KR20220096865A - 전고체 전지 - Google Patents

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KR20220096865A
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노정은
지수영
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시형태는 제1 방향으로 대향하는 제1 및 제2 면, 제2 방향으로 대향하는 제3 및 제4 면, 제3 방향으로 대향하는 제5 및 제6 면을 포함하고, 고체 전해질 및 상기 고체 전해질을 사이에 두고 제3 방향)으로 적층된 양극 및 음극을 포함하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체의 상기 제3면 상에 배치되는 제1 마진부 및 상기 전극 조립체의 상기 제4면 상에 배치되는 제2 마진부를 포함하는 전지 바디; 상기 전극 조립체의 제1 면 상에 배치되는 제1 연결부; 및 상기 전극 조립체의 제2 면 상에 배치되는 제2 연결부;를 포함하고, 상기 제1 연결부는 상기 양극과 연결되는 제1 집전 전극 및 상기 제1 집전 전극 상에 배치되는 제1 보호부를 포함하며, 상기 제2 연결부는 상기 음극과 연결되는 제2 집전 전극 및 상기 제2 집전 전극 상에 배치되는 제2 보호부를 포함하고, 상기 제1 집전 전극 및 제2 집전 전극은 상기 제1 연결 및 제2 연결부의 제3 방향의 어느 한 면으로 인출되는 전고체 전지를 제공할 수 있다.

Description

전고체 전지 {ALL SOLID STATE BATTERY}
본 발명은 전고체 전지에 관한 것이다.
최근 전기를 에너지원으로 사용하는 장치가 늘어나고 있다. 스마트폰, 캠코더, 노트북 PC 및 전기 자동차 등 전기를 사용하는 적용분야가 확대되면서 전기 화학 소자를 이용한 전기 저장 소자에 대한 관심이 높아지고 있다. 다양한 전기 화학 소자 중에서도 충·방전이 가능하고, 작동 전압이 높으며, 에너지 밀도가 월등히 큰 리튬 이차 전지가 각광을 받고 있다.
리튬 이차 전지는 양극 및 음극에 리튬 이온의 삽입 및 탈리가 가능한 물질을 적용하고, 상기 양극과 음극 사이에 액체 전해질을 주입시켜 제조되며, 상기 음극 및 양극에서의 리튬 이온의 삽입 및 탈리에 따른 산화 환원반응에 의해 전기가 생성 또는 소비된다. 이러한 리튬 이차전지는 기본적으로 전지의 작동 전압 범위에서 안정해야 하고, 충분히 빠른 속도로 이온을 전달할 수 있는 성능을 가져야 한다.
이러한 리튬 이차 전지에 비수성 전해액과 같은 액체 전해질을 사용하는 경우 방전용량 및 에너지밀도가 큰 장점이 있다. 그러나 리튬 이차 전지는 고전압의 구현이 어려우며, 전해액 누출, 화재 및 폭발의 위험성이 높은 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해, 액체 전해질 대신 고체 전해질을 적용한 이차 전지가 대안으로 제시되고 있다. 고체 전해질은 폴리머계 고체 전해질과 세라믹계 고체 전해질로 구분될 수 있으며, 이 중 세라믹계 고체 전해질은 높은 안정성을 나타내는 장점이 있다. 하지만, 세라믹계 고체 전해질의 경우 전해질과 전극의 계면 접촉 불량 및 계면 부반응 등으로 인하여 이온 전도도가 떨어지거나 충방전 효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 여러 목적 중 하나는 내습 신뢰성이 우수한 전고체 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 여러 목적 중 하나는, 생산 공정을 간소화할 수 있는 전고체 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 여러 목적 중 하나는, 소형화가 가능한 전고체 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시형태는 제1 방향으로 대향하는 제1 및 제2 면, 제2 방향로 대향하는 제3 및 제4 면, 제3 방향으로 대향하는 제5 및 제6 면을 포함하고, 고체 전해질층 및 상기 고체 전해질층을 사이에 두고 제3 방향으로 적층된 양극 및 음극을 포함하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체의 상기 제3면 상에 배치되는 제1 마진부 및 상기 전극 조립체의 상기 제4면 상에 배치되는 제2 마진부를 포함하는 전지 바디; 상기 전극 조립체의 제1 면 상에 배치되는 제1 연결부; 및 상기 전극 조립체의 제2 면 상에 배치되는 제2 연결부;를 포함하고, 상기 제1 연결부는 상기 양극과 연결되는 제1 집전 전극 및 상기 제1 집전 전극 상에 배치되는 제1 보호부를 포함하며, 상기 제2 연결부는 상기 음극과 연결되는 제2 집전 전극 및 상기 제2 집전 전극 상에 배치되는 제2 보호부를 포함하고, 상기 제1 집전 전극 및 제2 집전 전극은 상기 제1 연결부 및 제2 연결부의 제3 방향의 어느 한 면으로 인출되는 전고체 전지를 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태는, 제1 방향으로 대향하는 제1 및 제2 면, 제2 방향으로 대향하는 제3 및 제4 면, 제3 방향으로 대향하는 제5 및 제6 면을 포함하고, 유전체층 및 상기 유전체층을 사이에 두고 제2 방향으로 적층된 양극 및 음극을 포함하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체의 상기 제3면 상에 배치되는 제1 마진부 및 상기 전극 조립체의 상기 제4면 상에 배치되는 제2 마진부를 포함하는 전지 바디; 상기 전극 조립체의 제1 면 상에 배치되는 제1 연결부; 및 상기 전극 조립체의 제2 면 상에 배치되는 제2 연결부;를 포함하고, 상기 제1 연결부는 상기 양극과 연결되는 제1 집전 전극 및 상기 제1 집전 전극 상에 배치되는 제1 보호부를 포함하며, 상기 제2 연결부는 상기 음극과 연결되는 제2 집전 전극 및 상기 제2 집전 전극 상에 배치되는 제2 보호부를 포함하고, 상기 제1 집전 전극 및 제2 집전 전극은 상기 제1 연결부 및 제2 연결부의 제3 방향의 어느 한 면으로 인출되는 전고체 전지를 제공할 수 있다.
발명에 따른 여러 효과 중 하나는 내습 신뢰성이 우수한 전고체 전지를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 여러 효과 중 하나는 생산 공정을 간소화하여, 공정 효율을 높일 수 있는 전고체 전지를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 여러 효과 중 하나는 제품의 소형화가 가능한 전고체 전지를 제공할 수 있다.
다만, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전고체 전지를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 단면도이다.
도 3은 도 2의 A 영역의 확대도이다.
도 4는 도 1의 전지 바디를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 전극 조립체를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 4를 X 방향에서 바라본 정면도이다.
도 7은 도 1의 제1 연결부의 내부를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전고체 전지의 변형례를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전고체 전지의 변형례를 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 9의 II-II' 단면도이다.
도 11은 도 9의 제1 연결부의 내부를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 전고체 전지를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 13은 도 12의 III-III' 단면도이다.
도 14는 도 13의 B 영역의 확대도이다.
도 15는 도 12의 전지 바디를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 16은 도 13의 전극 조립체를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 17은 도 12의 제1 연결부의 내부를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 전고체 전지의 단면도이다.
도 19는 도 18의 전지 바디를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 20은 발명의 또 다른 실시형태에 따른 전고체 전지의 단면도이다.
도 21은 도 20의 전지 바디를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 전고체 전지를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 23은 도 22의 제1 연결부의 내부를 나타내는 도면이다.
도 24는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 전고체 전지를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 25는 도 24의 제1 연결부의 내부를 나타내는 도면이다.
이하, 구체적인 실시형태 및 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 이는 본 명세서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시예의 다양한 변경 (modifications), 균등물 (equivalents), 및/또는 대체물 (alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조부호가 사용될 수 있다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명할 수 있다.
본 명세서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징 (예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 명세서에서, "A 및/또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 및/또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 및 B 중 하나 또는 그 이상"은, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
도면에서, X 방향은 제1 방향, L 방향 또는 길이 방향, Y 방향은 제2 방향, W 방향 또는 폭 방향, Z 방향은 제3 방향, T 방향 또는 두께 방향으로 정의될 수 있다.
본 발명은 전고체 전지(100)에 관한 것이다. 도 1 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전고체 전지(100)를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 전고체 전지(100)는 제1 방향(X 방향)으로 대향하는 제1 및 제2 면(S1, S2), 제2 방향(Y 방향)으로 대향하는 제3 및 제4 면(S3, S4), 제3 방향(Z 방향)으로 대향하는 제5 및 제6 면(S5, S6)을 포함하고, 고체 전해질(111) 및 상기 고체 전해질(111)을 사이에 두고 제3 방향(Z 방향)으로 적층된 양극(121) 및 음극(122)을 포함하는 전극 조립체(120), 상기 전극 조립체(120)의 상기 제3 면(S3) 상에 배치되는 제1 마진부(131) 및 상기 전극 조립체(120)의 상기 제4 면(S4) 상에 배치되는 제2 마진부(132)를 포함하는 전지 바디(110); 상기 전극 조립체(120)의 제1 면 상에 배치되는 제1 연결부(141); 및 상기 전극 조립체(120)의 제2 면 상에 배치되는 제2 연결부(142);를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제1 연결부(141)는 상기 양극(121)과 연결되는 제1 집전 전극(141a) 및 상기 제1 집전 전극(141a) 상에 배치되는 제1 보호부(141b)를 포함하며, 상기 제2 연결부(142)는 상기 음극(122)과 연결되는 제2 집전 전극(142a) 및 상기 제2 집전 전극(142a) 상에 배치되는 제2 보호부(142b)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 집전 전극(141a) 및 제2 집전 전극(142a)은 상기 제1 연결부(141) 및 제2 연결부(142)의 제3 방향(Z 방향)의 어느 한 면으로 각각 인출될 수 있다. 상기 제1 집전 전극(141a) 및 제2 집전 전극(142a)이 인출되는 면은, 전극 조립체(120)의 제5 면(S5) 방향 또는 제6 면(S6) 방향일 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 전고체 전지(100)의 집전 전극은 6개의 외부 면 중 제3 방향(Z 방향)의 어느 한 면으로만 전극이 인출되는 구조일 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 전고체 전지(100)를 바라보았을 때, 각 집전 전극은 5개 면으로는 인출되는 전극이 보이지 않고, 제3 방향(Z 방향)의 1개의 면으로만 외부로 인출되는 전극이 보이는 구조일 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 집전 전극(141a) 및 제2 집전 전극(142a)은 전극 조립체(120)의 제3 방향(Z 방향)의 한 면(제6면, S6)을 통해 인출되고, 상기 제1 집전 전극(141a) 및 제2 집전 전극(142a)은 상기 전지 바디(110)를 사이에 두고 서로 이격되어 배치될 수 있다. 종래의 소결형 전고체 전지 들은 양극 및 음극과 연결되는 외부 전극이 전지 바디의 머릿면을 덮도록 배치되는 구조를 사용하였다, 이 경우 전지 바디와 외부 전극 사이에 벌어짐이 발생하거나, 전지 바디와 외부 전극 사이로 수분이 침투하는 등의 문제가 있었다, 본 발명의 상기 실시예는 외부로 노출되는 전극을 최소화 함으로써 외부의 수분 침투 등을 효과적으로 방지하여 우수한 내습 신뢰성을 구현할 수 있다.
또한, 종래 기술의 경우 외부 전극과 전지 바디 사이의 수축 거동의 차이로 인해 내부 응력이 잔류하는 경우가 있으며, 이로 인해 전지 자체의 기계적 강도가 저하되는 문제가 있었다. 본 발명에 따른 전고체 전지는 별도의 외부 전극을 형성하지 않으면서, 후술하는 바와 같이 1번의 소결 과정을 통해 전지 바디와 전극을 동시에 소성함으로써 전지 자체의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다. 아울러 별도의 외부 전극이 배치되지 않으므로 부품 자체의 소형화가 가능할 수 있다.
본 발명에 따른 전고체 전지(100)의 제1 연결부(141)는 제1 집전 전극(141a) 및 제1 보호부(141b)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 연결부(142)는 제2 집전 전극(142a) 및 제2 보호부(142b)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예시에서, 전고체 전지(100)의 제1 보호부(141b)는 제1 집전 전극(141a)의 적어도 일부를 덮도록 배치되고, 제2 보호부(142b)는 제2 집전 전극(142a)의 적어도 일부를 덮도록 배치될 수 있다. 상기 보호부가 집전 전극의 적어도 일부를 덮도록 배치된다는 것은, 본 발명에 따른 전고체 전지(100)의 전극 조립체(120)에 배치되는 제1 집전 전극(141a) 및 제2 집전 전극(142a)의 제1 방향(X 방향)의 양면의 적어도 일부 상에 보호부가 배치되는 상태를 의미할 수 있으며, 상기 제1 집전 전극(141a) 및 제2 집전 전극(142a)과 상기 보호부의 적어도 일부가 접하여 배치되는 상태를 의미할 수 있다.
다른 예시에서, 전고체 전지(100)의 제1 보호부(141b)는 제1 집전 전극(141a)의 제1 방향(X 방향)의 일면을 전부 덮도록 배치되고, 제2 보호부(142b)는 제2 집전 전극(142a)의 제1 방향(X 방향)의 일면을 전부 덮도록 배치될 수 있다. 상기 보호부가 인출 전극의 제1 방향의 일면을 전부 덮도록 배치된다는 것은, 본 발명에 따른 전고체 전지(100)를 제1 방향(X 방향)에서 보았을 때 보호부 만이 보이고, 인출 전극은 보호부에 가려져서 안보이는 상태를 의미할 수 있다. 즉, 상기 제1 보호부(141b)는 제1 집전 전극(141a)을 제1 방향으로 노출시키지 않도록 배치되고, 제2 보호부(142b)는 제2 집전 전극(142a)을 제1 방향(X 방향)으로 노출시키지 않도록 배치될 수 있다. 이와 같이 제1 보호부(141b)가 제1 집전 전극(141a)을 덮도록 배치하고, 제2 보호부(142b)가 제2 집전 전극(142a)을 덮도록 배치하는 경우 인출 전극이 외부로 노출되는 면적을 줄일 수 있어 외부의 수분 침투 경로를 최소화 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전고체 전지(100)의 제1 보호부(141b)는 전극 조립체(120)의 제1 면(S1)을 덮도록 배치될 수 있고, 제2 보호부(142b)는 전극 조립체(120)의 제2 면(S2)을 덮도록 배치될 수 있다. 따라서 제1 집전 전극(141a)은 전극 조립체(120)의 제1 면(S1)에 접하여 배치되고, 상기 제1 집전 전극(141a)을 덮도록 제1 보호부(141b)가 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 집전 전극(142a)은 전극 조립체(120)의 제2 면(S2)에 접하여 배치되고, 상기 제2 집전 전극(142a)을 덮도록 제2 보호부(142b)가 배치될 수 있다. 즉, 제1 집전 전극(141a)은 상기 전극 조립체(120)의 제1 면(S1) 상에 배치되고, 양극(121)과 연결되도록 배치될 수 있으며, 제2 집전 전극(142a)은 상기 전극 조립체(120)의 제2 면(S2) 상에 배치되고, 음극(122)과 연결되도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 전고체 전지(100)의 제1 집전 전극(141a) 및/또는 제2 집전 전극(142a)의 제2 방향(Y 방향)의 폭의 최대값은 상기 전지 바디(110)의 제2 방향(Y 방향)의 폭의 최대값 보다 작을 수 있다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 연결부(141)의 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 본 명세서에서 제1 연결부(141)에 대한 설명은 제2 연결부(142)에도 동일하게 적용될 수 있다. 도 1 및 도 7을 참조하면, 제1 연결부(141)의 제1 집전 전극(141a) 및/또는 제2 연결부(142)의 제2 집전 전극(142a)의 제2 방향(Y 방향)의 폭의 최대값(W2)은 상기 전지 바디(110)의 제2 방향(Y 방향)의 폭의 최대값(W1) 보다 작을 수 있다. 즉, W2 < W1의 관계를 만족할 수 있다. 본 명세서에서 어떤 부재의 폭의 최대값은 상기 부재의 임의의 5곳에서 제2 방향(Y 방향)과 평행한 방향으로 측정한 값 중 최대값을 의미할 수 있으며, 상온(25℃) 및 상압(1기압)에서 측정한 값일 수 있다. 제1 집전 전극(141a) 및/또는 제2 집전 전극(142a)의 제2 방향(Y 방향)의 폭의 최대값이 상기 전지 바디(110)의 제2 방향(Y 방향)의 폭의 최대값 보다 작은 경우, 본 발명에 따른 전고체 전지(100)의 제2 방향(Y 방향)으로 제1 집전 전극(141a) 및/또는 제2 집전 전극(142a)이 노출되지 않을 수 있어 내습성을 더욱 향상시킬 수 있다.
