KR20140109280A - Battery Cell Having Electrode Assembly of Stair-like Structure - Google Patents

Battery Cell Having Electrode Assembly of Stair-like Structure Download PDF

Info

Publication number
KR20140109280A
KR20140109280A KR1020140023211A KR20140023211A KR20140109280A KR 20140109280 A KR20140109280 A KR 20140109280A KR 1020140023211 A KR1020140023211 A KR 1020140023211A KR 20140023211 A KR20140023211 A KR 20140023211A KR 20140109280 A KR20140109280 A KR 20140109280A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
sheet
electrode roll
battery cell
roll
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
KR1020140023211A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101462043B1 (en
Inventor
김기태
김동명
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
Publication of KR20140109280A publication Critical patent/KR20140109280A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101462043B1 publication Critical patent/KR101462043B1/en
Assigned to 주식회사 엘지에너지솔루션 reassignment 주식회사 엘지에너지솔루션 권리의 전부이전등록 Assignors: 주식회사 엘지화학
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • 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
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded 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
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • 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
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • 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
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • 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
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/121—Organic material
    • 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
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • 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
    • H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/10—Batteries in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • 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
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)

Abstract

The present invention provides an electrode assembly comprising: an assembly electrode sheet; an electrode assembly including a first electrode roll and a second electrode roll of a structure winding each one end and the other end of the assembly electrode sheet, wherein the height of the first electrode roll is higher than the height of the second electrode; and a battery cell case consisting of a shape corresponding to the outer surface of the electrode assembly. The assembly electrode sheet consists of: a positive electrode sheet; a negative electrode sheet; a first separating sheet intervening between the positive electrode sheet and the negative electrode sheet; and a second separating sheet faced with the first separating sheet in-between the positive electrode sheet and the negative electrode sheet.

Description

계단 구조의 전극조립체를 포함하는 전지셀 {Battery Cell Having Electrode Assembly of Stair-like Structure}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery cell Having Electrode Assembly of Stair-like Structure,

본 발명은 계단 구조의 전극조립체를 포함하는 전지셀에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 양극 시트, 음극 시트, 상기 음극 시트와 양극 시트의 사이에 개재되는 제 1 분리 시트, 및 상기 음극 시트 또는 양극 시트를 사이에 두고 상기 제 1 분리시트와 대면하는 제 2 분리 시트로 이루어진 조립 전극 시트를 포함하고, 상기 조립 전극 시트의 일단과 타단을 각각 권취한 구조의 제 1 전극 롤 및 제 2 전극 롤을 포함하며, 상기 제 1 전극 롤의 높이는 제 2 전극 롤의 높이보다 큰 구조로 형성되어 있는 전극조립체, 및 상기 전극조립체의 외면에 대응하는 형상으로 이루어진 전지셀 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cell including a stepped electrode assembly, and more particularly to a battery cell including a positive electrode sheet, a negative electrode sheet, a first separator interposed between the negative electrode sheet and the positive electrode sheet, And a second separating sheet facing the first separating sheet with a sheet interposed therebetween, wherein the first electrode roll and the second electrode roll have a structure in which one end and the other end of the assembled electrode sheet are wound, Wherein the first electrode roll has a height greater than a height of the second electrode roll, and a battery cell case having a shape corresponding to an outer surface of the electrode assembly. .

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, 이차전지가 중요한 위치를 차지하고 있다. 구체적으로, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있을 뿐만 아니라, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 사용되고 있다. In the development base for such a ubiquitous society, a secondary battery occupies an important position. Specifically, the rechargeable secondary cell is widely used as an energy source for wireless mobile devices, and is proposed as a solution for air pollution in existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels Electric vehicles, hybrid electric vehicles, and the like.

상기와 같이, 이차전지가 적용되는 디바이스들이 다양화됨에 따라, 리튬 이차전지는, 적용되는 디바이스에 알맞은 출력과 용량을 제공할 수 있도록 다양화되고 있고, 더불어, 소형 경박화가 강력히 요구되고 있다. As described above, as the devices to which the secondary battery is applied are diversified, the lithium secondary battery has been diversified to provide an appropriate output and capacity for the applied device. In addition, miniaturization and miniaturization are strongly demanded.

이러한 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.Such a secondary battery is classified into a cylindrical battery and a prismatic battery in which an electrode assembly is embedded in a cylindrical or rectangular metal can according to the shape of the battery case, and a pouch type battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch-shaped case of an aluminum laminate sheet do.

또한, 전지케이스에 내장되는 상기 전극조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막에 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다. In addition, the electrode assembly incorporated in the battery case is a chargeable / dischargeable power generation device formed of a lamination structure of a positive electrode / separator / negative electrode. The electrode assembly is a jelly-roll type electrode assembly in which a separator is interposed between a positive electrode and a negative electrode coated with an active material, And a stacked type in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes of a predetermined size are sequentially stacked in a state interposed in the separator.

그 중 각형 전지의 일반적인 구조가 도 1에 개시되어 있다.The general structure of a prismatic battery among these is shown in Fig.

도 1을 참조하면, 각형 전지(50)는 젤리-롤형 전극조립체(10)가 각형 금속 케이스(20)에 내장되어 있고 케이스(20)의 개방 상단에 돌출형 전극단자(예를 들어, 음극단자: 32)가 형성되어 있는 탑 캡(30)이 결합되어 있는 구조로 이루어져 있다. 1, the prismatic battery 50 includes a jelly-roll type electrode assembly 10 housed in a rectangular metal case 20 and having a protruding electrode terminal (for example, And a top cap 30 on which a cap 32 is formed.

전극조립체(10)의 음극은 음극 탭(12)을 통해 탑 캡(30) 상의 음극단자(32)의 하단에 전기적으로 연결되며, 그러한 음극단자(32)는 절연부재(34)에 의해 탑 캡(30)으로부터 절연되어 있다. 반면에, 전극조립체(10)의 또 다른 전극(예를 들어, 양극)은 그것의 양극 탭(14)이 알루미늄, 스테인리스 스틸 등과 같은 도전성 소재로 되어 있는 탑 캡(30)에 전기적으로 연결되어 그 자체로서 양극단자를 형성한다. The negative electrode of the electrode assembly 10 is electrically connected to the lower end of the negative electrode terminal 32 on the top cap 30 through the negative electrode tab 12. The negative electrode terminal 32 is electrically connected to the top cap 30 by the insulating member 34, (30). On the other hand, another electrode (for example, an anode) of the electrode assembly 10 is electrically connected to the top cap 30 whose anode tab 14 is made of a conductive material such as aluminum, stainless steel, And forms a bipolar terminal by itself.

