KR101155920B1 - 전극 어셈블리 및 이를 이용한 이차 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전극 어셈블리는 안전성이 향상될 수 있도록 제1 전극 집전체와 제1 전극 활물질층을 포함하는 제1 전극과, 제2 전극 집전체와 제2 전극 활물질층을 포함하는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 세퍼레이터, 및 상기 제1 전극과 맞닿아 적층 배치된 전자흡수부재를 포함한다.

Description

전극 어셈블리 및 이를 이용한 이차 전지{ELECTRODE ASSEMBLY AND RECHARGEABLE BATTERY USING THEREOF}
본 발명은 전극 어셈블리 및 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 안전구조를 개선한 전극 어셈블리 및 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 저용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 전지는 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원 및 전력 저장용 전지 등으로 널리 사용되고 있다.
최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 대용량 고출력 이차 전지가 개발되고 있으며, 상기한 대용량 고출력 이차 전지는 전력 저장용이나 대전력을 필요로 하는 기기에 사용될 수 있도록 복수 개의 이차 전지를 직렬로 연결하여 고출력의 전지 모듈로 구성된다.
또한, 이러한 이차 전지는 원통형과 각형, 파우치형 등으로 이루어질 수 있다.
이차 전지의 외부에서 못이나 송곳 등의 도전성 이물질이 내부로 침입한 경우, 이차 전지 내부에서 단락이 발생할 수 있다. 이와 같이 단락이 발생하면 이차 전지 내부의 온도가 급격하게 상승하여 이차 전지가 발화하거나 폭발할 위험이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 안전성이 향상된 이차 전지를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극 어셈블리는 제1 전극 집전체와 제1 전극 활물질층을 포함하는 제1 전극과, 제2 전극 집전체와 제2 전극 활물질층을 포함하는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 세퍼레이터, 및 상기 제1 전극과 맞닿아 적층 배치된 전자흡수부재를 포함한다.
또한, 상기 전자흡수부재는 전자흡수층과 상기 전자흡수층을 감싸는 차단층을 포함할 수 있으며, 상기 전자흡수층은 아크릴레이트계 물질을 포함할 수 있다.
상기 전자흡수층은 PTMA(Poly(2,2',6,6'-tetramethylpiperidinyloxy methacrylate))로 이루어질 수 있으며, 상기 차단층은 탄성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다.
상기 차단층은 이온불투과성을 갖는 물질로 이루어질 수 있으며, 상기 차단층은 폴리아미드계 엘라스토머, 폴리우레탄계 엘라스토머, 폴리올레핀계 엘라스토머, 폴리에스테르계 엘라스토머, 스티렌계 엘라스토머, 염화비닐계 엘라스토머, 플루오르계 엘라스토머로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전자흡수부재는 제일 외측에 배치될 수 있으며, 상기 전자흡수부재는 상기 제1 전극 사이에 배치될 수 있다. 상기 전자흡수부재는 상기 제1 전극의 집전체와 맞닿도록 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지는 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 배치된 세퍼레이터를 포함하는 전극 어셈블리와, 상기 전극 어셈블리가 내장되는 케이스, 및 상기 전극 어셈블리와 전기적으로 연결되며 상기 케이스의 외측으로 노출된 단자를 포함하고, 상기 전극 어셈블리는 상기 제1전극과 함께 적층 배열된 전자흡수부재를 포함한다.
상기 전자흡수부재는 전자흡수층과 상기 전자흡수층을 감싸는 차단층을 포함할 수 있으며, 상기 전자흡수층은 아크릴레이트계 물질로 이루어질 수 있다.
상기 전자흡수층은 PTMA(Poly(2,2',6,6'-tetramethylpiperidinyloxy methacrylate))로 이루어질 수 있으며, 상기 차단층은 탄성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다.
상기 차단층은 이온불투과성을 갖는 고분자 시트로 이루어질 수 있으며, 상기 차단층은 폴리아미드계 엘라스토머, 폴리우레탄계 엘라스토머, 폴리올레핀계 엘라스토머, 폴리에스테르계 엘라스토머, 스티렌계 엘라스토머, 염화비닐계 엘라스토머, 플루오르계 엘라스토머로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극은 제1 전극 집전체와 제1 전극 집전체에 부착된 제1 전극 활물질층을 포함하고, 상기 전자흡수부재는 상기 제1 전극 과 맞닿도록 배치될 수 있으며, 상기 전자흡수부재는 상기 제1 전극 집전체와 맞닿도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 전자흡수부재는 상기 전극 어셈블리에서 제일 외측에 배치될 수 있으며, 상기 전자흡수부재는 상기 제1 전극 사이에 배치될 수 있다. 또한 상기 전자흡수부재는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 이상 상황 발생 시에 전자흡수부재가 전자를 흡수하므로 이차 전지의 안전성이 향상된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 어셈블리를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에서 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 어셈블리를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5에서 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예의 변형예에 따른 전극 어셈블리를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극 어셈블리를 도시한 사시도이다.
도 9는 도 8에서 Ⅸ-Ⅸ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예의 변형예에 따른 전극 어셈블리를 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전극 어셈블리를 도시한 사시도이다.
도 12는 도 11에서 ⅩⅡ-ⅩⅡ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 본 명세서 및 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이고, 도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 1, 및 도 2를 참조하여 설명하면, 이차 전지(101)는 충전과 방전을 행하는 전극 어셈블리(10)와 전극 어셈블리(10)가 내장되는 케이스(25)를 포함한다.
케이스(25)는 이차 전지(101)의 전체적인 외관을 형성하며, 전극 어셈블리(10)를 내장하는 공간을 제공한다. 케이스(25)는 필름이 접합된 파우치형으로 이루어진다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 케이스는 금속으로 이루어진 원통형 또는 각형 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
전극 어셈블리(10)에는 제1 단자(21)와 제2 단자(22)가 전기적으로 연결되고, 제1 단자(21)와 제2 단자(22)는 케이스(25)의 외측으로 돌출된다.
제1 단자(21)는 제1 전극 무지부(112a)에 전기적으로 연결되고, 제2 단자(22)는 제2 전극 무지부(122a)에 전기적으로 연결된다. 제1 단자(21)와 제2 단자(22)는 케이스(25)의 외측으로 돌출되며 제1 단자(21) 및 제2 단자(22)와 케이스(25) 사이에는 절연 및 실링을 위한 절연층(28)이 설치된다. 본 실시예에 따른 제1 단자(21)와 제2 단자(22)는 케이스(20)에서 동일한 방향으로 돌출되나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 단자(21)와 제2 단자(22)는 반대 방향으로 돌출될 수도 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 전극 어셈블리(10)는 제1 전극(11), 제2 전극(12), 및 제1 전극(11)과 제2 전극(12) 사이에 배치된 세퍼레이터(13)를 포함한다. 전극 어셈블리(10)는 시트(sheet) 형상으로 이루어진 복수 개의 제1 전극(11)과 제2 전극(12)이 세퍼레이터(13)를 사이에도 두고 교대로 적층된 구조로 이루어진다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 띠 형상으로 이루어진 제1 전극(11)과 제2 전극(12)이 세퍼레이터(13)를 사이에도 두고 배치되어 권취된 구조로 이루어질 수도 있다.
세퍼레이터(13)는 다공성 시트로 이루어지는데, 제1 전극(11)과 제2 전극(12)을 절연하며, 전자가 이동하는 통로를 제공한다. 세퍼레이터(13)는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계의 단일 또는 복합 필름, 마닐라 페이퍼 등으로 이루어질 수 있다.
제1 전극(11)은 제1 전극 집전체(112)와 제1 전극 집전체(112)에 부착된 제1 전극 활물질층(113)을 포함한다. 제1 전극 활물질층(113)은 제1 전극 집전체(112) 상에 코팅, 용접 또는 라미네이팅 방식으로 부착된다.
제1 전극 집전체(112)는 사각 시트 형상으로 형성되며, 알루미늄, 스테인리스 스틸 등의 소재로 이루어진다.
제1 전극 활물질층(113)은 LiCoO2, LiMnO2, LiFePO4, LiNiO2, LiMn2O4, 또는 탄소계 활물질, 3원계 활물질 등과 도전제, 바인더 등으로 이루어질 수 있다. 제1 전극 집전체(112)의 상단에는 제1 전극 활물질층(113)이 형성되지 아니하고 제1 전극 집전체(112)가 노출된 제1 전극 무지부(112a)가 형성된다. 이 제1 전극 무지부(112a)에는 제1 단자(21)가 용접 등으로 부착된다.
본 실시예에서는 제1 전극(11)이 양극이고, 제2 전극(12)이 음극인 것을 예로서 설명한다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 전극(11)이 음극이 되고, 제2 전극(12)이 양극이 될 수도 있다.
