KR20120061354A - 다수의 출력 특성을 가진 전기 화학 소자 - Google Patents

다수의 출력 특성을 가진 전기 화학 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20120061354A
KR20120061354A KR1020100122642A KR20100122642A KR20120061354A KR 20120061354 A KR20120061354 A KR 20120061354A KR 1020100122642 A KR1020100122642 A KR 1020100122642A KR 20100122642 A KR20100122642 A KR 20100122642A KR 20120061354 A KR20120061354 A KR 20120061354A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit cells
cell
unit
output characteristics
electrode
Prior art date
Application number
KR1020100122642A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101245283B1 (ko
Inventor
김종희
임형규
김인정
양인석
박석정
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020100122642A priority Critical patent/KR101245283B1/ko
Publication of KR20120061354A publication Critical patent/KR20120061354A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101245283B1 publication Critical patent/KR101245283B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0459—Cells or batteries with folded separator between plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/10—Multiple hybrid or EDL capacitors, e.g. arrays or modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/24—Electrodes characterised by structural features of the materials making up or comprised in the electrodes, e.g. form, surface area or porosity; characterised by the structural features of powders or particles used therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/74—Terminals, e.g. extensions of current collectors
    • H01G11/76—Terminals, e.g. extensions of current collectors specially adapted for integration in multiple or stacked hybrid or EDL capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0583—Construction or manufacture of accumulators with folded construction elements except wound ones, i.e. folded positive or negative electrodes or separators, e.g. with "Z"-shaped electrodes or separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
    • H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
    • H01M50/179—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/258—Modular batteries; Casings provided with means for assembling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/538—Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

본 발명은 다수의 출력 특성을 가지는 전기 화학 소자를 개시한다. 본 발명에 따른 전기 화학 소자는, 복수의 단위 셀들이 적층되어 있는 셀 어셈블리를 구비한다. 상기 셀 어셈블리는 서로 다른 출력 특성을 가지는 적어도 2종 이상의 단위 셀이 집합된 구조를 가지며, 출력 특성이 다른 단위 셀의 전극 탭은 다른 방향으로 인출된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 이차 전지와 같은 전기 화학 소자를 사용하는 시스템에서 복수의 출력을 필요로 하는 경우 별도의 출력 변환 회로를 사용하지 않고 전기 화학 소자 자체에서 다수의 출력을 공급할 수 있다. 또한 전기 화학 소자에서 제공되는 다수의 출력을 다양한 형태로 조합함으로써 시스템에서 필요로 하는 최적의 출력 특성을 얻을 수 있다.

Description

다수의 출력 특성을 가진 전기 화학 소자{Electrochemical device having plural power characteristics}
본 발명은 이차 전지와 캐패시터와 같은 전기 화학 소자에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 출력 특성을 가진 전기 화학 소자에 관한 것이다.
제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 전기 화학 소자의 일종으로서 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기 차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HV, Hybrid Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다.
이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
이차 전지(셀)는 외장의 종류, 구조 등에 따라 파우치형, 캔형, 각형 등으로 분류될 수 있으며, 셀 어셈블리의 구조적 특성에 따라 젤리-롤형(권취형), 스택형, 스택-폴딩형 등으로 구분된다. 각 구분이나 분류마다 이차 전지의 기본적 원리와 구성 등은 상호 대응될 수 있으므로 도 1 내지 도 3에 도시된 파우치형 이차 전지를 예로 하여 이차 전지의 개략적인 구조를 설명하도록 한다.
도 1에 도시된 바와 같이 파우치형 이차전지(10)는 파우치 케이스(20) 및 셀 어셈블리(30)를 기본 구조로 포함한다.
상기 셀 어셈블리(30)는 도 2에 도시된 바와 같이 양극판(3), 음극판(5) 및 상기 양극판(3)과 음극판(5) 사이에 개재되어 상기 양극판(3)과 음극판(5) 사이를 전기적으로 절연시키는 세퍼레이터(4)로 구성된 단위 셀(A)이 반복적으로 적층된 구조를 가진다.
양극판(3)과 음극판(5)의 표면에는 각각 양극 활물질과 음극 활물질이 코팅되어 있으며, 인접하는 단위 셀(A) 사이에는 각 셀의 전기적 절연을 위해 분리막(6)이 개재된다.
상기 양극판(3)에는 양극 탭(32)이, 상기 음극판(5)에는 음극 탭(34)이 구비된다. 상기 양극 탭(32) 및 음극 탭(34)들은 도 3에 도시된 바와 같이 일정한 방향으로 수렴된 후, 도전성 재질로 이루어지는 양극 리드(36) 및 음극 리드(38) 각각과 일반 저항 용접, 초음파 용접, 레이저 용접, 리벳 등의 방법으로 접합된다. 이와 같이 접합되어 연장된 상기 전극 리드(36, 38)는 이차 전지와 외부 적용 기기 등을 상호 전기적으로 연결하는 소정의 전극 인터페이스에 해당하는 기능을 수행한다.
상기 셀 어셈블리(30)는 도 1에 도시된 바와 같이 파우치 케이스(20)의 내부 공간(23)에 탑재된 후, 전해액 주입 공정, 실링 공정, 화성 공정 등의 후처리 공정을 거쳐 이차 전지로 제조된다.
도 1은 하나의 파우치 케이스(20)를 상부 케이스(21) 및 하부 케이스(22)로 상대적으로 구분하고, 상기 셀 어셈블리(30)가 안착되는 수납공간(23)이 양 케이스에 모두 형성된 실시예를 도시하고 있으며, 실시 형태에 따라 한쪽 케이스에만 수납공간(23)이 형성될 수 있음은 물론이다.
케이스의 물리적 이원화 여부 또는 셀 어셈블리(30)가 안착되는 공간 등은 파우치 원재료, 제품 특성, 프로세싱 환경, 제품 사양 등에 따라 다양한 조합과 변형 형태를 통하여 당업자가 적용할 수 있는 실시 형태임은 자명하다.
이차 전지는 개체의 구성 순에 의하여 단위 개체인 셀(cell), 집합체인 어셈블리(assembly), 배터리(battery)(팩(pack)) 등으로 칭해지며, 이하 설명에서 달리 언급되지 않는다면, 본 설명에서의 이차 전지는 상기 개체를 구별하지 않고 통칭적으로 사용하도록 한다.
한편, 최근에는, 하이브리드 전기 자동차(HV), 전기 자동차(EV), 전기 자전거(E-bike), 파워 툴, 대용량 전력 저장 장치 등에 이차 전지가 폭넓게 사용되고 있다. 이에 따라, 시장에서 요구하는 이차 전지의 출력 특성도 다변화되고 있다. 여기서, 이차 전지의 출력 특성은 C 레이트, 충방전 용량, 최대 출력 등을 의미한다.
이차 전지의 출력 특성은 여러 가지 요인에 의해 영향을 받지만 주로 양극판(3)과 음극판(5)에 코팅되는 활물질의 특성에 의해 영향을 받는다. 그런데 종래의 이차 전지는 한 종류의 양극 활물질과 음극 활물질을 사용하여 제조하므로 하나의 이차 전지로부터 복수의 출력 특성을 얻을 수 없다. 따라서 기존에 양산되었던 이차 전지와는 다른 출력 특성을 가진 이차 전지의 니즈(need)가 생기면 해당 이차 전지의 설계, 실험, 양산 과정 등에 많은 시간이 필요하므로 이차 전지 제조업자의 입장에서는 시장의 요구에 즉시 부응할 수 없다는 문제가 있다.
또한 종래의 이차 전지는 하나의 출력 특성만을 나타내므로 서로 다른 전력을 사용하는 부품들이 포함된 기기에 이차 전지가 사용되는 경우에는 이차 전지로부터 출력되는 전력을 각 부품이 필요로 하는 다양한 전력으로 변환해 주는 회로가 반드시 필요하게 된다.
이러한 회로는 장치의 제조 비용을 증가시킬 뿐만 아니라 각각의 전력 변환 과정에서 이차 전지의 에너지가 소모되므로 에너지 사용의 효율성 측면에서도 바람직하지 않다.
따라서 본 발명이 속하는 기술 분야에서는 하나의 이차 전지로부터 복수의 출력 특성을 얻을 수 있는 이차 전지의 개발에 대한 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 이차 전지에 국한하지 않고 다수의 출력 특성을 나타내도록 구조가 개선된 전기 화학 소자를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 구성과 구성의 조합에 의해 실현될 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 전기 화학 소자는, 복수의 단위 셀들이 적층되어 있는 셀 어셈블리를 구비한다. 상기 셀 어셈블리는 서로 다른 출력 특성을 가지는 적어도 2종 이상의 단위 셀이 집합된 구조를 가지며, 출력 특성이 다른 단위 셀의 전극 탭은 다른 방향으로 인출된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 종류가 다른 복수의 단위 셀들은 일정한 패턴을 가지고 반복 적층된다.
