KR102141123B1 - Electrode assembly - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전극 조립체에 관한 것으로, 본 발명에 따른 전극 조립체는, 전극과 분리막이 결집되어 형성되는 전극 적층체와, 상기 전극에 부착되며, 상기 전극과 전기적으로 연결되는 전극 탭 및 상기 전극 탭의 복수의 부위를 각각 감싸도록 구비되는 복수개의 보호부재를 포함한다.The present invention relates to an electrode assembly, the electrode assembly according to the present invention, an electrode stack formed by the combination of the electrode and the separator, the electrode tab is attached to the electrode, the electrode tab and the electrode tab electrically connected to the electrode It includes a plurality of protective members provided to surround each of a plurality of parts.
Description
본 발명은 전극 조립체에 관한 것이다. The present invention relates to an electrode assembly.
이차 전지는 일차 전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격하게 증가하고 있다.Unlike a primary battery, a secondary battery is rechargeable and has been researched and developed in recent years due to its small size and high capacity. As technology development and demand for mobile devices increase, demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing.
이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 코인형 전지, 원통형 전지, 각형 전지, 및 파우치형 전지로 분류된다. 이차 전지에서 전지 케이스 내부에 장착되는 전극 조립체는 전극 및 분리막의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자이다. Secondary batteries are classified into coin-type batteries, cylindrical batteries, prismatic batteries, and pouch-type batteries according to the shape of the battery case. In the secondary battery, the electrode assembly mounted inside the battery case is a power planter capable of charging and discharging consisting of a stacked structure of electrodes and separators.
전극 조립체는 활물질이 도포된 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재(介在)하여 권취한 젤리 롤(Jelly-roll)형, 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형, 및 스택형의 단위 셀들을 긴 길이의 분리 필름으로 권취한 스택/폴딩형으로 대략 분류할 수 있다. 이중 젤리 롤형 전극 조립체는 제조가 용이하면서도 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있어 널리 사용되고 있다.The electrode assembly is a jelly-roll type wound by separating a separator between a positive electrode and a negative electrode of a sheet-type coated with an active material, and a stack type in which a plurality of positive and negative electrodes are sequentially stacked with a separator interposed. , And stacked unit cells can be roughly classified into a stacked/folded type wound with a long separation film. The double jelly roll type electrode assembly is widely used because it has an advantage of being easy to manufacture and having high energy density per weight.
본 발명의 하나의 관점은 전극의 권취시 전극의 쏠림을 방지할 수 있는 전극 조립체를 제공하기 위한 것이다.One aspect of the present invention is to provide an electrode assembly capable of preventing the electrode from tipping when the electrode is wound.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체는, 전극과 분리막이 결집되어 형성되는 전극 적층체와, 상기 전극에 부착되며, 상기 전극과 전기적으로 연결되는 전극 탭 및 상기 전극 탭의 복수의 부위를 각각 감싸도록 구비되는 복수개의 보호부재를 포함하고, 상기 복수개의 보호부재 중에서 어느 하나는 상기 전극과 상기 전극 탭이 겹쳐지는 부분과, 상기 전극과 상기 전극 탭이 겹쳐지지 않는 부분 사이의 경계 상에 위치되며, 상기 복수개의 보호부재 중 또 다른 하나는 상기 전극과 상기 전극 탭이 겹쳐지는 부분에 위치될 수 있다.An electrode assembly according to an embodiment of the present invention, an electrode stack formed by the combination of the electrode and the separator, the electrode tab is attached to the electrode, and the electrode tab and the plurality of parts of the electrode tab, respectively It includes a plurality of protective members provided to be wrapped, and any one of the plurality of protective members is located on the boundary between the electrode and the electrode tab overlapping portion, and the electrode and the electrode tab do not overlap. And, another one of the plurality of protection members may be located in a portion where the electrode and the electrode tab overlap.
본 발명에 따른 전극 조립체는 전극 탭에 복수개의 보호테이프를 대칭되도록 부착하여 전극 전체에 균일한 장력이 작용하도록 할 수 있다. 또한, 이로 인하여 전극의 권취시 전극의 쏠림을 방지할 수 있다.In the electrode assembly according to the present invention, a plurality of protective tapes are symmetrically attached to the electrode tab so that uniform tension is applied to the entire electrode. In addition, due to this, it is possible to prevent the electrode from slipping when the electrode is wound.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체가 내장되는 이차 전지를 나타낸 분리 사시도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체를 나타낸 사시도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체에서 전극을 나타낸 평면도; 및
도 4는 도 3에서 A-A'선을 따라 절개한 단면도이다. 1 is an exploded perspective view showing a secondary battery in which an electrode assembly according to an embodiment of the present invention is embedded;
2 is a perspective view showing an electrode assembly according to an embodiment of the present invention;
3 is a plan view showing an electrode in an electrode assembly according to an embodiment of the present invention; And
4 is a cross-sectional view of FIG. 3 taken along line A-A'.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.The objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments that are associated with the accompanying drawings. In addition, it should be noted that, in addition to reference numerals to the components of each drawing in the present specification, the same components have the same numbers as possible, even if they are displayed on different drawings. In addition, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in describing the present invention, detailed descriptions of related well-known technologies that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체가 내장되는 이차 전지를 나타낸 분리 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체를 나타낸 사시도이다.1 is an exploded perspective view showing a secondary battery having an electrode assembly according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing an electrode assembly according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체(100)는, 전극(111)과 분리막(114)이 결집되어 형성되는 전극 적층체(110)와, 전극(111)에 전기적으로 연결되는 전극 탭(120) 및 전극 탭(Tap)(120)에 부착되는 복수개의 보호부재를 포함하여 이루어진다. 이때, 복수개의 보호부재는 복수개의 보호테이프(130)로 이루어질 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the
이하에서, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예인 전극 조립체에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, an electrode assembly, which is an embodiment of the present invention, will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 4.
도 1 및 도 2를 참고하면, 전극 적층체(110)는 충방전이 가능한 발전소자로서, 전극(111)과 분리막(114)이 결집되어 적층된 구조를 형성한다. 이때, 전극 적층체(110)는 권취된 형태로 형성될 수 있다. 1 and 2, the
전극(111)은 양극 시트(Sheet)(112)와 음극 시트(113)로 구성된다. 그리고 분리막(114)은 양극 시트(112)와 음극 시트(113)를 분리하여 전기적으로 절연시킨다. 이때, 양극 시트(112)와 음극 시트(113)는 분리막(114)과 함께 권취되어 젤리 롤(Jelly roll) 형으로 형성될 수 있다. The
분리막(114)은 절연 재질로 이루어져 음극 시트(113)와 양극 시트(112) 사이를 전기적으로 절연한다. 여기서, 분리막(114)은 예를 들어 미다공성을 가지는 폴리에칠렌, 폴리프로필렌 등 폴리올레핀계 수지막으로 형성될 수 있다.The
전극 탭(120)은 복수개로 구비되어 복수의 전극(111)에 각각 부착되며, 복수의 전극(111)에 각각 전기적으로 연결된다. 이때, 전극 탭(120)은 양극 탭(122) 및 음극 탭(123)으로 구성되어, 양극 탭(122)은 양극 시트(112)에 전기적으로 연결되고, 음극 탭(123)은 음극 시트(113)에 전기적으로 연결될 수 있다.The
본 발명의 일 실시예인 전극 조립체(100)가 내장되는 이차전지(10)는 예를 들어 전극 케이스(11)의 개방 상단에 돌출형 음극단자(12a)가 형성되어 있는 탑 캡(12)을 결합되어 있는 구조로 이루어질 수 있다. 여기서, 음극 시트(113)는 음극 탭(123)을 통해 탑 캡(12) 상의 음극단자(12a)의 하단에 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 음극단자(12a)는 절연부재(13)에 의해 탑 캡(12)으로부터 절연되어 있다. 반면에, 양극시트(112)는 그것의 양극 탭(114)이 알루미늄, 스테인리스 스틸 등과 같은 도전성 소재로 되어 있는 탑 캡(12)에 전기적으로 연결되어 그 자체로서 양극단자를 형성할 수 있다.The
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체에서 전극을 나타낸 평면도이고, 도 4는 도 3에서 A-A'선을 따라 절개한 단면도이다. 여기서, 도 4의 A-A'선은 도 3에 도시된 전극 탭의 길이방향으로 연장된 가상의 선이다.3 is a plan view illustrating an electrode in an electrode assembly according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line A-A' in FIG. 3. Here, the A-A' line of FIG. 4 is an imaginary line extending in the longitudinal direction of the electrode tab shown in FIG. 3.
도 3 및 도 4를 참고하면, 양극 시트(112)는 양극 집전체(112a) 및 양극 집전체(112a)에 도포된 양극 활물질(112b)을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 양극 시트(112)의 양극 집전체(112a)는 예를 들어 알루미늄 재질의 시트(sheet)로 이루어질 수 있고, 양극 활물질(112b)은 LiCoO2(리듐코발트옥사이드, 리튬코발트산화물)을 포함하는 재질로 이루어질 수 있다. 여기서, 양극 탭(114)은 양극 활물질(112b)이 도포되지 않은 무지부에 구비될 수 있다.3 and 4, the
음극 시트(113)는 음극 집전체(미도시)와, 음극 집전체에 도포된 음극 활물질(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 음극 시트(113)의 음극 집전체는 예를 들어 구리 재질로 이루어진 시트로 이루어질 수 있고, 음극 활물질은 인조흑연을 포함하는 재질로 이루어질 수 있다.The
보호부재는 보호테이프(130)로 이루어져 전극 탭(120)에 부착된다. 여기서, 보호테이프(130)는 전기 절연성 재질의 필름으로 이루어질 수 있고, 일면에 접착층이 구비될 수 있다. 이에 따라, 보호테이프(130)는 전극 탭(120)에 부착되어 전극 탭(120)의 부착 부위를 외부와 절연시킬 수 있다. The protective member consists of a
아울러, 보호테이프(130)는 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프랄레이트 또는 폴리이미드를 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the
그리고, 보호테이프(130)는 전극 탭(120)의 외면을 따라 부착될 수 있다. 이때, 보호테이프(130)는 전극 탭(120)의 폭방향을 따라 전극 탭(120)에 권취되며 부착될 수 있다. 여기서, 전극 탭(120)의 폭방향은 전극 탭(120)의 길이방향에 대하여 수직인 방향일 수 있다.In addition, the
한편, 보호테이프(130)는 복수개로 구성되어 전극(111)과 인접된 전극 탭(120)의 복수의 부위에 각각 부착될 수 있다. 이때, 복수개의 보호테이프(130) 중에서 어느 하나는 전극(111)과 전극 탭(120)이 겹쳐지는 부분과, 전극(111)과 전극 탭(120)이 겹쳐지지 않는 부분 사이의 경계 상에 위치되어, 전극 탭(120)의 단락을 방지할 수 있다. 즉, 복수개의 보호테이프(130) 중에서 어느 하나는 양극 시트(112) 및/또는 음극 시트(113)의 단부 끝단과 마주보는 위치에 구비되어 전극 탭(120)이 양극 시트(112) 및/또는 음극 시트(113)의 끝단에 의해 단락되는 것을 방지할 수 있다.On the other hand, the
또한, 복수개의 보호테이프(130) 중 또 다른 하나는 전극(111)과 전극 탭(120)이 겹쳐지는 부분에 위치된다.In addition, another one of the plurality of
그리고, 복수개의 보호테이프(130)는 상호 대칭되도록 전극 탭(120)에 부착될 수 있다. 이러한 경우들에 있어, 전극(111)과 전극 탭(120)이 겹쳐지는 부분과 전극(111)과 전극 탭(120)이 겹쳐지지 않는 부분 사이의 경계 상에 위치되는 보호테이프(130)에 의하여 유발된 단차를 전극(111)과 전극 탭(120)이 겹쳐지는 부분에 위치하는 보호테이프가(130) 보완할 수 있게 된다. 그 결과, 전극(111) 폭 전체에 균일한 장력이 작용하도록 할 수 있다. 따라서, 전극(111)의 권취시 전극(111)의 쏠림을 방지할 수 있다.In addition, the plurality of
여기서, 복수개의 보호테이프(130)는 전극 탭(120)에서 전극(111)과 마주보는 면 상의 길이방향 양측부에 각각 부착될 수 있다. 이에 따라, 전극 탭(120)의 전극(111)과 마주보는 면 상의 길이방향 양측부는 복수개의 보호테이프(130)를 통해 전극(111)과 이격된 거리에 위치될 수 있다. 이때, 상기 전극 탭(120)의 면 상의 길이방향 양측부와 상기 전극(111) 사이의 이격 거리는 동일하게 구비될 수 있다. Here, the plurality of
그리고, 전극 탭(120)의 중앙부는 전극(111)에 밀착되도록 구비될 수 있다. 이에 따라, 전극 탭(120)의 중앙부는 전극(111)과 접촉되어 전기적으로 전극 탭(120)과 전극(111)이 연결될 수 있다.In addition, the central portion of the
한편, 보호테이프(130)는 양극 탭(122) 또는 음극 탭(123) 중에서 어느 하나 이상에 부착될 수 있다. 일례로 보호테이프(130)는 양극 탭(122)에 부착될 수 있다.Meanwhile, the
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 전극 조립체는 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 실시가 가능하다고 할 것이다. The present invention has been described in detail through specific examples, but this is for specifically describing the present invention, and the electrode assembly according to the present invention is not limited thereto. It will be said that various implementations are possible by a person skilled in the art within the technical spirit of the present invention.
또한, 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다. In addition, the specific protection scope of the invention will be clarified by the appended claims.
100: 전극 조립체
110: 전극 적층체
111: 전극
112: 양극 시트
112a: 양극 집전체
112b: 양극 활물질
113: 음극 시트
114: 분리막
120: 전극 탭
122: 양극 탭
123: 음극 탭
130: 보호테이프100: electrode assembly
110: electrode laminate
111: electrode
112: anode sheet
112a: anode current collector
112b: positive electrode active material
113: cathode sheet
114: separator
120: electrode tab
122: anode tab
123: negative electrode tab
130: protective tape
Claims (16)
상기 전극에 부착되며, 상기 전극과 전기적으로 연결되는 전극 탭; 및
상기 전극 탭의 복수의 부위를 각각 감싸도록 구비되는 복수개의 보호부재를 포함하고,
상기 복수개의 보호부재 중에서 어느 하나는 상기 전극과 상기 전극 탭이 겹쳐지는 부분과, 상기 전극과 상기 전극 탭이 겹쳐지지 않는 부분 사이의 경계 상에 위치되며,
상기 복수개의 보호부재 중 또 다른 하나는 상기 전극과 상기 전극 탭이 겹쳐지는 부분에 위치되고,
상기 복수개의 보호부재는 복수개의 보호테이프로 이루어져 상기 전극 탭에 부착되며,
상기 복수개의 보호테이프는 상기 전극 탭에서 상기 전극과 마주보는 면 상의 길이방향 양측부에 각각 구비되고,
상기 전극 탭의 중앙부가 상기 전극에 접촉되며,
상기 전극 탭에서 상기 전극과 마주보는 면 상의 길이방향 양측부는 상기 복수개의 보호테이프를 통해 상기 전극과 이격되고,
상기 전극에 균일한 장력이 작용하도록, 상기 복수개의 보호테이프는 상호 대칭되게 상기 전극 탭에 부착되며, 상기 전극 탭의 양측부와 상기 전극 사이의 이격 거리는 동일하게 구비되는 전극 조립체.
An electrode laminate formed by collecting electrodes and separators;
An electrode tab attached to the electrode and electrically connected to the electrode; And
It includes a plurality of protective members provided to surround each of a plurality of parts of the electrode tab,
One of the plurality of protection members is located on a boundary between the electrode and the electrode tab overlapping portion, and the electrode and the electrode tab do not overlap,
Another one of the plurality of protective members is located at a portion where the electrode and the electrode tab overlap,
The plurality of protective members are made of a plurality of protective tapes and are attached to the electrode tab,
The plurality of protective tapes are respectively provided at both sides in the longitudinal direction on the surface facing the electrode in the electrode tab,
The central portion of the electrode tab is in contact with the electrode,
In the electrode tab, both sides in the longitudinal direction on the surface facing the electrode are spaced apart from the electrode through the plurality of protective tapes,
The electrode assembly is provided such that the plurality of protective tapes are mutually symmetrically attached to the electrode tab so that a uniform tension is applied to the electrode, and the separation distance between both sides of the electrode tab and the electrode is the same.
상기 보호테이프는 상기 전극 탭의 외면을 따라 부착되는 전극 조립체.
The method according to claim 1,
The protective tape is an electrode assembly attached along the outer surface of the electrode tab.
상기 보호테이프는 상기 전극 탭의 폭방향을 따라 권취되는 전극 조립체.
The method according to claim 8,
The protective tape is an electrode assembly wound along the width direction of the electrode tab.
상기 보호테이프는 절연성 재질로 이루어지는 전극 조립체.
The method according to claim 8 or claim 9,
The protective tape is an electrode assembly made of an insulating material.
상기 전극 적층체는 권취된 형태로 구비되는 전극 조립체.
The method according to any one of claims 1, 8, or 9,
The electrode stack is an electrode assembly provided in a wound form.
상기 전극은 양극 시트 및 음극 시트 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
상기 분리막은 상기 양극 시트 및 상기 음극 시트를 분리하여 전기적으로 절연시키는 전극 조립체.
The method according to claim 11,
The electrode includes at least one of an anode sheet and a cathode sheet,
The separator is an electrode assembly for electrically insulating the positive electrode sheet and the negative electrode sheet.
상기 전극 탭은
상기 양극 시트에 연결된 양극 탭; 및
상기 음극 시트에 연결된 음극 탭 중 적어도 어느 하나를 포함하는 전극 조립체.
The method according to claim 12,
The electrode tab
An anode tab connected to the anode sheet; And
An electrode assembly comprising at least one of a negative electrode tab connected to the negative electrode sheet.
상기 전극 탭은 상기 양극 시트에 연결된 양극 탭을 포함하고,
상기 복수개의 보호테이프는 상기 양극 탭에 부착되는 전극 조립체.
The method according to claim 12,
The electrode tab includes a positive electrode tab connected to the positive electrode sheet,
The plurality of protective tapes are electrode assemblies attached to the anode tab.
상기 복수개의 보호테이프 중에서 어느 하나는 상기 양극 시트의 단부 끝단과 마주보는 위치에 구비되는 전극 조립체.
The method according to claim 14,
Any one of the plurality of protective tapes is an electrode assembly provided at a position facing the end end of the positive electrode sheet.
상기 양극 시트는
양극 집전체; 및
상기 양극 집전체에 도포된 양극 활물질을 포함하고,
상기 양극 탭은 상기 양극 활물질이 도포되지 않은 무지부에 구비되는 전극 조립체.The method according to claim 14,
The positive electrode sheet
Anode current collector; And
It includes a positive electrode active material applied to the positive electrode current collector,
The positive electrode tab is an electrode assembly provided on the non-coated portion where the positive electrode active material is not applied.
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