KR20200046512A - 전극 구조체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 이차 전지 - Google Patents

전극 구조체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 이차 전지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전극 구조체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 이차 전지에 관한 것으로, 전극 구조체는 음극부; 패브릭(fabric) 소재이며, 상기 음극부의 외면을 둘러싸는 양극 집전체; 및 상기 양극 집전체의 테두리에 결합되는 양극 전극;을 포함할 수 있다.

Description

전극 구조체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 이차 전지 {ELECTRODE STRUCTURE, MANUFACTURING METHOD OF THE SAME, SECONDARY BATTERY INCLUDING THE SAME}
본 발명은 전극 구조체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 이차 전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양극 집전체의 테두리에 결합되는 양극 전극을 포함하는 전극 구조체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 이차 전지에 관한 것이다.
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.
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. [특허문헌 1]
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.
따라서, 폭발의 위험이 적고, 환경친화적이면서도 지구 상에 풍부히 존재하여 가격이 저렴한 재료를 선택할 필요가 있으나, 아직까지 이에 대한 연구 결과는 미흡한 실정이다.
[특허문헌 1] 한국등록특허 제10-1023919호, 2011. 03. 14.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 창출된 것으로, 전극 구조체 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 전극 구조체를 포함한 이차 전지를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체는 음극부; 패브릭(fabric) 소재이며, 상기 음극부의 외면을 둘러싸는 양극 집전체; 및 상기 양극 집전체의 테두리에 결합되는 양극 전극;을 포함할 수 있다.
실시예에서, 상기 양극 전극은, 중심이 비어있는 테두리프레임 형태로 구성될 수 있다.
실시예에서, 상기 양극 전극은, 금속성 소재로 구성될 수 있다.
실시예에서, 상기 양극 전극은, 메쉬(mesh) 형태로 구성될 수 있다.
실시예에서, 상기 양극 집전체와 상기 양극 전극은, 스폿(spot) 용접에 의해 결합될 수 있다.
실시예에서, 상기 양극 집전체와 상기 양극 전극은, 볼트 및 너트의 체결에 의해 결합될 수 있다.
실시예에서, 상기 음극부는, 상단부의 일부가 외부로 노출되어 외부 접속 단자를 형성하는 음극 집전체를 포함하고, 상기 외부 접속 단자는 절연 실링될 수 있다.
실시예에서, 상기 외부 접속 단자는, 실링 소재가 담긴 용기에 침지되고, 침지된 상태에서, 상기 실링 소재는 굳혀지고, 상기 굳어진 실링 소재는, 상기 용기로부터 분리될 수 있다.
실시예에서, 전극 구조체의 제조 방법은 음극부를 형성하는 단계; 패브릭(fabric) 소재이며, 상기 음극부의 외면을 둘러싸는 양극 집전체를 형성하는 단계; 및 상기 양극 집전체의 테두리에 결합되는 양극 전극을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
실시예에서, 상기 양극 전극을 형성하는 단계는, 중심이 비어있는 테두리프레임 형태로 양극 전극을 형성하는 단계; 및 상기 양극 전극을 상기 양극 집전체의 테두리에 결합시키는 단계;를 포함할 수 있다.
실시예에서, 상기 양극 전극을 형성하는 단계는, 메쉬(mesh) 형태로 상기 양극 전극을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
실시예에서, 상기 음극부를 형성하는 단계는, 상단부의 일부가 노출되어 외부 접속 단자를 형성하는 음극 집전체를 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 양극 전극을 형성하는 단계 이후에, 상기 외부 접속 단자를 절연 실링하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
실시예에서, 상기 외부 접속 단자를 절연 실링하는 단계는, 상기 외부 접속 단자를 실링 소재가 담긴 용기에 침지하는 단계; 침지된 상태에서, 상기 실링 소재를 굳히는 단계; 및 상기 굳어진 실링 소재를 상기 용기로부터 분리하는 단계;를 포함할 수 있다.
실시예에서, 전극 구조체 스택(stack)은 다수의 전극 구조체들;을 포함하고, 상기 다수의 전극 구조체들 각각은, 음극부; 패브릭(fabric) 소재이며, 상기 음극부의 외면을 둘러싸는 양극 집전체; 및 상기 양극 집전체의 테두리에 결합되는 양극 전극;을 포함할 수 있다.
