JP6266539B2 - 階段構造の電極組立体及び複合電極組立体 - Google Patents

階段構造の電極組立体及び複合電極組立体 Download PDF

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Description

本発明は、二次電池の電池ケース内に内蔵される電極組立体に係り、階段構造の電極組立体及び複合電極組立体に関する。
ＩＴ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）技術の目覚ましい発達に伴い、様々な携帯型情報通信機器の拡散により、２１世紀は、時間と場所にとらわれずに高品質の情報サービスが可能な‘ユビキタス社会’に発展している。
このようなユビキタス社会への発展のベースには、リチウム二次電池が重要な位置を占めている。具体的には、充放電が可能なリチウム二次電池は、ワイヤレスモバイル機器のエネルギー源として広範囲に使用されているだけでなく、化石燃料を使用する既存のガソリン車両、ディーゼル車両などの大気汚染などを解決するための方案として提示されている電気自動車、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用されている。
上記のように、リチウム二次電池が適用されるデバイスの多様化に伴い、リチウム二次電池は、適用されるデバイスに適した出力と容量を提供できるように多様化されている。なお、小型軽薄化が強力に要求されている。
携帯電話、ＰＤＡ、デジタルカメラ、ノートパソコンなどのような小型モバイル機器には、該当製品の小型軽薄化傾向によって、それに相応するようにデバイス１台当たり一つ、または二つ又は三つ四つの小型軽量の電池セルが使用されている。
電気自転車、電気バイク、電気自動車、ハイブリッド電気自動車などのような中大型デバイスには、高出力大容量の必要性により、複数の電池セルを電気的に接続した中大型電池モジュール（中大型電池パック）が使用されている。電池モジュールの大きさ及び重量は、当該中大型デバイスなどの収容空間及び出力などに直接的な関連性があるので、製造メーカーは可能な限り小型かつ軽量の電池モジュールを製造しようと努力している。
このような電池モジュールまたは電池パックの単位電池としては、その形状に応じて円筒形電池セル、角形電池セル、パウチ型電池セルなどが使用されており、その中でも、高い集積度で積層可能であり、重量当たりのエネルギー密度が高く、低コストであり、変形が容易なパウチ型電池セルが多くの関心を集めている。
図１Ａ及び図１Ｂには、従来の代表的なパウチ型二次電池の一般的な構造が分解斜視図として模式的に示されている。
図１Ａを参照すると、パウチ型二次電池１０は、複数の電極タップ２１，２２が突出している電極組立体２０と、電極タップ２１，２２にそれぞれ接続している二つの電極リード３０，３１と、電極リード３０，３１の一部が外部に露出するように電極組立体２０を収納及び密封する構造の電池ケース４０とを含む構成となっている。
電池ケース４０は、電極組立体２０が載置される凹状の収納部４１を含む下部ケース４２と、そのような下部ケース４２の蓋として、電極組立体２０を密封する上部ケース４３とからなっている。上部ケース４３と下部ケース４２は、電極組立体２０を内蔵した状態で熱融着されて、上端シーリング部４４と側面シーリング部４５，４６、及び下端シーリング部４７を形成する。
図１Ａでは、上部ケース４３と下部ケース４２がそれぞれ別途の部材として表示されているが、図１Ｂでのように、一側端部が一体に連続しているヒンジ式構造も可能である。
また、図１Ａ及び図１Ｂは、電極タップと電極リードとが接続された構造の電極端子が一端に共に形成されている構造のパウチ型電池セルを示しているが、電極端子が一端と他端にそれぞれ形成されている構造のパウチ型電池セルなども上記のような方法で作製できることは勿論である。
上記の電極組立体は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、略直方体の形状に製造されることが一般的であり、このような電極組立体が電池ケース内に内蔵されて、直方体状のパウチ型電池セルが作製され、前記パウチ型電池セルが積層されて、直方体状の電池パックが完成される。
しかし、このような直方体状の電池セルと電池パックが適用されるデバイスのデザインは直方体状ではない場合もある。例えば、スマートフォンの場合には、優れた把持感を有するように側面が曲線処理されていることもある。
しかし、このように曲線処理された部分を有するようにデザインされたデバイスの場合において、直方体状の電池セルまたは電池パックは、デバイスの内部の空間活用度に限界がある。
すなわち、曲線処理された部分には、電池セルまたは電池パックを装着できないデッドスペース（ｄｅａｄ ｓｐａｃｅ）が形成される。このようなデッドスペースは、結局、デバイス体積当たりの容量を低下させるという問題がある。
本出願の発明者らは、上記のような従来技術の問題点を解決するために、デバイスの体積当たりの容量を最大限向上させることができる階段構造が形成された電極組立体及び複合電極組立体、これらを含む電池セルを提供しようとする。
上記目的を達成するための、本発明に係る電極組立体は、
電極タップが形成されている構造を有する二つ以上の極板と；
前記極板の一面及び対向面と、電極タップ非形成部位である極板の側面とを覆っている一単位のシート状の分離フィルムと；を含み、
前記極板は、前記分離フィルムを挟んで、互いに反対の極性を有する極板が対面するように平面を基準として高さ方向に沿って積層されており、
前記極板は、一つまたは二つ以上の極板と大きさが互いに同一または異なる極板を一つまたは二つ以上含み、互いに異なる大きさの極板の積層構造は、幅と高さがある一つまたは二つ以上の階段構造を形成することを特徴とする。
すなわち、前記階段構造は、積層面の面積が互いに異なるｎ個の電極群が積層された場合、段の個数はｎ段であり得る。このとき、ｎは、２以上の自然数であり、ｎは、デバイスの容量ないしデバイスの外周面の曲率などを考慮して適宜調節することができる。
詳細には、前記極板は、二つ以上の極板からなっており、これらは、全て大きさが異なっていてもよく、一つの極板が、同じ大きさの残りの極板と大きさが異なっていてもよく、同じ大きさの二つ以上の極板（Ａ）と、前記極板（Ａ）と大きさが異なる、同じ大きさの二つ以上の極板（Ｂ）との組み合わせであってもよく、同じ大きさの二つ以上の極板（Ａ）と、前記極板（Ａ）と大きさが異なる、同じ大きさの二つ以上の極板（Ｂ）と、前記極板（Ａ）及び極板（Ｂ）と大きさが異なる、同じ大きさの二つ以上の極板（Ｃ）と、の組み合わせであってもよい。
前記極板の形状は、特に限定されず、平行六面体の形状であってもよく、平面上、多角形、円形などであってもよい。前記極板は、平板状であってもよく、曲面を有する板状であってもよい。
詳細には、前記極板は、全幅、全長及び全高を有する平行六面体の形状であってもよい。前記平行六面体は、平面上、四角形状であってもよく、このとき、前記全幅は、電極タップが突出している辺の長さであり得る。前記全長は、電極タップが突出していない辺の長さであり得る。また、前記全高は、前記平行六面体の高さであり得る。
前記階段構造の形成のために、本発明に係る電極組立体は、全長及び／または全幅が互いに異なる極板を少なくとも一つ以上含まなければならない。
したがって、大きさが異なる極板は、全幅及び／または全長が異なる極板を意味することができる。
例えば、前記電極組立体が含む、全幅及び／または全長が互いに異なる極板の数は、当業者が、電池セルが装着されるデバイスの形状及び必要な容量に応じて柔軟に調整することができる。二つ乃至三つの極板で構成された電極組立体はもとより、四つ以上の極板からなる電極組立体を構成することもできることは勿論である。
より具体的な例において、前記極板は、直方体状であってもよい。また、前記極板は、立方体状であってもよい。
前記極板の角部は、全て直角に処理されていてもよく、少なくとも一つの角部が曲線処理されていてもよい。より具体的に、平面上、四角形状の極板の四つの角部のうち少なくとも一つは曲線をなしていてもよい。上記のように、少なくとも一つの角部が曲線処理されている場合、落下時に、曲線処理された角部に加わる衝撃を緩和できるので、落下安全性が向上するという効果がある。
前記電極タップのそれぞれの大きさは同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。具体的に、全幅、全長、全高のうち一つ以上が互いに異なっていてもよく、全幅、全長、全高が全て同一であってもよい。前記電極タップは、電極リードと結合してリチウム二次電池の電極端子を形成することができる。
上記において、平面は、任意の平面を意味するので、地面であるか、または地面に対して垂直な平面であってもよい。したがって、上記の極板は、地面から高さ方向に積層されていてもよく、地面に対して垂直な平面から高さ方向に沿って積層されていてもよい。
理解の便宜のため、以下では、前記平面は、地面を示すものと考えることができる。この場合、前記平面からの高さ方向は重力と反対方向を示し、高さ方向と反対方向は重力方向を示すものと考えることができる。
例えば、上記において、“平面を基準として高さ方向に沿って積層される”ということは、極板が地面から重力方向及び／または重力の反対方向に積層されることを意味することができる。したがって、極板の積層方向は、重力方向及び／または重力の反対方向であり得る。
前記極板の積層構造において、互いに異なる大きさの極板が分離フィルムを挟んで隣接している場合、相対的に大きさが大きい極板は負極板であってもよい。
分離フィルムを挟んで隣接している極板のうち、相対的に大きさが大きい極板が負極板である場合には、前記負極板は、外部から針状体などの物体が電池を押圧または貫通する場合、安全部材として作用して、一次的に微細短絡を誘発するので、電池の発火及び爆発を防止することができる効果がある。
このような負極板の安全部材としての機能は、電池モジュールまたは電池パックを構成する一つの電池の発火及び爆発が、電池モジュール及び電池パック全体の発火及び爆発に繋がることがある電池モジュール及び電池パックにおいて特に重要である。
また、分離フィルムを挟んで隣接している極板のうち、相対的に大きさが大きい極板が負極板である場合には、分離フィルムを挟んで隣接している極板のうち、相対的に大きさが大きい極板が正極板である場合に比べて、充放電時に樹枝状成長を最小化することができる。
但し、これに限定されるものではなく、相対的に大きさが大きい極板が正極板であってもよい。
また、積層された極板のうち、最下段に積層されている極板は負極板または正極板であってもよい。前記最下段に積層された極板が正極板である場合、前記正極板は、分離フィルムを挟んで負極板と対面する一面にのみ正極スラリーが塗布されていてもよく、詳細には、前記正極板の一面は、分離フィルムを挟んで積層されている負極板の一面と対面する部位にのみ正極スラリーが塗布されていてもよい。
上記において、電極タップが突出した面を前面または後面と呼ぶことができ、前記前面に対向する面を後面と呼ぶことができ、前記平面と平行な面を、それぞれ一面と対向面と呼ぶことができ、前記一面及び対向面と垂直であり、前記高さ方向に平行な面を一側面と呼び、前記一側面に対向する面を対向側面と呼ぶことができる。一側面及び／または対向側面は、統一して側面と呼ぶことができる。
前記極板は、前面、後面、側面のうち少なくとも一つが同一平面上に存在しないように積層することができる。具体的に、前記極板は、前面のみが同一平面上に存在するように積層されてもよく、後面のみが同一平面上に存在するように積層されてもよく、一側面または対向側面のみが同一平面上に存在するように積層されてもよく、前面、後面、一側面、対向側面が全て同一平面上に存在しないように積層されてもよい。前面、後面、一側面、対向側面が全て同一平面上に存在しないように積層される場合、本発明に係る電極組立体は、四角錐台の形状を有することができる。上記の極板の積層配列は、本発明に係る一つの具体的な例に過ぎず、極板の配列が上記の例に限定されるものではない。
前記極板が、平面を基準として高さ方向及びその反対方向の両方向に積層される場合、平面を基準として高さ方向に積層される極板と、前記高さ方向と反対方向に積層される極板とは、互いに対称をなしながら積層されるか、または非対称的に積層されてもよい。
具体的に、前記極板が対称的に両方向に積層される場合、高さ方向には前面のみが同一平面上に存在するように積層され、高さ方向と反対方向には、後面のみが同一平面上に存在するように積層されてもよく、また、高さ方向及び高さ方向と反対方向に、積層される極板の一側面及び対向側面がそれぞれ同一平面上に存在することもできる。上記の配列は、本発明に係る一つの具体的な例に過ぎず、極板の配列が上記の例に限定されるものではない。
上述したように、極板が、高さ方向には前面のみが同一平面上に存在するように積層され、高さ方向と反対方向には、後面のみが同一平面上に存在するように積層される場合、本発明に係る電極組立体は、高さ方向及び高さ方向と反対方向の両方向に積層された極板が互いに非対称的に積層され得る。
また、前記極板は、両方向に、前面、後面、一側面、対向側面が全て同一平面上に存在しないように積層されてもよく、この場合、本発明に係る電極組立体は、対称的な八角錐台の形状を有することができる。勿論、この場合にも、非対称的な八角錐台の形状を有するように極板が積層されてもよいことは、上記の説明から当業者が容易に理解できるであろう。
