KR20160010080A - Electrode Assembly Having Position-Variable Lead Joint And Battery Cell Contaning The Same - Google Patents

Electrode Assembly Having Position-Variable Lead Joint And Battery Cell Contaning The Same Download PDF

Info

Publication number
KR20160010080A
KR20160010080A KR1020140090915A KR20140090915A KR20160010080A KR 20160010080 A KR20160010080 A KR 20160010080A KR 1020140090915 A KR1020140090915 A KR 1020140090915A KR 20140090915 A KR20140090915 A KR 20140090915A KR 20160010080 A KR20160010080 A KR 20160010080A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
battery cell
electrode tab
lead
cell according
Prior art date
Application number
KR1020140090915A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이진규
김동명
정재빈
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020140090915A priority Critical patent/KR20160010080A/en
Publication of KR20160010080A publication Critical patent/KR20160010080A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • H01M10/0585Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/124Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/10Batteries in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/30Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

The present invention relates to a battery cell having an electrode assembly of a positive electrode/isolation layer/negative electrode structure sealed in a battery case with an electrolyte wherein the electrode assembly comprises two or more positive electrode plates and two or more negative electrode plates. The positive and negative electrode plates include electrode tab portions consisting of uncoated portions which are not coated with active materials, respectively. The electrode tab portions are formed on each end portion of the electrode plates at the size corresponding to the width length of the electrode assembly. The positive electrode tab portion of the positive electrode plate is positioned on one side of the electrode assembly, and the negative electrode tab portion of the negative electrode plate is positioned on the side facing the positive electrode tab portion. On one end portion where the electrode tab portions are laminated, the electrode tab-lead coupling portion, in which the electrode tab portions and the electrode lead are electrically connected to each other in an arbitrary position, is formed.

Description

위치 가변적 전극 탭-리드- 결합부로 이루어진 전극조립체 및 이를 포함하고 있는 전지셀 {Electrode Assembly Having Position-Variable Lead Joint And Battery Cell Contaning The Same} [0001] The present invention relates to an electrode assembly including a variable-position electrode tap-lead-coupling portion and a battery cell including the electrode assembly.

본 발명은 위치 가변적 전극 탭-리드- 결합부로 이루어진 전극조립체 및 이를 포함하고 있는 전지셀에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode assembly composed of a position variable electrode tab-lead-coupling portion and a battery cell including the electrode assembly.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.As technology development and demand for mobile devices are increasing, the demand for batteries as energy sources is rapidly increasing, and accordingly, a lot of researches on batteries capable of meeting various demands have been conducted.

대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성의 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.Typically, in view of the shape of the battery, there is a high demand for a prismatic secondary battery and a pouch-type secondary battery that can be applied to products such as mobile phones with a small thickness. In terms of materials, lithium ion batteries having high energy density, discharge voltage, There is a high demand for a lithium secondary battery such as a lithium ion polymer battery.

또한, 이차전지는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체 등을 들 수 있다.Also, the secondary battery is classified according to how the electrode assembly having the anode / separator / cathode structure is formed. Typically, the long battery-shaped anodes and cathodes are jelly- A stacked (stacked) electrode assembly in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes cut in units of a predetermined size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, a stacked (stacked) electrode assembly in which a predetermined unit of positive and negative electrodes are stacked, A stack / folding type electrode assembly having a structure in which a bi-cell or a full cell stacked in a single state is wound is exemplified.

도 1에는 종래의 대표적인 스택형 전극조립체의 일반적인 구조가 측면도로서 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 1 schematically shows a general structure of a typical prior art stacked electrode assembly as a side view.

도 1을 참조하면, 스택형 전극조립체(10)는 양극 집전체(21)의 양면에 양극 활물질(22)이 도포되어 있는 양극(20)과 음극 집전체(31)의 양면에 음극 활물질(32)이 도포되어 있는 음극(30)이 분리막(80)을 개재시킨 상태에서 순차적으로 적층되어 있는 구조로 이루어져 있다. 1, the stacked electrode assembly 10 includes a positive electrode 20 on both surfaces of which a positive electrode active material 22 is applied and a negative electrode active material 32 on both surfaces of the negative electrode current collector 31, Is applied to the cathode 30, and the cathode 30 is laminated in that order with the separator 80 interposed therebetween.

양극 집전체(21) 및 음극 집전체(31)의 일측 단부에는, 전지(도시하지 않음)의 전극단자를 구성하는 양극리드(60) 및 음극리드(도시하지 않음)에 각각 전기적으로 연결되기 위하여, 활물질이 도포되어 있지 않은 무지부로 구성되는 다수의 양극 탭들(40) 및 음극 탭들(50)이 돌출되어 있다. 일반적으로 이러한 양극 탭들(40) 및 음극 탭들(50)은 활물질이 도포되어 있지 않은 무지부에 노칭(notching) 공정을 수행하여 전극리드와의 결합 예정부에 전극 탭들이 돌출되는 형태로 무지부를 절단하여 형성시킨다.One end of each of the positive electrode current collector 21 and the negative electrode current collector 31 is electrically connected to the positive electrode lead 60 and the negative electrode lead (not shown) constituting electrode terminals of a battery A plurality of positive electrode tabs 40 and negative electrode tabs 50, each of which is composed of an uncoated portion to which no active material is applied, are protruded. In general, the positive electrode tabs 40 and the negative electrode tabs 50 are formed by notching a non-coated portion where no active material is applied, and cutting the non-coated portion in such a manner that the electrode tabs protrude from the pre- .

노칭 공정에 의해 돌출된 양극 탭들(40)과 음극 탭들(50)은 밀집된 형태로 결합되어 양극리드(60)와 음극리드에 각각 연결된다. 이러한 구조는, 전극 탭들과 전극리드의 결합부가 부분 확대도로서 모식적으로 도시되어 있는, 도 2에서 더욱 용이하게 확인할 수 있다. The positive electrode tabs 40 and the negative electrode tabs 50 protruded by the notching process are connected in a dense form and connected to the positive electrode lead 60 and the negative electrode lead, respectively. Such a structure can be more easily confirmed in FIG. 2, which is schematically shown as a partial enlarged view of the coupling portion of the electrode tabs and the electrode lead.

도 2를 참조하면, 전극조립체(10)의 양극 집전체(21)로부터 연장되어 돌출되어 있는 다수의 양극 탭들(40), 및 음극 집전체(31)로부터 연장되어 돌출되어 있는 다수의 음극 탭들(50)은, 예를 들어, 용접에 의해 일체로 결합된 용착부의 형태로 양극리드(60) 및 음극리드(70)에 각각 연결된다. 2, a plurality of positive electrode tabs 40 protruding from the positive electrode collector 21 of the electrode assembly 10 and a plurality of negative electrode tabs 40 extending from the negative electrode collector 31 50 are connected to the positive electrode lead 60 and the negative electrode lead 70, respectively, for example, in the form of a bonded portion integrally bonded by welding.

그러나, 최근에는 슬림한 타입 또는 다양한 디자인 트랜드로 인하여 새로운 형태의 전지셀이 요구되고 있는 실정이다.However, in recent years, a new type of battery cell is required due to a slim type or various design trends.

또한, 상기와 같은 전지셀들은 동일한 크기 또는 용량의 전극조립체를 포함하는 것으로 구성되어 있으므로, 전지셀이 적용되는 디바이스의 디자인을 고려하여 신규한 구조로 만들기 위해서는, 전지셀의 용량을 줄이거나 더 큰 크기로 디바이스의 디자인을 변경해야 하는 문제점이 있다.In addition, since the above-described battery cells include an electrode assembly having the same size or capacity, in order to obtain a novel structure considering the design of a device to which the battery cell is applied, it is necessary to reduce the capacity of the battery cell, There is a problem that the design of the device needs to be changed.

특히, 적용되는 디바이스에 따라 전기적 연결 방식 및 연결 위치의 변화가 큰 경우, 전극 리드가 결합되는 위치가 다양하게 변할 가능성이 있고, 그에 따라 전극 집전체 상에 형성되어 있는 무지부에 노칭 공정을 수행하여 전극리드와의 결합 예정부에 전극 탭들이 돌출되는 형태로 절단하는 기존의 제조 공정이 복잡해짐으로 인해 전지셀의 제작이 어려워지는 문제점이 발생할 수 있다.Particularly, when the electrical connection method and the connection position change greatly depending on the device to be applied, there is a possibility that the position where the electrode leads are coupled varies in various ways. Thus, the non-conductive portion formed on the electrode current collector is subjected to the notching process Therefore, it is difficult to manufacture the battery cell due to the complicated manufacturing process of cutting the electrode tabs protruding from the electrode tabs.

따라서, 이러한 문제점들을 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 매우 높은 실정이다.Accordingly, there is a great need for a technique capable of solving these 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-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.

구체적으로, 본 발명의 목적은 전지셀을 전극 탭부들이 적층되어 있는 일측 단부에 임의의 위치에서 전극 탭부들과 전극리드가 전기적으로 연결되어 있는 전극 탭-리드 결합부를 포함하도록 구성함으로써, 다양한 형태의 디바이스에 효율적으로 장착 가능하며, 전극 탭을 형성하는 별도의 노칭 공정을 필요로 하지 않고, 제조공정을 간소화할 수 있는 전지셀을 제공하는 것이다.Specifically, it is an object of the present invention to provide an electrode tab-lead coupling portion in which electrode tab portions and electrode leads are electrically connected at an arbitrary position at one side end where electrode tab portions are stacked, And it is an object of the present invention to provide a battery cell which can be efficiently mounted on a device of a battery, and which can simplify a manufacturing process without requiring a separate notching step for forming an electrode tab.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀은, 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스의 내부에 밀봉되어 있는 구조의 전지셀로서, To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein, there is provided a battery cell having a structure in which an electrode assembly having a positive electrode / separator / negative electrode structure is sealed in a battery case together with an electrolyte,

상기 전극조립체는 둘 이상의 양극판들과 둘 이상의 음극판들을 포함하고 있으며; Wherein the electrode assembly comprises at least two positive plates and at least two negative plates;

상기 양극판 및 음극판은 각각 활물질이 도포되어 있지 않은 무지부로 구성된 전극 탭부를 포함하고 있고, 상기 전극 탭부는 전극조립체의 폭 길이와 대응하는 크기로 극판의 단부에 형성되어 있고;Wherein the positive electrode plate and the negative electrode plate each include an electrode tab portion composed of an uncoated portion to which no active material is applied, and the electrode tab portion is formed at an end portion of the electrode plate with a size corresponding to the width of the electrode assembly;

상기 양극판의 양극 탭부가 전극조립체의 일측에 위치하고, 음극판의 음극 탭부는 상기 양극 탭부의 대향 측에 위치하며;The positive electrode tab portion of the positive electrode plate is located at one side of the electrode assembly, and the negative electrode tab portion of the negative electrode plate is located at the opposite side of the positive electrode tab portion;

전극 탭부들이 적층되어 있는 일측 단부에는 임의의 위치에서 전극 탭부들과 전극리드가 전기적으로 연결되는 전극 탭-리드 결합부가 형성되어 있는 구조로 구성된다.And an electrode tab-lead coupling portion is formed at one end of the electrode tab portion where the electrode tab portions are stacked. The electrode tab-lead coupling portion is electrically connected to the electrode tab portions at an arbitrary position.

