KR20130133332A - 신규한 구조의 이차전지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전극조립체가 파우치형 전지케이스의 수납부에 내장되어 있는 이차전지로서, 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 으로 이루어진 전극조립체, 및 상기 전극조립체를 내장하고 있고 외력의 인가시 상기 외력을 감쇠하는 형상으로 변형 가능한 전지케이스를 포함하고 있으며, 상기 외력이 휨 모멘텀일 때, 상기 외력에 대응하여 전극조립체가 절곡될 수 있도록, 전극조립체에는 전극 활물질이 코팅되지 않은 미코팅부가 하나 이상 포함되는 이차전지를 제공한다.

Description

신규한 구조의 이차전지 {Secondary Battery of Novel Structure}

본 발명은 신규한 구조의 이차전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막으로 이루어진 전극조립체, 및 상기 전극조립체를 내장하고 있고 외력의 인가시 상기 외력을 감쇠하는 형상으로 변형 가능한 전지케이스를 포함하고 있으며, 상기 외력이 휨 모멘텀일 때, 상기 외력에 대응하여 전극조립체가 절곡될 수 있도록, 전극조립체에는 전극 활물질이 코팅되지 않은 미코팅부가 하나 이상 포함되어 있는 이차전지에 관한 것이다.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.

대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.

또한, 이차전지는 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 분리필름 등으로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체 등을 들 수 있다.

최근에는, 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조비, 작은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 많은 관심을 모으고 있고 또한 그것의 사용량이 점차적으로 증가하고 있다.

이와 관련하여, 도 1에는 종래의 전지셀에 전극조립체가 삽입된 상태를 보여주는 부분 수직 단면도가 모식적으로 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 전지셀(10)의 전극조립체는 음극(2)과 양극(1) 및 분리막으로 구성된 하나의 전극층이 다수 개 적층되어 있다.

양극(1) 및 음극(2)으로부터 연장되어 돌출되어 있는 다수의 전극 탭들(4)은, 예를 들어, 용접에 의해 일체로 결합된 용착부의 형태로 전극리드(6)에 연결된다. 이러한 전극리드(6)는 양극 및 음극 탭 용착부가 연결되어 있는 대향 단부가 노출된 상태로 전지케이스(5)에 의해 밀봉된다.

다수의 전극 탭들(4)이 일체로 결합되어 용착부를 형성함으로써, 전지케이스(5)의 내부 상단은 전극조립체의 상단면으로부터 일정한 거리만큼 이격되어 있고, 용착부의 전극 탭들(4)은 대략 V자 형상으로 절곡되어 있다. 또한, 전극리드(6)의 상하면 일부에는 전지케이스(5)와의 밀봉도를 높이고 동시에 전기적 절연상태를 확보하기 위해 절연필름(8)이 부착되어 있다.

그러나, 이러한 전극조립체의 구조는, 앞서 전술한 바와 같이 길이방향으로 양극, 분리막, 및 음극이 적층된 상태로 형성되므로, 탄성적으로 휘어질 수 있는 디스플레이 장치의 전원으로 사용하기 어려운 문제점이 있다.

따라서, 이러한 문제점들을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점들과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 전극조립체가 내장되어 있는 이차전지에서, 전극조립체와 전지케이스가 외력을 감쇠하는 형상으로 변형 가능한 구조로 이루어져 있으므로, 소정의 각도로 구부림이 가능한 전지셀을 제작할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서, 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지는 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막으로 이루어진 전극조립체, 및 상기 전극조립체를 내장하고 있고 외력의 인가시 상기 외력을 감쇠하는 형상으로 변형 가능한 전지케이스를 포함하고 있으며, 상기 외력이 휨 모멘텀일 때, 상기 외력에 대응하여 전극조립체가 절곡될 수 있도록, 전극조립체에는 전극 활물질이 코팅되지 않은 미코팅부가 하나 이상 포함되어 있는 구조로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 이차전지는 전지케이스와 전극조립체가 변형 가능한 구조로 구성되어 있으므로, 소망하는 방향으로 이차전지를 용이하게 절곡할 수 있다.

본 발명에 따른 이차전지에서 상기 전지케이스는, 외력의 인가시 외력을 감쇠하는 형상으로 변형이 가능한 구조이면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는, 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있다.

구체적으로는 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 전극조립체가 장착될 수 있는 수납부를 형성한 파우치형 케이스일 수 있다. 이러한 라미네이트 시트의 전지케이스는 수납부 상에 전극조립체를 장착한 후, 예를 들어, 열융착에 의해 밀봉된다.

하나의 바람직한 예에서, 상기 미코팅부는 전극단자 방향(전지의 길이 방향)에서 전극조립체의 중심점을 기준으로 전지의 길이에 대해 0 내지 35%, 더욱 바람직하게는 0 내지 30%의 상하 범위 내에 위치할 수 있다. 상기에서 0%의 위치는 전극조립체의 중심 위치를 의미한다.

구체적으로, 전지의 절곡 필요성은 일반적으로 전지의 중앙을 중심으로 요구되므로, 미코팅부가 전극조립체의 중심점을 기준으로 전지의 길이에 대해 35%를 초과하는 위치, 즉, 전지의 단부 쪽에 치우쳐 형성되어 있으면, 그러한 요구에 부응하기 어려울 수 있다.

또 다른 바람직한 예에서, 상기 미코팅부의 폭은 전극활물질이 코팅되어 있는 코팅부에서 전극단자 방향의 폭을 기준으로 5 내지 50%의 크기로 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 미코팅부의 폭이 전극단자 방향의 폭을 기준으로 5% 미만이면 소망하는 이차전지의 절곡을 용이하게 수행할 수 없고, 50%를 초과하면 전체적인 전지 용량이 작아지므로 바람직하지 않다.

또 다른 예에서, 상기 미코팅부의 폭은 1 내지 5 mm의 크기일 수 있다.

구체적으로, 상기 미코팅부의 폭이 1 mm 미만이면 소망하는 이차전지의 절곡을 용이하게 수행할 수 없고, 5 mm를 초과하면 전체적인 전지 용량이 작아지므로 바람직하지 않다.

경우에 따라서는 미코팅부의 폭은 적층된 단위셀의 수에 따라 달라지도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 적층된 단위셀의 수가 5개일 때, 미코팅부의 폭은 2 mm일 수 있고, 적층된 단위셀의 수가 많아질수록 미코팅부의 폭이 커지고 적층된 단위셀의 수가 적어질수록 미코팅부의 폭이 작아질 수 있다.

상기 전극조립체는 스택형, 또는 폴딩형, 또는 풀셀 또는 바이셀 등의 단위셀들을 분리필름으로 권취한 스택/폴딩형 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 다수의 극판들을 분리막이 개제된 상태로 적층한 스택형 구조, 다수의 극판들을 분리막이 개제된 상태로 폴딩한 폴딩형 구조, 또는 스택/폴딩형 구조 등일 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

바람직하게는, 상기 전극조립체의 전극 적층된 구조에서, 미코팅부는 각각의 적층 전극들에 형성되고, 상기 적층 전극들이 적층된 상하 방향에서 동일한 크기를 갖는 구조로 이루어질 수 있다.

상기 구조에서 전극조립체들의 절곡 각도는 필요에 따라 조절할 수 있다.

하나의 예로서, 상기 각각의 적층 전극들에서 미코팅부들은 상하 방향에서 동일한 위치에 형성되어 있어서, 전극조립체의 절곡 각도를 크게 할 수 있다.

또 다른 예로서, 각각의 적층 전극들에서 미코팅부들은 상하 방향에서 교번 위치에 형성되어 있어서, 전극조립체의 전체적인 절곡 형태를 완만하게 할 수 있다. 즉, 상기 미코팅부는 적층 전극의 양극 또는 음극 집전체의 상하 방향에 전극 활물질이 교번되는 위치에 형성되어 있는 구조일 수 있다.

경우에 따라서는, 상기 각각의 적층 전극은 2개의 미코팅부로 이루어져 있어서, 2개의 미코팅부에 의해 1차 절곡 및 2차 절곡이 달성될 수 있다.

한편, 상기 전극조립체는 2 이상의 단위셀들이 분리필름에 의해 권취되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.

바람직하게는, 상기 단위셀의 수는 3 내지 15개로 이루어질 수 있다.

구체적인 예로서, 중대형 이차전지는 12 내지 15개의 단위셀들이 적층된 구조이고, 소형 이차전지는 3 내지 11개의 단위셀들이 적층된 구조일 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 이차전지는 바람직하게는 리튬 함유 전해액이 겔의 형태로 전극조립체에 함침되어 있는, 이른바, 리튬이온 폴리머 전지에 바람직하게 적용될 수 있다.

상기 리튬이온 폴리머 전지는 양극, 음극, 분리막 및 고체나 겔 형태의 전해질로 구성되어 있다.

상기 양극은 예를 들어, 양극 합제를 NMP 등의 용매에 혼합하여 만들어진 슬러리를 음극 집전체 상에 도포한 후 건조 및 압연하여 제조될 수 있다.

상기 양극 합제는 양극 활물질 이외에 선택적으로 도전재, 바인더, 충진제 등이 포함될 수 있다.

상기 양극 활물질은 전기화학적 반응을 일으킬 수 있는 물질로서, 리튬 전이금속 산화물로서, 2 이상의 전이금속을 포함하고, 예를 들어, 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 코발트 산화물(LiCoO₂), 리튬 니켈 산화물(LiNiO₂) 등의 층상 화합물; 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 망간 산화물; 화학식 LiNi_1-yM_yO₂ (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn 또는 Ga 이고 상기 원소 중 하나 이상의 원소를 포함, 0.01≤y≤0.7 임)으로 표현되는 리튬 니켈계 산화물; Li_1+zNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂, Li_{1 + z}Ni_{0 .4}Mn_{0 .4}Co_{0 .2}O₂ 등과 같이 Li_{1 + z}Ni_bMn_cCo_{1 -(b+c+d)}M_dO_(2-e)A_e (여기서, -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2, 0≤e≤0.2, b+c+d<1 임, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si 또는 Y 이고, A = F, P 또는 Cl 임)으로 표현되는 리튬 니켈 코발트 망간 복합산화물; 화학식 Li_1+xM_1-yM'_yPO_4-zX_z(여기서, M = 전이금속, 바람직하게는 Fe, Mn, Co 또는 Ni 이고, M' = Al, Mg 또는 Ti 이고, X = F, S 또는 N 이며, -0.5≤x≤+0.5, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.1 임)로 표현되는 올리빈계 리튬 금속 포스페이트 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.

상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합제 등을 들 수 있다.

상기 충진제는 전극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합제; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.

상기 양극 집전체는 일반적으로 1 내지 300 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.

상기 음극은, 예를 들어, 음극 집전체 상에 음극 활물질을 포함하고 있는 음극 합제를 도포한 후 건조하여 제조되며, 상기 음극 합제에는, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 도전재, 바인더, 충진제 등의 성분들이 포함될 수 있다.

상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 천연 흑연, 인조 흑연, 팽창 흑연, 탄소섬유, 난흑연화성 탄소, 카본블랙, 카본나노튜브, 플러렌, 활성탄 등의 탄소 및 흑연재료; 리튬과 합금이 가능한 Al, Si, Sn, Ag, Bi, Mg, Zn, In, Ge, Pb, Pd, Pt, Ti 등의 금속 및 이러한 원소를 포함하는 화합물; 금속 및 그 화합물과 탄소 및 흑연재료의 복합물; 리튬 함유 질화물 등을 들 수 있다. 그 중에서도 탄소계 활물질, 규소계 활물질, 주석계 활물질, 또는 규소-탄소계 활물질이 더욱 바람직하며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수도 있다.

상기 음극 집전체는 일반적으로 1 내지 300 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.

상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 1 ~ 200 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다. 또한, 상기 분리막은 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 또는 이들 필름의 조합에 의해서 제조되는 다층 필름이나 폴리비닐리덴 플로라이드(polyvinylidene fluoride), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 또는 폴리비닐리덴 플로라이드 헥사플루오로프로필렌(polyvinylidene fluoride hexafluoropropylene) 공중합체 등의 고분자 전해질용 또는 겔형 고분자 전해질이 코팅된 고분자 필름일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지는 전극조립체가 미코팅부를 포함하고 전지케이스가 외력을 감쇠하는 형상으로 변형 가능한 구조로 이루어져 있으므로, 소정의 각도로 용이하게 절곡될 수 있다.

도 1은 종래의 전지셀에 전극조립체가 삽입된 상태를 보여주는 수직 단면도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 미코팅부가 적용된 파우치형 이차전지의 분해 사시도이다;
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지에서 전극조립체의 내부를 나타내는 부분 수직 단면도이다;
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지에서 전극조립체의 내부를 나타내는 부분 수직 단면도이다;
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지가 구부러지는 수직 단면도이다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 미코팅부가 적용된 파우치형 이차전지의 분해 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.

도 2를 참조하면, 파우치형 이차전지(100)는, 전극 활물질이 코팅되지 않은 2개의 미코팅부들(200)이 형성되어 있는 전극조립체(30), 전극조립체(30)로부터 연장되어 있는 전극 탭들(40, 50), 전극 탭들(40, 50)에 용접되어 있는 전극리드(60, 70), 및 전극조립체(30)를 수용하고 외력이 인가되는 경우에 이를 감쇠하는 형상으로 변형이 가능한 전지케이스(20)를 포함하고 있다.

전극조립체(30)는 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극이 순차적으로 적층되며, 전극단자 방향(전지의 길이방향)으로 미코팅부(200)가 형성되어 있는 발전소자로서, 스택형 구조로 이루어져 있다. 즉, 전극조립체(30)는 미코팅부(200)에 의해 휨 모멘텀의 외력이 인가되는 경우 전지케이스(20)와 동시에 이를 감쇠하는 형상으로 변형된다.

전극 탭들(40, 50)은 전극조립체(30)의 각 극판으로부터 연장되어 있고, 전극리드(60, 70)는 각 극판으로부터 연장된 복수 개의 전극 탭들(40, 50)과, 예를 들어, 용접에 의해 각각 전기적으로 연결되어 있으며, 전지케이스(20)의 외부로 일부가 노출되어 있다. 또한, 전극리드(60, 70)의 상하면 일부에는 전지케이스(20)와의 밀봉도를 높이고 동시에 전기적 절연상태를 확보하기 위해 절연필름(80)이 부착되어 있다.

전지케이스(20)는 수지층 및 금속층을 포함하는 알루미늄 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 전극조립체(30)를 수용할 수 있는 공간을 제공하며, 전체적으로 파우치 형상을 가지고 있다.

적층형 전극조립체(30)의 경우, 다수의 양극 탭들(40)과 다수의 음극 탭들(50)이 전극리드(60, 70)에 함께 결합될 수 있도록, 전지케이스(20) 내부 상단은 전극조립체(30)로부터 이격되어 있다.

도 3에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지에서 전극조립체의 내부를 나타내는 부분 수직 단면도가 모식적으로 도시되어 있다.

도 3을 참조하면, 이차전지(100a)는 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 을 하나의 층으로 구성하여 다수개의 층이 적층되어 이루어진 전극조립체(30a), 및 전극조립체(30a)를 내장하며 외력의 인가시 상기 외력을 감쇠하는 형상으로 변형 가능한 전지케이스(20a)를 포함하고 있다.

또한, 외력이 휨 모멘텀일 때, 외력에 대응하여 전극조립체(30a)가 절곡될 수 있도록, 전극조립체(30a)에는 전극 활물질이 코팅되지 않은 2개의 미코팅부들(200a)이 형성되어 있다.

구체적으로, 전극조립체(30a)는 양극 집전체의 상하면에 양극 활물질이 도포된 양극(110), 음극 집전체의 상하면에 음극 활물질이 도포된 음극(120), 및 분리막(130)으로 구성된 하나의 적층 전극이 다수 개 적층된 구조로 형성되어 있다.

미코팅부들(200a)은 전극단자 방향인 전지의 길이방향(W₁)에 대하여 전극조립체(30a)의 중심점(A)을 기준으로 약 25%의 위치에 형성되어 있다.

또한, 미코팅부들(200a)의 폭(W₂)은 전극 활물질이 코팅되어 있는 코팅부(W₃)에서 전극단자 방향을 기준으로 약 30%의 크기로 형성되어 있다.

미코팅부들(200a)은, 전극조립체(30a)의 전극이 적층된 구조에서, 각각의 적층 전극들(110, 120)에 형성되어 있고, 적층된 상하 방향에서 동일한 크기를 가지고 있다.

또한, 미코팅부들(200)은 각각의 적층 전극들(110, 120)에서 상하 방향(H)으로 동일한 위치에 형성되어 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 화살표 방향으로 이차전지(100c)가 외력인 휨 모멘텀에 의하여 소정의 각도로 용이하게 구부러진다.

도 4에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지에서 전극조립체의 내부를 나타내는 부분 수직 단면도가 모식적으로 도시되어 있다.

도 4를 참조하면, 각각의 적층 전극들(112, 122)에서 미코팅부들(200b)은 상하 방향(H)에서 교번 위치에 형성되어 있는 점을 제외하고는 도 4의 구조와 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (13)

1. 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막으로 이루어진 전극조립체, 및 상기 전극조립체를 내장하고 있고 외력의 인가시 상기 외력을 감쇠하는 형상으로 변형 가능한 전지케이스를 포함하고 있으며,
   상기 외력이 휨 모멘텀일 때, 상기 외력에 대응하여 전극조립체가 절곡될 수 있도록, 전극조립체에는 전극 활물질이 코팅되지 않은 미코팅부가 하나 이상 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 수지층 및 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 미코팅부는 전극단자 방향(전지의 길이 방향)에서 전극조립체의 중심점을 기준으로 전지의 길이에 대해 0 내지 35%의 상하 범위 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 미코팅부의 폭은 전극활물질이 코팅되어 있는 코팅부에서 전극단자 방향의 폭을 기준으로 5 내지 50%의 크기로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 미코팅부의 폭은 1 내지 5 mm의 크기인 것을 특징으로 하는 이차전지.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 스택형, 또는 폴딩형, 또는 풀셀 또는 바이셀 등의 단위셀들을 분리필름으로 권취한 스택/폴딩형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체의 전극이 적층된 구조에서, 미코팅부는 각각의 적층 전극들에 형성되어 있고, 적층된 상하 방향에서 동일한 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 이차전지.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 각각의 적층 전극들에서 미코팅부들은 상하 방향에서 동일한 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 각각의 적층 전극들에서 미코팅부들은 상하 방향에서 교번 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 각각의 적층 전극은 2개의 미코팅부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 2 이상의 단위셀들이 분리필름에 의해 권취되어 있는 구조로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
12. 제 6 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 단위셀의 수는 3 내지 15개로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 이차전지는 리튬이온 폴리머 전지인 것을 특징으로 하는 이차전지.

Images