JP2023513031A - フォルディング可能なパウチ型電池セル及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

本発明はパウチ型電池ケースに電極組立体を収容するパウチ型電池セルであって、前記電極組立体は全幅が全長より短い構造を有する正極及び負極を含み、前記正極及び前記負極は、全幅方向の外周辺または全長方向の外周辺に平行に、電極合剤が塗布されていない無地部、及び前記無地部を除いた部分であって、電極合剤が塗布されている有地部が形成され、前記パウチ型電池ケースには、前記無地部が位置する部分に内側に凹んでいる段差部が形成されているパウチ型電池セルに関するものである。

Description

本出願は２０２０年５月２２日付の韓国特許出願第２０２０－００６１３５８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すべての内容はこの明細書の一部として含まれる。
本発明はフォルディング可能なパウチ型電池セル及びその製造方法に関し、具体的には、電池セルのフォルディング予定部に電極合剤が塗布されていない無地部が形成され、前記無地部が位置するパウチ型電池ケース部分には凹んでいる段差部が形成されることにより、電極組立体の遊動を防止することができるフォルディング可能なパウチ型電池セル及びその製造方法に関する。
充放電可能なリチウム二次電池はワイヤレスモバイル機器（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｍｏｂｉｌｅ ｄｅｖｉｃｅ）または身体に着用するウェアラブル機器（ｗｅａｒａｂｌｅ ｄｅｖｉｃｅ）のエネルギー源として広範囲に使われているだけではなく、大気汚染を誘発する既存のガソリン車両及びディーゼル車両に対する代案として提示される電気自動車、ハイブリッド電気自動車などのエネルギー源としても使われている。
また、多機能の小型化製品が増加し、電子機器においてデザイン的要素を重要に考慮する趨勢に応じて、曲面を含む形態、または幾何学的形態など、既存の平面や角形の単純な構造を脱した新しい形態の製品が増えている。
このように、多様な形態になった製品にリチウム二次電池を適用するために、長方形のリチウム二次電池の形態から脱して、段差形、多角形などの多様な形態になったリチウム二次電池のデザインが開発されている。
例えば、スマートフォンの場合、把持感を高めるために側面を曲面に処理することもあり、曲げるか折り畳むことができるフレキシブルディスプレイ製品も登場している。
このように、曲がるか折り畳まれるデバイスに長方形の電池セルを使う場合、死空間が多く発生することがある問題がある。よって、非定形的デザインを有するデバイスに装着しても死空間を減らしながら容量は確保することができる電池セルの開発が必要である。
これに関連して、特許文献１は、正極活物質層と負極活物質層とを一定の間隔でコーティングし、前記正極活物質層及び前記負極活物質層がコーティングされていない無地部で折り曲げられるベンディング領域を含む二次電池を開示する。
しかし、前記特許文献１の二次電池は長い形態のデバイスに適用するのに適切な形態であるが、複数のベンディング領域を形成することによって無地部が広くなるので、エネルギー密度が低くなる問題がある。
特許文献２は、電極合剤を区画する一つ以上の無地部が形成された集電体を含み、前記無地部が位置する電池ケースの部位で折り曲げられて形状が変形される電池セルに関するものである。
前記特許文献２は、電極組立体と電池ケースとが分離された状態であるので、電池セルの折曲げの際、電池ケースの折曲部と電極組立体の折曲部とが互いにずれることがある問題がある。
特許文献３は、電池セルを曲げたときにシーリング部に発生する皺を防止するために、シーリング部に湾入溝が形成された電池セルを開示しているが、電極組立体が曲がるのに伴って電極合剤層が取れるおそれがある構造である。
このように、折り曲げられるか曲がりながらも変形されるなどの多様な形態のデバイスに適用することができる電池セルであって、電池セルの容量低下を防止することができるとともに安全性も確保することができる技術に対する必要性が高い実情である。
韓国公開特許第２０１２－００２２３８５号公報 韓国公開特許第２０１７－００３３５１３号公報 韓国公開特許第２０１５－００９６３２５号公報
本発明は前記のような問題を解決するためのものであり、電極に電極合剤が塗布されていない無地部を形成し、パウチ型電池ケースにおいて前記無地部に対応する部分に凹んでいる段差部を形成することにより、電極組立体の原位置からの離脱を防止して安全性を向上させることができるフォルディング可能なパウチ型電池セル及びその製造方法を提供することを目的とする。
このような目的を達成するための本発明によるパウチ型電池セルは、パウチ型電池ケースに電極組立体を収容するパウチ型電池セルであって、前記電極組立体は全幅が全長より短い構造を有する正極及び負極を含み、前記正極及び前記負極は、全幅方向の外周辺または全長方向の外周辺に平行に、電極合剤が塗布されていない無地部、及び前記無地部を除いた部分であって、電極合剤が塗布されている有地部が形成され、前記パウチ型電池ケースには、前記無地部が位置する部分に内側に凹んでいる段差部が形成されている。
本発明によるパウチ型電池セルは、前記電極組立体の全幅方向の外周辺のうち一側外周辺上に正極タブ及び負極タブが突設されることができる。
本発明によるパウチ型電池セルにおいて、前記正極及び前記負極は、前記無地部を基準に対称または非対称に第１有地部及び第２有地部が形成され、前記無地部で前記正極及び前記負極がフォルディングされることができる。
また、前記第１有地部及び前記第２有地部のうちいずれか一方から正極タブ及び負極タブが突出する形態を有することができる。
本発明によるパウチ型電池セルは、前記無地部と前記有地部との境界部において、前記無地部の一部及び前記有地部の一部の外面上に絶縁部材が付加されることができる。
また、前記絶縁部材は、絶縁テープの形態、または絶縁液の形態を有することができる。
本発明によるパウチ型電池セルにおいて、前記無地部には皺形態のフォルディングラインが形成されることができる。
本発明によるパウチ型電池セルにおいて、前記パウチ型電池ケースは、第１電池ケース及び第２電池ケースを含み、前記第１電池ケース及び前記第２電池ケースのうち少なくとも一方には前記無地部が位置する部分に電池ケースの内側に凹んでいる段差部が形成されることができる。
また、前記パウチ型電池ケースの前記凹んでいる段差部は、前記電極組立体の最上端の電極及び最下端の電極と付着された構造を有することができる。
本発明によるパウチ型電池セルにおいて、前記パウチ型電池ケースは電極組立体のフォルディングによってフォルディングされ、前記パウチ型電池ケースがフォルディングされる部分のシーリング部にはノッチが形成されることができる。
また、本発明はパウチ型電池セルの製造方法を提供し、この方法は、具体的には、（ａ）電極シートに電極合剤がコーティングされた有地部と、電極合剤がコーティングされていない無地部とを形成するようにコーティングする段階と、（ｂ）前記有地部と無地部との境界部において、前記無地部の一部及び前記有地部の一部の外面上に絶縁部材を付け加える段階と、（ｃ）前記電極シートを圧延する段階と、（ｄ）前記段階（ｃ）の電極シートをスリッティングする段階とを含む。
本発明によるパウチ型電池セルの製造方法において、前記段階（ｂ）は、絶縁テープを付着するか、または絶縁液を塗布する方式で遂行することができる。
本発明によるパウチ型電池セルの製造方法において、前記段階（ｄ）の電極シートを切断して製造した正極及び負極に分離膜を介在して電極組立体を製造し、前記電極組立体を段差の形成されたパウチ型電池ケースに収容して密封する工程を含むことができる。
また、前記電極組立体を段差の形成されたパウチ型電池ケースに収容し、前記電極組立体の最上端の電極及び最下端の電極と前記パウチ型電池ケースの段差部を付着する工程をさらに含むことができる。
以上で説明したように、本発明によるパウチ型電池セルは、正極及び負極に電極合剤が塗布されていない無地部を形成し、前記無地部で電極組立体がフォルディングされる構造であるので、フォルディングによって電極合剤層が電極集電体から分離される問題を防止することができる。
また、パウチ型電池ケースにおいて、電極組立体の無地部が位置する部分に対応する部分に凹んでいる形態の段差部を形成するので、パウチ型電池ケースで相対的に突出した突出部に電極組立体の有地部を着座及び固定する効果を得ることができる。
また、前記パウチ型電池ケースの段差部と前記電極組立体の無地部を付着する場合には、電極組立体の位置をより確かに固定することができるので、前記電極組立体の離脱を防止して、電極タブ及び電極リードが損傷されることを防止することができる。
本発明による電極が積層された状態を示す平面図である。 本発明による電極の側面図である。 フォルディングラインが形成された電極の側面図である。 本発明によるパウチ型電池セルの側面図である。 本発明によるパウチ型電池セルの垂直断面の部分拡大図である。 シーリング部にノッチが形成されたパウチ型電池セルの斜視図である。 本発明によるパウチ型電池セルがｘ軸を基準に上方に折り曲げられる工程を示す斜視図である。 本発明によるパウチ型電池セルがｘ軸を基準に下方に折り曲げられる工程を示す斜視図である。 本発明によるパウチ型電池セルがｙ軸を基準に上方に折り曲げられる工程を示す斜視図である。
以下、添付図面を参照して本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明を容易に実施することができる実施例を詳細に説明する。ただ、本発明の好適な実施例に対する動作原理を詳細に説明するにあたり、関連した公知の機能または構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要にあいまいにする可能性があると判断される場合にはその詳細な説明を省略する。
また、図面全般にわたって類似の機能及び作用をする部分に対しては同じ図面符号を使う。明細書全般で、ある部分が他の部分と連結されていると言うとき、これは直接的に連結されている場合だけではなく、その中間に他の素子を挟んで間接的に連結されている場合も含む。また、ある構成要素を含むというのは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
また、構成要素を限定するか付け加えて具体化する説明は、特別な制限がない限り、すべての発明に適用可能であり、特定の発明に限定されない。
また、本発明の説明及び請求範囲全般にわたって単数で表示したものは、別に言及しない限り、複数の場合も含む。
また、本発明の説明及び請求範囲全般にわたって「または」は、別に言及しない限り、「及び」を含むものである。したがって、「ＡまたはＢを含む」はＡを含むか、Ｂを含むか、Ａ及びＢの両者を含む３種の場合を意味する。
また、すべての数値範囲は、はっきりと除くという記載がない限り、両端の値とその間のすべての中間値とを含む。
図面を参照して詳細な実施例に基づいて本発明を説明する。
本発明によるパウチ型電池セルは、外部樹脂層、バリア層、及び内部接着層を含むラミネートシートからなるパウチ型電池ケースに電極組立体を収容して密封することによってなされ、前記電極組立体は、正極及び負極の間に分離膜が介在されて積層される形態のスタック型電極組立体、または二つの分離膜を境界として正極及び負極が配置される二つ以上のバイセルが積層された状態でラミネーションされるラミネーション／スタック型電極組立体であることができる。
前記正極及び負極は全幅が全長より短い構造を有する平面上で直方形の形態になることができ、前記全幅方向の外周辺または前記全長方向の外周辺に平行になるように電極合剤が塗布されていない無地部、及び前記無地部を除いた部分で、電極合剤が塗布された有地部が形成された構造を有する。
本発明によるパウチ型電池セルはフォルディング可能な形態を特徴とする。前記無地部がフォルディングされることによってパウチ型電池セルがフォルディングされることができる。
これに関連して、電極集電体にコーティングされた電極合剤は、パウチ型電池セルのフォルディングの際、電極集電体のフォルディング部から脱離することがあるが、これを防止するために、本発明は、無地部を形成し、前記無地部でパウチ型電池セルがフォルディングできるようにすることにより、前記のような問題を防止することができる。
図１は本発明による電極が積層された状態を示す平面図であり、図２は本発明による電極の側面図である。
図１を参照すると、（ａ）電極及び（ｂ）電極が示されており、図２を参照すると、図１の（ａ）正極の側面図が示されている。図１で、正極と負極との間に介在される分離膜は説明の便宜のために省略した。
前記（ａ）電極及び（ｂ）電極は、ｘ軸方向の全幅がｙ軸方向の全長より短い構造を有する正極１１０、２１０及び負極１２０、２２０が積層された形態のものであり、全幅方向の外周辺のうち一側外周辺上から正極タブ１１２、２１２及び負極タブ１２２、２２２が突出する形態を有する。
（ａ）電極は電極の全幅方向の外周辺に平行に電極合剤が塗布されていない無地部が形成された構造のものであり、正極１１０は全幅方向の外周辺に平行に形成された無地部１１５を基準に対称になるように有地部１１１が形成され、負極１２０は全幅方向の外周辺に平行に形成された無地部１２５を基準に対称になるように有地部１２１が形成されている。
正極１１０は、無地部１１５と有地部１１１との境界部において、無地部１１５の一部及び有地部１１１の一部の外面上に絶縁部材１１３が付加され、負極１２０は、無地部１２５と有地部１２１との境界部において、無地部１２５の一部及び有地部１２１の一部の外面上に絶縁部材１２３が付加されている。
（ｂ）電極は電極の全長方向の外周辺に平行に電極合剤が塗布されていない無地部が形成された構造のものであり、正極２１０は、全長方向の外周辺に平行に形成された無地部２１５を基準に対称になるように有地部２１１が形成され、負極２２０は全長方向の外周辺に平行に形成された無地部２２５を基準に対称になるように有地部２２１が形成されている。
正極２１０は、無地部２１５と有地部２１１との境界部において、無地部２１５の一部及び有地部２１１の一部の外面上に絶縁部材２１３が付加され、負極２２０は、無地部２２５と有地部２２１との境界部において、無地部２２５の一部及び有地部２２１の一部の外面上に絶縁部材２２３が付加される。
一方、本発明は無地部を基準にフォルディングされるパウチ型電池セルに関するものであるが、図１及び図２に示したものとは違い、無地部を基準に非対称になるように有地部が形成されることもできるというのは言うまでもない。
本発明はフォルディング可能な形態のパウチ型電池セルに関するものであるが、これは、パウチ型電池セルが使用中に常にフォルディングされた形態を維持するものではなく、使用者の必要によってパウチ型電池セルを折り畳まるか広げることが可能な形態のものと理解することが好ましい。
したがって、本発明のパウチ型電池セルは、フォルディングされていない状態で電極タブが一側方向に突出することが好ましい。電極タブは全幅方向の外周辺のうち一側外周辺上から突出した形態を有する。
また、（ａ）電極で、無地部１１５、１２５を基準に、上側にある有地部１１１、１２１を第１有地部といい、下側にある有地部１１１、１２１を第２有地部というとき、正極タブ１１２及び負極タブ１２２は第１有地部から突出する。（ｂ）電極で、無地部２１５、２２５を基準に、左側にある有地部２１１、２２１を第１有地部といい、右側にある有地部２１１、２２１を第２有地部というとき、正極タブ２１２及び負極タブ２２２は第１有地部から突出する。このように、正極タブ及び負極タブがいずれか一側有地部に形成されるので、折り畳まれた状態であるか広げられた状態であるかに関係なく、正極端子及び負極端子の位置が一定に固定されることができる。
絶縁部材１１３、２１３は接着層基材に絶縁層が付着されたもののように絶縁テープの形態を有し、有地部と無地部との境界部に絶縁テープを付着する方式で付け加えるか、または絶縁物質を溶媒に溶解した絶縁液を有地部と無地部との境界部に塗布する方式で付け加えることができる。
前記絶縁テープにおいて、絶縁層の素材は無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を使うことができる。
前記絶縁液は、例えばスチレンブチレンゴム（ＳＢＲ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）及びカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を８０：２０：０．００８の重量比で混合して混合物を準備し、前記混合物に蒸留水４０重量％を加えることで製造することができる。
本発明によるパウチ型電池セルの製造方法は、（ａ）電極シートに電極合剤がコーティングされた有地部と、電極合剤がコーティングされていない無地部とを形成するようにコーティングする段階、（ｂ）前記有地部と無地部との境界部において、前記無地部の一部及び有地部の一部の外面上に絶縁部材を付け加える段階、（ｃ）前記電極シートを圧延する段階、及び（ｄ）前記段階（ｃ）の電極シートをスリッティングする段階を含むことができる。
前記絶縁部材は有地部に平面上で少なくとも０．１ｍｍ以上塗布することができ、好ましくは有地部と０．４ｍｍ以内で重畳するように塗布することができる。ただ、前記絶縁部材の付加によって電極の全体厚さが増加することを防止するために、無地部上に塗布された絶縁部材を基準に、前記絶縁部材の厚さは有地部の厚さより大きくない程度に形成することが好ましい。
本発明のように、無地部と有地部との境界部に絶縁部材を付加するので、正極と負極との間に介在される分離膜の収縮が発生しても、正極と負極とが接触してショートが発生することを防止することができる。
