KR102555493B1 - Non-aqueous electrolyte rechargeable battery - Google Patents

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아쓰시 니시모토
야스오 다카노
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Abstract

압력의 불균일성을 억제하고, 나아가서는 비수전해질 이차전지의 두께의 증대를 억제하는 것이 가능한, 신규한 동시에 개량된 비수전해질 이차전지 및 비수전해질 이차전지의 제조 방법을 제공하기 위하여, 본 발명은, 전극 및 세퍼레이터가 순차 적층된 전극 적층체, 전극의 표면의 일부에 설치된 집전 탭, 및 집전 탭의 면 방향의 주위에 설치된 충전 부재를 구비한 비수전해질 이차전지가 제공된다. In order to provide a novel and improved non-aqueous electrolyte secondary battery and method for manufacturing a non-aqueous electrolyte secondary battery capable of suppressing pressure non-uniformity and consequently suppressing an increase in the thickness of the non-aqueous electrolyte secondary battery, the present invention provides an electrode electrode and an electrode stack in which separators are sequentially stacked, a current collecting tab installed on a part of the surface of the electrode, and a charging member installed around the surface of the current collecting tab.

Description

비수전해질 이차전지 {NON-AQUEOUS ELECTROLYTE RECHARGEABLE BATTERY}Non-aqueous electrolyte secondary battery {NON-AQUEOUS ELECTROLYTE RECHARGEABLE BATTERY}

본 발명은 비수전해질 이차전지에 관한 것이다. The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery.

최근, 소형 정보 기기의 고기능화에 따라 이차전지의 고성능화, 소형화, 고에너지 밀도화가 요구되고 있다. In recent years, high performance, miniaturization, and high energy density of secondary batteries are required according to the high functionality of small-sized information devices.

특히, 리튬이온(lithium ion) 이차전지 등의 비수전해액을 이용한 비수전해질 이차전지는 전지전압을 높게 할 수 있고, 고 에너지(energy)밀도화가 가능한 점에서 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다.In particular, non-aqueous electrolyte secondary batteries using non-aqueous electrolytes such as lithium ion secondary batteries have been actively researched and developed because they can increase battery voltage and enable high energy density.

그 중에서도 외장재에 라미네이트(Laminate)을 이용하고, 그 안에 전극 적층체 (전극 및 세퍼레이터(separator)를 순차 적층한 것) 및 전해액을 수납한 비수전해질 이차전지는 형상의 자유도가 높고, 박형화가 가능하다는 점에서, 주목을 받고 있다. Among them, a non-aqueous electrolyte secondary battery in which a laminate is used as an exterior material and an electrode laminate (electrodes and separators are sequentially laminated) and an electrolyte is accommodated therein has a high degree of freedom in shape and can be thinned. In this respect, it is attracting attention.

그런데, 비수전해질 이차전지의 제작 공정에서는 전극 적층체를 프레스(press) 하는 경우가 있다. By the way, in the manufacturing process of a non-aqueous electrolyte secondary battery, an electrode laminated body may be pressed.

예를 들면, 전극 적층체를 편평형의 권회 소자로 제조하는 경우에, 전극 적층체를 프레스 한다. For example, when manufacturing an electrode laminate with a flat winding element, the electrode laminate is pressed.

이하, 편평형의 권회 소자의 제작 공정을 간단히 설명한다. Hereinafter, the manufacturing process of the flat type winding element is briefly demonstrated.

먼저, 양극, 음극, 세퍼레이터를 순차 적층하여 전극 적층체를 제작한다. First, an electrode laminate is manufactured by sequentially stacking an anode, a cathode, and a separator.

여기서, 양극, 음극에는 적층 전에 집전 탭(집전 리드 라고도 함)이 용접된다. Here, a current collecting tab (also referred to as a current collecting lead) is welded to the positive and negative electrodes before lamination.

이어서, 전극 적층체를 원통형(위에 기재된 편평형에 맞춰서)으로 권회함으로써, 원통형의 권회 소자를 제작한다. Next, by winding the electrode laminate in a cylindrical shape (according to the flat shape described above), a cylindrical winding element is produced.

여기서, 집전 탭은 권회 소자의 최 내주 부분에 배치된다. Here, the current collecting tab is disposed on the innermost circumferential portion of the winding element.

이어서, 원통형의 권회 소자를 프레스하여 편평형의 권회 소자를 제작한다. Next, the cylindrical winding element is pressed to produce a flat winding element.

특허문헌 1. 일본특허공개 제2003-157888호Patent Document 1. Japanese Patent Laid-Open No. 2003-157888 특허문헌 2. 일본특허공개 제2006-164956호Patent Document 2. Japanese Patent Laid-Open No. 2006-164956 특허문헌 3. 일본특허공개 제2012-174387호Patent Document 3. Japanese Patent Laid-Open No. 2012-174387

전극 적층체에는 전술한 바와 같이 집전 탭이 설치된다. As described above, the current collecting tab is installed in the electrode laminate.

이때, 집전 탭은 전극 적층체의 두께 방향으로 돌출된 구조체로 되어 있다. 이 때문에, 전극 적층체 중, 집전 탭이 형성된 부분은 다른 부분보다 집전 탭의 두께만큼 두꺼워진다. 따라서, 전극 적층체를 프레스 했을 때에, 전극 적층체에 압력이 불균일하게 가해진다. At this time, the current collection tab has a structure protruding in the thickness direction of the electrode laminate. For this reason, in the electrode stack, the portion where the collecting tab is formed is thicker than the other portion by the thickness of the collecting tab. Therefore, when the electrode laminate is pressed, pressure is applied unevenly to the electrode laminate.

또한, 예를 들면, 편평형의 권회 소자를 제작하는 경우, 원통형의 권회 소자를 프레스 한다. 여기서, 집전 탭의 면방향(두께 방향으로 수직인 방향)의 주위에는 전극 적층체 및 집전 탭에 의해 둘러싸인 공간이 형성되어 있다. Further, for example, when manufacturing a flat type winding element, a cylindrical winding element is pressed. Here, a space surrounded by the electrode laminate and the current collecting tab is formed around the surface direction of the current collecting tab (direction perpendicular to the thickness direction).

따라서, 전극 적층체를 프레스 하면, 집전 탭의 두께 방향 위에 존재하는 부분과, 공간의 두께 방향 위에 존재하는 부분에 다른(상이한) 압력이 가해진다. 즉, 전극 적층체에 압력이 불균일하게 가해진다. Therefore, when the electrode laminate is pressed, different (different) pressures are applied to the portion of the current collector tab in the thickness direction and the portion of the space in the thickness direction of the space. That is, pressure is non-uniformly applied to the electrode laminate.

그 결과, 전극 적층체를 구성하는 전극 및 세퍼레이터의 두께에 편차가 생길 수 있다. As a result, variations may occur in the thicknesses of the electrodes and separators constituting the electrode stack.

전극 및 세퍼레이터의 두께에 편차가 생겼을 경우, 충방전시에 전류 밀도가 불균일해 질 수 있다. 그 결과, 전극 적층체 내에서 왜곡 또는 변형이 발생하고, 좌굴(座屈) 등이 생길 수 있다. 이러한 왜곡 또는 변형과 좌굴(座屈)에 의해 리튬 금속의 석출 등이 일어나고, 나아가서는 권회 소자가 두꺼워진다. When the thickness of the electrode and the separator is varied, the current density may become non-uniform during charging and discharging. As a result, distortion or deformation may occur in the electrode laminate, and buckling may occur. Due to such distortion or deformation and buckling, precipitation of lithium metal or the like occurs, and consequently, the winding element becomes thick.

이와 같이, 종래의 비수전해질 이차전지에서는 집전 탭에 의한 두께의 불균일에 기인하여 비수전해질 이차전지의 두께가 증대된다는 문제가 있었다. As described above, in the conventional non-aqueous electrolyte secondary battery, there is a problem that the thickness of the non-aqueous electrolyte secondary battery increases due to non-uniformity in the thickness of the current collecting tab.

이러한 문제는 외장재가 라미네이트 필름으로 이루어지는 경우 특히 현저했다. 즉, 외장재가 금속재의 캔이 되는 경우, 외장재는 권회 소자의 변형을 어느 정도 억제할 수 있다. 그러나, 라미네이트 필름은 금속재의 캔에 비해 강도가 작으므로, 권회 소자의 변형을 억제하기 어렵다. This problem is particularly remarkable when the exterior material is made of a laminated film. That is, when the packaging material is a metal can, the packaging material can suppress the deformation of the winding element to some extent. However, since the strength of the laminate film is lower than that of a metal can, it is difficult to suppress deformation of the winding element.

한편, 특허문헌 1 내지 3은 권회 소자에 관한 기술을 개시하고 있으나, 이들 기술로는 상기 문제를 전혀 해결할 수 없었다. On the other hand, Patent Literatures 1 to 3 disclose technologies relating to winding elements, but the above problems could not be solved at all with these technologies.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명이 목적으로 하는 바는 압력의 불균일성을 억제하고, 나아가 비수전해질 이차전지의 두께의 증대를 억제하는 것이 가능한, 신규하고 개량된 비수전해질 이차전지 및 비수전해질 이차전지의 제조 방법을 제공함에 있다. Therefore, the present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to suppress non-uniformity of pressure, and furthermore, to suppress the increase in the thickness of a non-aqueous electrolyte secondary battery, a novel and improved non-aqueous water It is to provide a method for manufacturing an electrolyte secondary battery and a non-aqueous electrolyte secondary battery.

상기 과제를 해결하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 전극 및 세퍼레이터가 순차 적층된 전극 적층체, 전극의 표면의 일부에 설치된 집전 탭, 및 집전 탭의 면방향의 주위에 설치된 충전 부재를 구비하는 비수전해질 이차전지를 제공한다.In order to solve the above problems, in one aspect, the present invention includes an electrode stack in which electrodes and separators are sequentially stacked, a current collecting tab installed on a part of the surface of the electrode, and a charging member installed around the surface direction of the current collecting tab. A nonaqueous electrolyte secondary battery is provided.

이때, 상기 충전 부재가 전극 적층체와 집전 탭으로 둘러싸이는 공간을 충전할 수 있으므로, 압력의 불균일성을 억제하고, 나아가서는 비수전해질 이차전지의 두께의 증대를 억제할 수 있다. At this time, since the filling member can fill the space surrounded by the electrode laminate and the current collecting tab, pressure unevenness can be suppressed, and consequently, an increase in the thickness of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be suppressed.

또한, 상기 충전 부재의 표면과 집전 탭의 표면은 면일(面一)로 되어 있을 수 있다. Also, the surface of the charging member and the surface of the current collecting tab may be flush with each other.

이 경우, 충전 부재가 전극 적층체와 집전 탭으로 둘러싸이는 공간을 보다 확실하게 충전할 수 있으므로, 압력의 불균일성을 억제하고, 나아가서는 비수전해질 이차전지의 두께의 증대를 억제할 수 있다. In this case, since the filling member can more reliably fill the space surrounded by the electrode laminate and the current collecting tab, pressure unevenness can be suppressed, and consequently, an increase in the thickness of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be suppressed.

또한, 전극 적층체는 전극 및 세퍼레이터가 감긴 권회 소자이며, 집전 탭은 권회 소자의 최내주 부분에 설치되고, 충전 부재는 권회 소자와 전극으로 둘러싸이는 공간에 설치되어도 된다. Further, the electrode laminate may be a winding element in which electrodes and separators are wound, a collector tab may be provided at the innermost circumferential portion of the winding element, and a filling member may be provided in a space surrounded by the winding element and the electrode.

이 경우, 충전 부재가 전극 적층체와 집전 탭으로 둘러싸이는 공간을 보다 확실하게 충전할 수 있으므로, 압력의 불균일성을 억제하고, 나아가서는 비수전해질 이차전지의 두께의 증대를 억제할 수 있다. In this case, since the filling member can more reliably fill the space surrounded by the electrode laminate and the current collecting tab, pressure unevenness can be suppressed, and consequently, an increase in the thickness of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be suppressed.

또한, 세퍼레이터상의 영역은 전극이 형성되는 두꺼운 영역과, 전극이 형성되지 않는 얇은 영역으로 구분되며, 얇은 영역 위에 설치되는 충전 부재는 두꺼운 영역 위에 설치되는 충전 부재보다 두꺼워도 된다. Further, the region on the separator is divided into a thick region where electrodes are formed and a thin region where electrodes are not formed, and the filling member installed on the thin region may be thicker than the filling member installed on the thick region.

이 경우, 충전 부재가 전극 적층체와 집전 탭으로 둘러싸이는 공간을 보다 확실하게 충전할 수 있으므로, 압력의 불균일성을 억제하고, 나아가서는 비수전해질 이차전지의 두께의 증대를 억제할 수 있다. In this case, since the filling member can more reliably fill the space surrounded by the electrode laminate and the current collecting tab, pressure unevenness can be suppressed, and consequently, an increase in the thickness of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be suppressed.

다른 측면에서, 본 발명은, 전극의 표면의 일부에 집전 탭을 형성하는 공정, 상기 집전 탭의 면방향의 주위에 충전 부재를 설치하는 공정, 상기 집전 탭 및 충전 부재가 형성된 전극과 세퍼레이터를 순차 적층함으로써, 전극 적층체를 제작하는 공정, 및 상기 전극 적층체를 프레스 하는 공정을 포함하는 비수전해질 이차전지의 제조 방법을 제공한다. In another aspect, the present invention provides a step of forming a collecting tab on a part of the surface of an electrode, a step of providing a charging member around the surface of the collecting tab, and sequentially forming an electrode and a separator on which the collecting tab and the charging member are formed. Provided is a method for manufacturing a non-aqueous electrolyte secondary battery including a step of manufacturing an electrode laminate by laminating, and a step of pressing the electrode laminate.

이 경우, 충전 부재가 전극 적층체와 집전 탭으로 둘러싸이는 공간을 보다 확실하게 충전할 수 있으므로, 압력의 불균일성을 억제하고, 나아가서는 비수전해질 이차전지의 두께의 증대를 억제할 수 있다. In this case, since the filling member can more reliably fill the space surrounded by the electrode laminate and the current collecting tab, pressure unevenness can be suppressed, and consequently, an increase in the thickness of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be suppressed.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 충전 부재가 전극 적층체와 집전 탭으로 둘러싸이는 공간을 충전할 수 있으므로, 압력의 불균일성을 억제하고, 나아가서는 비수전해질 이차전지의 두께의 증대를 억제할 수 있다. As described above, according to the present invention, since the filling member can fill the space surrounded by the electrode laminate and the current collecting tab, pressure unevenness can be suppressed, and furthermore, an increase in the thickness of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be suppressed. .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 권회 소자의 개략적인 구성을 나타내는 평단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 권회 소자에서 양극, 양극집전 탭, 세퍼레이터, 및 양극충전 부재의 개략적인 구성을 나타내는 설명도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 권회 소자에서 음극, 음극집전 탭, 세퍼레이터, 및 음극충전 부재의 개략적인 구성을 나타내는 설명도이다.
도 4는 비수전해질 이차전지의 변형 예를 나타내는 측단면도이다.
도 5는 종래의 권회 소자를 프레스 하고 있는 모습을 나타내는 평단면도이다.
1 is a cross-sectional plan view showing a schematic configuration of a winding element according to an embodiment of the present invention.
2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a positive electrode, a positive electrode current collector tab, a separator, and a positive electrode charging member in a winding element according to an embodiment of the present invention.
3 is an explanatory view showing a schematic configuration of a negative electrode, a negative electrode current collector tab, a separator, and a negative electrode charging member in a winding element according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional side view showing a modified example of a non-aqueous electrolyte secondary battery.
Fig. 5 is a cross-sectional plan view showing a state in which a conventional winding element is being pressed.

이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Preferred embodiment of this invention is described in detail, referring an accompanying drawing below.

한편, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 중복 설명을 생략한다. Meanwhile, in the present specification and drawings, the same reference numerals are given to components having substantially the same functional configuration, and redundant descriptions are omitted.

<1. 본 발명자에 의한 검토> <1. Review by the present inventors>

본 발명자는 권회 소자에 대하여 검토를 거듭한 결과, 본 실시 형태에 따른 비수전해질 이차전지를 완성하였다. 따라서, 먼저, 도 5에 기초하여 본 발명자가 실시한 검토에 대하여 설명한다. As a result of repeated studies on the winding element, the present inventors have completed a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present embodiment. Therefore, first, based on FIG. 5, the examination conducted by the present inventors will be described.

도 5는 종래의 권회 소자(100)를 프레스 하고 있는 모습을 나타내는 설명도이다. Fig. 5 is an explanatory diagram showing a conventional winding element 100 being pressed.

이를 참조하여, 권회 소자의 제조 방법에 대하여 간단히 설명한다. With reference to this, the manufacturing method of the winding element will be briefly described.

먼저, 띠형 세퍼레이터(120a), 띠형 양극(110), 띠형 세퍼레이터(120b), 및 띠형 음극(130)을 순서대로 적층하여 전극 적층체를 제작한다. First, a strip-shaped separator 120a, a strip-shaped positive electrode 110, a strip-shaped separator 120b, and a strip-shaped negative electrode 130 are sequentially stacked to form an electrode stack.

한편, 양극(110)의 길이 방향(MD방향) 단부에는 적층 전에 집전 탭(115)이 용접된다. Meanwhile, a current collecting tab 115 is welded to an end of the positive electrode 110 in the longitudinal direction (MD direction) before lamination.

마찬가지로, 음극(130)의 길이 방향 단부에는 적층 전에 집전 탭(135)이 용접된다. Similarly, a current collecting tab 135 is welded to the longitudinal end of the negative electrode 130 before lamination.

이어서, 전극 적층체를 원통형으로 감아, 원통형의 권회 소자(100)를 제작한다. 여기에서, 집전 탭(115, 135)은 권회 소자(100)의 최내주 부분에 배치된다. Next, the electrode laminate is wound into a cylindrical shape to produce a cylindrical winding element 100 . Here, the current collecting tabs 115 and 135 are disposed on the innermost circumferential portion of the winding element 100 .

이어서, 원통형의 권회 소자(100)를 프레스함으로써 편평형의 권회 소자(100)를 제작한다. 도 5에 나타내는 화살표 P는 프레스 방향을 나타낸다. Next, the flat winding element 100 is produced by pressing the cylindrical winding element 100 . An arrow P shown in FIG. 5 indicates a press direction.

여기에서, 도 5로부터 명확하게 나타나는 바와 같이, 집전 탭(115, 135)은 전극 적층체의 두께 방향으로 돌출된 구조체로 되어 있다. 이 때문에, 전극 적층체 중 집전 탭(115, 135)이 형성된 부분은 다른 부분보다 집전 탭의 두께만큼 두꺼워진다. Here, as clearly shown from FIG. 5 , the collecting tabs 115 and 135 have a structure protruding in the thickness direction of the electrode laminate. For this reason, the portion of the electrode stack in which the collecting tabs 115 and 135 are formed is thicker than other portions by the thickness of the collecting tab.

따라서, 전극 적층체를 프레스 했을 때에, 전극 적층체에 압력이 불균일하게 가해진다. 구체적으로는 전극 적층체를 프레스 해 나가면, 음극집전 탭(135)의 표면 (음극(30)에 용접되어 있지 않은 쪽의 면)이 세퍼레이터(20a)에 접촉된다. Therefore, when the electrode laminate is pressed, pressure is applied unevenly to the electrode laminate. Specifically, when the electrode stack is pressed, the surface of the negative electrode current collector tab 135 (the surface not welded to the negative electrode 30) comes into contact with the separator 20a.

이때, 집전 탭(115, 135)의 면방향(두께 방향으로 수직인 방향)의 주위에는 전극 적층체 및 집전 탭(115, 135)에 의해 둘러싸인 공간(150, 160)이 형성되어 있다. At this time, spaces 150 and 160 surrounded by the electrode stack and the current collecting tabs 115 and 135 are formed around the surface direction (direction perpendicular to the thickness direction) of the collecting tabs 115 and 135 .

이 상태에서 추가로 전극 적층체를 프레스 하면, 전극 적층체 중, 집전 탭(115, 135)의 두께 방향상에 존재하는 부분과, 공간의 두께 방향상에 존재하는 부분에 상이한 압력이 가해진다. 즉, 전극 적층체에 압력이 불균일하게 가해진다. When the electrode stack is further pressed in this state, a different pressure is applied to a portion of the electrode stack that exists in the thickness direction of the current collecting tabs 115 and 135 and a portion that exists in the thickness direction of the space. That is, pressure is non-uniformly applied to the electrode laminate.

그 결과, 양극(110), 음극(130), 및 세퍼레이터(120a, 120b)의 두께에 편차가 생길 수 있다. 이와 같이, 양극(110), 음극(130), 및 세퍼레이터(120a, 120b)의 두께에 편차가 생겼을 경우, 충방전시에 전류 밀도가 불균일해질 수 있다. 그 결과, 전극 적층체 내에서 왜곡 등이 발생하고, 좌굴(座屈) 등이 생길 수 있다. 따라서, 본 발명자는 압력의 불균일성이 생기는 원인인 공간(150, 160)을 저감시키기 위한 방법에 대해서 검토하였다. As a result, variations may occur in the thicknesses of the positive electrode 110, the negative electrode 130, and the separators 120a and 120b. As described above, when the thicknesses of the positive electrode 110, the negative electrode 130, and the separators 120a and 120b vary, current densities may become non-uniform during charging and discharging. As a result, distortion or the like may occur in the electrode laminate, and buckling or the like may occur. Therefore, the present inventors studied a method for reducing the spaces 150 and 160, which is a cause of pressure non-uniformity.

그 결과, 본 발명자는 공간(150, 160)을 충전 부재로 충전함으로써, 공간(150, 160)의 부피를 저감시키는 것을 생각 해냈다. 그리고, 본 발명자는 이러한 지견에 기초하여 본 실시형태에 따른 비수전해질 이차전지를 완성하였다. As a result, the present inventor came up with reducing the volume of the spaces 150 and 160 by filling the spaces 150 and 160 with a filling member. Based on this knowledge, the present inventors have completed a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present embodiment.

<2. 권회 소자의 구성> <2. Configuration of Winding Element>

다음에, 도 1 내지 도 3에 기초하여 본 실시형태에 따른 비수전해질 이차전지의 구성에 대하여 설명한다. Next, the configuration of the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present embodiment will be described based on FIGS. 1 to 3 .

비수전해질 이차전지(1)은 편평형의 권회 소자(1a)와, 양극집전 탭(15)과, 양극 충전부재(51)와, 음극 집전 탭(35)과, 음극 충전 부재(61)와, 비수전해질용액과, 외장재를 구비한다. A nonaqueous electrolyte secondary battery 1 includes a flat winding element 1a, a positive electrode current collector tab 15, a positive electrode charger 51, a negative electrode collector tab 35, a negative electrode charger 61, and a non-aqueous electrolyte secondary battery. An electrolyte solution and an exterior material are provided.

권회 소자(1a)는 띠형 세퍼레이터(20a), 띠형 양극(10), 띠형 세퍼레이터(20b), 띠형 음극(30)이 이 순으로 적층된 전극 적층체를 길이 방향으로 감고, 화살표P 방향으로 프레스 한 것이다. The winding element 1a is obtained by winding an electrode laminate in which a strip separator 20a, a strip anode 10, a strip separator 20b, and a strip cathode 30 are stacked in this order in this order in the longitudinal direction and pressed in the direction of arrow P. will be.

(띠형 양극 및 양극집전 탭의 구성) (Configuration of strip-type positive electrode and positive electrode current collector tab)

띠형 양극(10) (이하, 간단히 「양극(10)」라고도 함)은 양극 집전체와, 양극 집전체의 양면에 형성된 양극 활물질층을 가진다. The strip-shaped positive electrode 10 (hereinafter, simply referred to as "positive electrode 10") has a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer formed on both surfaces of the positive electrode current collector.

양극 활물질층은 적어도 양극 활물질을 포함하고, 도전제와, 결착제를 추가로 포함하고 있어도 된다. The positive electrode active material layer contains at least a positive electrode active material, and may further contain a conductive agent and a binder.

양극 활물질은 리튬이온을 가역적으로 흡장 및 방출하는 것이 가능한 물질이라면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 코발트 산 리튬(LCO), 니켈 산 리튬, 니켈 코발트 산 리튬, 니켈코발트 알루미늄 산 리튬 (이하, 「NCA」라고 하는 경우도 있음), 니켈코발트 망간 산 리튬 (이하, 「NCM」이라고 하는 경우도 있음), 망간 산 리튬, 인산철 리튬, 황화 니켈, 황화구리, 황, 산화철, 산화 바나듐 등을 들 수 있다. The positive electrode active material is not particularly limited as long as it is a material capable of reversibly occluding and releasing lithium ions, and examples thereof include lithium cobalt oxide (LCO), lithium nickel oxide, lithium nickel cobalt oxide, and lithium nickel cobalt aluminum oxide (hereinafter, " Sometimes referred to as "NCA"), nickel cobalt lithium manganate (hereinafter sometimes referred to as "NCM"), lithium manganate, lithium iron phosphate, nickel sulfide, copper sulfide, sulfur, iron oxide, vanadium oxide, etc. can

이들 양극 활물질은 단독으로 이용될 수도 있고, 2종 이상이 병용될 수도 있다. These positive electrode active materials may be used alone or in combination of two or more.

양극 활물질은 상기에 언급한 양극 활물질의 예 중, 특히 층상암염형 구조를 갖는 천이금속산화물의 리튬 염인 것이 바람직하다. The cathode active material is preferably a lithium salt of a transition metal oxide having a layered rock salt type structure among the examples of the above-mentioned cathode active materials.

이러한 층상암염형 구조를 갖는 천이금속산화물의 리튬 염으로는 예를 들면, Li1 -x-y-zNixCoyAlzO2(NCA) 또는 Li1 -x-y- zNixCoyMnzO2(NCM) (0<x<1, 0<y<1, 0<z<1, 또한 x+y+z<1)으로 표시되는 3원계의 천이금속산화물의 리튬 염을 들 수 있다. Lithium salts of transition metal oxides having such a layered rock salt structure include, for example, Li 1 -xyz Ni x Co y Al z O 2 (NCA) or Li 1 -xy- z Ni x Co y Mn z O 2 ( NCM) (0<x<1, 0<y<1, 0<z<1, also x+y+z<1), and lithium salts of ternary transition metal oxides.

도전제는 예를 들면 케첸 블랙(Ketjenblack), 아세틸렌 블랙(acetylene black) 등의 카본블랙, 천연흑연, 인조흑연 등이지만, 양극의 도전성을 높이기 위한 것이라면 특별히 제한되지 않는다. The conductive agent is, for example, carbon black such as Ketjenblack or acetylene black, natural graphite or artificial graphite, but is not particularly limited as long as it is used to increase the conductivity of the anode.

결착제는 양극 활물질끼리를 결합하는 동시에, 양극 활물질과 양극집전체를 결합한다. The binder binds the positive electrode active material to each other and simultaneously binds the positive electrode active material and the positive electrode current collector.

결착제의 종류는 특별히 한정되지 않고, 종래의 리튬이온 이차전지의 양극 활물질층에 사용된 결착제라면 어떤 것이어도 사용할 수 있다. The type of binder is not particularly limited, and any binder used in a conventional positive electrode active material layer of a lithium ion secondary battery can be used.

예를 들면 폴리 불화 비닐리덴(polyvinylidene fluoride), 불화 비닐리덴(VDF)-헥사플루오로 프로필렌(HFP)공중합체, 불화 비닐리덴-퍼플루오로 비닐에테르(par fluorovinyl ether)공중합체, 불화 비닐리덴-테트라플루오로에틸렌(tetrafluoroethylene)공중합체, 불화 비닐리덴-트리플루오로에틸렌(trifluoroethylene)공중합체, 에틸렌프로필렌 디엔(ethylene-propylene-diene)삼원공중합체, 스티렌 부타디엔 고무(Styrene-butadiene rubber), 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(acrylonitrile-butadiene rubber), 불화 고무(fluororubber), 폴리 아세트산 비닐(polyvinyl acetate), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리에틸렌(polyethylene), 니트로셀룰로오스(cellulose nitrate) 등이지만, 양극 활물질 및 도전제를 양극집전체상에 결착시킬 수 있는 것이라면, 특별히 제한되지 않는다. For example, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride (VDF)-hexafluoropropylene (HFP) copolymer, vinylidene fluoride-perfluorovinyl ether copolymer, vinylidene fluoride- Tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer, ethylene-propylene-diene terpolymer, styrene-butadiene rubber, acrylo Nitrile-butadiene rubber, fluororubber, polyvinyl acetate, polymethylmethacrylate, polyethylene, cellulose nitrate, etc., but cathode active materials and As long as the conductive agent can be bound on the positive electrode current collector, it is not particularly limited.

양극 집전체는 도전체라면 어떤 것이라도 가능하며, 예를 들면, 알루미늄, 스테인리스강, 및 니켈 도금 강 등으로 구성될 수 있다. 양극 집전체에는 양극단자가 접속된다. The cathode current collector may be any conductive material, and may be made of, for example, aluminum, stainless steel, and nickel-plated steel. A positive electrode terminal is connected to the positive electrode current collector.

도 2에 도시한 바와 같이, 양극(10)의 길이(도2 중 좌우 방향(MD방향)의 길이) 및 폭(도 2중 상하 방향(TD방향)의 길이)은 띠형 세퍼레이터(20b) (이하, 간단히 「세퍼레이터(20b)」이라고도 함)보다 작게 되어 있는 것이 바람직하다. 이는 음극(30)과의 단락을 억제하기 위해서이다. As shown in FIG. 2, the length (the length in the left-right direction (MD direction) in FIG. 2) and the width (the length in the top-down direction (TD direction) in FIG. , and is also simply referred to as "separator 20b"). This is to suppress a short circuit with the cathode 30.

이 때문에, 세퍼레이터(20b)상에는 양극(10)이 형성되어 있는 영역(두꺼운 영역)과 양극(10)이 형성되어 있지 않은 영역(얇은 영역)이 존재한다. For this reason, on the separator 20b, there are areas where the anode 10 is formed (thick area) and areas where the anode 10 is not formed (thin area).

도 1 및 도 2에서 영역(70)은 이러한 얇은 영역을 나타낸다. Region 70 in FIGS. 1 and 2 represents this thin region.

양극(10)은 예를 들면, 이하의 방법에 의해 제작된다. The anode 10 is manufactured, for example, by the following method.

즉, 양극 활물질층의 재료를 유기용제 또는 물에 분산시킴으로써 양극합제 슬러리를 형성하고, 이 양극합제 슬러리를 집전체상에 도공한다. That is, a positive electrode mixture slurry is formed by dispersing the material of the positive electrode active material layer in an organic solvent or water, and the positive electrode mixture slurry is coated on the current collector.

이에 따라, 도공층이 형성된다. Thus, a coating layer is formed.

이어서, 도공층을 건조한다. Next, the coating layer is dried.

다음, 건조한 도공층을 양극 집전체와 함께 압연한다. Next, the dry coating layer is rolled together with the positive electrode current collector.

이에 따라, 양극(10)이 제작된다. Thus, the anode 10 is fabricated.

양극집전 탭(15)은, 예를 들면, 양극집전체와 동일한 재료로 구성된다. The positive electrode current collector tab 15 is made of the same material as the positive electrode current collector, for example.

양극집전 탭(15)은 양극(10)의 길이 방향의 선단에 용접된다. The positive electrode current collector tab 15 is welded to the front end of the positive electrode 10 in the longitudinal direction.

또한, 양극집전 탭(15)은 권회 소자(1a)의 최내주 부분에 배치된다. In addition, the positive electrode current collector tab 15 is disposed on the innermost circumferential portion of the winding element 1a.

(양극충전 부재의 구성) (Configuration of cathode filling member)

다음으로, 도 1 및 도 2에 기초하여, 양극충전 부재(51)의 구성에 대하여 설명한다. Next, the configuration of the positive electrode charging member 51 will be described based on FIGS. 1 and 2 .

양극충전 부재(51)는 양극집전 탭(15)의 면방향의 주위, 보다 상세하게는 양극집전 탭(15)과 전극 적층체로 둘러싸이는 영역 (즉 도 5에 나타내는 공간(150))에 설치된다. The positive electrode charging member 51 is installed around the positive electrode collector tab 15 in the plane direction, more specifically, in an area surrounded by the positive electrode collector tab 15 and the electrode stack (that is, the space 150 shown in FIG. 5). .

양극충전 부재(51)는 공간(150)을 충전하기 위한 부재이다. The positive electrode filling member 51 is a member for filling the space 150 .

양극충전 부재(51) 중, 얇은 영역에 설치되는 부분(5lb)은 두꺼운 영역에 설치되는 부분(51a)보다 두꺼운 것이 바람직하다. Of the positive electrode charging member 51, the portion 5lb installed in the thin area is preferably thicker than the portion 51a installed in the thick area.

결과적으로, 양극충전 부재(51)의 표면 (세퍼레이터(20a)에 대향하는 면)은 양극집전 탭(15)의 표면 (양극(10)에 용접되어 있지 않은 쪽의 면)과 면일(面一; 단차 없이 플랫한 상태 또는 수평한 상태)로 되어 있는 것이 바람직하다. As a result, the surface of the positive electrode charging member 51 (the surface facing the separator 20a) is flush with the surface of the positive electrode current collector tab 15 (the surface that is not welded to the positive electrode 10); It is preferable to be in a flat state or a horizontal state without a step difference).

한편, 두꺼운 영역상에 설치되는 부분(51a)의 두께는 양극집전 탭(15)의 두께보다 두꺼워도 된다. On the other hand, the thickness of the portion 51a provided on the thick region may be thicker than the thickness of the positive electrode current collector tab 15.

또한, 양극충전 부재(51)의 폭은 세퍼레이터(20a) (이하, 간단히 「세퍼레이터(20a)」라고도 함), 세퍼레이터(20b)의 폭과 동일한 것이 바람직하다. The width of the positive electrode filling member 51 is preferably the same as that of the separator 20a (hereinafter, simply referred to as "separator 20a") and the separator 20b.

한편, 도 2에서는 각 층의 겹침 상태를 이해하기 쉽게 하기 위해, 양극충전 부재(51)의 외측 단부를 세퍼레이터(20b)의 외측 단부 보다 내측에 그렸다. Meanwhile, in FIG. 2 , the outer end of the positive electrode charging member 51 is drawn inward than the outer end of the separator 20b in order to easily understand the overlapping state of each layer.

또한, 양극충전 부재(51)의 길이L1은 공간(150)을 모두 충전할 수 있게 설정되는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the length L1 of the positive electrode filling member 51 is set so as to fill the entire space 150 .

양극충전 부재(51)을 구성하는 재료는 특별히 제한 되지 않지만, 전해질 존재 하에서 안정적인 재료가 바람직하다. The material constituting the positive electrode charging member 51 is not particularly limited, but a material that is stable in the presence of an electrolyte is preferable.

구체적으로는 절연성의 재료가 바람직하다. Specifically, an insulating material is preferable.

절연성의 재료로는 세퍼레이터(20a, 20b)에 사용되는 재료를 들 수 있다. As an insulating material, the material used for separators 20a and 20b is mentioned.

한편, 절연성의 재료 이외의 재료로서 양극충전 부재(51)에 사용 가능한 재료로는 알루미늄 박 등을 들 수 있다. On the other hand, as materials other than the insulating material that can be used for the anode charging member 51, aluminum foil and the like can be cited.

(음극 및 음극집전 탭의 구성) (Composition of cathode and cathode current collector tab)

띠형 음극(30) (이하, 간단히 「음극(30)」이라고도 함)은 음극 집전체와, 음극 집전체의 양면에 형성된 음극 활물질층을 포함한다. The strip-shaped negative electrode 30 (hereinafter, simply referred to as "negative electrode 30") includes a negative electrode current collector and negative electrode active material layers formed on both sides of the negative electrode current collector.

