KR101365718B1

KR101365718B1 - 이차전지용 전극 어셈블리 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101365718B1
Application number: KR1020120119670A
Authority: KR
Inventors: 이한웅; 이세용
Original assignee: (주)엔에스
Priority date: 2012-10-26
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2014-02-20

Abstract

본 발명은 정해진 패턴에 따라 반복적으로 폴딩된 세퍼레이터와, 상기 세퍼레이터에 의해 분리되고 교호적으로 적층된 서로 다른 극성의 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 스택 앤 폴딩 구조의 전극 어셈블리 본체;를 구비하고, 상기 전극 어셈블리 본체의 측부 양편에는 상기 세퍼레이터의 폴딩에 의해 형성된 폴딩라인 집합부가 위치하고, 상기 전극 어셈블리 본체의 측부 양편 중 일편의 폴딩라인 집합부는 최외곽에 단일한 폴딩라인이 형성되어 닫힌 구조를 제공하고, 타편의 폴딩라인 집합부는 복수개의 폴딩라인들이 전극 스택 방향으로 가면서 병렬로 배열되어 열린 구조를 제공하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 어셈블리를 개시한다.

Description

이차전지용 전극 어셈블리 및 그 제조방법{ELECTRODE ASSEMBLY FOR SECONDARY BATTERY AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은 이차전지용 전극 어셈블리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전극 적층 및 세퍼레이터 폴딩 구조가 개선된 이차전지용 전극 어셈블리와 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 이차전지는 전극 어셈블리가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 캔 타입과, 전극 어셈블리가 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치 타입으로 분류될 수 있다.

이차전지의 핵심적인 요소인 전극 어셈블리는 양극, 세퍼레이터 및 음극이 적층된 것으로서, 일반적으로 스택 앤 폴딩(Stack and Folding) 구조나 젤리-롤(Jelly-Roll) 구조로 제공된다.

통상적으로 양극은 음극보다 크기가 작으며, 양극과 음극의 대향 구조는 음극의 영역 내에 양극이 분리막을 사이에 두고 위치해야 한다. 양극이 음극보다 크거나, 양극이 음극의 영역으로부터 이탈하여 적층될 경우에는 이탈된 부분의 음극에서 부반응이 발생하여 전지의 수명을 급속하게 저하되고 전극 간에 쇼트가 발생하는 등 위험한 상황이 초래될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 스택 앤 폴딩 구조의 전극 어셈블리는 세퍼레이터(Separator)(10)가 지그재그(Zig-Zag) 형태로 배열되고, 세퍼레이터(10)를 사이에 두고 음극(20)과 양극(30)이 교호적으로 반복 적층된 구조를 갖는다.

그러나, 종래의 스택 앤 폴딩 구조의 전극 어셈블리는 적층 과정에서 음극(20) 및 양극(30)을 감싸는 세퍼레이터(10)의 인장력이 약하여 적층이 완료된 이후에 취급과정에서 전극(20,30)이 흐트러지는 현상이 발생하여 전극(20,30)이 정위치에서 이탈됨으로써 부반응이나 쇼트가 발생할 수 있는 취약점이 있다.

또한, 전극(20,30)의 가장자리와 세퍼레이터(10) 사이에 빈 공간이 크게 형성되어 전지의 충방전 과정에서 전지 내부의 부유물에 의해 전지가 부풀어 오르는 현상이 발생할 우려도 있다.

또한, 종래의 스택 앤 폴딩 구조의 전극 어셈블리는 세퍼레이터가 지그재그 형태를 이룸에 따라 측부 양편에 각각 복수개의 폴딩라인들이 상호 병렬적으로 배열되므로 스택 앤 폴딩 공정의 택트 타임(Tact time)이 길고, 함침 공정에서 전해질의 함침성이 좋지 않은 취약점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 스택 앤 폴딩 구조를 안정적으로 유지하고 제조 공정 효율을 높일 수 있도록 폴딩라인들에 대한 배열 패턴이 개선된 이차전지용 전극 어셈블리와 그 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 정해진 패턴에 따라 반복적으로 폴딩된 세퍼레이터와, 상기 세퍼레이터에 의해 분리되고 교호적으로 적층된 서로 다른 극성의 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 스택 앤 폴딩 구조의 전극 어셈블리 본체;를 구비하고, 상기 전극 어셈블리 본체의 측부 양편에는 상기 세퍼레이터의 폴딩에 의해 형성된 폴딩라인 집합부가 위치하고, 상기 전극 어셈블리 본체의 측부 양편 중 일편의 폴딩라인 집합부는 최외곽에 단일한 폴딩라인이 형성되어 닫힌 구조를 제공하고, 타편의 폴딩라인 집합부는 복수개의 폴딩라인들이 전극 스택 방향으로 가면서 병렬로 배열되어 열린 구조를 제공하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 어셈블리를 제공한다.

상기 전극 어셈블리 본체의 측부 양편 중 일편의 폴딩라인 집합부는 상기 전극 어셈블리 본체의 내부로 가면서 순차적으로 배열된 복수개의 폴딩라인을 포함하고, 제n번째(n: 자연수) 폴딩라인의 내부에 제n+1번째 폴딩라인이 위치하는 것이 바람직하다.

바람직하게, 제n번째 폴딩라인을 중심으로 양측에 위치한 세퍼레이터 부분의 내부면과, 제n+1번째 폴딩라인을 중심으로 양측에 위치한 세퍼레이터 부분의 외부면 사이에는 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 어느 하나가 개재되고, 상기 제n+1번째 폴딩라인을 중심으로 양측에 위치한 세퍼레이터 부분의 내부면과, 제n+2번째 폴딩라인을 중심으로 양측에 위치한 세퍼레이터 부분의 외부면 사이에는 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 다른 하나가 개재될 수 있다.

상기 전극 어셈블리 본체의 측부 양편 중 일편의 폴딩라인 집합부에 포함된 복수개의 폴딩라인 중 가장 안쪽에 위치한 폴딩라인을 중심으로 양측에 위치한 세퍼레이터 부분의 외부면에는 한 쌍의 제2 전극이 위치하고 그 내부면에는 단일한 제1 전극이 위치하는 것이 바람직하다.

상기 제1 전극의 극성은 음극, 상기 제2 전극의 극성은 양극인 것이 바람직하다.

상기 제1 전극은 상기 제2 전극에 비해 크기가 큰 것이 바람직하다.

상기 제1 전극과 제2 전극의 한쪽 가장자리단에는 전극 탭이 마련되고, 상기 일편의 폴딩라인 집합부에 인접한 부분에는 상기 제1 전극의 전극 탭 및 상기 제2 전극의 전극 탭 중 어느 하나가 집합되고, 상기 타편의 폴딩라인 집합부에 인접한 부분에는 상기 제1 전극의 전극 탭 및 상기 제2 전극의 전극 탭 중 다른 하나가 집합될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 정해진 패턴에 따라 반복적으로 폴딩된 세퍼레이터와, 상기 세퍼레이터에 의해 분리되고 교호적으로 적층된 서로 다른 극성의 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 스택 앤 폴딩 구조의 본체를 가진 전극 어셈블리를 포함하고, 상기 전극 어셈블리 본체의 측부 양편에는 상기 세퍼레이터의 폴딩에 의해 형성된 폴딩라인 집합부가 위치하고, 상기 전극 어셈블리 본체의 측부 양편 중 일편의 폴딩라인 집합부는 최외곽에 단일한 폴딩라인이 형성되어 닫힌 구조를 제공하고, 타편의 폴딩라인 집합부는 복수개의 폴딩라인들이 전극 스택 방향으로 가면서 병렬로 배열되어 열린 구조를 제공하는 것을 특징으로 하는 이차전지가 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, (A) 세퍼레이터 롤에 의해 제공되는 긴 세퍼레이터 필름의 일측에 제1 전극을 적층하는 단계; (B) 상기 적층 부분에 인접한 세퍼레이터 필름 부분이 상기 제1 전극을 덮도록 상기 세퍼레이터 필름을 폴딩하는 단계; (C) 상기 폴딩에 의해 상기 제1 전극에 대응하는 세퍼레이터 필름 부분에, 상기 제1 전극을 사이에 두고 상호 대향하도록 한 쌍의 제2 전극을 적층하는 단계; (D) 상기 적층 부분에 인접한 세퍼레이터 필름 부분이 상기 한 쌍의 제2 전극을 덮도록 상기 세퍼레이터 필름을 폴딩하는 단계; (E) 상기 폴딩에 의해 상기 한 쌍의 제2 전극에 대응하는 세퍼레이터 필름 부분에, 상기 제2 전극을 사이에 두고 상호 대향하도록 한 쌍의 제1 전극을 적층하는 단계; 및 (F) 상기 적층 부분에 인접한 세퍼레이터 필름 부분이 상기 한 쌍의 제1 전극을 덮도록 상기 세퍼레이터 필름을 폴딩하는 단계;를 포함하고, 상기 단계 (C) 내지 (F)를 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 어셈블리의 제조방법이 제공된다.

상기 단계 (A)에서는, 상기 세퍼레이터 필름의 한쪽 끝부분에 인접한 일면에 상기 제1 전극을 적층하는 것이 바람직하다.

상기 단계 (B)에서는 상기 세퍼레이터 필름을 1회 폴딩하고, 상기 단계 (D) 및 (F)에서는 상기 세퍼레이터 필름을 동일 방향으로 2회 연속 폴딩할 수 있다.

상기 단계 (D)에서의 2회 연속 폴딩 방향과 상기 단계 (F)에서의 2회 연속 폴딩 방향이 상호 반대인 것이 바람직하다.

상기 단계 (B), (D), (F)에서는, 상기 적층 부분을 회전시켜 상기 세퍼레이터 필름을 폴딩할 수 있다.

본 발명에 따르면 전극과 세퍼레이터가 긴밀하게 결합되고 스택 앤 폴딩 구조를 안정적으로 유지할 수 있는 고품질의 이차전지용 전극 어셈블리가 제조될 수 있다.

본 발명에 따른 이차전지용 전극 어셈블리는 세퍼레이터 폴딩라인들의 병렬적 배열이 전극 어셈블리 본체의 측부 일편에만 존재하므로 스택 앤 폴딩 공정시 택트 타임을 줄일 수 있고 전해질의 함침 특성을 개선할 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래기술에 따른 이차전지용 전극 어셈블리의 구성을 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이차전지용 전극 어셈블리의 구성을 도시한 평면도,
도 3은 도 2에서 병렬적으로 배열된 폴딩라인들이 상호 벌어진 예를 도시한 평면도,
도 4 내지 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이차전지용 전극 어셈블리의 제조 방법이 수행되는 과정을 도시한 단면도,
도 11은 도 6에서 전극 탭의 배치 구조를 도시한 측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이차전지용 전극 어셈블리의 구성을 도시한 평면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이차전지용 전극 어셈블리는 스택 앤 폴딩 구조의 전극 어셈블리 본체(100)와, 전극 어셈블리 본체(100)의 측부 일편에 형성되어 닫힌(Closed) 구조를 제공하는 제1 폴딩라인 집합부(110)와, 전극 어셈블리 본체(100)의 측부 타편에 형성되어 열린(Opened) 구조를 제공하는 제2 폴딩라인 집합부(120)를 포함한다.

전극 어셈블리 본체(100)는 긴 형상의 절연 필름이 정해진 패턴에 따라 반복적으로 폴딩되어 형성된 세퍼레이터(101)와, 세퍼레이터(101)에 의해 분리됨과 아울러 교호적으로 적층된 서로 다른 극성의 제1 전극(103a~103c) 및 제2 전극(102a~102d)을 포함한다.

세퍼레이터(101)의 폴딩 구조에 의해 전극 어셈블리 본체(100)의 측부 양편에는 제1 폴딩라인 집합부(110)와 제2 폴딩라인 집합부(120)가 형성된다. 비록 도면에는 생략되었으나, 전극 어셈블리 본체(100)는 그 외부에 여분의 세퍼레이터(101)가 부가적으로 감겨서 마감되는 것도 가능하다.

제1 폴딩라인 집합부(110)는 전극 어셈블리 본체(100)의 측부 양편 중 일편에 위치한다. 구체적으로, 제1 폴딩라인 집합부(110)는 전극 어셈블리 본체(100)의 내부로 가면서 순차적으로 감싸인 형태로 배열된 복수개의 폴딩라인(110a~110d)을 포함한다. 즉, 제1 폴딩라인 집합부(110)는 제n번째(n: 자연수) 폴딩라인의 내부에는 제n+1번째 폴딩라인이 위치하도록 폴딩라인들이 순차적으로 감싸인 구조를 갖는다. 따라서, 전극 어셈블리 본체(100)의 측부 일편 최외곽에는 단일한 폴딩라인(110a)이 형성되어 전극 스택이 외부에 노출되지 않는 구조, 즉 닫힌 구조가 제공된다.

