KR20200025342A - Electrode structure, manufacturing method of the same and secondary battery including the same - Google Patents

Electrode structure, manufacturing method of the same and secondary battery including the same Download PDF

Info

Publication number
KR20200025342A
KR20200025342A KR1020180102550A KR20180102550A KR20200025342A KR 20200025342 A KR20200025342 A KR 20200025342A KR 1020180102550 A KR1020180102550 A KR 1020180102550A KR 20180102550 A KR20180102550 A KR 20180102550A KR 20200025342 A KR20200025342 A KR 20200025342A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
negative electrode
electrode structure
cathode
current collector
active material
Prior art date
Application number
KR1020180102550A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102113499B1 (en
Inventor
김영식
김영진
이진호
정다송
김혜진
Original Assignee
한국전력공사
울산과학기술원
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 한국전력공사, 울산과학기술원 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020180102550A priority Critical patent/KR102113499B1/en
Publication of KR20200025342A publication Critical patent/KR20200025342A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102113499B1 publication Critical patent/KR102113499B1/en

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
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • 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
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0561—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
    • H01M10/0562—Solid materials
    • 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
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • H01M2/08—
    • 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
    • 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
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • 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
    • 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
    • H01M4/747—Woven material
    • 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
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/183—Sealing members
    • 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
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • 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
    • 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

Abstract

Disclosed are an electrode structure, a manufacturing method thereof, and a secondary battery comprising the same. According to an embodiment of the electrode structure, the manufacturing method thereof, and the secondary battery comprising the same, the electrode structure comprises: an anode part including a plurality of solid electrolytes, an anode active material and an anode electrolyte; and a cathode current collector surrounding the outer surface of the anode part. According to the present invention, it is possible to realize a secondary battery having an improved volumetric power density while a reaction area is maximized as both sides of the electrolyte are brought into contact with an ion-containing solution.

Description

전극 구조체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 이차 전지 {ELECTRODE STRUCTURE, MANUFACTURING METHOD OF THE SAME AND SECONDARY BATTERY INCLUDING THE SAME}ELECTRODE STRUCTURE, MANUFACTURING METHOD OF THE SAME AND SECONDARY BATTERY INCLUDING THE SAME}

본 발명은 전극 구조체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폭발 위험을 방지하며 저비용의 환경 친화적인 전극 구조체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode structure, a method for manufacturing the same, and a secondary battery including the same, and more particularly, to a low cost environmentally friendly electrode structure, a method for manufacturing the same, and a secondary battery including the same.

이차 전지란 일반적으로 양극과 음극에 전기 화학 반응이 가능한 물질을 사용함으로써, 화학 에너지와 전기 에너지 간의 전환을 통하여 충전 및 방전이 일어나는 전지를 의미한다. 이차 전지는 주로 차량이나 선박 등 대용량의 전력 저장이 요구되는 곳에 주로 사용된다. A secondary battery generally refers to a battery in which charging and discharging occur through conversion between chemical energy and electrical energy by using a material capable of electrochemical reaction at the positive electrode and the negative electrode. Secondary batteries are mainly used where a large amount of power storage is required, such as a vehicle or a ship.

이차 전지 중 대표적인 예로는 양극 및 음극에서 금속(예를 들면, 리튬 또는 나트륨 등) 이온이 인터칼레이션/디인터칼레이션 될 때의 화학 전위 변화에 의해서 전기 에너지를 생성하는 리튬 이온 전지가 있다.Representative examples of secondary batteries include lithium ion batteries that generate electrical energy by a change in chemical potential when metal (eg, lithium or sodium, etc.) ions are intercalated / deintercalated in a positive electrode and a negative electrode.

그러나, 리튬 이온 전지는 폭발의 위험성이 높으며, 양극 활물질로 사용되는 리튬 금속 산화물(예를 들면, LiCoO2, LiMn2O4 등)의 가격이 높아 대규모 저장 시스템(Energy Strage System; ESS)을 구현하기 위해서는 고가의 비용이 필요하며, 폐전지를 처리함에 있어서 환경 문제를 유발할 수 있는 문제점이 있다.However, lithium ion batteries have a high risk of explosion, and have a high price of lithium metal oxides (eg, LiCoO 2, LiMn 2 O 4, etc.) used as a cathode active material, thereby implementing an energy storage system (ESS). In order to achieve a high cost, there is a problem that can cause environmental problems in the treatment of waste batteries.

따라서, 폭발의 위험이 적고, 환경친화적이면서도 지구 상에 풍부히 존재하여 가격이 저렴한 재료를 선택할 필요가 있으나, 아직까지 이에 대한 연구 결과는 미흡한 실정이다. Therefore, it is necessary to select a low-cost material that is low in explosion, environmentally friendly, and abundant on the earth, and inexpensive. However, the results of research on this are insufficient.

대한민국 등록특허출원 제 10-1023919 호Republic of Korea Patent Application No. 10-1023919

본 발명의 일 실시 예는 상기 종래 기술의 문제점을 극복하기 위하여 이차 전지의 폭발 위험을 방지하며 저렴한 재료를 선택하여 저비용으로 환경 친화적인 전극 구조체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 이차 전지를 제공하고자 한다.One embodiment of the present invention is to provide a secondary battery comprising an electrode structure, a method of manufacturing the same and a low cost to prevent the explosion risk of the secondary battery and to choose an inexpensive material in order to overcome the problems of the prior art. .

본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 고체 전해질들, 음극 활물질(anode active material) 및 음극 전해액(anode electrolyte)을 포함하는 음극부 및 상기 음극부의 외면을 둘러싸는 양극 집전체(cathode current collector)를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, a cathode including a plurality of solid electrolytes, an anode active material (anode active material) and a cathode electrolyte (anode electrolyte) and a cathode current collector (cathode current collector) surrounding the outer surface of the cathode portion; It may include.

상기 양극 집전체는 천 재질일 수 있다.The positive electrode current collector may be a cloth material.

상기 양극 집전체는 액체 흡수성을 갖는 패브릭 계열의 물질로 이루어질 수 있다.The positive electrode current collector may be made of a fabric-based material having liquid absorbency.

상기 양극 집전체는 상기 음극부의 일측 외면과 융착될 수 있다.The positive electrode current collector may be fused to an outer surface of one side of the negative electrode part.

상기 양극 집전체는 이온 함유 용액을 흡수할 수 있다.The positive electrode current collector can absorb an ion-containing solution.

상기 고체 전해질들은 상기 양극 집전체에 의해 흡수된 이온 함유 용액과 접촉될 수 있다.The solid electrolytes may be contacted with an ion-containing solution absorbed by the positive electrode current collector.

상기 양극 집전체는 상기 음극부의 상부로 돌출되어 있는 양극 접속 단자를 포함할 수 있다.The positive electrode current collector may include a positive electrode connection terminal protruding above the negative electrode part.

상기 음극부는 상기 복수의 고체 전해질들을 포함하는 제1 부재 및 제2 부재 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재 사이에 마련되며, 상기 음극 활물질로 이루어진 음극 활물질 층 및 상기 제1 부재와 상기 음극 활물질 층 사이 및 상기 제2 부재와 상기 음극 활물질 층 사이에 각각 마련되며, 상기 음극 전해액으로 이루어진 음극 전해액 층을 포함할 수 있다.The negative electrode unit is provided between the first member and the second member including the plurality of solid electrolytes, the first member and the second member, and the negative electrode active material layer comprising the negative electrode active material, and the first member and the negative electrode active material layer. Between each and between the second member and the negative electrode active material layer, it may include a negative electrode electrolyte layer made of the negative electrode electrolyte.

상기 제1 부재의 테두리와 상기 제2 부재의 테두리는 상호 융착될 수 있다.An edge of the first member and an edge of the second member may be fused together.

상기 제1 부재 및 상기 제2 부재 각각은 상기 고체 전해질들의 두께와 동일한 두께를 갖는 바디부 상기 바디부의 일 표면과 융착되는 내부 접착 필름; 일 표면이 상기 바디부의 타 표면과 융착되는 라미네이터 및 상기 라미네이터의 타 표면과 융착되는 외부 접착 필름을 포함할 수 있다.Each of the first member and the second member may include an inner adhesive film fused to one surface of the body portion having a thickness equal to that of the solid electrolytes; One surface may include a laminator fused to the other surface of the body portion and an outer adhesive film fused to the other surface of the laminator.

상기 바디부, 내부 접착 필름, 라미네이터 및 외부 접착 필름은 복수의 개구들을 각각 가질 수 있다.The body portion, the inner adhesive film, the laminator and the outer adhesive film may each have a plurality of openings.

상기 복수의 개구들은 격자 형상일 수 있다.The plurality of openings may have a grid shape.

상기 고체 전해질들은 상기 바디부에 포함된 복수의 개구들 내에 각각 마련될 수 있다.The solid electrolytes may be provided in the plurality of openings included in the body portion, respectively.

상기 음극부는 음극 접속 단자를 형성하는 음극 집전체를 더 포함할 수 있다.The negative electrode unit may further include a negative electrode current collector forming a negative electrode connection terminal.

상기 음극 집전체는 역 T자 형상일 수 있다.The negative electrode current collector may have an inverted T shape.

상기 음극 집전체는 하부가 음극 활물질 층과 접촉되며, 상측 일부가 음극부의 외부로 노출되어 있는 구조일 수 있다.The negative electrode current collector may have a structure in which a lower portion contacts the negative electrode active material layer and a portion of the upper side is exposed to the outside of the negative electrode portion.

상기 음극 집전체는 하부가 니켈 메쉬층과 접하는 구조일 수 있다.The negative electrode current collector may have a structure in which a lower portion contacts the nickel mesh layer.

상기 내부 접착 필름은 테두리가 상기 복수의 고체 전해질들 각각의 테두리와 융착되는 복수의 개구들을 포함할 수 있다.The inner adhesive film may include a plurality of openings whose edges are fused with edges of each of the plurality of solid electrolytes.

상기 전극 구조체는 상기 음극부의 테두리에 융착될 수 있다.The electrode structure may be fused to the edge of the cathode portion.

상기 전극 구조체는 상기 음극부를 실링하는 실링부재를 더 포함할 수 있다.The electrode structure may further include a sealing member for sealing the cathode part.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 복수의 고체 전해질들을 포함하는 제1 부재 및 제2 부재를 제조하는 단계, 상기 제조된 제1 부재와 상기 제조된 제2 부재 사이에 음극 활물질 층을 형성하는 단계, 상기 제1 부재와 상기 형성된 음극 활물질 층 사이 및 상기 제2 부재와 상기 형성된 음극 활물질 층 사이에 음극 전해액 층을 형성하여 음극부를 제조하는 단계 및 상기 제조된 음극부의 외면을 둘러싸는 천 형태의 양극 집전체(cathode current collector)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the invention, manufacturing a first member and a second member comprising a plurality of solid electrolytes, forming a negative electrode active material layer between the manufactured first member and the prepared second member, Forming a cathode electrolyte layer by forming a cathode electrolyte layer between the first member and the formed anode active material layer and between the second member and the formed anode active material layer; and fabricating a cathode in a cloth shape surrounding an outer surface of the manufactured cathode part. The method may include forming a cathode current collector.

상기 제1 부재 및 상기 제2 부재를 제조하는 단계는 복수의 개구들을 포함하며 상기 복수의 고체 전해질들의 두께와 동일한 두께를 갖는 바디부의 각 개구 내에 상기 복수의 고체 전해질들을 각각 배열하는 단계, 상기 바디부의 일 표면과 내부 접착 필름을 융착시키고, 상기 바디부의 타 표면과 라미네이터의 일 표면를 융착시키는 단계, 및 상기 라미네이터의 타 표면과 외부 접착 필름을 융착시키는 단계를 포함할 수 있다.Manufacturing the first member and the second member comprises arranging the plurality of solid electrolytes in each opening of the body portion including a plurality of openings and having a thickness equal to the thickness of the plurality of solid electrolytes, the body Fusion bonding one surface of the portion and the inner adhesive film, fusion bonding the other surface of the body portion with one surface of the laminator, and fusion bonding the other surface of the laminator and the outer adhesive film.

상기 내부 접착 필름 및 상기 라미네이터 각각은 상기 바디부의 일 표면과 내부 접착 필름을 융착시키고, 상기 바디부의 타 표면과 라미네이터의 일 표면을 융착시키는 단계, 상기 복수의 전해질들 각각의 테두리와, 상기 내부 접착 필름에 포함된 복수의 개구들 각각의 테두리를 융착시키는 단계, 및 상기 복수의 전해질들 각각의 테두리와, 상기 라미네이터에 포함된 복수의 개구들 각각의 테두리를 융착시키는 단계를 포함할 수 있다.The inner adhesive film and each of the laminators are fused to one surface of the body portion and the inner adhesive film, the other surface of the body portion and fused one surface of the laminator, the edge of each of the plurality of electrolytes, the inner adhesive Fusing the edges of each of the plurality of openings included in the film, and fusing the edges of each of the plurality of electrolytes and the edges of each of the plurality of openings included in the laminator.

상기 음극부를 제조하는 단계는 상기 제1 부재의 테두리의 일부와 상기 제2 부재의 테두리의 일부를 융착시키는 단계, 상기 테두리의 일부가 융착된 제1 부재와 제2 부재 사이에 음극 전해액을 주입하여 상기 음극 전해액 층을 형성하는 단계 및 상기 제1 부재의 테두리의 타부와 상기 제2 부재의 테두리의 타부를 융착시켜 상기 음극부를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.The manufacturing of the cathode part may include fusing a portion of the edge of the first member and a portion of the edge of the second member, and injecting a cathode electrolyte between the first member and the second member on which the portion of the edge is fused. The method may include forming the cathode electrolyte layer and manufacturing the cathode part by fusing the other part of the edge of the first member and the other part of the edge of the second member.

상기 음극 활물질 층을 형성하는 단계 및 상기 음극부를 제조하는 단계는 아르곤(Ar) 분위기(Atmosphere)에서 수행될 수 있다.Forming the negative electrode active material layer and manufacturing the negative electrode part may be performed in an argon (Ar) atmosphere.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면 복수의 고체 전해질들, 음극 활물질(anode active material) 및 음극 전해액(anode electrolyte)을 포함하는 음극부 및 천 형태이며, 상기 음극부의 외면을 둘러싸는 양극 집전체(cathode current collector)를 포함하는 전극 구조체 및 상기 전극 구조체가 수용되며, 상기 음극 활물질에 포함된 금속 이온과 동일한 금속 이온을 포함하는 이온 함유 용액을 포함하는 이차 전지를 제공할 수 있다.According to another aspect of the present invention is a cathode portion and cloth form comprising a plurality of solid electrolytes, an anode active material (anode active material) and an anode electrolyte (anode electrolyte), the cathode current collector (cathode) surrounding the outer surface of the cathode portion A secondary battery including an electrode structure including a current collector and the electrode structure is accommodated, and an ion-containing solution including the same metal ions as the metal ions included in the negative electrode active material.

본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 전극 구조체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 이차 전지는 전해질이 양면으로 이온 함유 용액과 접촉되어 반응 면적이 극대화되는 효과가 있다.According to one embodiment of the present invention, an electrode structure, a method of manufacturing the same, and a secondary battery including the same have an effect of maximizing a reaction area by contacting an electrolyte containing an ion-containing solution on both sides.

또한, 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 전극 구조체는 향상된 체적 출력 밀도를 갖는 이차 전지를 구현할 수 있는 효과가 있다.In addition, the electrode structure according to an embodiment of the present invention has the effect of implementing a secondary battery having an improved volume output density.

또한, 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 전극 구조체는 복수의 전해질들을 포함하고 있어 향상된 내구성을 갖는 효과가 있다.In addition, the electrode structure according to one embodiment of the present invention includes a plurality of electrolytes has an effect of improved durability.

또한, 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 전극 구조체는 전해질과 동일한 두께를 갖는 바디부를 포함하고 있으므로 박형의 향상된 체적 출력 밀도를 갖는 이차 전지를 구현할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the electrode structure according to an embodiment of the present invention includes a body portion having the same thickness as the electrolyte, there is an effect of realizing a secondary battery having a thin and improved volume output density.

또한, 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 전극 구조체는 아노다이징(Anodizing) 처리된 바디부를 포함하고 있기 때문에 누전을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the electrode structure according to the exemplary embodiment of the present invention includes an anodized body part, an electric leakage may be prevented.

또한, 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 전극 구조체는 음극과 양극 집전체가 일체화된 구조로써 다양한 이차 전지에 용이하게 적용될 수 있는 효과가 있다.In addition, the electrode structure according to an embodiment of the present invention has an effect that can be easily applied to various secondary batteries as a structure in which the negative electrode and the positive electrode current collector are integrated.

또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전극 구조체의 제조 방법은 그 제조 공정이 간단하여 용이하게 전극 구조체 및 이를 포함하는 이차 전지를 대량 생산 및 상업화할 수 있는 효과가 있다.In addition, the manufacturing method of the electrode structure according to another embodiment of the present invention has the effect that the manufacturing process is simple and can easily mass-produce and commercialize the electrode structure and the secondary battery including the same.

도 1은 전극 구조체의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는 도 1의 전극 구조체의 구성을 나타내는 다른 모식도이다.
도 3은 도 1의 전극 구조체의 세부 구성을 나타내는 모식도이다.
도 4는 음극 집전체의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 5는 실링부재의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 6은 바디부의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 7은 내부 접착 필름의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 8은 라미네이터의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 9는 외부 접착 필름의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 10은 음극부의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 11은 전극 구조체의 제조 방법을 나타내는 모식도이다.
도 12는 제1 부재 및 제2 부재의 제조 방법을 나타내는 모식도이다.
도 13은 음극부의 제조 방법을 나타내는 모식도이다.1 is a schematic diagram showing the configuration of an electrode structure.
FIG. 2 is another schematic diagram illustrating the configuration of the electrode structure of FIG. 1. FIG.
3 is a schematic diagram showing a detailed configuration of the electrode structure of FIG.
It is a schematic diagram which shows the structure of a negative electrode electrical power collector.
5 is a schematic view showing the configuration of a sealing member.
6 is a schematic diagram showing the configuration of a body portion.
It is a schematic diagram which shows the structure of an internal adhesive film.
It is a schematic diagram which shows the structure of a laminator.
It is a schematic diagram which shows the structure of an external adhesive film.
It is a schematic diagram which shows the structure of a negative electrode part.
It is a schematic diagram which shows the manufacturing method of an electrode structure.
It is a schematic diagram which shows the manufacturing method of a 1st member and a 2nd member.
It is a schematic diagram which shows the manufacturing method of a negative electrode part.

이하 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지는 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.The embodiments described below are provided to enable those skilled in the art to easily understand the technical spirit of the present invention, and the present invention is not limited thereto. In addition, matters represented in the accompanying drawings may be different from those actually implemented in the schematic drawings in order to easily explain the embodiments of the present invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. When a component is referred to as being connected or connected to another component, it should be understood that there may be a direct connection or connection to that other component, but there may be other components in between.

그리고 여기서의 "연결"이란 일 부재와 타 부재의 직접적인 연결, 간접적인 연결을 포함하며, 접착, 부착, 체결, 접합, 결합 등 모든 물리적인 연결을 의미할 수 있다. In addition, the term "connection" herein includes direct connection and indirect connection between one member and another member, and may mean all physical connections such as adhesion, attachment, fastening, bonding, and coupling.

또한 '제1, 제2' 등과 같은 표현은 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.Also, an expression such as 'first' and 'second' is used only for distinguishing a plurality of configurations, and does not limit the order or other features between the configurations.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. The terms "comprises" or "having" are intended to mean that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described on the specification, and one or more other features or numbers, It can be interpreted that steps, actions, components, parts or combinations thereof may be added.

도 1 내지 도 10을 함께 참조하면, 본 실시 예에 따른 전극 구조체(1)는 음극부(10), 양극 집전체(20), 음극 집전체(30) 및 실링부재(40)를 포함한다.1 to 10, the electrode structure 1 according to the present exemplary embodiment includes a negative electrode part 10, a positive electrode current collector 20, a negative electrode current collector 30, and a sealing member 40.

음극부(10)는 이차 전지의 음극을 이루는 구성으로서 복수의 고체 전해질들, 음극 활물질(active material) 및 음극 전해액(electrolyte)을 포함한다.The negative electrode unit 10 constitutes a negative electrode of a secondary battery and includes a plurality of solid electrolytes, a negative electrode active material, and a negative electrode electrolyte.

양극 집전체(20)는, 천(fabric) 형태를 가지며, 음극부(10)의 외면을 둘러싸도록 마련된다. 도 2에는 음극부(10)의 일부가 노출된 형태로 도시되었으나, 이는 음극부(10)의 내부를 도면 상 표현하기 위한 것이고, 양극 집전체(20)가 음극부(10)의 전체를 덮는 형태이다.The positive electrode current collector 20 has a fabric shape and is provided to surround the outer surface of the negative electrode part 10. In FIG. 2, a part of the negative electrode part 10 is shown in an exposed form, but this is for representing the inside of the negative electrode part 10 in a drawing, and the positive electrode current collector 20 covers the entirety of the negative electrode part 10. Form.

양극 집전체(20)는, 음극부(10)의 외면, 즉 음극부(10)의 일측 외면과 밀착되며, 음극부(10)의 외면의 적어도 일부나 일면 또는 양면과 융착 또는 접착제에 의하여 접착된다.The positive electrode current collector 20 is in close contact with the outer surface of the negative electrode portion 10, that is, one side outer surface of the negative electrode portion 10, and is adhered to at least a portion, one surface, or both sides of the outer surface of the negative electrode portion 10 by fusion or adhesive. do.

양극 집전체(20)는, 액체 흡수성을 갖는 카본 패브릭 계열의 물질로 이루어진다. 이러한 카본 패브릭 계열의 물질의 예시로는, 카본 펠트(Carbon Felt), 카본 클로쓰(Carbon Cloth) 등을 들 수 있다.The positive electrode current collector 20 is made of a carbon fabric-based material having liquid absorbency. Examples of such carbon fabric-based materials include carbon felt, carbon cloth, and the like.

양극 집전체(20)는 음극부(10)의 상부로 돌출되어 있는 양극 접속 단자(32)를 포함하고, 외부의 이온 함유 용액을 흡수하며, 양극 집전체(20)에 의해 흡수된 이온 함유 용액은 본 실시 예에 따른 전극 구조체(1)에 포함된 복수의 고체 전해질들과 접촉된다. 이에 따라, 복수의 고체 전해질들을 통하여, 이차 전지의 충방전에 따라 이온 함유 용액과 음극 전해액 간에 금속 이온(예를 들어, Li+ 또는 Na+)이 교환된다.The positive electrode current collector 20 includes a positive electrode connection terminal 32 protruding to the upper portion of the negative electrode portion 10, absorbs an external ion-containing solution, and is absorbed by the positive electrode current collector 20. Is in contact with the plurality of solid electrolytes included in the electrode structure 1 according to the present embodiment. Accordingly, metal ions (eg, Li + or Na + ) are exchanged between the ion-containing solution and the negative electrode electrolyte solution according to charge and discharge of the secondary battery through the plurality of solid electrolytes.

하나의 구체적인 예에서, 음극부(10)는 제1 부재(11) 및 제2 부재(12)를 포함하여 구성되되, 음극부(10)는 복수의 고체 전해질들을 포함하는 제1 부재(11) 및 제2 부재(12), 상기 제1 부재(11) 및 상기 제2 부재(12) 사이에 마련되며, 상기 음극 활물질로 이루어진 음극 활물질 층(13) 및 상기 제1 부재(11)와 상기 음극 활물질 층(13) 사이 및 상기 제2 부재(12)와 상기 음극 활물질 층(13) 사이에 각각 마련되며, 상기 음극 전해액으로 이루어진 음극 전해액 층(14)을 포함하여 구성된다. In one specific example, the negative electrode portion 10 includes the first member 11 and the second member 12, wherein the negative electrode portion 10 includes a plurality of solid electrolytes. And a negative active material layer 13 formed between the second member 12, the first member 11, and the second member 12, the negative active material layer 13 being formed of the negative electrode active material, and the first member 11 and the negative electrode. It is provided between the active material layer 13 and between the second member 12 and the negative electrode active material layer 13, and comprises a negative electrode electrolyte layer 14 made of the negative electrode electrolyte.

즉, 제1 부재(11)의 테두리와 제2 부재(12)의 테두리는 융착에 의하여 접착되며, 이에 음극부(10)는 실링된다. 또한, 제1 부재(11) 및 제2 부재(12) 사이에는 음극 활물질로 이루어진 음극 활물질 층(13)이 형성된다. 또한, 제1 부재(11)와 음극 활물질 층(13) 사이 및 제2 부재(12)와 음극 활물질 층(13) 사이 각각에는 음극 전해액으로 이루어진 음극 전해액 층(14)이 형성된다. That is, the edge of the first member 11 and the edge of the second member 12 are bonded by fusion, and the cathode part 10 is sealed. In addition, a negative electrode active material layer 13 made of a negative electrode active material is formed between the first member 11 and the second member 12. In addition, a negative electrolyte layer 14 made of a negative electrolyte is formed between the first member 11 and the negative electrode active material layer 13 and between the second member 12 and the negative electrode active material layer 13.

음극 활물질 층(13)을 구성하는 음극 활물질의 종류는 특정되지 않으며, 음극 활물질의 역할을 수행할 수 있다고 종래에 알려져 있는 모든 물질들이 음극 활물질로 사용될 수 있다. 예를 들어, 음극 활물질은, 소듐 메탈(sodium metal) 또는 소듐 인터칼레이션(sodium intercalation) 물질 일 수 있다.The type of the negative electrode active material constituting the negative electrode active material layer 13 is not specified, and all materials known in the art to serve as the negative electrode active material may be used as the negative electrode active material. For example, the negative electrode active material may be a sodium metal or a sodium intercalation material.

음극 전해액 층(14)을 구성하는 음극 전해액의 종류 또한 특정되지 않으며, 음극 전해액의 역할을 수행할 수 있다고 종래에 알려져 있는 모든 물질들이 음극 활물질로 사용될 수 있다. 즉, 음극 전해액은, 이차 전지의 전기 화학 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 할 수 있는 모든 물질들을 포함한다.The type of the negative electrode electrolyte constituting the negative electrode electrolyte layer 14 is also not specified, and all materials known in the art to serve as the negative electrode electrolyte may be used as the negative electrode active material. That is, the negative electrolyte includes all materials that can serve as a medium through which ions involved in the electrochemical reaction of the secondary battery can move.

예를 들어, 음극 전해액은, 소듐 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 할 수 있는 유기 전해액일 수 있다.For example, the negative electrolyte may be an organic electrolyte that may serve as a medium through which sodium ions may move.

제1 부재(11)와 제2 부재(12)는 동일한 구성을 가지고 있으며, 이하, 제1 부재(11)의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.The 1st member 11 and the 2nd member 12 have the same structure, and the structure of the 1st member 11 is demonstrated in detail below.

제1 부재(11)는, 바디부(110), 내부 접착 필름(120), 라미네이터(130), 외부 접착 필름(140) 및 고체 전해질(150)을 포함한다.The first member 11 includes a body portion 110, an inner adhesive film 120, a laminator 130, an outer adhesive film 140, and a solid electrolyte 150.

상기 제1 부재(11) 및 상기 제2 부재(12) 각각은 상기 고체 전해질들의 두께와 동일한 두께를 갖는 바디부(110), 상기 바디부(110)의 일 표면과 융착되는 내부 접착 필름(120), 일 표면이 상기 바디부(110)의 타 표면과 융착되는 라미네이터(130) 및 상기 라미네이터(130)의 타 표면과 융착되는 외부 접착 필름(140)을 포함하여 구성되되, 상기 바디부(110), 내부 접착 필름(120), 라미네이터(130) 및 외부 접착 필름(140)은 복수의 개구들이 각각 형성되어 있다.Each of the first member 11 and the second member 12 has a body portion 110 having the same thickness as that of the solid electrolytes, and an internal adhesive film 120 fused to one surface of the body portion 110. ), One surface is configured to include a laminator 130 fused to the other surface of the body portion 110 and the outer adhesive film 140 fused with the other surface of the laminator 130, the body portion 110 ), The inner adhesive film 120, the laminator 130 and the outer adhesive film 140 are each formed with a plurality of openings.

하나의 구체적인 예에서, 바디부(110)는, 전극 구조체(1)를 지지하여, 전극 구조체(1)가 휘거나, 외력에 의하여 변형되는 것을 방지한다. 바디부(110)는, 복수의 개구들(111)을 포함한다. 복수의 개구들(110) 각각의 크기는, 고체 전해질(150)의 크기와 같거나, 고체 전해질(150)의 크기보다 크다. 이에, 각각의 복수의 개구들(110) 내에, 고체 전해질(120)이 위치한다. 또한, 바디부(110)의 두께는, 고체 전해질(150)의 두께와 같다. 따라서, 본 실시 예에 따른 전극 구조체(1)는, 바디부(110)를 포함하지 않는 전극 구조체(1)와 동일한 두께를 가지면서도, 외력에 의한 변형이 방지되는 효과가 있다.In one specific example, the body portion 110 supports the electrode structure 1 to prevent the electrode structure 1 from being bent or deformed by an external force. The body portion 110 includes a plurality of openings 111. The size of each of the plurality of openings 110 is equal to the size of the solid electrolyte 150 or larger than the size of the solid electrolyte 150. Thus, in each of the plurality of openings 110, the solid electrolyte 120 is located. In addition, the thickness of the body portion 110 is the same as the thickness of the solid electrolyte 150. Therefore, the electrode structure 1 according to the present embodiment has the same thickness as the electrode structure 1 that does not include the body portion 110, and has an effect of preventing deformation due to external force.

바디부(110)를 이루는 재질은 금속 또는 세라믹 소재이다. 한편, 바디부(110)를 이루는 재질은 표면에 절연체가 코팅된 금속 재질일 수 있다. 예를 들어, 바디부(110)를 이루는 재질은 표면에 아노다이징(anodizing) 처리를 통하여 산화 알루미늄이 형성된 알루미늄 재질일 수 있다. 표면에 절연체가 코팅된 금속 재질로 이루어진 바디부(110)는, 음극부(10)와 양극 집전체(20) 사이의 누설 전류를 차단하는 효과가 있다.The material forming the body 110 is a metal or ceramic material. On the other hand, the material forming the body portion 110 may be a metal material coated with an insulator on the surface. For example, the material forming the body part 110 may be an aluminum material in which aluminum oxide is formed through anodizing on a surface thereof. The body part 110 made of a metal material coated with an insulator on the surface has an effect of blocking a leakage current between the negative electrode part 10 and the positive electrode current collector 20.

내부 접착 필름(120)은, 바디부(110)의 일 표면과 융착되어, 음극부(10)의 내부를 실링한다. 내부 접착 필름(120)에 의하여 음극부(10)의 내부가 실링되기 때문에, 음극부(10)의 내부에 포함된 음극 전해액이 외부로 유출되지 않게 된다. 내부 접착 필름(120)의 재질은 알루미늄 라미네이터 필름 또는 실런트 필름이다.The inner adhesive film 120 is fused with one surface of the body portion 110 to seal the inside of the cathode portion 10. Since the inside of the cathode part 10 is sealed by the inner adhesive film 120, the anode electrolyte contained in the cathode part 10 does not leak to the outside. The material of the inner adhesive film 120 is an aluminum laminator film or a sealant film.

한편, 내부 접착 필름(120)은, 복수의 개구들(121)을 포함한다. 복수의 개구들(121) 각각의 크기는, 고체 전해질(150)의 크기보다 작다. 이에, 복수의 개구들(121) 각각의 테두리는 고체 전해질(150)의 테두리와 융착된다.Meanwhile, the inner adhesive film 120 includes a plurality of openings 121. The size of each of the plurality of openings 121 is smaller than that of the solid electrolyte 150. Accordingly, the edges of the plurality of openings 121 are fused with the edges of the solid electrolyte 150.

라미네이터(130)는, 그 일 표면이 내부 접착 필름(120)이 융착되지 않은 바디부(110)의 타 표면과 융착된다. 라미네이터(130)에 의하여, 외부의 수증기 및 대기 중의 기체가 음극부(10) 내부로 유입되는 것이 차단된다. 라미네이터(130)의 재질은 알루미늄 라미네이터 필름이다.One surface of the laminator 130 is fused with the other surface of the body portion 110 in which the internal adhesive film 120 is not fused. The laminator 130 prevents external water vapor and atmospheric gases from flowing into the cathode part 10. The material of the laminator 130 is an aluminum laminator film.

한편, 라미네이터(130)는, 복수의 개구들(131)을 포함한다. 복수의 개구들(131) 각각의 크기는, 고체 전해질(150)의 크기보다 작다. 이에, 복수의 개구들(131) 각각의 테두리는 고체 전해질(150)의 테두리와 융착된다. Meanwhile, the laminator 130 includes a plurality of openings 131. The size of each of the plurality of openings 131 is smaller than the size of the solid electrolyte 150. Thus, the edges of the plurality of openings 131 are fused with the edges of the solid electrolyte 150.

외부 접착 필름(140)은, 바디부(110)에 융착되지 않은 라미네이터(130)의 타 표면과 융착된다. 외부 접착 필름(140)은, 라미네이터(130)의 절단부가 외부에 노출되는 것을 방지한다. 즉, 복수의 개구들(131)을 형성하기 위해 라미네이터(130)를 펀칭하는 경우 등에, 절단부가 외부로 노출될 수 있다. 이 경우, 전기화학반응에 의하여 라미네이터(130)를 구성하는 물질이 분해될 수 있는 문제점이 있다. 본 실시 예에 따른 전극 구조체(1)는, 절단부가 외부에 노출되는 것을 방지하는 외부 접착 필름(140)을 포함함으로써, 이러한 문제점을 해결하였다. 외부 접착 필름(140)의 재질은 알루미늄 라미네이터 필름 또는 실런트 필름이다.The outer adhesive film 140 is fused with the other surface of the laminator 130 that is not fused to the body portion 110. The external adhesive film 140 prevents the cut portion of the laminator 130 from being exposed to the outside. That is, when the laminator 130 is punched to form the plurality of openings 131, the cut portion may be exposed to the outside. In this case, there is a problem that the material constituting the laminator 130 may be decomposed by the electrochemical reaction. The electrode structure 1 according to the present embodiment has solved this problem by including an external adhesive film 140 that prevents the cut portion from being exposed to the outside. The material of the outer adhesive film 140 is an aluminum laminator film or a sealant film.

한편, 외부 접착 필름(140) 또한, 내부 접착 필름(120)과 마찬가지로, 음극부(10)를 실링하여, 음극부(10)의 내부에 포함된 음극 전해액이 외부로 유출되지 않도록 한다. 본 실시 예에 따른 전극 구조체(1)는, 내부 접착 필름(120)과 외부 접착 필름(140)으로 음극부(10)의 내부를 이중으로 실링함으로써, 음극 전해액이 외부로 유출되는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.On the other hand, the external adhesive film 140, like the internal adhesive film 120, also to seal the negative electrode portion 10, so that the negative electrode electrolyte contained in the inside of the negative electrode portion 10 does not flow out. In the electrode structure 1 according to the present exemplary embodiment, the inside of the cathode part 10 is double-sealed with the inner adhesive film 120 and the outer adhesive film 140, thereby more effectively preventing the cathode electrolyte from flowing out. There is an effect that can be done.

한편, 외부 접착 필름(140)은, 복수의 개구들(141)을 포함한다. 복수의 개구들(141) 각각의 크기는, 라미네이터(130)에 포함된 복수의 개구들(131) 각각의 크기 보다 작다. 이는, 라미네이터(130)에 포함된 복수의 개구들(131) 각각의 절단부가 외부에 노출되는 것을 방지하기 위함이다.Meanwhile, the external adhesive film 140 includes a plurality of openings 141. The size of each of the plurality of openings 141 is smaller than the size of each of the plurality of openings 131 included in the laminator 130. This is to prevent the cutting portion of each of the plurality of openings 131 included in the laminator 130 from being exposed to the outside.

고체 전해질(150)은 리튬 이온, 소듐 이온 등의 금속 이온을 선택적으로 투과시킬 수 있는 전해질로써, 복수 개가 제1 부재(11) 및 제2 부재(12)에 각각 마련된다. 예를 들어, 고체 전해질(150)의 재질은, 나시콘(NASICON), 리시콘(LISICON), 비정질 이온 전도성 물질, 세라믹 이온 전도성 물질 및 폴리머 기반의 물질일 수 있다. The solid electrolyte 150 is an electrolyte capable of selectively permeating metal ions such as lithium ions and sodium ions, and a plurality of solid electrolytes 150 are provided in the first member 11 and the second member 12, respectively. For example, the material of the solid electrolyte 150 may be NASICON, LISICON, an amorphous ion conductive material, a ceramic ion conductive material, and a polymer based material.

한편, 라미네이터(130)에 포함된 복수의 개구들(131) 및 외부 접착 필름(140)에 포함된 복수의 개구들(141)에 의하여, 고체 전해질(150)이 음극부(10)의 외부로 노출된다. 라미네이터(130)에 포함된 복수의 개구들(131) 및 외부 접착 필름(140)에 포함된 복수의 개구들(141)을 통하여, 고체 전해질(150)은 양극 집전체(20)에서 흡수된 이온 함유 용액과 접촉된다. Meanwhile, the solid electrolyte 150 is moved out of the cathode part 10 by the plurality of openings 131 included in the laminator 130 and the plurality of openings 141 included in the external adhesive film 140. Exposed. Through the plurality of openings 131 included in the laminator 130 and the plurality of openings 141 included in the external adhesive film 140, the solid electrolyte 150 is absorbed by the positive electrode current collector 20. Contact with the containing solution.

이렇게 복수의 개구들(131, 141)에 의하여 고체 전해질(150)이 외부로 노출될 수 있도록, 라미네이터(130)와 외부 접착 필름(140)이 정렬된다. 보다 구체적으로, 라미네이터(130)에 포함된 복수의 개구들(131)의 위치와, 외부 접착 필름(140)에 포함된 복수의 개구들(141)의 위치가 대응되도록 라미네이터(130)와 외부 접착 필름(140)이 정렬된다. The laminator 130 and the external adhesive film 140 are aligned such that the solid electrolyte 150 may be exposed to the outside by the plurality of openings 131 and 141. More specifically, the laminator 130 and the outer adhesive so that the position of the plurality of openings 131 included in the laminator 130 and the positions of the plurality of openings 141 included in the outer adhesive film 140 correspond to each other. The film 140 is aligned.

전술한 바와 같이, 제1 부재(11)의 테두리와 제2 부재(12)의 테두리는 융착에 의하여 접착되며, 이에 음극부(10)는 실링된다. 이때, 제1 부재(11)에 포함된 내부 접착 필름(120)과, 제2 부재(12)에 포함된 내부 접착 필름(120)이 서로 마주보도록, 제1 부재(11)의 테두리와 제2 부재(12)의 테두리가 접착된다. 이에 따라, 내부 접착 필름(120)은, 음극부(10)의 내부에 위치하게 되며, 외부 접착 필름(140)은, 음극부(10)의 외면에 위치하게 되어, 외부 접착 필름(140)은 양극 집전체(20)과 접촉된다. 양극 집전체(20)와 외부 접착 필름(140)은 융착 또는 접착제에 의하여 접착된다. As described above, the rim of the first member 11 and the rim of the second member 12 are bonded by fusion, and the cathode part 10 is sealed. In this case, the edge of the first member 11 and the second edge of the first member 11 face each other such that the internal adhesive film 120 included in the first member 11 and the internal adhesive film 120 included in the second member 12 face each other. The edge of the member 12 is bonded. Accordingly, the inner adhesive film 120 is positioned inside the negative electrode portion 10, and the outer adhesive film 140 is positioned on the outer surface of the negative electrode portion 10, so that the outer adhesive film 140 is In contact with the positive electrode current collector 20. The positive electrode current collector 20 and the external adhesive film 140 are bonded by fusion or adhesive.

