KR20200057978A

KR20200057978A - 전극조립체

Info

Publication number: KR20200057978A
Application number: KR1020180142344A
Authority: KR
Inventors: 이신화; 이우용; 성기은
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2018-11-19
Filing date: 2018-11-19
Publication date: 2020-05-27
Also published as: EP3712997A1; WO2020105834A1; CN111557060A; US20210184242A1; KR102311950B1; EP3712997A4; CN111557060B; US11450879B2

Abstract

본 발명은, 양극과 음극이 번갈아 적층되며 상기 양극과 음극 사이에 분리막이 위치하는 전극조립체에 있어서, 상기 양극과 음극이 적층되는 방향에서 수직방향으로 일측과 타측을 번갈아 지그재그 형태로 접혀지는 분리막의 각 층들 사이에 음극유닛과 양극유닛이 번갈아 끼워지는 폴딩유닛; 및 일정크기로 절단된 양극과 분리막 및 음극이 순차적으로 적층된 스택킹유닛;을 포함하고, 상기 음극유닛은 최외각층에 음극이 배치되며 상기 양극유닛은 최외각층에 양극이 배치되고, 상기 폴딩유닛의 최상층 위와 최하층 아래에 상기 스택킹유닛이 적층된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은, Z폴딩 구조를 갖는 폴딩유닛과 라미네이션 앤 스택킹 구조를 갖는 스택킹유닛이 결합되어 구성되므로, 폴딩유닛에서 음극 대비 양극의 크기를 증대시켜 용량을 증대시킬 수 있으며, 폴딩유닛의 최외각층에 스택킹유닛이 배치되어 안정성을 증대시킬 수 있다.

Description

전극조립체{Electrode-assembly}

본 발명은 이차전지에 내장되는 전극조립체에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 상대적으로 안정적인 구조를 갖는 라미네이션 앤 스택킹(Lamination & Stacking) 방식의 장점과 상대적으로 허용공차(tolerance)가 작게 발생하는 Z폴딩 방식의 장점을 갖는 전극조립체에 관한 것이다.

이차 전지는 일차 전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격하게 증가하고 있다.

이차 전지는 전지 케이스(파우치, 캔 등)에 전극조립체가 내장되어 구성된다. 전지 케이스의 내부에 장착되는 전극조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어져 반복적인 충방전이 가능하다.

도 1a은 종래의 전극 조립체 중에서 라미네이션 앤 스택킹(Lamination & Stacking) 공정으로 전극조립체로 적층될 단위셀(4)을 제조하는 과정을 도시하는 측면도이고, 도 1b 는 도 1a 에서 제조된 단위셀들(4)이 복수 개 적층되는 모습을 나타나는 측면도이다.

도면들을 참조하면, 라미네이션 앤 스택킹 방식은 양극(1), 분리막(3), 음극(2), 분리막(3)이 롤 형태로 권취된 상태에서 연속적으로 권출되어 공급되되, 일정한 크기로 양극(1)과 음극(2)이 절단되어 연속적으로 공급되는 분리막들(3)과 함께 이동되고, 라미네이팅 장치를 지나게 된다. 이때, 상기 양극(1)은 양극집전체의 표면에 양극활물질이 도포된 구조를 가지며, 상기 음극(2)은 음극집전체의 표면에 음극활물질이 도포된 구조를 갖는다.

상기 라미네이팅 장치를 지나는 동안, 양극(1), 분리막(3), 음극(2), 분리막(3) 각각의 사이들은 열과 압력에 의해 접착이 이루어지게 되고, 접착된 상태에서 이웃하는 양극(1)과 양극(1) 사이(이웃하는 음극(2)과 음극(2) 사이)를 절단하여 위에서부터 양극(1), 분리막(3), 음극(2), 분리막(3) 순서로 적층된 하나의 단위셀(4)이 연속적으로 제조된다. 상기 단위셀들(4)은 미리정해진 갯수만큼 적층되어 전극조립체로 제조된다.

그리고, 종래의 전극 조립체는 Z폴딩 방식에 의해서도 제조가 이루어지기도 한다. Z폴딩 방식은 연속적으로 제공되는 분리막을 중앙에 두고 상기 분리막이 지그재그 모양으로 접히는 동안에 음극과 양극이 양측 각각에서 번갈아 삽입되는 구조로써, 특허공개 10-2014-0062761 호, 10-2011-0048839 호 등에서 공지된 바 있다.

한편, 전술한 바와 같은 라미네이션 앤 스택킹 방식은 적층이 이뤄지는 층과 층 사이가 접착되므로 외부충격에 대한 내구성도 강하고 다른 제조방식과 비교하여 안정적이다. 반면에, 전극들과 분리막의 적층, 라미네이션, 절단, 단위셀의 적층 등의 순서로 이뤄지므로 타 공정보다 공정 갯수가 많은 단점이 있다. 반면에, Z폴딩 방식의 경우, 라미네이션 앤 스택킹 방식 대비 공정이 짧아 생산속도가 빠르다는 장점을 갖는다.

아울러, 공정 갯수가 증가하면 각 공정마다 허용되는 공차가 누적되는 문제가 발생한다. 가령, 라미네이션 앤 스택킹 방식에서 허용되는 공차는 전극들과 분리막이 적층될 때 양극과 음극의 절단 시 허용되는 공차 및 단위셀들로 절단할 때의 공차 등을 모두 감안하여 결정되므로, 라미네이션 앤 스택킹 방식의 전극조립체의 허용공차가 작아지게 된다. 이에 따라, 음극 대비 양극의 크기를 증가시킬 수 없는 문제가 있다. 반면, Z폴딩 방식의 전극조립체는 공정 수가 적으므로 음극 대비 양극의 크기를 상대적으로 더 증가시킬 수 있었다.

즉, 전극조립체의 용량은 음극 대비 양극의 크기가 클수록 증가하므로, 양극의 크기를 최대한 증가시키는 것이 바람직하나, 양극의 퇴화 및 쇼트(Short) 발생 가능성을 낮추기 위해 양극의 크기는 어느 한계에서 제한된다. 이때, 양극의 크기는 생산시 허용공차만큼 더 축소되나, 상기 라미네이션 앤 스택킹 방식은 공정 수가 많아(허용공차가 커져서) 양극의 크기가 더욱 제한되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 Z폴딩 방식 전극조립체의 장점(허용공차 축소에 따른 음극 대비 양극의 크기 증대)과 라미네이션 앤 스택킹 방식 전극조립체의 장점(단위셀을 구성하는 음극, 분리막, 양극이 접착되어 안정성 증대)을 갖는 전극조립체를 제공하는 것에 주목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 양극과 음극이 번갈아 적층되며 상기 양극과 음극 사이에 분리막이 위치하는 전극조립체에 있어서, 상기 양극과 음극이 적층되는 방향에서 수직방향으로 일측과 타측을 번갈아 지그재그 형태로 접혀지는 분리막의 각 층들 사이사이에 음극유닛과 양극유닛이 번갈아 끼워지는 폴딩유닛; 및 일정크기로 절단된 양극과 분리막 및 음극이 순차적으로 적층된 스택킹유닛;을 포함하고, 상기 음극유닛은 최외각층에 음극이 배치되며 상기 양극유닛은 최외각층에 양극이 배치되고, 상기 폴딩유닛의 최상층 위와 최하층 아래에 상기 스택킹유닛이 적층된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 스택킹유닛에 적층된 양극, 분리막, 음극은 서로 간에 접하는 면에서 접착이 이루어진다. 상기 스택킹유닛에서의 접착은 열과 압력이 가해져 이루어진다.

상기 스택킹유닛이 폴딩유닛에 적층됐을 때, 상기 스택킹유닛의 최외각층에 놓이게 되는 양극 또는 음극은 집전체의 일면에만 활물질이 도포된 단면전극이다.

이때, 상기 단면전극은 분리막과 접하는 면에 활물질이 도포되도록 배치된다. 즉, 양극집전체 또는 음극집전체가 최외각에 배치된다.

본 발명의 제1실시예에서, 상기 음극유닛은 하나의 음극이고, 상기 양극유닛은 하나의 양극이다. 그리고, 상기 폴딩유닛의 최외각층에는 음극 또는 양극이 적층되고, 상기 스택킹유닛은 폴딩유닛과 접하게되는 층에 분리막이 적층된다.

이 실시예에서, 상기 스택킹유닛은 하나의 양극과 하나의 음극 및 두 개의 분리막이 적층된 모노셀이며, 상기 분리막 중 하나는 양극과 음극 사이에 적층되고 다른 하나는 폴딩유닛의 최외각층과 맞닿는 위치에 적층된다.

본 발명의 제2실시예에서, 상기 폴딩유닛의 최외각층에는 분리막이 적층되고, 상기 스택킹유닛은 하나의 양극과 하나의 음극 및 하나의 분리막이 적층된 모노셀이며 상기 분리막이 양극과 음극 사이에 적층된다.

본 발명의 제3실시예에서, 상기 폴딩유닛의 최외각층 중 한 곳에는 음극 또는 양극이 적층되고 다른 한 곳에는 분리막이 적층되며, 최외각층 중 음극 또는 양극이 적층된 곳에 적층되는 스택킹유닛은 하나의 양극과 하나의 음극 및 두 개의 분리막이 적층된 모노셀이며, 상기 분리막 중 하나는 양극과 음극 사이에 적층되고 다른 하나는 폴딩유닛의 최외각층과 맞닿는 위치에 적층되고, 최외각층 중 분리막이 적층된 곳에 적층되는 스택킹유닛은 하나의 양극과 하나의 음극 및 하나의 분리막이 적층된 모노셀이며 상기 분리막이 양극과 음극 사이에 적층된다.

상기 실시예들에서 상기 폴딩유닛에서 음극유닛과 양극유닛 사이에 적층되는 분리막의 두께와, 상기 스택킹유닛 내에 적층되는 분리막의 두께가 다르게 형성될 수 있다.

아울러, 본 발명의 제4실시예에서, 상기 음극유닛은 양측 최외각층에 음극이 적층되되 그 사이에 하나 이상의 양극이 적층된 바이셀이며, 상기 양극유닛은 양측 최외각층에 양극이 적층되되 그 사이에 하나 이상의 음극이 적층된 바이셀이다. 더 상세하게는, 상기 음극유닛은 최외각층부터 음극/분리막/양극/분리막/음극 순서로 적층된 바이셀이고, 상기 양극유닛은 최외각층부터 양극/분리막/음극/분리막/양극 순서로 적층된 바이셀이다. 이때, 상기 음극유닛과 양극유닛 각각을 구성하도록 적층된 양극, 분리막, 음극은 접하는 면에서 접착이 이루어진다.

또한, 상기 폴딩유닛에서 음극유닛과 양극유닛 사이에 적층되는 분리막의 두께와, 상기 음극유닛과 양극유닛 내에 적층되는 분리막의 두께가 다르게 형성된다.

그리고, 본 발명은 상기 스택킹유닛이 폴딩유닛과 마주하는 방향의 반대쪽에서 분리막이 최외각층으로 적층된 전극조립체가 제공된다.

아울러, 본 발명의 구조에서 상기 스택킹유닛의 외각에 일정크기로 절단된 양극과 분리막 및 음극이 순차적으로 적층된 스택킹유닛이 추가로 적층될 수 있다. 상기 스택킹유닛은 폴딩유닛의 위아래로 스택킹유닛과 동일한 적층 구조를 가질 수 있고, 전극조립체의 사양에 따라 더 많거나 더 적은 갯수의 전극이 적층된 구조를 가질 수 있다.

또한, 필요에 따라서, 최상층과 최하층에 배치된 상기 스택킹유닛들 사이에서 상기 폴딩유닛은 두 개 이상이 연속되게 적층될 수도 있다. 이때, 연속적으로 적층된 두 개의 폴딩유닛들 사이에는 일정크기로 절단된 양극과 분리막 및 음극이 순차적으로 적층된 스택킹유닛이 삽입될 수도 있다. 상기 스택킹유닛은 최상층과 최하층이 동일한 극성을 갖는 바이셀이거나, 다른 극성을 갖는 모노셀일 수 있으며, 폴딩유닛의 위아래에 적층된 스택킹유닛과 동일한 구조를 갖는 셀일 수도 있다.

아울러, 본 발명에서 상기 폴딩유닛에 적층된 상기 음극유닛은 하나의 음극이고 상기 양극유닛은 하나의 양극이되, 상기 음극은 양극 보다 더 큰 면적을 가지며, 분리막이 접히는 지점과 음극 사이의 간극(d)은 분리막이 접히는 지점과 양극 사이의 간극 보다 더 작게 형성된다.

그리고, 상기 폴딩유닛에서 분리막의 일단은 미리정해진 길이만큼 확장된 연장부를 가지며, 상기 연장부는 폴딩유닛의 위와 아래 각각에 스택킹유닛들이 적층된 후 상기 폴딩유닛 및 스택킹유닛들을 감싸고 그 끝단이 폴딩유닛 또는 스택킹유닛의 표면에 고정접착될 수 있다.

아울러, 위와 같은 기술적 특징을 갖는 전극조립체가 제공됨에 따라 본 발명에서는 본 발명에 따른 전극조립체가 파우치 내에 내장되는 이차전지 및 상기 이차전지 복수 개가 전기적으로 연결되도록 탑재되는 이차전지모듈을 추가적으로 제공할 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은, Z폴딩 구조를 갖는(Z폴딩 방식으로 제조되는 전극조립체의 구조를 갖는) 폴딩유닛과 라미네이션 앤 스택킹 구조를 갖는(라미네이션 앤 스택킹 방식으로 제조되는 전극조립체의 구조를 갖는) 스택킹유닛이 결합되어 구성되므로, 폴딩유닛에서 음극 대비 양극의 크기를 증대시켜 용량을 증대시킬 수 있으며, 폴딩유닛의 최외각층에 스택킹유닛이 배치되어 안정성을 증대시킬 수 있다.

아울러, 상기 스택킹유닛의 최외각층에 놓이게 되는 양극 또는 음극은 집전체의 일면에만 활물질이 도포된 단면전극으로 구성되어 (활물질의 석출에 따른) 퇴화진행을 늦출 수 있으며, 외부충격으로 인한 단락 발생 가능성을 낮출 수 있다.

그리고, 상기 폴딩유닛에서 음극유닛과 양극유닛 사이에 적층되는 분리막의 두께와, 상기 스택킹유닛 내에 적층되는 분리막의 두께가 다르게 형성되어 부피를 최소화할 수 있다.

본 발명은 상기 스택킹유닛이 폴딩유닛과 마주하는 방향의 반대쪽에서 분리막이 최외각층으로 적층된 구성 및 스택킹유닛이 복수개 추가 적층되는 구성을 제공하여 이차전지의 요구되는 스펙에 따라서 다양한 구조를 제공할 수 있다.

상기 폴딩유닛은 두 개 이상이 연속되게 적층될 수도 있다. 즉, 상기 폴딩유닛은 적층수를 증가시키면 누적공차가 증가되는 문제가 있으나, 적층수가 낮은 폴딩유닛 두 개를 적층함으로써 누적공차를 줄일 수 있고, 적층수를 증대하여 용량을 증대시킬 수 있다.

그리고, 상기 폴딩유닛에서 분리막의 일단은 미리정해진 길이만큼 확장된 연장부를 가지며, 상기 연장부는 폴딩유닛의 위와 아래 각각에 스택킹유닛들이 적층된 후 상기 폴딩유닛 및 스택킹유닛들을 감싸고 그 끝단이 폴딩유닛 또는 스택킹유닛의 표면에 고정접착하여 폴딩유닛과 스택킹유닛의 흔들림을 방지하고 외부충격으로부터 내구성을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명에서는 본 발명에 따른 전극조립체가 파우치 내에 내장되는 이차전지 및 상기 이차전지 복수 개가 전기적으로 연결되도록 탑재되는 이차전지모듈을 추가적으로 제공할 수 있다.

도 1a 는 라미네이션 앤 스택킹 방식으로 단위셀들이 제조되는 모습이 도시된 측면도.
도 1b 는 도 1a 에서 제조된 단위셀들이 전극조립체로 적층되는 모습이 도시된 정면도.
도 2 는 본 발명의 제1실시예에 따른 전극조립체가 제조되는 모습이 도시된 정면도.
도 3 은 본 발명의 제2실시예에 따른 전극조립체가 제조되는 모습이 도시된 정면도.
도 4 는 본 발명의 제3실시예에 따른 전극조립체가 제조되는 모습이 도시된 정면도.
도 5a 는 본 발명의 제4실시예에 따른 전극조립체가 제조되는 모습이 도시된 정면도.
도 5b 는 본 발명의 제4실시예에서 파생된 전극조립체가 제조되는 모습이 도시된 정면도.
도 6 은 본 발명의 제5실시예에 따른 전극조립체가 제조되는 모습이 도시된 정면도.
도 7 은 본 발명의 제6실시예에 따른 전극조립체가 제조되는 모습이 도시된 정면도.
도 8 과 도 9 는 본 발명의 제7실시예에 따른 전극조립체가 제조되는 모습이 도시된 정면도.
도 10 은 폴딩유닛에서 분리막이 접히는 지점과 음극 사이의 간극(d)이 표시된 모습이 도시된 정면도.
도 11 은 본 발명의 제8실시예에 따른 전극조립체가 제조되는 모습이 도시된 정면도.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명은 양극(10)과 음극(20)이 번갈아 적층되며 상기 양극(10)과 음극(30) 사이에 분리막(30, 40))이 위치하는 전극조립체에 관한 것으로써, Z폴딩 식으로 제조되는 폴딩유닛(100)의 양측(상측과 하측) 각각에 라미네이션 앤 스택킹 방식으로 제조되는 스택킹유닛(200)이 적층되는 구조를 갖는다.

즉, 상기 폴딩유닛(100)은 양극(10)과 음극(20)이 적층되는 방향에서(도 2 에서 상하방향) 수직방향(도 2 에서 좌우방향)으로 일측과 타측을 번갈아 지그재그 형태로 접혀지는 분리막(40)의 각 층들 사이사이에 음극유닛과 양극유닛이 번갈아 끼워진다.

이때, 상기 음극유닛은 최외각층(최상층과 최하층)에 음극(20)이 배치되며 상기 양극유닛은 최외각층에 양극(10)이 배치된 개별 전극 또는 개별단위를 구성하는 셀이다.

그리고, 상기 스택킹유닛(200)은 일정크기로 절단된 양극(10), 분리막(30), 음극(20)이 순차적으로 적층된 구조를 가지며, 상기 스택킹유닛에 적층된 양극(10), 분리막(30), 음극(20)은 열과 압력에 의해 서로 간에 접하는 면에서 접착이 이루어진다. 상기 스택킹유닛(200)은 폴딩유닛(100)의 최외각에 음극(20)이나 양극(10)이 배치되면 분리막(30)이 하나 더 추가되는 구조를 갖는다.

아울러, 상기 스택킹유닛(200)이 폴딩유닛(100)의 위아래층 각각에 적층됐을 때, 상기 스택킹유닛(200)의 최외각층에 놓이게 되는 양극 또는 음극은 집전체의 일면에만 활물질이 도포된 단면전극이다. 최외각에 위치하는 상기 단면전극은 분리막과 접하는 면에 활물질이 도포되도록(양극집전체 또는 음극집전체가 최외각에 놓이도록) 배치된다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 더욱 상세히 설명한다.

제1실시예

도 2 는 본 발명의 제1실시예에 따른 전극조립체가 제조되는 모습이 도시된 정면도이다. 도시된 바와 같이 이 실시예에서 상기 폴딩유닛(100)에서 음극유닛은 하나의 개별 음극(20)이고, 상기 양극유닛은 하나의 개별 양극(10)이다.

그리고, 상기 스택킹유닛(200)은 하나의 양극(10)과 하나의 음극(20) 및 두 개의 분리막(30)이 적층된 모노셀이다. 상기 스택킹유닛(200)에서 분리막(30) 중 하나는 양극(10)과 음극(20) 사이에 적층되고 다른 하나는 폴딩유닛(100)의 최외각층에 놓인 양극(10)과 맞닿는 위치에 적층된다. 즉, 상기 스택킹유닛(200)은 최외각에서부터 양극(10)/분리막(30)/음극(20)/분리막(30) 순서로 적층이 이뤄진다.

이 실시예에서, 상기 폴딩유닛(100)의 최외각층과 스택킹유닛(200)의 최외각층은 양극(10)이 적층되는 것으로 도시되었으나, 음극(20)이 배치되는 구조도 가능하다.

상기 폴딩유닛(100)은 n 개(양극과 음극이 합산된 적층된 갯수)의 전극이 적층된 구조를 갖되, 이때 n 은 최소한 2 보다 큰 자연수이다. 이 실시예에서 최상층과 최하층에 양극(10)이 배치된 폴딩유닛(100)의 윗층과 아래층 각각에 스택킹유닛(200)이 적층된다. 이때, 스택킹유닛(200)은 분리막이 있는 면이 폴딩유닛(100)의 최외각 양극(10)에 맞닿도록 적층이 이뤄진다.

이 실시예는 본 발명에서 가장 기본적인 적층구조를 갖는 실시예로써, 후술될 제2실시예 내지 제4실시예는 제1실시예가 변형된 구조이나, 폴딩유닛(100)의 양측에 스택킹유닛(200)이 추가적층되는 기술적 사상은 동일하다.

제2실시예

도 3 은 본 발명의 제2실시예에 따른 전극조립체가 제조되는 모습이 도시된 정면도이다. 이 실시예에서, 상기 폴딩유닛(100)의 최외각층에는 분리막(40)이 적층되도록 구성된다(폴딩유닛의 분리막 양측으로 음극과 양극이 교대로 끼워질 때 최상층에는 제1실시예의 구조와 달리 전극이 적층되지 않는다).

그리고, 상기 폴딩유닛(100)의 상측과 하측에 추가로 적층되는 스택킹유닛(200)은 하나의 양극(10)과 하나의 음극(20) 및 하나의 분리막(300)이 적층된 모노셀로 구성된다.

도시된 바와 같이, 이 실시예에서 폴딩유닛(100)의 최외각에 배치된 전극은 양극(10)이므로, 스택킹유닛(200)은 음극(20)이 폴딩유닛(100)을 향하는 방향으로 적층이 이뤄진다.

제3실시예

도 4 는 본 발명의 제3실시예에 따른 전극조립체가 제조되는 모습이 도시된 정면도이다. 이 실시예에서, 상기 폴딩유닛(100)의 최외각층 중 최상층에는 양극(10)이 적층되고 최하층에는 분리막(40)이 위치된다.

그리고, 상기 폴딩유닛(100)의 상측에 적층되는 스택킹유닛(200)은 제1실시예와 같이 최외각(최상층)에서부터 양극(10)/분리막(30)/음극(20)/분리막(30) 순서로 적층된 모노셀 구조를 가지며, 상기 폴딩유닛(100)의 하측에 적층되는 스택킹유닛(200)은 제2실시예와 같이 하나의 양극(10)과 하나의 분리막(30) 및 하나의 음극(20)이 적층된 모노셀로 구성되고, 음극(20)이 위를 향하도록 적층된다.

제4실시예

도 5a 는 본 발명의 제4실시예에 따른 전극조립체가 제조되는 모습이 도시된 정면도이다.

이 실시예에서는 음극유닛과 양극유닛이 개별 전극 대신에 복수 개의 전극들이 적층된 바이셀(C : 가운데 양극이 적층된 C 타입바이셀)로 구성된다. 즉, 상기 음극유닛은 양측 최외각층에 음극(20)이 적층되되 그 사이에 하나 이상의 양극(10)이 적층된 바이셀(C)이며, 상기 양극유닛은 양측 최외각층에 양극(10)이 적층되되 그 사이에 하나 이상의 음극(20)이 적층된 바이셀(A : 가운데 음극이 적층된 A타입바이셀)이다.

더 상세하게는, 도시된 바와 같이, 상기 양극유닛은 최외각층부터 양극(10)/분리막(30)/음극(20)/분리막(30)/양극(10) 순서로 적층된 A타입바이셀이고, 상기 음극유닛은 최외각층부터 음극(20)/분리막(30)/양극(10)/분리막(30)/음극(20) 순서로 적층된 C타입바이셀이다.

이때, 상기 음극유닛과 양극유닛은 각각을 구성하도록 적층된 양극(10), 분리막(30), 음극(20)은 접하는 면에서 접착이 이루어진다. 상기 음극유닛과 양극유닛은 각각 3개의 전극이 적층되게 구성되었으나, 5개, 7개 또는 그 이상의 전극들이 적층되어 구성될 수도 있다.

상기 폴딩유닛(100)은 최상층과 최하층에 분리막(40)이 위치하도록 구성되며, 상기 폴딩유닛(100)의 상측과 하측 각각에 적층되는 스택킹유닛(200) 또한 바이셀(더 상세하게는 A타입바이셀)로 구성된다. 즉, 상기 폴딩유닛(100)의 최외각에 적층된 바이셀들은 최외각층이 음극(20)이 배치되고, 상기 스택킹유닛(200)은 폴딩유닛(100)과 접하게되는 면에 양극(10)이 배치된 바이셀 구조를 갖는다. 이때, 상기 스택킹유닛(200)도 도면상에서는 3개의 전극이 적층되게 구성되었으나, 5개, 7개 또는 그 이상의 전극들이 적층되어 구성될 수도 있다.

아울러, 도 5b 는 제4실시예에 따른 전극조립체에서 분리막과 음극 사이의 면적차이가 없거나 작게 발생될 때의 모습을 도시한 것이다. 도면을 참조하면, 음극유닛을 구성하는 바이셀(C)과 양극유닛을 구성하는 바이셀(A) 각각은 도 5a 에서는 분리막(40)이 가장 넓고 그 다음은 음극(20)이 넓고 양극(10)이 가장 작은 면적을 갖는 반면에 도 5b 에 도시된 바이셀(C)와 바이셀(A)은 음극(20)의 면적이 분리막(30)의 면적과 같거나 약간 작게 구성된다(더 상세하게는, 도 5b 에 표시된 음극과 분리막의 길이차이인 'd' 가 분리막 길이의 0 내지 0.3% 정도의 크기를 갖는다).

이와 같이 음극(20)과 분리막(30)의 면적차이가 없거나 감소되면 전극조립체의 부피가 동일할 경우 도 5a 와 같이 분리막의 면적이 음극보다 더 크게 형성되는 구조 보다 음극(20)의 면적을 확장시킬 수 있으므로 양극(10)의 면적 또한 확장되어 충방전 용량을 증대시킬 수 있고, (음극 보다 더 길게 형성된 분리막에 의해 가려지는 부분이 없어지므로)생산 공정 중 센서(비전센서)의 측정 정확도가 높아져 음극(20)의 크기 및 상대 위치를 보다 정확하게 파악할 수 있으므로 생산 공차를 줄일 수가 있다. 이처럼 공차가 줄어들게 되면 음극의 크기가 더 커질 수 있는 여지를 그 만큼 더 가질 수 있다.

한편, 이 실예에서 상기 양극유닛과 음극유닛은 C타입바이셀과 A타입바이셀이 사용되는 것으로 도시되었으나, 상기 양극유닛과 음극유닛은 최상측에 위치한 전극과 최하측에 위치한 전극이 상이한 모노셀(가령, 위에서부터 아래로 양극/분리막/음극/분리막, 양극/분리막/음극/분리막/양극/분리막/음극, 음극/분리막/양극, 음극/분리막/양극/분리막/음극/분리막/양극 등의 순서로 적층된 셀)로 구성될 수도 있으며, 모노셀로 구성되더라도 위와 같은 이유로 분리막(30)과 음극(20)의 면적차이는 가급적 최소한으로 발생하도록 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 음극이 분리막 크기의 99.7% 내지 100% 의 크기를 가질 수 있다.

본 발명에서는 위의 제1실시예 내지 제4실시예를 들어 폴딩유닛(100)과 스택킹유닛(200)의 결합구조를 설명하였으나, 분리막(40)이 지그재그로 폴딩되는 동안 그 사이에 음극유닛과 양극유닛이 삽입되는 구성을 갖는다면 본 발명의 폴딩유닛(100)으로 적용될 수 있을 것이며, 전극(10, 20)과 분리막(30)이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다면 본 발명의 스택킹유닛(200)으로 적용될 수 있으므로, 위에 설명된 실시예들 외에도 더욱 다양한 조합이 가능할 수 있을 것이다.

참고적으로, 상기 제1실시예 내지 제4실시예에 따른 전극조립체들은 적용가능한 복수의 제조방법으로 제조가 가능하되, 상기 폴딩유닛(100)의 위아래로 스택킹유닛(200)이 각각 적층된 다음에 상기 폴딩유닛(100)과 스택킹유닛(200) 사이에 소정의 접착력이 발생하도록 열과 압력을 가하는 것이 바람직하다. 즉, 폴딩유닛(100)과 스택킹유닛(200) 사이의 접착력은 전극조립체가 파우치에 내장될 때는 물론 파우치 내에서 외부 충격이 가해질 때 폴딩유닛(100)과 스택킹유닛(200)의 분리를 방지한다. 이와 같은 접착은 폴딩유닛(100)과 스택킹유닛(200)의 적층이 완료된 후, 소정의 열과 압력을 상하방향(적층방향)으로 가하면 분리막의 열압착에 의해 생성될 수 있다.

한편, 본 발명에서 상기 폴딩유닛(100)의 외각에 스택킹유닛(200)이 적층되는 이유 중 하나는 전극조립체에서 최외각층에 단면전극을 용이하게 배치할 수 있기 때문이다. 즉, 스택킹유닛(200)의 추가 적층 없이 폴딩유닛(100)의 최외각층에 단면전극을 배치하기 위해서는 좌우에서 순차적으로 음극유닛과 양극유닛을 삽입하는 장치 외에도 단면전극을 별도로 삽입하는 장치가 요구된다. 하지만, 단면전극을 별도로 삽입하는 장치는 음극유닛과 양극유닛을 삽입하는 장치와 간섭을 발생시킬 수 있고 단면전극이 별도로 삽입됨에 따라 생산시간도 증가하는 문제가 발생한다. 그러나 본 발명의 구조와 같이 각각이 개별적으로 제조된 폴딩유닛(100)의 외각에 (최외각에 단면전극이 적층된) 스택킹유닛(200)이 추가되는 구성은 제조공정을 훨씬 단순화할 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 상기 스택킹유닛(200)은 복수 개의 전극과 분리막 사이사이가 접합된 구조이며 단일 단면전극보다 더 두꺼운 두께를 가지므로, 제조과정에서 단면전극 하나만 적층하는 경우 보다 훨씬 안정적이고 효율적인 적층이 가능하다. 가령, 단면 전극은 단일 양극 또는 음극 보다 더 더 얇은 두께를 가지므로 파손 방지를 위해 적층 속도 등이 제한될 수 있으나 스택킹유닛(200)은 위와 같은 이유에 따라 상대적으로 제약조건에서 자유로운 장점이 있다.

전술한 바와 같이, 최외각에 적층되는 전극(양극 또는 음극)을 양면전극이 아니라 단면전극으로 구성하면, 활물질의 석출에 따른 전극의 퇴화를 늦출 수 있고 외부충격에 대한 단락 발생 가능성을 낮출 수 있는 장점을 갖는다.

따라서, 본 발명에서는 스택킹유닛(200)에서 최외각에 놓이는 전극(도 5 에서는 양극)이 단면전극으로 구성된다. 즉, 도 5 에 도시된 바와 같이, 스택킹유닛(200)의 최외각층에 놓이게 되는 양극(10)은 양극집전체(11)에서 분리막(30)과 마주하는 면에만 양극활물질(12)이 도포된 단면전극이고 외부로 노출되는 면에는 양극활물질(12)이 미도포된 구조를 갖는다.

이와 같이 스택킹유닛(200)의 최외각층에 단면전극이 배치되는 구성은 제4실시예 뿐만아니라 제1실시예 내지 제3실시예에도 적용될 수 있다.

아울러, 본 발명에서 상기 폴딩유닛(100)에서 음극유닛과 양극유닛 사이에 적층되는 분리막(40)의 두께는, 상기 스택킹유닛(200) 내에 적층되는 분리막(30)의 두께 및 음극유닛과 양극유닛이 바이셀로 구성될 때 바이셀 내에 적층되는 분리막(30)의 두께와 다르게 형성될 수 있다. 즉, 폴딩이 이루어지는 분리막(40)은 제조공정 시 접히는 동안 외력을 받게되므로 더 두꺼운 두께를 가질 수 있으며 또는 더 내구성이 강한 재질이 사용될 수도 있을 것이다.

본 발명에서는 위와 같은 기술적 특징을 갖는 전극조립체가 제공됨에 따라 실시예들에서 설명된 구조를 갖는 전극조립체가 파우치 내에 내장되는 이차전지 및 상기 이차전지 복수 개가 전기적으로 연결되도록 탑재되는 이차전지모듈을 추가적으로 제공될 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은, Z폴딩 구조를 갖는 폴딩유닛(100)과 라미네이션 앤 스택킹 구조를 갖는 스택킹유닛(200)이 결합되어 구성되므로, 폴딩유닛(100)에서 음극 대비 양극의 크기를 증대시켜 용량을 증대시킬 수 있으며(즉, 전술한 바와 같이, 음극의 크기가 정해진 상태에서 양극의 크기를 축소시켜야하는 요인인 생산공정에 따른 허용공차를 최소화함으로써 양극의 크기가 상기 허용공차가 감안된 최대치로 정해질 수 있으며), 폴딩유닛(100)의 최외각층에 전극과 분리막 사이사이에 접합이 이뤄진 스택킹유닛(200)이 배치되어 안정성을 증대시킬 수 있다(즉, Z폴딩 방식 전극조립체의 장점인 허용공차 축소에 따른 음극 대비 양극의 크기 증대 효과와 라미네이션 앤 스택킹 방식 전극조립체의 장점인 안정성 증대 효과를 동시에 가질 수 있다).

아울러, 상기 스택킹유닛(200)의 최외각층에 놓이게 되는 양극(10) 또는 음극(20)은 집전체의 일면에만 활물질이 도포된 단면전극으로 구성되어 퇴화진행을 늦출 수 있으며, 외부충격으로 인한 단락 발생 가능성을 낮출 수 있다.

본 발명은 Z폴딩을 구조를 갖는 종래의 전극조립체에서도 스택킹유닛(200)만 추가하면 용이하게 적용가능한 구조로써, 최외각에 단면전극이 용이하게 배치될 수 있는 구조를 제공한다.

그리고, 상기 폴딩유닛(100)에서 음극유닛과 양극유닛 사이에 적층되는 분리막(40)의 두께와, 상기 스택킹유닛(200) 내에 적층되는 분리막(30)의 두께가 다르게 형성되어 부피를 최소화할 수 있다.

아울러, 본 발명에서는 제1실시예 내지 제4실시예의 전극조립체에서 추가로 적용 가능한 구조를써 제5실시예 내지 제8실시예들이 추가제공한다.

제5실시예

도 6 는 본 발명의 제5실시예에 따른 전극조립체가 제조되는 모습이 도시된 정면도이다.

이 실시예는 위에 설명된 실시예들에 따른 전극조립체의 최외각(최상층, 최하층)에 분리막이 추가적으로 적층되는 것을 특징으로 한다.

즉, 제1실시예 내지 제4실시예의 전극조립체들은 최외각층에 전극(10, 20)이 놓여 파우치 내에 삽입됐을 때, 상기 파우치의 내벽과 전극(10, 20)이 직접맞닿게 된다.

파우치의 종류에 따라 다르나, 파우치는 금속성분(알루미늄 등)이 함유된 재질로 제조되는 것이 일반적이므로, 최외각에 적층된 분리막은 전극조립체가 파우치에 삽입됐을 때 파우치와 전극의 화학적 변화 또는 외부충격으로부터 전극조립체를 보호하는 기능을 제공할 수 있다.

제6실시예

도 7 은 본 발명의 제6실시예에 따른 전극조립체가 제조되는 모습이 도시된 정면도이다.

이 실시예는 위에 설명된 실시예들에 따른 전극조립체의 최외각(최상층, 최하층)에 일정크기로 절단된 양극(10)과 분리막(30) 및 음극(20)이 순차적으로 적층된 보조셀이 추가로 적층된다.

보조셀은 분리막/음극/분리막이 결합된 형태일 수 있고, 또한, 도 7 에서 도시된 것과 같이 스택킹유닛(200)과 동일한 형태를 가져 양극/분리막/음극/분리막이 결합된 형태일 수도 있다. 그리고, 이외에도 전극조립체의 사양에 따라 더 많거나 더 적은 갯수의 전극, 분리막이 적층된 구조를 가질 수 있다.

제7실시예

도 8 과 도 9 는 본 발명의 제7실시예에 따른 전극조립체가 제조되는 모습이 도시된 정면도이다.

이 실시예는 위에 설명된 실시예들에 따른 전극조립체는 최상층과 최하층에 배치된 상기 스택킹유닛들(200) 사이에서 상기 폴딩유닛(100)은 두 개 이상이 연속되게 적층된다.

Z폴딩 방식은 적층수를 증가시키면 누적공차가 증가될 수 있다. 이에 따라, 폴딩유닛(100)이 동일한 적층수를 갖더라도 적층수가 많은 한 개보다 두 개가 개별적으로 제조된 후에 이어지는 구조가 상대적으로 누적공차를 줄 일 수 있다. 따라서, 이 실시예의 구조는 적층수가 낮은 폴딩유닛(100) 두 개를 적층함으로써 누적공차를 줄일 수 있고, 적층수를 증대하여 용량을 증대시킬 수 있다.

이때, 연속적으로 적층된 두 개의 폴딩유닛들(100) 사이에는 일정크기로 절단된 양극과 분리막 및 음극이 순차적으로 적층된 스택킹유닛들(200)이 하나 이상 추가적으로 삽입될 수도 있다(도 9 참조). 상기 스택킹유닛들(200)은 폴딩유닛(100)의 최외각 전극의 극성에 따라, 최상층과 최하층이 동일한 극성을 갖는 바이셀이거나, 다른 극성을 갖는 모노셀일 수 있으며 또는 바이셀과 모노셀의 조합 또는 특정 모노셀이나 바이셀이 복수 개씩 조합되어 적층된 구성을 가질 수 있다.

경우에 따라서는, 두 개의 폴딩유닛들(100) 사이에 적층되는 스택킹유닛(200)의 구조와 폴딩유닛들(100)의 상측 및 하측에 적층된 스택킹유닛(200)의 구조가 완전히 동일한 구조일 수도 있다.

한편, 상기 폴딩유닛(100)은 누적공차를 감소시키고 지그재그로 접혀지는 분리막(40)의 처짐 또는 주름 불량 발생을 억제할 수 있도록 음극(20)과 양극(10)은 분리막(40)이 접히는 지점과의 간극(d)이 0 이 되거나 가급적 0 에 가깝도록 제조되는 것이 바람직하다.

즉, 폴딩유닛(100)에서 분리막(40)이 접히는 지점과 음극 사이의 간극(d)이 표시된 모습이 도시된 도 10 을 참조하면, 상기 폴딩유닛(100)에 적층된 상기 음극유닛은 하나의 음극(20)이고 상기 양극유닛은 하나의 양극(10)이다. 도면상에서는 음극(20)의 두께 때문에 분리막(40)이 접히는 지점과 음극(20) 사이의 간극(d)은 0 보다 크게 도시되었으나, 실제 음극(20)과 분리막(40)은 충분히 얇고 상기 분리막(40)은 신축성을 갖기 때문에 음극(20) 사이의 간극(d)은 0 또는 0 에 가까울 수 있다(상기 음극(20)의 끝변은 분리막이 접히는 지점에 맞닿도록 위치될 수 있다)

이때, 음극(20)에서 발생하는 간극(d)는 0 이 되므로, 전극조립체가 동일한 부피를 가질 때 음극(20)은 최대의 면적을 가질 수 있고, 상기 음극(20)의 면적 증가에 따라 (음극 보다 더 작은 면적을 갖되 허용된 공차만큼 면적이 축소되어야 하는) 양극(10)의 면적 또한 증가될 수 있다. 따라서, 음극(20)에서 발생하는 간극(d)이 0에 가까울수록 양극(10)의 면적이 증대되어 용량이 증대될 수 있으므로, 본 발명에 따른 폴딩유닛(100)은 분리막이 접히는 지점과 음극(20) 사이의 간극(d)이 0 또는 0 에 가깝게 제조되는 것이 바람직하다.

제8실시예

도 11 은 본 발명의 제8실시예에 따른 전극조립체가 제조되는 모습이 도시된 정면도이다.

이 실시예는 상기 폴딩유닛(200)에서 분리막(40)의 일단은 미리정해진 길이만큼 확장된 연장부(41)를 갖는 것을 특징으로 한다.

도시된 바와 같이, 상기 연장부(41)는 폴딩유닛(100)의 위와 아래 각각에 스택킹유닛들(100)이 적층된 후 상기 폴딩유닛(100) 및 스택킹유닛들(200)을 감싸고 그 끝단이 폴딩유닛(100) 또는 스택킹유닛(200)의 표면에 고정접착될 수 있다.

한편, 도 6 내지 도 11 에서는 제1실시예에 따른 전극조립체에 제6실시예 내지 제8실시예의 특징이 적용된 모습만 도시되었으나, 제1실시예 뿐만아니라 제2실시예 내지 제4실시예에 따른 전극조립체들에도 제6실시예 내지 제8실시예의 특징이 적용가능하다.

본 발명은 상기 스택킹유닛(200)이 폴딩유닛(100)과 마주하는 방향의 반대쪽에서 분리막(30)이 최외각층으로 적층된 구성 및 스택킹유닛(200)의 외각에 보조셀이 추가 적층되는 구성을 제공하여 이차전지의 요구되는 스펙에 따라서 다양한 구조를 제공할 수 있다.

상기 폴딩유닛(100)은 두 개 이상이 연속되게 적층되어 누적공차를 줄일 수 있고, 적층수를 증대하여 용량을 증대시킬 수 있다.

그리고, 상기 폴딩유닛(100)에서 분리막(40)의 일단은 미리정해진 길이만큼 확장된 연장부(41)를 가지며, 상기 연장부(41)가 상기 폴딩유닛(100) 및 스택킹유닛들(200)을 감싸고 그 끝단이 폴딩유닛(100) 또는 스택킹유닛(200)의 표면에 고정접착하여 흔들림을 방지하고 외부충격으로부터 내구성을 증대시킬 수 있다. 아울러, 추가적으로 테이프를 접착하여 고정시킬 때, 분리막에 의해 전체가 감싸진 구조를 가지므로 테이핑 작업이 용이하게 이뤄질 수 있고 테이핑 방식도 다양하게 구성될 수 있다. 가령, 제8실시예에서 분리막(40)의 연장부(41)가 전체를 감싼 후에, 고정력 증가를 위해 테이프가 추가적으로 전극조립체 전체를 감싸도록 부착될 수 있을 것이다. 이때, 테이프는 연장부(41)가 감싸는 전극조립체의 폭방향이 아니라 폭방향에서 수직을 이루는 전장방향을 고정시키도록 테이핑 될 수 있고, 테이프가 단순히 전극조립체의 상단과 하단만 고정시키도록 고정되거나 전극조립체의 전체 둘레를 감싸서 결속하도록 고정될 수도 있을 것이다.

아울러, 본 발명에서는 스택킹유닛(200)은 전극과 분리막 사이가 접착이 이뤄진 구조인 반면에 폴딩유닛(100)에서는 분리막과 전극이 비접착 상태이므로(적층방향에서 수직을 이루는 좌우방향으로 유동이 가능한 상태이므로), 폴딩유닛(100) 위아래로 스택킹유닛(200)이 적층된 상태에서 테이핑 또는 전체 열압착이 이뤄지기 전에 상기 폴딩유닛(100)과 스택킹유닛(200)의 정렬도 수정이 가능하다. 즉, 폴딩유닛(100)에서 각 전극들과 분리막이 접착은 이뤄지지 않으므로 상기 폴딩유닛(100)과 스택킹유닛(200)이 적층된 후 각 전극이 수직방향으로 일정하게 배치될 수 있도록 약간의 움직임이 허용될 수 있다. 이는 폴딩유닛(100)이 고정되지 않은 상태에서 스택킹유닛(200)이 적층되는 구조를 가지는 본원 발명의 고유한 장점일 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.

10 : 양극
11 : 양극집전체
12 : 양극활물질
20 : 음극
30 : 분리막
100 : 폴딩유닛
200 : 스택킹유닛

Claims

양극과 음극이 번갈아 적층되며 상기 양극과 음극 사이에 분리막이 위치하는 전극조립체에 있어서,
상기 양극과 음극이 적층되는 방향에서 수직방향으로 일측과 타측을 번갈아 지그재그 형태로 접혀지는 분리막의 각 층들 사이에 음극유닛과 양극유닛이 번갈아 끼워지는 폴딩유닛; 및
일정크기로 절단된 양극과 분리막 및 음극이 순차적으로 적층된 스택킹유닛;을 포함하고,
상기 음극유닛은 최외각층에 음극이 배치되며 상기 양극유닛은 최외각층에 양극이 배치되고,
상기 폴딩유닛의 최상층 위와 최하층 아래에 상기 스택킹유닛이 적층된 것을 특징으로 하는 전극조립체.
제 1 항에 있어서,
상기 스택킹유닛에 적층된 양극, 분리막, 음극은 서로 간에 접하는 면에서 접착이 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체.
제 2 항에 있어서,
상기 스택킹유닛은 열과 압력이 가해져 적층된 양극, 분리막, 음극 서로 간에 접착이 이루어지는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
제 2 항에 있어서,
상기 스택킹유닛이 폴딩유닛에 적층됐을 때, 상기 스택킹유닛의 최외각층에 놓이게 되는 양극 또는 음극은 집전체의 일면에만 활물질이 도포된 단면전극인 것을 특징으로 하는 전극조립체.
제 4 항에 있어서,
상기 단면전극은 분리막과 접하는 면에 활물질이 도포된 것을 특징으로 하는 전극조립체.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 음극유닛은 하나의 음극이고, 상기 양극유닛은 하나의 양극인 것을 특징으로 하는 전극조립체.
제 6 항에 있어서,
상기 폴딩유닛의 최외각층에는 음극 또는 양극이 적층되고, 상기 스택킹유닛은 폴딩유닛과 접하게되는 층에 분리막이 적층된 것을 특징으로 하는 전극조립체.
제 7 항에 있어서,
상기 스택킹유닛은 하나의 양극과 하나의 음극 및 두 개의 분리막이 적층된 모노셀이며, 상기 분리막 중 하나는 양극과 음극 사이에 적층되고 다른 하나는 폴딩유닛의 최외각층과 맞닿는 위치에 적층된 것을 특징으로 하는 전극조립체.
제 6 항에 있어서,
상기 폴딩유닛의 최외각층에는 분리막이 적층되고, 상기 스택킹유닛은 하나의 양극과 하나의 음극 및 하나의 분리막이 적층된 모노셀이며 상기 분리막이 양극과 음극 사이에 적층된 것을 특징으로 하는 전극조립체.
제 6 항에 있어서,
상기 폴딩유닛의 최외각층 중 한 곳에는 음극 또는 양극이 적층되고 다른 한 곳에는 분리막이 적층되며,
최외각층 중 음극 또는 양극이 적층된 곳에 적층되는 스택킹유닛은 하나의 양극과 하나의 음극 및 두 개의 분리막이 적층된 모노셀이며, 상기 분리막 중 하나는 양극과 음극 사이에 적층되고 다른 하나는 폴딩유닛의 최외각층과 맞닿는 위치에 적층되고,
최외각층 중 분리막이 적층된 곳에 적층되는 스택킹유닛은 하나의 양극과 하나의 음극 및 하나의 분리막이 적층된 모노셀이며 상기 분리막이 양극과 음극 사이에 적층된 것을 특징으로 하는 전극조립체.
제 6 항에 있어서,
상기 폴딩유닛에서 음극유닛과 양극유닛 사이에 적층되는 분리막의 두께와, 상기 스택킹유닛 내에 적층되는 분리막의 두께가 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 음극유닛은 양측 최외각층에 음극이 적층되되 그 사이에 하나 이상의 양극이 적층된 바이셀이며, 상기 양극유닛은 양측 최외각층에 양극이 적층되되 그 사이에 하나 이상의 음극이 적층된 바이셀인 것을 특징으로 하는 전극조립체.
제 12 항에 있어서,
상기 음극유닛은 최외각층부터 음극/분리막/양극/분리막/음극 순서로 적층된 바이셀이고, 상기 양극유닛은 최외각층부터 양극/분리막/음극/분리막/양극 순서로 적층된 바이셀인 것을 특징으로 하는 전극조립체.
제 13 항에 있어서,
상기 음극유닛과 양극유닛 각각을 구성하도록 적층된 양극, 분리막, 음극은 접하는 면에서 접착이 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체.
제 12 항에 있어서,
상기 폴딩유닛에서 음극유닛과 양극유닛 사이에 적층되는 분리막의 두께와, 상기 음극유닛과 양극유닛 내에 적층되는 분리막의 두께가 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스택킹유닛은 폴딩유닛과 마주하는 방향의 반대쪽에서 분리막이 최외각층으로 적층된 것을 특징으로 하는 전극조립체.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스택킹유닛의 외각에 일정크기로 절단된 양극과 분리막 및 음극이 순차적으로 적층된 보조셀이 추가로 적층된 것을 특징으로 하는 전극조립체.
제 17 항에 있어서,
상기 보조셀은 스택킹유닛과 동일한 적층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
최상층과 최하층에 배치된 상기 스택킹유닛들 사이에서 상기 폴딩유닛은 두 개 이상이 연속되게 적층된 것을 특징으로 하는 전극조립체.
제 19 항에 있어서,
연속적으로 적층된 두 개의 폴딩유닛들 사이에는 일정크기로 절단된 양극과 분리막 및 음극이 순차적으로 적층된 스택킹유닛이 삽입된 것을 특징으로 하는 전극조립체.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폴딩유닛에 적층된 상기 음극유닛은 하나의 음극이고 상기 양극유닛은 하나의 양극이되, 상기 음극은 양극 보다 더 큰 면적을 가지며, 분리막이 접히는 지점과 음극 사이의 간극(d)은 분리막이 접히는 지점과 양극 사이의 간극 보다 더 작게 형성된 것을 특징으로 하는 전극조립체.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폴딩유닛에서 분리막의 일단은 미리정해진 길이만큼 확장된 연장부를 가지며, 상기 연장부는 폴딩유닛의 위와 아래 각각에 스택킹유닛들이 적층된 후 상기 폴딩유닛 및 스택킹유닛들을 감싸고 그 끝단이 폴딩유닛 또는 스택킹유닛의 표면에 고정접착된 것을 특징으로 하는 전극조립체.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 전극조립체가 파우치 내에 내장되는 이차전지.
제 23 항에 따른 이차전지 복수 개가 전기적으로 연결되도록 탑재되는 이차전지모듈.