KR20110007524A - 이차 전지 - Google Patents

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KR20110007524A
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Abstract

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 하나의 극판 무지부와 대응되는 다른 하나의 극판 활물질 및 기재를 절연 부재로 차단하여 극판 무지부에서 발생된 버에 의해 세퍼레이터가 손상되는 것을 방지함으로써 보다 얇은 세퍼레이터의 채택이 가능하여 전지의 용량 증대 및 제조 비용 절감에 기여하도록 한 것이다.
극판 무지부, 절연 부재, 세퍼레이터

Description

이차 전지 {Rechargeable Battery}
본 발명은 충방전이 가능한 이차 전에 관한 것이다.
이차전지는 일반적으로 양극판 및 음극판과, 그들 사이에 개재되는 세퍼레이터를 적층 또는 권취하여 형성된 전극 조립체를 캔 타입 또는 파우치 타입의 케이스의 내부에 전해질과 함께 수납한다.
상기 양극판 및 음극판은 각각 집전체(1)(3)의 적어도 일면에 활물질층(2)(4)이 코팅되어 형성된다. 일반적으로 상기 집전체의 표면에서 활물질층이 코팅되지 않는 부위를 무지부라 칭한다. 상기 무지부는 통상 양극판 및 음극판의 양단부에 형성된다. 상기 양극판 및 음극판은 극판의 절단시 통상적으로 상기 무지부가 절단된다. 이러한 무지부의 절단시 버(B)가 발생되며, 이러한 버를 슬리팅 버(Slitting Burr)라고 칭한다. 이러한 슬리팅 버는 세퍼레이터(5)를 손상시켜 단락 발생의 원인이 된다.
따라서 종래에는 세퍼레이터(5)의 두께가 (16-2)um~(16+2)um 의 범위를 사용하기 어렵다. 왜냐하면 세퍼레이터(5)의 두께를 상기 범위로 사용하려면 세퍼레이터(5)의 최소 두께인 14um에 대하여 1/2의 두께인 7um 이하의 높이(h)로 슬리팅 버(B)를 관리해야 단락 발생을 방지할 수 있다. 이처럼 7um 이하로 슬리팅 버(B)를 관리하려면 슬리팅 커터의 연마 횟수가 많아져 제조비용이 상승된다. 또한 슬리팅 커터의 빈번한 교체로 인해 공정지연이 발생된다.
이러한 문제점은 극판의 절단시 발생되는 슬리팅 버에 의한 극판 간의 단락 발생을 방지할 수 있다면 세퍼레이터의 두께를 보다 얇게 형성할 수 있음을 시사한다. 따라서 세퍼레이터의 두께가 보다 얇아지면 전지의 용량이 증대될 수 있다. 아울러 제조 비용을 절감하는 효과를 거둘 수 있다.
본 발명의 목적은 음극 또는 양극의 절단 부위에서 슬리팅 버에 의해 단락이 발생되지 않도록 하려는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 슬리팅 버에 의한 단락을 방지함으로써 세퍼레이터의 두께를 얇게 형성하려는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 세퍼레이터를 박막화하여 전지의 용량을 증대시키면서 제조 비용은 절감하려는 것이다.
본 발명은 활물질이 코팅된 집전체의 적어도 일단부에 무지부가 형성된 제 1 전극과, 활물질이 코팅된 집전체의 적어도 일단부에 무지부가 형성된 제 2 전극과, 상기 제 1 전극 및 제 2 전극 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하고, 상기 제 1 전극의 무지부의 버가 발생되는 부위와, 제 2 전극에서 상기 제 1 전극의 무지부의 버 발생 영역과 대응 영역 사이에는 절연부재가 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 절연부재는 상기 제 1 전극의 무지부와 대응되는 상기 제 2 전극의 대응영역의 길이만큼 부착된 것이 바람직하다.
상기 절연부재는 상기 제 1 전극의 무지부와 대응되는 상기 제 2 전극의 대응영역의 길이보다 더 길게 부착된 것이 바람직하다.
상기 절연부재는 상기 제 1 전극의 선단 무지부 또는 후단 무지부에 부착되거나, 또는 제 1 전극의 선,후단 무지부에서 동시에 부착된 것이 바람직하다.
상기 절연부재는 상기 제 1 전극의 선단 무지부 또는 후단 무지부와 대응되는 제 2 전극의 대응 영역에 개별적으로 부착되거나, 또는 동시에 부착된 것이 바람직하다.
상기 제 1 전극이 양극이고, 상기 제 2 전극이 음극인일 수 있다.
상기 양극의 집전체는 알루미늄(Al)인 것이 바람직하다.
상기 음극의 집전체는 구리(Cu)인 것이 바람직하다.
상기 세퍼레이터는 두께가 3 ~ 14um 인 것이 바람직하다.
상기 절연부재는 재질이 유기, 무기, 유기-무기 복합체 중 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
상기 제 1 전극은 양극이고, 상기 제 2 전극은 음극으로서, 상기 제 1 전극의 무지부와 상기 제 2 전극의 활물질이 대응되는 위치에서 상기 제 2 전극의 길이보다 길게 상기 절연부재가 상기 제 1 전극의 무지부에 형성된 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면으로서, 활물질이 코팅된 집전체의 적어도 일단부에 무지부가 형성된 제 1 전극과, 활물질이 코팅된 집전체의 적어도 일단부에 무지부가 형성된 제 2 전극과, 상기 제 1 전극 및 제 2 전극 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하고, 상기 제 1 전극, 세퍼레이터 및 제 2 전극의 권취 후단에서 상기 제 1 전극의 무지부에 절연부재가 부착된 이차전지를 제공할 수 있다.
이때, 상기 절연부재는 상기 제 2 전극과 대응되는 길이만큼 상기 제 1 전극의 무지부에 부착되거나, 또는 상기 절연부재는 상기 제 2 전극과 대응되는 길이 보다 더 길게 상기 제 1 전극의 무지부에 부착될 수 있다.
상기 제 1 전극은 양극이고, 상기 제 2 전극이 음극이거나 또는 상기 제 1 전극이 음극이고, 상기 제 2 전극이 양극일 수 있다.
상기 양극의 집전체는 알루미늄(Al)인 것이 바람직하고, 상기 음극의 집전체는 구리(Cu)인 것이 바람직하다.
이상과 같이, 본 발명은 음극 또는 양극의 절단 부위에서 슬리팅 버에 의해 단락이 발생되지 않는 효과가 있다. 특히 양극의 절단 부위인 양극 무지부와 음극 활물질 및 무지부와의 접촉으로 인한 단락 발생을 방지하는 효과가 있다.
이에 따라 본 발명은 슬리팅 버에 의한 단락을 방지함으로써 세퍼레이터의 두께를 얇게 형성할 수 있는 효과가 있고, 세퍼레이터를 박막화하여 전지의 용량을 증대시키면서 제조 비용은 절감할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 실시예에 의하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 그러나 본 발명은 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 하기 실시예 이외에도 본 발명이 기술사상의 범위에서 수정 및 변형이 가능하다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(10)는 전극 조립체(100)가 안착되는 내부 공간(11)을 갖는 제 1 케이스(12)와, 제 1 케이스(12)를 밀봉하는 제 2 케이스(13)를 포함한다.
제 1,2 케이스는(12)(13)는 절연층, 금속층 및 보호층이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 절연층은 최내각층으로 절연성 및 열접착성을 가지는 물질로 형성 되고, 금속층은 수분 침투 방지와 전해액의 손실을 방지하는 역할을 한다. 상기 보호층은 최외각층으로 전지의 몸체를 보호하는 역할을 하게 된다. 그러나 상기 파우치의 재질이나 형상을 이에 한정할 필요는 없다.
전극 조립체(100)는 제 1 케이스(12)의 내부 공간에 수납된다. 이때, 전극 조립체(100)의 양극탭(140) 및 음극탭(150)은 밀봉되는 제 1 케이스(12)와 제 2 케이스(13)의 외부로 인출된다. 전극 조립체(100)가 제 1 케이스(12)의 내부에 수납된 후에 전해액을 주입하고 내부 공간(11)의 가장자리를 따라서 밀폐면에 소정의 열과 압력을 가하여 제 1 케이스(12)와 제 2 케이스(13)를 밀봉하면 이차전지(10)의 제조가 완료된다.
상기 이차전지(10)는 케이스가 파우치 타입인 이차전지에 대하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 상기 케이스를 금속 재질의 캔 타입으로 형성할 수도 있다.
전극 조립체(100)는 양극판(110)과 음극판(120) 및 세퍼레이터(130)를 포함한다. 상기 양극판(110)과 음극판(120) 사이에 세퍼레이터(130)가 게재된 후에 젤리-롤(jelly-roll) 형태로 권취된다.
상기 양극판(110)은 박판의 알루미늄(Al) 호일로 된 양극집전체(111)와 상기 양극집전체(111)의 양면에 코팅되는 리튬계 산화물을 주성분으로 하는 양극 활물질층(112)을 포함하고 있다. 양극집전체(111)상에는 양극 활물질층(112)이 코팅되지 않은 영역인 양극무지부(positive electrode non-coating portion 113)가 양극판(110)의 양 끝단에 각각 형성된다. 상기 양극무지부(111)에는 양극탭(140)이 초음파 용접되어 고정된다. 양극탭(140)은 통상 니켈 또는 니켈 합금으로 형성되며 다른 금속소재도 사용될 수 있다.
상기 음극판(120)은 박판의 구리 호일로 된 음극집전체(121)와 상기 음극집전체(121)의 양면에 코팅된 탄소재를 주성분으로 하는 음극 활물질층(122)을 포함하고 있다. 상기 음극집전체(121)에도 음극 활물질층(122)이 코팅되지 않은 영역인 음극무지부(negative electrode non-coating portion, 123)가 음극판의 양 끝단에 소정 영역으로 형성된다. 상기 음극무지부(123)에는 음극탭(150)이 초음파 용접되어 고정된다. 음극탭(150)은 통상 니켈 또는 니켈합금으로 형성되며 다른 금속소재도 사용될 수 있다.
상기 세퍼레이터(130)는 각 전극판(120, 130) 간의 절연을 위하여 상기 양극판(110)과 음극판(120) 사이에 배치되어 있다. 상기 세퍼레이터(130)는 폴리에틸렌이나, 폴리프로필렌이나, 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 복합 필름으로 이루어져 있다. 상기 세퍼레이터(130)는 상기 양극판(110)과 음극판(120)보다 폭이 넓게 형성되어 양극판(110)과 음극판(120)의 상,하부쪽으로 돌출되어 있다.
또한, 상기 전극 조립체(100)는 절연 부재로서 절연 테이프를 사용한다.
절연 테이프로는 보호 테이프(160), 라미네이션 테이프(170)(180)가 사용되어 부착된다. 상기 절연 테이프의 재질은 유기, 무기, 유기-무기 복합체 중 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다.
상기 절연 테이프의 재질은 일예로서 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)，테트라플루오로에틸렌 헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP)，테트라플루오로에틸렌-에 틸렌 공중합체(ETFE)，테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA)，폴리불화 비닐리덴(PVDF) 등의 불소 수지，폴리이미드，액정 폴리머(LCP)，폴리페닐렌 설파이드(PPS)，폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)，폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE)，폴리프로필렌(PP)，폴리염화비닐(PVC)，아세테이트 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 수지로 된 절연 테이프를 사용할 수 있다. 이때, 절연 테이프는 전해액이나 리튬 이온에 대하여 높은 안정성을 나타내는 절연성 재료이면 어떠한 재질이든지 사용가능하다.
상기 보호 테이프(160)는 전극탭(140,150)이 전극판(110,120)에서 용접된 부위의 외면을 감싸도록 부착된다. 따라서 보호 테이프(160)에 의해 전극탭(110,120)이 전극판(110,120)로부터 돌출된 부위에 의해 세퍼레이터(130)가 손상되는 것을 방지한다.
상기 라미네이션 테이프(170)(180)는 전극판(110,120)의 기재인 집전체(111,121)의 양면에서 활물질층(112,122)의 형성이 시작되는 부위와 종료되는 부위에 부착된다. 이는 활물질의 도포시 시작부분과 종료부분이 돌출되므로 활물질층(112,122)의 돌출 부위에 의해 세퍼레이터(130)가 손상되는 것을 방지한다.
본 발명에 따른 전극 조립체(100)는 양극판(110)과 세퍼레이터(130)와 음극판(120)이 젤리-롤 타입으로 권취시 양극판(110) 및 음극판(120)의 양단에 형성된 무지부(113,123) 중에서 권취가 시작되는 무지부를 선단 무지부(113A,123A)라 칭하고, 권취가 종료되는 무지부를 후단 무지부(113B,123B)라 칭한다.
