JP2021506078A

JP2021506078A - 六角柱形状のバッテリーセル及びその製造方法、並びにこれを含むバッテリーモジュール

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Publication number: JP2021506078A
Application number: JP2020531463A
Authority: JP
Inventors: ミン−ヒ・パク; ハ−ヌル・ユ; チョン−ス・ハ
Original assignee: エルジー・ケム・リミテッド
Priority date: 2018-09-05
Filing date: 2019-08-26
Publication date: 2021-02-18
Anticipated expiration: 2039-08-26
Also published as: EP3739679A4; KR20200027808A; KR102503269B1; CN111512486A; US11575145B2; US20200358126A1; JP7055876B2; WO2020050534A1; EP3739679A1

Abstract

本発明の一実施例によるバッテリーセルは、中心部に六角柱形態のホールが形成された中空構造を有し、外形が六角柱形状を有する電極組立体と、前記電極組立体を収容し、外形が六角柱形状を有するセルケースと、を含む。

Description

本発明は、六角柱形状のバッテリーセル及びその製造方法、並びにこれを含むバッテリーモジュールに関し、より詳しくは、電極集電体の上に電極活物質をローディングするとき、所定の間隔を隔ててローディングすることで六角柱の稜部分における電極活物質の損傷を防止することができる構造を有する電極組立体を用いて製造された六角柱形状のバッテリーセル及びその製造方法、並びにこれを含むバッテリーモジュールに関する。

本出願は、２０１８年９月５日出願の韓国特許出願第１０−２０１８−０１０６０８３号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。

複数のバッテリーセルを含むバッテリーモジュールを製造するに際し、円筒型バッテリーセルを用いる場合、相互に隣接するバッテリーセルの間に形成される空いた空間が大きくなるしかなく、エネルギー密度の面で不利となる。

また、円筒型バッテリーセルを用いる場合、冷却のためにバッテリーセルの間に冷却プレートを挟むとしても円筒型バッテリーセルの丸い側面のため、バッテリーセルと冷却プレートとの接触面積が小さくなり、これによって冷却効率が劣るという問題点がある。

勿論、円筒型バッテリーセルの底面と冷却プレートとを接触させる場合、接触面積をもう少し広げることはできるが、この場合、バッテリーセルの中心部で発生する熱がバッテリーセルの底面まで伝導されるのに時間がかかるので、効率的な冷却が困難になるという問題点がある。

バッテリーセルの形状を六角柱形状に製造する場合、バッテリーセルの間に形成される空いた空間を無くすか、最小化できるという長所がある。このように六角柱形状のバッテリーセルの製造のためには、六角柱形状のセルケース内に六角柱形状の電極組立体を収容することが、エネルギー密度の面及びセルケースによる冷却効率向上の面で望ましい。

しかし、電極集電体の上に電極活物質が連続的にローディングされた形態を有する従来の電極を用いて六角柱形状の電極組立体を製造する場合、電極の折り曲げ部分、即ち、六角柱の稜部分で電極活物質も共に折り曲げられるため、電極活物質に亀裂が生ずるか、脱落するなどの現象が発生する恐れがあり、これは、バッテリーセル及びバッテリーモジュールの品質低下につながり得る。

そこで、バッテリーセルを六角柱形状に製造するに際し、電極活物質の損傷及び／または脱落を防止するための技術が求められる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、詳しくは、バッテリーモジュールの製造のために、複数個のバッテリーセルをパッキング（ｐａｃｋｉｎｇ）するに際し、エネルギー密度を高めるためにバッテリーセルの形状を六角柱形状にすることを目的とする。

また、本発明は、六角柱形状のバッテリーセルの製造のために適用される六角柱の電極組立体を製造するに際し、六角柱の稜部分で電極活物質の損傷及び／または脱落が発生しないようにする電極組立体の構造を提供することを他の目的とする。

但し、本発明が解決しようとする課題はこれに限定されず、ここに言及されていないさらに他の技術的課題は、以下に記載された発明の説明からより明確に理解されるだろう。

上記の課題を達成するための本発明の一実施例によるバッテリーセルは、中心部に六角柱形態のホールが形成された中空構造を有し、外形が六角柱の形状を有する電極組立体と、前記電極組立体を収容し、外形が六角柱の形状を有するセルケースと、を含む。

前記電極組立体は、第１電極集電体及び前記第１電極集電体の上に所定の間隔を隔てて不連続的にコーティングされた第１電極活物質ブロックを含む第１電極と、第２電極集電体及び前記第２電極集電体の上に所定の間隔を隔てて不連続的にコーティングされた第２電極活物質ブロックを含む第２電極と、前記第１電極と第２電極との間に挟まれる分離膜と、を含み得る。

前記第１電極は、相互に隣接した第１電極活物質ブロックの間ごとに形成される第１非コーティング領域で折り曲げられ、前記第２電極は、相互に隣接した第２電極活物質ブロックの間ごとに形成される第２非コーティング領域で折り曲げられ得る。

前記第１電極活物質ブロック及び第２電極活物質ブロックは、前記電極組立体の断面の中心部から遠く位置するほど長い長さを有し得る。

前記電極組立体の最外側面と前記セルケースの内側面との間には、分離膜が挟まれ得る。

なお、上記の課題を達成するための本発明の一実施例によるバッテリーセルの製造方法は、第１電極集電体の少なくとも一面上に所定の間隔を隔てて不連続的に第１電極活物質ブロックを形成して第１電極を設ける段階と、第２電極集電体の少なくとも一面上に所定の間隔を隔てて不連続的に第２電極活物質ブロックを形成して第２電極を設ける段階と、前記第１電極と第２電極との間に分離膜が挟まれるように積層された第１電極、第２電極及び分離膜を含む積層体を形成する段階と、電極組立体の外形が六角柱の形状になるように前記積層体を巻き取る段階と、巻き取られた前記電極組立体をケースに収容する段階と、を含む。

前記第１電極活物質ブロックを、巻取りが始まる箇所から順次に６個ずつグルーピングしたとき、同じグループ内に属する第１電極活物質ブロックの長さは相互に同一であり、前記第１電極活物質ブロックは、巻取りが始まる箇所から遠く位置するグループに属する第１電極活物質ブロックであるほど、長さが長く形成され得る。

巻取りが始まる個所から順次に６個の第２電極活物質ブロックを一つのグループにするとき、同じグループ内に属する第２電極活物質ブロックの長さは相互に同一であり、前記第２電極活物質ブロックは、巻取りが始まる個所から遠く位置するグループに属する第２電極活物質ブロックであるほど、長さが長く形成され得る。

前記積層体を巻き取る段階は、不連続的に形成された第１電極活物質ブロック同士の間に形成された第１非コーティング領域及び第２電極活物質ブロック同士の間に形成された第２非コーティング領域を中心にして前記積層体を折り曲げる段階であり得る。

上記の課題を達成するための本発明の一実施例によるバッテリーモジュールは、上述の本発明の一実施例によるバッテリーセルを複数個含むセル集合体と、相互に隣接したバッテリーセルの対向面の間に挟まれる冷却プレートと、を含む。

本発明の一面によれば、六角柱形状のバッテリーセルをパッキングしてバッテリーモジュールを製造することで、バッテリーモジュールのエネルギー密度を高めることができる。

本発明の他面によれば、六角柱形状のバッテリーセル製造のために適用される六角柱形状の電極組立体を製造するに際し、六角柱の稜部分における電極活物質の損傷及び／または脱落を防止することができる。

本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。

本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを示す平面図である。本発明の一実施例によるバッテリーセルを示す図である。本発明の一実施例によるバッテリーセルに適用される電極組立体を示す図である。図３に示した電極組立体を示す平面図である。図４のＥ領域を示す拡大図である。本発明の一実施例によるバッテリーセルの製造工程を示す図である。本発明に適用される電極組立体を構成する第１電極を広げた状態を示す図である。本発明に適用される電極組立体を構成する第２電極を広げた状態を示す図である。分離膜、第１電極及び第２電極を含む積層体を巻き取る工程を示す図である。

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。

先ず、図１及び図２を参照して、本発明の一実施例によるバッテリーモジュール及びバッテリーセル１００について説明する。

図１は、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールを示す平面図であり、図２は、本発明の一実施例によるバッテリーセルを示す図である。

図１及び図２を参照すれば、本発明の一実施例によるバッテリーモジュールは、複数のバッテリーセル１００を含むセル集合体及び少なくとも一つの冷却プレート２００を含む。

前記バッテリーセル１００は略六角柱形態を有し、上面視による形態は、略正六角形の形状を有する。

このように本発明の一実施例によるバッテリーセル１００は六角柱の形態を有することで、複数のバッテリーセル１００をパッキングする場合、隣接するバッテリーセル１００との間に形成される空いた空間を無くすとか、最小化することができる。

即ち、前記バッテリーモジュールを構成する複数のバッテリーセル１００は各々６個の側面を有し、一つのバッテリーセル１００を基準で見れば、このような６個の側面が、隣接する他のバッテリーセル１００と全て面接触するようにパッキング可能となる。したがって、本発明によるバッテリーセル１００のように六角柱形状を有するバッテリーセルを用いてバッテリーモジュールを製造する場合、エネルギー密度の面で非常に有利である。

前記冷却プレート２００は、相互に隣接したバッテリーセル１００の対向面の間に挟まれ、熱伝達を効率的にするために金属材質からなり得る。このような冷却プレート２００は、バッテリーモジュールの一側から他側に向かって延び、平面形状が略正六角形をなすバッテリーセル１００の形状に対応するように折り曲げられた形態を有し得る。

即ち、前記冷却プレート２００は、バッテリーセル１００の側面と面接触し、バッテリーセル１００の側面の稜と対応する位置で折り曲げられた形状を有し、これによって冷却プレート２００とバッテリーセル１００との接触面積が極大化する。

続いて、図２と共に図３を参照して、本発明の一実施例によるバッテリーセル１００の概略的な構造を説明する。

図３は、本発明の一実施例によるバッテリーセルに適用される電極組立体を示す図である。

図２と共に図３を参照すれば、前記バッテリーセル１００は、電極組立体１０及び電極組立体１０を収容するセルケース２０を含む。

上述したように、本発明によるバッテリーセル１００は、略六角柱の外形を有することから、このような外形の形成のために、セルケース２０も略六角柱形状の外形を有し、電極組立体１０の収容のために内部に空間を有する。また、前記電極組立体１０は、セルケース２０のサイズに対応するサイズを有し、その形状もセルケース２０と同様に略六角柱の形状である。

このように、本発明の一実施例によるバッテリーセル１００は、単にセルケース２０のみが六角柱形状を有することではなく、セルケース２０内に収容される電極組立体１０も六角柱形状を有する。このように、前記電極組立体１０が六角柱形状を有することで、セルケース２０内に収容される電極組立体１０の体積を最大にすることができ、これによって、バッテリーセル１００のエネルギー密度を最大化することができる。

前記電極組立体１０は、中心部にその上面から下面に向かって貫通して形成される略六角柱形状のホールＨを備える中空構造を有する。このような中空構造は、分離膜１１が挟まれた状態で積層された第１電極１２及び第２電極１３を含む積層体が六角柱形状に巻き取られながら形成されるのである。

一方、前記セルケース２０は、外形の維持と剛性の確保のために金属材質からなり得、この場合、電極組立体１０の最外郭には電極１２、１３とセルケース２０との接触による短絡の発生を防止するために、分離膜１１がさらに巻き取られ得る。

本発明において、前記第１電極１２が正極であり、第２電極１３が負極であってもよく、逆に、第１電極１２が負極であり、第２電極１３が正極であってもよい。

次は、図４及び図５を参照して、本発明の一実施例によるバッテリーセル１００に適用される電極組立体１０の具体的な構造及びその製造方法について説明する。

図４は、図３に示した電極組立体を示す平面図であり、図５は、図４のＥ領域を示す拡大図である。

図４及び図５を参照すれば、前記電極組立体１０は、第１電極１２、第２電極１３と、第１電極１２と第２電極１３との間に挟まれる分離膜１１と、を含む。また、前記電極組立体１０は、上述したように、その最外郭に巻き取られる分離膜１１をさらに備え得る。

前記電極組立体１０は、上面視で略正六面体形状を有し、このような正六面体形状は、電極１２、１３及び分離膜１１が積層されて形成された積層体がその長手方向に沿って所定の間隔ごとに折り曲げられることで得られる。即ち、前記電極組立体１０は、前記積層体がその長手方向に沿って所定の間隔ごとに巻取り中心Ｃに向かって約６０°の角度に折り曲げられた形態を有する。

前記第１電極１２は、第１電極集電体１２ａ及び第１電極集電体１２ａの少なくとも一面上に塗布される第１電極活物質によって形成される第１電極活物質ブロック１２ｂを含む。前記第１電極活物質ブロック１２ｂは、第１電極集電体１２ａの長手方向に沿って所定の間隔を隔てて不連続的に塗布される。したがって、相互に隣接する第１電極活物質ブロック１２ｂの間には、第１電極活物質が塗布されていない第１非コーティング領域Ｆ１が形成される。

このような第１非コーティング領域Ｆ１は、積層体を巻き取るときに折り曲げられる領域となる。即ち、前記第１非コーティング領域Ｆ１は、六角柱形状の電極組立体１０において、六角柱の稜部分となる。

同様に、前記第２電極１３は、第２電極集電体１３ａ及び第２電極集電体１３ａの少なくとも一面上に塗布される第２電極活物質によって形成される第２電極活物質ブロック１３ｂを含む。前記第２電極活物質ブロック１３ｂは、第２電極集電体１３ａの長手方向に沿って所定の間隔を隔てて不連続的に塗布される。したがって、相互に隣接する第２電極活物質ブロック１３ｂの間には、第２電極活物質が塗布されていない第２非コーティング領域Ｆ２が形成される。

このような第２非コーティング領域Ｆ２は、積層体を巻き取るときに折り曲げられる領域となる。即ち、前記第２非コーティング領域Ｆ２は、六角柱形状の電極組立体１０において、六角柱の稜部分となる。

このように、前記電極組立体１０は、積層体を構成する第１電極１２及び第２電極１３の非コーティング領域Ｆ１、Ｆ２が折り曲げられた形態を有することで六角柱形状を有し、電極活物質ブロック１２ｂ、１３ｂ上で折り曲げが起こらないようにすることで電極活物質の損傷及び脱落を防止することができる。

電極組立体を六角柱形状にするために、第１電極／分離膜／第２電極が順次積層された積層体を所定の間隔ごとに巻取り中心部に向かって折り曲げる方式で巻き取る場合において、折り曲げが発生する領域に電極活物質が存在する場合、電極活物質に亀裂などの損傷が生ずるか、または少なくとも一部が脱落する問題が発生し得る。

しかし、本発明のように、電極集電体の上に電極活物質を連続的に塗布せず、所定の間隔ごとに非コーティング領域が形成されるように不連続的に塗布し、非コーティング領域が六角柱の稜になるように非コーティング領域で積層体を折り曲げる場合、このような問題が発生することを防止することができる。

一方、前記第１電極集電体１２ａが正極集電体であり、第２電極集電体１３ａが負極集電体であってもよく、逆に、第１電極集電体１２ａが負極集電体であり、第２電極集電体１３ａが正極集電体であってもよい。

同様に、前記第１電極活物質ブロック１２ｂが正極活物質ブロックであり、第２電極活物質ブロック１３ｂが負極活物質ブロックであってもよく、逆に、第１電極活物質ブロック１２ｂが負極活物質ブロックであり、第２電極活物質ブロック１３ｂが正極活物質ブロックであってもよい。

次は、図６〜図９を参照して、本発明の一実施例によるバッテリーセル１００の製造方法を説明する。

図６は、本発明の一実施例によるバッテリーセル１００の製造工程を示す図である。また、図７は、本発明に適用される電極組立体を構成する第１電極を広げた状態を示す図であり、図８は、本発明に適用される電極組立体を構成する第２電極を広げた状態を示す図であり、図９は、分離膜、第１電極及び第２電極を含む積層体を巻き取る工程を示す図である。

先ず、図６を参照すれば、本発明の一実施例によるバッテリーセルの製造方法は、第１電極１２を設ける段階と、第２電極１３を設ける段階と、第１電極１２と第２電極１３との間に挟まれる分離膜１１を含む積層体を形成する段階と、積層体を巻き取る段階と、電極組立体１０をセルケース２０に収容するケーシング段階と、を含む。

図７を参照すれば、前記第１電極を設ける段階は、第１電極集電体１２ａの一面または両面上に不連続的に第１電極活物質を塗布し、複数の第１電極活物質ブロック１２ｂを形成する段階である。

前記複数の第１電極活物質ブロック１２ｂは、第１電極集電体１２ａの長手方向の一側（巻取りが始まる箇所）から他側に向かって順次に６個ずつグルーピングされ得る。この場合、同じグループ内に属する第１電極活物質ブロック１２ｂは、その長さが相互に同一に形成される。また、第１電極活物質ブロック１２ｂは、巻取りが始まる個所から遠く位置するグループに属する第１電極活物質ブロック１２ｂであるほど、その長さが長く形成される。

例えば、第１電極活物質ブロック１２ｂをＮ個のグループにグルーピングしたとき、第１グループＧ１に属する第１電極活物質ブロック１２ｂの長さＡ１よりも第２グループＧ２に属する第１電極活物質ブロック１２ｂの長さＡ２が長く形成され、Ｎ番目のグループＧＮに属する第１電極活物質ブロック１２ｂの長さＡＮが最も長く形成される。

これは、電極組立体１０において、第１グループを形成する６個の第１電極活物質ブロック１２ｂが最内側の六角柱を形成し、第２グループを形成する６個の第１電極活物質ブロック１２ｂが最内側の六角柱を囲むさらなる六角柱を形成し、Ｎ番目のグループを形成する６個の第１電極活物質ブロック１２ｂが最外側の六角柱を形成するためである。

一方、相互に隣接する第１電極活物質ブロック１２ｂの間の距離Ｄ１、Ｄ２、ＤＮは、同じグループ内では一定に形成され得、相異なるグループ同士間では、第１電極活物質ブロック１２ｂの間の距離が相異に形成され得る。即ち、巻取りが始まる個所から遠く位置するグループであるほど、非コーティング領域Ｆ１の幅が広く形成され得る。例えば、第１グループＧ１に属する第１電極活物質ブロック１２ｂ同士間に形成される非コーティング領域Ｆ１の幅Ｄ１よりも、第２グループＧ２に属する第１電極活物質ブロック１２ｂ同士間に形成される非コーティング領域Ｆ１の幅Ｄ２が広く形成され得、第ＮグループＧＮに属する第１電極活物質ブロック１２ｂ同士間に形成される非コーティング領域Ｆ１の幅ＤＮが最も広く形成され得る。

図８を参照すれば、前記第２電極を設ける段階は、第２電極集電体１３ａの一面または両面上に不連続的に第２電極活物質を塗布し、複数の第２電極活物質ブロック１３ｂを形成する段階である。

前記複数の第２電極活物質ブロック１３ｂは、第２電極集電体１３ａの長手方向の一側（巻取りが始まる個所）から他側に向かって順次に６個ずつグルーピングされ得る。この場合、同じグループ内に属する第２電極活物質ブロック１３ｂは、その長さが相互に同一に形成される。また、第２電極活物質ブロック１３ｂは、巻取りが始まる個所から遠く位置するグループに属する第２電極活物質ブロック１３ｂであるほど、その長さが長く形成される。

例えば、第２電極活物質ブロック１３ｂをＮ個のグループでグルーピングしたとき、第１グループＧ’１に属する第２電極活物質ブロック１３ｂの長さＢ１よりも、第２グループＧ’２に属する第２電極活物質ブロック１３ｂの長さＢ２が長く形成され、Ｎ番目のグループＧ’Ｎに属する第２電極活物質ブロック１３ｂの長さＢＮが最も長く形成される。

これは、電極組立体１０において、第１グループを形成する６個の第２電極活物質ブロック１３ｂが最内側の六角柱を形成し、第２グループを形成する６個の第２電極活物質ブロック１３ｂが最内側の六角柱を囲むさらなる六角柱を形成し、Ｎ番目のグループを形成する６個の第２電極活物質ブロック１３ｂが最外側の六角柱を形成するようになるためである。

一方、相互に隣接する第２電極活物質ブロック１３ｂの間の距離Ｄ１、Ｄ２、ＤＮは、同じグループ内では一定に形成され得、相異なるグループ同士間では、第２電極活物質ブロック１３ｂの間の距離が相異に形成され得る。即ち、巻取りが始まる個所から遠く位置するグループであるほど、非コーティング領域Ｆ２の幅が広く形成され得る。例えば、第１グループＧ’１に属する第２電極活物質ブロック１３ｂ同士間に形成される非コーティング領域Ｆ２の幅Ｄ１よりも、第２グループＧ’２に属する第２電極活物質ブロック１３ｂ同士間に形成される非コーティング領域Ｆ２の幅Ｄ２が広く形成され得、第ＮグループＧ’Ｎに属する第２電極活物質ブロック１３ｂ同士間に形成される非コーティング領域Ｆ２の幅ＤＮが最も広く形成され得る。

前記積層体を形成する段階は、第１電極１２／分離膜１１／第２電極１３を順次積層し、第１電極１２と第２電極１３との間に分離膜１１が挟まれた形態の積層体を形成する段階である。

このような積層体の形成段階は、第１電極１２の外側面及び／または第２電極１３の外側面の上に追加的な分離膜１１を配置する段階をさらに含み得る。即ち、前記積層体の形成段階によって設けられる積層体は、分離膜１１／第１電極１２／分離膜１１／第２電極１３／分離膜１１が順次積層された形態、または第１電極１２／分離膜１１／第２電極１３／分離膜１１が順次積層された形態、または分離膜１１／第１電極１２／分離膜１１／第２電極１３が順次積層された形態を有し得る。

図９を参照すれば、前記積層体を巻き取る段階は、第１電極１２が最内層をなすように積層体を矢印方向に巻き取る段階である。図９に示したこととは異なり、積層体の最外側に分離膜１１が配置される場合であれば、前記積層体を巻き取る段階は、分離膜１１が最内層をなすように積層体を矢印方向に巻き取る段階となる。

前記積層体の巻取り段階は、積層体を図９に示した矢印方向へ巻き取り、図７及び図８に示した非コーティング領域Ｆ１、Ｆ２で電極集電体１２ａ、１３ａが折り曲げられるように巻き取ることで電極組立体１０（図３参照）が略六角柱形状になるように巻き取る段階である。

前記ケーシング段階は、巻取り段階を経て略略六角柱形状を有する電極組立体１０（図３参照）を、同様に略六角柱形状を有するセルケース２０（図２参照）内に収容する段階である。

一方、前記巻取り段階とケーシング段階との間には、電極組立体１０の外側面上に分離膜１１を取り囲む段階をさらに含み得る。即ち、前記積層体は、前述したように、最外側面に分離膜１１を配置しても、配置しなくてもよいが、積層体の最外側面に分離膜１１が配置されていない場合には、積層体を巻き取って電極組立体１０を完成したとき、その最外郭には第２電極１３が位置するようになる。

このように電極組立体１０の最外郭に第２電極１３が位置する場合、第２電極１３とセルケース２０の内側面とが接触することがあり、これによる短絡発生の恐れがある。したがって、このような短絡の発生を防止するために、電極組立体１０の外側面の上に分離膜１１を取り囲む段階をさらに含む必要がある。

上述したように、本発明の一実施例によるバッテリーセル１００は、電極組立体１０及びセルケース２０の形状が共に、略六角柱形状（より具体的には、その断面の形状が略正六角形をなす六角柱形状）を有し、これによって、複数のバッテリーセル１００をパッキングしてバッテリーモジュールを作る場合においてエネルギー密度を極大化することができる。また、本発明の一実施例によるバッテリーセル１００は、六角柱の稜に対応する位置ごとに非コーティング領域Ｆ１、Ｆ２が形成されるようにすることで六角柱の稜領域における電極活物質１２ｂ、１３ｂの損傷または脱落を防止することができる。

以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

１０電極組立体
１１分離膜
１２電極（第１電極）
１２ａ電極集電体（第１電極集電体）
１２ｂ電極活物質ブロック（第１電極活物質ブロック）
１３電極（第２電極）
１３ａ電極集電体（第２電極集電体）
１３ｂ電極活物質ブロック（第２電極活物質ブロック）
２０セルケース
１００バッテリーセル
２００冷却プレート

Claims

中心部に六角柱形態のホールが形成された中空構造を有し、外形が六角柱の形状を有する電極組立体と、
前記電極組立体を収容し、外形が六角柱の形状を有するセルケースと、を含む、バッテリーセル。
前記電極組立体は、
第１電極集電体及び前記第１電極集電体の上に所定の間隔を隔てて不連続的にコーティングされた第１電極活物質ブロックを含む第１電極と、
第２電極集電体及び前記第２電極集電体の上に所定の間隔を隔てて不連続的にコーティングされた第２電極活物質ブロックを含む第２電極と、
前記第１電極と第２電極との間に挟まれる分離膜と、を含む、請求項１に記載のバッテリーセル。
前記第１電極は、相互に隣接した前記第１電極活物質ブロックの間ごとに形成される第１非コーティング領域で折り曲げられ、
前記第２電極は、相互に隣接した前記第２電極活物質ブロックの間ごとに形成される第２非コーティング領域で折り曲げられることを特徴とする、請求項２に記載のバッテリーセル。
前記第１電極活物質ブロック及び前記第２電極活物質ブロックは、
前記電極組立体の断面の中心部から遠く位置するほど長い長さを有することを特徴とする、請求項２又は３に記載のバッテリーセル。
前記電極組立体の最外側面と前記セルケースの内側面との間には、分離膜が挟まれることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のバッテリーセル。
第１電極集電体の少なくとも一面上に所定の間隔を隔てて不連続的に第１電極活物質ブロックを形成して第１電極を設ける段階と、
第２電極集電体の少なくとも一面上に所定の間隔を隔てて不連続的に第２電極活物質ブロックを形成して第２電極を設ける段階と、
前記第１電極と前記第２電極との間に分離膜が挟まれるように積層された前記第１電極、前記第２電極及び前記分離膜を含む積層体を形成する段階と、
電極組立体の外形が六角柱の形状になるように前記積層体を巻き取る段階と、
巻き取られた前記電極組立体をセルケースに収容する段階と、を含む、バッテリーセルの製造方法。
前記第１電極活物質ブロックを、巻取りが始まる箇所から順次に６個ずつグルーピングしたとき、同じグループ内に属する第１電極活物質ブロックの長さは相互に同一であり、前記第１電極活物質ブロックは、巻取りが始まる箇所から遠く位置するグループに属する第１電極活物質ブロックであるほど、長さが長く形成されることを特徴とする、請求項６に記載のバッテリーセルの製造方法。
巻取りが始まる個所から順次に６個の第２電極活物質ブロックを一つのグループにするとき、同じグループ内に属する第２電極活物質ブロックの長さは相互に同一であり、前記第２電極活物質ブロックは、巻取りが始まる個所から遠く位置するグループに属する第２電極活物質ブロックであるほど、長さが長く形成されることを特徴とする、請求項６又は７に記載のバッテリーセルの製造方法。
前記積層体を巻き取る段階は、
不連続的に形成された前記第１電極活物質ブロック同士の間に形成された第１非コーティング領域及び前記第２電極活物質ブロック同士の間に形成された第２非コーティング領域を中心にして前記積層体を折り曲げる段階であることを特徴とする、請求項６から８のいずれか一項に記載のバッテリーセルの製造方法。
請求項１から５のいずれか一項に記載のバッテリーセルを複数個含むセル集合体と、
相互に隣接したバッテリーセルの対向面の間に挟まれる冷却プレートと、を含む、バッテリーモジュール。