KR20150014795A - Electrode Assembly and Battery Having Porosity Member - Google Patents

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Abstract

The present invention aims to provide an electrode laminate of which a degree of electrolyte impregnation can be measured from the outside; and a battery of which operation is not influenced by a means for measuring the degree of electrolyte impregnation. The present invention provides the electrode laminate including one or more positive electrodes, one or more negative electrodes, one or more separation membranes interposed between the positive electrodes and the negative electrodes, and a porous member capable of absorbing liquid electrolyte which is connected to the electrode or is extended from the electrode.

Description

다공성 부재를 포함하는 전극 적층체 및 전지{Electrode Assembly and Battery Having Porosity Member}[0001] Electrode Assembly and Battery Having Porosity Member [0002]

본 발명은 다공성 부재를 포함하는 전극 적층체 및 전지 에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode laminate and a battery including the porous member.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있으며, 그러한 이차전지 중에서도 높은 에너지 밀도와 방전 전압을 가진 리튬 이차전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.As technology development and demand for mobile devices are increasing, the demand for secondary batteries as energy sources is rapidly increasing. Among such secondary batteries, many studies have been made on lithium secondary batteries having high energy density and discharge voltage, Widely used.

일반적으로 이차전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막으로 구성된 전극조립체를 적층하거나 권취한 상태로 금속 캔 또는 라미네이트 시트의 전지 케이스에 내장한 다음 전해액을 주입하거나 함침시키는 것으로 구성되어 있다.Generally, a secondary battery includes an electrode assembly composed of a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, which is laminated or wrapped in a battery case of a metal can or a laminate sheet and then injected or impregnated with an electrolyte solution have.

이 같은 이차전지 중, 폴딩형 전지는 전해액 함침과정에서 전해액이 전지의 내부 깊숙이 함침되기 위해서 다수의 바이셀들을 통과해야하므로 전해액 함침과정이 용이하지 않고, 함침 정도를 확인하기 위해서 샘플이 되는 전지를 분해하여 가장 내부의 바이셀의 함침 여부를 육안으로 확인해야 하는 문제점이 있다.Among such secondary cells, the folding type cell requires a plurality of bi-cells to pass through the electrolyte in order to impregnate the electrolyte deep inside the battery, so that the electrolytic solution impregnation process is not easy. In order to confirm the degree of impregnation, There is a problem that it is necessary to confirm visually whether the innermost bicycle is impregnated.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 새로운 리튬 이차전지의 개발이 필요한 실정이다.Accordingly, there is a need to develop a new lithium secondary battery for solving the above problems.

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.

본 발명의 목적은, 전해액 함침 정도를 전지 외부에서 측정할 수 있고, 측정 수단이 전지의 작동에 영향을 미치지 않는 전극 적층체 및 전지를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an electrode laminate and a battery which can measure the degree of electrolyte impregnation from the outside of the cell and the measuring means does not affect the operation of the battery.

따라서, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전극 적층체는, In order to accomplish the above object, according to the present invention, there is provided an electrode laminate,

하나 이상의 양극;At least one anode;

하나 이상의 음극;One or more cathodes;

양극과 음극의 사이에 개재되는 하나 이상의 분리막; 및At least one separator interposed between the anode and the cathode; And

전극에 연결 또는 전극으로부터 연장되는 액체 전해질 흡수성의 다공성 부재;A porous electrolyte-absorptive porous member connected to or extending from the electrode;

를 포함하고 있을 수 있다.As shown in FIG.

즉, 본 발명에 따른 전극 적층체는, 전극에 연결 또는 전극으로부터 연장되는 액체 전해질 흡수성의 다공성 부재를 포함함으로써, 전해액 함침 정도를 전지 외부에서 측정할 수 있고, 측정 수단인 다공성 부재가 전지의 작동에 영향을 미치지 않을 수 있다. That is, since the electrode laminate according to the present invention includes the liquid electrolyte absorbing porous member connected to the electrode or extending from the electrode, the degree of electrolyte impregnation can be measured from the outside of the cell, and the porous member, Lt; / RTI >

상기 전극 적층체는 다공성 부재의 일단에서 연결 또는 연장되고 전극에 연결 또는 전극으로부터 연장되는 액체 전해질 비흡수성의 도전부재를 더 포함하고 있을 수 있다.The electrode assembly may further include a liquid electrolyte non-absorbent conductive member connected or extended at one end of the porous member and connected to the electrode or extending from the electrode.

상기 전극 적층체는 다공성 부재의 타단에서 연결 또는 연장되는 액체 전해질 비흡수성의 도전부재를 더 포함하고 있을 수 있다.The electrode assembly may further include a liquid electrolyte non-absorbent conductive member connected or extended at the other end of the porous member.

상기 다공성 부재는, 그물망 구조로 이루어져 있을 수 있다.The porous member may have a mesh structure.

상기 다공성 부재는, 폴리 올레핀계 수지, 불소계 수지, 폴리에스테르계 수지, 엔지니어링 플라스틱, 수퍼-엔지니어링 플라스틱, 흡수성 수지로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하고 있을 수 있다.The porous member may include at least one member selected from the group consisting of a polyolefin resin, a fluorine resin, a polyester resin, an engineering plastic, a super-engineering plastic, and an absorbent resin.

