KR20230004051A - Electrode assembly having insulation coating portion, preparation method thereof, and secondary battery including the electrode assembly - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 절연 코팅부를 포함하는 전극 조립체, 이의 제조방법 및 전극 조립체를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode assembly including an insulating coating, a method for manufacturing the same, and a secondary battery including the electrode assembly.
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.
한편, 파우치형 전지케이스에 내장되는 전극 조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막에 개재한 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다.On the other hand, the electrode assembly built into the pouch-type battery case is a power generating device capable of charging and discharging with a laminated structure of anode/separator/cathode. It is classified into a roll type and a stack type in which a plurality of positive and negative electrodes of a predetermined size are sequentially stacked in a state in which a separator is interposed.
도 1은 스택형 전지 셀을 보여주는 모식도이며, 도 2는 전지 셀의 손상시 스택형 전지 셀이 변화되는 양상을 보여주는 모식도이다. 도 1 내지 도 2를 참조하면, 스택형 전지 셀은 다수의 양극과 음극을 분리막에 개재한 상태에서 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 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.1 is a schematic diagram showing a stacked battery cell, and FIG. 2 is a schematic diagram showing how a stacked battery cell is changed when the battery cell is damaged. Referring to FIGS. 1 and 2 , a stack type battery cell has a structure in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes are sequentially stacked in a state in which a separator is interposed. 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 3은 전지 셀의 충돌 시험 과정을 모식적으로 보여주는 도면이며, 도 4는 전지 셀의 충돌 시험 후, 전지 셀의 외관을 촬영한 사진을 도식화한 도면이다. 도 3을 참조하면, 전지 셀에 대한 충돌 시험은 전지 셀을 고정 시킨 상태에서 소정의 무게를 가지는 물체를 특정 높이에서 낙하시켜 전지 셀에 충격(impact)을 가하는 방식으로 수행된다. 구체적으로, 상기 전지 셀의 충돌 시험은 전지 셀의 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.3 is a diagram schematically showing a collision test process of a battery cell, and FIG. 4 is a diagram illustrating a photograph of the appearance of a battery cell after a collision test of the battery cell. Referring to FIG. 3 , a crash test on a battery cell is performed by dropping an object having a predetermined weight from a specific height in a state in which the battery cell is fixed to impact the battery cell. Specifically, the crash test of the battery cell is a test on the front (wide sides) and the side (narrow sides) of the battery cell, and an object weighing 9.1 kg is dropped on the battery cell from a height of about 61 cm to apply an impact, and ignition or not Check whether it is safe or not.
도 4를 참조하면, 종래의 파우치형 전지 셀의 전면(wide sides)에 충격을 가하는 시험을 수행하였을 때, 전지 셀의 사이드부가 내부 보다 큰 변형이 있는 것을 확인할 수 있다. 이는, 전지 셀의 사이드부가 내측 보다 안정성이 취약한 것을 의미한다.Referring to FIG. 4 , when performing a test 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 has a greater deformation than the inside. This means that the stability of the side part of the battery cell is weaker than that of the inner part.
특히, 전지 셀의 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 may tear the separator due to external impact, and in this case, there is a risk of short circuit 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 영역 변형 방지를 위한 기술은 없는 바, 전지 셀의 사이드 영역의 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 region of the battery cell, there is a need to develop technology for an electrode assembly capable of preventing deformation of the side region of the battery cell and improving safety.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 절연 코팅부를 포함하는 전극 조립체, 이의 제조방법 및 전극 조립체를 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 a secondary battery including an electrode assembly including an insulating coating, a manufacturing method thereof, and the electrode assembly.
본 발명은 절연 코팅부를 포함하는 전극 조립체에 관한 것이다. 하나의 예에서, 본 발명은 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 위치하는 분리막을 포함하는 전극 조립체에 관한 것으로, 상기 전극 조립체는, 상기 양극과 음극 대비 큰 크기를 갖는 n 개의 분리막을 포함하되(n은 2 이상의 정수), k 번째 분리막과 k+1 번째 분리막(k는 1 이상, n-1 이하의 정수) 사이에 상기 양극 및 음극 중 하나의 전극이 개재된 구조이고, 상기 k 번째 분리막과 k+1 번째 분리막 사이의 스페어 영역에는 상기 전극의 적어도 하나의 단부와 접하도록 절연 코팅부가 형성된 구조일 수 있다.The present invention relates to an electrode assembly including an insulating coating portion. 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 electrode assembly includes n separators having a larger size than the positive electrode and the negative electrode, (n is an integer of 2 or more), a structure in which one electrode of the anode and cathode is interposed between the k-th separator and the k+1-th separator (k is an integer of 1 or more and n-1 or less), and the k-th separator An insulating coating portion may be formed in a spare area between the and k+1 th separator to contact at least one end of the electrode.
다른 하나의 예에서, 상기 절연 코팅부는, 분리막과 전극 일면의 일부 영역이 오버랩(overlap) 되도록 코팅된 구조일 수 있다.In another example, the insulating coating part may have a structure in which a separator and a partial region of one surface of the electrode overlap each other.
또한, 상기 각 절연 코팅부의 폭길이(W1)는, 분리막의 폭길이(W2)를 기준으로 15% 이하 영역에 형성된 구조일 수 있다.In addition, 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 separator.
다른 하나의 예에서, 상기 절연 코팅부가 분리막과 전극에 오버랩 되도록 코팅되는 경우, 각 절연 코팅부의 폭길이(W1) 및 전극의 오버랩된 영역의 폭길이(W3)의 비율(W1:W3)은 5:5 내지 8:2 범위일 수 있다.In another example, when the insulating coating portion is coated so as to overlap the separator and the electrode, the ratio (W1:W3) of the width length (W1) of each insulating coating portion and the width length (W3) of the overlapped region of the electrode is 5 :5 to 8:2.