또한, 각 단위 셀은, 양극 활물질이 코팅된 양극막과, 음극 활물질이 코팅된 음극막과, 상기 양극막과 음극막을 전기적으로 분리하는 세퍼레이터를 포함하고, 상기 서로 다른 출력 특성은 활물질의 종류를 다르게 하여 조절한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 단위 셀들은 2 종류의 출력 특성을 나타내는 단위 셀 A와 B를 포함하고, 상기 단위 셀 A의 전극 탭과 상기 단위 셀 B의 전극 탭은 반대 방향으로 인출된다. 이 때, 단위 셀 A와 B는 스택-폴딩형 구조로 적층될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 단위 셀들은 3 종류의 출력 특성을 나타내는 단위 셀 A, B 및 C를 포함하고, 상기 단위 셀 A의 전극 탭과 상기 단위 셀 B의 전극 탭은 반대 방향으로 인출되고, 상기 단위 셀 C의 전극 탭은 상기 단위 셀 A 및 B의 전극 탭 인출 방향과 다른 방향으로 인출된다. 이 때, 상기 단위 셀 A와 상기 단위 셀 B는 스택-폴딩형 구조로 적층되어 제1어셈블리를 구성하고, 상기 단위 셀 C 또한 스택-폴딩형 구조로 적층되어 제2어셈블리를 구성하고, 상기 제1어셈블리와 제2어셈블리는 상하로 적층될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 단위 셀들은 4 종류의 출력 특성을 나타내는 단위 셀 A, B, C 및 D를 포함하고, 상기 단위 셀 A, B, C 및 D의 전극 탭은 서로 다른 4 방향으로 인출된다. 상기 단위 셀 A와 B는 스택-폴딩형 구조로 적층되어 제1어셈블리를 구성하고, 상기 단위 셀 C와 D 또한 스택-폴딩형 구조로 적층되어 제2어셈블리를 구성하고, 상기 제1어셈블리와 제2어셈블리는 상하로 적층될 수 있다.
본 발명에 따른 전기 화학 소자는, 동일한 출력 특성을 나타내는 단위 셀들의 전극 탭들이 일 단에 접합된 전극 리드들과, 상기 전극 리드들의 타 단이 외부에 노출된 상태로 상기 셀 어셈블리를 밀봉하는 케이스를 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 케이스와 상기 전극 리드들의 접합 면에는 절연 테이프가 개재된다.
바람직하게, 상기 케이스의 외면에는 전극 리드들의 인출 방향을 기준으로 얻을 수 있는 출력 특성에 관한 정보가 인쇄된다.
본 발명에 있어서, 상기 단위 셀들은 이차 전지 셀 또는 캐패시터 셀일 수 있다.
본 발명에 따르면, 이차 전지와 같은 전기 화학 소자를 사용하는 시스템에서 복수의 출력을 필요로 하는 경우 별도의 출력 변환 회로를 사용하지 않고 전기 화학 소자 자체에서 다수의 출력을 공급할 수 있다. 또한 전기 화학 소자에서 제공되는 다수의 출력을 다양한 형태로 조합함으로써 시스템에서 필요로 하는 최적의 출력 특성을 얻을 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 파우치형 이차 전지의 구성을 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 셀 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 3은 전극 탭과 전극 리드를 접합하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기 화학 소자의 셀 어셈블리 구조를 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기 화학 소자의 셀 어셈블리를 스택-폴딩형 구조로 형성하는 공정을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 전기 화학 소자의 셀 어셈블리를 젤리-롤형 구조로 형성하는 공정을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 전기 화학 소자의 셀 어셈블리를 케이스에 실장하는 공정을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 전기 화학 소자의 셀 어셈블리에 대한 사시도이다.
도 9는 도 8의 A-A'선에 따른 단면도이다.
도 10은 변형 실시예에 따른 전기 화학 소자의 셀 어셈블리에 대한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 전기 화학 소자의 셀 어셈블리에 대한 사시도이다.
도 12는 도 11의 B-B' 선에 따른 단면도이다.
도 13은 변형 실시예에 따른 전기 화학 소자의 셀 어셈블리에 대한 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기 화학 소자의 사시도이다.
도 15는 본 발명의 제2실시예에 따른 전기 화학 소자의 사시도이다.
도 16은 본 발명의 제3실시예에 따른 전기 화학 소자의 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하의 실시 예에서 설명되는 전기 화학 소자는 이차 전지이다. 하지만 본 발명의 전기 화학 소자의 구성은 캐패시터와 같은 다른 전기 화학 제품에도 얼마든지 적용할 수 있음은 자명하다.
도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 전기 화학 소자에 포함된 셀 어셈블리의 구조를 나타낸 분해 사시도이다.
도면을 참조하면, 셀 어셈블리(40)는 서로 다른 출력 특성을 가지는 2종의 단위 셀 A와 B가 상하로 적층된 구조를 가진다. 도면에 도시되지 않았지만, 단위 셀 A와 B 사이의 전기적 절연을 위해 단위 셀 A와 B 사이에는 절연성이 있는 분리막이 개재되어 있을 수 있다.
출력 특성이 다른 단위 셀의 전극 탭은 서로 다른 방향으로 인출된다. 실시 예에서, 단위 셀 A들의 전극 탭은 방향 I 측으로 인출되어 있고, 단위 셀 B들의 전극 탭은 방향 II 측으로 인출되어 있다. 전극 탭 중 하나는 음극 탭이고 다른 하나는 양극 탭이다. 음극 탭과 양극 탭은 하나로 도시되어 있지만 단위 셀 내에 포함된 탭의 수가 하나에만 국한되는 것은 아니다.
각 단위 셀은 적어도 양극 활물질이 코팅된 양극막(41)과, 음극 활물질이 코팅된 음극막(42)과, 상기 양극막(41)과 음극막(42)을 전기적으로 분리하는 세퍼레이터(43)를 포함한다. 양극 활물질과 음극 활물질은 양극막(41)과 음극막(42)의 어느 한쪽 표면 또는 양쪽 표면에 코팅될 수 있다.
각 단위 셀은 최 외곽 전극의 극성이 동일한 바이 셀 또는 최 외곽 전극의 극성이 서로 반대인 풀 셀 구조를 가질 수 있다.
풀 셀은 양극막/세퍼레이터/음극막을 기본 구조로 하여 셀의 최 외곽에 양극막과 음극막이 위치하는 구조를 가진 셀이다. 풀 셀의 예로는, 가장 기본적인 구조의 양극막/세퍼레이터/음극막 셀과, 양극막/세퍼레이터/음극막/세퍼레이터/양극막/세퍼레이터/음극막 셀 등을 들 수 있다.
바이 셀은 양극막/세퍼레이터/음극막/세퍼레이터/양극막의 단위 구조 및 음극막/세퍼레이터/양극막/세퍼레이터/음극막의 단위구조와 같이 셀의 최 외곽에 동일한 극성의 전극이 배치되는 구조를 가진 셀이다.
본 발명의 기술적 사상은 단위 셀에 포함된 양극막(41)과 음극막(42)의 적층 방식에 의해 한정되지 않는다. 따라서 동일한 극성을 가진 전극 탭의 상대적 위치가 동일하다면 단위 셀 A와 B에 채용된 셀 구조의 종류에는 특별한 제한이 없음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
상기 양극판(41)은 알루미늄 재질이 주로 이용된다. 대안적으로, 상기 양극판(41)은 스테인리스 스틸, 니켈, 티탄, 소성 탄소 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것이 사용될 수 있다. 나아가, 전기 화학 소자에 화학적 변화를 야기시키지 않고 높은 도전성을 가지는 재질이라면 양극판으로 사용하는데 제한이 없다.
상기 양극판(41)의 일부 영역에는 양극 탭(44)이 구비되는데 양극 탭(44)은 상기 양극판(41)이 연장되는 형태로 이루어질 수 있다. 대안적으로, 양극판(41)의 소정 부위에 도전성 재질의 부재를 용접 등을 통하여 접합하는 형태로 구성하는 것도 가능하다. 또한 양극 재료를 상기 양극판(41) 외주면의 일부 영역에 도포 및 건조하여 양극 탭(44)을 형성하여도 무방하다.
상기 양극판(41)에 대응되는 음극판(42)은 주로 구리 재질이 이용된다. 대안적으로, 음극판(42)은 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것이 사용될 수 있고, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다.
상기 음극판(42)은 상기 양극판(41)과 같이 표면에 미세한 요철 구조를 형성하여 활물질의 결합력이 강화되도록 구성할 수 있으며, 필름, 시트, 호일, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 구현될 수 있음은 물론이다.
상기 음극판(42) 또한 일부 영역에 음극 탭(45)이 구비되며, 앞서 설명된 양극 탭(44)과 같이 상기 음극판(42)에서 연장되는 형태로 구현될 수 있음은 물론, 음극판(42) 소정 부위에 도전성 재질의 부재를 용접하는 등의 방법으로 접합할 수도 있으며, 음극 재료를 상기 음극판(42) 외주면의 일부 영역에 도포 및 건조하는 방식 등으로 형성하는 것도 가능하다.
양극 활물질과 음극 활물질은 단위 셀 A와 B가 서로 다른 출력 특성을 가지도록 하는 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다.
단위 셀 A와 B가 다른 출력 특성을 가지게 하려면, 일 예로 양극 활물질과 음극 활물질의 종류를 다르게 할 수 있다. 다른 예로, 양극 활물질과 음극 활물질의 종류는 동일하게 하고, 물질의 조성을 다르게 할 수 있다.
상기 양극 활물질로는 리튬함유 전이금속 산화물 또는 리튬 칼코게나이드 화합물을 모두 사용할 수 있다. 대표적인 예로는 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, LiFePO4 또는 Li1+zNi1-x-yCoxMyO2(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1, 0≤Z≤1M은 Al, Sr, Mg, La, Mn 등의 금속) 등의 금속 산화물이 사용될 수 있다.
상기 음극 활물질로는 결정질 탄소, 비정질 탄소, 탄소 복합체, 탄소 섬유 등의 탄소 재료, 리튬 금속, 리튬 합금 등이 사용될 수 있다.
상기 양극 활물질과 음극 활물질의 종류와 화학적 조성은 전기 화학 소자의 종류에 따라 얼마든지 달라질 수 있으므로 상기에서 열거한 구체적인 예는 하나의 예시에 불과하다는 것을 이해하여야 한다
상기 세퍼레이터(43)는 양극막(41)과 음극막(42) 사이의 단락을 방지하는 기능을 한다. 상기 세퍼레이터(43)는 전하를 띈 대전 입자, 예컨대 리튬 이온의 이동통로를 제공하는 것으로서, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀계 고분자막 또는 이들의 다중막, 미세다공성 필름, 직포 및 부직포와 같은 공지된 것을 사용할 수 있다.
도 5는 스택-폴딩형 구조로 단위 셀 A와 B를 적층시켜 셀 어셈블리를 구성하는 과정을 예시한 도면이다.
도면을 참조하면, 스택-폴딩형 구조로 셀 어셈블리를 구성할 경우 단위 셀 A와 단위 셀 B를 분리막 위에 교호로 배치한다. 이 때, 단위 셀 A와 B의 전극 탭은 인출 방향이 서로 반대가 되게 한다. 즉 단위 셀 A는 전극 탭이 상부 측으로 향하도록 배치하고, 단위 셀 B는 전극 탭이 하부 측 방향으로 향하도록 배치한다. 그런 다음 분리막을 우측에서 좌측으로 폴딩하면 스택-폴딩형 구조를 갖는 셀 어셈블리를 얻을 수 있다.
분리막 위에 단위 셀 A와 B를 배치하는 순서는 전술한 실시 예에 한정되지 않는다. 따라서 AABAABAAB.., BBABBABBA, AAAABBBB 등과 같이 여러 가지 변형이 가능하다. 분리막을 구성하는 물질은 세퍼레이터로 사용될 수 있는 물질이라면 어떠한 것이라도 사용이 가능하다.
셀 어셈블리는 도면에 예시된 스택-폴딩형 구조 이외에도 스택형 구조, 젤리-롤형 구조 등 본 발명이 속한 분야에서 알려진 어떠한 셀 구조에도 적용이 가능하다.
예를 들어, 젤리-롤형 구조로 셀 어셈블리를 구성하는 경우는 도 6에 도시된 바와 같이 가로 방향으로 길게 형성한 단위 셀 A와 단위 셀 B를 분리막(50)을 사이에 두고 마주 대하도록 적층시키고 특정 방향으로 적층 구조물을 말아서 형성할 수 있다. 이 때에도 단위 셀 A와 단위 셀 B의 전극 탭 인출 방향이 서로 반대가 되도록 하는 것이 바람직하다.
도 7은 셀 어셈블리를 케이스에 밀봉하여 전기 화학 소자를 제조하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 단위 셀 A로부터 인출된 전극 탭(71)과 단위 셀 B로부터 인출된 전극 탭(72)은 전극 리드(73, 74)와 각각 접합된다. 공정성 향상을 위해 동일한 극성을 갖는 전극 탭들을 1차로 접합한 후 전극 탭들의 접합 부위를 전극 리드에 접합하는 것이 바람직하다. 전극 탭 간의 접합 또는 전극 탭과 전극 리드의 접합은 저항 용접, 초음파 용접, 레이저 용접 등 공지의 용접 방법을 사용하여 실시하거나 도전성 접착제를 이용하여 실시할 수도 있다.
전극 리드와 전극 탭 간의 접합이 완료된 셀 어셈블리(70)는 파우치 케이스(75)에 수납된다. 상기 파우치 케이스(75)는 금속 박막의 상부 표면과 하부 표면이 절연성 폴리머로 라미네이트된 구조를 가진다. 상기 금속 박막은 외부의 수분, 가스 등이 셀 어셈블리(70) 측으로 침투하는 것을 방지하며, 파우치 케이스(75)의 기계적 강도 향상과 함께 파우치 케이스(75)에 주입된 화학 물질이 외부로 유출되는 것을 방지한다. 금속 박막은 철, 탄소, 크롬 및 망간의 합금, 철, 크롬 및 니켈의 합금, 알루미늄 또는 그 등가물 중 선택된 어느 하나가 이용될 수 있는데, 이에 한하는 것은 아니다. 상기 금속 박막을 철이 함유된 재질로 할 경우에는 기계적 강도가 강해지고, 알루미늄이 함유된 재질로 할 경우에는 유연성이 좋아진다. 통상, 알루미늄 금속 호일이 바람직하게 사용된다.
상기 파우치 케이스(75)는 상부 케이스와 하부 케이스로 구성된다. 하부 케이스에는 셀 어셈블리(70)의 하부가 안착될 수 있도록 셀 어셈블리(70)의 하부 형상에 대응되는 요홈이 마련된다. 또한 상부 케이스에도 셀 어셈블리(70)의 상부가 안착될 수 있도록 셀 어셈블리(70)의 상부 형상에 대응되는 요홈이 마련된다. 경우에 따라서, 상기 요홈은 생략하여도 무방하다.
상기 하부 케이스의 요홈에 셀 어셈블리(70)가 안착되면 상부 케이스로 셀 어셈블리(70)의 상부를 덮고 하부 케이스와 상부 케이스의 주변부를 열 실링 공정을 통해 밀봉한다. 그러면 도 14에 도시된 바와 같은 이차 전지의 기본 구조가 완성된다.
열 실링 공정의 진행을 위해 파우치 케이스의 내면에는 열접착층으로서, 무연신 폴리프로필렌(casted polypropylene: CPP)과 같은 변성 폴리프로필렌, 폴리프로필렌과 부틸렌과 에틸렌 삼원 공중합체 등이 사용될 수 있다. 상기 열접착층은 대략 30 내지 40um의 두께를 가지며, 금속 박막에 코팅 또는 라미네이팅될 수 있다. 또한 파우치 케이스의 외면에는 금속 박막이 외부에 노출되는 것을 방지하고 금속 박막의 스크래치 등을 방지하기 위해 통상 나일론 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트으로 이루어진 외부층이 구비된다.
열 실링 공정의 진행 시, 파우치 케이스 내에 셀 어셈블리의 전기화학적 작동을 위해 필요한 물질, 예컨대 전해액을 주입할 필요가 있을 경우는 하부 케이스와 상부 케이스의 주변부 중 일부, 즉 전해액 주입부를 제외하고 열 실링을 한 후 전해액 주액을 하고 전해액 주입부를 열 실링하면 셀 어셈블리의 밀봉이 완료됨으로써 서로 다른 출력 특성을 나타내는 전기 화학 소자를 얻을 수 있다.
파우치 케이스(75)와 전극 리드(73, 74)의 접착성을 향상시키기 위해 전극 리드(73, 74)에는 절연 테이프(76)가 구비되는 것이 바람직하다. 절연 테이프(76)는 전극 리드(73, 74)와 파우치 케이스(75)의 접착성을 향상시키면서도 절연성이 있는 물질이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다.
일 예로, 상기 절연 테이프(76)는 폴리에틸렌, 폴리아세틸렌, PTFE, 나일론, 폴리이미드, 폴리에틸렌탈레프탈레이트, 폴리프로필렌, 또는 이들의 합성 물질로 이루어질 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 셀 어셈블리의 적층 구조를 도시한 사시도이고, 도 9는 도 8의 A-A' 방향에 따른 단면도이고, 도 10은 제2실시예에 대한 변형 실시예의 구조를 A-A' 방향에 따라 보여주는 단면도이다.
도면들을 참조하면, 셀 어셈블리(80)는 3종류의 출력 특성을 나타내는 복수의 단위 셀 A, B 및 C를 포함한다. 도면에 도시된 셀 어셈블리(80)는 단위 셀 A 3개, 단위 셀 B 3개, 단위 셀 C 6개가 도시되어 있다. 그리고 단위 셀 A, B, C의 적층 순서는 아래에서 위로 가면서 ABABABCCCC이다.
복수의 단위 셀 A와 단위 셀 B는 제1어셈블리(81)를 구성한다. 그리고 단위 셀 C는 제2어셈블리(82)를 구성한다.
제1어셈블리(81)는 스택-폴딩형 구조를 가진다. 스택-폴딩형 구조를 형성하는 방법은 도 5를 참조하여 이미 설명한 바 있다. 제1어셈블리(81)는 대안적으로 젤리-롤형 구조, 스택형 구조를 가질 수도 있다.
