KR20170124302A - 플렉서블 이차 전지 - Google Patents

플렉서블 이차 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20170124302A
KR20170124302A KR1020160054031A KR20160054031A KR20170124302A KR 20170124302 A KR20170124302 A KR 20170124302A KR 1020160054031 A KR1020160054031 A KR 1020160054031A KR 20160054031 A KR20160054031 A KR 20160054031A KR 20170124302 A KR20170124302 A KR 20170124302A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
active material
electrode
conductor
material layer
current collector
Prior art date
Application number
KR1020160054031A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101825624B1 (ko
Inventor
정혁
윤옥섭
안재성
Original Assignee
코스모신소재 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코스모신소재 주식회사 filed Critical 코스모신소재 주식회사
Priority to KR1020160054031A priority Critical patent/KR101825624B1/ko
Publication of KR20170124302A publication Critical patent/KR20170124302A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101825624B1 publication Critical patent/KR101825624B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/72—Grids
    • H01M4/74—Meshes or woven material; Expanded metal
    • H01M4/742—Meshes or woven material; Expanded metal perforated material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • H01M2/0275—
    • H01M2/1673—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0409—Methods of deposition of the material by a doctor blade method, slip-casting or roller coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0414—Methods of deposition of the material by screen printing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0419—Methods of deposition of the material involving spraying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0438—Processes of manufacture in general by electrochemical processing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/72—Grids
    • H01M4/74—Meshes or woven material; Expanded metal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/54—Connection of several leads or tabs of plate-like electrode stacks, e.g. electrode pole straps or bridges
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y02E60/122—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

본 발명의 목적은 전지 특성 및 유연성을 향상시키는 플렉서블 이차 전지를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 이차 전지는, 복수의 구멍을 형성하는 집전체에 활물질을 코팅하여 활물질층을 형성하고 서로 마주하는 제1전극과 제2전극, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되는 전해질층, 및 적층되는 상기 제1전극과 상기 전해질층 및 상기 제2전극을 수용하며 외곽에서 상호 접합되고 상기 제1전극과 상기 제2전극에 연결되는 탭을 외부로 노출시키는 파우치 필름을 포함하며, 상기 활물질은 상기 구멍의 내주에서 활물질층 구멍을 형성한다.

Description

플렉서블 이차 전지 {FLEXIBLE RECHARGEABLE BATTERY}
본 발명은 플렉서블 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전지 특성 및 유연성을 향상시키는 플렉서블 이차 전지에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발에 따라 에너지원으로써 이차 전지의 수요가 증가되고 있다. 이차 전지(rechargeable battery)는 일차 전지와 달리 충전 및 방전을 반복적으로 수행하는 전지이다.
최근에는 플렉서블 디스플레이, 웨어러블(wearable) 휴대폰 및 시계, 착복형 개인용 컴퓨터와 같은 플렉서블 전자기기를 개발 및 상용화 하는데 관심이 집중되고 있다. 이에 대하여, 전원 공급 장치인 이차 전지의 플렉서블 특성 구현에 대한 요구도 동시에 증가되고 있다.
이와 같은 플렉서블 이차 전지를 구현하기 위해서는 우선적으로 유연성을 갖는 소재를 선택해야 하며, 이차 전지를 구성하는 재료 각각에서 발생할 수 있는 균열을 최소화시켜야 한다. 또한, 연속적인 공정을 통해 제조비용을 절감시켜야 기존의 이차 전지와 비교하여 상용화하는데 있어서 유리할 수 있다.
기존의 이차 전지는 양극 전극층, 양극 활물질층, 전해질층, 음극 활물질층, 및 음극 전극층을 각각 제조하고 적층하여 구성하는 것이 일반적이다. 양, 음극 전극층이 판으로 형성되어 전해질층과 좁은 면적으로 접촉되므로 전지 특성(예를 들면, 전지 용량 및 충방전 속도 성능)이 낮아질 수 있다.
또한 양, 음극 전극층의 전면(全面)에 양, 음극 활물질층이 구비되므로 재료의 내부와 외부에서 발생되는 응력 차이에 의하여 유연성(flexibility)이 저하될 수 있다.
본 발명의 목적은 전지 특성 및 유연성을 향상시키는 플렉서블 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 이차 전지는, 복수의 구멍을 형성하는 집전체에 활물질을 코팅하여 활물질층을 형성하고 서로 마주하는 제1전극과 제2전극, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되는 전해질층, 및 적층되는 상기 제1전극과 상기 전해질층 및 상기 제2전극을 수용하며 외곽에서 상호 접합되고 상기 제1전극과 상기 제2전극에 연결되는 탭을 외부로 노출시키는 파우치 필름을 포함하며, 상기 활물질층은 상기 구멍의 내주에서 활물질층 구멍을 형성한다.
상기 집전체는 메쉬 부재로 형성되고, 상기 활물질층 구멍은 상기 메쉬 부재의 구멍들 각각에 형성될 수 있다.
상기 집전체는 상기 메쉬 부재의 외곽에 구비되는 프레임을 더 포함하며, 상기 탭은 판으로 형성되어 상기 프레임에 연결될 수 있다.
상기 집전체는 직각으로 서로 교차하는 제1도선과 제2도선으로 상기 구멍을 사각형으로 형성하고, 상기 활물질층 구멍은 상기 제1도선과 상기 제2도선의 외표면에 코팅되는 상기 활물질에 의하여 사각형으로 형성될 수 있다.
상기 활물질층은 상기 제1도선과 상기 제2도선의 외표면에 활물질을 코팅하여 형성되며, 상기 제1도선과 상기 제2도선이 교차하는 부분에서 교차하지 않는 부분에서보다 더 두껍게 형성될 수 있다.
상기 집전체는 Ni, Ti, Al, Cu 및 스테인레스강 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
상기 활물질은 전기도금법, 스크린 인쇄법, 롤투롤 인쇄법 및 스프레이법 중 어느 하나로 활물질을 상기 집전체에 코팅하여 형성될 수 있다.
상기 집전체는 서로 교차하여 연결되는 제1도선과 제2도선으로 상기 구멍을 육각형으로 형성하고, 상기 활물질층 구멍은 상기 제1도선과 상기 제2도선의 외표면에 코팅되는 상기 활물질에 의하여 육각형으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 이차 전지는, 복수의 구멍을 가지는 집전체에 활물질을 코팅하여 구멍의 내주에 활물질층 구멍을 가지는 제1, 제2전극을 형성하고, 제1, 제2전극 사이에 전해질층을 구비하므로 제1, 제2전극의 활물질과 전해질층의 접촉 면적을 증대시킬 수 있다.
이와 같은 활물질과 전해질층의 접촉 면적 증대는 전지 용량 및 충방전 속도 성능와 같은 전지 특성을 향상시킬 수 있다. 집전체의 구멍 및 활물질층 구멍은 이차 전지가 휘어질 때, 활물질에 인가되는 응력을 감소시켜 이차 전지의 유연성을 확보 및 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 플렉서블 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 플렉서블 이차 전지를 분해하여 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라서 잘라서 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 전극의 일 부분을 도시한 부분 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 플렉서블 이차 전지에 적용되는 전극의 평면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 전극의 일 부분을 도시한 평면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 플렉서블 이차 전지를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 플렉서블 이차 전지를 분해하여 도시한 사시도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1실시예의 플렉서블 이차 전지(1)는 전류를 충전 및 방전시키는 제1전극(10)과 제2전극(20), 전해질층(30) 및 파우치 필름(40)을 포함한다.
제1, 제2전극(10, 20)은 집전체(13, 23)에 활물질을 코팅하여 형성되는 활물질층(14, 24)을 구비하는 코팅부(11, 21)와, 활물질이 코팅되지 않고 코팅부(11, 21)에 각각 연결되는 탭(12, 22)을 포함한다.
전해질층(30)은 제1, 제2전극(10, 20)의 코팅부(11, 21) 사이에 배치된다. 즉 전해질층(30)은 제1전극(10)의 활물질층(14)과 제2전극(20)의 활물질층(24) 사이에 배치되어 작용한다.
파우치 필름(40)은 상하 양측으로 각각 1장씩 제공되어, 적층되는 제1전극(10), 전해질층(30) 및 제2전극(20)을 수용하며, 수용된 외곽에서 열융착으로 상호 접합되어 플렉서블 이차 전지를 형성한다.
이때, 제1, 제2전극(10, 20)의 탭(12, 22)은 열융착되는 파우치 필름(40)의 밖으로 인출되어, 보호회로모듈(미도시) 및 전자기기 세트에 전기적을 연결될 수 있다. 탭(12, 22)은 전기적인 절연부재를 개재하여 열융착되는 파우치 필름(40) 사이로 인출될 수 있다.
일례를 들면, 파우치 필름(40)은 제1전극(10), 전해질층(30) 및 제2전극(20)의 외부를 감싸는 다층 시트 구조로 형성될 수 있다. 즉, 파우치 필름(40)은 적층되는 폴리머 시트(41), 나일론 시트(42) 및 금속 시트(43)를 포함한다.
폴리머 시트(41)는 파우치 필름(40)의 내면을 형성하며 전기적인 절연 작용 및 열융착 작용한다. 나일론 시트(42)는 파우치 필름(40)의 외면을 형성하여 외면을 보호 작용한다. 금속 시트(43)는 폴리머 시트(41)와 나일론 시트(42) 사이에 개재되어 파우치 필름(40)에 기계적인 강도를 제공한다. 금속 시트(43)는 일례인 알루미늄 시트로 형성될 수 있다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라서 잘라서 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 전극의 일 부분을 도시한 부분 사시도이다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 코팅부(11, 21)에서 제1, 제2전극(10, 20)은 복수의 구멍들(H1)을 형성하고 서로 마주하여 배치된다.
제1, 제2전극(10, 20)의 집전체(13, 23)는 복수의 구멍들(H1)을 형성한다. 활물질층(14, 24)은 집전체(13, 23)에 코팅되는 활물질로 형성되며, 집전체(13, 23)의 상하면 및 구멍들(H1)의 내주에 형성된다. 구멍들(H1)의 내주면에 형성되는 활물질층(14, 24)은 활물질층 구멍(H2)을 형성한다.
일례로써, 집전체(13, 23)는 메쉬 부재로 형성되고, 활물질층 구멍(H2)은 메쉬 부재의 구멍들(H1) 각각에 형성된다. 구멍들(H1) 내주면에 형성되는 활물질층 구멍(H2)은 활물질층(14, 24)의 면적을 넓힐 수 있다.
예를 들면, 전해질층(30)은 제1, 제2전극(10, 20) 사이에 배치되며, 리튬염을 포함하는 젤형 고분자로 형성될 수 있다. 전해질층(30)은 집전체(13, 23) 사이에 배치되어 집전체(13, 23)의 단락을 방지하면서 이온의 교환이 가능하도록 파우치 필름(40)의 내부에서 활물질층 구멍(H2)의 내부에 채워진다.
따라서 활물질층 구멍들(H2)의 내주에 채워지는 전해질층(30)은 활물질층(14, 24)과 전해질의 접촉 면적을 증대시킨다. 또한 제1실시예의 플렉서블 이차 전지(1)는 통상적으로 사용되는 분리막을 사용하지 않으므로 전지의 두께를 감소시키고, 제조 공정 및 비용을 줄일 수 있다.
집전체(13, 23)는 메쉬 부재의 외곽에 구비되는 프레임(15, 25)을 더 포함한다. 프레임(15, 25)은 메쉬 부재보다 더 큰 강성을 가지고 형성되어 집전체(13, 23)에 유연성을 제공하면서 집전체(13, 23)가 휘어진 상태로 유지되는 것을 가능하게 한다. 즉 집전체(13, 23)가 휘어지는 경우 메쉬 부재는 굽힘 응력을 크게 받지 않을 수 있다.
탭(12, 22)은 판으로 형성되어 프레임(15, 25)에 연결되어 열융착되는 파우치 필름(40)을 통하여 플렉서블 이차 전지의 외부로 인출된다. 탭(12, 22)은 메쉬 부재보다 더 큰 강성을 가지는 프레임(15, 25)에 연결되므로 기계적으로 집전체(13, 23)와 강한 연결 구조를 형성할 수 있다.
일례를 들면, 집전체(13, 23)는 직각으로 서로 교차하는 제1도선(131, 231)과 제2도선(132, 232)으로 형성되어 구멍들(H1)을 사각형으로 형성한다. 이때, 활물질층 구멍(H2)은 제1도선(131, 231)과 제2도선(132, 232)의 외표면에 활물질로 형성되는 활물질층(14, 24)에 의하여 사각형으로 형성된다.
메쉬 부재를 형성하는 제1도선(131, 231)과 제2도선(132, 232)이 느슨하게 교차함에 따라 활물질층(14, 24)은 제1도선(131, 231)과 제2도선(132, 232)의 외표면에 코팅된다.
따라서 활물질층(14, 24)은 제1도선(131, 231)과 제2도선(132, 232)이 교차하는 부분에서 제1두께(t11, t21)로 형성되어, 교차하지 않는 부분에서 제2두께(t12, t22)로 형성된다. 교차하는 부분의 제1두께(t11, t21)는 교차하지 않는 부분의 제2두께(t12, t22)보다 더 두껍게 형성된다.
즉 제1도선(131, 231)과 제2도선(132, 232)이 교차하는 부분에 형성되는 제1두께(t11, t21)의 활물질층(14, 24)은 활물질층 구멍(H2)을 두께 방향으로 더 크게 형성하면서 전해질층(30)과의 접촉 면적을 더욱 증대시킬 수 있다.
한편, 제1, 제2전극(10, 20)의 집전체(13, 23)는 도전성을 가지는 Ni, Ti, Al, Cu 또는 스테인레스강으로 형성될 수 있다. 활물질(14, 24)은 전기도금법, 스크린 인쇄법, 롤투롤 인쇄법 또는 스프레이법으로 집전체(13, 23)의 제1도선(131, 231) 및 제2도선(132, 232)의 외표면에 코팅될 수 있다.
전기도금법을 적용하는 경우, Co, Mn, Fe, Ni 등을 포함하는 금속염을 수용액에 용해하여 도금 용액을 제조하고, 도금 용액에 설정된 전류를 인가하여 집전체(13, 23) 상부에 -OH 또는 -OOH 형태의 활물질 전구체를 도금시키며, 도금된 집전체를 Li염이 용해된 용액 내에 침지시키고 열처리함으로써 산화물 형태의 활물질층(14, 24)이 완성한다. 따라서 활물질층(14, 24)은 메쉬로 형성되는 집전체(13, 23)의 표면, 즉 상하 표면 및 내주면에 균일하게 형성될 수 있다.
스크린 인쇄법, 롤투롤 인쇄법 및 스프레이법의 경우, 일정한 입자 크기를 갖는 활물질을 페이스트 및 잉크 형태로 제조하여, 집전체(13, 23)의 상부에 인쇄 및 도포함으로써 활물질층(14, 24)이 완성된다. 따라서 활물질층(14, 24)은 메쉬로 형성되는 집전체(13, 23)의 표면, 즉 상하 표면 및 내주면에 균일하게 형성될 수 있다.
일례를 들면, 제1전극(10)이 음극인 경우, 음극의 집전체(13)에 코팅되는 음극 활물질은 탄소를 포함하는 코크스(coke)계 탄소 또는 흑연(graphite)계 탄소가 사용될 수 있고, 바인더 및 도전재가 혼합될 수 있다.
이와 다르게, 음극 활물질은 Li, Si, Sn, Ge, Pb, 그라파이트 및 그래핀으로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 최소한 1종의 물질을 포함할 수 있다. 이러한 음극 활물질에 의한 활물질층(14)의 두께는 1㎛ 내지 500㎛ 범위에 포함될 수 있다.
제2전극(20)이 양극인 경우, 양극의 집전체(23)에 코팅되는 양극 활물질은 코발트 산 리튬(LiCoO2), 니켈 산 리튬(LiNiO2), 리튬 망간 복합 산화물 (LiMn2O4) 등과 같은 리튬(Lithium)계 산화물이 사용될 수 있고, 바인더 및 도전재가 혼합될 수 있다. 이러한 양극 활물질에 의한 활물질층(24)의 두께는 1㎛ 내지 500㎛ 범위에 포함될 수 있다.
이하 본 발명의 제2실시예에 대하여 설명한다. 제1실시예와 비교하여 서로 동일한 구성에 대한 설명을 생략하고 서로 다른 구성에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 플렉서블 이차 전지에 적용되는 전극의 평면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 전극의 일 부분을 도시한 평면도이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 전극(50)은 코팅부(51)를 형성하는 집전체(53)와 집전체(53)에 연결되어 파우치 필름의 외부로 인출되는 탭(52)을 포함한다.
집전체(53)는 서로 교차하여 연결되는 제1도선(531)과 제2도선(532)으로 형성되어 구멍들(H5)을 육각형으로 형성한다. 이때, 활물질층 구멍(H6)은 제1도선(531)과 제2도선(532)의 외표면에 활물질로 형성되는 활물질층(54)에 의하여 육각형으로 형성된다.
제2실시예는 집전체(53)의 구멍(H5) 및 활물질층 구멍(H6)이 육각형인 것을 예시하고 있다. 도시하지 않았으나, 집전체의 구멍 및 활물질층 구멍은 오각형, 삼각형 및 다양한 다각형으로 형성될 수 있다.
이러한 활물질층 구멍(H6)은 활물질의 표면적을 증대시켜 전해질과 활물질의 접촉 면적을 증대시킨다. 이를 위하여, 집전체(53)의 구멍(H5) 및 활물질층 구멍(H6)은 다양한 형상의 구조로 형성될 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
1: 플렉서블 이차 전지 10: 제1전극
11, 21, 51: 코팅부 12, 22, 52: 탭
13, 23, 53: 집전체 14, 24, 54: 활물질층
15, 25: 프레임 21: 제2전극
30: 전해질층 40: 파우치 필름
41: 폴리머 시트 42: 나일론 시트
43: 금속 시트 50: 전극
131, 231, 531: 제1도선 132, 232, 532: 제2도선
H1, H5: 구멍 H2, H6: 활물질층 구멍
t11, t21: 제1두께 t12, t22: 제2두께

Claims (8)

  1. 복수의 구멍을 형성하는 집전체에 활물질을 코팅하여 활물질층을 형성하고 서로 마주하는 제1전극과 제2전극;
    상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되는 전해질층; 및
    적층되는 상기 제1전극과 상기 전해질층 및 상기 제2전극을 수용하며 외곽에서 상호 접합되고 상기 제1전극과 상기 제2전극에 연결되는 탭을 외부로 노출시키는 파우치 필름
    을 포함하며,
    상기 활물질층은
    상기 구멍의 내주에서 활물질층 구멍을 형성하는 플렉서블 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 집전체는 메쉬 부재로 형성되고,
    상기 활물질층 구멍은 상기 메쉬 부재의 구멍들 각각에 형성되는 플렉서블 이차 전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 집전체는
    상기 메쉬 부재의 외곽에 구비되는 프레임을 더 포함하며,
    상기 탭은
    판으로 형성되어 상기 프레임에 연결되는 플렉서블 이차 전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 집전체는
    직각으로 서로 교차하는 제1도선과 제2도선으로 상기 구멍을 사각형으로 형성하고,
    상기 활물질층 구멍은
    상기 제1도선과 상기 제2도선의 외표면에 코팅되는 상기 활물질에 의하여 사각형으로 형성되는 플렉서블 이차 전지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 활물질층은
    상기 제1도선과 상기 제2도선의 외표면에 활물질을 코팅하여 형성되며,
    상기 제1도선과 상기 제2도선이 교차하는 부분에서 교차하지 않는 부분에서보다 더 두껍게 형성되는 플렉서블 이차 전지.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 집전체는
    Ni, Ti, Al, Cu 및 스테인레스강 중 어느 하나로 형성되는 플렉서블 이차 전지.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 활물질층은
    전기도금법, 스크린 인쇄법, 롤투롤 인쇄법 및 스프레이법 중 어느 하나로 활물질을 상기 집전체에 코팅하여 형성되는 플렉서블 이차 전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 집전체는
    서로 교차하여 연결되는 제1도선과 제2도선으로 상기 구멍을 육각형으로 형성하고,
    상기 활물질층 구멍은
    상기 제1도선과 상기 제2도선의 외표면에 코팅되는 상기 활물질에 의하여 육각형으로 형성되는 플렉서블 이차 전지.
KR1020160054031A 2016-05-02 2016-05-02 플렉서블 이차 전지 KR101825624B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160054031A KR101825624B1 (ko) 2016-05-02 2016-05-02 플렉서블 이차 전지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160054031A KR101825624B1 (ko) 2016-05-02 2016-05-02 플렉서블 이차 전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170124302A true KR20170124302A (ko) 2017-11-10
KR101825624B1 KR101825624B1 (ko) 2018-02-05

Family

ID=60386550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160054031A KR101825624B1 (ko) 2016-05-02 2016-05-02 플렉서블 이차 전지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101825624B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020218844A1 (ko) * 2019-04-25 2020-10-29 주식회사 제낙스 압전 에너지 하베스팅 이차 전지
US20210399367A1 (en) * 2020-06-19 2021-12-23 Greatbatch Ltd. Electrochemical Cell Activated With A Liquid Electrolyte Wetting The Electrode Assembly Through An Opening In One Of The Electrodes

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200141846A (ko) 2019-06-11 2020-12-21 주식회사 엘지화학 가변형 이차 전지
WO2021168416A1 (en) * 2020-02-21 2021-08-26 24M Technologies, Inc. Electrochemical cells with electrode material coupled directly to film and methods of making the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020218844A1 (ko) * 2019-04-25 2020-10-29 주식회사 제낙스 압전 에너지 하베스팅 이차 전지
US20210399367A1 (en) * 2020-06-19 2021-12-23 Greatbatch Ltd. Electrochemical Cell Activated With A Liquid Electrolyte Wetting The Electrode Assembly Through An Opening In One Of The Electrodes

Also Published As

Publication number Publication date
KR101825624B1 (ko) 2018-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018154989A1 (ja) 二次電池およびその製造方法
JP6575557B2 (ja) 全固体電池及び全固体電池の製造方法
KR101825624B1 (ko) 플렉서블 이차 전지
US11990581B2 (en) Battery including member having end region with Young's modulus smaller than Young's modulus of central region
JP2018186074A (ja) バイポーラ全固体電池
WO2020256023A1 (ja) 二次電池
US10714789B2 (en) All-solid state battery
KR20130063709A (ko) 이차전지용 파우치 외장재 및 이를 이용한 이차전지
EP3944396A1 (en) Secondary battery, electrode member thereof, battery module and related apparatus
JP2011150974A (ja) 電極体、および当該電極体の製造方法
JP5288452B2 (ja) 非水電解液二次電池
WO2019073914A1 (ja) 二次電池および二次電池の製造方法
WO2021009959A1 (ja) 電池
JP2003168416A (ja) 全固体型電池およびその製造方法
US20190245190A1 (en) Stacked battery
KR100865399B1 (ko) 이차전지
JP4381176B2 (ja) 薄膜固体二次電池
JP2020095852A (ja) 全固体電池
KR101089161B1 (ko) 파우치형 이차전지
US10199630B2 (en) Electrode terminal, electro-chemical device and electro-chemical device comprising same
JP4718812B2 (ja) 二次電池パック
KR20120006730A (ko) 고분자 전해질을 이용한 이차전지 제조방법
US20210296694A1 (en) Battery
KR20160051117A (ko) 배터리 모듈 및 그 제조 방법
CN115552717A (zh) 二次电池

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right