KR20110064068A - 적층형 전극 조립체 및 이를 포함하는 리튬 이온 이차전지 - Google Patents

적층형 전극 조립체 및 이를 포함하는 리튬 이온 이차전지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적층형 전극 조립체 및 이를 포함하는 리튬 이온 이차전지에 관한 것이다.
본 발명은 일측에 제 1 음극무지부가 구비되고 최하부에 위치하는 제 1 음극집전판, 일측에 제 1 양극무지부가 구비되고 제 1 음극집전판에 대응하여 최상부에 위치하는 제 1 양극집전판, 제 1 음극집전판과 제 1 양극집전판 사이에서 적어도 1 회 이상 상부와 하부에 세퍼레이터를 구비하여 적층되는 단위적층체를 포함하는 전극조립체를 개시한다. 또한, 본 발명은 전극조립체가 수납되는 파우치를 포함하고, 단위적층체는 일측에 제 1 양극집전판과 전기적으로 연결되는 제 2 양극무지부가 구비된 제 2 양극집전판과 세퍼레이터와 일측에 제 1 음극무지부와 전기적으로 연결되는 제 2 음극무지부가 구비된 제 2 음극집전판이 순차로 적층된 형상이고, 제 1 음극집전판 및 제 2 음극집전판의 타측에는 음극활물질이 코팅되고, 제 2 양극집전판 및 제 2 양극집전판의 타측에는 양극활물질이 코팅되며, 제 1 음극무지부 및 제 1 양극무지부의 일단은 상기 파우치의 일단에서 외측으로 돌출되는 리튬 이온 이차전지를 개시한다.
적층형, 전극조립체, 양극무지부, 음극무지부

Description

적층형 전극 조립체 및 이를 포함하는 리튬 이온 이차전지{STACKING TYPE ELECTRODE ASSEMBLY AND LITHIUM ION SECONDARY BATTERY HAVING THE SAME}
본 발명은 적층형 전극 조립체 및 이를 포함하는 리튬 이온 이차전지에 관한 것이다.
리튬 이온 이차전지는 전극조립체의 구조에 따라, 권취형 전극조립체, 적층형 전극조립체 및 스택/폴딩형 전극조립체로 분류된다. 권취형 전극조립체는 긴 시트형의 양극판과 음극판을 세퍼레이터가 개재된 상태에서 젤리롤의 형상으로 권취하여 형성된다. 그리고, 적층형 전극조립체는 소정 크기의 단위로 절단된 다수의 양극판과 음극판들을 세퍼레이터를 개재한 상태로 순차적으로 적층하여 형성된다. 또한, 스택/폴딩형 전극조립체는 양극판과 음극판을 세퍼레이터를 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 긴 길이의 연속적인 세퍼레이터 시트를 이용하여 권취하여 형성된다.
적층형 리튬 이온 이차전지의 경우, 전극단자를 형성하기 위해, 양극판과 음극판에 탭을 용접하는 공정 및 상기 탭을 전극단자에 용접하는 공정이 진행된다. 따라서, 공정이 복잡하게 되고, 재료비가 증가한다.
또한, 적층형 리튬 이온 이차전지의 경우, 집전판의 양면에 활물질이 코팅되어 있는 극판을 사용한다. 따라서, 최상부 또는 최하부에 적층된 극판의 한면은 대칭되어 있는 양극 또는 음극이 없으므로, 불필요한 코팅층에 발생한다. 불필요한 코팅층은 리튬 이온 확산에 의해 미세하게 충전 또는 방전에 관여한다. 따라서, 전지의 용량이 손실될 수 있다.
그리고, 이차 전지는 전극조립체가 수납되는 케이스의 형상에 따라, 각형, 원통형 및 파우치형으로 분류된다. 파우치형 리튬 이온 이차전지는 얇은 파우치막으로 외관이 형성되므로, 캔형 리튬 이차전지와 달리 외부 충격에 손상을 입기 쉽다.
본 발명의 목적은 전극단자 형성 공정을 간단하게 하는 적층형 전극 조립체 및 리튬 이온 이차전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 최상부 및 최하부에 적층된 극판에 형성되는 불필요한 활물질층이 제거된 적층형 전극 조립체 및 리튬 이온 이차전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전지의 외관 강도가 증가된 적층형 전극 조립체 및 리튬 이온 이차전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 리튬 이온 이차전지는 일측에 제 1 음극무지부가 구비되고 최하부에 위치하는 제 1 음극집전판, 일측에 제 1 양극무지부가 구비되고 제 1 음극집전판에 대응하여 최상부에 위치하는 제 1 양극집전판, 제 1 음극집전판과 제 1 양극집전판 사이에서 적어도 1 회 이상 상부와 하부에 세퍼레이터를 구비하여 적층되는 단위적층체를 포함하는 전극조립체 및 전극조립체가 수납되는 파우치를 포함하고, 단위적층체는 일측에 제 1 양극무지부와 전기적으로 연결되는 제 2 양극무지부가 구비된 제 2 양극집전판과 세퍼레이터와 일측에 제 1 음극무지부와 전기적으로 연결되는 제 2 음극무지부가 구비된 제 2 음극집전판이 순차로 적층된 형상이고, 제 1 음극무지부 및 제 1 양극무지부의 일단은 파우치의 일단에서 외측으로 돌출되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 제 2 음극무지부는 제 1 음극무지부에 부착될 수 있다. 그리고, 제 2 양극무지부는 제 1 양극무지부에 부착될 수 있다. 또한, 제 1 음극무지부는 파우치와 접촉하는 영역에 제 1 절연테입이 구비될 수 있다. 제 1 양극무지부는 파우치와 접촉하는 영역에 제 2 절연테입이 구비될 수 있다.
또한, 제 2 음극집전판은 상면과 하면에 음극활물질이 코팅될 수 있다. 또한, 제 2 양극집전판은 상면과 하면에 양극활물질이 코팅될 수 있다. 또한, 제 1 음극집전판은 상면에만 음극활물질이 코팅될 수 있다. 그리고, 제 1 음극집전판은 제 2 음극집전판 보다 제 2 음극집전판의 하면에 코팅된 음극활물질의 두께 만큼 더 두껍게 형성될 수 있다. 제 1 음극집전판은 두께가 50 ㎛ ~ 100 ㎛일 수 있다. 또한, 제 1 양극집전판은 하면에만 양극활물질이 코팅될 수 있다. 또한, 제 1 양극집전판은 제 2 양극집전판 보다 제 2 양극집전판의 상면에 코팅된 양극활물질의 두께 만큼 더 두껍게 형성될 수 있다. 또한, 제 1 양극집전판은 두께가 50 ㎛ ~ 100 ㎛일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일측면으로서, 본 발명의 적층형 전극 조립체는 일측에 제 1 음극무지부가 구비되고 최하부에 위치하는 제 1 음극집전판, 일측에 제 1 양극무지부가 구비되고 제 1 음극집전판에 대응하여 최상부에 위치하는 제 1 양극집전판, 제 1 음극집전판과 제 1 양극집전판 사이에서 적어도 1 회 이상 상부와 하부에 세퍼레이터를 구비하여 적층되는 단위적층체를 포함하고, 단위적층체는 일측에 제 1 양극집전판과 전기적으로 연결되는 제 2 양극무지부가 구비된 제 2 양극집전판과 세퍼레이터와 일측에 제 1 음극무지부와 전기적으로 연결되는 제 2 음극무지 부가 구비된 제 2 음극집전판이 순차로 적층된 형상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 적층형 전극 조립체 및 리튬 이온 이차전지에 의하면, 제 1 음극무지부 및 제 1 양극무지부를 전극단자로 활용함으로써 전극단자 형성 공정이 단순화되고 제조 비용이 절감될 수 있다.
또한, 본 발명의 적층형 전극 조립체 및 리튬 이온 이차전지에 의하면, 제 1 음극코팅부 및 제 1 양극코팅부의 일면에만 음극활물질 또는 양극활물질이 코팅되므로, 불필요한 활물질층이 발생하지 않는다. 따라서, 전지의 용량이 개선될 수 있고, 제조 비용이 절감될 수 있다.
또한, 본 발명의 적층형 전극 조립체 및 리튬 이온 이차전지에 의하면, 불필요한 활물질층이 제거된 공간 만큼 제 1 음극집전판 및 제 1 양극집전판을 두껍게 함으로써, 외관 강도가 증가될 수 있다.
또한, 본 발명의 적층형 전극 조립체 및 리튬 이온 이차전지에 의하면, 제 1 음극집전판 및 제 1 양극집전판이 두꺼우므로 내부 저항이 감소될 수 있다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 8b를 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예 따른 리튬 이온 이차전지의 조립상태도를 나타낸다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이온 이차전지의 분해사시도를 나타낸다. 도 3은 도 1의 X-X'의 단면도를 나타낸다. 도 4는 도 1 의 Y-Y'의 단면도를 나타낸다. 도 5a는 도 2의 제 1 음극판의 사시도를 나타낸다. 도 5b는 도 2의 제 1 음극집전판의 사시도를 나타낸다. 도 6a는 도 2의 제 2 음극판의 사시도를 나타낸다. 도 6b는 도 2의 제 2 음극집전판의 사시도를 나타낸다. 도 7a는 도 2의 제 1 양극판의 사시도를 나타낸다. 도 7b는 도 2의 제 1 양극집전판의 사시도를 나타낸다. 도 8a는 도 2의 제 2 양극판의 사시도를 나타낸다. 도 8b는 도 2의 제 2 양극집전체의 사시도를 나타낸다.
본 발명의 설명에 앞서 본 발명의 요지를 보다 명확히 하기 위해 일부 구성요소에 대해 먼저 정리한다.
먼저, 도면에서 음극활물질은 코팅되는 위치에 관계없이 알파벳 "n"으로 표기된다. 음극활물질(n)은 탄소 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등으로 형성될 수 있다. 그리고, 도면에서 양극활물질은 코팅되는 위치에 관계없이 알파벳 "p"로 표기된다. 양극활물질(p)은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물 등으로 형성될 수 있다. 그리고, 도면에서 세퍼레이터는 위치에 관계없이 알파벳 "s"로 표기된다. 세퍼레이터(s)는 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용될 수 있다. 세퍼레이터(s)로서 올레핀계 폴리머 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 등으로 형성될 수 있다.
이하 본 발명의 구성에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이온 전지(1)는 도 1 내지 도 8b를 참조하면, 전극조립체(100) 및 파우치(200)를 포함할 수 있다.
전극조립체(100)는 제 1 음극판(110), 제 1 양극판(120), 단위적층체(U) 및 세퍼레이터(s)를 포함할 수 있다.
제 1 음극판(110)은 제 1 음극집전판(111), 음극활물질(n), 제 1 절연테입(112)을 포함할 수 있다. 제 1 음극판(110)은 전극조립체(100)의 최하부에 위치할 수 있다.
제 1 음극집전판(111)은 제 1 음극코팅부(111a) 및 제 1 음극무지부(111b)를 포함할 수 있다. 제 1 음극코팅부(111a)는 제 1 음극집전판(111)에서 음극활물질(n)이 코팅되는 영역이다. 제 1 음극코팅부(111a)는 상면에만 음극활물질(n)이 코팅될 수 있다. 제 1 음극코팅부(111a)는 제 2 음극코팅부(141a) 보다 제 2 음극코팅부(141a)의 하면에 코팅된 음극활물질의 두께만큼 더 두껍게 형성될 수 있다. 따라서, 제 1 음극코팅부(111a)의 두께는 50 ㎛ 내지 100 ㎛인 것이 바람직하다. 제 1 음극코팅부(111a)의 두께(D1)가 50 ㎛ 미만이면, 전지의 내부저항을 증가시켜 전지의 사이클 수명이 단축될 수 있다. 또한, 제 1 음극코팅부(111a)의 두께가 100 ㎛를 초과하면, 음극활물질(n)이 제대로 코팅되지 않는다. 제 1 음극집전판(111a)의 일면에만 음극활물질(n)을 코팅하여, 불필요한 코팅층이 발생하지 않는다. 또한, 불필요한 코팅층이 제거된 공간만큼 제 1 음극집전판(111)을 두껍게 형성함으로서, 외관 강도가 증가되고 내부저항이 감소될 수 있다.
제 1 음극무지부(111b)는 제 1 음극집전판(111)에서 음극활물질(n)이 코팅되 지 않는 영역이다. 제 1 음극무지부(111b)는 소정의 폭을 가지고 제 1 음극코팅부(111a)의 일단에서 외측으로 연장될 수 있다. 제 1 음극무지부(111b)의 일단은 파우치(200)의 일단에서 외측으로 돌출될 수 있다. 따라서, 제 1 음극무지부(111b)는 음극단자의 역할을 할 수 있다.
제 1 절연테입(112)은 제 1 음극무지부(111b)가 파우치(200)와 접촉하는 영역에 형성될 수 있다. 제 1 절연테입(112)은 제 1 음극무지부(111b)와 파우치(200)를 형성하는 금속층 간에 단락을 방지할 수 있다.
제 1 양극판(120)은 제 1 양극집전판(121), 양극활물질(p) 및 제 2 절연테입(122)을 포함할 수 있다. 제 1 양극판(120)은 전극조립체(100)의 최상부에 위치할 수 있다.
제 1 양극집전판(121)은 제 1 양극코팅부(121a) 및 제 1 양극무지부(121b)를 포함할 수 있다. 제 1 양극코팅부(121a)는 제 1 양극집전판(121)에서 양극활물질(p)이 코팅되는 영역이다. 제 1 양극코팅부(121a)의 전체면적은 제 1 음극코팅부(111a)의 전체면적에 대향할 수 있다. 제 1 음극코팅부(121a)는 하면에만 양극활물질(p)이 코딩될 수 있다. 제 1 양극코팅부(121a)는 제 2 양극코팅부(131a) 보다 제 2 양극코팅부(131a)의 상면에 코팅된 양극활물질의 두께만큼 더 두껍게 형성될 수 있다. 따라서, 제 1 양극코팅부(121a)의 두께는 50 ㎛ 내지 100 ㎛인 것이 바람직하다. 이때, 제 1 양극코팅부(121a)의 두께(D2)가 50 ㎛ 미만이면, 전지의 내부저항을 증가시켜 전지의 사이클 수명이 단축될 수 있다. 또한, 제 1 양극코팅부(121a)의 두께가 100 ㎛를 초과하면, 양극활물질(p)이 제대로 코팅되지 않는다. 제 1 양극집전판(121a)의 일면에만 양극활물질(p)을 코팅하여, 불필요한 코팅층이 발생하지 않는다. 또한, 불필요한 코팅층이 제거된 공간만큼 제 1 양극집전판(121)을 두껍게 형성함으로서, 외관 강도가 증가되고 내부 저항이 감소될 수 있다.
제 1 양극무지부(121b)는 제 1 양극집전판(121)에서 양극활물질(p)이 코팅되지 않는 영역이다. 제 1 양극무지부(121b)는 제 1 음극무지부(111b)의 폭과 동일한 폭으로 제 1 양극코팅부(121a)의 일단에서 외측으로 연장될 수 있다. 제 1 양극무지부(121b)는 수형 방향으로 제 1 음극무지부(111b)와 이격될 수 있다. 제 1 양극무지부(121b)의 일단은 파우치(200)의 일단에서 외측으로 돌출될 수 있다. 따라서, 제 1 양극무지부(121b)는 양극단자의 역할을 할 수 있다.
제 2 절연테입(122)은 제 1 양극무지부(121b)가 파우치(200)와 접촉하는 영역에 형성될 수 있다. 제 2 절연테입(122)은 제 1 양극무지부(121b)와 파우치(200)를 형성하는 금속층 간에 단락을 방지할 수 있다.
단위적층체(U)는 제 2 양극판(130), 제 2 음극판(140) 및 세퍼레이터(s)를 포함할 수 있다. 단위적층체(U)는 제 2 양극판(130), 세퍼레이터(s) 및 제 2 음극판(140)이 순차로 적층된 것일 수 있다. 단위적층체(U)는 제 1 음극판(110)과 제 1 양극판(120)의 사이에서 적어도 1 회 이상 상부와 하부에 세퍼레이터(s)를 구비하여 적층될 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 단위적층체(U)가 제 1 음극판(110)과 제 1 양극판(120)의 사이에서 2 회에 걸쳐 상부와 하부에 세퍼레이터(s)를 구비하여 적층된 경우이다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서 전극조립체(1)는 제 1 음극판(110), 세퍼레이터(s), 단위적층제(U), 세퍼레이터(s), 단위적층제(U), 세퍼레이 터(s) 및 제 1 양극판(120)이 순차로 적층된 경우이다. 만일, 단위적층체(U)가 3 회 적층된 경우라면, 제 1 음극판(110), 세퍼레이터(s), 단위적층제(U), 세퍼레이터(s), 단위적층제(U), 세퍼레이터(s) 단위적층제(U), 세퍼레이터(s) 및 제 1 양극판(120)이 순차로 적층될 것이다.
제 2 양극판(130)은 제 2 양극집전판(131) 및 양극활물질(p)을 포함할 수 있다.
제 2 양극집전판(131)은 제 2 양극코팅부(131a) 및 제 2 양극무지부(131b)를 포함할 수 있다.
제 2 양극코팅부(131a)는 제 2 양극집전판(131)에서 양극활물질(p)이 코팅되는 영역이다. 제 2 양극코팅부(131a)의 전체면적은 제 1 음극코팅부(111a)의 전체 면적에 대향할 수 있다. 제 2 양극코팅부(131a)는 상면 및 하면에 양극활물질(p)이 코딩될 수 있다.
제 2 양극무지부(131b)는 제 2 양극집전판(131)에서 양극활물질(p)이 코팅되지 않는 영역이다. 제 2 양극무지부(131b)는 제 1 양극무지부(121b)의 폭과 동일한 폭을 가지고, 제 2 양극코팅부(131a)의 일단에서 외측으로 연장될 수 있다. 제 2 양극무지부(131b)는 제 1 양극무지부(121b)의 직하방에 위치할 수 있다. 제 2 양극무지부(131b)는 제 1 양극무지부(121b)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제 2 양극무지부(131b)의 일측은 초음파 용접, 저항 용접 또는 레이저 용접 등의 방법으로 제 1 양극무지부(121b)에 부착될 수 있다. 이로써, 제 1 양극판(120)과 제 2 양극판(130)은 병렬로 연결될 수 있다.
제 2 음극판(140)은 제 2 음극집전판(141) 및 음극활물질(n)을 포함할 수 있다.
제 2 음극집전판(141)은 제 2 음극코팅부(141a) 및 제 2 음극무지부(141b)를 포함할 수 있다.
제 2 음극코팅부(141a)는 제 2 음극집전판(141)에서 음극활물질(n)이 코팅되는 영역이다. 제 2 음극코팅부(141a)는 상면 및 하면에 음극활물질(n)이 코딩될 수 있다. 제 2 음극코팅부(141a)의 전체면적은 제 2 양극코팅부(131a)의 전체면적에 대향할 수 있다.
제 2 음극무지부(141b)는 제 2 음극집전판(141)에서 음극활물질(n)이 코팅되지 않는 영역이다. 제 2 음극무지부(141b)는 제 1 음극무지부(141b)의 폭과 동일한 폭으로, 제 2 음극코팅부(141a)의 일단에서 외측으로 연장될 수 있다. 제 2 음극무지부(141b)는 수형 방향으로 제 2 양극무지부(131b)와 이격될 수 있다. 제 2 음극무지부(141b)는 제 1 음극무지부(111b)의 직하방에 위치할 수 있다. 제 2 음극무지부(141b)는 제 1 음극무지부(111b)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제 2 음극무지부(141b)의 일측은 초음파 용접, 저항 용접 또는 레이저 용접 등의 방법으로 제 1 음극무지부(111b)에 부착될 있다. 이로써, 제 1 음극판(110)과 제 2 양극판(140)은 병렬로 연결될 수 있다.
파우치(200)는 CPP층(200a, Casted Polypropylene layer), 금속박막(200b) 및 절연층(200c)을 포함할 수 있다. 전극조립체(100)가 수납되는 내측을 기준으로 CPP층(200a, Casted Polypropylene layer), 금속박막(200b) 및 절연층(200c)이 순 차로 적층될 수 있다. CPP층(200a)은 유기재료와 무기재료의 복합재료로 형성된다.
금속박막(200b)은 알루미늄으로 형성될 수 있다. 절연층(200c)은 나일론으로 형성될 수 있다. 파우치(200)는 중간이 접철되어 하부(210)와 상부(220)를 이룰 수 있다. 파우치(200)의 내부는 하부(210)와 상부(220)의 접합에 의해 기밀이 유지된다.
파우치(200)의 하부(210)는 수용부(211) 및 하부실링부(212)를 포함할 수 있다.
수용홈(211)은 파우치(200)의 하부(210)를 프레스 가공하여 형성될 수 있으며, 전극조립체(100)를 수용할 수 있다.
하부실링부(212)는 수용홈(211)의 상부변(211a)에서 외측으로 연장되어 형성될 수 있다.
파우치(200)의 상부(220)에 하부실링부(211)에 대응되는 영역에 상부실링부(222)가 형성될 수 있다.
상부실링부(222)는 가열 및 가압에 의해 하부실링부(212)와 접착되며 이로써, 파우치(200) 내부의 기밀이 유지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예 따른 리튬 이온 이차전지의 조립상태도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이온 이차전지의 분해사시도를 나타낸다.
도 3은 도 1의 X-X'의 단면도를 나타낸다.
도 4는 도 1의 Y-Y'의 단면도를 나타낸다.
도 5a는 도 2의 제 1 음극판의 사시도를 나타낸다.
도 5b는 도 2의 제 1 음극집전판의 사시도를 나타낸다.
도 6a는 도 2의 제 2 음극판의 사시도를 나타낸다.
도 6b는 도 2의 제 2 음극집전판의 사시도를 나타낸다.
도 7a는 도 2의 제 1 양극판의 사시도를 나타낸다.
도 7b는 도 2의 제 1 양극집전판의 사시도를 나타낸다.
도 8a는 도 2의 제 2 양극판의 사시도를 나타낸다.
도 8b는 도 2의 제 2 양극집전판의 사시도를 나타낸다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 전극조립체
110 : 제 1 음극판 120 : 제 1 양극판
130 : 제 2 양극판 140 : 제 2 음극판
n : 음극활물질 p : 양극활물질
U : 단위적층체

Claims (14)

  1. 일측에 제 1 음극무지부가 구비되고 최하부에 위치하는 제 1 음극집전판, 일측에 제 1 양극무지부가 구비되고 상기 제 1 음극집전판에 대응하여 최상부에 위치하는 제 1 양극집전판, 상기 제 1 음극집전판과 제 1 양극집전판 사이에서 적어도 1 회 이상 상부와 하부에 세퍼레이터를 구비하여 적층되는 단위적층체를 포함하는 전극조립체; 및
    상기 전극조립체가 수납되는 파우치를 포함하고,
    상기 단위적층체는 일측에 상기 제 1 양극무지부와 전기적으로 연결되는 제 2 양극무지부가 구비된 제 2 양극집전판과 세퍼레이터와 일측에 상기 제 1 음극무지부와 전기적으로 연결되는 제 2 음극무지부가 구비된 제 2 음극집전판이 순차로 적층된 형상이고,
    상기 제 1 음극무지부 및 상기 제 1 양극무지부의 일단은 상기 파우치의 일단에서 외측으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 음극무지부는 상기 제 1 음극무지부에 부착되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차전지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 양극무지부는 상기 제 1 양극무지부에 부착되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차전지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 음극무지부는 상기 파우치와 접촉하는 영역에 제 1 절연테입이 구비되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차전지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 양극무지부는 상기 파우치와 접촉하는 영역에 제 2 절연테입이 구비되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차전지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 음극집전판은 상면과 하면에 음극활물질이 코팅된 되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차전지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 양극집전판은 상면과 하면에 양극활물질이 코팅되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차전지.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 음극집전판은 상면에만 음극활물질이 코팅되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차전지.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 음극집전판은 상기 제 2 음극집전판 보다 상기 제 2 음극집전판의 하면에 코팅된 음극활물질의 두께 만큼 더 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차전지.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 음극집전판은 두께가 50 ㎛ ~ 100 ㎛인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차전지.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 양극집전판은 하면에만 양극활물질이 코팅되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차전지.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 양극집전판은 상기 제 2 양극집전판 보다 상기 제 2 양극집전판의 상면에 코팅된 양극활물질의 두께 만큼 더 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차전지.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 양극집전판은 두께가 50 ㎛ ~ 100 ㎛인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차전지.
  14. 일측에 제 1 음극무지부가 구비되고 최하부에 위치하는 제 1 음극집전판, 일측에 제 1 양극무지부가 구비되고 상기 제 1 음극집전판에 대응하여 최상부에 위치하는 제 1 양극집전판, 상기 제 1 음극집전판과 제 1 양극집전판 사이에서 적어도 1 회 이상 상부와 하부에 세퍼레이터를 구비하여 적층되는 단위적층체를 포함하고,
    상기 단위적층체는 일측에 상기 제 1 양극집전판과 전기적으로 연결되는 제 2 양극무지부가 구비된 제 2 양극집전판과 세퍼레이터와 일측에 상기 제 1 음극무지부와 전기적으로 연결되는 제 2 음극무지부가 구비된 제 2 음극집전판이 순차로 적층된 형상인 것을 특징으로 하는 적층형 전극 조립체.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8802283B2 (en) 2012-01-19 2014-08-12 Samsung Sdi Co., Ltd. Fabricating method of secondary battery
WO2020246716A1 (ko) * 2019-06-03 2020-12-10 삼성에스디아이(주) 이차전지

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014077469A1 (ko) * 2012-11-13 2014-05-22 주식회사 엘지화학 단면 음극을 포함하는 단차를 갖는 전극 조립체
WO2014152171A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-25 Solicore, Inc. Batteries comprising a multilayer dielectric and sealing film and method of making the batteries
KR20230148383A (ko) * 2014-09-19 2023-10-24 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 이차 전지

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11260414A (ja) 1998-03-10 1999-09-24 Kao Corp 非水系二次電池
JP2000090895A (ja) * 1998-09-14 2000-03-31 Ngk Insulators Ltd 電気自動車用リチウム二次電池
JP2000215879A (ja) * 1999-01-26 2000-08-04 Hitachi Maxell Ltd ポリマ―電解質電池
US7332242B2 (en) * 2000-09-01 2008-02-19 Itochu Corporation Lithium-based battery having extensible, ion-impermeable polymer covering on the battery container
JP2004087238A (ja) * 2002-08-26 2004-03-18 Nissan Motor Co Ltd 積層型電池
JP4238645B2 (ja) * 2003-06-12 2009-03-18 日産自動車株式会社 バイポーラ電池
KR100772814B1 (ko) * 2005-01-07 2007-11-01 주식회사 엘지화학 전지용 외장재 및 이의 제조방법
JP5408686B2 (ja) 2008-03-11 2014-02-05 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 積層型電池

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8802283B2 (en) 2012-01-19 2014-08-12 Samsung Sdi Co., Ltd. Fabricating method of secondary battery
WO2020246716A1 (ko) * 2019-06-03 2020-12-10 삼성에스디아이(주) 이차전지

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