KR20230004038A - Electrode assembly with improved safety, and secondary battery including the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an electrode assembly with improved safety and a secondary battery including the same. An electrode assembly with improved structural safety by forming an insulating coating layer along two sides adjacent to a side on which an electrode tab is formed in the electrode, and a secondary battery including the same can be provided.

Description

안전성이 향상된 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지{ELECTRODE ASSEMBLY WITH IMPROVED SAFETY, AND SECONDARY BATTERY INCLUDING THE SAME}Electrode assembly with improved safety and secondary battery including the same

본 발명은 안전성이 향상된 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode assembly with improved safety and a secondary battery including the same.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차전지에 대한 연구가 행해지고 있다.As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing, and accordingly, research on secondary batteries that can meet various needs is being conducted.

대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용할 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀고, 방전 전압, 출력 안전성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.Typically, in terms of battery shape, demand for prismatic secondary batteries and pouch-type secondary batteries, which can be applied to products such as mobile phones with a thin thickness, is high, and in terms of materials, advantages such as high energy density, discharge voltage, and output safety are high. There is a high demand for lithium secondary batteries such as lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries.

이러한 이차전지는, 그것의 형상에 따라 원통형 전지 셀, 각형 전지 셀, 파우치형 전지 셀 등으로 구분할 수 있다. 그 중에서도 높은 집적도로 적층할 수 있고, 중량당 에너지 밀도가 높으며, 저렴하고 변형이 용이한 파우치형 전지 셀이 많은 관심을 모으고 있다.These secondary batteries can be classified into cylindrical battery cells, prismatic battery cells, pouch-type battery cells, and the like, depending on their shapes. Among them, a pouch type battery cell that can be stacked with a high degree of integration, has a high energy density per weight, and is inexpensive and easily deformable has attracted much attention.

전지 셀은 전지 케이스 내부에 양극, 음극 및 이들 사이에 배치되는 분리막으로 이루어진 전극 조립체가 내장되어 구성된다. 그러나, 전지 셀은 외부 충격 시 양극이나 음극과 같은 전극판들이 변형될 수 있고, 이러한 전극판 변형은 전지 셀의 발화나 폭발을 유발하는 일차적 원인이 된다. 이에 따라, 외부 충격에 대한 강성이 전지 셀의 품질 판단에 주요한 인자로 인식되고 있다.A battery cell is constructed by embedding an electrode assembly composed of a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed therebetween in a battery case. However, electrode plates such as positive and negative electrodes of a battery cell may be deformed upon external impact, and such electrode plate deformation is a primary cause of ignition or explosion of the battery cell. Accordingly, stiffness against external impact is recognized as a major factor in determining the quality of a battery cell.

도 1은 전지 셀의 충돌 시험 과정을 모식적으로 보여주는 도면이며, 도 2는 전지 셀의 충돌 시험 후, 전지 셀의 외관을 촬영한 사진을 도식화한 도면이다. 도 1을 참조하면, 전지 셀(1)에 대한 충돌 시험은 전지 셀(1)을 고정 시킨 상태에서 소정의 무게를 가지는 물체를 특정 높이에서 낙하시켜 전지 셀(1)에 충격(impact)을 가하는 방식으로 수행된다. 구체적으로, 상기 전지 셀(1)의 충돌 시험은 전지 셀(1)의 전면(wide sides)과 측면(narrow sides)에 대한 시험으로, 약 61cm 높이에서 무게 9.1 kg 의 물체를 전지 셀에 떨어트려 충격을 가하고, 발화 여부에 따라서 안전성 여부를 확인한다.1 is a diagram schematically showing a collision test process of a battery cell, and FIG. 2 is a diagram illustrating a photograph of the appearance of a battery cell after a collision test of the battery cell. Referring to FIG. 1, the collision test for the battery cell 1 is performed by dropping an object having a predetermined weight from a specific height in a state in which the battery cell 1 is fixed to impact the battery cell 1. carried out in a way Specifically, the crash test of the battery cell 1 is a test on the front (wide sides) and the side (narrow sides) of the battery cell 1, by dropping an object weighing 9.1 kg from a height of about 61 cm onto the battery cell. Apply a shock and check whether it is safe according to whether it ignites.

도 2를 참조하면, 종래의 파우치형 전지 셀의 전면(wide sides)에 충격을 가하는 시험을 수행하였을 때, 전지 셀(1)의 사이드부가 내부 보다 큰 변형이 있는 것을 확인할 수 있다. 이는, 전지 셀(1)의 사이드부가 내측 보다 안정성이 취약한 것을 의미한다.Referring to FIG. 2 , when a test is performed in which an impact is applied to the front (wide sides) of a conventional pouch-type battery cell, it can be seen that the side portion of the battery cell 1 has a greater deformation than the inside. This means that the stability of the side part of the battery cell 1 is weaker than that of the inner part.

특히, 전지 셀(1)의 사이드부는 외부 충격에 의하여 분리막이 찢어질 수 있으며, 이러한 경우, 양극과 음극이 접촉되어 단락이 발생할 위험성이 있다. 뿐만 아니라, 과충전, 외부 단락, 침상(nail) 관통, 국부적 손상(local crush) 등에 의해 짧은 시간 내에 큰 전류가 흐르게 될 경우에도 발열에 의한 전지가 가열되면서 발화/폭발의 위험성이 있다.In particular, the side portion of the battery cell 1 may tear the separator due to external impact, and in this case, there is a risk of short-circuiting due to contact between the positive electrode and the negative electrode. In addition, even when a large current flows within a short time due to overcharging, external short circuit, nail penetration, local crush, etc., the battery is heated due to heat generation and there is a risk of ignition/explosion.

한편, 종래에 전지 셀의 외부 충격 또는 고온 하에서 전극의 단락 가능성을 낮추기 위하여 전극 탭 상에 소정의 크기로 절연 테이프를 부착하거나, 절연 코팅층을 형성하는 등 다양한 방법이 시도되어 왔다.Meanwhile, various methods such as attaching an insulating tape in a predetermined size on an electrode tab or forming an insulating coating layer have been conventionally attempted to reduce the possibility of short circuit of an electrode under an external shock or high temperature of a battery cell.

그러나, 전지 셀의 사이드 부 변형 방지를 위한 기술은 없는 바, 전지 셀의 사이드 부의 변형 등을 방지하고, 안전성을 향상시킬 수 있는 전극 조립체의 기술 개발이 필요한 실정이다.However, since there is no technology for preventing deformation of the side portion of the battery cell, there is a need to develop technology for an electrode assembly capable of preventing deformation of the side portion of the battery cell and improving safety.

대한민국 등록특허 제10-1768195호Republic of Korea Patent No. 10-1768195

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 안전성이 향상된 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an electrode assembly with improved safety and a secondary battery including the same.

본 발명은 안전성이 향상된 전극 조립체에 관한 것이다. 하나의 예에서, 본 발명은 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 위치하는 분리막을 포함하는 전극 조립체에 관한 것으로, 상기 양극 및 음극은, 집전체 및 집전체의 일면 또는 양면에 형성된 합제층을 포함하되, 집전체로부터 연장된 전극 탭이 형성된 구조이다. 이때, 상기 양극 및 음극 중 하나 이상의 전극은 합제층이 형성된 면에 절연 코팅부를 포함하며, 구체적인 예에서, 상기 절연 코팅부는, 전극 탭이 형성된 변과 인접하는 두 변을 따라 형성된 구조일 수 있다.The present invention relates to an electrode assembly with improved safety. In one example, the present invention relates to an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator positioned between the positive electrode and the negative electrode, wherein the positive electrode and the negative electrode include a current collector and a mixture layer formed on one or both surfaces of the current collector. Including, but a structure in which an electrode tab extending from the current collector is formed. At this time, at least one electrode of the positive electrode and the negative electrode includes an insulating coating part on a surface on which the mixture layer is formed, and in a specific example, the insulating coating part may have a structure formed along two sides adjacent to a side on which the electrode tab is formed.

하나의 예에서, 양극 및 음극은, 합제층이 형성된 유지부와 합제층이 형성되지 않는 무지부를 포함하며, 상기 절연 코팅부는, 무지부에 코팅된 구조일 수 있다.In one example, the positive electrode and the negative electrode may include a holding portion on which the mixture layer is formed and a non-coated portion on which the mixture layer is not formed, and the insulating coating portion may have a structure coated on the uncoated portion.

다른 하나의 예에서, 상기 절연 코팅부는, 유지부에 코팅된 구조일 수 있다.In another example, the insulating coating part may have a structure coated on a holding part.

또 다른 하나의 예에서, 상기 절연 코팅부는, 유지부와 무지부가 오버랩된 영역에 코팅된 구조일 수 있다.In another example, the insulating coating part may have a structure in which the holding part and the uncoated part are coated in an overlapping region.

또 다른 하나의 예에서, 상기 절연 코팅부는, 유지부; 무지부; 또는 유지부와 무지부가 오버랩된 영역에 코팅되되, 무지부의 단부에 코팅된 구조일 수 있다.In another example, the insulating coating unit may include a holding unit; ignorance; Alternatively, a structure in which the holding portion and the uncoated portion are coated on an overlapping region and coated on an end portion of the uncoated portion may be provided.

또한, 본 발명에 따른 전극 조립체에서 각 절연 코팅부의 폭길이(W1)는, 전극의 폭길이(W2)를 기준으로 15% 이하의 영역에 형성된 구조일 수 있다.In addition, in the electrode assembly according to the present invention, the width W1 of each insulating coating part may be formed in an area of 15% or less based on the width W2 of the electrode.

아울러, 본 발명에 따른 전극 조립체에서, 절연 코팅부를 포함하는 양극 및 음극 중 하나 이상의 전극은 분리막과 적층될 때, 절연 코팅부가 분리막과 맞닿은 상태로 적층이 이루어지는 구조일 수 있다.In addition, in the electrode assembly according to the present invention, when one or more of the positive and negative electrodes including the insulating coating are stacked with the separator, the insulating coating may be stacked in a state in contact with the separator.

하나의 예에서, 절연 코팅부는 절연 테이프일 수 있으며, 또는 바인더 고분자 및 무기입자의 혼합물일 수 있다.In one example, the insulating coating may be an insulating tape, or may be a mixture of a binder polymer and inorganic particles.

구체적인 예에서, 상기 바인더 고분자는 폴리비닐리덴플루오라이드, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴로니트릴-부타디엔 러버, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 러버, 아크릴 고무, 부틸고무, 불소고무, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리 에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌프로필렌공중합체, 폴리에틸렌옥시드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에피크로로히드린, 폴리포스파젠, 폴리아크릴로니트릴, 폴리스틸렌, 에틸렌프로필렌디엔공중합체, 폴리비닐피리딘, 클로로설폰화폴리에틸렌, 라텍스, 폴리에스테르수지, 아크릴수지, 페놀수지, 에폭시 수지, 폴리비닐알콜, 하이드록시프로필메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로오스 및 디아세틸셀룰로오스로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.In specific examples, the binder polymer is polyvinylidene fluoride, styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene-styrene rubber, acrylic rubber, butyl rubber, fluorine Rubber, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene propylene copolymer, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyepicrohydrin, polyphosphazene, polyacrylonitrile, polystyrene, ethylene propylene from the group consisting of diene copolymer, polyvinylpyridine, chlorosulfonated polyethylene, latex, polyester resin, acrylic resin, phenolic resin, epoxy resin, polyvinyl alcohol, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxypropylcellulose and diacetylcellulose It may be one or more selected species.

아울러, 상기 무기입자는, 알루미나(Al2O3), 보헤마이트(AlOOH), 실리카(SiO2), 이산화티탄(TiO2), 수산화 알루미늄(Al(OH)3), 산화 마그네슘(MgO), 수산화 마그네슘(Mg(OH)2, 산화아연(ZnO), 티탄산바륨(BaTiO), 알루미늄 나이트라이드(AIN), 보론 나이트라이드(BN), 실리콘 카바이드(SiC), 베릴륨 옥사이드(BeO), 질산칼륨(KNO3) 및 제1 인산암모늄(NH4H2PO4)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.In addition, the inorganic particles may include alumina (Al 2 O 3 ), boehmite (AlOOH), silica (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), aluminum hydroxide (Al(OH) 3 ), magnesium oxide (MgO), Magnesium hydroxide (Mg(OH) 2 , zinc oxide (ZnO), barium titanate (BaTiO), aluminum nitride (AIN), boron nitride (BN), silicon carbide (SiC), beryllium oxide (BeO), potassium nitrate ( KNO 3 ) and monobasic ammonium phosphate (NH 4 H 2 PO 4 ) may be at least one selected from the group consisting of.

본 발명은 앞서 설명한 전극 조립체를 포함하는 이차전지를 제공한다. 구체적인 예에서, 본 발명에 따른 이차전지는 상기 전극 조립체가 파우치에 내장되는 구조일 수 있다.The present invention provides a secondary battery including the electrode assembly described above. In a specific example, the secondary battery according to the present invention may have a structure in which the electrode assembly is embedded in a pouch.

구체적인 예에서, 상기 전극 조립체는 모노셀(mono-cell), 및 바이셀(bi-cell)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.In a specific example, the electrode assembly may include at least one selected from the group consisting of a mono-cell and a bi-cell.

나아가, 상기 전극 조립체는, 스택형 또는 스택/폴딩형일 수 있다.Furthermore, the electrode assembly may be of a stack type or a stack/folding type.

본 발명의 안전성이 향상된 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지에 따르면, 전극에서 전극 탭이 형성된 변과 인접하는 두 변을 따라 절연 코팅부을 형성하여 구조적으로 안전성이 향상된 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지를 제공할 수 있다.According to the electrode assembly with improved safety and the secondary battery including the same of the present invention, the electrode assembly with improved structural safety by forming an insulating coating along two sides adjacent to the side on which the electrode tab is formed and the secondary battery including the same can provide

아울러, 전극의 사이드 영역에 손상이 발생 하더라도, 전극의 절연 코팅부에 의하여 단락(short) 발생 등을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, even if damage occurs in the side region of the electrode, there is an effect of preventing a short circuit or the like by the insulating coating portion of the electrode.

도 1은 전지 셀의 충돌 시험 과정을 모식적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 전지 셀의 충돌 시험 후, 전지 셀의 외관을 촬영한 사진을 도식화한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 전극 조립체의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전극 조립체의 정면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 절연 코팅부가 형성된 전극의 사시도이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 절연 코팅부가 형성된 전극의 단면도(A-A') 이다.1 is a diagram schematically showing a crash test process of a battery cell.
2 is a diagram illustrating a photograph of the appearance of a battery cell after a collision test of the battery cell.
3 is an exploded perspective view of an electrode assembly according to the present invention.
4 is a front view of an electrode assembly according to the present invention.
5 is a perspective view of an electrode formed with an insulating coating according to the present invention.
6 to 9 are cross-sectional views (A-A') of an electrode formed with an insulating coating according to the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.Since the present invention can have various changes and various embodiments, specific embodiments will be described in detail in the detailed description.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present invention, the term "comprises" or "has" is intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

또한, 본 발명에서, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 기재된 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 기재된 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐만 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.Further, in the present invention, when a part such as a layer, film, region, plate, etc. is described as being “on” another part, this includes not only the case where it is “directly on” the other part, but also the case where another part is present in the middle thereof. . Conversely, when a part such as a layer, film, region, plate, or the like is described as being “under” another part, this includes not only being “directly under” the other part, but also the case where there is another part in the middle. In addition, in the present application, being disposed "on" may include the case of being disposed not only on the upper part but also on the lower part.

이하, 도면을 통해 본 발명에 따른 안전성이 향상된 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지를 상세하게 설명한다.Hereinafter, an electrode assembly with improved safety according to the present invention and a secondary battery including the same will be described in detail through the drawings.

[제1 실시형태][First Embodiment]

도 3은 본 발명에 따른 전극 조립체의 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 전극 조립체의 정면도이다. 도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 전극 조립체(100)는 양극(1111), 음극(1112), 및 양극(1111)과 음극(1112) 사이에 위치하는 분리막(120)을 포함하여 구성된다. 구체적으로, 상기 양극(1111) 및 음극(1112)은 집전체(111) 및 집전체(111)의 일면 또는 양면에 형성된 합제층(112)을 포함하며, 집전체(111)로부터 연장된 전극 탭(114)이 형성된 구조일 수 있다. 한편, 도면에서 전극(110)은 집전체(111)의 양면에 합제층(112)이 형성되도록 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.3 is an exploded perspective view of an electrode assembly according to the present invention, and FIG. 4 is a front view of the electrode assembly according to the present invention. 3 to 4, the electrode assembly 100 according to the present invention includes a positive electrode 1111, a negative electrode 1112, and a separator 120 positioned between the positive electrode 1111 and the negative electrode 1112, It consists of Specifically, the positive electrode 1111 and the negative electrode 1112 include a current collector 111 and a mixture layer 112 formed on one or both surfaces of the current collector 111, and electrode tabs extending from the current collector 111. (114) may be formed. Meanwhile, in the drawing, the electrode 110 is illustrated such that the mixture layer 112 is formed on both sides of the current collector 111, but is not limited thereto.

이때, 상기 양극(1111) 및 음극(1112) 중 하나 이상의 전극(110)은 합제층(112)이 형성된 면에 절연 코팅부(113)를 포함하여 구성된다. At this time, at least one electrode 110 of the positive electrode 1111 and the negative electrode 1112 includes an insulating coating part 113 on the surface on which the mixture layer 112 is formed.

구체적으로, 상기 절연 코팅부(113)는 전극 탭(114)이 형성된 변과 인접하는 두 변을 따라 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 절연 코팅부(113)는 양극(1111) 및 음극(1112) 중 하나 이상의 전극(110)의 사이드 영역에 형성되어, 전극 조립체(100)의 안전성을 향상시킬 수 있다. 한편, 도면에는 양극(1111)과 음극(1112)의 사이드 영역에 절연 코팅부(113)가 형성되도록 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 절연 코팅부(113)는 양극(1111) 및 음극(1112) 중 하나에만 형성될 수도 있다. Specifically, the insulating coating portion 113 may be formed along two sides adjacent to the side where the electrode tab 114 is formed. More specifically, the insulating coating portion 113 may be formed on a side region of at least one electrode 110 of the anode 1111 and the cathode 1112 to improve the safety of the electrode assembly 100 . Meanwhile, although the drawing shows that the insulating coating portion 113 is formed on the side regions of the anode 1111 and the cathode 1112, it is not limited thereto. For example, the insulating coating portion 113 may be formed only on one of the anode 1111 and the cathode 1112 .

한편, 종래에는 전지 셀의 외부 충격 또는 고온 하에서 전극(110)의 단락 가능성을 낮추기 위하여 전극 탭(114) 부분에 절연 테이프 또는 절연 코팅층을 형성하는 방법이 시도되었다. 그러나, 전지 셀의 외부 충격에 의하여 사이드 영역의 변형 또는 분리막 찢김에 의해서 전극(110)의 단락이 발생하는 문제가 있었다. 특히, 파우치형 전지 셀은 에너지 밀도를 높이기 위하여 전극(110)의 길이를 길게 제조하는데, 이러한 경우, 전극 탭(114) 영역 보다는 사이드 영역이 구조적으로 안정성이 취약할 수 있다. 이에, 본 발명은 전지 셀의 구조적 안정성을 향상시키기 위하여 양극(1111) 및 음극(1112) 중 하나 이상의 전극(110)의 사이드 영역에 절연 코팅부(113)가 형성된 구조의 전극 조립체(100)를 제공한다.Meanwhile, conventionally, a method of forming an insulating tape or an insulating coating layer on the electrode tab 114 has been attempted to reduce the possibility of a short circuit of the electrode 110 under external impact or high temperature of the battery cell. However, there is a problem in that the electrode 110 is short-circuited due to deformation of the side region or tearing of the separator due to external impact of the battery cell. In particular, in the pouch-type battery cell, the length of the electrode 110 is made long in order to increase the energy density. In this case, the side region may be structurally less stable than the electrode tab 114 region. Accordingly, the present invention provides an electrode assembly 100 having a structure in which an insulating coating portion 113 is formed on the side region of one or more electrodes 110 of the positive electrode 1111 and the negative electrode 1112 in order to improve the structural stability of the battery cell. to provide.

본 발명에 따른 전극 조립체(100)는 전극(110)의 사이드 영역 또는 분리막(120)의 사이드 영역에 손상이 발생 하더라도, 상기 절연 코팅부(113)에 의하여 단락(short) 발생 등을 방지할 수 있는 효과가 있다. 여기서, "사이드 영역" 이라 함은, 파우치형 이차전지에서 길이 방향을 따른 양측을 의미하는 것으로, 전극 탭(114)이 형성된 변과 인접하는 두 변을 의미할 수 있다. 구체적으로, 전극(110)에서 전극 탭(114)이 형성된 변과 직교하는 두 변을 의미할 수 있다.In the electrode assembly 100 according to the present invention, even if damage occurs to the side region of the electrode 110 or the side region of the separator 120, the insulating coating portion 113 can prevent a short circuit or the like from occurring. There is an effect. Here, the term "side region" means both sides along the longitudinal direction of the pouch-type secondary battery, and may mean two sides adjacent to the side where the electrode tab 114 is formed. Specifically, it may mean two sides orthogonal to the side on which the electrode tab 114 is formed in the electrode 110 .

상기 절연 코팅부(113)를 포함하는 양극(1111) 및 음극(1112) 중 하나 이상의 전극(110)은 분리막(120)과 적층될 때, 절연 코팅부(113)가 분리막(120)과 맞닿은 상태로 적층이 이루어질 수 있다. 상기 절연 코팅부(113)를 포함하는 전극(110)은 분리막(120)과 직접적으로 맞닿아, 상기 절연 코팅부(113)와 분리막(120)은 서로 접착될 수 있으며, 이에 따라, 전극 조립체(100)의 강도가 높아질 수 있으며, 분리막(120)의 손상을 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 절연 코팅부(113)는 분리막(120)의 수축이 발생하더라도, 상기 절연 코팅부(113)를 포함하는 전극(110)은 분리막(120)과 직접적으로 맞닿아, 대전류가 흐름으로써 순간적으로 발생하는 하드 쇼트(hard short)를 방지할 수 있다.When at least one electrode 110 of the positive electrode 1111 and the negative electrode 1112 including the insulating coating portion 113 is stacked with the separator 120, the insulating coating portion 113 is in contact with the separator 120. Lamination can be made with The electrode 110 including the insulating coating part 113 directly comes into contact with the separator 120, so that the insulating coating part 113 and the separator 120 can be adhered to each other. Accordingly, the electrode assembly ( The strength of 100 may be increased, and damage to the separator 120 may be prevented. In addition, even if shrinkage of the separator 120 occurs in the insulating coating part 113, the electrode 110 including the insulating coating part 113 is in direct contact with the separator 120, and a large current flows. Instantaneous hard shorts can be prevented.

