KR101905984B1 - Bipolar all solid battery and manufacturing method for the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바이폴라 전고체 전지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단위셀을 2개 이상 직렬로 적층시키고, 각 단위셀의 가장자리부를 양면이 접착제로 표면 코팅된 절연필름으로 감싸는 형태로 제조함으로써 전극 간, 전극과 전해질간의 접촉력을 크게 향상시켜 정렬된 단위셀의 구조를 틀어짐 없이 그대로 유지시키고, 전지 내부의 단락 발생을 방지하며, 각 단위셀이 연속적으로 적층되어 공정성이 크게 향상된 바이폴라 전고체 전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a bipolar pre-solid battery and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a bipolar pre-solid battery and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a bipolar pre- The contact force between the electrode and the electrode and the electrolyte is greatly improved to keep the structure of the aligned unit cell unchanged and to prevent the short circuit inside the cell, and the unit cell is continuously laminated, A battery and a manufacturing method thereof.

Description

바이폴라 전고체 전지 및 그 제조방법{BIPOLAR ALL SOLID BATTERY AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a bipolar all-

본 발명은 바이폴라 전고체 전지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단위셀을 2개 이상 직렬로 적층시키고, 각 단위셀의 가장자리부를 양면이 접착제로 표면 코팅된 절연필름으로 감싸는 형태로 제조함으로써 전극 간, 전극과 전해질간의 접촉력을 크게 향상시켜 정렬된 단위셀의 구조를 틀어짐 없이 그대로 유지시키고, 전지 내부의 단락 발생을 방지하며, 각 단위셀이 연속적으로 적층되어 공정성이 크게 향상된 바이폴라 전고체 전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a bipolar pre-solid battery and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a bipolar pre-solid battery and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a bipolar pre- The contact force between the electrode and the electrode and the electrolyte is greatly improved to keep the structure of the aligned unit cell unchanged and to prevent the short circuit inside the cell, and the unit cell is continuously laminated, A battery and a manufacturing method thereof.

이차 전지는 산화, 환원의 화학반응을 통해 화학에너지와 전기에너지가 상호 변환되어 충전과 방전을 반복하는 전지이며 일반적으로 양극, 음극, 분리막, 전해질이라는 네 가지 기본 요소를 포함하고 있다. 양극과 음극을 통틀어 전극이라 하며, 전극 재료의 구성요소 중에서도 실제로 반응을 일으키는 재료를 활물질이라고 칭하기도 한다.A secondary cell is a cell in which chemical energy and electrical energy are converted and recharged and discharged repeatedly through chemical reaction of oxidation and reduction, and generally includes four basic elements such as an anode, a cathode, a separator, and an electrolyte. The positive electrode and the negative electrode are collectively referred to as an electrode, and among the constituent elements of the electrode material, a material that actually causes a reaction may be referred to as an active material.

일반적인 리튬이온 이차전지는 액체전해질 및 액체를 포함하는 전해질이 사용되고 있다. 그러나 액체전해질은 휘발성이 있어 폭발의 위험이 존재하고, 열적 안정성도 떨어지는 단점이 있다.A typical lithium ion secondary battery uses an electrolyte including a liquid electrolyte and a liquid. However, liquid electrolytes are volatile, and there is a risk of explosion and thermal stability is also deteriorated.

반면, 고체상의 전해질을 사용하는 전고체 전지(All solid state battery)의 경우, 폭발의 위험이 적고, 열적 안정성도 우수하다. 또한 집전체(바이폴라플레이트)에 전극을 적층하여 직렬연결을 가능하게 함으로써 높은 작동 전압을 구성할 수 있는데, 이 경우 액체전해질을 적용한 전지의 병렬 연결 방식보다 높은 에너지 밀도를 구현할 수 있다.On the other hand, all solid state batteries using solid electrolytes have low risk of explosion and excellent thermal stability. In addition, it is possible to constitute a high operating voltage by stacking electrodes on a current collector (bipolar plate) to enable series connection. In this case, energy density higher than that of a parallel connection method of a battery using a liquid electrolyte can be realized.

전지를 적층하는 방식으로는 일반적으로 병렬 및 직렬방식이 있는데, 병렬방식은 집전체의 양면에 동일한 극의 전극합재가 위치하면서, 양극 및 음극이 적층되는 구조이며, 직렬방식은 집전체(바이폴라플레이트)의 일면에 양극합재, 반대면에 음극합재가 형성되어 있는 바이폴라 전극이 적층된 구조를 갖는다.In a parallel method, a positive electrode and a negative electrode are laminated while an electrode material of the same polarity is placed on both sides of a current collector. In the case of a series method, a current collector (a bipolar plate And a bipolar electrode in which a negative electrode material is formed on the opposite surface.

여기서 양극 합재란, 적어도 양극 활물질을 포함하며 추가로 도전재, 바인더, 전해질을 포함하는 층을 의미하며, 마찬가지로 음극 합재란, 적어도 음극활물질을 포함하며 추가로 도전재, 바인더, 전해질을 포함하는 층을 의미한다.Here, the positive electrode mixture refers to a layer including at least a positive electrode active material and further including a conductive material, a binder and an electrolyte. Likewise, the negative electrode mixture includes at least a negative electrode active material and further contains a conductive material, a binder, .

기존 액체전해질을 사용하는 전지와는 다르게, 전고체 셀을 적층하는데에 있어서는 전극과 전해질의 접촉 문제가 매우 크게 발생한다. Unlike a battery using a conventional liquid electrolyte, a problem of contact between an electrode and an electrolyte is very large in laminating all the solid cells.

전고체 셀은 고체-고체간 접촉으로 리튬이온을 전달하기 때문에, 셀을 적층할 때에 각각 전극 및 전해질 간에 접촉 향상을 위해서는 전극/전해질 간 별도의 가압 또는 열처리 공정이 필수적이다. 가압력이 클수록 전극/전해질 간의 접촉이 향상되어 셀 특성이 향상됨을 확인하였으나, 이 경우 셀 내부에서 단락이 빈번하게 발생하였다. Since the solid-state cells transfer lithium ions to the solid-solid contact, separate pressurization or heat treatment processes between the electrodes and the electrolyte are essential to improve the contact between the electrodes and the electrolyte when stacking the cells. As the pressing force was increased, the contact between the electrode and the electrolyte was improved to improve the cell characteristics. However, in this case, a short circuit occurred frequently in the cell.

단락이 발생하는 원인으로는 노칭(notching)하면서 발생한 기재 가장자리부의 버(Burr)가 고체전해질층을 파고 들어가 반대면 전극과 닿는 경우이며, 전극 적층 시 면적 불일치에 따른 응력 불균일로 이러한 현상이 더욱 심화된다. The cause of the short circuit is the case where the burr at the edge of the substrate generated during notching touches the surface of the solid electrolyte layer and comes into contact with the opposite surface electrode. This phenomenon is further exacerbated by the stress unevenness due to the area mismatch during electrode stacking do.

