KR20210050395A - 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지 - Google Patents

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KR20210050395A
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손종인
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Abstract

본 발명은 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것으로, 본 발명에 따른 전극 조립체는, 양극, 분리막, 음극이 교대로 적층되어 권취된 전극 조립체로서, 상기 양극은 양극 집전체 상에 양극 활물질이 적층되어 형성되는 영역인 양극 활물질부 및 상기 양극 활물질이 미적층된 영역인 양극 무지부를 포함하고, 상기 양극 무지부는 권취 중심부에 위치되는 제1 양극 무지부를 포함하며, 상기 제1 양극 무지부에 위치되고, 방열재질을 포함하는 방열 테이프를 포함한다.

Description

전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지{ELECTRODE ASSEMBLY AND RECHARGEABLE BATTERY COMPRISING THE SAME}
본 발명은 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지에 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 케이스의 형상에 따라, 코인형 전지, 원통형 전지, 각형 전지, 및 파우치형 전지로 분류된다. 이차 전지에서 전지 케이스 내부에 장착되는 전극 조립체는 전극 및 분리막의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자이다.
전극 조립체는 활물질이 도포된 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재(介在)하여 권취한 젤리 롤(Jelly-roll)형, 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형, 및 스택형의 단위 셀들을 긴 길이의 분리 필름으로 권취한 스택/폴딩형으로 대략 분류할 수 있다.
이중, 젤리 롤형 전극 조립체는 제조가 용이하면서도 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있어 널리 사용되고 있다.
하지만, 젤리 롤형 전극 조립체는 권취 중심부에서 발생되는 발열로 인하여 셀의 퇴화가 일어나는 문제가 있다. 이때, 젤리 롤형 전극 조립체는 권취 중심부에서 발생되는 고열로 권취 중심부에 위치된 분리막이 수축되어 양극과 음극 간 대면으로 쇼트가 발생되어 발화되는 문제가 있어왔다.
특히, 고출력 셀의 경우 방전만으로 80℃ 이상 발열되게 된다. 또한, 실험을 통해 핫 박스(Hot Box)에 전극 조립체를 수용시킨 후 130℃에서 60분 유지 시 발화가 발생한 것을 확인하였다.
한국 공개특허 제10-2016-0010121호
본 발명의 하나의 관점은 전극 조립체의 권취 중심부에서 발열된 열을 방열 시킬 수 있는 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 관점은 전극 조립체에서 권취 중심부에 위치된 분리막의 수축을 억제할 수 있는 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체는, 양극, 분리막, 음극이 교대로 적층되어 권취된 전극 조립체로서, 상기 양극은 양극 집전체 상에 양극 활물질이 적층되어 형성되는 영역인 양극 활물질부 및 상기 양극 활물질이 미적층된 영역인 양극 무지부를 포함하고, 상기 양극 무지부는 권취 중심부에 위치되는 제1 양극 무지부를 포함하며, 상기 제1 양극 무지부에 위치되고, 방열재질을 포함하는 방열 테이프를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지는, 상기 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전극 조립체의 권취 중심부에 방열 재질을 포함하는 방열 테이프를 구비시켜, 권취 중심부에서 발열된 열을 방열시킴으로써, 이차전지의 발화 등의 위험을 막고 안정성을 담보하며 이차전지의 퇴화를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 전극 조립체에서 권취 중심부에 방열 테이프를 부착하여 분리막의 수축을 억제할 수 있고, 이로 인해 전극이 노출되어 발화되는 위험을 현저히 감소 또는 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체가 권취되기 전 펼쳐진 상태를 나타낸 요부 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체가 권취되기 전 펼쳐진 상태를 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 조립체가 권취되기 전 펼쳐진 상태를 나타낸 정면도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
일 실시예에 따른 전극 조립체
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체가 권취되기 전 펼쳐진 상태를 나타낸 요부 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체가 권취되기 전 펼쳐진 상태를 나타낸 정면도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체(100)는, 양극(110), 분리막(160), 음극(120)이 교대로 적층되어 권취된 전극 조립체(100)로서, 방열재질을 포함하는 방열 테이프(180)를 포함한다.
이하에서, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예인 전극 조립체에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 전극 조립체(100)는 충방전이 가능한 발전소자로서, 전극(130)과 분리막(160)이 결집되어 교대로 적층된 구조를 형성한다. 여기서, 전극 조립체(100)는 전극(130) 및 분리막(160)이 교대로 결집되어 권취된 형태로 형성될 수 있다. 이때, 전극 적층체(110)는 중심축(C)을 중심으로 권취된 원기둥 형태로 권취될 수 있다.
전극(130)은 양극(110)과 음극(120)을 포함할 수 있다. 그리고, 분리막(160)은 양극(110)과 음극(120)을 분리하여 전기적으로 절연시킨다.
양극(110)은 양극 집전체(111)와, 양극 집전체(111) 상에 양극 활물질이 적층되어 형성되는 영역인 양극 활물질부(112), 및 양극 활물질이 미적층된 영역인 양극 무지부(113)를 포함할 수 있다.
양극 집전체(111)는 예를 들어 알루미늄 재질의 포일(Foil)로 이루어질 수 있다.
양극 활물질은 리튬망간산화물, 리튬코발트산화물, 리튬니켈산화물, 리튬인산철, 또는 이들 중 1종 이상이 포함된 화합물 및 혼합물 등으로 이루어질 수 있다.
양극 무지부(113)는 권취 중심부(I)에 위치되는 제1 양극 무지부(113a) 및 중앙부에 위치되는 제2 양극 무지부(113b)를 포함할 수 있다.
제1 양극 무지부(113a)는 일례로 양극(110)의 권취 중심부를 향하는 일측 단부의 양면(상면 및 하면)일 수 있다.
제1 양극 무지부(113a)는 다른 예로 도 3을 참고할 때 양극(110)의 상면에 형성될 수 있다. 즉, 제1 양극 무지부(113a)는 양극(110)에서 제1 분리막(140)과 대면되는 면에 위치될 수 있다.
제1 양극 무지부(113a)는 또 다른 예로 도 3을 참고할 때 양극(110)의 하면에 형성될 수 있다. 즉, 제1 양극 무지부(113a)는 양극(110)에서 제1 분리막(140)과 대면되는 면의 반대면에 위치될 수 있다.
제2 양극 무지부(113b)는 양극(110)에서 권취 중심부(I)와 권취 외곽부(O)의 사이에 위치되는 중앙부에 구비될 수 있다.
음극(120)은 음극 집전체(121)와, 음극 집전체(121)에 상에 음극 활물질이 적층되어 형성되는 영역인 음극 활물질부(122), 및 음극 활물질이 미적층된 영역인 음극 무지부(123)를 포함할 수 있다.
음극 집전체(121)는 예를 들어 구리(Cu) 또는 니켈(Ni) 재질로 이루어진 포일(foil)로 이루어질 수 있다.
음극 활물질은 예를 들어 인조흑연, 리튬금속, 리튬합금, 카본, 석유코크, 활성화 카본, 그래파이트, 실리콘 화합물, 주석 화합물, 티타늄 화합물 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 이때, 음극 활물질은 예를 들어 비흑연계의 SiO(silica, 실리카) 또는 SiC(silicon carbide, 실리콘카바이드) 등이 더 포함되어 이루어질 수 있다.
음극 무지부(123)는 음극(120)에서 권취 외곽부(O)에 위치되는 제1 음극 무지부(123a) 및 음극(120)에서 권취 중심부(I)에 위치되는 제2 음극 무지부(123b)를 포함할 수 있다.
분리막(160)은 절연 재질로 이루어져 양극(110) 및 음극(120) 사이를 절연할 수 있다.
또한, 분리막(160)은 예를 들어 미다공성을 가지는 폴리에칠렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 조합에 의해 제조되는 다층 필름이나, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리아크릴로니트릴 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드 헥사플루오로프로필렌 공중합체와 같은 고체 고분자 전해질용 또는 겔형 고분자 전해질용 고분자 필름일 수 있다.
그리고, 분리막(160)은 제1 분리막(140) 및 제2 분리막(150)을 포함할 수 있다.
이때, 전극 조립체(100)는 양극(110), 제1 분리막(140), 음극(120), 및 제2 분리막(150) 순으로 적층될 수 있다.
전극 탭(170)은 전극(130)에 부착되어 전극(130)과 전기적으로 연결된다.
전극 탭(170)은 양극(110)에 부착된 양극 탭(171) 및 음극(120)에 부착된 음극 탭(172)을 포함할 수 있다.
양극 탭(171)은 양극(110)에서 권취 중심부(I)와 권취 외곽부(O)의 사이에 위치되는 중앙부에 구비되고, 음극 탭(172)은 음극(120)에서 권취 외곽부(O)에 위치될 수 있다.
구체적으로, 양극 탭(171)은 제2 양극 무지부(113b)에 구비될 수 있고, 음극 탭(172)은 제1 음극 무지부(123a)에 구비될 수 있다.
그리고, 제1 양극 무지부(113a)와 제2 음극 무지부(123b)에는 전극 탭이 부착(구비)되지 않을 수 있다.
한편, 양극 탭(171)은 도 1을 참고할 때, 상부 방향인 캡(30)이 위치된 방향에 형성되고, 음극 탭(172)은 하부 방향인 전지 케이스(20)의 수용부(21) 바닥면을 향해 위치될 수 있다.
방열 테이프(180)는 방열재질을 포함하여, 제1 양극 무지부(113a)에 위치될 수 있다. 여기서, 방열 테이프(180)는 권취된 전극 조립체(100)의 권취 중심부(I)에 위치될 수 있다. 이때, 방열 테이프(180)는 전극 조립체(100)의 권취 중심부(I)에서 발생된 열을 방열시킬 수 있다.
그리고, 방열 테이프(180)는 제1 양극 무지부(113a)에 부착될 수 있다. 구체적으로 방열 테이프(180)는 제1 양극 무지부(113a)에서 제1 분리막(140)과 대면되는 면의 반대면에 위치될 수 있다. 즉, 방열 테이프(180)는 제1 양극 무지부(113a)의 하면에 부착될 수 있다(도 3 참조).
또한, 방열 테이프(180)는 양극(110)의 너비(W2) 및 음극(120)의 너비(W3) 보다 넓게 너비(W1)를 형성할 수 있다.
아울러, 방열 테이프(180)는 제1 양극 무지부(113a)와, 제1 분리막(140) 및 제2 분리막(150)에 걸쳐 부착될 수 있다.
그리고, 방열 테이프(180)는 기재(181) 및 기재(181)에 적층된 접착층(282)을 포함하고, 기재(181)는 그라파이트 (Graphite) 계 소재를 포함할 수 있다.
또한, 방열 테이프(180)에서 접착층(282)은 기재(181)의 일면에 형성되어, 방열 테이프(180)가 접착층(282)을 통해 제1 양극 무지부(113a)의 단부와, 제1 분리막(140) 및 제2 분리막(150)에 걸쳐 부착될 수 있다.
이에 따라, 방열 테이프(180)를 통해 방열 테이프(180)와 접착된 제1 분리막(140) 및 제2 분리막(150) 부분의 수축을 억제될 수 있다. 따라서, 분리막(160)의 수축에 따라 양극(110) 및 음극(120)이 상호 접촉되어 전극 쇼트가 발생되는 것을 막을 수 있다. 그에 따라 셀이 발화되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 음극(120)은 양극(110) 보다 길게 형성되어, 음극(120)에 대향되는 양극(110) 부위가 더 길게되어 리튬이 석출되는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 제1 분리막(140) 및 제2 분리막(150)은 양극(110) 및 음극(120)의 길이보다 길게 형성되어 양극(110) 및 음극(120) 사이를 절연 시킬 수 있다.
아울러, 제2 분리막(150)은 제1 분리막(140) 보다 길이가 길게 형성될 수 있다. 이에 따라, 방열 테이프(180)를 제1 양극 무지부(113a)와, 제1 분리막(140) 및 제2 분리막(150)에 걸쳐 부착시켜, 제1 분리막(140) 및 제2 분리막(150)의 수축을 용이하게 억제 할 수 있다.
그리고, 도 3을 참고할 때, 전극 조립체(100)가 권취되기 전 펼쳐진 상태에서, 방열 테이프(180)의 길이(L1)는 제1 양극 무지부(113a)의 단부와, 제1 분리막(140)의 단부 및 제2 분리막(150)에 걸쳐 부착될 수 있는 길이로 형성될 수 있다. 여기서, 방열 테이프(180)의 일측 끝단에서 수평방향을 따라 제1 분리막(140)의 일측 끝단 및 음극(120)의 일측 끝단은 이격된 거리를 갖을 수 있다. 이때, 수평방향으로 방열 테이프(180)의 일측 끝단으로부터 제1 분리막(140)의 일측 끝단까지의 이격된 거리(L2)는 방열 테이프(180)의 일측 끝단으로부터 음극(120)의 일측 끝단까지의 이격된 거리(L3) 보다 작을 수 있다. 그리고 방열 테이프(180)는 제2 분리막(150)의 일측 끝단을 벗어나지 않도록 제2 분리막(150)의 길이보다는 길지 않게 형성될 수 있다.
다른 실시예에 따른 전극 조립체
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 조립체가 권취되기 전 펼쳐진 상태를 나타낸 정면도이다.
이하에서는 도 4를 참조하여, 다른 실시예에 따른 전극 조립체(200)를 설명하기로 한다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 조립체(200)는, 양극(110), 분리막(160), 음극(120)이 교대로 적층되어 권취된 전극 조립체(200)로서, 방열재질을 포함하는 방열 테이프(280)를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 조립체(200)는 전술한 일 실시예에 따른 전극 조립체와 비교할 때, 방열 테이프(280)에서 기재(281)의 타면에 접착층(283)이 더 형성되는 차이가 있다. 따라서, 본 실시예는 일 실시예와 중복되는 내용은 생략하거나, 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.
도 4를 참고하면, 양극(110)은 양극 집전체(111)와, 양극 집전체(111) 상에 양극 활물질이 적층되어 형성되는 영역인 양극 활물질부(112), 및 양극 활물질이 미적층된 영역인 양극 무지부(113)를 포함할 수 있다.
양극 무지부(113)는 권취 중심부(I)에 위치되는 제1 양극 무지부(113a) 및 중앙부에 위치되는 제2 양극 무지부(113b)를 포함할 수 있다.
제2 양극 무지부(113b)는 양극(110)에서 권취 중심부(I)와 권취 외곽부(O)의 사이에 위치되는 중앙부에 구비될 수 있다.
음극(120)은 음극 집전체(121)와, 음극 집전체(121)에 상에 음극 활물질이 적층되어 형성되는 영역인 음극 활물질부(122), 및 음극 활물질이 미적층된 영역인 음극 무지부(123)를 포함할 수 있다.
음극 무지부(123)는 음극(120)에서 권취 외곽부(O)에 위치되는 제1 음극 무지부(123a) 및 음극(120)에서 권취 중심부(I)에 위치되는 제2 음극 무지부(123b)를 포함할 수 있다.
분리막(160)은 절연 재질로 이루어져 양극(110) 및 음극(120) 사이를 절연할 수 있다.
그리고, 분리막(160)은 제1 분리막(140) 및 제2 분리막(150)을 포함할 수 있다.
이때, 전극 조립체(200)는 양극(110), 제1 분리막(140), 음극(120), 및 제2 분리막(150) 순으로 적층될 수 있다.
여기서, 음극(120)은 양극(110) 보다 길게 형성되고, 제1 분리막(140) 및 제2 분리막(150)은 양극(110) 및 음극(120)의 길이보다 길게 형성되되, 제2 분리막(150)은 제1 분리막(140) 보다 길이가 길게 형성될 수 있다.
전극 탭(170)은 전극(130)에 부착되어 전극(130)과 전기적으로 연결된다.
전극 탭(170)은 양극(110)에 부착된 양극 탭(171) 및 음극(120)에 부착된 음극 탭(172)을 포함할 수 있다.
양극 탭(171)은 예를 들어 제2 양극 무지부(113b)에 구비될 수 있고, 음극 탭(172)은 제1 음극 무지부(123a)에 구비될 수 있다.
방열 테이프(280)는 방열재질을 포함하여, 제1 양극 무지부(113a)에 위치될 수 있다. 여기서, 방열 테이프(280)는 권취된 전극 조립체(200)의 권취 중심부(I)에 위치될 수 있다. 이때, 방열 테이프(280)는 전극 조립체(200)의 권취 중심부(I)에서 발생된 열을 방열시킬 수 있다.
또한, 방열 테이프(280)는 양극(110)의 너비 및 음극(120)의 너비 보다 넓게 형성될 수 있다.
아울러, 방열 테이프(280)는 제1 양극 무지부(113a)와, 제1 분리막(140) 및 제2 분리막(150)에 걸쳐 부착될 수 있다.
한편, 방열 테이프(280)는 기재(281) 및 기재(281)에 적층된 접착층(282,283)을 포함하고, 기재(281)는 그라파이트 (Graphite) 계 소재를 포함할 수 있다.
또한, 방열 테이프(280)에서 접착층(282,283)은 기재(281)의 일면 및 타면에 형성될 수 있다.
아울러, 방열 테이프(280)는 일면에 형성된 접착층(282)을 통해 제1 양극 무지부(113a)의 단부와, 제1 분리막(140) 및 제2 분리막(150)에 걸쳐 부착될 수 있다.
그리고, 방열 테이프(280)는 타면에 형성된 접착층(283)을 통해 이와 대면되는 부재와 접착될 수 있다. 여기서, 예를 들어 방열 테이프(280)는 타면에 형성된 접착층(283)을 통해 제2 분리막(150)과 접착될 수 있다.
이때, 구체적으로 예를 들어 방열 테이프(280)는 타면에 형성된 접착층(283)을 통해 권취되면서 제2 분리막(150)의 일면에 부착될 수 있고, 일면에 형성된 접착층(282)을 통해 제1 양극 무지부(113a)의 단부와, 제1 분리막(140) 및 제2 분리막(150)의 타면에 걸쳐 부착될 수 있다.
따라서, 방열 테이프(280)를 통해 방열 테이프(280)의 일면과 접착된 제1 분리막(140) 및 제2 분리막(150) 부분의 수축을 억제될 수 있다. 이때, 방열 테이프(280)를 통해 방열 테이프(280)의 타면과 접착된 제2 분리막(150) 부분의 수축을 보다 잘 억제될 수 있다. 결국, 분리막(160)의 수축에 따라 양극(110) 및 음극(120)이 노출되며 상호 접촉됨에 따라 전극 쇼트가 발생되어 발화되는 것을 보다 잘 방지할 수 있다.
이차전지
이하에서는 일 실시예에 따른 이차전지를 설명하기로 한다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지(10)는 전극 조립체(100) 및 전지 케이스(20)를 포함하고, 전극 조립체(100)는 양극(110), 분리막(160), 음극(120)이 교대로 적층되어 권취된 전극 조립체로서, 방열재질을 포함하는 방열 테이프(180)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지(10)는 전술한 일 실시예에 따른 전극 조립체 및 다른 실시예에 따른 전극 조립체를 포함하는 이차전지에 관한 것이다. 따라서, 본 실시예는 전술한 실시예들과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지(10)는 전극 조립체(100) 및 전극 조립체(100)가 수용되는 전지 케이스(20)를 포함한다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지(10)는 전지 케이스(20)의 내부에 수용되는 전해액을 더 포함할 수 있다.
전지 케이스(20)는 전극 조립체(100)가 수용되는 상부로 개구된 수용부(21)가 형성될 수 있다. 이때, 전지 케이스(20)는 예를 들어 원통형 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지(10)는 전지 케이스(20)의 개구된 수용부(21)를 덮는 캡(Cap)(30)을 더 포함할 수 있다.
전극 탭(170)은 전극(130)에 부착되어 전극(130)과 전기적으로 연결된다.
전극 탭(170)은 양극(110)에 부착된 양극 탭(171) 및 음극(120)에 부착된 음극 탭(172)을 포함할 수 있다.
한편, 양극 탭(171)은 도 1을 참고할 때, 상부 방향인 캡(30)이 위치된 방향에 형성되고, 음극 탭(172)은 하부 방향인 전지 케이스(20)의 수용부(21) 바닥면을 향해 위치될 수 있다. 이때, 양극 탭(171)과 연결된 캡(30)은 양극 단자를 형성하고, 음극 탭(172)과 연결된 전지 케이스(20)의 하부는 음극 단자를 형성할 수 있다. 여기서, 캡(30)과 전지 케이스(20) 사이는 절연될 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지는 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 실시가 가능하다고 할 것이다.
또한, 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
10: 이차전지
20: 전지 케이스
21: 수용부
30: 캡
100,200: 전극 조립체
110: 양극
111: 양극 집전체
112: 양극 활물질부
113: 양극 무지부
113a: 제1 양극 무지부
113b: 제2 양극 무지부
120: 음극
121: 음극 집전체
122: 음극 활물질부
123: 음극 무지부
123a: 제1 음극 무지부
123b: 제2 음극 무지부
130: 전극
140: 제1 분리막
150: 제2 분리막
160: 분리막
170: 전극 탭
171: 양극 탭
172: 음극 탭
180,280: 방열 테이프
181,281: 기재
182,282,283: 접착층
C: 중심축
I: 권취 중심부
O: 권취 외곽부

Claims (12)

  1. 양극, 분리막, 음극이 교대로 적층되어 권취된 전극 조립체로서,
    상기 양극은 양극 집전체 상에 양극 활물질이 적층되어 형성되는 영역인 양극 활물질부 및 상기 양극 활물질이 미적층된 영역인 양극 무지부를 포함하고,
    상기 양극 무지부는 권취 중심부에 위치되는 제1 양극 무지부를 포함하며,
    상기 제1 양극 무지부에 위치되고, 방열재질을 포함하는 방열 테이프를 포함하는 전극 조립체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 방열 테이프는 상기 전극 조립체의 권취 중심부에서 발생된 열을 방열시키는 전극 조립체.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 방열 테이프는 상기 제1 양극 무지부에서 상기 분리막과 대면되는 면의 반대면에 위치되는 전극 조립체.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 방열 테이프는
    상기 양극 및 상기 음극의 너비 보다 넓게 형성되는 전극 조립체.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 분리막은 제1 분리막 및 제2 분리막을 포함하여,
    상기 양극, 상기 제1 분리막, 상기 음극, 및 상기 제2 분리막 순으로 적층되며,
    상기 음극은 상기 양극 보다 길게 형성되고, 상기 제1 분리막 및 상기 제2 분리막은 상기 양극 및 상기 음극의 길이보다 길게 형성되되, 상기 제2 분리막은 상기 제1 분리막 보다 길이가 길게 형성되며,
    상기 방열 테이프는 상기 제1 양극 무지부와, 상기 제1 분리막 및 상기 제2 분리막에 걸쳐 부착되는 전극 조립체.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 양극, 상기 제1 분리막, 상기 음극, 및 상기 제2 분리막은 결집되어 권취된 형태로 형성되는 전극 조립체.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 방열 테이프는
    권취된 상기 전극 조립체의 권취 중심부에 위치되는 전극 조립체.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 방열 테이프는 기재 및 상기 기재에 적층된 접착층을 포함하고,
    상기 기재는 그라파이트 계 소재를 포함하는 전극 조립체.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 방열 테이프에서 상기 접착층은 상기 기재의 일면에 형성되어,
    상기 방열 테이프가 상기 접착층을 통해 상기 제1 양극 무지부의 단부와, 상기 제1 분리막 및 상기 제2 분리막에 걸쳐 부착되는 전극 조립체.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 방열 테이프에서 상기 접착층은 상기 기재의 타면에 더 형성되는 전극 조립체.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 양극 무지부는 상기 양극에서 중앙부에 위치되는 제2 양극 무지부를 더 포함하고,
    상기 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질이 적층되어 형성되는 영역인 음극 활물질부 및 상기 음극 활물질이 미적층된 영역인 음극 무지부를 포함하며,
    상기 음극 무지부는 상기 음극에서 권취 외곽부에 위치되는 제1 음극 무지부를 포함하고,
    상기 제2 양극 무지부에 구비되는 양극 탭; 및 상기 제1 음극 무지부에 구비되는 음극 탭을 더 포함하는 전극 조립체.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 기재된 전극 조립체를 포함하는 이차전지.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230068676A (ko) 2021-11-11 2023-05-18 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 조립체 제조방법, 전지 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160010121A (ko) 2014-07-18 2016-01-27 주식회사 엘지화학 젤리롤형 전극 조립체

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11135101A (ja) * 1997-10-31 1999-05-21 Hitachi Ltd 二次電池の電極構造
JPH11144771A (ja) * 1997-11-11 1999-05-28 Japan Storage Battery Co Ltd 電池の放熱装置
KR100277651B1 (ko) * 1998-07-28 2001-04-02 김순택 원통형 전지의 열 발산장치
JP2000277155A (ja) 1999-03-25 2000-10-06 Hitachi Ltd 非水電解液二次電池
US20060093922A1 (en) 2004-09-22 2006-05-04 Kim Cheon S Composite material tape for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same
KR20060059708A (ko) * 2004-11-29 2006-06-02 삼성에스디아이 주식회사 원통형 리튬 이차 전지
KR101095343B1 (ko) * 2005-11-30 2011-12-16 주식회사 엘지화학 개선된 구조의 젤리-롤 및 이를 포함하는 이차전지
CN101609905A (zh) * 2008-06-20 2009-12-23 三星Sdi株式会社 电池组件、该电池组件的电极组件及形成该电极组件的方法
KR101073010B1 (ko) * 2010-04-19 2011-10-12 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP6173692B2 (ja) 2010-12-28 2017-08-02 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
CN103299453A (zh) 2011-01-25 2013-09-11 株式会社Lg化学 圆柱形二次电池
JP2017033707A (ja) 2015-07-30 2017-02-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 二次電池
JP2017168225A (ja) * 2016-03-14 2017-09-21 藤森工業株式会社 加熱放熱シート及び加熱放熱システム
KR102158143B1 (ko) * 2016-07-15 2020-09-21 주식회사 엘지화학 전극 조립체
CN109860755A (zh) * 2017-06-28 2019-06-07 湖南妙盛汽车电源有限公司 一种锂离子动力电池
CN109860851A (zh) * 2017-06-28 2019-06-07 湖南妙盛汽车电源有限公司 一种热导锂离子电池
JP2021005437A (ja) 2017-09-11 2021-01-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 非水電解質二次電池
CN207834497U (zh) * 2018-02-27 2018-09-07 江苏海基新能源股份有限公司 方形卷绕式电池

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160010121A (ko) 2014-07-18 2016-01-27 주식회사 엘지화학 젤리롤형 전극 조립체

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230068676A (ko) 2021-11-11 2023-05-18 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 조립체 제조방법, 전지 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지

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