing a secondary battery of a warped shape, and then the charging may be performed. By adding such a step, the secondary battery that is finally manufactured can easily adjust the degree of variation by being less curved or more curved than when the pressing step is not performed.

본 발명에 따른 이차전지의 제조방법에 있어서, 단계 2는 상기 전지 셀을 충전하는 단계이다. 상기 단계 1에서 제조된 전지 셀은, 충전되면서 전지 셀 내의 제1 활물질 코팅층 및 제2 활물질 코팅층이 부피 팽창을 하고, 이때 활물질의 로딩양이 다르기 때문에 부피 팽창의 정도도 상이하여 제2 활물질이 코팅된 면이 볼록하도록 전지 셀 자체에 휘어짐이 발생할 수 있다. In the method of manufacturing a secondary battery according to the present invention, step 2 is a step of charging the battery cell. In the battery cell manufactured in step 1, the first active material coating layer and the second active material coating layer in the battery cell undergo volume expansion while being charged, and since the loading amount of the active material is different, the degree of volume expansion is also different and the second active material is coated. The battery cell itself may be warped so that the face is convex.

상기 전지 셀의 충전은, 상기 전극 조립체 내의 집전체의 횡단면에서, R1이 상기 집전체의 양 말단 사이의 최단 거리의 중심점으로부터 상기 집전체 상에 있는 양 말단 사이의 거리의 중심점까지의 최단 거리이고, R2가 상기 집전체의 양 말단 사이의 최단 거리의 절반일 때, R2/R1이 0 초과가 될 때까지, 구체적으로는 1 ≤ R2/R1 ≤ 20이 될 때까지 수행될 수 있다. The charging of the battery cell is the shortest distance from the center point of the shortest distance between both ends of the current collector to the center point of the distance between both ends on the current collector, in the cross section of the current collector in the electrode assembly. , When R2 is half of the shortest distance between both ends of the current collector, it may be performed until R2 / R1 becomes greater than 0, specifically, 1 ≤ R2 / R1 ≤ 20.

만약, R2/R1가 1 미만인 경우에는 이차전지의 곡률이 너무 커져서 파괴 및 단락 문제가 발생할 수 있고, 20 초과인 경우에는 휘어짐의 정도가 미미하여 곡선 형태의 장치에 응용할 수 없는 문제점이 발생할 수 있다. If R2 / R1 is less than 1, the curvature of the secondary battery becomes too large, which may cause breakage and short circuit problems, and if it is more than 20, the degree of warpage may be insignificant and thus a problem that cannot be applied to a curved device may occur.

이때, 상기 전지 셀의 충전은 15 ℃ 내지 90 ℃의 온도에서 수행될 수 있다. 구체적으로는, 20 ℃ 내지 30 ℃의 상온에서 수행될 수도 있고, 45 ℃ 내지 85 ℃의 고온 가압 환경에서 수행될 수도 있다. At this time, the charging of the battery cell may be performed at a temperature of 15 ℃ to 90 ℃. Specifically, it may be performed at room temperature of 20 ° C to 30 ° C, or may be performed in a hot pressurized environment of 45 ° C to 85 ° C.

한편, 본 발명에 따라 제조된 이차전지가 방전되는 경우, 충전 시와는 반대의 방향으로 곡선 형상이 완화되는 형태로 변화할 수 있다. 따라서, 충방전 시 이차전지의 형태가 가시적 및 물리적으로 변화함으로써 정보를 제공하거나 심미감을 필요로 하는 전자 장치에 이를 응용할 수 있다. On the other hand, when the secondary battery manufactured according to the present invention is discharged, the shape of the curve may be relaxed in a direction opposite to that of charging. Therefore, the shape of the secondary battery during charging and discharging can be applied to electronic devices that provide information or require aesthetics by changing the shape of the secondary battery visually and physically.

또는, 본 발명에 따른 이차전지의 제조방법 중에, 상기 단계 2에서 제조된 곡선 형상으로 휘어져 있는 이차전지를 둘러싸는 고정 케이스를 형성하는 단계를 더욱 포함하여, 상기한 바와 같은 방전 시의 변화를 막을 수도 있다. 이때, 상기 고정 케이스는 이차전지의 형태 변화를 막을 수 있도록 이차전지와 유사한 곡선 형상으로 휘어져 있으며, 그 형태를 단단히 고정하도록 이차전지 표면 또는 표면 근접 부위를 둘러쌀 수 있다. Or, in the manufacturing method of the secondary battery according to the present invention, further comprising the step of forming a fixed case surrounding the secondary battery curved in a curved shape prepared in step 2, to prevent the change during discharge as described above It might be. At this time, the fixing case is curved in a curved shape similar to that of the secondary battery to prevent the shape change of the secondary battery, and may surround the surface of the secondary battery or a portion close to the surface to securely fix the shape.

상기 고정 케이스로는 이차 전지의 방전 시 전극 조립체의 복원력을 견딜 수 있는 높은 강도를 갖는 물질을 사용할 수 있고, 구체적으로는 철을 포함하는 고정 케이스를 사용할 수 있으나, 상기 고정 케이스의 재료가 이에 제한되는 것은 아니다. As the fixing case, a material having a high strength capable of withstanding the restoring force of the electrode assembly during discharge of the secondary battery may be used, and specifically, a fixing case including iron may be used, but the material of the fixing case is limited thereto. It does not work.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이차전지가, 상기 이차전지와 유사한 곡선 형상으로 휘어져 있는 팩 케이스에 내장되어 있는 전지 팩을 제공한다. 상기 전지 팩은 전극의 집전체를 중심으로 활물질의 로딩양을 달리하여 자체적으로 휘어져서 제조된 이차전지를 포함하기 때문에, 파괴 및 단락의 위험성이 적어 안정하면서도 우수한 전지특성을 나타낼 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the secondary battery provides a battery pack embedded in a pack case curved in a curved shape similar to the secondary battery. Since the battery pack includes a secondary battery manufactured by bending itself by varying the loading amount of the active material around the current collector of the electrode, there is little risk of destruction and short circuit, and thus it is possible to exhibit stable and excellent battery characteristics.

또한, 모바일 장치들이 불필요한 공간낭비 최소화 및 심미적인 소장품의 역할을 수행함에 따라 다양한 형상으로 진화하고 있으므로, 이와 같은 소형 모바일 장치의 형상에 맞게 상기 전지 팩을 적용할 수 있다. 상기 장치는, 스마트폰, 휴대폰, 노트북, 테블릿 PC, 시계, 텔레비젼, 안경 등일 수 있으나, 상기 전지 팩을 응용할 수 있는 분야가 소형 모바일 장치에 제한되는 것은 아니며, 다양한 곡선 형상을 지닌 장치에 적절히 응용할 수 있다. In addition, since the mobile devices are evolving into various shapes as minimizing unnecessary waste of space and serving as an aesthetic collection, the battery pack can be applied to the shape of such a small mobile device. The device may be a smart phone, a mobile phone, a notebook, a tablet PC, a watch, a TV, glasses, etc., but the field where the battery pack can be applied is not limited to a small mobile device, and is appropriate for devices having various curved shapes. It can be applied.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice. However, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

<실시예 1><Example 1>

단계 1: 제1 양극 활물질 코팅층:알루미늄 집전체:제2 양극 활물질 코팅층:다공성 폴리에틸렌 분리막:제2 음극 활물질 코팅층: 구리 집전체: 제1 음극 활물질 코팅층이 순차적으로 적층된 전극 조립체를 제조하였다. 이때, 제1 및 제2 양극 활물질은 LiCoO2를 사용하였고, 제1 및 제2 음극 활물질로는 Graphite/SiO을 사용하였다. 상기 제1 양극 활물질 코팅층의 로딩양은 0.260 g/25 cm2, 상기 제2 양극 활물질 코팅층의 로딩양은 0.52 g/25 cm2로 하고, 상기 제1 음극 활물질은 제1 양극 활물질과 N/P ratio가 107 %가 되도록, 제2 음극 활물질은 제2 양극 활물질과 N/P ratio가 107 %가 되도록 하여 제조하였다. (N/P ratio란, 음극의 단위면적당 방전용량을 양극의 단위면적당 방전용량으로 나눈 값임.)Step 1: First positive electrode active material coating layer: Aluminum current collector: Second positive electrode active material coating layer: Porous polyethylene separator: Second negative electrode active material coating layer: Copper current collector: An electrode assembly in which the first negative electrode active material coating layer was sequentially stacked was prepared. At this time, LiCoO 2 was used as the first and second positive electrode active materials, and Graphite / SiO was used as the first and second negative electrode active materials. The loading amount of the first positive electrode active material coating layer is 0.260 g / 25 cm 2 , and the loading amount of the second positive electrode active material coating layer is 0.52 g / 25 cm 2 , and the first negative active material has an N / P ratio with the first positive electrode active material. To be 107%, the second negative active material was prepared by setting the second positive active material to N / P ratio of 107%. (N / P ratio is the value obtained by dividing the discharge capacity per unit area of the cathode by the discharge capacity per unit area of the anode.)

이때, 제1 양극 활물질 코팅층: 제2 양극 활물질 코팅층의 로딩양 비율은 1:2, 제1 음극 활물질 코팅층: 제2 음극 활물질 코팅층의 로딩양 비율은 1:2으로 하고, 제1 양극 활물질 코팅층:알루미늄 집전체:제2 양극 활물질 코팅층:다공성 폴리에틸렌 분리막:제2 음극 활물질 코팅층: 구리 집전체: 제1 음극 활물질 코팅층의 두께는 각각 70 ㎛, 12 ㎛, 125 ㎛, 18 ㎛, 135 ㎛, 10 ㎛, 75 ㎛로 하였다.  At this time, the first positive electrode active material coating layer: the loading amount ratio of the second positive electrode active material coating layer is 1: 2, the first negative electrode active material coating layer: the loading amount ratio of the second negative electrode active material coating layer is 1: 2, the first positive electrode active material coating layer: Aluminum current collector: Second positive electrode active material coating layer: Porous polyethylene separator: Second negative electrode active material coating layer: Copper current collector: First negative active material coating layer thickness is 70 μm, 12 μm, 125 μm, 18 μm, 135 μm, 10 μm, respectively. , 75 µm.

단계 2: 상기 단계 1에서 제조된 전극 조립체를 알루미늄 층과 폴리프로필렌 층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 파우치형 케이스에 넣고, 카보네이트 용매에 LiPF6가 1M 녹아있는 전해액을 주입하여 전지 셀을 제조하였다. Step 2: The electrode assembly prepared in step 1 was placed in a pouch-shaped case made of a laminate sheet comprising an aluminum layer and a polypropylene layer, and a cell was prepared by injecting 1 M of LiPF 6 dissolved electrolyte into a carbonate solvent.

단계 3: 상기 전지 셀을 상온에서 CC/CV모드로 충전하여(0.2C/4.35V, 1/20C cut-off), 상기 전극 조립체 내의 집전체의 횡단면에서, R1이 상기 집전체의 양 말단 사이의 최단 거리의 중심점으로부터 상기 집전체 상에 있는 양 말단 사이의 거리의 중심점까지의 최단 거리이고, R2가 상기 집전체의 양 말단 사이의 최단 거리의 절반일 때, R2/R1이 5인 곡선 형상으로 휘어져 있는 이차 전지를 제조하였다.Step 3: Charge the battery cell in CC / CV mode at room temperature (0.2C / 4.35V, 1 / 20C cut-off), so that in the cross section of the current collector in the electrode assembly, R1 is between both ends of the current collector. The shortest distance from the center point of the shortest distance to the center point of the distance between both ends on the current collector, and when R2 is half of the shortest distance between both ends of the current collector, R2 / R1 is a curved shape of 5 A curved secondary battery was prepared.

<비교예 1><Comparative Example 1>

상기 실시예 1의 단계 1에서, 상기 제1 양극 활물질 코팅층: 제2 양극 활물질 코팅층의 로딩양 비율은 1:0.5, 제1 음극 활물질 코팅층: 제2 음극 활물질 코팅층의 로딩양 비율은 1:0.5로 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 이차전지를 제조하였다.In step 1 of Example 1, the first positive electrode active material coating layer: the second positive electrode active material coating layer loading amount ratio is 1: 0.5, the first negative electrode active material coating layer: the second negative electrode active material coating layer loading amount ratio is 1: 0.5 A secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except for one.

<비교예 2><Comparative Example 2>

상기 실시예 1의 단계 1에서, 상기 제1 양극 활물질 코팅층: 제2 양극 활물질 코팅층의 로딩양 비율은 1:15, 제1 음극 활물질 코팅층: 제2 음극 활물질 코팅층의 로딩양 비율은 1:15로 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 이차전지를 제조하였다.In step 1 of Example 1, the first positive electrode active material coating layer: the loading amount ratio of the second positive electrode active material coating layer is 1:15, the first negative electrode active material coating layer: the loading amount ratio of the second negative electrode active material coating layer is 1:15 A secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except for one.

<비교예 3><Comparative Example 3>

상기 실시예 1의 단계 2에서 제조된 전지 셀을 휘어진 전지셀 형상이 각인되어 있는 상하 분리형의 지그로 가압하고, 단계 3을 생략한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 이차전지를 제조하였다.The secondary battery was performed in the same manner as in Example 1, except that the battery cell manufactured in Step 2 of Example 1 was pressurized with a jig of an upper and lower separation type in which a curved battery cell shape was imprinted, and Step 3 was omitted. It was prepared.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니며, 이하의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of the invention.

Claims (17)

양극, 분리막 및 음극을 포함하고,
상기 양극 및 음극은 모두 집전체의 양면에 제1 활물질 및 제2 활물질이 각각 코팅된 코팅층을 포함하고,
상기 제1 활물질 코팅층과 제2 활물질 코팅층의 로딩양은 1: 1.25 내지 10이며,
제1 양극 활물질 코팅층: 양극 집전체: 제2 양극 활물질 코팅층: 분리막: 제2 음극 활물질 코팅층: 음극 집전체: 제1 음극 활물질 코팅이 순차적으로 적층되고,
음극 활물질의 부피 변화가 양극 활물질에 비해 큰 스택형 또는 스택-폴딩형 전극 조립체.
It includes an anode, a separator and a cathode,
The positive electrode and the negative electrode both include a coating layer coated with a first active material and a second active material on both sides of the current collector,
The loading amount of the first active material coating layer and the second active material coating layer is 1: 1.25 to 10,
First positive electrode active material coating layer: positive electrode current collector: second positive electrode active material coating layer: separator: second negative electrode active material coating layer: negative electrode current collector: the first negative electrode active material coating is sequentially stacked,
A stacked or stacked-folded electrode assembly in which the volume change of the negative electrode active material is larger than that of the positive electrode active material.
제1항에 있어서,
상기 집전체의 두께는 6 내지 30 ㎛인 것을 특징으로 하는 스택형 또는 스택-폴딩형 전극 조립체.
According to claim 1,
The current collector has a thickness of 6 to 30 μm, characterized in that the stacked or stacked-folding electrode assembly.
제1항에 있어서,
상기 제1 활물질 및 제2 활물질 중 하나 이상은 Si, SiOx(0.03≤x≤2) 및 Si-Z 합금(여기서, 상기 Z는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 원소, 14족 원소, 전이금속, 희토류 원소 또는 이들의 조합이며, Si은 아님)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 스택형 또는 스택-폴딩형 전극 조립체.
According to claim 1,
At least one of the first active material and the second active material is Si, SiO x (0.03≤x≤2) and Si-Z alloy (where Z is an alkali metal, alkaline earth metal, group 13 element, group 14 element, transition metal , A rare-earth element or a combination thereof, and not Si), at least one member selected from the group consisting of a stacked or stacked-folded electrode assembly.
제1항에 있어서,
상기 제1 활물질 및 제2 활물질 중 하나 이상은 리튬 코발트 산화물 또는 리튬 코발트-니켈-망간 산화물인 것을 특징으로 하는 스택형 또는 스택-폴딩형 전극 조립체.
According to claim 1,
At least one of the first active material and the second active material is a lithium cobalt oxide or a lithium-cobalt-nickel-manganese oxide stacked or stacked-fold electrode assembly.
제1항의 스택형 또는 스택-폴딩형 전극 조립체를 포함하며, 곡선 형상으로 휘어져 있는 이차전지.
A secondary battery comprising the stacked or stacked-folding electrode assembly of claim 1 and curved in a curved shape.
제5항에 있어서,
상기 전극 조립체 내의 집전체의 횡단면에서, R1이 상기 집전체의 양 말단 사이의 최단 거리의 중심점으로부터 상기 집전체 상에 있는 양 말단 사이의 거리의 중심점까지의 최단 거리이고, R2가 상기 집전체의 양 말단 사이의 최단 거리의 절반일 때, R2/R1이 1 내지 20인 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method of claim 5,
In the cross section of the current collector in the electrode assembly, R1 is the shortest distance from the center point of the shortest distance between both ends of the current collector to the center point of the distance between both ends on the current collector, and R2 is the When half of the shortest distance between both ends, R2 / R1 is a secondary battery, characterized in that 1 to 20.
제5항에 있어서,
상기 전극 조립체 내의 집전체의 횡단면에서, R1이 상기 집전체의 양 말단 사이의 최단 거리의 중심점으로부터 상기 집전체 상에 있는 양 말단 사이의 거리의 중심점까지의 최단 거리이고, R2가 상기 집전체의 양 말단 사이의 최단 거리의 절반일 때, R2/R1는 1 내지 5인 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method of claim 5,
In the cross section of the current collector in the electrode assembly, R1 is the shortest distance from the center point of the shortest distance between both ends of the current collector to the center point of the distance between both ends on the current collector, and R2 is the When half of the shortest distance between both ends, R2 / R1 is a secondary battery, characterized in that 1 to 5.
가변적인 셀 케이스에 제1항의 전극 조립체를 장착하고 전해액을 주입하여 전지 셀을 제조하는 단계(단계 1); 및
상기 전지 셀을 충전하는 단계(단계 2);를 포함하는 이차전지의 제조방법.
Mounting the electrode assembly of claim 1 in a variable cell case and injecting an electrolyte solution to produce a battery cell (step 1); And
A method of manufacturing a secondary battery comprising; charging the battery cell (step 2).
제8항에 있어서,
상기 전지 셀의 충전은, 상기 전극 조립체 내의 집전체의 횡단면에서, R1이 상기 집전체의 양 말단 사이의 최단 거리의 중심점으로부터 상기 집전체 상에 있는 양 말단 사이의 거리의 중심점까지의 최단 거리이고, R2가 상기 집전체의 양 말단 사이의 최단 거리의 절반일 때, R2/R1이 0 초과가 될 때까지 수행되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조방법.
