JP2024526726A - 電極アセンブリ、その製造方法およびこれを含む電池セル - Google Patents

Abstract

本発明の一実施例による電極アセンブリは、正極、負極および前記正極と前記負極との間に介される分離膜を含み、前記正極または負極から延びた電極タブは、複数の電極タブが加圧されることによって、一点に集められたタブ集合部を含み、前記タブ集合部の下面は、前記電極アセンブリの積層方向を基準として、前記電極アセンブリの一面に対して第１高さを有し、前記第１高さは、前記電極アセンブリの厚さと第１距離の差値であり、前記第１距離は、前記タブ集合部の厚さおよび前記電極アセンブリの最外郭に位置したハーフセル（ｈａｌｆ－ｃｅｌｌ）厚さの合計と対応する。

Description

［関連出願との相互引用］
本出願は、２０２１年１０月５日付韓国特許出願第１０－２０２１－０１３１８４１号および２０２２年９月２９日付韓国特許出願第１０－２０２２－０１２４１７０号に基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、本明細書の一部として含むことができる。

本発明は、電極アセンブリ、その製造方法およびこれを含む電池セルに関し、より具体的には、電極タブの断線を防止できる電極アセンブリおよびこれを含む電池セルに関する。

現代社会では携帯電話機、ノートパソコン、カムコーダー、デジタルカメラなどの携帯型機器の使用が日常化され、このようなモバイル機器に関する分野の技術に対する開発が活発化している。また、充放電が可能な二次電池は、化石燃料を使用する既存のガソリン車両などの大気汚染などを解決するための方案で、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグ－インハイブリッド電気自動車（Ｐ－ＨＥＶ）等の動力源として利用されており、二次電池に対する開発の必要性が高まっている。

現在、商用化された二次電池には、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウム二次電池などがあるが、この中でリチウム二次電池は充放電が自由で、自己放電率が低く、エネルギー密度が高いという長所があり、最も注目されている。

二次電池は、電池ケースの形状により、電極アセンブリが円筒形または角型の金属カンに内装されている円筒形電池および角型電池と、電極アセンブリがアルミニウムラミネートシートのパウチ型ケースに内装されているパウチ型電池に分類される。

また、二次電池は、正極、負極、および正極と負極との間に介される分離膜が積層された構造の電極アセンブリがどのような構造で構成されているのかによって分類されることもある。代表的には、長いシート型の正極と負極を分離膜が介された状態で巻き取った構造のゼリー－ロール型（巻き取り型）電極アセンブリ、所定のサイズの単位で切り取った複数の正極と負極を分離膜を介在した状態で順次に積層したスタック型（積層型）電極アセンブリなどを挙げることができる。

一方、パウチ型電池に内蔵されるスタック形電極アセンブリを製造することにおいて、電極リードと結合される電極タブ部分は、タブガイドにより加圧されて集められた後、プレ－ウェルディング（ｐｒｅｗｅｌｄｉｎｇ）される。ここで、タブガイドは、電極タブを中央に密集させて電極タブが対称形状を有するようにすることができ、一側に密集させて電極タブが非対称形状を有するようにすることもできる。しかし、電極タブが非対称形状に形成される場合、各タブに作用する張力が異なって、電極タブの断線が頻繁に発生する問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、電極タブの断線が防止された電極アセンブリおよびこれを含む電池セルを提供することである。

しかし、本発明の実施例が解決しようとする課題は、上述した課題に限定されず、本発明に含まれている技術的な思想の範囲で多様に拡張されることができる。

本発明の一実施例による電極アセンブリは、正極、負極および前記正極と前記負極との間に介される分離膜を含み、前記正極または負極から延びた電極タブは、複数の電極タブが加圧されることにより、一点に集められたタブ集合部を含み、前記タブ集合部の下面は、前記電極アセンブリの積層方向を基準として、前記電極アセンブリの一面に対して第１高さを有し、前記第１高さは、前記電極アセンブリの厚さと第１距離の差の値であり、前記第１距離は、前記タブ集合部の厚さおよび前記電極アセンブリの最外郭に位置したハーフセル（ｈａｌｆ－ｃｅｌｌ）の厚さの合計に対応する。

前記電極タブは、前記最外郭に位置したハーフセルに含まれている電極と反対の極性の電極から延びたものであることができる。

前記電極タブは、前記正極または負極のうちいずれか一つの電極から延びたタブであり、前記最外郭に位置したハーフセルは、前記正極または負極のうち他の一つの電極を含むことができる。

前記電極タブは、正極と接続される正極タブであってもよい。

前記第１距離は、前記タブ集合部の厚さおよび前記電極アセンブリの最外郭に位置したハーフセル（ｈａｌｆ－ｃｅｌｌ）の厚さの合計とは１ｍｍ以内の差であってもよい。

前記第１高さは、６．２ｍｍより大きく、８．２ｍｍより小さいことができる。

前記第１高さは、６．３ｍｍ以上であり、８．１ｍｍ以下であることができる。

本発明の他の実施例による電極アセンブリの製造方法は、タブガイドを含む電極アセンブリ製造装置によって行われ、タブガイドのセンタリング位置が第１高さに調整される段階、前記タブガイドが電極アセンブリの電極タブを加圧することによってタブ集合部を形成する段階、および前記密集した電極タブが結合することによってタブ結合部を形成する段階を含み、前記第１高さは、前記電極アセンブリの厚さと第１距離の差の値であり、前記第１距離は、前記タブ集合部の厚さおよび前記電極アセンブリの最外郭に位置したハーフセル（ｈａｌｆ－ｃｅｌｌ）の厚さの合計に対応する。

前記電極タブは、前記最外郭に位置したハーフセルに含まれている電極と反対の極性の電極から延びたものであってもよい。

前記電極タブは、正極または負極のうちいずれか一つの電極から延びたタブであり、前記最外郭に位置したハーフセルは、前記正極または負極のうち他の一つの電極を含むことができる。

前記第１距離は、前記タブ集合部の厚さおよび前記電極アセンブリの最外郭に位置したハーフセル（ｈａｌｆ－ｃｅｌｌ）の厚さの合計と１ｍｍ以内の差を有する値であってもよい。

センタリング位置が第１高さに調整される段階の前に、前記第１高さを算出する段階をさらに含むことができる。

センタリング位置が第１高さに調整される段階の前に、前記第１距離を算出する段階および算出された第１距離に基づいて、前記第１高さを算出する段階をさらに含むことができる。

本発明の他の実施例による電池セルは、上述した電極アセンブリを含む。

本発明の他の実施例によるパウチ型電池セルは、上述した電極アセンブリを含む。

実施例によると、本発明の電極アセンブリ、その製造方法およびこれを含む電池セルは、電極タブの形状を調節することによって、各タブに作用する張力が一定水準以上にならないようにすることができる。

本発明の効果は、以上で言及した効果に限定されず、言及されなかった他の効果は、特許請求の範囲の記載から当業者に明確に理解されるであろう。

電極アセンブリのタブ形状製造過程を示す断面図である。 本発明の一実施例による電極アセンブリを示す断面図である。 タブ形状による電極アセンブリおよび電池セルの断面を示した図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の多様な実施例について、本発明が属する技術分野で、通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。本発明は、下記で説明したこと以外にも様々な形態に実施することができ、ここで説明する実施例に限定されない。

本発明を明確に説明するため、説明上不要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似する構成要素については同一参照符号を付けるようにする。

また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは、説明の便宜のために任意に拡大したり縮小して示したため、本発明が必ずしも示されたことに限定されないことは自明である。以下の図面において、複数の層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。そして以下の図面において、説明の便宜のために、一部の層および領域の厚さを誇張して示した。

また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分「の上に」または「上に」あるという時、これは当該する層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「直上」にある場合だけでなく、その中間に別の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「直上」にあるという時には、中間に別の部分がないことを意味する。また、基準となる部分「の上に」または「上に」あるというのは、基準となる部分の上または下に位置することであり、必ずしも重力反対方向に向けて「の上に」または「上に」位置するのを意味するものではない。一方、ある部分「の上に」または「上」にあると説明するのと同様に、ある部分「の下に」または「下に」あるというのも、上述した内容を参照して理解すべきである。

また、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」という時、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、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、明細書全体において、「平面上」という時、これは対象の部分を上から見た時を意味し、「断面上」という時、これは対象の部分を垂直に切断した断面を横から見た時を意味する。

以下、本発明の一実施例による電極アセンブリに関して説明する。

図１は電極アセンブリのタブ形状製造過程を示す断面図である。

本実施例の電極アセンブリ１００は、充放電が可能な発電素子であることができる。電極アセンブリ１００に含まれている電極は、正極１１０および負極１２０を含むことができ、各電極の間に分離膜１３０が介されることによって、電極アセンブリ１００は、正極１１０／分離膜１３０／負極１２０が交互に積層された構造を有することができる。正極１１０または負極１２０は、集電体上に正極活物質または負極活物質が塗布されたものであり、分離膜１３０は絶縁材質で構成されることにより、正極１１０と負極１２０との間を電気的に絶縁するためのものであってもよい。

また、図１に示された電極アセンブリ１００は、下から分離膜１３０／正極１１０／分離膜１３０／負極１２０、または分離膜１３０／負極１２０／分離膜１３０／正極１１０が積層されたモノセル（ｍｏｎｏ－ｃｅｌｌ）が単位セルとして製造され、複数個積層され、分離膜１３０／負極１２０／分離膜１３０、または分離膜１３０／正極１１０／分離膜１３０の順に積層されたハーフセル（ｈａｌｆ－ｃｅｌｌ）が最外郭に積層されたものであることができる。

電極アセンブリ１００の一端または電極アセンブリ１００に含まれている電極（正極１１０、負極１２０）の一端には、電極タブが位置することができる。電極タブは、各電極（正極１１０、負極１２０）から一方向または両方向に延びる部分であってもよい。電極タブは、電極活物質が塗布されていない部分であってもよい。電極タブのうち正極１１０と接続された電極タブは正極タブ１１２、負極１２０と接続された電極タブは負極タブと称することができる。この時、正極タブ１１２は電極アセンブリ１００の一端に位置し、負極タブは電極アセンブリ１００の他端に位置することができる。

電極アセンブリ１００は、電極リードと接続される。電極タブは、タブガイドなどによって一位置に加圧されることによって密集させることができ、密集した電極タブは、プレ－ウェルディングを通じて結合されることができる。密集した電極タブは、溶接などを通じて電極リードと接続される。電極タブが密集する位置によって、電極タブは、対称形状または非対称形状を有することができる。

以下では、正極タブ１１２の形状を形成する過程をより具体的に説明する。以下では、正極１１０から延びる正極タブ１１２の形状を中心に説明するが、当該内容が負極タブにも適用できることが、このような説明によって排除されるものではない。

また、以下の説明において、最上端、最下端、下面のように当該構成における特定位置を称す表現は、図面に示された電極アセンブリ１００の断面において、上に示されたものおよび下に示されたものを基準とすることができることをあらかじめ明らかにしておく。

再び図１を参照すると、電極タブの形状は、電極アセンブリ製造装置によって形成することができる。電極アセンブリ製造装置は、電極タブを加圧するタブガイド２００およびプレ－ウェルディング装置３００を含むことができる。ここで、タブガイド２００は、第１ガイド２１０および第２ガイド２２０を含み、電極タブを加圧してタブの形状を形成するものであってもよい。

正極１１０の一端から延びた正極タブ１１２は、第１ガイド２１０および第２ガイド２２０との間に挿入されることができる。第１ガイド２１０と第２ガイド２２０は、互いに近づくことによって正極タブ１１２を加圧することができる。これにより、正極タブ１１２は一点に密集することができ、一点に集まるために、それぞれの正極タブ１１２を折曲げることができる。折曲げられた正極タブ１１２は、電極アセンブリ１００の長さ方向と角をなすことができる。このように、電極タブで一点に密集されることによって傾斜が形成された部分は「タブ傾斜部１１３」と称することができ、電極タブで加圧された一点は「タブ集合部１１４」と称することができる。

タブガイド２００によって加圧された正極タブ１１２は、プレ－ウェルディング装置３００によって溶接されることができる。プレ－ウェルディング装置３００は、超音波溶接が可能な機器であることができる。超音波溶接を提供するプレ－ウェルディング装置３００は、ホーン（ｈｏｒｎ）３１０およびアンビル（ａｎｖｉｌ）３２０を含むことができ、タブ集合部１１４から延びる電極タブは、ホーン３１０およびアンビル３２０の間に挿入されて溶接されることができる。このように、タブ集合部１１４から延びて溶接された電極タブは、「タブ結合部１１５」と称することができる。一方、プレ－ウェルディング装置３００は、タブ集合部１１４から延びた電極タブの両面に熱を加熱することによって、タブ結合部１１５を形成するだけで、その形状を調節するためのものではないため、タブ結合部１１５の形状は、主にタブ集合部１１４の形状により決定することができるだろう。

電極タブの形状は、タブガイド２００が電極タブを加圧する一点の位置によって決定することができる。タブガイド２００のセンタリング位置によって、電極アセンブリ１００の積層方向を基準としたタブ集合部１１４の位置が決定され、電極タブの全体的な形状が決定されることができる。ここで、積層方向というのは、電極アセンブリ１００で電極および分離膜が積層される方向を意味することもできる。

図１に示すように、タブ集合部１１４を形成する時、タブガイド２００のセンタリング位置は、電極アセンブリ１００の最外郭電極の位置に合わせて設定することができる。これにより、電極アセンブリ１００の積層方向を基準としたタブ集合部１１４の位置は、電極アセンブリ１００の最外郭電極の位置に対応されることができる。タブ集合部１１４またはタブ結合部１１５の下面の位置は、電極アセンブリ１００の最外郭電極の位置に対応されることができる。

電極アセンブリ１００の一面を基準として、タブ集合部１１４の下面の位置を「タブ集合部１１４の高さ（ｈ、図示せず）」の値として算出する時、タブ集合部１１４の高さ（ｈ）は、電極アセンブリ１００の厚さ値に対応する初期高さ（ｈ０）値を有することができる。初期高さ（ｈ０）は、以下、「電極アセンブリ１００の厚さ」と称することができる。

しかし、図１のような従来のセンタリング位置は、タブ集合部１１４の下面の位置が電極アセンブリ１００の最上端に位置した最外郭電極の位置に対応するようにするため、タブ集合部１１４および／またはタブ結合部１１５の上面は、電極アセンブリ１００の最上端より高く位置する可能性がある。これにより、電極アセンブリ１００において、タブ集合部１１４および／またはタブ結合部１１５は、電極アセンブリ１００の最上端よりも高くなることができる。

また、電極アセンブリ１００は、電池セルパウチに内蔵されてパウチセルとして製造されるが、このようにタブ集合部１１４またはタブ結合部１１５が電極アセンブリ１００の最上端より上側にあると、電極アセンブリ１００が電池セルのケース内に密封される過程で一部電極タブが引っ張られることによって、断線がより容易に発生することがある。また、図１のようにセンタリング位置が設定されると、電極タブが加圧されて溶接される過程でも、電極タブとタブガイド２００およびプレ－ウェルディング装置３００が干渉する問題がある。

したがって、本実施例では、電極タブの形状を従来のものから変更することにより、上述した問題が最小化された電極アセンブリ１００およびその製造方法を提供しようとする。本実施例の電極アセンブリ１００およびその製造方法は、タブガイド２００のセンタリング位置を変更することにより、電極タブの形状、つまり、タブ集合部１１４の位置を変更し、電極タブにマージンを形成することにより、電極タブの断線を防止することができる。

以下、本実施例の電極アセンブリ１００に関して図２を通してより具体的に説明する。

図２は、本発明の一実施例による電極アセンブリを示す断面図である。

図２を参照すると、本実施例の電極アセンブリ１００でタブ集合部１１４が形成される時、タブガイド２００のセンタリング位置は、最外郭電極から所定の距離だけ離れた位置に合わせて設定することができる。センタリング位置が調整されることにより、タブ集合部１１４の下面の位置は、電極アセンブリ１００の最上端より下側に位置することができ、上述した電極タブの上がり現象を防止することができる。電極アセンブリ１００の一面を基準として、タブ集合部１１４の下面の位置を「タブ集合部１１４の高さ（ｈ）」の値として算出する時、タブ集合部１１４の高さ（ｈ）は、電極アセンブリ１００の厚さである初期高さ（ｈ０）の値より小さい第１高さ（ｈ１）の値を有することができる。

ここで、所定の距離は、第１距離と称することができる。図２でタブ集合部１１４の下面の高さ値である第１高さ（ｈ１）は、電極アセンブリ１００の厚さに対応する初期高さ（ｈ０）から第１距離を差し引いた値に対応することができる。

この時、第１距離は、電極アセンブリ１００の最外郭に位置したハーフセルおよび電極タブの厚さを考慮して算出することができる。

具体的には、タブ集合部１１４が上に上がることを防止するためには、センタリング位置がタブ集合部１１４の厚さだけ下に調整されなければならない場合がある。タブ集合部１１４の厚さは、正極タブ１１２の厚さに対応することができ、第２厚さ（ｔ２）と称することができる。つまり、センタリング位置は、第２厚さ（ｔ２）だけ、またはそれより多少大きいか小さい値だけ下に調整されなければならない場合がある。

また、図２のように電極アセンブリ１００の最外郭に負極ハーフセルが位置した場合、タブ集合部１１４が上に浮き上がらないためには、センタリング位置がハーフセルの厚さだけ下へ調整されなければならないこともある。ハーフセルの厚さは、第１厚さ（ｔ１）と称することができる。つまり、センタリング位置は、第１厚さ（ｔ１）だけ、または、それより多少大きいか小さい値だけ下に調整されなければならない場合がある。

したがって、第１距離は、第１厚さ（ｔ１）および第２厚さ（ｔ２）の合計に対応することができる。ここで「対応する」ということは、第１距離と第１厚さ（ｔ１）および第２厚さ（ｔ２）の合計が等しいだけでなく、第１距離と第１厚さ（ｔ１）および第２厚さ（ｔ２）の合計が所定の範囲内で異なることまでも全て含むことを意味することができる。第１高さ（ｈ１）は、電極アセンブリ１００の厚さ（ｈ０）から第１厚さ（ｔ１）および第２厚さ（ｔ２）を差し引いた値に対応することができる。

特に、パウチ型電池セルの場合、パウチの一面は平らで、他面は電極アセンブリ１００を収容する場合（いわゆる、１カップセル；ｏｎｅ ｃｕｐ ｃｅｌｌ）、上述した電極タブの浮き現象を防止することができる。この時、電極アセンブリ１００の最外郭に位置したハーフセルに含まれている電極１２０（負極）と反対の極性の電極１１０（正極）から延びた電極タブ（正極タブ１１２）の浮き現象を防止し、タブ集合部１１４を平らに維持できるようにする。

例えば、１カップセルであるパウチ電池セルの場合、最外郭のスタックセルの上部がハーフセルであり、ハーフセルには正極タブがない。本発明のように実現する場合、電極アセンブリ１００の最外郭に位置したハーフセルに含まれている負極１２０と反対の極性の正極１１０から延びた電極タブ（正極タブ１１２）の浮き現象を防止し、タブ集合部１１４を平らに維持できるようにする。

以下、最適化したセンタリング位置およびタブ集合部１１４の位置を選定するための実験およびその結果に関して説明する。下記で説明される実験は、最適化したセンタリング位置を設定するためのもので、適切な第１距離を決定するための実験である。

以下の実験に使用される電極アセンブリ１００の厚さ（ｈ０）は、７．６ｍｍ～７．７ｍｍであり、最外郭に位置したハーフセルの厚さ（ｔ１）は０．２４ｍｍであり、正極タブ１１２の厚さ（ｔ２）は０．２１ｍｍである。

図３は、タブ形状による電極アセンブリおよび電池セルの断面を示したものである。

図３の表は、タブ集合部１１４の高さ（ｈ）によるタブ形状の効果を比較するためのものであり、高さ（ｈ）値が、５．２ｍｍ、６．２ｍｍ、７．２ｍｍおよび８．２ｍｍの４つの場合に関して表示した。

この時、第１厚さ（ｔ１）と第２厚さ（ｔ２）の合計は０．４５ｍｍであるため、電極アセンブリ１００の厚さ（ｈ０）から第１厚さ（ｔ１）と第２厚さ（ｔ２）の合計を差し引いた値は、７．１５ｍｍ～７．２５ｍｍであることができる。したがって、５．２ｍｍは［（ｈ０）－｛（ｔ１）＋（ｔ２）＋２｝］ｍｍ、６．２ｍｍは［（ｈ０）－｛（ｔ１）＋（ｔ２）＋１｝］ｍｍ、７．２ｍｍは［（ｈ０）－｛（ｔ１）＋（ｔ２）｝］ｍｍ、および８．２ｍｍは［（ｈ０）－｛（ｔ１）＋（ｔ２）－１｝］ｍｍで示されることができる。つまり、図３の表は、第１距離が第１厚さ（ｔ１）と第２厚さ（ｔ２）の合計と－１、０、＋１、＋２だけ異なるそれぞれの場合に関して説明したものである。

また、図３で以下に示すグラフは、電極タブの形状を３Ｄカメラを利用して測定した結果であり、横軸は測定距離、縦軸は深さ値である。ここで縦軸の値が大きいこと、つまり、深さの値が大きいということは、タブの形状が折曲げられることによって電極タブにマージンがより多く形成されたことを意味することができる。

実験結果を参考すると、タブ集合部１１４の高さ（ｈ）値が５．２ｍｍまたは６．２ｍｍである場合には、セルケースに電極アセンブリ１００が挿入される時、下部に位置した電極タブが引っ張られる現象が観察された。このような点を考慮すると、タブ集合部１１４の高さ（ｈ）値が６．２ｍｍ以下である場合には、電池セルの一部電極タブに張力が過度に作用し、電極タブの断線が発生する恐れが大きいことを確認できる。

一方、タブ集合部１１４の高さ（ｈ）値が８．２ｍｍである場合には、相対的に高い位置でプレ－ウェルディング工程が行われるため、タブ集合部１１４またはタブ結合部１１５が最外郭電極の上に浮き現象が発生する可能性がある。したがって、タブ集合部１１４の高さ（ｈ）値が８．２ｍｍ以上の場合には、従来の電極アセンブリ１００と同様に、セルケースに電極アセンブリ１００が挿入された後、上部に位置した電極タブに張力が過度に作用し、これにより電極タブの断線が発生する可能性がある。

しかし、タブ集合部１１４の高さ（ｈ）値が７．２ｍｍである場合には、電極タブの深さが全体的に大きい値を有することがグラフで確認され、電池セルの断面写真でも特定のタブに過度な張力が発生することが確認されなかった。したがって、他の場合と比較して、タブ集合部１１４の高さ（ｈ）値が７．２ｍｍの場合には、電極タブに適切なマージンが形成され、電極タブの断線が最小化される可能性があることが確認できる。

前記の結果を参考にする時、電極アセンブリ１００の一面を基準としたタブ集合部１１４の下面の高さ（ｈ）の値は、６．２ｍｍよりは大きく、８．２ｍｍより小さいことが望ましいことができる。タブ集合部１１４の下面の高さ（ｈ）の値は、６．３ｍｍ以上であり、８．１ｍｍ以下であることができ、または、６．７ｍｍ以上であり、７．７ｍｍ以下であることができ、好ましくは、７．１５ｍｍ～７．２５ｍｍであることができる。

したがって、タブ集合部１１４の適切な高さ（ｈ）、つまり、第１高さ（ｈ１）の値は、電極アセンブリ１００の厚さ（ｈ０）の値から第１距離を差し引いた値であることができ、ここで第１距離は、ハーフセルの厚さ（ｔ１）および正極タブ１１２の厚さ（ｔ２）の合計と１ｍｍ内の差を有する値であることができる。第１距離は｛（ｔ１）＋（ｔ２）－１｝ｍｍ以上であり、｛（ｔ１）＋（ｔ２）＋１｝ｍｍ以下であることができる。第１高さは、［ｈ０－｛（ｔ１）＋（ｔ２）＋１｝］（ｍｍ）より大きく、［ｈ０－｛（ｔ１）＋（ｔ２）－１｝］（ｍｍ）より小さいことができる。第１高さは、［ｈ０－｛（ｔ１）＋（ｔ２）＋０．９｝］（ｍｍ）以上で、［ｈ０－｛（ｔ１）＋（ｔ２）－０．９｝］（ｍｍ）以下であることができる。または、第１高さは、［ｈ０－｛（ｔ１）＋（ｔ２）＋０．５｝］（ｍｍ）以上で、［ｈ０－｛（ｔ１）＋（ｔ２）－０．５｝］（ｍｍ）以下であることができる。

以下、本発明の一実施例による電極アセンブリの製造方法に関して説明する。以下で括弧内に表示されるＳ１０００等の数字は、図面に表示されているわけではないが、各段階を区分しやすくするために表示したものであることを予め明らかにしておく。

以下で説明される電極アセンブリの製造方法は、上述したタブガイド２００および全プレ－ウェルディング装置３００を含む電極アセンブリ製造装置によって行うことができる。本実施例で説明される電極アセンブリ製造装置は、制御部を含むことができ、制御部を通して電極アセンブリ製造装置の動作が制御されることができる。また、電極アセンブリ製造装置は、制御部の他に測定部、入力部および／または通信部をさらに含むことができ、測定部を介して電極アセンブリ１００の厚さなどを測定し、入力部を介して使用者から情報の入力を受け、通信部を介して外部機器から情報を受信することができる。また、電極アセンブリ製造装置に測定されたり、入力されたり受信される情報は、制御部によって処理されることができる。

本実施例の電極アセンブリの製造方法（Ｓ１０００）は、
タブガイド２００のセンタリング位置を第１高さ（ｈ１）に調整する段階（Ｓ１１００）、
タブ集合部１１４を形成する段階（Ｓ１２００）、および
タブ結合部１１５を形成する段階（Ｓ１３００）を含むことができる。

（Ｓ１１００）段階において、タブガイド２００のセンタリング位置は、第１高さ（ｈ１）に基づいて調整することができる。ここで、第１高さ（ｈ１）は、電極アセンブリ１００の厚さに対応する初期高さ（ｈ０）から第１距離を差し引いた値であってもよい。第１距離は、ハーフセルの厚さに対応する第１厚さ（ｔ１）および正極タブ１１２の厚さに対応する第２厚さ（ｔ２）の合計に対応する値であってもよい。より具体的には、第１距離は｛（ｔ１）＋（ｔ２）－１｝ｍｍ以上であり、｛（ｔ１）＋（ｔ２）＋１｝ｍｍ以下であってもよい。

一方、実施例により、第１高さ（ｈ１）および／または第１距離は、タブガイド２００および／またはプレ－ウェルディング装置３００を含む電極アセンブリ製造装置に含まれている制御部によって算出された値、または使用者から入力されたり、または外部機器から受信された値であってもよい。

また、電極アセンブリ１００の厚さ（ｈ０）、第１厚さ（ｔ１）および／または第２厚さ（ｔ２）は、上述した電極アセンブリ製造装置に含まれている測定部によって測定されたり、使用者から入力されたり、または外部機器から受信された値であってもよい。

したがって、本実施例の電極アセンブリの製造方法（Ｓ１０００）は、タブガイド２００のセンタリング位置を第１高さ（ｈ１）に調整する段階（Ｓ１１００）の前に、第１高さ（ｈ１）を取得する段階を含むことができる。ここで、第１高さ（ｈ１）を取得する段階は、第１高さ（ｈ１）を入力部を介して受信したり、または通信部を介して外部機器から受信する段階に具体化することができる。または、第１高さ（ｈ１）を取得する段階は、第１高さ（ｈ１）を算出する段階に具体化することができる。この時、前記第１高さ（ｈ１）を算出する段階は、制御部によって行うことができる。

ここで、第１高さ（ｈ１）を算出する段階は、第１距離を取得する段階、および第１距離に基づいて第１高さを算出する段階を含むことができる。この時、第１距離を取得する段階は、第１距離を入力部を介して使用者から受信したり、または通信部を介して外部機器から受信する段階に具体化することができる。または、第１距離を取得する段階は、第１距離を算出する段階に具体化することができる。この時、第１距離を算出する段階は、制御部によって行うことができる。

ここで、第１距離を算出する段階は、電極アセンブリ１００の厚さ（ｈ０）、第１厚さ（ｔ１）および／または第２厚さ（ｔ２）を取得する段階、および取得された値に基づいて第１距離を算出する段階を含むことができる。この時、「電極アセンブリ１００の厚さ（ｈ０）、第１厚さ（ｔ１）および／または第２厚さ（ｔ２）を取得する段階」は、当該値を測定部を介して測定したり、入力部を介して使用者から受信したり、または通信部を介して外部機器から受信する段階に具体化することができる。

（Ｓ１２００）段階では、タブガイド２００は、電極アセンブリの電極タブを加圧することによって、タブ集合部１１４を形成することができる。

（Ｓ１２００）段階では、正極タブ１１２を第１ガイド２１０および第２ガイド２２０との間に挿入する段階、第１ガイド２１０および第２ガイド２２０が互いに向かって移動する段階、正極タブ１１２が加圧される段階および正極タブ１１２にタブ集合部１１４が形成される段階を含むことができる。

（Ｓ１３００）段階で、密集した電極タブは、結合することによってタブ結合部１１５を形成することができる。タブ結合部１１５は、溶接を通じて接合されることができる。プレ－ウェルディング装置３００は、溶接を通じて密集した電極タブを加熱することによって、タブ結合部１１５を形成することができる。

（Ｓ１３００）段階は、プレ－ウェルディング装置３００が密集した正極タブ１１２を加熱する段階および正極タブ１１２にタブ結合部１１５が形成される段階を含むことができる。

一方、以上で説明した本実施例の電極アセンブリ１００は、電解液と共にセルケース内に収納され、電池セルに提供されることができる。

本発明の一実施例による電池セルは、複数の電極および複数の分離膜が交互に積層された電極アセンブリ１００、複数の電極から延びる電極タブと接続された電極リードおよび電極リードの一端が突出した状態で電極アセンブリを密封するセルケースを含むことができる。

また、一方、上述した電池セルは、一方向に積層されて電池セル積層体を形成することができ、電池モジュ－ロモジュール化されて電池の温度や電圧などを管理する電池管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ；ＢＭＳ）および／または冷却装置などと一緒に電池パックを形成することができる。電池パックは、多様なデバイスに適用されることができる。例えば、電池パックが適用されるデバイスは、電動自転車、電気自動車、ハイブリッド自動車などの運送手段であってもよい。しかし、上述したデバイスがこれに限定されるものではなく、上述した例示以外にも多様なデバイスに本実施例による電池パックが用いることができ、これも本発明の権利範囲に属する。

以上で本発明の望ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、下記の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形および改良形態も、本発明の範囲に属するものである。

１００ 電極アセンブリ
１１０ 正極
１１２ 正極タブ
１２０ 負極
１３０ 分離膜
２００ タブガイド
３００ プレ－ウェルディング装置

Claims (15)

1. 正極、負極および前記正極と前記負極との間に介される分離膜を含み、
   前記正極または前記負極から延びた電極タブは、複数の電極タブが加圧されることによって、一点に集められたタブ集合部を含み、
   前記タブ集合部の下面は、電極アセンブリの積層方向を基準に、前記電極アセンブリの一面に対して第１高さを有し、
   前記第１高さは、前記電極アセンブリの厚さと第１距離との差の値であり、
   前記第１距離は、前記タブ集合部の厚さおよび前記電極アセンブリの最外郭に位置したハーフセル（ｈａｌｆ－ｃｅｌｌ）の厚さの合計と対応する、電極アセンブリ。
2. 前記電極タブは、前記最外郭に位置したハーフセルに含まれている電極と反対の極性の電極から延びたものである、請求項１に記載の電極アセンブリ。
3. 前記電極タブは、前記正極または前記負極のうちいずれか一つの電極から延びたタブであり、
   前記最外郭に位置したハーフセルは、前記正極または前記負極のうち他の一つの電極を含む、請求項１に記載の電極アセンブリ。
4. 前記電極タブは、前記正極と接続される正極タブである、請求項１に記載の電極アセンブリ。
5. 前記第１距離は、前記タブ集合部の厚さおよび前記電極アセンブリの最外郭に位置したハーフセル（ｈａｌｆ－ｃｅｌｌ）の厚さの合計とは１ｍｍ以内の差である、請求項１に記載の電極アセンブリ。
6. 前記第１高さは、６．２ｍｍより大きく、８．２ｍｍより小さい、請求項１に記載の電極アセンブリ。
7. 前記第１高さは、６．３ｍｍ以上であり、８．１ｍｍ以下である、請求項１に記載の電極アセンブリ。
8. タブガイドを含む電極アセンブリ製造装置によって行われる電極アセンブリの製造方法において、
   前記タブガイドのセンタリング位置が第１高さに調整される段階、
   前記タブガイドが電極アセンブリの電極タブを加圧することによってタブ集合部を形成する段階、および
   密集した前記電極タブが結合することによってタブ結合部を形成する段階を含み、
   前記第１高さは、前記電極アセンブリの厚さと第１距離との差の値であり、
   前記第１距離は、前記タブ集合部の厚さおよび前記電極アセンブリの最外郭に位置したハーフセル（ｈａｌｆ－ｃｅｌｌ）の厚さの合計と対応する、電極アセンブリの製造方法。
9. 前記電極タブは、前記最外郭に位置したハーフセルに含まれている電極と反対の極性の電極から延びたものである、請求項８に記載の電極アセンブリの製造方法。
10. 前記電極タブは、正極または負極のうちいずれか一つの電極から延びたタブであり、
    前記最外郭に位置したハーフセルは、前記正極または前記負極のうち他の一つの電極を含む、請求項８に記載の電極アセンブリの製造方法。
11. 前記第１距離は、前記タブ集合部の厚さおよび前記電極アセンブリの最外郭に位置したハーフセル（ｈａｌｆ－ｃｅｌｌ）の厚さの合計と１ｍｍ以内の差を有する値である、請求項８に記載の電極アセンブリの製造方法。
12. 前記センタリング位置が前記第１高さに調整される段階の前に、
    前記第１高さを算出する段階をさらに含む、請求項８に記載の電極アセンブリの製造方法。
13. 前記センタリング位置が前記第１高さに調整される段階の前に、
    前記第１距離を算出する段階および
    算出された前記第１距離に基づいて、前記第１高さを算出する段階をさらに含む、請求項８に記載の電極アセンブリの製造方法。
14. 請求項１から７のいずれか一項に記載の電極アセンブリを含む、電池セル。
15. 請求項１から７のいずれか一項に記載の電極アセンブリを含む、パウチ型電池セル。

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