KR102519604B1 - 권취식 셀 - Google Patents

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Abstract

권취식 셀에 있어서, 당해 권취식 셀은 제1 집전체와 제2 집전체를 포함하고, 권취 방향을 따라서, 제1 집전체의 마감단은 제2 집전체의 마감단을 적어도 반 라운드 초과한다. 본 발명의 발명자는, 제1 집전체의 길이를 늘려 제1 집전체의 마감단이 제2 집전체의 마감단을 적어도 반 라운드 초과하게끔 한 후, 하기와 같은 상황이 나타나는 것을 발견하였다. 권취식 셀의 가장 바깥 라운드가 제1 집전체이고 두번째 바깥 라운드가 제1 집전체이어야 세번째 바깥 라운드가 제2 집전체로 되고, 따라서, 권취식 셀의 가장 바깥 라운드와 두번째 바깥 라운드가 모두 제1 집전체이므로, 이러한 경우, 제1 집전체의 마감단이 파열되더라도 제1 집전체의 가장 바깥 라운드와 두번째 바깥 라운드 사이의 접촉에는 단락이 발생되지 않는바, 그 실질은 같은 전극 사이의 접촉이다.

Description

권취식 셀
본 발명은 배터리 기술 분야에 관한 것으로, 특히 권취식 셀에 관한 것이다.
인공 지능 기술 관련 기술에서, 리튬 이온 배터리를 부적절하게 사용하는 경우, 특히 떨어뜨리는 경우 쉽게 효능이 상실되고 안전 사고가 발생하는바, 떨어뜨릴 때 효능이 상실되는 성능을 개선하고자, 통상적으로는 양면 접착제 또는 핫멜트 접착제 등에 의해 단일의 셀과 포장팩 사이의 고정을 보강하는 방식을 사용하는바, 당해 방식은 단일의 셀의 이동 충돌을 감소시킬 수는 있으나, 당해 조치는 쉽게 마감용의 빈 알루미늄 호일의 파열을 야기시키며 가장 바깥 라운드에 베어 포일 또는 단면(單面) 영역이 존재하므로 층과 층 사이의 마찰력이 약하고 쉽게 변위 파열되어 나아가 단락 문제가 유발된다.
본 발명은 적어도 종래 기술에 존재하는 기술 문제 중의 하나를 해결하고자 한다.
이를 위해, 본 발명은 권취식 셀을 제공하는바, 당해 권취식 셀은 단락을 효과적으로 회피할 수 있다.
본 발명에 따른 권취식 셀은, 제1 집전체(current collector)와 제2 집전체를 포함하고, 권취 방향을 따라서, 상기 제1 집전체의 마감단은 상기 제2 집전체의 마감단을 적어도 반 라운드 초과한다.
본 발명의 발명자는, 제1 집전체의 길이를 연장하고 제1 집전체의 마감단이 제2 집전체의 마감단을 적어도 반 라운드 초과하게끔 한 후, 하기와 같은 상황이 나타나는 것을 발견하였다. 권취식 셀의 가장 바깥 라운드가 제1 집전체이고 두번째 바깥 라운드가 제1 집전체이어야 세번째 바깥 라운드가 제2 집전체로 되며, 따라서, 권취식 셀의 가장 바깥 라운드와 두번째 바깥 라운드가 모두 제1 집전체이므로, 이러한 경우, 제1 집전체의 마감단이 파열되더라도 제1 집전체의 가장 바깥 라운드와 두번째 바깥 라운드 사이의 접촉에는 단락이 발생하지 않는바, 그 실질은 같은 전극 사이의 접촉이다.
본 발명의 일부 예시에서, 상기 제1 집전체의 마감단은 상기 제2 집전체의 마감단을 반 라운드 내지 한 라운드 초과한다.
본 발명의 일부 예시에서, 상기 제1 집전체의 마감단은 상기 제1 집전체의 두번째 바깥 라운드의 외주면에 밀접한다.
본 발명의 일부 예시에서, 상기 권취식 셀은 격리막을 더 포함하고, 상기 격리막은 상기 제1 집전체와 상기 제2 집전체 사이에 개재되고, 권취 방향을 따라서, 상기 격리막의 마감단은 상기 제1 집전체의 마감단과 상기 제2 집전체의 마감단 사이에 위치한다.
본 발명의 일부 예시에서, 상기 제1 집전체의 마감단은 상기 격리막의 마감단을 적어도 반 라운드 초과한다. 본 발명의 일부 예시에서, 상기 권취식 셀은 제1 직선 세그먼트, 제1 만곡 세그먼트, 제2 직선 세그먼트 및 제2 만곡 세그먼트를 포함하고, 상기 제1 집전체의 마감단은 상기 제1 직선 세그먼트 또는 상기 제2 직선 세그먼트에 위치한다.
본 발명의 일부 예시에서, 상기 제1 집전체의 마감단과 상기 제2 집전체의 마감단은 모두 상기 제1 직선 세그먼트 또는 상기 제2 직선 세그먼트에 위치한다.
본 발명의 일부 예시에서, 상기 제1 집전체의 마감단은 상기 제1 직선 세그먼트 또는 상기 제2 직선 세그먼트에 위치하고, 상기 제2 집전체의 마감단은 상기 제1 직선 세그먼트 또는 상기 제2 직선 세그먼트에 위치하고, 상기 제1 집전체의 마감단과 상기 제2 집전체의 마감단은 각각 상기 권취식 셀의 양측에 위치한다.
