KR20140046614A - Electrode assembly having improved dropping impact stability - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 리튬 이차전지를 구성하는 전극 조립체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 낙하 충격 안정성이 향상된 전극 조립체에 관한 것이다. The present invention relates to an electrode assembly constituting a lithium secondary battery, and more particularly, to an electrode assembly having improved drop impact stability.
IT(Information Technology) 기술이 눈부시게 발달함에 따라 다양한 휴대형 정보통신 기기의 확산이 이뤄짐으로써, 21세기는 시간과 장소에 구애 받지 않고 고품질의 정보서비스가 가능한 ‘유비쿼터스 사회’로 발전되고 있다. As information technology (IT) technology has developed remarkably, various portable information and communication devices have been spreading, so that the 21st century is being developed into a "ubiquitous society" capable of providing high quality information services regardless of time and place.
이러한 유비쿼터스 사회로의 발전 기반에는, 리튬 이차전지가 중요한 위치를 차지하고 있다. As a development base for such a ubiquitous society, a lithium secondary battery occupies an important position.
리튬 이차전지는 다른 이차전지에 비해 작동 전압 및 에너지 밀도가 높을 뿐 아니라 오래 사용할 수 있어 기기의 다양화와 복합화에 따른 복잡한 요구조건을 충족시킬 수 있는 특성이 있다. The lithium secondary battery has a higher operating voltage and energy density than other secondary batteries and can be used for a long time, so that it can meet the complex requirements for diversification and combination of devices.
최근에는 종래의 리튬 이차전지 기술을 더욱 발전시켜 전기자동차 등 친환경 수송시스템뿐만 아니라, 전력저장 등으로 응용분야를 확대하기 위한 노력이 전세계적으로 활발히 진행되고 있다. In recent years, efforts have been made to further develop conventional lithium secondary battery technology to expand application fields, such as electric power storage, as well as environment-friendly transportation systems such as electric vehicles, and the like.
리튬 이차전지(이하, 전지)의 구성요소 중에서 전극 조립체는 양극과 음극 사이에 격리막이 개재되어 있는 구조로 이루어져 있다. 격리막은 그 자체로는 전기화학 반응에 참여하지 않는 비활성 소재이나, 리튬 이온이 이동하는 경로를 제공하며, 양극과 음극의 물리적 접촉을 분리하는 역할을 한다. Among the components of a lithium secondary battery (hereinafter, referred to as a battery), the electrode assembly has a structure in which a separator is interposed between a positive electrode and a negative electrode. The separator itself is an inert material that does not participate in an electrochemical reaction, but provides a path for lithium ions to move and separates physical contact between the positive electrode and the negative electrode.
양극과 음극의 단락이 발생하는 경우 대전류 방전으로 인한 발열과 온도상승에 따른 파열과 발화의 위험성이 존재하므로, 양극과 음극을 격리하는 격리막의 역할은 매우 중요하다. In case of a short circuit between the anode and the cathode, there is a risk of rupture and ignition due to heat generation and temperature rise due to a large current discharge, and thus the role of the separator to isolate the anode and cathode is very important.
본 출원의 발명자들은, 양극과 음극 사이에 격리막이 개재되어 있고 상단면에는 전극단자들이 돌출되어 있는 구조의 전극 조립체를 포함하는 전지가, 전극 조립체의 하단면이 지면과 충돌하는 방향으로 자유 낙하하는 경우, 전극 조립체의 하단면에서 외부에 노출되는 격리막이 손상되는 문제가 발생함을 확인하였다. The inventors of the present application, the battery comprising an electrode assembly having a structure interposed between the positive electrode and the negative electrode and the electrode terminal protrudes on the upper surface, the lower surface of the electrode assembly free fall in the direction that collides with the ground In this case, it was confirmed that a problem occurs that the separator exposed to the outside is damaged on the bottom surface of the electrode assembly.
이에, 본 출원의 발명자들은, 상기한 낙하 충격으로 인한 분리막 손상을 최소화할 수 있도록 전극 조립체의 하단부에 보호부재를 형성하는 경우, 상기한 문제를 해결할 수 있다는 발상에 기반하여 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the inventors of the present application have completed the present invention based on the idea that the above problem can be solved when the protective member is formed at the lower end of the electrode assembly so as to minimize the damage of the separator due to the drop impact.
한편, 전해질로서 액체 전해질을 사용하는 경우에는, 보호부재와 전극 조립체의 경계는 액체 전해질와 접촉하므로, 이러한 경계에 형성되어 있는 틈으로 액체 전해질이 스며들 수 있고, 이는 조립체에 대한 보호부재의 결합력을 저하시키는 원인이 될 수 있다. On the other hand, in the case of using a liquid electrolyte as the electrolyte, the boundary between the protective member and the electrode assembly is in contact with the liquid electrolyte, so that the liquid electrolyte can penetrate into a gap formed at such a boundary, which is a reason for the binding force of the protective member to the assembly. It may cause the deterioration.
이러한 문제를 해결하고자, 본 출원의 발명자들은, 액체 전해질과 접촉하는 경계의 면적이 최소화할 수 있는 구조의 보호부재를 고안하였다. In order to solve this problem, the inventors of the present application have devised a protective member having a structure in which the area of the boundary in contact with the liquid electrolyte can be minimized.
본 명세서에서, 하기 양극은 양극 시트, 양극판 및 양극 전극판을 포함하고, 하기 음극은, 음극 시트, 음극판 및 음극 전극판을 포함하며, 하기 격리막은, 분리막 시트 및 분리막을 포함하는 개념이다. In the present specification, the following positive electrode includes a positive electrode sheet, a positive electrode plate, and a positive electrode plate, the following negative electrode includes a negative electrode sheet, a negative electrode plate, and a negative electrode plate, and the following separator is a concept including a separator sheet and a separator.
상기한 양극 시트, 음극 시트 및 분리막 시트는 일단위로 이루어져 있는 시트형의 양극, 시트형의 음극 및 시트형의 분리막을 각각 의미하고, 상기 양극판, 음극판 및 분리막은, 소정의 길이로 절단된 판상의 양극, 판상의 음극 및 판상의 분리막을 각각 의미한다. The positive electrode sheet, the negative electrode sheet, and the separator sheet mean a sheet-shaped anode, a sheet-type cathode, and a sheet-type separator, each of which is composed of one unit, and the anode plate, the cathode plate, and the separator are plate-shaped anodes cut into predetermined lengths, and plate-shaped. Means a negative electrode and a plate-shaped separator, respectively.
상기 단위 전극은, 소정의 길이로 절단된 판상의 극판, 전극판, 또는 이들의 적층 구조를 포함하는 개념이다. 따라서, 제 1 단위 전극은 단일 양극판 또는 단일 음극판일 수 있고, 양극판과 음극판 사이에 분리막이 위치하는 구조를 포함하는 적층 전극체일 수 있다.The unit electrode is a concept including a plate-like electrode plate, an electrode plate, or a stacked structure thereof cut to a predetermined length. Therefore, the first unit electrode may be a single positive electrode plate or a single negative electrode plate, and may be a laminated electrode body including a structure in which a separation membrane is disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate.
제 1 단위 전극과 제 2 단위 전극은, 하기 스택 앤 폴딩형 전극 조립체의 구성을 쉽게 이해할 수 있도록, 설명의 편의를 위하여 임의로 단위 전극을 구분한 것이므로, 상기 제 1 단위 전극과 마찬가지로, 제 2 단위 전극은, 단일 음극판, 단일 양극판 또는 양극판과 음극판 사이에 분리막이 위치하는 구조를 포함하는 적층 전극체일 수 있다. The first unit electrode and the second unit electrode are arbitrarily divided into unit electrodes in order to facilitate understanding of the structure of the stack and folding type electrode assemblies described below. Therefore, like the first unit electrode, The electrode may be a single negative electrode plate, a single positive electrode plate, or a laminated electrode body including a structure in which a separation membrane is disposed between a positive electrode plate and a negative electrode plate.
이 때, 상기 적층 전극체는, 최상단의 극판과 최하단의 극판의 극성이 서로 반대되도록 적층된 D형 적층 전극체 또는 최상단의 극판과 최하단의 극판의 극성이 서로 동일하도록 적층된 S형 적층 전극체일 수 있다. At this time, the laminated electrode body is composed of the D-shaped laminated electrode body laminated so that the polarities of the uppermost electrode plate and the lowermost electrode plate are opposite to each other, or the S-shaped laminated electrode unit laminated so that the polarities of the uppermost electrode plate and the lowermost electrode plate are equal to each other .
