KR20140055063A - 연신된 세퍼레이터를 사용하는 전극 조립체 및 그의 제조방법 - Google Patents

연신된 세퍼레이터를 사용하는 전극 조립체 및 그의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140055063A
KR20140055063A KR1020120121361A KR20120121361A KR20140055063A KR 20140055063 A KR20140055063 A KR 20140055063A KR 1020120121361 A KR1020120121361 A KR 1020120121361A KR 20120121361 A KR20120121361 A KR 20120121361A KR 20140055063 A KR20140055063 A KR 20140055063A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
separator
unit cells
electrode plate
predetermined intervals
positive electrode
Prior art date
Application number
KR1020120121361A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101633831B1 (ko
Inventor
박정호
최승돈
윤재식
전호진
박성준
강혜진
박용팔
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 KR1020120121361A priority Critical patent/KR101633831B1/ko
Publication of KR20140055063A publication Critical patent/KR20140055063A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101633831B1 publication Critical patent/KR101633831B1/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
    • 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
    • H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • 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
    • 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
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • 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
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • H01M50/466—U-shaped, bag-shaped or folded
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

본 발명은 연신된 세퍼레이터를 사용하는 전극 조립체 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면에 따라, 양극판, 음극판, 및 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 개재된 제 1 세퍼레이터를 포함하는 다수의 단위 셀; 상기 다수의 단위 셀의 상부 또는 하부에 폴딩되어 있는 연속형 제 2 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체가 제공된다. 본 발명의 다른 측면에 따라, 제 1 세퍼레이터의 양면에 양극판 및 음극판을 위치시키고 압축시켜 단위 셀을 제조하는 단계; 연속형 제 2 세퍼레이터의 상부 또는 하부에 다수의 단위 셀을 배치하는 단계; 및 상기 제 2 세퍼레이터가 사이에 개재된 상태로 상기 다수의 단위 셀이 적층되도록 상기 제 2 세퍼레이터를 폴딩하는 단계를 포함하는 전극 조립체의 제조방법이 제공된다. 본 발명에 따르면, 이차전지의 세퍼레이터의 열 수축으로 인한 쇼트 발생 등의 문제를 해결할 수 있다.

Description

연신된 세퍼레이터를 사용하는 전극 조립체 및 그의 제조방법{Electrode assembly using stretched separators, and preparation method thereof}
본 발명은 연신된 세퍼레이터를 사용하는 전극 조립체, 구체적으로는 전극 조립체 내 연신된 세퍼레이터의 조립방향이 변경된 전극 조립체, 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
이차전지는 전기화학 반응을 이용해 충전과 방전을 연속적으로 반복하여 반영구적으로 사용할 수 있는 화학 전지로서 납축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지 및 리튬 이차전지로 구분된다. 이 중에서, 리튬 이차전지는 다른 전지들에 비하여 높은 전압 및 에너지 밀도 특성이 우수하여 이차전지 시장을 주도하고 있다.
상기 리튬 이차전지는 양극판, 음극판 및 세퍼레이터를 구비한 전극 조립체를 갖는 데, 이러한 전극 조립체는 세퍼레이터를 개재한 상태로 양극판 및 음극판을 둥글게 권취한 젤리롤형(jelly-roll type), 양극판, 음극판 및 세퍼레이터를 순차적으로 적층한 스택형(stack type), 그리고 이들의 혼합 형태로서 양극판, 음극판 및 세퍼레이터로 구성된 단위 셀(unit cell)을 긴 시트형의 연속적인 분리필름(예컨대, 세퍼레이터)을 이용하여 절곡/권취한 구조의 스택-폴딩형(stack-folding type) 리튬 이차전지로 구분된다. 이러한 리튬 이차전지는 제조가 용이하고, 공간을 효율적으로 활용할 수 있는 구조를 가지며, 전극 활물질의 함량을 극대화할 수 있어서 높은 집적도의 전지를 구현할 수 있다.
그러나, 이들 이차전지에서 사용되는 세퍼레이터는 통상적으로 연신 공정에 따라 MD(machine direction) 연신 및/또는 TD(transverse direction) 연신을 단독으로(예컨대, 일축 연신), 동시에 또는 순차적으로(예컨대, 이축 연신) 행하는 데, 일반적으로 이러한 연신 공정 후에는 세퍼레이터가 그 연신 방향의 반대 방향으로 수축되려는 경향을 갖는다. 특히, 건식법의 일축 연신 공정에서 이러한 이방성 수축의 경향이 두드러지게 나타난다.
도 1은 전극 조립체의 제조를 위한 종래기술의 배치 도면이다. 도 1을 참조하면, 다수의 단위 셀을 폴딩필름 상에 소정의 간격으로 배치한다. 통상적으로, 단위 셀 내에 개재되어 있는 세퍼레이터(도시되어 있지 않음)의 연신 방향은 상기 단위 셀을 폴딩하게 되는 폴딩필름(실질적으로 세퍼레이터의 역할을 함)의 연신 방향과 동일하다(서로 평행하다). 그러나, 이러한 동일한 연신 방향은 앞서 언급한 바와 같이 그의 반대 방향으로 수축되려는 경향으로 인해 단락의 발생 확률이 높다는 문제점이 있다. 또한, 과충전 등에 기인하는 온도 상승에 의해서도 세퍼레이터의 수축이 과도하게 일어나서 내부 단락이 발생할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 더 연신된 또는 일축 연신된 세퍼레이터의 수축에 의한 쇼트를 방지함으로써 전지의 안정성을 더욱 확보하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기 설명에 의해서 이해될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에서 기재되는 수단 또는 방법, 및 이의 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명은, 상기 과제를 달성하기 위하여, 이차전지에서 단위 셀 내에 개재된 세퍼레이터와 단위 셀들 사이에 개재된 세퍼레이터의 조립시 이들의 연신 방향에 따라 조립방향을 변경한다.
