KR20220131781A - 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것으로, 분리막의 고온 열수축 환경 하에서도 이차전지의 안전성을 높일 수 있는 전극 조립체 및 이차전지에 관한 것이다. 상기 전극 조립체는 양극판, 상기 양극판에 대응하는 음극판, 및 상기 양극판 또는 음극판을 사이에 두고 서로 이웃하게 위치하는 제 1 및 제 2 분리막을 포함하고, 상기 양극판 및 음극판의 길이 방향을 따라, 상기 제 1 분리막의 적어도 일단은 상기 제 2 분리막의 적어도 일단과 접착되어 있고, 상기 제 1 및 제 2 분리막의 적어도 일단은 상기 양극판 또는 음극판을 감싸도록 접혀 있고, 상기 제 1 및 제 2 분리막의 접힘부를 덮는 절연 테이프를 더 포함하는 것이다.
Description
본 발명은 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 분리막의 고온 열수축 환경 하에서도 이차전지의 안전성을 높일 수 있는 전극 조립체 및 이차전지에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 이에 따라, 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차전지에 대한 연구가 많이 행해지고 있다. 이차전지는 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북 등의 모바일 기기뿐만 아니라, 전기 자전기, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등의 동력 장치에 대한 에너지원으로도 많은 관심을 모으고 있다.
휴대폰, 카메라 등의 소형 디바이스에는 하나의 전지셀이 팩킹되어 있는 소형 전지팩이 사용되나, 노트북, 전기 자동차 등의 중대형 디바이스에는 둘 또는 그 이상의 전지셀들을 병렬 및/또는 직렬로 연결한 전지팩이 팩킹되어 있는 중형 또는 대형 전지팩이 사용되고 있다.
리튬 이차전지의 경우, 우수한 전기적 특성을 가지고 있음에 비해 안전성이 낮은 문제점이 있다. 예를 들어, 리튬 이차전지는 과충전, 과방전, 고온에 노출, 전기적 단락 등 비정상적인 작동 상태에서 전지 구성 요소들인 활물질, 전해질 등의 분해 반응이 유발되어 열과 가스가 발생하고, 이로 인해 초래된 고온 고압의 조건은 상기 분해 반응을 더욱 촉진하여 발화 또는 폭발을 일으킬 수 있다.
보다 구체적인 일 예에서, 기존의 전극 조립체 및 이를 포함한 각형 또는 파우치형 이차전지에서는, 전극 조립체에 포함된 분리막들이 고온 환경의 노출 하에 열수축되는 경우가 다수 발생하였다. 이러한 분리막의 열수축에 의해 양극과 음극이 직접 대면하여 전기적 단락이 발생할 수 있으며, 그 걸과, 리튬 이차전지의 발화 또는 폭발 등이 발생할 수 있다.
특히, 최근에는 리튬 이차전지가 고용량, 고전압화됨에 따라, 예를 들어, 니켈을 60 중량% 이상의 고함량으로 포함한 양극 활물질이 널리 사용되고 있다. 이러한 고함량의 니켈을 포함하는 양극 활물질은 발열량이 높고 구조 붕괴 온도가 낮아 상대적으로 낮은 열적 안정성을 가지므로, 상술한 이차전지의 안전성, 특히, 고온 안전성에 대한 문제가 더욱 크게 대두되고 있다.
이러한 종래 전극 조립체 등의 단점으로 인해, 분리막의 고온 열수축 환경 하에서도, 이차전지의 안전성을 높일 수 있는 기술의 개발이 계속적으로 요구되고 있다.
이에 본 발명은 분리막의 고온 열수축 환경 하에서도 이차전지의 안전성을 향상시킬 수 있는 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 구현예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
본 발명은 양극판,
상기 양극판에 대응하는 음극판, 및
상기 양극판 또는 음극판을 사이에 두고 서로 이웃하게 위치하는 제 1 및 제 2 분리막을 포함하고,
상기 양극판 및 음극판의 길이 방향을 따라, 상기 제 1 분리막의 적어도 일단은 상기 제 2 분리막의 적어도 일단과 접착되어 있고,
상기 제 1 및 제 2 분리막의 적어도 일단은 상기 양극판 또는 음극판을 감싸도록 접혀 있고,
상기 제 1 및 제 2 분리막의 접힘부를 덮는 절연 테이프를 더 포함하는 전극 조립체를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 전극 조립체와,
상기 전극 조립체를 수용하는 전지 케이스를 포함하는 이차전지를 제공한다.
본 발명의 전극 조립체에서는, 상호 적층된 양극판 및 음극판 사이에 부가되는 분리막들이 서로 접착되어 있고, 상기 양극판 및 음극판을 감싸도록 접혀 있으며, 그 주위에는 절연 테이프가 덮여 있다.
그 결과, 상기 전극 조립체 및 이차전지가 고온 환경 등에 노출되더라도, 상기 분리막이 열수축되어 양극판 및 음극판이 전기적 단락을 일으키는 현상을 최소화할 수 있다. 따라서, 고함량의 니켈을 포함하는 양극 활물질 등을 적용하더라도, 이차전지의 발화나 폭발 등을 최소화하여 리튬 이차전지의 안전성을 극대화할 수 있다.
또한, 상기 상호 접착된 분리막들이 양극판 및 음극판을 감싸도록 접힘에 따라, 전극 조립체를 파우치형 전지 케이스 등에 삽입하는 공정이 보다 원활히 이루어지도록 할 수 있다.
따라서, 본 발명은 고함량 니켈을 포함한 양극 활물질 등을 적용하여 고용량, 고에너지 밀도의 이차전지를 제공하면서도, 이러한 이차전지의 안전성 및 공정성을 향상시켜, 고품질의 이차전지 제공에 크게 기여할 수 있다.
도 1은 발명의 일 구현예에 따른 전극 조립체를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 발명의 일 구현예에 따른 전극 조립체를 제조하기 위한 전극-분리막 적층체를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3a 및 3b는 발명의 구현예들에 따른 전극 조립체를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4a는 발명의 구현예들에 따른 전극 조립체를 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 4b는 도 3a, 3b 및 4a에 원으로 표시된 제 1 및 제 2 분리막의 접힘부를 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 2는 발명의 일 구현예에 따른 전극 조립체를 제조하기 위한 전극-분리막 적층체를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3a 및 3b는 발명의 구현예들에 따른 전극 조립체를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4a는 발명의 구현예들에 따른 전극 조립체를 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 4b는 도 3a, 3b 및 4a에 원으로 표시된 제 1 및 제 2 분리막의 접힘부를 확대하여 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로, 발명의 여러 구현예들에 대하여 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예들에 한정되지 않는다.
발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하였다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상(또는 평면도)"라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상(또는 단면도)"라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
도 1, 3a, 3b 및 4a에서는 발명의 구현예들에 따른 전극 조립체의 사시도, 평면도 및 단면도를 각각 나타내고 있다.
이들 도 1, 3a, 3b 및 4a에 도시된 바와 같이, 발명의 일 구현예에 따르면,
양극판(110),
상기 양극판(110)에 대응하는 음극판(130), 및
상기 양극판(110) 또는 음극판(130)을 사이에 두고 서로 이웃하게 위치하는 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)을 포함하고,
상기 양극판(110) 및 음극판(130)의 길이 방향을 따라, 상기 제 1 분리막(120a)의 적어도 일단은 상기 제 2 분리막(120b)의 적어도 일단과 접착되어 있고,
상기 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)의 적어도 일단은 상기 양극판(110) 또는 음극판(130)을 감싸도록 접혀 있고,
상기 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)의 접힘부를 덮는 절연 테이프(140)를 더 포함하는 전극 조립체(100)가 제공된다.
상기 일 구현예의 전극 조립체(100)는, 기본적으로 양극판(110) 및 음극판(130)이 상호 교대로 적층되어 있고, 교대 적층된 양극판(110) 및 음극판(130) 사이에 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)들이 각각 형성되어 있는 스택형 전극-분리막 적층체를 포함한다. 도 2를 참고하면, 이러한 스택형 전극-분리막 적층체에서, 상기 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)는 상기 양극판(110) 및 음극판(130)보다 큰 폭을 갖도록 형성/배치되어 있다(도 2의 오른 쪽 사각형 표시부).
또한, 도 3a, 3b 및 4a에 도시된 바와 같이, 서로 이웃하게 배치된 상기 제 1 분리막(120a)과, 제 2 분리막(120b)은 이들의 적어도 일단이 상기 양극판(110) 및 음극판(130)의 길이 방향을 따라 상호 접착되어 있고, 이러한 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)의 상호 접착부는 상기 양극판(110) 및/또는 음극판(130)을 감싸도록 접혀 있다(도 3a, 3b 및 도 4a의 원 표시부).
부가하여, 상기 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)의 접힘부를 덮으면서, 상기 길이 방향과 수직한 폭 방향을 따라 양극판(110) 및 음극판(130) 주위를 감싸도록 절연 테이프(140)가 형성되어 있다.
이와 같이, 일 구현예의 전극 조립체(100)에서는, 상호 이웃하는 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)의 적어도 일단이 상호 접착되고, 이들이 양극판(110) 및 음극판(130) 주위로 접혀 있으며, 이러한 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)의 접힘부와, 전극판(110, 130)들의 주위로 절연 테이프(140)가 형성된 3 가지의 분리막 고정 구조를 구비하고 있다.
이들 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)의 고정 구조 및 이에 의한 고정력으로 인해, 상기 전극 조립체(100) 및 이차전지가 고온 환경 등에 노출되거나 양극 활물질로부터 발열 등이 발생하더라도, 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)의 열수축력이 상쇄되어, 이들 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)이 열수축되지 않도록 할 수 있다. 그 결과, 이들 분리막의 열수축으로 인해 양극판(110) 및 음극판(130)이 서로 접촉하여 전기적 단락을 일으키는 현상을 최소화할 수 있다. 특히, 전지의 안전성 향상을 위해 단순히 제 1 및 제 2 분리막을 각 전극판보다 큰 폭으로 형성한 전극 조립체와 비교하면, 상술한 분리막의 고정 구조를 구비한 일 구현예의 전극 조립체는 각 분리막의 열수축 및 이에 의한 전극판들의 전기적 단락을 더욱 크게 감소시킬 수 있다.
따라서, 일 구현예의 전극 조립체를 적용하면, 이차전지의 발화나 폭발 등을 최소화하여 이차전지, 특히, 고함량의 니켈 함유 양극 활물질을 적용한 고용량, 고에너지 밀도의 리튬 이차전지의 안전성을 크게 높일 수 있다. 또한, 상기 상호 접착된 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)이 양극판(110) 및 음극판(130)을 감싸도록 접힘에 따라, 상기 전극 조립체(100)를 파우치형 전지 케이스 등에 삽입하는 공정 역시 보다 원활히 이루어지도록 할 수 있다.
한편, 상술한 일 구현예의 전극 조립체(100)에서, 상기 양극판(110) 및 음극판(130)은 각각 전극 집전체; 상기 전극 집전체 상에 형성된 전극 활물질층; 및 상기 전극 집전체에서 돌출되게 형성된 전극 탭(115, 135)를 포함할 수 있다.
이중, 양극판(110)에 포함되는 전극 집전체(즉, 양극 집전체)는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 이러한 양극 집전체는 발명의 구현예에 따른 전극 조립체(100)를 포함하는 이차전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 갖는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기 양극판(110)의 전극 활물질층(즉, 양극 활물질층)은 양극 활물질을 포함하고, 양극 활물질의 예로는, 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이 금속으로 치환된 화합물, 화학식 Li1+yMn2-yO4(여기서, y는 0 내지 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물, 리튬 동 산화물(Li2CuO2), LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물, 화학식 LiNi1-yMyO2(여기서, M=Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga이고, y=0.01 내지 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물, 화학식 LiMn2-yMyO2(여기서, M=Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta이고, y=0.01 내지 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8(여기서, M=Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물, 화학식의 Li 일부가 알칼리 토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4, 디설파이드 화합물, Fe2(MnO4)3 등을 들 수 있지만, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
다만, 60 중량% 이상, 혹은 60 내지 99 중량%의 니켈을 포함한 리튬 전이금속 복합 산화물계 양극 활물질을 적용하는 경우, 이차전지의 발화나 발열 또는 폭발 등 안전성 문제가 더욱 크게 발생할 수 있는 바, 이러한 양극 활물질을 포함한 전극 조립체 및 이차전지에서 발명의 구현예에 따른 전극 조립체의 구조가 보다 바람직하게 적용될 수 있다.
한편, 상기 양극 활물질층은 상기 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 포함하는 양극 합제를 양극 집전체 상에 양극 탭(115)이 형성될 부위를 제외한 나머지 부위에 도포한 후 건조 및 압연하여 제조될 수 있으며, 필요에 따라 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가할 수 있다. 다만, 이러한 양극 활물질층의 조성 및 형성 방법은 일반적인 리튬 이차전지에 포함되는 활물질층의 조성 및 방법에 따를 수 있으므로 이에 대한 추가적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 음극판(130)에 포함되는 전극 집전체(즉, 음극 집전체)는 음극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 마이크로미터의 두께로 만들 수 있다. 음극 집전체는 상기 전극 조립체를 포함하는 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 갖는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인레스 스틸, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기 음극판(130)의 전극 활물질층(즉, 음극 활물질층)은 음극 활물질을 포함하고, 음극 활물질은 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소, LixFeO3(0
x
1), LixWO2(0
x
1), SnxMe1-xMe'yOz(Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0
x
1; 1
y
3; 1
z
8) 등의 금속 복합 산화물, 리튬 금속, 리튬 합금, 규소계 합금, 주석계 합금, SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4 또는 Bi2O5 등의 금속 산화물, 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자, Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.
이러한 음극 활물질층은 상기 음극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 포함하는 음극 합제를 음극 집전체 상에 음극 탭(135)이 형성될 부위를 제외한 나머지 부위에 도포한 후 건조 및 압연하여 제조될 수 있으며, 필요에 따라 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가할 수 있다. 이러한 음극 활물질층의 조성 및 형성 방법 역시 일반적인 조성 및 방법에 따를 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 일 구현예의 전극 조립체(100)의 제조 과정에서는, 상술한 양극판(110) 및 음극판(130)이 상호 교대로 적층되어 있고, 교대 적층된 양극판(110) 및 음극판(130) 사이에, 보다 큰 폭을 갖는 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)들이 각각 형성되어 상기 양극판(110) 및 음극판(130) 사이를 전기적으로 절연하는 스택형 전극-분리막 적층체가 형성된다.
이러한 전극-분리막 적층체에서, 서로 이웃하는 양극판(110) 및 음극판(130)과, 이들 사이의 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)는 서로 물리적으로 접촉하고 있다(참고로, 도 2에서 양극판(110), 음극판(130) 및 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)이 이격되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 이는 도시의 편의를 위한 것이다.). 이때, 상기 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)은 이들과 대면하는 양극판(110) 또는 음극판(130)과 물리적으로만 접촉할 수도 있지만, 상기 대면하는 양극판(110) 또는 음극판(130)과 접착될 수도 있다. 이로서, 전극 조립체(100) 및 이차전지가 고온 환경 등에 노출될 경우, 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)의 열수축력을 더욱 상쇄시켜 분리막의 열수축 현상을 더욱 최소화할 수 있다.
상기 전극-분리막 적층체 및 이로부터 제조되는 전극 조립체(100)에서, 상기 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)으로는 높은 이온 투과도와 기계적 강도 및 낮은 수축 특성 등을 갖는 절연성의 얇은 박막이 사용될 수 있다. 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머, 유리 섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용될 수 있다.
한편, 상기 전극-분리막 적층체에서, 상호 이웃하는 제 1 분리막(120a)과, 제 2 분리막(120b)은 이들의 적어도 일단, 혹은 양단이 상기 양극판(110) 및 음극판(130)의 길이 방향을 따라 상호 접착될 수 있다(도 2의 오른 쪽 사각형, 도 3a, 3b 및 4의 원 표시부). 이때, 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)의 열수축을 더욱 효과적으로 억제하기 위해, 이들 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)은 상기 전극판(110, 130)의 길이 방향을 따라 양 단이 접착됨이 보다 바람직하다.
이러한 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)의 상호 접착을 위해, 이들 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b) 자체에 포함된 바인더가 열 실링될 수도 있지만, 선택 가능한 다른 실시예에 따르면, 서로 이웃하는 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)의 접촉부에는 접착제가 부가될 수 있다. 이러한 접착제로는, 예를 들어, 에틸렌 비닐 아세테이트, 폴리우레탄 또는 이들의 혼합물을 포함하는 핫 멜트 접착제 등이 사용될 수 있으나, 이에 특히 한정되는 것은 아니다.
또, 일 구현예의 전극 조립체(100)에서, 상술한 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)이 상호 접착된 이들의 적어도 일단 또는 양단은 상기 양극판(110) 및/또는 음극판(130)을 감싸도록 접힐 수 있다(도 3a, 3b 및 도 4a의 원 표시부). 이때, 상호 접착된 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)의 일단 또는 양단은 상기 양극판(110) 및/또는 음극판(130)을 감싸도록 한 번만 접힐 수도 있지만, 도 4b에 도시된 바와 같이, 이중으로 접힐 수도 있다.
이러한 이중 접힘 구조로 인해, 분리막의 고온 열 수축을 보다 효과적으로 억제할 수 있으며, 전극 조립체(100)의 형태를 보다 컴팩트하게 하여 이를 파우치형 전지 케이스 등에 삽입하는 공정을 보다 원활히 할 수 있다.
한편, 상술한 전극 조립체(100)에서, 상기 제 1 및 제 2 분리막(120a, 120b)의 접힘부 상에는, 이들 분리막의 접힘부를 덮으면서, 상기 길이 방향과 수직한 폭 방향을 따라 양극판(110) 및 음극판(130) 주위를 감싸도록 절연 테이프(140)가 형성되어 있다. 도 1, 3a 및 3b에도 도시된 바와 같이, 이러한 절연 테이프(140)는 일정 간격을 두고, 상기 분리막의 접힘부와, 양극판(110) 및 음극판(130) 주위를 감싸도록 복수로 부착될 수 있다. 또한, 도 3b를 참고하면, 이러한 절연 테이프(140) 외에, 상기 전극 탭(115, 135)의 돌출부 주변의 양극판(110) 및 음극판(130) 주위를 더 감싸도록 상기 절연 테이프(140)가 더 부착될 수 있다.
이러한 절연 테이프(140)의 부가에 의해, 분리막의 고온 열 수축 현상이 더욱 억제되고, 이차전지의 안전성이 보다 향상될 수 있다.
이러한 절연 테이프(140)의 종류는 특히 한정되지 않으나, 예를 들어, 폴리이미드계 절연 테이프, 또는 폴리에스테르계 절연 테이프(예를 들어, PET 또는 PEN계 절연 테이프) 등이 사용될 수 있다.
상술한 전극 조립체는, 예를 들어, 전해액에 함침된 상태로, 전지 케이스에 수용되어 이차전지를 구성할 수 있다. 이때, 상기 전극 조립체는 스택형 전극-분리막 적층체를 포함할 수 있으며, 주로 파우치형 전지 케이스 또는 각형 전지 케이스에 수용될 수 있다.
이때, 상기 전지 케이스로는 파우치형 또는 각형 이차전지에 적용되던 일반적인 전지 케이스를 사용할 수 있다.
또, 상기 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지는 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지를 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 발명의 권리범위에 속한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 전극 조립체
110: 전극판(양극판)
115: 전극 탭(양극 탭)
120a, 120b: 제 1 및 제 2 분리막
130: 전극판(음극판)
135: 전극 탭(음극 탭)
140: 절연 테이프
110: 전극판(양극판)
115: 전극 탭(양극 탭)
120a, 120b: 제 1 및 제 2 분리막
130: 전극판(음극판)
135: 전극 탭(음극 탭)
140: 절연 테이프
Claims (10)
- 양극판,
상기 양극판에 대응하는 음극판, 및
상기 양극판 또는 음극판을 사이에 두고 서로 이웃하게 위치하는 제 1 및 제 2 분리막을 포함하고,
상기 양극판 및 음극판의 길이 방향을 따라, 상기 제 1 분리막의 적어도 일단은 상기 제 2 분리막의 적어도 일단과 접착되어 있고,
상기 제 1 및 제 2 분리막의 적어도 일단은 상기 양극판 또는 음극판을 감싸도록 접혀 있고,
상기 제 1 및 제 2 분리막의 접힘부를 덮는 절연 테이프를 더 포함하는 전극 조립체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 양극판 및 음극판은 각각 전극 집전체;
상기 전극 집전체 상에 형성된 전극 활물질층; 및
상기 전극 집전체에서 돌출되게 형성된 전극 탭을 포함하는 전극 조립체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 분리막은 상기 양극판 및 음극판보다 큰 폭을 갖는 전극 조립체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 분리막은 대면하는 양극판 또는 음극판과 접착되어 있는 전극 조립체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 양극판 및 음극판의 길이 방향을 따라, 상기 제 1 분리막의 양 단이 상기 제 2 분리막의 양 단과 접착되어 있고,
상기 제 1 및 제 2 분리막의 양 단이 상기 양극판 또는 음극판을 감싸도록 접혀 있는 전극 조립체.
- 제 1 항에 있어서, 상호 접착된 제 1 및 제 2 분리막의 적어도 일단은 이중으로 접혀 있는 전극 조립체.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 절연 테이프는 상기 제 1 및 제 2 분리막의 접힘부를 덮으면서, 상기 길이 방향과 수직한 폭 방향을 따라 양극판 및 음극판 주위를 감싸도록 형성되어 있는 전극 조립체.
- 제 2 항에 있어서, 상기 절연 테이프는 상기 전극 탭 돌출부 주변의 양극판 및 음극판 주위를 더 감싸도록 형성되어 있는 전극 조립체.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 전극 조립체와,
상기 전극 조립체를 수용하는 전지 케이스를 포함하는 이차전지.
- 제 9 항에 있어서, 상기 전지 케이스는 파우치형 전지 케이스 또는 각형 전지 케이스인 이차전지.
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