KR20230045576A - Battery Cell, Battery Module, And Method For Manufacturing Battery Cell - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전지셀, 배터리 모듈, 및 전지셀을 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 전지 성능의 저하 없이 내구성을 향상시킨 전지셀, 배터리 모듈, 및 전지셀을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cell, a battery module, and a method for manufacturing a battery cell, and more particularly, to a battery cell, a battery module, and a method for manufacturing a battery cell with improved durability without deterioration of battery performance.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있다. 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충전 및 방전이 자유롭다. 또한, 리튬 이차 전지는 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.Current commercially available secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydride batteries, nickel zinc batteries, lithium secondary batteries, and the like. Lithium secondary batteries do not have a memory effect compared to nickel-based secondary batteries, so they can be freely charged and discharged. In addition, lithium secondary batteries are in the limelight due to their very low self-discharge rate and high energy density.
리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극활물질과 음극활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는 각각의 집전체 상에 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과, 음극판 및 이들 사이에 개재된 분리막이 순차적으로 적층된 전극 조립체, 전해액 및 상기 전극 조립체와 전해액이 함께 밀봉 수납되는 외장재로 이루어져 있다.Lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides and carbon materials as cathode and anode active materials, respectively. A lithium secondary battery includes a positive electrode plate coated with a positive electrode active material and a negative electrode active material on each current collector, an electrode assembly in which a negative electrode plate and a separator interposed therebetween are sequentially stacked, an electrolyte, and the electrode assembly and the electrolyte are sealed and stored together. It is made of outer material.
또한, 상기 리튬 이차 전지는 외장재의 종류에 따라 캔형 이차 전지와 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다. 캔형 이차 전지는 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있다. 파우치형(Pouch Type) 이차 전지는 전극 조립체가 형태가 일정하지 않은 연성의 폴리머 재질로 제조된 파우치, 예를 들면 아루미늄 라미네이트 시트 파우치에 내장되어 있다.In addition, the lithium secondary battery may be classified into a can-type secondary battery and a pouch-type secondary battery according to the type of exterior material. In the can-type secondary battery, an electrode assembly is embedded in a metal can. In a pouch-type secondary battery, an electrode assembly is built into a pouch made of a soft polymer material having an irregular shape, for example, an aluminum laminate sheet pouch.
한편, 최근에 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에 리튬 이차 전지가 널리 이용됨에 따라, 리튬 이차전지의 용량 및 출력을 높이기 위한 연구가 대두되고 있다. 이러한 중대형 장치에는 많은 수의 전지셀 적층이 용이한 파우치형 이차 전지 셀이 이용되고 있다.On the other hand, as lithium secondary batteries have recently been widely used in small-sized devices such as portable electronic devices as well as medium-large devices such as automobiles and power storage devices, research to increase the capacity and output of lithium secondary batteries has emerged. Pouch-type secondary battery cells, in which a large number of battery cells are easily stacked, are used in such medium- or large-sized devices.
한편, 양극 집전체 및 음극 집전체에 사용되는 금속 포일(foil)은 적어도 일측에 전극 탭이 형성되어 있다. 상기 전극 탭은 전극 리드 간의 용접 공정 중에 절곡된 형상을 가지게 된다. Meanwhile, an electrode tab is formed on at least one side of a metal foil used for the positive electrode current collector and the negative electrode current collector. The electrode tab has a bent shape during a welding process between electrode leads.
이러한 전극 탭은 두께가 매우 얇아 기계적 강성이 상대적으로 취약하며, 상기 전극 탭의 절곡된 형태가 미세하게 접혀지고 펼쳐지는 동작이 반복될 경우, 외부 충격에 의해 전극 탭의 단선이 쉽게 발생할 수 있다. 이러한 전극 탭의 단선은 연결된 전극의 전기 용량을 비발현화시킴으로, 이차 전지셀의 사용 중 충방전 성능이 저하되는 현상이 발생된다. 특히, 자동차 팩에 구비된 파우치형 이차 전지 셀의 경우, 잦은 진동과 충격에 노출되어 있으므로, 전지셀의 수명이 빠르게 단축되는 문제가 있었다. 게다가, 최근 전지셀의 에너지 밀도 증가를 위해 집전체의 두께를 더욱 얇게 형성시킴에 따라, 전극 탭의 기계적 강성 또한 저하되어 전극 탭의 절곡된 일부분 또는 전극 탭과 전극 사이의 연결 부위에서 단선이 빈번하게 발생되고 있다. 나아가, 전지셀이 소형화 될수록 전극 탭의 폭이 좁고 탭의 길이가 짧아지고 있기 때문에, 전지셀이 외부 충격을 받을 경우, 더욱 전극 탭의 단선이 발생되기 되기 더욱 쉬워지는 문제가 있다.These electrode tabs are relatively weak in mechanical strength due to their very thin thickness, and when finely folded and unfolded operations of the electrode tabs are repeated, disconnection of the electrode tabs may easily occur due to external impact. The disconnection of the electrode tab causes the capacitance of the connected electrode to be non-expressed, resulting in a deterioration in charge/discharge performance of the secondary battery cell during use. In particular, in the case of a pouch-type secondary battery cell provided in a vehicle pack, since it is exposed to frequent vibrations and shocks, there is a problem in that the lifespan of the battery cell is rapidly shortened. In addition, as current collectors are made thinner to increase the energy density of battery cells, the mechanical rigidity of electrode tabs also deteriorates, resulting in frequent disconnection at the bent part of the electrode tab or the connection between the electrode tab and the electrode. is happening Furthermore, since the width of the electrode tab is narrow and the length of the tab is shortened as the battery cell is miniaturized, when the battery cell is subjected to an external impact, the disconnection of the electrode tab is more likely to occur.
따라서, 외부 충격 시 전극 탭의 단선을 방지할 수 있는 새로운 파우치형 이차 전지 셀에 대한 구조 개발이 요구되고 있는 실정이다. Therefore, there is a demand for developing a structure for a new pouch-type secondary battery cell capable of preventing disconnection of an electrode tab upon external impact.
본 발명은 전지 성능의 저하 없이 내구성을 향상시킨 전지셀, 배터리 모듈, 및 전지셀을 제조하는 방법을 제공한다. The present invention provides a battery cell with improved durability without deterioration of battery performance, a battery module, and a method for manufacturing a battery cell.
본 발명의 일 형태에 의하면, 전지셀은 수용 공간을 갖는 셀 케이스; 복수의 전극판들 및 분리막들이 교대로 적층되어 있고, 상기 수용 공간에 수납되어 있는 전극 조립체; 상기 전극판으로부터 외향 연장되어 있고, 전극판과 외부단자를 전기적으로 연결하는 전극탭; 상기 전극 탭의 유동을 방지할 수 있도록 상기 수용 공간에 상기 전극 탭을 감싸며 수용되어 있는 겔 전해질; 및 상기 전극 탭이 형성되지 않은 전극 조립체의 다른 측을 둘러싸도록 상기 수용 공간에 수용된 액체 전해질을 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the battery cell includes a cell case having an accommodation space; an electrode assembly in which a plurality of electrode plates and separators are alternately stacked and accommodated in the accommodation space; an electrode tab extending outward from the electrode plate and electrically connecting the electrode plate and an external terminal; a gel electrolyte accommodated while surrounding the electrode tab in the accommodation space to prevent movement of the electrode tab; and a liquid electrolyte accommodated in the accommodation space so as to surround the other side of the electrode assembly on which the electrode tab is not formed.
일 실시예에서, 상기 겔 전해질은 상기 전극 탭의 주변 영역에만 위치하고, 상기 액체 전해질은 상기 수용 공간 중 상기 겔 전해질이 채워지지 않은 나머지 공간에 수용될 수 있다.In one embodiment, the gel electrolyte may be located only in a peripheral area of the electrode tab, and the liquid electrolyte may be accommodated in the remaining space not filled with the gel electrolyte among the accommodation spaces.
본 발명의 다른 형태에 의하면, 배터리 모듈은 상기 전지셀을 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.According to another form of the present invention, the battery module may include at least one or more of the battery cells.
본 발명의 또 다른 일 형태에 의하면, 전지셀의 제조방법은 적어도 일측에 형성된 전극 탭을 구비한 복수의 전극판들, 및 상기 전극판들 사이에 개재된 분리막을 구비한 전극 조립체를 준비하는 단계; 파우치의 수용 공간에 상기 전극 조립체를 배치하는 단계; 파우치의 주입 공간을 통해 파우치의 수용 공간에 상기 전극 탭을 감싸도록 상기 경화성 전해질 조성물을 주입하는 단계; 상기 경화성 전해질 조성물을 겔 상의 겔 전해질로 변화시켜 상기 전극 탭의 유동을 방지하는 단계; 및 상기 전극 탭이 형성되지 않은 상기 전극 조립체의 다른 측을 둘러싸도록 상기 수용 공간에 액체 전해질을 주입하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a method of manufacturing a battery cell includes preparing an electrode assembly having a plurality of electrode plates having an electrode tab formed on at least one side, and a separator interposed between the electrode plates. ; disposing the electrode assembly in the receiving space of the pouch; injecting the curable electrolyte composition into the receiving space of the pouch through the injection space of the pouch so as to surround the electrode tab; preventing the electrode tab from flowing by changing the curable electrolyte composition into a gel electrolyte; and injecting a liquid electrolyte into the accommodation space so as to surround the other side of the electrode assembly on which the electrode tab is not formed.
또 다른 일 실시예에서, 상기 경화성 전해질 조성물은 경화성 화합물을 3wt% 내지 30 wt% 함량으로 포함될 수 있다.In another embodiment, the curable electrolyte composition may include a curable compound in an amount of 3 wt % to 30 wt %.
또 다른 일 실시예에서, 상기 경화성 전해질 조성물을 주입하는 단계 전에, 상기 수용 공간에서 상기 주입 공간으로 상기 경화성 전해질 조성물이 이동하는 것을 차단하도록 구성된 차단부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.In another embodiment, before the step of injecting the curable electrolyte composition, the step of forming a blocking portion configured to block the curable electrolyte composition from moving from the accommodation space to the injection space may be further included.
또 다른 일 실시예에서, 상기 차단부를 형성하는 단계는 상기 차단부가 상기 파우치의 외주부로부터 상기 수용 공간과 상기 주입 공간의 경계를 따라 연장되고 상기 전극 탭이 위치한 상기 전극 조립체의 일 측단보다 상기 전극 조립체의 내측으로 더 돌출하도록 형성하는 단계를 포함할 수 있다.In another embodiment, the forming of the blocking portion may include extending the blocking portion from an outer circumferential portion of the pouch along a boundary between the accommodation space and the injection space and extending the electrode assembly from one side end of the electrode assembly where the electrode tab is located. It may include a step of forming to further protrude toward the inside of.
또 다른 일 실시예에서, 상기 차단부를 형성하는 단계는 상기 파우치의 상기 주입 공간과 상기 수용 공간 사이의 일 부분을 용융 접합하거나, 상기 파우치의 상기 수용 공간과 상기 주입 공간 사이의 일 부분을 가압하여 형성하는 단계를 포함할 수 있다.In another embodiment, the forming of the blocking part may include melting bonding a portion between the injection space and the accommodation space of the pouch, or pressurizing a portion between the accommodation space and the injection space of the pouch. Formation may be included.
또 다른 일 실시예에서, 상기 경화성 전해질 조성물을 겔 상의 겔 전해질로 변화시켜 상기 전극 탭의 유동을 방지하는 단계 전에, 상기 파우치 외부에서 지그 플레이트를 이용하여 상기 파우치 및 상기 전극 조립체를 가압 고정하여 상기 경화성 전해질 조성물의 형상을 고정하는 단계를 더 포함할 수 있다.In another embodiment, before changing the curable electrolyte composition into a gel electrolyte to prevent the electrode tab from flowing, the pouch and the electrode assembly are pressurized and fixed using a jig plate outside the pouch to A step of fixing the shape of the curable electrolyte composition may be further included.
상기 경화성 전해질 조성물을 겔 상의 겔 전해질로 변화시켜 상기 전극 탭의 유동을 방지하는 단계는 상기 파우치 및 상기 전극 조립체를 가압 고정한 상태에서 수행할 수 있다.The step of preventing the electrode tab from flowing by changing the curable electrolyte composition into a gel electrolyte may be performed in a state in which the pouch and the electrode assembly are pressurized and fixed.
또 다른 일 실시예에서, 상기 경화성 전해질 조성물을 주입하는 단계는 상기 전극 탭이 상기 전극 조립체의 하부에 위치하도록 상기 파우치 및 상기 전극 조립체를 배치하고, 중력을 이용하여 상기 경화성 전해질 조성물이 상기 전극 탭을 감싸도록 하는 단계를 포함할 수 있다.In another embodiment, the step of injecting the curable electrolyte composition may include disposing the pouch and the electrode assembly so that the electrode tab is positioned below the electrode assembly, and the curable electrolyte composition is applied to the electrode tab by using gravity. It may include a step of enclosing.
또 다른 일 실시예에서, 상기 액체 전해질을 주입하는 단계 전에 상기 전극 탭이 상기 전극 조립체의 측부에 위치하도록 상기 파우치를 회전 배치시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In another embodiment, the method may further include rotating the pouch so that the electrode tab is located on the side of the electrode assembly before the liquid electrolyte is injected.
본 발명의 전지셀은 전극 탭이 형성된 영역에 겔 전해질을 수용하고, 전극탭이 형성되지 않은 전극 조립체 영역에 액체 전해질을 수용함으로써, 전지셀에 외부 충격이 가해질 경우, 전극 탭의 유동을 방지하여 전극 탭의 변형을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 전지셀을 자동차에 탑재하여 적용하는 경우, 이동 중에 발생하는 잦은 충격 및 진동 등이 전지셀로 전달되더라도, 반고체 상태인 겔 전해질에 의해 전극 탭의 유동 및 변형을 최소화할 수 있다.The battery cell of the present invention accommodates a gel electrolyte in an area where an electrode tab is formed and a liquid electrolyte in an electrode assembly area where an electrode tab is not formed, thereby preventing the electrode tab from moving when an external impact is applied to the battery cell. Deformation of the electrode tab can be reduced. Therefore, when the battery cell of the present invention is mounted and applied to a vehicle, even if frequent shocks and vibrations generated during movement are transmitted to the battery cell, the flow and deformation of the electrode tab can be minimized by the gel electrolyte in a semi-solid state. .
더욱이, 본 발명의 전지셀은 전극 탭의 잦은 유동으로 인해 전극 탭이 단선되어 전극의 전기 충방전이 비활성화가 되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 본 발명의 전지셀은 겔 폴리머 전해질을 수용하여 외부 충격이 가해지더라도 전극 탭의 손상을 최소화할 수 있고, 또한 액체 전해질을 병용함으로써 전지 내부 저항을 낮춰 사이클 특성을 효과적으로 개선할 수 있다.Moreover, the battery cell of the present invention can prevent electric charge and discharge of the electrode from being deactivated due to disconnection of the electrode tab due to frequent flow of the electrode tab. In addition, the battery cell of the present invention can minimize damage to the electrode tab even when an external impact is applied by accommodating the gel polymer electrolyte, and also can effectively improve cycle characteristics by lowering the internal resistance of the battery by using a liquid electrolyte together.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 본 발명의 제조방법은 경화성 전해질 조성물을 주입 단계 전에 파우치 내부에 차단부를 형성시키는 단계를 더 포함함으로써, 수용 공간에 주입된 경화성 전해질 조성물이 경화되기 전에 수용 공간으로부터 주입 공간으로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 제조방법은 차단부에 의해 경화성 전해질 조성물이 경화 단계 전까지 전극 탭을 감싸도록 배치된 상태를 유지하기가 용이하여, 제조 공정성을 크게 높일 수 있다.In addition, according to another embodiment of the present invention, the manufacturing method of the present invention further includes forming a blocking portion inside the pouch before the curable electrolyte composition is injected, so that the curable electrolyte composition injected into the accommodation space is cured before curing. It can be prevented from moving from the accommodation space to the injection space. As described above, in the manufacturing method of the present invention, it is easy to maintain a state in which the curable electrolyte composition is disposed so as to cover the electrode tab until the curing step by the blocking part, so that manufacturing processability can be greatly improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀을 보여주는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀의 파우치와 전극 조립체를 도시한 분리 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 전극판들 및 분리막을 보여주는 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀의 내부 모습을 나타내는 수직 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀의 내부 모습을 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀의 내부 모습을 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀의 제조방법 중 전극조립체가 파우치의 수용 공간에 삽입된 후의 모습을 나타내는 정면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀의 제조방법 중 수용 공간에 경화성 전해질 조성물을 주입하고 있는 파우치의 내부 모습을 나타내는 정면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀의 제조방법 중 수용 공간의 전극 탭 주변에 배치된 경화성 전해질 조성물을 열 경화하고 있는 파우치의 내부 모습을 나타내는 정면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지셀의 제조방법 중 수용 공간의 전극 탭 주변에 배치된 경화성 전해질 조성물을 자외선 경화하고 있는 파우치의 내부 모습을 나타내는 정면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지셀의 제조방법 중 수용 공간의 전극 탭 주변에 겔 전해질이 수용된 파우치의 내부 모습을 나타내는 정면도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀의 제조방법 중 경화성 전해질 조성물이 경화되는 동안 고정 지그를 사용해 전지셀을 고정시키기 전 및 후의 모습을 나타내는 측면도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지셀의 제조방법 중 파우치의 수용 공간과 주입 공간 사이의 일부분을 가압하는 차단 부재의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지셀의 제조방법 중 차단 부재를 사용해 파우치의 수용 공간과 주입 공간 사이의 일부분을 가압한 모습을 나타내는 사시도이다.
도 16은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀의 제조방법 중 수용 공간에 액체 전해질을 주입하고 있는 파우치의 내부 모습을 나타내는 사시도이다.
도 17은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀의 제조방법 중 파우치의 수용 공간의 일측을 추가로 실링시킨 모습을 나타내는 정면도이다.
도 18은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀의 제조방법 중 파우치의 주입 공간을 제거한 모습을 나타내는 정면도이다.
도 19는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지셀의 제조방법 중, 경화성 전해질 조성물을 1차 주입하는 단계를 나타낸 정면도이다.
도 20은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지셀의 제조방법 중, 경화성 전해질 조성물을 1차 경화하는 단계를 나타낸 정면도이다.
도 21은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지셀의 제조방법 중, 경화성 전해질 조성물을 2차 주입하는 단계를 나타낸 정면도이다.
도 22는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지셀의 제조방법 중, 경화성 전해질 조성물을 2차 경화하는 단계를 나타낸 정면도이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈을 보여주는 사시도이다.1 is a plan view showing a battery cell according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view showing a pouch and an electrode assembly of a battery cell according to an embodiment of the present invention.
3 is an exploded perspective view showing a plurality of electrode plates and a separator according to an embodiment of the present invention.
4 is a vertical cross-sectional view showing the inside of a battery cell according to an embodiment of the present invention.
5 is a plan view showing the inside of a battery cell according to an embodiment of the present invention.
6 is a plan view showing the inside of a battery cell according to another embodiment of the present invention.
7 is a front view showing a state after an electrode assembly is inserted into an accommodation space of a pouch in a method of manufacturing a battery cell according to another embodiment of the present invention.
8 is a front view showing the inside of a pouch in which a curable electrolyte composition is injected into an accommodation space in a method for manufacturing a battery cell according to another embodiment of the present invention.
9 is a front view showing the inside of a pouch in which a curable electrolyte composition disposed around an electrode tab in an accommodation space is thermally cured in a method for manufacturing a battery cell according to another embodiment of the present invention.
10 is a front view showing the inside of a pouch in which a curable electrolyte composition disposed around an electrode tab in an accommodation space is UV-cured in a method of manufacturing a battery cell according to another embodiment of the present invention.
11 is a front view showing the inside of a pouch in which a gel electrolyte is accommodated around an electrode tab in an accommodation space in a method of manufacturing a battery cell according to another embodiment of the present invention.
12 and 13 are side views showing before and after fixing a battery cell using a fixing jig while a curable electrolyte composition is cured in a method for manufacturing a battery cell according to another embodiment of the present invention.
14 is a perspective view showing a state of a blocking member that presses a portion between an accommodation space and an injection space of a pouch in a method of manufacturing a battery cell according to another embodiment of the present invention.
15 is a perspective view showing a state in which a portion between an accommodation space and an injection space of a pouch is pressed using a blocking member in a method for manufacturing a battery cell according to another embodiment of the present invention.
16 is a perspective view showing the inside of a pouch in which a liquid electrolyte is injected into an accommodation space in a method of manufacturing a battery cell according to another embodiment of the present invention.
17 is a front view showing a state in which one side of an accommodation space of a pouch is additionally sealed in a method of manufacturing a battery cell according to another embodiment of the present invention.
18 is a front view showing a state in which an injection space of a pouch is removed in a method of manufacturing a battery cell according to another embodiment of the present invention.
19 is a front view showing a step of primarily injecting a curable electrolyte composition in a method for manufacturing a battery cell according to another embodiment of the present invention.
20 is a front view showing a step of primary curing a curable electrolyte composition in a method for manufacturing a battery cell according to another embodiment of the present invention.
21 is a front view showing a step of secondary injecting a curable electrolyte composition in a method for manufacturing a battery cell according to another embodiment of the present invention.
22 is a front view showing a step of secondary curing a curable electrolyte composition in a method for manufacturing a battery cell according to another embodiment of the present invention.
23 is a perspective view showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하도록 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대해 상세한 설명은 생략한다. 덧붙여, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 발명을 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, the following examples may be modified in many different forms, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited to the following examples. Rather, these embodiments are provided to make this invention more thorough and complete, and to fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art.
본 발명에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the techniques described herein are not intended to be limited to particular embodiments, but include various modifications, equivalents, and/or alternatives of the embodiments of the present invention.
도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.In connection with the description of the drawings, like reference numerals may be used for like elements.
본 발명에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.In the present invention, expressions such as "has", "can have", "includes" or "may include" indicate the existence of a corresponding feature (eg, numerical value, function, operation, or component such as a part). indicated, and does not preclude the presence of additional features.
