KR20170038405A - 이차전지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 복수의 전극시트와 복수의 분리시트가 순차적으로 적층되고 권취되는 전극조립체를 포함하며, 상기 전극시트는 전극 활물질층이 형성된 활물질부와, 상기 전극 활물질층이 없는 무지부로 형성되고, 상기 무지부와 상기 활물질부의 경계 부분에는 내열성 소재로 마련되는 보호테이프가 부착된다.

Description

이차전지{SECONDARY BATTERY}

본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 특히 전극조립체의 최외각에 권취된 전극의 끝단부는 무지부와 활물질부를 형성하고, 상기 무지부와 상기 활물질부 사이에는 단차가 형성되는데, 상기 단차를 제거하여 안전성을 확보한 이차전지에 관한 것이다.

일반적으로 이차 전지(rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말한다.

이러한 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되는 저용량 전지팩과, 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원에 사용되는 대용량 전지팩이 있다.

특허등록번호 제10-1072955호

종래기술에 따른 이차전지는 전극조립체와 상기 전극조립체가 수용되는 케이스를 포함하며, 상기 전극조립체는 복수의 전극과 복수의 분리막이 교대로 적층되고 권취되면서 마련된다.

여기서 상기 전극은 전극활물질이 코팅된 전극활물질부와, 전극활물질이 코팅되지 않는 무지부로 분리되며, 상기 무지부는 전극의 권취 시작면과 권취 끝단면에 각각 형성된다.

그러나 종래기술에 따른 이차전지는 상기 전극활물질부의 두께로 인해 상기 전극활물질부와 무지부 사이에 단차가 발생하며, 상기 단차에 의해 단차와 대면하는 전극에 크랙을 발생시킬 수 있는 문제가 있다. 즉, 충방전시 전극이 팽창하는데, 이때 상기 단차와 대면하는 전극에 더 많은 힘이 가해지면서 크랙이 발생한다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 전극의 권취 끝단면에 형성된 전극활물질부와 무지부 사이의 경계부분에 보호테이프를 부착함으로써 상기 전극활물질부와 상기 무지부 사이의 단차를 제거할 수 있고, 이에 단차와 대면하는 전극의 크랙 발생을 방지할 수 있는 이차전지를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 보호테이프를 내열성 소재로 마련함으로써 고열에 의해 보호테이프가 수축하거나 또는 전해액에 의해 변색되는 문제를 해결할 수 있는 이차전지를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지는 복수의 전극시트와 분리시트가 순차적으로 적층되고 권취되는 전극조립체를 포함하며, 상기 전극시트는 전극 활물질층이 형성된 활물질부와, 상기 전극 활물질층이 없는 무지부로 형성되고, 상기 무지부와 상기 활물질부의 경계 부분에는 내열성 소재로 마련되는 보호 테이프가 부착될 수 있다.

상기 보호테이프는 폴리이미드(PI:Polyimide)로 마련될 수 있다.

상기 보호테이프는 상기 무지부와 상기 활물질부의 경계 부분을 따라 양 끝단까지 부착될 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지는 복수의 전극시트와 분리시트가 순차적으로 적층되고 권취되는 전극조립체를 포함하며, 상기 전극시트는 전극 활물질층이 형성된 활물질부와, 상기 전극 활물질층이 없는 무지부로 형성되고, 상기 무지부와 상기 활물질부의 경계 부분에는 내열성 소재로 마련되는 보호 테이프가 부착될 수 있다.

상기 보호테이프는 폴리이미드(PI:Polyimide)로 마련될 수 있다.

상기 보호테이프는 상기 무지부와 상기 활물질부의 경계 부분을 따라 양 끝단까지 부착될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이차전지를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 전극조립체를 도시한 도면.
도 3은 도 2에 표시된 A-A선 단면도.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 발명에 따른 이차전지는 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(110), 전극조립체(110)가 수용되는 캔(120), 및 캔(120)의 개구부에 실장되는 캡 조립체(130)를 포함한다.

여기서 전극조립체(110)는 복수의 전극시트와 복수의 분리시트가 교대로 적층되고 권취되면서 마련된다.

일례로, 상기 복수의 전극시트는 제1 전극시트(111)와 제2 전극시트(112)로 마련되고, 상기 복수의 분리시트는 제1 분리시트(113)와 제2 분리시트(114)로 마련된다.

즉, 도 1을 참조하면, 제1 전극시트(111), 제1 분리시트(113), 제2 전극시트(112) 및 제2 분리시트(114)가 순차적으로 적층되면서 기본단위체를 형성하고, 이 기본단위체가 일단부터 끝단까지 권취되면서 전극조립체(110)를 형성한다.

여기서 제1 전극시트(111)는 양극시트이고, 제2 전극시트(112)는 음극시트일 수 있다. 물론 반대일 수도 있다.

그리고 전극시트는 전극활물질층이 형성된 활물질부와, 상기 활물질부가 없는 무지부로 형성된다.

즉, 제1 전극시트(111)는 제1 전극 활물질층이 형성된 제1 활물질부(111a)와, 제1 전극 활물질층이 없는 제1 무지부(111b)로 마련된다. 그리고 제2 전극시트(112)는 제2 전극 활물질층이 형성된 제2 활물질부(112a)와, 제2 전극 활물질층이 없는 제2 무지부(112b)로 마련된다.

한편, 전극조립체(110)의 최외각에는 전극시트가 권취되는데, 이때 쇼트 방지를 위해 최외각 전극시트의 끝단면에는 무지부가 형성된다.

일례로, 전극조립체(110)의 최외각에는 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 전극시트(111)가 권취되고, 제1 전극시트(111)의 끝단면에는 쇼트 방지를 위해 제1 무지부(111b)가 형성된다. 여기서 제1 전극시트(111)의 끝단면에 형성된 제1 무지부(111b)는 최외각 제1 무지부(111b)로 기재한다.

여기서 제1 전극시트(111)는 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 최외각 무지부(111b)와 제1 활물질부(111a) 경계부분에 단차(A)가 형성되며, 이 단차(A)에 의해 단차(A)와 대면하는 전극에 크랙을 발생시킬 수 있다. 즉, 이차전지의 충방전시 제1 전극시트(111)가 팽창하게 되는데, 이때 제1 전극시트(111)의 단차(A)와 대면하는 제2 전극시트(112)에 더 많은 힘이 가해지면서 크랙이 발생할 수 있다.

이를 방지하기 위해 본 발명에 따른 이차전지는 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 최외각 제1 무지부(111b)와 제1 활물질부(111a) 경계부분에 보호테이프(115)를 부착하여 단차(A)를 제거하며, 이에 단차(A)와 대면하는 전극시트의 크랙 발생을 방지한다.

여기서 보호테이프(115)는 제1 무지부(111b)와 제1 활물질부(111a) 경계부분의 양끝단까지 부착되며, 이에 단차(A)를 완전히 제거한다.

또한, 보호테이프(115)는 최외각 제1 무지부(111b) 전면에 부착되며, 이에 외부의 충격으로부터 최외각 제1 무지부(111b)를 보호한다.

한편, 보호테이프(115)는 고온에 의해 수축되거나 전해액의 하프늄(hafnium,Hf) 성분에 의해 변색이 발생하여 품질 저하가 발생하는 문제가 있었다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해 보호테이프(115)는 내열성 소재로 마련하며, 특히 내열성이 우수한 폴리이미드(PI:Polyimide)로 마련한다.

여기서 폴리이미드는 다음과 같은 특징이 있다. (1) 250℃까지 사용할 수 있고, 내열성이 뛰어나다. (2) 저온에서 고온까지 특성의 변화가 적다. (3) 내충격성이 좋고, 치수안정성이 좋다. (4) 전기특성이 뛰어나다. (5) 알칼리, 필리진 등에 침해된다. (6) 내마찰성이 좋고, 타지 않는다

이와 같이 폴리이미드로 보호테이프(115)를 마련함으로써 열수축율을 크게 감소시킬 수 있고, 품질을 높일 수 있다.

본 발명에 따른 이차전지(100)는 전극조립체(110)의 최외각에 권취된 전극시트의 최외각 무지부와 활물질부 경계부분에 내열성 보호테이프(115)를 부착함으로써 품질과 안전성을 높일 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 이차전지
110: 전극조립체
111: 제1 전극시트
112: 제2 전극시트
113: 제1 분리시트
114: 제2 분리시트
115: 보호테이프

Claims (3)

1. 복수의 전극시트와 복수의 분리시트가 순차적으로 적층되고 권취되는 전극조립체를 포함하며,
   상기 전극시트는 전극 활물질층이 형성된 활물질부와, 상기 전극 활물질층이 없는 무지부로 형성되고,
   상기 무지부와 상기 활물질부의 경계 부분에는 내열성 소재로 마련되는 보호 테이프가 부착되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 보호테이프는 폴리이미드(PI:Polyimide)로 마련되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 보호테이프는 상기 무지부와 상기 활물질부의 경계 부분을 따라 양 끝단까지 부착되는 것을 특징으로 하는 이차전지.

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