KR101911433B1 - 적층형 전지 - Google Patents

적층형 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR101911433B1
KR101911433B1 KR1020120146627A KR20120146627A KR101911433B1 KR 101911433 B1 KR101911433 B1 KR 101911433B1 KR 1020120146627 A KR1020120146627 A KR 1020120146627A KR 20120146627 A KR20120146627 A KR 20120146627A KR 101911433 B1 KR101911433 B1 KR 101911433B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sheet
protrusions
protrusion
electrode sheet
tab
Prior art date
Application number
KR1020120146627A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140077622A (ko
Inventor
권문석
황승식
손정국
최재만
구준환
송민상
Original Assignee
삼성전자주식회사
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사, 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020120146627A priority Critical patent/KR101911433B1/ko
Publication of KR20140077622A publication Critical patent/KR20140077622A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101911433B1 publication Critical patent/KR101911433B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of or comprising active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/70Carriers or collectors characterised by shape or form
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/463Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

적층형 전지에 관해 개시되어 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 적층형 전지는 교번 적층된 복수의 양극 및 음극시트(집전체)와, 상기 양극시트와 상기 음극시트 사이에 구비된 분리막을 포함하는 적층체를 포함하고, 상기 적층체는 겹치지 않는 제1 내지 제3 돌출부를 구비하고, 상기 제1 내지 제3 돌출부 중 하나는 상기 양극시트로 이루어지고, 상기 제1 내지 제3 돌출부 중 다른 하나는 상기 음극시트로 이루어질 수 있다. 상기 제1 내지 제3 돌출부 중 나머지 하나는 상기 양극시트, 상기 음극시트 및 상기 분리막을 포함하여 적층된 것이거나 분리막으로만 적층된 것일 수 있다.