これに関連して、一般的に負極有地部の面積を正極有地部の面積より広く設計するので、積層方向に負極有地部が正極無地部と接触するように配置される。よって、電極組立体の過熱によって分離膜が収縮する場合には、負極有地部と正極無地部との接触が発生して短絡が発生することができる。
したがって、本発明は、有地部と無地部との境界に絶縁部材を付け加えるので、分離膜が収縮しても負極有地部と正極無地部とが接触することを防止することができる。
本発明による電極において、第１有地部と第２有地部との間の間隔である無地部の高さは、これに垂直な無地部の幅方向に沿って一定に形成されることが好ましく、電極組立体を１８０度フォルディングしても有地部が電極集電体から脱離することを防止するために、電極集電体の厚さ及び前記電極集電体の片面または両面にコーティングされる有地部の厚さを考慮して無地部の高さを決定することができる。
図３はフォルディングラインが形成された電極の側面図である。
図３を参照すると、図３の電極は図２の電極と類似しているが、無地部３１５に皺形態のフォルディングライン３１８が形成された点に違いがある。
このように、フォルディングライン３１８が形成された場合には、電極のフォルディングの際に折曲部に集中するストレスを分散させることで、折曲部が損傷されることを防止することができる。
図３の電極で、電極タブ、有地部、無地部及び絶縁部材についての説明は図２の電極と同様に適用することができる。
一方、本発明によるパウチ型電池セルの製造方法は、前記段階（ｄ）でスリッティングされた電極シートを切断して製造した正極及び負極に分離膜を介在して電極組立体を製造し、前記電極組立体を段差の形成されたパウチ型電池ケースに収容して密封する工程を含むことができる。
図４は本発明によるパウチ型電池セルの側面図である。
図４を参照すると、（ａ）パウチ型電池セル及び（ｂ）パウチ型電池セルのそれぞれは、第１電池ケース４３１、５３１と、第２電池ケース４３２、５３２とを含む。（ａ）パウチ型電池セルの第１電池ケース４３１は、電極組立体を収容するための収容部４３３が形成され、収容部４３３には内側に凹んでいる段差部４３６が形成されている。段差部４３６は電極組立体の無地部が位置する部分に対応する部分に形成される。第２電池ケース４３２は収容部が形成されない平面の形態を有する。
（ｂ）パウチ型電池セルは、第１電池ケース５３１及び第２電池ケース５３２のそれぞれに電極組立体を収容するための収容部５３３が形成され、収容部５３３には内側に凹んでいる段差部５３６が形成されている。段差部５３６は電極組立体の無地部が位置する部分に対応する部分に形成される。
このように、（ａ）パウチ型電池セルと（ｂ）パウチ型電池セルとは電極組立体の無地部が位置する部分に対応するように段差部４３６、５３６が形成されるので、相対的に突出した突出部４３７、５３７に電極組立体の有地部が収容されることにより、電池ケース内に電極組立体の位置が固定されることができる。
また、本発明によるパウチ型電池セルの製造方法は、前記電極組立体を段差の形成されたパウチ型電池ケースに収容し、前記電極組立体の最上端の電極及び最下端の電極と前記パウチ型電池ケースの段差部とを付着する工程をさらに含むことができる。
これに関連して、図５は本発明によるパウチ型電池セルの垂直断面の部分拡大図を示している。
図５を参照すると、電極組立体は図１の（ａ）電極組立体であり、説明の便宜のために分離膜は省略した。電池ケースは図４の（ｂ）パウチ型電池セルに示した電池ケースである。
電極組立体は、正極１１０及び負極１２０の間に分離膜が介在されるように配置して積層したスタック型電極組立体である。正極１１０及び負極１２０は有地部と無地部とが形成されており、第１電池ケース５３１の段差部は電極組立体の最上端に位置する負極１２０の無地部に付着され、第２電池ケース５３２の段差部は電極組立体の最下端に位置する正極１１０の無地部に付着されている。
このように、電極組立体がパウチ型電池ケースと結合されているので、電池ケースの内部で電極組立体が外部衝撃によって移動することを防止することができる。よって、電極組立体の移動によって電極タブ及び電極リードが損傷されることを防止することができる。
前記のようなパウチ型電池セルの製造方法によって製造されたパウチ型電池セルを図６～図９に図示している。
図６はシーリング部にノッチが形成されたパウチ型電池セルの斜視図である。
