KR100601555B1 - Jelly-roll type electrode assembly and Li Secondary battery with the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열적 안정성이 향상된 권취형 전극 조립체 및 이를 구비하는 이차 전지에 관한 것으로, 본 발명은 양극 집전체 상의 양극 활물질이 코팅된 양극 활물질층, 상기 양극 집전체 양 말단의 양극 무지부를 구비하는 양극 전극판과; 음극 집전체 상의 음극 활물질이 코팅된 음극 활물질층, 상기 음극 집전체 양 말단의 음극 무지부를 구비하는 음극 전극판과; 상기 양극 전극판 및 음극 전극판의 사이에 개재되어 이들을 절연시키는 세퍼레이터와; 상기 양극 전극판 또는 음극 전극판 양 말단의 적어도 어느 하나의 무지부에 부착된 세퍼레이터 고정 테이프를 포함하는 권취형 전극 조립체를 제공하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a wound electrode assembly having improved thermal stability and a secondary battery having the same. The present invention provides a positive electrode active material layer coated with a positive electrode active material on a positive electrode current collector, and a positive electrode having positive electrode uncoated portions at both ends of the positive electrode current collector. An electrode plate; A negative electrode active material layer coated with a negative electrode active material on a negative electrode current collector, and a negative electrode electrode plate including negative end portions of both ends of the negative electrode current collector; A separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate to insulate them; It is characterized by providing a wound electrode assembly comprising a separator fixing tape attached to at least one of the uncoated portion of both ends of the positive electrode plate or the negative electrode plate.
이차 전지, 전극 조립체, 세퍼레이터, 고정 테이프Secondary Battery, Electrode Assembly, Separator, Fixing Tape
Description
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 리튬 이차 전지를 설명하기 위한 분해 사시도. 1 is an exploded perspective view for explaining a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지의 전극 조립체의 권취 전 상태를 도시한 도면이며, 도 2f는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지의 전극 조립체의 권취 후 상태를 도시한 도면. 2A to 2E are views illustrating a state before winding of an electrode assembly of a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2F is a view of winding of an electrode assembly of a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention. Figure showing the state.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 리튬 이차 전지에 사용되는 세퍼레이터 고정 테이프를 설명하기 위한 단면도. 3 is a cross-sectional view illustrating a separator fixing tape used in a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
(도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for main parts of drawing)
100; 이차 전지 110; 이차 전지용 케이스100;
200; 전극 조립체 210; 양극 전극판200;
211; 양극 집전체 212; 양극 활물질층211; Positive electrode
213; 양극 무지부 215; 양극 탭213; Anode
220; 음극 전극판 221; 음극 집전체220;
222; 음극 활물질층 223; 음극 무지부222; Negative electrode
225; 음극 탭 230; 세퍼레이터225;
240; 절연 테이프 250, 255; 세퍼레이터 고정 테이프 240;
251; 기재 기판 252; 접착제층251;
300; 캡 조립체 310; 캡 플레이트300;
311; 단자 통공 312; 전해액 주입공311; Terminal through 312; Electrolyte injection hole
315; 보올 320; 단자 전극315; Bowl 320; Terminal electrode
330; 가스켓 340; 절연 플레이트330;
350; 단자 플레이트 360; 절연 케이스 350;
362; 전해액 주입 통공362; Electrolyte injection through hole
본 발명은 권취형 전극 조립체 및 이를 구비하는 이차 전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열적 안정성이 향상된 권취형 전극 조립체 및 이를 구비하는 이차 전지에 관한 것이다. The present invention relates to a wound electrode assembly and a secondary battery having the same, and more particularly, to a wound electrode assembly having improved thermal stability and a secondary battery having the same.