음극 활물질층은 리튬이온 이차전지의 음극 활물질층으로서 사용되는 것이라면, 어떠한 것이어도 된다. Any negative electrode active material layer may be used as long as it is used as a negative electrode active material layer of a lithium ion secondary battery.

예를 들면, 음극 활물질층은 음극 활물질을 포함하고, 결착제를 추가로 포함하고 있어도 된다. For example, the negative electrode active material layer contains the negative electrode active material and may further contain a binder.

음극 활물질은 예를 들면, 흑연 활물질(인조흑연, 천연흑연, 인조흑연과 천연흑연의 혼합물, 인조흑연을 피복한 천연흑연 등), 규소(Si) 또는 주석(Sn) 또는 그들의 산화물의 미립자와 흑연활물질의 혼합물, 규소 또는 주석의 미립자, 규소 또는 주석을 기본재료로 한 합금, 및 Li4Ti5O12등의 산화 티탄(TiOx)계 화합물 등을 사용할 수 있다. The negative electrode active material includes, for example, graphite active material (artificial graphite, natural graphite, a mixture of artificial graphite and natural graphite, natural graphite coated with artificial graphite, etc.), fine particles of silicon (Si) or tin (Sn) or their oxides, and graphite. Mixtures of active materials, fine particles of silicon or tin, alloys based on silicon or tin, titanium oxide (TiO x ) compounds such as Li 4 Ti 5 O 12 , and the like can be used.

한편, 규소의 산화물은 SiOx (0≤x≤2)로 표시된다. On the other hand, the oxide of silicon is SiO x It is represented by (0≤x≤2).

또한, 음극 활물질로는 이들 이외에, 예를 들면 금속 리튬 등을 사용할 수 있다. In addition, as the negative electrode active material, for example, metal lithium or the like can be used in addition to these.

음극 집전체는 도전체라면 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 구리, 스테인리스 강, 및 니켈 도금 강 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상으로 구성될 수 있다. The anode current collector is not particularly limited as long as it is a conductor, and may be composed of, for example, one or more selected from the group consisting of copper, stainless steel, and nickel-plated steel.

도 3에 도시한 바와 같이, 음극(30)의 길이 (도 3중 좌우 방향(MD방향)의 길이) 및 폭 (도 3중 상하 방향(TD방향)의 길이)은 세퍼레이터(20b)보다 작게 되어 있는 것이 바람직하다. 이는, 양극(10)과의 단락을 억제하기 위해서다. As shown in FIG. 3, the length (length in the left-right direction (MD direction) in FIG. 3) and width (length in the top-down direction (TD direction) in FIG. 3) of the cathode 30 are smaller than those of the separator 20b. It is desirable to have This is to suppress a short circuit with the positive electrode 10.

단, 음극(30)의 길이 및 폭은 양극(10)의 길이 및 폭보다 커도 된다. 이 때문에, 세퍼레이터(20b)상에는 음극(30)이 형성되어 있는 영역(두꺼운 영역)과 음극(30)이 형성되어 있지 않은 영역(얇은 영역)이 존재한다. 도 1 및 도 3 중의 영역(71)은 얇은 영역을 나타낸다. However, the length and width of the cathode 30 may be greater than the length and width of the anode 10 . For this reason, on the separator 20b, a region where the cathode 30 is formed (thick region) and a region where the cathode 30 is not formed (thin region) exist. Area 71 in FIGS. 1 and 3 represents a thin area.

음극(30)은 예를 들면, 이하의 방법에 의해 제작된다. Cathode 30 is produced, for example, by the following method.

먼저, 음극 활물질 및 결착제를 원하는 비율로 혼합한 것을, 유기 용매 (예를 들면 N-메틸-2-피롤리돈)에 분산시켜 슬러리를 형성한다. First, a slurry is formed by dispersing a mixture of a negative electrode active material and a binder in a desired ratio in an organic solvent (for example, N-methyl-2-pyrrolidone).

다음, 슬러리를 음극 집전체상에 형성 (예를 들면, 도공)하고, 건조시켜, 음극 활물질층을 형성한다. Next, the slurry is formed (eg, coated) on the negative electrode current collector and dried to form a negative electrode active material layer.

또한, 압축기에 의해 음극 활물질층을 원하는 두께가 되도록 압축한다. In addition, the negative electrode active material layer is compressed to a desired thickness by a compressor.

이에 따라, 음극(30)이 제조된다. Thus, the negative electrode 30 is manufactured.

여기서, 음극 활물질층의 두께는 특별히 제한되지 않는데, 리튬이온 이차전지의 음극 활물질층이 갖는 두께이면 된다. Here, the thickness of the negative electrode active material layer is not particularly limited, but may be the thickness of the negative electrode active material layer of the lithium ion secondary battery.

또한, 음극 활물질층으로서 금속 리튬을 이용하는 경우, 음극 집전체에 금속 리튬 박을 겹치면 된다. In the case of using metallic lithium as the negative electrode active material layer, a metallic lithium foil may be overlapped on the negative electrode current collector.

음극집전 탭(35)은, 예를 들면, 음극 집전체와 동일한 재료로 구성된다. The negative electrode current collector tab 35 is made of the same material as the negative electrode current collector, for example.

음극집전 탭(35)은 음극(30)의 길이 방향의 선단에 용접된다. The negative electrode current collector tab 35 is welded to the front end of the negative electrode 30 in the longitudinal direction.

또한, 음극집전 탭(35)은 권회 소자(1a)의 최내주 부분에 배치된다. In addition, the negative electrode current collector tab 35 is disposed on the innermost circumferential portion of the winding element 1a.

(음극충전 부재의 구성) (Configuration of negative electrode charging member)

다음으로, 도 1 및 도 3에 기초하여 음극충전 부재(61)의 구성에 대하여 설명한다. Next, the configuration of the negative electrode filling member 61 will be described based on FIGS. 1 and 3 .

음극충전 부재(61)는 기본적으로는 양극충전 부재(51)와 동일하다. The negative electrode charging member 61 is basically the same as the positive electrode charging member 51 .

즉, 음극충전 부재(61)는 음극집전 탭(35)의 면방향의 주위, 보다 상세하게는 음극집전 탭(35)과 전극 적층체로 둘러싸이는 영역 (즉 도 5에 나타내는 공간(160))에 설치된다. That is, the negative electrode charging member 61 is located around the negative electrode current collector tab 35 in the plane direction, more specifically, in the area surrounded by the negative electrode current collector tab 35 and the electrode stack (that is, the space 160 shown in FIG. 5). installed

음극충전 부재(61)는 공간(160)을 충전하기 위한 부재다. The negative electrode filling member 61 is a member for filling the space 160 .

음극충전 부재(61) 중, 얇은 영역에 설치되는 부분(6lb)은 두꺼운 영역에 설치되는 부분(61a)보다 두꺼운 것이 바람직하다. Of the negative electrode charging member 61, the portion 6lb provided in the thin region is preferably thicker than the portion 61a provided in the thick region.

결과적으로, 음극충전 부재(61)의 표면 (권회 소자(1a)를 프레스 했을 때에 음극(30)에 접촉하는 면)은 음극집전 탭(35)의 표면(음극(30)에 용접 되어 있지 않은 쪽의 면)과 면일로 되어 있는 것이 바람직하다. As a result, the surface of the negative electrode charging member 61 (the surface that contacts the negative electrode 30 when the winding element 1a is pressed) is the surface of the negative electrode current collector tab 35 (the side that is not welded to the negative electrode 30). It is preferable that it is made of cotton) and cotton.

한편, 두꺼운 영역상에 설치되는 부분(61a)의 두께는 음극집전 탭(35)의 두께보다 두꺼워도 된다. On the other hand, the thickness of the portion 61a provided on the thick region may be thicker than the thickness of the negative electrode current collector tab 35.

또한, 음극충전 부재(61)의 폭은 세퍼레이터(20a, 20b)의 폭과 동일한 것이 바람직하다. Also, the width of the negative electrode filling member 61 is preferably the same as that of the separators 20a and 20b.

한편, 도 3에서는 각 층의 겹침 상태를 이해하기 쉽게 하기 위해, 음극충전 부재(61)의 외측엣지를 세퍼레이터(20b)의 외측 엣지보다 내측에 그렸다. Meanwhile, in FIG. 3, the outer edge of the negative electrode charging member 61 is drawn on the inner side of the outer edge of the separator 20b in order to easily understand the overlapping state of each layer.

또한, 음극충전 부재(61)의 길이L2은 공간(160)을 모두 충전 할 수 있게 설정되는 것이 바람직하다. In addition, the length L2 of the negative electrode filling member 61 is preferably set to fill the entire space 160 .

음극충전 부재(61)를 구성하는 재료는 양극충전 부재(51)와 동일하면 된다.The material constituting the negative electrode charging member 61 may be the same as that of the positive electrode charging member 51 .

(세퍼레이터의 구성) (Configuration of Separator)

세퍼레이터(20a, 20b)는 특별히 제한 되지 않고, 리튬이온 이차전지의 세퍼레이터로서 사용되는 것이라면, 어떠한 것이어도 된다. The separators 20a and 20b are not particularly limited, and may be any as long as they are used as separators for lithium ion secondary batteries.

세퍼레이터(20a, 20b)로는 우수한 고율방전 성능을 나타내는 다공질막이나 부직포 등을 단독 혹은 병용하는 것이 바람직하다. As the separators 20a and 20b, it is preferable to use a porous film or non-woven fabric that exhibits excellent high-rate discharge performance alone or in combination.

세퍼레이터(20a, 20b)를 구성하는 수지로는 예를 들면 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene)등으로 대표되는 폴리올레핀(polyolefin)계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate)등으로 대표되는 폴리에스테르(Polyester)계 수지, PVDF, 불화 비닐리덴(VDF)-헥사플루오로 프로필렌(HFP)공중합체, 불화 비닐리덴-퍼플루오로 비닐에테르(par fluorovinyl ether)공중합체, 불화 비닐리덴-테트라플루오로에틸렌(tetrafluoroethylene)공중합체, 불화 비닐리덴-트리플루오로에틸렌(trifluoroethylene)공중합체, 불화 비닐리덴-플루오로에틸렌(fluoroethylene)공중합체, 불화 비닐리덴-헥사플루오로 아세톤(hexafluoroacetone)공중합체, 불화 비닐리덴-에틸렌(ethylene)공중합체, 불화 비닐리덴-프로필렌(propylene)공중합체, 불화 비닐리덴-트리플루오로 프로필렌(trifluoro propylene)공중합체, 불화 비닐리덴-테트라플루오로에틸렌(tetrafluoroethylene)-헥사플루오로 프로필렌(hexafluoropropylene)공중합체, 불화 비닐리덴-에틸렌(ethylene)-테트라플루오로에틸렌(tetrafluoroethylene)공중합체 등을 들 수 있다. Resins constituting the separators 20a and 20b include, for example, polyolefin resins represented by polyethylene, polypropylene, etc., polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate ( Polyester resin represented by polybutylene terephthalate, etc., PVDF, vinylidene fluoride (VDF)-hexafluoropropylene (HFP) copolymer, vinylidene fluoride-perfluorovinyl ether (par fluorovinyl ether) copolymer , Vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-fluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoroacetone (hexafluoroacetone) copolymer, vinylidene fluoride-ethylene (ethylene) copolymer, vinylidene fluoride-propylene copolymer, vinylidene fluoride-trifluoro propylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoro and ethylene (tetrafluoroethylene)-hexafluoropropylene (hexafluoropropylene) copolymer, vinylidene fluoride-ethylene (ethylene) -tetrafluoroethylene (tetrafluoroethylene) copolymer and the like.

또한, 세퍼레이터(20a, 20b)의 양면에는 접착층이 형성되는 것이 바람직하다. In addition, an adhesive layer is preferably formed on both surfaces of the separators 20a and 20b.

접착층은 각 전극과 세퍼레이터(20a, 20b)의 접착력을 향상시키는 것이며, 다공질체로 되어 있다. The adhesive layer improves the adhesive strength between each electrode and the separators 20a and 20b, and is made of a porous body.

접착층은 비수전해질 이차전지에 사용되는 것이라면 특별히 제한 되지 않는다. The adhesive layer is not particularly limited as long as it is used for non-aqueous electrolyte secondary batteries.

접착층을 구성하는 바람직한 수지로는 폴리 불화 비닐리덴(PVDF)계의 플루오르수지를 들 수 있다. Preferable resins constituting the adhesive layer include polyvinylidene fluoride (PVDF)-based fluororesins.

이러한 플루오르수지로는 예를 들면, PVDF 외에 불화 비닐리덴(VDF)과 다른 단량체(헥사플루오로 프로필렌(HFP)등)의 공중합체 등을 들 수 있다. Examples of such a fluororesin include copolymers of vinylidene fluoride (VDF) and other monomers (such as hexafluoropropylene (HFP)) in addition to PVDF.

플루오르계 수지를 포함하는 접착층은 예를 들면 이하의 제1 방법 또는 제2 방법에 의해 세퍼레이터(20a, 20b)의 표면에 형성된다. An adhesive layer containing a fluorine-based resin is formed on the surfaces of the separators 20a and 20b by, for example, the first method or the second method described below.

제1방법에서는 NMP(N-메틸 피롤리돈), 디메틸 아세트아미드, 아세톤(acetone) 등의 유기용제 중에 플루오르수지를 용해시켜 슬러리(slurry)를 제작한다. In the first method, a slurry is prepared by dissolving a fluororesin in an organic solvent such as NMP (N-methylpyrrolidone), dimethylacetamide, or acetone.

그리고, 이 슬러리를 세퍼레이터(20a, 20b)에 도공 후, 물, 메탄올, 트리프로필렌글리콜 등의 빈(貧)용매를 이용해서 플루오르수지를 상(相)분리시킴으로써 플루오르수지를 다공질화시킨 접착층을 형성한다. Then, after coating the slurry on the separators 20a and 20b, the fluororesin is phase-separated using a poor solvent such as water, methanol, or tripropylene glycol, thereby forming an adhesive layer in which the fluororesin is made porous. do.

제2 방법에서는 플루오르수지를 디메틸 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트 등을 용매로 하는 가열 전해액 중에 용해시켜 가열 슬러리를 제작한다. In the second method, a heated slurry is prepared by dissolving a fluororesin in a heated electrolyte solution using dimethyl carbonate, propylene carbonate, ethylene carbonate, or the like as a solvent.

그리고, 이 가열 슬러리를 세퍼레이터(20a, 20b)에 도공하여 도공층을 형성한다. Then, the heated slurry is coated on the separators 20a and 20b to form a coated layer.

그리고, 도공층을 냉각함으로써, 플루오르수지를 겔(전해액으로 팽윤된 다공질막)로 전이시킨다. Then, by cooling the coated layer, the fluororesin is transformed into a gel (a porous film swollen with an electrolyte solution).

즉, 접착층을 제작한다. That is, an adhesive layer is produced.

이러한 접착층을 세퍼레이터(20a, 20b)의 표면에 형성하는 취지는 이하와 같다. The purpose of forming such an adhesive layer on the surfaces of the separators 20a and 20b is as follows.

즉, 외장재가 라미네이트가 되는 경우, 충방전에 따라 양극(10), 음극(30)의 팽창 수축이 일어나기 쉽다. That is, when the exterior material is a laminate, expansion and contraction of the positive electrode 10 and the negative electrode 30 tend to occur according to charging and discharging.

그리고, 이러한 팽창 수축의 결과, 비수전해질 이차전지(1)내부의 응력이 집중하는 부분이 생기고, 그곳을 기점으로 하여 비수전해질 이차전지(1)의 좌굴(座屈), 왜곡이 생기는 경우가 있다. And, as a result of such expansion and contraction, a part where stress is concentrated inside the non-aqueous electrolyte secondary battery 1 occurs, and buckling and distortion of the non-aqueous electrolyte secondary battery 1 may occur from there. .

또한, 좌굴(座屈), 왜곡이 발생함으로써, 양극(10), 음극(30) 사이의 극간 거리가 불균일해져, 리튬이온이 원활한 이동을 방해할 수 있다. In addition, due to buckling and distortion, the interelectrode distance between the positive electrode 10 and the negative electrode 30 becomes non-uniform, which may hinder the smooth movement of lithium ions.

그 결과, 충방전 사이클에 수반하는 용량 열화나 전지두께의 증가가 현저해진다. As a result, deterioration in capacity and increase in battery thickness accompanying charge/discharge cycles become remarkable.

따라서, 비수전해질 이차전지(1)의 좌굴(座屈), 왜곡을 억제하기 위하여 세퍼레이터(20a, 20b)의 표면에 접착층을 형성한다. Therefore, in order to suppress buckling and distortion of the non-aqueous electrolyte secondary battery 1, an adhesive layer is formed on the surfaces of the separators 20a and 20b.

접착층을 세퍼레이터(20a, 20b)의 표면에 형성함으로써, 세퍼레이터(20a, 20b)와 각 전극과의 접착력이 향상되므로, 전지의 내부응력에 따른 왜곡, 양음극간의 극간 거리가 불균일해지는 것을 억제하는 것을 기대할 수 있다. By forming the adhesive layer on the surface of the separators 20a and 20b, the adhesive strength between the separators 20a and 20b and each electrode is improved, thereby suppressing distortion due to the internal stress of the battery and non-uniform interelectrode distance between the positive and negative electrodes. can be expected

단, 접착층의 접착성을 발현시키기 위해, 전해액 존재 하에 일정한 압력, 온도로 전극 적층체를 프레스 하는 이른바 열(heat) 프레스 공정이 필요하게 된다. However, in order to express the adhesiveness of the adhesive layer, a so-called heat press step of pressing the electrode laminate at a constant pressure and temperature in the presence of an electrolyte solution is required.

상기 열 프레스 공정은 폴리머의 졸 겔 전이가 일어나는 높은 온도에서 행해진다. 이에 의해, 접착층 중의 폴리머가 전극 혹은 세퍼레이터의 미세공에 들어온다(이른바 앵커 효과). The hot press process is performed at a high temperature at which the sol-gel transition of the polymer occurs. As a result, the polymer in the adhesive layer enters the micropores of the electrode or separator (the so-called anchor effect).

또한, 접착층 중의 폴리머는 전극표면에 존재하는 바인더와 상호작용한다. In addition, the polymer in the adhesive layer interacts with the binder present on the electrode surface.

이들 작용에 의해, 전극간의 접착력이 발현된다. By these actions, the adhesive force between the electrodes is expressed.

열 프레스의 조건은 특별히 제한 되지 않지만, 예를 들면, 온도는 25 내지 150℃, 압력은 10 내지 100kgf/cm2인 것이 바람직하다. Conditions for the hot press are not particularly limited, but, for example, the temperature is preferably 25 to 150° C. and the pressure is 10 to 100 kgf/cm 2 .

온도가 25℃ 미만이 되는 경우, 세퍼레이터(20a, 20b)와 양극(10), 음극(30)과의 접착력이 충분하지 않게 될 가능성이 있다. When the temperature is less than 25° C., there is a possibility that the adhesive force between the separators 20a and 20b and the positive electrode 10 and the negative electrode 30 may not be sufficient.

온도가 150℃를 넘는 경우, 전해액이 비등하여 가스가 발생할 가능성이 있다. When the temperature exceeds 150°C, there is a possibility that the electrolyte solution boils and gas is generated.

압력이 10kgf/cm2 미만이 되는 경우, 세퍼레이터(20a, 20b)와 양극(10), 음극(30)과의 접착력이 충분하지 않게 될 가능성이 있다. When the pressure is less than 10 kgf/cm 2 , there is a possibility that the adhesive force between the separators 20a and 20b and the positive electrode 10 and the negative electrode 30 may not be sufficient.

압력이 100kgf/cm2를 넘는 경우, 전극 적층체가 지나치게 압축되어, 특성이 오히려 저하될 가능성이 있다. When the pressure exceeds 100 kgf/cm 2 , there is a possibility that the electrode laminate is excessively compressed and the characteristics are rather deteriorated.

본 실시형태에서는 충전 부재(51, 61)가 집전 탭(15, 35)의 면방향의 주위에 설치되므로, 열 프레스 시에 전극 적층체에 가해지는 압력을 보다 균일하게 할 수 있다. In this embodiment, since the filling members 51 and 61 are provided around the surface direction of the collector tabs 15 and 35, the pressure applied to the electrode laminate during hot pressing can be more uniform.

그 결과, 접착층의 접착력을 양극(10), 음극(30)의 계면상에서 보다 균일하게 할 수 있고, 또한, 접착층의 두께도 보다 균일하게 할 수 있다. As a result, the adhesive strength of the adhesive layer can be made more uniform on the interface between the positive electrode 10 and the negative electrode 30, and the thickness of the adhesive layer can be made more uniform.

그 결과, 비수전해질 이차전지(1)의 왜곡, 좌굴(座屈) 등을 억제할 수 있다.As a result, distortion, buckling, and the like of the non-aqueous electrolyte secondary battery 1 can be suppressed.

한편, 접착층에는 비수전해질 이차전지(1)의 내열성 등을 향상하기 위하여, 내열성 필러를 첨가할 수도 있다. Meanwhile, a heat-resistant filler may be added to the adhesive layer in order to improve heat resistance of the non-aqueous electrolyte secondary battery 1 .

내열성 필러는 예를 들면 세라믹 입자이며, 보다 구체적으로는 금속산화물 입자이다. The heat-resistant filler is, for example, ceramic particles, more specifically, metal oxide particles.

금속산화물입자로는 예를 들면 알루미나, 베마이트, 티타니아, 지르코니아, 마그네시아, 산화 아연, 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘 등의 미립자를 들 수 있다. Examples of the metal oxide particles include fine particles of alumina, boehmite, titania, zirconia, magnesia, zinc oxide, aluminum hydroxide, and magnesium hydroxide.

(비수전해질용액의 구성) (Composition of non-aqueous electrolyte solution)

비수전해질용액은 전해질을 유기 용매에 용해시킨 용액이다. 이때, 전해질은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 본 실시형태에서는 리튬 염을 사용 할 수 있다. A non-aqueous electrolyte solution is a solution in which an electrolyte is dissolved in an organic solvent. At this time, the electrolyte is not particularly limited, and for example, a lithium salt may be used in the present embodiment.

리튬염으로는 예를 들면,LiClO4, LiBF4, LiAsF6, LiPF6, LiPF6 -x (Cn(F)2n + 1)x (단, 1 < x < 6, n=1 또는 2), LiSCN, LiBr, LiI, Li2SO4, Li2B10Cl10, NaClO4, NaI, NaSCN, NaBr, KClO4, KSCN 등의 리튬(Li), 나트륨(Na) 또는 칼륨(K)중 1종을 포함하는 무기 이온 염, LiCF3SO3,LiN(CF3SO2)2,LiN(C2F5SO2)2,LiN(CF3SO2)(C4F9SO2),LiC(CFSO2)3,LiC(C2F5SO2)3,(CH3)4NBF4,(CH3)4NBr,(C2H5)4NClO4,(C2H5)4NI,(C3H7)4NBr,(n-C4H9)4NClO4,(n-C4H9)4NI, (C2F5)4N-말레이트, (C2H5)4N-벤조에이트, (C2H5)4N-프탈레이트, 스테아릴 술폰산 리튬(stearyl sulfonic acid lithium), 옥틸 술폰산 리튬(octyl sulfonic acid), 도데실 벤젠 술폰산 리튬(dodecyl benzene sulphonic acid) 등의 유기 이온염 등을 들 수 있으며, 이들 이온성 화합물을 단독 혹은 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다. Lithium salts include, for example, LiClO 4 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiPF 6 -x (Cn(F) 2n + 1 ) x (provided that 1 < x < 6, n = 1 or 2), One of lithium (Li), sodium (Na) or potassium (K) such as LiSCN, LiBr, LiI, Li 2 SO 4 , Li 2 B 10 Cl 10 , NaClO 4 , NaI, NaSCN, NaBr, KClO 4 , KSCN Inorganic ionic salts containing LiCF 3 SO 3 ,LiN(CF 3 SO 2 )2,LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 ,LiN(CF 3 SO 2 )(C 4 F 9 SO 2 ),LiC( CF 3 SO 2 ) 3 ,LiC(C 2 F 5 SO 2 ) 3 , (CH 3 )4NBF 4 , (CH3)4NBr, (C 2 H 5 )4NClO 4 , (C 2 H 5 )4NI, (C 3 H 7 )4NBr, (nC 4 H 9 )4NClO 4 , (n-C4H 9 )4NI, (C 2 F 5 )4N-malate, (C 2 H 5 )4N-benzoate, (C 2 H 5 ) organic ion salts such as 4N-phthalate, stearyl sulfonic acid lithium, octyl sulfonic acid lithium, and dodecyl benzene sulphonic acid; may be used alone or in combination of two or more.

한편, 전해질염의 농도는 종래의 리튬 이차전지에서 사용되는 비수전해액과 동일하면 되며, 특별히 제한은 없다. On the other hand, the concentration of the electrolyte salt may be the same as that of the non-aqueous electrolyte used in conventional lithium secondary batteries, and is not particularly limited.

본 실시형태에서는 적당한 리튬 화합물(전해질염)을 0.8~1.5mol/L정도의 농도로 함유시킨 비수전해액을 사용 할 수 있다. In this embodiment, a non-aqueous electrolyte containing an appropriate lithium compound (electrolyte salt) at a concentration of about 0.8 to 1.5 mol/L can be used.

또한, 유기 용매로는 예를 들면, 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate), 부틸렌 카보네이트(ethylene carbonate), 클로로에틸렌 카보네이트(chloroethylene carbonate), 비닐렌 카보네이트(vinylene carbonate) 등의 환형탄산에스테르(ester)류; γ-부티로락톤(butyrolactone), γ-발레로 락톤(valerolactone) 등의 환형에스테르류; 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate), 디에틸카보네이트(diethyl carbonate), 에틸 메틸 카보네이트(ethyl methyl carbonate) 등의 쇄상 카보네이트류;포름산 메틸(methyl formate), 아세트산 메틸(methyl acetate), 부티르산 메틸(butyric acid methyl), 아세트산에틸(ethyl acetate), 피로피온산에틸(ethyl propionate) 등의 쇄상에스테르류; 테트라하이드로푸란(Tetrahydrofuran) 또는 그 유도체;1,3-디옥산(dioxane), 1,4-디옥산(dioxane), 1,2-디메톡시에탄(dimethoxyethane), 1,4-디부톡시에탄(dibutoxyethane), 메틸 디글라임(methyl diglyme) 등의에테르(ether)류; 아세토니트릴(acetonitrile), 벤조니트릴(benzonitrile) 등의 니트릴(nitrile)류; 디옥솔란(Dioxolane) 또는 그 유도체; 에틸렌 설파이드(ethylene sulfide), 설포란(sulfolane), 술톤(sultone) 또는 그 유도체 등의 단독 또는 그들 2종 이상의 혼합물 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. In addition, as the organic solvent, for example, propylene carbonate (propylene carbonate), ethylene carbonate (ethylene carbonate), butylene carbonate (ethylene carbonate), chloroethylene carbonate (chloroethylene carbonate), vinylene carbonate (vinylene carbonate), such as cyclic carbonic acid esters; cyclic esters such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone; Chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate; methyl formate, methyl acetate, and methyl butyric acid , chain esters such as ethyl acetate and ethyl propionate; Tetrahydrofuran or its derivatives; 1,3-dioxane, 1,4-dioxane, 1,2-dimethoxyethane, 1,4-dibutoxyethane ), ethers such as methyl diglyme; nitriles such as acetonitrile and benzonitrile; Dioxolane or its derivatives; ethylene sulfide, sulfolane, sultone, or a derivative thereof, or the like alone or in a mixture of two or more thereof, but is not limited thereto.

비수전해질용액은 세퍼레이터(20a, 20b)에 함침된다. The non-aqueous electrolyte solution is impregnated into the separators 20a and 20b.

한편, 상기 각 전극에는 공지된 도전 보조제, 첨가제 등을 적당히 첨가할 수도 있다. On the other hand, known conductive additives, additives, and the like may be appropriately added to each of the electrodes.

(외장재의 구성) (Composition of exterior materials)

외장재의 구성은 특별히 제한 되지 않고, 비수전해질 이차전지에 적용 가능한 것이라면 본 실시형태에서도 적합하게 사용 가능하다. The configuration of the exterior material is not particularly limited, and any material applicable to the non-aqueous electrolyte secondary battery can be suitably used in the present embodiment.

예를 들면, 외장재는 알루미늄 라미네이트 등의 라미네이트일 수도 있다. For example, the exterior material may be a laminate such as an aluminum laminate.

외장재가 라미네이트가 되는 경우, 외장재는 전극 적층체의 형상변화를 억제하기 어렵다. When the exterior material is a laminate, it is difficult for the exterior material to suppress the shape change of the electrode laminate.

따라서, 본 실시형태에 의한 효과가 특히 현저하게 나타난다. Therefore, the effect by this embodiment is especially remarkable.

한편, 도 1에서는 충전 부재를 양극집전 탭(15)의 주위, 음극집전 탭(35)의 주위에 설치했지만, 어느 한쪽의 주위에만 설치할 수도 있다. Meanwhile, in FIG. 1, the charging member is provided around the positive electrode current collector tab 15 and the negative electrode current collector tab 35, but it may be installed only around either one.

이 경우라도, 두께의 증가를 억제할 수 있다. Even in this case, the increase in thickness can be suppressed.

물론, 양극집전 탭(15)의 주위, 음극집전 탭(35)의 주위의 양쪽에 충전 부재를 설치하는 것이 바람직하다. Of course, it is preferable to provide charging members both around the positive electrode current collector tab 15 and around the negative electrode current collector tab 35 .

<3. 비수전해질 리튬이온 이차전지의 제조 방법> <3. Manufacturing method of non-aqueous electrolyte lithium ion secondary battery>

다음에, 비수전해질 리튬이온 이차전지의 제조 방법에 대하여 설명한다. Next, a method for manufacturing a non-aqueous electrolyte lithium ion secondary battery will be described.

(띠형 양극의 제작 및 집전 탭의 부착) (Production of strip-shaped anode and attachment of current collector tab)

양극(10)은 예를 들면, 이하의 방법에 의해 제작된다. The anode 10 is manufactured, for example, by the following method.

즉, 양극 활물질층의 재료를 유기 용매나 물에 분산시켜 양극합제 슬러리를 형성하고, 이 양극합제 슬러리를 집전체상에 도공한다. That is, the material of the positive electrode active material layer is dispersed in an organic solvent or water to form a positive electrode mixture slurry, and the positive electrode mixture slurry is coated on the current collector.

이에 따라, 도공층이 형성된다. Thus, a coating layer is formed.

이어서, 도공층을 건조한다. Next, the coating layer is dried.

이어서, 건조한 도공층을 양극집전체와 함께 압연한다. Then, the dry coating layer is rolled together with the positive electrode current collector.

이에 따라, 양극(10)이 제작된다. Thus, the anode 10 is fabricated.

이어서, 양극(10)의 길이 방향선단에 양극집전 탭(15)을 용접한다. Subsequently, the positive electrode current collector tab 15 is welded to the longitudinal end of the positive electrode 10 .

(띠형 음극의 제작 및 집전 탭의 부착) (Production of strip-shaped negative electrode and attachment of collecting tab)

음극(30)은 예를 들면, 이하의 방법에 의해 제작된다. Cathode 30 is produced, for example, by the following method.

먼저, 음극 활물질 및 결착제를 원하는 비율로 혼합한 것을, 용매 (예를 들면 물, 유기 용매 (예를 들면 N-메틸-2-피롤리돈) 등)에 분산시켜 슬러리를 형성한다. First, a slurry is formed by dispersing a mixture of a negative electrode active material and a binder in a desired ratio in a solvent (eg, water, an organic solvent (eg, N-methyl-2-pyrrolidone), etc.).

다음에, 슬러리를 음극 집전체 상에 형성 (예를 들면 도공)하고, 건조시켜, 음극 활물질층을 형성한다. Next, the slurry is formed (for example, coated) on the negative electrode current collector and dried to form a negative electrode active material layer.

또한, 압축기에 의해 음극 활물질층을 원하는 두께가 되게 압축한다. In addition, the negative electrode active material layer is compressed to a desired thickness by a compressor.

이에 따라, 음극(30)이 제조된다. Thus, the negative electrode 30 is manufactured.

여기서, 음극 활물질층의 두께는 특별히 제한 되지 않고, 리튬이온 이차전지의 음극 활물질층이 갖는 두께라면 된다. Here, the thickness of the negative electrode active material layer is not particularly limited, and may be as long as the thickness of the negative electrode active material layer of the lithium ion secondary battery.

또한, 음극 활물질층으로서 금속 리튬을 이용하는 경우, 음극 집전체에 금속 리튬 박을 겹치면 된다. In the case of using metallic lithium as the negative electrode active material layer, a metallic lithium foil may be overlapped on the negative electrode current collector.

이어서, 음극(30)의 길이 방향선단에 음극집전 탭(35)을 용접한다. Next, the negative electrode current collector tab 35 is welded to the end of the negative electrode 30 in the longitudinal direction.

(권회 소자 및 전지의 제조 방법) (Manufacturing method of winding element and battery)

이어서, 세퍼레이터(20b)의 한 쪽 표면에 양극(10)을 적층한다. Next, the positive electrode 10 is laminated on one surface of the separator 20b.

이어서, 양극집전 탭(15)의 면방향의 주위에 양극충전 부재(51)을 설치한다. Next, the positive electrode charging member 51 is installed around the positive electrode collector tab 15 in the surface direction.

여기서, 양극충전 부재(51) 중, 얇은 영역상에 설치되는 부분(5lb)은 두꺼운 영역상에 설치되는 부분(51a)보다 두꺼운 것이 바람직하다. Here, among the positive electrode filling member 51, the portion 5lb installed on the thin region is preferably thicker than the portion 51a installed on the thick region.

즉, 양극집전 탭(15)의 표면과 양극충전 부재(51)의 표면은 면일(面一; 단차 없이 플랫한 상태 또는 수평한 상태)이 되는 것이 바람직하다. That is, it is preferable that the surface of the positive electrode current collector tab 15 and the surface of the positive electrode charging member 51 are flush (flat or horizontal without a step).

또한, 양극충전 부재(51)의 폭은 세퍼레이터(20b)의 폭과 동일한 것이 바람직하다. 양극충전 부재(51)의 길이(L1)는 공간(150)을 모두 충전할 수 있는 길이인 것이 바람직하다. 한편, 세퍼레이터(20b)의 양면에는 사전에 접착층이 형성되어 있는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the width of the anode charging member 51 is the same as that of the separator 20b. The length L1 of the positive electrode filling member 51 is preferably such that the entire space 150 can be filled. On the other hand, it is preferable that adhesive layers are previously formed on both surfaces of the separator 20b.

이어서, 세퍼레이터(20b)의 다른 쪽의 표면에 음극(30)을 적층한다. Next, the negative electrode 30 is laminated on the other surface of the separator 20b.

다음, 음극집전 탭(35)의 면방향의 주위에 음극충전 부재(61)를 설치한다. 여기서, 음극충전 부재(61) 중, 얇은 영역상에 설치되는 부분(6lb)은 두꺼운 영역상에 설치되는 부분(61a)보다 두꺼운 것이 바람직하다. Next, the negative electrode charging member 61 is installed around the negative electrode current collector tab 35 in the surface direction. Here, among the negative electrode charging member 61, the portion 6lb provided on the thin region is preferably thicker than the portion 61a provided on the thick region.

