KR100515834B1 - Jelly-roll type electrode assembly and secondary battery applying the same - Google Patents

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KR100515834B1 KR10-2003-0033341A KR20030033341A KR100515834B1 KR 100515834 B1 KR100515834 B1 KR 100515834B1 KR 20030033341 A KR20030033341 A KR 20030033341A KR 100515834 B1 KR100515834 B1 KR 100515834B1
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Abstract

본 발명에 따른 이차전지는, 권취시 최내각에 위치되며 양극 활물질이 형성되지 않은 양극 무지부를 가지는 박판의 양극 집전체와, 양극 집전체의 적어도 일면에 양극 활물질이 형성된 양극 코팅부를 구비하는 양극판과, 양극판과 소정 간격으로 이격되며, 권취시 최내각에 위치되며 음극 활물질이 형성되지 않은 음극 무지부를 가지는 박판의 음극 집전체와, 음극 집전체의 적어도 일면에 음극 활물질이 형성된 음극 코팅부를 구비하는 음극판과, 양극판과 음극판의 사이에 개재되어 이들을 절연시키는 세퍼레이터와, 양극 무지부 및 음극 무지부에 각각 전기적으로 결합되며, 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터의 양측면에 각각 대향됨으로써 상호 동일 평면상으로 근접되게 배치되는 양극 단자 및 음극 단자를 구비하는 젤리-롤형의 전극조립체; 및 전극조립체가 수용되는 케이스와, 케이스와 상호 융착 결합되어 전지를 밀봉시키는 커버를 구비하는 외장재;를 포함한다. The secondary battery according to the present invention includes a positive electrode plate having a positive electrode current collector in a thin plate having a positive electrode non-coating portion that is positioned at the innermost corner and is not formed with a positive electrode active material, and a positive electrode coating portion having a positive electrode active material formed on at least one surface of the positive electrode current collector; , A negative electrode plate spaced apart from the positive electrode plate at a predetermined interval, the negative electrode current collector of a thin plate having a negative electrode non-coating portion that is located at the innermost corner when the winding is not formed, and the negative electrode coating portion formed on at least one surface of the negative electrode current collector And a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate to insulate them from each other, and electrically coupled to the positive electrode non-coating portion and the negative electrode non-coating portion, respectively, facing each other on both sides of the separator interposed therebetween to be disposed in the same plane. A jelly-roll type electrode assembly having a positive electrode terminal and a negative electrode terminal; And an exterior member including a case in which the electrode assembly is accommodated and a cover which is fusion-bonded with the case to seal the battery.

Description

젤리-롤형의 전극조립체와 이를 채용한 이차전지{Jelly-roll type electrode assembly and secondary battery applying the same}Jelly-roll type electrode assembly and secondary battery applying the same

본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극조립체에 있어서 권취후 압박시 변형이 최소화되어 안정한 형태를 유지할 수 있도록 구조가 개선된 젤리-롤형의 전극조립체와 이를 채용한 이차전지에 관한 것이다. The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to a jelly-roll type electrode assembly having an improved structure so as to maintain a stable form by minimizing deformation during compression after winding in an electrode assembly and a secondary battery employing the same. .

이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 첨단 전자기기분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬이차전지는 작동전압이 3.6V로서, 전자장비전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴전지나, 니켈-수소전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다. Secondary batteries (secondary battery) is a battery that can be charged and discharge, unlike a primary battery that can not be charged, and is widely used in the field of advanced electronic devices such as cellular phones, notebook computers, camcorders. In particular, lithium secondary batteries have an operating voltage of 3.6V, which is three times higher than nickel-cadmium batteries or nickel-hydrogen batteries, which are widely used as electronic equipment power sources, and is rapidly increasing in terms of high energy density per unit weight. .

이러한 리튬이차전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로, 전해액의 종류에 따라 액체전해질 전지와 고분자전해질 전지로 분류되며, 액체전해질을 사용하는 전지를 리튬이온전지라 하고, 고분자전해질을 사용하는 전지를 리튬폴리머전지라고 한다. 또한, 리튬이차전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형, 각형, 그리고 파우치형이 있다. Such lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides as positive electrode active materials and carbon materials as negative electrode active materials. In general, a battery is classified into a liquid electrolyte battery and a polymer electrolyte battery according to the type of electrolyte. A battery using a liquid electrolyte is called a lithium ion battery, and a battery using a polymer electrolyte is called a lithium polymer battery. In addition, lithium secondary batteries are manufactured in various shapes, and typical shapes include cylindrical, rectangular, and pouch types.

