JP5324521B2

JP5324521B2 - 二次電池用電極組立体

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Inventors: 昶範安; 政淳申; 榮培孫
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Description

本発明は、二次電池用電極組立体及びその製造方法に関する。

一般に、二次電池は、陽極板と陰極板及びこれらの二電極板の間に介在したセパレータから構成された電極組立体を電解液と共に外装ケースに収納して形成される。

高容量二次電池において、複数の単位電極とセパレータとから形成された巻取型電極組立体が使用されることもある。このような構造の電極組立体は、巻取数が増加する場合にセパレータを間に挟んで単位電極を正確に整列させるのが容易ではない。

本発明の目的は、全体単位電極が正確に整列される構造を有する電極組立体及びその製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成すべく、本発明の一側面によれば、複数の第１電極部材と、前記複数の第１電極部材と交互に積層されるように配列された複数の第２電極部材と、交互に積層された前記第１電極部材及び第２電極部材の間で巻き取られて、隣接した第１電極部材及び第２電極部材の間に位置する第１セパレータと、交互に積層された前記第１電極部材及び第２電極部材の間で巻き取られて、隣接した第１電極部材及び第２電極部材の間に位置し、隣接した前記第１セパレータの間に位置する第２セパレータとを含むことを特徴とする二次電池用電極組立体を提供する。

前記第１セパレータは、複数の積層された第１セパレータ部材からなり、前記第２セパレータは、複数の積層された第２セパレータ部材からなり、前記第１セパレータ部材及び第２セパレータ部材は、積層された電極部材内の第１電極部材及び第２電極部材の間に交互に置かれることができる。

前記第１セパレータ部材の内側表面は、電極組立体の最も内側に位置し、前記第２セパレータ部材の内側表面は、前記第１セパレータ部材の内側表面と互いに対向するように電極組立体の最も内側に位置することができる。

積層された前記第１電極部材及び第２電極部材は、最も内側領域を含むように組み立てられ、前記第１セパレータ及び第２セパレータは、内側表面と内側及び外側端部とを備え、前記第１セパレータの内側表面は、電極組立体の最も内側領域に位置し、第２セパレータの内側表面は、第１セパレータと第２セパレータの内側表面が互いに対向するように最も内側領域に位置することができる。

前記第１セパレータと第２セパレータとの内側端部は、積層された電極部材の最も内側領域に位置することができる。

前記第１電極部材は、陽極板を含み、前記第２電極部材は、陰極板を含むことができる。

前記第１電極部材及び第２電極部材は、複数の別個のセパレータによって分離された複数の電極板を含むことができる。

前記第１電極部材は、第１及び第２陽極板並びに前記第１及び第２陽極板の間に位置する陰極板を含み、前記別個のセパレータは、前記第１及び第２陽極板と前記陰極板との間に位置することができる。

前記第２電極部材は、第１及び第２陰極板並びに前記第１及び第２陰極板の間に位置する陽極板を含み、前記別個のセパレータは、前記第１及び第２陰極板と前記陽極板との間に位置することができる。

前記第１電極部材及び第２電極部材のそれぞれは、その間に位置する別個のセパレータを有する陽極板及び陰極板を含むことができる。

前記第１電極部材は、第１及び第２側面を有する陽極板を含み、前記陽極板は、電極集電体を含み、前記陽極板の第１及び第２側面は、陽極活物質でコーティングされうる。

前記第２電極部材は、第１及び第２側面を有する陰極板を含み、前記陰極板は、電極集電体を含み、前記陰極板の第１及び第２側面は、陰極活物質でコーティングされうる。

前記第１セパレータは、積層された電極部材の第１方向に沿って巻き取られる連続性の一つの部材であり、前記第２セパレータは、積層された電極部材の第１方向に沿って巻き取られる連続性の一つの部材でありうる。

本発明の他の側面によれば、内側端部を有する第１側始点から巻取り中心部に向かって第１セパレータを供給するステップと、内側端部を有する第２側始点から巻取り中心部に向かって第２セパレータを供給するステップと、前記第１セパレータ及び第２セパレータの内側端部が電極組立体の最も内側領域内に位置するように前記第１セパレータ及び第２セパレータを共に巻き取るステップとを含むことを特徴とする電極組立体の製造方法を提供する。

前記電極組立体の製造方法は、第１セパレータに第１電極部材を位置させるステップと、第２セパレータに第２電極部材を位置させるステップとをさらに含んでなり、前記第１セパレータ及び第２セパレータを巻き取るステップにて前記第１セパレータと第２セパレータとが第１電極部材及び第２電極部材の間に交互に置かれるようにすることが好ましい。

前記第１電極部材及び第２電極部材は、巻き取り前に前記第１セパレータ及び第２セパレータにそれぞれ位置することができる。

前記第１セパレータと第２セパレータとを共に巻き取るステップは、前記第１セパレータと第２セパレータとを巻き取って前記第１セパレータの内側表面と前記第２セパレータの内側表面とも電極組立体の最も内側領域に位置するようにし、前記第１セパレータの内側表面及び第２セパレータの内側表面は、互いに対向するようにすることができる。

前記連続する第１セパレータと第２セパレータとの上に複数の電極部材を位置させるステップは、第１セパレータ上に陽極電極部材を位置させ、第２セパレータ上に陰極電極部材を位置させることできる。

前記第１セパレータ及び第２セパレータの上に前記第１電極部材及び第２電極部材を位置させるステップは、第１セパレータと第２セパレータとの上に別個のセパレータにより分離される複数の電極板を含む電極部材を位置させるステップを含むことが好ましい。

前記第１電極部材は、第１及び第２陽極板及び前記第１及び第２陽極板の間に位置する陰極板を含み、前記別個のセパレータは、前記第１及び第２陽極板と前記陰極板との間に位置することでありうる。

前記第２電極部材は、第１及び第２陰極板並びに前記第１及び第２陰極板の間に位置する陽極板を含み、前記別個のセパレータは、前記第１及び第２陰極板と前記陽極板との間に位置しうる。

前記電極部材は、前記セパレータ上に位置し、前記電極部材が前記セパレータの内側端部からより遠くに位置するほど、前記セパレータ上の隣接した電極部材の各々もより遠くに位置しうる。

本発明の構成によれば、先に記載した本発明の目的を達成することができる。具体的には、本発明によれば、二つのセパレータが中心部にて内面が互いに対向し巻き取られた構造を有するので、セパレータの間に位置する電極部材をさらに正確に整列させることができる。

本発明の一実施の形態による二次電池の斜視図である。図１に示す電極組立体の模式図である。図２に示す電極組立体の製造工程を示す図である。図２に示す第１電極部材の他の実施の形態を示す模式図である。図２に示す第２電極部材の他の実施の形態を示す模式図である。図４Ａ及び図４Ｂに示す第１電極部材及び第２電極部材を適用した電極組立体の模式図である。図１に示す電極組立体の他の実施の形態を示す模式図である。図５に示す電極組立体の製造工程を示す図である。

以下、添付された図面を参照して、本発明の他の実施の形態の構成及び作用を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態による電極組立体を備える二次電池の斜視図である。

図１に示すように、二次電池１０はパウチ型であって、パウチケース２０と、パウチケース２０に収容される電極組立体１００とを備える。

パウチケース２０は、本体２２と、カバー２４とを備える。本体２２には、電極組立体１００が収容される空間である収容部２２ａと、収容部２２ａの入口側に外側に拡張されて形成された密封部２３が形成される。カバー２４は、密封部２３の一側辺と一体に連結されて形成される。電極組立体１００が本体２２の収容部２２ａに収容された後、本体２２とカバー２４とは密着された状態で密封部２３が熱融着される。

図２は、図１に示す電極組立体の模式図である。図１及び図２に示すように、電極組立体１００は、第１セパレータ１１０と、第２セパレータ１２０と、複数の電極部材１３０とを備える。

第１セパレータ１１０は、一側方向（図面上では、中心部から反時計方向）に巻き取られている。巻き取られた第１セパレータ１１０には、積層された形態である複数の第１分離部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄと、複数の第１分離部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄを繋ぐ複数の第１連結部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄとが形成される。複数の第１分離部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄのそれぞれは、両側に位置する二電極部材１３０を分離させる。第１セパレータ１１０の外側終端１１０ｃは、接着テープ１１３により第２セパレータ１２０の外周面１２０ｄに付着される。第１セパレータ１１０には、微細気孔が形成され、その微細気孔を介して電極部材１３０の間を移動するリチウムイオンが通過する。第１セパレータ１１０は、ポリエチレン（ＰＥ）又はポリプロピレン（ＰＰ）のような高分子樹脂で形成されることができる。

第２セパレータ１２０は、第１セパレータ１１０と共に重なって一側方向（図面上では、中心部から反時計方向）に巻き取られている。巻き取られた第２セパレータ１２０には、積層された形態の複数の第２分離部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄと、複数の第２分離部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄを繋ぐ複数の第２連結部１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄとが形成される。第２分離部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄのそれぞれは、第１分離部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄの間に位置し、第２連結部１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄのそれぞれは、第１連結部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄの間に位置する。それにより、第１セパレータ１１０に形成された複数の第１分離部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄと第２セパレータ１２０に形成された複数の第２分離部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄとは、積層された形態で交互に位置するようになる。複数の第２分離部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄのそれぞれは、両側に位置する二電極部材１３０を分離させる。複数の第２分離部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄのうち、最も内側に位置する第２分離部１２１ａの内面１２０ａは、第１セパレータ１１０の複数の第１分離部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄのうち、最も内側に位置する第１分離部１１１ａの内面１１０ａと対向する。第２セパレータ１２０の外側終端１２０ｃは、接着テープ１２３により第１セパレータ１１０の外周面１１０ｄに付着される。第２セパレータ１２０には、微細気孔が形成され、その微細気孔を介して電極部材１３０の間を移動するリチウムイオンが通過する。第２セパレータ１２０は、ポリエチレン（ＰＥ）又はポリプロピレン（ＰＰ）のような高分子樹脂で形成されることができる。

複数の電極部材１３０は、第１セパレータ１１０の複数の第１分離部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄと第２セパレータ１２０の複数の第２分離部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄとの間のそれぞれに一つずつ位置する。複数の電極部材１３０は、隣接した二電極部材１３０が前記第１セパレータ１１０又は第２セパレータ１２０を間に挟んで中心部が同じ位置に置かれるように整列されている。それにより、すべての電極部材１３０は、分離部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄに垂直な方向に沿って正確に整列される。複数の電極部材１３０のうち、第１セパレータ１１０の最も内側に位置する第１分離部１１１ａと第２セパレータ１２０の最も内側に位置する第２分離部１２１ａとの間に位置する中心電極部材１４０ａは、第２分離部１２１ａの内面１２０ａに付着されており、これを除いた残りの電極部材１３０は、第１分離部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄの外面１１０ｂ又は第２分離部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄの外面１２０ｂに付着されている。

複数の電極部材１３０は、複数の第１電極部材１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄ、１４０ｅと、複数の第２電極部材１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄとを備える。第１電極部材１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄ、１４０ｅと第２電極部材１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄとは、交互に位置する。

第１電極部材１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄ、１４０ｅは、一つの陽極板１４１からなる。陽極板１４１は、陽極集電体１４２と、陽極集電体１４２の両面にコーティングされた陽極活物質１４３とを備える。一般に、陽極集電体１４２は、アルミニウムのような導電性金属板から形成される。陽極集電体１４２には、陽極活物質１４３が形成されずに外部に突出した陽極タブ１４２ａが設けられる。各陽極板１４１の陽極タブ１４２ａは、パウチケース２０の外部に引き出される陽極端子１６０と超音波溶接、抵抗溶接などのような方法により融着される。陽極活物質１４３は、リチウムを含む層状化合物と、導電性を向上させる導電材と、層状化合物と導電材との間の結合力を向上させるバインダーとを含んで形成される。

第２電極部材１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄは、一つの陰極板１５１からなる。陰極板１５１は、陰極集電体１５２と、陰極集電体１５２の両面にコーティングされた陰極活物質１５３とを備える。一般に、陰極集電体１５２は、銅のような導電性金属板から形成される。陰極集電体１５２には、陰極活物質１５３が形成されずに外部に突出した陰極タブ１５２ａが設けられる。各陰極板１５１の陰極タブ１５２ａは、パウチケース２０の外部に引き出される陰極端子１７０と超音波溶接又は抵抗溶接のような方法により融着される。陰極活物質１５３は、炭素を含有する黒鉛のようなカーボンと、カーボン粒子の結合力を向上させるバインダーとを含んで形成される。また、陰極活物質１４３は、スズ酸化物（ＳｎＯ）又はリチウムチタン酸化物（ＬＴＯ）から形成されることができる。陰極活物質として黒鉛が用いられる場合、対応する陽極板が陰極板より小さな面積で形成されることができる。また、陰極活物質としてＳｎＯ又はリチウムチタン酸化物が用いられる場合には、対応する陽極板が陰極板より大きな面積で形成されることができる。

図３は、図２に示す電極組立体の製造工程を示す図である。図３に示すように、巻取り位置Ｐ側に両側から第１セパレータ１１０と第２セパレータ１２０とがそれぞれ提供される。

第１セパレータ１１０は、図面上、左側から巻取り位置Ｐに向かって右側方向へ移動して提供される。第１セパレータ１１０は、巻取り時に内側面になる内面１１０ａと、巻取り時に外側面になり、内面１１０ａの反対面である外面１１０ｂとを備える。第１セパレータ１１０には、複数の電極部材１３０が付着されている。第１セパレータ１１０に付着された複数の電極部材１３０は、第１セパレータ１１０の外面１１０ｂに第１セパレータ１１０の移動方向に沿って互いに離隔して位置する。第１セパレータ１１０の外面１１０ｂに付着された複数の電極部材１３０は、第１電極部材１４０ｂ、１４０ｄと第２電極部材１５０ａ、１５０ｃとが交互に位置する。本実施の形態では、第１セパレータ１１０の外面１１０ｂに付着された複数の電極部材１３０のうち、最初に巻き取られる部分１１０ｅに位置する第１終端電極部材１５０ａを第２電極部材とするが、本発明はこれに限定されるものではない。第１終端電極部材１５０ａは、第１電極部材でありうる。

第２セパレータ１２０は、図面上の右側から巻取り位置Ｐに向かって左側方向へ移動して提供される。第２セパレータ１２０は、巻取り時に内側面になる内面１２０ａと、巻取り時に外側面になり、内面１２０ａの反対面である外面１２０ｂとを備える。第２セパレータ１２０には、複数の電極部材１３０が付着されている。第２セパレータ１２０に付着された複数の電極部材１３０は、第２セパレータ１２０の外面１２０ｂに第２セパレータ１２０の移動方向に沿って互いに離隔して位置する。第２セパレータ１２０の外面１２０ｂに付着された複数の電極部材１３０は、第１電極部材１４０ｃ、１４０ｅと第２電極部材１５０ｂ、１５０ｄとが交互に位置する。本実施の形態では、第２セパレータ１２０の外面１２０ｂに付着された複数の電極部材１３０のうち、最初に巻き取られる部分１２０ｅに位置する第２終端電極部材１５０ｂは、第１終端電極部材１５０ａと同じ極性を有するように第２電極部材からなる。第２セパレータ１２０の内面１２０ａには、中心電極部材１４０ａが付着されている。中心電極部材１４０ａは、第２セパレータ１２０において最初に巻き取られる部分１２０ｅに第２終端電極部材１５０ｂと対応して位置する。中心電極部材１４０ａは、第２終端電極部材１５０ｂと反対の極性を有するように第１電極部材からなる。

巻取りが始まる前に、巻取り位置Ｐにおいて中心電極部材１４０ａ上に第１セパレータ１１０を間に挟んで第１終端電極部材１５０ａを位置させる。それにより、第１終端電極部材１５０ａ、中心電極部材１４０ａ、第２終端電極部材１５０ｂが第１セパレータ１１０と第２セパレータ１２０とをそれぞれ間に挟んで順に積層された形態に整列される。この状態で第１終端電極部材１５０ａ、中心電極部材１４０ａ、第２終端電極部材１５０ｂを握って巻き取って、図２に示すような電極組立体１００を形成する。このとき、巻取り方向は、中心電極部材１４０ａを除いた残りの電極部材１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄ、１４０ｅ、１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄが外側に形成されるようにする方向である。複数の電極部材１３０は、巻取り過程で提供されることができ、電極部材１３０間の隔離距離は、正確な整列がなされるように巻取り過程で容易に調節されうる。すなわち、巻取りが行われつつ、電極部材１３０は、その隔離距離がより遠ざかるようにセパレータ１１０、１２０に提供される。したがって、電極部材１３０が正確な位置に整列されうる。

図４Ａは、図２に示す第１電極部材の他の実施の形態を示す模式図で、図４Ｂは、図２に示す第２電極部材の他の実施の形態を示す模式図であり、図４Ｃは、図４Ａ及び図４Ｂに示す第１電極部材及び第２電極部材を適用した電極組立体の模式図である。

図４Ａに示すように、第１電極部材２４０は、二つの陽極板２４１、２４２と、二陽極板２４１、２４２の間に位置する一つの陰極板２４３と、陰極板２４３と二つの陽極板２４１、２４２との間のそれぞれに挿入された二つのセパレータ２４４、２４５とを備える。陽極板２４１、２４２は、図２に示す実施の形態の陽極板１４１と同じ構成であり、陰極板２４３は、図２に示す実施の形態の陰極板１５１と同じ構成であるから、これについての詳細な説明は省略する。二つのセパレータ２４４、２４５には微細気孔が形成され、その微細気孔を介して電極板２４１、２４２、２４３の間を移動するリチウムイオンが通過する。セパレータ２４４、２４５は、ポリエチレン（ＰＥ）又はポリプロピレン（ＰＰ）のような高分子樹脂から形成されることができる。

図４Ｂに示すように、第２電極部材２５０は、二つの陰極板２５１、２５２と、二つの陰極板２５１、２５２の間に位置する一つの陽極板２５３と、陽極板２５３と二つの陰極板２５１、２５２との間のそれぞれに挿入された二つのセパレータ２５４、２５５とを備える。陰極板２５１、２５２は、図２に示す実施の形態の陰極板１５１と同じ構成であり、陽極板２５３は、図２に示す実施の形態の陽極板１４１と同じ構成であるから、これについての詳細な説明は省略する。二つのセパレータ２５４、２５５には微細気孔が形成され、その微細気孔を介して電極板２５１、２５２、２５３の間を移動するリチウムイオンが通過する。セパレータ２５４、２５５は、ポリエチレン（ＰＥ）又はポリプロピレン（ＰＰ）のような高分子樹脂から形成されることができる。

図４Ｃに示すように、第１電極部材２４０及び第２電極部材２５０は、図２にて説明したような同じ方法でそれらの間に位置する第１セパレータ１１０及び第２セパレータ１２０を有する電極組立体内で交互に配列される。したがって、前記第１電極部材２４０、第２電極部材２５０、第１セパレータ１１０及び第２セパレータ１２０の配列は、図２での第１電極部材１４０、第２電極部材１５０、第１セパレータ１１０及び第２セパレータ１２０の配列と実質的に同じ配列を有するので、これについての詳細な説明は省略する。

図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃの実施の形態では、３個の電極板を利用して第１電極部材と第２電極部材とが形成されるのを説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。それより多くの電極板を利用して、第１電極部材と第２電極部材とを形成することができる。互いに異なる極性の電極板が交互に位置し、両面の電極板が同じ極性を有する構成であればどれでも可能である。

図５は、図１に示す電極組立体の他の実施の形態を示す模式図である。図５に示すように、電極組立体３００は、第１セパレータ３１０と、第２セパレータ３２０と、複数の電極部材３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄ、３３０ｅ、３３０ｆ、３３０ｇ、３３０ｈ、３３０ｉとを備える。

第１セパレータ３１０及び第２セパレータ３２０の構成及び作用は、図２に示す第１セパレータ１１０及び第２セパレータ１２０の構成及び作用と同一なので、これについての詳細な説明は省略する。

複数の電極部材３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄ、３３０ｅ、３３０ｆ、３３０ｇ、３３０ｈ、３３０ｉは、第１セパレータ３１０の複数の第１分離部３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃ、３１１ｄと第２セパレータ３２０の複数の第２分離部３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃ、３２１ｄとの間のそれぞれに一つずつ位置する。複数の電極部材３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄ、３３０ｅ、３３０ｆ、３３０ｇ、３３０ｈ、３３０ｉは、隣接した二電極部材が前記第１セパレータ３１０又は第２セパレータ３２０を間に挟んで同じ位置に置かれるように整列されている。複数の電極部材３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄ、３３０ｅ、３３０ｆ、３３０ｇ、３３０ｈ、３３０ｉのうち、第１セパレータ３１０の最も内側に位置する第１分離部３１１ａと第２セパレータ３２０の最も内側に位置する第２分離部３２１ａとの間に位置する中心電極部材３３０ａは、第２分離部３２１ａの内面３２０ａに付着されており、これを除いた残りの電極部材３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄ、３３０ｅ、３３０ｆ、３３０ｇ、３３０ｈ、３３０ｉは、第１分離部３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃ、３１１ｄの外面３１０ｂ又は第２分離部３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃ、３２１ｄの外面３２０ｂに付着されている。

電極部材３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄ、３３０ｅ、３３０ｆ、３３０ｇ、３３０ｈ、３３０ｉは、セパレータ３３１を間に挟んで両側に形成された陽極板３３２と陰極板３３３とを備える。セパレータ３３１には、微細気孔が形成され、その微細気孔を介して電極板３３２、３３３の間を移動するリチウムイオンが通過する。セパレータ３３１は、ポリエチレン（ＰＥ）又はポリプロピレン（ＰＰ）のような高分子樹脂から形成されることができる。陽極板３３２は、図２に示す実施の形態の陽極板１４１と同じ構成であり、陰極板３３３は、図２に示す実施の形態の陰極板１５１と同じ構成であるから、これについての詳細な説明は省略する。電極部材３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄ、３３０ｅ、３３０ｆ、３３０ｇ、３３０ｈ、３３０ｉは、第１セパレータ３１０又は第２セパレータ３２０を間に挟んで互いに異なる極性の電極板が対向するように形成される。

図６は、図５に示す電極組立体の製造工程を示す図である。図６に示すように、巻取り位置Ｐ側に両側から第１セパレータ３１０と第２セパレータ３２０とがそれぞれ提供される。

第１セパレータ３１０は、図面上の左側から巻取り位置Ｐに向かって右側方向へ移動して提供される。第１セパレータ３１０は、巻取り時に内側面になる内面３１０ａと、巻取り時に外側面になり、内面３１０ａの反対面である外面３１０ｂとを備える。第１セパレータ３１０には、複数の電極部材３３０ｂ、３３０ｄ、３３０ｆが付着されている。第１セパレータ３１０に付着された複数の電極部材３３０ｂ、３３０ｄ、３３０ｆは、第１セパレータ３１０の外面３１０ｂに第１セパレータ３１０の移動方向に沿って互いに離隔して位置する。第１セパレータ３１０の外面３１０ｂに付着された複数の電極部材３３０ｂ、３３０ｄ、３３０ｆは、反対の極性が交互に第１セパレータ３１０と接するように形成される。本実施の形態では、第１セパレータ３１０の外面３１０ｂに付着された複数の電極部材３３０ｂ、３３０ｄ、３３０ｆのうち、最初に巻き取られる部分３１０ｅに位置する第１終端電極部材３３０ｂの陰極板３３３ｂが第１セパレータ３１０と接することとするが、本発明は、これに限定されるものではない。第１終端電極部材３３０ｂの陽極板３３２ｂが第１セパレータ３１０と接するように形成されることができる。

第２セパレータ３２０は、図面上の右側から巻取り位置Ｐに向かって左側方向へ移動して提供される。第２セパレータ３２０は、巻取り時に内側面になる内面３２０ａと、巻取り時に外側面になり、内面３２０ａの反対面である外面３２０ｂとを備える。第２セパレータ３２０には、複数の電極部材３２０ｃ、３２０ｅ、３２０ｇが付着されている。第２セパレータ３２０に付着された複数の電極部材３２０ｃ、３２０ｅ、３２０ｇは、第２セパレータ３２０の外面３２０ｂに第２セパレータ３２０の移動方向に沿って互いに離隔して位置する。第２セパレータ３２０の外面３２０ｂに付着された複数の電極部材３２０ｃ、３２０ｅ、３２０ｇは、反対の極性が交互に第１セパレータ３１０と接するように形成される。本実施の形態では、第２セパレータ３２０の外面３２０ｂに付着された複数の電極部材３２０ｃ、３２０ｅ、３２０ｇのうち、最初に巻き取られる部分３２０ｅに位置する第２終端電極部材３３０ｃの陽極板３３２ｃが第２セパレータ３２０に接するように形成される。第２セパレータ３２０の内面３２０ａには、中心電極部材３３０ａが付着されている。中心電極部材３３０ａは、第２セパレータ３２０にて最初に巻き取られる部分３２０ｅに第２終端電極部材３３０ｃと対応して位置する。中心電極部材３３０ａの陰極板３３３ａが第２セパレータ３２０と接するように形成されて、中心電極部材３３０ａの陰極板３３３ａと第２終端電極部材３３０ｃの陽極板３３２ｃとは、第２セパレータ３２０を間に挟んで対向するようになる。

巻取りが始まる前に、巻取り位置Ｐにて中心電極部材３３０ａ上に第１セパレータ３１０を間に挟んで第１終端電極部材３３０ｂを位置させる。それにより、第１終端電極部材３３０ｂ、中心電極部材３３０ａ、第２終端電極部材３３０ｃが第１セパレータ３１０と第２セパレータ３２０とをそれぞれ間に挟んで順に積層された形態で整列される。この状態で、第１終端電極部材３３０ｂ、中心電極部材３３０ａ、第２終端電極部材３３０ｃを握って巻き取って、図５に示すような電極組立体３００を形成する。このとき、巻取り方向は、中心電極部材３３０ａを除いた残りの電極部材３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄ、３３０ｅ、３３０ｆ、３３０ｇ、３３０ｈ、３３０ｉが外側に形成されるようにする方向である。その他の構成及び作用は、図２及び図３に示す実施の形態と同一である。

以上、本発明を前記実施の形態を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。当業者であれば、本発明の趣旨及び範囲から逸脱しない範囲内で修正、変更することができ、このような修正と変更も本発明に属するものであることが分かるはずである。

１０二次電池
１００電極組立体
１１０第１セパレータ
１２０第２セパレータ
１３０電極部材

Claims

複数の第１電極部材と、
前記複数の第１電極部材と交互に積層されるように配列された複数の第２電極部材と、
交互に積層された前記第１電極部材及び第２電極部材の間で巻き取られて、隣接した第１電極部材及び第２電極部材の間に位置する第１セパレータと、
交互に積層された前記第１電極部材及び第２電極部材の間で巻き取られて、隣接した前記第１電極部材及び第２電極部材の間に位置し、隣接した前記第１セパレータの間に位置する第２セパレータとを含み、
二つの前記セパレータが中心部にて内面が互いに対向し巻き取られた構造を有し、
前記第１セパレータには、複数の前記電極部材が付着され、前記第１セパレータに付着された複数の前記電極部材は、前記第１セパレータの外面に前記第１セパレータの長手方向に沿って互いに離隔して位置し、前記第１セパレータの前記外面に付着された複数の前記電極部材は、前記第１電極部材と前記第２電極部材とが交互に位置し、
前記第２セパレータには、複数の前記電極部材が付着され、前記第２セパレータに付着された複数の前記電極部材は、前記第２セパレータの外面に前記第２セパレータの長手方向に沿って互いに離隔して位置し、前記第２セパレータの前記外面に付着された複数の前記電極部材は、前記第１電極部材と前記第２電極部材とが交互に位置し、
前記電極部材は、前記第１セパレータ又は前記第２セパレータを間に挟んで互いに異なる極性の電極板が対向するように形成されることを特徴とする二次電池用電極組立体。
前記第１セパレータ部材の内側表面は、前記電極組立体の最も内側に位置し、前記第２セパレータ部材の内側表面は、前記第１セパレータ部材の内側表面と互いに対向するように前記電極組立体の最も内側に位置することを特徴とする請求項１に記載の二次電池用電極組立体。
積層された前記第１電極部材及び第２電極部材は、前記電極組立体の最も内側領域を含むように組み立てられ、前記第１セパレータ及び第２セパレータは、内側表面と内側及び外側端部とを備え、前記第１セパレータの内側表面は、前記電極組立体の最も内側領域に位置し、第２セパレータの内側表面は、第１セパレータと第２セパレータの内側表面が互いに対向するように最も内側領域に位置することを特徴とする請求項１に記載の二次電池用電極組立体。
前記第１セパレータと第２セパレータとの内側端部は、積層された電極部材の最も内側領域に位置することを特徴とする請求項３に記載の二次電池用電極組立体。
前記第１電極部材は、陽極板を含み、前記第２電極部材は、陰極板を含むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池用電極組立体。
前記第１電極部材及び第２電極部材は、互いに異なる極性の前記電極板が交互に位置し、両面の前記電極板が同じ極性を有する構成を有し、
複数の別個のセパレータによって分離された複数の電極板を含むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池用電極組立体。
前記第１電極部材は、第１及び第２陽極板並びに前記第１及び第２陽極板の間に位置する陰極板を含み、前記別個のセパレータは、前記第１及び第２陽極板と前記陰極板との間に位置することを特徴とする請求項６に記載の二次電池用電極組立体。
前記第２電極部材は、第１及び第２陰極板並びに前記第１及び第２陰極板の間に位置する陽極板を含み、前記別個のセパレータは、前記第１及び第２陰極板と前記陽極板との間に位置することを特徴とする請求項６に記載の二次電池用電極組立体。
前記第１電極部材及び第２電極部材のそれぞれは、その間に位置する別個のセパレータを有する陽極板及び陰極板を含むことを特徴とする請求項６に記載の二次電池用電極組立体。
前記第１電極部材は、陽極板を含み、前記陽極板は、陽極集電体と、前記陽極集電体の両面にコーティングされた陽極活物質とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の二次電池用電極組立体。
前記第２電極部材は、陰極板を含み、前記陰極板は、陰極集電体と、前記陰極集電体の両面にコーティングされた陰極活物質とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の二次電池用電極組立体。
前記第１セパレータと、前記第２セパレータは、同じ方向に巻き取られたことを特徴とする請求項１に記載の二次電池用電極組立体。