KR102503597B1

KR102503597B1 - 이차 전지

Info

Publication number: KR102503597B1
Application number: KR1020170152944A
Authority: KR
Inventors: 조영광; 최현준; 이제완; 정의선; 임재민; 김정; 조경훈; 허경이; 김서현; 박승희; 어수미
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2017-11-16
Publication date: 2023-02-24
Also published as: KR20190055994A

Abstract

본 발명의 다양한 실시예는 이차 전지에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 낙하 충격/충돌 시 케이스의 내부에서 전극 조립체의 유동을 최소화하여, 전압 저하 현상이 없는, 안전성이 향상된 이차 전지를 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명의 다양한 실시예는 제1활물질 코팅부와 제1활물질 비코팅부를 갖는 제1전극판, 제2활물질 코팅부와 제2활물질 비코팅부를 갖는 제2전극판, 및 상기 제1전극판과 상기 제2전극판 사이에 개재된 분리막을 포함하고, 상기 제1전극판, 상기 분리막 및 상기 제2전극판이 적층된 채 권취 선단 및 권취 종단을 갖는 젤리롤 형태로 권취되어 형성된 전극 조립체; 및 상기 권취 종단을 갖는 상기 전극 조립체의 최외곽으로서 상기 제2전극판과 상기 분리막 사이에 개재된 접착층을 포함하는 이차 전지를 개시한다.

Description

이차 전지{Secondary battery}

본 발명의 다양한 실시예는 이차 전지에 관한 것이다.

이차 전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 저용량의 이차 전지는 스마트폰, 피처폰, 노트북 컴퓨터, 디지털 카메라 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량의 이차 전지는 하이브리드 자동차, 전기 자동차 등의 모터 구동용 전원 및 전력 저장용 전지 등으로 널리 사용되고 있다.

이러한 이차 전지는 양극 및 음극으로 이루어지는 전극 조립체, 이를 수용하는 케이스, 전극 조립체에 연결되는 전극 단자 등을 포함한다. 케이스는 그 형상에 따라 원형, 각형 및 파우치형 등으로 구분할 수 있다. 이 중, 파우치형 이차 전지는 다양한 형상으로 변형이 용이하고 중량이 작은 라미네이트 외장재로 형성될 수 있다.

이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.

본 발명의 다양한 실시예는 낙하 충격 및/또는 충돌 시 케이스의 내부에서 전극 조립체가 유동되지 않도록 하여, 양극판과 음극판 사이의 미세 쇼트에 의한 전압 저하 현상 및 발열 현상 등을 억제할 수 있는 안전성이 향상된 이차 전지를 제공한다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 이차 전지는 제1활물질 코팅부와 제1활물질 비코팅부를 갖는 제1전극판, 제2활물질 코팅부와 제2활물질 비코팅부를 갖는 제2전극판, 및 상기 제1전극판과 상기 제2전극판 사이에 개재된 분리막을 포함하고, 상기 제1전극판, 상기 분리막 및 상기 제2전극판이 적층된 채 권취 선단 및 권취 종단을 갖는 젤리롤 형태로 권취되어 형성된 전극 조립체; 및 상기 권취 종단을 갖는 상기 전극 조립체의 최외곽으로서 상기 제2전극판과 상기 분리막 사이에 개재된 접착층을 포함할 수 있다.

상기 권취 종단을 갖는 상기 전극 조립체의 최외곽으로서 상기 제2전극판은 상기 제2활물질 비코팅부를 포함하고, 상기 제2활물질 비코팅부와 상기 분리막 사이에 상기 접착층이 개재되며, 상기 제2전극판은 양극 기재일 수 있다.

상기 권취 종단을 갖는 상기 전극 조립체의 최외곽으로서 상기 제2전극판의 상기 제2활물질 비코팅부와 상기 접착층이 상기 전극 조립체를 적어도 한바퀴 덮되, 상기 접착층이 상기 양극 기재와 상기 분리막 사이를 부착할 수 있다.

상기 권취 종단을 갖는 상기 전극 조립체의 최외곽으로서 상기 제2전극판의 상기 제2활물질 비코팅부는 내측의 다른 제2활물질 비코팅부와 대면하거나, 또는 상기 제1전극판의 상기 제1활물질 코팅부 또는 상기 제1활물질 비코팅부와 대면하되, 상기 접착층의 일부는 상기 권취 종단에 부착되어 상기 전극 조립체가 풀리지 않도록 형상을 고정할 수 있다.

상기 접착층과 상기 제2활물질 비코팅부 사이의 접착력은 상기 분리막과 상기 제2활물질 코팅부 사이의 접착력과 같거나 클 수 있다.

상기 접착층은 PS(Poly Styrene)계 접착제 또는 고무(rubber)계 접착제를 포함할 수 있다.

상기 접착층은 고무계 접착층을 포함한 점착성 테이프일 수 있다.

상기 분리막은 표면에 코팅된 바인더를 포함할 수 있다.

상기 바인더는 실리콘계 바인더, 아크릴(Acrylate)계 바인더, 또는 PVDF(Polyvinylidene Fluoride) 바인더를 포함할 수 있다.

상기 분리막은 표면에 코팅된 무기물을 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 이차 전지는 낙하 충격 및/또는 충돌 시 케이스의 내부에서 전극 조립체가 유동되지 않도록 하여, 양극판과 음극판 사이의 미세 쇼트 현상을 억제하고, 이에 따라 이차 전지의 전압 저하 현상 및 발열 현상 등을 억제할 수 있다. 즉, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이차 전지는 전극 조립체 중 권취 종단의 양극 무지부와 권취 종단의 음극 무지부의 사이에 PS계 접착제 또는 고무계 접착제를 포함하는 접착층을 더 형성함으로써, 이차 전지의 낙하 충격 및/또는 충돌 시 권취 종단의 무지부나 세퍼레이터가 변형되지 않도록 하고 또한 파단되지 않도록 한다. 따라서, 이차 전지의 낙하 충격 및/또는 충돌 시에도 전극 조립체에서 양극판과 음극판 사이에 미세 쇼트 현상이 일어나지 않아, 결국 전압 저하 현상이나 발열 현상이 억제된 안전성이 향상된 이차 전지가 제공된다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 분해 사시도, 평면도 및 부분 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이차 전지 중에서 전극 조립체의 권취 전 상태를 도시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이차 전지 중에서 전극 조립체의 권취 전 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이차 전지 중에서 전극 조립체의 권취 후 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이차 전지 중에서 전극 조립체의 권취 후 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이차 전지 중에서 전극 조립체의 권취 후 상태를 도시한 도면이다.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이차 전지 중에서 양극판, 접착층 및 세퍼레이터 사이의 관계를 도시한 부분 확대 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.

또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.

"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "하부"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.

도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이차 전지의 분해 사시도, 평면도 및 부분 사시도가 도시되어 있다.

도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이차 전지(100)는 전극 조립체(110) 및 라미네이트 외장재(120)를 포함한다.

전극 조립체(110)는 음극판(111)(또는 제1전극판), 양극판(112)(또는 제2전극판) 및 음극판(111)과 양극판(112) 사이에 개재되는 세퍼레이터(113)(또는 분리막)를 포함할 수 있다. 이러한 전극 조립체(110)는 음극판(111)과 세퍼레이터(113) 및 양극판(112)의 적층제를 젤리롤 형태로 권취하여 형성될 수 있다.

음극판(111)은, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 전도성 금속 박판, 예를 들면, 구리 또는 니켈 호일이나 메쉬로 이루어진 음극 집전판의 양면에 코팅된 음극 활물질층을 포함한다. 여기서 음극 활물질층은, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 탄소 계열 물질, Si, Sn, 틴 옥사이드, 틴 합금 복합체, 전이 금속 산화물, 리튬 금속 나이트라이트 또는 금속 산화물 등이 사용될 수 있다. 음극 집전판에 음극 활물질층이 형성되지 않은 음극 무지부에는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 대략 평평한 음극탭(114)이 고정(예를 들면, 용접)될 수 있다. 즉, 음극탭(114)의 일단은 음극 무지부에 전기적으로 연결되며, 타단은 외부로 돌출 및 연장될 수 있다. 또한, 음극탭(114)에는 절연 부재(114a)가 부착되어, 음극탭(114)이 라미네이트 외장재(120)와 쇼트되는 것을 방지할 수 있다.

양극판(112)은, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 도전성이 우수한 금속 박판, 예를 들면 알루미늄 호일(foil) 또는 메쉬로 이루어진 양극 집전판의 양면에 코팅된 양극 활물질층을 포함한다. 여기서 양극 활물질층은, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 칼코게나이트(chalcogenide) 화합물이 사용될 수 있으며, 일례로, LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiNiMnO2 등의 복합 금속 산화물들이 사용될 수 있다. 양극 집전판에 양극 활물질층이 형성되지 않은 양극 무지부에는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 양극탭(115)이 고정(예를 들면, 용접)될 수 있다. 또한, 양극탭(115)에는 절연 부재(115a)가 부착되어, 양극탭(115)이 라미네이트 외장재(120)와 쇼트되는 것을 방지할 수 있다.

세퍼레이터(113)는 음극판(111)과 양극판(112) 사이에 개재되어 음극판(111)과 양극판(112)의 전기적 쇼트를 방지한다. 실질적으로 세퍼레이터(113)는 한쌍이 구비되며, 이러한 한쌍의 세퍼레이터(113) 사이에 음극판(111)이 협지된 형태를 한다. 또한, 세퍼레이터(113)는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 다공성 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나로 이루어질 수 있다. 세퍼레이터(113)는 음극판(111)과 양극판(112) 간의 전기적 쇼트를 방지하기 위해 음극판(111) 및 양극판(112) 보다 폭을 넓게 형성할 수 있다. 이러한 세퍼레이터(113)는 아래에서 다시 설명하기로 한다.

라미네이트 외장재(120)는 전극 조립체(110)를 수용하며, 전극 조립체(110)의 외주연을 실링하여 형성된다. 라미네이트 외장재(120)는 실질적으로 제1외장부(121)와 제1외장부(121)에 일단이 연결되고 전극 조립체(110)를 수용할 수 있도록 일정 깊이의 리세스(123)를 갖는 제2외장부(122)를 포함한다.

더불어, 전극 조립체(110)의 외주연에 상응하는 제1,2외장부(121,122)의 둘레(124)가 상호간 열융착됨으로써, 대략 파우치 또는 포켓 타입의 라미네이트 외장재(120)의 내측에 전극 조립체(110)가 수용된다.

즉, 라미네이트 외장재(120)는 일체로 형성된 사각 판상의 라미네이트 외장재(120)를 한 변의 길이 방향을 기준으로 중간을 절곡하여, 제1외장부(121)와 제2외장부(122)를 이루도록 형성된다. 제2외장부(122)에는 프레스(press) 또는 드로잉(drawing) 가공 등을 통해 전극 조립체(110)가 수용될 수 있는 일정 깊이의 리세스(123)가 형성되고, 리세스(123)의 외주연에 제1외장부(121)와의 실링을 위한 실링부(124)가 형성된다. 실링부(124)는 제1외장부(121)와 제2외장부(122)가 일체로 접하여 있는 한 변과 나머지 세변을 따라서 모두 형성될 수 있다.

또한, 제2외장부(122)는 제1외장부(121)로부터 멀어지는 네개의 연장 영역과, 이러한 네개의 연장 영역에 연결되는 동시에 리세스(123)의 바닥이 되는 평평 영역을 포함한다. 여기서, 네개의 연장 영역 중 상대적으로 긴 영역을 장변 연장 영역으로, 상대적으로 짧은 영역을 단변 연장 영역으로 정의할 수 있다.

전극 조립체(110)의 음극탭(114)과 양극탭(115)은 제1외장부(121)와 제2외장부(122)가 융착된 영역을 통하여 외부로 인출된다. 이때, 음극탭(114) 및 양극탭(115)에 형성된 절연 부재(114a,115b)가 실링부(124)에 함께 실링된다. 즉, 절연 부재(114a,115b)는 음극탭(114) 및 양극탭(115)과 실링부(124)가 접촉하는 부분에 형성되어 음극탭(114) 및 양극탭(115)이 라미네이트 외장재(120)와 전기적으로 쇼트되는 것을 방지한다.

라미네이트 외장재(120)는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 제1절연층(120a), 금속층(120b) 및 제2절연층(120c)을 갖는 다층 구조로 형성될 수 있다. 물론, 이밖에도 다양한 접착층이나 기능층이 더 추가될 수 있으나, 본 발명의 요지를 흐리지 않도록, 이에 대한 설명은 생략한다.

제1절연층(120a)은 라미네이트 외장재(120)의 내측면으로, 절연성 및 열접착성을 가지는 물질로 형성된다. 또한, 제1절연층(120a)은 금속층(120b)의 일면에 형성되며, 전극 조립체(110)와 대향하는 라미네이트 외장재(120)의 내측면을 이룬다. 제1절연층(120a)은, 한정하는 것은 아니지만, 전해액 등과 반응하지 않는 캐스티드 폴리프로핀렌(Casted Polypropylene:CPP) 또는 그 등가물로 형성될 수 있다. 제2외장부(122)의 리세스(123)에 전극 조립체(110)를 수용하고 제1외장부(121)로 덮으면, 라미네이트 외장재(120)의 제1절연층(120a)이 서로 접촉하게 된다. 따라서, 실링부(124)를 열융착시키면, 제1절연층(120a)이 서로 접착되어 라미네이트 외장재(120)가 밀봉된다.

금속층(120b)은 제1절연층(120a)과 제2절연층(120c) 사이에 개재되어 있으며, 외부로부터 수분과 산소가 유입되는 것을 막고, 만약 라미네이트 외장재(120)의 내부에 전해액이 채워진다면, 이의 외부 유출을 방지하는 역할을 한다. 또한, 금속층(120b)은 라미네이트 외장재(120)의 기계적 강도를 유지하는 역할을 한다. 일반적으로 금속층(120b)은, 한정하는 것은 아니지만, 알루미늄, 알루미늄 합금, 철, 철 합금으로 형성될 수 있다.

제2절연층(120c)은 라미네이트 외장재(120)의 외측면으로, 외부 전자기기와의 기계적, 화학적 충격을 완화하는 역할을 한다. 또한, 제2절연층(120c)은 금속층(120b)의 타면에 형성되며, 라미네이트 외장재(120)의 외측면을 이룬다. 제2절연층(120c)은, 한정하는 것은 아니지만, 나일론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리부틸렌 나프탈레이트(PBN) 또는 그 등가물로 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이차 전지(100)의 라미네이트 외장재(120)중 제2외장부(122)는 제1외장부(121)로부터 멀어지는 방향으로 연장된 다수의 연장 영역(125,126,127)과, 다수의 연장 영역(125,126,127)에 연결되고 제1외장부(121)와 대략 평행한 평평 영역(128)을 포함할 수 있다.

여기서, 다수의 연장 영역(125,126,127)과 하나의 평평 영역(128)이 실질적으로 전극 조립체(110)를 수용하는 리세스(123)를 정의할 수 있다. 더욱이, 다수의 연장 영역 중 2개의 연장 영역은 상대적으로 긴 장변 연장 영역(125)으로 정의될 수 있고, 나머지 2개의 연장 영역은 상대적으로 짧은 단변 연장 영역(126)으로 정의될 수 있으며, 또한 장변 연장 영역(125)과 단변 연장 영역(126) 사이의 코너는 코너 연장 영역(127)으로 정의될 수 있다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이차 전지(100) 중에서 전극 조립체(110)의 권취 전 상태가 도시되어 있다. 도 2a 및 도 2b에서, 수직 방향으로 도시된 다수의 점선은 전극 조립체(110)의 권취 공정 중 전극 조립체(110)가 접히는 영역, 권취 영역 또는 권취 턴수(winding turn number)를 의미한다. 실질적으로, 이러한 접히는 영역의 폭은 권취 턴수가 증가함에 따라 점차 넓어지는 특징을 갖지만, 본 발명의 용이한 이해를 위해, 도면에서는 폭이 없는 점선으로 표시되어 있으며, 이에 따라 도 2a 및 도 2b는 하기할 도 4에 도시된 전극 조립체(110)와 정확하게 매칭되지 않을 수 있다. 더불어, 도 2b에서, 음극판(111) 및 양극판(112)은 이해의 편의를 위해 제1면 및 제2면이 각각 분리되어 도시되어 있다. 더욱이, 도 2a 및 도 2b에서, 우측 끝단이 권취 선단이고, 좌측 끝단이 권취 종단이다. 더불어, 권취 방향은 시계 방향으로 가정한다. 이러한 특징 및 가정은 본 발명의 모든 실시예에서 공유될 수 있다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)는 권취 선단에 음극탭(114)이 형성된 음극판(111)과, 음극판(111)을 덮는 한쌍의 세퍼레이터(113a,113b)(또는 제1,2분리막)와, 권취 종단에 양극탭(115)이 형성된 양극판(112)을 포함하는 전극 조립체(110)와, 세퍼레이터(113a,113b)와 양극판(112) 사이에 개재된 접착층(130)을 포함한다.

여기서, 권취 선단은 전극 조립체(110)의 권취 공정 중 권취가 시작되는 영역(즉, 권심 클램프가 붙잡는 영역)을 의미하고, 권취 종단은 전극 조립체(110)의 권취 공정 중 권취가 종단되는 영역을 의미한다. 따라서, 권취 선단의 음극탭(114)은 권취된 전극 조립체(110)에서 대체로 내주(또는 내부 중심)에 위치되고, 권취 종단의 양극탭(115)은 권취된 전극 조립체(110)에서 대체로 외주(또는 외부 표면 또는 내부 표면)에 위치된다. 더불어, 권취 종단은 대체로 전극 조립체(110)의 최외곽에 위치된다.

전극 조립체(110) 중 음극판(111), 양극판(112) 및 세퍼레이터(113a,113b)에 대해 좀 더 구체적으로 설명한다. 이하에서 설명되는 전극 조립체(110)는 본 발명의 이해를 위한 일례에 불과하며, 탭, 활물질층(활물질 코팅부) 및/또는 무지부(활물질 비코팅부)의 형성 위치는 이차 전지의 특성에 따라 다양하게 변경됨을 이해해야 한다.

음극판(111)은 음극 집전판(111a), 음극 제1활물질층(또는 음극 제1활물질 코팅부) (111g), 음극 제2활물질층(또는 음극 제2활물질 코팅부) (111h) 및 상술한 음극탭(114)을 포함한다. 음극 집전판(111a)은 대략 평평한 음극 제1면(111b)과, 음극 제1면(111b)의 반대면인 대략 평평한 음극 제2면(111c)을 포함한다. 또한, 음극 제1활물질층(111g)은 음극 집전판(111a)의 음극 제1면(111b)에 코팅되고, 음극 제2활물질층(111h)은 음극 집전판(111a)의 음극 제2면(111c)에 코팅된다.

여기서, 음극 제1면(111b) 중 권취 선단에 음극 제1활물질층(111g)이 코팅되지 않은 음극 제1무지부(또는 음극 제1활물질 비코팅부)(111d)(일측 단부로부터 대략 1턴에 대응함)가 구비되고, 음극 제2면(111c) 중 권취 종단에 음극 제2활물질층(111h)이 코팅되지 않은 음극 제2무지부(또는 음극 제1활물질 비코팅부)(111e)(타측 단부로부터 대략 2턴에 대응함)가 구비될 수 있으며, 또한, 음극 제2면(111c) 중 권취 선단에 음극 제2활물질층(111h)이 코팅되지 않은 음극 제3무지부(111f)(또는 음극 제2활물질 비코팅부)(일측 단부로부터 대략 1턴에 대응함)가 구비될 수 있다. 더불어, 음극 제1면(111b) 중 권취 종단에는 음극 무지부가 구비되지 않을 수 있다. 물론, 경우에 따라, 음극 제2무지부(111e) 대신 음극 제2활물질층(111h)이 연장되어 형성되거나, 또는 음극 제1면(111b) 중 권취 종단에도 음극 무지부가 구비될 수 있다. 이러한 권취 종단의 음극판(111)에서 제1면(111b) 및 제2면(111c)에 대한 활물질의 코팅 여부 또는 비코팅 여부는 이차 전지의 특성에 따라 다양한 변형이 가능하므로, 여기에 설명된 내용으로 본 발명이 한정되지 않음을 유의해야 한다. 여기서, 음극 집전판(111a)의 권취 종단에는 활물질이 코팅되지 않은 대략 3mm의 연장부가 더 형성될 수 있다.

한편, 음극판(111) 중 음극 제1무지부(111d) 또는 음극 제2무지부(111e)에 음극탭(114)이, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 초음파 용접, 레이저 용접 또는 저항 용접 방식에 의해 고정될 수 있다.

한편, 한쌍의 세퍼레이터(113a,113b)는 상술한 음극판(111)의 음극 제1무지부(111d), 음극 제2무지부(111e), 음극 제3무지부(111f), 음극 제1활물질층(111g) 및 음극 제2활물질층(111h)을 덮으며, 한쌍의 세퍼레이터(113a,113b)가 갖는 길이 및 폭은 음극판(111)의 길이 및 폭과 대략 같거나 더 클 수 있다.

양극판(112)은 양극 집전판(112a), 양극 제1활물질층(또는 양극 제1활물질 코팅부)(112g), 양극 제2활물질층(또는 양극 제2활물질 코팅부) (112h) 및 상술한 양극탭(115) 을 포함한다. 양극 집전판(112a)은 대략 평평한 양극 제1면(112b)과, 양극 제1면(112b)의 반대면인 대략 평평한 양극 제2면(112c)을 포함한다. 또한, 양극 제1활물질층(112g)은 양극 집전판(112a)의 양극 제1면(112b)에 코팅되고, 양극 제2활물질층(112h)은 양극 집전판(112a)의 양극 제2면(112c)에 코팅된다.

여기서, 양극 제1면(112b) 중 권취 종단에 양극 제1활물질층(112g)이 코팅되지 않은 양극 제1무지부(또는 양극 제1활물질 비코팅부)(112d)(일측 단부로부터 대략 2턴에 대응함)가 구비되고, 양극 제1면(112b) 중 권취 선단에 양극 제1활물질층(112g)이 코팅되지 않은 양극 제2무지부(또는 양극 제1활물질 비코팅부)(112e)(타측 단부로부터 대략 2턴에 대응함)가 구비될 수 있으며, 또한, 양극 제2면(112c) 중 권취 종단에 양극 제2활물질층(112h)이 코팅되지 않은 양극 제3무지부(또는 양극 제2활물질 비코팅부)(112f)(일측 단부로부터 대략 2턴에 대응함)가 구비될 수 있다. 더불어, 양극 제2면(112c) 중 권취 선단에는 양극 무지부(또는 양극 제2활물질 비코팅부)가 구비되지 않을 수 있다.

여기서, 양극판(112) 중 양극 제1무지부(112d) 또는 양극 제3무지부(112f)에 양극탭(115)이, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 초음파 용접, 레이저 용접 또는 저항 용접 방식에 의해 고정될 수 있다.

접착층(130)은 양극판(112)의 권취 종단, 즉, 양극판(112) 중 양극 제1무지부(112d)의 전체 영역 또는 일부 영역에 스프레이/도포되어 형성될 수 있다. 이러한 접착층(130)은, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, PS(Poly Styrene)계 접착제 또는 고무(rubber)계 접착제를 포함할 수 있다. 이러한 PS계 접착제 또는 고무계 접착제와 같은 접착층(130)의 접착력은 세퍼레이터(113a,113b)를 음극판(111) 또는 양극판(112)에 접착시키는 실리콘계 바인더, 아크릴(Acrylate)계 바인더, 또는 PVDF(Polyvinylidene Fluoride) 바인더와 같은 접착층의 접착력과 같거나 또는 더 높을 수 있다.

이러한 접착층(130)의 폭 및 길이는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 양극판(112) 중 양극 제1무지부(112d)의 폭 및 길이와 같거나 또는 작을 수 있다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이차 전지(100) 중에서 전극 조립체(110)의 권취 전 상태가 도시되어 있다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 우선 음극판(111)에서, 음극 제1면(111b) 중 권취 선단에 음극 제1활물질층(111g)이 코팅되지 않은 음극 제1무지부(또는 음극 제1활물질 비코팅부)(111d)가 일측 단부로부터 대략 3턴에 대응하여 형성될 수 있고, 또한 음극 제1면(111b) 중 권취 종단에 음극 제1활물질층(111g)이 코팅되지 않은 음극 제4무지부(또는 음극 제1활물질 비코팅부)(111i)가 타측 단부로부터 대략 2턴에 대응하여 형성될 수 있다.

다음으로, 양극판(112)에서, 양극 제2면(112c) 중 권취 종단에 양극 제2활물질층(112h)이 코팅되지 않은 양극 제2무지부(또는 양극 제2활물질 비코팅부)(112f)가 타측 단부로부터 대략 4턴에 대응하여 형성될 수 있고, 또한 양극 제1,2면(112b,112c) 중 권취 선단에 양극 제1,2활물질층(112g,112h)이 코팅되지 않은 양극 제3,4무지부(또는 양극 제1,2활물질 비코팅부)(112e,112i)가 일측 단부로부터 대략 1턴에 대응하여 형성될 수 있다.

이러한 전극 조립체 역시 본 발명의 이해를 위한 일례에 불과하며, 이러한 형태로 본 발명이 한정되지 않음을 이해해야 한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이차 전지(100) 중에서 전극 조립체(110)의 권취 후 상태가 도시되어 있다. 여기서, 도 2a 및 도 2b에 도시된 전극 조립체(110)는 권취 전 상태이고, 도 4에 도시된 전극 조립체(110)는 권취 후 상태로서, 양자의 외형이 약간 다를 수 있다. 그러나, 실질적으로, 케이스(120)에 수용된 상태의 전극 조립체(110)는 도 4에 도시된 것이므로, 음극판(111), 세퍼레이터(113a,113b) 및 양극판(112) 사이의 상호 관계는 도 4에 도시된 형태가 더 정확하다. 다만, 음극판(111), 세퍼레이터(113a,113b) 및 양극판(112)은 상호간 밀착되어 있으나, 본 발명의 용이한 이해를 위해, 도 4에서 이들 구성 요소는 상호간 이격된 것으로 도시되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 접착층(130)은 대체로 양극판(112)의 권취 종단을 포함하는 최외곽의 내측에 형성될 수 있다. 따라서, 접착층(130)은 실질적으로 세퍼레이터(113a 또는 113b)를 양극판(112)의 권취 종단을 포함하는 최외곽의 내측에 접착시키는 역할을 한다. 여기서, 도 4에는 접착층(130)이 세퍼레이터(113a)를 양극판(112)에 접착시키는 것으로 도시되어 있으나, 세퍼레이터(113b)가 세퍼레이터(113a)에 비해 한바퀴 더 권취된다면 접착층(130)이 세퍼레이터(113b)를 양극판(112)에 접착시킨다.

좀더 구체적으로, 접착층(130)은 전극 조립체(110)를 적어도 한바퀴 덮는 형태를 한다. 즉, 접착층(130)은 양극 제1무지부(112d)(또는 양극 제1면 종단 무지부)에 형성됨으로써, 이는 음극 제2무지부(111e)(또는 음극 제1면 종단 무지부) 및/또는 양극 제3무지부(112f)(또는 양극 제2면 종단 무지부)에 세퍼레이터(113a,113b)를 통하여 대면하는 형태를 하게 된다.

여기서, 상술한 바와 같이 음극 제2무지부(111e) 대신 음극 제1활물질층(111g)이 더 연장되어 형성된 경우, 접착층(130)은 이러한 음극 제1활물질층(111g)에 세퍼레이터(113a,113b)를 통하여 대면하는 형태를 할 수 있다. 그러나, 이러한 구조의 음극판(111)에는 상기 연장된 음극 제1활물질층(111g)과 대면하도록 양극판(112)의 양극 제1무지부(112d)(즉, 양극 제1면 종단 무지부)에도 일정 범위로 양극 제1활물질층(112g)이 더 연장되어 형성될 수 있으므로, 접착층(130)은 그 외측의 양극 제3무지부(112f)(최외곽에서 2번째 턴), 세퍼레이터(113a,113b) 및 최외곽의 양극 제1무지부(112d)(최외곽에서 1번째 턴)가 대면하는 영역에 형성될 수 잇다. 즉, 접착층(130)은 최외곽의 양극 제1무지부(112d)와 그 내측의 양극 제3무지부(112f) 사이에만 개재될 수도 있다.

한편, 접착층(130)과 양극 제1무지부(112d) 사이의 접착력(또는 peel strength)은 세퍼레이터(113a,113b)와 음극판(111)의 음극 제1,2활물질층(111g,111h) 사이의 접착력 또는 세퍼레이터(113a,113b)와 양극판(112)의 양극 제1,2활물질층(112g,112h) 사이의 접착력과 같거나 더 크도록 설계됨이 바람직하다.

예를 들어, 한정하는 것은 아니지만, 세퍼레이터(113a,113b)와 음극판(111)의 음극 활물질층(111g,111h) 사이의 접착력 또는 세퍼레이터(113a,113b)와 양극판(112)의 양극 활물질층(112g,112h) 사이의 접착력이 대략 3 내지 10 mN/mm라면, 상술한 접착층(130)과 양극 제1무지부(112d) 사이의 접착력 및 접착층(130)과 세퍼레이터(113a) 사이의 접착력 역시 대략 3 내지 10 mN/mm 또는 그 이상이 되도록 설계될 수 있다. 여기서, 접착력은 이차 전지를 해체한 후, 양극 제1무지부(112d)로부터 접착층(130) 또는 세퍼레이터(113a)로부터 접착층(130)을 대략 180의 방향으로 인장하여, 접착층(130)이 양극 제1무지부(112d) 또는 세퍼레이터(113a)로부터 박리될 때의 값을 의미한다.

세퍼레이터는 표면에, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 실리콘계 접착제, 아크릴(Acrylate)계 접착제, 또는 PVDF(Polyvinylidene Fluoride) 접착제와 같은 접착층(또는 바인더)이 더 형성될 수 있다. 이러한 접착층은 기본적으로 양극판(111)의 양극 제1,2활물질층(112g,112h) 및/또는 음극판(112)의 음극 제1,2활물질층(111g,111h)에 잘 접착되지만, 음극판(111)의 음극 제1,2,3무지부(111d, 111e,111f) 또는 양극판(112)의 양극 제1,2,3무지부(112d,112f,112e)에는 잘 접착되지 않음을 본 발명자들이 발견하였다. 이에 따라, 이차 전지의 낙하 충격/충돌 시, 전극 조립체(110)의 권취 종단 영역에서 양극판(111)과 음극판(112) 사이에 미세 쇼트 현상이 발생하고, 이에 따라 전압 저하 현상 및 발열 현상이 나타나게 되는 것도 본 발명자들이 발견하였다.

이에 따라, 본 발명자들은 상술한 실리콘계 접착제, 아크릴계 접착제, 또는 PVDF 접착제와 같은 접착층(또는 바인더) 외에 PS계 접착제 또는 고무계 접착제를 포함하는 접착층(130)이 음극판의 음극 무지부 또는 양극판의 양극 무지부에 잘 접착됨을 수많은 실험을 통하여 발견하였다.

이와 같이 하여, 일예로, 접착층(130)이 세퍼레이터(113a)를 양극판(112)의 양극 제1무지부(112d)(또는 양극 제1면 종단 무지부)에 강하게 접착시킴으로써, 이차 전지(100)의 낙하 충격/충돌 시 케이스(120)의 내부에서 전극 조립체(110)가 유동되지 않도록 한다. 즉, 양극판(112)의 양극 제1무지부(112d)로부터 접착층(130)에 의해 세퍼레이터(113a)가 분리되지 않도록 한다. 따라서, 양극판(112)의 양극 제1무지부(112d)와 음극판(111)의 음극 제2무지부(111e) 사이에 미세 쇼트 현상이 발생하지 않고, 이에 따라 전압 저하 현상 및 발열 현상 등이 억제된다.

여기서, 접착층(130)은 고무계 접착층을 포함하는 점착성 테이프일 수 있다. 즉, 점착성 테이프는 기재와 기재의 표면에 형성된 고무계 점착층을 포함할 수 있다. 여기서, 고무계 점착층은, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 천연 고무(natural rubber), 폴리아이소프렌 고무, 스틸렌-부타디엔 고무, 스티렌-이소프렌 고무, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록공중합체 고무, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 고무, 스틸렌-에틸렌-부틸렌-스틸렌 블록 공중합체 고무, 스틸렌-에틸렌-프뢸렌-스티렐 블록공중합체 고무, 스틸렌-에틸렌-프로필렌 블록 공중합체 고무, 재생고무, 부틸고무, 폴리이소 부틸렌, 또는 이들의 변성체를 포함할 수 있다. 더불어, 기재는 전해액과 반응하여 점착성을 나타내는 OPS(Oriented Polystyrene), 또는 전해액과 반응하지 않는 예를 들면 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PI(폴리이미드), PE(폴리에틸렌) 또는 PP(폴리프로필렌)일 수도 있다.

도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이차 전지 중에서 전극 조립체(210)의 권취 후 상태를 도시한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 접착층(230)이 음극 제2무지부(111e)(또는 음극 제1면 종단 무지부)에 형성됨으로써, 접착층(230)이 세퍼레이터(113a)를 음극판(111)의 음극 제2무지부(111e)(또는 음극 제1면 종단 무지부)에 강하게 접착킨다. 따라서, 이차 전지의 낙하 충격/충돌 시 케이스(120)의 내부에서 전극 조립체(210)가 유동되지 않도록 한다. 즉, 음극판(111)의 음극 제2무지부(111e)로부터 접착층(230)에 의해 세퍼레이터(113a)가 분리되지 않도록 한다. 따라서, 음극판(111)의 음극 제2무지부(111e)와 양극판(112)의 양극 제1무지부(112d) 사이에 미세 쇼트 현상이 발생하지 않고, 이에 따라 전압 저하 현상 및 발열 현상 등이 억제된다.

도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이차 전지 중에서 전극 조립체(310)의 권취 후 상태를 도시한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 접착층(130)이 양극 제1무지부(112d)(또는 양극 제1면 종단 무지부)에 형성됨으로써, 접착층(130)이 세퍼레이터(113a)를 양극판(112)의 양극 제1무지부(112d)(또는 양극 제1면 종단 무지부)에 접착시키고, 다른 접착층(230)이 음극판(111)의 음극 제2무지부(111e)(또는 음극 제1면 종단 무지부)에 형성됨으로써, 접착층(230)이 세퍼레이터(113a)를 음극판(111)의 음극 제2무지부(111e)(또는 음극 제1면 종단 무지부)에 강하게 접착킨다. 따라서, 이차 전지의 낙하 충격/충돌 시 양극판(112)의 양극 제1무지부(112d) 및 음극판(111)의 음극 제2무지부(111e)로부터 각각 접착층(130,230)에 의해 세퍼레이터(113a)가 분리되지 않도록 한다. 따라서, 양극판(112)의 양극 제1무지부(112d)와 음극판(111)의 음극 제2무지부(111e) 사이에 미세 쇼트 현상이 발생하지 않고, 이에 따라 전압 저하 현상 및 발열 현상 등이 억제된다.

이밖에도, 비록 도시되어 있지는 않지만, 접착층은 양극판(112)의 양극 제3무지부(112f)(또는 양극 제2면 종단 무지부)에 형성됨으로써, 접착층이 세퍼레이터(113b)를 양극판(112)의 양극 제2무지부(112f)에 접착시킬 수 있다. 이때, 접착층은 전극 조립체(110)의 권취 종단부 내측인 양극판(112)의 양극 제1무지부(112d)와 대응되는 영역(즉, 전극 조립체의 최외곽으로부터 2번째 턴)에만 형성되도록 함으로써, 접착층이 전극 조립체의 권취 종단부를 지나 최외곽으로 노출되지 않도록 함이 바람직하다. 접착층이 전극 조립체의 권취 종단부를 지나 최외곽으로 노출될 경우, 전지 제조 공정 중 오염물이 달라 붙을 수 있다. 더불어, 이러한 실시예는 본 발명의 모든 실시예에 공통적으로 적용될 수 있다.

도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이차 전지 중에서 양극 제1무지부, 접착층 및 세퍼레이터 사이의 관계를 도시한 부분 확대 단면도이다. 여기서, 양극 제1무지부(112d)(또는 양극 제1면 종단 무지부)는 양극 제3무지부(112f)(또는 양극 제2면 종단 무지부) 및/또는 음극 제2무지부(111e)(또는 음극 제1면 종단 무지부)를 포함하는 개념이다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 양극 제1무지부(112d) 위에 접착층(130)을 통하여 통상의 PE(Polyethylene), PP(Polypropylene) 또는 이들중 적어도 하나를 베이스 필름으로 하는 세퍼레이터(113)가 접착될 수 있다. 이러한 세퍼레이터(113)는 표면에 바인더, 폴리머 또는 무기 세라믹 코팅층이 형성되어 있지 않으며, 이에 따라 통상의 저용량 및 저가 기종에 사용되고 있다. 이러한 세퍼레이터(113)는 표면 코팅층을 갖지 않으므로, 통상적으로 양극 제1무지부(112d)에 대한 접착력이 작으나, 상술한 바와 같이 접착층(130)에 의해, 양극 제1무지부(112d)에 강하게 접착/속박될 수 있다.

도 7b에 도시된 바와 같이, 양극 제1무지부(112d) 위에 접착층(130)을 통하여 알루미나 또는 보헤마이트와 같은 무기 세라믹층을 포함하는 내열 절연성 세퍼레이터(313)가 접착될 수 있다. 이러한 내열 절연성 세퍼레이터(313)는 통상의 PE 또는 PP 세퍼레이터의 일표면 또는 양표면에 적어도 1층의 세라믹층이 더 코팅된 형태를 한다. 물론, 세라믹층은 바인더에 의해 PE 또는 PP 세퍼레이터에 접착될 수 있으며, 이러한 바인더가 양극 활물질층 및/또는 음극 활물질층에 강하게 접착될 수 있다. 이러한 바인더는 양극 제1무지부(112d)에 대한 접착력이 약하나, 상술한 바와 같이 접착층(130)에 의해, 세퍼레이터(313)가 양극 제1무지부(112d)에 강하게 접착될 수 있다. 이러한 내열 절연성 세퍼레이터(313)는 내열성/안전성이 우수함으로써, 고용량, 중고출력 전지에 사용될 수 있다.

도 7c에 도시된 바와 같이, 양극 제1무지부(112d) 위에 접착층(130)을 통하여 폴리머가 코팅된 세퍼레이터(413)가 접착될 수 있다. 이러한 폴리머가 코팅된 세퍼레이터(413)는 PE 또는 PP 세퍼레이터의 양면 또는 단면에 폴리머가 코팅된 형태를 한다. 이러한 폴리머가 양극 활물질층 및/또는 음극 활물질층에 강하게 접착될 수 있다. 이러한 폴리머가 코팅된 세퍼레이터(413)는 세퍼레이터와 양극판 및/또는 음극판 사이의 접착력을 향상시키는 역할을 한다.

도 7d에 도시된 바와 같이, 양극 제1무지부(112d) 위에 접착층(130)을 통하여 무기 세라믹층 및 폴리머층을 갖는 다층 코팅 세퍼레이터(513)가 접착될 수 있다. 이러한 다층 코팅 세퍼레이터 (513)는 폴리머가 코팅된 세퍼레이터의 접착성과 내열 절연성 세퍼레이터의 안전성을 동시에 구현하며, 고용량 전지에 사용될 수 있다.

도 7e에 도시된 바와 같이, 양극 제1무지부(112d) 위에 접착층(130)을 통하여 무기 세라믹층 및 바인더 등으로 이루어진 코팅층을 갖는 세퍼레이터(613)가 접착될 수 있다. 이러한 세퍼레이터(613)는 접착성, 안전성 및 가격 경쟁력이 우수하며, 통상 고용량 전지에 사용될 수 있다.

여기서, 상술한 내열 절연성 세퍼레이터, 폴리머 코팅 세퍼레이터, 무기 세라믹층과 폴리머층을 갖는 세퍼레이터, 그리고 무기 세라믹층 및 바인더로 이루어진 코팅층이 형성된 세퍼레이터는 바인더(접착 성분)를 포함할 수 있으며, 전극 조립체의 권취 공정 완료 이후, 열 압착 공정을 통해 바인더에 의해 세퍼레이터가 양극판 및/또는 음극판과 접착된다. 그러나, 상술한 바와 같이, 이러한 바인더는 양극판 및 음극판의 활물질층에 대한 접착력은 우수하나, 무지부에 대한 접착력은 상대적으로 약하다.

따라서, 본 발명에서는 이를 보완하기 위해 양극판 및/또는 음극판의 종단 무지부와 세퍼레이터 사이에 별도의 PS계 접착제 또는 고무계 접착제를 포함하는 접착층을 더 개재함으로써, 전극 조립체의 종단과 세퍼레이터 사이의 접착력이 향상되도록 한다.

이와 같이 하여, 전극 조립체는 하나의 솔리드 또는 벌크 형태의 특징을 갖게 됨으로써, 낙하/충격 시에 전극 조립체의 각 구성 요소가 개별적으로 움직이지 않게 되고, 따라서 전압 저하 현상이나 발열 현상이 억제된다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 이차 전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

100; 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지
110; 전극 조립체 111; 음극판
111a; 음극 집전판 111b; 음극 제1면
111c; 음극 제2면 111d; 음극 제1무지부
111e; 음극 제2무지부 111f; 음극 제3무지부
111g; 음극 제1활물질층 111h; 음극 제2활물질층
112; 양극판 112a; 양극 집전판
112b; 양극 제1면 112c; 양극 제2면
112d; 양극 제1무지부 112e; 양극 제2무지부
112f; 양극 제3무지부 112g; 양극 제1활물질층
112h; 양극 제2활물질층 113, 113a,113b; 세퍼레이터
114; 음극탭 115; 양극탭
130; 접착층 120; 라미네이트 외장재

Claims

제1활물질 코팅부와 제1활물질 비코팅부를 갖는 제1전극판, 제2활물질 코팅부와 제2활물질 비코팅부를 갖는 제2전극판, 및 상기 제1전극판과 상기 제2전극판 사이에 개재된 분리막을 포함하고, 상기 제1전극판, 상기 분리막 및 상기 제2전극판이 적층된 채 권취 선단 및 권취 종단을 갖는 젤리롤 형태로 권취되어 형성된 전극 조립체; 및
상기 권취 종단을 갖는 상기 전극 조립체의 최외곽으로서 상기 제2전극판과 상기 분리막 사이에 개재된 접착층을 포함하고,
상기 접착층은 상기 전극 조립체의 최외곽 전체를 적어도 한바퀴 덮는 이차 전지.
제 1 항에 있어서,
상기 권취 종단을 갖는 상기 전극 조립체의 최외곽으로서 상기 제2전극판은 상기 제2활물질 비코팅부를 포함하고, 상기 제2활물질 비코팅부와 상기 분리막 사이에 상기 접착층이 개재되며, 상기 제2전극판은 양극 기재인 이차 전지.
제 2 항에 있어서,
상기 권취 종단을 갖는 상기 전극 조립체의 최외곽으로서 상기 제2전극판의 상기 제2활물질 비코팅부와 상기 접착층이 상기 전극 조립체를 적어도 한바퀴 덮되, 상기 접착층이 상기 양극 기재와 상기 분리막 사이를 부착하는 이차 전지.
제 3 항에 있어서,
상기 권취 종단을 갖는 상기 전극 조립체의 최외곽으로서 상기 제2전극판의 상기 제2활물질 비코팅부는 내측의 다른 제2활물질 비코팅부와 대면하거나, 또는 상기 제1전극판의 상기 제1활물질 코팅부 또는 상기 제1활물질 비코팅부와 대면하되, 상기 접착층의 일부는 상기 권취 종단에 부착되어 상기 전극 조립체가 풀리지 않도록 형상을 고정하는 이차 전지.
제 2 항에 있어서,
상기 접착층과 상기 제2활물질 비코팅부 사이의 접착력은 상기 분리막과 상기 제2활물질 코팅부 사이의 접착력과 같거나 큰 이차 전지.
제 1 항에 있어서,
상기 접착층은 PS(Poly Styrene)계 접착제 또는 고무(rubber)계 접착제를 포함하는 이차 전지.
제 6 항에 있어서,
상기 접착층은 고무계 접착층을 포함한 점착성 테이프로 된 이차전지
제 1 항에 있어서,
상기 분리막은 표면에 코팅된 바인더를 포함하는 이차 전지.
제 8 항에 있어서,
상기 바인더는 실리콘계 바인더, 아크릴(Acrylate)계 바인더, 또는 PVDF(Polyvinylidene Fluoride) 바인더를 포함하는 이차 전지.
제 1 항에 있어서,
상기 분리막은 표면에 코팅된 무기물을 포함하는 이차 전지.