KR200262458Y1

KR200262458Y1 - Secondary battery

Info

Publication number: KR200262458Y1
Application number: KR2020010026340U
Authority: KR
Inventors: 구성회
Original assignee: 구성회
Priority date: 2001-08-29
Filing date: 2001-08-29
Publication date: 2002-03-25

Abstract

2개의 띠모양의 세퍼레이터에 양극판, 음극판을 적정배열하고 단부를 겹쳐 놓은후 번갈아 가면서 접어서 양극판과 음극판이 번갈아 오도록 구성한 2차전지의 전극구조물The electrode structure of the secondary battery configured to arrange the positive electrode plate and the negative electrode plate in two strip-shaped separators, overlap the ends, and fold them alternately.

Description

Secondary Battery Electrode Structure {Secondary battery}

본 고안은 이차전지의 전극구조에 관한 것이다. 이차전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능한 것으로, 대표적으로는 니켈수소전지, 리튬2차전지가 사용되고 있다.The present invention relates to an electrode structure of a secondary battery. Secondary batteries are rechargeable and can be miniaturized and large-capacity. Typically, nickel-hydrogen batteries and lithium secondary batteries are used.

여기서 리튬2차전지는 정극활물질로 리튬-금속산화물을 사용하고 부극활물질로 탄소 혹은 탄소복합체를 주로 사용하며, 전해질로는 주로 유기용매에 리튬염을 녹인 액체전해질을 사용하여 이를 함침하여 정극과 부극의 사이에서 리튬이온이 이동되어 충방전이 이루어진다.The lithium secondary battery uses lithium-metal oxide as the positive electrode active material and mainly carbon or carbon composite material as the negative electrode active material, and impregnates the liquid by dissolving it in a liquid electrolyte in which lithium salt is dissolved in an organic solvent. Li-ion is moved between the charge and discharge is made.

이러한 리튬2차전지의 전극구조 형성방법으로는 적층형과 권취형으로 나누어 진다. 적층형은 양극/세퍼레이터/음극을 적층하고 라미네이트공정을 통해 접착시키고 이렇게 형성된 단위셀을 적층시킨 구조이고 권취형은 원통형 또는 각형으로 나누어 볼 수 있는데 이는 세퍼레이터를 게재시키고 양극과 음극을 말아 놓은 구조이다.The electrode structure forming method of the lithium secondary battery is divided into a stacked type and a wound type. The stacked type is a structure in which the anode / separator / cathode is laminated, adhered through a lamination process, and the unit cells thus formed are laminated. The winding type may be divided into a cylindrical shape or a square shape.

기존의 전극구조는 과충전시에 발화위험이 크다는 단점이 있다. 이는 세퍼레이터와 양극판, 음극판이 밀착되어 있기 때문이다. 그리고 라미네이션 공정을 거쳐야 하는 관계로 이에 시간적 공정적 노력이 소요되어 생산성이 절감되는 단점이 있다. 권취형의 경우는 권취공정으로 인하여 아무리 각형으로 하려고 해도 그 한계가 있어서 모양상으로 모서리가 완전 직각과는 거리가 있을 수 밖에 없는 관계로 모양의 형성에 제한이 있다는 단점도 있다.The conventional electrode structure has a disadvantage in that the risk of ignition during overcharging is high. This is because the separator, the positive electrode plate, and the negative electrode plate are in close contact with each other. In addition, there is a disadvantage in that productivity is reduced due to the time-consuming process due to the lamination process. In the case of the winding type, no matter how much the square is formed due to the winding process, there is a limitation in that the shape is formed because the edge is indistinguishable from the perfect right angle in shape.

본고안에서는 과충전시의 발화위험을 극복하여 안전성을 높이고 열접착공정으로 인한 생산성 절감을 극복하고 권취형의 단점인 모양상의 제한을 극복하고자 한다.This paper aims to overcome the risk of ignition during overcharging, to increase safety, to overcome productivity reductions due to the thermal bonding process, and to overcome the limitations of shape, which is a disadvantage of the winding type.

도1은 세퍼레이터에 전극이 부착된 형태1 is an electrode attached to the separator

도2 내지 도10은 세퍼레이터를 접는 과정의 도면2 to 10 are views of the process of folding the separator

도11은 제2실시례의 세퍼레이터에 전극이 부착된 상태의 도면11 is a diagram in which an electrode is attached to the separator of the second embodiment;

도12는 테이프를 이용하여 고정한 전극구조의 개략도12 is a schematic view of an electrode structure fixed using a tape

제 1 실시례First embodiment

도1(a)와 같은 두 개의 띠모양의 세퍼레이터(10,20)에 일정한 크기로 잘라진 양극판과 음극판을 이온전도성 접착제를 사용하여 도1(b)와 같이 부착한다.A positive electrode plate and a negative electrode plate cut to a predetermined size are attached to two strip-shaped separators 10 and 20 as shown in FIG. 1 (a) using an ion conductive adhesive as shown in FIG. 1 (b).

제1세퍼 레이터(10)에는 양극판(11,12,13,14,15)를 부착하고 제2세퍼레이터(20)에는 음극판(21,22,24,25)를 부착한다. L1h2이고 L2h1이다. 점선으로 도시된 양극판(12,14)은 세퍼레이터의 이면에 부착된 것이고 점선으로 도시된 음극판(22,24)도 세퍼레이터의 이면에 부착된 것이다. 도1(b)를 평면도라고 했을 때 정면도를 도시하면 도1(c)와 같다. 다시 설명하면 제1세퍼레이터의 표면에 양극판(11,13,15)을 일정간격으로 부착하되 인접하는 양극판 사이의 간격에 대응하는 이면에 양극판(12,14)을 부착한다. 제2세퍼레이터의 표면에 음극판(21,23,25)을 일정간격으로 부착하되 인접하는 음극판 사이의 간격에 대응하는 이면에 음극판(22,24)을 부착한다. 제1세퍼레이터에 부착된 양극판과 제2세퍼레이터에 부착된 음극판의 크기가 동일하되 가로, 세로는 서로 반대되도록 하여 도1(b)와 같이 부착한다. 본 실시례에는 각 세퍼레이터에 5개의 극판이 부착되었으나 그 수는 자유롭게 변형실시할 수 있다.Positive plates 11, 12, 13, 14, and 15 are attached to the first separator 10, and negative plates 21, 22, 24, and 25 are attached to the second separator 20. L1 h2 and L2 h1. The positive plates 12 and 14 shown by the dotted line are attached to the back side of the separator, and the negative plates 22 and 24 shown by the dotted line are also attached to the back side of the separator. When FIG. 1 (b) is a plan view, the front view is the same as that of FIG. 1 (c). In other words, the positive plates 11, 13, and 15 are attached to the surface of the first separator at regular intervals, and the positive plates 12 and 14 are attached to the rear surfaces corresponding to the gaps between adjacent positive plates. The negative electrode plates 21, 23 and 25 are attached to the surface of the second separator at regular intervals, and the negative electrode plates 22 and 24 are attached to the rear surfaces corresponding to the gaps between the adjacent negative electrode plates. The positive electrode plate attached to the first separator and the negative electrode plate attached to the second separator have the same size, but are horizontally and vertically opposite to each other and attached as shown in FIG. 1 (b). In this embodiment, five pole plates are attached to each separator, but the number can be freely modified.

