KR20010077594A - 젤리롤의 밀착성이 우수한 파우치를 외장재로 하는 리튬이온전지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 권취형 전극 조립체의 밀착성을 향상시킨 파우치를 외장재로 하여 권취형 전극 조립체를 내장하는 리튬 이차전지를 제공한다. 본 발명에 따른 파우치를 외장재로 하여 권취형 전극 조립체를 내장하는 리튬 이차전지는 양극, 세퍼레이터, 음극으로 적층되어 형성되는 권취형 전극 조립체를 가진다. 여기서, 상기 세퍼레이터는 상기 양극과 음극을 넘어서 상기 세퍼레이터가 연장되도록 권취방향과 수직방향으로 연장되어 형성된다. 다음 상기 세퍼레이터를 개재하여 양극와 음극이 적층되고 이들이 권취되어 전극 조립체를 형성한다. 이때, 상기 세퍼레이터는 권취에 의하여 마주보는 면끼리 접착된다.

Description

젤리롤의 밀착성이 우수한 파우치를 외장재로 하는 리튬 이온전지{Lithium ion battery of which the case is a pouch enhancing the adherence of the electrode assembly}

본 발명은 파우치(pouch)를 외장재로 하는 리튬 이차전지에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 권취형의 전극 조립체의 밀착성이 우수한 파우치를 외장재로 하는 리튬 이온전지에 관한 것이다.

종래의 캔형 또는 각형 리튬 이온 전지에 대하여 파우치(pouch)를 외장재로 하는 리튬 이온 전지는 단위중량 및 체적당 에너지 밀도가 높고 또한 그 재료비가 낮아 현재 관심의 대상이 되고 있다.

도 1은 이러한 파우치를 외장재로 하는 리튬 이온 이차 전지의 일예를 보인다.

파우치(28)의 내부공간(28a)에 전극 조립체(10)이 내장된다. 상기 전극 조립체는 양극 활물질이 양극 집전체에 고착된 양극(21)과, 음극 활물질이 음극 집전체에 고착된 음극(22)과 이들 양극 및 음극 사이에 개재되는 세퍼레이터(23)를 포함한다. 즉 이들 양극(21), 세퍼레이터(23), 음극(22)을 적층한후 이들을 권취하여 젤리롤 타입의 전극 조립체를 형성한다. 각각의 양극과 음극으로부터 양극 탭(24)과 음극탭(25)이 인출되어 파우치(28)의 외부로 인출되어 전극단자를 형성한다. 파우치의 내부에는 전해액이 주입된다.

이러한 파우치를 외장재로 하는 리?? 이온 전지에 있어서는 양극 및 음극의 밀착성이 종래의 캔형 또는 각형 전지에 비하여 떨어질 수 있다. 특히 그 사용시 가스의 발생으로 전극 조립체(10)가 부풀어 오를 수 있으며, 그러한 경우, 양극 및 음극(21) (22)의 밀착성이 감소한다. 그 결과, 전지의 충반전 효율이 떨어지며 전지용량의 감소를 초래할 수 있다. 이러한 경향은 특히 상온이상의 사용에서 더욱 심하다.

그러므로, 전지 조립체에 있어서 양극과 음극의 밀착성 또는 접착력을 향상 시킬 필요가 있다.

본 발명은 상기의 필요성을 만족 시키는 것이다. 본 발명은 권취형 전극 조립체의 밀착성을 향상시킨 파우치를 외장재로 하여 권취형 전극 조립체를 내장하는 리튬 이차전지를 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적에 따른 파우치를 외장재로 하여 권취형 전극 조립체를 내장하는 리튬 이차전지는 양극, 세퍼레이터, 음극으로 적층되어 형성되는 권취형 전극 조립체를 가진다. 여기서, 상기 세퍼레이터는 상기 양극과 음극을 넘어서 상기 세퍼레이터가 연장되도록 권취방향과 수직방향으로 연장되어 형성된다. 다음 상기 세퍼레이터를 개재하여 양극와 음극이 적층되고 이들이 권취되어 전극 조립체를 형성한다. 이때, 상기 세퍼레이터는 권취에 의하여 마주보는 면끼리 접착된다.

이와 같이 본 발병에 따라 권취방향과 수직인 방향에 대하여 세퍼레이터가 연장되어, 권취후 마주보는 상기 세퍼레이터의 연장된 부분을 접착하므로서 전극 조립체의 양극과 음극의 밀착성이 크게 향상된다.

상기 세퍼레이터 부분간의 접착은 열융착을 통하거나 또는 접착제를 이용하여 행할 수 있다.

도 1은 종래의 파우치를 외장재로 하여 권취형 전극 조립체를 내장하는 리튬 이차전지를 보이는 도면;

도 2는 본 발명에 따른 전극조립체를 형성하는 양극, 세퍼레이터, 음극의 구성을 보이는 도면;

도 3은 본 발명에 따라 권취된 전극 조립체를 보이는 도면; 그리고

도 4는 전극조립체의 권취후 연장된 세퍼레이터 부분을 접착한 것을 보이는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

30: 양극 40: 세퍼레이터 50: 음극

41: 세퍼레이터의 연장 부분

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 파우치를 외장재로 하는 리튬 이차전지에 있어서 상기 파우치에 내장되는 전극 조립체를 형성하는 양극(30), 음극(50) 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터(40)를 보인다. 여기서 상기 양극(30) 및 음극(50)은 각각 그 집전체에 대하여 양극 활물질 및 음극활물질이 고착된 것이다. 또한 상기 세퍼레이터(40)는 펀치드 메탈(punched metal) 혹은 익스펜디드 메탈(expanded metal)로서 형성되는 것이다. 이들은 공지의 기술로서 자세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따를 경우, 상기 세퍼레이터(40)는 화살표 방향의 권취방향에 수직인 방향으로 양극(30) 및 음극(50)을 넘어서 연장된다. 이렇게 연장된 세퍼레이터(40)를 개재하여 양극(30) 및 음극(50)이 적층된 후, 이들은 권취되어 전극 조립체를 형성한다.

도 3은 권취된 전극 조립체를 보인다.

도 3의 (a)를 참고로, 음극(50)이 최외각으로 형성되도록 상기 양극(30), 음극(50) 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터(40)가 권취된 것이 보인다. 물론 이는 일예에 불과한 것으로서, 세퍼레이터가 최외각층을 형성할 수 있다. 도 3의 (b)는 상기 도 3의 (a)의 권취된 전극조립체의 정면도이다. 이들 도면에서, 본 발명에 따라 세퍼레이터(40)에서 양극 및 음극을 넘어서는 부분(41)이 음극(50)을 넘어서 형성된 것이 보인다.

이렇게 연장된 세퍼레이터 부분(41)에서는 권취에 의하여 둥굴게 말리면서 마주보는 부분이 형성된다.

이렇게 연장된 세퍼레이터 부분에 대하여 권취에 의하여 둥굴게 말리며 서로 마주보는 부분을 상호간 접착시킨다. 도 4는 이렇게 세퍼레이터 부분간이 접착되어 있는 본 발명에 따른 권취된 전극 조립체를 보인다.

상기 접착은 예를 들어 열을 가한후 압력을 가하여 압착시키는 방법으로서 이루어질 수 있다. 또는 접착제를 사용하여 접착할 수도 있다.

이와 같이 본 발명에서는 권취방향에 수직방향으로 연장된 세퍼레이터를 양극 및 음극에 개재하여 적층한후 이들을 권취하여 전극조립체를 형성하고 다음, 상기 연장된 세퍼레이터 부분을 상호간 접착한다. 그러면, 상기 세퍼레이터 부분간의 접착은 상기 양극과 음극을 견고하게 밀착시킨다. 이에 따라서, 파우치를 외장재로 하는 권취형 전극 조립체를 내장하는 리튬 이온 전지에 있어서 전극 조립체의 부풀음을 방지할 수 있게되고, 따라서, 전지 성능의 열화를 막을 수 있다.

본 발명에 의하여 상술한 목적이 달성되었음을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명은 일실시예를 중심을 설명하였으나, 여러 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백하다 할 것이다. 또한 본 발명에서 보이는 구성요소들을 공지의 기술요소로 치환하여 변형하는 것도 또한 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게 명백하디 할 것이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 아래의 청구범위에서 보이는 사상 및 그 균등범위까지 미친다.

Claims (2)

1. 파우치를 외장재로 하여 권취형 전극 조립체를 내장하는 리튬 이차전지에 있어서, 상기 권취형 전극 조립체는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극을 넘어서 권취방향과 수직방향으로 연장되어 형성되는 세퍼레이터를 권취하여 형성되고 상기 권취후 상기 세퍼레이터는 권취의 결과 마주보는 면끼리 접착됨을 특징으로 하는 파우치를 외장재로 하여 권취형 전극 조립체를 내장하는 리튬 이차전지.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 상기 세퍼레이터의 접착은 열융착에 의함을 특징으로 하는 파우치를 외장재로 하여 권취형 전극 조립체를 내장하는 리튬 이차전지.