KR20210017086A - 전극조립체 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 폴딩분리막 위로 단위셀들이 간격을 두고 나란히 놓이면 상기 폴딩분리막이 폴딩되어 제조되는 전극조립체의 제조방법으로써, 상기 폴딩분리막 위에 단위셀들을 안착시키되 일측 끝단의 단위셀은 최상층과 최하층에서 서로 다른 극성을 갖는 전극이 배치된 모노셀로 구성되고, 나머지 단위셀은 최상층과 최하층에서 동일한 극성을 갖는 전극이 배치된 바이셀로 구성되는 단위셀안착단계(S1); 상기 모노셀의 최상층에 놓인 전극과 같은 극성을 갖는 전극을 추가전극으로써 상기 폴딩분리막 아래에서 모노셀이 적층되는 위치에 배치하는 추가전극배치단계(S2); 및 상기 모노셀부터 폴딩이 이뤄지도록 폴딩분리막을 폴딩하는 폴딩단계(S3);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전극조립체 및 그 제조방법{Electrode-assembly and manufacturing method thereof}
본 발명은 전극조립체 및 그 제조방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 최외각층에 폴딩분리막 대신 전극이 배치되어 큰 면적을 갖게 제조되더라도 폴딩분리막에 발생하는 주름에 의한 외관 불량을 방지할 수 있는 전극조립체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
전기 에너지를 저장하는 전지는 일반적으로 일차 전지와 이차 전지로 구분될 수 있다. 일차 전지는 일회용 소모성 전지인 반면에, 이차 전지는 전류와 물질 사이의 산화 및 환원 과정이 반복 가능한 소재를 사용하여 제조되는 충전식 전지이다. 즉, 전류에 의해 소재에 대한 환원 반응이 수행되면 전원이 충전되고, 소재에 대한 산화 반응이 수행되면 전원이 방전되는데, 이와 같은 충전-방전이 반복적으로 수행되면서 전기가 생성된다.
일반적으로, 이차 전지의 종류로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 폴리머 전지 등이 있다. 이러한 이차 전지는 소형 제품뿐만 아니라, 고출력이 요구되는 대형 제품과 잉여 발전 전력이나 신재생 에너지를 저장하는 전력 저장 장치와 백업용 전력 저장 장치에도 적용되어 사용되고 있다.
이중, 리튬 이차 전지는 일반적으로 양극(Cathode), 분리막(Separator) 및 음극(Anode)이 적층되어 형성된다. 그리고 이들의 재료는 전지수명, 충방전 용량, 온도특성 및 안정성 등을 고려하여 선택된다. 리튬 이온이 양극의 리튬 금속 산화물로부터 음극으로 삽입(Intercalation) 및 탈리(Deintercalation)되는 과정이 반복되면서, 리튬 이차 전지의 충방전이 진행된다.
일반적으로 양극/분리막/음극의 3층 구조, 또는 양극/분리막/음극/분리막/양극 또는 음극/분리막/양극/분리막/음극의 5층 구조로 적층된 단위셀들이 모여서 또는 양극/분리막/음극이 반복적으로 적층되어 하나의 전극조립체가 된다. 그리고 이러한 전극조립체는 원통형 캔 또는 각형 파우치 등과 같은 케이스에 수용된다.
한편, 상기 전극조립체는 대표적으로 권취형(젤리롤형), 적층형(스택형), 스택앤폴딩형 등으로 제조된다.
이중 스택앤폴딩형은 상기 권취형과 적층형의 혼합된 형태를 갖는다. 즉, 스택앤폴딩 방식으로 전극조립체가 제조되는 모습이 나타난 도 1a 에 도시된 바와 같이, 일정한 단위 크기로 양극/분리막/음극 구조의 풀셀(full cell) 또는 음극(양극)/분리막/양극(음극)/분리막/음극(양극) 구조의 바이셀(bicell)로 단위셀(ii)을 구성한 후, 상기 단위셀들(ii)을 폴딩분리막(i) 위에 올려놓고 연속적으로 접어서(폴딩하여) 제조된다. 이러한 스택앤폴딩형 전극조립체는 폴딩분리막(i)에 의해 움직임이 추가적으로 지지되어 높은 안정성을 갖는다.
한편, 이차전지는 사용용도에 따라 다양한 모양과 크기를 갖도록 제작된다. 가령, 테블릿 PC 등에 사용되는 이차전지는 두께가 얇되 상대적으로 큰 면적을 갖도록 제조된다.
그러나, 스택앤폴딩형 방식으로 대면적 전극조립체를 제조하는 경우에는 폴딩분리막(i)의 표면에 주름이 발생하는 문제가 있었다. 즉, 최외각층에 폴딩분리막(i)이 위치하게 되는 종래의 전극조립체의 모습이 나타난 도 1b 에 도시된 바와 같이, 종래의 스택앤폴딩형 전극조립체는 최외각층에 폴딩분리막(i)이 놓이게 되고, 상기 최외각층에 놓인 부분이 단위셀들과 완전한 밀착 및 고정이 이뤄지지 못해 주름이 발생하는 문제가 있었다. 또한 이러한 주름은 전극조립체가 파우치나 케이스에 삽입된 후 전해액이 주입공정, 디가스 공정 등에서 열과 압력이 가해지면 더 심해져 파우치의 외관에도 주름을 유발시킬 수 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 최외각층에 폴딩분리막을 대신하여 전극이 놓임으로써 주름발생을 원천적으로 방지할 수 있는 전극조립체 및 그 제조방법을 제공하는 것에 주목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전극조립체 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 제조방법은, 폴딩분리막 위로 단위셀들이 간격을 두고 나란히 놓이면 상기 폴딩분리막이 폴딩되어 제조되는 전극조립체의 제조방법에 있어서, 상기 폴딩분리막 위에 단위셀들을 안착시키되 일측 끝단의 단위셀은 최상층과 최하층에서 서로 다른 극성을 갖는 전극이 배치된 모노셀로 구성되고, 나머지 단위셀은 최상층과 최하층에서 동일한 극성을 갖는 전극이 배치된 바이셀로 구성되는 단위셀안착단계(S1); 상기 모노셀의 최상층에 놓인 전극과 같은 극성을 갖는 전극을 추가전극으로써 상기 폴딩분리막 아래에서 모노셀이 적층되는 위치에 배치하는 추가전극배치단계(S2); 및 상기 모노셀부터 폴딩이 이뤄지도록 폴딩분리막을 폴딩하는 폴딩단계(S3);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 추가전극의 바닥면이 제일 먼저 폴딩분리막에 접촉되는 방향으로 폴딩이 이뤄진다.
상기 모노셀은 위에서부터 아래로 양극/분리막/음극 순서로 적층되고, 상기 모노셀 아래로 적층되는 추가전극은 양극일 수 있다.
상기 바이셀은 위에서부터 아래로 음극/분리막/양극/분리막/음극 순서로 적층된 C타입바이셀이거나, 양극/분리막/음극/분리막/양극 순서로 적층된 A타입바이셀로 구성되되, 폴딩이 완료됐을 때 음극과 양극이 교대로 배치되도록 적층되는 위치에 따라 상기 단위셀안착단계(S1)에서 각각의 안착위치가 선택되어 배치된다.
상기 단위셀안착단계(S1)에서 상기 모노셀 다음에 안착되는 바이셀들은 2개의 C타입바이셀들과 2개의 A타입바이셀들이 배치되는 방식으로 안착되되, 모노셀과 가장 멀리 위치되는 2개의 바이셀들은 A타입바이셀일 수 있다.
상기 모노셀과 가장 멀리 위치되는 2개의 A타입바이셀들은 일측 최외각에 적층된 양극이 집전체의 일면에만 활물질이 도포된 단면양극이다.
이때, 상기 모노셀과 가장 멀리 위치되는 2개의 A타입바이셀들은 폴딩분리막의 폴딩이 이뤄졌을 때, 전극조립체에서 최외각층에 놓이고 상기 단면양극이 외부로 노출되게 구성될 수 있다. 상기 단면양극은 집전체가 외부로 노출되도록 적층되는 것이 바람직하다. 따라서, 위와 같은 제조방법으로 제조된 전극조립체를 파우치 내에 삽입하여 제조되는 이차전지 제조방법 또한 추가적으로 제공될 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 전극조립체는, 중심에서부터 연속적으로 폴딩되어 복수 개의 층들을 형성하는 폴딩분리막; 상기 폴딩분리막에 의해 형성된 층들 사이에 적층되어 양면 모두가 폴딩분리막과 맞닿게 배치되는 추가전극; 및 상기 추가전극의 위 아래로 폴딩분리막의 이웃하는 층들 사이 각각에서 적층된 복수 개의 단위셀들;을 포함하고, 상기 폴딩분리막의 최외각층의 외부에서 추가로 적층되어 최상층과 최하층을 형성하도록 배치되는 단위셀들을 더 포함하여 구성된다.
상기 최상층과 최하층 각각에 배치되는 단위셀들은 양극/분리막/음극/분리막/양극 순서로 적층된 A타입바이셀이다.
상기 최상층과 최하층 각각에 배치되는 A타입바이셀에서 최외각층에 놓인 양극은 집전체의 일면에만 활물질이 도포된 단면양극이고, 상기 단면양극은 집전체가 외부로 노출되도록 적층된다.
또한, 상기 최상층과 최하층 각각에 배치되는 A타입바이셀에서 최외각층에 놓인 양극은 일측 끝단변에서 양극탭이 좌측으로 치우치게 배치되거나, 우측으로 치우치게 배치될 수 있다. 그리고, 위와 같은 전극조립체는 파우치에 내장되어 이차전지로 제조될 수 있다.
한편, 본 발명에서 상기 폴딩분리막은 도 3 과 도 6 의 화살표로 표시된 일방향으로 폴딩될 수 있을 뿐만 아니라, 도 7 에 도시된 바와 같이 지그재그 방향으로 폴딩된 구조를 가질 수 있다. 여기에서 지그재그 방향의 폴딩이란 의미는 도 7 과 같이, 폴딩분리막이 적층방향을 따라 'Z' 모양이 연속적으로 형성되도록 어느 한 층이 단위셀의 일측(가령, 도면에서 좌측)에 놓일 때, 그 아랫층과 윗층에서는 단위셀의 타측(가령, 도면에서 우측)에 놓이도록 폴딩이 이뤄진 것을 의미한다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 단위셀이 전극조립체의 최외각층에 놓이도록 폴딩이 이뤄져서 최외각에 전극이 놓이는 구조를 가지므로, 최외각층에 놓인 폴딩분리막에 주름이 발생하던 종래의 문제점을 원천적으로 차단할 수 있다.
아울러, 최외각층에는 단면전극이 배치되되, 집전체가 외부로 노출되는 방향으로 적층되어 용량 감소를 억제할 수 있으며, 외부에서 뾰족한 물체가 충격을 가할 때 단락을 방지할 수 있다.
그리고, 본 발명에서는 상기 추가전극의 바닥면이 제일 먼저 폴딩분리막에 접촉되는 방향으로 폴딩이 이뤄짐에 따라 폴딩이 이뤄지는 시작지점의 두께가 종래구조 대비 감소되므로 폴딩공정이 더 정확하고 용이하게 시작될 수 있고, 폴딩분리막의 길이를 축소할 수 있으므로 전극조립체 전체 두께 또한 감소할 수 있다.
도 1a 는 종래의 스택앤폴딩 방식으로 전극조립체가 제조되는 모습이 나타난 도면.
도 1b 는 도 1a 의 방식으로 제조된 전극조립체에서 폴딩분리막에 주름이 발생하는 부분을 표시한 도면.
도 2 는 본 발명의 제조방법에 따른 단계들의 순서가 나타난 순서도.
도 3 은 본 발명의 제조방법에 따라 폴딩분리막에 단위셀들 및 추가전극이 배치된 후 폴딩이 이루어지는 모습이 도시된 도면.
도 4 는 L타입 전극과 R타입 전극의 평면도.
도 5 는 단면양극의 측면도.
도 6 은 도 3 에서 폴딩이 이뤄지기 전의 각 단위셀들의 위치와 폴딩이 이뤄진 후 각 단위셀들의 위치를 표시한 도면.
도 7 은 Z폴딩방식으로 제조된 전극조립체의 최외각층에 단위셀이 추가로 적층된 모습이 도시된 도면.
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 주름 발생에 의한 외관 불량 문제를 해소할 목적으로 제공된 것으로써, 본 발명에서는 실시예1로써 전극조립체의 제조방법을 제공하며, 상기 제조방법으로 제조될 수 있는 전극조립체를 실시예2로 제공한다.
실시예1
도 2 는 본 발명의 제조방법에 따른 단계들의 순서가 나타난 순서도이다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 이 실시예에 따른 제조방법에서는 단위셀안착단계(S1), 추가전극배치단계(S2) 및 폴딩단계(S3)를 포함하여 구성된다. 본 발명의 제조방법은 종래의 스택앤폴딩 제조방식과 같이 폴딩분리막(200) 위로 단위셀들(100: 101, 102, 103)이 안착된 후 상기 폴딩분리막(200)의 폴딩이 이뤄지는 점에서는 동일하나, 추가전극이 단위셀들(101)의 안착면 반대쪽에 배치되고 최외각에 단위셀들(100)이 위치되는 점에서는 차이가 있다.
본 발명의 제조방법에 따라 폴딩분리막(200)에 단위셀들(100) 및 추가전극이 배치된 후 폴딩이 이뤄진 모습이 도시된 도 3 을 참조하면, 상기 단위셀안착단계(S1)에서는 상기 폴딩분리막(200) 위에 일정간격을 두고 단위셀들(100)을 안착시킨다. 이 때, 일측 끝단(도 3 에서 가장 왼쪽)의 단위셀(100)은 최상층과 최하층에서 서로 다른 극성을 갖는 전극이 배치된 모노셀(101)로 구성된다. 즉, 도시된 바와 같이 상기 모노셀(101)은 위에서부터 아래로 양극(10), 분리막(30), 음극(20) 순서로 적층된 구조를 갖는다. 반면에, 모노셀(101)을 제외한 나머지 단위셀들은 최상층과 최하층에서 동일한 극성을 갖는 전극이 배치된 바이셀(102, 103)로 구성된다.
이때, 상기 바이셀은 위에서부터 아래로 음극(20)/분리막(30)/양극(10)/분리막(30)/음극(20) 순서로 적층된 C타입바이셀(102)이거나, 양극(10)/분리막(30)/음극(20)/분리막(30)/양극(10) 순서로 적층된 A타입바이셀(103)로 구성된다. 상기 C타입바이셀(102)과 A타입바이셀(103)은 폴딩분리막(200)의 폴딩이 완료됐을 때 음극(20)과 양극(10)이 교대로 배치되게 적층되는 위치에 따라 배치위치가 정해진다. 참고로 도 3 에서는 폴딩분리막(200)의 왼쪽에서부터 오른쪽으로, 모노셀(101), C타입바이셀(102), C타입바이셀(102), A타입바이셀(103), A타입바이셀(103)이 안착된 모습이 도시되었다. 이때, 상기 A타입바이셀(103)은 L타입 전극과 R타입 전극의 평면도가 도시된 도 4 에 나타난 바와 같이, 전극탭(11)이 왼쪽에 형성된 L타입 전극 또는 전극탭(11)이 오른쪽에 형성된 R타입 전극으로 구분되어 양극(10) 및/또는 음극(20)으로써 적층될 수 있다.
미리정해진 갯수와 위치에 각각의 단위셀들(100)이 안착되면, 상기 모노셀(101)의 최상층에 놓인 전극과 같은 극성을 갖는 전극을 추가전극으로써 상기 폴딩분리막(200) 아래에서 모노셀(101)이 적층되는 위치에 배치한다. 본 발명의 추가전극배치단계(S2)에서는 모노셀(101)의 최상층에 양극(10)이 놓이므로 양극(10)이 추가전극으로써 폴딩분리막(200) 아래에 추가된다.
그리고, 상기 폴딩단계(S3)에서는 모노셀(101)부터 폴딩이 이뤄지는 방향으로 단위셀들(100)의 적층이 이뤄지도록 폴딩분리막(200)이 폴딩된다. 이때, 상기 추가전극의 바닥면이 제일 먼저 폴딩분리막(200)에 접촉되는 방향(도 3 에서 화살표 방향 참조)으로 이뤄진다.
한편, 도 3 에서 폴딩이 이뤄지기 전의 각 단위셀들(100)의 위치와 폴딩이 이뤄진 후 각 단위셀들(100)의 위치가 표시된 도 6 에 도시된 바와 같이, 모노셀(101)에서 가장 멀리 떨어진 A타입바이셀(103) 두 개가 각각 폴딩이 완료됐을 때, 전극조립체의 최상층과 최하층에 놓이게 된다.
이때, 상기 A타입바이셀(103)의 최외각층(외부에 노출되도록 가장 바깥쪽에 위치하는 층)에 적층된 양극(10)은 집전체의 일면에만 활물질이 도포된 단면양극(10a, 도 3)이다. 즉, 단면양극(10a)의 측면도가 도시된 도 5 에 나타난 바와 같이, 집전체(a)의 양면모두에 활물질(b)이 도포되는 일반적인 양극과 달리 상기 단면양극(10a: 도 3 참조)은 집전체(a)의 일면에만 활물질(b)이 도포되고 반대쪽 면은 표면이 노출된 상태로 이뤄진다. 그리고, 본 발명에서 상기 단면양극(10a)은 집전체(a)가 노출되는 방향으로 적층이 이뤄진다.
한편, 본 발명에 따른 제조방법에서 상기 추가전극은 단위셀들(100)의 안착 이후에 추가로 적층하는 순서로 설명되었으나, 단위셀(100)이 안착되기 전에 또는 후에 또는 단위셀(100)의 안착과 동시에 적층될 수 있다. 다만, 열 및/또는 압력을 가해 상기 단위셀들(100)을 폴딩분리막(200)에 접착시키는 라미네이팅 공정이 이뤄지기 전에 상기 추가전극이 적층되어 상기 추가전극은 단위셀들(100)과 함께 폴딩분리막(200)에 라미네이팅된(접착된) 상태로 폴딩이 이뤄질 수 있다.
또는 폴딩분리막(200) 위로 단위셀들(100)이 안착된 후, 폴딩을 수행하는 그립퍼(griper)가 모노셀(101)을 그립하기 전에 상기 그립퍼에 추가전극을 안착시켜 동시에 폴딩 시키는 구성 또한 가능할 것이다.
실시예2
아울러, 본 발명에서는 실시예1에 따른 제조방법으로 제조될 수 있는 전극조립체를 실시예2로써 제공한다.
이 실시예에서, 상기 전극조립체는 중심에서부터 연속적으로 폴딩되어 복수 개의 층들을 형성하는 폴딩분리막(200)과 상기 폴딩분리막(200)의 끝단과 인접하며 양면이 상기 폴딩분리막(200)과 맞닿도록 적층된 추가전극 및 상기 추가전극의 위 아래로 폴딩분리막(200)의 이웃하는 층들 사이 각각에서 적층된 복수 개의 단위셀들(100)을 포함한다.
그리고, 상기 폴딩분리막(200)의 최외각층의 외부에서 추가로 적층되어 최상층과 최하층을 형성하도록 배치되는 단위셀들(100)을 더 포함하여 구성된다.
즉, 도 6 에서 '1' 내지 '5' 로 표시된 부분을 참조하면, 상기 각각의 단위셀들(100)이 적층된 상태에서 폴딩분리막(200)의 폴딩이 이뤄지면, 상기 폴딩분리막(200)은 복수 개의 층들을 형성하게 된다. 이때, 추가전극은 폴딩분리막이 형성하는 층들의 중심층에 놓이게 된다. 상기 중심층은 폴딩분리막(200)의 형성한 층들 중 가장 정가운데 층만 의미하는 것은 아니며 전극조립체의 높이를 따라 대략적으로 중간쯤에 놓인 층을 의미할 있고, 또는 폴딩분리막(200)의 끝단이 위치하는 층을 의미할 수 있다.
그리고, 상기 추가전극은 양극이되, 단위셀(100)에 포함되는 양극(10)과는 구분될 수 있다. 즉, 추가전극이 아니고 단위셀(100)에 포함된 전극은 양면 중 어느 한 면 이상은 반드시 단위셀(100)에 포함된 분리막(30)과 맞닿게 되나, 추가전극은 양면 모두가 폴딩분리막(200)과 맞닿는 위치에 놓이므로, 추가전극과 다른 양극들은 구분될 수 있다.
가령, 도 6 의 '1' 부분에서 두 개의 양극(10) 중 윗쪽의 양극(10)이 양면 모두 폴딩분리막(200)과 접촉한 상태인 반면 아랫쪽의 양극(10)은 윗면은 단위셀(100) 내의 분리막(30)과 맞닿게 되므로 추가전극인지 단위셀(100) 내에 포함된 양극(10)인지 여부는 명확하게 구분될 수 있다.
한편, 상기 최상층과 최하층 각각에 배치되는 단위셀들(100)은 양극(10)/분리막(30)/음극(20)/분리막(30)/양극(10) 순서로 적층된 A타입바이셀(103)이다. 상기 최상층과 최하층 각각에 배치되는 A타입바이셀(103)에서 최외각층에 놓인 양극은 집전체의 일면에만 활물질이 도포된 단면양극(10a)이고, 상기 단면양극(10a)은 집전체가 외부로 노출되도록 적층된다.
또한, 상기 최상층과 최하층 각각에 배치되는 A타입바이셀(103)에서 최외각층에 놓인 양극은 일측 끝단변에서 양극탭이 좌측으로 치우치게 배치되거나, 우측으로 치우치게 배치될 수 있다(L타입 전극 또는 R타입 전극일 수 있다). 그리고, 위와 같은 전극조립체는 파우치에 내장되어 이차전지로 제조될 수 있다.
한편, 상기 폴딩분리막은 도 3 과 도 6 의 화살표로 표시된 일방향으로 폴딩되어 중심에서부터 방사형으로 확장되도록 권취된 구조를 가질수 있다.
뿐만 아니라, Z폴딩방식으로 제조된 전극조립체의 최외각층에 단위셀이 추가로 적층된 모습이 도시된 도 7 에 도시된 바와 같이, 상기 폴딩분리막은 단위셀들의 적층방향을 따라 지그재그 구조를 갖도록 폴딩이 이뤄질 수 있다. 즉, 여기에서 지그재그 구조란 의미는 폴딩분리막이 단위셀들의 적층방향을 따라 'Z' 모양이 연속적으로 형성되도록 어느 한 층이 단위셀의 일측(가령, 도면에서 좌측)에 놓일 때 그 아랫층과 윗층에서는 단위셀의 타측(가령, 도면에서 우측)에 놓이도록 폴딩이 이뤄진 것을 의미한다. 따라서, 도 7 의 전극조립체는 지그재그로 폴딩된 폴딩분리막(301)에 단위셀들이 적층된 Z폴딩형 전극조립체(300)의 최상층과 최하층에 A타입바이셀(103)이 추가로 적층된 구조를 가질 수 있다.
그러므로, 본 발명에 따른 전극조립체의 구조는 종래의 스택앤폴딩 방식으로 제조된 전극조립체 뿐만 아니라 Z폴딩 방식으로 제조된 전극조립체에서도 적용이 가능하다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 단위셀(100)이 전극조립체의 최외각층에 놓이도록 폴딩이 이뤄져서 최외각에 전극이 놓이는 구조를 가지므로, 최외각층에 놓인 폴딩분리막에 주름이 발생하던 종래의 문제점을 원천적으로 차단할 수 있다. 특히, 금속으로 이루어진 집전체가 최외각에 노출되어 주름 발생이 일어나지 않게 될 수 있다.
아울러, 최외각층에는 단면전극(10a)이 배치되되, 집전체가 외부로 노출되는 방향으로 적층되어 용량 감소를 억제할 수 있으며, 외부에서 뾰족한 물체가 충격을 가할 때 단락을 방지할 수 있다.
그리고, 본 발명에서는 상기 추가전극의 바닥면이 제일 먼저 폴딩분리막(200)에 접촉되는 방향으로 폴딩이 이뤄짐에 따라 폴딩이 이뤄지는 시작지점의 두께가 종래구조 대비 감소되므로 폴딩공정이 더 정확하고 용이하게 시작될 수 있고, 폴딩분리막의 길이를 축소할 수 있으므로 전극조립체 전체 두께 또한 감소할 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
20 : 음극
30 : 분리막
100 : 단위셀
101 : 모노셀
102 : C타입바이셀
103 : A타입바이셀

Claims (16)

  1. 폴딩분리막 위로 단위셀들이 간격을 두고 나란히 놓이면 상기 폴딩분리막이 폴딩되어 제조되는 전극조립체의 제조방법에 있어서,
    상기 폴딩분리막 위에 단위셀들을 안착시키되 일측 끝단의 단위셀은 최상층과 최하층에서 서로 다른 극성을 갖는 전극이 배치된 모노셀로 구성되고, 나머지 단위셀은 최상층과 최하층에서 동일한 극성을 갖는 전극이 배치된 바이셀로 구성되는 단위셀안착단계(S1);
    상기 모노셀의 최상층에 놓인 전극과 같은 극성을 갖는 전극을 추가전극으로써 상기 폴딩분리막 아래에서 모노셀이 적층되는 위치에 배치하는 추가전극배치단계(S2); 및
    상기 모노셀부터 폴딩이 이뤄지도록 폴딩분리막을 폴딩하는 폴딩단계(S3);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 추가전극의 바닥면이 제일 먼저 폴딩분리막에 접촉되는 방향으로 폴딩이 이뤄지는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 모노셀은 위에서부터 아래로 양극/분리막/음극 순서로 적층되고, 상기 모노셀 아래로 적층되는 추가전극은 양극인 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 바이셀은 위에서부터 아래로 음극/분리막/양극/분리막/음극 순서로 적층된 C타입바이셀이거나, 양극/분리막/음극/분리막/양극 순서로 적층된 A타입바이셀로 구성되되, 폴딩이 완료됐을 때 음극과 양극이 교대로 배치되도록 적층되는 위치에 따라 상기 단위셀안착단계(S1)에서 각각의 안착위치가 선택되어 배치되는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 단위셀안착단계(S1)에서 상기 모노셀 다음에 안착되는 바이셀들은 2개의 C타입바이셀들과 2개의 A타입바이셀들이 배치되는 방식으로 안착되되, 모노셀과 가장 멀리 위치되는 2개의 바이셀들은 A타입바이셀인 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 모노셀과 가장 멀리 위치되는 2개의 A타입바이셀들은 일측 최외각에 적층된 양극이 집전체의 일면에만 활물질이 도포된 단면양극인 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 모노셀과 가장 멀리 위치되는 2개의 A타입바이셀들은 폴딩분리막의 폴딩이 이뤄졌을 때, 전극조립체에서 최외각층에 놓이고 상기 단면양극이 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 단면양극은 집전체가 외부로 노출되도록 적층된 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법.
  9. 중심에서부터 연속적으로 폴딩되어 복수 개의 층들을 형성하는 폴딩분리막;
    상기 폴딩분리막에 의해 형성된 층들 사이에 적층되어 양면 모두가 폴딩분리막과 맞닿게 배치되는 추가전극; 및
    상기 추가전극의 위 아래로 폴딩분리막의 이웃하는 층들 사이 각각에서 적층된 복수 개의 단위셀들;을 포함하고,
    상기 폴딩분리막의 최외각층의 외부에서 추가로 적층되어 최상층과 최하층을 형성하도록 배치되는 단위셀들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 최상층과 최하층 각각에 배치되는 단위셀들은 양극/분리막/음극/분리막/양극 순서로 적층된 A타입바이셀인 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 최상층과 최하층 각각에 배치되는 A타입바이셀에서 최외각층에 놓인 양극은 집전체의 일면에만 활물질이 도포된 단면양극인 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 단면양극은 집전체가 외부로 노출되도록 적층된 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 최상층과 최하층 각각에 배치되는 A타입바이셀에서 최외각층에 놓인 양극은 일측 끝단변에서 양극탭이 좌측으로 치우치게 배치되거나, 우측으로 치우치게 배치된 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 폴딩분리막은 중심에서부터 일방향을 따라 권취된 구조를 갖도록 폴딩이 이뤄진 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 폴딩분리막은 단위셀들의 적층방향을 따라 지그재그 구조를 갖도록 폴딩이 이뤄진 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  16. 제 9 항 내지 제 15 항 중 어느 하나의 전극조립체가 파우치에 내장되는 이차전지.
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