본 발명에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나" 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나" 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는 (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.In the present invention, expressions such as "A or B", "at least one of A and/and B" or "one or more of A or/and B" may include all possible combinations of the items listed together. For example, “A or B,” “at least one of A and B,” or “at least one of A or B” (1) includes at least one A, (2) includes at least one B, or ( 3) It may refer to all cases including at least one A and at least one B.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀(100)을 보여주는 평면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀(100)의 파우치(114)와 전극 조립체(120)를 도시한 분리 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막(170) 및 전극(122)들을 보여주는 분해 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀(100)의 내부 모습을 나타내는 수직 단면도이다. 그리고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀(100)의 내부 모습을 나타내는 평면도이다. 참고로, 도면 설명의 편의를 위해 도 2에서는 겔 전해질(150) 및 액체 전해질(160)을 생략하여 도시하였다. 또한, 도 5에서는 도면 설명의 편의를 위해 도 1의 전지셀(100)에서 제1 셀 시트(114T)가 제거된 모습을 도시하였다.1 is a plan view showing a
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀(100)은 전극조립체(미도시) 및 전해질이 수용된 셀 케이스(110)와 양극 탭(미도시)과 연결된 양극 리드(130a), 및 음극 탭(미도시)과 연결된 음극 리드(130b)를 포함하는 전극 리드(130)를 구비할 수 있다. 또한, 상기 셀 케이스(110)는 외주부에 열융착된 실링부(111)가 형성될 수 있다.First, referring to FIG. 1, the
구체적으로, 도 1 내지 도 5를 참조하면, 상기 셀 케이스(110)는 전극 조립체(120), 전극 탭(121), 겔 전해질(150), 및 액체 전해질(160)을 수용하는 수용 공간(110p1)을 포함할 수 있다. 이러한 수용 공간(110p1)은 2개의 셀 시트들(114T, 114P) 중 적어도 어느 하나의 일부분을 고온의 핫 프레스로 가압하여 컵 형태로 변형된 부분일 수 있다. 상기 수용 공간(110p1)은 상기 셀 시트들(114T, 114P) 각각의 일부분이 외측으로 볼록하게 돌출된 부분(P)일 수 있다. Specifically, referring to FIGS. 1 to 5 , the
상기 셀 케이스(110)의 수용 공간(110p1)은 상기 복수의 전극판(122)들, 분리막(170), 겔 전해질(150), 및 액체 전해질(160)이 모두 수용될 수 있는 크기 이상일 수 있다. 예를 들면, 도 2에서와 같이, 상기 셀 케이스(110)의 수용 공간(110p1)은 제1 셀 시트(114T)의 상부 방향으로 볼록하게 돌출된 부분(P)과, 제2 셀 시트(114P)의 하부 방향으로 오목하게 형성된 부분(R)이 서로 결합되어 형성될 수 있다.The accommodating space 110p1 of the
한편, 셀 케이스(110)는 연성의 재질로 제조된 파우치형 케이스일 수 있다. 상기 셀 케이스(110)는 상기 전극 조립체(120)의 상부를 커버하는 제1 셀 시트(114T), 및 상기 제1 셀 시트(114T)의 하면의 일부분과 결합되고 상기 전극 조립체(120)의 하부를 커버하는 제2 셀 시트(114P)를 구비할 수 있다. 상기 제1 셀 시트(114T) 및 상기 제2 셀 시트(114P) 각각은 라미네이트 시트일 수 있다. 구체적으로, 상기 라미네이트 시트는 얇은 금속 필름(예컨대, Al 필름)이 내수성이 있는 고분자 필름(나일론)과 열접착 고분자 필름(예: Casted Polypropylene) 사이에 라미네이팅 된 구조를 가질 수 있다. 상기 라미네이트 시트의 구조와 각 층을 구성하는 물질에 대해서는 본 발명이 속한 기술분야에서 널리 알려져 있으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. Meanwhile, the
상기 셀 케이스(110)의 밀봉을 위해 상기 제1 셀 시트(114T) 및 상기 제2 셀 시트(114P) 각각의 일부분은 서로 열융착될 수 있다. 열융착 방법은 제1 셀 시트(114T) 및 상기 제2 셀 시트(114P)가 적층된 상태에서 서로 마주보고 있는 각각의 외주부의 적어도 일부를 고온의 기구(예: 핫 프레스)로 가압하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 열융착되는 온도는 섭씨 110도 내지 섭씨 150도일 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 셀 케이스(110)는 외주부에 열융착된 실링부(111)가 형성될 수 있다.To seal the
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전극판(122)들은 전기 극성에 따라 적어도 하나 이상의 양극(122p) 및 적어도 하나 이상의 음극(122n)일 수 있다. 상기 전극판(122)은 집전체(도시되지 않음), 상기 집전체에 코팅된 전극활물질, 도전재, 및 바인더의 혼합물(M1)을 구비할 수 있다. 상기 집전체는 알루미늄 합금 호일(foil) 또는 구리 합금 호일일 수 있다. 예를 들면, 상기 양극(122p)은 양극활물질, 도전재, 및 바인더의 혼합물이 알루미늄 합금 소재의 집전체에 도포되어 형성될 수 있다. 상기 음극(122n)은 음극활물질, 도전재, 및 바인더의 혼합물(M2)이 구리 합금 소재의 집전체에 도포되어 형성될 수 있다. 그리고, 상기 양극(122p) 및 상기 음극(122n) 사이에 분리막(170)이 개재될 수 있다. 이러한, 분리막(170)은 양극(122p) 및 음극(122n) 간의 내부 단락을 차단하고, 전해질을 함침하게 하는 역할을 수행할 수 있다. 본 발명의 분리막(170)은 이차 전지에서 통상적으로 사용되는 분리막 소재라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 분리막(170)은 폴리에틸렌, 및 폴리프로필렌 중 적어도 어느 하나 이상의 소재를 구비할 수 있다. 그리고, 상기 양극(122p), 상기 분리막(170), 및 상기 음극(122n)이 순서대로 적층되어 전극 조립체(120)를 형성할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 3 , the
상기 도 2에 도시된 전극 탭(121)에는 상기 전극활물질, 도전재, 및 바인더의 혼합물이 도포되지 않을 수 있다. 상기 전극 탭(121)은 전자가 이동할 수 있는 경로일 수 있다. 상기 전극 탭(121)은 양극활물질이 코팅되지 않은 무지부를 재단하여 형성되거나, 상기 전극판(122)의 무지부에 별도의 도전성 부재를 초음파 용접 등으로 연결하여 별도 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 3에서와 같이, 양극(122p) 및 음극(122n) 각각에, 제1 측(122n1)으로부터 돌출된 전극 탭(121)이 구비될 수 있다. 그러나 반드시 이러한 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 전극 탭(121)은 상기 전극(122)의 전후좌우 각각의 방향의 제1 측, 제2 측, 제3 측, 및 제4 측 중 어느 하나 이상에 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 3에서와 같이, 상기 양극 탭(121a)은 상기 양극(122p)이 평면상으로 사각형을 가질 경우, 제1 측(122p1), 제2 측(122p2), 제3 측(122p3), 및 제4 측(122p4) 중 어느 하나 이상에 형성될 수 있다. 그리고, 상기 음극 탭(121b)은 상기 음극(122n)이 평면상으로 사각형을 가질 경우, 제1 측(122n1), 제2 측(122n2), 제3 측(122n3), 및 제4 측(122n4) 중 어느 하나 이상에 형성될 수 있다.A mixture of the electrode active material, the conductive material, and the binder may not be applied to the
본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀(100)은 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 전극 탭(121)의 일부분과 결합된 전극 리드(130)를 더 구비할 수 있다. 상기 전극 리드(130)는 전기 전도성 금속일 수 있다. 도 2에서와 같이, 상기 전극 리드(130)는 양극 탭(121a)과 연결된 양극 리드(130a), 및 음극 탭(121b)과 연결된 음극 리드(130b)를 구비할 수 있다. 상기 전극 리드(130)는 용접 등과 같은 다양한 방식으로 하나 이상의 상기 전극 탭(121)과 연결될 수 있다. 상기 전극 리드(130)의 일부가 상기 셀 케이스(110)의 외부에 노출되도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 전극 리드(130)는 전지셀(100)의 전극 단자 역할을 수행한다. 예를 들면, 상기 양극 리드(130a)는 전지셀(100)의 양극 단자 역할을 수행하고, 상기 음극 리드(130b)는 전지셀(100)의 음극 단자 역할을 수행할 수 있다. 또한, 도 4에서와 같이, 상기 전지셀(100)은 상기 전극 리드(130)의 일부 외면을 감싸도록 구성된 절연 필름(140)을 포함할 수 있다. 상기 절연 필름(140)은 상기 셀 케이스(110)와 상기 전극 리드(130) 사이를 전기적으로 절연하고, 상기 셀 케이스(110)와 열융착 되도록 구성될 수 있다.As shown in FIG. 2 , the
한편, 도 4 및 도 5에 도시된 겔 전해질(150)은 겔상(gel phase)을 가진 전해질을 의미한다. 상기 겔 전해질(150)은 전해질이 겔상을 나타낼 정도로 경화된 폴리머를 구비할 수 있다. 즉, 여기서, 겔상이란, 반고체라 할 수 있고, 점도가 높아 정상 상태(steady state)에서 흐름이 없고 일정한 형태를 유지하는 것을 의미한다.Meanwhile, the
또한, 겔상은 현상학적으로 어느 하나 이상의 액체를 포함하는 부드러운 고체 같은 물질이라고 정의할 수 있다. 예를 들면, 상기 겔 전해질(150)은 중량 비율로서 대부분 액체 물질이고 일부 고체 물질을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 겔 전해질(150)은 액체 전해질(160)에 혼합된 경화성 화합물을 경화하여 겔 상태의 전해질로 상 변화하여 제조할 수 있다. 상기 경화성 화합물은 열 경화성 화합물(A) 또는 자외선 경화성 화합물(B)를 포함할 수 있다. In addition, the gel phase can be phenomenologically defined as a soft solid-like material containing one or more liquids. For example, the
구체적으로, 도 4 및 도 5에서와 같이, 상기 겔 전해질(150)은 상기 전극 탭(121)을 감싸도록 상기 셀 케이스(110)의 수용 공간(110p1)에 수용된다. 즉, 상기 겔 전해질(150)은 상기 수용 공간(110p1) 중 상기 전극 탭(121)이 위치된 상기 전극 조립체(120)의 일측에 위치될 수 있다. 상기 겔 전해질(150)은 외부 충격 시 상기 전극 탭(121)의 유동을 방지할 수 있도록 상기 전극 탭의 외면을 감싸는 형태로 포함될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 겔 전해질(150)은 상기 수용 공간(110p1)의 내면과 상기 전극 탭(121)이 위치한 상기 전극 조립체(120)의 제1 측(120a) 사이에 위치될 수 있다. 이때, 상기 겔 전해질(150)은 상기 양극 탭(121a) 및 상기 음극 탭(121b) 각각의 유동을 방지할 수 있도록 상기 양극 탭(121a) 및 상기 음극 탭(121b) 각각의 외면을 감싸고 있을 수 있다. 그러나 반드시 이러한 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 전극 탭(121)이 상기 전극 조립체(120)의 제1 측(120b), 제2 측(120b), 제3 측(120c), 및 제4 측(120d) 중 어느 하나 이상에 위치한 경우, 상기 겔 전해질(150)은 상기 전극 탭(121)이 위치한 상기 전극 조립체(120)의 제1 측(120b), 제2 측(120b), 제3 측(120c), 및 제4 측(120d) 중 어느 하나 이상에 위치될 수 있다. 또한, 상기 겔 전해질(150)은 상기 전극 탭(121)의 외면을 감싸도록 구성될 수 있다. 특히, 상기 겔 전해질(150)은 상기 전극 탭(121)과 상기 전극 리드(130) 간의 접합 부분을 감싸도록 구성될 수 있다.Specifically, as shown in FIGS. 4 and 5 , the
또한, 상기 겔 전해질(150)은 상기 전극 탭(121)이 위치하지 않는 상기 전극 조립체(120)의 다른 측에도 일부 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 겔 전해질(150)은 전극 탭(121)이 위치하지 않은 전극 조립체(120)의 제2 측(120b) 및 제4 측(120d) 각각에 일부 배치될 수 있다.Also, the
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 전지셀(100)은 종래기술의 전지셀의 액체 전해질(160)이 전극 탭을 감싸고 있는 경우와 비교할 때, 전지셀(100)에 외부 충격이 가해질 경우, 상기 겔 전해질(150)이 상기 전극 탭(121)을 감싸고 있기 때문에 상기 겔 전해질(150)이 전극 탭(121)의 유동을 방지하여 변형을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 자동차에 탑재되는 전지셀(100)에 경우, 이동 중에 발생하는 잦은 충격 및 진동 등이 전지셀(100)로 전달되더라도, 반고체 상태인 겔 전해질(150)에 의해 전극 탭(121)의 유동 및 변형을 최소화할 수 있다.Therefore, according to this configuration of the present invention, the
더욱이, 본 발명은 전극 탭(121)의 잦은 유동으로 인해 전극 탭(121)과 전극(122) 간의 연결 부위 또는 상기 전극 탭(121)의 절곡 부위가 단선되는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 단선으로 인한 전극(122)의 전기 충방전이 비활성화가 되는 것을 방지할 수 있다. 나아가, 본 발명의 전지셀(100)은 외부 충격이 가해지더라도 전극 탭(121)의 손상을 최소화하여 전지셀(100)의 수명을 효과적으로 늘릴 수 있다.Furthermore, the present invention can prevent disconnection of the connection portion between the
또한, 도 4 및 도 5에 도시된 액체 전해질(160)은 액체 상태의 전해질을 의미한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀(100)은 액체 전해질(160)을 통해 양극(122p)과 음극(122n) 사이의 이온 교환을 통해 충방전을 수행할 수 있게 된다. 상기 액체 전해질(160)은 양극(122p)과 음극(122n) 사이에서 이온이 이동될 수 있게 양극(122p)과 음극(122n) 사이에 위치될 수 있다. 또한, 상기 액체 전해질(160)은 분리막(170)의 표면과 기공에 위치할 수 있다. 상기 전지셀(100)이 리튬 이차 전지일 경우, 액체 전해질은 통상적인 비수 전해액을 이용할 수 있다.Also, the
또한, 상기 액체 전해질(160)은 상기 전극 탭(121)이 위치되지 않은 상기 전극 조립체(120)의 적어도 하나 이상의 다른 측을 둘러싸도록 상기 수용 공간(110p1)에 수용될 수 있다. 상기 액체 전해질(160)은 상기 전극 탭(121)이 상기 전극 조립체(120)의 제1 측(120a)에 위치할 경우, 상기 전극 조립체(120)의 나머지 제2 측(120b), 제3 측(120c), 및 제4 측(120d) 중 어느 하나 이상에 위치할 수 있다. 예를 들면, 도 5에서와 같이, 상기 전극 탭(121)이 상기 전극 조립체(120)의 제1 측(120a)에 위치할 경우, 상기 액체 전해질(160)이 상기 전극 조립체(120)의 나머지 제2 측(120b), 제3 측(120c), 및 제4 측(120d)을 둘러싸도록 위치할 수 있다.In addition, the
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 전지셀(100)의 충방전 시 전극(122)들 사이에 위치한 액체 전해질(160)이 소모될 경우, 전극 탭(121)이 형성되지 않은 전극(122)들의 적어도 하나 이상의 다른 측에 위치한 액체 전해질(160)이 전극(122)들 사이로 이동하여 액체 전해질(160)의 보충이 가능하다. 따라서, 전지셀(100)의 다수의 충방전 싸이클 후, 전극(122)들 사이의 액체 전해질(160)이 소모되더라도 전지셀(100)의 수명 감소를 최소화할 수 있다.According to this configuration of the present invention, when the
한편, 본 발명의 전지셀(100)은 상기 전극 탭(121)이 위치된 상기 전극 조립체(120)의 제1 측(120a)에만 겔 전해질(150)을 충진하고, 상기 전극 탭(121)이 형성되지 않은 전극 조립체(120)의 나머지 제2 측(120b), 제3 측(120c), 및 제4 측(120d) 중 되도록 많은 다른 측에 액체 전해질(160)을 배치함으로써, 액체 전해질(160) 소모에 대비하여 보충할 수 있는 액체 전해질(160)의 양을 확보할 수 있다. 따라서, 전극 조립체(120) 주변 전체를 겔 전해질(150)로 둘러싸는 것에 비해, 전지셀(100)의 사이클 특성이 저하되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.Meanwhile, in the
한편, 도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀(100)의 내부 모습을 나타내는 평면도이다.On the other hand, Figure 6 is a plan view showing the inside of the
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀(100)은 도 5의 전지셀(100)과 비교할 때, 겔 전해질(150)이 전극 탭(121)을 감싸도록 상기 전극 탭(121)의 주변 영역(C)에만 수용될 수 있으며, 상기 수용 공간(110p1) 중 상기 겔 전해질(150)이 채워진 나머지 공간에는 상기 액체 전해질(160)이 채워질 수 있다. Referring to FIG. 6 , in the
도 6에서 겔 전해질(150)을 제외한 전지셀(100)의 나머지 구성들은 도 5의 구성들과 동일하게 구성될 수 있다.In FIG. 6 , other components of the
구체적으로, 도 5의 전지셀(100)과 비교할 경우, 도 6의 전지셀(100)은 상기 전극 탭(121)이 위치된 상기 전극 조립체(120)의 일측에 위치한 상기 수용 공간(110p1) 중에서 상기 전극 탭(121)에 인접한 주변 영역(C)을 제외한 나머지 공간에 액체 전해질(160)이 채워질 수 있다. 예를 들면, 상기 겔 전해질(150)은 내부가 비어 있고 상기 전극 탭(121)의 주변 영역(C)을 둘러싸는 형태의 소형 틀에 경화성 전해질 조성물을 주입한 후, 상기 경화성 전해질 조성물을 경화하고, 상기 소형 틀을 제거하는 것으로 형성될 수 있다.Specifically, when compared to the
따라서, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀(100)은 상기 겔 전해질(150)을 상기 전극 탭(121)의 주변 영역(C)에만 형성시키고, 나머지 수용 공간(110p1)에는 액체 전해질(160)을 채움으로써, 상기 셀 케이스(110)에 수용 공간(110p1)에 수용되는 액체 전해질(160)의 양을 보다 늘릴 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 전지셀(100)은 충방전 시 상기 전극 조립체(120) 내에서 액체 전해질(160)이 소모되더라도 상기 수용 공간(110p1)에 충분한 상기 액체 전해질(160)이 있어, 전지셀(100)의 수명 저하를 최소화할 수 있는 이점이 있다.Therefore, in the
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀(100)의 제조방법 중 전극 조립체가 파우치(114)의 수용 공간에 삽입된 후의 모습을 나타내는 정면도이다. 그리고, 도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀(100)의 제조방법 중 수용 공간(110p1)에 경화성 전해질 조성물(155)을 주입하고 있는 파우치(114)의 내부 모습을 나타내는 정면도이다. 참고로, 도 8에서는 도면 설명을 위해 외부에서 파우치(114)의 내부 모습을 볼 수 있도록 파우치(114)를 투명하게 나타냈다.7 is a front view showing a state after the electrode assembly is inserted into the receiving space of the
도 4 및 도 5와 함께 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명은 상기 전지셀(100)을 제조하는 제조방법을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀(100)을 제조하는 방법은 전극 조립체(120)를 삽입하는 단계, 경화성 전해질 조성물(155)을 주입하는 단계, 경화성 전해질 조성물(155)을 경화시키는 단계, 및 액체 전해질(160)을 주입하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서 경화성 전해질 조성물(155)은 액체 상태로 주입된 다음 경화되어 겔 전해질(150)로 상변화가 일어날 수 있다.Referring to FIGS. 7 and 8 together with FIGS. 4 and 5 , the present invention may provide a manufacturing method for manufacturing the
일 실시예에서, 상기 전극 조립체(120) 삽입 단계는 적어도 일측에 형성된 전극 탭(121)을 구비한 전극(122)들, 및 상기 전극(122)들 사이에 개재된 분리막(170)을 구비한 전극 조립체(120)를 파우치(114)의 수용 공간(110p1)에 삽입하는 단계를 포함한다. 여기서, 파우치(114)는 수용 공간(110p1)이 완전히 밀봉된 셀 케이스(110)를 제조하기 전 단계의 구성이라 할 수 있다. 상기 파우치(114)는 상기 제1 셀 시트(114T) 및 제2 셀 시트(114P) 각각의 외주부가 서로 접합되어 형성될 수 있다. 상기 파우치(114)에는 전극 탭(121), 상기 전극 조립체(120), 경화성 전해질 조성물(155), 및 액체 전해질(160)이 수용될 수 있는 수용 공간(110p1)이 형성될 수 있다.In one embodiment, the step of inserting the
예를 들면, 상기 전극 탭(121)은 상기 전극 조립체(120)의 제1 측(120a)에 위치할 수 있다. 그러나, 반드시 이러한 형태로만 한정되는 것은 아니고, 후술하는 도 19 내지 도 21에서의 또 다른 일 실시예에 따른 제조방법에 따르면, 본 발명의 전지셀에서 상기 전극 탭(121)은 상기 전극 조립체(120)의 제1 측(120a) 및 제3 측(120c) 각각에 위치될 수 있다. 이러한 경우, 상기 겔 전해질(150)은 상기 파우치(114)의 수용 공간(110p1) 중 상기 전극 조립체(120)의 제1 측(120a) 및 제3 측(120c) 각각에 배치될 수 있다. 이러한 경우, 액체 전해질(160)은 상기 전극(122)과 상기 분리막(170) 사이, 상기 전극(122)들 사이, 및 상기 수용 공간(110p1) 중 상기 전극 조립체(120)의 제2 측(120b)과 제4 측(120d)에 위치할 수 있다.For example, the
다시 도 2, 도 5 및 도 7을 참조하면, 상기 전극 조립체(120) 삽입 단계 이후, 상기 파우치(114)를 형성하기 위해, 상기 제1 셀 시트(114T) 및 상기 제2 셀 시트(114P)가 적층된 상태에서 각각의 외주부를 열융착시킬 수 있다. 예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 파우치(114)는 외주부에 실링부(111)가 형성될 수 있다. 상기 실링부(111)는 상기 제1 셀 시트(114T) 및 상기 제2 셀 시트(114P) 각각의 제1 외주부(114a), 제3 외주부(114c), 및 제4 외주부(114d)를 서로 열융착하는 것으로 형성될 수 있다.Referring back to FIGS. 2, 5, and 7 , after the
일 실시예에서, 도 7에 도시된 것과 같이, 상기 제1 셀 시트(114T) 및 상기 제2 셀 시트(114P)의 적어도 하나의 외주부(모서리), 예를 들어, 각각의 제2 외주부(114b)를 서로 융착시키지 않을 수 있다. 이에 따라, 파우치(114)의 제1 셀 시트(114T) 및 제2 셀 시트(114P) 각각의 제2 외주부(114b)가 서로 사이가 벌어져 있을 수 있다. 이와 같이, 상기 파우치(114)는 열융착되지 않은 상기 제1 셀 시트(114T) 및 제2 셀 시트(114P) 각각의 제1 외주부(114a)들 사이를 통해 상기 수용 공간(110p1)으로 경화성 전해질 조성물(155) 또는 액체 전해질(160)이 유입될 수 있도록 구성될 수 있다.In one embodiment, as shown in FIG. 7 , at least one outer peripheral portion (corner) of the
도 3과 함께 도 8을 참조하면, 상기 경화성 전해질 조성물(155) 주입 단계는 상기 수용 공간(110p1)에 상기 전극 탭(121)이 위치한 공간에 경화성 화합물을 포함하는 경화성 전해질 조성물(155)을 주입하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 경화성 전해질 조성물은 액체 전해질 내에 경화성 화합물이 혼합된 것을 들 수 있다. 또한, 상기 경화성 화합물은 열 경화성 화합물(A) 또는 자외선 경화성 화합물(B)을 포함할 수 있다. 상기 경화성 전해질 조성물(155)은 경화 이전에는 액상의 전해질이고, 추후 단계에서 상기 경화성 화합물을 경화시키는 것에 의해 상기 액상의 전해질이 겔상(gel phase)의 전해질로 변화되도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 8 together with FIG. 3 , in the injection of the
또한, 상기 경화성 전해질 조성물(155)은 주입 후, 상기 전극 탭(121)의 외면을 감싸거나 전극 탭(121)의 사이를 채우도록 상기 수용 공간(110p1)에 배치될 수 있다.In addition, after injection, the
한편, 상기 경화성 전해질 조성물을 구성하는 주성분인 액체 전해질은 비수성 유기용매에 적어도 하나의 리튬염이 용해된 것으로, 리튬 이차전지 제조 시 사용되는 통상의 비수 전해액을 사용할 수 있다.On the other hand, the liquid electrolyte, which is the main component constituting the curable electrolyte composition, is at least one lithium salt dissolved in a non-aqueous organic solvent, and a conventional non-aqueous electrolyte solution used in manufacturing a lithium secondary battery may be used.
구체적으로, 상기 리튬염은 LiPF6, LiCl, LiBr, LiI, LiBF4, LiClO4, LiB10Cl10, LiAlCl4, LiAlO4, LiCF3SO3, LiCH3CO2, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiCH3SO3, LiN(SO2CF3)2 (lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide, LiTFSI), LiN(SO2F)2 (Lithium bis(fluorosulfonyl)imide, LiFSI) 및 LiN(SO2CF2CF3)2 (lithium bisperfluoroethanesulfonimide, LiBETI)로 이루어진 군으로부터 선택된 단일물 또는 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있으며, 구체적으로 LiPF6, LiBF4, LiN(SO2CF3)2 및 LiN(SO2F)2 로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 리튬염은 통상적으로 사용 가능한 범위 내에서 적절히 변경할 수 있으나, 최적의 전극 표면의 부식 방지용 피막 형성 효과를 얻기 위하여, 액체 전해질 중에 0.8 M 내지 3.0 M의 농도, 구체적으로 1.0M 내지 3.0M 농도로 포함될 수 있다. Specifically, the lithium salt is LiPF 6 , LiCl, LiBr, LiI, LiBF 4 , LiClO 4 , LiB 10 Cl 10 , LiAlCl 4 , LiAlO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiCH 3 CO 2 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiCH 3 SO 3 , LiN(SO 2 CF 3 ) 2 (lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide, LiTFSI), LiN(SO 2 F) 2 (Lithium bis(fluorosulfonyl)imide, LiFSI) and LiN(SO 2 CF 2 CF 3 ) 2 (lithium bisperfluoroethanesulfonimide, LiBETI) may include a single material or a mixture of two or more selected from the group consisting of, specifically, LiPF 6 , LiBF 4 , LiN(SO 2 CF 3 ) 2 and LiN(SO 2 F) 2 It may include at least one selected from the group consisting of. The lithium salt may be appropriately changed within a generally usable range, but in order to obtain the optimum effect of forming a film for preventing corrosion on the electrode surface, the concentration of 0.8 M to 3.0 M, specifically 1.0 M to 3.0 M in the liquid electrolyte. can be included
그리고, 상기 비수성 유기 용매는 그 대표적인 예로 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸렌 카보네이트(EC), 디에틸카보네이트(DEC), 비닐렌 카보네이트(VC), 디메틸카보네이트(DMC), 디프로필카보네이트(DPC), 디메틸설폭사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 테트라하이드로퓨란, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에틸메틸카보네이트(EMC), 및 감마 부티로락톤(γ-부티로락톤)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 그러나, 상기 액체 전해질(160)의 염과, 융기 용매는 반드시 앞에 열거한 구성들로만 한정되는 것은 아니고, 공지된 구성 및 이의 균등물들을 적용하여도 유사한 효과를 발휘할 수 있다. Representative examples of the non-aqueous organic solvent include propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), vinylene carbonate (VC), dimethyl carbonate (DMC), dipropyl carbonate (DPC), Dimethylsulfoxide, acetonitrile, dimethoxyethane, diethoxyethane, tetrahydrofuran, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), ethylmethylcarbonate (EMC), and gamma butyrolactone (γ-butyrolactone ) may be one or more selected from the group consisting of However, the salt and the rising solvent of the
또한, 상기 액체 전해질은 고온 출력 특성, 고온 안정성, 과충전 방지, 고온에서의 전지 팽창 억제 효과 등을 더욱 향상시키기 위하여, 다른 기타 첨가제들을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 기타 첨가제로는 비닐렌카보네이트(VC) 또는 비닐에틸렌 카보네이트(VEC) 등의 환형 카보네이트계 화합물; 플루오로에틸렌 카보네이트(FEC) 등의 할로겐 치환된 카보네이트계 화합물; 1,3-프로판 설톤(PS), 1,4-부탄 설톤, 에텐설톤, 1,3-프로펜 설톤(PRS), 1,4-부텐 설톤 또는 1-메틸-1,3-프로펜 설톤 등의 설톤계 화합물; 에틸렌 설페이트(Esa), 트리메틸렌설페이트 (TMS) 또는 메틸트리메틸렌설페이트 MTMS) 등의 설페이트계 화합물; 리튬 디플루오로(비스옥살라토)포스페이트, 리튬 디플루오로포스페이트, 리튬 테트라플루오로 옥살라토 포스페이트 또는 트리스(트리메틸실릴) 포스페이트 등의 포스페이트계 또는 포스파이트계 화합물; 테트라페닐보레이트, 리튬 옥살릴디플루오로보레이트 (LiODFB) 또는 리튬 비스옥살레이토보레이트 (LiB(C2O4)2, LiBOB) 등의 보레이트계 화합물; 플루오로벤젠 등의 벤젠계 화합물; 테트라비닐실란 등의 실란계 화합물 및 LiPO2F2, LiSO3F 또는 LiBF4 등의 리튬염계 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 기타 첨가제는 액체 전해질 총 중량 중 약 0.01 내지 30 중량%, 구체적으로 0.01 내지 15 중량%로 포함될 수 있다.In addition, the liquid electrolyte may further include other additives in order to further improve high-temperature output characteristics, high-temperature stability, overcharge prevention, and an effect of suppressing battery expansion at high temperatures. Such other additives include cyclic carbonate compounds such as vinylene carbonate (VC) or vinyl ethylene carbonate (VEC); halogen-substituted carbonate-based compounds such as fluoroethylene carbonate (FEC); 1,3-propane sultone (PS), 1,4-butane sultone, ethensultone, 1,3-propene sultone (PRS), 1,4-butene sultone or 1-methyl-1,3-propene sultone, etc. of sultone-based compounds; sulfate-based compounds such as ethylene sulfate (Esa), trimethylene sulfate (TMS) or methyltrimethylene sulfate MTMS); phosphate-based or phosphite-based compounds such as lithium difluoro(bisoxalato)phosphate, lithium difluorophosphate, lithium tetrafluorooxalato phosphate or tris(trimethylsilyl)phosphate; borate-based compounds such as tetraphenylborate, lithium oxalyldifluoroborate (LiODFB) or lithium bisoxalatoborate (LiB(C 2 O 4 ) 2 , LiBOB); benzene-based compounds such as fluorobenzene; It may include at least one of a silane-based compound such as tetravinylsilane and a lithium salt-based compound such as LiPO 2 F 2 , LiSO 3 F or LiBF 4 . The other additives may be included in an amount of about 0.01 to 30% by weight, specifically 0.01 to 15% by weight, based on the total weight of the liquid electrolyte.
