KR20080051647A

KR20080051647A - 고출력 리튬 폴리머 전지

Info

Publication number: KR20080051647A
Application number: KR1020060123131A
Authority: KR
Inventors: 유승재; 김민수; 김기재
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2006-12-06
Filing date: 2006-12-06
Publication date: 2008-06-11

Abstract

본 발명은 고출력 리튬 폴리머 전지에 관한 것이다. 본 발명의 고출력 리튬 폴리머 전지는, 집전체의 양면 또는 한 면에 활물질이 도포된 유지부와 활물질이 도포되지 않은 무지부로 이루어진 단위 전극을 구비하는 고출력 리튬 폴리머 전지에 있어서, 상기 집전체의 잔류응력을 해소할 수 있도록, 상기 무지부에 무지부의 장축 길이방향으로 다수의 관통공들이 형성된 것을 특징으로 한다.

전지, 유지부, 무지부, 단위 전극, 집전체

Description

고출력 리튬 폴리머 전지{High power lithium polymer battery}

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 종래의 단위 전극이 제조되는 공정의 일부분을 도시한 도면.

도 2는 종래의 단위 전극을 나타내는 정면도.

도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 단위 전극을 나타내는 평면도.

도 4는 도 3의 단위 전극을 나타내는 정면도.

도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 단위 전극을 나타내는 평면도.

도 6은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 단위 전극을 나타내는 평면도.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11, 21, 31 : 집전체 12. 22, 32 : 유지부

13, 23, 33 : 무지부 100. 200. 300 : 단위 전극

본 발명은 고출력 리튬 폴리머 전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 별도로 가공된 무지부를 형성함으로써 잔류응력이 존재하는 집전체의 잔류응력을 해소할 수 있는 고출력 리튬 폴리머 전지에 관한 것이다.

일반적으로, 리튬 폴리머 전지(LiPB : lithium polymer battery)의 전극제조 공정에 있어 집전체에 일정량의 전극 슬러리를 코팅한다. 그 후 전해질 함침 및 리튬 이온(Li ion)의 이동경로 확보를 위해 특정 기공율을 가질 수 있도록 전극 즉, 슬러리가 도포된 집전체를 롤 프레스(roll press)하는 공정(도 1 참조)이 존재하게 되는데, 이때 집전체(1) 상에 전극 슬러리가 코팅된 면(이하 '유지부'라 함)과 코팅되지 않고 집전체(1)만 드러난 부분(이하 '무지부'라 함)으로 이루어진 단위 전극(10)이 제조된다.

그러나, 상기와 같은 롤 프레스 공정 후 유지부(2)와 무지부(3)의 단차로 인하여 유지부(2)와 무지부(3)의 경계면에 원형의 롤에 의한 잔류응력이 존재하게 된다. 이러한 영향으로 직사각형 형태의 단위 전극(10)을 생산하는데 있어 전극 내 유지부(2)와 무지부(3) 경계면에 일방향으로 휨(bending) 현상이 발생된다. 이와 같은 휨 현상은 무지부의 면적이 증가할수록 심해지는데, 이러한 경우 전지 조립 공정 시 각 공정별 공차 유지에 문제를 발생시키고, 결국 전체 공정의 불량률을 증가시키게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 별도의 가공 공정된 무지부를 구비함으로써 집전체에 발생되는 잔류응력을 해소할 수 있는 고출력 리튬 폴리머 전지를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고출력 리튬 폴리머 전지는, 집전체의 양면 또는 한 면에 활물질이 도포된 유지부와 활물질이 도포되지 않은 무지부로 이루어진 단위 전극을 구비하는 고출력 리튬 폴리머 전지에 있어서, 상기 집전체의 잔류응력을 해소할 수 있도록, 상기 무지부에 무지부의 장축 길이방향으로 다수의 관통공들이 형성된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 관통공들은 일정간격으로 형성된 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 집전체의 양면 또는 한 면에 활물질이 도포된 유지부와 활물질이 도포되지 않은 무지부로 이루어진 단위 전극을 구비하는 고출력 리튬 폴리머 전지에 있어서, 상기 집전체의 잔류응력을 해소할 수 있도록, 상기 무지부에 무지부의 폭 방향으로 슬리팅(slitting) 처리된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 슬리팅된 슬릿들은 서로 일정간격으로 이격된 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 집전체의 양면 또는 한 면에 활물질이 도포된 유지부와 활물질이 도포되지 않은 무지부로 이루어진 단위 전극을 구비하는 고출력 리튬 폴리머 전지에 있어서, 상기 집전체의 잔류응력을 해소할 수 있도록, 상기 무지부에 무지부의 폭 방향으로 유지부의 경계면까지 인입되도록 다수의 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 홈들은 일정간격으로 이격된 것이 바람직하다.

