KR102458418B1 - Method of manufacturing pocketing positive electrode body, pocketing positive electrode body and electrode assembly comprising pocketing positive electrode body - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 포케팅 양극체의 제조방법은, 양극집전체의 표면에 양극활물질을 형성하거나 도포하는 단계; 상기 양극집전체를 타발 또는 절단하여 동일한 형태의 양극을 형성하는 단계; 상기 양극의 가장자리 형태와 유사한 양극 수용부가 형성된 절연성 부재를 마련하는 단계; 분리막을 마련하는 단계; 상기 분리막의 일면에 상기 절연성 부재 및 상기 양극을 위치시키는 단계; 상기 양극 수용부에 상기 양극이 배치된 상태에서 상기 분리막을 접는 단계; 상기 절연성 부재와 상기 분리막을 접착하는 단계; 및 상기 절연성 부재 및 상기 분리막을 절단하여 포케팅 양극체를 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.A method for manufacturing a pocketing positive electrode body according to the present invention comprises the steps of forming or applying a positive electrode active material on the surface of a positive electrode current collector; forming a positive electrode of the same shape by punching or cutting the positive electrode current collector; providing an insulating member having a positive electrode receiving portion similar to an edge shape of the positive electrode; providing a separation membrane; positioning the insulating member and the anode on one surface of the separator; folding the separator in a state in which the positive electrode is disposed in the positive electrode receiving unit; adhering the insulating member and the separator; and forming a pocketing anode body by cutting the insulating member and the separator.
Description
본 발명은 포케팅 양극체의 제조방법, 포케팅 양극체 및 포케팅 양극체를 포함하는 전극조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리튬이차전지의 에너지 밀도를 높일 수 있는 포케팅 양극체의 제조방법, 포케팅 양극체 및 포케팅 양극체를 포함하는 전극조립체에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a pocketing positive electrode body, to an electrode assembly including a pocketing positive electrode body and a pocketing positive electrode body, and more particularly, to a method for manufacturing a pocketing positive electrode body capable of increasing the energy density of a lithium secondary battery , to an electrode assembly comprising a pocketing anode body and a pocketing anode body.
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 electronic industry, small-scale and lightweight electronic equipment are made possible, and the use of portable electronic devices and various types of mobile devices is increasing. As the need for a battery having a high energy density as a power source for such portable electronic devices and mobile devices is increasing, 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, whereas the structure and/or manufacturing method of the existing cylindrical or prismatic lithium secondary batteries has made the battery thinner. There is a limit that it is not excellent in terms of energy density per volume according to Accordingly, when a thin battery having a thickness of 5 mm or less is used for high-performance portable electronic devices such as mobile phones, camcorders, and notebook computers, it is difficult to obtain sufficient driving time.
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. Specifically, the prismatic lithium secondary battery has poor battery efficiency compared to its volume due to the electrode body structure having a jelly roll shape, and due to technical restrictions on reducing the wall thickness of the metal packaging material manufactured by low-temperature stretching, the battery thickness is decreases and the energy density decreases.
또한, 본 출원인이 제안한 한국등록특허 제10-1168650호의 기술을 이용하면 절연성 고분자 필름을 이용한 포케팅 양극체를 얻을 수 있는데, 이 기술에 의해 얻어진 포케팅 양극체는 절연성 고분자 필름이 양극의 최외곽 4면을 모두 둘러싸기 때문에 절연성 고분자 필름이 차지하는 전지의 내부 공간이 커지게 되고 이로 인해 전지 용량이 낮아지거나 에너지 밀도가 낮아지는 문제가 있다.In addition, using the technique of Korean Patent No. 10-1168650 proposed by the present applicant, a pocketing anode body using an insulating polymer film can be obtained. Since it surrounds all four sides, the inner space of the battery occupied by the insulating polymer film increases, which causes a problem in that the battery capacity is lowered or the energy density is lowered.
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, 양극을 둘러싸는 절연성 부재가 전지의 내부에서 차지하는 면적 또는 공간을 줄임으로써 낭비되는 전지 공간을 줄일 수 있는 포케팅 양극체의 제조방법, 포케팅 양극체 및 포케팅 양극체를 포함하는 전극조립체를 제공한다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and a method for manufacturing a pocketing positive electrode body capable of reducing wasted battery space by reducing the area or space occupied by an insulating member surrounding the positive electrode in the interior of the battery, Provided is an electrode assembly including a pocketing anode body and a pocketing anode body.
본 발명은 리튬이차전지의 용량 또는 에너지 밀도를 향상시키거나 높일 수 있는 포케팅 양극체의 제조방법, 포케팅 양극체 및 포케팅 양극체를 포함하는 전극조립체를 제공한다.The present invention provides a method for manufacturing a pocketing positive electrode body capable of improving or increasing the capacity or energy density of a lithium secondary battery, and an electrode assembly including the pocketing positive electrode body and the pocketing positive electrode body.
상기한 바와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 포케팅 양극체의 제조방법은, 양극집전체의 표면에 양극활물질을 형성하거나 도포하는 단계; 상기 양극집전체를 타발 또는 절단하여 동일한 형태의 양극을 형성하는 단계; 상기 양극의 가장자리 형태와 유사한 양극 수용부가 형성된 절연성 부재를 마련하는 단계; 분리막을 마련하는 단계; 상기 분리막의 일면에 상기 절연성 부재 및 상기 양극을 위치시키는 단계; 상기 양극 수용부에 상기 양극이 배치된 상태에서 상기 분리막을 접는 단계; 상기 절연성 부재와 상기 분리막을 접착하는 단계; 및 상기 절연성 부재 및 상기 분리막을 절단하여 포케팅 양극체를 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.A method of manufacturing a pocketing positive electrode body according to the present invention for achieving the above object includes the steps of forming or applying a positive electrode active material on the surface of a positive electrode current collector; forming a positive electrode of the same shape by punching or cutting the positive electrode current collector; providing an insulating member having a positive electrode receiving portion similar to an edge shape of the positive electrode; providing a separation membrane; positioning the insulating member and the anode on one surface of the separator; folding the separator in a state in which the positive electrode is disposed in the positive electrode receiving unit; adhering the insulating member and the separator; and forming a pocketing anode body by cutting the insulating member and the separator.
상기 양극집전체의 표면에 양극활물질을 형성하거나 도포하는 단계에서, 상기 양극집전체의 길이방향 가장자리를 따라 일정한 간격으로 형성된 복수개의 양극무지부에는 상기 양극활물질이 형성되거나 도포되지 않을 수 있다.In the step of forming or applying the positive electrode active material on the surface of the positive electrode current collector, the positive electrode active material may or may not be formed on the plurality of positive electrode uncoated portions formed at regular intervals along the longitudinal edge of the positive electrode current collector.
상기 절연성 부재를 마련하는 단계에서, 상기 양극 수용부는 상기 양극무지부가 형성된 일단 또는 상기 양극무지부와 대향하는 타단이 개구된 형태로 마련될 수 있다.In the preparing of the insulating member, the positive electrode accommodating part may be provided in a form in which one end on which the positive electrode uncoated part is formed or the other end opposite to the positive uncoated part is opened.
상기 분리막의 일면에 상기 절연성 부재 및 상기 양극을 위치시키는 단계에서, 상기 양극 수용부 중 개구된 일단이 상기 분리막의 길이방향 중심선과 일치하도록 상기 절연성 부재를 상기 분리막의 일면에 위치시킬 수 있다.In the step of locating the insulating member and the positive electrode on one surface of the separator, the insulating member may be positioned on one surface of the separator such that an opened end of the positive electrode accommodating part coincides with a longitudinal centerline of the separator.
상기 양극 수용부에 상기 양극이 배치된 상태에서 상기 분리막을 접는 단계에서, 상기 분리막의 길이방향 중심선을 기준으로 상기 분리막을 접어서 상기 분리막이 상기 절연성 부재 및 상기 양극의 상면을 덮도록 마련될 수 있다.In the step of folding the separator in a state in which the anode is disposed in the cathode accommodating part, the separator is folded based on a longitudinal centerline of the separator so that the separator covers the insulating member and the upper surface of the cathode. .
상기 절연성 부재 및 상기 분리막을 절단하여 포케팅 양극체를 형성하는 단계에서, 상기 양극 수용부의 개구된 일단이 위치하는 부분 또는 상기 분리막이 접힌 부분을 제외하고 상기 양극의 가장자리의 일측을 따라 절단하되, 상기 분리막이 접힌 부분을 제외하고 상기 절연성 부재가 상기 양극의 가장자리 일측에 남도록 상기 절연성 부재 및 상기 분리막을 절단하며, 상기 양극무지부는 절단되지 않도록 상기 절연성 부재 및 상기 분리막을 절단할 수 있다.In the step of forming the pocketing anode body by cutting the insulating member and the separator, the cathode accommodating part is cut along one side of the edge of the cathode except for the portion where the open end is located or the part where the separator is folded, The insulating member and the separator may be cut so that the insulating member remains on one edge of the positive electrode except for the folded portion of the separator, and the insulating member and the separator may be cut so that the anode uncoated part is not cut.
상기 분리막을 마련하는 단계에서, 상기 분리막의 길이방향 중심선을 따라 일정한 간격으로 복수개의 구멍을 형성하며, 상기 구멍은 상기 중심선에 대해서 대칭이 되도록 형성될 수 있다.In the step of providing the separation membrane, a plurality of holes are formed at regular intervals along a longitudinal center line of the separation membrane, and the holes may be formed to be symmetrical with respect to the center line.
상기 분리막의 일면에 상기 절연성 부재 및 상기 양극을 위치시키는 단계에서, 상기 양극무지부가 상기 분리막의 구멍에 삽입되되, 상기 양극무지부가 위치하는 상기 양극의 일단이 상기 분리막의 길이방향 중심선과 일치하도록 상기 양극 수용부 내에 상기 양극을 위치시킬 수 있다.In the step of placing the insulating member and the positive electrode on one surface of the separator, the positive electrode uncoated part is inserted into the hole of the separator, and one end of the positive electrode where the positive electrode uncoated part is located coincides with the longitudinal center line of the separator. The positive electrode may be positioned within the positive electrode receiving unit.
상기 절연성 부재 및 상기 분리막을 절단하여 포케팅 양극체를 형성하는 단계에서, 상기 양극 수용부의 개구된 일단이 위치하는 부분 또는 상기 분리막이 접힌 부분을 제외하고 상기 양극의 가장자리의 일측을 따라 절단하되, 상기 분리막이 접힌 부분을 제외하고 상기 절연성 부재가 상기 양극의 가장자리 일측에 남도록 상기 절연성 부재 및 상기 분리막을 절단할 수 있다.In the step of forming the pocketing anode body by cutting the insulating member and the separator, the cathode accommodating part is cut along one side of the edge of the cathode except for the portion where the open end is located or the part where the separator is folded, The insulating member and the separator may be cut so that the insulating member remains at one edge of the anode except for the folded portion of the separator.
한편, 발명의 다른 분야에 의하면, 본 발명은, 양극활물질이 도포되거나 형성된 양극집전체를 포함하는 양극; 상기 양극집전체와 일체로 형성되며 상기 양극활물질이 도포되거나 형성되지 않는 양극무지부가 형성된 상기 양극의 일단 또는 상기 양극무지부와 대향하는 상기 양극의 타단을 제외한 3면에서 상기 양극의 두께면을 둘러싸도록 마련되는 절연성 부재; 및 상기 절연성 부재에 접착되어 상기 양극의 상면 및 하면을 덮는 분리막;을 포함하며, 상기 분리막은, 상기 절연성 부재의 상면 및 하면에 접착되고 상기 양극의 상면 및 하면에서 일체로 형성되는 포케팅 양극체를 제공할 수 있다.On the other hand, according to another field of the invention, the present invention, a positive electrode comprising a positive electrode current collector on which a positive electrode active material is applied or formed; It is formed integrally with the positive electrode current collector and surrounds the thickness surface of the positive electrode on three sides except for one end of the positive electrode on which the positive electrode uncoated portion to which the positive electrode active material is applied or not formed, or the other end of the positive electrode opposite to the positive electrode uncoated portion is formed. an insulating member provided so as to and a separator adhered to the insulating member and covering the upper and lower surfaces of the positive electrode, wherein the separator is adhered to the upper and lower surfaces of the insulating member and is integrally formed on the upper and lower surfaces of the positive electrode. can provide
상기 분리막은, 상기 양극무지부가 위치하는 일단에서의 상기 양극의 두께면, 상기 양극의 상면 및 하면을 덮도록 마련되거나, 상기 양극무지부와 대향하는 타단에서의 상기 양극의 두께면, 상기 양극의 상면 및 하면을 덮도록 마련될 수 있다.The separator is provided to cover the upper and lower surfaces of the positive electrode when the thickness of the positive electrode at one end at which the positive electrode uncoated portion is located, or the thickness of the positive electrode at the other end opposite to the positive uncoated portion, of the positive electrode It may be provided to cover the upper and lower surfaces.
상기 분리막에는 상기 양극무지부가 삽입되거나 노출되는 구멍이 형성될 수 있다.A hole through which the anode uncoated part is inserted or exposed may be formed in the separator.
또한, 본 발명은, 상기한 포케팅 양극체; 및 상기 포케팅 양극체와 교대로 적층되는 음극체;를 포함하고, 상기 음극체는, 음극활물질이 도포되거나 형성된 음극집전체 및 상기 음극집전체와 일체로 형성되며 상기 음극활물질이 도포되거나 형성되지 않는 음극무지부를 포함하는 전극조립체를 제공할 수 있다.In addition, the present invention, the pocketing positive electrode body; and a negative electrode body alternately stacked with the pocketing positive electrode body, wherein the negative electrode body is integrally formed with a negative electrode current collector on which a negative electrode active material is applied or formed and the negative electrode current collector, and the negative electrode active material is not applied or formed It is possible to provide an electrode assembly including an uncoated negative electrode.
본 발명에 따른 포케팅 양극체의 제조방법, 포케팅 양극체 및 포케팅 양극체를 포함하는 전극조립체는 양극의 가장자리를 둘러싸는 절연성 부재의 일단이 개구되어 있기 때문에 전극의 내부에서 절연성 부재가 차지하는 면적 또는 공간을 줄일 수 있다.In the electrode assembly including the pocketing anode body manufacturing method, the pocketing anode body and the pocketing anode body according to the present invention, one end of the insulating member surrounding the edge of the anode is opened, so that the insulating member occupies the inside of the electrode. area or space can be reduced.
본 발명에 따른 포케팅 양극체의 제조방법, 포케팅 양극체 및 포케팅 양극체를 포함하는 전극조립체는 전지 반응에 관여하지 않는 절연성 부재가 전지의 내부에서 차지하는 면적 또는 공간을 줄일 수 있기 때문에 리튬이차전지의 용량 또는 에너지 밀도를 향상시키거나 개선할 수 있다.The method for manufacturing a pocketing positive electrode body according to the present invention, the pocketing positive electrode body and the electrode assembly including the pocketing positive electrode body can reduce the area or space occupied by the insulating member not involved in the battery reaction inside the battery. It is possible to improve or improve the capacity or energy density of the secondary battery.
본 발명에 따른 포케팅 양극체의 제조방법, 포케팅 양극체 및 포케팅 양극체를 포함하는 전극조립체는 포케팅 양극체를 형성하는데 소요되는 절연성 부재를 줄일 수 있고 절연성 부재의 낭비를 방지할 수 있다.The method for manufacturing a pocketing anode body, the pocketing anode body, and the electrode assembly including the pocketing anode body according to the present invention can reduce the insulating member required to form the pocketing anode body and prevent wastage of the insulating member have.
도 1은 본 발명에 따른 리튬이차전지의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 리튬이차전지의 양극 및 음극의 제조방법을 설명하기 위한 도면으로서, 띠 모양으로 마련된 양극집전체 및 음극집전체를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2에 따른 띠 모양 양극집전체 및 음극집전체를 커팅하여 형성된 양극 및 음극을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 포케팅 양극체에 사용되는 절연성 부재를 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 포케팅 양극체에 사용되는 분리막을 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5의 (b)에 따른 분리막에 절연성 부재 및 양극이 놓인 모습을 보여주는 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 분리막과 절연성 부재를 접합한 후의 모습을 보여주는 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 상태에서 얻은 포케팅 양극체를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 포케팅 양극체에 사용되는 절연성 부재를 보여주는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 포케팅 양극체에 사용되는 분리막을 보여주는 도면이다.
도 11은 도 10에 따른 분리막에 양극 및 절연성 부재가 놓인 모습을 보여주는 도면이다.
도 12는 도 11에 도시된 분리막과 절연성 부재를 접합한 후의 모습을 보여주는 도면이다.
도 13은 도 12에 도시된 상태에서 얻은 포케팅 양극체를 보여주는 도면이다.1 is an exploded perspective view of a lithium secondary battery according to the present invention.
2 is a view for explaining a method of manufacturing a positive electrode and a negative electrode of a lithium secondary battery according to the present invention, and is a view showing a positive electrode current collector and a negative electrode current collector prepared in a band shape.
3 is a view showing a positive electrode and a negative electrode formed by cutting the strip-shaped positive electrode current collector and the negative electrode current collector according to FIG. 2 .
4 is a perspective view illustrating an insulating member used in a pocketing anode body according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a separator used in a pocketing anode body according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a state in which an insulating member and an anode are placed on the separator according to (b) of FIG. 5 .
7 is a view showing a state after bonding the separator shown in FIG. 6 and the insulating member.
8 is a view showing a pocketing anode body obtained in the state shown in FIG.
9 is a perspective view illustrating an insulating member used in a pocketing anode body according to another embodiment of the present invention.
10 is a view showing a separator used in a pocketing anode body according to another embodiment of the present invention.
11 is a view showing a state in which an anode and an insulating member are placed on the separator according to FIG. 10 .
12 is a view showing a state after bonding the separator shown in FIG. 11 and the insulating member.
13 is a view showing a pocketing anode body obtained in the state shown in FIG. 12 .
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 according to 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 examples. Like reference numerals in each figure indicate like elements.
도 1은 본 발명에 따른 리튬이차전지의 분해 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 리튬이차전지의 양극 및 음극의 제조방법을 설명하기 위한 도면으로서, 띠 모양으로 마련된 양극집전체 및 음극집전체를 보여주는 도면, 도 3은 도 2에 따른 띠 모양 양극집전체 및 음극집전체를 커팅하여 형성된 양극 및 음극을 보여주는 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 포케팅 양극체에 사용되는 절연성 부재를 보여주는 사시도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 포케팅 양극체에 사용되는 분리막을 보여주는 도면, 도 6은 도 5의 (b)에 따른 분리막에 절연성 부재 및 양극이 놓인 모습을 보여주는 도면, 도 7은 도 6에 도시된 분리막과 절연성 부재를 접합한 후의 모습을 보여주는 도면, 도 8은 도 7에 도시된 상태에서 얻은 포케팅 양극체를 보여주는 도면, 도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 포케팅 양극체에 사용되는 절연성 부재를 보여주는 사시도, 도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 포케팅 양극체에 사용되는 분리막을 보여주는 도면, 도 11은 도 10에 따른 분리막에 양극 및 절연성 부재가 놓인 모습을 보여주는 도면, 도 12는 도 11에 도시된 분리막과 절연성 부재를 접합한 후의 모습을 보여주는 도면, 도 13은 도 12에 도시된 상태에서 얻은 포케팅 양극체를 보여주는 도면이다.1 is an exploded perspective view of a lithium secondary battery according to the present invention, FIG. 2 is a view for explaining a method of manufacturing a positive electrode and a negative electrode of a lithium secondary battery according to the present invention. 3 is a view showing a positive electrode and a negative electrode formed by cutting the strip-shaped positive electrode current collector and the negative electrode current collector according to FIG. 2, and FIG. 4 is an insulating member used in a pocketing positive electrode body according to an embodiment of the present invention is a perspective view showing a, FIG. 5 is a view showing a separator used in a pocketing anode body according to an embodiment of the present invention , FIG. 7 is a view showing a state after bonding the separator shown in FIG. 6 to the insulating member, FIG. 8 is a view showing the pocketing anode body obtained in the state shown in FIG. 7, and FIG. 9 is another embodiment of the present invention A perspective view showing an insulating member used in a pocketing anode body according to an example, FIG. 10 is a view showing a separator used in a pocketing anode body according to another embodiment of the present invention, FIG. 11 is a cathode on the separator according to FIG. and a view showing a state in which the insulating member is placed, FIG. 12 is a view showing the state after bonding the separator shown in FIG. 11 and the insulating member, and FIG. .
이하에서 설명하는 본 발명에 따른 포케팅 양극체의 제조방법, 포케팅 양극체 및 포케팅 양극체를 포함하는 전극조립체는 리튬이차전지에 사용되는 것으로서, 파우치 타입(pouch type)의 리튬이차전지(100)를 예로써 설명하지만 이에 한정되는 것은 아니다.The electrode assembly including the pocketing positive electrode body, the pocketing positive electrode body and the pocketing positive electrode body manufacturing method according to the present invention described below is used in a lithium secondary battery, and a pouch type lithium secondary battery ( 100) as an example, but is not limited thereto.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 포케팅 양극체(120,220), 이를 포함하는 전극조립체(110)의 제조방법 및 이에 의해서 제조된 포케팅 양극체(120) 및 전극조립체(110)에 대해서 자세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings, the pocketing
우선, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 리튬이차전지(100)는 파우치 형의 전지케이스(101), 전지케이스(101)의 내부에 수납되는 전극조립체(110)를 포함할 수 있다. First, referring to FIG. 1 , the lithium
전지케이스(101)는 유연성을 가지는 재질로 제조된 파우치이다. 그리고 전지케이스(101)는 양극 리드 및 음극 리드(210,310)의 일부, 즉 단자부가 노출되도록 전극조립체(110)를 수용하고 실링된다. 이러한 전지케이스(101)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상부 파우치(102)와 하부 파우치(103)를 포함한다. 하부 파우치(103)에는 컵부(105)가 형성되어 전극조립체(110)를 수용할 수 있는 수용 공간(104)이 마련되고, 상부 파우치(102)는 전극조립체(110)가 전지케이스(101)의 외부로 이탈되지 않도록 수용 공간(104)을 상부에서 커버한다. 도 1에서는 컵부(105)가 하부 파우치(103)에만 형성된 것으로 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않고 상부 파우치(102)에도 형성될 수 있는 등 다양하게 형성될 수 있다. 상부 파우치(102)와 하부 파우치(103)는 도 1에 도시된 바와 같이 일측이 서로 연결되어 제조될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 서로 분리되어 별도로 제조되는 등 다양하게 제조될 수 있다.The
도 1을 참조하면, 전극조립체(110)의 전극 탭(200,300)에 양극 리드 및 음극 리드(210,310)가 연결되고, 양극 리드 및 음극 리드(210,310)의 일부분에 절연부(220,320)가 형성되며, 하부 파우치(103)의 컵부(105)에 마련된 수용 공간(104)에 전극조립체(110)가 수용되고, 상부 파우치(102)가 수용 공간(104)을 상부에서 커버한다. 그리고, 내부에 전해액을 주입하고 상부 파우치(102)와 하부 파우치(103)의 테두리에 형성된 실링부를 실링한다. 전해액은 리튬이차전지(100)의 충, 방전 시 전극의 전기 화학적 반응에 의해 생성되는 리튬 이온을 이동시키기 위한 것으로, 리튬염과 고순도 유기 용매류의 혼합물인 비수질계 유기전해액 또는 고분자 전해질을 이용한 폴리머를 포함할 수 있다. 이와 같은 방법을 통해, 파우치 형 리튬이차전지(100)가 제조될 수 있다.1, the positive electrode leads and the negative leads 210 and 310 are connected to the electrode tabs 200 and 300 of the
이하에서는 도 2 내지 도 13을 참조하여, 본 발명에 따른 리튬이차전지(100)의 전극조립체(110) 및 전극조립체(110)에 사용되는 포케팅 양극체(120,220) 및 그 제조방법에 대해서 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 2 to 13 , the
도 2 내지 도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 포케팅 양극체(120,220)는, 양극집전체(121)의 양면에 양극활물질을 형성하거나 도포하는 단계; 양극집전체(121)를 타발 또는 절단하여 동일한 형태의 양극(122)을 형성하는 단계; 양극(122)의 가장자리 형태와 유사한 양극 수용부(175,185)가 형성된 절연성 부재(170,180)를 마련하는 단계; 분리막(160,260)을 마련하는 단계; 분리막(160,260)의 일면에 절연성 부재(170,180) 및 양극(122)을 위치시키는 단계; 양극 수용부(175,185)에 양극(122)이 배치된 상태에서 분리막(160,260)을 접는 단계; 절연성 부재(170,180)와 분리막(160,260)을 접착하는 단계; 및 절연성 부재(170,180) 및 분리막(160,260)을 절단하여 포케팅 양극체(120,220)를 형성하는 단계;에 의해서 제조될 수 있다.2 to 13 , the pocketing
도 2의 (a) 및 (b)에는 각각 띠 모양의 양극집전체(121) 및 음극집전체(141)가 도시되어 있다.2 (a) and (b) show the positive electrode
상기 양극집전체(121)의 양면에 양극활물질을 형성하거나 도포하는 단계에서는, 우선 띠 모양의 양극집전체(121)를 길이방향으로 공급하고 이 과정에서 양극활물질이 양극집전체(121)의 양면(상하면) 또는 어느 일면에 도포 또는 코팅될 수 있다. 띠 모양의 양극집전체(121)는 롤투롤(Roll to roll) 방식에 의해서 그 길이방향을 따라 좌측에서 우측으로 공급되거나 우측에서 좌측으로 공급되거나 이송될 수 있다In the step of forming or applying the positive electrode active material on both sides of the positive electrode
음극집전체(141)는 양극집전체(121)와 마찬가지로 긴 띠 모양을 가지는 금속으로 마련될 수 있다. 음극집전체(141)가 길이방향을 따라 이송(공급)되면서 그 양면 또는 일면에 음극활물질이 도포 또는 코팅될 수 있다.The negative electrode
이때, 상기 양극활물질 및 음극활물질은 각각 양극무지부(127) 및 음극무지부(147)에는 도포되지 않거나 코팅되지 않는다. 즉, 양극집전체(121) 및 음극집전체(141)는 각각 양극활물질 및 음극활물질이 형성되지 않거나 도포되지 않은 양극무지부(127) 및 음극무지부(147)를 포함할 수 있다.In this case, the positive electrode active material and the negative electrode active material are not applied or coated on the positive electrode
여기서, 양극무지부(127) 및 음극무지부(147)는 각각 양극집전체(121) 및 음극집전체(147)의 길이방향을 따라 그 가장자리에 복수개가 일정한 간격을 두고 형성될 수 있다. 이때, 양극무지부(127) 및 음극무지부(147)는 각각 길이방향 가장자리 중 한 쪽에만 형성될 수도 있고 양쪽에 형성될 수도 있다. 도 2에는 길이방향 한 쪽에 양극무지부(127) 및 음극무지부(147)가 형성되어 있다.Here, the positive electrode
이와 같이, 상기 양극집전체(121)의 표면에 양극활물질을 형성하거나 도포하는 단계에서, 양극집전체(121)의 길이방향 가장자리를 따라 일정한 간격으로 형성된 복수개의 양극무지부(127)에는 상기 양극활물질이 형성되거나 도포되지 않을 수 있다.In this way, in the step of forming or applying the positive electrode active material on the surface of the positive electrode
도 2의 (a)에 도시된 상태에서, 양극집전체(121)의 길이방향을 따라 일정한 형태 또는 모양으로 절단 또는 타발하여 도 3의 (a)에 도시된 양극(122)을 얻을 수 있다. 이때, 하나의 양극(122)에 하나의 양극무지부(127)가 포함되도록 양극집전체(121)를 절단 또는 타발하는 것이 바람직하다.In the state shown in (a) of FIG. 2 , the
마찬가지로, 도 2의 (b)에 도시된 상태에서, 음극집전체(141)의 길이방향을 따라 일정한 형태 또는 모양으로 절단 또는 타발하여 도 3의 (b)에 도시된 음극(142)을 얻을 수 있다. 이때, 하나의 음극(142)에 하나의 음극무지부(147)가 포함되도록 음극집전체(141)를 절단 또는 타발하는 것이 바람직하다.Similarly, in the state shown in (b) of FIG. 2, the negative electrode 142 shown in (b) of FIG. 3 can be obtained by cutting or punching a certain shape or shape along the longitudinal direction of the negative electrode
한편, 본 발명에 따른 리튬이차전지(100)의 전극조립체(110)를 형성하기 위해서 교대로 적층되는 양극 및 음극은 띠 모양의 전극은 아니고, 도 3에 도시된 바와 같은 형태의 양극(122) 및 음극(142)을 교대로 적층하여 형성될 수 있다.On the other hand, the positive and negative electrodes that are alternately stacked to form the
한편, 도 3에는 양극(122)과 음극(142)이 교대로 적층되어 전극조립체(110)를 형성할 때의 상대 위치가 도시되어 있다. 양극무지부(127)와 음극무지부(147)가 동일한 일측에 위치하도록 양극(122)과 음극(142)을 교대로 적층하되 양극무지부(127)와 음극무지부(147)가 겹치지 않도록 적층한다.Meanwhile, FIG. 3 shows a relative position when the
한편, 본 발명에 따른 리튬이차전지(100)의 전극조립체(110)는, 양극(122)을 그대도 음극(142)과 교대로 적층하여 얻어지는 것이 아니라 절연성 부재(170,180) 및 분리막(160)으로 양극(122)을 감싸는 포케팅 양극체(120,220)를 만들고, 포케팅 양극체(120,220)와 음극체(140)를 교대로 적층하여 얻어질 수 있다.On the other hand, the
상기 포케팅 양극체(120,220)를 얻기 위해서 양극(122), 분리막(160,260) 및 절연성 부재(170,180)가 필요하다.In order to obtain the pocketing
도 4 내지 도 8에는 본 발명의 일 실시예에 따른 포케팅 양극체(120)가 도시되어 있고, 도 9 내지 도 13에는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 포케팅 양극체(120)가 도시되어 있다. 4 to 8 show a pocketing
우선, 도 4 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 포케팅 양극체(120) 및 그 제조방법에 대해서 설명한다.First, a pocketing
도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 포케팅 양극체(120)에 포함되는 절연성 부재(170)가 도시되어 있다. 절연성 부재(170)는 양극(122)의 두께면을 둘러싸는 부재이다. 4 illustrates an insulating
상기 양극(122)의 가장자리 형태와 유사한 양극 수용부(175)가 형성된 절연성 부재(170)를 마련하는 단계에서는, 띠 모양의 절연성 부재(170)를 롤투롤(Roll to roll) 방식에 의해서 그 길이방향을 따라 공급 또는 이송하면서 양극(122)의 모양과 동일한 모양을 타발하거나 커팅하여 양극수용부(175)를 형성하게 된다(도 4의 (a) 및 (b) 참조).In the step of preparing the insulating
상기 양극 수용부(175)는 절연성 부재(170)에서 타발되거나 커팅된 빈 곳을 의미한다. 양극 수용부(175) 내에 양극(122)이 놓여지기 때문에 양극 수용부(175)는 양극(122)의 가장자리 형태와 유사한 모양으로 마련된다.The positive electrode
상기 양극 수용부(175) 내에 양극(122)이 수용되어야 하기 때문에 양극(122)의 크기 보다 양극 수용부(175)의 크기가 더 큰 것이 바람직하다. 즉, 양극 수용부(175) 내에 양극(122)이 수용된 상태에서 양극(122)의 가장자리와 양극 수용부(175)의 가장자리 사이에 일정한 폭의 갭(gap)이 존재하는 것이 바람직하다.Since the
상기 절연성 부재(175)를 마련하는 단계에서, 양극 수용부(175)는 양극무지부(127)와 대향하는 타단이 개구된 형태로 마련될 수 있다(도 4의 (b) 참조). 도 4의 (b)를 참조하면, 양극 수용부(175)는 절연성 부재(170)의 길이방향을 따라 일정한 간격을 두고 다수개가 형성되는데 양극(122)의 하단 즉, 양극무지부(127)와 대향하는 타단이 개구된 형태로 마련될 수 있다. 양극 수용부(175)는 양극(122)의 가장자리 중 양극무지부(127)가 위치하는 일측(상측), 양극(122)의 좌측 및 우측을 절연성 부재(170)가 둘러싸는 형태로 마련될 수 있다. 이때, 양극(122)의 하단 즉, 양극무지부(127)와 대향하는(마주보는) 타단은 절연성 부재(170)가 둘러싸지 않는다. 따라서, 양극 수용부(175)는 하단이 개구된 형태가 된다.In the step of preparing the insulating
상기 분리막(160)을 마련하는 단계에서는, 도 5에 도시된 바와 같은 분리막(160)을 마련할 수 있다. 상기 분리막(160)은 띠 모양으로 마련되는 것이 바람직하다. 여기서, 분리막(160)은, 분리막(160)의 길이방향 중심선(C1)을 따라 중심선(C1)의 상측 또는 하측 중 어느 일측을 접을 수 있도록 마련될 수 있다.In the step of preparing the
상기 분리막(160)의 일면에 절연성 부재(170) 및 양극(122)을 위치시키는 단계에서는, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 양극 수용부(175) 중 개구된 일단이 분리막(160)의 길이방향 중심선(C1)과 일치하도록 절연성 부재(170)를 분리막(160)의 일면에 위치시킬 수 있다. 즉, 양극 수용부(175)의 개구된 하단이 분리막(160)의 길이방향 중심선(C1) 상에 위치하도록 절연성 부재(170)를 분리막(160)의 일면에 위치시키게 된다. In the step of locating the insulating
또는, 분리막(160)의 길이방향 중심선(C1)을 따라 분리막(160)을 접은 상태에서 양극 수용부(175)의 개구된 하단 측의 절연성 부재(1700의 일단이 분리막(160)의 접힌 부분에 완전히 닿도록 절연성 부재(170)를 분리막(160)의 일면에 위치시킬 수 있다.Alternatively, in a state in which the
이와 같이, 분리막(160)의 일면에 절연성 부재(170)가 위치한 상태에서 분리막(160)과 절연성 부재(170)의 접촉면이 서로 접착될 수도 있다. 절연성 부재(170)는 그 표면에 접착성분을 포함할 수 있고, 상기 접착성분이 열을 받으면 접착 가능한 상태가 되고 이 상태에서 분리막(160)과 접착될 수 있다.In this way, in a state where the insulating
상기 분리막(160)에 절연성 부재(170)가 놓인 상태가 안정적으로 유지되어야 양극 수용부(175) 내에 놓이는 양극(122)으로 정확한 형태의 포케팅 양극체(120)를 얻을 수 있기 때문에, 절연성 부재(170)와 분리막(160)의 접촉면이 서로 접착되는 것이 바람직하다.Since the pocketing
상기 분리막(160)의 일면에 절연성 부재(170)가 놓인 상태에서, 각각의 양극 수용부(175)에 양극(122)을 위치시키게 된다. 즉, 양극 수용부(175)에 양극(122)을 삽입하는 단계가 수행될 수 있다. In a state in which the insulating
상기 양극 수용부(175)에 양극(122)이 놓인 후에 분리막(160)을 접게 된다. After the
상기 양극 수용부(175,185)에 양극(122)이 배치된 상태에서 분리막(160)을 접는 단계에서는, 분리막(160)의 길이방향 중심선(C1)을 기준으로 분리막(160)을 접어서 분리막(160)이 절연성 부재(170) 및 양극(122)의 상면을 덮도록 마련될 수 있다.In the step of folding the
도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 분리막(160)의 일면에 놓인 절연성 부재(170)의 양극 수용부(175)에 양극(122)을 배치한 상태에서 분리막(160)의 길이방향 중심선(C1)의 하측 부분을 위쪽으로 접어서 절연성 부재(170)와 양극(122)의 상면을 덮게 된다.As shown in (b) of FIG. 6 , in a state in which the
그 다음으로, 상기 절연성 부재(170)와 분리막(160)을 접착하는 단계가 수행될 수 있다. 이 단계에서 절연성 부재(170)의 상면과 분리막(160)이 접착될 수도 있고, 절연성 부재(170)의 상하면과 분리막(160)이 접착될 수도 있다.Next, bonding the insulating
상기 양극 수용부(175)에 양극(122)을 배치한 상태에서 절연성 부재(170)의 상하면과 분리막(160)을 접착하면, 도 7에 도시된 상태가 된다.When the upper and lower surfaces of the insulating
도 7에 도시된 상태에서, 절연성 부재(170) 및 분리막(160)을 절단하여 포케팅 양극체(120)를 형성하는 단계를 수행할 수 있다. 상기 절연성 부재(170) 및 분리막(160)을 절단하여 포케팅 양극체(120)를 형성하는 단계에서 접착된 상태의 절연성 부재(170)와 분리막(160)을 동시에 절단함으로써 포케팅 양극체(120)를 얻을 수 있다.In the state shown in FIG. 7 , the step of forming the pocketing
상기 절연성 부재(170) 및 분리막(160)을 절단하여 포케팅 양극체(120)를 형성하는 단계에서, 양극 수용부(175)의 개구된 일단이 위치하는 부분 또는 분리막(160)이 접힌 부분을 제외하고 양극(122)의 가장자리의 일측을 따라 절단하되, 분리막(160)이 접힌 부분을 제외하고 절연성 부재(170)가 양극(122)의 가장자리 일측에 남도록 절연성 부재(170) 및 분리막(160)을 절단하게 된다. In the step of forming the pocketing
도 7을 참조하면, 절단선(C2,C3)을 따라 절연성 부재(170) 및 분리막(160)을 절단하게 된다. C2는 양극(122)의 폭 방향 양단에서의 절단선이고 C3는 양극(122)의 상단에서의 절단선이다. 이때, 절단선(C2,C3)은 양극(122)의 가장자리에서부터 일정한 간격을 두고 양극(122)의 가장자리의 일측을 따라 마련된다. 따라서, 절단선(C2,C3)을 따라 절연성 부재(170)와 분리막(160)을 절단하게 되면, 양극(122)의 상측, 좌측 및 우측에는 절연성 부재(170)가 위치하게 되기 때문에 양극(122)의 상측, 좌측 및 우측은 절연성 부재(170)에 의해서 둘러싸이는 형태가 된다.Referring to FIG. 7 , the insulating
이때, 절단선 C3를 따라 절단할 때는, 양극무지부(127)가 절단되지 않도록 절연성 부재(170) 및 분리막(160)을 절단하는 것이 바람직하다.At this time, when cutting along the cutting line C3, it is preferable to cut the insulating
반면, 양극(122)의 하단 즉, 양극 수용부(175)의 개구된 일단에는 절연성 부재(170)가 위치하지 않는다. 즉, 양극(122)의 하단 및 양극 수용부(175)의 개구된 하단은 분리막(160)에 의해서만 둘러싸이는 형태가 된다. 양극(122)의 하면에 위치하는 분리막(160)은 양극(122)의 하단 두께면을 감싸면서 양극(122)의 상면을 덮게 된다. 따라서, 분리막(160)이 접힌 부분 즉, 양극(122)의 하단 부분은 절단할 필요가 없다.On the other hand, the insulating
상기와 같이, 절단선(C2,C3)을 따라 절연성 부재(170) 및 분리막(160)을 절단하게 되면, 도 8에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 포케팅 양극체(120)를 얻을 수 있다.As described above, when the insulating
본 발명의 일 실시예에 따른 포케팅 양극체(120)는, 양극활물질이 도포되거나 형성된 양극집전체(121)를 포함하는 양극(122); 양극집전체(121)와 일체로 형성되며 상기 양극활물질이 도포되거나 형성되지 않는 양극무지부(127)와 대향하는 양극(122)의 타단을 제외한 3면에서 양극(122)의 두께면을 둘러싸도록 마련되는 절연성 부재(170); 및 절연성 부재(170)에 접착되어 양극(122)의 상면 및 하면을 덮는 분리막(160);을 포함할 수 있다.The pocketing
상기 분리막(160)은, 절연성 부재(170)의 상면 및 하면에 접착되고 양극(122)의 상면 및 하면에서 일체로 형성될 수 있다.The
상기 분리막(160)은, 양극무지부(127)와 대향하는 타단에서의 양극(122)의 두께면, 양극의 상면 및 하면을 덮도록 1장 또는 하나의 분리막(160)으로 마련될 수 있다.The
도 8의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 포케팅 양극체(120)의 평면도, (b)는 (a)에 따른 포케팅 양극체(120)의 내부를 도시한 도면, (c)는 (a)의 절단선 A1-A1에 따른 단면도, (d)는 (a)의 절단선 A2-A2에 따른 단면도이다.8 (a) is a plan view of the pocketing
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 포케팅 양극체(120)는, 양극활물질이 도포되거나 형성된 양극집전체(121)를 포함하는 양극(122), 양극집전체(121)와 일체로 형성되며 상기 양극활물질이 도포되거나 형성되지 않는 양극무지부(127)와 대향하는 양극(122)의 타단을 제외한 3면에서 양극(122)의 두께면을 둘러싸도록 마련되는 절연성 부재(170) 및 절연성 부재(170)에 접착되어 양극(122)의 상면 및 하면을 덮는 분리막(160)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8 , a pocketing
도 8의 (b) 내지 (d)를 참조하면, 포케팅 양극체(120)에 있어서, 양극(122)의 상단, 좌측단 및 우측단은 절연성 부재(170)가 둘러싸고, 양극(122)의 하단 즉, 양극무지부(127)와 대향하는 타단은 분리막(160)이 둘러싸는 형태를 가진다.Referring to (b) to (d) of FIG. 8 , in the pocketing
도 8의 (c)를 참조하면, 분리막(160)은, 절연성 부재(170)의 상면 및 하면에 접착되고 양극(122)의 상면 및 하면에서 일체로 형성될 수 있다. 즉, 분리막(160)은, 양극무지부(127)와 대향하는 타단 즉, 양극(122)의 하단에서의 양극(122)의 두께면, 양극(122)의 상면 및 하면을 덮도록 일체로 마련될 수 있다.Referring to FIG. 8C , the
이하에서는 도 9 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 포케팅 양극체(220)에 대해서 설명한다. 도 4 내지 도 8에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 포케팅 양극체(120)와 동일한 구성에 대해서는 반복적인 설명을 생략한다.Hereinafter, a pocketing
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 포케팅 양극체(220, 도 13 참조)의 제조방법은, 양극집전체(121)의 표면에 양극활물질을 형성하거나 도포하는 단계; 양극집전체(121)를 타발 또는 절단하여 동일한 형태의 양극(122)을 형성하는 단계; 양극(122)의 가장자리 형태와 유사한 양극 수용부(185)가 형성된 절연성 부재(180)를 마련하는 단계; 분리막(260)을 마련하는 단계; 분리막(260)의 일면에 절연성 부재(180) 및 양극(122)을 위치시키는 단계; 양극 수용부(185)에 양극(122)이 배치된 상태에서 분리막(260)을 접는 단계; 절연성 부재(180)와 분리막(260)을 접착하는 단계; 및 절연성 부재(180) 및 분리막(260)을 절단하여 포케팅 양극체(220)를 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.A method of manufacturing a pocketing positive electrode body 220 (refer to FIG. 13 ) according to another embodiment of the present invention includes the steps of forming or applying a positive electrode active material on a surface of a positive electrode
상기 절연성 부재(180)를 마련하는 단계에서, 양극 수용부(185)는 양극무지부(127)가 형성된 일단이 개구된 형태로 마련될 수 있다. 도 9를 참조하면, 절연성 부재(180)에 형성된 양극 수용부(185)는 양극무지부(127)가 형성된 양극(122)의 상단에 대응하는 부분이 개구된 형태임을 알 수 있다.In the step of preparing the insulating
상기 분리막(260)을 마련하는 단계에서, 분리막(260)에는 분리막(260)의 길이방향 중심선(C1)을 따라 일정한 간격으로 복수개의 구멍(262)을 형성할 수 있다. 여기서, 구멍(262)은 상기 중심선(C1)에 대해서 대칭이 되며 동일한 모양으로 형성될 수 있다.In the step of preparing the
상기 분리막(260)의 일면에 절연성 부재(180) 및 양극(122)을 위치시키는 단계에서, 양극무지부(127)가 분리막(260)의 구멍(262)에 삽입되되, 양극무지부(127)가 위치하는 양극(122)의 일단(상단)이 분리막(260)의 길이방향 중심선(C1)과 일치하도록 양극 수용부(185) 내에 양극(122)을 위치시킬 수 있다.In the step of locating the insulating
또는, 분리막(260)의 길이방향 중심선(C1)을 따라 분리막(260)을 접은 상태에서 양극무지부(127)가 구멍(262)을 통과하되 양극(122)의 상단이 분리막(260)의 접힌 부분에 완전히 닿도록 양극(122)을 분리막(260)의 일면에 위치시킬 수 있다(도 11의 (a) 참조).Alternatively, in a state in which the
이 상태 즉, 양극무지부(127)가 분리막(260)의 구멍(262)에 삽입된 상태에서 양극(122)이 절연성 부재(180)의 양극 수용부(185)에 위치하도록 절연성 부재(180)를 분리막(260)의 일면에 위치시킬 수 있다(도 11의 (b) 참조).In this state, that is, in a state in which the anode
상기 양극 수용부(185)에 양극(122)이 배치된 상태에서 분리막(260)을 접는 단계에서는, 도 11의 (b)에 도시된 상태에서 분리막(260)의 길이방향 중심선(C1)을 기준으로 분리막(260)을 접어서 분리막(260)이 절연성 부재(180) 및 양극(122)의 상면을 덮도록 마련될 수 있다. 도 12에 도시된 상태에서 절연성 부재(180)의 상하면은 분리막(260)과 접착될 수 있다.In the step of folding the
도 12에 도시된 상태에서, 절연성 부재(180) 및 분리막(260)을 절단하여 포케팅 양극체(220)를 형성하는 단계가 수행될 수 있다.In the state shown in FIG. 12 , the step of forming the pocketing
상기 절연성 부재(180) 및 분리막(260)을 절단하여 포케팅 양극체(220)를 형성하는 단계에서, 양극 수용부(185)의 개구된 일단이 위치하는 부분 또는 분리막(260)이 접힌 부분을 제외하고 양극(122)의 가장자리의 일측을 따라 절단하되, 분리막(260)이 접힌 부분을 제외하고 절연성 부재(180)가 양극(122)의 가장자리 일측에 남도록 절연성 부재(180) 및 분리막(260)을 절단할 수 있다.In the step of forming the pocketing
도 12를 참조하면, 절단선(C2,C3)을 따라 절연성 부재(180) 및 분리막(260)을 절단하게 된다. C2는 양극(122)의 폭 방향 양단에서의 절단선이고 C3는 양극(122)의 하단에서의 절단선이다. 이때, 절단선(C2,C3)은 양극(122)의 가장자리에서부터 일정한 간격을 두고 양극(122)의 가장자리의 일측을 따라 마련된다. 따라서, 절단선(C2,C3)을 따라 절연성 부재(180)와 분리막(260)을 절단하게 되면, 양극(122)의 하측, 좌측 및 우측에는 절연성 부재(180)가 위치하게 되기 때문에 양극(122)의 하측, 좌측 및 우측은 절연성 부재(180)에 의해서 둘러싸이는 형태가 된다.Referring to FIG. 12 , the insulating
반면, 양극(122)의 상단 즉, 양극무지부(127)가 위치하는 양극(122)의 상단 내지 양극 수용부(185)의 개구된 일단에는 절연성 부재(180)가 위치하지 않는다. 즉, 양극(122)의 상단 및 양극 수용부(185)의 개구된 하단은 분리막(260)에 의해서만 둘러싸이는 형태가 된다. 양극(122)의 하면에 위치하는 분리막(260)은 양극(122)의 상단 두께면을 감싸면서 양극(122)의 상면을 덮게 된다. 따라서, 분리막(260)이 접힌 부분 즉, 양극(122)의 상단 부분은 절단할 필요가 없다.On the other hand, the insulating
상기와 같이, 절단선(C2,C3)을 따라 절연성 부재(180) 및 분리막(260)을 절단하게 되면, 도 13에 도시된 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 포케팅 양극체(220)를 얻을 수 있다.As described above, when the insulating
도 13의 (a)는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 포케팅 양극체(220)의 평면도, (b)는 (a)에 따른 포케팅 양극체(220)의 내부를 도시한 도면, (c)는 (a)의 절단선 A3-A3에 따른 단면도, (d)는 (a)의 절단선 A4-A4에 따른 단면도이다.13 (a) is a plan view of the pocketing
도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 포케팅 양극체(220)는, 양극활물질이 도포되거나 형성된 양극집전체(121)를 포함하는 양극(122), 양극집전체(121)와 일체로 형성되며 상기 양극활물질이 도포되거나 형성되지 않는 양극무지부(127)가 위치하는 양극(122)의 일단을 제외한 3면에서 양극(122)의 두께면을 둘러싸도록 마련되는 절연성 부재(180) 및 절연성 부재(180)에 접착되어 양극(122)의 상면 및 하면을 덮는 분리막(260)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 13 , a pocketing
도 13의 (b) 내지 (d)를 참조하면, 포케팅 양극체(220)에 있어서, 양극(122)의 하단, 좌측단 및 우측단은 절연성 부재(180)가 둘러싸고, 양극(122)의 상단 즉, 양극무지부(127)가 위치하는 일단은 분리막(260)이 둘러싸는 형태를 가진다.13 (b) to (d), in the pocketing
도 13의 (c)를 참조하면, 분리막(260)은, 절연성 부재(180)의 상면 및 하면에 접착되고 양극(122)의 상면 및 하면에서 일체로 형성될 수 있다. 즉, 분리막(260)은, 양극무지부(127)가 위치하는 일단 즉, 양극(122)의 상단에서의 양극(122)의 두께면, 양극(122)의 상면 및 하면을 덮도록 일체로 마련될 수 있다.Referring to FIG. 13C , the
도 9 내지 도 13에 의해서 얻어지는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 포케팅 양극체(220)는, 양극활물질이 도포되거나 형성된 양극집전체(121)를 포함하는 양극(122); 양극집전체(121)와 일체로 형성되며 상기 양극활물질이 도포되거나 형성되지 않는 양극무지부(127)가 형성된 양극(122)의 일단을 제외한 3면에서 양극(122)의 두께면을 둘러싸도록 마련되는 절연성 부재(180); 및 절연성 부재(180)에 접착되어 양극(122)의 상면 및 하면을 덮는 분리막(260);을 포함할 수 있다. The pocketing
상기 분리막(260)은, 절연성 부재(180)의 상면 및 하면에 접착되고 양극(122)의 상면 및 하면에서 일체로 형성될 수 있다.The
상기 분리막(260)은, 양극무지부(127)가 위치하는 일단에서의 양극(122)의 두께면, 양극(122)의 상면 및 하면을 덮도록 1장 또는 하나의 분리막으로 마련될 수 있다.The
상기 분리막(260)에는 양극무지부(262)가 삽입되거나 노출되는 구멍(262)이 형성될 수 있다.A
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전극조립체(110)는, 도 2 내지 도 13에 도시한 포케팅 양극체(120,220); 및 포케팅 양극체(120.220)와 교대로 적층되는 음극체(142);를 포함할 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 1, the
여기서, 음극체(142)는, 음극활물질이 도포되거나 형성된 음극집전체(141) 및 음극집전체(141)와 일체로 형성되며 상기 음극활물질이 도포되거나 형성되지 않는 음극무지부(147)를 포함할 수 있다.Here, the negative electrode body 142 includes a negative electrode
본 발명에 따른 전극조립체(110)는 파우치 타입의 리튬이차전지 뿐만 아니라 이형셀 타입의 리튬이차전지에도 사용될 수 있다. 여기서, "이형셀"은 전지의 모양이 정해져 있지 않거나 다양한 모양의 전지를 의미한다.The
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 포케팅 양극체(120,220)는 양극(122)의 상단 또는 하단 절연성 부재(170,180)가 아니라 분리막(160,260)에 의해서 둘러싸이기 때문에 양극(122)의 3면에서만 절연성 부재(170,180)가 양극(122)을 둘러싸기 때문에 전지(100)의 내부 공간에서 절연성 부재(170,180)가 차지하는 공간 또는 면적을 줄일 수 있다. 즉, 종래의 포케팅 양극체에 비해서 양극(122)의 상단 또는 하단에는 절연성 부재(170,180)가 없기 때문에 그만큼 절연성 부재(170,180)가 차지하는 공간 또는 면적으로 줄일 수 있고, 이로 인해 전지(100)의 에너지 밀도를 높일 수 있다.As described above, since the 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 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the embodiment of the present invention has been described with specific matters such as specific components and limited embodiments and drawings, but these are only provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is limited to the above embodiments Various modifications and variations are possible from these descriptions by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and not only the claims described below, but also all of the claims and all equivalents or equivalent modifications thereof will fall within the scope of the spirit of the present invention.
100: 리튬이차전지 110: 전극조립체
120,220: 포케팅 양극체 121: 양극집전체
122: 양극 127: 양극무지부
141: 음극집전체 142: 음극
147: 음극무지부 160,260: 분리막
170,180: 절연성 부재100: lithium secondary battery 110: electrode assembly
120,220: pocketing positive electrode body 121: positive electrode current collector
122: positive electrode 127: positive electrode uncoated part
141: negative electrode current collector 142: negative electrode
147: negative electrode
170,180: insulating member
Claims (13)
상기 양극집전체를 타발 또는 절단하여 동일한 형태의 양극을 형성하는 단계;
상기 양극의 가장자리 형태와 유사한 양극 수용부가 형성된 절연성 부재를 마련하는 단계;
분리막을 마련하는 단계;
상기 분리막의 일면에 상기 절연성 부재 및 상기 양극을 위치시키는 단계;
상기 양극 수용부에 상기 양극이 배치된 상태에서 상기 분리막을 접는 단계;
상기 절연성 부재와 상기 분리막을 접착하는 단계; 및
상기 절연성 부재 및 상기 분리막을 절단하여 포케팅 양극체를 형성하는 단계;
를 포함하며,
상기 양극집전체의 표면에 양극활물질을 형성하거나 도포하는 단계에서, 상기 양극집전체의 길이방향 가장자리를 따라 일정한 간격으로 형성된 복수개의 양극무지부에는 상기 양극활물질이 형성되거나 도포되지 않고,
상기 절연성 부재를 마련하는 단계에서, 상기 양극 수용부는 상기 양극무지부가 형성된 일단 또는 상기 양극무지부와 대향하는 타단이 개구된 형태로 마련되며,
상기 분리막의 일면에 상기 절연성 부재 및 상기 양극을 위치시키는 단계에서, 상기 양극 수용부 중 개구된 일단이 상기 분리막의 길이방향 중심선과 일치하도록 상기 절연성 부재를 상기 분리막의 일면에 위치시키는 것을 특징으로 하는 포케팅 양극체의 제조방법.
forming or applying a positive electrode active material on the surface of a positive electrode current collector;
forming a positive electrode of the same shape by punching or cutting the positive electrode current collector;
providing an insulating member having a positive electrode receiving portion similar to an edge shape of the positive electrode;
providing a separation membrane;
positioning the insulating member and the anode on one surface of the separator;
folding the separator in a state in which the positive electrode is disposed in the positive electrode receiving unit;
adhering the insulating member and the separator; and
forming a pocketing anode body by cutting the insulating member and the separator;
includes,
In the step of forming or applying the positive electrode active material on the surface of the positive electrode current collector, the positive electrode active material is not formed or applied to the plurality of positive electrode uncoated parts formed at regular intervals along the longitudinal edge of the positive electrode current collector,
In the step of providing the insulating member, the positive electrode accommodating portion is provided in a form in which one end on which the positive electrode uncoated portion is formed or the other end opposite to the positive uncoated portion is opened,
In the step of locating the insulating member and the positive electrode on one surface of the separator, the insulating member is positioned on one surface of the separator so that one end of the positive electrode receiving part is aligned with the longitudinal centerline of the separator A method for manufacturing a pocketing anode body.
상기 양극 수용부에 상기 양극이 배치된 상태에서 상기 분리막을 접는 단계에서,
상기 분리막의 길이방향 중심선을 기준으로 상기 분리막을 접어서 상기 분리막이 상기 절연성 부재 및 상기 양극의 상면을 덮도록 마련되는 것을 특징으로 하는 포케팅 양극체의 제조방법.
According to claim 1,
In the step of folding the separator in a state in which the positive electrode is disposed in the positive electrode receiving part,
The method of manufacturing a pocketing positive electrode body, characterized in that the separator is provided to cover the insulating member and upper surfaces of the positive electrode by folding the separator based on the longitudinal center line of the separator.
상기 절연성 부재 및 상기 분리막을 절단하여 포케팅 양극체를 형성하는 단계에서,
상기 양극 수용부의 개구된 일단이 위치하는 부분 또는 상기 분리막이 접힌 부분을 제외하고 상기 양극의 가장자리의 일측을 따라 절단하되, 상기 분리막이 접힌 부분을 제외하고 상기 절연성 부재가 상기 양극의 가장자리 일측에 남도록 상기 절연성 부재 및 상기 분리막을 절단하며,
상기 양극무지부는 절단되지 않도록 상기 절연성 부재 및 상기 분리막을 절단하는 것을 특징으로 하는 포케팅 양극체의 제조방법.
6. The method of claim 5,
In the step of forming a pocketing anode body by cutting the insulating member and the separator,
Cut along one side of the edge of the positive electrode except for the portion where the open end of the positive electrode accommodating part is located or the portion where the separator is folded, so that the insulating member remains on one edge of the edge of the positive electrode except for the folded portion of the separator cutting the insulating member and the separator,
The method of manufacturing a pocketing positive electrode body, characterized in that the insulating member and the separator are cut so that the anode uncoated part is not cut.
상기 분리막을 마련하는 단계에서,
상기 분리막의 길이방향 중심선을 따라 일정한 간격으로 복수개의 구멍을 형성하며,
상기 구멍은 상기 중심선에 대해서 대칭이 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 포케팅 양극체의 제조방법.
According to claim 1,
In the step of preparing the separation membrane,
A plurality of holes are formed at regular intervals along the longitudinal center line of the separation membrane,
The method of manufacturing a pocketing anode body, characterized in that the hole is formed to be symmetrical with respect to the center line.
상기 분리막의 일면에 상기 절연성 부재 및 상기 양극을 위치시키는 단계에서,
상기 양극무지부가 상기 분리막의 구멍에 삽입되되, 상기 양극무지부가 위치하는 상기 양극의 일단이 상기 분리막의 길이방향 중심선과 일치하도록 상기 양극 수용부 내에 상기 양극을 위치시키는 것을 특징으로 하는 포케팅 양극체의 제조방법.
8. The method of claim 7,
In the step of locating the insulating member and the anode on one surface of the separator,
The positive electrode uncoated part is inserted into the hole of the separator, and the positive electrode is positioned in the positive electrode receiving part so that one end of the positive electrode on which the positive electrode uncoated part is located coincides with the longitudinal center line of the separator. manufacturing method.
상기 절연성 부재 및 상기 분리막을 절단하여 포케팅 양극체를 형성하는 단계에서,
상기 양극 수용부의 개구된 일단이 위치하는 부분 또는 상기 분리막이 접힌 부분을 제외하고 상기 양극의 가장자리의 일측을 따라 절단하되, 상기 분리막이 접힌 부분을 제외하고 상기 절연성 부재가 상기 양극의 가장자리 일측에 남도록 상기 절연성 부재 및 상기 분리막을 절단하는 것을 특징으로 하는 포케팅 양극체의 제조방법.
9. The method of claim 8,
In the step of forming a pocketing anode body by cutting the insulating member and the separator,
Cut along one side of the edge of the positive electrode except for the portion where the open end of the positive electrode accommodating part is located or the portion where the separator is folded, so that the insulating member remains on one edge of the edge of the positive electrode except for the folded portion of the separator A method of manufacturing a pocketing anode body, characterized in that the insulating member and the separator are cut.
상기 양극집전체와 일체로 형성되며 상기 양극활물질이 도포되거나 형성되지 않는 양극무지부가 형성된 상기 양극의 일단 또는 상기 양극무지부와 대향하는 상기 양극의 타단을 제외한 3면에서 상기 양극의 두께면을 둘러싸도록 마련되는 절연성 부재; 및
상기 절연성 부재에 접착되어 상기 양극의 상면 및 하면을 덮는 분리막;을 포함하며,
상기 분리막은, 상기 절연성 부재의 상면 및 하면에 접착되고 상기 양극의 상면 및 하면에서 일체로 형성되고, 상기 양극무지부가 위치하는 일단에서의 상기 양극의 두께면, 상기 양극의 상면 및 하면을 덮도록 마련되거나, 상기 양극무지부와 대향하는 타단에서의 상기 양극의 두께면, 상기 양극의 상면 및 하면을 덮도록 마련되며,
상기 분리막에는 상기 양극무지부가 삽입되거나 노출되는 구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 포케팅 양극체.
a positive electrode including a positive electrode current collector on which a positive electrode active material is applied or formed;
It is formed integrally with the positive electrode current collector and surrounds the thickness surface of the positive electrode on three sides except for one end of the positive electrode on which the positive electrode uncoated portion to which the positive electrode active material is applied or not formed, or the other end of the positive electrode opposite to the positive electrode uncoated portion is formed. an insulating member provided so as to and
a separator attached to the insulating member to cover the upper and lower surfaces of the positive electrode; and
The separator is adhered to the upper and lower surfaces of the insulating member, is integrally formed on the upper and lower surfaces of the positive electrode, and covers the thickness surface of the positive electrode at one end where the positive electrode uncoated part is located, and the upper and lower surfaces of the positive electrode. provided or provided to cover the thickness surface of the positive electrode at the other end opposite to the positive electrode uncoated part, the upper surface and the lower surface of the positive electrode,
A pocketing anode body, characterized in that the separator has a hole through which the anode uncoated part is inserted or exposed.
상기 포케팅 양극체와 교대로 적층되는 음극체;를 포함하고,
상기 음극체는, 음극활물질이 도포되거나 형성된 음극집전체 및 상기 음극집전체와 일체로 형성되며 상기 음극활물질이 도포되거나 형성되지 않는 음극무지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체.The pocketing anode body according to claim 10; and
Including; a cathode body alternately stacked with the pocketing anode body;
The negative electrode assembly, comprising: a negative electrode current collector on which a negative electrode active material is coated or formed;
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PCT/KR2021/012827 WO2022092576A1 (en) | 2020-10-26 | 2021-09-17 | Method for manufacturing pocketing cathode body, pocketing cathode body, and electrode assembly comprising pocketing cathode body |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020200138901A KR102458418B1 (en) | 2020-10-26 | 2020-10-26 | Method of manufacturing pocketing positive electrode body, pocketing positive electrode body and electrode assembly comprising pocketing positive electrode body |
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