또한, 전극 탭들(12, 14)을 제외하고 전극조립체(10)와 탑 캡(30)의 전기적 절연 상태를 보장하기 위하여, 각형 케이스(20)와 전극조립체(10) 사이에 시트형 절연부재(40)를 삽입한 뒤, 탑 캡(30)을 덮고, 탑 캡(30)과 케이스(20)의 접촉면을 따라서 용접으로 이들을 결합한다. 그런 다음, 전해액 주입구(43)를 통해 전해액을 주입한 후 용접하여 밀봉하고, 에폭시 등으로 용접 부위를 도포함으로써 전지가 제조된다.In order to ensure the electrical insulation between the electrode assembly 10 and the top cap 30 except for the electrode tabs 12 and 14, a sheet-like insulating member 40 The top cap 30 and the case 20 are joined together by welding along the contact surface between the top cap 30 and the case 20. Then, an electrolyte is injected through the electrolyte injection port 43, and then the battery is sealed by welding and applying a welding portion with epoxy or the like to manufacture a battery.

그러나, 최근에는 슬림한 타입 또는 다양한 디자인 트랜드로 인하여 새로운 형태의 전지셀이 요구되고 있는 실정이다. 구체적으로, 디바이스의 소형화 및 박형화에 따라서, 전지의 수납 공간이 충분한 여유를 갖지 못한 상태에서도 효율적인 구조로 장착될 수 있는 전지셀이 필요하다. However, in recent years, a new type of battery cell is required due to a slim type or various design trends. Specifically, in accordance with the miniaturization and thinning of the device, there is a need for a battery cell that can be mounted with an efficient structure even when the storage space of the battery does not have a sufficient margin.

또한, 종래의 디바이스는 대략 직육면체 형상으로 제조되었으나, 최근에는 다양한 형태의 외형을 가지는 구조의 디바이스가 개발되고 있는 바, 일반적으로 직육면체 또는 원통형으로 이루어진 전지셀의 경우, 상기와 같은 디바이스의 내부에 효율적으로 장착되기 어려운 경우가 발생하는 문제점이 있었다. Conventional devices have been manufactured in a substantially rectangular parallelepiped shape, but recently, devices having various external shapes have been developed. Generally, in the case of a battery cell having a rectangular parallelepiped shape or a cylindrical shape, It is difficult to be mounted to the vehicle.

예를 들어, 스마트 폰의 경우에는, 파지감의 향상을 위하여, 측면을 곡선 처리할 수 있다. 이렇게 곡선 처리된 부분을 가지도록 디자인된 디바이스의 경우, 직육면체 형상의 전지셀 또는 전지팩은 디바이스 내부의 공간 활용도에 한계가 있다는 문제가 있다. For example, in the case of a smart phone, the side can be curved in order to improve the grip feeling. In the case of a device designed to have such a curved portion, there is a problem that the battery cell or the battery pack having a rectangular parallelepiped shape has a limited space utilization inside the device.

즉, 곡선 처리된 부분에는 전지셀이 장착될 수 없는 사공간(dead space)이 형성되고, 이러한 사공간은 디바이스 부피 당 용량을 저하시키는 문제점을 발생시킨다. That is, a dead space is formed in the curved portion where the battery cell can not be mounted, and such a dead space causes a problem of lowering the capacity per device volume.

따라서, 다양한 구조의 디바이스에서도 사공간을 줄이고 용량을 극대화시켜서 장착 효율을 높일 수 있는 구조의 전지셀에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a battery cell having a structure capable of increasing the installation efficiency by reducing the dead space and maximizing the capacity in devices having various structures.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.

구체적으로, 본 발명의 목적은 전지셀을 디바이스의 다양한 공간에 장착될 수 있도록 하는 구조로 설계하여, 디바이스의 내부 공간의 활용도를 극대화시키고, 일반적으로 장방형의 구조를 가지는 디바이스의 외형 구조에서 벗어나 여러가지 외형을 가지는 디바이스에서도 효율적으로 장착이 가능한 전지셀을 제공하는 것이다.More specifically, it is an object of the present invention to design a battery cell to be mounted in various spaces of a device to maximize the utilization of the internal space of the device, and to deviate from the external structure of a device having a generally rectangular structure, And to provide a battery cell that can be efficiently mounted even in a device having an external shape.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀은, 계단 구조의 전극조립체를 포함하는 전지셀로서, According to an aspect of the present invention, there is provided a battery cell including an electrode assembly having a stepped structure,

양극 시트, 음극 시트, 상기 음극 시트와 양극 시트의 사이에 개재되는 제 1 분리 시트, 및 상기 음극 시트 또는 양극 시트를 사이에 두고 상기 제 1 분리시트와 대면하는 제 2 분리 시트로 이루어진 조립 전극 시트를 포함하고, 상기 조립 전극 시트의 일단과 타단을 각각 권취한 구조의 제 1 전극 롤 및 제 2 전극 롤을 포함하며, 상기 제 1 전극 롤의 높이는 제 2 전극 롤의 높이보다 큰 구조로 형성되어 있는 전극조립체; 및An assembly electrode sheet comprising a positive electrode sheet, a negative electrode sheet, a first separating sheet interposed between the negative electrode sheet and the positive electrode sheet, and a second separating sheet facing the first separating sheet sandwiching the negative electrode sheet or the positive electrode sheet therebetween. And a first electrode roll and a second electrode roll having a structure in which one end and the other end of the assembled electrode sheet are wound, respectively, and the height of the first electrode roll is larger than the height of the second electrode roll An electrode assembly; And

상기 전극조립체의 외면에 대응하는 형상으로 이루어진 전지셀 케이스;A battery cell case having a shape corresponding to an outer surface of the electrode assembly;

를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다. As shown in FIG.

따라서, 본 발명에 따른 전지셀은 상기와 같은 특정한 구조에 기반하여 다양한 용량 및 크기를 가진 전지셀로 제작될 수 있고, 이러한 전지셀을 장착하는 디바이스의 제조에 있어서, 전지셀이 디바이스의 다양한 공간에 효율적으로 장착될 수 있으므로, 디바이스 내부 공간 활용도를 극대화 시킬 수 있다. Therefore, the battery cell according to the present invention can be manufactured as a battery cell having various capacities and sizes based on the specific structure as described above. In the manufacture of the device for mounting the battery cell, It is possible to maximize the utilization of the space inside the device.

또한, 상기 전지셀 케이스가 상기 전극조립체의 외면에 대응하는 형상으로 이루어져 있으므로, 전지용량을 증대시킴과 동시에 콤팩트 한 구조로 잉여 공간의 활용도를 향상시킬 수 있다.In addition, since the battery cell case has a shape corresponding to the outer surface of the electrode assembly, the battery capacity can be increased and the utilization of the surplus space can be improved with a compact structure.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전극조립체에서 제 2 전극 롤은 제 1 전극 롤의 측면 방향으로 배열되는 구조일 수 있다. 따라서, 상기 제 1 전극 롤 및 제 2 전극 롤이 배열되어 전극조립체를 형성할 때, 상기 전극조립체는 제 1 전극 롤 및 제 2 전극 롤의 높이 차이에 의해서 계단 구조가 형성될 수 있다.In one specific example, the second electrode roll in the electrode assembly may be arranged in the lateral direction of the first electrode roll. Therefore, when the first electrode roll and the second electrode roll are arranged to form an electrode assembly, the electrode assembly may have a stepped structure by a height difference between the first electrode roll and the second electrode roll.

또한, 상기 전극조립체에서 제 2 전극 롤은 제 1 전극 롤의 수직 방향으로 적층되는 구조일 수 도 있다. 이 경우, 제 2 전극 롤은 제 1 전극 롤과 비교하여 평면상으로 다른 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 2 전극 롤의 평면상의 길이 및 폭 중 적어도 하나가 제 1 전극 롤의 길이 또는 폭 보다 작은 구조로 형성되어 있어서, 제 1 전극 롤에 제 2 전극 롤을 수직 방향으로 적층하였을 때, 계단 구조를 형성하는 구조로 이루어질 수 있다. In addition, the second electrode roll in the electrode assembly may be a structure in which the first electrode roll is stacked in the vertical direction. In this case, the second electrode roll may be formed in a different shape in plan view as compared with the first electrode roll. For example, when at least one of the length and the width on the plane of the second electrode roll is formed to be smaller than the length or the width of the first electrode roll, when the second electrode roll is vertically stacked on the first electrode roll , And a structure for forming a stepped structure.

앞서 언급한 바와 같이 상기 제 1 전극 롤의 높이는 상기 제 2 전극 롤의 높이보다 큰 구조로 이루어질 수 있으며, 이러한 구조는, 예를 들어 상기 제 1 전극 롤의 권취 폭을 상기 제 2 전극 롤의 권취 폭보다 큰 구조로 형성함으로써 달성될 수 있다. 구체적인 예로, 상기 제 1 전극 롤의 높이는 제 2 전극 롤의 높이의 20% 내지 95%의 범위, 바람직하게는 30 내지 90%의 범위일 수 있다. 또한, 상기 제 1 전극 롤의 권취 폭은 제 2 전극 롤의 권취 폭의 20% 내지 95%의 범위, 바람직하게는 30 내지 90%의 범위일 수 있다.As described above, the height of the first electrode roll may be larger than the height of the second electrode roll. For example, the width of the first electrode roll may be greater than the width of the second electrode roll Width of the first electrode layer. As a specific example, the height of the first electrode roll may be in the range of 20% to 95% of the height of the second electrode roll, preferably in the range of 30% to 90%. The winding width of the first electrode roll may be in the range of 20% to 95%, preferably in the range of 30% to 90% of the winding width of the second electrode roll.

상기와 같이 제 1 전극 롤의 권취 폭이 제 2 전극 롤의 권취 폭보다 큰 구조는, 예를 들어 상기 제 1 전극 롤의 권취 횟수가 상기 제 2 전극 롤의 권취 횟수보다 많은 구조로 형성함으로써 달성 가능하다. As described above, the structure in which the winding width of the first electrode roll is larger than the winding width of the second electrode roll can be achieved, for example, by forming the structure in which the number of windings of the first electrode roll is larger than the number of windings of the second electrode roll It is possible.

상기 제 1 전극 롤 및 제 2 전극 롤은 각각 수직 단면상으로 원형 또는 타원형으로 권취될 수 있다. 상기와 같이 타원형으로 권취되는 전극 롤은 조립 전극 시트를 수직 단면 상으로 원형으로 권취한 후 압박하는 과정을 통해 제조될 수도 있다.The first electrode roll and the second electrode roll may be respectively wound in a circular or elliptical shape in a vertical section. The electrode rolls wound in the elliptical shape as described above may be manufactured by winding the assembled electrode sheet in a circular shape in a vertical section and then pressing it.

이러한 구조에 관한 첫번째 예에서, 상기 제 1 전극 롤 및 제 2 전극 롤은 각각 수직 단면상으로 타원형이고, 상기 제 1 전극 롤의 단축 길이는 제 2 전극 롤의 단축 길이 보다 큰 구조로 형성될 수 있다. 이 때, 상기 제 1 전극 롤의 단축 길이는 제 2 전극 롤의 단축 길이의 20% 내지 95%의 범위, 바람직하게는 30 내지 90%의 범위일 수 있다.In the first example of this structure, the first electrode roll and the second electrode roll may each be elliptical in vertical section, and the minor axis length of the first electrode roll may be larger than the minor axis length of the second electrode roll . In this case, the minor axis length of the first electrode roll may be in the range of 20% to 95%, preferably 30 to 90% of the minor axis length of the second electrode roll.

두번째 예에서, 상기 제 1 전극 롤 및 제 2 전극 롤은 각각 수직 단면상으로 원형이고, 상기 제 1 전극 롤의 반경은 제 2 전극 롤의 반경보다 큰 구조로 형성될 수 있다. 이 때, 상기 제 1 전극 롤의 반경은 제 2 전극 롤의 반경의 20% 내지 95%의 범위, 바람직하게는 30 내지 90%의 범위일 수 있다.In the second example, the first electrode roll and the second electrode roll may each be circular in a vertical section, and the radius of the first electrode roll may be larger than the radius of the second electrode roll. At this time, the radius of the first electrode roll may be in the range of 20% to 95%, preferably in the range of 30% to 90% of the radius of the second electrode roll.

세번째 예에서, 수직 단면 상으로, 상기 제 1 전극 롤은 원형이고 제 2 전극 롤은 타원형이며, 상기 제 1 전극 롤의 직경은 제 2 전극 롤의 단축 길이보다 큰 구조로 형성될 수 있다. 이 때, 상기 제 1 전극 롤의 직경은 제 2 전극 롤의 단축 길이의 20% 내지 95%의 범위, 바람직하게는 30 내지 90%의 범위일 수 있다.In the third example, the first electrode roll is circular, the second electrode roll is elliptical, and the diameter of the first electrode roll is larger than the short axis length of the second electrode roll. In this case, the diameter of the first electrode roll may be in the range of 20% to 95%, preferably 30 to 90% of the minor axis length of the second electrode roll.

하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 전극 롤의 하단과 제 2 전극 롤의 하단은 평면상으로 일직선 상에 위치하는 구조일 수 있다. 이러한 구조의 전극조립체를 전지셀 케이스에 수납하였을 때, 상기 제 1 전극 롤 및 제 2 전극 롤의 높이 차이에 따라서, 상기 전지셀 케이스의 상부에만 계단 구조가 형성되는 구조일 수 있다. In one specific example, the lower end of the first electrode roll and the lower end of the second electrode roll may be arranged in a straight line on a plane. When the electrode assembly having such a structure is housed in the battery cell case, the step structure may be formed only on the upper portion of the battery cell case according to the height difference between the first electrode roll and the second electrode roll.

한편, 상기 제 1 전극 롤 및 제 2 전극 롤은 조립 전극 시트가 각각 시계방향 또는 반시계 방향으로 권취됨으로써 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 1 전극 롤 및 제 2 전극 롤은 상기 조립 전극 시트가 서로 같은 방향으로 권취되어 형성될 수 있지만, 서로 다른 방향으로도 권취되어 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 제 1 전극 롤 및 제 2 전극 롤은 모두 조립 전극 시트가 시계 방향으로 권취되거나, 또는 이들이 모두 반시계 방향으로 권취될 수 있다. 또한, 상기 제 1 전극 롤 및 제 2 전극 롤 중 하나의 전극 롤은 시계 방향으로 권취되어 있는 구조이고, 다른 전극 롤은 반시계 방향으로 권취되어 있는 구조일 수 도 있다. Meanwhile, the first electrode roll and the second electrode roll may be formed by winding the assembled electrode sheet in a clockwise or counterclockwise direction, respectively. That is, the first electrode roll and the second electrode roll may be formed by winding the assembled electrode sheets in the same direction, but may also be wound in different directions. Concretely, both the first electrode roll and the second electrode roll can be wound in a clockwise direction or both in a counterclockwise direction. In addition, one of the electrode rolls of the first electrode roll and the second electrode roll is wound clockwise, and the other electrode roll may be wound in a counterclockwise direction.

본 발명에 따른 조립 전극 시트는, 평면을 기준으로 높이 방향으로 제 2 분리 시트, 음극 시트, 제 1 분리 시트 및 양극 시트가 순서대로 적층되어 있거나, 또는 제 2 분리 시트, 양극 시트, 제 1 분리 시트 및 음극 시트가 순서대로 적층되어 있는 구조일 수 있다. 이러한 조립 전극 시트의 일단 및 타단을 각각 권취하여 제 1 전극 롤 및 제 2 전극 롤을 제조할 수 있다.The assembled electrode sheet according to the present invention is characterized in that the second separator sheet, the negative electrode sheet, the first separator sheet and the positive electrode sheet are stacked in order in the height direction with respect to the plane, or the second separator sheet, A sheet and a negative electrode sheet may be stacked in this order. The first electrode roll and the second electrode roll can be manufactured by winding one end and the other end of the assembled electrode sheet, respectively.

이 때, 상기 제 1 전극 롤 및 제 2 전극 롤 중 적어도 하나는 제 2 분리 시트가 외측을 향하도록 권취될 수 있다. 이러한 구조의 전극 롤은 최외곽에 제 2 분리 시트가 위치하게 되고, 따라서 상기 제 2 분리 시트에 의해 내측에 위치하는 양극 시트 또는 음극 시트를 전극 롤 외부로부터 보호하는 구조로 형성될 수 있다.At this time, at least one of the first electrode roll and the second electrode roll may be wound such that the second separator sheet faces outward. The electrode roll having such a structure may be formed with a structure in which the second separation sheet is located at the outermost periphery, and thus the positive electrode sheet or the negative electrode sheet positioned inside by the second separation sheet is protected from the outside of the electrode roll.

상기 제 2 분리 시트가 외측을 향하도록 권취되어 있는 전극 롤의 최외곽의 양극 시트 또는 음극 시트에는 제 1 분리 시트와 대면하는 면에만 활물질이 도포될 수 있다.The active material may be applied only to the surface of the positive electrode sheet or negative electrode sheet at the outermost side of the electrode roll wound with the second separator sheet facing outwardly, only on the surface facing the first separator sheet.

또한, 상기 제 1 전극 롤 및 제 2 전극 롤 중 적어도 하나는 제 2 분리 시트가 내측을 향하도록 권취될 수 있다. 이 경우, 상기 제 2 분리 시트가 내측을 향하도록 권취되어 있는 전극 롤의 최외곽의 양극 시트 또는 음극 시트에는 그것의 내측에 접하는 제 1 분리 시트와 대면하는 면에만 활물질이 도포될 수 있다. At least one of the first electrode roll and the second electrode roll may be wound such that the second separator sheet faces inward. In this case, the active material may be applied only to the surface of the positive electrode sheet or the negative electrode sheet of the outermost electrode roll wound so that the second separator sheet faces inward, on the surface facing the first separator sheet in contact with the inside thereof.

상기 전지셀 케이스는, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지 케이스일 수 있고, 또는, 각형 전지에 사용되는 금속 캔일 수 있다. The battery cell case may be a battery case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer, or may be a metal can used for a prismatic battery.

상기 라미네이트 시트의 전지 케이스와 금속 캔에는, 본 발명에 따른 계단 구조의 전극조립체가 내장되는 수납부가 형성되어 있을 수 있으며, 상기 수납부는 본 발명에 따른 계단 구조의 전극조립체의 형상에 대응하는 폭과 높이가 있는 계단 구조의 형상을 가질 수 있다.The battery case and the metal can of the laminate sheet may be formed with a housing portion in which the electrode assembly having the stepped structure according to the present invention is embedded. The housing portion may have a width corresponding to the shape of the electrode assembly of the step structure according to the present invention It may have a shape of a stepped structure having a height.

상기 전지셀은 리튬이온 전지셀 또는 리튬이온 폴리머 전지셀일 수 있지만, 이들만으로 한정되지 않음은 물론이다.The battery cell may be a lithium ion battery cell or a lithium ion polymer battery cell, but is not limited thereto.

본 발명은 또한, 상기 전지셀을 전원으로 포함하고 있는 디바이스를 제공하는 바, 상기 디바이스는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 태플릿 PC, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치 등으로부터 선택되는 것일 수 있다. The present invention also provides a device comprising the battery cell as a power source, wherein the device is used in a mobile phone, a portable computer, a smart phone, a tablet PC, a smart pad, a netbook, a LEV (Light Electronic Vehicle) A hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, and a power storage device.

이들 디바이스의 구조 및 그것의 제작 방법은 당 업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.The structure of these devices and their fabrication methods are well known in the art, and a detailed description thereof will be omitted herein.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀은 계단 구조를 형성시킴으로써, 전지셀의 장착 공간 확보를 용이하게 하고, 디바이스 내부의 사공간을 활용하여 공간 활용도를 극대화 시킬 수 있을 뿐만 아니라, 디바이스에 고용량의 전지셀 사용이 가능하며, 디바이스를 더욱 소형화 시키는 효과를 제공한다. As described above, since the battery cell according to the present invention has a stepped structure, it is possible to easily secure the mounting space of the battery cell, maximize the space utilization by utilizing the dead space inside the device, It is possible to use a high-capacity battery cell, and it is possible to further miniaturize the device.

도 1은 종래의 대표적인 각형 전지의 분해 사시도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 수직 단면도이다;
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 수직 단면도이다;
도 4는 도 2의 A 부위에 관한 확대도이다;
도 5는 도 3의 B 부위에 관한 확대도이다;
도 6 내지 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 수직 단면도들이다.
1 is an exploded perspective view of a typical conventional prismatic battery;
2 is a vertical cross-sectional view of a battery cell according to one embodiment of the present invention;
3 is a vertical cross-sectional view of a battery cell according to another embodiment of the present invention;
Fig. 4 is an enlarged view of part A in Fig. 2; Fig.
5 is an enlarged view of the region B in Fig. 3; Fig.
6 to 9 are vertical sectional views of a battery cell according to another embodiment of the present invention.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.

본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 일반적으로 전지셀에 포함되는 전극 단자, 보호회로 등은 생략하였다. In this specification, for convenience of explanation, the electrode terminals and the protection circuit included in the battery cell are omitted.

도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 수직 단면도가 도시되어 있다. 2 is a vertical sectional view of a battery cell according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 전지셀(100)은 제 1 전극 롤(110) 및 제 2 전극 롤(120)을 포함하는 전극조립체, 및 전극조립체를 수납하는 전지셀 케이스(130)를 포함하는 구조로 구성되어 있다. 2, the battery cell 100 includes an electrode assembly including a first electrode roll 110 and a second electrode roll 120, and a battery cell case 130 housing the electrode assembly. Consists of.

제 1 전극 롤(110) 및 제 2 전극 롤(120)은 양극 시트, 제 1 분리 시트, 음극 시트, 및 제 2 분리 시트가 적층된 조립 전극 시트(150)의 일단과 타단을 각각 권취하여 제조된 구조로 이루어져 있고, 제 1 전극 롤(110) 및 제 2 전극 롤(120)은 서로 측면 방향으로 배열되어 있으며, 제 1 전극 롤(110)의 높이(H1)는 제 2 전극 롤(120)의 높이(H2)보다 큰 구조로 형성되어 있다. 따라서 제 1 전극 롤(110)과 제 2 전극 롤(120)의 높이 차이에 의해 계단 구조가 형성된다. The first electrode roll 110 and the second electrode roll 120 are manufactured by winding one end and the other end of the assembled electrode sheet 150 in which the positive electrode sheet, the first separator sheet, the negative electrode sheet, And the first electrode roll 110 and the second electrode roll 120 are arranged in the lateral direction from each other and the height H 1 of the first electrode roll 110 is greater than the height H 1 of the second electrode roll 120 (H 2 ) of the substrate W 1 . Accordingly, a stepped structure is formed by the height difference between the first electrode roll 110 and the second electrode roll 120.

제 1 전극 롤(110)의 하단과 제 2 전극 롤(120)의 하단은 평면상으로 일직선 상에 위치하고 있어서, 제 1 전극 롤(110)과 제 2 전극 롤(120)의 높이 차이에 의해 계단 구조는 전지셀(100)의 상부에만 형성되어 있다. The lower end of the first electrode roll 110 and the lower end of the second electrode roll 120 are positioned in a straight line in a plan view so that the height difference between the first electrode roll 110 and the second electrode roll 120 The structure is formed only on the upper portion of the battery cell 100. [

제 1 전극 롤(110) 및 제 2 전극 롤(120)은, 수직 단면상으로 대략 타원형으로 권취된 구조로 이루어져 있으며, 제 1 전극 롤(110)은 조립 전극 시트(150)의 일단이 반시계 방향으로 권취된 구조로 형성되어 있고, 제 2 전극 롤은 조립 전극 시트(150)의 타단이 시계 방향으로 권취된 구조로 형성되어 있다. The first electrode roll 110 and the second electrode roll 120 have a structure in which the first electrode roll 110 and the second electrode roll 120 are wound in a substantially elliptical shape in a vertical cross section, And the second electrode roll is formed in a structure in which the other end of the assembled electrode sheet 150 is wound in a clockwise direction.

전지셀 케이스(130)는 제 1 전극 롤(110) 및 제 2 전극 롤(120)이 효율적으로 장착되도록, 전극조립체의 형상에 대응하여 계단 구조의 형상을 포함하고 있다. The battery cell case 130 includes a stepped structure corresponding to the shape of the electrode assembly so that the first electrode roll 110 and the second electrode roll 120 are efficiently mounted.

도 3에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 수직 단면도가 도시되어 있다.3 is a vertical cross-sectional view of a battery cell according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 전지셀(200)은 제 1 전극 롤(210), 제 2 전극 롤(220), 및 전지셀 케이스(230)를 포함하며, 도 1의 전지셀(100)과는 달리, 제 1 전극 롤(210) 및 제 2 전극 롤(220)은 모두 조립 전극 시트(250)가 반시계 방향으로 권취된 구조로 형성되어 있다. 3, the battery cell 200 includes a first electrode roll 210, a second electrode roll 220, and a battery cell case 230. Unlike the battery cell 100 of FIG. 1, The first electrode roll 210 and the second electrode roll 220 are all formed in a structure in which the assembled electrode sheet 250 is wound in a counterclockwise direction.

제 1 전극 롤(210) 및 제 2 전극 롤(220)의 권취 방향이 서로 반대인 구조에 의하여, 제 1 전극 롤(210)을 구성하는 조립 전극 시트(250)의 최외곽 부위의 하단은 제 2 전극 롤(220)을 구성하는 조립 전극 시트(250)의 최외각 부위의 상단과 연결되어 있다.The lower end of the outermost portion of the assembled electrode sheet 250 constituting the first electrode roll 210 is formed by the structure in which the winding directions of the first electrode roll 210 and the second electrode roll 220 are opposite to each other, And is connected to the upper end of the outermost portion of the assembled electrode sheet 250 constituting the two-electrode roll 220.

도 4는 도 2의 A 부위에 관한 확대도로서, 도 4를 도 2와 함께 참조하면, 제 1 전극 롤(110)을 구성하는 조립 전극 시트(150)는 평면을 기준으로 높이 방향으로 양극 시트(152), 제 1 분리 시트(154), 음극 시트(156), 및 제 2 분리 시트(158)가 순서대로 적층되어 있다. 최외곽에 위치하는 제 2 분리 시트(158)는 내측에 위치하는 양극 시트(152) 또는 음극 시트(156)를 전극 롤 외부로부터 보호하는 구조로 형성되어 있다. 또한, 제 2 분리 시트(158)와 인접한 음극 시트(156)에는 제 1 분리 시트(154)와 대면하는 면에만 활물질이 도포되어 있다. Referring to Fig. 4 and Fig. 2, an assembled electrode sheet 150 constituting the first electrode roll 110 is formed in the height direction with respect to the plane, A first separator sheet 152, a first separator sheet 154, a negative electrode sheet 156, and a second separator sheet 158 are laminated in this order. The second separating sheet 158 positioned at the outermost portion is formed in a structure that protects the positive electrode sheet 152 or the negative electrode sheet 156 located on the inner side from the outside of the electrode roll. The active material is applied only to the surface of the negative electrode sheet 156 adjacent to the second separating sheet 158 facing the first separating sheet 154.

도 5는 도 3의 B 부위에 관한 확대도로서, 도 5를 도 3과 함께 참조하면, 제 2 전극 롤(220)을 구성하는 조립 전극 시트(250)는 제 2 분리 시트(258), 양극 시트(256), 제 1 분리 시트(254), 음극 시트(252)가 순서대로 적층되어 있으며, 최외곽의 음극 시트(252)는 제 1 분리 시트(256)를 사이에 두고 양극 시트(256)와 대면하는 면에만 활물질이 도포되어 있다. 5, the assembled electrode sheet 250 constituting the second electrode roll 220 includes the second separator sheet 258, the positive electrode sheet 250, and the second separator sheet 250. As shown in FIG. 5, The outermost negative electrode sheet 252 is laminated on the positive electrode sheet 256 with the first separator sheet 256 sandwiched therebetween. The first separator sheet 256, the first separator sheet 254 and the negative electrode sheet 252 are laminated in this order. And the active material is applied only to the side facing the surface.

도 6 내지 도 9에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 수직 단면도들이 도시되어 있다.6 to 9 are vertical sectional views of a battery cell according to another embodiment of the present invention.

먼저 도 6 및 도 7을 참조하면, 제 2 전극 롤(320, 320’)은 제 1 전극 롤(310, 310’)의 수직 방향으로 적층된 구조를 형성하고 있다. 제 2 전극 롤(320, 320’)의 길이(L1)는 제 1 전극 롤(320, 320’)의 길이(L2) 보다 작은 구조로 형성되어 있어서, 제 1 전극 롤(310, 310’)에 제 2 전극 롤(320, 320’)을 수직 방향으로 적층하였을 때, 계단 구조를 형성하고 있다. 도 6에는 계단 구조가 우측에 형성된 구조의 전지셀(300)이 도시되어 있고, 도 7에는 계단 구조가 양측에 형성된 구조의 전지셀(300’)가 도시되어 있다. 도면에는 도시되어 있지 않지만, 제 2 전극 롤의 위치에 따라서 계단 구조가 좌측에 형성된 구조로도 형성될 수 있음은 물론이다.Referring first to FIGS. 6 and 7, the second electrode rolls 320 and 320 'form a stacked structure in the vertical direction of the first electrode rolls 310 and 310'. The length L 1 of the second electrode rolls 320 and 320 'is smaller than the length L 2 of the first electrode rolls 320 and 320' so that the first electrode rolls 310 and 310 ' The second electrode rolls 320 and 320 'are stacked in the vertical direction to form a stepped structure. FIG. 6 shows a battery cell 300 with a stepped structure on the right side, and FIG. 7 shows a battery cell 300 'with a stepped structure on both sides. Although not shown in the drawings, it goes without saying that the step structure may be formed on the left side according to the position of the second electrode roll.

도 8을 참조하면, 전지셀(400)은 제 1 전극 롤(410) 및 제 2 전극 롤(420)은 각각 수직 단면상으로 원형으로 이루어져 있고, 제 1 전극 롤(410)의 반경(r1)은 제 2 전극 롤(420)의 반경(r2)보다 큰 구조로 형성되어 계단 구조를 이루고 있다. Referring to FIG. 8, the first electrode roll 410 and the second electrode roll 420 of the battery cell 400 are each formed in a circular shape in a vertical cross section, and the radius r 1 of the first electrode roll 410, Is larger than the radius (r 2 ) of the second electrode roll 420 and has a stepped structure.

또한, 도 9를 참조하면, 전지셀(500)은 수직 단면상으로 제 1 전극 롤(510)은 원형 구조로 이루어져 있고, 제 2 전극 롤(520)은 타원형 구조로 이루어져 있으며, 제 1 전극 롤(510)의 직경(R)은 제 2 전극 롤(520)의 단축 길이(W)보다 큰 구조로 형성되어 계단 구조를 이루고 있다.
9, the battery cell 500 has a vertical cross section, and the first electrode roll 510 has a circular structure. The second electrode roll 520 has an elliptical structure. The first electrode roll The diameter R of the second electrode roll 510 is larger than the minor axis W of the second electrode roll 520 to form a stepped structure.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

Claims (21)

양극 시트, 음극 시트, 상기 음극 시트와 양극 시트의 사이에 개재되는 제 1 분리 시트, 및 상기 음극 시트 또는 양극 시트를 사이에 두고 상기 제 1 분리시트와 대면하는 제 2 분리 시트로 이루어진 조립 전극 시트를 포함하고, 상기 조립 전극 시트의 일단과 타단을 각각 권취한 구조의 제 1 전극 롤 및 제 2 전극 롤을 포함하며, 상기 제 1 전극 롤의 높이는 제 2 전극 롤의 높이보다 큰 구조로 형성되어 있는 전극조립체; 및
상기 전극조립체의 외면에 대응하는 형상으로 이루어진 전지셀 케이스;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀.
An assembly electrode sheet comprising a positive electrode sheet, a negative electrode sheet, a first separating sheet interposed between the negative electrode sheet and the positive electrode sheet, and a second separating sheet facing the first separating sheet sandwiching the negative electrode sheet or the positive electrode sheet therebetween. And a first electrode roll and a second electrode roll having a structure in which one end and the other end of the assembled electrode sheet are wound, respectively, and the height of the first electrode roll is larger than the height of the second electrode roll An electrode assembly; And
A battery cell case having a shape corresponding to an outer surface of the electrode assembly;
The battery cell comprising:
제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체에서 제 2 전극 롤은 제 1 전극 롤의 측면 방향으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the second electrode rolls in the electrode assembly are arranged in the lateral direction of the first electrode roll. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체에서 제 2 전극 롤은 제 1 전극 롤의 수직 방향으로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the second electrode rolls in the electrode assembly are stacked in the vertical direction of the first electrode roll. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극 롤은 상기 제 2 전극 롤보다 권취 폭이 큰 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the first electrode roll has a larger winding width than the second electrode roll. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 전극 롤은 상기 제 2 전극 롤보다 권취 횟수가 많은 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 4, wherein the first electrode roll has a greater number of turns than the second electrode roll. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극 롤 및 제 2 전극 롤은 각각 수직 단면상으로 타원형이고, 상기 제 1 전극 롤의 단축 길이는 제 2 전극 롤의 단축 길이 보다 큰 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the first electrode roll and the second electrode roll are elliptical in vertical section, respectively, and the minor axis length of the first electrode roll is greater than the minor axis length of the second electrode roll. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극 롤 및 제 2 전극 롤은 각각 수직 단면상으로 원형이고, 상기 제 1 전극 롤의 반경은 제 2 전극 롤의 반경보다 큰 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the first electrode roll and the second electrode roll are circular in a vertical section, respectively, and the radius of the first electrode roll is larger than the radius of the second electrode roll. 제 1 항에 있어서, 수직 단면 상으로, 상기 제 1 전극 롤은 원형이고 제 2 전극 롤은 타원형이며, 상기 제 1 전극 롤의 직경은 제 2 전극 롤의 단축 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the first electrode roll is circular, the second electrode roll is elliptical, and the diameter of the first electrode roll is larger than the short axis length of the second electrode roll, . 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극 롤의 하단과 제 2 전극 롤의 하단은 평면상으로 일직선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein a lower end of the first electrode roll and a lower end of the second electrode roll are positioned in a straight line on a plane. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극 롤 및 제 2 전극 롤은 각각 조립 전극 시트가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 권취되어 있는 구조인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the first electrode roll and the second electrode roll each have a structure in which an assembled electrode sheet is wound clockwise or counterclockwise. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극 롤 및 제 2 전극 롤 중 하나의 전극 롤은 시계 방향으로 권취되어 있는 구조이고, 다른 전극 롤은 반시계 방향으로 권취되어 있는 구조인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, characterized in that one of the electrode rolls of the first electrode roll and the second electrode roll is wound in a clockwise direction and the other electrode roll is wound in a counterclockwise direction . 제 1 항에 있어서, 상기 조립 전극 시트는 평면을 기준으로 높이 방향으로 제 2 분리 시트, 음극 시트, 제 1 분리 시트 및 양극 시트가 순서대로 적층되어 있거나, 또는 제 2 분리 시트, 양극 시트, 제 1 분리 시트 및 음극 시트가 순서대로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The assembly electrode sheet according to claim 1, wherein the assembled electrode sheet has a second separator sheet, a negative electrode sheet, a first separator sheet, and a positive electrode sheet stacked in this order in a height direction with respect to a plane, 1 < / RTI > separator sheet and a negative electrode sheet laminated in this order. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 전극 롤 및 제 2 전극 롤 중 적어도 하나는 제 2 분리 시트가 외측을 향하도록 권취되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.13. The battery cell according to claim 12, wherein at least one of the first electrode roll and the second electrode roll is wound so that the second separator sheet faces outward. 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 분리 시트가 외측을 향하도록 권취되어 있는 전극 롤의 최외곽의 양극 시트 또는 음극 시트에는 제 1 분리 시트와 대면하는 면에만 활물질이 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.14. The battery according to claim 13, characterized in that an active material is applied only to a surface of the positive electrode sheet or the negative electrode sheet at the outermost side of the electrode roll wound with the second separator sheet facing outward, Cell. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 전극 롤 및 제 2 전극 롤 중 적어도 하나는 제 2 분리 시트가 내측을 향하도록 권취되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 12, wherein at least one of the first electrode roll and the second electrode roll is wound such that the second separator sheet faces inward. 제 15 항에 있어서, 상기 제 2 분리 시트가 내측을 향하도록 권취되어 있는 전극 롤의 최외곽의 양극 시트 또는 음극 시트에는 제 1 분리 시트와 대면하는 면에만 활물질이 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery according to claim 15, characterized in that an active material is applied only to the surface of the positive electrode sheet or negative electrode sheet at the outermost side of the electrode roll wound with the second separator sheet facing inward Cell. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀 케이스는, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지 케이스, 또는 각형 전지에 사용되는 금속 캔인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the battery cell case is a battery case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer, or a metal can used for a prismatic battery. 제 17 항에 있어서, 상기 라미네이트 시트의 전지 케이스 또는 금속 캔에는, 폭과 높이가 있는 계단 구조의 수납부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 17, wherein the battery case or the metal can of the laminate sheet is formed with a stepped structure having a width and a height. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬이온 전지셀 또는 리튬이온 폴리머 전지셀인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the battery cell is a lithium ion battery cell or a lithium ion polymer battery cell. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 하나에 따른 전지셀을 전원으로 포함하고 있는 디바이스.A device comprising a battery cell according to any one of claims 1 to 19 as a power source. 제 20 항에 있어서, 상기 디바이스는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 태플릿 PC, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 디바이스.21. The method of claim 20, wherein the device is selected from the group consisting of a mobile phone, a portable computer, a smart phone, a tablet PC, a smart pad, a netbook, a LEV (Light Electronic Vehicle), an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, ≪ / RTI > device.
KR1020140023211A 2013-03-04 2014-02-27 Battery Cell Having Electrode Assembly of Stair-like Structure Active KR101462043B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130022623 2013-03-04
KR1020130022623 2013-03-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140109280A true KR20140109280A (en) 2014-09-15
KR101462043B1 KR101462043B1 (en) 2014-11-18

Family

ID=51755983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140023211A Active KR101462043B1 (en) 2013-03-04 2014-02-27 Battery Cell Having Electrode Assembly of Stair-like Structure

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101462043B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020205241A (en) * 2019-05-21 2020-12-24 寧徳新能源科技有限公司Ningde Amperex Technology Limited Battery cell assembly and electrochemical device
WO2023060713A1 (en) * 2021-10-12 2023-04-20 宁德时代新能源科技股份有限公司 Battery cell, battery, electric device, method for preparing battery, and device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101950464B1 (en) 2015-11-30 2019-02-20 주식회사 엘지화학 Battery Cell of Irregular Structure with Improved Sealing Reliability of Cell Case

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3611765B2 (en) * 1999-12-09 2005-01-19 シャープ株式会社 Secondary battery and electronic device using the same
KR100440934B1 (en) * 2002-02-06 2004-07-21 삼성에스디아이 주식회사 Secondary battery
JP3680797B2 (en) * 2002-02-08 2005-08-10 日本電池株式会社 Non-aqueous electrolyte battery

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020205241A (en) * 2019-05-21 2020-12-24 寧徳新能源科技有限公司Ningde Amperex Technology Limited Battery cell assembly and electrochemical device
WO2023060713A1 (en) * 2021-10-12 2023-04-20 宁德时代新能源科技股份有限公司 Battery cell, battery, electric device, method for preparing battery, and device
CN116802878A (en) * 2021-10-12 2023-09-22 宁德时代新能源科技股份有限公司 Battery cells, batteries, electrical equipment, methods and equipment for preparing batteries

Also Published As

Publication number Publication date
KR101462043B1 (en) 2014-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101572836B1 (en) Battery Cell Having Structure of Steps-Formed
KR101573691B1 (en) Battery Cell Provided With Cut Portion and Battery Pack Comprising The Same
KR101586201B1 (en) Battery Cell Having Electrode Assembly Of Staggered Array Structure
KR101402657B1 (en) Battery Pack of Irregular Structure
KR101526457B1 (en) Electrode Having Round Corner
JP6340431B2 (en) Battery cell including asymmetric structure and bay structure
US20150037664A1 (en) Battery cell of irregular structure and battery module employed with the same
KR20150032971A (en) Battery Cell Having Jelly-Roll Type Electrode Assembly of Steps-Formed Structure
KR20160041247A (en) Battery Cell Comprising Battery Case of Shape Corresponding to Electrode Assembly of Stair-like Structure
KR101580086B1 (en) Electrode Assembly of Combination Structure
KR101675939B1 (en) Battery Cell Having Electrode Assembly of Steps-Formed Structure
KR101606752B1 (en) Method for Production of Jelly-Roll Type Electrode Assembly of Steps-Formed Structure
KR101462043B1 (en) Battery Cell Having Electrode Assembly of Stair-like Structure
CN107369853B (en) Electrochemical energy storage device
KR101876614B1 (en) Electrode Assembly of Combination Structure
KR101809142B1 (en) Electrode Assembly Including Electrodes Being Interconnected
KR20140110124A (en) Winding-typed Electrode Assembly of Stair Structure
KR20150045078A (en) Battery Cell Having Mixed Structure
KR20050096403A (en) Secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

A302 Request for accelerated examination
PA0302 Request for accelerated examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D17-exm-PA0302

St.27 status event code: A-1-2-D10-D16-exm-PA0302

D13-X000 Search requested

St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000

D14-X000 Search report completed

St.27 status event code: A-1-2-D10-D14-srh-X000

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170919

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 4

R17-X000 Change to representative recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R17-oth-X000

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181016

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 5

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191016

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 6

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 7

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R14-asn-PN2301

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 8

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 9

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 10

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 11

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 12

U11 Full renewal or maintenance fee paid

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-4-4-U10-U11-OTH-PR1001 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

Year of fee payment: 12