제2어셈블리(82)는 스택-폴딩형 구조를 가진다. 대신, 제2어셈블리(82)에는 단위 셀 C만이 포함되어 있으며, 스택-폴딩의 기본적인 원리는 도 5를 참조하여 설명한 바 있다. 대안적으로, 제2셀 어셈블리(82)는 젤리-롤형 구조, 스택형 구조 등을 가질 수 있다.
제1어셈블리(81)와 제2어셈블리(82)는 상호 마주 대하도록 상하로 적층된다. 이 때, 제2어셈블리(82)에 구비된 전극 탭이 제1어셈블리(81)에 구비된 전극 탭과는 다른 방향을 향하도록 제1어셈블리(81)와 제2어셈블리(82)의 적층 방향이 조절된다. 도면에서는, 제1어셈블리(81)의 전극 탭들은 I 및 II 방향을 향하고 있고, 제2어셈블리(82)의 전극 탭들은 III 방향을 향하고 있다.
변형된 실시예에서, 제1어셈블리(81)를 사이에 두고 2개의 제2어셈블리(82)가 상하로 배치될 수 있다. 즉, 단위 셀 A, B, C는 아래에서 위로 가면서 CCCABABABCCC의 형태로 적층될 수 있다. 이러한 실시예에 의하면, 제2어셈블리(82)에 구비된 전극 탭과 전극 리드를 접합할 때 상부와 하부의 전극 탭을 중간에서 모을 수 있으므로 접합 공정의 편리성을 더욱 향상시킬 수 있다. 제2어셈블리(82)를 2개로 구성하는 경우 각 제2어셈블리(82)의 두께는 제1어셈블리(81)의 대략 절반 정도가 된다.
본 발명의 제2실시예에 따른 셀 어셈블리(80)는, 절연 테이프가 구비된 전극 리드와 전극 탭의 접합 공정, 1차 열 실링 공정, 주액 공정, 2차 열 실링 공정을 거쳐 도 15에 도시된 바와 같이 파우치 케이스 내에 밀봉될 수 있다. 상기 각 공정에 대해서는 이미 설명한 바 있으므로 반복적인 설명은 생략하기로 한다.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 셀 어셈블리(90)의 적층 구조를 도시한 사시도이고, 도 12는 도 11의 B-B' 방향에 따른 단면도이고, 도 13은 제3실시예에 대한 변형 실시예의 구조를 B-B' 방향에 따라 보여주는 단면도이다.
도면들을 참조하면, 셀 어셈블리(90)는 4종류의 출력 특성을 나타내는 복수의 단위 셀 A, B, C 및 D를 포함한다. 단위 셀 A, B, C 및 D에 포함된 양극막과 음극막에는 서로 다른 출력 특성을 나타내기 위해 서로 다른 물성을 가진 양극 활물질과 음극 활물질이 코팅되어 있다.
복수의 단위 셀 A와 단위 셀 B는 제1어셈블리(91)를 구성한다. 그리고 복수의 단위 셀 C와 단위 셀 D는 제2어셈블리(92)를 구성한다. 제1어셈블리(91)와 제2어셈블리(92)는 스택-폴딩형 구조를 가진다. 스택-폴딩형 구조를 형성하는 방법은 도 5를 참조하여 이미 설명한 바 있다. 제1어셈블리(91)와 제2어셈블리(92)는 대안적으로 젤리-롤형 구조, 스택형 구조 등을 가질 수도 있다.
제1어셈블리(91)와 제2어셈블리(92)는 상호 마주 대하도록 상하로 적층된다. 이 때, 제2어셈블리(92)에 구비된 전극 탭이 제1어셈블리(91)에 구비된 전극 탭과는 다른 방향을 향하도록 제1어셈블리(91)와 제2어셈블리(92)의 적층 방향이 조절된다. 즉, 제1어셈블리(91)에 구비된 전극 탭은 I 및 II 방향을 향하도록 배치된다면 제2어셈블리(92)에 구비된 전극 탭은 III 및 IV 방향을 향하도록 배치한다.
변형된 실시예에서, 제1어셈블리(91)를 사이에 두고 2개의 제2어셈블리(92)가 상하로 배치될 수 있다. 즉, 이러한 실시 예에 의하면, 제2어셈블리(92)에 구비된 전극 탭과 전극 리드를 접합할 때 상부와 하부의 전극 탭을 중간에서 모을 수 있으므로 접합 공정의 편리성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제3실시예에 따른 셀 어셈블리는, 절연 테이프가 구비된 전극 리드와 전극 탭의 접합 공정, 1차 열 실링 공정, 주액 공정, 2차 열 실링 공정을 통해 도 16에 도시된 바와 같이 파우치 케이스 내에 밀봉될 수 있다. 상기 각 공정에 대해서는 이미 설명한 바 있으므로 반복적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 전기 화학 소자는 케이스 표면에 출력 특성 표시부를 가지는 것이 바람직하다. 즉, 인쇄 등의 방법으로 전극 리드의 식별 정보와 각 전극 리드를 통해 얻을 수 있는 출력 특성 정보를 출력 특성 표시부에 기록한다. 그러면 전기 화학 소자의 취급 시 출력 특성을 용이하게 파악할 수 있는 이점이 있다.
본 발명에 따른 전기 화학 소자는 반복적인 충, 방전이 가능한 이차 전지 또는 캐패시터일 수 있다. 전기 화학 소자가 무엇인가에 따라 단위 셀의 구조, 단위 셀을 구성하는 물질의 종류, 전해액의 종류나 주액 여부 등이 달라질 수 있다.
하지만 본 발명의 기술적 범위는 단위 셀의 구조나 단위 셀을 구성하는 물질, 셀 어셈블리의 패키징 방법 등에 있는 것이 아니라 다수의 출력 특성을 나타낼 수 있도록 서로 다른 출력 특성을 가진 단위 셀들을 신규한 구조로 배치한 것에 있음을 당업자는 이해하여야 할 것이다.
또한 셀 어셈블리가 실장되는 케이스는 파우치 케이스에만 국한되는 것은 아니다. 즉, 이차 전지의 경우 외장재의 종류에 따라 파우치형, 캔형, 각형 등으로 분류될 수 있는데, 외장재가 캔형이나 각형인 경우도 외장재의 종류 변경에 따른 패키징 공정의 차이점을 제외한다면 본 발명의 기술적 사상이 그대로 적용될 수 있다. 따라서 본 발명은 외장재의 구체적인 종류에 의해 한정되는 것으로 해석해서는 안 된다.
또한, 상술한 실시 예에서, 상부, 하부 또는 상하 등으로 표현된 용어는 구성요소를 상대적으로 구분하거나 정의하기 위한 도구적 개념일 뿐이며, 절대적인 기준에서 물리적인 구성을 구분하기 위하여 사용된 용어가 아님은 자명하다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
30, 70, 80, 90: 셀 어셈블리 20, 75: 케이스
A, B, C, D: 출력 특성이 다른 단위 셀
32, 34, 44, 45, 71, 72: 전극 탭 36, 38, 73, 74: 전극 리드
76: 절연 테이프
81, 91: 제1어셈블리 82, 92: 제2어셈블리

Claims (18)

  1. 복수의 단위 셀들이 적층되어 있는 셀 어셈블리를 구비하는 전기 화학 소자에 있어서,
    상기 셀 어셈블리는 서로 다른 출력 특성을 가지는 적어도 2종 이상의 단위 셀이 집합된 구조를 가지며, 출력 특성이 다른 단위 셀의 전극 탭은 다른 방향으로 인출된 것을 특징으로 하는 전기 화학 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    각 단위 셀은, 양극 활물질이 코팅된 양극막과, 음극 활물질이 코팅된 음극막과, 상기 양극막과 음극막을 전기적으로 분리하는 세퍼레이터를 포함하고,
    상기 서로 다른 출력 특성은 활물질의 종류를 다르게 하여 조절된 것을 특징으로 하는 전기 화학 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단위 셀들은 2 종류의 출력 특성을 나타내는 단위 셀 A와 B를 포함하고,
    상기 단위 셀 A의 전극 탭과 상기 단위 셀 B의 전극 탭은 반대 방향으로 인출된 것을 특징으로 하는 전기 화학 소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 단위 셀 A와 상기 단위 셀 B는 일정한 패턴으로 가지고 반복 적층된 것을 특징으로 하는 전기 화학 소자.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 단위 셀 A와 상기 단위 셀 B는 긴 시트형의 분리막을 사용하여 스택-폴딩형 구조로 적층된 것을 특징으로 하는 전기 화학 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단위 셀들은 3 종류의 출력 특성을 나타내는 단위 셀 A, B 및 C를 포함하고,
    상기 단위 셀 A의 전극 탭과 상기 단위 셀 B의 전극 탭은 반대 방향으로 인출되고,
    상기 단위 셀 C의 전극 탭은 상기 단위 셀 A 및 B의 전극 탭 인출 방향과 다른 방향으로 인출된 것을 특징으로 하는 전기 화학 소자.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 단위 셀 A, B 및 C는 일정한 패턴을 가지고 반복 적층된 것을 특징으로 하는 전기 화학 소자.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 단위 셀 A와 상기 단위 셀 B는 긴 시트형의 분리막을 사용하여 스택-폴딩형 구조로 적층된 것을 특징으로 하는 전기 화학 소자.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 단위 셀 C는 긴 시트형의 분리막을 사용하여 스택-폴딩형 구조로 적층된 것을 특징으로 하는 전기 화학 소자.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 단위 셀들은 4 종류의 출력 특성을 나타내는 단위 셀 A, B, C 및 D를 포함하고,
    상기 단위 셀 A, B, C 및 D의 전극 탭은 서로 다른 4 방향으로 인출된 것을 특징으로 하는 전기 화학 소자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 단위 셀 A, B, C 및 D는 일정한 패턴을 가지고 반복 적층된 것을 특징으로 하는 전기 화학 소자.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 단위 셀 A와 B는 긴 시트형의 분리막을 사용하여 스택-폴딩형 구조로 적층된 것을 특징으로 하는 전기 화학 소자.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 단위 셀 C와 D는 긴 시트형의 분리막을 사용하여 스택-폴딩형 구조로 적층된 것을 특징으로 하는 전기 화학 소자.
  14. 제1항에 있어서,
    동일한 출력 특성을 나타내는 단위 셀들의 전극 탭들이 일 단에 접합된 전극 리드들과, 상기 전극 리드들의 타 단이 외부에 노출된 상태로 상기 셀 어셈블리를 밀봉하는 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 화학 소자.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 케이스와 상기 전극 리드들의 접합 면에는 절연 테이프가 개재되어 있는 특징으로 하는 전기 화학 소자.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 케이스의 외면에는 전극 리드들의 인출 방향을 기준으로 얻을 수 있는 출력 특성에 관한 정보가 인쇄되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 화학 소자.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 단위 셀들은 전해액에 함침되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 화학 소자.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 단위 셀들은 이차 전지 셀 또는 캐패시터 셀인 것을 특징으로 하는 전기 화학 소자.
KR1020100122642A 2010-12-03 2010-12-03 다수의 출력 특성을 가진 전기 화학 소자 KR101245283B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100122642A KR101245283B1 (ko) 2010-12-03 2010-12-03 다수의 출력 특성을 가진 전기 화학 소자

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100122642A KR101245283B1 (ko) 2010-12-03 2010-12-03 다수의 출력 특성을 가진 전기 화학 소자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120061354A true KR20120061354A (ko) 2012-06-13
KR101245283B1 KR101245283B1 (ko) 2013-03-19

Family

ID=46611939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100122642A KR101245283B1 (ko) 2010-12-03 2010-12-03 다수의 출력 특성을 가진 전기 화학 소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101245283B1 (ko)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015037813A2 (ko) 2013-09-13 2015-03-19 주식회사 엘지화학 파우치형 케이스, 전지셀 및 전지셀의 제조방법
KR20150089915A (ko) 2014-01-28 2015-08-05 주식회사 엘지화학 전극조립체 및 그를 포함하는 전지셀
KR20160006476A (ko) 2014-07-09 2016-01-19 주식회사 엘지화학 전극조립체, 전지셀 및 그의 제조방법
KR20160014370A (ko) 2014-07-29 2016-02-11 주식회사 엘지화학 전극 조립체 및 이를 위한 기본 단위체
KR20160015616A (ko) 2014-07-31 2016-02-15 주식회사 엘지화학 전극조립체 및 그의 제조방법
KR20160098148A (ko) 2016-08-08 2016-08-18 주식회사 엘지화학 파우치형 케이스, 전지셀 및 전지셀의 제조방법
KR20170109398A (ko) 2016-03-21 2017-09-29 주식회사 엘지화학 전지셀 제조방법
CN110676501A (zh) * 2018-07-03 2020-01-10 Sk新技术株式会社 高压电池单元
WO2023068611A1 (ko) * 2021-10-18 2023-04-27 주식회사 엘지에너지솔루션 Soc를 용이하게 측정할 수 있는 lfp 배터리 셀
US11870079B2 (en) 2017-03-09 2024-01-09 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrode assembly and lithium battery comprising same

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100496290B1 (ko) * 2002-12-18 2005-06-17 삼성에스디아이 주식회사 고용량 파우치형 이차전지
JP4661648B2 (ja) * 2005-06-16 2011-03-30 日産自動車株式会社 扁平型電池および該扁平型電池を用いた組電池
KR100873308B1 (ko) * 2006-06-05 2008-12-12 주식회사 엘지화학 두 개 이상의 유닛 셀들을 포함하고 있는 고용량 전지셀
KR100874387B1 (ko) * 2006-06-13 2008-12-18 주식회사 엘지화학 둘 이상의 작동 전압을 제공하는 중첩식 이차전지

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015037813A2 (ko) 2013-09-13 2015-03-19 주식회사 엘지화학 파우치형 케이스, 전지셀 및 전지셀의 제조방법
KR20150089915A (ko) 2014-01-28 2015-08-05 주식회사 엘지화학 전극조립체 및 그를 포함하는 전지셀
KR20160006476A (ko) 2014-07-09 2016-01-19 주식회사 엘지화학 전극조립체, 전지셀 및 그의 제조방법
KR20160014370A (ko) 2014-07-29 2016-02-11 주식회사 엘지화학 전극 조립체 및 이를 위한 기본 단위체
KR20160015616A (ko) 2014-07-31 2016-02-15 주식회사 엘지화학 전극조립체 및 그의 제조방법
KR20170109398A (ko) 2016-03-21 2017-09-29 주식회사 엘지화학 전지셀 제조방법
KR20160098148A (ko) 2016-08-08 2016-08-18 주식회사 엘지화학 파우치형 케이스, 전지셀 및 전지셀의 제조방법
US11870079B2 (en) 2017-03-09 2024-01-09 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrode assembly and lithium battery comprising same
CN110676501A (zh) * 2018-07-03 2020-01-10 Sk新技术株式会社 高压电池单元
CN110676501B (zh) * 2018-07-03 2024-02-02 Sk新能源株式会社 高压电池单元
WO2023068611A1 (ko) * 2021-10-18 2023-04-27 주식회사 엘지에너지솔루션 Soc를 용이하게 측정할 수 있는 lfp 배터리 셀

Also Published As

Publication number Publication date
KR101245283B1 (ko) 2013-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101245283B1 (ko) 다수의 출력 특성을 가진 전기 화학 소자
KR101395017B1 (ko) 단차를 갖는 전극 조립체 및 이를 포함하는 전지셀, 전지팩 및 디바이스
US9660296B2 (en) Electrode assembly having step, battery cell, battery pack and device including the same
KR101529408B1 (ko) 비수 전해질 2차 전지
JP6859059B2 (ja) リチウムイオン二次電池及びその製造方法
KR101147208B1 (ko) 이차 전지, 바이폴라 전극, 및 이차 전지의 제조 방법
JP4135469B2 (ja) ポリマー電池、組電池および車両
EP3154114B1 (en) Electrode assembly, fabricating method of the electrode assembly and electrochemical cell containing the electrode assembly
KR102143558B1 (ko) 전극 조립체 및 그 제조방법
US9692027B2 (en) Electrode assembly and lithium secondary battery including the same
JP2005276486A (ja) 積層型電池、組電池および車両
WO2011002064A1 (ja) ラミネート形電池
KR101375398B1 (ko) 전기절연성과 수분침투성이 개선된 파우치형 이차전지
US20190348644A1 (en) High power battery and battery case
KR101834035B1 (ko) 전극 조립체, 이를 포함하는 전지셀 및 디바이스
JP2014007107A (ja) 二次電池
JP2013127845A (ja) 電気デバイス
KR20140012601A (ko) 이차전지 및 이를 포함하는 전기화학소자
KR101245288B1 (ko) 셀 어셈블리와 파우치형 케이스의 밀착성을 향상시킨 이차전지 및 그 제조방법
KR20140013177A (ko) 이차전지 및 이를 포함하는 전기화학소자
KR20140022531A (ko) 전극조립체 및 이를 포함하는 전기화학소자 및 그 제조방법
KR101476523B1 (ko) 2차 전지의 전극
KR20150072107A (ko) 미 열융착 라인을 통해 파우치형 케이스의 주변 부위가 접힌 이차전지
KR20140018135A (ko) 전극조립체 및 이를 포함하는 전기화학소자
KR20140111623A (ko) 이차 전지 및 그 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160216

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170216

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180116

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190116

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200116

Year of fee payment: 8