KR101709527B1 - Battery Cell Having Improved Safety - Google Patents

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Abstract

본 발명은 집전체로서 호일의 양면에 전극 활물질이 도포되어 있는 양극과 음극 사이에 분리막을 개재한 상태로 권취되어 있는 전극조립체(“젤리-롤”)가 전지케이스의 내부에 장착되어 있고; 상기 양극 및 음극 중의 하나는, 호일의 일면(a)에서 권취 방향을 기준으로 전극 활물질을 포함하는 전극 합제의 도포 개시점(a1)가 호일의 타면(b)에서 전극 합제의 도포 개시점(b1) 보다 권취 중심에 가깝게 위치함으로써, 상기 호일에는 일면 코팅 부위가 형성되어 있고; 상기 일면 코팅 부위 중에서, 전극 합제가 코팅되어 있지 않은 호일의 타면(b)에는, 충방전시 호일의 균열을 방지하기 위한 보강부재가 부착되거나, 또는 보강물질로 이루어진 코팅층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀를 제공한다. An electrode assembly (" jelly-roll ") wound in a state in which a separator is interposed between a positive electrode and a negative electrode coated with an electrode active material on both surfaces of a foil as a current collector is mounted inside the battery case; One of the positive electrode and the negative electrode is formed such that an application starting point a1 of the electrode mixture containing the electrode active material on the winding direction on one surface a of the foil is set to a coating start point b1 ), The foil is formed with a one-sided coating portion; (B) of the foil on which the electrode assembly is not coated is provided with a reinforcing member for preventing cracking of the foil during charging and discharging, or a coating layer made of a reinforcing material is formed on the other surface of the foil, And a battery cell.

Description

안전성이 향상된 전지셀 {Battery Cell Having Improved Safety}[0001] Battery Cell Having Improved Safety [

본 발명은 안전성이 향상된 전지셀에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 집전체로서 호일의 양면에 전극 활물질이 도포되어 있는 양극과 음극 사이에 분리막을 개재한 상태로 권취되어 있는 전극조립체(“젤리-롤”)가 전지케이스의 내부에 장착되어 있고; 상기 양극 및 음극 중의 하나는, 호일의 일면(a)에서 권취 방향을 기준으로 전극 활물질을 포함하는 전극 합제의 도포 개시점(a1)가 호일의 타면(b)에서 전극 합제의 도포 개시점(b1) 보다 권취 중심에 가깝게 위치함으로써, 상기 호일에는 일면 코팅 부위가 형성되어 있고; 상기 일면 코팅 부위 중에서, 전극 합제가 코팅되어 있지 않은 호일의 타면(b)에는, 충방전시 호일의 균열을 방지하기 위한 보강부재가 부착되거나, 또는 보강물질로 이루어진 코팅층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to an electrode assembly (" jelly-type electrode assembly ") wound with a separator interposed between a positive electrode and a negative electrode coated with an electrode active material on both surfaces of a foil as a current collector, Roll ") is mounted inside the battery case; One of the positive electrode and the negative electrode is formed such that an application starting point a1 of the electrode mixture containing the electrode active material on the winding direction on one surface a of the foil is set to a coating start point b1 ), The foil is formed with a one-sided coating portion; (B) of the foil on which the electrode assembly is not coated is provided with a reinforcing member for preventing cracking of the foil during charging and discharging, or a coating layer made of a reinforcing material is formed on the other surface of the foil, To a battery cell.

최근, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 충방전이 가능한 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-In HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.2. Description of the Related Art [0002] Recently, as technology development and demand for mobile devices have increased, the demand for secondary batteries capable of charging and discharging as energy sources has been rapidly increasing, and a lot of research has been conducted on secondary batteries that can meet various demands. In addition, the secondary battery is an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (HEV), and the like, which are proposed as solutions for air pollution of existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels (Plug-In HEV) and the like.

따라서, 이차전지를 사용하는 애플리케이션의 종류는 이차전지의 장점으로 인해 매우 다양화되어 가고 있으며, 향후에는 지금보다 많은 분야와 제품들에 이차전지가 적용될 것으로 예상된다.Accordingly, the types of applications using secondary batteries are diversifying due to the advantages of secondary batteries, and it is expected that secondary batteries will be applied to more fields and products in the future.

이차전지는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 및 상기 젤리-롤형과 스택형의 혼합형태인 스택/폴딩형 전극조립체로 구분된다. 그중 젤리-롤형(권취형) 전극조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있다.The rechargeable battery includes a jelly-roll (wound type) electrode assembly having a structure in which an anode assembly having a positive electrode / separator / cathode structure is wound, a long sheet type anode and a cathode are wound with a separator interposed therebetween, Stacked type electrode assembly in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes cut in size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, and a stack / folding type electrode assembly that is a mixed type of the jelly-roll type and stack type do. Among them, the jelly-roll type (wound type) electrode assembly is advantageous in manufacturing and has a high energy density per weight.

이러한 젤리-롤형 전극조립체는 양극 활물질이 알루미늄 호일에 도포되어 있는 양극 시트와 음극 활물질이 구리 호일에 도포되어 있는 음극 시트 사이에 분리막을 개재한 후 둥글게 권취하여 제조하게 된다. 상기 권취는 권심(mandrel)에 분리막을 우선 감은 후 양극 시트와 음극 시트를 함께 감는 과정으로 수행하게 된다.The jelly-roll type electrode assembly is manufactured by winding a separator between a cathode sheet coated with a positive electrode active material on an aluminum foil and a negative electrode sheet coated with a negative electrode active material on a copper foil, and wound round. The winding is performed by winding the separator first on a mandrel, and winding the positive electrode sheet and the negative electrode sheet together.

도 1에는 종래의 젤리-롤형 전극조립체의 일반적인 구조에 대한 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막 구조의 전극조립체를 권취하여 젤리-롤형 전극조립체를 제조하는 모습을 나타내는 모식도가 도시되어 있다.FIG. 1 is a perspective view illustrating a general structure of a conventional jelly-roll type electrode assembly. FIG. 2 is a perspective view illustrating a jelly-roll type electrode assembly according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, an electrode assembly having a separator structure interposed between an anode, Is shown in FIG.

이들 도면을 참조하면, 젤리-롤형 전극조립체(100)는 양극 활물질(120a, 120b)이 양극 집전체(120c)의 양면에 도포된 양극(120), 음극 활물질(110a, 110b)이 음극 집전체(110c)의 양면에 도포된 음극(110), 및 양극(120)과 음극(110) 사이에 개재되는 분리막(130)이 권취되어 있는 구조이다.Referring to these drawings, the jelly-roll type electrode assembly 100 includes a positive electrode 120 coated with positive electrode active materials 120a and 120b on both surfaces of a positive electrode current collector 120c and negative electrode active materials 110a and 110b, A cathode 110 coated on both sides of the anode 110c and a separator 130 interposed between the anode 120 and the cathode 110 are wound.

일반적인 젤리-롤형 전극조립체(100)는, 전지 케이스의 전극 단자(도시하지 않음)에 전기적 접속을 위한 전극 탭(111, 121)을 부착하기 위해 전극 활물질(110a, 110b, 120a, 120b)을 포함하는 전극 합제의 도포 개시점이 서로 다른 일면 코팅 부위(A)를 갖게 된다. 이 경우, 전지의 충방전이 진행되는 과정에서 발생되는 전극 활물질(110a, 110b, 120a, 120b)의 팽창 및 수축으로 인해 전극 활물질(110a, 110b, 120a, 120b)의 도포 여부에 따라 전극의 일면 코팅 부위(A)에 유발되는 응력의 불균형이 발생하고, 그러한 응력의 불균형이 일정한 한계를 넘어서면, 호일에 균열(150)이 유발되어, 전지의 성능이 급격히 저하되고, 경우에 따라서는 내부 단락 등 전지의 안전성이 위협받게 되는 문제점을 초래한다.The general jelly-roll type electrode assembly 100 includes electrode active materials 110a, 110b, 120a, and 120b for attaching electrode tabs 111 and 121 for electrical connection to electrode terminals (not shown) of a battery case (A) having different starting points of application of the electrode mixture. In this case, depending on whether or not the electrode active materials 110a, 110b, 120a, and 120b are applied due to the expansion and contraction of the electrode active materials 110a, 110b, 120a, and 120b generated in the process of charging / If the imbalance of the stress caused in the coated portion A occurs and the imbalance of the stress exceeds a certain limit, cracks 150 are generated in the foil, and the performance of the battery is rapidly deteriorated. In some cases, The safety of the back cell is threatened.

특히 이러한 현상은 젤리-롤형 전극조립체의 권취 과정에서 굴곡률이 다른 부분보다 상대적으로 큰 부분(A)에서 빈번하게 발생한다.Particularly, such a phenomenon frequently occurs in a relatively large portion (A) in the winding process of the jelly-roll type electrode assembly than in the portions where the bending rate is different.

따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technique capable of fundamentally solving such problems.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점들과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.

즉, 본 발명의 목적은 전극 합제의 도포 개시점이 서로 다른 젤리-롤형 전극조립체를 포함하고 있는 전지셀의 일면 코팅 부위 중에서, 전극 합제가 코팅되어 있지 않은 호일면에 보강부재를 부착하거나, 또는 보강물질로 이루어진 코팅층을 형성함으로써, 충방전시 빈번하게 발생하는 응력의 불균형으로 인한 전극의 균열뿐만 아니라, 이에 의한 내부단락 및 전지의 용량 감소를 방지함으로써, 전지의 성능을 유지하면서 안전성을 한층 더 향상시킬 수 있는 전지셀을 제공하는 것이다.That is, it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a battery cell in which a reinforcing member is adhered to a foil surface where an electrode mixture is not coated, or a reinforcing member is attached to a foil surface of a battery cell including a jelly- By forming a coating layer made of a material, it is possible to prevent cracking of the electrode due to stress imbalance frequently occurring during charging and discharging, thereby preventing internal short-circuit and capacity reduction of the cell, thereby further improving safety while maintaining battery performance And a battery cell.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀은, 집전체로서 호일의 양면에 전극 활물질이 도포되어 있는 양극과 음극 사이에 분리막을 개재한 상태로 권취되어 있는 전극조립체(“젤리-롤”)가 전지케이스의 내부에 장착되어 있고;In order to achieve the above object, a battery cell according to the present invention is an electrode assembly (" jelly-roll ") wound with a separator interposed between a positive electrode and a negative electrode coated with an electrode active material on both surfaces of a foil, Is mounted inside the battery case;

상기 양극 및 음극 중의 하나는, 호일의 일면(a)에서 권취 방향을 기준으로 전극 활물질을 포함하는 전극 합제의 도포 개시점(a1)가 호일의 타면(b)에서 전극 합제의 도포 개시점(b1) 보다 권취 중심에 가깝게 위치함으로써, 상기 호일에는 일면 코팅 부위가 형성되어 있고;One of the positive electrode and the negative electrode is formed such that an application starting point a1 of the electrode mixture containing the electrode active material on the winding direction on one surface a of the foil is set to a coating start point b1 ), The foil is formed with a one-sided coating portion;

상기 일면 코팅 부위 중에서, 전극 합제가 코팅되어 있지 않은 호일의 타면(b)에는, 충방전시 호일의 균열을 방지하기 위한 보강부재가 부착되거나, 또는 보강물질로 이루어진 코팅층이 형성되어 있는 구조로 되어 있다.Among the single-sided coating portions, a reinforcing member for preventing cracking of the foil is formed on the other surface (b) of the foil on which the electrode mixture is not coated, or a coating layer made of a reinforcing material is formed have.

따라서, 본 발명에 따른 전지셀은, 젤리-롤형 전극조립체를 포함하는 전지셀의 권취 중심부위에는 전극 합제의 도포 개시점이 상이한 일면 코팅 부위가 형성되어 있고, 상기 일면 코팅 부위 중에서 전극 합제가 코팅되어 있지 않은 호일면에는 보강부재가 부착되거나, 보강물질로 이루어진 코팅층을 형성함으로써, 상기 일면 코팅 부위의 기계적 강성을 보완할 수 있고, 이에 따라, 전지의 충방전시에 발생하는 응력의 불균형으로 인한 전극의 균열을 방지함으로써, 전지의 성능을 유지하면서 안전성을 향상시킬 수 있다.Therefore, in the battery cell according to the present invention, a single-sided coating portion having a coating start point different from that of the electrode mixture is formed on the winding center portion of the battery cell including the jelly-roll type electrode assembly, and the electrode mixture is coated on the single- And a coating layer made of a reinforcing material is formed on the surface of the electrode where the foil is not formed, By preventing cracks, it is possible to improve the safety while maintaining the performance of the battery.

하나의 구체적인 예로서, 상기 일면 코팅 부위가 도포 개시점에 형성되어 있는 전극은 음극일 수 있다.As one specific example, the electrode where the single-sided coating portion is formed at the time of application may be a cathode.

또한, 상기 음극 중 도포 개시점(b1)의 위치는 대면하는 양극에서 전극 합제의 도포 개시점의 위치와 일치하는 구조일 수 있으며, 경우에 따라서는, 상기 양극의 호일 양면에서 전극 합제의 도포 개시점들은 위치가 동일한 구조일 수 있다.The position of the application start point (b1) in the negative electrode may be a structure that coincides with the position of the beginning point of application of the electrode mixture in the facing anode, and in some cases, The views may be of the same structure in position.

또 다른 구체적인 예로서, 상기 도포 개시점(a1)은 도포 개시점(b1)보다 소정의 간격으로 이격되어 있는 구조일 수 있으며, 상기 간격은 전극 탭이 용이하게 부착될 수 있는 간격이라면 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 1 내지 30 mm 일 수 있다. 또한, 도포 개시점(a1)은 도포 개시점(b1) 보다 앞서 위치해 있는 구조일 수 있다.As another specific example, the application start point a1 may be spaced apart from the application start point b1 by a predetermined distance, and the gap is particularly limited if the gap is such that the electrode tab can be easily attached But it may be, for example, 1 to 30 mm. Further, the application start point a1 may be a structure located before the application start point bl.

하나의 구체적인 예로서, 상기 보강부재 또는 보강물질은 일면 코팅 부위 중 권취 과정에서 굴곡률이 다른 부분보다 상대적으로 큰 부분에 부착 또는 코팅되어 있는 구조일 수 있다.As one concrete example, the reinforcing member or the reinforcing material may be a structure having a relatively large portion of the one-side coating portion in the winding process or being attached or coated on the relatively large portion.

앞서 설명하였듯이, 다른 부분보다 굴곡률이 상대적으로 큰 부분은, 전지의 충방전시 발생하는 응력에 대해 취약하다. 본 발명에 따른 보강부재 또는 보강물질은 이러한 부분에 부착 또는 코팅되어 기계적 강성을 보완하는 역할을 수행한다. 따라서, 전지의 충방전시에 발생하는 응력의 불균형으로 인한 전극의 균열을 미연에 방지할 수 있다.As described above, a portion where the flexing rate is relatively larger than other portions is vulnerable to the stress generated when the battery is charged and discharged. The reinforcing member or the reinforcing material according to the present invention is adhered to or coated on such portion to serve to compensate the mechanical rigidity. Therefore, it is possible to prevent the electrode from cracking due to unevenness of stress generated during charge / discharge of the battery.

한편, 상기 보강부재는 접착제에 의한 점착, 또는 열융착의 방법으로 부착되는 것일 수 있다.On the other hand, the reinforcing member may be attached by a method of adhesive bonding or heat fusion bonding.

또한, 상기 보강부재는 소정의 두께를 포함하는 구조로서, 예를 들어 10 내지 100 μm의 두께를 가지는 구조일 수 있다. 구체적으로, 상기 보강부재가 너무 두꺼울 경우, 완성된 전극조립체의 전체 두께나 부피를 커지게 할 수 있다. 반면, 상기 보강부재가 너무 얇은 경우에는, 전극의 굴곡부위에 소망하는 기계적 강도를 부여할 수 없으며, 전극의 균열 및 이에 따른 내부 단락을 방지할 수 없게 된다.Further, the reinforcing member may have a structure including a predetermined thickness, for example, a structure having a thickness of 10 to 100 占 퐉. Specifically, when the reinforcing member is too thick, the entire thickness and volume of the completed electrode assembly can be increased. On the other hand, when the reinforcing member is too thin, it is not possible to impart a desired mechanical strength to the bending portion of the electrode, and it is impossible to prevent cracking of the electrode and thus internal short circuit.

상기 보강부재 또는 보강물질은, 굴곡률이 다른 부분보다 상대적으로 큰 부분에 기계적 강성을 보완할 수 있고 전극의 물리적 특성 및 화학적 특성에 영향을 미치지 않는 소재라면 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 소재로 이루어진 것일 수 있다.The reinforcing member or the reinforcing material is not particularly limited as long as it can compensate mechanical rigidity at a portion relatively larger than the portion having a different bending rate and does not affect the physical and chemical properties of the electrode. And may be made of polyethylene (PE), polypropylene (PP), or polyethylene terephthalate (PET).

또 다른 구체적인 예로서, 상기 전지케이스는 원통형 또는 각형 캔, 및 상기 캔의 개방 상단부에 탑재되는 캡을 포함하는 구조일 수 있다. 그 중에서도 특정 부위에서 굴곡률이 큰 각형 캔에 기반한 전지케이스가 바람직할 수 있다.As another specific example, the battery case may be a structure including a cylindrical or rectangular can, and a cap mounted on the open upper end of the can. Among them, a battery case based on a square can having a large bending rate in a specific region may be preferable.

본 발명에 따른 전지셀은, 상기와 같은 젤리-롤형 전극 조립체를 원통형 케이스에 수납하여 제조하거나, 또는 원통형의 젤리-롤형 전극조립체를 압축하여 각형 케이스에 수납하여 제조할 수 있으며, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 수납하여 제조할 수 있다.The battery cell according to the present invention can be manufactured by accommodating the jelly-roll type electrode assembly as described above in a cylindrical case or by compressing a cylindrical jelly-roll type electrode assembly and housing the same in a rectangular case. In a pouch-shaped case of a laminate sheet containing a thermoplastic resin.

이와 같이, 본 발명의 전지셀은 상기와 같은 젤리-롤형 전극조립체가 전지케이스에 장착되어 있는 것이라면 그것의 종류가 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 및 출력 안정성의 리튬 이차전지일 수 있다.As described above, the type of the battery cell of the present invention is not particularly limited as long as the jelly-roll type electrode assembly as described above is mounted on the battery case, but it is preferable that the battery cell has a high energy density, a discharge voltage, It may be a secondary battery.

리튬 이차전지를 포함하여 이차전지의 구성, 구조, 제조방법 등은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하므로, 이들에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The configuration, structure, manufacturing method, and the like of the secondary battery including the lithium secondary battery are obvious to those skilled in the art, so a detailed description thereof will be omitted.

본 발명은 또한, 상기 전지셀을 하나 이상 포함하는 디바이스를 제공하는 바, 상기 디바이스는 구체적으로, 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 파워 툴, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장 장치 등 일 수 있지만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다.The present invention also provides a device comprising one or more of the battery cells, wherein the device is in particular a mobile phone, a tablet computer, a notebook computer, a power tool, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug- And a power storage device, but is not limited thereto.

상기와 같은 디바이스 내지 장치들은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 구체적인 설명을 생략한다.Such devices or devices are well known in the art, so a detailed description thereof will be omitted herein.

이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 전지셀은 전극 합제의 도포 개시점이 서로 다른 젤리-롤형 전극조립체를 포함하고 있는 전지셀의 일면 코팅 부위 중에서, 전극 합제가 코팅되어 있지 않은 호일면에 보강부재를 부착하거나, 또는 보강물질로 이루어진 코팅층을 형성함으로써, 충방전시 빈번하게 발생하는 응력의 불균형으로 인한 전극의 균열뿐만 아니라, 이에 의한 내부단락 및 전지의 용량 감소를 방지함으로써, 전지의 성능을 유지하면서 안전성을 한층 더 향상시킬 수 있는 효과가 있다. As described above, in the battery cell according to the present invention, among the one-side coating portions of the battery cell including the jelly-roll type electrode assembly having different application start points of the electrode mixture, the reinforcing member is provided on the foil surface Or by forming a coating layer made of a reinforcing material, it is possible to prevent not only cracking of the electrode due to unevenness of stress frequently occurring during charging and discharging, but also internal short circuit caused thereby and capacity reduction of the battery, The safety can be further improved.

도 1은 종래의 젤리-롤형 전극조립체의 일반적인 구조에 대한 사시도이다;
도 2는 종래의 젤리-롤형 전극조립체를 제조하는 모습을 나타내는 모식도이다;
도 3은 본 발명에 따른 젤리-롤형 전극조립체를 제조하는 모습을 나타내는 모식도이다.1 is a perspective view of a general structure of a conventional jelly-roll type electrode assembly;
2 is a schematic view showing a state in which a conventional jelly-roll type electrode assembly is manufactured;
FIG. 3 is a schematic view showing a state of manufacturing the jelly-roll type electrode assembly according to the present invention.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings according to the embodiments of the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.

도 3에는 본 발명에 따른 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막 구조의 전극조립체를 권취하여 젤리-롤형 전극조립체를 제조하는 모습을 나타내는 모식도가 도시되어 있다.FIG. 3 is a schematic view showing a state in which a positive electrode, a negative electrode, and an electrode assembly having a separator structure interposed between an anode and a cathode are wound to manufacture a jelly-roll type electrode assembly according to the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 젤리-롤형 전극조립체(200)는 양극 활물질(220a, 220b)이 양극 집전체(220c)의 양면에 도포된 양극(220), 음극 활물질(210a, 210b)이 음극 집전체(210c)의 양면에 도포된 음극(210), 및 양극(220)과 음극(210) 사이에 개재되는 분리막(230)이 권취되어 있는 구조이다.3, the jelly-roll type electrode assembly 200 according to the present invention includes a positive electrode 220 and negative electrode active materials 210a and 210b coated on both surfaces of a positive electrode collector 220c, A negative electrode 210 coated on both surfaces of the negative electrode current collector 210c and a separator 230 interposed between the positive electrode 220 and the negative electrode 210 are wound.

또한, 전극조립체(200)는, 음극(210)의 권취 중심부에는 음극 활물질(210a)이 도포되어 있지 않은 일면 코팅부(B)가 형성되어 있고, 일면 코팅부(B)에는 음극 탭(211) 및 보강부재(250)가 부착되어 있다.The electrode assembly 200 is provided with a one-sided coating portion B on which a negative electrode active material 210a is not applied and a negative electrode tab 211 on the one-sided coating portion B, And a reinforcing member 250 are attached.

경우에 따라서, 보강부재(250)는 보강물질로 이루어진 코팅층으로 대체될 수 있다.In some cases, the reinforcing member 250 may be replaced with a coating layer made of a reinforcing material.

또한, 보강부재(250)는 일면 코팅부(B) 중에서 굴곡률이 다른 부분보다 상대적으로 큰 부분에 부착되어 있다.In addition, the reinforcing member 250 is attached to a portion of the one-sided coating portion B that is relatively larger than the portion having a different bending rate.

따라서, 일면 코팅부(B)에 보강부재(240)를 포함하는 구조의 젤리-롤형 전극조립체(200)는, 충방전이 진행되는 과정에서 발생되는 전극 활물질(110a, 110b, 120a, 120b)의 팽창 및 수축으로 인해 전극의 일면 코팅 부위(B)에 유발되는 응력의 불균형을 미연에 방지할 수 있고, 따라서, 이러한 응력의 불균형에 의해 발생할 수 있는 전지의 성능 저하, 전극의 균열 및 내부 단락 등의 위험을 차단할 수 있다.
Therefore, the jelly-roll type electrode assembly 200 including the reinforcing member 240 on the one-side coating portion B can be formed on the surface of the electrode active materials 110a, 110b, 120a, and 120b generated during the charging / It is possible to prevent the unbalance of the stress caused in the one-sided coating portion (B) of the electrode due to the expansion and contraction, and therefore, the deterioration of the performance of the battery caused by such stress imbalance, Of the risk.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

Claims (14)

집전체로서 호일의 양면에 전극 활물질이 도포되어 있는 양극과 음극 사이에 분리막을 개재한 상태로 권취되어 있는 전극조립체("젤리-롤")가 전지케이스의 내부에 장착되어 있고;
상기 양극 및 음극 중의 최내측에 위치하는 하나의 전극은, 호일의 외측 일면(a)에서 권취 방향을 기준으로 전극 활물질을 포함하는 전극 합제의 도포 개시점(a1)이 호일의 내측 타면(b)에서 전극 합제의 도포 개시점(b1) 보다 권취 중심에 가깝게 위치함으로써, 상기 호일에는 일면 코팅 부위가 형성되어 있고;
상기 일면 코팅 부위 중에서, 전극 합제가 코팅되어 있지 않은 호일의 내측 타면(b)에는, 전극 탭이 부착되어 있으며;
상기 전극 탭과 전극 합제의 도포 개시점(b1) 사이 중 권취 과정에서 굴곡률이 다른 부분보다 상대적으로 큰 부분에는, 충방전시 호일의 균열을 방지하기 위한 보강부재가 부착되거나, 또는 보강물질로 이루어진 코팅층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.An electrode assembly ("jelly-roll") wound with a separator interposed between a positive electrode and a negative electrode coated with an electrode active material on both surfaces of a foil as a current collector is mounted inside the battery case;
One electrode located on the innermost side of the positive electrode and the negative electrode is formed such that an application starting point a1 of the electrode mixture containing the electrode active material on the outer side one side of the foil, (B1) of the electrode mixture at the center of winding, whereby the foil is formed with a one-sided coating portion;
Among the single-sided coating portions, an electrode tab is attached to the other inner surface (b) of the foil on which the electrode mixture is not coated;
A reinforcing member for preventing cracking of the foil during charging and discharging may be attached to a portion of the electrode tab and the electrode assembly at a relatively large portion of the bending rate during the winding process between the application start point (b1) Wherein a coating layer is formed on the surface of the battery cell. 제 1 항에 있어서, 상기 일면 코팅 부위가 도포 개시점에 형성되어 있는 전극은 음극인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the electrode having the one-sided coating portion formed at the time of application is a cathode. 제 2 항에 있어서, 상기 음극 중 도포 개시점(b1)의 위치는 대면하는 양극에서 전극 합제의 도포 개시점의 위치와 일치하는 것을 특징으로 하는 전지셀.3. The battery cell according to claim 2, wherein the position of the application starting point (b1) of the negative electrode coincides with the position of the application start point of the electrode mixture at the facing anode. 제 3 항에 있어서, 상기 양극의 호일 양면에서 전극 합제의 도포 개시점들은 위치가 동일한 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 3, wherein the application start points of the electrode material mixture on both sides of the foil of the anode have the same positions. 제 1 항에 있어서, 상기 도포 개시점(a1)은 도포 개시점(b1)보다 1 내지 30 mm 앞서 위치해 있는 것을 특징으로 하는 전지셀. The battery cell according to claim 1, wherein the application start time point (a1) is 1 to 30 mm ahead of the application start time point (b1). 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 보강부재는 접착제에 의한 점착, 또는 열융착의 방법으로 부착되는 것을 특징으로 하는 전지셀. The battery cell according to claim 1, wherein the reinforcing member is attached by a method of adhesive bonding or thermal fusion bonding. 제 1 항에 있어서, 상기 보강부재는 10 내지 100 μm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 전지셀. The battery cell according to claim 1, wherein the reinforcing member has a thickness of 10 to 100 탆. 제 1 항에 있어서, 상기 보강부재 또는 보강물질의 소재는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the reinforcing member or the reinforcing material is made of polyethylene (PE), polypropylene (PP), or polyethylene terephthalate (PET). 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 원통형 또는 각형 캔, 및 상기 캔의 개방 상단부에 탑재되는 캡을 포함하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the battery case comprises a cylindrical or rectangular can, and a cap mounted on an open upper end of the can. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치형 케이스인 것을 특징으로 하는 전지셀. The battery cell according to claim 1, wherein the battery case is a pouch-shaped case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the battery cell is a lithium secondary battery. 제 1 항에 따른 상기 전지셀을 하나 이상 포함하는 디바이스. A device comprising at least one battery cell according to claim 1. 제 13 항에 있어서, 상기 디바이스는 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 파워 툴, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장 장치로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 디바이스.14. The device of claim 13, wherein the device is selected from the group consisting of a cell phone, a tablet computer, a notebook computer, a power tool, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, and a power storage device.
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