KR102082655B1 - Method Preparing Electrode Assembly Having Corner Cutting Structure and Electrode Assembly Prepared Using the Same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모서리가 절취되어 있는 구조의 전극조립체 제조방법 및 이를 사용하여 제조되는 전극조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체를 제조하는 방법으로서, (a) 각각 하나 이상의 모서리부가 절취되어 있는 양극들 및 음극들과, 양극 및 음극 사이에 분리막을 개재하여 전극 적층체를 준비하는 과정; (b) 양극 및 음극의 절취 모서리에 대응하는 형상의 열융착 지지부가 상향 돌출되어 있는 제 1 열융착 플레이트에 전극 적층체를 안착하는 과정; (c) 열융착 지지부에 위치한 분리막들의 부위를 열융착 하기 위하여, 제 2 열융착 플레이트를 하강시켜 분리막들을 열융착하는 과정; 및 (d) 열융착에 의해 경화된 분리막들의 내측 단부를 커팅하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a method for manufacturing an electrode assembly having a corner-cut structure and an electrode assembly manufactured using the same, and more particularly, to a method for manufacturing an electrode assembly having a structure in which a separator is interposed between an anode and a cathode. (a) preparing an electrode stack having a positive electrode and a negative electrode each of which one or more corners are cut out, and a separator between the positive electrode and the negative electrode; (b) mounting the electrode stack on a first heat fusion plate having a heat fusion support portion protruding upwardly corresponding to the cut edges of the anode and the cathode; (c) heat-sealing the separators by lowering the second heat-fusion plate to heat-bond the portions of the separators positioned on the heat-sealing support; And (d) cutting the inner ends of the separators cured by thermal fusion.

Description

모서리가 절취되어 있는 구조의 전극조립체 제조방법 및 이를 사용하여 제조되는 전극조립체 {Method Preparing Electrode Assembly Having Corner Cutting Structure and Electrode Assembly Prepared Using the Same}Method for manufacturing electrode assembly with cut edge and electrode assembly manufactured using the same {Method Preparing Electrode Assembly Having Corner Cutting Structure and Electrode Assembly Prepared Using the Same}

본 발명은 모서리가 절취되어 있는 구조의 전극조립체 제조방법 및 이를 사용하여 제조되는 전극조립체에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an electrode assembly having a cut edge and an electrode assembly manufactured using the same.

최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 주목받고 있다. 따라서, 이차전지를 사용하는 애플리케이션의 종류는 이차전지의 장점으로 인해 매우 다양화되고 있으며, 향후에는 지금보다는 많은 분야와 제품들에 이차전지가 적용될 것으로 예상된다.Recently, secondary batteries capable of charging and discharging have been widely used as energy sources of wireless mobile devices. In addition, secondary batteries are attracting attention as energy sources such as electric vehicles and hybrid electric vehicles, which are proposed as a way to solve air pollution of conventional gasoline and diesel vehicles using fossil fuel. Therefore, the type of applications using the secondary battery is very diversified due to the advantages of the secondary battery, and it is expected that the secondary battery will be applied to many fields and products in the future.

이러한 이차전지는 전극과 전해액의 구성에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류되기도 하며, 그 중 전해액의 누액 가능성이 적으며, 제조가 용이한 리튬이온 폴리머 전지의 사용량이 늘어나고 있다. 일반적으로, 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류되며, 전지케이스에 내장되는 전극조립체는 양극, 음극, 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재된 분리막 구조로 이루어져 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막에 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다.Such secondary batteries may be classified into lithium ion batteries, lithium ion polymer batteries, lithium polymer batteries, etc. according to the composition of the electrode and the electrolyte, and among them, there is little possibility of leakage of the electrolyte and the amount of lithium ion polymer batteries that are easy to manufacture is high. Growing. In general, the secondary battery is a cylindrical battery and a rectangular battery in which the electrode assembly is embedded in a cylindrical or rectangular metal can, and a pouch type battery in which the electrode assembly is embedded in a pouch type case of an aluminum laminate sheet according to the shape of the battery case. The electrode assembly embedded in the battery case is composed of a positive electrode, a negative electrode, and a separator structure interposed between the positive electrode and the negative electrode is capable of charging and discharging, between the long sheet type positive electrode and the negative electrode coated with the active material It is classified into a jelly-roll type wound through a separator and a stack type in which a plurality of positive and negative electrodes of a predetermined size are sequentially stacked in a state interposed in the separator.

이 중, 전지의 고용량화로 인해 케이스의 대면적화 및 얇은 소재로의 가공이 많은 관심을 모으고 있고, 이에 따라, 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조비, 작은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 사용량이 점차적으로 증가하고 있다.Among these, due to the high capacity of the battery, a large area of the case and processing into a thin material have attracted much attention, and thus, a structure in which a stack type or a stack / fold type electrode assembly is incorporated in a pouch type battery case of an aluminum laminate sheet Pouch-type batteries have gradually increased due to low production cost, small weight, and easy shape deformation.

최근에는 슬림한 타입 또는 다양한 디자인 트랜드로 인하여 새로운 형태의 전지셀이 요구되고 있으며, 전지셀이 적용되는 디바이스의 제한된 공간을 고려하여 신규한 구조로 만들기 위해서 전지케이스 내부에 수납하고 있는 전극조립체의 형상을 변화시켜 일부 부위를 절취한 구조의 전지셀이 제작되고 있다.Recently, a new type of battery cell is required due to the slim type or various design trends, and the shape of the electrode assembly housed inside the battery case to make a new structure in consideration of the limited space of the device to which the battery cell is applied. The battery cell of the structure which cut | disconnected a part site | part was manufactured by making the change.

도 1에는 종래의 파우치형 이차전지의 모식도가 도시되어 있다.1 is a schematic diagram of a conventional pouch type secondary battery.

도 1을 참조하면, 파우치형 이차전지(10)는, 파우치형 전지케이스(20) 내부에, 양극, 음극 및 이들 사이에 배치되는 분리막으로 이루어진 전극조립체(30)가 그것의 양극 및 음극 탭들(31, 32)과 전기적으로 연결되는 두 개의 전극리드(40, 41)가 외부로 노출되도록 밀봉되어 있는 구조로 이루어져 있다.Referring to FIG. 1, the pouch type secondary battery 10 includes an electrode assembly 30 having a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed therebetween inside the pouch type battery case 20. The two electrode leads 40 and 41 electrically connected to 31 and 32 are sealed to be exposed to the outside.

전지케이스(20)는 전극조립체(30)가 안착될 수 있는 오목한 형상의 수납부(23)를 포함하는 케이스 본체(21)와 그러한 본체(21)에 일체로서 연결되어 있는 커버(22)로 이루어져 있다.The battery case 20 is composed of a case body 21 including a recess 23 having a concave shape in which the electrode assembly 30 can be seated, and a cover 22 integrally connected to the body 21. have.

전지케이스(20)는 라미네이트 시트로 이루어져 있으며, 최외각을 이루는 외측 수지층(20A), 물질의 관통을 방지하는 차단성 금속층(20B), 및 밀봉을 위한 내측 수지층(20C)으로 구성되어 있다.The battery case 20 is made of a laminate sheet, and is composed of an outer resin layer 20A forming an outermost shell, a barrier metal layer 20B for preventing penetration of a material, and an inner resin layer 20C for sealing. .

스택형 전극조립체(30)는 다수의 양극 탭들(31)과 다수의 음극 탭들(32)이 각각 융착되어 전극리드(40, 41)에 함께 결합되어 있다. 또한, 케이스 본체(21)의 상단부(24)와 커버(22)의 상단부가 열융착될 때 쇼트가 발생하는 것을 방지하기 위하여, 전극리드(40, 41)의 상하면에 절연필름(50)이 부착된다.In the stacked electrode assembly 30, a plurality of positive electrode tabs 31 and a plurality of negative electrode tabs 32 are fused to each other and coupled to the electrode leads 40 and 41. In addition, in order to prevent shorts from occurring when the upper end 24 of the case body 21 and the upper end of the cover 22 are heat-sealed, the insulating film 50 is attached to the upper and lower surfaces of the electrode leads 40 and 41. do.

도 2에는 종래의 분리막 커팅 공정의 모식도가 도시되어 있다.2 is a schematic diagram of a conventional membrane cutting process.

도 2를 참조하면, 전극 적층체(33)를 다이(70)에 장착하고 가압 패드(60)로 고정한 후에 펀치(65)로 분리막들(25)을 커팅한다.Referring to FIG. 2, after the electrode stack 33 is mounted on the die 70 and fixed with the pressure pad 60, the separators 25 are cut by the punch 65.

그러나, 상기 제조 공정을 통한 경우에 전지케이스의 외형에 대응하도록 분리막들을 커팅하는 과정에서 분리막들의 커팅면에 버(burr)(도 6; 27)와 같은 흠집이 발생하여 절단면이 매끄럽지 않게 된다.However, in the case of the manufacturing process, a burr such as a burr (FIG. 6; 27) is generated on the cutting surfaces of the separation membranes in the process of cutting the separation membranes to correspond to the outer shape of the battery case so that the cutting surface is not smooth.

또한, 분리막들을 커팅하는 과정에서 펀치의 가압력에 의해 전극들이 손상될 수 있어 품질을 저하시키고 전지의 수명을 단축시키는 원인이 된다.In addition, the electrodes may be damaged by the pressing force of the punch in the process of cutting the separation membranes, which may cause deterioration of quality and shorten the life of the battery.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.

구체적으로, 본 발명의 목적은 분리막들을 커팅하는 과정에서 분리막들의 커팅이 원활히 이루어지지 않아 발생되는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 모서리부가 절취되어 있는 전극 적층체에서 분리막들을 열융착 하여 경화된 분리막들의 내측 단부를 커팅하는 과정을 포함하는 전극조립체 제조방법을 제공하는 것이다.Specifically, an object of the present invention is to solve the problem caused by not cutting the separators in the process of cutting the separators, the inside of the separators cured by heat-sealing the separators in the electrode laminate is cut edges It is to provide an electrode assembly manufacturing method comprising the step of cutting the end.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모서리가 절취되어 있는 구조의 전극조립체 제조방법 및 이를 사용하여 제조되는 전극조립체는,According to the present invention, a method for manufacturing an electrode assembly having a corner cut out according to the present invention, and an electrode assembly manufactured using the same,

양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체를 제조하는 방법으로서,A method of manufacturing an electrode assembly having a structure in which a separator is interposed between an anode and a cathode,

(a) 각각 하나 이상의 모서리부가 절취되어 있는 양극들 및 음극들과, 양극 및 음극 사이에 분리막을 개재하여 전극 적층체를 준비하는 과정;(a) preparing an electrode stack having a positive electrode and a negative electrode each of which one or more corners are cut out, and a separator between the positive electrode and the negative electrode;

(b) 양극 및 음극의 절취 모서리에 대응하는 형상의 열융착 지지부가 상향 돌출되어 있는 제 1 열융착 플레이트에 전극 적층체를 안착하는 과정;(b) mounting the electrode stack on a first heat fusion plate having a heat fusion support portion protruding upwardly corresponding to the cut edges of the anode and the cathode;

(c) 열융착 지지부에 위치한 분리막들의 부위를 열융착 하기 위하여, 제 2 열융착 플레이트를 하강시켜 분리막들을 열융착하는 과정; 및(c) heat-sealing the separators by lowering the second heat-fusion plate to heat-bond the portions of the separators positioned on the heat-sealing support; And

(d) 열융착에 의해 경화된 분리막들의 내측 단부를 커팅하는 과정;(d) cutting the inner ends of the separators cured by thermal fusion;

을 포함하여 구성되어 있다.It is configured to include.

즉, 본 발명에 따른 모서리가 절취되어 있는 구조의 전극조립체 제조방법 및 이를 사용하여 제조되는 전극조립체는, 전지케이스의 외형에 대응하도록 분리막들을 커팅하는 과정에서 분리막들을 열융착하여 경화 후에 커팅하므로 커팅 가공성을 향상시킬 수 있고, 전극 단자들의 손상을 방지하여 전지셀의 안전성을 향상시킬 수 있다.That is, the electrode assembly manufacturing method and the electrode assembly manufactured using the structure of the corner is cut in accordance with the present invention, the cutting is performed after the heat-sealing the separators in the process of cutting the separators to correspond to the appearance of the battery case, cutting after curing The workability can be improved, and the damage of the electrode terminals can be prevented to improve the safety of the battery cell.

본 발명에 따르면, 과정(a) 이전에, (i) 양극 시트와 음극 시트에 각각 전극활물질을 포함하는 전극 합제를 도포하는 과정; 및 (ii) 양극 시트와 음극 시트에서 서로 동일한 위치에 하나 이상의 모서리부를 절취하는 과정;을 포함할 수 있다.According to the present invention, before the step (a), (i) applying an electrode mixture containing an electrode active material to each of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet; And (ii) cutting at least one corner portion at the same position in the positive electrode sheet and the negative electrode sheet.

하나의 구체적인 예에서, 상기 양극과 음극에서 절취 모서리는 서로 교차하는 2개의 전극 외주변들이 모서리에서 내향 만입된 구조일 수 있다.In one specific example, the cutting edges in the positive electrode and the negative electrode may have a structure in which two electrode outer peripheries crossing each other are indented inwardly at the edges.

예를 들어, 상기 제 1 열융착 플레이트에는, 전극 적층체의 안착을 위한 만입부를 형성하기 위하여, 전극 적층체의 외주변에 대응하는 형상의 측벽이 형성될 수 있다.For example, sidewalls of a shape corresponding to the outer periphery of the electrode stack may be formed in the first heat-sealed plate to form an indentation for mounting the electrode stack.

이러한 경우에, 열융착 지지부는 상기 제 1 열융착 플레이트의 측벽에 일체로 형성되어 있는 상태로 만입부 내에 위치할 수 있다.In this case, the heat fusion support may be located in the indentation while being integrally formed on the sidewall of the first heat fusion plate.

다른 경우에, 열융착 지지부는 별도의 부재로서 상기 제 1 열융착 플레이트의 만입부 내에 결합될 수 있다.In other cases, the thermal fusion support may be coupled within the indentation of the first thermal fusion plate as a separate member.

하나의 구체적인 예에서, 열융착 지지부의 높이는 제 1 열융착 플레이트의 측벽 높이의 50% 내지 100% 크기, 상세하게는 60% 내지 99% 크기, 더욱 상세하게는 70% 내지 95% 크기일 수 있다.In one specific example, the height of the heat fusion support may be 50% to 100% in size, specifically 60% to 99% in size and more specifically 70% to 95% in size of the sidewall height of the first heat fusion plate. .

본 발명에 따르면, 상기 제 2 열융착 플레이트에는 제 1 열융착 플레이트의 열융착 지지부에 대응하는 부위에 열융착 가압부가 형성될 수 있다.According to the present invention, the second heat fusion plate may be formed with a heat fusion pressing portion at a portion corresponding to the heat fusion support of the first heat fusion plate.

다른 경우에, 상기 제 2 열융착 플레이트는 전지케이스와 대면하는 면이 평평한 구조일 수 있다.In another case, the second heat fusion plate may have a flat surface facing the battery case.

상기 구조에서, 상기 제 1 열융착 플레이트는 분리막들을 열융착 하도록 가열하는 가열부를 내부에 포함할 수 있다.In the above structure, the first heat fusion plate may include a heating unit for heating the separators to heat fusion.

이러한 구조에서, 상기 제 2 열융착 플레이트는 분리막들을 열융착 하도록 가열하는 가열부를 내부에 포함할 수 있다.In this structure, the second heat fusion plate may include a heating unit for heating the separators to heat fusion.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전극조립체는 전극들이 평면을 기준으로 높이 방향으로 적층되어 있고, 면적이 서로 다른 계단 형상의 단차가 형성될 수 있다.In one specific example, in the electrode assembly, electrodes are stacked in a height direction based on a plane, and a stepped step shape having different areas may be formed.

이러한 구조에서, 제 1 열융착 플레이트에는 상기 계단 형상의 단차에 대응하는 단차 형상의 열융착 지지부가 형성될 수 있다.In this structure, the first heat fusion plate may be formed with a stepped heat fusion support part corresponding to the stepped stepped shape.

본 발명에 따르면, 상기 전극조립체는 적층형 구조 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어질 수 있다.According to the present invention, the electrode assembly may have a stacked structure or a stack / foldable structure.

본 발명은 또한, 상기 방법으로 제조된 전극조립체가 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀로서,The present invention also provides a battery cell in which the electrode assembly prepared by the above method is built in the battery case,

제 1 케이스 및 제 2 케이스로 이루어져 있고, 상기 제 1 케이스와 제 2 케이스 중의 적어도 하나에 전극조립체의 장착을 위한 전극조립체의 형상에 대응하는 수납부가 형성되어 있는 전지케이스;A battery case comprising a first case and a second case and having an accommodating portion corresponding to a shape of the electrode assembly for mounting the electrode assembly on at least one of the first case and the second case;

상기 전지케이스의 외부로 돌출되어 있는 양극리드 및 음극리드; 및Positive lead and negative lead protruding to the outside of the battery case; And

상기 전지케이스에 수납되며 전극 탭들이 전지케이스로부터 돌출되어 있고, 극판들의 전극 탭들이 양극리드 및 음극리드에 결합되는 전극리드-전극 탭 결합부가 형성되어 있는 전극조립체;An electrode assembly accommodated in the battery case and having electrode tabs protruding from the battery case and having electrode lead-electrode tab coupling portions formed thereon, wherein electrode tabs of the electrode plates are coupled to the anode lead and the cathode lead;

를 포함하고 있으며,It contains,

상기 전지케이스는 평면을 기준으로 적어도 하나의 모서리가 내향 만입된 구조를 이루고 있는 전지셀을 제공한다.The battery case provides a battery cell having a structure in which at least one corner is indented based on the plane.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전지케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있다.In one specific example, the battery case may be made of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer.

본 발명은 또한, 전지셀을 포함하는 전지팩을 제공한다.The present invention also provides a battery pack including a battery cell.

본 발명은 또한, 전지팩을 전원으로 포함하고 있는 디바이스를 제공한다.The present invention also provides a device including a battery pack as a power source.

상기 디바이스는 컴퓨터, 휴대폰, 웨어러블 전자기기, 파워 툴(power tool), 전기자동차(Electric Vehicle: EV), 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 전기 이륜차, 전기 골프 카트, 또는 전력저장용 시스템 등으로부터 선택되는 것일 수 있다.The device may be a computer, a mobile phone, a wearable electronic device, a power tool, an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, an electric motorcycle, an electric golf cart, or a system for power storage. Or the like.

이러한 디바이스의 구조 및 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.Since the structure and fabrication method of such a device are known in the art, detailed description thereof will be omitted herein.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 모서리가 절취되어 있는 구조의 전극조립체 제조방법 및 이를 사용하여 제조되는 전극조립체는, 분리막들을 커팅하는 과정에서 커팅면이 균일하지 못하여 발생되는 문제들을 해결하기 위해 분리막들을 열융착하여 경화시킨 후에 커팅하므로 제조 공정성을 향상시킬 수 있다.As described above, the electrode assembly manufacturing method and the electrode assembly manufactured by using a corner cut structure according to the present invention, in order to solve the problems caused by the non-uniform cutting surface in the process of cutting the separation membrane Since the separators are thermally fused and cured and then cut, the manufacturing processability can be improved.

또한, 분리막들을 펀칭하기 위한 펀치의 가압력에 의해 전극 단자들의 손상을 방지하여 전지셀의 안전성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.In addition, by preventing the damage of the electrode terminals by the pressing force of the punch for punching the separation membrane provides an effect that can improve the safety of the battery cell.

도 1은 종래의 전극조립체를 포함하고 있는 파우치형 이차전지의 모식도이다;
도 2는 종래의 분리막 커팅 과정의 모식도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모서리가 절취되어 있는 전극조립체의 모식도이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 제 1 열융착 플레이트를 나타내는 모식도이다;
도 5는 도 4의 제 1 열융착 플레이트에 제 2 열융착 플레이트로 열융착하는 구조를 나타내는 모식도이다;
도 6은 종래의 분리막의 단면과 본 발명에 따른 단면을 비교하는 모식도이다;
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 계단 형상의 단차가 형성되어 있고 모서리가 절취되어 있는 전극조립체의 모식도이다;
도 8은 도 7의 계단 형상의 단차가 형성되어 있는 부위의 대응하는 부위에 열융착 지지부가 형성되어 있는 열융착 플레이트의 모식도이다;
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 모서리가 절취되어 있는 구조의 전극조립체 제조방법의 흐름도이다.1 is a schematic view of a pouch type secondary battery including a conventional electrode assembly;
2 is a schematic diagram of a conventional membrane cutting process;
3 is a schematic diagram of an electrode assembly with a cut edge in accordance with one embodiment of the present invention;
4 is a schematic diagram showing a first heat-sealed plate according to one embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a schematic diagram showing a structure of thermally fusion bonding a first heat fusion plate of FIG. 4 with a second heat fusion plate; FIG.
6 is a schematic diagram comparing a cross section of a conventional separator and a cross section according to the present invention;
7 is a schematic view of an electrode assembly having a stepped stepped shape and a corner cut out according to another embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a schematic diagram of a heat fusion plate in which a heat fusion support is formed at a corresponding portion of a site where a stepped step of FIG. 7 is formed; FIG.
9 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an electrode assembly having a corner cut out according to an embodiment of the present invention.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, although described with reference to the drawings according to an embodiment of the present invention, this is for easier understanding of the present invention, the scope of the present invention is not limited thereto.

도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모서리가 절취되어 있는 전극조립체 제조방법의 모식도가 도시되어 있다.Figure 3 is a schematic diagram of a method for manufacturing an electrode assembly is cut corners according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모서리가 절취되어 있는 구조의 제 1 전극조립체(100)는, 각각의 모서리(150)가 절취되어 수직 적층되어 있는 양극들 및 음극들(131)과, 양극들과 음극들(131) 사이에 각각의 분리막들(140)이 개재되어 있는 전극 적층체(110)를 포함하고 있다. 분리막들(140)은 양극들과 음극들(131)의 모서리(150)를 포함하는 사각형 형상으로 개재되어 있다.Referring to FIG. 3, the first electrode assembly 100 having a corner cut structure according to an embodiment of the present invention includes anodes and cathodes in which each corner 150 is cut and vertically stacked. 131 and the electrode stack 110 having the separators 140 interposed between the anodes and the cathodes 131. The separators 140 are interposed in a rectangular shape including the edges 150 of the anodes and the cathodes 131.

적층되어 있는 각각의 양극 및 음극(131)은 사각형 외주변들(131a, 131b, 131c, 131d)로 이루어져 있고, 절취 모서리(150)는 양극 및 음극 탭들(120, 130)의 대향측에서 서로 수직 교차하는 2개의 전극 외주변들(131a, 131b)이 극판 중심을 향해 내향 만입된 구조이다.Each of the stacked positive and negative electrodes 131 is composed of rectangular outer peripheries 131a, 131b, 131c, and 131d, and the cut edges 150 are perpendicular to each other at opposite sides of the positive and negative electrode tabs 120 and 130. Two electrode outer peripheries 131a and 131b intersecting each other are indented inward toward the center of the electrode plate.

양극 및 음극 탭들(120, 130)은 전극리드-전극 탭 결합에 의해 양극 리드 및 음극리드(도시하지 않음)와 결합되는 구조이다.The positive and negative electrode tabs 120 and 130 are coupled to the positive lead and the negative electrode lead (not shown) by the electrode lead-electrode tab coupling.

도 4에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 제 1 열융착 플레이트를 나타내는 모식도가 도시되어 있다.Figure 4 is a schematic diagram showing a first heat-sealed plate according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 양극 및 음극의 절취된 모서리(도 3: 150)에 대응하는 형상의 열융착 지지부(250)가 상향 돌출되어 있는 제 1 열융착 플레이트(200)에 제 1 전극 적층체(도 3: 110)를 안착한다.Referring to FIG. 4, the first electrode stack (1) may be formed on the first heat fusion plate 200, in which the heat fusion support 250 having a shape corresponding to the cut edges of the anode and the cathode (FIG. 3: 150) protrudes upward. 3: seat 110).

제 1 열융착 플레이트(200)에는 제 1 전극 적층체(110)의 안착을 위한 만입부(210)를 형성하기 위하여, 제 1 전극 적층체(110)의 외주변에 대응하는 형상의 측벽들(230)이 형성되어 있다.In order to form the indentation 210 for mounting the first electrode stack 110 on the first heat-sealing plate 200, sidewalls having a shape corresponding to the outer periphery of the first electrode stack 110 ( 230 is formed.

열융착 지지부(250)는 제 1 열융착 플레이트(200)의 측벽들(230)에 일체로 형성되어 있는 상태로 만입부(210) 내에 위치한다. 열융착 지지부(250)가 개별부재로서 제 1 열융착 플레이트(200)의 만입부(210) 내에 결합되는 구조일 경우에 절취 모서리의 개수 및 높이를 조정할 수 있다.The heat welding support part 250 is positioned in the indentation part 210 while being integrally formed on the sidewalls 230 of the first heat welding plate 200. When the heat fusion support 250 is a structure that is coupled within the indentation 210 of the first heat fusion plate 200 as a separate member can be adjusted the number and height of the cutting edge.

도 5에는 도 4의 제 1 열융착 플레이트에 제 2 열융착 플레이트로 열융착하는 구조를 나타내는 모식도가 도시되어 있다.FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a structure in which the first heat welding plate of FIG. 4 is heat-sealed with a second heat welding plate.

도 5를 참조하면, 도 4의 A-A'선에 따른 단면도가 도시되어 있다. 제 1 열융착 플레이트(200)의 열융착 지지부(250)의 높이(H2)는 제 1 열융착 플레이트(200)의 측벽 높이(H1)의 95% 크기, 상세하게는 60% 내지 99% 크기, 더욱 상세하게는 70% 내지 95% 크기이다.Referring to FIG. 5, a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 4 is shown. The height H 2 of the heat fusion support part 250 of the first heat fusion plate 200 is 95% of the side wall height H 1 of the first heat fusion plate 200, specifically, 60% to 99%. Size, more specifically 70% to 95% in size.

제 1 열융착 플레이트(200)에는 만입부(210)가 내부에 위치하도록 외주변에 측벽들(230)이 형성되어 있다.Sidewalls 230 are formed at the outer circumference of the first heat-sealed plate 200 such that the indentation 210 is located inside.

제 2 열융착 플레이트(300)에는 제 1 열융착 플레이트(200)의 열융착 지지부(250)에 대응하는 부위에 열융착 가압부(350)가 형성되어 있어 열융착 분리막들의 정확한 부위에 가압할 수 있다.The second heat fusion plate 300 has a heat fusion press portion 350 formed at a portion corresponding to the heat fusion support portion 250 of the first heat fusion plate 200, so that the second heat fusion plate 300 may press on the correct portions of the heat fusion separators. have.

제 2 열융착 플레이트(300)에는 분리막들을 열융착 하도록 가열하는 가열부(360)를 내부에 포함하고 있다. 제 2 열융착 플레이트(300)가 제 1 열융착 플레이트(200)를 향해 하강하고, 열융착 가압부(350)가 열융착 지지부(250)와 대면하여 분리막들을 열융착 한다. 제 2 열융착 플레이트(300)는 전극적층체와 대면하는 면이 평평한 구조이다.The second heat fusion plate 300 includes a heating part 360 that heats the separation membranes to heat fusion. The second heat fusion plate 300 is lowered toward the first heat fusion plate 200, and the heat fusion press part 350 faces the heat fusion support part 250 to thermally seal the separators. The second heat fusion plate 300 has a flat surface facing the electrode stack.

도 6에는 종래의 분리막의 단면과 본 발명에 따른 단면을 비교하는 모식도가 도시되어 있다.6 is a schematic diagram comparing the cross section of the conventional separator and the cross section according to the present invention.

도 6을 참조하면, 종래의 분리막들(25)의 커팅면에서는 버(27)와 같은 흠집이 발생하여 절단면이 매끄럽지 않게 된다. 본 발명에 따라 분리막들(140)을 커팅하면 화살표 방향과 같이, 균일한 절단면으로 커팅된다.Referring to FIG. 6, scratches, such as burs 27, are generated on the cutting surfaces of the conventional separation membranes 25 so that the cutting surfaces are not smooth. When the separators 140 are cut according to the present invention, the separators 140 are cut in a uniform cutting surface as shown by the arrow direction.

도 7에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 계단 형상의 단차가 형성되어 있고 모서리가 절취되어 있는 전극조립체 제조방법의 모식도가 도시되어 있다.7 is a schematic diagram of a method for manufacturing an electrode assembly, in which a stepped step shape is formed and a corner thereof is cut out according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 제 2 전극조립체(101)는 전극들(133)이 평면을 기준으로 높이 방향으로 적층되어 있고, 면적이 서로 다른 계단 형상의 단차가 형성되어 있다.Referring to FIG. 7, in the second electrode assembly 101, electrodes 133 are stacked in a height direction with respect to a plane, and stepped steps having different areas are formed.

제 2 전극조립체(101)는 면적이 서로 다른 계단 형상의 제 2 전극 적층체(111)를 포함하며, 단차 모서리(151)가 계단 형상의 단차 구조로 형성되어 있는 점을 제외하면 동일한 구조이므로 중복되는 설명은 생략한다.The second electrode assembly 101 includes a second electrode stack 111 having a stepped shape having a different area, and is overlapped since the stepped edge 151 is formed in a stepped stepped structure. The description will be omitted.

도 8에는 도 7의 계단 형상의 단차가 형성되어 있는 부위에 대해 제 3 열융착 지지부가 형성되어 있는 제 3 열융착 플레이트의 모식도가 도시되어 있다.FIG. 8 is a schematic view of a third heat fusion plate in which a third heat fusion support is formed with respect to a portion where the stepped step of FIG. 7 is formed.

도 8을 참조하면, 제 3 열융착 플레이트(201)에는 제 2 전극조립체(도 7: 101)에 형성되어 있는 계단 형상의 단차 모서리(도 7: 151)에 대응하여 단차 형상의 제 3 열융착 지지부(251)가 형성되어 있다.Referring to FIG. 8, the third heat fusion plate 201 has a third heat fusion stepped shape corresponding to a stepped edge (FIG. 7: 151) formed in the second electrode assembly (FIG. 7: 101). The support part 251 is formed.

도 9에는 본 발명의 실시예에 따른 모서리가 절취되어 있는 구조의 전극조립체 제조방법의 흐름도가 도시되어 있다.9 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an electrode assembly having a corner cut out according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체를 제조하는 방법으로서, (a) 각각 하나 이상의 모서리부가 절취되어 있는 양극들 및 음극들과, 양극 및 음극 사이에 사각형 분리막을 개재하여 전극 적층체를 준비한다(S110). (b) 전극 적층체의 외주변에 대응하는 형상의 측벽이 형성되어 있고, 양극 및 음극의 절취 모서리에 대응하는 형상의 열융착 지지부가 상향 돌출되어 있는 제 1 열융착 플레이트에 전극 적층체를 안착한다(S120). (c) 열융착 지지부에 위치한 분리막들의 부위를 열융착 하기 위하여, 제 1 열융착 플레이트에 대응하는 장방형의 제 2 열융착 플레이트를 하강시켜 분리막들을 열융착 한다(S130). (d) 열융착에 의해 경화된 분리막들의 내측 단부, 즉 전극 외주변들이 모서리에서 내향 만입된 외주를 따라 커팅한다(S140).Referring to FIG. 9, a method of manufacturing an electrode assembly having a separator interposed between a positive electrode and a negative electrode, comprising: (a) positive and negative electrodes each having one or more corners cut out, and a rectangle between the positive and negative electrodes; An electrode laminate is prepared through the separator (S110). (b) The electrode stack is seated on a first heat-sealing plate having sidewalls of a shape corresponding to the outer periphery of the electrode stack, and a heat-sealing support of a shape corresponding to the cut edges of the anode and cathode. (S120). (c) In order to thermally fusion the portions of the separation membranes positioned in the thermal fusion support, the second thermal fusion plates corresponding to the first thermal fusion plates are lowered to thermally bond the separation membranes (S130). (D) the inner end of the separators cured by thermal fusion, that is, the outer periphery of the electrode is cut along the outer periphery indented in the corner (S140).

상기 과정(a) 이전에, (i) 양극 시트와 음극 시트에 각각 전극활물질을 포함하는 전극 합제를 도포한다. (ii) 양극 시트와 음극 시트에서 평면을 기준으로 서로 동일한 위치에 하나 이상의 모서리부를 절취한다.Before the process (a), (i) the electrode mixture containing the electrode active material is applied to the positive electrode sheet and the negative electrode sheet, respectively. (ii) Cut at least one corner at the same position with respect to the plane in the positive electrode sheet and the negative electrode sheet.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to make various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.

Claims (18)

양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체를 제조하는 방법으로서,
(a) 각각 하나 이상의 모서리부가 절취되어 있는 양극들 및 음극들과, 양극 및 음극 사이에 분리막을 개재하여 전극 적층체를 준비하는 과정;
(b) 양극 및 음극의 절취 모서리에 대응하는 형상의 열융착 지지부가 상향 돌출되어 있는 제 1 열융착 플레이트에 전극 적층체를 안착하는 과정;
(c) 열융착 지지부에 위치한 분리막들의 부위를 열융착 하기 위하여, 제 2 열융착 플레이트를 하강시켜 분리막들을 열융착하는 과정; 및
(d) 열융착에 의해 경화된 분리막들의 내측 단부를 커팅하는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조방법.A method of manufacturing an electrode assembly having a structure in which a separator is interposed between an anode and a cathode,
(a) preparing an electrode stack having a positive electrode and a negative electrode each of which one or more corners are cut out, and a separator between the positive electrode and the negative electrode;
(b) mounting the electrode stack on a first heat fusion plate having a heat fusion support portion protruding upwardly corresponding to the cut edges of the anode and the cathode;
(c) heat-sealing the separators by lowering the second heat-fusion plate to heat-bond the portions of the separators positioned on the heat-sealing support; And
(d) cutting the inner ends of the separators cured by thermal fusion;
Electrode assembly manufacturing method comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 과정(a) 이전에,
(i) 양극 시트와 음극 시트에 각각 전극활물질을 포함하는 전극 합제를 도포하는 과정; 및
(ii) 양극 시트와 음극 시트에서 서로 동일한 위치에 하나 이상의 모서리부를 절취하는 과정;
을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조방법.The method of claim 1, wherein before the step (a),
(i) applying an electrode mixture including an electrode active material to the positive electrode sheet and the negative electrode sheet, respectively; And
(ii) cutting at least one corner portion at the same position in the positive electrode sheet and the negative electrode sheet;
Electrode assembly manufacturing method comprising a further. 제 1 항에 있어서, 상기 양극과 음극에서 절취 모서리는 서로 교차하는 2개의 전극 외주변들이 모서리에서 내향 만입된 구조인 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조방법.The method of claim 1, wherein the cutting edges in the positive electrode and the negative electrode is a manufacturing method of the electrode assembly, characterized in that the outer periphery of the two electrodes intersecting each other indented inward at the corner. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 열융착 플레이트에는, 전극 적층체의 안착을 위한 만입부를 형성하기 위하여, 전극 적층체의 외주변에 대응하는 형상의 측벽이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조방법.According to claim 1, wherein the first heat-sealing plate, in order to form an indentation for the mounting of the electrode stack, the electrode assembly manufacturing, characterized in that the side wall of the shape corresponding to the outer periphery of the electrode stack is formed Way. 제 4 항에 있어서, 열융착 지지부는 상기 제 1 열융착 플레이트의 측벽에 일체로 형성되어 있는 상태로 만입부 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조방법.The electrode assembly manufacturing method of claim 4, wherein the heat-sealing support part is positioned in the indentation while being integrally formed on the side wall of the first heat-sealing plate. 제 4 항에 있어서, 열융착 지지부는 별도의 부재로서 상기 제 1 열융착 플레이트의 만입부 내에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조방법.5. The method of claim 4, wherein the heat fusion support is coupled as an additional member in the indentation of the first heat fusion plate. 제 4 항에 있어서, 열융착 지지부의 높이는 제 1 열융착 플레이트의 측벽 높이의 50% 내지 100% 크기인 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조방법.5. The method of claim 4, wherein the height of the heat fusion support is 50% to 100% of the height of the side wall of the first heat fusion plate. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 열융착 플레이트에는 제 1 열융착 플레이트의 열융착 지지부에 대응하는 부위에 열융착 가압부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조방법.The electrode assembly manufacturing method according to claim 1, wherein the second heat fusion plate has a heat fusion press portion formed at a portion corresponding to the heat fusion support of the first heat fusion plate. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 열융착 플레이트는 전지케이스와 대면하는 면이 평평한 구조인 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조방법.The electrode assembly manufacturing method of claim 1, wherein the second heat-sealing plate has a flat surface facing the battery case. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 열융착 플레이트는 분리막들을 열융착 하도록 가열하는 가열부를 내부에 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조방법.The electrode assembly manufacturing method of claim 1, wherein the first heat fusion plate includes a heating unit configured to heat the separators to heat fusion the separators. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 열융착 플레이트는 분리막들을 열융착 하도록 가열하는 가열부를 내부에 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조방법.The electrode assembly manufacturing method of claim 1, wherein the second heat fusion plate includes a heating unit configured to heat the separators to heat fusion the separators. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 전극들이 평면을 기준으로 높이 방향으로 적층되어 있고, 면적이 서로 다른 계단 형상의 단차가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조방법.The method of claim 1, wherein the electrode assembly has electrodes stacked in a height direction based on a plane, and a stepped step having a different step area is formed. 제 12 항에 있어서, 제 1 열융착 플레이트에는 상기 계단 형상의 단차에 대응하는 단차 형상의 열융착 지지부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조방법.The electrode assembly manufacturing method according to claim 12, wherein the first heat fusion plate is formed with a stepped heat fusion support part corresponding to the stepped step. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 적층형 구조 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조방법.The method of claim 1, wherein the electrode assembly has a stacked structure or a stack / foldable structure. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 하나에 따른 방법으로 제조된 전극조립체가 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀로서,
제 1 케이스 및 제 2 케이스로 이루어져 있고, 상기 제 1 케이스와 제 2 케이스 중의 적어도 하나에 전극조립체의 장착을 위한 전극조립체의 형상에 대응하는 수납부가 형성되어 있는 전지케이스;
상기 전지케이스의 외부로 돌출되어 있는 양극리드 및 음극리드; 및
상기 전지케이스에 수납되며 전극 탭들이 전지케이스로부터 돌출되어 있고, 극판들의 전극 탭들이 양극리드 및 음극리드에 결합되는 전극리드-전극 탭 결합부가 형성되어 있는 전극조립체;
를 포함하고 있으며,
상기 전지케이스는 평면을 기준으로 적어도 하나의 모서리가 내향 만입된 구조를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀에 있어서,
상기 전극조립체는 적어도 하나의 모서리가 내향 만입된 구조이며, 상기 내향 만입된 모서리의 분리막은 열융착으로 경화된 후 절단된 것인 전지셀. A battery cell in which an electrode assembly manufactured by the method according to any one of claims 1 to 14 is embedded in a battery case,
A battery case comprising a first case and a second case and having an accommodating portion corresponding to a shape of the electrode assembly for mounting the electrode assembly on at least one of the first case and the second case;
Positive lead and negative lead protruding to the outside of the battery case; And
An electrode assembly accommodated in the battery case and having electrode tabs protruding from the battery case and having electrode lead-electrode tab coupling portions formed thereon, wherein electrode tabs of the electrode plates are coupled to the positive lead and the negative lead;
It contains,
In the battery case is characterized in that the battery cell is characterized in that the at least one corner is indented inwardly structure based on the plane ,
The electrode assembly has a structure in which at least one corner is indented inwardly, the separator of the inwardly indented corner is cut after curing by heat fusion. 제 15 항에 있어서, 상기 전지케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 15, wherein the battery case is formed of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer. 제 15 항에 따른 전지셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.A battery pack comprising a battery cell according to claim 15. 제 17 항에 따른 전지팩을 전원으로 포함하고 있는 디바이스.A device comprising the battery pack according to claim 17 as a power source.
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