KR102231583B1 - Electrode assembly for secondary battery, method of manufacturing the same and lithium secondary battery comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체는, 분리막에 의해 양극이 둘러싸인 형상으로 마련된 포케팅 양극, 및 상기 포케팅 양극의 상부 또는 하부 중 적어도 어느 한 부위에 적층되게 배치되는 음극을 포함하고 상기 포케팅 양극의 상부 또는 하부를 수용하는 양극 수용부가 상기 포케팅 양극과 접촉되는 상기 음극의 접촉면에 함몰되거나 음각된 형상으로 마련된 음극을 포함한다.An electrode assembly according to an embodiment of the present invention includes a pocketing anode provided in a shape surrounded by an anode by a separator, and a cathode disposed to be stacked on at least one of an upper or lower portion of the pocketing anode, and the pocketing An anode receiving portion accommodating an upper or lower portion of the anode includes a cathode formed in a shape that is recessed or engraved on a contact surface of the cathode in contact with the pocketing anode.
Description
본 발명은 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지에 관한 것으로서, 더 상세하게는 양극을 분리막으로만 포케팅하여 기존의 포케팅 양극에서 사용되던 절연성 고분자 필름을 생략할 수 있고, 양극과 음극의 접촉 단면적을 증가시켜 전지의 성능을 극대화시킬 수 있는 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode assembly for a secondary battery, a method of manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same, and in more detail, the insulating polymer film used in the conventional pocketing positive electrode can be omitted by pocketing the positive electrode only as a separator. , An electrode assembly for a secondary battery capable of maximizing battery performance by increasing a contact cross-sectional area between a positive electrode and a negative electrode, 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 수요가 크게 증가하고, 아울러 리튬이차전지의 성능 향상을 위한 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 devices 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, the demand for a lithium secondary battery is greatly increased, and research for improving the performance of a lithium secondary battery is being actively conducted.
특히, 전자기기 및 모바일 기기 등의 급속한 박형화와 소형화는 얇은 두께의 박형 리튬이차전지에 대한 수요를 급속히 확대시키고 있다. 한편, 기존의 원통형이나 각형 리튬이차전지는 전지의 박형화에 따르는 부피당 에너지 밀도 측면에서 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. Meanwhile, the conventional cylindrical or prismatic lithium secondary battery has a limitation in that it is not excellent in terms of energy density per volume due to the thinning of the battery. 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 리튬이차전지는 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.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 reduced due to technical restrictions on reducing the wall thickness of the metal packaging material manufactured by low temperature stretching. The energy density is lowered.
반면에, 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. 또한, 알루미늄 라미네이트 포장재 자체의 기계적 취약성과 고분자 내피층과 금속 탭으로 이루어진 접착면의 접착 강도 부족으로 인하여 전지의 내구성, 안전성이 취약한 문제점도 내포하고 있다.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 electrode-electrolyte interface, there is a problem in that energy density and thus battery performance are deteriorated. 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 한국등록특허 제10-1168650호 또는 한국 등록특허 제10-1168651호에 개시된 포케팅 전극체(양극)를 적층하여 리튬 이차전지를 제조하는 기술을 개발하여 실시해 오고 있다.To solve this problem, the present 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)에서는 양극을 인캡슐레이션(encapsulation)시키기 위해서 별도의 절연성 부재와 분리막으로 양극을 포케팅하고 있다. 즉, 기존의 포케팅 전극체(양극)를 만들기 위해서는 절연성 고분자 필름에 양극판 모양과 유사한 모양의 수납공간을 펀칭(천공) 또는 타발하여 만들어야 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 생산성도 낮은 문제가 있다.However, as shown in Fig. 3 of Korean Patent No. 10-1168650 or Korean Patent No. 10-1168651, in the conventional pocketing electrode body (anode), a separate insulating property is used to encapsulate the positive electrode. The anode is pocketed with a member and a separator. That is, in order to make a conventional pocketing electrode body (anode), a storage space similar to the shape of a positive electrode plate must be made by punching (perforating) or punching an insulating polymer film. At this time, since 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, there is a problem of wasting the insulating polymer film. In addition, there is a problem of low productivity because it is necessary to perform a repetitive punching process 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.To solve this problem, a positive electrode plate that is thinner than the thickness of the insulating polymer film may be used.However, 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 if the electrode body is unstable, battery failure may occur. There is a problem that it is likely to occur.
본 발명의 실시예는, 양극을 분리막으로만 포케팅하여 기존의 포케팅 양극에 사용되던 절연성 고분자 필름을 생략할 수 있는 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지를 제공한다.An embodiment of the present invention provides an electrode assembly for a secondary battery, a method of manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same, which can omit the insulating polymer film used for the conventional pocketing positive electrode by pocketing the positive electrode only as a separator.
또한, 본 발명의 실시예는, 양극의 포케팅시 사용되던 절연 고분자 필름을 생략함에 따라 절연 고분자 필름과 관련된 다수의 공정도 생략하여 생산성을 향상시킬 수 있고, 절연 고분자 필름을 사용하지 않음에 따라 제조 비용을 절감할 수 있는 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지를 제공한다.In addition, in the embodiment of the present invention, as the insulating polymer film used for pocketing of the positive electrode is omitted, a number of processes related to the insulating polymer film can be omitted to improve productivity, and the insulating polymer film is not used. It provides an electrode assembly for a secondary battery capable of reducing manufacturing cost, a method for manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same.
또한, 본 발명의 실시예는, 양극과 음극의 접촉 단면적을 증가시켜 에너지 밀도와 출력을 향상시킬 수 있는 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지를 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention provides an electrode assembly for a secondary battery capable of improving energy density and output by increasing a contact cross-sectional area between a positive electrode and a negative electrode, a method of manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same.
또한, 본 발명의 실시예는, 사각형 구조의 이차전지뿐만 아니라 삼각형, 오각형, 원형, 타원형 등과 같은 이형 구조의 이차전지에도 용이하게 적용시킬 수 있는 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지를 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention is an electrode assembly for a secondary battery that can be easily applied not only to a secondary battery of a quadrangular structure, but also to a secondary battery of a different shape such as triangle, pentagon, circle, ellipse, etc., a manufacturing method thereof, and lithium containing the same. Provides secondary batteries.
본 발명의 일실시예에 따르면, 분리막에 의해 양극이 둘러싸인 형상으로 마련된 포케팅 양극, 및 상기 포케팅 양극의 상부 또는 하부 중 적어도 어느 한 부위에 적층되고 상기 포케팅 양극의 상부 또는 하부를 수용하는 양극 수용부가 상기 포케팅 양극과의 접촉면에 함몰되거나 음각된 형상으로 마련된 음극을 포함하는 이차전지용 전극 조립체를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, a pocketing anode provided in a shape surrounded by an anode by a separator, and stacked on at least one of an upper or a lower portion of the pocketing anode and accommodating the upper or lower portion of the pocketing anode. It provides an electrode assembly for a secondary battery including a negative electrode provided in a shape in which the positive electrode accommodating part is recessed or engraved on a contact surface with the pocketing positive electrode.
바람직하게, 상기 양극 수용부는 상기 음극의 접촉면에 도포된 음극 활물질을 함몰시키거나 음각시킨 형상으로 마련될 수 있다.Preferably, the positive electrode receiving portion may be provided in a shape in which the negative active material applied to the contact surface of the negative electrode is depressed or engraved.
바람직하게, 상기 분리막은, 상기 양극보다 넓은 면적으로 형성되고 상기 양극이 중앙부에 위치하도록 상기 양극의 상면에 마련된 제1 분리막, 및 상기 제1 분리막과 동일한 형상으로 형성되고 상기 제1 분리막과 대응되게 배치되도록 상기 양극의 하면에 마련된 제2 분리막을 포함할 수 있다.Preferably, the separator is formed in a larger area than the anode, and is formed in the same shape as the first separator and the first separator provided on the upper surface of the anode so that the anode is located in the center, and corresponds to the first separator. It may include a second separator provided on the lower surface of the anode to be disposed.
상기 포케팅 양극에서는, 상기 양극이 위치되지 않은 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부가 서로 접착되어 상기 양극이 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막에 의해 포케팅될 수 있다.In the pocketing anode, edges of the first separator and the second separator to which the anode is not located are adhered to each other, so that the anode may be pocketed by the first separator and the second separator.
여기서, 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부는, 직접 가열 접착되거나, 상기 테두리부의 접촉면에 접착제를 도포한 상태에서 가열 접착될 수 있다.Here, the edge portions of the first separator and the second separator may be directly bonded to each other by heating, or heat-bonded in a state in which an adhesive is applied to the contact surface of the edge portion.
그리고, 상기 포케팅 양극의 상부와 하부는, 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부를 기준으로 상측과 하측에 동일 형상으로 서로 대칭되게 돌출될 수 있다. 상기 양극 수용부는, 상기 포케팅 양극의 상부 또는 하부를 수용하는 형상으로 상기 음극의 양면 중 적어도 어느 한 면에 동일하게 마련될 수 있다.In addition, the upper and lower portions of the pocketing anode may protrude symmetrically to each other in the same shape on the upper side and the lower side with respect to the edge portions of the first and second separators. The anode accommodating portion may be formed to accommodate an upper portion or a lower portion of the pocketing anode, and may be equally provided on at least one of both surfaces of the cathode.
또한, 상기 양극 수용부는 상기 음극의 접촉면의 중앙부에 배치될 수 있다. 상기 음극의 접촉면의 테두리부는 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부에 밀착되게 배치될 수 있다.In addition, the positive electrode receiving portion may be disposed in the center of the contact surface of the negative electrode. The edge portion of the contact surface of the negative electrode may be disposed to be in close contact with the edge portion of the first separator and the second separator.
또한, 상기 양극은, 양극 집전체, 상기 양극 집전체의 양면에 도포된 양극 활물질, 및 상기 양극 활물질이 도포되지 않은 형상으로 길게 형성된 양극 무지부를 포함할 수 있다. 상기 양극 무지부의 일단부는 상기 양극 집전체에 연결될 수 있고, 상기 양극 무지부의 타단부는 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부 사이를 관통하는 형상으로 배치될 수 있다.In addition, the positive electrode may include a positive electrode current collector, a positive electrode active material applied to both surfaces of the positive electrode current collector, and a positive electrode uncoated portion formed in an elongated shape in which the positive electrode active material is not applied. One end of the positive electrode uncoated portion may be connected to the positive electrode current collector, and the other end of the positive electrode uncoated portion may be disposed in a shape penetrating between the first and second separators.
바람직하게, 상기 음극은 적층 위치 및 적층 조건에 따라 단면 음극 또는 양면 음극이 사용될 수 있다. 상기 단면 음극은, 상기 포케팅 양극의 상부 또는 하부 중 어느 한 부위에만 적층되게 배치될 수 있고, 상기 포케팅 양극과 접촉되는 일면에만 상기 양극 수용부가 형성될 수 있다. 상기 양면 음극은, 상기 포케팅 양극들의 사이에 적층되게 배치될 수 있고, 상기 포케팅 양극과 접촉되는 양면에 상기 양극 수용부가 각각 형성될 수 있다.Preferably, the anode may be a single-sided cathode or a double-sided cathode depending on the lamination position and lamination conditions. The single-sided cathode may be disposed to be stacked on only one of the upper or lower portions of the pocketing anode, and the anode receiving portion may be formed only on one surface in contact with the pocketing anode. The double-sided cathode may be disposed to be stacked between the pocketing anodes, and the anode receiving portions may be formed on both sides of the pocketing anode and in contact with each other.
상기 포케팅 양극과 상기 음극은 서로 교차되는 형상으로 적층될 수 있다. 상기 단면 음극은 최고층과 최하층에 배치될 수 있고, 상기 양면 음극은 최고층과 최하층의 사이에 위치한 중간층에 배치될 수 있다. 이때, 상기 포케팅 양극은, 상기 단면 음극들 사이에 배치되거나, 상기 단면 음극과 상기 양면 음극 사이에 배치되거나, 또는 상기 양면 음극들 사이에 배치될 수 있다.The pocketing anode and the cathode may be stacked to cross each other. The single-sided cathode may be disposed in the top layer and the bottom layer, and the double-sided cathode may be disposed in an intermediate layer positioned between the top and bottom layers. In this case, the pocketing anode may be disposed between the single-sided cathodes, disposed between the single-sided cathode and the double-sided cathode, or disposed between the double-sided cathodes.
여기서, 상기 단면 음극은, 음극 집전체, 상기 음극 집전체의 일면에 도포되는 음극 활물질, 및 상기 음극 활물질이 도포되지 않은 형상으로 길게 형성되고 일단부가 상기 음극 집전체에 연결되며 타단부가 외부에 노출되는 형상으로 배치된 음극 무지부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 양극 수용부는 상기 음극 집전체의 일면에 도포된 상기 음극 활물질에 함몰되거나 음각된 형상으로 마련될 수 있다.Here, the single-sided negative electrode has a negative electrode current collector, a negative electrode active material applied to one surface of the negative electrode current collector, and the negative electrode active material is formed long in a shape not applied, one end is connected to the negative electrode current collector, and the other end is externally formed. It may include a negative electrode uncoated portion disposed in an exposed shape. In this case, the positive electrode receiving part may be provided in a shape that is recessed or engraved in the negative active material applied to one surface of the negative electrode current collector.
그리고, 상기 양면 음극은, 음극 집전체, 상기 음극 집전체의 양면에 각각 도포되는 음극 활물질, 및 상기 음극 활물질이 도포되지 않은 형상으로 길게 형성되고 일단부가 상기 음극 집전체에 연결되며 타단부가 외부에 노출되는 형상으로 배치된 음극 무지부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 양극 수용부는, 상기 음극 집전체의 양면에 도포된 상기 음극 활물질에 함몰되거나 음각된 형상으로 각각 마련될 수 있고, 상기 음극 집전체를 기준으로 서로 대칭되는 형상으로 형성될 수 있다.In addition, the double-sided negative electrode has a negative electrode current collector, a negative electrode active material applied to both surfaces of the negative electrode current collector, and the negative electrode active material is formed long in a shape not applied, one end is connected to the negative electrode current collector, and the other end is external It may include a negative electrode uncoated portion disposed in a shape exposed to. In this case, the positive electrode accommodating portion may be provided in a shape that is recessed or engraved in the negative electrode active material applied to both surfaces of the negative electrode current collector, and may be formed in a shape symmetrical to each other with respect to the negative electrode current collector.
또한, 상기 단면 음극 또는 상기 양면 음극의 음극 활물질은, 상하 방향으로 이격된 상측 가압 롤러와 하측 가압 롤러에 의해 가압될 수 있다. 상기 상측 가압 롤러 또는 상기 하측 가압 롤러 중 적어도 하나의 외주면에는, 상기 포케팅 양극의 상부 또는 하부에 대응되는 패턴 형상으로 양극수용부 패턴 돌기가 돌출되게 마련될 수 있다. 상기 양극 수용부는, 상기 상측 가압 롤러와 상기 하측 가압 롤러에 의해 상기 단면 음극의 일면 또는 상기 양면 음극의 양면에 배치된 상기 음극 활물질이 가압되는 과정에서 상기 음극 활물질에 상기 양극수용부 패턴 돌기와 대응되게 함몰되거나 음각된 형상으로 형성될 수 있다.In addition, the single-sided negative electrode or the negative electrode active material of the double-sided negative electrode may be pressed by upper and lower pressure rollers spaced apart in the vertical direction. On an outer peripheral surface of at least one of the upper pressing roller and the lower pressing roller, an anode receiving part pattern protrusion may be provided to protrude in a pattern shape corresponding to an upper or lower portion of the pocketing anode. The positive electrode receiving part may correspond to the positive electrode receiving part pattern protrusion to the negative active material in the process of pressing the negative active material disposed on one side of the single-sided negative electrode or on both sides of the double-sided negative electrode by the upper pressing roller and the lower pressing roller. It may be formed in a concave or engraved shape.
상기 양극 수용부의 형상은 상기 상측 가압 롤러 또는 상기 하측 가압 롤러에 마련된 상기 양극수용부 패턴 돌기의 형상에 따라 결정될 수 있다. 상기 양극수용부 패턴 돌기는 다각형, 원형, 또는 이형 중 어느 한 형상으로 형성될 수 있다.The shape of the positive electrode receiving part may be determined according to the shape of the positive electrode receiving part pattern protrusion provided on the upper pressing roller or the lower pressing roller. The positive electrode receiving part pattern protrusion may be formed in any one of polygonal, circular, or deformed shape.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 위에서 전술한 전극 조립체, 및 상기 전극 조립체의 외부를 둘러싸는 형상으로 마련되고 상기 전극 조립체와 함께 전해액이 밀봉 수납되는 전지 케이스를 포함하는 리튬이차전지를 제공한다.Meanwhile, according to another aspect of the present invention, there is provided a lithium secondary battery including the electrode assembly described above, and a battery case provided in a shape surrounding the outside of the electrode assembly and in which an electrolyte is sealed and accommodated together with the electrode assembly. .
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 분리막을 원하는 크기의 면적으로 준비하는 단계, 상기 분리막보다 작은 면적으로 형성된 양극을 준비하는 단계, 상기 양극의 양면에 상기 분리막을 각각 배치한 후 상기 분리막들의 테두리부를 가열 접착시켜 포케팅 양극을 형성하는 단계, 상기 양극보다 크고 상기 분리막보다 작거나 같은 면적으로 음극을 준비하는 단계, 상기 포케팅 양극의 상부 또는 하부가 수용되기 위한 양극 수용부를 상기 음극의 양면 중 적어도 어느 한 면에 형성하는 단계, 및 상기 포케팅 양극과 상기 음극을 적층하는 단계를 포함하는 전극 조립체의 제조 방법을 제공한다.In addition, according to another aspect of the present invention, the steps of preparing a separator with an area of a desired size, preparing an anode formed with an area smaller than that of the separator, disposing the separators on both sides of the anode, respectively, and then Forming a pocketing anode by heat bonding the edge portion, preparing a cathode with an area larger than the anode and smaller than or equal to the separation membrane, and both sides of the anode receiving portion for accommodating the upper or lower portion of the pocketing anode It provides a method of manufacturing an electrode assembly comprising the step of forming on at least one surface of the, and laminating the pocketing anode and the cathode.
바람직하게, 상기 포케팅 양극을 형성하는 단계는, 상기 제2 분리막을 롤투롤 방식으로 공급하면서 상기 제2 분리막의 상면에 상기 양극을 일정 간격으로 복수개를 배치하는 단계, 상기 제1 분리막을 롤투롤 방식으로 공급하여 상기 양극들이 배치된 상기 제2 분리막의 상면에 상기 제1 분리막을 덮는 단계, 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막을 가압 및 가열하여 상기 양극들이 위치되지 않은 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 접촉 부위를 접착시키는 단계, 및 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 접착부를 절단 또는 타발하여 상기 양극이 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 중앙부에 위치하는 형상으로 상기 포케팅 양극을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.Preferably, the forming of the pocketing anode comprises: disposing a plurality of anodes at regular intervals on an upper surface of the second separation membrane while supplying the second separation membrane in a roll-to-roll manner, and forming the first separation membrane in a roll-to-roll manner. Supplying in a manner to cover the first separation membrane on the upper surface of the second separation membrane on which the anodes are disposed, pressurizing and heating the first separation membrane and the second separation membrane, and the first separation membrane in which the anodes are not located, and the Adhering the contact portion of the second separator, and cutting or punching the adhesive portion between the first separator and the second separator, so that the anode is positioned at the center of the first separator and the second separator. It may include the step of obtaining an anode.
바람직하게, 상기 양극 수용부를 형성하는 단계는, 상기 음극을 롤루롤 방식으로 상측 가압 롤러와 하측 가압 롤러의 사이에 공급하여 상기 음극의 양면을 상기 상측 가압 롤러와 상기 하측 가압 롤러로 가압하는 단계, 상기 상측 가압 롤러 또는 상기 하측 가압 롤러 중 어느 하나의 외주면에 형성된 양극수용부 패턴 돌기에 의해 상기 음극의 일면에만 상기 양극 수용부를 일정 간격으로 이격되게 형성한 후 상기 양극 수용부를 기준으로 절단 또는 타발하여 상기 단면 음극을 형성하는 단계, 및 상기 상측 가압 롤러 및 상기 하측 가압 롤러의 외주면에 형성된 양극수용부 패턴 돌기에 의해 상기 음극의 양면에 상기 양극 수용부를 일정 간격으로 이격되게 형성한 후 상기 양극 수용부를 기준으로 절단 또는 타발하여 상기 양면 음극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.Preferably, the step of forming the positive electrode receiving part comprises: supplying the negative electrode between the upper and lower pressure rollers in a roll-to-roll method to press both sides of the negative electrode with the upper and lower pressure rollers, The positive electrode receiving portion is formed on only one surface of the negative electrode by a positive electrode receiving portion pattern protrusion formed on the outer circumferential surface of either the upper pressing roller or the lower pressing roller, and then cut or punched based on the positive electrode receiving portion. Forming the single-sided cathode, and forming the anode accommodating portions at regular intervals on both sides of the cathode by the anode accommodating pattern protrusions formed on the outer circumferential surfaces of the upper pressing roller and the lower pressing roller. It may include the step of forming the double-sided negative electrode by cutting or punching as a reference.
바람직하게, 상기 포케팅 양극과 상기 음극을 적층하는 단계에서는, 상기 포케팅 양극과 상기 음극을 서로 교차되는 형상으로 적층할 수 있다. 상기 단면 음극은 최고층과 최하층에 배치할 수 있고, 상기 포케팅 양극은 최고층과 최하층 사이의 중간층에 적어도 하나를 배치할 수 있으며, 상기 양면 음극은 복수개의 상기 포케팅 양극 사이에 각각 배치할 수 있다.Preferably, in the step of stacking the pocketing anode and the cathode, the pocketing anode and the cathode may be stacked in a shape that crosses each other. The single-sided cathode may be disposed in the top layer and the bottom layer, the pocketing anode may be disposed in an intermediate layer between the top and bottom layers, and the double-sided cathode may be disposed between a plurality of the pocketing anodes, respectively. .
본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지는, 분리막에 의해 양극이 둘러싸인 형상으로 포케팅 양극을 형성한 구조이므로, 양극을 분리막으로만 포케팅하여 기존의 포케팅 양극에서 사용되던 절연성 고분자 필름을 생략할 수 있고, 절연성 고분자 필름의 생략으로 인하여 제조 비용을 절감할 수 있다.The electrode assembly for a secondary battery, a method for manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same according to an embodiment of the present invention have a structure in which a pocketing positive electrode is formed in a shape surrounded by a positive electrode by a separator, so that the positive electrode is pocketed only with the separator. The insulating polymer film used in the pocketing anode of can be omitted, and manufacturing cost can be reduced due to the omission of the insulating polymer film.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지는, 절연 고분자 필름을 사용하지 않고 포케팅 양극을 형성한 구조이므로, 절연 고분자 필름을 천공하거나 타발하는 등의 공정을 생략할 수 있고, 그로 인하여 생산성을 대폭 향상시킬 수 있다.In addition, since the electrode assembly for a secondary battery, a method for manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same according to an embodiment of the present invention are structured to form a pocketing positive electrode without using an insulating polymer film, the insulating polymer film is perforated or punched out. Processes such as can be omitted, thereby greatly improving productivity.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지는, 포케팅 양극과 접촉되는 음극의 접촉면에 포케팅 양극의 상부 또는 하부를 수용하는 양극 수용부를 형성한 구조이므로, 양극 수용부를 포케팅 양극의 상부 또는 하부에 대응하는 형상으로 음극의 접촉면에 함몰 또는 음각된 형상으로 마련하여 양극과 음극의 접촉 단면적을 증대시킬 수 있고, 그로 인하여 에너지 밀도 및 출력을 향상시켜 전지의 성능을 높일 수 있다.In addition, the electrode assembly for a secondary battery, a method of manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same according to an embodiment of the present invention form a positive electrode receiving portion for accommodating the upper or lower portion of the pocketing positive electrode on the contact surface of the negative electrode in contact with the pocketing positive electrode. Since it is one structure, it is possible to increase the contact cross-sectional area between the anode and the cathode by providing the anode receiving portion in a shape corresponding to the upper or lower portion of the pocketing anode and in a shape that is recessed or engraved on the contact surface of the cathode, thereby increasing the energy density and output. It can improve the performance of the battery.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지는, 음극의 제조 과정에서 양극수용부 패턴 돌기가 형성된 상측 가압 롤러와 하측 가압 롤러를 이용하여 음극의 양면 중 어느 한 면에 양극 수용부를 함몰되거나 음각된 형상으로 형성하는 구조이므로, 양극수용부 패턴 돌기의 형상을 변경하는 간단한 방법을 통하여 다양한 형상의 양극 수용부를 음극에 간편하게 형성할 수 있고, 그에 따라 통상적인 사각형 구조의 이차전지뿐만 아니라 삼각형, 오각형, 원형, 타원형 등과 같은 이형 구조의 이차전지도 용이하게 제작할 수 있다. In addition, the electrode assembly for a secondary battery according to an embodiment of the present invention, a method for manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same, in the manufacturing process of the negative electrode, by using an upper pressure roller and a lower pressure roller having a positive electrode receiving part pattern protrusion formed thereon. Since the anode receiving portion is formed in a concave or engraved shape on either side of both sides, the anode receiving portion of various shapes can be easily formed on the cathode through a simple method of changing the shape of the pattern protrusion of the anode receiving portion. It is possible to easily manufacture not only secondary batteries having a conventional rectangular structure, but also secondary batteries having different shapes such as triangles, pentagons, circles, ellipses, and the like.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지는, 포케팅 양극의 상부와 하부를 동일 형상으로 형성하여 양극 수용부도 음극에 동일 형상으로 형성한 구조이므로, 포케팅 양극과 음극의 적층시 음극의 적층 방향성을 제거하여 포케팅 양극과 음극을 간편하고 신속하게 적층할 수 있다. In addition, the electrode assembly for a secondary battery, a method for manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same according to an embodiment of the present invention have a structure in which the upper and lower portions of the pocketing positive electrode are formed in the same shape, and the positive electrode receiving part is also formed in the same shape on the negative electrode. Therefore, when the pocketing anode and the cathode are stacked, the stacking direction of the cathode is removed, so that the pocketing anode and the cathode can be easily and quickly stacked.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 전극 조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지는, 포케팅 양극과 음극의 적층시 포케팅 양극의 상부와 하부는 음극의 양극 수용부에 삽입 밀착되는 형상으로 수용됨과 아울러 포케팅 양극의 가장자리부에 형성된 분리막들의 테두리부는 음극의 가장자리부에 밀착되는 형상으로 배치되므로, 포케팅 양극과 음극의 적층시 양극과 음극의 접촉 단면적을 증가시킬 수 있고, 양극과 음극이 분리막에 의해 완전하게 분리된 구조를 형성하기 때문에 내부 단락의 위험도 제거할 수 있으며, 포케팅 양극과 음극의 적층시 안정성을 확보할 수 있다.In addition, the electrode assembly for a secondary battery according to an embodiment of the present invention, a method for manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same, when the pocketing positive electrode and the negative electrode are stacked, the upper and lower portions of the pocketing positive electrode are inserted into the positive electrode receiving part of the negative electrode in close contact. In addition to being accommodated in a shape that is accommodated, the edge portions of the separators formed at the edge of the pocketing anode are arranged in a shape that closely adheres to the edge of the cathode, so that when the pocketing anode and the cathode are stacked, the contact cross-sectional area between the anode and the cathode can be increased. Since the anode and the cathode form a structure completely separated by the separator, the risk of internal short circuit can also be eliminated, and stability can be secured when the pocketing anode and the cathode are stacked.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전극 조립체가 도시된 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전극 조립체의 분해 상태를 나타낸 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 전극 조립체를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 포케팅 양극의 제작 과정을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 단면 음극의 제작 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 양면 음극의 제작 과정을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 양면 음극과 상측 가압 롤러를 나타낸 평면도이다.1 is a front view showing an electrode assembly according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view showing an exploded state of the electrode assembly shown in FIG. 1.
