KR20220158608A - 단위 셀 및 이를 포함하는 전지 셀 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀은, 정해진 개수만큼 교대로 적층되어 있는 분리막과 전극; 상기 분리막과 상기 전극 사이에 위치하되, 제1 접착 조성물로 이루어지는 제1 접착부; 및 상기 분리막과 다른 분리막 사이에 위치하되, 제2 접착 조성물로 이루어지는 제2 접착부를 포함하고, 상기 제1 접착부의 전단 강도는 상기 제2 접착부의 전단 강도와 동일하거나 이보다 작다.
Description
본 발명은 단위 셀 및 이를 포함하는 전지 셀에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 종래의 열과 압력을 이용한 라미네이션을 대신하여, 접착 조성물을 이용하여 전극과 분리막 및 분리막과 분리막을 접착시킨 단위 셀 및 이를 포함하는 전지 셀에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차 전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 특히, 이차 전지는 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북, 웨어러블 디바이스 등의 모바일 기기뿐만 아니라, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등의 동력 장치에 대한 에너지원으로도 많은 관심을 가지고 있다.
이러한 이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 전극 조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다. 여기서, 전지 케이스에 내장되는 전극 조립체는 양극, 음극, 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재된 분리막 구조로 이루어져 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 다수의 양극과 음극을 분리막에 개재한 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다.
이 중에서도, 특히 스택형 또는 스택/폴딩형 전극 조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지 케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조 비용, 작은 중량, 용이한 변형 형태 등을 이유로 사용량이 점차적으로 증가하고 있다.
여기서, 스택형 전극 조립체의 경우, 단위 셀을 미리 제조한 후 상기 단위 셀을 복수 개 적층하여 제조가 이뤄지는 방식이 일반적이다. 보다 구체적으로, 상기 단위 셀은 분리막-음극-분리막-양극 순으로 교대로 적층되어 있는 상태에서, 라미네이팅 장치를 통해 열과 압력이 가해질 수 있고, 이에 따라 각 구성 요소는 서로 고정되어 있을 수 있다.
다만, 분리막-음극-분리막-양극 순으로 교대로 적층된 후, 라미네이팅 장치에 진입되기 전이나 라미네이션 진행 중에, 분리막 혹은 전극 중 일부가 정 위치에서 밀려나서, 파손이 발생되거나 접착력의 차이가 발생되는 등의 문제가 있다.
이에 따라, 전극과 분리막 사이의 움직임이 방지되어 있고, 전극과 분리막의 변형 및 파손이 방지될 수 있는 단위 셀을 개발할 필요가 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 종래의 열과 압력을 이용한 라미네이션을 대신하여, 접착 조성물을 이용하여 전극과 분리막 및 분리막과 분리막을 접착시킨 단위 셀 및 이를 포함하는 전지 셀을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀은, 정해진 개수만큼 교대로 적층되어 있는 분리막과 전극; 상기 분리막과 상기 전극 사이에 위치하되, 제1 접착 조성물로 이루어지는 제1 접착부; 및 상기 분리막과 다른 분리막 사이에 위치하되, 제2 접착 조성물로 이루어지는 제2 접착부를 포함하고, 상기 제1 접착부의 전단 강도는 상기 제2 접착부의 전단 강도와 동일하거나 이보다 작다.
상기 제1 접착부의 전단 강도는 0.15MPa 이상 0.5MPa 이하이고, 상기 제2 접착부의 전단 강도는 0.15MPa 이상 3.5MPa 이하일 수 있다.
상기 제2 접착부의 전단 강도는 1.5MPa 이상 3.5MPa 이하일 수 있다.
상기 제1 접착부의 점도는 상기 제2 접착부의 점도와 동일하거나 이보다 작을 수 있다.
상기 제1 접착부의 점도는 50cP@150℃ 이상 내지 120cP@150℃ 이하이고, 상기 제2 접착부의 점도는 50cP@150℃ 이상 내지 12000cP@150℃ 이하일 수 있다.
상기 제2 접착부의 점도는 800cP@150℃ 이상 내지 12000cP@150℃ 이하일 수 있다.
상기 제1 접착부의 두께는 상기 전극의 두께보다 작고, 상기 제2 접착부의 두께는 상기 전극의 두께와 동일하거나 이보다 작을 수 있다.
상기 제1 접착부의 두께는 상기 전극의 두께 대비 0.01% 이상 내지 10% 이하이고, 상기 제2 접착부의 두께는 상기 전극의 두께 대비 90% 이상 100% 이하일 수 있다.
상기 제1 접착부의 접착력은 상기 제2 접착부의 접착력과 동일하거나 이보다 클 수 있다.
상기 제1 접착부의 접착력은 50gf/mm2 이상 내지 100 gf/mm2 이하이고, 상기 제2 접착부의 접착력은 20gf/mm2 이상 내지 100 gf/mm2 이하일 수 있다.
상기 제2 접착부는 상기 분리막의 단부와 상기 전극의 단부 사이에 위치할 수 있다.
상기 제2 접착부의 폭은 상기 분리막의 단부와 상기 전극의 단부 사이의 거리보다 작을 수 있다.
상기 제1 접착부 및 상기 제2 접착부는 각각 서로 이격되어 있는 복수의 도트를 포함하는 패턴으로 형성되어 있을 수 있다.
상기 제2 접착부에 포함된 상기 복수의 도트는 상기 전극의 단부와 상기 분리막의 단부 사이의 거리보다 작은 직경을 가질 수 있다.
상기 제1 접착 조성물은 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA, Ethylene vinyl acetate)계 물질, 아크릴계 물질, 및 에폭시계 물질 중 적어도 하나로 이루어지고, 상기 제2 접착 조성물은 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA, Ethylene vinyl acetate)계 물질, 아크릴계 물질, 에폭시계 물질, 폴리 올레핀계 물질, 고무(Rubber)계 물질, 폴리아미드계 물질, 및 폴리우레탄계 물질 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
상기 제2 접착 조성물은 폴리 올레핀계 물질, 고무(Rubber)계 물질, 폴리아미드계 물질, 및 폴리우레탄계 물질 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전극 조립체는, 상기 단위 셀을 교대로 적층하여 형성되고, 상기 제1 접착부는 상기 전극과 상기 분리막 사이마다 동일한 위치에 배치되는 접착 패턴을 포함한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전극 조립체는, 상기 단위 셀을 교대로 적층하여 형성되고, 상기 제1 접착부는 상기 전극과 상기 분리막 사이마다 서로 엇갈린 형태로 배치되는 접착 패턴을 포함한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 셀은, 상기 단위 셀이 교대로 적층되어 있는 전극 조립체과 함께 전해액을 포함한다.
상기 제1 접착부는 전해액에 용해되는 성질을 가질 수 있다.
상기 전지셀은 분리막이 폴딩되어 지그재그 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 단위 셀의 제조 방법은 전극의 제1 면 또는 제1 분리막의 접합 영역 중 적어도 어느 하나에 제1 접착제를 적용하는 단계; 상기 제1 접착제를 상기 전극의 제2 면 또는 제2 분리막의 접합 영역 중 적어도 하나에 적용하는 단계로서, 상기 전극의 제2 면은 상기 제1 면으로부터 상기 전극의 반대편에 위치하는 단계; 상기 제1 분리막의 주변 영역 또는 상기 제2 분리막의 주변 영역 중 적어도 하나에 제2 접착제를 적용하는 단계; 및 상기 전극의 제1 면이 상기 제1 분리막의 접합 영역에 접하고, 상기 전극의 제2 면이 상기 제2 분리막의 접합 영역에 접하도록 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막 사이에 상기 전극을 적층함으로써 적어도 일부분의 스택을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 스택은 상기 제1, 2 분리막 각각의 주변 영역이 상기 전극의 가장자리를 넘어 외측으로 연장되도록 형성되며, 상기 제1, 2 분리막 각각의 주변 영역은 그 사이에 전극을 두지 않으면서 서로 대향하고, 상기 제1 접착제의 전단 강도는 상기 제2 접착제의 전단 강도와 동일하거나 이보다 작다.
상기 단위 셀의 제조 방법은 상기 전극의 제1 면 및 상기 전극의 제2 면에 직교하는 방향을 따라 상기 스택을 압축하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 단위 셀의 제조 방법은 전지 케이스에 상기 스택 및 전해액을 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1, 2 분리막 각각의 주변 영역은 상기 제1, 2 분리막 각각의 둘레 주위로 연장되어, 상기 주변 영역 각각이 상기 제1, 2 분리막 각각의 접합 영역을 둘러쌀 수 있다.
상기 제1 접착제의 전단 강도는 0.15MPa 이상 0.5MPa 이하이고, 상기 제2 접착제의 전단 강도는 0.15MPa 이상 3.5MPa 이하일 수 있다.
상기 제2 접착제의 전단 강도는 1.5MPa 이상 3.5MPa 이하일 수 있다.
상기 제1 접착제의 점도는 상기 제2 접착제의 점도 이하일 수 있다.
상기 제1 접착제의 점도는 50cP@150℃ 이상 내지 120cP@150℃ 이하이고, 상기 제2 접착부의 점도는 50cP@150℃ 이상 내지 12000cP@150℃ 이하일 수 있다.
상기 제2 접착제의 점도는 800cP@150℃ 이상 내지 12000cP@150℃ 이하일 수 있다.
상기 제1 접착제의 두께는 상기 전극의 두께보다 얇고, 상기 제2 접착부의 두께는 상기 전극의 두께와 동일하거나 이보다 작을 수 있다.
상기 제1 접착제의 두께는 상기 전극의 두께 대비 0.01% 이상 내지 10% 이하이고, 상기 제2 접착제의 두께는 상기 전극의 두께 대비 90% 이상 100% 이하일 수 있다.
상기 제1 접착제의 접착 강도는 상기 제2 접착제의 접착 강도 이상일 수 있다.
상기 제1 접착제의 접착력은 50gf/mm2 이상 100 gf/mm2 이하이고, 상기 제2 접착제의 접착력은 20gf/mm2 이상 100 gf/mm2 이하일 수 있다.
상기 제1, 2 분리막의 주변 영역에 적용된 상기 제2 접착제의 폭은, 상기 제2 접착제가 도포되는 주변 영역의 폭보다 작을 수 있다.
상기 제1 접착제 및 상기 제2 접착제는 서로 이격된 각각의 도트 패턴으로 각각 도포될 수 있다.
상기 제2 접착제의 도트 패턴에서 도트 각각은 상기 제1, 2 분리막 각각의 주변 영역의 폭보다 작은 직경을 가질 수 있다.
상기 제1 접착제의 도트 패턴에서 도트는 행과 열의 격자로 배열될 수 있다.
상기 제1 접착제는 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA)계 물질, 아크릴계 물질, 및 에폭시계 물질 중 적어도 하나로 이루어지고, 상기 제2 접착제는 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA)계 물질, 아크릴계 물질, 에폭시계 물질, 폴리 올레핀계 물질, 고무(Rubber)계 물질, 폴리아미드계 물질, 및 폴리우레탄계 물질 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
상기 제2 접착제는 폴리 올레핀계 물질, 고무(Rubber)계 물질, 폴리아미드계 물질, 및 폴리우레탄계 물질 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
실시예들에 따르면, 본 발명의 단위 셀 및 이를 포함하는 전지 셀은, 종래의 열과 압력을 이용한 라미네이션을 대신하여, 접착 조성물을 이용하여 전극과 분리막 및 분리막과 분리막을 접착시켜, 전극과 분리막 사이의 움직임이 방지되고, 전극과 분리막의 변형 및 파손이 방지될 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 구성 요소가 결합된 단위 셀을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A 축을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 2의 단위 셀이 가압되는 과정을 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 2의 단위 셀에 포함된 제1 접착부 및 제2 접착부가 도포되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 셀에 대한 상면도이다.
도 7은 도 2의 단위셀에 포함된 접착 조성물의 LSV(Linear Sweep Voltammetry)를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전극 조립체를 도시하는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전극 조립체를 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1의 구성 요소가 결합된 단위 셀을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A 축을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 2의 단위 셀이 가압되는 과정을 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 2의 단위 셀에 포함된 제1 접착부 및 제2 접착부가 도포되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 셀에 대한 상면도이다.
도 7은 도 2의 단위셀에 포함된 접착 조성물의 LSV(Linear Sweep Voltammetry)를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전극 조립체를 도시하는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전극 조립체를 도시하는 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 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 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 단위 셀에 대해 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀의 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 구성 요소가 결합된 단위 셀을 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 2의 A-A 축을 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀은, 정해진 개수만큼 교대로 적층되어 있는 분리막(210, 250)과 전극(110, 150); 분리막(210, 250)과 전극(110, 150) 사이에 위치하되, 제1 접착 조성물로 이루어지는 제1 접착부(310); 및 분리막(210, 250)과 다른 분리막(210, 250) 사이에 위치하되, 제2 접착 조성물로 이루어지는 제2 접착부(350)를 포함한다.
보다 구체적으로, 분리막(210, 250)은 하부 분리막(210) 및 상부 분리막(250)을 포함하고, 전극(110, 150)은 제1 전극(110) 및 제2 전극(150)을 포함하고, 하부 분리막(210), 제1 전극(110), 상부 분리막(250), 및 제2 전극(150) 순으로 적층되어 있을 수 있다.
여기서, 제1 전극(110)은 일 방향으로 돌출되어 있는 제1 전극 탭(115)을 포함할 수 있고, 제2 전극(150)은 일 방향으로 돌출되어 있는 제2 전극 탭(155)을 포함할 수 있다. 일 예로, 도 1 및 2와 같이, 제1 전극(110)과 제2 전극(150) 사이에 상부 분리막(250)이 위치하도록 적층되되, 제1 전극(110)의 제1 전극 탭(115)과 제2 전극(150)의 제2 전극 탭(155)이 서로 반대 방향에 위치하도록 적층될 수 있다. 다만, 이에 한정된 것은 아니며, 제1 전극 탭(115)과 제2 전극 탭(155)이 같은 방향에 위치하도록 적층되는 구조 또한 본 실시예에 포함될 수 있다.
여기서, 제1 전극(110) 및 제2 전극(150)은 각각 전극 집전체와 상기 전극 집전체 상에 위치하는 활물질층을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 활물질층은 전극 활물질을 포함하는 전극 조성물로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 전극(110) 및 제2 전극(150)은 양극 또는 음극일 수 있다. 여기서, 상기 양극은 양극 집전체와 양극 활물질을 포함하는 활물질층을 포함할 수 있고, 상기 음극은 음극 집전체와 음극 활물질을 포함하는 활물질층을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 전극(110)은 음극일 수 있고, 제2 전극(150)은 양극일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 반대의 경우에도 마찬가지로 본 실시예에 포함될 수 있다.
상기 음극 활물질은 당 업계에서 통상적인 리튬 이차 전지용 음극 활물질을 사용할 수 있으며, 일 예로, 리튬 금속, 리튬 합금, 석유 코크, 활성화 탄소(activated carbon), 그래파이트(graphite), 규소, 주석, 금속 산화물 또는 기타 탄소류 등과 같은 물질이 사용될 수 있다.
또한, 상기 양극 활물질은, 일 예로, 리튬-코발트계 산화물, 리튬-망간계 산화물, 리튬-니켈-망간계 산화물, 리튬-망간-코발트계 산화물, 리튬-니켈-망간-코발트계 산화물, 및 리튬 인산철로 이루어진 군에서 선택되거나, 이들의 조합 또는 이들의 복합 산화물 등일 수 있다.
상기 음극 집전체 또는 상기 양극 집전체는 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소 또는 알루미늄이나 스테인레스 스틸 표면에 탄소, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다.
분리막(210, 250)은 제1 전극(110)과 제2 전극(150)을 분리하고 리튬 이온의 이동 통로를 제공할 수 있다. 또한, 분리막(210, 250)은 하부 분리막(210) 및 상부 분리막(250)을 포함하되, 하부 분리막(210) 및 상부 분리막(250)은 상이하거나 서로 동일한 소재의 분리막이 적용될 수 있다.
일 예로, 분리막(210, 250)은 통상 리튬이차 전지에서 세퍼레이터로 사용되는 것이라면 특별한 제한없이 사용가능하며, 특히 전해질의 이온 이동에 대하여 저저항이면서 전해액 함습 능력이 우수한 것이 바람직하다. 구체적으로는 다공성 고분자 필름, 예를 들어 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체 및 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름 또는 이들의 2층 이상의 적층 구조체가 사용될 수 있다.
이하에서는, 본 실시예에 따른 단위 셀에 포함된 제1 접착부(310) 및 제2 접착부(350)를 중심으로 설명한다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 제1 접착부(310)는 제1 전극(110)과 하부 분리막(210) 사이, 제1 전극(110)과 상부 분리막(250) 사이, 및 제2 전극(150)과 상부 분리막(250) 사이 중 적어도 하나에 위치할 수 있다.
제1 접착부(310)는 제1 접착 조성물로 이루어지고, 제2 접착부(350)는 제2 접착 조성물로 이루어질 수 있다. 일 예로, 상기 제1 접착 조성물은 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA, Ethylene vinyl acetate)계 물질, 아크릴계 물질, 및 에폭시계 물질 중 적어도 하나로 이루어지고, 상기 제2 접착 조성물은 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA, Ethylene vinyl acetate)계 물질, 아크릴계 물질, 에폭시계 물질, 폴리 올레핀계 물질, 고무(Rubber)계 물질, 폴리아미드계 물질, 및 폴리우레탄계 물질 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 제2 접착 조성물은 상술한 물질 중에서도 폴리 올레핀계 물질, 고무(Rubber)계 물질, 폴리아미드계 물질, 및 폴리우레탄계 물질 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
이에 따라, 제1 접착부(310)는 제1 전극(110) 및 제2 전극(150)을 각각 하부 분리막(210) 및/또는 상부 분리막(250)에 고정시킬 수 있다. 즉, 종래의 라미네이션 공정과 달리, 제1 접착부(310)는 전극(110, 150)과 분리막(210, 250) 사이의 움직임을 방지할 수 있고, 전극(110, 150)과 분리막(210, 250)의 변형 및 파손을 방지할 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 제1 접착부(310) 및 제2 접착부(350)는 형성되어 있는 위치가 서로 상이한 바, 서로 물리적 특성 혹은 물리적 조건이 서로 상이할 수 있다.
제1 접착부(310)의 전단 강도는 제2 접착부(350)의 전단 강도와 동일하거나 이보다 작을 수 있다. 여기서, 제1 접착부(310)의 전단 강도는 0.15MPa 이상 내지 0.5MPa 이하이고, 제2 접착부(350)의 전단 강도는 0.15MPa 이상 내지 3.5MPa 이하일 수 있다.
일 예로, 제1 접착부(310)의 전단 강도 및 제2 접착부(350)의 전단 강도는 0.15MPa 이상 0.5MPa 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 접착부(310)의 전단 강도 및 제2 접착부(350)의 전단 강도는 0.2MPa 이상 0.5MPa 이하일 수 있다.
이에 따라, 제1 접착부(310) 및 제2 접착부(350)는 상술한 범위의 전단 강도를 가져, 제1 접착부(310) 및 제2 접착부(350)는 각각 압착 롤(510, 520, 도 4)에 의해 용이하게 압착될 수 있다.
이와 달리, 제1 접착부(310) 및 제2 접착부(350)의 전단 강도가 0.15MPa 미만인 경우, 전극(210, 250)과 분리막(210, 250) 사이의 접착 및 고정에 불리할 수 있다. 또한, 제1 접착부(310) 및 제2 접착부(350)의 전단 강도가 0.5MPa초과인 경우, 제1 접착부(310)가 압착 롤(510, 520, 도 4)에 의해 용이하게 압착되지 않을 수 있어, 제1 접착부(310)의 제1 두께(d1)가 지나치게 크거나 불균일할 수 있다.
다른 일 예로, 제1 접착부(310)의 전단 강도는 0.15MPa 이상 0.5MPa 이하이고, 제2 접착부(350)의 전단 강도는 1.5MPa 이상 내지 3.5MPa 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 접착부(310)의 전단 강도는 0.2MPa 이상 0.5MPa 이하이고, 제2 접착부(350)의 전단 강도는 2.0MPa 이상 내지 3.5MPa 이하일 수 있다.
이에 따라, 제1 접착부(310)의 제2 접착부(350)는 상술한 범위의 전단 강도를 가져, 제2 접착부(350)는 각각 압착 롤(510, 520, 도 4)에 의해 용이하게 압착될 수 있다. 또한, 제2 접착부(350)의 전단 강도가 제1 접착부(310)의 전단 강도보다 커서, 제2 접착부(350) 중 일부가 전극(110, 150)과 접하거나, 분리막(210, 250)의 단부를 벗어나 밖으로 새는 현상을 미연에 방지할 수 있다.
이와 달리, 제2 접착부(350)의 전단 강도가 1.5MPa 미만인 경우, 일부 공정상에서 제2 접착부(350)가 양측으로 퍼지게 되어, 제2 접착부(350) 중 일부가 전극(110, 150)과 접하거나, 분리막(210, 250)의 단부를 벗어나 밖으로 새는 등의 문제가 있다. 또한, 제2 접착부(350)의 전단 강도가 3.5MPa 초과인 경우, 제2 접착부(350)가 압착 롤(510, 520, 도 4)에 의해 용이하게 압착되지 않을 수 있어, 제2 접착부(350)의 제2 두께(d2)가 지나치게 크거나 불균일할 수 있다.
또한, 제1 접착부(310)의 제1 두께(d1)는 제2 접착부(350)의 제2 두께(d2)보다 작을 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 접착부(310)의 제1 두께(d1)는 전극(110, 150)의 두께(D1)보다 작고, 제2 접착부(350)의 제2 두께(d2)는 전극(110, 150)의 두께(D1)와 동일하거나 이보다 작을 수 있다. 일 예로, 도 3과 같이, 제1 접착부(310)의 제1 두께(d1)는 제1 전극(110)의 두께(d2)보다 작고, 제2 접착부(350)의 제2 두께(d2)는 제1 전극(110)의 두께(D1)와 동일하거나 이보다 작을 수 있다.
이에 따라, 제1 접착부(310)는 상대적으로 작은 두께를 가져, 전극(110, 150)과 분리막(210, 250) 사이에 발생될 수 있는 틈을 줄이고, 단위 셀(100)의 공간적 효율성이 향상될 수 있다. 또한, 제2 접착부(350)는 제1 전극(110)과 유사한 두께를 가져, 하부 분리막(210)과 상부 분리막(250) 사이가 용이하게 접착 및 고정되면서도, 단위 셀(100)의 두께가 상대적으로 균일할 수 있다.
또한, 제1 접착부(310)의 제1 두께(d1)는 전극(110, 150)의 두께(D1) 대비 0.01% 이상 내지 10% 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 접착부(310)의 제1 두께(d1)는 전극(110, 150)의 두께(D1) 대비 0.05% 이상 내지 8% 이하일 수 있다. 일 예로, 제1 접착부(310)의 제1 두께(d1)는 전극(110, 150)의 두께(D1) 대비 1% 이상 내지 5.0% 이하일 수 있다.
이에 따라, 제1 접착부(310)의 제1 두께(d1)는 전극(110, 150)의 두께(D1) 대비 상술한 범위의 비율을 가져, 전극(110, 150)과 분리막(210, 250) 사이가 용이하게 접착 및 고정되면서도, 단위 셀(100)의 두께가 상대적으로 균일할 수 있다.
이와 달리, 제1 접착부(310)의 제1 두께(d1)가 전극(110, 150)의 두께(D1) 대비 0.01% 미만인 경우, 전극(110, 150)과 분리막(210, 250) 사이의 고정력이 충분하지 않아, 추후 공정에서 전극(110, 150)과 분리막(210, 250)이 서로 떨어지는 문제가 있다. 또한, 제1 접착부(310)의 제1 두께(d1)가 전극(110, 150)의 두께(D1) 대비 10% 초과인 경우, 전극(110, 150)과 분리막(210, 250) 사이의 간격이 지나치게 커서, 단위 셀(100)의 공간 효율성 및 전지 용량이 저하되는 문제가 있다.
도 4는 도 2의 단위 셀이 가압되는 과정을 나타내는 단면도이다.
또한, 도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 접착부(310)의 제1 두께(d1) 및 제2 접착부(350)의 제2 두께(d2)는 압착 롤(510, 520)에 의해 단위 셀(100)의 상하 및 양측 방향으로 압착된 후의 두께일 수 있다. 여기서 압착 롤(510, 520)은 닙 롤(Nip roll) 등과 같은 롤일 수 있고, 단위 셀(100)을 단위 셀(100)의 상하 및 양측 방향으로 압착시킬 수 있다.
여기서, 압착 롤(510, 520)에 의해 압착되기 전 단위 셀(100)에서, 제1 접착부(310)의 제3 두께(d3)는 제1 접착부(310)의 제1 두께(d1)보다 클 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 접착부(310)의 제3 두께(d3)는 전극(110, 150)의 두께(D1) 대비 40% 이상 내지 60% 이하일 수 있다. 일 예로, 제1 접착부(310)의 제3 두께(d3)는 전극(110, 150)의 두께(D1) 대비 45% 이상 내지 55% 이하일 수 있다.
또한, 제2 접착부(350)의 제4 두께(d4)는 제2 두께(d2)보다 클 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 접착부(350)의 제4 두께(d4)는 전극(110, 150)의 두께(D1) 대비 90% 이상 105% 이하일 수 있다. 일 예로, 제2 접착부(350)의 제4 두께(d4)는 전극(110, 150)의 두께(D1) 대비 95% 이상 105% 이하일 수 있다.
이에 따라, 압착 롤(510, 520)에 의해 압착되기 전의 제1 접착부(310) 및 제2 접착부(350)의 두께는 상술한 범위의 두께 비율을 가질 수 있어, 압착 롤(510, 520)에 의해 단위 셀(100)이 압착된 후에도 분리막(210, 250) 사이 혹은 전극(210, 250)과 분리막(210, 250) 사이가 용이하게 접착 및 고정되면서도, 단위 셀(100)의 두께가 상대적으로 균일할 수 있다.
또한, 제1 접착부(310)의 접착력은 제2 접착부(350)의 접착력과 동일하거나 이보다 클 수 있다. 여기서, 제1 접착부(310) 및 제2 접착부(350)의 접착력은, 미리 준비된 한 쌍의 인장 지그 사이에 상기 제1 접착 조성물 및 상기 제2 접착 조성물을 3mm 간격으로 15개의 도트로 도포한 후 수직 박리함에 따라 측정될 수 있다.
이 때, 제1 접착부(310)의 접착력은 50gf/mm2 이상 내지 100 gf/mm2 이하이고, 제2 접착부(350)의 접착력은 20gf/mm2 이상 내지 100 gf/mm2 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 접착부(310)의 접착력은 55gf/mm2 이상 내지 95gf/mm2 이하이고, 제2 접착부(350)의 접착력은 25gf/mm2 이상 내지 95 gf/mm2 이하일 수 있다. 일 예로, 제1 접착부(310)의 접착력은 60gf/mm2 이상 내지 90gf/mm2 이하이고, 제2 접착부(350)의 접착력은 25gf/mm2 이상 내지 90 gf/mm2 이하일 수 있다.
이에 따라, 제1 접착부(310) 및 제2 접착부(350)는 상술한 범위의 접착력을 가져, 제1 접착부(310) 및 제2 접착부(350)는 각각 분리막(210, 250) 사이 혹은 전극(210, 250)과 분리막(210, 250) 사이를 용이하게 접착 및 고정시킬 수 있다.
이와 달리, 제1 접착부(310)의 접착력이 50gf/mm2 미만이거나 100 gf/mm2 초과인 경우, 추후 공정에서 전극(210, 250)과 분리막(210, 250)이 서로 떨어지거나 제조 공정이 어렵다는 문제가 있다. 또한, 제2 접착부(350)의 접착력이 20gf/mm2 미만이거나 100 gf/mm2 초과인 경우, 추후 공정에서 상부 분리막(250)과 하부 분리막(210)이 서로 떨어지거나 제조 공정이 어렵다는 문제가 있다.
도 5는 도 2의 단위 셀에 포함된 제1 접착부 및 제2 접착부가 도포되는 과정을 나타내는 도면이다.
또한, 제1 접착부(310)의 점도는 제2 접착부(350)의 점도와 동일하거나 이보다 작을 수 있다. 보다 구체적으로, 도 3 및 도 5를 참조하면, 제1 접착부(310) 및 제2 접착부(350)는 도포 장치(600)에 의해 전극(110, 150) 및/또는 분리막(210, 250)에 도포될 수 있다. 일 예로, 도포 장치(600)는 잉크젯 분사 장치 등과 같은 장치일 수 있고, 도포 장치(600)는 내부 압력실의 부피 변화를 일으키는 하우징(610), 상기 압력실의 부피를 축소시키는 벽면(620), 및 접착 조성물이 토출되는 토출구(610a)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 접착부(310) 및 제2 접착부(350)의 점도는 도포 장치(600)의 토출구(610a)에서 토출되는 토출 점도일 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 접착부(310) 및 제2 접착부(350)의 점도는 섭씨 150도에서 도포 장치(600)의 토출구(610a)에서 토출되는 점도(cP@150℃)일 수 있다. 여기서, 제1 접착부(310)의 점도는 50cP@150℃ 이상 내지 120cP@150℃ 이하이고, 제2 접착부(350)의 점도는 50cP@150℃ 이상 내지 12000cP@150℃ 이하일 수 있다.
일 예로, 제1 접착부(310)의 점도 및 제2 접착부(350)의 점도는 각각 60cP@150℃ 이상 내지 110cP@150℃ 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 접착부(310)의 점도 및 제2 접착부(350)의 점도는 각각 70cP@150℃ 이상 내지 100cP@150℃ 이하일 수 있다.
이에 따라, 제1 접착부(310) 및 제2 접착부(350)는 상술한 범위의 점도를 가져, 제1 접착부(310) 및 제2 접착부(350)는 각각 분리막(210, 250) 사이 혹은 전극(210, 250)과 분리막(210, 250) 사이를 용이하게 접착 및 고정시킬 수 있는 접착력을 가지면서도, 도포 장치(600)의 토출 안정성이 향상될 수 있다.
이와 달리, 제1 접착부(310) 및 제2 접착부(350)의 점도가 60cP@150℃ 미만인 경우, 전극(110, 150)과 분리막(210, 250) 사이의 접착 및 고정에 불리할 수 있다. 또한, 제1 접착부(310) 및 제2 접착부(350)의 점도가 120cP@150℃ 초과인 경우, 제1 접착부(310)가 압착 롤(510, 520, 도 4)에 의해 용이하게 압착되지 않을 수 있어, 제1 접착부(310)의 제1 두께(d1)가 지나치게 크거나 불균일할 수 있다.
다른 일 예로, 제1 접착부(310)의 점도는 60cP@150℃ 이상 내지 110cP@150℃ 이하일 수 있고, 제2 접착부(350)의 점도는 800cP@150℃ 이상 내지 12000cP@150℃ 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 접착부(310)의 점도는 70cP@150℃ 이상 내지 100cP@150℃ 이하일 수 있고, 제2 접착부(350)의 점도는 850cP@150℃ 이상 내지 11000cP@150℃ 이하일 수 있다.
이에 따라, 제1 접착부(310) 및 제2 접착부(350)는 상술한 범위의 점도를 가져, 제1 접착부(310) 및 제2 접착부(350)는 각각 분리막(210, 250) 사이 혹은 전극(110, 150)과 분리막(210, 250) 사이를 용이하게 접착 및 고정시킬 수 있는 접착력을 가지면서도, 도포 장치(600)의 토출 안정성이 향상될 수 있다. 또한, 제2 접착부(350)의 점도가 제1 접착부(310)의 점도보다 커서, 제2 접착부(350) 중 일부가 전극(110, 150)과 접하거나, 분리막(210, 250)의 단부를 벗어나 밖으로 새는 현상을 미연에 방지할 수 있다.
이와 달리, 제2 접착부(350)의 점도가 800cP@150℃ 미만인 경우, 일부 공정상에서 제2 접착부(350)가 양측으로 퍼지게 되어, 제2 접착부(350) 중 일부가 전극(110, 150)과 접하거나, 분리막(210, 250)의 단부를 벗어나 밖으로 새는 등의 문제가 있다. 또한, 제2 접착부(350)의 점도가 12000cP@150℃ 초과인 경우, 도포 장치(600)의 토출 안정성이 저하되는 문제가 있다.
여기서, 제2 접착부(350)의 제1 폭(r1)은 분리막(210, 250)의 단부와 전극(110, 150)의 단부 사이의 거리(D2)보다 작을 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 접착부(350)의 제1 폭(r1)은 압착 롤(510, 520)에 의해 단위 셀(100)의 상하 및 양측 방향으로 압착된 후의 폭일 수 있다. 즉, 제2 접착부(350)의 제1 폭(r1)은 압착 롤(510, 520)에 의해 압착되기 전의 제2 접착부(350)의 제2 폭(r2)보다 클 수 있다.
이에 따라, 제2 접착부(350)의 제1 폭(r1)은 분리막(210, 250)의 단부와 전극(110, 150)의 단부의 사이의 거리(D2)보다 작아, 제2 접착부(350)가 압착 롤(510, 520)에 의해 압착된 후에도 제2 접착부(350) 중 일부가 전극(110, 150)과 접하거나, 분리막(210, 250)의 단부를 벗어나 밖으로 새는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제1 접착부(310) 및 제2 접착부(350)는, 도 1 및 도 3과 같이, 각각 서로 이격되어 있는 복수의 도트를 포함하는 패턴으로 형성되어 있을 수 있다. 여기서, 상기 복수의 도트 사이의 간격은 필요에 따라 동일하거나 서로 상이하게 조절될 수 있다.
이에 따라, 제1 접착부(310) 및 제2 접착부(350)는 상술한 패턴으로 형성될 수 있어, 복수의 단위 셀(100)을 포함하는 전극 조립체(도 4, 1100)에 대해 전해액이 주액되는 경우, 전극 조립체(도 4, 1100)가 빠르게 함침될 수 있는 이점이 있다. 보다 구체적으로, 제1 접착부(310) 및 제2 접착부(350)에서 복수의 도트가 서로 이격되어 있어, 복수의 도트 사이로 전해액이 흐를 수 있는 이점이 있다. 즉, 전지 셀(도 4, 100)의 제조 시간을 상대적으로 단축시키고, 수율 또한 개선될 수 있다.
제1 접착부(310)는 전극(110, 150)과 분리막(210, 250) 사이의 리튬 이온 통로를 방해할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 제1 접착부(310)는 전해액에 대한 용해도가 높은 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 접착부(310) 및 제2 접착부(350)는 서로 상이한 조성의 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 접착부(310)를 형성하는 제1 접착 조성물은 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA, Ethylene vinyl acetate)계 물질, 아크릴계 물질, 및 에폭시계 물질 중 적어도 하나로 이루어질 수 있고, 제2 접착부(350)를 형성하는 제2 접착 조성물은 폴리 올레핀계 물질, 고무(Rubber)계 물질, 폴리아미드계 물질, 및 폴리우레탄계 물질 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 예로써, 상기 제1 접착 조성물이 아크릴계 물질로 이루어진 경우, 아크릴계 물질이 에스터기(ester group)를 포함하기 때문에 전해액에 일정량의 용해도를 나타내는 것으로 생각될 수 있다.
이에 따라, 제1 접착부(310)에 포함된 상기 제1 접착 조성물은 제2 접착부(350)에 포함된 상기 제2 접착 조성물과 비교할 때, 복수의 단위셀(100)을 포함하는 전극 조립체(도 6, 1100)에 전해액이 주액되는 경우 전극(110, 150)과 분리막(210, 250) 사이에서 용해되어 있을 수 있다. 즉, 이 경우, 전극(110, 150)과 분리막(210, 250) 사이에 위치하는 제1 접착부(310)는 전해액에 용해되어, 전극(110, 150)과 분리막(210, 250) 사이의 리튬 이온 통로를 방해하지 않을 수 있다.
여기서, 제2 접착부(350)에 포함된 상기 복수의 도트는 전극(110, 150)의 단부와 분리막(210, 250)의 단부 사이의 거리(D2)보다 작은 직경을 가질 수 있다. 여기서, 제2 접착부(350)의 직경은 상술한 제2 접착부(350)의 폭(r1, r2)과 동일하게 설명될 수 있다.
도 7을 참고하면, 1번 위치에 해당하는 제1 접착부(310)에 포함된 상기 제1 접착 조성물과 달리, 2번 위치에 해당하는 제2 접착부(350)에 포함된 상기 제2 접착 조성물의 경우, 선형 주사 전위법(Linear Sweep Voltammetry; LSV)에 따른 결과 4.0V 부근에서 산화 반응이 나타나는 것으로 확인된다. 이는 전지 셀 내에서 부반응을 야기시켜 용량 및 수명 단축의 요인이 될 수 있다. 따라서, 제1 접착부(310)에는 상기 제2 접착 조성물을 사용하는 것은 바람직하지 않다. 제2 접착부(350)를 형성하는 이유 중 하나는 전해액 주입 공정 시 야기되는 분리막 접힘을 방지하기 위한 것이다. 도 7과 같은 결과는, 상기 제1 접착 조성물로서 에틸렌-비닐 아세테이트계 물질, 아크릴계 물질, 및 에폭시계 물질 중 적어도 하나를 사용하고, 상기 제2 접착 조성물로서 폴리 올레핀계 물질, 고무(Rubber)계 물질, 폴리아미드계 물질, 및 폴리우레탄계 물질 중 적어도 하나를 사용한 경우에 나타날 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 실시예에 따른 분리막은 CCS(Ceramic Coated Separator)일 수 있다. 일반적으로 분리막은, 원단 필름과 상기 원단 필름의 적어도 일면에 코팅층이 형성되어 있는데, 상기 코팅층은 알루미나 가루와 이들을 뭉치도록 하는 바인더를 포함할 수 있다. SRS(Safety Reinforced Separator)는 상기 코팅층 표면에 바인더가 다량 코팅되어 있으나, CCS는 상기 코팅층 표면에 바인더가 코팅되어 있지 않거나, SRS 대비하여 표면에 분포하는 바인더 함량이 매우 낮을 수 있다. 가령, 본 실시예에 따른 CCS 분리막의 경우 분리막의 코팅층 표면에 코팅된 바인더 함량이 대략 3wt% 이하일 수 있다.
분리막이 CCS인 경우에는 전극 조립체에 포함된 내부 전극이 고정되지 않은 상태로 이송하므로, 이송 중에 정렬이 흐트러질 가능성이 있다. 물론, 분리막이 CCS인 경우에 열과 압력으로 고정시킬 수도 있으나, 전극과 분리막의 적층체를 형성한 후 열과 압력의 고정 장치로 이송하는 과정에서도 내부 전극의 정렬이 흐트러질 수 있다. 또한, 열과 압력으로 전극과 분리막을 붙이기 위해서는 바인더 함량이 높은 고가의 분리막을 사용해야 하는 단점도 있다. 이에 반해, 본 실시예에 따르면 이송 중에 내부 전극의 정렬이 흐트러지는 것을 방지하면서 고정력을 높일 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 셀에 대한 상면도이다.
도 2 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지 셀(1000)은, 상술한 단위 셀(100)이 교대로 적층되어 있는 전극 조립체(1100)와 함께 전해액을 포함한다. 여기서, 단위 셀(100)의 제1 전극 탭(115)이 적층되어 있는 제1 전극 탭들(1150)과 제2 전극 탭(155)이 적층되어 있는 제2 전극 탭들(1550)은 각각 전극 리드(3000)와 전기적으로 연결되어 있을 수 있다. 전극 리드(3000)의 상부 및/또는 하부에는 리드 필름(4000)이 위치할 수 있다.
또한, 전극 조립체(1100)는 전지 케이스(120) 내부에 장착되어 있되, 전극 조립체(1100)는 상기 전해액과 함께 오목한 형상의 수납부(2100)에 위치할 수 있다. 또한, 실링부(2500)는 전지 케이스(2000)의 외주면이 서로 열융착되어 실링되어 형성될 수 있다.
일 예로, 상기 전해액은 유기계 액체 전해질, 무기계 액체 전해질, 고체 고분자 전해질, 겔형 고분자 전해질, 고체 무기 전해질, 및 용융형 무기 전해질 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 일반적으로 사용되는 전해액은 모두 포함될 수 있다.
이하에서는, 보다 구체적인 실시예를 통해 본 발명의 내용을 설명하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 권리 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
<실험예 1- 전단 강도, 점도, 접착력 측정>
접착 조성물로서, 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA, Ethylene vinyl acetate)계 물질, 아크릴계 물질, 에폭시계 물질, 폴리 올레핀계 물질, 고무(Rubber)계 물질, 폴리아미드계 물질, 및 폴리우레탄계 물질에 대하여, 각각 전단 강도, 점도, 및 접착력을 측정하였다.
여기서, 아크릴계 물질은 BASF사의 acResin 204UV이고, EVA계 물질은 Henkel사의 Technomelt 4046이고, 에폭시계 물질은 Henkel사의 Lotite EA608이고, 폴리올레핀계 물질은 Henkel사의 Supra502이고, 고무계 물질은 Henkel사의 2802dispomelt이고, 폴리아미드계 물질은 Henkel사의 HPX 002이고, 폴리우레탄계는 Fuller사의 EH9702이다.
전단 강도는, UTM(Universal testing machine)을 이용하여 ASTM D3163 규격에 따라 전단 강도를 측정하였다. 그 결과는 표 1에 나타내었다.
점도는, Brookfield DV2T LV TJ10 모델 장비의 spindle부분을 cone과 plate로 교체하여, CPA-40Z cone을 적용해 10rpm 조건에서 측정될 수 있다. 그 결과는 표 1에 나타내었다.
접착력은, 미리 준비된 한 쌍의 인장 지그 사이에 상술한 접착 조성물 중 하나를 3mm 간격으로 15개의 도트로 도포한 후 수직 박리함에 따라 측정될 수 있다. 그 결과는 표 1에 나타내었다.
| 접착 조성물 | 전단 강도(MPa) | 점도(cPs@150℃) | 접착력 (gf/mm2) | |
| 아크릴계 | acResin 204UV | 0.30 | 80 | 80~85 |
| EVA계 | Technomelt 4046 | 0.35 | 88 | 78~80 |
| 에폭시계 | Lotite EA608 | 0.45 | 97 | 70~73 |
| 폴리올레핀계 | Supra502 | 2.10 | 870 | 45~50 |
| 고무계 | 2802dispomelt | 2.85 | 1210 | 30~35 |
| 폴리아미드계 | HPX 002 | > 3.0 | > 10000 | 35~40 |
| 폴리우레탄계 | EH9702 | 2.95 | 1150 | 35~40 |
<실시예 1>
양극 활물질로 LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2, 도전재로 카본 블랙 및 바인더로 폴리비닐리덴 플루올라이드(PVdF)를 각각 사용하고, 양극 활물질 : 도전재 : 바인더의 중량비를 96 : 2 : 2 로 하여 혼합한 혼합물에 용제인 NMP에 첨가하여 양극 활물질 슬러리를 제조하였다. 알루미늄 집전체에 양극 활물질 슬러리를 도포한 뒤, 건조 및 압연하여 양극을 제조하였다. 여기서, 양극의 두께는 200um이다.
음극 활물질로 인조흑연, 도전재로 카본 블랙 및 바인더로 SBR 에멀전 수용액을 각각 사용하고, 음극 활물질 : 도전재 : 바인더의 중량비를 94 : 1 : 5 비율로 혼합한 혼합물에 물을 첨가하여 음극 활물질 슬러리를 제조하였다. 구리 집전체에 음극 활물질 슬러리를 도포한 뒤, 건조 및 압연하여 음극을 제조하였다. 여기서, 음극의 두께는 200um이다.
폴리에틸렌/폴리프로필렌 소재의 베이스 시트 (두께: 10㎛) 상에 Al2O3와 PVDF를 94 : 6 중량비로 혼합된 슬러리를 양면에 도포(각 두께: 3㎛)하고, 60에서 건조하여 분리막을 제조하였다. 상기 분리막은 위치에 따라 상부 분리막 및 하부 분리막으로 명명한다.
제조된 하부 분리막, 음극, 상부 분리막, 양극 순으로 교대로 적층하되, 상기 분리막과 상기 음극 사이 및 상기 분리막과 또는 상기 음극 사이에 acResin 204UV로 이루어진 제1 접착부가 위치하고, 상기 상부 분리막과 상기 하부 분리막 사이에 acResin 204UV로 이루어진 제2 접착부가 위치하는 단위 셀을 제조하였다.
<실시예 2>
상기 실시예 1에서, 제2 접착부는 Supra502로 이루어진 조성물이 사용되었다. 이 점을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 단위 셀을 제조하였다.
<실시예 3>
상기 실시예 1에서, 제1 접착부는 Lotite EA608로 이루어진 조성물이 사용되었고, 제2 접착부는 Supra502로 이루어진 조성물이 사용되었다. 이 점을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 단위 셀을 제조하였다.
<실시예 4>
상기 실시예 1에서, 제1 접착부는 Technomelt 4046로 이루어진 조성물이 사용되었고, 제2 접착부는 Supra502로 이루어진 조성물이 사용되었다. 이 점을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 단위 셀을 제조하였다.
<비교예 1>
상기 실시예 1에서, 제1 접착부는 Supra502로 이루어진 조성물이 사용되었다. 이 점을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 단위 셀을 제조하였다.
<비교예 2>
상기 실시예 1에서, 제2 접착부가 상기 상부 분리막과 상기 하부 분리막 사이에 형성되지 않았다. 이 점을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 단위 셀을 제조하였다.
<비교예 3>
상기 실시예 1에서, 제1 접착부는 2802 dispomelt로 이루어진 조성물이 사용되었고, 제2 접착부가 상기 상부 분리막과 상기 하부 분리막 사이에 형성되지 않았다. 이 점을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 단위 셀을 제조하였다.
<비교예 4>
상기 실시예 1에서, 제2 접착부는 Supra502로 이루어진 조성물이 사용되었고, 제1 접착부가 상기 분리막과 상기 음극 사이 및 상기 분리막과 상기 양극 사이에 형성되지 않았다. 이 점을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 단위 셀을 제조하였다.
<비교예 5>
상기 실시예 1에서, 제2 접착부는 2802 dispomelt로 이루어진 조성물이 사용되었고, 제1 접착부가 상기 분리막과 상기 음극 사이 및 상기 분리막과 상기 양극 사이에 형성되지 않았다. 이 점을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 단위 셀을 제조하였다.
<실험예 2- 전극 틀어짐 및 접착부의 두께 측정>
실시예 1 내지 4, 비교예 1 내지 5에서 제조된 각각의 단위 셀에 대하여, GE社 CT Scanner를 통해 170kV,200umA,34W의 조건에서 33um/pixel의 해상도로 전극 틀어짐을 측정하였다. 그 결과는 표 2에 나타내었다.
또한, 실시예 1 내지 4, 비교예 1 내지 5에서 제조된 각각의 단위 셀에 대하여, 압착 롤에 의해 단위 셀의 상하 및 양측 방향으로 압착된 후에, 제1 접착부 및/또는 제2 접착부의 두께를 측정하였다. 그 결과는 표 2에 나타내었다.
| 제1 접착부 | 제2 접착부 | 전극 틀어짐 | 접착부의 두께 (um) | ||
| 제1 접착부 | 제2 접착부 | ||||
| 실시예 1 | acResin 204UV | acResin 204UV | OK | 3~4 | 190~200 |
| 실시예 2 | acResin 204UV | Supra502 | OK | 3~4 | 190~200 |
| 실시예 3 | Lotite EA608 | Supra502 | OK | 9~10 | 190~200 |
| 실시예 4 | Technomelt 4046 | Supra502 | OK | 8~8.5 | 190~200 |
| 비교예 1 | Supra502 | acResin 204UV | OK | 50~60 | 190~200 |
| 비교예 2 | acResin 204UV | - | OK | 3~4 | - |
| 비교예 3 | 2802dispomelt | - | OK | 60~70 | - |
| 비교예 4 | - | Supra502 | NG | - | 190~200 |
| 비교예 5 | - | 2802dispomelt | NG | - | 190~200 |
<실험 결과 분석>
표 1 및 표 2를 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 4와 같이, 제1 접착부에 acResin 204UV, Lotite EA608, Technomelt 4046로 이루어진 조성물이 사용되는 경우, 전극 틀어짐의 문제가 발생하지 않고, 제1 접착부의 두께는 각각 전극의 두께(200um) 대비 5%이하이며, 제2 접착부의 두께는 전극의 두께(200um)와 거의 동등하거나 이보다 작은 것을 확인할 수 있다. 특히, 실시예 1의 경우, 실시예 2 내지 4와 달리, 제2 접착부가 acResin 204UV로 이루어진 조성물이 사용되어, 제1 접착부 및 제2 접착부가 모두 우수한 접착력을 가지는 것을 확인할 수 있다.
이와 달리, 비교예 1과 같이, 제1 접착부에 Supra502로 이루어진 조성물이 사용되는 경우, 실시예 1 및 실시예 2와 달리, 제1 접착부의 두께는 각각 전극의 두께(200um) 대비 25% 이상 30% 이하로, 제1 접착부의 두께가 지나치게 크게 나타나는 것을 확인할 수 있다.
이는, 비교예 1에서 사용된 Supra502의 경우, 실시예 1 내지 실시예 4에서 사용된 acResin 204UV, Lotite EA608, Technomelt 4046보다 전단 강도 및 점도가 커서, 제1 접착부의 두께가 실시예 1 내지 실시예 4에 비해 크게 나타나는 것으로 확인할 수 있다. 또한, Supra502보다 전단 강도가 큰 2802dispomelt, HPX 002, EH9702의 경우에도 마찬가지로 해석될 수 있다.
이에 따라, 제1 접착부는 acResin 204UV, Lotite EA608, Technomelt 4046와 같은 아크릴계, EVA계, 및 에폭시계 물질 중 적어도 하나로 이루어지는 경우, 전극 틀어짐의 문제가 없으면서도 제1 접착부의 두께가 전극 두께(200um) 대비 매우 작은 두께를 가질 수 있다.
또한, 제2 접착부의 경우, 실시예 1 내지 실시예 4, 비교예 1과 같이, acResin 204UV 또는 Supra502로 이루어지더라도, 전극 틀어짐의 문제가 발생하지 않고, 제2 접착부의 두께는 전극의 두께(200um)와 거의 동등하거나 이보다 작은 것을 확인할 수 있다. 즉, 제2 접착부는 조성물의 전단 강도 및 점도와 무관하게, 압착 후 두께가 거의 유사하게 측정되는 것을 확인할 수 있다.
이에 따라, 제2 접착부는 acResin 204UV, Lotite EA608, Technomelt 4046, Supra502, 2802dispomelt, HPX 002, EH9702와 같은, 아크릴계, EVA계, 에폭시계, 폴리 올레핀계, 고무(Rubber)계, 폴리아미드계, 및 폴리우레탄계 물질 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
다만, 제2 접착부의 전단 강도 혹은 점도가 작은 경우, 공정 상에서 제2 접착부를 장시간 방치 시, 제2 접착부 중 일부가 전극과 접하거나, 분리막의 단부를 벗어나 밖으로 새는 현상이 발생될 수 있다.
