KR20090008075A - Stack/folding-typed electrode assembly of noble structure and method for preparation of the same - Google Patents

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Abstract

An electrode assembly is provided to show the performance and safety equal to a conventional stack / folding type electrode assembly and to ensure excellent operation performance and safety even in the long-term use. An electrode assembly is interposed with successive separation film sheets to a part where a plurality of electrochemical cells as a basic unit of an anode/separation film/cathode structure are overlapped. A unit electrode(200) surrounded with a separation film sheet is positioned at a central part which is a winding starting point(101) among the overlapped electrochemical cells. The full cells(201,202,203,204) positioned at the top and bottom of the unit electrode has an electrode direction of a symmetrical structure.

Description

신규한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체 및 그것의 제조 방법 {Stack/folding-typed Electrode Assembly of Noble Structure and Method for Preparation of the Same}Stack / folding-typed Electrode Assembly of Noble Structure and Method for Preparation of the Same}

본 발명은 신규한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체 및 그것의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 양극/분리막/음극 구조의 풀셀(full cell)이 기본 단위체인 복수 개의 전기화학 셀들이 중첩되고, 각각의 중첩부에는 연속적인 분리막 시트가 개재되는 구조의 전극조립체에 있어서, 상기 중첩된 전기화학 셀들 중 권취 개시점인 중앙부에는 분리막 시트로 감싸여진 단위 전극이 위치하고, 상기 단위 전극을 중심으로 상하에 각각 위치하는 풀셀들은 그것의 전극 방향이 서로 대칭을 이루고 있는 구조의 전극조립체에 관한 것이다.The present invention relates to a novel stack / foldable electrode assembly and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a plurality of electrochemical cells in which a full cell of an anode / separator / cathode structure is a basic unit. In the electrode assembly having a structure in which a continuous separator sheet is interposed in each overlapping portion, a unit electrode wrapped with a separator sheet is positioned at a central portion of the overlapping electrochemical cells, which is a winding start point. Each of the full cells located above and below relates to an electrode assembly having a structure in which the electrode directions thereof are symmetrical with each other.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for batteries as energy sources is rapidly increasing, and accordingly, many studies on batteries that can meet various demands have been conducted.

대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성의 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다. Representatively, there is a high demand for rectangular secondary batteries and pouch secondary batteries, which can be applied to products such as mobile phones with a thin thickness in terms of shape of batteries, and lithium ion batteries with high energy density, discharge voltage, and output stability in terms of materials. There is a high demand for lithium secondary batteries such as lithium ion polymer batteries.

또한, 이차전지는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체로 구분된다. In addition, secondary batteries are classified according to the structure of the electrode assembly having a cathode / separation membrane / cathode structure. Representatively, a jelly having a structure in which long sheet-shaped anodes and cathodes are wound with a separator interposed therebetween -Roll (electrode) electrode assembly, a plurality of positive and negative electrodes cut in a unit of a predetermined size is divided into a stacked (stacked) electrode assembly sequentially stacked with a separator.

그러나, 이러한 종래의 전극조립체는 몇가지 문제점을 가지고 있다.However, these conventional electrode assemblies have some problems.

첫째, 젤리-롤 전극조립체는 긴 시트형의 양극과 음극을 밀집된 상태로 권취하여 단면상으로 원통형 또는 타원형의 구조로 만들므로, 충방전시 전극의 팽창 및 수축으로 인해 유발되는 응력이 전극조립체 내부에 축적되게 되고, 그러한 응력 축적이 일정한 한계를 넘어서면 전극조립체의 변형이 발생하게 된다. 상기 전극조립체의 변형으로, 전극 간의 간격이 불균일해져 전지의 성능이 급격히 저하되고 내부 단락으로 인해 전지의 안전성이 위협받게 되는 문제점을 초래한다. 또한, 긴 시트형의 양극과 음극을 권취해야 하므로, 양극과 음극의 간격을 일정하게 유지하면서 빠르게 권취하는 것이 어려우므로 생산성이 저하되는 문제점도 가지고 있다.First, since the jelly-roll electrode assembly is wound around a long sheet-like anode and cathode in a dense state to form a cylindrical or oval structure in cross section, stress caused by expansion and contraction of the electrode during charge and discharge accumulates inside the electrode assembly. If the stress accumulation exceeds a certain limit, deformation of the electrode assembly occurs. Due to the deformation of the electrode assembly, the spacing between the electrodes is non-uniform, leading to a problem that the performance of the battery is sharply lowered and the safety of the battery is threatened due to internal short circuit. In addition, since the long sheet-type positive electrode and the negative electrode must be wound, it is difficult to quickly wind the coil while keeping the distance between the positive electrode and the negative electrode, which also has a problem in that the productivity is lowered.

둘째, 스택형 전극조립체는 다수의 양극 및 음극 단위체들을 순차적으로 적층하여야 하므로, 단위체의 제조를 위한 극판의 전달 공정이 별도로 필요하고, 순차적인 적층 공정에 많은 시간과 노력이 요구되므로, 생산성이 낮다는 문제점을 가 지고 있다.Second, since the stack type electrode assembly has to stack a plurality of positive and negative electrode units in sequence, the electrode plate transfer process is required separately for manufacturing the unit, and the productivity is low because a lot of time and effort are required for the sequential lamination process. Has a problem.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 상기 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 진일보한 구조의 전극조립체로서, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 긴 길이의 연속적인 분리막 시트를 이용하여 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체가 개발되었고, 이는 본 출원인의 한국 특허출원공개 제2001-0082058호, 제2001-0082059호 및 제2001-0082060호에 등에 개시되어 있다. In order to solve this problem, the electrode assembly of the advanced structure in the mixed form of the jelly-roll type and the stack type, the bi-cell (full cell) or the full cell in which the positive electrode and the negative electrode of a predetermined unit laminated with a separator; Stacked / foldable electrode assemblies have been developed in which full cells are wound using a continuous membrane sheet of long length, which is disclosed in Korean Patent Application Publication Nos. 2001-0082058, 2001-0082059 and 2001. -0082060 and the like.

도 1 및 도 2에는 이러한 스택/폴딩형 전극조립체의 예시적인 구조 및 제조 과정이 모식적으로 도시되어 있다. 1 and 2 schematically show an exemplary structure and manufacturing process of such a stack / foldable electrode assembly.

이들 도면을 참조하면, 단위 셀로서 순차적으로 양극/분리막/음극이 위치되는 풀셀들(10, 11, 12, 13, 14 …)이 복수 개 중첩되어 있고, 각각의 중첩부에는 분리막 시트(20)가 개재되어 있다. 분리막 시트(20)는 풀셀을 감쌀 수 있는 단위 길이를 갖고, 단위 길이마다 내측으로 꺾여서 중앙의 풀셀(10)로부터 시작되어 최외각의 풀셀(14)까지 연속하여 각각의 풀셀을 감싸서 풀셀의 중첩부에 개재되어 있다. 분리막 시트(20)의 말단부는 열융착하거나 접착 테이프(25) 등을 붙여서 마무리한다. Referring to these drawings, as a unit cell, a plurality of full cells 10, 11, 12, 13, 14... Where the anode / separation membrane / cathode is sequentially arranged are superimposed, and each membrane overlaps the membrane sheet 20. Is interposed. Separator sheet 20 has a unit length to wrap the full cell, bend inward for each unit length, starting from the center full cell 10 to the outermost full cell 14 to surround each full cell in succession of the full cell Intervened in The end of the separator sheet 20 is finished by heat fusion or by attaching an adhesive tape 25 or the like.

이러한 스택/폴딩형 전극조립체는 예를 들어, 긴 길이의 분리막 시트(20) 상에 풀셀들(10, 11, 12, 13, 14 …)을 배열하고 분리막 시트(20)의 일 단부(21)에서 시작하여 순차적으로 권취함으로써 제조된다. The stack / foldable electrode assembly may, for example, arrange full cells 10, 11, 12, 13, 14... On a long separator sheet 20, and one end 21 of the separator sheet 20. It is prepared by winding up sequentially starting at.

이 때, 단위 셀인 풀셀들의 배열 조합을 살펴보면, 제 1 풀셀(10)과 제 2 풀 셀(11)은 적어도 하나의 풀셀에 대응하는 폭 간격으로 이격된 거리에 위치되어 있어서, 권취 과정에서 제 1 풀셀(10)의 외면이 분리막 시트(20)로 완전히 도포된 후 제 1 풀셀(10)의 하단면 전극이 제 2 풀셀(11)의 상단면 전극에 접하게 된다. At this time, the arrangement combination of the full cells as the unit cell, the first full cell 10 and the second full cell 11 is located at a distance separated by a width interval corresponding to at least one full cell, so that the first in the winding process After the outer surface of the full cell 10 is completely coated with the separator sheet 20, the bottom electrode of the first full cell 10 is in contact with the top electrode of the second full cell 11.

제 2 풀셀 이후의 풀셀들(11, 12, 13, 14 …)은 권취에 의한 순차적인 적층 과정에서 분리막 시트(20)의 도포 길이가 증가하게 되므로, 권취 방향으로 그들 사이의 간격이 순차적으로 늘어나도록 배치되어 있다.Since the coating lengths of the separator sheets 20 increase in the subsequent lamination process by winding the full cells 11, 12, 13, 14... After the second full cell, the interval between them increases sequentially in the winding direction. Is arranged.

또한, 이러한 풀셀들을 권취시 적층된 계면에서 양극과 음극이 대면하도록 구성되어야 하는 바, 제 1 풀셀(10)과 제 2 풀셀(11)은 상단면 전극이 양극인 풀셀이고, 제 3 풀셀(12)은 상단면 전극이 음극인 풀셀이며, 제 4 풀셀(13)은 상단면 전극이 양극인 풀셀이고, 제 5 풀셀(14)은 상단면 전극이 음극인 풀셀로 이루어져 있다. 즉, 제 1 풀셀(10)을 제외하면 상단면 전극이 양극인 풀셀과 상단면 전극이 음극인 풀셀이 교번되는 순차적인 배열로 이루어져 있다. 한편, 도시되지 않았으나, 단위 셀이 바이셀인 경우에는 바이셀이 두 개의 단위로 교번되는 배열로 탑재되게 된다. In addition, when winding the full cells, the anode and the cathode should be configured to face each other at the stacked interface. The first full cell 10 and the second full cell 11 are full cells in which the upper electrode is the anode, and the third full cell 12 ) Is a full cell in which the top electrode is a cathode, the fourth full cell 13 is a full cell in which the top electrode is an anode, and the fifth full cell 14 is composed of a full cell in which the top electrode is a cathode. That is, except for the first full cell 10, the upper electrode has a sequential arrangement in which a full cell whose anode is an anode and a full cell whose cathode is an upper surface electrode are alternated. Although not shown, when the unit cell is a bicell, the bicells are mounted in an arrangement in which two cells are alternately arranged.

