KR20040092531A - Electrode assembly of secondary battery - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An electrode assembly of a secondary battery is provided to reduce the weight and volume thereof after a winding process, and to prevent short circuit between the electrode taps and plates or between separators as well as between electrode leads and electrode plates, with a simple process. CONSTITUTION: The electrode assembly(100) of a secondary battery comprises: a positive plate comprising: a thin film of a positive current collector wherein a positive active material is formed on at least one side thereof; and a plurality of positive taps(114) which are extended out of the one side of the positive current collector as a part thereof, with a certain interval between each tap; a negative plate which is separated from the positive plate with a certain interval, and comprises: a thin film of a negative current collector wherein a negative active material is formed on at least one side thereof; and a plurality of negative taps(134) which are extended out of the one side of the negative current collector as a part thereof, with a certain interval between each tap; and a separator intervened between the positive plate and the negative plate for insulation. The positive plate, negative plate, and separator are wound into a form of a jelly roll.

Description

이차전지의 전극 조립체{Electrode assembly of secondary battery}Electrode assembly of secondary battery {Electrode assembly of secondary battery}

본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양극판 및 음극판으로부터 각각 인출되는 전극 탭들의 구조가 개선된 이차전지의 전극 조립체에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to an electrode assembly of a secondary battery having an improved structure of electrode tabs respectively drawn out from a positive electrode plate and a negative electrode plate.

이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 첨단 전자기기분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬이차전지는 작동전압이 3.6V로서, 전자장비전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴전지나, 니켈-수소전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다.Secondary batteries (secondary battery) is a battery that can be charged and discharge, unlike a primary battery that can not be charged, and is widely used in the field of advanced electronic devices such as cellular phones, notebook computers, camcorders. In particular, lithium secondary batteries have an operating voltage of 3.6V, which is three times higher than nickel-cadmium batteries or nickel-hydrogen batteries, which are widely used as electronic equipment power sources, and is rapidly increasing in terms of high energy density per unit weight. .

이러한 리튬이차전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로, 전해액의 종류에 따라 액체전해질 전지와 고분자전해질 전지로 분류되며, 액체전해질을 사용하는 전지를 리튬이온전지라 하고, 고분자전해질을 사용하는 전지를 리튬폴리머전지라고 한다. 또한, 리튬이차전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형, 각형, 그리고파우치형이 있다.Such lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides as positive electrode active materials and carbon materials as negative electrode active materials. In general, a battery is classified into a liquid electrolyte battery and a polymer electrolyte battery according to the type of electrolyte. A battery using a liquid electrolyte is called a lithium ion battery, and a battery using a polymer electrolyte is called a lithium polymer battery. In addition, lithium secondary batteries are manufactured in various shapes, and typical shapes include cylindrical, rectangular, and pouch types.

이러한 이차전지에 채용되는 전극 조립체로는, 집전체에 활물질을 도포하고 이를 건조시킨 후, 롤 프레싱 및 절단하여 각각 형성시킨 양극판 및 음극판 사이에 이들을 절연하는 세퍼레이터(separator)들을 삽입하여 권취시킨 젤리-롤(Jelly-Roll)형의 전극 조립체가 있다. 일반적으로, 원통형 전지에서는 젤리-롤형의 전극 조립체를 원형으로 권취한 후 전지 케이스에 수납하게 되며, 각형 또는 파우치 전지에서는 젤리-롤형의 전극 조립체를 타원형으로 권취한 다음 압박하여 편평하게 한 후 전지 케이스에 수납하게 된다.As the electrode assembly employed in such a secondary battery, the active material is applied to a current collector, dried, and then rolled and cut, and a separator (separators) are insulated between the positive and negative plates formed by pressing and cutting, respectively. There is a roll-type electrode assembly. In general, in a cylindrical battery, a jelly-roll electrode assembly is wound in a circular shape and then stored in a battery case. In a rectangular or pouch battery, a jelly-roll electrode assembly is wound in an elliptical shape, and then pressed and flattened. It will be stored in.

도 1 및 도 2에는 종래 기술에 따른 이차전지의 전극 조립체를 나타내었다.1 and 2 illustrate an electrode assembly of a secondary battery according to the prior art.

도면을 참조하면, 전극 조립체(1)는 세퍼레이터들(20a)(20b)을 사이에 두고 교대로 권취된 양극판(10)과 음극판(30)을 포함한다. 상기 양극판(10) 및 음극판(30)에는 2Ah 이상의 중대형 전지의 경우에는 저항을 줄이기 위하여, 다수의 양극 탭(14)들 및 음극 탭(34)들이 연결될 수 있다.Referring to the drawings, the electrode assembly 1 includes a positive electrode plate 10 and a negative electrode plate 30 wound alternately with separators 20a and 20b interposed therebetween. A plurality of positive electrode tabs 14 and negative electrode tabs 34 may be connected to the positive electrode plate 10 and the negative electrode plate 30 in order to reduce resistance in the case of a medium to large battery of 2 Ah or more.

상기 양극판(10)은 양극 집전체(11)의 양면에 양극 활물질이 코팅된 양극 코팅부(12)를 포함한다. 상기 양극판(10)에 다수의 양극 탭(14)들을 연결하기 위하여, 상기 양극판(10)에는 양극 활물질이 코팅되어 있지 않은 양극 무지부(13)들이 소정 간격으로 마련되어 있으며, 상기 양극 무지부(13)들에는 양극 탭(14)들이 용접되어 상부로 인출되어 있다. 인출된 양극 탭(14)들의 단부에는 미도시된 양극 리이드가 결합되어 전지의 캡 조립체와 전기적으로 연결된다.The positive electrode plate 10 includes a positive electrode coating portion 12 coated with a positive electrode active material on both surfaces of the positive electrode current collector 11. In order to connect the plurality of positive electrode tabs 14 to the positive electrode plate 10, the positive electrode non-coating portions 13 on which the positive electrode active material is not coated are provided at predetermined intervals on the positive electrode plate 10, and the positive electrode non-coating portions 13 ), The positive electrode tabs 14 are welded and drawn out to the top. At the ends of the drawn positive electrode tabs 14, an unillustrated positive electrode lead is coupled and electrically connected to the cap assembly of the battery.

그리고, 상기 음극판(30)은 음극 집전체(31)의 양면에 음극 활물질이 코팅된음극 코팅부(32)를 포함한다. 상기 음극판(30)에 다수의 음극 탭(34)들을 연결하기 위하여, 상기 음극판(30)에는 음극 활물질이 코팅되어 있지 않은 음극 무지부(33)들이 소정 간격으로 마련되어 있으며, 상기 음극 무지부(33)들에는 음극 탭(34)들이 용접되어 하부로 인출되어 있다. 인출된 음극 탭(34)들의 단부에는 미도시된 음극 리이드가 결합되어 케이스와 전기적으로 연결된다.In addition, the negative electrode plate 30 includes a negative electrode coating part 32 coated with negative electrode active materials on both surfaces of the negative electrode current collector 31. In order to connect the plurality of negative electrode tabs 34 to the negative electrode plate 30, the negative electrode non-coating portions 33 on which the negative electrode active material is not coated are provided at predetermined intervals, and the negative electrode non-coating portion 33 is provided. ), Negative electrode tabs 34 are welded and drawn out to the bottom. At the ends of the drawn negative electrode tabs 34, an unillustrated negative electrode lead is coupled and electrically connected to the case.

상기 양극 탭(14)은 도시된 바에 따르면, 대략적으로 양극판(10)의 폭 전체에 걸쳐 양극 무지부(13)에 각각 용접 고정되어 있으며, 양극판(10)으로부터 상부로 돌출되어 있다. 그리고, 상기 음극 탭(34)도 음극판(30)에 대하여 양극 탭(14)과 마찬가지의 형태로 음극판(30)에 고정되어 음극판(30)으로부터 하부로 돌출되어 있다.As shown, the positive electrode tabs 14 are welded and fixed to the positive electrode plain portions 13, respectively, approximately over the entire width of the positive electrode plate 10, and protrude upward from the positive electrode plate 10. The negative electrode tab 34 is also fixed to the negative electrode plate 30 in the same manner as the positive electrode tab 14 with respect to the negative electrode plate 30, and protrudes downward from the negative electrode plate 30.

상기와 같이 양극판(10) 및 음극판(30)이 마련된 후, 이들 사이에 세퍼레이터들(20a)(20b)이 삽입되어 권취된 상태가 도 2에 도시되어 있다.After the positive electrode plate 10 and the negative electrode plate 30 are provided as described above, a state in which separators 20a and 20b are inserted and wound therebetween is illustrated in FIG. 2.

도시된 바와 같이, 양극판(10)에 결합된 양극 탭(14)들은 돌출되어 권취 중심으로부터 일렬로 배열되며, 음극판(30)에 결합된 음극 탭(34)들도 돌출되어 권취 중심으로부터 일렬로 배열된 상태를 가진다.As shown, the positive electrode tabs 14 coupled to the positive electrode plate 10 are protruded and arranged in line from the winding center, and the negative electrode tabs 34 coupled to the negative electrode plate 30 are also protruded and arranged in line from the winding center. Has a status of

그런데, 상기와 같이 전극 탭들이 극판들에 용접될 수 있게 하기 위해서는, 집전체들에 대하여 활물질들을 간헐적으로 코팅함으로써 무지부들을 마련하여야하며, 용접되는 부위가 넓어져야 하므로 공정이 복잡해질 수 있다.However, in order to allow the electrode tabs to be welded to the electrode plates as described above, the uncoated parts should be provided by intermittently coating the active materials with respect to the current collectors, and the process to be welded should be widened.

이를 해결하기 위한 방안으로, 극판들의 각 일측에 길이 방향을 따라 무지부들을 마련하고, 상기 무지부들에 전극 탭들을 소정 간격으로 이격되게 결합시킬 수있으나, 이 경우에도 전극 탭들 자체의 두께 때문에 극판들로부터 돌출되므로 용접후 권취할 때 극판들 및 세퍼레이터들이 손상되어 쇼트가 발생될 수 있으며, 전극 탭들의 자체 두께 때문에 권취후에 전극 조립체의 형태가 균일하지 않게 된다.In order to solve this problem, it is possible to provide the uncoated parts along the length direction on each side of the electrode plates, and to couple the electrode tabs to the uncoated parts at predetermined intervals, even in this case, the electrode plates due to the thickness of the electrode tabs themselves. Since the electrode plates and separators may be damaged when winding after welding, a short may occur, and the shape of the electrode assembly may not be uniform after winding because of the thickness of the electrode tabs.

또한, 전술한 바와 같이 극판들에 전극 탭들이 용접된 구조를 가지게 되면, 극판들에 대하여 별도의 무지부들을 길이방향으로 마련하여야 하므로, 전극 조립체의 부피 및 중량이 커질 수 있는 문제점이 있다.In addition, when the electrode tabs are welded to the electrode plates as described above, separate non-coating portions are provided in the longitudinal direction with respect to the electrode plates, and thus, the volume and weight of the electrode assembly may increase.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 중량 및 부피를 줄일 수 있고, 쇼트 불량을 방지할 수 있으며, 공정을 단순화할 수 있도록 양극판 및 음극판으로부터 인출되는 전극 탭들의 구조를 개선한 이차전지의 전극 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, it is possible to reduce the weight and volume, to prevent short defects, to simplify the process of the secondary battery improved the structure of the electrode tabs drawn from the positive electrode plate and negative electrode plate The object is to provide an electrode assembly.

도 1은 종래 기술에 따른 이차전지의 전극 조립체에 대한 부분 분리사시도.1 is a partially separated perspective view of an electrode assembly of a secondary battery according to the prior art.

도 2는 도 1의 전극 조립체에 대한 사시도.2 is a perspective view of the electrode assembly of FIG.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 전극 조립체에 대한 부분 분리사시도.Figure 3 is a partially separated perspective view of the electrode assembly of the secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3의 전극 조립체에 대한 사시도.4 is a perspective view of the electrode assembly of FIG. 3.

도 5는 도 4의 전극 조립체에 결합되는 전극 리이드의 일예를 나타낸 분리 사시도.5 is an exploded perspective view illustrating an example of an electrode lead coupled to the electrode assembly of FIG. 4.

도 6은 도 4의 전극 조립체에 결합되는 전극 리이드의 다른 예를 나타낸 분리 사시도.6 is an exploded perspective view showing another example of an electrode lead coupled to the electrode assembly of FIG. 4.

도 7은 도 6에 있어서, 전극 탭들과 전극 리이드와의 결합상태를 확대 도시한 부분 단면도.FIG. 7 is an enlarged partial cross-sectional view of the bonding state between the electrode tabs and the electrode lead of FIG. 6. FIG.

도 8은 도 6의 전극 조립체가 채용된 이차전지에 대한 측단면도.FIG. 8 is a side cross-sectional view of a secondary battery employing the electrode assembly of FIG. 6. FIG.

〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉<Brief description of the major symbols in the drawings>

100..전극 조립체 110..양극판100. Electrode assembly 110. Anode plate

111..양극 집전체 114..양극 탭111. Positive collector 114. Positive tab

115..양극 탭군 121,122..세퍼레이터115..Positive tap group 121,122..Separator

130..음극판 131..음극 집전체130..cathode plate 131..cathode current collector

134..음극 탭 135..음극 탭군134 .. negative electrode tab 135. negative electrode tab group

140..절연 부재 151,152,161,162..전극 리이드140. Insulation member 151,152,161,162 .. Electrode lead

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지의 전극 조립체는,Electrode assembly of a secondary battery according to the present invention for achieving the above object,

적어도 일면에 양극 활물질이 형성된 박판의 양극 집전체와, 상기 양극 집전체의 일측으로부터 돌출되게 일체로 연장 형성되며 상호 소정 간격으로 이격된 다수의 양극 탭들을 구비하는 양극판과;A positive electrode plate including a positive electrode current collector of a thin plate on which at least one surface of the positive electrode active material is formed, and a plurality of positive electrode tabs integrally formed to protrude from one side of the positive electrode current collector and spaced apart from each other by a predetermined interval;

상기 양극판과 소정 간격으로 이격되며, 적어도 일면에 음극 활물질이 형성된 박판의 음극 집전체와, 상기 음극 집전체의 일측으로부터 돌출되게 일체로 연장 형성되며 상호 소정 간격으로 이격된 다수의 음극 탭들을 구비하는 음극판; 및A negative electrode current collector of a thin plate spaced apart from the positive electrode plate at a predetermined interval, and having a negative electrode active material formed on at least one surface thereof, and a plurality of negative electrode tabs integrally formed to protrude from one side of the negative electrode current collector and spaced apart from each other at a predetermined interval; Negative plate; And

상기 양극판과 음극판 사이에 개재되어 이들을 절연시키는 세퍼레이터들;을구비하여 젤리-롤 형태로 권취된 것을 특징으로 한다.Separators interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate to insulate them; It is wound in the form of a jelly-roll to prepare.

상기 양극 탭들은 권취 중심으로부터 일측에 일렬로 배열되며, 상기 음극 탭들은 권취 중심으로부터 타측에 일렬로 배열된 것이 바람직하다.The positive electrode tabs are arranged in one line from the winding center, and the negative electrode tabs are arranged in one line from the winding center to the other side.

상기 양극판, 음극판 및, 세퍼레이터들이 권취된 상태에서, 상기 양극 집전체 및 음극 집전체로부터 각각 소정 길이로 돌출된 양극 탭들 및 음극 탭들의 상측에는, 상기 양극 탭들 및 음극 탭들이 각각 삽입되어 정렬 및 분류될 수 있는 다수의 통공들이 형성된 절연 부재가 더 구비된 것이 바람직하다.In the state where the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separators are wound, the positive electrode tabs and the negative electrode tabs protrude from the positive electrode collector and the negative electrode collector to a predetermined length, respectively, and the positive electrode tabs and the negative electrode tabs are respectively inserted to align and classify. It is preferable that the insulating member having a plurality of through holes formed therein is further provided.

상기 양극 탭들은 상기 절연 부재의 하나의 통공에 적어도 2개 삽입되어 결합된 다수의 양극 탭군들을 이루며, 상기 음극 탭들도 상기 절연 부재의 하나의 통공에 적어도 2개 삽입되어 결합된 다수의 음극 탭군들을 이루는 것이 바람직하다.The positive electrode tabs comprise a plurality of positive electrode tab groups inserted into and coupled to at least two through-holes of the insulating member, and the negative electrode tabs also include a plurality of negative electrode tab groups inserted into and coupled into one through-hole of the insulating member. It is desirable to achieve.

상기 양극 탭군들에는 양극 리이드가 결합되며, 상기 음극 탭군들에는 음극 리이드가 결합되는 것이 바람직하다.A positive electrode lead is coupled to the positive electrode tab groups, and a negative electrode lead is coupled to the negative electrode tab groups.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 전극 조립체가 도시되어 있다.3 illustrates an electrode assembly of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 전극 조립체(100)는 양극판(110), 음극판(130) 및, 세퍼레이터들(121)(122)을 포함하여 구성되며, 이들이 적층되어 권취됨으로써 젤리-롤 형태를 이루게 된다.Referring to the drawings, the electrode assembly 100 includes a positive electrode plate 110, a negative electrode plate 130, and separators 121 and 122, and are stacked and wound to form a jelly-roll shape.

상기 양극판(110)은 스트립 형상의 금속 박판으로 된 양극 집전체(111)를 구비하며, 상기 양극 집전체(111)로는 알루미늄 박판이 사용될 수 있다.The positive electrode plate 110 includes a positive electrode current collector 111 made of a thin metal plate in a strip shape, and an aluminum thin plate may be used as the positive electrode current collector 111.

