KR20190098495A - 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 음극탭과 양극탭이 전극 조립체의 다수의 음극 무지부와, 다수의 양극 무지부에 용접되어 집전판의 역할까지 수행할 수 있으므로, 고용량을 위해 적용된 실리콘계 음극활물질의 팽창에 의해 저하될 수 있는 진원도 및 형상 변형 등을 방지할 수 있음과 동시에 고출력 및 저 저항을 도모하는데 있다.
이를 위해 본 발명은 양극탭이 부착된 양극판과, 음극탭이 부착된 음극판 및 양극판과 음극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하고, 양극판, 세퍼레이터 및 음극판이 적층된 상태로 권취된 전극 조립체에 관한 것으로, 양극판이 세퍼레이터 및 음극판에 비해서 상부로 돌출되어 전극 조립체의 상면을 통해 노출되고, 음극판이 세퍼레이터 및 양극판에 비해서 하부로 돌출되어 전극 조립체의 하면을 통해 노출되며, 양극탭이 전극 조립체의 상면으로 노출된 양극판에 접촉된 상태로 전극 조립체의 상면을 따라 연장되고, 접촉된 다수의 양극판에 용접되며, 음극탭이 전극 조립체의 하면으로 노출된 음극판에 접촉된 상태로 전극 조립체의 하면을 따라 연장되고, 접촉된 다수의 음극판에 용접하는데 있다.

Description

전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지{ELECTRODE ASSEMBLY AND SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME}
본 발명은 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.
일반적으로, 이차전지는 양극판과 음극판 및 이들 두 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터로 구성된 전극 조립체를 전해액과 함께 케이스에 수납하여 형성된다. 이러한 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 휴대폰, 노트북 등의 모바일 기기에 대한 기술개발과 생산 증가에 따라 에너지원으로서 이차 전지의 수요가 급증하고 있다. 최근에는 화석연료를 대체하기 위한 대체 에너지원으로 전기 자동차, 하이브리드 자동차의 용도로도 활발한 연구개발이 진행되고 있다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 음극탭과 양극탭이 전극 조립체의 다수의 음극 무지부와, 다수의 양극 무지부에 용접되어 집전판의 역할까지 수행할 수 있으므로, 고용량을 위해 적용된 실리콘계 음극활물질의 팽창에 의해 저하될 수 있는 진원도 및 형상 변형 등을 방지할 수 있음과 동시에 고출력 및 저 저항을 도모할 수 있는 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지는 양극탭이 부착된 양극판과, 음극탭이 부착된 음극판 및, 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하고, 상기 양극판, 상기 세퍼레이터 및 상기 음극판이 적층된 상태로 권취된 전극 조립체에 관한 것으로, 상기 양극판이 상기 세퍼레이터 및 상기 음극판에 비해서 상부로 돌출되어 상기 전극 조립체의 상면을 통해 노출되고, 상기 음극판이 상기 세퍼레이터 및 상기 양극판에 비해서 하부로 돌출되어 상기 전극 조립체의 하면을 통해 노출되며, 상기 양극탭이 상기 전극 조립체의 상면으로 노출된 상기 양극판에 접촉된 상태로 상기 전극 조립체의 상면을 따라 연장되고, 접촉된 다수의 상기 양극판에 용접되며, 상기 음극탭이 상기 전극 조립체의 하면으로 노출된 상기 음극판에 접촉된 상태로 상기 전극 조립체의 하면을 따라 연장되고, 접촉된 다수의 상기 음극판에 용접될 수 있다.
상기 양극판은 판 형상의 금속 포일인 양극 집전판 및, 상기 양극 집전판의 일면 및 타면을 덮도록 형성된 양극 코팅층을 포함하고, 상기 양극 집전판은 일면에 상기 양극 코팅층이 형성되지 않은 제1양극 무지부와, 상기 전극 조립체의 길이방향 상단부의 양면에 양극 코팅층이 형성되지 않은 제2양극 무지부가 구비되며, 상기 제2양극 무지부가 상기 전극 조립체의 상면으로 노출될 수 있다.
상기 양극판의 제1양극 무지부는 상기 양극 집전판의 일면 중심부에 구비될 수 있다.
상기 양극판의 제1양극 무지부는 상기 양극 집전판 일면의 권취 말단에 구비될 수 있다.
상기 양극탭은 상기 양극 집전판의 일면의 상기 제1양극 무지부에 부착 및 용접된 양극 고정부와, 상기 양극 고정부의 상단으로부터 절곡되어, 상기 전극 조립체의 상면을 따라 연장되어 상기 제2양극 무지부에 용접된 양극 연장부 및, 상기 양극 연장부로부터 절곡되어, 상기 전극 조립체의 길이 방향 상부로 연장 및 돌출된 양극 돌출부를 포함할 수 있다.
상기 양극 연장부는 상기 전극 조립체의 상면으로 노출된 제2양극 무지부에서, 상기 양극 연장부와 접촉된 상기 제2양극 무지부와 레이저 용접된 다수의 양극 용접부를 구비할 수 있다.
상기 음극판은 판 형상의 금속 포일인 음극 집전판 및, 상기 음극 집전판의 일면 및 타면을 덮도록 형성된 음극 코팅층을 포함하고, 상기 음극 집전판은 일면의 권취 말단에 상기 음극 코팅층이 형성되지 않은 제1음극 무지부와, 상기 전극 조립체의 길이방향 하단부의 양면에 상기 음극 코팅층이 형성되지 않은 제2음극 무지부가 구비되며, 상기 제2음극 무지부가 상기 전극 조립체의 하면으로 노출될 수 있다.
상기 음극탭은 상기 음극 집전판의 일면의 상기 제1음극 무지부에 부착 및 용접된 음극 고정부 및 상기 음극 고정부의 하단으로부터 절곡되어, 상기 전극 조립체의 하면을 따라 연장되어 상기 제2음극 무지부에 용접된 음극 연장부를 포함할 수 있다.
상기 음극 연장부는 상기 전극 조립체의 하면으로 노출된 상기 제2음극 무지부에서, 상기 음극 연장부와 접촉된 상기 제2음극 무지부와 레이저 용접된 다수의 음극 용접부를 구비할 수 있다.
상기 음극 코팅층은 실리콘계 음극 활물질일 수 있다.
상기 세퍼레이터는 상기 양극판에 비해서 상기 전극 조립체의 길이방향 하부로 더 연장 및 돌출되며, 상기 음극판에 비해서 상기 전극 조립체의 길이방향 상부로 더 연장 및 돌출될 수 있다.
또한 본 발명에 의한 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지는 양극탭이 부착된 양극판과, 음극탭이 부착된 음극판 및, 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하고, 상기 양극판, 상기 세퍼레이터 및 상기 음극판이 적층된 상태로 권취된 전극 조립체에 관한 것으로, 상기 양극판이 상기 세퍼레이터 및 상기 음극판에 비해서 상부로 돌출되어 상기 전극 조립체의 상면을 통해 노출되고, 상기 음극판이 상기 세퍼레이터 및 상기 양극판에 비해서 하부로 돌출되어 상기 전극 조립체의 하면을 통해 노출되며, 상기 양극탭이 상기 전극 조립체의 상면으로 노출된 상기 양극판에 접촉된 상태로 상기 전극 조립체의 상면을 따라 연장되고, 접촉된 다수의 상기 양극판에 용접되며, 상기 음극탭이 상기 전극 조립체의 하면으로 노출된 상기 음극판에 접촉된 상태로 상기 전극 조립체의 하면을 따라 연장되고, 접촉된 다수의 상기 음극판에 용접되며, 내부 공간을 구비하고, 상기 내부 공간에 상기 전극 조립체와 전해액을 수용한 케이스 및 상기 케이스의 상부에 결합되어 상기 케이스를 밀봉하는 캡 조립체를 포함하며, 상기 전극 조립체의 하면에 용접된 상기 음극탭은 상기 케이스의 하면에 저항 용접될 수 있다.
상기 양극탭은 상기 전극 조립체의 상면에 용접된 영역으로부터, 상기 전극 조립체의 길이 방향 상부로 절곡 및 연장되어 상기 캡 조립체에 용접될 수 있다.
본 발명에 의한 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지는 음극탭과 양극탭이 전극 조립체의 다수의 음극 무지부와, 다수의 양극 무지부에 용접되어 집전판의 역할까지 수행할 수 있으므로, 고용량을 위해 적용된 실리콘계 음극활물질의 팽창에 의해 저하될 수 있는 진원도 및 형상 변형 등을 방지할 수 있음과 동시에 고출력 및 저 저항을 도모할 수 있게 된다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도, 분해 사시도 및 종단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1c의 2A 및 2B부분을 확대 도시한 확대도이다.
도 3은 도 1a 내지 도 1c에 도시된 이차전지의 전극 조립체가 권취 되기 이전을 도시한 분해 사시도의 일예이다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 도 1a 내지 도 1c에 도시된 이차전지의 전극 조립체의 사시도, 평면도 및 배면도이다.
도 5는 도 1a 내지 도 1c에 도시된 이차전지의 전극 조립체가 권취 되기 이전을 도시한 분해 사시도의 다른예이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용된다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소는 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서 "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
도 1a, 도 1b, 도 1c 및 도 1d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이차 전지(100)를 도시한 사시도, 분해사시도 및 종단면도가 도시되어 있다. 여기서 종단면은 이차전지(100)를 길이방향으로 절단한 단면이다.
도 1a, 도 1b, 도 1c 및 도 1d에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이차 전지(100)는 케이스(110)과, 케이스(110) 내부에 수납된 전극 조립체(120) 및 케이스(110)의 상단 개구를 밀봉하는 캡 조립체(130)를 포함한다.
상기 케이스(110)는 원형의 바닥부(111)와, 바닥부(111)로부터 상부 방향으로 일정 길이 연장된 측부(112)를 포함한다. 여기서, 이차전지(100)는 원통형 이차전지로 도시하였으나, 각형 및 파우치형의 이차 전지에도 적용가능하며 본 발명에서 이차전지의 형상을 원형으로만 한정하는 것은 아니다. 이차전지(100)의 제조 공정 중 케이스(110)의 상부는 개방되어 있다. 따라서 이차 전지의 조립 공정 중 전극 조립체(120)가 전해액과 함께 케이스(110)에 삽입될 수 있다. 상기 케이스(110)는 스틸, 스틸 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 이의 등가물로 형성될 수 있으나, 여기서 그 재질이 한정되는 것은 아니다. 더불어, 케이스(110)에는 전극 조립체(120)가 외부로 이탈되지 않도록 캡 조립체(130)를 중심으로 그 하부에 내부로 함몰된 비딩부(beading part)(113)가 형성되고, 그 상부에 내부로 절곡된 크림핑부(crimping part)(114)가 형성될 수 있다.
상기 전극 조립체(120)는 전해액과 함께 케이스(110)의 내부에 수용된다. 여기서, 상기 전해액은 상기 전극 조립체(120)를 구성하는 양극판과 음극판의 사이에서 리튬 이온이 이동될 수 있도록 주입되는 염을 함유한 유기 액체로서, LiPF6, LiBF4, LiClO4 등의 리튬염과 고순도 유기 용매류의 혼합물인 비수질계 유기 전해액을 포함하여 이루어질 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다.
상기 전극 조립체(120)는 음극 활물질이 코팅된 음극판(121)과, 양극 활물질이 코팅된 양극판(122) 및, 음극판(121)과 양극판(122) 사이에 개재되어 음극판(121)과 양극판(122)사이의 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동만 가능하게 하는 세퍼레이터(123)를 포함하여 이루어진다. 상기 전극 조립체(120)는 음극판(121), 양극판(122) 및 세퍼레이터(123)가 적층된 후, 권취 선단부터 권취되어 대략 원기둥 형태로 권취된다. 또한, 음극판(121)에는 하부로 일정 길이 돌출되어 연장된 음극탭(124)이, 양극판(122)에는 상부로 일정 길이 돌출된 양극탭(125)이 부착될 수 있으나, 그 반대도 가능하다.
추가적으로 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 도 1c의 2A 및 2B를 각각 확대 도시한 확대도시도가 도시되어 있다. 또한 도 3을 참조하면 도 1a 내지 도 1c에 도시된 이차전지의 전극 조립체가 권취 되기 이전을 도시한 분해 사시도가 도시되어 있다. 또한 도 4a, 도 4b 및 도 4c를 참조하면 도 1a 내지 도 1c에 도시된 이차전지의 전극 조립체의 측면도, 평면도 및 배면도가 도시되어 있다. 이하에서는 도 2a, 도 2b, 도3 및 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 본 발명의 이차전지와 전극 조립체의 구성을 구체적으로 설명하고자 한다.
우선 전극 조립체(120)의 음극판(121)은 구리(Cu) 또는 니켈(Ni)로 이루어진 판형의 금속 포일인 음극집전판(121a)의 양면에 실리콘계 음극 활물질인 음극 코팅층(121b)이 코팅되어 있다. 상기 음극판(121)은 음극집전판(121a)의 일면에 음극탭(124)이 부착되어 있다. 상기 음극탭(124)은 음극집전판(121a)에 일부가 용접되어 부착된 음극고정부(124a)와, 전극 조립체(120)의 길이방향에서 하부로 일정길이 돌출된 음극 연장부(124b)를 구비한다.
상기 음극탭(124)은 음극집전판(121a)에서 권취 말단(x2)의 일영역에 부착될 수 있다. 여기서 권취 말단(x2)는 전극 조립체(120)의 최외곽에 위치할 수 있으며, 권취 선단(x1)은 전극 조립체(120)의 중심측에 위치할 수 있다. 즉, 전극 조립체(120)는 음극판(121), 세퍼레이터(123) 및 양극판(122)이 적층된 후, 권취 선단(x1)부터 권취 방향(x)을 따라 권취되어 원기둥 형태를 가질 수 있다.
또한 음극집전판(121a)은 권취 말단(x2) 일영역에 음극탭(124)이 부착된다. 또한 음극탭(124)은 음극 코팅층(121b)과 이격되도록 음극집전판(121a)의 권취 말단(x2) 일영역에서 일면에 부착된다. 그리고 음극탭(124)이 부착된 음극집전판(121a)에는 음극 코팅층(121b)이 형성되지 않은 제1음극 무지부(121c)가 구비된다. 또한 음극집전판(121a)은 음극탭(124)이 부착된 일면의 반대면인 타면에도, 상기 음극탭(124)과 대응되는 영역과, 제1음극 무지부(121c)가 구비된 영역과 대응되는 영역에 음극 코팅층(121b)이 형성되지 않은 제1음극 무지부(121c)가 더 구비된다.
또한 음극집전판(121a)은 전극 조립체(120)의 길이방향(y) 하단부의 양면에, 음극 코팅층(121b)이 형성되지 않은 제2음극 무지부(121d)가 더 구비된다. 또한 제2음극 무지부(121d)는 전극 조립체(120)의 하부방향으로, 양극판(122) 및 세퍼레이터(123)에 비해서 더 돌출될 수 있다. 즉, 전극 조립체(120)는 하면(120y)에 제2음극 무지부(121d)가 위치할 수 있다. 또한 전극 조립체(120)는 양극판(122)에 비해서, 세퍼레이터(123)가 길이방향(y)의 하부으로 더 연장 및 돌출되어, 음극판(121)과 양극판(122) 사이의 전기적 절연을 유지시킬 수 있다. 또한 세퍼레이터(123)는 전극 조립체(120)의 양극판(122)이 케이스(110)의 바닥부(111)에 전기적으로 접촉되지 않도록 하는 역할을 할 수 있다.
그리고 전극 조립체(120)의 하면(120y)으로부터 하부 방향으로 돌출된 음극탭(124)의 음극 연장부(124b)는 전극 조립체(120)의 하면에 위치하는 제2음극 무지부(121d)에 용접될 수 있다. 상기 음극탭(124)의 음극 연장부(124b)는 음극 고정부(124a)로부터 절곡되어 전극 조립체(120)의 하면(120y)에 접촉된 상태로 연장되어, 다수의 제2음극 무지부(121d)에 레이저 용접된 음극 용접부(124x)를 포함할 수 있다. 즉 음극탭(124)은 다수의 제2음극 무지부(121d)와 용접된 음극 용접부(124x)를 통해 음극 집전체 역할을 수행할 수 있다. 상기 음극탭(124)은 구리 또는 니켈 재질로 일루어질 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다.
상기 양극판(122)은 알루미늄(Al)으로 이루어진 판형의 금속 포일인 양극집전판(122a)의 양면에 전이금속 산화물로 이루어진 활물질인 양극 코팅층(122b)이 코팅되어 있다. 상기 양극판(122)는 양극집전판(122a)의 일면에 양극탭(125)이 부착되어 있다. 상기 양극탭(125)은 양극집전판(122a)에 일부가 용접되어 부착된 양극고정부(125a)와, 전극 조립체(120)의 길이방향(y)에서 상부로 일정길이 돌출된 양극 연장부(125b)를 구비한다.
상기 양극탭(125)은 양극집전판(122a)에서 권취 방향(x)의 대략 중심의 일영역에 부착될 수 있다. 또한 양극탭(125)은 양극 코팅층(122b)과 이격되도록 양극집전판(122a)의 중심 일영역에서 일면에 부착된다. 그리고 양극탭(125)이 부착된 양극집전판(122a)에는 양극 코팅층(122b)이 형성되지 않은 제1양극 무지부(122c)가 구비된다. 또한 양극집전판(122a)은 양극탭(125)이 부착된 일면의 반대면인 타면에도, 상기 양극탭(125)과 대응되는 영역과, 제1양극 무지부(122c)가 구비된 영역과 대응되는 영역에 양극 코팅층(122b)이 형성되지 않은 제1양극 무지부(122c)가 더 구비된다.
또한 양극집전판(122a)은 전극 조립체(120)의 길이방향(y) 상단부의 양면에, 양극 코팅층(122b)이 형성되지 않은 제2양극 무지부(122d)가 더 구비된다. 또한 제2양극 무지부(122d)는 전극 조립체(120)의 상부방향으로, 양극판(122) 및 세퍼레이터(123)에 비해서 더 돌출될 수 있다. 즉, 전극 조립체(120)는 상면(120x)에 제2양극 무지부(122d)가 위치할 수 있다. 또한 전극 조립체(120)는 음극판(121)에 비해서, 세퍼레이터(123)가 길이방향(y)의 상부로 더 연장 및 돌출되어, 음극판(121)과 양극판(122) 사이의 전기적 절연을 유지시킬 수 있다.
그리고 전극 조립체(120)의 상면(120x)으로부터 상부 방향으로 돌출된 양극탭(125)의 양극 연장부(125b)는 전극 조립체(120)의 하면에 위치하는 제2양극 무지부(122d)에 용접될 수 있다. 상기 양극탭(125)의 양극 연장부(125b)는 양극고정부(125a)로부터 절곡되어 전극 조립체(120)의 상면(120x)에 접촉된 상태로 연장되어, 다수의 제2양극 무지부(122d)에 레이저 용접된 양극 용접부(125x)를 포함할 수 있다. 즉 양극탭(125)은 다수의 제2양극 무지부(122d)와 용접된 양극 용접부(125x)를 통해 양극 집전체 역할을 수행할 수 있다.
또한 양극탭(125)은 양극 연장부(125b)의 끝단으로부터 절곡되어, 전극 조립체(120)의 상부 방향으로 돌출 및 연장된 양극 돌출부(125c)를 더 포함한다. 즉, 양극탭(125)는 양극집전판(122a)의 제1양극 무지부(122c)에 용접된 양극고정부(125a)와, 전극 조립체(120)의 상면(120x)으로부터 상부 방향으로 돌출 및 연장된 양극 돌출부(125c)와, 양극고정부(125a)와 양극 돌출부(125c)사이를 연결하며 전극 조립체(120)의 상면(120x)에 용접된 양극 연장부(125b)를 포함한다. 또한 양극탭(125)의 양극 돌출부(125c)는 양극 연장부(125b)로부터 절곡되어, 전극 조립체(120)의 상면(120x)과 이격되어, 수평하게 연장되어 캡 조립체(130)에 용접될 수 있다. 양극탭(125)은 알루미늄 재질로 이루어질 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다.
또한, 전극 조립체(120)의 음극탭(124)의 음극 연장부(124b)은 케이스(110)의 바닥부(111)에 용접될 수 있다. 이때, 음극탭(124)의 음극 연장부(124b)는 전극 조립체(120)가 케이스(110)내에 삽입된 후, 케이스(110)의 바닥부(111)에 저항 용접될 수 있다. 따라서 케이스(110)는 음극으로 동작할 수 있다. 물론, 반대로 양극탭(125)이 케이스(110)의 바닥부(111)에 용접될 수 있으며, 이러한 경우 케이스(110)는 양극으로 동작할 수 있다.
또한, 케이스(110)에 결합되며, 중앙에 제1홀(126a) 및 그 외측에 다수의 제2홀(126b)이 형성된 절연판(126)이 전극 조립체(120)와 캡 조립체(130)의 사이에 개재될 수 있다. 즉, 절연판(126)은 전극 조립체(120)의 상부에 위치할 수 있다. 이러한 절연판(126)은 전극 조립체(120)가 캡 조립체(130)에 전기적으로 접촉되지 않도록 하는 역할을 한다. 특히, 절연판(126)은 전극 조립체(120) 중 음극판(121)이 캡 조립체(130)에 전기적으로 접촉하지 않도록 하는 역할을 한다. 여기서, 제1홀(126a)은 이차 전지의 이상에 의해 다량의 가스가 발생하였을 경우, 가스가 캡 조립체(130)로 신속히 이동하도록 하는 역할을 하고, 제2홀(126b)은 양극탭(125)이 관통하여 캡 조립체(130)에 용접될 수 있도록 하는 역할을 한다. 또한 나머지 제2홀(126b)은 전해액 주입 공정에서, 전해액이 상기 전극 조립체(120)로 신속히 흘러 들어가도록 하는 역할을 한다. 상기 전해액은 충방전시 전지 내부의 양극판 및 음극판에서 전기화학적 반응에 의해 생성되는 리튬 이온의 이동 매체 역할을 수행한다.
상기 캡 조립체(130)는 다수의 관통홀(131d)이 형성된 캡 업(cap-up)(131), 캡 업(131)의 하부에 설치된 안전 플레이트(133), 안전 플레이트(133)의 하부에 설치된 연결링(135), 연결링(135)에 결합되고 제1,2관통홀(136a,136b)이 형성된 캡 다운(cap-down)(136), 캡 다운(136)의 하부에 고정되어 양극탭(125)의 양극 돌출부(125c)와 용접되어 전기적으로 접속된 서브 플레이트(137), 그리고 캡 업(131) 및 안전 플레이트(133), 연결링(135) 및 캡 다운(136)을 케이스(110)의 측부(111)로부터 절연시키는 절연 가스켓(138)을 포함한다.
여기서, 절연 가스켓(138)은 실질적으로 케이스(110)의 측부(111)에 형성된 비딩부(113)와 크림핑부(114)의 사이에 압착된 형태를 한다. 또한, 상기 캡 업(131)에 형성된 관통홀(131d)과, 상기 캡 다운(136)에 형성된 관통홀(136b)은 케이스(110)의 내부에서 이상 내압 발생시 내부 가스를 외부로 배출하는 역할을 한다. 물론, 이러한 내압에 의해 우선 안전 플레이트(133)가 상부 방향으로 반전되면서 서브 플레이트(137)와 전기적으로 분리되고, 이후 안전 플레이트(133)가 찢어지면서 내부의 가스가 외부로 방출된다.
이와 같은 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지(100)는 음극탭(124)과 양극탭(125)이 전극 조립체(120)의 다수의 제2음극 무지부(121d)와, 다수의 제2양극 무지부(122d)에 용접되어 집전판의 역할까지 수행할 수 있으므로, 고용량을 위해 적용된 실리콘계 음극활물질의 팽창에 의해 저하될 수 있는 진원도 및 형상 변형 등을 방지할 수 있음과 동시에 고출력 및 저 저항을 도모할 수 있다.
추가적으로 도 5를 참조하면 도 1a 내지 도 1c에 도시된 이차전지의 전극 조립체가 권취 되기 이전을 도시한 분해 사시도의 다른예가 도시되어 있다. 이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명의 이차전지와 전극 조립체의 구성을 구체적으로 설명하고자 한다. 이와 같은 전극 조립체(220)는 도 3에 도시된 전극 조립체(120)와, 음극판(121), 세퍼레이터(123) 및 음극탭(124)의 구성은 모두 동일하다. 또한 전극 조립체(220)는, 도 1a, 도 1b, 도 1c, 도 2a 및 도 2b에 도시된 케이스(110) 및 캡 조립체(130)와의 연결 관계는 도 3에 도시된 전극 조립체(120)와 동일할 수 있다.
따라서 이하에서는, 전극 조립체(220)에서 전극 조립체(120)와 상이한 양극판(222) 및 양극탭(225)을 위주로 설명하고자 한다. 또한, 권취된 전극 조립체(220)의 사시도, 평면도 및 배면도는 도 4a, 도 4b 및 도 4c에 도시된 전극 조립체(120)와 동일할 수 있다.
다만, 전극 조립체(220)는 도 1a, 도 1b, 도 1c, 도 2a, 도 2b, 도 4a, 도 4b 및 도 4c에 도시된 전극 조립체(120)에 비해서, 양극탭(225)이 전극 조립체(220)의 권취 말단부분에서 상부로 돌출되는 것에 차이가 있을 수 있다.
상기 양극판(222)은 알루미늄(Al)으로 이루어진 판형의 금속 포일인 양극집전판(222a)의 양면에 전이금속 산화물로 이루어진 활물질인 양극 코팅층(222b)이 코팅되어 있다. 상기 양극판(222)는 양극집전판(222a)의 일면에 양극탭(225)가 부착되어 있다. 상기 양극탭(225)는 양극집전판(222a)에 일부가 용접되어 부착된 양극고정부(225a)와, 전극 조립체(220)의 길이방향(y)에서 상부로 일정길이 돌출된 양극 연장부(225b)를 구비한다.
상기 양극탭(225)은 양극집전판(222a)에서 권취 말단(x2)의 일영역에 부착될 수 있다. 여기서 권취 말단(x2)는 전극 조립체(220)의 최외곽에 위치할 수 있으며, 권취 선단(x1)은 전극 조립체(220)의 중심측에 위치할 수 있다. 즉, 전극 조립체(220)는 음극판(121), 세퍼레이터(123) 및 양극판(222)이 적층된 후, 권취 선단(x1)부터 권취 방향(x)을 따라 권취되어 원기둥 형태를 가질 수 있다.
또한 양극탭(225)는 양극 코팅층(222b)과 이격되도록 양극집전판(222a)의 권취 말단(x2)의 일면에 부착된다. 그리고 양극탭(225)이 부착된 양극집전판(222a)에는 양극 코팅층(222b)이 형성되지 않은 제1양극 무지부(222c)가 구비된다. 또한 양극집전판(222a)은 양극탭(225)가 부착된 일면의 반대면인 타면에도, 상기 양극탭(225)와 대응되는 영역과, 제1양극 무지부(222c)가 구비된 영역과 대응되는 영역에 양극 코팅층(222b)이 형성되지 않은 제1양극 무지부(222c)가 더 구비된다.
또한 양극집전판(222a)은 전극 조립체(220)의 길이방향(y) 상단부의 양면에, 양극 코팅층(222b)이 형성되지 않은 제2양극 무지부(222d)가 더 구비된다. 또한 제2양극 무지부(222d)는 전극 조립체(220)의 상부방향으로, 양극판(222) 및 세퍼레이터(123)에 비해서 더 돌출될 수 있다. 즉, 전극 조립체(220)은 상면에 제2양극 무지부(222d)가 위치할 수 있다. 또한 전극 조립체(220)은 음극판(121)에 비해서, 세퍼레이터(123)가 길이방향(y)의 상부로 더 연장 및 돌출되어, 음극판(121)과 양극판(222) 사이의 전기적 절연을 유지시킬 수 있다.
그리고 전극 조립체(220)의 상면으로부터 상부 방향으로 돌출된 양극탭(225)은 전극 조립체(220)의 하면에 위치하는 제2양극 무지부(222d)에 용접될 수 있다. 상기 양극탭(225)은 전극 조립체(220)의 상면(220x)에 접촉된 상태로 연장되어, 다수의 제2양극 무지부(222d)에 레이저 용접될 수 있다. 즉 양극탭(225)은 다수의 제2양극 무지부(222d)와 용접되어 양극 집전체 역할을 수행할 수 있다.
이와 같은 전극 조립체(220) 및 이를 포함하는 이차전지(100)는 음극탭(124)과 양극탭(225)이 전극 조립체(120)의 다수의 제2음극 무지부(121d)와, 다수의 제2양극 무지부(222d)에 용접되어 집전판의 역할까지 수행할 수 있으므로, 고용량을 위해 적용된 실리콘계 음극활물질의 팽창에 의해 저하될 수 있는 진원도 및 형상 변형 등을 방지할 수 있음과 동시에 고출력 및 저 저항을 도모할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100; 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지
110; 케이스 120, 220; 전극 조립체
121; 음극판 122, 222; 양극판
123; 세퍼레이터 124; 음극탭
125, 225; 양극탭 130; 캡 조립체

Claims (13)

  1. 양극탭이 부착된 양극판;
    음극탭이 부착된 음극판; 및
    상기 양극판과 상기 음극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하고, 상기 양극판, 상기 세퍼레이터 및 상기 음극판이 적층된 상태로 권취된 전극 조립체에 있어서,
    상기 양극판이 상기 세퍼레이터 및 상기 음극판에 비해서 상부로 돌출되어 상기 전극 조립체의 상면을 통해 노출되고, 상기 음극판이 상기 세퍼레이터 및 상기 양극판에 비해서 하부로 돌출되어 상기 전극 조립체의 하면을 통해 노출되며,
    상기 양극탭이 상기 전극 조립체의 상면으로 노출된 상기 양극판에 접촉된 상태로 상기 전극 조립체의 상면을 따라 연장되고, 접촉된 다수의 상기 양극판에 용접되며,
    상기 음극탭이 상기 전극 조립체의 하면으로 노출된 상기 음극판에 접촉된 상태로 상기 전극 조립체의 하면을 따라 연장되고, 접촉된 다수의 상기 음극판에 용접된 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 양극판은
    판 형상의 금속 포일인 양극 집전판; 및
    상기 양극 집전판의 일면 및 타면을 덮도록 형성된 양극 코팅층을 포함하고,
    상기 양극 집전판은 일면에 상기 양극 코팅층이 형성되지 않은 제1양극 무지부와, 상기 전극 조립체의 길이방향 상단부의 양면에 양극 코팅층이 형성되지 않은 제2양극 무지부가 구비되며, 상기 제2양극 무지부가 상기 전극 조립체의 상면으로 노출된 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 양극판의 제1양극 무지부는 상기 양극 집전판의 일면 중심부에 구비된 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 양극판의 제1양극 무지부는 상기 양극 집전판 일면의 권취 말단에 구비된 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 양극탭은
    상기 양극 집전판의 일면의 상기 제1양극 무지부에 부착 및 용접된 양극 고정부;
    상기 양극 고정부의 상단으로부터 절곡되어, 상기 전극 조립체의 상면을 따라 연장되어 상기 제2양극 무지부에 용접된 양극 연장부; 및
    상기 양극 연장부로부터 절곡되어, 상기 전극 조립체의 길이 방향 상부로 연장 및 돌출된 양극 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 양극 연장부는 상기 전극 조립체의 상면으로 노출된 제2양극 무지부에서, 상기 양극 연장부와 접촉된 상기 제2양극 무지부와 레이저 용접된 다수의 양극 용접부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 음극판은
    판 형상의 금속 포일인 음극 집전판; 및
    상기 음극 집전판의 일면 및 타면을 덮도록 형성된 음극 코팅층을 포함하고,
    상기 음극 집전판은 일면의 권취 말단에 상기 음극 코팅층이 형성되지 않은 제1음극 무지부와, 상기 전극 조립체의 길이방향 하단부의 양면에 상기 음극 코팅층이 형성되지 않은 제2음극 무지부가 구비되며, 상기 제2음극 무지부가 상기 전극 조립체의 하면으로 노출된 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 음극탭은
    상기 음극 집전판의 일면의 상기 제1음극 무지부에 부착 및 용접된 음극 고정부; 및
    상기 음극 고정부의 하단으로부터 절곡되어, 상기 전극 조립체의 하면을 따라 연장되어 상기 제2음극 무지부에 용접된 음극 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 음극 연장부는 상기 전극 조립체의 하면으로 노출된 상기 제2음극 무지부에서, 상기 음극 연장부와 접촉된 상기 제2음극 무지부와 레이저 용접된 다수의 음극 용접부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
  10. 청구항 7항 있어서,
    상기 음극 코팅층은 실리콘계 음극 활물질인 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
  11. 청구항 1항 있어서,
    상기 세퍼레이터는 상기 양극판에 비해서 상기 전극 조립체의 길이방향 하부로 더 연장 및 돌출되며, 상기 음극판에 비해서 상기 전극 조립체의 길이방향 상부로 더 연장 및 돌출된 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
  12. 청구항 1항 내지 청구항 11항 중 어느 하나의 항의 전극 조립체;
    내부 공간을 구비하고, 상기 내부 공간에 상기 전극 조립체와 전해액을 수용한 케이스; 및
    상기 케이스의 상부에 결합되어 상기 케이스를 밀봉하는 캡 조립체를 포함하며,
    상기 전극 조립체의 하면에 용접된 상기 음극탭은 상기 케이스의 하면에 저항 용접된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  13. 청구항 12항 있어서,
    상기 양극탭은 상기 전극 조립체의 상면에 용접된 영역으로부터, 상기 전극 조립체의 길이 방향 상부로 절곡 및 연장되어 상기 캡 조립체에 용접된 것을 특징으로 하는 이차전지.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102614640B1 (ko) * 2022-12-06 2023-12-15 삼성에스디아이 주식회사 원통형 이차 전지

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114178696A (zh) * 2022-02-17 2022-03-15 武汉逸飞激光股份有限公司 一种电池微米级金属箔材的激光焊接方法
CN114792869A (zh) * 2022-03-21 2022-07-26 远景动力技术(江苏)有限公司 极耳、电池和电池模组

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2097301A5 (ko) * 1970-07-01 1972-03-03 Accumulateurs Fixes
US4554227A (en) * 1983-07-18 1985-11-19 Japan Storage Battery Company Limited Alkaline battery
JP3210593B2 (ja) * 1997-02-17 2001-09-17 日本碍子株式会社 リチウム二次電池
JP3819570B2 (ja) * 1997-11-18 2006-09-13 三洋電機株式会社 非焼結電極を用いた円筒状アルカリ蓄電池
JP3831525B2 (ja) * 1998-06-30 2006-10-11 三洋電機株式会社 電池
JP3334683B2 (ja) * 1999-06-28 2002-10-15 エヌイーシートーキン株式会社 非水電解液二次電池およびその製造方法
WO2003036740A1 (en) * 2001-10-19 2003-05-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Secondary cell
CN100573978C (zh) * 2005-12-30 2009-12-23 比亚迪股份有限公司 二次电池
US20080305395A1 (en) * 2007-06-05 2008-12-11 Sony Corporation Anode and secondary battery
KR101038115B1 (ko) * 2008-06-30 2011-05-31 세방전지주식회사 원통형 축전지
KR101023865B1 (ko) * 2009-02-25 2011-03-22 에스비리모티브 주식회사 이차 전지
WO2011001639A1 (ja) * 2009-06-30 2011-01-06 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池
KR101165503B1 (ko) * 2009-09-30 2012-07-13 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP2011238375A (ja) * 2010-05-06 2011-11-24 Hitachi Vehicle Energy Ltd 二次電池およびその製造方法
JP2014225326A (ja) * 2011-09-14 2014-12-04 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池
CN103733418B (zh) * 2011-09-14 2017-06-27 松下知识产权经营株式会社 非水电解质二次电池
JP6239222B2 (ja) * 2011-10-28 2017-11-29 三洋電機株式会社 非水電解液二次電池
KR101615712B1 (ko) * 2011-11-11 2016-04-26 주식회사 엘지화학 이차전지용 전극 조립체 및 이를 구비한 이차전지
KR102234292B1 (ko) * 2014-04-09 2021-03-31 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체 및 이를 구비한 이차 전지
KR20160085063A (ko) * 2015-01-07 2016-07-15 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102614640B1 (ko) * 2022-12-06 2023-12-15 삼성에스디아이 주식회사 원통형 이차 전지

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