이러한 단락을 해결하기 위한 방법으로 종래 한국공개특허 제2014-0009497호에서는 집전체의 표면 상에 보강층이 배치되어 있는 구조의 바이폴라 전고체 전지를 개시하고 있으나, 상기 문헌은 집전체들을 미리 타발하고 절연체, 양극, 음극, 고체전해질을 각각 낱장으로 따로 코팅해야 해서 연속 공정이 어려워 공정성이 불리한 문제가 있다. 또한 각 층의 전극간 정렬(align)을 맞추어 제작 및 유지하기가 어려운 문제가 있다.
As a method for solving such a problem, Korean Unexamined Patent Publication No. 2014-0009497 discloses a bipolar pre-solid battery having a structure in which a reinforcing layer is disposed on the surface of a current collector. However, , The anode, the cathode, and the solid electrolyte must be separately coated in a single sheet, so that the continuous process is difficult and the processability is disadvantageously disadvantageous. In addition, there is a problem that it is difficult to manufacture and maintain by aligning the electrodes of the respective layers.

한국공개특허 제2014-0009497호Korea Patent Publication No. 2014-0009497

상기와 같은 문제 해결을 위하여, 본 발명은 단위셀을 2개 이상 직렬로 적층시키고, 각 단위셀의 가장자리부를 양면이 접착제(140)로 표면 코팅된 절연필름(100)으로 감싸는 형태로 제조함으로써 전극 간, 전극과 전해질간의 접촉력을 향상시켜 정렬된 단위셀의 구조를 틀어짐 없이 그대로 유지시킬 수 있으며, 전지 내부의 단락 발생을 방지할 수 있고, 각 단위셀을 절연필름(100)에 연속적으로 적층시켜 공정성을 크게 향상시킬 수 있다는 사실을 알게 되어 발명을 완성하였다.In order to solve the above problems, the present invention is characterized in that two or more unit cells are stacked in series, and edge portions of the unit cells are wrapped with an insulating film 100 coated on both sides with an adhesive 140, The structure of the aligned unit cells can be maintained without change, the short circuit inside the cells can be prevented, and the unit cells can be continuously stacked on the insulating film 100 I realized that I can greatly improve the fairness and completed the invention.

따라서 본 발명의 목적은 전극 간, 전극과 전해질간 정렬을 그대로 유지시키고, 전지 내부의 단락 발생을 방지할 수 있는 바이폴라 전고체 전지(500)를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a pre-bipolar solid state battery (500) capable of maintaining the alignment between the electrodes and between the electrodes and the electrolyte, and preventing a short circuit inside the battery.

본 발명의 다른 목적은 연속 공정이 가능한 바이폴라 전고체 전지(500)의 제조방법을 제공하는데 있다.
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a bipolar pre-solid battery 500 that can be continuously processed.

본 발명은 음극 집전체(210), 상기 음극 집전체(210) 상에 형성되는 음극(220), 상기 음극(220) 상에 형성되는 고체전해질막(230), 상기 고체전해질막(230) 상에 형성되는 양극(321) 및 상기 양극(321) 상에 형성되는 양극 집전체(311)를 포함하는 단위셀(400)이 2개 이상 직렬로 적층되어 있고, 상기 직렬로 적층된 단위셀들은 각 단위셀(400)의 가장자리부를 감싸는 절연필름(100)을 포함하고, 상기 절연필름(100)은 양면이 접착제(140)로 표면 코팅된 것을 특징으로 하는 바이폴라 전고체 전지(500)를 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing a lithium secondary battery including a negative electrode current collector 210, a negative electrode 220 formed on the negative electrode current collector 210, a solid electrolyte layer 230 formed on the negative electrode 220, The unit cells 400 including the anode 321 formed on the anode 321 and the anode current collector 311 formed on the anode 321 are stacked in series, And an insulating film 100 surrounding the edge of the unit cell 400. The insulating film 100 is coated on both sides with an adhesive 140. The bipolar pre-

또한 본 발명은 (a) 복수개의 홀(130)이 형성된 구조의 절연필름(100)을 준비하는 단계; (b) 음극 집전체(210) 상에, 음극(220) 및 고체전해질막(230)을 차례로 도포하여 음극층(200)을 제조하는 단계; (c) 양극 집전체(311) 상에, 양극(321)을 도포하여 양극층(300)을 제조하는 단계; (d) 상기 절연필름(100)의 하나의 홀(130)에 상기 음극층(200)을 위치시키는 단계; (e) 상기 절연필름(100) 내 위치된 음극층(200) 상에 상기 양극층(300)을 적층하여 단위셀(400)을 제조하는 단계; (f) 상기 (d) 및 (e) 단계를 반복적으로 수행하여 2개 이상의 단위셀들을 직렬로 적층시키는 단계; 및 (g) 상기 적층된 단위셀들을 고온 가압하여 바이폴라 전고체 전지(500)를 제조하는 단계;를 포함하는 바이폴라 전고체 전지(500)의 제조방법을 제공한다.
(A) preparing an insulating film (100) having a structure in which a plurality of holes (130) are formed; (b) fabricating a negative electrode layer 200 by successively coating a negative electrode 220 and a solid electrolyte layer 230 on the negative electrode collector 210; (c) applying a positive electrode 321 on the positive electrode collector 311 to manufacture the positive electrode layer 300; (d) positioning the cathode layer (200) in one hole (130) of the insulating film (100); (e) stacking the anode layer (300) on the cathode layer (200) positioned in the insulating film (100) to manufacture a unit cell (400); (f) repeating the steps (d) and (e) to stack two or more unit cells in series; And (g) pressurizing the stacked unit cells at a high temperature to produce a bipolar pre-solid electrolyte cell (500).

본 발명에 따른 바이폴라 전고체 전지(500)는 단위셀(400)을 2개 이상 직렬로 적층시키고, 각 단위셀(400)의 가장자리부를 절연필름(100)으로 감싸는 형태로 제조함으로써 전극 간, 전극과 전해질간의 접촉력을 크게 향상시켜 정렬된 단위셀(400)의 구조를 틀어짐 없이 그대로 유지시킬 수 있으며, 전지 내부의 단락 발생을 방지할 수 있다.The bipolar pre-solid state battery 500 according to the present invention may be manufactured by stacking two or more unit cells 400 in series and wrapping the edges of each unit cell 400 with the insulating film 100, It is possible to maintain the structure of the aligned unit cell 400 without change and to prevent the short circuit inside the battery.

또한, 각 단위셀(400)을 절연필름(100)에 연속적으로 적층시킴으로써 공정성을 향상시킬 수 있고, 전극 적층 시 면적 불일치로 인한 응력 불균일 현상을 방지할 수 있다.In addition, it is possible to improve the processability by continuously stacking the unit cells 400 on the insulating film 100, and it is possible to prevent stress non-uniformity due to area mismatch during electrode stacking.

아울러, 접착성 소재 및 황화수소 흡착재가 혼합된 접착제(140)로 표면 코팅된 절연필름(100)을 사용함으로써 전지 내부의 수분과 고체전해질 간의 반응으로 발생하는 황화수소를 흡착하여 유독성 가스의 발생을 저감시킬 수 있다.
In addition, by using the insulating film 100 that is surface-coated with the adhesive 140 mixed with the adhesive material and the hydrogen sulfide sorbent material, the hydrogen sulfide generated by the reaction between the moisture inside the battery and the solid electrolyte is adsorbed to reduce the generation of toxic gas .