제2 전극(12)은 제2 전극 집전체(122)와 제2 전극 집전체(122)의 양면에 부착된 제2 전극 활물질층(123)을 포함한다.
제2 전극 집전체(122)는 구리, 또는 스테인리스 스틸 또는 알루미늄 등의 소재로 이루어지며, 제2 전극 활물질층(123)은 Li4Ti5O12 또는 탄소계 활물질, 도전제, 바인더 등으로 이루어질 수 있다. 제2 전극(12)의 상단에는 제2 전극 활물질층(123)이 형성되지 아니하고 제2 전극 집전체(122)가 노출된 제2 전극 무지부(122a)이 형성된다.
한편, 전극 어셈블리(10)는 전자흡수부재(14)를 더 포함하는 바, 전자흡수부재(14)는 전극 어셈블리(10)의 외측 양면과 중앙에 설치된다. 전자흡수부재(14)는 제1 전극(11)과 맞닿도록 적층 배치되며 더욱 상세하게는 제1 전극 집전체(112)와 맞닿아 배치된다. 이에 따라 전자흡수부재(14)와 맞닿는 제1 전극(11)은 제1 전극 집전체(112)의 한쪽 면에만 제1 전극 활물질층(113)이 형성되며, 다른 쪽 면은 전자흡수부재(14)와 맞닿는다.
제1 전극 집전체(112)가 전자흡수부재(14)와 맞닿으므로 외부에서 도전성 이물질이 침입할 경우 전자를 더욱 잘 흡수할 수 있다. 또한, 반응에 참여하지 않는 면에는 제1 전극 활물질층(113)이 형성되지 아니하므로 활물질을 낭비하지 않고 부피를 감소시킬 수 있다.
또한, 전극 어셈블리(10)의 외측 양면에 전자흡수부재(14)가 배치되므로 어느 방향에서 도전성 이물질이 침입하더라도 전자를 용이하게 흡수할 수 있다. 한편, 전극 어셈블리(10)의 중앙에 배치된 전자흡수부재(14)는 제1 전극(11) 사이에 배치는 바, 전극 어셈블리(10)의 중앙과 인접한 부분에 위치한 전극의 전자는 중앙에 배치된 전자흡수부재(14)로 흡수된다.
전자흡수부재(14)는 전자흡수층(14a)과 전자흡수층(14a)을 감싸는 차단층(14b)을 포함한다. 전자흡수층(14a)은 아크릴레이트계 물질을 포함하는 소재로 이루어지며, PTMA(Poly(2,2',6,6'-tetramethylpiperidinyloxy methacrylate))로 이루어질 수 있다.
차단층(14b)은 전자흡수층(14a)을 감싸는 필름 형태로 이루어지며, 탄성과 이온불투과성을 갖는 물질로 이루어진다. 차단층(14b)은 폴리아미드계 엘라스토머, 폴리우레탄계 엘라스토머, 폴리올레핀계 엘라스토머, 폴리에스테르계 엘라스토머, 스티렌계 엘라스토머, 염화비닐계 엘라스토머, 플루오르계 엘라스토머로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 물질을 포함하는 물질로 이루어질 수 있다.
차단층(14b)이 이온불투과성을 갖는 물질로 이루어지므로 도전성 이물질이 침입하지 않는 경우에는 전자흡수층(14a)으로 전자가 이동하는 것을 안정적으로 차단할 수 있다.
또한, 차단층(14b)이 탄성을 갖는 소재로 이루어지므로 도전성 이물질이 침입할 때, 차단층(14b)이 변형되면서 도전성 이물질의 침입을 일차적으로 저지할 수 있다. 또한 차단층(14b)이 찢어지는 순간 도전성 이물질과 전자흡수층(14a)이 연결된다.
전자흡수부재(14)는 외부에서 도전성 이물질이 전극 어셈블리(10) 내부로 침입할 경우, 도전성 이물질을 통해서 흐르는 전자를 흡수하는 역할을 한다. 도전성 이물질이 전극 어셈블리(10) 내부로 침입한 경우 도전성 이물질을 통해서 제1 전극 활물질층(113), 또는 제1 전극 집전체(112)과 제2 전극 활물질층(123), 또는 제2 전극 집전체(122)가 전기적으로 연결될 경우, 순간적으로 큰 전류가 흐르고 이에 따라 많은 열이 발생하여 이차 전지(101)가 발화하거나 폭발할 수 있다.
그러나 본 실시예에 따르면 도전성 이물질에서 전자가 전자흡수층(14a)으로 이동하므로 과도한 전류에 의한 발화 및 폭발을 방지할 수 있으며 이에 따라 이차 전지(101)의 안전성이 향상된다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 어셈블리를 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5에서 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지는 전극 어셈블리(30)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 이차 전지와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 전극 어셈블리(30)는 제1 전극(31)과 제2 전극(32), 및 제1 전극(31)과 제2 전극(32) 사이에 배치된 세퍼레이터(33), 그리고 전극 어셈블리(30)의 중앙에 배치된 전자흡수부재(34)를 포함한다.
본 실시예에 따른 제1 전극(31)은 제1 전극 집전체(312)와 제1 전극 집전체(312)의 양면에 부착된 제1 전극 활물질층(313)을 포함한다. 제1 전극(31)에는 제1 전극 활물질층(313)이 형성되지 아니한 제1 전극 무지부(312a)가 형성되며 제1 전극(31)이 양극이 된다.
또한 제2 전극(32)은 제2 전극 집전체(322)와 제2 전극 집전체(322)의 양면에 부착된 제2 전극 활물질층(323)을 포함한다. 제2 전극(32)에는 제2 전극 활물질층(323)이 형성되지 아니한 제2 전극 무지부(322a)가 형성되며 제2 전극(32)이 음극이 된다.
전자흡수부재(34)는 전자흡수층(34a)과 전자흡수층(34a)을 감싸는 차단층(34b)을 포함한다. 또한, 전자흡수부재(34)는 판형상으로 이루어지며 제1 전극(31)과 나란하게 배치되어 제1 전극(31)과 맞닿는다. 전자흡수부재(34)는 전극 어셈블리(10)의 내부에 배치되는 바, 전극 어셈블리(10)의 적층방향 중앙에 배치된다. 또한 전자흡수부재(34)는 제1 전극(31) 사이에 배치되어 양면이 제1 전극(31)과 접촉한다. 이때, 전자흡수부재(34)는 제1 전극 활물질층(313)과 맞닿는다.
본 실시예에 따르면 전극 어셈블리(30)의 중앙에 하나의 전자흡수부재(34)가 배치되는 바, 이에 따라 어느 방향에서 도전성 이물질이 침입하더라도 중앙의 전자흡수부재(34)와 맞닿으면 도전성 이물질을 통해서 전자를 흡수하여 과전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 제3 실시예의 변형예에 따른 전극 어셈블리를 도시한 단면도이다.
도 7을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 전극 어셈블리(30)는 제1 전극(31)과 제2 전극(32), 및 제1 전극(31)과 제2 전극(32) 사이에 배치된 세퍼레이터(33), 그리고 전극 어셈블리(30')의 중앙에 배치된 전자흡수부재(34)를 포함한다.
본 실시예에 따른 전극 어셈블리(30)는 제1 전극(31)과 제2 전극(32)의 배치를 제외하고는 상기한 제2 실시예에 따른 전극 어셈블리와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
전자 흡수부재(34)는 제1 전극(31)과 제2 전극(31) 사이에 배치되는 바, 전자 흡수부재(34)의 상면에는 제1 전극 활물질(313)이 맞닿고, 전자 흡수부재(34)의 하면에는 제2 전극 활물질층(323)이 맞닿는다.
도 8는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극 어셈블리를 도시한 사시도이고, 도 9은 도 8에서 Ⅸ-Ⅸ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지는 전극 어셈블리의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 이차 전지와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 전극 어셈블리(40)는 제1 전극(41)과 제2 전극(42), 및 제1 전극(41)과 제2 전극(42) 사이에 배치된 세퍼레이터(43), 그리고 전극 어셈블리(40)의 제일 외측에 배치된 전자흡수부재들(44)을 포함한다.
본 실시예에 따른 제1 전극(41)은 제1 전극 집전체(412)와 제1 전극 집전체(412) 상에 부착된 제1 전극 활물질층(413)을 포함한다. 제1 전극(41)에는 제1 전극 활물질층(413)이 형성되지 아니한 제1 전극 무지부(412a)가 형성되며 제1 전극이 양극이 된다.
또한 제2 전극(42)은 제2 전극 집전체(422)와 제2 전극 집전체(422)의 양면에 부착된 제2 전극 활물질층(423)을 포함한다. 제2 전극(42)에는 제2 전극 활물질층(423)이 형성되지 아니한 제2 전극 무지부(422a)가 형성되며 제2 전극(42)이 음극이 된다.
전자흡수부재(44)는 판형상으로 이루어지며 전자흡수층(44a)과 전자흡수층(44a)을 감싸는 차단층(44b)을 포함한다. 전자흡수부재(44)는 전극 어셈블리(40)의 적층방향 제일 외측 양면에 각각 배치된다. 전자흡수부재(44)는 제2 전극(42)과 접하도록 배치되는 바, 전자흡수부재(44)와 맞닿는 제2 전극 집전체(422)의 한쪽 면에만 제2 전극 활물질층(423)이 형성되며, 제2 전극 집전체(422)의 다른 쪽 면은 전자흡수부재(44)와 맞닿는다.
본 실시예와 같이 전자흡수부재(44)와 제2 전극 집전체(422)가 맞닿으면 도전성 이물질이 침입하였을 때 전자흡수부재(44)가 전자를 더욱 용이하게 흡수할 수 있다.
또한, 전자흡수부재(44)가 전극 어셈블리(40)의 외측 양면에 설치되므로 양쪽 방향에서 침입하는 도전성 이물질과 연결되어 전자를 흡수할 수 있다.
도 10은 제3 실시예의 변형예에 따른 전극 어셈블리를 도시한 단면도이다.
도 10을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 전극 어셈블리(40)는 제1 전극(41)과 제2 전극(42), 및 제1 전극(41)과 제2 전극(42) 사이에 배치된 세퍼레이터(43), 그리고 전극 어셈블리(40)의 제일 외측에 배치된 전자흡수부재들(44)을 포함한다.
본 실시예에 따른 전극 어셈블리(40)는 제1 전극(41)과 제2 전극(42)의 배치를 제외하고는 상기한 제2 실시예에 따른 전극 어셈블리와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
전자흡수부재(44)는 전극 어셈블리(40)의 적층방향 제일 외측 양면에 각각 배치된다. 전극 어셈블리(40)의 상단에 배치된 전자흡수부재(44)는 제2 전극(42)과 접하도록 배치되고, 전극 어셈블리(40)의 하단에 배치된 전자흡수부재(44)는 제1 전극(41)과 접하도록 배치된다.
전극 어셈블리(40)의 상단에 배치된 전자흡수부재(44)는 제2 전극 활물질층(423)과 맞닿으며, 전극 어셈블리(40)의 하단에 배치된 전자흡수부재(44)는 제1 전극 활물질층(413)과 맞닿는다.
도 11는 본 발명의 제4 실시예에 따른 전극 어셈블리를 도시한 사시도이고, 도 12는 도 11에서 ⅩⅡ-ⅩⅡ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 11 및 도 12을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 전극 어셈블리(50)는 제1 전극(51)과 제2 전극(52), 및 제1 전극(51)과 제2 전극(52) 사이에 배치된 세퍼레이터(53), 그리고 전극 어셈블리(50)의 제일 외측과 중앙에 배치된 전자흡수부재들(54)을 포함한다.
제1 전극(51)과 제2 전극(52), 및 세퍼레이터(53)는 일방향으로 길게 이어진 띠 형상으로 이루어지며, 제1 전극(51)과 제2 전극(52) 사이에 세퍼레이터(53)를 개재한 상태에서 감겨져 형성된다. 전극 어셈블리(50)는 감겨진 후, 눌려져 납작한 판 형태로 이루어진다.
본 실시예에 따른 제1 전극(51)은 제1 전극 집전체(512)와 제1 전극 집전체(512)의 양면에 부착된 제1 전극 활물질층(513)을 포함한다. 제1 전극(51)에는 제1 전극 활물질층(513)이 형성되지 아니한 제1 전극 무지부(51a)가 형성되며 제1 전극(51)이 양극이 된다.
또한 제2 전극(52)은 제2 전극 집전체(522)와 제2 전극 집전체(522)의 양면에 부착된 제2 전극 활물질층(523)을 포함한다. 제2 전극(52)에는 제2 전극 활물질층(523)이 형성되지 아니한 제2 전극 무지부(52a)가 형성되며 제2 전극(52)이 음극이 된다.
전자흡수부재(54)는 판형상으로 이루어지며, 전극 어셈블리(50)의 제일 외측양면과 중앙에 배치된다. 전자흡수부재(54)는 전자흡수층(54a)과 전자흡수층(54a)을 감싸는 차단층(54b)을 포함하며, 세퍼레이터(53)와 접하도록 배치된다.
이와 같이 본 실시예에 따르면 전극 어셈블리(50)의 양쪽 외면과 중앙에 전자흡수부재(54)가 설치되므로 외부에서 도전성 이물질이 침입할 경우 더욱 쉽게 전자를 흡수하여 과도한 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있다.
101: 이차 전지 10, 30, 40, 50: 전극 어셈블리
11, 31, 41, 51: 제1 전극
112, 312, 412, 512: 제1 전극 집전체
112a, 312a, 412a, 51a: 제1 전극 무지부
113, 313, 413, 513: 제1 전극 활물질층
12: 제2 전극
122, 322, 422, 522: 제2 전극 집전체
122a, 322a, 422a, 52a: 제2 전극 무지부
123, 323, 423, 523: 제2 전극 활물질층
13, 33, 43, 53: 세퍼레이터 14, 34, 44, 54: 전자흡수부재
14a, 34a, 44a, 54a: 전자흡수층 14b, 34b, 44b, 54b: 차단층
20: 케이스 21: 제1 단자
22: 제2 단자 25: 케이스
28: 절연층

Claims (22)

  1. 제1 전극 집전체와 제1 전극 활물질층을 포함하는 제1 전극;
    제2 전극 집전체와 제2 전극 활물질층을 포함하는 제2 전극;
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 세퍼레이터; 및
    상기 제1 전극과 맞닿아 적층 배치된 전자흡수부재;
    를 포함하며,
    상기 전자흡수부재는 전자흡수층과 상기 전자흡수층을 감싸는 차단층을 포함하고, 상기 차단층은 이온불투과성을 갖는 물질로 이루어진 전극 어셈블리.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 전자흡수층은 아크릴레이트계 물질을 포함하는 전극 어셈블리.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 전자흡수층은 PTMA(Poly(2,2',6,6'-tetramethylpiperidinyloxy methacrylate))로 이루어진 전극 어셈블리.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 차단층은 폴리아미드계 엘라스토머, 폴리우레탄계 엘라스토머, 폴리올레핀계 엘라스토머, 폴리에스테르계 엘라스토머, 스티렌계 엘라스토머, 염화비닐계 엘라스토머, 플루오르계 엘라스토머로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 물질을 포함하는 전극 어셈블리.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 전자흡수부재는 제일 외측에 배치된 전극 어셈블리.
  9. 삭제
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 전자흡수부재는 상기 제1 전극의 집전체와 맞닿도록 배치된 전극 어셈블리.
  11. 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 배치된 세퍼레이터를 포함하는 전극 어셈블리;
    상기 전극 어셈블리가 내장되는 케이스; 및
    상기 전극 어셈블리와 전기적으로 연결되며 상기 케이스의 외측으로 노출된 단자;
    를 포함하고,
    상기 전극 어셈블리는 상기 제1전극과 함께 적층 배열된 전자흡수부재를 포함하며,
    상기 전자흡수부재는 전자흡수층과 상기 전자흡수층을 감싸는 차단층을 포함하고, 상기 차단층은 이온불투과성을 갖는 물질로 이루어진 이차 전지.
  12. 삭제
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 전자흡수층은 아크릴레이트계 물질로 이루어진 이차 전지.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 전자흡수층은 PTMA(Poly(2,2',6,6'-tetramethylpiperidinyloxy methacrylate))로 이루어진 이차 전지.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제11 항에 있어서,
    상기 차단층은 폴리아미드계 엘라스토머, 폴리우레탄계 엘라스토머, 폴리올레핀계 엘라스토머, 폴리에스테르계 엘라스토머, 스티렌계 엘라스토머, 염화비닐계 엘라스토머, 플루오르계 엘라스토머로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 물질을 포함하는 이차 전지.
  18. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 제1 전극 집전체와 제1 전극 집전체에 부착된 제1 전극 활물질층을 포함하고, 상기 전자흡수부재는 상기 제1 전극 과 맞닿도록 배치된 이차 전지.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 전자흡수부재는 상기 제1 전극 집전체와 맞닿도록 배치된 이차 전지.
  20. 제11 항에 있어서,
    상기 전자흡수부재는 상기 전극 어셈블리에서 제일 외측에 배치된 이차 전지.
  21. 삭제
  22. 제11 항에 있어서,
    상기 전자흡수부재는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 이차 전지.
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