본 발명에 따른 전극 조립체는, 그것의 하단부에 보호부재가 형성되고, 상기보호부재는 액체 전해질과 접촉하는 보호부재와 전극 조립체의 경계의 면적을 최소화하도록 하단부를 감싸고 있는 것을 특징으로 한다. The electrode assembly according to the present invention is characterized in that a protective member is formed at its lower end, and the protective member surrounds the lower end so as to minimize the area of the boundary between the protective member and the electrode assembly in contact with the liquid electrolyte.
본 발명에 따른 전극 조립체는, 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있고 양극 단자와 음극 단자가 상단면으로부터 돌출되어 있는 구조의 전극 조립체라면, 그 종류가 제한되는 것은 아니다. The electrode assembly according to the present invention is not limited as long as it is an electrode assembly having a structure in which a separator is interposed between the positive electrode, the negative electrode, and the positive electrode and the negative electrode, and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal protrude from the top surface.
하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 전극 조립체는, 양극 시트와 음극 시트의 사이에 분리막 시트가 위치한 상태로 권취되어 있고, 양극 단자와 음극 단자가 상단면으로부터 돌출되어 있으며, 하단면 및 상기 하단면에 접한 외측면을 전기절연성의 보호부재가 감싸고 있는 젤리-롤 전극 조립체일 수 있다.In one embodiment, the electrode assembly according to the present invention is wound with the separator sheet positioned between the positive electrode sheet and the negative electrode sheet, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal protrude from the upper surface, the lower surface and the lower surface The outer surface in contact with the surface may be a jelly-roll electrode assembly wrapped around the electrically insulating protective member.
구체적으로, 상기 젤리-롤형 전극 조립체는, 권취 중심에는 음극이 배열되도록 양극 시트, 분리막 시트, 음극 시트의 순서로 이들을 적층하고 권취한 후, 권취 종단선을 따라 실링 테이프를 부착하여 고정함으로써 제작한다. 이 때, 권취 중심에서 가장 바깥쪽에는 양극 시트가 위치하게 된다. 따라서, 상기에서 외측면은 양극 활물질이 도포되어 있지 않은 양극 시트의 외측면이 되고, 보호부재는 양극 시트의 외측면을 감싼다. Specifically, the jelly-roll electrode assembly is manufactured by stacking and winding them in the order of the positive electrode sheet, the separator sheet, and the negative electrode sheet so that the negative electrode is arranged at the winding center, and then attaching and fixing a sealing tape along the winding end line. . At this time, the anode sheet is located on the outermost side of the winding center. Therefore, in the above, the outer side surface becomes the outer side surface of the positive electrode sheet to which the positive electrode active material is not coated, and the protective member surrounds the outer side surface of the positive electrode sheet.
일반적으로, 양극 시트, 음극 시트, 분리막 시트 크기의 순서로 크기가 커지게 되므로, 하단면은 양극 시트 및 음극 시트에 비해 상대적으로 크기가 큰 분리막 시트가 돌출되어 있는 구조로 이루어진다. 따라서, 하단면을 감싸는 보호부재의 해당 부위는 분리막 시트와 접촉 또는 결합하고 있다. In general, since the size increases in the order of the positive electrode sheet, the negative electrode sheet, and the separator sheet size, the bottom surface has a structure in which the separator sheet having a larger size than the positive electrode sheet and the negative electrode sheet protrudes. Therefore, the corresponding portion of the protective member surrounding the bottom surface is in contact with or coupled to the separator sheet.
전극단자들이 형성되어 있는 상단면과 전극단자들이 형성되어 있지 않은 하단면의 형상은 한정되지 않으므로, 원형 또는 다각형일 수 있다. 또한, 보호부재는 하나의 시트형 단위로 이루어져 하단면과 이에 접하는 외측면을 동시에 감쌀 수도 있고, 둘 또는 둘 이상의 시트형 단위들이 결합하여 하단면과 이에 접하는 외측면을 감쌀 수도 있다. Since the shape of the top surface on which the electrode terminals are formed and the bottom surface on which the electrode terminals are not formed are not limited, the shape may be circular or polygonal. In addition, the protection member may be formed of one sheet-like unit to simultaneously wrap the bottom surface and the outer surface in contact with it, or two or more sheet-like units may be combined to wrap the bottom surface and the outer surface in contact with it.
하나의 시트형 단위로 이루어져 하단면과 이에 접하는 외측면을 동시에 감싸는 구조의 보호부재는, 예를 들어, 접착제 또는 점착제가 기재 상에 도포되어 있는 필름일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이 경우, 전술한 바와 같이 분리막 시트는 필름의 일면에 접착된다. 상기 기재는 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 설파이드, 폴리이미드 등의 고분자 수지일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The protective member having a structure consisting of one sheet-shaped unit and simultaneously surrounding the lower surface and the outer surface in contact with the lower surface may be, for example, a film coated with an adhesive or a pressure-sensitive adhesive on the substrate, but is not limited thereto. In this case, as described above, the separator sheet is adhered to one surface of the film. The substrate may be a polymer resin such as polypropylene, polypropylene sulfide, polyimide, and the like, but is not limited thereto.
구체적인 실시예에서, 상기 상단면과 하단면은 모서리 또는 단변이 곡선으로 이루어져 있고, 장변은 직선으로 이루어져 있는 직사각형 형상일 수 있고, 이 때, 보호부재는 하기의 전개 형상을 가지는 일단위의 시트형 접착 또는 점착 필름일 수 있다. In a specific embodiment, the top surface and the bottom surface has a curved edge or short side, the long side may be a rectangular shape consisting of a straight line, wherein the protective member is a sheet-shaped adhesive of one unit having the following development shape Or an adhesive film.
상기 시트형 접착 또는 점팍 필름의 전개 형상은, 전극 조립체의 하단면 형상에 대응하는 제 1 직사각형 부위, 상기 제 1 직사각형 부위의 일측 장변을 공유하는 제 2 직사각형 부위, 및 상기 제 1 직사각형 부위의 대향측 장변을 공유하는 제 3 직사각형 부위를 포함하고, The unfolded shape of the sheet-like adhesive or dot film is a first rectangular portion corresponding to the shape of the bottom surface of the electrode assembly, a second rectangular portion sharing one long side of the first rectangular portion, and an opposite side of the first rectangular portion. Including a third rectangular region that shares the long side,
상기 제 2 직사각형 부위 및 제 3 직사각형 부위의 양측 단변들에는 제 1 직사각형 부위의 단변 길이를 초과하지 않는 길이를 가진 사각형 부위가 각각 연장되어 있으며, On both short sides of the second rectangular portion and the third rectangular portion, rectangular portions each having a length not exceeding the short side length of the first rectangular portion are respectively extended.
상기 제 1 직사각형 부위의 양측 단변들에는 제 2 직사각형 부위 또는 제 3 직사각형 부위의 단변 길이 이내의 높이를 가진 삼각형 부위가 연장되어 있는 형상일 수 있다. Both short sides of the first rectangular portion may have a shape in which a triangular portion having a height within a short side length of the second rectangular portion or the third rectangular portion is extended.
상기한 전개 형상을 갖는 보호부재는, 상기 제 1 직사각형 부위가 전극 조립체의 하단면을 감싸고, 제 2 직사각형 부위와 상기 제 2 직사각형 부위의 단변에 연장되어 있는 사각형 부위들 및 제 3 직사각형 부위와 상기 제 3 직사각형 부위의 단변에 연장되어 있는 사각형 부위들이 하단면과 접하는 외측면을 감싸며, 상기 사각형 부위들로 감싸인 외측면이 제 1 직사각형 부위의 단변에 연장되어 있는 삼각형 부위들로 다시 감싸이는 구조로 하단면과 이에 접하는 외측면을 감싼다. The protective member having the expanded shape includes the rectangular portions and the third rectangular portion, wherein the first rectangular portion surrounds the lower surface of the electrode assembly and extends on the short sides of the second rectangular portion and the second rectangular portion. The rectangular portions extending at the short sides of the third rectangular portions surround the outer surface contacting the bottom surface, and the outer surface wrapped with the rectangular portions are wrapped again with the triangular portions extending at the short sides of the first rectangular portion. Wrap the bottom surface and the outer surface in contact with it.
이 때, 상기 삼각형 부위는 상기 외측면을 감싸는 사각형 부위들의 겹쳐진 부위 전부 또는 일부를 덮으면서 겹쳐질 수 있다. 또한, 상기 삼각형 부위는 사각형 부위들이 서로 겹쳐지지 않은 상태에서 각각 하나의 사각형 부위와 겹쳐질 수 있다. At this time, the triangular portion may overlap while covering all or part of the overlapping portions of the rectangular portions surrounding the outer surface. In addition, the triangular portions may overlap with each one of the rectangular portions in a state where the rectangular portions do not overlap each other.
상기 제 2 직사각형 부위 및 제 3 직사각형 부위의 양측 단변들에서 연장 형성되어 있는 사각형 부위들 중의 적어도 하나는 상기 제 2 직사각형 부위 및 제 3 직사각형 부위의 단변과 꼭지점을 공유할 수 있다. 마찬가지로, 상기 제 1 직사각형 부위의 양측 단변들에서 연장 형성되어 있는 삼각형 부위들 중 적어도 하나는 상기 제 1 직사각형 부위의 단변과 꼭지점을 공유하고 있을 수 있다. At least one of the rectangular portions extending from both short sides of the second rectangular portion and the third rectangular portion may share a vertex with the short sides of the second rectangular portion and the third rectangular portion. Similarly, at least one of the triangular portions extending from both short sides of the first rectangular portion may share a vertex with the short side of the first rectangular portion.
상기 삼각형 부위 및 사각형 부위들이 겹쳐지는 외측면을 감쌀 수 있다면, 상기 삼각형 부위 및 사각형 부위의 형상은, 삼각형과 사각형에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 사각형 부위는 반원형, 다각형, 삼각형일 수 있고, 상기 삼각형 부위는 사각형, 다각형, 반원형일 수 있음은 물론이다. If the triangular portion and the rectangular portion can be wrapped around the outer surface overlapping, the shape of the triangular portion and the rectangular portion is not limited to the triangle and the square. That is, the rectangular portion may be semicircular, polygonal or triangular, and the triangular portion may be rectangular, polygonal or semicircular.
상기 하단부는, 구체적으로, 하단면과 상단면 사이의 높이 대비 10 내지 50%에 대응하는 높이에 해당하는 부위일 수 있고, 따라서, 상기 보호부재는 하단면과 상단면 사이의 높이 대비 10 내지 50%에 대응하는 높이에서 외측면과 경계를 형성하고 있을 수 있다. 상기 경계는 외측면을 따라 평면 상 단일 폐곡선을 형성할 수 있다. 따라서, 액체 전해질과 접촉하는 경계의 면적이 최소화될 수 있다. Specifically, the lower end portion may be a portion corresponding to a height corresponding to 10 to 50% of the height between the lower surface and the upper surface, and thus, the protective member is 10 to 50 relative to the height between the lower surface and the upper surface. It may be bordered with the outer surface at a height corresponding to%. The boundary may form a single closed curve in plane along the outer surface. Thus, the area of the boundary in contact with the liquid electrolyte can be minimized.
구체적인 실시예에서, 상기 경계는 동일한 높이를 가질 수도 있고, 높이 차를 가지도록 형성될 수도 있다. In a specific embodiment, the boundary may have the same height or may be formed to have a height difference.
또 하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 전극 조립체는, 2개 이상의 단위 전극들이 적층 구조를 형성하고 있고, 상기 단위 전극들에서 상호 인접하고 있는 제 1 단위 전극와 제 2 단위 전극의 사이에는 일 단위의 분리막 시트가 연속적으로 개재되어 있으며, 상기 분리막 시트를 사이에 두고 대면하는 제 1 단위 전극의 극판과 제 2 단위 전극의 극판은 서로 반대 극성을 가지도록 배열되고, 양극 단자와 음극 단자는 상단면으로부터 돌출되어 있으며, 하단면 및 상기 하단면에 접한 외측면을 전기절연성의 보호부재가 감싸고 있는 스택 앤 폴딩형 전극 조립체일 수 있다.In another embodiment, an electrode assembly according to the present invention includes two or more unit electrodes in a stacked structure, and includes one unit between the first unit electrode and the second unit electrode that are adjacent to each other in the unit electrodes. The separator sheet is continuously interposed, the electrode plate of the first unit electrode and the electrode plate of the second unit electrode facing each other with the separator sheet interposed therebetween are arranged to have opposite polarities, and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal have an upper surface. A stack-and-fold type electrode assembly protruding from the lower surface and the outer surface of the lower surface and the outer surface of the lower surface is surrounded by an electrically insulating protective member.
이러한 스택 앤 폴딩형 전극 조립체의 경우, 분리막 시트를 사이에 두고 대면하는 제 1 단위 전극의 극판과 제 2 단위 전극의 극판은 서로 반대 극성을 가지도록 배열되어야 하므로, 이 때, 제 1 단위 전극이 단일 양극판일 경우에는, 제 2 단위 전극은 단일 음극판 또는 상기 단일 양극판과 대면하는 음극판을 포함하는 적층 전극체일 수 있다. In the case of the stack-and-fold type electrode assembly, the electrode plate of the first unit electrode and the electrode plate of the second unit electrode facing each other with the separator sheet interposed therebetween should be arranged to have opposite polarities. In the case of a single positive electrode plate, the second unit electrode may be a single electrode plate or a stacked electrode body including a negative electrode plate facing the single positive electrode plate.
상기 제 1 단위 전극과 제 2 단위 전극이 적층 전극체일 경우에도, 분리막 시트를 사이에 두고 대면하는 극판들이 서로 반대의 극성을 가지도록, 이들을 배열할 수 있다. Even when the first unit electrode and the second unit electrode are laminated electrode bodies, they may be arranged such that the electrode plates facing each other with the separator sheet therebetween have polarities opposite to each other.
스택 앤 폴딩형 전극 조립체는 분리막 시트 상에 제 1 단위 전극과 제 2 단위 전극을 배열한 후, 분리막 시트를 권취함으로서 제작하므로, 젤리-롤형 전극 조립체와 달리 보호부재는 분리막 시트의 외측면에 형성된다. 이점을 제외하고는, 젤리-롤형 전극 조립체에서 이미 설명한 내용과 동일하다. The stack-and-fold type electrode assembly is manufactured by arranging the first unit electrode and the second unit electrode on the separator sheet and then winding the separator sheet. Thus, unlike the jelly-roll type electrode assembly, a protective member is formed on the outer surface of the separator sheet. do. Except for this, it is the same as already described in the jelly-roll type electrode assembly.
본 발명은, 상기한 젤리-롤형 전극 조립체 또는 스택 앤 폴딩형 전극 조립체를 케이스에 수납하고 전해액으로 함침한 후 밀봉한 리튬 이차전지를 제공한다. 상기 리튬 이차전지는 원형 전지, 각형 전지, 파우치 형 전지일 수 있고, 구체적으로는, 상기 케이스가 각형의 캔 형상인 각형 전지일 수 있다. The present invention provides a lithium secondary battery in which the jelly-roll type electrode assembly or the stack-and-fold type electrode assembly is housed in a case, impregnated with an electrolyte, and sealed. The lithium secondary battery may be a circular battery, a square battery, a pouch type battery, and specifically, the case may be a square battery having a rectangular can shape.
양극 활물질, 음극 활물질, 양극, 음극, 분리막 및 리튬 이차전지 등의 제조방법 또는 제작방법 등은 당해 업계에 이미 공지되어 있으므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. Since manufacturing methods or manufacturing methods of the positive electrode active material, the negative electrode active material, the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the lithium secondary battery are already known in the art, a detailed description thereof will be omitted.
이상에서 설명한 바와 같이, 액체 전해질과 접촉하는 경계의 면적이 최소화할 수 있는 구조의 보호부재로 전극 조립체의 하단면 및 이에 접하는 외측면을 감쌈으로써, 본 발명에 따른 전극 조립체는, 낙하 충격에 대한 안정성이 향상되는 장점이 있다. 이는 전지의 안정성을 향상시키는 효과가 있다. As described above, by wrapping the lower surface of the electrode assembly and the outer surface of the electrode assembly with a protective member having a structure that can minimize the area of the boundary in contact with the liquid electrolyte, the electrode assembly according to the present invention, There is an advantage that the stability is improved. This has the effect of improving the stability of the battery.
도 1은 종래의 젤리-롤 전극 조립체의 사시도이다;
도 2는 젤리-롤 전극 조립체의 하단부에 보호부재가 장착한 형태를 모식적으로 도시한 사시도이다;
도 3은 도 2의 전극 조립체의 S 방향 측면도이다;
도 4는 도 2의 전극 조립체의 평면도이다;
도 5는 도 2의 전극 조립체를 케이스 내에 장착한 상태를 모식적으로 도시한 도면이다;
도 6은 도 5에서 보호부재가 전극 조립체로부터 떨어지는 경우를 모식적으로 도시한 도면이다;
도 7은 본 발명에 따른 전극 조립체의 사시도이다;
도 8은 도 7의 전극 조립체의 S 방향 측면도이다;
도 9는 도 7의 전극 조립체의 평면도이다;
도 10은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 보호부재의 전개도이다.1 is a perspective view of a conventional jelly-roll electrode assembly;
2 is a perspective view schematically showing a form in which a protective member is mounted on a lower end of a jelly-roll electrode assembly;
FIG. 3 is a side view in the S direction of the electrode assembly of FIG. 2; FIG.
4 is a top view of the electrode assembly of FIG. 2;
FIG. 5 is a diagram schematically showing a state in which the electrode assembly of FIG. 2 is mounted in a case; FIG.
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a case in which the protective member is separated from the electrode assembly in FIG. 5; FIG.
7 is a perspective view of an electrode assembly according to the present invention;
FIG. 8 is a side view in the S direction of the electrode assembly of FIG. 7; FIG.
9 is a top view of the electrode assembly of FIG. 7;
10 is an exploded view of a protection member according to an embodiment of the present invention.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면 및 실험예를 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, although described with reference to the drawings and experimental examples according to an embodiment of the present invention, this is for easier understanding of the present invention, the scope of the present invention is not limited thereto.
도 1 및 도 5를 함께 참조하면, 전지(200)는 케이스(110)내에 젤리-롤 전극 조립체(100)와 전해질(도시하지 않음)을 수용하고 있는 구조로 이루어져 있다. 1 and 5 together, the
젤리-롤 전극 조립체(100)는 양극 시트(10), 분리막 시트(20), 음극 시트(30) 및 실링 테이프(50)를 포함하고 있다. The jelly-
젤리-롤 전극 조립체(100)는 음극 시트(30)가 권취 중심에 위치하고 권취 중심으로부터 가장 바깥쪽에는 양극 시트(10)가 위치하도록 권취되어 있고, 권취 형태를 유지하도록 실링 테이프(50)가 외측면에 부착되어 있으며, 상단면에는, 음극 단자(43)와 양극 단자(47)가 돌출되어 있다. 이 때, 실링 테이프(50)가 부착된 외측면은, 양극 시트(10)의 외측면으로서, 양극 활물질이 도포되어 있지 않은 면이다. 음극 단자(43)에는 절연 테이프(60)가 감겨져 있다.The jelly-
도 2 및 도 5를 참조하면, 도 1의 젤리-롤 전극 조립체(100)의 하단면 및 이에 접하는 외측면의 일부에는 접착 테이프(70)가 부착되어 있다. 양극 시트(10), 음극 시트(30), 분리막 시트(20)의 순서로 크기가 커지므로, 젤리-롤 전극 조립체(100)의 하단면에서 분리막 시트(20)는 접착 테이프(70)에 접착되어 있다. 2 and 5, an
도 3을 참조하면, 도 2의 젤리-롤 전극 조립체(100)를 S 방향에서 바라볼 때, 젤리-롤 전극 조립체(100)의 외측면의 일부에는 접착 테이프(70)가 부착되어 있지 않음을 확인할 수 있다. 도 2의 젤리-롤 전극 조립체(100)의 평면도를 도시하고 있는 도 4는, 젤리-롤 전극 조립체(100)의 하단면과 이에 접하는 외측면의 일부에는 접착 테이프(70)가 부착되어 있지 않음을 더욱 명확하게 도시하고 있다.Referring to FIG. 3, when the jelly-
전술한 액체 전해질(도시하지 않음)은 젤리-롤 전극 조립체(100)와 접착 테이프(70)의 경계에 형성되어 있는 틈으로 스며들어갈 수 있고, 이렇게 스며든 액체 전해질은 접착 테이프(70)의 접착력을 저하시키는 원인이 될 수 있다. The above-described liquid electrolyte (not shown) may penetrate into a gap formed at the boundary between the jelly-
이와 관련하여, 도 6을 참조하면, 도 2의 젤리-롤 전극 조립체(100)가 케이스(110)내에 액체 전해질(도시하지 않음)과 함께 수용되어 있는 전지(200)에서, 스며든 액체 전해질에 의해 접착 테이프(70)의 접착력이 저하되는 경우에는, 접착 테이프(70)가 젤리-롤 전극 조립체(100)의 외측면으로부터 떨어져 나가면서, 이에 접착되어 있던 분리막 시트(20)와도 떨어지게 되고, 그 결과, 분리막 시트(20)가 말려 올라가는 현상이 발생한다. In this regard, referring to FIG. 6, in the
도 7에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 젤리-롤 전극 조립체(100)가 도시되어 있고, 도 2의 전극 조립체와의 차이는, 하단면 및 이에 접하는 외측면 전부가 접착 테이프(70)로 감싸여 있다는 점이다. FIG. 7 illustrates a jelly-
도 8 및 도 9를 함께 참조하면, 도 3 및 도 4와 달리, 하단면 및 이에 접하는 외측면 전부가 접착 테이프(70)로 감싸여 있음을 명확하게 확인할 수 있다. 이는, 종래의 접착 테이프의 구조에 비해 액체 전해질이 스며들 수 있는 공간이 감소하였음을 의미한다. 특히, 외측면을 감싸는 접착 테이프들이 모두 겹쳐 있어서, 즉, 본 발명에 따른 젤리-롤 전극 조립체(100)의 경우에는, 하단면으로부터 소정의 높이로 형성되어 있는 경계(80)로만 액체 전해질이 스며들 수 있다. Referring to FIGS. 8 and 9 together, unlike FIGS. 3 and 4, it can be clearly seen that all of the lower surface and the outer surface contacting the lower surface are wrapped with the
도 10은 하나의 실시예에 따른 접착 테이프(70)의 전개형상을 모식적으로 도시하고 있다. 이를 참조하면, 접착 테이프(70)은 전극 조립체의 하단면 형상에 대응하는 제 1 직사각형 부위(65), 제 1 직사각형 부위(65)의 일측 장변을 공유하는 제 2 직사각형 부위(63), 및 제 1 직사각형 부위(65)의 대향측 장변을 공유하는 제 3 직사각형 부위(68)를 포함하고, 제 2 직사각형 부위(63) 및 제 3 직사각형 부위(68)의 양측 단변들에는 제 1 직사각형 부위(65)의 단변 길이를 초과하지 않는 길이를 가진 사각형 부위(63a, 63b, 68a, 68b)가 각각 연장되어 있으며, 제 1 직사각형 부위(65)의 양측 단변들에는 제 2 직사각형 부위(63) 또는 제 3 직사각형 부위(68)의 단변 길이 이내의 높이를 가진 삼각형 부위(65a, 65b)가 연장되어 있는 전개 형상을 갖는다.
FIG. 10 schematically illustrates a development of the
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.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
Claims (21)
전극 조립체의 하단면 형상에 대응하는 제 1 직사각형 부위, 상기 제 1 직사각형 부위의 일측 장변을 공유하는 제 2 직사각형 부위, 및 상기 제 1 직사각형 부위의 대향측 장변을 공유하는 제 3 직사각형 부위를 포함하고,
상기 제 2 직사각형 부위 및 제 3 직사각형 부위의 양측 단변들에는 제 1 직사각형 부위의 단변 길이를 초과하지 않는 길이를 가진 사각형 부위가 각각 연장되어 있으며;
상기 제 1 직사각형 부위의 양측 단변들에는 제 2 직사각형 부위 또는 제 3 직사각형 부위의 단변 길이 이내의 높이를 가진 삼각형 부위가 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 젤리-롤형 전극 조립체.According to claim 3, The deployment shape of the protective member,
A first rectangular portion corresponding to the shape of the bottom surface of the electrode assembly, a second rectangular portion sharing one long side of the first rectangular portion, and a third rectangular portion sharing an opposite long side of the first rectangular portion; ,
Both short sides of the second rectangular portion and the third rectangular portion each extend a rectangular portion having a length not exceeding the short side length of the first rectangular portion;
Both sides of the first rectangular portion of the jelly-roll electrode assembly, characterized in that a triangular portion having a height within the short side length of the second rectangular portion or the third rectangular portion is extended.
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