설명의 편의상 본 발명에 의한 상기 전극 조립체(100)의 양극판(110) 및 음 극판(120)의 선단이 위치하는 부분을 전극 조립체의 내주부라 정의하고, 양극판(110) 및 음극판(120)의 후단이 위치하는 부분을 전극 조립체의 외주부로 정의하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체(100)는 외주부에 양극탭(140)과 음극탭(150)이 설치된다.
상기 양극탭(140)은 후단 양극무지부(113B)에 용접되며 보호 테이프(160)가 부착된다. 상기 음극탭(150)은 후단 음극무지부(123B)에 용접되며 보호 테이프(160)가 부착된다. 그러나 양극탭(140) 및 음극탭(150)이 부착되는 위치를 전극조립체(100)의 후단부에 한정할 필요는 없다.
그리고 상기 양극판(110)은 후단 양극무지부(113B)의 내면에 절연 부재가 부착된다. 이러한 절연 부재는 양극 활물질층(112)과 후단 양극 무지부(113B)의 경계부분에 부착되는 라미네이션 테이프(170A)이다. 상기 라미네이션 테이프(170A)는 양극판(110)의 후단 양극무지부(113B)의 단부까지 연장되어 부착된다. 따라서 상기 양극판(110)의 라미네이션 테이프(170A)는 세퍼레이터(130)를 사이에 두고 음극판(120)의 후단 음극무지부(123B)의 외면과 대응된다.
또한, 상기 음극판(120)의 후단 음극무지부(123B)의 내면과 대응되는 상기 양극판(110)의 외면에도 절연 부재가 부착된다. 이러한 절연 부재는 양극판(110)의 후단 양극무지부(113B)의 경계부분에 부착되는 라미네이션 테이프(170B)이다. 상기 라미네이션 테이프(170B)는 양극판(110)의 후단 양극무지부(113B)에서 상기 세퍼레 이터(130')를 사이에 두고 음극판(120)의 후단 음극무지부(123B)의 내면과 대응된다.
상기 양극판(110) 및 음극판(120) 또는 양극무지부(113B) 및 음극무지부(123B)에서 "외면"은 전극조립체의 바깥쪽을 향하고 있는 면을 지칭하고, "내면"은 전극조립체의 안쪽을 향하는 면을 말한다.
결과적으로 상기 양극판(110)의 후단 양극 무지부(113B)의 내면쪽에 라미네이션 테이프(170A)가 부착되고, 후단 양극 무지부(113B)의 외면쪽에 라미네이션 테이프(170B)가 부착된다. 이러한 라미네이션 테이프(170A)(170B)는 음극판(120)의 후단 무지부(123B)와 적어도 같은 길이로 부착되거나, 또는 더 길게 부착된다.
따라서 양극판(110)의 양극 무지부(113B)에서 발생되는 버에 의해 세퍼레이터(130)(130')가 손상되더라도 양극판(110)의 양극 무지부(113B)와 음극판(120)의 활물질층(122) 및 후단 무지부(123B)가 접촉되지 않게 된다. 그러므로 양극판(110)과 음극판(120)의 단락을 방지하게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예는 전극 조립체(100)의 내주부에서 양극판(110)의 선단 양극무지부(113A)의 양면에 라미네이션 테이프(180)가 더 부착될 수 있다. 이때, 상기 라미네이션 테이프(18)는 양극판(110)의 선단 양극무지부(113A)와 적어도 같은 길이로 부착되거나, 또는 더 길게 부착된다. 이러한 라미네이션 테이프(180)에 의하여 양극판(110)의 선단 양극 무지부(113A)가 음극판(120)의 음극활물질층(122) 및 선단 음극무지부(123A)와 접촉을 차단하게 된다. 그리고, 양극판(110)과 음극판(120)이 단락되는 것을 방지하게 된다.
다음에는 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지의 구성은 상술한 본 발명의 일 실시예와 동일하다. 그리고 상기 전극조립체(100)의 구성도 상술한 본 발명의 일 실시예와 동일한다. 따라서 동일 구성은 동일 부호를 사용하며 상세한 구성 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지는 전극 조립체(100)의 음극판(120)의 후단 음극 무지부(123B)의 양쪽면에 라미네이션 테이프(170A)(170B)가 부착된다.
이러한 라미네이션 테이프(170A)(170B)는 음극판(120)의 집전체(121) 및 활물질층(122)와 적어도 같은 길이로 부착되거나, 또는 더 길게 부착된다.
따라서 양극판(110)의 양극 무지부(113B)에서 발생되는 버에 의해 세퍼레이터(130)(130')가 손상되더라도 양극판(110)의 후단 양극 무지부(113B)와 음극판(120)의 활물질층(122) 및 후단 음극무지부(123B)와 접촉되지 않게 된다. 그러므로 양극판(110)과 음극판(120)의 단락을 방지하게 된다.
도 6은 양극판과 음극판의 집전체 재질에 따라 액상 전해질을 사용하는 경우에 시간경과에 따른 전압의 크기를 나타낸 그래프이다.
도 6을 참조하면, 양극판 집전체가 알루미늄이고 음극판의 집전체가 구리인 경우에 단락 발생을 최소화할 수 있다.
이와 같이 설명된 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예는 음극판(120)의 후단에서 음극판(120)의 활물질층(122)과 후단 음극무지부(123B)가 양극판(110)의 후단 양극무지부(113B)의 버와 접촉되지 않게 된다. 따라서 세퍼레이터(130)(130')의 두께를 박막화하더라도 양극판(110)과 음극판(120)의 단락을 방지할 수 있다.
통상적으로 각형 타입의 이차전지는 액상의 전해액을 사용하므로 세퍼레이터의 두께를 16um이하로 형성하기 어렵다. 또한, 파우치 타입의 이차전지는 고분자 전해질을 사용하더라도 세퍼레이터의 두께를 12um 이하로 형성하기 어렵다. 이때, 알루미늄(Al) 재질로 형성된 양극판(110)의 집전체(111)의 두께는 12um이고, 양극활물질층(112)의 두께는 60um이다. 또한, 구리(Cu)재질로 형성된 음극판(120)의 집전체(121)의 두께는 8um이고 음극활물질층(122)의 두께는 60um이다.
이에 반하여 본 발명에서는 각형 타입의 이차전지에서 액상 전해질을 사용시 세퍼레이터(130)(130')의 두께를 14um 이하로 형성할 수 있다. 또한 파우치형 타입의 이차전지에서 고분자 전해질을 사용시 세퍼레이터(130)(130')의 두께를 12um 이하로 형성할 수 있다. 즉, 본 발명은 세퍼레이터(130)(130')가 양극판(110)의 후단 양극 무지부(113B)에서 발생된 버에 의해 손상되더라도, 음극판(120)의 활물질층(122) 및 후단 음극 무지부(123B)은 양극판(110)의 후단 양극 무지부(113B)와 직접 접촉되지 않는다. 따라서 세퍼레이터(130)(130')의 두께를 얇게 형성할 수 있다.
따라서 바람직하기는 세퍼레이터(130)(130')의 두께는 3 ~ 14um 의 두께로 형성될 수 있다.
세퍼레이터의 두께는 3um 미만으로 형성되는 경우에는 세퍼레이터가 양극판과 음극판을 절연하면서 이온의 전자이동이 가능하도록 하는 본래 기능을 수행하기가 어렵다. 따라서 적어도 3um 이상의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 세퍼레이터의 두께가 14um 보다 더 두껍게 형성되는 경우에는 세퍼레이터의 두께가 16um로 형성되는 경우와 비교하여 전지 용량을 증대시키는 효과가 미흡하다.
이처럼 본 발명은 세퍼레이터에 손상을 발생시키는 양극 무지부의 버를 커버할 수 있도록 절연부재를 구비하여 세퍼레이터가 양극과 음극의 절연 및 이온 이동이 가능한 성질을 구현하면서 박막화된다. 따라서 세퍼레이터가 박막화되는 체적만큼 전지의 용량을 증대시키는 효과를 발휘한다.
도 1은 일반적인 양극판, 음극판 및 세퍼레이터의 적층 단면 구조의 모식도.
도 2는 본 발명에 따른 이차전지의 일 실시예의 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 전극조립체의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연부재의 부착상태 설명도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 절연부재의 부착상태 설명도.
도 6은 양극판과 음극판의 집전체 재질에 따른 단락 관계 그래프.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 ; 전지 100 ; 전극 조립체
110 ; 양극 111 ; 양극 집전체
112 ; 양극 활물질층 113B ; 양극 후단무지부
120 ; 음극 121 ; 음극 집전체
122 ; 음극 활물질층 123B ; 음극 후단무지부

Claims (19)

  1. 활물질이 코팅된 집전체의 적어도 일단부에 무지부가 형성된 제 1 전극과,
    활물질이 코팅된 집전체의 적어도 일단부에 무지부가 형성된 제 2 전극과,
    상기 제 1 전극 및 제 2 전극 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하고,
    상기 제 1 전극의 무지부의 버가 발생되는 부위와, 제 2 전극에서 상기 제 1 전극의 무지부의 버 발생 영역과 대응 영역 사이에는 절연부재가 구비된 이차 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연부재는 상기 제 1 전극의 무지부와 대응되는 상기 제 2 전극의 대응영역의 길이만큼 부착된 이차 전지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연부재는 상기 제 1 전극의 무지부와 대응되는 상기 제 2 전극의 대응영역의 길이보다 더 길게 부착된 이차 전지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연부재는 상기 제 1 전극의 선단 무지부 또는 후단 무지부에 부착되거나, 또는 제 1 전극의 선,후단 무지부에서 동시에 부착된 이차 전지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연부재는 상기 제 1 전극의 선단 무지부 또는 후단 무지부와 대응되는 제 2 전극의 대응 영역에 개별적으로 부착되거나, 또는 동시에 부착된 이차 전지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극이 양극이고, 상기 제 2 전극이 음극인 이차 전지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극의 집전체는 알루미늄(Al)인 이차 전지.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 전극의 집전체는 구리(Cu)인 이차 전지.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 세퍼레이터는 두께가 3 ~ 14um 인 이차 전지.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연부재는 재질이 유기, 무기, 유기-무기 복합체 중 선택되는 어느 하 나인 이차 전지.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극은 양극이고, 상기 제 2 전극은 음극으로서,
    상기 제 1 전극의 무지부와 상기 제 2 전극의 활물질이 대응되는 위치에서 상기 제 2 전극의 길이보다 길게 상기 절연부재가 상기 제 1 전극의 무지부에 형성된 이차 전지.
  12. 활물질이 코팅된 집전체의 적어도 일단부에 무지부가 형성된 제 1 전극과,
    활물질이 코팅된 집전체의 적어도 일단부에 무지부가 형성된 제 2 전극과,
    상기 제 1 전극 및 제 2 전극 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하고,
    상기 제 1 전극, 세퍼레이터 및 제 2 전극의 권취 후단에서 상기 제 1 전극의 무지부에 절연부재가 부착된 이차 전지.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 절연부재는 상기 제 2 전극과 대응되는 길이만큼 상기 제 1 전극의 무지부에 부착된 이차 전지.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 절연부재는 상기 제 2 전극과 대응되는 길이 보다 더 길게 상기 제 1 전극의 무지부에 부착된 이차 전지.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 전극이 양극이고, 상기 제 2 전극이 음극인 이차 전지.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 전극이 음극이고, 상기 제 2 전극이 양극인 이차 전지.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 양극의 집전체는 알루미늄(Al)인 이차 전지.
  18. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 음극의 집전체는 구리(Cu)인 이차 전지.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 세퍼레이터는 두께가 3 ~ 14um 인 이차 전지.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130024766A (ko) * 2011-08-30 2013-03-08 가부시키가이샤 지에스 유아사 전극 및 전극의 제조 방법
WO2016068680A1 (ko) * 2014-10-31 2016-05-06 주식회사 엘지화학 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지
WO2017090932A1 (ko) * 2015-11-26 2017-06-01 주식회사 엘지화학 이차전지
WO2017126921A1 (ko) * 2016-01-21 2017-07-27 주식회사 루트제이드 박막형 전지
US10505216B2 (en) 2015-11-26 2019-12-10 Lg Chem, Ltd. Secondary battery
WO2024072047A1 (ko) * 2022-09-30 2024-04-04 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100982003B1 (ko) * 2008-04-17 2010-09-13 주식회사 엘지화학 절연특성이 향상된 전지
WO2014088332A1 (ko) * 2012-12-07 2014-06-12 주식회사 엘지화학 테이프 처리된 전극조립체 및 이를 포함하는 전기화학소자
KR101446160B1 (ko) * 2012-12-07 2014-10-01 주식회사 엘지화학 테이프 처리된 전극조립체 및 이를 포함하는 전기화학소자
KR102052589B1 (ko) * 2013-04-01 2019-12-05 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지용 전극, 이를 포함하는 이차 전지, 및 이차 전지용 전극의 제조 방법
CN104466097B (zh) * 2014-12-16 2017-10-10 东莞新能源科技有限公司 一种电极片及含有该电极片的锂离子电池
JP6384587B2 (ja) * 2015-06-09 2018-09-05 株式会社村田製作所 電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置及び電力システム
EP3467925B1 (en) * 2016-07-08 2022-10-26 Murata Manufacturing Co., Ltd. Battery, battery pack, electronic apparatus, electric vehicle, power storage device and power system
CN109565069B (zh) * 2016-07-26 2022-09-20 日本电气株式会社 电极组件及其制造方法
JP7020412B2 (ja) * 2016-07-26 2022-02-16 日本電気株式会社 電極アセンブリおよびその製造方法
DE102017223225A1 (de) * 2017-12-19 2019-06-19 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem Leiter und einem elektrischen Kontakt eines Batteriemoduls sowie Batteriemodul
EP3783724A4 (en) * 2018-04-17 2021-05-05 Ningde Amperex Technology Limited BATTERY CELL AND BATTERY
CN112687964B (zh) 2018-11-05 2022-07-15 宁德新能源科技有限公司 电化学装置
KR20210055882A (ko) * 2019-11-08 2021-05-18 주식회사 엘지화학 전극조립체 및 그를 포함하는 이차전지
JP7421038B2 (ja) * 2020-02-17 2024-01-24 Fdk株式会社 アルカリ蓄電池、及びアルカリ蓄電池の製造方法
KR20220023095A (ko) * 2020-08-20 2022-03-02 삼성에스디아이 주식회사 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
CN114203960A (zh) * 2021-12-15 2022-03-18 珠海冠宇电池股份有限公司 一种正极片和电池

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6387564B1 (en) * 1997-02-28 2002-05-14 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Non-aqueous secondary battery having an aggregation layer
JP4265014B2 (ja) * 1998-12-22 2009-05-20 ソニー株式会社 薄型電池
US6391488B1 (en) * 1999-07-09 2002-05-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte cell
JP3937422B2 (ja) * 2000-03-23 2007-06-27 ソニー株式会社 リチウムイオン電池およびその製造方法
KR100449757B1 (ko) * 2001-11-23 2004-09-22 삼성에스디아이 주식회사 전지부와 이를 채용한 이차전지
US7335448B2 (en) * 2002-05-30 2008-02-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Lithium ion secondary battery
JP2005347161A (ja) * 2004-06-04 2005-12-15 Sony Corp 電池
JP4649993B2 (ja) * 2005-01-12 2011-03-16 パナソニック株式会社 リチウム二次電池およびその製造方法
KR20070087857A (ko) * 2005-12-29 2007-08-29 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지
JP4586820B2 (ja) * 2007-05-07 2010-11-24 ソニー株式会社 巻回型非水電解質二次電池
WO2009008160A1 (ja) * 2007-07-09 2009-01-15 Panasonic Corporation 非水電解質二次電池用電極板およびそれを用いた非水電解質二次電池
US8628876B2 (en) * 2008-06-20 2014-01-14 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrode assembly and lithium secondary battery with same
KR101009517B1 (ko) * 2008-06-23 2011-01-18 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체와 이를 이용한 리튬 이차 전지
JP2010055790A (ja) * 2008-08-26 2010-03-11 Nec Tokin Corp リチウムイオン二次電池

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130024766A (ko) * 2011-08-30 2013-03-08 가부시키가이샤 지에스 유아사 전극 및 전극의 제조 방법
WO2016068680A1 (ko) * 2014-10-31 2016-05-06 주식회사 엘지화학 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지
WO2017090932A1 (ko) * 2015-11-26 2017-06-01 주식회사 엘지화학 이차전지
US10505216B2 (en) 2015-11-26 2019-12-10 Lg Chem, Ltd. Secondary battery
WO2017126921A1 (ko) * 2016-01-21 2017-07-27 주식회사 루트제이드 박막형 전지
US10879554B2 (en) 2016-01-21 2020-12-29 Routejade Inc. Thin film battery
WO2024072047A1 (ko) * 2022-09-30 2024-04-04 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지

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