KR100462783B1 - Pole plate assembly for lithium ion cell, lithium ion polymer cell and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르면, 복수의 구획부를 가지는 것으로 연속된 세퍼레이터; 상기 세퍼레이트의 일 표면에서 소정의 구획부상에 부착되는 것으로, 양극 집전체상에 양극 활물질이 도포됨으로써 형성된 양극판; 상기 세퍼레이터의 다른 표면에서 소정의 구획부상에 부착되는 것으로, 음극집전체상에 음극 활물질이 도포됨으로써 형성된 음극판;을 구비하며, 상기 세퍼레이터의 각 구획부들을 서로에 대하여 접었을때 상기 양극판과 상기 음극판이 세퍼레이터를 그 사이에 두고 교번하여 배치되도록 상기 양극판과 상기 음극판들이 상기 세퍼레이터의 구획부상에 부착되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 폴리머 전지용 극판 조립체가 제공된다.According to the present invention, there is provided a separator comprising: a separator continuous with a plurality of partitions; A positive electrode plate attached to a predetermined partition portion on one surface of the separator and formed by applying a positive electrode active material onto a positive electrode current collector; A negative electrode plate attached to a predetermined partition portion on another surface of the separator, the negative electrode plate formed by applying a negative electrode active material onto a negative electrode current collector, and the positive electrode plate and the negative electrode plate A positive electrode assembly for a lithium ion polymer battery is provided, wherein the positive electrode plate and the negative electrode plates are attached on a partition portion of the separator such that the separators are alternately disposed with a separator therebetween.
Description
본 발명은 리튬 이온 폴리머 전지 및 그것의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연속적인 세퍼레이터상에 전극을 라미네이션한 후에 상기 세퍼레이터를 접어서 제조된 리튬 이온 폴리머 전지 및, 그것의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lithium ion polymer battery and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a lithium ion polymer battery prepared by folding an electrode after laminating an electrode on a continuous separator, and a method for manufacturing the same.
통상적으로 리튬 2차 전지는 액체 전해질을 사용하는 리튬 금속 전지와, 리튬 이온 전지 및, 고분자 고체 전해질을 사용하는 리튬 폴리머 전지(Lithium Ion Polymer Battery)로 구별된다. 또한 상기 리튬 폴리머 전지는 고분자 고체 전해질의 종류에 따라 유기 전해액이 함유되어 있지 않은 완전 고체형 리튬 폴리머 전지와 유기 전해액을 함유하고 있는 겔형 고분자 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머전지로 나눌 수 있다.Typically, a lithium secondary battery is classified into a lithium metal battery using a liquid electrolyte, a lithium ion battery, and a lithium ion battery using a polymer solid electrolyte. In addition, the lithium polymer battery may be classified into a fully solid lithium polymer battery containing no organic electrolyte and a lithium ion polymer battery using a gel polymer electrolyte containing an organic electrolyte according to the type of polymer solid electrolyte.
도 1은 통상적인 리튬 이온 폴리머 전지의 구조를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view schematically showing the structure of a conventional lithium ion polymer battery.
첨부된 도면을 참조하면, 리튬 이온 폴리머 전지는 집전체에 전극 활물질을 충전시킨 양극판 및, 음극판과, 상기 극판들 사이에 개재된 것으로 유기 전해액이함침되어 있는 세퍼레이터(Seperator)가 적층된 구조로 되어 있는 극판 조립체(11)를 구비한다. 또한 상기 양극판의 일측에는 양극 탭(12a)이 형성되고, 상기 음극판의 일 측에는 음극 탭(13a)이 형성된다. 양극 및 음극 탭(12a, 13a)은 일정한 간격을 두고 나란하게 배치된다. 상기 탭(12a, 13a)들은 리이드(14, 15)에 연결됨으로써 외부 회로와 접속될 수 있다.Referring to the accompanying drawings, a lithium ion polymer battery has a structure in which a positive electrode plate filled with an electrode active material in a current collector, a negative electrode plate, and a separator interposed between the electrode plates are stacked with an organic electrolyte impregnated therein. A pole plate assembly 11. In addition, a positive electrode tab 12a is formed at one side of the positive electrode plate, and a negative electrode tab 13a is formed at one side of the negative electrode plate. The positive and negative electrode tabs 12a and 13a are arranged side by side at regular intervals. The tabs 12a and 13a may be connected to an external circuit by being connected to the leads 14 and 15.
상술한 극판 조립체(11), 양극 탭(12a), 음극 탭(13a) 및, 양극 리이드(14)와 음극 리이드(15)는 절연성 케이스(16) 및 그와 일체로 형성된 커버(16a)에 의해 밀봉된다. 상기 절연성 케이스(16)와 커버(16a)는 통상적으로 알루미늄 박막의 상, 하면위에 열접착성 물질이 적층된 형태를 가지며, 열접착성 물질이 상호 접착됨으로써 극판 조립체(11)가 수용된 공간을 밀봉할 수 있다. 또한 전지 셀(11)과 외부와의 전기적인 연결을 위하여 양극 리이드(14)와 음극 리이드(15)의 일부가 외부로 노출된 상태에서 절연성 케이스(16)에 의해 밀봉된다.The above-described electrode plate assembly 11, the positive electrode tab 12a, the negative electrode tab 13a, and the positive electrode lead 14 and the negative electrode lead 15 are formed by an insulating case 16 and a cover 16a integrally formed therewith. Is sealed. The insulating case 16 and the cover 16a generally have a form in which heat-adhesive materials are stacked on upper and lower surfaces of an aluminum thin film, and the heat-adhesive materials are bonded to each other to seal a space in which the electrode plate assembly 11 is accommodated. can do. In addition, a portion of the positive electrode lead 14 and the negative electrode lead 15 are sealed by the insulating case 16 in a state where the positive electrode 14 and the negative electrode lead 15 are exposed to the outside for electrical connection between the battery cell 11 and the outside.
도 2 에 도시된 것은 도 1 에 도시된 극판 조립체를 분해된 상태로 도시한 것이다.2 shows the electrode plate assembly shown in FIG. 1 in an exploded state.
도면을 참조하면, 양극 집전체(21)의 양측 표면에는 양극 활물질 시이트(22)가 라미네이션 되어 있으며, 음극 집전체(22)의 양측 표면에는 음극 활물질 시이트(24)가 라미네이션 되어 있다. 도 1 을 참조하여 설명된 양극판 및, 음극판은 도 2 에 도시된 바와 같이 집전체(21,22)상에 활물질 시이트를 라미네이션시킴으로써 이루어지는 것이다. 양극 집전체(21)의 일측에는 양극 탭(21b)이 형성되며, 음극 집전체(22)의 일측에는 음극 탭(22b)이 형성된다. 한편, 집전체(21)에는 다수의 구멍(21a)이 형성되어 있다. 이러한 구멍(21a)들은 음극 집전체(22)상에도 형성된다.Referring to the drawings, the positive electrode active material sheets 22 are laminated on both surfaces of the positive electrode current collector 21, and the negative electrode active material sheets 24 are laminated on both surfaces of the negative electrode current collector 22. The positive electrode plate and negative electrode plate described with reference to FIG. 1 are made by laminating active material sheets on current collectors 21 and 22, as shown in FIG. A positive electrode tab 21b is formed at one side of the positive electrode current collector 21, and a negative electrode tab 22b is formed at one side of the negative electrode current collector 22. On the other hand, the current collector 21 is formed with a plurality of holes 21a. These holes 21a are also formed on the negative electrode current collector 22.
도 3a 및, 도 3b 에 도시된 것은 집전체상에 구멍을 형성하는 방식을 나타내는 설명도이다.3A and 3B are explanatory diagrams showing a method of forming a hole on a current collector.
도면을 참조하면, 박판의 알루미늄 또는 구리 재료로 형성된 집전체(32)상에다수의 슬릿(32)을 형성한다. 다음에 화살표 A 의 방향으로 집전체(32)를 잡아 당기면 도 3b 에 도시된 바와 같이 다수의 구멍(33)들이 형성된다. 다른 예에서는 박판의 집전체상에 펀치로 통공을 형성하는 경우도 있다.Referring to the drawings, a plurality of slits 32 are formed on the current collector 32 formed of a thin aluminum or copper material. Next, when the current collector 32 is pulled in the direction of arrow A, a plurality of holes 33 are formed as shown in FIG. 3B. In another example, a through hole may be formed on a current collector of a thin plate by a punch.
집전체상에 구멍을 형성하는 것은 전지의 제조 공정중에 가소제의 추출 작업과 관련된다. 집전체상에 라미네이션된 활물질 시이트내에는 전해질이 함침되어야 하는데, 전해질 함침 공간을 활물질 시이트내에 형성하기 위해서 활물질 슬러리에 포함된 가소제를 추출하게 된다. 즉, 가소제가 추출된 활물질 시이트내의 공간은 가소제가 함침되는 기공이 되는 것이다. 그런데 가소제 추출 공정은 도 2 에 도시된 양극판, 음극판 및, 세퍼레이터들이 적층된 상태에서 이루어지므로, 가소제의 원활한 추출을 위해서 다수의 구멍(33)이 형성되는 것이다.Forming pores on the current collector involves the extraction of plasticizers during the battery manufacturing process. An electrolyte must be impregnated in the active material sheet laminated on the current collector, and the plasticizer contained in the active material slurry is extracted to form the electrolyte impregnation space in the active material sheet. That is, the space in the active material sheet from which the plasticizer is extracted becomes pores in which the plasticizer is impregnated. However, since the plasticizer extraction process is performed in a state where the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separators shown in FIG. 2 are stacked, a plurality of holes 33 are formed for smooth extraction of the plasticizer.
그러나 집전체 상에 형성된 구멍들은 여러가지 문제점을 발생시킨다. 예를 들면, 집전체 면적이 구멍에 의해서 상대적으로 감소되므로 전기전도성이 감소될 수 있다. 또한 활물질 슬러리를 집전체상에 도포할때 구멍에 의해서 평활성이 감소하고 요철이 발생할 수 있다. 또한 완성된 전극의 두께가 균일하지 못하고, 활물질 시이트가 집전체에 대하여 접착되는 힘이 떨어질 수 있으며, 구멍을 통한 기포의혼입으로 기포가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.However, holes formed on the current collector cause various problems. For example, the electrical conductivity may be reduced because the current collector area is relatively reduced by the holes. In addition, when the active material slurry is applied on the current collector, smoothness may be reduced and irregularities may occur due to holes. In addition, there is a problem that the thickness of the finished electrode is not uniform, the force to which the active material sheet adheres to the current collector may drop, and bubbles may occur due to the mixing of bubbles through the holes.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 개선된 리튬 이온 폴리머 전지의 집전체를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an improved current collector of a lithium ion polymer battery.
본 발명의 다른 목적은 연속된 세퍼레이터 전극을 라미네이션시켜서 형성된 리튬 이온 폴리머 전지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a lithium ion polymer battery formed by laminating a continuous separator electrode.
도 1은 통상적인 리튬 이온 폴리머 전지의 개략적인 구조를 도시한 사시도,1 is a perspective view showing a schematic structure of a conventional lithium ion polymer battery;
도 2 는 통상적인 리튬 이온 폴리머 전지의 극판 조립체에 대한 분해 사시도.2 is an exploded perspective view of the electrode plate assembly of a conventional lithium ion polymer battery.
도 3a 및, 도 3b 는 집전체 제조 과정을 설명하는 설명도.3A and 3B are explanatory diagrams explaining a current collector manufacturing process;
도 4 에 도시된 것은 본 발명에 따른 리튬 이온 폴리머 전지의 극판 조립체에 대한 개략적인 사시도.4 is a schematic perspective view of an electrode plate assembly of a lithium ion polymer battery according to the present invention.
도 5 에 도시된 것은 본 발명에 따른 리튬 이온 폴리머 전지의 극판 조립체에 대한 개략적인 단면도.5 is a schematic cross-sectional view of an electrode plate assembly of a lithium ion polymer battery according to the present invention.
도 6 에 도시된 것은 본 발명에 따른 리튬 이온 폴리머 전지에 구비되는 극판의 일 예에 대한 분해 사시도.Figure 6 is an exploded perspective view of an example of the electrode plate provided in the lithium ion polymer battery according to the present invention.
도 7 에 도시된 것은 본 발명에 따른 리튬 이온 폴리머 전지에 구비되는 극판의 다른 예에 대한 분해 사시도.7 is an exploded perspective view of another example of the electrode plate provided in the lithium ion polymer battery according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
11...전지 셀 12a...양극 탭11 Battery cell 12a Anode tab
13...음극판 13a...음극 탭13 negative electrode plate 13a negative electrode tab
14, 15...리이드 16...케이스14, 15 ... Lead 16 ... Case
16a...커버 21... 박판16a ... cover 21 ... thin
40. 세퍼레이터. 41.42.43.44.45.46. 구획부40. Separator. 41.42.43.44.45.46. Compartment
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 복수의 구획부를 가지는 것으로 연속된 세퍼레이터; 상기 세퍼레이트의 일 표면에서 소정의 구획부상에 부착되는 것으로, 양극 집전체상에 양극 활물질이 도포됨으로써 형성된 양극판; 상기 세퍼레이터의 다른 표면에서 소정의 구획부상에 부착되는 것으로, 음극집전체상에 음극 활물질이 도포됨으로써 형성된 음극판;을 구비하며, 상기 세퍼레이터의 각 구획부들을 서로에 대하여 접었을때 상기 양극판과 상기 음극판이 세퍼레이터를 그 사이에 두고 교번하여 배치되도록 상기 양극판과 상기 음극판들이 상기 세퍼레이터의 구획부상에 부착되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 폴리머 전지용 극판 조립체가 제공된다.In order to achieve the above object, according to the present invention, a continuous separator having a plurality of partitions; A positive electrode plate attached to a predetermined partition portion on one surface of the separator and formed by applying a positive electrode active material onto a positive electrode current collector; A negative electrode plate attached to a predetermined partition portion on another surface of the separator, the negative electrode plate formed by applying a negative electrode active material onto a negative electrode current collector; and when the respective partition portions of the separator are folded with respect to each other, A positive electrode assembly for a lithium ion polymer battery is provided, wherein the positive electrode plate and the negative electrode plates are attached on a partition portion of the separator such that the separators are alternately disposed with a separator therebetween.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 양극 집전체와 상기 음극 집전체는 박판 포일의 형태이다.According to another feature of the invention, the positive electrode current collector and the negative electrode current collector is in the form of a thin foil.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 세퍼레이터는 순차적으로 형성되는 제 1 내지 제 6 구획부를 구비하고, 상기 제 2 구획부, 제 4 구획부 및, 제 5 구획부의 일 표면에는 제 1 내지 3 양극판이 각각 부착되고, 제 3 구획부 및, 제 5 구획부의 다른 표면에는 제 1 및, 제 2 음극판이 각각 부착되며, 상기 제 1 구획부 및, 제 6 구획부는 상기 제 1 양극판 및, 제 3 양극판을 각각 덮는다.According to another feature of the present invention, the separator includes first to sixth partitions that are sequentially formed, and the first to third bipolar plates are formed on one surface of the second partition, the fourth partition, and the fifth partition. Respectively attached to the third compartment and the other surface of the fifth compartment, and the first and second cathode plates are respectively attached, and the first compartment and the sixth compartment comprise the first anode plate and the third anode plate. Cover each.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 제 1 양극판 및, 제 3 양극판은 집전체의 일 표면에만 전극 활물질층이 형성되며, 상기 제 2 양극판과 제 1 및, 제 2 음극판은 집전체의 양 표면에 전극 활물질층이 형성된다.According to another feature of the invention, the first positive electrode plate and the third positive electrode plate is formed with an electrode active material layer only on one surface of the current collector, the second positive electrode plate and the first and second negative electrode plate on both surfaces of the current collector An electrode active material layer is formed.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 제 1 내지 제 3 양극판과 상기 제 1 및, 상기 제 2 음극판에 대한 가소제 추출 작업은 상기 세퍼레이터가 펼쳐진 상태에서 이루어진다.According to another feature of the invention, the plasticizer extraction operation for the first to third positive electrode plates, the first and the second negative electrode plate is performed in a state where the separator is unfolded.
또한 본 발명에 따르면, 복수의 구획부를 가지는 것으로 연속된 세퍼레이터; 상기 세퍼레이트의 일 표면에서 소정의 구획부상에 부착되는 것으로, 양극 집전체상에 양극 활물질이 도포됨으로써 형성된 양극판; 상기 세퍼레이터의 다른 표면에서 소정의 구획부상에 부착되는 것으로, 음극집전체상에 음극 활물질이 도포됨으로써 형성된 음극판;을 구비하는 극판 조립체; 상기 집전체의 일측에 형성된 양극탭 및, 음극탭에 각각 연결되는 양극 리이드 및, 음극 리이드 및, 상기 극판 조립체를 내측에 수용하여 밀폐시키는 케이스;를 구비하고, 상기 세퍼레이터의 각 구획부들을 서로에 대하여 접었을때 상기 양극판과 상기 음극판이 세퍼레이터를 그 사이에 두고 교번하여 배치되도록 상기 양극판과 상기 음극판들이 상기 세퍼레이터의 구획부상에 부착되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 폴리머 전지가 제공된다.According to the present invention, there is also provided a separator comprising: a separator continuous with a plurality of partitions; A positive electrode plate attached to a predetermined partition portion on one surface of the separator and formed by applying a positive electrode active material onto a positive electrode current collector; A negative electrode plate attached to a predetermined partition portion on the other surface of the separator, the negative electrode plate formed by applying a negative electrode active material onto a negative electrode current collector; A positive electrode tab formed on one side of the current collector, a positive electrode lead connected to the negative electrode tab, and a negative electrode lead, and a case for accommodating the electrode plate assembly therein and sealing the inside of each of the compartments of the separator. The positive electrode plate and the negative electrode plate is attached on the partition portion of the separator so that the positive electrode plate and the negative electrode plate are alternately arranged with the separator therebetween when folded.
또한 본 발명에 따르면, 전극 활물질을 집전체상에 도포함으로써 양극판 및,음극판을 형성하는 단계; 상기 양극판 및, 음극판들을 연속된 세퍼레이터의 각 구획부상에 부착하되, 상기 구획부를 접었을때 상기 양극판과 상기 음극판이 세퍼레이터를 그 사이에 두고 교번하여 배치되도록 상기 양극판과 음극판을 부착하는 단계; 상기 세퍼레이터가 펼쳐진 상태에서 상기 전극 활물질내에 포함된 가소제를 추출하는 단계; 및, 상기 세퍼레이터를 접는 단계;를 구비하는 리튬 이온 폴리머 전지의 제조 방법이 제공된다.In addition, according to the present invention, forming a positive electrode plate and a negative electrode plate by applying an electrode active material on the current collector; Attaching the positive electrode plate and the negative electrode plates on each partition of the continuous separator, and attaching the positive electrode plate and the negative electrode plate so that the positive electrode plate and the negative electrode plate are alternately disposed with the separator therebetween when the compartment is folded; Extracting a plasticizer contained in the electrode active material in the unfolded state of the separator; And, folding the separator; there is provided a method of manufacturing a lithium ion polymer battery.
또한 본 발명에 따르면, 상기 집전체는 박판 포일(foil)이다.In addition, according to the present invention, the current collector is a thin foil.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings the present invention will be described in more detail.
도 4 및, 도 5 에 도시된 것은 본 발명에 따른 리튬 이온 폴리머 전지의 극판 조립체에 대한 개략적인 사시도 및, 단면도이다.4 and 5 are schematic perspective views and cross-sectional views of an electrode plate assembly of a lithium ion polymer battery according to the present invention.
도 4 를 참조하면, 세퍼레이터(40)는 제 1 구획부(41), 제 2 구획부(42), 제 3 구획부(43), 제 4 구획부(44), 제 5 구획부(45) 및, 제 6 구획부(46)를 가지도록 형성된다. 상기 세퍼레이터(40)의 제 1 내지 제 6 구획부들은 실질적으로 단일의 세퍼레이터들을 일체로 연장시켜서 형성한 것으로서, 세퍼레이터(40)를 소정의 크기로 재단하여, 각 구획부를 설정한 다음에 세퍼레이터(40)를 서로에 대하여 접음으로써 형성되는 것이다.Referring to FIG. 4, the separator 40 includes a first compartment 41, a second compartment 42, a third compartment 43, a fourth compartment 44, and a fifth compartment 45. And the sixth partition portion 46. The first to sixth partitions of the separator 40 are formed by integrally extending a single separator, and the separator 40 is cut to a predetermined size to set each partition and then the separator 40 ) Is formed by folding each other.
세퍼레이터(40)의 각 구획부에는 음극판 및, 양극판들이 부착된다. 도면에 도시된 실시예에서는 세퍼레이터(40)의 제 2 구획부(42)의 상부 표면에 제 1 양극판(47)이 부착되고, 제 4 구획부(44)의 상부 표면에 제 2 양극판(48)이 부착되며,제 5 구획부(45)의 상부 표면에 제 3 양극판(49)이 부착된다. 또한 제 3 구획부(43)의 하부 표면에는 제 1 음극판(54)이 부착되고, 제 5 구획부(45)의 하부 표면에는 제 2 음극판(55)이 부착된다. 각 구획부의 상부 표면 또는 하부 표면에 부착되는 극판들은 도 5 를 참조하면 보다 용이하게 이해할 수 있다.A negative plate and a positive plate are attached to each compartment of the separator 40. In the embodiment shown in the drawing, the first positive electrode plate 47 is attached to the upper surface of the second compartment 42 of the separator 40, and the second positive electrode plate 48 is attached to the upper surface of the fourth compartment 44. The second positive plate 49 is attached to the upper surface of the fifth partition 45. In addition, a first negative electrode plate 54 is attached to the lower surface of the third partition 43, and a second negative electrode plate 55 is attached to the lower surface of the fifth partition 45. The electrode plates attached to the upper or lower surface of each compartment may be more readily understood with reference to FIG. 5.
제 1 양극판(47)은 집전체(50)의 일 표면에 양극 활물질 시이트를 라미네이션하거나 또는 양극 활물질 슬러리를 직접 코팅함으로써 형성된 것이다. 집전체(50)의 일측에는 양극탭(50a)이 형성되어 있다. 제 2 양극판(48)은 집전체의 상하 양측 표면에 활물질 시이트를 라미네이션하거나 또는 직접 코팅함으로써 형성된 것이다. 또한 제 3 양극판(49)은 집전체(53)의 일 표면에 양극 활물질 시이트를 라미네이션하거나 또는 양극 활물질 슬러리를 직접 코팅한 것으로서, 제 3 양극판(49)은 제 1 양극판(47)과 실질적으로 동일하다. 제 3 양극판(49)의 집전체(53)에는 일측에 양극탭(53a)가 형성되어 있다.The first positive electrode plate 47 is formed by laminating a positive electrode active material sheet on one surface of the current collector 50 or by directly coating a positive electrode active material slurry. The positive electrode tab 50a is formed at one side of the current collector 50. The second positive electrode plate 48 is formed by laminating or directly coating an active material sheet on both upper and lower surfaces of the current collector. In addition, the third positive electrode plate 49 is formed by laminating a positive electrode active material sheet or directly coating a positive electrode active material slurry on one surface of the current collector 53, and the third positive electrode plate 49 is substantially the same as the first positive electrode plate 47. Do. The positive electrode tab 53a is formed on one side of the current collector 53 of the third positive electrode plate 49.
한편, 제 1 음극판(54)과 제 2 음극판(55)은 집전체의 양측 표면에 음극 활물질 시이트를 라미네이션하거나 또는 음극 활물질 슬러리를 직접 코팅한 것이다. 제 1 음극판(54)의 집전체의 일측에는 음극탭(58a)이 형성되고, 제 2 음극판(55)의 집전체의 일측에는 음극탭(56a)이 형성된다.Meanwhile, the first negative electrode plate 54 and the second negative electrode plate 55 may laminate the negative electrode active material sheets or directly coat the negative electrode active material slurry on both surfaces of the current collector. The negative electrode tab 58a is formed at one side of the current collector of the first negative electrode plate 54, and the negative electrode tab 56a is formed at one side of the current collector of the second negative electrode plate 55.
도면에 도시된 실시예에서, 세퍼레이터(40)의 각 구획부들은 화살표로 표시된 방향으로 접혀지게 된다. 예를 들면, 제 1 구획부(41)는 화살표(B)의 방향으로 접혀져서 제 1 양극판(47)의 상부 표면을 덮게 된다. 이때, 집전체(50)의 상부 표면에는 양극 활물질층이 형성되어 있지 않은데, 이는 제 1 구획부(41)가집전체(50)의 상부 표면을 덮은 상태에서 전지가 작동할때 집전체(50)의 상부 표면에서는 전지 반응이 발생하지 않기 때문이다. 또한 화살표(C)로 표시된 바와 같이 제 1 음극판(54)이 부착된 제 3 구획부(43)는 제 2 구획부(42)의 하부 표면에 대하여 접혀지게 된다. 이로써 제 1 양극판(47)과 제 1 음극판(54)은 세퍼레이터(40)의 제 2 구획부(42)를 사이에 두고 서로 대향하는 위치에 있게 된다.In the embodiment shown in the figure, each compartment of the separator 40 is folded in the direction indicated by the arrow. For example, the first partition 41 is folded in the direction of arrow B to cover the upper surface of the first bipolar plate 47. At this time, the cathode active material layer is not formed on the upper surface of the current collector 50, which is when the battery is operated while the first partition 41 covers the upper surface of the current collector 50. This is because no battery reaction occurs on the upper surface of the substrate. In addition, as indicated by arrow C, the third compartment 43 to which the first negative electrode plate 54 is attached is folded with respect to the lower surface of the second compartment 42. As a result, the first positive electrode plate 47 and the first negative electrode plate 54 are positioned to face each other with the second partition 42 of the separator 40 therebetween.
한편, 제 4 구획부(44)는 화살표 D 로 표시된 바와 같이 제 3 구획부(43)의 상부 표면에 대하여 접혀지게 되며, 이로써 제 3 구획부(43)를 사이에 두고 제 2 양극판(48)과 제 1 음극판(54)이 서로 대향하게 된다. 또한 제 5 구획부(54)는 화살표(E)로 표시된 바와 같이 제 4 구획부(44)의 하부 표면에 대하여 접혀지게 됨으로써 제 4 구획부(44)를 사이에 두고 제 2 양극판(49)과 제 2 음극판(55)이 서로 대향하게 되며, 또한 제 5 구획부(45)를 사이에 두고 제 2 음극판(55)과 제 3 양극판(49)이 서로 대향하게 된다. 제 6 구획부(46)는 제 3 양극판(49)의 상부 표면에 대하여 화살표(F)의 방향으로 접혀짐으로써 제 3 양극판(49)의 집전체(53)의 표면을 덮게 된다. 제 3 양극판(49)의 집전체(53)의 상부 표면에 양극 활물질층이 형성되어 있지 않고, 그러한 표면을 제 6 구획부(46)가 덮게되는 것이다.On the other hand, the fourth compartment 44 is folded with respect to the upper surface of the third compartment 43, as indicated by arrow D, thereby allowing the second bipolar plate 48 to interpose the third compartment 43. And the first negative electrode plate 54 are opposed to each other. In addition, the fifth compartment 54 is folded with respect to the lower surface of the fourth compartment 44 as indicated by arrow E, so that the fifth compartment 54 and the second positive electrode plate 49 are interposed therebetween. The second negative electrode plate 55 faces each other, and the second negative electrode plate 55 and the third positive electrode plate 49 face each other with the fifth partition 45 therebetween. The sixth partition 46 is folded in the direction of the arrow F with respect to the upper surface of the third positive plate 49 to cover the surface of the current collector 53 of the third positive plate 49. The positive electrode active material layer is not formed on the upper surface of the current collector 53 of the third positive electrode plate 49, and the sixth partition portion 46 covers such a surface.
위에서 설명된 바와 같이 각 극판들이 소정 위치에 부착된 세퍼레이터(40)의 각 구획부들을 서로에 대하여 접음으로써 양극판과 음극판들은 서로에 대하여 교번하여 대향된다는 점을 이해할 수 있다. 또한 양극탭(50a, 51a, 53a)과 음극탭(58a,56a)들은 세퍼레이터(40)가 접혀졌을때 서로에 대하여 정렬되도록 형성된다. 이와 같이 제작된 극판 조립체는 도 1 에 도시된 바와 같은 파우치형 절연성케이스(16)내에 수용되어 밀폐됨으로써 소정의 전지를 구성하게 된다.As described above, it can be understood that the positive plates and the negative plates are alternately opposed to each other by folding the respective sections of the separator 40 to which the positive plates are attached at predetermined positions. In addition, the positive electrode tabs 50a, 51a, 53a and the negative electrode tabs 58a, 56a are formed to be aligned with each other when the separator 40 is folded. The electrode plate assembly manufactured as described above is accommodated in the pouch-type insulating case 16 as shown in FIG. 1 and sealed to constitute a predetermined battery.
도 6 및, 도 7 에 도시된 것은 도 4 및, 도 5 를 참조하여 설명된 극판에 대한 분해 사시도이다.6 and 7 are exploded perspective views of the electrode plate described with reference to FIGS. 4 and 5.
도 6 에 도시된 것은 집전체(61)의 양측 표면에 활물질 시이트(63)를 라미네이션하거나 또는 활물질 슬러리를 직접 코팅함으로써 형성된 것이다. 집전체(61)의 일측에 형성된 것은 전극 탭(61a)이다. 이와 같이 집전체(61)의 양측 표면에 활물질 시이트(63)를 라미네이션하거나 또는 활물질 슬러리를 직접 코팅하는 것은 도 4 및, 도 5 에서 제 2 양극판(48), 제 1 음극판(54) 및, 제 2 음극판(55)에 해당한다.6 is formed by laminating the active material sheet 63 on both surfaces of the current collector 61 or by directly coating the active material slurry. The electrode tab 61a is formed at one side of the current collector 61. In this way, laminating the active material sheet 63 or directly coating the active material slurry on both surfaces of the current collector 61 may include the second positive electrode plate 48, the first negative electrode plate 54, and the first positive electrode plate in FIGS. 4 and 5. 2 corresponds to the negative plate (55).
한편, 도 7 에 도시된 것은 집전체(71)의 일 표면에만 활물질 시이트(72)를 라미네이션하거나 또는 직접 코팅한 것이다. 이와 같이 집전체(71)의 일 표면에만 활물질 시이트(72)를 라미네이션하거나 활물질 슬러리를 직접 코팅한 것은 도 4 및, 도 5 에 있어서 제 1 양극판(47)과 제 3 양극판(49)에 해당한다. 위에서 설명된 바와 같이 제 1 양극판(47)과 제 3 양극판(49)은 제 1 구획부(41) 및, 제 6 구획부(46)에 의해서 각각 덮히게 되며, 세퍼레이터(40)가 접혀져서 조립되었을때 전극 조립체의 최외곽에 배치된다.In FIG. 7, the active material sheet 72 is laminated or directly coated on only one surface of the current collector 71. The lamination of the active material sheet 72 or the direct coating of the active material slurry on only one surface of the current collector 71 corresponds to the first positive electrode plate 47 and the third positive electrode plate 49 in FIGS. 4 and 5. . As described above, the first positive electrode plate 47 and the third positive electrode plate 49 are covered by the first compartment 41 and the sixth compartment 46, respectively, and the separator 40 is folded and assembled. The outermost part of the electrode assembly.
상기 도 6 및, 도 7 에 도시된 집전체(61,71)들은 도 3a 및, 도 3b 를 참조하여 설명된 바와 같이 구멍이 형성된 재료일 수도 있으나, 구멍이 형성되지 아니한 박판의 포일 재료인 것이 바람직스럽다. 구멍이 형성되지 아니한 포일 재료를 사용함으로써 위에서 설명된 여러가지 문제점을 발생시키지 않을 것이다. 이와 같이 구멍이 형성되지 아니한 박판의 포일 재료를 사용할 수 있는 것은 본 발명에 따른 전지의 제조 과정과 관련된다. 즉, 종래 기술에서는 전극판과 세퍼레이트를 상호 적층시킨 상태에서 가소제를 추출하는 공정을 수행하였기 때문에 가소제 추출을 원활하기 하기 위하여 집전체에 구멍을 형성하였으나, 본 발명에서는 세퍼레이터(40)의 양 표면에 전극판을 부착한 이후에 세퍼레이터(40)를 각 구획부별로 접지 않은 상태에서 가소제 추출 공정을 수행할 수 있다. 세퍼레이터(40)를 접지 않은 상태에서 가소체 추출 공정을 수행하더라도 가소제 추출용 용액이 전극 활물질에 대하여 고르게 접촉할 수 있으며, 따라서 집전체에 구멍이 형성되지 않은 박판형 포일이라 할지라도 종래 기술에서와 같은 기공의 형성이 가능해지는 것이다. 가소제 추출 용액으로서는 에테르 또는 메탄올 용액이 사용될 수 있다.The current collectors 61 and 71 illustrated in FIGS. 6 and 7 may be a material having a hole as described with reference to FIGS. 3A and 3B, but may be a thin foil material having no hole. Desirable. The use of foil material without openings will not cause the various problems described above. As such, the use of a thin foil material having no holes is related to the manufacturing process of the battery according to the present invention. That is, in the prior art, since the process of extracting the plasticizer in the state where the electrode plate and the separator are laminated to each other is performed, holes are formed in the current collector to facilitate the plasticizer extraction. After attaching the electrode plate, the plasticizer extraction process may be performed in a state in which the separator 40 is not ground for each partition. Even if the plasticizer extraction process is performed while the separator 40 is not grounded, the solution for plasticizer extraction can be uniformly contacted with the electrode active material. Thus, even in the case of a thin foil having no holes formed in the current collector, It is possible to form pores. As the plasticizer extraction solution, ether or methanol solution may be used.
본 발명의 극판 제조를 위해서 사용되는 음극 집전체로서는 두께 10 마이크로미터 내외의 구리 포일이 바람직스럽다. 또한 양극 집전체로서는 두께 10 마이크로미터 내외의 알루미늄 포일인 것이 바람직스럽다. 물론 종래 기술에서와 같이 구멍이 형성된 집전체를 이용하여도 도 4 및, 도 5 에 도시된 바와 같이 단일의 세퍼레이터를 이용할 수 있다.As the negative electrode current collector used for producing the electrode plate of the present invention, a copper foil of about 10 micrometers in thickness is preferable. Moreover, it is preferable that it is aluminum foil of about 10 micrometers thickness as a positive electrode electrical power collector. Of course, a single separator may be used as shown in FIGS. 4 and 5 even when a current collector having a hole is formed as in the prior art.
한편, 양극 활물질 슬러리는 다음과 같이 만들어진다. 우선, 아세톤 또는 아세톤 혼합 용액에 PVDF 바인더를 6 내지 12 % 로 용해시키고, 8 내지 18 % 의 DBP 또는 폴리 에틸렌 글리콜을 혼합하여 바인더 용액을 제조한 후에, 2 내지 5 % 의 카본 블랙 도전재와 70 내지 85 % 의 LiCoO2인 양극 활물질을 그에 부어서 충분히 교반하여 점도 15,000 내지 40,000 cps 의 슬러리 용액을 제조한다. 다음에 이러한슬러리 용액을 닥터 블레이드(doctor blade) 방식이나 또는 직접 코팅 방식으로 집전체의 표면에 코팅할 수 있다. 라미네이션에 의해서 적용할 경우, 활물질 슬러리를 필름상에 적용함으로써 소정의 양극 활물질 시이트를 제작할 수 있고, 이러한 활물질 시이트를 집전체의 표면에 열압착함으로써 양극판이 제작된다. 또한 음극 활물질 슬러리는, 용매를 NMP 혹은 NMP 혼합 용매로 하고 PVDF 바인더 5 내지 10 % 를 녹이고 10 내지 18 % 의 DBP 또는 에틸렌 글리콜을 혼합하여 바인더 용액을 제조한 후에, 1 내지 5 % 의 카본 블랙 도전재와 60 내지 80 % 의 카본 음극 활물질을 부어넣고 충분히 교반함으로써 점도 10,000 내지 35,000 cps 의 슬러리를 제조한다. 다음에 이러한 슬러리를 닥터 블레이드 또는 직접 코팅 방식으로 집전체의 표면에 직접 코팅할 수 있으며, 이와는 달리 음극 활물질 시이트를 제작하여 적용할 수도 있다.On the other hand, the positive electrode active material slurry is made as follows. First, PVDF binder is dissolved in 6-12% acetone or acetone mixed solution, and 8-18% DBP or polyethylene glycol is mixed to prepare a binder solution, followed by 2-5% carbon black conductive material and 70 To 85% of LiCoO 2 positive electrode active material is poured into it and sufficiently stirred to prepare a slurry solution having a viscosity of 15,000 to 40,000 cps. This slurry solution may then be coated on the surface of the current collector by a doctor blade method or a direct coating method. When applied by lamination, a predetermined positive electrode active material sheet can be produced by applying an active material slurry on a film, and a positive electrode plate is produced by thermally compressing such active material sheets on the surface of the current collector. In addition, the negative electrode active material slurry was prepared by dissolving 5 to 10% of PVDF binder and mixing 10 to 18% of DBP or ethylene glycol to prepare a binder solution after preparing a binder solution using NMP or NMP mixed solvent. A slurry with a viscosity of 10,000 to 35,000 cps is prepared by pouring ash and 60 to 80% of carbon negative electrode active material and stirring sufficiently. Next, such a slurry may be directly coated on the surface of the current collector by a doctor blade or a direct coating method, and alternatively, a negative electrode active material sheet may be manufactured and applied.
위에 설명된 바와 같이 제작된 활물질 시이트를 박판 포일 형태의 집전체상에 적용할 경우, 활물질 시이트의 두께가 균일하게 유지될 수 있다. 이는 물론 박판 포일에 구멍이 없기 때문에 볼록하거나 오목한 부분이 발생하지 않기 때문이다. 또한 시이트의 두께가 균일한 것은 활물질 시이트를 세퍼레이트(40)상에 부착시키는 경우에도 매우 유리하다. 또한 볼록하고 오목한 부분으로 유입될 수 있는 기포 혼입에 의한 문제가 야기될 가능성도 줄어든다.When the active material sheet fabricated as described above is applied to the current collector in the form of a thin foil, the thickness of the active material sheet can be kept uniform. This is of course because no convex or concave portions occur because there are no holes in the thin foil. The uniform thickness of the sheet is also very advantageous when the active material sheet is attached on the separator 40. It also reduces the likelihood of problems caused by the mixing of bubbles that can enter convex and concave portions.
본 발명에 따른 리튬 이온 폴리머 전지는 집전체가 얇은 포일 박판으로부터 형성되므로 그로 인한 전지의 다양한 특성이 개선되는 장점이 있다. 또한 단일의 세퍼레이터상에 양극판과 음극판을 부착시킨 상태에서 가소제 추출 작업을 수행하고, 이후에 단지 세퍼레이터를 접는 공정만으로 가지고 제작되므로, 제작이 매우 용이하게 이루어질 수 있다는 장점이 있다.Lithium ion polymer battery according to the present invention has an advantage that the current collector is formed from a thin foil foil, thereby improving various characteristics of the battery. In addition, since the plasticizer extraction operation is performed in a state in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are attached on a single separator, and then manufactured only by folding the separator, there is an advantage that the production can be made very easily.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Could be. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.
Claims (8)
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| KR20010000061A (en) * | 1999-12-20 | 2001-01-05 | 홍지준 | Lithium secondary battery and accumulation method thereof |
| KR20020010564A (en) * | 1998-09-24 | 2002-02-04 | 토마스 앤드 베츠 인터내셔널, 인코포레이티드 | Improved process for manufacturing electrochemical cells |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07142086A (en) * | 1993-11-19 | 1995-06-02 | Toshiba Battery Co Ltd | Square type alkaline storage battery |
| KR20020010564A (en) * | 1998-09-24 | 2002-02-04 | 토마스 앤드 베츠 인터내셔널, 인코포레이티드 | Improved process for manufacturing electrochemical cells |
| KR20010000061A (en) * | 1999-12-20 | 2001-01-05 | 홍지준 | Lithium secondary battery and accumulation method thereof |
| KR20030008512A (en) * | 2001-07-18 | 2003-01-29 | 성남전자공업주식회사 | Manufacturing method of lithium polymer battery |
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