上記の極板の積層構造において、同じ極性を有する極板のそれぞれの電極タップは、同一の仮想の垂直線を共有する位置に配列されるようにそれぞれの極板から突出して形成され得る。すなわち、同じ極性を有する極板のうち最も小さい大きさの極板の電極タップが形成された位置を基準として、残りの電極タップは、前記の最も小さい大きさの極板の電極タップと仮想の垂直線を共有する位置で電気的に接続可能である。
例えば、それぞれの正極タップは、最も大きさが小さい正極板の正極タップが形成された位置を基準として、前記最も小さい大きさの正極板の正極タップと仮想の垂直線を共有する位置で電気的に接続可能である。
前記一単位のシート状の分離フィルムは、正極と負極の短絡を防止するために、互いに反対の極性を有する極板の一面及び対向面と一側面又は対向側面、または一側面及び対向側面を覆いながら極板の積層面に位置することができる。
前記一単位のシート状の分離フィルムは、互いに異なる単位セルの対面する正極と負極の短絡を防止するために、単位セルの一面及び対向面に位置することができ、一側面又は対向側面、または一側面及び対向側面を覆うことによって、繰り返される充放電によって極板と分離フィルム間の界面接触を堅固に維持することができる。具体的に、分離フィルムを巻き取るときに発生する引張力は、極板と分離フィルム間の界面を密着する圧力を提供することができる。
上記のような分離フィルムは、上記の極板の一面及び対向面と一側面又は対向側面、または一側面及び対向側面を全て覆う長さで形成することができる。
また、前記分離フィルムは、上記の長さよりも長い長さで形成されていてもよく、この場合、極板の一面及び対向面と一側面又は対向側面、または一側面及び対向側面を全て覆ってから残った分離フィルムは、積層された極板全体を覆い、末端が熱融着またはテープで固定されてもよい。
上記のような分離フィルムで極板の一面及び対向面と一側面又は対向側面、または一側面及び対向側面を全て覆う場合、分離フィルムは、極板の一面及び対向面に密着していてもよい。
但し、前記分離フィルムで極板の一面及び対向面と側面を覆った後、積層された極板全体を再び覆う場合には、前記分離フィルムは、互いに異なる大きさの極板の一側面、対向側面、または一側面及び対向側面に密着していないことがある。したがって、この場合には、前記一側面、対向側面、または一側面及び対向側面から離隔している分離フィルムの部位を切断したり熱処理したりして、前記分離フィルムが、一側面、対向側面、または一側面及び対向側面に密着するようにすることができる。
また、前記分離フィルムで極板の一面及び対向面と一側面、対向側面、または一側面及び対向側面のみを覆う場合にも、前記分離フィルムは、互いに異なる大きさの極板の一側面、対向側面、または一側面及び対向側面に密着していないことがある。したがって、この場合にも、前記一側面、対向側面、または一側面及び対向側面から離隔している分離フィルムの部位を切断したり熱処理したりして、前記分離フィルムが、一側面、対向側面、または一側面及び対向側面に密着するようにすることができる。
前記階段構造は、互いに異なる大きさの極板の積層構造から形成することができる。
具体的に、一つの階段構造は、互いに異なる大きさの正極板と負極板が分離フィルムを挟んだ状態で積層され、分離フィルムで正極板及び負極板の一側面、対向側面、または一側面及び対向側面を覆う場合に形成可能である。
また、二つの階段構造は、互いに異なる大きさの三つの極板が、分離フィルムを挟んで、互いに異なる極性を有する極板が積層され、分離フィルムでそれぞれの極板の一側面、対向側面、または一側面及び対向側面を覆う場合に形成可能である。
上記の説明から、三つ以上の階段構造が形成される場合もまた当業者が容易に理解することができるので、これについては、これ以上の詳細な説明を省略する。
このような階段構造が形成される部位は、特に限定されない。具体的に、前記極板が、前面のみが同一平面上に存在するように積層される場合、階段構造は、極板の後面、一側面、または対向側面で形成され、前面、後面、側面が全て同一平面上に存在しないように積層される場合には、階段構造は、極板の前面、後面、側面で全て形成され得る。上記の説明から、階段構造が形成される部位は当業者が容易に理解することができるので、これについては、これ以上の詳細な説明を省略する。
前記階段構造は、幅と高さを有し、前記幅は、積層された極板の全幅または全長の差に対応する長さを有し、前記高さは、それぞれの段の高さの和であり、前記段の高さは、積層されたそれぞれの極板の高さに対応する長さであり得る。前記幅及び／または段の高さは、電極組立体を内蔵した電池セルが装着されるデバイスの曲率に応じて変化することができる。
前記階段構造は、（ｉ）段の高さは同一であり、幅が互いに異なるか、または（ｉｉ）幅及び段の高さが全て異なっていてもよい。
上記では、分離フィルムが、正極板または負極板のような極板同士間の積層面に位置しながら、極板のそれぞれの側面を覆っている構造についてのみ説明したが、本発明の範囲がこれに限定されるものではない。
本発明に係る電極組立体は、前記極板のうち一部が、分離板を挟んで、互いに反対の極性を有する極板が平面を基準として高さ方向に沿って交互に積層された、単位セルを含むことができる。このとき、分離フィルムは、極板と分離板との間、及び単位セルと分離フィルムとの間の界面接触を堅固に維持することができる。
この場合、積層された極板のうち最下段に積層されている極板は、分離板を挟んで負極板と対面する一面にのみ正極スラリーが塗布されている正極板であってもよい。具体的に、前記正極板の一面は、分離板を挟んで積層されている負極板の一面に対応する部位にのみ正極スラリーが塗布されていてもよい。
単位セルを構成する極板のうち同じ極性を有する極板の大きさは、同一であってもよく、異なっていてもよい。
前記極板及び分離板は、平板状であってもよく、曲面を有する板状であってもよい。
このとき、本発明に係る電極組立体は、一つまたは二つ以上の極板と大きさが互いに同一または異なる極板を一つまたは二つ以上含み、一つまたは二つ以上の極板と大きさが互いに同一または異なる単位セルを一つまたは二つ以上含み、一つまたは二つ以上の単位セルと大きさが互いに同一または異なる単位セルを一つまたは二つ以上含んでいてもよい。
このとき、互いに異なる大きさの極板の積層構造、互いに異なる大きさの極板と単位セルの積層構造、または互いに異なる大きさの単位セルの積層構造などは、幅と高さがある一つまたは二つ以上の階段構造を形成することができる。
このような単位セルは、前記極板のうち一部または全部に、分離板及び極板をさらに付加することによって作製することができる。
具体的に、前記単位セルは、最上段と最下段の極板の極性が互いに同一であってもよく、最上段と最下段の極板の極性が互いに異なっていてもよい。また、最上段と最下段の極板の極性が互いに同一である単位セルは、最上段と最下段の極板の極性が全て正極である単位セルであってもよく、最上段と最下段の極板の極性が全て負極である単位セルであってもよい。
また、本発明は、下記のような複合電極組立体を提供する。
本発明に係る複合電極組立体は、
電極タップが形成されている構造を有する極板と；
同じ大きさの二つ以上の極板と、前記極板の積層面及び電極タップ非形成部位である極板の側面を覆っている一単位のシート状の分離フィルムとを含み、前記極板は、前記分離フィルムを挟んで、互いに反対の極性を有する極板が対面するように平面を基準として高さ方向に沿って積層されているスタック／フォールディング型電極組立体と；分離板を挟んで、互いに反対の極性を有する極板が平面を基準として高さ方向に沿って積層されている積層型電極組立体と；からなる群から選択された二つ以上の極性体が、
分離板またはシート状の分離フィルムを挟んで、互いに反対の極性を有する極板が配列されるように平面を基準として高さ方向に沿って積層されており、
前記極性体は、一つまたは二つ以上の極性体と大きさが互いに同一または異なる極性体を一つまたは二つ以上含んでおり、互いに異なる大きさの極性体の積層構造は、幅と高さがある一つまたは二つ以上の階段構造を形成することを特徴とする。
前記分離板または分離フィルムを挟んで隣接している極板のうち、相対的に大きさが大きい極板は、負極板または正極板であってもよい。
また、積層された極板のうち最下段に積層されている極板は、負極板または正極板であってもよく、この場合、最下段の正極板は、分離フィルムを挟んで負極板と対面する一面にのみ正極スラリーが塗布されていてもよい。
前述したように、前記階段構造は、（ｉ）段の高さは同一であり、幅が異なるか、または、（ｉｉ）幅及び段の高さが全て異なっていてもよく、前記幅及び／または段の高さは、複合電極組立体を内蔵した電池セルが装着されるデバイスの曲率に応じて変化することができる。
本発明はまた、上記の電極組立体または複合電極組立体が電池ケース内に内蔵されて電解質で含浸され、密封された構造からなるリチウム二次電池を提供する。前記リチウム二次電池の電極端子は、前記電極組立体または複合電極組立体のそれぞれの電極タップのそれぞれが、電極リードに結合された構造であってもよい。
前記電極リードのそれぞれは、全幅、全長、全高のうち一つ以上が互いに異なるか、または、全幅、全長、全高が全て同一であってもよい。
一つの具体的な例において、前記積層型電極組立体は、正極板及び負極板のいずれか一つと分離板とが最外郭を構成するように、正極板、負極板、分離板が積層された状態で接合（ｌａｍｉｎａｔｅ）されている構造の第１電極群を含むことができる。
第２の具体的な例において、分離板が最外郭を構成するように、正極板、負極板、分離板が積層された状態で接合（ｌａｍｉｎａｔｅ）されている第２電極群を含むことができる。
例えば、前記第１電極群は、正極板、分離板、負極板、分離板が順次スタックされた状態で接合（ｌａｍｉｎａｔｅ）された構造、または負極板、分離板、正極板、分離板が順次スタックされた状態で接合された構造であってもよい。
第３の具体的な例において、前記積層型電極組立体は、正極板と負極板が最外郭を構成し、分離板が正極板と負極板との間に介在するように、正極板、負極板、分離板が積層された状態で接合されている第３電極群を含むことができる。
第４の具体的な例において、正極板及び負極板のいずれか一つと一つの分離板とが積層された状態で接合されている第４電極群を含むことができる。
前記積層型電極組立体は、前記第１電極群のみが積層された構造であってもよく、第２電極群のみが積層された構造であってもよく、第３電極群のみが積層された構造であってもよく、第４電極群のみが積層された構造であってもよく、またはこれらの組み合わせであってもよい。
例えば、前記積層型電極組立体は、前記第１電極群のみがスタックされていてもよい。
前記第１電極群の最上段または最下段には、第２電極群がスタックされていてもよい。
第２電極群のみが積層されている構造は、第２電極群の間に正極板または負極板のいずれか一つが介在していてもよい。
前記分離板の末端は、正極板及び負極板の大きさ、すなわち、横の長さまたは縦の長さに比べて長く延びていてもよい。延びている分離板の末端は、互いに熱融着されてもよい。
一方、前記第１電極群ないし第４電極群には、正極板、分離板、負極板のスタック構造をより堅固に維持する固定部材をさらに付加することができる。
前記固定部材は、第１電極群または第２電極群とは別個の外部部材であって、第１電極群の外周面の一部または全部を覆っている粘着テープまたは接着テープであってもよい。
前記第１電極群の外周面は、第１電極群の側面、平面、前面、後面などを全て含む概念であり得る。
前記固定部材は、第１電極群または第２電極群を構成する分離板の一部であってもよく、この場合、分離板の末端を熱融着させることによって、第１電極群または第２電極群を固定させることができる。但し、これに限定されるものではない。
前記固定部材は、第１電極群または第２電極群を固定させる機能を行うことができる部材を全て含む。
上記の第１電極群及び第２電極群を含んで積層型電極組立体を構成する場合、正極板、負極板、分離板が単純にスタックされている構造の積層型電極組立体に比べて、量産性ないし良品率を向上させることができる。
また、第１電極群単位で正極板、分離板、負極板が互いに接合されている状態であるので、スウェリングによる体積膨張を最小化することができる長所がある。
上記の第１電極群及び第２電極群を含んで積層型電極組立体を構成する場合、フォールディング工程で具現される電極組立体のアラインメント不良や工程設備を除去し、一つのラミネーターのみを用いて第１電極群または第２電極群の形成を完了し、単純なスタックで積層型電極組立体を具現できるようになるので、フォールディング工程時に発生する電極損傷が減少し、電解液の濡れ性を向上させることができ、外部に露出される分離板に片面有無機複合分離膜（ＳＲＳ分離膜）を適用できるようになるので、セルの厚さが減少すると同時に、工程コストを低減できるようになる。
前記電池ケースは、樹脂層及び金属層を含むラミネートシートの電池ケースであって、本発明に係る階段構造の電極組立体または複合電極組立体が内蔵される収納部が形成されていてもよく、前記収納部は、本発明に係る階段構造の電極組立体または複合電極組立体の形状に対応する階段構造の形状を有することができる。
前記リチウム二次電池は、携帯電話、携帯用コンピュータ、スマートフォン、スマートパッド、ネットブック、ＬＥＶ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、及び電力貯蔵装置などの電源として使用することができる。
従来の代表的なパウチ型二次電池の分解斜視図である。 従来の代表的なパウチ型二次電池の分解斜視図である。 本発明に係る電極組立体を構成する極板及び分離板の斜視図と垂直断面図を模式的に示す図である。 本発明に係る電極組立体を構成する極板及び分離板の斜視図と垂直断面図を模式的に示す図である。 最上段の極板と最下段の極板の極性が互いに異なる単位セルの垂直断面図の模式図である。 最上段の極板と最下段の極板の極性が互いに異なる単位セルの垂直断面図の模式図である。 最上段の極板と最下段の極板の極性が同一である単位セルの垂直断面図の模式図である。 本発明の一つの実施例に係る電極組立体の垂直断面図の模式図である。 図７の電極組立体の展開図の模式図である。 本発明の他の一つの実施例に係る電極組立体の垂直断面図である。 本発明の他の一つの実施例に係る電極組立体の垂直断面図である。 本発明の他の一つの実施例に係る電極組立体の垂直断面図である。 本発明の他の一つの実施例に係る電極組立体の垂直断面図である。 本発明の一つの実施例に係る複合電極組立体の垂直断面図の模式図である。 本発明の一実施例に係る第１電極群の構造を示す図である。 本発明の一実施例に係る第２電極群の構造を示す図である。 本発明の一実施例に係る積層型電極組立体を示す模式図である。 図１４の第１電極群の固定構造の模式図である。 本発明の一実施例に係る第１電極群の製造工程図である。 本発明の更に他の実施例に係る電極組立体の平面図である。
以下では、本発明の実施例に係る図面を参照して説明するが、これは、本発明のより容易な理解のためのものであり、本発明の範疇がそれによって限定されるものではない。
図２乃至図３には、本発明に係る電極組立体を構成する正極板１３０、負極板１７０及び分離板１５０が模式的に示されている。図２及び図３を共に参照すると、正極板１３０は、正極集電体１３６上に正極スラリー１３２が塗布されている構造であり、負極板１７０は、負極集電体１７６に負極スラリー１７２が塗布されている構造である。
図２の正極板１３０は、正極スラリー１３２が正極集電体１３６の上下両面に塗布されており、負極板１７０は、負極スラリー１７２が負極集電体１７６の上下両面に塗布されている。図２及び図３の正極板１３０及び負極板１７０は、全長Ｌ１、全幅Ｓ１、全高Ｈを有する平行直方体の形状からなっている。
図４乃至図６には、図３の正極板１３０と負極板１７０とが分離板１５０を挟んで積層面と平行な平面を基準として高さ方向に沿って交互に積層されている積層型電極組立体３００，４００の垂直断面図が模式的に示されている。
図４及び図５の積層型電極組立体２１０，２２０，２３０，２４０，２５０は、積層された極板のうち最上段の極板と最下段の極板の極性が互いに異なる。図６の積層型電極組立体３１０，３２０，３３０は、積層された極板のうち最上段の極板と最下段の極板の極性が互いに同一である。
積層型電極組立体２２０，２５０，３３０において最下段に積層されている正極板は、上段に積層された分離板と直接接触する一面にのみ正極スラリーが塗布されている。
図７には、図４及び図５の積層型電極組立体のみで構成した本発明に係る電極組立体の垂直断面図が模式的に示されている。具体的に、最下段には、同じ全幅を有し、積層型電極組立体３００Ｂ，３００Ｄ，３００Ｆ，３００Ｈに比べて最も全幅が長い積層型電極組立体３００Ｉ，３００Ｇ，３００Ｅ，３００Ｃ，３００Ａが平面を基準として高さ方向に沿って順次積層されており、積層型電極組立体３００Ａの上段には、積層型電極組立体３００Ｉ，３００Ｇ，３００Ｅ，３００Ｃ，３００Ａに比べて全幅が短く、同じ大きさの全幅を有する積層型電極組立体３００Ｂ，３００Ｄが順次積層されており、積層型電極組立体３００Ｄの上段には、電極組立体３００Ｂ，３００Ｄに比べて全幅が短く、同じ全幅を有する積層型電極組立体３００Ｆ，３００Ｈが順次積層されている。
このとき、最下段の電極組立体３００Ｉは、図４又は図５の積層型電極組立体２２０，２５０であってもよい。
電極組立体３００Ｉ，３００Ｇ，３００Ｅ，３００Ｃ，３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｄ，３００Ｆ，３００Ｈの一側面または対向面が、一致または同一平面上に存在するように積層されている。
電極組立体３００Ｉ，３００Ｇ，３００Ｅ，３００Ｃ，３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｄ，３００Ｆ，３００Ｈの一面及び対向面と一側面及び対向側面は、分離フィルム４５０で覆われており、電極組立体３００Ｉ，３００Ｇ，３００Ｅ，３００Ｃ，３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｄ，３００Ｆ，３００Ｈが積層されている構造物の外周面もまた分離フィルム４５０で覆われている。
分離フィルム４５０は、電極組立体３００Ｉ，３００Ｇ，３００Ｅ，３００Ｃ，３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｄ，３００Ｆ，３００Ｈが積層されている構造物の外周面を覆った後、熱融着で固定されるか、またはテープで固定されてもよい。図７において、分離フィルム４５０は、電極組立体３００Ｉ，３００Ｇ，３００Ｅ，３００Ｃ，３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｄ，３００Ｆ，３００Ｈが積層されている構造物の外周面を覆った後、テープで固定されている。
図８には、図７の電極組立体の展開図が開示されている。具体的に、電極組立体３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ，３００Ｄ，３００Ｅ，３００Ｆ，３００Ｇ，３００Ｈ，３００Ｉは、最も大きい全長Ｌ１を有する電極組立体３００Ａ，３００Ｃ，３００Ｅ，３００Ｉに対応する幅Ｌ２を有する分離フィルム上に、分離フィルム４５０の長さＳ２方向に沿って、
電極組立体３００Ａが、それの全幅Ｓ１と電極組立体３００Ｂの高さとの和に相当する距離だけ電極組立体３００Ｂと離隔し、電極組立体３００Ｃが、電極組立体３００Ａ，３００Ｂの高さと分離フィルムの厚さとの和に該当する距離だけ電極組立体３００Ｂと離隔する方式で、電極組立体３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ，３００Ｄ，３００Ｅ，３００Ｆ，３００Ｇ，３００Ｈ，３００Ｉが所定の距離で離隔した状態で、順に分離フィルム４５０に配列されており、電極組立体３００Ａが巻き始め点に位置し、電極組立体３００Ｉが巻き終わり点に位置している。
このように電極組立体３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ，３００Ｄ，３００Ｅ，３００Ｆ，３００Ｇ，３００Ｈ，３００Ｉが配列されている分離フィルムを巻き取ることによって、図７の電極組立体を作製することができる。
図８において、電極組立体３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ，３００Ｄ，３００Ｅ，３００Ｆ，３００Ｇ，３００Ｈ，３００Ｉは、平面上、角部のうち一つが曲線をなしている。勿論、平面上、角部が直角をなしている場合にも、図８のように電極組立体３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ，３００Ｄ，３００Ｅ，３００Ｆ，３００Ｇ，３００Ｈ，３００Ｉを配列して、図７の電極組立体を作製できることは勿論である。
図８において、積層型電極組立体３００Ａ，３００Ｃ，３００Ｅ，３００Ｇ，３００Ｉの電極タップの全幅は、積層型電極組立体３００Ｂ，３００Ｄの電極タップの全幅に比べて大きい。同様に、積層型電極組立体３００Ｂ，３００Ｄの電極タップの全幅は、積層型電極組立体３００Ｆ，３００Ｈの電極タップの全幅に比べて大きい。
具体的に、積層型電極組立体３００Ｅと積層型電極組立体３００Ｆのそれぞれの正極タップ１３８Ｅ，１３８Ｆの全幅は互いに異なる。但し、電極組立体３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ，３００Ｄ，３００Ｅ，３００Ｆ，３００Ｇ，３００Ｈ，３００Ｉの電極タップの全幅は同一であってもよい。
図８には、分離フィルム４５０が電極組立体３００Ｉ，３００Ｇ，３００Ｅ，３００Ｃ，３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｄ，３００Ｆ，３００Ｈの一面及び対向面と一側面及び対向側面を覆う長さＳ２を有しているように表現されているが、電極組立体３００Ｉ，３００Ｇ，３００Ｅ，３００Ｃ，３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｄ，３００Ｆ，３００Ｈが積層されている構造物の外周面を覆うことができる長さを有することができることは、当業者に容易に理解されるであろう。
図７において、電極組立体３００Ａと電極組立体３００Ｂの積層面には、電極組立体３００Ａと電極組立体３００Ｂとの全幅の差だけの空間が形成される。また、電極組立体３００Ｄと電極組立体３００Ｆの積層面にも、電極組立体３００Ｄと電極組立体３００Ｆとの全幅の差だけの空間が形成される。したがって、電極組立体３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｆの積層面には、幅と高さがある階段構造が形成される。幅は、電極組立体３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｆの全幅の差に応じて変化し得る。このような階段構造の幅を構成する極板は負極板である。但し、図１３の複合電極組立体の正極板１３０のように、階段構造の幅を構成する極板は正極板１３０であってもよい。
これと関連して、図７の電極組立体は、図４及び図５の積層型電極組立体を使用した場合であるから、全幅が異なる場合として説明しているだけである。したがって、全幅が互いに異なる場合だけでなく、全長が互いに異なる場合にも全長の差だけの幅が形成され得ることは、上記の説明から当業者が容易に理解できるであろう。
また、図７において、電極組立体３００Ｉ，３００Ｇ，３００Ｅ，３００Ｃ，３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｄ，３００Ｆ，３００Ｈの高さが全て同一であるので、二つの電極組立体３００Ｂ，３００Ｄの高さの和は、四つの電極組立体３００Ｉ，３００Ｇ，３００Ｃ，３００Ａの高さの和よりも小さい。その結果、図７の電極組立体は、高さの差がある階段構造を含んでいる。このような幅と高さは、曲線処理されたデバイスの曲率に応じて変化できることは、前述した通りである。
これと関連して、図１１を参照すると、図１１には、図４乃至図６の積層型電極組立体で構成した本発明に係る電極組立体の垂直断面図が模式的に示されている。
図７の電極組立体との相違点は、最下段には、同じ全幅を有し、積層型電極組立体３００Ａ，４００Ｂ，４００Ｄに比べて最も全幅が長い積層型電極組立体３００Ｅ，４００Ｃが平面を基準として高さ方向に沿って順次積層されており、積層型電極組立体４００Ｃの上段には、積層型電極組立体３００Ｅ，４００Ｃに比べて全幅が短い積層型電極組立体３００Ａが積層されており、積層型電極組立体３００Ａの上段には、電極組立体３００Ａに比べて全幅が短く、同じ全幅を有する積層型電極組立体４００Ｂ，４００Ｄが順次積層されているという点である。
また、分離フィルム４５０が、電極組立体３００Ｅ，４００Ｃ，３００Ａ，４００Ｂ，４００Ｄの一面及び対向面と一側面及び対向側面に密着しているという点である。具体的に、点線で表示された円領域（ＩＩ）を参照すると、分離フィルム４５０は、電極組立体３００Ｅ，４００Ｃ，３００Ａ，４００Ｂ，４００Ｄの階段構造が形成されている一側面または対向面に密着するために、切断されていることを確認することができる。
図１１を参照すると、電極組立体３００Ｅ，４００Ｃの積層構造物と電極組立体３００Ａの頂点に全て接する直線Ｙと、最も大きい全幅を有する電極組立体３００Ｅ，４００Ｃの一側面または対向側面に接する任意の垂直線Ｘとの間の角度は、電極組立体４００Ｂ，４００Ｄの積層構造物と電極組立体３００Ａの頂点に全て接する直線Ｚと、垂直線Ｘとの間の角度に比べて小さい。しかし、このような角度は、デバイスの曲率に応じて変化することができる。
図９は、平面を基準として、最上段と最下段の極板の極性が同じ電極組立体４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃ，４００Ｄ，４００Ｅ，４００Ｆ，４００Ｇ，４００Ｈ，４００Ｉが、高さ方向及び高さ方向と反対方向の両方向に積層されている点で図７の電極組立体と差がある。このとき、電極組立体４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃ，４００Ｄ，４００Ｅ，４００Ｆ，４００Ｇ，４００Ｈ，４００Ｉはそれぞれ、正極板または負極板であってもよい。
また、電極組立体４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃ，４００Ｄ，４００Ｅ，４００Ｆ，４００Ｇ，４００Ｈ，４００Ｉは、一側面及び対向側面が不一致または同一平面上に存在しないという点で差がある。
図１０は、平面の電極組立体は、最上段と最下段の極板の極性が同じ電極組立体４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃ，４００Ｄ，４００Ｅ，４００Ｆ，４００Ｇ，４００Ｈが、平面を基準として高さ方向または高さ方向と反対方向にのみ積層されている点で、図９と差がある。
また、分離フィルム４５０が、電極組立体４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃ，４００Ｄ，４００Ｅ，４００Ｆ，４００Ｇ，４００Ｈの一側面または対向側面のみを覆っている点で、図９の電極組立体と差がある。
図１２は、図４乃至図６の積層型電極組立体で電極組立体を構成した点は、図１１と同一であるが、分離フィルム４５０に熱を加えて、電極組立体３００Ａ，４００Ｂ，３００Ｃ，４００Ｄ，４００Ｅの階段構造が形成されている一側面または対向側面に密着させた点で差がある（点線円（Ｉ）参照）。
図１３は、本発明に係る電極組立体のうち一つ５００と、最上段と最下段の極板の極性が互いに同一である積層型電極組立体３１０とを積層しながら、それらの間に正極板１３０及び分離板１５０を介在して階段構造を形成させた本発明に係る複合電極組立体６００の模式図である。
複合電極組立体６００は、正極板または負極板の極板、及び／または図３乃至図５の積層型電極組立体と電極組立体５００を組み合わせて階段構造を形成させたこと以外は、前述した電極組立体５００に対する説明から、当業者はその構造について容易に理解できるであろう。
分離板１５０を挟んで積層型電極組立体３１０の最下段の負極と対面する正極板１３０が、最下段の負極に比べて長い全幅を有するので、電解質と直接接触することを防止するために、正極板１３０と積層型電極組立体３１０との全幅の差に該当する階段構造の空間には、上記の全幅の差だけの空間の面積に該当する負極板が置かれていてもよい。
第１電極群は、図１４に示した構造のように、分離板３１０、正極板３２０、分離板３３０、負極板３４０が順次積層された状態で接合された構造となっている。
第２電極群は、図１５に示した構造のように、分離板４１０、負極板４２０、分離板４３０が順次積層された状態で接合された構造となっている。
図１６は、図１４の第１電極群が積層され、第１電極群積層体の最上段に図１５の第２電極群が積層された構造の積層型電極組立体が示されている。
図１７には、図１４の第１電極群に固定部材がさらに付加された実施例が示されている。具体的に、第１電極群３００の側面または前面には固定部材Ｔ１がさらに付加されている。
単純な積層構造であるため、積層の安定性を確保するために、積層された構造の側面に別個の部材を用いて固定を行うことができ、このような固定部材は、図１７（ａ）に示すように、第１電極群３００の全面をテーピングする方式で具現するか、または図１７（ｂ）に示すように、第１電極群３００の側面のみを固定する固定部材Ｔ２として具現することも可能である。
図１８は、本発明に係る第１電極群の製造工程を示す工程模式図である。
図示のように、分離板３１０、正極板３２０、分離板３３０、負極板３４０の材料（シート状の構造でローディングされるローディングユニットを利用）を同時にローディングし、中間層として用いられる正極板３２０を、設計された大きさに切断してローディングし、その後、上部と下部に配置された分離板３１０，３３０が同時にローディングされると同時に、負極板３４０の材料が共にラミネーターＬ１，Ｌ２にローディングされる。
その後、ラミネーターでは、熱及び圧力で二つの電極板と二つの分離板が接着された構造体、すなわち、第１電極群を具現するようになり、次いで、切断機Ｃ３を通じて切断して、第１電極群を完成した後、厚さ検査（ａ）、ビジョン検査（ｂ）、ショート検査（ｃ）などの検査工程をさらに行うことができる。
その後、このように形成された第１電極群は、固定部材を用いて固定するか、または積層を通じて多数の第１電極群が積層された構造物として形成した後、図１５の第２電極群を積層し、固定部材を用いて固定する工程を通じて、積層型電極組立体を完成することができる。
図１９には、本発明の更に他の実施例に係る電極組立体の平面図が模式的に示されている。
図１９を参照すると、電極組立体７００は、第１電極群７１０及び第２電極群７２０からなっている。このような電極組立体４００を構成する電極群の数以外の構造は、上述した実施例の構造と同一であるので、これについてのその他の詳細な説明は省略する。
本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、上記内容に基づいて本発明の範疇内で様々な応用及び変形を行うことが可能であろう。
以上で説明したように、本発明に係る電極組立体及び複合電極組立体は、デバイスの曲率に応じて変化する階段構造を含んでいるので、従来の電極組立体とは異なり、デバイス内部のデッドスペースを活用して、デバイスの体積当たりの容量を向上させる効果がある。
１０ パウチ型二次電池
２０ 電極組立体
２１，２２ 電極タップ
３０，３１ 電極リード
４０ 電池ケース
４１ 収納部
４２ 下部ケース
４３ 上部ケース
４４ 上端シーリング部
４５，４６ 側面シーリング部
４７ 下端シーリング部
１３０ 正極板
１３２ 正極スラリー
１３６ 正極集電体
１３８Ｅ，１３８Ｆ 正極タップ
１５０ 分離板
１７０ 負極板
１７２ 負極スラリー
１７６ 負極集電体
２１０，２２０，２３０，２４０，２５０ 積層型電極組立体
３００ 積層型電極組立体
３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ，３００Ｄ，３００Ｅ，３００Ｆ，３００Ｇ，３００Ｈ，３００Ｉ 電極組立体
３１０，３２０，３３０ 積層型電極組立体
４００ 積層型電極組立体
４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃ，４００Ｄ，４００Ｅ，４００Ｆ，４００Ｇ，４００Ｈ，４００Ｉ 電極組立体
４１０ 分離板
４２０ 負極板
４３０ 分離板
４５０ 分離フィルム
５００ 電極組立体
６００ 複合電極組立体
７００ 電極組立体
７１０ 第１電極群
７２０ 第２電極群

Claims (26)

  1. 電極タップが形成されている構造を有する二つ以上の極板と、
    前記極板の一面及び対向面と、電極タップ非形成部位である極板の側面とを覆っている一単位のシート状の分離フィルムと、を含み、
    前記極板は、前記分離フィルムを挟んで、互いに反対の極性を有する極板が対面するように平面を基準として高さ方向に沿って積層されており、
    前記二つ以上の極板は、全長及び／または全幅が互いに異なる極板を含んでおり、前記全長及び／または全幅が互いに異なる極板を含む積層構造は、幅と高さがある一つまたは二つ以上の階段構造を形成し、
    前記階段構造は、電極タップ非形成部位に形成されており、
    前記分離フィルムは、前記極板の積層面、及び階段構造が形成される電極タップ非形成部位である極板の側面に密着しており、
    前記分離フィルムを挟んで隣接している極板のうち、相対的に大きさが大きい極板は負極板であることを特徴とする、電極組立体。
  2. 平面を基準として高さ方向に積層された極板と対称または非対称的に前記高さ方向と反対方向に、分離フィルムを挟んで、互いに反対の極性を有する極板が積層されていることを特徴とする、請求項１に記載の電極組立体。
  3. 前記極板のうち一部または全部には、分離板及び極板がさらに付加されて、分離板を挟んで互いに反対の極性を有する極板が積層方向に沿って交互に積層される単位セルを形成することを特徴とする、請求項１に記載の電極組立体。
  4. 前記単位セルは、最上段と最下段の極板の極性が互いに同一である単位セルであることを特徴とする、請求項３に記載の電極組立体。
  5. 前記単位セルは、最上段と最下段の極板の極性が互いに異なる単位セルであることを特徴とする、請求項３に記載の電極組立体。
  6. 前記階段構造は、電極タップ形成部位にも形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の電極組立体。
  7. 前記積層された極板のうち、最下段に積層されている極板は負極板であることを特徴とする、請求項１に記載の電極組立体。
  8. 前記積層された極板のうち、最下段に積層されている極板は、分離フィルムを挟んで負極板と対面する一面にのみ正極スラリーが塗布されている正極板であることを特徴とする、請求項１に記載の電極組立体。
  9. 前記積層された極板のうち、最下段に積層されている極板は、分離フィルムを挟んで負極板と対面する一面にのみ正極スラリーが塗布されている正極板であり、前記正極板の一面は、分離フィルムを挟んで積層されている負極板の一面に対応する部位にのみ正極スラリーが塗布されていることを特徴とする、請求項１に記載の電極組立体。
  10. 前記極板は、電極タップ形成部位の長さである全幅、電極タップ非形成部位の長さである全長、及び極板の高さである全高を有する平行六面体の形状であることを特徴とする、請求項１に記載の電極組立体。
  11. 前記極板は、直方体状であることを特徴とする、請求項９に記載の電極組立体。
  12. 前記極板は、立方体状であることを特徴とする、請求項９に記載の電極組立体。
  13. 前記極板は、角部のうち少なくとも一つの角部が、平面上、曲線をなしていることを特徴とする、請求項９に記載の電極組立体。
  14. 前記階段構造は、二つ以上の階段構造を有し、前記二つ以上の階段構造は、（ｉ）段の高さは同一であり、幅が異なるか、または（ｉｉ）段の幅及び高さが異なることを特徴とする、請求項１に記載の電極組立体。
  15. 前記幅及び／または段の高さは、電極組立体を内蔵した電池セルが装着されるデバイスの曲率に応じて変化することを特徴とする、請求項１４に記載の電極組立体。
  16. 前記幅は、積層された極板の全幅または全長の差に対応し、前記段の高さは、積層された極板の高さに該当することを特徴とする、請求項１４に記載の電極組立体。
  17. 前記分離フィルムは、積層された極板の外周面を覆い、末端が熱融着またはテープで固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の電極組立体。
  18. 前記積層された極板のうち、最下段に積層されている極板は、分離板を挟んで負極板と対面する一面にのみ正極スラリーが塗布されている正極板であることを特徴とする、請求項３に記載の電極組立体。
  19. 前記積層された極板のうち、最下段に積層されている極板は、分離板を挟んで負極板と対面する一面にのみ正極スラリーが塗布されている正極板であり、前記正極板の一面は、分離板を挟んで積層されている負極板の一面に対応する部位にのみ正極スラリーが塗布されていることを特徴とする、請求項３に記載の電極組立体。
  20. 電極タップが形成されている構造を有する極板と、
    同じ大きさの二つ以上の極板と、前記極板の一面及び対向面と電極タップ非形成部位である極板の側面を覆っている一単位のシート状の分離フィルムとを含み、前記極板は、前記分離フィルムを挟んで、互いに反対の極性を有する極板が対面するように平面を基準として高さ方向に沿って積層されているスタック／フォールディング型電極組立体と、
    分離板を挟んで、互いに反対の極性を有する極板が平面を基準として高さ方向に沿って積層されている積層型電極組立体と、からなる群から選択され、少なくとも前記スタック／フォールディング型電極組立体を含む二つ以上の極性体が、
    分離板またはシート状の分離フィルムを挟んで、互いに反対の極性を有する極板が配列されるように平面を基準として高さ方向に沿って積層されており、
    前記二つ以上の極性体は、全長及び／または全幅が互いに異なる極性体を含んでおり、前記全長及び／または全幅が互いに異なる極性体を含む積層構造は、幅と高さがある一つまたは二つ以上の階段構造を形成し、
    前記階段構造は、電極タップ非形成部位に形成されており、
    前記分離フィルムは、前記階段構造が形成される電極タップ非形成部位である極性体の側面に密着しており、
    前記分離板または分離フィルムを挟んで隣接している極板のうち、相対的に大きさが大きい極板は負極板であることを特徴とする、複合電極組立体。
  21. 積層された極板のうち、最下段に積層されている極板は、分離板または分離フィルムを挟んで負極板と対面する一面にのみ正極スラリーが塗布されている正極板であることを特徴とする、請求項２０に記載の複合電極組立体。
  22. 前記階段構造は、二つ以上の階段構造を有し、前記二つ以上の階段構造は、（ｉ）段の高さは同一であり、幅が異なるか、または（ｉｉ）幅及び段の高さが異なることを特徴とする、請求項２０に記載の複合電極組立体。
  23. 前記幅及び／または段の高さは、複合電極組立体を内蔵した電池セルが装着されるデバイスの曲率に応じて変化することを特徴とする、請求項２２に記載の複合電極組立体。
  24. 請求項１乃至２３のいずれか１項に記載の電極組立体または複合電極組立体が、電池ケース内に内蔵されて電解質で含浸され、密封された構造からなる、リチウム二次電池。
  25. 前記電極組立体または複合電極組立体のそれぞれの電極タップのそれぞれに電極リードが結合されて電極端子が形成されている構造からなることを特徴とする、請求項２４に記載のリチウム二次電池。
  26. 前記電極タップのそれぞれは、全幅、全長、全高のうち一つ以上が互いに異なるか、または、全幅、全長、全高が全て同一であることを特徴とする、請求項２５に記載のリチウム二次電池。
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