KR20170021027A - 분리막 시트에 의해 권취된 구조의 단위셀을 포함하는 전극조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 집전체 상에 활물질이 도포되어 있는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 제 1 분리막 시트를 포함하는 둘 이상의 단위셀들; 및 상기 단위셀들이 적층된 상태에서, 단위셀 적층체의 외면을 감싸는 제 2 분리막 시트;를 포함하고 있고, 상기 단위셀들은 1개 이상의 양극과 1개 이상의 음극이 제 1 분리막 시트에 의해 순차적으로 권취된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체를 제공한다.

Description

분리막 시트에 의해 권취된 구조의 단위셀을 포함하는 전극조립체 {Electrode Assembly Comprising Unit cell Having Separator Sheet-Folded Structure}
본 발명은 분리막 시트에 의해 권취된 구조의 단위셀을 포함하는 전극조립체에 관한 것이다.
최근, 화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력저장장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.
특히, 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.
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 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.
또한, 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.
특히, 최근에는 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조비, 작은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 많은 관심을 모으고 있고 또한 그것의 사용량이 점차적으로 증가하고 있다.
또한, 이차전지는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막이 적층된 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤형(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체 등을 들 수 있으며, 최근에는, 상기 젤리-롤형 전극조립체 및 스택형 전극조립체가 갖는 문제점을 해결하기 위해, 상기 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 진일보한 구조의 전극조립체로서, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 단위셀들을 분리필름 상에 위치시킨 상태에서 순차적으로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체가 개발되었다.
도 1에는 종래의 스택/폴딩형 전극조립체를 구성하기 전의 단위셀들의 배열 구조를 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 분리막 시트(104)의 일면에는 3개의 단위셀들(110, 120, 130)이 소정의 간격으로 이격(151, 152)된 상태로 배열되어 있다.
제 1 단위셀(110)은 하나의 양극(101)과 하나의 음극(102)이 분리막(103)을 사이에 두고 적층된 구조로 이루어져 있고, 제 2 단위셀(120)은 2개의 음극(102)과 1개의 양극(101)이 분리막(103)을 사이에 두고 적층되어 있으며, 최외곽 전극들이 음극(102)이 되도록 이루어져 있으며, 제 3 단위셀(130)은 2개의 양극(101)과 1개의 음극(102)이 분리막(103)을 사이에 두고 적층되어 있으며, 최외곽 전극들이 양극(101)이 되도록 이루어져 있다.
제 1 단위셀(110)은 제 2 단위셀로부터 소정의 간격으로 이격(151)되어 있어, 제 1 단위셀(110)이 권취되는 경우, 제 1 단위셀(110)과 제 2 단위셀(120) 사이에는 분리막 시트(104)가 위치할 수 있다.
제 2 단위셀(120) 역시, 제 3 단위셀(130)과 소정의 간격을 두고 이격되어 있다.
양극(101)과 음극(102) 사이에 개재되는 분리막(103)은 각 단위셀(110, 120, 130)을 구성하는 양극(101)과 음극(102)의 직접적인 접촉에 의한 단락을 방지할 수 있도록, 양극(101)과 음극(102)에 비해 상대적으로 큰 면적을 갖도록 구성되어 있다.
따라서, 양극(101)과 음극(102) 사이에 개재된 분리막(103)은 양극(101)과 음극(102)에 비해 측면 방향으로 상대적으로 돌출되며, 이에 따라, 서로 인접한 제 2 단위셀(120)과 제 3 단위셀(130)은 상기 돌출된 분리막(103)의 길이를 고려하여 이격(152)되므로, 실질적으로 필요한 간격에 비해, 보다 넓은 간격으로 이격(152)된다.
그러나, 이러한 제 2 단위셀(120)과 제 3 단위셀(130) 사이에 지나치게 이격(152)된 분리막 시트(104) 부위는 각 단위셀들(120, 130) 사이의 내측 방향으로 절곡되는 등 형상의 변형(104a, 104b)이 발생함으로써, 전극조립체의 구조적 안정성을 저하시킬 수 있는 문제점이 있다.