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 바이폴라 전고체 전지(500)의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 양극층(300)의 정면도 및 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 바이폴라 전고체 전지(500)의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 양극층(300)의 정면도 및 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 절연필름(100)의 정면도 및 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 절연필름(100)의 하나의 홀(130)에 음극층(200) 및 양극층(300)을 차례로 적층하여 단위셀(400)을 제조하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 일면에만 캐리어 필름(120)을 부착된 절연필름(100)을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 양면에 캐리어 필름(120)이 부착된 절연필름(100)을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 절연필름(100)의 홀(130)에 단위셀(400)을 연속적으로 적용하여 직렬 구조의 바이폴라 전고체 전지(500)를 제조하는 과정을 보여주는 도면이다. 1 is a cross-sectional view of a bipolar pre-solid battery 500 according to Embodiment 1 of the present invention.
2 is a front view and a side view of the anode layer 300 according to the first embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a bipolar pre-solid battery 500 according to Embodiment 2 of the present invention.
4 is a front view and a side view of the anode layer 300 according to the second embodiment of the present invention.
5 is a front view and a cross-sectional view of the insulating film 100 according to the present invention.
6 is a view illustrating a process of manufacturing a unit cell 400 by sequentially laminating a cathode layer 200 and an anode layer 300 on one hole 130 of an insulating film 100 according to the present invention.
7 is a view showing an insulating film 100 having a carrier film 120 attached to only one side according to the present invention.
8 is a view showing an insulating film 100 having a carrier film 120 on both sides according to the present invention.
9 is a view showing a process of manufacturing a bipolar pre-solid battery 500 having a series structure by successively applying a unit cell 400 to a hole 130 of an insulating film 100 according to the present invention.

이하에서는 본 발명을 하나의 실시예로 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to one embodiment.

본 발명은 음극 집전체(210), 상기 음극 집전체(210) 상에 형성되는 음극(220), 상기 음극(220) 상에 형성되는 고체전해질막(230), 상기 고체전해질막(230) 상에 형성되는 양극(321) 및 상기 양극(321) 상에 형성되는 양극 집전체(311)를 포함하는 단위셀(400)이 2개 이상 직렬로 적층되어 있고, 상기 직렬로 적층된 단위셀들은 각 단위셀(400)의 가장자리부를 감싸는 절연필름(100)을 포함하고, 상기 절연필름(100)은 양면이 접착제(140)로 표면 코팅된 것을 특징으로 하는 바이폴라 전고체 전지(500)를 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing a lithium secondary battery including a negative electrode current collector 210, a negative electrode 220 formed on the negative electrode current collector 210, a solid electrolyte layer 230 formed on the negative electrode 220, The unit cells 400 including the anode 321 formed on the anode 321 and the anode current collector 311 formed on the anode 321 are stacked in series, And an insulating film 100 surrounding the edge of the unit cell 400. The insulating film 100 is coated on both sides with an adhesive 140. The bipolar pre-

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 절연필름(100)은 기존 리튬이온전지의 접착형 분리막에 비해 단위셀(400)의 가장자리부에만 존재하기 때문에 셀 성능에 직접적인 영향을 미치지 않는다. 또한 상기 절연필름(100)은 각 단위셀(400)의 가장자리부를 감싸고 있어, 전극 간, 전극과 전해질간의 접촉력을 크게 향상시켜 정렬된 단위셀(400)의 구조를 틀어짐 없이 그대로 유지시킬 수 있고, 전지 내부의 단락 발생을 방지할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, since the insulating film 100 exists only in the edge portion of the unit cell 400 as compared with the conventional separator of the lithium ion battery, the insulating film 100 does not directly affect the cell performance. In addition, since the insulating film 100 surrounds the edge portions of the unit cells 400, the contact force between the electrodes and between the electrodes and the electrolyte can be greatly improved, and the structure of the aligned unit cells 400 can be maintained unchanged, It is possible to prevent short-circuiting inside the battery.

또한, 본 발명에서 사용된 절연필름(100)은 절연 기능만 만족하면 모든 바인더류를 사용할 수 있으나, 리튬이온전지의 접착형 분리막은 전극에 사용된 바인더와 동일 종류만 가능하기 때문에 공정상 용이하지 않다.In addition, the insulating film 100 used in the present invention can use all kinds of binders when the insulating function is satisfied. However, since the adhesive type separator of the lithium ion battery can be only the same type as the binder used for the electrode, not.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 절연필름(100)은 절연이 가능한 절연소재(150)로 폴리에틸렌, 폴리이미드, 실리콘, 불소 고무 및 폴리테트라플루오로에틸렌으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 불소 고무로는 바이톤(Viton)을 사용할 수 있고, 폴리테트라플루오로에틸렌으로는 테플론을 사용할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the insulating film 100 is an insulating material 150 that can be used as an insulating material and may be at least one selected from the group consisting of polyethylene, polyimide, silicon, fluororubber, and polytetrafluoroethylene But is not limited thereto. Viton may be used as the fluorine rubber, and Teflon may be used as the polytetrafluoroethylene.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 절연필름(100)은 두께가 10~200 ㎛인 것일 수 있다. 상기 절연필름(100)은 두께가 10 ㎛ 보다 얇으면 전극 적층 시 공정이 어려운 문제가 있고, 200 ㎛ 보다 두꺼우면 전극 두께보다 두꺼워져 바람직하지 않다.According to a preferred embodiment of the present invention, the insulating film 100 may have a thickness of 10 to 200 탆. If the thickness of the insulating film 100 is thinner than 10 탆, there is a problem that the electrode stacking process is difficult. If it is thicker than 200 탆, the insulating film 100 is thicker than the electrode thickness.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 접착제(140)는 접착성 소재와 황화수소 흡착재가 혼합된 것일 수 있다. 상기 접착제(140)의 접착성 소재는 바이폴라 전고체 전지(500)의 적층 시에는 접착력이 없다가 파우치 실링할 때 열 및 압력을 가해 접착성을 발현시킬 수 있다. 적층 시에 접착력이 있을 경우 공정성 확보가 어려운 문제가 있다. 또한, 상기 접착성 소재는 전극 및 절연필름(100) 간, 전극 및 전극 간 컨택(contact)을 유지하고, 각 전극의 정렬(align)이 틀어지는 것을 방지하는 역할을 한다.  According to a preferred embodiment of the present invention, the adhesive 140 may be a mixture of an adhesive material and a hydrogen sulfide adsorbent. The adhesive material of the adhesive 140 has no adhesive force at the time of stacking the bipolar pre-solid battery 500, but can exhibit adhesiveness by applying heat and pressure when pouch sealing. There is a problem that it is difficult to ensure the fairness when there is an adhesive force at the time of lamination. In addition, the adhesive material maintains a contact between the electrode and the insulating film 100, between the electrode and the electrode, and prevents the electrodes from being misaligned.

또한 상기 황화수소 흡착재는 단위셀(400) 내부의 수분과 고체전해질 간의 반응으로 발생하는 황화수소를 흡착하여 제거 또는 감소시키는 역할을 한다.The hydrogen sulfide adsorbent adsorbs and removes the hydrogen sulfide generated by the reaction between moisture in the unit cell 400 and the solid electrolyte.

바람직하게는 접착성 소재인 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride, PVdF)와 황화수소 흡착재인 산화아연(ZnO2)이 80 : 20 중량비로 혼합된 것일 수 있다. 이때, 상기와 같은 혼합비율을 벗어나는 경우 접착력이 저하될 문제가 있다.Preferably, polyvinylidenefluoride (PVdF), which is an adhesive material, and zinc oxide (ZnO 2 ), which is a hydrogen sulfide sorbent, are mixed at an 80:20 weight ratio. At this time, if the mixing ratio is out of the above range, there is a problem that the adhesive strength is lowered.

또한 상기 접착제(140)는 1 ~ 10 ㎛ 두께로 표면 코팅된 것일 수 있다. 상기 접착제(140)의 코팅두께가 1 ㎛ 보다 미만이면 접착력이 부족할 수 있고, 10 ㎛ 보다 초과이면 접착 성분이 전지 내 저항으로 작용할 수 있다. The adhesive 140 may be one surface-coated to a thickness of 1 to 10 mu m. If the thickness of the adhesive 140 is less than 1 탆, the adhesive strength may be insufficient. If the thickness exceeds 10 탆, the adhesive component may act as a resistance in the battery.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 바이폴라 전고체 전지(500)의 단면도이다. 도 1을 살펴보면, 상기 바이폴라 전고체 전지(500)는 2 개 이상의 단위셀들이 직렬로 적층되어 있고, 절연필름(100)의 단부가 제1 양극의 가장자리부에 접촉되어 하나의 단위셀(400) 가장자리부를 모두 감싸도록 꺽여서 제2 양극의 가장자리부에 접촉되어 있는 구조로 이루어진 것을 보여준다.1 is a cross-sectional view of a bipolar pre-solid battery 500 according to Embodiment 1 of the present invention. Referring to FIG. 1, the bipolar pre-solid battery 500 includes two or more unit cells stacked in series, an end of the insulating film 100 contacts the edge of the first anode, And the electrode is bent so as to surround the edge portion and is in contact with the edge portion of the second anode.

이러한 경우, 상기 단위셀(400)은 양극 집전체(311), 음극 집전체(210), 음극(220) 및 고체전해질막(230)이 동일한 제1 면적을 가지되, 제1 면적은 양극(321) 면적 보다 큰 면적을 가지는 것일 수 있다. 도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 양극층(300)의 정면도 및 측면도이다.In this case, the unit cell 400 has a first area where the cathode current collector 311, the anode current collector 210, the cathode 220, and the solid electrolyte layer 230 have the same first area, 321). ≪ / RTI > 2 is a front view and a side view of the anode layer 300 according to the first embodiment of the present invention.

상기와 같은 구조로 바이폴라 전고체 전지(500)를 형성하게 되면, 양극(321)의 가장자리부까지 모든 용량을 사용할 수 있으며, 양극 집전체(311)의 버(burr)로 인한 전지 단락을 차단할 수 있다. 여기에서, 버(burr)는 전극 타발 시 기재가 연성에 의해 깨끗하게 절단되지 않고, 늘어나 띠 모양으로 돌출된 형태를 의미한다. When the bipolar pre-solid battery 500 is formed as described above, all the capacity up to the edge of the anode 321 can be used, and short-circuiting of the battery due to the burr of the anode current collector 311 can be prevented have. Here, the burr means a shape in which the substrate is not cut cleanly by ductility when the electrode is punched out, but is stretched and protruded in a strip shape.

도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 바이폴라 전고체 전지(500)의 단면도이다. 상기 도 3을 살펴보면, 상기 바이폴라 전고체 전지(500)는 2 개 이상의 단위셀들이 직렬로 적층되어 있고, 절연필름(100)의 단부가 제1 양극의 가장자리부 안쪽에 삽입된 형태로 접촉되어 하나의 단위셀(400) 가장자리부를 모두 감싸도록 꺽여서 제2 양극 가장자리부 안쪽에 삽입된 형태로 접촉되어 있는 구조로 이루어진 것을 보여준다.3 is a cross-sectional view of a bipolar pre-solid battery 500 according to Embodiment 2 of the present invention. Referring to FIG. 3, the bipolar pre-solid battery 500 includes two or more unit cells stacked in series, and an end portion of the insulating film 100 is inserted into the edge portion of the first anode And the first and second unit cells 400 and 400 are disposed so as to surround all the edge portions of the unit cells 400 of the first and second unit cells 400 and are inserted into the second anode edge portion.

이러한 경우, 상기 단위셀(400)은 양극(322) 및 양극 집전체(312)가 동일한 제2 면적을 가지고, 음극 집전체(210), 음극(220) 및 고체전해질막(230)이 동일한 제3 면적을 가지되, 제3 면적이 제2 면적보다 큰 면적을 가지는 것일 수 있다. 도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 양극층(300)의 정면도 및 측면도이다. 상기 도 4에 나타낸 바와 같이 양극(322) 및 양극 집전체(312)의 면적을 동일하게 하여 바이폴라 전고체 전지(500)를 제조하게 되면 양극 코팅 시 패턴 코팅이 필요 없으며 전극 타발 시에도 기존과 동일한 공정을 적용할 수 있다.In this case, the unit cell 400 has a structure in which the anode 322 and the cathode current collector 312 have the same second area and the cathode current collector 210, the cathode 220, and the solid electrolyte layer 230 are formed of the same 3 area, and the third area may have an area larger than the second area. 4 is a front view and a side view of the anode layer 300 according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, when the bipolar pre-solid battery 500 is fabricated by making the areas of the anode 322 and the anode current collector 312 the same, pattern coating is not required in the anode coating, Process can be applied.

상기와 같은 구조로 바이폴라 전고체 전지(500)를 형성하게 되면, 상기 절연필름(100)이 제1 양극의 가장자리부 안쪽에 삽입된 형태로 접촉되어 양극(322) 코팅 시 별도의 패턴 코팅을 하지 않아도 되는 이점이 있다. 또한 기존 전고체 전지와 동일하게 노칭 공정이 가능하고, 양극 집전체(312)의 버(burr)로 인한 단락을 차단할 수 있다.When the bipolar pre-solid state battery 500 is formed as described above, the insulating film 100 is inserted into the edge portion of the first anode so as to be inserted in the form of a separate pattern coating when the anode 322 is coated There is an advantage to not have. Also, a notching process can be performed in the same manner as the conventional all solid-state cells, and short-circuit due to burr of the anode current collector 312 can be blocked.

한편, 본 발명은 (a) 복수개의 홀(130)이 형성된 구조의 절연필름(100)을 준비하는 단계; (b) 음극 집전체(210) 상에, 음극(220) 및 고체전해질막(230)을 차례로 도포하여 음극층(200)을 제조하는 단계; (c) 양극 집전체(311) 상에, 양극(321)을 도포하여 양극층(300)을 제조하는 단계; (d) 상기 절연필름(100)의 하나의 홀(130)에 상기 음극층(200)을 위치시키는 단계; (e) 상기 절연필름(100) 내 위치된 음극층(200) 상에 상기 양극층(300)을 적층하여 단위셀(400)을 제조하는 단계; (f) 상기 (d) 및 (e) 단계를 반복적으로 수행하여 2개 이상의 단위셀들을 직렬로 적층시키는 단계; 및 (g) 상기 적층된 단위셀들을 고온 가압하여 바이폴라 전고체 전지(500)를 제조하는 단계;를 포함하는 바이폴라 전고체 전지(500)의 제조방법을 제공한다.(A) preparing an insulating film (100) having a structure in which a plurality of holes (130) are formed; (b) fabricating a negative electrode layer 200 by successively coating a negative electrode 220 and a solid electrolyte layer 230 on the negative electrode collector 210; (c) applying a positive electrode 321 on the positive electrode collector 311 to manufacture the positive electrode layer 300; (d) positioning the cathode layer (200) in one hole (130) of the insulating film (100); (e) stacking the anode layer (300) on the cathode layer (200) positioned in the insulating film (100) to manufacture a unit cell (400); (f) repeating the steps (d) and (e) to stack two or more unit cells in series; And (g) pressurizing the stacked unit cells at a high temperature to produce a bipolar pre-solid electrolyte cell (500).

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 (a) 단계는, (a-1) 복수개의 홀(130)이 형성된 구조의 절연필름(100)을 제조하는 단계; 및 (a-2) 상기 절연필름(100)의 양면에 접착제(140)를 도포하여 표면 코팅시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the step (a) includes the steps of: (a-1) fabricating an insulating film 100 having a plurality of holes 130; And (a-2) applying an adhesive 140 to both surfaces of the insulating film 100 and coating the surface of the insulating film 100.

도 5는 본 발명에 따른 절연필름(100)의 정면도 및 단면도이다. 상기 도 5에 나타낸 절연필름(100)은 복수개의 홀(130)이 형성된 구조로 이루어져 있으며, 절연필름(100)은 절연소재(150) 표면에 접착제층(140)이 형성된 형태로 이루어진 것을 확인할 수 있다.5 is a front view and a cross-sectional view of the insulating film 100 according to the present invention. The insulating film 100 shown in FIG. 5 has a structure in which a plurality of holes 130 are formed and the insulating film 100 has a structure in which an adhesive layer 140 is formed on the surface of the insulating material 150 have.

도 6은 본 발명에 따른 절연필름(100)의 하나의 홀(130)에 음극층(200) 및 양극층(300)을 차례로 적층하여 단위셀(400)을 제조하는 과정을 보여주는 도면이다. 상기 도 6에서 확인할 수 있듯이, 상기 절연필름(100)의 하나의 홀(130)에 음극층(200) 및 양극층(300)을 차례로 적층하여 하나의 단위셀(400)을 제조하고, 이러한 과정을 반복적으로 수행하여 2 개 이상의 단위셀들을 직렬로 적층시킬 수 있다.6 is a view illustrating a process of manufacturing a unit cell 400 by sequentially laminating a cathode layer 200 and an anode layer 300 on one hole 130 of an insulating film 100 according to the present invention. 6, one unit cell 400 is fabricated by sequentially laminating a cathode layer 200 and an anode layer 300 on one hole 130 of the insulating film 100, So that two or more unit cells can be stacked in series.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 (b) 및 (c) 단계는 통상의 방법에 의해 각각 음극층(200) 및 양극층(300)을 제조할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the cathode layer 200 and the anode layer 300 can be manufactured by the conventional method in the steps (b) and (c).

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 (d) 단계에서는 상기 음극층(200)의 가장자리부를 상기 절연필름(100)의 하나의 홀(130)이 완전히 감싸도록 하여 상기 절연필름(100)의 하나의 홀(130)에 상기 음극층(200)을 위치시킬 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, in step (d), the edge of the cathode layer 200 is completely surrounded by one hole 130 of the insulating film 100, The cathode layer 200 can be positioned in the hole 130 of the cathode.

상기 (d) 단계는 상기 절연필름(100)의 일면 또는 양면에 캐리어 필름(120)을 부착시킬 수 있으며, 그에 따라 전극 적층 시 제조 방법이 일부 상이할 수 있다. 상기 캐리어 필름(120)은 절연필름(100)을 고정시키고, 롤링(rolling) 시 절연필름의 형태를 유지시킬 수 있다. 상기 캐리어 필름(120)은 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene naphthalate, PEN), 폴리에틸렌 테레프타레이트(Polyethylene terephthalate, PET), 알루미늄 호일 (Al foil), 구리 호일(Cu foil) 및 SUS로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.In the step (d), the carrier film 120 may be attached to one side or both sides of the insulating film 100, and thus, the manufacturing method may be partially different. The carrier film 120 may fix the insulating film 100 and maintain the shape of the insulating film when rolling. The carrier film 120 may include one selected from the group consisting of polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene terephthalate (PET), aluminum foil, copper foil, and SUS Or more.

도 7은 본 발명에 따른 일면에만 캐리어 필름(120)을 부착된 절연필름(100)을 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 양면에 캐리어 필름(120)이 부착된 절연필름(100)을 나타낸 도면이다.FIG. 7 is a view showing an insulating film 100 having a carrier film 120 adhered to only one side thereof according to the present invention. FIG. 8 is a view showing an insulating film 100 having a carrier film 120 adhered on both sides according to the present invention. Fig.

본 발명의 바람직한 일 구현예로서, 상기 절연필름(100)의 일면에 캐리어 필름(120)을 부착시키는 경우 다음과 같은 방법으로 실시될 수 있다. As a preferred embodiment of the present invention, when the carrier film 120 is attached to one surface of the insulating film 100, the following method may be employed.

구체적으로 상기 (d) 단계에서 상기 절연필름(100)의 일면에 캐리어 필름(120)을 부착시킨 후 롤링 공정을 진행할 수 있다. 그 다음 상기 절연필름(100)의 하나의 홀(130)에 상기 음극층(200)을 위치시키기 전에 양쪽에 텐션(tension)이 고르게 가해질 수 있도록 별도의 롤(roll)을 상기 절연필름(100)의 양쪽 가장자리를 고정시킨 후 상기 캐리어 필름(120)을 제거할 수 있다. 그런 다음 상기 음극층(200)의 가장자리부를 상기 절연필름(100)의 하나의 홀(130)이 감싸도록 상기 절연필름(100)의 하나의 홀(130)에 상기 음극층(200)을 위치시킬 수 있다. Specifically, in step (d), the carrier film 120 may be attached to one side of the insulating film 100, and then the rolling process may be performed. A separate roll is applied to the insulating film 100 so that tension can be uniformly applied to both sides of the insulating layer 100 before the cathode layer 200 is positioned in one hole 130 of the insulating film 100. [ The carrier film 120 may be removed after both edges of the carrier film 120 are fixed. Then, the cathode layer 200 is positioned in one hole 130 of the insulating film 100 so that the edge of the cathode layer 200 surrounds one hole 130 of the insulating film 100 .

본 발명의 바람직한 다른 구현예로서, 상기 절연필름(100)의 양면에 캐리어 필름(120)을 부착시키는 경우 다음과 같은 방법으로 실시될 수 있다. As another preferred embodiment of the present invention, when the carrier film 120 is attached to both surfaces of the insulating film 100, the following method may be employed.

구체적으로 상기 (d) 단계에서 상기 절연필름(100)의 양면에 캐리어 필름(120)을 부착시킨 후 상기 절연필름(100)의 일면에 부착된 캐리어 필름(120)을 제거할 수 있다. 이때, 고체전해질막(230)과 닿은 부분의 캐리어 필름(120)만을 제거하는 것이 바람직하며, 여전히 다른 한면에 캐리어 필름(120)이 있기 때문에 텐션(tension)을 가하기 위한 별도의 롤 고정이 필요 없다. 그 다음, 상기 음극층(200)의 가장자리부를 상기 절연필름(100)의 하나의 홀(130)이 감싸도록 상기 절연필름(100)의 하나의 홀(130)에 상기 음극층(200)을 위치시키고, 상기 절연필름(100)의 다른면에 부착된 캐리어 필름(120)을 제거할 수 있다.Specifically, the carrier film 120 attached to one side of the insulating film 100 may be removed after the carrier film 120 is attached to both sides of the insulating film 100 in the step (d). At this time, it is preferable to remove only the carrier film 120 at the portion contacting the solid electrolyte membrane 230, and since there is the carrier film 120 on the other surface, a separate roll fixing for applying tension is not necessary . The cathode layer 200 is then placed in one hole 130 of the insulating film 100 so that the edge of the cathode layer 200 surrounds one hole 130 of the insulating film 100 And the carrier film 120 attached to the other surface of the insulating film 100 may be removed.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 (d) 단계 후 금속 바(metal bar)를 이용하여 상기 절연필름(100)의 가장자리부를 고정시키고, 이미지 스캔을 이용하여 양극층(300)의 위치를 확인할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, after the step (d), the edge portion of the insulating film 100 is fixed using a metal bar, and the position of the anode layer 300 is confirmed using an image scan .

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 (e) 단계에서는 상기 절연필름(100) 내 위치된 음극층(200) 상에 상기 양극층(300)을 적층하여 단위셀(400)을 제조할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, in the step (e), the unit cell 400 may be manufactured by laminating the anode layer 300 on the cathode layer 200 located in the insulating film 100 .

도 9는 본 발명에 따른 절연필름(100)의 홀(130)에 단위셀(400)을 연속적으로 적용하여 직렬 구조의 바이폴라 전고체 전지(500)를 제조하는 과정을 보여주는 도면이다. 상기 도 9를 살펴보면, 상기 (d) 및 (e) 단계가 연속적인 공정에 의해 적층되어 하나의 단위셀(400)을 제조할 수 있음을 보여준다.9 is a view showing a process of manufacturing a bipolar pre-solid battery 500 having a series structure by successively applying a unit cell 400 to a hole 130 of an insulating film 100 according to the present invention. Referring to FIG. 9, steps (d) and (e) may be sequentially stacked to form one unit cell 400.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 (f) 단계에서는 상기 (d) 및 (e) 단계를 반복적으로 수행하여 2개 이상의 단위셀들을 직렬로 적층시킬 수 있다. 이는 리튬이온전지의 젤리롤과 유사한 형태로 제작될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, in the step (f), the steps (d) and (e) may be repeatedly performed to stack two or more unit cells in series. It can be made in a similar form to the jelly roll of a lithium ion battery.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 (f) 단계 및 상기 (g) 단계 사이에 상기 2개 이상의 단위셀들을 직렬로 적층시키고, 상기 적층된 단위셀들의 양 끝단에 탭이 있는 전극을 위치하도록 하여 탭 및 파우치로 실링하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 단위셀들은 각 단위셀 양 끝단의 양극, 음극에 탭 실링을 위한 무지부(탭 용접을 위해 코팅이 안된 기재 부분)가 존재할 수 있다. 이에 상기 무지부에 탭 용접을 실시한 후에 기존 전지와 동일하게 파우치 실링을 할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the two or more unit cells are stacked in series between the step (f) and the step (g), and the electrode having the tabs is positioned at both ends of the stacked unit cells And sealing with a tab and a pouch. The unit cells may have an unoccupied portion (a non-coated portion for tap welding) for tap sealing on the positive and negative electrodes at both ends of each unit cell. After the tapeless welding is performed on the uncoated portion, the pouch sealing can be performed in the same manner as in the conventional battery.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 (g) 단계에서는 상기 적층된 단위셀들과 접합된 상기 절연필름(100)에 접착성을 부여할 수 있는데, 이때 온도는 70 ~ 90 ℃ 이고, 압력은 1.5 ~ 2.5 bar의 조건에서 핫프레싱(hot pressing) 공정에 의해 수행될 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, in the step (g), the insulating film 100 bonded to the stacked unit cells may be provided with an adhesive property, wherein the temperature is 70 to 90 ° C, Can be performed by a hot pressing process under the condition of 1.5 to 2.5 bar.

또한, 상기 (g) 단계에서는 상기 단위셀(400)을 1 ~ 5 ton/㎠ 의 압력에서 1~10 분 동안 등방가압법에 의해 가압하여 바이폴라 전고체 전지(500)를 제조할 수 있다.In step (g), the bipolar pre-solid battery 500 may be manufactured by pressing the unit cell 400 at a pressure of 1 to 5 ton / cm 2 for 1 to 10 minutes by isotropic pressing.

따라서, 본 발명에 따른 바이폴라 전고체 전지(500)는 단위셀(400)을 2개 이상 직렬로 적층시키고, 각 단위셀(400)의 가장자리부를 절연필름(100)으로 감싸는 형태로 제조함으로써 전극 간, 전극과 전해질간의 접촉력을 크게 향상시켜 정렬된 단위셀(400)의 구조를 틀어짐 없이 그대로 유지시킬 수 있으며, 전지 내부의 단락 발생을 방지할 수 있다.Accordingly, the bipolar pre-solid state battery 500 according to the present invention can be manufactured by stacking two or more unit cells 400 in series and widening the edges of each unit cell 400 with the insulating film 100, , The contact force between the electrode and the electrolyte can be greatly improved, the structure of the aligned unit cell 400 can be maintained unchanged, and a short circuit inside the battery can be prevented.

또한, 각 단위셀(400)을 절연필름(100)에 연속적으로 적층시킴으로써 공정성을 향상시킬 수 있고, 전극 적층 시 면적 불일치로 인한 응력 불균일 현상을 방지할 수 있다.In addition, it is possible to improve the processability by continuously stacking the unit cells 400 on the insulating film 100, and it is possible to prevent stress non-uniformity due to area mismatch during electrode stacking.

아울러, 접착성 소재 및 황화수소 흡착재가 혼합된 접착제(140)로 표면 코팅된 절연필름(100)을 사용함으로써 전지 내부의 수분과 고체전해질 간의 반응으로 발생하는 황화수소를 흡착하여 유독성 가스의 발생을 저감시킬 수 있다.
In addition, by using the insulating film 100 that is surface-coated with the adhesive 140 mixed with the adhesive material and the hydrogen sulfide sorbent material, the hydrogen sulfide generated by the reaction between the moisture inside the battery and the solid electrolyte is adsorbed to reduce the generation of toxic gas .

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by the following Examples.

제조예: 절연필름(100)의 제조Production Example: Production of Insulating Film (100)

절연소재(150)로 폴리이미드를 사용하여 50 ㎛ 두께를 가지는 복수개의 홀(130)이 형성된 절연필름(100)을 제조하였다. 그 다음 폴리비닐리덴플루오라이드 및 산화아연이 80 : 20 중량비로 혼합하여 접착제(140)를 제조하였다. 그런 다음 상기 절연필름(100)의 양면에 상기 접착제(140)를 5 ㎛ 두께로 표면을 코팅한 후 80 ℃ 온도에서 건조하였다.
An insulating film 100 having a plurality of holes 130 having a thickness of 50 탆 was formed using polyimide as an insulating material 150. Then, polyvinylidene fluoride and zinc oxide were mixed in an 80:20 weight ratio to prepare an adhesive 140. [ Then, the adhesive 140 was coated on both surfaces of the insulating film 100 to a thickness of 5 탆, and then dried at a temperature of 80 캜.

실시예 1: 바이폴라 전고체 전지(500)의 제조Example 1: Preparation of bipolar pre-solid battery 500

통상의 방법에 의해 음극 집전체(210) 위에, 음극(220) 및 고체전해질막(230)을 차례로 도포하여 음극층(200)을 제조하였고, 양극 집전체(311) 위에 양극(321)을 도포하여 양극층(300)을 제조하였다. 그 다음 상기 절연필름(100) 일면에 캐리어 필름(120)을 부착시켰다. 전극과 절연필름(100)의 적층은 다음과 같은 롤링 공정을 통해 진행되었다.The cathode 220 and the solid electrolyte film 230 were sequentially coated on the anode current collector 210 by a conventional method to prepare the cathode layer 200. The cathode 321 was coated on the cathode current collector 311 Thereby forming the anode layer 300. Then, the carrier film 120 was attached to one surface of the insulating film 100. The lamination of the electrode and the insulating film 100 was carried out through the following rolling process.

상기 절연필름(100)으로부터 캐리어 필름(120)을 제거한 후 양쪽 가장자리를 롤(roll)로 고정시키면서 음극층(200)을 위치시킨 후 메탈바를 이용하여 절연필름(100)의 가장자리부를 고정시켰다. After the carrier film 120 was removed from the insulating film 100, the cathode layer 200 was positioned while fixing both edges thereof by a roll, and the edges of the insulating film 100 were fixed using a metal bar.

그런 다음 이미지스캔을 이용하여 양극층(300)의 위치를 확인한 후 양극층(300)을 절연필름(100) 내 음극층(200) 위의 공간에 위치시켜 단위셀(400)을 제조하였다. 상기 단위셀(400) 위에 직렬 구조로 상기와 같은 방법을 반복하여 복수 개의 단위셀(400)을 적층시켰다. Then, the position of the anode layer 300 was confirmed using an image scan, and then the anode layer 300 was placed in a space above the cathode layer 200 in the insulating film 100 to manufacture the unit cell 400. A plurality of unit cells 400 are stacked on the unit cell 400 in a series structure by repeating the above-described method.

그 다음 상기 단위셀들의 양 끝단을 탭 및 파우치를 실링한 후 80 ℃의 온도에서 2 bar의 조건으로 핫프레싱 공정을 수행하여 절연 필름에 접착성을 부여하였다. 그 다음 5 ton/㎠ 의 조건으로 5 분간 등방가압법을 수행하여 바이폴라 전고체 전지(500)를 제작하였다.
Then, both ends of the unit cells were sealed with taps and pouches, and then subjected to a hot pressing process at a temperature of 80 ° C under a condition of 2 bar to impart adhesiveness to the insulating film. Then, the isotropic pressing method was performed under the condition of 5 ton / cm 2 for 5 minutes to fabricate the bipolar pre-solid battery 500.

실시예 2: 바이폴라 전고체 전지(500)의 제조Example 2: Preparation of bipolar pre-solid battery 500

양극층(300)의 제조까지 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상기 절연필름(100) 양면에 캐리어 필름(120)을 부착시킨 후 다음과 같은 롤링 공정을 통해 적층하였다. The anode layer 300 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the carrier film 120 was attached to both surfaces of the insulating film 100 and then laminated through the following rolling process.

절연필름(100)으로부터 캐리어 필름(120) 한쪽을 제거한 후 음극층(200)을 위치시켰다. 그 다음 나머지 한쪽면의 캐리어 필름도 제거함과 동시에 메탈바를 이용하여 가장자리부를 고정시켰다. 그 이후 양극층(300) 적층과 바이폴라 전고체 전지(500) 제작은 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
One side of the carrier film 120 was removed from the insulating film 100, and then the cathode layer 200 was positioned. Then, the carrier film on the other side was also removed, and at the same time, the edge portion was fixed using a metal bar. Thereafter, the anode layer 300 was laminated and the bipolar pre-solid battery 500 was fabricated in the same manner as in Example 1 above.

100: 절연필름
120: 캐리어 필름
130: 홀
140: 접착제
150: 절연소재
200: 음극층
210: 음극 집전체
220: 음극
230: 고체전해질막
300: 양극층
311, 312: 양극 집전체
321, 322: 양극
400: 단위셀
500: 바이폴라 전고체 전지100: insulating film
120: carrier film
130: hole
140: Adhesive
150: Insulation material
200: cathode layer
210: cathode collector
220: cathode
230: solid electrolyte membrane
300: anode layer
311, 312: anode current collector
321, 322: anode
400: Unit cell
500: Bipolar pre-solid battery

Claims (15)

