KR20170072487A - Method Preparing Electrode Assembly Having Corner Cutting Structure and Electrode Assembly Prepared Using the Same - Google Patents
Method Preparing Electrode Assembly Having Corner Cutting Structure and Electrode Assembly Prepared Using the SameInfo
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Abstract
본 발명은 모서리가 절취되어 있는 구조의 전극조립체 제조방법 및 이를 사용하여 제조되는 전극조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체를 제조하는 방법으로서, (a) 각각 하나 이상의 모서리부가 절취되어 있는 양극들 및 음극들과, 양극 및 음극 사이에 분리막을 개재하여 전극 적층체를 준비하는 과정; (b) 양극 및 음극의 절취 모서리에 대응하는 형상의 열융착 지지부가 상향 돌출되어 있는 제 1 열융착 플레이트에 전극 적층체를 안착하는 과정; (c) 열융착 지지부에 위치한 분리막들의 부위를 열융착 하기 위하여, 제 2 열융착 플레이트를 하강시켜 분리막들을 열융착하는 과정; 및 (d) 열융착에 의해 경화된 분리막들의 내측 단부를 커팅하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a method of manufacturing an electrode assembly having a corner cut-off structure and an electrode assembly manufactured using the same, and more particularly, to a method of manufacturing an electrode assembly having a separator interposed between an anode and a cathode, (a) preparing positive electrode and negative electrode, each of which has at least one edge cut off, and an electrode stack between the positive electrode and the negative electrode via a separation membrane; (b) placing the electrode laminate on a first heat-sealing plate having upwardly protruding heat-sealing support portions of a shape corresponding to cut edges of the positive electrode and the negative electrode; (c) lowering the second heat-sealing plate to thermally fuse the portions of the separation membranes located in the heat-sealing support portion; And (d) cutting the inner end of the separation membranes cured by thermal welding.
Description
본 발명은 모서리가 절취되어 있는 구조의 전극조립체 제조방법 및 이를 사용하여 제조되는 전극조립체에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an electrode assembly having a corner cut-off structure and an electrode assembly manufactured using the same.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 주목받고 있다. 따라서, 이차전지를 사용하는 애플리케이션의 종류는 이차전지의 장점으로 인해 매우 다양화되고 있으며, 향후에는 지금보다는 많은 분야와 제품들에 이차전지가 적용될 것으로 예상된다.BACKGROUND ART [0002] In recent years, rechargeable secondary batteries have been widely used as energy sources for wireless mobile devices. In addition, the secondary battery is attracting attention as an energy source for electric vehicles, hybrid electric vehicles, and the like, which is proposed as a solution for air pollution in existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels. Therefore, the types of applications using secondary batteries are diversifying due to the advantages of secondary batteries, and it is expected that secondary batteries will be applied to many fields and products in the future.
이러한 이차전지는 전극과 전해액의 구성에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류되기도 하며, 그 중 전해액의 누액 가능성이 적으며, 제조가 용이한 리튬이온 폴리머 전지의 사용량이 늘어나고 있다. 일반적으로, 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 분류되며, 전지케이스에 내장되는 전극조립체는 양극, 음극, 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재된 분리막 구조로 이루어져 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막에 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다.Such a secondary battery may be classified as a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, or a lithium polymer battery depending on the configuration of an electrode and an electrolytic solution. The amount of the lithium ion polymer battery Is growing. 2. Description of the Related Art Generally, a secondary battery includes a cylindrical battery and a prismatic battery in which an electrode assembly is embedded in a cylindrical or rectangular metal can according to the shape of a battery case, and a pouch type battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch- , And an electrode assembly embedded in the battery case is a power generation device that includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator structure sandwiched between the positive electrode and the negative electrode, and is capable of charging and discharging. The electrode assembly includes a long sheet-like positive electrode coated with an active material, A jelly-roll type which is wound with a separator interposed therebetween, and a stacked type in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes of a predetermined size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween.
이 중, 전지의 고용량화로 인해 케이스의 대면적화 및 얇은 소재로의 가공이 많은 관심을 모으고 있고, 이에 따라, 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조비, 작은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 사용량이 점차적으로 증가하고 있다.Among them, due to the high capacity of the battery, enlargement of the size of the case and the processing of a thin material are attracting much attention. Accordingly, a stacked or stacked / folded type electrode assembly is embedded in a pouch-shaped battery case of an aluminum laminate sheet The pouch-shaped battery of the present invention has been gradually increased in usage due to low manufacturing cost, small weight, and easy shape deformation.
최근에는 슬림한 타입 또는 다양한 디자인 트랜드로 인하여 새로운 형태의 전지셀이 요구되고 있으며, 전지셀이 적용되는 디바이스의 제한된 공간을 고려하여 신규한 구조로 만들기 위해서 전지케이스 내부에 수납하고 있는 전극조립체의 형상을 변화시켜 일부 부위를 절취한 구조의 전지셀이 제작되고 있다.In recent years, a new type of battery cell is required due to a slim type or various design trends. In order to make a new structure in consideration of a limited space of a device to which a battery cell is applied, a shape of an electrode assembly A battery cell having a structure in which a part is cut is manufactured.
도 1에는 종래의 파우치형 이차전지의 모식도가 도시되어 있다.1 is a schematic view of a conventional pouch-type secondary battery.
도 1을 참조하면, 파우치형 이차전지(10)는, 파우치형 전지케이스(20) 내부에, 양극, 음극 및 이들 사이에 배치되는 분리막으로 이루어진 전극조립체(30)가 그것의 양극 및 음극 탭들(31, 32)과 전기적으로 연결되는 두 개의 전극리드(40, 41)가 외부로 노출되도록 밀봉되어 있는 구조로 이루어져 있다.Referring to FIG. 1, the pouch type
전지케이스(20)는 전극조립체(30)가 안착될 수 있는 오목한 형상의 수납부(23)를 포함하는 케이스 본체(21)와 그러한 본체(21)에 일체로서 연결되어 있는 커버(22)로 이루어져 있다.The
전지케이스(20)는 라미네이트 시트로 이루어져 있으며, 최외각을 이루는 외측 수지층(20A), 물질의 관통을 방지하는 차단성 금속층(20B), 및 밀봉을 위한 내측 수지층(20C)으로 구성되어 있다.The
스택형 전극조립체(30)는 다수의 양극 탭들(31)과 다수의 음극 탭들(32)이 각각 융착되어 전극리드(40, 41)에 함께 결합되어 있다. 또한, 케이스 본체(21)의 상단부(24)와 커버(22)의 상단부가 열융착될 때 쇼트가 발생하는 것을 방지하기 위하여, 전극리드(40, 41)의 상하면에 절연필름(50)이 부착된다.In the stacked
도 2에는 종래의 분리막 커팅 공정의 모식도가 도시되어 있다.2 is a schematic view of a conventional membrane cutting process.
도 2를 참조하면, 전극 적층체(33)를 다이(70)에 장착하고 가압 패드(60)로 고정한 후에 펀치(65)로 분리막들(25)을 커팅한다.2, after the
그러나, 상기 제조 공정을 통한 경우에 전지케이스의 외형에 대응하도록 분리막들을 커팅하는 과정에서 분리막들의 커팅면에 버(burr)(도 6; 27)와 같은 흠집이 발생하여 절단면이 매끄럽지 않게 된다.However, in the process of manufacturing the separator according to the above-described manufacturing process, scratches such as burrs (FIG. 6) are generated on the cut surfaces of the separators in the process of cutting the separators to correspond to the outer shape of the battery case.
또한, 분리막들을 커팅하는 과정에서 펀치의 가압력에 의해 전극들이 손상될 수 있어 품질을 저하시키고 전지의 수명을 단축시키는 원인이 된다.In addition, in the process of cutting the separators, the electrodes may be damaged by the pressing force of the punches, thereby deteriorating the quality and shortening the life of the battery.
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.
구체적으로, 본 발명의 목적은 분리막들을 커팅하는 과정에서 분리막들의 커팅이 원활히 이루어지지 않아 발생되는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 모서리부가 절취되어 있는 전극 적층체에서 분리막들을 열융착 하여 경화된 분리막들의 내측 단부를 커팅하는 과정을 포함하는 전극조립체 제조방법을 제공하는 것이다.More specifically, the present invention has been made to solve the problem that cutting of the separators is not performed smoothly in the course of cutting the separators, and it is an object of the present invention to provide a separator, And cutting the end portion of the electrode assembly.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모서리가 절취되어 있는 구조의 전극조립체 제조방법 및 이를 사용하여 제조되는 전극조립체는,To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein, a method of manufacturing an electrode assembly having a corner cut-
양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체를 제조하는 방법으로서,A method of manufacturing an electrode assembly having a structure in which a separator is interposed between an anode and a cathode,
(a) 각각 하나 이상의 모서리부가 절취되어 있는 양극들 및 음극들과, 양극 및 음극 사이에 분리막을 개재하여 전극 적층체를 준비하는 과정;(a) preparing positive electrode and negative electrode, each of which has at least one edge cut off, and an electrode stack between the positive electrode and the negative electrode via a separation membrane;
(b) 양극 및 음극의 절취 모서리에 대응하는 형상의 열융착 지지부가 상향 돌출되어 있는 제 1 열융착 플레이트에 전극 적층체를 안착하는 과정;(b) placing the electrode laminate on a first heat-sealing plate having upwardly protruding heat-sealing support portions of a shape corresponding to cut edges of the positive electrode and the negative electrode;
(c) 열융착 지지부에 위치한 분리막들의 부위를 열융착 하기 위하여, 제 2 열융착 플레이트를 하강시켜 분리막들을 열융착하는 과정; 및(c) lowering the second heat-sealing plate to thermally fuse the portions of the separation membranes located in the heat-sealing support portion; And
(d) 열융착에 의해 경화된 분리막들의 내측 단부를 커팅하는 과정;(d) cutting the inner end of the separators cured by thermal welding;
을 포함하여 구성되어 있다..
즉, 본 발명에 따른 모서리가 절취되어 있는 구조의 전극조립체 제조방법 및 이를 사용하여 제조되는 전극조립체는, 전지케이스의 외형에 대응하도록 분리막들을 커팅하는 과정에서 분리막들을 열융착하여 경화 후에 커팅하므로 커팅 가공성을 향상시킬 수 있고, 전극 단자들의 손상을 방지하여 전지셀의 안전성을 향상시킬 수 있다.That is, the method of manufacturing an electrode assembly having a corner cut-off structure according to the present invention and the electrode assembly manufactured using the same have a feature in that, in the process of cutting the separators corresponding to the outer shape of the battery case, The processability can be improved and damage to the electrode terminals can be prevented, so that the safety of the battery cell can be improved.
본 발명에 따르면, 과정(a) 이전에, (i) 양극 시트와 음극 시트에 각각 전극활물질을 포함하는 전극 합제를 도포하는 과정; 및 (ii) 양극 시트와 음극 시트에서 서로 동일한 위치에 하나 이상의 모서리부를 절취하는 과정;을 포함할 수 있다.According to the present invention, before step (a), (i) a process of applying an electrode mixture containing an electrode active material to a positive electrode sheet and a negative electrode sheet, respectively; And (ii) cutting one or more corners at the same position in the positive electrode sheet and the negative electrode sheet.
하나의 구체적인 예에서, 상기 양극과 음극에서 절취 모서리는 서로 교차하는 2개의 전극 외주변들이 모서리에서 내향 만입된 구조일 수 있다.In one specific example, the cut corners in the positive electrode and the negative electrode may be a structure in which two outer electrode peripheries intersecting with each other are indented inward at an edge.
예를 들어, 상기 제 1 열융착 플레이트에는, 전극 적층체의 안착을 위한 만입부를 형성하기 위하여, 전극 적층체의 외주변에 대응하는 형상의 측벽이 형성될 수 있다.For example, a sidewall having a shape corresponding to the outer periphery of the electrode stacked body may be formed on the first thermal fuse plate so as to form an indentation for seating the electrode stacked body.
이러한 경우에, 열융착 지지부는 상기 제 1 열융착 플레이트의 측벽에 일체로 형성되어 있는 상태로 만입부 내에 위치할 수 있다.In this case, the heat-fusing support portion may be located in the indent portion in a state of being integrally formed on the side wall of the first heat-fusing plate.
다른 경우에, 열융착 지지부는 별도의 부재로서 상기 제 1 열융착 플레이트의 만입부 내에 결합될 수 있다.In other cases, the heat-fusing support may be joined as a separate member within the indentation of the first heat-fusing plate.
하나의 구체적인 예에서, 열융착 지지부의 높이는 제 1 열융착 플레이트의 측벽 높이의 50% 내지 100% 크기, 상세하게는 60% 내지 99% 크기, 더욱 상세하게는 70% 내지 95% 크기일 수 있다.In one specific example, the height of the thermally welded support may be 50% to 100% of the height of the sidewall of the first thermally welded plate, specifically 60% to 99% of the height, more specifically 70% to 95% .
본 발명에 따르면, 상기 제 2 열융착 플레이트에는 제 1 열융착 플레이트의 열융착 지지부에 대응하는 부위에 열융착 가압부가 형성될 수 있다.According to the present invention, the second fusion splicing plate may be provided with a thermal fusion splicing portion at a portion corresponding to the thermal fusion splicing portion of the first fusion splicing plate.
다른 경우에, 상기 제 2 열융착 플레이트는 전지케이스와 대면하는 면이 평평한 구조일 수 있다.In other cases, the second heat fusing plate may have a flat surface facing the battery case.
상기 구조에서, 상기 제 1 열융착 플레이트는 분리막들을 열융착 하도록 가열하는 가열부를 내부에 포함할 수 있다.In the above structure, the first heat-sealing plate may include a heating unit for heating the heat-dissipating films to heat-seal the first heat-sealing plate.
이러한 구조에서, 상기 제 2 열융착 플레이트는 분리막들을 열융착 하도록 가열하는 가열부를 내부에 포함할 수 있다.In this structure, the second heat fusion plate may include a heating portion for heating the separation membranes so as to be thermally fused.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전극조립체는 전극들이 평면을 기준으로 높이 방향으로 적층되어 있고, 면적이 서로 다른 계단 형상의 단차가 형성될 수 있다.In one specific example, the electrode assembly may be formed such that the electrodes are stacked in the height direction with respect to the plane, and stepped steps having different areas are formed.
이러한 구조에서, 제 1 열융착 플레이트에는 상기 계단 형상의 단차에 대응하는 단차 형상의 열융착 지지부가 형성될 수 있다.In such a structure, the first heat fusion plate may be provided with a step-shaped heat-welded support portion corresponding to the stepped step.
본 발명에 따르면, 상기 전극조립체는 적층형 구조 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어질 수 있다.According to the present invention, the electrode assembly may have a stacked structure or a stacked / folded structure.
본 발명은 또한, 상기 방법으로 제조된 전극조립체가 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀로서,The present invention also provides a battery cell in which an electrode assembly manufactured by the above method is embedded in a battery case,
제 1 케이스 및 제 2 케이스로 이루어져 있고, 상기 제 1 케이스와 제 2 케이스 중의 적어도 하나에 전극조립체의 장착을 위한 전극조립체의 형상에 대응하는 수납부가 형성되어 있는 전지케이스;A battery case having a first case and a second case, wherein at least one of the first case and the second case has a housing part corresponding to the shape of the electrode assembly for mounting the electrode assembly;
상기 전지케이스의 외부로 돌출되어 있는 양극리드 및 음극리드; 및A positive electrode lead and a negative electrode lead protruding outside the battery case; And
상기 전지케이스에 수납되며 전극 탭들이 전지케이스로부터 돌출되어 있고, 극판들의 전극 탭들이 양극리드 및 음극리드에 결합되는 전극리드-전극 탭 결합부가 형성되어 있는 전극조립체;An electrode assembly that is accommodated in the battery case and has electrode tabs projecting from the battery case and electrode tabs of the electrode plates are coupled to the positive electrode lead and the negative electrode lead;
를 포함하고 있으며,, ≪ / RTI >
상기 전지케이스는 평면을 기준으로 적어도 하나의 모서리가 내향 만입된 구조를 이루고 있는 전지셀을 제공한다.The battery case has a structure in which at least one corner is inwardly recessed with respect to a plane.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전지케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있다.In one specific example, the battery case may be formed of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer.
본 발명은 또한, 전지셀을 포함하는 전지팩을 제공한다.The present invention also provides a battery pack including a battery cell.
본 발명은 또한, 전지팩을 전원으로 포함하고 있는 디바이스를 제공한다.The present invention also provides a device including a battery pack as a power source.
상기 디바이스는 컴퓨터, 휴대폰, 웨어러블 전자기기, 파워 툴(power tool), 전기자동차(Electric Vehicle: EV), 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 전기 이륜차, 전기 골프 카트, 또는 전력저장용 시스템 등으로부터 선택되는 것일 수 있다.The device may be a computer, a mobile phone, a wearable electronic device, a power tool, an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, a motorcycle, And the like.
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.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 모서리가 절취되어 있는 구조의 전극조립체 제조방법 및 이를 사용하여 제조되는 전극조립체는, 분리막들을 커팅하는 과정에서 커팅면이 균일하지 못하여 발생되는 문제들을 해결하기 위해 분리막들을 열융착하여 경화시킨 후에 커팅하므로 제조 공정성을 향상시킬 수 있다.As described above, the method for manufacturing an electrode assembly having a corner cut-off structure according to the present invention and the electrode assembly manufactured using the method are effective for solving the problems caused by the uneven cutting surface in the process of cutting the separators The separation membranes are thermally fused and cured and then cut, so that the manufacturing processability can be improved.
또한, 분리막들을 펀칭하기 위한 펀치의 가압력에 의해 전극 단자들의 손상을 방지하여 전지셀의 안전성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.Also, it is possible to prevent the electrode terminals from being damaged by the pressing force of the punch for punching the separation membranes, thereby improving the safety of the battery cells.
도 1은 종래의 전극조립체를 포함하고 있는 파우치형 이차전지의 모식도이다;
도 2는 종래의 분리막 커팅 과정의 모식도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모서리가 절취되어 있는 전극조립체의 모식도이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 제 1 열융착 플레이트를 나타내는 모식도이다;
도 5는 도 4의 제 1 열융착 플레이트에 제 2 열융착 플레이트로 열융착하는 구조를 나타내는 모식도이다;
도 6은 종래의 분리막의 단면과 본 발명에 따른 단면을 비교하는 모식도이다;
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 계단 형상의 단차가 형성되어 있고 모서리가 절취되어 있는 전극조립체의 모식도이다;
도 8은 도 7의 계단 형상의 단차가 형성되어 있는 부위의 대응하는 부위에 열융착 지지부가 형성되어 있는 열융착 플레이트의 모식도이다;
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 모서리가 절취되어 있는 구조의 전극조립체 제조방법의 흐름도이다.1 is a schematic view of a pouch type secondary battery including a conventional electrode assembly;
2 is a schematic view of a conventional membrane cutting process;
3 is a schematic illustration of an edge-cut electrode assembly according to one embodiment of the present invention;
4 is a schematic view showing a first heat fusing plate according to one embodiment of the present invention;
5 is a schematic view showing a structure in which the first heat welding plate of FIG. 4 is thermally welded to the second heat welding plate;
6 is a schematic diagram for comparing the cross-section of a conventional separation membrane and the cross-section according to the present invention;
7 is a schematic view of an electrode assembly in which stepped steps are formed and edges are cut according to another embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a schematic view of a heat-welding plate in which a heat-welding support portion is formed at a corresponding portion of a portion where the stepped step is formed in FIG. 7; FIG.
9 is a flowchart of a method of manufacturing an electrode assembly having a corner cut-off structure according to an 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 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모서리가 절취되어 있는 전극조립체 제조방법의 모식도가 도시되어 있다.FIG. 3 is a schematic view of a method of manufacturing an electrode assembly in which corners are cut according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 모서리가 절취되어 있는 구조의 제 1 전극조립체(100)는, 각각의 모서리(150)가 절취되어 수직 적층되어 있는 양극들 및 음극들(131)과, 양극들과 음극들(131) 사이에 각각의 분리막들(140)이 개재되어 있는 전극 적층체(110)를 포함하고 있다. 분리막들(140)은 양극들과 음극들(131)의 모서리(150)를 포함하는 사각형 형상으로 개재되어 있다.Referring to FIG. 3, a
적층되어 있는 각각의 양극 및 음극(131)은 사각형 외주변들(131a, 131b, 131c, 131d)로 이루어져 있고, 절취 모서리(150)는 양극 및 음극 탭들(120, 130)의 대향측에서 서로 수직 교차하는 2개의 전극 외주변들(131a, 131b)이 극판 중심을 향해 내향 만입된 구조이다.Each of the stacked positive and
양극 및 음극 탭들(120, 130)은 전극리드-전극 탭 결합에 의해 양극 리드 및 음극리드(도시하지 않음)와 결합되는 구조이다.The anode and cathode taps 120 and 130 are coupled to the cathode lead and the cathode lead (not shown) by electrode lead-electrode tap bonding.
도 4에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 제 1 열융착 플레이트를 나타내는 모식도가 도시되어 있다.4 is a schematic view showing a first heat fusing plate according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 양극 및 음극의 절취된 모서리(도 3: 150)에 대응하는 형상의 열융착 지지부(250)가 상향 돌출되어 있는 제 1 열융착 플레이트(200)에 제 1 전극 적층체(도 3: 110)를 안착한다.Referring to FIG. 4, a first electrode stacking body (not shown) is formed on a first heat-
제 1 열융착 플레이트(200)에는 제 1 전극 적층체(110)의 안착을 위한 만입부(210)를 형성하기 위하여, 제 1 전극 적층체(110)의 외주변에 대응하는 형상의 측벽들(230)이 형성되어 있다.The first
열융착 지지부(250)는 제 1 열융착 플레이트(200)의 측벽들(230)에 일체로 형성되어 있는 상태로 만입부(210) 내에 위치한다. 열융착 지지부(250)가 개별부재로서 제 1 열융착 플레이트(200)의 만입부(210) 내에 결합되는 구조일 경우에 절취 모서리의 개수 및 높이를 조정할 수 있다.The
도 5에는 도 4의 제 1 열융착 플레이트에 제 2 열융착 플레이트로 열융착하는 구조를 나타내는 모식도가 도시되어 있다.Fig. 5 is a schematic view showing a structure in which the first heat fusing plate of Fig. 4 is thermally fused to the second heat fusing plate.
도 5를 참조하면, 도 4의 A-A'선에 따른 단면도가 도시되어 있다. 제 1 열융착 플레이트(200)의 열융착 지지부(250)의 높이(H2)는 제 1 열융착 플레이트(200)의 측벽 높이(H1)의 95% 크기, 상세하게는 60% 내지 99% 크기, 더욱 상세하게는 70% 내지 95% 크기이다.Referring to FIG. 5, a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG. 4 is shown. The height H 2 of the heat
제 1 열융착 플레이트(200)에는 만입부(210)가 내부에 위치하도록 외주변에 측벽들(230)이 형성되어 있다.The first
제 2 열융착 플레이트(300)에는 제 1 열융착 플레이트(200)의 열융착 지지부(250)에 대응하는 부위에 열융착 가압부(350)가 형성되어 있어 열융착 분리막들의 정확한 부위에 가압할 수 있다.The second heat-
제 2 열융착 플레이트(300)에는 분리막들을 열융착 하도록 가열하는 가열부(360)를 내부에 포함하고 있다. 제 2 열융착 플레이트(300)가 제 1 열융착 플레이트(200)를 향해 하강하고, 열융착 가압부(350)가 열융착 지지부(250)와 대면하여 분리막들을 열융착 한다. 제 2 열융착 플레이트(300)는 전극적층체와 대면하는 면이 평평한 구조이다.The second
도 6에는 종래의 분리막의 단면과 본 발명에 따른 단면을 비교하는 모식도가 도시되어 있다.FIG. 6 is a schematic view for comparing a cross section of a conventional separation membrane and a cross section according to the present invention.
도 6을 참조하면, 종래의 분리막들(25)의 커팅면에서는 버(27)와 같은 흠집이 발생하여 절단면이 매끄럽지 않게 된다. 본 발명에 따라 분리막들(140)을 커팅하면 화살표 방향과 같이, 균일한 절단면으로 커팅된다.Referring to FIG. 6, scratches such as
도 7에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 계단 형상의 단차가 형성되어 있고 모서리가 절취되어 있는 전극조립체 제조방법의 모식도가 도시되어 있다.7 is a schematic view of a method of manufacturing an electrode assembly in which stepped steps are formed and edges are cut according to another embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 제 2 전극조립체(101)는 전극들(133)이 평면을 기준으로 높이 방향으로 적층되어 있고, 면적이 서로 다른 계단 형상의 단차가 형성되어 있다.Referring to FIG. 7, in the
제 2 전극조립체(101)는 면적이 서로 다른 계단 형상의 제 2 전극 적층체(111)를 포함하며, 단차 모서리(151)가 계단 형상의 단차 구조로 형성되어 있는 점을 제외하면 동일한 구조이므로 중복되는 설명은 생략한다.The
도 8에는 도 7의 계단 형상의 단차가 형성되어 있는 부위에 대해 제 3 열융착 지지부가 형성되어 있는 제 3 열융착 플레이트의 모식도가 도시되어 있다.Fig. 8 is a schematic view of a third fusing plate in which a third fusing support portion is formed with respect to a portion where the stepped step of Fig. 7 is formed.
도 8을 참조하면, 제 3 열융착 플레이트(201)에는 제 2 전극조립체(도 7: 101)에 형성되어 있는 계단 형상의 단차 모서리(도 7: 151)에 대응하여 단차 형상의 제 3 열융착 지지부(251)가 형성되어 있다.Referring to FIG. 8, the third heat-
도 9에는 본 발명의 실시예에 따른 모서리가 절취되어 있는 구조의 전극조립체 제조방법의 흐름도가 도시되어 있다.FIG. 9 is a flow chart of a method of manufacturing an electrode assembly having a corner cut-off structure according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체를 제조하는 방법으로서, (a) 각각 하나 이상의 모서리부가 절취되어 있는 양극들 및 음극들과, 양극 및 음극 사이에 사각형 분리막을 개재하여 전극 적층체를 준비한다(S110). (b) 전극 적층체의 외주변에 대응하는 형상의 측벽이 형성되어 있고, 양극 및 음극의 절취 모서리에 대응하는 형상의 열융착 지지부가 상향 돌출되어 있는 제 1 열융착 플레이트에 전극 적층체를 안착한다(S120). (c) 열융착 지지부에 위치한 분리막들의 부위를 열융착 하기 위하여, 제 1 열융착 플레이트에 대응하는 장방형의 제 2 열융착 플레이트를 하강시켜 분리막들을 열융착 한다(S130). (d) 열융착에 의해 경화된 분리막들의 내측 단부, 즉 전극 외주변들이 모서리에서 내향 만입된 외주를 따라 커팅한다(S140).Referring to FIG. 9, there is provided a method of manufacturing an electrode assembly having a separator interposed between an anode and a cathode, comprising the steps of: (a) forming an anode and an anode each having at least one edge cut off; An electrode stack is prepared through a separator (S110). (b) a sidewall having a shape corresponding to the outer periphery of the electrode stacked body is formed, and the electrode stack body is seated on the first heat fusion plate in which the heat fusion support portion of the shape corresponding to the cut edge of the anode and the cathode protrudes upward (S120). (c) In order to heat-seal the portions of the separation membranes located in the heat-sealing support portion, the rectangular second heat-sealing plate corresponding to the first heat-sealing plate is lowered to heat-seal the separation membranes (S130). (d) The inner ends of the membranes cured by the thermal fusion, that is, the outer periphery of the electrodes are cut along the outer periphery indented at the corners (S140).
상기 과정(a) 이전에, (i) 양극 시트와 음극 시트에 각각 전극활물질을 포함하는 전극 합제를 도포한다. (ii) 양극 시트와 음극 시트에서 평면을 기준으로 서로 동일한 위치에 하나 이상의 모서리부를 절취한다.Prior to the step (a), (i) an electrode mixture containing an electrode active material is applied to the positive electrode sheet and the negative electrode sheet, respectively. (ii) One or more corners are cut at the same position with respect to the plane in the positive electrode sheet and the negative electrode sheet.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 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 (18)
(a) 각각 하나 이상의 모서리부가 절취되어 있는 양극들 및 음극들과, 양극 및 음극 사이에 분리막을 개재하여 전극 적층체를 준비하는 과정;
(b) 양극 및 음극의 절취 모서리에 대응하는 형상의 열융착 지지부가 상향 돌출되어 있는 제 1 열융착 플레이트에 전극 적층체를 안착하는 과정;
(c) 열융착 지지부에 위치한 분리막들의 부위를 열융착 하기 위하여, 제 2 열융착 플레이트를 하강시켜 분리막들을 열융착하는 과정; 및
(d) 열융착에 의해 경화된 분리막들의 내측 단부를 커팅하는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조방법.A method of manufacturing an electrode assembly having a structure in which a separator is interposed between an anode and a cathode,
(a) preparing positive electrode and negative electrode, each of which has at least one edge cut off, and an electrode stack between the positive electrode and the negative electrode via a separation membrane;
(b) placing the electrode laminate on a first heat-sealing plate having upwardly protruding heat-sealing support portions of a shape corresponding to cut edges of the positive electrode and the negative electrode;
(c) lowering the second heat-sealing plate to thermally fuse the portions of the separation membranes located in the heat-sealing support portion; And
(d) cutting the inner end of the separators cured by thermal welding;
Wherein the electrode assembly includes a first electrode and a second electrode.
(i) 양극 시트와 음극 시트에 각각 전극활물질을 포함하는 전극 합제를 도포하는 과정; 및
(ii) 양극 시트와 음극 시트에서 서로 동일한 위치에 하나 이상의 모서리부를 절취하는 과정;
을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조방법.The method according to claim 1, wherein, before the step (a)
(i) applying an electrode mixture containing an electrode active material to a positive electrode sheet and a negative electrode sheet, respectively; And
(ii) cutting at least one corner portion at the same position in the positive electrode sheet and the negative electrode sheet;
Further comprising the steps of:
제 1 케이스 및 제 2 케이스로 이루어져 있고, 상기 제 1 케이스와 제 2 케이스 중의 적어도 하나에 전극조립체의 장착을 위한 전극조립체의 형상에 대응하는 수납부가 형성되어 있는 전지케이스;
상기 전지케이스의 외부로 돌출되어 있는 양극리드 및 음극리드; 및
상기 전지케이스에 수납되며 전극 탭들이 전지케이스로부터 돌출되어 있고, 극판들의 전극 탭들이 양극리드 및 음극리드에 결합되는 전극리드-전극 탭 결합부가 형성되어 있는 전극조립체;
를 포함하고 있으며,
상기 전지케이스는 평면을 기준으로 적어도 하나의 모서리가 내향 만입된 구조를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.14. A battery cell in which an electrode assembly manufactured by the method according to any one of claims 1 to 14 is embedded in a battery case,
A battery case having a first case and a second case, wherein at least one of the first case and the second case has a housing part corresponding to the shape of the electrode assembly for mounting the electrode assembly;
A positive electrode lead and a negative electrode lead protruding outside the battery case; And
An electrode assembly that is accommodated in the battery case and has electrode tabs projecting from the battery case and electrode tabs of the electrode plates are coupled to the positive electrode lead and the negative electrode lead;
, ≪ / RTI >
Wherein the battery case has a structure in which at least one corner is indented inward with respect to a plane.
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KR20190099917A (en) * | 2018-02-20 | 2019-08-28 | 주식회사 엘지화학 | Device and method of manufacturing electrode assembly |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20070099068A (en) * | 2006-04-03 | 2007-10-09 | 주식회사 엘지화학 | Pouch-typed secondary battery |
KR20110082892A (en) * | 2010-01-12 | 2011-07-20 | 주식회사 엘지화학 | Electrode assembly of novel structure |
KR20130124622A (en) * | 2012-05-07 | 2013-11-15 | 주식회사 엘지화학 | Battery cell of irregular structure and battery module employed with the same |
KR20140110162A (en) * | 2013-03-04 | 2014-09-17 | 주식회사 엘지화학 | Method for Preparing a Jelly-Roll Type Electrode Assembly and a Secondary Battery |
KR20150034600A (en) * | 2013-09-26 | 2015-04-03 | 주식회사 엘지화학 | Method of manufacturing electrode assembly and secondary battery |
KR20150108731A (en) * | 2014-03-18 | 2015-09-30 | 주식회사 엘지화학 | Battery Cell Having Asymmetric and Indentated Structure |
-
2015
- 2015-12-17 KR KR1020150180697A patent/KR102082655B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20070099068A (en) * | 2006-04-03 | 2007-10-09 | 주식회사 엘지화학 | Pouch-typed secondary battery |
KR20110082892A (en) * | 2010-01-12 | 2011-07-20 | 주식회사 엘지화학 | Electrode assembly of novel structure |
KR20130124622A (en) * | 2012-05-07 | 2013-11-15 | 주식회사 엘지화학 | Battery cell of irregular structure and battery module employed with the same |
KR20140110162A (en) * | 2013-03-04 | 2014-09-17 | 주식회사 엘지화학 | Method for Preparing a Jelly-Roll Type Electrode Assembly and a Secondary Battery |
KR20150034600A (en) * | 2013-09-26 | 2015-04-03 | 주식회사 엘지화학 | Method of manufacturing electrode assembly and secondary battery |
KR20150108731A (en) * | 2014-03-18 | 2015-09-30 | 주식회사 엘지화학 | Battery Cell Having Asymmetric and Indentated Structure |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190099917A (en) * | 2018-02-20 | 2019-08-28 | 주식회사 엘지화학 | Device and method of manufacturing electrode assembly |
CN110663133A (en) * | 2018-02-20 | 2020-01-07 | 株式会社Lg化学 | Apparatus and method for manufacturing electrode assembly |
US11342591B2 (en) | 2018-02-20 | 2022-05-24 | Lg Energy Solution, Ltd. | Apparatus and method for manufacturing electrode assembly |
CN110663133B (en) * | 2018-02-20 | 2022-12-23 | 株式会社Lg新能源 | Apparatus and method for manufacturing electrode assembly |
Also Published As
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