KR20170022589A - Electrode Assembly Comprising Unit Cell Sandwiched between Battery Elements - Google Patents

Electrode Assembly Comprising Unit Cell Sandwiched between Battery Elements Download PDF

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Abstract

The present invention relates to an electrode assembly comprising: two or more battery elements consisting of the type 1 unit cells in a stacked structure in which a separation membrane is interposed between a positive electrode plate and a negative electrode plate, and a separation film consecutively winding the type 1 unit cells; and one or more type 2 unit cells consisting of mono cells of a single electrode, or formed in a stacked structure in which the separation membrane is interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate. At least one of the battery elements has different planar surface areas. So, the electrode assembly is in a stacked structure in which the type 2 unit cells are interposed between the battery elements.

Description

전지 소자들 사이에 개재되어 있는 단위셀을 포함하는 전극조립체 {Electrode Assembly Comprising Unit Cell Sandwiched between Battery Elements}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an electrode assembly including a unit cell interposed between battery elements,

본 발명은 전지 소자들 사이에 개재되어 있는 단위셀을 포함하는 전극조립체에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode assembly comprising a unit cell interposed between battery elements.

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 분리필름을 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 positive (negative) electrode structure is folded by using a continuous long separating film has been developed.

한편, 휴대용 기기의 경박화 및 소형화 추세에 따라, 휴대용 기기 내부에서 이차전지가 차지하는 부피를 감소시키려는 노력이 있었다. 특히, 휴대용 기기의 모서리 부분 또는 곡면이 포함되는 부분에 사공간(dead space)을 감소시키기 위하여, 계단형 또는 곡면형과 같은 비정형(irregular)의 이차전지가 개발되기에 이르렀다.On the other hand, there has been an effort to reduce the volume occupied by the secondary battery in the portable device in accordance with the tendency toward miniaturization and miniaturization of the portable device. In particular, an irregular secondary battery such as a stepped or curved type has been developed in order to reduce dead space in a corner part or a curved part of a portable device.

우수한 성능을 가지는 스택/폴딩형 전극조립체를 이용하여 이러한 비정형의 이차전지를 개발하기 위한 노력이 있었다. 특히, 분리필름 상에 면적이 상이한 단위셀들을 배열 및 권취하여, 계단형의 스택/폴딩형 전극조립체를 제조하는 방법이 알려져 있다.Efforts have been made to develop such an atypical secondary battery using a stack / folding type electrode assembly having excellent performance. In particular, a method of manufacturing a stepped stack / folding type electrode assembly by arranging and winding unit cells having different areas on a separation film is known.

다만, 이러한 제조 방법은 스택/폴딩형 전극조립체의 특성 상 권취 과정에서, 면적이 상이한 단위셀들이 정위치에서 이탈하여 권취가 용이하지 않고, 불량률이 상승하는 문제가 있었다.However, such a manufacturing method has a problem in that, in the process of winding the stack / folding type electrode assembly on the characteristics, the unit cells having different areas deviate from the correct positions, and therefore, the winding is not easy and the defect rate increases.

따라서, 스택/폴딩형 구조의 전극조립체를 이용하여 계단형의 전극조립체를 제조하면서도, 불량률이 상승하지 않고, 전반적인 이차전지의 성능을 유지할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Accordingly, there is a high need for a technique capable of maintaining the performance of the overall secondary battery without increasing the defect rate, while manufacturing a stepped electrode assembly using the electrode assembly of the stack / folding structure.

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 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 평면상의 면적이 상이한 스택/폴딩형 구조의 전지 소자들을 2 이상 포함하고, 이러한 전지 소자들 사이에 단위셀이 개재되어 있는 적층 구조를 이루는 전극조립체를 이용하는 경우, 스택/폴딩형 구조의 전지 소자들을 이용하면서도 제조 공정 상 불량률을 감소시키고, 이차전지의 전반적인 성능이 향상됨을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application have conducted intensive research and various experiments, and have found that, as will be described later, the present invention includes two or more stacked / folded structure cell elements having different planar areas, It has been confirmed that the defective ratio in the manufacturing process is reduced and the overall performance of the secondary battery is improved by using the stacked and folded structure of the electrode assembly, and the present invention has been completed .

따라서, 본 발명에 따른 전극조립체는, 양극판 및 음극판 사이에 분리막이 개재되어 있는 적층 구조의 제 1 형 단위셀들과 상기 제 1 형 단위셀들을 연속적으로 권취한 분리필름으로 구성된 둘 이상의 전지 소자들; 및 단일 전극의 모노 셀로 이루어져 있거나, 또는 양극판 및 음극판 사이에 분리막이 개재되어 있는 적층 구조로 이루어진 하나 이상의 제 2 형 단위셀;을 포함하고 있고, 상기 전지 소자들 중의 적어도 하나는 평면상의 면적이 상이하며, 상기 전지 소자들 사이에 제 2 형 단위셀이 개재되어 있는 적층 구조를 이루고 있는 것을 특징으로 한다.Therefore, the electrode assembly according to the present invention is characterized in that it comprises a first type unit cell having a laminated structure in which a separator is interposed between a positive electrode plate and a negative electrode plate, and two or more battery elements composed of a separator film continuously winding the first type unit cells ; And at least one second type unit cell having a stack structure in which a separating film is interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and at least one of the battery elements has a different area on a plane And a second type unit cell is interposed between the battery elements.

즉, 본 발명은, 소위 스택/폴딩형 전극조립체로 알려진 상기 전지 소자들을 이용하여 신규한 구조의 전극조립체를 제조할 수 있다.That is, the present invention can manufacture the electrode assembly of a novel structure by using the above-described battery elements, which is known as a so-called stack / folding type electrode assembly.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전지 소자 하나에 포함되어 있는 제 1 형 단위셀들은 단면적이 실질적으로 동일하다. 따라서, 각각의 전지 소자를 제조할 때, 권취 과정에서 제 1 형 단위셀들이 정위치를 이탈하지 않으므로, 불량률을 감소시킬 수 있다.In one specific example, the first type unit cells included in one battery element are substantially equal in cross-sectional area. Therefore, when each battery element is manufactured, since the first type unit cells do not deviate from the predetermined position during the winding process, the defective rate can be reduced.

또한, 상기 전지 소자들 중 적어도 하나는 면적이 상이하므로, 계단형 구조의 전극조립체를 제조할 수 있다.Also, since at least one of the battery elements has a different area, an electrode assembly having a stepped structure can be manufactured.

상기 전극조립체에서 제 2 형 단위셀을 제외하고, 면적이 상이한 전지 소자들만을 적층하여 계단형 구조의 전극조립체를 제조하는 것도 가능하다. 다만, 상기 전지 소자들은 최외곽이 분리필름에 의해 감싸지는 구조를 이루고 있으므로, 전지 소자들만을 적층하는 경우, 서로 다른 전지 소자들의 분리필름과 분리필름이 대면하여 적층된다. 이와 같이, 분리필름과 분리필름이 대면하여 적층되면, 해당 부분에서 리튬 이온의 이동 거리가 증가하여 이차전지의 내부 저항이 증가하고, 불필요하게 두꺼운 분리필름 적층 부분에 의해 에너지 밀도가 감소하게 된다.It is also possible to manufacture the stepped structure electrode assembly by stacking only the battery elements having different areas except for the second type unit cell in the electrode assembly. However, since the outermost cell elements are wrapped by the separator film, when the cell elements alone are stacked, the separator films and the separator films of different cell elements are laminated to face each other. When the separating film and the separating film are stacked face to face, the moving distance of the lithium ion increases at the corresponding portion, so that the internal resistance of the secondary battery increases and the energy density decreases due to the unnecessarily thick laminated portion of the separating film.

따라서, 최외곽에 전극판이 노출되어 있는 제 2 형 단위셀을 전지 소자들 사이에 위치시키는 경우, 분리필름과 분리필름이 대면하여 적층되는 것을 방지할 수 있으므로, 이차전지의 내부 저항을 감소시키고, 전반적인 성능을 향상시키며, 분리필름 사이에 위치한 제 2 형 단위셀에 의해 에너지 밀도가 향상된다.Therefore, when the second type unit cell in which the electrode plate is exposed at the outermost position is positioned between the battery elements, it is possible to prevent the separation film and the separation film from being stacked face to face, thereby reducing the internal resistance of the secondary battery, The overall performance is improved and the energy density is improved by the second type unit cell located between the separation films.

한편, 상기 제 1 형 단위셀들은 전지 소자의 구체적인 형상에 따라 다양한 형태일 수 있으며, 하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 형 단위셀들은 양측 외곽의 전극판들의 극성이 동일한 바이셀(bi-cell)을 포함할 수 있다.The first type unit cells may have various shapes depending on the specific shape of the battery element. In one specific example, the first type unit cells may be formed of bi- ).

상세하게는, 상기 제 1 형 단위셀은 양측 외곽의 전극들이 각각 음극으로 이루어진 C형 바이셀일 수 있다.Specifically, the first type unit cell may be a C-type bi-cell having electrodes on both outer sides thereof as cathodes.

다른 예에서, 상기 제 1 형 단위셀은 양측 외곽의 전극들이 각각 양극으로 이루어진 A형 바이셀일 수 있다.In another example, the first type unit cell may be an A-type bi-cell having electrodes on both outer sides thereof as an anode.

또한, 상기 제 1 형 단위셀들은 양측 외곽의 전극판들의 극성이 상이한 풀셀(full cell)을 포함할 수 있다.In addition, the first type unit cells may include full cells having different polarities of electrode plates on both outer sides.

또한, 상기 제 1 형 단위셀들은 집전체의 일면에만 전극 활물질이 도포되어 있는 단면 전극판 또는 집전체의 양면에 전극 활물질이 도포되어 있는 양면 전극판을 포함할 수 있다.In addition, the first type unit cells may include a single-sided electrode plate coated with an electrode active material on only one surface of the current collector, or a double-sided electrode plate coated with an electrode active material on both surfaces of the current collector.

하나의 구체적인 예에서, 상기 제 2 형 단위셀은 모노 셀로 이루어져 있고, 상기 모노 셀은 집전체의 양면에 전극 활물질이 도포되어 있는 양면 전극판의 구조로 이루어질 수 있다.In one specific example, the second type unit cell is formed of a mono cell, and the mono cell may have a structure of a double-sided electrode plate having an electrode active material coated on both sides of the current collector.

상기 모노 셀 분리막과 전극판의 적층 구조가 아닌, 양면 전극판 자체이므로 공정 상 취급이 용이하다. Since the double-sided electrode plate itself is not a stacked structure of the mono cell separation membrane and the electrode plate, it is easy to handle in the process.

상기 제 2 형 단위셀은 바이셀 또는 풀셀 구조로 이루어질 수 있다. 상세하게는, 제 2 형 단위셀의 최외곽에 위치하는 전극판은 양면 전극판일 수 있다.The second type unit cell may have a bi-cell or a full cell structure. Specifically, the electrode plate located at the outermost portion of the second type unit cell may be a double-sided electrode plate.

상기 제 2 형 단위셀의 양면에 전극 활물질 층이 위치하고 있으므로, 그 양측에 위치하는 각각의 분리필름과 전극 활물질 층이 대면하게 되고, 따라서, 전극조립체의 내부 저항을 효과적으로 감소시키고, 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.Since the electrode active material layer is located on both sides of the second type unit cell, the respective separation films located on both sides of the electrode active material layer face each other, thereby effectively reducing the internal resistance of the electrode assembly and improving the energy density .

하나의 구체적인 예에서, 상기 전지 소자는, 분리필름의 일측에 전극 탭들이 돌출되도록 분리필름의 상면에 n개의 제 1 형 단위셀들이 탑재된 후 분리필름이 권취되며; 권취 이전의 전개 상태에서, 평면 상으로 상기 분리필름의 권취 개시점에 제 1 단위셀이 탑재되고, n개의 단위셀들의 권취 후 동일한 극성의 전극 탭들이 서로 동일한 방향에 위치할 수 있도록 제 n 단위셀까지 순차적으로 탑재되며, 상기 제 1 단위셀 및 제 2 단위셀은 단위셀 하나의 폭에 대응하는 간격으로 이격 부위를 두고 탑재되는 구조일 수 있다.In one specific example, the cell element has n pieces of first type unit cells mounted on a top surface of a separation film so that electrode taps protrude from one side of the separation film, and then a separation film is wound thereon; The first unit cell is mounted on the plane of the separating film at the time of winding up of the separating film, and after the n unit cells are wound, the electrode taps of the same polarity may be positioned in the same direction, Cells, and the first unit cells and the second unit cells may be mounted with spaced apart portions corresponding to the width of one unit cell.

상기 n은 2 내지 50 미만의 자연수이고, 상세하게는 3 내지 30 미만의 자연수일 수 있다. 상기 n이 50 이상인 경우, 분리필름을 권취 시 제 1 형 단위셀들이 정위치에서 이탈하여 불량률이 상승 할 수 있다.The n is a natural number of 2 to less than 50, and more specifically, it may be a natural number of 3 to less than 30. When n is 50 or more, the first type unit cells may be displaced from the predetermined position when the separation film is wound, and the defect rate may increase.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전지 소자들을 2개 내지 30개 포함하고, 상세하게는, 2개 내지 15개 포함할 수 있다. 상기 전지 소자들을 30개 초과하여 포함하는 경우, 전극조립체 제조 시 적층이 용이하지 않으며, 불량률이 상승할 수 있다.In one specific example, the battery element may include 2 to 30, and more specifically, 2 to 15 battery elements. When the number of the battery elements is more than 30, lamination is not easy in manufacturing the electrode assembly, and the defective rate may increase.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전극조립체의 외곽에 위치하는 전지 소자들은 적어도 하나의 단면 전극판을 포함할 수 있다.In one specific example, the battery devices located at the outer periphery of the electrode assembly may include at least one cross-sectional electrode plate.

상세하게는, 상기 전극조립체의 외곽에 위치하는 전지 소자들의 일측 외곽에는 단면 전극판이 위치하고, 다른 일측 외곽에는 양면 전극판이 위치하는 구조일 수 있다.Specifically, the electrode assembly may have a structure in which a single-sided electrode plate is located on one side of the battery devices located on the outer side of the electrode assembly, and a double-sided electrode plate is located on the other side of the battery device.

더욱 상세하게는, 상기 전극조립체의 양측 외곽에는 단면 전극판이 위치하는 구조일 수 있다.More specifically, the electrode assembly may have a structure in which a single-sided electrode plate is disposed on both outer sides of the electrode assembly.

전극조립체의 외곽에 위치하는 전극판은 대향 전극판과 대면하고 있지 않고, 외면을 향하기 때문에 이차전지의 용량 향상에 크게 기여하지 못한다. 따라서, 전극조립체의 양측 외곽에 단면 전극판을 위치시키면, 전극 활물질을 절감할 수 있고, 감소한 전극 활물질 층의 두께만큼 부피가 감소하여 전극조립체의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.The electrode plate located at the outer periphery of the electrode assembly does not face the counter electrode plate and faces the outer surface, so that the capacity of the secondary battery can not be greatly improved. Therefore, by positioning the electrode plate on both sides of the electrode assembly, the electrode active material can be saved and the volume of the electrode active material layer can be reduced by the thickness of the electrode active material layer, thereby improving the energy density of the electrode assembly.

또한, 전극조립체에 외력이 작용하는 경우, 외곽에 위치하는 단면 전극판의 외면, 즉, 전극 활물질 층이 아닌 집전체에 1차적인 충격이 가해지므로 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다.Further, when an external force acts on the electrode assembly, the primary impact is applied to the outer surface of the cross-section electrode plate located on the outer side, that is, the current collector rather than the electrode active material layer.

반면에, 상기 전극조립체의 외곽에 위치하는 전지 소자의 일측 외곽은 전극조립체의 내면을 향하고 있으며, 상세하게는, 제 2 형 단위셀과 대면하고 있으므로, 이차전지의 용량 향상에 기여할 수 있다. 또한 전극조립체의 내면을 향하고 있는 전지 소자의 부위는 전극조립체 전체로 볼 때는 내측에 해당하므로, 외력의 작용에 의한 위험 노출도 적다. 따라서, 이러한 부위에는 양면 전극판을 위치시켜 전극조립체의 용량을 향상 시킬 수 있다.On the other hand, the outer periphery of the battery element located at the outer periphery of the electrode assembly faces the inner surface of the electrode assembly, and more specifically, it faces the second type unit cell, thereby contributing to the capacity improvement of the secondary battery. Also, since the portion of the battery element facing the inner surface of the electrode assembly corresponds to the inner side when viewed from the entire electrode assembly, the risk exposure due to the action of external force is also small. Therefore, the capacity of the electrode assembly can be improved by positioning the double-sided electrode plate in such a region.

따라서, 하나의 구체적인 예에서, 상기 전극조립체는 3개 이상의 전지 소자들을 포함하고 있고, 전극조립체의 내부에 위치하는 전지 소자들에 포함되는 전극판들은 모두 양면 전극판일 수 있다.Accordingly, in one specific example, the electrode assembly includes three or more battery elements, and the electrode plates included in the battery elements located inside the electrode assembly may all be double-sided electrode plates.

한편, 상기 전자 소자들은 사용되는 디바이스의 공간 활용에 따라 그 크기 및 형상이 결정될 수 있으며, 하나의 구체적인 예에서, 상기 전지 소자들은 판상형 직육면체 및/또는 외면 중 적어도 일면에 곡선을 포함하는 판상형 입체 구조일 수 있다.Meanwhile, the size and shape of the electronic devices may be determined according to the space utilization of the device. In one specific example, the battery devices may include a plate-shaped three-dimensional structure having a curve on at least one surface of the plate- Lt; / RTI >

또한, 상기 전지 소자들 중 적어도 하나는 두께가 상이할 수 있다.Also, at least one of the battery elements may have a different thickness.

하나의 구체적인 예에서, 평면상의 면적이 상이한 전지 소자들 사이에 개재되는 상기 제 2 형 단위셀은, 양측에 대면하고 있는 전지 소자들 중 상대적으로 면적이 좁은 전지 소자와 평면상의 면적이 동일한 구조일 수 있다.In one specific example, the second type unit cell interposed between the battery elements having different planar areas has a structure in which the area of the planar phase is the same as that of the battery element having a relatively small area among the battery elements facing each other. .

또 다른 예에서, 평면상의 면적이 상이한 전지 소자들 사이에 개재되는 상기 제 2 형 단위셀은, 양측에 대면하고 있는 전지 소자들 중 상대적으로 면적이 넓은 전지 소자와 평면상의 면적이 동일한 구조일 수 있다.In another example, the second type unit cell interposed between the battery elements having different planar areas may have a structure in which the area of the planar area is the same as that of the battery element having a relatively large area among the battery elements facing each other have.

이와 같이, 상기 제 2 형 단위셀이 양측에 대면하는 전지 소자들 중 하나와 동일한 면적을 가지는 경우, 전지 소자들의 제조에 사용되는 제 1 형 단위셀을 제 2 형 단위셀로서 사용할 수 있으므로 단위셀 제조 공정이 간소화되고, 또한, 전지 소자들 사이에 개재 후 정위치에 적층되었는지 확인이 용이하므로, 제조 공정에 있어서 효율성을 향상시킬 수 있다.In the case where the second type unit cell has the same area as one of the cell elements facing both sides, the first type unit cell used for manufacturing the battery devices can be used as the second type unit cell, The manufacturing process is simplified, and it is easy to check whether the battery elements are stacked in the correct position after interposition, thereby improving the efficiency in the manufacturing process.

또 다른 예에서, 평면상의 면적이 상이한 전지 소자들 사이에 개재되는 상기 제 2 형 단위셀은, 양측에 대면하고 있는 전지 소자들 중 상대적으로 면적이 좁은 전지 소자보다 평면상의 면적이 크고 상대적으로 면적이 큰 전지 소자보다 평면상의 면적이 작은 크기를 가진 구조일 수 있다. 이러한 구조를 통해, 상기 제 2 형 단위셀의 적층 구조에 의해서도 상대적으로 작은 단차가 형성되고, 결국, 사공간을 더욱 감축할 수 있으며, 이차전지의 에너지 밀도를 향상 시킬 수 있다.In another example, the second type unit cell interposed between the battery elements having different planar areas has a larger area in a planar area than the battery element having a relatively smaller area among the battery elements facing each other, May be a structure having a smaller planar area than the large battery element. With this structure, a relatively small step is formed also by the lamination structure of the second type unit cells, so that the dead space can be further reduced and the energy density of the secondary battery can be improved.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전극조립체는 외면에 적어도 하나의 단차를 가지는 계단형 구조일 수 있다.In one specific example, the electrode assembly may have a stepped structure with at least one step on the outer surface.

한편, 상기 전지 소자들과 제 2 형 단위셀은 적층 구조를 유지하기 위하여, 열접합 되어 있는 구조일 수 있다.Meanwhile, the battery devices and the second type unit cells may be thermally bonded to maintain a laminated structure.

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

이하, 상기 이차전지의 기타 성분에 대해서 설명한다.Hereinafter, other components of the secondary battery will be described.

상기 전극판, 음극판, 및 양극판은 각각 전극, 음극, 및 양극으로 지칭할 수 있다.The electrode plate, the negative electrode plate, and the positive electrode plate may be referred to as an electrode, a negative electrode, and a positive electrode, respectively.

상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체에 양극 활물질, 도전재 및 바인더가 혼합된 양극 합제를 도포하여 제조될 수 있고, 필요에 따라서는 상기 양극 합제에 충진제를 더 첨가할 수 있다.The positive electrode may be prepared, for example, by applying a positive electrode mixture mixed with a positive electrode active material, a conductive material and a binder to a positive electrode collector, and if necessary, a filler may further be added to the positive electrode mixture.

상기 양극 집전체는 일반적으로 3 ~ 201 ㎛의 두께로 제조되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티타늄, 및 알루미늄이나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티타늄 또는 은으로 표면처리 한 것 중에서 선택되는 하나를 사용할 수 있고, 상세하게는 알루미늄이 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 cathode current collector is generally formed to a thickness of 3 to 201 탆 and is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical change in the battery. For example, stainless steel, aluminum, nickel, titanium , And a surface treated with carbon, nickel, titanium or silver on the surface of aluminum or stainless steel can be used. Specifically, aluminum can be used. 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, 예를 들어, 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, LiV3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The cathode active material may be, for example, a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) or lithium nickel oxide (LiNiO 2 ) or a compound substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxides such as Li 1 + x Mn 2 -x O 4 (where x is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2 and the like; Lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiV 3 O 4 , V 2 O 5 and Cu 2 V 2 O 7 ; A Ni-site type lithium nickel oxide expressed by the formula LiNi 1-x M x O 2 (where M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga and x = 0.01 to 0.3); Formula LiMn 2-x M x O 2 ( where, M = Co, Ni, Fe , Cr, and Zn, or Ta, x = 0.01 ~ 0.1 Im) or Li 2 Mn 3 MO 8 (where, M = Fe, Co, Ni, Cu, or Zn); LiMn 2 O 4 in which a part of Li in the formula is substituted with an alkaline earth metal ion; Disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 , and the like. However, the present invention is not limited to these.

상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 양극 합제 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 positive electrode material mixture containing the positive electrode 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 양극에 포함되는 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-부타디엔 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder contained in the positive electrode is added to the binder in an amount of 1 to 30% by weight, based on the total weight of the mixture containing the positive electrode active material, as a component that assists in bonding between the active material and the conductive material and bonding to the current collector. 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-butadiene 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.

반면에, 음극은 음극 집전체에 음극 활물질, 도전재, 및 바인더를 포함하는 음극 합제를 도포하여 제조될 수 있으며, 이에 충진제 등이 선택적으로 더 포함될 수 있다.On the other hand, the negative electrode may be manufactured by applying a negative electrode mixture containing a negative electrode active material, a conductive material, and a binder to a negative electrode collector, and a filler or the like may further be optionally included.

상기 음극 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 negative electrode current collector is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing a chemical change in the battery. For example, the negative electrode current collector may be formed on the surface of copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, Carbon, nickel, titanium, silver or the like, an 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.

본 발명에서 음극 집전체의 두께는 3 내지 201 ㎛의 범위 내에서 모두 동일할 수 있으나, 경우에 따라서는 각각 서로 다른 값을 가질 수 있다.In the present invention, the thickness of the anode current collector may be the same within the range of 3 to 201 [mu] m, but may have different values depending on the case.

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.

하나의 구체적인 예에서, 상기 분리막 또는 분리필름은, 당업계에서 통상적으로 사용되는 폴리올레핀 계열의 필름일 수 있고, 예를 들어, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 폴리페닐렌설파이드로(polyphenylenesulfidro), 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene) 및 이들의 혼합체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어진 시트일 수 있다.In one specific example, the separator or separator film may be a polyolefin-based film commonly used in the art and may include, for example, high density polyethylene, low density polyethylene, linear low density polyethylene, ultra high molecular weight polyethylene, polypropylene, polyethylene It is also possible to use polytetrafluoroethylene resins such as polyethyleneterephthalate, polybutyleneterephthalate, polyester, polyacetal, polyamide, polycarbonate, polyimide, polyetheretherketone polyetheretherketone, polyetheretherketone, polyethersulfone, polyphenylene oxide, polyphenylenesulfrode, polyethylene naphthalene, and mixtures thereof. The term &quot; polyetheretherketone &quot;

상기 분리막 또는 분리필름은, 서로 동일한 물질로 이루어진 것일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 전지셀의 안전성, 에너지 밀도, 및 전반적인 성능에 따라서, 서로 상이한 물질로 이루어질 수 있음은 물론이다.The separating film or the separating film may be made of the same material but is not limited thereto and may be made of different materials depending on the safety, energy density and overall performance of the battery cell.

상기 분리막 또는 분리필름의 기공 크기 및 기공도는 특별한 제한이 없으나, 기공도는 10 내지 95% 범위, 기공 크기(직경)는 0.1 내지 50 ㎛일 수 있다. 기공 크기 및 기공도가 각각 0.1 ㎛ 및 10% 미만인 경우에는 저항층으로 작용하게 되며, 기공 크기 및 기공도가 50 ㎛ 및 95%를 초과할 경우에는 기계적 물성을 유지하기가 어렵게 된다. The pore size and porosity of the separator or separation film are not particularly limited, but the porosity may be in the range of 10 to 95% and the pore size (diameter) may be in the range of 0.1 to 50 탆. When the pore size and porosity are 0.1 μm or less and 10% or less, respectively, it acts as a resistive layer. If the pore size and porosity are more than 50 μm and 95%, it is difficult to maintain the mechanical properties.

상기 전해액은 리튬염 함유 비수 전해질일 수 있고, 상기 리튬염 함유 비수 전해질은 비수 전해질과 리튬염으로 이루어져 있으며, 상기 비수 전해질로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용되지만 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The electrolyte solution may be a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt, and the non-aqueous electrolyte containing a lithium salt is composed of a non-aqueous electrolyte and a lithium salt. Non-aqueous organic solvents, organic solid electrolytes, inorganic solid electrolytes, The present invention is not limited thereto.

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, 테트라히드록시푸란, 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 derivatives, Tetrahydrofuran derivatives, ether, 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 설파이드, 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 acid 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 비수 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 substance that is soluble in the nonaqueous electrolyte and includes, 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 carboxylate lithium, lithium tetraphenylborate, and imide.

또한, 비수 전해질에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene Carbonate), PRS(Propene sultone) 등을 더 포함시킬 수 있다.The nonaqueous electrolyte may contain, for the purpose of improving charge / discharge characteristics, flame retardancy, etc., for example, 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.

하나의 구체적인 예에서, 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 리튬염 함유 비수 전해질을 제조할 수 있다.In one specific example, LiPF 6, LiClO 4, LiBF 4, LiN (SO 2 CF 3) 2 , such as a lithium salt, a highly dielectric solvent of DEC, DMC or EMC Fig solvent cyclic carbonate and a low viscosity of the EC or PC of And then adding it to a mixed solvent of linear carbonate to prepare a lithium salt-containing nonaqueous electrolyte.

본 발명은 또한, 이러한 이차전지를 단위전지로서 포함하는 전지팩, 및 이러한 전지팩을 전원으로서 포함하는 디바이스를 제공한다.The present invention also provides a battery pack including such a secondary battery as a unit cell, and a device including such a battery pack as a power source.

상기 디바이스는, 예를 들어, 노트북 컴퓨터, 넷북, 태블릿 PC, 휴대폰, MP3, 웨어러블 전자기기, 파워 툴(power tool), 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV), 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter), 전기 골프 카트(electric golf cart), 또는 전력저장용 시스템일 수 있지만, 이들만으로 한정되지 않음은 물론이다.The device may be, for example, a notebook computer, a netbook, a tablet PC, a mobile phone, MP3, a wearable electronic device, a power tool, an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV) , A plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), an electric bike (E-bike), an electric scooter (E-scooter), an electric golf cart, However, the present invention is not limited thereto.

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

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전극조립체는 제 2 형 단위셀을 전지 소자들 사이에 위치시킴으로써, 이차전지의 내부 저항을 감소시키고, 전반적인 성능을 향상시키며, 에너지 밀도를 향상시킨다.As described above, the electrode assembly according to the present invention places the second type unit cell between the battery cells, thereby reducing the internal resistance of the secondary battery, improving the overall performance, and improving the energy density.

상기 전극조립체의 양측 외곽에 단면 전극판을 위치시킴으로써, 전극 활물질을 절감할 수 있고, 감소한 전극 활물질 층의 두께만큼 부피가 감소하여 전극조립체의 에너지 밀도가 향상되고, 또한, 전극조립체에 외력이 작용하는 경우, 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다.By positioning the electrode plate on both sides of the electrode assembly, the electrode active material can be saved, the volume of the electrode active material layer is reduced by the thickness of the electrode active material layer, and the energy density of the electrode assembly is improved. The safety can be further improved.

상기 제 2 형 단위셀이 양측에 대면하는 전지 소자들 중 하나와 동일한 면적을 가지는 경우, 전지 소자들의 제조에 사용되는 제 1 형 단위셀을 제 2 형 단위셀로서 사용할 수 있으므로 단위셀 제조 공정이 간소화되고, 또한, 전지 소자들 사이에 개재 후 정위치에 적층되었는지 확인이 용이하므로, 제조 공정에 있어서 효율성을 향상시킬 수 있다.When the second type unit cell has the same area as one of the cell elements facing both sides, the first type unit cell used for manufacturing the battery devices can be used as the second type unit cell, And it is easy to confirm whether the battery elements are stacked in the correct position after interposition between the battery elements, thereby improving the efficiency in the manufacturing process.

도 1은 평면상의 면적이 동일한 제 1 형 단위셀들을 포함하는 스택/폴딩형 전극조립체를 모식적으로 나타낸 수직단면도이다;
도 2는 도 1의 전극조립체를 제조하는 방법을 나타낸 모식도이다;
도 3은 종래 기술에 따른 평면상의 면적이 상이한 단위셀들을 포함하는 스택/폴딩형 전극조립체를 모식적으로 나타낸 수직단면도이다;
도 4는 도 3의 전극조립체를 전개한 모습을 나타낸 모식도이다;
도 5는 면적이 상이한 전지 소자들을 이용하여 전극조립체를 제조하는 과정을 나타낸 모식도이다;
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체를 모식적으로 나타낸 수직단면도이다;
도 7 및 도 8은 각각 도 6의 전극조립체에 포함되는 양면 전극판 및 단면 전극판의 구조를 나타낸 모식도이다;
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극조립체를 모식적으로 나타낸 수직단면도이다.1 is a vertical cross-sectional view schematically showing a stack / folding type electrode assembly including first type unit cells having the same area on a plane;
2 is a schematic view showing a method of manufacturing the electrode assembly of FIG. 1;
3 is a vertical cross-sectional view schematically showing a stack / folding type electrode assembly including unit cells having different planar areas according to the prior art;
4 is a schematic view showing a developed state of the electrode assembly of FIG. 3;
5 is a schematic view showing a process of manufacturing an electrode assembly using battery elements having different areas;
6 is a vertical sectional view schematically showing an electrode assembly according to one embodiment of the present invention;
FIGS. 7 and 8 are schematic views showing the structure of a double-sided electrode plate and a single-sided electrode plate included in the electrode assembly of FIG. 6;
9 is a vertical sectional view schematically showing an electrode assembly 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 1에는 평면상의 면적이 동일한 제 1 형 단위셀들을 포함하는 스택/폴딩형 전극조립체의 수직단면도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 전극조립체를 제조하는 방법이 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 1 is a schematic vertical cross-sectional view of a stack / folding type electrode assembly including first type unit cells having the same area on a plane, and FIG. 2 is a schematic view of a method of manufacturing the electrode assembly of FIG. .

도 1 및 도 2를 참조하면, 전극조립체(100)는 동일한 극성의 전극판이 단위셀의 양단에 위치하고 있는 구조의 제 1 형 단위셀들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170)이 긴 시트형의 분리필름(101) 상에 배치되어 있고, 분리필름(101)을 화살표와 같이 반시계 방향으로 권취함으로써 제조된다.1 and 2, the electrode assembly 100 includes first type unit cells 110, 120, 130, 140, 150, 160, and 170 having a structure in which electrode plates of the same polarity are positioned at both ends of a unit cell, Like separating film 101 and is produced by winding the separating film 101 in a counterclockwise direction as indicated by an arrow.

구체적으로, 전극조립체(100)는 7개의 제 1 형 단위셀들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170)을 포함하고 있다. 각각의 제 1 형 단위셀들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170)은 2개의 분리막과 3개의 전극판들이 양극 및 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 적층 구조를 이루는 바이셀이다.Specifically, the electrode assembly 100 includes seven first type unit cells 110, 120, 130, 140, 150, 160, and 170. Each of the first type unit cells 110, 120, 130, 140, 150, 160, and 170 is a bi-cell having a laminated structure in which a separator is interposed between an anode and a cathode, .

제 1 형 단위셀들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170) 중 제 1 형 단위셀들(110, 140, 150) 은 최외곽 전극판이 음극으로 구성되어 있는 C형 바이셀이고, 제 1 형 단위셀(120, 130, 160, 170)은 최외곽 전극판이 양극으로 구성되어 있는 A형 바이셀이다.The first type unit cells 110, 140, and 150 of the first type unit cells 110, 120, 130, 140, 150, 160, and 170 are C type bi- And the first type unit cells 120, 130, 160, and 170 are A type bi-cells in which the outermost electrode plate is composed of an anode.

분리필름(101)의 가장 우측에는 제 1 형 단위셀(110)이 위치하고 있고, 제 1 형 단위셀(110)은 양극이 하면을 향하여 분리필름(101)의 상면과 대면해 있으며, 제 1 형 단위셀(110)의 전극판 방향에 따라, 제 1 형 단위셀(120)로부터 제 1 형 단위셀(170)까지 분리필름(101)의 상면에 순서대로 위치하고 있다. 이때, 제 1 형 단위셀(170)의 좌측에는 전극조립체(100)의 권취 구조의 유지를 위한 말단 융착부(109)를 형성하기 위한 분리필름(101)의 말단부(108)가 위치하고 있다.The first type unit cell 110 faces the upper surface of the separation film 101 toward the lower surface of the separation film 101 and the first type unit cell 110 faces the lower surface of the separation film 101, The first type unit cell 120 and the first type unit cell 170 are sequentially disposed on the upper surface of the separation film 101 along the electrode plate direction of the unit cell 110. [ At this time, on the left side of the first type unit cell 170, the distal end portion 108 of the separation film 101 for forming the terminal fusion portion 109 for holding the winding structure of the electrode assembly 100 is positioned.

이러한 배열에 의해, 전극조립체(100)의 최외곽에는 양극이 각각 위치하게 되고, 전극조립체(100)의 최외곽에 위치하는 제 1 형 단위셀(160)과 제 1 형 단위셀(170)은 양극들이 각각 하면을 향하여 분리필름(101)의 상면과 대면한 상태로 배열되어 있다.The first type unit cell 160 and the first type unit cell 170, which are positioned at the outermost portion of the electrode assembly 100, are positioned at the outermost portions of the electrode assembly 100, And the positive electrodes are arranged so as to face the upper surface of the separation film 101 toward the lower surface.

한편, 전극조립체(100)는 제 1 형 단위셀(110)이 최내측에 위치하도록, 제 1 형 단위셀로(110)부터 제 1 형 단위셀(170)까지 반시계 방향으로 권취하여 제조된다.The electrode assembly 100 is manufactured by winding the first type unit cell 110 in the counterclockwise direction from the first type unit cell 110 to the first type unit cell 170 such that the first type unit cell 110 is located at the innermost position .

제 1 형 단위셀(110)과 제 1 형 단위셀(120) 사이에는 제 1 형 단위셀의 폭에 상응하는 이격 부위(W)가 위치하고 있고, 이에 따라, 제 1 형 단위셀(110)이 분리필름(101)과 함께 권취되는 과정에서, 제 1 형 단위셀(110)의 상면에 위치한 음극과 제 1 형 단위셀(130)의 상면에 위치한 양극 사이에 분리필름(101)이 개재된다.The first type unit cell 110 is spaced apart from the first type unit cell 110 by a distance W corresponding to the width of the first type unit cell. In the process of winding together with the separation film 101, a separation film 101 is interposed between a cathode located on the upper surface of the first type unit cell 110 and an anode located on the upper surface of the first type unit cell 130.

구체적으로, 제 1 형 단위셀(110)은 권취 과정에서 도립된 상태로 제 1 형 단위셀(110)과 제 1 형 단위셀(120) 사이의 이격 부위(W)로 이동하고, 그 후 최초에 제 1 형 단위셀(110)의 하면에 위치했던 음극이 제 1 형 단위셀(120)의 상면에 위치한 양극과 분리필름(101)을 사이에 두고 대면하도록 권취된다.Specifically, the first type unit cell 110 moves to the spaced-apart portion W between the first type unit cell 110 and the first type unit cell 120 in an inverted state during the winding process, The negative electrode positioned on the lower surface of the first type unit cell 110 is wound so as to face the positive electrode positioned on the upper surface of the first type unit cell 120 and the separation film 101 therebetween.

또한, 분리필름(101)을 사이에 두고 대면하는 제 1 형 단위셀(110)과 제 1 형 단위셀(120)은 분리필름(101)에 의해 동시에 권취되며, 이에 따라, 제 1 형 단위셀(110)의 상면에 위치했던 음극이 제 1 형 단위셀(130)의 상면에 위치한 양극과 분리필름(101)을 사이에 두고 대면하게 된다.The first type unit cell 110 and the first type unit cell 120 facing each other with the separation film 101 therebetween are simultaneously wound by the separation film 101, The cathode located on the upper surface of the first unit cell 110 faces the anode located on the upper surface of the first unit cell 130 with the separation film 101 interposed therebetween.

상기 과정은 제 1 형 단위셀(170)까지 순차적으로 진행되며, 이에 따라, 최내측에 제 1 형 단위셀(110)이 위치하고, 최외곽에 제 1 형 단위셀(160)과 제 1 형 단위셀(170)이 각각 위치하도록 권취된다. 권취가 완료 된 후에는 분리필름(101)의 말단부(108)에 열과 압력을 인가하여, 전극조립체(100)의 권취 구조의 유지를 위한 말단 융착부(109)를 형성한다. 말단 융착부(109) 형성되면, 스택/폴딩형 구조의 전극조립체(100)가 완성된다.The above process progresses sequentially to the first type unit cell 170. Thus, the first type unit cell 110 is positioned at the innermost position and the first type unit cell 160 and the first type unit The cells 170 are wound to be positioned respectively. After the winding is completed, heat and pressure are applied to the distal end portion 108 of the separation film 101 to form an end fusion portion 109 for maintaining the winding structure of the electrode assembly 100. When the terminal fusion portion 109 is formed, the electrode assembly 100 of the stack / folding structure is completed.

본 발명에 따른 전지 소자는 전극조립체(100)에 대응되며, 전지 소자의 제조 방법 역시 도 1 및 도 2와 동일하다. 단, 본 발명에 따를 때, 전지 소자는 그 자체로 전극조립체를 구성하기 보다는, 하나의 구성 요소로서 전극조립체에 포함된다.The battery device according to the present invention corresponds to the electrode assembly 100, and the manufacturing method of the battery device is the same as in FIGS. 1 and 2. FIG. However, according to the present invention, the battery element is included in the electrode assembly as one component rather than the electrode assembly itself.

도 3에는 종래 기술에 따른 평면상의 면적이 상이한 단위셀들을 포함하는 스택/폴딩형 전극조립체의 수직단면도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 4에는 도 3의 전극조립체를 전개한 모습이 모식적으로 도시되어 있다.3 is a schematic vertical cross-sectional view of a stack / folding type electrode assembly including unit cells having different planar areas according to the related art. FIG. 4 schematically shows a state in which the electrode assembly of FIG. 3 is expanded. Respectively.

도 3 및 도 4를 참조하면, 전극조립체(200)는 7개의 단위셀들(210, 220, 230, 240, 250, 260, 270)이 긴 시트형의 분리필름(201) 상에 배치되어 있고, 분리필름(201)을 화살표와 같이 반시계 방향으로 권취함으로써 제조된다.3 and 4, the electrode assembly 200 includes seven unit cells 210, 220, 230, 240, 250, 260, and 270 disposed on a long sheet-like separation film 201, And winding the separation film 201 in a counterclockwise direction as indicated by an arrow.

단위셀들(210, 220, 230, 240, 250, 260, 270)을 이루고 있는 양극판, 음극판 및 분리막의 적층 구조는 도 1 및 도 2와 동일하며, 분리필름(201) 상에 C형 바이셀과 A형 바이셀이 배열된 기본적인 구조도 동일하다. 다만, 제 1 형 단위셀들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170)은 면적이 모두 동일하나, 단위셀들(210, 220, 230, 240, 250, 260, 270)의 일부는 면적이 상이한 점에서 차이가 있다.The lamination structure of the positive electrode plate, the negative electrode plate and the separator forming the unit cells 210, 220, 230, 240, 250, 260 and 270 is the same as in FIGS. 1 and 2, And the basic structure in which the A type bi-cell is arranged is the same. The first type unit cells 110, 120, 130, 140, 150, 160, and 170 have the same area but a part of the unit cells 210, 220, 230, 240, 250, Are different in area.

구체적으로, 단위셀들(210, 220, 240, 260)은 면적이 가장 크고, 단위셀들(230, 250)의 면적은 두 번째로 크며, 단위셀(270)은 면적이 가장 작다.Specifically, the unit cells 210, 220, 240 and 260 have the largest area, the unit cells 230 and 250 have the largest area, and the unit cell 270 has the smallest area.

도 3과 같은 적층 구조의 전극조립체를 제조하기 위해서는, 분리필름(201)의 최우측에 단위셀(210)이 위치하고, 단위셀(210)의 좌측에 단위셀(220)이 위치하며, 단위셀(210)과 단위셀(220) 사이에 단위셀(210)의 폭에 상응하는 이격 부위(W)가 위치한다.3, the unit cell 210 is located on the rightmost side of the separation film 201, the unit cell 220 is located on the left side of the unit cell 210, (W) corresponding to the width of the unit cell (210) is positioned between the unit cell (210) and the unit cell (220).

단위셀(220)으로부터 좌측으로 단위셀(230), 단위셀(240), 단위셀(250), 단위셀(260), 및 단위셀(270)이 권취 가능하도록 순서대로 위치하고 있고, 단위셀(270)의 좌측에는 분리필름(201)의 말단부(208)가 위치하고 있다. Unit cells 230, unit cells 250, unit cells 260, and unit cells 270 are disposed in order from the unit cell 220 to the left so that the unit cells 230, the unit cells 250, the unit cells 260, 270 are positioned on the left side of the separation film 201. [

도 4와 같이, 분리필름(201) 상에 단위셀들(210, 220, 230, 240, 250, 260, 270)을 배열한 후, 도 2와 마찬가지로 권취하면, 도 3과 같이, 최하단에 면적이 가장 큰 단위셀들(210, 220, 240, 260)이 적층되고, 그 위에, 두 번째로 면적이 큰 단위셀들(230, 250)이 적층되며, 최상단에 면적이 가장 작은 단위셀(270)이 적층되어 있는 구조의 전극조립체(200)를 제조할 수 있다. 구체적으로, 도 3의 전극조립체(200)는 최하단으로부터, 가장 면적이 큰 단위셀(260), 단위셀(240), 단위셀(220), 및 단위셀(210)이 순서대로 적층되어 있고, 단위셀 (210)의 상단에 두 번째로 면적이 큰 단위셀(230) 및 단위셀(250)이 순서대로 적층되어 있으며, 단위셀(250)의 상단에 가장 면적이 작은 단위셀(270)이 적층되어 있다.2, when the unit cells 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270 are arranged on the separation film 201 as shown in FIG. 4, The unit cells 230 and 250 having the second largest area are stacked and the unit cells 270 having the smallest area at the top are stacked. The electrode assembly 200 can be manufactured. 3 includes a unit cell 260 having the largest area, a unit cell 240, a unit cell 220, and a unit cell 210 stacked in this order from the lowermost end of the electrode assembly 200, A second unit cell 230 having a large area and a unit cell 250 are sequentially stacked on the top of the unit cell 210 and a unit cell 270 having the smallest area is stacked on the top of the unit cell 250 Respectively.

전극조립체(200)과 같이 면적이 상이한 단위셀들(210, 220, 230, 240, 250, 260, 270)을 이용하는 경우, 계단형의 스택/폴딩형 전극조립체를 제조할 수는 있지만, 권취 과정에서 단위셀들(210, 220, 230, 240, 250, 260, 270)이 정위치에서 이탈하는 현상이 증가하고, 전극조립체의 불량률이 상승한다.When a unit cell 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270 having different areas such as the electrode assembly 200 is used, a stepped stack / folding type electrode assembly can be manufactured, A phenomenon in which the unit cells 210, 220, 230, 240, 250, 260, and 270 are detached from the fixed position increases and the defect rate of the electrode assembly increases.

도 5에는, 면적이 상이한 전지 소자들을 이용하여 전극조립체를 제조하는 과정을 나타낸 모식도가 도시되어 있다.FIG. 5 is a schematic view showing a process of manufacturing an electrode assembly using battery elements having different areas.

도 5를 참조하면, 전극조립체(300)는 면적이 상이한 전지 소자들(310, 320)을 접합하여 제조된다.Referring to FIG. 5, the electrode assembly 300 is manufactured by bonding the battery elements 310 and 320 having different areas.

전지 소자들(310, 320) 각각은 도 2의 제조 방법에 의해 제조되며, 각각의 전지 소자들(310, 320) 내에는 면적이 동일한 2개의 제 1 형 단위셀들이 포함되어 있고, 제 1 형 단위셀들은 바이셀 구조이다. 또한, 각각의 전지 소자들(310, 320)은 최외곽이 분리필름(311, 321)에 의해 감싸지는 구조를 이루고 있다.Each of the battery elements 310 and 320 is manufactured by the manufacturing method of FIG. 2, and each of the battery elements 310 and 320 includes two first type unit cells having the same area, Unit cells are bi-cell structures. Each of the battery elements 310 and 320 has a structure in which the outermost cell is surrounded by the separation films 311 and 321.

전지 소자(310)는 전지 소자(320)에 비해 면적이 넓고, 전지 소자(310)의 상단에 전지 소자(320)을 접합하여, 전극조립체(300)를 제조한다.The battery element 310 has a larger area than the battery element 320 and bonds the battery element 320 to the upper end of the battery element 310 to manufacture the electrode assembly 300.

이때, 전극조립체(300)의 전지 소자들(310, 320)이 접합되는 부위에는 분리필름(311)과 분리필름(312)이 대면하므로, 해당 부분에서 불필요하게 두꺼워지는 분리필름에 의하여 리튬 이온의 이동 거리가 증가하고, 이차 전지의 내부 저항이 증가하며, 에너지 밀도가 감소하게 된다.At this time, since the separation film 311 and the separation film 312 face each other at the junction of the battery elements 310 and 320 of the electrode assembly 300, The moving distance increases, the internal resistance of the secondary battery increases, and the energy density decreases.

도 6에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체의 수직단면도가 모식적으로 도시되어 있다.6 is a schematic vertical sectional view of an electrode assembly according to one embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 전극조립체(400)는 3개의 전지 소자들(410, 420, 430) 및 2개의 제 2 형 단위셀들(440, 450)을 포함하고 있다.Referring to FIG. 6, the electrode assembly 400 includes three cell elements 410, 420, and 430 and two second type unit cells 440 and 450.

전극조립체(400)의 최하단부터, 전지 소자(410), 제 2 형 단위셀(440), 전지 소자(420), 제 2 형 단위셀(450), 전지 소자(430)이 순서대로 적층되어 있다.The battery element 410, the second type unit cell 440, the battery element 420, the second type unit cell 450 and the battery element 430 are stacked in this order from the lowermost end of the electrode assembly 400 .

각각의 전지 소자들(410, 420, 430) 내에는 면적이 동일한 2개의 제 1 형 단위셀들이 포함되어 있고, 제 1 형 단위셀들은 바이셀 구조이다. 또한, 각각의 전지 소자들(410, 420, 430)은 최외곽이 분리필름(411, 421, 431)에 의해 감싸지는 구조를 이루고 있다.Each of the cell elements 410, 420, and 430 includes two first type unit cells having the same area, and the first type unit cells are bi-cell structures. Each of the battery devices 410, 420, and 430 has a structure in which the outermost cell is surrounded by the separation films 411, 421, and 431.

제 2 형 단위셀들(440, 450)은 3개의 전극판들과 2개의 분리막을 포함하는 바이셀 구조를 이루고 있다.The second type unit cells 440 and 450 have a bi-cell structure including three electrode plates and two separators.

전지 소자들(410, 420, 430)은 면적이 서로 상이하며, 구체적으로 전지 소자(410)의 면적이 가장 크고, 전지 소자(420)의 면적이 두 번째로 크며, 전지 소자(430)의 면적이 가장 작다.Specifically, the area of the battery element 410 is the largest, the area of the battery element 420 is the second largest, and the area of the battery element 430 Is the smallest.

제 2 형 단위셀들(440, 450)은 면적이 서로 상이하며, 구체적으로, 제 2 형 단위셀(440)의 면적이 제 2 형 단위셀(450)의 면적보다 크다.The second type unit cells 440 and 450 have different areas. Specifically, the second type unit cells 440 have an area larger than that of the second type unit cells 450.

특히, 전지 소자들(410, 420) 사이에 개재되어 있는 제 2 형 단위셀(440)은, 상대적으로 면적이 넓은 전지 소자(410)와 동일한 면적을 가지고 있다.In particular, the second type unit cell 440 interposed between the battery elements 410 and 420 has the same area as the battery element 410 having a relatively large area.

따라서, 전지 소자(410)의 제조에 사용되는 제 1 형 단위셀을 제 2 형 단위셀(440)로서 사용할 수 있으므로 단위셀 제조 공정이 간소화되고, 또한, 전지 소자들 사이에 개재 후 정위치에 적층되었는지 확인이 용이하므로 적층 과정이 보다 효율적이다.Therefore, since the first type unit cell used for manufacturing the battery element 410 can be used as the second type unit cell 440, the process of manufacturing the unit cell can be simplified, The lamination process is more efficient because it is easy to confirm whether or not it is laminated.

전지 소자들(420, 430) 사이에 개재되어 있는 제 2 형 단위셀(450)은, 전지 소자들(420, 430) 중 상대적으로 면적이 좁은 전지 소자(430)보다 평면상의 면적이 크고 상대적으로 면적이 큰 전지 소자(420)보다 평면상의 면적이 작은 구조를 가지고 있다.The second type unit cell 450 interposed between the battery elements 420 and 430 has a larger planar area than the battery element 430 having a relatively smaller area among the battery elements 420 and 430, And has a smaller planar area than the battery device 420 having a large area.

따라서, 제 2 형 단위셀(450)의 적층 구조에 의해서도 상대적으로 작은 단차가 형성되고, 결국, 사공간을 더욱 감축할 수 있으며, 이차전지의 에너지 밀도를 보다 향상 시킬 수 있다.Accordingly, a relatively small step is formed also by the laminated structure of the second type unit cells 450, and thus the dead space can be further reduced, and the energy density of the secondary battery can be further improved.

전극조립체(400)를 도 5의 전극조립체(300)와 비교하면, 분리필름과 분리필름이 대면하여 적층되는 것을 방지할 수 있으므로, 이차전지의 내부 저항을 감소시켜 전반적인 성능을 향상시키고, 분리필름 사이에 위치한 제 2 형 단위셀(440, 450)에 의해 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.Compared with the electrode assembly 300 of FIG. 5, the electrode assembly 400 can prevent the separation film and the separation film from being stacked facing each other, thereby improving the overall performance by reducing the internal resistance of the secondary battery, The energy density can be improved by the second type unit cells 440 and 450 positioned between the second type unit cells 440 and 450.

한편, 다시 한번 도 6을 참조하면, 전극조립체(400)의 외곽에 위치하는 전지 소자들(410, 430)은 적어도 하나의 단면 전극판을 포함하고 있다.Referring again to FIG. 6, the battery devices 410 and 430 located at the outer periphery of the electrode assembly 400 include at least one end plate.

구체적으로, 전지 소자(410)의 양측 외곽에 위치하는 전극판(412, 413) 중 전극조립체(400)의 외면을 향하고 있는 전극판(413)은 단면 전극판이고, 전극조립체(400)의 내면을 향하고 있는 전극판(412)는 양면 전극판이다.Specifically, the electrode plate 413 facing the outer surface of the electrode assembly 400 among the electrode plates 412 and 413 located on both outer sides of the battery element 410 is a single-sided electrode plate, The electrode plate 412 is a double-sided electrode plate.

보다 상세하게는, 전극조립체(400)에 포함되어 있는 전극판들 중에서 전극조립체(400)의 양측 외곽에 위치하고 있는 전극판들(413, 433)은 단면 전극판이고 나머지 전극판들은 모두 양면 전극판이다.More specifically, among the electrode plates included in the electrode assembly 400, the electrode plates 413 and 433 located on both outer sides of the electrode assembly 400 are the single-sided electrode plates and all the remaining electrode plates are the double- to be.

전극조립체(400)의 외곽에 위치하는 전극판들(413, 433)은 대향 전극판과 대면하고 있지 않고, 외면을 향하기 때문에 이차전지의 용량 향상에 크게 기여하지 못한다. 따라서, 전극조립체(400)의 양측 외곽에 단면 전극판을 위치시키면, 전극 활물질을 절감할 수 있다.The electrode plates 413 and 433 located at the outer periphery of the electrode assembly 400 do not face the counter electrode plate and face the outer surface of the electrode plate 400, Therefore, by positioning the one-side electrode plate on both outer sides of the electrode assembly 400, the electrode active material can be saved.

반면에, 전극조립체(400)의 외곽에 위치하는 전지 소자들(410, 430)의 일측 외곽은 전극조립체(400)의 내면을 향하고 있으며, 상세하게는, 제 2 형 단위셀(440, 450)과 대면하고 있으므로, 이차전지의 용량 향상에 기여할 수 있다. 따라서, 이러한 부위에는 양면 전극판(412)을 위치시켜 이차전지의 용량을 향상 시킬 수 있다.The second unit cells 440 and 450 are connected to the electrode assembly 400. The electrode assembly 400 includes a plurality of battery cells 410 and 430 disposed on the outer periphery of the electrode assembly 400 facing the inner surface of the electrode assembly 400, It is possible to contribute to the improvement of the capacity of the secondary battery. Therefore, the capacity of the secondary battery can be improved by positioning the double-sided electrode plate 412 in such a region.

도 7 및 도 8에는 도 6의 전극조립체에 포함되는 양면 전극판 및 단면 전극판의 구조가 각각 모식적으로 도시되어 있다.FIGS. 7 and 8 schematically show the structures of the double-sided electrode plate and the single-sided electrode plate included in the electrode assembly of FIG. 6, respectively.

도 6, 도7 및 도 8을 참조하면, 전극판(412)는 집전체(412a)의 양면에 전극 활물질(412b)이 도포되어 있는 양면 전극판이고, 전극판(413)은 집전체(413a)의 일면에만 전극 활물질(413b)이 도포되어 있는 단면 전극판이다.6, 7, and 8, the electrode plate 412 is a double-sided electrode plate having electrode active materials 412b coated on both sides of a current collector 412a, and the electrode plate 413 is a double- Is an electrode plate coated with an electrode active material 413b only on one side thereof.

또한, 전극조립체(400)의 외곽에 위치하는 단면 전극판(413)은, 전극조립체(400)의 외면 방향으로 집전체(413a)가 향하도록 위치하여, 전극조립체(400)에 외력이 작용하는 경우, 전극 활물질 층(413b)이 아닌 집전체(413a)에 1차적인 충격이 가해지므로 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다.The end face electrode plate 413 located at the outer periphery of the electrode assembly 400 is positioned so that the current collector 413a faces the outer surface of the electrode assembly 400 and an external force acts on the electrode assembly 400 , The primary impact is applied to the current collector 413a rather than the electrode active material layer 413b, so that the safety can be further improved.

도 9에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극조립체의 수직단면도가 모식적으로 도시되어 있다.9 is a schematic vertical sectional view of an electrode assembly according to another embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 전극조립체(500)는 2개의 전지 소자들(510, 520) 및 1개의 제 2 형 단위셀(530)을 포함하고 있다.Referring to FIG. 9, the electrode assembly 500 includes two cell elements 510 and 520 and one second type unit cell 530.

전극조립체(500)의 최하단부터, 전지 소자(510), 제 2 형 단위셀(530), 및 전지 소자(520)이 순서대로 적층되어 있다.The battery element 510, the second-type unit cell 530, and the battery element 520 are laminated in this order from the lowermost end of the electrode assembly 500.

각각의 전지 소자들(510, 520) 내에는 면적이 동일한 2개의 제 1 형 단위셀들이 포함되어 있고, 제 1 형 단위셀들은 바이셀 구조이다. 또한, 각각의 전지 소자들(510, 520)은 최외곽이 분리필름(511, 521)에 의해 감싸지는 구조를 이루고 있다.Each of the cell elements 510 and 520 includes two first type unit cells having the same area, and the first type unit cells have a bi-cell structure. In addition, the cell elements 510 and 520 have a structure in which the outermost cell is surrounded by the separation films 511 and 521.

제 2 형 단위셀(530)은 1개의 양면 전극판으로 이루어진 모노 셀 구조의 단위셀이다.The second type unit cell 530 is a unit cell of a mono cell structure including one double-sided electrode plate.

전지 소자들(510, 520)은 면적이 서로 상이하며, 구체적으로 전지 소자(510)의 면적이 전지 소자(520)의 면적보다 크다.The areas of the battery elements 510 and 520 are different from each other. Specifically, the area of the battery element 510 is larger than that of the battery element 520.

전지 소자들(510, 520) 사이에 개재되어 있는 제 2 형 단위셀(530)은, 상대적으로 면적이 넓은 전지 소자(510)에 포함되는 전극판과 동일한 면적을 가지고 있다.The second type unit cell 530 interposed between the battery elements 510 and 520 has the same area as the electrode plate included in the battery element 510 having a relatively large area.

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

Claims (24)

양극판 및 음극판 사이에 분리막이 개재되어 있는 적층 구조의 제 1 형 단위셀들과 상기 제 1 형 단위셀들을 연속적으로 권취한 분리필름으로 구성된 둘 이상의 전지 소자들; 및
단일 전극의 모노 셀로 이루어져 있거나, 또는 양극판 및 음극판 사이에 분리막이 개재되어 있는 적층 구조로 이루어진 하나 이상의 제 2 형 단위셀;
을 포함하고 있고,
상기 전지 소자들 중의 적어도 하나는 평면상의 면적이 상이하며,
상기 전지 소자들 사이에 제 2 형 단위셀이 개재되어 있는 적층 구조를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.At least two battery elements comprising a first type unit cell having a laminated structure in which a separator is interposed between a positive electrode plate and a negative electrode plate and a separator film continuously winding the first type unit cells; And
At least one second type unit cell comprising a monolayer of a single electrode or a laminated structure having a separator interposed between a positive electrode plate and a negative electrode plate;
Lt; / RTI &gt;
At least one of the battery elements being different in planar area,
And a second type unit cell is interposed between the battery elements. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 형 단위셀들은 양측 외곽의 전극판들의 극성이 동일한 바이셀(bi-cell)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly according to claim 1, wherein the first type unit cells include bi-cells having the same polarity of electrode plates on both outer sides. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 형 단위셀들은 양측 외곽의 전극판들의 극성이 상이한 풀셀(full cell)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly according to claim 1, wherein the first type unit cells include full cells having different polarities of electrode plates on both outer sides. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 형 단위셀들은 집전체의 일면에만 전극 활물질이 도포되어 있는 단면 전극판 또는 집전체의 양면에 전극 활물질이 도포되어 있는 양면 전극판을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.[2] The apparatus of claim 1, wherein the first type unit cells include a single-sided electrode plate coated with an electrode active material on only one surface of the current collector, or a double-sided electrode plate coated with an electrode active material on both surfaces of the current collector Electrode assembly. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 형 단위셀은 모노 셀로 이루어져 있고, 상기 모노 셀은 집전체의 양면에 전극 활물질이 도포되어 있는 양면 전극판의 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly of claim 1, wherein the second type unit cell comprises a mono cell, and the mono cell comprises a double-sided electrode plate having an electrode active material coated on both sides of the current collector. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 형 단위셀은 바이셀 또는 풀셀 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly according to claim 1, wherein the second type unit cell has a bi-cell or pull-cell structure. 제 1 항에 있어서, 상기 전지 소자는, 분리필름의 일측에 전극 탭들이 돌출되도록 분리필름의 상면에 n개의 제 1 형 단위셀들이 탑재된 후 분리필름이 권취되며;
권취 이전의 전개 상태에서, 평면 상으로 상기 분리필름의 권취 개시점에 제 1 단위셀이 탑재되고, n개의 단위셀들의 권취 후 동일한 극성의 전극 탭들이 서로 동일한 방향에 위치할 수 있도록 제 n 단위셀까지 순차적으로 탑재되며, 상기 제 1 단위셀 및 제 2 단위셀은 단위셀 하나의 폭에 대응하는 간격으로 이격 부위를 두고 탑재되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.The battery device according to claim 1, wherein the cell element has n first type unit cells mounted on an upper surface of a separation film so that electrode taps protrude from one side of the separation film, and then a separation film is wound thereon;
A first unit cell is mounted on a plane at a winding start time of the separator film in an unfolded state before winding, and an n-th unit cell is disposed so that electrode taps of the same polarity after the winding of n unit cells are positioned in the same direction Wherein the first unit cell and the second unit cell are mounted with spaced apart intervals corresponding to the width of one unit cell. 제 7 항에 있어서, 상기 n은 2 내지 50 미만의 자연수인 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly according to claim 7, wherein the n is a natural number of 2 to less than 50. 제 1 항에 있어서, 상기 전지 소자들을 2개 내지 30개 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly according to claim 1, wherein the number of the battery elements is two to thirty. 제 1 항에 있어서, 상기 전지 소자들을 2개 내지 15개 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.2. The electrode assembly of claim 1, wherein the number of the battery elements is two to fifteen. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체의 외곽에 위치하는 전지 소자들은 적어도 하나의 단면 전극판을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly of claim 1, wherein the battery devices located at the outer periphery of the electrode assembly include at least one end plate. 제 11 항에 있어서, 상기 전극조립체의 외곽에 위치하는 전지 소자들의 일측 외곽에는 단면 전극판이 위치하고, 다른 일측 외곽에는 양면 전극판이 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.12. The electrode assembly according to claim 11, wherein one end of the cell elements located on the outer periphery of the electrode assembly has a one-side electrode plate and the other side has a two-sided electrode plate. 제 12 항에 있어서, 상기 전극조립체의 양측 외곽에는 단면 전극판이 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.13. The electrode assembly according to claim 12, wherein a cross-section electrode plate is disposed on both outer sides of the electrode assembly. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 3개 이상의 전지 소자들을 포함하고 있고, 전극조립체의 내부에 위치하는 전지 소자들에 포함되는 전극판들은 모두 양면 전극판인 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly according to claim 1, wherein the electrode assembly includes three or more battery elements, and the electrode plates included in the battery elements located inside the electrode assembly are all double-sided electrode plates. 제 1 항에 있어서, 상기 전지 소자들은 판상형 직육면체 및/또는 외면 중 적어도 일면에 곡선을 포함하는 판상형 입체 구조인 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly according to claim 1, wherein the battery elements are plate-shaped three-dimensional structures including a curve on at least one side of a plate-shaped rectangular parallelepiped and / or an outer surface. 제 1 항에 있어서, 상기 전지 소자들 중 적어도 하나는 두께가 상이한 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly of claim 1, wherein at least one of the battery elements is of different thickness. 제 1 항에 있어서, 평면상의 면적이 상이한 전지 소자들 사이에 개재되는 상기 제 2 형 단위셀은, 양측에 대면하고 있는 전지 소자들 중 상대적으로 면적이 좁은 전지 소자와 평면상의 면적이 동일한 것을 특징으로 하는 전극조립체.2. The battery module according to claim 1, wherein the second type unit cells interposed between the battery elements having different planar areas have the same planar surface area as the battery elements having a relatively smaller area among the battery elements facing each other . 제 1 항에 있어서, 평면상의 면적이 상이한 전지 소자들 사이에 개재되는 상기 제 2 형 단위셀은, 양측에 대면하고 있는 전지 소자들 중 상대적으로 면적이 넓은 전지 소자와 평면상의 면적이 동일한 것을 특징으로 하는 전극조립체.The battery pack according to claim 1, characterized in that the second type unit cell interposed between the battery cells having different planar areas has the same area as the battery cell having a relatively large area among the battery cells facing each other . 제 1 항에 있어서, 평면상의 면적이 상이한 전지 소자들 사이에 개재되는 상기 제 2 형 단위셀은, 양측에 대면하고 있는 전지 소자들 중 상대적으로 면적이 좁은 전지 소자보다 평면상의 면적이 크고 상대적으로 면적이 큰 전지 소자보다 평면상의 면적이 작은 크기를 가진 것을 특징으로 하는 전극조립체.The battery pack according to claim 1, wherein the second type unit cell interposed between the battery elements having different planar areas has a larger planar area than the battery element having a relatively smaller area among the battery elements facing each other, And the area of the planar surface is smaller than that of the battery element having a large area. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 외면에 적어도 하나의 단차를 가지는 계단형 구조인 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly of claim 1, wherein the electrode assembly has a stepped structure having at least one step on an outer surface thereof. 제 1 항에 있어서, 상기 전지 소자들과 제 2 형 단위셀은 열접합 되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly of claim 1, wherein the battery cells and the second type unit cells are thermally bonded. 제 1 항에 따른 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1, wherein the electrode assembly is embedded in the battery case together with the electrolyte solution. 제 22 항에 따른 이차전지를 단위전지로서 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.A battery pack comprising the secondary battery according to claim 22 as a unit cell. 제 23 항에 따른 전지팩을 전원으로서 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.A device comprising the battery pack according to claim 23 as a power source.
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