음극 집전체, 상기 음극 집전체 상에 형성되는 음극, 상기 음극 상에 형성되는 고체전해질막, 상기 고체전해질막 상에 형성되는 양극 및 상기 양극 상에 형성되는 양극 집전체를 포함하는 단위셀이 2개 이상 직렬로 적층되어 있고,
상기 적층된 단위셀들은 각 단위셀의 가장자리부를 감싸는 절연필름을 포함하고, 상기 절연필름은 양면이 접착제로 표면 코팅된 것이고,
상기 접착제는 폴리비닐리덴플루오라이드 및 산화아연이 80 : 20 중량비로 혼합된 것이며, 상기 접착제는 1 ~ 10 ㎛ 두께로 표면 코팅된 것을 특징으로 하는 바이폴라 전고체 전지.
A unit cell including a negative electrode collector, a negative electrode formed on the negative electrode collector, a solid electrolyte membrane formed on the negative electrode, a positive electrode formed on the solid electrolyte membrane, and a positive electrode collector formed on the positive electrode, Are stacked in series,
Wherein the stacked unit cells each include an insulating film surrounding an edge of each unit cell, wherein the insulating film is coated on both sides with an adhesive,
Wherein the adhesive is a mixture of polyvinylidene fluoride and zinc oxide in an 80:20 weight ratio, and the adhesive is surface-coated to a thickness of 1 to 10 탆.
제1항에 있어서,
상기 절연필름의 소재는 폴리에틸렌, 폴리이미드, 실리콘, 불소 고무 및 폴리테트라플루오로에틸렌으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 바이폴라 전고체 전지.
The method according to claim 1,
Wherein the material of the insulating film is at least one selected from the group consisting of polyethylene, polyimide, silicone, fluororubber, and polytetrafluoroethylene.
제1항에 있어서,
상기 절연필름은 두께가 10~200 ㎛인 것을 특징으로 하는 바이폴라 전고체 전지.
The method according to claim 1,
Wherein the insulating film has a thickness of 10 to 200 占 퐉.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 바이폴라 전고체 전지는 2 개 이상의 단위셀들에 대해 절연필름의 단부가 제1 양극의 가장자리부에 접촉되어 하나의 단위셀 가장자리부를 모두 감싸도록 꺽여서 제2 양극의 가장자리부에 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 바이폴라 전고체 전지.
The method according to claim 1,
The bipolar pre-solid battery is formed so that the end portion of the insulating film contacts two or more unit cells, and contacts the edge portion of the second anode so as to surround all the edge portions of one unit cell Features a bipolar pre-solid state battery.
제5항에 있어서,
상기 단위셀은 양극 집전체, 음극 집전체, 음극 및 고체전해질막이 동일한 제1 면적을 가지되, 제1 면적은 양극 면적 보다 큰 면적을 가지는 것을 특징으로 하는 바이폴라 전고체 전지.
6. The method of claim 5,
Wherein the unit cell has a first area where the cathode current collector, the anode current collector, the cathode, and the solid electrolyte layer have the same area, and the first area has an area larger than the anode area.
제1항에 있어서,
상기 바이폴라 전고체 전지는 2 개 이상의 단위셀들에 대해 절연필름의 단부가 제1 양극의 가장자리부 안쪽에 삽입된 형태로 접촉되어 하나의 단위셀 가장자리부를 모두 감싸도록 꺽여서 제2 양극 가장자리부 안쪽에 삽입된 형태로 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 바이폴라 전고체 전지.
The method according to claim 1,
The bipolar pre-solid battery is formed such that the end portion of the insulating film is inserted into the edge portion of the first anode with respect to two or more unit cells so as to surround all the edge portions of one unit cell, Wherein the bipolar electrode is in contact with the bipolar electrode.
제7항에 있어서,
상기 단위셀은 양극 및 양극 집전체가 동일한 제2 면적을 가지고, 음극 집전체, 음극 및 고체전해질막이 동일한 제3 면적을 가지되, 제3 면적이 제2 면적보다 큰 면적을 가지는 것을 특징으로 하는 바이폴라 전고체 전지.
8. The method of claim 7,
Wherein the anode and the cathode current collectors have the same second area and the anode current collector, the cathode and the solid electrolyte layer have the same third area, and the third area has an area larger than the second area. Bipolar pre-solid state battery.
(a) 복수개의 홀이 형성된 구조를 가지며, 양면이 접착제로 표면 코팅된 절연필름을 준비하는 단계;
(b) 음극 집전체 상에, 음극 및 고체전해질막을 차례로 도포하여 음극층을 제조하는 단계;
(c) 양극 집전체 상에, 양극을 도포하여 양극층을 제조하는 단계;
(d) 상기 절연필름의 하나의 홀에 상기 음극층을 위치시키는 단계;
(e) 상기 절연필름 내 위치된 음극층 상에 상기 양극층을 적층하여 단위셀을 제조하는 단계;
(f) 상기 (d) 및 (e) 단계를 반복적으로 수행하여 2개 이상의 단위셀들을 직렬로 적층시키는 단계; 및
(g) 상기 적층된 단위셀들을 70~90 ℃의 온도 및 1.5~2.5 bar의 압력으로 고온 가압하여 바이폴라 전고체 전지를 제조하는 단계;
를 포함하고,
상기 접착제는 폴리비닐리덴플루오라이드 및 산화아연이 80 : 20 중량비로 혼합된 것이며, 상기 접착제는 1 ~ 10 ㎛ 두께로 표면 코팅된 것인 바이폴라 전고체 전지의 제조방법.
(a) preparing an insulating film having a structure in which a plurality of holes are formed, the both surfaces of which are surface-coated with an adhesive;
(b) preparing a negative electrode layer by sequentially applying a negative electrode and a solid electrolyte layer on the negative electrode collector;
(c) applying a positive electrode on the positive electrode current collector to produce a positive electrode layer;
(d) positioning the cathode layer in one hole of the insulating film;
(e) laminating the anode layer on the cathode layer positioned in the insulating film to manufacture a unit cell;
(f) repeating the steps (d) and (e) to stack two or more unit cells in series; And
(g) pressurizing the stacked unit cells at a temperature of 70 to 90 캜 and a pressure of 1.5 to 2.5 bar to produce a bipolar pre-solid battery;
Lt; / RTI >
Wherein the adhesive is a mixture of polyvinylidene fluoride and zinc oxide in an 80:20 weight ratio, and the adhesive is surface-coated to a thickness of 1 to 10 탆.
제9항에 있어서,
상기 (a) 단계는,
(a-1) 복수개의 홀이 형성된 구조의 절연필름을 제조하는 단계; 및
(a-2) 상기 절연필름의 양면에 접착제를 도포하여 표면 코팅시키는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이폴라 전고체 전지의 제조방법.
10. The method of claim 9,
The step (a)
(a-1) fabricating an insulating film having a structure in which a plurality of holes are formed; And
(a-2) applying an adhesive to both surfaces of the insulating film to perform surface coating;
Further comprising the steps of: preparing a bipolar pre-solidified cell;
제10항에 있어서,
상기 절연필름의 소재는 폴리에틸렌, 폴리이미드, 실리콘, 불소 고무 및 폴리테트라플루오로에틸렌으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 바이폴라 전고체 전지의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the material of the insulating film is at least one selected from the group consisting of polyethylene, polyimide, silicone, fluororubber, and polytetrafluoroethylene.
제10항에 있어서,
상기 절연필름은 두께가 10~200 ㎛인 것을 특징으로 하는 바이폴라 전고체 전지의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the insulating film has a thickness of 10 to 200 占 퐉.
삭제delete 제9항에 있어서,
상기 (d) 단계에서는 상기 절연필름의 일면에 캐리어 필름을 부착시킨 후
상기 캐리어 필름을 제거하면서 별도의 롤을 이용하여 상기 절연필름의 양쪽 가장자리를 고정시키고,
상기 음극층의 가장자리부를 상기 절연필름의 하나의 홀이 감싸도록 상기 절연필름의 하나의 홀에 상기 음극층을 위치시키는 것을 특징으로 하는 바이폴라 전고체 전지의 제조방법.
10. The method of claim 9,
In the step (d), a carrier film is attached to one surface of the insulating film
While the carrier film is being removed, both edges of the insulating film are fixed using a separate roll,
Wherein the negative electrode layer is positioned in one hole of the insulating film so that the edge of the negative electrode layer surrounds one hole of the insulating film.
제9항에 있어서,
상기 (d) 단계에서는 상기 절연필름의 양면에 캐리어 필름을 부착시킨 후 상기 절연필름의 일면에 부착된 캐리어 필름을 제거하고,
상기 음극층의 가장자리부를 상기 절연필름의 하나의 홀이 감싸도록 상기 절연필름의 하나의 홀에 상기 음극층을 위치시키고,
상기 절연필름의 다른면에 부착된 캐리어 필름을 제거하는 것을 특징으로 하는 바이폴라 전고체 전지의 제조방법.10. The method of claim 9,
In the step (d), after attaching the carrier film to both surfaces of the insulating film, the carrier film attached to one surface of the insulating film is removed,
Placing the cathode layer in one hole of the insulating film so that the edge of the cathode layer surrounds one hole of the insulating film,
And removing the carrier film attached to the other surface of the insulating film.
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