KR20170025772A - Electrode Assembly Comprising Separator Having Folded Edge - Google Patents

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KR20170025772A
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Abstract

The present invention relates to an electrode assembly, comprising: a positive electrode of which a positive electrode active material is applied on a current collector; a negative electrode of which a negative electrode active material is applied on a current collector; and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, wherein the separator has the length extended in the outer direction beyond the outer peripheries of the positive electrode and the negative electrode corresponding to the outer peripheries. In the extended outer peripheries of the separator, at least one outer periphery is bent at least once in the inner direction.

Description

외주변이 절곡된 분리막을 포함하는 전극조립체 {Electrode Assembly Comprising Separator Having Folded Edge}(Electrode Assembly Comprising Separator Having Folded Edge)

본 발명은 외주변이 절곡된 분리막을 포함하는 전극조립체에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode assembly including a separator having an outer periphery bent.

최근, 화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력저장장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.In recent years, the demand for environmentally friendly alternative energy sources has become an indispensable factor for the future, as the increase in the price of energy sources due to depletion of fossil fuels and the interest in environmental pollution are amplified. Various researches on power generation technologies such as nuclear power, solar power, wind power, and tidal power have been continuing, and electric power storage devices for more efficient use of such generated energy have also been attracting much attention.

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

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

또한, 이차전지는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막이 적층된 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤형(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체 등을 들 수 있으며, 최근에는, 상기 젤리-롤형 전극조립체 및 스택형 전극조립체가 갖는 문제점을 해결하기 위해, 상기 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 진일보한 구조의 전극조립체로서, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 단위셀들을 분리필름 상에 위치시킨 상태에서 순차적으로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체가 개발되었다.Also, the secondary battery is classified according to the structure of the electrode assembly having the positive electrode, the negative electrode, and the separator interposed between the positive electrode and the negative electrode. Typically, the long battery- A stacked (stacked) electrode assembly in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes cut in a predetermined size unit are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, the jelly-roll type (wound type) electrode assembly having a structure in which a separator is interposed; In recent years, in order to solve the problems of the jelly-roll type electrode assembly and the stack type electrode assembly, an electrode assembly having an advanced structure, which is a combination of the jelly-roll type and the stack type, A stack / folding type electrode having a structure in which unit cells stacked with a separator interposed between an anode and a cathode are sequentially wound while being placed on a separation film Developed body lip.

도 1에는 종래의 전극조립체의 단부 구조를 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.FIG. 1 is a schematic view schematically showing an end structure of a conventional electrode assembly.

도 1을 참조하면, 전극조립체(100)는 양극(110), 음극(120), 및 상기 양극(110)과 음극(120) 사이에 개재되어 있는 분리막(130)을 포함하고 있다.Referring to FIG. 1, an electrode assembly 100 includes an anode 110, a cathode 120, and a separator 130 interposed between the anode 110 and the cathode 120.

분리막(130)은 외주변(131)이 양극(110) 및 음극(120)의 외주변들(111, 121)을 넘어 외측 방향으로 연장되어 있는 길이를 가지고 있다.The separator 130 has a length in which the outer periphery 131 extends outward beyond the outer peripheries 111 and 121 of the anode 110 and the cathode 120.

일반적으로, 이러한 전극조립체(100)의 분리막(130)은 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용되며, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다.In general, the separator 130 of the electrode assembly 100 uses an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength. For example, an olefin polymer such as polypropylene, which is chemically resistant and hydrophobic; A sheet or nonwoven fabric made of glass fiber, polyethylene or the like is used.

따라서, 이러한 분리막(130)은 이차전지가 고온의 조건에서 운영되거나, 지속적인 충방전으로 인해, 전극조립체(100) 자체의 온도가 비정상적으로 상승할 경우, 열에 의한 수축이 발생하며, 이러한 열 수축이 심해질 경우, 양극(110)과 음극(120)이 직접적으로 접촉(140)하게 되며, 이에 따라, 이차전지의 내부 단락 및 화제 발생의 위험성이 높아지게 되므로, 이차전지의 안전성을 저하시키는 문제점이 있다.Accordingly, when the temperature of the electrode assembly 100 itself rises abnormally due to the operation of the secondary battery at a high temperature or the continuous charging / discharging, the separation membrane 130 may be shrunk by heat, The anode 110 and the cathode 120 are directly brought into contact with each other 140. This increases the risk of internal short-circuiting of the secondary battery and the generation of a toxic substance, thereby deteriorating the safety of the secondary battery.

따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technique capable of fundamentally solving such 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 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 전극조립체를 구성하는 분리막의 연장된 외주변들 중에서, 적어도 일측 외주변은 내측 방향으로 1회 이상 절곡되도록 구성함으로써, 상기 절곡된 분리막의 외주변이 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 분리막의 다른 부위에 비해 두꺼운 두께를 갖게 되며, 이에 따라, 상기 분리막의 외주변이 높은 온도 내지 열에 의해 양극과 음극 사이의 공간으로 수축되는 현상을 물리적으로 방지할 수 있으며, 이에 따라, 양극과 음극의 직접적인 접촉에 의해 발생할 수 있는 내부 단락 또는 화재의 위험성을 예방하고, 전극조립체의 안전성을 향상시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application have conducted intensive studies and various experiments and have found that at least one outer periphery of the separating membrane constituting the electrode assembly is bent at least once in the inner direction The outer periphery of the bent separator has a thicker thickness than other portions of the separator interposed between the positive and negative electrodes so that the outer periphery of the separator is separated from the space between the positive and negative electrodes It is possible to prevent the risk of an internal short circuit or fire that may be caused by direct contact between the anode and the cathode and to improve the safety of the electrode assembly, And has reached the completion of the invention.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전극조립체는,According to an aspect of the present invention, there is provided an electrode assembly comprising:

집전체 상에 양극 활물질이 도포되어 있는 양극;A positive electrode on which a positive electrode active material is applied on a current collector;

집전체 상에 음극 활물질이 도포되어 있는 음극; 및A negative electrode to which a negative electrode active material is applied on a current collector; And

상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막;A separator interposed between the anode and the cathode;

을 포함하고 있고,Lt; / RTI >

상기 분리막은 외주변들이 이에 대응되는 양극 및 음극의 외주변들을 넘어 외측 방향으로 연장되어 있는 길이를 가지고 있으며, The separator has a length which extends in the outer direction beyond the outer peripheries of the anode and the cathode corresponding to the outer peripheries,

상기 분리막의 연장된 외주변들 중에서, 적어도 일측 외주변은 내측 방향으로 1회 이상 절곡되어 있는 구조일 수 있다.Among the extended outer peripheries of the separator, at least one outer peripheries may be bent at least one time in the inner direction.

따라서, 상기 절곡된 분리막의 외주변이 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 분리막의 다른 부위에 비해 두꺼운 두께를 갖게 되며, 이에 따라, 상기 분리막의 외주변이 높은 온도 내지 열에 의해 양극과 음극 사이의 공간으로 수축되는 현상을 물리적으로 방지할 수 있으며, 이에 따라, 양극과 음극의 직접적인 접촉에 의해 발생할 수 있는 내부 단락 또는 화재의 위험성을 예방하고, 전극조립체의 안전성을 향상시킬 수 있다.Therefore, the outer periphery of the bent separator has a thicker thickness than other portions of the separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, so that the outer periphery of the separator is separated from the space between the anode and the cathode So that the risk of an internal short circuit or fire which may be caused by direct contact between the anode and the cathode can be prevented and the safety of the electrode assembly can be improved.

하나의 구체적인 예에서, 상기 양극 및 음극은 평면상으로 동일한 형상을 가지고 있으며, 음극이 양극보다 상대적으로 큰 크기로 이루어진 구조일 수 있다.In one specific example, the positive electrode and the negative electrode have the same shape in a plan view, and the negative electrode may be a structure having a relatively larger size than the positive electrode.

일반적으로, 리튬 이차전지는 집전체 상에 각각 코팅층이 도포되어 있는 양극과 음극 사이에 다공성의 고분자 막이 개재된 전극조립체에 리튬염을 포함하는 비수계 전해질이 함침되어 있는 구조로 이루어져 있다. 양극 코팅층은 주로 리튬 코발트계 산화물, 리튬 망간계 산화물, 리튬 니켈계 산화물, 리튬 복합 산화물 등으로 이루어져 있으며, 음극 코팅층은 주로 탄소계 물질로 이루어져 있다. Generally, a lithium secondary battery has a structure in which a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt is impregnated in an electrode assembly in which a porous polymer film is interposed between a positive electrode and a negative electrode coated with a coating layer on a current collector. The anode coating layer is mainly composed of a lithium cobalt oxide, a lithium manganese oxide, a lithium nickel oxide, a lithium composite oxide and the like, and the cathode coating layer is mainly composed of a carbon-based material.

그러나, 음극 코팅층으로서 탄소계 물질을 이용한 리튬 이차전지에서는, 최초 충방전시 탄소계 물질의 층상 구조 내에 삽입된 일부 리튬 이온에서 비가역 용량이 발생하여, 방전 용량의 저하가 초래된다. 또한, 탄소재료는 산화/환원 전위가 Li/Li+의 전위에 대해 0.1V 정도로 낮은 바, 음극 표면에서 비수 전해액의 분해가 일어나고, 리튬과 반응하여 탄소재료 표면을 피복하는 층(passivating layer 또는 solid electrolyte interface; SEI 막)이 형성된다. 이러한 SEI 막은 사용하는 전해액 시스템에 따라 그 두께와 경계면의 상태가 달라져 충방전 특성에도 영향을 미친다. 더욱이, 파워툴 등과 같이 고출력 특성이 요구되는 분야에 사용되는 이차전지에서는, 이러한 얇은 두께의 SEI 막이라 할지라도, 이로 인해 저항이 커져 RDS(rate determining step)가 될 수 있다. 또한, 음극 표면에 리튬 화합물이 생성됨으로써 충방전의 반복에 따라 리튬의 가역 용량이 점차 감소되어, 방전 용량이 감소하고 사이클(cycle) 열화가 발생한다는 문제가 있다.However, in the lithium secondary battery using the carbon-based material as the negative electrode coating layer, irreversible capacity is generated from a part of the lithium ions inserted into the layered structure of the carbon-based material at the time of the initial charge / discharge, resulting in a decrease in the discharge capacity. Also, the carbon material has a low oxidation / reduction potential of about 0.1 V relative to the potential of Li / Li +, which causes decomposition of the nonaqueous electrolyte on the surface of the negative electrode. The carbon material reacts with lithium to form a passivating layer or a solid electrolyte interface (SEI film) is formed. These SEI membranes have different thicknesses and states at the interface depending on the electrolyte system used, which affects the charging and discharging characteristics. Moreover, in a secondary battery such as a power tool, which is used in a field where high output characteristics are required, even with such a thin SEI film, the resistance can be increased to become a rate determining step (RDS). Further, since the lithium compound is generated on the surface of the negative electrode, the reversible capacity of lithium gradually decreases with repetition of charging and discharging, resulting in a decrease in discharge capacity and a cycle deterioration.

따라서, 본 발명에 따른 전극조립체는 상기 양극과 음극이 평면상으로 동일한 형상을 가짐으로써, 상기 분리막을 사이에 두고 양극과 음극이 서로 대면하는 면적을 최대화함으로써, 전기적 성능을 극대화하는 동시에, 음극이 양극보다 상대적으로 큰 크기로 이루어짐으로써, 상기 방전 용량의 저하 및 SEI 막이 발생하는 문제점을 없애거나 최소화할 수 있다.Therefore, since the anode and the cathode have the same shape in plan view, the electrode assembly according to the present invention maximizes an area where the anode and the cathode face each other with the separator interposed therebetween, thereby maximizing the electrical performance, It is possible to eliminate or minimize the problem of the decrease of the discharge capacity and the occurrence of the SEI film due to the relatively large size of the anode.

또한, 상기 분리막은 양극 및 음극과 평면상으로 동일한 형상으로 이루어진 구조일 수 있다.The separation membrane may have the same shape as the anode and the cathode in plan view.

앞서 설명한 바와 마찬가지로, 상기 양극과 음극은 평면상으로 동일한 형상을 가지며, 이에 따라, 상기 분리막 역시, 상기 양극 및 음극과 평면상으로 동일한 형상을 가짐으로써, 상기 양극과 음극을 완전히 분리해, 이들의 직접적인 접촉을 방지할 수 있다.As described above, the positive electrode and the negative electrode have the same shape in a planar manner. Accordingly, the separator also has the same shape in plan view as the positive electrode and the negative electrode, thereby completely separating the positive electrode and the negative electrode, It is possible to prevent direct contact.

그러나, 상기 분리막의 형상이 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 양극과 음극의 사이에서, 양극과 음극을 완전히 분리하도록, 외주변들이 이에 대응되는 양극과 음극의 외주변에 비해 외측 방향으로 연장되어 있으며, 적어도 일측 외주변이 내측 방향으로 1회 이상 절곡될 수 있는 구조라면, 상기 양극 및 음극과 평면상으로 상이한 형상으로 이루어질 수도 있음은 물론이다.However, the shape of the separator is not limited thereto, and the outer peripheries extend in the outer direction relative to the outer peripheries of the anodes and the cathodes so as to completely separate the anodes and the cathodes from each other between the anodes and the cathodes, It is of course possible to have a shape which is different from the anode and the cathode in plan view if the structure is such that at least one outer periphery can be bent at least once in the inner direction.

다만, 상기 분리막은 양극 및 음극과 평면상으로 동일한 형상으로 이루어짐으로써, 불필요한 분리막의 사용을 최소화할 수 있으며, 이에 따라, 전극조립체의 제조에 소요되는 비용을 최소화할 수 있다.However, since the separation membrane has the same shape in plan view as the anode and the cathode, the use of unnecessary separation membrane can be minimized, thereby minimizing the cost of manufacturing the electrode assembly.

한편, 상기 분리막의 연장된 외주변들 중에서, 내측 방향으로 절곡되는 외주변을 제외한 나머지 외주변의 연장 길이는, 연장 방향에 대응되는 양극 및 음극의 폭 또는 길이에 대해 1% 내지 30%의 크기로 이루어진 구조일 수 있다.Among the extended outer peripheries of the separator, the extended length of the outer perimeter excluding the outer peripheries bent in the inward direction is preferably 1% to 30% of the width or length of the anodes and cathodes corresponding to the extending direction . ≪ / RTI >

만일, 상기 분리막의 연장된 외주변들 중에서, 내측 방향으로 절곡되는 외주변을 제외한 나머지 외주변의 연장 길이가 상기 범위를 벗어나 지나치게 작을 경우에는, 상기 분리막의 나머지 외주변이 미세하게 수축되더라도, 소망하는 효과를 발휘하지 못할 수 있으며, 이와 반대로, 상기 범위를 벗어나 지나치게 클 경우에는, 상기 분리막을 포함하는 전극조립체의 전체적인 크기가 지나치게 커지거나, 불필요한 분리막의 부위가 발생함에 따라, 전극조립체의 제조 비용이 증가하게 되는 문제점이 있다.If the extension length of the outer periphery of the outer periphery of the separator except for the outer periphery bent in the inner direction is too small beyond the above range, even if the remaining outer periphery of the separation membrane is finely shrunk, In contrast, if the electrode assembly is excessively large beyond the above range, the overall size of the electrode assembly including the separation membrane becomes excessively large or unnecessary portions of the separation membrane occur, There is a problem in that it increases.

하나의 구체적인 예에서, 상기 분리막의 연장된 외주변들 중에서, 내측 방향으로 절곡되는 외주변의 연장 길이는 나머지 외주변의 연장 길이에 대해 200% 내지 800%의 크기로 이루어진 구조일 수 있다.In one specific example, among the extended outer peripheries of the separator, the extension length of the outer peripheries that are bent in the inner direction may be a size of 200% to 800% of the extension length of the outer perimeter.

이러한 경우에, 상기 분리막의 연장된 외주변들 중에서, 내측 방향으로 절곡되는 외주변이 절곡된 후의 연장 길이는 나머지 외주변의 연장 길이와 동일한 구조일 수 있다.In this case, among the extended outer peripheries of the separator, the extension length after the outer peripheries bent in the inner direction are bent may have the same structure as the extension length of the outer peripheries.

앞서 설명한 바와 마찬가지로, 상기 내측 방향으로 절곡되는 분리막의 외주변은 적어도 1회 이상 절곡되는 구조일 수 있다.As described above, the outer periphery of the separator that is bent in the inward direction may be a structure that is bent at least once.

따라서, 상기 내측 방향으로 절곡되는 분리막의 외주변은 최종적으로 이에 대응되는 양극 및 음극의 외주변들을 넘어 외측 방향으로 연장된 상태를 유지하며, 내측 방향으로 절곡된 후의 외주변의 연장 길이는 나머지 외주변의 연장 길이와 동일한 구조를 이룸으로써, 종래의 전극조립체와 동일한 크기를 유지하는 반면에, 열에 의한 분리막의 수축을 보다 용이하게 예방할 수 있다.Therefore, the outer periphery of the separating film which is bent in the inward direction is maintained to extend in the outward direction beyond the outer peripheries of the corresponding anode and cathode, and the extended length of the outer perimeter after being bent in the inward direction, The same size as that of the conventional electrode assembly can be maintained, while contraction of the separator due to heat can be more easily prevented.

만일, 분리막의 연장된 외주변들 중에서, 내측 방향으로 절곡되는 외주변의 연장 길이는 나머지 외주변의 연장 길이에 대해 200% 미만의 크기로 이루어질 경우에는, 상기 내측 방향으로 절곡되는 외주변의 길이가 지나치게 짧아져, 소망하는 효과를 발휘하지 못할 수 있으며, 이와 반대로, 상기 내측 방향으로 절곡되는 외주변의 연장 길이가 나머지 외주변의 연장 길이에 대해 800%를 초과할 경우에는, 상기 내측 방향으로 절곡된 분리막의 외주변 두께가 지나치게 두꺼워져, 상이한 부위에 위치한 분리막과 간섭이 발생하거나, 이에 따라, 상기 분리막에 대한 양극과 음극의 접착력이 저하되는 등 전극조립체의 구조적 안정성을 저하시킬 수 있는 문제점이 있다.If the extension length of the outer periphery which is bent in the inner direction among the extended outer periphery of the separation membrane is less than 200% of the extension length of the remaining outer periphery, the length of the outer periphery bent in the inner direction When the extension length of the outer periphery bent in the inner direction exceeds 800% with respect to the extension length of the outer periphery of the remaining portion, The thickness of the outer periphery of the bent separator becomes too thick to cause interference with the separator located at a different site, thereby lowering the structural stability of the electrode assembly, such as lowering the adhesion of the anode and the cathode to the separator. .

또한, 상기 분리막의 연장된 외주변들 중에서, 내측 방향으로 절곡되는 외주변이 절곡된 후의 두께는 인접한 양극 또는 음극의 두께에 대해 20% 내지 100%의 크기로 이루어진 구조일 수 있다.In addition, among the extended outer peripheries of the separator, the thickness of the outer peripheries bent in the inward direction may be 20% to 100% of the thickness of the adjacent anodes or cathodes.

만일, 상기 내측 방향으로 절곡되는 외주변이 절곡된 후의 두께가 인접한 양극 또는 음극의 두께에 대해 20% 미만일 경우에는, 상기 절곡된 후의 두께가 지나치게 얇아, 소망하는 효과를 발휘하지 못할 수 있으며, 상기 인접한 양극 또는 음극의 두께에 대해 100%를 초과하는 경우에는, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 분리막에 대한 양극과 음극의 접착력이 저하되는 등 전극조립체의 구조적 안정성을 저하시킬 수 있다.If the thickness of the outer periphery bent in the inward direction after bending is less than 20% of the thickness of the adjacent anode or cathode, the thickness after the bending may be too thin to achieve a desired effect, When the thickness of the adjacent anode or cathode exceeds 100%, the structural stability of the electrode assembly may be reduced, for example, the adhesion between the anode and the cathode to the separator may be reduced as described above.

한편, 상기 분리막의 연장된 외주변들 중에서, 내측 방향으로 절곡되는 외주변은 절곡된 이후에 열융착되는 구조일 수 있다.On the other hand, among the extended outer peripheries of the separator, the outer peripheries bent in the inner direction may be thermally fused after being bent.

더욱 구체적으로, 상기 분리막의 연장된 외주변들은 내측 방향으로 절곡되는 경우, 상기 분리막의 물리적 특성으로 인해, 원래의 상태로 되돌아가거나, 분리막의 열에 의한 수축 시, 안정적으로 상기 분리막의 내측으로 절곡된 외주변의 수축을 방지할 수 없으며, 이에 따라, 상기 분리막의 연장된 외주변들 중에서, 내측 방향으로 절곡되는 외주변은 절곡된 이후에 열융착됨으로써, 상기 절곡된 상태를 안정적으로 유지하고, 분리막의 열수축에 의한 양극과 음극의 직접적인 접촉을 예방할 수 있다.More specifically, when the extended outer peripheries of the separation membrane are bent in the inner direction, due to the physical characteristics of the separation membrane, they return to their original state, or when they are contracted by the heat of the separation membrane, The outer periphery that is bent in the inward direction among the extended outer peripheries of the separation membrane is thermally fused after being bent so as to stably maintain the bent state, The direct contact between the anode and the cathode due to the heat shrinkage of the anode can be prevented.

이때, 상기 열융착은 섭씨 40도 내지 150도의 온도 범위에서 수행될 수 있다.At this time, the thermal fusion may be performed at a temperature ranging from 40 degrees Celsius to 150 degrees Celsius.

만일, 상기 열융착이 섭씨 40도 미만의 온도 범위에서 수행될 경우에는, 상기 열융착 온도가 지나치게 낮아, 소망하는 열융착의 효과를 발휘하지 못할 수 있으며, 상기 열융착이 150도를 초과하는 온도범위에서 수행될 경우에는, 상기 열융착에 의해 분리막의 연장된 외주변이 오히려 수축되거나, 손상 또는 변형될 수 있다.If the thermal fusion is performed in a temperature range of less than 40 degrees Celsius, the thermal fusing temperature may be too low to achieve the desired effect of thermal fusion, The extended outer periphery of the separator may be rather contracted, damaged or deformed by the thermal fusion.

하나의 구체적인 예에서, 상기 분리막의 연장된 외주변들 중에서, 내측 방향으로 절곡되는 외주변은 적어도 두 군데 이상이며, 내측 방향으로 절곡되는 외주변들의 연장 길이는 서로 동일하거나 상이한 구조일 수 있다.In one specific example, among the extended outer peripheries of the separator, the outer peripheries bent in the inner direction are at least two or more, and the extensions of the outer peripheries bent in the inner direction may be the same or different.

더욱 구체적으로, 일반적인 전극조립체는 적어도 두 군데 이상의 외주변을 포함하고 있으며, 이에 따라, 본 발명에 따른 전극조립체 역시, 상기 상기 분리막의 연장된 외주변들 중에서, 내측 방향으로 절곡되는 외주변을 적어도 두 군데 이상 포함함으로써, 열에 의한 분리막의 수축을 효과적으로 방지할 수 있다.More specifically, the conventional electrode assembly includes at least two or more outer peripheries. Accordingly, the electrode assembly according to the present invention is also characterized in that, among the extended outer peripheries of the separator, By containing at least two of them, contraction of the separator due to heat can be effectively prevented.

이러한 경우에, 상기 내측 방향으로 절곡되는 외주변들의 연장 길이는 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 더욱 구체적으로, 상기 전극조립체는 평면상으로 그 형상이 원형, 삼각형, 사각형, 또는 다각형과 같이 다양한 형상을 가질 수 있으며, 각 외주변의 길이 역시 다양할 수 있으므로, 열에 의한 수축이 발생활 확률이 상대적으로 더 높은 외주변이 보다 긴 연장 길이를 가질 수 있다.In this case, the extension lengths of the outer peripheries bent in the inward direction may be the same or different from each other. More specifically, the electrode assembly may have various shapes such as a circular shape, a triangle shape, And the length of each outer periphery may vary, so that the outer periphery having a relatively higher probability of shrinkage due to heat may have a longer extension length.

또한, 상기 양극, 음극 및 분리막은 평면상으로 직사각형으로 이루어져 있고, 상기 분리막의 연장된 외주변 중에서, 상대적으로 짧은 길이를 갖는 양 측 외주변들만이 내측 방향으로 절곡되어 있는 구조일 수 있다.In addition, the anode, the cathode, and the separator may have a rectangular shape in a plan view, and only the outer peripheries having a relatively short length may be bent inward in the extended outer periphery of the separator.

일반적으로, 상기 양극, 음극 및 분리막이 평면상으로 직사각형으로 이루어져 있는 경우, 상기 분리막의 연장된 외주변들은 상대적으로 짧은 길이를 갖는 제 1 외주변과 제 3 외주변, 및 상대적으로 긴 길이를 갖는 제 2 외주변과 제 4 외주변을 가질 수 있다. Generally, when the anode, the cathode, and the separator are formed in a rectangular shape in a plane, the extended outer peripheries of the separator have a first outer periphery and a third outer periphery having a relatively short length, and a relatively long length The second outer periphery and the fourth outer periphery.

이러한 경우에, 상기 제 1 외주변과 제 3 외주변 사이의 거리는 제 2 외주변과 제 4 외주변의 길이에 비해 긴 길이를 가지며, 이에 따라, 각각의 외주변 사이에서 동일한 비율로 수축이 일어날 경우, 제 1 외주변과 제 3 외주변 사이에서 발생하는 열에 의한 수축 길이가 제 2 외주변과 제 4 외주변 사이에서 보다 상대적으로 커질 수 있다.In this case, the distance between the first outer circumference and the third outer circumference is longer than the length between the second outer circumference and the fourth outer circumference, so that contraction occurs at the same ratio between the outer circumference and the outer circumference The contraction length due to heat generated between the first outer circumference and the third outer circumference can be relatively larger between the second outer circumference and the fourth outer circumference.

따라서, 본 발명에 따른 전극조립체는 상기 양극, 음극 및 분리막이 평면상으로 직사각형으로 이루어져 있는 경우, 상기 분리막의 연장된 외주변 중에서, 적어도 상대적으로 짧은 길이를 갖는 양 측 외주변들만이 내측 방향으로 절곡됨으로써, 분리막 수축을 최소화할 수 있다.Therefore, when the anode, the cathode, and the separator are formed in a rectangular shape in a plane, only the outer peripheries of both sides having at least a relatively short length among the extended outer peripheries of the separator, By bending, separation membrane shrinkage can be minimized.

여기서, 본 발명의 효과를 극대화하기 위해, 상기 분리막의 연장된 외주변들은 그 길이에 관계 없이, 모두 내측 방향으로 절곡될 수도 있음은 물론이다.Here, in order to maximize the effect of the present invention, it is needless to say that the extended outer peripheries of the separator may be all bent inward, regardless of their length.

한편, 본 발명은 상기 전극조립체를 포함하는 전지셀을 제공하는 바, 상기 전극조립체는 일측 또는 서로 대향하는 양측 방향으로 연장된 전극 단자들을 포함하고 있으며, 상기 전극 단자들이 노출되도록, 적어도 둘 이상의 전극조립체들이 긴 시트 형상의 분리필름에 의해 권취된 상태로, 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있는 구조일 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a battery cell including the electrode assembly, wherein the electrode assembly includes electrode terminals extending in one side or opposite sides of the electrode assembly, It may be a structure in which the assemblies are wound in a long sheet-like separation film and embedded in the battery case together with the electrolytic solution.

이러한 경우에, 상기 분리필름은 전극 단자들이 노출된 부위 및/또는 이에 대향하는 부위의 분리필름의 외주변이 양극 및 음극의 외주변에 비해 상대적으로 연장되어 있는 구조일 수 있다.In this case, the separation film may have a structure in which the outer periphery of the separation film at the portion where the electrode terminals are exposed and / or the portion opposite thereto extends relatively to the outer periphery of the anode and the cathode.

더욱 구체적으로, 상기 분리필름은 전극조립체의 전극 단자들이 외부로 노출된 상태로, 각각의 전극조립체 사이에 개재되도록, 상기 전극조립체의 측면 부위를 감싸는 형태로 권취하고 있는 구조일 수 있다.More specifically, the separation film may be wrapped around the side surface of the electrode assembly so that the electrode terminals of the electrode assembly are exposed to the outside and interposed between the electrode assemblies.

따라서, 상기 분리필름은 열에 의한 수축 시, 전극조립체의 전극 단자들이 노출된 부위 및/또는 이에 대향하는 부위에서 수축이 발생할 수 있으며, 이에 따른 문제점을 예방할 수 있도록, 상기 분리필름은 전극 단자들이 노출된 부위 및/또는 이에 대향하는 부위의 분리필름의 외주변이 양극 및 음극의 외주변에 비해 상대적으로 연장되어 있는 구조일 수 있다.Accordingly, when the separation film is shrunk by heat, shrinkage may occur at a portion where the electrode terminals of the electrode assembly are exposed and / or at a portion opposed to the electrode terminal. To prevent the problem, And the outer periphery of the separating film at the opposite side and / or the opposite side of the separating film may extend relative to the outer periphery of the anode and the cathode.

이때, 상기 분리필름은 전극 단자들이 노출된 부위 및/또는 이에 대향하는 부위의 연장된 외주변이 내측 방향으로 1회 이상 절곡되어 있는 구조일 수 있다.At this time, the separation film may have a structure in which a portion where the electrode terminals are exposed and / or an extended outer periphery of the portion facing the electrode terminal is bent at least once in the inward direction.

다시 말해, 상기 분리필름은 전극조립체의 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 분리막과 마찬가지로, 서로 인접한 전극조립체들의 최외곽 양극과 음극 사이에 개재되어 있으므로, 상기 분리필름 역시, 열수축에 의한 문제가 발생할 수 있는 부위로서, 전극 단자들이 노출된 부위 및/또는 이에 대향하는 부위의 연장된 외주변이 내측 방향으로 1회 이상 절곡되어 있어, 상기 분리필름의 열수축에 의해, 서로 인접한 전극조립체들의 최외곽 양극과 음극이 직접 접촉하는 현상을 방지할 수 있다.In other words, since the separation film is interposed between the outermost positive electrode and the negative electrode of the electrode assemblies adjacent to each other like the separation membrane interposed between the positive electrode and the negative electrode of the electrode assembly, the separation film may also suffer from heat shrinkage Wherein at least a portion of the electrode assembly is exposed and the outer periphery of the portion where the electrode terminals are exposed and / or the outer periphery thereof is bent at least once in the inward direction, It is possible to prevent the phenomenon that the cathode contacts directly.

또한, 상기 전극조립체의 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 분리막과 마찬가지로, 상기 분리필름의 절곡되어 있는 연장된 외주변의 두께는 이에 인접한 전극조립체의 양극 또는 음극의 두께에 대해 20% 내지 100%의 크기일 수 있다.Also, as with the separator interposed between the positive electrode and the negative electrode of the electrode assembly, the thickness of the elongated outer periphery of the separator film is 20% to 100% of the thickness of the positive electrode or negative electrode of the electrode assembly adjacent thereto Size.

만일, 상기 절곡되어 있는 외주변의 두께가 인접한 전극조립체의 양극 또는 음극의 두께에 대해 20% 미만일 경우에는, 상기 절곡되어 있는 외주변의 두께가 지나치게 얇아, 소망하는 효과를 발휘하지 못할 수 있으며, 상기 인접한 전극조립체의 양극 또는 음극의 두께에 대해 100%를 초과하는 경우에는, 상기 분리필름에 대면하고 있는 전극조립체들의 양극과 음극의 접착력이 저하되는 등 구조적 안정성을 저하시킬 수 있는 문제점이 있다.If the thickness of the bent outer periphery is less than 20% of the thickness of the positive electrode or the negative electrode of the adjacent electrode assembly, the thickness of the outer periphery of the bent electrode may be excessively thin, If the thickness of the positive electrode or the negative electrode of the adjacent electrode assembly is more than 100%, the adhesion between the positive electrode and the negative electrode of the electrode assembly facing the separation film may be deteriorated.

또한, 상기 분리필름의 절곡되어 있는 연장된 외주변은 열융착 되어 있는 구조일 수 있으며, 이에 따라, 상기 분리필름의 물리적 특성으로 인해,절곡되어 있는 연장된 외주변이 원래의 상태로 되돌아가는 현상을 방지하고, 상기 외주변의 절곡된 상태를 안정적으로 유지함으로써, 분리필름의 열수축 에 의해, 서로 인접한 전극조립체들의 양극과 음극이 직접 접촉하는 현상을 효과적으로 예방할 수 있다.In addition, the bent outer circumference of the separation film may be thermally fused, so that the bending elongated outer circumference returns to its original state due to the physical properties of the separation film And it is possible to effectively prevent the direct contact between the positive electrode and the negative electrode of the adjacent electrode assemblies by heat shrinkage of the separation film by stably maintaining the bent state around the outer periphery.

한편, 본 발명은 상기 전지셀을 제조하는 방법을 제공하는 바, 상기 전지셀을 제조하는 방법은,According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing the battery cell,

a) 분리막의 외주변이 양극과 음극의 외주변에 비해 상대적으로 연장된 둘 이상의 전극조립체들을 제조하는 단계;a) fabricating at least two electrode assemblies whose outer periphery is relatively extended relative to the outer periphery of the anode and cathode;

b) 상기 전극조립체들의 분리막의 외주변들 중에서 전극 단자들이 연장된 부위 및/또는 이에 대향하는 부위의 외주변을 내측 방향으로 절곡하여 열융착하는 단계;b) bending the outer periphery of the electrode terminals extended portion and / or the outer periphery thereof facing the outer periphery of the separator of the electrode assemblies in the inward direction and thermally fusing the electrode terminals;

c) 상기 전극조립체들의 전극 단자들이 동일한 방향 또는 서로 대향하는 방향으로 정렬되도록, 긴 시트 형상의 분리필름 상에 배열하는 단계;c) arranging the electrode assemblies on an elongate sheet-shaped separation film so that the electrode terminals of the electrode assemblies are aligned in the same direction or opposite to each other;

d) 상기 분리필름의 외주변들 중에서, 전극조립체들의 전극 단자들에 대응되는 부위 및/또는 이에 대향하는 부위의 외주변을 절곡하여 열융착하는 단계;b) bending and fusing the outer periphery of the separating film, the outer periphery of a portion corresponding to the electrode terminals of the electrode assemblies and / or a portion facing the electrode terminals;

e) 상기 전극조립체들을 분리필름에 의해 권취하는 단계;e) winding the electrode assemblies by a separation film;

f) 상기 분리필름에 의해 권취된 전극조립체들을 전해액과 함께 전지케이스에 밀봉하는 단계;f) sealing the electrode assemblies wound with the separation film in a battery case together with an electrolytic solution;

를 포함할 수 있다.. ≪ / RTI >

즉, 상기 전지셀을 구성하는 분리필름의 외주변들 중에서, 전극조립체들의 전극 단자들에 대응되는 부위 및/또는 이에 대향하는 부위의 외주변은 보다 용이한 제조를 위해, 상기 전극조립체들을 권취하기에 앞서, 절곡 및 열융착된다.That is, among the outer peripheries of the separating film constituting the battery cell, the portions corresponding to the electrode terminals of the electrode assemblies and / or the outer peripheries of the portions facing the electrode terminals may be formed by winding the electrode assemblies Bending and heat-sealing are performed.

본 발명은 또한, 상기 전지셀을 포함하는 전지팩 및 사익 전지팩을 전원으로서 포함하는 디바이스를 제공하는 바, 상기 디바이스는 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 파워 툴, 웨어러블 전자 기기, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장 장치로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.The present invention also provides a device including a battery pack including the battery cell and a sac battery pack as a power source, wherein the device is used for a mobile phone, a tablet computer, a notebook computer, a power tool, a wearable electronic device, An electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, and a power storage device.

상기 전지팩 및 디바이스는 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 구체적인 설명을 생략한다.Since the battery pack and the device are well known in the art, a detailed description thereof will be omitted herein.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전극조립체는, 전극조립체를 구성하는 분리막의 연장된 외주변들 중에서, 적어도 일측 외주변이 내측 방향으로 1회 이상 절곡되도록 구성됨으로써, 상기 절곡된 분리막의 외주변이 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 분리막의 다른 부위에 비해 두꺼운 두께를 갖게 되며, 이에 따라, 상기 분리막의 외주변이 높은 온도 내지 열에 의해 양극과 음극 사이의 공간으로 수축되는 현상을 물리적으로 방지할 수 있으며, 이에 따라, 양극과 음극의 직접적인 접촉에 의해 발생할 수 있는 내부 단락 또는 화재의 위험성을 예방하고, 전극조립체의 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the electrode assembly according to the present invention is configured such that at least one outer periphery of at least one outer periphery of the separation membrane constituting the electrode assembly is bent at least once in the inward direction, The periphery of the separator is thicker than other portions of the separator interposed between the anode and the cathode so that the outer periphery of the separator is physically prevented from contracting to a space between the anode and the cathode by heat or heat at a high temperature. Accordingly, there is an effect that the risk of an internal short circuit or fire which may be caused by direct contact between the anode and the cathode is prevented, and the safety of the electrode assembly is improved.

도 1은 종래의 전극조립체의 단부 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체의 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀을 구성하는 전극조립체 어셈블리의 권취전 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 4는 도 3의 전극조립체 어셈블리의 외주변 구조를 개략적으로 나타낸 수직 단면도이다.
1 is a schematic view schematically showing an end structure of a conventional electrode assembly;
2 is a schematic view schematically showing the structure of an electrode assembly according to one embodiment of the present invention;
3 is a schematic view illustrating a pre-winding structure of an electrode assembly assembly constituting a battery cell according to another embodiment of the present invention;
4 is a vertical cross-sectional view schematically illustrating an outer peripheral structure of the electrode assembly assembly of FIG.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings according to the embodiments of the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.

도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체의 구조를 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.FIG. 2 is a schematic view schematically showing the structure of an electrode assembly according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 전극조립체(200)는 양극(210), 음극(220) 및 상기 양극(210)과 음극(220) 사이에 개재되어 있는 분리막(230)을 포함하고 있다.2, the electrode assembly 200 includes an anode 210, a cathode 220, and a separator 230 interposed between the anode 210 and the cathode 220.

양극(210), 음극(220), 및 분리막(230)은 평면상으로 직사각형 형상으로 이루어져 있으며, 음극(220)은 양극(210)에 비해 상대적으로 큰 크기로 이루어져 있다.The anode 210, the cathode 220 and the separator 230 have a rectangular shape in a plan view and the cathode 220 has a relatively large size as compared with the anode 210.

양극(210)과 음극(220)은 동일한 일측 외주변 방향으로 형성된 양극 단자(215)와 음극 단자(225)를 각각 포함하고 있다.The anode 210 and the cathode 220 each include a cathode terminal 215 and a cathode terminal 225 formed in the same outer peripheral direction.

분리막(230)은 양극(210)과 음극(220)에 비해 큰 크기로 이루어져 있으며, 이에 따라, 분리막(230)의 외주변들(231, 232, 233, 234)은 이에 대응되는 양극(210)과 음극(220)의 외주변들을 넘어 외측 방향으로 연장되어 있다.The separator 230 has a larger size than the anode 210 and the cathode 220 so that the outer peripheries 231, 232, 233 and 234 of the separator 230 are connected to the corresponding anode 210, And the outer periphery of the cathode 220.

분리막(230)의 외주변들(231, 232, 233, 234) 중에서, 양극 단자(215)와 음극 단자(225)가 돌출된 방향의 제 1 외주변(231)에 인접한 제 2 외주변(232) 및 제 4 외주변(234)의 연장 길이(232a, 234a)는 서로 동일하며, 제 1 외주변(231)의 연장 길이(231a)는, 양극(210)의 외주변을 기준으로, 제 2 외주변(232) 및 제 4 외주변(234)의 연장 길이(232a, 234a)에 대해 200%의 크기로 이루어져 있다.Outer periphery 231 232 232 233 234 of the separator 230 has a second outer periphery 232 adjacent to the first outer periphery 231 in the direction in which the positive electrode terminal 215 and the negative electrode terminal 225 protrude The extension length 231a of the first outer periphery 231 is equal to the extension length 231a of the second outer periphery 231 with respect to the outer periphery of the anode 210, Is 200% of the extension length 232a, 234a of the outer periphery 232 and the fourth outer periphery 234.

제 1 외주변(231)에 대향하는 제 3 외주변(233)의 연장 길이(233a)는, 양극(210)의 외주변을 기준으로, 제 2 외주변(232) 및 제 4 외주변(234)의 연장 길이(232a, 234a)의 300%의 크기로 이루어져 있다.The extension length 233a of the third outer periphery 233 opposed to the first outer periphery 231 is larger than the extension length 233a of the second outer periphery 232 and the fourth outer periphery 234 Of the extension lengths 232a and 234a of the protrusions 232a and 234a.

상기 구조에 따라, 분리막(230)의 제 1 외주변(231)과 제 3 외주변(233)은 각각 내측 방향으로 1회 및 2회 절곡되며, 절곡된 후의 제 1 외주변(231)과 제 3 외주변(233)의 연장 길이(231b, 233b)는 각각 제 2 외주변(232) 및 제 4 외주변(234)의 연장 길이(232a, 234a)와 동일하다.According to the above structure, the first outer periphery 231 and the third outer periphery 233 of the separation membrane 230 are bent once and twice inwardly, respectively, and the first outer periphery 231 and the second outer periphery 231, The extension lengths 231b and 233b of the outer periphery 233 are the same as the extension length 232a and 234a of the second outer periphery 232 and the fourth outer periphery 234, respectively.

여기서, 제 1 외주변(231)은 절곡시, 양극 단자(215)와의 간섭을 회피할 수 있도록, 이에 대향하는 제 3 외주변(233)에 비해 적은 횟수로 절곡된다.Here, the first outer periphery 231 is bent at a smaller number of times than the third outer periphery 233 facing the first outer periphery 233 so as to avoid interference with the positive electrode terminal 215 at the time of bending.

제 1 외주변(231)과 제 3 외주변(233)은 내측으로 절곡된 상태에서 열융착되며, 이에 따라, 제 1 외주변(231)과 제 3 외주변(233)을 제외한 분리막(230)의 나머지 부위에 비해 두꺼운 두께(231c, 233c)를 갖는다.The first outer periphery 231 and the third outer periphery 233 are thermally welded while bent inward so that the separation membrane 230 excluding the first outer periphery 231 and the third outer periphery 233, 231c and 233c, respectively, as compared with the remaining portions of the first and second shielding plates 231a and 231b.

여기서, 제 1 외주변(231)과 제 3 외주변(233)은 모두 내측으로 절곡된 상태에서 양극(210)에 비해 얇은 두께(231c, 233c)를 가짐으로써, 인접하는 전극조립체의 분리막과의 간섭을 회피할 수 있다.Here, the first outer periphery 231 and the third outer periphery 233 have a thickness 231c and 233c which are thinner than the anode 210 in the inwardly bent state, Interference can be avoided.

따라서, 고온 또는 열에 의해 분리막(230)이 수축하는 경우, 제 1 외주변(231)과 제 3 외주변(233)은 상대적으로 두꺼운 두께로 인해, 물리적으로 수축이 방지될 수 있다.Therefore, when the separator 230 contracts due to high temperature or heat, the first outer periphery 231 and the third outer periphery 233 can be physically prevented from shrinking due to the relatively thick thickness.

도 3에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀을 구성하는 전극조립체 어셈블리의 권취전 구조를 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.FIG. 3 is a schematic view schematically showing a pre-winding structure of an electrode assembly assembly constituting a battery cell according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 도 2의 전극조립체(200)와 동일한 구조의 전극조립체들(301, 302, 303)이 긴 시트 형상의 분리필름(340) 상에 교번 방식으로 배열되어 있다.Referring to FIG. 3, electrode assemblies 301, 302, and 303 having the same structure as the electrode assembly 200 of FIG. 2 are alternately arranged on a long sheet-like separation film 340.

전극조립체들(301, 302, 303)은 각각 동일한 일 방향으로 형성된 양극 단자(315)와 음극 단자(325)를 포함하고 있으며, 분리필름(340) 상에서, 양극 단자(315)와 음극 단자(325)가 모두 동일한 방향으로 노출되도록 정렬되어 있다.Each of the electrode assemblies 301, 302 and 303 includes a positive electrode terminal 315 and a negative electrode terminal 325 which are formed in the same one direction and the positive electrode terminal 315 and the negative electrode terminal 325 Are all exposed in the same direction.

분리필름(340)은 양극 단자(315) 및 음극 단자(325)가 노출되는 부위의 연장된 외주변(341) 및 이에 대향하는 부위의 연장된 외주변(342)이 내측으로 각각 1회 및 2회 절곡(351, 352)되어 있다.The separation film 340 is formed such that the extended outer periphery 341 of the portion where the positive electrode terminal 315 and the negative electrode terminal 325 are exposed and the extended outer periphery 342 of the portion opposite thereto extend inward once and twice Folding bends 351 and 352 are formed.

분리필름(340)은 전극조립체들(301, 302, 303)의 양극 단자(315) 및 음극 단자(325)가 노출되는 부위의 연장된 외주변(341) 및 이에 대향하는 부위의 연장된 외주변(342)이 절곡(351, 352)된 이후에, 제 1 전극조립체(301)로부터 제 2 전극조립체(302) 방향으로 전극조립체들(301, 302, 303)을 순차적으로 권취(353)한다.The separation film 340 is formed on the outer periphery 341 of the portion where the positive electrode terminal 315 and the negative electrode terminal 325 of the electrode assemblies 301, 302 and 303 are exposed, The electrode assemblies 301, 302 and 303 are sequentially wound 353 from the first electrode assembly 301 to the second electrode assembly 302 after the electrode assemblies 342 are bent 351 and 352.

상기 구조에 따라, 분리필름(340)은 각각의 인접한 전극조립체들(301, 302, 303) 사이에 개재된다.According to this structure, a separation film 340 is interposed between each adjacent electrode assembly 301, 302, 303.

도 4에는 도 3의 전극조립체 어셈블리의 구조를 부분적으로 나타낸 수직 단면도가 도시되어 있다.4 is a vertical cross-sectional view partially illustrating the structure of the electrode assembly assembly of FIG.

도 4를 참조하면, 분리필름(340)은 전극조립체들(303, 305, 307, 309) 사이에 개재되어 있다.Referring to FIG. 4, a separation film 340 is interposed between the electrode assemblies 303, 305, 307, and 309.

각 전극조립체들(303, 305, 307, 309)은 분리막(330)의 외주변들 중에서, 양극 단자(315) 및 음극 단자(325)가 형성된 부위의 연장된 외주변(331) 및 이에 대향하는 외주변(332)이 내측으로 절곡되어 있다.Each of the electrode assemblies 303, 305, 307 and 309 has an extended outer periphery 331 at a portion where the positive electrode terminal 315 and the negative electrode terminal 325 are formed, The outer periphery 332 is bent inward.

각 전극조립체들(303, 305, 307, 309) 사이에 위치한 분리필름(340) 역시, 전극조립체들(303, 305, 307, 309)의 양극 단자(315) 및 음극 단자(325)가 노출된 부위의 연장된 외주변(341) 및 이에 대향하는 외주변(342)이 내측 방향으로 절곡되어 있어, 분리필름(340)의 다른 부위들에 비해, 상대적으로 두꺼운 두께(341c, 342c)를 갖는다.The separation film 340 positioned between the electrode assemblies 303, 305, 307 and 309 is also exposed to the positive electrode terminal 315 and the negative electrode terminal 325 of the electrode assemblies 303, 305, 307 and 309 The extended outer periphery 341 of the separation film 340 and the outer periphery 342 opposite thereto are inwardly bent and have a relatively thick thickness 341c and 342c as compared with other portions of the separation film 340. [

따라서, 전극조립체들(303, 305, 307, 309)의 분리막(330) 및 전극조립체들(303, 305, 307, 309) 사이에 개재되는 분리필름(340)은 고온 또는 열에 의해 수축되는 경우, 물리적으로 수축이 방지되므로, 양극(310)과 음극(320)의 직접적인 접촉에 의한 내부 단락 내지 화재의 발생을 예방할 수 있다.Therefore, when the separation film 340 interposed between the separator 330 of the electrode assemblies 303, 305, 307, 309 and the electrode assemblies 303, 305, 307, 309 is shrunk by high temperature or heat, It is possible to prevent the occurrence of internal short circuit or fire due to direct contact between the anode 310 and the cathode 320. [

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

Claims (20)

집전체 상에 양극 활물질이 도포되어 있는 양극;
집전체 상에 음극 활물질이 도포되어 있는 음극; 및
상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막;
을 포함하고 있고,
상기 분리막은 외주변들이 이에 대응되는 양극 및 음극의 외주변들을 넘어 외측 방향으로 연장되어 있는 길이를 가지고 있으며,
상기 분리막의 연장된 외주변들 중에서, 적어도 일측 외주변은 내측 방향으로 1회 이상 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
A positive electrode on which a positive electrode active material is applied on a current collector;
A negative electrode to which a negative electrode active material is applied on a current collector; And
A separator interposed between the anode and the cathode;
Lt; / RTI >
The separator has a length which extends in the outer direction beyond the outer peripheries of the anode and the cathode corresponding to the outer peripheries,
Wherein at least one outer periphery of the extended outer periphery of the separation membrane is bent at least once in an inner direction.
제 1 항에 있어서, 상기 양극 및 음극은 평면상으로 동일한 형상을 가지고 있으며, 음극이 양극보다 상대적으로 큰 크기로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly according to claim 1, wherein the positive electrode and the negative electrode have the same shape in a plan view, and the negative electrode has a relatively larger size than the positive electrode. 제 1 항에 있어서, 상기 분리막은 양극 및 음극과 평면상으로 동일한 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly according to claim 1, wherein the separator has the same shape as the anode and the cathode in plan view. 제 1 항에 있어서, 상기 분리막의 연장된 외주변들 중에서, 내측 방향으로 절곡되는 외주변을 제외한 나머지 외주변의 연장 길이는, 연장 방향에 대응되는 양극 및 음극의 폭 또는 길이에 대해 1% 내지 30%의 크기로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체.[3] The method of claim 1, wherein, among the extended outer peripheries of the separator, the extension length of the outer perimeter excluding the outer peripheries bent in the inward direction is in the range of 1% to 1% of the width or length of the anode and the cathode, 30%. ≪ / RTI > 제 1 항에 있어서, 상기 분리막의 연장된 외주변들 중에서, 내측 방향으로 절곡되는 외주변의 연장 길이는 나머지 외주변의 연장 길이에 대해 200% 내지 800%의 크기로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체.2. The electrode assembly according to claim 1, wherein an extension length of the outer periphery which is bent in the inward direction among the extended outer peripheries of the separator is 200 to 800% . 제 5 항에 있어서, 상기 분리막의 연장된 외주변들 중에서, 내측 방향으로 절곡되는 외주변이 절곡된 후의 연장 길이는 나머지 외주변의 연장 길이와 동일한 것을 특징으로 하는 전극조립체.[6] The electrode assembly of claim 5, wherein an extension length of the outer periphery of the separator after the inner periphery is bent is equal to an extension length of the outer periphery of the separator. 제 1 항에 있어서, 상기 분리막의 연장된 외주변들 중에서, 내측 방향으로 절곡되는 외주변이 절곡된 후의 두께는 인접한 양극 또는 음극의 두께에 대해 20% 내지 100%의 크기로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체.[3] The method of claim 1, wherein the thickness of the outer periphery of the separator after folded inward in the outward direction is 20% to 100% of the thickness of the adjacent anode or cathode. Electrode assembly. 제 1 항에 있어서, 상기 분리막의 연장된 외주변들 중에서, 내측 방향으로 절곡되는 외주변은 절곡된 이후에 열융착되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.2. The electrode assembly of claim 1, wherein outermost peripheries of the separator that are bent inward are thermally fused after being bent. 제 8 항에 있어서, 상기 열융착은 섭씨 40도 내지 150도의 온도 범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.9. The electrode assembly of claim 8, wherein the thermal fusion is performed at a temperature ranging from about 40 degrees Celsius to about 150 degrees Celsius. 제 1 항에 있어서, 상기 분리막의 연장된 외주변들 중에서, 내측 방향으로 절곡되는 외주변은 적어도 두 군데 이상이며, 내측 방향으로 절곡되는 외주변들의 연장 길이는 서로 동일하거나 상이한 것을 특징으로 하는 전극조립체.[2] The apparatus of claim 1, wherein the outermost peripheries of the separator that are bent inward are at least two or more, and the extensions of the peripheries that are bent in the inward direction are the same or different from each other. Assembly. 제 1 항에 있어서, 상기 양극, 음극 및 분리막은 평면상으로 직사각형으로 이루어져 있고, 상기 분리막의 연장된 외주변 중에서, 상대적으로 짧은 길이를 갖는 양 측 외주변들만이 내측 방향으로 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.2. The separator according to claim 1, wherein the anode, the cathode, and the separator are formed in a rectangular shape in a planar shape, and only the outer peripheries of both sides having a relatively short length are bent inward in the extended outer periphery of the separator . 제 1 항에 따른 전극조립체를 포함하는 전지셀로서,
상기 전극조립체는 일측 또는 서로 대향하는 양측 방향으로 연장된 전극 단자들을 포함하고 있으며, 상기 전극 단자들이 노출되도록, 적어도 둘 이상의 전극조립체들이 긴 시트 형상의 분리필름에 의해 권취된 상태로, 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
A battery cell comprising the electrode assembly according to claim 1,
Wherein the electrode assembly includes at least one electrode terminal extending in one side or opposite sides of the electrode assembly and at least two electrode assemblies are wound by a long sheet- And the battery cell is embedded in the battery case.
제 12 항에 있어서, 상기 분리필름은 전극 단자들이 노출된 부위 및/또는 이에 대향하는 부위의 분리필름의 외주변이 양극 및 음극의 외주변에 비해 상대적으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.13. The battery cell according to claim 12, wherein the separating film has a portion where the electrode terminals are exposed and / or an outer periphery of the separating film facing the electrode film extends relatively to the outer periphery of the positive electrode and the negative electrode. 제 13 항에 있어서, 상기 분리필름은 전극 단자들이 노출된 부위 및/또는 이에 대향하는 부위의 연장된 외주변이 내측 방향으로 1회 이상 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.14. The battery cell according to claim 13, wherein the separation film is bent at least once in an inward direction at a portion where the electrode terminals are exposed and / or an extended outer periphery of a portion opposed thereto. 제 14 항에 있어서, 상기 분리필름의 절곡되어 있는 연장된 외주변의 두께는 이에 인접한 전극조립체의 양극 또는 음극의 두께에 대해 20% 내지 100%의 크기인 것을 특징으로 하는 전지셀.15. The battery cell according to claim 14, wherein a thickness of the bent outer peripheral portion of the separator film is 20% to 100% of the thickness of the anode or the cathode of the electrode assembly adjacent thereto. 제 14 항에 있어서, 상기 분리필름의 절곡되어 있는 연장된 외주변은 열융착 되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.15. The battery cell according to claim 14, wherein the bent outer periphery of the separation film is thermally fused. 제 12 항에 따른 전지셀을 제조하는 방법으로서,
a) 분리막의 외주변이 양극과 음극의 외주변에 비해 상대적으로 연장된 둘 이상의 전극조립체들을 제조하는 단계;
b) 상기 전극조립체들의 분리막의 외주변들 중에서 전극 단자들이 연장된 부위 및/또는 이에 대향하는 부위의 외주변을 내측 방향으로 절곡하여 열융착하는 단계;
c) 상기 전극조립체들의 전극 단자들이 동일한 방향 또는 서로 대향하는 방향으로 정렬되도록, 긴 시트 형상의 분리필름 상에 배열하는 단계;
d) 상기 분리필름의 외주변들 중에서, 전극조립체들의 전극 단자들에 대응되는 부위 및/또는 이에 대향하는 부위의 외주변을 절곡하여 열융착하는 단계;
e) 상기 전극조립체들을 분리필름에 의해 권취하는 단계;
f) 상기 분리필름에 의해 권취된 전극조립체들을 전해액과 함께 전지케이스에 밀봉하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조 방법.
A method of manufacturing a battery cell according to claim 12,
a) fabricating at least two electrode assemblies whose outer periphery is relatively extended relative to the outer periphery of the anode and cathode;
b) bending the outer periphery of the electrode terminals extended portion and / or the outer periphery thereof facing the outer periphery of the separator of the electrode assemblies in the inward direction and thermally fusing the electrode terminals;
c) arranging the electrode assemblies on an elongate sheet-shaped separation film so that the electrode terminals of the electrode assemblies are aligned in the same direction or opposite to each other;
b) bending and fusing the outer periphery of the separating film, the outer periphery of a portion corresponding to the electrode terminals of the electrode assemblies and / or a portion facing the electrode terminals;
e) winding the electrode assemblies by a separation film;
f) sealing the electrode assemblies wound with the separation film in a battery case together with an electrolytic solution;
And forming a battery cell.
제 12 항에 따른 전지셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.A battery pack comprising a battery cell according to claim 12. 제 18 항에 따른 전지팩을 전원으로서 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.A device comprising the battery pack according to claim 18 as a power source. 제 19 항에 있어서, 상기 디바이스는 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 파워 툴, 웨어러블 전자 기기, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장 장치로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디바이스.20. The device of claim 19, wherein the device is selected from the group consisting of a cell phone, a tablet computer, a notebook computer, a power tool, a wearable electronic device, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug- . ≪ / RTI >
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