바람직하게, 상기 무지부는 전기적으로 연결되는 리드와 용접 가능하도록 소정의 폭과 길이를 갖도록 형성된다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 집전체를 나타내는 평면도이고, 도 4는 단위 전극의 정면도이다.

도면을 참조하면, 상기 단위 전극(100)은 집전체(11)의 양면 또는 한 면에 활물질이 도포된 유지부(12)와 활물질이 도포되지 않은 무지부(13)로 구성된다. 이와 같은 집전체(11)는 전술된 바와 같이, 롤 프레스 공정에 의해 유지부(12)와 무지부(13)의 경계면에 잔류응력이 발생된다. 따라서, 무지부(13)에 무지부(13)의 길 이방향으로 다수의 관통공(14)들이 천공되어 형성된다. 바람직하게, 상기 관통공(14)은 일정간격으로 형성된다. 즉, 본 실시예에서는 무지부(13)를 천공하여 다수의 관통공(14)이 형성된 단위 전극(100)에 의해 고출력 리튬 폴리머 전지의 잔류응력이 해소된다.

한편, 본 명세서에서 표현된 도면에서는 상기 관통공(14)을 사각형상으로 표현하였으나, 이에 한정되지 않고 삼각형, 원형, 타원형, 다각형 등의 다양한 형상의 관통공으로 채용할 수 있음은 자명하다.

보다 구체적으로, 도 1 및 도 2에 도시된 종래의 단위 전극과 도 3 및 도 4에 도시된 본 발명의 단위 전극을 비교하여 설명하기로 한다.

먼저, 전술된 바와 같이, 종래의 단위 전극(10)을 제조하기 위해 롤 프레스 공정시 유지부(2)와 무지부(3)의 단차로 인한 잔류응력에 의해 휨 현상이 발생되어 도 2에 도시된 바와 같이 단위 전극(10)이 식별가능하도록 휘어진 것을 알 수 있다. 반면에, 본 발명은 무지부(13)에 별도의 가공 공정에 의해 다수의 관통공(14)들이 형성됨으로써, 도 4에 도시된 바와 같이 잔류응력이 해소되어 휨 현상이 발생하지 않는다.

도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 집전체를 나타내는 평면도이다.

도면을 참조하면, 단위 전극(200)은 집전체(21)의 양면 또는 한 면에 활물질이 도포된 유지부(22)와 활물질이 도포되지 않은 무지부(23)로 이루어진다. 이때, 단위 전극(200)은 무지부(23)에 슬리팅 처리된 슬릿(24)들이 형성된다. 바람직하 게, 무지부(23)에는 슬리팅된 슬릿(24)들이 일정간격으로 형성된다. 즉, 본 제2 실시예에서는 무지부(23)를 슬리팅하여 형성된 단위 전극(200)에 의해 고출력 리튬 폴리머 전지의 잔류응력이 해소된다.

결과적으로, 무지부(23)의 폭 방향으로 별도의 가공 공정 즉, 슬리팅 처리되어 형성된 슬릿(24)들이 일정간격으로 형성됨으로써 잔류응력이 해소되어 휨 현상이 발생하지 않는다.

도 6은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 집전체를 나타내는 평면도이다.

도면을 참조하며, 단위 전극(300)은 집전체(31)의 양면 또는 한 면에 활물질이 도포된 유지부(32)와 활물질이 도포되지 않은 무지부(33)로 이루어진다. 이때, 단위 전극(300)은 무지부(33)의 폭 방향으로 홈(34)들이 형성된다. 바람직하게, 홈(34)들은 무지부(33)의 폭 방향으로 유지부(32)의 경계면까지 인입되도록 형성된다. 더욱 바람직하게, 홈(34)들은 일정간격으로 이격된다. 즉, 본 제3 실시예에서는 무지부(33)의 폭 방향으로 유지부(32)의 경계면까지 인입되도록 홈(34)들이 형성된 단위 전극(300)에 의해 고출력 리튬 폴리머 전지의 잔류응력이 해소된다.

결과적으로, 무지부(33)의 폭 방향으로 별도의 가공 공정에 의해, 즉 일정간격으로 홈(34)들이 형성됨으로써 잔류응력이 해소되어 휨 현상이 발생하지 않는다.

한편, 상기 전술된 제1 내지 제3 실시예들의 무지부(13),(23),(33)들은 전기적으로 연결되는 리드(미도시)와 용접가능하도록 소정의 폭 및 길이를 갖도록 형성되어야 한다.

부가적으로, 비록 도면에 도시되지는 않았지만, 상기 전술된 제1 내지 제3 실시예들을 조합하여 사용할 수도 있다. 예컨대, 제1 및 제2 실시예를 조합하면 단위 전극의 무지부는 다수의 관통공(14)이 형성되고, 관통공(14)과 관통공(14) 사이에 슬릿(24)이 형성된 구조를 이루도록 형성된다. 이와 같이 형성된 단위 전극은 잔류응력을 해소시킴으로써 휨 현상이 발생되지 않는다. 마찬가지로, 제1 및 제3 실시예 또는 제2 및 제3 실시예등 다양한 조합을 사용하여 선택적으로 단위 전극을 사용할 수 있음은 자명하다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고출력 리튬 폴리머 전지는 유지부와 무지부의 단차에 의한 전극 내 잔류응력 해소를 통하여, 단위 전극 제조시 공정성 향상과 더불어 전지 조립공정의 공차 유지 및 불량률감소의 효과를 기대할 수 있다.

Claims

집전체의 양면 또는 한 면에 활물질이 도포된 유지부와 활물질이 도포되지 않은 무지부로 이루어진 단위 전극을 구비하는 고출력 리튬 폴리머 전지에 있어서,

상기 집전체의 잔류응력을 해소할 수 있도록, 상기 무지부에 무지부의 장축 길이방향으로 다수의 관통공들이 형성된 것을 특징으로 하는 고출력 리튬 폴리머 전지.
제1항에 있어서,

상기 관통공들은 일정간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 고출력 리튬 폴리머 전지.
제2항에 있어서,

상기 무지부는 전기적으로 연결되는 리드와 용접 가능하도록 소정의 폭과 길이를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 고출력 리튬 폴리머 전지.
집전체의 양면 또는 한 면에 활물질이 도포된 유지부와 활물질이 도포되지 않은 무지부로 이루어진 단위 전극을 구비하는 고출력 리튬 폴리머 전지에 있어서,

상기 집전체의 잔류응력을 해소할 수 있도록, 상기 무지부에 무지부의 폭 방향으로 슬리팅(slitting) 처리된 것을 특징으로 하는 고출력 리튬 폴리머 전지.
제4항에 있어서,

상기 슬리팅된 슬릿들은 서로 일정간격으로 이격된 것을 특징으로 하는 고출력 리튬 폴리머 전지.
제5항에 있어서,

상기 무지부는 전기적으로 연결되는 리드와 용접 가능하도록 소정의 폭과 길이를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 고출력 리튬 폴리머 전지.
집전체의 양면 또는 한 면에 활물질이 도포된 유지부와 활물질이 도포되지 않은 무지부로 이루어진 단위 전극을 구비하는 고출력 리튬 폴리머 전지에 있어서,

상기 집전체의 잔류응력을 해소할 수 있도록, 상기 무지부에 무지부의 폭 방향으로 유지부의 경계면까지 인입되도록 다수의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 고출력 리튬 폴리머 전지.
제7항에 있어서,

상기 홈들은 일정간격으로 이격된 것을 특징으로 하는 고출력 리튬 폴리머 전지.
제8항에 있어서,

상기 무지부는 전기적으로 연결되는 리드와 용접 가능하도록 소정의 폭과 길이를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 고출력 리튬 폴리머 전지.