또한, 상기 경화성 화합물 중 하나인 열 경화성 화합물(A)는 열 중합 반응에 의해 가교 결합을 형성하여 상기 경화성 전해질 조성물(155)을 겔화시킬 수 있는 화합물로서, 통상적인 겔 전해질 제조에 사용되고 있는 열 경화성 화합물이라면 특별히 제한하지 않으며, 구체적으로 구조 내에 중합 반응이 일어날 수 있는 비닐기, 에폭시기, 알릴(allyl)기 및 (메타)아크릴기로 이루어진 군에서 선택되는 중합성 관능기를 가지며, 중합 또는 가교에 의하여 겔상으로 변화될 수 있는 중합성 단량체, 올리고머, 및 코폴리머 중 적어도 하나를 들 수 있다. In addition, the heat-curable compound (A), which is one of the curable compounds, is a compound capable of gelating the
더욱 구체적으로, 상기 중합성 단량체는 그 대표적인 예로, 테트라에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(tetraethylene glycol diacrylate), 폴리 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(Poly ethylene glycol diacrylate, 분자량 50~20,000), 1,4-부탄디올 디아크릴레이트(1,4-butanediol diacrylate), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexandiol diacrylate), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate), 트리메틸올 프로판 에톡시레이트 트리아크릴레이트(trimethylolpropane ethoxylate triacrylate), 트리메틸올 프로판 프로폭시레이트 트리아크릴레이트(trimethylolpropane propoxylate triacrylate), 디트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트(ditrimethylolpropane tetraacrylate), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(pentaerythritol tetraacrylate), 펜타에리트리톨 에톡시레이트 테트라아크릴레이트(pentaerythritol ethoxylate tetraacrylate), 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트(dipentaerythritol pentaacrylate), 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(dipentaerythritol hexaacrylate), 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르(poly(ethylene glycol) diglycidylether), 1,5-헥사디엔 디에폭사이드(1,5-hexadiene diepoxide), 글리세롤 프로폭시레이트 트리글리시딜 에테르(glycerol propoxylate triglycidyl ether), 비닐시클로헥센 디옥사이드(vinylcyclohexene dioxide), 1,2,7,8-디에폭시옥탄(1,2,7,8-diepoxyoctane), 4-비닐시클로헥센 디옥사이드(4-vinylcyclohexene dioxide), 부틸 글리시딜 에테르(butyl glycidyl ether), 디글리시딜 1,2-시클로헥산디카복실레이트(diglycidyl 1,2-cyclohexanedicarboxylate), 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르(ethylene glycol diglycidyl ether), 글리세롤 트리글리시딜 에테르(glycerol triglycidyl ether) 및 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.More specifically, representative examples of the polymerizable monomer include tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate (molecular weight of 50 to 20,000), and 1,4-butanediol diacrylate. 1,4-butanediol diacrylate, 1,6-hexandiol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane ethoxylate triacrylate ethoxylate triacrylate, trimethylolpropane propoxylate triacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol ethoxylate tetraacrylate Pentaerythritol ethoxylate tetraacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, poly(ethylene glycol) diglycidylether, 1,5 -Hexadiene diepoxide (1,5-hexadiene diepoxide), glycerol propoxylate triglycidyl ether, vinylcyclohexene dioxide (vinylcyclohexene dioxide), 1,2,7,8-diepoxyoctane (1,2,7,8-diepoxyoctane), 4-vinylcyclohexene dioxide, butyl glycidyl ether,
또한, 상기 코폴리머는 그 대표적인 예로서 PVDF-HFP (폴리비닐리덴-co-헥사플루오로프로필렌), 알릴 1,1,2,2-테트라플루오로에틸 에테르(TFE)-(2,2,2-트리 플루오로 에틸 아크릴레이트) 코폴리머, TFE-비닐 아세테이트 코폴리머, TFE-(2-비닐-1,3-디옥소란) 코폴리머, TFE-비닐 메타크릴레이트 코폴리머, TFE-아크릴로니트릴 코폴리머, TFE-비닐 아크릴레이트 코폴리머, TFE-메틸 아크릴레이트 코폴리머, TFE-메틸 메타크릴레이트(MMA) 코폴리머 및 TFE-2,2,2-트리플루오로 에틸 아크릴레이트(FA) 코폴리머 중 적어도 하나를 들 수 있다.In addition, the above copolymers are representative examples thereof, such as PVDF-HFP (polyvinylidene-co-hexafluoropropylene),
한편, 상기 경화성 화합물로 열 경화성 화합물(A)를 사용하는 경우, 열 경화를 유발시킬 수 있도록 중합 개시제를 추가로 포함할 수 있다.On the other hand, when using the heat curable compound (A) as the curable compound, a polymerization initiator may be further included to induce heat curing.
상기 중합 개시제는 전지 내에서 열, 비제한적인 예로 30℃ 내지 100℃의 열에 의해 분해되거나 상온(5℃ 내지 30℃)에서 분해되어 라디칼을 형성하고, 자유 라디칼 중합에 의해 중합성 단량체가 반응하여 겔 전해질을 형성할 수 있다. The polymerization initiator is decomposed by heat in the battery, for example, 30 ° C to 100 ° C, or decomposed at room temperature (5 ° C to 30 ° C) to form radicals, and polymerizable monomers react by free radical polymerization. A gel electrolyte may be formed.
이러한 상기 중합 개시제는 대표적인 예로 벤조일 퍼옥사이드(Benzoyl peroxide), 아세틸 퍼옥사이드(Acetyl peroxide), 디라우릴 퍼옥사이드(dilauryl peroxide), 디-tert-부틸 퍼옥사이드(di-tert-butyl peroxide), t-부틸퍼옥시-2-에틸-헥사노에이트(t-butyl peroxy-2-ethyl-hexanoate), 쿠밀 하이드로퍼옥사이드(cumyl hydroperoxide), 과산화수소(hydrogen peroxide) 등의 유기과산화물류나 하이드로과산화물류와 2,2'-아조비스(2-시아노부탄)(2,2'-azobis(2-cyanobutane)), 2,2'-아조비스(메틸부티로니트릴)(2,2'-azobis(methylbutyronitrile)), AIBN(2,2'-azobis(iso-butyronitrile)) 또는 AMVN(2,2'-azobisdimethylvaleronitrile) 등의 아조화합물류를 사용할 수 있다.Representative examples of such polymerization initiators include benzoyl peroxide, acetyl peroxide, dilauryl peroxide, di-tert-butyl peroxide, t- Organic peroxides or hydroperoxides such as t-butyl peroxy-2-ethyl-hexanoate, cumyl hydroperoxide, hydrogen peroxide and 2, 2'-azobis (2-cyanobutane) (2,2'-azobis (2-cyanobutane)), 2,2'-azobis (methylbutyronitrile) (2,2'-azobis (methylbutyronitrile)) , Azo compounds such as AIBN (2,2'-azobis (iso-butyronitrile)) or AMVN (2,2'-azobisdimethylvaleronitrile) may be used.
상기 중합 개시제는 열 경화성 화합물(A) 100 중량부를 기준으로 하여 0.01 내지 20 중량부, 구체적으로 0.1 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 상기 중합 개시제가 0.01 내지 20 중량부 범위 내인 경우, 경화성 화합물의 전환율을 높여 겔 전해질의 특성을 확보할 수 있고, 프리 - 반응을 방지하여, 전극에 대한 전해액의 웨팅성(젖음성)을 향상시킬 수 있다.The polymerization initiator may be included in an amount of 0.01 to 20 parts by weight, specifically 0.1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the thermosetting compound (A). When the polymerization initiator is within the range of 0.01 to 20 parts by weight, the conversion rate of the curable compound can be increased to secure the properties of the gel electrolyte, and the pre-reaction can be prevented to improve the wetting property (wetting property) of the electrolyte solution for the electrode. there is.
또한, 상기 경화성 화합물 중 하나인 상기 자외선 경화성 화합물(B)은 자외선 경화성 아크릴레이트 단량체를 구비할 수 있다. 상기 아크릴레이트 단량체는 ODA(옥틸/데실 아크릴레이트), IDA(이소데실 아크릴레이트), LA(라우일아크릴레이트), SA(스테아릴 아크릴레이트), PEA(페녹시에틸 아크릴레이트), MNPEOA(노닐 페놀 에톡실레이트 모노아크릴레이트), 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트(Tetrahydrofurfuryl Acrylate), 시클로헥실 아크릴레이트, 4-부틸시클로헥실 아크릴레이트, 디시클로펜테닐 아크릴레이트, 디시클로펜테닐 옥시에틸아크릴레이트, 4-HBA(4-히드록시부틸 아크릴레이트), 및 페녹시에틸 아크릴레이트로 구성된 군으로부터 하나 이상 선택될 수 있다.In addition, the UV curable compound (B), which is one of the curable compounds, may include an UV curable acrylate monomer. The acrylate monomers are ODA (octyl/decyl acrylate), IDA (isodecyl acrylate), LA (lauyl acrylate), SA (stearyl acrylate), PEA (phenoxyethyl acrylate), MNPEOA (nonyl Phenol Ethoxylate Monoacrylate), Tetrahydrofurfuryl Acrylate, Cyclohexyl Acrylate, 4-Butylcyclohexyl Acrylate, Dicyclopentenyl Acrylate, Dicyclopentenyl Oxyethyl Acrylate, 4 -HBA (4-hydroxybutyl acrylate), and at least one selected from the group consisting of phenoxyethyl acrylate.
상기 경화성 화합물로 자외선 경화성 화합물(B)을 사용하는 경우, 경화성 화합물의 광 경화를 유발시킬 수 있도록 광중합 개시제를 추가로 구비할 수 있다. When using the UV curable compound (B) as the curable compound, a photopolymerization initiator may be further provided to induce photocuring of the curable compound.
상기 광중합 개시제로는 에틸벤조인 에테르, 이소프로필벤조인 에테르, α-메틸벤조인 에틸에테르, 벤조인 페닐에테르, α-아실옥심 에스테르, 1,1-디클로로아세토페논, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-하이드록시 사이클로헥실페닐 케톤, 안트라퀴논, 2-안트라퀴논, 2-클로로안트라퀴논, 티옥산톤, 이소프로필 티옥산톤, 클로로티옥산톤, 벤조페논, 벤질 벤조에이트, 또는 벤조일 벤조에이트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Examples of the photopolymerization initiator include ethylbenzoin ether, isopropylbenzoin ether, α-methylbenzoin ethyl ether, benzoin phenyl ether, α-acyloxime ester, 1,1-dichloroacetophenone, 2-hydroxy-2- Methyl-1-phenylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, anthraquinone, 2-anthraquinone, 2-chloroanthraquinone, thioxanthone, isopropyl thioxanthone, chlorothioxanthone, benzo It may include at least one of phenone, benzyl benzoate, or benzoyl benzoate.