Description

적층형 전지{Stack type battery}
본 발명의 일 실시예는 전지에 관한 것으로써, 보다 자세하게는 적층형 전지에 관한 것이다.
전자기술의 발달로 휴대폰, 게임기, PMP(Portable Multimedia Player), MP3(MPEG Audio Layer-3) 플레이어뿐만 아니라, 스마트폰, 스마트 패드, 전자책, 시계형 전화, 신체에 부착하는 이동용 의료기기, 입은 컴퓨터 등과 같은 다양한 이동용 전자기기(mobile electronic device)가 소개되고 있다. 이와 같이 다양한 이동용 전자기기의 구동에는 전지가 필요하다. 이동용 전자기기의 구동에는 1차 전지를 사용할 수도 있으나, 대부분 2차 전지(배터리)가 널리 사용된다.
최근에는 훨씬 다양한 기능을 가지면서도 휴대는 더욱 간편한 다양한 형태의 이동용 전자기기가 개발되고 있는데, 이를 위해 부품의 집적도를 높일 수 있는 형태로 설계되고 있다.
한편, 이동용 전자기기의 구동에 필요한 핵심부품의 하나인 배터리의 경우, 충분한 용량을 확보하기 위해 그 부피를 줄이기는 어렵다. 배터리의 부피를 증가시키면 배터리의 용량은 증가될 수 있다. 그러나 고집적 콤팩트화되고 있는 현재의 이동용 전자기기 시장의 추세를 고려할 때, 배터리의 부피 증가를 통한 용량확보는 어려울 수 있다. 따라서 배터리에 주어진 공간 내에서 배터리의 용량을 극대화할 수 있는 방법이 모색되어야 한다. 그 방법의 하나로 제시된 것이 다수의 전극과 분리막을 적층하여 구성한 적층형 전지인데, 현재까지 알려진 적층형 전지도 할당된 공간을 충분히 활용하지 못하는 것으로 보인다.
본 발명의 일 실시예는 배터리에 할당된 공간의 활용도를 극대화할 수 있는 적층형 전지를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 적층형 전지는 교번 적층된 복수의 양극 및 음극시트(집전체)와, 상기 양극시트와 상기 음극시트 사이에 구비된 분리막을 포함하는 적층체를 포함하고, 상기 적층체는 겹치지 않는 제1 내지 제3 돌출부를 구비하고, 상기 제1 내지 제3 돌출부 중 하나는 상기 양극시트로 이루어지고, 상기 제1 내지 제3 돌출부 중 다른 하나는 상기 음극시트로 이루어질 수 있다.
이러한 적층형 전지에서, 상기 제1 내지 제3 돌출부 중 나머지 하나는 상기 양극시트, 상기 음극시트 및 상기 분리막을 포함하여 적층된 것일 수 있다. 또는 상기 제1 내지 제3 돌출부 중 나머지 하나는 상기 분리막으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 내지 제3 돌출부 중 하나와 이에 인접한 다른 돌출부의 간격은 0.001mm~100mm일 수 있다.
상기 적층체는 적어도 하나의 돌출부를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 내지 제3 돌출부 중 하나와 이에 인접한 다른 돌출부의 간격은 0.001mm~100mm일 수 있다.
상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 양극시트, 상기 음극시트 및 상기 분리막을 포함하여 적층된 것일 수 있다.
상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 제1 내지 제3 돌출부와 동일한 방향으로 돌출될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 돌출부 중 선택된 어느 하나와 상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 제1 내지 제3 돌출부의 선택되지 않은 나머지와 다른 방향으로 돌출될 수 있다.
상기 양극 및 음극시트의 돌출된 부분 상에 활물질막이 형성될 수 있다.
상기 분리막의 돌출된 부분의 테두리의 일부는 경사를 가질 수 있다.
상기 제1 내지 제3 돌출부 중 하나는 나머지보다 돌출길이가 짧을 수 있다.
상기 제1 내지 제3 돌출부와 상기 적어도 하나의 돌출부로 이루어진 군 중에서 선택된 2개의 돌출부의 돌출길이는 나머지보다 길 수 있다.
상기 돌출부들 중 일부의 폭은 나머지와 다를 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 적층형 전지에서 분리막은 탭 주변에 돌출부(돌기)를 갖고 있다. 돌출부는 분리막의 본체로부터 확장된 것인데, 이러한 돌출부에 활물질막을 형성하고, 전극시트를 확장함으로써, 적층형 전지의 용량을 증가시킬 수 있다.
상기 분리막의 돌출부를 적층된 전극시트의 고정수단으로 사용할 경우, 각 전극시트와 분리막의 상대적인 정렬위치를 고정할 수 있는 바, 더욱 안정된 적층형 전지를 구현할 수 있다. 특히, 각 전극시트와 분리막의 위치 고정을 통해 반복적인 굽힘에도 안정적으로 전지 성능 발현이 가능한 플렉서블 적층형 전지도 구현할 수 있다.
또한, 상기 분리막의 돌출부에 활물질막이 형성된 경우, 전극탭과 활물질막의 건전지 내부의 평균 저항을 낮추고 전류 분포를 균일하게 하여 전지 성능을 향상시키는 효과가 있으며, 분리막 연장 돌출부를 활용하여 필름을 이송하고 정렬함으로써 효율적으로 전지를 제조할 수 있다.
한편, 종래의 적층형 전지에서 리드탭이 연결되는 전극탭은 전극의 중앙이 아닌 한쪽 끝단에 위치한다. 따라서, 전극탭으로부터 특정 활물질의 위치까지 전자가 집전체를 경유해야 하는 평균거리가 길어질 수 밖에 없다.
그러나 본 발명의 일 실시예에 의한 적층형 전지의 경우, 분리막의돌출부에도 활물질막이 구비될 수 있다. 그리고 분리막의 돌출부는 전극탭과 인접한 곳에 위치한다. 따라서 활물질로부터 전극탭까지의 평균 전도거리는 종래보다 짧아질 수 있다. 이에 따라 적층현 전지 전체적으로 볼 때, 평균저항은 낮아지고, 전류의 흐름은 더욱 균일해지는 바, 적층형 전지에서 발생하는 화학반응열의 분포는 균일해질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 적층형 전지의 음극 시트(집전체)의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 적층형 전지의 양극 시트(집전체)의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 적층형 전지의 분리막의 평면도이다.
도 4는 도 1 내지 도 3의 음극시트, 양극시트 및 분리막이 적층된 결과물의 평면도이다.
도 5는 도 4의 단위 셀을 복수개 적층한 제1 적층체를 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 1 및 도 2의 음극 및 양극시트에서 활물질이 본체에만 형성된 경우를 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 음극시트의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 분리막의 평면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 양극시트의 평면도이다.
도 10은 도 9의 양극시트, 도 8의 분리막 및 도 7의 음극시트가 순차적으로 적층된 결과의 평면 형태를 보여준다.
도 11은 도 10의 단위 셀을 복수개 적층한 제2 적층체를 나타낸 사시도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 음극시트에 대한 평면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 분리막에 대한 평면도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 양극시트에 대한 평면도이다.
도 15는 도 12의 양극시트, 도 13의 분리막, 도 12의 음극시트를 순차적으로 적층한 결과의 평면도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 음극시트에 대한 평면도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 분리막에 대한 평면도이다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 양극시트에 대한 평면도이다.
도 19는 도 18의 양극시트, 도 17의 분리막, 도 16의 음극시트를 순차적으로 적층한 결과의 평면도이다.
도 20은 도 19에서 분리막을 도 3의 분리막으로 대체한 경우의 평면도이다.
도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 음극시트의 평면도이다.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 양극시트에 대한 평면도이다.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 분리막에 대한 평면도이다.
도 24는 도 22의 양극시트, 도 23의 분리막, 도 21의 음극시트를 순차적으로 적층한 결과의 평면도이다.
도 25는 도 24의 단위 셀을 복수개 적층하여 형성한 제3 적층체(S3)를 나타낸 사시도이다.
도 26은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 음극시트의 평면도이다.
도 27은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 양극시트에 대한 평면도이다.
도 28은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 분리막에 대한 평면도이다.
도 29는 도 27의 양극시트, 도 28의 분리막, 도 26의 음극시트를 순차적으로 적층한 결과의 평면도이다.
도 30은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 음극시트의 평면도이다.
도 31은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 양극시트에 대한 평면도이다.
도 32는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 분리막에 대한 평면도이다.
도 33은 도 31의 양극시트, 도 32의 분리막, 도 30의 음극시트를 순차적으로 적층한 결과의 평면도이다.
도 34는 본 발명의 실시예에 의한 적층형 전지의 용량증가를 설명하기 위한 것으로, 도 2의 양극시트(40)에 양극 활물질층(62)이 형성된 경우를 나타낸 평면도이다.
도 35는 본 발명의 실시예에 의한 적층형 전지의 용량증가를 설명하기 위한 것으로, 도 9의 양극시트(90)에 양극 활물질층(62)이 형성된 경우를 나타낸 평면도이다.
이하, 본 발명의 여러 실시예들에 의한 적층형 전지를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 적층형 전지의 음극시트(집전체)의 평면형태를 보여준다.
도 1을 참조하면, 음극시트(집전체)(30)는 본체(main body)(30a)와 본체(30a)로부터 확장되어 돌출된 탭 돌출부(30b)와 시트 돌출부(30c)를 포함한다. 탭 돌출부(30b)는 음극시트(30)의 전극 탭으로 사용될 수 있다. 적층된 후, 탭 돌출부(30b)에 제1 리드 탭(도 4의 T1)이 연결된다. 탭 돌출부(30b)는 시트 돌출부(30c)보다 길게 돌출되어 있다. 시트 돌출부(30c)는 기존의 적층형 전지에서 전극탭 사이의 빈 공간으로 돌출된 것이다. 시트 돌출부(30c) 상에도 본체(30a)에 형성된 활물질층이 형성될 수 있다. 따라서 그 만큼 음극시트의 반응면적이 넓어져서 전지의 용량이 증가될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 적층형 전지의 양극시트(집전체)의 평면형태를 보여준다.
도 2를 참조하면, 양극시트(집전체)(40)는 본체(40a)와 탭 돌출부(40b)와 시트 돌출부(40c)를 포함한다. 탭 돌출부(40b)의 돌출길이는 시트 돌출부(40c)보다 길다. 탭 돌출부(40b)는 본체(40a)로부터 확장된 것으로 양극시트(40)의 전극 탭으로 사용될 수 있다. 적층된 후, 탭 돌출부(40b)에 제2 리드 탭(도 4의 T2)이 연결된다. 시트 돌출부(40c)는 도 1의 음극시트(30)의 시트 돌출부(30c)에 대응된다. 양극시트(40)의 시트 돌출부(40c) 상에도 본체(40a)에 형성된 활물질층이 형성될 수 있다. 따라서 그 만큼 양극시트의 반응면적이 넓어져서 전지의 용량이 증가될 수 있다. 음극시트(30)와 양극시트(40)의 적층구조에서 탭 돌출부들(30b, 40b)은 오버랩되지 않는다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 적층형 전지의 분리막의 평면형태를 보여준다.
도 3을 참조하면, 분리막(50)은 본체(50a)와 돌출부(50b)를 포함한다. 돌출부(50b)는 본체(50a)의 일부가 확장된 것일 수 있다. 돌출부(50b)는 본체(50a)의 어느 한 방향으로 형성될 수 있는데, 예를 들면 상단 중앙에 구비될 수 있다. 돌출부(50b)의 돌출길이는 시트 돌출부들(30c, 40c)보다 길 수 있다.
도 4는 도 1 내지 도 3의 음극시트, 양극시트 및 분리막이 적층된 단위 셀(전지)의 평면형태를 보여준다.
도 4를 참조하면, 시트 돌출부(30c)는 분리막(50)의 돌출부(50b)보다 돌출길이도 짧고, 폭도 좁다. 전극 탭들(30b, 40b)의 돌출길이는 분리막(50)의 돌출부(50b)보다 길다. 분리막(50)의 돌출부(50b)는 양극시트(40b)와 소정 거리(D1)만큼 이격되어 있다. 이격 거리(D1)는, 예를 들면0.001mm~100mm정도 일 수 있다. 음극시트(30)의 탭 돌출부(30b)는 분리막(50) 돌출부(50b)의 좌측에, 양극시트(40)의 탭 돌출부(40b)는 분리막(50) 돌출부의 우측에 각각 위치한다. 음극시트(30), 분리막(50) 및 양극시트(40)가 순차적으로 적층된 적층형 전지는 전지 케이스(60)에 마련된다. 탭 돌출부(30b)는 음극 리드 탭인 제1 리드 탭(T1)에 연결되고, 탭 돌출부(40b)는 양극 리드 탭인 제2 리드 탭(T2)에 연결될 수 있다. 제1 및 제2 리드 탭(T1, T2)의 일부는 전지 케이스(60) 밖으로 노출된다.
도 5는 도 4의 단위 셀을 복수개 적층한 제1 적층체를 보여준다.
도 5를 참조하면, 제1 적층체(S1)는 제1 내지 제3 돌출부(P1-P3)을 갖고 있다. 제1 내지 제3 돌출부(P1-P3)는 겹치지 않는다. 제1 돌출부(P1)는 복수의 음극시트(30)로 이루어진다. 곧, 음극시트(30)의 탭 돌출부(30b)로 이루어진다. 제1 돌출부(P1)에 상기한 음극 리드 탭이 연결될 수 있다. 제2 돌출부(P2)는 복수의 양극시트(40)로 이루어지는데, 곧 양극시트(40)의 탭 돌출부(40b)로 이루어진다. 제2 돌출부(P2)에 상기한 양극 리드 탭이 연결될 수 있다. 제3 돌출부(P3)는 복수의 음극시트(30), 복수의 양극시트(40) 및 복수의 분리막(50)으로 이루어지는데, 구체적으로는 음극시트(30)의 시트 돌출부(30c), 양극시트(40)의 시트 돌출부(40c) 및 분리막(50)의 돌출부(50b)로 이루어질 수 있다. 제1 및 제2 돌출부(P1, P2)는 제3 돌출부(P3)와 상기한 거리(D1)만큼 이격되어 있다.
한편, 상기한 바와 같이 음극 및 양극시트(30, 40)의 시트 돌출부(30c, 40c) 상에 활물질층이 존재할 수 있으나, 도 6에 도시한 바와 같이, 음극 및 양극시트(30, 40)의 본체(30a, 40a)에만 활물질층(62a, 62b)이 존재하고, 시트 돌출부(30c, 40c)에는 활물질층이 존재하지 않을 수도 있다.
분리막(50)의 돌출부(50b)는 전극 적층체의 각 층을 상대적으로 고정시키는 수단으로 사용될 수도 있는데, 도 6에 도시한 바와 같이, 음극 및 양극시트의(30, 40)의 돌출부(30c, 40c)에 활물질층이 존재하지 않는 경우, 음극 및 양극시트의(30, 40)의 돌출부(30c, 40c)는 분리막(50)의 돌출부(50b)와 직접 접착될 수 있다. 따라서 음극 및 양극시트(30, 40)와 분리막(50)은 보다 견고히 고정될 수 있다. 이때, 양극과 음극은 전기적으로 절연되어야 하므로 분리막(50)의 돌출부(50b)에 전극 적층체의 각층을 접착시키는 물질로는 부도체를 사용할 수 있는데, 예를 들면 고분자 물질이 사용될 수 있다.
이와 같이 분리막(50)의 돌출부(50b)가 전극 적층체의 각 층을 고정시키는 수단으로 사용될 경우, 적층형 전지는 더욱 안정되게 구현될 수 있다. 또한, 분리막(50)의 돌출부(50b)를 통해 분리막(50)과 각 전극시트의 위치가 고정되므로, 본 발명의 일 실시예에 의한 적층형 전지는 반복적인 휨에도 안정적으로 성능을 발현할 수 있는 플렉스블 전지의 구현에 적용될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 음극시트의 평면형태를 보여준다.
도 7을 참조하면, 음극시트(70)는 본체(70a)와 2개의 시트 돌출부(70b, 70c)와 1개의 탭 돌출부(70d)를 포함한다. 시트 돌출부(70b, 70c)와 탭 돌출부(70d)는 본체(70a)로부터 확장된 것이다. 탭 돌출부(70d)는 2개의 시트 돌출부(70b, 70c) 사이에 위치한다. 2개의 시트 돌출부(70b, 70c)는 좌우측에 각각 하나씩 구비되고, 돌출길이는 동일할 수 있다. 그러나 돌출길이는 다를 수도 있다. 탭 돌출부(70d)는 우측 시트 돌출부(70c)보다 좌측 시트 돌출부(70b)에 인접하게 구비되어 있다. 탭 돌출부(70d)의 돌출길이는 2개의 시트 돌출부(70b, 70c)보다 길다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 적층형 전지의 분리막의 평면형태를 보여준다.
도 8을 참조하면, 분리막(80)은 본체(80a)와 2개의 돌출부(80b, 80c)를 포함한다. 2개의 돌출부(80b, 80c)는 좌우측에 각각 하나씩 구비되어 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 적층형 전지의 양극시트의 평면형태를 보여준다.
도 9를 참조하면, 양극시트(90)는 본체(90a)와 2개의 시트 돌출부(90b, 90c)와 1개의 탭 돌출부(90d)를 포함한다. 2개의 시트 돌출부(90b, 90c)와 1개의 탭 돌출부(90d)는 모두 동일한 한 방향으로 돌출된다. 도 8의 분리막(80)과 도 7의 음극시트(70)에 포함된 시트 돌출부(70b, 70c)와 탭 돌출부(70d)도 모두 동일한 한 방향으로 돌출되어 있다.
도 9에서 2개의 시트 돌출부(90b, 90c)는 좌우측에 각 하나씩 구비되어 있다. 탭 돌출부(90d)는 2개의 시트 돌출부(90b, 90c) 사이에 구비되어 있고, 탭 전극으로 사용될 수 있다. 탭 돌출부(90d)의 돌출길이는 시트 돌출부(90b, 90c)보다 길다. 탭 돌출부(90d)는 좌측 시트 돌출부(90b)보다 우측 시트 돌출부(90c)에 가까이 위치한다.
도 10은 도 9의 양극시트, 도 8의 분리막 및 도 7의 음극시트가 순차적으로 적층된 결과의 평면 형태를 보여준다.
도 10을 참조하면, 음극시트(70)의 탭 돌출부(70d)와 양극시트(90)의 탭 돌출부(90d)는 오버랩되지 않고, 이격되어 있다. 또한 택 돌출부들(70d, 90d) 각각에 인접한 분리막의 돌출부(80b, 80c)도 서로 이격되어 있다. 이때, 탭 돌출부들(70d, 90d)에 인접한 분리막의 돌출부(80b, 80c) 사이의 거리는, 예를 들면 0.001mm~100mm 정도일 수 있다. 탭 돌출부들(70d, 90d)은 분리막의 돌출부들(80b, 80c) 사이에 위치한다. 탭 돌출부들(70d, 90d)의 돌출길이는 분리막의 돌출부(80b, 80c)보다 길다.
도 11은 도 10의 단위 셀을 복수개 적층한 제2 적층체를 보여준다.
