KR20220100519A

KR20220100519A - 전극 조립체 및 관련 배터리, 장치, 제조 방법 및 제조 장치

Info

Publication number: KR20220100519A
Application number: KR1020217031269A
Authority: KR
Inventors: 청두 리앙; 후 슈; 하이주 진; 위췬 쩡
Original assignee: 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드
Priority date: 2020-06-02
Filing date: 2020-06-02
Publication date: 2022-07-15
Anticipated expiration: 2040-06-02
Also published as: US12119455B2; JP7520042B2; EP3951957A4; EP3951957A1; US20210376387A1; WO2021243584A1; KR102837665B1; EP3951957B1; JP2023503746A; CN114467205A

Abstract

본 출원은 전극 조립체 및 관련 전지, 장치, 제조 방법 및 제조 장치를 개시하고, 상기 전극 조립체는 중첩되게 배치된 복수의 제1 타입의 전극판 및 적어도 하나의 제2 타입의 전극판을 포함하고, 상기 제1 타입의 전극판의 극성은 상기 제2 타입의 전극판의 극성과 반대이고, 상기 복수의 제1 유형의 전극판은 제1 전극판 및 제2 전극판을 포함하고, 상기 제1 전극판은 제1 집전체를 포함하고, 상기 제2 전극판은 제2 집전체를 포함하고, 상기 제1 집전체는 상기 제2 집전체와 상이하다.

Description

전극 조립체 및 관련 배터리, 장치, 제조 방법 및 제조 장치

본 출원은 배터리 분야, 특히 전극 조립체 및 관련 배터리, 장치, 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.

작은 크기, 높은 에너지 밀도, 높은 전력 밀도, 다중 사이클 및 긴 저장 시간과 같은 장점들로 인해, 리튬-이온 배터리들 등은 일부 전자 장비, 전기 수송 도구, 전기 장난감 및 전기 디바이스들에서 널리 사용되고 있으며, 예를 들어 리튬 이온 배터리들은 모바일 폰, 노트북 컴퓨터, 배터리 자동차, 전기 자동차, 전기 항공기, 전기 선박, 전기 장난감 자동차, 전기 장난감 항공기 및 전기 도구들에서 널리 사용되고 있다.

리튬-이온 배터리 기술의 지속적인 발전과 함께, 리튬-이온 배터리의 성능에 대한 더 높은 요건이 제안되고, 리튬-이온 배터리에 대하여 설계 요소의 여러 측면들이 동시에 고려될 것으로 예상된다.

현재, 전극 조립체의 구조상, 동일한 종류의 전극판 집전체는 동일한 재질이나 구조로만 설계할 수 있다. 따라서, 전극 조립체를 설계할 때, 유연성이 좋지 않아 주로 주요 설계 목적에 따라 집전체를 선정할 수 밖에 없고 전지의 종합적인 성능 향상에 어려움이 있다.

본 출원은 전극 조립체 및 이와 관련된 배터리, 장치, 제조 방법 및 제조 장치를 제공하며, 이를 극복하거나 적어도 부분적으로 해결한다.

본 출원의 제1 측면에 따르면, 복수의 제1 타입의 전극판과 적어도 하나의 제2 타입의 전극판이 중첩 배치되고, 상기 제1 타입의 전극판의 극성과 상기 제2 타입의 전극판의 극성이 반대이며, 상기 복수의 제1 타입의 전극판은 제1 전극판 및 제2 전극판을 포함하고, 상기 제1 전극판은 제1 집전체를 포함하고, 상기 제2 전극판은 제2 집전체를 포함하고, 상기 제1 집전체는 상기 제2 집전체와 상이한 전극 조립체가 제공된다.

일부 실시예에서, 상기 제1 집전체는 제1 도전층, 상기 제1 도전층의 저항률보다 큰 저항률을 갖는 제2 도전층 및 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층이 중첩되는 면에 수직한 방향을 따라 중첩 배치되는 보호층을 포함한다.

일부 실시예에서, 제1 도전층의 두 개의 측면에 각각 배치된 두 개의 보호층들이 있다.

일부 실시예에서, 보호층의 물질은 중합체 매트릭스(polymer matrix), 전도성 재료 및 무기 충전제 중 적어도 하나를 포함한다.

일부 실시예에서, 중합체 매트릭스는 폴리비닐리덴 플루오라이드 중합체 매트릭스 및 폴리비닐리덴 클로라이드 중합체 매트릭스 중 적어도 하나를 포함한다.

일부 실시예에서, 두 개의 제1 도전층은 보호층의 두 개의 측면에 각각 배치된다.

상기 보호층은 절연층이다.

일부 실시예에서, 보호층의 재료는 유기 폴리머 절연 재료(organic polymer insulating material), 무기 절연 재료 및 복합 재료 중 적어도 하나를 포함한다.

상기 제2 집전체는 제2 도전층으로 이루어진다.

일부 실시예에서, 제1 전도층의 물질은 제2 전도층의 물질과 동일하다.

일부 실시예에서, 제1 전도층 및 제2 전도층의 재료는 모두 금속이다.

일부 실시예에서, 제1 전도층의 두께는 제2 전도층의 두께보다 작거나 같다.

상기 제1 집전체의 두께와 상기 제2 집전체의 두께의 차이는 5㎛ 이하이다.

본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 전극 조립체의 최외각에 배치된 전극판들은 상기 제1 전극판들이다.

본 출원의 제2 측면에 따르면, 하우징; 및 상기 실시예들에 따른 전극 조립체를 포함하고, 상기 전극 조립체는 상기 하우징 내에 배치된다.

본 출원의 제3 측면에 따르면, 전술한 실시예들에 따른 복수의 배터리들을 포함하는 배터리 모듈이 제공된다.

본 출원의 제4 측면에 따르면, 전술한 실시예들에 따른 복수의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩을 제공한다.

본 출원의 제5 측면에 따르면, 배터리를 사용하는 장치가 제공되며, 상기 장치는 상기 실시예들의 배터리를 포함하고, 상기 배터리는 상기 장치에 전기 에너지를 제공하도록 구성된다.

본 출원의 제6 측면에 따르면, 복수의 제1 타입의 전극판 및 적어도 하나의 제2 타입의 전극판들을 제공하는 단계로서, 상기 제1 타입의 전극판의 극성은 상기 제2 타입의 전극판의 극성과 반대이고, 상기 복수의 제1 타입의 전극판은 제1 전극판 및 제2 전극판을 포함하고, 상기 제1 전극판은 제1 집전체를 포함하고, 상기 제2 전극판은 제2 집전체를 포함하고, 상기 제1 집전체는 상기 제2 집전체와 상이하고; 및 상기 복수의 제1 타입의 전극판과 상기 적어도 하나의 제2 타입의 전극판을 중첩 배치하는 단계;를 포함하는, 전극 조립체의 제조 방법이 제공된다.

본 출원의 제7 측면에 따르면, 복수의 제1 타입의 전극판 및 적어도 하나의 제2 타입의 전극판을 제공하도록 구성된 전극판 배치 메커니즘 - 상기 제1 타입의 전극판의 극성은 상기 제2 타입의 전극판의 극성과 반대이고, 상기 복수의 제1 타입의 전극판은 제1 전극판 및 제2 전극판을 포함하고, 상기 제1 전극판은 제1 집전체를 포함하고, 상기 제2 전극판은 제2 집전체를 포함하고, 상기 제1 집전체는 상기 제2 집전체와 상이함 -; 및 상기 복수의 제1 타입의 전극판들과 상기 적어도 하나의 제2 타입의 전극판을 중첩 배치하도록 구성된 전극판 중첩 메커니즘;을 포함하는 전극 조립체의 제조 장치가 제공된다.

본 출원의 실시예들에 따른 전극 조립체에 있어서, 복수의 제1 타입의 전극판은 서로 다른 집전체를 갖는 제1 전극판 및 제2 전극판을 포함하고, 배터리의 요구사항에 대한 여러 가지 측면에 따라, 상기 전극 조립체의 구조 구성의 유연성을 향상시키기 위해, 상기 복수의 제1 타입의 전극판에 대해 서로 다른 집전체가 선택될 수 있으며, 상이한 집전체들의 장점들이 동일한 전극 조립체에 통합될 수 있고, 상기 전극 조립체의 다양한 측면의 성능의 균형을 맞추고, 상기 배터리의 종합적인 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

여기에 설명된 도면은 본 출원의 추가 이해를 제공하고 본 출원의 일부를 구성한다. 본출원의 예시적인 실시예 및 그에 대한 설명은 본 출원에 대한 부적절한 제한을 구성하기보다는 본 출원을 설명하기 위해 사용된다.
도 1은 본 출원의 배터리를 채택한 차량의 일 실시예의 개략도이다.
도 2는 본 출원의 배터리 팩의 일 실시예의 구조적 개략도이다.
도 3은 본 출원의 배터리 모듈의 일 실시예의 구조적 개략도이다.
도 4는 본 출원의 배터리의 일 실시예의 분해도이다.
도 5는 본 출원의 전극 조립체가 평탄화된 후의 일 실시예의 측면도이다.
도 6은 본 출원의 전극 조립체의 일 실시예의 구조적 개략도이다.
도 7은 본 출원의 전극 조립체의 제1 전극판의 일 실시예의 구조적 개략도이다.
도 8은 본 출원의 전극 조칩체의 제2 전극판의 일 실시예의 구조적 개략도이다.
도 9는 본 출원의 전극 조립체의 제2 타입의 전극판의 일 실시예의 구조적 개략도이다.
도 10은 본 출원의 전극 조립체의 제1 전극판의 일 실시예의 단면도이다.
도 11 및 도 12는 각각 도 7에 도시된 2개의 실시예의 A-A 단면도이다.
도 13은 본 출원의 전극 조립체의 제2 전극판의 일 실시예의 단면도이다.
도 14, 도 15, 도 16, 도 17 및 도 18은 각각 권선축의 수직인 평면에서 본 출원의 평평한 전극 조립체의 제1 실시예, 제2 실시예, 제3 실시예, 제4 실시예 및 제5 실시예의 단면도이다.
도 19, 도 20, 도 21 및 도 22는 각각 권선축의 수직인 평면에서 본 출원의 원통형 전극 조립체의 제1 실시예, 제2 실시예, 제3 실시예 및 제5 실시예의 단면도이다.
도 23은 본 출원의 전극 조립체의 제조 방법의 일 실시예의 흐름도이다.
도 24는 본 출원의 전극 조립체의 제조 방법의 다른 실시예의 흐름도이다.
도 25는 본 출원의 전극 조립체의 제조 장치의 일부 실시예의 구조적 개략도이다.
도 26은 본 출원의 전극 조립체의 제조 장치의 다른 실시예의 구조적 개략도이다.

본 출원의 실시예들의 목적, 기술적 해결 방법 및 이점들을 보다 명확하게 하기 위하여, 본 출원의 실시예들의 기술적 해결 방법들에 대한 명확하고 완전한 설명을 본 출원의 실시예들의 첨부 도면들과 결합하여 설명한다. 물론, 이는 본 출원의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 출원의 모든 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 본 출원의 실시예들에 기초하여, 당업자가 어떠한 창의적인 노력도 없이 얻을 수 있는 다른 모든 실시예들은 본 출원의 보호범위에 속할 것이다.

달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 출원의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해하는 것과 동일한 의미를 가지며, 본원에 사용된 용어는 본 출원을 한정하기 위한 것이 아니라, 단지 특정 구체예를 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이며, 본 출원의 도면의 설명 및 청구항들 및 상기 간단한 설명 부분에서 "포함하는" 및 "갖는"의 용어는 단지 특정 구체예를 설명하기 위한 것이며, 이러한 용어들은 비-배타적인 포함을 포괄하는 것을 의도한다. 본 출원의 상세한 설명 및 청구항들 또는 상기 도면들에서 "제1" 및 "제2"와 같은 용어들은 특정 순서 또는 1차 또는 2차 관계를 기술하기 보다는 상이한 객체들을 구별하기 위해 사용된다.

본 출원에서 "실시예"를 언급하는 것은, 본 출원의 적어도 하나의 실시예에 있어서, 실시예와 조합하여 설명된 특정 특성, 구조 또는 특성이 포함될 수 있음을 의미한다. 본 출원의 다양한 위치에서 이러한 문구가 발생하는 것은 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니며, 다른 실시예들과 상호 배타적인 독립적인 또는 대안적인 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본원에 기재된 실시예들은 다른 실시예들과 결합될 수 있음을 명시적으로 그리고 묵시적으로 이해할 수 있다.

본 출원에서 "및/또는"이라는 용어는 단순히 연관된 객체들의 발생 관계를 기술하고, 3개의 관계들의 존재를 나타내며, 예를 들어, A 및/또는 B는 A가 단독으로 존재하거나, A와 B가 동시에 존재하거나, B가 단독으로 존재할 수 있음을 의미한다. 또한, 본문의 문자 "/"는 일반적으로 앞 및 뒤 관련 객체가 "또는" 관계임을 나타낸다.

본 출원에서 "복수"라는 용어는 2개 이상(2개 포함)을 의미하며, 마찬가지로 "복수 그룹"은 2개 이상의 그룹(2개 포함)을 의미하며, "복수 조각"은 2개 이상의 조각(2개 포함)을 의미한다.

본 출원의 실시예들에 개시된 전극 조립체 및 그 제조 방법, 배터리, 배터리 모듈 및 배터리 팩은 배터리를 사용하는 다양한 장치, 예를 들어, 휴대폰, 휴대용 장치, 노트북 컴퓨터, 배터리 자동차, 전기 자동차, 선박, 우주 차량, 전기 장난감 및 전기 도구 등에 모두 적용 가능하며, 예를 들어, 우주 차량은 항공기, 로켓, 우주 셔틀 및 우주선 등을 포함하고, 전기 장난감은 고정 또는 이동식 전기 장난감, 예를 들어, 게임기, 전기 자동차 장난감, 전기 선박 장난감, 전기 항공기 장난감 등을 포함하고, 전기 도구는 금속 절단 전기 도구, 연삭 전기 도구, 조립 전기 도구 및 철도에 사용되는 전기 도구, 예를 들어, 전기 드릴, 전기 그라인더, 전기 렌치, 전기 스크류 드라이버, 전기 햄머, 전기 충격 드릴, 콘크리트 진동자 및 전기 플래너 등을 포함한다.

본 출원의 실시예들에 개시된 전극 조립체 및 그 제조 방법, 배터리, 배터리 모듈 및 배터리 팩은 전술한 장치들뿐만 아니라, 배터리를 사용하는 모든 장치들에 적용될 수 있으나, 설명을 용이하게 하기 위하여, 전기 자동차는 이하의 실시예들에서 예시적으로 보여진다.

예를 들어, 도 1은 본 출원의 일 실시예의 차량(100)의 구조적 개략도이다. 차량(100)은 유연료 차량, 가스 차량 또는 신에너지 차량일 수 있고, 신에너지 차량은 배터리 전기 차량, 하이브리드 전기 차량 또는 익스텐디드 레인지 차량(extended range vehicle)일 수 있다. 배터리 팩(200)은 차량(100)의 내부에 배치될 수 있으며, 예를 들어, 배터리 팩(200)은 차량(100)의 하단 또는 전방이나 후방 단부에 배치될 수 있다. 배터리 팩(200)은 차량(100)의 전원 공급에 사용될 수 있으며, 예를 들어, 배터리 팩(200)은 차량(100)의 동작 전원 역할을 할 수 있고, 차량(100)의 회로 시스템 역할을 할 수 있으며, 배터리 팩(200)은 차량(100)의 시동, 네비게이션 및 동작 동안 차량(100)의 전력 수요를 충족시킬 수 있다. 본 출원의 다른 실시예에서, 배터리 팩(200)은 차량(100)의 동작 전원 역할을 할 뿐만 아니라, 차량(100)의 구동 전원 역할을 하여, 차량(100)의 구동 전원을 제공하기 위해 연료 오일 또는 천연 가스를 대체하거나 부분적으로 대체할 수 있다.

배터리 팩(200)은 서로 다른 전력 사용 조건을 만족하기 위하여, 하나의 배터리 모듈 또는 복수의 배터리 모듈을 포함할 수 있으며, 상기 복수의 배터리 모듈은 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있으며, 상기 직병렬 연결은 직렬 연결과 병렬 연결의 조합을 의미한다. 예를 들어, 도 2는 본 출원의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(200)의 개략적인 구조를 보여준다. 배터리 팩(200)은 제1 하우징(201), 제2 하우징(202) 및 복수의 배터리 모듈(300)을 포함하고, 제1 하우징(201) 및 제2 하우징(202)의 형상은 복수의 배터리 모듈(300)의 결합 형상에 따라 결정되고, 제1 하우징(201) 및 제2 하우징(202)은 모두 개구부가 제공될 수 있다. 예를 들어, 제1 하우징(201) 및 제2 하우징(202)은 각각 일면이 개방면이고 속이 빈 직육면체 형상일 수 있으며, 즉 일면에 하우징 벽이 없어 하우징의 내부와 외부가 연통되고, 제1 하우징(201) 및 제2 하우징(202)은 개구부에서 서로 버클링되어 배터리 팩(200)의 폐쇄된 하우징을 형성하며, 복수의 배터리 모듈(300)이 병렬, 직렬 또는 직병렬로 연결된 후, 복수의 배터리 모듈(300)은 제1 하우징(201)과 제2 하우징(202)이 버클링된 후 형성된 하우징 내에 배치된다.

본 출원의 다른 실시예에서, 배터리 팩(200)이 하나의 배터리 모듈(300)을 포함하는 경우, 배터리 모듈(300)은 제1 하우징(201)과 제2 하우징(202)을 버클링한 후 형성된 하우징 내에 배치된다.

하나 이상의 배터리 모듈(300)을 통해 생성된 전기는 도전 메커니즘(미도시)을 통해 하우징을 관통하여 인출된다.

배터리 모듈(300)은 다양한 전력 수요에 따라 하나 이상의 배터리를 포함할 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 배터리 모듈(300)은 복수의 배터리(400)를 포함할 수 있으며, 복수의 배터리(400)는 직렬 연결, 병렬 연결 또는 직렬 및 병렬 연결로 연결되어 큰 용량 또는 전력을 구현할 수 있다. 예를 들어, 배터리(400)는 리튬 이온 이차 배터리, 리튬 이온 일차 배터리, 리튬 황 배터리, 나트륨 리튬 이온 배터리, 마그네슘 이온 배터리 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 배터리(400)는 원통형, 평면, 직사각형 또는 다른 형상일 수 있다.

본 출원의 다른 실시예에 따르면, 상기 복수의 배터리(400)는 서로 겹쳐질 수 있으며, 상기 복수의 배터리(400)는 직렬, 병렬 또는 직렬 및 병렬로 연결될 수 있다. 본 출원의 다른 실시예에서, 각각의 배터리(400)는 정사각형, 원통형 또는 다른 형상일 수 있다.

예를 들어, 도 4는 본 출원의 다른 실시예의 배터리(400)의 구조적 개략도로서, 배터리(400)는 하나 이상의 전극 조립체(10), 하우징(20) 및 단부 커버 조립체(40)를 포함한다. 하우징(20)의 형상은 하나 이상의 전극 조립체(10)의 결합된 형상에 따라 결정될 수 있는데, 예를 들어, 하우징(20)은 속이 빈 직육면체, 입방체 또는 원통형 형상일 수 있고, 더욱이 하우징(20)의 표면 중 하나에는 하나 이상의 전극 조립체(10)가 하우징(20) 내에 배치될 수 있도록 개구부가 제공될 수 있다. 예를 들어, 하우징(20)이 속이 빈 직육면체 또는 입방체일 때, 하우징(20)의 면 중 하나는 개구면, 즉 평면에 하우징 벽을 갖지 않아서 하우징(20)의 내부와 외부를 연통시키고, 하우징(20)이 속이 빈 원통일 때, 하우징(20)의 원형 측면은 개구면, 즉 원형 측면은 하우징 벽을 갖지 않아서 하우징(20)의 내부와 외부를 연통시킨다. 단부 커버 조립체(40)는 하우징(20)의 개구부에서 하우징(20)과 연결되어 배터리(400)를 배치하기 위한 밀폐된 하우징을 형성하며, 하우징(20) 내부에는 전해액이 충진된다.

단부 커버 조립체(40)는 단부 커버(41)와 두 개의 단자(42)를 포함하고, 단부 커버(41)는 기본적으로 평평하고, 두 개의 단자(42)는 단부 커버(41)의 평평한 표면 상에 배치되고 단부 커버(41)의 평평한 표면을 관통하고, 두 개의 단자(42)는 각각 양극 단자와 음극 단자이고, 각각의 단자(42)에는 집전 부재(30)가 대응하여 제공되고, 집전 부재(30)는 단부 커버(41)와 전극 조립체(10) 사이에 배치된다.

예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 전극 조립체(10)는 제1 타입의 탭부(112')와 제2 타입의 탭부(211')을 구비하고, 하나 이상의 전극 조립체(10)의 제1 타입의 탭부(112')는 하나의 집전 부재(30)를 통해 제1 단자와 연결되고, 하나 이상의 전극 조립체(10)의 제2 타입의 탭부(211')는 다른 하나의 집전 부재(30)를 통해 제2 단자와 연결된다.

본 출원의 다른 실시예에서, 단부 커버(41)의 평평한 표면에는 방폭 밸브(43)가 더 제공될 수 있고, 방폭 밸브(43)는 단부 커버(41)의 평평한 표면의 일부일 수 있고, 또한 단부 커버(41)의 평평한 표면에 용접될 수 있다. 예를 들어, 방폭 밸브(43)는 틈을 구비하고, 상기 틈의 깊이는 방폭 밸브(43)의 틈을 제외한 다른 영역의 두께보다 작게 형성되어 단부 커버(41)의 평탄한 면을 관통하지 않는 목적을 달성한다, 즉 정상 상태에서 방폭 밸브(43)는 단부 커버(41)와 밀봉 결합되고, 단부 커버 조립체(40)는 단부 커버(41)를 통해 하우징(20)의 개구부에서 하우징(20)과 연결되어 배터리(400)를 배치하기 위한 하우징을 형성하며, 하우징에 의해 형성된 공간은 밀봉되고 기밀된다. 하우징 내에서 배터리(400)가 너무 많은 가스를 발생시키고, 가스가 팽창하여 하우징 내부의 공기압이 설정치를 초과하여 상승하면, 방폭 밸브(43)는 틈에 균열이 생기고, 하우징 내부와 외부를 연통시키고, 방폭 밸브(43)의 균열 부분을 통해 가스가 외부로 방출되어 폭발이 더욱 방지한다.

배터리(400) 내부에는 실제 사용 요구에 따라 하나 또는 복수의 전극 조립체(10)가 배치될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 배터리(400) 내부에 적어도 2개의 독립적인 전극 조립체(10)가 구비된다.

배터리(400) 내부에서, 전극 조립체(10)는 권선 구조로 이루어질 수 있고, 또한 적층 구조로 이루어질 수 있으며, 권선 구조인 전극 조립체(10)는 이하의 각 실시예에서 설명을 위한 예로서 취해질 것이다.

본 출원의 다른 실시예에서, 전극 조립체(10)는 도 5에 도시된 바와 같이, 권선 구조로 이루어지며, 전극 조립체(10)는 서로 겹쳐지게 배열된 복수의 제1 타입의 전극판(1)과 적어도 하나의 제2 타입의 전극판(2)을 포함하고, 제1 타입의 전극판(1)과 제2 타입의 전극판(2)의 극성은 서로 반대이며, 복수의 제1 타입의 전극판(1)은 제1 전극판(11) 및 제2 전극판(12)을 포함한다.

예를 들어, 복수의 제1 타입의 전극판(1)은 적어도 2개의 양극판일 수 있고, 이에 대응하여 적어도 하나의 제2 타입의 전극판(2)은 적어도 하나의 음극판이거나 또는 복수의 제1 타입의 전극판(1)은 적어도 2개의 음극판일 수 있고, 이에 대응하여 적어도 하나의 제2 타입의 전극판(2)은 적어도 하나의 양극판일 수 있다. 제1 타입의 전극판(1)의 개수는 2, 3, 4개일 수 있고, 제2 타입의 전극판(2)의 개수는 1, 2, 3 또는 4개 등일 수 있다.

본 출원의 다른 실시예에서, 제1 타입의 전극판(1) 각각의 형상은 기본적으로 제2 타입의 전극판(2)의 형상과 동일하며, 예를 들어 권선 구조를 평탄하게 한 후, 제1 타입의 전극판(1)과 제2 타입의 전극판(2)은 기본적으로 스트립 형상이며, 예를 들어, 제1 타입의 전극판(1)과 제2 타입의 전극판(2)은 길이가 5 내지 20m인 스트립(strip) 형상일 수 있다. 제1 타입의 전극판(1)과 제2 타입의 전극판(2)의 길이 차이는 미리 설정된 범위 이내이며, 기본적으로 폭은 동일하다. 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 타입의 전극판(1)과 적어도 하나의 제2 타입의 전극판(2)을 겹친 후, 복수의 제1 타입의 전극판(1)과 적어도 하나의 제2 타입의 전극판(2)을 스트립 방향을 따라 권선함으로써 권선 구조를 얻을 수 있다. 상기 권선 구조는 권선축(K)을 가지며, 적어도 하나의 양극판(1)과 적어도 하나의 음극판(2)이 겹쳐지는 중첩면은 기본적으로 권선축(K)과 평행하다.

본 출원의 다른 실시예에서, 복수의 제1 타입의 전극판(1)과 적어도 하나의 제2 타입의 전극판(2)은 복수의 형태로 중첩되며, 예를 들어, 복수의 제1 타입의 전극판(1)이 두 개 이상의 제1 타입의 전극판(1)이고, 적어도 하나의 제2 타입의 전극판(2)이 한 개 이상의 제2 타입의 전극판(2)인 경우, 권선 구조를 평탄화한 후, 하나의 제1 타입의 전극판(1)과 하나의 제2 타입의 전극판(2)은 순차적으로 교대로 중첩될 수 있고, 두 개 이상의 제1 타입의 전극판(1)과 하나의 제2 타입의 전극판(2)은 순차적으로 교대로 중첩될 수 있으며, 하나의 제1 타입의 전극판(1)과 두 개 이상의 제2 타입의 전극판(2)은 순차적으로 교대로 중첩될 수 있다. 복수의 제1 타입의 전극판(1)과 복수의 제2 타입의 전극판(2) 사이에 중첩되는 것은, 인접한 두 개의 제1 타입의 전극판(1) 사이에 적어도 하나의 제2 타입의 전극판(2)이 배치되거나, 인접한 두 개의 제2 타입의 전극판(2) 사이에 복수의 제1 타입의 전극판(1)이 배치되는 것으로 이해될 수 있다.

제1 타입의 전극판(1)과 제2 타입의 전극판(2)이 서로 중첩는 경우, 서로 인접한 어느 하나의 양극판(1)과 하나의 음극판(2) 사이에 격막(3)이 더 배치되고, 격막(3)은 제1 타입의 전극판(1)과 제2 타입의 전극판(2)을 서로 분리시켜, 서로 인접한 양극판 및 음극판이 서로 단락되지 않도록 한다. 본 출원의 다른 실시예에서, 서로 다른 극성의 전극판이 서로 인접되어 있으며, 즉, 제1 타입의 전극판(1)이 제2 타입의 전극판(2)과 인접되어 있다는 것은, 제1 타입의 전극판(1)과 제2 타입의 전극판(2) 사이에 다른 전극판이 아닌 적어도 하나의 격막(3)이 존재하는다는 것을 의미하며, 예를 들어, 제1 타입의 전극판(1)과 제2 타입의 전극판(2) 사이에 다른 제1 타입의 전극판(1) 또는 제2 타입의 전극판(2)이 존재하지 않는다는 것을 의미하며, 또한 제1 타입의 전극판(1)과 제2 타입의 전극판(2)이 서로 가장 직접적으로 인접하는 것으로 이해될 수 있으며, 예를 들어, 하나의 극성을 갖는 전극판(예를 들어, 제1 타입의 전극판(1))을 기준으로, 상기 극성을 갖는 전극판과 상기 극성을 갖는 전극판에 인접한 다른 극성을 갖는 전극판(예를 들어, 제2 타입의 전극판(2))을 인접 전극판이라고 할 수도 있다.

본 출원의 다른 실시예에서, 동일한 극성의 두 개의 전극판들이 인접한다는 것은 동일한 극성의 두 개의 전극판들 사이에 다른 극성의 하나의 전극판만이 존재한다는 것을 의미하고, 예를 들어, 두 개의 제1 타입의 전극판들(1)이 인접한다는 것은 두 개의 제1 타입의 전극판들(1) 사이에 하나의 제2 타입의 전극판들(2)만이 존재한다는 것을 의미하고, 두 개의 제2 타입의 전극판들(2)이 인접한다는 것은 두 개의 제2 타입의 전극판들(2) 사이에 하나의 제1 타입의 전극판들(1)만이 존재한다는 것을 의미한다. 본 출원의 다른 실시예에 따르면, 동일한 극성의 두 전극판 사이에 다른 극성의 전극판이 존재하지 않는 경우, 동일한 극성의 두 전극판을 하나의 전극판으로 간주할 수 있다.

본 출원의 다른 실시예에 따르면, 서로 다른 극성의 전극판들이 존재하지 않고, 동일한 극성의 전극판들 사이에 격막이 존재하지 않는 경우, 동일한 극성의 전극판들을 하나의 전극판 그룹으로 묶을 수 있고, 중첩 시 동일한 극성의 전극판 그룹과 다른 극성의 전극판 그룹 또는 단일 전극판이 순차적으로 교대로 중첩된다. 예를 들어, 둘 이상의 양극판들이 양극판 그룹을 구성하고 둘 이상의 음극판들이 음극판 그룹을 구성하고, 상기 중첩은 양극판 그룹과 음극판 그룹이 교대로 중첩되거나, 양극판 그룹과 하나의 음극판이 교대로 중첩되거나, 음극판 그룹과 양극판이 교대로 중첩되며, 음극판 그룹과 하나의 양극판이 교대로 중첩되는 것일 수 있다.

동일 극성의 전극판 그룹을 하나의 전극판으로 간주할 수 있으므로, 설명을 용이하게 하기 위하여, 후술하는 하나의 전극판은 하나의 전극판일 뿐만 아니라, 동일 극성의 복수의 전극판들로 이루어진 전극판 그룹일 수 있다.

그러나, 중첩 방식에 관계없이 서로 다른 극성의 전극판들 사이에 적어도 하나의 격막(3)이 배치된다.

본 출원의 다른 실시예에 따르면, 격막(3)은 격막 기저층 및 기능층을 포함하고, 상기 격막 기저층은 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 에틸렌-프로필렌 공중합체(ethylene-propylene copolymer) 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate)로부터 선택된 적어도 하나일 수 있고, 상기 기능층은 세라믹 산화물과 바인더의 혼합층일 수 있다. 본 출원의 다른 실시예에서, 격막(3)은 상기 권선 구조를 평탄하게 한 후, 별도로 존재하는 박막으로서, 기본적으로 스트립 형상, 예를 들어, 길이가 5-20m인 스트립 형상이다. 본 출원의 다른 실시예에서, 격막(3)은 제1 타입의 전극판(1) 또는 제2 타입의 전극판(2)의 표면에 코팅된다. 즉, 격막(3)과 제1 타입의 전극판(1) 또는 상기 제2 타입 전극판(2)은 일체형 구조를 갖는다.

설명의 편의를 위하여, 하나의 제1 타입의 전극판(1)과 하나의 제2 타입의 전극판(2)이 순차적으로 겹쳐지고, 인접한 제1 타입의 전극판(1)과 제2 타입의 전극판(2) 사이에 하나의 격막(3)이 배치되는 것을 예로 들어 설명한다. 예를 들어, 전극 조립체(10)는 다음을 포함한다: 두 개의 제1 타입의 전극판(1)과 두 개의 제2 타입의 전극판(2), 권선 전에, 각각의 제1 타입의 전극판(1)과 각각의 제2 타입의 전극판(2)은 모두 스트립 구조일 수 있고, 두 개의 제1 유형의 전극판(1)과 두 개의 제2 타입의 전극판(2)은 전극판의 두께 방향으로 중첩되고, 격막(3)은 임의의 인접한 제1 타입의 전극판(1)과 제2 타입의 전극판(2) 사이에 배치되고, 즉 하나의 제1 타입의 전극판(1)과 하나의 제2 타입의 전극판(2)은 순차적으로 교대로 중첩되고, 격막(3)은 인접한 제1 타입의 전극판(1)과 제2 타입의 전극판(2) 사이에 배치되고, 두 개의 제1 타입의 전극판(1)과 두 개의 제2 타입의 전극판(2)이 중첩되는 중첩 평면은 기본적으로 전극 조립체(10)의 권선 구조의 권선축(K)과 평행하다.

이와 같은 전극 조립체(10)에서, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 타입의 전극판(11)은 제1 전극판(11) 및 제2 전극판(12)을 포함하고, 여기서 제1 전극판(11)은 제1 집전체(111)를 포함하고, 제2 전극판(12)은 제2 집전체(121)를 포함하며, 제1 집전체(111)는 제2 집전체(121)와 상이하다.

여기서, 제1 집전체(111)는 제2 집전체(121)와 상이한 다른 조건 중 적어도 하나를 포함할 수 있다: 제1 타입의 전극판(1)과 제2 타입의 전극판(2)이 중첩하는 면에 수직한 방향을 따라 제1 집전체(111)와 제2 집전체(121)의 두께 및 형상; 제1 타입의 전극판(1)과 제2 타입의 전극판(2)이 중첩하는 면에 수직한 방향을 따라 중첩되게 배치된 중첩층의 경우, 재료 및/또는 개수, 펀칭 여부, 펀칭 홀의 개수, 활성 물질 영역의 범위, 상기 활성 물질 영역과 상기 탭부 사이의 절연 영역의 존재 여부, 상기 활성 물질 영역과 상기 탭부 사이의 절연 영역의 범위, 보호막의 형성 여부의 조건 및 재료가 서로 다른 조건 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 출원의 다른 실시예에 따르면, 제1 집전체(111) 및 제2 집전체(121)는 제1 타입의 활성 물질층(113)으로 코팅될 수 있고, 제1 집전체(111) 및 제2 집전체(121) 상의 제1 타입의 활성 물질층(113)은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 제1 타입의 활성 물질층(113)이 양극 활성 물질층인 경우, 제1 타입의 활성 물질층(113)은 삼원계 물질(Ternary materials), 망간산리튬(Lithium manganate) 또는 인산철리튬(Lithium iron phosphate)일 수 있고, 제1 타입의 활성 물질층(113)이 음극 활성 물질층인 경우, 제1 타입의 활성 물질층(113)은 흑연(Graphite) 또는 실리콘(Silicon)일 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 제2 타입의 전극판(2)은 제3 집전체(21)및 제3 집전체(21) 상에 코팅된 제2 타입의 활성 물질층(22)을 포함한다. 제1 타입의 활성 물질층(113)이 양극 활성 물질층인 경우, 상기 제2 타입의 활성 물질층(22)은 음극 활성 물질층이고, 제1 타입의 활성 물질층(113)이 음극 활성 물질층인 경우, 제2 타입의 활성 물질층(22)은 양극 활성 물질층이다.

본 출원의 일 실시예에 따른 전극 조립체(10)에 있어서, 복수의 제1 타입의 전극판(1)은 서로 다른 집전체를 갖는 제1 전극판(11) 및 제2 전극판(12)을 포함하며, 서로 다른 집전체들은 전극 조립체(10)의 공정, 안전성 또는 사용상의 요구사항에 따라 동일한 극성의 제1 타입의 전극판(1)에 대해 선택될 수 있으며, 이는 전극 조립체(10)의 구조 구성의 유연성을 향상시킬 수 있어, 서로 다른 집전체의 장점을 동일한 전극 조립체(10)에 통합하고, 전극 조립체(10)의 여러 가지 성능의 균형을 맞추고, 배터리(400)의 종합적인 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 출원의 다른 실시예에 따르면, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 집전체(111)는 제1 타입의 전극판(1) 및 제2 타입의 전극판(2)이 중첩되는 면에 수직한 방향을 따라 중첩되게 배치된 제1 도전층(1111) 및 보호층(1112)을 포함하고, 즉, 제1 집전체(111)는 중첩 방향으로 다층 구조를 채택하고, 제1 활성 물질층(113)은 보호층(1112) 상에 배치되고, 보호층(1112)과 접촉한다. 보호층(1112)의 저항률은 제1 도전층(1111)의 저항률보다 크다. 제1 집전체(111)의 저항은 비저항, 길이 및 단면적과 관련이 있으므로 비저항이 큰 보호층(1112)을 설정함으로써 제1 집전체(111)의 저항을 증가시킬 수 있다.

비정상적인 상태에서 배터리(400)가 단락되면, 내부 단락으로 인해 배터리(400)의 내부 저항이 크게 감소될 것이다. 본 출원에서는, 제1 집전체(111)의 저항을 증가시킴으로써, 단락 후의 배터리(400)의 내부 저항을 증가시켜 배터리(400)의 안전 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 출원에서는 발생된 열을 배터리(400)가 완전히 흡수할 수 있는 범위에서 단락 열 발생을 제어할 수 있으므로, 내부 단락이 발생 지점에서 발생된 열을 배터리(400)가 완전히 흡수하여 배터리(400)의 온도 상승을 작게 할 수 있고, 배터리(400)에 단락 손상이 미치는 영향을 "포인트(point)" 범위로 제한하고, "포인트 회로(point circuit)"만을 형성할 수 있다. 또한, 단락 열 발생으로 인한 배터리의 온도 상승도 분명하지 않으며, 짧은 시간의 배터리의 정상적인 사용에 영향을 주지 않는다.

본 출원의 다른 실시예에서, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 도전층(1111)의 두 개의 측면, 예를 들어 도전층(1111)의 두 개의 중첩 표면들에 각각 배치된 두 개의 보호층(1112)이 있다. 제1 활성 물질층(113)은 두 개의 보호층(1112) 중 제1 도전층(1111)으로부터 멀리 떨어진 측면에 배치된다. 또한, 보호층(1112)의 개수는 1개일 수 있으며, 보호층(1112)은 제1 도전층(1111)의 일 측면, 예컨대 제1 도전층(1111)의 중첩 표면들 중 하나에 배치될 수 있다.

예를 들어, 보호층(1112)은 고분자 매트릭스(polymer matrix), 전도성 물질 및 무기 충전제(inorganic filler)를 포함할 수 있다.

상기 고분자 매트릭스는 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride, PVDF) 및 폴리비닐리덴 클로라이드 고분자 매트릭스(polyvinylidene chloride polymer matrix) 중에서 선택된 적어도 하나일 수 있다. 보호층(1112)의 고분자 매트릭스 물질의 폴리비닐리덴 플루오라이드는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 및 변형 폴리비닐리덴 플루오라이드(modified PVDF)를 포함하고, 폴리비닐리덴 클로라이드(polyvinylidene chloride, PVDC)는 폴리비닐리덴클로라이드(PVDC) 및 변형 PVDC를 포함한다. 예를 들어, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 및/또는 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC)는 PVDF, 카르복실산 변형 PVDF(carboxylic acid modified PVDF), 아크릴산 변형 PVDF(acrylic acid modified PVDF), PVDF 공중합체(PVDF copolymer), PVDC, 카르복실산 변형 PVDC(carboxylic acid modified PVDC), 아크릴산 변형 PVDC(acrylic acid modified PVDC), PVDC 공중합체(PVDC copolymer) 또는 이들의 임의의 혼합물로부터 선택될 수 있다.

본 실시예의 양의 온도 계수(Positive Temperature Coefficient, PTC) 서미스터(thermistor)층의 역할을 하는 고분자 매트릭스는 바인더(binder)의 역할을 할 뿐만 아니라, PTC 매트릭스 역할을 할 수 있어, 한편으로는 바인더와 PTC 매트릭스의 상이한 물질에 의한 코팅의 접착성, PTC 효과의 응답 온도 및 응답 속도에 대한 영향을 피하고, 다른 한편으로는 보호층(1112)의 접착성(또는 접착력)에 영향을 주지 않으면서 얇은 보호층(1112)을 제조하는데 유리하다.

둘째, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 및/또는 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC) 물질과 전도성 물질로 이루어진 보호층(1112)은 PTC 서미스터층의 역할을 수행할 수 있고, 동작 온도 범위가 적절하며, 80℃ 내지 160℃의 온도 범위를 가질 수 있어, 배터리(400)의 고온 안전 성능을 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 보호층(1112)의 상부 층의 제1 타입의 활성 물질층(113)에 포함된 용매(예를 들어, N-메틸 피롤리돈(N-methyle pyrrolidone, NMP)나 전해질은 보호층(1112)에 포함된 고분자 물질에 용해 및 팽창과 같은 불리한 영향이 있으며, 바인더의 양만으로 PVDF를 포함하는 보호층(1112)의 경우, 접착이 떨어지기 쉽다. 한편, 본 출원의 보호층(1112)의 경우, 폴리비닐리덴 플루오라이드 및/또는 폴리비닐리덴 클로라이드의 함량이 높기 때문에, 이러한 불리한 영향이 감소될 수 있다.

상기 전도성 물질은 전도성 탄소계 물질, 전도성 금속 물질 및 전도성 고분자 물질 중 적어도 하나로부터 선택될 수 있고, 상기 전도성 탄소계 물질은 전도성 카본 블랙(conducting carbon black), 아세틸렌 블랙(acetylene black), 흑연(graphite), 그래핀(graphene), 탄소나노튜브(carbon nano tube) 및 탄소나노섬유(carbon nanofiber) 중 적어도 하나로부터 선택되고; 상기 전도성 금속 물질은 알루미늄 분말(Aluminum powder), 니켈 분말(Ni powder) 및 금 분말(gold powder) 중 적어도 하나로부터 선택되고; 상기 전도성 고분자 물질은 전도성 폴리티오펜(conducting polythiophene), 전도성 폴리피롤(conducting polypyrrole) 및 전도성 폴리아닐린(conducting polyaniline) 중 적어도 하나로부터 선택된다.상기 전도성 물질은 하나의 타입을 별도로 사용할 수도 있고, 둘 이상의 타입을 조합하여 사용할 수도 있다.

상기 무기 충전제는 마그네슘 산화물(magnesium oxide), 알루미늄 산화물(aluminum oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide), 지르코늄 산화물(zirconium oxide), 이산화규소(silicon dioxide), 실리콘 탄화물(silicon carbide), 붕소 탄화물(boron carbide), 칼슘 카보네이트(calcium carbonate), 알루미늄 실리케이트(aluminum ciliate), 칼슘 실리케이트(calcium cilicate), 포타슘 티타네이트(potassium titanate), 바륨 설페이트(barium sulfate), 리튬 코발트 산화물(lithium cobalt oxide), 리튬 망가네이트(lithium manganate), 리튬 니켈레이트(lithium nickelate), 리튬 니켈 망간 산화물(lithium nickel manganese oxide), 리튬 니켈 코발트 망간 산화물(lithium nickel cobalte manganese oxide), 리튬 니켈 알루미늄 망간 산화물(lithium nickel aluminium manganese oxide), 리튬 철 포스페이트(lithium iron phosphate), 리튬 바나듐 포스페이트(lithium vanadium phosphate), 리튬 코발트 포스페이트(lithium cobalt phosphate), 리튬 망간 포스페이트(lithium manganese phosphate), 리튬 철 실리케이트(lithium iron silicate), 리튬 바나듐 실리케이트(lithium vanadium silicate), 리튬 코발트 실리케이트(lithium cobalt silicate), 리튬 망간 실리케이트(lithium manganese silicate), 및 리튬 티타네이트(lithium titanate) 중 적어도 하나, 또는 전도성 탄소가 코팅된 변형 물질, 전도성 금속이 코팅된 변형 물질 또는 상기 물질들의 전도성 중합체가 코팅된 변형 물질 중 적어도 하나로부터 선택될 수 있다.

본 출원의 다른 실시예에서, 도 11에 도시된 바와 같이, 보호층(1112)의 2개의 측면, 예를 들어 보호층(1112)의 2개의 중첩 표면에 각각 배치된 2개의 도전층(1111)이 있다. 보호층(1112)은 도전층(1111)을 지지하고 보호하기 위해; 도전층(1111)은 제1 타입의 활성 물질층(113)을 지지하고, 제1 타입의 활성 물질층(113)에 전자를 제공하는, 즉, 전기를 전도하고 전류를 수집하는 역할을 한다. 도전층(1111)은 또한 보호층(1112)의 일 측면, 예를 들어, 보호층(1112)의 중첩 표면들 중 하나에 배치될 수 있다.

비정상적인 상태에서 배터리(400)가 단락되면, 내부 단락으로 인해 배터리(400)의 내부 저항이 크게 감소될 것이다. 본 출원에서는 제1 집전체(111)의 저항을 증가시킴으로써, 단락 후의 배터리(400)의 내부 저항을 증가시켜 배터리(400)의 안전 성능을 향상시킬 수 있다. 본 출원에서, 단락 손상이 배터리(400)에 미치는 영향은 "포인트" 범위로 제한할 수 있으며, 즉 단락 손상이 배터리(400)에 미치는 영향은 손상 지점(damage point)으로 제한될 수 있으며, 또한, 다음의 특성을 "포인트 개방 회로(point open circuit)"라 한다: 단락 전류는 제1 집전체(111)의 높은 저항으로 인해 크게 감소되며, 단락 열 발생으로 인해 배터리의 온도 상승이 명백하지 않으며, 단시간 내에 배터리의 정상적인 사용에 영향을 주지 않는다.

본 출원의 다른 실시예에서, 보호층(1112)은 절연층일 수 있다. 따라서, 본 출원의 제1 집전체(111)는 절연층의 밀도가 금속의 밀도보다 작기 때문에, 배터리(400)의 안전성 성능을 향상시키면서 배터리(400)의 중량 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 절연층의 표면에 배치된 도전층(1111)을 잘 지지하고 보호할 수 있어 전극판의 크랙(또는, 균열)을 방지할 수 있다.

예를 들어, 상기 보호층(1112)의 재질은 유기 고분자 절연 물질, 무기 절연 물질 및 복합 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 유기 고분자 절연물질은 폴리아미드(polyamide), 폴리테레프탈레이트(polyterephthalate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate), 폴리-p-페닐렌 테레프탈아미드(poly-p-phenylene terephthamide), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리포름알데히드(polyformaldehyde), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride), 실리콘 고무(silicone rubber) 및 폴리카보네이트(polycarbonate) 중에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.

상기 무기 절연물은 산화알루미늄(aluminium oxide), 탄화규소(silicon carbide) 및 이산화규소(silicon oxide) 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 복합재료는 에폭시 수지 유리섬유 강화 복합재료(epoxy resin glass fiber reinforced composite material) 및 폴리에스테르 수지 유리섬유 강화 복합재료(polyester resin glass fiber reinforced composite material) 중 적어도 하나로부터 선택되는 것이 바람직하다.

본 출원의 다른 실시예에서, 도 11에 도시된 바와 같이, 보호층(1112)의 두께는 D1이고, D1은 1μm≤D1≤50μm의 식을 만족한다. 예를 들어, 보호층(1112)의 두께(D1)의 상한은 50㎛, 45㎛, 40㎛, 35㎛, 30㎛, 25㎛, 20㎛, 15㎛, 12㎛, 10㎛, 8㎛일 수 있고, 보호층(1112)의 두께(D1)의 하한은 1㎛, 1.5㎛, 2㎛, 3㎛, 4㎛, 5㎛, 6㎛, 7㎛일 수 있고, 보호층(1112)의 두께(D1)의 범위는 상한이나 하한의 임의의 수치로 구성될 수 있다.

선택적으로, D1은 2㎛≤D1≤30㎛; 예를 들어 5㎛≤D1≤20㎛의 식을 만족한다.

상기 실시예에서, 도전층(1111)의 물질은 금속이다. 예를 들어, 상기 금속 도전물질은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 은(Ag), 니켈-구리 합금(nickel-copper alloy), 알루미늄 지르코늄 합금(aluminum zirconium alloy) 중 적어도 하나일 수 있다.

본 출원의 다른 실시예에서, 도 11에 도시된 바와 같이, 도전층(1111)의 두께(D2)는 1nm≤D2≤1㎛의 식을 만족한다. 본 출원에서, 보호층(1111)의 두께(D2)의 상한은 1㎛, 900nm, 800nm, 700nm, 600nm, 500nm, 450nm, 400nm, 350nm, 300nm, 250nm, 200nm, 150nm, 120nm, 100nm, 80nm, 60nm일 수 있고, 보호층(1111)의 두께(D2)의 하한은 1nm, 5nm, 10nm, 15nm, 20nm, 25nm, 30nm, 35nm, 40nm, 45nm, 50nm, 55nm일 수 있고; 상기 보호층(1111)의 두께(D2)의 범위는 상기 상한 또는 하한의 임의의 수치로 구성될

선택적으로, 도전층(1111)의 두께(D2)는 20nm≤D2≤500nm, 예컨대 50nm≤D2≤200nm의 식을 만족한다.

알루미늄을 채용한 도전층(1111)을 예로 들면, 제1 전극판(11)이 양극판인 경우, 일반적으로 양극판의 집전체가 알루미늄을 채용하고 비정상적인 조건에서 배터리가 단락될 경우 단락 지점에서 발생하는 열이 극심한 알루미늄 발열 반응을 일으켜 많은 열을 발생시키고, 배터리의 폭발과 같은 사고를 유발할 수 있다. 본 출원에서는 제1 집전체(111)는 도전층(1111)만을 알루미늄 재질로 하고, 알루미늄의 양은 나노 스케일의 두께로만 하여, 제1 집전체(111)의 알루미늄 함량을 크게 줄일 수 있고, 또한 발열 반응의 발생을 방지할 수 있으며, 배터리(400)의 안전 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

전극 조립체(10)는 복수의 제1 타입의 전극판(1)과 적어도 하나의 제2 타입의 전극판(2)을 포함할 수 있으나, 설명의 편의를 위하여, 이하의 실시예들에서는 두 개의 제1 타입의 전극판(1), 두 개의 제2 타입의 전극판(2) 및 복수의 격막(3)을 포함하는 전극 조립체(10)를 예로 들어 설명한다.

전극 조립체(10)의 권선 구조의 외형은 원통형 형상, 평면 형상, 타원체 형상, 입방체 형상, 직육면체 형상 또는 기타 임의의 형상일 수 있으나, 설명을 용이하게 하기 위하여 전극 조립체(10)의 권선 구조는 평면 형상 및 원통형 형상인 것을 예로 들어 설명한다.

도 14는 본 출원의 다른 실시예에 따른 평평한 전극 조립체가 권선축(K)의 단면에 수직인 것을 도시하는 구조적 개략도이다. 상기 제1 타입의 전극판은 양극판이고, 상기 제2 타입의 전극판은 음극판이며, 전극 조립체(120)는 제1 음극판(1201), 제2 음극판(1202), 제1 양극판(1203), 제2 양극판(1204) 및 다수의 격막(1205)을 포함하고, 제1 음극판(1201), 제1 양극판(1203), 제2 음극판(1202) 및 제2 양극판(1204)은 순차적으로 교대로 겹쳐지고, 제1 음극판(1201)은 격막(1205)을 통해 제1 양극판(1203)으로부터 분리되고, 제1 양극판(1203)은 다른 격막(1205)을 통해 제2 음극판(1202)으로부터 분리되고, 제2 음극판(1202)은 다른 격막(1205)을 통해 제2 양극판(1204)으로부터 분리되고, 제1 음극판(1201), 제2 음극판(1202), 제1 양극판(1203), 제2 양극판(1204) 및 다수의 격막(1205)은 모두 중첩된 후 권선축(K)에 권선되어 평탄한 권선 구조를 형성한다.

본 실시예의 전극 조립체(120)에서, 제1 양극판(1203) 및 제2 양극판(1204)의 양극 탭부와 제1 음극판(1201) 및 제2 음극판(1202)의 음극 탭부의 구조 및 위치에 대해서는, 앞서 도 6 내지 도 13의 실시예에서 설명한 양극 탭부 및 음극 탭부의 관련 내용을 참조하되, 이에 대한 중복 설명은 생략한다.

본 실시예에서는, 전극 조립체(120)의 권선 구조의 반경 방향이 서로 다른 구체적인 조건, 즉 권선 구조의 원주 방향의 상이한 위치에서, 전극판의 층 수 차이는 미리 설정된 층 수보다 크지 않고, 전술한 도 6 내지 도 13의 실시예에서 설명한 관련 내용을 함께 참조할 수 있으며, 이에 대해서는 중복 설명을 생략한다.

본 실시예의 전극 조립체(120)에 있어서, 제1 음극판(1201) 및 제2 음극판(1202)에 포함되는 음극 활성 물질 영역은 전술한 도 6 내지 도 13의 실시예에서 설명한 음극판에 포함되는 음극 활성 물질 영역과 동일할 수 있고, 제1 양극판(1203) 및 제2 양극판(1204)에 포함되는 양극 활성 물질 영역은 전술한 도 6 내지 도 13의 실시예에서 설명한 양극판에 포함되는 양극 활성 물질 영역과 동일할 수 있으므로, 중복되는 설명은 생략한다.

본 실시예의 전극 조립체에 있어서, 제1 음극판(1201)과 제2 음극판(1202)은 서로 다른 집전체를 채용할 수 있고, 제1 양극판(1203)과 제2 양극판(1204)도 서로 다른 집전체를 채용할 수 있다. 각 전극판의 각 집전체에 의해 채용되는 구조적 형태 및 재료, 동일 극성의 전극판의 집전체의 두께 관계, 전극판이 다층 구조인 경우 각 층의 두께는 전술한 도 6 내지 도 13의 실시예에서 설명한 집전체를 참조하도록 하며, 이에 대해서는 중복 설명을 생략한다.

상기 권선 구조에서 가장 안쪽의 링은 제1 전극판(1201)에 의해 둘러싸인 링이고, 가장 바깥쪽의 링은 제2 음극판(1202)에 의해 둘러싸인 링이다.

본 실시예에서, 전극 조립체(120)의 권선 구조는 평탄화 영역(10A)과, 평탄화 영역(10A)의 양측에 배치되는 회전 영역(10B)을 포함하고, 평탄화 영역(10A)에서 전극판의 중첩면은 기본적으로 평행한 평면이고, 기본적으로 권선축과 평행하며, 본 명세서에서 평면은 정확히 평면이 아니며, 소정의 오차가 허용된다. 권선축(K)에 수직한 평면에서, 평탄화 영역(10A)은 기본적으로 평행하고 상기 권선축(K)을 따라 대칭으로 분포된 제1 서브 평탄화 영역(10A1) 및 제2 서브 평탄화 영역(10A2)을 포함하고, 두 개의 회전 영역(10B)은 평탄화 영역(10A)의 두 개의 측면이 결합되도록 제1 서브 평탄화 영역(10A1) 및 제2 서브 평탄화 영역(10A2)에 각각 배열된다.

제1 양극판(1203)과 제2 양극판(1204)의 제1 권선 초기 단부(S)의 위치는 동일하며, 예를 들어, 제1 양극판(1203)과 제2 양극판(1204)의 제1 권선 초기 단부(S)은 평탄화 영역(10A)의 동일 측 상의 서브 평탄화 영역(예를 들어, 제1 서브 평탄화 영역(10A1))에 모두 배치되고, 제1 양극판(1203)과 제2 양극판(1204)의 제1 권선 초기 단부(S)은 동일 평면이다.

제1 음극판(1201)과 제2 음극판(1202)의 제2 권선 초기 단부(S')의 위치도 동일하며, 예를 들어, 제1 음극판(1201)과 제2 음극판(1202)의 제2 권선 초기 단부(S')는 모두 평탄 영역(10A)의 동일 측면 상의 서브 평탄화 영역(예를 들어, 제1 서브 평탄화 영역(10A1))에 배치되고, 제1 음극판(1201)과 제2 음극판(1202)의 제2 권선 초기 단부(S')는 동일 평면이다.

상기 권선 방향의 반대 방향으로 제1 음극판(1201)의 제2 권선 초기 단부(S')는 제1 양극판(1204)의 제1 권선 초기 단부(S)를 초과한다. 제2 음극판(1202)의 제2 권선 초기 단부(S')는 제2 양극판(1203)의 제1 권선 초기 단부(S)를 초과한다.

제1 양극판(1203)과 제2 양극판(1204)의 제1 권선 테일 단부(E)의 위치는 동일하며, 예를 들어, 제1 양극판(1203)과 제2 양극판(1204)의 제1 권선 테일 단부(E)가 모두 동일 측면 상의 회전 영역(예를 들어, 제1 회전 영역(10B1))에 배치되고, 제1 양극판(1203)과 제2 양극판(1204)의 제1 권선 테일 단부(E)는 동일 평면이다.

제1 음극판(1201)과 제2 음극판(1202)의 제2 권선 테일 단부(E')의 위치는 동일하며, 예를 들어, 제1 음극판(1201)과 제2 음극판(1202)의 제2 권선 테일 단부(E')는 모두 동일한 측면 상의 회전 영역(예를 들어, 제1 회전 영역(10B1))에 배치되고, 제1 양극판(1203)과 제2 양극판(1204)의 제1 권선 테일 단부(E)와 동일 측면 상의 회전 영역(예를 들어, 제1 회전 영역(10B1))에 배치되며, 제1 음극판(1201)과 제2 음극판(1202)의 제2 권선 테일 단부(E')는 동일 평면이다.

권선 방향을 따라, 제1 음극판(1201)의 제2 권선 테일 단부(E')는 제2 양극판(1204)의 제1 권선 테일 단부(E)를 초과한다. 제2 음극판(1202)의 제2 권선 테일 단부(E')는 제1 양극판(1203)의 제1 권선 테일 단부(E)를 초과한다.

이와 같은 전극 조립체의 권선 구조는 권선 전의 복수의 전극판의 길이 차이를 근사하게 할 수 있어 권선이 용이하다.

도 15는 본 출원의 다른 실시예에 따른 평평한 전극 조립체가 권선축(K)의 단면에 수직인 것을 나타내는 구조적 개략도이다. 제1 타입의 전극판은 양극판이고, 제2 타입의 전극판은 음극판이고, 전극 조립체(130)는 제1 음극판(1301), 제2 음극판(1302), 제1 양극판(1303), 제2 양극판(1304) 및 복수의 격막(1305)을 포함하고, 제1 음극판(1301), 제1 양극판(1303), 제2 음극판(1302) 및 제2 양극판(1304)은 순차적으로 교대로 중첩되고, 제1 음극판(1301)은 격막(1305)을 통해 제1 양극판(1303)과 분리되고, 제1 양극판(1303)은 다른 격막(1305)을 통해 제2 음극판(1302)과 분리되고, 제2 음극판(1302)은 다른 격막(1305)을 통해 제2 양극판(1304)과 분리되고, 제1 음극판(1301), 제2 음극판(1302), 제1 양극판(1303), 제2 양극판(1304) 및 다수의 격막(1305)은 모두 중첩된 후 권선축(K)에 권선되어 평탄한 권선 구조를 이룬다.

본 실시예의 전극 조립체에 있어서, 제1 음극판(1301)과 제2 음극판(1302)은 서로 다른 집전체를 채용할 수 있고, 제1 양극판(1303)과 제2 양극판(1304)도 서로 다른 집전체를 채용할 수 있다. 각 전극판의 각 집전체에 의해 채용되는 구조적 형태 및 재료, 동일 극성의 전극판의 집전체의 두께 관계, 전극판이 다층 구조인 경우 각 층의 두께는 전술한 도 6 내지 도 13의 실시예에서 설명한 집전체를 참조하도록 하며, 이에 대해서는 중복 설명을 생략한다.

본 실시예에 따른 전극 조립체(130)의 구조는 기본적으로 도 14의 실시예에 따른 전극 조립체의 구조와 유사하므로, 차이점을 중심으로 설명한다.

본 실시예에 따른 전극 조립체(130)의 권선 구조에 있어서, 권선 구조의 가장 안쪽의 링은 제1 음극판(1301)에 의해 둘러싸인 링이고, 권선 구조의 가장 바깥쪽의 링은 제1 음극판(1301)과 제2 음극판(1302)에 의해 공동으로 둘러싸인 링이다.

제1 양극판(1303)과 제2 양극판(1304)의 제1 권선 테일 단부(E)는 서로 다르며, 예를 들어, 제1 양극판(1303)과 제2 양극판(1304)의 제1 권선 테일 단부(E)는 각각 제2 회전 영역(10B2)과 제1 회전 영역(10B1)에 배치된다.

제1 음극판(1301)과 제2 음극판(1302)의 제2 권선 테일 단부(E')는 서로 다르며, 예를 들어 제1 음극판(1301)과 제2 음극판(1302)의 제2 권선 테일 단부(E')는 각각 제1 회전 영역(10B1)과 제2 회전 영역(10B2)에 배치된다.

권선 방향을 따라, 제1 음극판(1301)의 제2 권선 테일 단부(E')는 제2 양극판(1304)의 제1 권선 테일 단부(E)를 초과한다. 제2 음극판(1302)의 제2 권선 테일 단부(E')는 제1 양극판(1303)의 제1 권선 테일 단부(E)를 초과한다.

이와 같은 전극 조립체의 권선 구조는 제1 권선 테일 단부(E)에서 제1 양극판(1303)과 제2 양극판(1304)이 형성하는 단차를 줄이고, 제2 권선 테일 단부(E')에서 제1 음극판(1301)과 제2 음극판(1302)이 형성하는 단차를 줄임으로써, 전극 조립체의 팽창시 전극 조립체가 하우징에 접촉된 후 권선 테일 단부(E')에서 전극판에 가해지는 국부적인 응력을 줄이고, 전극판의 크랙이나 활성 물질의 탈락을 방지하며, 전극 조립체의 장기 작동의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 16은 본 출원의 다른 실시예에서 평평한 전극 조립체가 권선축(K)의 단면에 수직인 것을 보여주는 구조적 개략도이다. 제1 타입의 전극판은 양극판이고, 제2 타입의 전극판은 음극판이고, 전극 조립체(140)는 제1 음극판(1401), 제2 음극판(1402), 제1 양극판(1403), 제2 양극판(1404) 및 복수의 격막(1405)을 포함하고, 제1 음극판(1401), 제1 양극판(1403), 제2 음극판(1402) 및 제2 양극판(1404)은 순차적으로 교대로 중첩되고, 제1 음극판(1401)은 격막(1405)을 통해 제1 양극판(1403)과 분리되고, 제1 양극판(1403)은 다른 격막(1405)을 통해 제2 음극판(1402)과 분리되고, 제2 음극판(1402)은 다른 격막(1405)를 통해 제2 양극판(1404)과 분리되고, 제1 음극판(1401), 제2 음극판(1402), 제1 양극판(1403), 제2 양극판(1404) 및 다수의 격막(1405)은 모두 중첩된 후 권선축(K)에 권선되어 평탄한 권선 구조를 형성한다.

본 실시예의 전극 조립체에 있어서, 제1 음극판(1401)과 제2 음극판(1402)은 서로 다른 집전체를 채용할 수 있고, 제1 양극판(1403)과 제2 양극판(1404)도 서로 다른 집전체를 채용할 수 있다. 각 전극판의 각 집전체에 의해 채용되는 구조적 형태 및 재료, 동일 극성의 전극판의 집전체의 두께 관계, 전극판이 다층 구조인 경우 각 층의 두께는 전술한 도 6 내지 도 13의 실시예에서 설명한 집전체를 참조하도록 하며, 이에 대해서는 중복 설명을 생략한다.

본 실시예에 따른 전극 조립체(140)의 구조는 기본적으로 도 14의 실시예에 따른 전극 조립체의 구조와 유사하므로, 차이점을 중심으로 설명한다.

본 실시예에 따른 전극 조립체(140)의 권선 구조에 있어서, 권선 구조의 가장 안쪽의 링은 제1 음극판(1401)에 의해 둘러싸인 링이고, 권선 구조의 가장 바깥쪽의 링은 제2 음극판(1402)에 의해 둘러싸인 링이다.

본 실시예에 따른 전극 조립체의 권선 구조에서는, 제1 음극판(1401)과 제2 음극판(1402)의 제2 권선 테일 단부(E')의 위치가 상이한데, 예를 들어, 제1 음극판(1401)과 제2 음극판(1402)의 제2 권선 테일 단부(E')가 각각 동일한 회전 영역(예를 들어, 제1 회전 영역(10B1))에 배치되고, 제1 음극판(1401)과 제2 음극판(1402)의 제2 권선 테일 단부(E')가 동일 평면(또는 높이)이 아니다.

이와 같은 전극 조립체(140)의 권선 구조는 제1 서브 평탄화 영역(10A1)과 제2 서브 평탄화 영역(10A2)의 전극판의 층수 차이를 줄일 수 있다. 상기 전극 조립체가 팽창하여 하우징에 접촉할 때, 상기 하우징의 내벽이 상기 전극 조립체의 두 평면에 반작용력을 가하면, 제1 서브 평탄화 영역(10A1) 및 제2 서브 평탄화 영역(10A2)의 전극판들에 가해지는 응력은 일정하다.

도 17은 본 출원의 다른 실시예에 따른 평평한 전극 조립체가 권선축(K)의 단면에 수직인 것을 나타내는 구조적 개략도이다. 상기 제1 타입의 전극판은 양극판이고, 상기 제2 타입의 전극판은 음극판이며, 전극 조립체(150)는 제1 음극판(1501), 제2 음극판(1502), 제1 양극판(1503), 제2 양극판(1504) 및 다수의 격막(1505)을 포함하고, 제1 음극판(1501), 제1 양극판(1503), 제2 음극판(1502) 및 제2 양극판(1504)은 순차적으로 교대로 중첩되고, 제1 음극판(1501)은 격막(1505)을 통해 제1 양극판(1503)으로부터 분리되고, 제1 양극판(1503)은 다른 격막(1505)을 통해 제2 음극판(1502)으로부터 분리되고, 제2 음극판(1502)은 다른 격막(1505)을 통해 제2 양극판(1504)으로부터 분리되고, 제1 음극판(1501), 제2 음극판(1502), 제1 양극판(1503), 제2 양극판(1504) 및 다수의 격막(1505)은 모두 중첩된 후 권선축(K)에 권선되어 평탄한 권선 구조를 형성한다.

본 실시예의 전극 조립체에 있어서, 제1 음극판(1501)과 제2 음극판(1502)은 서로 다른 집전체를 채용할 수 있고, 제1 양극판(1503)과 제2 양극판(1504)도 서로 다른 집전체를 채용할 수 있다. 각 전극판의 각 집전체에 의해 채용되는 구조적 형태 및 재료, 동일 극성의 전극판의 집전체의 두께 관계, 전극판이 다층 구조인 경우 각 층의 두께는 전술한 도 6 내지 도 13의 실시예에서 설명한 집전체를 참조하도록 하며, 이에 대해서는 중복 설명을 생략한다.

본 실시예에 따른 전극 조립체(150)의 구조는 기본적으로 도 14의 실시예에 따른 전극 조립체의 구조와 유사하므로, 차이점을 중심으로 설명한다. 본 실시예에 따른 전극 조립체의 권선 구조에서, 권선 구조의 가장 안쪽의 링은 제1 음극판(1501)과 제2 음극판(1502)에 의해 공동으로 둘러싸인 링이고, 권선 구조의 가장 바깥쪽의 링은 제2 음극판(1502)에 둘러싸인 링이다.

본 실시예에 따른 전극 조립체(150)의 권선 구조에서는, 제1 양극판(1503)과 제2 양극판(1504)의 제1 권선 초기 단부(S)의 위치가 상이한데, 예를 들어, 제1 양극판(1503)과 제2 양극판(1504)의 제1 권선 초기 단부(S)는 제1 서브 평탄화 영역(10A1)과 제2 서브 평탄화 영역(10A2)에 각각 배치되고, 제1 양극판(1503)과 제2 양극판(1504)의 제1 권선 초기 단부(S)는 동일 평면(또는 높이)이 아니다.

제1 음극판(1501)과 제2 음극판(1502)의 제2 권선 초기 단부(S')의 위치는 서로 다르며, 예를 들어, 제1 음극판(1501)과 제2 음극판(1502)의 제2 권선 초기 단부(S')는 제1 서브 평탄화 영역(10A1)과 제2 서브 평탄화 영역(10A2)에 각각 배치되고, 제1 양극판(1501)과 제2 음극판(1502)의 제2 권선 초기 단부(S')는 동일 평면(또는 높이)이 아니다.

이와 같은 전극 조립체의 권선 구조는 제1 권선 초기 단부(S)에서 제1 양극판(1503)과 제2 양극판(1504)이 형성하는 단차를 줄이고, 제2 권선 초기 단부(S')에서 제1 음극판(1501)과 제2 음극판(1502)이 형성하는 단차를 줄임으로써, 전극 조립체가 팽창하여 하우징(20)에 접촉된 후 권선 초기 단부에서 전극판에 가해지는 국부적인 응력을 줄이고, 전극판의 크랙이나 활물질의 탈락을 방지하며, 전극 조립체의 장기 작동의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 18은 본 출원의 다른 실시예에서 평평한 전극 조립체가 권선축(K)의 단면에 수직인 것을 보여주는 구조적 개략도이다. 제1 타입의 전극판은 양극판이고, 제2 타입의 전극판은 음극판이고, 전극 조립체(160)는 제1 음극판(1601), 제2 음극판(1602), 제1 양극판(1603), 제2 양극판(1604) 및 복수의 격막(1605)을 포함하고, 제1 음극판(1601), 제1 양극판(1603), 제2 음극판(1602) 및 제2 양극판(1604)은 순차적으로 교대로 중첩되고, 제1 음극판(1601)은 격막(1605)을 통해 제1 양극판(1603)과 분리되고, 제1 양극판(1603)은 다른 격막(1605)을 통해 제2 음극판(1602)과 분리되고, 제2 음극판(1602)은 다른 격막(1605)을 통해 제2 양극판(1604)과 분리되고, 제1 음극판(1601), 제2 음극판(1602), 제1 양극판(1603), 제2 양극판(1604) 및 다수의 격막(1605)은 모두 중첩된 후 권선축(K)에 권선되어 평탄한 권선 구조를 형성한다.

본 실시예의 전극 조립체에 있어서, 제1 음극판(1601)과 제2 음극판(1602)은 서로 다른 집전체를 채용할 수 있고, 제1 양극판(1603)과 제2 양극판(1604)도 서로 다른 집전체를 채용할 수 있다. 각 전극판의 각 집전체에 의해 채용되는 구조적 형태 및 재료, 동일 극성의 전극판의 집전체의 두께 관계, 전극판이 다층 구조인 경우 각 층의 두께는 전술한 도 6 내지 도 13의 실시예에서 설명한 집전체를 참조하도록 하며, 이에 대해서는 중복 설명을 생략한다.

본 실시예에 따른 전극 조립체(160)의 구조는 기본적으로 도 14의 실시예에 따른 전극 조립체의 구조와 유사하므로, 차이점을 중심으로 설명한다. 본 실시예에 따른 전극 조립체의 권선 구조에 있어서, 권선 구조의 가장 안쪽의 링은 제1 음극판(1601)과 제2 음극판(1602)에 의해 공동으로 둘러싸인 링이고, 권선 구조의 가장 바깥쪽의 링은 제1 음극판(1601)과 제2 음극판(1602)에 의해 공동으로 둘러싸인 링이다.

본 실시예에 따른 전극 조립체(160)의 권선 구조에서는, 제1 양극판(1603)과 제2 양극판(1604)의 제1 권선 초기 단부(S)의 위치가 상이한데, 예를 들어, 제1 양극판(1603)과 제2 양극판(1604)의 제1 권선 초기 단부(S)는 제1 서브 평탄화 영역(10A1)과 제2 서브 평탄화 영역(10A2)에 각각 배치되고, 제1 양극판(1603)과 제2 양극판(1604)의 제1 권선 초기 단부(S)는 동일 평면(또는 높이)이 아니다.

제1 음극판(1601)과 제2 음극판(1602)의 제2 권선 초기 단부(S')의 위치도 다르며, 예를 들어, 제1 음극판(1601)과 제2 음극판(1602)의 제2 권선 초기 단부(S')는 제1 서브 평탄화 영역(10A1)과 제2 서브 평탄화 영역(10A2)에 각각 배치되고, 제1 음극판(1601)과 제2 음극판(1602)의 제2 권선 초기 단부(S')는 동일 평면(또는 높이)이 아니다.

제1 양극판(1603)과 제2 양극판(1604)의 제1 권선 테일 단부(E)의 위치는 서로 다르며, 예를 들어, 제1 양극판(1603)과 제2 양극판(1604)의 제1 권선 테일 단부(E)는 서로 다른 회전 영역(10B)에 배치되고, 제1 양극판(1303)과 제2 양극판(1304)의 제1 권선 테일 단부(E)는 동일 평면(또는 높이)이 아니다.

제1 음극판(1601)과 제2 음극판(1602)의 제2 권선 테일 단부(E')의 위치도 서로 다르며, 예를 들어, 제1 음극판(1601)과 제2 음극판(1602)의 제2 권선 테일 단부(E')는 서로 다른 2개의 회전 영역(10B)에 각각 배치되고, 제1 음극판(1601)과 제2 음극판(1602)의 제2 권선 테일 단부(E')는 동일 평면(또는 높이)이 아니다.

이와 같은 전극 조립체의 권선 구조는 제1 권선 초기 단부(S)와 제1 권선 테일 단부(E)에서 제1 양극판(1603)과 제2 양극판(1604)이 형성하는 단차를 감소시킴과 동시에, 제2 권선 초기 단부(S')와 제2 권선 테일 단부(E')에서 제1 음극판(1601)과 제2 음극판(1602)이 형성하는 단차를 감소시켜, 전극 조립체가 팽창하여 하우징(20)에 접촉한 후 권선 초기 단부 및 권선 테일 단부에서 전극판에 가해지는 국부적인 응력을 감소시키고, 전극판의 크랙 또는 활성 물질의 탈락를 방지하며, 전극 조립체의 장기 작동의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

상술한 실시예들에 기초하여, 상기 권선 구조의 서로 다른 반경 방향, 즉 상기 권선 구조의 서로 다른 원주 위치에서, 전극판의 층수의 차이는 미리 설정된 층수를 초과하지 않으며, 여기서 전극판의 층수는 양극판과 음극판의 총 층수를 의미하고, 미리 설정된 층수는 복수의 양극판의 수와 복수의 음극판의 수의 합보다 작거나 같다.

전극 조립체가 팽창하여 하우징(20)에 접촉하면, 하우징(20)은 전극 조립체에 반작용력을 가하게 되어, 전극 조립체의 원주 방향의 각 지점에 대한 응력이 보다 균일해지게 되고, 사용 과정에서 전극 조립체가 다양한 지점에서 성능 차이를 보이는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 두개의 양극판이 배치되고, 두개의 음극판이 배치되며, 미리 설정된 층수는 4개 이하이며, 전극판의 층수 차이가 작을수록 원주 방향의 각 지점에서 전극 조립체에 가해지는 응력이 더 균일해진다.

도 14 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 권선 구조의 최외곽층과 최내각층은 모두 음극판이다. 양극판의 양극 활성 물질의 재료는 일반적으로 삼원계 물질, 리튬 망간 산화물 또는 리튬 철 포스페이트이고, 음극판의 음극 활성 물질의 재료는 일반적으로 흑연 또는 실리콘이며, 양극 활성 물질의 소재는 음극 활성 물질의 소재보다 고가이므로, 권선 구조의 최외곽층 및 최내각층이 음극판으로 코팅되고, 양극판의 양극 활성 물질을 충분히 활용할 수 있어, 권선 구조의 에너지 이용률을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전극 조립체의 제조 공정의 난이도를 낮출 수 있다.

선택적으로, 권선 구조의 최외곽층 및 최내각층 중 적어도 어느 하나에 양극판을 채용하여, 전극 조립체의 제조 비용을 절감하기 위해, 최외곽층 또는 최내각층에 배치된 양극판에 대하여, 양극판의 음극판으로부터 멀리 떨어진 면에 양극 활성 물질을 도포하지 않아도 된다.

도 19 내지 도 22는 원통형 전극 조립체의 구조적 개략도이다.

도 19는 본 출원의 다른 실시예에서 원통형 전극 조립체가 권선축(K)의 단면에 수직인 것을 나타내는 구조적 개략도이다. 제1 타입의 전극판은 양극판이고, 제2 타입의 전극판은 음극판이고, 전극 조립체(170)는 제1 음극판(1701), 제2 음극판(1702), 제1 양극판(1703), 제2 양극판(1704) 및 복수의 격막(1705)을 포함하고, 제1 음극판(1701), 제1 양극판(1703), 제2 음극판(1702) 및 제2 양극판(1704)은 순차적으로 교대로 중첩되고, 제1 음극판(1701)은 격막(1705)을 통해 제1 양극판(1703)으로부터 분리되고, 제1 양극판(1703)은 다른 격막(1705)을 통해 제2 음극판(1702)으로부터 분리되고, 제2음극판(1702)은 다른 격막(1705)을 통해 제2 양극판(1704)으로부터 분리되고, 제1 음극판(1701), 제2 음극판(1702), 제1 양극판(1703), 제2 양극판(1704) 및 다수의 격막(1705)은 모두 중첩된 후 권선축(K)에 권선되어 원통형 권선 구조를 형성한다.

본 실시예의 전극 조립체(170)에서, 제1 양극판(1703) 및 제2 양극판(1704)의 양극 탭부와 제1 음극판(1701) 및 제2 음극판(1702)의 음극 탭부의 구조 및 위치에 대해서는, 전술한 도 6 내지 도 13의 실시예에서 설명한 양극 탭부 및 음극 탭부의 관련 내용을 참조하도록 하며, 이에 대한 중복 설명은 생략한다.

본 실시예에서, 권선 구조의 서로 다른 반경 방향, 즉 권선 구조의 원주 방향의 서로 다른 위치에서, 전극판의 층수의 차이는 미리 설정된 층수보다 크지 않으므로, 전술한 도 6 내지 도 13의 실시예에서 설명된 관련 내용을 참조하며, 이에 대한 중복 설명은 생략한다.

본 실시예의 전극 조립체(170)에 있어서, 제1 음극판(1701) 및 제2 음극판(1702)에 각각 포함되는 음극 활성 물질 영역은 전술한 도 6 내지 도 13의 실시예에서 설명한 음극판에 포함되는 음극 활성 물질 영역과 동일할 수 있고, 제1 양극판(1703) 및 제2 양극판(1704)에 각각 포함되는 양극 활성 물질 영역은 전술한 도 6 내지 도 13의 실시예에서 설명한 음극판에 포함되는 음극 활성 물질 영역과 동일할 수 있으므로, 중복 설명을 생략한다.

본 실시예의 전극 조립체에 있어서, 제1 음극판(1701)과 제2 음극판(1702)은 서로 다른 집전체를 채용할 수 있고, 제1 양극판(1703)과 제2 양극판(1704)도 서로 다른 집전체를 채용할 수 있다. 각 전극판의 각 집전체에 의해 채용되는 구조적 형태 및 재료, 동일 극성의 전극판의 집전체의 두께 관계, 전극판이 다층 구조인 경우 각 층의 두께는 전술한 도 6 내지 도 13의 실시예에서 설명한 집전체를 참조하도록 하며, 이에 대해서는 중복 설명을 생략한다.

권선 구조에서 가장 안쪽의 링은 제1 음극판(1701)으로 둘러싸인 링이고, 가장 바깥쪽의 링은 제2 음극판(1702)으로 둘러싸인 링이다.

제1 양극판(1703)과 제2 양극판(1704)의 제1 권선 초기 단부(S)의 위치는 동일하며, 예를 들어, 제1 양극판(1703)과 제2 양극판(1704)의 제1 권선 초기 단부(S)는 모두 권선 구조의 동일한 반경 방향으로 배열되며, 제1 양극판(1703)과 제2 양극판(1704)의 제1 권선 초기 단부(S)는 동일 평면이다.

제1 음극판(1701)과 제2 음극판(1702)의 제2 권선 초기 단부(S')의 위치도 동일하며, 예를 들어 제1 음극판(1701)과 제2 음극판(1702)의 제2 권선 초기 단부(S')가 모두 권선 구조의 동일한 반경 방향으로 배열되고, 제1 음극판(1701)과 제2 음극판(1702)의 제2 권선 초기 단부(S')는 동일 평면이다.

상기 권선 방향의 반대 방향으로 제1 음극판(1701)의 제2 권선 초기 단부(S')는 제1 양극판(1704)의 제1 권선 초기 단부(S)를 초과한다. 제2 음극판(1702)의 제2 권선 초기 단부(S')는 제2 양극판(1703)의 제1 권선 초기 단부(S)를 초과한다.

제1 양극판(1703)과 제2 양극판(1704)의 제1 권선 테일 단부(E)의 위치는 동일하며, 예를 들어, 제1 양극판(1703)과 제2 양극판(1704)의 제1 권선 테일 단부(E)는 모두 동일한 회전 영역(10B)에 배치되고, 제1 양극판(1703)과 제2 양극판(1704)의 제1 권선 테일 단부(E)는 동일 평면이다.

제1 음극판(1701)과 제2 음극판(1702)의 제2 권선 테일 단부(E')의 위치도 동일하며, 예를 들어, 제1 음극판(1701)과 제2 음극판(1702)의 제2 권선 테일 단부(E')는 모두 동일한 회전 영역(10B)에 배치되고, 제1 음극판(1701)과 제2 음극판(1702)의 제2 권선 테일 단부(E')는 동일이다.

권선 방향을 따라, 제1 음극판(1701)의 제2 권선 테일 단부(E')는 제2 양극판(1704)의 제1 권선 테일 단부(E)를 초과한다. 제2 음극판(1702)의 제2 권선 테일 단부(E')는 제1 양극판(1703)의 제1 권선 테일 단부(E)를 초과한다.

이와 같은 권선 구조는 권선 전의 복수의 전극판의 길이 차이를 근사화할 수 있어 권선이 용이하다.

도 20은 본 출원의 다른 실시예에서 원통형 전극 조립체가 권선축(K)의 단면에 수직인 것을 나타내는 구조적 개략도이다. 제1 타입의 전극판은 양극판이고, 제2 유형의 전극판은 음극판이며, 전극 조립체(180)는 제1 음극판(1801), 제2 음극판(1802), 제1 양극판(1803), 제2 양극판(1804) 및 다수의 격막(1805)을 포함하고, 제1 음극판(1801), 제1 양극판(1803), 제2 음극판(1802) 및 제2 양극판(1804)은 순차적으로 교대로 중첩되고, 제1 음극판(1801)은 격막(1805)을 통해 제1 양극판(1803)으로부터 분리되고, 제1 양극판(1803)은 다른 격막(1805)을 통해 제2 음극판(1802)으로부터 분리되고, 제2 음극판(1802)은 다른 격막(1805)을 통해 제2 양극판(1804)으로부터 분리되고, 제1 음극판(1801), 제2 음극판(1802), 제1 양극판(1803), 제2 양극판(1804) 및 다수의 격막(1805)은 모두 중첩된 후 권선축(K)에 권선되어 원통형 권선 구조를 형성한다.

본 실시예의 전극 조립체에 있어서, 제1 음극판(1801)과 제2 음극판(1802)은 서로 다른 집전체를 채용할 수 있고, 및/또는 제1 양극판(1803)과 제2 양극판(1804)도 서로 다른 집전체를 채용할 수 있다. 각 전극판의 각 집전체에 의해 채용되는 구조적 형태 및 재료, 동일 극성의 전극판의 집전체의 두께 관계, 전극판이 다층 구조인 경우 각 층의 두께는 전술한 도 6 내지 도 13의 실시예에서 설명한 집전체를 참조하도록 하며, 이에 대해서는 중복 설명을 생략한다.

본 실시예의 구조는 기본적으로 도 19의 실시예에서 설명한 구조와 유사하며, 차이점에 대해서는 후술한다. 본 실시예의 권선 구조에서, 권선 구조의 가장 안쪽의 링은 제1 음극판(1801)과 제2 음극판(1802)에 의해 공동으로 둘러싸인 링이고, 권선 구조의 가장 바깥쪽의 링은 제1 음극판(1801)에 의해 둘러싸인 링이다.

본 실시예의 권선 구조는 제1 양극판(1803)과 제2 양극판(1804)의 제1 권선 초기 단부(S)의 위치가 상이한데, 예를 들어, 제1 양극판(1803) 및 제2 양극판(1804)의 제1 권선 초기 단부(S)는 각각 권선 구조의 상대적인 반경 방향에 배치되고, 제1 양극판(1803) 및 제2 양극판(1804)의 제1 권선 초기 단부(S)가 동일 평면이 아니다.

제1 음극판(1801)과 제2 음극판(1802)의 제2 권선 초기 단부(S)의 위치도 다르며, 예를 들어, 제1 음극판(1801)의 제2 권선 초기 단부(S')와 제2 음극판(1802)의 제2 권선 초기 단부(S')는 각각 권선 구조의 상대적인 반경 방향에 배치되고, 제1 음극판(1801)과 제2 음극판(1802)의 제2 권선 초기 단부(S')는 동일 평면이 아니다.

이와 같은 권선 구조는 제1 권선 초기 단부(S)에서 제1 양극판(1803)과 제2 양극판(1804)이 형성하는 단차를 줄이고, 제2 권선 초기 단부(S')에서 제1 음극판(1801)과 제2 음극판(1802)이 형성하는 단차를 줄임으로써, 전극 조립체가 팽창하여 하우징(20)에 접촉된 후 권선 초기 단부에서 전극판에 가해지는 국부적인 응력을 줄이고, 전극판의 크랙이나 활성 물질의 탈락을 방지하며, 전극 조립체의 장기 작동의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 21은 본 출원의 다른 실시예에서 원통형 전극 조립체가 권선축(K)의 단면에 수직인 것을 나타내는 구조적 개략도이다. 제1 타입의 전극판은 양극판이고, 제2 타입의 전극판은 음극판이고, 전극 조립체(190)는 제1 음극판(1901), 제2 음극판(1902), 제1 양극판(1903), 제2 양극판(1904) 및 복수의 격막(1905)을 포함하고, 제1 음극판(1901), 제1 양극판(1903), 제2 음극판(1902) 및 제2 양극판(1904)은 순차적으로 교대로 중첩되고, 제1 음극판(1901)은 격막(1905)을 통해 제1 양극판(1903)으로부터 분리되고, 제1 양극판(1903)은 다른 격막(1905)을 통해 제2 음극판(1902)으로부터 분리되고, 제2 음극판(1902)은 다른 격막(1905)을 통해 제2 양극판(1904)으로부터 분리되고, 제1 음극판(1901), 제2 음극판(1902), 제1 양극판(1903), 제2 양극판(1904) 및 다수의 격막(1905)은 모두 중첩된 후 권선축(K)에 권선되어 평탄한 권선 구조를 형성한다.

본 실시예의 전극 조립체에 있어서, 제1 음극판(1901)과 제2 음극판(1902)은 서로 다른 집전체를 채용할 수 있고, 및/또는 제1 양극판(1903)과 제2 양극판(1904)도 서로 다른 집전체를 채용할 수 있다. 각 전극판의 각 집전체에 의해 채용되는 구조적 형태 및 재료, 동일 극성의 전극판의 집전체의 두께 관계, 전극판이 다층 구조인 경우 각 층의 두께는 전술한 도 6 내지 도 13의 실시예에서 설명한 집전체를 참조하도록 하며, 이에 대해서는 중복 설명을 생략한다.

본 실시예의 구조는 기본적으로 도 20의 실시예에서 설명한 구조와 유사하며, 차이점에 대해서는 후술한다. 본 실시예의 권선 구조에서, 권선 구조의 가장 안쪽의 링은 제1 음극판(1901)과 제2 음극판(1902)에 의해 공동으로 둘러싸인 링이고, 권선 구조의 가장 바깥쪽의 링은 제1 음극판(1901)에 의해 둘러싸인 링이다.

본 실시예의 권선 구조는 제1 양극판(1903)과 제2 양극판(1904)의 제1 권선 테일 단부(E)의 위치가 다르고, 제1 음극판(1901)과 제2 음극판(1902)의 제2 권선 테일 단부(E')도 다르다.

권선 방향을 따라, 제1 음극판(1901)은 최외각층에 배치되고, 제2 권선 테일 단부(E')의 단부 위치는 제2 음극판(1902)의 제2 권선 테일 단부(E')의 단부 위치를 초과하고, 제1 양극판(1903)의 제2 권선 테일 단부(E')의 단부 위치는 제2 양극판(1904)의 제2 권선 테일 단부(E')의 단부 위치를 초과하며, 예를 들어 링의 절반을 초과하고, 초과된 부분은 내층의 전극판과 접촉할 때까지 반경 방향을 따라 내측을 향해 가압되어 권선 구조의 안정성을 향상시킨다.

이와 같은 권선 구조는 제1 권선 초기 단부(S)와 제1 권선 테일 단부(E)에서 제1 양극판(1903)과 제2 양극판(1904)이 형성하는 단차를 감소시킴과 동시에, 제2 권선 초기 단부(S')와 제2 권선 테일 단부(E')에서 제1 음극판(1901)과 제2 음극판(1902)이 형성하는 단차를 감소시켜, 전극 조립체가 팽창하여 하우징(20)에 접촉된 후 권선 초기 단부 및 권선 테일 단부에서 전극판에 가해지는 국부적인 응력을 감소시키고, 전극판의 크랙이나 활성 물질의 탈락을 방지하며, 전극 조립체의 장기 작동의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 원통형 권선 구조에 있어서, 서로 다른 반경 방향의 권선 구조의 층 수는 동일할 수 있고, 전극 조립체가 팽창하여 하우징(20)과 접촉할 때, 원주 방향의 각 지점에 따른 응력은 일정하다.

도 22는 본 출원의 다른 실시예에서 원통형 전극 조립체가 권선축(K)의 단면에 수직인 것을 나타내는 구조적 개략도이다. 제1 타입의 전극판은 양극판이고, 제2 타입의 전극판은 음극판이고, 전극 조립체(200)는 제1 음극판(2001), 제2 음극판(2002), 제1 양극판(2003), 제2 양극판(2004) 및 복수의 격막(2005)을 포함하고, 제1 음극판(2001), 제1 양극판(2003), 제2 음극판(2002) 및 제2 양극판(2004)은 순차적으로 교대로 중첩되고, 제1 음극판(2001)은 격막(2005)을 통해 제1 양극판(2003)으로부터 분리되고, 제1 양극판(2003)은 다른 격막(2005)을 통해 제2 음극판(2002)으로부터 분리되고, 제2 음극판(2002)은 다른 격막(2005)를 통해 제2 양극판(2004)으로부터 분리되고, 제1 음극판(2001), 제2 음극판(2002), 제1 양극판(2003), 제2 양극판(2004) 및 다수의 격막(2005)은 모두 중첩된 후 권선축(K)에 권선되어 평탄한 권선 구조를 형성한다.

본 실시예의 전극 조립체에 있어서, 제1 음극판(2001)과 제2 음극판(2002)은 서로 다른 집전체를 채용할 수 있고, 및/또는 제1 양극판(2003)과 제2 양극판(2004)도 서로 다른 집전체를 채용할 수 있다. 각 전극판의 각 집전체에 의해 채용되는 구조적 형태 및 재료, 동일 극성의 전극판의 집전체의 두께 관계, 전극판이 다층 구조인 경우 각 층의 두께는 전술한 도 6 내지 도 13의 실시예에서 설명한 집전체를 참조하도록 하며, 이에 대해서는 중복 설명을 생략한다.

본 실시예의 구조는 기본적으로 도 20의 실시예에서 설명한 구조와 유사하며, 차이점에 대해서는 후술한다. 본 실시예의 권선 구조에서, 권선 구조의 가장 안쪽의 링은 제1 음극판(2001)과 제2 음극판(2002)에 의해 공동 둘러싸인 링이고, 권선 구조의 가장 안쪽의 링은 제1 음극판(2001)과 제2 음극판(2002)에 의해 공동으로 둘러싸인 링이다.

권선 방향을 따라, 제2 음극판(2002)은 최외곽층에 배치되고, 제2 권선 테일 단부(E')의 단부 위치는 제1 음극판(2001)의 제2 권선 테일 단부(E')의 단부 위치를 초과하고, 제2 양극판(2004)의 제2 권선 테일 단부(E')의 단부 위치는 제1 양극판(2003)의 제2 권선 테일 단부(E')의 단부 위치를 초과하며, 예를 들어 링의 절반을 초과한다.

이와 같은 권선 구조는 제1 권선 초기 단부(S) 및 제1 권선 테일 단부(E)에서 제1 양극판(2003) 및 제2 양극판(2004)이 형성하는 단차를 감소시킴과 동시에, 제2 권선 초기 단부(S') 및 제2 권선 테일 단부(E')에서 제1 음극판(2001) 및 제2 음극판(2002)이 형성하는 단차를 감소시켜, 전극 조립체가 팽창하여 하우징(20)에 접촉된 후 권선 초기 단부 및 권선 테일 단부에서 전극판에 가해지는 국부적인 응력을 감소시키고, 전극판의 크랙이나 활성 물질의 탈락를 방지하며, 전극 조립체의 장기 작동의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 이 구조는 전극판의 최외각층 및 다른 전극판의 권선 테일 단부에서 두번째 층의 절곡을 방지할 수 있어, 전극판의 모든 층이 확실하게 접촉하고, 전극판에 국부적인 응력이 발생하지 않아 전극판의 크랙이나 활성 물질의 탈락을 방지할 수 있다.

두 번째로, 본 출원은 전극 조립체의 제조 방법을 제공하며, 본 출원의 다른 실시예에서, 도 23에 도시된 흐름도는 다음을 포함한다:

복수의 제1 타입의 전극판(1) 및 적어도 하나의 제2 타입의 전극판(2)을 제공하는 단계(101), 여기서 제1 타입의 전극판(1)의 극성은 제2 타입의 전극판(2)의 극성과 반대이고, 복수의 제1 타입의 전극판(1)은 제1 전극판(11) 및 제2 전극판(12)을 포함하고, 제1 전극판(11)은 제1 집전체(111)를 포함하고, 제2 전극판(12)은 제2 집전체(121)를 포함하고, 제1 집전체(111)는 제2 집전체(121)와 상이하다; 및

복수의 제1 타입의 전극판(1) 및 적어도 하나의 제2 타입의 전극판(2)을 겹쳐서 배열하는 단계(102).

여기서, 단계 102는 단계 101 이후에 수행된다. 단계 101에서, 구체적으로, 복수의 제1 타입의 전극판(1), 복수의 격막(3) 및 복수의 제2 타입의 전극판(2)은 전극판의 두께 방향으로 중첩되고, 복수의 제1 타입의 전극판(1)과 복수의 제2 타입의 전극판(2) 각각은 하나씩 교대로 배열되고, 인접한 제1 타입의 전극판(1)과 제2 타입의 전극판(2) 사이에 격막(3)이 배치된다.

본 실시예에서, 전극 조립체(10)의 요구의 많은 측면에 따라, 전극 조립체(10)의 구조 구성의 유연성을 향상시키기 위해, 동일한 극성의 전극판들은 상이한 집전체를 포함하도록 설계될 수 있으며, 상이한 집전체의 장점들이 동일한 전극 조립체(10)에 통합될 수 있고, 전극 조립체(10)의 다양한 측면의 성능의 균형을 맞추고, 배터리(400)의 포괄적인 성능을 더 향상시킬 수 있다.

본 출원의 다른 실시예에서, 전극 조립체(10)는 권선 전극 조립체이고, 상기 단계 102 이후에, 도 24에 도시된 흐름도에 도시된 바와 같이, 전극 조립체(10)의 제조 방법은 다음을 더 포함한다:

권선축(K)에 대해 복수의 제1 타입의 전극판(1)과 적어도 하나의 제2 타입의 전극판(2)을 권선하여 권선 구조를 형성하는 단계(103)를 더 포함하고, 상기 권선 구조에서, 제1 타입의 전극판(1)과 제2 타입의 전극판(2)은 권선축(K)에 수직인 방향을 따라 교대로 배열된다.

마지막으로, 본 출원은 전극 조립체의 제조 장치(500)를 더 제공한다. 본 출원의 다른 실시예에서, 도 25에 도시된 바와 같이, 제조 장치(500)는 전극 플레이트 배치 메커니즘(501) 및 전극 플레이트 중첩 메커니즘(502)을 포함한다.

전극판 배치 메커니즘(501)은 복수의 제1 타입의 전극판(1) 및 적어도 하나의 제2 타입의 전극판(2)을 제공하도록 구성되고, 제1 타입의 전극판(1)의 극성은 제2 타입의 전극판(2)의 극성과 반대이고, 복수의 제1 타입의 전극판(1)은 제1 전극판(11) 및 제2 전극판(12)을 포함하고, 제1 전극판(11)은 제1 집전체(111)를 포함하고, 제2 전극판(12)은 제2 집전체(121)를 포함하고, 제1 집전체(111)는 제2 집전체(121)와 상이하고,

전극판 중첩 메커니즘(502)은 복수의 제1 타입의 전극판(1) 및 적어도 하나의 제2 타입의 전극판(2)을 중첩 방식으로 배열하도록 구성된다.

전극 조립체의 제조 장치(500)에 의해 제조된 전극 조립체(10)를 통해, 배터리의 요구의 복수의 측면에 따라, 전극 조립체(10)의 구조 구성의 유연성을 향상시키기 위해, 동일한 극성의 전극판들이 서로 다른 집전체를 포함하도록 설계될 수 있으며, 상이한 집전체들의 장점들이 동일한 전극 조립체(10)에 통합될 수 있고, 전극 조립체(10)의 다양한 측면의 성능의 균형을 맞추고, 배터리(400)의 포괄적인 성능을 더 향상시킬 수 있다.

본 출원의 다른 실시예에서, 도 26에 도시된 바와 같이, 전극 조립체(10)는 권선 전극 조립체이고, 전극 조립체의 제조 장치(500)는 권선축(K)에 대해 복수의 제1 타입의 전극판(1) 및 복수의 제2 타입의 전극판(2)을 권선하여 권선 구조를 형성하도록 구성된 권선 메커니즘(503)을 더 포함할 수 있고, 상기 권선 구조에서, 제1 타입의 전극판(1)과 제2 타입의 전극판(2)은 권선축(K)에 수직인 방향을 따라 교대로 배열된다. 권선 메커니즘(503)은 전극판에 대해 안정적인 권선 인장력을 제공할 수 있다.

마지막으로, 상술한 실시예들은 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니라 단지 본 출원의 기술적 해결 방법을 예시하기 위한 것임을 유의해야 한다. 본 발명이 상술한 실시예들을 참조하여 상세하게 설명되었지만, 통상의 기술자는 상술한 각 실시예에서 설명된 기술적 해결 방법이 여전히 수정될 수 있거나 기술적 특징의 일부가 동등하게 대체될 수 있음을 이해해야 하며; 모든 수정 또는 대체는 해당 기술적 해결 방법의 본질이 본 출원의 각 실시예의 기술적 해결 방법의 정신 및 범위를 벗어날 수 없다.

Claims

중첩 방식으로 배열된 복수의 제1 타입의 전극판 및 적어도 하나의 제2 타입의 전극판을 포함하고, 상기 제1 타입의 전극판의 극성은 상기 제2 타입의 극판의 극성과 반대이고, 상기 제1 타입의 전극판은 제1 전극판 및 제2 전극판을 포함하며, 상기 제1 전극판은 제1 집전체를 포함하고, 상기 제2 전극판은 제2 집전체를 포함하되, 상기 제1 집전체와 상기 제2 집전체는 상이한 전극 조립체.
제1항에 있어서, 상기 제1 집전체는 상기 제1 타입의 전극판과 상기 제2 타입의 전극판이 중첩되는 면에 수직인 방향을 따라 중첩 배치된 제1 도전층 및 보호층을 포함하고, 상기 보호층의 저항률은 상기 제1 도전층의 저항률보다 큰 전극 조립체.
제2항에 있어서, 상기 제1 도전층의 두 개의 면에 각각 배열된 두 개의 보호층을 포함하는 전극 조립체.
제3항에 있어서, 상기 보호층의 물질은 폴리머 매트릭스(polymer matrix), 도전성 재료 및 무기 충전제(inorganic filler) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 전극 조립체.
제4항에 있어서, 상기 폴리머 매트릭스는 폴리비닐리덴 플루오라이드 중합체 매트릭스(polyvinylidene fluoride polymer matrix) 및 폴리비닐리덴 클로라이드 중합체 매트릭스(polyvinylidene chloride polymer matrix) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 전극 조립체.
제2항에 있어서, 두 개의 상기 제1 도전층은 각각 상기 보호층의 두 개의 면에 배치되는 전극 조립체.
제6항에 있어서, 상기 보호층은 절연층인 전극 조립체.
제6항에 있어서, 상기 보호층의 물질은 유기 폴리머 절연 물질(organic polymer insulating materials), 무기 절연 물질(inorganic insulating materials) 및 복합 물질(composite materials) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 전극 조립체.
제2항 내지 제8항에 있어서, 상기 제2 집전체는 제2 도전층으로 구성된 전극 조립체.
제9항에 있어서, 상기 제1 도전층의 물질은 상기 제2 도전층의 물질과 동일한 전극 조립체.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층의 물질은 모두 금속인 전극 조립체.
제9항 내지 제11항에 있어서, 상기 제1 도전층의 두께는 상기 제2 도전층의 두께보다 작거나 동일한 전극 조립체.
제9항 내지 제12항에 있어서, 상기 제1 집전체의 두께와 상기 제2 집전체의 두께의 차이는 5μm 이하인 전극 조립체.
제2항 내지 제13항에 있어서, 상기 전극 조립체의 최외각층에 있는 전극판은 상기 제1 전극판인 전극 조립체.
하우징; 및
상기 하우징에 배치되는, 제1항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 따른 전극 조립체;를 포함하는 배터리.
제15항에 따른 복수의 배터리를 포함하는 배터리 모듈.
제16항에 따른 복수의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩.
제15항에 따른 배터리를 포함하고, 상기 배터리는 장치에 전기 에너지를 제공하도록 구성된 배리를 사용하는 장치.
복수의 제1 타입의 전극판 및 적어도 하나의 제2 타입의 전극판을 제공하는 단계로서, 상기 제1 타입의 전극판의 극성은 상기 제2 타입의 전극판의 극성과 반대이고, 상기 복수의 제1 타입의 전극판은 제1 전극판 및 제2 전극판을 포함하고, 상기 제1 전극판은 제1 집전체를 포함하고, 상기 제2 전극판은 상기 제2 집전체를 포함하고, 상기 제1 집전체와 상기 제2 집전체는 상이한 것인 단계; 및
복수의 제1 타입의 전극판과 적어도 하나의 제2 타입의 전극판을 중첩 방식으로 배열하는 단계;를 포함하는 전극 조립체의 제조 방법.
복수의 제1 타입의 전극판 및 적어도 하나의 제2 타입의 전극판을 제공하도록 구성되고, 상기 제1 타입의 전극판의 극성은 상기 제2 타입의 전극판의 극성과 반대이고, 상기 복수의 제1 타입의 전극판은 제1 전극판 및 제2 전극판을 포함하며, 상기 제1 전극판은 제1 집전체를 포함하고, 상기 제2 전극판은 제2 집전체를 포함하고, 상기 제1 집전체는 상기 제2 집전체와 상이한 전극판 배치 메커니즘; 및
상기 복수의 제1 타입의 전극판과 상기 적어도 하나의 제2 유형의 전극판을 중첩 방식으로 배열하도록 구성된 전극판 중첩 메커니즘;를 포함하는 전극 조립체의 제조 장치.