KR101651712B1 - Secondary Battery - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 이차전지는, 제1 전극, 상기 제1 전극에 대면되도록 적층되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 대면되는 적층면 사이에 형성되며, 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극 외측면을 감싸도록 취되는 배치되는 분리막;을 포함하고, 상기 분리막에는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극으로부터 발생되는 가스가 배출되기 위한 적어도 하나 이상의 패턴가공부가 형성된 전극조립체를 포함할 수 있다. 본 발명에 따르면, 전극조립체를 감싸도록 배치되어 있는 분리막에 일정 패턴을 가공함으로써 전극조립체 내부의 가스배출을 원활히 할 수 있는 효과가 있다. A secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a first electrode, a second electrode stacked to face the first electrode, And a separation membrane formed between the first electrode and the lamination surface facing the second electrode and arranged to surround the first electrode or the second electrode outer side surface, And an electrode assembly having at least one pattern formed therein for discharging a gas generated from the electrode and the second electrode. According to the present invention, it is possible to smoothly discharge the gas inside the electrode assembly by processing a certain pattern on the separator arranged to surround the electrode assembly.

Description

이차전지{Secondary Battery}Secondary Battery

본 발명은 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery.

일반적으로 이차전지는 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 방전과 역방향인 충전과정을 통하여 반복 사용이 가능한 전지이며, 그 종류로는 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 리튬-금속 전지, 리튬-이온(Ni-Ion) 전지 및 리튬-이온 폴리머 전지(Li-Ion Polymer Battery, 이하 "LIPB"라 함) 등이 있다.
Generally, a secondary battery is a battery which can be repeatedly used through a discharge process of converting chemical energy into electrical energy and a charging process in the reverse direction. Examples of the secondary battery include a nickel-cadmium (Ni-Cd) battery, a nickel- A lithium-metal battery, a lithium-ion (Ni-Ion) battery, and a lithium-ion polymer battery (hereinafter referred to as "LIPB ").

이차전지는 양극, 음극, 전해질, 분리막으로 구성되며, 서로 다른 양극 및 음극 소재의 전압차이를 이용하여 전기를 저장 및 발생시킨다. 여기서, 방전이란 전압이 높은 음극에서 낮은 양극으로 전자를 이동시키는 것이며(양극의 전압 차이만큼 전기를 발생), 충전이란 전자를 다시 양극에서 음극으로 이동시키는 것으로 이때 양극물질은 전자와 리튬이온을 받아들여 원래의 금속산화물로 복귀하게 된다. 즉, 이차전지는 충전될 때 금속 원자가 분리막을 통하여 양극에서 음극으로 이동함에 따라 충전 전류가 흐르게 되고, 반대로 방전될 때 금속 원자는 음극에서 양극으로 이동하며 방전 전류가 흐르게 된다.
The secondary battery is composed of an anode, a cathode, an electrolyte, and a separator, and stores and generates electricity using voltage difference between different anode and cathode materials. Here, the discharge is to move electrons from a cathode having a high voltage to a cathode having a low voltage (generating electricity as much as the voltage difference of the anode), and charging means transferring the electrons again from the anode to the cathode where the anode material receives electrons and lithium ions And returned to the original metal oxide. That is, when the secondary battery is charged, the charge current flows as the metal atoms move from the anode to the cathode through the separator, and when discharged, the metal atoms move from the cathode to the anode and the discharge current flows.

최근 이차전지는 IT제품, 자동차분야 및 에너지 저장분야 등에서 널리 사용됨으로써 각광받는 에너지원으로 주목받고 있다. IT제품 분야에서 이차전지는 장시간 연속사용이 가능하며, 소형화, 경량화가 요구되고 있으며, 자동차 분야에서는 고출력, 내구성 및 폭발위험을 해소하기 위한 안정성 등을 요구하고 있다. 에너지 저장분야는 풍력, 태양광 발전 등으로 생산한 잉여전력을 저장하는 것으로, 고정형으로 사용됨에 따라 보다 완화된 조건의 이차전지를 적용할 수 있다. 특히, 리튬 이차전지는 1970년대 초부터 연구개발이 진행되었고, 1990년 리튬금속 대신 탄소를 음극으로 이용한 리튬 이온전지가 개발되면서 실용화되었으며, 500회 이상의 사이클 수명과 1 내지 2시간의 짧은 충전시간을 특징으로 하여 이차전지 중 가장 판매 신장률이 높고 니켈-수소 전지에 비해서 30 내지 40% 정도 가벼워 경량화가 가능하다. 또한, 리튬 이차전지는 현존하는 이차전지 중 단위전지 전압(3.0 내지 3.7V)이 가장 높고 에너지밀도가 우수하여, 이동기기에 최적화된 특성을 가질 수 있다.
BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] Recently, secondary batteries have attracted attention as energy sources that are widely used in IT products, automobiles, and energy storage. In the field of IT products, secondary batteries can be used continuously for a long time, are required to be reduced in size and weight, and in the automobile field, they are required to have high output, durability, and stability for eliminating the risk of explosion. In the energy storage field, surplus power produced by wind power, solar power generation, and the like is stored. As it is used in a fixed type, a secondary battery of a more relaxed condition can be applied. In particular, lithium secondary batteries have been in research and development since the early 1970s. Lithium ion batteries using carbon as a cathode instead of lithium metal have been developed and commercialized in 1990, and have been used for more than 500 cycles and short charging times of 1 to 2 hours It has the highest sales growth rate among secondary batteries and can be lightened by 30 ~ 40% less than nickel-hydrogen battery. In addition, the lithium secondary battery has the highest unit cell voltage (3.0 to 3.7 V) among the existing secondary batteries, has excellent energy density, and can have characteristics optimized for mobile devices.

이러한 리튬 이차전지는 일반적으로 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머전지라 한다. 또한, 리튬 이차전지의 외장재는 여러가지 종류로 형성될 수 있고, 대표적인 외장재의 종류는 원통형(Cylindrical), 각형(Prismatic), 파우치(Pouch) 등이 있다. 상기 리튬 이차전지의 외장재 내부에는 양극판, 음극판 및 그 사이에 개재되는 분리막(세퍼레이터, Separator)가 적층되거나 권취된 전극조립체가 구비된다.Such a lithium secondary battery is generally classified into a liquid electrolyte cell and a polymer electrolyte cell depending on the type of the 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, the exterior material of the lithium secondary battery can be formed into various types, and typical exterior materials include cylindrical, prismatic, pouch, and the like. Inside the casing of the lithium secondary battery, a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator (separator) interposed therebetween are laminated or wound.

한편, 이차전지의 제조공정에서는 내부 전지로부터 발생되는 가스를 배출시키는 것이 이차전지의 안정성이나 적용되는 디바이스의 작동 신뢰성을 위해 무엇보다도 중요한 요소이다. 그러나, 종래기술에 따른 이차전지는 하기 선행기술문헌의 특허문헌에 개시된 바와 같이, 이차전지 외장재 내부에 수용되는 전극조립체상에 가스 배출을 위한 구성이 없고, 따라서, 전극조립체 내부로부터 발생된 가스의 원활한 배출이 어려운 문제점이 있었다. 특히, 전극조립체를 감싸고 있는 분리막으로 인해 필요한 구간에서 가스가 적절하게 배출되지 못하는 문제점이 있었다. 이로 인해, 전극조립체 자체의 폭발위험성이 증가하고, 이차 전지의 작동 신뢰성 또한 저하될 수 있으며, 전극조립체 내부에 잔여가스로 인한 미충전 등 이차전지 작동성능에도 치명적인 영향을 미치는 문제점이 있었다.
Meanwhile, in the manufacturing process of the secondary battery, discharging the gas generated from the internal battery is an important factor for the stability of the secondary battery and reliability of operation of the applied device. However, the secondary battery according to the related art does not have a structure for discharging gas on the electrode assembly accommodated in the outer casing of the secondary battery as described in the patent documents of the following prior art documents, There is a problem that it is difficult to smoothly discharge. Particularly, the separation membrane surrounding the electrode assembly has a problem that the gas can not be properly discharged in a required section. Accordingly, the risk of explosion of the electrode assembly itself may increase, operation reliability of the secondary battery may be deteriorated, and the operation performance of the secondary battery, such as uncharging due to residual gas, may be deteriorated.

KRKR 2008-00528692008-0052869 AA

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면은 전극조립체를 형성하고 있는 분리막에 일정 패턴을 가공함으로써, 전극조립체 내부의 가스배출을 원활히 함과 동시에, 전해액 함침 과정에서 전해액을 전극조립체 내부에 보다 효과적으로 충진하고, 전체적인 전해액 분포를 고르게 하기 위한 이차전지를 제공하기 위한 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art described above, and one aspect of the present invention is to provide a separator for forming an electrode assembly by processing a predetermined pattern to facilitate gas discharge in the electrode assembly, And more particularly, to provide a secondary battery that more effectively fills the inside of the electrode assembly with the electrolyte solution and evenly distributes the entire electrolyte.

본 발명의 일실시예에 따른 이차전지는, 제1 전극, 상기 제1 전극에 대면되도록 적층되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 대면되는 적층면 사이에 형성되며, 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극 외측면을 감싸도록 권취되는 분리막;을 포함하고, 상기 분리막에는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극으로부터 발생되는 가스가 배출되기 위한 적어도 하나 이상의 패턴가공부가 형성된 전극조립체를 포함할 수 있다. A secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a first electrode, a second electrode stacked to face the first electrode, And a separation layer formed between the first electrode and the lamination surface facing the second electrode and wound to surround the first electrode or the second electrode outer side surface, And an electrode assembly having at least one pattern formed thereon for discharging gas generated from the second electrode.

본 발명의 일실시예의 이차전지로써, 상기 분리막은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 마주보는 적층면 사이에 형성되고, 대응면이 상호 마주하도록 복수회 접히는 폴딩부가 형성되도록 지그재그 형태로 이루어질 수 있다. In the secondary battery of the embodiment of the present invention, the separator may be formed in a zigzag shape so as to form a folded portion formed between the laminated surfaces facing the first electrode and the second electrode and folded a plurality of times so that the corresponding surfaces face each other. have.

본 발명의 일실시예의 이차전지로써, 상기 패턴가공부는 상기 분리막의 일측 또는 타측에 형성된 폴딩부에 각각 형성될 수 있다. In the secondary battery of an embodiment of the present invention, the patterning may be formed in a folding part formed on one side or the other side of the separation membrane.

본 발명의 일실시예의 이차전지로써, 상기 전극조립체는 스택방식으로 형성될 수 있다. In the secondary battery of the embodiment of the present invention, the electrode assembly may be formed in a stacked manner.