도 11을 참조하면, 제2 적층체(S2)는 제1 내지 제4 돌출부(P21-P24)를 갖고 있다. 제1 내지 제4 돌출부(P21-P24)는 이격되어 있고, 서로 겹치지 않는다. 제1 내지 제4 돌출부(P21-P24)은 동일 방향으로 형성되어 있다. 제1 돌출부(P21)는 음극 전극탭일 수 있다. 제1 돌출부(P21)는 복수의 음극시트(70)로 이루어질 수 있는데, 구체적으로는 음극시트(70)의 탭 돌출부(70d)로 이루어질 수 있다. 제2 돌출부(P22)는 양극 전극탭일 수 있다. 제2 돌출부(P22)는 복수의 양극시트(90)로 이루어질 수 있는데, 구체적으로는 복수의 양극시트(90)의 탭 돌출부(90d)로 이루어진다. 제3 돌출부(P23)는 복수의 음극시트(70)와 복수의 양극시트(90)와 복수의 분리막(80)으로 이루어지는데, 구체적으로는 음극시트(70)의 시트 돌출부(70b)와 양극시트(90)의 시트 돌출부(90b)와 분리막(80)의 돌출부(80b)로 이루어진다. 제4 돌출부(P24)는 제3 돌출부(P23)와 마찬가지로 복수의 음극시트(70)와 복수의 양극시트(90)와 복수의 분리막(80)으로 이루어지는데, 구체적으로는 음극시트(70)의 시트 돌출부(70c)와 양극시트(90)의 시트 돌출부(90c)와 분리막(80)의 돌출부(80c)로 이루어진다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 음극시트에 대한 평면형태를 보여준다.
도 12를 참조하면, 음극시트(100)는 본체(100a)와 탭 돌출부(100b)와 시트 돌출부(100c)를 포함한다. 탭 돌출부(100b)와 시트 돌출부(100c)는 본체(100a)로부터 확장된 것일 수 있다. 탭 돌출부(100b)는 전극탭으로 사용될 수 있다. 탭 돌출부(100b)의 돌출길이는 시트 돌출부(100c)보다 길다. 시트 돌출부(100c)의 폭(w1)은 탭 돌출부(100b)의 폭(w2)보다 넓다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 분리막에 대한 평면형태를 보여준다.
도 13을 참조하면, 분리막(110)은 본체(110a)와 돌출부(110b)를 포함한다. 돌출부(110b)는 본체(110a)의 일부가 확장된 것이다. 분리막(110)의 돌출부(110b)의 위치는 도 12의 음극시트(100)의 시트 돌출부(100c)에 대응된다. 분리막(110)의 돌출부(110b)의 폭은 시트 돌출부(100c)의 폭보다 넓을 수 있다. 분리막(110)의 돌출부(110b)의 돌출정도는 음극시트(100)의 시트 돌출부(100c)와 같거나 다를 수 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 양극시트에 대한 평면형태를 보여준다.
도 14를 참조하면, 양극시트(120)는 본체(120a)와 탭 돌출부(120b)와 시트 돌출부(120c)를 포함한다. 탭 돌출부(120b)와 시트 돌출부(120c)는 본체(120a)로부터 확장된 것으로 음극시트(100)와 마찬가지로 동일한 방향으로 돌출되어 있다. 탭 돌출부(120b)와 시트 돌출부(120c)와 본체(120a)는 단일체(one body)이다. 탭 돌출부(120b)의 돌출길이는 시트 돌출부(120c)보다 길다. 탭 돌출부(120b)는 전극탭으로 사용될 수 있다. 시트 돌출부(120c)는 분리막 돌출부(110b)을 사이에 두고 음극시트(100)의 시트 돌출부(100c)와 마주할 수 있다. 시트 돌출부(120c)의 폭은 음극시트(100)의 시트 돌출부(100c)와 동일할 수 있다. 또한 탭 돌출부(120b)이 폭도 음극시트(100)의 탭 돌출부(100b)와 동일할 수 있다.
도 15는 도 14의 양극시트(120), 도 13의 분리막(110), 도 12의 음극시트(100)를 순차적으로 적층한 결과의 평면 형태를 보여준다.
도 15를 참조하면, 음극시트(100)의 탭 돌출부(100b)와 양극시트(120)의 탭 돌출부(120b)는 이격되어 있다. 탭 돌출부들(100b, 120b)의 돌출길이는 동일하지만, 다를 수도 있다. 양극시트(120)의 탭 돌출부(120b)는 음극시트(100)의 탭 돌출부(100b)보다 분리막(110)의 돌출부(110b)에 인접해 있다. 탭 돌출부들(100b, 120b)의 돌출길이는 분리막(110)의 돌출부(110b)보다 긴 것을 알 수 있다. 또한, 음극시트(100), 분리막(110) 및 양극시트(120)의 돌출부들은 모두 같은 방향으로 돌출된 것을 알 수 있다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 음극시트의 평면형태를 보여준다.
도 16을 참조하면, 음극시트(130)는 본체(130a)와 탭 돌출부(130b)를 포함한다. 음극시트(130)는 시트 돌출부를 포함하지 않는다. 탭 돌출부(130b)는 전극탭으로 사용될 수 있다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 분리막의 평면형태를 보여준다.
도 17을 참조하면, 분리막(140)은 본체(140a)와 돌출부(140b)를 포함한다. 돌출부(140b)의 위치와 방향은 도 3에 도시한 분리막(50)의 돌출부(50b)의 위치와 방향과 동일할 수 있다. 그러나 돌출부(140b)의 테두리 중 일부는 경사져 있다. 곧, 돌출부(140b)의 시작부분에서 끝부분 사이의 테두리는 안쪽으로 경사져 있다. 따라서 돌출부(140b)의 시작부분의 폭(w3)은 끝부분의 폭(w4)보다 넓다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 양극시트의 평면형태를 보여준다.
도 18을 참조하면, 양극시트(150)는 본체(150a)와 탭 돌출부(150b)를 포함한다. 탭 돌출부(150b)는 전극탭으로 사용될 수 있다. 양극시트(150)는 음극시트(130)와 마찬가지로 시트 돌출부를 포함하지 않는다.
도 19는 도 18의 양극시트(150), 도 17의 분리막(140), 도 16의 음극시트(130)를 순차적으로 적층한 결과의 평면 형태를 보여준다.
도 19를 참조하면, 분리막(140)의 돌출부(140b)를 중심으로 음극시트(130)의 탭 돌출부(130b)는 좌측에, 양극시트(150)의 탭 돌출부(150b)는 우측에 각각 구비된다. 탭 돌출부들(130b, 150b)의 돌출길이는 분리막(140)의 돌출부(140b)보다 길다. 탭 돌출부들(130b, 150b)와 분리막(140)의 돌출부(140b)는 모두 같은 방향으로 돌출되어 있다.
도 20은 도 19의 변형예를 나타낸 것으로, 도 19에서 분리막(140)을 도 3의 분리막(50)으로 대체한 것이다.
도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 음극시트의 평면형태를 보여준다.
도 21을 참조하면, 음극시트(160)는 본체(160a)와 본체(160a)의 제1 방향으로 구비된 탭 돌출부(160b) 및 제1 시트 돌출부(160c)와 본체(160a)의 제2 방향으로 구비된 제2 시트 돌출부(160d)를 포함한다. 상기 제1 및 제2 방향을 서로 다른 방향이고, 예컨대 정반대 방향일 수 있다. 탭 돌출부(160b)와 제1 시트 돌출부(160c)는 도면 기준으로 위쪽으로 돌출되고, 제2 시트 돌출부(160d)는 아래쪽으로 돌출된다. 탭 돌출부(160b)와 제1 및 제2 시트 돌출부(160c, 160d)는 본체(160a)로부터 확장된 것이다. 본체(160a)와 탭 돌출부(160b)와 제1 및 제2 시트 돌출부(160c, 160d)는 단일체일 수 있다. 탭 돌출부(160b)의 돌출길이는 제1 및 제2 시트 돌출부(160c, 160d)보다 길다. 제1 시트 돌출부(160c)은 상대적으로 우측에, 제2 시트 돌출부(160d)는 상대적으로 좌측에 위치한다. 탭 돌출부(160b)는 제1 시트 돌출부(160c)의 좌측에 위치한다.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 양극시트의 평면형태를 보여준다.
도 22를 참조하면, 양극시트(170)는 본체(170a)와 탭 돌출부(170b)와 제1 및 제2 시트 돌출부(170c, 170d)를 포함한다. 탭 돌출부(170b)와 제1 시트 돌출부(170c)는 제1 방향으로, 제2 시트 돌출부(170d)는 제2 방향으로 돌출된다. 상기 제1 및 제2 방향은 서로 다른 방향이고, 예를 들면 정반대 방향일 수 있다. 탭 돌출부(170b)와 제1 시트 돌출부(170c)는 본체(170a)의 한 쪽에 구비되고, 제2 시트 돌출부(170d)는 본체(170a)의 다른 쪽에 구비된다. 본체(170a)와 탭 돌출부(170b)와 제1 및 제2 시트 돌출부(170c, 170d)는 단일체를 이룬다. 탭 돌출부(170b)는 전극탭으로 사용될 수 있다. 탭 돌출부(170b)의 돌출길이는 제1 및 제2 시트 돌출부(170b, 170d)보다 길다. 제1 및 제2 시트 돌출부(170c, 170d)의 돌출길이는 동일할 수 있으나, 다를 수도 있다. 탭 돌출부(170b)와 제1 시트 돌출부(170c)는 도면기준으로 본체(170a)의 하단에 위치하고, 제2 시트 돌출부(170d)는 본체(170a)의 상단에 위치한다. 탭 돌출부(170b)는 제1 시트 돌출부(170c)의 우측에 위치한다. 제1 시트 돌출부(170c)는 상대적으로 좌측에, 제2 시트 돌출부(170d)는 상대적으로 우측에 위치한다. 제1 및 제2 시트 돌출부(170c, 170d)의 폭은 동일할 수 있다. 그러나 다를 수도 있다. 제1 및 제2 시트 돌출부(170c, 170d)의 폭은 탭 돌출부(170b)의 폭보다 클 수 있다. 양극시트(170)의 제1 및 제2 시트 돌출부(170c, 170d)는 도 21의 음극시트(160)의 제1 및 제2 시트 돌출부(160c, 160d)에 대응될 수 있다. 곧, 적층시에 양극시트(170)와 음극시트(160)의 시트 돌출부들(160c, 160d, 170c, 170d)는 분리막의 돌출부를 사이에 두고 마주할 수 있다.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 분리막의 평면형태를 보여준다.