하나의 예시에서, 본 발명에 따른 제1 집전 전극(141a) 및/또는 제2 집전 전극(142a)의 제3 방향(Z 방향)의 높이의 최대값은 상기 전지 바디(110)의 제3 방향(Z 방향)의 높이의 최대값 보다 작을 수 있다. 도 1 및 도 7을 참조하면, 제1 연결부(141)의 제1 집전 전극(141a) 및/또는 제2 연결부(142)의 제2 집전 전극(142a)의 제3 방향(Z 방향)의 높이의 최대값(H2)은 상기 전지 바디(110)의 제3 방향(Z 방향)의 높이의 최대값(H1) 보다 작을 수 있다. 즉, H2 < H1의 관계를 만족할 수 있다. 본 명세서에서 어떤 부재의 높이의 최대값은 상기 부재의 임의의 5곳에서 제3 방향(Z 방향)과 평행한 방향으로 측정한 값 중 최대값을 의미할 수 있으며, 상온(25℃) 및 상압(1기압)에서 측정한 값일 수 있다. 제1 집전 전극(141a) 및/또는 제2 집전 전극(142a)의 제3 방향(Z 방향)의 높이의 최대값이 상기 전지 바디(110)의 제3 방향(Z 방향)의 높이의 최대값 보다 작은 경우, 본 발명에 따른 전고체 전지(100)의 제3 방향(Z 방향)의 일면으로만 제1 집전 전극(141a) 및/또는 제2 집전 전극(142a)이 노출되도록 하여 수분 침투 가능성을 줄일 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 보호부(141b)가 제1 집전 전극(141a)의 제1 방향(X 방향)의 일면을 전부 덮도록 배치되고, 제2 보호부(142b)가 제2 집전 전극(142a)의 제1 방향(X 방향)의 일면을 전부 덮도록 배치되는 경우, 상기 제1 보호부(141b) 및/또는 제2 보호부(142b)의 제3 방향의 높이(Z 방향)는 전지 바디(110)의 제3 방향(Z 방향)의 높이의 최대값(H1)과 같을 수 있다. 즉, 상기 제1 보호부(141b) 및 제2 보호부(142b)는 상기 전지 바디(110)의 제1 방향의 양 면 상에 배치되며, 적어도 상기 전지 바디(110)의 두께 방향을 모두 덮도록 배치될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 제1 보호부(141b)가 제1 집전 전극(141a)의 제1 방향(X 방향)의 일면을 전부 덮도록 배치되고, 제2 보호부(142b)가 제2 집전 전극(142a)의 제1 방향(X 방향)의 일면을 전부 덮도록 배치되는 경우, 상기 제1 보호부(141b) 및/또는 제2 보호부(142b)의 제2 방향의 폭(Y 방향)은 전지 바디(110)의 제2 방향(Y 방향)의 폭의 최대값(W1)과 같을 수 있다. 즉, 상기 제1 보호부(141b) 및 제2 보호부(142b)는 상기 전지 바디(110)의 제1 방향의 양 면 상에 배치되며, 적어도 상기 전지 바디(110)의 폭 방향을 모두 덮도록 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 예시에서, 제1 보호부(141b)가 제1 집전 전극(141a)의 제1 방향(X 방향)의 일면을 전부 덮도록 배치되고, 제2 보호부(142b)가 제2 집전 전극(142a)의 제1 방향(X 방향)의 일면을 전부 덮도록 배치되는 경우, 상기 제1 보호부(141b) 및 제2 보호부(142b)는 상기 전지 바디(110)의 제1 방향의 양 면을 모두 덮도록 배치될 수 있다
본 발명의 일 실시예에서, 본 발명에 따른 전고체 전지(100)의 전지 바디(110)는 전극 조립체(120), 제1 마진부(131) 및 제2 마진부(132)를 포함할 수 있다. 상기 전극 조립체(120)는 고체 전해질층(111) 및 상기 고체 전해질층(111)을 사이에 두고 제3 방향(Z 방향)으로 적층된 양극(121) 및 음극(122)을 포함할 수 있다.
상기 양극 및 음극(121, 122)은 각 단면이 전지 바디(110)의 대향하는 양 단부로 각각 노출되도록 적층될 수 있다. 구체적으로, 상기 전지 바디(110)의 제1 방향(X 방향)의 양면으로 상기 양극 및 음극(121, 122)이 각각 노출될 수 있으며, 상기 전지 바디(110)의 제1면(S1) 방향으로 양극(121)이 노출되고, 제2면(S2) 방향으로 음극(122)이 노출될 수 있다.
하나의 예시에서, 본 발명에 따른 전고체 전지(100)의 양극(121)은 양극 집전체(121a) 및 양극 활물질(121b)을 포함할 수 있다. 도 3은 도 2의 A 영역에 대한 확대도이다. 도 3을 참조하면, 본 예시의 전고체 전지(100)의 양극(121)은 양극 집전체(121a)의 제3 방향의 양면에 양극 활물질(121b)이 배치된 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 일 예시에서, 양극(121)에 포함되는 양극 활물질(121b)은 충분한 용량을 확보할 수 있는 것이라면, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어 상기 양극 활물질(121b)은 리튬코발트산화물, 리튬니켈코발트망간산화물, 리튬니켈코발트알루미늄산화물, 리튬철인산화물, 및 리튬망간산화물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으나, 반드시 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 이용 가능한 모든 양극 활물질이 사용될 수 있다.
상기 양극 활물질은 예를 들어 하기 화학식으로 표시되는 화합물일 수 있다: LiaAl-bMbD2 (식중, 0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.5); LiaEl-bMbO2-cDc (식중 0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.5, 0≤c≤0.05); LiE2-bMbO4-cDc (식중 0≤b≤0.5, 0≤c≤0.05); LiaNi1-b-cCobMcDα(식중 0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.5, 0≤c≤0.05, 0<α≤2); LiaNi1-b-cCobMcO2-αXα(식중 0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.5, 0≤c≤0.05, 0<α<2); LiaNi1-b-cCobMcO2-αX2 (식중 0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.5, 0≤c≤0.05, 0<α<2); LiaNi1-b-cMnbMcDα (식중 0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.5, 0≤c≤0.05, 0<α≤2); LiaNi1-b-cMnbMcO2-αXα (식중, 0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.5, 0≤c≤0.05, 0<α<2); LiaNi1-b-cMnbMcO2-αX2 (식중, 0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.5, 0≤c≤0.05, 0<α<2); LiaNibEcGdO2 (식중, 0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.9, 0≤c≤0.5, 0.001≤d≤0.1); LiaNibCocMndGeO2 (식중,0.90≤a≤1.8, 0≤b≤0.9, 0≤c≤0.5, 0≤d≤0.5, 0.001≤e≤0.1); LiaNiGbO2 (식중, 0.90≤a≤1.8, 0.001≤b≤0.1); LiaCoGbO2 (식중, 0.90≤a≤1.8, 0.001≤b≤0.1); LiaMnGbO2 (식중, 0.90≤a≤1.8, 0.001≤b≤0.1); LiaMn2GbO4 (식중, 0.90≤a≤1.8, 0.001≤b≤0.1); QO2; QS2; LiQS2; V2O5; LiV2O2; LiRO2; LiNiVO4; Li(3-f)J2(PO4)3 (0≤f≤2); Li(3-f)Fe2(PO4)3 (식중, 0≤f≤2); 및 LiFePO4, 상기 화학식에서 A 는 Ni, Co, or Mn; M은 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, 또는 희토류원소(rare-earth element); D는 O, F, S, or P; E 는 Co 또는 Mn; X 는 F, S, 또는 P; G 는 Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, or V; Q는 Ti, Mo 또는 Mn; R 은 Cr, V, Fe, Sc, 또는 Y; J 는 V, Cr, Mn, Co, Ni, 또는 Cu이다.
상기 양극 활물질은 또한, LiCoO2, LiMnxO2x (식중, x =1 또는 2), LiNi1-xMnxO2x (식중, 0<x<1), LiNi1-x-yCoxMnyO2 (식중, 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.5), LiFePO4, TiS2, FeS2, TiS3, 또는 FeS3일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 양극 집전체로는 망상 또는 메시 모양 등의 다공체를 사용할 수 있으며, 스테인레스강, 니켈, 알루미늄 등의 다공성 금속판을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 상기 양극 집전체는 산화를 방지하기 위하여 내산화성의 금속 또는 합금 피막으로 피복될 수도 있다.
본 발명에 따른 전고체 전지의 양극은 도전제 및 바인더를 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 도전제로는 본 발명의 전고체 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본계 물질; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본; 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스커; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
상기 바인더는, 상기 활물질과 도전제 등의 결합력을 향상시키기 위해 사용할 수 있다. 상기 바인더는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 부타디엔 고무, 불소 고무 및 다양한 공중합체 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 이차 전지에 적용되는 양극은, 양극 활물질을 포함하는 조성물이 구리 등의 금속을 포함하는 양극 집전체 상에 직접 코팅 및 건조되어 제조할 수 있다. 또는, 양극 활물질 조성물이 별도의 지지체 상에 캐스팅된 다음, 이를 경화하여 양극이 제조될 수 있으며, 이 경우 별도의 양극 집전체를 포함하지 않을 수 있다.
본 발명에 따른 전고체 전지(100)의 음극(122)은 음극 집전체(122a) 및 음극 활물질(122b)을 포함할 수 있다. 도 3은 도 2의 A 영역에 대한 확대도이다. 도 3을 참조하면, 본 예시의 전고체 전지(100)의 음극(122)은 음극 집전체(122a)의 제3 방향의 양면에 음극 활물질(122b)이 배치된 구조를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 전고체 전지에 포함되는 음극은 통상적으로 사용되는 음극 활물질을 포함할 수 있다. 상기 음극 활물질로는 탄소계 재료, 실리콘, 실리콘 산화물, 실리콘계 합금, 실리콘-탄소계 재료 복합체, 주석, 주석계 합금, 주석-탄소 복합체, 금속 산화물 또는 그 조합을 사용할 수 있으며, 리튬 금속 및/또는 리튬 금속 합금을 포함할 수 있다.
상기 리튬 금속 합금은 리튬과, 리튬과 합금 가능한 금속/준금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 리튬과 합금 가능한 금속/준금속은 Si, Sn, Al, Ge, Pb, Bi, Sb, Si-Y 합금(상기 Y는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13 내지 16족 원소, 전이금속, 희토류 원소 또는 이들의 조합 원소이며, Si는 포함하지 않는다), Sn-Y 합금(상기 Y는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13족 내지 16족 원소, 전이금속, 리튬티타늄옥사이드(Li4Ti5O12) 등의 전이금속 산화물, 희토류 원소 또는 이들의 조합 원소이며, Sn은 포함하지 않는다) 및 MnOx (0 < x ≤ 2) 등일 수 있다. 상기 원소 Y로는 Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Tc, Re, Bh, Fe, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Tl, Ge, P, As, Sb, Bi, S, Se, Te, Po, 또는 이들의 조합일 수 있다.
또한, 상기 리튬과 합금가능한 금속/준금속의 산화물은 리튬 티탄 산화물, 바나듐 산화물, 리튬 바나듐 산화물, SnO2, SiOx(0<x<2) 등일 수 있다. 예를 들어, 상기 음극 활물질은 원소 주기율표의 13족 내지 16족 원소로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 원소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 음극 활물질은 Si, Ge 및 Sn으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 원소를 포함할 수 있다.
상기 탄소계 재료는 결정질 탄소, 비정질 탄소 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 결정질 탄소는 무정형, 판상, 인편상(flake), 구형 또는 섬유형의 천연 흑연 또는 인조 흑연과 같은 흑연일 수 있다. 또한, 상기 비정질 탄소는 소프트 카본(soft carbon: 저온 소성 탄소) 또는 하드 카본(hard carbon), 메조페이스 피치(mesophase pitch) 탄화물, 소성된 코크스, 그래핀, 카본블랙, 플러렌 수트(fullerene soot), 카본나노튜브, 및 탄소섬유로 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 실리콘은 Si, SiOx(0 <x <2, 예를 들어 0.5 내지 1.5), Sn, SnO2, 또는 실리콘 함유 금속 합금 및 이들이 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다. 상기 실리콘 함유 금속 합금은 예를 들어 실리콘과, Al, Sn, Ag, Fe, Bi, Mg, Zn, in, Ge, Pb 및 Ti 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전고체 전지의 음극 집전체는 양극 집전체와 동일한 구성을 사용할 수 있다. 상기 음극 집전체는 예를 들어 망상 또는 메시 모양 등의 다공체를 사용할 수 있으며, 스테인레스강, 니켈, 알루미늄 등의 다공성 금속판을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 상기 음극 집전체는 산화를 방지하기 위하여 내산화성의 금속 또는 합금 피막으로 피복될 수도 있다.
음극은 상술한 양극 제조과정에서 양극 활물질 대신 음극 활물질을 사용한 것을 제외하고는 거의 동일한 방법에 따라 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 본 발명에 따른 고체 전해질층은 가넷계(Garnet-type), 나시콘계(Nasicon-type), 리시콘계(LISICON-type), 페로브스카이트계(perovskite-type) 및 리폰계(LiPON-type)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 가넷계 고체 전해질은 Li7La3Zr2O12 등 LiaLabZrcO12로 표시되는 리튬-란타늄-지르코늄-산화물(lithium lanthanum zirconium oxide, LLZO)을 의미할 수 있으며, 상기 나시콘계 고체 전해질은 Li1+xAlxM2-x(PO4)3(LAMP) (0<x<2, M=Zr, Ti, Ge) 형 화합물에 Ti가 도입된 Li1+xAlxTi2-x(PO4)3 (0<x<1)의 리튬-알루미늄-티타늄-인산염(LATP), 과량의 리튬이 도입된 Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 등 Li1+xAlxGe2-x(PO4)3 (0<x<1)로 표시되는 리튬-알루미늄-게르마늄-인산염 (LAGP) 및/또는 LiZr2(PO4)3의 리튬-지르코늄-인산염 (LZP)을 의미할 수 있다.
또한, 상기 리시콘계 고체 전해질은 또는 xLi3AO4-(1-x)Li4BO4 (A: P, As, V 등, B: Si, Ge, Ti 등)로 표시되며 Li4Zn(GeO4)4, Li10GeP2O12(LGPO), Li3.5Si0.5P0.5O4, Li10.42Si(Ge)1.5P1.5Cl0.08O11.92 등을 포함하는 고용체 산화물 및 Li4-xM1-yM'y'S4 (M= Si, Ge and M' = P, Al, Zn, Ga)로 표시되는 Li2S-P2S5, Li2S-SiS2, Li2S-SiS2-P2S5, Li2S-GeS2 등을 포함하는 고용체 황화물을 의미할 수 있다.
그리고 상기 페로브스카이트계 고체 전해질은 Li1/8La5/8TiO3 등 Li3xLa2/3-x□1/3-2xTiO3 (0<x<0.16, □ 공공)으로 표시되는 리튬-란타늄-티타늄-산화물(lithium lanthanum titanate, LLTO)을 의미할 수 있으며, 상기 리폰계 고체 전해질은 Li2.8PO3.3N0.46 등의 리튬-포스포러스-옥시나이트라이드(lithium phosphorous oxynitride)와 같은 질화물을 의미할 수 있다.