한편, 내부 접착 필름(120)에 포함된 복수의 개구들(121)을 통하여, 고체 전해질(150)과 음극부(10) 내부의 음극 전해액 층(14)이 접촉된다. 따라서, 고체 전해질(150)을 통하여, 음극 전해액 층(14)에 포함된 음극 전해액과 이온 함유 용액 간에 금속 이온이 교환될 수 있다.Meanwhile, the solid electrolyte 150 and the cathode electrolyte layer 14 inside the cathode part 10 are contacted through the plurality of openings 121 included in the inner adhesive film 120. Therefore, metal ions may be exchanged between the negative electrolyte and the ion-containing solution included in the negative electrolyte layer 14 through the solid electrolyte 150.

본 발명에 따르면 음극부(10)는 음극 접속 단자를 형성하는 음극 집전체(30)를 더 포함한다.According to the present invention, the negative electrode portion 10 further includes a negative electrode current collector 30 forming a negative electrode connection terminal.

음극 집전체(30)는 역 T자 형상이고, 하단부의 일 표면은, 제1 부재(11)에 포함된 내부 접착 필름(120)과 융착된다. The negative electrode current collector 30 has an inverted T shape, and one surface of the lower end portion is fused with the internal adhesive film 120 included in the first member 11.

또한 음극 집전체(30)는, 하부가 음극 활물질 층(13)과 접촉되며, 상측 일부가 음극부(10)의 외부로 노출되어 있고, 상기 음극 집전체(30)의 하부가 니켈 메쉬층(31)과 접하고 있다. In addition, the negative electrode current collector 30 has a lower portion in contact with the negative electrode active material layer 13, and a portion of the upper side thereof is exposed to the outside of the negative electrode portion 10, and the lower portion of the negative electrode current collector 30 has a nickel mesh layer ( 31).

즉 음극 집전체(30)의 타 표면 상에는 니켈 메쉬층(31)이 형성되어 있을 수도 있다. 니켈 메쉬층(31)은 표면이 메쉬 형상이 형성되어 있으며, 음극 활물질 층(13)을 고정시킴(Holding)과 동시에, 음극 활물질 층(13)과 음극 집전체(30)의 접촉 면적을 증대시키는 역할을 한다.That is, the nickel mesh layer 31 may be formed on the other surface of the negative electrode current collector 30. The surface of the nickel mesh layer 31 has a mesh shape, which holds the negative electrode active material layer 13 and simultaneously increases the contact area between the negative electrode active material layer 13 and the negative electrode current collector 30. Play a role.

음극 집전체(30)를 구성하는 물질은, 이차 전지의 반응 과정에서 전기 화학적인 변화가 되지 않으며, 전도성을 갖는 물질이라면, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 음극 집전체(30)를 구성하는 물질은 스테인리스 금속(Steel Use Stainless: SUS)일 수 있다.The material constituting the negative electrode current collector 30 is not electrochemically changed during the reaction of the secondary battery, and is not particularly limited as long as it is a material having conductivity. For example, the material constituting the negative electrode current collector 30 may be stainless steel (SUS).

음극 집전체(30)의 하단부의 타 표면은, 음극 활물질 층(13)과 접촉된다. 또한, 음극 집전체(30)의 상단부의 일부가 외부로 노출되어 음극 접속 단자를 형성한다.The other surface of the lower end of the negative electrode current collector 30 is in contact with the negative electrode active material layer 13. In addition, a portion of the upper end of the negative electrode current collector 30 is exposed to the outside to form a negative electrode connection terminal.

한편, 전술한 양극 집전체(20)의 일부 또한, 음극부(10)의 상부로 돌출되어 양극 접속 단자(32)를 형성한다. 본 실시 예에 따른 전극 구조체(1)는, 외부 접속 단자들을 통하여 외부의 부하나 전원 등과 전기적으로 연결된다. 즉, 본 실시 예에 따른 전극 구조체(1)는, 양극 및 음극 접속 단자들을 통하여 외부의 부하로 전기 에너지를 공급하거나, 외부의 전원으로부터 전기 에너지를 공급 받는다.On the other hand, a part of the positive electrode current collector 20 described above also protrudes above the negative electrode portion 10 to form the positive electrode connection terminal 32. The electrode structure 1 according to the present embodiment is electrically connected to an external load or power source through external connection terminals. That is, the electrode structure 1 according to the present embodiment supplies electrical energy to an external load through the anode and cathode connection terminals or receives electrical energy from an external power source.

상기 전극 구조체(1)는, 음극부(10)의 테두리에 융착되고, 상기 음극부(10)를 실링하는 실링부재(40)를 더 포함한다.The electrode structure 1 further includes a sealing member 40 fused to the edge of the cathode part 10 and sealing the cathode part 10.

실링부재(40)는 음극부(10)의 테두리에 융착되어 음극부(10)의 테두리를 실링한다. 보다 구체적으로, 음극부(10)의 테두리는, 제1 부재(11) 및 제2 부재(12)에 포함된 라미네이터(130)의 테두리로써, 실링부재(40)는, 라미네이터(130)의 테두리를 실링한다. The sealing member 40 is fused to the edge of the negative electrode portion 10 to seal the edge of the negative electrode portion 10. More specifically, the edge of the cathode portion 10 is the edge of the laminator 130 included in the first member 11 and the second member 12, the sealing member 40, the edge of the laminator 130 Seal it.

실링부재(40)는, 라미네이터(130)의 절단부가 외부에 노출되는 것을 방지한다. 즉, 라미네이터(130)를 재단하는 경우 등에 그 절단부가 외부로 노출될 수 있다. 이 경우, 전술한 바와 같이, 이 경우, 전기화학반응에 의하여 라미네이터(130)를 구성하는 물질이 분해될 수 있는 문제점이 있다. 본 실시 예에 따른 전극 구조체(1)는, 절단부가 외부에 노출되는 것을 방지하는 실링부재(40)를 포함함으로써, 이러한 문제점을 해결하였다. 외부 접착 필름(140)의 재질은 알루미늄 라미네이터 필름 또는 실런트 필름이 바람직하다.The sealing member 40 prevents the cutout of the laminator 130 from being exposed to the outside. That is, the cutting part may be exposed to the outside when the laminator 130 is cut. In this case, as described above, in this case, there is a problem that the material constituting the laminator 130 may be decomposed by the electrochemical reaction. The electrode structure 1 according to the present embodiment has solved this problem by including a sealing member 40 to prevent the cut portion is exposed to the outside. The material of the outer adhesive film 140 is preferably an aluminum laminator film or a sealant film.

도 11 내지 도 13을 함께 참조하면, 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 전극 구조체의 제조 방법은, 제1 부재 및 제2 부재를 제조하는 단계(S310), 제조된 제1 부재와 제조된 제2 부재 사이에 음극 활물질 층을 형성하는 단계(S320), 제1 부재와 형성된 음극 활물질 층 사이 및 제2 부재와 형성된 음극 활물질 층 사이에 음극 전해액 층을 형성하여 음극부를 제조하는 단계(S330) 및 제조된 음극부의 외면을 둘러싸는 천 형태의 양극 집전체를 형성하는 단계(S340)를 포함한다.11 to 13, the method of manufacturing an electrode structure according to an exemplary embodiment of the present disclosure may include manufacturing the first member and the second member (S310), and manufacturing the first member and the manufactured agent. Forming a negative electrode active material layer between the two members (S320), forming a negative electrode electrolyte layer between the first member and the formed negative active material layer and between the second member and the formed negative active material layer (S330) and Forming a positive electrode current collector in the form of a cloth surrounding the outer surface of the manufactured negative electrode portion (S340).

본 실시 예에 따른 전극 구조체의 제조 방법을 수행하는 주체는 전극 구조체의 제조 장치이다.The main body performing the method of manufacturing the electrode structure according to the present embodiment is an apparatus for manufacturing an electrode structure.

이러한, 전극 구조체의 제조 장치는, 융착부, 주입부 등을 포함한다. 이때, 융착부, 주입부는 각 공정을 수행할 수 있는 모든 기계, 장치 및 기구 등을 포함하는 의미이다.Such an apparatus for manufacturing an electrode structure includes a fusion unit, an injection unit, and the like. At this time, the fusion unit, injection unit is meant to include all the machines, apparatuses and mechanisms that can perform each process.

예를 들어, 융착부는 복수의 열융착기로 이루어질 수 있다. 주입부는 아르곤(Ar) 분위기(Atmosphere) 내에 마련될 수 있다.For example, the fusion portion may be composed of a plurality of heat fusion splicer. The injection unit may be provided in an argon (Ar) atmosphere.

S310 단계는, 제1 부재 및 제2 부재를 제조하는 단계이다. 도 12를 참조하여, S310 단계에 대하여 상세하게 설명한다.Step S310 is a step of manufacturing the first member and the second member. Referring to FIG. 12, step S310 will be described in detail.

도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전극 구조체의 제조 방법에서, S310 단계의 흐름도이다.12 is a flow chart of step S310 in the method of manufacturing an electrode structure according to another embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, S310 단계는, 복수의 개구들을 포함하는 바디부의 각 개구 내에 복수의 고체 전해질들을 각각 배열하는 단계(S410), 바디부의 일 표면과 내부 접착 필름을 융착시키고, 바디부의 타 표면과 라미네이터의 일 표면을 융착시키는 단계(S420) 및 라미네이터의 타 표면과 외부 접착 필름을 융착시키는 단계(S430)를 포함한다.Referring to FIG. 12, in step S310, arranging a plurality of solid electrolytes in respective openings of a body part including a plurality of openings (S410), fusing one surface of the body part and an inner adhesive film, and forming another surface of the body part. And fusing one surface of the laminator (S420) and fusing the other surface of the laminator and the external adhesive film (S430).

S410 단계는, 복수의 개구들을 포함하는 바디부의 각 개구 내에 복수의 고체 전해질들을 배열하는 단계이다. 전술한 바와 같이 바디부(110)에 포함된 복수의 개구들(111) 각각의 크기는 고체 전해질(150)의 크기와 같거나, 고체 전해질(150)의 크기보다 크기 때문에, 개구들(110) 각각의 안쪽에, 고체 전해질(150)이 배열될 수 있다.In step S410, the plurality of solid electrolytes are arranged in each opening of the body part including the plurality of openings. As described above, each of the plurality of openings 111 included in the body part 110 may have the same size as that of the solid electrolyte 150 or larger than the size of the solid electrolyte 150. Inside each, a solid electrolyte 150 may be arranged.

S420 단계는, 바디부의 일 표면과 내부 접착 필름을 융착시키고, 바디부의 타 표면과 라미네이터의 일 표면을 융착시키는 단계이다.In step S420, the surface of the body portion and the inner adhesive film are fused, and the other surface of the body portion and the surface of the laminator are fused.

바디부(110)의 일 표면과 내부 접착 필름(120)이 융착되며, 바디부(110)의 타 표면과 라미네이터(130)의 타 표면이 융착된다. 이때, 내부 접착 필름(120)을 먼저 융착시키는 것도 가능하고, 라미네이터(130)를 먼저 융착시키는 것도 가능하다.One surface of the body part 110 and the inner adhesive film 120 are fused, and the other surface of the body part 110 and the other surface of the laminator 130 are fused. In this case, the inner adhesive film 120 may be fused first, and the laminator 130 may be fused first.

전술한 바와 같이, 내부 접착 필름(120) 및 라미네이터(130) 또한 복수의 개구들(121, 131)을 포함하고 있다. 이러한 복수의 개구들(121, 131) 각각의 테두리는, 고체 전해질(150)의 테두리와 융착된다.As described above, the inner adhesive film 120 and the laminator 130 also include a plurality of openings 121 and 131. The edge of each of the plurality of openings 121 and 131 is fused with the edge of the solid electrolyte 150.

S430 단계는, 라미네이터의 타 표면과 외부 접착 필름을 융착시키는 단계이다. Step S430 is a step of fusing the other surface of the laminator and the outer adhesive film.

바디부(110)와 융착되지 않은 라미네이터(130)의 타 표면과, 외부 접착 필름(140)이 융착된다. 전술한 바와 같이, 라미네이터(130)에 포함된 복수의 개구들(131) 각각은 절단부를 포함하며, 이에, 외부 접착 필름(140)이 각각의 절단부를 실링하도록, 외부 접착 필름(140)이 라미네이터(130)의 타 표면과 융착된다.The other surface of the laminator 130 which is not fused with the body 110 and the external adhesive film 140 are fused. As described above, each of the plurality of openings 131 included in the laminator 130 includes a cutout, so that the outer adhesive film 140 is laminated so that the outer adhesive film 140 seals each cutout. It is fused with the other surface of 130.

보다 구체적으로, 외부 접착 필름(140) 또한 복수의 개구들(141)을 포함하고 있으며, 이러한 복수의 개구들(141) 각각의 테두리가 라미네이터(130)에 포함된 복수의 개구들(131) 각각의 테두리를 실링하도록, 외부 접착 필름(140)이 라미네이터(130)의 타 표면과 융착된다.More specifically, the outer adhesive film 140 also includes a plurality of openings 141, each of the plurality of openings 131 whose edges of each of the plurality of openings 141 are included in the laminator 130. The outer adhesive film 140 is fused with the other surface of the laminator 130 to seal the edge of the laminator 130.

상술된 S310 단계는 2회 수행되는 것이 바람직하며, 이에 따라 제1 부재 및 제2 부재가 제조된다.The above-described step S310 is preferably performed twice, whereby the first member and the second member are manufactured.

S320 단계는, 제조된 제1 부재와 제조된 제2 부재 사이에 음극 활물질 층을 형성하는 단계이다.Step S320 is a step of forming a negative electrode active material layer between the manufactured first member and the manufactured second member.

제1 부재(11)에 포함된 내부 접착 필름(120) 상에 음극 활물질 메탈(Metal)을 배치시켜, 음극 활물질 층(13)을 형성한다.The negative electrode active material metal is disposed on the internal adhesive film 120 included in the first member 11 to form the negative electrode active material layer 13.

한편, 본 단계에서, 음극 활물질 층(13)을 형성하기 이전에, 제1 부재(11)에 포함된 내부 접착 필름(120)의 상부 표면에, 역 T자 형상의 음극 집전체(30)의 하단부를 융착시키는 공정을 포함할 수 있다.On the other hand, in this step, before forming the negative electrode active material layer 13, on the upper surface of the internal adhesive film 120 included in the first member 11, the reverse T-shaped negative electrode current collector 30 And fusion bonding the lower end.

S330 단계는, 제1 부재와 형성된 음극 활물질 층 사이 및 제2 부재와 형성된 음극 활물질 층 사이에 음극 전해액 층을 형성하여 음극부를 제조하는 단계이다. 도 13을 참조하여, S330 단계에 대하여 상세하게 설명한다.In step S330, a negative electrode electrolyte layer is formed between the first member and the formed negative electrode active material layer and between the second member and the formed negative electrode active material layer to prepare a negative electrode part. Referring to FIG. 13, step S330 will be described in detail.

도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전극 구조체의 제조 방법에서, S330 단계의 흐름도이다.13 is a flowchart of a step S330 in a method of manufacturing an electrode structure according to another exemplary embodiment.

도 13을 참조하면, S330 단계는, 제1 부재의 테두리의 일부와 제2 부재의 테두리의 일부를 융착시키는 단계(S510), 테두리의 일부가 융착된 제1 부재와 제2 부재 사이에 음극 전해액을 주입하여 음극 전해액 층을 형성하는 단계(S520) 및 제1 부재(11)의 테두리의 타부와 제2 부재(12)의 테두리의 타부를 융착시켜 음극부를 제조하는 단계(S530)를 포함한다.Referring to FIG. 13, in operation S330, a portion of the edge of the first member and a portion of the edge of the second member are fused, in operation S510, between the first member and the second member on which the portion of the edge is fused. Forming a cathode electrolyte layer by injecting (S520) and fusion welding the other portion of the edge of the first member 11 and the other portion of the edge of the second member 12 to produce a cathode portion (S530).

S510 단계는, 제1 부재(11)의 테두리의 일부와 제2 부재(12)의 테두리의 일부를 융착시키는 단계이다.In operation S510, a part of the edge of the first member 11 and a part of the edge of the second member 12 are fused.

본 단계에서 제1 부재(11)의 테두리의 일부와 제2 부재(12)의 테두리의 일부를 융착시키고 제1 부재(11)의 테두리와 제2 부재(12)의 테두리를 전부 융착시키지 않는 이유는, 음극 전해액이 주입될 수 있는 주입구를 형성시키기 위함이다. 즉, 본단계에서는, 주입될 음극 전해액이 외부로 유출되지 않도록 제1 부재(11)의 테두리의 일부와 제2 부재(12)의 테두리의 일부가 융착되며, 융착되지 않은 부분은 음극 전해액이 주입되는 주입구가 된다.At this step, a part of the edge of the first member 11 and a part of the edge of the second member 12 are fused and the edge of the first member 11 and the edge of the second member 12 are not all welded. Is to form an injection hole through which the negative electrolyte may be injected. That is, in this step, a portion of the edge of the first member 11 and a portion of the edge of the second member 12 are fused so that the negative electrolyte to be injected is not leaked to the outside. It becomes the injection hole which becomes.

S520 단계는, 테두리의 일부가 융착된 제1 부재(11)와 제2 부재(12) 사이에 음극 전해액을 주입하여 음극 전해액 층을 형성하는 단계이고, S530 단계는, 제1 부재(11)의 테두리의 타부와 제2 부재(12)의 테두리의 타부를 융착시켜 음극부를 제조하는 단계이다.Step S520 is a step of forming a cathode electrolyte layer by injecting a cathode electrolyte between the first member 11 and the second member 12 in which a part of the edge is fused, and in step S530, the first member 11 is formed. A step of manufacturing the cathode part by fusing the other part of the edge and the other part of the edge of the second member 12 is performed.

S510 단계에서 형성된 주입구를 통하여, 음극 전해액이 주입된다. 주입된 음극 전해액은, 음극 활물질 층(13)의 양면으로 흘러들어가며, 이에 따라, 음극 활물질 층(13)의 양 표면 상에 음극 전해액 층(14)이 형성된다. 음극 전해액의 주입이 완료되면, 제1 부재(11)의 테두리의 타부와 제2 부재(12)의 테두리의 타부를 융착시켜, 내부를 밀봉시킨다. 그리고, 제1 부재(11) 및 제2 부재(12)의 테두리를 실링부재(40)로 다시 실링시킨다.Through the injection hole formed in step S510, the cathode electrolyte is injected. The injected negative electrolyte flows into both surfaces of the negative electrode active material layer 13, whereby the negative electrode electrolyte layer 14 is formed on both surfaces of the negative electrode active material layer 13. When the injection of the cathode electrolyte is completed, the other part of the edge of the first member 11 and the other part of the edge of the second member 12 are fused to seal the inside. Then, the edges of the first member 11 and the second member 12 are again sealed with the sealing member 40.

S340 단계는, 제조된 음극부의 외면을 둘러싸는 천 형태의 양극 집전체를 형성하는 단계이다.Step S340 is a step of forming a positive electrode current collector in the form of a cloth surrounding the outer surface of the manufactured negative electrode.

제조된 음극부(10)의 외면을, 천 형태의 액체 흡수성을 갖는 카본 패브릭 계열의 물질로 둘러싸고, 제1 부재(10) 및 제2 부재(11)의 외부 접착 필름(140)과 카본 패브릭 계열 물질을 융착 또는 접착제로 접착하여, 천 형태의 양극 집전체(30)를 형성한다.The outer surface of the manufactured cathode part 10 is surrounded by a carbon fabric-based material having a liquid absorbency in the form of cloth, and the outer adhesive film 140 and the carbon fabric of the first member 10 and the second member 11 are formed. The material is fused or glued to form the positive electrode current collector 30 in the form of a cloth.

한편, 전술한 S320 단계 및 S330 단계는 아르곤(Ar) 분위기(Atmosphere)에서 수행된다. 즉, 전술한 S320 단계 및S330 단계는 아르곤 기체로 이루어진 환경에서 수행된다. 이는 음극 활물질 층(13)을 이루는 음극 활물질이 외부 공기와 반응하여 폭발하는 것을 방지함과 동시에, 외부 공기, 수증기 등이 공정 과정에서 음극부(10) 내부로 유입되는 것을 방지하기 위함이다. 이러한 아르곤 분위기를 조성하기 위하여, 글러브 박스가 이용될 수 있다.Meanwhile, the above-described step S320 and step S330 are performed in an argon (Ar) atmosphere. That is, steps S320 and S330 described above are performed in an environment made of argon gas. This is to prevent the negative electrode active material constituting the negative electrode active material layer 13 from being exploded by reacting with the external air and to prevent external air, water vapor, and the like from flowing into the negative electrode part 10 during the process. In order to create such an argon atmosphere, a glove box can be used.

본 발명의 또 다른 실시 예는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극 구조체(1)를 포함하는 이차 전지에 대한 것이다.Another embodiment of the present invention relates to a secondary battery including an electrode structure 1 according to an embodiment of the present invention.

본 실시 예에 따른 이차 전지는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극 구조체(1) 및 전극 구조체가 수용되는 이온 함유 용액을 포함한다. 전술한 바와 같이, 이온 함유 용액은 양극 전해액이며, 비제한적인 이온 함유 용액의 예시로는, 소듐 이온, 리튬 이온, 마그네슘 이온 및 이들의 조합을 포함하는 해수(Seawater)를 들 수 있다.The secondary battery according to the present embodiment includes an electrode structure 1 and an ion-containing solution in which the electrode structure is accommodated. As described above, the ion-containing solution is a positive electrode electrolyte, and examples of the non-limiting ion-containing solution include sea water containing sodium ions, lithium ions, magnesium ions, and combinations thereof.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전극 구조체(1)에 포함된 음극 활물질 층(13)은, 이온 함유 용액에 포함된 금속 이온과 동일한 금속 이온을 포함한다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 음극 활물질 층(13)에 포함된 음극 활물질은, 소듐 메탈(Sodium Metal) 또는 소듐 인터칼레이션(Sodium Intercalation) 물질일 수 있다.The negative electrode active material layer 13 included in the electrode structure 1 according to the exemplary embodiment of the present invention includes the same metal ions as the metal ions included in the ion-containing solution. For example, as described above, the negative electrode active material included in the negative electrode active material layer 13 may be a sodium metal or a sodium intercalation material.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 여러 가지 실시 가능한 예 중에서 당 업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시 예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시 예가 가능함을 밝혀둔다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. 또한 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어가 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되어야 한다. 더불어, 상술하는 과정에서 기술된 구성의 순서는 반드시 시계열적인순서대로 수행될 필요는 없으며, 각 구성 및 단계의 수행 순서가 바뀌어도 본 발명의 요지를 충족한다면 이러한 과정은 본 발명의 권리범위에 속할 수 있음은 물론이다.Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, the exemplary embodiments described above are only selected and presented as the most preferred embodiments to help those skilled in the art from among various possible examples, and the technical spirit of the present invention is not limited or limited only by the presently disclosed embodiments. Rather, various changes, additions, and changes are possible within the scope without departing from the spirit of the present invention, as well as other equivalent embodiments. The scope of the present invention is indicated by the scope of the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and the equivalent concept are included in the scope of the present invention. Should be interpreted. In addition, the inventors have defined terms or words used in the present specification and claims based on the principle that the concept of terms may be properly defined in order to explain the invention in the best way. It should not be construed as limited to meaning. In addition, the order of the components described in the above-described process is not necessarily performed in a time-series order, and even if the order of execution of each component and step is changed, the process may fall within the scope of the present invention if the subject matter of the present invention is met. Of course.

1: 전극 구조체 10: 음극부
20: 양극 집전체 30: 음극 집전체
32: 양극 접속 단자 40: 실링부재
110: 바디부 120: 내부 접착 필름
130: 라미네이터 140: 외부 접착 필름
150: 고체 전해질 111, 121, 131, 141: 개구1: electrode structure 10: cathode part
20: positive electrode current collector 30: negative electrode current collector
32: positive electrode connection terminal 40: sealing member
110: body portion 120: internal adhesive film
130: laminator 140: outer adhesive film
150: solid electrolyte 111, 121, 131, 141: opening

Claims (26)

복수의 고체 전해질들, 음극 활물질(anode active material) 및 음극 전해액(anode electrolyte)을 포함하는 음극부; 및
상기 음극부의 외면을 둘러싸는 양극 집전체(cathode current collector);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
A cathode portion including a plurality of solid electrolytes, an anode active material, and an anode electrolyte; And
A cathode current collector surrounding an outer surface of the cathode part;
Electrode structure comprising a.
제1항에 있어서,
상기 양극 집전체는,
천 형태인 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The method of claim 1,
The positive electrode current collector,
An electrode structure, characterized in that the cloth form.
제1항에 있어서,
상기 양극 집전체는,
액체 흡수성을 갖는 패브릭 계열의 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The method of claim 1,
The positive electrode current collector,
An electrode structure, characterized in that made of a fabric-based material having a liquid absorbency.
제1항에 있어서,
상기 양극 집전체는,
상기 음극부의 일측 외면과 융착되는 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The method of claim 1,
The positive electrode current collector,
Electrode structure, characterized in that the fusion bonding with the outer surface of one side of the cathode.
제1항에 있어서,
상기 양극 집전체는,
이온 함유 용액을 흡수하는 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The method of claim 1,
The positive electrode current collector,
An electrode structure, which absorbs an ion-containing solution.
제1항에 있어서,
상기 고체 전해질들은,
상기 양극 집전체에 의해 흡수된 이온 함유 용액과 접촉되는 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The method of claim 1,
The solid electrolytes,
And an ion-containing solution absorbed by the positive electrode current collector.
제1항에 있어서,
상기 양극 집전체는,
상기 음극부의 상부로 돌출되어 있는 양극 접속 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The method of claim 1,
The positive electrode current collector,
And an anode connection terminal protruding above the cathode portion.
제1항에 있어서,
상기 음극부는,
상기 복수의 고체 전해질들을 포함하는 제1 부재 및 제2 부재;
상기 제1 부재 및 상기 제2 부재 사이에 마련되며, 상기 음극 활물질로 이루어진 음극 활물질 층; 및
상기 제1 부재와 상기 음극 활물질 층 사이 및 상기 제2 부재와 상기 음극 활물질 층 사이에 각각 마련되며, 상기 음극 전해액으로 이루어진 음극 전해액 층;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The method of claim 1,
The cathode portion,
A first member and a second member including the plurality of solid electrolytes;
A negative electrode active material layer provided between the first member and the second member and made of the negative electrode active material; And
A negative electrode electrolyte layer provided between the first member and the negative electrode active material layer and between the second member and the negative electrode active material layer, respectively;
Electrode structure comprising a.
제1항에 있어서,
상기 제1 부재의 테두리와 상기 제2 부재의 테두리는 상호 융착되는 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The method of claim 1,
And an edge of the first member and an edge of the second member are fused together.
제8항에 있어서,
상기 제1 부재 및 상기 제2 부재 각각은,
상기 고체 전해질들의 두께와 동일한 두께를 갖는 바디부;
상기 바디부의 일 표면과 융착되는 내부 접착 필름;
일 표면이 상기 바디부의 타 표면과 융착되는 라미네이터; 및
상기 라미네이터의 타 표면과 융착되는 외부 접착 필름;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The method of claim 8,
Each of the first member and the second member,
A body part having a thickness equal to that of the solid electrolytes;
An inner adhesive film fused to one surface of the body portion;
A laminator in which one surface is fused with the other surface of the body portion; And
An outer adhesive film fused to the other surface of the laminator;
Electrode structure comprising a.
제10항에 있어서,
상기 바디부, 내부 접착 필름, 라미네이터 및 외부 접착 필름은,
복수의 개구들이 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The method of claim 10,
The body portion, the inner adhesive film, the laminator and the outer adhesive film,
An electrode structure, characterized in that a plurality of openings are formed respectively.
제11항에 있어서,
상기 복수의 개구들은,
격자 형상인 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The method of claim 11,
The plurality of openings,
An electrode structure, characterized in that the lattice shape.
제8항에 있어서,
상기 고체 전해질들은,
상기 바디부에 포함된 복수의 개구들 내에 각각 마련되는 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The method of claim 8,
The solid electrolytes,
The electrode structure, characterized in that provided in each of the plurality of openings included in the body portion.
제1항에 있어서,
상기 음극부는,
음극 접속 단자를 형성하는 음극 집전체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The method of claim 1,
The cathode portion,
An electrode structure further comprising a negative electrode current collector forming a negative electrode connection terminal.
제14항에 있어서,
상기 음극 집전체는,
역 T자 형상인 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The method of claim 14,
The negative electrode current collector,
An electrode structure, characterized by an inverted T shape.
제14항에 있어서,
상기 음극 집전체는,
하부가 음극 활물질 층과 접촉되며, 상측 일부가 음극부의 외부로 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The method of claim 14,
The negative electrode current collector,
The lower portion is in contact with the negative electrode active material layer, the upper portion of the electrode structure, characterized in that exposed to the outside of the negative electrode portion.
제14항에 있어서,
상기 음극 집전체는,
하부가 니켈 메쉬층과 접하는 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The method of claim 14,
The negative electrode current collector,
An electrode structure, wherein the lower portion is in contact with the nickel mesh layer.
제10항에 있어서,
상기 내부 접착 필름은,
테두리가 상기 복수의 고체 전해질들 각각의 테두리와 융착되는 복수의 개구들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The method of claim 10,
The inner adhesive film,
An electrode structure, characterized in that the edge comprises a plurality of openings fused with the edge of each of the plurality of solid electrolytes.
제1항에 있어서,
상기 전극 구조체는,
상기 음극부의 테두리에 융착되는 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The method of claim 1,
The electrode structure,
It is fused to the edge of the cathode portion Electrode structure.
제1항에 있어서,
상기 전극 구조체는,
상기 음극부를 실링하는 실링부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The method of claim 1,
The electrode structure,
Further comprising a sealing member for sealing the cathode portion Electrode structure.
복수의 고체 전해질들을 포함하는 제1 부재 및 제2 부재를 제조하는 단계,
상기 제조된 제1 부재와 상기 제조된 제2 부재 사이에 음극 활물질 층을 형성하는 단계,
상기 제1 부재와 상기 형성된 음극 활물질 층 사이 및 상기 제2 부재와 상기 형성된 음극 활물질 층 사이에 음극 전해액 층을 형성하여 음극부를 제조하는 단계, 및
상기 제조된 음극부의 외면을 둘러싸는 천 형태의 양극 집전체(cathode current collector)를 형성하는 단계,
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 구조체의 제조 방법.
Manufacturing a first member and a second member comprising a plurality of solid electrolytes,
Forming a negative active material layer between the manufactured first member and the manufactured second member,
Preparing a negative electrode part by forming a negative electrode electrolyte layer between the first member and the formed negative electrode active material layer and between the second member and the formed negative electrode active material layer, and
Forming a cathode current collector having a cloth shape surrounding the outer surface of the manufactured cathode portion,
Method for producing an electrode structure comprising a.
제21항에 있어서,
상기 제1 부재 및 상기 제2 부재를 제조하는 단계는,
복수의 개구들을 포함하며 상기 복수의 고체 전해질들의 두께와 동일한 두께를 갖는 바디부의 각 개구 내에 상기 복수의 고체 전해질들을 각각 배열하는 단계,
상기 바디부의 일 표면과 내부 접착 필름을 융착시키고, 상기 바디부의 타 표면과 라미네이터의 일 표면를 융착시키는 단계, 및
상기 라미네이터의 타 표면과 외부 접착 필름을 융착시키는 단계,
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 구조체의 제조 방법.
The method of claim 21,
Manufacturing the first member and the second member,
Arranging each of said plurality of solid electrolytes in each opening of said body portion including a plurality of openings and having a thickness equal to the thickness of said plurality of solid electrolytes,
Fusing one surface of the body portion and an inner adhesive film, and fusing the other surface of the body portion and one surface of the laminator, and
Fusing the other surface of the laminator and the outer adhesive film;
Method for producing an electrode structure comprising a.
제21항에 있어서,
상기 내부 접착 필름 및 상기 라미네이터 각각은,
상기 바디부의 일 표면과 내부 접착 필름을 융착시키고, 상기 바디부의 타 표면과 라미네이터의 일 표면을 융착시키는 단계,
상기 복수의 전해질들 각각의 테두리와, 상기 내부 접착 필름에 포함된 복수의 개구들 각각의 테두리를 융착시키는 단계, 및
상기 복수의 전해질들 각각의 테두리와, 상기 라미네이터에 포함된 복수의 개구들 각각의 테두리를 융착시키는 단계,
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 구조체의 제조 방법.
The method of claim 21,
Each of the inner adhesive film and the laminator,
Fusing one surface of the body portion and an inner adhesive film and fusing the other surface of the body portion and one surface of the laminator,
Fusing the edges of each of the plurality of electrolytes and the edges of each of the plurality of openings included in the inner adhesive film; and
Fusing the edges of each of the plurality of electrolytes and the edges of each of the plurality of openings included in the laminator;
Method for producing an electrode structure comprising a.
제21항에 있어서,
상기 음극부를 제조하는 단계는,
상기 제1 부재의 테두리의 일부와 상기 제2 부재의 테두리의 일부를 융착시키는 단계,
상기 테두리의 일부가 융착된 제1 부재와 제2 부재 사이에 음극 전해액을 주입하여 상기 음극 전해액 층을 형성하는 단계, 및
상기 제1 부재의 테두리의 타부와 상기 제2 부재의 테두리의 타부를 융착시켜 상기 음극부를 제조하는 단계,
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 구조체의 제조 방법.
The method of claim 21,
The manufacturing of the cathode part may include:
Fusing a portion of the edge of the first member and a portion of the edge of the second member;
Injecting a cathode electrolyte between the first member and the second member on which a portion of the edge is fused to form the cathode electrolyte layer, and
Manufacturing the cathode part by fusing the other part of the edge of the first member and the other part of the edge of the second member;
Method for producing an electrode structure comprising a.
제21항에 있어서,
상기 음극 활물질 층을 형성하는 단계 및 상기 음극부를 제조하는 단계는,
아르곤(Ar) 분위기(Atmosphere)에서 수행되는 것을 특징으로 하는 전극 구조체의 제조 방법.
The method of claim 21,
Forming the negative electrode active material layer and manufacturing the negative electrode portion,
Method for producing an electrode structure, characterized in that carried out in an argon (Ar) atmosphere (Atmosphere).
복수의 고체 전해질들, 음극 활물질(anode active material) 및 음극 전해액(anode electrolyte)을 포함하는 음극부 및 천 형태이며, 상기 음극부의 외면을 둘러싸는 양극 집전체(cathode current collector)를 포함하는 전극 구조체; 및
상기 전극 구조체가 수용되며, 상기 음극 활물질에 포함된 금속 이온과 동일한 금속 이온을 포함하는 이온 함유 용액
을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.An electrode structure comprising a plurality of solid electrolytes, a cathode active material (anode active material) and a cathode electrolyte (anode electrolyte) and a negative electrode portion and a cloth, and a cathode current collector (cathode current collector) surrounding the outer surface of the negative electrode portion ; And
An ion-containing solution in which the electrode structure is accommodated and contains the same metal ions as the metal ions included in the negative electrode active material
Secondary battery comprising a.
KR1020180102550A 2018-08-30 2018-08-30 Electrode structure, manufacturing method of the same and secondary battery including the same KR102113499B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180102550A KR102113499B1 (en) 2018-08-30 2018-08-30 Electrode structure, manufacturing method of the same and secondary battery including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180102550A KR102113499B1 (en) 2018-08-30 2018-08-30 Electrode structure, manufacturing method of the same and secondary battery including the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200025342A true KR20200025342A (en) 2020-03-10
KR102113499B1 KR102113499B1 (en) 2020-05-22

Family

ID=69800448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180102550A KR102113499B1 (en) 2018-08-30 2018-08-30 Electrode structure, manufacturing method of the same and secondary battery including the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102113499B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101023919B1 (en) 2008-06-09 2011-03-22 삼성에스디아이 주식회사 Lithium Secondary Battery
KR20180003813A (en) * 2016-07-01 2018-01-10 울산과학기술원 A battery using solution containing sodium and attachable battery
JP2018026200A (en) * 2016-08-08 2018-02-15 トヨタ自動車株式会社 Method for manufacturing all-solid lithium sulfur battery
KR20180020377A (en) * 2016-08-18 2018-02-28 포스코에너지 주식회사 Connection structure of electrode and current collector of sodium-based battery
KR20180025616A (en) * 2016-09-01 2018-03-09 울산과학기술원 Rechargeable battery module using ion containing solution

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101023919B1 (en) 2008-06-09 2011-03-22 삼성에스디아이 주식회사 Lithium Secondary Battery
KR20180003813A (en) * 2016-07-01 2018-01-10 울산과학기술원 A battery using solution containing sodium and attachable battery
JP2018026200A (en) * 2016-08-08 2018-02-15 トヨタ自動車株式会社 Method for manufacturing all-solid lithium sulfur battery
KR20180020377A (en) * 2016-08-18 2018-02-28 포스코에너지 주식회사 Connection structure of electrode and current collector of sodium-based battery
KR20180025616A (en) * 2016-09-01 2018-03-09 울산과학기술원 Rechargeable battery module using ion containing solution

Also Published As

Publication number Publication date
KR102113499B1 (en) 2020-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4928824B2 (en) Method for manufacturing lithium ion storage element
US10141597B2 (en) Bipolar Li-ion battery having improved sealing and associated method of production
JP2013243062A (en) Battery
JP2005276486A (en) Laminated battery, battery pack, and vehicle
CN107204408A (en) A kind of full lug quadrate lithium battery and preparation method thereof
JP2008166068A (en) Manufacturing method of secondary battery
CN103904386A (en) Soft package lithium air battery and preparation method thereof
JP2011113803A (en) All solid battery
JP4433506B2 (en) battery
JP4171855B2 (en) battery
KR101305242B1 (en) Secondary Battery of Novel Structure
KR102144571B1 (en) Electrode structure, manufacturing method of the same, secondary battery including the same
JP5224336B2 (en) Film exterior electrochemical device
KR102113499B1 (en) Electrode structure, manufacturing method of the same and secondary battery including the same
US10938024B2 (en) Manufacturing method of anode for secondary battery and anode for secondary battery manufactured thereby
KR101675481B1 (en) Coin type rechargeable battery, and method for manufacturing the same
JP4039197B2 (en) Laminated battery, module having a plurality of laminated batteries connected thereto, assembled battery having a plurality of connected modules, and vehicle equipped with the assembled battery
KR100670512B1 (en) Battery case and Pouch type secondary battery using it
JP2005310667A (en) Bipolar battery, manufacturing method of bipolar battery, battery pack, and vehicle loading these
JP2013012343A (en) Pouch type lithium secondary battery
CN206774588U (en) A kind of full lug quadrate lithium battery
US20230216119A1 (en) Battery
KR100875105B1 (en) Cylindrical Pneumatic Zinc Battery and Manufacturing Method Thereof
JP2022138280A (en) Manufacturing method of power storage cell
WO2019111691A1 (en) Secondary battery

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