이러한 이차전지에 채용되는 전극조립체로는, 집전체에 활물질을 도포하고 이를 건조시킨 후, 롤 프레싱 및 절단하여 각각 형성시킨 양극판 및 음극판 사이에 세퍼레이터(separator)를 삽입하여 권취시킨 젤리-롤(Jelly-Roll)형의 전극조립체가 있다. 한편, 통상적으로 각형 또는 파우치형 전지에서는 젤리-롤형의 전극조립체를 타원형으로 권취한 다음 압박하여 평평하게 한 후 전지 케이스에 수납하게 된다. As the electrode assembly employed in the secondary battery, a jelly-roll wound by inserting a separator between a positive electrode plate and a negative electrode plate formed by coating an active material on a current collector, drying the roll, and then pressing and cutting the roll. -Roll) type electrode assembly. Meanwhile, in a rectangular or pouch type battery, a jelly-roll type electrode assembly is wound in an elliptical shape, pressed, and flattened to be stored in a battery case.

도 1에는 종래 기술에 따른 젤리-롤형의 전극조립체가 권취되기 이전인 상태가 도시되어 있다. 1 illustrates a state before the jelly-roll type electrode assembly according to the prior art is wound.

도면을 참조하면, 전극조립체(10)는 양극판(11) 및 음극판(12)과 이들 사이에 개재된 세퍼레이터(13a)(13b)를 포함한다. Referring to the drawings, the electrode assembly 10 includes a positive electrode plate 11 and a negative electrode plate 12 and separators 13a and 13b interposed therebetween.

상기 양극판(11)은 스트립상의 양극 집전체에 양극 활물질이 코팅된 양극 코팅부(미도시)와 양극 활물질이 코팅되지 않은 양극 무지부(11a)로 이루어지며, 상기 음극판(12)은 스트립상의 음극 집전체에 음극 활물질이 코팅된 음극 코팅부(미도시)와 음극 활물질이 코팅되지 않은 음극 무지부(12a)로 이루어진다. 상기 양극판(11)과 음극판(12) 사이에는 다공성의 세퍼레이터(13a)(13b)가 개재되며, 이러한 상태에서 나선형으로 감기게 된다. The positive electrode plate 11 is composed of a positive electrode coating portion (not shown) coated with a positive electrode active material on a positive electrode current collector on a strip and a positive electrode non-coating portion 11a not coated with a positive electrode active material, and the negative electrode plate 12 is a negative electrode on a strip. A negative electrode coating portion (not shown) coated with a negative electrode active material on a current collector and a negative electrode non-coating portion 12a without a negative electrode active material coated thereon. Porous separators 13a and 13b are interposed between the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 and spirally wound in this state.

상기 양극판(11)의 양극 무지부(11a)와 음극판(12)의 음극 무지부(12a)에는 각각 양극 단자(14)와 음극 단자(15)가 용접등에 의해 고정 설치되어 있으며, 상기 양극 단자(14)와 음극 단자(15)의 각 상부면에는 고정 부위를 보호하기 위한 보호부재들(16a)(16b)이 부착되어 있다. The positive electrode terminal 14 and the negative electrode terminal 15 are fixed to the positive electrode non-coating portion 11a of the positive electrode plate 11 and the negative electrode non-coating portion 12a of the negative electrode plate 12 by welding or the like, respectively. 14 and protective members 16a and 16b are attached to upper surfaces of the negative electrode terminal 15 to protect the fixed portion.

상기와 같이 양극판(11), 음극판(12) 및, 세퍼레이터(13a)(13b)가 마련된 후에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 통상적인 비원형의 맨드렐(mandrel, 미도시)에 의해 권취된 후 화살표 방향으로 압박되어 전극조립체(10)를 이루게 된다. After the positive electrode plate 11, the negative electrode plate 12, and the separators 13a and 13b are provided as described above, as shown in FIG. 2, the coils are wound by a conventional non-circular mandrel (not shown). After being pressed in the direction of the arrow to form an electrode assembly (10).

도면을 참조하면, 전극조립체(10)는 대략 맨드렐에 의해 타원형으로 권취된 후 이를 제거함에 따라, 상기 맨드렐의 크기에 해당하는 공간부가 전극조립체(10)의 중앙부에 존재하게 된다. 이러한 공간부는 상하로 압박하게 되면 줄어들면서 전극조립체(10)가 편평하게 된다. Referring to the drawings, as the electrode assembly 10 is wound around an elliptical shape by the mandrel and then removed, the space corresponding to the size of the mandrel is present in the center of the electrode assembly 10. When the space is pressed up and down, the electrode assembly 10 becomes flat.

그런데, 상기 전극조립체(10)의 내측에 배치되는 양극 단자(14) 및 음극 단자(15)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 그 사이에 세퍼레이터(13a)가 개재되는 양극 무지부(11a) 및 음극 무지부(12a)에 있어 권취 중앙을 향한 면에 각각 고정됨에 따라, 권취 중앙으로부터 양극 단자(14) 및 음극 단자(15)의 상대적인 위치 차이를 크게 발생시키므로 권취된 후의 상태가 전체적으로 불균형을 이루게 된다. 아울러, 상기 양극 단자(14) 및 음극 단자(15)의 자체 두께와, 이들의 상부에 설치되는 보호 부재들(16a)(16b)의 두께로 인하여, 양극 무지부(11a) 및 음극 무지부(12a)의 각 면으로부터 양극 단자(14) 및 음극 단자(15)가 각각 돌출되므로, 전극조립체(10)의 권취후 압박시, 특히 양극 단자(14)에 의해 권취 중앙을 향해 힘이 가해지게 된다. 이러한 힘은, 양극 무지부(11a)와 음극 무지부(12a) 사이에 위치되는 세퍼레이터(13a)를 변형시키게 되는 한편, 전극조립체(10) 전체가 비틀어지는 변형을 발생시킬 수 있다. However, as shown in FIGS. 1 and 2, the positive electrode terminal 14 and the negative electrode terminal 15 disposed inside the electrode assembly 10 have a positive electrode uncoated portion having a separator 13a interposed therebetween. 11a) and the negative electrode uncoated portion 12a, respectively, are fixed to the surface facing the winding center, so that the relative positional difference between the positive electrode 14 and the negative terminal 15 is greatly generated from the winding center, so that the state after being wound up as a whole There is an imbalance. In addition, due to the thicknesses of the positive electrode terminal 14 and the negative electrode terminal 15 and the thicknesses of the protective members 16a and 16b disposed thereon, the positive electrode non-coating portion 11a and the negative electrode non-coating portion ( Since the positive electrode terminal 14 and the negative electrode terminal 15 protrude from each side of the surface 12a respectively, a force is applied toward the center of the winding by the positive terminal 14, in particular, during the pressing after the winding of the electrode assembly 10. . This force causes deformation of the separator 13a positioned between the positive electrode non-coating portion 11a and the negative electrode non-coating portion 12a, while generating a deformation in which the entire electrode assembly 10 is twisted.

또한, 이와 같이 전극조립체(10)가 안정되지 못한 상태로 권취됨에 따라, 전지의 초기 충방전시 전극조립체(10)가 팽창하는 경우에도, 팽창하는 힘에 의해 전극조립체(10)가 변형되어 틀어질 수 있다. 게다가, 상기와 같은 전극조립체(10)의 변형은 외장재로 박형의 파우치를 채용하는 이차전지에 있어서 파우치에 직접적인 영향을 미침으로써, 두께 불량과 외관 불량을 야기하는 문제점이 있다. In addition, as the electrode assembly 10 is wound in an unstable state as described above, even when the electrode assembly 10 expands during initial charge / discharge of the battery, the electrode assembly 10 is deformed and twisted due to the expanding force. Can lose. In addition, the deformation of the electrode assembly 10 as described above directly affects the pouch in the secondary battery employing a thin pouch as an exterior material, thereby causing a thickness defect and a poor appearance.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 양극판과 음극판 사이에 개재되는 세퍼레이터의 양측면에 대향되도록 양극 단자 및 음극 단자를 양극 무지부 및 음극 무지부에 결합시킴으로써, 양극판, 음극판, 및 세퍼레이터를 권취한 후 압박할 경우에 변형이 최소화되어 안정한 형태를 유지할 수 있는 젤리-롤형의 전극조립체와 이를 채용한 이차전지를 제공하는데 있다. The present invention is to solve the above problems, by coupling the positive electrode terminal and the negative terminal to the positive electrode and the negative electrode to face both sides of the separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate, winding the positive electrode plate, negative electrode plate, and separator The present invention provides a jelly-roll type electrode assembly and a secondary battery employing the same, which can maintain a stable shape by minimizing deformation when pressed afterwards.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 젤리-롤형의 전극조립체는, Jelly-roll electrode assembly according to the present invention for achieving the above object,

권취시 최내각에 위치되며 양극 활물질이 형성되지 않은 양극 무지부를 가지는 박판의 양극 집전체와, 상기 양극 집전체의 적어도 일면에 양극 활물질이 형성된 양극 코팅부를 구비하는 양극판과; A positive electrode plate including a positive electrode current collector in a thin plate positioned at the innermost corner and having a positive electrode non-coating portion in which no positive electrode active material is formed, and a positive electrode coating portion having a positive electrode active material formed on at least one surface of the positive electrode current collector;

상기 양극판과 소정 간격으로 이격되며, 권취시 최내각에 위치되며 음극 활물질이 형성되지 않은 음극 무지부를 가지는 박판의 음극 집전체와, 상기 음극 집전체의 적어도 일면에 음극 활물질이 형성된 음극 코팅부를 구비하는 음극판과; A negative electrode current collector of a thin plate which is spaced apart from the positive electrode at a predetermined interval and is positioned at the innermost corner when the coil is wound and has no negative electrode active material formed therein, and a negative electrode coating having a negative electrode active material formed on at least one surface of the negative electrode current collector; A negative electrode plate;

상기 양극판과 음극판 사이에 개재되어 이들을 절연시키는 세퍼레이터와; A separator interposed between the positive plate and the negative plate to insulate them;

상기 양극 무지부 및 음극 무지부에 각각 전기적으로 결합되며, 이들 사이에 개재되는 상기 세퍼레이터의 양측면에 각각 대향됨으로써 상호 동일 평면상으로 근접되게 배치되는 양극 단자 및 음극 단자;를 포함하여 된 것을 특징으로 한다. And a positive electrode terminal and a negative electrode terminal electrically coupled to the positive and negative electrode non-coating portions, respectively, and disposed to face each other on both sides of the separator interposed therebetween to be disposed in the same plane. do.

본 발명에 따른 이차전지는, Secondary battery according to the present invention,

권취시 최내각에 위치되며 양극 활물질이 형성되지 않은 양극 무지부를 가지는 박판의 양극 집전체와, 상기 양극 집전체의 적어도 일면에 양극 활물질이 형성된 양극 코팅부를 구비하는 양극판과, A positive electrode plate having a positive electrode current collector in a thin plate positioned at the innermost corner and having a positive electrode non-coating portion in which no positive electrode active material is formed, and a positive electrode coating portion having a positive electrode active material formed on at least one surface of the positive electrode current collector;

상기 양극판과 소정 간격으로 이격되며, 권취시 최내각에 위치되며 음극 활물질이 형성되지 않은 음극 무지부를 가지는 박판의 음극 집전체와, 상기 음극 집전체의 적어도 일면에 음극 활물질이 형성된 음극 코팅부를 구비하는 음극판과, A negative electrode current collector of a thin plate which is spaced apart from the positive electrode at a predetermined interval and is positioned at the innermost corner when the coil is wound and has no negative electrode active material formed therein, and a negative electrode coating having a negative electrode active material formed on at least one surface of the negative electrode current collector; The negative plate,

상기 양극판과 음극판의 사이에 개재되어 이들을 절연시키는 세퍼레이터와,A separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate to insulate them;

상기 양극 무지부 및 음극 무지부에 각각 전기적으로 결합되며, 이들 사이에 개재되는 상기 세퍼레이터의 양측면에 각각 대향됨으로써 상호 동일 평면상으로 근접되게 배치되는 양극 단자 및 음극 단자를 구비하는 젤리-롤형의 전극조립체; 및A jelly-roll type electrode having an anode terminal and a cathode terminal electrically coupled to the positive and negative electrode non-coating portions, respectively, and disposed to face each other on both sides of the separator interposed therebetween to be disposed in the same plane. Assembly; And

상기 전극조립체가 수용되는 케이스와, 상기 케이스와 상호 융착 결합되어 전지를 밀봉시키는 커버를 구비하는 외장재;를 포함하여 된 것을 특징으로 한다. And an outer case including a case in which the electrode assembly is accommodated, and a cover for fusion bonding with the case to seal the battery.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3 및 도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체가 도시되어 있다. 3 and 4 illustrate an electrode assembly according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면, 전극조립체(20)는 양극판(21), 음극판(22) 및, 세퍼레이터들(23a)(23b)을 포함하여 구성되며, 이들이 적층되어 권취됨으로써 젤리-롤형의 전극조립체를 이루게 된다. 3 and 4, the electrode assembly 20 includes a positive electrode plate 21, a negative electrode plate 22, and separators 23a and 23b, and are stacked and wound to form a jelly-roll type electrode. The assembly is made.

상기 양극판(21)은 스트립 형상의 금속박판으로 된 양극 집전체를 구비하며, 상기 양극 집전체로는 알루미늄 박판이 사용될 수 있다. The positive electrode plate 21 includes a positive electrode current collector made of a strip-shaped metal thin plate, and an aluminum thin plate may be used as the positive electrode current collector.

상기 양극 집전체의 적어도 일면에는 양극 활물질이 코팅되는 양극 코팅부(미도시)가 형성되며, 상기 양극 활물질로는 리튬계산화물에 바인더, 가소제, 도전재 등이 함유된 혼합물로 이루어질 수 있다. At least one surface of the positive electrode current collector is formed with a positive electrode coating portion (not shown) to be coated with a positive electrode active material, the positive electrode active material may be made of a mixture containing a binder, a plasticizer, a conductive material and the like in a lithium-based oxide.

그리고, 상기 양극판(21)에는 양극 활물질이 코팅되지 않은 양극 무지부(21a)가 양극 집전체의 적어도 일단부에 소정 길이를 가지는 영역으로 형성되어 있다. 상기 양극 무지부(21a)는 권취가 시작되는 부분이며 권취 후에는 전극조립체(20)의 최내각 중심에 위치되어진다. In addition, the positive electrode plate 21 is formed with a region having a predetermined length on at least one end of the positive electrode current collector, on which the positive electrode non-coating portion 21a is not coated. The positive electrode non-coating portion 21a is a portion where the winding is started and is positioned at the innermost center of the electrode assembly 20 after the winding.

상기 음극판(22)은 스트립 형상의 금속박판으로 된 음극 집전체를 구비하며, 상기 음극 집전체로는 구리 박판이 사용될 수 있다. The negative electrode plate 22 includes a negative electrode current collector made of a strip metal foil, and a copper thin plate may be used as the negative electrode current collector.

상기 음극 집전체의 적어도 일면에는 음극 활물질이 코팅된 음극 코팅부(미도시)가 형성되며, 상기 음극 활물질로는 탄소재에 바인더, 가소제, 도전재 등이 함유된 혼합물로 이루어질 수 있다. A negative electrode coating part (not shown) coated with a negative electrode active material is formed on at least one surface of the negative electrode current collector, and the negative electrode active material may be formed of a mixture containing a binder, a plasticizer, a conductive material, and the like in a carbon material.

상기 음극판(22)에는 음극 활물질이 코팅되지 않은 음극 무지부(22a)가 음극 집전체의 일단부에 소정 길이를 가진 영역으로 형성되어 있는데, 상기 음극 무지부(22a)는 권취가 시작되는 부분이며 권취 후에는 전극조립체(20)의 최내각 중심에 위치되어진다. In the negative electrode plate 22, a negative electrode non-coating portion 22a having no negative electrode active material coated thereon is formed as a region having a predetermined length at one end of the negative electrode current collector, and the negative electrode non-coating portion 22a is a portion at which winding starts. After the winding, it is positioned at the innermost center of the electrode assembly 20.

상기 양극판(21)과 음극판(22) 사이에는 세퍼레이터(23a)가 설치되어, 양극판(21)과 음극판(22) 사이를 상호 절연하는 한편, 극판들(21)(22)간에 활물질 이온이 교환될 수 있게 한다. 그리고, 상기 양극판(21) 또는 음극판(22)의 외측에는 또 다른 세퍼레이터(23b)가 설치되어 권취시 양극판(21)과 음극판(22) 사이를 상호 절연시키게 된다. A separator 23a is provided between the positive electrode plate 21 and the negative electrode plate 22 to insulate the positive electrode plate 21 and the negative electrode plate 22 from each other and to exchange active material ions between the electrode plates 21 and 22. To be able. Further, another separator 23b is installed outside the positive electrode plate 21 or the negative electrode plate 22 to insulate the positive electrode plate 21 and the negative electrode plate 22 from each other during winding.

상기 양극판(21)의 양극 무지부(21a)에는 양극 단자(24)가 용접 등에 의해 접합되어 양극판(21)에 대해 전기적으로 연결되어있으며, 마찬가지로 상기 음극판(22)의 음극 무지부(22a)에도 음극 단자(25)가 용접 등에 의해 접합되어 음극판(22)에 대해 전기적으로 연결되어있다. 상기 양극 단자(24) 및 음극 단자(25)의 각 일단부는 전극조립체(20)의 외부로 인출되어진다. The positive electrode terminal 24 is joined to the positive electrode non-coating portion 21a of the positive electrode plate 21 and is electrically connected to the positive electrode plate 21 by welding or the like, and similarly to the negative electrode non-coating portion 22a of the negative electrode plate 22. The negative electrode terminal 25 is joined by welding or the like and electrically connected to the negative electrode plate 22. One end of each of the positive electrode terminal 24 and the negative electrode terminal 25 is drawn out of the electrode assembly 20.

또한, 상기 양극 단자(24) 및 음극 단자(25)가 접합되는 부위의 상부면에는 보호 부재들(26a)(26b)이 설치되어 있다. 상기 보호부재들(26a)(26b)은 상기 접합되는 부위를 보호하여 단락 등을 방지하기 위한 것으로서, 내열성을 가지는 소재, 예컨대 폴리에스테르와 같은 고분자 수지가 바람직할 것이다. 아울러, 상기 보호부재들(26a)(26b)은 양극 집전체 및 음극 집전체의 각각에 대해 접합되는 양극 단자(24) 및 음극 단자(25)를 완전히 밀폐할 수 있을 정도의 폭과 길이를 가진다. In addition, protective members 26a and 26b are provided on an upper surface of a portion where the positive terminal 24 and the negative terminal 25 are joined. The protective members 26a and 26b are for protecting the joined portion and preventing short circuits, and a material having heat resistance, for example, a polymer resin such as polyester, may be preferable. In addition, the protective members 26a and 26b have a width and a length sufficient to completely seal the positive electrode terminal 24 and the negative electrode terminal 25 bonded to each of the positive electrode collector and the negative electrode collector. .

본 발명의 일 특징에 따르면, 양극 단자(24)와 음극 단자(25)는 양극판(21)과 음극판(22) 사이에 개재되는 세퍼레이터(23a)의 양측면을 향해 각각 배치되는데, 이를 위해, 상기 세퍼레이터(23a)의 일측면에 대향되는 양극 무지부(21a)상에 양극 단자(24)가 고정 설치되며, 상기 세퍼레이터(23a)의 타측면에 대향되는 음극 무지부(22a)상에 음극 단자(25)가 고정 설치된다. According to one feature of the invention, the positive electrode terminal 24 and the negative electrode terminal 25 are respectively disposed toward both sides of the separator 23a interposed between the positive electrode plate 21 and the negative electrode plate 22, for this purpose, the separator The positive electrode terminal 24 is fixedly installed on the positive electrode non-coating portion 21a opposite to one side of the 23a, and the negative electrode terminal 25 on the negative electrode non-coating portion 22a opposite to the other side of the separator 23a. ) Is fixedly installed.

상기와 같이 구성된 전극조립체(20)는 비원형의 맨드렐에 의해 권취되는데, 이와 같이 권취된 상태가 도 4에 도시되어 있다. The electrode assembly 20 configured as described above is wound by a non-circular mandrel, and the wound state is illustrated in FIG. 4.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 특징에 따라, 양극 단자(24)와 음극 단자(25)가 세퍼레이터(23a)의 두께만큼 이격되며, 동일 평면상으로 근접하게 위치됨에 따라, 전극조립체(20)가 전체적으로 균형을 이루게 된다. 이에 따라, 상기 양극 단자(24) 및 음극 단자(25)의 자체 두께와, 이들의 상부에 설치되는 보호부재들(26a)(26b)의 두께로 인하여, 전극조립체(20)의 권취된 후 화살표 방향으로 압박되는 경우에 권취 중앙으로 가해지는 힘이 골고루 분산될 수 있게 되어 전극조립체(20)가 전체적으로 비틀어지는 현상이 최소화될 수 있다. 아울러, 상기 양극 단자(24) 및 음극 단자(25)도 정위치될 수 있으며, 전지의 초기 충방전시에 전극조립체(20)가 팽창하는 경우에도, 팽창하는 힘에 의해 전극조립체(20)가 변형되는 것이 최소화될 수 있게 된다. As shown, according to an aspect of the present invention, as the positive electrode terminal 24 and the negative electrode terminal 25 are spaced apart by the thickness of the separator (23a), and are located in close proximity on the same plane, the electrode assembly 20 Is balanced overall. Accordingly, due to the thicknesses of the positive electrode terminal 24 and the negative electrode terminal 25 and the thicknesses of the protective members 26a and 26b provided thereon, the electrode assembly 20 is wound after the arrow. When the pressure is applied in the direction, the force applied to the winding center can be evenly distributed, thereby minimizing the distortion of the electrode assembly 20 as a whole. In addition, the positive electrode terminal 24 and the negative electrode terminal 25 may also be positioned. Even when the electrode assembly 20 expands during initial charge / discharge of the battery, the electrode assembly 20 may be expanded due to the expanding force. Deformation can be minimized.

또한, 상기 양극 단자(24)와 음극 단자(25) 사이에 개재된 세퍼레이터(23a)의 변형이 줄어들게 됨에 따라, 세퍼레이터(23a)의 손상에 따른 쇼트의 발생이 방지될 수 있다. In addition, as the deformation of the separator 23a interposed between the positive electrode terminal 24 and the negative electrode terminal 25 is reduced, occurrence of a short due to damage of the separator 23a can be prevented.

도 5에는 전술한 전극조립체가 채용된 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지가 도시되어 있다. 5 illustrates a secondary battery according to an embodiment of the present invention employing the above-described electrode assembly.

도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(30)는 젤리-롤형의 전극조립체(20)와, 상기 전극조립체(20)를 감싸서 밀봉하는 외장재(31)로 구성되어 있다. Referring to the drawings, the secondary battery 30 according to an embodiment of the present invention is composed of a jelly-roll type electrode assembly 20 and an outer packaging material 31 surrounding and sealing the electrode assembly 20.

상기 전극조립체(20)는 전술한 바와 같은 구성을 가지며, 상기 외장재(31)는 파우치 형태로서, 전극조립체(20)가 안착되는 케이스(32)와, 상기 케이스(32)를 밀봉시키는 커버(33)로 이루어져 있다. The electrode assembly 20 has a configuration as described above, the exterior material 31 is in the form of a pouch, a case 32 on which the electrode assembly 20 is seated, and a cover 33 for sealing the case 32. )

상기 외장재(31)는 기본적으로 절연층, 금속층 및 보호층이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다. 상기 절연층은 최내각층으로서, 절연성 및 열접착성을 가지는 물질층으로 형성되며, 상기 금속층은 수분 침투 방지와, 전해액의 손실을 방지하는 역할을 한다. 상기 보호층은 최외각층으로서 전지 몸체를 보호하는 역할을 한다. 그러나, 이에 한정되지 않고 상기 외장재의 적층 구조는 여러 가지의 형태를 가질 수 있다. The packaging material 31 may basically have a structure in which an insulating layer, a metal layer, and a protective layer are sequentially stacked. The insulating layer is an innermost layer, and is formed of a material layer having insulation and heat adhesiveness, and the metal layer serves to prevent moisture penetration and loss of electrolyte solution. The protective layer serves to protect the battery body as the outermost layer. However, the present invention is not limited thereto, and the laminate structure of the packaging material may have various forms.

상기 외장재(31)에 있어서, 커버(33)와 케이스(32) 내측의 가장자리면에 위치된 절연층이 열에 의해 용융되어 상호 융착됨으로써, 상기 커버(33)와 케이스(32)가 상호 결합되어지고, 이에 따라 전지(30)가 밀봉된다. 이때, 상기 전극조립체(20)로부터 인출된 양극 단자(24) 및 음극 단자(25)는 외장재(31)의 외부로 돌출되어진다. 상기와 같이 돌출된 양극 단자(24) 및 음극 단자(25)는 외부회로와 전기적으로 연결되어지게 된다. In the packaging material 31, the cover 33 and the insulating layer located on the inner edge surface of the case 32 are melted by heat to be fused to each other, whereby the cover 33 and the case 32 are coupled to each other. Thus, the battery 30 is sealed. At this time, the positive electrode terminal 24 and the negative electrode terminal 25 drawn from the electrode assembly 20 protrude out of the exterior member 31. The positive terminal 24 and the negative terminal 25 protruding as described above are electrically connected to an external circuit.

상기 전극조립체(20)는 전술한 바와 같이, 보다 안정된 상태로 유지되어 외장재(31) 내에 수용되어 밀봉됨으로써, 외장재에 직접적인 영향을 미치지 않게 되어, 두께 불량 및 외관 불량의 발생을 방지할 수 있게 된다. 한편, 상기 전극조립체는 전술한 바에 한정되지 않고, 여러 가지 형태의 외장재에 수용되어 이차전지가 구성될 수 있다. As described above, the electrode assembly 20 is maintained in a more stable state and is accommodated in the exterior material 31 to be sealed, thereby not directly affecting the exterior material, thereby preventing occurrence of thickness defects and appearance defects. . On the other hand, the electrode assembly is not limited to the above, it is accommodated in various types of packaging material may be a secondary battery.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전극조립체가 종래보다 전체적으로 균형을 이루게 되어, 권취 및 압박시, 전지의 초기 충방전시에 전극조립체가 전체적으로 비틀어지는 현상이 최소화될 수 있다. 이와 더불어, 양극 단자 및 음극 단자가 정위치될 수 있다. 또한, 상기 양극 단자와 음극 단자 사이에 개재된 세퍼레이터의 변형이 줄어들 수 있어, 세퍼레이터의 손상에 따른 쇼트의 발생이 방지될 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, the electrode assembly is generally more balanced than before, and thus, the phenomenon of distorting the electrode assembly as a whole during winding and pressing and during initial charge and discharge of the battery may be minimized. In addition, the positive terminal and the negative terminal may be positioned. In addition, the deformation of the separator interposed between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal can be reduced, there is an effect that the occurrence of a short due to the damage of the separator can be prevented.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 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. Could be. Accordingly, the true scope of protection of the invention should be defined only by the appended claims.

도 1은 종래 기술에 따른 젤리-롤형의 전극조립체의 권취 시작 부분을 도시한 부분 사시도.1 is a partial perspective view showing the start of the winding of the jelly-roll type electrode assembly according to the prior art.

도 2는 도 1의 전극조립체를 권취한 상태를 도시한 측면도. FIG. 2 is a side view illustrating a state in which the electrode assembly of FIG. 1 is wound; FIG.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 젤리-롤형의 전극조립체의 권취 시작 부분을 도시한 부분 사시도. Figure 3 is a partial perspective view showing the starting portion of the winding of the jelly-roll type electrode assembly according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3의 전극조립체를 권취한 상태를 도시한 측면도.4 is a side view illustrating a state in which the electrode assembly of FIG. 3 is wound;

도 5는 도 4의 전극조립체를 채용한 이차전지를 도시한 분리 사시도.FIG. 5 is an exploded perspective view illustrating a rechargeable battery employing the electrode assembly of FIG. 4. FIG.

〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉<Brief description of the major symbols in the drawings>

20..전극조립체 21..양극판20. Electrode assembly 21. Anode plate

21a..양극 무지부 22..음극판21a.Negative pole 22.Negative electrode plate

22a..음극 무지부 23a,23b..세퍼레이터22a..Negative electrode uncoated part 23a, 23b .. separator

24..양극 단자 25..음극 단자24. Anode terminal 25. Anode terminal

31..외장재31.Exterior

Claims (4)

권취시 최내각에 위치되며 양극 활물질이 형성되지 않은 양극 무지부를 가지는 박판의 양극 집전체와, 상기 양극 집전체의 적어도 일면에 양극 활물질이 형성된 양극 코팅부를 구비하는 양극판; A positive electrode plate having a positive electrode current collector in a thin plate positioned at the innermost corner and having a positive electrode non-coating portion in which a positive electrode active material is not formed, and a positive electrode coating portion having a positive electrode active material formed on at least one surface of the positive electrode current collector; 상기 양극판과 소정 간격으로 이격되며, 권취시 최내각에 위치되며 음극 활물질이 형성되지 않은 음극 무지부를 가지는 박판의 음극 집전체와, 상기 음극 집전체의 적어도 일면에 음극 활물질이 형성된 음극 코팅부를 구비하는 음극판;A negative electrode current collector of a thin plate which is spaced apart from the positive electrode at a predetermined interval and is positioned at the innermost corner when the coil is wound and has no negative electrode active material formed therein, and a negative electrode coating having a negative electrode active material formed on at least one surface of the negative electrode current collector; Negative plate; 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되어 이들을 절연시키는 세퍼레이터; A separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate to insulate them; 상기 양극 무지부 및 음극 무지부에 각각 전기적으로 결합되며, 이들 사이에 개재되는 상기 세퍼레이터의 양측면에 각각 대향됨으로써 상호 동일 평면상으로 근접되게 배치되는 양극 단자 및 음극 단자; 및A positive electrode terminal and a negative electrode terminal which are electrically coupled to the positive and negative electrode non-coating portions, respectively, and are disposed to face each other on the same plane by being opposed to both side surfaces of the separator interposed therebetween; And 상기 양극 단자와, 음극 단자의 상부면에 배치되며, 상기 양극 집전체와 음극 집전체의 각각에 대하여 접합되는 양극 단자와 음극 단자의 부분을 밀폐시키는 보호부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 젤리-롤형의 전극조립체. And a protective member disposed on an upper surface of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal to seal portions of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal bonded to each of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector. Rolled electrode assembly. 삭제delete 권취시 최내각에 위치되며 양극 활물질이 형성되지 않은 양극 무지부를 가지는 박판의 양극 집전체와, 상기 양극 집전체의 적어도 일면에 양극 활물질이 형성된 양극 코팅부를 구비하는 양극판과, A positive electrode plate having a positive electrode current collector in a thin plate positioned at the innermost corner and having a positive electrode non-coating portion in which no positive electrode active material is formed, and a positive electrode coating portion having a positive electrode active material formed on at least one surface of the positive electrode current collector; 상기 양극판과 소정 간격으로 이격되며, 권취시 최내각에 위치되며 음극 활물질이 형성되지 않은 음극 무지부를 가지는 박판의 음극 집전체와, 상기 음극 집전체의 적어도 일면에 음극 활물질이 형성된 음극 코팅부를 구비하는 음극판과,A negative electrode current collector of a thin plate which is spaced apart from the positive electrode at a predetermined interval and is positioned at the innermost corner when the coil is wound and has no negative electrode active material formed therein, and a negative electrode coating having a negative electrode active material formed on at least one surface of the negative electrode current collector; The negative plate, 상기 양극판과 음극판의 사이에 개재되어 이들을 절연시키는 세퍼레이터;와,A separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate to insulate them; and 상기 양극 무지부 및 음극 무지부에 각각 전기적으로 결합되며, 이들 사이에 개재되는 상기 세퍼레이터의 양측면에 각각 대향됨으로써 상호 동일 평면상으로 근접되게 배치되는 양극 단자 및 음극 단자와,A positive electrode terminal and a negative electrode terminal electrically coupled to the positive electrode non-coating portion and the negative electrode non-coating portion, respectively disposed to face each other on the same plane by being opposed to both side surfaces of the separator interposed therebetween; 상기 양극 단자와, 음극 단자의 상부면에 배치되며, 상기 양극 집전체와 음극 집전체의 각각에 대하여 접합되는 양극 단자와 음극 단자의 부분을 밀폐시키는 보호부재를 구비하는 젤리-롤형의 전극조립체; 및A jelly-roll type electrode assembly disposed on an upper surface of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal, the jelly-roll electrode assembly including a protective member sealing portions of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal bonded to each of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector; And 상기 전극조립체가 수용되는 케이스와, 상기 케이스와 상호 융착 결합되어 전지를 밀봉시키는 커버를 구비하는 외장재;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 이차전지. And an outer case including a case in which the electrode assembly is accommodated and a cover sealingly sealing the battery by being fusion-bonded with the case. 제 3항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 양극 단자 및 음극 단자는 각각 상기 외장재에 의한 전극조립체의 밀봉시에 소정 길이로 상기 외장재의 외부로 인출되는 것을 특징으로 하는 이차전지. The positive terminal and the negative terminal, respectively, the secondary battery characterized in that it is drawn to the outside of the packaging material with a predetermined length when sealing the electrode assembly by the packaging material.
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