따라서, 이러한 스택/폴딩형 전극조립체는 상기 젤리-롤과 스택형 전극조립체의 단점들을 상당히 보완하고는 있지만, 단위 셀들 간의 접촉 계면에서 서로 반대 전극이 되도록 적층되기 위해서는 분리막 시트에 단위 셀인 바이셀 또는 풀셀을 타입 별로 구별하여 소정의 규칙으로 탑재하여야 하는 바, 제조 공정이 번잡해지게 되어 생산성이 저하되는 문제가 있다. 더욱이, 단위 셀을 타입 별로 구별하는 것이 매우 까다로우므로, 분리막 시트 상에 탑재하는 과정에서 작업 상의 부주의나 오류 등의 다양한 원인으로 인해, 단위 셀들 중 어느 하나가 누락되거나 잘못 위치되는 경우, 동일한 극성을 갖는 전극이 계면에서 접촉하게 됨으로써 전지의 성능 저하를 일으킬 염려가 있다. Therefore, the stack / foldable electrode assembly substantially compensates for the disadvantages of the jelly-roll and the stacked electrode assembly, but in order to be stacked so that the electrodes are opposite to each other at the contact interface between the unit cells, the unit cell bicell or Since the full cell must be mounted according to a predetermined rule by dividing the full cells, there is a problem that the manufacturing process becomes complicated and productivity is lowered. Moreover, it is very difficult to distinguish the unit cells by type, so that if one of the unit cells is missing or misplaced due to various reasons such as inadvertent operation or errors in the process of mounting on the separator sheet, the same polarity When the electrode having the contact with each other at the interface there is a fear that the performance of the battery.

이상을 종합할 때, 전지의 작동 성능 및 안전성 측면에서는 스택/폴딩형 전극조립체가 바람직하지만, 생산성의 측면에서 상기와 같은 문제점들이 존재하는 바, 이러한 단점들을 보완하면서 더욱 우수한 생산성 및 작동 성능 등을 제공할 수 있는 전극조립체에 대한 필요성이 높아지고 있다.To sum up the above, the stack / folding electrode assembly is preferable in terms of the operation performance and safety of the battery, but the above problems exist in terms of productivity. There is a growing need for an electrode assembly that can provide.

특히, 최근 많은 관심을 모으고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등과 같은 중대형 디바이스에 사용되는 대형 전지모듈은, 그것의 제조를 위해 많은 수의 전지셀(단위전지)들이 필요하고 또한 긴 수명 특성이 요구되므로, 상기 문제점들을 모두 해결한 새로운 구조의 전극조립체가 절실히 요구되고 있다.In particular, large battery modules used in medium and large devices such as electric vehicles and hybrid electric vehicles, which have recently attracted a lot of attention, require a large number of battery cells (unit cells) and their long life characteristics are required for their manufacture. There is an urgent need for an electrode assembly having a new structure that solves all of the above problems.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.

본 출원의 발명자들은 다양한 실험과 심도 있는 연구를 거듭한 끝에, 단위 셀로서 풀셀을 사용하고 단위 셀들의 중첩부에 분리막 시트가 개재되는 구조에서, 권취 개시점인 중앙부에는 분리막 시트로 감싸여진 단위 전극이 위치하는 신규한 구조의 전극조립체를 개발하기에 이르렀고, 이러한 구조의 전극조립체는 종래의 스 택/폴딩형 전극조립체에서와 대등한 전지의 성능 및 안전성을 발휘하면서도 높은 생산성으로 제조될 수 있으며, 더욱이 장기간의 사용시에도 우수한 작동 성능 및 안전성을 제공할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.After various experiments and in-depth studies, the inventors of the present application use a full cell as a unit cell and have a separator sheet interposed at an overlapping portion of the unit cells. It has led to the development of a novel electrode assembly with this structure, which can be manufactured with high productivity while exhibiting the performance and safety of a battery comparable to that of a conventional stack / folding electrode assembly. Furthermore, the inventors have found that they can provide excellent operating performance and safety even in prolonged use, and have completed the present invention.

본 발명에 따른 전극조립체는 양극/분리막/음극 구조의 풀셀(full cell)이 기본 단위체인 복수 개의 전기화학 셀들이 중첩되고, 각각의 중첩부에는 연속적인 분리막 시트가 개재되는 구조의 전극조립체에 있어서, 상기 중첩된 전기화학 셀들 중 권취 개시점인 중앙부에는 분리막 시트로 감싸여진 단위 전극이 위치하고, 상기 단위 전극을 중심으로 상하에 각각 위치하는 풀셀들은 그것의 전극 방향이 서로 대칭을 이루고 있는 구조로 구성되어 있다. In the electrode assembly according to the present invention, a plurality of electrochemical cells in which a full cell of a cathode / membrane / cathode structure is a basic unit are overlapped, and each electrode overlaps with a continuous separator sheet. In the center portion of the overlapping electrochemical cells, the winding unit is located in the center portion of the unit electrode wrapped with a separator sheet, the full cells positioned respectively up and down around the unit electrode has a structure in which the electrode direction is symmetrical with each other It is.

경우에 따라서는, 상기 중첩된 전기화학 셀들 중 권취 개시점인 중앙부에는 분리막 시트로 감싸여진 ⅰ) 양극/분리막/음극/분리막/양극 구조의 바이셀('A형 바이셀') 또는 ⅱ) 음극/분리막/양극/분리막/음극 구조의 바이셀('C형 바이셀')이 위치하고, 상기 바이셀을 중심으로 상하에 각각 위치하는 풀셀들은 서로 대칭을 이루고 있는 구조일 수도 있다. In some cases, a bi-cell ('type A bi-cell') or ii) a cathode having an anode / separation membrane / cathode / separation membrane / anode structure is surrounded by a separator sheet at the center of the overlapping electrochemical cells. A bicell ('C-type bicell') having a / membrane / anode / separation membrane / cathode structure is located, and the full cells positioned above and below the bicell may be symmetrical with each other.

이러한 신규한 구조의 전극조립체는 스택/폴딩형 구조로서 공간을 효율적으로 사용할 수 있고, 특히 전극 활물질의 함량을 극대화 할 수 있어서 고집적도의 전지를 구현할 수 있다. 더욱이, 단위 셀들의 전극 배향 방향을 소정의 단위로 교번 배향 방식에 의해 배열할 필요없이, 모든 단위 셀들이 동일한 전극 배향 방향을 갖도록 분리막 시트 상에 배열한 후 권취하여 제조할 수 있으므로, 제조 공정을 단순화시켜 생산 효율을 크게 향상시킬 수 있다. This novel structure of the electrode assembly is a stack / folding structure can effectively use the space, and in particular can maximize the content of the electrode active material can implement a battery of high density. Furthermore, the manufacturing process can be performed by arranging on the separator sheet so that all the unit cells have the same electrode alignment direction without winding the electrode alignment directions of the unit cells in a predetermined unit. Simplification can greatly improve production efficiency.

하나의 바람직한 예에서, 상기 분리막 시트가 전기화학 셀을 감쌀 수 있는 단위 길이를 갖고, 단위 길이마다 내측으로 꺾여서 중앙부의 단위 전극 또는 바이셀로부터 시작되어 최외각의 풀셀까지 연속하여 분리막 시트로 감싸는 구조일 수 있다. 종래, 일반적으로 전지의 충방전을 거듭함에 따라 전극과 분리막 시트 사이의 계면 접촉이 유지되지 못하면 전지의 용량 및 성능이 급격히 저하되는 바, 그 계면을 안정적으로 압착시켜 접촉을 계속적으로 유지하기 위한 압력이 필요하다. 이와 관련하여, 상기와 같은 구조의 전극조립체는 풀셀들이 적층되면서 분리막 시트가 개재됨으로써 풀셀들 사이의 전극들도 효율적으로 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 분리막 시트로 권취시에서 발생하는 압력은 모든 셀들이 형성하는 전극과 분리막 시트 사이의 계면을 압착시킬 수 있으므로 전지 성능 및 용량의 면에서 매우 우수하다. In one preferred embodiment, the separator sheet has a unit length to wrap the electrochemical cell, bent inward for each unit length to wrap in the separator sheet continuously starting from the central unit electrode or bicell to the outermost full cell Can be. Conventionally, if the interface contact between the electrode and the separator sheet is not maintained as the battery is repeatedly charged and discharged, the capacity and performance of the battery are drastically deteriorated. Thus, the pressure for stably compressing the interface to maintain contact continuously This is necessary. In this regard, the electrode assembly of the structure as described above, as the full cell is stacked, the separator sheet is interposed so that not only the electrode between the full cells can be used efficiently, but also the pressure generated when winding the separator sheet to form all the cells. Since the interface between the electrode and the separator sheet can be pressed, it is very excellent in terms of battery performance and capacity.

본 발명에서 상기 권취 개시점인 중앙부에는 단위 전극 또는 바이셀이 위치하고, 이를 제외한 나머지 기본 단위체는 풀셀이다. In the present invention, a unit electrode or a bicell is positioned at the central portion of the winding start point, and the remaining basic units except for this are full cells.

