KR20180032083A - 이차전지 - Google Patents

이차전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20180032083A
KR20180032083A KR1020160120810A KR20160120810A KR20180032083A KR 20180032083 A KR20180032083 A KR 20180032083A KR 1020160120810 A KR1020160120810 A KR 1020160120810A KR 20160120810 A KR20160120810 A KR 20160120810A KR 20180032083 A KR20180032083 A KR 20180032083A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
assembly
tab
unoccupied
unit
Prior art date
Application number
KR1020160120810A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102229624B1 (ko
Inventor
김성용
고은영
박상인
신진선
이종기
이지운
이진헌
Original Assignee
삼성에스디아이 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 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020160120810A priority Critical patent/KR102229624B1/ko
Priority to US15/708,363 priority patent/US10741820B2/en
Publication of KR20180032083A publication Critical patent/KR20180032083A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102229624B1 publication Critical patent/KR102229624B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0459Cells or batteries with folded separator between plate-like electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • H01M10/0583Construction or manufacture of accumulators with folded construction elements except wound ones, i.e. folded positive or negative electrodes or separators, e.g. with "Z"-shaped electrodes or separators
    • H01M2/26
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105Pouches or flexible bags
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/538Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • Y02E60/122
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y02P70/54

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)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는, 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 케이스 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 전기적으로 연결되고, 상기 케이스 외부로 인출되는 제1 리드탭 및 제2 리드탭을 포함하고, 상기 전극조립체는, 제1 방향으로 측정된 제1 길이를 갖는 제1 조립체부와 상기 제1 방향으로 측정되며 상기 제1 길이보다 짧은 제2 길이를 갖는 제2 조립체부를 포함하고, 상기 제1 조립체부는 상기 제1 전극으로부터 돌출되어 상기 제1 리드탭과 연결되는 제1 무지탭 및 상기 제2 전극으로부터 돌출되어 상기 제2 리드탭과 연결되는 제2 무지탭을 포함하고, 상기 제2 조립체부는 상기 제2 무지탭을 포함할 수 있다.

Description

이차전지{RECHAGEABLE BATTERY}
본 발명은 이차전지에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 저용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 전지는 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다. 최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 대용량, 고출력 이차전지가 개발되고 있으며, 고출력 이차전지는 직렬 또는 병렬로 연결되어 고출력 대용량의 전지 모듈로 구성된다.
통상의 이차전지는 양극과 음극 및 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 충전과 방전을 수행하는 전극조립체를 구비한다. 젤리롤 타입의 전극조립체는 양 전극 사이에 세퍼레이터를 개재하여 나선형으로 권취하여 타원형의 전극롤을 만들고, 이를 프레싱하여 더욱 납작한 타원형의 전극조립체를 형성한다.
서로 다른 출력 및 용량을 가지는 이차전지들을 제조하는 것은 제조설비 및 생산성의 한계를 고려할 때 현실적으로 용이하지 않다. 예를 들어, 일반적인 이차전지는 집전체에 도포되는 전극 활물질의 종류가 동일하게 구성되어 있어, 이차전지의 성능을 소정의 조건으로 변경하고자 할 때, 전극의 제조공정을 변경하여야 하므로, 이차전지의 제조 공정성 및 생산성이 크게 떨어지는 문제점이 발생한다.
이차전지 조건의 빈번한 변경은 기존 제조 공정의 효율성을 크게 저하시키는 원인으로 작용하고 있다. 이를 해결하기 위해, 집전체의 양면에 도포되는 전극 활물질의 종류를 달리하는 구성이 제시되기도 하지만, 이와 같은 전극의 제조는 실제 대량 생산 공정에서 공정의 효율성을 크게 저하시키는 단점이 있다.
상기와 같은 기술적 배경을 바탕으로 안출된 것으로, 본 발명은 다양한 전지용량을 갖도록 용이하게 제조될 수 있는 이차전지를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는, 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 케이스 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 전기적으로 연결되고, 상기 케이스 외부로 인출되는 제1 리드탭 및 제2 리드탭을 포함하고, 상기 전극조립체는, 제1 방향으로 측정된 제1 길이를 갖는 제1 조립체부와 상기 제1 방향으로 측정되며 상기 제1 길이보다 짧은 제2 길이를 갖는 제2 조립체부를 포함하고, 상기 제1 조립체부는 상기 제1 전극으로부터 돌출되어 상기 제1 리드탭과 연결되는 제1 무지탭 및 상기 제2 전극으로부터 돌출되어 상기 제2 리드탭과 연결되는 제2 무지탭을 포함하고, 상기 제2 조립체부는 상기 제2 무지탭을 포함할 수 있다.
상기 제1 길이 및 상기 제2 길이는 상기 제2 무지탭이 돌출되는 방향으로 측정될 수 있다.
상기 제1 무지탭 및 상기 제2 무지탭은, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극으로부터 각각 복수개가 돌출되고 서로 중첩되어, 상기 제1 리드탭 및 상기 제2 리드탭에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 전극조립체에서, 상기 제1 전극은 상기 세페레이터가 양면으로 라미네이팅 되어 지그재그로 폴딩되면서 전극삽입공간을 형성하고, 상기 제2 전극은 개별로 분절된 단위전극판으로 상기 전극삽입공간에 삽입될 수 있다.
상기 제1 전극 및 상기 세퍼레이터 각각은, 상기 제1 조립체부로부터 상기 제2 조립체부로 이어지면서 일체로 형성될 수 있다.
상기 제1 전극에서, 상기 제1 조립체부를 형성하는 부분의 상기 제1 방향으로의 길이보다 상기 제2 조립체부를 형성하는 부분의 상기 제1 방향으로의 길이가 더 짧을 수 있다.
상기 제2 전극의 단위전극판은, 상기 제1 조립체부에 삽입되는 제1 단위전극판 및 상기 제2 조립체부에 삽입되며, 상기 제1 단위전극판 보다 상기 제1 방향으로의 길이가 짧게 형성되는 제2 단위전극판을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극은, 전극판 및 상기 전극판에 활물질이 코팅된 코팅부를 포함하고, 상기 코팅부는, 상기 단위전극판에 대응되는 위치에서 상기 단위전극판의 크기에 따라, 상기 전극판 양측에 형성될 수 있다.
상기 제1 무지탭은, 상기 제1 전극의 측변에서 돌출되어, 상기 제2 무지탭과 수직한 방향으로 위치할 수 있다.
상기 제1 무지탭은, 상기 제1 조립체부에 포함되는 상기 제1 전극에서 돌출될 수 있다.
제1 조립체부와 상기 제1 조립체부 보다 제1 방향으로 짧은 길이를 가지는 제2 조립체부를 갖는 전극조립체를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조방법에 있어서, 상기 전극조립체를 제조하는 단계는, 상기 전극조립체의 제1 전극과 세퍼레이터를 함께 지그재그로 폴딩하는 단계 및 상기 제1 전극과 상기 세퍼레이터가 폴딩되면서 형성되는 전극삽입공간에 개별로 분절된 제2 전극의 단위전극판을 삽입하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 조립체부에서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 각각 제1 무지탭 및 상기 제2 무지탭이 돌출되고, 상기 제2 조립체부에서, 상기 제2 전극은 제2 무지탭이 돌출될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지는, 다양한 용량을 갖는 전극조립체를 효율적으로 제조할 수 있어 생산 공정의 효율성을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지의 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 이차전지의 케이스 내부를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 이차전지에 적용되는 전극조립체의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 전극조립체의 폴딩 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지에 적용되는 전극조립체의 분해 사시도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 전극조립체의 폴딩 과정을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지에 적용되는 전극조립체의 분해 사시도이다.
도 8은 도 7에 나타낸 전극조립체가 폴딩되어 수용된 케이스 내부를 도시한 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지의 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 이차전지의 케이스 내부를 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 이차전지(100)는 충전과 방전을 수행하는 전극조립체(10)와 전극조립체(10)를 내장하는 케이스(30) 및 외부로 돌출되는 제1 리드탭(21)과 제2 리드탭(22)을 포함할 수 있다.
케이스(30)는 수용부(35)와 테두리 접합부(37) 및 테라스 공간(36)을 포함한다. 수용부(35)는 전극조립체(10)를 내장 할 수 있도록 볼록하게 돌출되고 케이스(30)의 중앙에 배치될 수 있다. 수용부(35)는 본 발명의 제1 실시예에 적용되는 전극조립체(10)의 형상에 맞게 단차부(35a)가 형성될 수 있다.
케이스(30)는 제1 판(31)과 제2 판(32)으로 구성될 수 있다. 제1 판(31)과 제2 판(32)은 열융착 되어 수용부(35) 주변에 접합부(37, 38)가 형성된다.
접합부(37, 38)는 상부 접합부(38)와 테두리 접합부(37)로 나누어 질 수 있다. 케이스(30)의 상부 접합부(38)에서 제1 리드탭(21)과 제2 리드탭(22)이 인출될 수 있다.
제1 리드탭(21) 및 제2 리드탭(22)과 케이스(30)의 단락을 방지하기 위해서, 상부 접합부(38)에서 제1 리드탭(21)과 제2 리드탭(22)에 절연테이프(23, 24)가 각각 부착될 수 있다.
테두리 접합부(37)는 케이스(30)의 제1 판(31) 및 제2 판(32) 양측이 열융착되고, 수용부(35)의 길이 방향을 따라 이어져 형성된다. 테두리 접합부(37)와 상부 접합부(38)는 수용부(35)를 감싸도록 배치된다.
케이스(30)의 테라스 공간(36)에서, 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)으로부터 각각 돌출되는 제1 무지탭(11a) 및 제2 무지탭(12a)은 제1 리드탭(21) 및 제2 리드탭(22)과 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 무지탭(11a) 및 제2 무지탭(12a)은 복수개로 형성될 수 있다.
전극조립체(10)는 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)과 그 사이에 개재되는 세퍼레이터(13)를 포함한다. 전극조립체(10)는 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)과 세퍼레이터(13)가 폴딩 되어 형성될 수 있다.
전극조립체(10)는 제1 방향으로 측정된 제1 길이를 갖는 제1 조립체부(14) 및 제1 방향으로 측정되고 제1 길이보다 짧은 제2 길이를 갖는 제2 조립체부(15)를 포함할 수 있다.
제1 방향은 전극조립체(10)의 길이방향(도면의 x축 방향)을 의미하고, 제2 방향은 제1 방향과 수직하게 형성되며 전극조립체(10)의 폭방향(도면의 y축 방향)을 의미하고, 및 제3 방향은 제1 방향 및 제2 방향과 수직하게 형성되며 전극조립체(10)의 두께방향(도면의 z축 방향)을 의미하는 것으로, 이하에서는 제1 방향 내지 제3 방향으로 방향을 지칭하여 설명한다.
제2 조립체부(15)는 제1 조립체부(14)의 일측에 배치되고, 제2 방향으로 측정되는 제1 조립체부(14)의 폭과 제2 조립체부(15)의 폭은 같을 수 있다.
제3 방향으로 측정되는 전극조립체(10)의 제2 조립체부(15) 두께는 제1 조립체부(14) 두께와 같거나 보다 작게 형성될 수 있다.
제2 조립체부(15)는 소비자로부터 요구되는 전지용량에 따라 제1 전극(11) 및 제2 전극(12) 사이에 세퍼레이터(13)를 개재하여 복수회 폴딩하여 두껍게 형성될 수 있다. 따라서, 제2 조립체부(15)의 두께를 조절하여 다양한 전지용량을 갖는 이차전지(100)를 용이하게 설계 및 제조할 수 있다.
제2 조립체부(15)는 제1 조립체부(14)와 연결되어 있으며, 폴딩 과정을 통해 일체로 제조되므로 제조 공정성 및 생산성은 향상될 수 있다.
도 3은 도 2에 나타낸 이차전지에 적용되는 전극조립체의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3에 나타낸 전극조립체의 폴딩 과정을 도시한 도면이다.
도 3 및 4를 참조하면, 전극조립체(10)는 제1 전극(11) 및 제2 전극(12) 사이에 개재되는 세퍼레이터(13)를 포함한다.
제1 전극(11)은 전극판(11b)의 양면에 활물질이 코팅된 코팅부(11c)와 활물질이 코팅되지 않고, 전극판(11b)의 일측으로 돌출된 제1 무지탭(11a)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(11)은 음극일 수 있다. 제1 전극(11)이 음극일 경우, 전극판(11b)은 도전성이 우수한 물질로 이루어지며 구리 박판일 수 있다. 또한, 제1 전극(11)의 활물질은 탄소재 등의 음극 활물질에 바인더 및 도전재 등이 혼합된 물질로 이루어질 수 있다.
제2 전극(12)은 제1 전극(11)과 다른 극성으로 이루어지며, 예를 들면, 제2 전극(12)은 양극일 수 있다. 제2 전극(12)은 전극판의 양면에 활물질이 코팅된 코팅부와 활물질이 코팅되지 않고, 전극판의 일측으로 돌출된 제2 무지탭(12a)를 포함할 수 있다. 이때, 전극판은 도전성이 우수한 물질로 이루어지며 알루미늄 박판일 수 있다. 활물질은 리튬계 산화물에 바인더 및 도전재 등이 혼합된 물질로 이루어질 수 있다.
제2 전극(12)은 분절되어 형성된 다수의 단위전극판(12b)을 포함할 수 있다. 단위전극판(12b)은 제1 조립체부(14)에 위치하는 제1 단위전극판(12c)과 제2 조립체부(15)에 위치하고 제1 단위전극판(12c) 보다 작게 형성되는 제2 단위전극판(12d)을 포함할 수 있다.
제1 단위전극판(12c) 및 제2 단위전극판(12d)에는 제2 무지탭(12a)이 돌출되며, 제2 단위전극판(12d)에서 돌출되는 제2 무지탭(12a)은 제1 단위전극판(12c)에서 돌출되는 제2 무지탭(12a) 보다 길게 형성될 수 있다.
복수개의 제2 무지탭(12a)은 케이스(30)의 테라스 공간(36)에서 서로 중첩되어 제2 리드탭(22)과 연결되므로, 제2 단위전극판(12d)에서 돌출된 제2 무지탭(12a)는 테라스 공간(36)까지 이어지게 된다.
세퍼레이터(13)는 제1 전극(11)과 제2 전극(12) 사이에 개재될 수 있다. 세퍼레이터(13)는 제1 전극(11)의 양면에 라미네이팅 공정으로 부착될 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(11) 양면에 세퍼레이터(13)를 미리 부착시키고 세퍼레이터(13)를 제1 전극(11)의 크기에 따라 절단할 수 있다.
제1 전극(11) 및 세퍼레이터(13) 각각은 제1 조립체부(14)로부터 제2 조립체부(15)로 이어지면서 일체로 형성될 수 있다. 제2 전극(12)은 단위전극판(12b)으로 분절되어 각각의 단위전극판(12b)에는 제2 무지탭(12a)이 돌출될 수 있다. 제1 전극(11)에서 돌출되는 제1 무지탭(11a)는 보다 원활한 전류의 충방전을 위해 복수개로 형성될 수 있다. 다른 예로, 제1 전극(11)은 일체로 형성되므로 제1 무지탭(11a)은 1개로 형성될 수 있다.
제1 리드탭(21, 도 2 참조)은 제1 조립체부(14)에 포함되는 제1 전극(11)으로부터 돌출되는 제1 무지탭(11a)과 연결될 수 있다. 제1 전극(11)을 펼쳤을 때, 제1 전극(11)은 제1 조립체부(14)를 형성하는 제1 구간(14a)과 제2 조립체부(15)를 형성하는 제2 구간(15a)이 형성될 수 있다.
제2 방향으로 측정된 제1 전극(11)의 제1 구간(14a)의 폭과 제2 구간(15a)의 폭은 길이가 다르게 형성될 수 있다. 예를 들면, 제2 구간(15a)의 폭이 더 길 경우, 제3 방향으로 측정되는 제1 조립체부(14) 두께 보다 제2 조립체부(15)의 두께가 더 크게 형성될 수 있다.
제 1 방향으로 측정되는 제1 구간(14a)의 길이는 제2 구간(15a)의 길이보다 길게 형성된다. 따라서, 제1 구간(14a)이 형성하는 제1 조립체부(14)의 전지용량은 제2 구간(15a)이 형성하는 제2 조립체부(15)의 전지용량보다 크다.
제2 전극(12)은 분절된 복수개의 단위전극판(12b)으로 형성될 수 있다. 단위전극판(12b)의 크기는 제2 전극(12)이 위치하게 될 제1 전극(11)의 크기에 따른다.
예를 들면, 제2 전극(12)의 제1 단위전극판(12c)은 제1 전극(11)의 제1 구간(14a)에 위치하고, 제2 전극(12)의 제2 단위전극판(12d)은 제1 전극(11)의 제2 구간(15a)에 배치될 수 있다.
제1 단위전극판(12c)에는 제2 무지탭(12a)이 돌출되어 있다. 따라서, 제1 구간(14a)이 폴딩 되어 형성하는 제1 조립체부(14)에 제1 무지탭(11a) 및 제2 무지탭(12a)이 형성될 수 있다.
전극조립체(10)는 제1 전극(11) 및 세퍼레이터(13)가 지그재그로 폴딩 되고, 폴딩 되면서 세퍼레이터(13) 사이에 형성되는 전극삽입공간(P)에 제2 전극(12)의 단위전극판(11b)이 삽입되어 형성될 수 있다.
제1 전극(11) 및 세퍼레이터(13)를 동시에 지그재그로 폴딩하여 전극조립체(10)을 형성하는 경우는, 제1 전극(11) 및 세퍼레이터(13)을 일정한 폴딩 방향으로 폴딩하여 전극조립체(10)를 형성할 때보다 분절된 단위전극판(12b)을 배치하기가 용이하여 제조 공정성 및 생산성이 향상될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지에 적용되는 전극조립체의 분해 사시도이고, 도 6은 도 5에 나타낸 전극조립체의 폴딩 과정을 도시한 도면이다.
도 5 및 6를 참고하면, 본 실시예에 따른 이차전지(100)는 제1 전극(11)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 이차전지(100)와 동일한 구조로 이루어지므로, 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
제1 전극(11)은 전극판(11b) 및 전극판(11b)에 활물질이 코팅된 코팅부(11c)로 형성될 수 있다. 이때, 코팅부(11c)는 제2 전극(12)의 단위전극판(12b)에 대응되는 위치에서 단위전극판(12b)과 동일한 크기로 형성될 수 있다. 즉, 전극판(11b)에 활물질은 단위전극판(12b)을 따라 패턴으로 코팅될 수 있다. 이를 통해, 활물질의 낭비를 줄일 수 있으며, 폴딩 될 때 코너 두께가 얇아 폴딩 두께를 줄일 수 있다. 또한, 활물질이 코너 부분에서 파손되는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지에 적용되는 전극조립체의 분해 사시도이고, 도 8은 도 7에 나타낸 전극조립체가 폴딩되어 수용된 케이스 내부를 도시한 시시도이다.
도 7 및 도 8을 참고하면, 본 실시예에 따른 이차전지(100)는 제1 전극(11)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 이차전지(100)와 동일한 구조로 이루어지므로, 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
제1 무지탭(11a)은 제1 전극(11)의 측변에서 돌출되어 형성될 수 있다. 제1 전극(11)은 세퍼레이터(13)와 지그재그로 폴딩 되므로, 폴딩 시작 또는 끝단에서 제1 무지탭(11a)은 돌출될 수 있다. 이 경우, 제1 조립체부(14) 또는 제2 조립체부(15)의 폴딩이 끝나는 단부에 제1 무지탭(11a)가 돌출 될 수 있다. 예를 들면, 제1 조립체부(14)의 단부에서 돌출되는 제1 무지탭(11a)는 제1 리드탭(21)과 전기적으로 연결될 수 있다. 다른예로, 제1 조립체부(14) 단부에서 돌출된 제1 무지탭(11a)와 제2 조립체부 단부에서 돌출되는 제1 무지탭(11a)는 서로 중첩되어 제1 리드탭(21)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전극(11)으로 측변으로 돌출되는 제1 무지탭(11a)는 제2 전극(12)의 제2 무지탭(12a)과 수직한 방향으로 형성된다. 따라서, 케이스(30) 내부에서 제1 리드탭(21)과 제1 무지탭(11a)을 연결하는 절곡된 연결탭(21a)이 연결될 수 있다.
다른예로, 연결탭(21a)이 없는 경우에는, 케이스 외부로 수직한 방향으로 제1 리드탭(21) 및 제2 리드탭(22)이 인출될 수 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
100: 이차 전지 10: 전극조립체
11: 제1 전극 11a: 제1 무지탭
11b: 전극판 11c: 코팅부
12: 제2 전극 12a: 제2 무지탭
12b: 단위전극판 12c: 제1 단위전극판
12d: 제2 단위전극판 13: 세퍼레이터
14: 제1 조립체부 14a: 제1 구간
15: 제2 조립체부 15a: 제2 구간
21: 제1 리드탭 21a: 연결탭
22: 제2 리드탭 23, 24: 절연테이프
30: 케이스 31: 제1 판
32: 제2 판 35: 수용부
35a: 단차부 36: 테라스 공간
37: 테두리 접합부 38: 상부 접합부
P: 전극삽입공간

Claims (12)

  1. 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체;
    상기 전극조립체를 수용하는 케이스; 및
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 전기적으로 연결되고, 상기 케이스 외부로 인출되는 제1 리드탭 및 제2 리드탭을 포함하고,
    상기 전극조립체는,
    제1 방향으로 측정된 제1 길이를 갖는 제1 조립체부와 상기 제1 방향으로 측정되며 상기 제1 길이보다 짧은 제2 길이를 갖는 제2 조립체부를 포함하고,
    상기 제1 조립체부는 상기 제1 전극으로부터 돌출되어 상기 제1 리드탭과 연결되는 제1 무지탭 및 상기 제2 전극으로부터 돌출되어 상기 제2 리드탭과 연결되는 제2 무지탭을 포함하고, 상기 제2 조립체부는 상기 제2 무지탭을 포함하는 이차전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 길이 및 상기 제2 길이는 상기 제2 무지탭이 돌출되는 방향으로 측정되는 이차전지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 무지탭 및 상기 제2 무지탭은,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극으로부터 각각 복수개가 돌출되고 서로 중첩되어, 상기 제1 리드탭 및 상기 제2 리드탭에 각각 전기적으로 연결되는 이차전지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극조립체에서, 상기 제1 전극은 상기 세페레이터가 양면으로 라미네이팅 되어 지그재그로 폴딩되면서 전극삽입공간을 형성하고, 상기 제2 전극은 개별로 분절된 단위전극판으로 상기 전극삽입공간에 삽입되는 이차전지.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 세퍼레이터 각각은, 상기 제1 조립체부로부터 상기 제2 조립체부로 이어지면서 일체로 형성되는 이차전지.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 전극에서, 상기 제1 조립체부를 형성하는 부분의 상기 제1 방향으로의 길이보다 상기 제2 조립체부를 형성하는 부분의 상기 제1 방향으로의 길이가 더 짧은 이차전지.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 전극의 단위전극판은,
    상기 제1 조립체부에 삽입되는 제1 단위전극판; 및
    상기 제2 조립체부에 삽입되며, 상기 제1 단위전극판 보다 상기 제1 방향으로의 길이가 짧게 형성되는 제2 단위전극판을 포함하는 이차전지.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 전극은,
    전극판 및 상기 전극판에 활물질이 코팅된 코팅부를 포함하고,
    상기 코팅부는,
    상기 단위전극판에 대응되는 위치에서 상기 단위전극판의 크기에 따라, 상기 전극판 양측에 형성되는 이차전지.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 무지탭은,
    상기 제1 전극의 측변에서 돌출되어, 상기 제2 무지탭과 수직한 방향으로 위치하는 이차전지.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 무지탭은,
    상기 제1 조립체부에 포함되는 상기 제1 전극에서 돌출되는 이차전지.
  11. 제1 조립체부와 상기 제1 조립체부 보다 제1 방향으로 짧은 길이를 가지는 제2 조립체부를 갖는 전극조립체를 포함하는 이차전지 제조방법에 있어서,
    상기 전극조립체를 제조하는 단계는,
    상기 전극조립체의 제1 전극과 세퍼레이터를 함께 지그재그로 폴딩하는 단계 및
    상기 제1 전극과 상기 세퍼레이터가 폴딩되면서 형성되는 전극삽입공간에 개별로 분절된 제2 전극의 단위전극판을 삽입하는 단계를 포함하는 이차전지 제조방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 조립체부에서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 각각 제1 무지탭 및 상기 제2 무지탭이 돌출되고, 상기 제2 조립체부에서, 상기 제2 전극은 제2 무지탭이 돌출되는 이차전지 제조방법.
KR1020160120810A 2016-09-21 2016-09-21 이차전지 KR102229624B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160120810A KR102229624B1 (ko) 2016-09-21 2016-09-21 이차전지
US15/708,363 US10741820B2 (en) 2016-09-21 2017-09-19 Rechargeable battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160120810A KR102229624B1 (ko) 2016-09-21 2016-09-21 이차전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180032083A true KR20180032083A (ko) 2018-03-29
KR102229624B1 KR102229624B1 (ko) 2021-03-17

Family

ID=61620707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160120810A KR102229624B1 (ko) 2016-09-21 2016-09-21 이차전지

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10741820B2 (ko)
KR (1) KR102229624B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021187726A1 (ko) * 2020-03-18 2021-09-23 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 조립체 및 그의 제조 방법

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL3557674T3 (pl) * 2018-04-20 2023-11-27 Robert Bosch Gmbh Sposób wytwarzania zespołu elektrod dla ogniwa akumulatorowego oraz ogniwo akumulatorowe
USD913238S1 (en) * 2018-09-17 2021-03-16 Libest Inc. Electrode tab
USD913237S1 (en) * 2018-09-17 2021-03-16 Libest Inc. Electrode tab
USD913239S1 (en) * 2019-01-14 2021-03-16 Libest Inc. Electrode plate
US20210202952A1 (en) * 2019-12-31 2021-07-01 Medtronic, Inc. Battery assembly for medical device
JP7354971B2 (ja) * 2020-09-11 2023-10-03 トヨタ自動車株式会社 電池モジュール
WO2023110632A1 (de) 2021-12-16 2023-06-22 Mercedes-Benz Group AG Verfahren zum herstellen einer batterieeinzelzelle und bandmaterial zum herstellen einer batterieeinzelzelle
CN115775924A (zh) * 2023-01-09 2023-03-10 江苏正力新能电池技术有限公司 电芯、电池和电芯制作方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0757716A (ja) * 1993-08-17 1995-03-03 Sony Corp 角型バッテリー
KR101414092B1 (ko) * 2013-02-08 2014-07-04 주식회사 엘지화학 단차가 형성된 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 포함하는 이차전지, 전지팩 및 디바이스, 상기 전극 조립체 제조방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6740446B2 (en) * 2001-02-28 2004-05-25 Ovonic Battery Company, Inc. Electrochemical cell with zigzag electrodes
KR100907623B1 (ko) 2006-05-15 2009-07-15 주식회사 엘지화학 신규한 적층 구조의 이차전지용 전극조립체
KR20130103202A (ko) 2012-03-09 2013-09-23 한화케미칼 주식회사 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지
KR20130132230A (ko) * 2012-05-25 2013-12-04 주식회사 엘지화학 단차를 갖는 전극 조립체 및 이를 포함하는 전지셀, 전지팩 및 디바이스

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0757716A (ja) * 1993-08-17 1995-03-03 Sony Corp 角型バッテリー
KR101414092B1 (ko) * 2013-02-08 2014-07-04 주식회사 엘지화학 단차가 형성된 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 포함하는 이차전지, 전지팩 및 디바이스, 상기 전극 조립체 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021187726A1 (ko) * 2020-03-18 2021-09-23 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 조립체 및 그의 제조 방법
CN114730906A (zh) * 2020-03-18 2022-07-08 株式会社Lg新能源 电极组件及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20180083255A1 (en) 2018-03-22
US10741820B2 (en) 2020-08-11
KR102229624B1 (ko) 2021-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9685679B2 (en) Stepwise electrode assembly having variously-shaped corner and secondary battery, battery pack and device comprising the same
KR20180032083A (ko) 이차전지
EP2846379B1 (en) Electrode assembly and secondary battery including the same
JP4519063B2 (ja) 二次電池
US9178188B2 (en) Rechargeable battery with collector plates having insulators and conductors
JP4276102B2 (ja) パウチ型リチウム二次電池とその製造方法
KR101402657B1 (ko) 비정형 구조의 전지팩
KR101526457B1 (ko) 라운드 코너를 포함하는 전극조립체
JP2007019017A (ja) 二次電池
EP2309582A2 (en) Rechargeable battery and method of manufacturing same
CN107403897B (zh) 可再充电电池及其制造方法
JP6647252B2 (ja) 二次電池
US8703342B2 (en) Electrode assembly, rechargeable battery including the same, and method of manufacturing an electrode thereof
US20110104572A1 (en) Electrode assembly for secondary battery and method of making the electrode assembly
JP2009087612A (ja) 積層式電池
US20160218386A1 (en) Rechargeable battery
US9263761B2 (en) Electrode assembly and rechargeable battery having the same
CN106207070B (zh) 二次电池
US9786874B2 (en) Electrode having round corner
KR101653320B1 (ko) 낮은 저항의 젤리-롤형 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
CN109565070B (zh) 可再充电电池
US20120321942A1 (en) Electrode assembly and secondary battery using the same
KR101577186B1 (ko) 전극리드의 위치 조절이 가능한 전지셀
KR102296817B1 (ko) 이차 전지
KR101603087B1 (ko) 내부 단락에 대한 안전성이 향상된 전지셀

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
GRNT Written decision to grant