KR20220021780A - 이차전지 및 이차전지 제조방법 - Google Patents

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KR20220021780A
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Abstract

본 발명은 이차전지 및 이차전지 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 이차전지는, 전극 및 분리막이 교대로 적층되어 권취되는 전극 조립체, 상기 전극 조립체 및 전해액이 수용되는 전지 케이스, 및 상기 전극 조립체의 외면에 점착되어 권취 풀어짐을 방지하는 고정 테이프를 포함하고, 상기 고정 테이프는 상기 전해액에 함침 시 권취 풀어짐을 억제하는 고정력이 약화되어, 상기 전극 조립체의 권취가 풀어져 상기 전지 케이스와 상기 전극 조립체의 사이 공간이 채워진다.

Description

이차전지 및 이차전지 제조방법{RECHARGEABLE BATTERY AND RECHARGEABLE BATTERY MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 이차전지 및 이차전지 제조방법 에 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.
젤리 롤형 전극 조립체를 포함하는 원통형 전지는 젤리 롤의 풀림 방지 및 외부 데미지(damage) 보호를 위해 PET,PP 재질의 마감 테이프를 사용하고 있다.
PET,PP 재질의 마감 테이프로 고정된 젤리 롤은 셀 내부 빈 공간이 있을 경우 셀 내부에서 움직이는 문제가 있다.
한국 공개특허 제10-2016-0010121호
본 발명의 하나의 관점은 전극 조립체의 유동을 방지할 수 있는 이차전지 및 이차전지 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 관점은 전지 저항을 감소시킬 수 있는 이차전지 및 이차전지 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지는, 전극 및 분리막이 교대로 적층되어 권취되는 전극 조립체, 상기 전극 조립체 및 전해액이 수용되는 전지 케이스, 및 상기 전극 조립체의 외면에 점착되어 권취 풀어짐을 방지하는 고정 테이프를 포함하고, 상기 고정 테이프는 상기 전해액에 함침 시 권취 풀어짐을 억제하는 고정력이 약화되어, 상기 전극 조립체의 권취가 풀어져 상기 전지 케이스와 상기 전극 조립체의 사이 공간이 채워질 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법은, 전극 및 분리막을 교대로 적층시켜 권취하여 전극 조립체를 형성시키는 권취과정, 상기 전극 조립체의 외면에 권취 풀어짐이 방지되도록 고정 테이프를 점착하는 테이프 점착과정, 및 상기 전극 조립체 및 전해액을 전지 케이스의 내부에 수용하는 수용과정을 포함하되, 상기 테이프 점착과정에서 상기 전해액에 함침 시 권취 풀어짐을 억제하는 고정력이 약화되는 상기 고정 테이프를 사용하여, 상기 수용과정에서 상기 전해액 수용 시 상기 고정 테이프의 고정력이 약화됨에 따라, 상기 전극 조립체의 권취가 풀어져 상기 전지 케이스와 상기 전극 조립체의 사이 공간이 채워질 수 있다.
본 발명에 따르면, 전극 조립체의 외면에 점착되어 권취 풀어짐을 방지하는 고정 테이프가 전해액에 함침 시권취 풀어짐을 억제하는 고정력이 약화되어 권취 풀어짐을 억제하는 고정력이 해제될 수 있다. 이에 따라, 전극 조립체의 권취가 풀어져 전지 케이스와 전극 조립체의 사이 공간이 채워지게됨에 따라, 전극 조립체의 유동이 방지될 수 있다.
이때, 음극은 전극 조립체의 최외면에 권취되어, 전극 조립체의 권취가 풀어지면 전지 케이스의 내면과 접촉되어, 전지 저항을 현저히 감소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에서 전극 조립체의 권취가 풀어지기 전 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에서 전극 조립체의 권취가 풀어진 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지에서 전극 조립체의 권취가 풀어지기 전 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지에서 전극 조립체의 권취가 풀어진 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지에서 전극 조립체의 권취가 풀어지기 전 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 이차전지에서 고정 테이프가 전해액과 반응하기 전 상태를 나타낸 사진이다.
도 9는 본 발명의 이차전지에서 고정 테이프가 전해액과 반응하여 용해된 상태를 나타낸 사진이다.
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 이차전지
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 나타낸 분리 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에서 전극 조립체의 권취가 풀어지기 전 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에서 전극 조립체의 권취가 풀어진 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이다. 여기서, 도 2,3에서는 캡은 제외하고 도시하기로 한다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(100)는 전극(113) 및 분리막(114,115)이 교대로 적층되어 권취되는 전극 조립체(110)와, 전극 조립체(110) 및 전해액이 수용되는 전지 케이스(120), 및 전극 조립체(110)의 외면에 점착되는 고정 테이프(140)를 포함한다.
이하에서, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예인 이차전지(100)에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 전극 조립체(110)는 충방전이 가능한 발전소자로서, 전극(113)과 분리막(114,115)이 결집되어 교대로 적층된 구조를 형성한다. 여기서, 전극 조립체(110)는 전극(113) 및 분리막(114,115)이 교대로 결집되어 권취된 형태로 형성될 수 있다. 이때, 전극 조립체(110)는 중심축(C)을 중심으로 권취된 원기둥 형태로 권취될 수 있다.
전극(113)은 양극(112)과 음극(111)을 포함할 수 있다. 그리고, 분리막(114,115)은 양극(112)과 음극(111)을 분리하여 전기적으로 절연시킨다.
양극(112)은 양극 집전체(112a)와, 양극 집전체(112a)의 일면에 구비된 양극활물질(112b)을 포함할 수 있다. 이때, 양극(112)은 양극활물질(112b)이 미적층된 영역인 양극 무지부를 포함할 수 있다.
양극 집전체(112a)는 예를 들어 알루미늄 재질의 포일(Foil)로 이루어질 수 있다.
양극활물질(112b)은 리튬망간산화물, 리튬코발트산화물, 리튬니켈산화물, 리튬인산철, 또는 이들 중 1종 이상이 포함된 화합물 및 혼합물 등으로 이루어질 수 있다.
음극(111)은 음극 집전체(111a)와, 음극 집전체(111a)의 일면에 구비된 음극 활물질(111b)을 포함할 수 있다. 이때, 음극(111)은 음극 활물질(111b)이 미적층된 영역인 음극 무지부를 포함할 수 있다.
음극 집전체(111a)는 예를 들어 구리(Cu) 재질로 이루어진 구리 포일(foil)로 이루어질 수 있다.
음극 활물질(111b)은 예를 들어 인조흑연, 리튬금속, 리튬합금, 카본, 석유코크, 활성화 카본, 그래파이트, 실리콘 화합물, 주석 화합물, 티타늄 화합물 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 이때, 음극 활물질(111b)은 예를 들어 비흑연계의 SiO(silica, 실리카) 또는 SiC(silicon carbide, 실리콘카바이드) 등이 더 포함되어 이루어질 수 있다.
음극(111)은 전극 조립체(110)의 최외면에 권취되어, 전극 조립체(110)의 권취가 풀어지면 전지 케이스(120)의 내면과 접촉될 수 있다. 이때, 음극(111)에서 음극 집전체(111a)는 전극 조립체(110)의 권취 시 최외면에 위치되어, 전극 조립체(110)의 권취가 풀어질 때 전지 케이스(120)의 내면과 접촉될 수 있다. 이에 따라, 전지 저항을 줄일 수 있다. 즉, 음극 탭(132) 만으로 전지 케이스(120)의 내면과 접촉 시 음극 탭(132)에 많은 저항이 걸리고, 이로 인해 고열 발생 및 음극 탭(132)이 녹거나 단선되는 문제가 있는 반면, 본 발명은 전극 조립체(110)의 최외면에 음극 집전체(111a)가 위치되고 권취가 풀어질 때 전지 케이스(120)의 내면과 접촉되어 저항을 현저히 감소시킬 수 있다.
분리막(114,115)은 절연 재질로 이루어져 양극(112) 및 음극(111) 사이를 절연할 수 있다.
또한, 분리막(114,115)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.
전지 케이스(120)는 전극 조립체(110)가 수용되는 상부로 개구된 수용부(121a)가 형성될 수 있다. 이때, 전지 케이스(120)는 예를 들어 원통형 형태로 형성될 수 있다.
또한, 전지 케이스(120)는 전극 조립체(110) 및 전해액이 수용되는 상부가 개구된 수용부(121a)가 형성될 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시예인 이차전지(100)는 전지 케이스(120)의 상부를 덮는 탑 캡(160)을 포함할 수 있다.
여기서, 전지 케이스(120)의 내면은 금속재질을 포함할 수 있다.
그리고, 전지 케이스(120)는 전극 조립체(110)의 음극(111)과 연결되어 음극(111)을 형성하고, 탑 캡(160)은 전극 조립체(110)의 양극(112)과 연결되어 양극(112)을 형성하며, 전지 케이스(120)와 탑 캡(160) 사이는 절연될 수 있다.
한편, 전지 케이스(120)의 바닥면과 전극 조립체(110)의 하부 사이에는 절연층이 구비되어 전극 조립체(110)와 전지 케이스(120) 사이를 절연할 수 있다. 이때, 전극 조립체(110)의 음극(111)과 연결된 음극 탭(132)이 절연층을 관통하여 전지 케이스(120)의 바닥면과 접촉될 수 있다.
전극 탭(130)은 전극(113)에 부착되어 전극(113)과 전기적으로 연결된다.
전극 탭(130)은 양극(112)에 부착된 양극 탭(131) 및 음극(111)에 부착된 음극 탭(132)을 포함할 수 있다.
한편, 양극 탭(131)은 도 1을 참고할 때, 상부 방향인 캡(30)이 위치된 방향에 형성되고, 음극 탭(132)은 하부 방향인 전지 케이스(120)의 수용부(121a) 바닥면을 향해 위치될 수 있다.
전해액은 염(Salt), 용매(Solvent), 및 첨가제를 포함할 수 있다.
염(Salt)은 리튬염을 포함할 수 있다. 이때 리튬염은 LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드, LiTFSI, LiFSI, 및 LiBOB 중에서 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
용매는 N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로퓨란 유도체, 에테르, 프로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매 중에서 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
첨가제는 VC(비닐렌카보네이트), FB(플루오로벤젠), VC(비닐렌카보네이트), FEC(플루오로 에틸렌 카보네이트), PS(프로판 설톤), Esa(에틸렌 설파이트), LiBF4 중에서 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
고정 테이프(140)는 전극 조립체(110)의 외면에 점착되어 권취 풀어짐을 방지할 수 있다.
고정 테이프(140)는 전해액에 함침 시 전극 조립체(110)의 권취 풀어짐을 억제하는 고정력이 약화되어, 전극 조립체(110)의 권취가 풀어져 전지 케이스(120)와 전극 조립체(110)의 사이 공간이 채워질 수 있다.이때, 고정 테이프(140)는 전해액과 반응하여 용해되는 반응물질을 포함하여, 전해액 수용 시 반응물질이 용해되며 권취 풀어짐을 억제하는 고정력이 해제될 수 있다. 이에 따라, 전극 조립체(110)의 권취가 풀어져 전지 케이스(120)와 전극 조립체(110)의 사이 공간(E)이 채워져, 전극 조립체(110)의 유동이 방지될 수 있다. 이때, 전극 조립체(110)의 권취 중심부(I)와 권취 외각부(O) 사이의 간격은 전극 조립체(110)의 권취가 풀어짐에 따라 더 넓어질 수 있다.
반응물질은 전해액과 반응하여 용해되는 OPS(oriented polystyrene, 연신 폴리스티렌), TPU(Thermo Plastic Polyurethane, 열가소성 폴리우레탄), 또는 GPPS(General Purpose Polystyrene, 범용폴리스티렌) 중에서 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다.
고정 테이프(140)는 기재필름(141) 및 기재필름(141)의 일면에 구비된 점착층(142)을 포함할 수 있다.
점착층(142)은 반응물질을 포함하여, 전해액이 전극 조립체(110)가 수용된 전지 케이스의 내부에 수용 시 용해되어 점착력이 소멸될 수 있다. 이에 따라, 고정 테이프(140)를 통한 전극 조립체(110)의 권취 풀어짐의 억제가 해제될 수 있다.
한편, 고정 테이프(140)는 일례로 전극 조립체(110)의 외주면에서 상부 및 하부에 점착될 수 있다. 여기서, 고정 테이프(140)는 전극 조립체(110)의 너비(폭) 방향을 따라 점착될 수 있다. 이때, 고정 테이프(140)는 전극 조립체(110)의 외주면에서 전극 조립체(110)의 권취 단부 및 권취 단부의 주변부에 점착되거나, 외주면 둘레를 따라 감싸며 점착될 수 있다.
또한, 고정 테이프(140)는 다른 예로 전극 조립체(110)의 외주면에서 상부 및 하부에 걸쳐 점착될 수 있다. 여기서, 고정 테이프(140)는 전극 조립체(110)의 길이방향을 따라 점착될 수 있다. 이때, 고정 테이프(140)는 직사각형 형태로 형성되어 전극 조립체(110)의 권취 단부 및 권취 단부의 주변부에 걸쳐 부착될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(100)는 전극 조립체(110)의 외면에 점착되어 권취 풀어짐을 방지하는 고정 테이프(140)에 전해액과 반응하여 용해되는 반응물질이 포함된다. 이에 따라, 전해액 수용 시 반응물질이 용해되며 권취 풀어짐을 억제하는 고정력이 해제됨에 따라, 전극 조립체(110)의 권취가 풀어져 전지 케이스(120)와 전극 조립체(110)의 사이 공간(E)이 채워져, 전극 조립체(110)의 유동이 방지될 수 있다.
이때, 음극(111)은 전극 조립체(110)의 최외면에 권취되어, 전극 조립체(110)의 권취가 풀어지면 전지 케이스(120)의 내면과 접촉될 수 있다. 이에 따라, 전지 저항을 현저히 감소시킬 수 있다.
다른 실시예에 따른 이차전지
이하에서는 다른 실시예에 따른 이차전지를 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지에서 전극 조립체의 권취가 풀어지기 전 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지에서 전극 조립체의 권취가 풀어진 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이다. 여기서, 도 4,5에서는 캡은 제외하고 도시하기로 한다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지는 전극(113) 및 분리막(114,115)이 교대로 적층되어 권취되는 전극 조립체(110)와, 전극 조립체(110) 및 전해액이 수용되는 전지 케이스(120), 및 전극 조립체(110)의 외면에 점착되는 고정 테이프(240)를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지(200)는 전술한 일 실시예에 따른 이차전지와 비교할 때, 고정 테이프(240)에서 반응물질이 위치된 부분에 차이가 있다. 따라서, 본 실시예는 일 실시예와 중복되는 내용은 생략하거나, 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.
보다 상세히, 전극 조립체(110)는 충방전이 가능한 발전소자로서, 전극(113)과 분리막(114,115)이 결집되어 교대로 적층된 구조를 형성한다. 여기서, 전극 조립체(110)는 전극(113) 및 분리막(114,115)이 교대로 결집되어 권취된 형태로 형성될 수 있다. 이때, 전극 조립체(110)는 중심축(C)을 중심으로 권취된 원기둥 형태로 권취될 수 있다.
전극(113)은 양극(112)과 음극(111)을 포함할 수 있다. 그리고, 분리막(114,115)은 양극(112)과 음극(111)을 분리하여 전기적으로 절연시킨다.
양극(112)은 양극 집전체(112a)와, 양극 집전체(112a)의 일면에 구비된 양극활물질(112b)을 포함할 수 있다. 이때, 양극(112)은 양극활물질(112b)이 미적층된 영역인 양극 무지부를 포함할 수 있다.
음극(111)은 음극 집전체(111a)와, 음극 집전체(111a)의 일면에 구비된 음극 활물질(111b)을 포함할 수 있다. 이때, 음극(111)은 음극 활물질(111b)이 미적층된 영역인 음극 무지부를 포함할 수 있다.
음극 집전체(111a)는 예를 들어 구리(Cu) 재질로 이루어진 구리 포일(foil)로 이루어질 수 있다.
음극(111)은 전극 조립체(110)의 최외면에 권취되어, 전극 조립체(110)의 권취가 풀어지면 전지 케이스(120)의 내면과 접촉될 수 있다. 이때, 음극(111)에서 음극 집전체(111a)는 전극 조립체(110)의 권취 시 최외면에 위치되어, 전극 조립체(110)의 권취가 풀어질 때 전지 케이스(120)의 내면과 접촉될 수 있다. 이에 따라, 전지 저항을 줄일 수 있다. 즉, 음극 탭(132) 만으로 전지 케이스(120)의 내면과 접촉 시 음극 탭(132)에 많은 저항이 걸리고, 이로 인해 고열 발생 및 음극 탭(132)이 녹거나 단선되는 문제가 있는 반면, 본 발명은 전극 조립체(110)의 최외면에 음극 집전체(111a)가 위치되고 권취가 풀어질 때 전지 케이스(120)의 내면과 접촉되어 저항을 현저히 감소시킬 수 있다.
분리막(114,115)은 절연 재질로 이루어져 양극(112) 및 음극(111) 사이를 절연할 수 있다.
전지 케이스(120)는 전극 조립체(110)가 수용되는 상부로 개구된 수용부가 형성될 수 있다. 이때, 전지 케이스(120)는 예를 들어 원통형 형태로 형성될 수 있다.
또한, 전지 케이스(120)는 전극 조립체(110) 및 전해액이 수용되는 상부가 개구된 수용부(121a)가 형성될 수 있다. 이때, 본 발명의 다른 실시예인 이차전지(200)는 전지 케이스(120)의 상부를 덮는 탑 캡을 포함할 수 있다. 여기서, 전지 케이스(120)의 내면은 금속재질을 포함할 수 있다.
전지 케이스(120)는 전극 조립체(110)의 음극(111)과 연결되어 음극(111)을 형성하고, 탑 캡(160)은 전극 조립체(110)의 양극(112)과 연결되어 양극(112)을 형성하며, 전지 케이스(120)와 탑 캡(160) 사이는 절연될 수 있다.
한편, 전지 케이스(120) 바닥면과 전극 조립체(110)의 하부 사이에는 절연층이 구비되어 전극 조립체(110)와 전지 케이스(120) 사이를 절연할 수 있다. 이때, 전극 조립체(110)의 음극(111)과 연결된 음극 탭(132)이 절연층을 관통하여 전지 케이스(120)의 바닥면과 접촉될 수 있다.
전극 탭(130)은 전극(113)에 부착되어 전극(113)과 전기적으로 연결된다.
전극 탭(130)은 양극(112)에 부착된 양극 탭(131) 및 음극(111)에 부착된 음극 탭(132)을 포함할 수 있다.
고정 테이프(240)는 전극 조립체(110)의 외면에 점착되어 권취 풀어짐을 방지할 수 있다.
고정 테이프(240)는 전해액에 함침 시 전극 조립체(110)의 권취 풀어짐을 억제하는 고정력이 약화되어, 전극 조립체(110)의 권취가 풀어져 전지 케이스(120)와 전극 조립체(110)의 사이 공간이 채워질 수 있다.이때, 고정 테이프(240)는 전해액과 반응하여 용해되는 반응물질을 포함하여, 전해액 수용 시 반응물질이 용해되며 권취 풀어짐을 억제하는 고정력이 해제될 수 있다. 이에 따라, 전극 조립체(110)의 권취가 풀어져 전지 케이스(120)와 전극 조립체(110)의 사이 공간(E)이 채워져, 전극 조립체(110)의 유동이 방지될 수 있다.
여기서, 반응물질은 전해액과 반응하여 용해되는 OPS(oriented polystyrene, 연신 폴리스티렌), TPU(Thermo Plastic Polyurethane, 열가소성 폴리우레탄), 또는 GPPS(General Purpose Polystyrene, 범용폴리스티렌) 중에서 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다.
고정 테이프(240)는 기재필름(241) 및 기재필름(241)의 일면에 구비된 점착층(242)을 포함할 수 있다.
기재필름(241)은 반응물질을 포함하여 전해액 수용 시 용해됨에 따라, 고정 테이프(240)를 통한 전극 조립체(110)의 권취 풀어짐의 억제가 해제될 수 있다.
한편, 고정 테이프(240)는 전극 조립체(110)의 외주면에서 상부 및 하부에 점착될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 이차전지
이하에서는 또 다른 실시예에 따른 이차전지를 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지를 나타낸 사시도이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지에서 전극 조립체의 권취가 풀어지기 전 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지(300)는 전극(113) 및 분리막(114,115)이 교대로 적층되어 권취되는 전극 조립체(110)와, 전극 조립체(110) 및 전해액이 수용되는 전지 케이스(120), 및 전극 조립체(110)의 외면에 점착되는 고정 테이프(340)를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지(300)는 전술한 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 이차전지와 비교할 때, 고정 테이프(340)의 구성에 차이가 있다. 따라서, 본 실시예는 일 실시예 및 다른 실시예와 중복되는 내용은 생략하거나, 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.
보다 상세히, 전극 조립체(110)는 충방전이 가능한 발전소자로서, 전극(113)과 분리막(114,115)이 결집되어 교대로 적층된 구조를 형성한다. 여기서, 전극 조립체(110)는 전극(113) 및 분리막(114,115)이 교대로 결집되어 권취된 형태로 형성될 수 있다. 이때, 전극 조립체(110)는 중심축(C)을 중심으로 권취된 원기둥 형태로 권취될 수 있다.
전극(113)은 양극(112)과 음극(111)을 포함할 수 있다. 그리고, 분리막(114,115)은 양극(112)과 음극(111)을 분리하여 전기적으로 절연시킨다.
양극(112)은 양극 집전체(112a)와, 양극 집전체(112a)의 일면에 구비된 양극활물질(112b)을 포함할 수 있다. 이때, 양극(112)은 양극활물질(112b)이 미적층된 영역인 양극 무지부를 포함할 수 있다.
음극(111)은 음극 집전체(111a)와, 음극 집전체(111a)의 일면에 구비된 음극 활물질(111b)을 포함할 수 있다. 이때, 음극(111)은 음극 활물질(111b)이 미적층된 영역인 음극 무지부를 포함할 수 있다.
음극 집전체(111a)는 예를 들어 구리(Cu) 재질로 이루어진 구리 포일(foil)로 이루어질 수 있다.
음극(111)은 전극 조립체(110)의 최외면에 권취되어, 전극 조립체(110)의 권취가 풀어지면 전지 케이스(120)의 내면과 접촉될 수 있다. 이때, 음극(111)에서 음극 집전체(111a)는 전극 조립체(110)의 권취 시 최외면에 위치되어, 전극 조립체(110)의 권취가 풀어질 때 전지 케이스(120)의 내면과 접촉될 수 있다. 이에 따라, 전지 저항을 줄일 수 있다. 즉, 음극 탭(132) 만으로 전지 케이스(120)의 내면과 접촉 시 음극 탭(132)에 많은 저항이 걸리고, 이로 인해 고열 발생 및 음극 탭(132)이 녹거나 단선되는 문제가 있는 반면, 본 발명은 전극 조립체(110)의 최외면에 음극 집전체(111a)가 위치되고 권취가 풀어질 때 전지 케이스(120)의 내면과 접촉되어 저항을 현저히 감소시킬 수 있다.분리막(114,115)은 절연 재질로 이루어져 양극(112) 및 음극(111) 사이를 절연할 수 있다.
전지 케이스(120)는 전극 조립체(110)가 수용되는 상부로 개구된 수용부가 형성될 수 있다. 이때, 전지 케이스(120)는 예를 들어 원통형 형태로 형성될 수 있다.
또한, 전지 케이스(120)는 전극 조립체(110) 및 전해액이 수용되는 상부가 개구된 수용부(121a)가 형성될 수 있다. 이때, 본 발명의 또 다른 실시예인 이차전지(200)는 전지 케이스(120)의 상부를 덮는 탑 캡(160)을 포함할 수 있다. 여기서, 전지 케이스(120)의 내면은 금속재질을 포함할 수 있다.
전지 케이스(120)는 전극 조립체(110)의 음극(111)과 연결되어 음극(111)을 형성하고, 탑 캡(160)은 전극 조립체(110)의 양극(112)과 연결되어 양극(112)을 형성하며, 전지 케이스(120)와 탑 캡(160) 사이는 절연될 수 있다.
한편, 전지 케이스(120) 바닥면과 전극 조립체(110)의 하부 사이에는 절연층이 구비되어 전극 조립체(110)와 전지 케이스(120) 사이를 절연할 수 있다. 이때, 전극 조립체(110)의 음극(111)과 연결된 음극 탭(132)이 절연층을 관통하여 전지 케이스(120)의 바닥면과 접촉될 수 있다.
전극 탭(130)은 전극(113)에 부착되어 전극(113)과 전기적으로 연결된다.
전극 탭(130)은 양극(112)에 부착된 양극 탭(131) 및 음극(111)에 부착된 음극 탭(132)을 포함할 수 있다.
고정 테이프(340)는 전극 조립체(110)의 외면에 점착되어 권취 풀어짐을 방지할 수 있다.
고정 테이프(340)는 전해액에 함침 시 전극 조립체(110)의 권취 풀어짐을 억제하는 고정력이 약화되어, 전극 조립체(110)의 권취가 풀어져 전지 케이스(120)와 전극 조립체(110)의 사이 공간이 채워져, 전극 조립체(110)의 유동이 방지될 수 있다.
한편, 일례로 고정 테이프(340)가 전해액에 함침되면, 고정 테이프(340)와 전극 조립체(110) 사이에 전해액이 스며들며 접착 면적이 감소되어 점착력이 감소될 수 있다. 또한, 다른 예로 고정 테이프(340)가 전해액에 함침되면, 고정 테이프(340)가 팽창되며 점착력이 감소될 수 있다. 한편, 고정 테이프(340)가 전해액에 함침되어 점착력이 약화된 상태에서 전극 조립체(110)가 충전되면 전극 조립체(110)가 팽창되어 고정 테이프(340)의 고정력은 보다 잘 해제될 수 있다.
고정 테이프(340)는 기재필름(341) 및 기재필름(341)의 일면에 구비된 점착층(342)을 포함할 수 있다.
또한, 고정 테이프(340)의 점착층(342)은 저점착 점착제를 사용하여 점착력을 낮게 할 수 있다. 이에 따라, 전해액에 함침 시 점착력이 보다 잘 감소되어 전극 조립체(110)의 권취 풀어짐을 억제하는 고정력의 해제가 보다 용이할 수 있다.
여기서, 고정 테이프(340)는 일례로 점착층(342)이 저점착 점착제인 아크릴계 점착제로 이루어질 수 있다. 이때, 점착층(342)에 경화제를 더 포함시켜 점착력을 보다 감소시킬 수 있다.
한편, 고정 테이프(340)는 다른 예로 점착력이 낮도록 점착층(342)의 두께를 감소시켜 점착력을 감소시킬 수 있다. 이때, 예를 들어 점착층(342)의 두께를 50% 이상 감소시킬 수 있다.
아울러, 고정 테이프(340)는 또 다른 예로 점착력이 낮도록 점착층(342)에 경화제를 더 포함시킬 수 있다. 즉, 경화제를 통해 점착층(342)이 경화되어 점착력이 낮아질 수 있다. 이때, 경화제는 예를 들어 이소시아네이트(isocyanate)일 수 있다.한편, 고정 테이프(340)는 일례로 전극 조립체(110)의 외주면에서 상부 및 하부에 걸쳐 점착될 수 있다. 여기서, 고정 테이프(340)는 전극 조립체(110)의 길이방향을 따라 점착될 수 있다. 이때, 고정 테이프(340)는 직사각형 형태로 형성되어 전극 조립체(110)의 권취 단부 및 권취 단부의 주변부에 걸쳐 부착될 수 있다.
또한, 고정 테이프(340)는 다른 예로 전극 조립체(110)의 외주면에서 상부 및 하부에 각각 점착될 수 있다. 여기서, 고정 테이프(340)는 전극 조립체(110)의 너비(폭) 방향을 따라 점착될 수 있다.
한편, 상기와 같이 구성된 일 실시예 내지 또 다른 실시예에 따른 이차전지를 다수개 포함하여 전지팩을 구성할 수 있다.
일 실시예에 따른 이차전지 제조방법
이하에서, 본 발명의 일 실시예인 이차전지 제조방법에 대해 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 전극(113) 및 분리막(114,115)을 교대로 적층시켜 권취하여 전극 조립체(110)를 형성시키는 권취과정과, 전극 조립체(110)의 외면에 고정 테이프(140)를 점착하는 테이프 점착과정, 및 전극 조립체(110) 및 전해액을 전지 케이스(120)의 내부에 수용하는 수용과정을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 제조하는 이차전지 제조방법에 관한 것이다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조방법에 대한 실시예는 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지와 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.
보다 상세히, 권취과정은 전극(113) 및 분리막(114,115)을 교대로 적층시켜 권취하여 전극 조립체(110)를 형성시킬 수 있다.
여기서, 전극(113)은 양극(112) 및 음극(111)을 포함한다. 이때, 음극(111)은 음극 집전체(111a) 및 음극 집전체(111a)의 일면에 구비된 음극 활물질(111b)을 포함할 수 있다.
권취과정에서 음극(111)이 전극 조립체(110)의 최외면에 위치되도록 권취할 수 있다. 이때, 권취과정에서 보다 구체적으로 음극 집전체(111a)가 전극 조립체(110)의 최외면에 위치되도록 권취할 수 있다.
테이프 점착과정은 전극 조립체(110)의 외면에 권취 풀어짐이 방지되도록 고정 테이프(140)를 점착할 수 있다.
테이프 점착과정에서 전해액에 함침 시 전극 조립체(110)의 권취 풀어짐을 억제하는 고정력이 약화되는 고정 테이프(140)를 사용할 수 있다. 이때, 테이프 점착과정에서 전해액과 반응하여 용해되는 반응물질을 포함하는 고정 테이프(140)를 사용할 수 있다.
테이프 점착과정은 고정 테이프(140)를 전극 조립체(110)의 외주면에서 상부 및 하부에 점착시킬 수 있다.
수용과정은 전극 조립체(110) 및 전해액을 전지 케이스(120)의 내부에 수용할 수 있다.
수용과정에서 전해액 수용 시 반응물질이 용해되며 권취 풀어짐을 억제하는 고정 테이프(140)의 고정력이 해제됨에 따라, 전극 조립체(110)의 권취가 풀어져 전지 케이스(120)와 전극 조립체(110)의 사이 공간이 채워질 수 있다.
또한, 수용과정에서 전극 조립체(110)의 권취가 풀어지면 전지 케이스(120)의 내면과 음극(111)이 접촉될 수 있다. 이때, 수용과정에서 전극 조립체(110)의 권취가 풀어지면 금속재질을 포함하는 전지 케이스(120)의 내면과 음극 집전체(111a)가 접촉될 수 있다.
한편, 테이프 점착과정은 기재필름(141) 및 반응물질이 포함되고 기재필름(141)의 일면에 구비된 점착층(142)을 포함하는 고정 테이프(140)를 사용하여 전극 조립체(110)에 점착할 수 있다. 이에 따라, 수용과정에서 전해액 수용 시 점착층(142)이 용해됨에 따라 점착력이 소멸되어, 전극 조립체(110)의 권취가 풀어질 수 있다.
다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법
이하에서, 본 발명의 다른 실시예인 이차전지 제조방법에 대해 설명하기로 한다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 전극(113) 및 분리막(114,115)을 교대로 적층시켜 권취하여 전극 조립체(110)를 형성시키는 권취과정과, 전극 조립체(110)의 외면에 고정 테이프(240)를 점착하는 테이프 점착과정, 및 전극 조립체(110) 및 전해액을 전지 케이스(120)의 내부에 수용하는 수용과정을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조방법과 비교할 때, 고정 테이프(240)에서 반응물질이 위치된 부분에 차이가 있다. 따라서, 본 실시예는 전술한 실시예와 중복되는 내용은 생략하거나, 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.
보다 상세히, 권취과정은 전극(113) 및 분리막(114,115)을 교대로 적층시켜 권취하여 전극 조립체(110)를 형성시킬 수 있다.
여기서, 전극(113)은 양극(112) 및 음극(111)을 포함한다. 이때, 음극(111)은 음극 집전체(111a) 및 음극 집전체(111a)의 일면에 구비된 음극 활물질(111b)을 포함할 수 있다.
권취과정에서 음극(111)이 전극 조립체(110)의 최외면에 위치되도록 권취할 수 있다. 이때, 권취과정에서 보다 구체적으로 음극 집전체(111a)가 전극 조립체(110)의 최외면에 위치되도록 권취할 수 있다.
테이프 점착과정은 전극 조립체(110)의 외면에 권취 풀어짐이 방지되도록 고정 테이프(240)를 점착할 수 있다.
테이프 점착과정에서 전해액에 함침 시 전극 조립체(110)의 권취 풀어짐을 억제하는 고정력이 약화되는 고정 테이프(240)를 사용할 수 있다.
이때, 테이프 점착과정에서 전해액과 반응하여 용해되는 반응물질을 포함하는 고정 테이프(240)를 사용할 수 있다.
테이프 점착과정은 고정 테이프(240)를 전극 조립체(110)의 외주면에서 상부 및 하부에 점착시킬 수 있다.
수용과정은 전극 조립체(110) 및 전해액을 전지 케이스(120)의 내부에 수용할 수 있다.
수용과정에서 전해액 수용 시 반응물질이 용해되며 권취 풀어짐을 억제하는 고정 테이프(240)의 고정력이 해제됨에 따라, 전극 조립체(110)의 권취가 풀어져 전지 케이스(120)와 전극 조립체(110)의 사이 공간이 채워질 수 있다.
또한, 수용과정에서 전극 조립체(110)의 권취가 풀어지면 전지 케이스(120)의 내면과 음극(111)이 접촉될 수 있다. 이때, 수용과정에서 전극 조립체(110)의 권취가 풀어지면 금속재질을 포함하는 전지 케이스(120)의 내면과 음극 집전체(111a)가 접촉될 수 있다.
한편, 테이프 점착과정은 반응물질이 포함된 기재필름(241) 및 기재필름(241)의 일면에 구비된 점착층(242)을 포함하는 고정 테이프(240)를 사용하여 전극 조립체(110)에 점착할 수 있다. 이에 따라, 수용과정에서 전해액 수용 시 기재필름(241)이 용해됨에 따라, 전극 조립체(110)의 권취가 풀어질 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법
이하에서, 본 발명의 또 다른 실시예인 이차전지 제조방법에 대해 설명하기로 한다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 전극(113) 및 분리막(114,115)을 교대로 적층시켜 권취하여 전극 조립체(110)를 형성시키는 권취과정과, 전극 조립체(110)의 외면에 고정 테이프(340)를 점착하는 테이프 점착과정, 및 전극 조립체(110) 및 전해액을 전지 케이스(120)의 내부에 수용하는 수용과정을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 전술한 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 이차전지 제조방법과 비교할 때, 고정 테이프(340)에 차이가 있다. 따라서, 본 실시예는 전술한 실시예들과 중복되는 내용은 생략하거나, 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.
보다 상세히, 권취과정은 전극(113) 및 분리막(114,115)을 교대로 적층시켜 권취하여 전극 조립체(110)를 형성시킬 수 있다.
여기서, 전극(113)은 양극(112) 및 음극(111)을 포함한다. 이때, 음극(111)은 음극 집전체(111a) 및 음극 집전체(111a)의 일면에 구비된 음극 활물질(111b)을 포함할 수 있다.
권취과정에서 음극(111)이 전극 조립체(110)의 최외면에 위치되도록 권취할 수 있다. 이때, 권취과정에서 보다 구체적으로 음극 집전체(111a)가 전극 조립체(110)의 최외면에 위치되도록 권취할 수 있다.
테이프 점착과정은 전극 조립체(110)의 외면에 권취 풀어짐이 방지되도록 고정 테이프(340)를 점착할 수 있다.
테이프 점착과정에서 전해액에 함침 시 전극 조립체(110)의 권취 풀어짐을 억제하는 고정력이 약화되는 고정 테이프(340)를 사용할 수 있다.
테이프 점착과정은 고정 테이프(340)를 전극 조립체(110)의 외주면에서 상부 및 하부에 점착시킬 수 있다.
수용과정은 전극 조립체(110) 및 전해액을 전지 케이스(120)의 내부에 수용할 수 있다.
수용과정에서 전해액 수용 시 권취 풀어짐을 억제하는 고정 테이프(340)의 고정력이 약화됨에 따라, 전극 조립체(110)의 권취가 풀어져 전지 케이스(120)와 전극 조립체(110)의 사이 공간이 채워질 수 있다.
또한, 수용과정에서 전극 조립체(110)의 권취가 풀어지면 전지 케이스(120)의 내면과 음극(111)이 접촉될 수 있다. 이때, 수용과정에서 전극 조립체(110)의 권취가 풀어지면 금속재질을 포함하는 전지 케이스(120)의 내면과 음극 집전체(111a)가 접촉될 수 있다.
한편, 테이프 점착과정은 기재필름(341) 및 기재필름(341)의 일면에 구비된 점착층(342)을 포함하는 고정 테이프(340)를 사용하여 전극 조립체(110)에 점착할 수 있다. 테이프 점착과정에서 고정 테이프(340)의 점착층(342)은 저점착 점착제로 이루어질 수 있다.
여기서, 테이프 점착과정은 일례로 점착층(342)이 저점착 점착제인 아크릴계 점착제를 포함하는 고정 테이프(340)를 사용할 수 있다. 이때, 테이프 점착과정은 점착층(342)에 경화제를 더 포함시켜 점착력을 보다 감소시킬 수 있다.
한편, 테이프 점착과정은 다른 예로 점착력이 낮도록 점착층(342)의 두께를 감소시켜 점착력을 감소시킨 고정 테이프(340)를 사용할 수 있다. 이때, 예를 들어 점착층(342)의 두께를 50% 이상 감소시킬 수 있다.
아울러, 테이프 점착과정은 또 다른 예로 고정 테이프(340)는 점착력이 낮도록 점착층(342)에 경화제를 더 포함시킨 고정 테이프(340)를 사용할 수 있다. 즉, 경화제를 통해 점착층(342)이 경화되어 점착력이 낮아질 수 있다. 여기서, 경화제는 예를 들어 이소시아네이트(isocyanate)일 수 있다. 그리고, 경화제의 종류 및 비율을 조절하여 점착력을 조절할 수 있다.
한편, 테이프 점착과정은 일례로 고정 테이프(340)를 전극 조립체(110)의 외주면에서 상부 및 하부에 걸쳐 점착될 수 있다. 여기서, 고정 테이프(340)는 전극 조립체(110)의 길이방향을 따라 점착될 수 있다. 이때, 고정 테이프(340)는 직사각형 형태로 형성되어 전극 조립체(110)의 권취 단부 및 권취 단부의 주변부에 걸쳐 부착될 수 있다.
또한, 테이프 점착과정은 다른 예로 고정 테이프(340)를 전극 조립체(110)의 외주면에서 상부 및 하부에 각각 점착될 수 있다. 여기서, 고정 테이프(340)는 전극 조립체(110)의 너비(폭) 방향을 따라 점착될 수 있다.
< 실험예 >
도 8은 본 발명의 이차전지에서 고정 테이프가 전해액과 반응하기 전 상태를 나타낸 사진이고, 도 9는 본 발명의 이차전지에서 고정 테이프가 전해액과 반응하여 용해된 상태를 나타낸 사진이다. 여기서, 도 8은 전해액에 고정 테이프를 함침시킨 직후를 나타낸 사진이고, 도 9는 전해액에 고정 테이프를 함침시킨 후 1시간 경과되었을 때를 나타낸 사진이다.
도 8 및 도 9를 참고하면, 본 발명의 이차전지에 적용되는 고정테이프(T)를 전해액에 함침시켜 고정 테이프(T)에 대한 용해 테스트를 진행하였다.
여기서, 전해액의 용매로 DMC(디메틸 카르보네이트), EMC(에틸메틸 카르보네이트), 및 EC(에틸렌 카르보네이트)를 사용하였다.
그리고, 고정 테이프(T)는 TPU(Thermo Plastic Polyurethane, 열가소성 폴리우레탄) 테이프를 사용하였다.
도 8 및 도 9에 나타난 바와 같이, 전해액과 반응하여 용해되는 반응물질을 포함하는 고정 테이프(T)를 사용하여 전극 조립체의 권취 풀어짐을 방지하되, 전극 조립체를 전해액이 수용된 전지 케이스에 수용시키면, 고정 테이프(T)가 용해되어 전극 조립체의 권취가 풀어지게 되는 것을 알 수 있다. 결국, 전극 조립체의 권취가 풀어져 전지 케이스와 전극 조립체의 사이 공간이 채워질 수 있음을 알 수 있고, 전극 조립체의 권취가 풀어질 때 전극 조립체의 최외면이 전지 케이스의 내면과 접촉될 수 있음을 알 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 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.
100,200: 이차전지
110: 전극 조립체
111: 음극
111a: 음극 집전체
111b: 음극 활물질
112: 양극
112a: 양극 집전체
112b: 양극 활물질
113: 전극
114,115: 분리막
120: 전지 케이스
121a: 수용부
130: 전극 탭
131: 양극 탭
132: 음극 탭
140,240: 고정 테이프
141,241: 기재필름
142,242: 점착층
160: 탑 캡
C: 중심축
I: 권취 중심부
O: 권취 외곽부
E: 공간

Claims (20)

  1. 전극 및 분리막이 교대로 적층되어 권취되는 전극 조립체;
    상기 전극 조립체 및 전해액이 수용되는 전지 케이스; 및
    상기 전극 조립체의 외면에 점착되어 권취 풀어짐을 방지하는 고정 테이프를 포함하고,
    상기 고정 테이프는 상기 전해액에 함침 시 권취 풀어짐을 억제하는 고정력이 약화되어, 상기 전극 조립체의 권취가 풀어져 상기 전지 케이스와 상기 전극 조립체의 사이 공간이 채워지는 이차전지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정 테이프는
    기재필름; 및
    상기 기재필름의 일면에 구비된 점착층을 포함하는 이차전지.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 점착층은 상기 전해액과 반응하여 용해되는 반응물질을 포함하여, 상기 전해액 수용 시 용해되어 점착력이 소멸되는 이차전지.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 기재필름은 상기 전해액과 반응하여 용해되는 반응물질을 포함하여 상기 전해액 수용 시 용해됨에 따라, 상기 고정 테이프를 통한 상기 전극 조립체의 권취 풀어짐의 억제가 해제되는 이차전지.
  5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 반응물질은 상기 전해액과 반응하여 용해되는 OPS(oriented polystyrene, 연신 폴리스티렌), TPU(Thermo Plastic Polyurethane, 열가소성 폴리우레탄), 또는 GPPS(General Purpose Polystyrene, 범용폴리스티렌) 중에서 적어도 어느 하나로 이루어지는 이차전지.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 점착층은 저점착 점착제인 아크릴계 점착제를 포함하고,
    상기 전해액에 함침 시 점착력이 감소되어 상기 전극 조립체의 권취가 풀어지는 이차전지.
  7. 청구항 2 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 점착층은 점착력이 낮도록 경화제를 더 포함하는 이차전지.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정 테이프는
    상기 전극 조립체의 외주면에서 상부 및 하부에 점착되는 이차전지.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정 테이프는
    상기 전극 조립체의 외주면에서 상부 및 하부 걸쳐에 점착되되, 상기 전극 조립체의 권취 단부 및 상기 권취 단부의 주변부에 걸쳐 점착되는 이차전지.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극은 양극 및 음극을 포함하고,
    상기 음극은 상기 전극 조립체의 최외면에 권취되어,
    상기 전극 조립체의 권취가 풀어지면 상기 전지 케이스의 내면과 접촉되는 이차전지.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 음극은 음극 집전체 및 상기 음극 집전체의 일면에 구비된 활물질을 포함하며,
    상기 음극 집전체는 상기 전극 조립체의 권취 시, 최외면에 위치되어, 권취가 풀어질때 상기 전지 케이스의 내면과 접촉되고,
    상기 전지 케이스의 내면은 금속재질을 포함하는 이차전지.
  12. 전극 및 분리막을 교대로 적층시켜 권취하여 전극 조립체를 형성시키는 권취과정;
    상기 전극 조립체의 외면에 권취 풀어짐이 방지되도록 고정 테이프를 점착하는 테이프 점착과정; 및
    상기 전극 조립체 및 전해액을 전지 케이스의 내부에 수용하는 수용과정을 포함하되,
    상기 테이프 점착과정에서 상기 전해액에 함침 시 권취 풀어짐을 억제하는 고정력이 약화되는 상기 고정 테이프를 사용하여,
    상기 수용과정에서 상기 전해액 수용 시 상기 고정 테이프의 고정력이 약화됨에 따라, 상기 전극 조립체의 권취가 풀어져 상기 전지 케이스와 상기 전극 조립체의 사이 공간이 채워지는 이차전지 제조방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 테이프 점착과정은
    상기 고정 테이프를 상기 전극 조립체의 외주면에서 상부 및 하부에 점착시키는 이차전지 제조방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 테이프 점착과정은
    상기 고정 테이프를 상기 전극 조립체의 외주면에서 상부 및 하부 걸쳐에 점착시키되, 상기 전극 조립체의 권취 단부 및 상기 권취 단부의 주변부에 걸쳐 점착시키는 이차전지 제조방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 전극은 양극 및 음극을 포함하고,
    상기 권취과정은 상기 음극이 상기 전극 조립체의 최외면에 위치되도록 권취하여,
    상기 수용과정에서 상기 전극 조립체의 권취가 풀어지면 상기 전지 케이스의 내면과 상기 음극이 접촉되는 이차전지 제조방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 음극은 음극 집전체 및 상기 음극 집전체의 일면에 구비된 활물질을 포함하고,
    상기 권취과정은 상기 음극 집전체가 상기 전극 조립체의 최외면에 위치되도록 권취하여,
    상기 수용과정에서 상기 전극 조립체의 권취가 풀어지면 금속재질을 포함하는 상기 전지 케이스의 내면과 상기 음극 집전체가 접촉되는 이차전지 제조방법.
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 테이프 점착과정은 기재필름 및 상기 전해액과 반응하여 용해되는 반응물질이 포함되고 상기 기재필름의 일면에 구비된 점착층을 포함하는 상기 고정 테이프를 사용하여 상기 전극 조립체에 점착하고,
    상기 수용과정에서 상기 전해액 수용 시 상기 점착층이 용해됨에 따라 점착력이 소멸되어, 상기 전극 조립체의 권취가 풀어지는 이차전지 제조방법.
  18. 청구항 12에 있어서,
    상기 테이프 점착과정은 상기 전해액과 반응하여 용해되는 반응물질이 포함된 기재필름 및 상기 기재필름의 일면에 구비된 점착층을 포함하는 상기 고정 테이프를 사용하여 상기 전극 조립체에 점착하고,
    상기 수용과정에서 상기 전해액 수용 시 상기 기재필름이 용해됨에 따라, 상기 전극 조립체의 권취가 풀어지는 이차전지 제조방법.
  19. 청구항 12에 있어서,
    상기 테이프 점착과정은 기재필름 및 저점착 점착제인 아크릴계 점착제를 포함하여 상기 기재필름의 일면에 구비되는 점착층을 포함하는 상기 고정 테이프를 사용하여 상기 전극 조립체에 점착하고,
    상기 수용과정에서 상기 전해액에 함침 시 상기 점착층의 점착력이 감소됨에 따라 상기 전극 조립체의 권취가 풀어지는 이차전지 제조방법.
  20. 청구항 12에 있어서,
    상기 테이프 점착과정은 기재필름 및 점착력이 낮도록 경화제가 포함되어 상기 기재필름의 일면에 구비되는 점착층을 포함하는 상기 고정 테이프를 사용하여 상기 전극 조립체에 점착하고,
    상기 수용과정에서 상기 전해액에 함침 시 상기 점착층의 점착력이 감소됨에 따라 상기 전극 조립체의 권취가 풀어지는 이차전지 제조방법.
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