상기 흡수성 수지는, 그라프트 중합 전분(starch)계, 카르복시메틸화 전분(starch)계, 그라프트 중합 셀룰로오스계, 카르복시메틸화 셀룰로오스계, 아크릴계, 폴리비닐알코올계, 아크릴아미드계, 폴리옥시에틸렌계로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상 일 수 있다.The water absorbent resin may be at least one selected from the group consisting of graft polymerized starch, carboxymethylated starch, graft polymerized cellulose, carboxymethylated cellulose, acrylic, polyvinyl alcohol, acrylamide and polyoxyethylene ≪ / RTI >

상기 흡수성 수지는, 아크릴산염 중합체 가교물, 비닐알콜-아크릴산염 공중합체의 가교물, 무수말레산그래프트폴리비닐알콜 가교물, 아크릴산염-메타크릴산염 공중합체의 가교물, 아크릴산메틸-아세트산 비닐 공중합체의 감화물의 가교물, 전분-아크릴산염 그라프트 공중합체의 가교물, 전분-아크릴로니트릴 그라프트 공중합체의 감화물의 가교물, 카르복시 메틸셀룰로오스 가교물 및 이소부틸렌-무수말레산염 공중합체의 가교물로 이루어진 그룹 중 선택된 하나 이상 일 수 있고, 흡습성 수지를 포함하고 있을 수 있다.The water absorbent resin may be at least one selected from the group consisting of an acrylate polymer crosslinked product, a crosslinked product of a vinyl alcohol-acrylate copolymer, a crosslinked product of a maleic anhydride grafted polyvinyl alcohol, a crosslinked product of an acrylate-methacrylate copolymer, A cross-linked product of a starch-acrylonitrile graft copolymer, a cross-linked product of a starch-acrylonitrile graft copolymer, a cross-linked product of carboxymethylcellulose and an isobutylene-maleic anhydride copolymer And a cross-linking agent, and may include a hygroscopic resin.

상기 도전부재는, 금속을 포함하고 있을 수 있다.The conductive member may include a metal.

상기 도전부재는, 양극, 분리막, 음극의 적층구조의 중심의 양극 및/또는 음극에 연결 또는 연장되어 있을 수 있다.The conductive member may be connected or extended to the anode and / or the cathode of the center of the laminated structure of the anode, the separator, and the cathode.

상기 양극, 분리막, 및 음극은, 각각의 일단과 타단이 서로 교차하지 않는 구조일 수 있다.The anode, the separator, and the cathode may have a structure in which one end and the other end of each of the anode, the separator, and the cathode do not cross each other.

상기 양극, 분리막, 및 음극은, 각각의 일단과 타단이 서로 교차하는 구조일 수 있다.The anode, the separator, and the cathode may have a structure in which one end and the other end of the anode, the separator, and the cathode cross each other.

상기 분리막은, 제 1 분리막과 제 2 분리막을 포함하고, 상기 양극, 제 1 분리막 및 음극은, 각각의 일단과 타단이 서로 교차하지 않고, 상기 제 2 분리막은, 전극 탭이 형성되지 않은 전극의 측면을 감싸고 있는 구조일 수 있다.Wherein the separator comprises a first separator and a second separator, wherein one end and the other end of each of the anode, the first separator, and the cathode do not cross each other, and the second separator has an electrode tab It may be a structure that surrounds the side surface.

상기 전극 적층체는, 하나 이상의 양극, 하나 이상의 음극, 및 하나 이상의 분리막을 포함하고, 양극과 음극의 사이에 분리막이 개재된 상태에서, 양극, 분리막 및 음극이 서로 접합되어 있으며, 상기 양극, 분리막, 및 음극은, 각각의 일단과 타단이 서로 교차하지 않는 전극군을 포함하고 있을 수 있다.The electrode stack includes at least one anode, at least one cathode, and at least one separator, wherein the anode, the separator, and the cathode are bonded to each other with the separator interposed between the anode and the cathode, , And the cathode may include an electrode group in which one end and the other end of each electrode do not intersect with each other.

상기 전극군은, 최외측 전극들의 극성이 서로 동일하거나 상이한 것 일 수 있다.In the electrode group, the polarities of the outermost electrodes may be the same or different.

상기 최외측 전극들 중 하나 이상은 분리막들 사이에 개재된 상태로 분리막과 접합되어 있을 수 있다.At least one of the outermost electrodes may be bonded to the separator interposed between the separators.

상기 전극 적층체는, 양극 및 음극 중 어느 하나와 분리막을 포함하고, 양극 및 음극 중 어느 하나와 분리막이 서로 접합되어 있는 전극소자를 포함하고 있을 수 있다.The electrode stacked body may include an electrode element including any one of an anode and a cathode and a separator, and one of an anode and a cathode and a separator being bonded to each other.

상기 전극소자는, 양극 및 음극 중 어느 하나가 분리막들 사이에 개재되고, 양극 및 음극 중 어느 하나가 분리막과 접합되어 있을 수 있다.In the electrode element, either the positive electrode or the negative electrode may be interposed between the separators, and either the positive electrode or the negative electrode may be bonded to the separator.

본 발명은 또한, 상기 전극 적층체가 전해질과 함께 전지 케이스에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지를 제공한다.The present invention also provides a battery characterized in that the electrode laminate is embedded in a battery case together with an electrolyte.

상기 전지 케이스는, 금속 캔 또는 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치형 전지 케이스일 수 있다.The battery case may be a pouch-shaped battery case of a laminate sheet including a metal can or metal layer and a resin layer.

상기 전지는 리튬 이온 폴리머 전지일 수 있고, 리튬 이온 전지일 수 있고, 리튬 폴리머 전지일 수 있다.The battery may be a lithium ion polymer battery, a lithium ion battery, or a lithium polymer battery.

상기 전극은, 양극 또는 음극일 수 있고, 하기의 과정들을 포함하는 제조방법으로 제조할 수 있다.The electrode may be a positive electrode or a negative electrode, and may be manufactured by a manufacturing method including the following processes.

상기 전극 제조방법은, In the electrode manufacturing method,

바인더를 용매에 분산 또는 용해시켜 바인더 용액을 제조하는 과정; Dispersing or dissolving the binder in a solvent to prepare a binder solution;

상기 바인더 용액과 전극 활물질 및 도전재를 혼합하여 전극 슬러리를 제조하는 과정;Preparing an electrode slurry by mixing the binder solution, the electrode active material, and the conductive material;

상기 전극 슬러리를 집전체 상에 코팅하는 과정; Coating the electrode slurry on a current collector;

전극을 건조하는 과정; 및Drying the electrode; And

전극을 일정한 두께로 압축하는 과정을 포함한다. And compressing the electrode to a predetermined thickness.