즉, 본 발명에 따른 전지셀은 전극 탭부들이 적층되어 있는 일측 단부에 임의의 위치에서 전극 탭부들과 전극리드가 전기적으로 연결되어 있는 전극 탭-리드 결합부를 포함하도록 구성함으로써, 양극판 및 음극판의 일측에 넓은 영역으로 전극 탭부들이 위치할 수 있고, 전극 탭부들이 적층되어 있는 일측 단부에 적용되는 디바이스에 따라 다양한 위치로 전극 리드가 결합되는 형태로 구성되므로, 다양한 형태의 디바이스에 효율적으로 장착 가능하며, 전극 탭을 형성하는 별도의 노칭 공정을 필요로 하지 않고, 제조공정을 간소화할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.That is, in the battery cell according to the present invention, the electrode tab portions and the electrode leads are electrically connected to each other at an arbitrary position on one side of the electrode tab portions where the electrode tab portions are stacked, whereby the positive electrode tab and the negative electrode plate Since the electrode tabs can be positioned in a wide area on one side and the electrode leads are coupled to various positions according to the device applied to one side end where the electrode tabs are stacked, And it is possible to provide an effect of simplifying the manufacturing process without requiring a separate notching step for forming the electrode tabs.

본 발명에서, 전극리드는 전극 탭부들을 전기적으로 연결할 수 있는 소재로 이루어진 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 바람직하게는 금속 플레이트일 수 있다. 그러한 금속 플레이트의 예로는, 알루미늄 플레이트, 구리 플레이트, 니켈 플레이트, 니켈이 코팅된 구리 플레이트, SUS 플레이트 등을 들 수 있다.In the present invention, the electrode lead is not particularly limited as long as it is made of a material capable of electrically connecting the electrode tab portions, and may be preferably a metal plate. Examples of such a metal plate include an aluminum plate, a copper plate, a nickel plate, a nickel-coated copper plate, and an SUS plate.

또한, 상기 전극리드는 다양한 방식으로 전극 탭부들에 연결될 수 있는 바, 바람직하게는 기계적 체결에 의한 결합 또는 용접에 의해 더욱 안정적으로 연결될 수 있으며, 전극 탭부들과 전극리드를 용접에 의해 연결되는 경우, 예를 들어, 초음파 용접, 레이저 용접, 저항 용접 등에 의해 수행될 수 있다.In addition, the electrode leads may be connected to the electrode tabs in various ways, preferably by mechanical fastening or welding, and may be connected more stably when the electrode tabs and the electrode leads are connected by welding For example, ultrasonic welding, laser welding, resistance welding, or the like.

본 발명에서 전극리드는 전극 탭부들과 결합하기 위한 형상으로서 길이 방향의 수직 단면상으로 직선의 형태를 가지 형상일 수 있으나, 이러한 구조만으로 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the electrode lead may have a shape for joining with the electrode tab portions and may have a straight line shape in a longitudinal vertical section, but the present invention is not limited to this structure.

하나의 구체적인 예에서, 전극리드는 전극 탭부들이 결합되는 전극 탭-리드 결합부의 폭이 전극리드의 크기에 대응하여 돌출된 전극탭과 결합하던 종래의 결합부위의 폭에 비해 상대적으로 넓은 것이 바람직할 수 있다. 이 경우, 전극리드는 전극 탭들이 결합되는 부위의 폭이 나머지 전극리드의 폭을 기준으로 10 내지 400% 범위만큼 큰 구조일 수 있다.In one specific example, it is preferable that the width of the electrode tab-lead coupling portion where the electrode tab portions are coupled is relatively large relative to the width of the conventional coupling portion which is engaged with the protruded electrode tab corresponding to the size of the electrode lead can do. In this case, the electrode lead may have a structure in which the width of the portion where the electrode tabs are coupled is larger by 10 to 400% than the width of the remaining electrode leads.

이러한 구조에 의해서 보다 넓은 범위의 전극 탭부에 전극리드가 결합되는 형태를 가지므로, 전극 탭-리드 결합부의 결합력을 향상키는 효과를 제공할 수 있다.According to this structure, since the electrode leads are coupled to a wider range of electrode tab portions, it is possible to provide an effect of improving the bonding force of the electrode tab-to-lead coupling portions.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전극 탭부들이 적층되어 있는 일측 단부에 적용되는 디바이스에 따라 다양한 위치로 전극 리드가 결합되는 형태로 구성될 수 있는 바, 전극리드가 결합되는 위치를 다양하게 변형하는 것이 가능하다.As described above, according to the present invention, the electrode leads may be connected to various positions according to a device applied to one end of the electrode tab portions, It is possible to deform.

하나의 구체적인 예에서, 양극 탭부에 결합하는 전극리드와 음극 탭부에 결합하는 전극리드가 서로 평행한 방향으로 결합되는 것이 가능하다. 구체적으로, 양극 탭부에 결합하는 전극리드는 전극조립체의 상단 일측에 위치하고, 전극조립체의 중심부 기준으로 수평 단면에 대칭인 형태로 음극 탭부에 결합하고 전극리드가 평행한 방향으로 위치하는 것이 가능하다.In one specific example, it is possible for the electrode leads coupled to the positive electrode tab portion and the electrode leads for coupling to the negative electrode tab portion to be coupled in parallel directions. Specifically, the electrode leads that are coupled to the positive electrode tabs are located on one side of the upper end of the electrode assembly, and are coupled to the negative electrode tabs in a symmetrical manner with respect to the horizontal cross section with respect to the center of the electrode assembly.

또한, 양극 탭부에 결합하는 전극리드는 전극조립체의 상단 일측에 위치하고, 전극조립체의 중심부 기준으로 수직 단면에 대각선 방향으로 대칭인 형태로 음극 탭부에 결합하고 전극리드가 평행한 방향으로 결합되는 구조로서, 양극 탭부에 결합하는 전극리드가 전극조립체의 상단 좌측에 위치하고, 음극 탭부에 결합하는 전극리드가 전극조립체의 하단 우측에 위치하는 구조 또한 가능한 바, 임의의 위치에서 전극 탭부들과 전극리드가 전기적으로 연결되는 전극 탭-리드 결합부를 형성하는 것이 가능하다.In addition, the electrode leads that are coupled to the positive electrode tab portions are located on one side of the upper end of the electrode assembly and are coupled to the negative electrode tab portions in a symmetrical manner in a diagonal direction with respect to the center portion of the electrode assembly, , The electrode lead that is coupled to the positive electrode tab portion is located at the upper left side of the electrode assembly and the electrode lead that is coupled to the negative electrode tab portion is located at the lower right side of the electrode assembly. It is possible to form an electrode tab-lead coupling portion connected to the electrode tab-lead coupling portion.

또 하나의 구체적인 예에서, 이러한 전극 탭-리드 결합부는 필요에 따라 양극 탭부에 결합하는 전극리드와 음극 탭부에 결합하는 전극리드가 서로 수직한 방향으로 결합되는 것도 가능하다. 구체적으로, 양극 탭부에 결합하는 전극리드가 전극조립체의 상단 좌측에 상단 방향으로 위치하고, 음극 탭부에 결합하는 전극리드가 전극조립체의 하단 좌측에서 상기 양극 탭부에 결합하는 전극리드와 수직하는 방향으로 결합되는 것이 가능하다.In another specific example, the electrode tab-to-lead coupling portion may be formed such that the electrode leads for coupling to the positive electrode tab portion and the electrode leads for coupling to the negative electrode tab portion are coupled to each other in a direction perpendicular to each other. Specifically, the electrode leads, which are to be coupled to the positive electrode tab portions, are positioned at the upper left side of the upper left side of the electrode assembly, and the electrode leads that are coupled to the negative electrode tab portions are coupled to the electrode tabs .

반대로, 양극 탭부에 결합하는 전극리드가 전극조립체의 상단 좌측에 상단 방향에 수직 방향으로 위치하고, 음극 탭부에 결합하는 전극리드가 전극조립체의 하단 좌측에서 상기 양극 탭부에 결합하는 전극리드와 수직하는 방향, 즉, 하단 방향으로 결합되는 것도 가능하다.In contrast, the electrode leads that are coupled to the positive electrode tab portions are positioned vertically to the upper left side of the upper end of the electrode assembly, and the electrode leads that are coupled to the negative electrode tab portions are positioned in a direction perpendicular to the electrode leads That is, in the lower direction.

이러한 전극 탭-리드 결합부의 위치 및 전극리드의 구조는 적용되는 디바이스 및 전기적으로 결합되는 부재들의 위치 또는 형태 등에 따라 임의 위치 및 형상으로 형성되는 것이 가능하므로, 해당 구조에 따라 전극 탭을 형성하기 위한 노칭공정을 수행할 필요 없이, 보다 다양한 형태의 디바이스에 안정적으로 적용되는 것이 가능하다.Since the position of the electrode tab-lead coupling portion and the structure of the electrode lead can be formed in any position and shape according to the position or shape of the device and the electrically coupled members to be applied, It is possible to stably apply the present invention to devices of various types without needing to perform the notching process.

상기 전극조립체는 다수의 전극 탭들을 연결하여 양극과 음극을 구성하는 구조라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 권취형 구조, 스택형 구조와 스택/폴딩형 구조를 들 수 있다. 스택/폴딩형 구조의 전극조립체에 대한 자세한 내용은 본 출원인의 한국 특허출원공개 제2001-0082058호, 제2001-0082059호 및 제2001-0082060호에 개시되어 있으며, 상기 출원은 본 발명의 내용에 참조로서 합체된다.The electrode assembly is not particularly limited as long as it has a structure in which a plurality of electrode tabs are connected to form an anode and a cathode. Preferably, the electrode assembly has a winding structure, a stack structure, and a stack / folding structure. Details of the stacked / folded structure of the electrode assembly are disclosed in Korean Patent Application Laid-Open Nos. 2001-0082058, 2001-0082059 and 2001-0082060, the contents of which are incorporated herein by reference. As a reference.

본 발명에 따른 전지셀은 특히 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트, 예를 들어, 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스의 수납부에 전극조립체가 내장되어 있는 파우치형 전지셀에 바람직하게 적용될 수 있다.The battery cell according to the present invention can be suitably applied to a pouch-shaped battery cell in which an electrode assembly is embedded in a housing of a pouch-shaped case of a laminate sheet including a metal layer and a resin layer, for example, an aluminum laminate sheet.

이러한 전지셀은 하나의 예에서 리튬이온 전지 또는 리튬 이차전지일 수 있지만, 이들만으로 한정되지 않는다.Such a battery cell may be, for example, a lithium ion battery or a lithium secondary battery in one example, but is not limited thereto.

참고로, 리튬이차 전지는 양극, 음극, 분리막, 및 리튬염 함유 비수 전해액으로 구성되어 있다. For reference, a lithium secondary battery is composed of a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a nonaqueous electrolyte solution containing a lithium salt.

상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.The positive electrode is prepared, for example, by coating a mixture of a positive electrode active material, a conductive material and a binder on a positive electrode current collector, and then drying the mixture. Optionally, a filler may be further added to the mixture.

상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 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-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 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.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 + x Mn 2 -x O 4 (where x is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2 and the like; 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 ; A Ni-site type lithium nickel oxide expressed by the formula LiNi 1-x M x O 2 (where M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga and x = 0.01 to 0.3); Formula LiMn 2-x M x O 2 ( where, M = Co, Ni, Fe , Cr, and Zn, or Ta, x = 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.

상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is usually added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture including the cathode active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, for example, graphite such as natural graphite or 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 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component which assists in bonding of the active material and the conductive material and bonding to the current collector, and is usually added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture containing the cathode active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene , Polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, fluorine rubber, various copolymers and the like.

상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is optionally used as a component for suppressing the expansion of the anode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery. Examples of the filler include olefin polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.

상기 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.The negative electrode is manufactured by applying and drying a negative electrode active material on a negative electrode collector, and if necessary, the above-described components may be selectively included.

상기 음극 활물질로는, 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, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.Examples of the negative electrode active material include carbon such as non-graphitized carbon and 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, and Bi 2 O 5 ; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based materials and the like can be used.

상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.The separation membrane is interposed between the anode and the cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the separator is generally 0.01 to 10 mu m and the thickness is generally 5 to 300 mu m. 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 is used. When a solid electrolyte such as a polymer is used as an electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separation membrane.

