KR20010093354A - 리튬 이온 2 차 전지 및 그것의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

리튬 이온 2 차 전지가 제공된다. 본 발명에 따르면, 양극 활물질 및, 음극 활물질이 와이어 형태의 집전체상에 피복됨으로써 형성되는 양극 와이어 및, 음극 와이어; 상기 양극 와이어, 상기 음극 와이어, 또는 상기 양극 와이어와 상기 음극 와이어들 모두의 표면상에 피복됨으로써 상기 양극 와이어와 음극 와이어를 서로에 대하여 절연시키며, 그에 형성된 다공부에 전해질이 함침되어 있는 세퍼레이터 및; 상기 양극 와이어와 음극 와이어를 내측에 수용할 수 있는 케이스;를 구비하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 2 차 전지가 개시되며, 그것의 제조 방법이 개시된다.

Description

리튬 이온 2 차 전지 및 그것의 제조 방법{Lithium ion secondary battery and manufacturing method thereof}
본 발명은 리튬 이온 2 차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 집전체가 와이어 형상을 가짐으로써 전지의 다양한 형상이 가능하고 조립성이 향상된 리튬 이온 2 차 전지에 관한 것이다.
전자 기기, 예컨대 휴대폰, 캠코더, 노트북 컴퓨터 등의 소형화, 경량화 및 무선화가 급속하게 진행됨에 따라 그 구동전원으로서 에너지밀도가 높은 리튬 2차 전지가 활발히 개발되고 있다. 상기 리튬 2차 전지는 액체 전해질을 사용하는 리튬 금속 전지와, 리튬 이온 전지 및, 고분자 고체 전해질을 사용하는 리튬 폴리머 전지(Lithium Ion Polymer Battery)로 구별된다. 또한 상기 리튬 폴리머 전지는 고분자 고체 전해질의 종류에 따라 유기 전해액이 함유되어 있지 않은 완전 고체형 리튬 폴리머 전지와 유기 전해액을 함유하고 있는 겔형 고분자 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머전지로 나눌 수 있다.
도 1은 통상적인 리튬 이온 2 차 전지의 구조를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
첨부된 도면을 참조하면, 리튬 이온 2 차 전지는 그리드(Grid)에 전극 활물질을 충전시킨 양극판 및, 음극판과, 상기 양극판과 음극판 사이에 개재된 것으로 유기 전해액이 함침되어 있는 세퍼레이터(Seperator)가 적층된 구조로 되어 있는극판 조립체(11)를 구비한다. 또한 상기 양극판의 일측에는 양극 탭(12a)이 형성되고, 상기 음극판의 일 측에는 음극 탭(13a)이 형성된다. 양극 및 음극 탭(12a, 13a)은 일정한 간격을 두고 나란하게 배치된다. 상기 탭(12a, 13a)들은 리이드(14, 15)에 연결됨으로써 외부 회로와 접속될 수 있다.
상술한 극판 조립체(11), 양극 탭(12a), 음극 탭(13a) 및, 양극 리이드(14)와 음극 리이드(15)는 절연성 케이스(16) 및 그와 일체로 형성된 커버(16a)에 의해 밀봉된다. 상기 절연성 케이스(16)와 커버(16a)는 통상적으로 알루미늄 박막의 상, 하면위에 열접착성의 폴리머 물질이 적층된 형태를 가지며, 열접착성 폴리머 물질이 상호 접착됨으로써 극판 조립체(11)가 수용된 공간을 밀봉할 수 있다. 절연성 케이스(16)의 밀봉시에는 커버(16a)가 플랜지(16b)에 대하여 접합됨으로써 형성되는 공간에 상기 극판 조립체(11)가 수용된다. 또한 전지 셀(11)과 외부와의 전기적인 연결을 위하여 양극 리이드(14)와 음극 리이드(15)의 일부가 외부로 노출된 상태에서 절연성 케이스(16)에 의해 밀봉된다.
위와 같은 리튬 이온 2 차 전지는 극판들이 소정 형태로 절단되어 적층된 상태로 조립되므로 최종적으로 제작된 전지의 형상에 제약이 따른다. 통상적으로 리튬 이온 전지들은 도 1에 도시된 바와 같이 소정 크기의 직육면체로 형성되며, 다른 형상으로 변경하려면 극판을 다른 형태로 절단하고 케이스(16)도 다른 방식으로 설계하여야 하는 문제점이 있으며, 따라서 다양한 형상으로 전지를 형성할 수 없다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다양한 형상 변경이 가능한 신규의 리튬 이온 2 차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 와이어 형태의 극판을 가지는 리튬 이온 2 차 전지를 제공하는 것이다.
도 1은 통상적인 리튬 이온 2 차 전지의 개략적인 구조를 도시한 사시도.
도 2a 내지 도 2c 는 본 발명에 적용되는 와이어형 집전체에 대한 개략적인 사시도.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 대한 개략적인 분해 사시도.
도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 대한 개략적인 분해 사시도.
도 5 는 본 발명의 다른 실시예에 대한 개략적인 분해 사시도.
도 6 은 본 발명의 다른 실시예에 대한 개략적인 분해 사시도.
도 7 은 본 발명의 다른 실시예에 대한 개략적인 사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11. 전지 셀 12a. 양극 탭
13. 음극판 13a. 음극 탭
14, 15. 리이드 16. 케이스
16a. 커버 31. 양극 와이어
32. 음극 와이어 33. 양극 리이드
34. 음극 리이드 35. 양극 탭
36. 음극 탭 37. 수용 공간
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 양극 활물질 및, 음극 활물질이 와이어 형태의 집전체상에 피복됨으로써 형성되는 양극 와이어 및, 음극 와이어; 상기 양극 와이어, 상기 음극 와이어, 또는 상기 양극 와이어와 상기 음극 와이어들 모두의 표면상에 피복됨으로써 상기 양극 와이어와 음극 와이어를 서로에 대하여 절연시키며, 그에 형성된 다공부에 전해질이 함침되어 있는 세퍼레이터 및; 상기 양극 와이어와 음극 와이어를 내측에 수용할 수 있는 케이스를 구비하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 2 차 전지가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 양극 와이어 및, 상기 음극 와이어는 코일 형태로 감겨져 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 양극 와이어 및, 상기 음극 와이어는 구불 구불한 형태로 만곡되어 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 양극 와이어 및, 상기 음극 와이어는 소정 길이로 절단된 것이다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 양극 와이어 및, 상기 음극 와이어는코일 형태로 감겨지며, 상기 양극 와이어의 각 코일 권선이 상기 음극 와이어의 각 코일 권선 사이에 삽입됨으로써 서로 겹쳐진 상태로 직육면체 공간을 형성하는 상기 케이스의 내부에 수용되며, 상기 양극 와이어의 일단부 및, 상기 음극 와이어의 일 단부에 각각 연결되어 상기 케이스의 외부로 연장되는 양극 리이드 및, 음극 리이드를 더 구비한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 양극 와이어 및, 상기 음극 와이어는 구불 구불한 형태로 성기게 만곡되어서 서로 겹쳐진 상태로 직육면체 공간을 형성하는 상기 케이스의 내부에 수용되며, 상기 양극 와이어의 일단부 및, 상기 음극 와이어의 일 단부에 각각 연결되어 상기 케이스의 외부로 연장되는 양극 리이드 및, 음극 리이드를 더 구비한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 양극 와이어 및, 상기 음극 와이어는 일정 길이로 절단되어 일단부는 도전 단부가 되고 타단부는 상기 세퍼레이트로 피복된 절연 단부를 형성하고, 동일한 극성을 가지는 와이어의 도전 단부가 동일한 방향을 향하도록 다발을 이룬 상태로 직육면체 공간을 형성하는 상기 케이스의 내부에 수용되며, 상기 와이어들의 도전 단부에는 일면에 도전성 접착제가 도포된 도전 테이프가 부착되고, 상기 도전 테이프와 상기 와이어들의 도전 단부 사이에 양극 리이드 및, 음극 리이드가 부착되어 상기 케이스의 외부로 연장된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 양극 와이어 및, 상기 음극 와이어는 코일 형태로 감겨지며, 상기 양극 와이어의 각 코일 권선이 상기 음극 와이어의 각 코일 권선 사이에 삽입됨으로써 서로 겹쳐진 상태로 원통형 공간을 형성하는 상기케이스의 내부에 수용되며, 상기 양극 와이어의 일단부가 연결되는 캡 조립체를 더 구비하고, 상기 음극 와이어의 일단부는 상기 케이스에 대하여 연결된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 양극 와이어와 음극 와이어는 상호 평행하게 연장되며, 상기 세퍼레이터는 상기 양극 와이어와 음극 와이어를 함께 피복함으로써 상기 와이어의 평행한 연장 상태가 유지된다.
또한 본 발명에 따르면, 와이어 형태의 집전체상에 양극 활물질 및, 음극 활물질을 피복하여 양극 와이어 및, 음극 와이어를 형성하는 단계, 상기 양극 와이어, 상기 음극 와이어, 또는 상기 양극 와이어와 상기 음극 와이어들 모두의 표면상에 세퍼레이터 재료를 피복하는 단계, 상기 양극 와이어와 상기 음극 와이어를 케이스내에 수용하기에 적합한 형태로 변형시키는 단계, 상기 변형된 양극 와이어와 음극 와이어들 상기 케이스내에 수용하고 전해질을 상기 세퍼레이터에 형성된 다공부에 함침시키는 단계 및, 상기 케이스를 밀봉시키는 단계를 구비하는 리튬 이온 2 차 전지의 제조 방법이 제공된다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 리튬 이온 2 차 전지는 양극 및, 음극이 각각 와이어형으로 형성되며, 따라서 집전체도 와이어형으로 형성된다. 와이어형으로 형성된 리튬 이온 2 차 전지의 양극 및 음극은 다양한 형태로 변형될 수 있는데, 예를 들면 코일 형태로 감기거나, 굴곡된 상태가 되거나 또는 여러개의 가닥으로 절단되어 함께 묶인 상태로도 조립될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c 에는 본 발명에 따른 리튬 이온 2 차 전지의 와이어형 집전체의 여러가지 형상이 도시되어 있다.
도 2a 를 참조하면, 와이어형 집전체는 코일 형상을 가지며, 화살표(A) 방향으로 가압됨으로써 최소한의 부피로 집약될 수 있다. 또한 도 2b 를 참조하면, 와이어형 집전체는 구불구불하게 절곡된 형상을 가지며, 화살표(B) 방향으로 가압됨으로써 최소한의 부피로 집약될 수 있다. 도 2c 를 참조하면, 다수의 가닥으로 와이어를 절단하여 다발로 묶음으로써 최소한의 부피로 와이어형 집전체가 이루어질 수 있다.
도 2a 내지 도 2c 에 도시된 와이어형 집전체는 집전체로 사용되기에 적합한 금속으로 도금된 스틸 와이어를 사용하는 것이 바람직스럽다. 예를 들면, 양극 집전체로서는 스틸 와이어의 표면에 알루미늄 도금을 한 것을 사용하고, 음극 집전체는 스틸 와이어의 표면에 구리 도금을 한 것을 사용할 수 있다. 또한 구리 및, 알루미늄과 같은 금속 이외에, 니켈, 티타늄 또는 주석과 같은 도금 재료를 스틸 와이어의 표면에 도금시켜서 집전체로서 사용할 수 있다.
한편, 집전체의 표면에는 활물질이 피복됨으로써 전지의 양극 및 음극으로 제작될 수 있다. 이러한 활물질은 통상적인 전선 피복 방식을 통해서 이루어질 수 있으며, 통상적인 리튬 이차 전지에서 사용되는 양극 활물질 또는 음극 활물질을 사용하여 피복될 수 있다. 예를 들면, 양극 활물질로서는 Mn, Co, Ni, Ti, Cr, 또는 이들 원소와 Li 산화물과의 혼합물로부터 선택된 하나의 활물질을 이용할 수 있으며, 보다 구체적으로는 리튬코발트산화물(LiCoO2), 리튬니켈산화물(LiNiO2), 리튬망간산화물(LiMn2O4) 등이 이용될 수 있다. 또한 음극 활물질로서는 흑연계 또는 비정질 카본중에서 선택된 활물질을 사용할 수 있다. 상기의 양극 활물질 및, 음극 활물질들은 도전제 및, 통상적인 바인더와 혼합되어서 슬러리 상태로 제조됨으로써 각각 집전체상에 피복될 수 있다.
양극 활물질 또는 음극 활물질이 집전체에 피복됨으로서 양극 와이어 및, 음극 와이어가 형성된 이후에는, 상기 양극 와이어와 음극 와이어를 상호 절연시키기 위해서 그 표면에 세퍼레이터를 피복시켜야 한다. 세퍼레이터의 피복은 선택적인 것으로서, 예를 들면 양극 와이어나 음극 와이어중에서 어느 하나만을 선택하여 세퍼레이터를 피복할 수 있거나, 다른 예에서는 양극 와이어 및, 음극 와이어 모두의 표면에 세퍼레이터를 피복할 수도 있다.
본 발명에 따른 전지를 제작하는데 사용되는 세퍼레이터는 통상적인 리튬 이온 2 차 전지의 세퍼레이터를 제작하는데 사용되는 것과 유사한 방식으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 충전제, 가소제 및, 고분자 수지를 용매에 용해시켜서 용액을 만들고, 이것을 상기 양극 와이어 또는 음극 와이어의 표면에 소정의 두께로 코팅한후에 가열 건조시킴으로써 세퍼레이터의 피복을 형성하는 것이다. 보다 구체적으로는, 실리카와 같은 충전제, 디브틸프탈레이트(DBP)와 같은 가소제 및, 폴리비닐리덴 플루오라이드(Pvdf)와 같은 고분자 수지를 용매에 용해시켜서 소정의 조성을 가지는 용액을 제조하고 그것을 와이어상에 코팅하여 가열 건조시킨다. 이러한 가열 건조중에 가소제가 추출되면 세퍼레이터의 표면이 다공성으로 형성될수 있다. 다른 예에서는 고분자 수지를 폴리올레핀계나 또는 SBR같은 고무계 중에서 선택할수 있다.
도 3에 도시된 것은 본 발명에 따른 와이어형 전지의 일 실시예에 대한 개략적인 분해 사시도이다.
도면을 참조하면, 절연 케이스(36)의 내측에는 양극 와이어(31) 및, 음극 와이어(32)를 수용할 수 있는 수용 공간(37)이 형성되고, 상기 와이어(31,32)를 수용한 이후에는 커버(36a)로써 수용 공간(37)을 밀폐시킬 수 있다. 양극 및 음극 와이어(31,32)는 도 2A 에 도시된 코일형 집전체상에 위에 설명된 바와 같이 활물질을 피복하고 또한 세퍼레이터를 피복시킴으로써 상호 절연시킨 것이다. 양극 와이어(31)의 일 단부는 양극 탭(35)을 형성하고, 음극 와이어(32)의 일 단부는 음극 탭(36)을 형성한다. 상기 양극 탭(35)은 양극 리이드(33)와 접합되며 양극 리이드(33)는 케이스(36)의 외부로 연장된다. 마찬가지로 음극 탭(36)은 음극 리이드(34)와 접합되며 음극 리이드(34)가 케이스(36)의 외부로 연장된다.
위에 설명된 바와 같이, 양극 와이어(31) 또는 음극 와이어(32) 또는 양측 와이어의 표면에는 다공성의 세퍼레이터가 피복되어 있으므로, 전해액을 주입하면 세퍼레이터의 다공부에 전해액이 함침될 수 있다. 이와 같이 전해액이 함침된 이후에는 커버(36a)를 밀봉함으로써 전지가 완성될 수 있다.
상기 양극 와이어(31)와 음극 와이어(32)가 형성하는 코일의 권선은 서로에 대해서 겹쳐질 수 있도록 성기게 형성되는 것이 바람직스럽다. 즉, 음극 와이어(32)의 코일 권선 사이 사이에 양극 와이어(31)의 코일 권선이 하나씩 진입하여 겹쳐지도록 되는 것이다. 이렇게 함으로써 양극 와이어(31)와 음극와이어(32)는 서로에 대하여 넓은 면적에서 세퍼레이터의 피복을 사이에 두고 접하게 된다.
도 4 에 도시된 것은 본 발명에 따른 와이어형 전지의 다른 실시예를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 양극 와이어(41) 및, 음극 와이어(42)는 구불 구불한 형태로 형성되며, 이것은 케이스(36)내에 수용될 수 있다. 상기 양극 및 음극 와이어(41,42)는 도 2B 에 도시된 구불 구불한 형태의 와이어를 성기게 형성한 것이며, 케이스(36)에 형성된 공간(37)내에 수용될때에는 성기게 형성된 와이어(41,42)들이 서로 겹쳐진 상태가 된다. 양극 와이어(41)의 일 단부에는 양극 탭(45)이 형성되고, 음극 와이어(42)의 일 단부에는 음극 탭(46)이 형성된다. 상기 양극 탭(45)은 양극 리이드(33)에 연결되고, 음극 탭(46)은 음극 리이드(34)에 연결되며, 상기 리이드(33,34)들은 커버(36a)로 밀봉되는 케이스(36)의 외부로 연장된다. 상기 양극 와이어(41) 및, 음극 와이어(42)의 표면에 세퍼레이터 피복이 형성되는 것과, 전해액이 세퍼레이터의 다공부에 함침되는 것등은 위에서 설명한 바와 같다.
도 5 에 도시된 것은 본 발명에 따른 와이어형 전지의 다른 실시예를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 양극 와이어(51) 및, 음극 와이어(52)는 일정한 길이로 절단되어서 테이프(57)에 의해 함께 다발로 묶인 상태이며, 이러한 와이어 다발은 케이스(36)의 공간(37)내에 수용될 수 있다. 상기 양극 및 음극 와이어(51,52)는 도2C 에 도시된 형태의 와이어를 서로 묶어서 형성한 것이다. 절단된 와이어(51,52)의 각 일단부는 세퍼레이터 재료로 절연시킨 절연 단부를 형성하고, 각 타단부는 전기 도전이 가능한 도전 단부를 형성한다. 다음에 동일한 극성을 가진 와이어의 도전 단부들이 동일한 방향을 향하도록 하면, 와이어 묶음의 일 단부는 양극 단자가 되고 다른 단부는 음극 단자가 될 것이다. 예를 들면, 양극 와이어(51)의 도전 단부는 도면에서 좌측을 향하고, 음극 와이어(52)의 도전 단부는 도면에서 우측을 향하도록 하여 각각 양극 단자 및, 음극 단자를 형성한다. 도면에서 원(A)에 확대 도시된 것은 양극 및 음극 와이어의 단부를 표시한 것으로서, X 표로 표시된 것은 세퍼레이터로 절연된 음극 와이어(52)의 절연 단부이고, X 표로 표시되지 아니한 것은 양극 와이어(51)의 도전 단부이다.
와이어 다발의 양 단부에는 일면에 도전성 접착제가 도포된 도전 테이프(53,54)과 부착되며, 상기 도전 테이프와 다발의 단부 사이에는 양극 및 음극 리이드(55,56)가 접착된다. 음극 리이드(56)는 길게 형성되어 음극 와이어(52)의 도전 단부가 형성된 단부로부터 연장되며, 상기 리이드(55,56)들은 케이스(36)의 외부로 연장된다. 도전 테이프(53,54)에 도포된 도전성 접착제는 동일한 극성을 가지는 와이어들의 도전 단부를 서로와 각 리이드들을 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 상기 양극 와이어(51) 및, 음극 와이어(52)의 표면에 세퍼레이터 피복이 형성되는 것과, 전해액이 세퍼레이터의 다공부에 함침되는 것등은 위에서 설명한 바와 같다.
도 6 에 도시된 것은 본 발명의 다른 실시예에 대한 개략적인 분해 사시도이며, 이것은 케이스로서 원통형 캔을 이용하는 경우에 해당한다.
도면을 참조하면, 양극 와이어(61)와 음극 와이어(62)는 코일의 형상으로 감겨지게 된다. 양극 와이어(61)와 음극 와이어(62)는 성기게 형성되어 코일의 권선 사이에 다른 와이어의 코일 권선이 삽입됨으로써 겹쳐지게 된다. 양극 와이어(61)의 단부에는 양극 탭(63)이 형성되며, 음극 와이어(62)의 단부에는 음극 탭(64)이 형성된다. 상기 양극 및, 음극 와이어(61,62)는 원통형의 캔(66)내에 수용되며, 통상적인 원통형 전지의 캡 조립체(65)에 의해서 캔(66)이 밀폐될 수 있다. 상기 양극 탭(66)은 공지된 바와 같이 캡 조립체(65)의 양극 단자와 연결되고, 상기 음극 탭(64)은 알루미늄 캔(66)에 대하여 직접적으로 연결될 수 있다. 상기 양극 와이어(61) 및, 음극 와이어(62)의 표면에 세퍼레이터 피복이 형성되는 것과, 전해액이 세퍼레이터의 다공부에 함침되는 것등은 위에서 설명한 바와 같다.
도 7 에 도시된 것은 본 발명에 따른 다른 실시예에 대한 개략적인 사시도이다.
도면을 참조하면, 양극 와이어(71)와 음극 와이어(72)는 상호 평행한 상태로 연장되고, 상기 와이어(71,72)들을 서로 절연 상태로 감싸도록 세퍼레이터(73)가 피복된다. 즉, 세퍼레이터(73)가 상기 와이어(71,72)들의 평행한 연장 상태를 유지하도록 상기 와이어들상에 함께 피복되는 것이다. 이와 같이 형성된 와이어 라인(70)은 다양한 형태로 감겨서 전지를 형성할 수 있다. 예를 들면, 전체적으로 조밀하게 사각의 형태로 감겨져서 케이스안에 수용되어 전지를 형성될 수 있다. 또한 와이어 라인(70)의 단부에서 세퍼레이터(73)를 제거하고 와이어(71,72)를 노출시킴으로써 외부 회로에 연결하기 위한 리이드를 부착시킬 수도 있다.
한편, 상기 도면에 도시된 각 실시예들에 도시된 케이스(36)는 통상적인 리튬 이온 2 차 전지에서 사용되는 케이스를 적용할 수 있으며, 이것은 내화학성을 가지는 열접착성 폴리머가 내표면에 도포된 알루미늄 재료가 주로 사용된다.
본 발명에 따른 리튬 이온 2 차 전지는 양극 와이어 및, 음극 와이어를 사용하여 전지를 구성하므로 다양한 형태로 변형 가능하며, 제작 및 조립이 매우 용이하다는 장점이 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 양극 활물질 및, 음극 활물질이 와이어 형태의 집전체상에 피복됨으로써 형성되는 양극 와이어 및, 음극 와이어;
    상기 양극 와이어, 상기 음극 와이어, 또는 상기 양극 와이어와 상기 음극 와이어들 모두의 표면상에 피복됨으로써 상기 양극 와이어와 음극 와이어를 서로에 대하여 절연시키며, 그에 형성된 다공부에 전해질이 함침되어 있는 세퍼레이터 및;
    상기 양극 와이어와 음극 와이어를 내측에 수용할 수 있는 케이스;를 구비하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 2 차 전지.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 양극 와이어 및, 상기 음극 와이어는 코일 형태로 감겨있는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 2 차 전지.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 양극 와이어 및, 상기 음극 와이어는 구불 구불한 형태로 만곡되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 2 차 전지.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 양극 와이어 및, 상기 음극 와이어는 소정 길이로 절단된 것을 특징으로 하는 리튬 이온 2 차 전지.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 양극 와이어 및, 상기 음극 와이어는 코일 형태로 감겨지며, 상기 양극 와이어의 각 코일 권선이 상기 음극 와이어의 각 코일 권선 사이에 삽입됨으로써 서로 겹쳐진 상태로 직육면체 공간을 형성하는 상기 케이스의 내부에 수용되며, 상기 양극 와이어의 일단부 및, 상기 음극 와이어의 일 단부에 각각 연결되어 상기 케이스의 외부로 연장되는 양극 리이드 및, 음극 리이드를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 2 차 전지.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 양극 와이어 및, 상기 음극 와이어는 구불 구불한형태로 성기게 만곡되어서 서로 겹쳐진 상태로 직육면체 공간을 형성하는 상기 케이스의 내부에 수용되며, 상기 양극 와이어의 일단부 및, 상기 음극 와이어의 일 단부에 각각 연결되어 상기 케이스의 외부로 연장되는 양극 리이드 및, 음극 리이드를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 2 차 전지.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 양극 와이어 및, 상기 음극 와이어는 일정 길이로 절단되어 일단부는 도전 단부가 되고 타단부는 상기 세퍼레이트로 피복된 절연 단부를 형성하고, 동일한 극성을 가지는 와이어의 도전 단부가 동일한 방향을 향하도록 다발을 이룬 상태로 직육면체 공간을 형성하는 상기 케이스의 내부에 수용되며, 상기 와이어들의 도전 단부에는 일면에 도전성 접착제가 도포된 도전 테이프가 부착되고, 상기 도전 테이프와 상기 와이어들의 도전 단부 사이에 양극 리이드 및, 음극 리이드가 부착되어 상기 케이스의 외부로 연장되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 2 차 전지.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 양극 와이어 및, 상기 음극 와이어는 코일 형태로 감겨지며, 상기 양극 와이어의 각 코일 권선이 상기 음극 와이어의 각 코일 권선 사이에 삽입됨으로써 서로 겹쳐진 상태로 원통형 공간을 형성하는 상기 케이스의 내부에 수용되며, 상기 양극 와이어의 일단부가 연결되는 캡 조립체를 더 구비하고, 상기 음극 와이어의 일단부는 상기 케이스에 대하여 연결되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 2 차 전지.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 양극 와이어와 음극 와이어는 상호 평행하게 연장되며, 상기 세퍼레이터는 상기 양극 와이어와 음극 와이어를 함께 피복함으로써 상기 와이어의 평행한 연장 상태가 유지되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 2 차 전지.
  10. 와이어 형태의 집전체상에 양극 활물질 및, 음극 활물질을 피복하여 양극 와이어 및, 음극 와이어를 형성하는 단계,
    상기 양극 와이어, 상기 음극 와이어, 또는 상기 양극 와이어와 상기 음극 와이어들 모두의 표면상에 세퍼레이터 재료를 피복하는 단계,
    상기 양극 와이어와 상기 음극 와이어를 케이스내에 수용하기에 적합한 형태로 변형시키는 단계,
    상기 변형된 양극 와이어와 음극 와이어들 상기 케이스내에 수용하고 전해질을 상기 세퍼레이터에 형성된 다공부에 함침시키는 단계 및,
    상기 케이스를 밀봉시키는 단계를 구비하는 리튬 이온 2 차 전지의 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190044482A (ko) * 2017-10-20 2019-04-30 삼성전자주식회사 신축 가능한 전극, 이를 포함하는 전기화학장치, 및 상기 신축 가능한 전극의 제작방법

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