KR20050123366A - 전극조립체 및 이를 이용하는 이차전지 - Google Patents

전극조립체 및 이를 이용하는 이차전지 Download PDF

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KR20050123366A
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Abstract

본 발명은 이차전지의 과충방전 또는 내부단락시 전극탭 부위의 발열에 따른 세퍼레이터의 수축을 방지하여 전극판 사이의 추가적인 쇼트를 방지할 수 있는 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 이차전지의 과충전 또는 단락시 발열량의 증가에 따른 전극탭의 쇼트가 방지되어 이차전지의 안전성이 향상되는 효과가 있다.

Description

전극조립체 및 이를 이용하는 이차전지{Electrode Assembly and Secondary battery with the Same}
본 발명은 리튬이온을 이용한 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이차전지의 과충방전 또는 내부단락시 전극탭 부위의 발열에 따른 세퍼레이터의 수축을 방지하여 전극판 사이의 추가적인 쇼트를 방지할 수 있는 전극조립체 및 이를 이용하는 이차전지에 관한 것이다.
통상적으로, 이차 전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 핸드폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
특히, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.7V로서, 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다.
이러한 리튬 이차 전지는 일반적으로 양극활물질로 리튬계 산화물, 음극활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 또한 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다. 또한, 리튬 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형과, 캔형과, 파우치형을 들 수 있다.
캔형 리튬이온 이차전지는, 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 캔(10)과, 캔의 내부에 수용되는 전극조립체(20)와, 상기 캔(10)의 상단개구부를 밀봉하는 캡조립체(70)를 포함하여 형성된다.
상기 캔(10)은 대략 직육면체의 형상을 가진 금속재로 형성될 수 있으며, 그 자체가 단자역할을 수행하는 것이 가능하다. 상기 캔(10)은 그 일면이 개구된 상단개구부(10a)를 포함하며, 상단개구부(10a)를 통해 전극조립체(20)가 수용된다.
상기 전극조립체(20)는 양극판(30)과 음극판(40) 및 세퍼레이터(50)를 포함한다. 상기 양극판(30)과 음극판(40)은 세퍼레이터(50)가 사이에 게재되어 적층된 후 젤리-롤(jelly-roll) 형태로 권취된다.
상기 양극판(30)은 박판의 알루미늄 호일로 된 양극집전체(32)와 상기 양극집전체(32)의 양면에 코팅되는 리튬계 산화물을 주성분으로 하는 양극활물질층(34)을 포함하고 있다. 양극집전체(32)상에는 양극활물질층(34)이 코팅되지 않은 영역인 양극무지부(positive electrode uncoated area, 32a)가 양극판(30)의 양 끝단에 각각 형성된다. 상기 양극무지부(32a)에는 양극탭(36)이 초음파 용접되어 고정되며, 상기 양극탭(36)의 단부는 상기 양극집전체(32)의 상단부 위로 돌출 되도록 고정된다. 양극탭(36)은 통상 니켈 또는 니켈합금으로 형성되며 다른 금속소재도 사용될 수 있다.
상기 음극판(40)은 박판의 구리 호일로 된 음극집전체(42)와 상기 음극집전체(42)의 양면에 코팅된 탄소재를 주성분으로 하는 음극 활물질층(44)을 포함하고 있다. 상기 음극집전체(42)에도 음극 활물질층(44)이 코팅되지 않은 영역인 음극무지부(negative electrode uncoated area, 42a)가 음극판의 양 끝단에 소정 영역으로 형성된다. 상기 음극무지부(42a)에는 음극탭(46)이 초음파 용접되어 고정되며, 상기 음극 탭(46)의 단부도 상기 음극집전체(42)의 상단부 위로 돌출 되도록 고정된다. 음극탭(46)은 통상 니켈 또는 니켈합금으로 형성되며 다른 금속소재도 사용될 수 있다.
한편, 상기 세퍼레이터(50)는 각 전극판(30, 40) 간의 절연을 위하여 상기 양극판(30)과 음극판(40) 사이에 배치되어 있다. 상기 세퍼레이터(50)는 폴리에틸렌이나, 폴리프로필렌이나, 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 복합 필름으로 이루어져 있다. 상기 세퍼레이터(50)는 상기 양극판(30)과 음극판(40)보다 폭을 넓게 형성하는 것이 극판(30)(40)간의 단락을 방지하기 위하여 보다 유리하다고 할 것이다.
