KR20000051738A - 전지의 전극 - Google Patents

Abstract

목적 : 활물질의 양을 증대시켜서 정해진 전지의 규격하에 전지의 성능을 향상시키는 것이 목적이다.

구성 : 본 발명의 전극(10)은 격리기재(12)의 양측면 각각에 양극기재(18)와 음극기재(22)가 접착되고, 양극기재(18)와 음극기재(22)의 나머지 표면에 각각 양극 활물질(20)과 음극 활물질(24)이 도포되는 것이다.

효과 : 격리기재의 양쪽 표면에 양극과 음극이 접착된 상태로 일체화된 전극이 제조됨으로써 권취되었을 때 세퍼레이터를 1장만 사용하여도 쇼트를 방지할 수 있게 되고, 줄어든 세퍼레이터의 두께에 해당하는 만큼 활물질의 양을 증대시킬 수 있어 전지의 성능도 향상시킬 수 있게 되었다.

Description

전지의 전극{Electrode of battery}

본 발명은 전지의 전극에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 전지의 성능을 향상시킬 수 있는 구조를 가지는 전극에 관한 것이다.

전지는 전해물질에 담겨지는 양극과 음극 사이를 연결했을 때 전해물질과 두 전극을 오가는 이온의 물리화학적 반응을 이용한 것으로써, 일차전지는 방전이 모두 되면 더 이상 사용할 수 없게 되며, 반면 이차전지는 방전에 의해 소모된 에너지를 충전기로 재충전하여 반복 사용할 수 있다.

이러한 전지는 양극이나 음극 혹은 전해물질을 어떤 물질로 사용하냐에 따라 니켈카드뮴전지, 니켈수소전지, 리튬이온전지 및 리튬폴리머 전지 등으로 나뉘며, 형태적으로는 각형, 원통형 및 얇은 판형 전지로 구분된다.

특히, 각형 혹은 원통형으로 된 이차전지는 전극군이 권취되어 캔의 내부에 전해물질과 함께 수납되고 캔의 개구가 밀봉된 구조로 되는데, 통상적으로 전극군은 2장의 세퍼레이터 사이에 양극과 음극의 두 전극을 각각 배치하는 것으로, 전극(2)은 도 2에 도시한 바와 같이 기재(4)의 양쪽 표면에 활물질(6)이 도포된 구조로 된다. 여기서, 기재(4)와 활물질(6)은 양극 또는 음극에 해당하는 재료를 사용한다.

이러한 전극과 2장의 세퍼레이터로 구성된 전극군이 전지의 내부에 수납되어지면 세퍼레이터가 2개 필요하게 되어 그만큼 정해진 전지의 규격에서 전지의 성능과 무관한 세퍼레이터가 차지하는 공간이 많아지게 된다.

또한, 양극과 음극을 각기 제조하여야 함으로 공정이 복잡해지게 되어 생산성도 좋지 않았다.

이러한 전지는 충방전하는 과정에서 두 전극의 사이에 쇼트가 발생되서는 안되기 때문에 두 전극의 사이에 반드시 세퍼레이터를 배치할 수밖에 없지만, 전지의 내부에서 세퍼레이터가 차지하는 비중이 상당히 높은 편임으로 좀 더 효과적인 전지 내부의 공간을 활용한다는 측면에서 세퍼레이터의 두께를 감소시키고, 감소된 두께에 상응하는 활물질의 양을 증대시켜서 정해진 전지의 규격하에 전지의 성능을 향상시키는 방안을 제안하게 되었다.

이를 감안하여 안출된 본 발명은, 격리기재의 양측면 각각에 양극기재와 음극기재가 접착되고, 양극기재와 음극기재의 나머지 표면에 각각 양극 활물질과 음극 활물질이 도포되는 전극을 제공한다.

여기서, 사용되는 격리기재는 폴리프로필렌 혹은 폴리 에틸렌 또는 다공성 세라믹으로 제조될 수 있다.

이에 따라, 전극을 제조하는 공정이 단축되었고, 세퍼레이터를 1개만 사용하게 되어 그만큼 활물질의 양을 증대시킬 수 있게 되었다.

도 1은 본 발명에 따른 전지의 전극을 도시한 단면도,

도 2는 종래 공지된 전지의 전극을 도시한 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 전극12 : 격리기재

14 : 양극16 : 음극

18 : 양극기재20 : 양극 활물질

22 : 음극기재24 : 음극 활물질

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하되, 원활한 설명을 위하여 원통형 이차전지를 실시예로 하여 설명한다.

원통형 이차전지는 원통형 캔의 내부에 전극 롤과 전해액을 삽입하고, 캔의 개구를 캡 어셈블리로 밀봉하는 구조로 된다.

여기서, 상기 전극 롤은 도 1에 도시한 바와 같은 본 발명에 따른 전극(10)을 권취하여 만든 것이다.

상기 전극(10)은 격리기재(12)의 양측 표면에 양극(14)과 음극(16)이 부착된 것으로, 양극(14)은 양극기재(18)의 일측면에 양극 활물질(20)을 도포하고 건조 후 압연하여 그 두께를 대략 80㎛가 되도록 만든다.

또한, 음극(16)은 음극기재(22)의 일측면에 음극 활물질(24)을 도포하고 건조 후 압연하여 양극(14)과 동일하게 대략 80㎛ 이상이 되도록 한다.

이러한 양극(14)과 음극(16)에서 활물질이 도포되지 않은 기재의 타측면이 격리기재(12)를 사이에 두고 접착되어진다.

이 때, 양극 활물질(20)의 양으로 음극 활물질(24)의 양을 나눈 엔피 비율이 항상 1이상이 되도록 음극(16)이 길이가 약간 길게 접착시킨다.

이러한 전극(10)의 상부 혹은 하부에 세퍼레이터를 배치하고 권취할 때 양극 활물질이 음극 활물질보다 안쪽에 위치하도록 권취한다.

이렇게 본 발명에 따른 전극으로 권취한 전극 롤이 원통형 캔의 내부에 삽입되면 종래와 다르게 격리기재를 사이에 둔 양극과 음극이 항상 밀착된 상태로 되어서 전극 롤이 타이트하게 말려지고, 또한 세퍼레이터가 1장만 사용되어짐으로 그만큼 원통형 캔의 내부에 활물질이 종래에 비해 상대적으로 많이 함유될 수 있게 되었다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는 종래의 문제점을 실질적으로 해소하고 있다.

즉, 격리기재의 양쪽 표면에 양극과 음극이 접착된 상태로 일체화된 전극이 제조됨으로써 권취되었을 때 세퍼레이터를 1장만 사용하여도 쇼트를 방지할 수 있게 된다.

또한, 줄어든 세퍼레이터의 두께에 해당하는 만큼 활물질의 양을 증대시킬 수 있어 전지의 성능도 향상시킬 수 있게 되었다.

Claims (2)

1. 격리기재(12)의 양측면 각각에 양극기재(18)와 음극기재(22)가 접착되고, 양극기재(18)와 음극기재(22)의 나머지 표면에 각각 양극 활물질(20)과 음극 활물질(24)이 도포되는 것을 특징으로 하는 전지의 전극.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 격리기재(12)는 폴리프로필렌 혹은 폴리 에틸렌 또는 다공성 세라믹으로 제조되는 것을 특징으로 하는 전지의 전극.