KR20090064021A - 안전 부재를 포함하고 있는 스택/폴딩형 전극조립체 및그것의 제조방법 - Google Patents

안전 부재를 포함하고 있는 스택/폴딩형 전극조립체 및그것의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양극/분리막/음극 구조의 풀셀(full cell)이 기본 단위체인 복수 개의 전기화학 셀들이 중첩되어 있고, 각각의 중첩부에는 연속적인 분리막 시트가 개재되는 구조의 전극조립체로서, 상기 중첩된 전기화학 셀들 중 권취 개시점인 중앙부에는 분리막 시트로 감싸여 있는 풀셀('중앙 풀셀')이 위치하고, 상기 중앙 풀셀을 중심으로 상하에 각각 위치하는 풀셀들은 그것의 전극방향이 동일하도록 배향되어 있으며, 권취 종료점인 전극조립체의 최상단과 최하단에는 전극 활물질이 도포되어 있지 않은 금속 시트들로 이루어진 한 쌍의 풀셀('안전 풀셀')이 위치하는 구조로 이루어진 전극조립체를 제공한다.

Description

안전 부재를 포함하고 있는 스택/폴딩형 전극조립체 및 그것의 제조방법 {stack/folding-typed Electrode Assembly Containing Safety Member and Process for Preparation of the Same}
본 발명은 안전 부재를 포함하고 있는 스택/폴딩형 전극조립체 및 그것의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 양극/분리막/음극 구조의 풀셀(full cell)이 기본 단위체인 복수 개의 전기화학 셀들이 중첩되어 있고, 각각의 중첩부에는 연속적인 분리막 시트가 개재되는 구조의 전극조립체로서, 상기 중첩된 전기화학 셀들 중 권취 개시점인 중앙부에는 분리막 시트로 감싸여 있는 풀셀('중앙 풀셀')이 위치하고, 상기 중앙 풀셀을 중심으로 상하에 각각 위치하는 풀셀들은 그것의 전극방향이 동일하도록 배향되어 있으며, 권취 종료점인 전극조립체의 최상단과 최하단에는 전극 활물질이 도포되어 있지 않은 금속 시트들로 이루어진 한 쌍의 풀셀('안전 풀셀')이 위치하는 구조로 이루어진 전극조립체 및 그것의 제조방법에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.
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.
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.
그러나, 이러한 종래의 전극조립체는 몇 가지 문제점을 가지고 있다.
첫째, 젤리-롤 전극조립체는 긴 시트형의 양극과 음극을 밀집된 상태로 권취하여 단면상으로 원통형 또는 타원형의 구조로 만들게 되므로, 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, 전극간의 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 유지 하면서 빠르게 권취하는 것이 어려우므로 생산성이 저하되는 문제점도 가지고 있다.
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 가지고 있다.
이러한 문제점들을 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 제2001-0082060호 등에 개시되어 있다.
도 1 및 도 2에는 이러한 스택/폴딩형 전극조립체의 예시적인 구조 및 제조과정이 모식적으로 도시되어 있다.
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 단위길이를 갖고, 단위길이마다 내측으로 꺾여서 중앙의 풀셀(10)로부터 시작되어 최외각의 풀셀(14)까지 연속하여 각각의 풀셀을 감싸는 구조로 풀셀의 중첩부에 개재되어 있다. 분리막 시트(20)의 말단부는 열융착하거나 접착 테이프(25) 등을 붙여서 마무 리한다. 또한, 상기 양극 및 음극들은 각각의 전극시트 양면에 양극 활물질 또는 음극 활물질이 도포되어 있으나, 도 1 및 도 2에서는 편의상 도시하지 않았다.
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.
이 때, 단위 셀인 풀셀들(10, 11, 12, 13, 14)의 배열 조합을 살펴보면, 제 1 풀셀(10)과 제 2 풀셀(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 전극(음극)이 제 2 풀셀(11)의 상단면 전극(양극)에 접하게 된다.
제 2 풀셀(11) 이후의 풀셀들(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.
또한, 이러한 풀셀들(10, 11, 12, 13, 14)은 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 풀셀들(11, 13)과 상단면 전극이 음극인 풀셀들(12, 14)이 교번되는 순차적인 배열로 이루어져 있다. 한편, 도시되지 않았으나, 단위 셀이 바이셀인 경우에는 바이 셀이 두 개의 단위로 교번되는 배열로 탑재되게 된다.
이러한 스택/폴딩형 전극조립체는 상기 젤리-롤과 스택형 전극조립체의 단점들을 보완하고 있지만, 전지케이스에 내장되어 이차전지로 제조되었을 경우, 안전성 측면에서 문제점을 가지고 있다. 그 중 하나는, 외부로부터 침상체 등의 물체가 전지를 압박하거나 관통하였을 경우, 전지 내부에서 단락이 유발되고, 이러한 단락은 많은 열을 발생시키므로 전지의 발화 내지 폭발이 발생할 수 있는 점이다.
특히, 스택/폴딩형 전극조립체가 상대적으로 기계적 강성이 취약한 라미네이트 시트 구조의 전지케이스에 내장되어, 파우치형 이차전지로 제조될 경우, 외부충격에 의해 변형되거나 침상체 등의 물체가 관통되기 쉽다. 즉, 외부로부터 침상체 등의 물체가 전지를 압박하거나 관통하게 되면, 양극과 음극이 접촉되면서 단락이 유발되고, 이러한 단락은 전극 활물질들을 반응시켜 온도를 급격히 상승하게 한다. 또한, 전기 전도성이 낮은 리튬 전이금속 산화물 등의 양극 활물질은 단락 시 많은 열을 발생시키므로 전지의 발화 내지 폭발을 더욱 가속화시킨다.
따라서, 간단한 제조 공정에 의해 제조될 수 있으며, 침상 관통과 같은 외력이 이차전지에 인가되는 경우에도 전지의 수명 및 안전성을 확보할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험들을 거듭한 끝에, 전극조립체의 최상단과 최하단에 전극 활물질이 도포되어 있지 않은 금속 시트들로 이루어진 한 쌍의 풀셀('안전 풀셀')을 위치시킴으로써, 침상 관통과 같은 외력에 의해 전지의 발열이 발생하는 것을 방지하여 전지의 안전성을 향상시키고, 전지 제조시 생산성을 크게 향상시킬 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명에 따른 전극조립체는 양극/분리막/음극 구조의 풀셀(full cell)이 기본 단위체인 복수 개의 전기화학 셀들이 중첩되어 있고, 각각의 중첩부에는 연속적인 분리막 시트가 개재되는 구조의 전극조립체로서, 상기 중첩된 전기화학 셀들 중 권취 개시점인 중앙부에는 분리막 시트로 감싸여 있는 풀셀('중앙 풀셀')이 위치하고, 상기 중앙 풀셀을 중심으로 상하에 각각 위치하는 풀셀들은 그것의 전극방향이 동일하도록 배향되어 있으며, 권취 종료점인 전극조립체의 최상단과 최하단에는 전극 활물질이 도포되어 있지 않은 금속 시트들로 이루어진 한 쌍의 풀셀('안전 풀셀')이 위치하는 구조로 이루어져 있다.
즉, 본 발명의 전극조립체는 전극조립체의 최상단과 최하단에 전극 활물질이 도포되어 있지 않은 금속 시트들로 이루어진 한 쌍의 풀셀('안전 풀셀')을 포함하고 있으므로, 전지의 낙하, 진동 등과 더불어 간헐적으로 발생하는 침상체의 관통시 전지 내부 단락에 의한 전지의 발화 또는 폭발을 방지하여, 전지의 안전성을 향 상시킬 수 있다.
구체적으로는, 상기 안전 풀셀이 전극조립체의 최상단과 최하단에 형성되어 있는 이차전지는, 상기와 같은 침상체에 의해 관통되는 경우, 안전 풀셀의 금속시트들이 우선적으로 접촉되어 단락이 유발되며, 안전 풀셀의 금속시트에는 전극 활물질이 도포되어 있지 않으므로, 활물질의 화학반응에 의한 발열이 발생하지 않게 된다.
이와 관련하여, 이차전지의 안전성을 추가적으로 확보하는 방법으로서, 전극조립체의 외면에 상기 안전 풀셀과 유사한 구조의 안전부재를 별도로 장착하는 구조를 고려할 수 있다. 그러나, 이러한 안전부재는 그 자체로 하나의 디바이스로 제작되어야 하고, 전극조립체의 외면에 장착되기 위한 수단이 요구되며, 완성된 이차전지의 사용 중에 정위치를 벗어날 가능성이 있는 등 다양한 문제점을 내포하고 있다.
이에 반해, 본 발명의 전극조립체는 전극조립체의 제조를 위한 스택/폴딩 과정에서 안전부재가 단위체인 풀셀과 함께 장착되므로, 상기와 같은 문제점을 일거에 해결할 수 있다.
본 발명에 따른 전극조립체는, 또한 단위체로서 양극/분리막/음극 구조의 풀셀 한 종류만을 사용하여 제조할 수 있으므로, 종래의 A형 바이셀 및 C형 바이셀 두 종류를 제조한 후 각각의 바이셀들을 교번식으로 권취하는 제조방법에 비해, 두 종류의 바이셀을 제조할 필요가 없고, 셀 유형(A형 바이셀, C형 바이셀)의 교환에 따른 시간 손실을 감소시킬 수 있으므로, 전지 제조 효율성을 극대화할 수 있다.
참고로, 'A형 바이셀'은 양극/분리막/음극/분리막/양극 구조의 셀, 즉, 양측에 양극이 위치하는 셀이고, 'C형 바이셀'은 음극/분리막/양극/분리막/음극 구조의 셀, 즉, 양측에 음극이 위치하는 셀을 의미한다.
경우에 따라서는, 상기 중첩된 전기화학 셀들 중 권취 개시점인 중앙부에는 분리막 시트로 감싸여 있는 단위전극이 위치하고, 상기 단위전극을 중심으로 상하에 각각 위치하는 풀셀들은 그것의 전극방향이 서로 대칭을 이루도록 배향되어 있는 구조일 수 있다.
이와 같이, 권취 개시점인 중앙부에 분리막 시트로 감싸여 있는 단위전극이 위치한 구조의 전극조립체는 스택/폴딩형 구조로서 공간을 효율적으로 사용할 수 있고, 특히 전극조립체 제조과정이 생산성 측면에서 바람직하다.
구체적으로, 단위체인 풀셀들의 전극 배향 방향을 교번 배향 방식에 의해 배열할 필요 없이, 모든 풀셀들이 동일한 전극 배향 방향을 갖도록 분리막 시트 상에 배열한 후 권취하여 제조할 수 있으므로, 제조 공정을 단순화시켜 생산 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 분리막 시트는 전기화학 셀을 감쌀 수 있는 단위길이를 가지며, 단위길이마다 내측으로 꺾여서 중앙 풀셀 또는 단위전극으로부터 시작되어 최외곽의 안전 풀셀까지 연속하여 감싸는 구조일 수 있다.
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.
따라서, 상기와 같은 구조의 전극조립체는 풀셀들이 적층되면서 분리막 시트가 개재됨으로써 풀셀들 사이의 전극들을 효율적으로 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 분리막 시트에 의한 권취시 발생하는 인장력은 모든 셀들에서 형성되는 전극과 분리막 시트 사이의 계면을 압착시킬 수 있으므로, 전지 성능 및 용량 측면에서 매우 우수하게 된다.
기본 단위체인 상기 풀셀은 단위셀의 상단면 전극과 하단면 전극이 서로 반대 전극인 구조라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는, (i) 양극/분리막/음극 적층 구조, 또는 (ii) 양극/분리막/음극/분리막/양극/분리막/ 음극 적층 구조를 가질 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.
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.
상기 풀셀들을 긴 길이의 분리막 시트 상에 위치시킨 후 풀셀들의 중첩부에 분리막 시트가 개재되는 구조로 권취하는 바, 각 풀셀들은 분리막 시트가 개재된 상태에서 양극과 음극이 서로 대면하도록 적층하여야 한다.
상기 분리막 시트는 권취 후 전극조립체를 한차례 감싸는 연장된 길이를 가 질 수 있고, 분리막 시트의 최외곽 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 할 수 있다. 이에 따라, 압력이 계속 유지되므로, 전극과 분리막 시트 사이의 안정적인 계면 접촉을 가능하게 한다.
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 고분자, 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.
바람직하게는, 분리막 또는 분리막 시트는 미세 기공을 포함하는 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 또는 이들 필름의 조합에 의해서 제조되는 다층 필름 및 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드 헥사플루오로프로필렌(polyvinylidene fluoride hexafluoropropylene) 공중합체 등의 고분자 전해질용 고분자 필름으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 분리막은 풀셀들을 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 출원인의 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.
상기 양극은 양극 집전체의 양면에 양극 물질이 코팅된 전극이고, 상기 음극은 음극 집전체의 양면에 음극 물질이 코팅된 전극인 것이 바람직한 바, 상기 풀셀은 상기 양극 및 음극의 사이에 분리막을 개재시킨 상태에서 상호 결합시켜 제조된다. 양극은, 예를 들어, 양극 집전체의 양면에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라서는 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.
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, 호 일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.
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.
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; 산화아 연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
하나의 바람직한 예에서, 상기 안전 풀셀의 두 금속시트는 전극조립체의 양극 및 음극을 구성하는 집전체와 동일한 소재일 수 있는 바, 예를 들어, 상기 안전 풀셀은 전극 활물질이 도포되어 있지 않은 알루미늄 호일/분리막/구리 호일의 적층 구조일 수 있다. 따라서, 이러한 안전부재는 전극 활물질이 도포되어 있지 않으므로, 침상체의 관통시 일차적으로 미세 단락을 유발하여 전지의 발화 및 폭발을 방지할 수 있다.
상기 안전 풀셀은 상기 풀셀에서 전극 활물질 등이 도포되어 있지 않은 구조, 즉, 양극 집전체(양극 시트)와 음극 집전체(음극 시트)가 분리막이 개재된 상 태로 적층되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 안전 풀셀은, 전지가 모서리 방향으로 낙하될 때, 전지의 형상 변화로 인한 단락을 방지할 수 있도록, 바람직하게는, 단부 모서리들이 둥근 형상의 라운딩 구조로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 중첩된 전기화학 셀들 중 권취 개시점인 중앙부에 분리막 시트로 감싸여 있는 단위전극이 위치하는 경우, 상기 단위전극으로는 양극 또는 음극이 사용될 수 있으며, 상기 양극과 음극은 그것의 양면에 각각 전극 활물질이 도포되어 있는 구조로 이루어져 있다.
본 발명에 따른 상기 전극조립체는 양극과 음극의 전기화학적 반응에 의해 전기를 생산하는 전기화학 셀에 적용될 수 있는 바, 전기화학 셀의 대표적인 예로는, 슈퍼 캐패시터(super capacitor), 울트라 캐패시터(ultra capacitor), 이차전지, 연료전지, 각종 센서, 전기분해장치, 전기화학적 반응기 등을 들 수 있고, 그 중에서 이차전지가 특히 바람직하다
상기 이차전지는 충방전이 가능한 전극조립체가 이온 함유 전해액으로 함침된 상태에서 전지케이스에 내장되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 하나의 바람직한 예에서, 상기 이차전지는 리튬이온 이차전지일 수 있다.
최근 리튬 이온 이차전지는 소형 모바일 기기뿐만 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.
또한, 앞서 설명한 바와 같이, 중대형 디바이스의 전원으로 사용할 때에는, 장기간의 사용시에도 작동 성능이 저하되는 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.
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.
본 발명은 또한, 상기 전극조립체의 제조방법으로서,
(1) 긴 길이의 양극 시트와 음극 시트를 분리막이 개재된 상태로 적층하고, 소정 크기로 절단하여 복수 개의 풀셀들을 제조하는 단계;
(2) 전극 활물질이 각각 도포되어 있지 않은 양극 시트와 음극 시트를 분리막이 개재된 상태로 적층하고, 소정 크기로 절단하여 한 쌍의 안전 풀셀을 제조하는 단계;
(3) 긴 길이의 분리막 시트의 첫 번째 단에 풀셀('중앙 풀셀')을 위치시키고, 두 번째 단부터 소정의 간격으로 상기 (1) 단계에서 제조된 풀셀들(제 1 풀셀, 제 2 풀셀, 제 3 풀셀 …)을 상호 교번되는 전극 배향 방식으로 위치시키며, 최종 배열에 (2) 단계에서 제조된 한 쌍의 안전 풀셀들을 연속하여 위치시키는 단계; 및
(4) 상기 중앙 풀셀을 분리막 시트로 1 회 권취한 후, 제 1 풀셀부터 인접하는 풀셀이 위치하는 외측으로 분리막 시트를 접어서 각각의 풀셀들과 안전 풀셀을 중첩하여 폴딩하는 단계;
를 포함하는 것으로 구성되는 전극조립체의 제조방법을 제공한다.
앞서 설명한 바와 같이, 이차전지는 외부로부터 침상체 등의 물체가 전지를 압박하거나 관통하게 되면, 양극과 음극이 접촉되면서 단락이 유발되고, 이러한 단락시 전극 활물질들의 반응에 의해 온도가 급격히 상승하게 되어 전지의 발화 또는 폭발을 발생시킬 수 있는 안전성 측면의 문제점을 가지고 있다.
그러나, 본 발명의 전극조립체의 제조방법에 따르면, 안전 풀셀이 각각 전극조립체의 최상단과 최하단부를 형성하는 바, 침상체에 의한 전극조립체의 압박 또는 관통시 전극 활물질이 도포되어 있지 않은 안전 풀셀의 금속시트들이 우선적으로 접촉되어 발열량이 낮은 단락이 유발되므로, 전지의 발화 및 폭발을 미연에 방지할 수 있다.
경우에 따라서는, 전극조립체는 분리막 시트의 첫 번째 단에 양극 또는 음극의 단위전극이 위치할 수 있으며, 이 경우,
(1) 긴 길이의 양극 시트와 음극 시트를 분리막이 개재된 상태로 적층하고, 소정 크기로 절단하여 복수 개의 풀셀들을 제조하는 단계;
(2) 전극 활물질이 각각 도포되어 있지 않은 양극 시트와 음극 시트를 분리막이 개재된 상태로 적층하고, 소정 크기로 절단하여 한 쌍의 안전 풀셀을 제조하는 단계;
(3) 긴 길이의 분리막 시트의 첫 번째 단에 양극 또는 음극의 단위전극을 위치시키고, 두 번째 단부터 소정의 간격으로 상기 (1) 단계에서 제조된 풀셀들(제 1 풀셀, 제 2 풀셀, 제 3 풀셀 …)을 상호 동일한 전극 배향 방식으로 위치시키며, 최종 배열에 (2) 단계에서 제조된 한 쌍의 안전 풀셀들을 연속하여 위치시키는 단계; 및
(4) 상기 중앙 풀셀을 분리막 시트로 1 회 권취한 후, 제 1 풀셀부터 인접하는 풀셀이 위치하는 외측으로 분리막 시트를 접어서 각각의 풀셀들과 안전 풀셀을 중첩하여 폴딩하는 단계;
를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다.
따라서, 앞서 설명한 바와 같이, 분리막 시트의 첫 번째 단에 양극 또는 음극의 단위전극을 위치시켜 전극조립체를 제조할 경우, 전극조립체는 스택/폴딩형 구조로서 공간을 효율적으로 사용할 수 있고, 풀셀들이 동일한 전극 배향을 갖도록 분리막 시트 상에 배열한 후 권취하여 제조할 수 있으므로, 제조 공정을 단순화시킬 수 있다.
상기 제조방법들 중 (3) 단계에서, 풀셀들을 긴 길이의 분리막 시트 상에 위치시킨 후 중첩부에 분리막 시트가 개재되는 구조로 권취하므로, 각 풀셀들의 계면에서 서로 반대 극성을 갖는 전극이 대면하도록 권취하는 것이 바람직하다. 이러한 구조가 형성될 수 있도록 각각의 풀셀들을 동일한 전극 배향 방식으로 배열하는 바, 구체적으로, 풀셀들은 분리막 시트의 첫 번째 단에 위치되는 단위전극과 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 전극 관계를 갖는 구조로 풀셀들을 권취하게 된다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 3 및 4 에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체 구조의 모식도 및 제조과정이 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 우선 본 발명의 첫 번째 실시예에 따라 중첩된 풀셀들 중 권취 개시점(101)인 중앙부에는 분리막 시트(100)로 감싸여 있는 '중앙 풀셀'(200a) 이 위치하고, 이를 기준으로 상하부에 위치하는 단위체인 풀셀들(201, 202)은 전극 방향이 동일하게 배향되어 있고, 접착 테이프(105)는 분리막 시트(100)의 말단부(102)에 부착되어 있다.
한편, 분리막 시트(100)의 말단부(102), 즉, 전극조립체의 최상단과 최하단에는 양극시트/분리막/음극시트 구조로 이루어진 한 쌍의 안전 풀셀(203, 204)이 위치하고 있는 바, 침상체(도시하지 않음)에 의한 전극조립체의 관통 시, 단락에 의한 발열량이 상대적으로 매우 적은 안전 풀셀들(203, 204)의 금속시트들이 우선적으로 접촉 및 단락되어, 전지의 발화 및 폭발을 방지하게 된다.
또한, 양극/분리막/음극으로 이루어진 한 종류의 단위 풀셀들(200a, 201, 202, 203, 204) 만을 사용하여 전극조립체를 제조함으로써, 두 종류 이상의 단위셀들을 사용하는 경우에 비해 제조과정이 단순화되어 전지의 제조 생산성이 향상된다.
도 5 및 도 6에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극조립체 구조의 모식도들이 도시되어 있다.
먼저 도 5를 참조하면, 전극조립체(300)는 권취 개시점(101)인 중앙부에 단위전극으로 음극(200b)이 위치하고 있고, 이러한 음극(200b)의 상부에 위치하는 풀셀(202)과 하부에 위치하는 풀셀(201)은 음극(200b)을 기준으로 서로 대칭 구조를 이루고 있으며, 전극조립체의 최상단과 최하단에는 각각 전극 활물질이 도포되어 있지 않은 금속 시트들로 이루어진 한 쌍의 안전 풀셀들(203, 204)이 위치하고 있다.