제2 폴딩라인 집합부(120)는 전극 어셈블리 본체(100)의 측부 양편 중 타편에 위치한다. 구체적으로, 제2 폴딩라인 집합부(120)는 전극 스택 방향으로 가면서 병렬로 배열된 복수개의 폴딩라인(120a~120c)을 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 복수개의 폴딩라인(120a~120c)은 상호 이격되도록 벌어지는 것이 가능하다. 따라서, 전극 어셈블리 본체(100)의 측부 타편의 최외곽에는 전극 스택의 가장자리단이 외부에 노출되는 구조, 즉 열린 구조가 제공된다.

제1 전극(103a~103c)과 제2 전극(102a~102d)으로는 시트 형상의 전극이 채용되는 것이 바람직하다. 제1 전극(103a~103c)과 제2 전극(102a~102d)은 서로 다른 극성을 갖는다. 이해의 편의상, 이하에서는 제1 전극(103a~103c)이 음극, 제2 전극(102a~102d)이 양극인 경우를 중심으로 발명의 구성을 설명하기로 한다.

제1 전극(103a~103c)과 제2 전극(102a~102d)은 전극 스택 방향으로 가면서 교호적으로 적층된다. 즉, 제1 폴딩라인 집합부(110)에 있어서, 제n번째 폴딩라인을 중심으로 양측에 위치한 세퍼레이터(101) 부분의 내부면과, 제n+1번째 폴딩라인을 중심으로 양측에 위치한 세퍼레이터(101) 부분의 외부면 사이에는 제1 전극(103a~103c) 및 제2 전극(102a~102d) 중 어느 하나가 적층되고, 제n+1번째 폴딩라인을 중심으로 양측에 위치한 세퍼레이터(101) 부분의 내부면과, 제n+2번째 폴딩라인을 중심으로 양측에 위치한 세퍼레이터(101) 부분의 외부면 사이에는 제1 전극(103a~103c) 및 제2 전극(102a~102d) 중 다른 하나가 적층된다. 예를 들어, 제1번째 폴딩라인(110a)에 대응하는 세퍼레이터(101) 부분의 내부면과, 제2번째 폴딩라인(110b)에 대응하는 세퍼레이터(101) 부분의 외부면 사이에는 양극인 제2 전극(102a,102d)이 적층된다. 또한, 제2번째 폴딩라인(110b)에 대응하는 세퍼레이터(101) 부분의 내부면과, 제3번째 폴딩라인(110c)에 대응하는 세퍼레이터(101) 부분의 외부면 사이에는 음극인 제1 전극(103a,103c)이 적층된다.

비록 도면에는 미도시 되었으나, 부반응의 발생을 방지하기 위해 제1 전극(103a~103c)은 제2 전극(102a~102d)에 비해 크기가 크고, 제1 전극(103a~103c)의 투영 면적 내에 제2 전극(102a~102d)이 세퍼레이터(101)를 사이에 두고 배치되는 것이 바람직하다.

제1 폴딩라인 집합부(110)에 포함된 복수개의 폴딩라인(110a~110d) 중 가장 안쪽에 위치한 폴딩라인(110d)을 중심으로 양측에 위치한 세퍼레이터(101) 부분의 외부면에는 한 쌍의 제2 전극(102b,102c)이 위치하고 그 내부면에는 단일한 제1 전극(103b)이 위치한다.

제1 전극(103a~103c)과 제2 전극(102a~102d)의 상부 가장자리단에는 전극 탭이 마련된다. 전극 탭의 균형적인 배치와 쇼트 방지 등을 고려할 때, 제1 폴딩라인 집합부(110)에 인접한 부분에는 제1 전극(103a~103c)의 전극 탭(105a~105c)이 집합되고, 제2 폴딩라인 집합부(120)에 인접한 부분에는 제2 전극(102a~102d)의 전극 탭(104a~104d)이 집합되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상술한 구성을 가진 전극 어셈블리 본체(100)를 구비한 전극 어셈블리와, 상기 전극 어셈블리와 함께 전해질을 수용하는 통상의 캔 타입 또는 파우치 타입의 전지 케이스(미도시)를 구비한 이차전지가 제공된다.

상기 전극 어셈블리는 전술한 바와 같이 측부 일편에 닫힌 구조를 제공하는 제1 폴딩라인 집합부(110)와 측부 타편에 열린 구조를 제공하는 제2 폴딩라인 집합부(120)가 형성된 전극 어셈블리 본체(100)를 구비한다. 이러한 전극 어셈블리를 구비함으로써 이차전지는 전극 간 쇼트가 효과적으로 방지되는 등 안전성이 개선될 수 있다.

도 4 내지 도 10에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이차전지용 전극 어셈블리의 제조 방법이 수행되는 과정이 도시되어 있다.

도 4를 참조하면, 세퍼레이터 롤에 의해 긴 필름 형태로 제공되는 세퍼레이터(101)의 한쪽 끝부분에 인접한 일면에 제1 전극(103b)을 적층한다.

제1 전극(103b)을 적층한 후에는 도 5에 도시된 바와 같이 적층체에 인접한 세퍼레이터 부분이 제1 전극(103b)을 덮도록 세퍼레이터(101)를 폴딩한다. 이 공정은 제1 전극(103b)의 적층 부분을 잡고 회전시켜 세퍼레이터(101)를 상방으로 1회 폴딩함으로써 수행된다.

이어서, 도 6에 도시된 바와 같이 제1 전극(103b)에 대응하는 세퍼레이터 부분에, 제1 전극(103b)을 사이에 두고 상호 대향하도록 한 쌍의 제2 전극(102b,102c)을 적층한다. 여기서, 제1 전극(103b)의 전극 탭(105b)과 제2 전극(102b,102c)의 전극 탭(104b,104c)은 도 11에 도시된 바와 같이 세퍼레이터(101)의 길이 방향으로 어긋나게 배치되어 충분히 이격되는 것이 바람직하다.

한 쌍의 제2 전극(102b,102c)을 적층한 후에는 도 7에 도시된 바와 같이 적층체에 인접한 세퍼레이터 부분이 한 쌍의 제2 전극(102b,102c)을 덮도록 세퍼레이터(101)를 폴딩한다. 이 공정은 제2 전극(102b,102c)의 적층 부분을 잡고 회전시켜 세퍼레이터(101)를 하방으로 2회 연속 폴딩함으로써 수행된다.

이어서, 도 8에 도시된 바와 같이 제2 전극(102b,102c)에 대응하는 세퍼레이터 부분에, 제2 전극(102b,102c)을 사이에 두고 상호 대향하도록 한 쌍의 제1 전극(103a,103c)을 적층한다.

한 쌍의 제1 전극(103a,103c)을 적층한 후에는 도 9에 도시된 바와 같이 적층체에 인접한 세퍼레이터(101) 필름 부분이 한 쌍의 제1 전극(103a,103c)을 덮도록 세퍼레이터(101)를 폴딩한다. 이 공정은 제1 전극(103a,103c)의 적층 부분을 회전시켜 세퍼레이터(101)를 상방으로 2회 연속 폴딩함으로써 수행된다.

이어서, 도 10에 도시된 바와 같이 제1 전극(103a,103c)에 대응하는 세퍼레이터(101) 필름 부분에, 제1 전극(103a,103c)을 사이에 두고 상호 대향하도록 한 쌍의 제2 전극(102a,102d)을 적층한다.

상기와 같은 과정으로 진행되는 전극 적층 및 세퍼레이터 폴딩 공정을 정해진 설계값에 따라 교호적으로 반복 수행하면 전극 어셈블리 본체의 측부 일편에 닫힌 구조가 마련되고 측부 타편에는 열린 구조가 마련된 이차전지용 전극 어셈블리가 제조된다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100: 전극 어셈블리 본체 101: 세퍼레이터
103a~103c: 제1 전극 102a~102d: 제2 전극
104a~104d, 105a~105c: 전극 탭 110: 제1 폴딩라인 집합부
120: 제2 폴딩라인 집합부

Claims

이차전지용 전극 어셈블리에 있어서,
정해진 패턴에 따라 반복적으로 폴딩된 세퍼레이터와, 상기 세퍼레이터에 의해 분리되고 교호적으로 적층된 서로 다른 극성의 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 스택 앤 폴딩 구조의 전극 어셈블리 본체;를 구비하고,
상기 전극 어셈블리 본체의 측부 양편에는 상기 세퍼레이터의 폴딩에 의해 형성된 폴딩라인 집합부가 위치하고,
상기 전극 어셈블리 본체의 측부 양편 중 일편의 폴딩라인 집합부는 최외곽에 단일한 폴딩라인이 형성되어 닫힌 구조를 제공하고, 타편의 폴딩라인 집합부는 복수개의 폴딩라인들이 전극 스택 방향으로 가면서 병렬로 배열되어 열린 구조를 제공하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 전극 어셈블리 본체의 측부 양편 중 일편의 폴딩라인 집합부는 상기 전극 어셈블리 본체의 내부로 가면서 순차적으로 배열된 복수개의 폴딩라인을 포함하고, 제n번째(n: 자연수) 폴딩라인의 내부에 제n+1번째 폴딩라인이 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 어셈블리.
제2항에 있어서,
제n번째 폴딩라인을 중심으로 양측에 위치한 세퍼레이터 부분의 내부면과, 제n+1번째 폴딩라인을 중심으로 양측에 위치한 세퍼레이터 부분의 외부면 사이에는 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 어느 하나가 개재되고,
상기 제n+1번째 폴딩라인을 중심으로 양측에 위치한 세퍼레이터 부분의 내부면과, 제n+2번째 폴딩라인을 중심으로 양측에 위치한 세퍼레이터 부분의 외부면 사이에는 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 다른 하나가 개재된 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 어셈블리.
제3항에 있어서,
상기 전극 어셈블리 본체의 측부 양편 중 일편의 폴딩라인 집합부에 포함된 복수개의 폴딩라인 중 가장 안쪽에 위치한 폴딩라인을 중심으로 양측에 위치한 세퍼레이터 부분의 외부면에는 한 쌍의 제2 전극이 위치하고 그 내부면에는 단일한 제1 전극이 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 어셈블리.
제4항에 있어서,
상기 제1 전극의 극성은 음극, 상기 제2 전극의 극성은 양극인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 어셈블리.
제5항에 있어서,
상기 제1 전극은 상기 제2 전극에 비해 크기가 큰 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 제1 전극과 제2 전극의 한쪽 가장자리단에는 전극 탭이 마련되고,
상기 일편의 폴딩라인 집합부에 인접한 부분에는 상기 제1 전극의 전극 탭 및 상기 제2 전극의 전극 탭 중 어느 하나가 집합되고,
상기 타편의 폴딩라인 집합부에 인접한 부분에는 상기 제1 전극의 전극 탭 및 상기 제2 전극의 전극 탭 중 다른 하나가 집합된 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 어셈블리.
이차전지에 있어서,
정해진 패턴에 따라 반복적으로 폴딩된 세퍼레이터와, 상기 세퍼레이터에 의해 분리되고 교호적으로 적층된 서로 다른 극성의 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 스택 앤 폴딩 구조의 본체를 가진 전극 어셈블리를 포함하고,
상기 전극 어셈블리 본체의 측부 양편에는 상기 세퍼레이터의 폴딩에 의해 형성된 폴딩라인 집합부가 위치하고,
상기 전극 어셈블리 본체의 측부 양편 중 일편의 폴딩라인 집합부는 최외곽에 단일한 폴딩라인이 형성되어 닫힌 구조를 제공하고, 타편의 폴딩라인 집합부는 복수개의 폴딩라인들이 전극 스택 방향으로 가면서 병렬로 배열되어 열린 구조를 제공하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
제8항에 있어서,
상기 전극 어셈블리 본체의 측부 양편 중 일편의 폴딩라인 집합부는 전극 어셈블리의 내부로 가면서 순차적으로 배열된 복수개의 폴딩라인을 포함하고, 제n번째(n: 자연수) 폴딩라인의 내부에 제n+1번째 폴딩라인이 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
제9항에 있어서,
제n번째 폴딩라인을 중심으로 양측에 위치한 세퍼레이터 부분의 내부면과, 제n+1번째 폴딩라인을 중심으로 양측에 위치한 세퍼레이터 부분의 외부면 사이에는 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 어느 하나가 개재되고,
상기 제n+1번째 폴딩라인을 중심으로 양측에 위치한 세퍼레이터 부분의 내부면과, 제n+2번째 폴딩라인을 중심으로 양측에 위치한 세퍼레이터 부분의 외부면 사이에는 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 다른 하나가 개재된 것을 특징으로 하는 이차전지.
제8항에 있어서,
상기 전극 어셈블리 본체의 측부 양편 중 일편의 폴딩라인 집합부에 포함된 복수개의 폴딩라인 중 가장 안쪽에 위치한 폴딩라인을 중심으로 양측에 위치한 세퍼레이터 부분의 외부면에는 한 쌍의 제2 전극이 위치하고 그 내부면에는 단일한 제1 전극이 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
제11항에 있어서,
상기 제1 전극의 극성은 음극, 상기 제2 전극의 극성은 양극인 것을 특징으로 하는 이차전지.
제12항에 있어서,
상기 제1 전극은 상기 제2 전극에 비해 크기가 큰 것을 특징으로 하는 이차전지.
제8항에 있어서,
상기 제1 전극과 제2 전극의 한쪽 가장자리단에는 전극 탭이 마련되고,
상기 일편의 폴딩라인 집합부에 인접한 부분에는 상기 제1 전극의 전극 탭 및 상기 제2 전극의 전극 탭 중 어느 하나가 집합되고,
상기 타편의 폴딩라인 집합부에 인접한 부분에는 상기 제1 전극의 전극 탭 및 상기 제2 전극의 전극 탭 중 다른 하나가 집합된 것을 특징으로 하는 이차전지.
세퍼레이터를 사이에 두고 제1 전극과 제2 전극이 교호적으로 적층된 이차전지용 전극 어셈블리의 제조방법에 있어서,
(A) 세퍼레이터 롤에 의해 제공되는 긴 세퍼레이터 필름의 일측에 제1 전극을 적층하는 단계;
(B) 상기 적층 부분에 인접한 세퍼레이터 필름 부분이 상기 제1 전극을 덮도록 상기 세퍼레이터 필름을 폴딩하는 단계;
(C) 상기 폴딩에 의해 상기 제1 전극에 대응하는 세퍼레이터 필름 부분에, 상기 제1 전극을 사이에 두고 상호 대향하도록 한 쌍의 제2 전극을 적층하는 단계;
(D) 상기 적층 부분에 인접한 세퍼레이터 필름 부분이 상기 한 쌍의 제2 전극을 덮도록 상기 세퍼레이터 필름을 폴딩하는 단계;
(E) 상기 폴딩에 의해 상기 한 쌍의 제2 전극에 대응하는 세퍼레이터 필름 부분에, 상기 제2 전극을 사이에 두고 상호 대향하도록 한 쌍의 제1 전극을 적층하는 단계; 및
(F) 상기 적층 부분에 인접한 세퍼레이터 필름 부분이 상기 한 쌍의 제1 전극을 덮도록 상기 세퍼레이터 필름을 폴딩하는 단계;를 포함하고,
상기 단계 (C) 내지 (F)를 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 어셈블리의 제조방법.
제15항에 있어서, 상기 단계 (A)에서,
상기 세퍼레이터 필름의 한쪽 끝부분에 인접한 일면에 상기 제1 전극을 적층하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 어셈블리의 제조방법.
제15항에 있어서,
상기 단계 (B)에서는 상기 세퍼레이터 필름을 1회 폴딩하고,
상기 단계 (D) 및 (F)에서는 상기 세퍼레이터 필름을 동일 방향으로 2회 연속 폴딩하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 어셈블리의 제조방법.
제17항에 있어서,
상기 단계 (D)에서의 2회 연속 폴딩 방향과 상기 단계 (F)에서의 2회 연속 폴딩 방향이 상호 반대인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 어셈블리의 제조방법.
제15항에 있어서, 상기 단계 (B), (D), (F)에서,
상기 적층 부분을 회전시켜 상기 세퍼레이터 필름을 폴딩하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 어셈블리의 제조방법.