상기 단위 전극은 양극 또는 음극 구조의 일 개체의 전극을 의미한다. 상기 바이셀은 양극/분리막/음극/분리막/양극의 단위 구조 및 음극/분리막/양극/분리막/음극의 단위구조와 같이 셀의 양측에 동일한 전극이 위치하는 셀을 의미한다. 그것의 대표적인 예가 도 3에 개시되어 있는 바, 본 명세서에서는 양극/분리막/음극/분리막/양극 구조의 셀, 즉, 양측에 양극이 위치하는 셀을 'A형 바이셀'이라 하고, 음극/분리막/양극/분리막/음극 구조의 셀, 즉, 양측에 음극이 위치하는 셀을 'C형 바이셀'이라 한다. 이러한 바이셀들은 셀 양측의 전극이 동일한 구조라면 그것을 이루는 양극 및 음극과 분리막의 수가 특별히 제한되는 것은 아니다. The unit electrode means an electrode of one object having a positive electrode or a negative electrode structure. The bicell refers to a cell in which the same electrode is positioned on both sides of the cell, such as a unit structure of an anode / separator / cathode / separator / anode and a unit structure of a cathode / separator / anode / separator / cathode. As a representative example thereof is disclosed in FIG. 3, in the present specification, a cell having an anode / separation membrane / cathode / separation membrane / anode structure, that is, a cell in which anodes are positioned at both sides is referred to as a “type A bicell” and a cathode / separation membrane. The cell of the anode / separation membrane / cathode structure, that is, the cell in which the cathodes are located at both sides is called a 'C-type bicell'. Such bicells are not particularly limited in number if the electrodes on both sides of the cell have the same structure.

기본 단위체인 상기 풀셀은 셀의 상단면 전극과 하단면 전극이 서로 반대 전극인 구조라면 특별히 제한되는 것은 아니고, 예를 들어, i) 양극/분리막/음극, 또는 ii) 양극/분리막/음극/분리막/양극/분리막/음극의 적층 구조 등을 들 수 있다. 상기 분리막 시트 상에 위치된 상태로 권취되는 풀셀들의 수는 각 풀셀의 구조와 최종 제조된 전지의 소망하는 용량 등 다양한 요소들에 의해 결정될 수 있으며, 바람직하게는 6 내지 30 개일 수 있다. The full cell, which is a basic unit, is not particularly limited as long as the top electrode and the bottom electrode of the cell are opposite electrodes, for example, i) an anode / separator / cathode, or ii) an anode / separator / cathode / separator / Laminated structure of an anode / a separator / an anode, etc. are mentioned. The number of full cells wound up on the separator sheet may be determined by various factors such as the structure of each full cell and a desired capacity of the final manufactured battery, and may be preferably 6 to 30.

한편, 다수의 풀셀들이 양극/음극 대면 구조로 적층되었을 때, 가능하면 음극이 많은 면적을 차지하도록 구성함으로써, 예를 들어 리튬 이차전지에 사용되는 경우, 충방전시 리튬 금속 등이 음극에서 수지상 성장(dendrite)하는 현상을 최대한 억제할 수 있다. On the other hand, when a plurality of full cells are stacked in a cathode / cathode facing structure, the negative electrode occupies as much area as possible, for example, when used in a lithium secondary battery, lithium metal or the like grows dendritic on the negative electrode during charge and discharge. The phenomenon of (dendrite) can be suppressed as much as possible.

따라서, 이를 위한 하나의 바람직한 예에서, 상기 권취 개시점인 중앙부에 단위 전극이 위치하는 경우에는 음극인 것이 바람직하고, 바이셀이 위치하는 경우에는 상기 C형 바이셀이 바람직하다. Therefore, in one preferred example for this, when the unit electrode is located in the central portion that is the winding start point is preferably a negative electrode, when the bi-cell is located the C-type bi-cell is preferred.

또 다른 바람직한 예에서, 전극조립체에서 각각 외면을 형성하는 최상층 및 최하층에는 음극이 위치하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 권취 개시점인 중앙부에 양극 또는 A형 바이셀이 위치하는 경우에는 전극조립체에서 각각 외면을 형성하는 최상층 및 최하층에는 각각 C형 바이셀이 적층되어 있는 것이 바람직하 다. In another preferred example, the cathode may be configured in the uppermost layer and the lowermost layer respectively forming the outer surface of the electrode assembly. For example, when the anode or the A-type bi-cell is located in the central portion which is the starting point of the winding, it is preferable that the C-type bi-cell is laminated on the uppermost layer and the lowermost layer, respectively, which form the outer surface of the electrode assembly.

상기 풀셀들은 긴 길이의 분리막 시트 상에 위치시킨 후 중첩부에는 분리막 시트가 개재되는 구조로 권취하는 바, 각 풀셀들은 분리막 필름이 개재된 상태에서 양극과 음극이 서로 대면하도록 적층하여야 한다. The full cells are placed on the separator sheet having a long length and then wound in a structure in which the separator sheet is interposed therebetween. Each full cell should be laminated so that the anode and the cathode face each other while the separator film is interposed therebetween.

상기 분리막 시트는 권취 후 전극조립체를 한차례 감싸는 연장된 길이를 가질 수 있고, 분리막 시트의 최외각 말단은 열융착되거나 테이프가 붙여져 고정될 수 있다. 예를 들어, 열용접기 또는 열판 등을 마무리되는 분리막 시트에 접촉시켜 분리막 시트 자체가 열에 의해 용융되어 접착 고정되도록 하는 것이다. 이에 따라, 압력이 계속 유지되게 하는 바 전극과 분리막 시트 사이의 안정적인 계면 접촉을 가능케 한다. The separator sheet may have an extended length surrounding the electrode assembly once after winding up, and the outermost end of the separator sheet may be fixed by heat fusion or tape. For example, a thermal welder or a hot plate is brought into contact with the finished separator sheet so that the separator sheet itself is melted by heat and adhesively fixed. This enables stable interfacial contact between the electrode and the separator sheet, allowing the pressure to be maintained continuously.

상기 분리막 시트 또는 셀의 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막은 절연성을 나타내고 이온의 이동이 가능한 다공성 구조라면, 그것의 소재가 특별히 제한되는 것은 아니며, 상기 분리막과 분리막 시트는 동일한 소재일 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. If the separator interposed between the anode and the cathode of the separator sheet or cell is an insulating structure and a porous structure capable of moving ions, the material thereof is not particularly limited, and the separator and the separator sheet may or may not be the same material. It may be.

상기 분리막 또는 분리막 시트는, 예를 들어, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용될 수 있고, 분리막 또는 분리막 시트의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막 또는 분리막 시트로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고 체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다. 바람직하게는, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 또는 이들 필름의 조합에 의해서 제조되는 다층 필름이나 폴리비닐리덴 플로라이드(polyvinylidene fluoride), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 또는 폴리비닐리덴 플로라이드 헥사플루오로프로필렌(polyvinylidene fluoride hexafluoropropylene) 공중합체 등의 고분자 전해질용 또는 겔형 고분자 전해질용 고분자 필름일 수 있다. As the separator or the separator sheet, for example, an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength may be used, and the pore diameter of the separator or the separator sheet is generally 0.01 to 10 μm, and the thickness is generally 5 to 300 μm. As such a separator or a separator sheet, For example, Olefin-type polymers, such as chemical-resistance and hydrophobic polypropylene; Sheets or non-woven fabrics made of glass fibers or polyethylene are used. When a solid electrolyte such as a polymer is used as the electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separator. Preferably, the multilayer film or polyvinylidene fluoride, polyethylene oxide, polyacrylonitrile, or poly film produced by polyethylene film, polypropylene film, or a combination of these films It may be a polymer film for polymer electrolyte or gel polymer electrolyte, such as a vinylidene fluoride hexafluoropropylene (polyvinylidene fluoride hexafluoropropylene) copolymer.

상기 분리막은 풀셀 또는 바이셀을 구성하기 위해서 열융착에 의한 접착 기능을 가지고 있는 것이 바람직하고, 상기 분리막 시트는 반드시 그러한 기능을 가질 필요는 없으나 권취 공정을 용이하게 수행하기 위해서는 접착 기능을 가지는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 하나의 바람직한 예에서, 상기 분리막 및/또는 분리막 시트는 열융착에 의한 접착 기능을 가지고 있는 본 발명자들의 선출원인 한국 특허출원 제1999-57312호에 기재된 미세 다공성의 제 1 고분자층과 폴리비닐리덴플루오라이드-클로로트리플루오로에틸렌 공중합체의 겔화 제 2 고분자층을 포함하는 고분자 전해질용 고분자 필름을 사용할 수 있다. 상기 출원의 내용은 참조로서 본 발명의 내용에 합체된다. It is preferable that the separator has an adhesive function by thermal fusion to form a full cell or a bicell, and the separator sheet does not necessarily have such a function, but an adhesive function is used to easily perform a winding process. It is desirable to. In one preferred embodiment, the separator and / or the separator sheet is a microporous first polymer layer and polyvinylidene fluorine described in Korean Patent Application No. 1999-57312, which is a prior application of the inventors having an adhesive function by thermal fusion. A polymer film for polymer electrolyte comprising a gelling second polymer layer of a lide-chlorotrifluoroethylene copolymer can be used. The contents of this application are incorporated into the contents of the present invention by reference.

상기 단위 전극은 양극 또는 음극으로 구별되고, 상기 풀셀과 바이셀은 상기 양극 및 음극을 그 사이에 분리막을 개재시킨 상태에서 상호 결합시켜 제조된다. 양극은 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라서는 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다. The unit electrode is divided into an anode or a cathode, and the full cell and the bicell are manufactured by mutually bonding the anode and the cathode with a separator interposed therebetween. The positive electrode is prepared by, for example, applying a mixture of a positive electrode active material, a conductive material, and a binder onto a positive electrode current collector, followed by drying and pressing. If necessary, a filler may be further added to the mixture.

상기 양극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테리인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다. The positive electrode current collector is generally made to a thickness of 3 to 500 ㎛. Such a positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical change in the battery. For example, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, or aluminum or stainless steel Surface-treated with carbon, nickel, titanium, silver, and the like may be used. The current collector may form fine irregularities on its surface to increase the adhesion of the positive electrode active material, and may be in various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric.

상기 양극 활물질은 리튬 이차전지인 경우 예를 들어, 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.When the positive electrode active material is a lithium secondary battery, for example, a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or a compound substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxides such as Li 1 + x Mn 2-x O 4 (where x is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2, and the like; Lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 , Cu 2 V 2 O 7 and the like; Ni-site type lithium nickel oxide represented by the formula LiNi 1-x M x O 2 , wherein M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, or Ga, and x = 0.01 to 0.3; Formula LiMn 2-x M x O 2 (wherein M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn or Ta and x = 0.01 to 0.1) or Li 2 Mn 3 MO 8 (wherein M = Fe, Co, Lithium manganese composite oxide represented by Ni, Cu or Zn); LiMn 2 O 4 in which a part of Li in the formula is substituted with alkaline earth metal ions; Disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 and the like, but are not limited to these.

상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is typically added in an amount of 1 to 50% by weight based on the total weight of the mixture including the positive electrode active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery, and examples thereof include graphite such as natural graphite and artificial graphite; Carbon blacks such as carbon black, acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers; Metal powders such as carbon fluoride powder, aluminum powder and nickel powder; Conductive whiskeys such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.

상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component that assists in bonding the active material and the conductive material to the current collector, and is generally added in an amount of 1 to 50 wt% based on the total weight of the mixture including the positive electrode active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene , Polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, fluorine rubber, various copolymers and the like.

상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is optionally used as a component for inhibiting expansion of the positive electrode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing chemical change in the battery. Examples of the filler include olefinic polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials, such as glass fiber and carbon fiber, are used.

반면에, 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포, 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라 상기에서와 같은 도전재, 바인더, 충진제 등이 선택적으로 더 포함될 수 있다.On the other hand, the negative electrode is prepared by coating, drying and pressing the negative electrode active material on the negative electrode current collector, and optionally, the conductive material, binder, filler, etc. may be further included as necessary.

상기 음극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The negative electrode current collector is generally made of a thickness of 3 ~ 500 ㎛. Such a negative electrode current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery. For example, the surface of copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, copper or stainless steel Surface-treated with carbon, nickel, titanium, silver, and the like, aluminum-cadmium alloy, and the like can be used. In addition, like the positive electrode current collector, fine concavities and convexities may be formed on the surface to enhance the bonding strength of the negative electrode active material, and may be used in various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric.

상기 음극 활물질은, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1 - xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.The negative electrode active material may be, for example, carbon such as hardly graphitized carbon or graphite carbon; Li x Fe 2 O 3 (0 ≦ x ≦ 1), Li x WO 2 (0 ≦ x ≦ 1), Sn x Me 1 - x Me ' y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me' Metal complex oxides such as Al, B, P, Si, Group 1, Group 2, Group 3 elements of the periodic table, halogen, 0 <x ≦ 1; 1 ≦ y ≦ 3; 1 ≦ z ≦ 8); Lithium metal; Lithium alloys; Silicon-based alloys; Tin-based alloys; SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 3 O 4 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , Sb 2 O 5 , GeO, GeO 2 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 4 , and metal oxides such as Bi 2 O 5 ; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based materials and the like can be used.

본 발명에 따른 상기 전극조립체는 양극과 음극의 전기화학적 반응에 의해 전기를 생산하는 전기화학 셀에 적용될 수 있는 바, 전기화학 셀의 대표적인 예로 는, 슈퍼 캐패시터(super capacitor), 울트라 캐패시터(ultra capacitor), 이차전지, 연료전지, 각종 센서, 전기분해장치, 전기화학적 반응기 등을 들 수 있고, 그 중에서 이차전지가 특히 바람직하다 The electrode assembly according to the present invention can be applied to an electrochemical cell that produces electricity by the electrochemical reaction of the positive electrode and the negative electrode, a representative example of the electrochemical cell, a super capacitor (super capacitor), ultra capacitor (ultra capacitor) ), Secondary batteries, fuel cells, various sensors, electrolysis devices, electrochemical reactors, and the like, and secondary batteries are particularly preferred.

상기 이차전지는 충방전이 가능한 전극조립체가 이온 함유 전해액으로 함침된 상태에서 전지케이스에 내장되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 하나의 바람직한 예에서, 상기 이차전지는 리튬 이차전지일 수 있다. The secondary battery has a structure in which the electrode assembly capable of charging and discharging is embedded in a battery case in a state impregnated with an ion-containing electrolyte solution. In one preferred embodiment, the secondary battery may be a lithium secondary battery.

최근 리튬 이차전지는 소형 모바일 기기 뿐만 아니라 대형 디바이스의 전원으로 많은 관심을 모으고 있으며, 그러한 분야에의 적용시 작은 중량을 가지는 것이 바람직하다. 이차전지의 중량을 줄이는 하나의 방안으로서, 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 전극조립체를 내장한 구조가 바람직할 수 있다. 이러한 리튬 이차전지에 대해서는 당업계에 공지되어 있으므로 본 명세서에는 관련 설명을 생략한다.Recently, a lithium secondary battery has attracted much attention as a power source for a large mobile device as well as a small mobile device, and it is desirable to have a small weight when applied to such a field. As one way to reduce the weight of the secondary battery, a structure in which the electrode assembly is incorporated in a pouch type case of an aluminum laminate sheet may be preferable. Since such a lithium secondary battery is known in the art, the description thereof will be omitted.

또한, 앞서 설명한 바와 같이, 중대형 디바이스의 전원으로 사용할 때에는, 장기간의 사용시에도 작동 성능의 저하 현상을 최대한 억제하고, 수명 특성이 우수하며, 저렴한 비용으로 대량 생산할 수 있는 구조의 이차전지가 바람직하다. 이러한 관점에서 본 발명의 전극조립체를 포함하는 이차전지는 이를 단위전지로 하는 중대형 전지모듈에 바람직하게 사용될 수 있다.In addition, as described above, when used as a power source for a medium-to-large device, a secondary battery having a structure capable of minimizing the deterioration of operation performance even during long-term use, having excellent life characteristics, and capable of mass production at low cost is preferable. In this regard, the secondary battery including the electrode assembly of the present invention may be preferably used in a medium-large battery module having the unit cell.

중대형 전지모듈은 다수의 단위전지들을 직렬 방식 또는 직렬/병렬 방식으로 연결하여 고출력 대용량을 제공하도록 구성되어 있으며, 그에 대해서는 당업계에 공지되어 있으므로 본 명세서에는 관련 설명을 생략한다. The medium-large battery module is configured to provide a high output capacity by connecting a plurality of unit cells in series or in series / parallel manner, which is well known in the art, and thus, description thereof is omitted herein.

본 발명은 또한, 양극/분리막/음극 구조의 풀셀이 기본 단위체인 복수 개의 전기화학 셀들이 중첩되고, 각각의 중첩부에는 분리막 시트가 개재되는 구조의 전극조립체의 제조 방법으로서, The present invention also provides a method of manufacturing an electrode assembly having a structure in which a plurality of electrochemical cells in which a full cell of an anode / separation membrane / cathode structure is a basic unit are overlapped, and a separator sheet is interposed in each overlapping portion.

1) 긴 길이의 양극 시트와 음극 시트를 분리막이 개재된 상태로 적층하고, 소정 크기로 절단하여 복수 개의 풀셀들을 제조하는 단계;1) stacking a long length of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet with the separator interposed, and cut to a predetermined size to produce a plurality of full cells;

2) 긴 길이의 분리막 시트의 첫 번째 단에 양극 또는 음극의 단위 전극을 위치시키고, 두 번째 단부터 소정의 간격으로 상기 1) 단계에서 제조된 풀셀들(제 1 풀셀, 제 2 풀셀, 제 3 풀셀 …)을 동일한 전극 배향 방식으로 위치시키는 단계; 및 2) placing the unit electrodes of the positive electrode or the negative electrode at the first end of the long-length separator sheet, and the full cells (first full cell, second full cell, third) prepared in step 1) at predetermined intervals from the second end Positioning the full cell…) in the same electrode orientation manner; And

3) 상기 단위 전극을 분리막 시트로 1 회 권취한 후 제 1 풀셀부터 인접하는 풀셀이 위치하는 외측으로 분리막 시트를 접어서 각각의 풀셀을 중첩하여 폴딩하는 단계;3) winding the unit electrode once with a separator sheet, and folding the separator sheets from the first full cell to the outside where the adjacent full cell is located, and folding each of the full cells overlapping each other;

를 포함하는 전극조립체의 제조 방법을 제공한다.It provides a method for producing an electrode assembly comprising a.

경우에 따라서는, 상기 분리막 시트의 첫 번째 단에 A형 바이셀 또는 C형 바이셀을 위치시킬 수도 있는 바, In some cases, the A-type bi-cell or the C-type bi-cell may be placed in the first stage of the separator sheet,

1) 긴 길이의 양극 시트와 음극 시트를 분리막이 개재된 상태로 적층하고, 소정 크기로 절단하여 복수 개의 풀셀들을 제조하는 단계;1) stacking a long length of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet with the separator interposed, and cut to a predetermined size to produce a plurality of full cells;

2) 긴 길이의 분리막 시트의 첫 번째 단에 A형 바이셀 또는 C형 바이셀을 위치시키고, 두 번째 단부터 소정의 간격으로 상기 1) 단계에서 제조된 단위셀인 풀셀들(제 1 풀셀, 제 2 풀셀, 제 3 풀셀 …)을 동일한 전극 배향 방식으로 위치시 키는 단계; 및 2) full cell (first full cell), which is a unit cell manufactured in step 1) by placing an A-type bicell or a C-type bicell on the first end of the membrane sheet having a long length, and at a predetermined interval from the second end; Positioning the second full cell, the third full cell…) in the same electrode orientation manner; And

3) 상기 바이셀을 분리막 시트로 1 회 권취한 후 제 1 풀셀부터 인접하는 풀셀이 위치하는 외측으로 분리막 시트를 접어서 각각의 풀셀을 중첩하여 폴딩하는 단계; 3) winding the bicell once with a separator sheet, and then folding the separator sheets from the first full cell to the outside where the adjacent full cells are located, and then folding and folding each full cell;

를 포함하는 과정으로 제조될 수 있다. It may be prepared by a process comprising a.

앞서 설명한 바와 같이, 종래 스택/폴딩형 전지의 제조 시에는 단위 셀의 타입(type)을 구별하고 또한 단위 셀의 전극 배향 방향을 소정의 간격으로 교번 배향 방식으로 배열하여야 하였는 바, 이에 따라 제조 공정 중 예상치 못한 실수 등으로 인해 단위 셀들 중 어느 하나가 누락되거나 잘못 위치되는 경우, 동일한 극성을 갖는 전극이 계면에서 접촉하게 됨으로써 전지의 성능이 저하되는 문제를 일으킬 염려가 있었다. As described above, in manufacturing a conventional stack / foldable battery, it is necessary to distinguish the type of the unit cell and to arrange the electrode alignment directions of the unit cells in an alternating alignment manner at predetermined intervals. If any one of the unit cells is missing or misplaced due to an unexpected mistake, there is a concern that the performance of the battery may be deteriorated by the contact of electrodes having the same polarity at the interface.

그러나, 본 발명의 전극조립체의 제조 방법에 따르면, 이하 설명하는 바와 같이, 전극이 두 번째 단 이후에 위치하는 풀셀들은 분리막 시트의 첫 번째 단에 위치하는 단위 전극 또는 바이셀의 하단면 전극과 반대되는 전극이 상단면이 되도록 동일한 전극 배향 방식으로 배열함으로써, 단위 셀인 풀셀의 전극 배향 방향을 바꿀 필요가 없다. 즉, 동일한 전극 배향 방식으로 풀셀들을 분리막 시트 상에 위치시킨 후 권취하여 제조할 수 있으므로, 제조 공정을 단순화시켜 생산 효율을 크게 향상시킬 수 있으며, 앞서 설명한 바와 같이, 작업시의 실수 등으로 발생할 수 있는 전지 성능의 저하 문제를 해소할 수 있다. However, according to the method of manufacturing an electrode assembly of the present invention, as described below, the full cells in which the electrodes are located after the second end are opposite to the unit electrode or the bottom electrode of the bicell located in the first end of the separator sheet. By arrange | positioning in the same electrode orientation system so that the electrode used may become an upper surface, it is not necessary to change the electrode orientation direction of the full cell which is a unit cell. That is, since the full cells may be manufactured by winding the full cells on the separator sheet in the same electrode alignment method, the production process may be simplified to greatly improve the production efficiency, and as described above, may occur due to mistakes during work. It is possible to solve the problem of deterioration of battery performance.

하나의 바람직한 예에서, 분리막 시트 상에서 셀들의 권취 과정을 용이하게 할 수 있도록, 권취 전에 상기 2) 단계에서 위치된 상기 단위 전극 또는 바이셀과 풀셀들을 분리막 시트상에 부착시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 부착은 바람직하게는 열융착에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 낮은 TG(glass temperature)로 라미네이션(lamination)이 용이한 바, 0 ~ 5 V 전위 범위에서 전기화학적으로 안정한 PVDF, HFD, PMMA, PEO, PMMA 등의 폴리머를 소정의 용매에 용해시킨 용액을 분리막에 도포한 후 건조함으로써 결합제-코팅 분리막 시트를 제조하고, 상기 분리막 시트 상에 단위 전극 또는 셀들을 실장한 뒤 소정의 압력과 열을 가함으로써 달성될 수 있다. 이러한 결합제-코팅 분리막 시트는 그 자체로서 셀의 분리막 소재로도 사용될 수 있는 바, 결합제-코팅 분리막은 전극과의 결합력에 의해 전극조립체의 제조과정에서 풀셀들이 적층 구조를 유지할 수 있도록 보조하는 역할을 할 수 있다. In one preferred example, the method may further include attaching the unit electrode or bicell and the full cells positioned in the step 2) on the separator sheet before winding to facilitate the winding of the cells on the separator sheet. Can be. Such attachment may preferably be achieved by thermal fusion. For example, lamination is easy due to low TG (glass temperature), so that polymers such as PVDF, HFD, PMMA, PEO, and PMMA, which are electrochemically stable in the 0 to 5 V potential range, are dissolved in a predetermined solvent. It can be achieved by preparing a binder-coated separator sheet by applying the solution to the separator and then drying, mounting a unit electrode or cells on the separator sheet, and then applying a predetermined pressure and heat. The binder-coated separator sheet may be used as a separator material of the cell itself, and the binder-coated separator serves to help the full cells maintain the stacked structure in the manufacturing process of the electrode assembly by the bonding force with the electrode. can do.

상기 2) 단계에서, 풀셀들을 긴 길이의 분리막 시트 상에 위치시킨 후 중첩부에는 분리막 시트가 개재되는 구조로 권취하므로, 각 풀셀들의 계면에서 서로 반대 극성을 갖는 전극이 대면하도록 권취한다. 이러한 구조가 형성될 수 있도록 각각의 풀셀들을 동일한 전극 배향 방식으로 배열하는 바, 구체적으로, 풀셀들은 분리막 시트의 첫 번째 단에 위치되는 단위 전극 또는 바이셀의 하단면 전극과 반대 전극이 상단면 전극이 되도록 위치시켜 배열한다. 이러한 권취 방식에서는, 제 1 풀셀의 하단면 전극과 제 3 풀셀의 상단면 전극은 서로 반대되는 전극 관계를 갖고, 제 2 풀셀의 하단면 전극과 제 4 풀셀의 상단면 전극이 서로 반대되는 전극 관계를 가지며, 제 3 풀셀의 하단면과 제 5 풀셀의 상단면 전극이 서로 반대되는 전 극 관계를 갖는 구조로 권취가 이루어진다. In the step 2), since the full cells are placed on the separator sheet having a long length, the overlap part is wound in a structure in which the separator sheet is interposed therebetween, so that the electrodes having opposite polarities face each other at the interface of the full cells. Each of the full cells is arranged in the same electrode alignment manner so that such a structure can be formed. Specifically, the full cells are formed of the first electrode of the separator sheet or the lower electrode of the bi-cell and the opposite electrode of the full cell. Position it so that it is In this winding method, the bottom electrode of the first full cell and the top electrode of the third full cell have opposite electrode relationships, and the electrode relationship of which the bottom electrode of the second full cell and the top electrode of the fourth full cell are opposite to each other The winding of the lower surface of the third full cell and the electrode of the upper surface of the fifth full cell has an electrode relationship opposite to each other.

하나의 바람직한 예에서, 상기 2) 단계에서 권취가 개시되는 분리막 시트의 단부와 상기 단위 전극 또는 바이셀과의 사이, 또는 상기 단위 전극 또는 바이셀과 제 1 풀셀 사이는, 적어도 상기 단위 전극의 폭 및 두께를 합한 거리만큼 이격하여 위치시키고, 제 2 풀셀 이상의 풀셀들은 풀셀의 두께 및 권취하면서 증가하는 필름의 두께를 합한 거리만큼 이격하여 위치시킬 수 있다. In one preferred embodiment, at least the width of the unit electrode is between the end of the separator sheet where the winding is started in step 2) and the unit electrode or bicell, or between the unit electrode or bicell and the first full cell. And the thicknesses may be spaced apart by the sum of the distances, and the full cells of the second full cell or more may be spaced apart by the sum of the thicknesses of the thicknesses of the full cell and the thickness of the increasing film.

따라서, 상기 단위 전극 또는 바이셀은 분리막 시트로 1 회 권취하여 감싸인 상태에서 제 1 풀셀에 중첩되는 바, 제 1 풀셀의 상단면에 위치한 전극과 상기 단위 전극 또는 바이셀의 상단면에 위치한 전극 사이에 분리막 시트가 개재되게 된다. Accordingly, the unit electrode or bicell is overlapped with the first full cell in a state in which the unit electrode or bicell is wound and wrapped with a separator sheet once, and is disposed on an upper surface of the first full cell and an electrode disposed on the upper surface of the unit electrode or bicell. The separator sheet is interposed therebetween.

앞서 설명한 바와 같은 수지상 성장을 최대한 억제하기 위해, 각각 전극조립체의 외면, 즉, 상단면과 하단면을 형성하게 되는 제 n 셀의 하단면 전극과 제 n-1 셀의 하단면 전극을 음극으로 구성하는 것이 바람직하다. In order to suppress dendritic growth as described above, the bottom electrode of the n-th cell and the bottom electrode of the n-th cell, which form the outer surface of the electrode assembly, that is, the upper surface and the lower surface, respectively, are composed of a cathode. It is desirable to.

이를 위한 하나의 바람직한 예에서, 상기 분리막 시트 상의 마지막 단에 위치하는 단위 셀(제 n 셀)의 하단면 전극과 제 n 셀에 인접한 제 n-1 셀의 하단면 전극이 각각 음극으로 되도록 구성할 수 있다. 구체적인 예에서, 상기 분리막 시트 상의 첫 번째 단에 양극 또는 A형 바이셀이 위치하는 경우, 상기 제 n 셀 및 제 n-1 셀은 C형 바이셀일 수 있다. In one preferred example, the bottom electrode of the unit cell (n-th cell) positioned at the last end of the separator sheet and the bottom electrode of the n-1 cell adjacent to the n-th cell are respectively configured to be cathodes. Can be. In a specific example, when the anode or the A-type bi-cell is located at the first end on the separator sheet, the n-th cell and the n-th cell may be a C-type bicell.

이하에서는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도면을 참조하여 본 발명의 내용을 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the content of the present invention will be described with reference to the drawings according to some embodiments of the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.

도 4 및 5 에는 본 발명의 실시예들에 따른 전극조립체 구조의 모식도가 도시되어 있다. 4 and 5 are schematic views of the electrode assembly structure according to the embodiments of the present invention.

이들 도면을 참조하면, 상기 중첩된 풀셀들 중 권취 개시점(101)인 중앙부에는 분리막 시트로 감싸여진 단위 전극(200, 300) 또는 바이셀(도시되지 않음)이 위치될 수 있고, 이를 기준으로 하여 상하부에 위치하는 단위 셀인 풀셀들이 대칭 구조로 이루어져 있다. 분리막 시트(100)의 말단부는, 예를 들어, 열융착하거나 접착 테이프(105) 등을 붙여서 마무리할 수 있다. 우선, 도 4는 본 발명의 첫 번째 실시예에 따라 권취 개시점(101)인 중앙부에 음극(200)이 위치하는 전극조립체의 구조로서, 음극(200)을 중심으로 상부에 위치하는 풀셀들(202, 204)과 하부에 위치하는 풀셀들(201, 203)은 서로 대칭 구조로 이루어져 있다. Referring to these drawings, unit electrodes 200 and 300 or bi-cells (not shown) wrapped with a separator sheet may be positioned at a central portion of the overlapping full cells, which are winding start points 101, based on this. As a result, full cells, which are unit cells located in the upper and lower parts, have a symmetrical structure. The distal end of the separator sheet 100 may be finished by, for example, heat fusion bonding or an adhesive tape 105. First, FIG. 4 illustrates a structure of an electrode assembly in which a cathode 200 is positioned at a central portion of a winding start point 101 according to a first embodiment of the present invention, and includes full cells positioned on an upper portion of the cathode 200. The 202 and 204 and the full cells 201 and 203 positioned at the lower portion have a symmetrical structure.

도 5는 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 전극조립체 구조의 모식도가 도시되어 있다. 권취 개시점(101)인 중앙부에 양극(300)이 위치하는 구조로서, 도 4에서와 같이 양극(300)을 중심으로 상부에 위치하는 풀셀들(302, 304)과 하부에 위치하는 풀셀들(301, 303)은 서로 대칭 구조로 이루어져 있다. 전극조립체에서 각각 외면을 형성하는 최상층 및 최하층에 위치하는 셀(303, 304)은 대칭 구조의 풀셀일 수도 있지만(도시되지 않음), 음극이 많은 면적을 차지하도록 구성함으로써, 음극에서 수지상 성장(dendrite)하는 현상을 최대한 억제하기 위해 A형 바이셀로 구성할 수도 있다. 5 is a schematic diagram of an electrode assembly structure according to a second embodiment of the present invention. As a structure in which the anode 300 is positioned at the center of the winding start point 101, as shown in FIG. 4, the full cells 302 and 304 positioned above the anode 300 and the full cells positioned below the cathode 300 are positioned. 301 and 303 have a symmetrical structure with each other. The cells 303 and 304 located at the top and bottom layers respectively forming the outer surface of the electrode assembly may be full cells of a symmetrical structure (not shown), but the dendrite is grown at the cathode by configuring the cathode to occupy a large area. It can also be configured as a type A bicell in order to suppress the phenomenon.

도 6 내지 8에는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 단위 전극 및 풀셀들을 사용하여 전극조립체의 제조과정을 보여주는 모식도가 도시되어 있다. 6 to 8 are schematic views showing the manufacturing process of the electrode assembly using the unit electrode and the full cell according to an embodiment of the present invention.

이들 도면들을 참조하면, 분리막 시트(100)는 긴 시트형의 필름으로서 풀셀의 분리막과 같이 다공성 구조로 이루어져 있고, 권취 후 전극조립체를 한차례 감싸는 연장된 길이를 가질 수 있다. 분리막 시트(100)의 길이 방향으로 첫 번째 단에는 단위 전극 또는 바이셀이 위치되어 있고 두 번째 단부터는 각각의 풀셀들이 배열되어 있다. Referring to these drawings, the separator sheet 100 is a long sheet-like film and has a porous structure, such as a separator of a full cell, and may have an extended length wrapping the electrode assembly once after winding. A unit electrode or a bicell is positioned at the first end in the longitudinal direction of the separator sheet 100, and each full cell is arranged at the second end.

우선, 도 6에는 도 4의 전극조립체를 제조하는 과정이 모식적으로 도시되어 있다. 단위 전극(200) 및 풀셀들(201, 202, 203, 204 …)의 배열을 살펴보면, 폴딩이 시작되는 분리막 시트(100)의 일측 단부(101)에 단위 전극(200)이 배열된다. 그런 다음, 단위전극의 폭 및 두께를 합한 길이에 대응하는 길이 만큼(L) 이격된 위치에 제 1 풀셀(201)이 배열된다. 이러한 단위 전극(200)과 제 1 풀셀(201) 사이의 이격부위(L)는 권취 과정에서, 1 회 권취시 단위 전극(200)의 외면이 분리막 시트(100)로 완전히 도포된 상태에서 제 1 풀셀(201)의 상단면 전극과 대면하게 되는 부위로서, 권취에 의해 단위 전극(200)의 하단면은 분리막 시트(100)가 개재된 상태에서 제 1 풀셀(201)의 상단에 적층되고, 단위 전극(200)의 상단면은 분리막 시트가 개재된 상태에서 제 2 풀셀(202)의 상단면 전극(양극)과 서로 접하게 된다. First, a process of manufacturing the electrode assembly of FIG. 4 is schematically illustrated in FIG. 6. Looking at the arrangement of the unit electrode 200 and the full cells 201, 202, 203, 204..., The unit electrodes 200 are arranged at one end 101 of the separator sheet 100 where the folding starts. Then, the first full cell 201 is arranged at a position spaced apart by the length L corresponding to the sum of the width and the thickness of the unit electrode. In the separation process L between the unit electrode 200 and the first full cell 201, the first surface of the unit electrode 200 is completely coated with the separator sheet 100 during the first winding. The lower surface of the unit electrode 200 is wound on the top of the first full cell 201 in a state where the separator sheet 100 is interposed by the winding. The upper surface of the electrode 200 is in contact with the upper surface electrode (anode) of the second full cell 202 in a state where the separator sheet is interposed.

도 4의 전극조립체를 제조하는 다른 하나의 예로서 도 7을 참조하면, 폴딩이 시작되는 분리막 시트(100)의 일측 단부(101)에서 단위 전극(210)의 폭 및 두께를 합한 길이에 대응하는 길이 만큼(L') 이격된 위치에 단위 전극(210)이 배열된다. 이러한 분리막 시트(100)의 일측 단부(101)와 단위 전극(210) 사이의 이격부위(L')는, 단위 전극(210)의 외면은 1 회 권취시 분리막 시트(100)로 완전히 도포되고, 이 상태에서 권취하면 제 1 풀셀(211)의 상단면 전극과 대면하게 되는 부위이다. 즉, 단위 전극(200, 210)과 풀셀 간의 전기적 이격 상태를 유지시키기 위한 이격 부위(L, L')는 단위 전극(200, 210)의 전 또는 후에 위치될 수 있다. Referring to FIG. 7 as another example of manufacturing the electrode assembly of FIG. 4, the length corresponding to the sum of the width and thickness of the unit electrode 210 at one end 101 of the separator sheet 100 at which folding starts is performed. The unit electrodes 210 are arranged at positions spaced by the length L '. The separation portion L 'between the one end 101 of the separator sheet 100 and the unit electrode 210 is completely coated with the separator sheet 100 when the outer surface of the unit electrode 210 is wound once. When wound in this state, it is a portion that faces the top electrode of the first full cell 211. That is, the separation portions L and L ′ for maintaining the electrical separation between the unit electrodes 200 and 210 and the full cell may be positioned before or after the unit electrodes 200 and 210.

다시 도 6를 참조하면, 제 1 풀셀 이상의 풀셀들(201, 202, 203, 204 …)은 풀셀의 두께 및 권취하면서 증가하는 필름의 두께를 합한 거리만큼 이격하여 순차적으로 증가하도록 위치시킨다. 즉, 권취에 의한 순차적인 적층 과정에서 분리막 시트(100)의 도포 길이가 증가하게 되므로, 풀셀들(201, 202, 203, 204 …)은 권취 방향쪽으로 그들 사이의 간격이 순차적으로 늘어나도록 배치되어 있다. Referring back to FIG. 6, the full cells 201, 202, 203, 204..., Of the first full cell or more are positioned to sequentially increase spaced apart by the sum of the thickness of the full cell and the thickness of the film that increases while winding. That is, since the coating length of the separator sheet 100 is increased in the sequential lamination process by winding, the full cells 201, 202, 203, 204 ... are arranged so that the interval therebetween is sequentially increased in the winding direction. have.

권취시, 각각의 풀셀들은 적층된 계면에서 양극과 음극이 대면하도록 구성되는 바, 제 1 풀셀(201)의 하단면 전극(음극)과 제 3 풀셀(203)의 상단면 전극(양극)이 접하고, 제 2 풀셀(202)의 하단면(음극)과 제 4 풀셀(204)의 상단면 전극(양극)이 접하게 되는 과정을 반복한다. 따라서, 단위 전극(200)이 음극일 때, 각각의 풀셀들(201, 202, 203, 204 …)은 음극이 하단면에 위치되도록 배열된다. At the time of winding, each full cell is configured such that the positive electrode and the negative electrode face each other at the stacked interface. The lower electrode of the first full cell 201 (cathode) and the upper electrode of the third full cell 203 are in contact with each other. The process of contacting the bottom surface (cathode) of the second full cell 202 and the top surface electrode (anode) of the fourth full cell 204 is repeated. Therefore, when the unit electrode 200 is a cathode, each of the full cells 201, 202, 203, 204... Are arranged such that the cathode is positioned at the bottom surface.

단위 전극(200)과 풀셀들(201, 202, 203, 204 …)을 분리막 시트 상에 위치시킬 때에는 권취를 용이하게 하기 위하여 이들을 분리막 시트 상에 부착시킬 수 있다. 이러한 부착은 바람직하게는 열융착에 의해 달성될 수 있다. When the unit electrode 200 and the full cells 201, 202, 203, 204... Are positioned on the separator sheet, the unit electrodes 200 and the full cells 201, 202, 203, 204. Such attachment may preferably be achieved by thermal fusion.

한편, 도 8를 참조하면, 단위 전극(300)은 양극이고, 각각의 풀셀들(301, 302 …)은 양극이 하단면에 위치되도록 배열된다. 이 때, 최종 위치의 셀(300n)의 하단면 전극과 그에 인접한 셀(300n-1)의 하단면 전극은 전극조립체에서 각각 외면을 형성하는 바, 음극이 되도록 최종 위치 및 그에 인접한 위치에는 풀셀 대신 A형 바이셀이 위치되도록 배열할 수도 있다. Meanwhile, referring to FIG. 8, the unit electrode 300 is an anode, and each of the full cells 301, 302... Is arranged such that the anode is located on the bottom surface. At this time, the bottom electrode of the cell 300n in the final position and the bottom electrode of the cell 300n-1 adjacent to each other form an outer surface in the electrode assembly, and instead of the full cell in the final position and the adjacent position so as to be the cathode The A-type bicell may be arranged to be positioned.

도 9 및 10에는 본 발명의 세 번째 및 네 번째 실시예에 따라 바이셀 및 풀셀들을 사용하여 전극조립체를 제조하는 과정을 보여주는 모식도가 도시되어 있다. 9 and 10 are schematic views showing a process of manufacturing an electrode assembly using bi-cells and full cells according to the third and fourth embodiments of the present invention.

이들 도면을 참조하면, 폴딩이 시작되는 분리막 시트(100)의 일측 단부(101)에 바이셀(400, 500)이 배열된다. 그런 다음, 바이셀(400, 500)의 폭 및 두께를 합한 길이에 대응하는 길이 만큼 이격된 위치에 제 1 풀셀(401)이 배열된다. 이러한 바이셀(400, 500)과 제 1 풀셀(401) 사이의 이격부위는 권취 과정에서, 1 회 권취시 바이셀(400, 500)의 외면이 분리막 시트(100)로 완전히 도포된 상태에서 제 1 풀셀(401, 501)의 상단면 전극과 대면하게 되는 부위이다. 제 1 풀셀 이하의 풀셀들은 풀셀의 폭 간격을 갖지 않고 순차적으로 적층되고, 분리막 시트(100)의 첫 단에 A형 바이셀(400)이 위치하는 경우, 각각의 풀셀들(401, 402, 403, 404 …)은 음극이 하단면에 위치되도록 배열된다. 반면에, 분리막 시트(100)의 첫 번째 단에 C형 바이셀(500)이 위치하는 경우, 각각의 풀셀들(501, 502 …)은 양극이 하단면에 위치되도록 배열되고, 이 경우 분리막 시트(100)의 최종 위치 및 그에 인접한 위치에는 풀셀 대신 A형 바이셀(500n, 500n-1)이 위치되도록 배열할 수도 있다.Referring to these drawings, bicells 400 and 500 are arranged at one end 101 of the separator sheet 100 at which folding starts. Then, the first full cell 401 is arranged at a position spaced apart by a length corresponding to the combined length and width of the bicells 400 and 500. The spaced portion between the bicells 400 and 500 and the first full cell 401 may be formed in a winding process, in which the outer surface of the bicells 400 and 500 is completely coated with the separator sheet 100 during one winding. 1 This is a portion that faces the top electrodes of the full cells 401 and 501. Full cells below the first full cell are sequentially stacked without having a width gap between the full cells, and each full cell 401, 402, 403 when the A-type bicell 400 is positioned at the first end of the separator sheet 100. , 404... Are arranged such that the cathode is located on the bottom surface. On the other hand, when the C-shaped bi-cell 500 is located at the first end of the separator sheet 100, each of the full cells (501, 502 ...) is arranged so that the anode is located on the bottom surface, in this case the separator sheet The A-type bicells 500n and 500n−1 may be arranged at the final position of the 100 and adjacent positions thereof instead of the full cell.

도 6 내지 9에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따르면, 기본 단위체로서의 풀셀들을 그것의 전극들이 동일한 방향을 향하도록 분리막 시트에 위치시킨 상태에서 권취를 행하므로, 작업 공정이 간단하여 전지의 생산성을 높일 수 있다. 6 to 9, according to the present invention, since the full cells as the basic unit are wound in a state where the electrodes thereof are placed in the separator sheet so that the electrodes face the same direction, the work process is simple and the productivity of the battery is increased. Can be.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.

이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 전극조립체는 종래의 스택/폴딩형 전극조립체에서와 대등한 전지의 성능 및 안전성을 발휘하면서도 높은 생산성으로 제조될 수 있으며, 더욱이 장기간의 사용시에도 우수한 작동 성능 및 안전성을 제공할 수 있다. As described above, the electrode assembly according to the present invention can be produced with high productivity while exhibiting the performance and safety of a battery comparable to that of a conventional stack / folding electrode assembly, and furthermore, excellent operating performance and safety even in long-term use. Can be provided.

도 1은 종래 스택/폴딩형 전극조립체의 예시적인 구조에 대한 모식도이다;1 is a schematic diagram of an exemplary structure of a conventional stack / foldable electrode assembly;

도 2는 도 1의 스택/폴딩형 전극조립체의 제조 공정에서 단위 셀들의 배열 조합을 예시적으로 도시한 모식도이다;FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an arrangement combination of unit cells in a manufacturing process of the stack / foldable electrode assembly of FIG. 1; FIG.

도 3은 본 발명에 따른 전극조립체에서 바이셀로서 사용될 수 있는 하나의 예시적인 C형 바이셀과 A형 바이셀의 모식도들이다;3 is a schematic diagram of one exemplary C-type and A-type bicell that can be used as a bicell in an electrode assembly according to the present invention;

도 4는 본 발명의 첫 번째 실시예에 따른 전극조립체의 구조에 대한 모식도이다;4 is a schematic diagram of a structure of an electrode assembly according to a first embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 전극조립체의 구조에 대한 모식도이다;5 is a schematic diagram of a structure of an electrode assembly according to a second embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따라 도 4의 전극조립체를 제조하는 과정의 모식도이다;6 is a schematic diagram of a process of manufacturing the electrode assembly of FIG. 4 according to one embodiment of the present invention;

도 7은 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따라 도 4의 전극조립체를 제조하는 과정의 모식도이다;7 is a schematic diagram of a process of manufacturing the electrode assembly of FIG. 4 according to another embodiment of the present invention;

도 8은 본 발명의 하나의 실시예에 따라 도 5의 전극조립체를 제조하는 과정의 모식도이다;8 is a schematic diagram of a process of manufacturing the electrode assembly of FIG. 5 in accordance with one embodiment of the present invention;

도 9는 본 발명의 세 번째 실시예 따른 전극조립체를 제조하는 과정의 모식도이다;9 is a schematic diagram of a process of manufacturing an electrode assembly according to a third embodiment of the present invention;

도 10은 본 발명의 네 번째 실시예 따른 전극조립체를 제조하는 과정의 모식도이다.10 is a schematic diagram of a process of manufacturing an electrode assembly according to a fourth embodiment of the present invention.

Claims (22)

양극/분리막/음극 구조의 풀셀(full cell)이 기본 단위체인 복수 개의 전기화학 셀들이 중첩되고, 각각의 중첩부에는 연속적인 분리막 시트가 개재되는 구조의 전극조립체에 있어서, 상기 중첩된 전기화학 셀들 중 권취 개시점인 중앙부에는 분리막 시트로 감싸여진 단위 전극이 위치하고, 상기 단위 전극을 중심으로 상하에 각각 위치하는 풀셀들은 그것의 전극 방향이 서로 대칭을 이루고 있는 구조의 전극조립체.In an electrode assembly having a structure in which a full cell of a cathode / membrane / cathode structure is a basic unit and a plurality of electrochemical cells overlap each other, and a continuous separator sheet is interposed in each overlapping portion, the overlapped electrochemical cells A unit electrode wrapped in a separator sheet is positioned at the center of the winding start point, and the full cells positioned above and below the unit electrode are symmetrical with respect to their electrode directions. 양극/분리막/음극 구조의 풀셀(full cell)이 기본 단위체인 복수 개의 전기화학 셀들이 중첩되고, 각각의 중첩부에는 연속적인 분리막 시트가 개재되는 구조의 전극조립체에 있어서, 상기 중첩된 전기화학 셀들 중 권취 개시점인 중앙부에는 분리막 시트로 감싸여진 ⅰ) 양극/분리막/음극/분리막/양극 구조의 바이셀('A형 바이셀') 또는 ⅱ) 음극/분리막/양극/분리막/음극 구조의 바이셀('C형 바이셀')이 위치하고, 상기 바이셀을 중심으로 상하에 각각 위치하는 풀셀들은 그것의 전극 방향이 서로 대칭을 이루고 있는 구조의 전극조립체.In an electrode assembly having a structure in which a full cell of a cathode / membrane / cathode structure is a basic unit and a plurality of electrochemical cells overlap each other, and a continuous separator sheet is interposed in each overlapping portion, the overlapped electrochemical cells In the middle of the winding start point, the cell is surrounded by a membrane sheet; i) bipolar / membrane / cathode / membrane / bipolar bicell ('type A bicell') or ii) An electrode assembly having a structure in which a cell ('C-type bicell') is located, and full cells positioned up and down about the bicell have their electrode directions symmetric to each other. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 분리막 시트가 전기화학 셀을 감쌀 수 있는 단위 길이를 갖고, 단위 길이마다 내측으로 꺾여서 중앙부의 단위 전극 또는 바이셀로부터 시작되어 최외각의 풀셀까지 연속하여 분리막 시트로 감싸는 구조의 전극조립체. 3. The separator according to claim 1 or 2, wherein the separator sheet has a unit length for wrapping an electrochemical cell, and the membrane sheet is folded inward for every unit length and starts continuously from the central unit electrode or bicell to the outermost full cell. Electrode assembly with a structure wrapped in a sheet. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 풀셀은 i) 양극/분리막/음극 구조, 또는 ii) 양극/분리막/음극/분리막/양극/분리막/음극 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly according to claim 1 or 2, wherein the full cell has i) an anode / separator / cathode structure, or ii) an anode / separator / cathode / separator / anode / separator / cathode structure. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 권취 개시점인 중앙부에 위치하는 단위 전극 또는 바이셀은 음극 또는 C형 바이셀인 것을 특징으로 하는 전극조립체. The electrode assembly according to claim 1 or 2, wherein the unit electrode or bicell located at the central portion of the winding start point is a cathode or a C-type bicell. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 전극조립체에서 각각 외면을 형성하는 최상층 및 최하층에는 음극이 위치하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly according to claim 1 or 2, wherein a cathode is positioned at an uppermost layer and a lowermost layer, each of which forms an outer surface of the electrode assembly. 제 6 항에 있어서, 권취 개시점인 중앙부에 양극 또는 A형 바이셀이 위치하는 경우, 상기 최상층 및 최하층에는 각각 C형 바이셀이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체. 7. The electrode assembly according to claim 6, wherein in the case where the anode or the A-type bicell is located at the center of the winding start point, the C-type bicell is stacked on the uppermost layer and the lowermost layer, respectively. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 분리막 시트의 최외각 말단은 열융착되거나 테이프가 붙여져 고정되는 것을 특징으로 하는 전극조립체. The electrode assembly according to claim 1 or 2, wherein the outermost end of the separator sheet is fixed by heat fusion or tape. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 분리막 또는 분리막 시트는 미세 다공을 포함하는 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 또는 이들 필름의 조합에 의해서 제조되는 다층 필름, 및 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리아크릴로니트릴, 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드 헥사플루오로프로필렌 공중합체의 고분자 전해질용 고분자 필름으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.The method according to claim 1 or 2, wherein the separator or separator sheet is a multilayer film made by a polyethylene film, a polypropylene film, or a combination of these films including fine pores, and polyvinylidene fluoride, polyethylene oxide, An electrode assembly selected from the group consisting of a polymer film for polymer electrolyte of polyacrylonitrile or polyvinylidene fluoride hexafluoropropylene copolymer. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 양극은 양극 집전체의 양면에 양극 물질이 코팅된 전극이고, 상기 음극은 음극 집전체의 양면에 음극 물질이 코팅된 전극인 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly of claim 1 or 2, wherein the positive electrode is an electrode coated with a positive electrode material on both sides of the positive electrode current collector, and the negative electrode is an electrode coated with a negative electrode material on both sides of the negative electrode current collector. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 전극조립체를 포함하고 있는 이차전지.A secondary battery comprising the electrode assembly according to claim 1 or 2. 제 11 항에 있어서, 상기 전지는 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 11, wherein the battery is a lithium secondary battery. 제 12 항에 따른 이차전지를 단위전지로 포함하고 있는 중대형 전지모듈.Medium and large battery module comprising a secondary battery according to claim 12 as a unit cell. 양극/분리막/음극 구조의 풀셀이 기본 단위체인 복수 개의 전기화학 셀들이 중첩되고, 각각의 중첩부에는 분리막 시트가 개재되는 구조의 전극조립체의 제조 방법으로서, A method of manufacturing an electrode assembly having a structure in which a plurality of electrochemical cells in which a full cell of a cathode / membrane / cathode structure is a basic unit is superimposed and a separator sheet is interposed therebetween, 1) 긴 길이의 양극 시트와 음극 시트를 분리막이 개재된 상태로 적층하고, 소정 크기로 절단하여 복수 개의 풀셀들을 제조하는 단계;1) stacking a long length of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet with the separator interposed, and cut to a predetermined size to produce a plurality of full cells; 2) 긴 길이의 분리막 시트의 첫 번째 단에 양극 또는 음극의 단위 전극을 위치시키고, 두 번째 단부터 소정의 간격으로 상기 1) 단계에서 제조된 풀셀들(제 1 풀셀, 제 2 풀셀, 제 3 풀셀 …)을 동일한 전극 배향 방식으로 위치시키는 단계; 및2) placing the unit electrodes of the positive electrode or the negative electrode at the first end of the long-length separator sheet, and the full cells (first full cell, second full cell, third) prepared in step 1) at predetermined intervals from the second end Positioning the full cell…) in the same electrode orientation manner; And 3) 상기 단위 전극을 분리막 시트로 1 회 권취한 후 제 1 풀셀부터 인접하는 풀셀이 위치하는 외측으로 분리막 시트를 접어서 각각의 풀셀을 중첩하여 폴딩하는 단계;3) winding the unit electrode once with a separator sheet, and folding the separator sheets from the first full cell to the outside where the adjacent full cell is located, and folding each of the full cells overlapping each other; 를 포함하는 전극조립체의 제조 방법.Method of manufacturing an electrode assembly comprising a. 양극/분리막/음극 구조의 풀셀이 기본 단위체인 복수 개의 전기화학 셀들이 중첩되고, 각각의 중첩부에는 분리막 시트가 개재되는 구조의 전극조립체의 제조 방법으로서,A method of manufacturing an electrode assembly having a structure in which a plurality of electrochemical cells in which a full cell of a cathode / membrane / cathode structure is a basic unit is superimposed and a separator sheet is interposed therebetween, 1) 긴 길이의 양극 시트와 음극 시트를 분리막이 개재된 상태로 적층하고, 소정 크기로 절단하여 복수 개의 풀셀들을 제조하는 단계;1) stacking a long length of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet with the separator interposed, and cut to a predetermined size to produce a plurality of full cells; 2) 긴 길이의 분리막 시트의 첫 번째 단에 A형 바이셀 또는 C형 바이셀을 위치시키고, 두 번째 단부터 소정의 간격으로 상기 1) 단계에서 제조된 풀셀들(제 1 풀셀, 제 2 풀셀, 제 3 풀셀 …)을 동일한 전극 배향 방식으로 위치시키는 단계; 및 2) Full cell (first full cell, second full cell) prepared in step 1) by placing A-type bicell or C-type bicell at the first end of the long-length separator sheet and at a predetermined interval from the second end Positioning the third full cell…) in the same electrode orientation manner; And 3) 상기 바이셀을 분리막 시트로 1 회 권취한 후 제 1 풀셀부터 인접하는 풀셀이 위치하는 외측으로 분리막 시트를 접어서 각각의 풀셀을 중첩하여 폴딩하는 단계;3) winding the bicell once with a separator sheet, and then folding the separator sheets from the first full cell to the outside where the adjacent full cells are located, and then folding and folding each full cell; 를 포함하는 전극조립체의 제조 방법.Method of manufacturing an electrode assembly comprising a. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 권취 전에 상기 2) 단계에서 위치된 상기 단위 전극 또는 바이셀과 풀셀들을 분리막 시트상에 부착시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조 방법. 16. The method of claim 14 or 15, further comprising attaching the unit electrode or bicell and the full cells positioned in the step 2) onto a separator sheet before winding up. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 2) 단계에서 풀셀들은 분리막 시트의 첫 번째 단에 위치되는 단위 전극 또는 바이셀의 하단면 전극과 반대 전극이 상단면 전극이 되도록 위치시키는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조 방법. The method of claim 14 or 15, wherein in the step 2) the full cells are positioned so that the electrode opposite to the bottom electrode and the bottom electrode of the unit electrode or bicell located at the first end of the separator sheet is characterized in that the top electrode Method for producing an electrode assembly. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 제 1 풀셀의 하단면 전극과 제 3 풀셀의 상단면 전극은 서로 반대되는 전극 관계를 갖고, 제 2 풀셀의 하단면 전극과 제 4 풀셀의 상단면 전극이 서로 반대되는 전극 관계를 가지며, 제 3 풀셀의 하단면과 제 5 풀셀의 상단면 전극이 서로 반대되는 전극 관계를 갖는 구조로 풀셀들을 권취하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조 방법. The lower electrode of the first full cell and the upper electrode of the third full cell have opposite electrode relationships, and the lower electrode of the second full cell and the upper electrode of the fourth full cell are formed. The electrode assembly manufacturing method, characterized in that the pull cells are wound in a structure having an electrode relationship opposite to each other, the bottom surface of the third full cell and the top electrode of the fifth full cell have an opposite electrode relationship. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 2) 단계에서 권취가 개시되는 분리막 시트의 단부와 분리막 시트의 첫 번째 단에 위치하는 단위 전극 또는 바이셀과의 사이는 적어도 상기 단위 전극의 폭 및 두께를 합한 거리만큼 이격하여 위치시키고, 제 2 풀셀 이상의 풀셀들은 풀셀의 두께 및 권취하면서 증가하는 필름의 두께를 합한 거리만큼 이격하여 위치시키는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조 방법. The width and thickness of the unit electrode according to claim 14 or 15, wherein the end of the separator sheet in which the winding is started in step 2) and the unit electrode or the bicell positioned at the first end of the separator sheet are at least. Wherein the spaced apart by the sum of the distance, the full cell of the second full cell or more electrode assembly manufacturing method, characterized in that spaced apart by the distance of the sum of the thickness and the thickness of the film increasing while winding up. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 2) 단계에서 분리막 시트 상의 첫 번째 단에 위치하는 상기 단위 전극 또는 바이셀과 첫 번째 풀셀('제 1 풀셀') 사이는, 적어도 상기 단위 전극 또는 바이셀의 폭, 및 두께를 합한 거리만큼 이격하여 위치시키고, 제 2 풀셀 이상의 풀셀들은 풀셀의 두께 및 권취하면서 증가하는 필름의 두께를 합한 거리만큼 이격하여 위치시키는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조 방법. The method according to claim 14 or 15, wherein the unit electrode or bicell positioned at the first end of the separator sheet in step 2) and the first full cell ('first full cell') are at least the unit electrode or bi Wherein the width of the cell, and the thickness of the cell spaced apart by the distance, the full cell of the second full cell or more is a manufacturing method of the electrode assembly, characterized in that spaced apart by the distance of the sum of the thickness of the film and the increasing film thickness while winding up. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 2) 단계에서 분리막 시트 상의 마지막 단에 위치하는 단위 셀(제 n 셀)의 하단면 전극과 제 n 셀에 인접한 제 n-1 셀의 하단면 전극이 각각 음극으로 되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조 방법. The method of claim 14 or 15, wherein the bottom electrode of the unit cell (n-th cell) positioned at the last stage on the separator sheet in the step 2) and the bottom electrode of the n-1 cell adjacent to the n-th cell is Method for producing an electrode assembly, characterized in that configured to be each cathode. 제 21 항에 있어서, 상기 분리막 시트 상의 첫 번째 단에 양극 또는 A형 바 이셀이 위치하는 경우, 상기 제 n 셀 및 제 n-1 셀은 C형 바이셀인 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조 방법. 22. The method of claim 21, wherein when the anode or the A-type bicell is positioned at the first end of the separator sheet, the n-th cell and the n-th cell are C-type bicells. .
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