도 23을 참조하면, 분리막(180)은 본체(180a)와 두 돌출부(180b, 180c)를 포함한다. 본체(180a)와 두 돌출부(180b, 180c)는 단일체일 수 있다. 두 돌출부(180b, 180c)의 하나는 본체(180a)의 한 쪽에, 나머지는 본체(180a)의 다른 쪽에 각각 구비될 수 있다. 예컨대, 두 돌출부(180b, 180c) 중 하나는 도면 기준으로 본체(180a)의 상단에 구비된 상부 돌출부(180b)이고, 나머지는 본체(180a)의 하단에 구비된 하부 돌출부(180c)일 수 있다. 상부 및 하부 돌출부(180b, 180c)의 돌출 방향은 서로 다를 수 있는데, 예를 들면 정반대일 수 있다. 상부 및 하부 돌출부(180b, 180c)의 폭은 동일할 수 있다. 상부 돌출부(180b)는 상대적으로 우측에, 하부 돌출부(180c)는 상대적으로 좌측에 각각 구비된다.
상부 돌출부(180b)는 도 21의 음극시트(160)의 제1 시트 돌출부(160c)와 도 22의 양극시트(170)의 제2 시트 돌출부(170d)에 대응될 수 있다. 제1 시트 돌출부(160c)와 제2 시트 돌출부(170d)는 분리막(180)의 상부 돌출부(180b)를 사이에 두고 마주하도록 적층될 수 있다.
하부 돌출부(180c)는 도 21의 음극시트(160)의 제2 시트 돌출부(160d)와 도 22의 양극시트(170)의 제1 시트 돌출부(170c)에 대응될 수 있다. 곧, 제2 시트 돌출부(160d)와 제1 시트 돌출부(170c)는 분리막의 하부 돌출부(180c)를 사이에 두고 마주하도록 적층될 수 있다.
도 24는 도 22의 양극시트(170), 도 23의 분리막(180), 도 21의 음극시트(160)를 순차적으로 적층한 결과의 평면 형태를 보여준다.
도 24를 참조하면, 분리막(180)의 상부 돌출부(180b)의 폭은 음극시트(160)의 제1 시트 돌출부(160c)와 양극시트(170)의 제2 시트 돌출부(170d)의 폭보다 큰 것을 알 수 있다. 또한, 분리막(180)의 하부 돌출부(180c)의 폭도 음극시트(160)의 제2 시트 돌출부(160d)와 양극시트(170)의 제1 시트 돌출부(170c)의 폭보다 큰 것을 알 수 있다. 또, 음극시트(160)의 탭 돌출부(160b)와 양극시트(170)의 탭 돌출부(170b)는 서로 다른 방향으로 돌출되는데, 예를 들면 정반대 방향으로 돌출될 수 있다. 음극시트(160)의 탭 돌출부(160b)은 도면 기준으로 상단에, 양극시트(170)의 탭 돌출부(170b)는 하단에 각각 위치한다. 음극시트(160)의 탭 돌출부(160b)는 분리막(180)의 상부 돌출부(180b)에 인접한다. 양극시트(170)의 탭 돌출부(170b)는 분리막(180)의 하부 돌출부(180c)에 인접한다.
도 25는 도 24의 단위 셀을 복수개 적층하여 형성한 제3 적층체(S3)를 보여준다.
도 25를 참조하면, 제3 적층체(S3)는 제1 내지 제4 돌출부(P31-P34)를 갖고 있다. 제1 내지 제4 돌출부(P31-P34)는 겹치지 않는다. 제1 돌출부(P31)는 복수의 음극시트(160)로 이루어질 수 있는데, 구체적으로는 음극시트(160)의 탭돌출부(160b)로 이루어질 수 있다. 제2 돌출부(P32)는 복수의 양극시트(170)로 이루어질 수 있는데, 구체적으로는 양극시트(170)의 탭돌출부(170b)로 이루어질 수 있다. 제1 및 제2 돌출부(P31, P32)는 서로 다른쪽에 구비되어 있고, 반대 방향으로 형성되어 있다. 제1 및 제3 돌출부(P31, P33)은 같은 쪽에, 같은 방향으로 구비되어 있다. 제1 돌출부(P31)의 돌출길이는 제3 돌출부(P33)보다 길 수 있다. 제2 및 제4 돌출부(P32, P34)는 제1 및 제3 돌출부(P31, P33)와 다른 쪽에서 같은 방향으로 형성되어 있다. 제2 돌출부(P32)의 돌출길이는 제3 돌출부(P34)보다 길 수 있다. 제3 및 제4 돌출부(P33, P34)는 복수의 양극시트(170), 복수의 음극시트(160) 및 복수의 분리막(180)으로 이루어질 수 있는데, 구체적으로, 제3 돌출부(P33)는 음극시트(160)의 제1 시트 돌출부(160c), 양극시트(170)의 제1 시트 돌출부(170c) 및 분리막(180)의 돌출부(180b)로 이루어질 수 있다. 또한, 제4 돌출부(P34)는 음극시트(160)의 제2 시트 돌출부(160d), 양극시트(170)의 제2 시트 돌출부(170d) 및 분리막(180)의 돌출부(180c)로 이루어질 수 있다. 제1 돌출부(P31)와 제3 돌출부(P33) 사이의 간격은 도 5의 제2 및 제3 돌출부(P2,P3) 사이의 간격과 같을 수 있다. 제2 돌출부(P32)와 제4 돌출부(P34) 사이의 간격은 도 5의 제2 및 제3 돌출부(P2, P3) 사이의 간격과 같을 수 있으나, 다를 수도 있다. 제1 및 제2 돌출부(P31, P32)에 각각 도 4에 도시한 바와 같은 음극 리드 탭(T1)과 양극 리드 탭(T2)이 연결될 수 있다.
도 26은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 음극시트의 평면 형태를 보여준다.
도 26을 참조하면, 음극시트(190)는 본체(190a)와 탭 돌출부(190b)와 복수의 시트 돌출부(190c, 190d, 190e, 190f)를 포함한다. 탭 돌출부(190a)와 제1 및 제2 시트 돌출부(190c, 190d)는 본체(190a)의 한 쪽에 구비되고, 제3 및 제4 시트 돌출부(190e, 190f)는 본체(190a)의 다른 쪽에 구비된다. 도면 기준으로는 탭 돌출부(190a)와 제1 및 제2 시트 돌출부(190c, 190d)는 본체(190a)의 상단에 구비되고, 제3 및 제4 시트 돌출부(190e, 190f)는 본체(190a)의 하단에 구비된다. 탭 돌출부(190b)는 전극탭으로 사용될 수 있다. 탭 돌출부(190b)의 돌출길이는 제1 내지 제4 시트 돌출부(190c-190f)보다 길다. 제1 내지 제4 시트 돌출부(190c-190f)의 돌출길이는 동일할 수 있으나, 각기 다를 수도 있다. 탭 돌출부(190b)의 폭은 제1 내지 제4 시트 돌출부(190c-190f)의 폭보다 좁을 수 있다. 본체(190a)와 탭 돌출부(190b)와 제1 내지 제4 시트 돌출부(190c, 190d, 190e, 190f)는 단일체일 수 있다. 탭 돌출부(190b)는 제1 및 제2 시트 돌출부(190c, 190d) 사이에 위치할 수 있다. 그러나 탭 돌출부(190b)는 제3 및 제4 시트 돌출부(190e, 190f) 사이에 위치할 수도 있다. 제1 및 제2 시트 돌출부(190c, 190d)는 도면 기준으로 제3 및 제4 돌출부(190e, 190d)와 상하 대칭을 이룰 수 있다. 또한 제1 및 제3 시트 돌출부(190c, 190e)는 도면 기준으로 제2 및 제4 시트 돌출부(190d, 190f)와 좌우 대칭을 이룬다.
도 27은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 양극시트의 평면 형태를 보여준다.
도 27을 참조하면, 양극시트(200)는 본체(200a)와 탭 돌출부(200b)와 제1 내지 제4 시트 돌출부(200c, 200d, 200e, 200f)를포함한다. 본체(200a)와 탭 돌출부(200b)와 제1 내지 제4 시트 돌출부(200c, 200d, 200e, 200f)는 단일체일 수 있다. 탭 돌출부(200b)는 전극탭으로 사용될 수 있다. 탭 돌출부(200b)와 제1 및 제2 시트 돌출부(200c, 200d)는 본체(200a)의 제1 방향으로 구비되고, 제3 및 제4 시트 돌출부(200e, 200f)는 본체(200a)의 제2 방향으로 구비된다. 상기 제1 및 제2 방향은 서로 다른 방향이고, 예를 들면 정반대 방향일 수 있다. 상기 제1 방향은 도면기준으로 본체(200a)의 하단 방향일 수 있다. 상기 제2 방향은 도면 기준으로 본체(200a)의 상단 방향일 수 있다. 탭 돌출부(200b)는 제1 및 제2 시트 돌출부(200c, 200d) 사이에 위치한다. 탭 돌출부(200b)의 돌출길이는 제1 내지 제4 시트 돌출부(200c-200f)보다 길다. 제1 내지 제4 시트 돌출부(200c-200f)의 돌출길이는 모두 동일할 수 있으나, 일부는 다른 경우도 있을 수 있다. 적층될 때, 음극시트(190)의 탭 돌출부(190b)와 겹치지 않는다면, 탭 돌출부(200b)는 제3 및 제4 시트 돌출부(200e, 200f) 사이에 위치할 수도 있다.
제1 및 제2 시트 돌출부(200c, 200d)는 도면 기준으로 제3 및 제4 시트 돌출부(200e, 200f)와 상하 대칭을 이룬다. 또한 제1 및 제3 시트 돌출부(200c, 200e)는 도면 기준으로 제2 및 제4 시트 돌출부(200d, 200f)와 좌우 대칭을 이룬다. 제1 및 제2 시트 돌출부(200c, 200d)는 음극시트(190)의 제3 및 제4 시트 돌출부(190e, 190f)에 대응될 수 있다. 그리고 제3 및 제4 시트 돌출부(200e, 200f)는 음극시트(190)의 제1 및 제2 시트 돌출부(190c, 190d)에 대응될 수 있다. 적층시에, 제1 및 제2 시트 돌출부(200c, 200d)는 분리막의 돌출부를 사이에 두고 음극시트(190)의 제3 및 제4 시트 돌출부(190e, 190f)와 마주하고, 제3 및 제4 시트 돌출부(200e, 200f)는 분리막의 돌출부를 사이에 두고 음극시트(190)의 제1 및 제2 시트 돌출부(190c, 190d)와 마주한다. 탭 돌출부(200b)의 폭은 제1 내지 제4 시트 돌출부(200c-200e)보다 좁을 수 있다.
도 28은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 분리막의 평면 형태를 보여준다.
도 28을 참조하면, 분리막(210)은 본체(210a)와 제1 내지 제4 돌출부(210b, 210c, 210d, 210e)를 포함한다. 본체(210a)와 제1 내지 제4 돌출부(210b, 210c, 210d, 210e)는 단일체일 수 있다. 제1 내지 제4 돌출부(210b, 210c, 210d, 210e)의 돌출길이는 동일할 수 있다. 그러나 다를 수도 있다. 제1 및 제2 돌출부(210b, 201c)는 한쪽에, 제3 및 제4 돌출부(210d, 201e)는 다른 쪽에 각각 구비되어 있다. 예를 들면, 제1 및 제2 돌출부(210b, 210c)는 도면 기준으로 본체(210a)의 상단에, 제3 및 제4 돌출부(210d, 210e)는 본체(210a)의 하단에 구비된다. 제1 및 제2 돌출부(210b, 201c)는 제1 방향으로 돌출되고, 제3 및 제4 돌출부(210d, 210e)는 제2 방향으로 돌출된다. 이때, 상기 제1 및 제2 방향은 정반대 방향일 수 있다. 제1 및 제2 돌출부(210b, 210c)는 도면 기준으로 제3 및 제4 돌출부(210d, 210e)와 상하 대칭을 이룬다. 또한 제1 및 제3 돌출부(210b, 201d)는 도면 기준으로 제2 및 제4 돌출부(210c, 210d)와 좌우 대칭을 이룬다. 제1 내지 제4 돌출부(210b-210e)는 각각 음극시트(190)의 제1 내지 제4 시트 돌출부(190c-190f)에 대응된다. 또한 제1 돌출부(210b)은 양극시트(200)의 제3 시트 돌출부(200e), 제2 돌출부(210c)는 양극시트(200)의 제4 시트 돌출부(200f)에, 제3 돌출부(210d)는 양극시트(200)의 1 시트 돌출부(200c)에, 제4 돌출부(210e)는 양극시트(200)의 제2 시트 돌출부(200d)에 각각 대응될 수 있다.
도 29는 도 27의 양극시트(200), 도 28의 분리막(210), 도 26의 음극시트(190)를 순차적으로 적층한 결과의 평면 형태를 보여준다.
도 29를 참조하면, 음극시트(190)의 탭 돌출부(190b)와 양극시트(200)의 탭 돌출부(200b)는 서로 다른 위치에 구비되고, 정반대 방향으로 돌출된 것을 알 수 있다. 음극시트(190)의 탭 돌출부(190b)는 분리막(210)의 제1 및 제2 돌출부(210b, 210c) 사이에 위치한다. 탭 돌출부(190b)와 이에 인접한 분리막(210)의 제1 및 제2 돌출부(210b, 210c) 사이의 간격은 0.001mm~100mm일 수 있다. 양극시트(200)의 탭 돌출부(200b)는 분리막(210)의 제3 및 제4 돌출부(210d, 201e) 사이에 위치한다. 양극시트(200)의 탭 돌출부(200b)와 이에 인접한 분리막(210)의 제3 및 제4 돌출부(210d, 210e) 사이의 간격은 0.001mm~100mm일 수 있다. 이 간격은 상술한 다른 실시예에서 분리막의 돌출부와 이에 인접한 음극시트 및 양극시트의 탭 돌출부 사이의 간격일 수도 있다. 분리막(210)의 제1 내지 제4 돌출부(210b-210e)가 음극시트(190)와 양극시트(200) 사이로 돌출된 것으로 볼 때, 분리막(210)의 제1 내지 제4 돌출부(210b-210e)의 폭은 음극시트(190)의 시트 돌출부 및 양극시트(200)의 시트 돌출부보다 넓은 것을 알 수 있다.
도 30은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 음극시트의 평면형태를 보여준다.
도 30을 참조하면, 음극시트(220)는 본체(220a)와 탭 돌출부(220b)를 포함한다. 음극시트(220)는 도 16에 도시한 음극시트(130)와 동일할 수 있다.
도 31은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 양극시트의 평면형태를 보여준다.
도 31을 참조하면, 양극시트(230)는 본체(230a)와 탭 돌출부(230b)를 포함한다. 양극시트(230)는 도 18에 도시한 양극시트(150)와 동일할 수 있다.
도 32는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 적층형 전지의 분리막의 평면형태를 보여준다.
도 32를 참조하면, 분리막(240)은 본체(240a)와 제1 내지 제3 돌출부(240b, 240c, 240d)를 포함한다. 제1 내지 제3 돌출부(240b, 240c, 240d)는 모두 본체(240a)의 한쪽에 위치하고, 같은 방향으로 돌출된다. 제1 돌출부(240b)는 제2 및 제3 돌출부(240c, 240d) 사이에 위치한다. 제1 돌출부(240b)의 돌출길이는 제2 및 제3 돌출부(240c, 240d)보다 길다. 제2 및 제3 돌출부(240c, 240d)의 돌출길이는 동일할 수 있다. 제2 및 제3 돌출부(240c, 240d)를 돌출된 것으로 보는 대신, 제1 돌출부(240b)만 구비되고, 제1 돌출부(240b) 옆에 홈이 형성된 것으로 볼 수도 있다. 이와 같은 분리막(240)의 경우, 제1 돌출부(240b)는 적층체 전지에서 적층체를 고정시키는 장소로 사용될 수 있다.
도 33은 도 31의 양극시트(230), 도 30의 음극시트(220) 및 도 32의 분리막(240)을 순차적으로 적층한 결과의 평면 형태를 보여준다.
도 33을 참조하면, 음극시트(220)의 탭 돌출부(220b)와 양극시트(230)의 탭 돌출부(230b)의 돌출길이는 분리막(240)의 돌출부(240b, 240c, 240d)보다 길다. 분리막(240)의 제1 돌출부(240b)에는 양극 및 음극시트(230, 220)가 존재하지 않는다. 따라서 적층형 전지에 포함된 복수의 분리막의 제1 돌출부(240b)를 부도체의 고분자 물질로 부착시켜 적층형 전지에 포함된 적층체들을 고정시킬 수 있다.
도 34와 도 35는 본 발명의 실시예들에 의한 적층형 전지의 용량이 실제 증가되는 것을 설명하는데 양극 활물질층이 형성된 양극시트를 나타낸다.
도 34는 도 2의 양극시트(40)에 양극 활물질층(62)이 형성된 경우를 보여준다. 도 34를 참조하면, 도 2의 양극시트(40)의 본체(40a)와 시트 돌출부(40c)에 대응하는 영역은 모두 양극 활물질층(62)으로 덮인 것을 볼 수 있다.
양극 활물질층(62)의 면적을 계산한다.
양극 활물질층(62)에서 양극시트(40)의 본체(40a)에 대응하는 영역의 면적(이하, 제1 면적)은 30.42㎠(39mm×78mm)이다. 상기 제1 면적은 기존의 양극 활물질층의 전체 면적에 해당한다.
양극시트(40)의 시트 돌출부(40c)에 대응하는 영역의 면적(이하, 제2 면적)은 4mm×17.5mm이다. 양극 활물질층(62)의 전체 면적(제1 면적 + 제2 면적)은 31.12㎠ 정도가 된다. 기존의 양극 활물질층의 면적인 상기 제1 면적에 의한 전지용량을 100%라 했을 때, 양극 활물질층(62)의 전체 면적(제1 면적 + 제2 면적)에 따른 전지용량은 102.3% 정도가 되어, 전지용량은 2.3% 정도 증가되는 것을 알 수 있다.
도 35는 도 9의 양극시트(90)에 양극 활물질층(62)이 형성된 경우를 보여준다.
도 35를 참조하면, 도 9의 양극시트(90)의 본체(90a)와 2개의 시트 돌출부(90b, 90c)에 대응하는 영역은 모두 양극 활물질층(64)으로 덮여 있다.
양극 활물질층(64)의 면적을 계산한다.
양극 활물질층(64)에서 양극시트(90)의 본체(90a)에 대응하는 영역의 면적(이하, 제3 면적)은 30.42㎠(39mm×78mm)이다. 상기 제3 면적은 기존의 양극 활물질층의 전체 면적에 해당한다. 양극시트(90)의 2개의 시트 돌출부(90b, 90c)에 대응하는 양극 활물질층의 면적(이하, 제4 면적)은 2(4mm×7.5mm)이다. 따라서 양극 활물질층(64)의 전체 면적은 31.08㎠이다.
기존의 양극 활물질층의 면적인 상기 제3 면적에 의한 전지용량을 100%라 했을 때, 양극 활물질층(64)의 전체 면적(제3 면적 + 제4 면적)에 따른 전지용량은 102.2% 정도가 되어, 전지용량은 2.2% 정도 증가되는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 적층형 전지에서 분리막의 돌출부에 대응하는 전극시트의 돌출부까지 활물질층을 형성한 경우, 기존의 전지보다 용량이 증가하는 것을 알 수 있다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
30, 70, 100, 130, 160, 190, 220:음극시트(집전체)
30a, 70a, 100a, 130a, 160a, 190a, 220a:음극시트 본체(body)
30b, 40b, 70d, 90d, 100b, 120b, 130b, 150b, 160b, 170b, 190b, 200b, 220b, 230b:탭 돌출부
30c, 40c, 70b, 70c, 90b, 90c, 100c, 120c:시트 돌출부
40, 90, 120, 150, 170, 200, 230:양극시트(집전체)
40a, 90a, 120a, 150a, 170a, 200a, 230a:양극시트 본체
50, 80, 110, 140, 180, 210, 240:분리막
50a, 80a, 110a, 140a, 180a, 210a, 240a:분리막 본체
50b, 80b, 80c, 110b, 140b:분리막 돌출부
62a, 62b, 64:활물질층 160c, 160d:(음극시트의) 제1 및 제2 시트 돌출부
170c, 170d:(양극시트의) 제1 및 제2 시트 돌출부
180b:상부 돌출부 180c:하부 돌출부
190c-190f:(음극시트의) 제1 내지 제4 시트 돌출부
200c-200f: (양극시트의) 제1 내지 제4 시트 돌출부
210b-210e: (분리막의) 제1 내지 제4 돌출부
240b-240d: (분리막의) 제1 내지 제3 돌출부
P1-P3:제1 내지 제3 돌출부 P21-P24:제1 내지 제4 돌출부
P31-P34:제1 내지 제4 돌출부 S1-S3:제1 내지 제3 적층체
T1, T2:제1 및 제2 리드 탭
W1:음극시트(100)의 시트 돌출부(100c)의 폭
W2:음극시트(100)의 탭 돌출부(100b)의 폭
W3:분리막(140)의 돌출부(140b)의 시작부분의 폭
W4: 분리막(140)의 돌출부(140b)의 끝나는 부분의 폭

Claims (16)

  1. 교번 적층된 복수의 양극 및 음극시트와, 상기 양극시트와 상기 음극시트 사이에 구비된 분리막을 포함하는 적층체를 포함하고,
    상기 적층체는 겹치지 않는 제1 내지 제3 돌출부를 구비하고,
    상기 제1 내지 제3 돌출부 중 하나는 상기 양극시트로 이루어지며,
    상기 제1 내지 제3 돌출부 중 다른 하나는 상기 음극시트로 이루어지고,
    상기 제1 내지 제3 돌출부 중 나머지 하나는 상기 양극시트, 상기 음극시트 및 상기 분리막을 포함하여 적층된 것인 적층형 전지.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적층체는 적어도 하나의 돌출부를 더 포함하는 적층형 전지.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 양극시트, 상기 음극시트 및 상기 분리막을 포함하여 적층된 적층형 전지.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 제1 내지 제3 돌출부와 동일한 방향으로 돌출된 적층형 전지.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 돌출부 중 선택된 어느 하나와 상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 제1 내지 제3 돌출부의 선택되지 않은 나머지와 다른 방향으로 돌출된 적층형 전지.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 양극 및 음극시트의 돌출된 부분 상에 활물질막이 형성된 적층형 전지.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 양극 및 음극시트의 돌출된 부분 상에 활물질막이 형성된 적층형 전지.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 분리막의 돌출된 부분의 테두리의 일부는 경사져 있는 적층형 전지.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 돌출부 중 하나는 나머지보다 돌출길이가 짧은 적층형 전지.
  12. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 돌출부와 상기 적어도 하나의 돌출부로 이루어진 군 중에서 선택된 2개의 돌출부의 돌출길이는 나머지보다 긴 적층형 전지.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 돌출부 중 하나와 이에 인접한 다른 돌출부의 간격은 0.001mm~100mm인 적층형 전지.
  14. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 돌출부 중 하나와 이에 인접한 다른 돌출부의 간격은 0.001mm~100mm인 적층형 전지.
  15. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 돌출부들 중 일부의 폭은 나머지와 다른 적층형 전지.
  16. 교번 적층된 복수의 양극 및 음극시트와, 상기 양극시트와 상기 음극시트 사이에 각각 구비된 복수의 분리막을 포함하는 적층체를 포함하고,
    상기 적층체는 겹치지 않는 제1 내지 제3 돌출부를 구비하고,
    상기 제1 내지 제3 돌출부 중 하나는 상기 양극시트와 상기 분리막을 포함하여 적층된 것이고,
    상기 제1 내지 제3 돌출부 중 다른 하나는 상기 음극시트와 상기 분리막을 포함하여 적층된 것이고,
    상기 제1 내지 제3 돌출부 중 나머지 하나는 분리막으로만 이루어진 적층형 전지.
KR1020120146627A 2012-12-14 2012-12-14 적층형 전지 KR101911433B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120146627A KR101911433B1 (ko) 2012-12-14 2012-12-14 적층형 전지

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120146627A KR101911433B1 (ko) 2012-12-14 2012-12-14 적층형 전지
US13/917,850 US9444085B2 (en) 2012-12-14 2013-06-14 Stack type battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140077622A KR20140077622A (ko) 2014-06-24
KR101911433B1 true KR101911433B1 (ko) 2018-10-24

Family

ID=50931260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120146627A KR101911433B1 (ko) 2012-12-14 2012-12-14 적층형 전지

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9444085B2 (ko)
KR (1) KR101911433B1 (ko)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8940429B2 (en) 2010-07-16 2015-01-27 Apple Inc. Construction of non-rectangular batteries
KR102155694B1 (ko) 2013-08-30 2020-09-14 삼성전자주식회사 전극 활물질, 그 제조방법, 이를 포함한 전극 및 상기 전극을 포함한 리튬 전지
EP2846379B1 (en) 2013-09-09 2018-11-14 Samsung Electronics Co., Ltd Electrode assembly and secondary battery including the same
EP2854204B1 (en) 2013-09-30 2017-06-14 Samsung Electronics Co., Ltd Composite, carbon composite including the composite, electrode, lithium battery, electroluminescent device, biosensor, semiconductor device, and thermoelectric device including the composite and/or the carbon composite
KR102124052B1 (ko) 2013-10-18 2020-06-17 삼성전자주식회사 양극 활물질, 그 제조방법 및 이를 포함한 양극을 구비한 리튬 전지
KR102153044B1 (ko) 2013-11-11 2020-09-07 삼성전자주식회사 가요성 이차 전지
KR102277906B1 (ko) 2013-11-28 2021-07-15 삼성전자주식회사 양극 활물질, 이를 포함하는 이차전지, 및 이의 제조방법
KR102201317B1 (ko) 2014-02-24 2021-01-11 삼성전자주식회사 이차전지용 음극 및 이를 포함하는 이차전지
KR102192087B1 (ko) 2014-02-26 2020-12-16 삼성전자주식회사 음극 활물질, 이를 포함하는 리튬 전지, 및 이의 제조방법
US20160013455A1 (en) * 2014-07-14 2016-01-14 Apple Inc. Stacked-cell battery with notches to accommodate electrode connections
US9768421B2 (en) 2014-10-10 2017-09-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Flexible electrode assembly and electrochemical device having the electrode assembly
KR102290163B1 (ko) * 2015-01-19 2021-08-17 주식회사 아모그린텍 플렉서블 배터리
KR102108208B1 (ko) * 2015-07-30 2020-05-07 주식회사 엘지화학 원형 전극을 포함하는 원통형 이차전지
US9929393B2 (en) 2015-09-30 2018-03-27 Apple Inc. Wound battery cells with notches accommodating electrode connections
KR102065369B1 (ko) * 2015-10-19 2020-01-13 주식회사 엘지화학 용량 잉여부가 형성되어 있는 음극을 포함하는 전극조립체 및 이를 포함하는 전지셀
KR102041327B1 (ko) * 2015-11-17 2019-11-06 주식회사 엘지화학 2차 전지 및 2차 전지 제조 방법
KR102107000B1 (ko) 2015-12-14 2020-05-06 주식회사 엘지화학 전극판에 만입부가 형성되어 있는 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
US10868290B2 (en) 2016-02-26 2020-12-15 Apple Inc. Lithium-metal batteries having improved dimensional stability and methods of manufacture
US10978701B2 (en) 2016-11-18 2021-04-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Porous silicon composite cluster structure, method of preparing the same, carbon composite using the same, and electrode, lithium battery, and device each including the same
US11011805B2 (en) * 2019-03-28 2021-05-18 Medtronic, Inc. Electrode

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009032727A (ja) * 2007-07-24 2009-02-12 Taiyo Yuden Co Ltd 電気化学デバイス及びその製造方法
JP2012054194A (ja) * 2010-09-03 2012-03-15 Nec Energy Devices Ltd 積層型二次電池
KR101156377B1 (ko) * 2009-11-30 2012-06-13 삼성에스디아이 주식회사 이차전지

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10326609A (ja) 1997-03-26 1998-12-08 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 電 池
JP2003109654A (ja) 2001-09-28 2003-04-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池用極板およびその製造方法
KR100440933B1 (ko) 2002-02-06 2004-07-21 삼성에스디아이 주식회사 전지부와, 이를 채용한 리튬폴리머전지와, 그 제조방법
US20060172202A1 (en) * 2005-02-03 2006-08-03 Smith W N Low temperature electrolytes and cell construction for low temperature lithium rechargeable batteries
KR100893225B1 (ko) 2006-07-24 2009-04-16 주식회사 엘지화학 용량 및 안전성을 향상시킨 이차전지
JP4293247B2 (ja) * 2007-02-19 2009-07-08 ソニー株式会社 積層型非水電解質電池およびその製造方法
DE102009016772A1 (de) 2009-04-07 2010-10-14 Li-Tec Battery Gmbh Elektrodengeometrie einer galvanischen Zelle
JP5598650B2 (ja) 2009-12-10 2014-10-01 ソニー株式会社 非水電解質二次電池
JP2011204660A (ja) * 2010-03-04 2011-10-13 Sanyo Electric Co Ltd リチウム二次電池
KR101254691B1 (ko) * 2010-08-17 2013-04-15 주식회사 엘지화학 개선된 리드 구조의 이차전지

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009032727A (ja) * 2007-07-24 2009-02-12 Taiyo Yuden Co Ltd 電気化学デバイス及びその製造方法
KR101156377B1 (ko) * 2009-11-30 2012-06-13 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
JP2012054194A (ja) * 2010-09-03 2012-03-15 Nec Energy Devices Ltd 積層型二次電池

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140077622A (ko) 2014-06-24
US9444085B2 (en) 2016-09-13
US20140170467A1 (en) 2014-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101911433B1 (ko) 적층형 전지
US9929439B2 (en) Stepped electrode assembly including stepped unit cell
KR101405012B1 (ko) 코너부 형상이 다양한 단차를 갖는 전극 조립체, 이를 포함하는 전지셀, 전지팩 및 디바이스
KR20130135017A (ko) 단차를 갖는 전극 조립체 및 이를 포함하는 전지셀, 전지팩 및 디바이스
KR20080019311A (ko) 전극조립체의 내부 유동을 방지하여 안전성을 향상시킨파우치형 이차전지
KR20110037781A (ko) 전지용 전극조립체 및 그 제조방법
JP2012520551A (ja) ガルバニセルのための電極スタック
KR101440972B1 (ko) 두께 방향의 형상 자유도가 우수한 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 포함하는 이차 전지, 전지팩 및 디바이스
KR101620173B1 (ko) 적층 형태 안정성이 우수한 단차를 갖는 전극 조립체 및 그 제조방법
KR101595645B1 (ko) 전극 조립체
KR101567629B1 (ko) 상하 대칭 구조를 갖는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 포함하는 이차 전지, 전지팩 및 디바이스
US10454131B2 (en) Secondary battery, apparatus for manufacturing the same, and method of manufacturing the same
KR101595643B1 (ko) 전극조립체 및 이를 포함하는 폴리머 이차전지 셀
KR20150098445A (ko) 절연물질이 코팅되어 있는 전극을 포함하는 전지셀
KR101291063B1 (ko) 2차 전지 내부 셀 스택 적층 장치 및 방법
KR20180106408A (ko) 전극 조립체 및 그 제조방법
KR101653320B1 (ko) 낮은 저항의 젤리-롤형 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
KR20180006732A (ko) 이차전지
EP2843747B1 (en) Stepped electrode assembly having excellent stacked shape stability and manufacturing method therefor
KR20170057778A (ko) 전극 조립체
KR101482385B1 (ko) 단면 음극을 포함하는 단차를 갖는 전극 조립체
US11018395B2 (en) Electrode assembly and manufacturing method thereof
US20200287193A1 (en) Secondary battery and method for manufacturing the same
KR20200109127A (ko) 전지 모듈 및 그 제조 방법
KR102162723B1 (ko) 절곡된 한 개의 분리막으로 이루어진 단위셀을 포함하고 있는 전극조립체

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant