KR102078800B1 - 이차전지 및 그의 제조방법 - Google Patents

이차전지 및 그의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102078800B1
KR102078800B1 KR1020150166670A KR20150166670A KR102078800B1 KR 102078800 B1 KR102078800 B1 KR 102078800B1 KR 1020150166670 A KR1020150166670 A KR 1020150166670A KR 20150166670 A KR20150166670 A KR 20150166670A KR 102078800 B1 KR102078800 B1 KR 102078800B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
unit
uppermost
end surface
lead
Prior art date
Application number
KR1020150166670A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170061517A (ko
Inventor
김소희
배준성
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020150166670A priority Critical patent/KR102078800B1/ko
Publication of KR20170061517A publication Critical patent/KR20170061517A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102078800B1 publication Critical patent/KR102078800B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0459—Cells or batteries with folded separator between plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/049—Processes for forming or storing electrodes in the battery container
    • H01M2/0275—
    • H01M2/26—
    • H01M2/30—
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y02E60/12—
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 전극조립체, 상기 전극조립체에 구비된 전극탭에 결합되는 전극리드, 상기 전극리드의 선단이 외부로 인출된 상태로 전극조립체가 수용되는 파우치케이스를 포함하며, 상기 전극조립체는 2개 이상의 기본 단위체, 상기 2개 이상의 기본 단위체가 상하로 적층되도록 권취하는 분리필름, 및 상기 분리필름의 권취 끝단면에 구비되고 상기 분리필름 권취시 상기 전극리드와 대향하는 최상단에 적층되는 최상단 단위체로 마련되고, 상기 최상단 단위체는 상기 분리필름의 권취 끝단면에 적층되는 복수의 전극과, 상기 복수의 전극 사이에 개재되는 복수의 분리막으로 마련되며, 상기 복수의 전극 중 최상단 전극의 상면에 배치된 상기 권취 끝단면의 일측부와, 상기 복수의 분리막 중 최상단 전극의 하면에 배치된 최상단 분리막의 일측부는 연결되면서 상기 최상단 전극과 상기 전극리드의 접촉을 차단한다.

Description

이차전지 및 그의 제조방법{SECONDARY BATTERY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 이차전지 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 전극조립체와 전극리드 사이의 쇼트 발생을 방지한 이차전지 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차전지는 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
특허등록번호 제10-0958649호
종래기술에 따른 이차전지(10)는 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(11), 전극조립체(11)에 구비된 전극탭(11a)에 결합되는 전극리드(12), 및 전극리드(12)의 선단이 외부로 노출된 상태로 전극조립체(11)와 전극리드(12)를 수용하는 파우치 케이스(13)를 포함하며, 상기 전극조립체(11)는 복수의 전극과 복수의 분리막이 교대로 적층되어 마련된다.
한편, 상기 파우치 케이스(13)는 이차전지의 소형화로 인해 내부공간이 협소하며, 이에 상기 전극리드(12)에 결합된 전극탭은 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 접혀진 상태로 상기 파우치 케이스(13)의 내부에 수용된다.
그러나 종래기술에 따른 이차전지(10)는 외부 충격 또는 진동에 의해 전극리드(12)가 유동하면서, 전극리드(12)의 끝단과 전극조립체(11)의 최상단 전극이 접촉되는 문제가 있었으며, 이때 전극리드(12)와 최상단 전극이 서로 다른 극성을 가질 경우 쇼트가 발생할 수 있다.
본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 전극조립체와 전극리드 사이의 접촉, 특히 전극조립체의 최상단 전극과 전극리드 사이의 접촉을 차단하여 쇼트발생을 방지하고, 안전성을 높인 이차전지 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지는 전극조립체, 상기 전극조립체에 구비된 전극탭에 결합되는 전극리드, 상기 전극리드의 선단이 외부로 인출된 상태로 전극조립체가 수용되는 파우치케이스를 포함하며, 상기 전극조립체는 2개 이상의 기본 단위체, 상기 2개 이상의 기본 단위체가 상하로 적층되도록 권취하는 분리필름, 및 상기 분리필름의 권취 끝단면에 구비되고 상기 분리필름 권취시 상기 전극리드와 대향하는 최상단에 적층되는 최상단 단위체로 마련되고, 상기 최상단 단위체는 상기 분리필름의 권취 끝단면에 적층되는 복수의 전극과, 상기 복수의 전극 사이에 개재되는 복수의 분리막으로 마련되며, 상기 복수의 전극 중 최상단 전극의 상면에 배치된 상기 권취 끝단면의 일측부와, 상기 복수의 분리막 중 최상단 전극의 하면에 배치된 최상단 분리막의 일측부는 연결되면서 상기 최상단 전극과 상기 전극리드의 접촉을 차단할 수 있다.
상기 권취 끝단면의 일측부와 최상단 분리막의 일측부는 일체로 형성될 수 있다.
상기 권취 끝단면는 일측부가 외측으로 연장되면서 상기 권취 끝단면과 일체로 연결되는 최상단 분리막을 형성하며, 상기 최상단 분리막은 상기 권취 끝단면의 일측부를 기준으로 접혀지면서 상기 최상단 전극에 적층될 수 있다.
상기 권취 끝단면과 상기 최상단 분리막의 연결부에는 최상단 전극에 구비된 전극탭이 인출되도록 인출부가 형성될 수 있다.
상기 인출부의 길이는 상기 최상단 전극에 구비된 전극탭의 폭방향 길이와 동일할 수 있다.
상기 인출부는 상기 연결부를 절개하면서 형성될 수 있다.
상기 최상단 분리막은 상기 최상단 전극의 면적보다 크게 형성할 수 있다.
상기 2개 이상의 기본 단위체는 제1 단위체와 제2 단위체로 마련되며, 상기 제1 단위체와 제2 단위체는 전극 배열 구조가 서로 다를 수 있다.
상기 제1 단위체와 제2 단위체는 양단에 동일 극성의 전극이 배치될 수 있다.
상기 최상단 단위체와 상기 최상단 단위체의 하부에 위치한 단위체는 전극 배열 구조가 서로 다를 수 있다.
상기 최상단 단위체는 양단에 동일 극성의 전극이 배치될 수 있다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 이차전지의 제조방법은 전극 배열 구조가 서로 다른 제1 단위체와 제2 단위체를 제조하는 기본단위체 제조단계(S10); 권취 끝단면의 일측부에 최상단 분리막이 일체로 형성된 분리필름을 제조하는 분리필름 제조단계(S20); 상기 분리필름의 권취 끝단면에 복수의 전극과 복수의 분리막을 교대로 적층하여 최상단 단위체를 제조하되, 상기 권취 끝단면에 배치된 최상단 전극의 상면에는 최상단 분리막을 접어서 배치하는 최상단 단위체 제조단계(S30); 및 상기 분리필름의 권취 시작면부터 상기 최상단 단위체 전까지 하나 이상의 제1 단위체와 하나 이상의 제2 단위체를 배치한 다음, 상기 분리필름을 권취하여 제1 단위체와 제2 단위체를 교대로 적층하고, 최상단에 최상단 단위체를 적층하여 전극조립체를 제조하는 전극조립체 제조단계(S40)를 포함할 수 있다.
상기 기본단위체 제조단계(S10)에서, 상기 제1 단위체와 상기 제2 단위체는 양단부에 동일 극성의 전극이 배치되도록 제조할 수 있다.
상기 최상단 단위체는 상기 최상단 단위체 하부에 위치한 단위체와 전극 배열 구조가 다르게 제조되고, 양단에 동일 극성의 전극이 배치되도록 제조될 수 있다.
상기 전극조립체 제조단계(S40)에서, 상기 제1 단위체와 제2 단위체는 상기 제1 단위체와 제2 단위체의 전극에 구비된 전극탭이 상기 권취 끝단면의 일측부를 향하게 배치될 수 있다.
상기 분리필름 제조단계(S20)에서, 상기 권취 끝단면 일측부에 일체로 형성된 최상단 분리막의 일측부에는 상기 최상단 단위체의 최상단 전극에 구비된 전극탭이 인출되도록 인출부가 형성될 수 있다.
상기 제조된 전극조립체에 전극리드를 결합하는 전극리드 결합단계(S50); 및 상기 전극리드의 선단이 외부로 인출된 상태로 전극조립체를 파우치 케이스에 수용하는 이차전지 완성단계(S60)를 더 포함할 수 있다.
첫째: 본 발명의 이차전지는 최상단 전극의 상면에 배치된 분리필름의 권취 끝단면과 최상단 전극의 하면에 배치된 최상단 분리막을 연결함으로써 최상단 전극과 전극리스 사이의 접촉을 차단하여 쇼트 발생을 방지하며, 이에 안전성을 높일 수 있다.
둘째: 본 발명의 이차전지는 권취 끝단면과 최상단 분리막의 일측부를 일체로 형성함으로써 제작의 용이성과 최상단 전극과 전극리드의 접촉을 현저히 차단할 수 있다.
셋째: 본 발명의 이차전지는 권취 끝단면과 최상단 분리막 사이의 연결부에 인출부를 형성하며, 상기 인출부를 통해 최상단 전극에 구비된 전극탭을 외부로 인출시킬 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 이차전지를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 이차전지를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 이차전지의 전극조립체를 도시한 도면.
도 4는 도 2에 표시된 A부분 확대도.
도 5는 본 발명에 따른 전극조립체의 분리필름을 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 전극조립체의 최상단 단위체를 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 이차전지의 제조방법을 도시한 순서도.
도 8 내지 도 14는 본 발명에 따른 이차전지의 제조방법을 도시한 작업도로, 도 8은 전극조립체에 포함된 기본단위체의 제1 단위체를 도시한 도면, 도 9는 전극조립체에 포함된 기본단위체의 제2 단위체를 도시한 도면, 도 10은 전극조립체에 포함된 분리필름을 도시한 도면, 도 11a 내지 도 11d은 전극조립체에 포함된 최상단 단위체의 제조상태를 도시한 도면, 도 12는 전극조립체의 폴딩 전 상태를 도시한 도면.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명에 따른 이차전지(10)는 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(100), 전극조립체(100)에 구비된 전극탭에 결합되는 전극리드(200), 전극리드(200)의 선단이 외부로 인출된 상태로 전극조립체(100)가 수용되는 파우치케이스(300)를 포함한다.
전극조립체(100)는 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 2개 이상의 기본 단위체(110), 2개 이상의 기본 단위체(110)가 상하로 적층되도록 권취하는 분리필름(120), 및 분리필름(120)의 권취 끝단면(121)에 구비되고 분리필름(120) 권취시 전극리드(200)와 대향하는 최상단에 적층되는 최상단 단위체(130)을 포함한다.
기본 단위체(110)는 2개 이상으로 마련된다. 즉, 기본 단위체(110)는 제1 단위체(111)와 제2 단위체(112)로 마련된다.
여기서 제1 단위체(111)와 제2 단위체(112)는 전극 배열구조가 서로 다르며, 이에 제1 단위체(111)와 제2 단위체(112)를 적층하면 서로 다른 전극이 교대로 배치된다.
또한, 제1 단위체(111)와 제2 단위체(112)는 양단에 동일 극성의 전극이 배치되며, 이에 제1 단위체(111)와 제2 단위체(112)를 교대로 적층하거나 또는 롤 형태로 권취하더라도 서로 다른 극성의 전극이 교대로 배치된다.
즉, 제1 단위체(111)는 도 3을 참조하면, 제1 전극(111a), 분리막(111b), 제2 전극(111c), 분리막(111b) 및 제1 전극(111a)이 순차적으로 적응되는 5단 적층구조를 가지며, 이에 제1 단위체(111)는 최상단 전극과 최하단 전극이 모두 제1 전극(111a)으로 배치되는 적층 구조를 가진다.
또한, 제2 단위체(112)는 도 3을 참조하면, 제2 전극(112c), 분리막(112b), 제1 전극(112a), 분리막(112b) 및 제2 전극(112c)이 순차적으로 적층되는 5단 적층구조를 가지며, 이에 제2 단위체(112)는 최상단 전극과 최하단 전극이 모두 제2 전극(112c)으로 배치되는 적층 구조를 가진다.
이와 같은 적층 구조를 가지는 기본 단위체(110)는 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 분리필름(120)을 개재한 상태로 제1 단위체(111)와 제2 단위체(112)를 상에서 하로 적층하면, 제1 전극(111a), 분리막(111b), 제2 전극(111c), 분리막(111b), 제1 전극(111a), 분리필름(120), 제2 전극(112c), 분리막(112b), 제1 전극(112a), 분리막(112b) 및 제2 전극(112c)으로 배치되는 배열 구조를 가진다.
한편, 제1 전극(111a)(112a)은 음극이고, 제2 전극(111c)(112c)은 양극이다. 물론 반대일 수도 있다.
분리필름(120)은 도 5에 도시되어 있는 것과 같이, 2개 이상의 기본 단위체(110)를 상하로 권취하기 위한 것으로, 긴 필름 형태를 가지며, 상면에 기본 단위체(110)가 배치된다.
여기서 분리필름(120)의 권취 끝단면(121) 일측부에는 도 5를 참조하면, 최상단 분리막(135)이 일체로 연결되며, 최상단 분리막(135)은 권취 끝단면(121)을 기준으로 접혀지면서 최상단 단위체(130)에 배치될 최상단 전극(134)의 상면에 적층된다. 그리고 권취 끝단면(121)와 최상단 분리막(135)의 연결부에는 전극탭 인출을 위한 인출부(135a)가 형성된다.
한편, 최상단 분리막(135)의 일측부와 권취 끝단면(212)의 일측부를 연결하는 구성과 인출부(135a)에 대한 설명은 하기에서 자세히 설명하기에 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
최상단 단위체(130)는 도 4 및 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 분리필름(120)의 권취 끝단면(122)에 적층되는 복수의 전극과, 복수의 전극 사이에 개재되는 복수의 분리막으로 마련된다.
여기서 최상단 단위체(130)는 양단에 동일 극성의 전극이 배치되며, 이에 제1 단위체(111) 또는 제2 단위체(112)의 상면에 적층되더라도 서로 다른 전극이 교대로 적층되는 배열 구조를 형성한다.
이하, 최상단 단위체(130)의 하측에 위치한 단위체가 제1 단위체(111)일 경우를 하나의 실시예로 최상단 단위체(130)를 설명한다.
즉, 최상단 단위체(130)은 제2 전극(133), 분리막(132), 제1 전극(131), 분리막(132) 및 제2 전극(133)으로 배치되는 배열 구조를 가진다.
이와 같은 구성을 가지는 전극조립체(100)의 권취 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 분리필름(120)의 권취 시작면부터 권취 끝단면(121) 전까지 제1 단위체(111)와 제2 단위체(112)를 배치한다. 이때 제1 단위체(111)와 제2 단위체(112)는 권취시 교대로 적층되도록 배치한다. 그리고 권취 끝단면(121)에 최상단 단위체(130)를 배치한다. 이와 같은 상태에서 분리필름(120)을 권취하여 제1 단위체(111) 및 제2 단위체(112)를 교대로 적층하고, 최상단에 최상단 단위체(130)를 적층한다. 그러면 도 3에 도시된 바와 같이 권취된 전극조립체(100)가 완성된다.
전극리드(200)는 전극조립체(100)와 외부기기를 연결하기 위한 것으로, 기본 단위체(110)와 최상단 단위체(130)에 형성된 전극탭이 결합된다. 여기서 전극리드(200)는 기본 단위체(110)와 최상단 단위체(130)의 제1 전극이 결합되는 제1 전극리드와, 기본 단위체(110)와 최상단 단위체(130)의 제2 전극이 결합되는 제2 전극리드를 포함한다.
파우치케이스(300)는 전극조립체(100)를 밀폐되게 수용하기 위한 것으로, 전극리드(200)의 선단이 외부로 인출된 상태로 전극조립체(100)를 수용하는 수용공간이 형성된 하부케이스와, 하부케이스의 수용공간을 밀폐하는 상부케이스를 포함한다.
한편, 이차전지(10)는 외부 충격 또는 진동에 의해 전극리드(200)가 길이방향으로 유동하면서 전극리드(200)의 후단과 최상단 단위체(130)의 최상단에 적층된 제2 전극(133)(이하, 최상단 제2 전극이라 하고, 도면부호는 134로 표기할 수 있다)이 접촉하게 된다. 이때 전극리드(200)와 최상단 제2 전극(134)이 서로 다른 극성을 가질 경우 쇼트가 발생하여 폭발 또는 발화가 발생할 수 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 이차전지(10)는 최상단 단위체(130)의 최상단 제2 전극(134)과 전극리드(200) 사이의 접촉을 차단하는 구조를 가진다.
즉, 본 발명에 따른 이차전지(10)의 전극조립체(100)는 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 최상단 제2 전극(134)의 상면에 배치된 권취 끝단면(121)의 일측부와 최상단 전극(134)의 하면에 배치된 분리막(이하, 최상단 분리막이라 하고, 도면부호는 135로 표기할 수 있다)의 일측부를 연결하며, 이에 권취 끝단면(121)와 최상단 분리막(135)의 연결부에 의해 최상단 제2 전극(134)과 전극리드(200)의 접촉을 차단할 수 있다.
여기서 권취 끝단면(121)의 일측부와 최상단 분리막(135)의 일측부는 일체로 형성된다. 즉, 전극필름(120) 제조시 권취 끝단면(121)의 일측부에 최상단 분리막(135)을 일체로 형성하며, 이에 제조의 용이성과 강도 증대로 인해 최상단 제2 전극(134)과 전극리드(200)의 접촉을 안정적으로 차단할 수 있다.
이와 같은 최상단 단위체(130)의 적층 구조는 다음과 같다.
즉, 최상단 단위체(130)는 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 권취 끝단면(122)의 상면에 배치되는 최상단 제2 전극(134), 권취 끝단면(122)의 일측부에 일체로 형성되고 권취 끝단면(121)을 기준으로 접혀지면서 최상단 제2 전극(134)의 상면에 배치되는 최상단 분리막(135), 최상단 분리막(135)의 상면에 배치되는 제1 전극(131), 제1 전극(131)의 상면에 배치되는 분리막(132), 분리막(132)의 상면에 배치되는 제2 전극(133)으로 마련된다.
이와 같이 최상단 단위체(130)는 권취 끝단면(121)의 일측부와 최상단 분리막(135)의 일측부를 일체로 형성하면, 권취 끝단면(121)의 일측부와 최상단 분리막(135)의 일측부 사이의 연결부가 최상단 전극(134)과 전극리드(200) 사이를 차단하여 접촉을 방지한다.
한편, 권취 끝단면(121)과 최상단 분리막(135) 사이의 연결부에는 최상단 제2 전극(134)에 구비된 전극탭(134a)이 인출되도록 인출부(135a)가 형성되며, 인출부(135a)는 권취 끝단면(122)과 최상단 분리막(135) 사이의 연결부를 폭방향으로 절개하면서 형성된다. 즉, 인출부(135a)을 통해 최상단 제2 전극(134)에 구비된 전극탭(134a)을 전극리드(200)를 향해 인출할 수 있다.
한편, 인출부(135a)의 길이는 최상단 제2 전극(134)에 구비된 전극탭(134a)의 폭방향 길이와 동일하게 형성된다. 즉, 최상단 제2 전극(134)에 구비된 전극탭(134a)만 인출되도록 인출부(135a)의 길이를 최소화하며, 이에 최상단 제2 전극(134)과 전극리드(200)의 접촉을 방지한다.
한편, 최상단 분리막(135)의 면적은 최상단 제2 전극(134)의 면적보다 크게 형성하며, 이에 권취 끝단면(122)에 적층되는 최상단 제2 전극(134)의 표면 전체를 안정적으로 커버할 수 있다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 이차전지(10)는 최상단 제2 전극과 전극리드 사이의 접촉을 차단하며, 이에 전극리드로 인한 쇼트를 방지하고, 안전성을 높일 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 이차전지의 제조방법을 설명한다.
본 발명에 따른 이차전지의 제조방법은 도 7에 도시되어 있는 것과 같이, 전극 배열 구조가 서로 다른 제1 단위체와 제2 단위체를 제조하는 기본단위체 제조단계(S10), 권취 끝단면의 일측부에 최상단 분리막이 일체로 형성된 분리필름을 제조하는 분리필름 제조단계(S20), 분리필름의 권취 끝단면에 최상단 단위체를 제조하는 최상단 단위체 제조단계(S30), 및 분리필름에 기본단위체와 최상단 단위체를 배치한 상태로 권취하여 전극조립체를 제조하는 전극조립체 제조단계(S40)를 포함한다.
기본단위체 제조단계(S10)는 도 8 및 도 9에 도시되어 있는 것과 같이, 전극 배열 구조가 서로 다른 제1 단위체(111)와 제2 단위체(112)를 포함하는 기본 단위체(110)를 제조한다. 여기서 제1 단위체(111)와 제2 단위체(112)는 양단에 동일 극성의 전극이 배치되도록 제조한다.
일례로, 제1 단위체(111)는 도 8을 참조하면, 제1 전극(111a), 분리막(111b), 제2 전극(111c), 분리막(111b) 및 제1 전극(111a)이 순차적으로 적층하며, 이에 제1 단위체(111)는 양단에 제1 전극(111a)이 배치된 5단 적층구조를 가진다.
제2 단위체(112)는 도 9를 참조하면, 제2 전극(112c), 분리막(112b), 제1 전극(112a), 분리막(112b) 및 제2 전극(111c)이 순차적으로 적층하며, 이에 제2 단위체(112)는 양 단에 제2 전극(112c)이 배치된 5단 적층구조를 가진다.
분리필름 제조단계(S20)는 도 10에 도시되어 있는 것과 같이, 긴 필름 형태로 분리필름(120)을 제조하되, 분리필름(120)의 권취시 최상단에 위치하는 권취 끝단면(121)의 일측부, 도 10에서 보았을 때 우측 끝단부의 상단면에 최상단 분리막(135)을 일체로 형성한다. 이때 최상단 분리막(135)의 면적은 권취 끝단면(122)에 적층될 최상단 제2 전극(134)의 면적보다 크게 형성한다.
또한, 권취 끝단면(121)과 최상단 분리막(135) 사이의 연결부에는 전극탭이 인출되도록 소정 길이를 절개하여 인출부(135a)를 형성한다.
최상단 단위체 제조단계(S30)는 도 11a 내지 도 11d에 도시되어 있는 것과 같이, 권취 끝단면(121)에 최상단 제2 전극(134)을 적층한다(도 11a 참조).
그런 다음, 최상단 제2 전극(134)의 상면에 권취 끝단면(122)에 연결된 최상단 분리막(135)을 접어서 적층한다(도 11b 참조). 이때 최상단 전극(134)에 구비된 전극탭(134a)은 인출부(135a)를 통해 인출한다.
그런 다음, 최상단 분리막(135)의 상면에 제1 전극(131)을 배치한다(도 11c 참조). 그리고 제1 전극(131)의 상면에 분리막(132) 및 제2 전극(133)을 순차적으로 배치하면, 도 11d의 적층구조를 가지는 최상단 단위체(130)가 제조된다.
이와 같이 최상단 단위체(130)가 제조되면, 도 12에 도시되어 있는 것과 같이, 분리필름(120)의 권취 시작면부터 최상단 단위체(130) 전까지 제1 단위체(111) 및 제2 단위체(112)를 배치한다. 이때 제1 단위체(111) 및 제2 단위체(112)의 배치는 분리필름(120)의 권취시 제1 단위체(111), 제2 단위체 및 최상단 단위체(130)의 서로 다른 극성이 교대로 배열되도록 배치한다.
전극조립체 제조단계(S40)는 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 분리필름(120)의 권취하여 제1 단위체(111), 제2 단위체(112) 및 최상단 단위체(130)를 적층하여 전극조립체(100)를 제조한다. 이때 최상단 단위체(130)는 전극조립체(100)의 최상단에 적층되도록 배치한다.
이와 같이 완성된 전극조립체(100)는 전극리드 결합단계(S50)와 이차전지 완성단계(S60)를 수행하여 완제품인 이차전지(10)를 제조한다.
전극리드 결합단계(S50)는 전극조립체(100)에 구비된 전극의 전극탭에 전극리드(200)를 결합한다. 즉, 제1 전극에 구비된 제1 전극탭에 제1 전극리드를 결합하고, 제2 전극에 구비된 제2 전극탭에 제2 전극리드를 결합한다.
이차전지 완성단계(S60)는 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 전극리드(200)의 선단이 외부로 인출된 상태로 전극조립체(100) 및 전해액(미도시)을 파우치케이스(300)에 수용하고, 파우치케이스(300)의 둘레를 실링하며, 이에 본 발명의 이차전지(10)가 완성된다.
이와 같이 본 발명에 따른 이차전지(10)는 전극리드(200)와 대향하는 최상단 제2 전극(134)이 분리필름(120)의 권취 끝단면(121)과 최상단 단위체(130)의 최상단 분리막(135)에 의해 차단되는 전극조립체(100)를 포함하게 되며, 이에 안전성을 높일 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 이차전지
100: 전극조립체
110: 기본 단위체
111: 제1 단위체
112: 제2 단위체
120: 분리필름
130: 최상단 단위체
200: 전극리드
300: 파우치케이스

Claims (17)

  1. 전극조립체, 상기 전극조립체에 구비된 전극탭에 결합되는 전극리드, 상기 전극리드의 선단이 외부로 인출된 상태로 전극조립체가 수용되는 파우치케이스를 포함하며,
    상기 전극조립체는 2개 이상의 기본 단위체, 상기 2개 이상의 기본 단위체가 상하로 적층되도록 권취하는 분리필름, 및 상기 분리필름의 권취 끝단면에 구비되고 상기 분리필름 권취시 상기 전극리드와 대향하는 최상단에 적층되는 최상단 단위체로 마련되고,
    상기 최상단 단위체는 상기 분리필름의 권취 끝단면에 적층되는 복수의 전극과, 상기 복수의 전극 사이에 개재되는 복수의 분리막으로 마련되며,
    상기 복수의 전극 중 최상단 전극의 상면에 배치된 상기 권취 끝단면의 일측부와, 상기 복수의 분리막 중 최상단 전극의 하면에 배치된 최상단 분리막의 일측부는 연결되면서 상기 최상단 전극과 상기 전극리드의 접촉을 차단하고,
    상기 권취 끝단면의 일측부와 최상단 분리막의 일측부는 일체로 형성되며,
    상기 권취 끝단면는 일측부가 외측으로 연장되면서 상기 권취 끝단면과 일체로 연결되는 최상단 분리막을 형성하고,
    상기 최상단 분리막은 상기 권취 끝단면의 일측부를 기준으로 접혀지면서 상기 최상단 전극에 적층되며,
    상기 권취 끝단면과 상기 최상단 분리막의 연결부에는 최상단 전극에 구비된 전극탭이 인출되도록 인출부가 형성되되, 상기 인출부의 길이는 상기 최상단 전극에 구비된 전극탭의 폭방향 길이와 동일하고,
    상기 인출부는 상기 연결부를 절개하면서 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 최상단 분리막은 상기 최상단 전극의 면적보다 크게 형성하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 2개 이상의 기본 단위체는 제1 단위체와 제2 단위체로 마련되며,
    상기 제1 단위체와 제2 단위체는 전극 배열 구조가 서로 다른 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 단위체와 제2 단위체는 양단에 동일 극성의 전극이 배치되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 최상단 단위체와 상기 최상단 단위체의 하부에 위치한 단위체는 전극 배열 구조가 서로 다른 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 최상단 단위체는 양단에 동일 극성의 전극이 배치되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  12. 이차전지의 제조방법에 있어서,
    전극 배열 구조가 서로 다른 제1 단위체와 제2 단위체를 제조하는 기본단위체 제조단계(S10);
    권취 끝단면의 일측부에 최상단 분리막이 일체로 형성된 분리필름을 제조하는 분리필름 제조단계(S20);
    상기 분리필름의 권취 끝단면에 복수의 전극과 복수의 분리막을 교대로 적층하여 최상단 단위체를 제조하되, 상기 권취 끝단면에 배치된 최상단 전극의 상면에는 최상단 분리막을 접어서 배치하는 최상단 단위체 제조단계(S30); 및
    상기 분리필름의 권취 시작면부터 상기 최상단 단위체 전까지 하나 이상의 제1 단위체와 하나 이상의 제2 단위체를 배치한 다음, 상기 분리필름을 권취하여 제1 단위체와 제2 단위체를 교대로 적층하고, 최상단에 최상단 단위체를 적층하여 전극조립체를 제조하는 전극조립체 제조단계(S40)를 포함하고,
    상기 분리필름 제조단계(S20)에서, 상기 권취 끝단면 일측부와 최상단 분리막의 연결부에는 상기 최상단 전극에 구비된 전극탭이 인출되도록 인출부가 형성되되, 상기 인출부의 길이는 상기 최상단 전극에 구비된 전극탭의 폭방향 길이와 동일하며,
    상기 분리필름 제조단계(S20)에서, 상기 인출부는 상기 연결부를 절개하면서 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 기본단위체 제조단계(S10)에서, 상기 제1 단위체와 상기 제2 단위체는 양단부에 동일 극성의 전극이 배치되도록 제조하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 최상단 단위체는 상기 최상단 단위체 하부에 위치한 단위체와 전극 배열 구조가 다르게 제조되고, 양단에 동일 극성의 전극이 배치되도록 제조되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 전극조립체 제조단계(S40)에서, 상기 제1 단위체와 제2 단위체는 상기 제1 단위체와 제2 단위체의 전극에 구비된 전극탭이 상기 권취 끝단면의 일측부를 향하게 배치되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조방법.
  16. 삭제
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 제조된 전극조립체에 전극리드를 결합하는 전극리드 결합단계(S50); 및
    상기 전극리드의 선단이 외부로 인출된 상태로 전극조립체를 파우치 케이스에 수용하는 이차전지 완성단계(S60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조방법.
KR1020150166670A 2015-11-26 2015-11-26 이차전지 및 그의 제조방법 KR102078800B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150166670A KR102078800B1 (ko) 2015-11-26 2015-11-26 이차전지 및 그의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150166670A KR102078800B1 (ko) 2015-11-26 2015-11-26 이차전지 및 그의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170061517A KR20170061517A (ko) 2017-06-05
KR102078800B1 true KR102078800B1 (ko) 2020-02-19

Family

ID=59222854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150166670A KR102078800B1 (ko) 2015-11-26 2015-11-26 이차전지 및 그의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102078800B1 (ko)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100515572B1 (ko) * 2000-02-08 2005-09-20 주식회사 엘지화학 중첩 전기화학 셀 및 그의 제조 방법
KR100958649B1 (ko) 2002-12-27 2010-05-20 삼성에스디아이 주식회사 전지부와, 이의 감는 방법과, 이를 채용하여 제조된 리튬이차 전지
KR100513645B1 (ko) * 2003-03-20 2005-09-07 주식회사 엘지화학 최외곽 전극이 분리막에 의해 포켓팅된 적층형 전지

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170061517A (ko) 2017-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11888124B2 (en) Secondary battery and method for manufacturing the same
CN107735896B (zh) 用于二次电池的电极组件及其制造方法
KR101567629B1 (ko) 상하 대칭 구조를 갖는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 포함하는 이차 전지, 전지팩 및 디바이스
CN110178257B (zh) 电极组件和用于制造电极组件的方法
US9871241B2 (en) Electrode assembly having excellent degree of freedom in shape thereof in thickness direction, secondary cell battery, battery pack, and device including electrode assembly
US10840557B2 (en) Electrode assembly, and lithium ion electric roll using the electrode assembly
US9825324B2 (en) Electrode assembly and battery cell including the same
US20150072178A1 (en) Battery pack
KR20130119700A (ko) 전극 탭과 전극 리드의 결합 방법과 이를 이용한 파우치형 이차전지
TWI614932B (zh) 一種同時具有以圈撓方式和堆疊方式生產之優點的二次電池
KR101365718B1 (ko) 이차전지용 전극 어셈블리 및 그 제조방법
JP5331786B2 (ja) ２次電池
KR101731149B1 (ko) 리튬 폴리머 이차전지의 분리막 및 이를 포함하는 리튬 폴리머 이차전지
KR102078800B1 (ko) 이차전지 및 그의 제조방법
KR102087748B1 (ko) 이차전지
KR102079233B1 (ko) 전극 조립체
KR102158144B1 (ko) 이차전지 및 그의 제조방법
CN210778080U (zh) 多层片式压敏电阻
KR101736543B1 (ko) 전극 조립체
US20150372283A1 (en) Electricity Charging/Discharging Device With Insulation Package Enclose Member Having Electrode Plate Pair With Multiple-Sided Electric Conductive Terminals
JP6417820B2 (ja) 蓄電装置
EP3584868A1 (en) Secondary battery and manufacturing method of secondary battery
JP7475770B2 (ja) 二次電池の製造方法及び二次電池
KR102055720B1 (ko) 전극 조립체
US20240030556A1 (en) Electrode Assembly

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant