KR20120105730A - 전극조립체 및 이를 이용한 이차 전지 - Google Patents

전극조립체 및 이를 이용한 이차 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20120105730A
KR20120105730A KR1020110023349A KR20110023349A KR20120105730A KR 20120105730 A KR20120105730 A KR 20120105730A KR 1020110023349 A KR1020110023349 A KR 1020110023349A KR 20110023349 A KR20110023349 A KR 20110023349A KR 20120105730 A KR20120105730 A KR 20120105730A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
clamping member
electrode plate
secondary battery
electrode assembly
Prior art date
Application number
KR1020110023349A
Other languages
English (en)
Inventor
안창범
김찬석
박용균
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
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 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020110023349A priority Critical patent/KR20120105730A/ko
Priority to US13/403,812 priority patent/US8647761B2/en
Publication of KR20120105730A publication Critical patent/KR20120105730A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/02Details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431Cells with wound or folded electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • H01M10/0587Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/536Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/538Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

본 발명은 중대형 전지 구현 시 전극탭이 전극판의 무지부를 클램핑(claming)할 수 있도록 형성하여, 전극탭을 전극판에 융착하는 공정을 생략할 수 있는 이차 전지에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전극조립체는 길이 방향의 일측 단부를 따라 제1 무지부가 형성된 제1 전극판; 상기 제1 무지부와 반대되는 타측 단부를 따라 제2 무지부가 형성된 제2 전극판; 및 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터;를 포함하되, 상기 제1 전극판, 제2 전극판 및 세퍼레이터는 권취된 형상이며, 상기 제1 무지부 또는 상기 제2 무지부 중 적어도 어느 하나를 고정하는 클램핑(clamping)부재를 더 포함한다. 이러한 구성에 의하여, 전극탭의 두께가 두껍더라도 간편하게 고출력, 고용량의 중대형 전지를 제조할 수 있다.

Description

전극조립체 및 이를 이용한 이차 전지{Electrode assembly and secondary battery using the same}
본 발명은 전극조립체 및 이를 이용한 이차 전지에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 고출력, 고용량의 전극조립체 및 이를 이용한 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지의 전극조립체는 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 이 중, 권취형 전극조립체는 양극판과 음극판을 구비하고, 그 사이에 세퍼레이터를 개재한 뒤 권취하여 형성한다. 이때, 양극판과 음극판 각각의 무지부에는 양극탭 및 음극탭이 융착되어 부착된다.
이러한 권취형 전극조립체를 이용하여 고출력, 고용량 전지를 구현하는 경우, 전극탭의 두께가 두꺼워지게 된다. 그러나, 이와 같이 전극탭이 일정 두께 이상으로 두꺼워지면, 전극판의 무지부에 전극탭을 융착하기가 어려워진다. 또한, 융착 공정 시에 분진 등이 발생되므로, 고출력, 고용량 전지의 구현이 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 중대형 전지 구현 시 전극탭이 전극판의 무지부를 클램핑(claming)할 수 있도록 형성하여, 전극탭을 전극판에 융착하는 공정을 생략할 수 있는 전극조립체 및 이를 이용한 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 전극조립체는 길이 방향의 일측 단부를 따라 제1 무지부가 형성된 제1 전극판; 상기 제1 무지부와 반대되는 타측 단부를 따라 제2 무지부가 형성된 제2 전극판; 및 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터;를 포함하되, 상기 제1 전극판, 제2 전극판 및 세퍼레이터는 권취된 형상이며, 상기 제1 무지부 또는 상기 제2 무지부 중 적어도 어느 하나를 고정하는 클램핑(clamping)부재를 더 포함한다.
이때, 상기 클램핑부재는 상기 제1 무지부를 고정하는 제1 클램핑부재와, 상기 제2 무지부를 고정하는 제2 클램핑부재로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1 클램핑부재 또는 제2 클램핑부재에 대응하는 영역의 인접하는 상기 제1 무지부 또는 제2 무지부가 각각 접촉할 수 있다.
그리고, 상기 클램핑부재는 상기 제1 무지부 또는 제2 무지부 중 적어도 어느 하나와 접촉하는 영역에 돌기부가 더 형성될 수 있다.
또한, 상기 클램핑부재는 길이 방향의 수직 단면이 'C' 형상 또는 'ㄷ' 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 클램핑부재는 Al, Cu 및 Ni로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나로 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 제1 무지부가 형성된 영역을 제외한 상기 제1 전극판 및 상기 제2 무지부가 형성된 영역을 제외한 상기 제2 전극판에는 각각 제1 활물질층 및 제2 활물질층이 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 활물질층, 세퍼레이터 및 제2 활물질층이 겹쳐지도록 권취될 수 있다.
본 발명에 따른 이차 전지는 상기 전극조립체; 및 상기 전극조립체를 수용하는 하우징;을 포함한다.
그리고, 상기 하우징 외부로 일측이 노출되며, 타측이 상기 클램핑부재와 전기적으로 연결되는 전극리드를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 클램핑부재와 상기 전극리드는 각각 용접 또는 나사 결합에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 상기 클램핑부재와 상기 전극리드가 나사 결합되는 경우, 상기 클램핑부재에는 나사산과 골이 형성된 홈이 형성되고, 상기 전극리드의 단부는 나사로 형성될 수 있다.
게다가, 상기 하우징에는 상기 전극리드가 관통되는 홀이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 하우징은 각형의 캔으로 형성되며, 상기 홀 내부에는 절연가스켓이 더 형성될 수 있다.
또한, 상기 하우징은 파우치 형상으로 형성되며, 상기 전극리드에는 상기 하우징과 맞닿는 영역에 절연테이프가 더 형성될 수 있다.
상기와 같은 이차 전지는 5Ah 이상의 중대형 전지에 적용될 수 있다.
본 발명에 의하면 전극탭을 전극판에 융착하는 공정 대신 클램핑함에 따라, 전극탭의 두께가 두껍더라도 간편하게 고출력, 고용량의 중대형 전지를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 제1 전극판, 세퍼레이터 및 제2 전극판이 분리된 상태를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 제1 전극판, 세퍼레이터 및 제2 전극판이 겹쳐진 상태를 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 전극조립체를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 전극조립체와 전극리드가 연결된 상태를 나타내는 사시도.
도 5는 도 4의 A-A'에 따른 단면도.
도 6은 도 4와 다른 형태로 전극조립체와 전극리드가 연결되는 상태를 나타내는 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 절연테이프가 부착된 형태를 나타내는 사시도.
도 8은 도 7과 다른 형태로 절연테이프가 부착된 형태를 나타내는 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 파우치형 이차 전지를 나타내는 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 각형 이차 전지를 나타내는 사시도.
이하 첨부한 도면을 참고하여 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 제1 전극판, 세퍼레이터 및 제2 전극판이 분리된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 제1 전극판(11)은 길이 방향의 일측 단부를 따라 제1 무지부(11b)가 형성되고, 제1 무지부(11b)가 형성된 영역 외에는 제1 활물질층(11a)이 형성된다. 제2 전극판(13)은 길이 방향의 제1 무지부(11b)와 반대되는 타측 단부를 따라 제2 무지부(13b)가 형성된다. 그리고, 제2 무지부(13b)가 형성된 영역 외에는 제2 활물질층(13a)이 형성된다. 이러한 제1 전극판(11) 및 제2 전극판(13) 사이에는 세퍼레이터(12)가 개재된다.
이하에서는 설명의 편의상, 제1 전극판(11)을 양극판, 제2 전극판(13)을 음극판으로 설명하기로 한다. 이와 더불어, 제1 활물질층(11a)과 제1 무지부(11b)를 각각 양극 활물질층과 양극 무지부로 설명하며, 제2 활물질층(13a)과 제2 무지부(13b)를 각각 음극 활물질층과 음극 무지부로 설명하기로 한다.
간단하게 양극판(11)과 음극판(13) 및 세퍼레이터(12)에 대하여 설명하면, 먼저 양극판(11)은 도전성이 우수한 양극 집전체와, 양극 집전체의 적어도 일면에 양극 활물질이 코팅되는 양극 활물질층(11a) 및 양극 활물질이 코팅되지 않은 양극 무지부(11b)를 구비한다. 양극 집전체로는 일반적으로 도전성이 우수한 알루미늄(Al)이 사용된다. 그리고, 양극 활물질층(11a)은 용매를 통하여 양극 활물질, 도전제 및 양극바인더가 혼합된 양극 슬러리를 양극 집전체의 적어도 일면 상에 코팅하여 형성된다.
여기서, 양극 활물질은 리튬 이차 전지의 양극 화학 반응에 참여하여 전자를 발생시키며, 도전제는 양극 활물질에서 발생한 전자를 양극 집전체로 전달할 수 있다. 또한, 양극 바인더는 양극 활물질 및 도전제를 결착시키며 양극판(11)의 기계적 강도를 유지할 수 있다.
양극 활물질로는 LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiNi-xCoxO2(0<x>1) 및 LiMnO2 등의 리튬 복합금속 산화물들이 사용되나, 본 발명에서 이의 재질을 한정하는 것은 아니다.
음극판(13)은 전도성 금속 박판으로 이루어지는 음극 집전체와, 음극 집전체의 적어도 일면에 음극 활물질이 코팅된 음극 활물질층(13a) 및 음극 활물질이 코팅되지 않은 음극 무지부(13b)를 포함한다. 음극 활물질층(13a)에는 음극 활물질 및 음극 활물질을 음극 집전체에 결착하도록 하는 음극 바인더를 포함한다.
여기서, 음극 집전체는 구리(Cu) 또는 니켈(Ni)로 형성될 수 있다. 그리고, 음극 활물질로는 하드 카본(hard carbon), 소프트 카본(soft carbon) 및 흑연(graphite) 중 어느 하나를 주로 이용할 수 있으나, 본 발명에서 이의 재질을 한정하는 것은 아니다.
세퍼레이터(12)는 양극판(11) 및 음극판(13) 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 세퍼레이터(12)는 충방전 중 양극 및 음극의 전기적 쇼트를 방지하고, 리튬 이온의 이동만 가능하게 한다.
이러한 세퍼레이터(12)는 리튬 이온의 이동이 가능하도록 미세 다공성 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 세퍼레이터(12)는 다수의 미세 통공을 갖는 폴리에틸렌(PE:Polyethylene), 폴리프로필렌(PP:Polypropylene), 폴리오레핀계수지(Polyolefin resin) 또는 그 등가물로 형성 가능하지만, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
도 2는 본 발명에 따른 제1 전극판, 세퍼레이터 및 제2 전극판이 겹쳐진 상태를 나타내는 사시도이다.
도 2를 참조하면, 양극판(11), 음극판(13) 및 그 사이에 개재된 세퍼레이터(12)는 권취하기 전에 겹쳐진 상태로 위치된다. 이때, 양극판(11)의 일측 단부에 형성된 양극 무지부(11b)와, 음극판(13)의 타측 단부에 형성된 음극 무지부(13b)는 세퍼레이터(12)와 겹쳐지지 않는다. 즉, 양극 활물질층(11a), 세퍼레이터(12) 및 제2 활물질층(13a, 도 1 참조)만이 겹쳐진 상태이다.
도 3은 본 발명에 따른 전극조립체를 나타내는 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전극조립체의 양극 무지부(11b)와 음극 무지부(13b)는 서로 반대되는 방향에 위치되도록 권취된다. 이러한 권취형 전극조립체는 마감되는 부분이 풀리지 않도록 하기 위하여 외면에 마감테이프(14)가 부착된다.
도 4는 본 발명에 따른 전극조립체와 전극리드가 연결된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 양극 무지부(11b) 및 음극 무지부(13b)에는 각각 제1 클램핑부재(15) 및 제2 클램핑부재(16)가 위치되어, 양극 무지부(11b) 및 음극 무지부(13b)를 고정한다.
이러한 제1 클램핑부재(15) 및 제2 클램핑부재(16)는 길이 방향의 수직 단면이 'C' 형상 또는 'ㄷ' 형상으로 형성된다. 이에 의해, 양극 무지부(11b) 및 음극 무지부(13b)가 제1 클램핑부재(15) 및 제2 클램핑부재(16)에 의해 물려 있는 형상을 띤다.
여기서, 제1 클램핑부재(15) 또는 제2 클램핑부재(16)에 대응하는 영역의 인접하는 양극 무지부(11b) 또는 제2 무지부(13b)가 각각 접촉된다. 즉, 양극 활물질층(11a) 또는 음극 활물질층(13a)의 두께만큼 인접하는 양극 무지부(11b) 또는 제2 무지부(13b) 각각의 사이가 이격되는 것을 제1 클램핑부재(15) 또는 제2 클램핑부재(16)가 체결됨으로써 방지할 수 있다.
그리고, 제1 클램핑부재(15) 및 제2 클램핑부재(16)는 Al, Cu 및 Ni로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나로 형성될 수 있다. 이에 의해 제1 클램핑부재(15) 및 제2 클램핑부재(16)가 각각 양극탭 및 음극탭의 역할을 할 수 있다.
이와 같이 양극탭 및 음극탭의 역할을 하는 제1 클램핑부재(15) 및 제2 클램핑부재(16)가 양극 무지부(11b) 전체 및 음극 무지부(13b) 전체를 각각 클램핑함으로써, 그 연결을 용이하게 할 수 있다. 또한, 양극 무지부(11b) 및 음극 무지부(13b)의 두께가 두꺼워지더라도 제1 클램핑부재(15) 및 제2 클램핑부재(16)의 사이즈를 조절함에 의해 고출력, 고용량의 중대형 전지를 용이하게 구현할 수 있다.
이와 같은 제1 클램핑부재(15) 및 제2 클램핑부재(16)에는 돌기부가 더 형성될 수 있는데, 돌기부에 대하여는 도 5에서 후술한다.
또한, 제1 클램핑부재(15) 및 제2 클램핑부재(16)는 각각 제1 전극리드(17) 및 제2 전극리드(18)가 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 제1 전극리드(17) 및 제2 전극리드(18)의 일측은 하우징 외부로 노출되며, 타측은 제1 클램핑부재(15) 및 제2 클램핑부재(16)와 각각 용접에 의해 연결될 수 있다. 제1 전극리드(17) 및 제2 전극리드(18)의 타측과 제1 클램핑부재(15) 및 제2 클램핑부재(16)와의 용접은 제1 클램핑부재(15) 및 제2 클램핑부재(16)로 고정하기 이전 또는 이후에 이루어질 수 있다.
도 5는 도 4의 A-A'에 따른 단면도이다.
도 5를 참조하면, 음극 무지부(13b, 도 4 참조)와 접촉하는 제2 클램핑부재(16)의 내면에는 돌기부(16a)가 더 형성될 수 있다. 여기서, 돌기부(16a)는 음극 무지부(13b)와 접촉하는 면이 뾰족한 삼각형으로 형성되었지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 돌기부(16a)에 의해 음극 무지부(13b)가 보다 견고하게 물려있을 수 있다.
도시되지는 않았지만, 이러한 제2 클램핑부재(16)와 마찬가지로, 양극 무지부(11b, 도 4 참조)와 접촉하는 제1 클램핑부재(15, 도 4 참조) 내면에도 돌기부가 형성될 수 있다.
도 6은 도 4와 다른 형태로 전극조립체와 전극리드가 연결되는 상태를 나타내는 사시도이다.
도 6을 참조하면, 제1 클램핑부재(15)와 제1 전극리드(17), 및 제2 클램핑부재(16)와 제2 전극리드(18)는 각각 나사결합에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 같이 제1 클램핑부재(15)와 제1 전극리드(17), 및 제2 클램핑부재(16)와 제2 전극리드(18)가 나사 결합되는 경우, 제1 클램핑부재(15)와 제2 클램핑부재(16)에는 나사산과 골이 형성된 홈(15b, 16b)이 형성될 수 있다. 그리고, 제1 전극리드(17)와 제2 전극리드(18)의 단부는 나사(17a, 18a) 형태로 형성될 수 있다.
이에 의해 제1 전극리드(17)과 제2 전극리드(18)의 단부는 나사(17a, 18a)가 제1 클램핑부재(15)와 제2 클램핑부재(16)에는 홈(15b, 16b)에 체결되며, 제1 클램핑부재(15)와 제1 전극리드(17), 및 제2 클램핑부재(16)와 제2 전극리드(18)가 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 절연테이프가 부착된 형태를 나타내는 사시도이다.
도 7을 참조하면, 제1 전극리드(17) 및 제2 전극리드(18)에는 각각 절연테이프(17', 18')가 부착된다. 이는 도 9에 도시된 바와 같이 파우치 형태의 외장재 내부에 전극조립체가 삽입되는 경우, 제1 전극리드(17) 및 제2 전극리드(18)와 외장재와의 절연을 위해 부착되는 것이다.
즉, 외장재와 맞닿는 제1 전극리드(17) 및 제2 전극리드(18)에는 각각 외장재와의 밀봉도를 높이는 동시에 전기적 절연 상태를 확보하기 위한 절연테이프(17', 18')가 부착되어 있다.
도 8은 도 7과 다른 형태로 절연테이프가 부착된 형태를 나타내는 사시도이다. 도 8에서는 도 7과 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 7에는 제1 전극리드(17)과 제2 전극리드(18) 각각에 절연테이프(17', 18')가 부착되었지만, 도 8에는 제1 전극리드(17)과 제2 전극리드(18)에 하나의 절연테이프(19)가 연장되어 형성될 수 있다. 즉, 절연테이프(19)를 일체형으로 형성하여 공정을 단순화할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 파우치형 이차 전지를 나타내는 사시도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 전극조립체를 파우치 케이스(20) 내부에 수용한다. 파우치 케이스(20)는 수용부(22) 및 수용부(22)를 밀봉하는 커버부(24)로 구성된다.
파우치 케이스(20)는 통상적으로 알루미늄 박막의 상면과 하면에 나일론, 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등의 합성수지로 덮여진 적층구조를 가지도록 형성된다. 그리고, 밀봉을 위해 파우치 케이스(20)의 내면은 열접착성 수지로 이루어진다. 따라서, 파우치 케이스(20)의 내면에 코팅된 열접착성 수지는 가열, 가압에 의하여 그 둘레를 따라 상호 융착되며 밀봉부(22a)를 형성할 수 있다.
이러한 파우치 케이스(20)의 수용부(22)에 전극조립체를 수납 시, 제1 클램핑부재(15)에 접합된 제1 전극리드(17) 및 제2 클램핑부재(16)에 접합된 제2 전극리드(18)는 파우치 케이스(20)의 외부로 일부가 노출된다. 이때, 파우치 케이스(20)와 맞닿는 제1 전극리드(17) 및 제2 전극리드(18)에는 파우치 케이스(20)와의 밀봉도를 높이기 위한 절연테이프(17', 18')가 부착되어 있다.
도 10은 본 발명에 따른 각형 이차 전지를 나타내는 사시도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지는 전극조립체와, 전극조립체를 수용하는 각형 하우징(30)을 포함한다. 이러한 하우징(30)은 일측이 개구된 케이스(31) 및 케이스(31)의 개구된 부분을 밀봉하는 커버(32)로 구성된다.
커버(32)에는 제1 전극리드(17) 및 제2 전극리드(18)가 관통되는 제1 홀(32a) 및 제2 홀(32b)이 형성될 수 있다. 여기서, 케이스(31) 및 커버(32)가 캔과 같은 도전물질로 형성되는 경우, 제1 전극리드(17) 및 제2 전극리드(18)와, 커버(32) 간의 절연을 위하여 제1 홀(32a) 및 제2 홀(32b) 내부에는 각각 절연가스켓(41, 42)이 더 형성될 수 있다. 이러한 절연가스켓(41, 42)의 중앙에는 관통홀(41a, 42a)이 형성되어, 제1 전극리드(17) 및 제2 전극리드(18)가 관통할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 이차 전지는 양극판(11) 및 음극판(13)에 전극탭 역할을 하는 제1 클램핑부재(15) 및 제2 클램핑부재(16)의 고정을 용이하게 할 수 있으므로, 5Ah 이상의 고출력, 고용량의 중대형 전지에 적용할 수 있다.
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.
전술한 발명에 대한 권리범위는 이하의 특허청구범위에서 정해지는 것으로써, 명세서 본문의 기재에 구속되지 않으며, 청구범위의 균등 범위에 속하는 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속할 것이다.
11 : 제1 전극판 11a : 제1 활물질층
11b : 제1 무지부 12 : 세퍼레이터
13 : 제2 전극판 13a : 제2 활물질층
13b : 제2 무지부 14 : 마감테이프
15 : 제1 클램핑부재 16 : 제2 클램핑부재
16a : 돌기부 17 : 제1 전극리드
18 : 제2 전극리드 17', 18', 19 : 절연테이프

Claims (17)

  1. 길이 방향의 일측 단부를 따라 제1 무지부가 형성된 제1 전극판;
    상기 제1 무지부와 반대되는 타측 단부를 따라 제2 무지부가 형성된 제2 전극판; 및
    상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터;를 포함하되,
    상기 제1 전극판, 제2 전극판 및 세퍼레이터는 권취된 형상이며, 상기 제1 무지부 또는 상기 제2 무지부 중 적어도 어느 하나를 고정하는 클램핑(clamping)부재를 더 포함하는 전극조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 클램핑부재는 상기 제1 무지부를 고정하는 제1 클램핑부재와, 상기 제2 무지부를 고정하는 제2 클램핑부재로 형성되는 전극조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 클램핑부재 또는 제2 클램핑부재에 대응하는 영역의 인접하는 상기 제1 무지부 또는 제2 무지부가 각각 접촉하는 전극조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 클램핑부재는 상기 제1 무지부 또는 제2 무지부 중 적어도 어느 하나와 접촉하는 영역에 돌기부가 더 형성되는 전극조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 클램핑부재는 길이 방향의 수직 단면이 'C' 형상 또는 'ㄷ' 형상으로 형성되는 전극조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 클램핑부재는 Al, Cu 및 Ni로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나로 형성되는 전극조립체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 무지부가 형성된 영역을 제외한 상기 제1 전극판 및 상기 제2 무지부가 형성된 영역을 제외한 상기 제2 전극판에는 각각 제1 활물질층 및 제2 활물질층이 형성되는 전극조립체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 활물질층, 세퍼레이터 및 제2 활물질층이 겹쳐지도록 권취되는 전극조립체.
  9. 제1항 내지 제8항 중 적어도 어느 한 항에 기재된 전극조립체; 및
    상기 전극조립체를 수용하는 하우징;을 포함하는 이차 전지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 하우징 외부로 일측이 노출되며, 타측이 상기 클램핑부재와 전기적으로 연결되는 전극리드를 더 포함하는 이차 전지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 클램핑부재와 상기 전극리드는 각각 용접 또는 나사 결합에 의해 전기적으로 연결되는 이차 전지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 클램핑부재와 상기 전극리드는 나사 결합되는 경우, 상기 클램핑부재에는 나사산과 골이 형성된 홈이 형성되고, 상기 전극리드의 단부는 나사로 형성되는 이차 전지.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 하우징에는 상기 전극리드가 관통되는 홀이 형성되는 이차 전지.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 하우징은 각형의 캔으로 형성되며, 상기 홀 내부에는 절연가스켓이 더 형성되는 이차 전지.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 이차 전지는 5Ah 이상의 중대형 전지에 적용되는 이차 전지.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 하우징은 파우치 형상으로 형성되며, 상기 전극리드에는 상기 하우징과 맞닿는 영역에 절연테이프가 더 형성되는 이차 전지.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 이차 전지는 5Ah 이상의 중대형 전지에 적용되는 이차 전지.
KR1020110023349A 2011-03-16 2011-03-16 전극조립체 및 이를 이용한 이차 전지 KR20120105730A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110023349A KR20120105730A (ko) 2011-03-16 2011-03-16 전극조립체 및 이를 이용한 이차 전지
US13/403,812 US8647761B2 (en) 2011-03-16 2012-02-23 Electrode assembly and secondary battery using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110023349A KR20120105730A (ko) 2011-03-16 2011-03-16 전극조립체 및 이를 이용한 이차 전지

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120105730A true KR20120105730A (ko) 2012-09-26

Family

ID=46828716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110023349A KR20120105730A (ko) 2011-03-16 2011-03-16 전극조립체 및 이를 이용한 이차 전지

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8647761B2 (ko)
KR (1) KR20120105730A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016137141A1 (ko) * 2015-02-27 2016-09-01 주식회사 엘지화학 파우치형 이차전지
KR20180075290A (ko) * 2016-12-26 2018-07-04 주식회사 엘지화학 이차전지
CN109065839A (zh) * 2018-07-13 2018-12-21 珠海格力电器股份有限公司 一种全极耳正极片、卷绕电芯及其制作方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140066284A (ko) * 2012-11-22 2014-06-02 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP6459505B2 (ja) * 2014-12-25 2019-01-30 株式会社Gsユアサ 蓄電素子
KR102266592B1 (ko) * 2015-03-02 2021-06-17 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102499324B1 (ko) * 2015-10-30 2023-02-13 삼성에스디아이 주식회사 이차전지용 권취장치
KR102103378B1 (ko) * 2015-12-10 2020-04-22 주식회사 엘지화학 가스 흡착제가 포함되어 있는 전극 리드를 구비한 전지셀
KR102281113B1 (ko) * 2018-10-11 2021-07-26 주식회사 엘지에너지솔루션 전극, 전극조립체 및 그를 포함하는 이차전지

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000150306A (ja) 1998-11-12 2000-05-30 Toyota Motor Corp 電池またはキャパシタの集電方式
JP4498630B2 (ja) 2001-03-19 2010-07-07 大日本印刷株式会社 リチウムイオン電池の包装材料およびそれを用いたリチウムイオン電池
CN1235307C (zh) * 2001-08-24 2006-01-04 日本电池株式会社 非水电解质二次电池
JP2003217667A (ja) * 2002-01-16 2003-07-31 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質二次電池
KR20050098318A (ko) 2004-04-06 2005-10-12 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체와 이를 구비한 이차 전지
KR100570625B1 (ko) * 2004-07-28 2006-04-12 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR100599709B1 (ko) 2004-07-28 2006-07-12 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR100954031B1 (ko) * 2004-09-24 2010-04-20 삼성에스디아이 주식회사 젤리롤 형 전극 조립체를 가지는 이차전지
KR100637443B1 (ko) 2005-07-05 2006-10-20 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지와 이에 사용되는 단자 조립체
KR100947982B1 (ko) * 2006-03-28 2010-03-18 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체 및 이를 가지는 파우치형 리튬 이차 전지
US20080076019A1 (en) 2006-09-22 2008-03-27 Wu Donald P H Core Structure for a Square Lithium Secondary Battery
JP2009087612A (ja) 2007-09-28 2009-04-23 Sanyo Electric Co Ltd 積層式電池
US8822065B2 (en) 2009-03-11 2014-09-02 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery with current collector plate
KR101049832B1 (ko) * 2009-06-04 2011-07-15 에스비리모티브 주식회사 이차전지

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016137141A1 (ko) * 2015-02-27 2016-09-01 주식회사 엘지화학 파우치형 이차전지
US10270069B2 (en) 2015-02-27 2019-04-23 Lg Chem, Ltd. Pouch-type secondary battery
KR20180075290A (ko) * 2016-12-26 2018-07-04 주식회사 엘지화학 이차전지
CN109065839A (zh) * 2018-07-13 2018-12-21 珠海格力电器股份有限公司 一种全极耳正极片、卷绕电芯及其制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
US8647761B2 (en) 2014-02-11
US20120237809A1 (en) 2012-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20120105730A (ko) 전극조립체 및 이를 이용한 이차 전지
JP5564278B2 (ja) 二次電池
CN110429320B (zh) 卷绕型电池
US8846237B2 (en) Electrode assembly and secondary battery having the same
US8450006B2 (en) Rechargeable battery
KR101222259B1 (ko) 이차전지
JP6569322B2 (ja) 二次電池及びそれを用いた組電池
JP2011165515A (ja) 角形密閉二次電池及び角形密閉二次電池の製造方法
JP6684000B2 (ja) 角形二次電池
KR101375398B1 (ko) 전기절연성과 수분침투성이 개선된 파우치형 이차전지
US9876213B2 (en) Electrode assembly and secondary battery having the electrode assembly
EP3010069B1 (en) Secondary battery
JP2017183539A (ja) 電気化学デバイス
CN111433966A (zh) 非水电解质二次电池
KR20120089900A (ko) 이차 전지
JP2005129344A (ja) 二次電池、組電池、複合組電池、車輌、及び、二次電池の製造方法
KR101357931B1 (ko) 이차 전지
KR101084079B1 (ko) 이차전지 및 이에 적용된 전극군
KR20120139010A (ko) 전극조립체 및 이를 이용한 이차 전지
KR101303432B1 (ko) 이차 전지
JP2005071996A (ja) 電極タップを缶の短辺部に位置させた二次電池
KR101174919B1 (ko) 리튬 이차전지
JP2006236775A (ja) 二次電池
JP2017130301A (ja) 非水電解質二次電池及び非水電解質二次電池の製造方法
JP2019160659A (ja) 電気化学素子

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E601 Decision to refuse application