아울러, 본 발명에 따른 전극 조립체에서, k 번째 분리막과 k+1 번째 분리막은 절연 코팅부에 의하여 서로 접착되는 구조일 수 있다.In addition, in the electrode assembly according to the present invention, the k-th separator and the k+1-th separator may have a structure in which they are adhered to each other by an insulating coating part.
하나의 예에서, 상기 절연 코팅부는, 바인더 고분자 및 무기입자의 혼합물일 수 있다.In one example, the insulating coating part 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 A group consisting of propylene 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 from.
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.
나아가, 상기 분리막은 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리아릴에테르케톤(polyaryletherketone), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리아미드이미드(polyamideimide), 폴리벤지미다졸(polybenzimidazole), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 사이클릭 올레핀 고폴리머(cyclic olefin copolymer), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylenesulfide) 및 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 고분자 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 형성된 고분자막 또는 이들의 다중막, 직포 또는 부직포일 수 있다.Furthermore, the separator is made of polyethylene, polypropylene, polyethyleneterephthalate, polybutyleneterephthalate, polyester, polyacetal, polyamide, polycarbonate, polyimide, polyetheretherketone, polyaryletherketone, polyetherimide, polyamideimide, polybenzimidazole, Any one polymer selected from the group consisting of polyethersulfone, polyphenyleneoxide, cyclic olefin copolymer, polyphenylenesulfide and polyethylenenaphthalene, or these It may be a polymer film formed of a mixture of two or more of them, or a multilayer thereof, a woven fabric, or a non-woven fabric.
한편, 상기 절연 코팅부는, 상기 전극의 전극 탭이 형성된 변과 인접하는 두 변을 따라 형성될 수 있다.Meanwhile, the insulating coating part may be formed along two sides adjacent to the side where the electrode tab of the electrode is formed.
본 발명은 앞서 설명한 전극 조립체의 제조방법을 제공한다. 음극, 양극 및 음극과 양극 사이에 위치하는 분리막을 포함하는 전극 조립체의 제조방법에 있어서, 음극과 양극 대비 큰 크기를 갖는 n 개의 분리막(n은 2 이상의 정수)과, k 번째 분리막과 k+1 번째 분리막(k는 1 이상, n-1 이하의 정수) 사이에 음극 및 양극 중 하나의 전극을 적층하여 적층체를 준비하는 단계를 포함한다. 한편, 상기 적층체를 준비하는 단계에서, 분리막의 일면에 전극을 적층한 후, 분리막의 스페어 영역에 절연 코팅액을 도포하는 과정을 포함하되, 상기 절연 코팅액을 전극의 적어도 하나의 단부에 접하도록 도포하는 과정을 포함할 수 있다.The present invention provides a method for manufacturing the electrode assembly described above. In the manufacturing method of an electrode assembly including a cathode, an anode, and a separator positioned between the cathode and the anode, n separators having a larger size than the cathode and anode (n is an integer of 2 or more), the k th separator and k + 1 and preparing a laminate by stacking one electrode of a cathode and an anode between the th separator (k is an integer of 1 or more and n−1 or less). On the other hand, in the step of preparing the laminate, after laminating an electrode on one side of the separator, the step of applying an insulating coating liquid to the spare area of the separator, wherein the insulating coating liquid is applied so as to come into contact with at least one end of the electrode. process may be included.
또한, 본 발명에 따른 전극 조립체의 제조방법은 절연 코팅액이 도포된 적층체를 50℃ 내지 200℃ 온도 범위에서 건조하는 단계; 및 상기 온도 범위에서, 적층체를 가압하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the manufacturing method of the electrode assembly according to the present invention comprises the steps of drying the laminate to which the insulating coating liquid is applied at a temperature range of 50 ° C to 200 ° C; and pressing the laminate in the above temperature range.
상기 절연 코팅액을 분리막의 스페어 영역에 도포하는 과정은, 분리막과 전극 일면의 일부 영역이 오버랩 되도록 절연 코팅액을 도포하는 과정을 포함할 수 있다.The process of applying the insulating coating liquid to the spare area of the separator may include applying the insulating coating liquid so that a partial area of the separator and one surface of the electrode overlap.
아울러, 절연 코팅액을 분리막의 스페어 영역에 도포하는 과정은, 절연 코팅액을 분무(spray) 코팅, 슬롯 다이(slot die) 코팅 및 롤(roll) 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 방식으로 도포할 수 있다.In addition, in the process of applying the insulating coating liquid to the spare area of the separator, the insulating coating liquid may be applied by at least one method selected from the group consisting of spray coating, slot die coating, and roll coating. there is.
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.
본 발명의 절연 코팅부를 포함하는 전극 조립체, 이의 제조방법 및 전극 조립체를 포함하는 이차전지에 따르면, 분리막의 스페어 영역에 절연 코팅부를 형성하여 전극 조립체의 절연 특성 및 물성 등을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.According to the electrode assembly including the insulating coating part of the present invention, the manufacturing method thereof, and the secondary battery including the electrode assembly, the insulating properties and physical properties of the electrode assembly can be improved by forming the insulating coating part in the spare area of the separator. there is.
아울러, 상기 절연 코팅부에 의하여 전극 조립체 내부의 손상을 방지하여, 단락(short) 발생을 억제할 수 있으며, 상기 단락에 의한 폭발 및 화재의 위험을 예방할 수 있는 효과가 있다.In addition, damage to the inside of the electrode assembly can be prevented by the insulating coating portion, thereby suppressing the occurrence of a short circuit, and there is an effect of preventing the risk of explosion and fire due to the short circuit.
도 1은 일반적인 스택형 전지 셀을 보여주는 모식도이다.
도 2는 전지 셀의 손상시 스택형 전지 셀이 변화되는 양상을 보여주는 모식도이다.
도 3은 전지 셀의 충돌 시험 과정을 모식적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 전지 셀의 충돌 시험 후, 전지 셀의 외관을 촬영한 사진을 도식화한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 전극 조립체의 모식도이다.
도 6은 본 발명에 따른 전극 조립체의 정면도이다
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에서 절연 코팅부가 형성된 분리막을 보여주는 모식도이다.
도 8은 본 발명에 따른 전극 조립체의 정면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 하나의 실시예에서 절연 코팅부가 형성된 분리막을 보여주는 모식도이다.
도 10은 본 발명에 따른 전극 조립체의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 11 내지 도 12는 본 발명에 따른 전극 조립체의 제조방법을 모식적으로 나타낸 도면이다.1 is a schematic diagram showing a typical stacked type battery cell.
2 is a schematic diagram showing how a stacked battery cell is changed when the battery cell is damaged.
3 is a diagram schematically showing a collision test process of a battery cell.
4 is a diagram illustrating a photograph of the appearance of a battery cell after a collision test of the battery cell.
5 is a schematic diagram of an electrode assembly according to the present invention.
6 is a front view of an electrode assembly according to the present invention
7 is a schematic view showing a separator having an insulating coating in one embodiment of the present invention.
8 is a front view of an electrode assembly according to the present invention.
9 is a schematic diagram showing a separator having an insulating coating in another embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an electrode assembly according to the present invention.
11 and 12 are diagrams schematically illustrating a manufacturing method of an electrode assembly 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.
본 발명에서 "전극 조립체"는 하나 이상의 단위 셀만 지칭하거나, 또는 2 개 이상의 단위 셀(unit cell)을 그들 사이에 분리막이 개재되어 형성된 조립된 형태를 지칭한다. 또한, 본 발명에서 "단위 셀"은 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 단위체(unit) 이며, 예컨대 1 종 이상의 단위 셀을 포함할 수 있는 것으로 이해된다.In the present invention, "electrode assembly" refers to only one or more unit cells, or refers to an assembled form formed of two or more unit cells with a separator interposed therebetween. In the present invention, a "unit cell" is a unit in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator are interposed between the positive electrode and the negative electrode, and it is understood that, for example, one or more types of unit cells may be included.
아울러, 본 발명에서 상기 전극 조립체는 스택형 전극 조립체를 제공한다. 상기 "스택형 전극조립체"라 함은 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 전극 조립체를 의미할 수 있다.In addition, the electrode assembly in the present invention provides a stacked electrode assembly. The "stacked electrode assembly" may refer to an electrode assembly in which a plurality of positive and negative electrodes cut in units of a predetermined size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween.
이하, 도면을 통해 본 발명에 따른 절연 코팅부를 포함하는 전극 조립체, 이의 제조방법 및 전극 조립체를 포함하는 이차전지를 상세하게 설명한다.Hereinafter, an electrode assembly including an insulating coating according to the present invention, a manufacturing method thereof, and a secondary battery including the electrode assembly according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[제1 실시형태][First Embodiment]
본 발명은 절연 코팅부를 포함하는 전극 조립체를 제1 실시형태로 제공한다.The present invention provides an electrode assembly including an insulating coating portion in a first embodiment.
전극 조립체electrode assembly
도 5는 본 발명에 따른 전극 조립체의 모식도이며, 도 6은 본 발명에 따른 전극 조립체의 단면도이다(A-A'). 도 5 내지 도 6을 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.5 is a schematic diagram of an electrode assembly according to the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view (A-A') of the electrode assembly according to the present invention. 5 to 6, the
상기 전극 조립체(100)는 양극(1111)과 음극(1112) 대비 큰 크기를 갖는 n 개(n 은 2 이상의 정수)의 분리막(120)을 포함할 수 있다. 그리고, k 번째 분리막과 k+1 번째 분리막(k는 1 이상, n-1 이하의 정수) 사이에 양극(1111) 및 음극(1112) 중 하나의 전극(110)이 개재된 구조를 갖는다. The
한편, 본 발명에 따른 전극 조립체(100)는 k번째 분리막(120)과 k+1 번째 분리막(120) 사이의 스페어 영역에는 전극(110)의 적어도 하나의 단부와 접하도록 길이를 따라 절연 코팅부(130)가 형성된 것을 특징으로 한다. 구체적인 예에서, 상기 절연 코팅부(130)는 전극(110)의 전극 탭(111)이 형성된 변과 인접하는 두 변을 따라 형성된 구조일 수 있다. 통상적으로, 상기 양극(1111) 및 음극(1112)은 집전체 및 집전체의 일면 또는 양면에 형성된 합제층을 포함하며, 집전체로부터 연장된 전극 탭(111)이 형성되는데, 본 발명에서 상기 절연 코팅부(130)는 분리막(120)에 길이 방향을 따라 형성되되 전극 탭(111)이 형성된 변과 인접하는 두 변을 따라 형성된 구조일 수 있다. 상기 절연 코팅부(130)는 분리막(120)의 스페어 영역에 형성되어, 전극 조립체(100)의 안전성을 향상시킬 수 있다. 여기서, "스페어 영역" 이라 함은, k 번째 분리막(120)과 k+1 번째 분리막(120) 사이에 전극(110)이 배치될 때, 상기 전극(110)의 양측 단부의 빈공간을 의미할 수 있다. 구체적으로, k 번째 분리막(120)과 k+1 번째 분리막(120) 사이에서 파우치형 이차전지의 길이 방향을 따른 양측을 의미하는 것으로, 분리막(120)에서 전극(110)의 전극 탭(114)이 형성된 변과 직교하는 두 변을 의미할 수 있다.Meanwhile, in the
종래에는 전지 셀의 외부 충격 또는 고온 하에서 전극(110)의 단락 가능성을 낮추기 위하여 전극 탭(111) 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(111) 영역 보다는 사이드 영역이 구조적으로 안정성이 취약할 수 있다. 이에, 본 발명은 전지 셀 또는 전극 조립체의 구조적 안정성을 향상시키기 위하여 k번째 분리막(120)과 k+1 번째 분리막(120) 사이의 스페어 영역에 전극(110)의 양측 단부에 접하는 절연 코팅부(130)가 형성된 구조의 전극 조립체(100)를 제공한다.Conventionally, a method of forming an insulating tape or an insulating coating layer on the
본 발명에 따른 전극 조립체(100)에서, k 번째 분리막(120)과 k+1 번째 분리막(120)은 절연 코팅부(130)에 의하여 서로 접착되는 구조일 수 있다. 특히, 상기 절연 코팅부(130)를 포함하는 전극 조립체(100)는 분리막(120) 상에 코팅되는 것으로, 분리막(120)의 손상을 방지할 수 있다. 아울러, 상기 분리막(120)에 손상이 발생하더라도, 상기 스페어 영역에 절연 코팅부(130)를 포함하여 대전류가 흐름으로써 순간적으로 발생하는 하드 쇼트(hard short) 를 방지할 수 있다.In the
또한, 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.In addition, the
하나의 예에서, 상기 분리막(120)은 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리아릴에테르케톤(polyaryletherketone), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리아미드이미드(polyamideimide), 폴리벤지미다졸(polybenzimidazole), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 사이클릭 올레핀 고폴리머(cyclic olefin copolymer), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylenesulfide) 및 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 고분자 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 형성된 고분자막 또는 이들의 다중막, 직포 또는 부직포일 수 있다. 구체적인 예에서, 상기 분리막(120)은 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate) 및 폴리에스테르(polyester) 로 이루어진 군으로부터 선택되는 고분자막일 수 있으며, 경우에 따라서, 폴리비닐리덴플루라이드(PVdF) 또는 스티렌부타디엔러버(SBR) 과 같은 유기 바인더 고분자에 의해 코팅된 복합 분리막이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 분리막(120)은 폴리비닐리덴플루라이드(PVdF) 또는 스티렌부타디엔러버(SBR) 과 같은 유기 바인더 고분자에 의해 코팅된 복합 분리막이 사용되는 경우, 앞서 설명한 절연 코팅부(130)와 보다 용이하게 접착되어 전극 조립체(100)의 안전성을 향상시킬 수 있다.In one example, the
상기 절연 코팅부(130)는 바인더 고분자 및 무기입자의 혼합물인 절연 물질이 도포되어 있는 구조일 수 있다. 구체적인 예에서, 상기 절연 코팅부(130)는 바인더 고분자에 무기입자를 혼합한 절연 물질을 사용함으로써, 인장 강도 및 충격 강도가 우수한 절연 코팅부(130)를 제공할 수 있다.The insulating
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 무기입자의 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, 무기입자의 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, if the content ratio of the binder polymer is too high, the pore size and porosity of the separator may be reduced, and if the content of inorganic particles is too large, the adhesive strength with the
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.
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에서 절연 코팅부가 형성된 분리막을 보여주는 모식도이다. 도 7을 참조하면, 전극(110) 대비 큰 크기를 갖는 분리막(120)은 일면에 전극(110)이 적층되고, 전극(110)의 양 사이드를 따라 절연 코팅부(130)까 형성된 구조를 갖는다. 즉, 앞서 설명한 바와 같이, 절연 코팅부(130)는 분리막(130)의 길이를 따라 스페어 영역에 형성될 수 있다.7 is a schematic view showing a separator having an insulating coating in one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, the
이때, 상기 절연 코팅부(130)는 전극(110)의 양측 단부에 접할 수 있다. 여기서, 전극(110)의 양측 단부는 전극 탭(111)이 형성된 변과 인접하는 두 변의 단부를 의미한다. 상기 절연 코팅부(130)는 전극(110)의 양측 단부에 접하도록 형성되어, 합제층의 양측 단부에서 활물질 등이 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 상기 활물질이 이탈하더라도 열적으로 안정성을 부여할 수 있다.At this time, the insulating
상기 각 절연 코팅부(130)의 폭길이(W1)는, 분리막(120)의 폭길이(W2)를 기준으로 15% 이하일 수 있다. 구체적으로, 각 절연 코팅부(130)의 폭길이(W1)는 분리막(120)의 폭길이(W2)를 기준으로 2%~15%; 4%~14%; 6%~13%; 8%~12%; 10%~11%; 또는 10% 범위일 수 있다. 만일, 각 절연 코팅부(130)의 폭길이(W1)가 분리막(120)의 폭길이(W2)를 기준 상기 범위의 하한치 미만인 경우, 전극(110) 상에 형성된 절연 코팅부(113)의 폭길이(W1)가 너무 작아 전지 셀의 사이드 영역의 변형 등을 방지하기 어려울 수 있으며, 각 절연 코팅부(113)의 폭길이(W1)가 분리막(120)의 폭길이(W2) 기준 상기 범위의 상한치를 초과하는 경우, 전지 셀의 형상 변화를 제어하기 어려워 외관 불량을 유발할 수 있다. 상기 절연 코팅부(113)의 폭길이(W1)는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 절연물질이 0.5mm 내지 10mm 범위일 수 있다.The width W1 of each insulating
나아가, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 상기 전극(110)은 전극 탭(111)이 형성된 변을 따라 절연 코팅부(미도시)를 더 포함할 수 있다.Furthermore, although not shown in the drawing, the
본 발명에 따른 절연 코팅부(130)를 포함하는 전극 조립체(100)는 상술한 구성에 의하여, 전극 조립체(100) 내부의 손상을 방지하여, 단락(short) 발생을 억제할 수 있으며, 상기 단락에 의한 폭발 및 화재의 위험을 예방할 수 있다.The
[제2 실시형태][Second Embodiment]
본 발명은 앞서 설명한 절연 코팅부를 포함하는 전극 조립체를 제2 실시형태로 제공한다.The present invention provides an electrode assembly including the above-described insulating coating portion in a second embodiment.
전극 조립체electrode assembly
도 8은 본 발명에 따른 전극 조립체의 정면도이며, 도 9는 본 발명의 다른 하나의 실시예에서 절연 코팅부가 형성된 분리막을 보여주는 모식도이다. 도 8 내지 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 전극 조립체(200)는 양극(2111)과 음극(2112) 대비 큰 크기를 갖는 n 개의 분리막(n은 2 이상의 정수)을 포함하고, k 번째 분리막(220)과 k+1 번째 분리막(220) 사이에 전극(110)이 개재되고, 상기 k 번째 분리막(220)과 k+1 번째 분리막(220) 사이의 스페어 영역에 전극(110)의 양측 단부에 접하는 절연 코팅부(230)가 형성된 구조이다.8 is a front view of an electrode assembly according to the present invention, and FIG. 9 is a schematic diagram showing a separator formed with an insulating coating in another embodiment of the present invention. 8 to 9, the
이때, 상기 절연 코팅부(230)는 전극(210)의 길이를 따라 형성될 수 있으며, 전극(210)의 길이를 따라 적어도 하나의 단부와 접하도록 형성된 구조일 수 있다. 구체적인 예에서, 상기 절연 코팅부(230)는 전극(210)의 전극 탭(211)이 형성된 변과 인접하는 두 변을 따라 형성될 수 있으며, 분리막(220)과 전극(210) 일면의 일부 영역이 오버랩(overlap) 되도록 코팅될 수 있다. 이는, 상기 절연 코팅부(230)가 분리막(220)과 전극(210)의 경계면에 형성되는 것을 의미하는 것으로, 상기 절연 코팅부(230)가 전극(210)의 양측 단부를 덮도록 이루어질 수 있다.In this case, the insulating
이러한 경우, 전극 조립체(200) 내부 손상을 방지하여 단락 발생을 억제할 수 있으며, 전극(210)에서 합제층의 양측 단부에서 활물질 등이 이탈하는 것을 방지할 수 있다.In this case, internal damage to the
각 절연 코팅부(230)의 폭길이(W1) 및 전극(210)의 오버랩된 영역의 폭길이(W3)의 비율(W1:W3)은 5:5 내지 8:2 범위일 수 있다. 보다 구체적으로, 각 절연 코팅부(230)의 폭길이(W1)와 전극(210)에 오버랩된 영역의 폭길이(W3)의 비율(w1:w3)은 6:4 내지 7:3 일 수 있으며, 예를 들어 7:3 일 수 있다. 한편, 각 절연 코팅부(230)의 오버랩된 영역의 폭길이(W1)가 너무 긴 경우, 절연 코팅부(230)의 면적이 증가하여, 합제층의 영역이 감소하기 때문에 전지 셀의 에너지 밀도가 감소할 수 있으며, 전지 셀의 성능 또한 저하될 수 있다.A ratio (W1:W3) of the width W1 of each insulating
한편, 상기 전극(210)에서 절연 코팅부(230)가 오버랩되는 영역은 도면에 도시되어 있지는 않으나, 전극(210)의 유지부 일면, 전극(210)의 무지부 일면, 또는 유지부와 무지부의 일면에 코팅될 수 있다.Meanwhile, although the region where the
본 발명에 따른 절연 코팅부(230)를 포함하는 전극 조립체(200)는 상술한 구성에 의하여, 전극 조립체(200) 내부의 손상을 방지하여, 단락(short) 발생을 억제할 수 있으며, 상기 단락에 의한 폭발 및 화재의 위험을 예방할 수 있다.The
[제3 실시형태][Third Embodiment]
본 발명은 앞서 설명한 절연 코팅부를 포함하는 전극 조립의 제조방법을 제3 실시형태로 제공한다.The present invention provides a method for manufacturing an electrode assembly including an insulating coating portion described above in a third embodiment.
전극 조립체의 제조방법Manufacturing method of electrode assembly
도 10은 본 발명에 따른 전극 조립체의 제조방법을 나타내는 순서도이며, 도 11 내지 도 12는 본 발명에 따른 전극 조립체의 제조방법을 모식적으로 나타낸 도면이다. 도 10 내지 도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 전극 조립체의 제조방법은 양극(3111), 음극(3112) 및 양극(3111)과 음극(3112) 사이에 위치하는 분리막(320)을 포함하는 전극 조립체(300)를 제조하는 것으로, 절연 코팅액이 도포된 적층체를 준비하는 단계, 상기 적층체의 절연 코팅액을 건조하는 단계 및 상기 적층체를 가압하는 단계를 포함한다.10 is a flow chart showing a manufacturing method of an electrode assembly according to the present invention, and FIGS. 11 and 12 are diagrams schematically showing a manufacturing method of an electrode assembly according to the present invention. 10 to 12, the method of manufacturing an electrode assembly according to the present invention includes an anode 3111, a cathode 3112, and a
적층체를 준비하는 단계(S10)Preparing a laminate (S10)
본 발명에 따른 전극 조립체의 제조방법은 양극과 음극 대비 큰 크기를 갖는 n 개의 분리막(320)(n은 2 이상의 정수)과, k 번째 분리막(320)과 k+1 번째 분리막(320)k는 1 이상, n-1 이하의 정수) 사이에 양극 및 음극 중 하나의 전극(310)을 적층하여 적층체를 준비하는 단계를 포함하여 구성된다.In the manufacturing method of the electrode assembly according to the present invention, n separators 320 (n is an integer of 2 or more) having a larger size than the positive electrode and the negative electrode, the
이때, 상기 적층체를 준비하는 단계에서, 분리막의 일면에 전극(310)을 적층한 후, 분리막(320)의 스페어 영역에 절연 코팅액을 도포하는 과정을 포함하되, 상기 절연 코팅액을 전극(310)의 양측 단부에 접하도록 전극(310)의 전극 탭(311)이 형성된 변과 인접하는 두 변을 따라 도포하는 과정을 포함할 수 있다.At this time, in the step of preparing the laminate, the step of laminating the
상기 적층체를 준비하는 단계는 분리막(320)에 전극(310)을 개재한 후, 상기 분리막(320)의 스페어 영역에 절연 코팅액을 도포할 수 있다. 그리고, 상기 절연 코팅액이 미건조된 상태에서, 상기 과정을 반복하여 절연 코팅액이 도포된 적층체를 준비할 수 있다. 즉, 상기 적층체를 준비하는 단계는 절연 코팅액이 도포된 적층체를 준비하는 단계를 의미할 수 있다. 예를 들어, 제1 분리막(320)에 음극(3112)을 개재한 후, 상기 음극(3112)의 양측 단부에 접하도록 절연 코팅액을 도포할 수 있다. 그리고, 상기 절연 코팅액이 미건조된 상태에서, 상기 음극(3112)의 일면에 제2 분리막(320)을 적층할 수 있다. 그 후, 상기 제2 분리막(320)의 일면에 양극(3111)을 개재한 후, 상기 양극(3111)의 양측 단부에 접하도록 절연액을 도포할 수 있다. 이러한 단위 셀을 하나 이상 조립하여 적층체를 준비할 수 있다. 여기서, 단위 셀로 제1 분리막/음극/제2 분리막/음극 구조의 바이 셀(bi-cell)을 적층하는 과정을 설명하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다.In the step of preparing the laminate, an insulating coating liquid may be applied to a spare area of the
한편, 상기 분리막(320)의 스페어 영역에 절연 코팅액을 도포하는 과정은 상기 절연 코팅액을 분무(spray) 코팅, 슬롯 다이(slot die) 코팅 및 롤(roll) 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 방식으로 도포할 수 있다. 예를 들어, 상기 절연 코팅액을 도포하는 과정은 슬롯 다이 코팅 또는 롤 코팅으로 수행할 수 있다. 이때, 상기 절연 코팅액은 전극(310)의 양측 단부에 접하도록 코팅할 수 있다. 절연 코팅액의 종류는 상술하였으므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.Meanwhile, the process of applying the insulating coating liquid to the spare area of the
다른 하나의 예에서, 상기 절연 코팅액을 분리막의 스페어 영역에 도포하는 과정은, 분리막(120)과 전극(310) 일면의 일부 영역이 오버랩 되도록 절연 코팅액을 도포할 수 있다. 이러한 경우, 전극 조립체(300) 내부 손상을 방지하여 단락 발생을 억제할 수 있으며, 전극에서 합제층의 양측 단부에서 활물질 등이 이탈하는 것을 방지할 수 있다.In another example, in the process of applying the insulating coating liquid to the spare area of the separator, the insulating coating liquid may be applied such that a partial area of one surface of the
적층체의 절연 코팅액을 건조하는 단계(S20)Drying the insulating coating solution of the laminate (S20)
본 발명에 따른 전극 조립체의 제조방법은 상기 적층체의 절연 코팅액을 건조하는 단계를 포함한다(도 12 참조). 상기 절연 코팅액을 건조하는 단계는 당 분야에서 통상적으로 알려진 건조 방법으로 상기 절연 코팅액을 완전히 건조하여 수분을 제거할 수 있다. 구체적인 예에서, 건조는 수분이 모두 휘발할 정도의 온도에서 열풍 방식, 직접 가열 방식, 유도 가열 방식 등을 변경하여 적용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 적층체의 절연 코팅액을 건조하는 단계는 열풍 방식으로 수행할 수 있다.The manufacturing method of the electrode assembly according to the present invention includes drying the insulating coating solution of the laminate (see FIG. 12). In the step of drying the insulating coating liquid, moisture may be removed by completely drying the insulating coating liquid by a drying method commonly known in the art. In a specific example, drying may be applied by changing a hot air method, a direct heating method, an induction heating method, etc. at a temperature at which all moisture volatilizes, but is not limited thereto. For example, drying the insulating coating liquid of the laminate may be performed by a hot air method.
이때, 건조 온도는 50℃ 내지 200℃ 온도 범위일 수 있으며, 60 내지 150℃ 또는 70 내지 100℃ 일 수 있다. 한편, 상기 절연 코팅액의 건조 온도가 50℃ 미만인 경우, 온도가 너무 낮아 절연 코팅액을 완전히 건조하기 어려울 수 있으며, 200℃ 를 초과하는 경우, 건조 온도가 너무 높아 전극 또는 분리막의 변형이 발생할 수 있다.At this time, the drying temperature may be in the range of 50 °C to 200 °C, and may be 60 to 150 °C or 70 to 100 °C. On the other hand, when the drying temperature of the insulating coating liquid is less than 50 ° C, it may be difficult to completely dry the insulating coating liquid because the temperature is too low, and when it exceeds 200 ° C, the drying temperature is too high and deformation of the electrode or separator may occur.
상기 적층체를 가압하는 단계(S30)Pressing the laminate (S30)
본 발명에 따른 전극 조립체의 제조방법은 적층체를 가압하는 단계를 포함한다. 구체적인 예에서, 전극 조립체(300)의 각 구성간의 접착을 위한 것으로, 통상적인 프레스를 통해 수행될 수 있다. 한편, 상기 적층체를 가압하는 단계는 건조 온도와 동일한 온도에서 수행될 수 있다. 적층체에 온도를 인가한 상태에서 가압하면, 전극 조립체(300) 내에서 기본단위체가 서로 접착될 수 있다. 구체적인 예에서, k 번째 분리막(320)과 k+1 번째 분리막(320)은 절연 코팅부(330)에 의하여 서로 접착될 수 있다.The manufacturing method of the electrode assembly according to the present invention includes the step of pressurizing the laminate. In a specific example, it is for bonding between each component of the
이에 따라, k 번째 분리막(320)과 k+1 번째 분리막(320) 사이의 스페어 영역에는 전극(310)의 양측 단부에 접하는 절연 코팅부(330)를 포함하는 전극 조립체(300)를 용이하게 제조할 수 있다.Accordingly, in the spare area between the k-
[제4 실시형태][Fourth Embodiment]
본 발명은 앞서 설명한 전극 조립체를 포함하는 이차전지를 제공한다. The present invention provides a secondary battery including the electrode assembly described above.
이차전지secondary battery
앞서 설명한 전극 조립체는 파우치에 내장되어 이차전지로 제조될 수 있으며, 상기 이차전지들은 복수 개가 서로 간에 전기적으로 연결되어 이차전지 모듈로 제조될 수 있다. 한편, 본 발명에서 이차전지는 리튬 이차전지일 수 있다.The electrode assembly described above 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, in the present invention, the secondary battery may be a lithium secondary battery.
본 발명에 따른 전극 조립체는 스택형으로 적층될 수 있으며, 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, the electrode tabs extending from each electrode plate of the electrode assembly, and the electrode lead is connected to a plurality of electrode tabs extending from each electrode plate, for example, by welding. Each is electrically connected and 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. 다만, 두 개 이상의 단위 셀을 적층하는 경우, 각 단위 셀 사이에는 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극이 서로 대면하도록 다수의 단위 셀들을 적층하여야 한다. 예를 들어, 바이셀을 사용하여 이차전지를 포함한 전기화학 셀을 구성하기 위해서는, 분리막이 개재된 상태에서 양극/분리막/음극/분리막/양극 구조의 바이셀 (양극 바이셀)과 음극/분리막/양극/분리막/음극 구조의 바이셀(음극 바이셀)이 서로 대면하도록 다수의 바이 셀 들을 적층하여야 한다. 경우에 따라서는, 더 많은 적층 수의 바이셀들도 가능한 바, 예를 들어, 양극/분리막/음 극/분리막/양극/분리막/음극/분리막/양극 및 음극/분리막/양극/분리막/음극/분리막/양극/분리막/음극 구조의 바이셀도 가능하다.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. However, when two or more unit cells are stacked, a plurality of unit cells must be stacked so that the positive electrode and the negative electrode face each other with a separator interposed between each unit cell. For example, in order to construct an electrochemical cell including a secondary battery using a bi-cell, a bi-cell (anode bi-cell) and a cathode/separator/ A plurality of bi-cells must be stacked so that the bi-cells (cathode bi-cells) of the anode/separator/cathode structure face each other. In some cases, a larger number of bi-cells are also possible, for example, anode/separator/cathode/separator/anode/separator/cathode/separator/anode and cathode/separator/anode/separator/cathode/ A bi-cell having a separator/anode/separator/cathode structure is also possible.
한편, 상기 전극조립체는 앞서 설명한 본 발명의 제1 또는 제2 실시양태에 따른 전극조립체를 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인하여 전극 조립체의 절연 특성 및 물성 등을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.On the other hand, the electrode assembly is characterized by including the electrode assembly according to the first or second embodiment of the present invention described above, and due to this feature, the advantage of improving the insulation characteristics and physical properties of the electrode assembly there is.
아울러, 상기 절연 코팅부에 의하여 전극 조립체 내부의 손상을 방지하여, 단락(short) 발생을 억제할 수 있으며, 상기 단락에 의한 폭발 및 화재의 위험을 예방할 수 있는 효과가 있다.In addition, damage to the inside of the electrode assembly can be prevented by the insulating coating portion, thereby suppressing the occurrence of a short circuit, and there is an effect of preventing the risk of explosion and fire due to the short circuit.
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.
10, 100, 200, 300: 전극 조립체
110, 210, 310: 전극
111, 211, 311: 전극 탭
11, 1111, 2111, 3111: 양극
11', 1112, 2112, 3112: 음극
12, 120, 220, 320: 분리막
130, 230, 330: 절연 코팅부10, 100, 200, 300: electrode assembly
110, 210, 310: electrode
111, 211, 311: electrode tab
11, 1111, 2111, 3111: anode
11', 1112, 2112, 3112: cathode
12, 120, 220, 320: separator
130, 230, 330: insulation coating part
Claims (16)
상기 전극 조립체는, 상기 양극과 음극 대비 큰 크기를 갖는 n 개의 분리막을 포함하되(n은 2 이상의 정수), k 번째 분리막과 k+1 번째 분리막(k는 1 이상, n-1 이하의 정수) 사이에 상기 양극 및 음극 중 하나의 전극이 개재된 구조이고,
상기 k 번째 분리막과 k+1 번째 분리막 사이의 스페어 영역에는 상기 전극의 적어도 하나의 단부와 접하도록 절연 코팅부가 형성된 구조의 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 electrode assembly includes n separators having a size larger than that of the positive electrode and the negative electrode (n is an integer of 2 or more), and the k th separator and the k+1 th separator (k is an integer of 1 or more and n-1 or less). A structure in which one electrode of the anode and cathode is interposed between,
The electrode assembly having a structure in which an insulating coating is formed in contact with at least one end of the electrode in the spare area between the k th separator and the k + 1 th separator.
상기 절연 코팅부는, 상기 분리막과 상기 전극 일면의 일부 영역이 오버랩(overlap) 되도록 코팅된 구조를 갖는 전극 조립체.
According to claim 1,
The electrode assembly having a structure in which the insulating coating part is coated so that the separator and a partial region of one surface of the electrode overlap.
상기 절연 코팅부의 폭길이(W1)는, 상기 분리막의 폭길이(W2)를 기준으로 15% 이하인 전극 조립체.
According to claim 2,
The electrode assembly in which the width (W1) of the insulating coating portion is 15% or less based on the width (W2) of the separator.
상기 절연 코팅부의 폭길이(W1) 및 상기 전극의 오버랩된 영역의 폭길이(W3)의 비율(W1:W3)은 5:5 내지 8:2 범위인 전극 조립체.
According to claim 2,
The ratio (W1: W3) of the width length (W1) of the insulating coating part and the width length (W3) of the overlapping region of the electrode is in the range of 5:5 to 8:2.
상기 k 번째 분리막과 k+1 번째 분리막은 상기 절연 코팅부에 의하여 서로 접착되는 구조를 갖는 하는 전극 조립체.
According to claim 1,
The electrode assembly having a structure in which the k th separator and the k + 1 th separator are adhered to each other by the insulating coating portion.
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.
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 6,
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.
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 6,
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 ).
상기 분리막은, 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리아릴에테르케톤(polyaryletherketone), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리아미드이미드(polyamideimide), 폴리벤지미다졸(polybenzimidazole), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 사이클릭 올레핀 고폴리머(cyclic olefin copolymer), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylenesulfide) 및 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 고분자 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 형성된 고분자막 또는 이들의 다중막, 직포 또는 부직포인 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
According to claim 1,
The separator is made of polyethylene, polypropylene, polyethyleneterephthalate, polybutyleneterephthalate, polyester, polyacetal, polyamide, poly Polycarbonate, polyimide, polyetheretherketone, polyaryletherketone, polyetherimide, polyamideimide, polybenzimidazole, poly Any one polymer selected from the group consisting of ethersulfone, polyphenyleneoxide, cyclic olefin copolymer, polyphenylenesulfide and polyethylenenaphthalene, or any of these An electrode assembly, characterized in that it is a polymer film formed of a mixture of two or more or a multilayer, woven or non-woven fabric thereof.
상기 절연 코팅부는, 상기 전극의 전극 탭이 형성된 변과 인접하는 두 변을 따라 형성되는 전극 조립체.
According to claim 1,
The electrode assembly wherein the insulating coating portion is formed along two sides adjacent to the side on which the electrode tab of the electrode is formed.
상기 양극과 음극 대비 큰 크기를 갖는 n 개의 분리막(n은 2 이상의 정수)과, k 번째 분리막과 k+1 번째 분리막(k는 1 이상, n-1 이하의 정수) 사이에 상기 양극 및 음극 중 하나의 전극을 적층하여 적층체를 준비하는 단계; 를 포함하되,
상기 적층체를 준비하는 단계에서, 상기 분리막의 일면에 전극을 적층한 후, 상기 분리막의 스페어 영역에 절연 코팅액을 도포하는 과정을 포함하되, 상기 절연 코팅액을 상기 전극의 적어도 하나의 단부에 접하도록 도포하는 과정을 포함하는 전극 조립체의 제조방법.
In the manufacturing method of an electrode assembly comprising a positive electrode, a negative electrode and a separator positioned between the positive electrode and the negative electrode,
Between the n separators (n is an integer of 2 or more) having a larger size than the anode and the cathode, and the k th separator and the k+1 th separator (k is an integer of 1 or more and n-1 or less), among the anode and cathode Preparing a laminate by stacking one electrode; Including,
In the step of preparing the laminate, after laminating an electrode on one surface of the separator, applying an insulating coating liquid to a spare area of the separator, so that the insulating coating liquid comes into contact with at least one end of the electrode. A method of manufacturing an electrode assembly comprising a coating process.
상기 적층체에 도포된 절연 코팅액을 50℃ 내지 200℃ 온도 범위에서 건조하는 단계; 및
상기 온도 범위에서, 상기 적층체를 가압하는 단계를 더 포함하는 전극 조립체의 제조방법.
According to claim 11,
drying the insulating coating liquid applied to the laminate at a temperature range of 50° C. to 200° C.; and
The manufacturing method of the electrode assembly further comprising the step of pressurizing the laminate in the temperature range.
상기 절연 코팅액을 상기 분리막의 스페어 영역에 도포하는 과정은, 상기 분리막과 전극 일면의 일부 영역이 오버랩 되도록 절연 코팅액을 도포하는 과정을 포함하는 전극 조립체의 제조방법.
According to claim 11,
The process of applying the insulating coating liquid to the spare area of the separator includes applying the insulating coating liquid so that a partial area of the separator and one surface of the electrode overlaps.
상기 절연 코팅액을 상기 분리막의 스페어 영역에 도포하는 과정은, 상기 절연 코팅액을 분무(spray) 코팅, 슬롯 다이(slot die) 코팅 및 롤(roll) 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 방식으로 도포하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체의 제조방법.
According to claim 11,
In the process of applying the insulating coating liquid to the spare area of the separator, the insulating coating liquid is applied by at least one method selected from the group consisting of spray coating, slot die coating, and roll coating. Method for manufacturing an electrode assembly, characterized in that.
A secondary battery in which the electrode assembly according to claim 1 is embedded in a pouch.
상기 전극 조립체는, 모노셀(mono-cell) 및 바이셀(bi-cell)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 이차전지.According to claim 15,
The electrode assembly is a secondary battery comprising at least one selected from the group consisting of a mono-cell and a bi-cell.
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KR101768195B1 (en) | 2015-01-26 | 2017-08-16 | 주식회사 엘지화학 | Method for Preparing Positive Electrode Having Insulation Coating portion and Positive Electrode Prepared Thereby |
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2021
- 2021-06-30 KR KR1020210085827A patent/KR20230004051A/en active Search and Examination
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination |