KR20110007547A - Electrode assembly for battery and manufacturing thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전지용 전극조립체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전극의 절단부분을 최소화하여 전극의 분락 발생으로 인한 미세 쇼트(short)를 방지하고, 리튬이차전지의 제조시 이용하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 전지용 전극조립체 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery electrode assembly and a method for manufacturing the same, and more particularly, to minimize the cutting portion of the electrode to prevent a short short caused by the occurrence of the electrode breakage, and to use in the manufacture of a lithium secondary battery It relates to a battery electrode assembly and a method of manufacturing the same that can improve the reliability.
최근 전기 에너지를 이용한 다양한 형태의 휴대용 전자기기가 개발되고, 이송 수단으로서 친환경 자동차로 분류되는 전기 자동차가 각광받으면서, 이러한 휴대용 전자기기 및 전기 자동차의 성능향상과 관련하여 전기 에너지를 저장 및 공급하는 전지의 성능 문제가 중요하게 부각되고 있다. 특히, 이러한 기기들에 사용되는 전지들 가운데, 전지의 수명이 길며, 단위 중량당 에너지 밀도가 우수한 장점을 갖는 리튬이차전지가 주목받고 있다.Recently, various types of portable electronic devices using electric energy have been developed, and electric vehicles classified as eco-friendly vehicles as a means of transportation have been spotlighted, and batteries for storing and supplying electrical energy in connection with performance improvement of such portable electronic devices and electric vehicles. The performance problem of is highlighted. In particular, among the batteries used in such devices, a lithium secondary battery having a long life and excellent energy density per unit weight has attracted attention.
이러한 리튬이차 전지는 전해액의 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬 이온전지와 고분자 전해질을 사용하는 리튬폴리머 전지로 구분된다. 이 중, 리튬폴리머 전지는 비교적 전지의 안정성 및 형상의 자유도가 뛰어난 장점이 있으며, 집전체(集電體)에 활물질이 도포된 양극 및 음극의 전극 사이에 얇은 다공성 고분자 분리막이 위치한 구조로 이루어진다.The lithium secondary battery is classified into a lithium ion battery using a liquid electrolyte and a lithium polymer battery using a polymer electrolyte according to the type of electrolyte. Among these, the lithium polymer battery has an advantage of relatively excellent stability and shape freedom of the battery, and consists of a structure in which a thin porous polymer separator is disposed between the electrode of the positive electrode and the negative electrode coated with the active material on the current collector.
이 경우, 상기 분리막은 높은 기계적 강도와 이온 투과도를 가지고 있는 절연성 박막으로서, 양극과 음극의 전자 단락(short circuit)을 방지하고 리튬 이온의 삽입과 탈리를 위한 경로(path) 역할을 수행하도록 구성된다. In this case, the separator is an insulating thin film having high mechanical strength and ion permeability, and is configured to prevent electronic short circuits of the positive and negative electrodes and to serve as a path for insertion and desorption of lithium ions. .
또한, 상기 집전체(集電體)는 양극 및 음극용으로 전도성이 높은 재질이 각각 사용되며, 이는 전기화학적 부반응에 의한 재료의 용해(dissolution)를 고려하여 구분 사용된다. 상용화된 일반적인 재질의 형태는 양극용으로는 알루미늄, 스테인리스 스틸이 적용되고, 음극용으로는 구리 등이 적용된다. In addition, the current collector is used for the positive electrode and the negative electrode, each of which is a highly conductive material, which is used separately in consideration of dissolution of materials by electrochemical side reactions. The commercially available form of the material is aluminum, stainless steel is used for the positive electrode, copper is applied for the cathode.
이때 상기 분리막을 사이에 두고 적층된 양·음극은 또 다시 대면구조를 갖는 양·음극 및 분리막과 함께 하나의 전극군을 이루게 된다.In this case, the positive and negative electrodes stacked with the separator interposed therebetween form an electrode group together with the positive and negative electrodes and the separator having a facing structure.
상기와 같은 리튬이차전지를 포함하는 이차전지는 휴대용 전자기기 및 전기자동차 이 외에도 태양열 발전이나 풍력 발전 등에서의 동력원과 에너지 저장용으로 그 용도가 더욱 다양해지고 있고, 이들 용도에 부합하는 전지는 기존의 IT분야에 사용되는 소형의 이차전지보다 더욱 고출력화 및 대용량화되어야 한다.In addition to portable electronic devices and electric vehicles, secondary batteries including the lithium secondary batteries as described above are increasingly used for power sources and energy storage in solar power generation or wind power generation. Higher output and higher capacity than small secondary batteries used in IT field should be achieved.
종래 전지용 전극조립체는 끊김없는 일체형의 분리막을 사이에 두고 양극과 음극으로 구성된 전극을 다층으로 권회하여 제조되었는데, 이와 같은 권취형 제조방법에 의해서는 대형화 및 대용량화한 전지를 만들기 어려운 문제가 있다.Conventional battery electrode assemblies have been manufactured by winding an electrode composed of a positive electrode and a negative electrode in multiple layers with a seamless integrated separator therebetween, but it is difficult to make a large-sized and large-capacity battery by such a winding type manufacturing method.
이에 따라 최근에는 다수의 양극판과 음극판으로 구성되는 전극판을, 분리막을 사이에 두고 교대로 적층하여 제조하는 적층형의 제조방법을 이용하여 대형 및 대용량의 전지 제조가 점차 확산되고 있는 추세이다.Accordingly, in recent years, large- and large-capacity battery manufacturing has been gradually spreading by using a stacked type manufacturing method in which electrode plates composed of a plurality of positive electrode plates and negative electrode plates are alternately stacked with a separator interposed therebetween.
그러나, 종래 적층형의 전극조립체 제조방법은 분리막을 사이에 두고 일정 크기로 절단된 다수의 양극판과 음극판을 교대로 적층하기 때문에, 생산속도가 느리고 공정의 특성상 전극의 절단 부위에서 전극 합제가 손상됨으로써 분락이 발생하며, 이로 인하여 양극과 음극 간에 쇼트(short)가 발생될 우려가 있다.However, the conventional laminated electrode assembly manufacturing method alternately stacks a plurality of positive and negative plates cut to a predetermined size with a separator interposed therebetween, resulting in a slow production rate and damage due to the damage of the electrode mixture at the cutting site of the electrode. There is a possibility that a short occurs between the positive electrode and the negative electrode due to this.
그리고 이에 따라 제조된 전지는 품질문제가 야기될 가능성이 많기 때문에 리를 해결하기 위한 방안이 필요하다.Since the battery manufactured according to this is likely to cause quality problems, there is a need for a solution to solve the problem.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 끊김없이 전개되면서 폴딩되어 복수 층으로 형성되는 단수의 음극판이 분리막을 사이에 두고 복수의 양극판과 적층되어 형성됨으로써, 절단면이 최소화된 전극을 제조하여 분락 발생으로 인한 미세 쇼트(short)를 방지하고 제품의 신뢰도를 높이면서 고출력화 및 대용량화가 가능한 전지용 전극조립체 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been invented to solve the above problems, a single cathode plate which is folded and formed in multiple layers while being seamlessly developed is formed by being laminated with a plurality of positive electrode plates with a separator therebetween, thereby minimizing an electrode having a cut surface. It is an object of the present invention to provide a battery electrode assembly and a method of manufacturing the same, which can be manufactured in a high output and a large capacity while preventing fine shorts due to the occurrence of separation and increasing the reliability of the product.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 The present invention to achieve the above object
끊김없이 일체로 전개되면서 폴딩(folding)되어 복수 층으로 적층되는 단수의 음극판; 복수 층으로 적층된 음극판의 각 층 사이에 적층되는 양극판; 상기 음극판과 양극판 사이에 배치되는 분리막;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전지용 전극조립체를 제공한다.A single negative electrode plate that is folded and stacked in a plurality of layers while unfolding as a single body; A positive electrode plate laminated between each layer of the negative electrode plate laminated in a plurality of layers; It provides a battery electrode assembly comprising a; separator disposed between the negative electrode plate and the positive electrode plate.
그리고, 본 발명은 분리막을 사이에 두고 음극판과 양극판을 교대로 적층하되, 상기 음극판을 끊김없이 일체로 전개하면서 폴딩(folding)하여 복수 층으로 적층하는 것을 특징으로 하는 전지용 전극조립체의 제조방법도 제공한다.The present invention also provides a method for manufacturing an electrode assembly for a battery, wherein the negative electrode plate and the positive electrode plate are alternately stacked with the separator interposed therebetween, and the negative electrode plate is folded and folded in a plurality of layers while unfolding integrally. do.
본 발명에 따른 전지용 전극조립체 및 그 제조방법은 슬리팅(slitting), 쉬어링(shearing) 및 노칭(notching) 등과 같은 커팅(cutting)에 의해 분락 발생의 가능성이 높은 음극을 제조하는데 있어서, 단수의 음극판을 끊김없이 폴딩하여 커팅횟수를 최소화하여 음극의 절단면을 극소함으로써 커팅시 발생되는 분락 발생을 최소화하는 효과를 얻을 수 있다.The electrode assembly for a battery according to the present invention and a method of manufacturing the same are used to produce a cathode having a high probability of occurrence of separation by cutting such as slitting, shearing, notching, etc. Minimize the number of times of cutting by folding the negative electrode plate seamlessly to minimize the cutting surface of the negative electrode can minimize the occurrence of separation generated during cutting.
이러한 분락의 최소화로 인하여 양극과 음극 간에 미세 쇼트(short)를 방지할 수 있어 이에 따라 제조된 전극조립체를 포함하는 전지의 신뢰성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 고출력화 및 대용량화가 가능하다.Due to the minimization of such separation, it is possible to prevent a short short between the positive electrode and the negative electrode, thereby improving the reliability of the battery including the electrode assembly thus manufactured, as well as high output and large capacity.
또한, 본 발명은 음극에 대하여 전극 원판에 대한 커팅 공정을 최소화하여 배제할 수 있기 때문에 별도의 음극 원판용 커팅설비가 불필요하고, 이에 따라 공정 시간, 설비 투자비 및 유지 비용 등을 대폭 절감할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention can be eliminated by minimizing the cutting process for the electrode disc with respect to the negative electrode, which eliminates the need for a separate negative electrode cutting equipment, thereby greatly reducing the process time, equipment investment cost and maintenance costs, etc. There is an advantage.
또한, 본 발명은 양극판 및 분리막을 사이에 두고 단수의 음극판을 다양한 방식으로 폴딩함에 따라 양극과 음극의 교차 적층으로 소요되는 공정 시간을 절반으로 줄일 수 있고, 따라서 전극조립체의 생산성을 향상시킬 수 있으며, 전극조립체의 생산설비 수도 절반으로 줄일 수 있어 설비 투자비 절감 및 설비 설치공간의 축소 등으로 인한 유지 비용도 대폭 절감할 수 있다.In addition, the present invention can reduce the process time required for the cross-lamination of the positive electrode and the negative electrode in half by folding the single negative electrode plate in various ways with the positive electrode plate and the separator interposed therebetween, thus improving the productivity of the electrode assembly. In addition, the number of production facilities for the electrode assembly can be reduced by half, which can significantly reduce the maintenance cost due to the reduction of facility investment cost and installation space.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백히 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention, as used in the singular and the plural unless the context clearly indicates otherwise.
본 발명의 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 설명에 있어서 종래의 기술과 동일한 부분에 대하여 중복되는 설명은 생략되는 것도 있다.There may be a plurality of embodiments of the present invention, and overlapping descriptions of the same parts as in the prior art may be omitted.
본 발명은 음극이 한 방향으로 권회되며 폴딩(folding)되거나 혹은 양방향으로 왕복하며 폴딩되도록 제조되는 전지용 전극조립체 및 그 제조방법에 대한 것으로, 단수의 음극판을 폴딩하며 끊김없이 적층하고 이렇게 적층된 음극판 사이에 양극판과 분리막이 적층되도록 제조하여, 음극의 절단 부분에서 발생되는 분락을 최소화하여 양극과 음극 간에 쇼트 발생을 방지하고, 생산속도의 향상 및 제조공정의 단순화를 통하여 제조 원가를 절감할 수 있다.The present invention relates to a battery electrode assembly and a method for manufacturing the battery is manufactured so that the negative electrode is folded in one direction and folded or reciprocating in both directions, and a method of manufacturing the same, between a single negative electrode plate and seamlessly stacked and thus stacked between the negative electrode plate The anode plate and the separator are manufactured so as to be stacked on the cathode, thereby minimizing the separation occurring at the cutting part of the cathode, thereby preventing short circuit between the anode and the cathode, and reducing the manufacturing cost by improving the production speed and simplifying the manufacturing process.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부된 도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 전지용 전극조립체의 실시예를 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 2와 도 3은 본 발명에 따른 양극 및 음극의 일실시예를 보여주는 평면도이며, 도 4는 본 발명에 따라 지그재그로 왕복하며 복수 층으로 폴딩적층된 음극을 가지는 전극조립체를 보여주는 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따라 한 방향으로 권회되며 복수 층으로 폴딩적층된 음극을 가지는 전극조립체를 보여주는 단면도이다.1A and 1B are perspective views schematically showing an embodiment of a battery electrode assembly according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 are plan views showing one embodiment of a positive electrode and a negative electrode according to the present invention. 5 is a cross-sectional view showing an electrode assembly having a cathode laminated zigzag and folded in multiple layers according to the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view of an electrode assembly having a cathode laminated in multiple directions and folded in multiple layers according to the present invention. to be.
본 발명에 따른 전지용 전극조립체(100)를 제조하기 위하여, 먼저 양극 및 음극의 전극원판 즉, 양극 원판과 음극 원판을 준비한다.In order to manufacture the
본 발명에서 전극원판은 충분한 길이와 너비를 가지는 양극판(10) 또는 음극 판(20)이 롤에 감긴 상태로 공급될 수 있다.In the present invention, the electrode original plate may be supplied while the
전극조립체의 양극을 구성하기 위하여, 상기 양극 원판을 이용하여 일정 크기와 형태를 가지는 양극판(혹은 단위 양극판)(10)을 형성하되, 양극판(10)이 제조하고자 하는 전극조립체(100)의 크기를 벗어나지 않도록 적정한 사이즈로 형성한다.In order to form an anode of the electrode assembly, a cathode plate (or unit anode plate) 10 having a predetermined size and shape is formed by using the anode plate, and the size of the
음극의 경우, 상기 음극 원판을 일정 단위를 커팅하지 않고 음극 원판을 롤에서 풀어내면서 분리막(30)을 사이에 두고 양극판(10)과 교대로 적층될 수 있게 폴딩하며 복수 층으로 적층하고, 폴딩된 음극 원판은 전극조립체(100)에 따라 소정의 수로 양극판(10)과 적층된 다음 절단된다.In the case of the negative electrode, the negative electrode plate is unfolded from a roll without cutting a predetermined unit, and folded to be alternately stacked with the
본 발명에 따른 음극의 적층구조를 살펴보면, 단수의 음극판(20)과, 이 음극판(20)의 상하 위치에 배치된 두 장의 분리막(30)이 동시에 전개되고, 음극판(20)과 분리막(30)은 양극판(10)의 끝단 위치에서 폴딩되며 양극판(10)을 사이에 두고 복수 층으로 적층형성된다.Looking at the stacked structure of the negative electrode according to the present invention, a single
이와 같이 본 발명은 복수의 음극판이 적층되는 것이 아니라, 끊김없는 단수의 음극판(20)이 폴딩되며 전개되어 복수 층으로 적층되도록 음극을 형성함으로써, 음극판(20)의 앞단과 끝단 부분만 절단되기 때문에 음극 원판의 커팅횟수가 최소화되어 음극판(20)의 절단면이 최소화되고, 이에 따라 커팅시 발생되는 분락을 최소화할 수 있다.As described above, the present invention does not stack a plurality of negative electrode plates, but forms a negative electrode so that the seamless single
그리고, 음극에 대한 음극 원판의 커팅 공정을 배제함으로써 음극 원판을 커팅하는 공정시간이 대폭 단축되고 이에 따른 설비 투자비 및 인건비 등이 절감되는 효과를 얻을 수 있다.Further, by excluding the cutting process of the negative electrode negative electrode for the negative electrode, the process time for cutting the negative electrode negatively can be significantly shortened, thereby reducing the facility investment cost and labor costs.
또한, 음극과 양극의 교차 적층으로 인하여 소요되는 공정시간을 절반으로 줄일 수 있기 때문에 전극조립체(100)의 생산성을 높일 수 있으며, 전극조립체 생산설비의 수 또한 절반으로 줄일 수 있어 설비 투자비 및 설비 설치공간의 축소 등으로 인한 비용 절감이 가능하게 된다.In addition, since the process time required by the cross-lamination of the cathode and the anode can be reduced by half, the productivity of the
일실시예로 도 4에 도시된 전극조립체(100)의 경우, 단수의 음극판(20)이 좌우 양방향으로 왕복하며 전개되어 지그재그 형으로 적층형성되고, 폴딩되며 적층된 각 층마다 하나의 양극판(10)이 분리막(30)을 사이에 두고 적층된다.For example, in the
또한, 본 발명의 다른 실시예로 도 5를 참조하여 살펴보면, 단수의 음극판(20)이 일방향으로 권회되며 복수 층으로 적층되고, 권회되는 각 층마다 하나의 양극판(10)이 분리막(30)을 사이에 두고 적층된다.In addition, referring to FIG. 5 as another embodiment of the present invention, a single
이에 따라 본 발명에서 음극은 하나의 음극판(20)이 끊김없이 폴딩되며 전개되어 복수 층으로 적층되고, 본 발명의 전극조립체(100)에서 복수로 적층되는 동안 앞부분과 끝부분 이 외에는 모서리가 노출됨이 없이 형성된다.Accordingly, in the present invention, the negative electrode is unfolded and unfolded in one
그리고, 분리막(30)의 경우 도 4와 같이 끊김없는 일체형의 음극판(20)과 동시에 지그재그로 왕복 전개되면서 폴딩되어 복수 층으로 적층되거나, 또는 도 5와 같이 음극판(20)과 동시에 일정방향으로 권회되어 폴딩되며 적층될 수도 있다.In addition, the
음극판(20)과 동시에 폴딩되는 분리막(30)이 상기 음극판(20)과 양극판(10) 사이에 모두 적층되도록 하기 위하여, 전술한 바와 같이 두 장의 분리막(31,32) 사이에 음극판(20)을 개재하여 폴딩 전개할 수 있다.In order for the
그리고, 음극판(20)과 양극판(10)의 절단 부위가 노출되는 것을 방지하기 위하여, 도 4와 같이, 분리막(30) 중 적어도 음극판(20)의 바깥쪽 위치에서 전개되는 분리막(31) 부분이 음극판(20)과 양극판(10)의 절단 부위가 노출되지 않도록 감싸면서 전극조립체(100)를 권회한다.In addition, in order to prevent the cutting portions of the
이렇게 적층된 분리막(30)은 단수의 음극판(20) 및 복수의 양극판(10)이 복수 층으로 적층된 다음 절단되고, 본 발명의 전극조립체(100)에서 복수로 적층되는 동안 앞부분과 끝부분 이 외에는 모서리의 노출없이 형성된다.The
혹은, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 일정 크기와 형태를 가지도록 절단된 분리막(30)(혹은 단위 분리막)을 형성하고, 본 발명에 따라 교대로 적층된 음극판(20)과 양극판(10) 사이에 이 분리막(30)을 적층하여 전극조립체(100)를 형성할 수 있다. Alternatively, as another embodiment of the present invention, the separator 30 (or unit separator) cut to have a predetermined size and shape is formed, and the
음극판(20)의 절단된 끝부분은 접착제를 사용하거나 테이핑, 열융착 및 초음파 방식 등에 의하여 전극조립체(100)의 바깥쪽에서 고정될 수 있다.The cut end of the
한편, 상기 전극원판은 슬리팅(slitting), 쉬어링(shearing) 및 노칭(notching) 등과 같은 커팅(cutting) 방식이나 가위 등을 이용한 커팅에 의해 절단될 수 있고, 기 설정된 전극 패턴에 따라 제거될 모서리 부분에 대응하는 형상의 커팅 부재를 이용하여 양극판(10) 혹은 음극판(20)의 모서리 부분을 제거할 수도 있다.Meanwhile, the electrode disc may be cut by a cutting method such as slitting, shearing, notching, or the like by cutting with scissors, and may be removed according to a preset electrode pattern. The edge portion of the
상기 전극원판의 일측 혹은 양측 가장자리 부분은 활물질이 도포되지 않은 무지부로 구성될 수 있다.One side or both edge portions of the electrode original plate may be composed of an uncoated portion to which the active material is not applied.
그리고, 이러한 무지부는 소정의 형태로 커팅(예를 들어 노칭)하여 다양한 형상으로 구성할 수 있다.In addition, the non-coated portion may be cut into a predetermined shape (for example, notching) and configured in various shapes.
양극의 일측 혹은 양측에는 양극탭 접합부(11)가 형성되는데, 예를 들어 도 1a 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 양극판(10)의 일측 가장자리 부분에 무지부를 커팅하여 양극의 일측에서 바깥쪽으로 돌출되는 양극탭 접합부(11)를 형성할 수 있다.A positive
이러한 양극탭 접합부(11)는 양극 탭 접합(예를 들어 용접)에 의하여 양극 탭(13)이 전극에 원활하게 접합될 수 있도록 활물질이 도포되지 않은 무지부로 이루어지는 것이 바람직하며, 다양한 형상을 가지면서 다양한 위치에 형성될 수 있음은 물론이다.The positive
또한, 본 실시예에서 양극은 전도성 물질로 형성되는 집전체와 이 집전체의 적어도 한 면 이상에 도포된 활물질을 포함하여 구성된다.In this embodiment, the positive electrode includes a current collector formed of a conductive material and an active material coated on at least one surface of the current collector.
본 발명에 따른 전극조립체(100)에서 양극의 경우 복수의 적층수를 가지게 되고, 각 층마다 별도의 전극판 즉 양극판(10)을 한 장씩 적층하게 되며, 이를 위하여 양극판(10)은 제작하고자 하는 전극조립체(100)의 적층횟수에 해당하는 수량 만큼 준비되어야 한다.In the
그리고, 예를 들어 양극의 집전체는 알루미늄으로 이루어질 수 있고 활물질은 리튬계 전이 금속 산화물로 이루어질 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 양극의 집전체와 활물질이 상기 물질 이외의 물질로 형성되는 것도 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속함은 명백하다.And, for example, the current collector of the positive electrode may be made of aluminum and the active material may be made of a lithium-based transition metal oxide, but the present invention is not limited to this, the current collector and the active material of the positive electrode is formed of a material other than the material It is also possible that this also falls within the scope of the present invention.
그리고, 이러한 양극의 일측에는 바깥쪽으로 돌출되는 양극탭 접합부(11)가 형성된다.In addition, a positive
도 3과 같은 음극판(20)으로 구성되는 음극은 본 발명에 따른 전극조립체(100) 제조시 모든 층의 전극판이 음극판(20)의 폴딩 부분에서 끊김없이 일체로 전개되며, 각 층마다 하나의 전극판 즉, 양극판(10)으로 구성되는 양극에 대하여 대향되도록 폴딩되어 형성된다.In the negative electrode composed of the
따라서, 음극의 전극판(20) 길이는 적층되는 모든 양극판(10)을 대향할 수 있는 충분한 길이로 마련되어야 한다.Therefore, the length of the
본 실시예에서 이러한 음극의 경우 집전체가 구리로 형성될 수 있고 활물질은 카본계 재료로 이루어질 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 음극의 집전체와 활물질은 상기 물질 이외의 물질로 구성되는 것도 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속함은 명백하다.In this embodiment, in the case of such a negative electrode, the current collector may be formed of copper and the active material may be made of a carbon-based material, but the present invention is not limited thereto, and the current collector and the active material of the negative electrode may be made of a material other than the material. It is also possible that this is also within the scope of the present invention.
이러한 음극 역시 양극과 마찬가지로 일측에 바깥쪽으로 돌출되는 음극탭 접합부(21)가 형성된다.Like the positive electrode, the negative
도 1a에 도시된 바와 같이, 상기 양극탭 접합부(11)와 음극탭 접합부(21)는 동일 방향 즉, 한쪽 방향을 향하도록 위치되는 것은 물론, 도 1b와 같이 각각 서로 다른 반대방향에 배치되어 전극판(10,20)이 좁은 모서리를 가지는 경우에도 전극탭 접합부(11,21)가 위치할 수 있도록 하는 것이 가능하다.As shown in FIG. 1A, the positive
도 6a와 도 6b는 본 발명에 따른 전지용 전극조립체(100)를 포함하는 리튬이차전지의 실시예를 보여주는 사시도이다.6A and 6B are perspective views illustrating an embodiment of a lithium secondary battery including the
도 6a와 도 6b에 도시된 바와 같이, 리튬이차전지는 제1전극(캐소드 전극, 이하 양극이라 함)과 제2전극(애노드 전극, 이하 음극이라 함) 사이에 분리막(30)을 적층하는 전극군과, 상기 양극 및 음극에 각기 접속되는 제1전극탭(이하 양극 탭이라 함)(13)과 제2전극탭(이하 음극 탭이라 함)(23), 그리고 이 양극 탭(13)과 음극 탭(23)의 단부를 노출하면서 상기 전극군 및 양극 탭(13)과 음극 탭(23)을 내부에 수용하는 외장재(40)를 포함한다.As shown in FIGS. 6A and 6B, a lithium secondary battery includes an electrode in which a
도 6a와 도 6b의 실시예에서 상기 전극군은 본 발명에 따른 전극조립체(100)로 구성되어 리튬이차전지에 포함될 수 있다.6A and 6B, the electrode group may be configured as an
그리고, 본 발명에 따른 전극조립체(100)를 포함하는 리튬이차전지는, 적층되는 전극판(10,20)의 가장자리 부분에 형성된 전극탭 접합부(무지부)(11,21)를 도 6a와 도 6b에 도시된 바와 같이 접합하고, 이러한 전극탭 접합부(11,21)의 상단 등 일측에 전극 탭(13,23)을 접합하여 구성한다.In addition, in the lithium secondary battery including the
전술한 바와 같이, 상기 양극탭 접합부(11)와 음극탭 접합부(21)는 동일 방향 즉, 한쪽 방향을 향하도록 위치되는 것은 물론, 도 6b와 같이 각각 서로 다른 반대방향에 배치되어 전극판(10,20)이 좁은 모서리를 가지는 경우에도 전극탭 접합부(11,21)가 위치가능하도록 하여, 전극판(10,20)이 좁은 모서리를 가지는 경우에도 전극 탭(13,23)이 구비될 수 있도록 한다.As described above, the positive
이러한 리튬이차전지는 전지의 종류에 따라 액체 상태의 전해질이 외장재(40) 내부에 충전될 수 있고, 혹은 분리막(30)이 전해질의 역할을 할 수도 있다. 또는 액체 상태의 전해질을 외장재(40) 내부에 충전한 다음 폴리머화될 수 있는 성 분을 첨가하여 최종적으로 폴리머 상태의 전해질을 형성할 수도 있다.In such a lithium secondary battery, a liquid electrolyte may be charged into the
그리고, 본 실시예에서는 일측이 개구된 외장재(40)가 접착부(41)에 의해 접착되어 닫히는 파우치(pouch) 형상으로 구성되었으나, 본 발명에 따른 리튬이차전지가 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 외장재(40)는 금속 또는 플라스틱으로 이루어지는 각형의 케이스로 구성될 수 있고, 이 또한 본 발명의 범위에 속함은 명백하다.In addition, in the present embodiment, the
전술한 바와 같이, 본 발명은 복수의 양극판(10)과 단수의 음극판(20)이 분리막(30)을 사이에 두고 복수 층으로 적층되되, 음극판(20)이 좌우 양측으로 왕복하며 전개되어 폴딩적층되는 지그재그 형태의 Z-폴딩형 전극조립체(101)를 구성할 수 있고, 또는 단수의 음극판(20)이 한 방향으로 권회되어 감겨지고 복수의 양극판(10)이 분리막(30)을 사이에 두고 각 층마다 하나씩 적층되는 권취형 전극조립체(102)를 구성하는 것도 가능하다.As described above, in the present invention, a plurality of
이상에서는 Z-폴딩형 및 권취형의 전극조립체(100)를 예시로 하여 본 발명을 설명 및 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.In the above, the present invention has been described and illustrated by taking the Z-folding type and the winding
또한, 본 발명에서 양극 탭(13)과 음극 택(23)의 돌출방향은 도 1a 및 도 6a와 같이 동일한 방향으로 배치될 수도 있고, 또는 도 1b 및 도 6b와 같이 서로 다른 방향으로 배치될 수도 있으며, 모두 본 발명의 범위에 포함된다.In addition, in the present invention, the protruding directions of the
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상 을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.While the invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments thereof, the invention is not limited to these embodiments, and has been claimed by those of ordinary skill in the art to which the invention pertains. It includes all the various forms of embodiments that can be carried out without departing from the spirit.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 전지용 전극조립체의 실시예를 개략적으로 보여주는 사시도1A and 1B are perspective views schematically showing an embodiment of a battery electrode assembly according to the present invention.
도 2와 도 3은 본 발명에 따른 양극 및 음극의 일실시예를 보여주는 평면도2 and 3 are plan views showing one embodiment of a positive electrode and a negative electrode according to the present invention
도 4는 본 발명에 따라 지그재그로 왕복하며 복수 층으로 폴딩적층된 음극을 가지는 전극조립체를 보여주는 단면도4 is a cross-sectional view showing an electrode assembly having a cathode laminated in multiple layers and reciprocating in zigzag according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따라 한 방향으로 권회되며 복수 층으로 폴딩적층된 음극을 가지는 전극조립체를 보여주는 단면도5 is a cross-sectional view showing an electrode assembly having a cathode wound in one direction and laminated in multiple layers according to the present invention.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 전지용 전극조립체(100)를 포함하는 리튬이차전지의 실시예를 보여주는 사시도6A and 6B are perspective views illustrating an embodiment of a lithium secondary battery including the
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 전극조립체100: electrode assembly
10 : 양극판 11 : 양극탭 접합부10: positive electrode plate 11: positive electrode tab junction
13 : 양극 탭13: anode tab
20 : 음극판 21 : 음극탭 접합부20: negative electrode plate 21: negative electrode tab junction
23 : 음극 탭23: negative electrode tab
30,31,32 : 분리막30,31,32: separator
40 : 외장재40: exterior material
41 : 접착부41: adhesive part
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