본 발명의 일실시예의 이차전지로써, 상기 패턴가공부는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 적층되어 형성된 전극조립체의 적층방향에 수직한 방향으로 가스가 배출되도록 전극조립체 양측단에 형성될 수 있다 .In the secondary battery of the embodiment of the present invention, the patterning may be formed at both sides of the electrode assembly so that the gas is discharged in a direction perpendicular to the stacking direction of the electrode assembly in which the first electrode and the second electrode are stacked .

본 발명의 일실시예의 이차전지로써, 상기 패턴가공부는 상기 제1 전극 및 제2 전극을 감싸는 상기 분리막에 형성되고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극으로부터 발생되는 가스가 배출될 수 있도록 상기 분리막을 관통하여 형성될 수 있다. In the secondary battery of the embodiment of the present invention, the patterning is formed in the separating film surrounding the first and second electrodes, and the separating film is formed on the separating film so that gas generated from the first and second electrodes can be discharged. As shown in FIG.

본 발명의 일실시예의 이차전지로써, 상기 전극조립체를 내부에 수용하도록 테두리를 따라서 밀봉된 실링부가 형성된 외장재를 더 포함할 수 있다. The secondary battery according to an embodiment of the present invention may further include a casing having a sealing portion sealed along a rim to receive the electrode assembly therein.

본 발명의 일실시예의 이차전지로써, 상기 외장재는 파우치형 또는 각형으로 형성될 수 있다. In the secondary battery according to an embodiment of the present invention, the exterior material may be formed into a pouch shape or a square shape.

본 발명의 일실시예의 이차전지로써, 상기 제1 전극은 양극 집전판 및 양극 활물질층을 더 포함할 수 있다. In the secondary battery of one embodiment of the present invention, the first electrode may further include a cathode current collector and a cathode active material layer.

본 발명의 일실시예의 이차전지로써, 상기 제2 전극은 음극 집전판 및 음극 활물질층을 더 포함할 수 있다. In the secondary battery of the embodiment of the present invention, the second electrode may further include a negative electrode collector plate and a negative electrode active material layer.

본 발명의 일실시예의 이차전지로써, 상기 제1 전극의 일측면상에 돌출되어 형성되는 제1 탭부; 및 상기 제2 전극의 일측면상에 돌출되어 형성되는 제2 탭부를 더 포함할 수 있다.
A secondary battery according to an embodiment of the present invention includes: a first tab portion protruding from one side of the first electrode; And a second tab protruding from one side of the second electrode.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
Prior to that, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best explain its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명에 따르면, 전극조립체를 감싸도록 배치되어 있는 분리막에 일정 패턴을 가공함으로써 전극조립체 내부의 가스배출을 원활히 할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, it is possible to smoothly discharge the gas inside the electrode assembly by processing a certain pattern on the separator arranged to surround the electrode assembly.

또한, 스택 방식의 전극조립체에서 지그재그 형태의 분리막에 형성된 폴딩부에 패턴가공부를 가공하여, 전극조립체 내부로부터 발생되는 가스의 배출방향과 패턴가공부의 형성위치를 일치시킴으로써, 보다 원활하게 전극조립체 내부의 가스를 배출할 수 있는 효과가 있다. In addition, in the stacked electrode assembly, the folding portion formed in the zigzag-shaped separator is processed so as to match the discharging direction of the gas generated from the inside of the electrode assembly with the forming position of the pattern, It is possible to discharge the gas.

또한, 전극조립체 양단부에 가공된 패턴가공부는 전해액 주입을 위한 전극조립체의 가압 및 감압 공정에서 양끝단의 가공된 패턴가공부를 통해 전해액이 원활하게 순환함으로써, 보다 효과적으로 전극조립체내에 전해액을 함침시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, the patterns processed at both ends of the electrode assembly can be smoothly circulated through the processed patterns at both ends in the pressing and depressurizing process of the electrode assembly for injecting the electrolyte, so that the electrolyte can be more effectively impregnated into the electrode assembly There is an effect.

또한, 이치전지의 전극조립체 내부의 유해가스를 보다 효과적으로 제거함으로써, 이차전지의 안정적인 작동성능을 확보할 수 있는 효과가 있다. In addition, it is possible to more effectively remove the harmful gas inside the electrode assembly of the secondary battery, thereby securing stable operation performance of the secondary battery.

또한, 이차전지의 작동성능의 신뢰성을 확보함에 따라, 이차전지가 적용될 수 있는 각종 디바이스의 작동성능 및 그 신뢰성을 함께 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Further, securing the reliability of the operating performance of the secondary battery, the operating performance and reliability of various devices to which the secondary battery can be applied can be improved.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전극조립체의 분리 사시도;
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전극조립체의 결합사시도;
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전극조립체의 단면도; 및
도 4 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 전극조립체를 포함한 이차전지의 제조공정을 나타내는 도면이다. 1 is an exploded perspective view of an electrode assembly according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is an exploded perspective view of an electrode assembly according to an embodiment of the present invention; FIG.
3 is a cross-sectional view of an electrode assembly according to one embodiment of the present invention; And
4 to 9 are views showing a process of manufacturing a secondary battery including an electrode assembly according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "일면", "타면", "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objectives, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. Also, the terms "one side,"" first, ""first,"" second, "and the like are used to distinguish one element from another, no. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of related arts which may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전극조립체의 분해 사시도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전극조립체의 결합사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전극조립체의 단면도이다.2 is an exploded perspective view of an electrode assembly according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of an electrode assembly according to an embodiment of the present invention. FIG. to be.

본 발명의 일실시예에 따른 이차전지는, 제1 전극(11), 상기 제1 전극(11)에 대면되도록 적층되는 제2 전극(12); 및 상기 제1 전극(11) 및 상기 제2 전극(12)이 대면되는 적층면 사이에 형성되며, 상기 제1 전극(11) 또는 상기 제2 전극(12) 외측면을 감싸도록 배치되는 분리막(13)을 포함하고, 상기 분리막(13)에는 상기 제1 전극(11) 및 상기 제2 전극(12)으로부터 발생되는 가스가 배출되기 위한 적어도 하나 이상의 패턴가공부(20a)가 형성된 전극조립체(10)를 포함할 수 있다.
A secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a first electrode 11, a second electrode 12 stacked to face the first electrode 11, And a first electrode (11) and a second electrode (12), and a first electrode (11) or a second electrode (12) And an electrode assembly 10 having at least one pattern 20a for discharging gas generated from the first electrode 11 and the second electrode 12 is formed in the separation membrane 13, . ≪ / RTI >

전극조립체(10)는 제1 전극(11), 제2 전극(12) 및 분리막(13)을 포함하여 형성되며, 제1 전극(11)과 제2 전극(12)이 적층되는 사이에 분리막(13)이 형성된다. 제1 전극(11), 제2 전극(12) 및 분리막(13)을 결합하는 방법에 따라, 젤리-롤(Jelly-roll)로 권취된 타입(Winding type)이거나, 스택형/ 스택폴딩형 등으로 형성될 수 있다. 이하에서는, 특히, 스택방식으로 적층된 전극조립체의 구조를 기준으로 본 발명의 일실시예를 설명하기로 한다.
The electrode assembly 10 includes a first electrode 11, a second electrode 12 and a separation membrane 13. The first electrode 11 and the second electrode 12 are stacked, 13 are formed. A winding type in a jelly-roll type, a stack type / stack folding type or the like may be used according to a method of joining the first electrode 11, the second electrode 12 and the separation membrane 13 As shown in FIG. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to a structure of an electrode assembly stacked in a stacked manner.

여기서, 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)은 편의상 각각 양극판(11) 및 음극판(12)으로 정의하고, 제1 탭부(11a) 및 제2 탭부(12a)는 각각 전극돠 대응되어 양극탭부와 음극탭부로 정의하여 설명하기로 하며, 그 순서는 임의적인 것이므로 각각 어느 것을 택하여 적용하는 것도 당업자에 의해서 가능하다.
The first electrode 11 and the second electrode 12 are defined as a positive electrode plate 11 and a negative electrode plate 12 for the sake of convenience and the first tab portion 11a and the second tab portion 12a are respectively associated with electrodes The positive electrode tab portion and the negative electrode tab portion will be described. Since the order is arbitrary, any one of them may be selected and applied by those skilled in the art.

양극판(11)은 일측면상에 돌출되어 형성되는 제1 탭부(11a), 양극 집전판(11b) 및 양극 활물질층(11c)을 포함하여 형성될 수 있다. 양극 집전판(11b)은 높은 도전성을 가진 물질로 형성되는 것으로, 화학적 변화를 유발하지 않는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 양극 집전판(11b)으로는 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소 등이 사용될 수 있다. 양극판(11)양극판(11) 활물질 등이 도포된 양극 활물질층(11c)과 도포되지 않은 양극 무지부로 이루어진다. 양극 활물질층(11c)은 양극 활물질과 양극 활물질을 결착시키는 바인더 및 도전재를 더 포함할 수 있다. 양극 활물질층(11c)은 용매에 양극 활무질, 바인더 및 도전재를 첨가하여 슬러리 형태로 만든 후, 상기 슬러리를 양극 집전판(11b)에 도포하여 형성될 수 있다. The positive electrode plate 11 may include a first tab portion 11a, a positive electrode collector plate 11b and a positive electrode active material layer 11c protruding from one side. The positive electrode current collector plate 11b is formed of a material having high conductivity and is not particularly limited as long as it does not cause a chemical change. For example, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, or the like may be used for the positive electrode collector plate 11b. A positive electrode plate 11, a positive electrode plate 11, a positive electrode active material layer 11c coated with an active material, and an uncoated uncoated portion. The cathode active material layer 11c may further include a binder and a conductive material for binding the cathode active material with the cathode active material. The cathode active material layer 11c may be formed by adding a cathode active material, a binder, and a conductive material to a solvent to form a slurry, and then applying the slurry to the cathode current collector plate 11b.

여기서, 사용될 수 있는 용매는 NMP(N-Methyl-2-Pyrrolidone), 양극 활물질로는 코발트산리튬(LiCoO2), 3원계 등의 층상계 구조의 리튬금속산화물(LiMO2)을 비롯하여 리튬망간산화물(LiMn2O4)로 대표되는 스피넬계 재료(LiM2O4), 또는 인산철리튬(LiFePO4) 같은 올리빈(Olivine)계 재료(LiMPO4)가 이용될 수 있고, 도전재로는 아세틸블랙, 카본 블랙, 흑연, 바인더로는 폴리불화비닐리덴을 사용할 수 있으나,이에 한정되는 것은 아니다.Examples of the solvent that can be used include NMP (N-methyl-2-pyrrolidone), lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) as a cathode active material, lithium metal oxide (LiMO 2 ) having a layered structure such as ternary system, Based material (LiM 2 O 4 ) represented by LiMn 2 O 4 (LiMn 2 O 4 ) or an olivine-based material (LiMPO 4 ) such as lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) As the black, carbon black, graphite, and binder, polyvinylidene fluoride may be used, but the present invention is not limited thereto.

제1 탭부(11a)는 니켈 emdd으로 형성될 수 있다. 제1 탭부(11a)는 초음파 용접, 저항용접 및 레이저 용접 중 어느 하나의 방식에 의하여 양극무지부의 상면에 부착될 수 있다.
The first tab portion 11a may be formed of nickel emdd. The first tab portion 11a may be attached to the upper surface of the positive electrode uncoated portion by any one of ultrasonic welding, resistance welding, and laser welding.

음극판(12)은 일측면상에 돌출되어 형성되는 제2 탭부(12a), 음극 집전판(12b) 및 음극 활물질층(12c)을 포함하여 형성될 수 있다. 음극판(12)은 음극 집전판(12b)에 음극 활물질을 도포하여 형성된 음극 활물질층(12c)과 상기 음극 활물질이 도포되지 않은 음극 무지부로 이루어진다. 음극 집전판(12b)은 도전성을 가진 것으로, 예를 들어, 구리, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈 등으로 형성될 수 있다. 음극 활물질층(12c)은 음극 활물질로 이루어지는데, 음극 활물질로는 탄소(C) 계열 물질, Si, Sn, 틴 옥사이드(Tin Oxide), 틴 합금 복합체(Composite Tin Alloys), 전이 금속 산화물 또는 리튬 금속 산화물 등이 이용될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
The negative electrode plate 12 may include a second tab portion 12a, a negative electrode collector plate 12b, and a negative electrode active material layer 12c protruding from one side. The negative electrode plate 12 includes a negative electrode active material layer 12c formed by applying a negative electrode active material to the negative electrode collector plate 12b and a negative electrode uncoated portion to which the negative electrode active material is not applied. The negative electrode current collector plate 12b has conductivity, and may be formed of, for example, copper, stainless steel, aluminum, nickel, or the like. The negative electrode active material layer 12c is made of a negative electrode active material. Examples of the negative electrode active material include a carbonaceous material, Si, Sn, Tin Oxide, Composite Tin Alloys, Oxides, and the like may be used, but the present invention is not limited thereto.

분리막(13)은 제1 전극(11) 또는 제2 전극(12) 외측면을 감싸도록 배치될 수 있다. 특히, 본 발명에서는 상기 제1 전극(11) 및 상기 제2 전극(12)으로부터 발생되는 가스가 배출되기 위해 적어도 하나 이상의 패턴가공부(20a)가 시트 형태의 분리막(13)상에 형성될 수 있다. 분리막(13)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 지그재그 형태로 형성됨으로써, 복수회 접히는 폴딩부(20)를 각각 형성할 수 있다. 분리막(13)은 시트형으로 길게 연장되어 형성될 수 있으며, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리불화비닐리덴을 포함하는 다공질 필름, 부직포 등을 사용할 수 있으나, 그 재질에 한정되는 것은 아니다.
The separation membrane 13 may be arranged to surround the outer surface of the first electrode 11 or the second electrode 12. [ Particularly, in the present invention, at least one pattern 20a may be formed on the sheet-like separation membrane 13 in order to discharge the gas generated from the first electrode 11 and the second electrode 12 . As shown in Fig. 1, the separation membrane 13 may be formed in a zigzag shape so as to form folding portions 20 folded a plurality of times. The separator 13 may be formed by elongating in a sheet form, and may be a porous film or nonwoven fabric including polyethylene, polypropylene or polyvinylidene fluoride, but is not limited thereto.

도 1에 도시된 바와 같이, 분리막(13)은 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)이 마주보는 적층면 사이에 형성되며, 상호 동일면이 마주보도록 지그재그 형태로 형성될 수 있다. 제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 지그재그 형태로 이루어진 분리막(13)에 양 측면에서 교호적으로 삽입되어 적층됨으로써 전극조립체(10)를 형성할 수 있다. 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)의 적층이 끝나면, 분리막(13)의 일측단을 접착하거나, 별도의 테이프(도면 미도시) 등을 사용하여 마감작업할 수 있다.
As shown in FIG. 1, the separation membrane 13 may be formed in a zigzag shape such that the first electrode 11 and the second electrode 12 are opposed to each other and face the same. The first electrode 11 and the second electrode 12 are alternately inserted into the zigzag shape separation membrane 13 on both sides and stacked to form the electrode assembly 10. [ When the stacking of the first electrode 11 and the second electrode 12 is completed, one end of the separation membrane 13 may be bonded or a separate tape (not shown) may be used for finishing.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 제1 전극(11), 제2 전극(12) 및 분리막(13)을 포함하는 전극조립체(10)의 양 끝단의 패턴가공부(20a)가 가공될 수 있다. 패턴가공부(20a)는 분리막(13)을 관통하여 형성되며, 제1 전극(11) 또는 제2 전극(12)으로부터 발생될 수 있는 가스를 외부로 배출시키는 역할을 한다. 그러므로, 제1 전극(11) 또는 제2 전극(12)으로부터 외부로 연결되는 공간이 형성되도록 가공되는 것이 바람직할 것이다.2 and 3, the present invention is characterized in that both ends of the electrode assembly 10 including the first electrode 11, the second electrode 12 and the separator 13 are patterned 20a Can be processed. The patterned resist 20a is formed through the separation membrane 13 and serves to discharge the gas that may be generated from the first electrode 11 or the second electrode 12 to the outside. Therefore, it may be desirable to process the first electrode 11 or the second electrode 12 so as to form a space connected to the outside.

분리막(13)에 상기와 같은 패턴가공부(20a)를 가공함으로써, 후술하는 이차전지의 제조공정 중 초기의 유해 가스를 배출시키는 디개싱(De-gassing)작업의 신뢰성을 보다 확보할 수 있으며, 최종 제작된 이차전지의 전극조립체 내부에 잔여 가스가 남지 않게 할 수 있다. 이를 통해 이차전지의 폭발 등을 사전에 예방할 수 있어, 이차전지의 작동 성능뿐만 아니라 안정성에도 크게 기여할 수 있다. 또한, 전극조립체(10)를 외장재(30)에 수용하고, 전해액을 함침시키는 공정에서, 가압 및 감압이 번갈아 일어나는 공정에서, 전극조립체(10) 양 끝단에 각각 패턴가공부(20a)를 형성하여 전해질이 원활히 순환할 수 있도록 함으로써 전해질의 함침이 보다 용이하게 이루어 질 수 있다. 즉, 양 끝의 패턴가공부(20a)를 통해 전해질이 수시로 양 단으로 흐르게 됨으로써, 전극조립체(10) 내부에 보다 효과적이고, 균형있는 전해질 함침 분포를 형성할 수 있다.By processing the pattern 20a as described above in the separation membrane 13, it is possible to further secure the reliability of the de-gassing operation for discharging the noxious gas in the initial stage of the manufacturing process of the secondary battery to be described later, It is possible to prevent the residual gas from remaining in the electrode assembly of the manufactured secondary battery. As a result, explosion of the secondary battery can be prevented in advance, which contributes not only the operating performance of the secondary battery but also the stability thereof. In the step of accommodating the electrode assembly 10 in the casing member 30 and impregnating the electrolytic solution in the step of alternately pressing and depressurizing the electrode assembly 10, patterning 20a is formed at both ends of the electrode assembly 10, So that the impregnation of the electrolyte can be made easier. That is, since the electrolyte flows from both ends of the pattern 20a at both ends to the both ends at various stages, it is possible to form a more effective and balanced electrolyte impregnated distribution in the electrode assembly 10.

특히, 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지의 전극조립체(10)는 스택방식으로 형성될 수 있어, 분리막(13)의 패턴가공부(20a)를 전극조립체 양단에 위치되도록 가공함으로써, 전극조립체 내부로부터 발생될 수 있는 가스를 원활히 배출할 수 있다. 특히, 패턴가공부(20a)의 가공은 도면에 도시된 바와 같이, 원형의 홀을 다수 가공할 수 있지만, 그 형태는 분리막(13) 폴딩부(20)의 외측면을 따라 라인(line)형태로 형성될 수도 있으므로, 특별히 본 명세서의 도면에 도시된 패턴가공부(20a)의 형상 및 모양에 한정되는 것은 아니다. 다만, 디개싱(De-gassing) 작업시에, 전극조립체(10) 내부의 가스를 원활히 배출하기 위해, 가스가 배출되는 방향 즉, 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)이 적층되는 방향의 수직한 방향으로 패턴가공부(20a)를 가공하는 것이 바람직할 것이다(도 3 참조)
In particular, the electrode assembly 10 of the secondary battery according to an embodiment of the present invention can be formed in a stacked manner, and by patterning the pattern 20a of the separation membrane 13 to be positioned at both ends of the electrode assembly, It is possible to smoothly discharge the gas that may be generated from the gas. Particularly, the processing of the patterned work 20a can form a plurality of circular holes, as shown in the drawing, but the shape thereof can be changed in the form of a line along the outer surface of the folding portion 20 The pattern is not limited to the shape and shape of the pattern 20a shown in the drawings of the present specification. However, in order to smoothly discharge the gas inside the electrode assembly 10 during the de-gassing operation, the direction in which the gas is discharged, that is, the first electrode 11 and the second electrode 12 are stacked It is desirable to process the patterned pattern 20a in the direction perpendicular to the direction of the pattern 20a (see FIG. 3)

또한, 본 발명은, 전극조립체(10)를 내부에 수용하기 위한 외장재(30)를 더 포함할 수 있다. 외장재(30)는 전극조립체(10)를 수용하는 역할을 하는 것으로, 테두리를 따라서 밀봉된 실링부(32)가 형성된다. 여기서, 외장재(30)의 재질은 알루미늄인 파우치(Pouch)일 수 있으나, 외장재(30)의 형태는 특별히 한정되는 것은 아니다. 이러한 외장재(30)는 전극조립체(10)가 전해질과 함께 내부에 수용되는 수용부(31)와 수용부(31)의 개방된 상면을 덮어주는 커버를 포함할 수 있다. In addition, the present invention may further include a casing 30 for accommodating the electrode assembly 10 therein. The casing member 30 serves to receive the electrode assembly 10, and a sealed portion 32 sealed along the rim is formed. Here, the exterior material 30 may be a pouch made of aluminum, but the shape of the exterior material 30 is not particularly limited. The casing 30 may include a receptacle 31 in which the electrode assembly 10 is accommodated together with the electrolyte and a cover covering the open upper surface of the receptacle 31. [

이때, 외장재(30)는 내부에 수용된 전극조립체(10)의 제1 탭부(11a)와 제2 탭부(12a)가 외부로 돌출된 상태에서, 수용부(31)를 포함하는 외장재(30) 테두리와 커버의 마주보는 테두리가 접합하여 실링부(32)를 형성함으로써 밀봉시킬 수 있다.
At this time, in the case of the outer case 30, the first tab portion 11a and the second tab portion 12a of the electrode assembly 10 housed therein are protruded to the outside, and the rim of the case 30 including the receiving portion 31 Can be sealed by forming the sealing portion (32) by joining the opposite edges of the cover and the cover.

도 4 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 전극조립체(10)를 포함한 이차전지의 제조공정을 나타내는 도면이다. 도면을 참고하여, 본 발명의 이차전지의 가스 배출 및 기타 공정을 설명하기로 한다. 4 to 9 are views showing a manufacturing process of a secondary battery including the electrode assembly 10 according to an embodiment of the present invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention; FIG.

다만, 상기 일실시예에 따른 전극조립체를 포함하는 이차전지의 각 구성 및 설명은 중복되므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
However, since the configuration and description of the secondary battery including the electrode assembly according to the embodiment are duplicated, a detailed description will be omitted.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 전극조립체(10)를 수용하기 위한 외장재(30)를 준비한다. 특히, 후술하는 디개싱(De-gassing)단계에서 가스배출을 위한 배출부(33)를 포함하도록 외장재(30)를 형성할 수 있다.
First, as shown in Fig. 4, a case 30 for accommodating the electrode assembly 10 is prepared. In particular, the casing 30 may be formed to include a discharge portion 33 for discharging gas in a de-gassing step described later.

다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 전극조립체(10)를 외장재(30)의 수용부(31)에 삽입되도록 안착시킨다. 여기서, 전극조립체(10)의 제1 탭부(11a) 및 제2 탭부(12a)가 외장재(30)의 외부로 돌출된 상태에서, 외부 전원과 연결되도록 한다.
Next, as shown in Fig. 5, the electrode assembly 10 is seated to be inserted into the accommodating portion 31 of the casing member 30. Next, as shown in Fig. Here, the first tab portion 11a and the second tab portion 12a of the electrode assembly 10 are connected to an external power source while protruding from the exterior material 30.

다음, 도 6에서는 외장재(30)에 수용된 전극조립체(10) 상에 전해액을 함침시키는 단계이다. 이차전지는 종류에 따라, 전해질의 액체 상태로 외장재(30) 내부에 충진될 수 있다. 또한, 전해질을 액체 상태로 외장재(30) 내부에 충전한 다음 폴리머화될 수 있는 성분을 첨가하여 최종적으로 폴리머 상태의 전해질이 되도록 할 수 있다.
Next, FIG. 6 shows a step of impregnating the electrode assembly 10 housed in the casing member 30 with an electrolytic solution. The secondary battery can be filled in the casing material 30 in the liquid state of the electrolyte depending on the type. In addition, the electrolyte may be filled in the casing 30 in a liquid state, and then a polymerizable component may be added to finally become an electrolyte in a polymer state.

다음, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 전해질이 외장내 내부에 충진된 다음, 프리-차지(Pre-Charge)를 위해 제1 탭부(11a)와 제2 탭부(12a)에 제1 단자(41)와 제2 단자(42)를 포함하는 전원연결부(40)를 연결한다. 전원연결부(40)를 통해 전류를 흘려줌으로써 전극조립체(10) 내부에 발생될 수 있는 초기 불순가스를 제거할 수 있다. 이러한 작업을 디개싱(De-gassing)공정 이라고 하는데, 일반적으로 본 단계에서 전극조립체(10) 내부로부터 발생되는 가스가 외장재(30)의 배출부(33)를 통해 배출될 수 있다. 본 단계에서 전극조립체(10) 내부에서 발생되는 가스가 원활히 배출될 때, 외장재(30)를 포함한 이차전지의 신뢰성이 향상될 수 있는 것이다. Next, as shown in FIGS. 7 and 8, after the electrolyte is filled in the casing, the first and second tab portions 11a and 12a are pre-charged for pre- (40) including the first terminal (41) and the second terminal (42). It is possible to remove the initial impurity gas which may be generated in the electrode assembly 10 by flowing a current through the power connection portion 40. This process is called a de-gassing process. Generally, in this step, gas generated from the inside of the electrode assembly 10 can be discharged through the discharge portion 33 of the casing 30. When the gas generated in the electrode assembly 10 is smoothly discharged at this stage, the reliability of the secondary battery including the casing 30 can be improved.

그러나, 종래 전극조립체(10)를 감싸고 있는 분리막(13)은 전극조립체(10) 내부의 전극으로부터 발생되는 가스의 배출에 오히려 장애가 될 수 있었다. 그러므로, 종래에는 프리-차지단계에서 전극조립체(10) 내부에 발생되는 가스를 원활히 배출하지 못함으로써, 최종 제조되는 이차전지의 충전시의 성능 저하 및 폭발 등의 위험성이 증가하는 문제점이 있었다. 본 발명은, 도 3에 도시된 바와 같이, 전극조립체(10)의 양측단으로 가스가 배출될 수 있어, 도 7의 외장재(30) 배출부(33)의 파단부(33a)를 통해 가스 배출을 더욱 원활하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 전극조립체(10) 내부에 발생된 가스 제거의 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
However, the separation membrane 13 surrounding the electrode assembly 10 may hinder the discharge of gas generated from the electrode inside the electrode assembly 10. [ Therefore, conventionally, the gas generated in the electrode assembly 10 in the pre-charge step can not be discharged smoothly, thereby increasing the risk of deterioration in performance and explosion of the final manufactured secondary battery. 3, the gas can be discharged to both side ends of the electrode assembly 10, and the gas can be discharged through the break portion 33a of the discharge portion 33 of the casing 30 of Fig. 7 It is possible to further improve the reliability of removing the gas generated in the electrode assembly 10,

다음, 도 9에 도시된 바와 같이, 전극조립체(10) 내부의 가스를 배출한 다음에는, 외장재(30)의 배출부(33)를 절단가공함으로써, 이차전지의 제조가 완료된다. 이후, 전극조립체(10)를 포함한 전지팩 등을 통해 관련 디바이스에 적용할 수 있다.
Next, as shown in Fig. 9, after the gas inside the electrode assembly 10 is discharged, the discharging portion 33 of the casing member 30 is cut and the manufacture of the secondary battery is completed. Thereafter, it can be applied to a related device through a battery pack or the like including the electrode assembly 10.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the present invention. It is obvious that the modification or improvement is possible.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

10: 전극조립체 11: 제1 전극
11a: 제1 탭부 11b: 양극 집전판
11c: 양극 활물질층 12: 제2 전극
12a: 제2 탭부 12b: 음극 집전판
12c: 음극 활물질층 13: 분리막
20: 폴딩부 20a: 패턴가공부
30: 외장재 31: 수용부
32: 실링부 33: 배출부
33a: 파단부 40: 전원연결부
41: 제1 단자 42: 제2 단자10: electrode assembly 11: first electrode
11a: first tab portion 11b: positive electrode collector plate
11c: positive electrode active material layer 12: second electrode
12a: second tab portion 12b: negative electrode collector plate
12c: anode active material layer 13: separator
20: Folding section 20a: Patterned study
30: Outer material 31:
32: sealing part 33: exhaust part
33a: rupture part 40: power connection part
41: first terminal 42: second terminal

Claims (11)

대응면이 상호 마주하여 접합되도록 지그재그 형태로 일측 및 타측에 폴딩부가 교호적으로 형성되어 복수회 접히는 분리막;
상기 분리막의 일측 폴딩부 내측 대응면상에 삽입되는 제1 전극; 및
상기 분리막의 타측 폴딩부 내측 대응면상에 삽입되는 제2 전극;을 포함하고,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 전면부 상으로 제1 탭부 및 제2 탭부가 각각 돌출 형성되며, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 측면이 상기 폴딩부에 각각 대응되도록 삽입 형성되고,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 측면에 대응되는 상기 분리막의 일측 및 타측의 폴딩부상에 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각으로부터 발생되는 가스가 외부로 직접 배출되도록 상기 일측 및 타측의 폴딩부상을 관통하도록 적어도 하나 이상의 패턴가공부가 형성된 전극조립체를 포함하는 이차전지.A separating film formed by folding a plurality of folds alternately on one side and the other side in a zigzag form so that the corresponding surfaces are bonded to each other;
A first electrode inserted on an inner corresponding surface on one side of the separation membrane; And
And a second electrode inserted on an inner corresponding surface of the other side folding portion of the separation membrane,
Wherein a first tab portion and a second tab portion are protruded from the front surface of the first electrode and the second electrode, respectively, and the side surfaces of the first electrode and the second electrode are inserted into the folding portion,
Wherein the first electrode and the second electrode are formed on the first electrode and the second electrode so that gas generated from each of the first electrode and the second electrode is directly discharged to the outside on the folding portion on one side and the other side of the separator corresponding to the side surfaces of the first electrode and the second electrode, A secondary battery comprising: an electrode assembly in which at least one pattern is formed so as to penetrate a floating state. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 전극조립체는 스택방식으로 형성되는 이차전지.The method according to claim 1,
Wherein the electrode assembly is formed in a stacked manner. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 전극조립체를 내부에 수용하도록 테두리를 따라서 밀봉된 실링부가 형성된 외장재를 더 포함하는 이차전지.The method according to claim 1,
And a sealing member having a sealing portion sealed along a rim to receive the electrode assembly therein. 청구항 7에 있어서,
상기 외장재는 파우치형 또는 각형인 이차전지.The method of claim 7,
Wherein the exterior material is a pouch or a prism. 청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극은 양극 집전판 및 양극 활물질층을 더 포함하는 이차전지.The method according to claim 1,
Wherein the first electrode further comprises a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer. 청구항 1에 있어서,
상기 제2 전극은 음극 집전판 및 음극 활물질층을 더 포함하는 이차전지.The method according to claim 1,
Wherein the second electrode further comprises a negative electrode collector plate and a negative electrode active material layer. 삭제delete
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