또한, 분리막 시트(104) 상의 이격(151, 152) 부위는 단위셀들(110, 120, 130)이 권취됨에 따라, 단위셀들(110, 120, 130)의 측면 방향에서 중첩되며, 이에 따라, 전극조립체를 구성하는 단위셀들(110, 120, 130)의 수량이 많아질수록, 전지셀 내부에서 지나치게 많은 공간을 차지하므로, 전지셀의 전체적인 용량을 저하시키거나, 동일 용량 대비 전지셀의 크기를 증가시키는 요인으로 작용하는 문제점이 있다.
따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 각 단위셀들을 양극과 음극이 분리막 시트에 의해 순차적으로 권취된 구조로 구성함으로써, 전극조립체를 구성하는 양극과 음극을 분리막 시트 상에 배치하는 경우, 상기 양극과 음극의 사이에서, 양극과 음극의 쇼트 방지를 위해 돌출되는 분리막의 길이를 고려할 필요가 없으므로, 분리막 시트 상의 간격을 최소화할 수 있으며, 이에 따라, 전극조립체의 구성간 발생할 수 있는 분리막 시트의 형상 변형을 방지함으로써, 전극조립체의 구조적 안정성을 향상시키고, 분리막 시트의 중첩에 따라 소요되는 공간을 최소화함으로써, 동일한 크기 대비 전극조립체의 용량을 최대화하거나, 동일한 용량 대비 전극조립체의 크기를 최소화할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전극조립체는,
집전체 상에 활물질이 도포되어 있는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 제 1 분리막 시트를 포함하는 둘 이상의 단위셀들; 및
상기 단위셀들이 적층된 상태에서, 단위셀 적층체의 외면을 감싸는 제 2 분리막 시트;
를 포함하고 있고,
상기 단위셀들은 1개 이상의 양극과 1개 이상의 음극이 제 1 분리막 시트에 의해 순차적으로 권취된 구조로 이루어질 수 있다.
따라서, 상기 각 단위셀들은 양극과 음극이 분리막 시트에 의해 순차적으로 권취된 구조로 구성됨으로써, 전극조립체를 구성하는 양극과 음극을 분리막 시트 상에 배치하는 경우, 상기 양극과 음극의 사이에서, 양극과 음극의 쇼트 방지를 위해 돌출되는 분리막의 길이를 고려할 필요가 없으므로, 분리막 시트 상의 간격을 최소화할 수 있으며, 이에 따라, 전극조립체의 구성간 발생할 수 있는 분리막 시트의 형상 변형을 방지함으로써, 전극조립체의 구조적 안정성을 향상시키고, 분리막 시트의 중첩에 따라 소요되는 공간을 최소화함으로써, 동일한 크기 대비 전극조립체의 용량을 최대화하거나, 동일한 용량 대비 전극조립체의 크기를 최소화할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 단위셀들 중에서 하나의 단위셀에 포함된 양극과 음극의 총 수량은 2개 내지 6개일 수 있다.
앞서 설명한 바와 마찬가지로, 상기 단위셀은 독립적으로 전기적 특성을 발휘할 수 있도록, 1개 이상의 양극과 1개 이상의 음극이 제 1 분리막 시트에 의해 순차적으로 권취된 구조로 이루어져 있으므로, 하나의 단위셀에 포함된 양극과 음극의 총 수량은 적어도 2개 이상이며, 만일, 상기 하나의 단위셀에 포함된 양극과 음극의 총 수량이 6개를 초과할 경우에는, 상기 제 1 분리막 시트 상에서 양극과 음극 사이의 이격 공간이 지나치게 많아져, 전체적인 구조적 안정성을 저하시키거나, 상기 단위셀의 권취 과정에서 제 1 분리막 시트가 측면 방향에 지나치게 많이 중첩될 수 있어, 소망하는 효과를 발휘하지 못할 수 있다.
또한, 상기 단위셀들 중에서 하나의 단위셀에 포함된 양극과 음극은 수량이 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
다시 말해, 상기 하나의 단위셀에 포함된 양극과 음극은 각각 적어도 1개 이상으로 구성되며, 상기 양극과 음극의 총 수량이 6개를 초과하지 않는 범위 내에서, 서로 동일하거나 상이한 수량으로 구성될 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 단위셀들은 양극과 음극의 적층 구조가 상이한 두 종류 이상의 단위셀들을 포함하는 구조일 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 단위셀들은 양극, 음극, 양극의 순서로 적층된 단위셀과 음극, 양극, 음극의 순서로 적층된 단위셀을 포함하거나, 양극, 음극, 양극, 음극, 양극의 순서로 적층된 단위셀과 음극, 양극, 음극의 순서로 적층된 단위셀을 포함하는 구조일 수 있다.
즉, 상기 단위셀들은 적어도 두 종류 이상의 단위셀들을 포함하는 구조일 수 있으며, 상세하게는, 상기 상이한 종류의 단위셀들은 양극과 음극의 적층 구조가 서로 상이하거나, 하나의 단위셀에 포함된 양극과 음극의 수량이 서로 상이한 구조일 수도 있다.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 단위셀들은 양극과 음극의 적층 구조가 모두 동일한 구조로 이루어질 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 단위셀들은 모두 양극, 음극, 양극, 음극의 순서로 적층된 단위셀들로서, 상기 양극과 음극의 적층 구조 및 하나의 단위셀에 포함된 양극과 음극의 수량이 모두 동일한 구조로 이루어질 수 있으며, 이러한 경우에, 상기 단위셀들 중에서 하나의 단위셀은 인접하여 적층되는 단위셀과 서로 상이한 극성의 최외곽 전극이 서로 대면하도록 적층되는 구조일 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 전극조립체는 소망하는 출력 및 용량 특성, 또는 전체적인 크기에 따라, 양극과 음극의 다양한 적층 구조 및 수량을 포함하는 단위셀들을 복합적으로 적용하여 구성될 수 있다.
이하에서는, 상기 단위셀들의 구체적인 구조에 대해, 보다 상세하게 설명한다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 단위셀들 중에서 적어도 하나의 단위셀은 양극의 수량이 음극보다 많으며,
제 1 분리막 시트의 권취 개시부에서 제 1 면에 음극이 배열되어 있고 전극의 폭만큼 이격된 상태에서 2개의 양극들이 순차적으로 배열되어 있으며, 권취 종료부에서 제 1 면에 음극이 배열되어 있고 그에 대향하는 제 2 면에 양극이 배열되어 있는 상태에서, 권취한 구조로 이루어질 수 있다.
즉, 상기 구조에 따라 제조된 단위셀은 2개의 음극과 3개의 양극이 연속적으로 이어진 제 1 분리막 시트를 사이에 두고 교대로 적층되어 있으며, 최외곽 전극들이 모두 양극으로 구성될 수 있다.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 단위셀들 중에서 적어도 하나의 단위셀은 음극의 수량이 양극보다 많으며,
제 1 분리막 시트의 권취 개시부에서 제 1 면에 양극이 배열되어 있고 전극의 폭만큼 이격된 상태에서 2개의 음극들이 순차적으로 배열되어 있으며, 권취 종료부에서 제 1 면에 양극이 배열되어 있고 그에 대향하는 제 2 면에 음극이 배열되어 있는 상태에서, 권취한 구조로 이루어질 수 있다.
즉, 상기 구조에 따라 제조된 단위셀은 2개의 양극과 3개의 음극이 연속적으로 이어진 제 1 분리막 시트를 사이에 두고 교대로 적층되어 있으며, 최외곽 전극들이 모두 음극으로 구성될 수 있다.
따라서, 상기 구조의 단위셀들은 최외곽 전극들이 모두 양극으로 구성된 단위셀과 최외곽 전극들이 모두 음극으로 구성된 단위셀이 서로 인접하여 적층됨으로써, 본 발명에 따른 전극조립체를 구성할 수 있다.
한편, 상기 단위셀들은 양측의 최외곽 전극들이 제 1 분리막 시트에 의해 감싸여 있는 구조의 단위셀과 양측의 최외곽 전극들이 외부로 노출되어 있는 구조의 단위셀이 교대로 적층되어 있는 구조일 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 단위셀들은 두 종류의 단위셀들로 구성되어 있으며, 그 중 한 종류의 제 1 단위셀은 양측의 최외곽 전극들이 제 1 분리막 시트에 의해 감싸여 있는 구조일 수 있고, 나머지 한 종류의 제 2 단위셀은 양측의 최외곽 전극들이 외부로 노출되어 있는 구조일 수 있다.
이 때, 상기 단위셀들은 각각 교대로 적층됨으로써, 제 1 단위셀의 최외곽 전극과 제 2 단위셀의 최외곽 전극 사이에는 제 1 단위셀의 최외곽에 위치한 제 1 분리막 시트가 위치하는 구조일 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 전극조립체를 구성하는 단위셀의 구조가 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 단위셀들은 양측의 최외곽 전극들 중에서 일측의 전극이 제 1 분리막 시트에 의해 감싸여 있고, 이에 대향하는 타측의 전극이 외부로 노출되어 있는 구조로 이루어질 수도 있다.
다시 말해, 상기 전극조립체를 구성하는 모든 단위셀들은 양측의 최외곽 전극들 중에서 일측의 전극만이 제 1 분리막 시트에 의해 감싸여 있는 구조일 수 있다.
이러한 경우에, 상기 단위셀들은, 제 1 분리막 시트에 의해 감싸여 있는 하나의 단위셀의 최외곽 전극이, 인접한 또 다른 단위셀의 외부로 노출되어 있는 최외곽 전극과 대면하는 구조일 수 있다.
따라서, 상기 단위셀들 사이에는 한 겹의 제 1 분리막 시트만이 개재되므로, 상기 제 1 분리막 시트가 중첩되지 않으며, 이에 따라, 전극조립체의 두께의 증가 및 전기적 성능의 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 상기 단위셀들은 양극과 음극의 출력 및 용량 특성이 서로 상이한 두 종류 이상의 단위셀들을 포함하는 구조일 수 있다.
더욱 구체적으로, 최근 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-In HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.
이에 대해, 상기 이차전지가 EV, HEV 등의 복합적인 구동상태를 요구하는 디바이스 또는 시스템의 동력원으로 사용되기 위해서는 상기 구동상태에 대응하기 위한 복합적인 출력 및 용량 특성이 요구되므로, 일반적으로는 다수의 고출력&저용량의 이차전지와 저출력&고용량의 이차전지들이 단위전지로 포함되어 있고, 상기 다수의 단위전지들이 직렬 및/또는 병렬로 연결되어 있는 구조의 하이브리드형 전지팩(Hybrid-typed Battery Pack)으로서 사용되고 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 전극조립체는 양극과 음극의 출력 및 용량 특성이 서로 상이한 두 종류 이상의 단위셀들을 포함함으로써, 상기 효과를 발휘하는 바, 상기 복합적인 구동상태를 요구하는 디바이스 또는 시스템의 동력원으로서 효과적으로 적용될 수 있다.
이러한 경우에, 상기 단위셀들은 다양한 구성 조건에 의해 각각 상이한 출력 및 용량 특성을 발휘할 수 있으며, 상세하게는, 상기 출력 및 용량 특성이 상이한 단위셀들은 양극과 음극의 활물질의 종류, 코팅 방법, 공극률, 코팅량, 또는 혼합비가 서로 상이한 구조일 수 있다.
한편, 상기 단위셀 적층체의 최외곽에는 각각 제 2 분리막 시트의 상단 분리막 및 하단 분리막이 위치하는 구조일 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 단위셀 적층체는 외면이 제 2 분리막 시트에 의해 감싸여져, 최종적인 전극조립체를 구성하며, 이러한 경우에, 상기 제 2 분리막 시트의 내면에는 단위셀 적층체의 상단 및 하단에 각각 위치하는 상단 분리막 및 하단 분리막이 위치해 있으며, 이에 따라, 상기 상단 분리막 및 하단 분리막은 단위셀 적층체의 양측 최외곽에 각각 위치한 상태에서, 제 2 분리막 시트에 의해, 단위셀 적층체와 함께 감싸여져, 전극조립체를 구성할 수 있다.
따라서, 상기 상단 분리막 및 하단 분리막은 금속과 같은 외부 이물질의 충격 또는 관통에 의해 발생할 수 있는 전극조립체의 손상 및 내부 단락을 없애거나, 최소화할 수 있어, 전극조립체의 구조적 안정성을 보강할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 단위셀 적층체의 최외곽에 위치하는 전극은 집전체를 기준으로 반대 극성의 전극과 대면하는 일면에만 활물질이 도포되어 있는 구조일 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 단위셀 적층체의 최외곽에 위치하는 전극의 집전체를 기준으로 반대 극성의 전극과 대면하는 일면 및 이에 대향하는 타면 중에서, 상기 반대 극성의 전극과 대면하는 일면만이 반응에 참여하게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 전극조립체는 상기 단위셀 적층체의 최외곽에 위치하는 전극의 집전체를 기준으로 반대 극성의 전극과 대면하여 반응에 참여하는 일면에만 활물질이 도포되어 있어, 동일한 용량의 전극조립체에 비해 두께를 최소화하거나, 동일한 두께의 전극조립체에 비해 용량을 최대화할 수 있다.
또한, 상기 단위셀들은 소망하는 전극조립체의 전기적 성능을 발휘할 수 있는 정도라면, 그 총 수량이 크게 제한되는 것은 아니며, 상세하게는, 상기 단위셀들의 총 수량은 5개 내지 15개일 수 있다.
만일, 상기 단위셀들의 총 수량이 5개 미만일 경우에는, 하나의 전극조립체에 포함되는 단위셀들의 총 수량이 지나치게 적어, 소망하는 전기적 성능을 발휘하지 못할 수 있고, 15개를 초과하는 경우에는, 전극조립체의 크기가 지나치게 커져, 상기 전극조립체가 적용되는 디바이스의 공간에 제약이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
또한, 본 발명은 상기 전극조립체를 포함하는 전지셀을 제공하는 바, 상기 전지셀은 그것의 종류가 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적인 예로서, 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지일 수 있다.
일반적으로, 리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막, 및 리튬염 함유 비수 전해액으로 구성되어 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
상기 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.
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.
상기 분리막 및 분리필름은 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.
또한, 하나의 구체적인 예에서, 고에너지 밀도의 전지의 안전성의 향상을 위하여, 상기 분리막 및/또는 분리필름은 유/무기 복합 다공성의 SRS(Safety-Reinforcing Separators) 분리막일 수 있다.
상기 SRS 분리막은 폴리올레핀 계열 분리막 기재상에 무기물 입자와 바인더 고분자를 활성층 성분으로 사용하여 제조되며, 이때 분리막 기재 자체에 포함된 기공 구조와 더불어 활성층 성분인 무기물 입자들간의 빈 공간(interstitial volume)에 의해 형성된 균일한 기공 구조를 갖는다.
이러한 유/무기 복합 다공성 분리막을 사용하는 경우 통상적인 분리막을 사용한 경우에 비하여 화성 공정(Formation)시의 스웰링(swelling)에 따른 전지 두께의 증가를 억제할 수 있다는 장점이 있고, 바인더 고분자 성분으로 액체 전해액 함침시 겔화 가능한 고분자를 사용하는 경우 전해질로도 동시에 사용될 수 있다.
또한, 상기 유/무기 복합 다공성 분리막은 분리막 내 활성층 성분인 무기물 입자와 바인더 고분자의 함량 조절에 의해 우수한 접착력 특성을 나타낼 수 있으므로, 전지 조립 공정이 용이하게 이루어질 수 있다는 특징이 있다.
상기 무기물 입자는 전기화학적으로 안정하기만 하면 특별히 제한되지 않는다. 즉, 본 발명에서 사용할 수 있는 무기물 입자는 적용되는 전지의 작동 전압 범위(예컨대, Li/Li+ 기준으로 0~5V)에서 산화 및/또는 환원 반응이 일어나지 않는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 특히, 이온 전달 능력이 있는 무기물 입자를 사용하는경우, 전기 화학 소자 내의 이온 전도도를 높여 성능 향상을 도모할 수 있으므로, 가능한 이온 전도도가 높은 것이 바람직하다. 또한, 상기 무기물 입자가 높은 밀도를 갖는 경우, 코팅시 분산시키는데 어려움이 있을 뿐만 아니라 전지 제조시 무게 증가의 문제점도 있으므로, 가능한 밀도가 작은 것이 바람직하다. 또한, 유전율이 높은 무기물인 경우, 액체 전해질 내 전해질 염, 예컨대 리튬염의 해리도 증가에 기여하여 전해액의 이온 전도도를 향상시킬 수 있다.
리튬염 함유 비수 전해액은, 극성 유기 전해액과 리튬염으로 이루어져 있다. 전해액으로는 비수계 액상 전해액, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.
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.
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.
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.
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.
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.
본 발명은 또한, 상기 전지셀을 하나 이상 포함하는 디바이스를 제공하고, 상기 디바이스는, 구체적으로, 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 파워 툴, 웨어러블 전자기기, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장 장치로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기와 같은 디바이스 내지 장치들은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 구체적인 설명을 생략한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전극조립체는, 각 단위셀들을 양극과 음극이 분리막 시트에 의해 순차적으로 권취된 구조로 구성함으로써, 전극조립체를 구성하는 양극과 음극을 분리막 시트 상에 배치하는 경우, 상기 양극과 음극의 사이에서, 양극과 음극의 쇼트 방지를 위해 돌출되는 분리막의 길이를 고려할 필요가 없으므로, 분리막 시트 상의 간격을 최소화할 수 있으며, 이에 따라, 전극조립체의 구성간 발생할 수 있는 분리막 시트의 형상 변형을 방지함으로써, 전극조립체의 구조적 안정성을 향상시키고, 분리막 시트의 중첩에 따라 소요되는 공간을 최소화함으로써, 동일한 크기 대비 전극조립체의 용량을 최대화하거나, 동일한 용량 대비 전극조립체의 크기를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 스택/폴딩형 전극조립체를 구성하기 전의 단위셀들의 배열 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체의 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 3은 도 2의 제 1 단위셀의 최상단 음극 및 제 5 단위셀의 최하단 음극을 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 4는 도 2의 제 1 단위셀의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극조립체에 적용될 수 있는 단위셀의 다양한 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체의 구조를 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 전극조립체(200)는 최상단에 위치한 제 1 단위셀(210)로부터 제 5 단위셀(250)까지 총 5개의 단위셀들(210, 220, 230, 240, 250)을 포함하고 있다.
각 단위셀들(210, 220, 230, 240, 250)은 양극과 음극이 제 1 분리막 시트에 의해 순차적으로 권취된 구조로 이루어져 있다.
제 1 단위셀(210), 제 3 단위셀 및 제 5 단위셀(250)은 2개의 양극과 3개의 음극이 제 1 분리막 시트(201)를 사이에 두고 교대로 적층된 구조로 이루어져 있으며, 양측의 최외곽 전극은 음극으로 구성되어 있다.
제 2 단위셀 및 제 4 단위셀은 2개의 음극과 3개의 양극이 제 1 분리막 시트(201)를 사이에 두고 교대로 적층된 구조로 이루어져 있으며, 양측의 최외곽 전극은 양극으로 구성되어 있다.
모든 단위셀들(210, 220, 230, 240, 250)은 양극과 음극의 총 수량이 5개로서, 모두 동일하며, 양측의 최외곽 전극들 중에서 최하단의 전극이 제 1 분리막 시트(201)에 의해 감싸여 있고, 이에 대향하는 최상단의 전극이 외부로 노출되어 있는 구조로 이루어져 있다.
이에 따라, 제 1 분리막 시트(201)에 의해 감싸여 있는 제 1 단위셀(210), 제 2 단위셀, 제 3 단위셀, 및 제 4 단위셀의 최하단 전극들은 각각 외부로 노출되어 있는 제 2 단위셀, 제 3 단위셀, 제 4 단위셀, 및 제 5 단위셀(250)의 최상단 전극들과 각각 대면하고 있다.
따라서, 각 단위셀들(210, 220, 230, 240, 250)의 최외곽 전극들 사이에는 한 겹의 제 1 분리막 시트(201)가 개재되어 있다.
단위셀들(210, 220, 230, 240, 250)이 적층된 단위셀 적층체(270)의 최외곽에는 각각 상단 분리막(261) 및 하단 분리막(262)이 위치해 있으며, 하나의 제 2 분리막 시트(202)가 단위셀 적층체(270)의 외면을 감싸고 있다.
따라서, 상단 분리막(261) 및 하단 분리막(262)은 금속과 같은 외부 이물질의 충격 또는 관통에 의해 발생할 수 있는 전극조립체(200)의 손상 및 내부 단락을 없애거나, 최소화할 수 있어, 전극조립체(200)의 구조적 안정성을 보강할 수 있다.
도 3에는 도 2의 제 1 단위셀의 최상단 음극 및 제 5 단위셀의 최하단 음극을 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 제 1 단위셀(210)의 최상단 음극(215)은 하부의 양극(214)과 제 1 분리막(201a)을 사이에 두고 대면해 있으며, 상부의 상단 분리막(261)과 제 2 분리막(202)을 사이에 두고 대면해 있다.
제 1 단위셀(210)의 최상단 음극(215)은 집전체(215a)를 기준으로, 제 1 분리막(201a)을 사이에 두고 하부의 양극(214)과 대면하는 하면만이 반응에 참여하므로, 집전체(215a)의 하면에만 활물질(215b)이 도포되어 있으며, 반응에 참여하지 않는 집전체(215a)의 상면에는 활물질이 도포되어 있지 않다.
제 5 단위셀(250)의 최하단 음극(253)은 상부의 양극(251) 및 하부의 하단 분리막(262)과 각각 제 1 분리막(201b, 201c)을 사이에 두고 대면해 있다.
제 5 단위셀(250)의 최하단 음극(253)은 집전체(253a)를 기준으로, 제 1 분리막(201b)을 사이에 두고 상부의 양극(251)과 대면하는 상면만이 반응에 참여하므로, 집전체(253a)의 상면에만 활물질(253b)이 도포되어 있으며, 반응에 참여하지 않는 집전체(253a)의 하면에는 활물질이 도포되어 있지 않다.
따라서, 동일한 용량의 전극조립체에 비해 두께를 최소화하거나, 동일한 두께의 전극조립체에 비해 용량을 최대화할 수 있다.
도 4에는 도 2의 제 1 단위셀의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 제 1 단위셀(210)은 2개의 양극들(211, 214)과 3개의 음극들(212, 213, 215)을 포함하고 있다.
우선, 제 1 양극(211)은 제 1 분리막 시트(201)의 권취 개시부에서 상면에 배열되어 있고, 제 1 양극(211)의 폭에 대응되는 폭만큼 이격된 상태에서, 제 2 음극(212) 및 제 3 음극(213)이 순차적으로 배열되어 있으며, 권취 종료부에서 상면에 제 4 양극(214)이 배열되어 있고, 그에 대향하는 하면에 제 5 음극(215)이 배열되어 있다.
제 1 단위셀(210)은 제 1 분리막 시트(201)를 제외하고, 양극들(211, 214)과 음극들(212, 213, 215) 사이에 개재되는 별도의 분리막을 포함하고 있지 않으므로, 돌출되는 분리막의 길이를 고려할 필요가 없어, 제 1 분리막 시트(201) 상의 이격 거리를 최소화할 수 있으며, 이에 따라, 종래의 스택/폴딩형 전극조립체에서 발생하는 제 1 분리막 시트(201)의 형상의 변형을 예방함으로써, 구조적 안정성을 향상시키고, 전극조립체의 크기를 최소화할 수 있다.
제 1 분리막 시트(201)는 권취 개시부로서 제 1 양극(211)으로부터 제 4 양극(214) 및 제 5 음극(215) 방향으로 순차적으로 권취된다.
상기 방법에 따라 제조된 제 1 단위셀(210)은 양측의 최외곽 전극이 제 3 음극(213)과 제 5 음극(215)으로 구성되며, 제 1 분리막 시트(201)를 사이에 두고 2개의 양극들(211, 214)과 3개의 음극들(212, 213, 215)이 서로 대면하도록 적층된다.
제 3 음극(213)은 제 1 양극(211)에 대향하는 외면이 제 1 분리막 시트(201)에 의해 감싸여 있으며, 제 5 음극(215)은 외부로 제 4 양극(214)에 대향하는 외면이 외부로 노출되어 있다.
도 5에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극조립체에 적용될 수 있는 단위셀의 다양한 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 5를 참조하면, 단위셀들(510, 520,530)은 모두 2개의 양극과 2개의 음극이 하나의 제 1 분리막 시트(501a, 501b, 501c)에 의해 순차적으로 권취된 구조로 이루어져 있으며, 2개의 양극과 2개의 음극은 교대로 적층된 상태에서, 각 양극과 음극 사이에 제 1 분리막 시트(501a, 501b, 501c)가 개재되어 있다.
단위셀들(510, 520,530)의 최외곽 전극들 중에서 최상단의 전극은 모두 양극으로 구성되어 있으며, 최하단의 전극은 모두 음극으로 구성되어 있다.
첫번째 단위셀(510)은 최상단의 양극과 최하단의 음극이 모두 제 1 분리막 시트(501a)에 의해 감싸여 있다.
두번째 단위셀(520)은 최하단의 음극만 제 1 분리막 시트(501b)에 의해 감싸여 있으며, 최상단의 양극은 외부로 노출되어 있다.
세번째 단위셀(530)은 최상단의 양극과 최하단의 음극이 모두 외부로 노출되어 있다.
따라서, 본 발명에 따른 전극조립체는 첫번째 단위셀과 세번째 단위셀의 조합으로 이루어지거나, 두번째 단위셀만의 조합으로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 전극조립체 및 단위셀의 구조가 이에 한정되는 것은 아니며, 상세하게는, 상기 단위셀은 소망하는 성능 및 효과를 발휘할 수 있는 범위 내에서 양극과 음극의 다양한 수량 및 적층 구조, 그리고 다양한 분리막 시트의 구성 방법에 의해 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 상기 다양한 형태의 단위셀들의 조합으로 전극조립체가 구성될 수도 있음은 물론이다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (19)

  1. 집전체 상에 활물질이 도포되어 있는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 제 1 분리막 시트를 포함하는 둘 이상의 단위셀들; 및
    상기 단위셀들이 적층된 상태에서, 단위셀 적층체의 외면을 감싸는 제 2 분리막 시트;
    를 포함하고 있고,
    상기 단위셀들은 1개 이상의 양극과 1개 이상의 음극이 제 1 분리막 시트에 의해 순차적으로 권취된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 단위셀들 중에서 하나의 단위셀에 포함된 양극과 음극의 총 수량은 2개 내지 6개인 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 단위셀들 중에서 하나의 단위셀에 포함된 양극과 음극은 수량이 서로 동일하거나 상이한 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 단위셀들은 양극과 음극의 적층 구조가 상이한 두 종류 이상의 단위셀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 단위셀들은 양극과 음극의 적층 구조가 모두 동일한 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 단위셀들 중에서 적어도 하나의 단위셀은 양극의 수량이 음극보다 많으며,
    제 1 분리막 시트의 권취 개시부에서 제 1 면에 음극이 배열되어 있고 전극의 폭만큼 이격된 상태에서 2개의 양극들이 순차적으로 배열되어 있으며, 권취 종료부에서 제 1 면에 음극이 배열되어 있고 그에 대향하는 제 2 면에 양극이 배열되어 있는 상태에서, 권취한 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 단위셀들 중에서 적어도 하나의 단위셀은 음극의 수량이 양극보다 많으며,
    제 1 분리막 시트의 권취 개시부에서 제 1 면에 양극이 배열되어 있고 전극의 폭만큼 이격된 상태에서 2개의 음극들이 순차적으로 배열되어 있으며, 권취 종료부에서 제 1 면에 양극이 배열되어 있고 그에 대향하는 제 2 면에 음극이 배열되어 있는 상태에서, 권취한 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 단위셀들은 양측의 최외곽 전극들이 제 1 분리막 시트에 의해 감싸여 있는 구조의 단위셀과 양측의 최외곽 전극들이 외부로 노출되어 있는 구조의 단위셀이 교대로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 단위셀들은 양측의 최외곽 전극들 중에서 일측의 전극이 제 1 분리막 시트에 의해 감싸여 있고, 이에 대향하는 타측의 전극이 외부로 노출되어 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 단위셀들은, 제 1 분리막 시트에 의해 감싸여 있는 하나의 단위셀의 최외곽 전극이, 인접한 또 다른 단위셀의 외부로 노출되어 있는 최외곽 전극과 대면하는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 단위셀들은 양극과 음극의 출력 및 용량 특성이 서로 상이한 두 종류 이상의 단위셀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 출력 및 용량 특성이 상이한 단위셀들은 양극과 음극의 활물질의 종류, 코팅 방법, 공극률, 코팅량, 또는 혼합비가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 단위셀 적층체의 최외곽에는 각각 제 2 분리막 시트의 상단 분리막 및 하단 분리막이 위치하는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 단위셀 적층체의 최외곽에 위치하는 전극은 집전체를 기준으로 반대 극성의 전극과 대면하는 일면에만 활물질이 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 단위셀들의 총 수량은 5개 내지 15개인 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  16. 제 1 항에 따른 전극조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  18. 제 16 항에 따른 전지셀을 하나 이상 포함하는 디바이스.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 디바이스는 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 파워 툴, 웨어러블 전자기기, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장 장치로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디바이스.
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