그 후 제1세퍼레이터와 제2세퍼레이터를 도 2와 같이 겹쳐놓는다. 즉 단부의 양극판(11)과 단부의 음극판(21)을 겹쳐놓는다. 그 후 도 2의 aa'라인을 기준으로 제1세퍼레이터를 접어서 음극판(21)위에 세퍼레이터를 게재하여 양극판(12)이 오도록 접는다. 접은 후는 도 3과 같이 된다. 그 후 bb'라인을 기준으로 이번에는 제2세퍼레이터를 접되 양극판(12)위에 세퍼레이터를 게재하여 음극판(22)가 놓여지도록 접어 도 4와 같이 되도록 한다. 그 후 도 4의 cc'라인을 기준으로 제1세퍼레이를 접어 음극판(22) 위에 세퍼레이터를 게재하여 양극판(13)이 놓여지게 접는다. 접은 후는 도 5와 같이 된다. 그 후 도 5의 dd'라인을 접는 선으로 하여 접어 양극판(13) 위에 세퍼레이터를 게재하여 음극판(23)이 놓여지도록 접는다. 접은 후를 도시하면 도 6과 같다. 그 후 도 6의 ee'라인을 접는 선으로 하여 접어 음극판(23) 위에 세퍼레이터를 게재하여 양극판(14)가 놓여지도록 접는다. 접은 후를 도시하면도 7과 같다. 그 후 도 7의 ff'라인을 접는 선으로 하여 접어 양극판(14) 위에 세퍼레이터를 게재하여 음극판(24)가 놓여지도록 접는다. 접은 후를 도시하면 도 8과 같다. 그 후 도 8의 gg'라인을 접는 선으로 하여 접어 음극판(24) 위에 세퍼레이터를 게재하여 양극판(15)가 놓여지도록 접는다. 접은 후를 도시하면 도 9과 같다.Thereafter, the first separator and the second separator are stacked as shown in FIG. That is, the positive electrode plate 11 at the end and the negative electrode plate 21 at the end are overlapped. Thereafter, the first separator is folded based on the aa 'line of FIG. 2, and the separator is placed on the negative electrode plate 21 so that the positive electrode plate 12 is folded. After folding, it becomes as shown in FIG. After that, the second separator is folded on the basis of the bb 'line, but the separator is placed on the positive electrode plate 12 to fold so that the negative electrode plate 22 is placed as shown in FIG. 4. Thereafter, the first separator is folded based on the cc ′ line of FIG. 4, and the separator is placed on the negative electrode plate 22 to be folded so that the positive electrode plate 13 is placed. After folding, it becomes as shown in FIG. After that, the dd 'line of FIG. 5 is folded and folded so that the separator is placed on the positive electrode plate 13 so that the negative electrode plate 23 is placed. 6 is shown after folding. Thereafter, the ee 'line of FIG. 6 is folded and folded so that the separator is placed on the negative electrode plate 23 so that the positive electrode plate 14 is placed. 7 is shown after folding. After that, the ff 'line of FIG. 7 is folded and folded so that the separator is placed on the positive electrode plate 14 so that the negative electrode plate 24 is placed. 8 is shown after folding. Thereafter, the line gg 'of FIG. 8 is folded to fold, and the separator is placed on the negative electrode plate 24 to be folded so that the positive electrode plate 15 is placed. 9 is shown after folding.

그 후 도 9의 hh'라인을 접는 선으로 하여 접어 양극판(15) 위에 세퍼레이터를 게재하여 음극판(25)가 놓여지도록 접는다. 접은 후를 도시하면 도 10과 같다.Thereafter, the line hh 'of FIG. 9 is folded and folded so that the separator is placed on the positive electrode plate 15 so that the negative electrode plate 25 is placed. 10 is shown after folding.

이렇게 각 세퍼레이터를 번갈아 가면서 접으면 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 게재하여 번갈아 오도록 구성된 구조가 된다.When the separators are alternately folded in this way, the positive electrode plate and the negative electrode plate have a structure in which the separators are placed alternately.