본 발명의 일부 예시에서, 상기 제1 집전체는 순차로 연결되는 제1 활성 재료층 세그먼트, 제1 베어 포일(bare foil) 세그먼트 및 마감 세그먼트를 포함하고, 상기 제1 베어 포일 세그먼트 표면에는 제1 활성 재료층이 설치되지 않고, 상기 제1 활성 재료층 세그먼트의 표면에는 제1 활성 재료층이 설치되고, 상기 마감 세그먼트는 적어도 반 라운드이고; 상기 제2 집전체는 순차로 연결되는 제2 활성 재료층 세그먼트와 제2 베어 포일 세그먼트를 포함하고, 상기 제2 활성 재료층 세그먼트의 표면에는 제2 활성 재료층이 설치되고, 상기 제2 베어 포일 세그먼트 표면에는 제2 활성 재료층이 설치되지 않고; 상기 권취식 셀은 베어 포일 세그먼트 대향 영역을 포함하고, 상기 베어 포일 세그먼트 대향 영역 내에서, 상기 제1 베어 포일 세그먼트의 일부 영역은 상기 제2 베어 포일 세그먼트와 서로 마주한다.
본 발명의 일부 예시에서, 상기 제1 베어 포일 세그먼트 대향 영역은 반 라운드 내지 한 라운드이다.
본 발명의 일부 예시에서, 상기 제1 집전체는 순차로 연결되는 제1 활성 재료층 세그먼트와 마감 세그먼트를 포함하고, 상기 제1 활성 재료층 세그먼트의 표면에는 활성 재료층이 설치되고, 상기 마감 세그먼트는 적어도 반 라운드이고; 상기 제2 집전체 표면에는 활성 재료층이 설치되고, 상기 활성 재료층은 상기 제2 집전체의 마감단까지 연장된다.
본 발명의 일부 예시에서, 권취 방향을 따라서, 상기 제1 집전체에서, 상기 제1 집전체의 시작단에서부터 상기 제1 집전체에서 처음으로 만곡이 발생하는 영역까지는 상기 제1 집전체의 시작 세그먼트이고; 권취 반대 방향을 따라서, 제2 집전체에서, 상기 제2 집전체 마감단에서부터 제2 집전체에서 가장 먼저 만곡이 발생하는 영역까지는 제2 집전체의 바깥 라운드 직선 세그먼트이고; 상기 제1 집전체의 시작 세그먼트와 상기 제2 집전체의 바깥 라운드 직선 세그먼트의 수평면에서의 투영에는 중첩되는 영역이 없다.
본 발명의 일부 예시에서, 상기 제1 집전체의 마감단은 접착제를 통해 상기 제1 집전체의 가장 바깥 라운드의 외주면에 접착된다.
본 발명의 일부 예시에서, 상기 접착제는 단면 접착, 양면 접착제 및 핫멜트 접착제 중의 적어도 하나이다.
본 발명의 일부 예시에서, 상기 접착제는 양면 접착제 또는 핫멜트 접착제이고, 상기 접착제는 또한 포장팩을 접착한다.
본 발명의 일부 예시에서, 상기 접착제는 단면 접착이고, 상기 권취식 셀의 상기 제1 집전체 마감단에서 떨어진 타측에는 양면 접착제 또는 핫멜트 접착제가 접착되고, 상기 양면 접착제 또는 상기 핫멜트 접착제는 또한 포장팩을 접착한다.
본 발명의 일부 예시에서, 상기 접착제는 또한 상기 제1 집전체 마감단에서 떨어진 타측으로 만곡 연장된다.
본 발명의 일부 예시에서, 상기 권취식 셀은 제1 전극 탭과 제2 전극 탭을 더 포함하고, 상기 제1 전극 탭은 상기 제1 집전체에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 전극 탭은 상기 제2 집전체에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 전극 탭과 상기 접착제의 수평면에서의 투영이 중첩되지 않거나 또는 상기 제2 전극 탭과 상기 접착제의 수평면에서의 투영이 중첩되지 않는다.
본 발명의 일부 예시에서, 상기 제1 집전체는 음극 집전체이고, 상기 제2 집전체는 양극 집전체이고; 상기 제1 집전체 본체 재질은 알루미늄이고, 상기 제2 집전체 본체 재질은 구리이다.
본 발명의 일부 예시에서, 상기 제1 집전체는 양극 집전체이고, 상기 제2 집전체는 음극 집전체이고; 상기 제1 집전체 본체 재질은 구리이고, 상기 제2 집전체 본체 재질은 알루미늄이다.
본 발명의 부가적인 측면과 이점은 하기의 설명에서 일부 제시될 것이고 일부는 하기 설명에서 분명해지거나 또는 본 발명의 실천을 통하여 알게 될 것이다.
본 발명의 상술한 및/또는 부가적인 측면과 이점은 하기 첨부 도면을 결부한 실시예에 대한 설명에서 분명해지고 이해하기 수월해질 것이다. 여기서,
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 권취식 셀의 개략도이다.
도2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 권취식 셀의 개략도이다.
도3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 권취식 셀의 개략도이다.
도4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 권취식 셀의 개략도이다.
도5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 권취식 셀의 개략도이다.
도6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 권취식 셀의 개략도이다.
도7은 본 발명의 제7 실시예에 따른 권취식 셀의 개략도이다.
도8은 본 발명의 제8 실시예에 따른 권취식 셀의 개략도이다.
도9는 본 발명의 제9 실시예에 따른 권취식 셀의 개략도이다.
도10은 본 발명의 실시예에 따른 권취식 셀의 제1 각도의 사시도이다.
도11은 본 발명의 실시예에 따른 권취식 셀의 제2 각도의 사시도이다.
도12는 본 발명의 실시예에 따른 권취식 셀과 포장팩의 개략도이다.
도면 부호:
10: 권취식 셀;
1: 제1 집전체; 1a: 제1 집전체의 마감단; 1b: 제1 집전체의 시작단;
11: 제1 활성 재료층 세그먼트; 12: 제1 베어 포일 세그먼트; 13: 마감 세그먼트; 14: 시작 세그먼트;
2: 제2 집전체; 2a: 제2 집전체의 마감단; 2b: 제2 집전체의 시작단; 21: 제2 활성 재료층 세그먼트; 22: 제2 베어 포일 세그먼트; 23: 바깥 라운드 직선 세그먼트;
3: 격리막; 4: 활성 재료층; 5: 접착제;
6: 제1 전극 탭; 7: 제2 전극 탭; 8: 포장팩 접착제;
20: 포장팩;
p1: 제1 직선 세그먼트; w1: 제1 만곡 세그먼트; p2: 제2 직선 세그먼트; w2: 제2 만곡 세그먼트.
아래, 본 발명의 실시예를 상세히 설명하고자 하는바, 상기 실시예의 예시는 첨부 도면에 도시되며, 여기서 동일하거나 유사한 부호는 시종일관 동일하거나 유사한 요소 또는 동일하거나 유사한 기능을 가지는 요소를 표시한다. 아래, 첨부 도면을 참조하여 설명하는 실시예는 예시적인 것으로, 이는 본 발명을 해석하기 위한 것일 뿐, 이를 본 발명에 대한 한정으로 이해하여서는 안된다.
본 발명의 설명에서, 용어 '중심', '종방향', '횡방향', '길이', '너비', '두께', '상', '하', '전', '후', '좌', '우', '연직', '수평', '정(頂)', '저(底)', '내', '외', '시계 방향', '시계 반대 방향', '축방향', '반경 방향', '원주 방향' 등이 가리키는 방위 또는 위치 관계는 첨부 도면에 도시한 방위 또는 위치 관계에 따른 것으로, 이는 단지 본 발명을 설명하는 편의 및 설명의 간략화를 위한 것일 뿐, 가리키는 장치 또는 소자가 반드시 특정된 방위를 가지고 특정한 방위로 구성되고 조작됨을 시사하거나 암시하는 것이 아니므로 이를 본 발명에 대한 한정으로 이해하여서는 안된다는 것을 이해하여야 한다. 또한, '제1', '제2'로 한정되는 특징은 하나 또는 더 많은 당해 특징을 명시적으로 또는 암묵적으로 포함할 수 있다. 별도로 설명이 있지 않은 한, 본 발명의 설명에서, '복수'의 함의는 2개 또는 2개 이상이다.
본 발명에서, 별도로 명확한 규정과 한정이 있지 않은 한, 용어 '장착', '상호 연결', '연결'은 광범위한 의미로 이해되어야 하는바, 예를 들면, 고정 연결일 수도 있고 탈착 가능한 연결일 수도 있고 또는 일체된 연결된 것일 수도 있으며; 기계 연결일 수도 있고 전기 연결일 수도 있으며; 직접 연결일 수도 있고 중간 매개체를 통한 간접 연결일 수도 있고 2개의 소자의 내부 연통일 수도 있다. 당업자라면, 구체적인 상황에 따라 상술한 용어가 본 발명에서의 구체적인 함의를 이해할 수 있다.
아래, 도1 내지 도12를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 권취식 셀(10)을 상세히 설명하고자 한다.
도1 내지 도7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 권취식 셀(10)은 제1 집전체(1)와 제2 집전체(2)를 포함하고, 권취 방향을 따라서, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)은 제2 집전체(2)의 마감단(2a)을 적어도 반 라운드 초과한다. 권취식 셀(10)의 권취 방향이 가리키는 바는, 도1 내지 도7에 도시한 각 권취식 셀 개략도에서의 어느 한 점이 제1 집전체(1), 제2 집전체(2) 또는 격리막(3)을 따라 내부에서 외부로 이동하는 방향이 권취 방향이고, 권취 방향은 2가지, 즉, 시계 방향 및 시계 반대 방향 권취가 있을 수 있고, 도1 내지 도3, 도7에 도시한 바와 같이, 권취식 셀(10)의 권취 방향은 모두 시계 방향이고, 도4 내지 도6에 도시한 바와 같이, 권취식 셀(10)의 권취 방향은 모두 시계 반대 방향이다.
한 라운드가 가리키는 바는, 권취식 셀(10) 위의 어느 한 점을 시작단으로 하여 계산하는바, 권취 방향을 한 바퀴로 다른 한 점에 도달하면 이를 종료단으로 정하며, 종료단, 시작단 및 당해 라운드의 중심은 일직선에 있고, 시작단은 종료단과 당해 라운드의 중심 사이에 있고, 반 라운드는 바로 상술한 한 라운드의 절반이다. 예를 들면, 권취식 셀(10)은 제1 직선 세그먼트(p1), 제1 만곡 세그먼트(w1), 제2 직선 세그먼트(p2) 및 제2 만곡 세그먼트(w2)을 포함하고, 도1 내지 도7에 도시한 바와 같이, 제1 직선 세그먼트(p1)과 제2 직선 세그먼트(p2)은 권취식 셀(10)에서 수평 방향에 평행되는 부분이고, 제1 직선 세그먼트(p1)은 권취식 셀(10) 중심의 상부에 있고, 제2 직선 세그먼트(p2)은 권취식 셀의 하부에 있고; 제1 만곡 세그먼트(w1)과 제2 만곡 세그먼트(w2)은 권취식 셀(10)에서 수직 방향에 평행되는 부분이고, 제1 만곡 세그먼트(w1)은 권취식 셀(10) 중심의 좌측에 있고, 제2 만곡 세그먼트(w2)은 권취식 셀(10) 중심의 우측에 있다.
반 라운드는 일반적으로 어느 한 직선 세그먼트와 어느 한 만곡 세그먼트의 조합을 포함하는바, 예를 들면, 제1 직선 세그먼트(p1)과 제1 만곡 세그먼트(w1)의 조합이 있고, 또 예를 들면, 제1 만곡 세그먼트(w1)과 제2 직선 세그먼트(p2)의 조합이 있다. 여기서, 권취식 셀(10)이 권취되는 경우, 제1 집전체(1)와 제2 집전체(2)에는 시작단과 마감단이 형성되고, 시작단은 일반적으로 권취식 셀(10)의 내부에 위치하고, 마감단은 일반적으로 권취식 셀(10)의 외부에 위치한다.
여기서, 제1 집전체(1)는 음극 집전체이고 제2 집전체(2)는 양극 집전체이며; 제1 집전체(1) 본체 재질은 알루미늄이고 제2 집전체(2) 본체 재질은 구리일 수 있다. 또는 , 제1 집전체(1)는 양극 집전체이고 제2 집전체(2)는 음극 집전체이며; 제1 집전체(1) 본체 재질은 구리이고 제2 집전체(2) 본체 재질은 알루미늄이다. 이렇게 설치된 제1 집전체(1)와 제2 집전체(2)는 권취식 셀(10)의 설치를 간단하게 한다.
설명할 바로는, 전통적인 제1 집전체의 마감단도 제2 집전체의 마감단을 일정 길이 초과하지만 그 길이는 권취식 셀의 반 라운드 길이보다 훨씬 작다. 이러한 경우 하나의 문제가 존재하게 되는데, 제1 집전체의 마감단은 특수 상황으로 인해 파열될 수 있고 파열된 후 내부층도 파열된다면 제1 집전체와 제2 집전체가 접촉되어 단락되는 문제가 나타나게 되고 셀의 안전성이 보다 낮게 된다.
그리고, 본 분야에서, 테이프로 포장팩(20)과 셀을 접착하는 것은, 어느 정도 셀을 고정시키는 작용을 하지만 테이프의 점성으로 인해서도 셀이 떨어질 때 제1 집전체(1)의 마감단(1a)의 파열이 어느 정도 초래된다. 당업자들은 테이프의 성능에서부터 착수하는 것을 고려하였으나 보다 좋은 효과는 아직 보지 못하고 있다.
또한, 본 분야에서, 셀의 발전 방향은 소 부피, 대 용량인데, 제1 집전체(1)의 확대는 권취식 셀(10)의 두께를 증가시키게 되므로 당업자들은 집전체의 길이가 증대되는 것을 회피하고 있다. 본 발명의 발명자는, 제1 집전체(1)의 길이를 늘려 제1 집전체(1)의 마감단(1a)이 제2 집전체(2)의 마감단(2a)을 적어도 반 라운드 초과하게끔 한 후, 하기와 같은 상황이 나타나는 것을 발견하였다. 권취식 셀(10)의 가장 바깥 라운드가 제1 집전체(1)이고 두번째 바깥 라운드가 제1 집전체(1)이어야 세번째 바깥 라운드가 제2 집전체(2)로 되고, 따라서, 권취식 셀(10)의 가장 바깥 라운드와 두번째 바깥 라운드가 모두 제1 집전체(1)이므로, 이러한 경우, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)이 파열되더라도, 제1 집전체(1)의 가장 바깥 라운드와 두번째 바깥 라운드 사이의 접촉에는 단락이 발생되지 않는바, 그 실질은 같은 전극 사이의 접촉이다.
이로써, 본 발명의 실시예에 따른 권취식 셀(10)은, 제1 집전체(1)의 길이를 합리적으로 설치함으로써, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)이 파열되더라도 제1 집전체(1)의 가장 바깥 라운드와 두번째 바깥 라운드 사이의 접촉에 단락이 발생하지 않게 된다.
여기서, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)은 제2 집전체(2)의 마감단(2a)을 반 라운드 내지 한 라운드 초과한다. 예를 들면, 도1, 도2, 도5 및 도7에 도시한 바와 같이, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)은 제2 집전체(2)의 마감단(2a)을 4분의 3 라운드 초과하고, 또 예를 들면, 도3과 도6에 도시한 바와 같이, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)은 제2 집전체(2)의 마감단(2a)을 한 라운드 초과하고, 또 예를 들면, 도4에 도시한 바와 같이, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)은 제2 집전체(2)의 마감단(2a)을 반 라운드 초과한다. 이렇게 설치된 제1 집전체(1)와 제2 집전체(2)는 두께 증가가 적고 단락 문제의 발생을 회피할 수 있다.
선택적으로, 도1에 도시한 바와 같이, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)은 제1 집전체(1)의 두번째 바깥 라운드의 외주면에 밀접한다. 이로써, 제1 집전체(1)의 가장 바깥 라운드와 두번째 바깥 라운드는 직접 밀접 방식을 사용하는바, 따라서 권취식 셀(10)의 전체 구조가 신뢰성 있도록 하고 제1 집전체(1)와 제2 집전체(2) 사이의 단락을 효과적으로 회피할 수 있다.
구체적으로, 도1 내지 도7에 도시한 바와 같이, 권취식 셀(10)은 격리막(3)을 더 포함하고, 격리막(3)은 제1 집전체(1)와 제2 집전체(2) 사이에 개재되고, 권취 방향을 따라서, 격리막(3)의 마감단은 제1 집전체(1)의 마감단(1a)과 제2 집전체(2)의 마감단(2a) 사이에 위치한다. 다시 말해, 권취 방향을 따라서, 격리막(3)의 마감단은 제2 집전체(2)의 마감단(2a)을 초과하고, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)은 격리막(3)의 마감단을 초과한다. 이로써, 격리막(3)은 권취 방향을 따라서 제1 집전체(1)와 제2 집전체(2)를 효과적으로 격리할 수 있게 되고, 따라서 제1 집전체(1)와 제2 집전체(2)의 접촉을 효과적으로 회피하고 단락 현상의 발생을 회피할 수 있게 된다.
더 나아가, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)은 격리막(3)의 마감단을 적어도 반 라운드 초과한다. 예를 들면, 도1, 도2, 도4, 도5 및 도7에 도시한 바와 같이, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)은 격리막(3)의 마감단을 반 라운드 초과하고, 또 예를 들면, 도3에 도시한 바와 같이, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)은 격리막(3)의 마감단을 4분의 3 라운드 초과하고, 또 예를 들면, 도6에 도시한 바와 같이, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)은 격리막(3)의 마감단을 한 라운드 초과한다. 이로써 제1 집전체(1)와 제2 집전체(2) 사이에 충분한 안전 거리를 가지게 되므로 셀의 안전성이 향상될 수 있다.
또한, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)제1은 직선 세그먼트(p1) 또는 제2 직선 세그먼트(p2)에 위치한다. 다시 말해, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)은 하나의 직선 세그먼트에 위치하는데, 이로써 제1 집전체(1)의 마감단(1a)은 배치 및 고정하기 용이해지고, 따라서 전체적인 신뢰성을 향상시키기에 유리할 수 있다.
여기서, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)과 제2 집전체(2)의 마감단(2a)은 서로 다른 배치 형식을 가지는데, 예를 들면, 도1 내지 도7에 도시한 바와 같이, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)과 제2 집전체(2)의 마감단(2a)은 모두 제1 직선 세그먼트(p1) 또는 제2 직선 세그먼트(p2)에 위치한다. 또 예를 들면, 도8과 도9에 도시한 바와 같이, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)은 제1 직선 세그먼트(p1) 또는 제2 직선 세그먼트(p2)에 위치하고, 제2 집전체(2)의 마감단(2a)은 제1 직선 세그먼트(p1) 또는 제2 직선 세그먼트(p2)에 위치하고, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)과 제2 집전체(2)의 마감단(2a)은 각각 권취식 셀(10)의 양측에 위치한다. 다시 말해, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)과 제2 집전체(2)의 마감단(2a)은 상이한 세그먼트에 배치될 수 있는바, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)이 제1 직선 세그먼트(p1)에 위치하는 경우, 제2 집전체(2)의 마감단(2a)은 제2 직선 세그먼트(p2)에 위치하고, 제2 집전체(2)의 마감단(2a)이 제1 직선 세그먼트(p1)에 위치하는 경우, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)은 제2 직선 세그먼트(p2)에 위치한다. 이로써, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)과 제2 집전체(2)의 마감단(2a)의 위치를 합리적으로 설치함으로써 제1 집전체(1)의 마감단(1a)과 제2 집전체(2)의 마감단(2a)이 평탄하고 안정되도록 하고 권취식 셀(10)의 전체 두께를 적당하도록 할 수 있다.
아래, 대응되게, 서로 다른 제1 집전체(1)와 제2 집전체(2)가 권선되어 형성된 권취식 셀(10)에 대해 설명하고자 한다.
본 발명의 한 선택적인 실시예에 따르면, 제1 집전체(1)는 순차로 연결되는 제1 활성 재료층 세그먼트(11), 제1 베어 포일 세그먼트(12) 및 마감 세그먼트(13)을 포함하고, 마감 세그먼트(13)의 자유단은 마감단(1a)이고, 제1 베어 포일 세그먼트(12) 표면에는 활성 재료층(4)이 설치되지 않고, 활성 재료층(4)은 제1 활성 재료층이고, 제1 활성 재료층 세그먼트(11)의 표면에는 제1 활성 재료층이 설치되고, 제1 활성 재료층은 양면(兩面) 설치를 선택할 수도 있고 단면(單面) 설치를 선택할 수도 있다.
마감 세그먼트(13)은 적어도 반 라운드이고, 마감 세그먼트(13)과 제1 베어 포일 세그먼트(12)의 연결점은 점(c1)으로 표시한다. 제2 집전체(2)는 순차로 연결되는 제2 활성 재료층 세그먼트(21)과 제2 베어 포일 세그먼트(22)을 포함하고, 제2 베어 포일 세그먼트(22) 표면에는 활성 재료층(4)이 설치되지 않고, 활성 재료층(4)은 제2 활성 재료층이고, 여기서 제1 활성 재료층와 제2 활성 재료층은 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 제2 활성 재료층 세그먼트(21)의 표면에는 제2 활성 재료층이 설치된다.
권취식 셀(10)은 베어 포일 세그먼트 대향 영역을 포함하고, 베어 포일 세그먼트 대향 영역 내에서, 제1 베어 포일 세그먼트(12)의 일부 영역은 제2 베어 포일 세그먼트(22)과 서로 마주한다. 또는, 제2 베어 포일 세그먼트(22)과 제1 베어 포일 세그먼트(12)은 권취 방향을 따라 서로 대응된다. 다시 말해, 마감 세그먼트(13)은 제1 집전체(1)에서 제2 집전체(2)를 초과한 부분이고, 이렇게 마감 세그먼트(13)의 길이를 합리적으로 설치함으로써 제1 집전체(1)의 마감단(1a)이 제2 집전체(2)의 마감단(2a)을 적어도 반 라운드 초과하도록 할 수 있다. 이로써, 제1 베어 포일 세그먼트(12)과 제2 베어 포일 세그먼트(22)의 대응을 통하여 권취식 셀(10) 내에 하나의 베어 포일 영역, 즉, 베어 포일 세그먼트 대향 영역을 형성시키는바, 당해 베어 포일 영역 내의 집전체 표면에는 활성 재료층(4)이 설치되지 않고, 베어 포일 영역은 권취식 셀(10)의 사용 안전성을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 제1 베어 포일 세그먼트(12)과 제2 베어 포일 세그먼트(22)은 길이가 같고, 제1 베어 포일 세그먼트(12)은 반 라운드 내지 한 라운드이다. 도1, 도2, 도4 및 도7에 도시한 바와 같이, 제1 베어 포일 세그먼트(12)과 제2 베어 포일 세그먼트(22)의 길이는 한 라운드일 수 있고, 물론, 제1 베어 포일 세그먼트(12)과 제2 베어 포일 세그먼트(22)의 길이는 또한 반 라운드, 4분의 3 라운드, 한 라운드 반 등일 수도 있다. 이렇게 설치된 제1 베어 포일 세그먼트(12)과 제2 베어 포일 세그먼트(22)은 베어 포일 영역의 전체 길이를 적당하도록 할 수 있고 권취식 셀(10)의 사용 안전성을 보장하기 유리해질 수 있다.
본 발명의 다른 한 선택적인 실시예에 따르면, 도3, 도5 및 도6에 도시한 바와 같이, 제1 집전체(1)는 순차로 연결되는 제1 활성 재료층 세그먼트(11)과 마감 세그먼트(13)을 포함하고, 제1 활성 재료층 세그먼트(11)의 표면에는 활성 재료층(4)이 설치되고, 마감 세그먼트(13)은 적어도 반 라운드이고, 제2 집전체(2) 표면에는 활성 재료층(4)이 설치되고, 활성 재료층(4)은 제2 집전체(2)의 마감단(2a)으로 연장된다. 상술한 실시예에 비하면, 당해 실시예의 제1 집전체(1)와 제2 집전체(2)는 모두 베어 포일 세그먼트의 설치가 생략되었는바, 이렇게 설치된 권취식 셀(10)은 구조가 컴팩트(compact)하고 배치가 간단하다.
권취 방향을 따라서, 제1 집전체(1)에서, 제1 집전체(1)의 시작단(1b)에서부터 제1 집전체(1)에서 처음으로 만곡이 발생하는 영역까지는 제1 집전체(1)의 시작 세그먼트(14)이고, 권취 반대 방향을 따라서, 제2 집전체(2)에서, 제2 집전체(2) 마감단(2a)에서부터 제2 집전체(2)에서 가장 먼저 만곡이 발생하는 영역까지는 제2 집전체(2)의 바깥 라운드 직선 세그먼트(23)이고,제1 집전체(1)의 시작 세그먼트(14)과 제2 집전체(2)의 바깥 라운드 직선 세그먼트(23)의 수평면에서의 투영에는 중첩되는 영역이 없다. 다시 말해, 권취식 셀(10) 전체를 수평면에 놓는 경우, 제1 집전체(1)의 시작단(1b)과 제2 집전체(2)의 마감단(2a)은 양자 사이에 상호 얽힘이 없고, 가장 많아 2개가 서로 인접하게 되는바, 따라서 권취식 셀(10)의 전체 두께를 감소시키기에 유리하고 권취식 셀(10)의 두께가 증가하는 것을 회피할 수 있다.
진일보 설명한다면, 본 발명에서, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)의 고정 방식은, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)이 접착제(5)를 통해 제1 집전체(1)의 가장 바깥 라운드의 외주면에 접착되는 것이다. 접착제(5)를 사용하면, 한편으로는 제1 집전체(1)의 마감단(1a)이 간단하고 신뢰성 있게 마감되도록 할 수 있고, 다른 한편으로는 권취식 셀(10)의 비용을 저감시킬 수 있다. 물론, 접착제(5)는 다양한 선택이 있는데, 예를 들면, 접착제(5)는 단면 접착, 양면 접착제 및 핫멜트 접착제 중의 적어도 하나일 수 있다. 상술한 임의의 접착제(5)는 모두 제1 집전체(1)의 마감단(1a)을 제1 집전체(1)의 두번째 바깥 라운드에 효과적으로 접착시킬 수 있고 접착 효과 또한 좋다.
예를 들면, 도2와 도12를 결합하여 도시한 바와 같이, 접착제(5)는 양면 접착제 또는 핫멜트 접착제일 수 있고 접착제(5)는 또한 포장팩(20)을 접착하기도 한다. 다시 말해, 당해 접착제(5)는 제1 집전체(1)의 마감단(1a)을 접착할 뿐만 아니라 포장팩(20)을 접착하기도 하는바, 이렇게 당해 접착제(5)를 2가지로 겸용함으로써 더 나아가 비용을 절약할 수 있다.
또 예를 들면, 도7에 도시한 바와 같이, 접착제(5)는 단면 접착이고, 권취식 셀(10)의 제1 집전체(1)의 마감단(1a)에서 떨어진 타측에는 양면 접착제 또는 핫멜트 접착제가 접착되고, 당해 양면 접착제 또는 핫멜트 접착제는 포장팩 접착제(8)이고, 양면 접착제 또는 핫멜트 접착제는 또한 포장팩(20)을 접착한다. 이로써, 제1 집전체(1)의 마감단(1a)을 접착하는 접착제(5)와 포장팩 접착제(8)를 분리함으로써 양자가 상호 간섭되지 않도록 하고, 권취식 셀(10)과 포장팩(20) 사이의 접착 안정성에 유리하게 될 수 있다.
도10과 도11에 도시한 바와 같이, 접착제(5)는 권취식 셀(10)의 2개의 대향되는 표면에 접착되어야 하고, 구체적으로, 접착제(5)는 또한 제1 집전체(1) 마감단에서 떨어진 타측으로 만곡 연장되는바, 예를 들면, 제1 집전체(1) 마감단에서 떨어진 타측까지 0-20mm되도록 연장된다. 이로써, 접착제(5)는 권취식 셀(10)의 전반적인 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 도3 내지 도6에 도시한 바와 같이, 권취식 셀(10)은 제1 전극 탭(6)과 제2 전극 탭(7)을 더 포함하고, 제1 전극 탭(6)은 제1 집전체(1)에 전기적으로 연결되고, 제2 전극 탭(7)은 제2 집전체(2)에 전기적으로 연결되고, 제1 전극 탭(6)과 접착제(5)의 수평면에서의 투영이 중첩되지 않거나, 또는 제2 전극 탭(7)과 접착제(5)의 수평면에서의 투영이 중첩되지 않는다. 이렇게 설치된 제1 전극 탭(6), 제2 전극 탭(7) 및 접착제(5)는 권취식 셀(10)의 두께를 감소시킬 수 있다.
본 명세서의 설명에서, 참조 용어로서 '일 실시예', '일부 실시예', '예시적인 실시예', '예시', '구체적인 예시', 또는 '일부 예시' 등의 설명은 이러한 실시예 또는 예시를 결부하여 설명되는 구체 특징, 구조, 재료 또는 특징점이 본 발명의 적어도 하나의 실시예 또는 예시에 포함됨을 의미한다. 본 명세서에서 상술의 용어에 대한 예시적인 서술은 반드시 동일한 실시예 또는 예시를 가리키는 것이 아니다. 그리고, 설명되는 구체 특징, 구조, 재료 또는 특징점은 임의의 하나 또는 복수 개 실시예 또는 예시에서 적합한 방식으로 결합될 수 있다.
비록 위에서 이미 본 발명의 실시예를 도시 및 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 원리와 주지를 벗어나지 않으면서 이러한 실시예에 대한 다양한 변화, 수정, 치환 및 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있고, 본 발명의 범위는 특허청구범위 및 그 등가물에 의해 한정된다.

Claims (20)

  1. 권취식 셀에 있어서,
    제1 집전체와 제2 집전체를 포함하고,
    권취 방향을 따라서, 상기 제1 집전체의 마감단은 상기 제2 집전체의 마감단을 반 라운드 내지 한 라운드 미만 초과해서 상기 권취식 셀의 가장 바깥 라운드와 두 번째 바깥 라운드가 모두 상기 제1 집전체이고,
    상기 제1 집전체의 마감단은 접착제를 통해 상기 제1 집전체의 가장 바깥 라운드의 외주면에 접착되며,
    상기 접착제는 단면 접착제이고, 상기 권취식 셀의 상기 제1 집전체 마감단에서 떨어진 타측에는 양면 접착제 또는 핫멜트 접착제가 접착되고, 상기 양면 접착제 또는 상기 핫멜트 접착제는 또한 포장팩을 접착하는 것을 특징으로 하는 권취식 셀.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 집전체의 마감단은 상기 제1 집전체의 두번째 바깥 라운드의 외주면에 밀접하는,
    것을 특징으로 하는 권취식 셀.
  4. 제1항에 있어서,
    격리막을 더 포함하고, 상기 격리막은 상기 제1 집전체와 상기 제2 집전체 사이에 개재되고, 권취 방향을 따라서, 상기 격리막의 마감단은 상기 제1 집전체의 마감단과 상기 제2 집전체의 마감단 사이에 위치하는,
    것을 특징으로 하는 권취식 셀.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 집전체의 마감단은 상기 격리막의 마감단을 적어도 반 라운드 초과하는,
    것을 특징으로 하는 권취식 셀.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 권취식 셀은 제1 직선 세그먼트, 제1 만곡 세그먼트, 제2 직선 세그먼트 및 제2 만곡 세그먼트를 포함하고, 상기 제1 집전체의 마감단은 상기 제1 직선 세그먼트 또는 상기 제2 직선 세그먼트에 위치하는,
    것을 특징으로 하는 권취식 셀.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 집전체의 마감단과 상기 제2 집전체의 마감단은 모두 상기 제1 직선 세그먼트 또는 상기 제2 직선 세그먼트에 위치하는,
    것을 특징으로 하는 권취식 셀.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 집전체의 마감단은 상기 제1 직선 세그먼트 또는 상기 제2 직선 세그먼트에 위치하고, 상기 제2 집전체의 마감단은 상기 제1 직선 세그먼트 또는 상기 제2 직선 세그먼트에 위치하고, 상기 제1 집전체의 마감단과 상기 제2 집전체의 마감단은 각각 상기 권취식 셀의 양측에 위치하는,
    것을 특징으로 하는 권취식 셀.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 집전체는 순차로 연결되는 제1 활성 재료층 세그먼트, 제1 베어 포일 세그먼트 및 마감 세그먼트를 포함하고, 상기 제1 베어 포일 세그먼트 표면에는 제1 활성 재료층이 설치되지 않고, 상기 제1 활성 재료층 세그먼트의 표면에는 제1 활성 재료층이 설치되고, 상기 마감 세그먼트는 적어도 반 라운드이고;
    상기 제2 집전체는 순차로 연결되는 제2 활성 재료층 세그먼트와 제2 베어 포일 세그먼트를 포함하고, 상기 제2 활성 재료층 세그먼트의 표면에는 제2 활성 재료층이 설치되고, 상기 제2 베어 포일 세그먼트 표면에는 제2 활성 재료층이 설치되지 않고;
    상기 권취식 셀은 베어 포일 세그먼트 대향 영역을 포함하고, 상기 베어 포일 세그먼트 대향 영역 내에서, 상기 제1 베어 포일 세그먼트의 일부 영역은 상기 제2 베어 포일 세그먼트와 서로 마주하며,
    상기 마감 세그먼트는 제1 집전체에서 제2 집전체를 초과하는 부분인,
    것을 특징으로 하는 권취식 셀.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 베어 포일 세그먼트 대향 영역은 반 라운드 내지 한 라운드인,
    것을 특징으로 하는 권취식 셀.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 집전체는 순차로 연결되는 제1 활성 재료층 세그먼트와 마감 세그먼트를 포함하고, 상기 제1 활성 재료층 세그먼트의 표면에는 활성 재료층이 설치되고, 상기 마감 세그먼트는 적어도 반 라운드이고;
    상기 제2 집전체 표면에는 활성 재료층이 설치되고, 상기 활성 재료층은 상기 제2 집전체의 마감단까지 연장되는,
    것을 특징으로 하는 권취식 셀.
  12. 제1항에 있어서,
    권취 방향을 따라서, 상기 제1 집전체에서, 상기 제1 집전체의 시작단에서부터 상기 제1 집전체에서 처음으로 만곡이 발생하는 영역까지는 상기 제1 집전체의 시작 세그먼트이고;
    권취 반대 방향을 따라서, 제2 집전체에서, 상기 제2 집전체 마감단에서부터 제2 집전체에서 가장 먼저 만곡이 발생하는 영역까지는 제2 집전체의 바깥 라운드 직선 세그먼트이고;
    상기 제1 집전체의 시작 세그먼트와 상기 제2 집전체의 바깥 라운드 직선 세그먼트의 수평면에서의 투영에는 중첩되는 영역이 없는,
    것을 특징으로 하는 권취식 셀.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제1항에 있어서,
    상기 접착제는 또한 상기 제1 집전체 마감단에서 떨어진 타측까지 만곡 연장되는,
    것을 특징으로 하는 권취식 셀.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 권취식 셀은 제1 전극 탭과 제2 전극 탭을 더 포함하고, 상기 제1 전극 탭은 상기 제1 집전체에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 전극 탭은 상기 제2 집전체에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 전극 탭과 상기 접착제의 수평면에서의 투영이 중첩되지 않거나 또는 상기 제2 전극 탭과 상기 접착제의 수평면에서의 투영이 중첩되지 않는,
    것을 특징으로 하는 권취식 셀.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 제1 집전체는 음극 집전체이고, 상기 제2 집전체는 양극 집전체이고; 상기 제1 집전체 본체 재질은 알루미늄이고, 상기 제2 집전체 본체 재질은 구리인,
    것을 특징으로 하는 권취식 셀.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 제1 집전체는 양극 집전체이고, 상기 제2 집전체는 음극 집전체이고; 상기 제1 집전체 본체 재질은 구리이고, 상기 제2 집전체 본체 재질은 알루미늄인,
    것을 특징으로 하는 권취식 셀.
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