한편, 상기 경화성 전해질 조성물(155)은 조성물 총 중량에 대해 경화성 화합물을 3wt% 내지 30wt% 함량으로 포함할 수 있다. 상기 경화성 화합물의 함량이 경화성 전해질 조성물(155)의 총 중량에 대해 3wt% 미만인 경우, 상기 경화성 화합물이 경화되어도 전해질 조성물이 겔상을 형성하기 어렵다. 또한, 상기 경화성 화합물의 함량이 겔 전해질(150) 총 중량에 대해 30wt%를 초과할 경우, 경화성 전해질 조성물(155)의 점도가 높아져 전지셀(100) 내부로 주입하는 단계에서 경화성 전해질 조성물(155)의 흐름성이 나빠, 전극 탭(121)이 형성된 수용 공간(110p1)으로 경화성 전해질 조성물(155)을 이동시키기가 용이하지 않을 수 있고, 경화성 전해질 조성물(155) 일부가 이동 중 상기 전극(122)들 사이에 잔존하기 쉽다. 전극(122)들 사이에 잔존하는 경화성 전해질 조성물(155)은 액체 전해질(160)에 비해 이온전도 저항이 크므로 전지셀(100)의 성능에 부정적인 영향(예를 들어, 배터리 내부 저항 증가 등)을 야기할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 경화성 전해질 조성물(155)의 상기 경화성 화합물 함량은 경화성 전해질 조성물 총 중량에 대해 5wt% 내지 30wt%일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 경화성 전해질 조성물(155)의 상기 경화성 화합물 함량은 경화성 전해질 조성물 총 중량에 대해 wt% 내지 25wt%일 수 있다. 구체적으로, 상기 경화성 화합물 함량은 경화성 전해질 조성물 총 중량에 대해 8wt% 내지 20wt%일 수 있다. 더욱 구체적으로, 경화성 화합물 함량은 경화성 전해질 조성물 총 중량에 대해 13wt% 내지 30wt%일 수 있다. Meanwhile, the
한편, 다시 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 따르면, 상기 파우치(114)에 주입 공간(110p2)이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 주입 공간(110p2)은 상기 제1 셀 시트(114T)와 상기 제2 셀 시트(114P)의 사이에 형성된 내부 공간 중, 상기 전극(122)들이 수용된 수용 공간(110p1)의 일측(상측)에 위치한 공간일 수 있다. 예를 들면, 상기 파우치(114)의 개방된 제2 외주부(114b)부터 상기 수용 공간(110p1)전 까지의 영역을 주입 공간(110p2)으로 설정할 수 있다. 상기 주입 공간(110p2)은 상기 수용 공간(110p1)과 연통되도록 구성될 수 있다. 상기 주입 공간(110p2)은 상기 경화성 전해질 조성물(155) 또는 상기 액체 전해질(160)이 상기 수용 공간(110p1)으로 이동될 수 있게 통로 역할을 수행할 수 있다.Meanwhile, referring again to FIG. 8 , according to the manufacturing method according to an embodiment of the present invention, an injection space 110p2 may be formed in the
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀의 제조방법 중 수용 공간(110p1)에 경화성 전해질 조성물(155)을 열 경화하고 있는 파우치(114)의 내부 모습을 나타내는 정면도이다. 참고로, 도 9에서는 도면 설명을 위해 외부에서 파우치(114)의 내부 모습을 볼 수 있도록 파우치를 투명하게 나타냈다.9 is a front view showing the inside of a
도 9를 참조하면, 도 8에서과 같이 경화성 전해질 조성물(155)을 주입하는 단계 이후, 전극 탭(121)이 아래를 향하도록 상기 파우치(114)를 회전시킨다. 즉, 경화성 전해질 조성물(155)이 전극 탭(121)을 감싸도록 중력을 이용하여 경화성 전해질 조성물(155)을 이동시킬 수 있다.Referring to FIG. 9 , after the step of injecting the
일 실시예에서 경화 단계는 상기 전극 탭(121)을 감싸도록 상기 수용 공간(110p1)에 배치된 상기 경화성 전해질 조성물(155)을 겔상으로 경화시키는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 9에서와 같이, 상기 경화성 전해질 조성물(155)이 열 경화성 화합물을 포함할 경우, 소정 온도로 설정된 항온조 내부에 소정 시간 이상 보관하여 상기 경화성 전해질 조성물(155)을 열 경화시킬 수 있다. 열 경화성 화합물이 승온되어 열중합 반응에 의해 가교 결합을 형성하여 액체 상태의 경화성 전해질 조성물(155)이 겔 상태로 전환될 수 있다. 예를 들면, 항온조 내부에 상기 파우치(114)를 보관하는 경우, 상기 파우치(114)는 상기 경화성 전해질 조성물(155)을 겔 상태로 전환시키기 위해, 섭씨 60도의 항온조 내부에 5시간 내지 24시간 동안 보관될 수 있다.In an embodiment, the curing step may include curing the
도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지셀(100)의 제조방법 중 수용 공간에 수용된 경화성 전해질 조성물(155)을 자외선 경화하고 있는 파우치(114)의 내부 모습을 나타내는 정면도이다. 참고로, 도 10에서는 도면 설명을 위해 외부에서 파우치(114)의 내부 모습을 볼 수 있도록 파우치를 투명하게 나타냈다.10 is a front view showing the inside of the
도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지셀(100)의 제조방법에서, 상기 경화성 전해질 조성물(155)은 자외선 경화성 화합물(미도시)를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 상기 수용 공간(110p1)에 주입된 상기 경화성 전해질 조성물(155)을 자외선 경화시킬 수 있다. 이때, 자외선 경화성 화합물을 광 경화시키도록 자외선(U)을 조사하는 경화용 자외선 조사 장치(미도시)를 사용할 수 있다.Referring to FIG. 10 , in the method for manufacturing a
자외선 경화성 화합물을 사용하는 경우, 열 경화성 화합물을 사용할 때와 비교하여, 열경화를 위한 항온조 등의 별도의 보관 장소가 불필요하여 전극 제조 과정을 간소화할 수 있고, 경화 과정 중 전극 조립체(120)를 승온시키는 정도가 작아 전지셀(100)의 성능에 부정적 영향을 줄일 수 있다.In the case of using an ultraviolet curable compound, compared to the case of using a heat curable compound, a separate storage place such as a thermostat for thermal curing is unnecessary, thereby simplifying the electrode manufacturing process, and during the curing process, the
또 다른 일 실시예에 따른 제조방법은 상기 경화성 전해질 조성물은 방사선에 노출될 경우 가교될 수 있는 경화성 화합물을 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 경화성 화합물은 폴리아크릴산(Poly acrylic acid)을 구비할 수 있다. 상기 경화성 전해질 조성물은 방사선에 노출시킴으로써 겔화될 수 있다. 예를 들면, 상기 경화성 전해질 조성물은 전자빔(E-BEAM)에서 발생된 감마선을 조사하여 폴리아크릴산이 가교될 수 있고, 소정 가교도까지 가교 된 후 상기 겔 전해질로 변화될 수 있다.In the manufacturing method according to another embodiment, the curable electrolyte composition may include a curable compound capable of being crosslinked when exposed to radiation. For example, the curable compound may include polyacrylic acid. The curable electrolyte composition may be gelled by exposure to radiation. For example, the curable electrolyte composition may be crosslinked with polyacrylic acid by irradiating gamma rays generated from an electron beam (E-BEAM), and may be changed into the gel electrolyte after crosslinking to a predetermined degree of crosslinking.
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 경화성 전해질 조성물은 방사선 가교(경화) 방법을 사용함으로써, 다른 일반적인 중합 개시제와 달리 유해한 촉매 등이 필요 없어 환경 친화적인 방법임과 동시에, 고체 상태나 저온에서도 화학 반응을 일으킬 수 있다. 또한, 단시간에 경화 처리가 가능하기 때문에 에너지 소비도 적다.Therefore, according to this configuration of the present invention, the curable electrolyte composition uses a radiation crosslinking (curing) method, which is environmentally friendly as it does not require a harmful catalyst, unlike other general polymerization initiators, and at the same time, in a solid state or at low temperatures. can cause a chemical reaction. In addition, since the hardening treatment is possible in a short time, energy consumption is also small.
다시 도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은 상기 경화성 전해질 조성물(155) 주입 단계 이전 또는 이후, 바람직하게 이전에 차단부(113)를 형성시키는 단계를 수행할 수 있다. 상기 차단부(113)는 상기 수용 공간(110p1)에서 상기 주입 공간(110p2)으로 상기 경화성 전해질 조성물(155)이 이동하는 것을 차단하도록 구성될 수 있다. 도 9에서와 같이, 상기 파우치(114)를 반시계 방향으로 90도 각도로 회전 배치하는 경우 즉, 전극 탭(121)이 아래로 향하도록 파우치(114)를 회전하여 배치하는 경우, 상기 경화성 전해질 조성물(155)이 상기 수용 공간(110p1) 중 상기 전극 조립체(120)의 제1 측(120a)에 이동하여 위치하게 된다. 상기 차단부(113)는 상기 경화성 전해질 조성물(155)이 상기 수용 공간(110p1)에서 상기 주입 공간(110p2)으로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 차단부(113)는 상기 주입 공간(110p2)과 상기 수용 공간(110p1) 사이에 형성될 수 있다. 상기 차단부(113)는 상기 파우치(114)의 상기 주입 공간(110p2)과 상기 수용 공간(110p1) 사이의 공간을 차단하도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 차단부(113)는 상기 전극 탭(121)과 대면하고 있는 상기 파우치(114)의 제1 외주부(114a)으로부터 제3 외주부(114c)를 향해 길게 연장된 형태를 가질 수 있다.Referring back to FIGS. 7 to 9 , in the manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the step of forming the blocking
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 제조방법은 상기 경화성 전해질 조성물(155) 주입 단계 이전 또는 이후에 차단부(113)를 형성시키는 단계를 더 포함함으로써, 상기 수용 공간(110p1)에 주입된 경화성 전해질 조성물(155)이 경화하기 전에 상기 수용 공간(110p1)에서 상기 주입 공간(110p2)으로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제조방법은 경화 단계에서 상기 경화성 전해질 조성물(155)이 상기 주입 공간(110p2)으로 이탈되는 것을 방지할 수 있어, 상기 차단부(113)에 의해 상기 경화성 전해질 조성물(155)의 경화 단계 전까지 상기 경화성 전해질 조성물(155)이 상기 전극 탭(121)을 감싸도록 배치된 상태를 유지하기가 용이하며, 제조 공정성을 크게 높일 수 있다.Therefore, according to this configuration of the present invention, the manufacturing method of the present invention further includes the step of forming the blocking
또한, 상기 차단부(113)를 형성하는 단계에서, 상기 차단부(113)는 상기 파우치(114)의 외주부로부터 상기 수용 공간(110p1)과 상기 주입 공간(110p2)의 경계를 따라 연장되도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 8에서와 같이, 상기 파우치(114)에 상기 제1 외주부(114a)로부터 상기 수용 공간(110p1)과 상기 주입 공간(110p2)의 경계를 따라 연장된 차단부(113)를 형성시킬 수 있다. 상기 차단부(113)는 상기 전극 조립체(120)들의 제1 측(120a)의 단부보다 상기 전극 조립체(120)의 제3 외주부(114c)를 향해 더 돌출하도록 형성될 수 있다.In addition, in the step of forming the blocking
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지셀(100)의 제조방법 중 수용 공간(110p1)에 경화된 겔 전해질(150)을 수용하고 있는 파우치(114)의 내부 모습을 나타내는 정면도이다. 참고로, 도 11에서는 도면 설명을 위해 외부에서 파우치(114)의 내부 모습을 볼 수 있도록 파우치(114)를 투명하게 나타냈다.11 is a front view showing the inside of the
도 2와 함께 도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 전지셀(100)의 제조방법에서, 상기 전극 조립체(120)의 일부는 상기 경화성 전해질 조성물(155)이 경화된 겔 전해질(150)에 함침될 수 있다. 예를 들어, 도 11에 도시된 것과 같이, 상기 겔 전해질에 함침된 상기 전극 탭(121)이 형성된 상기 전극 조립체(120)의 일측의 깊이(D)는 10 mm 이하일 수 있다. 상기 겔 전해질(150)에 함침된 상기 전극 조립체(120)의 함침 깊이(D)가 10 mm를 초과할 경우, 상기 겔 전해질(150)이 상기 액체 전해질(160)의 비해 이온 전도 저항이 높아 전극(122) 또는 전극 조립체(120)의 성능을 저해하는 요인이 될 수 있다.Referring to FIG. 11 together with FIG. 2, in the method of manufacturing a
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 제조방법에서, 상기 차단부(113)를 형성하는 단계는 상기 차단부(113)를 상기 전극 탭(121)이 위치한 상기 전극 조립체(120)의 일 측단보다 상기 전극 조립체(120)의 내측으로 더 돌출하도록 형성시키는 단계를 포함한다. 상기 경화성 전해질 조성물(155)이 상기 전극 조립체(120)의 제1 측(120a)과 접촉되거나 도 11에 도시된 것과 같이 제1측(120a)의 일부를 함침할 정도로 상기 수용 공간(110p1)에 충분히 충진될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에서, 상기 차단부(113)가 형성된 파우치(114)에 수용된 경화성 전해질 조성물(155)이 경화되어 겔 전해질(150)을 형성할 수 있는 바, 상기 전극 탭(121)이 위치한 상기 전극 조립체(120)의 일 측단이 상기 파우치(114)의 제1 외주부(114a)를 향해 이동되지 않도록 상기 겔 전해질(150)에 의해 지지 고정될 수 있다. 본 발명의 제조방법으로 제조된 전지셀(100)은 궁극적으로, 외부 충격에 따른 수용 공간(110p1)에 수납된 전극 조립체(120)의 손상을 효과적으로 줄일 수 있다.Therefore, according to this configuration of the present invention, in the manufacturing method of the present invention, the step of forming the blocking
한편 다시 도 2, 도 7, 및 도 8을 참조하면, 상기 차단부(113)를 형성하는 단계는 상기 파우치(114)의 주입 공간(110p2)과 상기 수용 공간(110p1) 사이의 일부분을 용융 접합하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 상기 차단부(113)는 상기 파우치(114)의 주입 공간(110p2)과 상기 수용 공간(110p1) 사이 영역의 일부분을 접합하여 일부 공간이 차단되도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 차단부(113)를 형성하는 단계에서는 핫 프레스에 의해 상기 파우치(114)의 상기 제1 셀 시트(114T)와 상기 제2 셀 시트(114P) 각각의 내면이 서로 밀착된 상태에서 열 융착될 수 있다.Meanwhile, referring again to FIGS. 2, 7, and 8, in the step of forming the blocking
본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 제조방법은 상기 파우치(114)의 주입 공간(110p2)과 상기 수용 공간(110p1) 사이의 일부분을 용융 접합하는 단계를 포함함으로써, 상기 주입 공간(110p2)을 차단하기 위한 별도의 차단 부재 없이, 기존의 상기 파우치(114)의 실링부(111)를 형성시키기 위해 사용했던 실링 장치를 사용하여, 상기 차단부(113)를 형성시킬 수 있는 바, 차단부(113)를 형성시키기 위한 비용을 최소화할 수 있는 이점이 있다.According to this configuration of the present invention, the manufacturing method of the present invention includes the step of melting and bonding a part between the injection space 110p2 of the
도 12는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀의 제조방법 중 경화성 전해질 조성물(155)이 경화되는 동안 고정 지그(210)를 사용해 전지셀을 고정시키기 전의 모습을 나타내는 측면도이다. 그리고, 도 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀의 제조방법 중 경화성 전해질 조성물(155)이 경화되는 동안 고정 지그(210)를 사용해 전지셀(100)을 고정시킨 모습을 나타내는 측면도이다. 설명의 편의를 위해 도 12 및 도 13에서 전극 탭 등을 나타내지 않았다.12 is a side view showing a state before fixing a battery cell using a fixing
다시 도 4 및 도 9와 함께 도 12 및 도 13을 참조하면, 상기 파우치(114)에 경화성 전해질 조성물(155)을 주입할 경우, 상기 경화성 전해질 조성물(155)의 유동성으로 인해 상기 경화성 전해질 조성물(155)이 수용된 상기 파우치(114)의 상기 수용 공간(110p1)의 일부분이 외부 방향으로 볼록하게 변형될 수 있다. 이렇게 상기 파우치(114)의 수용 공간(110p1)의 일부분이 볼록하게 변형된 형태로 상기 경화성 전해질 조성물(155)을 경화시킬 경우, 제품마다 변형 형태가 다를 수 있어 제품의 일관적인 품질을 확보하는 것이 어려울 수 있고, 파우치(114) 외관이 매끄럽지 못해 불량이 발생될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제조방법의 경화 단계는 상기 경화성 전해질 조성물(155)이 경화되는 동안 상기 파우치(114)를 가압 고정시키는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 고정 지그(210)를 시용하여 상기 파우치(114)의 양 외측을 가압하여 고정시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 고정 지그(210)는 제1 지그 플레이트(212) 및 제2 지그 플레이트(213)를 구비할 수 있다. 상기 제1 지그 플레이트(212) 및 상기 제2 지그 플레이트(213) 각각은 상기 파우치(114)의 일측면과 대응되거나, 그보다 큰 크기를 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 지그 플레이트(212) 및 상기 제2 지그 플레이트(213) 각각은 상기 파우치(114)를 커버할 수 있는 크기를 가질 수 있다. 상기 파우치(114) 및 상기 파우치(114) 내부에 수용된 상기 전극 조립체(120)가 상기 제1 지그 플레이트(212)와 상기 제2 지그 플레이트(213) 사이에 개재될 수 있다. 그리고, 상기 파우치(114)의 볼록하게 변형된 형태의 수용 공간(110p1)의 일부분이 상기 제1 지그 플레이트(212) 및 상기 제2 지그 플레이트(213)에 의해 가압될 수 있다.Referring again to FIGS. 12 and 13 together with FIGS. 4 and 9, when the
또한, 상기 고정 지그(210)는 받침대(211), 제1 지지대(214), 및 제2 지지대(215)를 더 구비할 수 있다. 상기 제1 지지대(214) 및 상기 제2 지지대(215)는 상기 파우치(114)를 중심으로 하여 양측(Y축 방향)에 위치될 수 있다. 상기 받침대(211)는 상기 고정 지그(210)가 지면 위에 안정적으로 위치할 수 있도록 지면 위에 탑재되도록 구성될 수 있다. 상기 받침대(211)는 지면과 평행하게 연장된 플레이트 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 도 12에서와 같이, 제1 지지대(214)는 상기 받침대(211)의 상면으로부터 상부 방향(Z축 방향)으로 연장된 기둥부(214a), 및 상기 기둥부(214a)로부터 수평 방향으로 연장되고 상기 제1 지그 플레이트(212)의 Y축의 양의 방향의 측부와 연결된 연결부(214b)를 구비할 수 있다. 또한, 제2 지지대(215)는 상기 받침대(211)의 상면으로부터 상부 방향으로 연장된 기둥부(215a), 및 상기 기둥부(215a)로부터 수평 방향으로 연장되고 상기 제2 지그 플레이트(213)의 Y축의 음의 방향의 측부와 연결된 연결부(215b)를 구비할 수 있다.In addition, the fixing
더욱이, 상기 제1 지지대(214) 및 상기 제2 지지대(215)는 상기 받침대(211) 상에서 서로 가까워지는 방향으로 이동 가능하도록 구성되거나, 또는 서로 멀어지는 방향으로 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 지지대(214) 및 상기 제2 지지대(215)가 서로 가까워지는 방향으로 이동할 경우, 상기 제1 지지대(214) 및 상기 제2 지지대(215) 각각과 연결된 상기 제1 지그 플레이트(212) 및 상기 제2 지그 플레이트(213)는 서로 가까워지도록 이동될 수 있다. 이때, 상기 제1 지그 플레이트(212) 및 상기 제2 지그 플레이트(213) 사이에 위치한 상기 파우치(114)의 양 외측을 가압하여 상기 파우치(114) 및 상기 파우치(114)에 수납된 상기 전극 조립체(120)를 고정할 수 있다. 예를 들면, 경화성 전해질 조성물(155)의 경화가 종료될 경우, 상기 제1 지지대(214) 및 상기 제2 지지대(215)를 서로 멀어지는 방향으로 이동시켜 상기 파우치(114)의 고정 상태를 해제시킬 수 있다. 예를 들면, 도 12에서와 같이, 상기 파우치(114)는 상기 경화성 전해질 조성물(155)로 인해 상기 파우치(114)의 수용 공간(110p1)의 일부분이 볼록하게 돌출된 형태가 될 수 있다. 그러나, 도 13에서와 같이, 상기 제1 지지대(214) 및 상기 제2 지지대(215)가 상기 파우치(114)를 향해 이동될 경우, 상기 제1 지그 플레이트(212) 및 상기 제2 지그 플레이트(213)에 의해 상기 파우치(114)가 가압되고, 이러한 가압에 의해 상기 경화성 전해질 조성물(155)에 의해 볼록해진 상기 수용 공간(110p1)이 내입된 형태로 변형되도록 가이드할 수 있다.Furthermore, the
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 상기 경화 단계가 상기 경화성 전해질 조성물(155)이 경화되는 동안 상기 파우치(114)를 가압 고정시키는 단계를 포함함으로써, 상기 파우치(114)의 내부에 수용된 전극 조립체(120)를 안정적으로 고정시킬 수 있고, 상기 경화성 전해질 조성물(155)로 인해 상기 파우치(114)의 수용 공간(110p1)의 일부분이 외부로 볼록하게 변형된 상태로 상기 경화성 전해질 조성물(155)이 겔화되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 전지셀(100)의 불량률을 효과적으로 줄일 수 있다.Therefore, according to this configuration of the present invention, the curing step includes a step of pressurizing and fixing the
도 14는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지셀(100)의 제조방법 중 파우치(114)의 수용 공간(110p1)과 주입 공간(110p2) 사이의 일부분을 가압하는 차단 부재(180)의 모습을 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 15는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지셀(100)의 제조방법 중 차단 부재(180)를 사용해 파우치(114)의 수용 공간(110p1)과 주입 공간(110p2) 사이의 일부분을 가압한 모습을 나타내는 사시도이다. 참고로, 도 14 및 도 15에서는 도면 설명의 편의를 위해, 외부에서 파우치(114)의 내부를 볼 수 있도록 투명하게 나타냈다.14 is a view of a blocking
다시 도 4와 함께 도 14 및 도 15를 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지셀(100)의 제조방법의 상기 차단부(113)를 형성하는 단계는 상기 파우치(114)의 상기 수용 공간(110p1)과 상기 주입 공간(110p2) 사이의 일부분을 가압하여 차단하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 본 발명의 제조방법은 별도의 차단 부재를 사용하여 상기 수용 공간(110p1)과 상기 주입 공간(110p2) 사이의 일부분을 가압할 수 있다. 이러한 상기 차단 부재는 상기 경화성 전해질 조성물(155)이 상기 수용 공간(110p1)으로부터 상기 주입 공간(110p2)으로 이동되지 않도록 상기 파우치(114)에 차단부(113)를 일시적으로 형성시킬 수 있다. 예를 들면, 도 15에 도시된 바와 같이, 차단 부재(180)로서 집게 부재를 사용해 상기 파우치(114)의 수용 공간(110p1)과 주입 공간(110p2) 사이의 일부분을 가압함으로써 차단부(113)를 일시적으로 형성시킬 수 있다.Referring again to FIGS. 14 and 15 together with FIG. 4 , forming the blocking
한편, 상기 차단부(113)를 형성하기 위한 차단 부재(180)로서 도 14에 도시한 핀 형태의 집게 부재를 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 집게의 2개의 핑거(181) 사이에 도 15에 도시한 바와 같이 상기 파우치(114)의 상기 수용 공간(110p1)과 상기 주입 공간(110p2) 사이의 일부분을 개재시킨 후, 2개의 핑거(181) 사이를 오므려 상기 수용 공간(110p1)과 상기 주입 공간(110p2) 사이의 일부분을 가압하여 차단부(113)를 형성시킬 수 있다.On the other hand, as the blocking
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 제조방법은 상기 차단부(113)를 형성하는 단계가 상기 파우치(114)의 상기 수용 공간(110p1)과 상기 주입 공간(110p2) 사이의 일부분을 가압하여 차단하는 단계를 포함함으로써, 상기 파우치(114)의 일부분을 열융착시키지 않고도 간편하게 차단부(113)를 형성시킬 수 있어, 제조 효율을 효과적으로 높일 수 있다.Therefore, according to this configuration of the present invention, in the manufacturing method of the present invention, the step of forming the blocking
한편, 다시 도 2와 함께 도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제조방법은 상기 경화성 전해질 조성물(155) 주입 단계 후에 수행하는 상기 전극 탭(121)이 상기 전극(122)들의 하부에 위치하도록 상기 파우치(114)를 회전 배치시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 파우치(114)는 셀 시트들(114T, 114P)의 상대적으로 넓은 면이 전후 방향(Y축 방향)으로 놓일 수 있도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 파우치(114)는 지면을 기준으로 상하 방향으로 세워지도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 도 9에서와 같이, 상기 파우치(114)는 상기 경화성 전해질 조성물(155) 주입 단계 후에 상기 파우치(114)를 정면에서 바라본 것(Y축 방향으로 바라본 것)을 기준으로 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 90도 각도로 회전하여 상기 전극 조립체(120)를 기준으로 상기 전극 탭(121)이 하부에 위치될 수 있다. 즉, 상기 파우치(114)는 상기 경화성 전해질 조성물(155) 주입 단계 후에 상기 전극 탭(121)이 중력 방향을 향해 위치하도록 회전 배치될 수 있다. 이때, 상기 주입된 경화성 전해질 조성물(155)이 중력에 의해 상기 전극 탭(121)이 위치한 상기 수용 공간(110p1) 중 하부에 위치될 수 있다.Meanwhile, referring again to FIGS. 8 and 9 together with FIG. 2, in the manufacturing method according to another embodiment of the present invention, the
도 8에서와 같이, 상기 경화성 전해질 조성물(155) 주입 단계에서, 주입된 상기 경화성 전해질 조성물(155)은 상기 파우치(114)의 수용 공간(110p1)에서 분산되어 있다가, 상기 파우치(114)를 회전 배치하는 단계에서 상기 전극 탭(121)이 하부에 위치하도록 상기 파우치(114)를 회전 배치시킴으로써, 상기 경화성 전해질 조성물(155)이 상기 전극 탭(121)을 감쌀 수 있도록 상기 수용 공간(110p1)의 하부에 모일 수 있다.8, in the step of injecting the
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 제조방법은 상기 경화성 전해질 조성물(155) 주입 단계 후에 수행하는 상기 전극 탭(121)이 상기 전극 조립체(120)의 하부에 위치하도록 상기 파우치(114)를 배치시키는 단계를 더 포함함으로써, 상기 경화성 전해질 조성물(155)이 상기 전극 탭(121)을 감쌀 수 있도록 상기 파우치(114)의 수용 공간(110p1)의 하부에 잘 모아질 수 있는 바, 상기 겔 전해질(150)이 의도된 위치가 아닌 다른 위치에 배치되는 것을 방지하여 전지셀(100)의 제조 불량률을 효과적으로 줄일 수 있다. 즉, 상기 전극 조립체(120)의 제1 측(120a)에 모이는 경화성 전해질 조성물(155)의 양이 줄어들어 상기 전극 탭(121)의 내구성 향상 효과가 떨어질 수 있다.Therefore, according to this configuration of the present invention, the manufacturing method of the present invention is such that the
더욱이, 상기 겔 전해질(150)이 상기 전극(122)들 사이에 일부 잔존할 경우, 상기 겔 전해질(150)은 상기 액체 전해질(160)에 비해 이온 전도 저항이 높아, 액체 전해질(160) 만을 사용한 전지셀과 비교하여 상대적으로 전지셀의 성능이 다소 떨어질 수 있다. 그러나, 본 발명의 제조방법은 상기 겔 전해질(150)이 상기 전극 조립체(120) 내에 잔존하는 것을 최소화시킬 수 있어, 제조된 전지셀의 내구성 또는 성능이 떨어지는 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.Moreover, when a portion of the
도 16은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀의 제조방법 중 수용 공간(110p1)에 액체 전해질(160)을 주입하고 있는 파우치(114)의 내부 모습을 나타내는 사시도이다.16 is a perspective view showing the inside of the
한편, 상기 액체 전해질은 상기 경화성 전해질 조성물 제조 시 이용된 액체 전해질과 구성이 동일하거나 상이할 수 있다.Meanwhile, the composition of the liquid electrolyte may be the same as or different from that of the liquid electrolyte used in preparing the curable electrolyte composition.
