KR102101010B1 - Electrode assembly and secondary battery comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전극 탭들 간의 용접성을 개선함으로써 구조적 안전성을 향상시키기 위한 것으로, 세퍼레이터를 개재하여 적층된 다수의 전극판을 포함하는 전극 적층체; 상기 전극판으로부터 각각 연장되어 형성되는 다수의 전극 탭들; 및 상기 다수의 전극 탭들로부터 전기적으로 연결되는 전극 리드;를 구비하는 전극조립체로서, 상기 다수의 전극 탭들은 서로 적층 및 용접되어 형성된 전극 탭 적층체들을 동일 극성에서 2 이상 형성하는 전극조립체가 제공된다.The present invention is to improve the structural safety by improving the weldability between the electrode tabs, an electrode laminate comprising a plurality of electrode plates laminated via a separator; A plurality of electrode tabs each formed extending from the electrode plate; And an electrode lead electrically connected from the plurality of electrode tabs, wherein the plurality of electrode tabs are provided with electrode assemblies that form two or more electrode tab stacks formed by stacking and welding each other at the same polarity. .

Description

전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지{Electrode assembly and secondary battery comprising the same}Electrode assembly and secondary battery comprising the same

본 발명은 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode assembly and a secondary battery comprising the same.

최근 에너지 저장 기술에 대한 관심이 갈수록 높아지고 있다. 휴대폰, 캠코더 및 노트북 PC, 나아가서는 전기 자동차의 에너지까지 적용분야가 확대되면서 전기화학소자의 연구와 개발에 대한 노력이 점점 구체화되고 있다. 전기화학소자는 이러한 측면에서 가장 주목받고 있는 분야이고 그 중에서도 충방전이 가능한 이차전지의 개발은 관심의 초점이 되고 있다.Recently, interest in energy storage technology has been increasing. Mobile phones, camcorders and notebook PCs, and furthermore, the field of application to the energy of electric vehicles is expanding, and efforts for research and development of electrochemical devices are gradually becoming concrete. Electrochemical devices are the most attracting field in this regard, and among them, the development of secondary batteries capable of charging and discharging has become a focus of attention.

일반적인 이차전지에 포함되는 전극조립체는 양극판, 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 구조를 가지며, 각각의 양극판과 음극판은 전극 탭을 구비하고, 이러한 전극 탭들은 전극 리드와 전기적으로 연결된다.The electrode assembly included in a typical secondary battery has a structure including a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and each positive electrode plate and negative electrode plate has electrode tabs, and these electrode tabs are electrically connected to the electrode leads. Connected.

또한, 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류 되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체 등을 들 수 있다.In addition, the electrode assembly may be classified according to what structure it is composed of. Representatively, a jelly-roll (winding type) electrode assembly having a structure in which a long sheet-like positive electrode and a negative electrode are wound in a state where a separator is interposed, a predetermined A stacked (stacked) electrode assembly in which a plurality of anodes and cathodes cut in units of a size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, and a bicell (Bi-) stacked in a state where a cathode and a cathode of a predetermined unit are interposed with a separator. cell) or a stack / folding electrode assembly having a structure in which full cells are wound.

이러한, 스택형 전극조립체나 스택/폴딩형 전극조립체의 경우, 다수의 전극 탭들을 적층 및 용접하여 전극 탭 적층체를 형성하고, 전극 탭 적층체와 전극 리드를 전기적으로 연결하게 되나, 고출력을 얻기 위해 전극조립체의 두께가 두꺼워짐에 따라, 보다 많은 수의 전극 탭이 적층되며, 용접하는 공정에서 전극 탭간의 용접이 균일하지 못하거나, 용접되지 않는 문제가 발생하였다.In the case of such a stacked electrode assembly or a stack / folding electrode assembly, a plurality of electrode tabs are stacked and welded to form an electrode tab stack, and the electrode tab stack and the electrode lead are electrically connected, but high output is obtained. In order to increase the thickness of the electrode assembly, a greater number of electrode tabs are stacked, and in the welding process, there is a problem that welding between electrode tabs is not uniform or not welded.

또한, 전극 탭 간의 용접이 제대로 이루어지지 않아, 외부의 충격이나 진동 등에 의해 전극 탭들이 서로 떨어지는 문제가 있었다.In addition, since the welding between the electrode tabs was not properly performed, there was a problem that the electrode tabs fell from each other due to external shock or vibration.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 전극 탭들 간의 용접의 신뢰성을 향상시킴으로써, 이차전지의 기계적 안전성 개선할 수 있는 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지를 제공하는 것이다.Therefore, the present invention is to solve the above problems, by improving the reliability of welding between the electrode tabs, to provide an electrode assembly and a secondary battery comprising the same to improve the mechanical safety of the secondary battery.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 세퍼레이터를 개재하여 적층된 다수의 전극판을 포함하는 전극 적층체; 상기 전극판으로부터 각각 연장되어 형성되는 다수의 전극 탭들; 및 상기 다수의 전극 탭들로부터 전기적으로 연결되는 전극 리드;를 구비하는 전극조립체로서, 상기 다수의 전극 탭들은 서로 적층 및 용접되어 형성된 전극 탭 적층체들을 동일 극성에서 2 이상 형성하는 전극조립체가 제공된다.In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, an electrode laminate including a plurality of electrode plates laminated via a separator; A plurality of electrode tabs each formed extending from the electrode plate; And an electrode lead electrically connected from the plurality of electrode tabs, wherein the plurality of electrode tabs are provided with electrode assemblies that form two or more electrode tab stacks formed by stacking and welding each other at the same polarity. .

바람직하게는, 상기 동일 극성을 갖는 전극 탭 적층체들과 각각 연결되는 브릿지를 더 구비할 수 있다.Preferably, a bridge connected to the electrode tab stacks having the same polarity may be further provided.

바람직하게는, 상기 전극 탭 적층체들은 적층방향을 기준으로 상부 전극 탭 적층체들과 하부 전극 탭 적층체들로 구분되며, 상기 상부 전극 탭 적층체들과 하부 전극 탭 적층체들은 수평방향으로 서로 이격될 수 있다.Preferably, the electrode tab stacks are divided into upper electrode tab stacks and lower electrode tab stacks based on the stacking direction, and the upper electrode tab stacks and the lower electrode tab stacks are horizontal to each other. Can be separated.

바람직하게는, 동일 극성을 갖는 상기 상부 전극 탭 적층체들과 하부 전극 탭 적층체들 사이에 브릿지를 구비하며, 상기 전극 리드는 상기 브릿지를 통해 상기 전극 탭 적층체들과 전기적으로 연결될 수 있다.Preferably, a bridge is provided between the upper electrode tab stacks having the same polarity and the lower electrode tab stacks, and the electrode lead can be electrically connected to the electrode tab stacks through the bridge.

바람직하게는, 상기 브릿지는 양 끝단에 절곡부를 구비할 수 있다.Preferably, the bridge may have bent portions at both ends.

바람직하게는, 상기 전극 리드는 T자 형상을 가지며, 상부 전극 탭 적층체들 및 하부 전극 탭 적층체들과 전기적으로 연결될 수 있다.Preferably, the electrode lead has a T-shape and may be electrically connected to upper electrode tab stacks and lower electrode tab stacks.

바람직하게는, 상기 전극 탭 적층체는 10 ㎛ 내지 190 ㎛의 두께를 가질 수 있다.Preferably, the electrode tab laminate may have a thickness of 10 μm to 190 μm.

바람직하게는, 상기 전극 리드는 전극 탭 적층체들 사이에 용접될 수 있다.Preferably, the electrode lead can be welded between the electrode tab stacks.

바람직하게는, 상기 전극 탭들은 두께방향을 기준으로 중심에서 외부로 갈수록 긴 길이를 가질 수 있다.Preferably, the electrode tabs may have a longer length from the center to the outside based on the thickness direction.

바람직하게는, 상기 전극 탭 적층체를 형성하는 전극 탭들은, 두께방향을 기준으로 중심에서 외부로 갈수록 긴 길이를 가질 수 있다.Preferably, the electrode tabs forming the electrode tab stack may have a longer length from the center to the outside based on the thickness direction.

바람직하게는, 상기 전극조립체는, 상기 전극 적층체가 복수개 중첩되어 있고, 각각의 중첩부에는 연속적인 폴딩 세퍼레이터가 개재되는 구조를 가질 수 있다.Preferably, the electrode assembly may have a structure in which a plurality of electrode stacks are overlapped, and a continuous folding separator is interposed in each overlapping portion.

또한, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 전술한 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 전지케이스를 포함하는 이차전지가 제공된다.In addition, according to another aspect of the present invention, a secondary battery including the above-described electrode assembly and a battery case accommodating the electrode assembly is provided.

본 발명에 따르면, 전극 탭들 간의 용접성을 개선하여, 용접의 신뢰성을 향상시킬 수 있어 기계적 안전성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, by improving the weldability between the electrode tabs, it is possible to improve the reliability of the welding can improve the mechanical safety.

또한, 본 발명에 따르면, 다수의 전극 탭을 구비하는 고출력용 전지나 두꺼운 전지를 용이하게 구현할 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to easily implement a high-power battery or a thick battery having a plurality of electrode tabs.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 종래의 전극조립체의 사시도이다.
도 2은 본 발명의 일 측면에 따른 전극조립체의 사시도이다.
도 3a 및 3b는 도 2의 A-A`에 따른 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 측면에 따른 전극조립체의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 측면에 따른 전극조립체의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 측면에 따른 전극조립체의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 측면에 따른 브릿지의 부분 단면도이다.
도 8a 및 8b는 본 발명의 일 측면에 따른 스택-폴딩형 전극조립체의 개략적인 단면도이다.The following drawings attached to this specification are intended to illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the contents of the above-described invention, so the present invention is limited to those described in those drawings. It should not be interpreted as limited.
1 is a perspective view of a conventional electrode assembly.
2 is a perspective view of an electrode assembly according to an aspect of the present invention.
3A and 3B are partial cross-sectional views taken along line AA ′ in FIG. 2.
4 is a perspective view of an electrode assembly according to another aspect of the present invention.
5 is a perspective view of an electrode assembly according to another aspect of the present invention.
6 is a perspective view of an electrode assembly according to another aspect of the present invention.
7 is a partial cross-sectional view of a bridge according to another aspect of the present invention.
8A and 8B are schematic cross-sectional views of a stack-folding electrode assembly according to an aspect of the present invention.

이하, 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The terms or words used in the specification and claims should not be interpreted as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor can appropriately define the concept of terms in order to best describe his or her invention. Based on the principle that it should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 기재된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Accordingly, the embodiments described in the present specification and the configurations described in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, and thus can replace them at the time of application. It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 1은 종래의 전극조립체의 사시도이다.1 is a perspective view of a conventional electrode assembly.

도 1을 참조하면, 종래의 전극조립체(100)는 양극판, 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 구조를 가지며, 각각의 양극판과 음극판은 전극 탭을 구비고, 다수의 전극 탭들을 적층 및 용접하여 전극 탭 적층체(120)를 형성하고, 전극 탭 적층체(120)와 전극 리드(130)를 전기적으로 연결하게 된다. 그러나, 다수의 전극 탭을 적층하고 용접하는 공정에서 전극 탭 간의 용접이 균일하지 못하거나, 용접되지 않는 문제가 발생하였으며, 전극 탭 간의 용접이 제대로 이루어지지 않아, 외부의 충격이나 진동 등에 의해 전극 탭들이 서로 떨어지는 문제가 있었다.Referring to Figure 1, the conventional electrode assembly 100 has a structure including a positive electrode plate, a negative electrode plate and a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate, each positive electrode plate and negative electrode plate has an electrode tab, a plurality of electrode tabs The electrodes are stacked and welded to form the electrode tab stack 120, and the electrode tab stack 120 and the electrode lead 130 are electrically connected. However, in the process of stacking and welding a plurality of electrode tabs, welding between the electrode tabs is not uniform, or a problem is not welded, and welding between the electrode tabs is not properly performed, so that the electrode tabs are caused by external shock or vibration. There was a problem of falling apart.

도 2은 본 발명의 일 측면에 따른 전극조립체의 사시도이다.2 is a perspective view of an electrode assembly according to an aspect of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 전극조립체(100)는 다수의 전극 탭들을 복수개의 적층체(120)로 분할하여, 적층 및 용접함으로써, 용접의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 외부의 충격이나 진동 등이 가해지더라도, 전극 탭들간의 긴밀한 접합을 통해 용접성이 향상되어, 이차전지의 기계적 안전성을 개선할 수 있다.Referring to FIG. 2, the electrode assembly 100 of the present invention can improve reliability of welding by dividing a plurality of electrode tabs into a plurality of stacks 120, stacking and welding them, and external shock or vibration. Even if the back is applied, the weldability is improved through close bonding between the electrode tabs, thereby improving the mechanical safety of the secondary battery.

또한, 전극 탭들간의 용접성을 향상시킴으로써, 다수의 전극 탭을 형성하는 고출력용 전지나, 두꺼운 전지를 용이하게 구현할 수 있다.In addition, by improving the weldability between the electrode tabs, it is possible to easily implement a high-power battery or a thick battery for forming a plurality of electrode tabs.

상기 전극조립체(100)는, 세퍼레이터를 개재하여 적층된 전극판(110)을 포함하는 전극 적층체; 상기 전극판으로부터 연장되어 형성되는 다수의 전극 탭들; 및 상기 다수의 전극 탭들로부터 전기적으로 연결되는 전극 리드(120);를 구비한다. 다수의 전극 탭들은 동일 극성에서 서로에 대해 적층 및 용접되어 형성된 적어도 2 이상의 전극 탭 적층체(120)들을 형성한다. 전극 탭들이 복수개의 적층체를 형성함으로써, 전극 리드와의 용접의 신뢰성을 향상시킬 수 있어, 이차전지의 기계적 안전성을 개선할 수 있다.The electrode assembly 100 includes an electrode stack including an electrode plate 110 stacked through a separator; A plurality of electrode tabs formed extending from the electrode plate; And electrode leads 120 electrically connected from the plurality of electrode tabs. The plurality of electrode tabs form at least two or more electrode tab stacks 120 formed by being laminated and welded to each other in the same polarity. By forming a plurality of stacked electrode tabs, reliability of welding with the electrode lead can be improved, and mechanical safety of the secondary battery can be improved.

바람직하게는, 상기 전극 탭 적층체는 10 내지 190 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 전극 탭 적층체는 10 내지 190 ㎛ 범위의 두께를 가짐으로써, 용접시 전극 탭에 크랙이 발생하지 않고 균일하게 용접을 수행할 수 있다. 또한, 전극 탭 적층체는 2 내지 24 개의 전극 탭으로 이루어질 수 있으며, 상기 전극 탭은 5 내지 15 ㎛의 두께를 가질 수 있다.Preferably, the electrode tab laminate may have a thickness of 10 to 190 μm. Since the electrode tab laminate has a thickness in the range of 10 to 190 μm, it is possible to uniformly perform welding without cracking in the electrode tab during welding. In addition, the electrode tab stack may consist of 2 to 24 electrode tabs, and the electrode tabs may have a thickness of 5 to 15 μm.

도 3a 및 3b는 도 2의 A-A`에 따른 부분 단면도이다.3A and 3B are partial cross-sectional views taken along line A-A ′ in FIG. 2.

도 3a 및 3b를 참조하면, 음극판(111)과 양극판(112)이 순차적으로 적층되어 있으며, 편의상 세퍼레이터는 도시하지 않았다. 각각의 음극판(111)으로부터 전극 탭이 연장되어 형성되어 있으며, 이들이 서로 적층 및 용접되어 복수의 전극 탭 적층체(120)들을 형성한다. 도 3b를 참조하면, 전극판으로부터 연장되어 형성되는 전극 탭들은 두께방향을 기준으로 중심에서 외부로 갈수록 긴 길이를 가질 수 있으며, 이에 따라 전극 탭들이 서로에 대해 적층 및 용접되어 형성된 복수의 전극 탭 적층체(120)들은 중심에서 외부로 갈수록 긴 길이를 가질 수 있다. 전극 탭 적층체들과 전극 리드를 용접할 때, 용접 방향에 따라 전극 탭 적층체들이 휘어지게 되며, 상대적으로 전극 리드와 거리가 먼 전극 탭 적층체들의 경우, 휘는 반경이 커짐에 따라 용접부위가 적어지는 문제가 있다. 본 발명의 일 측면에 따른 스택형 전극조립체의 전극 탭들은 단계적인 길이를 가짐으로써, 전극 리드와의 용접 방향이 달라지더라도, 균일한 용접을 가능하게 할 수 있다.3A and 3B, the negative electrode plate 111 and the positive electrode plate 112 are sequentially stacked, and a separator is not illustrated for convenience. The electrode tabs are formed extending from each of the negative electrode plates 111, and they are stacked and welded to each other to form a plurality of electrode tab stacks 120. Referring to FIG. 3B, electrode tabs formed extending from the electrode plate may have a longer length from the center to the outside based on the thickness direction, and accordingly, a plurality of electrode tabs formed by stacking and welding electrode tabs to each other The stacks 120 may have a longer length from the center to the outside. When welding the electrode tab stacks and the electrode leads, the electrode tab stacks are bent according to the welding direction, and in the case of the electrode tab stacks relatively distant from the electrode leads, the welding area is increased as the bending radius is increased. There are fewer problems. The electrode tabs of the stacked electrode assembly according to an aspect of the present invention may have a stepwise length, thereby enabling uniform welding even if the welding direction with the electrode lead is changed.

도 2를 참조하면, 전극판(110)은 전극 집전체의 표면에 활물질을 도포하여 형성될 수 있으며, 전극 집전체와, 상기 전극 집전체의 적어도 일면에 형성된 전극 활물질층(180)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 양극판은 양극 집전체와, 양극 집전체의 적어도 일면에 형성된 양극 활물질층을 포함하고, 상기 음극판은 음극 집전체와, 음극 집전체의 적어도 일면에 형성된 음극 활물질층을 포함한다. 상기 전극판의 가장자리에는 활물질층이 형성되지 않은 무지부가 형성될 수 있다.Referring to FIG. 2, the electrode plate 110 may be formed by applying an active material to the surface of the electrode current collector, and includes an electrode current collector and an electrode active material layer 180 formed on at least one surface of the electrode current collector. You can. For example, the positive electrode plate includes a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer formed on at least one surface of the positive electrode current collector, and the negative electrode plate includes a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer formed on at least one surface of the negative electrode current collector. On the edge of the electrode plate, an uncoated portion without an active material layer may be formed.

상기 전극판은 전극 무지부에 전극 탭을 구비하여, 이러한 전극 탭은 전도성이 우수한 금속소재를 저항 용접, 초음파 용접, 레이저 용접 등에 의해 구비되거나, 전극 집전체에 전극 활물질을 스트라이프(stripe) 형태로 형성한 후, 전극 무지부에 전극 탭이 형성되도록 타발 또는 노칭하여 형성될 수 있다. The electrode plate is provided with an electrode tab on the electrode non-coated portion, and the electrode tab is provided with a metal material having excellent conductivity by resistance welding, ultrasonic welding, laser welding, or the like, and strips the electrode active material on the electrode current collector. After forming, it may be formed by punching or notching so that an electrode tab is formed on the electrode uncoated region.

또한, 본 발명의 전극조립체는 브릿지를 더 구비함으로써, 전극 리드가 구비되는 방향을 자유롭게 조절할 수 있다. 상기 브릿지는 전극 탭들과 전극 리드를 전기적으로 연결할 수 있는 소재로 이루어진 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 바람직하게는 금속 플레이트일 수 있다. 그러한 금속 플레이트의 예로는, 알루미늄 플레이트, 구리 플레이트, 니켈 플레이트, 니켈이 코팅된 구리 플레이트, 및 SUS 플레이트 등을 들 수 있다.In addition, the electrode assembly of the present invention is further provided with a bridge, it is possible to freely adjust the direction in which the electrode lead is provided. The bridge is not particularly limited as long as it is made of a material capable of electrically connecting the electrode tabs and the electrode leads, and preferably may be a metal plate. Examples of such metal plates include aluminum plates, copper plates, nickel plates, nickel-coated copper plates, and SUS plates.

이러한 브릿지는 다양한 방식으로 전극 탭들과 전극 리드에 연결될 수 있는 바, 바람직하게는 용접에 의해 더욱 안정적으로 연결될 수 있다. 그러한 용접의 예로는, 초음파 용접, 레이저 용접, 및 저항 용접 등을 들 수 있다.Such a bridge can be connected to the electrode tabs and the electrode leads in various ways, preferably more stably connected by welding. Examples of such welding include ultrasonic welding, laser welding, and resistance welding.

상기 세퍼레이터는 다공성 고분자 기재의 적어도 일면에 무기물 입자와 고분자 바인더를 포함하는 다공성 코팅층을 구비하는 것을 사용할 수 있다.The separator may be one having a porous coating layer comprising inorganic particles and a polymer binder on at least one surface of the porous polymer substrate.

도 4는 본 발명의 다른 일 측면에 따른 전극조립체의 사시도이다.4 is a perspective view of an electrode assembly according to another aspect of the present invention.

도 4를 참조하면, 전극 탭 적층체들(121, 122)은 적층방향을 기준으로 상부 전극 탭 적층체(121)들과 하부 전극 탭 적층체(122)들로 구분되며, 상기 상부 전극탭 적층체들(121)과 하부 전극 탭 적층체들(122)은 수평방향으로 서로 이격될 수 있다.Referring to FIG. 4, the electrode tab stacks 121 and 122 are divided into upper electrode tab stacks 121 and lower electrode tab stacks 122 based on a stacking direction, and the upper electrode tab stacks are stacked. The sieve 121 and the lower electrode tab stacks 122 may be spaced apart from each other in the horizontal direction.

도 5는 본 발명의 다른 일 측면에 따른 전극조립체의 사시도이다.5 is a perspective view of an electrode assembly according to another aspect of the present invention.

도 5를 참조하면, 전극 탭 적층체들(121, 122)은 적층방향을 기준으로 상부 전극 탭 적층체(121)들과 하부 전극 탭 적층체(122)들로 구분되며, 상기 상부 전극탭 적층체들(121)과 하부 전극 탭 적층체들(122)은 수평방향으로 서로 이격될 수 있다. 또한, 상부 전극탭 적층체(121)들과 하부 전극 탭 적층체(122)들 사이에 브릿지(140)를 구비하며, 전극 리드(130)는 브릿지(140)를 통해 상기 전극 탭 적층체들(121, 122)과 전기적으로 연결될 수 있다. Referring to FIG. 5, the electrode tab stacks 121 and 122 are divided into upper electrode tab stacks 121 and lower electrode tab stacks 122 based on the stacking direction, and the upper electrode tab stacks are stacked. The sieve 121 and the lower electrode tab stacks 122 may be spaced apart from each other in the horizontal direction. In addition, a bridge 140 is provided between the upper electrode tab stacks 121 and the lower electrode tab stacks 122, and the electrode lead 130 is provided with the electrode tab stacks through the bridge 140 ( 121, 122).

도 6은 본 발명의 다른 일 측면에 따른 전극조립체의 사시도이다.6 is a perspective view of an electrode assembly according to another aspect of the present invention.

도 6을 참조하면, 전극 리드(130)는 전극 탭 적층체(120)들 사이에 용접될 수 있다. 전극 리드(130)가 전극 탭 적층체(120)들 사이에 용접되는 경우, 전극 리드(130)의 양면에 용접부위가 형성됨으로써, 전극 리드(130)의 일면만 용접되는 경우 보다, 기계적 안전성을 향상시킬 수 있다.Referring to FIG. 6, the electrode lead 130 may be welded between the electrode tab stacks 120. When the electrode lead 130 is welded between the electrode tab stacks 120, welding portions are formed on both sides of the electrode lead 130, thereby providing mechanical safety than when only one side of the electrode lead 130 is welded. Can be improved.

도 7은 본 발명의 다른 일 측면에 따른 브릿지의 부분 단면도이다.7 is a partial cross-sectional view of a bridge according to another aspect of the present invention.

도 7은 도 5의 전극조립체의 변형예로, 전극 탭 적층체들(121, 122)은 적층방향을 기준으로 상부 전극 탭 적층체(121)들과 하부 전극 탭 적층체(122)들로 구분되며, 상기 상부 전극 탭 적층체들(121)과 하부 전극 탭 적층체들(122)은 수평방향으로 서로 이격되며, 상부 전극 탭 적층체(121)들과 하부 전극 탭 적층체(122)들 사이에 브릿지(140)를 구비하고, 상기 브릿지(140)가 양 끝단에 절곡부를 구비함으로써, 전극 탭 적층체들과 긴밀하게 연결될 수 있다.7 is a modified example of the electrode assembly of FIG. 5, and the electrode tab stacks 121 and 122 are divided into upper electrode tab stacks 121 and lower electrode tab stacks 122 based on the stacking direction. The upper electrode tab stacks 121 and the lower electrode tab stacks 122 are spaced apart from each other in the horizontal direction, and between the upper electrode tab stacks 121 and the lower electrode tab stacks 122. The bridge 140 is provided, and the bridge 140 is provided with a bent portion at both ends, so that it can be closely connected to the electrode tab stacks.

상기 전극 리드는 전극 탭들을 전기적으로 연결할 수 있는 소재로 이루어진 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 바람직하게는 금속 플레이트일 수 있다. 그러한 금속 플레이트의 예로는, 알루미늄 플레이트, 구리 플레이트, 니켈 플레이트, 니켈이 코팅된 구리 플레이트, 및 SUS 플레이트 등을 들 수 있다.The electrode lead is not particularly limited as long as it is made of a material capable of electrically connecting the electrode tabs, and preferably may be a metal plate. Examples of such metal plates include aluminum plates, copper plates, nickel plates, nickel-coated copper plates, and SUS plates.

상기 전극 리드는 전극 탭들과 용이하게 연결될 수 있는 구조라면 특별히 제한되지 않고 다양할 수 있으며, 예를 들어, 수직 단면상으로 직선의 형태를 가지는 구조일 수 있다. 이러한 전극 리드는 다양한 방식으로 전극 탭들에 연결될 수 있는 바, 바람직하게는 용접에 의해 더욱 안정적으로 연결될 수 있다. 그러한 용접의 예로는, 초음파 용접, 레이저 용접, 및 저항 용접 등을 들 수 있다. 또한, 전극 리드는 T자 형상을 가지며, 상부 전극 탭 적층체들 및 하부 전극 탭 적층체들과 전기적으로 연결될 수 있다.The electrode lead may be various, without particular limitation, as long as it is a structure that can be easily connected to the electrode tabs. For example, the electrode lead may be a structure having a straight line shape in a vertical cross section. This electrode lead can be connected to the electrode tabs in various ways, preferably more stably connected by welding. Examples of such welding include ultrasonic welding, laser welding, and resistance welding. In addition, the electrode lead has a T-shape and may be electrically connected to upper electrode tab stacks and lower electrode tab stacks.

또한, 상기 전극 리드는 둘레에 전지 케이스와의 접촉부에서 절연 상태를 확보하고, 밀봉도를 높이기 위하여, 둘레에 리드 필름이 배치될 수 있다.In addition, the electrode lead may be disposed around the lead film in order to secure an insulating state at the contact portion with the battery case and to increase the sealing degree.

또한, 본 발명의 다른 일 측면에 따른 전극조립체는, 통상의 스택-폴딩형 전극조립체와 마찬가지로, 상기 전극 적층체가 복수개 중첩되어 있고, 각각의 중첩부에는 연속적인 폴딩 세퍼레이터가 개재되는 구조를 가질 수 있다.In addition, the electrode assembly according to another aspect of the present invention, similar to a conventional stack-folding electrode assembly, may have a structure in which a plurality of electrode stacks are overlapped, and a continuous folding separator is interposed in each overlapping portion. have.

도 8a 및 8b는 본 발명의 일 측면에 따른 스택-폴딩형 전극조립체의 개략적인 단면도이다.8A and 8B are schematic cross-sectional views of a stack-folding electrode assembly according to an aspect of the present invention.

도 8a 및 8b를 참조하면, 스택-폴딩형 전극조립체(200)는 세퍼레이터(12)의 양측에 위치한 전극판(11)을 구비하는 단위셀(10)들을 복수개 포함하며, 각각의 단위셀(10)들은 적층된 형태로 존재한다. 이 때, 각각의 단위셀(10)들 사이에는 각각의 단위셀(10)들을 감싸도록 배치된 폴딩 세퍼레이터가 도 8a 및 8b에 도시된 바와 같이 다양한 형태로 개재되어 각각의 단위셀(10)들 사이의 세퍼레이터 기능을 수행할 수 있다.8A and 8B, the stack-folding electrode assembly 200 includes a plurality of unit cells 10 having electrode plates 11 located on both sides of the separator 12, and each unit cell 10 ) Are in a stacked form. At this time, between each unit cell 10, a folding separator disposed to surround each unit cell 10 is interposed in various forms as shown in FIGS. 8A and 8B, and each unit cell 10 It can perform the separator function between.

상기 폴딩 세퍼레이터는 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리아릴에테르케톤(polyaryletherketone), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리아미드이미드(polyamideimide), 폴리벤지미다졸(polybenzimidazole), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 사이클릭 올레핀 코폴리머(cyclic olefin copolymer), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylenesulfide) 및 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 고분자 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 형성된 것을 사용할 수 있다.The folding separator is polyethylene (polyethylene), polypropylene (polypropylene), polyethylene terephthalate (polyethyleneterephthalate), polybutylene terephthalate (polybutyleneterephthalate), polyester (polyester), polyacetal (polyacetal), polyamide (polyamide), poly Polycarbonate, polyimide, polyetheretherketone, polyaryletherketone, polyetherimide, polyamideimide, polybenzimidazole, polybenzimidazole Ether sulfone (polyethersulfone), polyphenylene oxide (polyphenyleneoxide), cyclic olefin copolymer (cyclic olefin copolymer), polyphenylenesulfide (polyphenylenesulfide) and any one polymer selected from the group consisting of polyethylene naphthalene (polyethylenenaphthalene) or any of them Formed of two or more mixtures You can use

또한, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 전술한 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 전지케이스를 포함하는 이차전지가 제공된다.In addition, according to another aspect of the present invention, a secondary battery including the above-described electrode assembly and a battery case accommodating the electrode assembly is provided.

본 발명에서 사용되는 전지 케이스는 당분야에서 통상적으로 사용되는 것이채택될 수 있고, 전지의 용도에 따른 외형에 제한이 없으며, 예를 들면, 캔을 사용한 원통형, 각형 또는 파우치(pouch)형 등이 될 수 있다.The battery case used in the present invention can be adopted that is commonly used in the art, there is no limitation on the appearance according to the use of the battery, for example, a cylindrical, square or pouch (pouch) type using a can Can be.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 명확하고 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be described in detail to specifically describe the present invention. However, the embodiments according to the present invention can be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more clearly and completely explain the present invention to those skilled in the art.

제조예Manufacturing example

일단으로부터 연장되어 형성된 전극 탭을 구비하고, 8 ㎛의 두께를 갖는 전극 판을 복수개 준비하였다. 상기 전극판을 69개 적층하여 전극 적층체를 제조하였다.An electrode tab formed from one end was formed, and a plurality of electrode plates having a thickness of 8 μm were prepared. 69 electrode plates were stacked to prepare an electrode laminate.

실시예 1Example 1

상기 제조예에서 제조된 전극 적층체의 전극 탭들을 184 ㎛의 두께를 갖는 전극 탭 적층체들로 구분하여, 각각의 전극 탭 적층체를 구성하는 전극 탭들을 초음파 용접기로 0.1초 동안 0.2MPa의 가압력으로 용접하였다.The electrode tabs of the electrode laminate prepared in the above manufacturing example are divided into electrode tab laminates having a thickness of 184 µm, and the electrode tabs constituting each electrode tab laminate are ultrasonic welded with a pressure of 0.2 MPa for 0.1 second. Welded.

실시예 2Example 2

전극 적층체의 전극 탭들을 144 ㎛의 두께를 갖는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 용접하였다.The electrode tabs of the electrode laminate were welded in the same manner as in Example 1, except that it had a thickness of 144 μm.

비교예 1Comparative Example 1

전극 적층체의 전극 탭들을 192 ㎛의 두께를 갖는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 용접하였다.The electrode tabs of the electrode laminate were welded in the same manner as in Example 1, except that it had a thickness of 192 μm.

크랙 발생여부Whether cracks occur

상기 실시예 1, 2 및 비교예의 전극 탭 적층체를 확인하였으며, 실시예 1 및 2의 경우, 용접부에 이상이 발생하지 않았으나, 비교예의 경우, 용접부에 크랙이 발생하였다.The electrode tab laminates of Examples 1 and 2 and Comparative Examples were confirmed, and in Examples 1 and 2, no abnormality occurred in the weld, but in Comparative Examples, cracks occurred in the weld.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments and may be modified in various different forms, and having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains It will be understood that a person can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

10: 단위셀
11: 전극판
12: 세퍼레이터
13: 폴딩 세퍼레이터
100: 전극조립체
110: 전극판
111: 음극판
112: 양극판
120, 121, 122: 전극 탭 적층체
130: 전극 리드
140: 브릿지
180: 전극 활물질층
200: 스택-폴딩형 전극조립체10: unit cell
11: electrode plate
12: separator
13: folding separator
100: electrode assembly
110: electrode plate
111: negative electrode plate
112: positive electrode plate
120, 121, 122: electrode tab laminate
130: electrode lead
140: bridge
180: electrode active material layer
200: stack-folding electrode assembly

Claims (12)

세퍼레이터를 개재하여 적층된 다수의 전극판을 포함하는 전극 적층체; 상기 전극판으로부터 각각 연장되어 형성되는 다수의 전극 탭들; 및 상기 다수의 전극 탭들로부터 전기적으로 연결되는 전극 리드;를 구비하는 전극조립체로서,
상기 다수의 전극 탭들은 서로 적층 및 용접되어 형성된 전극 탭 적층체들을 동일 극성에서 2 이상 형성하고,
상기 전극 탭 적층체들은 적층 방향을 기준으로 상부 전극 탭 적층체들과 하부 전극 탭 적층체들로 구분되며, 상기 상부 전극 탭 적층체들과 하부 전극 탭 적층체들은 수평 방향으로 서로 이격되어 있으며, 동일 극성을 갖는 상기 상부 전극 탭 적층체들과 하부 전극 탭 적층체들 사이에 브릿지를 구비하며, 상기 전극 리드는 상기 브릿지를 통해 상기 전극 탭 적층체들과 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 브릿지는 양 끝단에 절곡부를 구비하여 절곡부가 전극 탭 적층체의 측면부를 감싸는 방식으로 절곡되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
An electrode laminate including a plurality of electrode plates stacked via a separator; A plurality of electrode tabs each formed extending from the electrode plate; And an electrode lead electrically connected from the plurality of electrode tabs.
The plurality of electrode tabs are formed by laminating and welding each other to form two or more electrode tab laminates in the same polarity,
The electrode tab stacks are divided into upper electrode tab stacks and lower electrode tab stacks based on the stacking direction, and the upper electrode tab stacks and the lower electrode tab stacks are spaced apart from each other in the horizontal direction. A bridge is provided between the upper electrode tab stacks having the same polarity and the lower electrode tab stacks, and the electrode lead is electrically connected to the electrode tab stacks through the bridge, and the bridge is positive. An electrode assembly having a bent portion at an end thereof, wherein the bent portion is bent in a manner surrounding the side portion of the electrode tab stack.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 전극 리드는 T자 형상을 가지며, 상부 전극 탭 적층체들 및 하부 전극 탭 적층체들과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.According to claim 1,
The electrode lead has a T-shape, the electrode assembly, characterized in that the upper electrode tab stacks and the lower electrode tab stacks are electrically connected. 제1항에 있어서,
상기 전극 탭 적층체는 10 ㎛ 내지 190 ㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 전극조립체.According to claim 1,
The electrode tab laminate is an electrode assembly, characterized in that having a thickness of 10 ㎛ to 190 ㎛. 제1항에 있어서,
상기 전극 리드는 전극 탭 적층체들 사이에 용접되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.According to claim 1,
The electrode lead is an electrode assembly, characterized in that welded between the electrode tab stack. 제1항에 있어서,
상기 전극 탭들은 두께방향을 기준으로 중심에서 외부로 갈수록 긴 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 전극조립체.According to claim 1,
The electrode tab is an electrode assembly characterized in that it has a longer length from the center to the outside based on the thickness direction. 제1항에 있어서,
상기 전극 탭 적층체를 형성하는 전극 탭들은, 두께방향을 기준으로 중심에서 외부로 갈수록 긴 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 전극조립체.According to claim 1,
The electrode tabs forming the electrode tab stack, the electrode assembly characterized in that it has a longer length from the center to the outside with respect to the thickness direction. 제1항에 있어서,
상기 전극조립체는, 상기 전극 적층체가 복수개 중첩되어 있고, 각각의 중첩부에는 연속적인 폴딩 세퍼레이터가 개재되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전극조립체.According to claim 1,
The electrode assembly is characterized in that a plurality of electrode stacks are stacked, and each overlapping portion has a structure in which a continuous folding separator is interposed. 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 전지케이스를 포함하는 이차전지에 있어서, 상기 전극조립체는 제1항 및 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항의 전극조립체인 것을 특징으로 하는 이차전지.A secondary battery comprising an electrode assembly and a battery case accommodating the electrode assembly, wherein the electrode assembly is an electrode assembly according to any one of claims 1 and 6 to 11.
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