3 is an exploded perspective view showing the electrode assembly shown in FIG. 1.
4 is a diagram showing a manufacturing process of the pocketing anode shown in FIG. 1.
5 is a view showing a manufacturing process of the single-sided cathode shown in FIG. 1.
6 is a diagram showing a manufacturing process of the double-sided cathode shown in FIG. 1.
7 is a plan view showing a double-sided cathode and an upper pressing roller shown in FIG. 6.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 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 shown in each drawing indicate the same members.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전극 조립체(100)가 도시된 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 전극 조립체의 분해 상태를 나타낸 정면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 전극 조립체(100)를 나타낸 분해 사시도이다. 도 4는 도 1에 도시된 포케팅 양극(110)의 제작 과정을 나타낸 도면이고, 도 5는 도 1에 도시된 단면 음극(122)의 제작 과정을 나타낸 도면이며, 도 6은 도 1에 도시된 양면 음극(124)의 제작 과정을 나타낸 도면이고, 도 7은 도 6에 도시된 양면 음극(124)과 상측 가압 롤러(130)를 나타낸 평면도이다.1 is a front view showing an
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 리튬이차전지(미도시)는 전극 조립체(100) 및 전지 케이스(미도시)를 포함할 수 있다.1 to 3, a lithium secondary battery (not shown) according to an embodiment of the present invention may include an
전극 조립체(100)는 전기의 충전 또는 방전이 이루어지는 구성으로서, 음극과 양극을 상하 방향으로 서로 교차되게 적층한 구조로 형성될 수 있다. 상기와 같은 전극 조립체(100)의 두께는 0.2㎜ 이하로 매우 얇게 형성될 수 있다. 또한, 전극 조립체(100)의 평면 형상은 사각형의 평면 구조로 형성되는 것이 일반적이지만, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형상의 평면 구조로 형성될 수 있다. 특히, 본 실시예에서는 아래에서 다시 구체적으로 설명하겠지만 전극 조립체(100)를 삼각형, 오각형, 원형, 타원형 등과 같은 이형의 평면 구조로 형성하는 것이 매우 용이할 수 있고, 그로 인하여 리튬이차전지를 이형셀 타입으로도 간편하게 제작할 수 있다.The
전지 케이스는 전극 조립체(100)의 외부를 둘러싸는 형상으로 마련될 수 있다. 즉, 전지 케이스의 내부에는 전극 조립체(100)와 함께 전해액이 밀봉 수납될 수 있다.The battery case may be provided in a shape surrounding the outside of the
한편, 전극 조립체(100)을 구성하는 분리막, 양극(양극 집전체 및 양극활물질), 음극(음극 집전체 및 음극활물질), 전해액 등은, 한국등록특허 제10-1168650호 또는 한국등록특허 제10-1168651호에 개시된 전극조립체 및 리튬이차전지에 사용되는 것과 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다. Meanwhile, a separator constituting the
이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 전극 조립체(100)의 기술적 특징을 더 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the technical characteristics of the
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 전극 조립체(100)는, 포케팅 양극(110) 및 음극(122, 124)을 포함한다.1 to 3, an
본 실시예의 이차전지용 전극 조립체(100)에서는, 포케팅 양극(110)과 음극(122, 124)이 서로 교차되는 형상으로 수직하게 적층될 수 있다. 즉, 포케팅 양극(110)은, 복수개의 음극(122, 124) 사이에 하나씩 배치될 수 있다.In the
상기와 같은 포케팅 양극(110)과 음극(122, 124)은 별도의 제조 공정에 의해 제조된 후 전극 조립체(100)의 적층시 개별적으로 사용될 수 있다. 포케팅 양극(110)과 음극(122, 124)은, 서로 동일한 평면 형상으로 형성될 수 있고, 서로 평행하게 적층될 수 있다.The pocketing
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예의 포케팅 양극(110)은 양극(112) 및 분리막(114, 116)을 포함할 수 있다. 즉, 포케팅 양극(110)은 분리막(114, 116)으로 양극(112)을 포케팅한 형상으로 마련될 수 있다. 따라서, 양극(112)은 분리막(114, 116)의 내부에 인캡슐레이션(encapsulation) 구조로 배치될 수 있다.1 to 4, the pocketing
양극(112)은 양극 집전체(112a), 양극 활물질(112b), 및 양극 무지부(112c)를 포함할 수 있다. 양극 활물질(112b)은 양극 집전체(112a)의 양면에 도포될 수 있다. 양극 무지부(112c)는 양극 활물질(112b)이 도포되지 않은 형상으로 길게 형성될 수 있다. 양극 무지부(112c)의 일단부는 양극 집전체(112a)에 연결될 수 있고, 양극 무지부(112c)의 타단부는 후술하는 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부(118) 사이를 관통하는 형상으로 배치될 수 있다.The
분리막(114, 116)은 제1 분리막(114) 및 제2 분리막(116)을 포함할 수 있다. 제1 분리막(114)은, 양극(112)보다 넓은 면적으로 형성될 수 있고, 양극(112)이 중앙부에 위치하도록 양극(112)의 상면에 마련될 수 있다. 제2 분리막(116)은, 제1 분리막(114)과 동일한 형상으로 형성될 수 있고, 제1 분리막(114)과 대응되게 배치되도록 양극(112)의 하면에 마련될 수 있다. The
여기서, 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부(118)를 서로 접착시킴으로써, 양극(112)은 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)에 의해 인캡슐레이션 형상으로 포케팅될 수 있다. 상기와 같은 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부(118)는 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)에서 양극(112)이 위치되는 않은 부위에 해당한다. 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부(118)는, 직접 가열 접착되거나, 테두리부(118)의 접촉면에 접착제를 도포한 상태에서 가열 접착될 수 있다.Here, by bonding the
예를 들면, 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부(118)는, 별도의 접착제를 사용하지 않고 테두리부(118)를 열융착 방식으로 직접 가열하여 접착시킬 수 있다. 또는, 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부(118)는, 테두리부(118)의 접촉면에 폴리머 접착제를 도포한 후 폴리머 접착제를 열융착 방식으로 가열하여 테두리부(118)를 접착시킬 수 있다.For example, the
한편, 포케팅 양극(110)의 상부(110a)와 하부(110b)는, 후술하는 음극(122, 124)의 양극 수용부(126)에 삽입 수용되는 부위로서, 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부(118)를 기준으로 상측과 하측에 동일 형상으로 서로 대칭되게 돌출 형성될 수 있다. 포케팅 양극(110)의 상부(110a)는 양극(112)의 상부 및 양극(112)의 상부를 덮은 제1 분리막(114)으로 형성되고, 포케팅 양극(110)의 하부(110b)는 양극(112)의 하부 및 양극(112)의 하부를 덮은 제2 분리막(116)으로 형성된다. On the other hand, the upper portion (110a) and the lower portion (110b) of the pocketing anode (110) is a portion that is inserted and received in the
상기와 같이 포케팅 양극(110)의 상부(110a)와 하부(110b)가 동일 형상으로 형성되면, 포케팅 양극(110)의 상부(110a) 또는 하부(110b)가 수용되는 양극 수용부(126)도 음극(122, 124)에 동일 형상으로 형성될 수 있다. 일례로, 본 실시예에서는, 포케팅 양극(110)의 상부(110a) 또는 하부(110b)가 포케팅 양극(110)의 절반 크기로 형성될 수 있고, 음극(122, 124)의 양극 수용부(126)도 포케팅 양극(110)의 상부(110a) 또는 하부(110b)가 수용되는 단일 형상으로 형성될 수 있다. When the
도 1 내지 도 3, 도 5, 도 6를 참조하면, 본 실시예의 음극(122, 124)은 포케팅 양극(110)의 상부(110a) 또는 하부(110b) 중 적어도 어느 한 부위에 적층되게 배치될 수 있다. 상기와 같이 포케팅 양극(110)과 접촉되는 음극(122, 124)의 접촉면에는, 포케팅 양극(110)의 상부(110a) 또는 하부(110b)를 수용하는 양극 수용부(126)가 함몰되거나 음각된 형상으로 마련될 수 있다.1 to 3, 5, and 6, the
양극 수용부(126)에는 포케팅 양극(110)과 음극(122, 124)의 적층시 포케팅 양극(110)의 상부(110a) 또는 하부(110b)가 삽입 수용될 수 있다. 상기와 같은 포케팅 양극(110)의 상부(110a)와 하부(110b)는 동일 형상으로 형성되므로, 음극(122, 124)에 마련된 적어도 하나의 양극 수용부(126)도 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 양극 수용부(126)는, 음극(122, 124)의 일면에만 형성되거나, 음극(122, 124)의 양면에 각각 형성될 수 있다.When the pocketing
예를 들면, 음극(122, 124)은, 적층 위치 및 적층 조건에 따라 단면 음극(122) 또는 양면 음극(124)이 사용될 수 있다.For example, as the
도1 내지 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 단면 음극(122)은 포케팅 양극(110)의 상부(110a) 또는 하부(110b) 중 어느 한 부위에만 적층되는 형상으로 배치될 수 있다. 양극 수용부(126)는 단면 음극(122)의 일면에만 형성될 수 있다. 상기와 같은 단면 음극(122)은, 전극 조립체(100)의 최고층과 최하층에 배치될 수 있다. 이때, 단면 음극(122)은 최고층의 상측 또는 최하층의 하측으로 음극 집전체(112a)를 노출시키는 형상으로 전극 조립체(100)의 최고층과 최하층에 배치될 수 있다.As shown in FIGS. 1 to 3 and 5, the
일례로, 단면 음극(122)은 제1 음극 집전체(122a), 제1 음극 활물질(122b), 및 제1 음극 무지부(122c)를 포함할 수 있다. For example, the single-sided
여기서, 제1 음극 활물질(122b)은 제1 음극 집전체(122a)의 일면에 도포될 수 있다. 이때, 양극 수용부(126)는 제1 음극 집전체(122a)의 일면에 도포된 제1 음극 활물질(122b)의 중앙 부위에 함몰되거나 음각된 형상으로 마련될 수 있다.Here, the first negative
그리고, 제1 음극 무지부(122c)는 제1 음극 활물질(122b)이 도포되지 않은 형상으로 길게 형성될 수 있다. 제1 음극 무지부(122c)의 일단부는 제1 음극 집전체(122a)의 일측에 연결될 수 있고, 제1 음극 무지부(122c)의 타단부는 제1 전극 조립체(100)의 외부에 노출되는 형상으로 배치될 수 있다. In addition, the first negative electrode
도1 내지 도 3, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 양면 음극(124)은 포케팅 양극(110)의 상부(110a)과 하부(110b)에 동시에 적층되는 형상으로 배치될 수 있다. 양극 수용부(126)는 양면 음극(124)의 양면에 각각 형성될 수 있다. 상기와 같은 양면 음극(124)은, 전극 조립체(100)의 최고층과 최하층 사이에 위치한 중간층에 배치될 수 있다. 즉, 양면 음극(124)은 포케팅 양극(110)들의 사이에 각각 배치되는 구조로 적층될 수 있다. As shown in FIGS. 1 to 3, 6, and 7, the double-
일례로, 양면 음극(124)은 제2 음극 집전체(124a), 제2 음극 활물질(124b), 및 제2 음극 무지부(124c)를 포함할 수 있다.For example, the double-sided
여기서, 제2 음극 활물질(124b)은 제2 음극 집전체(124a)의 양면에 각각 도포될 수 있다. 이때, 양극 수용부(126)는, 제2 음극 집전체(124a)의 양면에 도포된 제2 음극 활물질(124b)의 중앙 부위에 함몰되거나 음각된 형상으로 각각 마련될 수 있고, 특히 제2 음극 집전체(124a)를 기준으로 상하 방향을 따라 서로 대칭되게 형성될 수 있다. 한편, 제2 음극 집전체(124a)는 제1 음극 집전체(122a)와 동일한 구조와 소재로 형성될 수 있고, 제2 음극 활물질(124b)도 제1 음극 활물질(122b)과 동일한 조성으로 형성될 수 있다.Here, the second negative
그리고, 제2 음극 무지부(124c)는 제2 음극 활물질(124b)이 도포되지 않은 형상으로 길게 형성될 수 있다. 제2 음극 무지부(124c)의 일단부는 제2 음극 집전체(124a)에 연결될 수 있고, 제2 음극 무지부(124c)의 타단부는 제1 전극 조립체(100)의 외부에 노출되는 형상으로 배치될 수 있다. 한편, 제2 음극 무지부(124c)는 제1 음극 무지부(122c)와 접촉되지 않도록 제1 음극 무지부(122c)와 엇갈린 위치에 배치될 수 있다.In addition, the second negative electrode
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 포케팅 양극(110)은, 단면 음극(122)들 사이에 배치되거나, 단면 음극(122)과 양면 음극(124) 사이에 배치되거나, 또는 양면 음극(124)들 사이에 배치될 수 있다. 이때, 포케팅 양극(110)의 양극(112)은 분리막(114, 116)보다 작은 면적으로 형성되어 분리막(114, 116)의 중앙부에 배치될 수 있고, 단면 음극(122)과 양면 음극(124)은 분리막(114, 116)의 면적과 동일한 크기로 형성되어 분리막(114, 116)과 대응되는 동일 위치에 평행하게 적층될 수 있다. 1 to 3, in this embodiment, the pocketing
여기서, 양극 수용부(126)는 단면 음극(122) 또는 양면 음극(124)의 중앙부에 배치될 수 있다. 따라서, 단면 음극(122) 또는 양면 음극(124)의 테두리부는, 양극 수용부(126)와 비교하여 상대적으로 돌출된 위치에 배치될 수 있다. 상기와 같은 단면 음극(122) 또는 양면 음극(124)의 테두리부는, 포케팅 양극(110)과 음극(122, 124)의 적층시 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 테두리부(118)에 밀착되게 배치될 수 있다.Here, the
구체적으로 설명하면, 포케팅 양극(110)의 상부(110a) 또는 하부(110b)가 서로 동일 형상으로 돌출 형성될 수 있고, 양극 수용부(126)가 포케팅 양극(110)의 상부(110a) 또는 하부(110b)에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 단면 음극(122) 또는 양면 음극(124)의 테두리부는, 포케팅 양극(110)의 상부(110a) 또는 하부(110b)에서 분리막(114, 116)의 테두리부(118) 사이에 형성된 단차에 대응하는 높이로 형성될 수 있다. Specifically, the upper (110a) or lower (110b) of the pocketing anode (110) may be formed to protrude to each other in the same shape, and the anode receiving portion (126) is the upper (110a) of the pocketing anode (110) Alternatively, it may be formed in a shape corresponding to the
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 양극 수용부(126)는, 단면 음극(122) 또는 양면 음극(124)의 제조시 상측 가압 롤러(130)와 하측 가압 롤러(132)를 이용하여 단면 음극(122)의 제1 음극 활물질(122b) 및 양면 음극(124)의 제2 음극 활물질(124b)에 형성시킬 수 있다. 상측 가압 롤러(130)와 하측 가압 롤러(132)는 상하 방향으로 서로 이격되게 배치될 수 있고, 단면 음극(122) 또는 양면 음극(124)은 롤루롤(roll to roll) 방식으로 상측 가압 롤러(130)와 하측 가압 롤러(132) 사이에 공급될 수 있다.As shown in FIGS. 5 to 7, the positive
한편, 상측 가압 롤러(130) 또는 하측 가압 롤러(132) 중 적어도 하나의 외주면에는, 포케팅 양극(110)의 상부(110a) 또는 하부(110b)에 대응되는 패턴 형상으로 양극수용부 패턴 돌기(130a, 132a)가 돌출되게 마련될 수 있다. 따라서, 상측 가압 롤러(130)와 하측 가압 롤러(132)에 의해 제1 음극 활물질(122b) 또는 제2 음극 활물질(124b)이 가압되는 경우에, 양극 수용부(126)는 양극수용부 패턴 돌기(130a, 132a)에 의해 단면 음극(122)의 일면에 존재하는 제1 음극 활물질(122b) 또는 양면 음극(124)의 양면에 존재하는 제2 음극 활물질(124b)에 각각 형성될 수 있다.On the other hand, on the outer circumferential surface of at least one of the upper
상기와 같은 양극 수용부(126)는 상측 가압 롤러(130) 또는 하측 가압 롤러(132)에 마련된 양극수용부 패턴 돌기(130a, 132a)의 형상에 따라 결정될 수 있다. 따라서, 양극수용부 패턴 돌기(130a, 132a)의 형상을 변경하면 다양한 형상의 이차 전지를 용이하게 제조할 수 있다. 예를 들면, 양극수용부 패턴 돌기(130a, 132a)는 다각형, 원형, 또는 이형 중 어느 한 형상으로 형성될 수 있다.The positive
상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 전극 조립체(100)의 제조 방법을 살펴보면 다음과 같다. A method of manufacturing the
도 4 내지 도 7를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전극 조립체(100)의 제조 방법은, 분리막(114, 116)을 원하는 크기의 면적으로 준비하는 단계(도 4 참조), 분리막(114, 116)보다 작은 면적으로 형성된 양극(112)을 준비하는 단계(도 4 참조), 양극(112)의 양면에 분리막(114, 116)을 각각 배치한 후 분리막(114, 116)들의 테두리부(118)를 가열 접착시켜 포케팅 양극(110)을 형성하는 단계(도 4) 참조), 분리막(114, 116)과 동일한 면적으로 음극(122, 124)을 준비하는 단계(도 5의 (a) 및 도 6의 (a) 참조), 포케팅 양극(110)의 상부(110a) 또는 하부(110b)가 수용되기 위한 양극 수용부(126)를 음극(122, 124)의 양면 중 적어도 어느 한 면에 형성하는 단계(도 5의 (b), 도 6의 (b) 및 도 7 참조), 및 포케팅 양극(110)과 음극(122, 124)을 적층하는 단계(도 1 내지 도 3 참조)를 포함한다.4 to 7, a method of manufacturing an
분리막(114, 116)을 준비하는 단계(도 4 참조)에서는, 분리막(114, 116)을 소정의 폭으로 형성된 긴 띠 모양으로 마련한다. 상기와 같은 분리막(114, 116)은 포케팅 양극(110)의 제작시 롤투롤 방식으로 공급한다.In the step of preparing the
양극(112)을 준비하는 단계(도 4 참조)에서는, 분리막(114, 116)보다 작은 크기로 형성된 양극(112)을 마련한다. 일례로, 양극(112)의 제조 방법은, 긴 띠 모양으로 형성된 양극 집전체(112a)를 롤투롤 방식으로 공급하면서 양극 활물질(112b)을 양극 집전체(112a)의 양면에 도포하고, 양극 집전체(112a)와 양극 활물질(112b)을 적절한 형상으로 절단 또는 타발하여 복수개의 양극(112)을 원하는 형상과 크기로 제조한다. 이하, 본 실시예에서는 양극(112)이 사각형의 평면 구조로 제조되는 것으로 설명한다.In the step of preparing the anode 112 (refer to FIG. 4 ), an
포케팅 양극(110)을 형성하는 단계(도 4 참조)에서는, 양극(112)의 양면에 분리막(114, 116)을 각각 배치하고(도 4의 (b) 참조), 그 상태에서 분리막(114, 116)들의 테두리부(118)를 가열 접착시켜 포케팅 양극(110)을 제조한다.(도 4의 (c) 참조)In the step of forming the pocketing anode 110 (see FIG. 4), the
도 4에 도시된 바와 같이, 포케팅 양극(110)을 형성하는 단계는, 제2 분리막(116)을 롤투롤 방식으로 공급하면서 제2 분리막(116)의 상면에 양극(112)을 일정 간격으로 복수개를 배치하는 단계(도 4의 (a) 참조), 제1 분리막(114)을 롤투롤 방식으로 공급하여 양극(112)들이 배치된 제2 분리막(116)의 상면에 제1 분리막(114)을 덮는 단계(도 4의 (b) 참조), 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)을 가압 및 가열하여 양극(112)들이 위치되지 않은 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 접촉 부위를 접착시키는 단계(도 4의 (c) 참조), 및 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 접착부를 절단 또는 타발하여 양극(112)이 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 중앙부에 배치되는 형상으로 포케팅 양극(110)을 획득하는 단계(도 4의 (c) 참조)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 4, in the forming of the pocketing
따라서, 양극(112)은 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)의 중앙부에서 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)에 의해 둘러싸인 인캡슐레이션 형상으로 마련된다. 이때, 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)은 테두리부(118)를 접착시켜 양극(112)을 밀봉 형상으로 포케팅한다. 제1 분리막(114)과 제2 분리막(116)은 테두리부(118)는, 가열과 가압의 열융착 방식으로 접착되되, 양극(112)의 둘레를 감싸는 링 형상으로 형성된다. Accordingly, the
음극(122, 124)을 준비하는 단계(도 5의 (a) 및 도 6의 (a) 참조)에서는, 분리막(114, 116)과 동일한 면적으로 음극을 형성한다.In the step of preparing the
일례로, 단면 음극(122)에 사용되는 음극의 제조 방법은, 분리막(114, 116)과 동일한 긴 띠 모양으로 형성된 제1 음극 집전체(122a)를 롤투롤 방식으로 공급하고, 제1 음극 활물질(122b)을 제1 음극 집전체(122a)의 일면에 도포하여 단면 음극(122)의 제조에 사용되는 음극을 제조한다.(도 5의 (a) 참조) As an example, in the manufacturing method of the negative electrode used for the single-sided
또는, 양극 음극(122, 124)에 사용되는 음극의 제조 방법은, 분리막(114, 116)과 동일한 긴 띠 모양으로 형성된 제2 음극 집전체(124a)를 롤투롤 방식으로 공급하고, 제2 음극 활물질(124b)을 제2 음극 집전체(124a)의 양면에 도포하여 양면 음극(124)의 제조에 사용되는 음극을 제조한다.(도 6의 (a) 참조)Alternatively, in the method of manufacturing the negative electrode used in the positive
양극 수용부(126)을 형성하는 단계(도 5의 (b), 도 6의 (b) 및 도 7 참조)에서는, 양극 수용부(126)를 음극(122, 124)의 양면 중 적어도 어느 한 면에 형성하고, 그런 다음에 음극(122, 124)을 적절한 형상으로 절단 또는 타발한다. 양극 수용부(126)는 포케팅 양극(110)의 상부(110a) 또는 하부(110b)를 수용하는 형상으로 형성하고, 음극(122, 124)은 포케팅 양극(110)과 마찬가지로 사각형의 평면 구조로 절단 또는 타발한다.In the step of forming the anode accommodating portion 126 (see FIGS. 5B, 6B, and 7), the
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 양극 수용부(126)을 형성하는 단계(도 5의 (b), 도 6의 (b) 및 도 7 참조)는, 음극(122, 124)을 롤루롤 방식으로 상측 가압 롤러(130)와 하측 가압 롤러(132)의 사이에 공급하여 음극(122, 124)의 양면을 상측 가압 롤러(130)와 하측 가압 롤러(132)로 가압하는 단계(도 5의 (b), 도 6의 (b) 및 도 7 참조), 상측 가압 롤러(130) 또는 하측 가압 롤러(132) 중 어느 하나의 외주면에 형성된 양극수용부 패턴 돌기(130a, 132a)에 의해 음극(122, 124)의 일면에만 양극 수용부(126)를 일정 간격으로 이격되게 형성한 후 양극 수용부(126)를 기준으로 절단 또는 타발하여 단면 음극(122)을 형성하는 단계(도 5의 (b) 참조), 및 상측 가압 롤러(130) 및 하측 가압 롤러(132)의 외주면에 형성된 양극수용부 패턴 돌기(130a, 132a)에 의해 음극(122, 124)의 양면에 양극 수용부(126)를 일정 간격으로 이격되게 형성한 후 양극 수용부(126)를 기준으로 절단 또는 타발하여 양면 음극(124)을 형성하는 단계(도 6의 (b) 및 도 7 참조)를 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 5 to 7, the step of forming the anode receiving portion 126 (see FIGS. 5(b), 6(b), and 7) is to roll the
즉, 본 실시예에서는, 상측 가압 롤러(130)와 하측 가압 롤러(132)를 이용하여 음극(122, 124)의 제1 음극 활물질(122b) 또는 제2 음극 활물질(124b)을 가압하되, 그 공정에서 상측 가압 롤러(130)와 하측 가압 롤러(132) 중 적어도 하나에 형성된 양극수용부 패턴 돌기(130a, 132a)를 이용하여 음극(112, 124)의 음극 활물질(122a, 124a)에 양극 수용부(126)를 형성한다.That is, in this embodiment, the first negative
따라서, 양극수용부 패턴 돌기(130a, 132a)를 상측 가압 롤러(130)와 하측 가압 롤러(132)에 형성하는 간단한 구조 변경만으로도, 단면 음극(122) 또는 양면 음극(124)에 양극 수용부(126)를 간편하게 형성할 수 있고, 양극수용부 패턴 돌기(130a, 132a)의 형상을 변경하는 방법으로 양극 수용부(126)을 다양한 형상으로 변형시킬 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 양극수용부 패턴 돌기(130a, 132a)의 형상 변경을 통하여 다양한 형상의 양극 수용부(126)를 형성하는 구조이므로, 리튬이차전지를 양극 수용부(126)의 형상에 따라 다양한 형상으로 제조할 수 있고, 특히 리튬이차전지를 이형셀 구조로 간편하게 형성할 수 있다.Therefore, by simply changing the structure of forming the positive electrode receiving
포케팅 양극(110)과 음극(122, 124)을 적층하는 단계(도 1 내지 도 3 참조)에서는, 포케팅 양극(110)과 음극(122, 124)을 서로 교차시키면서 상측으로 적층한다. 이때, 단면 음극(122)은 전극 조립체(100)의 최상층과 최하층에 배치하고, 양면 음극(124)은 2개의 포케팅 양극(110) 사이에 각각 배치한다.In the step of stacking the pocketing
일례로, 포케팅 양극(110)이 단수개이면, 포케팅 양극(110)을 2개의 단면 음극(122) 사이에 배치한 구조로 적층하여 전극 조립체(100)를 제조한다. 즉, 전극 조립체(100)는 '단면 음극(122)/포케팅 양극(110)/단면 음극(122)' 순으로 적층된다. 이때, 전극 조립체(100)의 최하층과 최상층에 배치되는 단면 음극(122)은, 제1 음극 집전체(122a)가 외부에 노출되도록 서로 반대 방향으로 적층된 상태이다.For example, if the number of pocketing
또한, 포케팅 양극(110)이 복수개이면, 복수개의 포케팅 양극(110)을 2개의 단면 음극(122) 사이에 적층되는 형상으로 배치하되, 양면 음극(124)을 포케팅 양극(110)들 사이에 각각 배치하는 구조로 적층하여 전극 조립체(100)를 제조한다. 즉, 포케팅 양극(110)이 3개로 가정하면, 전극 조립체(100)는, '단면 음극(122)/포케팅 양극(110)/양면 음극(124)/포케팅 양극(110)/양면 음극(124)/포케팅 양극(110)/단면 음극(122)' 순으로 적층된다. 이때, 전극 조립체(100)의 최하층과 최상층에 배치되는 단면 음극(122)은, 제1 음극 집전체(122a)가 외부에 노출되도록 서로 반대 방향으로 적층된 상태이다. In addition, if there are a plurality of pocketing
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 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다. As described above, the embodiments of the present invention have been described by specific matters such as specific components and limited embodiments and drawings, but these are provided only 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 having ordinary knowledge in the field to which the present invention pertains can make various modifications and variations from this description. Therefore, the spirit of the present invention is limited to the described embodiments and should not be determined, and all things that are equivalent or equivalent to the claims as well as the claims to be described later fall within the scope of the present invention. .
100: 전극 조립체
110: 포케팅 양극
112: 양극
114: 제1 분리막
116: 제2 분리막
118: 제1 분리막과 제2 분리막의 테두리부
122: 단면 음극
124: 양면 음극
126: 양극 수용부
130: 상측 가압 롤러
132: 하측 가압 롤러100: electrode assembly
110: pocketing anode
112: anode
114: first separation membrane
116: second separation membrane
118: edge portions of the first separator and the second separator
122: single-sided cathode
124: double-sided cathode
126: anode receiving portion
130: upper pressure roller
132: lower pressure roller
Claims (18)
상기 포케팅 양극의 상부 또는 하부 중 적어도 어느 한 부위에 적층되고, 상기 포케팅 양극의 상부 또는 하부를 수용하는 양극 수용부가 상기 포케팅 양극과의 접촉면에 함몰되거나 음각된 형상으로 마련된 음극;을 포함하고,
상기 양극 수용부는 상기 음극의 접촉면에 도포된 음극 활물질을 미리 설정된 깊이로 함몰시키거나 음각시킨 형상으로 마련되며,
상기 분리막은, 상기 양극보다 넓은 면적으로 형성되고, 상기 양극이 중앙부에 위치하도록 상기 양극의 상면에 마련된 제1 분리막; 및 상기 제1 분리막과 동일한 형상으로 형성되고, 상기 제1 분리막과 대응되게 배치되도록 상기 양극의 하면에 마련된 제2 분리막;을 포함하고,
상기 포케팅 양극에서는, 상기 양극이 위치되지 않은 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부가 서로 접착되어 상기 양극이 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막에 의해 포케팅되며,
상기 양극 수용부는 상기 음극의 접촉면의 중앙부에 배치되고,
상기 음극의 접촉면의 테두리부는 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부에 밀착되게 배치되며,
상기 음극의 테두리부는 상기 음극의 중앙부에 대해 미리 설정된 높이로 돌출되게 형성되되, 상기 음극의 돌출 높이는 상기 포케팅 양극의 상부 또는 하부에서 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부 사이에 형성된 단차에 대응하는 높이로 마련되어, 상기 포케팅 양극과 상기 음극의 적층시 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부 및 상기 음극의 테두리부 사이에 간극의 발생이 제거되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 조립체.
Pocketing anode provided in a shape surrounded by the anode by the separator; And
And a negative electrode stacked on at least one of the upper or lower portions of the pocketing positive electrode and having an anode receiving portion for receiving the upper or lower part of the pocketing positive electrode formed in a shape that is recessed or engraved in a contact surface with the pocketing positive electrode; and,
The positive electrode receiving portion is provided in a shape in which the negative active material applied to the contact surface of the negative electrode is depressed or engraved to a preset depth,
The separator may include: a first separator formed in an area larger than that of the anode and provided on an upper surface of the anode such that the anode is positioned at a central portion; And a second separator formed in the same shape as the first separator and provided on a lower surface of the anode to be disposed to correspond to the first separator; and
In the pocketing anode, edge portions of the first separator and the second separator in which the anode is not positioned are adhered to each other so that the anode is pocketed by the first separator and the second separator,
The positive electrode receiving portion is disposed at the center of the contact surface of the negative electrode,
The edge portion of the contact surface of the negative electrode is disposed to be in close contact with the edge portion of the first separator and the second separator,
The edge portion of the cathode is formed to protrude to a predetermined height with respect to the central portion of the cathode, and the protrusion height of the cathode is a step formed between the edge portion of the first separator and the second separator above or below the pocketing anode. The electrode for a secondary battery, characterized in that the gap between the first separator and the second separator and the edge of the negative electrode is removed when the pocketing positive electrode and the negative electrode are stacked. Assembly.
상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부는, 직접 가열 접착되거나, 상기 테두리부의 접촉면에 접착제를 도포한 상태에서 가열 접착되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 조립체.
The method of claim 1,
An electrode assembly for a secondary battery, characterized in that the edge portions of the first separator and the second separator are directly bonded to each other by heating or heat-bonded in a state in which an adhesive is applied to the contact surface of the edge portion.
상기 포케팅 양극의 상부와 하부는, 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부를 기준으로 상측과 하측에 동일 형상으로 서로 대칭되게 돌출되고,
상기 양극 수용부는, 상기 포케팅 양극의 상부 또는 하부를 수용하는 형상으로 상기 음극의 양면 중 적어도 어느 한 면에 동일하게 마련된 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 조립체.
The method of claim 1,
The upper and lower portions of the pocketing anode protrude symmetrically to each other in the same shape on the upper and lower sides with respect to the edge portions of the first and second separators,
The positive electrode receiving portion is an electrode assembly for a secondary battery, characterized in that the shape to accommodate the upper or lower portion of the pocketing positive electrode and provided in the same manner on at least one of both surfaces of the negative electrode.
상기 양극은,
양극 집전체;
상기 양극 집전체의 양면에 도포된 양극 활물질; 및
상기 양극 활물질이 도포되지 않은 형상으로 길게 형성된 양극 무지부;를 포함하며,
상기 양극 무지부의 일단부는 상기 양극 집전체에 연결되고, 상기 양극 무지부의 타단부는 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 테두리부 사이를 관통하는 형상으로 배치된 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 조립체.
The method of claim 1,
The anode,
Positive electrode current collector;
A positive electrode active material applied to both surfaces of the positive electrode current collector; And
Including; a positive electrode uncoated portion formed in a long shape in which the positive electrode active material is not applied,
One end of the positive electrode uncoated portion is connected to the positive electrode current collector, and the other end of the positive electrode uncoated portion is disposed in a shape penetrating between the first and second separators.
상기 음극은 적층 위치 및 적층 조건에 따라 단면 음극 또는 양면 음극이 사용되며,
상기 단면 음극은, 상기 포케팅 양극의 상부 또는 하부 중 어느 한 부위에만 적층되게 배치되고, 상기 포케팅 양극과 접촉되는 일면에만 상기 양극 수용부가 형성되며,
상기 양면 음극은, 상기 포케팅 양극들의 사이에 적층되게 배치되고, 상기 포케팅 양극과 접촉되는 양면에 상기 양극 수용부가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 조립체.
The method of claim 1,
The cathode may be a single-sided cathode or a double-sided cathode depending on the lamination position and lamination conditions,
The single-sided cathode is disposed to be stacked on only one of the upper or lower portions of the pocketing anode, and the anode receiving portion is formed only on one surface in contact with the pocketing anode,
The double-sided cathode is disposed to be stacked between the pocketing anodes, and the anode receiving portions are formed respectively on both sides of the pocketing anode and in contact with the pocketing anode.
상기 포케팅 양극과 상기 음극은 서로 교차되는 형상으로 적층되며,
상기 단면 음극은 최고층과 최하층에 배치되고, 상기 양면 음극은 최고층과 최하층의 사이에 위치한 중간층에 배치되며,
상기 포케팅 양극은, 상기 단면 음극들 사이에 배치되거나, 상기 단면 음극과 상기 양면 음극 사이에 배치되거나, 또는 상기 양면 음극들 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 조립체.
The method of claim 8,
The pocketing anode and the cathode are stacked to cross each other,
The single-sided cathode is disposed in the top layer and the bottom layer, the double-sided cathode is disposed in an intermediate layer located between the top layer and the bottom layer,
The pocketing anode is an electrode assembly for a secondary battery, characterized in that disposed between the single-sided negative electrodes, the single-sided negative electrode and the double-sided negative electrode, or disposed between the double-sided negative electrodes.
상기 단면 음극은,
음극 집전체;
상기 음극 집전체의 일면에 도포되는 음극 활물질; 및
상기 음극 활물질이 도포되지 않은 형상으로 길게 형성되고, 일단부가 상기 음극 집전체에 연결되며, 타단부가 외부에 노출되는 형상으로 배치된 음극 무지부;를 포함하며,
상기 양극 수용부는 상기 음극 집전체의 일면에 도포된 상기 음극 활물질에 함몰되거나 음각된 형상으로 마련된 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 조립체.
The method of claim 8,
The single-sided cathode,
Negative electrode current collector;
A negative active material applied to one surface of the negative current collector; And
Including; a negative electrode uncoated portion formed in an elongated shape in which the negative active material is not applied, one end is connected to the negative electrode current collector, and the other end is disposed in a shape that is exposed to the outside,
The electrode assembly for a secondary battery, characterized in that the positive electrode receiving part is provided in a shape that is recessed or engraved in the negative active material applied to one surface of the negative electrode current collector.
상기 양면 음극은,
음극 집전체;
상기 음극 집전체의 양면에 각각 도포되는 음극 활물질; 및
상기 음극 활물질이 도포되지 않은 형상으로 길게 형성되고, 일단부가 상기 음극 집전체에 연결되며, 타단부가 외부에 노출되는 형상으로 배치된 음극 무지부;를 포함하며,
상기 양극 수용부는, 상기 음극 집전체의 양면에 도포된 상기 음극 활물질에 함몰되거나 음각된 형상으로 각각 마련되고, 상기 음극 집전체를 기준으로 서로 대칭되는 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 조립체.
The method of claim 8,
The double-sided cathode,
Negative electrode current collector;
An anode active material applied to both surfaces of the anode current collector, respectively; And
Including; a negative electrode uncoated portion formed in an elongated shape in which the negative active material is not applied, one end is connected to the negative electrode current collector, and the other end is disposed in a shape that is exposed to the outside,
The positive electrode accommodating part is provided in a shape that is recessed or engraved in the negative active material applied to both surfaces of the negative current collector, and is formed in a shape symmetrical to each other with respect to the negative current collector.
상기 단면 음극 또는 상기 양면 음극의 음극 활물질은, 상하 방향으로 이격된 상측 가압 롤러와 하측 가압 롤러에 의해 가압되고,
상기 상측 가압 롤러 또는 상기 하측 가압 롤러 중 적어도 하나의 외주면에는, 상기 포케팅 양극의 상부 또는 하부에 대응되는 패턴 형상으로 양극수용부 패턴 돌기가 돌출되게 마련되며,
상기 양극 수용부는, 상기 상측 가압 롤러와 상기 하측 가압 롤러에 의해 상기 단면 음극의 일면 또는 상기 양면 음극의 양면에 배치된 상기 음극 활물질이 가압되는 과정에서 상기 음극 활물질에 상기 양극수용부 패턴 돌기와 대응되게 함몰되거나 음각된 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 조립체.
The method of claim 8,
The negative electrode active material of the single-sided negative electrode or the double-sided negative electrode is pressed by an upper pressure roller and a lower pressure roller spaced apart in the vertical direction,
On an outer circumferential surface of at least one of the upper pressing roller or the lower pressing roller, an anode receiving portion pattern protrusion is provided to protrude in a pattern shape corresponding to an upper or lower portion of the pocketing anode,
The positive electrode receiving part may correspond to the positive electrode receiving part pattern protrusion to the negative active material in the process of pressing the negative active material disposed on one side of the single-sided negative electrode or on both sides of the double-sided negative electrode by the upper pressing roller and the lower pressing roller. Electrode assembly for a secondary battery, characterized in that formed in a concave or intaglio shape.
상기 양극 수용부의 형상은 상기 상측 가압 롤러 또는 상기 하측 가압 롤러에 마련된 상기 양극수용부 패턴 돌기의 형상에 따라 결정되고,
상기 양극수용부 패턴 돌기는 다각형, 원형, 또는 이형 중 어느 한 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 조립체.
The method of claim 12,
The shape of the positive electrode receiving part is determined according to the shape of the positive electrode receiving part pattern protrusion provided on the upper pressing roller or the lower pressing roller,
The positive electrode receiving portion pattern protrusion is an electrode assembly for a secondary battery, characterized in that formed in any one of polygonal, circular, or deformed shape.
상기 전극 조립체의 외부를 둘러싸는 형상으로 마련되고, 상기 전극 조립체와 함께 전해액이 밀봉 수납되는 전지 케이스;
를 포함하는 리튬이차전지.
The electrode assembly according to any one of claims 1, 4, 5, and 7 to 13; And
A battery case provided in a shape surrounding the outside of the electrode assembly and in which an electrolyte is sealed and accommodated together with the electrode assembly;
Lithium secondary battery comprising a.
분리막을 원하는 크기의 면적으로 준비하는 단계;
상기 분리막보다 작은 면적으로 형성된 양극을 준비하는 단계;
상기 양극의 양면에 상기 분리막을 각각 배치한 후 상기 분리막들의 테두리부를 가열 접착시켜 포케팅 양극을 형성하는 단계;
상기 분리막과 동일한 면적으로 음극을 준비하는 단계;
상기 포케팅 양극의 상부 또는 하부가 수용되기 위한 양극 수용부를 상기 음극의 양면 중 적어도 어느 한 면에 형성하는 단계; 및
상기 포케팅 양극과 상기 음극을 적층하는 단계;
를 포함하는 전극 조립체의 제조 방법.
In the manufacturing method of the electrode assembly according to any one of claims 1, 4, 5, 7 to 13,
Preparing the separation membrane in an area of a desired size;
Preparing an anode formed with an area smaller than that of the separator;
Forming a pocketing anode by disposing the separators on both sides of the anode and then heat-adhering the edges of the separators;
Preparing a negative electrode with the same area as the separator;
Forming an anode receiving portion for accommodating an upper or lower portion of the pocketing anode on at least one of both surfaces of the cathode; And
Stacking the pocketing anode and the cathode;
Method of manufacturing an electrode assembly comprising a.
상기 분리막은, 상기 양극보다 넓은 면적으로 형성되고, 상기 양극이 중앙부에 위치하도록 상기 양극의 상면에 마련된 제1 분리막; 및 상기 제1 분리막과 동일한 형상으로 형성되고, 상기 제1 분리막과 대응되게 배치되도록 상기 양극의 하면에 마련된 제2 분리막;을 포함하며,
상기 포케팅 양극을 형성하는 단계는,
상기 제2 분리막을 롤투롤 방식으로 공급하면서 상기 제2 분리막의 상면에 상기 양극을 일정 간격으로 복수개를 배치하는 단계;
상기 제1 분리막을 롤투롤 방식으로 공급하여 상기 양극들이 배치된 상기 제2 분리막의 상면에 상기 제1 분리막을 덮는 단계;
상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막을 가압 및 가열하여 상기 양극들이 위치되지 않은 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 접촉 부위를 접착시키는 단계; 및
상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 접착부를 절단 또는 타발하여 상기 양극이 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 중앙부에 위치하는 형상으로 상기 포케팅 양극을 획득하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체의 제조 방법.
The method of claim 15,
The separator may include: a first separator formed in an area larger than that of the anode and provided on an upper surface of the anode such that the anode is positioned at a central portion; And a second separator formed in the same shape as the first separator and provided on a lower surface of the anode so as to be disposed to correspond to the first separator,
The step of forming the pocketing anode,
Disposing a plurality of the anodes at regular intervals on the upper surface of the second separator while supplying the second separator in a roll-to-roll manner;
Supplying the first separator in a roll-to-roll manner to cover the first separator on an upper surface of the second separator on which the anodes are disposed;
Bonding the contact portions of the first separator and the second separator to which the anodes are not located by pressing and heating the first separator and the second separator; And
Cutting or punching the adhesive portion between the first separator and the second separator to obtain the pocketing anode in a shape in which the anode is positioned at the center of the first separator and the second separator;
Method of manufacturing an electrode assembly comprising a.
상기 음극은 적층 위치에 따라 단면 음극 또는 양면 음극이 사용되며,
상기 단면 음극은, 상기 포케팅 양극의 상부 또는 하부 중 어느 한 부위에만 적층되게 배치되고, 상기 포케팅 양극과 접촉되는 일면에만 상기 양극 수용부가 형성되며,
상기 양면 음극은, 상기 포케팅 양극들의 사이에 적층되게 배치되고, 상기 포케팅 양극과 접촉되는 양면에 상기 양극 수용부가 각각 형성되며,
상기 양극 수용부를 형성하는 단계는,
상기 음극을 롤루롤 방식으로 상측 가압 롤러와 하측 가압 롤러의 사이에 공급하여 상기 음극의 양면을 상기 상측 가압 롤러와 상기 하측 가압 롤러로 가압하는 단계;
상기 상측 가압 롤러 또는 상기 하측 가압 롤러 중 어느 하나의 외주면에 형성된 양극수용부 패턴 돌기에 의해 상기 음극의 일면에만 상기 양극 수용부를 일정 간격으로 이격되게 형성한 후 상기 양극 수용부를 기준으로 절단 또는 타발하여 상기 단면 음극을 형성하는 단계; 및
상기 상측 가압 롤러 및 상기 하측 가압 롤러의 외주면에 형성된 양극수용부 패턴 돌기에 의해 상기 음극의 양면에 상기 양극 수용부를 일정 간격으로 이격되게 형성한 후 상기 양극 수용부를 기준으로 절단 또는 타발하여 상기 양면 음극을 형성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체의 제조 방법.
The method of claim 15,
The cathode may be a single-sided cathode or a double-sided cathode depending on the stacking position,
The single-sided cathode is disposed to be stacked on only one of the upper or lower portions of the pocketing anode, and the anode receiving portion is formed only on one surface in contact with the pocketing anode,
The double-sided cathode is disposed to be stacked between the pocketing anodes, and the anode receiving portions are respectively formed on both sides in contact with the pocketing anode,
The step of forming the anode receiving portion,
Supplying the negative electrode between an upper pressing roller and a lower pressing roller in a roll-to-roll method to press both sides of the negative electrode with the upper pressing roller and the lower pressing roller;
The positive electrode receiving portion is formed on only one surface of the negative electrode by a positive electrode receiving portion pattern protrusion formed on the outer circumferential surface of either the upper pressing roller or the lower pressing roller, and then cut or punched based on the positive electrode receiving portion. Forming the single-sided cathode; And
The positive electrode receiving portions are formed at regular intervals on both sides of the negative electrode by a positive electrode receiving portion pattern protrusion formed on the outer circumferential surface of the upper pressing roller and the lower pressing roller, and then cut or punched based on the positive electrode receiving portion to the double-sided negative electrode. Forming a;
Method of manufacturing an electrode assembly comprising a.
상기 포케팅 양극과 상기 음극을 적층하는 단계에서는, 상기 포케팅 양극과 상기 음극을 서로 교차되는 형상으로 적층하며,
상기 단면 음극은 최고층과 최하층에 배치하고, 상기 포케팅 양극은 최고층과 최하층 사이의 중간층에 적어도 하나를 배치하며, 상기 양면 음극은 복수개의 상기 포케팅 양극 사이에 각각 배치하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체의 제조 방법.The method of claim 17,
In the step of laminating the pocketing positive electrode and the negative electrode, the pocketing positive electrode and the negative electrode are stacked in a shape that crosses each other,
The single-sided cathode is disposed in the top layer and the bottom layer, the pocketing anode is disposed at least in an intermediate layer between the top and bottom layers, and the double-sided cathode is disposed between a plurality of the pocketing anodes, respectively. Manufacturing method.
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