즉, 음극집전 탭(35)의 표면과 음극충전 부재(61)의 표면은 면일이 되는 것이 바람직하다. 또한, 음극충전 부재(61)의 폭은 세퍼레이터(20b)의 폭과 동일한 것이 바람직하다. 이때, 음극충전 부재(61)의 길이(L2)는 공간(160)을 모두 보충할 수 있는 길이인 것이 바람직하다. That is, the surface of the negative electrode current collector tab 35 and the surface of the negative electrode charging member 61 are preferably flush. Also, the width of the negative electrode filling member 61 is preferably the same as that of the separator 20b. At this time, the length L2 of the negative electrode charging member 61 is preferably a length capable of filling the entire space 160 .

이어서, 양극집전 탭(15) 및 양극충전 부재(51)의 표면에 세퍼레이터(20a)를 적층한다. Subsequently, a separator 20a is laminated on the surfaces of the positive electrode current collector tab 15 and the positive electrode charging member 51 .

한편, 세퍼레이터(20a)의 양면에는 사전에 접착층이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 전극 적층체를 제작한다. On the other hand, it is preferable that adhesive layers are previously formed on both surfaces of the separator 20a. In this way, an electrode laminate is produced.

이어서, 전극 적층체를 권회심(winding core)에 감아, 원통형의 권회 소자(1a)를 제작한다. Next, the electrode laminate is wound around a winding core to produce a cylindrical winding element 1a.

이어서, 원통상의 권회 소자(1a)를 화살표 P 방향으로 프레스 한다 (접착층이 존재하는 경우에는 열 프레스(heat press)를 행한다). Next, the cylindrical winding element 1a is pressed in the direction of the arrow P (when the adhesive layer exists, heat pressing is performed).

열 프레스의 조건은 특별히 제한 되지 않지만, 예를 들면, 온도는 25 내지 150℃, 압력은 10 내지 100kgf/cm2인 것이 바람직하다. 가열을 수반하지 않는 경우라도, 프레스의 압력은 10 내지 100kgf/cm2인 것이 바람직하다. Conditions for the hot press are not particularly limited, but, for example, the temperature is preferably 25 to 150° C. and the pressure is 10 to 100 kgf/cm 2 . Even when not accompanied by heating, the pressure of the press is preferably 10 to 100 kgf/cm 2 .

이에 따라 편평형의 권회 소자(1a)를 제작한다. In this way, a flat winding element 1a is produced.

한편, 집전 탭(15, 35)의 면 방향의 주위에는 충전 부재(51, 61)가 설치되어 있다. 따라서, 권회 소자(1a) 중, 충전 부재(51, 61)의 두께 방향상에 존재하는 부분에 가해지는 압력을 집전 탭(15, 35)의 두께 방향상의 부분에 가해지는 압력에 가까워지게 할 수 있다. 즉, 압력의 불균일성을 억제 할 수 있다. On the other hand, filling members 51 and 61 are provided around the surface direction of the collecting tabs 15 and 35 . Therefore, the pressure applied to the portion of the winding element 1a in the thickness direction of the filling members 51 and 61 can be brought closer to the pressure applied to the portion in the thickness direction of the collector tabs 15 and 35. there is. That is, it is possible to suppress non-uniformity of pressure.

그 결과, 비수전해질 이차전지(1) 안의 왜곡, 좌굴(座屈)을 억제 할 수 있고, 나아가서는 비수전해질 이차전지(1)의 두께의 증대를 억제할 수 있다. As a result, distortion and buckling in the non-aqueous electrolyte secondary battery 1 can be suppressed, and furthermore, an increase in the thickness of the non-aqueous electrolyte secondary battery 1 can be suppressed.

이어서, 편평형의 권회 소자(1a)를 비수전해액과 함께 외장체 (예를 들면 라미네이트 필름)에 삽입하고, 외장체를 밀봉함으로써, 비수전해질 이차전지(1)을 제작한다. Next, the non-aqueous electrolyte secondary battery 1 is fabricated by inserting the flat winding element 1a together with the non-aqueous electrolyte into an exterior body (for example, a laminated film) and sealing the exterior body.

한편, 외장체를 밀봉할 때는 집전 탭(15, 35)을 외장체의 외부에 돌출시킨다. On the other hand, when sealing the exterior body, the collector tabs 15 and 35 protrude outside the exterior body.

<4. 변형예> <4. Variation>

도 4에 본 실시형태의 변형 예를 나타낸다. Fig. 4 shows a modified example of this embodiment.

이 변형 예에서는 양극(10), 세퍼레이터(20), 및 음극(30)이 순차 적층 됨으로써 전극 적층체(1b)가 형성되고, 전극 적층체(1b)의 두께 방향 양단에 양극집전 탭(15), 음극집전 탭(35)이 형성되어 있다. In this modified example, the electrode stack 1b is formed by sequentially stacking the positive electrode 10, the separator 20, and the negative electrode 30, and positive electrode current collector tabs 15 are formed at both ends of the electrode stack 1b in the thickness direction. , a negative electrode current collector tab 35 is formed.

그리고, 전극 적층체(1b)가 외장재(200) 내에 수납되어 있다. Then, the electrode laminate 1b is housed in the exterior material 200 .

이 변형 예에서는 외장재(200), 양극집전 탭(15), 및 전극 적층체(1b)로 둘러싸이는 영역에 공간이 형성되어 있다. In this modified example, a space is formed in a region surrounded by the exterior material 200, the positive electrode current collector tab 15, and the electrode laminate 1b.

마찬가지로, 외장재(200), 음극집전 탭(35), 및 전극 적층체(1b)로 둘러싸이는 영역에 공간이 형성되어 있다. Similarly, a space is formed in a region surrounded by the exterior material 200, the negative electrode current collector tab 35, and the electrode laminate 1b.

따라서, 본 변형예에서는 이들 공간을 충전하는 충전 부재가 각 공간 내에 형성되어 있다. Therefore, in this modified example, filling members for filling these spaces are formed in each space.

구체적으로는 양극집전 탭(15)의 면 방향의 주위에 양극충전 부재(51)가 형성되고, 음극집전 탭(35)의 면 방향의 주위에 음극충전 부재(61)가 형성되어 있다. Specifically, the positive electrode charging member 51 is formed around the positive electrode current collector tab 15 in the surface direction, and the negative electrode charging member 61 is formed around the negative electrode current collector tab 35 in the surface direction.

양극충전 부재(51), 음극충전 부재(61)의 구체적인 구성은 상술한 실시형태와 동일하다. The specific configuration of the positive electrode charging member 51 and the negative electrode charging member 61 is the same as in the above-described embodiment.

이 변형예에 의해서도 상술한 실시형태와 동일한 효과가 얻어진다. Even with this modified example, the same effects as those of the above-described embodiment are obtained.

(실시예1) (Example 1)

(양극의 제작) (Manufacture of anode)

코발트 산 리튬, 아세틸렌 블랙, 폴리 불화 비닐리덴(PVDF)을 고형분의 질량비 98:1:1로 N-메틸 피롤리돈 중에 용해 분산시켜 양극합제 슬러리를 제작하였다. 이어서, 양극합제 슬러리를 두께 12㎛의 알루미늄 박 집전체의 양면에 도포 후, 건조하였다. 다음으로, 건조후의 도공층을 압연함으로써 양극 활물질층을 제작했다. 즉, 양극(10)을 제작했다. 이때, 양극(10)의 총두께는 120㎛였다. 이어서, 두께 80㎛의 알루미늄 리드 선을 양극집전 탭(15)으로 하여 양극(10)의 길이 방향선단에 용접했다. Lithium cobaltate, acetylene black, and polyvinylidene fluoride (PVDF) were dissolved and dispersed in N-methyl pyrrolidone at a solid mass ratio of 98:1:1 to prepare a positive electrode mixture slurry. Subsequently, the positive electrode mixture slurry was applied to both sides of the aluminum foil current collector having a thickness of 12 μm, and then dried. Next, a positive electrode active material layer was produced by rolling the coated layer after drying. That is, the positive electrode 10 was fabricated. At this time, the total thickness of the positive electrode 10 was 120 μm. Next, an aluminum lead wire having a thickness of 80 μm was welded to the longitudinal end of the positive electrode 10 as the positive electrode current collector tab 15 .

한편, 양극(10)의 길이 및 폭은 후술하는 세퍼레이터(20a, 20b)보다 작게 하였다. 따라서, 양극(10)의 주위에는 얇은 영역이 형성된다. On the other hand, the length and width of the positive electrode 10 were made smaller than those of the separators 20a and 20b described later. Thus, a thin region is formed around the anode 10 .

(음극의 제작) (Cathode production)

천연흑연, 카르복시메틸셀룰로오스, SBR(스티렌 부타디엔 고무)을 고형분의 질량비 98:1:1로 물용매 중에 용해 분산시켜, 음극합제 슬러리를 제작하였다. 이어서, 이 음극합제 슬러리를 두께 8㎛의 구리박집전체의 양면에 도포 후, 건조하였다. 다음으로, 건조후의 도공층을 압연함으로써 음극 활물질층을 얻었다. 즉, 음극(30)을 제작했다. 이때, 음극(30)의 총두께는 120㎛였다. 그 후, 니켈 리드 선을 음극집전 탭(35)으로 하여 음극(30)의 선단에 용접했다. Natural graphite, carboxymethylcellulose, and SBR (styrene butadiene rubber) were dissolved and dispersed in a water solvent at a solid mass ratio of 98:1:1 to prepare a negative electrode mixture slurry. Subsequently, this negative electrode mixture slurry was applied to both sides of a copper foil current collector having a thickness of 8 μm, and then dried. Next, a negative electrode active material layer was obtained by rolling the coated layer after drying. That is, the negative electrode 30 was produced. At this time, the total thickness of the cathode 30 was 120 μm. Thereafter, a nickel lead wire was used as a negative electrode current collector tab 35 and welded to the tip of the negative electrode 30 .

한편, 음극(30)의 길이 및 폭은 양극(10)의 길이 및 폭보다 크게 하고, 세퍼레이터(20a, 20b)의 폭보다 작게 하였다. 따라서, 음극(30)의 주위에는 얇은 영역이 형성된다. On the other hand, the length and width of the negative electrode 30 were made larger than the length and width of the positive electrode 10 and smaller than the widths of the separators 20a and 20b. Thus, a thin region is formed around the cathode 30 .

(세퍼레이터의 제작) (Manufacture of separator)

세퍼레이터(20a, 20b)로서, 코로나 처리를 한 두께 12㎛의 다공질 폴리에틸렌 세퍼레이터필름을 준비하였다. As the separators 20a and 20b, porous polyethylene separator films having a thickness of 12 μm and subjected to corona treatment were prepared.

한편, PVDF를 NMP에 용해시켜 슬러리를 제작했다. 여기에서, 슬러리의 고형분 농도는 8 질량%로 하였다. 그리고, 이 슬러리를 세퍼레이터(20a, 20b)의 양면에 도공함으로써 도공층을 형성했다. 이어서, 도공층을 포함하는 세퍼레이터(20a, 20b)를 세정함으로써, PVDF를 상분리시켰다. 이에 따라, 접착층을 형성하였다. 이때, 접착층의 두께는 2㎛로 하였다. On the other hand, PVDF was dissolved in NMP to prepare a slurry. Here, the solid content concentration of the slurry was 8% by mass. And the coating layer was formed by coating this slurry on both surfaces of separators 20a and 20b. Next, the PVDF was phase-separated by washing the separators 20a and 20b including the coated layer. Thus, an adhesive layer was formed. At this time, the thickness of the adhesive layer was 2㎛.

(권회 소자 및 전지의 제작) (Manufacture of winding element and battery)

이어서, 세퍼레이터(20b)의 한 쪽 표면에 양극(10)을 적층하였다. 다음, 양극충전 부재(51)로서 두께 80㎛ (즉 양극집전 탭(15)과 같은 두께)의 다공질 폴리에틸렌 세퍼레이터 필름을 준비했다. 또한, 양극충전 부재(51)의 길이(L1)는 30mm로 하고 폭은 세퍼레이터(20a, 20b)와 동일하게 하였다. 그리고, 양극충전 부재(51)을 양극집전 탭(15)의 면방향의 주위에 설치했다. Then, the positive electrode 10 was laminated on one surface of the separator 20b. Next, as the positive electrode charging member 51, a porous polyethylene separator film having a thickness of 80 μm (i.e., the same thickness as the positive electrode current collector tab 15) was prepared. In addition, the length (L1) of the positive electrode charging member 51 was set to 30 mm and the width was the same as that of the separators 20a and 20b. Then, the positive electrode charging member 51 was installed around the positive electrode collector tab 15 in the surface direction.

이어서, 세퍼레이터(20b)의 다른 쪽의 표면에 음극(30)을 적층했다. 다음, 음극충전 부재(61)로서 두께 80㎛ (즉, 음극집전 탭(35)과 같은 두께)의 다공질 폴리에틸렌 세퍼레이터 필름을 준비하였다. 또한, 음극충전 부재(61)의 길이(L2)는 30.3mm로 하고 폭은 세퍼레이터(20a, 20b)와 동일하게 하였다. Next, the negative electrode 30 was laminated on the other surface of the separator 20b. Next, as the negative electrode charging member 61, a porous polyethylene separator film having a thickness of 80 μm (ie, the same thickness as the negative electrode current collector tab 35) was prepared. In addition, the length L2 of the negative electrode filling member 61 was set to 30.3 mm and the width was the same as that of the separators 20a and 20b.

이어서, 음극집전 탭(35)의 면방향의 주위에 음극충전 부재(61)을 설치했다. 다음, 양극집전 탭(15) 및 양극충전 부재(51)의 표면에 세퍼레이터(20a)를 적층하였다. 이에 따라, 전극 적층체를 제작하였다. Next, a negative electrode charging member 61 was placed around the negative electrode current collector tab 35 in the surface direction. Next, a separator 20a was laminated on the surfaces of the positive electrode current collector tab 15 and the positive electrode charging member 51 . Thus, an electrode laminate was produced.

이어서, 전극 적층체를 직경 3cm의 권회심에 감았다. 권회 방향은 전극 적층체의 길이 방향으로 하였다. 이에 따라, 원통상의 권회 소자(1a)를 제작했다. Next, the electrode laminate was wound around a winding core having a diameter of 3 cm. The winding direction was the longitudinal direction of the electrode laminate. In this way, a cylindrical winding element 1a was produced.

권회 소자(1a)의 단부를 테이프로 고정한 후, 권회심을 제거했다. 이어서, 권회 소자(1a)를 두께 3cm의 2장의 금속 플레이트의 사이에 끼웠다. 그리고, 권회 소자(1a)를 98도까지 가열하면서, 730kPa의 압력으로 120초간 프레스 했다. 이에 따라, 편평형의 권회 소자(1a)를 얻었다. After fixing the end of the winding element 1a with tape, the winding core was removed. Next, the winding element 1a was sandwiched between two metal plates with a thickness of 3 cm. Then, while heating the winding element 1a to 98 degrees, it was pressed at a pressure of 730 kPa for 120 seconds. Thus, a flat winding element 1a was obtained.

권회 소자(1a)의 평단면을 육안으로 관찰한 바, 양극충전 부재(51), 음극충전 부재(61)는 공간(150, 160)의 길이 방향의 전역에 걸쳐 공간(150, 160)을 충전하고 있었다. As a result of visually observing the flat section of the winding element 1a, the positive electrode charging member 51 and the negative electrode charging member 61 filled the spaces 150 and 160 throughout the spaces 150 and 160 in the longitudinal direction. was doing

(전지의 제작) (production of battery)

상기 권회 소자(1a)를 폴리프로필렌/알루미늄/나일론의 3층으로 이루어진 라미네이트 필름에, 2개의 리드 선이 밖으로 나오도록 전해액과 함께 감압밀봉 하여, 전지를 제작했다. 전해액에는 에틸렌 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트를 3대7(부피비)로 혼합한 용매에 1M의 LiPF6을 용해시킨 것을 사용했다. 이 전지를 80도로 가열한 두께 3cm의 2장의 금속 플레이트의 사이에 끼우고, 5분간 유지하였다. 이상의 공정에 의해, 비수전해질 이차전지(1)을 제작했다. The winding element 1a was sealed in a laminated film composed of three layers of polypropylene/aluminum/nylon together with an electrolyte so that the two lead wires came out, and a battery was fabricated. As the electrolyte, a solution obtained by dissolving 1M LiPF 6 in a solvent in which ethylene carbonate/ethyl methyl carbonate was mixed in a ratio of 3:7 (volume ratio) was used. This battery was sandwiched between two metal plates with a thickness of 3 cm heated to 80 degrees and held for 5 minutes. Through the above steps, the non-aqueous electrolyte secondary battery 1 was produced.

(특성 평가) (characteristic evaluation)

이상과 같이 작성한 비수전해질 이차전지(1)을 이용하여 충방전 사이클 시험을 행했다. 1 사이클째에만 충전 조건 0.2C로 정전류 정전압(CCCV) 0.05Ccutoff로 충전하고, 방전은 0.5C로 CC방전, 3.5V cutoff로 했다. 2사이클째 이후는 전류량을 충전, 방전 모두 0.7C로 하여 동일한 방법으로 충방전 시험을 행했다. A charge/discharge cycle test was conducted using the non-aqueous electrolyte secondary battery 1 prepared as described above. Only in the first cycle, charging was performed under a charging condition of 0.2 C and a constant current constant voltage (CCCV) of 0.05 C cutoff, and discharging was performed with a CC discharge at 0.5 C and a 3.5 V cutoff. After the second cycle, a charge/discharge test was conducted in the same manner with the current amount set to 0.7 C for both charge and discharge.

한편, 사이클 시험중의 비수전해질 이차전지(1)의 두께를, 비수전해질 이차전지(1)에 평판 금속판을 30g/cm2의 힘으로 눌러 측정했다. 두께의 측정은 1사이클후, 100사이클후, 200사이클후, 300사이클후, 400사이클후, 500사이클후 각각에서 행하였다. Meanwhile, the thickness of the non-aqueous electrolyte secondary battery 1 during the cycle test was measured by pressing a flat metal plate against the non-aqueous electrolyte secondary battery 1 with a force of 30 g/cm 2 . The thickness was measured after 1 cycle, 100 cycles, 200 cycles, 300 cycles, 400 cycles, and 500 cycles, respectively.

(비교예) (Comparative example)

양극충전 부재(51), 음극충전 부재(61)를 설치하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 처리를 행했다. 하기 [표 1]에 평가 결과를 정리하여 나타낸다. The same treatment as in Example 1 was performed except that the positive electrode charging member 51 and the negative electrode charging member 61 were not provided. The evaluation results are summarized and shown in the following [Table 1].

[표 1]에 나타난 바와 같이, 실시예는 비교예보다도 두께의 증대를 현저하게 억제할 수 있었다. As shown in [Table 1], the examples were able to significantly suppress the increase in thickness compared to the comparative examples.

단위mmunit mm 1cyc1 cyc 100cyc100 cyc 200cyc200 cyc 300cyc300cyc 400cyc400cyc 500cyc500 cyc 실시예1Example 1 4.1024.102 4.1504.150 4.1664.166 4.1784.178 4.1994.199 4.2334.233 비교예comparative example 4.0994.099 4.1894.189 4.2564.256 4.2784.278 4.2894.289 4.3894.389

(실시예 2 내지 10) (Examples 2 to 10)

또한, 양극충전 부재(51) 및 음극충전 부재(61)의 두께를 이하의 표 2에 나타내는 두께로 한 것 외에는 실시예 1과 동일한 처리를 행했다. In addition, the same treatment as in Example 1 was performed except that the thickness of the positive electrode charging member 51 and the negative electrode charging member 61 was set to the thickness shown in Table 2 below.

구체적으로는 두꺼운 영역 및 얇은 영역상에 형성되는 각 충전 부재의 두께를 변경했다. 실시예 2에서는 두꺼운 영역상의 충전 부재두께가 탭의 두께와 동등한 80㎛로 되어 있고, 동시에 얇은 영역상의 충전 부재두께가 200㎛로 되어 있다. 따라서, 실시예 2에서는 얇은 영역상의 충전 부재두께와 두꺼운 영역상의 충전 부재두께의 차이가 전극의 두께(=120㎛)와 동일해져 있다. 즉, 충전 부재의 표면과 집전 탭의 표면은 면일로 되어 있다. Specifically, the thickness of each filling member formed on the thick and thin regions was changed. In Example 2, the thickness of the filling member on the thick region is 80 mu m, equivalent to the thickness of the tab, and at the same time, the thickness of the filling member on the thin region is 200 mu m. Therefore, in Example 2, the difference between the thickness of the filling member on the thin region and the thickness of the filling member on the thick region is equal to the thickness of the electrode (=120 μm). That is, the surface of the charging member and the surface of the current collecting tab are flush with each other.

실시예 3 내지 10에서는 두꺼운 영역상의 충전 부재두께와 얇은 영역상의 충전 부재두께를 각각 변경하고 있다. In Examples 3 to 10, the thickness of the filling member on the thick region and the thickness of the filling member on the thin region are changed respectively.

[표 2]에 나타난 바와 같이, 실시예 2에서는 300사이클후의 셀 두께가 가장 억제되어 있었다. 또한, 두꺼운 영역의 충전 부재두께가 80㎛보다 두꺼운 쪽이 얇은 것보다 300사이클후의 셀 두께가 억제되어 있었다. As shown in [Table 2], in Example 2, the cell thickness after 300 cycles was most suppressed. In addition, the cell thickness after 300 cycles was suppressed when the thickness of the filling member in the thick region was thicker than 80 μm than when it was thinner.

실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 실시예5Example 5 실시예6Example 6 실시예7Example 7 실시예8Example 8 실시예9Example 9 실시예10Example 10 두꺼운 영역의 충전부재두께
(㎛)
Thickness of filling member in thick area
(μm)
8080 8080 8080 4040 4040 4040 120120 120120 120120
얇은 영역의 충전부재두께
(㎛)
Filling member thickness in thin area
(μm)
200200 240240 160160 200200 240240 160160 200200 240240 160160
300사이클후cell의 두께(mm)Cell thickness after 300 cycles (mm) 4.1354.135 4.2204.220 4.2114.211 4.2564.256 4.2424.242 4.2104.210 4.1994.199 4.1884.188 4.2014.201

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명이 바람직한 실시형태에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was demonstrated in detail referring an accompanying drawing, this invention is not limited to this example.

본 발명이 속하는 기술의 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 자라면, 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예에 이를 수 있는 것은 명확해서, 이것들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다. For those skilled in the art to which the present invention belongs, it is clear that various changes or modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims, and these are of course also It is understood that it falls within the technical scope of the present invention.

1: 비수전해질 이차전지
1a: 권회 소자
10: 양극
15: 양극집전 탭
20a, 20b: 세퍼레이터
30: 음극
35: 음극집전 탭
51: 양극충전 부재
61: 음극충전 부재
1: non-aqueous electrolyte secondary battery
1a: winding element
10: anode
15: positive current collector tab
20a, 20b: separator
30: cathode
35: negative current collector tab
51: positive charging member
61: negative electrode charging member

Claims (5)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 전극의 표면의 일부에 집전 탭을 형성하는 공정;
상기 집전 탭의 면 방향의 주위에 충전 부재를 설치하는 공정;
상기 집전 탭 및 충전 부재가 형성된 전극과 세퍼레이터를 순차 적층함으로써, 전극 적층체를 제작하는 공정; 및
상기 전극 적층체를 프레스 하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 비수전해질 이차전지의 제조 방법으로서,
상기 충전 부재를 설치하는 공정은 상기 전극 적층체와 상기 집전 탭에 의해 둘러싸여 상기 집전 탭의 면 방향의 주위에 형성되는 공간에 충전되도록 실시하는 것인 비수 전해질 이차 전지의 제조 방법.
forming a collecting tab on a part of the surface of the electrode;
providing a filling member around the surface of the collecting tab;
manufacturing an electrode laminate by sequentially stacking an electrode and a separator on which the current collecting tab and the filling member are formed; and
A method for manufacturing a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a step of pressing the electrode laminate,
The method of manufacturing a non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the step of installing the charging member is carried out so as to be filled in a space formed around the electrode laminate and the collecting tab surrounded by the collecting tab in a surface direction.
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