최근에는 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 콤팩트하고 경량화된 전기/전자장치들이 활발하게 개발 및 생산되고 있다. 이러한 휴대용 전기/전자장치들은 별도의 전원이 구비되지 않은 장소에서도 작동될 수 있도록 전지 팩을 내장하고 있다. 내장된 전지 팩은 휴대용 전기/전자장치를 일정기간동안 구동시키기 위해 일정 레벨의 전압을 출력시킬 수 있도록 내부에 적어도 하나의 전지를 구비하고 있다. Recently, compact and lightweight electric / electronic devices such as cellular phones, notebook computers, camcorders, etc. have been actively developed and produced. These portable electric / electronic devices have a battery pack that can be operated in a place where no separate power source is provided. The built-in battery pack includes at least one battery therein for outputting a predetermined level of voltage for driving the portable electric / electronic device for a period of time.
상기 전지 팩은 경제적인 측면을 고려하여 최근에는 충방전이 가능한 이차전 지를 채용하고 있다. 이차전지에는 대표적으로, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지와 니켈-수소(Ni-MH)전지 및 리튬(Li) 전지와 리튬 이온(Li-ion) 전지 등의 리튬 이차 전지 등이 있다. In consideration of economic aspects, the battery pack has recently adopted a rechargeable battery capable of charging and discharging. Representative secondary batteries include lithium secondary batteries such as nickel-cadmium (Ni-Cd) batteries, nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, lithium (Li) batteries, and lithium ion (Li-ion) batteries.
특히, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V로서, 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다. In particular, the lithium secondary battery has an operating voltage of 3.6 V, which is three times higher than that of a nickel-cadmium battery or a nickel-hydrogen battery, which is widely used as a power source for portable electronic equipment, and is rapidly increasing in terms of high energy density per unit weight. to be.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로는, 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다. 또한, 리튬 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 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, and 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. Moreover, although a lithium secondary battery is manufactured in various shapes, typical shapes include cylindrical shape, square shape, and pouch type.
통상적으로, 상기 리튬 이차 전지는 양극 활물질이 코팅된 양극 전극판, 음극 활물질이 코팅된 음극 전극판 및 상기 양극 전극판과 음극 전극판 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온(Li-ion)의 이동만을 가능하게 하는 세퍼레이터가 권취된 전극 조립체와, 상기 전극 조립체를 수용하는 리튬 이차 전지용 케이스와, 상기 리튬 이차 전지용 케이스 내측에 주입되어 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 전해액 등으로 이루어져 있다. Typically, the lithium secondary battery is positioned between the positive electrode plate coated with a positive electrode active material, the negative electrode plate coated with a negative electrode active material, and between the positive electrode plate and the negative electrode plate to prevent a short and prevent lithium ion (Li-ion). And an electrode assembly in which a separator capable of moving only is wound, a lithium secondary battery case accommodating the electrode assembly, and an electrolyte solution injected into the lithium secondary battery case to enable movement of lithium ions.
이러한 리튬 이차 전지는 상기 양극 활물질이 코팅되며 양극 탭이 연결된 양극 전극판, 음극 활물질이 코팅되며, 음극 탭이 연결된 음극 전극판 및 세퍼레이터 를 적층한 후, 이를 권취하여 전극 조립체를 제조한다. The lithium secondary battery is coated with the positive electrode active material and the positive electrode tab is connected to the positive electrode tab, the negative electrode active material is coated, the negative electrode plate is connected to the negative electrode tab and the separator is laminated, and then wound to prepare an electrode assembly.
그런 다음, 상기 전극 조립체를 상기 리튬 이차 전지용 케이스에 수용하여 상기 전극 조립체가 이탈하지 않도록 한 후, 상기 리튬 이차 전지용 케이스에 전해액을 주입한 후, 밀봉하여 리튬 이차 전지를 완성한다. Then, the electrode assembly is accommodated in the lithium secondary battery case to prevent the electrode assembly from being separated, an electrolyte is injected into the lithium secondary battery case, and then sealed to complete the lithium secondary battery.
그러나, 상기한 바와 같은 리튬 이차 전지는 충전시에 과충전이 발생하면, 상기 전극 조립체 내부의 온도가 상승하며, 이러한 온도의 상승은 상기 전극 조립체의 변형을 가져올 수 있다. 특히, 상기 전극 조립체 내부의 온도가 상승하면, 상기 세퍼레이터가 열수축하게 되고, 상기 세퍼레이터의 열수축은 상기 전극 조립체의 양극 전극판 및 음극 전극판 사이의 쇼트(short)를 유발할 수 있는 문제점이 있다. 즉, 상기 과충전시에 전극 조립체 및 리튬 이차 전지의 열적 안정성이 저하되는 문제점이 있다. However, in the lithium secondary battery as described above, when overcharging occurs during charging, the temperature inside the electrode assembly is increased, and this increase in temperature may cause deformation of the electrode assembly. In particular, when the temperature inside the electrode assembly rises, the separator is thermally contracted, and the thermal contraction of the separator may cause a short between the positive electrode plate and the negative electrode plate of the electrode assembly. That is, there is a problem in that the thermal stability of the electrode assembly and the lithium secondary battery is degraded during the overcharge.
본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 세퍼레이트 고정 테이프를 이용하여 열적 안정성이 향상된 권취형 전극 조립체 및 이를 구비하는 이차 전지를 제공하는 데에 그 목적이 있다. An object of the present invention is to solve the above problems of the prior art, the present invention is to provide a wound electrode assembly and a secondary battery having the improved thermal stability using a separate fixing tape.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 양극 집전체 상의 양극 활물질이 코팅된 양극 활물질층, 상기 양극 집전체 양 말단의 양극 무지부를 구비하는 양극 전극판과; 음극 집전체 상의 음극 활물질이 코팅된 음극 활물질층, 상기 음극 집전체 양 말단의 음극 무지부를 구비하는 음극 전극판과; 상기 양극 전극판 및 음극 전극 판의 사이에 개재되어 이들을 절연시키는 세퍼레이터와; 상기 양극 전극판 또는 음극 전극판 양 말단의 적어도 어느 하나의 무지부에 부착된 세퍼레이터 고정 테이프를 포함하는 권취형 전극 조립체를 제공하는 것을 특징으로 한다. The present invention for achieving the above object is a positive electrode active material layer coated with a positive electrode active material on the positive electrode current collector, a positive electrode electrode plate having a positive electrode non-coating portion of both ends of the positive electrode current collector; A negative electrode active material layer coated with a negative electrode active material on a negative electrode current collector, and a negative electrode electrode plate including negative end portions of both ends of the negative electrode current collector; A separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate to insulate them; It is characterized by providing a wound electrode assembly comprising a separator fixing tape attached to at least one of the uncoated portion of both ends of the positive electrode plate or the negative electrode plate.
또한, 본 발명은 상기 양극 전극판 또는 음극 전극판 양 말단의 적어도 어느 하나의 무지부에 부착된 세퍼레이터 고정 테이프를 구비하는 권취형 전극 조립체와; 상기 전극 조립체를 감싸는 케이스와; 상기 케이스와 결합되어 이를 밀봉하며 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 단자부가 형성된 캡 조립체를 포함하는 리튬 이차 전지를 제공하는 것을 특징으로 한다. The present invention also provides a wound electrode assembly having a separator fixing tape attached to at least one of the uncoated portions of both ends of the positive electrode plate or the negative electrode plate; A case surrounding the electrode assembly; It is characterized in that it provides a lithium secondary battery comprising a cap assembly is coupled to the case and sealed and the terminal portion is electrically connected to the electrode assembly.
상기 세퍼레이터 고정 테이프는 양극 전극판 및 음극 전극판 중 어느 하나의 전극판 양 말단의 두 무지부에 부착되어 있는 것이 바람직하다. It is preferable that the separator fixing tape is attached to two uncoated portions at both ends of one of the positive electrode plate and the negative electrode plate.
상기 세퍼레이터 고정 테이프는 상기 양극 전극판 및 음극 전극판 중 어느 하나의 전극판의 양 말단의 무지부 중 어느 하나의 무지부와, 다른 하나의 전극판의 양 말단의 무지부 중 상기 어느 하나의 전극판의 세퍼레이터 고정 테이프가 부착된 무지부의 반대편의 무지부에 부착되는 것이 바람직하다. The separator fixing tape may be formed of any one of the plain portions at both ends of the electrode plate of the positive electrode plate and the negative electrode plate, and at least one of the plain portions at both ends of the other electrode plate. It is preferable that it is attached to the plain part on the opposite side to the plain part to which the separator fixing tape of a board was attached.
상기 세퍼레이터 고정 테이프는 상기 양극 전극판 및 음극 전극판 양 말단의 무지부 모두에 부착되는 것이 바람직하다. It is preferable that the separator fixing tape is attached to both the plain portions at both ends of the positive electrode plate and the negative electrode plate.
상기 세퍼레이터 고정 테이프는 기재 기판(base film)과; 상기 기재 기판의 상ㆍ하면 상에 도포된 접착제층으로 이루어져 있는 것이 바람직하다. The separator fixing tape includes a base film; It is preferable that it consists of an adhesive bond layer apply | coated on the upper and lower surfaces of the said base substrate.
상기 기재 기판은 변형 온도가 150℃ 이상인 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 기재 기판은 폴리프로필렌, 폴리이미드 및 폴리프로 필렌 설파이드 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다. It is preferable that the base substrate is made of a material having a deformation temperature of 150 ° C. or more, and more preferably, the base substrate is made of any one of polypropylene, polyimide, and polypropylene sulfide.
상기 접착제층은 전해액과 반응하지 않으며, 접착력을 구비하는 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 접착제층은 아크릴인 것이 바람직하다. It is preferable that the adhesive layer does not react with the electrolyte solution, and is made of a material having adhesion. More preferably, the adhesive layer is acryl.
상기 전극 조립체 최외곽면 하단을 둘러싸도록 부착된 세퍼레이터 고정 테이프를 더 포함할 수도 있다. 하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지. It may further include a separator fixing tape attached to surround the bottom of the outermost surface of the electrode assembly. A lithium secondary battery, characterized in that.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 리튬 이차 전지를 설명하기 위한 분해 사시도이다. 1 is an exploded perspective view for explaining a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이차 전지(100)는 이차 전지용 케이스(110)와, 상기 이차 전지용 케이스(110)의 내부에 수용되는 젤리-롤형의 전극 조립체(200)와, 상기 이차 전지용 케이스(110)의 상부에 결합되는 캡 조립체(300)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a lithium
상기 이차 전지용 케이스(110)는 대략 사각형상을 가진 금속재로 이루어져 있으며, 그 자체가 단자역할을 수행하는 것이 가능하다. The
상기 전극 조립체(200)는 양극 탭(215)이 부착된 양극 전극판(210), 음극 탭(225)이 부착된 음극 전극판(220) 및 상기 양극 전극판(210)과 음극 전극판(220) 사이에 개재된 세퍼레이터(230)가 권취된 형태로 이루어져 있다. 상기 양극 탭(215) 및 음극 탭(225)이 상기 전극 조립체(200)로부터 인출되는 경계부에는 상기 양극 전극판(210) 및 음극 전극판(220) 간의 단락을 방지하기 위하여 절연 테이프 (240)로 각각 절연되어 있다. The
상기 캡 조립체(300)에는 상기 이차 전지용 케이스(110)의 개구부와 대응하는 크기와 형상을 구비하는 평판형 캡 플레이트(310)가 마련되어 있다. 상기 캡 플레이트(310)의 중앙부에는 단자 통공(311)이 형성되어 있으며, 상기 캡 플레이트(310)의 일측에는 전해액을 주입하기 위한 전해액 주입공(312)이 형성되어 있으며, 상기 전해액 주입공(312)은 보올(315)과 결합되어 밀폐된다. The
상기 단자 통공(311)에는 전극 단자(320), 예를 들면, 음극 단자가 삽입 가능하도록 위치하고 있다. 상기 전극 단자(320)의 외부면에는 상기 캡 플레이트(310)와의 전기적 절연을 위한 튜브 형상의 가스켓(330)이 설치되어 있다. 상기 캡 플레이트(310)의 아랫면에는 절연 플레이트(340)가 배치되어 있다. 상기 절연 플레이트(340) 아래면에는 단자 플레이트(350)가 설치되어 있다. An
상기 전극 단자(320)는 상기 가스켓(330)이 외주면을 감싼 상태에서 상기 단자 통공(311)을 통하여 삽입되어 있다. 상기 전극 단자(320)의 저면부는 상기 절연 플레이트(340)를 개재한 상태에서 단자 플레이트(350)와 전기적으로 연결되어 있다. The
상기 캡 플레이트(310)의 아랫면에는 상기 양극 전극판(210)으로부터 인출된 양극 탭(215)이 용접되어 있으며, 상기 전극 단자(320)의 하단부에는 상기 음극 전극판(220)으로부터 인출된 음극 탭(225)이 용접된다. A
한편, 상기 전극 조립체(200)의 상면에는 상기 전극 조립체(200)와 캡 조립체(300)를 전기적으로 절연시켜 주며, 이와 동시에 상기 전극 조립체(200)의 상단 부를 커버할 수 있는 절연 케이스(360)가 설치되어 있다. 상기 절연 케이스(360)는 상기 캡 플레이트(310)의 전해액 주입구(312)와 대응하는 위치에 전해액 주입 통공(362)을 구비하여, 전해액을 주입할 수 있도록 한다. 상기 절연 케이스(360)는 절연성을 가지는 고분자 수지로써, 바람직하게는 폴리프로필렌으로 이루어지나, 본 발명의 실시예에서 그 재질을 한정하는 것은 아니다. On the other hand, the upper surface of the
한편, 도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지의 전극 조립체의 권취 전 상태를 도시한 것이다. 2A to 2E illustrate a state before winding of an electrode assembly of a lithium secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2f는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지의 전극 조립체의 권취 후 상태를 도시한 것이다. Figure 2f illustrates a state after the winding of the electrode assembly of the lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 2a 내지 도 2f를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지(100)의 전극 조립체(200)는 양극 전극판(210), 음극 전극판(220) 및 세퍼레이터(230)가 각각 한 장의 스트립(strip)으로 이루어져, 상기 양극 전극판(210), 세퍼레이터(230), 음극 전극판(220), 세퍼레이터(230)의 순으로 배치되어, 젤리-롤형(jelly-roll type)으로 권취되며, 상기 세퍼레이터(230)는 상기 양극 전극판(210) 및 음극 전극판(220)에 부착된 세퍼레이터 고정 테이프(250)에 의하여 고정되어 있다. 2A to 2F, the
또는, 도면 상에는 도시하지 않았으나, 상기 양극 전극판(210) 및 음극 전극판(220)이 각각 한 장의 스트립으로 이루어지며, 상기 양극 전극판(210) 및 음극 전극판(220) 중 어느 하나의 전극판을 상기 세퍼레이터(230)가 감싸는 형태로 이루어진 상태에서 젤리-롤형으로 권취되며, 상기 세퍼레이터(230)는 상기 양극 전극판 (210) 및 음극 전극판(220)에 부착된 세퍼레이터 고정 테이프(240)에 의하여 고정되어 있다. Alternatively, although not shown in the drawing, each of the
상기 양극 전극판(210)은 도전성이 우수한 금속 박판, 예를 들면, 알루미늄(Al) 호일(foil)로 이루어진 양극 집전체(211)와, 그 양면에 코팅된 양극 활물질층(212)을 포함하고 있다. 양극 활물질로는 칼코게나이드(chalcogenide) 화합물이 사용되고 있으며, 그 예로 LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiNi1-xCoxO2(0<x<1), LiMnO2 등의 복합 금속 산화물들이 사용되고 있으나, 본 실시예에서 그 물질을 한정하는 것은 아니다. 상기 양극 전극판(210)의 양 말단은 양극 활물질층(212)이 형성되지 않은 양극 집전체(211) 영역, 즉, 양극 무지부(213)이며, 상기 양극 무지부(213) 중 어느 한 편에는 양극 탭(215)이 전기적으로 연결되어 있다. The
상기 음극 전극판(220)은 전도성 금속 박판, 예를 들면, 구리(Cu) 또는 니켈(Ni) 호일로 이루어진 음극 집전체(221)와, 그 양면에 코팅된 음극 활물질층(222)을 포함하고 있다. 음극 활물질는 탄소(C) 계열 물질, Si, Sn, 틴 옥사이드, 틴 합금 복합체(composite tin alloys), 전이 금속 산화물, 리튬 금속 나이트라이드 또는 리튬 금속 산화물 등이 사용되고 있으나, 본 실시예에서 그 물질을 한정하는 것은 아니다. 상기 음극 전극판(220)의 양 말단은 음극 활물질층(222)이 형성되지 않은 음극 집전체(221) 영역, 즉 음극 무지부(223)이며, 상기 음극 무지부(223) 중 어느 한 편, 예를 들면, 상기 양극 전극판(210)의 양극 탭(215)이 형성된 반대편의 음극 무지부(223)에는 음극 탭(225)이 전기적으로 연결되어 있다. The
상기 양극 전극판(210) 및 음극 전극판(220)과, 양극 탭(215) 및 음극 탭 (225)은 극성을 달리하여 배치될 수도 있으며, 상기 양극 탭(215) 및 음극 탭(225)이 상기 전극 조립체(200)로부터 인출되는 경계부에는 상기 양극 전극판(210) 및 음극 전극판(220) 간의 단락을 방지하기 위하여 절연 테이프(240)로 각각 절연되어 있다. The
상기 세퍼레이터(230)는 상기 양극 전극판(210)과 음극 전극판(220)의 쇼트(short)를 방지하고 리튬 이차 전지(100)의 전하(charge), 예를 들면 리튬 이온의 이동만 가능하게 하는 것으로, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌과 폴리플로필렌의 공중합체(co-polymer)로 이루어지는 군(group)에서 선택되는 어느 하나로 이루어져 있으나, 본 실시예에서 그 재질을 한정하는 것은 아니다. 상기 세퍼레이터(230)는 상기 양극 전극판(210) 및 음극 전극판(220)보다 폭을 넓게 하여 형성하는 것이 상기 양극 전극판(210) 및 음극 전극판(220) 간의 단락을 방지하는데 유리하다. The
또한, 상기 양극 활물질층(212) 및 음극 활물질층(222)은 상기 양극 전극판(210) 및 음극 전극판(220)이 1회 권취된 이후부터 시작된다. 즉, 상기 무지부(213, 223)와 상기 양극ㆍ음극 활물질층(212, 222)의 경계면에서 권취가 시작되는 것이다. In addition, the positive electrode
한편, 도 2a 내지 도 2e에 도시된 바와 같이, 상기 전극 조립체(200)가 권취되기 전, 양극 전극판(210) 또는 음극 전극판(220)의 양극ㆍ음극 무지부(213, 223)에는 상기 리튬 이차 전지(100)의 충전시에 과충전이 발생하는 경우에 상기 리튬 이차 전지(100)의 내부 온도가 상승하여 상기 세퍼레이터(230)의 열수축에 의한 변 형을 방지하기 위한 세퍼레이터 고정 테이프(250)가 부착되어 있다. As shown in FIGS. 2A to 2E, before the
예를 들면, 도 2a에서와 같이, 상기 세퍼레이터 고정 테이프(250)는 음극 전극판(220) 양 말단의 두 음극 무지부(223)에만 부착될 수 있다. For example, as shown in FIG. 2A, the
또는 도 2b에서와 같이, 상기 세퍼레이터 고정 테이프(250)는 양극 전극판(210) 양 말단의 두 양극 무지부(213)에만 부착될 수 있다. Alternatively, as shown in FIG. 2B, the
또는 도 2c 및 도 2d에서와 같이, 상기 세퍼레이터 고정 테이프(250)는 상기 양극 전극판(210) 양 말단의 양극 무지부(213) 중 어느 한 편과, 상기 음극 전극판(220) 양 말단의 음극 무지부(223) 중 상기 양극 전극판(210)의 무지부(213) 중 세퍼레이터 고정 테이프(250)가 부착된 무지부(213) 반대편의 음극 무지부(223)에만 부착될 수 있다. Alternatively, as shown in FIGS. 2C and 2D, the
또는, 도 2e에서와 같이, 상기 세퍼레이터 고정 테이프(250)는 상기 양극ㆍ음극 전극판(210, 220) 양 말단의 양극ㆍ음극 무지부(213, 223) 모두에 부착될 수도 있다. Alternatively, as shown in FIG. 2E, the
또한, 도 2f에서와 같이, 권취된 후의 상기 전극 조립체(200) 최외곽면 하단부에는 상기 세퍼레이터(230)가 열수축에 의하여 변형하는 것을 방지하기 위한 세퍼레이터 고정 테이프(255)를 더 부착하여 상기 세퍼레이터(230)의 열수축에 의한 변형을 방지하고 있다. In addition, as shown in FIG. 2F, a
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 리튬 이차 전지에 사용되는 세퍼레이터 고정 테이프를 설명하기 위한 단면도이다. 3 is a cross-sectional view illustrating a separator fixing tape used in a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 상기 전극 조립체(200)에 부착되는 상기 세퍼레이트 고정 테이프(250)는 리튬 이차 전지(100)의 과충전시 리튬 이차 전지(100)의 내부 온도보다 높은 변형온도를 갖는 기재 기판(251, base film)과, 상기 기재 기판(251)의 상ㆍ하면 상에 도포된 접착제층(252)으로 이루어져 있다. Referring to FIG. 3, the
상기 기재 기판(251)은 상기 리튬 이차 전지(100)의 과충전시의 내부 온도가 약 150℃ 정도까지 상승하므로, 그 변형 온도가 약 150℃ 이상인 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 폴리프로필렌(Polyphenylene), 폴리이미드(Polyimide) 및 폴리프로필렌 설파이드(Polyphenylene Sulfide, PPS) 중 어느 하나의 물질이 사용되나, 본 실시예에서 그 물질의 종류를 한정하는 것은 아니다. Since the internal temperature of the
상기 접착제층(252)은 리튬 이차 전지(100)의 전해액과 반응하지 않으며, 접착력을 구비하는 물질을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 아크릴(acryl)을 사용하는 것이 바람직하나, 본 실시예에서 그 물질의 종류를 한정하는 것은 아니다. The
상기한 바와 같이 권취 전 양극 무지부와 음극 무지부에 세퍼레이터 고정 테이프를 부착하여, 상기 세퍼레이터를 고정함으로써, 리튬 이차 전지의 과충전으로 인해 리튬 이차 전지의 내부 온도가 상승하여도 상기 세퍼레이터의 열수축을 방지하여, 상기 양극 전극판 및 음극 전극판 간의 쇼트를 방지할 수 있다. 따라서, 리튬 이차 전지의 열적 안정성을 향상시킬 수 있다. As described above, the separator fixing tape is attached to the positive electrode non-coating portion and the negative electrode non-coating portion, and the separator is fixed to prevent thermal shrinkage of the separator even when the internal temperature of the lithium secondary battery increases due to the overcharging of the lithium secondary battery. Thus, the short between the positive electrode plate and the negative electrode plate can be prevented. Therefore, the thermal stability of a lithium secondary battery can be improved.
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 본 발명은 세퍼레이트 고정 테이프를 이용하여 열적 안정성이 향상된 권취형 전극 조립체 및 이를 구비하는 이차 전지를 제공할 수 있다. As described above, according to the present invention, the present invention can provide a wound electrode assembly having a improved thermal stability and a secondary battery having the same by using a separator fixing tape.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.
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