본 발명의 일 측면에 따라, 양극판, 음극판, 및 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 개재된 일축 또는 이축 연신된 제 1 세퍼레이터를 포함하는 다수의 단위 셀; 상기 다수의 단위 셀의 상부 또는 하부에 폴딩되어 있는 일축 또는 이축 연신된 연속형 제 2 세퍼레이터를 포함하되, 상기 제 1 세퍼레이터는 그의 더 연신된 또는 일축 연신된 방향이 상기 단위 셀을 폴딩하는 방향과 수직이 되도록 배치되고, 상기 제 2 세퍼레이터는 그의 더 연신된 또는 일축 연신된 방향이 상기 단위 셀을 폴딩하는 방향과 평행하게 되도록 배치되어 있는 전극 조립체가 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 따라, 일축 또는 이축 연신된 제 1 세퍼레이터의 양면에 양극판 및 음극판을 위치시키고 압축시켜 단위 셀을 제조하는 단계; 일축 또는 이축 연신된 연속형 제 2 세퍼레이터의 상부 또는 하부에 다수의 단위 셀을 배치하는 단계; 및 상기 제 2 세퍼레이터가 사이에 개재된 상태로 상기 다수의 단위 셀이 적층되도록 상기 제 2 세퍼레이터를 폴딩하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 세퍼레이터는 그의 더 연신된 또는 일축 연신된 방향이 상기 단위 셀을 폴딩하는 방향과 수직이 되도록 배치하고, 상기 제 2 세퍼레이터는 그의 더 연신된 또는 일축 연신된 방향이 상기 단위 셀을 폴딩하는 방향과 평행하게 되도록 배치하는 전극 조립체의 제조방법이 제공된다.
본 발명에 따라 전극 조립체의 조립방향을 변경하면, 이차전지의 세퍼레이터의 열 수축으로 인한 쇼트 발생 등의 문제를 해결하며, 이로 인해 전지의 안전성을 확보할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 잘 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 종래기술의 전극 조립체의 제조를 위한 단위 셀의 배치 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시양태에 따른 전극 조립체의 제조를 위한 공정 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시양태에 따른 전극 조립체의 제조를 위한 단위 셀의 배치 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 단위 셀의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제 1 단위 셀의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 단위 셀의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제 2 단위 셀의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스택-폴딩형의 전극 조립체의 제조를 위해 다수의 단위 셀을 제 2 세퍼레이터의 일면에 배치한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스택-폴딩형의 전극 조립체의 제조를 위해 다수의 단위 셀을 제 2 세퍼레이터의 양면에 배치한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 스택-폴딩형의 전극 조립체의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 단위 셀이 일면에 배치된 제 2 세퍼레이터의 절곡 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 12는 도 11의 구성에 따라 제조된 전극 조립체의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다수의 단위 셀이 양면에 배치된 제 2 세퍼레이터의 절곡 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 14는 도 13의 구성에 따라 제조된 전극 조립체의 단면도이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어 또는 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 명세서의 실시예에 기재된 구성은 본 발명의 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.
본 발명의 일 측면에 따른 전극 조립체는, 양극판, 음극판, 및 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 개재된 일축 또는 이축 연신된 제 1 세퍼레이터를 포함하는 다수의 단위 셀; 및 상기 다수의 단위 셀의 상부 또는 하부에 폴딩되어 있는 일축 또는 이축 연신된 연속형 제 2 세퍼레이터를 포함하되, 상기 제 1 세퍼레이터는 그의 더 연신된 또는 일축 연신된 방향이 상기 단위 셀을 폴딩하는 방향과 수직이 되도록 배치되고, 상기 제 2 세퍼레이터는 그의 더 연신된 또는 일축 연신된 방향이 상기 단위 셀을 폴딩하는 방향과 평행하게 되도록 배치되어 있다.
본원에서 사용되는 용어 "전극 조립체"는 하나의 단위 셀만을 지칭하거나, 또는 2개 이상의 단위 셀을 그들 사이에 세퍼레이터가 개재되어 형성된 조립된 형태를 지칭한다. 또한, 본원에서 사용되는 용어 "단위 셀(unit cell)"은 양극판, 음극판, 및 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 세퍼레이터가 개재되어 있는 단위체(unit)이며, 예컨대 제 1 단위 셀 또는 제 2 단위 셀을 포함하는 것으로 이해된다.
본원에서 사용되는 용어 "제 1 단위 셀"은 극성이 다른 전극판 사이에 세퍼레이터가 개재된 셀 구조를 적어도 하나 이상 포함하되 최외측에 위치한 양 전극판의 극성이 서로 다른 셀 구조를 갖는 것을 의미한다.
본원에서 사용되는 용어 "제 2 단위 셀"은 극성이 다른 전극 사이에 세퍼레이터가 개재된 셀 구조를 적어도 하나 이상 포함하되 최외측에 위치한 양 전극판의 극성이 서로 같은 셀 구조를 갖는 것을 의미한다.
본 발명의 제 1 세퍼레이터 및 제 2 세퍼레이터와 함께 적용될 전극판으로는 특별히 제한되지 않으며, 당업계에 알려진 통상적인 방법에 따라 전극 활물질을 전극 집전체에 결착된 형태로 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 단위 셀은, 극성이 다른 전극판 사이에 상기 제 1 세퍼레이터가 개재된 셀 구조를 적어도 하나 이상 포함하되 최외측에 위치한 양 전극판의 극성이 서로 다른 셀 구조를 갖는 제 1 단위 셀; 또는 극성이 다른 전극 사이에 상기 제 1 세퍼레이터가 개재된 셀 구조를 적어도 하나 이상 포함하되 최외측에 위치한 양 전극판의 극성이 서로 같은 셀 구조를 갖는 제 2 단위 셀일 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제 1 단위 셀은 상부에서부터 양극판/제 1 세퍼레이터/음극판, 음극판/제 1 세퍼레이터/양극판, 양극판/제 1 세퍼레이터/음극판/제 1 세퍼레이터/음극판/제 1 세퍼레이터/양극판, 또는 음극판/제 1 세퍼레이터/양극판/제 1 세퍼레이터/음극판/제 1 세퍼레이터/음극판 구조를 가질 수 있으며, 이와 같이 최외측에 위치한 양 전극판의 극성이 서로 다른 방식으로 다층 구조를 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 제 2 단위 셀은 상부에서부터 양극판/제 1 세퍼레이터/음극판/제 1 세퍼레이터/양극판, 음극판/제 1 세퍼레이터/양극판/제 1 세퍼레이터/음극판, 양극판/제 1 세퍼레이터/음극판/제 1 세퍼레이터/양극판/제 1 세퍼레이터/음극판/제 1 세퍼레이터/양극판, 또는 음극판/제 1 세퍼레이터/양극판/제 1 세퍼레이터/음극판/제 1 세퍼레이터/양극판/제 1 세퍼레이터/음극판 구조를 가질 수 있으며, 이와 같이 최외측에 위치한 양 전극판의 극성이 서로 같은 방식으로 다층 구조를 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 전극 조립체는 길이 방향으로 연장된 제 2 세퍼레이터의 한쪽 면에 소정의 간격으로 배열되어 있는 다수의 단위 셀들; 및 상기 소정 간격으로 배열된 단위 셀들과 함께 한쪽 방향으로 권취되어 있는 제 2 세퍼레이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 전극 조립체는 길이 방향으로 연장된 제 2 세퍼레이터의 양면에 소정의 간격으로 배열되어 있는 다수의 단위 셀들; 및 상기 소정 간격으로 배열된 단위 셀들과 함께 한쪽 방향으로 권취되어 있는 제 2 세퍼레이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 전극 조립체는 길이 방향으로 연장된 제 2 세퍼레이터의 한쪽 면에 소정의 간격으로 배열되어 있는 다수의 단위 셀들; 및 상기 소정 간격으로 배열된 단위 셀들과 함께 지그재그형으로 절곡되어 있는 제 2 세퍼레이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태에서, 상기 전극 조립체는 길이 방향으로 연장된 제 2 세퍼레이터의 양면에 소정의 간격으로 배열되어 있는 다수의 단위 셀들; 및 상기 소정 간격으로 배열된 단위 셀들과 함께 지그재그형으로 절곡되어 있는 제 2 세퍼레이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시양태에 따른 전극 조립체는 전술된 형태 이외에도 다양한 형태를 취할 수 있다. 그의 비제한적인 예는 첨부된 도면을 참고한다(도 10, 도 12 및 도 14 참고).
도 2는 본 발명의 일 실시양태에 따른 전극 조립체의 제조를 위한 공정 흐름도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 측면에 따른 전극 조립체의 제조방법은, 단위 셀의 제조 단계(S1), 상기 단위 셀을 제 2 세퍼레이터에 배치하는 단계(S2), 및 제 2 세퍼레이터의 폴딩 단계(S3)를 포함한다.
단위 셀의 제조 단계(S1)는, 일축 또는 이축 연신된 제 1 세퍼레이터의 양면에 양극판 및 음극판을 위치시키고 압축시킴으로써 단위 셀을 제조한다. 여기서, 제 1 세퍼레이터는 연신기에 의해 일축 또는 이축 연신될 수 있다. 이와 같이 일축 또는 이축 연신된 제 1 세퍼레이터의 양면에 양극판과 음극판을 위치시킬 수 있다. 양면에 양극판과 음극판이 위치된 제 1 세퍼레이터는 상부와 하부를 동시에 힘을 가하여 압축시킴으로써 일체화된 단위 셀을 수득할 수 있다. 이때, 양극판, 음극판 및 제 1 세퍼레이터는 이하 기재되는 바와 같이 여러 형태의 단위 셀을 구성할 수 있다.
단위 셀의 배치 단계(S2)는, 일축 또는 이축 연신된 연속형 제 2 세퍼레이터의 상부 또는 하부, 또는 양면에 다수의 단위 셀을 배치한다. 여기서, 연속형이란 다수의 단위 셀을 감싸기 위해 제 2 세퍼레이터가 길게 신장된 형태라는 것을 의미한다.
도 3은 본 발명의 일 실시양태에 따른 전극 조립체의 제조를 위한 단위 셀의 배치 도면이다. 도 3을 참조하면, 연속형 제 2 세퍼레이터(80)의 상부에 하나 이상의 단위 셀을 소정의 간격으로 배치한다. 여기서, 본원에서 사용되는 용어 "제 2 세퍼레이터"는 당해 분야에서 단위 셀 등을 폴딩하는 필름을 지칭하는 용어인 "폴딩필름"과 상호 교환하여 사용할 수 있다. 또한, "소정의 간격"이라 함은 이하 설명되는 다양한 방식으로 폴딩필름(본 발명의 제 2 세퍼레이터)으로 개별 단위 셀을 감싸는 경우 다른 단위 셀과의 부적절한 전기적 접촉으로 인한 단락 등의 문제점을 발생시키지 않도록 위치가 설정되는 간격을 지칭한다. 또한, 도 3에 제시된 제 2 세퍼레이터(80)의 상부뿐만 아니라, 그의 하부 또는 양면에 단위 셀이 소정의 간격으로 배치될 수 있다.
제 2 세퍼레이터의 폴딩 단계(S3)는, 상기 제 2 세퍼레이터가 사이에 개재된 상태로 상기 다수의 단위 셀이 적층되도록 상기 제 2 세퍼레이터를 폴딩하는 단계이다. 여기서, 상기 제 1 세퍼레이터는 그의 더 연신된 또는 일축 연신된 방향이 상기 단위 셀을 폴딩하는 방향과 수직이 되도록 배치하고, 상기 제 2 세퍼레이터는 그의 더 연신된 또는 일축 연신된 방향이 상기 단위 셀을 폴딩하는 방향과 평행하게 되도록 배치한다.
우선, 단위 셀은 상기 정의된 바와 같은 제 1 단위 셀 또는 제 2 단위 셀일 수 있다.
제 1 단위 셀은 상부에서부터 양극판/제 1 세퍼레이터/음극판 또는 음극판/제 1 세퍼레이터/양극판 구조를 가질 수 있지만 이에 국한되지 않는다. 도 4를 참고하면, 제 1 단위 셀(400)은 상부에서부터 양극판(10), 제 1 세퍼레이터(70) 및 음극판(20)이 순서대로 적층된 구조를 가질 수 있다. 다른 실시양태를 제시한 도 5를 참고하면, 제 1 단위 셀(500)은 상부에서부터 양극판(10), 제 1 세퍼레이터(70), 음극판(20), 제 1 세퍼레이터(70), 양극판(10), 제 1 세퍼레이터(70) 및 음극판(20)을 순서대로 적층시킨 구조를 갖는다. 또한, 제 1 단위 셀에 사용되는 양극판, 제 1 세퍼레이터 및 음극판은 그 개수가 제한되지 않는다.
제 2 단위 셀은 상부에서부터 양극판/제 1 세퍼레이터/음극판/제 1 세퍼레이터/양극판 또는 음극판/제 1 세퍼레이터/양극판/제 1 세퍼레이터/음극판 구조를 가질 수 있지만 이에 국한되지 않는다. 도 6을 참고하면, 제 2 단위 셀(600)은 상부에서부터 양극판(10), 제 1 세퍼레이터(70), 음극판(20), 제 1 세퍼레이터(70) 및 양극판(10)이 순서대로 적층된 구조를 가질 수 있다. 다른 실시양태를 제시한 도 7을 참고하면, 제 2 단위 셀(700)은 상부에서부터 음극판(20), 제 1 세퍼레이터(70), 양극판(10), 제 1 세퍼레이터(70) 및 음극판(20)을 순서대로 적층시킨 구조를 갖는다. 전술된 제 1 단위 셀의 경우와 유사하게, 제 2 단위 셀에 사용되는 양극판, 제 1 세퍼레이터 및 음극판은 그 개수가 제한되지 않는다.
단위 셀의 제조 단계에 있어서, 제 1 세퍼레이터는 그의 양면에 양극판 및 음극판을 위치시키고 이들을 압축시킴으로써 단위 셀이 제조되는데, 이때, 단위 셀 내에서 양극판 및 음극판 사이에 개재되는 제 1 세퍼레이터는 연신기를 통해 일축 또는 이축 연신된다. 여기서, 일축 연신이란 세퍼레이터를 한 방향으로 연신시키는 것을 의미하며, 이축 연신이란 세퍼레이터를 대략 서로 직각 방향의 두 방향으로 연신시키는 것을 의미한다. 이러한 연신은 세퍼레이터에 기공을 형성시키고 또한 강도를 부여하기 위해 수행된다.
그런데, 이와 같이 연신된 세퍼레이터는 그 연신 방향의 반대 방향으로 수축하려는 성질을 갖게 된다. 특히, 이러한 수축은 전지 내부 또는 외부 요인으로 인한 열 상승의 경우 더욱 심각해질 수 있는데, 이는 전지의 단락 등을 야기시킬 수 있어 문제가 된다. 이러한 이유로, 일축 연신의 경우에는 연신 방향 또는 그에 따른 수축 방향을 고려하여 세퍼레이터의 양면에 위치한 양 전극의 가장자리 너머로 여분의 세퍼레이터가 남도록 세퍼레이터 길이를 양 전극보다 더 길게 할 수 있다. 이와 유사하게, 이축 연신의 경우도 더 연신된 방향 또는 그에 따른 수축 방향을 따라 세퍼레이터 길이를 양 전극보다 더 길게 할 수 있다.
단위 셀의 배치 단계(S2)는 길이 방향으로 연장된 제 2 세퍼레이터의 한쪽 면에 다수의 단위 셀들을 소정의 간격으로 배열할 수 있다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스택-폴딩형의 전극 조립체의 제조를 위해 단위 셀들을 일면에 배치한 도면이다. 도 8을 참고하면, 단위 셀들은 소정의 간격으로 제 2 세퍼레이터(80)의 상부에 배치한다. 다르게는, 단위 셀들은 소정의 간격으로 제 2 세퍼레이터(80)의 하부에 배치될 수 있다.
도 8에서, 단위 셀의 형태는 제 1 단위 셀인 경우를 예시한 것이다. 제 2 세퍼레이터(80)의 상부 또는 하부에 배치되어 감싸기 시작하는 첫번째 단위 셀은, 전극판의 노출 면, 즉 제 1 세퍼레이터의 하부에 존재하는 전극의 하면과 제 1 세퍼레이터의 상부에 존재하는 전극의 상면 모두가 감싸지도록 첫번째 단위 셀과 두번째 단위 셀 사이의 간격을 적절하게 설정해야 할 것임을 유의한다. 또한, 이후로 감싸지는 단위 셀들은 그 다음의 단위 셀의 전극(들)과 직접 닿지 않도록 그들 사이의 간격을 적절하게 설정해야 할 것임은 당연하다. 당업자라면, 단위 셀의 형태가 제 2 단위 셀인 경우는 그에 적절하게 단위 셀을 위치시키고 다른 단위 셀들과의 관계 및 간격을 설정할 수 있을 것이다.
또한, 단위 셀의 배치 단계(S2)는 길이 방향으로 연장된 제 2 세퍼레이터의 양면에 다수의 단위 셀들을 소정의 간격으로 배열할 수 있다. 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스택-폴딩형의 전극 조립체의 제조를 위해 양면에 배치한 도면이다. 도 9를 참고하면, 다수의 단위 셀들을 제 2 세퍼레이터(80)의 양면, 즉 상부와 하부에 대해 엇갈리게 배치하고 있다. 다르게는, 다수의 단위 셀들은 제 2 세퍼레이터(80)의 양면, 즉 상부와 하부에 대해 마주보게, 엇갈리게 또는 이들의 조합 형태로 배치할 수 있다.
도 9에서, 단위 셀의 형태는 제 1 단위 셀인 경우를 예시한 것이다. 제 2 세퍼레이터(80)의 상부 또는 하부에 배치되어 감싸기 시작하는 첫번째 단위 셀은 그 다음의 단위 셀의 전극(들)과 직접 닿지 않도록 그들 사이의 간격을 적절하게 설정해야 할 것이다. 당업자라면, 단위 셀의 형태가 제 2 단위 셀인 경우는 그에 적절하게 단위 셀을 위치시키고 다른 단위 셀들과의 관계 및 간격을 설정할 수 있을 것이다.
제 2 세퍼레이터의 폴딩 단계(S3)는, 제 2 세퍼레이터에 배치된 다수의 단위 셀이 적층되도록 제 2 세퍼레이터를 폴딩한다. 이때, 제 2 세퍼레이터는 상기 적층된 단위 셀들 사이에 개재되도록 한다. 본 발명의 제 2 세퍼레이터(즉, 폴딩필름)을 사용하여 단위 셀들을 집합시키는 방식은 여러 가지가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스택-폴딩형의 전극 조립체의 제조를 위해 단위 셀들을 일면에 배치한 도 8을 다시 참고하면, 길이 방향으로 연장된 제 2 세퍼레이터(80)의 한쪽 면, 이를테면 상면에 다수의 단위 셀들을 소정의 간격으로 배열한 후 배열된 단위 셀들과 함께 제 2 세퍼레이터(80)를 한쪽 방향으로 권취하여 전극 조립체를 제조할 수 있다.
다르게는, 스택-폴딩형의 전극 조립체의 제조를 위해 양면에 배치한 도 9를 참고하면, 길이 방향으로 연장된 제 2 세퍼레이터(80)의 양면에 다수의 단위 셀들을 소정의 간격으로 배열한 후 배열된 단위 셀들과 함께 제 2 세퍼레이터(80)를 한쪽 방향으로 권취하여 전극 조립체를 제조할 수 있다. 이렇게 제조된 전극 조립체는 권취된 제 2 세퍼레이터(80)의 사이에 단위 셀들이 삽입된 구조를 갖는다. 상기 단위 셀들의 배치 간격과 각 단위 셀의 최외곽에 위치하는 전극의 극성은 제 2 세퍼레이터(80)에 접한 상부 셀의 전극과 하부 셀의 전극의 극성이 반대가 되도록 선택된다. 일례로, 양극판/제 1 세퍼레이터/음극판/제 2 세퍼레이터/양극판/제 1 세퍼레이터/음극판/제 2 세퍼레이터/양극판...과 같은 전극 조립체의 구조가 형성되도록 단위 셀의 배치 간격과 각 단위 셀의 최외각에 위치하는 전극의 극성이 선택될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 세퍼레이터가 절곡되는 전극 조립체의 제조를 위해 일면에 배치한 도 11을 참조한 또 다른 예는, 길이 방향으로 연장된 제 2 세퍼레이터(80)의 한쪽 면에 다수의 단위 셀들을 소정의 간격으로 배열하고, 배열된 단위 셀들과 함께 제 2 세퍼레이터(80)를 지그재그형으로 절곡하여, 절곡된 제 2 세퍼레이터 사이에 단위 셀이 배치된 구조로 전극 조립체를 제조할 수 있다. 여기서 지그재그형으로 절곡한다는 것은, 제 2 세퍼레이터를 계속해서 한쪽 방향으로 절곡시키는 것이 아니라 양쪽 방향으로 교대로 절곡시키는 것을 의미한다. 예를 들어, 제 2 세퍼레이터가 우선 시계 방향으로 절곡된 후 반시계 방향으로 절곡되고, 다시 시계 방향으로 절곡되는 형태가 반복되는 것을 의미한다. 이렇게 제조된 전극 조립체는 절곡하여 적층된 제 2 세퍼레이터의 사이에 단위 셀들이 삽입된 구조를 갖는다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 세퍼레이터가 절곡되는 양면 전극 조립체의 제조를 위해 양면에 배치한 도 13을 참조한 다른 예로, 길이 방향으로 연장된 제 2 세퍼레이터(80)의 양면에 다수의 단위 셀들을 소정의 간격으로 배열한 후 배열된 단위 셀들과 함께 제 2 세퍼레이터(80)를 지그재그형으로 절곡하여, 절곡된 제 2 세퍼레이터(80) 사이에 단위 셀이 배치된 구조로 전극 조립체를 제조할 수 있다. 이렇게 제조된 전극 조립체는 절곡하여 적층된 제 2 세퍼레이터(80) 사이에 단위 셀들이 삽입된 구조를 갖는다. 상기 단위 셀들의 배치 간격과 각 단위 셀의 최외각에 위치하는 전극의 극성은 제 2 세퍼레이터(80)에 접한 상부 셀의 전극과 하부 셀의 전극의 극성이 반대가 되도록 선택된다. 일례로, 양극판/제 1 세퍼레이터/음극판/제 2 세퍼레이터/양극판/제 1 세퍼레이터/음극판/제 2 세퍼레이터/양극판...과 같은 전극 조립체의 구조가 형성되도록 단위 셀의 배치간격과 각 단위 셀의 최외각에 위치하는 전극의 극성이 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 전극 조립체는 상술한 전극 조립체 제조방법에 의해 제조된다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법에 의해 제조된 전극 조립체는, 도 10, 도 12 및 도 14에 예시된 바와 같이, 권취 또는 절곡된 제 2 세퍼레이터(80) 사이에 단위 셀들이 삽입된 구조를 가질 수 있다. 도 10은 본 발명의 일 실시예, 예컨대 도 8 또는 도 9의 배치에 따라 제조될 수 있는 스택-폴딩형의 전극 조립체의 단면도의 일례이다. 도 10을 참고하면, 제 2 세퍼레이터가 단위 셀들을 한 방향으로 감싸고 있다. 도 12는, 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 세퍼레이터가 절곡되는 전극 조립체의 제조를 위해 일면에 배치한 도 11의 배치에 따라 제조될 수 있는 전극 조립체의 단면도이다. 도 14는, 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 세퍼레이터가 절곡되는 양면 전극 조립체의 제조를 위해 양면에 배치한 도 13의 배치에 따라 제조될 수 있는 전극 조립체의 단면도이다. 또한, 본 발명에 따라 제조된 전극 조립체는 본 발명에 제시된 실시양태, 예컨대 도면에 제시된 것에 국한되지 않음은 당업자라면 이해할 것이다.
이하, 제 1 세퍼레이터 및 제 2 세퍼레이터의 배치, 및 이들 사이의 배치 관계를 좀더 살펴보도록 한다.
제 1 세퍼레이터의 배치에 있어서, 제 1 세퍼레이터는 그의 더 연신된 또는 일축 연신된 방향이 단위 셀을 폴딩하는 방향과 수직이 되도록 배치된다. 이에 대해, 본 발명의 일 실시양태에 따른 전극 조립체의 제조를 위한 단위 셀의 배치 도면인 도 3을 다시 참조하면, 상기 단위 셀의 배치 단계(S2)에서, 제 1 세퍼레이터는 일축 연신된 경우 연신된 방향이 단위 셀을 폴딩하는 방향과 수직이 되도록 배치되고, 이축 연신된 경우 연신이 더 많이 이루어진 방향이 단위 셀을 폴딩하는 방향과 수직이 되도록 배치된다. 예를 들어, 제 1 세퍼레이터에 대해 x축 및 y축 방향 모두 연신이 이루어지되 x축 방향보다 y축 방향의 연신이 보다 많이 이루어진 경우, 제 1 세퍼레이터의 y축 연신 방향이 단위 셀을 폴딩하는 방향과 수직이 되도록 한다.
제 2 세퍼레이터의 배치에 있어서, 제 2 세퍼레이터는 그의 더 연신된 또는 일축 연신된 방향이 단위 셀을 감싸는 방향과 평행하게 되도록 배치된다. 즉, 도 3을 다시 참조하면, 상기 단위 셀의 배치 단계(S2)에서, 일축 연신된 제 2 세퍼레이터의 경우 연신된 방향이 단위 셀의 폴딩 방향과 평행해지도록 배치되고, 이축 연신된 제 2 세퍼레이터의 경우 보다 많이 연신된 방향이 단위 셀을 폴딩하는 방향과 평행해지도록 배치된다.
제 1 세퍼레이터와 제 2 세퍼레이터의 배치 관계에 있어서, 도 1을 참고하면, 종래기술에서는 폴딩필름의 연신 방향(화살표 표시), 단위 셀 내의 세퍼레이터의 연신 방향(화살표 표시) 및 공정 진행 방향(제시되어 있지 않음)이 모두 평행한 반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도 3을 참고하면, 단위 셀 내의 세퍼레이터(본 발명의 제 1 세퍼레이터)의 연신 방향(화살표 표시)이 폴딩필름(본 발명의 제 2 세퍼레이터)의 연신 방향(화살표 표시) 및 공정 진행 방향(제시되어 있지 않음)과 서로 직각이다. 여기서, 상기 제 1 세퍼레이터는 일축 방향으로 연신되거나, 이축 방향으로 연신되되 한 방향으로 더 연신된 구조를 가질 수 있으며, 상기 연신 방향은 이축 연신의 경우에는 더 연신된 방향을 지칭한다.
본 발명의 일 측면에 따라 제조되는 전극 조립체는 다수의 단위 셀 및 그 사이에 개재되어 있는 연속적 제 2 세퍼레이터(폴딩필름)를 구비한 소위 스택-폴딩형일 수 있다. 본 발명의 일 측면에 따른 스택-폴딩형 전극 조립체는 상기 단위 셀을 그 사이에 개재된 제 2 세퍼레이터가 앞서 본원에서 언급하고 있는 여러 양태들의 방식으로 단위 셀들을 감쌀 수 있다.
연속된 제 2 세퍼레이터는 스택-폴딩형 이차전지의 여러 실시양태로서 적층된 형태로 서로 마주하도록 인접된 상기 단위 셀들 사이에 개재되어 각각의 단위 셀들을 감싸도록 배치될 수 있다.
본 발명의 제 1 세퍼레이터 및 제 2 세퍼레이터를 전지에 적용하는 공정으로는 일반적인 공정인 권취(winding) 이외에도 세퍼레이터와 전극의 적층(lamination, stack) 및 접음(folding) 공정이 가능하다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 세퍼레이터는 이차전지의 양극판과 음극판 사이에 개재될 수 있고, 본 발명의 제 2 세퍼레이터는 다수의 셀 또는 전극판을 집합시켜 전극 조립체를 구성할 때 인접하는 셀 또는 전극판 사이에 개재될 수 있다.
한편, 전극 조립체의 제조에 사용되는 제 2 세퍼레이터의 길이는 마지막 단위 셀 또는 전극을 상기에서 설명한 방식으로 집합시킨 후, 전극 조립체를 적어도 한번 이상 감쌀 수 있도록 선택될 수 있다. 다만, 상기의 전극 조립체들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 또한 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
전극 조립체의 조립 과정에서, 통상적으로 연속적인 폴딩필름(본 발명의 제 2 세퍼레이터)은 장력 하에 긴장된 상태로 권출되어 진행하고, 그 일면 또는 양면에 제 1 세퍼레이터가 구비된 단위 셀들이 순차적으로 배치하게 된다. 본 발명에 의하면, 제 2 세퍼레이터는 연신 방향(수축 방향)과 진행 방향이 평행하게 구성되므로, 수축하려는 힘이 상쇄될 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명에 의하면, 단위 셀 내의 제 1 세퍼레이터는 그의 더 연신된 또는 일축 연신된 방향이 단위 셀을 감싸는 방향(즉, 제 2 세퍼레이터가 진행하는 방향)과 수직이 되도록 배치되므로, 수축이 억제될 수 있다.
특히, 도 10은 권취된 제 2 세퍼레이터(80)의 사이에 단위 셀들이 삽입된 구조를 갖는 스택-폴딩형 전극 조립체의 일례를 예시하고 있다. 전극 조립체에서의 제 2 세퍼레이터의 사용량에 대해 도 10을 참고하면, 양극판(10), 음극판(20) 및 제 1 세퍼레이터(70)를 포함하는 단위 셀을 다수 권취하고 있는 제 2 세퍼레이터(80)는 단위 셀 내에 개재되어 있는 제 1 세퍼레이터(70)에 비해 그 사용량이 많음을 알 수 있다. 연속형 제 2 세퍼레이터를 사용하는 이러한 스택-폴딩형 전극 조립체에서, 사용량이 상대적으로 많은 제 2 세퍼레이터에 대해서 본 발명의 단층 구조의 세퍼레이터, 즉 구조가 간단하여 제조가 간편하고 그 제조 비용이 저렴한 층으로 대체하여 사용한다면 본 발명의 효과는 더욱 극대화할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 이차전지는 상술한 전극 조립체를 케이스 내에 수납하여 제조될 수 있다. 특히, 전술된 여러 전극 조립체를 포함할 수 있는 본 발명의 이차전지는 리튬 금속 이차전지, 리튬 이온 이차전지, 리튬 폴리머 이차전지 또는 리튬 이온 폴리머 이차전지 등을 포함하는 리튬 이차전지가 바람직하다.

Claims (18)

  1. 양극판, 음극판, 및 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 개재된 일축 또는 이축 연신된 제 1 세퍼레이터를 포함하는 다수의 단위 셀; 및 상기 다수의 단위 셀의 상부 또는 하부에 폴딩되어 있는 일축 또는 이축 연신된 연속형 제 2 세퍼레이터를 포함하되,
    상기 제 1 세퍼레이터는 그의 더 연신된 또는 일축 연신된 방향이 상기 단위 셀을 폴딩하는 방향과 수직이 되도록 배치되고, 상기 제 2 세퍼레이터는 그의 더 연신된 또는 일축 연신된 방향이 상기 단위 셀을 폴딩하는 방향과 평행하게 되도록 배치되어 있는 전극 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단위 셀이, 극성이 다른 전극판 사이에 상기 제 1 세퍼레이터가 개재된 셀 구조를 적어도 하나 이상 포함하되 최외측에 위치한 양 전극판의 극성이 서로 다른 셀 구조를 갖는 제 1 단위 셀; 또는 극성이 다른 전극 사이에 상기 제 1 세퍼레이터가 개재된 셀 구조를 적어도 하나 이상 포함하되 최외측에 위치한 양 전극판의 극성이 서로 같은 셀 구조를 갖는 제 2 단위 셀인 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 단위 셀이 상부에서부터 양극판/제 1 세퍼레이터/음극판 또는 음극판/제 1 세퍼레이터/양극판 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 단위 셀이 상부에서부터 양극판/제 1 세퍼레이터/음극판/제 1 세퍼레이터/양극판 또는 음극판/제 1 세퍼레이터/양극판/제 1 세퍼레이터/음극판 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    길이 방향으로 연장된 제 2 세퍼레이터의 한쪽 면에 소정의 간격으로 배열되어 있는 다수의 단위 셀들; 및 상기 소정 간격으로 배열된 단위 셀들과 함께 한쪽 방향으로 권취되어 있는 제 2 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    길이 방향으로 연장된 제 2 세퍼레이터의 양면에 소정의 간격으로 배열되어 있는 다수의 단위 셀들; 및 상기 소정 간격으로 배열된 단위 셀들과 함께 한쪽 방향으로 권취되어 있는 제 2 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    길이 방향으로 연장된 제 2 세퍼레이터의 한쪽 면에 소정의 간격으로 배열되어 있는 다수의 단위 셀들; 및 상기 소정 간격으로 배열된 단위 셀들과 함께 지그재그형으로 절곡되어 있는 제 2 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    길이 방향으로 연장된 제 2 세퍼레이터의 양면에 소정의 간격으로 배열되어 있는 다수의 단위 셀들; 및 상기 소정 간격으로 배열된 단위 셀들과 함께 지그재그형으로 절곡되어 있는 제 2 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 전극 조립체를 케이스 내에 수납하여 제조된 리튬 이차전지.
  10. 일축 또는 이축 연신된 제 1 세퍼레이터의 양면에 양극판 및 음극판을 위치시키고 압축시켜 단위 셀을 제조하는 단계;
    일축 또는 이축 연신된 연속형 제 2 세퍼레이터의 상부 또는 하부에 다수의 단위 셀을 배치하는 단계; 및
    상기 제 2 세퍼레이터가 사이에 개재된 상태로 상기 다수의 단위 셀이 적층되도록 상기 제 2 세퍼레이터를 폴딩하는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 세퍼레이터는 그의 더 연신된 또는 일축 연신된 방향이 상기 단위 셀을 폴딩하는 방향과 수직이 되도록 배치하고,
    상기 제 2 세퍼레이터는 그의 더 연신된 또는 일축 연신된 방향이 상기 단위 셀을 폴딩하는 방향과 평행하게 되도록 배치하는 전극 조립체의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 단위 셀이, 극성이 다른 전극판 사이에 상기 제 1 세퍼레이터가 개재된 셀 구조를 적어도 하나 이상 포함하되 최외측에 위치한 양 전극판의 극성이 서로 다른 셀 구조를 갖는 제 1 단위 셀; 또는 극성이 다른 전극 사이에 상기 제 1 세퍼레이터가 개재된 셀 구조를 적어도 하나 이상 포함하되 최외측에 위치한 양 전극판의 극성이 서로 같은 셀 구조를 갖는 제 2 단위 셀인 것을 특징으로 하는 전극 조립체의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 단위 셀이 상부에서부터 양극판/제 1 세퍼레이터/음극판 또는 음극판/제 1 세퍼레이터/양극판 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전극 조립체의 제조방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 단위 셀이 상부에서부터 양극판/제 1 세퍼레이터/음극판/제 1 세퍼레이터/양극판 또는 음극판/제 1 세퍼레이터/양극판/제 1 세퍼레이터/음극판 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전극 조립체의 제조방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 단위 셀의 배치 단계는 길이 방향으로 연장된 제 2 세퍼레이터의 한쪽 면에 다수의 단위 셀들을 소정의 간격으로 배열하고,
    상기 제 2 세퍼레이터의 폴딩 단계는 상기 소정 간격으로 배열된 단위 셀들과 함께 제 2 세퍼레이터를 한쪽 방향으로 권취하는 전극 조립체의 제조방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 단위 셀의 배치 단계는 길이 방향으로 연장된 제 2 세퍼레이터의 양면에 다수의 단위 셀들을 소정의 간격으로 배열하고,
    상기 제 2 세퍼레이터의 폴딩 단계는 상기 소정 간격으로 배열된 단위 셀들과 함께 상기 제 2 세퍼레이터를 한쪽 방향으로 권취하는 전극 조립체의 제조방법.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 단위 셀의 배치 단계는 길이 방향으로 연장된 제 2 세퍼레이터의 한쪽 면에 다수의 단위 셀들을 소정의 간격으로 배열하고,
    상기 제 2 세퍼레이터의 폴딩 단계는 상기 소정 간격으로 배열된 단위 셀들과 함께 상기 제 2 세퍼레이터를 지그재그형으로 절곡하여, 절곡된 제 2 세퍼레이터 사이에 단위 셀이 배치되도록 하는 전극 조립체의 제조방법.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 단위 셀의 배치 단계는 길이 방향으로 연장된 제 2 세퍼레이터의 양면에 다수의 단위 셀들을 소정의 간격으로 배열하고,
    상기 제 2 세퍼레이터의 폴딩 단계는 상기 소정 간격으로 배열된 단위 셀들과 함께 상기 제 2 세퍼레이터를 지그재그형으로 절곡하여, 절곡된 제 2 세퍼레이터 사이에 단위 셀이 배치되도록 하는 전극 조립체의 제조방법.
  18. 제 10 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항의 전극 조립체의 제조방법에 의해 제조된 전극 조립체.
KR1020120121361A 2012-10-30 2012-10-30 연신된 세퍼레이터를 사용하는 전극 조립체 및 그의 제조방법 KR101633831B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120121361A KR101633831B1 (ko) 2012-10-30 2012-10-30 연신된 세퍼레이터를 사용하는 전극 조립체 및 그의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120121361A KR101633831B1 (ko) 2012-10-30 2012-10-30 연신된 세퍼레이터를 사용하는 전극 조립체 및 그의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140055063A true KR20140055063A (ko) 2014-05-09
KR101633831B1 KR101633831B1 (ko) 2016-06-27

Family

ID=50886797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120121361A KR101633831B1 (ko) 2012-10-30 2012-10-30 연신된 세퍼레이터를 사용하는 전극 조립체 및 그의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101633831B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010082060A (ko) * 2000-02-08 2001-08-29 성재갑 다중 중첩 전기화학 셀 및 그의 제조방법
KR20110035635A (ko) * 2009-09-30 2011-04-06 주식회사 엘지화학 우수한 내부 단락 방지 성능의 스택/폴딩형 전극조립체, 및 이를 포함하는 이차전지
KR20110058657A (ko) * 2009-11-24 2011-06-01 주식회사 엘지화학 전극 조립체 제조용 구조체 및 이로부터 제조되는 스택-폴딩형 전극 조립체

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010082060A (ko) * 2000-02-08 2001-08-29 성재갑 다중 중첩 전기화학 셀 및 그의 제조방법
KR20110035635A (ko) * 2009-09-30 2011-04-06 주식회사 엘지화학 우수한 내부 단락 방지 성능의 스택/폴딩형 전극조립체, 및 이를 포함하는 이차전지
KR20110058657A (ko) * 2009-11-24 2011-06-01 주식회사 엘지화학 전극 조립체 제조용 구조체 및 이로부터 제조되는 스택-폴딩형 전극 조립체

Also Published As

Publication number Publication date
KR101633831B1 (ko) 2016-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101414092B1 (ko) 단차가 형성된 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 포함하는 이차전지, 전지팩 및 디바이스, 상기 전극 조립체 제조방법
KR101395016B1 (ko) 단차를 갖는 전극 조립체 및 이를 포함하는 전지셀, 전지팩 및 디바이스
US8945744B2 (en) Electrode assembly having stepped portion, as well as battery cell, battery pack, and device including the electrode assembly
US9431679B2 (en) Electrode assembly having stepped portion, as well as battery cell, battery pack, and device including the electrode assembly
CN108808059B (zh) 一种基于交叉堆叠的叠片式二次电池及其制备方法
KR101402657B1 (ko) 비정형 구조의 전지팩
KR20130118716A (ko) 전극 조립체, 이를 포함하는 전지셀 및 디바이스
US9871241B2 (en) Electrode assembly having excellent degree of freedom in shape thereof in thickness direction, secondary cell battery, battery pack, and device including electrode assembly
KR101269943B1 (ko) 전지셀 제조 장치
US20150072231A1 (en) Secondary battery
CN110178257B (zh) 电极组件和用于制造电极组件的方法
US10411304B2 (en) Electrode assembly wound in both directions and lithium secondary battery including the same
KR101365718B1 (ko) 이차전지용 전극 어셈블리 및 그 제조방법
KR101345349B1 (ko) 신규한 구조의 전극조립체
KR101381706B1 (ko) 이차 전지용 파우치 셀의 젤리 롤
KR101633831B1 (ko) 연신된 세퍼레이터를 사용하는 전극 조립체 및 그의 제조방법
JP6055907B2 (ja) 多数の電極組立体を含む二次電池
KR101849990B1 (ko) 분리막의 열 수축성이 억제된 전지셀
KR102162723B1 (ko) 절곡된 한 개의 분리막으로 이루어진 단위셀을 포함하고 있는 전극조립체
KR20170070452A (ko) 지그재그 형태의 전극조립체를 포함하는 전지셀
KR20130071462A (ko) 신규한 구조의 전극조립체

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190401

Year of fee payment: 4