실시예에서, 상기 음극부는, 상단부의 일부가 외부로 노출되어 외부 접속 단자를 형성하는 음극 집전체를 포함하고, 상기 다수의 전극 구조체들의 외부 접속 단자들은, 절연 실링될 수 있다.
실시예에서, 상기 외부 접속 단자들은, 실링 소재가 담긴 용기에 침지되고, 침지된 상태에서, 상기 실링 소재는 굳혀지고, 상기 굳어진 실링 소재는, 상기 용기로부터 분리될 수 있다.
실시예에서, 상기 다수의 전극 구조체들 각각은, 동일한 위치에 적어도 하나의 홀을 포함하고, 상기 다수의 전극 구조체들은, 상기 적어도 하나의 홀 각각에 공통적으로 하나의 볼트가 끼움 결합되고 상기 다수의 전극 구조체들 각각에 대하여 너트가 체결됨에 따라 결합될 수 있다.
실시예에서, 이차 전지는 복수의 고체 전해질들, 음극 활물질 및 음극 전해액을 포함하는 음극부; 패브릭(fabric) 소재이며, 상기 음극부의 외면을 둘러싸는 양극 집전체; 및 상기 양극 집전체의 테두리에 결합되는 양극 전극;을 포함하고, 상기 전극 구조체는, 상기 음극 활물질에 포함된 금속 이온과 동일한 금속 이온을 포함하는 이온 함유 용액에 침지될 수 있다.
실시예에서, 상기 음극부는, 상단부의 일부가 외부로 노출되어 외부 접속 단자를 형성하는 음극 집전체를 포함하고, 상기 외부 접속 단자는, 절연 실링될 수 있다.
실시예에서, 상기 외부 접속 단자는, 실링 소재가 담긴 용기에 침지되고, 침지된 상태에서, 상기 실링 소재는 굳혀지고, 상기 굳어진 실링 소재는, 상기 용기로부터 분리될 수 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술될 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, "통상의 기술자")에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 양극 전극은 메쉬(mesh) 형태로 구성될 수 있으며, 이러한 메쉬 형태로 인해 양극 전극과 결합된 양극 집전체는 외부의 이온 함유 용액을 원활하게 흡수할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 양극 전극은 중심이 비어있는 테두리프레임 형태로 구성되어 양극 집전체의 테두리와 결합됨으로써, 양극 전극은 전체적인 전극 구조체를 지지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 양극 전극은 금속성 소재로 제작되어 양극 집전체와 접촉됨으로써 양극 집전체의 낮은 전자 전도성을 보완할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 전극 구조체 스택 구조로 인하여 최소화된 부피의 스택 구조를 형성할 수 있고, 적용되는 어플리케이션의 필요 전력 또는 에너지에 따라 대응되는 홀마다 공통적으로 하나의 볼트에 전극 구조체가 추가적으로 결합될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 외부로 노출된 음극 집전체의 상단부의 일부, 즉, 외부 접속 단자를 절연 실링함으로써, 전극 구조체가 이온 함유 용액에 완전히 침지되는 경우, 양극부와 음극부의 쇼트를 방지할 수 있다.
본 발명의 효과들은 상술된 효과들로 제한되지 않으며, 본 발명의 기술적 특징들에 의하여 기대되는 잠정적인 효과들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체의 기능적 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 음극부의 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양극 집전체의 예를 도시한 도면이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 양극 전극을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체의 결합 구조를 도시한 도면이다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체의 결합 방식을 도시한 도면이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체 스택(stack) 구조를 도시한 도면이다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체들 간 거리 조절의 예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 음극부의 실링(sealing)을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체의 제조 방법을 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 음극부의 실링 방법을 도시한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다.
청구범위에 개시된 발명의 다양한 특징들은 도면 및 상세한 설명을 고려하여 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 명세서에 개시된 장치, 방법, 제법 및 다양한 실시예들은 예시를 위해서 제공되는 것이다. 개시된 구조 및 기능상의 특징들은 통상의 기술자로 하여금 다양한 실시예들을 구체적으로 실시할 수 있도록 하기 위한 것이고, 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 개시된 용어 및 문장들은 개시된 발명의 다양한 특징들을 이해하기 쉽게 설명하기 위한 것이고, 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 이차 전지를 설명한다.
본 명세서에서 언급되는 이차 전지는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체를 포함하며, 이온 함유 용액을 양극 전해액으로 포함하는 이차 전지를 의미한다. 이 경우, 전극 구조체는, 음극부의 음극 활물질에 포함된 금속 이온과 동일한 금속 이온을 포함하는 이온 함유 용액에 침지될 수 있다. 비제한적인 이온 함유 용액의 예시로는, 소듐 이온, 리튬 이온, 마그네슘 이온 및 이들의 조합을 포함하는 해수(seawater)를 들 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체(100)의 기능적 구성을 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 음극부(110)의 예를 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양극 집전체(122)의 예를 도시한 도면이다. 도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 양극 전극(124)을 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 전극 구조체(100)는 음극부(110) 및 양극부(120)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전극 구조체(100)는 단위 셀(unit cell), 풀 셀(full cell) 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 명칭으로 지칭될 수 있다.
도 2를 참고하면, 음극부(110)는 전극 구조체(100)의 음극을 이루는 구성으로써, 바디부(111), 라미네이터(112), 실링부재(113), 음극 집전체(114) 및 고체 전해질(115)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 음극부(110)는 음극 활물질(active material) 및 음극 전해액(electrolyte)을 포함할 수 있다.
바디부(111)는 음극부(110)를 지지하여 음극부(110)가 휘거나 외력에 의하여 변형되는 것을 방지할 수 있다. 바디부(111)는 복수의 개구들을 포함할 수 있다. 각각의 복수의 개구들 내에, 고체 전해질(115)이 위치할 수 있다.
라미네이터(112)는 그 일 표면이 바디부(111)의 일 면과 융착될 수 있다. 라미네이터(112)에 의하여, 외부의 수증기 및 대기 중의 기체가 음극부(110) 내부로 유입되는 것이 차단될 수 있다. 라미네이터(112)의 재질은 알루미늄 라미네이터 필름일 수 있다. 한편, 라미네이터(112)는 복수의 개구들을 포함할 수 있다. 복수의 개구들 각각의 크기는 고체 전해질(115)의 크기보다 작을 수 있다. 이에, 복수의 개구들 각각의 테두리는 고체 전해질(115)의 테두리와 융착될 수 있다.
실링부재(113)는 음극부(110)의 테두리에 융착되어 음극부(110)의 테두리를 실링할 수 있다. 보다 구체적으로, 음극부(110)의 테두리는 라미네이터(112)의 테두리로써, 실링부재(113)는 라미네이터(112)의 테두리를 실링할 수 있다. 실링부재(113)는 라미네이터(112)의 절단부가 외부에 노출되는 것을 방지할 수 있다.
음극 집전체(114)의 하단부의 일 표면은, 음극 활물질 층과 접촉될 수 있다. 또한, 음극 집전체(114)의 상단부의 일부가 외부로 노출되어, 외부 접속 단자를 형성할 수 있다.
고체 전해질(115)은 리튬 이온, 소듐 이온 등의 금속 이온을 선택적으로 투과시킬 수 있는 전해질로써, 복수 개 마련될 수 있다. 예를 들어, 고체 전해질(115)의 재질은, 나시콘(NASICON), 리시콘(LISICON), 비정질 이온 전도성 물질, 세라믹 이온 전도성 물질 및 폴리머 기반의 물질일 수 있다.
양극부(120)는 전극 구조체(100)의 양극을 이루는 구성으로써, 양극 집전체(122) 및 양극 전극(124)을 포함할 수 있다.
도 3을 참고하면, 양극 집전체(122)는, 패브릭(fabric) 소재로 구성될 수 있다. 이 경우, 양극 집전체(122)는 전자 전도성이 있고, 이온 함유 용액(예: 해수)에 안정한 소재로 제작될 수 있다. 예를 들어, 양극 집전체(122)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.
양극 집전체(122)는 외부의 이온 함유 용액을 흡수하며, 양극 집전체(122)에 흡수된 이온 함유 용액은 음극부(110)에 포함된 고체 전해질(115)과 접촉될 수 있다. 이에, 이차 전지의 충방전에 따라, 고체 전해질(115)을 통하여, 이온 함유 용액과 음극 전해액 간에 금속 이온(예를 들어, Li+ 또는 Na+)이 교환될 수 있다.
도 4a를 참고하면, 양극 전극(124)은 메쉬(mesh) 형태로 구성될 수 있으며, 이러한 메쉬 형태로 인해 양극 전극(124)과 결합된 양극 집전체(122)는 외부의 이온 함유 용액을 원활하게 흡수할 수 있다. 일 실시예에서, 도 4b를 참고하면, 양극 집전체(122)가 외부의 이온 함유 용액을 흡수하지 못해 이차 전지의 성능을 저하시키지 않는 한도에서, 양극 전극(124)은 메쉬 형태가 아닌 플레이트 형태로 구성될 수 있다.
또한, 양극 전극(124)은 중심이 비어있는 사각형 테두리프레임 형태로 구성되어, 양극 집전체(122)의 테두리와 결합될 수 있다. 즉, 양극 전극(124)은 양극 집전체(122)의 테두리를 지지할 수 있다. 이 경우, 양극 집전체(122)의 크기는 음극부(110)의 크기보다 크기 때문에, 패브릭 소재의 양극 집전체(122)만으로는 전체적인 전극 구조체(100)의 형태를 지지할 수 없다. 따라서, 고정된 형태, 즉, 중심이 비어있는 사각형 테두리프레임 형태를 갖는 양극 전극(124)이 양극 집전체(122)에 결합됨으로써 양극 집전체(122)를 대신하여 전체적인 전극 구조체(100)의 형태를 유지하는 지지체로 기능할 수 있다.
양극 전극(124)은 금속성 소재로 제작되어 양극 집전체(122)와 접촉됨으로써 양극 집전체(122)의 낮은 전자 전도성을 보완할 수 있다. 즉, 양극 전극(124)은 금속성 소재로 제작되어 양극 집전체(122)의 높은 저항을 보완하여 전자가 보다 원활히 이동할 수 있도록 하는 경로로 기능할 수 있다. 양극 전극(124)는 이온 함유 용액(예: 해수)에 안정하고 전체적인 전극 구조체(100)를 지지할 수 있으며 전자 전도성이 있는 소재가 적용될 수 있다. 예를 들어, 양극 전극(124)은 티타늄, 전자 전도성이 부여된 폴리머 또는 금속이 부착된 폴리머로 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체(100)의 결합 구조를 도시한 도면이다. 도 6a 및 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체(100)의 결합 방식을 도시한 도면이다.
도 5를 참고하면, 전극 구조체(100)는 음극부(110), 제1 양극 집전체(122-1), 제2 양극 집전체(122-2), 제1 양극 전극(124-1) 및 제2 양극 전극(124-2)을 포함할 수 있다.
음극부(110)의 일면은 제1 양극 집전체(122-1)의 일면과 밀착되며, 제1 양극 집전체(122-1)의 타면은 제1 양극 전극(124-1)과 밀착되어 있다. 또한, 음극부(110)의 타면은 제2 양극 집전체(122-2)의 일면과 밀착되며, 제2 양극 집전체(122-2)의 타면은 제2 양극 전극(124-2)와 밀착되어 있다. 이 경우, 제1 양극 집전체(122-1)와 제2 양극 집전체(122-2)의 크기는 음극부(110)의 크기보다 크기 때문에, 음극부(110)의 외면은 양극 집전체, 즉, 제1 양극 집전체(122-1)와 제2 양극 집전체(122-2)에 의해 둘러싸여 있다. 일 실시예에서, 제1 양극 집전체(122-1)와 제2 양극 집전체(122-2)는, 음극부(110)의 외면과 밀착되며, 음극부(110)의 외면의 적어도 일부와 융착 또는 접착제에 의하여 접착될 수 있다. 이를 통해, 전극 구조체(100)는 전해질이 양면으로 이온 함유 용액과 접촉되기 때문에, 반응 면적이 극대화될 수 있다. 이때, 음극부(110)의 음극 집전체의 상단부의 일부가 외부로 노출되어 외부 접속 단자를 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 도 6a를 참고하면, 제1 양극 전극(124-1), 제1 양극 집전체(122-1), 음극부(110), 제2 양극 집전체(122-2) 및 제2 양극 전극(124-2)은 순서대로 겹쳐져서 전극 구조체(100)를 구성할 수 있다. 이 경우, 제1 양극 전극(124-1), 제1 양극 집전체(122-1), 제2 양극 집전체(122-2) 및 제2 양극 전극(124-2)은 피용접제로서 용접부(602)에 스폿(spot) 용접이 수행됨에 따라 결합될 수 있으며, 용접부(602)이외에 볼트/너트를 체결하여 다른 전극 구조체와 결합하기 위한 스택용 홀(hole)(604)을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 도 6b를 참고하면, 제1 양극 전극(124-1), 제1 양극 집전체(122-1), 음극부(100), 제2 양극 집전체(122-2) 및 제2 양극 전극(124-2)은 순서대로 겹쳐져서 전극 구조체(100)를 구성할 수 있다. 이 경우, 제1 양극 전극(124-1), 제1 양극 집전체(122-1), 제2 양극 집전체(122-2) 및 제2 양극 전극(124-2)은 홀(606)에 볼트/너트가 체결됨에 따라 결합될 수 있으며, 홀(606)이외에 볼트/너트를 체결하여 다른 전극 구조체와 결합하기 위한 스택용 홀(hole)(608)을 포함할 수 있다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체 스택(stack) 구조를 도시한 도면이다. 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체들 간 거리 조절의 예를 도시한 도면이다.
도 7a를 참고하면, 전극 구조체 스택(700)은 다수의 전극 구조체들(710-1 내지 710-5)을 포함할 수 있다. 이 경우, 다수의 전극 구조체들(710-1 내지 710-5)은 볼트(702)와 너트(704)의 체결로 결합될 수 있다.
구체적으로, 다수의 전극 구조체들(710-1 내지 710-5) 각각은 동일한 위치에 적어도 하나의 홀을 포함하고 있기 때문에, 각 홀에 공통적으로 하나의 볼트(702)가 끼움 결합되고 다수의 전극 구조체들(710-1 내지 710-5) 각각에 대하여 너트(704)가 각각 체결됨에 따라 최소화된 부피의 스택 구조를 형성할 수 있고, 적용되는 어플리케이션의 필요 전력 또는 에너지에 따라 대응되는 홀마다 공통적으로 하나의 볼트(702)에 전극 구조체가 추가적으로 결합될 수 있다.
도 7b를 참고하면, 다수의 전극 구조체들(710-1 내지 710-5) 간 거리는 이온 함유 용액의 유속에 따라 결정될 수 있다. 구체적으로, 이온 함유 용액의 유속이 클수록 다수의 전극 구조체들(710-1 내지 710-5) 사이에 이온 함유 용액이 보다 원활하게 주입될 수 있기 때문에, 다수의 전극 구조체들(710-1 내지 710-5) 간 거리가 보다 좁게 결정되고, 이를 통해 전극 구조체 스택(700)의 부피를 감소시킬 수 있다.
상기 결정된 거리에 대응하여 적어도 하나의 고리 부재(706)가 다수의 전극 구조체들(710-1 내지 710-5) 사이에 위치하도록 볼트(704)에 끼움 결합됨에 따라 다수의 전극 구조체들(710-1 내지 710-5) 간 거리가 조절될 수 있다. 구체적으로, 하나의 고리 부재(706)의 두께를 고려하여 상기 결정된 거리의 조절에 필요한 고리 부재(706)의 개수만큼 다수의 전극 구조체들(710-1 내지 710-5) 사이에 위치하도록 고리 부재(706)가 볼트(704)에 끼움 결합됨에 따라 다수의 전극 구조체들(710-1 내지 710-5) 간 거리가 조절될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 음극부의 실링(sealing)을 도시한 도면이다.
도 8을 참고하면, 전극 구조체 스택(800)에 포함된 각 전극 구조체의 음극부의 외면은 양극 집전체에 의해 둘러싸여 있다. 이 경우, 음극부의 음극 집전체의 상단부의 일부가 외부로 노출되어 외부 접속 단자(811)를 형성할 수 있다.
이 때, 전극 구조체 스택(800)이 이온 함유 용액에 완전히 침지되는 경우, 양극부와 음극부의 쇼트를 방지하기 위하여 외부로 노출된 음극 집전체의 상단부의 일부, 즉, 외부 접속 단자(811)는 절연 실링될 수 있다. 일 실시예에서, 외부 접속 단자(811)는 절연 실링 소재가 담긴 용기에 침지된 후, 침지된 상태에서 절연 실링 소재를 굳히고, 굳어진 절연 실링 소재(813)를 용기로부터 분리함으로써 외부 접속 단자(811)는 절연 실링될 수 있다.
이 경우, 절연 실링 소재(813)는 전자 전도성이 없고 외부 접속 단자(811)와의 부착성이 좋으며 이온 함유 용액(예: 해수)에 안정한 소재일 수 있다. 예를 들어, 절연 실링 소재는 에폭시, 실리콘, 핫멜트, 고무, 폴리머 및 플라스틱을 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체의 제조 방법을 도시한다.
도 9를 참고하면, S1101 단계는 음극부를 형성하는 단계이다. 일 실시예에서, 상단부의 일부가 노출되어 외부 접속 단자를 형성하는 음극 집전체가 형성될 수 있다.
S1103 단계는 음극부의 외면을 둘러싸는 양극 집전체를 형성하는 단계이다. 일 실시예에서, 액체 흡수성을 갖는 패브릭 계열의 물질로 상기 양극 집전체가 형성될 수 있다.
S1105 단계는 양극 집전체의 테두리에 양극 전극을 결합하는 단계이다. 일 실시예에서, 양극 전극은 중심이 비어있는 테두리프레임 형태로 형성되고, 양극 전극은 양극 집전체의 테두리에 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 양극 전극은 금속성 소재를 이용하여 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 양극 전극은 메쉬 형태로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 양극 집전체와 양극 전극은 볼트 및 너트의 체결에 의해 결합될 수 있다. 다른 일 실시예에서, 양극 집전체와 양극 전극은 스폿 용접에 의해 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 양극 전극을 형성하는 단계 이후에, 외부 접속 단자가 절연 실링될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조체의 음극부의 실링 방법을 도시한다.
도 10을 참고하면, S1001 단계는 전극 구조체의 음극부의 외부 접속 단자를 실링 소재가 담진 용기에 침지하는 단계이다. 일 실시예에서, 실링 소재는 전자 전도성이 없고 외부 접속 단자와의 부착성이 좋으며 이온 함유 용액(예: 해수)에 안정한 소재일 수 있다.
S1003 단계는 실링 소재를 굳히는 단계이다. S1005 단계는 굳어진 실링 소재를 용기로부터 분리하는 단계이다. 이를 통해 전극 구조체가 이온 함유 용액에 완전히 침지되는 경우, 전극 구조체의 양극부와 음극부의 쇼트를 방지할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 통상의 기술자라면 본 발명의 본질적인 특성이 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능할 것이다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예들에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
100: 전극 구조체
110: 음극부
111: 바디부
112: 라미네이터
113: 실링부재
114: 음극 집전체
115: 고체 전해질
120: 양극부
122: 양극 집전체
124: 양극 전극
602: 용접부
604: 스택용 홀
606: 홀
608: 스택용 홀
700: 전극 구조체 스택
702: 볼트
704: 너트
706: 고리 부재
710-1 내지 710-5: 복수의 전극 구조체들
800: 전극 구조체 스택
811: 음극 집전체
813: 절연 실링 소재

Claims (20)

  1. 음극부;
    패브릭(fabric) 소재이며, 상기 음극부의 외면을 둘러싸는 양극 집전체; 및
    상기 양극 집전체의 테두리에 결합되는 양극 전극;
    을 포함하는 전극 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 양극 전극은, 중심이 비어있는 테두리프레임 형태로 구성된,
    전극 구조체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 양극 전극은, 금속성 소재로 구성된,
    전극 구조체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 양극 전극은, 메쉬(mesh) 형태로 구성된,
    전극 구조체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 양극 집전체와 상기 양극 전극은, 스폿(spot) 용접에 의해 결합되는,
    전극 구조체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 양극 집전체와 상기 양극 전극은, 볼트 및 너트의 체결에 의해 결합되는,
    전극 구조체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 음극부는, 상단부의 일부가 외부로 노출되어 외부 접속 단자를 형성하는 음극 집전체를 포함하고,
    상기 외부 접속 단자는, 절연 실링되는,
    전극 구조체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 외부 접속 단자는, 실링 소재가 담긴 용기에 침지되고,
    침지된 상태에서, 상기 실링 소재는 굳혀지고,
    상기 굳어진 실링 소재는, 상기 용기로부터 분리되는,
    전극 구조체.
  9. 음극부를 형성하는 단계;
    패브릭(fabric) 소재이며, 상기 음극부의 외면을 둘러싸는 양극 집전체를 형성하는 단계; 및
    상기 양극 집전체의 테두리에 결합되는 양극 전극을 형성하는 단계;
    를 포함하는,
    전극 구조체의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 양극 전극을 형성하는 단계는,
    중심이 비어있는 테두리프레임 형태로 양극 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 양극 전극을 상기 양극 집전체의 테두리에 결합시키는 단계;
    를 포함하는,
    전극 구조체의 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 양극 전극을 형성하는 단계는,
    메쉬(mesh) 형태로 상기 양극 전극을 형성하는 단계;
    를 포함하는,
    전극 구조체의 제조 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 음극부를 형성하는 단계는,
    상단부의 일부가 노출되어 외부 접속 단자를 형성하는 음극 집전체를 형성하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 양극 전극을 형성하는 단계 이후에,
    상기 외부 접속 단자를 절연 실링하는 단계;
    를 더 포함하는,
    전극 구조체의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 외부 접속 단자를 절연 실링하는 단계는,
    상기 외부 접속 단자를 실링 소재가 담긴 용기에 침지하는 단계;
    침지된 상태에서, 상기 실링 소재를 굳히는 단계; 및
    상기 굳어진 실링 소재를 상기 용기로부터 분리하는 단계;
    를 포함하는,
    전극 구조체의 제조 방법.
  14. 다수의 전극 구조체들;
    을 포함하고,
    상기 다수의 전극 구조체들 각각은,
    음극부;
    패브릭(fabric) 소재이며, 상기 음극부의 외면을 둘러싸는 양극 집전체; 및
    상기 양극 집전체의 테두리에 결합되는 양극 전극;
    을 포함하는,
    전극 구조체 스택(stack).
  15. 제14항에 있어서,
    상기 음극부는, 상단부의 일부가 외부로 노출되어 외부 접속 단자를 형성하는 음극 집전체를 포함하고,
    상기 다수의 전극 구조체들의 외부 접속 단자들은, 절연 실링되는,
    전극 구조체 스택.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 외부 접속 단자들은, 실링 소재가 담긴 용기에 침지되고,
    침지된 상태에서, 상기 실링 소재는 굳혀지고,
    상기 굳어진 실링 소재는, 상기 용기로부터 분리되는,
    전극 구조체 스택.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 다수의 전극 구조체들 각각은, 동일한 위치에 적어도 하나의 홀(hole)을 포함하고,
    상기 다수의 전극 구조체들은, 상기 적어도 하나의 홀 각각에 공통적으로 하나의 볼트가 끼움 결합되고 상기 다수의 전극 구조체들 각각에 대하여 너트가 체결됨에 따라 결합되는,
    전극 구조체 스택.
  18. 복수의 고체 전해질들, 음극 활물질 및 음극 전해액을 포함하는 음극부;
    패브릭(fabric) 소재이며, 상기 음극부의 외면을 둘러싸는 양극 집전체; 및
    상기 양극 집전체의 테두리에 결합되는 양극 전극;
    을 포함하고,
    상기 전극 구조체는, 상기 음극 활물질에 포함된 금속 이온과 동일한 금속 이온을 포함하는 이온 함유 용액에 침지되는,
    이차 전지.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 음극부는, 상단부의 일부가 외부로 노출되어 외부 접속 단자를 형성하는 음극 집전체를 포함하고,
    상기 외부 접속 단자는, 절연 실링되는,
    이차 전지.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 외부 접속 단자는, 실링 소재가 담긴 용기에 침지되고,
    침지된 상태에서, 상기 실링 소재는 굳혀지고,
    상기 굳어진 실링 소재는, 상기 용기로부터 분리되는,
    이차 전지.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022010125A1 (ko) * 2020-07-07 2022-01-13 울산과학기술원 실링부재가 적용된 배터리 시스템

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102144571B1 (ko) * 2018-10-24 2020-08-14 울산과학기술원 전극 구조체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 이차 전지

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101023919B1 (ko) 2008-06-09 2011-03-22 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지
KR20110128085A (ko) * 2010-05-20 2011-11-28 삼성에스디아이 주식회사 전극 어셈블리, 이차 전지, 및 전극의 제조 방법
KR20180003813A (ko) * 2016-07-01 2018-01-10 울산과학기술원 나트륨 함유 용액을 이용한 이차전지 및 피부부착형 이차전지

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4187804B2 (ja) * 1997-04-03 2008-11-26 ソニー株式会社 非水溶媒系二次電池の電極用炭素質材料及びその製造方法、並びに非水溶媒系二次電池
EP1313158A3 (en) * 2001-11-20 2004-09-08 Canon Kabushiki Kaisha Electrode material for rechargeable lithium battery, electrode comprising said electrode material, rechargeable lithium battery having said electrode , and process for the production thereof
US7335448B2 (en) * 2002-05-30 2008-02-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Lithium ion secondary battery
JP3729164B2 (ja) * 2002-08-05 2005-12-21 日産自動車株式会社 自動車用電池
JP3821434B2 (ja) * 2002-09-30 2006-09-13 松下電器産業株式会社 電池用電極群およびそれを用いた非水電解液二次電池
JP4594590B2 (ja) * 2002-12-27 2010-12-08 パナソニック株式会社 電気化学素子
CN100356615C (zh) * 2002-12-27 2007-12-19 松下电器产业株式会社 电化学元件
KR20100033831A (ko) * 2008-09-22 2010-03-31 정윤이 전지 셀 및 전지 셀을 구비한 전지 팩
WO2012111061A1 (ja) * 2011-02-16 2012-08-23 パナソニック株式会社 電池および電池の製造方法
US8894722B2 (en) * 2011-06-24 2014-11-25 Siemens Aktiengesellschaft Construction of planar rechargeable oxide-ion battery cells and stacks using stainless steel housing structures
US20130108802A1 (en) * 2011-11-01 2013-05-02 Isaiah O. Oladeji Composite electrodes for lithium ion battery and method of making
US20130108920A1 (en) * 2011-11-01 2013-05-02 Isalah O. Oladeji Composite electrodes for lithium ion battery and method of making
JP2013122911A (ja) * 2011-11-10 2013-06-20 Kanzacc Co Ltd 高周波電流供給電線
JP2013211261A (ja) * 2012-02-29 2013-10-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電池用負極ユニット及び金属空気電池
US9190852B2 (en) * 2012-09-21 2015-11-17 Caterpillar Global Mining Llc Systems and methods for stabilizing power rate of change within generator based applications
FR2996360B1 (fr) * 2012-10-01 2014-10-17 Commissariat Energie Atomique Collecteur de courant avec moyens d'etancheite integres, batterie bipolaire comprenant un tel collecteur, procede de realisation d'une telle batterie.
US20140306529A1 (en) * 2013-04-12 2014-10-16 Seagate Technology Llc Dynamic charging of a rechargeable battery
JP2015037024A (ja) * 2013-08-12 2015-02-23 住友電気工業株式会社 リチウムイオン二次電池、充放電システムおよび充放電方法
WO2015080492A1 (ko) * 2013-11-27 2015-06-04 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 이차 전지 및 이차 전지 시스템
KR20150091984A (ko) 2014-02-04 2015-08-12 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 담수 생산 이차전지
WO2016190659A1 (ko) 2015-05-26 2016-12-01 울산과학기술원 코인형 이차 전지와 이의 제조 방법, 및 코인형 이차 전지 충방전 장치
CN106601944B (zh) * 2015-10-20 2019-03-08 北京好风光储能技术有限公司 一体化叉流式锂液流电池反应器
CN107171002B (zh) * 2016-03-08 2020-02-07 北京好风光储能技术有限公司 一种半固态锂液流电池反应器、电池系统及工作方法
US10615391B2 (en) * 2016-10-12 2020-04-07 Prologium Technology Co., Ltd. Lithium metal electrode and its related lithium metal battery
CN106898778B (zh) * 2017-04-17 2020-04-24 中国科学院化学研究所 一种金属二次电池负极用三维集流体及其制备方法和用途
KR101894385B1 (ko) 2017-10-11 2018-09-04 울산과학기술원 이차 전지용 음극의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 이차 전지용 음극
KR102144571B1 (ko) * 2018-10-24 2020-08-14 울산과학기술원 전극 구조체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 이차 전지
CN114467205A (zh) * 2020-06-02 2022-05-10 宁德时代新能源科技股份有限公司 电极组件及其相关电池、装置、制造方法和制造装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101023919B1 (ko) 2008-06-09 2011-03-22 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지
KR20110128085A (ko) * 2010-05-20 2011-11-28 삼성에스디아이 주식회사 전극 어셈블리, 이차 전지, 및 전극의 제조 방법
KR20180003813A (ko) * 2016-07-01 2018-01-10 울산과학기술원 나트륨 함유 용액을 이용한 이차전지 및 피부부착형 이차전지

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022010125A1 (ko) * 2020-07-07 2022-01-13 울산과학기술원 실링부재가 적용된 배터리 시스템

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KR102144571B1 (ko) 2020-08-14
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