KR20170022289A - Electrode Assembly Comprising Electrode Having Gradient in Loading Amount of Active Material - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an electrode assembly comprising a positive electrode, a negative electrode and a separation membrane interposed between the positive electrode and the negative electrode. The positive electrode and the negative electrode comprise an active material coating unit on one side or both sides of a plate-shape current collector and have an electrode tab, in which an electrode active material is not coated, on one side end of the current collector. At least one electrode of the positive electrode and the negative electrode is in a structure in which a loading amount of the active material coating unit is increased to an electrode tab side.

Description

활물질 로딩량의 구배를 가진 전극을 포함하는 전극조립체 {Electrode Assembly Comprising Electrode Having Gradient in Loading Amount of Active Material}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an electrode assembly including an electrode having a gradient of an active material loading amount,

본 발명은 양극과 음극 중의 적어도 하나의 전극은, 활물질 코팅부의 로딩량(loading amount)이 전극 탭 쪽으로 증가하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode assembly in which at least one electrode of an anode and a cathode has a structure in which a loading amount of an active material coating portion increases toward an electrode tab.

화석연료 사용의 급격한 증가로 인하여 대체 에너지나 청정에너지의 사용에 대한 요구가 증가하고 있으며, 그 일환으로 가장 활발하게 연구되고 있는 분야가 전기화학을 이용한 발전, 축전 분야이다.Due to the rapid increase in the use of fossil fuels, the demand for the use of alternative energy or clean energy is increasing. As a part of this, the most active field of research is electric power generation and storage.

현재 이러한 전기화학적 에너지를 이용하는 전기화학 소자의 대표적인 예로 이차전지를 들 수 있으며, 점점 더 그 사용 영역이 확대되고 있는 추세이다.At present, a typical example of an electrochemical device utilizing such electrochemical energy is a secondary battery, and the use area thereof is gradually increasing.

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.The secondary battery is classified into a cylindrical battery and a prismatic battery in which the electrode assembly is housed in a cylindrical or rectangular metal can according to the shape of the battery case, and a pouch-shaped battery in which the electrode assembly is housed in a pouch-shaped case of an aluminum laminate sheet .

전지케이스에 내장되는 전극조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다. The electrode assembly incorporated in the battery case is a charge / dischargeable power generating element formed of a laminate structure of a positive electrode / separator / negative electrode. The electrode assembly is composed of a jelly-roll type in which a separator is interposed between a positive electrode and a negative electrode coated with an active material, Sized positive and negative electrodes are stacked in a stacked state in a state in which a separator is interposed therebetween.

이러한 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 진일보한 구조의 전극조립체로서, 일정한 단위 크기의 양극/분리막/음극 구조의 풀셀(full cell) 또는 양극(음극)/분리막/음극(양극)/분리막/양극(음극) 구조의 바이셀(bicell)을 긴 길이의 연속적인 분리막 필름을 이용하여 폴딩한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체가 개발되었다.A full cell or anode / separator / cathode / separator / separator / separator / cathode assembly having a positive electrode / separator / negative electrode structure with a constant unit size, which is a progressive structure of a jelly- A stack / folding type electrode assembly having a structure in which a bicell having a cathode structure is folded by using a continuous long separator film has been developed.

또한, 기존 스택형 전극조립체의 공정성을 향상시키고, 다양한 형태의 이차전지 수요를 충족시키기 위해, 전극과 분리막이 교대로 적층되어 접합(lamination)되어 있는 단위셀들을 적층한 구조의 라미네이션/스택형 전극조립체도 개발되었다.Further, in order to improve the processability of the conventional stacked electrode assembly and meet the demands of various types of secondary batteries, a lamination / stacked electrode structure in which unit cells alternately laminated and laminated are laminated Assemblies have also been developed.

이러한 이차전지는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-In HEV) 등의 고출력을 요하는 동력원으로 주목 받고 있으며, 이러한 추세에 부응하여 전지의 규격이 확장되고 있다.Such secondary batteries are attracting attention as power sources requiring high output such as electric vehicles (EV), hybrid electric vehicles (HEV), and plug-in hybrid electric vehicles (Plug-In HEVs). In response to this tendency, It is expanding.

특히, 고출력을 요하는 중대형 이차전지의 경우, 전지가 장착되는 디바이스의 내부 공간을 고려하여 직사각형의 판상의 전지가 주로 사용되고 있으며, 이때 폭 대비 길이가 늘어난 판상형 전지셀들이 주로 사용된다. Particularly, in the case of a middle- or large-sized secondary battery requiring high output, a rectangular plate-shaped battery is mainly used in consideration of an internal space of a device on which the battery is mounted. In this case, plate-

일반적으로 이러한 판상형 전지셀의 제조시, 판상형 집전체에 전극활물질이 균일하게 코팅되고, 전극활물질이 코팅되어 있지 않은 전극 탭은 전극리드에 연결된다. 이렇게 제조된 전지셀은, 충방전시, 저항이 낮은 전극 탭 부위에서 활발한 전류의 이동이 일어나므로, 전극 탭에서부터 원거리의 있는 전극활물질에 비해 전극 탭 부근의 전극활물질이 더 많이 이용된다. 이러한 전극활물질의 편향된 사용은 전극의 조기 퇴화를 유발하여 수명을 단축시키고, 안정된 출력을 저해하는 요인으로 작용하고 있다. 전지셀이 고용량화 되어 에너지 밀도가 증가할수록, 이는 더욱 심각한 문제로 대두되고 있다.Generally, in manufacturing such a plate-shaped battery cell, the electrode active material is uniformly coated on the plate-shaped current collector, and the electrode tabs on which the electrode active material is not coated are connected to the electrode lead. In the battery cell thus manufactured, an active current is actively transferred from the electrode tab to the electrode tab at a lower resistance, so that the electrode active material in the vicinity of the electrode tab is used more than the electrode active material at a distance from the electrode tab. The use of such an electrode active material biased leads to premature degradation of the electrode, shortening the life span and inhibiting the stable output. As battery cells become larger and energy density increases, this is becoming a more serious problem.

따라서, 상기의 문제점을 극복할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, a need exists for a technique capable of overcoming the above problems.

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

본 출원의 발명자들은 다양한 실험과 심도 있는 연구를 거듭한 끝에, 집접체에 활물질 코팅부의 로딩량이 전극 탭 쪽으로 증가하는 구조로 이루어진 전극조립체를 개발하게 되었고, 이러한 전극조립체를 사용하는 경우, 소망하는 효과를 달성할 수 있는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. The inventors of the present application have made various experiments and in-depth studies, and have developed an electrode assembly having a structure in which the amount of loading of the active material coating portion increases toward the electrode tab in a collector body. When such an electrode assembly is used, And the present invention has been accomplished.

따라서, 본 발명은, 양극, 음극, 및 상기 양극 및 음극 사이에 개재된 분리막을 포함하는 전극조립체에 있어서, 상기 양극과 음극은 판상형 집전체의 일면 또는 양면에 활물질 코팅부를 포함하고, 집전체의 일측 단부에 전극활물질이 코팅되지 않은 전극 탭이 형성되어 있으며; 상기 양극과 음극 중의 적어도 하나의 전극은, 활물질 코팅부의 로딩량이 전극 탭 쪽으로 증가하는 구조로 이루어져 있다.Accordingly, the present invention provides an electrode assembly comprising a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, wherein the positive electrode and the negative electrode include an active material coating portion on one surface or both surfaces of the plate- An electrode tab is formed at one end of the electrode tab, the electrode tab is not coated with the electrode active material; At least one of the positive electrode and the negative electrode has a structure in which the loading amount of the active material coating portion increases toward the electrode tab.

즉, 본 발명에 따른 전극조립체는 활물질 코팅부의 로딩량이 전극 탭 쪽으로 증가하는 구조로 이루어져 있는 바, 전극의 편향된 사용을 방지하고, 활발한 전류의 이동이 일어나는 전극 탭 부위가 부분적으로 조기 퇴화되는 문제점을 최소화할 수 있다. That is, since the electrode assembly according to the present invention has a structure in which the loading amount of the active material coating portion increases toward the electrode tab, it prevents the electrode from being used in a deflected manner, and partially deteriorates the electrode tab portion where the active current is moved. Can be minimized.

상기 양극의 전극 탭과 음극의 전극 탭은 서로 대향하여 전극조립체의 양측 단부에 각각 형성될 수 있다. 그러나, 전지케이스의 형상 및 제조 목적에 따라, 상기 양극의 전극 탭과 음극의 전극 탭은 동일한 방향을 향하도록 전극조립체의 일측 단부에 함께 형성될 수도 있다. The electrode tabs of the anode and the electrode tabs of the cathode may be formed at opposite ends of the electrode assembly facing each other. However, depending on the shape and manufacturing purpose of the battery case, the electrode tabs of the positive electrode and the electrode tabs of the negative electrode may be formed together at one end of the electrode assembly so as to face in the same direction.

상기 활물질 로딩량은 코팅의 두께 및 밀도 등에 의해서 다양하게 조절될 수 있다. 하나의 구체적인 예에서, 상기 활물질 코팅부의 임의의 위치에서 코팅의 밀도가 동일하며, 로딩량에 따라 코팅 두께가 다르게 형성될 수 있다. 이러한 구조에서, 상기 코팅 두께는 전극 탭을 기준으로 한 임의의 위치에서 집전체의 폭방향으로 동일하고, 전극 탭 쪽으로 증가하도록 형성될 수 있다. The loading amount of the active material can be variously adjusted depending on the thickness and density of the coating. In one specific example, the density of the coating at any position of the active material coating portion is the same, and the coating thickness may be formed differently depending on the loading amount. In this structure, the coating thickness may be formed to be the same in the width direction of the current collector at any position relative to the electrode tab, and to increase toward the electrode tab.

이때, 상기 전극 탭의 인접 부위에서 코팅 두께는, 전지의 출력, 전지셀의 작동시, 전극 탭 부위에 전류의 흐름에 의해 발생하는 저항, 및 전지의 부피 등을 고려하여 결정될 수 있으며, 대향측 단부 부위의 코팅 두께에 대해 110% 내지 300%, 상세하게는 130% 내지 200% 범위일 수 있다. At this time, the coating thickness at the adjacent portion of the electrode tab may be determined in consideration of the output of the battery, the operation of the battery cell, the resistance caused by the current flow at the electrode tab portion, the volume of the battery, May range from 110% to 300%, in particular from 130% to 200%, of the coating thickness of the end portion.

상기 범위를 벗어나서 그 두께가 110% 미만인 경우, 전지의 작동시, 전극 탭에서부터 원거리에 있는 전극활물질에 비해 전극 탭의 인접 부위에서 전극활물질이 더 많이 이용되어 전극의 조기 퇴화를 유발할 수 있고, 300%를 초과하는 경우, 과도한 두께 차이에 의한 전극조립체의 형상이 비대칭화되고 제조공정이 용이하지 않을 수 있으므로 바람직하지 않다. 마찬가지로, 상기 음극단자의 폭은 음극의 권취 길이 대비 1% 내지 10%일 수 있다.If the thickness is less than 110%, the electrode active material is more likely to be used at the adjacent portion of the electrode tab than the electrode active material at a distance from the electrode tab during operation of the battery, leading to premature degradation of the electrode. %, The shape of the electrode assembly due to the excessive thickness difference may be asymmetric and the manufacturing process may not be easy, which is not preferable. Similarly, the width of the negative terminal may be 1% to 10% of the winding length of the negative electrode.

또 다른 구체적인 예에서, 상기 활물질 코팅부의 임의의 위치에서 코팅 두께가 동일하며, 로딩량에 따라 코팅 밀도가 다르도록 형성될 수 있고, 구체적으로 코팅 밀도는 전극 탭 쪽으로 증가하도록 형성될 수 있다. In another specific example, the coating thickness may be the same at any position of the active material coating portion, may be formed to have a different coating density depending on the loading amount, and specifically, the coating density may be formed to increase toward the electrode tab.

이때, 상기 전극 탭의 인접 부위에서 코팅 밀도는, 전지의 출력, 전지셀의 작동시 전극 탭 부위에 전자의 흐름에 의해 발생하는 저항, 및 전지의 부피 등을 고려하여 결정될 수 있으며, 대향측 단부 부위의 코팅 밀도에 대해 110% 내지 300%, 상세하게는 130% 내지 200% 범위일 수 있다. At this time, the coating density at the adjacent portion of the electrode tab may be determined in consideration of the output of the battery, the resistance generated by the flow of electrons at the electrode tab portion in operation of the battery cell, the volume of the battery, May range from 110% to 300%, in particular from 130% to 200%, relative to the coating density of the region.

상기 범위를 벗어나서, 그 밀도가 110% 미만인 경우, 전지셀의 작동시 전극 탭에서부터 원거리의 있는 전극활물질에 비해 전극 탭의 인접 부위에서 전극활물질이 더 많이 이용되어 전극의 조기 퇴화를 유발할 수 있고, 300%를 초과하는 경우, 전지셀의 작동시 과도한 밀도 차이에 의해 전극 탭의 인접 부위에 발생하는 과도한 전자의 흐름에 의해 높은 저항이 발생하여 폭발의 위험성이 있으며, 활물질을 고밀도로 압축하는 추가적인 공정 및 비용이 발생하는 바 바람직하지 않다. If the density is less than 110%, the electrode active material is more likely to be used at the adjacent portion of the electrode tab than the electrode active material ranging from the electrode tab at the time of operation of the battery cell, leading to premature degradation of the electrode, If it exceeds 300%, there is a risk of explosion due to excessive resistance due to excessive flow of electrons generated in the adjacent portion of the electrode tab due to an excessive density difference in the operation of the battery cell, and an additional process for compressing the active material at a high density And costs are incurred.

또 다른 구체적인 예에서, 전극조립체는, 전극 탭을 기준으로, 상기 전극 탭으로부터 동일한 이격 거리에서 로딩량은 동일하게 형성될 수 있다. 하나의 예에서, 상기 로딩량에 따른 코팅 두께 또는 코팅 밀도는 전극 탭을 기준으로 방사형 등고선 구조로 형성되어 증감될 수 있다. 고출력 전지의 경우, 상술한 것과 같이, 판상형 전지의 규격이 확대됨으로써, 판상형 전지의 길이 방향으로 발생하는 전극의 편향된 사용에 의한 부분적 조기 퇴화 현상이, 폭 방향으로도 일어나고, 이러한 문제점을 최소화하기 위해, 코팅 두께 또는 코팅 밀도가 전극 탭을 기준으로 방사형 등고선 구조로 변화할 수 있다. In another specific example, the electrode assembly may have the same amount of loading at the same distance from the electrode tab, with respect to the electrode tab. In one example, the coating thickness or coating density according to the amount of loading may be increased or decreased by forming a radial contour structure on the basis of the electrode tab. As described above, in the case of a high-output battery, the specification of the plate-shaped battery is enlarged, so that the partial early degradation phenomenon due to the biased use of the electrode generated in the longitudinal direction of the plate-shaped battery occurs in the width direction. , The coating thickness or coating density can change to a radial contour structure with respect to the electrode tab.

본 발명에 따른 전극조립체의 또 다른 구체적인 예에서, 상기 양극과 음극은 각각 활물질 코팅부의 로딩량이 전극 탭 쪽으로 증가하는 구조로 이루어져 있고, 임의의 위치에서 음극 활물질 코팅부의 로딩량은 양극 활물질 코팅부의 로딩량과 동일하거나 그보다 크게 형성될 수 있다. 이러한 구성에 의해, 음극에서의 리튬 석출에 의한 단락 가능성을 최소할 수 있다. In another specific example of the electrode assembly according to the present invention, the positive electrode and the negative electrode each have a structure in which the loading amount of the active material coating portion increases toward the electrode tab, and the loading amount of the negative electrode active material coating portion at any position Or larger than the above-mentioned amount. With this configuration, the possibility of short circuit due to lithium precipitation in the cathode can be minimized.

그 밖의 본 발명의 전지셀에 포함되는 기타 성분에 대해서는 이하에서 설명한다.Other components included in the other battery cells of the present invention will be described below.

상기 양극은 양극용 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라서는 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.The positive electrode is prepared by applying a mixture of a positive electrode active material, a conductive material and a binder on a positive electrode current collector, followed by drying and pressing. If necessary, a filler may be further added to the mixture.

상기 양극용 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극용 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테리인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다. The collector for a positive electrode generally has a thickness of 3 to 500 mu m. The positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing a chemical change in the battery. For example, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, The surface of the steel may be surface treated with carbon, nickel, titanium, silver, or the like. The current collector may have fine irregularities on the surface thereof to increase the adhesive force of the cathode active material, and various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric are possible.

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 = 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; LiNixMn2-xO4로 표현되는 스피넬 구조의 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 = 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 and LiMnO 2 ; Lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 and Cu 2 V 2 O 7 ; 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); A lithium manganese composite oxide having a spinel structure represented by LiNi x Mn 2-x O 4 ; 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 상기 음극 활물질을 도포, 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라 상기에서와 같은 도전재, 바인더, 충진제 등이 선택적으로 더 포함될 수 있다.The negative electrode is prepared by coating, drying and pressing the negative electrode active material on the negative electrode current collector, and may optionally further include a conductive material, a binder, a filler, and the like as described above.

상기 음극용 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극용 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The collector for a negative electrode is generally made to have a thickness of 3 to 500 mu m. Such a current collector for a negative electrode is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery. For example, copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, copper or stainless steel Surface-treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like, aluminum-cadmium alloy, or the like can be used. In addition, like the positive electrode collector, fine unevenness can be formed on the surface to enhance the bonding force of the negative electrode active material, and it can be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams and nonwoven fabrics.

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

상기 전극조립체와 함께 전지케이스에 수용되는 전해액은, 비수 전해액과 리튬염으로 이루어져 있는 리튬염 함유 비수 전해액일 수 있고, 이때, 비수 전해액으로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용되지만 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The electrolyte solution contained in the battery case together with the electrode assembly may be a lithium salt-containing nonaqueous electrolyte solution comprising a nonaqueous electrolyte solution and a lithium salt. The nonaqueous electrolyte solution may be a nonaqueous organic solvent, an organic solid electrolyte, But are not limited to these.

상기 비수계 유기용매로는, 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 non-aqueous organic solvent 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 중합제 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, A polymer containing an ionic dissociation group and the like may 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, (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 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate and imide.

또한, 상기 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 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene Carbonate), PRS(Propene sultone) 등을 더 포함시킬 수 있다.For the purpose of improving the charge-discharge characteristics and the flame retardancy, the electrolytic solution may contain at least one selected from the group consisting of pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, glyme, N, N-substituted imidazolidine, ethylene glycol dialkyl ether, ammonium salt, pyrrole, 2-methoxyethanol, aluminum trichloride and the like may be added have. In some cases, halogen-containing solvents such as carbon tetrachloride and ethylene trifluoride may be further added to impart nonflammability. In order to improve the high-temperature storage characteristics, carbon dioxide gas may be further added. FEC (Fluoro-Ethylene Carbonate, PRS (Propene sultone), and the like.

예를 들어, LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiN(SO2CF3)2 등의 리튬염을, 고유전성 용매인 EC 또는 PC의 환형 카보네이트와 저점도 용매인 DEC, DMC 또는 EMC의 선형 카보네이트의 혼합 용매에 첨가하여 전해액을 제조할 수 있다.For example, a lithium salt such as LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , or LiN (SO 2 CF 3 ) 2 is mixed with a cyclic carbonate of EC or PC as a high-dielectric solvent and a linear carbonate such as DEC, DMC or EMC To the mixed solvent to prepare an electrolytic solution.

본 발명은 또한, 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀을 제공한다.The present invention also provides a battery cell in which an electrode assembly is embedded in a battery case together with an electrolyte solution.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전지케이스는 원통형 케이스이고, 양극단자는 원통형 케이스의 개방 상단에 장착되는 캡 어셈블리에 직접 접속되어 있으며, 음극단자는 원통형 케이스의 내면에 직접 접속되어 있는 구조일 수 있다.In one specific example, the battery case may be a cylindrical case, the cathode terminal may be directly connected to the cap assembly mounted at the open upper end of the cylindrical case, and the cathode terminal may be directly connected to the inner surface of the cylindrical case.

또 다른 구체적인 예에서, 상기 전지케이스는 각형 케이스이고, 양극단자와 음극단자는 원통형 케이스의 개방 상단에 장착되는 탑 플레이트의 각각의 단자 접속부들에 직접 접속되어 있는 구조일 수 있다.In another specific example, the battery case may be a rectangular case, and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal may be directly connected to the respective terminal connecting portions of the top plate mounted on the open upper end of the cylindrical case.

경우에 따라서는, 상기 전지케이스가 파우치형 케이스이고, 양극단자와 음극단자는 파우치형 케이스의 외부에 장착되는 보호회로 부재의 각각의 단자 접속부들에 직접 접속되어 있는 구조일 수 있다. 특히, 상기 파우치형 전지케이스는 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있고, 상세하게는 금속층이 Al인 알루미늄 라미네이트 시트로 이루어질 수 있다.In some cases, the battery case may be a pouch-type case, and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal may be directly connected to the respective terminal connection portions of the protection circuit member mounted on the outside of the pouch-shaped case. In particular, the pouch-shaped battery case may be formed of a laminate sheet including a metal layer and a resin layer, and more particularly, an aluminum laminate sheet whose metal layer is Al.

본 발명은 또한, 상기 전지셀을 전원으로 포함하는 디바이스를 제공한다.The present invention also provides a device including the battery cell as a power source.

이러한 상기 디바이스의 구체적인 예로는, 모바일 전자기기(mobile device), 웨어러블 전자기기(wearable device), 전지적 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart); 전력 저장 장치(Energy Storage System)일 수 있다.Specific examples of such a device include a mobile device, a wearable device, a power tool powered by an electric motor, and the like. An electric vehicle including an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), and the like; An electric motorcycle including an electric bike (E-bike) and an electric scooter (E-scooter); An electric golf cart; And may be an energy storage system (Energy Storage System).

상기 디바이스의 제조방법은 당업계에 공지되어 있는 바, 본 명세서에서는 설명을 생략한다.The manufacturing method of the device is well known in the art, and a description thereof will be omitted herein.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전극조립체는, 동일 전극 내에서의 활물질 이용의 불균형을 해소하여 전극의 편향된 사용을 방지함으로써 안정된 출력을 구현할 뿐만 아니라, 전지의 수명을 연장할 수 있음을 확인할 수 있었다INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the electrode assembly according to the present invention can solve the unbalanced use of the active material in the same electrode to prevent the electrode from being used in a deflected manner, thereby realizing stable output and prolonging the life of the battery. I could

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체의 모식도이다;
도 2은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 전극조립체의 모식도이다;
도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 전극조립체의 모식도이다;
도 4은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 양극의 모식도이다.
1 is a schematic diagram of an electrode assembly according to one embodiment of the present invention;
2 is a schematic diagram of an electrode assembly according to another embodiment of the present invention;
3 is a schematic view of an electrode assembly according to another embodiment of the present invention;
4 is a schematic diagram of an anode according to another embodiment of the present invention.

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

도 1은 본 발명의 하나의 실시예 따른 전극조립체(100)의 모식도이다1 is a schematic diagram of an electrode assembly 100 in accordance with one embodiment of the present invention

도 1를 함께 참조하면, 양극(110)의 전극 탭(113)과 음극(120)의 전극 탭(123)은 서로 대향하여 전극조립체(100)의 양측 단부에 각각 형성되어 있다. 양극(110)은 판상형 집전체(111)의 양면에 양극활물질 코팅부(112)를 포함하고, 집전체(111)의 일측 단부에 활물질이 코팅되지 않은 전극 탭(113)이 형성되어 있다. 또한, 활물질 코팅부(112)의 임의의 위치에서 코팅 밀도가 동일하며, 코팅 두께는 전극 탭(113)을 기준으로 한 임의의 위치에서 집전체(111)의 폭방향(도 1을 볼 때, 도면의 전면과 후면을 상호 연결하는 방향)으로 동일하고, 코팅 두께는 전극 탭(113) 쪽으로 증가한다. 따라서, 양극 활물질 코팅부(112)의 로딩량이 전극 탭(113) 쪽으로 증가하는 구조이다. 1, the electrode tabs 113 of the anode 110 and the electrode tabs 123 of the cathode 120 are formed at opposite end portions of the electrode assembly 100 so as to face each other. The anode 110 includes a cathode active material coating portion 112 on both sides of the plate-like current collector 111 and an electrode tab 113 having no active material coated on one end of the current collector 111 is formed. In addition, the coating density is the same at any position of the active material coating portion 112, and the coating thickness is set to a predetermined value in the width direction of the current collector 111 (in FIG. 1, The direction in which the front and back sides of the drawing are interconnected), and the coating thickness increases toward the electrode tabs 113. [ Therefore, the loading amount of the cathode active material coating portion 112 increases toward the electrode tab 113. [

마찬가지로, 음극(120)은 판상형 집전체(121)의 양면에 음극활물질 코팅부(122)를 포함하고, 집전체(121)의 일측 단부에 활물질이 코팅되지 않은 전극 탭(123)이 형성되어 있다. 또한, 활물질 코팅부(122)의 임의의 위치에서 코팅 밀도가 동일하며, 코팅 두께는 전극 탭(123)을 기준으로 한 임의의 위치에서 집전체(121)의 폭방향으로 동일하고, 코팅 두께는 전극 탭(123) 쪽으로 증가한다. 따라서, 음극 활물질 코팅부(122)의 로딩량이 전극 탭(123) 쪽으로 증가하는 구조이다. Similarly, the cathode 120 includes an anode active material coating portion 122 on both sides of the plate-like current collector 121, and an electrode tab 123 not coated with an active material is formed at one end of the current collector 121 . The coating density is the same at any position of the active material coating portion 122 and the coating thickness is the same in the width direction of the current collector 121 at an arbitrary position with respect to the electrode tab 123, And increases toward the electrode tab 123. Accordingly, the loading amount of the negative electrode active material coating portion 122 increases toward the electrode tab 123.

또한, 전극 탭(113, 123)의 인접 부위에서 코팅의 두께는 대향측 단부의 코팅의 두께에 대해 110% 내지 300% 범위에 있다.In addition, the thickness of the coating in the vicinity of the electrode tabs 113 and 123 is in the range of 110% to 300% with respect to the thickness of the coating at the opposite end.

도 2는 본 발명의 또다른 실시예 따른 전극조립체(200)의 모식도이다.2 is a schematic diagram of an electrode assembly 200 according to another embodiment of the present invention.

도 2를 함께 참조하면, 양극(210)의 전극 탭(213)과 음극(220)의 전극 탭(223)은 서로 대향하여 전극조립체(200)의 양측 단부에 각각 형성되어 있다. 양극(210)은 판상형 집전체(211)의 양면에 양극활물질 코팅부(212)를 포함하고, 집전체(211)의 일측 단부에 활물질이 코팅되지 않은 전극 탭(213)이 형성되어 있다. 또한, 활물질 코팅부(212)의 임의의 위치에서 코팅 두께가 동일하며, 코팅 두께는 전극 탭(213)을 기준으로 한 임의의 위치에서 집전체(211)의 폭방향으로 동일하고, 코팅 밀도는 전극 탭(213) 쪽으로 증가한다. 따라서, 양극 활물질 코팅부(212)의 로딩량이 전극 탭(213) 쪽으로 증가하는 구조이다.Referring to FIG. 2, the electrode tab 213 of the anode 210 and the electrode tab 223 of the cathode 220 are formed at opposite ends of the electrode assembly 200 facing each other. The anode 210 includes a cathode active material coating portion 212 on both sides of the plate-like current collector 211 and an electrode tab 213 having no active material coated on one end of the current collector 211. The coating thickness is the same at any position of the active material coating portion 212 and the coating thickness is the same in the width direction of the current collector 211 at an arbitrary position with respect to the electrode tab 213, And increases toward the electrode tab 213 side. Accordingly, the amount of loading of the cathode active material coating portion 212 increases toward the electrode tab 213.

마찬가지로, 음극(220)은 판상형 집전체(221)의 양면에 음극활물질 코팅부(222)를 포함하고, 집전체(221)의 일측 단부에 활물질이 코팅되지 않은 전극 탭(223)이 형성되어 있다. 또한, 활물질 코팅부(222)의 임의의 위치에서 코팅 두께가 동일하며, 코팅 두께는 전극 탭(223)을 기준으로 한 임의의 위치에서 집전체(221)의 폭방향으로 동일하고, 코팅 밀도는 전극 탭(223) 쪽으로 증가한다. 따라서, 음극 활물질 코팅부(222)의 로딩량이 전극 탭(223) 쪽으로 증가한다.Similarly, the cathode 220 includes an anode active material coating portion 222 on both sides of the plate-like current collector 221, and an electrode tab 223 having no active material coated on one end of the current collector 221 is formed . The coating thickness is the same at any position of the active material coating portion 222 and the coating thickness is the same in the width direction of the current collector 221 at an arbitrary position with respect to the electrode tab 223, And increases toward the electrode tab 223. Accordingly, the loading amount of the negative electrode active material coating portion 222 increases toward the electrode tab 223.

또한, 전극 탭(213, 223)의 인접 부위에서 코팅의 밀도는 대향측 단부의 코팅의 두께에 대해 110% 내지 300% 범위에 있다.In addition, the density of the coating in the vicinity of the electrode tabs 213, 223 is in the range of 110% to 300% with respect to the thickness of the coating at the opposite end.

도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 전극조립체의 모식도이다. 3 is a schematic view of an electrode assembly according to another embodiment of the present invention.

도 3를 함께 참조하면, 양극(310)의 전극 탭(313)과 음극(320)의 전극 탭(323)은 서로 대향하여 전극조립체(300)의 양측 단부에 각각 형성되어 있다. 양극(310)은 판상형 집전체(311)의 양면에 양극활물질 코팅부(312)를 포함하고, 집전체(311)의 일측 단부에 활물질이 코팅되지 않은 전극 탭(313)이 형성되어 있다. 또한, 활물질 코팅부(312)의 임의의 위치에서 코팅 밀도가 동일하며, 코팅 두께는 전극 탭(313_을 기준으로 한 임의의 위치에서 집전체(311)의 폭방향으로 동일하고, 코팅 두께는 전극 탭(313) 쪽으로 증가한다. 따라서, 양극 활물질 코팅부(312)의 로딩량이 전극 탭(313) 쪽으로 증가하는 구조이다. 3, the electrode tabs 313 of the anode 310 and the electrode tabs 323 of the cathode 320 are formed at both ends of the electrode assembly 300 facing each other. The anode 310 includes a cathode active material coating portion 312 on both sides of the plate-like current collector 311 and an electrode tab 313 having no active material coated on one end of the current collector 311 is formed. The coating density is the same at any position of the active material coating portion 312 and the coating thickness is the same in the width direction of the current collector 311 at an arbitrary position with respect to the electrode tab 313_, The amount of loading of the positive electrode active material coating portion 312 is increased toward the electrode tab 313. In this case,

마찬가지로, 음극(320)은 판상형 집전체(321)의 양면에 음극활물질 코팅부(322)를 포함하고, 집전체(321)의 일측 단부에 활물질이 코팅되지 않은 전극 탭(323)이 형성되어 있다. 또한, 활물질 코팅부(322)의 임의의 위치에서 코팅 밀도가 동일하며, 코팅 두께는 전극 탭(323)을 기준으로 한 임의의 위치에서 집전체(321)의 폭방향으로 동일하고, 코팅 두께는 전극 탭(323) 쪽으로 증가한다. 따라서, 음극 활물질 코팅부(322)의 로딩량이 전극 탭(323) 쪽으로 증가하는 구조이다. Similarly, the cathode 320 includes an anode active material coating portion 322 on both sides of the plate-like current collector 321, and an electrode tab 323 having no active material coated on one end of the current collector 321 is formed . The coating density is the same at any position of the active material coating portion 322 and the coating thickness is the same in the width direction of the current collector 321 at an arbitrary position with respect to the electrode tab 323, And increases toward the electrode tab 323. Accordingly, the loading amount of the negative electrode active material coating portion 322 increases toward the electrode tab 323.

또한, 전극 탭(313, 323)의 인접 부위에서 코팅의 두께는 대향측 단부의 코팅의 두께에 대해 110% 내지 300% 범위에 있고, 임의의 위치에서 음극 활물질 코팅부(322)의 로딩량은 양극 활물질 코팅부(312)의 로딩량과 동일하거나 그보다 크다. The thickness of the coating in the vicinity of the electrode tabs 313 and 323 is in the range of 110% to 300% with respect to the thickness of the coating at the opposite end, and the loading amount of the anode active material coating portion 322 at any position is Is equal to or greater than the loading amount of the cathode active material coating portion (312).

이처럼, 임의의 위치에서 음극 활물질 코팅부의 로딩량이 양극 활물질 코팅부의 로딩량과 동일하거나 그보다 큰 구성은 도 2에 나타난 실시예에도 적용될 수 있다. As described above, the configuration in which the loading amount of the negative electrode active material coating portion at an arbitrary position is equal to or larger than the loading amount of the positive electrode active material coating portion is also applicable to the embodiment shown in FIG.

도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 양극의 모식도이다. 4 is a schematic diagram of a cathode according to another embodiment of the present invention.

도 4를 함께 참조하면, 양극(410)은 판상형 집전체의 양면에 양극활물질 코팅부(412)를 포함하고, 집전체의 일측 단부에 활물질이 코팅되지 않은 전극 탭(413)이 형성되어 있다. 또한, 전극 탭(413)을 기준으로, 전극 탭(413)으로부터 동일한 이격 거리에서 로딩량은 동일하고, 로딩량에 따른 코팅 두께 또는 코팅 밀도는 전극 탭(413)을 기준으로 방사형 등고선(420, 421, 422, 423, 424) 구조를 이루며 전극 탭(413) 쪽으로 완만한 구배를 이루며 증가한다. 또한, 전극 탭(413)의 인접 부위의 로딩량은 대향측 단부의 로딩량에 대해 110% 내지 300% 범위에 해당한다. 4, the anode 410 includes a cathode active material coating portion 412 on both sides of the plate-like current collector, and an electrode tab 413 is formed on one end of the current collector without coating the active material. The coating amount or the coating density according to the amount of loading is the same as that of the electrode tab 413 with respect to the electrode tab 413 in the radial contour lines 420, 421, 422, 423, and 424, and gradually increases toward the electrode tab 413. The loading amount of the adjacent portion of the electrode tab 413 corresponds to the range of 110% to 300% with respect to the loading amount of the opposite side end portion.

이처럼, 로딩량에 따른 코팅 두께 또는 코팅 밀도는 전극 탭을 기준으로 방사형 등고선 구조를 이루며 전극 탭쪽으로 완만한 구배를 이루며 증가하는 구조는 음극에도 적용된다(도시하지 않음). As such, the coating thickness or coating density depending on the loading amount forms a radial contour structure with respect to the electrode tab, and a gentle gradient toward the electrode tab increases and the structure is also applied to the cathode (not shown).

본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 가하는 것이 가능할 것이다.It will be understood by those of ordinary skill 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 (17)

양극, 음극, 및 상기 양극 및 음극 사이에 개재된 분리막을 포함하는 전극조립체에 있어서,
상기 양극과 음극은 판상형 집전체의 일면 또는 양면에 활물질 코팅부를 포함하고, 집전체의 일측 단부에 전극활물질이 코팅되지 않은 전극 탭이 형성되어 있으며;
상기 양극과 음극 중의 적어도 하나의 전극은, 활물질 코팅부의 로딩량이 전극 탭 쪽으로 증가하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체.
An electrode assembly comprising a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode,
The positive electrode and the negative electrode include an active material coated portion on one side or both sides of the plate-shaped current collector, and an electrode tab is formed on one end of the current collector without coating the electrode active material;
Wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode has a structure in which a loading amount of the active material coating portion increases toward the electrode tab.
제 1 항에 있어서, 상기 양극의 전극 탭과 음극의 전극 탭은 서로 대향하여 전극조립체의 양측 단부에 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly according to claim 1, wherein the electrode tabs of the positive electrode and the electrode tabs of the negative electrode are formed at opposite ends of the electrode assembly facing each other. 제 1 항에 있어서, 상기 양극의 전극 탭과 음극의 전극 탭은 동일한 방향을 향하며 전극조립체의 일측 단부에 함께 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly according to claim 1, wherein the electrode tabs of the anode and the electrode tabs of the cathode are formed together at one side of the electrode assembly facing in the same direction. 제 1 항에 있어서, 상기 활물질 코팅부의 임의의 위치에서 코팅 밀도가 동일하며, 로딩량에 따라 코팅 두께가 다른 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly according to claim 1, wherein the coating density is the same at any position of the active material coating portion, and the coating thickness is different according to the loading amount. 제 4 항에 있어서, 상기 코팅 두께는 전극 탭을 기준으로 한 임의의 위치에서 집전체의 폭방향으로 동일한 것을 특징으로 하는 전극조립체.5. The electrode assembly of claim 4, wherein the coating thickness is the same in the width direction of the current collector at any location relative to the electrode tab. 제 4 항에 있어서, 상기 코팅 두께는 전극 탭 쪽으로 증가하는 것을 특징으로 하는 전극조립체.5. The electrode assembly of claim 4, wherein the coating thickness increases toward the electrode tab. 제 6 항에 있어서, 상기 전극 탭의 인접 부위에서 코팅 두께는 대향측 단부 부위의 코팅 두께에 대해 110% 내지 300% 범위인 것을 특징으로 하는 전극조립체. 7. The electrode assembly of claim 6, wherein the coating thickness at adjacent portions of the electrode tab is in the range of 110% to 300% relative to the coating thickness of the opposite end portions. 제 6 항에 있어서, 상기 전극 탭의 인접 부위에서 코팅 두께는 대향측 단부의 코팅 두께에 대해 130% 내지 200% 범위인 것을 특징으로 하는 전극조립체. 7. The electrode assembly of claim 6, wherein the coating thickness at adjacent portions of the electrode tab is in the range of 130% to 200% relative to the coating thickness of the opposite end. 제 1 항에 있어서, 상기 활물질 코팅부의 임의의 위치에서 코팅 두께가 동일하며, 로딩량에 따라 코팅 밀도가 다른 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly according to claim 1, wherein the coating thickness is the same at an arbitrary position of the active material coating portion, and the coating density is different depending on the loading amount. 제 9 항에 있어서, 상기 활물질 코팅부의 코팅 밀도는 전극 탭 쪽으로 증가하는 것을 특징으로 하는 전극조립체.10. The electrode assembly of claim 9, wherein the coating density of the active material coating increases toward the electrode tab. 제 10 항에 있어서, 상기 전극 탭의 인접 부위에서 코팅 밀도는 대향측 단부 부위의 코팅 밀도에 대해 110% 내지 300% 범위인 것을 특징으로 하는 전극조립체. 11. The electrode assembly of claim 10, wherein the coating density at adjacent portions of the electrode tab is in the range of 110% to 300% relative to the coating density at the opposite end portions. 제 10 항에 있어서, 상기 전극 탭의 인접 부위에서 코팅 밀도는 대향측 단부 부위의 코팅 밀도에 대해 130% 내지 200% 범위인 것을 특징으로 하는 전극조립체. 11. The electrode assembly of claim 10, wherein the coating density at adjacent portions of the electrode tab is in the range of 130% to 200% relative to the coating density of the opposite end portions. 제 1 항에 있어서, 전극 탭을 기준으로, 상기 전극 탭으로부터 동일한 이격 거리에서 로딩량은 동일한 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly according to claim 1, wherein a loading amount is the same at the same distance from the electrode tabs with respect to the electrode tabs. 제 11 항에 있어서, 상기 로딩량에 따른 코팅 두께 또는 코팅 밀도는 전극 탭을 기준으로 방사형 등고선 구조를 나타내는 것을 특징으로 하는 전극조립체.12. The electrode assembly of claim 11, wherein the coating thickness or coating density according to the amount of loading represents a radial contour structure with respect to the electrode tab. 제 1 항에 있어서, 상기 양극과 음극은 각각 활물질 코팅부의 로딩량이 전극 탭 쪽으로 증가하는 구조로 이루어져 있고;
임의의 위치에서 음극 활물질 코팅부의 로딩량은 양극 활물질 코팅부의 로딩량과 동일하거나 그보다 큰 것을 특징으로 하는 전극조립체.
[3] The method of claim 1, wherein the positive electrode and the negative electrode each have a structure in which the loading amount of the active material coating portion increases toward the electrode tab;
Wherein a loading amount of the negative electrode active material coating portion at an arbitrary position is equal to or greater than a loading amount of the positive electrode active material coating portion.
제 1 항 또는 제 15 항에 따른 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1 or 15, wherein the electrode assembly is embedded in the battery case together with the electrolyte solution. 제 16 항에 따른 전지셀을 전원으로 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.A device according to claim 16, comprising a battery cell as a power source.
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