JP2011154989A - 電極組立体、その製造方法及び二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】充放電に関与しないコーティング部を最小化した電極を具備した電極組立体を提供する。
【解決手段】第１活物質がコーティングされた第１電極、第２活物質がコーティングされた第２電極、及び第１電極と第２電極間に介在して第１電極と第２電極の間を絶縁するセパレータを具備する電極組立体を含み、電極組立体は第１電極、第２電極、及びセパレータがゼリーロール形態に巻き取られ、第１電極及び第２電極のうち少なくとも一つの電極は先ず巻き取られた末端である先端又は後に巻き取られた末端である終端に活物質がコーティングされない無地部を具備し、無地部は少なくとも一つの電極とは異なる極性の電極とセパレータを介在させて対面しない少なくとも一つの電極の一側表面又は他側表面の所定領域に具備されることを特徴とする電極組立体が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電極組立体、その製造方法及び二次電池に関する。

最近、電子、通信コンピュータ産業の急速な発展に伴い携帯用電子機器の普及が増えている。携帯用電子機器の電源としては再充電可能な二次電池が主に用いられている。

前記二次電池は実質的に電気エネルギーを充電及び放電する電極組立体を具備している。

前記電極組立体により前記二次電池の特性及び性能が決まるので前記電極組立体に関する多くの研究及び開発が行われている。

本発明の目的は、充放電に関与しないコーティング部を最小化した電極を具備した電極組立体を提供することにある。

本発明の他の目的は、容量対体積比を最小化した電極組立体を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、前記電極組立体の製造方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、前記電極組立体を具備した二次電池を提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明の一側面によれば、第１活物質がコーティングされた第１電極、第２活物質がコーティングされた第２電極、及び前記第１電極と第２電極の間に介在して前記第１電極と第２電極の間を絶縁するセパレータを具備する電極組立体を含み、前記電極組立体は、第１電極、第２電極及びセパレータがゼリーロール形状に巻き取られており、前記第１電極及び第２電極のうち少なくとも一つの電極は先に巻き取られた末端である先端又は後に巻き取られた末端である終端に活物質がコーティングされない無地部を具備し、前記無地部は前記少なくとも一つの電極とは異なる極性の電極と前記セパレータを介在させて対面しない前記少なくとも一つの電極の一側表面又は他側表面の所定領域に具備されることを特徴とする電極組立体が提供される。

上述の目的を達成するために、本発明の他の側面によれば、電極組立体；前記電極組立体を収容する外装材；及び前記電極組立体の正極タブと負極タブが電気的に連結される保護回路モジュール；を含み、前記電極組立体は第１活物質がコーティングされた第１電極、第２活物質がコーティングされた第２電極、及び前記第１電極と第２電極の間に介在させて前記第１電極と第２電極の間を絶縁するセパレータを具備する電極組立体を含み、前記電極組立体は第１電極、第２電極、及びセパレータがゼリーロール形状に巻き取られており、前記第１電極及び第２電極のうち少なくとも一つの電極は先に巻き取られた末端である先端又は後に巻き取られた末端である終端に活物質がコーティングされない無地部を具備し、前記無地部は前記少なくとも一つの電極とは異なる極性の電極と前記セパレータを介在させて対面しない前記少なくとも一つの電極の一側表面又は他側表面の所定領域に具備されていることを特徴とする二次電池が提供される。

前記第１電極は正極で、前記第２電極は負極であってもよい。

前記無地部は前記第１電極の一側表面のうち前記第１電極の終端の所定領域に具備され得る。

前記電極組立体は前記無地部に電気的かつ物理的に連結され、前記電極組立体から引出される第１電極タブをさらに含むことができる。

前記第１電極タブは前記電極組立体の外殻部に具備され得る。

前記無地部は前記第２電極の他側表面のうち前記第２電極の先端の所定領域に具備され得る。

前記電極組立体は前記無地部に電気的かつ物理的に連結され、前記電極組立体から引出される第２電極タブをさらに含むことができる。

前記第２電極タブは前記電極組立体の中心部に具備され得る。

前記第１電極及び第２電極はそれぞれ前記無地部を除いた一側表面又は他側表面上に第１活物質又は第２活物質がコーティングされた第１活物質コーティング部又は第２活物質コーティング部を具備し得る。

前記第１活物質コーティング部又は第２活物質コーティング部は、前記第１電極及び第２電極の先端と終端を除いた二側面である上端及び下端のうち少なくとも一つの所定領域には具備されなくてもよい。

前記無地部は前記電極組立体が四角形の場合、少なくとも前記電極組立体の三面を巻き取る長さを具備し得る。

前記無地部は前記電極組立体の四面を巻き取る長さ以下を具備し得る。

前記セパレータは前記第１電極の長さに比べてさらに長く、前記第２電極の長さとは同じであるかさらに長くてもよい。

前記外装材はパウチであり、前記パウチは前記電極組立体を収容する収容部を具備した本体及び前記本体を覆うカバーからなり得る。

前記外装材は角形の缶であり、前記二次電池はキャップ組立体をさらに含み、前記キャップ組立体は前記角形の缶の開口部を密閉するキャッププレート；前記キャッププレートと絶縁され、前記キャッププレートを貫通する電極端子；前記電極端子と電気的に連結される導電性プレート；及び前記導電性プレートと前記キャッププレートの間を絶縁する絶縁プレート；を含むことができる。

上述の目的を達成するために、本発明の他の一側面によれば、第１電極、第２電極及びセパレータを準備するステップ；及び前記第１電極、第２電極及びセパレータを前記第１電極及び第２電極の先端を基準に巻き取って電極組立体を形成するステップ；を含み、前記第１電極及び第２電極のうち少なくとも一つの電極は、先端又は終端の一側表面又は他側表面に無地部を具備し、前記無地部は前記少なくとも一つの電極とは異なる極性の電極と前記セパレータを介在させて対面しない前記少なくとも一つの電極の一側表面又は他側表面の所定領域に具備されていることを特徴とする電極組立体の製造方法が提供される。

前記第２電極は前記第１電極よりさらに長くてもよい。

前記第２電極の先端は前記第１電極の先端より突出し、前記第２電極の終端は前記第１電極の終端より突出していてもよい。

以上説明したように本発明によれば、上述した本発明の目的をいずれも達成できる。具体的には、本発明によれば、充放電に関与しないコーティング部を最小化した電極を具備した電極組立体を提供する効果がある。

また、本発明によれば、容量対体積比を最小化した電極組立体を提供する効果がある。

さらに、本発明によれば、前記電極組立体の製造方法を提供する効果がある。

また、本発明によれば、前記電極組立体を含む二次電池を提供する効果がある。

本発明の一実施形態による電極組立体を図示した斜視図である。 本発明の一実施形態による電極組立体の一構成である第１電極の一例を図示した図である。 本発明の一実施形態による電極組立体の一構成である第１電極の一例を図示した図である。 本発明の一実施形態による電極組立体の一構成である第１電極の他の例を図示した図である。 本発明の一実施形態による電極組立体の一構成である第１電極の他の例を図示した図である。 本発明の一実施形態による電極組立体の一構成である第２電極の一例を図示した図である。 本発明の一実施形態による電極組立体の一構成である第２電極の一例を図示した図である。 本発明の一実施形態による電極組立体の一構成である第２電極の他の例を図示した図である。 本発明の一実施形態による電極組立体の一構成である第２電極の他の例を図示した図である。 本発明の一実施形態による電極組立体の巻き取られる前の形態を図示した概念図である。 図１のＡ−Ａ’線に沿って切り取った断面図である。 本発明の一実施形態による電極組立体を具備した二次電池の一例を図示した図である。 本発明の一実施形態による電極組立体を具備した二次電池の他の例を図示した図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態による電極組立体を図示した斜視図であり、図２Ａ及び２Ｂは、本発明の一実施形態による電極組立体の一構成である第１電極の一例を図示した図（この時、前記図２Ａは前記第１電極の一側表面を、前記図２Ｂは前記第１電極の他側表面を示す）であり、図３Ａ及び３Ｂは、本発明の一実施形態による電極組立体の一構成である第１電極の他の例を図示した図（この時、前記図３Ａは前記第１電極の一側表面を、前記図３Ｂは前記第１電極の他側表面を示す）で、図４Ａ及び４Ｂは、本発明の一実施形態による電極組立体の一構成である第２電極の一例を図示した図（この時、前記図４Ａは前記第２電極の一側表面を、前記図４Ｂは前記第２電極の他側表面を示す）であり、図５Ａ及び５Ｂは、本発明の一実施形態による電極組立体の一構成である第２電極の他の例を図示した図（この時、前記図５Ａは前記第２電極の一側表面を、前記図５Ｂは前記第２電極の他側表面を示す）であり、図６は、本発明の一実施形態による電極組立体の巻き取る前の形態を図示した概念図であり、図７は、図１のＡ−Ａ’線に沿って切り取った断面図である。