본 발명에 따른 전고체 전지(100)의 전지 바디(110)는 전극 조립체(120)의 제3면(S3) 상에 배치되는 제1 마진부(131) 및 상기 전극 조립체(120)의 제4면(S4) 상에 배치되는 제2 마진부(132)를 포함할 수 있다. 상기 제1 마진부(131) 및 제2 마진부(132)은 세라믹 재료를 포함할 수 있으며, 예를 들어 알루미나(Al2O3), 질화 알루미늄(AlN), 산화 베릴륨(BeO), 질화 붕소(BN), 규소(Si), 탄화 규소(SiC), 실리카(SiO2), 질화 규소(Si3N4), 비화 갈륨(GaAs), 질화 갈륨(GaN), 티탄산바륨(BaTiO3), 이산화 지르코늄(ZrO2), 이들의 혼합물, 이러한 재료들의 산화물 및/또는 질화물, 또는 임의의 다른 적절한 세라믹 재료를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 상기 제1 마진부(131) 및 제2 마진부(132)는 전술한 고체 전해질을 포함할 수 있으며, 1종 이상의 고체 전해질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제1 마진부(131) 및 제2 마진부(132)는 세라믹 재료를 포함하는 슬러리를 상기 전극 조립체(120)의 제2 방향(Y 방향)에 도포하여 형성하거나, 세라믹 재료로 형성한 시트를 1 개 이상 제2 방향(Y 방향)으로 부착하여 형성할 수 있다. 상기 제1 마진부(131) 및 제2 마진부(132)는 기본적으로 물리적 또는 화학적 스트레스에 의한 전극조립체의 손상을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전고체 전지(100)는 전지 바디(110)의 제1 방향(X 방향)의 양면에 제1 연결부(141) 및 제2 연결부(142)가 배치될 수 있다. 상기 제1 연결부(141) 및 제2 연결부(142)는 전지 바디(110)의 제1 방향(X 방향)의 양 면에 대응되는 치수 및 면적을 가질 수 있으며, 전술한 바와 같이 상기 제1 연결부(141)는 상기 전극 조립체(120)의 제1 면을 덮도록 배치될 수 있고, 상기 제2 연결부(142)는 상기 전극 조립체(120)의 제2 면을 덮도록 배치될 수 있다.
상기 제1 연결부(141)는 제1 집전 전극(141a)을 포함하고, 상기 제2 연결부(142)는 제2 집전 전극(142a)을 포함할 수 있다. 제1 집전 전극(141a)은 양극(121)과 연결되며, 제2 집전 전극(142a)은 음극(122)과 연결될 수 있다. 상기 제1 집전 전극(141a) 및 제2 집전 전극(142a)을 형성하는 재료는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 은(Ag), 팔라듐(Pd), 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 구리(Cu), 주석(Sn), 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금 중 하나 이상의 도전성 금속을 포함하는 도전성 페이스트를 사용하여 형성될 수 있다.
상기 제1 연결부(141)는 제1 보호부(141b)을 포함하고, 상기 제2 연결부(142)는 제2 보호부(142b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 보호부(141b) 및 제2 보호부(142b)은 세라믹 재료를 포함할 수 있으며, 전지 바디(110)의 제1 마진부(131) 및 제2 마진부(132)과 같은 세라믹 재료를 포함할 수 있다. 상기 제1 보호부(141b) 및 제2 보호부(142b) 제1 마진부(131) 및 제2 마진부(132)과 같은 세라믹 재료를 포함하는 경우, 유사한 소결 거동을 보일 수 있어 완성된 전고체 전지의 내부 응력을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 예시에서, 본 발명에 따른 전고체 전지(100)의 제1 연결부(141) 및/또는 제2 연결부(142)의 제1 보호부(141b) 및/또는 제2 보호부(142b)는 전지 바디(110)의 제1 마진부(131) 및 제2 마진부(132)와 상이한 조성의 세라믹 성분을 포함할 수 있다. 제1 보호부(141b) 및 제2 보호부(142b)는 제1 집전 전극(141a) 및 제2 집전 전극(142a) 상에 배치되므로, 전지 바디(110)와 접하는 면적의 상당 부분이 금속 성분과 접하여 배치된다. 금속과 세라믹 재료의 이종 성분 간의 계면은 소결 과정에서의 수축 등에 의해 접합력이 약해질 수 있다. 본 예시와 같이 제1 보호부(141b) 및 제2 보호부(142b)의 성분을 조절하여 소결 거동을 조절하는 경우 제1 보호부(141b) 및 제2 보호부(142b)와 제1 집전 전극(141a) 및 제2 집전 전극(142a) 간의 접합력을 향상시켜 전지의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 전고체 전지의 제조 방법은 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 전극 조립체(120)의 제3 면(S3)에 제1 마진부(131)를 형성하고, 제4 면(S4)에 제2 마진부(142)를 형성한 후, 제1 연결부(141) 및 제2 연결부(142)를 형성하여 제조할 수 있다. 상기 제1 연결부(141) 및 제2 연결부(142)를 형성하는 방법은 전지 바디(110)의 제1 방향(X 방향)의 양면에 제1 집전 전극(141a) 및 제2 집전 전극(142a) 형성을 위해 도전성 페이스트를 도포 및 건조하고, 상기 건조된 도전성 페이스트 상에 제1 보호부(141b) 및 제2 보호부(142b)을 형성하기 위한 세라믹 페이스트를 도포 및 건조한 후 소결하여 제조하거나, 상기 건조된 도전성 페이스트 상에 제1 보호부(141b) 및 제2 보호부(142b)을 형성하기 위한 세라믹 시트를 전사한 후 이를 소결하여 제조할 수 있다.
또는 상기 제1 연결부(141) 및 제2 연결부(142)를 제조하기 위해 세라믹 시트 등 미리 제조한 제1 및 제2 보호부(141b, 142b) 상에 제1 및 제2 집전 전극(141a, 142a)을 인쇄한 후 이를 전지 바디(110)의 제1 방향(X 방향)의 양 면에 부착하고 소결하여 제조할 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 전고체 전지(100)는, 전지 바디(110)에 제1 연결부(141) 및 제2 연결부(142)를 형성한 후, 1회의 소결 공정을 통해 제조가 가능하며, 별도의 외부 전극 형성을 위한 소성 과정이 필요하지 않아 공정의 간소화가 가능할 수 있다.
본 발명의 일 예시에서, 본 발명에 따른 전고체 전지(100)는 제1 집전 전극(141a)과 연결되는 제1 단자 전극(151) 및 제2 집전 전극(142a)과 연결되는 제2 단자 전극(152)을 추가로 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제1 단자 전극(151) 및 제2 단자 전극(152)은 상기 제1 집전 전극(141a)과 상기 제2 집전 전극(142a)이 인출되는 면 상에 서로 이격되어 배치될 수 있다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 집전 전극(141a)과 제2 집전 전극(142a)이 전고체 전지(100)의 제3 방향(Z 방향)의 일면으로 인출되고, 상기 제1 집전 전극(141a)과 연결되는 제1 단자 전극(151) 및 제2 집전 전극(142a)과 연결되는 제2 단자 전극(152)이 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2 단자 전극(151, 152)은 예를 들어 제1 집전 전극(141a) 및 제2 집전 전극(142a)의 인출부 상에 도전성 금속을 포함하는 단자 전극용 페이스트를 도포하여 형성하거나, 소결이 완료된 전지 바디(110)의 제1 집전 전극(141a) 및 제2 집전 전극(142a) 상에 단자 전극용 페이스트 또는 파우더를 도포하고 유도 가열 등의 방식으로 이를 소성하여 형성할 수 있다. 또한, 상기 제1 집전 전극(141a) 및 제2 집전 전극(142a)의 인출부 상에 도전성 금속을 스퍼터 또는 전해 도금(Electric Deposition)하여 형성할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 도전성 금속은 예를 들어 구리(Cu), 니켈(Ni), 주석(Sn), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 납(Pb) 및 이들의 합금 중 하나 이상의 도전성 금속일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서. 본 발명에 따른 전고체 전지(100)는 제1 단자 전극(151) 및 제2 단자 전극(152) 상에 각각 배치되는 도금층(미도시)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 도금층은 구리(Cu), 니켈(Ni), 주석(Sn), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 납(Pb) 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 도금층은 단수 층 또는 복수 층형성될 수 있으며, 스퍼터 또는 전해 도금(Electric Deposition)에 의해 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 전고체 전지(100)의 제1 집전 전극(141a) 및 제2 집전 전극(142a)은 서로 전지 바디(110)의 제3 방향(Z 방향)의 반대 면으로 인출될 수 있다. 도 8은 본 실시형태에 따른 전고체 전지(100)를 나타내는 사시도이다. 도 8을 참조하면, 본 실시형태에 따른 전고체 전지(100)는 제1 집전 전극(141a) 및 제2 집전 전극(142a)이 서로 반대 방향으로 인출되는 구조일 수 있다. 예를 들어 제1 집전 전극(141a)은 전고체 전지의 상부면 방향으로 인출되고, 제2 집전 전극(142a)은 하부면 방향으로 인출되는 구조일 수 있다.
이 때, 제1 집전 전극(141a) 상에 제1 단자 전극(151')이 배치되고, 제2 집전 전극(142a) 상에 제2 단자 전극(152')이 배치될 경우, 상기 제1 단자 전극(151') 및 제2 단자 전극(152') 또한 서로 전지 바디(110)의 제3 방향(Z 방향)의 반대 면으로 인출될 수 있다. 본 실시형태와 같이 제1 및 제2 집전 전극이 인출되는 방향을 서로 달리하는 경우, 다층 구조의 기판 사이에 전고체 전지(100)를 적용할 수 있어 공간 활용도가 높아질 수 있다.
본 실시형태에서, 전고체 전지(100)의 제1 집전 전극(141a) 및/또는 제2 집전 전극(142a)의 제2 방향(Y 방향)의 폭의 최대값(W2)은 상기 전지 바디(110)의 제2 방향(Y 방향)의 폭의 최대값(W3) 보다 작을 수 있다. 또한, 전고체 전지(100)의 제1 집전 전극(141a) 및/또는 제2 집전 전극(142a)의 제3 방향(Z 방향)의 높이의 최대값(H2)은 상기 전지 바디(110)의 제3 방향(Z 방향)의 높이의 최대값(H3) 보다 작을 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 본 발명의 전고체 전지(100)의 제1 집전 전극(141a) 및 제2 집전 전극(142a)은 전지 바디(110)의 제3 방향(Z 방향)의 양 면으로 인출될 수 있다. 도 9 내지 도 11은 본 실시형태에 따른 전고체 전지(100)를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 실시형태에 따른 전고체 전지(100)는 제2 방향(Y 방향)의 양 면에 제1 마진부(131) 및 제2 마진부(132)가 각각 배치된 전극 조립체(120)의 제1 방향(X 방향)의 양 면에 제1 연결부(141) 및 제2 연결부(142)가 배치된다. 여기서 제1 연결부(141)는 제1 집전 전극(141a) 및 제1 보호부(141b)을 포함하고, 제2 연결부(142)는 제2 집전 전극(142a) 및 제2 보호부(142b)을 포함하며, 상기 제1 집전 전극(141a) 및 제2 집전 전극(142a)은 제3 방향(Z 방향)의 양 면으로 각각 인출된다.
이 때, 제1 집전 전극(141a) 상에 각각 제1 단자 전극(151'') 및 제3 단자 전극(153'')이 배치되고, 제2 집전 전극(142a) 상에 제2 단자 전극(152'') 및 제4 단자 전극(154'')이 배치될 경우, 상기 제1 단자 전극(151'') 및 제3 단자 전극(153'')은 전지 바디(120)의 제3 방향(Z 방향)의 양 면으로 인출될 수 있으며, 제2 단자 전극(152'') 및 제4 단자 전극(154'') 또한 전지 바디(120)의 제3 방향(Z 방향)의 양 면으로 인출될 수 있다. 즉, 본 실시형태에 따른 전고체 전지(100)는 같은 극성의 집전 전극이 2곳으로 각각 인출되는 구조, 총 4곳으로 집전 전극이 인출되는 구조를 가질 수 있다.
본 실시형태에서, 전고체 전지(100)의 제1 집전 전극(141a) 및/또는 제2 집전 전극(142a)의 제2 방향(Y 방향)의 폭의 최대값(W5)은 상기 전지 바디(210)의 제2 방향(Y 방향)의 폭의 최대값(W4) 보다 작을 수 있다.
하나의 예시에서, 본 발명에 따른 전고체 전지(100)의 제1 집전 전극(141a) 및 제2 집전 전극(142a)의 제3 방향(Z 방향)의 높이의 최대 값(H5)은 전지 바디(110)의 제3 방향(Z 방향)의 높이의 최대값(H4)과 같을 수 있다. 본 명세서에서 어떤 길이, 폭 및/또는 높이가 같다는 것은 오차 범위를 포함하는 것을 전제로 한다. 여기서 오차 범위는 ±3 mm 이하, ±2 mm 이하 또는 ±1 mm 이하를 의미할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서, 본 발명에 따른 전고체 전지(100)는, 제1 방향(X 방향)의 길이가 제2 방향(Y 방향)의 폭 보다 길 수 있다. 도 1 내지 도 11은 본 예시의 구조를 기준으로 도시된 전고체 전지(100)이다. 상기 예시의 구조는, 제1 방향(X 방향)의 길이가 제2 방향(Y 방향)의 폭 보다 긴 구조로, 제1 방향(X 방향)의 양 끝단부에 외부와 접속하는 전극이 배치되는 구조로, 이 경우 내습신뢰성을 향상시키면서도 용량을 극대화할 수 있다.
본 발명의 다른 예시에서, 본 발명에 따른 전고체 전지(200)는, 제1 방향(X 방향)의 길이가 제2 방향(Y 방향)의 폭 보다 짧을 수 있다. 도 12 내지 도 17은 본 예시에 따른 전고체 전지(200)를 나타내는 도면이다. 도 12 내지 도 17을 참조하면, 본 예시의 전고체 전지(200)는 제1 방향(X 방향)의 길이가 제2 방향(Y 방향)의 폭 보다 짧은 구조를 가질 수 있으며, 제1 연결부(241)는 제1 집전 전극(241a)과 접하여 배치되는 제1 보호부(241b)를 포함하고, 제2 연결부(242)는 제2 집전 전극(242a)과 접하여 배치되는 제2 보호부(242b)를 포함할 수 있다. 이와 같은 형태는 외부와 접속하는 전극 사이의 거리가 상대적으로 짧은 구조로, 우수한 내습 신뢰성을 가지면서도 낮은 ESL을 가지는 칩을 구현할 수 있다.
본 예시에서, 전고체 전지(200)의 제1 집전 전극(241a) 및/또는 제2 집전 전극(242a)의 제2 방향(Y 방향)의 폭의 최대값(W7)은 상기 전지 바디(210)의 제2 방향(Y 방향)의 폭의 최대값(W6) 보다 작을 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 제1 집전 전극(241a) 및/또는 제2 집전 전극(242a)의 제3 방향(Z 방향)의 높이의 최대값(H7)은 상기 전지 바디(210)의 제3 방향(Z 방향)의 높이의 최대값(H6) 보다 작을 수 있다.
상기 예시에서, 본 발명의 전고체 전지(200)은 제1 집전 전극(241a)과 연결되는 제1 단자 전극(251)을 포함하고, 제2 집전 전극(242a)과 연결되는 제2 단자 전극(252)을 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 본 발명에 따른 전고체 전지(200)의 양극(221)은 양극 집전체(221a) 및 양극 활물질(221b)을 포함할 수 있다. 또한, 음극(222)은 음극 집전체(222a) 및 음극 활물질(222b)을 포함할 수 있다. 본 예시에 따른 전고체 전지(200)의 양극(221), 음극(222) 및 고체 전해질층(211)에 관한 설명은 전술한 바와 동일하므로 생략하기로 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 전고체 전지(200)의 제1 집전 전극(241a) 및 제2 집전 전극(242a)은 서로 전지 바디(210)의 제3 방향(Z 방향)의 반대 면으로 인출될 수 있다. 본 실시형태에 따른 전고체 전지(200)는 제1 집전 전극(241a) 및 제2 집전 전극(242a)이 서로 반대 방향으로 인출되는 구조일 수 있다. 예를 들어 제1 집전 전극(241a)은 전고체 전지의 상부면 방향으로 인출되고, 제2 집전 전극(242a)은 하부면 방향으로 인출되는 구조일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 본 발명의 전고체 전지(200)의 제1 집전 전극(241a) 및 제2 집전 전극(242a)은 전지 바디(210)의 제3 방향(Z 방향)의 양 면으로 인출될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 전고체 전지(300)은, 양극(321) 및 음극(322)이 제2 방향(Y 방향)으로 적층되어 있을 수 있다. 도 18 및 도 19는 본 실시예에 따른 전고체 전지(300)을 나타내는 도면이다. 도 18 및도 19를 참조하면, 본 예시의 전고체 전지(300)의 전극 조립체(320)의 제3 방향(Z 방향)의 양 면에 제1 및 제2 마진부(331, 332)가 각각 배치될 수 있으며, 상기 전극 조립체(320)는 고체 전해질(311), 양극(321) 및 음극(322)이 제2 방향(Y 방향)으로 순차 적층되어 있을 수 있다. 상기 전지 바디(310)의 제1 방향(X 방향)의 양 면에 제1 연결부(341) 및 제2 연결부(342)가 각각 배치될 수 있다. 상기 제1 연결부(341)는 제1 집전 전극(341a) 및 제1 보호부(341b)을 포함할 수 있으며, 제2 연결부(342)는 제2 집전 전극(342a) 및 제2 보호부(342b)을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제1 집전 전극(341a) 및 제2 집전 전극(342a)은 제3 방향(Z 방향)의 어느 한 면으로 인출될 수 있다.
상기 실시예에 따른 전고체 전지(300)는, 제1 방향(X 방향)의 길이가 제2 방향(Y 방향)의 폭 보다 길 수 있다. 상기 예시의 구조는, 제1 방향(X 방향)의 길이가 제2 방향(Y 방향)의 폭 보다 긴 구조로, 제1 방향(X 방향)의 양 끝단부에 외부와 접속하는 전극이 배치되는 구조로, 이 경우 내습신뢰성을 향상시키면서도 용량을 극대화할 수 있다.
본 발명의 다른 예시에서, 본 발명에 따른 전고체 전지(400)는, 제1 방향(X 방향)의 길이가 제2 방향(Y 방향)의 폭 보다 짧을 수 있다. 도 20 및 도 21은 본 예시에 따른 전고체 전지(400)를 나타내는 도면이다. 도 20 및 도 21을 참조하면, 본 예시의 전고체 전지(400)는 제1 방향(X 방향)의 길이가 제2 방향(Y 방향)의 폭 보다 짧은 구조를 가질 수 있으며, 제1 연결부(441)는 제1 집전 전극(441a)과 접하여 배치되는 제1 보호부(441b)를 포함하고, 제2 연결부(442)는 제2 집전 전극(442a)과 접하여 배치되는 제2 보호부(442b)를 포함할 수 있다. 이와 같은 형태는 외부와 접속하는 전극 사이의 거리가 상대적으로 짧은 구조로, 우수한 내습 신뢰성을 가지면서도 낮은 ESL을 가지는 칩을 구현할 수 있다.
도 22 및 도 23은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전고체 전지(500)을 나타내는 도면이다. 도 22 및 도 23을 참조하면, 본 실시예의 전고체 전지(500)의 전극 조립체(520)의 제3 방향(Z 방향)의 양 면에 제1 및 제2 마진부(531, 532)가 각각 배치될 수 있으며, 상기 전극 조립체(520)는 고체 전해질(511), 양극(521) 및 음극(522)이 제3 방향(Z 방향)으로 순차 적층되어 있을 수 있다. 또한, 상기 전지 바디(510)의 제1 방향(X 방향)의 양 면에 제1 연결부(541) 및 제2 연결부(542)가 각각 배치될 수 있다. 상기 제1 연결부(541)는 제1 집전 전극(541a) 및 제1 보호부(541b)을 포함할 수 있으며, 제2 연결부(542)는 제2 집전 전극(542a) 및 제2 보호부(542b)을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제1 집전 전극(541a) 및 제2 집전 전극(542a)은 제3 방향(Z 방향)의 양 면 및 제2 방향(Y 방향)의 양 면으로 인출될 수 있다.
본 실시형태에서, 전고체 전지(500)의 제1 집전 전극(541a) 및/또는 제2 집전 전극(542a)의 제2 방향(Y 방향)의 폭의 최대값(W8)은 상기 전지 바디(510)의 제2 방향(Y 방향)의 폭의 최대값(W8)과 같을 수 있다. 또한, 전고체 전지(500)의 제1 집전 전극(541a) 및/또는 제2 집전 전극(542a)의 제3 방향(Z 방향)의 높이의 최대값(H8)은 상기 전지 바디(510)의 제3 방향(Z 방향)의 높이의 최대값(H8)과 같을 수 있다.
본 발명의 일 예시에서, 본 발명에 따른 전고체 전지(500)는 제1 집전 전극(541a)과 연결되는 제1 단자 전극(551) 및 제2 집전 전극(542a)과 연결되는 제2 단자 전극(552)을 추가로 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제1 단자 전극(551) 및 제2 단자 전극(552)은 상기 제1 집전 전극(541a)과 상기 제2 집전 전극(542a)이 인출되는 면 상에 서로 이격되어 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 전고체 전지(500)의 제1 집전 전극(541a) 및 제2 집전 전극(542a)은 서로 전지 바디(510)의 제3 방향(Z 방향)의 반대 면으로 인출될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 본 발명의 전고체 전지(500)의 제1 집전 전극(541a) 및 제2 집전 전극(542a)은 전지 바디(510)의 제3 방향(Z 방향)의 양 면으로 인출될 수 있다.
상기 실시형태에서, 본 발명에 따른 전고체 전지(500)는, 제1 방향(X 방향)의 길이가 제2 방향(Y 방향)의 폭 보다 길 수 있다. 상기 실시형태의 구조는, 제1 방향(X 방향)의 길이가 제2 방향(Y 방향)의 폭 보다 긴 구조로, 제1 방향(X 방향)의 양 끝단부에 외부와 접속하는 전극이 배치되는 구조로, 이 경우 내습신뢰성을 향상시키면서도 용량을 극대화할 수 있다.
본 발명의 다른 예시에서, 본 발명에 따른 전고체 전지(600)는, 제1 방향(X 방향)의 길이가 제2 방향(Y 방향)의 폭 보다 짧을 수 있다. 본 예시의 전고체 전지(600)는 제1 방향(X 방향)의 길이가 제2 방향(Y 방향)의 폭 보다 짧은 구조를 가질 수 있으며, 제1 연결부(641)는 제1 집전 전극(641a)과 접하여 배치되는 제1 보호부(641b)를 포함하고, 제2 연결부(642)는 제2 집전 전극(642a)과 접하여 배치되는 제2 보호부(642b)를 포함할 수 있다. 이와 같은 형태는 외부와 접속하는 전극 사이의 거리가 상대적으로 짧은 구조로, 우수한 내습 신뢰성을 가지면서도 낮은 ESL을 가지는 칩을 구현할 수 있다.
하나의 예시에서, 본 발명에 따른 전고체 전지는 양극의 제2 연결부 방향의 단부에 배치되는 양극 활물질 및/또는 음극의 제1 연결부 방향의 단부에 배치되는 음극 활물질을 추가로 포함할 수 있다. 즉, 이 경우 양극 집전체의 머릿면 상에 양극 활물질이 배치되어 양극 집전체의 표면은 양극 활물질과 접하도록 배치될 수 있다. 또한, 음극 집전체의 머릿면 상에 음극 활물질이 배치되어 음극 집전체의 표면은 음극 활물질과 접하도록 배치될 수 있다.
다른 예시에서, 본 발명에 따른 전고체 전지는 양극의 제2 연결부 방향의 단부 및/또는 음극의 제1 연결부 방향의 단부에 배치되는 절연 부재를 추가로 포함할 수 있다. 상기 양극의 제2 연결부 방향의 단부 및/또는 음극의 제1 연결부 방향의 단부는 이른바 "제1 방향의 마진"으로, 양극 및 음극이 단락되지 않도록 이격된 공간을 의미할 수 있다. 상기 공간에 절연 부재를 포함하는 경우 쇼트 등의 불량을 방지할 수 있다. 상기 절연 부재는 세라믹 성분을 포함할 수 있으며, 예를 들어 전술한 마진부의 세라믹 성분과 같은 성분을 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
100: 전고체 전지(100)
110: 전지 바디(110)
120: 전극 조립체
111: 고체 전해질
121, 122: 제 1 및 제 2 내부 전극
131, 132: 제 1 및 제 2 마진부
141, 142: 제1 및 제2 연결부

Claims (27)

  1. 제1 방향으로 대향하는 제1 및 제2 면, 제2 방향로 대향하는 제3 및 제4 면, 제3 방향으로 대향하는 제5 및 제6 면을 포함하고, 고체 전해질층 및 상기 고체 전해질층을 사이에 두고 제3 방향으로 적층된 양극 및 음극을 포함하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체의 상기 제3 면 상에 배치되는 제1 마진부 및 상기 전극 조립체의 상기 제4 면 상에 배치되는 제2 마진부를 포함하는 전지 바디;
    상기 전극 조립체의 제1 면 상에 배치되는 제1 연결부; 및 상기 전극 조립체의 제2 면 상에 배치되는 제2 연결부;를 포함하고,
    상기 제1 연결부는 상기 양극과 연결되는 제1 집전 전극 및 상기 제1 집전 전극 상에 배치되는 제1 보호부를 포함하며,
    상기 제2 연결부는 상기 음극과 연결되는 제2 집전 전극 및 상기 제2 집전 전극 상에 배치되는 제2 보호부를 포함하고,
    상기 제1 집전 전극 및 제2 집전 전극은 상기 제1 연결부 및 제2 연결부의 제3 방향의 어느 한 면으로 인출되는 전고체 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 보호부는 상기 제1 집전 전극의 적어도 일부를 덮도록 배치되고,
    상기 제2 보호부는 상기 제2 집전 전극의 적어도 일부를 덮도록 배치되는 전고체 전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 보호부는 상기 제1 집전 전극의 제1 방향의 일면을 전부 덮도록 배치되고,
    상기 제2 보호부는 상기 제2 집전 전극의 제1 방향의 일면을 전부 덮도록 배치되는 전고체 전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 집전 전극 및/또는 제2 집전 전극의 제2 방향의 폭의 최대값은 상기 전지 바디의 제2 방향의 폭의 최대값 보다 작은 전고체 전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 집전 전극 및/또는 제2 집전 전극의 제3 방향의 높이의 최대값은 상기 전지 바디의 제3 방향의 높이의 최대값 보다 작은 전고체 전지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 양극은 양극 집전체 및 양극 활물질을 포함하고
    상기 음극은 음극 집전체 및 음극 활물질을 포함하는 전고체 전지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 집전 전극과 연결되는 제1 단자 전극 및 상기 제2 집전 전극과 연결되는 제2 단자 전극을 추가로 포함하고,
    상기 제1 단자 전극 및 제2 단자 전극은 상기 제1 집전 전극과 상기 제2 집전 전극이 인출되는 면 상에 서로 이격되어 배치되는 전고체 전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 집전 전극 및 제2 집전 전극은 서로 전지 바디의 제3 방향의 반대 면으로 인출되는 전고체 전지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 집전 전극 및 제2 집전 전극은 각각 상기 전지 바디의 제3 방향의 양 면으로 인출되는 전고체 전지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 집전 전극 및 제2 집전 전극의 제3 방향의 높이의 최대값은 상기 전지 바디의 제3 방향의 높이의 최대값과 같은 전고체 전지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 집전 전극 및 제2 집전 전극은 상기 전지 바디의 제3 방향의 양 면 및 제2 방향의 양면으로 인출되는 전고체 전지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 집전 전극 및 제2 집전 전극의 제2 방향의 폭의 최대값은 전지 바디의 제2 방향의 폭의 최대값과 같고,
    상기 제1 집전 전극 및 제2 집전 전극의 제3 방향의 높이의 최대값은 전지 바디의 제3 방향의 높이의 최대값과 같은 전고체 전지.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 방향의 길이가 제2 방향의 폭 보다 긴 전고체 전지.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 방향의 길이가 제2 방향의 폭 보다 짧은 전고체 전지.
  15. 제1 방향으로 대향하는 제1 및 제2 면, 제2 방향으로 대향하는 제3 및 제4 면, 제3 방향으로 대향하는 제5 및 제6 면을 포함하고, 고체 전해질 및 상기 고체 전해질을 사이에 두고 제2 방향으로 적층된 양극 및 음극을 포함하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체의 상기 제3 면 상에 배치되는 제1 마진부 및 상기 전극 조립체의 상기 제4 면 상에 배치되는 제2 마진부를 포함하는 전지 바디;
    상기 전극 조립체의 제1 면 상에 배치되는 제1 연결부; 및 상기 전극 조립체의 제2 면 상에 배치되는 제2 연결부;를 포함하고,
    상기 제1 연결부는 상기 양극과 연결되는 제1 집전 전극 및 상기 제1 집전 전극 상에 배치되는 제1 보호부를 포함하며,
    상기 제2 연결부는 상기 음극과 연결되는 제2 집전 전극 및 상기 제2 집전 전극 상에 배치되는 제2 보호부를 포함하고,
    상기 제1 집전 전극 및 제2 집전 전극은 상기 제1 연결부 및 제2 연결부의 제3 방향의 어느 한 면으로 인출되는 전고체 전지.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 집전 전극과 연결되는 제1 단자 전극 및 상기 제2 집전 전극과 연결되는 제2 단자 전극을 추가로 포함하고,
    상기 제1 단자 전극 및 제2 단자 전극은 상기 제1 집전 전극과 상기 제2 집전 전극이 인출되는 면 상에 서로 이격되어 배치되는 전고체 전지.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 집전 전극 및 제2 집전 전극은 서로 전지 바디의 제3 방향의 반대 면으로 인출되는 전고체 전지.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제1 집전 전극 및 제2 집전 전극은 제1 연결부 및 제2 연결부의 제3 방향의 양면으로 인출되는 전고체 전지.
  19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 방향의 길이가 제2 방향의 폭 보다 긴 전고체 전지.
  20. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 방향의 길이가 제2 방향의 폭 보다 짧은 전고체 전지.
  21. 제2항에 있어서,
    상기 제1 보호부는 상기 제1 집전 전극의 제1 방향의 일면을 전부 덮도록 배치되고,
    상기 제2 보호부는 상기 제2 집전 전극의 제1 방향의 일면을 전부 덮도록 배치되는 전고체 전지.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제1 집전 전극과 연결되는 제1 단자 전극 및 상기 제2 집전 전극과 연결되는 제2 단자 전극을 추가로 포함하고,
    상기 제1 단자 전극 및 제2 단자 전극은 상기 제1 집전 전극과 상기 제2 집전 전극이 인출되는 면 상에 서로 이격되어 배치되는 전고체 전지.
  23. 제1항 또는 제 22항에 있어서,
    상기 제1 집전 전극 및 제2 집전 전극은 상기 전지 바디의 제3 방향의 양 면 중 한면으로만 인출되는 전고체 전지.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 제1 집전 전극 및 제2 집전 전극은 상기 전지 바디의 제3 방향의 양 면 중 외부 기판에 대한 실장면으로 인출되는 전고체 전지.
  25. 제 1항 또는 24항에 있어서,
    상기 양극은 양극 집전체 및 양극 활물질을 포함하고
    상기 음극은 음극 집전체 및 음극 활물질을 포함하며,
    상기 고체 전해질층의 평균 길이는 상기 양극 활물질, 음극 활물질, 양극 집전체 및/또는 음극 집전체의 의 평균 길이 보다 긴 전고체 전지.
  26. 제1항 또는 제15항에 있어서,
    상기 양극의 상기 제2 연결부 방향의 단부 및/또는
    상기 음극의 상기 제1 연결부 방향의 단부에 배치되는 고체 전해질을 추가로 포함하는 전고체 전지.
  27. 제1항 또는 제15항에 있어서,
    상기 양극의 상기 제2 연결부 방향의 단부 및/또는
    상기 음극의 상기 제1 연결부 방향의 단부에 배치되는 절연 부재를 추가로 포함하는 전고체 전지.
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