제1세퍼레이터 단부의 양극판(11)에 대응하는 이면에 음극판을 부착하여 전극구조의 효율을 더 높일 수도 있다는 것은 접어진 후의 전극구조를 고려하면 당연하고 이는 당업자에게 자명한 것이고 본고안은 이러한 유형의 변형실시를 배제하지 아니한다.It is natural in view of the electrode structure after being folded that it is possible to attach the negative electrode plate to the back surface corresponding to the positive electrode plate 11 at the end of the first separator, which is obvious to those skilled in the art. Modifications are not excluded.

제2실시례Second embodiment

도11(a)와 같은 두 개의 띠모양의 세퍼레이터(10,20) 중 제1세퍼레이터(10)에 일정한 크기로 잘라진 양극판과 음극판을 이온전도성 접착제를 사용하여 도11(b)와 같이 부착한다. 도 11(b)를 평면도라고 했을 때 정면도를 도시하면 도 11(c)와 같다. 제1세퍼레이터(10)의 표면에 양극판(31), 음극판(42), 양극판(33), 음극판(44), 양극판(35)의 순으로 부착하고 제1세퍼레이터(10)의 이면에는 음극판(41), 양극판(32), 음극판(43), 양극판(34), 음극판(45)의 순으로 부착한다. 여기서 각 극판의 가로길이와 극판사이의 간격의 합은 제2세퍼레이터의 너비에 맞추어야 한다. 즉 L1h2이다. 제2세퍼레이터에는 극판을 부착하지 않는다. 다시 설명하면 제1세퍼레이터의 표면에 양극판(31,33,35)과 음극판(42,44)을 번갈아 오도록 부착하고 사이에 약간의 간격을 띄운다. 양극판의 대응하는 이면에는 음극판(41,43,45)을 부착하고 음극판의 대응하는 이면에는 양극판(32,34)을 부착한다. 본 실시례에는 제1세퍼레이터에 10개의 극판이 부착되었으나 그 수는 자유롭게 변형실시할 수 있다. 양극판과 음극판이 번갈아 오도록 부착된 제1세퍼레이터와 극판이 부착되지 아니한 제2세퍼레이터를 제1실시례의 경우와 똑같이 끝부분을 겹쳐놓고 번갈아 가면서 접는다. 접는 방법은 제1실시례의 경우와 똑같으므로 자세한 설명은 생략한다. 다만 제1세퍼레이터와 제2세퍼레이터에 극판이 부착된 형태만 제1실시례와 다르다.The positive electrode plate and the negative electrode plate, which are cut to a certain size, are attached to the first separator 10 among the two strip-shaped separators 10 and 20 as shown in FIG. 11 (a) using an ion conductive adhesive as shown in FIG. 11 (b). When FIG. 11B is a plan view, the front view is the same as FIG. 11C. The positive electrode plate 31, the negative electrode plate 42, the positive electrode plate 33, the negative electrode plate 44, and the positive electrode plate 35 are attached to the surface of the first separator 10 in the order of the negative electrode plate 41 on the rear surface of the first separator 10. ), The positive plate 32, the negative plate 43, the positive plate 34, and the negative plate 45 in this order. Here, the sum of the width of each pole plate and the gap between the pole plates should be matched to the width of the second separator. L1 h2. No pole plate is attached to the second separator. In other words, the positive electrode plates 31, 33, 35 and the negative electrode plates 42, 44 are alternately attached to the surface of the first separator, and a slight gap is provided therebetween. Cathode plates 41, 43 and 45 are attached to the corresponding back side of the positive plate and anode plates 32 and 34 are attached to the corresponding back side of the negative plate. In this embodiment, ten pole plates are attached to the first separator, but the number can be freely modified. The first separator attached so that the positive electrode plate and the negative electrode plate alternately and the second separator without the positive electrode plate are folded and alternately overlapped in the same manner as in the first embodiment. Since the folding method is the same as in the first embodiment, detailed description thereof will be omitted. However, only the form in which the pole plates are attached to the first separator and the second separator is different from the first embodiment.

제1실시례나 제2실시례에서 설명한 바와 같이 세퍼레이터를 사이에 두고 양 극판과 음극판이 교대로 계속 배치되게 접은 후 접은 상태로 고정되게 하기 위해서 도12와 같이 접착테이프(120)를 부착하는 등의 방법을 사용하여 마무리한다. 고정하는 방법은 당업자가 변형실시 가능하다.As described in the first or second embodiment, the positive electrode plate and the negative electrode plate are alternately arranged alternately with the separator interposed therebetween, and then, the adhesive tape 120 is attached as shown in FIG. 12 to fix the folded state. Use the method to finish. The fixing method can be modified by those skilled in the art.

본 고안의 전극구조에서 양극판이나 음극판은 사방이 세퍼레이터에 완전히 둘러싸인 것이 아니므로 각 극판에서 외부로 전극탭을 뽑아내는 것은 하등의 어려움이 없다.In the electrode structure of the present invention, since the positive electrode plate or the negative electrode plate is not completely surrounded by the separator on all sides, it is not difficult to pull out the electrode tabs from each electrode plate to the outside.

본 고안의 전극구조에서는 전극과 세퍼레이터의 밀착정도가 기존의 구조보다. 느슨하므르 과충전시에 발화위험이 감소된다. 또한 전지의 모양에 대한 권취형의 제한을 극복하고 또한 제조방법도 일정한 크기의 극판을 부착하고 이를 접으면 되므로 기존 방법들에 비해 단순하고 간단하여 생산성을 획기적으로 높이는 효과가 있다.In the electrode structure of the present invention, the degree of adhesion between the electrode and the separator is higher than that of the conventional structure. The risk of ignition is reduced during loose charge. In addition, it overcomes the limitation of the winding type for the shape of the battery, and also the manufacturing method is attached to a pole plate of a certain size and folded so that it is simple and simple compared to the existing methods has the effect of dramatically increasing productivity.

Claims

On the surface, a plurality of bipolar plates are attached with ion conductive adhesive at regular intervals slightly larger than the width of the bipolar plates, and bipolar plates of the same size are attached with ion conductive adhesive on the back surface corresponding to the gap between adjacent bipolar plates. A first separator; And attaching a plurality of negative electrode plates from the end to the surface, wherein the plurality of negative electrode plates having the same horizontal length as the vertical length of the positive electrode plate and the vertical length equal to the horizontal length of the positive electrode plate with the ion conductive adhesive at a predetermined interval slightly larger than the horizontal length of the negative electrode plate. A negative electrode plate is also attached to the back surface corresponding to the gap between the adjacent negative electrode plates by an ion conductive adhesive, the width of which is almost equal to the sum of the widths of the positive electrode plates attached to the first separator and the gaps between the positive electrode plates. 2 Place the separators on the ends of the separators so that they The electrode structure of the secondary battery, which is stacked in a shape of a cell and folded each separator alternately, so that the negative electrode plate and the positive electrode plate are placed alternately by placing the separator alternately.

The negative electrode plate is attached to the surface with an ion conductive adhesive at regular intervals so that at least one positive electrode plate and the negative electrode plate of the same size are alternately formed from the end to the surface, and the negative electrode plate is attached with the ion conductive adhesive on the back surface corresponding to the positive electrode plate attached to the surface. On the back surface corresponding to the first strip-shaped separator, the positive electrode plate is attached with an ion conductive adhesive; And the width thereof is almost equal to the sum of the horizontal lengths of the pole plates attached to the first separator and the gaps between the pole plates, and the ends of the strip-shaped second separators having no pole plates attached to the front and back surfaces thereof overlap each other. The electrode structure of the secondary battery, which is stacked in a shape of a cell and folded each separator alternately, so that the negative electrode plate and the positive electrode plate are placed alternately by placing the separator alternately.

The electrode structure of the secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the electrode structure of the secondary battery in the folded state is fixed in a folded state using a tape.