상기 양극 집전체(111)의 적어도 일면에는 양극 활물질이 코팅되는 양극 코팅부(112)가 형성되며, 상기 양극 활물질로는 예를 들어, 리튬계 산화물에 바인더, 가소제, 도전재 등이 함유된 혼합물로 이루어질 수 있다.At least one surface of the positive electrode current collector 111 is formed with a positive electrode coating portion 112 coated with a positive electrode active material, for example, a mixture containing a binder, a plasticizer, a conductive material, and the like in a lithium-based oxide It may be made of.

상기 음극판(130)은 스트립 형상의 금속 박판으로 된 음극 집전체(131)를 구비하며, 상기 음극 집전체(131)로는 구리 박판이 사용될 수 있다.The negative electrode plate 130 may include a negative electrode current collector 131 made of a strip metal foil, and a copper thin plate may be used as the negative electrode current collector 131.

상기 음극 집전체(131)의 적어도 일면에는 음극 활물질이 코팅된 음극 코팅부(132)가 형성되며, 상기 음극 활물질로는 예를 들어, 탄소재에 바인더, 가소제, 도전재 등이 함유된 혼합물로 이루어질 수 있다.On at least one surface of the negative electrode current collector 131, a negative electrode coating portion 132 coated with a negative electrode active material is formed, and the negative electrode active material is, for example, a mixture containing a binder, a plasticizer, a conductive material, etc. in a carbon material. Can be done.

그리고, 상기 양극 집전체(111)의 상측에는 길이 방향 즉, 권취되는 방향을 따라서 양극 활물질이 코팅되지 않은 본 발명의 일 특징에 따른 양극 무지부(113)가 형성되어 있다.In addition, the positive electrode non-coating portion 113 according to one feature of the present invention, in which the positive electrode active material is not coated along the longitudinal direction, that is, the winding direction, is formed above the positive electrode current collector 111.

상기 양극 무지부(113)는 요철 형상으로 이루어져 있는데, 돌출된 부분들은 양극 탭(114)들로서의 역할을 하게 된다. 상기 양극 탭(114)들은 소정 간격으로 이격되어 마련된다.The positive electrode plain portion 113 is formed in an uneven shape, and the protruding portions serve as the positive electrode tabs 114. The positive electrode tabs 114 are spaced apart from each other at predetermined intervals.

마찬가지로, 상기 음극 집전체(131)의 상측에는 권취되는 방향을 따라서 음극 활물질이 코팅되지 않은 음극 무지부(133)가 형성되어 있다. 상기 음극 무지부(133)는 요철 형상으로 이루어져 있으며, 돌출된 부분들은 음극 탭(134)들로서의 역할을 하게 된다. 상기 음극 탭(134)들은 소정 간격으로 이격되어 마련된다.Similarly, the negative electrode non-coating portion 133 is not formed in the upper side of the negative electrode current collector 131 is not coated with the negative electrode active material along the winding direction. The negative electrode non-coating portion 133 has a concave-convex shape, and the protruding portions serve as the negative electrode tabs 134. The negative electrode tabs 134 are provided spaced at predetermined intervals.

상기 양극 탭(114)들은, 양극 집전체(111)에 대한 양극 활물질의 코팅시에양극 집전체(111)의 상측에 양극 활물질이 코팅되지 않은 양극 무지부(113)를 형성하고, 이와 같이 형성된 양극 무지부(113)에 소정의 폭과 간격을 가지게 설정된 양극 탭(114)들 사이의 부분을 잘라서 제거함으로서 형성될 수 있다. 상기 음극 탭(134)들의 경우도 마찬가지로 형성될 수 있다.The positive electrode tabs 114 form a positive electrode uncoated portion 113 on which the positive electrode active material is not coated on the upper side of the positive electrode current collector 111 when the positive electrode current collector 111 is coated on the positive electrode current collector 111. The portion between the positive electrode tabs 114 set to have a predetermined width and a gap in the positive electrode non-coating portion 113 may be formed by cutting and removing the portion. The negative electrode tabs 134 may be similarly formed.

상기와 같이 양극 탭(114)들 및 음극 탭(134)들이 형성되어지면, 상기 양극 탭(114)들 및 음극탭(134)들이 각각 양극 집전체(111) 및 음극 집전체(131)로부터 일체로 연장되는 구조를 가지므로, 권취후 전극조립체(100)의 부피 및 중량이 줄어들 수 있다.When the positive electrode tabs 114 and the negative electrode tabs 134 are formed as described above, the positive electrode tabs 114 and the negative electrode tabs 134 are integrally formed from the positive electrode current collector 111 and the negative electrode current collector 131, respectively. Since it has a structure extending to, the volume and weight of the electrode assembly 100 after winding can be reduced.

또한, 상기 양극 탭(114)들 및 음극 탭(134)들이 양극 집전체(111) 및 음극 집전체(131)에 대하여 종래와 같이 용접되어 결합되지 않게 되므로, 용접 공정이 생략되어 공정이 단순하게 될 수 있으며, 전극 탭(114,134)의 두께가 집전체(111,131)의 두께와 동일하여 극판(110,130)로부터 돌출되지 않게 되므로, 전극 탭(114,134)과 극판(110,130) 또는 세퍼레이터(121)(122) 사이에서의 쇼트 불량이 방지될 수 있다.In addition, since the positive electrode tabs 114 and the negative electrode tabs 134 are not welded and bonded to the positive electrode current collector 111 and the negative electrode current collector 131 as in the related art, the welding process is omitted and the process is simplified. Since the thicknesses of the electrode tabs 114 and 134 are the same as those of the current collectors 111 and 131, the electrode tabs 114 and 134 do not protrude from the electrode plates 110 and 130, and thus the electrode tabs 114 and 134 and the electrode plates 110 and 130 or the separators 121 and 122. Short defects in between can be prevented.

상기 양극판(110)과 음극판(130) 사이에는 세퍼레이터(121)가 위치되어, 양극판(110)과 음극판(130) 사이를 상호 절연하는 한편, 양극판(110)과 음극판(130)간에 활물질 이온이 교환될 수 있게 한다. 그리고, 상기 양극판(110) 또는 음극판(130)의 외측에는 다른 세퍼레이터(122)가 위치되어 권취시 양극판(110)과 음극판(130) 사이를 상호 절연시키게 된다.A separator 121 is positioned between the positive electrode plate 110 and the negative electrode plate 130 to insulate the positive electrode plate 110 and the negative electrode plate 130 from each other, and exchange active material ions between the positive electrode plate 110 and the negative electrode plate 130. To be possible. In addition, another separator 122 is positioned outside the positive electrode plate 110 or the negative electrode plate 130 to insulate the positive electrode plate 110 and the negative electrode plate 130 from each other during winding.

상기 세퍼레이터(121,122)는 양극판(110) 및 음극판(130) 사이에서 양극탭(114) 및 음극 탭(134) 높이의 대략 중앙 부분까지 대응될 수 있는 크기를 가짐으로써, 양극 탭(114)들 및 음극 탭(134)들 사이가 충분히 절연될 수 있도록 된 것이 바람직하다.The separators 121 and 122 may have a size that may correspond to the center portion between the positive electrode plate 110 and the negative electrode plate 130 to approximately a center portion of the height of the positive electrode tab 114 and the negative electrode tab 134, thereby forming the positive electrode tabs 114 and It is desirable to be able to sufficiently insulate between the negative electrode tabs 134.

그리고, 상기 양극 탭(114)들 사이가 이루는 간격과, 음극 탭(134)들 사이가 이루는 간격은, 도 4에 도시된 전극 조립체(100)와 같이, 권취 중심을 경계로 일측에 양극 탭(114)들이 집합되어 일렬로 배열되고, 타측에는 음극 탭(134)들이 집합되어 일렬로 배열될 수 있도록 설정되는 것이 바람직하다.In addition, the interval between the positive electrode tabs 114 and the interval between the negative electrode tabs 134 is, as shown in the electrode assembly 100 shown in FIG. 114 is collected and arranged in a row, and the other side of the negative electrode tabs 134 is preferably set to be arranged in a row.

도 4에 도시된 바와 같이 권취되고, 그 상부에 양극 탭(114)들 및 음극 탭(134)들이 돌출되어 마련된 전극 조립체(100)의 상측에는 본 발명의 일 특징에 따른 절연 부재(140)가 설치되어진다.As shown in FIG. 4, an insulating member 140 according to an embodiment of the present invention is formed on the upper side of the electrode assembly 100 having the positive electrode tabs 114 and the negative electrode tabs 134 protruding therefrom. It is installed.

상기 절연 부재(140)는 대략 권취된 전극 조립체(110)의 상부면에 대응되는 형상을 가진다. 그리고, 상기 절연 부재(140)는 상기 양극 탭(114)들 및 음극 탭(134)들에 배열된 위치에 상응하게 통공(141)들이 형성되어 있다.The insulating member 140 has a shape corresponding to the upper surface of the electrode assembly 110 wound around. In addition, the insulating member 140 is formed with holes 141 corresponding to the positions arranged in the positive electrode tabs 114 and the negative electrode tabs 134.

상기 양극 탭(114)들에 상응하는 위치에 있는 제1통공(142)들 중 하나의 통공에는 다수의 양극 탭(114)들이 삽입되어 인출되며, 상기 음극 탭(134)들에 상응하는 위치에 있는 제2통공(143)들 중 하나의 통공에는 다수의 음극 탭(134)들이 삽입되어 인출된다. 상기 제1,2통공(142,143)은, 권취후 양극 탭(114)들 및 음극 탭(134)들이 정확하게 배열되지 않더라도 이들이 충분히 삽입되어 정렬될 수 있을 정도의 크기를 가지는 것이 바람직하다.A plurality of positive electrode tabs 114 are inserted into and drawn out of one of the first through holes 142 at positions corresponding to the positive electrode tabs 114, and are positioned at the positions corresponding to the negative electrode tabs 134. A plurality of negative electrode tabs 134 are inserted into and drawn out of one of the second through holes 143. The first and second holes 142 and 143 are preferably sized such that they are sufficiently inserted and aligned even if the positive electrode tabs 114 and the negative electrode tabs 134 are not aligned correctly after winding.

상기와 같이 제1통공(142)들의 각 통공으로부터 인출된 다수의 양극 탭(114)들은 다발로 결합되어 양극 탭군(115)을 이루게 되며, 마찬가지로 제2통공(143)들의 각 통공으로부터 인출된 다수의 음극 탭(134)들도 다발로 결합되어 음극 탭군(135)을 이루게 된다.As described above, the plurality of positive electrode tabs 114 drawn from the respective holes of the first through holes 142 may be combined into a bundle to form the positive electrode tab group 115, and similarly, the plurality of positive tabs drawn from the respective through holes of the second through holes 143 may be obtained. The negative electrode tabs 134 are also bundled to form a negative electrode tab group 135.

이때, 상기 각 양극 탭군(115)을 이루는 양극 탭(114)들은 용접 등에 의해 모두 결합되어지며, 마찬가지로 각 음극 탭군(135)을 이루는 음극 탭(134)들로 모두 결합됨으로써, 통전될 수 있게 된 것이 바람직하다.At this time, the positive electrode tabs 114 constituting the positive electrode tab groups 115 are all joined by welding or the like, and likewise, all of the negative electrode tabs 134 constituting the negative electrode tab groups 135 can be electrically connected to each other. It is preferable.

상기 절연 부재(140)에 마련된 제1,2통공(142)(143)들은 양극 탭(114)들 및 음극 탭(134)들을 여러 다발의 양극 탭군(115)들 및 음극 탭군(135)들로 정리 및 분류하여 묶어줌으로써, 묶여진 양극 탭(115)들 및 음극 탭군(135)들에 전극 리이드들(151,152,161,162, 도5 및 도6참조)을 연결하는 공정이 용이하게 될 수 있다. 그리고, 상기 절연 부재(140)의 평활면은 상기 양극 탭군(115)들 및 음극 탭군(135)들에 양극 리이드(151,161) 및 음극 리이드(152,162)가 각각 연결된 후에는 상기 전극 리이드들(151,152,161,162)과 극판들(110,130) 사이의 쇼트가 발생되지 않도록 할 수 있다. 한편, 상기 양극 탭군(115) 및 음극 탭군(135)은 각각 3개의 양극 탭(114)들 및 3개의 음극 탭(134)들로 묶여져 있는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The first and second holes 142 and 143 provided in the insulating member 140 may include the positive electrode tabs 114 and the negative electrode tabs 134 as a plurality of positive electrode tab groups 115 and negative electrode tab groups 135. By organizing and classifying and tying, the process of connecting the electrode leads 151, 152, 161, 162 (see FIGS. 5 and 6) to the bundled positive electrode tabs 115 and the negative electrode tab group 135 may be facilitated. After the positive electrode leads 151 and 161 and the negative electrode leads 152 and 162 are respectively connected to the positive electrode tab groups 115 and the negative electrode tab groups 135, the smooth surfaces of the insulating member 140 are the electrode leads 151, 152, 161 and 162. The short between the electrode plates 110 and 130 may not be generated. Meanwhile, the positive electrode tab group 115 and the negative electrode tab group 135 are illustrated as being bundled with three positive electrode tabs 114 and three negative electrode tabs 134, respectively, but are not limited thereto.

상기 절연 부재(140)는 절연성 및 내열성을 가지는 소재, 예를 들어, 고분자 수지로 이루어지는 것이 바람직하다.The insulating member 140 is preferably made of a material having insulation and heat resistance, for example, a polymer resin.

상기와 같이 절연 부재(140)가 결합된 전극 조립체(100)에는 도 5에 도시된 바와 같이, 양극 리이드(151) 및 음극 리이드(152)가 결합되어진다.As shown in FIG. 5, the anode lead 151 and the cathode lead 152 are coupled to the electrode assembly 100 to which the insulating member 140 is coupled as described above.

도면을 참조하면, 전극 조립체(100)에 절연 부재(140)가 결합되고, 상기 절연 부재(140)의 상측으로 인출되어 다발을 이루는 양극 탭군(115)들 및 음극 탭군(135)들에는 금속재의 양극 리이드(151)들 및 음극 리이드(152)들이 각각 용접 등에 의해 결합된다. 상기 양극 리이드(151)의 수는 상기 절연 부재(140)에 의해 정리 및 분류된 양극 탭군(115)의 수와 동일하며, 마찬가지로 상기 음극 리이드(152)의 수는 상기 음극 탭군(135)의 수와 동일하다. 상기 양극 리이드(151) 및 음극 리이드(152)는 각각 판상으로 이루어져 있으며, 상기 양극 리이드(151)들 및 음극 리이드(152)들은 다시 묶여져 결합된다. 상기와 같이 양극 리이드(151)들 및 음극 리이드(152)들이 결합된 전극 조립체(100)는 후술할 이차전지(200, 도8참조)에 채용되는데, 이 때, 양극 리이드(151)의 자유단은 캡 조립체(220)에 전기적으로 연결되며, 음극 리이드(152)의 자유단은 케이스(210)에 전기적으로 연결된다.Referring to the drawings, the insulating member 140 is coupled to the electrode assembly 100, and the positive electrode tab groups 115 and the negative electrode tab groups 135 drawn out of the insulating member 140 to form a bundle include a metal material. The positive lead 151 and the negative lead 152 are respectively joined by welding or the like. The number of the positive electrode leads 151 is the same as the number of the positive electrode tab groups 115 arranged and sorted by the insulating member 140, and similarly, the number of the negative electrode leads 152 is the number of the negative electrode tab groups 135. Is the same as The positive electrode lead 151 and the negative electrode lead 152 are each formed in a plate shape, and the positive electrode leads 151 and the negative electrode leads 152 are bundled again to be coupled. As described above, the electrode assembly 100 in which the positive electrode leads 151 and the negative electrode leads 152 are combined is employed in the secondary battery 200 (see FIG. 8), which will be described later. In this case, the free end of the positive electrode lead 151 is provided. The silver cap assembly 220 is electrically connected, and the free end of the negative electrode lead 152 is electrically connected to the case 210.

한편, 상기 전극 조립체(100)에 결합되는 전극 리이드(161,162)의 다른 예를 도 6에 나타내었다.Meanwhile, another example of the electrode leads 161 and 162 coupled to the electrode assembly 100 is illustrated in FIG. 6.

도면을 참조하면, 절연 부재(140)가 결합된 전극 조립체(100)의 상측에 상기 절연 부재(140)로부터 인출된 양극 탭군(115)들에 연결되는 양극 리이드(161)는, 단면이 요철 형상으로 된 판상 부재로 이루어지며, 마찬가지로, 음극 탭군(135)들에 연결되는 음극 리이드(162)도 단면이 요철 형상으로 된 판상 부재로 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 전극 리이드(161,162)는 금속재로 이루어져 있다.Referring to the drawings, the positive electrode lead 161 connected to the positive electrode tab groups 115 drawn from the insulating member 140 on the upper side of the electrode assembly 100 to which the insulating member 140 is coupled has a concave-convex shape. It is preferable that the negative electrode lead 162 connected to the negative electrode tab groups 135 is also made of a plate-shaped member having an uneven shape in cross section. The electrode leads 161 and 162 are made of a metal material.

상기 전극 리이드(161,162)는 각각 수용부(161a,162a)들과, 상기 수용부(161a,162a)들을 연결하는 연결부(161b,162b)로 이루어져 있다.The electrode leads 161 and 162 may include receiving portions 161a and 162a and connecting portions 161b and 162b connecting the receiving portions 161a and 162a, respectively.

상기 전극 리이드(161,162)의 수용부(161a,162a)는 상부로 돌출된 부분의 내측 공간에 상응하는 것으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 양극 리이드(161)의 수용부(161a)에 양극 탭군(115)이 수용되어 결합됨으로써, 양극 탭군(115)에 양극 리이드(161)가 결합 및 접속되어질 수 있다. 마찬가지로, 상기 음극 리이드(162)의 수용부(162a)에 음극 탭군(135)이 수용되어 결합됨으로써, 음극 탭군(135)에 음극 리이드(162)가 결합 및 접속되어질 수 있다.Receiving portions 161a and 162a of the electrode leads 161 and 162 correspond to inner spaces of the protruding portion, and as illustrated in FIG. 7, an anode is formed in the receiving portion 161a of the positive lead 161. As the tab group 115 is accommodated and coupled, the positive lead 161 may be coupled to and connected to the positive electrode tab group 115. Similarly, the negative electrode tab group 135 is accommodated in the receiving portion 162a of the negative electrode lead 162 so that the negative electrode lead 162 may be coupled and connected to the negative electrode tab group 135.

한편, 상기 수용부(161a,162a) 사이를 연결하는 연결부(161b,162b)는 상기 양극 탭군(115)들 사이와, 음극 탭군(135)들 사이의 간격을 각각 유지할 수 있게 한다.On the other hand, the connecting portion (161b, 162b) for connecting between the receiving portion (161a, 162a) to maintain the gap between the positive electrode tab group 115 and the negative electrode tab group 135, respectively.

상기 전극 리이드(161,162)의 일측으로부터 연장된 부분은 양극 리이드(161)의 경우에는 후술할 캡 조립체(220)에, 음극 리이드(162)의 경우에는 케이스(210)에 각각 전기적으로 연결된다.The portions extending from one side of the electrode leads 161 and 162 are electrically connected to the cap assembly 220 to be described later in the case of the anode lead 161 and to the case 210 in the case of the cathode lead 162.

도 6에 도시된 바와 같은 전극 리이드(161,162)가 결합된 전극 조립체(100)가 채용된 이차전지(200)가 도 8에 도시되어 있다.The secondary battery 200 employing the electrode assembly 100 coupled with the electrode leads 161 and 162 as shown in FIG. 6 is illustrated in FIG. 8.

도면을 참조하면, 이차전지(200)는 전극 조립체(100)가 그 내부에 수용될 수 있는 케이스(210)와, 상기 전극 조립체(100)가 수용된 후 상기 케이스(210)의 상부에 설치되는 캡 조립체(220)를 포함한다.Referring to the drawings, the secondary battery 200 may include a case 210 in which the electrode assembly 100 may be accommodated therein, and a cap installed in an upper portion of the case 210 after the electrode assembly 100 is accommodated therein. Assembly 220.

상기 케이스(210)는 상기 전극 조립체(100)의 외형과 대응되게 내부 공간이 형성된 원통형의 금속재로 이루어져 있다. 상기 케이스(210)는 그 자체가 하나의 전극 단자의 역할을 하는데, 도시된 바에 따르면, 음극판(130)으로부터 인출된 음극 탭(135)들과 결합된 음극 리이드(162)와 전기적으로 연결되어서 음극 단자로서의 역할을 하게 된다.The case 210 is formed of a cylindrical metal material having an inner space corresponding to the outer shape of the electrode assembly 100. The case 210 itself serves as one electrode terminal. As shown, the cathode 210 is electrically connected to the negative electrode lead 162 coupled with the negative electrode tabs 135 drawn from the negative electrode plate 130. It serves as a terminal.

상기 케이스(210)의 상부 개구에 결합되는 캡 조립체(220)에는 캡 커버(221)가 마련되어 있다. 상기 캡 커버(221)의 하측에는 캡 플레이트(222)가 결합되며, 상기 캡 플레이트(222)의 하면에 양극판(110)으로부터 인출된 양극 리이드(161)가 용접됨으로써, 상기 캡 커버(221)가 상기 케이스(210)와 극성을 달리하는 양극 단자의 역할을 하게 된다.A cap cover 221 is provided at the cap assembly 220 coupled to the upper opening of the case 210. The cap plate 222 is coupled to the lower side of the cap cover 221, and the cap cover 221 is welded to the lower surface of the cap plate 222 by welding the anode lead 161 drawn from the anode plate 110. It serves as a positive terminal different in polarity from the case 210.

상기 캡 커버(221) 및 캡 플레이트(222)가 적층된 캡 조립체(220)의 외주면에는 절연성 소재의 가스켓(223)이 구비됨으로써, 상기 캡 조립체(220)가 상기 케이스(210)와 절연가능하게 되어 있다. 한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 캡 조립체에는 충방전시 전지의 안전성을 확보하기 위하여 PTC소자 및 안전벤트 조립체 등이 설치될 수 있다.The outer circumferential surface of the cap assembly 220 in which the cap cover 221 and the cap plate 222 are stacked is provided with an insulating gasket 223, so that the cap assembly 220 can be insulated from the case 210. It is. On the other hand, although not shown in the drawings, the cap assembly may be provided with a PTC device and a safety vent assembly to ensure the safety of the battery during charging and discharging.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지의 전극 조립체는, 극판들로부터 다수개로 인출되는 전극 탭들을 집전체들과 일체로 연장 형성함으로서, 권취후 전극 조립체의 부피 및 중량을 줄일 수 있다.As described above, the electrode assembly of the secondary battery according to the present invention can reduce the volume and weight of the electrode assembly after winding, by integrally extending the electrode tabs drawn out from the electrode plates with the current collectors.

그리고, 용접 공정이 생략될 수 있어 공정이 보다 단순하게 될 수 있으며, 전극 탭들의 두께가 집전체들의 두께와 동일하게 됨으로써, 극판들로부터 돌출되지 않게 되므로, 전극 탭들과 극판들 또는 세퍼레이터들 사이에서의 쇼트 불량이 방지될 수 있다.And, the welding process can be omitted so that the process can be made simpler, and because the thickness of the electrode tabs is the same as the thickness of the current collectors, so that they do not protrude from the electrode plates, the electrode tabs and the electrode plates or separators are separated. Short defects can be prevented.

또한, 극판들의 상부에 전극 탭들에 상응하게 통공들이 형성된 절연 부재를 설치함으로써, 각 통공을 통하여 인출되는 다수의 전극 탭들을 전극 탭군으로 정리 및 분류하여 묶어줄 수 있어, 이와 같이 묶여진 전극 탭군들에 전극 리이드를 연결하는 공정이 용이해질 수 있다. 아울러, 절연 부재의 평활면에 의해 전극 리이드들과 극판들 사이의 쇼트 발생을 방지할 수 있는 효과도 얻을 수 있다.In addition, by providing an insulating member in which holes are formed corresponding to the electrode tabs on the tops of the electrode plates, a plurality of electrode tabs drawn out through the holes may be arranged and grouped into electrode tab groups, and thus, may be bundled. The process of connecting the electrode leads can be facilitated. In addition, the smooth surface of the insulating member can also provide an effect that can prevent the occurrence of a short between the electrode leads and the electrode plates.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Could be. Accordingly, the true scope of protection of the invention should be defined only by the appended claims.

Claims (7)

적어도 일면에 양극 활물질이 형성된 박판의 양극 집전체와, 상기 양극 집전체의 일측으로부터 돌출되게 일체로 연장 형성되며 상호 소정 간격으로 이격된 다수의 양극 탭들을 구비하는 양극판과;A positive electrode plate including a positive electrode current collector of a thin plate on which at least one surface of the positive electrode active material is formed, and a plurality of positive electrode tabs integrally formed to protrude from one side of the positive electrode current collector and spaced apart from each other by a predetermined interval; 상기 양극판과 소정 간격으로 이격되며, 적어도 일면에 음극 활물질이 형성된 박판의 음극 집전체와, 상기 음극 집전체의 일측으로부터 돌출되게 일체로 연장 형성되며 상호 소정 간격으로 이격된 다수의 음극 탭들을 구비하는 음극판; 및A negative electrode current collector of a thin plate spaced apart from the positive electrode plate at a predetermined interval, and having a negative electrode active material formed on at least one surface thereof, and a plurality of negative electrode tabs integrally formed to protrude from one side of the negative electrode current collector and spaced apart from each other at a predetermined interval; Negative plate; And 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되어 이들을 절연시키는 세퍼레이터들;을 구비하여 젤리-롤 형태로 권취된 것을 특징으로 하는 이차전지의 전극 조립체.Separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate to insulate them; electrode assembly of a secondary battery, characterized in that wound in a jelly-roll form. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 양극 탭들은 권취 중심으로부터 일측에 일렬로 배열되며, 상기 음극 탭들은 권취 중심으로부터 타측에 일렬로 배열된 것을 특징으로 하는 이차전지의 전극 조립체.The positive electrode tabs are arranged in one line from the winding center, and the negative electrode tabs are arranged in a line from the winding center to the other side. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 양극판, 음극판 및, 세퍼레이터들이 권취된 상태에서, 상기 양극 집전체 및 음극 집전체로부터 각각 소정 길이로 돌출된 양극 탭들 및 음극 탭들의 상측에는, 상기 양극 탭들 및 음극 탭들이 각각 삽입되어 정렬 및 분류될 수 있는 다수의 통공들이 형성된 절연 부재가 더 구비된 것을 특징으로 하는 이차전지의 전극조립체.In the state where the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separators are wound, the positive electrode tabs and the negative electrode tabs protrude from the positive electrode collector and the negative electrode collector to a predetermined length, respectively, and the positive electrode tabs and the negative electrode tabs are respectively inserted to align and sort. Electrode assembly of a secondary battery characterized in that it further comprises an insulating member formed with a plurality of through holes. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 양극 탭들은 상기 절연 부재의 하나의 통공에 적어도 2개 삽입되어 결합된 다수의 양극 탭군들을 이루며, 상기 음극 탭들도 상기 절연 부재의 하나의 통공에 적어도 2개 삽입되어 결합된 다수의 음극 탭군들을 이루는 것을 특징으로 하는 이차전지의 전극 조립체.The positive electrode tabs comprise a plurality of positive electrode tab groups inserted into and coupled to at least two through-holes of the insulating member, and the negative electrode tabs also include a plurality of negative electrode tab groups inserted into and coupled into one through-hole of the insulating member. Electrode assembly of the secondary battery, characterized in that the forming. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 양극 탭군들에는 양극 리이드가 결합되며, 상기 음극 탭군들에는 음극 리이드가 결합되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 전극 조립체.A positive electrode lead is coupled to the positive electrode tab groups, and a negative electrode lead is coupled to the negative electrode tab groups. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 양극 리이드 및 음극 리이드는 양극 탭군들 및 음극 탭군들에 각각 결합되는 판상 부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지의 전극 조립체.The positive electrode lead and the negative electrode lead is an electrode assembly of a secondary battery, characterized in that consisting of a plate-like member coupled to the positive electrode tab group and the negative electrode tab group, respectively. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 양극 리이드 및 음극 리이드는 각각 양극 탭군들 및 음극 탭군들이 각각 삽입되어 결합될 수 있는 수용부들과, 상기 수용부들을 연결하며 상기 양극 탭군들 및 음극 탭군들 사이의 간격을 유지하는 연결부들을 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 전극 조립체.The positive lead and the negative lead respectively include receiving portions into which the positive electrode tab groups and the negative electrode tab groups are inserted and coupled, respectively, and connecting portions connecting the receiving portions and maintaining a gap between the positive electrode tab groups and the negative electrode tab groups. Electrode assembly of a secondary battery, characterized in that.
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