KR20110100583A - 전극조립체 및 이를 이용한 이차전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전극판 중 최외곽 기재의 두께 및 전극탭의 크기를 증가시켜 내부 기재들의 전극탭을 묶어주는 동시에 전극리드로 이용할 수 있도록 하여 별도의 전극리드를 부착하는 공정을 생략할 수 있는 전극조립체 및 이를 이용한 이차전지에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전극조립체는 일측에 연장된 제1 전극탭이 구비된 제1 전극판; 상기 제1 전극탭과 겹쳐지지 않도록 타측에 연장된 제2 전극탭이 구비된 제2 전극판; 및 상기 제1 전극판과 제2 전극판 사이에 개재되는 세퍼레이터;를 포함하되, 상기 제1 전극판 및 상기 제2 전극판 중 최외곽에 위치되는 한 쌍의 제1 최외곽 전극판의 제1 최외곽 전극탭 및 한 쌍의 제2 최외곽 전극판의 제2 최외곽 전극탭은 중간에 위치되는 다수개의 제1 중간 전극탭 및 제2 중간 전극탭보다 더 크고 두껍게 형성되어, 상기 다수개의 제1 중간 전극탭 및 제2 중간 전극탭을 감싸도록 형성된다.

Description

전극조립체 및 이를 이용한 이차전지{Electrode assembly and secondary battery using the same}
본 발명은 전극조립체 및 이를 이용한 이차전지에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전극판 중 최외곽 기재의 전극탭 형태를 변경하여 공정 단순화 및 비용을 절감할 수 있는 전극조립체 및 이를 이용한 이차전지에 관한 것이다.
최근 휴대용 전자기기의 소형화 및 경량화가 급속하게 진전됨에 따라, 그 구동전원으로 사용되는 이차전지에 대해서 많은 연구가 이루어지고 있다. 특히, 비디오 카메라, 휴대용 전화, 노트북 컴퓨터, 휴대용 개인정보단말기(PDA) 등의 휴대용 무선 기기 제품이 경량화 및 고기능화가 진행됨에 따라, 이들 제품의 구동 전원으로서 사용되는 이차전지의 중요성이 증가되고 있다.
이러한 이차전지는 충전과 방전을 거듭하여 반복 사용할 수 있으므로, 일회용 전지에 비해 경제적이다. 또한, 소형 및 대용량화가 가능한 것으로, 작동 전압이 높고 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 장점 때문에 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
특히, 리튬 이차전지는 작동 전압이 3.7V로서, 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다.
대표적으로 이차전지는 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 캔형 전지와 파우치형 전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 에너지 밀도, 방전 전압, 안전성이 우수한 리튬 폴리머 전지와 같은 이차전지에 대한 수요가 높다.
이러한 캔형 또는 파우치형 전지는 캔 또는 파우치 내부에 전극조립체와, 전극조립체로부터 연장되는 전극탭들과, 전극탭들에 용접되어 있는 전극리드가 수용된다. 즉, 전극조립체는 양극판과 음극판 사이에 개재되어 이들을 상호 절연시키는 세퍼레이터가 순차적으로 적층 또는 권취된 구조이다.
그리고, 전극조립체의 양극판과 음극판으로부터 전극탭들이 연장되어 각각 융착된 상태에서 양극 및 음극 전극리드와 각각 전기적으로 연결되어 있으며, 캔 또는 파우치의 외부로 일부가 노출되어 있는 형태를 띤다. 이렇게 노출된 전극리드는 이후 공정에서 보호회로 모듈과 전기적으로 연결된다.
그러나, 이와 같이 전극조립체의 양극판 및 음극판으로부터 각각 연장된 전극탭들을 융착시킨 후 각각을 전극리드와 연결하게 되면, 공정이 복잡해질 뿐만 아니라 전극탭과 전극리드가 이후 공정을 진행하면서 떨어질 수 있다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 전극판 중 최외곽 기재의 두께 및 전극탭의 크기를 증가시켜 내부 기재들의 전극탭을 묶어주는 동시에 전극리드로 이용할 수 있도록 하여 별도의 전극리드를 부착하는 공정을 생략할 수 있는 전극조립체 및 이를 이용한 이차전지를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 전극조립체는 일측에 연장된 제1 전극탭을 포함하는 적어도 하나의 제1 전극판; 타측에 연장된 제2 전극탭을 포함하는 적어도 하나의 제2 전극판; 일측에 연장된 제1 중간 전극탭이 구비된 적어도 하나의 제1 중간 전극판;타측에 연장된 제2 중간 전극탭이 구비된 적어도 하나의 제2 중간 전극판; 및 상기 제1 전극판 및 제2 전극판 사이에 위치한 세퍼레이터와 상기 제1 중간 전극판 및 제2 중간 전극판 사이에 위치한 세퍼레이터를 포함하되, 상기 제1 전극판과 제2 전극판은 각각 상기 제1 중간 전극판과 제2 중간 전극판에 대하여 최외곽층에 배치되고, 상기 제1 전극탭과 제1 중간 전극탭은 제1 전극 리드를 형성하고 상기 제2 전극탭과 제2 중간 전극탭은 제2 전극 리드를 형성하는 전극조립체를 제공한다.
또한, 본 발명에서 상기 제1 전극탭과 제2 전극탭은 각각 상기 제1 중간 전극탭과 제2 중간 전극탭을 커버(cover)할 수 있는 크기로 형성된다.
또한, 본 발명에서 상기 제1 및 제2 전극리드는 보호회로모듈(PCM)과 직접 연결된다.
또한, 본 발명에서 상기 제1 전극판과 제1 전극탭은 각각 상기 제1 중간 전극판과 제1 중간 전극탭보다 두껍게 형성되고,
상기 제2 전극판과 제2 전극탭은 각각 상기 제2 중간 전극판과 제2 중간 전극탭보다 두껍게 형성된다.
또한, 본 발명에서 일측에 연장된 한 쌍의 제1 전극탭을 포함하는 한 쌍의 제1 전극판이 구비된 적어도 하나의 제1 전극판;
타측에 연장된 한 쌍의 제2 전극탭을 포함하는 한 쌍의 제2 전극판이 구비된 적어도 하나의 제2 전극판; 상기 한 쌍의 제1 전극판과 제2 전극판은 각각 상기 제1 중간 전극판과 제2 중간 전극판에 대하여 최외곽층에 배치되고, 상기 한 쌍의 제1 전극탭과 적어도 하나의 제1 중간 전극탭은 제1 전극 리드를 형성하고 상기 한 쌍의 제2 전극탭과 적어도 하나의 제2 중간 전극탭은 제2 전극 리드를 형성하는 전극조립체를 제공한다.
본 발명에서 상기 한 쌍의 제1 전극탭은 상기 적어도 하나의 제1 중간 전극탭을 커버(cover) 하는 크기로 상기 제1 중간 전극탭과 연결되고, 상기 한 쌍의 제2 전극탭은 상기 적어도 하나의 제2 중간 전극탭을 커버(cover) 하는 크기로 상기 제2 중간 전극탭에 연결되는 전극조립체를 제공한다.
본 발명에서 상기 적어도 하나의 제1 전극탭과 제2 전극탭은 상기 적어도 하나의 제1 중간 전극탭과 제2 중간 전극탭의 길이의 150% 내지 200%로 형성된다.
또한, 본 발명에서 상기 적어도 하나의 제1 전극판과 제1 전극탭 및 상기 적어도 하나의 제2 전극판과 제2 전극탭의 각각은 50㎛ 내지 100㎛ 두께로 형성되고, 상기 제1 전극탭과 제2 전극탭은 5 내지 40mm 의 폭으로 형성된다.
본 발명에서 상기 제1 전극탭과 제2 전극탭에는 절연테이프가 연결가능한다.
본 발명에서 상기 한 쌍의 제1 전극탭과 적어도 하나의 제1 중간 전극탭은 용접에 의하여 상호 연결되고, 상기 한 쌍의 제2 전극탭과 적어도 하나의 제2 중간 전극탭은 용접에 의하여 상호 연결된다.
본 발명에서 상기 제1 전극판은 양극이고, 상기 제1 전극판이 상기 제2 전극판보다 최외곽에 위치한다.
본 발명에서 상기 제1 전극판은 양극판이고 제2 전극판은 음극판이다.
본 발명에서 상기 전극조립체는 파우치케이스에 삽입가능하다.
본 발명에서 상기 파우치케이스는 밀봉을 위하여 내표면을 따라 접착성 수지가 형성된다.
본 발명에서 상기 제1 전극탭과 제2 전극탭의 일부는 파우치케이스의 외부로 노출되어 제1 및 제2 전극리드를 형성하고 이는 상기 보호회로모듈에 연결된다.
본 발명에서 상기 적어도 하나의 제1 중간 전극판은 전극조립체의 중앙부에 위치하고 상기 제1 및 제2 세퍼레이터는 상기 제1 중간 전극판의 양측면에 배치되고, 상기 적어도 하나의 제2 중간 전극판은 상기 제1 및 제2 세퍼레이터의 최외곽 측에 배치되고, 제3 및 제4 세퍼레이터가 상기 제2 중간 전극판의 최외곽 측에 배치된다.
본 발명에서 상기 제1 및 제2 전극탭은 보호회로모듈에 직접 연결된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는 상기 전극조립체를 포함하는 이차전지를 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면 전극판 중 최외곽 기재의 두께 및 전극탭의 크기를 증가시켜 내부 기재들의 전극탭을 묶어주는 동시에 전극리드로 이용할 수 있도록 하여 별도의 전극리드를 부착하는 공정을 생략함으로써, 공정이 보다 간단해짐에 따라 생산성이 향상될 뿐만 아니라 별도의 전극리드 기재에 대한 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 파우치 케이스 내부의 전극조립체가 분해된 상태를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 이차전지의 사시도.
도 3은 도 2의 A-A`에 따른 단면도.
도 4는 도 2의 B-B`에 따른 단면도.
이하 첨부한 도면을 참고 하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 기재한다. 다만, 본 발명은 청구범위에 기재된 범위 안에서 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 하기에 설명하는 실시예는 표현 여부에 불구하고 예시적인 것에 불과하다.
본 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 아울러, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장될 수 있으며 실제의 층 두께나 크기와 다를 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 파우치 케이스 내부의 전극조립체가 분해된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 전극조립체(10)는 활물질이 도포된 양극판(54) 및 음극판(44)과 그 사이에 개재되는 세퍼레이터(60)가 적층된 상태로 형성된다. 양극판(54)에는 일측에서 연장되는 양극탭들(55)이 형성되며, 음극판(44)에는 양극탭들(55)과 같은 방향이지만 타측에서 연장되는 음극탭들(45)이 형성된다. 이러한 양극판(54)과 음극판(44)은 최외곽에 위치된 한 쌍의 최외곽 양극판(51)과 한 쌍의 최외곽 음극판(41), 그리고 그 사이에 위치된 다수개의 중간 양극판(53) 및 다수개의 중간 음극판(43)을 포함한다. 본 발명에서 상기 양극판과 음극판은 각각 제1 전극판과 제2 전극판으로 호칭될 수 있다. 또한, 중간 양극판과 중간 음극판은 각각 제1 중간 전극판과 제2 중간 전극판으로 호칭될 수 있다
본 발명의 실시예에서 최외곽 양극판(51)은 적층된 양극판(54) 중 최외곽에 위치된 양극판(51)을 말하며, 최외곽 음극판(41)은 적층된 음극판(44) 중 최외곽에 위치된 음극판(41)을 의미한다. 이때, 한 쌍의 최외곽 양극판(51) 또는 한 쌍의 최외곽 음극판(41) 중 어느 하나가 실제적으로 전극조립체(10)의 최외곽이 될 수 있으나, 본 발명의 실시예에서는 한 쌍의 최외곽 양극판(51)이 전극조립체(10)의 최외곽에 형성된 형태에 대하여 설명한다.
최외곽 양극판(51)은 중간 양극판(53)보다 더 두껍게 형성되며, 최외곽 양극탭(50)은 중간 양극탭(52)보다 크게 형성될 수 있다. 이에 의해, 최외곽 양극탭(50)은 중간 양극판들(53)의 중간 양극탭들(52)을 묶어줄 수 있는 동시에 코어팩(Core pack) 형성 시 보호회로 모듈(미도시)과 전기적으로 연결되는 전극리드를 별도로 부착할 필요없이 최외곽 양극탭(50) 자체가 전극리드의 역할을 할 수 있다.
본 발명에서 상기 양극탭과 음극탭은 각각 제1 전극탭과 제2 전극탭으로 호칭될 수 있다. 또한, 중간 양극탭과 중간 음극탭은 각각 제1 중간 전극탭과 제2 중간 전극탭으로 호칭될 수 있다
일반적으로, 중간 양극판(53)의 두께는 12㎛ 내지 30㎛이며, 본 발명의 실시예에서 중간 양극판(53)을 감싸는 최외곽 양극판(51)의 두께는 50㎛ 내지 100㎛로 형성될 수 있다. 즉, 최외곽 양극판(51)에 부착된 최외곽 양극탭(50)에 부착된 최외곽 양극탭(50)이 50㎛ 미만으로 형성되면, 중간 양극탭들(52)의 두께와 동일하거나 더 얇아지게 되어 최외곽 기재의 강도가 약하다는 문제점이 있다. 그리고, 최외곽 양극탭(50)이 100㎛를 초과하여 형성되면, 최외곽 기재의 두께가 과도하게 두꺼워져 상호 부착이 용이하지 않을 뿐만 아니라 이차전지의 두께가 두꺼워진다는 문제점이 있다.
그리고, 최외곽 음극탭(40) 역시 최외곽 양극탭(50)과 마찬가지로 중간 음극탭들(42)보다 더 두껍게 형성된다. 일반적으로, 중간 음극판(43)의 두께는 8㎛ 내지 20㎛이며, 중간 음극판(43)을 감싸는 최외곽 음극판(41)의 두께는 50㎛ 내지 100㎛로 형성될 수 있다. 여기서, 최외곽 음극탭(40) 및 중간 음극탭들(42)은 일측으로 연장된 최외곽 양극탭(50) 및 중간 양극탭들(52)과 겹쳐지지 않도록 최외곽 양극탭(50) 및 중간 양극탭들(52)과 같은 방향이지만, 타측으로 연장되어 형성된다.
이러한 양극판(54)과 음극판(44)은 이차전지의 종류에 따라 다소 차이가 있지만 통상적으로 금속 기재에 활물질을 도포 및 충전하고 이를 건조, 롤 프레스 및 절단하여 형성한다. 양극판(54) 및 음극판(44)은 각각 알루미늄 금속박과 구리 금속박에 슬러리를 코팅 건조하여 제작된다. 이때, 슬러리는 양극판(54) 및 음극판(44) 각각의 활물질과, 활물질을 금속박에 점착하도록 하는 고정제를 포함한다. 리튬 이차전지의 경우, 양극 활물질로는 주로 리튬 함유 산화물이 이용되고, 음극 활물질로는 하드카본, 소프트카본, 흑연 및 탄소물질 중 어느 하나를 주로 이용할 수 있으나, 본 발명은 리튬 이차전지에 한정되는 것은 아니다.
세퍼레이터(60)는 양극판(54) 및 음극판(44) 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 세퍼레이터(60)의 기공 직경은 일반적으로 0.01~10㎛이고, 두께는 일반적으로 5~300㎛이다. 이러한 세퍼레이터(60)로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머, 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용될 수 있다. 이때, 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 세퍼레이터(60)를 겸할 수도 있다.
그리고, 파우치 케이스(20)는 전극조립체(10)를 수용할 수 있는 수납공간을 구비하며, 통상적으로 알루미늄 박막의 상면과 하면에 적층구조를 가지도록 형성되고, 파우치 케이스(20)의 내면은 열접착성 수지로 이루어진다.
도 2는 본 발명에 따른 이차전지의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 전극조립체(10)를 파우치 케이스(20)의 수납공간에 수납 시, 한 쌍의 최외곽 양극탭(50) 및 한 쌍의 최외곽 음극탭(40)은 파우치 케이스(20) 외부로 일부가 노출된다. 이때, 파우치 케이스(20)와 맞닿는 최외곽 전극탭(40,50)에는 파우치 케이스(20)와의 밀봉도를 높이는 동시에 전기적 절연 상태를 확보하기 위한 절연테이프(70)가 부착되어 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 파우치 케이스(20)는 통상적으로 알루미늄 박막의 상면과 하면에 나일론, 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등의 합성수지로 덮여진 적층구조를 가지도록 형성되고, 밀봉을 위해 파우치 케이스(20)의 내면은 열접착성 수지로 이루어진다. 따라서, 파우치 케이스(20)는 내면에 코팅된 열접착성 수지가 가열, 가압에 의하여 상호 융착되어 밀봉될 수 있다.
한 쌍의 최외곽 양극탭(50) 및 한 쌍의 최외곽 음극탭(40) 각각은 그 내부에 위치되는 중간 양극탭들(52) 및 중간 음극탭들(42)을 묶어주는 동시에 파우치 케이스(20) 외부로 일부가 노출되어 전극리드의 역할을 하여야 하므로, 중간 양극탭들(52) 및 중간 음극탭들(42)을 충분히 덮을 수 있을 정도로 크게 형성되어야 한다.
바람직하게, 최외곽 양극탭(50) 및 최외곽 음극탭(40)의 폭은 5㎜ 내지 40㎜로 형성되어야 한다. 일반적인 중간 양극탭(52) 및 중간 음극탭(42)의 폭이 4㎜ 내지 7㎜로 형성되므로, 이들을 충분히 감쌀 수 있도록 최외곽 양극탭(50) 및 최외곽 음극탭(40)의 폭은 5㎜ 내지 40㎜로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 최외곽 양극탭(50) 및 최외곽 음극탭(40)의 길이는 각각 중간 양극탭(52) 및 중간 음극탭(42) 대비 150% 내지 200%로 형성되어야 한다.
최외곽 양극탭(50) 및 최외곽 음극탭(40)이 각각 중간 양극탭(52) 및 중간 음극탭(42) 대비 150% 미만으로 형성되면, 너무 짧아 중간 양극탭(52) 및 중간 음극탭(42)을 충분히 감싸지 못한다는 문제점이 있다. 그리고, 최외곽 양극탭(50) 및 최외곽 음극탭(40)이 각각 중간 양극탭(52) 및 중간 음극탭(42) 대비 200%를 초과하면, 파우치 케이스 내부 또는 외부에 위치되는 불필요한 최외곽 양극탭(50) 및 최외곽 음극탭(40)이 길어지게 되어 공간을 차지한다는 문제점이 있다.
이때, 한 쌍의 최외곽 양극탭(50) 및 한 쌍의 최외곽 음극탭(40) 각각은 레이저 용접에 의하여 부착될 수 있다. 이에 의해 최외곽 양극탭(50) 및 최외곽 음극탭(40) 각각이 부착된 사이에 중간 양극탭들(52) 및 중간 음극탭들(42)을 감싸며 파우치 케이스(20) 외부로 일부가 노출되므로, 최외곽 양극탭(50) 및 최외곽 음극탭(40)이 전극리드의 역할을 할 수 있다. 이와 같은 최외곽 양극탭(50) 및 최외곽 음극탭(40)은 보호회로모듈(80)에 직접 연결된다.
도 3은 도 2의 A-A`에 따른 단면도이다.
도 3을 참조하면, 파우치 케이스(20) 내부의 전극조립체(10)는 양극판(54), 세퍼레이터(60), 음극판(44)이 순차적으로 적층되며, 음극판(44)은 양극판(54)보다 약간 크고, 세퍼레이터(60)는 음극판(44)보다 약간 큰 상태로 양극판(54) 및 음극판(44) 사이에 개재되어 있다. 즉, 양극판(54), 음극판(44), 세퍼레이터(60) 순의 크기로 형성된다. 일반적으로, 적층형 전극조립체(10)의 세퍼레이터(60)는 양극판(54)과 음극판(44)의 접촉에 의한 단락을 방지하기 위하여 양극판(54) 및 음극판(44)보다 크게 제작된다. 또한, 양극판(54)은 충전 시 음극판(44)에서 간헐적으로 발생하는 리튬이온 석출 현상을 고려하여 음극판(44)보다 약간 작게 제작된다.
전극조립체(10)의 적층된 형태를 보다 상세히 살펴보면, 중앙에 양극판(56)이 위치하고, 전극조립체(10)의 양측 최외곽에도 양극판(51)이 위치되며, 중앙의 양극판(56)을 기준으로 상하 대칭되는 형태로 형성된다. 즉, 중앙의 양극판(56) 양측으로 세퍼레이터(60)가 적층되고, 세퍼레이터(60)의 양측으로 중간 음극판(43)이 적층되며, 그 양측으로 중간 양극판(53)이 위치되는 형태가 반복적으로 적층되는 구조이다.
그리고, 중앙에 위치된 양극판(56)과, 그 양측에 적층된 내부의 중간 양극판들(53) 및 중간 음극판들(43)의 양 측면에는 활물질(미도시)이 도포되어 있으며, 최외곽 양극판(51)에는 내측에만 활물질이 도포되어 있다.
이와 같이 적층되어 있는 전극조립체(10) 중, 한 쌍의 최외곽 양극판(51)은 중간 양극판들(53)보다 더 두껍게 형성되며, 최외곽 양극탭(50)의 폭은 더 넓게, 길이는 더 길게 형성되어 있다. 이에 의해 중간 양극탭들(52)을 감싸며 묶어줌과 동시에 전극리드의 역할을 할 수 있다.
이때, 밀봉된 파우치 케이스(20) 외부로 최외곽 양극탭(50)이 노출되어 파우치 케이스(20)와 맞닿는 영역에는 절연테이프(70)가 부착되어 있다. 즉, 파우치 케이스(20)가 밀봉될 때 파우치 케이스(20)와 최외곽 양극탭(50)을 절연시키는 절연테이프(70)를 포함한다. 이러한 절연테이프(70)는 파우치 케이스(20)의 내면에 형성된 열접착성 수지가 융착될 때 최외곽 전극탭(40,50)과 알루미늄 박막의 단락을 방지하게 된다. 한편, 절연테이프(70)는 파우치 케이스(20)의 밀봉을 저해하지 말아야 하며, 습기 침입이나 전해질 유출을 위한 경로로서 작용하지 말아야 한다.
도 4는 도 2의 B-B`에 따른 단면도이다.
도 4를 참조하면, 도 3과 동일한 구조로 중간 음극탭들(42)이 한 쌍의 최외곽 음극탭(40)에 의해 감싸진다. 여기서, 최외곽 음극판(41)은 세퍼레이터(60)를 사이에 두고 최외곽 양극판(51)의 내부에 위치되며, 중간 음극탭들(42) 및 최외곽 음극탭(40)은 중간 양극탭들(52) 및 최외곽 양극탭(50)이 위치한 영역과 겹쳐지지 않는 위치에 형성된다.
한 쌍의 최외곽 음극탭(40)은 파우치 케이스(20)와 맞닿는 영역에 절연테이프(70)가 부착되면서, 그 내부의 중간 음극탭들(42)을 감싸는 구조로 형성된다. 이에 의해, 전극조립체(10)를 제조하는 공정이 보다 간단해짐에 따라 생산성이 향상될 뿐만 아니라 별도의 전극리드 기재에 대한 비용을 절감할 수 있다.
전술한 실시예에서는 정중앙에 양극판이 위치되고, 전극조립체의 양측 최외곽에 양극판이 위치되었지만, 정중앙에 음극판이 위치되고, 전극조립체의 양측 최외곽에 음극판이 위치되어도 됨은 물론이다.
또한, 전술한 실시예에서는 파우치형 이차전지에 대하여 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 긴 시트형의 양극판과 음극판을 세퍼레이터가 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리롤형 및 원통형, 지그재그형 전극조립체에도 본 발명을 적용할 수 있음은 물론이다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
10; 전극조립체 20: 파우치케이스
43: 중간 음극판 44: 음극판
40: 최외곽 음극탭 50: 최외곽 양극탭
41: 최외곽 음극판 51: 최외곽 양극판
42: 중간 음극탭 52: 중간 양극탭
45: 음극탭 55: 양극탭
53: 중간 양극판 54: 양극판
60: 세퍼레이터 70: 절연테이프

Claims (19)

  1. 일측에 연장된 제1 전극탭을 포함하는 적어도 하나의 제1 전극판; 타측에 연장된 제2 전극탭을 포함하는 적어도 하나의 제2 전극판; 일측에 연장된 제1 중간 전극탭이 구비된 적어도 하나의 제1 중간 전극판;타측에 연장된 제2 중간 전극탭이 구비된 적어도 하나의 제2 중간 전극판; 및 상기 제1 전극판 및 제2 전극판 사이에 위치한 세퍼레이터와 상기 제1 중간 전극판 및 제2 중간 전극판 사이에 위치한 세퍼레이터를 포함하되,
    상기 제1 전극판과 제2 전극판은 각각 상기 제1 중간 전극판과 제2 중간 전극판에 대하여 최외곽층에 배치되고,
    상기 제1 전극탭과 제1 중간 전극탭은 제1 전극 리드를 형성하고 상기 제2 전극탭과 제2 중간 전극탭은 제2 전극 리드를 형성하는 전극조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극탭과 제2 전극탭은 각각 상기 제1 중간 전극탭과 제2 중간 전극탭을 커버(cover)할 수 있는 크기로 형성되는 전극조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극리드는 보호회로모듈(PCM)과 직접 연결되는 전극조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극판과 제1 전극탭은 각각 상기 제1 중간 전극판과 제1 중간 전극탭보다 두껍게 형성되고,
    상기 제2 전극판과 제2 전극탭은 각각 상기 제2 중간 전극판과 제2 중간 전극탭보다 두껍게 형성되는 전극조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    일측에 연장된 한 쌍의 제1 전극탭을 포함하는 한 쌍의 제1 전극판이 구비된 적어도 하나의 제1 전극판;
    타측에 연장된 한 쌍의 제2 전극탭을 포함하는 한 쌍의 제2 전극판이 구비된 적어도 하나의 제2 전극판;
    상기 한 쌍의 제1 전극판과 제2 전극판은 각각 상기 제1 중간 전극판과 제2 중간 전극판에 대하여 최외곽층에 배치되고,
    상기 한 쌍의 제1 전극탭과 적어도 하나의 제1 중간 전극탭은 제1 전극 리드를 형성하고 상기 한 쌍의 제2 전극탭과 적어도 하나의 제2 중간 전극탭은 제2 전극 리드를 형성하는 전극조립체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 한 쌍의 제1 전극탭은 상기 적어도 하나의 제1 중간 전극탭을 커버(cover) 하는 크기로 상기 제1 중간 전극탭과 연결되고, 상기 한 쌍의 제2 전극탭은 상기 적어도 하나의 제2 중간 전극탭을 커버(cover) 하는 크기로 상기 제2 중간 전극탭에 연결되는 전극조립체.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 전극탭과 제2 전극탭은 상기 적어도 하나의 제1 중간 전극탭과 제2 중간 전극탭의 길이의 150% 내지 200%로 형성되는 전극조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 전극판과 제1 전극탭 및 상기 적어도 하나의 제2 전극판과 제2 전극탭의 각각은 50㎛ 내지 100㎛ 두께로 형성되는 전극조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극탭과 제2 전극탭은 5 내지 40mm 의 폭으로 형성되는 전극조립체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극탭과 제2 전극탭에는 절연테이프가 연결되어 있는 전극조립체.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 한 쌍의 제1 전극탭과 적어도 하나의 제1 중간 전극탭은 용접에 의하여 상호 연결되고, 상기 한 쌍의 제2 전극탭과 적어도 하나의 제2 중간 전극탭은 용접에 의하여 상호 연결되는 전극조립체.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극판은 양극이고, 상기 제1 전극판이 상기 제2 전극판 보다 최외곽에 위치하는 전극조립체.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극판은 양극판이고 제2 전극판은 음극판인 전극조립체.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 전극조립체는 파우치케이스에 삽입되는 전극조립체.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 파우치케이스는 밀봉을 위하여 내표면을 따라 접착성 수지가 형성된 전극조립체.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 전극탭과 제2 전극탭의 일부는 파우치케이스의 외부로 노출되어 제1 및 제2 전극리드를 형성하고 이는 상기 보호회로모듈에 연결되는 전극조립체.
  17. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 중간 전극판은 전극조립체의 중앙부에 위치하고 상기 제1 및 제2 세퍼레이터는 상기 제1 중간 전극판의 양측면에 배치되고, 상기 적어도 하나의 제2 중간 전극판은 상기 제1 및 제2 세퍼레이터의 최외곽 측에 배치되고, 제3 및 제4 세퍼레이터가 상기 제2 중간 전극판의 최외곽 측에 배치되는 전극조립체.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극탭은 보호회로모듈에 직접 연결되는 전극조립체.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 하나의 전극조립체를 포함하는 이차전지.
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