図１乃至図７に基づき説明すると、本発明の一実施形態による電極組立体１００は第１電極１１０、第２電極１２０及びセパレータ１３０を含む。

前記第１電極１１０は図２Ａ、図２Ｂ及び図６に示すように、全体的に長い帯状に具備される。

前記第１電極１１０は図２Ａに示す一側表面１１１と前記一側表面１１１の反対側の表面である図２Ｂに示す他側表面１１２を具備しており、前記第１電極１１０の一側表面１１１と他側表面１１２上にはそれぞれ第１活物質がコーティングされた第１活物質コーティング部１１３、１１４を具備している。

この時、前記第１電極１１０はゼリーロール形状に巻き取られるが、前記第１電極１１０の両末端のうち前記第１電極１１０が巻き取られる時、巻取りの基準となって先に巻き取られる末端を先端１１５と定義し、前記第１電極１１０が巻き取られる時、最後に巻き取られる末端を終端１１６と定義する。

前記第１電極１１０の終端１１６、正確には前記第１電極１１０の終端１１６の一側表面１１１の所定領域に無地部１１７を具備している。

前記無地部１１７は前記第１電極１１０の終端１１６から先端１１５側にかけて所定領域に形成されている。

前記無地部１１７の所定領域は少なくとも前記電極組立体１００の三面を囲むように前記第１電極１１０が巻き取られる長さに具備される。また前記無地部１１７の所定領域は前記電極組立体１００の四面以下を囲むように具備されることが好ましい。これは前記第１活物質コーティング部１１３の不必要な領域をなくし、前記第１活物質コーティング１１３の領域を最小化し、前記電極組立体１００の全体容積を最小化するためである。すなわち、前記電極組立体１００の容量に対する体積を最小化するためである。

この時、前記無地部１１７の所定領域が三面又は四面以下を囲むように具備されるということは、図１に図示のように前記電極組立体１００を円形に巻き取った後、側面を押さえて略四角形になるように変形した電極組立体１００で四側面（この時、前記四側面は前記図２Ａ及び図２Ｂに示す第１電極１１０の表面上に表示された点線によって区分される。すなわち、前記点線は前記電極組立体１００の側面の境界線を意味する。）のうち三面又は四面以下を囲むという意味である。

前記無地部１１７が前記第１電極１１０の終端１１６の所定領域に具備されるのは前記第２電極１２０と関連がある。すなわち、前記電極組立体１００は前記第１電極１１０と前記第１電極１１０とは反対極性である前記第２電極１２０が前記セパレータ１３０を介在させて互いに対面する領域で実質的にエネルギーを充放電することになるが、前記第１電極１１０が前記第２電極１２０と巻き取られる時、図１及び図７に図示のように前記無地部１１７は前記第２電極１２０とは対面しなくなるので前記無地部１１７に対応する領域に前記第１活物質コーティング部１１３を具備した場合にも、前記無地部１１７に対応する領域に具備された前記第１活物質コーティング部１１３は実質的にエネルギーを充放電を行わなくなるので不必要な領域になる。

したがって、前記第１電極１１０は反対極性である第２電極１２０と前記セパレータ１３０を介在させて対面しない終端１１６の所定領域に無地部１１７を具備し得る。

一方、前記第１電極１１０は前記一側表面１１１の反対側の表面である他側表面１１２がその全面に前記第１活物質コーティング部１１４を具備している。これは前記第１電極１１０の他側表面１１２はその表面全体が前記第２電極１２０と前記セパレータ１３０を介在させて対面するからである。

この時、前記第１電極１１０は正極で、前記第２電極１２０は負極であり得る。これに対して、前記第１電極１１０が負極で、前記第２電極１２０が正極であってもよい。しかし、説明の便宜のために本発明の一実施形態による電極組立体１００は前記第１電極１１０は正極で前記第２電極１２０は負極であると仮定して説明する。

図３Ａ及び図３Ｂに示す第１電極１１０ａは上述した第１電極１１０の他の例であり、前記第１電極１１０とほぼ同じである。ただし、前記第１電極１１０ａのは四側面のうち前記先端１１５と終端１１６を除いた二側面である上端１１８ａ及び下端１１８ｂにそれぞれ前記第１活物質コーティング部１１３、１１４が具備されない、すなわち、第１活物質がコーティングされない上端無地部１１９ａ及び下端無地部１１９ｂを具備しているという点が異なるのみで、他の構成は同じであるため詳細な説明は省略する。

この時、前記図３Ａ及び図３Ｂに示す第１電極１１０ａは前記上端無地部１１９ａ及び下端無地部１１９ｂをいずれも具備している場合を図示しているが、必要とする場合には、前記上端無地部１１９ａ及び下端無地部１１９ｂのうちいずれか一つのみを具備してもよい。

前記電極組立体１００は前記第１電極１１０と電気的かつ物理的に連結され、前記電極組立体１００から引出される第１電極タブ１４０を具備し得る。

前記第１電極タブ１４０は図２Ａ乃至図３Ｂに示す前記第１電極１１０、１１０ａの無地部１１７、正確には前記第１電極１１０、１１０ａの終端１１６の一側表面１１１上に具備され得る。したがって、前記第１電極タブ１４０は前記第１電極１１０、１１０ａの後に巻き取られる終端１１６に具備されるので、前記電極組立体１００の外殻部に具備される。

図示していないが、前記第１電極タブ１４０は図３Ａ及び図３Ｂに示す前記第１電極１１０ａの上端無地部１１９ａ又は下端無地部１１９ｂの所定位置に少なくとも一つが具備され得る。したがって、前記第１電極タブ１４０は図示していないが、前記上端無地部１１９ａ又は下端無地部１１９ｂの所定位置に少なくとも一つが具備される場合、前記電極組立体１００の外殻部のみならず中心部にも具備され得る。

前記第１電極１１０と第１電極タブ１４０の締結は、抵抗溶接、スポット溶接、レーザー溶接などのような溶接法を含む様々な締結方法を用いて締結され得る。

前記第２電極１２０は図４Ａ、図４Ｂ及び図６に示すように全体的に長い帯状に具備される。

前記第２電極１２０は図４Ａに示す一側表面１２１と前記一側表面１２１の反対側の表面である図４Ｂに示す他側表面１２２を具備しており、前記第２電極１２０の一側表面１２１と他側表面１２２上にはそれぞれ第２活物質がコーティングされた第２活物質コーティング部１２３、１２４を具備している。

この時、前記第２電極１２０はゼリーロール形状に巻き取られるが、前記第２電極１２０の両末端のうち前記第２電極１２０が巻き取られる時、巻取りの基準となって先に巻き取られる終端を先端１２５と定義し、前記第２電極１２０が巻き取られる時、最後に巻き取られる終端を終端１２６と定義する。

前記第２電極１２０の先端１２５、正確には前記第２電極１２０の先端１２５の他側表面１２２の所定領域に無地部１２７を具備している。

前記無地部１２７は前記第２電極１２０の先端１２５から終端１２６側にかけて所定領域に形成されている。

前記無地部１２７の所定領域は少なくとも前記電極組立体１００の三面を囲むように前記第２電極１２０が巻き取られる長さに具備される。また前記無地部１２７の所定領域は前記電極組立体１００の四面以下を囲むように具備されることが好ましい。これは前記第２活物質コーティング部１２４の不必要な領域をなくし、前記第２活物質コーティング１２４の領域を最小化し、前記電極組立体１００の全体容積を最小化するためである。すなわち、前記電極組立体１００の容量に対する体積を最小化するためである。

この時、前記無地部１２７の所定領域が三面又は四面以下を囲むように具備されるということは、図１に図示のように前記電極組立体１００を円形に巻き取った後、側面を押さえて略四角形になるように変形した電極組立体１００で四側面（この時、前記四側面は前記図４Ａ及び図４Ｂに示す第２電極１２０の表面上に表示された点線によって区分される。すなわち、前記点線は前記電極組立体１００の側面などの境界線を意味する。）のうち三面又は四面以下を囲むという意味である。

前記無地部１２７が前記第２電極１２０の先端１２５の所定領域に具備されることは、上述した前記第１電極１１０の無地部１１７と同じ理由から具備される。すなわち、前記電極組立体１００は前記第２電極１２０と前記第２電極１２０とは反対極性である前記第１電極１１０が前記セパレータ１３０を介在させて互いに対面する領域で実質的にエネルギーを充放電することになるが、前記第２電極１２０が前記第１電極１１０と巻き取られる時、図１及び図７に図示のように前記無地部１２７は前記第１電極１１０とは対面しなくなるので前記無地部１２７に対応する領域に前記第２活物質コーティング部１２４を具備した場合にも、前記無地部１２７に対応する領域に具備された前記第２活物質コーティング部１２４は実質的にエネルギーを充放電しなくなるので不必要な領域になる。

したがって、前記第２電極１２０は反対極性である第１電極１１０と前記セパレータ１３０を介在させて対面しない先端１２５の所定領域に無地部１２７を具備し得る。

一方、前記第１電極１１０は前記他側表面１２２の反対側の表面である一側表面１２１がその全面に前記第２活物質コーティング部１２３を具備している。これは前記第２電極１２０の一側表面１２１はその表面全体が前記第１電極１１０と前記セパレータ１３０を介在させて対面するからである。

図５Ａ及び図５Ｂに示す第２電極１２０ａは上述した第２電極１２０の他の例であり、前記第２電極１２０とほぼ同じである。ただし、前記第２電極１２０ａの四側面のうち前記先端１２５と終端１２６を除いた二側面である上端１２８ａ及び下端１２８ｂにそれぞれ前記第２活物質コーティング部１２３、１２４が具備されない、すなわち、第２活物質がコーティングされない上端無地部１２９ａ及び下端無地部１２９ｂを具備しているという点が異なるのみで、他の構成は同じであるため詳細な説明は省略する。

この時、前記図５Ａ及び図５Ｂに示す第２電極１２０ａは前記上端無地部１２９ａ及び下端無地部１２９ｂをいずれも具備している場合を図示しているが、必要とする場合には、前記上端無地部１２９ａ及び下端無地部１２９ｂのうちいずれか一つのみを具備してもよい。

前記電極組立体１００は前記第２電極１２０と電気的かつ物理的に連結され、前記電極組立体１００から引出される第２電極タブ１５０を具備し得る。

前記第２電極タブ１５０は図４Ａ乃至図５Ｂに示す前記第２電極１２０、１２０ａの無地部１２７、正確には前記第２電極１２０、１２０ａの先端１２５の他側表面１２２上に具備され得る。したがって、前記第２電極タブ１５０は前記第２電極１２０、１２０ａの先に巻き取られる先端１２５に具備されるので、前記電極組立体１００の中心部に具備され得る。

図示していないが、前記第２電極タブ１５０は図５Ａ及び図５Ｂに示す前記第２電極１２０ａの上端無地部１２９ａ又は下端無地部１２９ｂの所定位置に少なくとも一つが具備され得る。したがって、前記第２電極タブ１５０は図示していないが、前記上端無地部１２９ａ又は下端無地部１２９ｂの所定位置に少なくとも一つが具備される場合、前記電極組立体１００の中心部のみならず外殻部にも具備され得る。

前記第２電極１２０と第２電極タブ１５０の締結は抵抗溶接、スポット溶接、レーザー溶接などのような溶接法を含む様々な締結方法で締結され得る。

前記第２電極１２０は前記第１電極１１０に比べてその長さが長く具備される。

前記セパレータ１３０は前記第１電極１１０と第２電極１２０の間に介在させて前記第１電極１１０と第２電極１２０の間を絶縁する役割を行う。

本発明の一実施形態による電極組立体１００はゼリーロール形状に具備されるので前記セパレータ１３０は少なくとも二枚が必要である。すなわち、図６に図示のように前記二枚のセパレータ１３０のうち一枚は前記第１電極１１０と第２電極１２０の間に位置し、他の一枚は前記第２電極１２０の他側表面に具備され得る。

この時、本発明の一実施形態による電極組立体１００は前記第１電極１１０及び第２電極１２０の先端１１５、１２５、正確には前記第２電極１２０の先端１２５を基準に時計回りに巻き取られるので前記他の一枚のセパレータ１３０が前記第２電極１２０の他側表面に具備される。

前記セパレータ１３０はその長さが前記第１電極１１０の長さよりは長く、前記第２電極１２０の長さと同じ長さ、またはさらに長い長さに具備される。

本発明の一実施形態による電極組立体１００を製造する方法を説明すると、まず、図６に図示したように前記第１電極１１０（この時、前記第１電極１１０は図３Ａ及び図３Ｂに基づき説明した前記第１電極１１０ａで代替可能である。）、前記第２電極１２０（この時、前記第２電極１２０は図５Ａ及び図５Ｂに基づき説明した前記第２電極１２０ａで代替可能である。）及び二枚のセパレータ１３０を準備する。

そして、前記第１電極１１０、第２電極１２０及び二枚のセパレータ１３０を整列する。

この時、前記第１電極１１０、第２電極１２０及び二枚のセパレータ１３０の整列は、前記第２電極１２０の先端１２５が前記第１電極１１０の先端１１５よりは突出し（図６の１６２参照）、前記第２電極１２０の終端１２６が前記第１電極１１０の終端１１６よりは突出するように（図６の１６４参照）整列する。これは前記第２電極１２０が前記第１電極１１０に比べて長く具備されるからであり、前記第１電極１１０が正極で、前記第２電極１２０が負極であるからでもある。

そして、前記第１電極１１０及び第２電極１２０の先端１１５、１２５を基準に、正確には前記第２電極１２０の先端１２５を基準に前記第１電極１１０、第２電極１２０及び二枚のセパレータ１３０を略円筒状に巻き取った後、側面を押さえて略四角形状の電極組立体１００を形成する。

図８は本発明の実施例による電極組立体を具備した二次電池の一例を図示した図である。

図８に基づき説明すると、本発明の実施例による二次電池１０００は電極組立体１１００を含む。この時、前記電極組立体１１００は図１乃至図７に基づき説明した電極組立体１００を具備してもよい。また電極組立体１１００は第１電極タブ１１１０及び第２電極タブ１１２０を具備しているが、前記第１電極タブ１１１０及び第２電極タブ１１２０はそれぞれ図１乃至図７に基づき説明した第１電極タブ１４０及び第２電極タブ１５０であってもよい。

前記二次電池１０００は前記電極組立体１１００を収容するパウチ１２００及び保護回路モジュール１３００を具備する。

前記パウチ１２００は本体１２１０及びカバー１２２０を具備している。

前記本体１２１０は前記電極組立体１１００が収容される空間である収容部１２１２及び前記収容部１２１２の入口から延長、拡張されて形成された密封部１２１４を具備している。

前記カバー１２２０は前記本体１２１０の密封部１２１４のいずれの周縁から延長されている。前記カバー１２２０は前記本体１２１０の収容部１２１２を全て覆いながら前記本体１２１０の密封部１２１４と密封されることで、前記本体１２１０の収容部１２１２と対応する収容部カバー領域１２２２及び前記本体１２１０の密封部１２１４に対応する密封部１２２４を具備している。

したがって、前記二次電池１０００は前記電極組立体１１００が前記本体１２１０の収容部１２１２に収容されると、前記カバー１２２０を覆った後密着され、前記本体１２１０の密封部１２１４と前記カバー１２２０の密封部１２２４を熱融着などのような方法で密封して形成される。

前記パウチ１２００を密封した後は、前記電極組立体１１００から延長された第１電極タブ１１１０及び第２電極タブ１１２０が外部に露出した状態で具備される。一方、前記第１電極タブ１１１０及び第２電極タブ１１２０は保護回路モジュール１３００に連結される。

前記保護回路モジュール（Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｍｏｄｕｌｅ１）３００は前記電極組立体１１００の充放電を制御するのみならず、二次電池１０００の動作を制御する役割を行う。一方、前記保護回路モジュール１３００にはＩＣ素子などのような制御素子１３１０、前記二次電池１０００に過電流が流れることを防止する二次保護素子１３２０及び前記二次電池１０００と外部機器を連結する外部端子１３３０などが具備される。

図９は、本発明の実施例による電極組立体を具備した二次電池の他の例を図示した図である。

図９に基づき説明すると、本発明の実施例による二次電池２０００は電極組立体２１００を含む。

この時、前記電極組立体２１００は図１乃至図７に基づき説明した電極組立体１００であってもよい。

前記二次電池２０００は前記電極組立体２１００を一側方向に開口された開口部を具備した缶２２００に収容している。

また電極組立体２１００は第１電極タブ２１１０及び第２電極タブ２１２０を具備しているが、前記第１電極タブ２１１０及び第２電極タブ２１２０はそれぞれ図１乃至図７に基づき説明した第１電極タブ１４０及び第２電極タブ１５０であってもよい。

前記電極組立体２１００を収容した缶２２００の開口部を介して絶縁ケース２３００が挿入される。

前記絶縁ケース２３００は前記電極組立体２１００が前記缶２２００内部で揺れ動くことを防止する役割と、以下で説明するキャッププレート２４００と前記電極組立体２１００の間を絶縁する役割を行う。

前記絶縁ケース２３００は前記第１電極タブ２１１０及び第２電極タブ２１２０が貫通する第１貫通孔２３１０及び第２貫通孔２３２０を具備しており、電解液を注入するための電解液注入孔２３３０を具備している。

前記キャッププレート２４００は前記電極組立体２１００が収容された缶２２００の開口部を覆って前記缶２２００を密封する。

前記キャッププレート２４００はその所定位置に電極端子２４１０を具備している。この時、前記電極端子２４１０は前記キャッププレート２４００の所定位置以外の他の領域であるプレート端子２４２０とは絶縁された状態で具備される。前記キャッププレート２４００はその所定位置に電解液注入孔２４３０を具備している。前記電解液注入孔２４３０は電解液を注入する孔である。前記電解液注入孔２４３０は電解液の注入が完了した後注入孔栓２４４０で密封される。

前記電極端子２４１０は前記電極組立体１１００の第１電極タブ２１１０又は第２電極タブ２１２０と電気的に連結され、前記プレート端子２４２０は第２電極タブ２１２０又は第１電極タブ２１１０と電気的に連結されている。

前記二次電池２０００は前記二次電池２０００の充放電を制御するのみならず動作を制御する保護回路モジュール２５００を具備している。

前記保護回路モジュール２５００にはＩＣ素子などのような制御素子２５１０及び前記二次電池２０００を外部機器と連結する外部端子２５２０などが具備される

前記保護回路モジュール２５００は前記電極端子２４１０及びプレート端子２４２０と電気的に連結されている。

この時、前記保護回路モジュール２５００と電極端子２４１０の間には前記二次電池２０００に過電流が流れることを防止する二次保護素子２５３０が具備され得る。

前記二次保護素子２５３０は前記電極端子２４１０に連結される第１端子リード２５３２、前記保護回路モジュール２５００に連結される第２端子リード２５３４及び前記第１端子リード２５３２と第２端子リード２５３４の間に具備されるＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子２５３６を含む。

一方、前記保護回路モジュール２５００は前記プレート端子２４２０と電気的に連結される。

前記保護回路モジュール２５００とプレート端子２４２０の電気的連結は接続部材２５４０で行われる。前記接続部材２５４０は前記保護回路モジュール２５００とはんだ付けのような方法で連結され、前記プレート端子２４２０とははんだ付け、レーザー溶接及び抵抗溶接などのような方法又はボルトなどのような締結部材による締結で連結され得る。

また、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１１０、１１０ａ 第１電極
１１１ 一側表面
１１２ 他側表面
１１３、１１４ 第１活物質コーティング部
１１５ 先端
１１６ 終端
１１７ 無地部
１２０、１２０ａ 第２電極
１２１ 一側表面
１２２ 他側表面
１２３、１２４ 第１活物質コーティング部
１２５ 先端
１２６ 終端
１２７ 無地部
１４０ 第１電極タブ
１５０ 第２電極タブ

Claims (19)

1. 第１活物質がコーティングされた第１電極、第２活物質がコーティングされた第２電極、及び前記第１電極と第２電極の間に介在して前記第１電極と第２電極の間を絶縁するセパレータを具備する電極組立体を含み、
   前記電極組立体は第１電極、第２電極及びセパレータがゼリーロール形状に巻き取られ、
   前記第１電極及び第２電極のうち少なくとも一つの電極は先に巻き取られた末端である先端又は後に巻き取られた末端である終端に活物質がコーティングされない無地部を具備し、
   前記無地部は前記少なくとも一つの電極とは異なる極性の電極と前記セパレータを介在させて対面しない前記少なくとも一つの電極の一側表面又は他側表面の所定領域に具備されることを特徴とする電極組立体。
2. 前記第１電極は正極で、前記第２電極は負極であることを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。
3. 前記無地部は前記第１電極の一側表面のうち前記第１電極の終端の所定領域に具備されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電極組立体。
4. 前記電極組立体は前記無地部に電気的かつ物理的に連結され、前記電極組立体から引出される第１電極タブをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の電極組立体。
5. 前記第１電極タブは前記電極組立体の外殻部に具備されることを特徴とする請求項４に記載の電極組立体。
6. 前記無地部は前記第２電極の他側表面のうち前記第２電極の先端の所定領域に具備されていることを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。
7. 前記電極組立体は前記無地部に電気的かつ物理的に連結され、前記電極組立体から引出される第２電極タブをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の電極組立体。
8. 前記第２電極タブは前記電極組立体の中心部に具備されることを特徴とする請求項７に記載の電極組立体。
9. 前記第１電極及び第２電極はそれぞれ前記無地部を除いた一側表面又は他側表面上に第１活物質又は第２活物質がコーティングされた第１活物質コーティング部又は第２活物質コーティング部を具備していることを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。
10. 前記第１活物質コーティング部又は第２活物質コーティング部は前記第１電極及び第２電極の先端と終端を除いた二側面である上端及び下端のうち少なくとも一つの所定領域には具備されないことを特徴とする請求項９に記載の電極組立体。
11. 前記無地部は前記電極組立体が四角形の場合少なくとも前記電極組立体の三面を巻き取る長さが具備されることを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。
12. 前記無地部は前記電極組立体の四面を巻き取る長さ以下に具備されることを特徴とする請求項１１に記載の電極組立体。
13. 前記セパレータは前記第１電極に比べてさらに長く、前記第２電極の長さとは同じであるか、さらに長いことを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。
14. 第１電極、第２電極及びセパレータを準備するステップ；及び
    前記第１電極、第２電極及びセパレータを前記第１電極及び第２電極の先端を基準に巻き取って電極組立体を形成するステップ；を含み、
    前記第１電極及び第２電極のうち少なくとも一つの電極は先端又は終端の一側表面又は他側表面に無地部を具備し、
    前記無地部は前記少なくとも一つの電極とは異なる極性の電極と前記セパレータを介在させて対面しない前記少なくとも一つの電極の一側表面又は他側表面の所定領域に具備されていることを特徴とする電極組立体の製造方法。
15. 前記第２電極は前記第１電極よりさらに長いことを特徴とする請求項１４に記載の電極組立体の製造方法。
16. 前記第２電極の先端は前記第１電極の先端より突出し、前記第２電極の終端は前記第１電極の終端より突出していることを特徴とする請求項１４または１５に記載の電極組立体の製造方法。
17. 電極組立体；
    前記電極組立体を収容する外装材；及び
    前記電極組立体の正極タブと負極タブが電気的に連結される保護回路モジュール；を含み、
    前記電極組立体は、
    第１活物質がコーティングされた第１電極、第２活物質がコーティングされた第２電極及び前記第１電極と第２電極の間に介在して前記第１電極と第２電極の間を絶縁するセパレータを具備する電極組立体を含み、
    前記電極組立体は第１電極、第２電極及びセパレータがゼリーロール形状に巻き取られ、
    前記第１電極及び第２電極のうち少なくとも一つの電極は先に巻き取られた末端である先端又は後に巻き取られた末端である終端に活物質がコーティングされない無地部を具備し、
    前記無地部は前記少なくとも一つの電極とは異なる極性の電極と前記セパレータを介在させて対面しない前記少なくとも一つの電極の一側表面又は他側表面の所定領域に具備されていることを特徴とする二次電池。
18. 前記外装材はパウチであり、
    前記パウチは、
    前記電極組立体を収容する収容部を具備した本体と、
    前記本体を覆うカバーと、からなることを特徴とする請求項１７に記載の二次電池。
19. 前記外装材は角形の缶であり、
    前記二次電池はキャップ組立体をさらに含み、
    前記キャップ組立体は前記角形の缶の開口部を密閉するキャッププレート；
    前記キャッププレートと絶縁され、前記キャッププレートを貫通する電極端子；
    前記電極端子と電気的に連結される導電性プレート；及び
    前記導電性プレートと前記キャッププレートの間を絶縁する絶縁プレート；を含むことを特徴とする請求項１７に記載の二次電池。
    
    

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