KR100467690B1 - 이차전지의 전극 젤리 롤용 마감 테이프를 구비한 이차전지의 전극 조합체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전극 젤리 롤에 마감 테이프를 감을 때에 젤리 롤 표면과 테이프와의 사이에 기포가 잔존하지 않도록 하기 위한 것으로, 표면에 복수개의 구멍이 형성되어 전극 젤리 롤에 접착시 상기 전극 젤리 롤의 표면과의 사이에 기포가 형성되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 전극 젤리 롤용 마감 테이프 및 이를 구비한 이차전지의 전극 조합체에 관한 것이다.

Description

이차전지의 전극 젤리 롤용 마감 테이프를 구비한 이차전지의 전극 조합체{Tape for electrode jelly-roll of secondary battery and electrode assembly therewith}

본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이차전지의 전극 젤리 롤을 감쌀 때에 공기 기포가 발생되지 않는 마감 테이프 및 이를 채용한 이차전지의 전극 조합체에 관한 것이다..

리튬이차전지는 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지나, 니켈-메탈 하이드라이드(Ni-MH) 전지에 비하여 작동 전압과, 단위중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있다. 리튬이차전지는 전해액의 종류에 따라 액체전해질 전지와, 고분자전해질 전지로 분류할 수 있다. 일반적으로는, 액체전해질을 사용하는 전지를 리튬이온전지라 하고, 고분자전해질을 사용하는 전지를 리튬폴리머전지라고 한다.

이중 액체 전해질을 사용하는 이차전지는 각각 양극 및 음극 활물질이 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터가 개재되어 권취된 전극 젤리 롤(Jelly-Roll)을 사용하며, 이 전극 젤리 롤로 이루어진 전극 조합체를 캔이나 파우치와 같은 전지 케이스에 수납하고 전해액을 주입하게 된다.

그런데, 이 전극 젤리 롤은 상술한 바와 같이 양극판, 세퍼레이터, 음극판이 적층된 상태에서 이를 한번에 감은 것이기 때문에 그 마감단계에서는 이를 테이프로서 고정시키게 된다. 이 테이프를 흔히 마감 테이프라 한다.

도 1a는 파우치에 수납되는 전극 젤리 롤(10)에 있어 그 외표면에 마감 테이프(20)를 감는 상태를 나타내는 도면이다. 곧, 양극 텝(12)과 음극 텝(14)을 구비한 전극 젤리 롤(10)은 그 최외곽 단부(16)를 고정시켜줘야 할 필요가 있다. 이렇게 최외곽 단부(16)를 고정시켜주기 위해서는 작은 테이프를 부착시킬 수도 있으나, 일반적으로 전극 젤리 롤(10)과 케이스 내부와의 절연을 위해 도 1a에서 볼 수 있는 바와 같이 전극 젤리 롤(10)을 감싸도록 테이프(20)를 접착하고 있다.

그러나, 이렇게 전극 젤리 롤(10)을 감싸도록 테이프(20)를 접착할 경우에는 폴리머 계통의 얇은 박막의 테이프로 인하여 젤리 롤(10)과의 접착시 그 접착면에서 기포가 발생하는 경우가 있다. 곧, 도 1b와 같이, 젤리 롤(10)과 접착된 테이프(20)의 사이에는 군데군데 소위 에어 트랩(air-trap)이라고도 하는 공기 기포가 미처 빠져 나가지 못한 부분(22)이 발생하게 된다.

이러한 기포 잔존 부위(22)이 생기는 것은 상술한 바와 같이, 마감 테이프(20)로 사용되는 테이프가 얇은 폴리 비닐 계통이고, 이렇게 얇은 소재에 일면이 접착처리가 되어 있기 때문으로, 연속적으로 테이핑할 때에 후면이 제대로 접착되기도 전에 전면이 접착되어 버리기 때문이다.

마감 테이프가 접착된 전극 조합체에 상기와 같은 기포 잔존 부위(22)가 존재하게 되면, 이는 외장 불량을 초래하게 되고, 전극 조합체의 부피가 팽창되도록 함에 따라 케이스에 전지를 수납할 때에도 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전극 젤리 롤의 마감 테이프에 미세한 구멍을 복수개 형성하여 이를 젤리 롤의 전면에 감더라도 기포가 남아 있지 않도록 할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

도 1a는 종래의 전극 젤리 롤에 마감 테이프를 감는 상태를 나타낸 도면.

도 1b는 도 1a와 같이 마감 테이프를 감은 경우 기포 잔존 부위가 형성되어 있는 상태를 나타내는 도면.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마감 테이프의 사시도.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마감 테이프를 각형 젤리 롤에 감은 상태를 나타내는 도면.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마감 테이프를 원통형 젤리 롤에 감은 상태를 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10: 전극 젤리 롤 12: 양극 탭

14: 음극 탭 20,30: 마감 테이프

22: 기포 잔존 부위 32: 미세 구멍

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 표면에 복수개의 구멍이 형성되어 전극 젤리 롤에 접착시 상기 전극 젤리 롤의 표면과의 사이에 기포가 형성되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 전극 젤리 롤용 마감 테이프를 제공한다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 마감 테이프에 형성된 구멍은 미세한 구멍으로 이루어지도록 할 수 있으며, 일정 간격을 두고 규칙적으로 배치되도록 할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 또한 양극판, 세퍼레이터, 음극판이 순차로 권취된 전극 젤리 롤과, 표면에 복수개의 구멍이 형성되고, 상기 전극 젤리 롤의 최외곽 단부를 고정시켜주도록 상기 전극 젤리 롤의 외측부의 표면을 감싸도록 부착되는 마감 테이프를 구비한 2차 전지의 전극 조합체를 제공한다.

이러한 본 발명에 따른 2차 전지의 전극 조합체의 다른 특징에 의하면, 상기 마감 테이프에 형성된 구멍은 핀 홀(pin hole)로 구비되도록 할 수 있으며, 일정 간격을 두고 규칙적으로 배치되도록 할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 마감 테이프(30)를 나타내는 도면이다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마감 테이프(30)는 다양한 재질로 사용될 수 있으며, 절연성 소재의 테이프이면 어떠한 것도 가능하다.

이러한 테이프(30)의 표면을 따라 다수의 구멍(32)을 형성되는 데, 이구멍(32)은 그림에서 볼 수 있는 바와 같이, 테이프(30)를 따라 일정간격으로 규칙적으로 배치되도록 하는 것이 바람직하다. 이는 테이프(30)를 전극 젤리 롤에 감았을 때에 감진 전체 면에 걸쳐 기포의 발생을 방지할 수 있도록 하기 위한 것이다.

또한 상기와 같은 마감 테이프(30)는 어느 정도의 인장력을 가하면서 젤리 롤에 부착시키게 되는 데, 이 때 상기 테이프(30)에 형성되어 있는 구멍(32)들의 크기가 크게 되면, 테이프(30)의 인장에 따 이 구멍(32)이 인장 방향의 부분들이 들뜨는 현상이 발생된다.

따라서, 테이프(30)에 형성되는 구멍(32)의 크기는 상기와 같이 테이프(30) 인장에 따른 영향을 최소한으로 받을 수 있도록 가능한 작게 형성하는 것이 바람직하다.

곧, 가능한 미세한 구멍(32)을 테이프(30) 전체에 걸쳐 고르게 분포하도록 하는 것이 바람직하다. 구멍(32)은 핀홀(pin hole) 정도의 크기가 바람직하다.

도 3은 이렇게 미세한 구멍(32)들이 형성된 마감 테이프(30)를 각형으로 권취된 전극 젤리 롤(10)에 부착한 상태를 나타내는 도면이다.

그림에서 볼 수 있는 바와 같이, 미세한 구멍이 다수 형성된 마감 테이프(30)를 젤리 롤(10)의 표면을 따라 감싸도록 접착하게 되면, 감으면서 접착함에 따라 젤리 롤(10) 표면과 테이프(30)와의 사이에 발생될 수 있는 기포들이 상기 구멍(32)들을 통해 그 내부의 공기가 빠져 나가게 되므로 잔존하는 기포의 발생을 현저히 줄일 수 있게 된다.

이러한 마감 테이프(30)는 도 4와 같은 원형으로 권취된 젤리 롤(40)에도 동일하게 적용할 수 있다. 그림에서 미설명 부호 42,44는 각각 양극 및 음극 탭을 나타낸다.

또한 그림으로 도시하지는 않았지만, 본 발명에 따른 마감 테이프는 전극 젤리 롤을 감싸도록 접착하지 않고, 젤리 롤의 최외곽 단부를 고정시키기 위해 사용할 때에도 동일하게 적용될 수 있다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명에 따른 마감 테이프를 채용한 이차전지는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 마감 테이프를 젤리 롤에 부착할 때에 젤리 롤 표면과 테이프와의 사이에 기포가 잔존하는 부분의 발생을 방지할 수 있다.

둘째, 이에 따라 전극 젤리 롤의 부피가 증대되는 것을 방지할 수 있다.

셋째, 기포 잔존 부분의 제거에 따르는 작업공수를 줄임으로써 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 양극판, 세퍼레이터, 음극판이 순차로 권취된 전극 젤리 롤; 및

   표면에 복수개의 구멍이 형성되고, 상기 전극 젤리 롤의 최외곽 단부를 고정시켜주도록 상기 전극 젤리 롤의 외측부의 표면을 감싸도록 부착되는 마감 테이프;를 구비하고,

   상기 마감 테이프의 구멍은, 상기 마감 테이프를 상기 전극 젤리 롤에 감았을 때에 감긴 전체 면에 걸쳐 배치될 수 있도록 구비된 것을 특징으로 하는 2차 전지의 전극 조합체.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 마감 테이프에 형성된 구멍은 핀 홀(pin hole)로 구비된 것을 특징으로 하는 2차 전지의 전극 조합체.
6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,

   상기 마감 테이프에 형성된 구멍은 일정 간격을 두고 규칙적으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 2차 전지의 전극 조합체.