상기 분리막(120)은 양극(1111)과 음극(1112) 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용될 수 있다. 분리막(120)은 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않으나, 구체적으로는, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌; 유리섬유; 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용될 수 있으며, 경우에 따라서는, 상기 시트나 부직포와 같은 다공성 고분자 기재에 무기물 입자/유기물 입자가 유기 바인더 고분자에 의해 코팅된 복합 분리막(120)이 사용될 수도 있다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다. 아울러, 상기 분리막의 기공 직경은 평균 0.01~10 ㎛이고, 두께는 평균 5~300 ㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 분리막(120)은 폴리비닐리덴플루라이드(PVdF) 또는 스티렌부타디엔러버(SBR) 과 같은 유기 바인더 고분자에 의해 코팅된 복합 분리막이 사용될 수 있다. 이러한 경우, 앞서 설명한 전극(110)의 절연 코팅부(113)와 보다 용이하게 접착되어 전극 조립체(100)의 안전성을 향상시킬 수 있다.The separator 120 is interposed between the anode 1111 and the cathode 1112, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength may be used. Separator 120 is not particularly limited as long as it is commonly used in the art, but specifically, chemical resistant and hydrophobic polypropylene; glass fiber; Alternatively, a sheet or non-woven fabric made of polyethylene may be used. In some cases, a composite separator 120 in which inorganic particles/organic particles are coated with an organic binder polymer on a porous polymer substrate such as the sheet or non-woven fabric may be used. there is. When a solid electrolyte such as a polymer is used as the electrolyte, the solid electrolyte may serve as a separator. In addition, the separator may have an average pore diameter of 0.01 to 10 μm and an average thickness of 5 to 300 μm. For example, the separator 120 may be a composite separator coated with an organic binder polymer such as polyvinylidene fluoride (PVdF) or styrene butadiene rubber (SBR). In this case, it is more easily adhered to the insulating coating portion 113 of the electrode 110 described above, and the safety of the electrode assembly 100 can be improved.

상기 전극(110)에서 절연 코팅부(113)는 절연 테이프가 부착되어 있는 구조일 수 있으며, 또는 절연 물질이 도포되어 있는 구조일 수 있다.In the electrode 110, the insulating coating portion 113 may have a structure to which an insulating tape is attached, or a structure to which an insulating material is applied.

하나의 예에서, 상기 절연 코팅부(113)는 절연 테이프일 수 있다. 예를 들어, 상기 절연 테이프는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate) 또는 폴리이미드(Polyimide) 소재일 수 있다.In one example, the insulating coating part 113 may be an insulating tape. For example, the insulating tape may be made of polyethylene terephthalate or polyimide.

다른 하나의 예에서, 상기 전극(110)에 절연 물질이 도포되는 경우, 상기 절연 물질은 바인더 고분자 및 무기입자의 혼합물일 수 있다. 특히, 상기 바인더 고분자에 무기입자를 혼합한 절연 물질을 사용함으로써, 절연 코팅부(113)의 인장 강도 및 충격 강도가 우수한 절연 코팅부(113)를 제공할 수 있다.In another example, when an insulating material is applied to the electrode 110, the insulating material may be a mixture of a binder polymer and inorganic particles. In particular, by using an insulating material in which inorganic particles are mixed with the binder polymer, the insulating coating part 113 having excellent tensile strength and impact strength of the insulating coating part 113 can be provided.

구체적인 예에서, 상기 바인더 고분자는 폴리비닐리덴플루오라이드, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴로니트릴-부타디엔 러버, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 러버, 아크릴 고무, 부틸고무, 불소고무, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리 에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌프로필렌공중합체, 폴리에틸렌옥시드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에피크로로히드린, 폴리포스파젠, 폴리아크릴로니트릴, 폴리스틸렌, 에틸렌프로필렌디엔공중합체, 폴리비닐피리딘, 클로로설폰화폴리에틸렌, 라텍스, 폴리에스테르수지, 아크릴수지, 페놀수지, 에폭시 수지, 폴리비닐알콜, 하이드록시프로필메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로오스 및 디아세틸셀룰로오스로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 또는 폴리비닐리덴플루오라이드, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴로니트릴-부타디엔 러버, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 러버, 아크릴 고무, 부틸고무, 불소고무 및 폴리테트라플루오로에틸렌1종 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 바인더 고분자는 폴리비닐리덴플루오라이드일 수 있다.In specific examples, the binder polymer is polyvinylidene fluoride, styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene-styrene rubber, acrylic rubber, butyl rubber, fluorine Rubber, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene propylene copolymer, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyepicrohydrin, polyphosphazene, polyacrylonitrile, polystyrene, ethylene propylene from the group consisting of diene copolymer, polyvinylpyridine, chlorosulfonated polyethylene, latex, polyester resin, acrylic resin, phenolic resin, epoxy resin, polyvinyl alcohol, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxypropylcellulose and diacetylcellulose It may be one or more selected species. or polyvinylidene fluoride, styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene-styrene rubber, acrylic rubber, butyl rubber, fluororubber and polytetrafluoroethylene It may be one or more. For example, the binder polymer may be polyvinylidene fluoride.

아울러, 상기 무기입자는 알루미나(Al2O3), 보헤마이트(AlOOH), 실리카(SiO2), 이산화티탄(TiO2), 수산화 알루미늄(Al(OH)3), 산화 마그네슘(MgO), 수산화 마그네슘(Mg(OH)2, 산화아연(ZnO), 티탄산바륨(BaTiO), 알루미늄 나이트라이드(AIN), 보론 나이트라이드(BN), 실리콘 카바이드(SiC), 베릴륨 옥사이드(BeO), 질산칼륨(KNO3) 및 제1 인산암모늄(NH4H2PO4)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 구체적으로, 알루미나(Al2O3), 보헤마이트(AlOOH), 실리카(SiO2)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. In addition, the inorganic particles include alumina (Al 2 O 3 ), boehmite (AlOOH), silica (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), aluminum hydroxide (Al(OH) 3 ), magnesium oxide (MgO), hydroxide Magnesium (Mg(OH) 2 , Zinc Oxide (ZnO), Barium Titanate (BaTiO), Aluminum Nitride (AIN), Boron Nitride (BN), Silicon Carbide (SiC), Beryllium Oxide (BeO), Potassium Nitrate (KNO) 3 ) and monobasic ammonium phosphate (NH 4 H 2 PO 4 ), and may be at least one selected from the group consisting of, specifically, alumina (Al 2 O 3 ), boehmite (AlOOH), and silica (SiO 2 ). It may be one or more selected from the group consisting of.

나아가, 상기 무기입자는 질산칼륨(KNO3) 및 제1 인산암모늄(NH4H2PO4)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 예컨대, 무기입자로 질산칼륨(KNO3) 및 제1 인산암모늄(NH4H2PO4)을 사용하는 경우, 전지 셀의 발화 또는 폭발 시, 열 전화 등을 지연시킬 수 있는 효과가 있다. Furthermore, the inorganic particles may be at least one selected from the group consisting of potassium nitrate (KNO 3 ) and monobasic ammonium phosphate (NH 4 H 2 PO 4 ). For example, when potassium nitrate (KNO 3 ) and monobasic ammonium phosphate (NH 4 H 2 PO 4 ) are used as inorganic particles, there is an effect of delaying thermal conversion when a battery cell ignites or explodes.

상기 무기입자는 평균입경 0.001㎛-100㎛, 0.01㎛-70㎛, 또는 1㎛-50㎛ 범위일 수 있다. 만일 무기입자의 입경이 상기 범위에서 하한치 미만인 경우, 무기입자간 응력이 증가하여 입자들이 뭉쳐질 수 있으며, 고분자 바인더 내에 균일하게 분산되기 어려울 수 있으며, 상한치를 초과하는 경우, 고분자 바인더와 혼합되지 않고, 무기입자의 침강이 일어나, 균일한 상태의 절연 코팅부(113)를 형성하기 어려울 수 있다.The inorganic particles may have an average particle diameter ranging from 0.001 μm to 100 μm, 0.01 μm to 70 μm, or 1 μm to 50 μm. If the particle diameter of the inorganic particles is less than the lower limit in the above range, the stress between the inorganic particles may increase and the particles may be agglomerated, and it may be difficult to uniformly disperse in the polymer binder. , sedimentation of inorganic particles may occur, and it may be difficult to form a uniform insulating coating portion 113 .

상기 바인더 고분자와 무기물 입자의 중량비는 1:99 내지 50:50 범위일 수 있으며, 또는 5:95 내지 30:70 범위일 수 있다. 한편, 상기 바인더 고분자의 함량 비가 너무 많은 경우에는 분리막의 기공 크기 및 기공도 등이 감소될 수 있으며, 무기물 입자의 함량이 너무 많은 경우에는 바인더 고분자의 함량이 적기 때문에 분리막(120)과의 접착력이 약화될 수 있다.The weight ratio of the binder polymer to the inorganic particles may range from 1:99 to 50:50, or from 5:95 to 30:70. On the other hand, when the content ratio of the binder polymer is too high, the pore size and porosity of the separator may be reduced, and when the content of inorganic particles is too large, the adhesive strength with the separator 120 is reduced because the content of the binder polymer is small. may be weakened.

상기 고분자 바인더 및 무기입자의 혼합물은 필요에 따라 물, 글리세롤, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디메틸 술폭시드, 디메틸 포름아미드, 아세토니트릴, 에틸렌 카보네이트, 퍼푸릴 알코올 및 메탄올로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 용매를 포함할 수 있다. 이 때, 용매 100 중량부에 대한 고형분의 함량은 1 내지 50 중량부, 또는 5 내지 40 중량부, 또는 10 내지 40 중량부일 수 있다.The mixture of the polymeric binder and the inorganic particles is one or two or more solvents selected from water, glycerol, ethylene glycol, propylene glycol, dimethyl sulfoxide, dimethyl formamide, acetonitrile, ethylene carbonate, furfuryl alcohol, and methanol, if necessary. can include At this time, the solid content with respect to 100 parts by weight of the solvent may be 1 to 50 parts by weight, or 5 to 40 parts by weight, or 10 to 40 parts by weight.

상기 절연 코팅부(113)의 형성방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 딥핑(dipping)법, 딥 절연 코팅(deep coating)법, 분사절연 코팅(spray coating)법, 스핀절연 코팅(spin coating)법, 롤절연 코팅(roll coating)법, 다이절연 코팅(die coating)법, 롤 코트(roll court)법, 그라비아 인쇄법, 또는 바 코트(bar court) 등의 방식으로 실시할 수 있고, 바람직하게는 분사절연 코팅법으로 실시할 수 있다.The method of forming the insulating coating portion 113 is not particularly limited, but examples include a dipping method, a deep coating method, a spray coating method, and a spin coating method. ) method, a roll coating method, a die coating method, a roll court method, a gravure printing method, or a bar court method, and the like, preferably Preferably, it can be carried out by a spray insulating coating method.

한편, 상기 절연 코팅부(113)의 두께는 0.2 ㎛ 내지 100 ㎛의 범위에서 정해질 수 있으며, 상세하게는, 0.2 ㎛ 내지 50 ㎛일 수 있고, 더욱 상세하게는, 0.5 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있다. 상기 코팅부의 두께가 너무 얇은 경우에는 절연 코팅부의 도포로 인하여 안전성을 향상시키기 위한 효과를 기대하기 어려울 수 있다.Meanwhile, the thickness of the insulating coating portion 113 may be determined in the range of 0.2 μm to 100 μm, specifically, 0.2 μm to 50 μm, and more specifically, 0.5 μm to 30 μm. there is. When the thickness of the coating portion is too thin, it may be difficult to expect an effect for improving safety due to application of the insulating coating portion.

도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 절연 코팅부가 형성된 전극의 사시도이다. 도 5를 참조하면, 상기 전극(110)은 전극 탭(114)이 형성된 변과 인접하는 두 변을 따라 절연 코팅부(113)가 형성된 구조를 갖는다. 즉, 상기 절연 코팅부(113)는 전극(110)의 길이 방향을 따라 사이드 영역에 형성될 수 있다.5 is a perspective view of an electrode formed with an insulating coating according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5 , the electrode 110 has a structure in which an insulating coating portion 113 is formed along two sides adjacent to the side on which the electrode tab 114 is formed. That is, the insulating coating portion 113 may be formed on a side region along the length direction of the electrode 110 .

이때, 상기 각 절연 코팅부의 폭길이(W1)는, 전극의 폭길이(W2)를 기준으로 15% 이하 영역에 형성될 수 있다. 구체적으로, 각 절연 코팅부(113)의 폭길이(W1)는 전극(110)의 폭길이(W2)를 기준으로 1%~15%; 2%~14%; 4%~13%; 6%~12%; 8%~11%; 또는 9%~10% 범위일 수 있다. 만일, 각 절연 코팅부(113)의 폭길이(W1)가 전극(110)의 폭길이(W2) 기준 상기 범위의 하한치 미만인 경우, 전극(110) 상에 형성된 절연 코팅부(113)의 폭이 너무 작아 전지 셀의 사이드 영역의 변형 등을 방지하기 어려울 수 있으며, 각 절연 코팅부(113)의 폭길이(W1)가 전극(110)의 폭길이(W2) 기준 상기 범위의 상한치를 초과하는 경우, 전지 셀의 에너지 밀도가 감소할 수 있으며, 전지 셀의 형상 변화를 제어하기 어려워 외관 불량을 유발할 수 있다. 상기 절연 코팅부(113)의 폭길이(W1)는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 절연 코팅부(113)의 폭길이(W1)는 0.5mm 내지 10mm 범위일 수 있다.In this case, the width W1 of each of the insulating coating parts may be formed in an area of 15% or less based on the width W2 of the electrode. Specifically, the width W1 of each insulating coating portion 113 is 1% to 15% based on the width W2 of the electrode 110; 2% to 14%; 4% to 13%; 6%~12%; 8%~11%; or in the range of 9% to 10%. If the width W1 of each insulating coating portion 113 is less than the lower limit of the range based on the width W2 of the electrode 110, the width of the insulating coating portion 113 formed on the electrode 110 It may be too small to prevent deformation of the side region of the battery cell, and when the width W1 of each insulating coating portion 113 exceeds the upper limit of the range based on the width W2 of the electrode 110 , the energy density of the battery cell may decrease, and it is difficult to control the shape change of the battery cell, which may cause appearance defects. The width W1 of the insulating coating portion 113 is not particularly limited, and for example, the width W1 of the insulating coating portion 113 may range from 0.5 mm to 10 mm.

나아가, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 상기 양극 및 음극 중 하나 이상의 전극은 전극 탭(114)이 형성된 변을 따라 절연 코팅부(113)를 더 포함할 수 있다.Furthermore, although not shown in the drawing, at least one electrode of the positive electrode and the negative electrode may further include an insulating coating portion 113 along a side where the electrode tab 114 is formed.

본 발명에 따른 전극 조립체(100)는 상술한 구성에 의하여, 전극(110)의 사이드 영역에 손상이 발생 하더라도, 전극(100)의 절연 코팅부(113)에 의하여 단락(short) 발생 등을 방지할 수 있는 효과가 있다.In the electrode assembly 100 according to the present invention, even if damage occurs to the side region of the electrode 110 by the above-described configuration, the insulating coating portion 113 of the electrode 100 prevents the occurrence of a short circuit. There are effects that can be done.

[제2 실시형태][Second Embodiment]

본 발명은 앞서 설명한 절연 코팅부가 형성된 전극을 포함하는 전극 조립체를 제2 실시형태로 제공한다.The present invention provides an electrode assembly including an electrode having an insulating coating described above in a second embodiment.

도 6은 본 발명에 따른 절연 코팅부가 형성된 전극의 단면도(A-A') 이다. 도 6을 참조하면, 상기 전극(210)은 합제층(212)이 형성된 유지부와 합제층(212)이 형성되지 않은 무지부를 포함한다. 상기 전극(210)은 양극 및 음극을 의미한다. 이때, 상기 절연 코팅부(213)를 포함하는 전극(210)은 무지부에 절연 코팅부(213)가 형성된 구조일 수 있다.6 is a cross-sectional view (A-A') of an electrode formed with an insulating coating according to the present invention. Referring to FIG. 6 , the electrode 210 includes a holding portion on which the mixture layer 212 is formed and an uncoated portion on which the mixture layer 212 is not formed. The electrode 210 means an anode and a cathode. At this time, the electrode 210 including the insulating coating portion 213 may have a structure in which the insulating coating portion 213 is formed on the uncoated portion.

구체적인 예에서, 상기 전극(210)은 집전체(211)의 일면 또는 양면에 합제층(212)이 형성될 수 있으며, 상기 절연 코팅부(213)는 합제층(212)의 사이드 영역에 형성될 수 있다. 즉, 상기 절연 코팅부(213)는 집전체(211) 상에 형성되는 것으로, 상기 합제층(212)과 동일 평면상에 위치할 수 있다.In a specific example, the electrode 210 may have a mixture layer 212 formed on one or both surfaces of the current collector 211, and the insulating coating part 213 may be formed on a side region of the mixture layer 212. can That is, the insulating coating portion 213 is formed on the current collector 211 and may be positioned on the same plane as the mixture layer 212 .

본 발명에 따른 전극 조립체(200)는 상술한 구성에 의하여, 전극(110)의 사이드 영역에 손상이 발생 하더라도, 전극(200)의 절연 코팅부(213)에 의하여 단락(short) 발생 등을 방지할 수 있는 효과가 있다.In the electrode assembly 200 according to the present invention, even if damage occurs to the side region of the electrode 110 by the above-described configuration, the insulating coating portion 213 of the electrode 200 prevents the occurrence of a short circuit or the like. There are effects that can be done.

[제3 실시형태][Third Embodiment]

본 발명은 앞서 설명한 절연 코팅부가 형성된 전극을 포함하는 전극 조립체를 제3 실시형태로 제공한다.The present invention provides an electrode assembly including an electrode having an insulating coating described above in a third embodiment.

도 7은 본 발명에 따른 절연 코팅부가 형성된 전극의 단면도(A-A') 이다. 도 7을 참조하면, 상기 전극(310)은 합제층(312)이 형성된 유지부와 합제층(312)이 형성되지 않은 무지부를 포함한다. 상기 전극(310)은 양극 및 음극을 의미한다. 이때, 상기 절연 코팅부(313)를 포함하는 전극(310)은 유지부에 절연 코팅부(313)가 형성된 구조일 수 있다.7 is a cross-sectional view (A-A′) of an electrode formed with an insulating coating according to the present invention. Referring to FIG. 7 , the electrode 310 includes a holding portion on which the mixture layer 312 is formed and an uncoated portion on which the mixture layer 312 is not formed. The electrode 310 means an anode and a cathode. In this case, the electrode 310 including the insulating coating part 313 may have a structure in which the insulating coating part 313 is formed on the holding part.

구체적인 예에서, 상기 전극(310)은 집전체(311)의 일면 또는 양면에 합제층(312)이 형성될 수 있으며, 상기 절연 코팅부(313)는 합제층(312)의 사이드 영역에 형성되되, 합제층(312)의 상부에 형성될 수 있다. 여기서, 합제층(312)의 상부는 분리막과 맞닿는 영역을 의미한다.In a specific example, the electrode 310 may have a mixture layer 312 formed on one or both surfaces of the current collector 311, and the insulating coating part 313 is formed on a side region of the mixture layer 312. , It may be formed on top of the mixture layer 312. Here, the upper part of the mixture layer 312 means a region in contact with the separation membrane.

본 발명에 따른 전극 조립체(300)는 상술한 구성에 의하여, 전극(310)의 사이드 영역에 손상이 발생 하더라도, 전극(300)의 절연 코팅부(313)에 의하여 단락(short) 발생 등을 방지할 수 있는 효과가 있다.In the electrode assembly 300 according to the present invention, even if damage occurs to the side region of the electrode 310 by the above-described configuration, the insulating coating portion 313 of the electrode 300 prevents the occurrence of a short circuit or the like. There are effects that can be done.

[제4 실시형태][Fourth Embodiment]

본 발명은 앞서 설명한 절연 코팅부가 형성된 전극을 포함하는 전극 조립체를 제4 실시형태로 제공한다.The present invention provides an electrode assembly including an electrode having an insulating coating described above in a fourth embodiment.

도 8은 본 발명에 따른 절연 코팅부가 형성된 전극의 단면도 (A-A')이다. 도 8을 참조하면, 상기 전극(410)은 합제층(412)이 형성된 유지부와 합제층(412)이 형성되지 않은 무지부를 포함한다. 상기 전극(410)은 양극 및 음극을 의미한다. 이때, 상기 절연 코팅부(413)를 포함하는 전극(410)은 유지부와 무지부가 오버랩된 영역에 절연 코팅부(413)가 코팅된 구조일 수 있다.8 is a cross-sectional view (A-A') of an electrode formed with an insulating coating according to the present invention. Referring to FIG. 8 , the electrode 410 includes a holding portion on which the mixture layer 412 is formed and an uncoated portion on which the mixture layer 412 is not formed. The electrode 410 means an anode and a cathode. At this time, the electrode 410 including the insulating coating part 413 may have a structure in which the insulating coating part 413 is coated in an area where the holding part and the uncoated part overlap.

구체적인 예에서, 상기 전극(410)은 집전체(411)의 일면 또는 양면에 합제층(412)이 형성될 수 있으며, 상기 절연 코팅부(413)는 합제층(412)의 사이드 영역에 형성되되, 합제층(412)과 집전체(411)의 경계면의 상부에 형성될 수 있다.In a specific example, the electrode 410 may have a mixture layer 412 formed on one or both surfaces of the current collector 411, and the insulating coating portion 413 is formed on a side region of the mixture layer 412. , It may be formed on the upper part of the interface between the mixture layer 412 and the current collector 411 .

본 발명에 따른 전극 조립체(400)는 상술한 구성에 의하여, 전극(410)의 사이드 영역에 손상이 발생 하더라도, 전극(400)의 절연 코팅부(413)에 의하여 단락(short) 발생 등을 방지할 수 있는 효과가 있다.In the electrode assembly 400 according to the present invention, even if damage occurs to the side region of the electrode 410 by the above-described configuration, the insulating coating portion 413 of the electrode 400 prevents the occurrence of a short circuit or the like. There are effects that can be done.

[제5 실시형태][Fifth Embodiment]

본 발명은 앞서 설명한 절연 코팅부가 형성된 전극을 포함하는 전극 조립체를 제5 실시형태로 제공한다.The present invention provides an electrode assembly including an electrode having an insulating coating described above in a fifth embodiment.

도 9은 본 발명에 따른 절연 코팅부가 형성된 전극의 단면도 (A-A')이다. 도 9를 참조하면, 상기 전극(510)은 합제층(512)이 형성된 유지부와 합제층(512)이 형성되지 않은 무지부를 포함한다. 상기 전극(510)은 양극 및 음극을 의미한다. 9 is a cross-sectional view (A-A') of an electrode formed with an insulating coating according to the present invention. Referring to FIG. 9 , the electrode 510 includes a holding portion on which the mixture layer 512 is formed and an uncoated portion on which the mixture layer 512 is not formed. The electrode 510 means an anode and a cathode.

이때, 상기 절연 코팅부(513) 유지부; 무지부; 또는 유지부와 무지부가 오버랩된 영역에 코팅되되, 무지부의 단부에 코팅될 수 있다. 도면에서, 상기 절연 코팅부(513)가 유지부에 코팅된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 구체적인 예에서, 상기 절연 코팅부(513)는 집전체(511)의 양측 말단부에 코팅될 수 있다. 이러한 경우, 상기 절연 코팅부(513)는 전극조립체의 강도를 높임과 동시에 전극의 단락 등을 방지하여 안전성을 증가시킬 수 있다.At this time, the insulating coating part 513 holding part; ignorance; Alternatively, the holding portion and the uncoated portion may be coated on the overlapped region, but the coating may be applied to the end portion of the uncoated portion. In the drawing, the insulating coating part 513 is shown as being coated on the holding part, but is not limited thereto. In a specific example, the insulating coating part 513 may be coated on both ends of the current collector 511 . In this case, the insulating coating portion 513 can increase the strength of the electrode assembly and at the same time increase safety by preventing a short circuit of the electrode.

본 발명에 따른 전극 조립체(400)는 상술한 구성에 의하여, 전극(310)의 사이드 영역에 손상이 발생 하더라도, 전극(400)의 절연 코팅부(413)에 의하여 단락(short) 발생 등을 방지할 수 있는 효과가 있다.In the electrode assembly 400 according to the present invention, even if damage occurs to the side region of the electrode 310 by the above-described configuration, the insulating coating portion 413 of the electrode 400 prevents a short circuit from occurring. There are effects that can be done.

[제6 실시형태][Sixth Embodiment]

본 발명은 앞서 설명한 전극 조립체를 포함하는 이차전지를 제공한다. 상기 전극 조립체는 파우치에 내장되어 이차전지로 제조될 수 있으며, 상기 이차전지들은 복수 개가 서로 간에 전기적으로 연결되어 이차전지 모듈로 제조될 수 있다. 한편, 본 발명에 따른 이차전지는 리튬 이차전지일 수 있다.The present invention provides a secondary battery including the electrode assembly described above. The electrode assembly may be built into a pouch and manufactured as a secondary battery, and a plurality of the secondary batteries may be electrically connected to each other to be manufactured as a secondary battery module. Meanwhile, the secondary battery according to the present invention may be a lithium secondary battery.

본 발명에 따른 전극 조립체는 다양한 형태로 적층될 수 있는 바, 예를 들어, 스택형, 스택/폴딩형 등으로 적층될 수 있으며, 바람직하게는 스택형 구조일 수 있다. 전극 탭들은 전극 조립체의 각 전극 판으로부터 연장되어 있고, 전극 리드는 각 전극 판으로부터 연장된 복수 개의 전극 탭들과, 예를 들어 용접에 의해 각각 전기적으로 연결되어 있으며, 파우치의 외부로 노출되어 있다. 또한, 상기 양극 및 음극 중 하나 이상의 전극에는 전극 탭이 형성된 변과 인접하는 두 변을 따라 절연 코팅부를 포함할 수 있다. 상기 파우치는 통상 알루미늄 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 전극 조립체를 수용할 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 한편, 상기 전극 리드는 파우치 외측으로 인출되되 서로 동일한 방향 또는 반대 방향으로 연장될 수 있다.The electrode assembly according to the present invention can be stacked in various forms, for example, stacked, stacked/folded, etc., and preferably has a stacked structure. The electrode tabs extend from each electrode plate of the electrode assembly, and the electrode lead is electrically connected to a plurality of electrode tabs extending from each electrode plate by, for example, welding, and is exposed to the outside of the pouch. In addition, at least one electrode of the positive and negative electrodes may include an insulating coating part along two sides adjacent to the side on which the electrode tab is formed. The pouch is usually made of an aluminum laminate sheet and may provide a space for accommodating an electrode assembly. Meanwhile, the electrode leads may be drawn out of the pouch and may extend in the same direction or opposite directions.

본 발명에서, 상기 전극은 집전체의 양측면에 전극 활물질층이 형성된 통상적인 전극과 함께 적층되어 바이셀 또는 모노셀 등의 단위셀을 형성할 수 있다. 구체적인 예에서, 본 발명에 따른 이차전지에서 전극 조립체는 모노셀(mono-cell), 및 바이셀(bi-cell) 로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 모노셀은 단위셀의 양측에 서로 반대되는 극성의 전극이 배치되는 것이다. 또한, 바이셀은 양극/분리막/음극/분리막/양극의 단위 구조 및 음극/분리막/양극/분리막/음극의 단위 구조와 같이 셀의 양측에 동일한 극성을 갖는 배치되는 단위셀이다. 이러한 모노셀 및 바이셀들은 단위셀 양측의 전극의 동일한 구조라면 그것을 이루는 양극 및 음극의 분리막의 수가 특별히 제한되는 것은 아니다. In the present invention, the electrode may be stacked together with a conventional electrode having an electrode active material layer formed on both sides of a current collector to form a unit cell such as a bi-cell or a mono-cell. In a specific example, the electrode assembly in the secondary battery according to the present invention may include at least one selected from the group consisting of a mono-cell and a bi-cell. More specifically, in the mono cell, electrodes having opposite polarities are disposed on both sides of the unit cell. In addition, the bi-cell is a unit cell that has the same polarity on both sides of the cell, such as a unit structure of an anode/separator/cathode/separator/anode and a unit structure of cathode/separator/anode/separator/cathode. These monocells and bicells are not particularly limited in the number of separators of the positive and negative electrodes constituting them as long as the electrodes on both sides of the unit cell have the same structure.

본 발명에 따른 이차전지는 전극에서 전극 탭이 형성된 변과 인접하는 두 변을 따라 절연 코팅부을 형성된 전극을 포함하여 안전성을 향상시킬 수 있다.The secondary battery according to the present invention includes an electrode formed with an insulating coating along two sides adjacent to the side on which the electrode tab is formed, and thus safety can be improved.

아울러, 이차전지의 사이드 영역에 손상이 발생 하더라도, 전극의 절연 코팅층에 의하여 단락(short) 발생 등을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, even if damage occurs to the side region of the secondary battery, there is an effect of preventing occurrence of a short circuit by the insulating coating layer of the electrode.

이상, 도면과 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하였다. 그러나, 본 명세서에 기재된 도면 또는 실시예 등에 기재된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.In the above, the present invention has been described in more detail through drawings and examples. However, since the configurations described in the drawings or embodiments described in this specification are only one embodiment of the present invention and do not represent all of the technical spirit of the present invention, various equivalents and It should be understood that variations may exist.

1: 전지 셀
100: 전극 조립체
110, 210, 310, 410, 510: 전극
111, 211, 311, 411, 511: 집전체
112, 212, 312, 412, 512: 합제층
113, 213, 313, 413, 513: 절연 코팅부
114: 전극 탭
1111: 양극
1112: 음극
120: 분리막1: battery cell
100: electrode assembly
110, 210, 310, 410, 510: electrode
111, 211, 311, 411, 511: entire collector
112, 212, 312, 412, 512: mixture layer
113, 213, 313, 413, 513: insulating coating part
114: electrode tab
1111: anode
1112 cathode
120: separator

Claims (14)

양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 위치하는 분리막을 포함하는 전극 조립체에 있어서,
상기 양극 및 음극은, 집전체 및 상기 집전체의 일면 또는 양면에 형성된 합제층을 포함하되, 상기 집전체로부터 연장된 전극 탭이 형성된 구조이며,
상기 양극 및 음극 중 하나 이상의 전극은 상기 합제층이 형성된 면에 절연 코팅부를 포함하되, 상기 절연 코팅부는, 상기 전극 탭이 형성된 변과 인접하는 두 변을 따라 형성된 구조인 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
In the electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator positioned between the positive electrode and the negative electrode,
The positive and negative electrodes include a current collector and a mixture layer formed on one or both surfaces of the current collector, and have a structure in which an electrode tab extending from the current collector is formed,
At least one electrode of the positive and negative electrodes includes an insulating coating on a surface on which the mixture layer is formed, and the insulating coating has a structure formed along two sides adjacent to a side on which the electrode tab is formed. Electrode assembly.
 제 1 항에 있어서,
상기 양극 및 음극은, 상기 합제층이 형성된 유지부와 상기 합제층이 형성되지 않는 무지부를 포함하며,
상기 절연 코팅부는, 상기 무지부에 코팅된 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
According to claim 1,
The positive electrode and the negative electrode include a holding portion on which the mixture layer is formed and a non-coating portion on which the mixture layer is not formed,
The electrode assembly, characterized in that the insulating coating portion is coated on the uncoated portion.
 제 1 항에 있어서,
상기 양극 및 음극은, 상기 합제층이 형성된 유지부와 상기 합제층이 형성되지 않는 무지부를 포함하며,
상기 절연 코팅부는, 상기 유지부에 코팅된 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
According to claim 1,
The positive electrode and the negative electrode include a holding portion on which the mixture layer is formed and a non-coating portion on which the mixture layer is not formed,
The electrode assembly, characterized in that the insulating coating portion is coated on the holding portion.
 제 2 항에 있어서,
상기 양극 및 음극은, 상기 합제층이 형성된 유지부와 상기 합제층이 형성되지 않는 무지부를 포함하며,
상기 절연 코팅부는, 상기 유지부와 무지부가 오버랩된 영역에 코팅된 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
According to claim 2,
The positive electrode and the negative electrode include a holding portion on which the mixture layer is formed and a non-coating portion on which the mixture layer is not formed,
The electrode assembly, characterized in that the insulating coating portion is coated on an area where the holding portion and the uncoated portion overlap.
 제 1 항에 있어서,
상기 양극 및 음극은, 상기 합제층이 형성된 유지부와 합제층이 형성되지 않는 무지부를 포함하며,
상기 절연 코팅부는, 상기 유지부; 상기 무지부; 또는 상기 유지부와 무지부가 오버랩(overlap)된 영역에 코팅되되, 상기 무지부의 단부에 코팅된 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
According to claim 1,
The positive electrode and the negative electrode include a holding portion on which the mixture layer is formed and a non-coated portion on which the mixture layer is not formed,
The insulating coating part may include: the holding part; the uncoated portion; Alternatively, the electrode assembly, characterized in that the holding portion and the uncoated portion are coated on an overlapping region, and coated on an end portion of the uncoated portion.
 제 1 항에 있어서,
각 절연 코팅부의 폭길이(W1)는, 전극의 폭길이(W2)를 기준으로 15% 이하인 전극 조립체.
According to claim 1,
The electrode assembly wherein the width W1 of each insulating coating portion is 15% or less of the width W2 of the electrode.
 제 1 항에 있어서,
상기 절연 코팅부를 포함하는 양극 및 음극 중 하나 이상의 전극은 분리막과 적층될 때, 상기 절연 코팅부가 상기 분리막과 맞닿은 상태로 적층이 이루어지는 구조인 전극 조립체.
According to claim 1,
When at least one electrode of the positive and negative electrodes including the insulating coating is laminated with the separator, the electrode assembly has a structure in which the insulating coating is laminated in a state in contact with the separator.
 제 1 항에 있어서,
상기 절연 코팅부는, 절연 테이프인 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
According to claim 1,
The electrode assembly, characterized in that the insulating coating portion is an insulating tape.
 제 1 항에 있어서,
상기 절연 코팅부는, 바인더 고분자 및 무기입자의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
According to claim 1,
The electrode assembly, characterized in that the insulating coating portion is a mixture of a binder polymer and inorganic particles.
 제 9 항에 있어서,
상기 바인더 고분자는, 폴리비닐리덴플루오라이드, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴로니트릴-부타디엔 러버, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 러버, 아크릴 고무, 부틸고무, 불소고무, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리 에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌프로필렌공중합체, 폴리에틸렌옥시드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에피크로로히드린, 폴리포스파젠, 폴리아크릴로니트릴, 폴리스틸렌, 에틸렌프로필렌디엔공중합체, 폴리비닐피리딘, 클로로설폰화폴리에틸렌, 라텍스, 폴리에스테르수지, 아크릴수지, 페놀수지, 에폭시 수지, 폴리비닐알콜, 하이드록시프로필메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로오스 및 디아세틸셀룰로오스로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 전극 조립체.
According to claim 9,
The binder polymer is polyvinylidene fluoride, styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene-styrene rubber, acrylic rubber, butyl rubber, fluororubber, poly Tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene propylene copolymer, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyepicrohydrin, polyphosphazene, polyacrylonitrile, polystyrene, ethylenepropylene diene copolymer 1 selected from the group consisting of polyvinylpyridine, chlorosulfonated polyethylene, latex, polyester resin, acrylic resin, phenolic resin, epoxy resin, polyvinyl alcohol, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxypropylcellulose and diacetylcellulose Electrode assemblies that are more than one species.
 제 9 항에 있어서,
상기 무기입자는, 알루미나(Al2O3), 보헤마이트(AlOOH), 실리카(SiO2), 이산화티탄(TiO2), 수산화 알루미늄(Al(OH)3), 산화 마그네슘(MgO), 수산화 마그네슘(Mg(OH)2, 산화아연(ZnO), 티탄산바륨(BaTiO), 알루미늄 나이트라이드(AIN), 보론 나이트라이드(BN), 실리콘 카바이드(SiC), 베릴륨 옥사이드(BeO), 질산칼륨(KNO3) 및 제1 인산암모늄(NH4H2PO4)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 전극 조립체.
According to claim 9,
The inorganic particles include alumina (Al 2 O 3 ), boehmite (AlOOH), silica (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), aluminum hydroxide (Al(OH) 3 ), magnesium oxide (MgO), and magnesium hydroxide. (Mg(OH) 2 , zinc oxide (ZnO), barium titanate (BaTiO), aluminum nitride (AIN), boron nitride (BN), silicon carbide (SiC), beryllium oxide (BeO), potassium nitrate (KNO 3 ) And at least one electrode assembly selected from the group consisting of monobasic ammonium phosphate (NH 4 H 2 PO 4 ).
 제 1 항에 따른 전극 조립체가 파우치에 내장되는 이차전지.
A secondary battery in which the electrode assembly according to claim 1 is embedded in a pouch.
 제 12 항에 있어서,
상기 전극 조립체는, 모노셀(mono-cell), 및 바이셀(bi-cell)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 이차전지.
According to claim 12,
The electrode assembly is a secondary battery comprising at least one selected from the group consisting of a mono-cell and a bi-cell.
 제 12 항에 있어서,
상기 전극 조립체는, 스택형 또는 스택/폴딩형인 이차전지.According to claim 12,
The electrode assembly is a secondary battery of a stack type or a stack / folding type.
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