KR102193741B1 - Electrode assembly comprising unit cells, method of manufacturing the same and lithium secondary battery comprising the same - Google Patents
Electrode assembly comprising unit cells, method of manufacturing the same and lithium secondary battery comprising the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR102193741B1 KR102193741B1 KR1020190082529A KR20190082529A KR102193741B1 KR 102193741 B1 KR102193741 B1 KR 102193741B1 KR 1020190082529 A KR1020190082529 A KR 1020190082529A KR 20190082529 A KR20190082529 A KR 20190082529A KR 102193741 B1 KR102193741 B1 KR 102193741B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- unit cell
- negative electrode
- anode
- separator
- positive electrode
- Prior art date
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
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
-
- 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
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- 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
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0583—Construction or manufacture of accumulators with folded construction elements except wound ones, i.e. folded positive or negative electrodes or separators, e.g. with "Z"-shaped electrodes or separators
-
- H01M2/1673—
-
- H01M2/18—
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
-
- 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
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 단위셀을 포함하는 전극조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 절연성 고분자 필름을 사용하지 않고 양극을 분리막만으로 포케팅 할 수 있으며 전극조립체의 적층 효율을 개선하고 전지의 성능을 향상시킬 수 있는 단위셀을 포함하는 전극조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode assembly including a unit cell, a method of manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same, and more particularly, a positive electrode can be pocketed only with a separator without using an insulating polymer film, and the stacking efficiency of the electrode assembly The present invention relates to an electrode assembly including a unit cell capable of improving battery performance and improving battery performance, a method of manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same.
최근 첨단 전자산업의 발달로 전자장비의 소량화 및 경량화가 가능하게 됨에 따라 휴대용 전자 기기, 다양한 형태의 모바일 기기의 사용이 증대되고 있다. 이러한 휴대용 전자 기기, 모바일 기기 등의 전원으로 높은 에너지 밀도를 가진 전지의 필요성이 증대되어 리튬이차전지의 연구가 활발하게 진행되고 있다.With the recent development of the high-tech electronics industry, the use of portable electronic devices and various types of mobile devices is increasing as electronic equipment can be reduced in size and weight. As the need for a battery having a high energy density increases as a power source for such portable electronic devices and mobile devices, research on lithium secondary batteries is being actively conducted.
특히, 전자기기 및 모바일 기기 등의 급속한 박형화와 소형화는 얇은 두께의 박형 리튬 이차전지에 대한 수요를 급속히 확대시키고 있는 반면, 기존의 원통형이나 각형 리튬 이차전지의 구조 및/또는 제조 방법은 전지의 박형화에 따르는 부피당 에너지 밀도 면에서 우수하지 못하다는 한계가 있다. 따라서, 통상 5mm 이하의 두께를 갖는 박형 전지를 휴대전화, 캠코더, 노트북 컴퓨터 등의 고성능 휴대용 전자기기, 모바일 기기 등에 채용할 경우, 충분한 구동시간을 얻기 힘든 실정이다.In particular, the rapid thinning and miniaturization of electronic devices and mobile devices is rapidly expanding the demand for thin-walled lithium secondary batteries, while the structure and/or manufacturing method of the existing cylindrical or prismatic lithium secondary batteries has made the batteries thinner. There is a limit that it is not excellent in terms of energy density per volume according to Therefore, it is difficult to obtain a sufficient driving time when a thin battery having a thickness of 5 mm or less is generally employed in high-performance portable electronic devices such as mobile phones, camcorders, notebook computers, and mobile devices.
구체적으로, 각형 리튬 이차전지는 젤리롤 형상을 갖는 전극체 구조로 인하여 용적 대비 전지의 효율성이 좋지 않고, 저온 연신으로 제조된 금속 포장재의 벽체 두께를 감소시키는 데 대한 기술적 제약으로 인하여, 전지 두께가 줄어들어 에너지 밀도가 저하된다. 반면, 적층된 전극 조립체를 알루미늄 라미네이트 포장재로 밀봉하여 조립된 리튬 고분자 전지의 경우, 젤리롤에 의해 발생되는 공간의 낭비를 감소시킬 수 있으나, 전극 사이의 밀착성을 높이기 위해 고분자 바인더를 과량 사용하거나 전극-전해질 계면에 접착층을 도포하여야 하므로, 이에 의한 에너지 밀도 및 그에 따른 전지 성능의 저하가 발생하는 문제가 있다. Specifically, the prismatic lithium secondary battery has poor efficiency of the battery compared to the volume due to the electrode body structure having a jelly roll shape, and the battery thickness is due to technical restrictions on reducing the wall thickness of the metal packaging material manufactured by low temperature stretching. Decreases, resulting in lower energy density. On the other hand, in the case of a lithium polymer battery assembled by sealing the stacked electrode assembly with an aluminum laminate packaging material, the waste of space generated by the jelly roll can be reduced, but an excessive amount of a polymer binder is used to increase the adhesion between the electrodes. -Since the adhesive layer must be applied to the electrolyte interface, there is a problem that the energy density and thus the battery performance are deteriorated.
또한, 알루미늄 라미네이트 포장재 자체의 기계적 취약성과 고분자 내피층과 금속 탭으로 이루어진 접착면의 접착 강도 부족으로 인하여 전지의 내구성, 안전성이 취약한 문제점도 내포하고 있다.In addition, due to the mechanical fragility of the aluminum laminate packaging material itself and the lack of adhesive strength of the adhesive surface made of the polymer inner skin layer and the metal tab, there are also problems in that the durability and safety of the battery are weak.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 출원인은 한국 등록특허 제10-1168650호 또는 한국 등록특허 제10-1168651호에 개시된 포케팅 전극체(양극)를 적층하여 리튬 이차전지를 제조하는 기술을 개발하여 실시해 오고 있다.In order to solve this problem, the applicant developed and implemented a technology for manufacturing a lithium secondary battery by stacking the pocketing electrode body (anode) disclosed in Korean Patent No. 10-1168650 or Korean Patent No. 10-1168651. Is coming.
그런데, 한국 등록특허 제10-1168650호 또는 한국 등록특허 제10-1168651호의 도 3에 도시된 바와 같이, 기존의 포케팅 전극체(양극)를 만들기 위해서는 절연성 고분자 필름에 양극판 모양과 유사한 모양의 수납공간을 펀칭(천공)하여 만들거나 타발해야 한다. 이때, 수납공간에 해당하는 절연성 고분자 필름 즉, 타발된 절연성 고분자 필름은 재사용할 수 없고 그대로 버려지기 때문에 절연성 고분자 필름을 낭비하는 문제가 있다. 또한, 포케팅 전극체(양극)을 제조하기 위해서 반복적인 타발 공정을 수행해야 하기 때문에 생산성이 낮다는 문제도 있다.However, as shown in Fig. 3 of Korean Patent No. 10-1168650 or Korean Patent No. 10-1168651, in order to make a conventional pocketing electrode body (anode), the insulating polymer film has a shape similar to that of a positive electrode plate. It must be made or punched out by punching (perforating) the space. At this time, the insulating polymer film corresponding to the storage space, that is, the punched insulating polymer film cannot be reused and is discarded as it is, so there is a problem of wasting the insulating polymer film. In addition, there is a problem in that productivity is low because it is necessary to perform repeated punching processes in order to manufacture the pocketing electrode body (anode).
이러한 문제를 해결하기 위해서 절연성 고분자 필름의 두께 보다 얇은 양극판을 사용할 수도 있는데, 절연성 고분자 필름 보다 얇은 양극판을 사용하게 되면 전지의 에너지 밀도 측면에서 불리하고 전극체의 안착이 불안정할 경우에는 전지 불량이 발생할 가능성이 크다는 문제가 있다.In order to solve this problem, a positive electrode plate thinner than the thickness of the insulating polymer film may be used.If a positive electrode plate thinner than the insulating polymer film is used, it is disadvantageous in terms of the energy density of the battery, and battery failure occurs when the electrode body is unstable. There is a problem that it is likely.
본 출원인은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명을 제안하게 되었다.The present applicant has proposed the present invention in order to solve the above problems.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 절연성 고분자 필름을 사용하지 않고 포케팅 전극체(양극)을 형성하기 때문에 제조 비용을 절감할 수 있는 단위셀을 포함하는 전극조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지를 제공한다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and since it forms a pocketing electrode body (anode) without using an insulating polymer film, an electrode assembly including a unit cell capable of reducing manufacturing cost, and manufacturing the same It provides a method and a lithium secondary battery including the same.
본 발명은 절연성 고분자 필름을 천공하거나 타발할 필요가 없기 때문에 생산성을 향상시킬 수 있는 단위셀을 포함하는 전극조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지를 제공한다.The present invention provides an electrode assembly including a unit cell capable of improving productivity because there is no need to perforate or punch an insulating polymer film, a method for manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same.
본 발명은 양극과 음극을 적층한 상태에서 동시에 양극과 음극을 프레싱(pressing) 함으로써 양극, 분리막 및 음극의 접촉 면적을 증대시키고 전지의 성능을 향상시킬 수 있는 단위셀을 포함하는 전극조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지를 제공한다.The present invention is an electrode assembly including a unit cell capable of increasing the contact area between the positive electrode, the separator and the negative electrode and improving the performance of the battery by simultaneously pressing the positive electrode and the negative electrode in the state of stacking the positive electrode and the negative electrode, and manufacturing the same. It provides a method and a lithium secondary battery including the same.
본 발명은 양극과 음극을 적층하여 미리 만들어진 단위셀을 적층하여 전극조립체를 형성하기 때문에 전극체를 적층하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있는 단위셀을 포함하는 전극조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지를 제공한다.The present invention is an electrode assembly including a unit cell capable of reducing the time required for stacking an electrode body, a method of manufacturing the same, and lithium containing the same, because the electrode assembly is formed by stacking a pre-made unit cell by stacking a positive electrode and a negative electrode. Provides secondary batteries.
상기한 바와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체는, 음극/분리막/양극/분리막/음극의 순서로 형성된 제1 단위셀; 및 상기 제1 단위셀의 상부 및 하부에 마련되며, 음극/분리막/양극 또는 양극/분리막/음극의 순서로 형성된 제2 단위셀;을 포함하며, 상기 양극은 양극집전체, 상기 양극집전체의 양면에 도포된 양극활물질 및 상기 양극활물질이 도포되지 않은 무지부를 포함하고, 상기 음극은 음극집전체, 상기 음극집전체의 양면 중 적어도 일면에 도포된 음극활물질 및 상기 음극활물질이 도포되지 않은 무지부를 포함하며, 상기 분리막은 상기 무지부를 제외하고 상기 양극을 둘러싸도록 상기 양극의 상면 및 하면에 마련되고, 상기 음극활물질에는 상기 분리막의 일부가 수용되는 양극수용부가 형성될 수 있다.An electrode assembly including a unit cell according to an embodiment of the present invention for achieving the above-described problems includes: a first unit cell formed in the order of a cathode/separator/anode/separator/cathode; And a second unit cell provided above and below the first unit cell and formed in the order of a negative electrode/separator/anode or a positive electrode/separator/cathode, wherein the positive electrode includes a positive electrode current collector and a positive electrode current collector. A positive electrode active material coated on both sides and a non-coated portion to which the positive electrode active material is not applied, and the negative electrode includes a negative electrode current collector, a negative electrode active material applied to at least one of both surfaces of the negative electrode current collector, and a non-coated part to which the negative electrode active material is not applied. The separator may be provided on an upper surface and a lower surface of the anode so as to surround the anode except for the uncoated part, and an anode receiving portion for accommodating a part of the separator may be formed in the anode active material.
상기 제1 단위셀은, 상기 분리막에 의해 둘러싸이는 상기 양극을 포함하는 포케팅 양극; 및 상기 포케팅 양극의 상면 및 하면에 마련되는 상기 음극을 포함하며, 상기 음극은 상기 음극집전체의 양면에 도포된 상기 음극활물질을 포함하고, 상기 포케팅 양극과 마주 보는 상기 음극집전체의 일면에 도포된 상기 음극활물질의 표면에는 상기 양극수용부가 함몰 형성되거나 음각으로 형성될 수 있다.The first unit cell includes: a pocketing anode including the anode surrounded by the separator; And the negative electrode provided on the upper and lower surfaces of the pocketing positive electrode, wherein the negative electrode includes the negative electrode active material coated on both surfaces of the negative electrode current collector, and one surface of the negative electrode current collector facing the pocketing positive electrode On the surface of the negative electrode active material applied to the negative electrode active material, the positive electrode receiving portion may be formed in a recess or intaglio.
상기 제2 단위셀은, 상기 분리막에 의해 둘러싸이는 상기 양극을 포함하는 포케팅 양극; 및 상기 포케팅 양극의 상면 또는 하면 중 어느 하나에 마련되는 상기 음극을 포함하며, 상기 음극은 상기 음극집전체의 일면에 도포된 상기 음극활물질을 포함하고, 상기 음극활물질의 표면에는 상기 양극수용부가 함몰 형성되거나 음각으로 형성될 수 있다.The second unit cell includes: a pocketing anode including the anode surrounded by the separator; And the negative electrode provided on either an upper surface or a lower surface of the pocketing positive electrode, wherein the negative electrode includes the negative electrode active material applied to one surface of the negative electrode current collector, and the positive electrode receiving part is on the surface of the negative electrode active material. It may be formed in a depression or intaglio.
상기 제2 단위셀 중 어느 하나와 상기 제1 단위셀 사이에 마련되는 제3 단위셀; 및 상기 제2 단위셀 중 나머지 하나와 상기 제3 단위셀 사이에 마련되는 다른 제1 단위셀;을 포함하며, 상기 제3 단위셀은, 상기 음극집전체의 양면에 도포된 상기 음극활물질을 포함하는 상기 음극; 및 상기 음극의 상면 및 하면에 마련되며, 상기 분리막에 의해 둘러싸이는 상기 양극을 포함하는 포케팅 양극;을 포함하고, 상기 포케팅 양극과 마주 보는 상기 음극활물질의 표면에는 상기 양극수용부가 함몰 형성되거나 음각으로 형성될 수 있다.A third unit cell provided between any one of the second unit cells and the first unit cell; And another first unit cell provided between the other one of the second unit cells and the third unit cell, wherein the third unit cell includes the negative electrode active material coated on both surfaces of the negative electrode current collector. The cathode; And a pocketing positive electrode provided on the upper and lower surfaces of the negative electrode and including the positive electrode surrounded by the separator, wherein the positive electrode receiving portion is formed indented on the surface of the negative electrode active material facing the pocketing positive electrode. It can be formed by engraving.
상기 양극수용부가 형성된 상기 음극활물질은 전체 표면이 상기 분리막과 접촉되도록 마련되거나 상기 양극수용부의 면적은 상기 음극활물질의 전체 면적 보다 작게 형성될 수 있다.The negative electrode active material in which the positive electrode receiving part is formed may be provided so that the entire surface of the negative electrode active material is in contact with the separator, or the positive electrode receiving part may be formed to be smaller than the total area of the negative electrode active material.
상기 제2 단위셀, 상기 제1 단위셀, 상기 제3 단위셀, 상기 제1 단위셀 및 상기 제2 단위셀의 순서로 적층 형성될 수 있다.The second unit cell, the first unit cell, the third unit cell, the first unit cell, and the second unit cell may be stacked in order.
상기 양극수용부의 면적 또는 크기는 상기 양극의 면적 또는 크기 보다 크게 형성될 수 있다.The area or size of the anode receiving portion may be larger than the area or size of the anode.
상기 제1 단위셀은 C형 바이셀, 상기 제2 단위셀은 풀셀, 상기 제3 단위셀은 A형 바이셀로 형성될 수 있다.The first unit cell may be a C-type bi-cell, the second unit cell may be a full cell, and the third unit cell may be an A-type bi-cell.
상기 제1 단위셀과 상기 제2 단위셀의 접촉 면적, 상기 제1 단위셀과 상기 제3 단위셀의 접촉 면적은 상기 음극의 전체 면적 보다 작거나 상기 양극수용부의 면적과 동일하게 형성될 수 있다.A contact area between the first unit cell and the second unit cell, and a contact area between the first unit cell and the third unit cell may be smaller than the total area of the cathode or may be formed equal to the area of the anode receiving portion. .
또한, 본 발명은 상기한 전극조립체; 및 상기 전극조립체와 함께 전해액을 밀봉 수납하는 케이스를 포함하는 리튬이차전지를 제공할 수 있다.In addition, the present invention is the electrode assembly described above; And it is possible to provide a lithium secondary battery including a case for encapsulating an electrolyte solution together with the electrode assembly.
한편, 발명의 다른 분야에 의하면, 본 발명은 상기한 전극조립체의 제조 방법에 있어서, 상기 분리막을 제공하는 단계; 상기 분리막 위에 상기 양극을 제공하는 단계; 상기 양극 위에 다른 상기 분리막을 제공하는 단계; 상기 분리막 및 상기 양극을 프레싱하는 단계; 및 상기 분리막 및 상기 양극을 타발 또는 절단하는 단계;에 의해서 상기 포케팅 양극을 형성하고, 상기 음극집전체의 양면에 상기 음극활물질이 도포된 상기 음극을 상기 포케팅 양극의 상면 및 하면에 제공하고 프레싱 한 후 타발 또는 절단하여 상기 제1 단위셀을 얻는 것을 특징으로 하는 단위셀을 포함하는 전극조립체의 제조 방법을 제공할 수 있다.On the other hand, according to another field of the invention, the present invention provides a method for manufacturing the electrode assembly, providing the separation membrane; Providing the anode on the separator; Providing another separator on the anode; Pressing the separator and the anode; And punching or cutting the separator and the positive electrode; thereby forming the pocketing positive electrode, and providing the negative electrode coated with the negative electrode active material on both surfaces of the negative electrode current collector on the upper and lower surfaces of the pocketing positive electrode, It is possible to provide a method for manufacturing an electrode assembly including a unit cell, characterized in that the first unit cell is obtained by punching or cutting after pressing.
또한, 본 발명은 상기한 전극조립체의 제조 방법에 있어서, 상기 분리막을 제공하는 단계; 상기 분리막 위에 상기 양극을 제공하는 단계; 상기 양극 위에 다른 상기 분리막을 제공하는 단계; 상기 분리막 및 상기 양극을 프레싱하는 단계; 및 상기 분리막 및 상기 양극을 타발 또는 절단하는 단계;에 의해서 상기 포케팅 양극을 형성하고, 상기 음극집전체의 일면에만 도포된 상기 음극활물질의 상면에 상기 포케팅 양극을 제공하고 프레싱 한 후 타발 또는 절단하여 상기 제2 단위셀을 얻는 것을 특징으로 하는 단위셀을 포함하는 전극조립체의 제조 방법을 제공할 수 있다.In addition, the present invention in the manufacturing method of the electrode assembly, the step of providing the separation membrane; Providing the anode on the separator; Providing another separator on the anode; Pressing the separator and the anode; And punching or cutting the separator and the positive electrode; thereby forming the pocketing positive electrode, providing the pocketing positive electrode on the upper surface of the negative electrode active material applied only to one surface of the negative electrode current collector, pressing, and then punching or It is possible to provide a method for manufacturing an electrode assembly including a unit cell, characterized in that the second unit cell is obtained by cutting.
또한, 본 발명은 상기한 전극조립체의 제조 방법에 있어서, 상기 분리막을 제공하는 단계; 상기 분리막 위에 상기 양극을 제공하는 단계; 상기 양극 위에 다른 상기 분리막을 제공하는 단계; 상기 분리막 및 상기 양극을 프레싱하는 단계; 및 상기 분리막 및 상기 양극을 타발 또는 절단하는 단계;에 의해서 상기 포케팅 양극을 형성하고, 상기 음극집전체의 양면에 상기 음극활물질이 도포된 상기 음극의 상면 및 하면에 상기 포케팅 양극을 제공하고 프레싱 한 후 타발 또는 절단하여 상기 제3 단위셀을 얻는 것을 특징으로 하는 단위셀을 포함하는 전극조립체의 제조 방법을 제공할 수 있다.In addition, the present invention in the manufacturing method of the electrode assembly, the step of providing the separation membrane; Providing the anode on the separator; Providing another separator on the anode; Pressing the separator and the anode; And punching or cutting the separator and the positive electrode; thereby forming the pocketing positive electrode, and providing the pocketing positive electrode on upper and lower surfaces of the negative electrode coated with the negative electrode active material on both surfaces of the negative electrode current collector, It is possible to provide a method of manufacturing an electrode assembly including a unit cell, characterized in that punching or cutting after pressing to obtain the third unit cell.
본 발명에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지는 절연성 고분자 필름을 사용하지 않고 포케팅 전극체(양극)을 형성하기 때문에 제조 비용을 절감할 수 있다.The electrode assembly including the unit cell according to the present invention, the method for manufacturing the same, and the lithium secondary battery including the same form a pocketing electrode body (anode) without using an insulating polymer film, so that manufacturing cost can be reduced.
본 발명에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지는 절연성 고분자 필름을 천공하거나 타발할 필요가 없기 때문에 생산성을 향상시킬 수 있다.The electrode assembly including the unit cell according to the present invention, the method for manufacturing the same, and the lithium secondary battery including the same can improve productivity because there is no need to perforate or punch an insulating polymer film.
본 발명에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지는 양극과 음극을 적층한 상태에서 동시에 양극과 음극을 프레싱(pressing) 하기 때문에 양극, 분리막 및 음극의 접촉 면적을 증대시키고 전지의 성능을 향상시킬 수 있다.The electrode assembly including the unit cell according to the present invention, the method of manufacturing the same, and the lithium secondary battery including the same, since the positive electrode and the negative electrode are simultaneously pressed while the positive electrode and the negative electrode are stacked, the contact area between the positive electrode, the separator and the negative electrode And improve battery performance.
본 발명에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지는 양극과 음극을 적층하여 미리 만들어진 단위셀을 적층하여 전극조립체를 형성하기 때문에 전극체를 적층하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있다.The electrode assembly including the unit cell according to the present invention, the method of manufacturing the same, and the lithium secondary battery including the same are used to form an electrode assembly by stacking pre-made unit cells by stacking a positive electrode and a negative electrode, so the time required to stack the electrode body Can be reduced.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체의 종단면도이다.
도 2는 도 1에 따른 전극조립체의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 포케팅 양극의 구조 및 제조 과정을 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 포케팅 양극을 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 제1 단위셀의 구조 및 제조 과정을 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 제1 단위셀을 보여주는 사시도이다.
도 7은 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 제2 단위셀의 구조 및 제조 과정을 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 제2 단위셀을 보여주는 사시도이다.
도 9는 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 제3 단위셀의 구조 및 제조 과정을 보여주는 단면도이다.
도 10은 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 제3 단위셀을 보여주는 사시도이다.1 is a longitudinal cross-sectional view of an electrode assembly including a unit cell according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view of the electrode assembly according to FIG. 1.
3 is a cross-sectional view showing the structure and manufacturing process of the pocketing anode included in the electrode assembly according to FIG. 1.
4 is a perspective view showing a pocketing anode included in the electrode assembly according to FIG. 1.
5 is a cross-sectional view showing a structure and manufacturing process of a first unit cell included in the electrode assembly according to FIG. 1.
6 is a perspective view showing a first unit cell included in the electrode assembly according to FIG. 1.
7 is a cross-sectional view showing a structure and manufacturing process of a second unit cell included in the electrode assembly according to FIG. 1.
8 is a perspective view illustrating a second unit cell included in the electrode assembly according to FIG. 1.
9 is a cross-sectional view showing the structure and manufacturing process of a third unit cell included in the electrode assembly according to FIG. 1.
10 is a perspective view showing a third unit cell included in the electrode assembly according to FIG. 1.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited or limited by the embodiments. The same reference numerals in each drawing indicate the same members.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체의 종단면도, 도 2는 도 1에 따른 전극조립체의 분해 사시도, 도 3은 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 포케팅 양극의 구조 및 제조 과정을 보여주는 단면도, 도 4는 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 포케팅 양극을 보여주는 사시도, 도 5는 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 제1 단위셀의 구조 및 제조 과정을 보여주는 단면도, 도 6은 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 제1 단위셀을 보여주는 사시도, 도 7은 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 제2 단위셀의 구조 및 제조 과정을 보여주는 단면도, 도 8은 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 제2 단위셀을 보여주는 사시도, 도 9는 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 제3 단위셀의 구조 및 제조 과정을 보여주는 단면도, 도 10은 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 제3 단위셀을 보여주는 사시도이다.1 is a longitudinal sectional view of an electrode assembly including a unit cell according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the electrode assembly according to FIG. 1, and FIG. 3 is a pocketing anode included in the electrode assembly according to FIG. A cross-sectional view showing the structure and manufacturing process of, FIG. 4 is a perspective view showing a pocketing anode included in the electrode assembly according to FIG. 1, and FIG. 5 is a structure and manufacturing process of a first unit cell included in the electrode assembly according to FIG. 1. A cross-sectional view, FIG. 6 is a perspective view showing a first unit cell included in the electrode assembly according to FIG. 1, FIG. 7 is a cross-sectional view showing the structure and manufacturing process of the second unit cell included in the electrode assembly according to FIG. 1, and FIG. Is a perspective view showing a second unit cell included in the electrode assembly according to FIG. 1, FIG. 9 is a cross-sectional view showing the structure and manufacturing process of the third unit cell included in the electrode assembly according to FIG. 1, and FIG. It is a perspective view showing the third unit cell included in the electrode assembly.
이하에서 설명하는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위셀(Unit Cell)을 포함하는 전극조립체는 리튬이차전지를 구성하는 것으로서, 전극조립체를 구성하는 분리막, 양극집전체 및 양극활물질, 음극집전체 및 음극활물질, 전해액 등은 한국 등록특허 제10-1168650호 또는 한국 등록특허 제10-1168651호에 개시된 전극조립체 및 리튬이차전지에 사용되는 것과 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.An electrode assembly including a unit cell according to an embodiment of the present invention described below constitutes a lithium secondary battery, and comprises a separator, a positive electrode current collector and a positive electrode active material, a negative electrode current collector, and The negative electrode active material, electrolyte, etc. are the same as those used in the electrode assembly and lithium secondary battery disclosed in Korean Patent No. 10-1168650 or Korean Patent No. 10-1168651, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.
이하에서 설명하는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)는 단위셀을 포함하는 전극조립체이다. 즉, 다수개의 전극체를 적층(stack)한 구조의 전극조립체(100)는, 양극/분리막/음극을 하나씩 반복적으로 적층하는 것이 아니라, 양극/분리막/음극을 적층하여 미리 만들어진 단위셀을 여러 개 적층하여 형성되는 것이다.The
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체(100)에 대해서 자세하게 설명한다.Hereinafter, an
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체(100)의 종단면도가 도시되어 있다. 1 is a longitudinal cross-sectional view of an
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체(100)는, 음극(121)/분리막(101)/양극(111)/분리막(102)/음극(121)의 순서로 형성된 제1 단위셀(UC1) 및 제1 단위셀(UC1)의 상부 및 하부에 마련되며 음극(161)/분리막(101)/양극(111) 또는 양극(111)/분리막(101)/음극(161)의 순서로 형성된 제2 단위셀(UC2)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, an
본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)는 양극과 음극을 교대로 여러 개 적층함으로써 얻어지는 것이 아니라, 양극과 음극을 적층하여 미리 형성된 단위셀(UC1,UC2)을 복수개 적층함으로써 얻어지는 것이다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)는 적층 속도를 빠르게 할 수 있다. 예를 들어서, 양극과 음극을 하나씩 반복적으로 적층하여 도 1에 도시된 전극조립체(100)를 얻기 위해서는 7개의 음극과 6개의 양극을 교대로 적층해야 한다. 반면에, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)는 5개의 단위셀(UC1,2,3)을 적층하면 얻을 수 있다.The
도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)는 5개의 단위셀이 적층되어 있지만, 최소 3개의 단위셀을 적층하더라도 전지의 기능을 가능하게 하는 전극조립체(100)를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)는 맨 아래에 위치하는 제2 단위셀(UC2), 그 상부에 적층되는 제1 단위셀(UC1), 제1 단위셀(UC1)의 상부에 적층되는 다른 제2 단위셀(UC2)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 제1 단위셀(UC1)의 상하에 위치하는 제2 단위셀(UC2)은 제1 단위셀(UC1)을 기준으로 서로 대칭이 되는 구조를 가지는 것이 바람직하다.In the
여기서, 제1 단위셀(UC1)을 구성하는 양극(111)과 제2 단위셀(UC2)을 구성하는 양극(111)은 동일한 형태 또는 구조를 가질 수 있다. 제1 단위셀(UC1) 및 제2 단위셀(UC2)에 포함되는 양극(111)은 양극집전체(112), 양극집전체(112)의 양면에 도포된 양극활물질(113) 및 양극활물질(113)이 도포되지 않은 무지부(119, 도 2 참조)를 포함할 수 있다.Here, the
반면에, 제1 단위셀(UC1)을 구성하는 음극(121)과 제2 단위셀(UC2)을 구성하는 음극(161)은 그 형태가 다르다. 제1 단위셀(UC1) 또는 제2 단위셀(UC2)을 구성하는 음극(121,161)은 음극집전체(122,162), 음극집전체(122,162)의 양면 중 적어도 일면에 도포된 음극활물질(123,163) 및 음극활물질(123,163)이 도포되지 않은 무지부(129, 도 2 참조)를 포함할 수 있다. 제1 단위셀(UC1)을 구성하는 음극(121)은 음극집전체(122)의 양면에 음극활물질(123)이 도포되는 반면에, 제2 단위셀(UC2)을 구성하는 음극(161)은 음극집전체(162)의 일면에만 음극활물질(163)이 도포되어 있다.On the other hand, the
여기서, 제1 및 제2 단위셀(UC1,UC2)을 구성하는 양극(111)의 상면 및 하면에 마련되는 분리막(101)은 무지부(119)를 제외하고 양극(111)을 둘러싸도록 양극(111)의 상면 및 하면에 마련될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 단위셀(UC1,UC2)을 구성하는 음극(121,161)의 음극활물질(123,163)에는 양극(111)을 둘러싸는 분리막(101)의 일부가 수용되는 양극수용부(124)가 형성될 수 있다.Here, the
이하에서는 도 1 내지 도 6을 참조하여 제1 단위셀(UC1)에 대해서 설명한다. 도 1을 참조하면, 제1 단위셀(UC1)은 음극(121), 분리막(101), 양극(111), 분리막(101) 및 음극(121)이 차례대로 상하로 적층된 구조를 가진다. 상하에 위치하는 음극(121)은 음극집전체(122) 및 음극집전체(122)의 양면에 도포된 음극활물질(123)을 포함할 수 있다. 2개의 음극(121) 사이에 위치하는 양극(111)은 양극집전체(112) 및 양극집전체(122)의 양면에 도포된 양극활물질(123)을 포함할 수 있다. Hereinafter, the first unit cell UC1 will be described with reference to FIGS. 1 to 6. Referring to FIG. 1, a first unit cell UC1 has a structure in which a
이때, 음극(121)과 달리 양극(111)은 양극(111)의 상면 및 하면에 마련된 2개의 분리막(101)에 의해서 둘러싸인 형태를 가진다. 따라서, 제1 단위셀(UC1)을 구성하는 양극(111)은 무지부(119)를 제외하고 분리막(101)에 의해서 둘러싸이는 포케팅 양극(110)으로 마련된다. 이와 같이, 제1 단위셀(UC1)은, 분리막(101)에 의해 둘러싸이는 양극(111)을 포함하는 포케팅 양극(110) 및 포케팅 양극(110)의 상면 및 하면에 마련되는 음극(121)을 포함할 수 있다.In this case, unlike the
제1 단위셀(UC1)의 음극(121)은 음극집전체(122)의 양면에 도포된 음극활물질(123) 중에서, 포케팅 양극(110)과 마주 보는 음극집전체(122)의 일면에 도포된 음극활물질(123)의 표면에는 양극수용부(124, 도 5 참조)가 함몰 형성되거나 음각으로 형성될 수 있다.The
도 3에는 포케팅 양극(110)의 구조 내지 제조 공정(방법)이 도시되어 있다. 우선, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 롤투롤(roll to roll) 방식으로 공급되는 긴 띠 모양의 분리막(101) 위에 일정한 간격을 두고 복수개의 양극(111)을 공급할 수 있다. 롤투롤 방식으로 좌측에서 우측으로 공급되거나 우측에서 좌측으로 공급되는 분리막(101)의 상면에 양면 양극(111)을 놓아서 분리막(101)과 함께 공급할 수 있다. 양면 양극(111)도 롤투롤 방식으로 공급되는 긴 띠 모양의 양극집전체(112)의 양면에 양극활물질(113)을 도포한 후 가압 및 타발하는 공정에 의해서 제조될 수 있다.3 shows the structure or manufacturing process (method) of the pocketing
그 다음 단계에서는, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 양극(111)의 상면을 덮도록 다른 분리막(101)이 롤투롤 방식으로 공급될 수 있다. 도 3의 (b)와 같이 도시된 단계에서 양극(111)을 덮는 분리막(101)은 양극(111) 위에 놓여져 있는 상태이다.In the next step, another
그 다음 단계에서는, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 2개의 분리막(101) 사이에 양극(111)이 마련된 상태에서 위아래의 분리막(101)을 가압하여 양극(111)을 둘러싸도록 분리막(101)끼리 접착시키게 된다. 가압하는 과정에서 분리막(101)을 가열하여 양극(111)의 가장자리를 따라 분리막(101)끼리 접착시킬 수 있다. 또는, 양극(111)의 가장자리를 따라 서로 접착하는 분리막(101)의 표면에는 접착성분이 도포될 수도 있다. 가압단계를 거치면 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 양극(111)이 위치하지 않는 부위에서 분리막(101)끼리 서로 접착하게 된다. 분리막(101)은 양극(111)이 위치하는 부분과 위치하지 않는 부분에서 높이가 달라지는 단차를 가지게 된다. 마지막으로 분리막(101)끼리 접착된 부분(도 3(c)의 점선 참조)을 절단 또는 타발함으로써 포케팅 양극(110)을 얻게 된다.In the next step, as shown in (c) of FIG. 3, in a state in which the
도 4를 참조하면, 포케팅 양극(110)은 무지부(119)를 제외한 양극(111) 전체가 분리막(101)에 의해서 둘러싸인 형태를 가지며, 분리막(101) 중 양극(111)이 위치하는 부분은 상하로 돌출된 형태를 가진다.Referring to FIG. 4, the pocketing
이하에서는, 도 3에 도시된 과정을 거쳐서 제조된 포케팅 양극(110)을 이용하여 제1 단위셀(UC1)을 제조하는 과정을 설명한다. 우선, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 롤투롤 방식으로 양면 음극(121)을 공급한다. 양면 음극(121)은 롤투롤 방식으로 공급되는 긴 띠 모양의 음극집전체(122)의 양면에 음극활물질(123)을 도포한 후 가압 및 타발하는 공정에 의해서 제조될 수 있다. 그 다음에는, 롤투롤 방식으로 좌측에서 우측으로 공급되거나 우측에서 좌측으로 공급되는 양면 음극(121)의 상면 즉, 음극활물질(123)의 표면에 복수개의 포케팅 양극(110)을 포함하는 양극 띠를 공급하여 양면 음극(121)과 함께 양극을 공급하게 된다. 그 다음에는, 포케팅 양극(110)의 상면을 덮도록 다른 양면 음극(121)이 롤투롤 방식으로 공급될 수 있다. 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 포케팅 양극(110)을 덮는 양면 음극(121)은 포케팅 양극(110) 위에 놓여져 있는 상태이다.Hereinafter, a process of manufacturing the first unit cell UC1 by using the pocketing
그 다음 단계에서는, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 상하의 양면 음극(121) 사이에 포케팅 양극(110)이 마련된 상태에서 위아래의 양면 음극(121)을 가압하여 양면 음극(121)과 포케팅 양극(110)을 접착 또는 밀착시키게 된다. 여기서, 포케팅 양극(110)의 상하에 위치하는 양면 음극(121)의 경우 음극집전체(122)의 양면에 도포된 음극활물질(123)은 가압(프레싱) 공정을 거치지 않은 상태인 것이 바람직하다. 일반적으로 음극집전체에 음극활물질을 도포한 후에 가압(프레싱)하여 음극활물질을 음극집전체에 압착시키는 과정을 거치게 된다. In the next step, as shown in (b) of FIG. 5, in a state in which the pocketing
그런데, 본 발명의 경우에는 음극활물질(123)을 프레싱 하지 않은 상태에서 양면 음극(121) 사이에 포케팅 양극(110)을 위치시킨 후에 양면 음극(121)을 가압하게 되는데, 이러한 가압 공정에 의해서 음극활물질(123)도 가압되어 음극집전체(122)에 압착될 수 있다. 뿐만 아니라 가압 공정에 의해서 포케팅 양극(110)의 양극(111) 부분 즉, 돌출 부분이 음극활물질(123)의 표면에서부터 밀려 들어가거나 포케팅 양극(110)의 분리막(101)끼리 접착된 부분 즉, 오목한 부분을 음극활물질(123)이 채우는 형태가 될 수도 있다.By the way, in the case of the present invention, after placing the pocketing
도 5의 (a)에는 가압하기 전의 상태가 도시되어 있는데, 가압하기 전에는 포케팅 양극(110)과 접촉하는 음극활물질(123)의 표면이 모두 평평하고 분리막(101)끼리 접착된 부분과 음극활물질(123) 사이에는 빈 공간이 있다. 도 5의 (b)에는 가압한 후의 상태가 도시되어 있는데, 가압한 후에는 포케팅 양극(110)과 접촉하는 음극활물질(123)의 표면 상태가 변하고 분리막(101)끼리 접착된 부분을 음극활물질(123)이 채우게 된다. 따라서, 가압한 후에 있어서, 포케팅 양극(110)과 마주보는 음극활물질(123)의 표면에는 포케팅 양극(110)의 돌출 부분을 수용하는 양극수용부(124)가 함몰 형성되거나 음각으로 형성될 수 있다. 음극활물질(123)의 표면에 양극수용부(124)가 함몰 또는 음각으로 형성되면서 양면 음극(121)과 포케팅 양극(110)이 서로 밀착하게 되고, 그 결과 양극(111)과 분리막(101), 그리고 음극(121)의 접촉 면적이 커져서 전지의 성능도 향상될 수 있다.Figure 5 (a) shows a state before pressurization.Before pressurization, the surface of the negative electrode
도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 가압 공정에 의해서 양면 음극(121)/포케팅 양극(110)/양면 음극(121)이 서로 밀착하여 붙어 있게 된다. 이 상태에서 분리막(101)끼리 접착된 부분(도 5(b)의 점선 참조)을 절단 또는 타발함으로써 도 5의 (c)에 도시된 바와 같은 제1 단위셀(UC1)을 얻을 수 있다.As shown in (b) of FIG. 5, the double-
도 6을 참조하면, 제1 단위셀(UC1)의 상면 및 하면은 음극활물질(123)로 형성되며 음극집전체(122)와 동일한 크기 또는 면적의 평면으로 형성되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 6, the upper and lower surfaces of the first unit cell UC1 are formed of an anode
도 3 및 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)를 구성하는 제1 단위셀(UC1)을 제조하는 방법을 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)의 제조 방법은, 분리막(101)을 제공하는 단계(도 3(a)), 분리막(101) 위에 양극(111)을 제공하는 단계(도 3(a)), 양극(111) 위에 다른 분리막(101)을 제공하는 단계(도 3(b)), 분리막(101) 및 양극(111)을 프레싱하는 단계(도 3(c)) 및 분리막(101) 및 양극(111)을 타발 또는 절단하는 단계(도 3(c))에 의해서 포케팅 양극(110)을 형성하고, 음극집전체(122)의 양면에 음극활물질(123)이 도포된 음극(121)을 포케팅 양극(110)의 상면 및 하면에 제공하고(도 5(a)) 프레싱 한 후 타발 또는 절단하여(도 5(b)) 제1 단위셀(UC1)을 얻을 수 있다(도 5(c)).A method of manufacturing the first unit cell UC1 constituting the
이하에서는, 도 3에 도시된 과정을 거쳐서 제조된 포케팅 양극(110)을 이용하여 제2 단위셀(UC2)을 제조하는 과정을 설명한다. 우선, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 롤투롤 방식으로 단면 음극(161)을 공급한다. 단면 음극(161)은 롤투롤 방식으로 공급되는 긴 띠 모양의 음극집전체(162)의 일면에만 음극활물질(163)을 도포한 후 가압 및 타발하는 공정에 의해서 제조될 수 있다. 그 다음에는, 롤투롤 방식으로 좌측에서 우측으로 공급되거나 우측에서 좌측으로 공급되는 단면 음극(161)의 상면 즉, 음극활물질(163)의 표면에 복수개의 포케팅 양극(110)을 포함하는 양극 띠를 공급하여 단면 음극(161)과 함께 양극을 공급하게 된다. 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 포케팅 양극(110)은 단면 음극(161) 위에 놓여져 있는 상태이다.Hereinafter, a process of manufacturing the second unit cell UC2 using the pocketing
그 다음 단계에서는, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 단면 음극(161)과 포케팅 양극(110)을 가압하여 단면 음극(161)과 포케팅 양극(110)을 접착 또는 밀착시키게 된다. 여기서, 포케팅 양극(110)의 하부에 위치하는 단면 음극(161)의 경우 음극집전체(162)의 일면에 도포된 음극활물질(163)은 가압(프레싱) 공정을 거치지 않은 상태인 것이 바람직하다. 일반적으로 음극집전체에 음극활물질을 도포한 후에 가압(프레싱)하여 음극활물질을 음극집전체에 압착시키는 과정을 거치게 된다. In the next step, as shown in (b) of FIG. 7, by pressing the single-sided
그런데, 본 발명의 경우에는 음극활물질(163)을 프레싱 하지 않은 상태에서 단면 음극(161) 위에 포케팅 양극(110)을 위치시킨 후에 단면 음극(161)을 가압하게 되는데, 이러한 가압 공정에 의해서 음극활물질(163)도 가압되어 음극집전체(162)에 압착될 수 있다. 뿐만 아니라 가압 공정에 의해서 포케팅 양극(110)의 양극(111) 부분 즉, 돌출 부분이 음극활물질(163)의 표면에서부터 밀려 들어가거나 음극활물질(163)이 포케팅 양극(110)의 분리막(101) 접착 부분 즉, 오목한 부분을 채우는 형태가 될 수도 있다.However, in the case of the present invention, after placing the pocketing
도 7의 (a)에는 가압하기 전의 상태가 도시되어 있는데, 가압하기 전에는 포케팅 양극(110)과 접촉하는 음극활물질(163)의 표면이 모두 평평하고 분리막(101)끼리 접착된 부분과 음극활물질(163) 사이에는 빈 공간이 있다. 도 7의 (b)에는 가압한 후의 상태가 도시되어 있는데, 가압한 후에는 포케팅 양극(110)과 접촉하는 음극활물질(163)의 표면 상태가 변하고 분리막(101)끼리 접착된 부분을 음극활물질(163)이 채우게 된다. 따라서, 가압한 후에 있어서, 포케팅 양극(110)과 마주보는 음극활물질(163)의 표면에는 포케팅 양극(110)의 돌출 부분을 수용하는 양극수용부(164, 도 7 참조)가 함몰 형성되거나 음각으로 형성된다. 음극활물질(163)의 표면에 양극수용부(164)가 함몰 또는 음각으로 형성되면서 단면 음극(161)과 포케팅 양극(110)이 서로 밀착하게 되고, 그 결과 양극(111)과 분리막(101), 그리고 음극(161)의 접촉 면적이 커져서 전지의 성능도 향상될 수 있다.Figure 7 (a) shows a state before pressurization.Before pressurization, the surface of the negative electrode
도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 가압 공정에 의해서 포케팅 양극(110)/단면 음극(161)이 서로 밀착하여 붙어 있게 된다. 이 상태에서 분리막(101)끼리 접착된 부분(도 7(b)의 점선 참조)을 절단 또는 타발함으로써 도 7의 (c)에 도시된 바와 같은 제2 단위셀(UC2)을 얻을 수 있다.As shown in (b) of FIG. 7, the pocketing
본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)를 구성하는 제2 단위셀(UC2)은, 분리막(101)에 의해 둘러싸이는 양극(111)을 포함하는 포케팅 양극(110) 및 포케팅 양극(110)의 상면 또는 하면 중 어느 하나에 마련되는 단면 음극(161)을 포함하며, 단면 음극(161)은 음극집전체(162)의 일면에 도포된 음극활물질(163)을 포함하고, 음극활물질(163)의 표면에는 양극수용부(164)가 함몰 형성되거나 음각으로 형성될 수 있다.The second unit cell UC2 constituting the
도 8을 참조하면, 제2 단위셀(UC2)의 상면은 포케팅 양극(110)의 분리막(101)으로 형성되되 돌출 부분과 같은 단차가 존재하게 되고, 제2 단위셀(UC2)의 하면은 음극활물질(163)로 형성되며 음극집전체(162)와 동일한 크기 또는 면적의 평면으로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 8, the upper surface of the second unit cell UC2 is formed of the
도 3 및 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)를 구성하는 제2 단위셀(UC2)을 제조하는 방법을 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)의 제조 방법은, 분리막(101)을 제공하는 단계(도 3(a)), 분리막(101) 위에 양극(111)을 제공하는 단계(도 3(a)), 양극(111) 위에 다른 분리막(101)을 제공하는 단계(도 3(b)), 분리막(101) 및 양극(111)을 프레싱하는 단계(도 3(c)) 및 분리막(101) 및 양극(111)을 타발 또는 절단하는 단계(도 3(c))에 의해서 포케팅 양극(110)을 형성하고, 음극집전체(162)의 일면에만 도포된 음극활물질(163)의 상면에 포케팅 양극(110)을 제공하고(도 7(a)) 프레싱 한 후 타발 또는 절단하여(도 7(b)) 제2 단위셀(UC2)을 얻을 수 있다(도 7(c)).A method of manufacturing the second unit cell UC2 constituting the
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)는, 제1 및 제2 단위셀(UC1,UC2) 외에 제3 단위셀(UC3)을 더 포함할 수도 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)는, 제2 단위셀(UC2) 중 어느 하나와 제1 단위셀(UC1) 사이에 마련되는 제3 단위셀(UC3) 및 제2 단위셀(UC2) 중 나머지 하나와 제3 단위셀(UC3) 사이에 마련되는 다른 제1 단위셀(UC1)을 포함할 수 있다. Meanwhile, the
본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)는 차례대로 적층된 제2 단위셀(UC2), 제1 단위셀(UC1), 제3 단위셀(UC3), 제1 단위셀(UC1) 및 제2 단위셀(UC2)를 포함할 수 있다. 즉, 5개의 단위셀을 적층함으로써 전극조립체(100)를 얻을 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)는 제3 단위셀(UC3)을 기준으로 상하에 각각 제1 단위셀(UC1) 및 제2 단위셀(UC2)이 위치하며 제 3단위셀(UC3)을 기준으로 대칭을 이루게 된다. 또한, 전극조립체(100)의 최하단 및 최상단에는 제2 단위셀(UC2)이 위치하며, 전극조립체(100)의 최하면 및 최상면은 제2 단위셀(UC2)의 단면 음극(161)의 음극집전체(162)가 위치하게 된다.In the
이하에서는 도 1, 도 9 및 도 10을 참조하여 제3 단위셀(UC3)에 대해서 설명한다. 도면을 참조하면, 제3 단위셀(UC3)은 포케팅 양극(110), 양면 음극(141) 및 포케팅 양극(110)이 차례대로 상하로 적층된 구조를 가진다. 여기서, 상하에 위치하는 포케팅 양극(110)은 제1 단위셀(UC1)을 구성하는 것과 동일하고, 가운데 위치하는 단면 음극(141)은 제1 단위셀(UC1)을 구성하는 양면 음극(121)과 동일하다.Hereinafter, the third unit cell UC3 will be described with reference to FIGS. 1, 9 and 10. Referring to the drawings, the third unit cell UC3 has a structure in which a pocketing
상기 제3 단위셀(UC3)은, 음극집전체(142)의 양면에 도포된 음극활물질(143)을 포함하는 양면 음극(141) 및 양면 음극(141)의 상면 및 하면에 마련되며, 분리막(101)에 의해 둘러싸이는 양극(111)을 포함하는 포케팅 양극(110)을 포함할 수 있다. 여기서, 포케팅 양극(110)과 마주 보는 음극활물질(143)의 표면에는 포케팅 양극(110)의 돌출 부분이 수용되는 양극수용부(144)가 함몰 형성되거나 음각으로 형성될 수 있다. 포케팅 양극(110)은 도 3에 도시된 과정을 거쳐서 제조될 수 있다.The third unit cell UC3 is provided on the upper and lower surfaces of the double-sided
이하에서는, 도 3에 도시된 과정을 거쳐서 제조된 포케팅 양극(110)을 이용하여 제3 단위셀(UC3)을 제조하는 과정을 설명한다. 우선, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 롤투롤 방식으로 포케팅 양극(110)을 공급한다. 포케팅 양극(110)은 롤투롤 방식에 의해서 긴 띠 모양으로 공급될 수 있다. 그 다음에는, 롤투롤 방식으로 좌측에서 우측으로 공급되거나 우측에서 좌측으로 공급되는 포케팅 양극(110)의 상면에 긴 띠 모양의 양면 음극(141)을 공급하여 포케팅 양극(110)과 함께 음극을 공급하게 된다. 그 다음에는, 양면 음극(141)의 상면을 덮도록 다른 포케팅 양극(110)의 띠를 롤투롤 방식으로 공급할 수 있다. 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 양면 음극(141)을 덮는 포케팅 양극(110)은 양면 음극(141) 위에 놓여져 있는 상태이다.Hereinafter, a process of manufacturing the third unit cell UC3 using the pocketing
그 다음 단계에서는, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 상하의 포케팅 양극(110) 사이에 양면 음극(141)이 마련된 상태에서 위아래의 포케팅 양극(110)을 가압하여 양면 음극(141)과 포케팅 양극(110)을 접착 또는 밀착시키게 된다. 여기서, 포케팅 양극(110)의 사이에 위치하는 양면 음극(141)의 경우 음극집전체(142)의 양면에 도포된 음극활물질(143)은 가압(프레싱) 공정을 거치지 않은 상태인 것이 바람직하다. 일반적으로 음극집전체에 음극활물질을 도포한 후에 가압(프레싱)하여 음극활물질을 음극집전체에 압착시키는 과정을 거치게 된다. In the next step, the double-
그런데, 본 발명의 경우에는 음극활물질(143)을 프레싱 하지 않은 상태에서 포케팅 양극(110) 사이에 양면 음극(141)을 위치시킨 후에 포케팅 양극(110)을 가압하게 되는데, 이러한 가압 공정에 의해서 음극활물질(143)도 가압되어 음극집전체(142)에 압착될 수 있다. 뿐만 아니라 가압 공정에 의해서 포케팅 양극(110)의 양극(111) 부분 즉, 돌출 부분이 음극활물질(143)의 표면에서부터 밀려 들어가거나 포케팅 양극(110)의 분리막(101)끼리 접착된 부분 즉, 오목한 부분을 음극활물질(143)이 채우는 형태가 될 수도 있다.By the way, in the case of the present invention, after placing the double-sided
도 9의 (a)에는 가압하기 전의 상태가 도시되어 있는데, 가압하기 전에는 포케팅 양극(110)과 접촉하는 음극활물질(143)의 표면이 모두 평평하고 분리막(101)끼리 접착된 부분과 음극활물질(143) 사이에는 빈 공간이 있다. 도 9의 (b)에는 가압한 후의 상태가 도시되어 있는데, 가압한 후에는 포케팅 양극(110)과 접촉하는 음극활물질(143)의 표면 상태가 변하고 분리막(101)끼리 접착된 부분을 음극활물질(143)이 채우게 된다. 따라서, 가압한 후에 있어서, 포케팅 양극(110)과 마주보는 음극활물질(143)의 표면에는 포케팅 양극(110)의 돌출 부분을 수용하는 양극수용부(144)가 함몰 형성되거나 음각으로 형성될 수 있다. 음극활물질(143)의 표면에 양극수용부(144)가 함몰 또는 음각으로 형성되면서 양면 음극(141)과 포케팅 양극(110)이 서로 밀착하게 되고, 그 결과 양극(111)과 분리막(101), 그리고 음극(141)의 접촉 면적이 커져서 전지의 성능도 향상될 수 있다.Figure 9 (a) shows a state before pressurization. Before pressurization, the surface of the negative electrode
도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 가압 공정에 의해서 포케팅 양극(110)/양면 음극(141)/포케팅 양극(110)이 서로 밀착하여 붙어 있게 된다. 이 상태에서 분리막(101)끼리 접착된 부분(도 9(b)의 점선 참조)을 절단 또는 타발함으로써 도 9의 (c)에 도시된 바와 같은 제3 단위셀(UC3)을 얻을 수 있다.As shown in (b) of FIG. 9, the pocketing
도 10을 참조하면, 제3 단위셀(UC3)의 상면 및 하면은 포케팅 양극(110)의 분리막(101)으로 형성되되 돌출 부분과 같은 단차가 존재하는 형태로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 10, the upper and lower surfaces of the third unit cell UC3 are formed of the
도 3 및 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)를 구성하는 제3 단위셀(UC3)을 제조하는 방법을 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)의 제조 방법은, 분리막(101)을 제공하는 단계(도 3(a)), 분리막(101) 위에 양극(111)을 제공하는 단계(도 3(a)), 양극(111) 위에 다른 분리막(101)을 제공하는 단계(도 3(b)), 분리막(101) 및 양극(111)을 프레싱하는 단계(도 3(c)) 및 분리막(101) 및 양극(111)을 타발 또는 절단하는 단계(도 3(c))에 의해서 포케팅 양극(110)을 형성하고, 음극집전체(142)의 양면에 음극활물질(143)이 도포된 양면 음극(141)의 상면 및 하면에 포케팅 양극(110)을 제공하고(도 9(a)) 프레싱 한 후 타발 또는 절단하여(도 9(b)) 제3 단위셀(UC3)을 얻을 수 있다(도 9(c)).A method of manufacturing the third unit cell UC3 constituting the
제1 내지 제3 단위셀(UC1,UC2,UC3)에 있어서, 양극수용부(124,164,144)가 형성된 음극활물질(123,163,143)은 전체 표면이 분리막(101)과 접촉되도록 마련되고 양극수용부(124,164,144)의 면적은 음극활물질(123,163,143)의 전체 면적 보다 작게 형성될 수 있다.In the first to third unit cells (UC1, UC2, UC3), the anode
또한, 제1 내지 제3 단위셀(UC1,UC2,UC3)에 있어서, 음극(121,161,141)의 음극활물질(123,163,143)에 형성된 양극수용부(124,164,144)의 면적 또는 크기는 양극(111)의 면적 또는 크기 보다 크게 형성될 수 있다. 왜냐하면, 양극수용부(124,164,144)에 수용되는 분리막(101)의 두께를 고려해야 하기 때문이다.In addition, in the first to third unit cells (UC1, UC2, UC3), the area or size of the
한편, 제1 단위셀(UC1)은 C형 바이셀(C Type Bicell), 제2 단위셀(UC2)은 풀셀(Fullcell), 제3 단위셀(UC3)은 A형 바이셀(A Type Bicell)로 형성될 수 있다.Meanwhile, the first unit cell UC1 is a C Type Bicell, the second unit cell UC2 is a Fullcell, and the third unit cell UC3 is an A Type Bicell. Can be formed as
A형 바이셀(A Type Bicell)은 양극/분리막/음극/분리막/양극의 순서로 적층된 구조의 단위셀이고, C형 바이셀(C Type Bicell)은 음극/분리막/양극/분리막/음극의 순서로 적층된 구조의 단위셀이다. 또한, 풀셀(Fullcell)은 양극/분리막/음극의 적층 구조를 가지는 단위셀이다.A type bicell is a unit cell of a structure stacked in the order of anode/separator/cathode/separator/anode, and C type bicell is a cathode/separator/anode/separator/cathode. It is a unit cell of a structure stacked in order. In addition, a full cell is a unit cell having a stacked structure of an anode/separator/cathode.
도 1을 참조하면, 제1 단위셀(UC1)은 양면 음극(121), 포케팅 양극(110), 양면 음극(121)의 순서로 적층되어 있다, 보다 자세히 말하면, 제1 단위셀(UC1)은 음극(121)/분리막(101)/양극(111)/분리막(101)/음극(121)의 순서로 적층된 구조를 가진다. 따라서, 이러한 적층 구조를 가지는 제1 단위셀(UC1)은 음극이 외측에 위치하는 C형 바이셀로 형성된다고 할 수 있다.Referring to FIG. 1, the first unit cell UC1 is stacked in the order of a double-
제2 단위셀(UC2)은 포케팅 양극(110)과 단면 음극(161)의 순서로 적층되어 있다. 보다 자세히 말하면, 제2 단위셀(UC2)은 분리막(101)/양극(111)/분리막(101)/음극(161)의 순서로 적층된 구조를 가진다. 따라서, 이러한 적층 구조를 가지는 제2 단위셀(UC2)은 양극/분리막/음극의 적층 구조를 가지는 풀셀로 형성된다고 할 수 있다.The second unit cell UC2 is stacked in the order of the pocketing
제3 단위셀(UC3)은 포케팅 양극(110), 양면 음극(141), 포케팅 양극(110)의 순서로 적층되어 있다, 보다 자세히 말하면, 제3 단위셀(UC3)은 분리막(101)/양극(111)/분리막(101)/음극(121)/분리막(101)/양극(111)/분리막(101)의 순서로 적층된 구조를 가진다. 따라서, 이러한 적층 구조를 가지는 제3 단위셀(UC3)은 양극이 외측에 위치하는 A형 바이셀로 형성된다고 할 수 있다.The third unit cell UC3 is stacked in the order of the pocketing
한편, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체(100)는, 제1 단위셀(UC1)과 제2 단위셀(UC2)의 접촉 면적, 제1 단위셀(UC1)과 제3 단위셀(UC3)의 접촉 면적은 음극(121,161,141)의 전체 면적 보다 작거나 양극수용부(124,164,144)의 면적과 동일하게 형성될 수 있다. Meanwhile, referring to FIG. 1, an
제1 단위셀(UC1)과 제2 단위셀(UC2)의 경우, 제2 단위셀(UC2)의 포케팅 양극(110) 중 돌출 부분이 제1 단위셀(UC1)의 상면 또는 하면과 접촉하게 되는데, 포케팅 양극(110) 중 돌출 부분의 면적은 제1 단위셀(UC1)의 상면 또는 하면의 면적 보다 작다. 가장자리를 일치시키면서 제1 단위셀(UC1)과 제2 단위셀(UC2)을 적층하게 되면, 제2 단위셀(UC2)의 돌출 부분이 제1 단위셀(UC1)의 상면 또는 하면 가장자리 안쪽에 위치하게 되고, 그 결과 양극(111)과 음극(121,161)의 정렬이 정확하게 맞춰지게 된다. 제1 단위셀(UC1)과 제3 단위셀(UC3)의 접촉도 마찬가지이다.In the case of the first unit cell UC1 and the second unit cell UC2, the protruding portion of the pocketing
상기에서 설명한 포케팅 양극(110)은 분리막(101)끼리 직접 접착되어 양극(111)을 둘러싸는 형태이다. 즉, 고분자 절연성 필름을 사용하지 않고 분리막과 양극만으로 포케팅 양극을 형성하게 된다.The pocketing
한편, 본 발명은, 상기한 본 발명에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체(100) 및 전극조립체(100)와 함께 전해액(미도시)을 밀봉 수납하는 케이스(미도시)를 포함하는 리튬이차전지를 제공할 수 있다. 본 발명에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체(100)는 전해액과 함께 케이스(미도시)에 밀봉 수납되면 리튬이차전지가 된다.On the other hand, the present invention is a lithium secondary battery including an
본 발명에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체(100)는 일반적인 리튬이차전지 뿐만 아니라 이형셀 타입의 리튬이차전지에도 사용될 수 있다. 여기서, "이형셀"은 전지의 모양이 정해져 있지 않거나 다양한 모양의 전지를 의미한다.The
이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, in the embodiments of the present invention, specific matters such as specific components, etc., and limited embodiments and drawings have been described, but this is only provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is limited to the above embodiments. It is not, and a person of ordinary skill in the field to which the present invention belongs can make various modifications and variations from this description. Accordingly, the spirit of the present invention is limited to the described embodiments and should not be defined, and all things equivalent or equivalent to the claims as well as the claims to be described later belong to the scope of the inventive concept.
100: 단위셀을 포함하는 전극조립체
101: 분리막
110: 포케팅 양극
111: 양극
112: 양극집전체
113: 양극활물질
119,129: 무지부
121,141,161: 음극
122,142,162: 음극집전체
123,143,163: 음극활물질
124,144,164: 양극수용부
UC1: 제1 단위셀
UC2: 제2 단위셀
UC3: 제3 단위셀100: electrode assembly including unit cells
101: separator
110: pocketing anode
111: anode
112: positive electrode current collector
113: cathode active material
119,129: no branch
121,141,161: cathode
122,142,162: negative electrode current collector
123,143,163: negative active material
124,144,164: anode receiving part
UC1: 1st unit cell
UC2: 2nd unit cell
UC3: 3rd unit cell
Claims (17)
상기 제1 단위셀은, 상기 분리막에 의해 둘러싸이는 상기 양극을 포함하는 포케팅 양극; 및 상기 포케팅 양극의 상면 및 하면에 마련되는 상기 음극을 포함하며, 상기 음극은 상기 음극집전체의 양면에 도포된 상기 음극활물질을 포함하고, 상기 포케팅 양극과 마주 보는 상기 음극집전체의 일면에 도포된 상기 음극활물질의 표면에는 상기 양극수용부가 함몰 형성되거나 음각으로 형성되고,
상기 제2 단위셀 중 어느 하나와 상기 제1 단위셀 사이에 마련되는 제3 단위셀; 및 상기 제2 단위셀 중 나머지 하나와 상기 제3 단위셀 사이에 마련되는 다른 제1 단위셀;을 포함하며,
상기 제3 단위셀은, 상기 음극집전체의 양면에 도포된 상기 음극활물질을 포함하는 상기 음극; 및 상기 음극의 상면 및 하면에 마련되며, 상기 분리막에 의해 둘러싸이는 상기 양극을 포함하는 포케팅 양극;을 포함하고,
상기 포케팅 양극과 마주 보는 상기 음극활물질의 표면에는 상기 양극수용부가 함몰 형성되거나 음각으로 형성되며, 상기 양극수용부가 형성된 상기 음극활물질은 전체 표면이 상기 분리막과 접촉되도록 마련되거나 상기 양극수용부의 면적은 상기 음극활물질의 전체 면적 보다 작게 형성되고, 상기 제2 단위셀, 상기 제1 단위셀, 상기 제3 단위셀, 상기 제1 단위셀 및 상기 제2 단위셀의 순서로 적층 형성되는 단위셀을 포함하는 전극조립체의 제조 방법에 있어서,
상기 분리막을 제공하는 단계;
상기 분리막 위에 상기 양극을 제공하는 단계;
상기 양극 위에 다른 상기 분리막을 제공하는 단계;
상기 분리막 및 상기 양극을 프레싱하는 단계; 및
상기 분리막 및 상기 양극을 타발 또는 절단하는 단계;에 의해서 상기 포케팅 양극을 형성하고,
상기 음극집전체의 양면에 상기 음극활물질이 도포된 상기 음극을 상기 포케팅 양극의 상면 및 하면에 제공하고 프레싱 한 후 타발 또는 절단하여 상기 제1 단위셀을 얻는 것을 특징으로 하는 단위셀을 포함하는 전극조립체의 제조 방법.
A first unit cell formed in the order of a cathode/separator/anode/separator/cathode; And a second unit cell provided above and below the first unit cell and formed in the order of a negative electrode/separator/anode or a positive electrode/separator/cathode, wherein the positive electrode includes a positive electrode current collector and a positive electrode current collector. A positive electrode active material coated on both sides and a non-coated part to which the positive electrode active material is not applied, and the negative electrode includes a negative electrode current collector, a negative electrode active material applied to at least one of both surfaces of the negative electrode current collector, and a non-coated part to which the negative electrode active material is not applied. Including, the separator is provided on the upper and lower surfaces of the positive electrode to surround the positive electrode excluding the uncoated part, the negative electrode active material is formed with a positive electrode receiving portion accommodating a part of the separator,
The first unit cell includes: a pocketing anode including the anode surrounded by the separator; And the negative electrode provided on the upper and lower surfaces of the pocketing positive electrode, wherein the negative electrode includes the negative electrode active material coated on both surfaces of the negative electrode current collector, and one surface of the negative electrode current collector facing the pocketing positive electrode On the surface of the negative electrode active material applied to the positive electrode receiving portion is formed in a depression or intaglio,
A third unit cell provided between any one of the second unit cells and the first unit cell; And another first unit cell provided between the other one of the second unit cells and the third unit cell, and
The third unit cell may include: the negative electrode including the negative electrode active material coated on both surfaces of the negative electrode current collector; And a pocketing anode provided on the upper and lower surfaces of the negative electrode and including the positive electrode surrounded by the separator.
On the surface of the negative electrode active material facing the pocketing positive electrode, the positive electrode receiving portion is formed in a depression or intaglio, and the negative electrode active material having the positive electrode receiving portion is provided such that the entire surface is in contact with the separator, or the area of the positive electrode receiving portion is And a unit cell formed to be smaller than the total area of the negative electrode active material and formed by stacking the second unit cell, the first unit cell, the third unit cell, the first unit cell, and the second unit cell in this order. In the manufacturing method of the electrode assembly,
Providing the separation membrane;
Providing the anode on the separator;
Providing another separator on the anode;
Pressing the separator and the anode; And
Forming the pocketing anode by punching or cutting the separator and the anode,
A unit cell comprising a unit cell, characterized in that the negative electrode on which the negative electrode active material is coated on both sides of the negative electrode current collector is provided on the upper and lower surfaces of the pocketing positive electrode, pressed, and then punched or cut to obtain the first unit cell. Method of manufacturing an electrode assembly.
상기 제1 단위셀은, 상기 분리막에 의해 둘러싸이는 상기 양극을 포함하는 포케팅 양극; 및 상기 포케팅 양극의 상면 및 하면에 마련되는 상기 음극을 포함하며, 상기 음극은 상기 음극집전체의 양면에 도포된 상기 음극활물질을 포함하고, 상기 포케팅 양극과 마주 보는 상기 음극집전체의 일면에 도포된 상기 음극활물질의 표면에는 상기 양극수용부가 함몰 형성되거나 음각으로 형성되고,
상기 제2 단위셀 중 어느 하나와 상기 제1 단위셀 사이에 마련되는 제3 단위셀; 및 상기 제2 단위셀 중 나머지 하나와 상기 제3 단위셀 사이에 마련되는 다른 제1 단위셀;을 포함하며,
상기 제3 단위셀은, 상기 음극집전체의 양면에 도포된 상기 음극활물질을 포함하는 상기 음극; 및 상기 음극의 상면 및 하면에 마련되며, 상기 분리막에 의해 둘러싸이는 상기 양극을 포함하는 포케팅 양극;을 포함하고,
상기 포케팅 양극과 마주 보는 상기 음극활물질의 표면에는 상기 양극수용부가 함몰 형성되거나 음각으로 형성되며, 상기 양극수용부가 형성된 상기 음극활물질은 전체 표면이 상기 분리막과 접촉되도록 마련되거나 상기 양극수용부의 면적은 상기 음극활물질의 전체 면적 보다 작게 형성되고, 상기 제2 단위셀, 상기 제1 단위셀, 상기 제3 단위셀, 상기 제1 단위셀 및 상기 제2 단위셀의 순서로 적층 형성되는 단위셀을 포함하는 전극조립체의 제조 방법에 있어서,
상기 분리막을 제공하는 단계;
상기 분리막 위에 상기 양극을 제공하는 단계;
상기 양극 위에 다른 상기 분리막을 제공하는 단계;
상기 분리막 및 상기 양극을 프레싱하는 단계; 및
상기 분리막 및 상기 양극을 타발 또는 절단하는 단계;에 의해서 상기 포케팅 양극을 형성하고,
상기 음극집전체의 일면에만 도포된 상기 음극활물질의 상면에 상기 포케팅 양극을 제공하고 프레싱 한 후 타발 또는 절단하여 상기 제2 단위셀을 얻는 것을 특징으로 하는 단위셀을 포함하는 전극조립체의 제조 방법.
A first unit cell formed in the order of a cathode/separator/anode/separator/cathode; And a second unit cell provided above and below the first unit cell and formed in the order of a negative electrode/separator/anode or a positive electrode/separator/cathode, wherein the positive electrode includes a positive electrode current collector and a positive electrode current collector. A positive electrode active material coated on both sides and a non-coated part to which the positive electrode active material is not applied, and the negative electrode includes a negative electrode current collector, a negative electrode active material applied to at least one of both surfaces of the negative electrode current collector, and a non-coated part to which the negative electrode active material is not applied. Including, the separator is provided on the upper and lower surfaces of the positive electrode to surround the positive electrode excluding the uncoated part, the negative electrode active material is formed with a positive electrode receiving portion accommodating a part of the separator,
The first unit cell includes: a pocketing anode including the anode surrounded by the separator; And the negative electrode provided on the upper and lower surfaces of the pocketing positive electrode, wherein the negative electrode includes the negative electrode active material coated on both surfaces of the negative electrode current collector, and one surface of the negative electrode current collector facing the pocketing positive electrode On the surface of the negative electrode active material applied to the positive electrode receiving portion is formed in a depression or intaglio,
A third unit cell provided between any one of the second unit cells and the first unit cell; And another first unit cell provided between the other one of the second unit cells and the third unit cell, and
The third unit cell may include: the negative electrode including the negative electrode active material coated on both surfaces of the negative electrode current collector; And a pocketing anode provided on the upper and lower surfaces of the negative electrode and including the positive electrode surrounded by the separator.
On the surface of the negative electrode active material facing the pocketing positive electrode, the positive electrode receiving portion is formed in a depression or intaglio, and the negative electrode active material having the positive electrode receiving portion is provided such that the entire surface is in contact with the separator, or the area of the positive electrode receiving portion is And a unit cell formed to be smaller than the total area of the negative electrode active material and formed by stacking the second unit cell, the first unit cell, the third unit cell, the first unit cell, and the second unit cell in this order. In the manufacturing method of the electrode assembly,
Providing the separation membrane;
Providing the anode on the separator;
Providing another separator on the anode;
Pressing the separator and the anode; And
Forming the pocketing anode by punching or cutting the separator and the anode,
A method of manufacturing an electrode assembly including a unit cell, characterized in that the pocketing positive electrode is provided on the upper surface of the negative active material applied to only one surface of the negative electrode current collector, pressed, and then punched or cut to obtain the second unit cell .
상기 제1 단위셀은, 상기 분리막에 의해 둘러싸이는 상기 양극을 포함하는 포케팅 양극; 및 상기 포케팅 양극의 상면 및 하면에 마련되는 상기 음극을 포함하며, 상기 음극은 상기 음극집전체의 양면에 도포된 상기 음극활물질을 포함하고, 상기 포케팅 양극과 마주 보는 상기 음극집전체의 일면에 도포된 상기 음극활물질의 표면에는 상기 양극수용부가 함몰 형성되거나 음각으로 형성되고,
상기 제2 단위셀 중 어느 하나와 상기 제1 단위셀 사이에 마련되는 제3 단위셀; 및 상기 제2 단위셀 중 나머지 하나와 상기 제3 단위셀 사이에 마련되는 다른 제1 단위셀;을 포함하며,
상기 제3 단위셀은, 상기 음극집전체의 양면에 도포된 상기 음극활물질을 포함하는 상기 음극; 및 상기 음극의 상면 및 하면에 마련되며, 상기 분리막에 의해 둘러싸이는 상기 양극을 포함하는 포케팅 양극;을 포함하고,
상기 포케팅 양극과 마주 보는 상기 음극활물질의 표면에는 상기 양극수용부가 함몰 형성되거나 음각으로 형성되며, 상기 양극수용부가 형성된 상기 음극활물질은 전체 표면이 상기 분리막과 접촉되도록 마련되거나 상기 양극수용부의 면적은 상기 음극활물질의 전체 면적 보다 작게 형성되고, 상기 제2 단위셀, 상기 제1 단위셀, 상기 제3 단위셀, 상기 제1 단위셀 및 상기 제2 단위셀의 순서로 적층 형성되는 단위셀을 포함하는 전극조립체의 제조 방법에 있어서,
상기 분리막을 제공하는 단계;
상기 분리막 위에 상기 양극을 제공하는 단계;
상기 양극 위에 다른 상기 분리막을 제공하는 단계;
상기 분리막 및 상기 양극을 프레싱하는 단계; 및
상기 분리막 및 상기 양극을 타발 또는 절단하는 단계;에 의해서 상기 포케팅 양극을 형성하고,
상기 음극집전체의 양면에 상기 음극활물질이 도포된 상기 음극의 상면 및 하면에 상기 포케팅 양극을 제공하고 프레싱 한 후 타발 또는 절단하여 상기 제3 단위셀을 얻는 것을 특징으로 하는 단위셀을 포함하는 전극조립체의 제조 방법.
A first unit cell formed in the order of a cathode/separator/anode/separator/cathode; And a second unit cell provided above and below the first unit cell and formed in the order of a negative electrode/separator/anode or a positive electrode/separator/cathode, wherein the positive electrode includes a positive electrode current collector and a positive electrode current collector. A positive electrode active material coated on both sides and a non-coated part to which the positive electrode active material is not applied, and the negative electrode includes a negative electrode current collector, a negative electrode active material applied to at least one of both surfaces of the negative electrode current collector, and a non-coated part to which the negative electrode active material is not applied. Including, the separator is provided on the upper and lower surfaces of the positive electrode to surround the positive electrode excluding the uncoated part, the negative electrode active material is formed with a positive electrode receiving portion accommodating a part of the separator,
The first unit cell includes: a pocketing anode including the anode surrounded by the separator; And the negative electrode provided on the upper and lower surfaces of the pocketing positive electrode, wherein the negative electrode includes the negative electrode active material coated on both surfaces of the negative electrode current collector, and one surface of the negative electrode current collector facing the pocketing positive electrode On the surface of the negative electrode active material applied to the positive electrode receiving portion is formed in a depression or intaglio,
A third unit cell provided between any one of the second unit cells and the first unit cell; And another first unit cell provided between the other one of the second unit cells and the third unit cell, and
The third unit cell may include: the negative electrode including the negative electrode active material coated on both surfaces of the negative electrode current collector; And a pocketing anode provided on the upper and lower surfaces of the negative electrode and including the positive electrode surrounded by the separator.
On the surface of the negative electrode active material facing the pocketing positive electrode, the positive electrode receiving portion is formed in a depression or intaglio, and the negative electrode active material having the positive electrode receiving portion is provided such that the entire surface is in contact with the separator, or the area of the positive electrode receiving portion is And a unit cell formed to be smaller than the total area of the negative electrode active material and formed by stacking the second unit cell, the first unit cell, the third unit cell, the first unit cell, and the second unit cell in this order. In the manufacturing method of the electrode assembly,
Providing the separation membrane;
Providing the anode on the separator;
Providing another separator on the anode;
Pressing the separator and the anode; And
Forming the pocketing anode by punching or cutting the separator and the anode,
Comprising a unit cell, characterized in that the pocketing positive electrode is provided on the upper and lower surfaces of the negative electrode on which the negative electrode active material is coated on both surfaces of the negative electrode current collector, pressed, and then punched or cut to obtain the third unit cell. Method of manufacturing an electrode assembly.
상기 제2 단위셀은,
상기 분리막에 의해 둘러싸이는 상기 양극을 포함하는 포케팅 양극; 및
상기 포케팅 양극의 상면 또는 하면 중 어느 하나에 마련되는 상기 음극을 포함하며,
상기 음극은 상기 음극집전체의 일면에 도포된 상기 음극활물질을 포함하고,
상기 음극활물질의 표면에는 상기 양극수용부가 함몰 형성되거나 음각으로 형성되는 것을 특징으로 하는 단위셀을 포함하는 전극조립체의 제조 방법.
The method according to any one of claims 11 to 13,
The second unit cell,
A pocketing anode including the anode surrounded by the separator; And
Including the negative electrode provided on either the upper surface or the lower surface of the pocketing positive electrode,
The negative electrode includes the negative electrode active material coated on one surface of the negative electrode current collector,
The method of manufacturing an electrode assembly including a unit cell, characterized in that the positive electrode receiving portion is formed in a depression or intaglio on the surface of the negative electrode active material.
상기 양극수용부의 면적 또는 크기는 상기 양극의 면적 또는 크기 보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 단위셀을 포함하는 전극조립체의 제조 방법.
The method according to any one of claims 11 to 13,
The method of manufacturing an electrode assembly including a unit cell, characterized in that the area or size of the anode receiving portion is formed larger than the area or size of the anode.
상기 제1 단위셀은 C형 바이셀, 상기 제2 단위셀은 풀셀, 상기 제3 단위셀은 A형 바이셀로 형성되는 것을 특징으로 하는 단위셀을 포함하는 전극조립체의 제조 방법.
The method according to any one of claims 11 to 13,
The first unit cell is a C-type bi-cell, the second unit cell is a full cell, and the third unit cell is formed of an A-type bi-cell.
상기 제1 단위셀과 상기 제2 단위셀의 접촉 면적, 상기 제1 단위셀과 상기 제3 단위셀의 접촉 면적은 상기 음극의 전체 면적 보다 작거나 상기 양극수용부의 면적과 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 단위셀을 포함하는 전극조립체의 제조 방법.The method according to any one of claims 11 to 13,
The contact area between the first unit cell and the second unit cell, and the contact area between the first unit cell and the third unit cell is smaller than the total area of the cathode or is formed equal to the area of the anode receiving part. Method for producing an electrode assembly comprising a unit cell of.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190082529A KR102193741B1 (en) | 2019-07-09 | 2019-07-09 | Electrode assembly comprising unit cells, method of manufacturing the same and lithium secondary battery comprising the same |
PCT/KR2020/008666 WO2021006543A1 (en) | 2019-07-09 | 2020-07-02 | Electrode assembly including unit cells, manufacturing method therefor, and lithium secondary battery including same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190082529A KR102193741B1 (en) | 2019-07-09 | 2019-07-09 | Electrode assembly comprising unit cells, method of manufacturing the same and lithium secondary battery comprising the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102193741B1 true KR102193741B1 (en) | 2020-12-21 |
Family
ID=74090510
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020190082529A KR102193741B1 (en) | 2019-07-09 | 2019-07-09 | Electrode assembly comprising unit cells, method of manufacturing the same and lithium secondary battery comprising the same |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102193741B1 (en) |
WO (1) | WO2021006543A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113611912B (en) * | 2021-06-15 | 2023-07-07 | 万向一二三股份公司 | Lamination structure of electrode assembly, preparation method and electrochemical device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20090008075A (en) * | 2007-07-16 | 2009-01-21 | 주식회사 엘지화학 | Stack/folding-typed electrode assembly of noble structure and method for preparation of the same |
KR20110063899A (en) * | 2009-12-07 | 2011-06-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | Electrode assembly bluck and method for manufacturing thereof, secondary battery and method for manufacturing thereof |
KR101168650B1 (en) | 2010-06-21 | 2012-07-25 | 주식회사 루트제이드 | Pocketed electrode plate, electrode assembly and lithium secondary battery using thereof |
KR101168651B1 (en) | 2010-06-21 | 2012-07-26 | 주식회사 루트제이드 | Pocketed electrode plate, electrode assembly and lithium secondary battery using thereof |
KR20170055421A (en) * | 2015-11-11 | 2017-05-19 | 주식회사 엘지화학 | Secondary battery and manufacturing method thereof |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102884665B (en) * | 2010-04-06 | 2015-09-30 | 株式会社Lg化学 | Improve stacked batteries born of the same parents or double cell born of the same parents, for using electrode assemblie and the manufacture method thereof of the secondary cell of this battery cell |
KR101628892B1 (en) * | 2014-10-21 | 2016-06-09 | 주식회사 루트제이드 | Secondary battery having stepped cell structure |
-
2019
- 2019-07-09 KR KR1020190082529A patent/KR102193741B1/en active IP Right Grant
-
2020
- 2020-07-02 WO PCT/KR2020/008666 patent/WO2021006543A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20090008075A (en) * | 2007-07-16 | 2009-01-21 | 주식회사 엘지화학 | Stack/folding-typed electrode assembly of noble structure and method for preparation of the same |
KR20110063899A (en) * | 2009-12-07 | 2011-06-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | Electrode assembly bluck and method for manufacturing thereof, secondary battery and method for manufacturing thereof |
KR101168650B1 (en) | 2010-06-21 | 2012-07-25 | 주식회사 루트제이드 | Pocketed electrode plate, electrode assembly and lithium secondary battery using thereof |
KR101168651B1 (en) | 2010-06-21 | 2012-07-26 | 주식회사 루트제이드 | Pocketed electrode plate, electrode assembly and lithium secondary battery using thereof |
KR20170055421A (en) * | 2015-11-11 | 2017-05-19 | 주식회사 엘지화학 | Secondary battery and manufacturing method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2021006543A1 (en) | 2021-01-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11476546B2 (en) | Electrode assembly and polymer secondary battery cell including the same | |
US11411285B2 (en) | Electrode assemby and radical unit for the same | |
KR101595643B1 (en) | Electrode assembly and cell of polymer lithium secondary battery comprising the same | |
KR20150002523A (en) | Method of manufacturing electrode assembly including process of cutting separator | |
US10270134B2 (en) | Method of manufacturing electrode assembly | |
KR20150034600A (en) | Method of manufacturing electrode assembly and secondary battery | |
KR101406038B1 (en) | Wrapping electrode plate for use in lithium ion secondary battery and manufacturing method of the same | |
EP2863466B1 (en) | Electrode assembly and method for producing electrode assembly | |
KR101428541B1 (en) | Wrapping electrode plate for use in lithium ion secondary battery and manufacturing method of the same | |
US9716253B2 (en) | Battery case for secondary battery | |
KR101807354B1 (en) | Electrode assembly | |
EP3255722B1 (en) | Battery module having improved cooling structure | |
KR102193741B1 (en) | Electrode assembly comprising unit cells, method of manufacturing the same and lithium secondary battery comprising the same | |
KR102196103B1 (en) | Method of manufacturing electrode assembly, electrode assembly thereof and lithium secondary battery comprising the same | |
KR20200145375A (en) | Manufacturing method of electrode assembly | |
KR102274052B1 (en) | Method of manufacturing pocketed electrode plate | |
KR102231584B1 (en) | Electrode assembly for secondary battery, method of manufacturing the same and lithium secondary battery comprising the same | |
KR102205425B1 (en) | Electrode assembly for secondary battery, method of manufacturing the same and lithium secondary battery comprising the same | |
KR102231583B1 (en) | Electrode assembly for secondary battery, method of manufacturing the same and lithium secondary battery comprising the same | |
KR102196102B1 (en) | Electrode assembly comprising bicells and lithium secondary battery comprising the same | |
KR20170053488A (en) | Electrode assembly | |
KR102458418B1 (en) | Method of manufacturing pocketing positive electrode body, pocketing positive electrode body and electrode assembly comprising pocketing positive electrode body | |
KR102458417B1 (en) | Method of manufacturing pocketing positive electrode body, pocketing positive electrode body and electrode assembly comprising pocketing positive electrode body | |
KR101747514B1 (en) | Electrode assembly | |
KR20230114351A (en) | Electrode assembly body for secondary battery and menufacturing method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |