KR20160121105A - Electrode assembly - Google Patents

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KR20160121105A
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Abstract

The present invention relates to an electrode assembly, and more specifically, to an electrode assembly which has a new structure differentiated from a stack-type structure and a stack/folding-type structure and can realize more desirable performance and quality by using reduced raw material and costs. According to the present invention, provided is the electrode assembly comprising: a unit stack part which has a structure in which pluralities of electrodes and separators are alternately stacked on one on top of another; wherein the electrodes comprise positive electrodes and negative electrodes, and a size of the separators is larger than that of the positive electrodes and is the same as that of the negative electrodes. Furthermore, the electrode assembly according to the present invention further comprises an auxiliary unit part stacked on a distal electrode, i.e., an electrode located on the uppermost or lowermost side of the unit stack part, and a separator included in the auxiliary unit part extends to cover sides of the unit stack part.

Description

전극 조립체{ELECTRODE ASSEMBLY}ELECTRODE ASSEMBLY

본 발명은 전극 조립체에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 스택형 구조나 스택/폴딩형 구조와 구별되는 새로운 구조의 전극 조립체이며, 더 절감된 원료 및 비용으로도 더 우수한 성능 및 품질을 구현할 수 있는 전극 조립체에 관한 것이다. [0001] The present invention relates to an electrode assembly, and more particularly, to an electrode assembly of a new structure distinguished from a stacked structure or a stack / folding structure, an electrode assembly capable of realizing better performance and quality even with reduced cost and cost, .

이차 전지는 일차 전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격하게 증가하고 있다.Unlike primary batteries, rechargeable secondary batteries can be recharged, and they are being researched and developed recently due to their small size and high capacity. As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as energy sources is rapidly increasing.

이차 전지는 전지 케이스에 전극 조립체가 내장되어 구성될 수 있다. 전지 케이스의 내부에 장착되는 전극 조립체는 복수 개의 양극, 분리막, 및 음극이 적층된 형태를 가지는 충방전이 가능한 발전소자이다. The secondary battery may be configured such that an electrode assembly is embedded in the battery case. The electrode assembly mounted inside the battery case is a chargeable and dischargeable power generating element having a stacked structure of a plurality of positive electrodes, a separator, and a negative electrode.

여기서 분리막은 양극과 음극이 서로 단락되지 않도록 하기 위하여 양극과 음극을 서로 전기적으로 분리시키는 역할을 하는 막일 수 있다. 따라서 종래에는 이러한 분리막이 분리 역할이 철저히 수행하도록 하기 위하여, 분리막이 양극 및 음극 보다 큰 크기로 제작되는 것이 일반적이었다.Here, the separation membrane may be a membrane that serves to electrically isolate the anode and the cathode from each other so that the anode and the cathode are not short-circuited. Therefore, conventionally, in order to thoroughly perform the separating function of the separating membrane, it has been common that the separating membrane is made larger in size than the anode and the cathode.

그러나 이렇게 크게 제작되는 분리막으로 인하여 분리막이 낭비되고, 또한, 분리막이 차지하는 공간의 낭비로 인하여 전극 조립체의 에너지 밀도가 작아지는 문제가 있었다. However, the separation membrane is wasted due to such a large separation membrane, and the energy density of the electrode assembly is reduced due to the waste of space occupied by the separation membrane.

따라서 본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 스택형 구조나 스택/폴딩형 구조와 구별되는 새로운 구조의 전극 조립체에 있어 분리막의 낭비를 줄이고, 전극 조립체의 에너지 밀도를 높여, 더 절감된 원료 및 비용으로도 더 우수한 성능 및 품질을 구현할 수 있는 전극 조립체를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to reduce the waste of the separator in the electrode assembly having a new structure distinguished from the stacked structure or the stack / folding structure, To provide an electrode assembly capable of realizing superior performance and quality even with a further reduced raw material and cost.

본 발명에 따른 전극 조립체는 복수 개의 전극 및 분리막이 교대로 적층된 구조를 가지는 단위체 스택부를 포함하며, 전극은 양극 및 음극을 포함하고, 분리막의 크기는 양극보다는 크고, 음극과는 동일하다.The electrode assembly according to the present invention includes a unit stack portion having a structure in which a plurality of electrodes and a separation membrane are alternately stacked, and the electrodes include an anode and a cathode, the size of the separation membrane is larger than the anode, and is the same as the cathode.

또한, 본 발명에 따른 전극 조립체는 단위체 스택부의 가장 위쪽 또는 가장 아래쪽에 위치하는 전극인 말단 전극에 적층되는 보조 단위체를 더 포함하며, 보조 단위체에 포함되는 분리막은 단위체 스택부의 측부를 덮도록 연장된다.The electrode assembly according to the present invention may further include an auxiliary unit unit stacked on the terminal electrode, which is an electrode positioned at the uppermost or lowermost part of the unit unit stack, and the separation membrane included in the auxiliary unit unit extends to cover the side of the unit unit stack unit .

본 발명에 따른 전극 조립체는 복수 개의 전극 및 분리막이 교대로 적층된 구조를 가지는 단위체 스택부에서 분리막의 크기가 양극보다는 크고, 음극과는 동일하게 됨으로써, 분리막의 낭비를 줄이고, 전극 조립체의 에너지 밀도를 높일 수 있다. 그에 따라 더 절감된 원료 및 비용으로도 더 우수한 성능 및 품질을 가지는 전극 조립체를 제작할 수 있다.In the electrode assembly according to the present invention, the size of the separator is larger than that of the anode and is the same as that of the cathode in the unit stack having a structure in which a plurality of electrodes and separators are alternately stacked, thereby reducing waste of the separator, . Accordingly, it is possible to manufacture an electrode assembly having better performance and quality even with a further reduced raw material and cost.

또한, 본 발명에 따른 전극 조립체는 단위체 스택부의 가장 위쪽 또는 가장 아래쪽에 위치하는 전극인 말단 전극에 적층되는 보조 단위체를 더 포함하며, 보조 단위체에 포함되는 분리막이 단위체 스택부의 측부를 덮도록 연장됨으로써, 전극 조립체의 절연성이 현저히 향상될 수 있다. Further, the electrode assembly according to the present invention further includes an auxiliary unit unit stacked on the terminal electrode, which is the electrode located at the uppermost or lowermost part of the unit stack, and the separation membrane included in the auxiliary unit unit extends to cover the side of the unit unit stack unit , The insulating property of the electrode assembly can be remarkably improved.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 전극 조립체를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 전극 조립체의 보조 단위체를 도시하는 사시도이다.
도 4는 도 3의 B-B선에 따른 단면도이다.
도 5은 본 발명의 실시예 2에 따른 전극 조립체를 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 전극 조립체를 도시하는 사시도이다.
도 7은 기본 단위체의 제1 구조를 도시하고 있는 측면도이다.
도 8은 기본 단위체의 제2 구조를 도시하고 있는 측면도이다.
도 9는 도 7의 기본 단위체의 적층으로 형성되는 단위체 스택부를 도시하고 있는 측면도이다.
도 10은 기본 단위체의 제3 구조를 도시하고 있는 측면도이다.
도 11은 기본 단위체의 제4 구조를 도시하고 있는 측면도이다.
도 12는 도 10의 기본 단위체와 도 11의 기본 단위체의 적층으로 형성되는 단위체 스택부를 도시하고 있는 측면도이다.
도 13은 기본 단위체를 제조하는 공정을 도시하고 있는 공정도이다.
도 14는 다른 크기를 가지는 기본 단위체가 적층되어 형성되는 단위체 스택부를 도시하고 있는 사시도이다.
도 15는 도 14의 단위체 스택부를 도시하고 있는 측면도이다.
도 16은 다른 기하학적 형상을 가지는 기본 단위체가 적층되어 형성되는 단위체 스택부를 도시하고 있는 사시도이다.1 is a perspective view showing an electrode assembly according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
3 is a perspective view showing an auxiliary unit of an electrode assembly according to a second embodiment of the present invention.
4 is a sectional view taken along the line BB in Fig.
5 is a cross-sectional view showing an electrode assembly according to a second embodiment of the present invention.
6 is a perspective view showing an electrode assembly according to a second embodiment of the present invention.
7 is a side view showing the first structure of the basic unit.
8 is a side view showing the second structure of the basic unit.
FIG. 9 is a side view showing a unit stack formed by stacking the basic unit of FIG. 7. FIG.
10 is a side view showing the third structure of the basic unit.
11 is a side view showing a fourth structure of the basic unit.
FIG. 12 is a side view showing a unit stack formed by stacking the basic unit of FIG. 10 and the basic unit of FIG. 11;
13 is a process drawing showing a step of manufacturing a basic unit.
FIG. 14 is a perspective view showing a unit stack formed by stacking basic unit bodies having different sizes. FIG.
15 is a side view showing the unit stack of FIG.
16 is a perspective view showing a unit stack portion in which basic unit pieces having different geometries are stacked.

이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited or limited by the following examples.

실시예Example 1 One

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 전극 조립체를 도시하는 사시도이다. 도 2는 도 의 A-A선에 따른 단면도이다.1 is a perspective view showing an electrode assembly according to a first embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A of Fig.

이하에서는 도 1 및 2를 참조하여 본 발명의 실시예 1에 따른 전극 조립체에 대하여 설명한다. Hereinafter, an electrode assembly according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

본 발명의 실시예 1에 따른 전극 조립체(1000)는 복수 개의 전극(1311, 1313) 및 분리막(1315)이 교대로 적층된 구조를 가지는 단위체 스택부(1301)를 포함하며, 이때 상기 전극(1311, 1313)은 양극(1311) 및 음극(1313)을 포함한다. The electrode assembly 1000 according to the first embodiment of the present invention includes a unit stack portion 1301 having a structure in which a plurality of electrodes 1311 and 1313 and a separation membrane 1315 are alternately stacked, , 1313 include a cathode 1311 and a cathode 1313. [

단위체 스택부(1301)는 복수 개의 전극 및 분리막이 교대로 적층된 구조를 가진다. 단위체 스택부(1301)는 동일한 개수의 전극과 분리막이 교대로 배치되어 일체로 결합된 기본 단위체(1310)가 반복적으로 배치된 구조를 가질 수 있다. The unit stack portion 1301 has a structure in which a plurality of electrodes and a separator are alternately stacked. The unit stack section 1301 may have a structure in which the same number of electrodes and separators are alternately arranged and the basic unit bodies 1310 integrally coupled are repeatedly arranged.

도 1을 참조하면, 양극(1311), 분리막(1315), 음극(1313), 분리막(1315)이 차례로 상측에서 하측으로 적층되어 형성된 기본 단위체(1310)가 차례로 적층되어 단위체 스택부(1301)가 형성될 수 있다. 1, a basic unit body 1310 in which an anode 1311, a separator 1315, a cathode 1313, and a separator 1315 are sequentially stacked from top to bottom is stacked in order to form a unit stack unit 1301 .

기본 단위체(1310)를 포함하는 단위체 스택부(1301)의 상세한 구조는 후술하기로 한다. The detailed structure of the unit stack unit 1301 including the basic unit body 1310 will be described later.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 전극 조립체(1000)에서 분리막(1315)의 크기는 양극(1311)보다는 크고, 음극(1313)과는 동일하게 된다. 즉, 분리막(1315)은 음극(1313)과 모양 및 크기가 같을 수 있다.Referring to FIG. 2, in the electrode assembly 1000 according to the first embodiment of the present invention, the size of the separation membrane 1315 is larger than that of the anode 1311, and is the same as that of the cathode 1313. That is, the separator 1315 may have the same shape and size as the cathode 1313.

구체적으로 도 1을 참조하며, 분리막(1315)의 폭 및 길이가 양극(1311)보다는 크고 음극(1313)과는 동일하게 형성될 수 있다. 여기서 분리막(1315)의 폭은 전극 조립체(1000)의 폭 방향(X)을 따르는 분리막(1315)의 치수이고, 분리막(1315)의 길이는 전극 조립체(1000)의 길이 방향(Y)을 따르는 분리막(1315)의 치수일 수 있다. Specifically, referring to FIG. 1, the width and length of the separation membrane 1315 may be greater than that of the anode 1311 and the same as that of the cathode 1313. The width of the separation membrane 1315 is a dimension of the separation membrane 1315 along the width direction X of the electrode assembly 1000 and the length of the separation membrane 1315 is the length of the separation membrane 1315 along the longitudinal direction Y of the electrode assembly 1000 (1315).

전극 조립체(1000) 내에서 분리막(1315)의 크기를 이와 같이 형성하면, 분리막(1315)의 낭비를 줄일 수 있다. 기존에 음극(1313) 보다 분리막(1315)의 크기를 크게 하였던 것과 비교하면 분리막(1315)의 원료가 그만큼 적게 사용될 수 있는 것이다. If the size of the separation membrane 1315 is formed in the electrode assembly 1000 as described above, waste of the separation membrane 1315 can be reduced. Compared with the case where the size of the separation membrane 1315 is larger than that of the cathode 1313, the raw material of the separation membrane 1315 can be used as much as the same.

또한, 전극 조립체(1000)의 에너지 밀도를 높일 수 있다. 전극 조립체(1000)의 에너지 밀도란 전극 조립체(1000)의 단위 부피당 저장된 에너지를 의미할 수 있다. 그리고 전기 에너지의 저장량은 양극(1311)과 음극(1313)의 크기에 의하여 결정되고 분리막(1315)의 크기와는 무관할 수 있다.Also, the energy density of the electrode assembly 1000 can be increased. The energy density of the electrode assembly 1000 may mean energy stored per unit volume of the electrode assembly 1000. The storage amount of the electric energy is determined by the size of the anode 1311 and the cathode 1313 and may be independent of the size of the separation membrane 1315.

그러므로, 분리막(1315)의 크기가 줄어들면, 동일한 전기 에너지를 저장하는 전극 조립체(1000)의 부피가 그만큼 줄어들기 때문에 전극 조립체(1000)의 에너지 밀도가 높아질 수 있다. 그리고 분리막(1315)이 양극(1311) 보다는 크므로 분리막은 여전히 양극(1311)과 음극(1313)의 단락을 방지할 수 있다. Therefore, if the size of the separation membrane 1315 is reduced, the energy density of the electrode assembly 1000 can be increased because the volume of the electrode assembly 1000 storing the same electrical energy is reduced accordingly. Since the separation membrane 1315 is larger than the anode 1311, the separation membrane can still prevent a short circuit between the anode 1311 and the cathode 1313. [

결국, 본 발명의 실시예 1에 따른 전극 조립체(1000)는 더 절감된 원료 및 비용으로 더 우수한 성능 및 품질을 구현할 수 있다.
As a result, the electrode assembly 1000 according to the first embodiment of the present invention can realize better performance and quality with more reduced raw materials and cost.

실시예Example 2 2

도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 전극 조립체의 보조 단위체를 도시하는 사시도이다. 도 4는 도 3의 B-B선에 따른 단면도이다. 도 5은 본 발명의 실시예 2에 따른 전극 조립체를 도시하는 단면도이다. 도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 전극 조립체를 도시하는 사시도이다.3 is a perspective view showing an auxiliary unit of an electrode assembly according to a second embodiment of the present invention. 4 is a cross-sectional view taken along the line B-B in Fig. 5 is a cross-sectional view showing an electrode assembly according to a second embodiment of the present invention. 6 is a perspective view showing an electrode assembly according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예 2에 따른 전극 조립체는 전술한 실시예 1에 따른 전극 조립체와 유사한 구성을 가진다. 다만, 실시예 2는 보조 단위체를 더 포함한다는 점에서 실시예 1과 차이가 있다. The electrode assembly according to the second embodiment of the present invention has a configuration similar to that of the electrode assembly according to the first embodiment described above. However, Embodiment 2 differs from Embodiment 1 in that it further includes an auxiliary unit.

참고로 전술한 구성과 동일한 (또는 상당한) 부분에 대해서는 동일한 (또는 상당한) 도면 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.For the sake of reference, the same (or significant) reference numerals are given to the same (or significant) parts as those of the above-described configuration, and a detailed description thereof will be omitted.

이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예 2에 따른 전극 조립체에 대해 설명한다. Hereinafter, an electrode assembly according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 6. FIG.

본 발명의 실시예 2에 따른 전극 조립체(2000)는 단위체 스택부(1301)의 가장 위쪽 또는 가장 아래쪽에 위치하는 전극인 말단 전극에 적층되는 보조 단위체(1350)를 더 포함할 수 있다. 도 3 및 도 4에서는 이러한 보조 단위체(1350)가 도시되고 있다. The electrode assembly 2000 according to the second embodiment of the present invention may further include an auxiliary unit unit 1350 stacked on the terminal electrode which is the uppermost or bottommost electrode of the unit stack unit 1301. [ In FIGS. 3 and 4, such an auxiliary unit 1350 is shown.

보조 단위체(1350)는 단위체 스택부(1301)에 추가로 적층될 수 있는 단위체로, 전극과 분리막이 교대로 배치되어 결합된 형태일 수 있다. 도 3 및 도 4에서 도시되는 보조 단위체(1350)는 분리막(1355), 음극(1353), 분리막(1355)이 위에서 아래로 순차적으로 배치되어 형성되어 있다. 다만, 보조 단위체(1350)는 필요에 따라 분리막(1355), 음극(1353), 분리막(1355)의 순서 이외에 다른 구성을 가질 수 도 있다. 예를 들면, 분리막 및 음극이 하나씩만 적층되어 형성될 수도 있다. The auxiliary unit body 1350 may be a unit body that can be further stacked on the unit stack portion 1301, and may be formed by alternately arranging electrodes and a separator. The auxiliary unit 1350 shown in FIGS. 3 and 4 is formed by sequentially arranging the separation membrane 1355, the cathode 1353, and the separation membrane 1355 from top to bottom. However, the auxiliary unit 1350 may have other configurations than the separation membrane 1355, the cathode 1353, and the separation membrane 1355 in order. For example, the separator and the cathode may be stacked one by one.

본 발명의 실시예 2에 따른 전극 조립체(2000)에서 보조 단위체(1350)의 분리막(1355)은 음극(1353)보다 훨씬 길게 연장될 수 있다. 도 4에서 보조 단위체(1350)의 분리막(1355)이 양 옆으로 음극(1353) 보다 훨씬 길게 연장된 모습이 도시되고 있다. The separation membrane 1355 of the auxiliary unit 1350 in the electrode assembly 2000 according to the second embodiment of the present invention may extend much longer than the cathode 1353. [ In FIG. 4, the separation membrane 1355 of the auxiliary unit body 1350 is shown to extend farther from the cathode 1353 on both sides.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예 2에 따른 전극 조립체(2000)에서 단위체 스택부(1301)의 상측에 보조 단위체(1350)가 적층될 수 있다. 그리고 보조 단위체(1350)의 길게 연장된 분리막 부분, 즉 분리막 연장부(S)는 단위체 스택부(1301)의 측부를 덮을 수 있다. Referring to FIG. 5, an auxiliary unit body 1350 may be stacked on the upper side of the unit stack 1301 in the electrode assembly 2000 according to the second embodiment of the present invention. In addition, the elongated separation membrane portion of the auxiliary unit body 1350, that is, the separation membrane extension portion S may cover the side of the unit body stack portion 1301.

즉, 본 발명의 실시예 2에 따른 전극 조립체(2000)는 보조 단위체(1350)의 분리막 연장부(S)가 단위체 스택부(1301)의 측부를 덮은 형태를 가질 수 있다. That is, the electrode assembly 2000 according to the second embodiment of the present invention may have a shape in which the separation membrane extension portion S of the auxiliary unit body 1350 covers the side portion of the unit stack portion 1301.

본 발명의 실시예 2에 따른 전극 조립체(2000)가 이와 같은 구성을 가질 경우 전극 조립체의 절연성이 현저히 향상될 수 있다. 보조 단위체(1350)의 분리막 연장부(S)로 인하여 단위체 스택부(1301)의 측부에 도전성 물체가 접촉되는 것이 차단될 수 있기 때문이다. When the electrode assembly 2000 according to the second embodiment of the present invention has such a configuration, the insulation property of the electrode assembly can be remarkably improved. It is possible to prevent the conductive material from contacting the side of the unit stack portion 1301 due to the separation membrane extension portion S of the auxiliary unit body 1350.

단위체 스택부(1301) 내의 음극(1313)이 분리막(1315)의 크기와 같기 때문에, 음극(1313)의 가장자리 부분이 외부 도전성 물체와 접촉할 우려가 있을 수 있다. 그러나 본 발명의 실시예 2에 따른 전극 조립체(2000)에서처럼 보조 단위체(1350)의 분리막 연장부(S)가 측부에서 음극(1353)의 가장자리 옆 부분을 덮어 보호하면, 전극 조립체(2000)에서 발생할 수 있는 단락 사고가 확실히 방지될 수 있다. Since the cathode 1313 in the unit stack 1301 is equal to the size of the separator 1315, the edge portion of the cathode 1313 may contact the external conductive object. However, as in the electrode assembly 2000 according to the second embodiment of the present invention, the separation membrane extension S of the auxiliary unit body 1350 covers and protects the side edge portion of the cathode 1353 at the side portion, A possible short-circuit accident can be surely prevented.

이와 같이, 본 발명의 실시예 2에 따른 전극 조립체(2000)는 보조 단위체(1350)에 포함되는 분리막(1355)이 단위체 스택부(1301)의 측부를 덮도록 연장됨으로써, 전극 조립체(2000)의 절연성을 현저히 향상시킬 수 있다. As described above, the electrode assembly 2000 according to the second embodiment of the present invention is formed by extending the separation membrane 1355 included in the auxiliary unit unit 1350 so as to cover the side of the unit stack unit 1301, The insulating property can be remarkably improved.

한편, 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예 2에 따른 전극 조립체(2000)는 보조 단위체(1350)에 포함되는 분리막(1355)의 외측으로 테이프(1370)가 부착될 수 있다. 테이프(1370)는 보조 단위체(1350)의 분리막(1355)이 타이트하게 감싸지도록 부착될 수 있다. Referring to FIG. 6, the electrode assembly 2000 according to the second embodiment of the present invention may be attached with a tape 1370 to the outside of the separation membrane 1355 included in the auxiliary unit 1350. The tape 1370 can be attached so that the separation membrane 1355 of the auxiliary unit body 1350 is tightly wrapped.

테이프(1370)가 이렇게 보조 단위체(1350)의 분리막(1355)의 외측으로 부착되면, 보조 단위체(1350)의 분리막(1355)이 수행하는 절연 역할이 더욱 견고하게 수행될 수 있다. 또한, 보조 단위체(1350)와 단위체 스택부(1301)가 서로 분리되는 것이 방지되며 더욱 견고한 전극 조립체(2000)가 만들어질 수 있다.
When the tape 1370 is adhered to the outside of the separation membrane 1355 of the auxiliary unit body 1350 as described above, the isolation performance of the separation membrane 1355 of the auxiliary unit body 1350 can be more firmly performed. Also, the auxiliary unit unit 1350 and the unit stack unit 1301 are prevented from being separated from each other, and a more rigid electrode assembly 2000 can be produced.

[단위체 스택부의 구조][Structure of Unit Stack Part]

앞서 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체 내부에 포함되는 단위체 스택부는 전극과 분리막이 교대로 적층되어 형성된다고 하였다. 그런데 이러한 단위체 스택부는 좀더 구체적이고 특별한 내부 구성을 가질 수 있다. The unit stack portion included in the electrode assembly according to the embodiment of the present invention is formed by alternately stacking electrodes and a separator. However, such a unit stack can have a more specific and specific internal structure.

본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체에 포함되는 단위체 스택부는 기본 단위체를 적층하여 형성되는 구조를 가질 수 있다. The unit stack portion included in the electrode assembly according to the embodiment of the present invention may have a structure in which basic unit members are laminated.

여기서, 단위체 스택부는 1종의 기본 단위체가 반복적으로 배치된 구조를 가지거나, 또는 2종 이상의 기본 단위체가 정해진 순서에 따라, 예를 들어 교호적으로 배치된 구조를 가질 수 있다. Here, the unit stack portion may have a structure in which one kind of basic unit bodies are repeatedly arranged, or two or more kinds of basic unit bodies may have a structure, for example, alternately arranged in a predetermined order.

이러한 단위체 스택부의 구체적인 구성을 설명하기 위하여, 이하에서 우선 기본 단위체가 무엇인가에 대한 내용을 살펴본다.In order to explain the concrete structure of the unit stack portion, the contents of what is the basic unit body will be described below.

[기본 단위체의 구조][Structure of Basic Unit Structure]

본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체(1000)에서 기본 단위체는 전극과 분리막이 교대로 배치되어 형성된다. 이때 전극과 분리막은 같은 수만큼 배치된다. 예를 들어, 도 7에서 도시하고 있는 것과 같이, 기본 단위체(110a)는 2개의 전극(111, 113)과 2개의 분리막(112, 114)이 적층되어 형성될 수 있다. 이때 양극과 음극은 당연히 분리막을 통해 서로 마주 볼 수 있다. 기본 단위체가 이와 같이 형성되면, 기본 단위체의 일측 말단에 전극(도 7과 도 8에서 도면부호 111의 전극 참조)이 위치하게 되고, 기본 단위체의 타측 말단에 분리막(도 7과 도 8에서 도면부호 114의 분리막 참조)이 위치하게 된다. In the electrode assembly 1000 according to an embodiment of the present invention, the basic unit is formed by alternately arranging the electrodes and the separator. At this time, the same number of electrodes and separator are arranged. For example, as shown in FIG. 7, the basic unit body 110a may be formed by stacking two electrodes 111 and 113 and two separation membranes 112 and 114. At this time, the positive electrode and the negative electrode can naturally face each other through the separator. When the basic unit body is thus formed, the electrodes (see reference numeral 111 in Fig. 7 and Fig. 8) are positioned at one end of the basic unit body and the separator (reference numerals 114 separator) is located.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체(1000)는 기본 단위체의 적층만으로 단위체 스택부를 형성할 수 있다는 점에 기본적인 특징이 있다. 즉, 1종의 기본 단위체를 반복적으로 적층하여, 또는 2종 이상의 기본 단위체를 정해진 순서에 따라 적층하여 단위체 스택부를 형성할 수 있다는 점에 기본적인 특징이 있다. 이와 같은 특징을 구현하기 위해 기본 단위체는 이하와 같은 구조를 가질 수 있다. The electrode assembly 1000 according to an embodiment of the present invention is characterized in that a unit stack can be formed only by stacking a basic unit. That is, a basic feature is that one kind of basic unit body is repeatedly laminated, or two or more kinds of basic unit bodies are stacked in a predetermined order to form a unit body stack part. In order to realize such a characteristic, the basic unit may have the following structure.

첫째로, 기본 단위체는 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극 및 제2 분리막이 차례로 적층되어 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 기본 단위체(110a, 110b)는 도 7에서 도시하고 있는 것과 같이 제1 전극(111), 제1 분리막(112), 제2 전극(113) 및 제2 분리막(114)이 상측에서 하측으로 차례로 적층되어 형성되거나, 또는 도 8에서 도시하고 있는 것과 같이 제1 전극(111), 제1 분리막(112), 제2 전극(113) 및 제2 분리막(114)이 하측에서 상측으로 차례로 적층되어 형성될 수 있다. 이와 같은 구조를 가지는 기본 단위체를 이하에서 제1 기본 단위체라 한다. 이때 제1 전극(111)과 제2 전극(113)은 서로 반대되는 전극이다. 예를 들어, 제1 전극(111)이 양극이면 제2 전극(113)은 음극이다. First, the basic unit may be formed by sequentially stacking a first electrode, a first separator, a second electrode, and a second separator. 7, the first unit electrode 111, the first separator 112, the second electrode 113, and the second separator 114 are arranged on the lower side from the upper side Or the first electrode 111, the first separator 112, the second electrode 113 and the second separator 114 may be sequentially stacked from the lower side to the upper side as shown in FIG. 8, . The basic unit having such a structure is hereinafter referred to as a first basic unit. Here, the first electrode 111 and the second electrode 113 are opposite to each other. For example, if the first electrode 111 is a positive electrode, the second electrode 113 is a negative electrode.

이와 같이 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극 및 제2 분리막이 차례로 적층되어 기본 단위체가 형성되면, 도 9에서 도시하고 있는 것과 같이 1종의 기본 단위체(110a)를 반복적으로 적층하는 것만으로도 단위체 스택부(100a)를 형성할 수 있다. 여기서 기본 단위체는 이와 같은 4층 구조 이외에도 8층 구조나 12층 구조를 가질 수 있다. 즉, 기본 단위체는 4층 구조가 반복적으로 배치된 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 기본 단위체는 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극, 제2 분리막, 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극 및 제2 분리막이 차례로 적층되어 형성될 수도 있다. When the first electrode, the first separator, the second electrode, and the second separator are sequentially stacked to form the basic unit, as shown in FIG. 9, only one basic unit 110a is repeatedly stacked So that the unit stack portion 100a can be formed. In addition to the four-layer structure, the basic unit may have an eight-layer structure or a twelve-layer structure. That is, the basic unit may have a structure in which a four-layer structure is repeatedly arranged. For example, the basic unit may include a first electrode, a first separator, a second electrode, a second separator, a first electrode, a first separator, a second electrode, and a second separator.

둘째로, 기본 단위체는, 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극, 제2 분리막, 제1 전극 및 제1 분리막이 차례로 적층되어 형성되거나, 제2 전극, 제2 분리막, 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극 및 제2 분리막이 차례로 적층되어 형성될 수 있다. 전자의 구조를 가지는 기본 단위체를 이하에서 제2 기본 단위체라 하고, 후자의 구조를 가지는 기본 단위체를 이하에서 제3 기본 단위체라 한다. Second, the basic unit may be formed by stacking a first electrode, a first separator, a second electrode, a second separator, a first electrode, and a first separator in this order, or a second electrode, a second separator, 1 separator, a second electrode, and a second separator may be sequentially stacked. The basic unit having the former structure will hereinafter be referred to as a second basic unit and the basic unit having the latter structure will be referred to as a third basic unit hereinafter.

보다 구체적으로 제2 기본 단위체(110c)는 도 10에 도시되어 있는 것과 같이 제1 전극(111), 제1 분리막(112), 제2 전극(113), 제2 분리막(114), 제1 전극(111) 및 제1 분리막(112)이 상측에서 하측으로 차례로 적층되어 형성될 수 있다. 또한 제3 기본 단위체(110d)는 도 11에 도시되어 있는 것과 같이 제2 전극(113), 제2 분리막(114), 제1 전극(111), 제1 분리막(112), 제2 전극(113) 및 제2 분리막(114)이 상측에서 하측으로 차례로 적층되어 형성될 수 있다. 이와 반대로 하측에서 상측으로 차례로 적층되어 형성될 수도 있다.More specifically, as shown in FIG. 10, the second basic unit 110c includes a first electrode 111, a first separator 112, a second electrode 113, a second separator 114, The first separator 111 and the first separator 112 may be sequentially stacked from the upper side to the lower side. 11, the third basic unit 110d includes a second electrode 113, a second separation membrane 114, a first electrode 111, a first separation membrane 112, a second electrode 113 And the second separation membrane 114 may be sequentially stacked from the upper side to the lower side. Alternatively, they may be stacked in order from the lower side to the upper side.

제2 기본 단위체(110c)와 제3 기본 단위체(110d)를 하나씩만 적층하면 4층 구조가 반복적으로 적층된 구조가 형성된다. 따라서 제2 기본 단위체(110c)와 제3 기본 단위체(110d)를 하나씩 교대로 계속 적층하면, 도 12에서 도시하고 있는 것과 같이 제2 및 제3 기본 단위체의 적층만으로도 단위체 스택부(100b)를 형성할 수 있다. When only one second basic unit 110c and one third basic unit 110d are stacked, a structure in which a four-layer structure is repeatedly stacked is formed. Therefore, if the second basic unit 110c and the third basic unit 110d are sequentially stacked alternately one after another, as shown in FIG. 12, the unit stack portion 100b is formed only by stacking the second and third basic units can do.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체에서, 1종의 기본 단위체는 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극 및 제2 분리막이 순차적으로 배치된 4층 구조나 4층 구조가 반복적으로 배치된 구조를 가진다. 또한 2종 이상의 기본 단위체를 각각 1개씩 정해진 순서에 따라 배치하면, 4층 구조나 4층 구조가 반복적으로 배치된 구조가 형성된다. 예를 들어, 전술한 제1 기본 단위체는 4층 구조를 가지고, 전술한 제2 기본 단위체와 제3 기본 단위체를 각각 1개씩 총 2개를 적층하면 4층 구조가 반복적으로 적층된 12층 구조가 형성된다. As described above, in the electrode assembly according to an embodiment of the present invention, one kind of basic unit body has a four-layer structure or a four-layer structure in which the first electrode, the first separation membrane, the second electrode and the second separation membrane are sequentially arranged, As shown in FIG. When two or more kinds of basic unit bodies are arranged in a predetermined order, a structure in which a four-layer structure or a four-layer structure is repeatedly arranged is formed. For example, when the first basic unit has a four-layer structure and two second basic units and three second basic units are stacked one upon the other, a twelve-layer structure in which a four-layer structure is repeatedly stacked .

따라서 1종의 기본 단위체를 반복적으로 적층하거나, 또는 2종 이상의 기본 단위체를 정해진 순서에 따라 적층하면, 단지 적층만으로도 단위체 스택부를 형성할 수 있다. Therefore, when one kind of basic unit body is repeatedly laminated or two or more kinds of basic unit bodies are laminated in a predetermined order, a unit stack can be formed only by lamination.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체에서, 단위체 스택부는 기본 단위체가 기본 단위체 단위로 적층되어 형성된다. 즉, 먼저 기본 단위체를 제작한 다음에 이를 반복적으로 또는 정해진 순서에 따라 적층하여 단위체 스택부를 제작한다. 이와 같이 기본 단위체의 적층만으로 단위체 스택부를 형성할 수 있다. 따라서 이 경우 기본 단위체를 매우 정밀하게 정렬시킬 수 있다. 기본 단위체가 정밀하게 정렬되면 전극과 분리막도 단위체 스택부에서 정밀하게 정렬될 수 있다. 또한 단위체 스택부의 생산성을 매우 향상시킬 수 있다. 공정이 매우 단순해지기 때문이다.In the electrode assembly according to an embodiment of the present invention, the unit stack portion is formed by stacking the basic unit units in units of basic units. That is, first, a basic unit body is manufactured, and then it is repeatedly or stacked in a predetermined order to produce a unit body stack portion. Thus, the unit stack can be formed only by stacking the basic unit pieces. In this case, the basic unit can be very precisely aligned. When the basic unit is precisely aligned, the electrode and the separator can be precisely aligned in the unit stack. In addition, the productivity of the unit stack can be greatly improved. This is because the process becomes very simple.

[기본 단위체의 제조][Production of basic unit]

도 13을 참조하여 대표적으로 제1 기본 단위체를 제조하는 공정에 대해 살펴본다. 먼저 제1 전극 재료(121), 제1 분리막 재료(122), 제2 전극 재료(123) 및 제2 분리막 재료(124)를 준비한다. 여기서 제1 분리막 재료(122)와 제2 분리막 재료(124)는 서로 동일한 재료일 수 있다. 그런 다음 제1 전극 재료(121)를 커터(C1)를 통해 소정 크기로 절단하고, 제2 전극 재료(123)도 커터(C2)를 통해 소정 크기로 절단한다. 그런 다음 제1 전극 재료(121)를 제1 분리막 재료(122)에 적층하고, 제2 전극 재료(123)를 제2 분리막 재료(124)에 적층한다. Referring to FIG. 13, a process of manufacturing the first basic unit will be described. First, a first electrode material 121, a first separation material 122, a second electrode material 123, and a second separation material 124 are prepared. Here, the first membrane material 122 and the second membrane material 124 may be the same material. The first electrode material 121 is cut to a predetermined size through the cutter C 1 and the second electrode material 123 is cut to a predetermined size through the cutter C 2 . The first electrode material 121 is then laminated to the first separator material 122 and the second electrode material 123 is laminated to the second separator material 124.

그런 다음 라미네이터(L1, L2)에서 전극 재료와 분리막 재료를 서로 접착시키는 것이 바람직하다. 이와 같은 접착으로 전극과 분리막이 일체로 결합된 기본 단위체가 제조될 수 있다. 결합의 방법은 다양할 수 있다. 라미네이터(L1, L2)는 접착을 위해 재료에 압력을 가하거나 압력과 열을 가한다. 이와 같은 접착은 단위체 스택부를 제조할 때 기본 단위체의 적층을 보다 용이하게 한다. 또한 이와 같은 접착은 기본 단위체의 정렬에도 유리하다. 이와 같은 접착 후에 제1 분리막 재료(122)와 제2 분리막 재료(124)를 커터(C3)를 통해 소정 크기로 절단하면, 기본 단위체(110a)가 제조될 수 있다. 이와 같은 과정 중에 분리막의 말단은 인접한 분리막의 말단과 접합되지 않을 수 있다. It is then preferable to adhere the electrode material and the separation membrane material to each other in the laminator (L 1 , L 2 ). By such adhesion, a basic unit in which the electrode and the separator are integrally combined can be produced. The methods of combining can vary. The laminator (L 1 , L 2 ) applies pressure or heat to the material for adhesion. Such adhesion makes it easier to laminate the base unit when the unit unit stack is manufactured. Such bonding is also advantageous for alignment of the basic unit. When the first separation membrane material 122 and the second separation membrane material 124 are cut to a predetermined size through the cutter C 3 after the adhesion, the basic unit body 110a can be manufactured. During this process, the ends of the separator may not be joined to the ends of the adjacent separator.

상기와 같이 기본 단위체에서 전극은 인접한 분리막에 접착될 수 있다. 또는 분리막이 전극에 접착된다고 볼 수도 있다. 이때 전극은 분리막을 바라보는 면에서 전체적으로 분리막에 접착되는 것이 바람직하다. 이와 같으면 전극이 안정적으로 분리막에 고정될 수 있기 때문이다. 통상적으로 전극은 분리막보다 작다.As described above, in the basic unit, the electrodes can be adhered to the adjacent separation membrane. Or the separator is bonded to the electrode. At this time, it is preferable that the electrodes are adhered to the separator as a whole on the surface facing the separator. This is because the electrode can be stably fixed to the separator. Typically, the electrode is smaller than the separator.

이를 위해 접착제를 분리막에 도포할 수 있다. 그러나 이와 같이 접착제를 이용하려면 접착제를 접착면에 걸쳐 매시(mesh) 형태나 도트(dot) 형태로 도포할 필요가 있다. 접착제를 접착면의 전체에 빈틈없이 도포한다면, 리튬 이온과 같은 반응 이온이 분리막을 통과할 수 없기 때문이다. 따라서 접착제를 이용하면, 전극을 전체적으로 (즉, 접착면의 전체에 걸쳐서) 분리막에 접착시킬 수는 있다 하더라도 전체적으로 빈틈없이 접착시키기는 어렵다.To this end, an adhesive may be applied to the separator. However, in order to use the adhesive in this way, it is necessary to apply the adhesive in the form of a mesh or a dot over the adhesive surface. If an adhesive is applied to the entire adhesion surface without any gaps, reactive ions such as lithium ions can not pass through the separation membrane. Therefore, if an adhesive is used, it is difficult to bond the electrode as a whole even though the electrode can be adhered to the separator as a whole (that is, over the entire adhesive surface).

또는 접착력을 가지는 코팅층을 구비하는 분리막을 통해 전체적으로 전극을 분리막에 접착시킬 수 있다. 보다 상술한다. 분리막은 폴리올레핀 계열의 분리막 기재와 같은 다공성의 분리막 기재, 및 분리막 기재의 일면 또는 양면에 전체적으로 코팅되는 다공성의 코팅층을 포함할 수 있다. 이때 코팅층은 무기물 입자들과 무기물 입자들을 서로 연결 및 고정하는 바인더 고분자의 혼합물로 형성될 수 있다. Alternatively, the electrodes can be adhered to the separator as a whole through the separator having the coating layer having the adhesive force. Will be described in detail. The separator may comprise a porous separator substrate, such as a polyolefin-based separator substrate, and a porous coating layer that is entirely coated on one or both sides of the separator substrate. Wherein the coating layer can be formed of a mixture of binder polymers that connect and fix the inorganic particles and the inorganic particles to each other.

여기서 무기물 입자는 분리막의 열적 안정성을 향상시킬 수 있다. 즉, 무기물 입자는 고온에서 분리막이 수축되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 바인더 고분자는 무기물 입자를 고정시켜 분리막의 기계적 안정성도 향상시킬 수 있다. 또한 바인더 고분자는 전극을 분리막에 접착시킬 수 있다. 바인더 고분자는 코팅층에 전체적으로 분포하므로, 전술한 접착제와 다르게 접착면의 전체에서 빈틈없이 접착이 일어날 수 있다. 따라서 이와 같은 분리막을 이용하면 전극을 보다 안정적으로 분리막에 고정 시킬 수 있다. 이와 같은 접착을 강화하기 위해 전술한 라미네이터를 이용할 수 있다.Herein, the inorganic particles can improve the thermal stability of the separator. That is, the inorganic particles can prevent the separation membrane from contracting at a high temperature. And the binder polymer can fix the inorganic particles and improve the mechanical stability of the separator. Further, the binder polymer can adhere the electrode to the separation membrane. Since the binder polymer is distributed throughout the coating layer, unlike the above-mentioned adhesive, adhesion can be gently formed on the whole of the adhesion surface. Therefore, by using such a separation membrane, the electrode can be more stably fixed to the separation membrane. In order to enhance such adhesion, the laminator described above can be used.

그런데 무기물 입자들은 충전 구조(densely packed structure)를 이루어 코팅층에서 전체적으로 무기물 입자들간의 인터스티셜 볼륨(interstitial volumes)을 형성할 수 있다. 이때 무기물 입자들이 한정하는 인터스티셜 볼륨에 의해 코팅층에는 기공 구조가 형성될 수 있다. 이러한 기공 구조로 인해 분리막에 코팅층이 형성되어 있더라도 리튬 이온이 분리막을 양호하게 통과할 수 있다. 참고로 무기물 입자들이 한정하는 인터스티셜 볼륨은 위치에 따라 바인더 고분자에 의해 막혀 있을 수도 있다.However, the inorganic particles may form a densely packed structure to form interstitial volumes between the inorganic particles as a whole in the coating layer. At this time, a pore structure can be formed in the coating layer by the interstitial volume defined by the inorganic particles. Even if a coating layer is formed on the separation membrane due to such a pore structure, lithium ions can pass through the separation membrane well. For reference, the interstitial volume defined by the inorganic particles may be blocked by the binder polymer depending on the position.

여기서 충전 구조는 유리병에 자갈이 담겨 있는 것과 같은 구조로 설명될 수 있다. 따라서 무기물 입자들이 충전 구조를 이루면, 코팅층에서 국부적으로 무기물 입자들간의 인터스티셜 볼륨이 형성되는 것이 아니라, 코팅층에서 전체적으로 무기물 입자들간의 인터스티셜 볼륨이 형성된다. 이에 따라 무기물 입자의 크기가 증가하면 인터스티셜 볼륨에 의한 기공의 크기도 함께 증가한다. 이와 같은 충전 구조로 인해 분리막의 전체면에서 리튬 이온이 원활하게 분리막을 통과할 수 있다. Here, the filling structure can be described as a structure in which gravel is contained in a glass bottle. Accordingly, when the inorganic particles are filled, the interstitial volume between the inorganic particles is not locally formed in the coating layer, but the interstitial volume is formed between the inorganic particles as a whole in the coating layer. Accordingly, as the size of the inorganic particles increases, the pore size due to the interstitial volume also increases. Due to such a charging structure, lithium ions can smoothly pass through the separator on the entire surface of the separator.

한편, 단위체 스택부에서 기본 단위체도 기본 단위체끼리 서로 접착될 수 있다. 예를 들어, 도 7에서 제2 분리막(114)의 하면에 접착제가 도포된다거나 전술한 코팅층이 코팅된다면, 제2 분리막(114)의 하면에 다른 기본 단위체가 접착될 수 있다. On the other hand, the basic unit bodies in the unit body stack portion can also be bonded to each other. For example, in FIG. 7, if the lower surface of the second separation membrane 114 is coated with an adhesive or the coating layer is coated, another basic unit body may be adhered to the lower surface of the second separation membrane 114.

이때 기본 단위체에서 전극과 분리막 간의 접착력은 단위체 스택부에서 기본 단위체간의 접착력보다 클 수 있다. 물론 기본 단위체간의 접착력은 없을 수도 있다. 이와 같으면 단위체 스택부를 분리할 때 접착력의 차이로 인해 기본 단위체 단위로 분리될 가능성이 높다. 참고로, 접착력은 박리력으로 표현할 수도 있다. 예를 들어, 전극과 분리막 간의 접착력은 전극과 분리막을 서로 떼어낼 때 필요한 힘으로 표현할 수도 있다. 이와 같이 단위체 스택부 내에서 기본 단위체는 인접한 기본 단위체와 결합되지 않거나, 또는 기본 단위체 내에서 전극과 분리막이 서로 결합된 결합력과 다른 결합력으로 인접한 기본 단위체와 결합될 수 있다. In this case, the adhesion force between the electrode and the separator in the basic unit may be greater than the adhesion between the basic units in the unit stack. Of course, there may be no adhesion between the base units. In this case, when the unit stack portion is separated, there is a high possibility that it is separated into units of the basic unit due to the difference in the adhesive strength. For reference, the adhesive force may be expressed by the peeling force. For example, the adhesive force between the electrode and the separator may be expressed as the force required to separate the electrode and the separator from each other. In this way, the basic unit body in the unit stack can not be combined with the adjacent basic unit body, or can be combined with the adjacent basic unit body in a bonding force different from that of the electrode and separator bonded to each other in the basic unit body.

참고로, 분리막이 전술한 코팅층을 포함할 경우 분리막에 대한 초음파 융착은 바람직하지 않다. 분리막은 통상적으로 전극보다 크다. 이에 따라 제1 분리막(112)의 말단과 제2 분리막(114)의 말단을 초음파 융착으로 서로 결합시키려는 시도가 있을 수 있다. 그런데 초음파 융착은 혼으로 대상을 직접 가압할 필요가 있다. 그러나 혼으로 분리막의 말단을 직접 가압하면, 접착력을 가지는 코팅층으로 인해 분리막에 혼이 들러붙을 수 있다. 이로 인해 장치의 고장이 초래될 수 있다. For reference, ultrasonic welding of the separator is not preferable when the separator includes the above-mentioned coating layer. The separator is typically larger than the electrode. Accordingly, there is an attempt to bond the ends of the first separator 112 and the ends of the second separator 114 by ultrasonic welding. However, it is necessary to pressurize the object directly with ultrasonic welding. However, if the end of the membrane is directly pressed by the horn, the coating layer having an adhesive force may adhere to the membrane. This can lead to device failure.

[기본 단위체의 변형][Variation of basic unit body]

지금까지 서로 같은 크기를 가지는 기본 단위체만을 설명했다. 그러나 기본 단위체는 서로 다른 크기를 가질 수도 있다. 서로 다른 크기를 가지는 기본 단위체를 적층하면 단위체 스택부를 다양한 형상으로 제조할 수 있다. 여기서 기본 단위체의 크기는 분리막의 크기를 기준으로 설명한다. 통상적으로 분리막이 전극보다 크기 때문이다. Up to now, only basic unit pieces having the same size have been described. However, the basic unit may have different sizes. By stacking the basic unit bodies having different sizes, the unit body stack unit can be manufactured in various shapes. Here, the size of the basic unit is described based on the size of the separation membrane. This is because the separator is usually larger than the electrode.

도 14와 도 15를 참조하여 보다 상술하면, 기본 단위체는 복수 개로 마련되어 서로 다른 크기를 가지는 적어도 2개의 그룹으로 나뉠 수 있다(도 15의 도면부호 1101a, 1102a, 1103a 참조). 이와 같은 기본 단위체들을 크기에 따라 적층하면, 복수 단의 구조를 가지는 단위체 스택부(100c)가 형성될 수 있다. 도 14와 도 15는 3개의 그룹으로 나뉘는 기본 단위체들(1101a, 1102a, 1103a)이 서로 같은 크기의 기본 단위체끼리 적층되어 3개의 단을 형성한 예를 도시하고 있다. 참고로, 한 개의 그룹에 속하는 기본 단위체들이 2개 이상의 단을 형성해도 무방하다. 14 and 15, a plurality of basic unit members may be provided and divided into at least two groups having different sizes (see reference numerals 1101a, 1102a, and 1103a in FIG. 15). When such basic unit bodies are stacked according to their sizes, a unit body stack unit 100c having a plurality of stages can be formed. FIGS. 14 and 15 show an example in which the basic unit pieces 1101a, 1102a, and 1103a, which are divided into three groups, are stacked on each other to form three ends. For reference, the basic unit pieces belonging to one group may form two or more stages.

그런데 이처럼 복수 단을 형성하는 경우, 기본 단위체는 전술한 4층 구조나 4층 구조가 반복적으로 적층된 구조, 즉 제1 기본 단위체의 구조를 가지는 것이 가장 바람직하다. (본 명세서에서 기본 단위체들이 서로 적층 구조가 동일하면 서로 크기가 다르더라도 1종의 기본 단위체에 속하는 것으로 본다.)However, when the plurality of stages are formed, it is most preferable that the basic unit has a structure in which the above-described four-layer structure or four-layer structure is repeatedly laminated, that is, the structure of the first basic unit. (In the present specification, the basic unit bodies are regarded as belonging to one kind of basic unit body even if they are different in size if they have the same lamination structure.)

이에 대해 상술하면, 1개의 단에서 양극과 음극은 서로 같은 수만큼 적층되는 것이 바람직하다. 그리고 단과 단의 사이에서 서로 반대되는 전극이 분리막을 통해 서로 대향하는 것이 바람직하다. 그런데 예를 들어 제2 및 제3 기본 단위체의 경우 위와 같이 1개의 단을 형성하기 위해 2종의 기본 단위체가 필요하게 된다. In detail, it is preferable that the number of the positive electrodes and the number of the negative electrodes are the same. It is preferable that electrodes opposite to each other between the first and second ends are opposed to each other through the separator. However, for example, in the case of the second and third basic unit bodies, two kinds of basic unit bodies are required to form one stage as described above.

그러나 도 15에 도시되어 있는 것과 같이 제1 기본 단위체의 경우 위와 같이 1개의 단을 형성하기 위해 1종의 기본 단위체만 필요하게 된다. 따라서 기본 단위체가 전술한 4층 구조나 4층 구조가 반복적으로 적층된 구조를 가지면, 복수 단을 형성하더라도 기본 단위체의 가짓수를 줄일 수 있다. However, as shown in FIG. 15, in the case of the first basic unit, only one basic unit is required to form one stage as described above. Therefore, if the basic unit has a structure in which the above-described four-layer structure or four-layer structure is repeatedly laminated, the number of basic unit pieces can be reduced even if a plurality of stages are formed.

또한 예를 들어 제2 및 제3 기본 단위체의 경우 위와 같이 1개의 단을 형성하기 위해 2종의 기본 단위체를 적어도 1개씩 적층할 필요가 있으므로, 1개의 단은 최소 12층의 구조를 가지게 된다. 그러나 제1 기본 단위체의 경우 위와 같이 1개의 단을 형성하기 위해 1종의 기본 단위체만 적층하면 되므로, 1개의 단은 최소 4층의 구조를 가지게 된다. 따라서 기본 단위체가 전술한 4층 구조나 4층 구조가 반복적으로 적층된 구조를 가지면, 복수 단을 형성할 때 각 단의 두께를 매우 용이하게 조절할 수 있다. Also, for example, in the case of the second and third basic unit bodies, at least one of the two basic unit bodies needs to be stacked in order to form one stage as described above, so that one stage has a structure of at least 12 layers. However, in the case of the first basic unit, only one basic unit may be stacked to form one stage as described above, so that one stage has a structure of at least four layers. Therefore, when the basic unit has a structure in which the above-described four-layer structure or four-layer structure is repeatedly laminated, the thickness of each end can be very easily adjusted when forming a plurality of stages.

한편, 기본 단위체는 서로 다른 크기를 가질 수도 있을 뿐만 아니라, 서로 다른 기하학적 형상을 가질 수도 있다. 예를 들어, 도 16에서 도시하고 있는 것과 같이, 기본 단위체들은 크기뿐만 아니라, 모서리 형상에 있어 차이가 있을 수 있고, 천공 유무에 있어 차이가 있을 수 있다. 보다 구체적으로 도 16에서 도시하고 있는 것과 같이, 3개의 그룹으로 나뉘는 기본 단위체들이 서로 같은 기하학적 형상의 기본 단위체끼리 적층되어 3개의 단을 형성할 수도 있다. 이를 위해 기본 단위체는 적어도 2개의 그룹(각 그룹은 서로 다른 기하학적 형상을 가짐)으로 나뉠 수 있다. 이때도 동일하게 기본 단위체는 전술한 4층 구조나 4층 구조가 반복적으로 적층된 구조, 즉 제1 기본 단위체의 구조를 가지는 것이 가장 바람직하다. (본 명세서에서 기본 단위체들이 서로 적층 구조가 동일하면 서로 기하학적 형상이 다르더라도 1종의 기본 단위체에 속하는 것으로 본다.)
On the other hand, the basic unit bodies may have different sizes or may have different geometric shapes. For example, as shown in Fig. 16, there may be differences in the shape of the base unit bodies as well as the size, and there may be differences in the presence or absence of punching. More specifically, as shown in FIG. 16, the basic unit pieces divided into three groups may be stacked with each other to form three stages. For this purpose, the basic unit may be divided into at least two groups (each group having a different geometric shape). Also in this case, it is most preferable that the basic unit has a structure in which the above-described four-layer structure or four-layer structure is repeatedly laminated, that is, the structure of the first basic unit. (In the present specification, if the basic unit bodies have the same lamination structure, they are regarded as belonging to one kind of basic unit body even though their geometrical shapes are different from each other.)

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments and drawings, it is to be understood that the present invention is not limited thereto and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

100a ~ 100n: 단위체 스택부
110a ~ 110e: 기본 단위체
111: 제1 전극
112: 제1 분리막
113: 제2 전극
114: 제2 분리막
116: 말단 전극
117: 말단 분리막
121: 제1 전극 재료
122: 제1 분리막 재료
123: 제2 전극 재료
124: 제2 분리막 재료
1000, 2000: 전극 조립체
1301: 단위체 스택부
1310: 기본 단위체
1311: 양극
1313: 음극
1315: 분리막
1330: 전극 탭
1331: 음극 탭
1350: 보조 단위체
1353: 음극
1355: 분리막
1370: 테이프
S: 분리막 연장부100a to 100n:
110a to 110e: basic unit
111: first electrode
112: first separator
113: second electrode
114: second separator
116: terminal electrode
117: terminal membrane
121: first electrode material
122: first separation membrane material
123: second electrode material
124: Second separation membrane material
1000, 2000: electrode assembly
1301:
1310: Basic unit
1311: anode
1313: cathode
1315: Membrane
1330: electrode tab
1331: Cathode tab
1350: auxiliary unit
1353: cathode
1355: Membrane
1370: tape
S: separator extension

Claims (17)

복수 개의 전극 및 분리막이 교대로 적층된 구조를 가지는 단위체 스택부를 포함하며,
상기 전극은 양극 및 음극을 포함하고,
상기 분리막의 크기는 상기 양극보다는 크고, 상기 음극과는 동일한 것을 특징으로 하는 전극 조립체.A unit stack portion having a structure in which a plurality of electrodes and a separator are alternately stacked,
Wherein the electrode comprises a positive electrode and a negative electrode,
Wherein a size of the separator is larger than that of the anode, and the size of the separator is the same as that of the cathode. 청구항 1에 있어서,
상기 분리막의 폭 및 길이는 상기 양극보다는 크고 상기 음극과 동일한 것을 특징으로 하는 전극 조립체.The method according to claim 1,
Wherein a width and a length of the separator are larger than the anode and the same as the anode. 청구항 1에 있어서,
상기 단위체 스택부의 가장 위쪽 또는 가장 아래쪽에 위치하는 전극인 말단 전극에 적층되는 보조 단위체를 더 포함하며,
상기 보조 단위체에 포함되는 분리막은 상기 단위체 스택부의 측부를 덮도록 연장되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.The method according to claim 1,
And an auxiliary unit which is stacked on a terminal electrode which is an electrode located at the uppermost or bottommost position of the unit stack,
Wherein the separation membrane included in the auxiliary unit extends to cover the side of the unit stack. 청구항 3에 있어서,
상기 보조 단위체는 분리막, 음극, 분리막이 순차로 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.The method of claim 3,
Wherein the auxiliary unit is formed by sequentially stacking a separation membrane, a cathode, and a separation membrane. 청구항 3에 있어서,
상기 보조 단위체에 포함되는 분리막의 외측으로 테이프가 부착되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.The method of claim 3,
And a tape is attached to an outer side of the separation membrane included in the auxiliary unit body. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서
상기 단위체 스택부는 (a) 서로 동일한 개수의 전극과 분리막이 교대로 배치되어 일체로 결합된 1종의 기본 단위체가 반복적으로 배치된 구조나, 또는 (b) 서로 동일한 개수의 전극과 분리막이 교대로 배치되어 일체로 결합된 2종 이상의 기본 단위체가 정해진 순서에 따라 배치된 구조를 가지며,
상기 (a)의 1종의 기본 단위체는 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극 및 제2 분리막이 순차적으로 적층된 4층 구조나 상기 4층 구조가 반복적으로 적층된 구조를 가지고,
상기 (b)의 2종 이상의 기본 단위체를 각각 1개씩 정해진 순서에 따라 적층하면, 상기 4층 구조나 상기 4층 구조가 반복적으로 배치된 구조가 형성되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.The method according to any one of claims 1 to 5, wherein
The unit stack portion may include (a) a structure in which one kind of basic unit bodies, in which the same number of electrodes and separation membranes are alternately arranged and integrally combined, are repeatedly arranged, or (b) Two or more kinds of basic unit bodies arranged and integrally joined are arranged in a predetermined order,
The one type of basic unit of (a) has a four-layer structure in which a first electrode, a first separation membrane, a second electrode, and a second separation membrane are sequentially stacked, or a structure in which the four-layer structure is repeatedly laminated,
Wherein a structure in which the four-layer structure or the four-layer structure is repeatedly formed is formed by laminating the two or more kinds of the basic unit bodies of (b) one by one in a predetermined order. 청구항 6에 있어서,
상기 단위체 스택부 내에서 상기 기본 단위체는 인접한 기본 단위체와 결합되지 않거나, 또는 상기 기본 단위체 내에서 상기 전극과 상기 분리막이 서로 결합된 결합력과 다른 결합력으로 인접한 기본 단위체와 결합되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.The method of claim 6,
Wherein the basic unit body is not coupled to the adjacent basic unit body in the unit body stack unit or is coupled with the adjacent basic unit body in a bonding force different from the coupling force of the electrode and the separation membrane in the basic unit body. . 청구항 6에 있어서,
상기 (a)의 1종의 기본 단위체는 상기 4층 구조나 상기 4층 구조가 반복적으로 배치된 구조를 가지는 제1 기본 단위체를 포함하며,
상기 단위체 스택부는 상기 제1 기본 단위체가 반복적으로 배치된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.The method of claim 6,
The one kind of basic unit (a) includes a first basic unit having a structure in which the four-layer structure or the four-layer structure is repeatedly arranged,
Wherein the unit stack portion has a structure in which the first basic unit is repeatedly arranged. 청구항 6에 있어서,
상기 (b)의 2종 이상의 기본 단위체는,
제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극, 제2 분리막, 제1 전극 및 제1 분리막이 차례로 배치되어 일체로 결합된 제2 기본 단위체와,
제2 전극, 제2 분리막, 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극 및 제2 분리막이 차례로 배치되어 일체로 결합된 제3 기본 단위체를 포함하며,
상기 단위체 스택부는 상기 제2 기본 단위체와 상기 제3 기본 단위체가 교호적으로 배치된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.The method of claim 6,
The two or more kinds of basic units of (b)
A first electrode, a first electrode, a first electrode, a first separator, a second electrode, a second separator, a first electrode, and a first separator,
A third electrode, a second electrode, a second electrode, a first electrode, a first electrode, a first electrode, a second electrode, and a second separator in this order,
Wherein the unit stack portion has a structure in which the second basic unit and the third basic unit are alternately arranged. 청구항 6에 있어서,
상기 (a)의 1종의 기본 단위체는 복수 개로 마련되어 서로 다른 크기를 가지는 적어도 2개의 그룹으로 나뉘며,
상기 단위체 스택부는 상기 (a)의 1종의 기본 단위체들이 크기에 따라 적층되어 복수 단을 형성한 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.The method of claim 6,
The one kind of the basic unit (a) is provided in a plurality of groups and is divided into at least two groups having different sizes,
Wherein the unit stack portion has a structure in which one kind of basic unit bodies of (a) are stacked according to the size to form a plurality of stages. 청구항 6에 있어서,
상기 (a)의 1종의 기본 단위체는 복수 개로 마련되어 서로 다른 기하학적 형상을 가지는 적어도 2개의 그룹으로 나뉘며,
상기 단위체 스택부는 상기 (a)의 1종의 기본 단위체들이 기하학적 형상에 따라 적층되어 복수 단을 형성한 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.The method of claim 6,
The one kind of the basic unit (a) is divided into at least two groups having a plurality of different geometrical shapes,
Wherein the unit stack portion has a structure in which one kind of basic unit bodies of (a) are stacked according to a geometrical shape to form a plurality of stages. 청구항 6에 있어서,
상기 전극은 각각의 기본 단위체 내에서 인접한 분리막에 접착되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.The method of claim 6,
Wherein the electrodes are adhered to adjacent separation membranes in each basic unit. 청구항 12에 있어서,
상기 전극은 상기 인접한 분리막을 바라보는 면에서 전체적으로 상기 인접한 분리막에 접착되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.The method of claim 12,
Wherein the electrode is adhered to the adjacent separation membrane as a whole on a surface facing the adjacent separation membrane. 청구항 12에 있어서,
상기 전극과 상기 분리막 간의 접착은, 상기 전극과 상기 인접한 분리막에 압력을 가하는 것에 의한 접착, 또는 상기 전극과 상기 인접한 분리막에 압력과 열을 가하는 것에 의한 접착인 것을 특징으로 하는 전극 조립체.The method of claim 12,
Wherein the adhesion between the electrode and the separation membrane is an adhesion by applying pressure to the electrode and the adjacent separation membrane or by applying pressure and heat to the electrode and the adjacent separation membrane. 청구항 12에 있어서,
상기 기본 단위체 내에서 상기 전극과 상기 인접한 분리막 간의 접착력은 상기 단위체 스택부 내에서 상기 기본 단위체간의 접착력보다 큰 것을 특징으로 하는 전극 조립체.The method of claim 12,
Wherein an adhesion force between the electrode and the adjacent separation membrane in the basic unit body is greater than an adhesion force between the basic unit body in the unit body stack unit. 청구항 12에 있어서,
상기 분리막은 다공성의 분리막 기재, 및 상기 분리막 기재의 일면 또는 양면에 전체적으로 코팅되는 다공성의 코팅층을 포함하고,
상기 코팅층은 무기물 입자들과 상기 무기물 입자들을 서로 연결 및 고정하는 바인더 고분자의 혼합물로 형성되며.
상기 전극은 상기 코팅층에 의해 상기 인접한 분리막에 접착되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.The method of claim 12,
Wherein the separation membrane comprises a porous membrane base material and a porous coating layer entirely coated on one or both sides of the membrane base material,
The coating layer is formed of a mixture of inorganic particles and binder polymers that connect and fix the inorganic particles to each other.
Wherein the electrode is bonded to the adjacent separation membrane by the coating layer. 청구항 16에 있어서,
상기 무기물 입자들은 충전 구조(densely packed structure)를 이루어 상기 코팅층에서 전체적으로 무기물 입자들간의 인터스티셜 볼륨(interstitial volumes)을 형성하고, 상기 무기물 입자들이 한정하는 인터스티셜 볼륨에 의해 상기 코팅층에 기공 구조가 형성되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.18. The method of claim 16,
Wherein the inorganic particles form a densely packed structure to form interstitial volumes between the inorganic particles as a whole in the coating layer and form a pore structure in the coating layer by the interstitial volume defined by the inorganic particles. Is formed on the surface of the electrode assembly.
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