KR101601039B1 - 이차 전지 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

이차 전지 및 그 제조 방법이 제공된다. 상기 이차 전지는, 서로 대향하여 접합된 제1 및 제2 파우치 기판, 상기 제1 파우치 기판 및 상기 제2 파우치 기판의 내측면에 각각 형성된 제1 집전체 및 제2 집전체, 상기 제1 집전체 및 상기 제2 집전체 상에 각각 형성된 제1 전극 및 제2 전극, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 형성된 전해질층 및 상기 제1 집전체 또는 상기 제2 집전체로부터 연장되어 상기 제1 파우치 기판 또는 상기 제2 파우치 기판의 일단까지 연장된 충전 라인을 포함한다.

Description

이차 전지 및 그 제조 방법{Secondary battery and method for manufacturing thereof}
본 발명은 이차 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
리튬 이차 전지는 높은 에너지 밀도를 가지며, 우수한 충방전 특성으로 인하여 다양한 어플리케이션에 이용되고 있다. 종래의 리튬 이차 전지는 양극 집전체, 음극 집전체, 양극, 음극, 전해질, 분리막 및 알루미늄 캔 등으로 구성되어 있다. 전해질 물질은 비수계 유기 전해액을 주로 이용하고 있다.
이와 달리, 전해질 물질을 겔폴리머로 대체하여 이용하는 겔폴리머 리튬 이차 전지도 개발되었다. 겔폴리머 리튬 이차 전지는 양극 집전체, 음극 집전체, 양극, 음극, 겔폴리머 전해질, 분리막 및 알루미늄 파우치 등으로 구성되어 있다. 양자의 차이점은, 전해질 물질로서 액체 전해질 물질 대신에 겔폴리머 전해질 물질을 이용하는 것과, 알루미늄 캔 대신에 알루미늄 파우치를 이용하는 것이다.
겔폴리머 전해질 물질을 이용하는 경우에 비하여 액체 전해질 물질을 이용하는 경우는, 반응성이 좋기 때문에 폭발의 위험성이 존재하며, 패키징을 할 때 액체를 수용할 수 있는 캔이 필요한 단점이 있다. 따라서, 이러한 단점을 보완하기 위하여 겔폴리머 리튬 이차 전지와 전고체 이차 전지가 개발되었다. 겔폴리머 리튬 이차 전지는 전해질 물질이 겔 상태로 존재하고 전고체 이차 전지는 전해질 물질이 고체 상태로 존재하기 때문에 액체와 비교하여 안정성이 있으며, 유동성이 적기 때문에 파우치 형태의 패키징이 가능하다.
한국공개특허 제2013-0130935호에는 파우치형 이차 전지에 관하여 개시되어 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 이차 전지의 충전을 위한 충방전 단자 구조를 형성하여, 제품 형상의 변경을 용이하게 할 수 있는 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 이차 전지의 충전을 위한 충방전 단자 구조를 형성하여, 제품 형상의 변경을 용이하게 할 수 있는 이차 전지를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 이차 전지의 일 실시예는, 서로 대향하여 접합된 제1 및 제2 파우치 기판, 상기 제1 파우치 기판 및 상기 제2 파우치 기판의 내측면에 각각 형성된 제1 집전체 및 제2 집전체, 상기 제1 집전체 및 상기 제2 집전체 상에 각각 형성된 제1 전극 및 제2 전극, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 형성된 전해질층 및 상기 제1 집전체 또는 상기 제2 집전체로부터 연장되어 상기 제1 파우치 기판 또는 상기 제2 파우치 기판의 일단까지 연장된 충전 라인을 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 이차 전지의 다른 실시예는, 서로 대향하여 접합된 제1 및 제2 파우치 기판, 상기 제1 파우치 기판 및 상기 제2 파우치 기판의 내측면에 각각 형성된 제1 집전체 및 제2 집전체, 상기 제1 집전체 및 상기 제2 집전체 상에 각각 형성된 제1 전극 및 제2 전극, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 형성된 전해질층, 상기 제1 집전체 또는 상기 제2 집전체로부터 충전 라인을 통해 연장되어 형성된 충방전 단자 및 상기 충방전 단자를 노출시키는 충방전용 개구부를 포함한다.
상기 충방전 단자 및 충방전용 개구부는, 상기 제1 파우치 기판 및 상기 제2 파우치 기판의 적어도 일측 가장자리에 형성될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 이차 전지의 다른 실시예는, 서로 대향하여 테이프 형태로 접합된 제1 및 제2 파우치 기판, 상기 제1 파우치 기판 및 상기 제2 파우치 기판의 내측면에 각각 적어도 하나의 열로 정렬되어 형성된 복수의 제1 집전체 및 복수의 제2 집전체, 상기 복수의 제1 집전체 및 상기 복수의 제2 집전체 상에 각각 형성된 복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극, 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 사이에 각각 형성된 복수의 전해질층, 상기 복수의 제1 집전체 또는 상기 복수의 제2 집전체로부터 충전 라인을 통해 연장되어 형성된 복수의 충방전 단자 및 상기 복수의 충방전 단자를 노출시키는 복수의 충방전용 개구부를 포함한다.
상기 복수의 충방전 단자는 하나의 충방전용 개구부를 통해 노출될 수 있다.
상기 복수의 충방전 단자 및 상기 충방전용 개구부는, 상기 제1 파우치 기판 및 상기 제2 파우치 기판의 적어도 일측 가장자리에 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 집전체는 상기 제1 파우치 기판 및 상기 제2 파우치 기판 중 적어도 하나에 형성된 개구부를 통해 외부로 노출될 수 있다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 이차 전지 제조방법의 일 실시예는, 충방전용 개구부를 포함하는 테이프형 제1 파우치 기판에 제1 집전체층을 형성하고, 상기 제1 집전체층을 패터닝하여 적어도 하나의 열로 정렬되는 복수의 제1 집전체를 형성하는 단계, 테이프형 제2 파우치 기판에 제2 집전체층을 형성하고, 상기 제2 집전체층을 패터닝하여 적어도 하나의 열로 정렬되는 복수의 제2 집전체를 형성하고, 상기 제2 집전체에서 연장되는 충전 라인과 충방전 단자를 형성하는 단계, 상기 제1 집전체 및 상기 제2 집전체 상에 각각 제1 및 제2 전극을 형성하는 단계, 상기 제1 또는 제2 전극 상에 전해질층을 형성하는 단계 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 상기 전해질층을 중심으로 대향하도록 상기 제1 파우치 기판과 상기 제2 파우치 기판을 접합하여 정렬된 복수의 이차 전지를 형성하는 단계를 포함한다.
상기 제1 및 제2 파우치 기판을 접합하는 단계는, 상기 충방전용 개구부와 상기 충방전 단자가 대응되어 상기 충방전 단자가 외부로 노출되도록 상기 제1 파우치 기판과 상기 제2 파우치 기판을 접합할 수 있다.
여기서, 상기 접합된 복수의 이차 전지를 상기 충방전 단자를 통해 연속적으로 프리 충방전하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 프리 충방전 후, 상기 복수의 이차 전지를 개별로 커팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 이차 전지를 개별로 커팅하는 단계는, 상기 충방전 단자를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 이차 전지 및 그 제조 방법에 의하면, 이차전지의 형상에 관계없이 항상 동일한 위치에 충방전을 위한 외부 단자를 형성하여 이차 전지의 형상 변경이 있더라도 충전 지그 등의 장치를 새로 교체하지 않을 수 있어 비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 이차 전지 및 그 제조 방법에 의하면, 이차전지를 단일셀 별로 일일이 충전하지 않고, 복수의 셀을 동시에 충전할 수 있어 생산성도 향상될 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 제1 파우치 기판의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 제2 파우치 기판의 평면도이다.
도 3은 도 1의 제1 셀과 도 2의 제2 셀을 세부적으로 설명하기 위한 확대도이다.
도 4는 도 1의 제1 파우치 기판과 도 2의 제2 파우치 기판이 접합된 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 전면(front side)을 도시한 평면도이다.
도 5는 도 1의 제1 파우치 기판과 도 2의 제2 파우치 기판이 접합된 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 후면(back side)을 도시한 저면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지의 제2 파우치 기판의 디자인 변경에 대한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지의 제2 파우치 기판의 디자인 변경에 대한 예시도이다.
도 8은 도 7의 제2 셀을 세부적으로 설명하기 위한 확대도이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 커팅한 단일 이차 전지의 제2 파우치 기판의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 커팅한 단일 이차 전지의 전면(front side)을 도시한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 커팅한 단일 이차 전지의 후면(back side)을 도시한 평면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 표시된 구성 요소의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "연결된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 연결된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소 외에 하나 이상의 다른 구성 요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자나 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자나 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자나 구성 요소를 다른 소자나 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자나 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자나 구성 요소 일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하에서 설명되는 이차 전지 및 그 제조 방법은, 파우치형 이차 전지에 있어서, 외부에 충방전 단자를 형성하는 방법에 관한 것이다. 일반적인 파우치형 이차 전지는 외부로 노출된 집전체를 통하여 충전을 한다. 이러한 충전은 단일셀 별로 수행되는 것이 일반적이다. 이와 달리, 본 발명에 따른 이차 전지는, 파우치 기판 상에 이차 전지를 구성하는 전극 집전체 및 전극 등을 인쇄하여 전지 구조를 형성하는 방법으로 제조되고, 복수의 이차 전지가 커팅되기 전에 동일한 기판 상에 위치하게 된다. 따라서, 커팅 공정 후에 단일셀 상태가 아닌, 커팅 공정 전의 복수의 이차 전지를 일거에 충전하는 방식을 사용할 수 있는 이차 전지 및 이차 전지의 제조 방식에 관한 것이다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참고하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 제1 파우치 기판의 평면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 제2 파우치 기판의 평면도이다. 도 3은 도 1의 제1 셀 및 도 2의 제2 셀을 세부적으로 설명하기 위한 확대도이고, 도 4는 도 1의 제1 파우치 기판과 도 2의 제2 파우치 기판이 접합된 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 전면(front side)을 도시한 평면도이다. 도 5는 도 1의 제1 파우치 기판과 도 2의 제2 파우치 기판이 접합된 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 후면(back side)을 도시한 저면도이다.
도 1 내지 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지는, 제1 파우치 기판(10), 제2 파우치 기판(20), 제1 셀(100), 제2 셀(400), 제1 전극 집전체(130), 제2 전극 집전체(420), 제1 전극(124), 제2 전극(424), 충방전 단자(200), 충전라인(300) 및 충방전용 개구부(500) 등을 포함한다.
제1 파우치 기판(10) 및 제2 파우치 기판(20)은, 예를 들어, 이차 전지용 알루미늄 파우치 필름일 수 있다. 제1 및 제2 파우치 기판(10, 20)은 연질의 알루미늄 박을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 내핀홀성 및 냉간 성형시 연성을 더 부여할 수 있도록 철을 포함하는 알루미늄 박으로 형성될 수 있다. 제1 및 제2 파우치 기판(10, 20)의 두께는 내핀홀성, 가공성, 산소 및 수분 차단 특성 등을 고려하여 선택될 수 있으며, 바람직하게는 10~100㎛일 수 있다.
제1 파우치 기판(10)과 제2 파우치 기판(20)은 롤투롤 공정을 통해 필름형태로 이동하면서 공정이 진행될 수 있다.
제1 셀(100)은 제1 파우치 기판(10) 상에 형성될 수 있다. 제1 셀(100)은 적어도 하나의 열로 정렬될 수 있다. 도 1에는 2열로 정렬된 제2 셀(400)을 예시적으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다.
제1 셀(100)은 제1 개구부(110, 120), 제1 전극 집전체(130) 및 제1 전극(124)을 포함한다.
제2 셀(400)은 제2 파우치 기판(20) 상에 형성될 수 있다. 제2 셀(400)은 적어도 하나 또는 복수의 열로 정렬될 수 있다. 도 2에는 2열로 정렬된 제2 셀(400)을 예시적으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다.
제2 셀(400)은 접합 단자(410), 제2 전극 집전체(420), 제2 전극(424) 및 제2 개구부(600)를 포함한다.
제1 셀(100)과 제2 셀은 제1 파우치 기판(10)과 제2 파우치 기판(20)이 대향되어 접합함에 따라 상호 대응하여 오버랩 되도록 정렬될 수 있으며, 제1 셀(100) 및 제2 셀(200)이 접합되면 이차 전지가 완성될 수 있다.
제1 전극 집전체(130)와 제2 전극 집전체(420)는 각각 제1 파우치 기판(10)과 제2 파우치 기판(20) 상에 형성할 수 있다. 구체적으로, 제1 전극 집전체(130)와 제2 전극 집전체(420)는 접착제를 이용한 라미네이팅 방법 파우치 기판 상에 금속박을 형성하고 에칭방법으로 형성될 수 있다. 전극 집전체는 예를 들어, 구리(Cu), 금(Au), 백금(Pt), 알루미늄(Al) 및 니켈(Ni) 중 적어도 하나를 포함하는 금속박(Metal Foil)일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 상기 제1 및 제2 집전체(130, 420)는 상기 금속을 포함하는 금속페이스트(Metal Paste)를 인쇄 또는 코팅방법으로 형성할 수도 있다.
제1 전극 집전체(130)와 제2 전극 집전체(420)는 각각 제1 전극(124)과 제2 전극(424)이 형성되는 부분과 전극이 형성되지 않는 부분(122, 422)을 포함할 수 있다. 상기 전극이 형성되지 않는 부분(122, 424)은 제1 개구부(110, 120) 및 제2 개구부(600)에 의해 외부로 노출될 수 있다.
제1 전극(124)과 제2 전극(424)은 각각 제1 전극 집전체(130)와 제2 전극 집전체(42) 상에 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1 전극(124)과 제2 전극(424)은 인쇄 또는 코팅 방법으로 전극 집전체 상에 형성될 수 있다. 제1 전극(124)은 예를 들어, Li, C, 흑연, 금속산화물, 질소계 금속, 및 규소화합물계 금속 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 제2 전극(424)은 예를 들어, LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4, V2O5, LiNiCoO2, LiNiMnO2, LiCoMnO2, LiV2O5, LiFePO4, LiNiVO4, 및 LiCoMnO 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 상기 제2 전극 물질들을 제1 전극으로 상기 제1 전극물질들을 제2 전극으로 형성할 수 있음은 자명하다.
도시하지 않았으나 전해질층은 제1 전극(124)과 제2 전극(424)의 사이에 형성되며, 제1 전극 집전체(130)와 제2 전극 집전체(420)가 접촉되지 않도록 형성될 수 있다. 단, 제1 셀(100)과 제2 셀(400)이 접합될 때, 전극이 형성되지 않은 부분(122)은 접합 단자(410)와 접합되고, 전극이 형성되지 않은 부분(422)은 제1 개구부(110)를 통해 노출되도록 전해질층을 형성한다. 여기서, 상기 제1 개구부(110) 상에도 접합 단자를 형성할 수 있으며, 이 때에는 전극이 형성되지 않은 부분(422)이 상기 제1 개구부(110) 상에 형성된 접합 단자와 접합될 수 있다.
전해질층은 전자에 대해서는 부도체 역할을 하고, 이온에 대해서는 전도체 역할을 한다. 전해질층은, 예를 들어, 고체 상태일 수 있으며, 내부 저항이 작고, 넓은 온도 범위에서 이온 전도도가 높을 수 있다. 전해질층은, 예를 들어, 폴리에틸렌옥사이드계, 셀룰로오스계, 폴리비닐리덴플루오라이드계 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
접합 단자(410)는 제2 파우치 기판(20) 상에 형성된 제2 전극 집전체(420)용 금속박 또는 금속페이스트를 이용하여 제2 전극 집전체(420)와 동일한 방법으로 형성될 수 있다.
접합 단자(410)는 제1 파우치 기판(10) 상의 제1 전극 집전체(130)와 접합되는 부분일 수 있다. 접합 단자(410)는 제2 전극 집전체(420)와 분리되어 형성될 수 있다. 접합 단자(410)는 제2 전극 집전체(420)보다 상대적으로 크기가 작을 수 있다. 제2 전극 집전체(420)는 제2 전극(424)을 포함해야 하지만, 접합 단자(410)는 제1 전극 집전체(130)의 일부와 접합되면 되므로 크기가 클 필요는 없다. 단, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 개구부(600)는 제2 셀(400) 상에 형성될 수 있다. 제2 개구부(600)는 제2 파우치 기판을 관통하는 영역일 수 있다. 제2 개구부(600)는 제2 전극 집전체(420) 및 접합 단자(410)를 외부로 노출시킬 수 있다. 즉, 도 1에서 제2 전극 집전체(420) 및 접합 단자(410)에 가려서 보이지 않는 제2 파우치 기판(20)의 후면(back side)으로 제2 전극 집전체(420) 및 접합 단자(410)를 외부로 노출시킬 수 있다. 이는 완성된 이차 전지의 충전 및 방전을 수행하는 단자로 활용될 수 있다.
제2 개구부(600)는 제2 전극 집전체(420)와 오버랩된 제2 개구부(610)와 접합 단자(410)와 오버랩된 제2 개구부(620)를 포함한다. 제2 전극 집전체(420)와 오버랩된 제2 개구부(610)와 접합 단자(410)와 오버랩된 제2 개구부(620)는 서로 분리되어 있다.
제1 개구부(110, 120)는 제1 파우치 기판(10) 상에 뚫린 관통 영역일 수 있다. 제1 개구부(110, 120)는 제1 파우치 기판(10)과 제2 파우치 기판(20)이 대향하여 접합되면서, 제1 전극 집전체(130) 및 제2 전극 집전체(420)를 외부로 노출시킬 수 있다.
도 1을 참조하면 제1 전극 집전체(130)와 오버랩되는 제1 개구부(120)는 제1 전극 집전체(130)에 오버랩되어 보이지 않고, 제1 파우치 기판(10)의 후면을 통해 제1 전극 집전체(130)를 외부로 노출한다.
이에 반해, 제2 전극 집전체(420)와 오버랩되는 제1 개구부(110)는 제2 파우치 기판(20)과 제1 파우치 기판(10)이 대향되어 접합되면서, 제2 전극 집전체(420)와 오버랩되어 본 실시예의 이차 전지의 전면(front side) 즉, 제1 파우치 기판(10)의 후면으로 제2 전극 집전체(420)를 외부로 노출한다. 제2 전극 집전체(420)와 오버랩되는 제1 개구부(110)와 제1 전극 집전체(130)와 오버랩되는 제1 개구부(120)는 서로 이격되어 형성될 수 있다.
충방전 단자(200)는 제1 파우치 기판(10) 또는 제2 파우치 기판(20) 상에 형성될 수 있다. 충방전 단자(200)는 제1 파우치 기판(10) 및 제2 파우치 기판(20)이 이동하는 방향으로 연장되어 정렬될 수 있다. 충방전 단자(200)는 적어도 하나의 열로 정렬될 수 있다. 충방전 단자(200)는 복수이고, 각각 서로 이격되어 형성될 수 있다. 충방전 단자(200)는 충전 라인(300)과 전기적으로 연결될 수 있다. 충방전 단자(200)는 상기 충전 라인(300)을 통해 각각의 제1 파우치 기판(10) 및 제2 파우치 기판(20)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 파우치 기판(10) 또는 제2 파우치 기판(20) 상에 제1 전극 집전체(130) 및 제2 전극 집전체(420)가 형성되는 영역과 충방전 단자(200)가 형성되는 영역이 구별될 수 있다.
제2 파우치 기판(20)을 예를 들어 설명하면, 제2 파우치 기판(20)은 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역에는 제2 셀(400)이 적어도 하나의 열을 이루어 배치되고, 상기 제2 영역에는 복수의 충방전 단자(200)가 적어도 하나의 열을 이루어 배치될 수 있다.
예를 들면, 도 2에 도시되었듯이, 제2 셀(400)은 제1 열(Ⅰ)과 제2 열(Ⅱ)을 이루어 배치될 수 있다. 충방전 단자(200)는 제2 열(?)보다 제1 열(?)에 인접한 제3 열(Ⅲ)에 정렬되어 형성될 수 있다. 제2 셀(400)은 제1 간격(a)으로 열을 이루어 배치될 수 있고, 충방전 단자(200)는 제2 간격(b)으로 열을 이루어 배치될 수 있다.
충방전 단자(200)는 본 실시예의 이차 전지를 충전하기 위한 단자일 수 있다. 본 실시예의 이차 전지를 최초로 충전하는 것은 프리 충전이라고 하여, 이차 전지 내의 가스를 제거하는 공정을 포함해야만 한다. 이러한 충전 공정은 충방전 단자(200)를 통해 이루어질 수 있다. 충방전 단자(200)를 통해 일단 충전된 본 실시예의 이차 전지는 추후에는 상기 제1 개구부(110, 120) 또는 제2 개구부(610, 620)를 통해 외부로 노출된 단자를 통해 충전될 수 있다. 즉, 충방전 단자(200)는 초기의 충방전만을 위한 단자일 수 있다.
충전 라인(300)은 각각의 충방전 단자(200)를 각각의 제2 전극 집전체(420) 및 제1 전극 집전체(130)와 연결할 수 있다. 충전 라인(300)은 반드시 직접적으로 충방전 단자(200)와 제2 전극 집전체(420) 및 제1 전극 집전체(130)를 연결하여야 하는 것은 아니다. 예를 들어 충전 라인(300)은 접합 단자(410)와 충방전 단자(200)를 연결할 수도 있다. 이 경우에도, 접합 단자(410)는 제1 전극 집전체(130)와 접합되므로 제1 전극 집전체(130)와 충방전 단자(200)가 연결될 수 있다.
충전 라인(300)은 제1 열(?)의 제2 셀(400)과 연결되는 충전 라인(300b)와 제2 열(?)의 제2 셀(400)과 연결되는 충전 라인(300a)을 포함한다. 이 때, 제2 열(?)의 제2 셀(400)과 연결되는 충전 라인(300a)은 제 1열(Ⅰ)을 관통하여 충방전 단자(200)와 연결될 수 있다.
제1 열(?)의 제2 셀(400)과 연결되는 충전 라인(300b)은 접합 단자(410)와 연결되는 제1 충전 라인(310b)과 제2 전극 집전체(420)와 연결되는 제2 충전 라인(320b)을 포함한다. 상기 제1 및 제2 충전 라인(310b, 320b)은 서로 분리되어 형성된다.
제2 열(Ⅱ)의 제2 셀(400)과 연결되는 충전 라인(300a)은 접합 단자(410)와 연결되는 제1 충전 라인(310a)과 제2 전극 집전체(420)와 연결되는 제2 충전 라인(320a)을 포함한다. 상기 제1 및 제2 충전 라인(310a, 320a)은 서로 분리되어 형성된다.
상기 충방전 단자(200)는 충전 라인(300)을 통해 제2 전극 집전체(420) 또는 제1 전극 집전체(130)와 연결되는 액티브한 충방전 단자(200)와 제2 전극 집전체(420) 및 제1 전극 집전체(130)와 연결되지 않는 더미 충방전 단자(200)를 포함할 수 있다. 즉, 제2 셀(400) 및 제1 셀(100)의 개수 및 디자인에 따라 모든 충방전 단자(200)가 사용될 수도 있고, 사용되지 않는 충방전 단자(200)가 있을 수도 있다.
충방전용 개구부(500)는 제1 파우치 기판(10) 또는 제2 파우치 기판(20) 상에 형성될 수 있다. 충방전용 개구부(500)는 충방전 단자(200)를 외부로 노출시킬 수 있다. 따라서, 충방전용 개구부(500)는 충방전 단자(200)가 형성된 파우치 기판이 아닌 파우치 기판에 형성될 수 있다. 즉, 충방전 단자(200)가 제2 파우치 기판(20)에 형성되는 경우, 충방전용 개구부(500)는 제1 파우치 기판(10)에 형성될 수 있다. 반대로, 충방전 단자(200)가 제1 파우치 기판(10)에 형성되는 경우, 충방전용 개구부(500)는 제2 파우치 기판(20)에 형성될 수 있다. 도 1에서는 예시적으로 제1 파우치 기판(10) 상에 충방전용 개구부(500)가 형성되었지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4를 참고하면, 제1 파우치 기판(10)과 제2 파우치 기판(20)이 접합되어 완성된 이차 전지의 전면은 제1 파우치 기판(10)의 후면과 같다. 제1 파우치 기판(10)과 제2 파우치 기판(20)이 접합되어 완성된 이차 전지의 전면은 충방전용 개구부(500)에 의해 충방전 단자(200)가 외부로 노출되어 있을 수 있다. 또한, 충방전 단자(200)에서 연결되는 충전 라인(300)의 일부도 외부에 노출될 수 있다. 이와 별개로, 제1 파우치 기판(10)에 형성된 제1 개구부(110, 120)에 의해 제1 전극 집전체(130)와 제2 전극 집전체(420)가 외부로 노출될 수 있다.
도 5를 참고하면, 제2 파우치 기판(20)과 제1 파우치 기판(10)이 접합되어 완성된 이차 전지의 후면은 제2 파우치 기판(20)의 후면과 같다. 제2 파우치 기판(20)과 제1 파우치 기판(10)이 접합되어 완성된 이차 전지의 후면은 제2 파우치 기판(20)에 형성된 제2 개구부(610, 620)에 의해 제2 전극 집전체(420)와 접합 단자(410)만이 외부로 노출될 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 충방전 단자(200)가 제1 파우치 기판(10) 상에 형성되는 경우에는 본 실시예의 이차 전지의 후면에 충방전용 개구부(500)가 형성될 수 있고, 이에 따라, 충방전 단자(200)가 외부로 노출될 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지를 설명한다. 상술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 설명과 중복되는 부분은 생략하거나 간단히 한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지의 제2 파우치 기판의 디자인 변경에 대한 예시도이다.
도 6을 참고하면, 제2 파우치 기판(20) 상의 제2 셀(400)은 상술한 제1 실시예와 달리 크기가 변할 수 있다. 즉, 생산하고자 하는 이차 전지의 크기에 따라 제2 셀(400) 및 이에 대응하여 접합되는 제1 셀(100)의 크기가 커질 수 있다. 다만, 이러한 경우에도 충방전 단자(200)의 크기는 변하지 않는다.
원칙적으로 충방전 단자(200)가 없이 충방전을 해야 한다면, 생산하고자 하는 이차 전지의 크기 및 형상이 변할 때마다, 정확하게는 생산하고자 하는 이차 전지의 음극 및 양극 단자의 위치 및 형상이 변할 때마 충전 및 방전을 시키는 연결핀을 포함하는 지그를 변형해야만 한다.
그러나, 본 발명에 따르면, 충방전 단자(200)의 크기 및 형상은 변하지 않으므로, 충방전 단자에 대응하는 충방전 지그를 통해서 다양한 사이즈 및 형상의 이차 전지를 생산할 수 있다.
따라서, 이러한 경우, 모든 충방전 단자(200)가 충전 라인(300)에 의해 제2 전극 집전체(420) 및 제1 전극 집전체(130)로 연결되는 것은 아니고, 일부의 충방전 단자(200)만 충전 라인(300)에 의해 제2 전극 집전체(420) 및 제1 전극 집전체(130)로 연결될 수 있다. 이에 따라, 충방전 단자(200)는 충전시 사용되는 충방전 단자(200a)와 충전시 사용되지 않는 충방전 단자(200b)를 포함할 수 있다.
이하, 도 7 및 도 8을 참고하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지를 설명한다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지의 제2 파우치 기판의 디자인 변경에 대한 예시도이고, 도 8은 도 7의 제2 셀을 세부적으로 설명하기 위한 확대도이다.
도 7 및 도 8을 참고하면, 제2 셀(400)의 형태는 특별히 제한되는 것은 아니고, 필요에 따라 자유롭게 변형될 수 있다. 제2 셀(400)은 제2 전극 집전체(420)와 접합 단자(410)를 포함한다. 이러한 제2 전극 집전체(420)와 접합 단자(410)의 형상은 전술한 제1 실시예와 다르게 형성될 수 있다. 제2 전극 집전체(420)와 접합 단자(410)는 서로 분리되어야 하고, 각각의 충전 라인(300)을 통해 각각의 충방전 단자(200)로 연결될 수 있다.
접합 단자(410)는 제1 전극 집전체(130)와 접합될 수 있고, 제2 전극 집전체(420)의 일부 상에 제2 전극(424), 전해질층 및 제2 전극이 형성될 수 있다.
이와 같이, 접합 단자(410)와 제2 전극 집전체(420)의 형상 및 크기를 조절하여 이차 전지의 성능을 향상하고, 공정의 효율성을 올릴 수 있다. 예를 들어, 충전 라인(300)의 길이를 최소화할 수 있고, 접합 단자(410)의 면적이 넓어짐에 따라, 접합 공정시의 마진이 넓어지는 장점도 가져올 수 있다.
이하, 도 9 내지 도 11을 참고하여, 본 발명의 제1 실시예에 따라 단일 이차전지로 커팅된 이차 전지를 설명한다. 상술한 실시예와 중복되는 설명은 간단히 하거나 생략한다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 커팅한 단일 이차 전지의 제2 파우치 기판의 평면도로서, 충전라인(310, 320)은 각각 용접 단자(410) 및 제2 전극 집전체(420)로부터 커팅라인까지 연장될 수 있다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 커팅한 단일 이차 전지의 전면(front side)을 도시한 평면도로서, 제1 개구부(110, 120)를 통해 제2 전극 집전체(420) 및 제2 전극 집전체(130)가 노출될 수 있다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 커팅한 단일 이차 전지의 후면(back side)을 도시한 평면도로서 제2 개구부(610, 620)를 통해 제2 전극 집전체(420) 및 접합 단자(410)가 노출될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 12를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 제조 방법을 설명한다. 상술한 실시예와 중복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12를 참고하면, 우선, 필름 테이프 형태인 제1 파우치 기판(10)과 제2 파우치 기판(20)을 준비한다(S100). 롤투롤 공정을 이용하여, 이차 전지가 제조될 수 있도록 연속된 제1 파우치 기판(10)과 연속된 제2 파우치 기판(20)이 이동하며 공정이 진행된다.
이어서, 도 1 내지 도 3, 도 6 내지 도 9 및 도 12를 참고하면, 제1 전극 집전체(130), 제2 전극 집전체(420), 충방전 단자(200) 및 충방전용 개구부(500)를 형성한다(S200). 충방전용 개구부(500)는 제1 파우치 기판(10) 또는 제2 파우치 기판(20) 중 충방전 단자(200)와 대응되는 위치에 형성하고, 제2 개구부(600)는 제2 파우치 기판(20) 상에 제2 전극 집전체(420) 및 접합 단자(410)와 대응되는 위치에 형성한다. 제1 개구부(110, 120)는 제1 파우치 기판(10) 상에 제2 전극 집전체(420) 및 제1 전극 집전체(130)에 대응되는 위치에 형성된다.
제2 파우치 기판(20) 상에 제2 전극 집전체(420)를, 제1 파우치 기판(10) 상에 제1 전극 집전체(130)를 형성할 수 있다. 제1 전극 집전체(210)와 제2 전극 집전체(220)를 형성하는 것은, 롤 압착을 이용한 라미네이팅 방법으로 완성할 수 있다. 즉, 제1 파우치 기판(110) 상에 접착제를 이용하여 제1 전극 집전체(210)를 부착하고, 제2 파우치 기판(120) 상에 접착제를 이용하여 제2 전극 집전체(220)를 부착할 수 있다.
이어서, 제2 전극 집전체(420) 상에 포토레지스트를 도포하고, 제1 전극 집전체(130) 상에 포토레지스트를 도포할 수 있다. 그리고, 포토레지스트를 현상하고, 에칭 공정을 이용하여 제2 전극 집전체(420)와 제1 전극 집전체(130)의 형상을 완성할 수 있다. 그리고, 포토레지스트를 제거하여 제2 전극 집전체(420)와 제1 전극 집전체(130)를 노출시킬 수 있다.
제2 파우치 기판(20) 또는 제1 파우치 기판(10) 상에 충방전 단자(200) 및 충전 라인(300)을 형성할 수 있다. 만일, 상기 충방전용 개구부(500)가 제2 파우치 기판(20) 상에 형성된 경우, 충방전 단자(200)는 제1 파우치 기판(10) 상에 형성될 수 있다. 또한, 상기 충방전용 개구부(500)가 제1 파우치 기판(10) 상에 형성된 경우, 충방전 단자(200)는 제2 파우치 기판(20) 상에 형성될 수 있다.
제2 전극 집전체(420) 또는 제1 전극 집전체(130)는 충방전 단자(200) 및 충전 라인(300)과 동시에 형성될 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니다. 충방전 단자(200) 및 충전 라인(300)이 제2 파우치 기판(20) 상에 형성되는 경우, 충방전 단자(200) 및 충전 라인(300)은 제2 전극 집전체(420)와 동시에 형성될 수 있다. 또한, 충방전 단자(200) 및 충전 라인(300)이 제1 파우치 기판(10) 상에 형성되는 경우, 충방전 단자(200) 및 충전 라인(300)은 제1 전극 집전체(130)와 동시에 형성될 수 있다.
제1 파우치 기판(10) 또는 제2 파우치 기판(20) 상에 제1 전극 집전체(130) 및 제2 전극 집전체(420)가 형성되는 영역과 충방전 단자(200)가 형성되는 영역이 구별될 수 있다.
제2 파우치 기판(20)을 예를 들어 설명하면, 제2 파우치 기판(20)은 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역에는 제2 셀(400)이 적어도 하나의 열을 이루어 배치되고, 상기 제2 영역에는 복수의 충방전 단자(200)가 적어도 하나의 열을 이루어 배치될 수 있다.
예를 들면, 도 2에 도시되었듯이, 제2 셀(400)은 제1 열(?)과 제2 열(?)을 이루어 배치될 수 있다. 충방전 단자(200)는 제2 열(?)보다 제1 열(?)에 인접한 제3 열(?)에 정렬되어 형성될 수 있다. 제2 셀(400)은 제1 간격(a)으로 열을 이루어 배치될 수 있고, 충방전 단자(200)는 제2 간격(b)으로 열을 이루어 배치될 수 있다.
이어서, 제2 전극 집전체(420) 상에 제2 전극(424)을, 제1 전극 집전체(130) 상에 제1 전극(124)을 형성하고, 제2 전극(424) 또는 제1 전극(124) 상에 전해질층을 형성한다. 구체적으로, 제2 전극(424) 및 제1 전극(124)은 인쇄 공정을 이용하여 완성할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, 도 4, 도 5, 도 11 및 도 12를 참고하면, 롤 압착을 이용한 라미네이팅 방법으로 제1 파우치 기판(10)과 제2 파우치 기판(20)을 접합하여 이차 전지를 완성한다(S300). 즉, 제2 파우치 기판(20) 상에 형성된 전해질층과 제1 파우치 기판(10) 상에 형성된 전해질층이 서로 맞닿아 접촉하도록 제2 파우치 기판(20)을 반전시켜, 제2 파우치 기판(20)과 제1 파우치 기판(10)을 접합한다. 단, 이에 제한되는 것은 아니고, 제1 파우치 기판(10)을 반전시키고, 제2 파우치 기판(20)과 제1 파우치 기판(10)을 접합 시킬 수도 있다.
제1 파우치 기판(110)과 제2 파우치 기판(120)을 접합하는 것은, 롤투롤 공정을 이용하면서 수행될 수 있다.
이어서, 도 12를 참고하면, 접합 과정 이후, 1차 충전(프리 충전) 공정을 수행한다(S400). 1차 충전(프리 충전) 과정에서, SEI(Solid Electrolyte Interphase)가 형성되면서 가스가 발생하게 된다. 상기 가스가 전지 내부에 잔류하게 된다면, 전지 특성을 열화시키기 때문에, 후속 공정에서 이를 제거한다.
이어서, 도 12를 참고하면, 제2 파우치 기판(20) 및 제1 파우치 기판(10)에 가압하여, 1차 접합시에 제2 파우치 기판(20)과 제1 파우치 기판(10) 사이에 형성된 가스를 개구부를 통해서 배출한다(S500).
상기 개구부는 기존의 충방전용 개구부(500), 제2 개구부(600) 및 제1 개구부(110, 120)일수도 있고, 새로 형성된 영역일 수도 있다. 가스를 배출하는 공정은 프레스 공정을 수행한다. 이러한 프레스 공정을 수행하면, 전지 내부에 존재하는 가스는 롤에 밀려서 개구부를 통해 배출된다.
이어서, 도 10 내지 도 12를 참고하면, 제1 파우치 기판(10)과 제2 파우치 기판(20)을 접합한 이차 전지를 각 셀 별로 커팅하여 단품 이차 전지를 완성한다(S600).
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 제1 파우치 기판 20: 제2 파우치 기판
100: 제1 셀 200: 충방전 단자
300: 충전 라인 400: 제2 셀
500: 충방전용 개구부

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 서로 대향하여 테이프 형태로 접합된 제1 및 제2 파우치 기판;
    상기 제1 파우치 기판 및 상기 제2 파우치 기판의 내측면에 각각 적어도 하나의 열로 정렬되어 형성된 복수의 제1 집전체 및 복수의 제2 집전체;
    상기 복수의 제1 집전체 및 상기 복수의 제2 집전체 상에 각각 형성된 복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극;
    상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 사이에 각각 형성된 복수의 전해질층;
    상기 제1 파우치 기판 또는 제2 파우치 기판에 형성되고, 상기 복수의 제1 집전체 또는 제2 집전체를 노출시키는 복수의 개구부;
    상기 제1 파우치 기판 또는 제2 파우치 기판의 적어도 일측 가장자리에 형성된 복수의 충방전 단자;
    상기 복수의 제1 집전체 또는 상기 복수의 제2 집전체와 상기 복수의 충방전 단자를 연결하는 충전 라인; 및
    상기 복수의 충방전 단자를 노출시키는 복수의 충방전용 개구부를 포함하는 이차 전지.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 복수의 충방전 단자는 하나의 충방전용 개구부를 통해 그룹으로 노출되는 이차 전지.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 복수의 충방전 단자 및 상기 충방전용 개구부는, 상기 제1 파우치 기판 및 상기 제2 파우치 기판의 적어도 일측 가장자리에 일정 간격으로 형성되는 이차 전지.
  7. 삭제
  8. 복수의 제1 및 제2 집전체를 노출시키는 복수의 개구부 및 충방전용 개구부를 포함하는 테이프형 제1 파우치 기판에 제1 집전체층을 형성하고, 상기 제1 집전체층을 패터닝하여 적어도 하나의 열로 정렬되는 상기 복수의 제1 집전체를 형성하는 단계;
    테이프형 제2 파우치 기판에 제2 집전체층을 형성하고, 상기 제2 집전체층을 패터닝하여 적어도 하나의 열로 정렬되는 상기 복수의 제2 집전체를 형성하고, 상기 제2 집전체에서 연장되는 충전 라인과 충방전 단자를 형성하는 단계;
    상기 제1 집전체 및 상기 제2 집전체 상에 각각 제1 및 제2 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 또는 제2 전극 상에 전해질층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 상기 전해질층을 중심으로 대향하도록 상기 제1 파우치 기판과 상기 제2 파우치 기판을 접합하여 정렬된 복수의 이차 전지를 형성하는 단계를 포함하는 이차 전지 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 파우치 기판을 접합하는 단계는,
    상기 충방전용 개구부와 상기 충방전 단자가 대응되어 상기 충방전 단자가 외부로 노출되도록 상기 제1 파우치 기판과 상기 제2 파우치 기판을 접합하는 이차 전지 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 접합된 복수의 이차 전지를 상기 충방전 단자를 통해 연속적으로 프리 충방전하는 단계를 더 포함하는 이차 전지 제조방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 프리 충방전 후, 상기 복수의 이차 전지를 개별로 커팅하는 단계를 더 포함하는 이차 전지 제조방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 복수의 이차 전지를 개별로 커팅하는 단계는, 상기 충방전 단자를 제거하는 단계를 포함하는 이차 전지 제조방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110649229A (zh) * 2018-06-26 2020-01-03 北京好风光储能技术有限公司 浆料电池的电极片及浆料电池
WO2022098073A1 (ko) * 2020-11-06 2022-05-12 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지 및 이를 포함하는 디바이스

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001118605A (ja) * 1999-10-15 2001-04-27 Sony Corp 薄型ポリマー電池及びその製造方法
JP2003197208A (ja) * 2001-12-27 2003-07-11 Ngk Spark Plug Co Ltd 電池の製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101210372B1 (ko) * 2010-12-09 2012-12-10 지에스나노텍 주식회사 박막전지
KR101941452B1 (ko) * 2012-09-19 2019-01-23 엘지디스플레이 주식회사 박막 전지 및 그 제조 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001118605A (ja) * 1999-10-15 2001-04-27 Sony Corp 薄型ポリマー電池及びその製造方法
JP2003197208A (ja) * 2001-12-27 2003-07-11 Ngk Spark Plug Co Ltd 電池の製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110649229A (zh) * 2018-06-26 2020-01-03 北京好风光储能技术有限公司 浆料电池的电极片及浆料电池
CN110649229B (zh) * 2018-06-26 2021-01-26 北京好风光储能技术有限公司 浆料电池的电极片及浆料电池
WO2022098073A1 (ko) * 2020-11-06 2022-05-12 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지 및 이를 포함하는 디바이스

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