本発明によるパウチ型電池セルは、フォルディングの際に電池ケースのフォルディング部で発生する張力によって電池ケースが損傷されることを防止するために、電池ケースにノッチが形成されることができる。
図６を参照すると、第１電池ケース６３１及び第２電池ケース６３２のそれぞれに段差部６３６及び収容部６３３が形成された形態を有し、図６のように、段差部６３６を基準にパウチ型電池ケースを上方にフォルディングする場合、突出した二つの収容部６３３によってパウチ型電池ケースのシーリング部が伸びることがある。よって、図６のパウチ型電池ケースのように、フォルディングされる部分のシーリング部にノッチ６６０を形成することで、パウチ型電池ケースが損傷されるかシーリング部の密封が解除されることを防止することができる。
図７は本発明によるパウチ型電池セルがｘ軸を基準に上方に折り曲げられる工程を示す斜視図であり、図８は本発明によるパウチ型電池セルがｘ軸を基準に下方に折り曲げられる工程を示す斜視図である。
図７及び図８を参照すると、パウチ型電池セルは、ｘ軸に平行な段差部７３６がパウチ型電池ケースに形成された構造を有し、図４の（ａ）パウチ型電池セルのように、上部にある第１電池ケースのみに段差部が形成された構造を有する。
したがって、図７のように、上方に折り曲げられる場合には、突出部７３７の高さを考慮して電極組立体の無地部の高さ及び突出部と突出部との間の間隔を設定しなければならない。
しかし、図８のように、下方に折り曲げられる場合には、下部にある第２電池ケースに突出部が形成されていないので、電極組立体の無地部の高さ及び突出部と突出部との間の間隔を図７の電極組立体の無地部の高さ及び突出部と突出部との間の間隔より小さく設定することができる。
図８に示したものとは違い、パウチ型電池セルは、図４の（ｂ）パウチ型電池セルのように段差部及び突出部が第１電池ケース及び第２電池ケースのそれぞれに形成された構造を適用することができる。
図９は本発明によるパウチ型電池セルがｙ軸を基準に上方に折り曲げられる工程を示す斜視図である。
図９を参照すると、デバイスの形態によって幅が小さく長い形態のパウチ型電池セルを適用することができる。図９のように、パウチ型電池セルの全長方向に平行なｙ軸を基準に折り曲げられる形態に製造することができる。
図９のパウチ型電池セルはｙ軸に平行な段差部８３６がパウチ型電池ケースに形成された構造を有し、図４の（ａ）パウチ型電池セルのように、上部にある第１電池ケースのみに段差部が形成された構造を有する。
したがって、突出部８３７の高さを考慮して電極組立体の無地部の高さ及び突出部と突出部との間の間隔を設定しなければならない。
図９は上方に折り曲げられる形態のみを図示しているが、図８に示したように下方に折り曲げられることもできるというのは言うまでもない。
また、図９に示したものとは違い、パウチ型電池セルは、図４の（ｂ）パウチ型電池セルのように、第１電池ケース及び第２電池ケースのそれぞれに段差部及び突出部が形成された構造を有することができる。
このように、本発明によるパウチ型電池セルは、電極組立体に無地部が形成され、前記無地部に対応する位置のパウチ型電池ケースに段差部が形成されているので、使用者が使用工程でパウチ型電池セルを折り畳むか広げることができる形態である。
また、電極組立体とパウチ型電池ケースの内側面とが部分的に結合されているので、電極組立体がパウチ型電池ケースの内部で動くことを防止してパウチ型電池セルの安全性を向上させることができる。
本発明が属する分野で通常の知識を有する者であれば前記内容に基づいて本発明の範疇内で多様な応用及び変形をなすことが可能であろう。
以上で説明したように、本発明によるパウチ型電池セルは、正極及び負極に電極合剤が塗布されていない無地部が形成され、前記無地部で電極組立体がフォルディングされる構造を有するので、フォルディングによって電極合剤層が電極集電体から分離される問題を防止することができる。
また、パウチ型電池ケースにおいて電極組立体の無地部が位置する部分に対応する部分に凹んでいる形態の段差部が形成されるので、パウチ型電池ケースで相対的に突出した突出部に電極組立体の有地部を着座及び固定する効果を得ることができる。
また、前記パウチ型電池ケースの段差部及び前記電極組立体の無地部を備える場合には、電極組立体の位置をより確かに固定することができるので、前記電極組立体の離脱を防止し、よって電極タブ及び電極リードが損傷されることを防止することができる。
１１０、２１０、３１０ 正極
１１１、１２１、２１１、２２１、３１１ 有地部
１１２、２１２、３１２ 正極タブ
１１３、１２３。２１３、２２３、３１３ 絶縁部材
１１５、１２５、２１５、２２５、３１５ 無地部
１２０、２２０ 負極
１２２、２２２ 負極タブ
３１８ フォルディングライン
４３１、５３１、６３１ 第１電池ケース
４３２、５３２、６３２ 第２電池ケース
４３３、５３３、６３３ 収容部
４３６、５３６、６３６、７３６、８３６ 段差部
４３７、５３７、７３７、８３７ 突出部
６６０ ノッチ

Claims (14)

  1. パウチ型電池ケースに電極組立体を収容するパウチ型電池セルであって、
    前記電極組立体は全幅が全長より短い構造を有する正極及び負極を含み、
    前記正極及び前記負極は、全幅方向の外周辺または全長方向の外周辺に平行に、電極合剤が塗布されていない無地部、及び前記無地部を除いた部分であって、電極合剤が塗布されている有地部が形成され、
    前記パウチ型電池ケースには、前記無地部が位置する部分に内側に凹んでいる段差部が形成されている、パウチ型電池セル。
  2. 前記電極組立体の前記全幅方向の外周辺のうち一側外周辺上に正極タブ及び負極タブが突設されている、請求項１に記載のパウチ型電池セル。
  3. 前記正極及び前記負極は、前記無地部を基準に対称または非対称に第１有地部及び第２有地部が形成され、
    前記無地部で前記正極及び前記負極がフォルディングされる、請求項１または２に記載のパウチ型電池セル。
  4. 前記第１有地部及び前記第２有地部のうちいずれか一方から正極タブ及び負極タブが突出する形態を有する、請求項３に記載のパウチ型電池セル。
  5. 前記無地部と前記有地部との境界部において、前記無地部の一部及び前記有地部の一部の外面上に絶縁部材が付加される、請求項１から４の何れか一項に記載のパウチ型電池セル。
  6. 前記絶縁部材は、絶縁テープの形態、または絶縁液の形態を有する、請求項５に記載のパウチ型電池セル。
  7. 前記無地部には皺形態のフォルディングラインが形成されている、請求項１から６の何れか一項に記載のパウチ型電池セル。
  8. 前記パウチ型電池ケースは、第１電池ケース及び第２電池ケースを含み、
    前記第１電池ケース及び前記第２電池ケースのうち少なくとも一方には前記無地部が位置する部分に電池ケースの内側に凹んでいる前記段差部が形成される、請求項１から７の何れか一項に記載のパウチ型電池セル。
  9. 前記パウチ型電池ケースの凹んでいる前記段差部は、前記電極組立体の最上端の電極及び最下端の電極と付着された構造を有する、請求項８に記載のパウチ型電池セル。
  10. 前記パウチ型電池ケースは前記電極組立体のフォルディングによってフォルディングされ、
    前記パウチ型電池ケースがフォルディングされる部分のシーリング部にはノッチが形成されている、請求項１から９の何れか一項に記載のパウチ型電池セル。
  11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のパウチ型電池セルの製造方法であって、
    （ａ）電極シートに電極合剤がコーティングされた前記有地部と、電極合剤がコーティングされていない前記無地部とを形成するようにコーティングする段階と、
    （ｂ）前記有地部と前記無地部との境界部において、前記無地部の一部及び前記有地部の一部の外面上に絶縁部材を付け加える段階と、
    （ｃ）前記電極シートを圧延する段階と、
    （ｄ）前記段階（ｃ）の前記電極シートをスリッティングする段階と、
    を含む、パウチ型電池セルの製造方法。
  12. 前記段階（ｂ）は、絶縁テープを付着するか、または絶縁液を塗布する方式で遂行する、請求項１１に記載のパウチ型電池セルの製造方法。
  13. 前記段階（ｄ）の前記電極シートを切断して製造した前記正極及び前記負極に分離膜を介在して前記電極組立体を製造し、前記電極組立体を段差の形成された前記パウチ型電池ケースに収容して密封する工程を含む、請求項１１または１２に記載のパウチ型電池セルの製造方法。
  14. 前記電極組立体を前記段差の形成された前記パウチ型電池ケースに収容し、前記電極組立体の最上端の電極及び最下端の電極と前記パウチ型電池ケースの前記段差部を付着する工程をさらに含む、請求項１３に記載のパウチ型電池セルの製造方法。
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