이에 따라, 제2 접착부는 실시예 2 내지 실시예 4와 같이, 제2 접착부는 Supra502, 2802dispomelt, HPX 002, EH9702와 같은, 폴리 올레핀계, 고무(Rubber)계, 폴리아미드계, 및 폴리우레탄계 물질 중 적어도 하나로 이루어지는 것이 보다 바람직할 수 있다.
또한, 비교예 2 및 비교예 3과 같이, 제1 접착부만 단위 셀 내에 위치하는 경우, 비교예 3과 달리 비교예 2는 제1 접착부의 두께가 실시예 1 및 2와 유사한 것을 확인할 수 있다. 그러나, 비교예 2 및 비교예 3 모두 상부 분리막과 하부 분리막 사이의 접착층이 형성되어 있지 않아, 추가 공정 상에서 분리막이 접히는 문제가 발생할 수 있고, 전극의 불량률을 높일 수 있다.
또한, 비교예 4 및 비교예 5와 같이, 제2 접착부만 단위 셀 내에 위치하는 경우, 제2 접착부의 두께는 모두 실시예 1 내지 4와 유사한 것을 확인할 수 있다. 그러나, 분리막과 양극 및 분리막과 음극 사이의 접착층이 형성되어 있지 않아, 전극이 틀어지는 문제가 발생될 수 있고, 전극의 불량률을 높일 수 있다.
이에 따라, 비교예 2 내지 비교예 5와 달리, 실시예 1 내지 실시예 4는, 단위 셀 내에 제1 접착부 및 제2 접착부가 모두 포함되어, 제1 접착부 및 제2 접착부가 전극과 분리막 및 분리막과 분리막 사이의 움직임을 방지할 수 있고, 종래의 라미네이션 공정과 달리 전극과 분리막의 변형 및 파손을 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전극 조립체를 도시하는 단면도이다.
도 8을 참고하면, 본 실시예에 따른 전극 조립체(3)는 기본 단위체(30)가 복수 회 반복 형성되어 제조된 전극 적층체(40)를 포함할 수 있다. 여기서, 기본 단위체(30)는 분리막(322)이 폴딩되어 지그재그 모양을 가지면서, 전극(31)을 커버하며, 전극(31)과 분리막(322)이 적층되어 있는 단위체일 수 있다. 즉, 기본 단위체(30)는 분리막(322)의 일측 및 타측이 순차적으로 폴딩되어 전극(31)을 커버하면서, 전극(31)과 분리막(322)이 순차로 적층되어 있을 수 있다.
전극 조립체(3)는 고정 테이프가 부착될 수 있으나, 상기 고정 테이프를 대신하여 분리막(322)의 일 단부가 전극 적층체(40)의 외면 중 일부를 감싸고 있을 수도 있다. 본 실시예의 기본 단위체(30)는 전극(3112, 3122)과 분리막(322)이 접착제(34)로 서로 접착되어 있는 상태일 수 있다. 이에 따라, 전극(3112, 3122)과 분리막(322)은 접착제(34)의 접착력에 의하여 정렬도를 유지할 수 있다.
본 실시예의 전극 적층체(40)는 분리막(322)이 전극(3112, 3122)의 상하부 및 일 측면을 커버하고 있어, 상기 고정 테이프 없이도, 기본 단위체(30)끼리의 적층 정렬 상태를 유지할 수 있다. 또한, 본 실시예의 전극 적층체(40)의 외측에 상기 고정 테이프가 부착되어 있거나, 분리막(322)의 일 단부가 감싸고 있는 경우에는, 기본 단위체(30)끼리의 적층 정렬 상태를 보다 안정적으로 유지할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 제조된 전극 조립체(3)에서, 접착제(34)는 전극(3112, 3122)과 분리막(322) 사이마다 동일한 위치에 배치되어 있을 수 있다. 일 예로, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 전극 조립체(3)에서, 제1 전극(3112)의 하부와 분리막(322) 사이에 위치하는 접착제(34)와 제1 전극(3112)의 상부와 분리막(322) 사이에 접착제(34)는 제1 전극(3112) 또는 분리막(322)의 바닥면을 기준으로 각각 동일한 수직선 상에 배치되어 있을 수 있고, 접착제(34)가 배치되어 있는 간격은 서로 동일할 수 있다. 이는 제2 전극(3122)과 분리막(322) 사이에 위치한 접착제(34)의 경우에도 마찬가지로 설명될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서 제조된 전극 조립체(3)에서, 접착제(34)는 전극(3112, 3122)과 분리막(322) 사이마다 동일한 위치에 배치되어 있어, 공정 시간 및 효율성이 증대될 수 있는 이점이 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전극 조립체를 도시하는 단면도이다.
도 9를 참고하면, 본 실시예에 따른 전극 조립체(4)에서, 접착제(34)는 전극(3112, 3122)과 분리막(322) 사이마다 배치되어 있으면서, 서로 인접한 층에 배치된 접착제(34)는 엇갈린 교차된 형태로 배치되어 있을 수 있다. 일 예로, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 전극 조립체(4)에서, 제1 전극(3112)의 하부와 분리막(322) 사이에 위치하는 제1 접착제(34-1)와 제1 전극(3112)의 상부와 분리막(322) 사이에 제2 접착제(34-2)는 서로 어긋나게 배치되어 있을 수 있다. 이 때, 제1 접착제(34-1)와 제2 접착제(34-2)는 위치가 서로 어긋나게 배치되어 있을 뿐, 도포되어 있는 간격은 서로 동일할 수 있다. 이는 제2 전극(3122)과 분리막(322) 사이에 위치한 접착제(14)의 경우에도 마찬가지로 설명될 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 접착제(34-1) 및 제2 접착제(34-2)가 서로 어긋나게 배치되는 구조는 다양한 방식에 의해 도포되어 제조될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예의 전극 조립체(4)에서, 접착제(34)는 전극(3112, 3122)과 분리막(322) 사이마다 배치되어 있으면서, 서로 인접한 층에 배치된 접착제(34)는 엇갈린 형태로 배치되어 있어, 접착제(34)에 의한 전극 조립체(4)의 두께 증가를 최소화할 수 있다. 이와 더불어, 서로 인접한 층에 배치된 접착제(34)가 서로 어긋나게 배치되어 있어, 앞에서 설명한 전지 셀에 포함된 전해액에 접착제(34)가 보다 용이하게 용해될 수 있다.
도 8 및 도 9에 따른 전극 조립체(3, 4)에서 사용되는 접착제(34)는 상술한 제1 접착부(310)에 포함되는 제1 접착 조성물이 사용될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
100: 단위 셀
110: 제1 전극
150: 제2 전극
210: 하부 분리막
250: 상부 분리막
310: 제1 접착부
350: 제2 접착부
510, 520: 압착 롤
600: 도포 장치
1000: 전지 셀
1100: 전극 조립체
2000: 전지 케이스
3000: 전극 리드
4000: 리드 필름
110: 제1 전극
150: 제2 전극
210: 하부 분리막
250: 상부 분리막
310: 제1 접착부
350: 제2 접착부
510, 520: 압착 롤
600: 도포 장치
1000: 전지 셀
1100: 전극 조립체
2000: 전지 케이스
3000: 전극 리드
4000: 리드 필름
Claims (40)
- 정해진 개수만큼 교대로 적층되어 있는 분리막과 전극;
상기 분리막과 상기 전극 사이에 위치하되, 제1 접착 조성물로 이루어지는 제1 접착부; 및
상기 분리막과 다른 분리막 사이에 위치하되, 제2 접착 조성물로 이루어지는 제2 접착부를 포함하고,
상기 제1 접착부의 전단 강도는 상기 제2 접착부의 전단 강도와 동일하거나 이보다 작은 단위 셀. - 제1항에서,
상기 제1 접착부의 전단 강도는 0.15MPa 이상 0.5MPa 이하이고,
상기 제2 접착부의 전단 강도는 0.15MPa 이상 3.5MPa 이하인 단위 셀. - 제1항에서,
상기 제2 접착부의 전단 강도는 1.5MPa 이상 3.5MPa 이하인 단위 셀. - 제1항에서,
상기 제1 접착부의 점도는 상기 제2 접착부의 점도와 동일하거나 이보다 작은 단위 셀. - 제4항에서,
상기 제1 접착부의 점도는 50cP@150℃ 이상 내지 120cP@150℃ 이하이고,
상기 제2 접착부의 점도는 50cP@150℃ 이상 내지 12000cP@150℃ 이하인 단위 셀. - 제5항에서,
상기 제2 접착부의 점도는 800cP@150℃ 이상 내지 12000cP@150℃ 이하인 단위 셀. - 제1항에서,
상기 제1 접착부의 두께는 상기 전극의 두께보다 작고,
상기 제2 접착부의 두께는 상기 전극의 두께와 동일하거나 이보다 작은 단위 셀. - 제7항에서,
상기 제1 접착부의 두께는 상기 전극의 두께 대비 0.01% 이상 내지 10% 이하이고,
상기 제2 접착부의 두께는 상기 전극의 두께 대비 90% 이상 100% 이하인 단위 셀. - 제1항에서,
상기 제1 접착부의 접착력은 상기 제2 접착부의 접착력과 동일하거나 이보다 큰 단위 셀. - 제9항에서,
상기 제1 접착부의 접착력은 50gf/mm2 이상 100 gf/mm2 이하이고,
상기 제2 접착부의 접착력은 20gf/mm2 이상 100 gf/mm2 이하인 단위 셀. - 제1항에서,
상기 제2 접착부는 상기 분리막의 단부와 상기 전극의 단부 사이에 위치하는 단위 셀. - 제11항에서,
상기 제2 접착부의 폭은 상기 분리막의 단부와 상기 전극의 단부 사이의 거리보다 작은 단위 셀. - 제11항에서,
상기 제1 접착부 및 상기 제2 접착부는 각각 서로 이격되어 있는 복수의 도트를 포함하는 패턴으로 형성되어 있는 단위 셀. - 제13항에서,
상기 제2 접착부에 포함된 상기 복수의 도트는 상기 전극의 단부와 상기 분리막의 단부 사이의 거리보다 작은 직경을 가지는 단위 셀. - 제1항에서,
상기 제1 접착 조성물은 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA, Ethylene vinyl acetate)계 물질, 아크릴계 물질, 및 에폭시계 물질 중 적어도 하나로 이루어지고,
상기 제2 접착 조성물은 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA, Ethylene vinyl acetate)계 물질, 아크릴계 물질, 에폭시계 물질, 폴리 올레핀계 물질, 고무(Rubber)계 물질, 폴리아미드계 물질, 및 폴리우레탄계 물질 중 적어도 하나로 이루어지는 단위 셀. - 제15항에서,
상기 제2 접착 조성물은 폴리 올레핀계 물질, 고무(Rubber)계 물질, 폴리아미드계 물질, 및 폴리우레탄계 물질 중 적어도 하나로 이루어지는 단위 셀. - 제1항에 따른 단위 셀을 교대로 적층하여 형성된 전극 조립체에 있어서,
상기 제1 접착부는 상기 전극과 상기 분리막 사이마다 동일한 위치에 배치되는 접착 패턴을 포함하는 전극 조립체. - 제1항에 따른 단위 셀을 교대로 적층하여 형성된 전극 조립체에 있어서,
상기 제1 접착부는 상기 전극과 상기 분리막 사이마다 서로 엇갈린 형태로 배치되는 접착 패턴을 포함하는 전극 조립체. - 제1항의 단위 셀이 교대로 적층되어 있는 전극 조립체과 함께 전해액을 포함하는 전지 셀.
- 제19항에서,
상기 제1 접착부는 전해액에 용해되는 성질을 갖는 전지 셀. - 제17항에서,
상기 분리막이 폴딩되어 지그재그 형태를 갖는 전지 셀. - 전극의 제1 면 또는 제1 분리막의 접합 영역 중 적어도 어느 하나에 제1 접착제를 적용하는 단계;
상기 제1 접착제를 상기 전극의 제2 면 또는 제2 분리막의 접합 영역 중 적어도 하나에 적용하는 단계로서, 상기 전극의 제2 면은 상기 제1 면으로부터 상기 전극의 반대편에 위치하는 단계;
상기 제1 분리막의 주변 영역 또는 상기 제2 분리막의 주변 영역 중 적어도 하나에 제2 접착제를 적용하는 단계; 및
상기 전극의 제1 면이 상기 제1 분리막의 접합 영역에 접하고, 상기 전극의 제2 면이 상기 제2 분리막의 접합 영역에 접하도록 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막 사이에 상기 전극을 적층함으로써 적어도 일부분의 스택을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 스택은 상기 제1, 2 분리막 각각의 주변 영역이 상기 전극의 가장자리를 넘어 외측으로 연장되도록 형성되며,
상기 제1, 2 분리막 각각의 주변 영역은 그 사이에 전극을 두지 않으면서 서로 대향하고,
상기 제1 접착제의 전단 강도는 상기 제2 접착제의 전단 강도와 동일하거나 이보다 작은 단위 셀의 제조 방법. - 제22항에서,
상기 전극의 제1 면 및 상기 전극의 제2 면에 직교하는 방향을 따라 상기 스택을 압축하는 단계를 더 포함하는 단위 셀의 제조 방법. - 제22항에서,
전지 케이스에 상기 스택 및 전해액을 배치하는 단계를 더 포함하는 단위 셀의 제조 방법. - 제22항에서,
상기 제1, 2 분리막 각각의 주변 영역은 상기 제1, 2 분리막 각각의 둘레 주위로 연장되어, 상기 주변 영역 각각이 상기 제1, 2 분리막 각각의 접합 영역을 둘러싸는 단위 셀의 제조 방법. - 제22항에서,
상기 제1 접착제의 전단 강도는 0.15MPa 이상 0.5MPa 이하이고, 상기 제2 접착제의 전단 강도는 0.15MPa 이상 3.5MPa 이하인 단위 셀의 제조 방법. - 제22항에서,
상기 제2 접착제의 전단 강도는 1.5MPa 이상 3.5MPa 이하인 단위 셀의 제조 방법. - 제22항에서,
상기 제1 접착제의 점도는 상기 제2 접착제의 점도 이하인 단위 셀의 제조 방법. - 제28항에서,
상기 제1 접착제의 점도는 50cP@150℃ 이상 내지 120cP@150℃ 이하이고,
상기 제2 접착부의 점도는 50cP@150℃ 이상 내지 12000cP@150℃ 이하인 단위 셀의 제조 방법. - 제29항에서,
상기 제2 접착제의 점도는 800cP@150℃ 이상 내지 12000cP@150℃ 이하인 단위 셀의 제조 방법. - 제22항에서,
상기 제1 접착제의 두께는 상기 전극의 두께보다 얇고,
상기 제2 접착부의 두께는 상기 전극의 두께와 동일하거나 이보다 작은 단위 셀의 제조 방법. - 제31항에서,
상기 제1 접착제의 두께는 상기 전극의 두께 대비 0.01% 이상 내지 10% 이하이고,
상기 제2 접착제의 두께는 상기 전극의 두께 대비 90% 이상 100% 이하인 단위 셀의 제조 방법. - 제22항에서,
상기 제1 접착제의 접착 강도는 상기 제2 접착제의 접착 강도 이상인 단위 셀의 제조 방법. - 제33항에서,
상기 제1 접착제의 접착력은 50gf/mm2 이상 100 gf/mm2 이하이고,
상기 제2 접착제의 접착력은 20gf/mm2 이상 100 gf/mm2 이하인 단위 셀의 제조 방법. - 제22항에서,
상기 제1, 2 분리막의 주변 영역에 적용된 상기 제2 접착제의 폭은, 상기 제2 접착제가 도포되는 주변 영역의 폭보다 작은 단위 셀의 제조 방법. - 제22항에서,
상기 제1 접착제 및 상기 제2 접착제는 서로 이격된 각각의 도트 패턴으로 각각 도포되는 단위 셀의 제조 방법. - 제36항에서,
상기 제2 접착제의 도트 패턴에서 도트 각각은 상기 제1, 2 분리막 각각의 주변 영역의 폭보다 작은 직경을 갖는 단위 셀의 제조 방법. - 제36항에서,
상기 제1 접착제의 도트 패턴에서 도트는 행과 열의 격자로 배열되는 단위 셀의 제조 방법. - 제22항에서,
상기 제1 접착제는 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA)계 물질, 아크릴계 물질, 및 에폭시계 물질 중 적어도 하나로 이루어지고, 상기 제2 접착제는 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA)계 물질, 아크릴계 물질, 에폭시계 물질, 폴리 올레핀계 물질, 고무(Rubber)계 물질, 폴리아미드계 물질, 및 폴리우레탄계 물질 중 적어도 하나로 이루어지는 단위 셀의 제조 방법. - 제39항에서,
상기 제2 접착제는 폴리 올레핀계 물질, 고무(Rubber)계 물질, 폴리아미드계 물질, 및 폴리우레탄계 물질 중 적어도 하나로 이루어지는 단위 셀의 제조 방법.
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| EP22811499.7A EP4199235A1 (en) | 2021-05-24 | 2022-04-27 | Unit cell and battery cell including same |
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| US17/751,004 US20220376358A1 (en) | 2021-05-24 | 2022-05-23 | Unit Cell And Battery Cell Including The Same |
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| KR20180080908A (ko) * | 2017-01-05 | 2018-07-13 | 주식회사 엘지화학 | 전극 조립체 |
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| KR102607283B1 (ko) | 2023-11-29 |
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