경우에 따라서는, 압연한 전극을 건조하는 과정을 더 포함할 수 있다. In some cases, the rolled electrode may further be dried.

상기 바인더 용액 제조 과정은, 바인더를 용매에 분산 또는 용해시켜 바인더 용액을 제조하는 과정이다. The binder solution preparation process is a process of dispersing or dissolving the binder in a solvent to prepare a binder solution.

상기 바인더는, 당해 업계에서 공지된 모든 바인더들일 수 있고, 구체적으로는, 폴리불화비닐리덴(polyvinylidene fluoride, PVdF) 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE)을 포함하는 불소 수지계 바인더, 스티렌-부타디엔 고무, 아크릴로니트릴-부티디엔 고무, 스티렌-이소프렌 고무를 포함하는 고무계 바인더, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈를 포함하는 셀룰로오스계 바인더, 폴리 알코올계 바인더, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌를 포함하는 폴리 올레핀계 바인더, 폴리 이미드계 바인더, 폴리 에스테르계 바인더, 홍합 접착제, 실란계 바인더로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 2 종 이상의 바인더들의 혼합물이거나 공중합체일 수 있다. The binder may be any binder known in the art and specifically includes polyvinylidene fluoride (PVdF) or polytetrafluoroethylene (PTFE) A binder such as a fluorocarbon resin binder, a styrene-butadiene rubber, an acrylonitrile-butadiene rubber, a styrene-isoprene rubber, a carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose and regenerated cellulose One or more binders selected from the group consisting of a cellulose-based binder, a polyalcohol-based binder, a polyolefin-based binder including polyethylene, polypropylene, a polyimide-based binder, a polyester-based binder, a mussel adhesive, and a silane-based binder Mixtures or copolymers.

상기 용매는, 바인더의 종류에 따라 선택적으로 사용될 수 있고, 예를 들어, 이소프로필 알코올, N-메틸피롤리돈(NMP), 아세톤 등의 유기 용매와 물 등이 사용될 수 있다.The solvent can be selectively used depending on the type of the binder. For example, organic solvents such as isopropyl alcohol, N-methylpyrrolidone (NMP), and acetone and water can be used.

본 발명의 하나의 구체적인 실시예로서, PVdF를 NMP(N-methyl pyrrolidone)에 분산/용해시켜 양극용 바인더 용액을 제조할 수도 있고, SBR(Styrene-Butadiene Rubber)/CMC(Carboxy Methyl Cellulose)를 물에 분산/용해시켜 음극용 바인더 용액을 제조할 수도 있다. As a specific example of the present invention, a binder solution for a positive electrode may be prepared by dispersing / dissolving PVdF in NMP (N-methyl pyrrolidone), or a styrene-butadiene rubber (SBR) / carboxy methyl cellulose (CMC) To prepare a negative electrode binder solution.

전극 활물질 및 도전재를 상기 바인더 용액에 혼합/분산시켜서 전극 슬러리를 제조할 수 있다. 이렇게 제조된 전극 슬러리는, 저장 탱크로 이송하여 코팅 과정 이전까지 보관할 수 있다. 상기 저장 탱크 내에서는, 전극 슬러리가 굳는 것을 방지하기 위하여, 계속하여 전극 슬러리를 교반할 수 있다. An electrode active material and a conductive material may be mixed / dispersed in the binder solution to prepare an electrode slurry. The electrode slurry thus prepared can be transferred to a storage tank and stored until the coating process. In order to prevent the electrode slurry from hardening in the storage tank, the electrode slurry can be agitated continuously.

상기 전극 활물질은, 양극 활물질 또는 음극 활물질일 수 있다. The electrode active material may be a positive electrode active material or a negative electrode active material.

구체적으로, 상기 양극 활물질은, 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+yMn2-yO4 (여기서, y 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-yMyO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, y = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-yMyO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, y = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Specifically, the cathode active material may be a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or a compound substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxides such as Li 1 + y Mn 2-y O 4 (where y is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 and LiMnO 2 ; Lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 and Cu 2 V 2 O 7 ; Formula LiNi 1-y M y O 2 ( where, the M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga, y = 0.01 ~ 0.3 Im) Ni site type lithium nickel oxide which is represented by; Formula LiMn 2-y M y O 2 ( where, M = Co, Ni, Fe , Cr, and Zn, or Ta, y = 0.01 ~ 0.1 Im) or Li 2 Mn 3 MO 8 (where, M = Fe, Co, Ni, Cu, or Zn); LiMn 2 O 4 in which a part of Li in the formula is substituted with an alkaline earth metal ion; Disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 , and the like. However, the present invention is not limited to these.

본 발명의 비제한적인 실시예에서, 상기 전극 활물질은 양극 활물질로서, 하기 화학식 (1)로 표현되는 스피넬 구조의 리튬 금속 산화물을 포함할 수 있다.In a non-limiting embodiment of the present invention, the electrode active material may include a lithium metal oxide having a spinel structure represented by the following chemical formula (1) as a cathode active material.

LixMyMn2-yO4-zAz(1) Li x M y Mn 2 - y O 4 - z z (1)

상기 식에서, 0.9≤x≤1.2, 0<y<2, 0≤z<0.2이고, Wherein 0 < y < 2, 0 z < 0.2,

M은 Al, Mg, Ni, Co, Fe, Cr, V, Ti, Cu, B, Ca, Zn, Zr, Nb, Mo, Sr, Sb, W, Ti 및 Bi로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소이며;M is at least one element selected from the group consisting of Al, Mg, Ni, Co, Fe, Cr, V, Ti, Cu, B, Ca, Zn, Zr, Nb, Mo, Sr, Sb, W, ;

A는 -1 또는 -2가의 하나 이상의 음이온이다.A is one or more of an anion of -1 or -2.

A의 최대 치환량은 0.2 몰%미만일 수 있으며, 본 발명의 구체적인 실시예에서, 상기 A는 F, Cl, Br, I 과 같은 할로겐, S 및 N으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 음이온일 수 있다. The maximum substitution amount of A may be less than 0.2 mol%. In a specific embodiment of the present invention, A may be at least one anion selected from the group consisting of halogens such as F, Cl, Br, I, S and N.

이러한 음이온들의 치환에 의해 전이금속과의 결합력이 우수해지고 화합물의 구조 전이가 방지되기 때문에, 전지의 수명을 향상시킬 수 있다. 반면에, 음이온 A의 치환량이 너무 많으면(t≥0.2) 불완전한 결정구조로 인해 오히려 수명 특성이 저하되므로 바람직하지 않다. By substituting these anions, the binding force with the transition metal is improved and the structural transition of the compound is prevented, so that the lifetime of the battery can be improved. On the other hand, if the substitution amount of the anion A is too large (t? 0.2), the life characteristic is deteriorated due to the incomplete crystal structure, which is not preferable.

구체적으로, 상기 화학식 (1)의 산화물은 하기 화학식 (2)로 표시되는 리튬 금속 산화물일 수 있다. Specifically, the oxide of the formula (1) may be a lithium metal oxide represented by the following formula (2).

LixNiyMn2-yO4 (4)Li x Ni y Mn 2-y O 4 (4)

상기 식에서, 0.9≤x≤1.2, 0.4≤y≤0.5이다.In the above formula, 0.9? X? 1.2 and 0.4? Y? 0.5.

보다 구체적으로, 상기 리튬 금속 산화물은 LiNi0.5Mn1.5O4 또는 LiNi0.4Mn1.6O4 일 수 있다.More specifically, the lithium metal oxide may be LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 or LiNi 0.4 Mn 1.6 O 4 .

상기 음극 활물질은, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe’yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me’: Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 더 포함할 수 있다. The negative electrode active material may include, for example, carbon such as non-graphitized carbon or graphite carbon; Li x Fe 2 O 3 (0≤x≤1 ), Li x WO 2 (0≤x≤1), Sn x Me 1-x Me 'y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me' : Metal complex oxides such as Al, B, P, Si, Group 1, Group 2, Group 3 elements of the periodic table, Halogen, 0 &lt; x &lt; Lithium metal; Lithium alloy; Silicon-based alloys; Tin alloy; SnO, SnO 2, PbO, PbO 2, Pb 2 O 3, Pb 3 O 4, Sb 2 O 3, Sb 2 O 4, Sb 2 O 5, GeO, GeO 2, Bi 2 O 3, Bi 2 O 4, Bi 2 O 5 and the like; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based material, and the like.

본 발명의 비제한적인 실시예예서, 상기 전극 활물질은 음극 활물질로서, 리튬 금속 산화물을 포함할 수 있고, 상기 리튬 금속 산화물은 바람직하게는 하기 화학식 (3)으로 표시될 수 있다.In a non-limiting embodiment of the present invention, the electrode active material may include a lithium metal oxide as a negative electrode active material, and the lithium metal oxide may preferably be represented by the following chemical formula (3).

LiaM’bO4-cAc (3)Li a M ' b O 4-ca c (3)

상기 식에서, M’은 Ti, Sn, Cu, Pb, Sb, Zn, Fe, In, Al 및 Zr로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소이고; In the above formula, M 'is at least one element selected from the group consisting of Ti, Sn, Cu, Pb, Sb, Zn, Fe, In, Al and Zr;

a 및 b는 0.1≤a≤4; 0.2≤b≤4의 범위에서 M’의 산화수(oxidation number)에 따라 결정되며;a and b are 0.1? a? 4; Is determined according to the oxidation number of M 'in the range of 0.2? B? 4;

c는 0≤c<0.2의 범위에서 산화수에 따라 결정되고;c is determined according to the oxidation number in the range of 0? c <0.2;

A는 -1 또는 -2가의 하나 이상의 음이온이다.A is one or more of an anion of -1 or -2.

상기 화학식 (3)의 산화물은 하기 화학식 (4)로 표시될 수 있다.The oxide of the formula (3) may be represented by the following formula (4).

LiaTibO4 (4)Li a Ti b O 4 (4)

상기 식에서, 0.5≤a≤3, 1≤b≤2.5 이다.In the above formula, 0.5? A? 3, 1? B? 2.5.

상기 리튬 금속 산화물은 Li0.8Ti2.2O4, Li2.67Ti1.33O4, LiTi2O4, Li1.33Ti1.67O4, Li1.14Ti1.71O4 등일 수 있다. 다만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. The lithium metal oxide may be Li 0.8 Ti 2.2 O 4 , Li 2.67 Ti 1.33 O 4 , LiTi 2 O 4 , Li 1.33 Ti 1.67 O 4 , Li 1.14 Ti 1.71 O 4, or the like. However, the present invention is not limited to these.

본 발명의 비제한적인 실시예에서, 상기 리튬 금속 산화물은Li1.33Ti1.67O4 또는 LiTi2O4일 수 있다. Li1.33Ti1.67O4는 충방전시 결정 구조의 변화가 적고 가역성이 우수한 스피넬 구조를 가진다. In a non-limiting embodiment of the present invention, the lithium metal oxide may be Li 1.33 Ti 1.67 O 4 or LiTi 2 O 4 . Li 1.33 Ti 1.67 O 4 has a spinel structure with less change in crystal structure during charging and discharging and excellent reversibility.

상기 리튬 금속 산화물은 당해 업계에서 공지된 제조방법으로 제조할 수 있고, 예를 들어, 고상법, 수열법, 졸-겔 법 등으로 제조할 수 있다. The lithium metal oxide can be produced by a production method known in the art and can be produced by, for example, a solid phase method, a hydrothermal method, a sol-gel method, or the like.

상기 리튬 금속 산화물은 1차 입자가 응집된 2차 입자의 형태일 수 있다. The lithium metal oxide may be in the form of secondary particles in which primary particles are aggregated.

상기 2 차 입자의 입경은 200 nm 내지 30 ㎛ 일 수 있다. The particle size of the secondary particles may be 200 nm to 30 탆.

2차 입자의 입경이 200 nm 미만이면, 음극 슬러리 제조공정에서 많은 양의 용매를 필요로 하기 때문에 생산성이 저하되고, 수분의 함량을 제어하기 어려우므로 바람직하지 않다. 2차 입자의 입경이 30 ㎛ 초과인 경우에는, 리튬 이온의 확산 속도가 느려서 고출력을 구현하기 어려우므로 바람직하지 않다. If the particle diameter of the secondary particles is less than 200 nm, a large amount of solvent is required in the negative electrode slurry production process, which lowers productivity and is not preferable because it is difficult to control the moisture content. When the particle size of the secondary particles is more than 30 占 퐉, the diffusion rate of lithium ions is slow and it is difficult to realize a high output, which is not preferable.

상기 리튬 금속 산화물은 전체 음극 활물질의 중량 대비 50 중량% 이상 내지 100 중량% 이하로 포함되어 있을 수 있다. The lithium metal oxide may be contained in an amount of 50 wt% or more to 100 wt% or less based on the weight of the entire negative electrode active material.

리튬 티타늄 산화물의 함량이 전체 음극 활물질 중량 대비 100 중량% 인 경우는, 리튬 티타늄 산화물만으로 음극 활물질이 구성되어 있는 경우를 의미한다. When the content of lithium titanium oxide is 100 wt% with respect to the weight of the entire negative electrode active material, it means that the negative active material is composed of lithium titanium oxide alone.

상기 도전제는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다. The conductive agent is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, and examples thereof include graphite such as natural graphite and artificial graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.

상기 전극 슬러리에는, 필요에 따라 충진제 등이 선택적으로 추가될 수 있다. 상기 충진제는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합제; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질 등이 사용될 수 있다. A filler or the like may be optionally added to the electrode slurry as required. The filler is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery, and examples thereof include olefin-based polymerizers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fiber, carbon fiber and the like can be used.

상기 전극 슬러리를 집전체 상에 코팅하는 과정은, 전극 슬러리를 코터(coater) 헤드를 통과시켜 정해진 패턴 및 일정한 두께로 집전체 상에 코팅하는 과정이다.The process of coating the electrode slurry on the current collector is a process in which the electrode slurry is passed through a coater head to coat the current collector with a predetermined pattern and a constant thickness.

상기 전극 슬러리를 집전체 상에 코팅하는 방법은, 전극 슬러리를 집전체 위에 분배시킨 후 닥터 블레이드(doctor blade) 등을 사용하여 균일하게 분산시키는 방법, 다이 캐스팅(die casting), 콤마 코팅(comma coating), 스크린 프린팅(screen printing) 등의 방법 등을 들 수 있다. 또한, 별도의 기재(substrate) 위에 성형한 후 프레싱 또는 라미네이션 방법에 의해 전극 슬러리를 집전체와 접합시킬 수도 있다. The method of coating the electrode slurry on the current collector may include a method of uniformly dispersing the electrode slurry on a current collector using a doctor blade or the like, a die casting method, a comma coating method ), Screen printing, and the like. Alternatively, the electrode slurry may be bonded to the current collector by molding on a separate substrate, followed by pressing or lamination.

상기 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 양극 집전체는, 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다. 구체적으로, 양극 집전체는, 알루미늄을 포함하는 금속 집전체일 수 있고, 음극 집전체는, 구리를 포함하는 금속 집전체일 수 있다. 상기 전극 집전체는 금속 호일일 수 있고, 알루미늄(Al) 호일 또는 구리(Cu) 호일일 수 있다.The current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing a chemical change in the battery. For example, the current collector may be made of copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, a surface of copper or stainless steel A surface treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like, an aluminum-cadmium alloy, or the like can be used. The positive electrode current collector may be formed into various shapes such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, a nonwoven fabric, or the like by forming fine irregularities on the surface to enhance the bonding force of the positive electrode active material. Specifically, the cathode current collector may be a metal current collector including aluminum, and the anode current collector may be a metal current collector including copper. The electrode current collector may be a metal foil, and may be an aluminum foil or a copper foil.

상기 건조 공정은, 금속 집전체에 코팅된 슬러리를 건조하기 위하여 슬러리 내의 용매 및 수분을 제거하는 과정으로, 구체적인 실시예에서, 50 내지 200℃의 진공 오븐에서 1 일 이내로 건조한다. The drying process is a process of removing the solvent and moisture in the slurry to dry the slurry coated on the metal current collector. In a specific example, the drying process is performed within one day in a vacuum oven at 50 to 200 ° C.

상기 건조 과정 이후에는, 냉각 과정을 더 포함할 수 있고, 상기 냉각 과정은 바인더의 재결정 조직이 잘 형성되도록 실온까지 서냉(slow cooling)하는 것일 수 있다. After the drying process, a cooling process may be further included, and the cooling process may be a slow cooling process to room temperature to form a recrystallized structure of the binder.

코팅 과정이 끝난 전극의 용량 밀도를 높이고 집전체와 활물질들 간의 접착성을 증가시키기 위해서, 고온 가열된 2개의 롤 사이로 전극을 통과시켜 원하는 두께로 압축할 수 있다. 이 과정을 압연과정이라 한다. In order to increase the capacity density of the coated electrode and increase the adhesion between the current collector and the active materials, an electrode can be passed between two rolls heated at a high temperature and compressed to a desired thickness. This process is called the rolling process.

상기 전극을 고온 가열된 2개의 롤 사이로 통과시키기 전에, 상기 전극은 예열될 수 있다. 상기 예열 과정은, 전극의 압축 효과를 높이기 위해서 롤로 투입되기 전에 전극을 예열하는 과정이다. The electrode can be preheated before passing the electrode between two heated, heated rolls. The preheating process is a process of preheating the electrode before it is introduced into the roll to increase the compression effect of the electrode.

상기와 같이 압연 과정이 완료된 전극은, 바인더의 융점 이상의 온도를 만족하는 범위로서 50 내지 200℃의 진공 오븐에서 1일 이내로 건조할 수 있다. 압연된 전극은 일정한 길이로 절단된 후 건조될 수도 있다.The electrode having completed the rolling process as described above can be dried within one day in a vacuum oven at 50 to 200 DEG C in a range satisfying a temperature equal to or higher than the melting point of the binder. The rolled electrode may be cut to a certain length and then dried.

상기 건조 과정 이후에는, 냉각 과정을 더 포함할 수 있고, 상기 냉각 과정은 바인더의 재결정 조직이 잘 형성되도록 실온까지 서냉(slow cooling)하는 것일 수 있다. After the drying process, a cooling process may be further included, and the cooling process may be a slow cooling process to room temperature to form a recrystallized structure of the binder.

상기 고분자 막은, 양극과 음극 사이를 격리시키는 분리막이고, 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.The polymer membrane is a separator separating the anode and the cathode. When a solid electrolyte such as a polymer is used as the electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separator.

상기 분리막은 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. The separator is made of an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength. The pore diameter of the separator is generally 0.01 to 10 mu m and the thickness is generally 5 to 300 mu m.

이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포; 크라프트지 등이 사용된다. 현재 시판중인 대표적인 예로는 셀가드 계열(CelgardR 2400, 2300(Hoechest Celanese Corp. 제품), 폴리프로필렌 분리막(Ube Industries Ltd. 제품 또는 Pall RAI사 제품), 폴리에틸렌 계열(Tonen 또는 Entek) 등이 있다. Such separation membranes include, for example, olefinic polymers such as polypropylene, which are chemically resistant and hydrophobic; A sheet or nonwoven fabric made of glass fiber, polyethylene or the like; Kraft paper and the like are used. Representative examples currently on the market include the Celgard R 2400, 2300 (from Hoechest Celanese Corp.), polypropylene separator (from Ube Industries Ltd. or Pall RAI), and polyethylene series (from Tonen or Entek).

경우에 따라서, 상기 분리막 위에는 전지의 안정성을 높이기 위하여 겔 폴리머 전해질이 코팅될 수 있다. 이러한 겔 폴리머의 대표적인 예로는 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐리덴플루라이드, 폴리아크릴로나이트릴 등을 들 수 있다. In some cases, a gel polymer electrolyte may be coated on the separation membrane to increase the stability of the cell. Representative examples of such a gel polymer include polyethylene oxide, polyvinylidene fluoride, and polyacrylonitrile.

상기 전극 적층체는, 당해 업계에서 공지된 구조의 젤리-롤형 전극조립체(또는 권취형 전극조립체), 스택형 전극조립체(또는 적층형 전극조립체) 또는 스택 & 폴딩형 전극조립체를 모두 포함할 수 있다. The electrode laminate may include both a jelly-roll type electrode assembly (or a wound electrode assembly), a stacked electrode assembly (or a stacked electrode assembly), or a stacked & folded electrode assembly having a structure known in the art.

본 명세서에서, 상기 스택 & 폴딩형 전극조립체는, 분리막 시트 상에 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 구조의 단위셀을 배열한 후, 분리막 시트를 접거나(folding) 권취(winding)하는 방법으로 제조하는 스택 & 폴딩형 전극조립체를 포함하는 개념으로 이해할 수 있다.In this specification, the stacked & folded type electrode assembly is a method of arranging unit cells having a structure in which a separator is interposed between an anode and a cathode on a separator sheet, folding and winding the separator sheet A stack &amp; folding type electrode assembly.

또한, 상기 전극 적층체는, 양극과 음극 중 어느 하나가 분리막들 사이에 개재된 구조로 적층된 상태에서 열융착 등의 방법으로 접합(laminate)되어 있는 구조의 전극 적층체를 포함할 수 있다. The electrode laminate may include an electrode laminate having a structure in which one of an anode and a cathode is laminated by a method of being laminated in a structure in which they are interposed between the separators by thermal fusion or the like.

상기 비수계 전해질로는 비수 전해질, 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다. As the non-aqueous electrolyte, a nonaqueous electrolyte, a solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte, or the like is used.

상기 비수 전해질로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 에틸메틸 카보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 1,2-디에톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 4-메틸-1,3-디옥센, 디에틸에테르, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.Examples of the nonaqueous electrolyte include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate , Gamma -butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, Diethyl ether, formamide, dimethyl formamide, dioxolane, acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, phosphoric acid triester, trimethoxymethane, dioxolane A non-protonic organic solvent such as an ether, a methyl pyrophosphate, or an ethyl propionate is used as the solvent, a sulfone, a methyl sulfolane, a 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, a propylene carbonate derivative, a tetrahydrofuran derivative, .

상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.Examples of the organic solid electrolyte include a polymer electrolyte such as a polyethylene derivative, a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, an agitation lysine, a polyester sulfide, a polyvinyl alcohol, a polyvinylidene fluoride, Polymers containing ionic dissociation groups, and the like can be used.

상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.Examples of the inorganic solid electrolyte include Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides and sulfates of Li such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH and Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 can be used.

상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, LiSCN, LiC(CF3SO2)3, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.The lithium salt is a material that is readily soluble in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4, LiBF 4, LiB 10 Cl 10, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, LiSCN, LiC (CF 3 SO 2) 3, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, 4-phenylborate, imide, and the like can be used.

또한, 전해질에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(fluoro-ethylene carbonate), PRS(propene sultone), FPC(fluoro-propylene carbonate) 등을 더 포함시킬 수 있다.For the purpose of improving the charge-discharge characteristics and the flame retardancy, the electrolytic solution may contain at least one selected from the group consisting of pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, n-glyme, Benzene derivatives, sulfur, quinone imine dyes, N-substituted oxazolidinones, N, N-substituted imidazolidines, ethylene glycol dialkyl ethers, ammonium salts, pyrrole, 2-methoxyethanol, . In some cases, halogen-containing solvents such as carbon tetrachloride and ethylene trifluoride may be further added to impart nonflammability. In order to improve the high-temperature storage characteristics, carbon dioxide gas may be further added. FEC (fluoro-ethylene carbonate, PRS (propene sultone), FPC (fluoro-propylene carbonate), and the like.

본 발명은 또한, 상기 전지를 단위전지로서 포함하는 전지팩을 제공한다.The present invention also provides a battery pack including the battery as a unit cell.

본 발명은 또한 상기 전지팩을 에너지원으로 사용하는 디바이스를 제공한다.The present invention also provides a device using the battery pack as an energy source.

상기 디바이스는 구체적으로, 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.The device may be selected from the group consisting of a cell phone, a portable computer, a smart phone, a smart pad, a netbook, a LEV (Light Electronic Vehicle), an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, .

이러한 디바이스의 구조 및 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.The structure and manufacturing method of such a device are well known in the art, so a detailed description thereof will be omitted herein.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전극 적층체는, 전극에 연결 또는 전극으로부터 연장되는 액체 전해질 흡수성의 다공성 부재를 포함함으로써, 전해액 함침 정도를 전지 외부에서 측정할 수 있고, 측정 수단인 다공성 부재가 전지의 작동에 영향을 미치지 않을 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the electrode laminate according to the present invention includes the liquid electrolyte absorbing porous member connected to the electrode or extending from the electrode, whereby the degree of electrolyte impregnation can be measured from the outside of the cell, May not affect the operation of the battery.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 적층체를 포함하는 전지의 모식도이다.1 is a schematic view of a battery including an electrode laminate according to one embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 자세히 설명하지만, 본 발명의 범주가 그것으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the scope of the present invention is not limited thereto.

도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 적층체를 포함하는 전지의 모식도가 도시되어 있다.1 is a schematic view of a battery including an electrode stacked body according to one embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 전지(10)는, 전극(110), 분리막(도시하지 않음), 액체 전해질 흡수성의 다공성 부재(120), 액체 전해질 비흡수성의 제 1 도전부재(131) 및 제 2 도전부재(132)로 이루어진 전극 적층체(100)와, 전지 케이스(200)와, 전해질(도시하지 않음)을 포함하고 있다.1, a battery 10 includes an electrode 110, a separation membrane (not shown), a liquid electrolyte absorbing porous member 120, a liquid electrolyte non-absorbing first conductive member 131, An electrode stack 100 composed of a member 132, a battery case 200, and an electrolyte (not shown).

전극 적층체(100)는 전해질에 함침된 상태로 전지 케이스(200)에 내장되어 있다.The electrode stacked body 100 is embedded in the battery case 200 in a state of being impregnated with an electrolyte.

다공성 부재(120)는 전극 적층체(100)의 중심에 위치하고 있고, 제 1 도전부재(131)는 다공성 부재(120)의 일단으로부터 연장되어 전극 적층체(100)의 중심에 위치하는 전극(110)에 연결되어 있으며, 제 2 도전부재(132)는 다공성 부재(120)의 타단으로부터 연장되어 전지 케이스(200)의 외부로 노출되어 있다.The porous member 120 is positioned at the center of the electrode stack 100 and the first conductive member 131 extends from one end of the porous member 120 to form an electrode 110 positioned at the center of the electrode stack 100 And the second conductive member 132 extends from the other end of the porous member 120 and is exposed to the outside of the battery case 200.

다공성 부재(120)는, 전지 케이스(200) 내부와 전지 케이스(200)의 밀봉부(210) 전까지만 형성되어 있어서, 전해질이 다공성 부재(120)를 통하여 전지 케이스(200) 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.The porous member 120 is formed only inside the battery case 200 and before the sealing portion 210 of the battery case 200 so that the electrolyte leaks to the outside of the battery case 200 through the porous member 120 .

다공성 부재(120)는 전해질을 흡수하여 도전성을 갖게 되므로, 제 1 도전부재(131) 및 제 2 도전부재(132)를 전기적으로 연결한다.Since the porous member 120 absorbs the electrolyte and has conductivity, the first conductive member 131 and the second conductive member 132 are electrically connected to each other.

따라서, 전극 적층체(100)의 중심까지 전해질이 함침되었는지 여부를, 제 2 도전부재(132)를 통해 저항 또는 전류를 측정하여 확인할 수 있다.
Therefore, whether the electrolyte is impregnated into the center of the electrode stack body 100 can be confirmed by measuring the resistance or current through the second conductive member 132.

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 (20)

하나 이상의 양극;
하나 이상의 음극;
양극과 음극의 사이에 개재되는 하나 이상의 분리막; 및
전극에 연결 또는 전극으로부터 연장되는 액체 전해질 흡수성의 다공성 부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.
At least one anode;
One or more cathodes;
At least one separator interposed between the anode and the cathode; And
A porous electrolyte-absorptive porous member connected to or extending from the electrode;
And an electrode layer laminated on the electrode layer.
제 1 항에 있어서, 다공성 부재의 일단에서 연결 또는 연장되고 전극에 연결 또는 전극으로부터 연장되는 액체 전해질 비흡수성의 도전부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.The electrode laminate according to claim 1, further comprising a liquid electrolyte non-absorbent conductive member connected or extended at one end of the porous member and connected to or extending from the electrode. 제 2 항에 있어서, 다공성 부재의 타단에서 연결 또는 연장되는 액체 전해질 비흡수성의 도전부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.The electrode laminate according to claim 2, further comprising a liquid electrolyte non-absorbent conductive member connected or extended at the other end of the porous member. 제 1 항에 있어서, 상기 다공성 부재는, 그물망 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극 적층체.The electrode laminate according to claim 1, wherein the porous member has a mesh structure. 제 4 항에 있어서, 상기 다공성 부재는, 폴리 올레핀계 수지, 불소계 수지, 폴리에스테르계 수지, 엔지니어링 플라스틱, 수퍼-엔지니어링 플라스틱, 흡수성 수지로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.The electrode assembly according to claim 4, wherein the porous member comprises at least one member selected from the group consisting of a polyolefin resin, a fluorine resin, a polyester resin, an engineering plastic, a super-engineering plastic, sieve. 제 2 항에 있어서, 상기 도전부재는, 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.The electrode laminate according to claim 2, wherein the conductive member comprises a metal. 제 1 항에 있어서, 상기 도전부재는, 양극, 분리막, 음극의 적층구조의 중심의 양극 및/또는 음극에 연결 또는 연장되는 것을 특징으로 전극 적층체.The electrode laminate according to claim 1, wherein the conductive member is connected to or extends from an anode and / or a cathode in the center of the laminated structure of the anode, the separator, and the cathode. 제 1 항에 있어서, 상기 양극, 분리막, 및 음극은, 각각의 일단과 타단이 서로 교차하지 않는 것을 특징으로 하는 전극 적층체. The electrode stack body according to claim 1, wherein each of the anode, the separator, and the cathode has one end and the other end that do not intersect with each other. 제 1 항에 있어서, 상기 양극, 분리막, 및 음극은, 각각의 일단과 타단이 서로 교차하는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.The electrode laminate according to claim 1, wherein one end and the other end of the anode, the separator, and the cathode cross each other. 제 1 항에 있어서, 상기 분리막은, 제 1 분리막과 제 2 분리막을 포함하고,
상기 양극, 제 1 분리막 및 음극은, 각각의 일단과 타단이 서로 교차하지 않고, 상기 제 2 분리막은, 전극 탭이 형성되지 않은 전극의 측면을 감싸고 있는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.
The method according to claim 1, wherein the separation membrane comprises a first separation membrane and a second separation membrane,
Wherein one end and the other end of each of the anode, the first separator, and the cathode do not cross each other, and the second separator surrounds a side surface of the electrode on which the electrode tab is not formed.
제 1 항에 있어서, 상기 전극 적층체는, 하나 이상의 양극, 하나 이상의 음극, 및 하나 이상의 분리막을 포함하고, 양극과 음극의 사이에 분리막이 개재된 상태에서, 양극, 분리막 및 음극이 서로 접합되어 있으며, 상기 양극, 분리막, 및 음극은, 각각의 일단과 타단이 서로 교차하지 않는 전극군을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.The electrode assembly according to claim 1, wherein the electrode stack includes at least one anode, at least one cathode, and at least one separator, wherein the anode, the separator, and the cathode are bonded to each other with the separator interposed between the anode and the cathode Wherein the positive electrode, the separator, and the negative electrode each include an electrode group in which one end and the other end of each of the positive electrode, the separator, and the negative electrode do not cross each other. 제 11 항에 있어서, 상기 전극군은, 최외측 전극들의 극성이 서로 동일하거나 상이한 것을 특징으로 하는 전극 적층체.The electrode stack body according to claim 11, wherein the outermost electrodes of the electrode group have the same or different polarities. 제 12 항에 있어서, 상기 최외측 전극들 중 하나 이상은 분리막들 사이에 개재된 상태로 분리막과 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.13. The electrode laminate according to claim 12, wherein at least one of the outermost electrodes is bonded to the separator interposed between the separators. 제 1 항에 있어서, 상기 전극 적층체는, 양극 및 음극 중 어느 하나와 분리막을 포함하고, 양극 및 음극 중 어느 하나와 분리막이 서로 접합되어 있는 전극소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.The electrode laminate according to claim 1, wherein the electrode laminate includes any one of an anode and a cathode and a separator, and includes an electrode element in which one of an anode and a cathode and a separator are bonded to each other. 제 14 항에 있어서, 상기 전극소자는, 양극 및 음극 중 어느 하나가 분리막들 사이에 개재되고, 양극 및 음극 중 어느 하나가 분리막과 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.15. The electrode laminate according to claim 14, wherein one of the positive electrode and the negative electrode is interposed between the separators, and either the positive electrode or the negative electrode is bonded to the separator. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 하나에 따른 전극 적층체가 전해질과 함께 전지 케이스에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지.A battery, wherein the electrode laminate according to any one of claims 1 to 15 is embedded in a battery case together with an electrolyte. 제 16 항에 있어서, 상기 전지 케이스는, 금속 캔 또는 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치형 전지 케이스인 것을 특징으로 하는 전지.The battery according to claim 16, wherein the battery case is a pouch-shaped battery case of a laminate sheet including a metal can or metal layer and a resin layer. 제 16 항에 있어서, 상기 전지는 리튬 이온 폴리머 전지 또는 리튬 이온 전지 또는 리튬 폴리머 전지인 것을 특징으로 하는 전지.17. The battery according to claim 16, wherein the battery is a lithium ion polymer battery or a lithium ion battery or a lithium polymer battery. 제 16 항에 따른 전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.A battery pack comprising the battery according to claim 16. 제 19 항에 따른 전지팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.A device comprising a battery pack according to claim 19.
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