도 6에는 권취 개시점(101)인 중앙부에 단위전극으로 양극(200c)이 위치하고 풀셀들(201', 202') 및 안전 풀셀들(203', 204')의 전극방향이 도 5의 풀셀들(201, 202) 및 안전 풀셀들(203, 204)과 반대인 점만 제외하고, 전체적인 구조는 동일하므로 자세한 설명은 생략한다..
도 7에는 도 5의 전극조립체를 제조하는 과정을 보여주는 모식도가 도시되어 있다.
도 7을 참조하면, 분리막 시트(100)는 긴 시트형의 필름으로서 풀셀의 분리막과 같이 다공성 구조로 이루어져 있고, 권취 후 전극조립체를 한차례 감싸는 연 장된 길이를 가질 수 있다. 분리막 시트(100)의 길이 방향으로 첫 번째 단에는 음극(200b)이 위치되어 있고, 두 번째 단부터는 각각의 풀셀들(201, 202)이 배열되어 있으며, 분리막 시트(100)의 말단부(102)에는 전극 활물질이 도포되어 있지 않은 금속 시트들로 이루어진 한 쌍의 안전 풀셀(203, 204)이 배열되어 있다.
구체적으로, 음극(200b), 풀셀들(201, 202) 및 안전 풀셀(203, 204)의 배열을 살펴보면, 폴딩이 시작되는 분리막 시트(100)의 일측 단부(101)에 음극(200b)이 배열된다. 그런 다음, 음극(200b)의 폭 및 두께를 합한 길이에 대응하는 길이(L)만큼 이격된 위치에 제 1 풀셀(201)이 배열된다. 이러한 음극(200b)과 제 1 풀셀(201) 사이의 이격 부위(L)는 권취 과정에서, 1 회 권취시 음극(200b)의 외면이 분리막 시트(100)로 완전히 도포된 상태에서 제 1 풀셀(201)의 상단면 전극과 대면하게 되는 부위로서, 권취에 의해 음극(200b)의 하단면은 분리막 시트(100)가 개재된 상태에서 제 1 풀셀(201)의 상단면 전극(음극)에 적층되고, 음극(200b)의 상단면은 분리막 시트가 개재된 상태에서 제 2 풀셀(202)의 상단면 전극(양극)과 서로 접하게 된다. 한편, 분리막 시트(100)의 말단부(102)에는 한 쌍의 안전 풀셀(203, 204)이 배열되어 폴딩이 완료된 후, 전극조립체의 최상단과 최하단에 위치하게 된다.
따라서, 단위 풀셀들(201, 202)의 전극 배향 방향을 소정의 단위로 교번 배향 방식에 의해 배열할 필요 없이, 모든 단위 풀셀들(201, 202)이 동일한 전극 배향 방향을 갖도록 분리막 시트(100) 상에 배열한 후 권취하여 제조할 수 있으므로, 전극조립체의 제조공정을 단순화시켜 생산 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전극조립체는 전극조립체의 최상단과 최하단에 안전 풀셀을 포함하고 있으므로, 침상 관통과 같은 외력이 전지에 인가되는 경우 안전 풀셀에 의해 전지의 발열을 방지하여 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다. 또한, 한 종류의 풀셀만을 사용함으로써, 전지 제조시 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
도 1은 종래 스택/폴딩형 전극조립체의 예시적인 구조에 대한 모식도이다;
도 2는 도 1의 스택/폴딩형 전극조립체의 제조 공정에서 단위 셀들의 배열 조합을 예시적으로 도시한 모식도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체 구조의 모식도이다;
도 4는 도 3의 전극조립체의 제조 공정에서 단위 셀들의 배열 조합을 예시적으로 도시한 모식도이다;
도 5 및 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극조립체 구조의 모식도들이다;
도 7은 도 5의 전극조립체를 제조하는 과정을 보여주는 모식도이다.

Claims (16)

  1. 양극/분리막/음극 구조의 풀셀(full cell)이 기본 단위체인 복수 개의 전기화학 셀들이 중첩되어 있고, 각각의 중첩부에는 연속적인 분리막 시트가 개재되는 구조의 전극조립체로서,
    상기 중첩된 전기화학 셀들 중 권취 개시점인 중앙부에는 분리막 시트로 감싸여 있는 풀셀('중앙 풀셀')이 위치하고,
    상기 중앙 풀셀을 중심으로 상하에 각각 위치하는 풀셀들은 그것의 전극방향이 동일하도록 배향되어 있으며,
    권취 종료점인 전극조립체의 최상단과 최하단에는 전극 활물질이 도포되어 있지 않은 금속 시트들로 이루어진 한 쌍의 풀셀('안전 풀셀')이 위치하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체
  2. 양극/분리막/음극 구조의 풀셀(full cell)이 기본 단위체인 복수 개의 전기화학 셀들이 중첩되고, 각각의 중첩부에는 연속적인 분리막 시트가 개재되는 구조의 전극조립체로서,
    상기 중첩된 전기화학 셀들 중 권취 개시점인 중앙부에는 분리막 시트로 감싸여 있는 단위전극이 위치하고,
    상기 단위전극을 중심으로 상하에 각각 위치하는 풀셀들은 그것의 전극방향이 서로 대칭을 이루도록 배향되어 있으며,
    권취 종료점인 전극조립체의 최상단과 최하단에는 전극 활물질이 도포되어 있지 않은 금속 시트들로 이루어진 한 쌍의 풀셀('안전 풀셀')이 위치하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 분리막 시트는 전기화학 셀을 감쌀 수 있는 단위길이를 가지며, 단위길이마다 내측으로 꺾여서 중앙 풀셀 또는 단위전극으로부터 시작되어 최외곽의 안전 풀셀까지 연속하여 감싸고 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 풀셀은 (i) 양극/분리막/음극 적층 구조, 또는 (ii) 양극/분리막/음극/분리막/양극/분리막/음극 적층 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 분리막 시트의 최외곽 말단은 열융착되거나 테이프가 붙여져 고정되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 분리막 또는 분리막 시트는 미세 기공을 포함하는 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 또는 이들 필름의 조합에 의해서 제조되는 다층 필름, 및 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리아크릴로니트릴, 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드 헥사플루오로프로필렌 공중합체 의 고분자 전해질용 고분자 필름으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 양극은 양극 집전체의 양면에 양극 활물질이 코팅된 전극이고, 상기 음극은 음극 집전체의 양면에 음극 활물질이 코팅된 전극인 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 안전 풀셀은 전극 활물질이 도포되어 있지 않은 알루미늄 호일/분리막/구리 호일의 적층 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 안전 풀셀의 단부 모서리들은 둥근 형상의 라운딩 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 단위전극은 양극 또는 음극인 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 전극조립체를 포함하는 것으로 구성된 이차전지.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 이차전지는 리튬이온 이차전지인 것을 특징으로 하는 이차전지.
  13. 제 11 항에 따른 이차전지를 단위전지로 포함하는 것으로 구성된 중대형 전지모듈.
  14. 제 1 항에 따른 전극조립체의 제조방법으로서,
    (1) 긴 길이의 양극 시트와 음극 시트를 분리막이 개재된 상태로 적층하고, 소정 크기로 절단하여 복수 개의 풀셀들을 제조하는 단계;
    (2) 전극 활물질이 각각 도포되어 있지 않은 양극 시트와 음극 시트를 분리막이 개재된 상태로 적층하고, 소정 크기로 절단하여 한 쌍의 안전 풀셀을 제조하는 단계;
    (3) 긴 길이의 분리막 시트의 첫 번째 단에 풀셀('중앙 풀셀')을 위치시키고, 두 번째 단부터 소정의 간격으로 상기 (1) 단계에서 제조된 풀셀들(제 1 풀셀, 제 2 풀셀, 제 3 풀셀 …)을 상호 교번되는 전극 배향 방식으로 위치시키며, 최종 배열에 (2) 단계에서 제조된 한 쌍의 안전 풀셀들을 연속하여 위치시키는 단계; 및
    (4) 상기 중앙 풀셀을 분리막 시트로 1 회 권취한 후, 제 1 풀셀부터 인접하는 풀셀이 위치하는 외측으로 분리막 시트를 접어서 각각의 풀셀들과 안전 풀셀을 중첩하여 폴딩하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법.
  15. 제 2 항에 따른 전극조립체의 제조방법으로서,
    (1) 긴 길이의 양극 시트와 음극 시트를 분리막이 개재된 상태로 적층하고, 소정 크기로 절단하여 복수 개의 풀셀들을 제조하는 단계;
    (2) 전극 활물질이 각각 도포되어 있지 않은 양극 시트와 음극 시트를 분리막이 개재된 상태로 적층하고, 소정 크기로 절단하여 한 쌍의 안전 풀셀을 제조하는 단계;
    (3) 긴 길이의 분리막 시트의 첫 번째 단에 양극 또는 음극의 단위전극을 위치시키고, 두 번째 단부터 소정의 간격으로 상기 (1) 단계에서 제조된 풀셀들(제 1 풀셀, 제 2 풀셀, 제 3 풀셀 …)을 상호 동일한 전극 배향 방식으로 위치시키며, 최종 배열에 (2) 단계에서 제조된 한 쌍의 안전 풀셀들을 연속하여 위치시키는 단계; 및
    (4) 상기 중앙 풀셀을 분리막 시트로 1 회 권취한 후, 제 1 풀셀부터 인접하는 풀셀이 위치하는 외측으로 분리막 시트를 접어서 각각의 풀셀들과 안전 풀셀을 중첩하여 폴딩하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법.
  16. 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 제조방법.
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101931106A (zh) * 2009-06-22 2010-12-29 安纳泰克国际股份有限公司 通过缠绕型电极堆置来制造堆置电极的方法和由此堆置的电极
WO2011126310A3 (ko) * 2010-04-06 2012-03-08 주식회사 엘지화학 스택 타입 셀, 개선된 바이-셀, 이들을 이용한 이차 전지용 전극 조립체 및 그 제조 방법
WO2011122868A3 (ko) * 2010-04-01 2012-03-08 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 전극조립체 및 그것의 제조방법
WO2015046792A1 (ko) * 2013-09-26 2015-04-02 주식회사 엘지화학 파우치형 이차전지
WO2015060595A1 (ko) * 2013-10-24 2015-04-30 주식회사 유일에너테크 전지롤 제조 방법 및 전지롤
KR20150084168A (ko) * 2014-01-13 2015-07-22 주식회사 엘지화학 전극의 구성이 상이한 단위셀들을 포함하고 있는 전지셀
KR20160044322A (ko) 2014-10-15 2016-04-25 에스케이이노베이션 주식회사 이차 전지용 젤리 롤
WO2016068544A1 (ko) * 2014-10-31 2016-05-06 주식회사 엘지화학 바이셀과 풀셀을 포함하는 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
KR20170005528A (ko) * 2015-07-06 2017-01-16 주식회사 엘지화학 두께가 상이한 분리막들을 포함하는 전극조립체
US10454131B2 (en) 2014-07-04 2019-10-22 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery, apparatus for manufacturing the same, and method of manufacturing the same
US10622614B2 (en) 2015-05-06 2020-04-14 Samsung Electronics Co., Ltd Cell structure for secondary battery and secondary battery having the cell structure
US10727527B2 (en) 2016-05-02 2020-07-28 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrode assembly
US11545725B2 (en) 2018-09-19 2023-01-03 Lg Energy Solution, Ltd. Electrode assembly
WO2023136534A1 (ko) * 2022-01-11 2023-07-20 주식회사 엘지에너지솔루션 전고체 전지 제조방법

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011026087A2 (en) * 2009-08-31 2011-03-03 Porous Power Technologies, Llc Battery manufacturing using laminated assemblies
KR101065883B1 (ko) * 2009-10-15 2011-09-19 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지용 전극조립체, 그 제조방법 및 그 전극조립체를 구비하는 이차전지
WO2012008743A2 (ko) 2010-07-14 2012-01-19 주식회사 엘지화학 전극조립체의 폴딩 장치
CN102986079B (zh) 2010-07-14 2016-09-21 株式会社Lg化学 用于折叠电极组件的装置
JP2013530510A (ja) 2011-06-09 2013-07-25 エルジー ケム． エルティーディ． 電極組立体およびこれを含むリチウム二次電池
WO2012172782A1 (ja) * 2011-06-13 2012-12-20 日東電工株式会社 非水電解質蓄電デバイス用セパレータ及び非水電解質蓄電デバイス
KR101367754B1 (ko) * 2011-07-07 2014-02-27 주식회사 엘지화학 전기화학소자용 전극 조립체 및 이를 구비한 전기화학소자
US8802283B2 (en) 2012-01-19 2014-08-12 Samsung Sdi Co., Ltd. Fabricating method of secondary battery
KR101332282B1 (ko) * 2012-03-14 2013-11-22 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 전극조립체 및 이를 포함하는 전지셀
KR101394743B1 (ko) * 2012-05-16 2014-05-16 한국에너지기술연구원 리튬이온 커패시터 및 그 제조방법
KR101528027B1 (ko) 2012-06-28 2015-06-12 주식회사 엘지화학 전극조립체의 제조공정
KR101523427B1 (ko) 2012-06-28 2015-05-27 주식회사 엘지화학 전극조립체의 제조공정
EP2863466B1 (en) * 2013-02-15 2020-04-01 LG Chem, Ltd. Electrode assembly and method for producing electrode assembly
WO2014126432A1 (ko) 2013-02-15 2014-08-21 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 전극 조립체 및 그 제조방법
US20140272559A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh Electrochemical cell including a folded electrode, components thereof, battery including the electrochemical cell, and method of forming same
US9246185B2 (en) 2013-03-14 2016-01-26 Sion Power Corporation Electrochemical cell having a folded electrode and separator, battery including the same, and method of forming same
KR101535023B1 (ko) * 2013-11-22 2015-07-08 주식회사 엘지화학 전극 조립체 및 이를 위한 기본 단위체
EP2882027B1 (en) 2013-05-23 2020-03-18 LG Chem, Ltd. Electrode assembly and radical unit for the same
WO2014210494A1 (en) * 2013-06-29 2014-12-31 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Solid oxide fuel cell having a dense barrier layer
US9871238B2 (en) * 2013-09-20 2018-01-16 Nec Energy Devices, Ltd. Secondary battery
KR101609424B1 (ko) 2013-09-26 2016-04-05 주식회사 엘지화학 전극조립체의 제조방법
EP3070776B1 (en) * 2014-01-10 2018-04-11 LG Chem, Ltd. Electrode assembly having safety separator, and secondary battery comprising same
WO2016024699A1 (ko) * 2014-08-13 2016-02-18 주식회사 엘지화학 스택-폴딩형 전극조립체 및 그 제조방법
US9960432B2 (en) * 2015-03-26 2018-05-01 Medtronic, Inc. Adjustable battery stack and method of use in device enclosure
US10664020B2 (en) 2015-04-23 2020-05-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electronic device
KR102018849B1 (ko) * 2015-11-11 2019-09-05 주식회사 엘지화학 돌출 연장부와 탭 연결부를 구비한 전극 리드를 포함하고 있는 전지셀
CN105576296B (zh) * 2016-03-11 2019-01-08 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种卷绕式叠片电池及其制备方法
CN105789681B (zh) * 2016-05-18 2019-01-08 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种用于制造卷绕叠片型电池芯组件的装置及控制方法
KR102068710B1 (ko) 2016-11-08 2020-01-22 주식회사 엘지화학 전극 조립체 및 그 제조방법
KR102217444B1 (ko) 2017-04-06 2021-02-22 주식회사 엘지화학 전극조립체 및 그 전극조립체의 제조 방법
KR102217445B1 (ko) * 2017-05-25 2021-02-22 주식회사 엘지화학 전극조립체 및 그 전극조립체의 제조 방법
FR3068831B1 (fr) * 2017-07-04 2021-11-26 Commissariat Energie Atomique Procedes de realisation d'un faisceau electrochimique d'un accumulateur metal-ion au moyen d'une membrane a electrolyte polymere gelifie, accumulateurs associes
KR102217447B1 (ko) * 2017-07-06 2021-02-22 주식회사 엘지화학 이차전지
CN107181005B (zh) * 2017-07-11 2018-10-12 力信（江苏）能源科技有限责任公司 一种卷绕-卷叠式电池
IT201700103755A1 (it) * 2017-09-15 2019-03-15 Manz Italy Srl Metodo e apparato per assemblare elettrodi
KR102288123B1 (ko) 2018-10-05 2021-08-11 주식회사 엘지에너지솔루션 전극조립체, 그를 포함하는 이차전지 및 전지팩
US11322804B2 (en) 2018-12-27 2022-05-03 Sion Power Corporation Isolatable electrodes and associated articles and methods
US11637353B2 (en) 2018-12-27 2023-04-25 Sion Power Corporation Electrodes, heaters, sensors, and associated articles and methods
DE102020104668A1 (de) * 2020-02-21 2021-08-26 Volkswagen Aktiengesellschaft Inspektionssystem für Batterieelektroden
US20230016078A1 (en) * 2021-07-09 2023-01-19 Lg Energy Solution, Ltd. Electrode Assembly
JP2023552532A (ja) * 2021-07-09 2023-12-18 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 電極組立体の製造装置および製造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4164068A (en) * 1977-08-18 1979-08-14 Exxon Research & Engineering Co. Method of making bipolar carbon-plastic electrode structure-containing multicell electrochemical device
US5300373A (en) * 1992-09-11 1994-04-05 Valence Technology, Inc. Electrochemical cell stack and method of making an electrochemical cell stack
US6063519A (en) * 1998-05-15 2000-05-16 Valence Technology, Inc. Grid placement in lithium ion bi-cell counter electrodes
DE69942033D1 (de) * 1998-09-01 2010-04-01 Panasonic Corp Verfahren und struktur zum verbinden von batterien
KR100515572B1 (ko) * 2000-02-08 2005-09-20 주식회사 엘지화학 중첩 전기화학 셀 및 그의 제조 방법
KR20020066599A (ko) 2001-02-12 2002-08-21 삼성에스디아이 주식회사 이차전지의 계면 구조
WO2003100901A1 (en) 2002-05-23 2003-12-04 Whanjin Roh Lithium secondary battery and its fabrication
KR100894410B1 (ko) 2005-05-27 2009-04-24 주식회사 엘지화학 이종 전극 활물질층을 포함하고 있는 중첩식 리튬 이차전지
KR100933427B1 (ko) 2005-08-16 2009-12-23 주식회사 엘지화학 교차분리막으로 이루어진 전기화학소자
KR100921347B1 (ko) * 2005-11-08 2009-10-14 주식회사 엘지화학 세로 폴딩 방식의 전극조립체 및 이를 포함하고 있는전기화학 셀
KR100859996B1 (ko) * 2006-05-15 2008-09-25 주식회사 엘지화학 이중 권취형 전극조립체
KR100861705B1 (ko) * 2006-05-29 2008-10-06 주식회사 엘지화학 구조적 안정성과 전해액의 젖음성이 우수한 전극조립체 및이를 포함하는 이차전지
JP4293247B2 (ja) * 2007-02-19 2009-07-08 ソニー株式会社 積層型非水電解質電池およびその製造方法
KR100987300B1 (ko) * 2007-07-04 2010-10-12 주식회사 엘지화학 스택-폴딩형 전극조립체 및 그것의 제조방법

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101931106A (zh) * 2009-06-22 2010-12-29 安纳泰克国际股份有限公司 通过缠绕型电极堆置来制造堆置电极的方法和由此堆置的电极
WO2011122868A3 (ko) * 2010-04-01 2012-03-08 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 전극조립체 및 그것의 제조방법
US9136556B2 (en) 2010-04-01 2015-09-15 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly of novel structure and process for preparation of the same
WO2011126310A3 (ko) * 2010-04-06 2012-03-08 주식회사 엘지화학 스택 타입 셀, 개선된 바이-셀, 이들을 이용한 이차 전지용 전극 조립체 및 그 제조 방법
WO2015046792A1 (ko) * 2013-09-26 2015-04-02 주식회사 엘지화학 파우치형 이차전지
US10622664B2 (en) 2013-09-26 2020-04-14 Lg Chem, Ltd. Pouch type secondary battery
WO2015060595A1 (ko) * 2013-10-24 2015-04-30 주식회사 유일에너테크 전지롤 제조 방법 및 전지롤
KR101535420B1 (ko) * 2013-10-24 2015-07-13 유일에너테크(주) 전지롤 제조 방법 및 전지롤
KR20150084168A (ko) * 2014-01-13 2015-07-22 주식회사 엘지화학 전극의 구성이 상이한 단위셀들을 포함하고 있는 전지셀
US10454131B2 (en) 2014-07-04 2019-10-22 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery, apparatus for manufacturing the same, and method of manufacturing the same
US10897058B2 (en) 2014-07-04 2021-01-19 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery, apparatus for manufacturing the same, and method of manufacturing the same
KR20160044322A (ko) 2014-10-15 2016-04-25 에스케이이노베이션 주식회사 이차 전지용 젤리 롤
WO2016068544A1 (ko) * 2014-10-31 2016-05-06 주식회사 엘지화학 바이셀과 풀셀을 포함하는 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
US10454132B2 (en) 2014-10-31 2019-10-22 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly including bi-cell and full-cell and secondary battery including the same
US10622614B2 (en) 2015-05-06 2020-04-14 Samsung Electronics Co., Ltd Cell structure for secondary battery and secondary battery having the cell structure
US11380965B2 (en) * 2015-05-06 2022-07-05 Samsung Electronics Co., Ltd Cell structure for secondary battery and secondary battery having the cell structure
KR20170005528A (ko) * 2015-07-06 2017-01-16 주식회사 엘지화학 두께가 상이한 분리막들을 포함하는 전극조립체
US10727527B2 (en) 2016-05-02 2020-07-28 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrode assembly
US11545725B2 (en) 2018-09-19 2023-01-03 Lg Energy Solution, Ltd. Electrode assembly
WO2023136534A1 (ko) * 2022-01-11 2023-07-20 주식회사 엘지에너지솔루션 전고체 전지 제조방법

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