상기 캡조립체(70)는 캡플레이트(71)와 절연플레이트(72)와 터미널플레이트(23) 및 음극단자(74)를 포함하여 구성된다. 캡조립체(70)는 별도의 절연케이스(79)와 결합되어 캔(10)의 상단개구부(10a)에 결합되어 캔을 밀봉하게 된다.
그런데, 이차전지의 충방전시 발생되는 과충방전 또는 전극의 쇼트 시에 캔 내부에 발열이 발생하게된다. 특히 캔의 내부에서 전극판과 전극탭이 용접되는 부위는 이종금속이 접합되는 부위이므로 내부 저항(internal resistance, IR)이 증가되어 발열이 집중된다. 전극탭주위에서 발열이 집중되면 양극판과 음극판을 절연시키는 세퍼레이터는 용융되며 수축된다. 특히 도 2에서 점선(52)으로 표시된 바와 같이 음극탭(46)에 위치한 세퍼레이터(50)의 말단에서 수축이 심하게 되어 음극판(42)과 양극판(32) 사이의 절연막이 없어지는 현상이 발생된다. 따라서 음극판(42)과 양극판(32) 사이에서 추가적인 쇼트가 발생되는 문제점이 있다. 이차전지에서 발열이 심한 경우에는 양극탭(36)에 위치한 세퍼레이터(50)의 말단에서도 수축이 발생하게 된다.
최근에는 이차전지의 고용량화가 진행됨에 따라 이차전지의 에너지 밀도가 증가되고 있다. 따라서 이차전지의 과충방전 또는 내부 단락시 전극탭 부위의 발열에 따른 전극판 사이의 쇼트와 그에 따른 이차전지의 발열 및 폭발이 더 발생되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이차전지의 과충방전 또는 내부 단락시 전극탭 부위의 발열에 따른 세퍼레이터의 수축을 방지하여 전극판 사이의 추가적인 쇼트를 방지할 수 있는 전극조립체 및 이를 이용하는 이차전지를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이차전지는 양극집전체와 양극활물질층을 구비하며 양극무지부가 형성된 양극판과, 음극집전체와 음극활물질층을 구비하며 음극무지부가 형성된 음극판 및 양극판과 음극판을 절연시키는 세퍼레이터가 함께 권취되어 형성되며, 상기 양극판과 음극판 일측의 양극무지부와 음극무지부에 각각 양극탭과 음극탭이 고정되는 전극조립체를 구비하는 이차전지에 있어서, 상기 음극판과 양극판 및 세퍼레이터가 권취될 때 상기 전극조립체의 내주부에 위치되는 상기 양극집전체의 무지부에 대응되는 위치의 세퍼레이터 일면에 접착되는 절연테이프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서 상기 전극조립체의 외주부에 위치되는 음극집전체의 무지부에 대응되는 위치의 세퍼레이터 일면에 접착되는 절연테이프를 더 포함하여 형성될 수 있다.
또한 본 발명에 있어서 상기 절연테이프는 상기 양극집전체 또는 음극집전체의 무지부와 접촉되지 않는 세퍼레이터 면에 접착되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 있어서 상기 절연테이프는 상기 양극집전체와 동일한 높이와 소정 폭으로 형성되어 상기 양극집전체의 무지부의 말단을 포함하는 위치의 세퍼레이터 일면에 접착되어 형성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 절연테이프는 PI 또는 PPS 또는 PP 재질로 형성될 수 있다.
또한 본 발명에서 상기 절연테이프는 5 ∼ 200㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 양극탭은 전극조립체의 외주부에 설치되고 상기 음극탭은 상기 전극조립체의 내주부에 설치될 수 있다.
또한 본 발명에서 상기 양극탭과 음극탭은 상기 전극조립체의 내주부에서 소정간격 이격되어 설치될 수 있다.
또한 본 발명에서 상기 전극조립체의 외주부에서 상기 세퍼레이터에 접착되는 절연테이프의 두께는 상기 전극조립체의 내주부에서 상기 세퍼레이터에 접착되는 절연테이프보다 두께보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 전극조립체는 양극집전체와 양극활물질층을 구비하며 일측의 양극무지부에 양극탭이 용접된 양극판과 음극집전체와 음극활물질층을 구비하며 일측의 음극무지부에 음극탭이 용접된 음극판과 양극판과 음극판과 함께 권취되면서 양극판과 음극판을 절연시키는 세퍼레이터 및 상기 음극판과 양극판 및 세퍼레이터가 권취될 때 내주부에 위치되는 상기 양극집전체의 무지부에 대응되는 위치의 세퍼레이터 일면에 접착되는 절연테이프를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전극조립체의 권취전 사시도를 나타낸다. 도 4는 도 3의 전극조립체의 평면도를 나타낸다. 도 5는 도 3의 전극조립체가 권취 후 평면도를 나타낸다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 전극조립체의 권취 후 평면도를 나타낸다. 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예의 전극조립체의 권취 후 평면도를 나타낸다.
본 발명에 따른 리튬이온 이차전지는 캔(10)과, 캔(10)의 내부에 수용되는 전극조립체(100)와, 상기 캔(10)의 상단개구부를 밀봉하는 캡조립체(70)를 포함하여 형성된다. 종래의 이차전지와 동일한 부분은 도 1의 도면부호를 사용하여 설명한다.
상기 캔(10)은, 도 1을 참조하여 보면, 대략 직육면체의 형상을 가진 금속재로 형성될 수 있으며, 그 자체가 단자역할을 수행하는 것이 가능하다. 상기 캔(10)은 그 일면이 개구된 상단개구부(10a)를 포함하며, 상단개구부(10a)를 통해 전극조립체(100)가 수용된다.
상기 캡조립체(70)는 캡플레이트(71)와 절연플레이트(72)와 터미널플레이트(23) 및 음극단자(74)를 포함하여 구성된다. 캡조립체(70)는 별도의 절연케이스(79)와 결합되어 캔(10)의 상단개구부(10a)에 결합되어 캔(10)을 밀봉하게 된다.
상기 전극조립체(100)는, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 양극판(130)과 음극판(140) 및 세퍼레이터(150)로 구성되며, 양극판(130)과 음극판(140)을 절연시키는 세퍼레이터(150)가 게재되어 적층된 후 젤리-롤(jelly-roll) 형태로 권취된다. 또한 상기 세퍼레이터의 소정위치에 접착되는 절연테이프(160)를 포함하여 형성된다.
또한 전극조립체(100)의 내주부에는 음극판(140)에 용접되며 상부로 돌출되는 음극탭(146)이 형성되어 있으며, 외주부에는 상기 양극판(130)에 용접되어 상부로 돌출되는 양극탭(136)이 형성되어 있다. 여기서, 내주부는 상기 전극조립체(100)의 권취시 중심부를 의미하며, 외주부는 전극조립체의 외부 쪽을 의미하며, 내주부와 대응되는 개념이다. 상기 음극탭(146)과 양극탭(136)은 형성되는 위치가 반대로 될 수 있으며 양극탭(136)과 음극탭(146)이 모두 내주부에 형성될 수 있음은 물론이다.
상기 양극판(130)은 양극집전체(132)와 양극활물질층(134)과 양극탭(136)을 포함하여 구성된다.
상기 양극집전체(132)는 박판의 알루미늄 호일로 형성되며, 양극집전체(132)의 양면에는 리튬계 산화물을 주성분으로 하는 양극활물질층(134)이 도포된다. 또한 양극집전체(132)의 양단에는 양극활물질층(134)이 코팅되지 않은 영역인 양극무지부(133)가 소정영역으로 형성된다.
상기 양극탭(136)은 상기 양극무지부(133)의 양단 중에서 일단에 위치되는 양극무지부(133)에 초음파 용접 또는 레이저 용접에 의하여 고정된다. 상기 양극탭(136)은 니켈금속으로 형성되며 상단부가 양극집전체(132)의 상단부 위로 돌출되도록 고정된다.
상기 음극판(140)은 음극집전체(142)와 음극활물질층(144)과 음극탭(146) 및 음극단열판(148)을 포함하여 구성된다.
상기 음극집전체(142)는 박판의 구리 호일로 형성되며, 음극집전체(142)의 양면에는 탄소재를 주성분으로 하는 음극활물질층(144)이 도포된다. 또한 음극집전체(142)의 양단에는 음극활물질층(144)이 코팅되지 않은 영역인 음극무지부(143)가 형성된다.
상기 음극탭(146)은 니켈금속으로 형성되며 양단의 음극무지부(143)중 권취시 내주부에 위치되는 음극무지부(143)에 초음파 용접되어 고정된다. 상기 음극탭(146)은 그 상단부가 음극집전체(140)의 상단부 위로 돌출되도록 고정된다.
상기 세퍼레이터(150)는, 도 5를 참조하여 보면, 상기 전극조립체(100)에서 상기 양극판(130)과 음극판(140)을 절연시키기 위해서 상기 양극판(130)과 음극판(140)사이에 게재되어 권취된다.
상기 절연테이프(160)는 내열성이 강하여 150℃ 이상에서도 수축등 변형이 없는 PPS(Polyphenylene Sulfide), PI(polyimide), PP(polypropylene)와 같은 재질의 접착테이프로 형성되며, 두께는 바람직하게는 5 ∼ 200㎛로 형성된다. 두께가 5㎛보다 얇으면 절연테이프(160)의 강도가 부족하여 세퍼레이터의 수축현상을 방지하기 어려우며, 200㎛을 초과하여 너무 두꺼우면 젤리롤의 두께가 부분적으로 두꺼워지게 된다.
상기 절연테이프(160)는 적어도 양극집전체(132)의 높이로 형성되고, 폭은 상기 양극집전체(132)의 무지부(133)의 소정면적을 포함하는 면적을 도포하면서 상기 양극집전체(132)의 무지부의 끝단이 상기 절연테이프(160)의 폭 중심에 오도록 형성된다.
상기 절연테이프(160)는, 도 3 및 도 5에서 보는 바와 같이, 음극판(140) 및 양극판(130)과 권취되어 전극조립체(100)를 형성할 때 전극조립체(100)의 내주부에 위치하는 양극집전체(132)의 무지부(133)에 대응되는 위치에서 상기 세퍼레이터(150)의 일면에 접착된다. 상기 세퍼레이터(150)는 상기 양극집전체(132)의 양면에 쌍으로 게재되어 권취되므로 상기 세퍼레이터(150)의 각각의 일면에 접착된다. 바람직하게는 양극집전체(130)의 무지부(133)와 접촉되지 않는 면의 세퍼레이터(150)에 접착되도록 한다. 상기 양극집전체(132)의 무지부(133)와 접촉하는 세퍼레이터(150) 면에 절연테이프(160)가 접착될 수 있음은 물론이다.
상기 절연테이프(160)는 상기 세퍼레이터(160)가 열을 받는 경우에도 세퍼레이터의 일정 면적과 접착되어 세퍼레이터를 잡아주게 되므로, 세퍼레이터의 수축을 방지할 수 있으며, 특히 양극집전체(132)의 무지부에 대응되는 위치에서 세퍼레이터(160)의 수축을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
상기 전극조립체(100)는, 도 5를 참조하여 보면, 상기 양극판(130)과 음극판(140)을 절연시키는 상기 세퍼레이터(150)가 게재되어 권취된다. 이때 일반적으로는 상기 양극탭(136)은 상기 전극조립체(100)의 외주부에 위치되고, 상기 음극탭(146)은 내주부에 위치되도록 권취된다. 상기 전극조립체(100)의 내주부에 위치하는 상기 양극집전체(132)의 말단의 위치에 대응되는 세퍼레이터(150)의 일면에 상기 절연테이프(160)가 접착되며, 바람직하게는 권취시 양극집전체와 접하지 않는 면에 절연테이프(160)가 접착되도록 한다.
일반적으로 전극판과 전극탭이 용접된 부분에서 발열량이 많게 되며, 특히 상기 음극판(140)에 음극탭(146)이 용접된 부분은 전극조립체(100)내에서 발열량이 가장 많게 된다. 따라서 전극조립체(100)의 내주부에 권취되는 세퍼레이터(150)의 수축이 심하게 된다. 그러나, 세퍼레이터(150)의 일면에 온도에 따른 변화가 적은 절연테이프(160)를 접착시키면 전극조립체의 내부 특히 음극탭(146) 부위에서 열이 발생되더라도 인접한 세퍼레이터(150)의 수축을 방지할 수 있게된다. 따라서, 양극판(130)과 음극판(140)이 서로 단락되는 것을 방지 할 수 있게 된다.
또한 상기 절연테이프(160)에 의하여 상기 음극탭(146) 부위에서 발생되는 열이 상기 세퍼레이터(160)로 바로 전달되는 것을 방지할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예를 나타낸다.
상기 전극조립체(100)에서는, 도 6을 참조하면, 내주부의 양극집전체(132)의 무지부에 대응되는 위치의 세퍼레이터(150)뿐만 아니라, 외주부의 음극집전체(142)의 무지부(143)에 대응되는 위치의 세퍼레이터(150)에도 상기 절연테이프(160a)가 접착될 수 있다. 즉 외주부의 상기 음극집전체(142)의 무지부(143)에 접촉되는 세퍼레이터(150) 면의 반대 면에 상기 절연테이프(160a)가 접착될 수 있다.
상기 전극조립체(100)의 외주부에는 일반적으로 양극탭(136)이 형성되며, 발생되는 열이 캔(10)의 외부 방향으로 확산되므로 발생되는 열이 전극조립체(100)의 내주부보다는 작게된다. 그러나 전지 내부에서 열이 급격히 발생되는 경우에는 역시 외주부에서도 세퍼레이터(150)가 수축될 수 있다. 따라서 음극집전체(142)의 무지부(143)에 대응되는 위치의 세퍼레이터(150)에도 절연테이프(160a)가 접착되어 세퍼레이터(150)의 수축을 방지하도록 한다. 다만 전극조립체(100)의 외주부의 세퍼레이터(150)에 접착되는 절연테이프(160a)는 내주부의 세퍼레이터(150)에 접착되는 절연테이프(160)보다 두께가 얇은 절연테이프를 사용하는 것이 가능하게 된다.
도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예를 나타낸다.
상기 전극조립체(100)에서 상기 양극탭(136)과 음극탭(146)은 모두 전극조립체(100)의 내주부에 형성되며, 양극집전체의 무지부에 대응되는 위치의 세퍼레이터의 각각의 일면에 절연테이프(160)가 형성된다. 바람직하게는 상기 양극집전체의 무지부와 접촉되지 않는 세퍼레이터 면에 절연테이프가 접착되도록 한다. 따라서 상기 세퍼레이터(150)는 상기 절연테이프(160)에 의하여 고정되므로 열 발생시에도 수축되지 아니하며, 음극탭과 양극탭이 서로 단락되지 않는다.
또한 본 명세서에서는 본 발명의 바람직한 실시예로서 본 발명의 전극조립체를 젤리 롤 형상으로 형성한 후 일정하게 압착한 캔형 이차전지에 대해 설명하였으나, 이것은 단지 각형 이차전지에 국한될 것이 아니며, 본 실시예와 같은 전극 젤리 롤이 사용될 수 있는 전지는 어떠한 형태의 것도 적용 가능하다 할 것이다. 따라서, 본 발명은 각형 이차전지 뿐 아니라, 원통형 이차전지와 단추형 이차전지 및 일차전지 등 다양하게 적용될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
본 발명에 따르면 이차전지의 충방전시 발생되는 과충방전 또는 전극의 단락시에 전극탭에서의 발열에 의하여 세퍼레이터의 용융 수축이 발생되는 것을 방지하여 전극탭과 전극판간의 추가적인 단락을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면 최근의 이차전지의 고용량화에 따라서 발생되는 전극탭 부위의 발열에 따른 전극판 사이의 단락과 그에 따른 이차전지의 발열 및 폭발을 방지하여 이차전지의 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 이차전지의 개략적인 분해사시도.
도 2는 종래의 전극조립체의 권취전 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전극조립체의 권취전 사시도.
도 4는 도 3의 전극조립체의 평면도.
도 5는 도 3의 전극조립체가 권취 후 평면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 전극조립체의 권취 후 평면도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예의 전극조립체의 권취 후 평면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
130 : 양극판 132: 양극집전체
133 : 양극무지부 134 : 양극활물질층
136 : 양극탭 138 : 양극단열판
139 : 절연판 140 : 음극판
142 : 음극집전체 143 : 음극무지부
144 : 음극활물질층 146 : 음극탭
149 : 절연판 150 : 세퍼레이터
160, 160a : 절연테이프

Claims (12)

  1. 양극집전체와 양극활물질층을 구비하며 양극무지부가 형성된 양극판과, 음극집전체와 음극활물질층을 구비하며 음극무지부가 형성된 음극판 및 양극판과 음극판을 절연시키는 세퍼레이터가 함께 권취되어 형성되며, 상기 양극판과 음극판 일측의 양극무지부와 음극무지부에 각각 양극탭과 음극탭이 고정되는 전극조립체를 구비하는 이차전지에 있어서,
    상기 음극판과 양극판 및 세퍼레이터가 권취될 때 상기 전극조립체의 내주부에 위치되는 상기 양극집전체의 무지부에 대응되는 위치의 세퍼레이터 일면에 접착되는 절연테이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전극조립체의 외주부에 위치되는 음극집전체의 무지부에 대응되는 위치의 세퍼레이터 일면에 접착되는 절연테이프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 절연테이프는 상기 양극집전체 또는 음극집전체의 무지부와 접촉되지 않는 세퍼레이터 면에 접착되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 절연테이프는
    상기 양극집전체와 동일한 높이와 소정 폭으로 형성되어 상기 양극집전체의 무지부의 말단을 포함하는 위치의 세퍼레이터 일면에 접착되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 절연테이프는 PI 또는 PPS 또는 PP 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 절연테이프는 5 ∼ 200㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 양극탭은 전극조립체의 외주부에 설치되고 상기 음극탭은 상기 전극조립체의 내주부에 설치되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 양극탭과 음극탭은 상기 전극조립체의 내주부에서 소정간격 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 전극조립체의 외주부에서 상기 세퍼레이터에 접착되는 절연테이프의 두께는 상기 전극조립체의 내주부에서 상기 세퍼레이터에 접착되는 절연테이프보다 두께보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  10. 양극집전체와 양극활물질층을 구비하며 일측의 양극무지부에 양극탭이 용접된 양극판;
    음극집전체와 음극활물질층을 구비하며 일측의 음극무지부에 음극탭이 용접된 음극판;
    양극판과 음극판과 함께 권취되면서 양극판과 음극판을 절연시키는 세퍼레이터; 및
    상기 음극판과 양극판 및 세퍼레이터가 권취될 때 내주부에 위치되는 상기 양극집전체의 무지부에 대응되는 위치의 세퍼레이터 일면에 접착되는 절연테이프를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극조립체.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 절연테이프는
    상기 양극집전체와 동일한 높이와 소정 폭으로 형성되어 상기 양극집전체의 무지부의 말단을 포함하는 위치에 접착되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극조립체.
  12. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 절연테이프는 PI 또는 PPS 또는 PP 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극조립체.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9698405B2 (en) 2011-11-25 2017-07-04 Shenzhen Byd Auto R&D Company Limited Electric connector and battery comprising the same
WO2020032538A1 (ko) * 2018-08-08 2020-02-13 삼성전자 주식회사 배터리 및 이를 포함하는 전자 장치
WO2020256281A1 (ko) * 2019-06-17 2020-12-24 삼성에스디아이(주) 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지
WO2022019684A1 (ko) * 2020-07-22 2022-01-27 삼성전자 주식회사 배터리 및 이를 포함하는 전자 장치
WO2022231198A1 (ko) * 2021-04-28 2022-11-03 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지 및 그의 제조방법

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100982003B1 (ko) * 2008-04-17 2010-09-13 주식회사 엘지화학 절연특성이 향상된 전지
JP4968182B2 (ja) * 2008-05-29 2012-07-04 ソニー株式会社 巻回電極体及び非水電解質二次電池
JP5767115B2 (ja) 2009-02-09 2015-08-19 ファルタ マイクロバッテリー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ボタン電池とそれを製造する方法
DE102009060800A1 (de) 2009-06-18 2011-06-09 Varta Microbattery Gmbh Knopfzelle mit Wickelelektrode und Verfahren zu ihrer Herstellung
KR101165503B1 (ko) * 2009-09-30 2012-07-13 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR101050288B1 (ko) * 2009-10-01 2011-07-19 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체 및 이를 갖는 이차 전지
KR101103499B1 (ko) * 2009-10-07 2012-01-06 에스케이이노베이션 주식회사 전지용 전극조립체 및 그 제조방법
KR101107075B1 (ko) * 2009-10-28 2012-01-20 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
US8574752B2 (en) * 2009-10-29 2013-11-05 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrode assembly and rechargeable battery using the same
US8557417B2 (en) * 2009-12-07 2013-10-15 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
KR101199161B1 (ko) 2011-02-11 2012-11-12 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체 및 이를 이용한 이차 전지
US9806370B2 (en) * 2011-08-18 2017-10-31 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery having a planarizing member
CN103151555A (zh) * 2011-12-06 2013-06-12 北汽福田汽车股份有限公司 一种锂离子电池
CN103151562A (zh) * 2011-12-06 2013-06-12 北汽福田汽车股份有限公司 一种制备锂离子电池的方法
KR101666873B1 (ko) 2012-11-23 2016-10-17 삼성에스디아이 주식회사 전극 어셈블리와 이를 갖는 이차전지
JP2015082372A (ja) * 2013-10-22 2015-04-27 トヨタ自動車株式会社 二次電池
KR102030112B1 (ko) * 2013-11-22 2019-10-08 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
CN103700807B (zh) * 2013-11-29 2016-01-06 徐敖奎 一种高电压锂离子电池及其制备方法
KR101841306B1 (ko) * 2013-12-18 2018-03-22 주식회사 엘지화학 안전성 향상을 위한 테이핑부를 포함하는 이종 분리막 전극조립체 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
CN203733894U (zh) * 2014-01-17 2014-07-23 宁德新能源科技有限公司 锂离子电池
KR20170030278A (ko) * 2015-09-09 2017-03-17 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP6260608B2 (ja) * 2015-12-02 2018-01-17 トヨタ自動車株式会社 渦状電極、渦状電極の製造方法
KR102624595B1 (ko) * 2016-12-23 2024-01-15 삼성전자주식회사 배터리의 활물질 도포 방법 및 상기 배터리를 구비한 전자 장치
KR102097107B1 (ko) * 2018-07-20 2020-04-03 주식회사 엘지화학 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지
EP3605697A1 (de) * 2018-07-31 2020-02-05 VARTA Microbattery GmbH Verfahren zur herstellung eines elektroden-separator-wickels, elektroden-separator-wickel und knopfzelle mit einem solchen wickel
JP7079414B2 (ja) * 2018-11-06 2022-06-02 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池
KR20210055882A (ko) * 2019-11-08 2021-05-18 주식회사 엘지화학 전극조립체 및 그를 포함하는 이차전지
CN115513402B (zh) * 2022-10-28 2023-12-29 厦门海辰储能科技股份有限公司 电极组件、单体电池、电池模组及电极组件的制备方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3253632B2 (ja) * 1995-08-28 2002-02-04 旭化成株式会社 新規な電池およびその製造方法
JP3687251B2 (ja) * 1997-02-26 2005-08-24 宇部興産株式会社 巻回電極群を備えた非水二次電池とその製造方法
JPH10326629A (ja) 1997-05-27 1998-12-08 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd リチウムイオン二次電池
JP4366775B2 (ja) 1998-10-01 2009-11-18 ソニー株式会社 固体電解質電池
US6797429B1 (en) * 1998-11-06 2004-09-28 Japan Storage Battery Co, Ltd. Non-aqueous electrolytic secondary cell
JP2001155779A (ja) * 1999-11-30 2001-06-08 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質電池
US6682853B2 (en) * 2000-03-06 2004-01-27 Sony Corporation Nonaqueous electrolyte secondary battery and method of manufacturing the same
JP2001307712A (ja) * 2000-04-19 2001-11-02 Nec Mobile Energy Kk 密閉型電池
JP2003059540A (ja) * 2001-06-08 2003-02-28 Hitachi Maxell Ltd 非水電解質電池
KR100449757B1 (ko) * 2001-11-23 2004-09-22 삼성에스디아이 주식회사 전지부와 이를 채용한 이차전지
JP4201619B2 (ja) * 2003-02-26 2008-12-24 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池、及びそれに使用する電極の製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9698405B2 (en) 2011-11-25 2017-07-04 Shenzhen Byd Auto R&D Company Limited Electric connector and battery comprising the same
WO2020032538A1 (ko) * 2018-08-08 2020-02-13 삼성전자 주식회사 배터리 및 이를 포함하는 전자 장치
US11641042B2 (en) 2018-08-08 2023-05-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Battery and electronic device comprising same
WO2020256281A1 (ko) * 2019-06-17 2020-12-24 삼성에스디아이(주) 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지
WO2022019684A1 (ko) * 2020-07-22 2022-01-27 삼성전자 주식회사 배터리 및 이를 포함하는 전자 장치
WO2022231198A1 (ko) * 2021-04-28 2022-11-03 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지 및 그의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR100635761B1 (ko) 2006-10-17
JP5174314B2 (ja) 2013-04-03
US20060051662A1 (en) 2006-03-09
JP2006012812A (ja) 2006-01-12
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US7931980B2 (en) 2011-04-26

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