The method of claim 8,
The charging of the battery cell is the shortest distance from the center point of the shortest distance between both ends of the current collector to the center point of the distance between both ends on the current collector, in the cross section of the current collector in the electrode assembly. , When R2 is half of the shortest distance between both ends of the current collector, R2 / R1 is performed until it exceeds 0.
제8항에 있어서,
상기 전지 셀의 충전은, 1 ≤ R2/R1 ≤ 20이 될 때까지 수행되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조방법.
The method of claim 8,
The method of manufacturing a secondary battery, characterized in that charging of the battery cell is performed until 1 ≦ R2 / R1 ≦ 20.
제8항에 있어서,
상기 전지 셀의 충전은 15 ℃ 내지 90 ℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조방법.
The method of claim 8,
The method of manufacturing a secondary battery, characterized in that the charging of the battery cell is performed at 15 ℃ to 90 ℃.
제8항에 있어서,
상기 단계 1에서 제조된 전지 셀을 지그에 장착한 후 가압하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조방법.
The method of claim 8,
The method of manufacturing a secondary battery further comprising the step of pressing after mounting the battery cell prepared in step 1 to the jig.
제8항에 있어서,
상기 가변적인 셀 케이스는 금속 캔 또는 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 파우치형 케이스인 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조방법.
The method of claim 8,
The variable cell case is a method of manufacturing a secondary battery, characterized in that the pouch-shaped case made of a metal can or a laminate sheet comprising a metal layer and a resin layer.
제8항에 있어서,
상기 단계 2에서 제조된 곡선 형상으로 휘어져 있는 이차전지를 둘러싸는 고정 케이스를 형성하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조방법.
The method of claim 8,
The method of manufacturing a secondary battery further comprising the step of forming a fixed case surrounding the secondary battery curved in a curved shape manufactured in step 2.
제5항의 이차전지가, 상기 이차전지와 유사한 곡선 형상으로 휘어져 있는 팩 케이스에 내장되어 있는 전지 팩.
A battery pack in which the secondary battery of claim 5 is embedded in a pack case which is curved in a curved shape similar to the secondary battery.
제15항의 전지 팩을 포함하는 소형 모바일 장치.
A small mobile device comprising the battery pack of claim 15.
제16항에 있어서,
상기 장치는, 스마트폰, 휴대폰, 노트북, 테블릿 PC, 시계, 텔레비젼, 안경인 것을 특징으로 하는 소형 모바일 장치.
The method of claim 16,
The device is a small mobile device, characterized in that the smart phone, mobile phone, laptop, tablet PC, watch, TV, glasses.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2019017668A1 (en) * 2017-07-18 2019-01-24 주식회사 엘지화학 Electrode assembly, secondary battery comprising electrode assembly, and method for manufacturing electrode assembly
KR102270872B1 (en) * 2017-07-18 2021-07-01 주식회사 엘지에너지솔루션 electrode assembly, secondary battery and method of manufacturing the same
WO2023153603A1 (en) * 2022-02-09 2023-08-17 Lg Energy Solution, Ltd. Negative electrode for lithium secondary battery, method for preparing negative electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary battery comprising negative electrode
CN114583289A (en) * 2022-03-31 2022-06-03 珠海冠宇电池股份有限公司 Lithium ion battery

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101161136B1 (en) * 2011-05-17 2012-06-29 주식회사 엘지화학 Battery Cell of Curved Shape and Battery Pack Employed with the Same
JP5617265B2 (en) * 2010-02-05 2014-11-05 ソニー株式会社 Negative electrode for lithium ion secondary battery, lithium ion secondary battery, electric tool, electric vehicle and power storage system

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101382554B1 (en) 2010-09-06 2014-04-07 주식회사 엘지화학 Battery Cell of Curved Shape and Battery Pack Employed with the Same
KR101854217B1 (en) * 2013-05-29 2018-05-03 삼성에스디아이 주식회사 Secondary battery

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5617265B2 (en) * 2010-02-05 2014-11-05 ソニー株式会社 Negative electrode for lithium ion secondary battery, lithium ion secondary battery, electric tool, electric vehicle and power storage system
KR101161136B1 (en) * 2011-05-17 2012-06-29 주식회사 엘지화학 Battery Cell of Curved Shape and Battery Pack Employed with the Same

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