리튬염 함유 비수계 전해액은, 극성 유기 전해액과 리튬염으로 이루어져 있다. 전해액으로는 비수계 액상 전해액, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다. The non-aqueous electrolyte solution containing a lithium salt is composed of a polar organic electrolyte and a lithium salt. As the electrolytic solution, a non-aqueous liquid electrolytic solution, an organic solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte and the like are used.

상기 비수계 액상 전해액으로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 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 liquid electrolytic solution include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma -Butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane , Acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, triester phosphate, trimethoxymethane, dioxolane derivatives, sulfolane, methylsulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate Nonionic organic solvents such as tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl pyrophosphate, ethyl propionate and the like can be used.

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, (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, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate and imide have.

또한, 비수계 전해액에는 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 있다.For the purpose of improving the charge-discharge characteristics and the flame retardancy, the non-aqueous liquid electrolyte may contain, for example, pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, glyme, N, N-substituted imidazolidine, ethylene glycol dialkyl ether, ammonium salt, pyrrole, 2-methoxyethanol, aluminum trichloride, etc. are added It is possible. In some cases, a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride or ethylene trifluoride may be further added to impart nonflammability, or a carbon dioxide gas may be further added to improve high-temperature storage characteristics.

본 발명은 또한, 상기 전지팩을 하나이상 포함하는 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 at least one battery pack, wherein the device is 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 plug-in hybrid electric vehicle, and a power storage device.

이들 디바이스의 구조 및 그것의 제작 방법은 당업계에 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 전극 탭부들이 적층되어 있는 일측 단부에 임의의 위치에서 전극 탭부들과 전극리드가 전기적으로 연결되어 있는 전극 탭-리드 결합부를 포함하도록 구성함으로써, 다양한 형태의 디바이스에 효율적으로 장착 가능하며, 전극 탭을 형성하는 별도의 노칭 공정을 필요로 하지 않고, 제조공정을 간소화할 수 있는 효과가 있다.As described above, the battery cell according to the present invention includes the electrode tab-lead coupling portion in which the electrode tab portions and the electrode leads are electrically connected to each other at an arbitrary position on one side of the electrode tab portions, It is possible to efficiently mount the device on various types of devices, and it is possible to simplify the manufacturing process without requiring a separate notching step for forming the electrode tabs.

도 1은 종래의 스택형 전극조립체의 일반적인 구조에 대한 모식도이다;
도 2는 도 1의 전극조립체에서 전극 탭들이 밀집된 형태로 결합되어 전극리드에 연결되는 부분의 확대도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체의 구조에 대한 모식도이다;
도 4는 도 3의 전극조립체에서 전극 탭부들이 밀집된 형태로 결합되어 전극리드에 연결되는 부분의 확대도이다;
도 5 내지 9는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 전극조립체에서 전극 탭-리드 결합부들에 대한 모식도들이다.
1 is a schematic diagram of a general structure of a conventional stacked electrode assembly;
FIG. 2 is an enlarged view of a portion of the electrode assembly of FIG. 1 in which the electrode tabs are coupled in a densely packed manner and connected to the electrode leads;
3 is a schematic view of the structure of an electrode assembly according to one embodiment of the present invention;
FIG. 4 is an enlarged view of a portion of the electrode assembly of FIG. 3 in which the electrode tabs are connected in a densely packed manner and connected to the electrode leads;
5 to 9 are schematic views of electrode tab-and-lead joints in an electrode assembly according to still 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.

도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체의 구조에 대한 모식도가 도시되어 있다.FIG. 3 is a schematic view of a structure of an electrode assembly according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 전극조립체(100)는 양극 집전체(121)의 양면에 양극 활물질(122)이 도포되어 있는 양극(120)과 음극 집전체(131)의 양면에 음극 활물질(132)이 도포되어 있는 음극(130)이 분리막(180)을 개재시킨 상태에서 순차적으로 적층되어 있는 구조로 이루어져 있다. 3, the electrode assembly 100 includes a cathode 120 on which cathode active material 122 is coated on both surfaces of a cathode current collector 121, and a cathode active material 132 on both surfaces of the anode current collector 131 And the cathodes 130 which are applied are sequentially stacked with the separator 180 interposed therebetween.

양극 집전체(21) 및 음극 집전체(31)의 일측 단부에는, 전지셀(도시하지 않음)의 전극단자를 구성하는 양극리드(160) 및 음극리드(170)에 각각 전기적으로 연결되기 위하여, 활물질이 도포되어 있지 않은 무지부로 구성되는 다수의 양극 탭부들(140) 및 음극 탭부들(150)을 포함하고 있다. 이때, 양극 탭부들(140)은 전극조립체(100)의 일측에 위치하고, 음극 탭부들(150)은 양극 탭부들(140)의 대향 측에 위치하고 있는 구조로 구성된다.In order to be electrically connected to the positive electrode lead 160 and the negative electrode lead 170 constituting the electrode terminal of the battery cell (not shown) at one side end of the positive electrode current collector 21 and the negative electrode current collector 31, And a plurality of positive electrode tab portions 140 and negative electrode tab portions 150 each of which is made of an uncoated portion to which no active material is applied. The positive electrode tab portions 140 are disposed on one side of the electrode assembly 100 and the negative electrode tab portions 150 are disposed on opposite sides of the positive electrode tab portions 140.

도 4에는 도 3의 전극조립체에서 전극 탭부들이 밀집된 형태로 결합되어 전극리드에 연결되는 부분의 확대도가 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 4 schematically shows an enlarged view of a portion of the electrode assembly shown in FIG. 3 that is coupled to the electrode leads in a densely packed manner.

도 4를 참조하면, 전극조립체(100)의 양극 집전체(121)에 활물질이 도포되어 있지 않은 무지부로 구성된 다수의 양극 탭부들(140) 및 음극 집전체(131)에 활물질이 도포되어 있지 않은 무지부로 구성된 다수의 음극 탭부들(150)은, 전극조립체(100)의 폭 길이와 대응하는 크기로 양극 집전체(121) 및 음극 집전체(131) 각각의 단부에 형성되어 있다.4, the positive electrode current collector 121 of the electrode assembly 100 includes a plurality of positive electrode tab portions 140 and a negative electrode current collector 131, which are not coated with active material, The plurality of negative electrode tab portions 150 made of a non-coated portion are formed at the ends of the positive electrode collector 121 and the negative electrode collector 131 in a size corresponding to the width of the electrode assembly 100.

이러한 구조에서 양극 리드(160) 및 음극 리드(170)는 각각 양극 탭부들(140)이 적층되어 있는 일측 단부 및 음극 탭부들(150)들이 적층되어 있는 일측 단부에 서로 평행한 방향으로 위치한 상태에서 용접에 의해 일체로 결합된 용착부의 형태로 양극 탭-리드 결합부(181) 및 음극 탭-리드 결합부(182)를 형성한다.In this structure, the positive electrode lead 160 and the negative electrode lead 170 are formed in a state in which one side end where the positive electrode tab portions 140 are stacked and the other end side where the negative electrode tab portions 150 are stacked are disposed in parallel to each other The positive electrode tab-to-lead joint portion 181 and the negative electrode tab-to-lead joint portion 182 are formed in the form of a welded portion integrally joined by welding.

도 5 내지 9에는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 전극조립체에서 전극 탭-리드 결합부들에 대한 모식도들이 도시되어 있다.5 to 9 are schematic views of electrode tab-and-lead joints in an electrode assembly according to still another embodiment of the present invention.

먼저 도 5를 참조하면, 양극 리드(260) 및 음극 리드(270)는 각각 양극 탭부들(240)이 적층되어 있는 일측 단부 및 음극 탭부들(250)들이 적층되어 있는 일측 단부에 서로 평행한 방향으로 위치한 상태에서 용접에 의해 일체로 결합된 용착부의 형태로 양극 탭-리드 결합부(281) 및 음극 탭-리드 결합부(282)를 형성한다. 5, the positive electrode lead 260 and the negative electrode lead 270 may have a first end where the positive electrode tab portions 240 are stacked and a second end where the negative electrode tab portions 250 are stacked, And the negative electrode tab-and-lead engaging portion 281 and the negative electrode tab-and-lid engaging portion 282 are formed in the form of a welded portion integrally joined by welding in a state of being positioned.

이때, 양극 리드(260) 및 음극 리드(270)는 각각 양극 탭부들(240) 및 음극 탭부들(250)이 결합되는 양극 탭-리드 결합부(281) 및 음극 탭-리드 결합부(182)의 폭이 나머지 양극 리드(2160) 및 음극 리드(270)의 폭을 기준으로 100% 범위만큼 큰 구조로 구성된다. 이러한 구조에 의해서 보다 넓은 범위에서 용접이 수행되므로, 양극 탭-리드 결합부(281) 및 음극 탭-리드 결합부(282)의 결합력을 향상키는 효과를 제공할 수 있다.The positive electrode lead 260 and the negative electrode lead 270 are connected to the positive electrode tab-lead coupling portion 281 and the negative electrode tab-lead coupling portion 182, respectively, to which the positive electrode tab portions 240 and the negative electrode tab portions 250 are coupled, Of the positive electrode lead 2160 and the negative electrode lead 270 by a range of 100% based on the width of the remaining positive electrode lead 2160 and the negative electrode lead 270. With this structure, since welding is performed in a wider range, it is possible to provide an effect of improving the bonding force between the positive electrode tab-and-lead coupling portion 281 and the negative electrode tab-and-lead coupling portion 282.

다음으로 도 6 및 7을 참조하면, 양극 리드(360) 및 음극 리드(370)는 각각 양극 탭부들(340)이 적층되어 있는 일측 단부 및 음극 탭부들(350)들이 적층되어 있는 일측 단부에 서로 평행한 방향으로 위치한 상태에서 용접에 의해 일체로 결합된 용착부의 형태로 양극 탭-리드 결합부(381) 및 음극 탭-리드 결합부(382)를 형성한다.6 and 7, the positive electrode lead 360 and the negative electrode lead 370 are connected to each other at one side end where the positive electrode tab portions 340 are laminated and at one side end where the negative electrode tab portions 350 are stacked The positive electrode tab-to-lead joint portion 381 and the negative electrode tab-to-lead joint portion 382 are formed in the form of a welded portion integrally joined by welding in a state of being located in a parallel direction.

이때, 도 6에에서와 같이, 양극 리드(360)가 양극 탭부들(340) 상단 좌측에 위치하고, 음극 리드(370)는 중심부 기준으로 수평 단면(A)에 대칭인 형태로 음극 탭부들(350)의 하단 좌측에 위치하고 서로 평행한 방향으로 결합될 수 있고, 도 7에서와 같이, 양극 리드(360)가 양극 탭부들(340) 상단 좌측에 위치하고, 음극 리드(370)는 중심부 기준으로 수직 단면(B)에 대각선 방향으로 대칭인 형태로 음극 탭부들(350)의 하단 우측에 위치하고 서로 평행한 방향으로 결합될 수 있다.6, the positive electrode lead 360 is positioned on the upper left side of the positive electrode tab portions 340 and the negative electrode lead 370 is disposed on the negative electrode tab portions 350 in a shape symmetrical to the horizontal cross- 7, the positive electrode lead 360 is positioned on the upper left side of the upper end of the positive electrode tab portions 340, and the negative electrode lead 370 is positioned on the lower left side of the upper electrode tab portion 340, May be positioned in the lower right side of the negative electrode tab portions 350 in a diagonal symmetrical manner with respect to the negative electrode tab portion B and may be coupled in a direction parallel to each other.

다음으로 도 8 및 9을 참조하면, 양극 리드(460) 및 음극 리드(470)는 각각 양극 탭부들(440)이 적층되어 있는 일측 단부 및 음극 탭부들(450)들이 적층되어 있는 일측 단부에 서로 수직한 방향으로 위치한 상태에서 용접에 의해 일체로 결합된 용착부의 형태로 양극 탭-리드 결합부(481) 및 음극 탭-리드 결합부(482)를 형성한다.8 and 9, the positive electrode lead 460 and the negative electrode lead 470 are connected to each other at one side end where the positive electrode tab portions 440 are stacked and at one side end where the negative electrode tab portions 450 are stacked The positive electrode tab-to-lead engaging portion 481 and the negative electrode tab-to-lead engaging portion 482 are formed in the form of a welded portion integrally welded by being positioned in a vertical direction.

이때, 도 8에에서와 같이, 양극 리드(460)가 양극 탭부들(440) 상단 좌측에 위치하고, 음극 리드(470)는 중심부 기준으로 수평 단면(A’)에 대칭인 형태로 음극 탭부들(450)의 하단 좌측에 위치하고 서로 수직한 방향으로 결합될 수 있고, 도 9에서와 같이, 양극 리드(460)가 양극 탭부들(440) 상단 좌측에 위치하고, 음극 리드(470)는 중심부 기준으로 수직 단면(B’)에 대각선 방향으로 대칭인 형태로 음극 탭부들(450)의 하단 우측에 위치하고 서로 수직한 방향으로 결합될 수 있다.8, the positive electrode lead 460 is positioned on the left upper end of the positive electrode tab portions 440 and the negative electrode lead 470 is disposed on the negative electrode tab portions 440 in a shape symmetrical to the horizontal end surface A ' The positive electrode lead 460 is positioned on the upper left side of the upper portion of the positive electrode tab portions 440 and the negative electrode lead 470 is positioned on the left side of the lower portion of the lower electrode 460 in the vertical direction May be positioned on the lower right side of the negative electrode tab portions 450 in a diagonal direction symmetrical to the end surface B 'and may be coupled to each other in a perpendicular direction.

이상의 구조들에서 보는 바와 같이, 전극조립체의 전극 집전체에 활물질이 도포되어 있지 않은 무지부로 구성된 다수의 전극 탭부들의 일측 단부에 임의의 위치에서 전극 탭부들과 전극 리드가 전기적으로 연결되어 있는 전극 탭-리드 결합부를 형성하므로, 적용되는 디바이스에 따라 다양한 형태의 디바이스에 효율적으로 장착 가능하며, 종래의 전극 탭을 형성하는 별도의 노칭 공정을 필요로 하지 않고, 제조공정을 간소화할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
As shown in the above-mentioned structures, in the electrode assembly of the electrode assembly, the electrode tabs and the electrode leads are electrically connected to each other at an arbitrary position on one side of a plurality of electrode tab portions composed of an uncoated portion, Since the tab-to-lead coupling portion is formed, it is possible to efficiently mount the device to various types of devices according to a device to be applied, and it is possible to simplify a manufacturing process without requiring a separate notching process for forming a conventional electrode tab .

본 발명이 속한 분양에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (15)

양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스의 내부에 밀봉되어 있는 구조의 전지셀로서,
상기 전극조립체는 둘 이상의 양극판들과 둘 이상의 음극판들을 포함하고 있으며;
상기 양극판 및 음극판은 각각 활물질이 도포되어 있지 않은 무지부로 구성된 전극 탭부를 포함하고 있고, 상기 전극 탭부는 전극조립체의 폭 길이와 대응하는 크기로 극판의 단부에 형성되어 있고;
상기 양극판의 양극 탭부가 전극조립체의 일측에 위치하고, 음극판의 음극 탭부는 상기 양극 탭부의 대향 측에 위치하며;
전극 탭부들이 적층되어 있는 일측 단부에는 임의의 위치에서 전극 탭부들과 전극리드가 전기적으로 연결되는 전극 탭-리드 결합부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
A battery cell having a structure in which an electrode assembly having a positive electrode / separator / negative electrode structure is sealed inside a battery case together with an electrolyte,
Wherein the electrode assembly comprises at least two positive plates and at least two negative plates;
The positive electrode plate and the negative electrode plate each include an electrode tab portion composed of an uncoated portion to which an active material is not applied, and the electrode tab portion is formed at an end portion of the electrode plate with a size corresponding to the width of the electrode assembly;
The positive electrode tab portion of the positive electrode plate is located at one side of the electrode assembly, and the negative electrode tab portion of the negative electrode plate is located at the opposite side of the positive electrode tab portion;
Wherein an electrode tap-lead coupling portion is formed at one end of the electrode tab portion where the electrode tab portions are stacked, the electrode tab portion and the electrode lead being electrically connected to each other at an arbitrary position.
제 1 항에 있어서, 상기 전극리드는 금속 플레이트인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the electrode lead is a metal plate. 제 2 항에 있어서, 상기 금속 플레이트는 알루미늄 플레이트, 구리 플레이트, 니켈 플레이트, 니켈이 코팅된 구리 플레이트, 및 SUS 플레이트 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 2, wherein the metal plate is selected from an aluminum plate, a copper plate, a nickel plate, a nickel-coated copper plate, and an SUS plate. 제 1 항에 있어서, 상기 전극리드는 길이 방향의 수직 단면상으로 직선의 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the electrode lead has a straight line shape in a longitudinal vertical direction. 제 1 항에 있어서, 상기 전극리드는 전극 탭들이 결합되는 전극 탭-리드 결합부의 폭이 상대적으로 넓은 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the electrode lead has a relatively wide width of the electrode tab-lead coupling portion to which the electrode tabs are coupled. 제 5 항에 있어서, 상기 전극 탭-리드 결합부의 폭은 나머지 전극리드의 폭을 기준으로 10 내지 400% 큰 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 5, wherein a width of the electrode tab-to-lead coupling portion is 10 to 400% larger than a width of the remaining electrode leads. 제 1 항에 있어서, 상기 전극 탭들과 전극리드의 결합은 기계적 체결에 의한 결합 또는 용접에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the electrode tabs and the electrode leads are coupled by mechanical fastening or welding. 제 7 항에 있어서, 상기 용접은 초음파 용접인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 7, wherein the welding is ultrasonic welding. 제 1 항에 있어서, 상기 양극 탭부에 결합하는 전극리드와 음극 탭부에 결합하는 전극리드는 서로 평행한 방향으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀. The battery cell according to claim 1, wherein the electrode leads coupled to the positive electrode tabs and the electrode leads connected to the negative electrode tabs are coupled in parallel directions. 제 1 항에 있어서, 상기 양극 탭부에 결합하는 전극리드와 음극 탭부에 결합하는 전극리드는 서로 수직한 방향으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀. The battery cell according to claim 1, wherein the electrode leads coupled to the positive electrode tabs and the electrode leads coupled to the negative electrode tabs are coupled to each other in a direction perpendicular to each other. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 권취형, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the electrode assembly is of a winding type, a stack type, or a stack / folding type. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the battery case comprises a laminate sheet including a resin layer and a metal layer. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the battery cell is a lithium secondary battery. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 하나에 따른 전지셀을 하나 이상 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 디바이스.A device comprising at least one battery cell according to any one of claims 1 to 13. 제 14 항에 있어서, 상기 디바이스는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 스마트 패드, 넷북, 웨어러블 전자기기, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 디바이스.15. The method of claim 14, wherein the device is selected from the group consisting of a mobile phone, a portable computer, a smart phone, a smart pad, a netbook, a wearable electronic device, a LEV (Light Electronic Vehicle), an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, Device. &Lt; / RTI &gt;
KR1020140090915A 2014-07-18 2014-07-18 Electrode Assembly Having Position-Variable Lead Joint And Battery Cell Contaning The Same KR20160010080A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140090915A KR20160010080A (en) 2014-07-18 2014-07-18 Electrode Assembly Having Position-Variable Lead Joint And Battery Cell Contaning The Same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140090915A KR20160010080A (en) 2014-07-18 2014-07-18 Electrode Assembly Having Position-Variable Lead Joint And Battery Cell Contaning The Same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160010080A true KR20160010080A (en) 2016-01-27

Family

ID=55309405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140090915A KR20160010080A (en) 2014-07-18 2014-07-18 Electrode Assembly Having Position-Variable Lead Joint And Battery Cell Contaning The Same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160010080A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017142381A1 (en) * 2016-02-19 2017-08-24 주식회사 엘지화학 Electrode assembly
KR20170098188A (en) * 2016-02-19 2017-08-29 주식회사 엘지화학 Electrode assembly
US10658648B2 (en) 2016-07-12 2020-05-19 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly including electrode plates with coupled additional taps formed thereon
US11069943B2 (en) 2016-12-21 2021-07-20 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly comprising electrode lead coupled to long-side area
EP3817123A4 (en) * 2018-07-20 2022-04-27 LG Energy Solution, Ltd. Electrode assembly and rechargeable battery comprising same

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017142381A1 (en) * 2016-02-19 2017-08-24 주식회사 엘지화학 Electrode assembly
KR20170098188A (en) * 2016-02-19 2017-08-29 주식회사 엘지화학 Electrode assembly
US10665847B2 (en) 2016-02-19 2020-05-26 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly
US10658648B2 (en) 2016-07-12 2020-05-19 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly including electrode plates with coupled additional taps formed thereon
US11069943B2 (en) 2016-12-21 2021-07-20 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly comprising electrode lead coupled to long-side area
EP3817123A4 (en) * 2018-07-20 2022-04-27 LG Energy Solution, Ltd. Electrode assembly and rechargeable battery comprising same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101822841B1 (en) Battery cell comprising electrode assembly including structure of tab-lead attached portion contacted one side thereof and method for preparing the same
KR20150035123A (en) Folding Device for Battery Cell having Heating Member
KR101573683B1 (en) Battery Cell of Irregular Structure
KR20180085185A (en) Pouch-typed Battery Case for Preventing Folding Crack
KR101764841B1 (en) Electrode Assembly of Incline Structure and Battery Cell Employed with the Same
KR20150040454A (en) Battery Cell Comprising Zigzag Type Electrode Assembly
KR20160010080A (en) Electrode Assembly Having Position-Variable Lead Joint And Battery Cell Contaning The Same
KR101933655B1 (en) Battery Cell Having Recess Portion Formed at Portion of Electrode Tab
KR102028737B1 (en) Pouch-typed Battery Cell Having Electrode Lead of Folded Structure
KR102098096B1 (en) Battery Cell Comprising Tab and Lead Having Compact Joined Structure
KR101811837B1 (en) Pouch-Type Battery Cell Having Residue Sealing Portion
KR101933950B1 (en) Zigzag Type Electrode Assembly and Battery Cell Comprising the Same
KR101464966B1 (en) Electrode Assembly Having Lead-tap Joint Structure and Electrochemical Cell Containing the Same
KR101554141B1 (en) Plate-Typed Battery Cell
KR20170036227A (en) Electrode Assembly Having Supporting Member for Holding of Electrode
KR20150140937A (en) Top Cap For Plasmatic Battery And Battery Pack Comprising the Same
KR101471964B1 (en) Electrode Assembly Having Novel Lead-tap Joint Structure and Electrochemical Cell Containing the Same
KR20170021000A (en) Electrode Assembly of Irregular Structure Comprising Unit Cells with Different Capacity and Size and Battery Cell Having the Same
KR102019399B1 (en) Pouch-typed Battery Cell Having Separation Guide Portion
KR102080502B1 (en) Pouch-typed Battery Cell Having Two or More Electrode Assemblies
KR101726755B1 (en) Top Plate For Plasmatic Battery And Battery Pack Comprising the Same
KR101692776B1 (en) Battery Cell Comprising Tetra cell
KR20170012072A (en) Irregular Battery Cell with Transformable Structure
KR101717194B1 (en) Electrode Assembly of Incline Structure and Battery Cell Employed with the Same
KR20170094646A (en) Battery Pack Having Battery Cells Integrally Formed in Perpendicular Array

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment