JP2021531618A - 電極組立体及びこれを含む二次電池 - Google Patents

電極組立体及びこれを含む二次電池 Download PDF

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Abstract

本発明に係る電極組立体は、電極組立体であって、正極集電体上に正極活物質が積層されて形成される領域である正極活物質部及び前記正極活物質が積層されていない領域である正極無地部を含む正極シートと、前記正極無地部に備えられる正極タブと、負極集電体上に負極活物質が積層されて形成される領域である負極活物質部及び前記負極活物質が積層されていない領域である負極無地部を含む負極シートと、前記負極無地部に備えられる負極タブ、及び前記正極シート及び前記負極シートの間を絶縁する分離膜を含み、前記正極無地部は、前記正極シートで互いに離隔された２部分に形成された第１正極無地部及び第２正極無地部を含む。

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１８年７月２０日付韓国特許出願第１０−２０１８−００８４５２９号及び２０１９年６月４日付韓国特許出願第１０−２０１９−００６６１４４号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
本発明は、電極組立体及びこれを含む二次電池に関する。
二次電池は、一次電池とは異なり再充電が可能であり、また、小型及び大容量化の可能性によって近来に多く研究開発されている。モバイル機器に対する技術開発と需要が増加するに伴い、エネルギー源としての二次電池の需要が急激に増加している。
二次電池は、電池ケースの形状によって、コイン型電池、円筒型電池、角型電池、及びパウチ型電池に分類される。二次電池で電池ケースの内部に装着される電極組立体は、電極及び分離膜の積層構造でなる充放電が可能な発電素子である。
電極組立体は、活物質が塗布されたシート型の正極と負極との間に分離膜を介在し巻取ったゼリーロール（Ｊｅｌｌｙ−ｒｏｌｌ）型、多数の正極と負極を分離膜が介在された状態で順次積層したスタック型、及びスタック型の単位セルを長い長さの分離フィルムで巻取ったスタック／フォールディング型に大体分類できる。このうち、ゼリーロール型電極組立体は、製造が容易であり、且つ、重量当たりのエネルギー密度が高いという長所を有しているので、広く用いられている。
本発明の一つの観点は、抵抗を減少させることができる電極組立体、及びこれを含む二次電池を提供するためのことである。
また、本発明の他の観点は、容量損失（Ｌｏｓｓ）を最小化することができる電極組立体、及びこれを含む二次電池を提供するためのことである。
本発明の第１実施形態による電極組立体は、電極組立体であって、正極集電体上に正極活物質が積層されて形成される領域である正極活物質部及び前記正極活物質が積層されていない領域である正極無地部を含む正極シートと、前記正極無地部に備えられる正極タブと、負極集電体上に負極活物質が積層されて形成される領域である負極活物質部及び前記負極活物質が積層されていない領域である負極無地部を含む負極シートと、前記負極無地部に備えられる負極タブ、及び前記正極シート及び前記負極シートの間を絶縁する分離膜を含み、前記正極無地部は、前記正極シートで互いに離隔された２部分に形成された第１正極無地部及び第２正極無地部を含み、前記負極無地部は、前記負極シートの両側部の間に形成された第１負極無地部と、前記負極シートの両側部に形成された第２負極無地部及び第３負極無地部を含み、前記第１正極無地部と前記第１負極無地部が互いに対応される位置に形成されてよい。
そして、本発明の実施形態による二次電池は、電極組立体及び前記電極組立体を収容する電池ケースを含み、前記電極組立体は、正極集電体と、前記正極集電体に積層された正極活物質、及び前記正極活物質が積層されていない領域である正極無地部を含む正極シートと、前記正極無地部に備えられる正極タブと、負極集電体と、前記負極集電体に積層された負極活物質及び前記負極活物質が積層されていない領域である負極無地部を含む負極シートと、前記負極シートに備えられる負極タブ、及び前記正極シート及び前記負極シートの間を絶縁する分離膜を含み、前記正極無地部は、前記正極シートで２部分に形成された第１正極無地部及び第２正極無地部を含み、前記負極無地部は、前記負極シートの両側部の間に形成された第１負極無地部と、前記負極シートの両側部に形成された第２負極無地部及び第３負極無地部を含み、前記第１正極無地部と前記第１負極無地部が互いに対応される位置に形成されてよい。
また、本発明の第２実施形態による電極組立体は、電極組立体であって、正極集電体の第１面上に正極活物質が塗布された正極活物質部と前記正極活物質が塗布されていない領域である第１正極無地部とを含む正極板と、前記第１正極無地部に付着された正極タブと、前記正極集電体の前記第１面と対向する負極集電体の第１面上に負極活物質が塗布された負極活物質部と前記負極活物質が塗布されていない領域である第１負極無地部とを含む負極板、及び前記正極板と前記負極板との間のセパレータ；を含み、前記第１正極無地部は、前記正極板の長手方向に沿う前記正極板の一端部と他端部との間に位置し、前記第１負極無地部は、前記第１正極無地部と重畳する位置に形成され、前記第１負極無地部は、前記負極板の両側部にそれぞれ形成され、負極タブが付着される第２負極無地部及び第３負極無地部の間に形成され、前記第１負極無地部に備えられる負極タブをさらに含んでよい。
さらに、本発明の第３実施形態による電極組立体は、電極組立体であって、正極集電体上に正極活物質が積層されて形成される領域である正極活物質部及び前記正極活物質が積層されていない領域である正極無地部を含む正極シートと、前記正極無地部に備えられる正極タブと、負極集電体上に負極活物質が積層されて形成される領域である負極活物質部及び前記負極活物質が積層されていない領域である負極無地部を含む負極シートと、前記負極無地部に備えられる負極タブ、及び前記正極シート及び前記負極シートの間を絶縁する分離膜を含み、前記正極無地部は、前記正極シートに形成された第１正極無地部を含み、前記負極無地部は、前記負極シートに形成された第１負極無地部を含み、この際、前記第１正極無地部と前記第１負極無地部とが互いに対応される位置に形成され、前記正極タブは、前記第１正極無地部に備えられる第１正極タブを含み、前記負極タブは、前記第１負極無地部に備えられる第１負極タブを含み、この際、前記第１正極タブ及び前記第１負極タブは、前記正極シートと前記負極シートとが互いに対向する方向に対して互いに重畳されないように備えられてよい。
そして、本発明の第４実施形態による電極組立体は、電極組立体であって、正極集電体の第１面上に正極活物質が塗布された正極活物質部と前記正極活物質が塗布されていない領域である第１正極無地部とを含む正極板と、前記第１正極無地部に付着された正極タブと、前記正極集電体の前記第１面と対向する負極集電体の第１面上に負極活物質が塗布された負極活物質部と前記負極活物質が塗布されていない領域である第１負極無地部とを含む負極板、及び前記正極板と前記負極板との間のセパレータを含み、前記第１正極無地部は、前記正極板の長手方向に沿う前記正極板の一端部と他端部との間に位置し、前記第１負極無地部は、前記第１正極無地部と重畳する位置に形成され、前記第１負極無地部は、前記負極板の両側部にそれぞれ形成されて負極タブが付着される第２負極無地部及び第３負極無地部の間に形成され、前記第１負極無地部に備えられる負極タブをさらに含んでよい。
本発明によれば、電極タブの数を増加させて抵抗を減少させることができる。このとき、正極タブの数より負極タブの数が多いように負極タブの数を増加させて抵抗を最小化させることができる。
また、本発明によれば、追加された負極タブが位置される負極無地部と、正極タブが位置された正極無地部とが対応される位置に形成させることで、容量損失を最小化することができる。このとき、正極無地部に備えられた正極タブの端部及び追加された負極タブの端部の間の間隔を互いに離隔させて正極シート及び負極シートが互いに対向する方向に正極タブ及び負極タブの間が重畳されることを回避することができる。これによって、正極シート及び負極シートの巻取時、不均一な巻取りがなされることを防止することができる。
そして、追加された負極タブを覆う負極絶縁テープと対面される正極シートの部分に、リチウムイオン析出防止テープを位置させることにより、リチウムイオンが蓄積されて析出されることを防止することができる。
本発明の第１実施形態による電極組立体が適用される二次電池を示した分解斜視図である。 本発明の第１実施形態による電極組立体において、正極タブの他の配置例を示した部分斜視図である。 本発明の第１実施形態による電極組立体が巻き取られる前に広がった状態を示した正面図である。 本発明の第１実施形態による電極組立体が巻き取られる前に積層された状態を示した平面図である。 本発明の第１実施形態による電極組立体において、正極シート及び負極シートが巻き取られる前に広がった状態を示した平面図である。 本発明の第１実施形態による電極組立体が巻き取られた状態で、発明の要部を示す部分正面図である。 本発明の第２実施形態による電極組立体が巻き取られる前に広がった状態を示した正面図である。 本発明の第３実施形態による電極組立体が巻き取られる前に広がった状態を示した正面図である。 本発明の第３実施形態による電極組立体が巻き取られた状態で、発明の要部を示す部分正面図である。 本発明の第４実施形態による電極組立体において、正極板及び負極板が巻き取られる前に広がった状態を示した斜視図である。
本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は、図と関連付けられる以下の詳細な説明と好ましい実施形態からさらに明白になる。本明細書で各図の構成要素に参照番号を付加することにおいて、同一の構成要素に限っては、たとえ他の図上に表示されるとしても、出来る限り同一の番号を有するようにしていることに留意しなければならない。また、本発明は、色々と異なる形態に具現されてよく、ここで説明する実施形態に限定されない。そして、本発明の説明において、本発明の要旨を不要に不明確にする関連された公知技術に対する詳細な説明は省略する。
図１は、本発明の第１実施形態による電極組立体が適用される二次電池を示した分解斜視図であり、図２は、本発明の第１実施形態による電極組立体において、正極タブの他の配置例を示した部分斜視図であり、図３は、本発明の第１実施形態による電極組立体が巻き取られる前に広がった状態を示した正面図である。
図１及び図３を参照すれば、本発明の第１実施形態による電極組立体１００は、正極活物質部１１２及び正極無地部１１３を含む正極シート１１０と、正極無地部１１３に備えられる正極タブ１５０と、負極活物質部１２２及び負極無地部１２３を含む負極シート１２０と、負極無地部１２３に備えられる負極タブ１６０、及び正極シート１１０及び負極シート１２０の間に備えられた分離膜１４０を含む。
図４は、本発明の第１実施形態による電極組立体が巻き取られる前に積層された状態を示した平面図であり、図５は、本発明の第１実施形態による電極組立体において、正極シート１１０及び負極シート１２０が巻き取られる前に広がった状態を示した平面図であり、図６は、本発明の第１実施形態による電極組立体が巻き取られた状態で発明の要部を示す部分正面図である。
以下で、図１から図６を参照し、本発明の第１実施形態である電極組立体に対してより詳しく説明する。
図１及び図３を参照すれば、電極組立体１００は、充放電が可能な発電素子であって、電極１３０と分離膜１４０が結集されて交互に積層された構造を形成する。ここで、電極組立体１００は、リチウムイオン二次電池用電極組立体１００であって、巻き取られた形態を有してよい。
電極１３０は、正極シート１１０と負極シート１２０を含んでよい。そして、分離膜１４０は、正極シート１１０と負極シート１２０を分離して電気的に絶縁させることができる。
そして、正極シート１１０と負極シート１２０は、分離膜１４０のように交互に積層されて巻き取られ、ただし、ロール（Ｒｏｌｌ）形態に形成されてよい。ここで、電極組立体１００は、例えば、円形または楕円形形状に巻き取られ、ゼリーロール（Ｊｅｌｌｙ ｒｏｌｌ）型に形成されてよい。
図３から図５を参照すれば、正極シート１１０は、正極集電体１１１上に正極活物質が積層された領域である正極活物質部１１２、及び正極活物質が積層されていない領域である正極無地部１１３を含んでよい。このとき、正極シート１１０は、例えば、シート（ｓｈｅｅｔ）状でなってよい。
正極集電体１１１は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）材質のホイル（ｆｏｉｌ）でなってよい。
正極活物質部１１２は、正極シート１１０の一面１１０ｃまたは他面１１０ｄのいずれか一つ以上の面に積層される正極活物質を含んで形成されてよい。このとき、正極活物質部１１２は、例えば、正極シート１２０の両面に形成されてよい。そして、正極活物質部１１２は、正極活物質の他にバインダー及び導電材をさらに含んで形成されてよい。
正極活物質は、一例として、リチウムマンガン酸化物、リチウムコバルト酸化物、リチウムニッケル酸化物、リチウムリン酸鉄、又は、これらのうち１種以上が含まれた化合物及び混合物などでなってよい。
また、正極活物質は、他の例として、ＨｉＮｉ系正極材でなってよい。ここで、ＨｉＮｉ系正極材は、ＬｉＮｉＭｎＣｏＯ系、ＬｉＮｉＣｏＡｌ系又はＬｉＭｉＭｎＣｏＡｌ系のいずれか一つ以上を含んでなされてよい。
バインダーは、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、澱粉、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、スルホン化ＥＰＤＭ、スチレン−ブタジエンゴム又はフッ素ゴムのうちいずれか一つでなってよい。
導電材は、例えば、グラファイト；アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラック；炭素繊維や金属繊維などの導電性繊維；フッ化カーボン、アルミニウム、ニッケル粉末などの金属粉末；酸化亜鉛、チタン酸カリウムなどの導電性ウィスカー；酸化チタンなどの導電性金属酸化物；又はポリフェニレン誘導体などの導電性素材のうちいずれか一つでなってよい。
正極無地部１１３は、互いに離隔された２部分に形成され、第１正極無地部１１３ａ及び第２正極無地部１１３ｂを含んでよい。ここで、正極無地部１１３は、正極シート１１０の両面のうち一つ以上の面に形成されてよい。
第１正極無地部１１３ａ及び第２正極無地部１１３ｂは、正極シート１１０の長手方向に両側部の間に位置されてよい。
ここで、第１正極無地部１１３ａは、例えば、正極シート１１０の一側部１１０ａと近くに位置され、第２正極無地部１１３ｂは、正極シート１１０の他側部１１０ｂと近くに位置されてよい。
また、第１正極無地部１１３ａは、正極シート１１０の巻取時、巻取外郭部側に位置され、第２正極無地部１１３ｂは、巻取中心部側に位置されてよい。しかし、本発明がここに必ず限定されるものではなく、例えば、第１正極無地部１１３ａは、正極シート１１０の巻取時、巻取中心部側に位置され、第２正極無地部１１３ｂは、巻取外郭部側に位置されてもよい。
正極タブ１５０は、正極シート１１０の正極無地部１１３に備えられる。ここで、正極タブ１５０は、一端が正極無地部１１３に付着及び固定され、他端が正極シート１１０から突出されてよい。
また、正極タブ１５０は、第１正極無地部１１３ａに備えられる第１正極タブ１５１、及び第２正極無地部１１３ｂに備えられる第２正極タブ１５２を含んでよい。ここで、第１正極タブ１５１及び第２正極タブ１５２は、一例として、図３では正極シート１１０の他面１１０ｄに位置されるものと示されているが、本発明がこれに必ず限定されるものではなく、第１正極タブ１５１及び第２正極タブ１５２は、それぞれ正極シート１１０の一面１１０ｃまたは他面１１０ｄに形成されてよい。このとき、他の例として、第１正極タブ１５１及び第２正極タブ１５２は、正極シート１１０の一面１１０ｃに位置されてもよい。
一方、図１を参照すれば、第１正極タブ１５１及び第２正極タブ１５２は、一例として、巻き取られた電極組立体１００で巻取中心軸Ｃを基準に両側に位置されてよい。
図２を参照すれば、正極タブ１５０において第１正極タブ１５１'及び第２正極タブ１５２は、他の例として、巻き取られた電極組立体１００'で巻取中心軸Ｃを基準に一側に位置されてよい。すなわち、巻取中心軸Ｃから電極組立体１００'の外周面方向に第１正極タブ１５１'及び第２正極タブ１５２が順次配列されてよい。このとき、第１正極タブ１５１'及び第２正極タブ１５２は、巻取中心軸Ｃの直角方向に延長された線上に配列されてよい。
図３から図５を参照すれば、負極シート１２０は、負極集電体１２１上に負極活物質が積層された領域である負極活物質部１２２、及び負極活物質が積層されていない領域である負極無地部１２３を含んでよい。このとき、負極シート１２０は、例えば、シート（ｓｈｅｅｔ）形態でなってよい。
負極集電体１２１は、例えば、銅（Ｃｕ）またはニッケル（Ｎｉ）材質からなるホイル（ｆｏｉｌ）でなってよい。
負極活物質部１２２は、負極シート１２０の一面１２０ｃまたは他面１２０ｄのいずれか一つ以上の面に積層される負極活物質を含んで形成されてよい。このとき、負極活物質部１２２は、例えば、負極シート１２０の両面に形成されてよい。そして、負極活物質部１２２は、負極活物質の他にバインダー及び導電材をさらに含んで形成されてよい。
負極活物質は、一例として、人造黒鉛を含む材質でなってよい。
また、負極活物質は、他の例として、リチウム金属、リチウム合金、カーボン、石油コークス、活性化カーボン、グラファイト、シリコン化合物、スズ化合物、チタン化合物又はこれらの合金でなってよい。
負極無地部１２３は、負極シート１２０の長手方向に両側部の間に形成された第１負極無地部１２３ａと、負極シート１２０の両側部に形成された第２負極無地部１２３ｂ及び第３負極無地部１２３ｃを含んでよい。ここで、負極無地部１２３は、負極シート１２０の両面のうち一つ以上の面に形成されてよい。
一方、図３、図５及び図６を参照すれば、第１正極無地部１１３ａと第１負極無地部１２３ａは、互いに対応される位置に形成されてよい。
図３から図５を参照すれば、負極タブ１６０は、負極無地部１２３に備えられる。ここで、負極タブ１６０は、一端が負極無地部１２３に付着及び固定され、他端が負極シート１２０から突出されてよい。
また、負極タブ１６０は、第１負極無地部１２３ａに備えられる第１負極タブ１６１と、第２負極無地部１２３ｂに備えられる第２負極タブ１６２、及び第３負極無地部１２３ｃに備えられる第３負極タブ１６３を含んでよい。ここで、第１負極タブ１６１及び第２負極タブ１６２は、一例として、図３では負極シート１２０の一面１２０ｃに位置され、負極シート１２０の他面１２０ｄに位置されるものと示しているが、本発明がこれに必ず限定されるものではなく、第１負極タブ１６１、第２負極タブ１６２及び第３負極タブ１６３は、それぞれ負極シート１２０の一面１２０ｃまたは他面１２０ｄに形成されてよい。このとき、他の例として、第１負極タブ１６１及び第２負極タブ１６２は、負極シート１２０の他面１２０ｄに位置され、第３負極タブ１６３は、負極シート１２０の一面１２０ｃに位置されてもよい。
図１、図３及び図６を参照すれば、分離膜１４０は、絶縁材質からなり、正極シート１１０及び負極シート１２０と交互に積層される。ここで、分離膜１４０は、正極シート１１０及び負極シート１２０との間と、正極シート１１０及び負極シート１２０の外側面に位置されてよい。
また、分離膜１４０は、例えば、均一な微細気孔を有する材質で形成されてよい。ここで、分離膜１４０は、具体的に例えば、微多孔性を有するポリエチレン、ポリプロピレンまたはこれらの組み合わせによって製造される多層フィルムや、ポリビニリデンフルオライド、ポリエチレンオキシド、ポリアクリロニトリルまたはポリビニリデンフルオライドヘキサフルオロプロピレン共重合体のような固体高分子電解質用またはゲル型高分子電解質用高分子フィルムであってよい。
そして、分離膜１４０は、正極シート１１０の一面１１０ｃと負極シート１２０の他面１２０ｄとの間に位置される第１分離膜１４１、及び負極シート１２０の一面１２０ｃに位置される第２分離膜１４２を含んでよい。
一方、図１、図４及び図５を参照すれば、第１正極タブ１５１及び第１負極タブ１６１は、正極シート１１０と負極シート１２０が互いに対向する方向に対して互いに重畳されないように備えられてよい。ここで、正極シート１１０と負極シート１２０が互いに対向する方向は、例えば、巻取中心軸Ｃの側面方向Ｓであってよい。
また、第１正極タブ１５１は、電極組立体１００が巻き取られる中心軸である巻取中心軸Ｃと平行な方向を基準に一側方向Ｃ１に突出され、第１負極タブ１６１は、巻取中心軸Ｃと平行な方向を基準に他側方向Ｃ２に突出されてよい。ここで、図１に示されたことを参考にするとき、例えば、第１正極タブ１５１は、電極組立体１００の上側方向に突出されてキャップ組立体１２と接続され、第１負極タブ１６１は、電極組立体１００の下側方向に突出されて電池ケース１１の内部底面と接続されてよい。
そして、第１正極タブ１５１及び第１負極タブ１６１の端部は、互いに重畳されないように巻取中心軸Ｃと平行な方向を基準に互いに一定距離離隔されて位置されてよい。
一方、図１、図３及び図６を参照すれば、正極シート１１０及び負極シート１２０の両面において、一面１１０ｃ、１２０ｃは巻取時に内側方向Ｓ１に向かって位置され、他面１１０ｄ、１２０ｄは巻取側の外側方向Ｓ２に位置されてよい。このとき、第１正極タブ１５１は、正極シート１１０の他面１１０ｄに位置され、第１負極タブ１６１は、負極シート１２０の一面１２０ｃに位置されてよい。
そして、正極シート１１０及び負極シート１２０は、一例として、両側部において一側部１１０ａ、１２０ａが巻き取られて巻取外郭部に位置され、他側部１１０ｂ、１２０ｂが巻取中心部に位置されてよい。このとき、正極シート１１０及び負極シート１２０は、他側部１１０ｂ、１２０ｂを中心に巻き取られてよい。ここで、巻取中心部は、正極シート１１０及び負極シート１２０が巻き取られた後の中心部領域であり、巻取外郭部は、正極シート１１０及び負極シート１２０が巻き取られた後の外郭領域であってよい。このとき、図３に示された事項を参考にするとき、正極シート１１０及び負極シート１２０の巻取方向Ｒは、例えば、時計方向であってよい。すなわち、正極シート１１０及び負極シート１２０は、他側部１１０ｂ、１２０ｂを中心に一側部１１０ａ、１２０ａが時計方向に沿って巻き取られてよい。
しかし、本発明がここに必ず限定されるものではなく、他の例として、正極シート１１０及び負極シート１２０は、両側部において一側部１１０ａ、１２０ａが巻き取られて巻取中心部に位置され、他側部１１０ｂ、１２０ｂが巻取外郭部に位置されてもよい。このとき、正極シート１１０及び負極シート１２０は、一側部１１０ａ、１２０ａを中心に巻き取られてよい。すなわち、一例と反対に巻くものである。このとき、正極シート１１０及び負極シート１２０の巻取方向Ｒ'は、例えば、反時計方向であってよい。
そして、第１正極無地部１１３ａ及び第２正極無地部１１３ｂは、正極シート１１０で両側部の間に形成され、この際、第１正極無地部１１３ａは、正極シート１１０の一側部１１０ａ側に位置されてよい。
一方、図３及び図４を参照すれば、本発明の第１実施形態による電極組立体１００は、正極タブ１５０を覆うように正極無地部１１３に正極絶縁テープ１７０がさらに付着され、負極タブ１６０を覆うように負極無地部１２３に負極絶縁テープ１８０がさらに付着されてよい。ここで、絶縁材質の正極絶縁テープ１７０及び負極絶縁テープ１８０が、正極タブ１５０及び負極タブ１６０を覆うように備えられ、正極タブ１５０及び負極タブ１６０の隅角によって分離膜１４０が破裂されることを防止することができ、分離膜１４０の損傷時に損傷された部位を介して正極タブ１５０が負極シート１２０と直接接触されるか、負極タブ１６０が正極シート１１０と直接接触されて短絡が発生されることを防止することができる。
正極絶縁テープ１７０は、第１正極タブ１５１を覆うように第１正極無地部１１３ａに付着される第１正極絶縁テープ１７１、及び第２正極タブ１５２を覆うように第２正極無地部１１３ｂに付着される第２正極絶縁テープ１８２を含んでよい。
負極絶縁テープ１８０は、第１負極タブ１６１を覆うように第１負極無地部１２３ａに付着される第１負極絶縁テープ１８１と、第２負極タブ１６２を覆うように第２負極無地部１２３ｂに付着される第２負極絶縁テープ１８２、及び第３負極タブ１６３を覆うように第３負極無地部１２３ｃに付着される第３負極絶縁テープ１８３を含んでよい。また、負極絶縁テープ１８０は、第２負極無地部１２３ｂで第２負極タブ１６２が位置された面の反対面に付着された第４負極絶縁テープ１８４をさらに含んでよい。すなわち、第２負極無地部１２３ｂは、負極シート１２０の両面に形成され、この際、第２負極タブ１６２は第２負極無地部１２３ｂの一面に位置され、第４負極絶縁テープ１８４は第２負極無地部１２３ｂで他面に位置されてよい。
そして、正極絶縁テープ１７０及び負極絶縁テープ１８０は、電気的絶縁材質を含んで形成されてよい。このとき、正極絶縁テープ１７０及び負極絶縁テープ１８０は、リチウムイオンが移動可能な気孔が形成されなくてもよい。これによって、正極絶縁テープ１７０及び負極絶縁テープ１８０は、物理的な破損に強い形態の材質からなるので、正極タブ１５０及び負極タブ１６０の角によって損傷されず、正極タブ１５０及び負極タブ１６０と対面される分離膜１４０部分の破損も防止することができる。
一方、正極絶縁テープ１７０及び負極絶縁テープ１８０は、例えば、基材（図示せず）及び基材の一面に形成された接着層（図示せず）を含んでよい。
一方、図３及び図６を参照すれば、本発明の第１実施形態による電極組立体１００は、第１負極絶縁テープ１８１と分離膜１４０を挟んで対面される正極シート１１０の部分にリチウムイオン析出防止テープ１９０がさらに付着されてよい。ここで、リチウムイオン析出防止テープ１９０は、例えば、正極シート１１０の他面１１０ｄに備えられ、ただし、正極シート１１０の一側部１１０ａと、正極シートの一側部１１０ａと近くに位置する第１正極無地部１１３ａとの間に積層された正極活物質部１１２の表面に位置されてよい。このとき、リチウムイオン析出防止テープ１９０と第１負極無地部１２３ａは、第２分離膜１４２を挟んで対面されてよい。そして、リチウムイオン析出防止テープ１９０は、電気的絶縁材質を含んで形成されてよい。
これによって、充放電時に第１負極絶縁テープ１８１が付着された第１負極無地部１２３ａと対面される正極シート１１０部分で、リチウムイオン析出防止テープ１９０が位置され、リチウムイオンが交換されないことからリチウムイオンが蓄積されて析出されることを防止することができる。
すなわち、第１負極絶縁テープ１８１と対面される正極シート１１０の正極活物質部１１２の表面にリチウムイオン析出防止テープ１９０を付着することにより、正極シート１１０と負極シート１２０との間にリチウムイオンが交換され、充放電時に第１負極絶縁テープ１８１によってリチウムイオンが交換されない部分でリチウムイオンが蓄積されて析出されることを防止することができる。
より具体的に説明すれば、分離膜１４０は、薄膜形状で正極シート１１０と負極シート１２０との間に位置され、正極シート１１０と負極シート１２０の直接的な接触を防止し、リチウムイオンが分離膜１４０の微細気孔を介して移動されて充放電が行われた。ここで、第１負極絶縁テープ１８１は、微細気孔が形成されていない絶縁材質からなるので、リチウムイオンが移動されない。このとき、第１負極絶縁テープ１８１と対面される正極シート１１０の正極活物質部１１２の表面に、第１負極絶縁テープ１８１に塞がれて移動されないリチウムイオンが蓄積されて析出され得る。よって、本発明の第１実施形態による電極組立体１００は、第１負極絶縁テープ１８１と対面される正極シート１１０の正極活物質部１１２の表面に絶縁材質のリチウムイオン析出防止テープ１９０を付着することにより、第１負極絶縁テープ１８１と対面される正極活物質部１１２の表面にリチウムイオンが蓄積されないようにすることができる。
一方、リチウムイオン析出防止テープ１９０は、例えば、ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ；ポリイミド）を含んで形成されてよい。
また、リチウムイオン析出防止テープ１９０は、例えば、、基材（図示せず）及び基材の一面に形成された接着層（図示せず）を含んでよい。
図３を参照すれば、前記のように構成された本発明の第１実施形態による電極組立体１００は、負極タブ１６０の数が正極タブ１５０の数より多いように第１負極タブ１６１を追加して抵抗を減少させることができる。
このとき、第１負極タブ１６１を付着させるために第１負極無地部１２３ａを追加形成させ、第１負極無地部１２３ａを第１正極タブ１５１が位置された第１正極無地部１１３ａと対応されるように形成させ、電池容量の追加の損失を防止するか顕著に減少させることができる。すなわち、第１負極無地部１２３ａの追加形成時に、これに対応されるように正極シート１１０に追加的な正極無地部を形成させると、正極活物質部１２２が減少されて電池容量が減少されるので、第１負極無地部１２３ａを第１正極タブ１５１が位置された第１正極無地部１１３ａと一致させて追加の正極無地部を形成させないようにことにより、電池容量の減少を顕著に減少または防止することができる。
以下、本発明の第２実施形態による電極組立体を説明する。
図７は、本発明の第２実施形態による電極組立体が巻き取られる前に広がった状態を示した正面図である。
図７を参照すれば、本発明の第２実施形態による電極組立体２００は、正極活物質部２１２及び正極無地部２１３を含む正極シート２１０と、正極無地部２１３に備えられる正極タブ２５０と、負極活物質部２２２及び負極無地部２２３を含む負極シート２２０と、負極無地部２２３に備えられる負極タブ２６０、及び正極シート２１０及び負極シート２２０の間に備えられた分離膜１４０を含む。
本発明の第２実施形態による電極組立体２００は、第１実施形態による電極組立体１００で正極無地部２１３及び負極無地部２２３の位置に差があるものであって、本実施形態は、前述した実施形態と重複される内容は簡単に記述し、相違点を中心に記述する。
より詳しくは、正極シート２１０は、正極集電体２１１上に正極活物質が積層された領域である正極活物質部２１２、及び正極活物質が積層されていない領域である正極無地部２１３を含んでよい。
正極無地部２１３は、互いに離隔された２部分に形成され、第１正極無地部２１３ａ及び第２正極無地部２１３ｂを含んでよい。ここで、正極無地部２１３は、正極シート２１０の両面のうち一つ以上の面に形成されてよい。
第１正極無地部２１３ａ及び第２正極無地部２１３ｂは、正極シート２１０の長手方向に両側部の間に位置されてよい。
ここで、第１正極無地部２１３ａは、例えば、正極シート２１０の他側部２１０ｂと近くに位置され、第２正極無地部２１３ｂは、正極シート２１０の一側部２１０ａと近くに位置されてよい。
また、第１正極無地部２１３ａは、正極シート２１０の巻取時、巻取外郭部側に位置され、第２正極無地部２１３ｂは、巻取中心部側に位置されてよい。しかし、本発明がここに必ず限定されるものではなく、例えば、第１正極無地部２１３ａは、正極シート２１０の巻取時、巻取中心部側に位置され、第２正極無地部２１３ｂは、巻取外郭部側に位置されてもよい。
正極タブ２５０は、正極シート２１０の正極無地部２１３に備えられる。ここで、正極タブ２５０は、一端が正極無地部２１３に付着及び固定され、他端が正極シート２１０から突出されてよい。
また、正極タブ２５０は、第１正極無地部２１３ａに備えられる第１正極タブ２５１、及び第２正極無地部２１３ｂに備えられる第２正極タブ２５２を含んでよい。
負極シート２２０は、負極集電体２２１上に負極活物質が積層された領域である負極活物質部２２２、及び負極活物質が積層されていない領域である負極無地部２２３を含んでよい。
負極無地部２２３は、負極シート２２０の長手方向に両側部の間に形成された第１負極無地部２２３ａと、負極シート２２０の両側部に形成された第２負極無地部２２３ｂ及び第３負極無地部２２３ｃを含んでよい。ここで、負極無地部２２３は、負極シート２２０の両面のうち一つ以上の面に形成されてよい。
一方、第２正極無地部２１３ｂと第１負極無地部２２３ａは、互いに対応される位置に形成されてよい。
負極タブ２６０は、負極無地部２２３に備えられる。ここで、負極タブ２６０は、一端が負極無地部２２３に付着及び固定され、他端が負極シート２２０から突出されてよい。
また、負極タブ２６０は、第１負極無地部２２３ａに備えられる第１負極タブ２６１と、第２負極無地部２２３ｂに備えられる第２負極タブ２６２、及び第３負極無地部２２３ｃに備えられる第３負極タブ２６３を含んでよい。
本発明の第２実施形態による電極組立体２００は、正極タブ２５０を覆うように正極無地部２１３に正極絶縁テープ２７０がさらに付着され、負極タブ２６０を覆うように負極無地部２２３に負極絶縁テープ２８０がさらに付着されてよい。
正極絶縁テープ２７０は、第１正極タブ２５１を覆うように第１正極無地部２１３ａに付着される第１正極絶縁テープ２７１、及び第２正極タブ２５２を覆うように第２正極無地部２１３ｂに付着される第２正極絶縁テープ２７２を含んでよい。
負極絶縁テープ２８０は、第１負極タブ２６１を覆うように第１負極無地部２２３ａに付着される第１負極絶縁テープ２８１と、第２負極タブ２６２を覆うように第２負極無地部２２３ｂに付着される第２負極絶縁テープ２８２、及び第３負極タブ２６３を覆うように第３負極無地部２２３ｃに付着される第３負極絶縁テープ２８３を含んでよい。また、負極絶縁テープ２８０は、第２負極無地部１２３ｂで第２負極タブ１６２が位置された面の反対面に付着された第４負極絶縁テープ２８４をさらに含んでよい。すなわち、第２負極無地部２２３ｂは、負極シート２２０の両面に形成され、この際、第２負極タブ２６２は第２負極無地部２２３ｂの一面に位置され、第４負極絶縁テープ２８４は第２負極無地部２２３ｂで他面に位置されてよい。
以下で、図８及び図９を参考にして本発明の第３実施形態による電極組立体を説明する。
図８は、本発明の第３実施形態による電極組立体が巻き取られる前に広がった状態を示した正面図であり、図９は、本発明の第３実施形態による電極組立体が巻き取られた状態で発明の要部を示す部分正面図である。
図８及び図９を参照すれば、本発明の第３実施形態による電極組立体３００は、正極活物質部３１２及び正極無地部３１３を含む正極シート３１０と、正極無地部３１３に備えられる正極タブ３５０と、負極活物質部３２２及び負極無地部３２３を含む負極シート３２０と、負極無地部３２３に備えられる負極タブ３６０、及び正極シート３１０及び負極シート３２０の間に備えられた分離膜１４０を含む。
本発明の第３実施形態による電極組立体３００は、第１実施形態による電極組立体及び第２実施形態による電極組立体と比べるとき、巻取形態に差があるものであって、本実施形態は、前述した実施形態等と重複される内容は省略するか簡単に記述し、相違点を中心に記述する。
より詳しくは、正極シート３１０は、正極集電体３１１上に正極活物質が積層された領域である正極活物質部３１２、及び正極活物質が積層されていない領域である正極無地部３１３を含んでよい。
正極無地部３１３は、互いに離隔された２部分に形成され、第１正極無地部３１３ａ及び第２正極無地部３１３を含んでよい。ここで、正極無地部３１３は、正極シート３１０の両面のうち一つ以上の面に形成されてよい。
第１正極無地部３１３ａ及び第２正極無地部３１３ｂは、正極シート３１０の長手方向に両側部の間に位置されてよい。
ここで、第１正極無地部３１３ａは、例えば、正極シート３１０の一側部３１０ａと近くに位置され、第２正極無地部３１３ｂは、正極シート３１０の他側部３１０ｂと近くに位置されてよい。
また、第１正極無地部３１３ａは、正極シート３１０の巻取時、巻取中心部側に位置され、第２正極無地部３１３ｂは、巻取外郭部側に位置されてよい。しかし、本発明がここに必ず限定されるものではなく、例えば、第１正極無地部３１３ａは、正極シート３１０の巻取時、巻取外郭部側に位置され、第２正極無地部３１３ｂは、巻取中心部側に位置されてもよい。
正極タブ３５０は、正極シート３１０の正極無地部３１３に備えられる。ここで、正極タブ３５０は、一端が正極無地部３１３に付着及び固定され、他端が正極シート３１０から突出されてよい。
また、正極タブ３５０は、第１正極無地部３１３ａに備えられる第１正極タブ３５１、及び第２正極無地部３１３ｂに備えられる第２正極タブ３５２を含んでよい。ここで、第１正極タブ３５１及び第２正極タブ３５２は、例えば、正極シート３１０の他面３１０ｄに位置されてよい。
ここで、第１正極タブ３５１及び第２正極タブ３５２は、一例として、図９では、正極シート３１０の他面３１０ｄに位置されるものと示されているが、本発明がこれに必ず限定されるものではなく、第１正極タブ３５１及び第２正極タブ３５２は、それぞれ正極シート３１０の一面３１０ｃまたは他面３１０ｄに形成されてよい。このとき、他の例として、第１正極タブ３５１及び第２正極タブ３５２は、正極シート３１０の一面３１０ｃに位置されてもよい。
負極シート３２０は、負極集電体３２１上に負極活物質が積層された領域である負極活物質部３２２、及び負極活物質が積層されていない領域である負極無地部３２３を含んでよい。
負極無地部３２３は、負極シート３２０の長手方向に両側部の間に形成された第１負極無地部３２３ａと、負極シート３２０の両側部に形成された第２負極無地部３２３ｂ及び第３負極無地部３２３ｃを含んでよい。ここで、負極無地部３２３は、負極シート３２０の両面のうち一つ以上の面に形成されてよい。
一方、第１正極無地部３１３ａと第１負極無地部３２３ａは、互いに対応される位置に形成されてよい。
負極タブ３６０は、負極無地部３２３に備えられる。ここで、負極タブ３６０は、一端が負極無地部３２３に付着及び固定され、他端が負極シート３２０から突出されてよい。
また、負極タブ３６０は、第１負極無地部３２３ａに備えられる第１負極タブ３６１と、第２負極無地部３２３ｂに備えられる第２負極タブ３６２、及び第３負極無地部３２３ｃに備えられる第３負極タブ３６３を含んでよい。ここで、第１負極タブ３６１及び第２負極タブ３６２は、一例として、図８では、負極シート３２０の一面３２０ｃに位置され、第３負極タブ３６３は負極シート３２０の他面３２０ｄに位置されるものと示されているが、本発明がこれに必ず限定されるものではなく、第１負極タブ３６１、第２負極タブ３６２及び第３負極タブ３６３は、それぞれ負極シート３２０の一面３２０ｃまたは他面３２０ｄに形成されてよい。このとき、他の例として、第１負極タブ３６１及び第２負極タブ３６２は、負極シート３２０の他面３２０ｄに位置され、第３負極タブ３６３は、負極シート３２０の一面３２０ｃに位置されてもよい。
一方、正極シート３１０及び負極シート３２０の両面で、一面３１０ｃ、３２０ｃは巻取時に外側方向に向かって位置され、他面３１０ｄ、３２０ｄは巻取側の内側方向に位置されてよい。このとき、第１正極タブ３５１は正極シート３１０の他面３１０ｄに位置され、第１負極タブ３６１は、負極シート３２０の一面３２０ｃに位置されてよい。
そして、正極シート３１０及び負極シート３２０は、一例として、両側部で他側部３１０ｂ、３２０ｂが巻き取られて巻取中心部に位置され、一側部３１０ａ、３２０ａが巻き取られて巻取外郭部に位置されてよい。このとき、正極シート３１０及び負極シート３２０は、他側部３１０ｂ、３２０ｂから巻取りが始まって一側部３１０ａ、３２０ａ方向に巻かれ、ただし、時計方向に巻き取られてよい。このとき、正極シート１１０及び負極シート１２０の巻取方向Ｒは、例えば、時計方向であってよい。
しかし、本発明がここに必ず限定されるものではなく、他の例として、正極シート３１０及び負極シート３２０は、両側部において他側部３１０ｂ、３２０ｂが巻き取られて巻取中心部に位置され、一側部３１０ａ、３２０ａが巻取外郭部に位置されてもよい。このとき、正極シート３１０及び負極シート３２０は、他側部３１０ｂ、３２０ｂを中心に巻き取られてよい。すなわち、一例と反対に巻くものである。このとき、正極シート３１０及び負極シート３２０の巻取方向Ｒ'は、例えば、反時計方向であってよい。
本発明の第３実施形態による電極組立体３００は、正極タブ３５０を覆うように正極無地部３１３に正極絶縁テープ３７０がさらに付着され、負極タブ３６０を覆うように負極無地部３２３に負極絶縁テープ３８０がさらに付着されてよい。
正極絶縁テープ３７０は、第１正極タブ３５１を覆うように第１正極無地部３１３ａに付着される第１正極絶縁テープ３７１、及び第２正極タブ３５２を覆うように第２正極無地部３１３ｂに付着される第２正極絶縁テープ３７２を含んでよい。
負極絶縁テープ３８０は、第１負極タブ３６１を覆うように第１負極無地部３２３ａに付着される第１負極絶縁テープ３８１と、第２負極タブ３６２を覆うように第２負極無地部３２３ｂに付着される第２負極絶縁テープ３８２、及び第３負極タブ３６３を覆うように第３負極無地部３２３ｃに付着される第３負極絶縁テープ３８３を含んでよい。また、負極絶縁テープ３８０は、第２負極無地部３２３ｂで第２負極タブ３６２が位置された面の反対面に付着された第４負極絶縁テープ３８４をさらに含んでよい。すなわち、第２負極無地部３２３ｂは、負極シート３２０の両面に形成され、この際、第２負極タブ３６２は第２負極無地部３２３ｂの一面に位置され、第４負極絶縁テープ３８４は第２負極無地部３２３ｂで他面に位置されてよい。
一方、本発明の第３実施形態による電極組立体３００は、第１負極絶縁テープ３８１と分離膜１４０を挟んで対面される正極シート３１０の部分にリチウムイオン析出防止テープ３９０がさらに付着されてよい。
以下で、図１から図６を参考にして本発明の実施形態による電極組立体を含む二次電池を説明する。
図１及び図２を参照すれば、本発明の実施形態による二次電池１０は、電極組立体１００、及び電極組立体１００を収容する電池ケース１１を含む。ここで、電極組立体１００は、正極活物質部１１２及び正極無地部１１３を含む正極シート１１０と、正極無地部１１３に備えられる正極タブ１５０と、負極活物質部１２２及び負極無地部１２３を含む負極シート１２０と、負極無地部１２３に備えられる負極タブ１６０、及び正極シート１１０及び負極シート１２０の間に備えられた分離膜１４０を含む。
本発明の実施形態による二次電池１０は、第１実施形態による電極組立体から第３実施形態による電極組立体を含む二次電池１０に対するものであって、本実施形態は、前述した実施形態と重複される内容は簡単に記述し、相違点を中心に記述する。
より詳しくは、図１を参照すれば、本発明の実施形態による二次電池１０において、電池ケース１１は、電解液及び電極組立体１００を内部に収容する収容部１１ａが形成されてよい。このとき、電池ケース１１は、収容部１１ａが一側に開口された形態に開放されてよく、電池ケース１１の開口された一側を覆うようにキャップ組立体１２がさらに備えられてよい。ここで、電池ケース１１は、例えば、楕円形または円筒形状でなってよい。
また、電極組立体１００は、充放電が可能な発電素子であって、電極１３０と分離膜１４０が結集されて交互に積層された構造を形成する。ここで、電極組立体１００は、リチウムイオン二次電池用電極組立体１００であって、巻き取られた形態を有してよい。
電極１３０は、正極シート１１０と負極シート１２０を含んでよい。そして、分離膜１４０は、正極シート１１０と負極シート１２０を分離して電気的に絶縁させることができる。
図１から図４を参照すれば、正極シート１１０は、正極集電体１１１上に正極活物質が積層されて形成される領域である正極活物質部１１２、及び正極活物質が積層されていない領域である正極無地部１１３を含んでよい。ここで、正極無地部１１３は、正極シート１１０で互いに離隔された２部分に形成され、第１正極無地部１１３ａ及び第２正極無地部１１３ｂを含んでよい。
正極タブ１５０は、正極シート１１０の正極無地部１１３に備えられる。ここで、正極タブ１５０は、一端が正極無地部１１３に付着及び固定され、他端が正極シート１１０から突出されてよい。このとき、正極タブ１５０は、キャップ組立体１２または電池ケース１１の底面方向に突出されてよい。
また、正極タブ１５０は、第１正極無地部１１３ａに備えられる第１正極タブ１５１、及び第２正極無地部１１３ｂに備えられる第２正極タブ１５２を含んでよい。
負極シート１２０は、負極集電体１２１上に負極活物質が積層されて形成される領域である負極活物質部１２２、及び負極活物質が積層されていない領域である負極無地部１２３を含んでよい。ここで、負極無地部１２３は、負極シート１２０の両側部の間に形成された第１負極無地部１２３ａと、負極シート１２０の両側部に形成された第２負極無地部１２３ｂ及び第３負極無地部１２３ｃを含んでよい。このとき、第１負極無地部１２３ａは、負極シート１２０の一側部１２０ａに形成され、第２負極無地部１２３ｂは、負極シート１２０の他側部１２０ｂに形成されてよい。
負極タブ１６０は、負極無地部１２３に備えられる。ここで、負極タブ１６０は、一端が負極無地部１２３に付着及び固定され、他端が負極シート１２０から突出されてよい。このとき、負極タブ１６０は、キャップ組立体１２または電池ケース１１の底面方向に突出されてよい。
また、負極タブ１６０は、第１負極無地部１２３ａに備えられる第１負極タブ１６１と、第２負極無地部１２３ｂに備えられる第２負極タブ１６２、及び第３負極無地部１２３ｃに備えられる第３負極タブ１６３を含んでよい。
このとき、第１正極無地部１１３ａと第１負極無地部１２３ａが互いに対応される位置に形成されてよい。
そして、図５を参照すれば、第１正極タブ１５１及び第１負極タブ１６１は、正極シート１１０と負極シート１２０が互いに対向する方向に対して互いに重畳されないように備えられてよい。
一方、図３及び図６を参照すれば、本発明の実施形態による二次電池１０において電極組立体１００は、第１負極タブ１６１を覆うように第１負極無地部１２３ａに第１負極絶縁テープ１８１がさらに付着されてよい。
そして、本発明の実施形態による二次電池１０において電極組立体１００は、第１負極無地部１２３ａと対面される正極シート１１０の部分にリチウムイオン析出防止テープ１９０がさらに付着されてよい。
これによって、充放電時に第１負極絶縁テープ１８１が付着された第１負極無地部１２３ａと対面される正極シート１１０の部分で、リチウムイオンが交換されないことからリチウムイオンが蓄積されて析出されることを防止することができる。
すなわち、第１負極絶縁テープ１８１と対面される正極シート１１０の正極活物質部１１２の表面にリチウムイオン析出防止テープ１９０を付着することにより、正極シート１１０と負極シート１２０との間にリチウムイオンが交換され、充放電時に第１負極絶縁テープ１８１によってリチウムイオンが交換されない部分でリチウムイオンが蓄積されて析出されることを防止することができる。
図１０は、本発明の第４実施形態による電極組立体において、正極板及び負極板が巻き取られる前に広がった状態を示した斜視図である。
以下で、図１０を参考にして本発明の第４実施形態による電極組立体を説明する。
図１０を参照すれば、本発明の第４実施形態による電極組立体１１００は、正極活物質部１１１２及び正極無地部１１１３を含む正極板１１１０と、正極無地部１１１３に備えられる正極タブ１１５０と、負極活物質部１１２２及び負極無地部１１２３を含む負極板１１２０と、負極無地部１１２３に備えられる負極タブ１１６０、及び正極板１１１０及び負極板１１２０の間に備えられたセパレータ（Ｓｅｐａｒａｔｏｒ）１１４０を含む。
電極組立体１１００は、充放電が可能な発電素子であって、電極１１３０とセパレータ１４０が結集されて交互に積層された構造を形成する。ここで、電極組立体１１００は、リチウムイオン二次電池用電極組立体１１００であって、巻き取られた形態を有してよい。
電極１１３０は、正極板１１１０と負極板１１２０を含んでよい。そして、セパレータ１１４０は、正極板１１１０と負極板１１２０を分離して電気的に絶縁させることができる。
そして、正極板１１１０と負極板１１２０は、セパレータ１１４０とともに交互に積層されて巻き取られ、ただし、ロール（Ｒｏｌｌ）形状に形成されてよい。ここで、電極組立体１１００は、例えば、円形または楕円形形状に巻き取られ、ゼリーロール（Ｊｅｌｌｙ ｒｏｌｌ）型に形成されてよい。
正極板１１１０は、正極集電体１１１１と、正極集電体１１１１上に正極活物質が積層されて形成される領域である正極活物質部１１１２、及び正極活物質が積層されていない領域である正極無地部１１１３を含んでよい。
正極集電体１１１１は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）材質のホイル（ｆｏｉｌ）でなってよい。
正極活物質部１１１２は、正極集電体１１１１の第１面Ｍ１２上に積層される正極活物質を含んで形成されてよい。そして、正極活物質部１１１２は、正極集電体１１１１の第２面に積層される正極活物質をさらに含んで形成されてよい。そして、正極活物質部１１１２は、正極活物質の他にバインダー及び導電材をさらに含んで形成されてよい。
正極無地部１１１３は、一例として、互いに離隔された２部分に形成され、第１正極無地部１１１３ａ及び第２正極無地部１１１３ｂを含んでよい。ここで、第１正極無地部１１１３ａは、正極板１１１０の両端部の間に位置されてよい。
一方、正極無地部１１１３は、他の例として、互いに離隔された３部分に形成され、第１正極無地部１１１３ａ、第２正極無地部１１１３ｂ及び第３正極無地部１１１３ｃを含んでよい。このとき、第１正極無地部１１１３ａは、正極板１１１０の両端部の間に位置されてよい。
正極タブ１１５０は、正極板１１１０の正極無地部１１１３に備えられてよい。また、正極タブ１１５０は、第１正極無地部１１１３ａに備えられる第１正極タブ１１５１を含んでよい。ここで、第１正極タブ１１５１は、一端が第１正極無地部１１１３ａに付着及び固定され、他端が正極板１１１０から突出されてよい。さらに、正極タブ１１５０は、第２正極無地部１１１３ｂに備えられる第２正極タブ（図示せず）をさらに含んでよい。
負極板１２１０は、負極集電体１１２１と、負極集電体１１２１上に負極活物質が積層されて形成される領域である負極活物質部１１２２、及び負極活物質が積層されていない領域である負極無地部１１２３を含んでよい。
負極集電体１１２１は、例えば、銅（Ｃｕ）またはニッケル（Ｎｉ）材質からなるホイル（ｆｏｉｌ）でなってよい。
負極活物質部１１２２は、負極集電体１１２１の第１面Ｍ２１上に積層される負極活物質を含んで形成されてよい。ここで、負極集電体１１２１の第１面Ｍ２１は、正極集電体１１１１の第１面Ｍ１２と対向する面であってよい。すなわち、図６では、説明の便宜上、負極集電体１１２２の第１面Ｍ２１が正極集電体１１１１の第１面Ｍ１２と同一の方向に向かうように示しているが、実質的に負極集電体１１２１の第１面Ｍ２１は、正極集電体１１１１の第１面Ｍ１２を向かい合う面を意味する。そして、負極活物質部１１２２は、負極集電体１１２１の第２面に積層される負極活物質をさらに含んで形成されてよい。また、負極活物質部１１２２は、負極活物質の他にバインダー及び導電材をさらに含んで形成されてよい。
負極無地部１１２３は、負極板１１２０の両端部の間に形成された第１負極無地部１１２３ａと、負極板１１２０の両端部に形成された第２負極無地部１１２３ｂ及び第３負極無地部１１２３ｃを含んでよい。
そして、第１正極無地部１１１３ａと第１負極無地部１１２３ａは、互いに対応される位置に形成されてよい。
負極タブ１１６０は、負極無地部１１２３に備えられる、ここで、負極タブ１１６０は、一端が負極無地部１１２３に付着及び固定され、他端が負極板１１２０から突出されてよい。また、負極タブ１１６０は、第１負極無地部１１２３ａに備えられる第１負極タブ１１６１と、第２負極無地部１１２３ｂに備えられる第２負極タブ１１５２、及び第３負極無地部１１２３ｃに備えられる第３負極タブ１１５３を含んでよい。
セパレータ１１４０は、絶縁材質からなり、正極板１１１０及び負極板１１２０と交互に積層される。ここで、セパレータ１１４０は、正極板１１１０及び負極板１１２０の間と、正極板１１１０または負極板１１２０の外側面に位置されてよい。
一方、第１正極タブ１１５１及び第１負極タブ１１６１は、正極板１１１０と負極板１１２０が互いに対向する方向に対して互いに重畳されないように備えられてよい。ここで、正極板１１１０と負極板１１２０が互いに対向する方向は、例えば、巻取中心軸の側面方向であってよい。そして、第１正極タブ１１５１及び第１負極タブ１１６１の端部は互いに重畳されないように、巻取中心軸と平行な方向を基準に互いに一定距離離隔されて位置されてよい。
一方、本発明の第４実施形態による電極組立体１１００は、正極タブ１１５０を覆うように正極無地部１１１３に正極絶縁テープがさらに付着され、負極タブ１１６０を覆うように負極無地部１１２３に負極絶縁テープがさらに付着されてよい。ここで、正極絶縁テープ及び負極絶縁テープは、前記で記述した本発明の第１実施形態による電極組立体１００の正極絶縁テープ１７０及び負極絶縁テープ１８０のような形態で付着されてよい（図２参照）。
正極絶縁テープは、第１正極タブ１１５１を覆うように第１正極無地部１１１３ａに付着される第１正極絶縁テープを含んでよい。
負極絶縁テープは、第１負極タブ１６１を覆うように第１負極無地部１２１３ａに付着される第１負極絶縁テープと、第２負極タブ１１６２を覆うように第２負極無地部１１２３ｂに付着される第２負極絶縁テープ、及び第３負極タブ１１６３を覆うように第３負極無地部１１２３ｃに付着される第３負極絶縁テープを含んでよい。
そして、正極絶縁テープ及び負極絶縁テープは、電気的絶縁材質を含んで形成されてよい。
一方、本発明の第４実施形態による電極組立体１１００は、第１負極絶縁テープとセパレータ１１４０を挟んで対面される正極板１１１０の部分に絶縁材質を含むリチウムイオン析出防止テープがさらに付着されてよい。ここで、リチウムイオン析出防止テープは、前記で記述した本発明の第１実施形態による電極組立体１００のリチウムイオン析出防止テープ１９０のような形態で付着されてよい（図２参照）。このとき、ここで、リチウムイオン析出防止テープは、例えば、正極板１１１０の正極活物質部１１１２の表面に位置されてよい。これによって、充放電時に第１負極絶縁テープが付着された第１負極無地部１１２３ａと対面される正極板１１１０の部分で、リチウムイオン析出防止テープ１１９０が位置され、リチウムイオンが交換されないことからリチウムイオンが蓄積されて析出されることを防止することができる。
＜製造例＞
１−１ 電極組立体の製造
互いに離隔された正極シートの２部分に正極無地部を形成して正極タブをそれぞれ備え、互いに離隔された負極シートの３部分に負極無地部を形成して負極タブをそれぞれ備え、２つの正極タブ及び３つの負極タブが備えられた電極組立体を製造した。
このとき、正極シートの２部分に備えられた正極無地部で第１正極無地部と、負極シートの両側部の間に形成された第１負極無地部とを互いに対応される位置に形成させた。
１−２ 二次電池の製造
製造された電極組立体を電池ケースに電解液とともに収容させて二次電池を製造した。
＜比較例＞
互いに離隔された正極シートの２部分に正極無地部を形成して正極タブをそれぞれ備え、互いに離隔された負極シートの２部分に負極無地部を形成して負極タブをそれぞれ備え、２つの正極タブ及び２つの負極タブが備えられた電極組立体を製造した点以外は、前記製造例と同様の方法で二次電池を製造した。ここで、比較例は、負極無地部が負極シートの２部分に形成され、製造例の負極シートの両側部の間に形成された第１負極無地部は形成されなかった。
＜実験例＞
二次電池に電気を印加して抵抗改善の効果を測定した。
ＡＣ（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔ；交流）抵抗測定の結果、比較例で測定された抵抗値より製造例で測定された抵抗値が約２０％減少されたことが観察された。
結局、製造例での抵抗が顕著に改善されたことが分かる。
以上、本発明を具体的な実施形態を介して詳しく説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明に係る電極組立体及びこれを含む二次電池はこれに限定されない。本発明の技術的思想内で当該分野の通常の知識を有する者によって多様な実施が可能であると言える。
また、発明の具体的な保護範囲は、特許請求の範囲によって明確になるはずである。
ここで、第１正極無地部１１３ａは、例えば、正極シート１１０の一側部１１０ａの近くに位置され、第２正極無地部１１３ｂは、正極シート１１０の他側部１１０ｂの近くに位置されてよい。
正極絶縁テープ１７０は、第１正極タブ１５１を覆うように第１正極無地部１１３ａに付着される第１正極絶縁テープ１７１、及び第２正極タブ１５２を覆うように第２正極無地部１１３ｂに付着される第２正極絶縁テープ１７２を含んでよい。
一方、図３及び図６を参照すれば、本発明の第１実施形態による電極組立体１００は、第１負極絶縁テープ１８１と分離膜１４０を挟んで対面される正極シート１１０の部分にリチウムイオン析出防止テープ１９０がさらに付着されてよい。ここで、リチウムイオン析出防止テープ１９０は、例えば、正極シート１１０の他面１１０ｄに備えられ、ただし、正極シート１１０の一側部１１０ａと、正極シートの一側部１１０ａの近くに位置する第１正極無地部１１３ａとの間に積層された正極活物質部１１２の表面に位置されてよい。このとき、リチウムイオン析出防止テープ１９０と第１負極無地部１２３ａは、第２分離膜１４２を挟んで対面されてよい。そして、リチウムイオン析出防止テープ１９０は、電気的絶縁材質を含んで形成されてよい。
また、リチウムイオン析出防止テープ１９０は、例えば、基材（図示せず）及び基材の一面に形成された接着層（図示せず）を含んでよい。
ここで、第１正極無地部２１３ａは、例えば、正極シート２１０の他側部２１０ｂの近くに位置され、第２正極無地部２１３ｂは、正極シート２１０の一側部２１０ａの近くに位置されてよい。
ここで、第１正極無地部３１３ａは、例えば、正極シート３１０の一側部３１０ａの近くに位置され、第２正極無地部３１３ｂは、正極シート３１０の他側部３１０ｂの近くに位置されてよい。
そして、正極シート３１０及び負極シート３２０は、一例として、両側部で他側部３１０ｂ、３２０ｂが巻き取られて巻取中心部に位置され、一側部３１０ａ、３２０ａが巻き取られて巻取外郭部に位置されてよい。このとき、正極シート３１０及び負極シート３２０は、他側部３１０ｂ、３２０ｂから巻取りが始まって一側部３１０ａ、３２０ａ方向に巻かれ、ただし、時計方向に巻き取られてよい。このとき、正極シート３１０及び負極シート３２０の巻取方向Ｒは、例えば、時計方向であってよい。
電極組立体１１００は、充放電が可能な発電素子であって、電極１１３０とセパレータ１１４０が結集されて交互に積層された構造を形成する。ここで、電極組立体１１００は、リチウムイオン二次電池用電極組立体１１００であって、巻き取られた形態を有してよい。
負極活物質部１１２２は、負極集電体１１２１の第１面Ｍ２１上に積層される負極活物質を含んで形成されてよい。ここで、負極集電体１１２１の第１面Ｍ２１は、正極集電体１１１１の第１面Ｍ１２と対向する面であってよい。すなわち、図１０では、説明の便宜上、負極集電体１１２２の第１面Ｍ２１が正極集電体１１１１の第１面Ｍ１２と同一の方向に向かうように示しているが、実質的に負極集電体１１２１の第１面Ｍ２１は、正極集電体１１１１の第１面Ｍ１２を向かい合う面を意味する。そして、負極活物質部１１２２は、負極集電体１１２１の第２面に積層される負極活物質をさらに含んで形成されてよい。また、負極活物質部１１２２は、負極活物質の他にバインダー及び導電材をさらに含んで形成されてよい。

Claims (22)

  1. 電極組立体であって、
    正極集電体上に正極活物質が積層されて形成される領域である正極活物質部、及び前記正極活物質が積層されていない領域である正極無地部を含む正極シート；
    前記正極無地部に備えられる正極タブ；
    負極集電体上に負極活物質が積層されて形成される領域である負極活物質部、及び前記負極活物質が積層されていない領域である負極無地部を含む負極シート；
    前記負極無地部に備えられる負極タブ；及び
    前記正極シート及び前記負極シートの間を絶縁する分離膜を含み、
    前記正極無地部は、前記正極シートで互いに離隔された２部分に形成された第１正極無地部及び第２正極無地部を含み、
    前記負極無地部は、前記負極シートの両側部の間に形成された第１負極無地部と、前記負極シートの両側部に形成された第２負極無地部及び第３負極無地部とを含み、
    前記第１正極無地部と前記第１負極無地部が互いに対応される位置に形成される、電極組立体。
  2. 前記正極タブは、前記第１正極無地部に備えられる第１正極タブ、及び前記第２正極無地部に備えられる第２正極タブを含み、
    前記負極タブは、前記第１負極無地部に備えられる第１負極タブと、前記第２負極無地部に備えられる第２負極タブ、及び前記第３負極無地部に備えられる第３負極タブを含む、請求項１に記載の電極組立体。
  3. 前記電極組立体は、リチウムイオン二次電池用電極組立体であって、
    前記正極シートと、前記分離膜及び前記負極シートは、交互に積層されて巻き取られ、
    前記第１負極タブを覆うように前記第１負極無地部に第１負極絶縁テープがさらに付着され、
    充放電時にリチウムイオンが蓄積されて析出されることを防止するように、前記第１負極絶縁テープと対面される前記正極シートの部分にリチウムイオン析出防止テープがさらに付着される、請求項２に記載の電極組立体。
  4. 前記分離膜は、前記リチウムイオンが移動される気孔が形成された絶縁材質を含み、
    前記第１負極絶縁テープ及び前記リチウムイオン析出防止テープは絶縁材質を含む、請求項３に記載の電極組立体。
  5. 前記正極シート及び前記負極シートは、両側部において一側部が時計方向に巻き取られて巻取外郭部に位置され、他側部が巻取中心部に位置され、
    前記第１正極無地部及び前記第２正極無地部は、前記正極シートで両側部の間に形成され、この際、前記第１正極無地部は、前記正極シートの一側部側に位置される、請求項３に記載の電極組立体。
  6. 前記正極シート及び前記負極シートの両面において、一面は巻取時に内側方向に向かって位置され、他面は巻取側の外側方向に位置される、請求項５に記載の電極組立体。
  7. 前記正極シート及び前記負極シートは、両側部のうち他側部から巻取が始まって時計方向に沿って一側部方向に巻かれ、ただし、他側部が巻取中心部に位置され、一側部が巻取外郭部に位置され、
    前記第１正極無地部及び前記第２正極無地部は、前記正極シートで両側部の間に形成され、この際、前記第１正極無地部は、前記正極シートの一側部側に位置される、請求項３に記載の電極組立体。
  8. 前記正極シート及び前記負極シートの両面において、一面は巻取時に外側方向に向かって位置され、他面は巻取側の内側方向に位置される、請求項７に記載の電極組立体。
  9. 前記リチウムイオン析出防止テープは、前記正極シートの他面に備えられ、ただし、前記正極シートの一側部と、前記正極シートの一側部と近くに位置する前記第１正極無地部との間に積層された前記正極活物質部の表面に位置される、請求項６または請求項８に記載の電極組立体。
  10. 前記分離膜は、前記正極シートの一面と前記負極シートの他面との間に位置される第１分離膜；及び
    前記負極シートの一面に位置される第２分離膜を含み、
    前記第１負極無地部と前記リチウムイオン析出防止テープは、前記第２分離膜を挟んで対面される、請求項９に記載の電極組立体。
  11. 前記第１正極タブ及び前記第１負極タブは、前記正極シートと前記負極シートとが互いに対向する方向に対して互いに重畳されないように備えられる、請求項２から請求項８のいずれか一項に記載の電極組立体。
  12. 前記第１正極タブは、巻取中心軸と平行な方向を基準に一側方向に突出され、
    前記第１負極タブは、巻取中心軸と平行な方向を基準に他側方向に突出され、
    前記第１正極タブ及び前記第１負極タブの端部は互いに重畳されないように、前記巻取中心軸と平行な方向を基準に互いに一定距離離隔されて位置された、請求項１１に記載の電極組立体。
  13. 電極組立体であって、
    正極集電体上に正極活物質が積層されて形成される領域である正極活物質部、及び前記正極活物質が積層されていない領域である正極無地部を含む正極シート；
    前記正極無地部に備えられる正極タブ；
    負極集電体上に負極活物質が積層されて形成される領域である負極活物質部、及び前記負極活物質が積層されていない領域である負極無地部を含む負極シート；
    前記負極無地部に備えられる負極タブ；及び
    前記正極シート及び前記負極シートの間を絶縁する分離膜を含み、
    前記正極無地部は、前記正極シートで互いに離隔された２部分に形成された第１正極無地部及び第２正極無地部を含み、
    前記負極無地部は、前記負極シートの両側部の間に形成された第１負極無地部と、前記負極シートの両側部に形成された第２負極無地部及び第３負極無地部を含み、
    前記第２正極無地部と前記第１負極無地部が互いに対応される位置に形成される、電極組立体。
  14. 前記正極シート及び前記負極シートは、両側部において一側部が時計方向に巻き取られて巻取外郭部に位置され、他側部が巻取中心部に位置され、
    前記第１正極無地部及び前記第２正極無地部は、前記正極シートで両側部の間に形成され、この際、前記第２正極無地部は、前記正極シートの他側部側に位置される、請求項１３に記載の電極組立体。
  15. 電極組立体であって、
    正極集電体上に正極活物質が積層されて形成される領域である正極活物質部、及び前記正極活物質が積層されていない領域である正極無地部を含む正極シート；
    前記正極無地部に備えられる正極タブ；
    負極集電体上に負極活物質が積層されて形成される領域である負極活物質部、及び前記負極活物質が積層されていない領域である負極無地部を含む負極シート；
    前記負極無地部に備えられる負極タブ；及び
    前記正極シート及び前記負極シートの間を絶縁する分離膜を含み、
    前記正極無地部は、前記正極シートに形成された第１正極無地部を含み、前記負極無地部は、前記負極シートに形成された第１負極無地部を含み、この際、前記第１正極無地部と前記第１負極無地部が互いに対応される位置に形成され、
    前記正極タブは、前記第１正極無地部に備えられる第１正極タブを含み、前記負極タブは、前記第１負極無地部に備えられる第１負極タブを含み、この際、前記第１正極タブ及び前記第１負極タブは、前記正極シートと前記負極シートが互いに対向する方向に対して互いに重畳されないように備えられる、電極組立体。
  16. 前記第１正極タブは、巻取中心軸と平行な方向を基準に一側方向に突出され、
    前記第１負極タブは、巻取中心軸と平行な方向を基準に他側方向に突出され、
    前記第１正極タブ及び前記第１負極タブの端部は、互いに重畳されないように前記巻取中心軸と平行な方向を基準に互いに一定距離離隔されて位置された、請求項１５に記載の電極組立体。
  17. 電極組立体及び前記電極組立体を収容する電池ケースを含み、
    前記電極組立体は、
    正極集電体と、前記正極集電体に積層された正極活物質及び前記正極活物質が積層されていない領域である正極無地部とを含む正極シート；
    前記正極無地部に備えられる正極タブ；
    負極集電体と、前記負極集電体に積層された負極活物質及び前記負極活物質が積層されていない領域である負極無地部とを含む負極シート；
    前記負極シートに備えられる負極タブ；及び
    前記正極シート及び前記負極シートの間を絶縁する分離膜を含み、
    前記正極無地部は、前記正極シートで２部分に形成された第１正極無地部及び第２正極無地部を含み、
    前記負極無地部は、前記負極シートの両側部の間に形成された第１負極無地部と、前記負極シートの両側部に形成された第２負極無地部及び第３負極無地部とを含み、
    前記第１正極無地部と前記第１負極無地部が互いに対応される位置に形成される、二次電池。
  18. 電極組立体であって、
    正極集電体の第１面上に正極活物質が塗布された正極活物質部と、前記正極活物質が塗布されていない領域である第１正極無地部とを含む正極板；
    前記第１正極無地部に付着された正極タブ；
    前記正極集電体の前記第１面と対向する負極集電体の第１面上に負極活物質が塗布された負極活物質部と、前記負極活物質が塗布されていない領域である第１負極無地部とを含む負極板；及び
    前記正極板と前記負極板との間のセパレータ；を含み、
    前記第１正極無地部は、前記正極板の長手方向に沿う前記正極板の一端部と他端部との間に位置し、前記第１負極無地部は、前記第１正極無地部と重畳する位置に形成され、
    前記第１負極無地部は、前記負極板の両側部にそれぞれ形成されて負極タブが付着される第２負極無地部及び第３負極無地部の間に形成され、
    前記第１負極無地部に備えられる負極タブをさらに含む、電極組立体。
  19. 前記正極板は、前記正極活物質が塗布されていない領域である第２正極無地部をさらに含み、前記正極タブが第２正極無地部にさらに付着され、
    前記負極板は、前記負極活物質が塗布されていない領域である第２負極無地部及び第３負極無地部をさらに含み、前記負極タブが前記第２負極無地部及び第３負極無地部にさらに付着される、請求項１８に記載の電極組立体。
  20. 前記電極組立体は、リチウムイオン二次電池用電極組立体であって、
    前記正極板と、前記セパレータ及び前記負極板とは、交互に積層されて巻き取られ、
    前記第１負極無地部に付着された前記負極タブを覆うように前記第１負極無地部に第１負極絶縁テープがさらに付着され、
    充放電時にリチウムイオンが蓄積されて析出されることを防止するように前記第１負極絶縁テープと対面される前記正極板の部分にリチウムイオン析出防止テープがさらに付着される、請求項１９に記載の電極組立体。
  21. 前記第１負極無地部と前記リチウムイオン析出防止テープは、前記セパレータを挟んで対面され、
    前記リチウムイオン析出防止テープは、前記正極板の正極活物質部の表面に位置される、請求項２０に記載の電極組立体。
  22. 前記第１正極無地部に付着された前記正極タブ及び前記第１負極無地部に付着された前記負極タブは、前記正極板と前記負極板が互いに対向する方向に対して互いに重畳されないように備えられる、請求項１８から請求項２１のいずれか一項に記載の電極組立体。
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