다시 도 2, 도 4, 도 9, 및 도 16을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀의 제조방법은 상기 액체 전해질(160) 주입 단계 전에 상기 전극 탭(121)이 상기 전극 조립체(120)의 X축 방향에 위치시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 파우치(114)는 상기 수용 공간(110p1)이 정면에서 보여지도록 지면을 기준으로 상하 방향(Z축 방향)으로 세워진 형태일 수 있다. 이때, 상기 경화성 전해질 조성물(155)은 이미 겔 상으로 상변화가 일어나 겔 전해질(150)을 형성하였으므로, 상기 전극 탭(121)이 상기 전극 조립체(120)의 측부(X축 방향)에 위치하도록 상기 파우치(114)를 회전 배치할 경우에도 상기 겔 전해질(150)이 상기 수용 공간(110p1)의 다른 위치로 이동되지 않을 수 있다. 그리고, 상기 액체 전해질(160)은 상기 겔 전해질(150)이 위치하지 않은 상기 수용 공간(110p1)의 나머지 공간에 충진될 수 있다.Referring again to FIGS. 2, 4, 9, and 16, in the method of manufacturing a battery cell according to an embodiment of the present invention, the
구체적으로, 상기 액체 전해질(160) 주입 단계는 액체 전해질(160)이 상기 제1 셀 시트(114T) 및 제2 셀 시트(114P)의 개방된 제2 외주부(114b)를 통해 상기 주입 공간(110p2)을 지나 상기 수용 공간(110p1)에 주입하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 액체 전해질(160)이 상기 전극(122)들 사이 및 상기 전극(1220)들의 상기 전극 탭(121)이 위치되지 않은 다른 측을 둘러싸도록 위치될 수 있다. 예를 들면, 상기 액체 전해질(160)은 상기 전극(122)들 사이 및 상기 전극(122)들의 최 외측에 위치될 수 있다. 또한, 도 16에서와 같이, 상기 액체 전해질(160)은 상기 전극 조립체(120)의 제2 측(120b), 제3 측(120c), 및 제4 측(120d)을 둘러싸도록 위치할 수 있다.In detail, in the injection of the
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 제조된 전지셀(100)의 충방전 시, 전극(122)들 사이에 위치한 액체 전해질(160)이 소모될 경우, 상기 다른 측에 위치한 액체 전해질(160)이 소모된 액체 전해질(160)의 양만큼 전극(122)들 사이로 이동하여 액체 전해질(160)의 보충이 가능한 바, 전지셀(100)의 다수의 충방전 싸이클 후, 액체 전해질(160)이 감소되더라도 수명 감소를 최소화할 수 있는 전지셀(100)을 제조할 수 있다.Therefore, according to this configuration of the present invention, when the
도 17은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀(100)의 제조방법 중 파우치(114)의 수용 공간(110p1)의 일측을 추가로 실링시킨 모습을 나타내는 정면도이다. 그리고, 도 18은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀(100)의 제조방법 중 파우치(114)의 주입 공간(110p2)을 제거한 모습을 나타내는 정면도이다.17 is a front view showing a state in which one side of the accommodation space 110p1 of the
다시 도 4와 함께 도 17 및 도 18을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀(100)의 제조방법은 상기 파우치(114)의 수용 공간(110p1)을 밀봉시키는 단계, 및 주입 공간(110p2)의 영역을 절단하는 단계를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 파우치(114)의 수용 공간(110p1)을 밀봉시키는 단계에서는 상기 파우치(114)의 수용 공간(110p1)과 주입 공간(110p2)의 경계 부분을 모두 열 융착할 수 있다. 예를 들면, 도 17에서와 같이, 상기 파우치(114)의 수용 공간(110p1)과 주입 공간(110p2) 사이의 경계를 따라 상기 파우치(114)의 제1 외주부(114a)로부터 제3 외주부(114c)까지 열 융착하여 실링부(111)를 형성시킬 수 있다. 예를 들면, 앞서 설명한 도 8의 전지셀(100)의 제조방법에서와 같이, 상기 파우치(114)의 주입 공간(110p2)과 수용 공간(110p1) 사이의 일부분을 열융착하여 차단부(113)를 형성시킨 경우, 상기 실링부(111)를 추가로 형성시키기 위해, 상기 차단부(113)로부터 상기 파우치(114)의 제3 외주부(114c)까지 열융착시킬 수 있다.Referring back to FIGS. 17 and 18 together with FIG. 4 , a method of manufacturing a
또한, 상기 실링부(111)의 외측에 커팅 라인(L)을 설정할 수 있다. 이후, 도 18에서와 같이, 상기 커팅 라인(L)을 따라 절단하여 상기 파우치(114)의 상기 주입 공간(110p2)의 영역을 제거할 수 있다.In addition, a cutting line (L) may be set outside the sealing
나아가, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제조방법은 도 17에서 수행한 상기 파우치(114) 수용 공간(110p1)을 밀봉시키는 단계 전에 전지 활성화 공정을 수행할 수 있다. 여기서, 전지 활성화 공정은 전지셀(100)에서 처음으로 충/방전 동작을 실행하는 공정이다. 전지셀(100)의 충/방전 동작 중에 다량의 가스가 발생하게 된다. 이렇게 발생된 가스는 수용 공간(110p1)에서 주입 공간(110p2)으로 이동하고 상기 파우치(114)의 개방된 제2 외주부(114b)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 이러한 전지 활성화 공정은 양극(122p) 및 음극(122n)의 소재에 따라 충전 전류의 크기와 충방전 시간이 달라질 수 있다.Furthermore, in the manufacturing method according to another embodiment of the present invention, a battery activation process may be performed before the step of sealing the accommodating space 110p1 of the
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제조방법은 상기 파우치(114)의 수용 공간(110p1)을 밀봉시키는 단계 후에, 전지 에이징(aging) 공정을 수행할 수 있다. 이때, 온도는 예를 들면 섭씨 45 ~ 70도이고 에이징 시간은 1일 내지 3일일 수 있다.In addition, in the manufacturing method according to another embodiment of the present invention, a battery aging process may be performed after the step of sealing the accommodating space 110p1 of the
따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 전지셀(100)의 제조방법은 상기 전극 탭(121)을 감싸는 형태로 배치되도록 경화성 전해질 조성물(155)을 주입한 후, 이를 경화하여 겔 전해질(150)을 형성시킴으로써, 종래기술의 전지셀(100)의 액체 전해질(160)이 전극 탭(121)을 감싸고 있는 경우와 비교할 때, 제조된 전지셀(100)에 외부 충격이 가해질 경우, 상기 전극 탭(121)을 감싸고 있고 상기 겔 전해질(150)에 의해 전극 탭(121)의 변형을 저지할 수 있다. 이에 따라, 자동차와 같이, 이동 중에 발생하는 잦은 충격 및 진동 등이 전지셀(100)에 전달되더라도, 상기 겔 전해질(150)에 의해 전극 탭(121)의 유동을 최소화시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 전극 탭(121)의 잦은 유동으로 인해 전극 탭(121)이 단선되어 전극(122)이 전기 충방전이 비활성화가 되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, according to this configuration of the present invention, the manufacturing method of the
즉, 본 발명의 제조방법으로 제조된 전지셀(100)은 상기 전극 탭(121)을 감싸도록 상기 수용 공간(110p1)에 겔 전해질(150)을 형성함으로써, 잦은 외부 충격에도 전극 탭(121)의 손상을 줄여 수명이 증가된 전지셀(100)을 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 제조방법은 전지셀(100)의 전극 탭(121)의 단선을 방지하여 사용 중 전지 용량이 감소하는 것을 방지할 수 있는 전지셀(100)을 제조할 수 있다.That is, the
또, 수용 공간(110p1)과 전극 조립체(120)사이의 공간에 유동성 있는 액체 전해질(160)을 최대한 확보하여, 다수의 충방전 싸이클 후, 전극(122)들 사이의 액체 전해질(160)이 감소되더라도 수명 감소를 최소화할 수 있는 전지셀(100)을 제조할 수 있다.In addition, the
한편, 도 19 내지 도 22는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지셀의 제조방법을 도시한다. 구체체적으로, 도 19는 전극 탭이 서로 대향하는 방향으로 도출되어 있는 전지 셀의 제조 방법에서, 경화성 전해질 조성물(155)을 1차 주입하는 단계를 나타낸 정면도이다. 도 20은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지셀의 제조방법 중, 경화성 전해질 조성물을 1차 경화하는 단계를 나타낸 정면도이다. 도 21은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지셀의 제조방법 중, 경화성 전해질 조성물(155)을 2차 주입하는 단계를 나타낸 정면도이다. 도 22는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지셀의 제조방법 중, 경화성 전해질 조성물(155)을 2차 경화하는 단계를 나타낸 정면도이다. 참고로, 도 19 내지 도 22에서는 도면 설명의 편의를 위해, 외부에서 파우치(114)의 내부를 볼 수 있도록 투명하게 나타냈다.Meanwhile, FIGS. 19 to 22 show a method of manufacturing a battery cell according to another embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 19 is a front view illustrating a step of primarily injecting a
도 19 내지 도 22를 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 제조방법은 도 3의 전지셀(100)이 각각 전극(122)판들의 일측에만 전극 탭(121)이 형성된 것과 달리, 제조된 전지셀의 상기 전극 탭(121)이 상기 전극판들(도시하지 않음) 각각의 적어도 2측 이상에 각각 대향하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 19에서와 같이, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전지셀의 제조방법은 상기 각각의 전극(122)들 마주보는 양측부에 양극 탭(121a) 및 음극 탭(121b)이 하나씩 형성되어 있다. 이에 따라, 도 19에서와 같이, 양극 탭(121a) 및 음극 탭(121b) 상기 전극 조립체(120)의 양측(120a, 121c) 각각에 위치될 수 있다. 또한, 도 9의 파우치(114)와 비교할 때, 도 19의 파우치(114)에는 추가 차단부(113a)가 더 형성될 수 있다.19 to 22, in the manufacturing method according to another embodiment of the present invention, unlike the
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 제조방법은 상기 수용 공간(110p1) 중, 상기 전극 탭(121)이 위치된 상기 전극 조립체(120)의 측부의 공간 마다 상기 경화성 전해질 조성물(155) 주입 단계 및 상기 경화 단계를 반복 수행할 수 있다. 예를 들면, 도 19에서와 같이, 상기 전극 탭(121)이 상기 전극(122)들 양측에 각각 형성될 경우, 상기 경화성 전해질 조성물(155) 주입 단계에서는 상기 수용 공간(110p1) 중, 상기 전극 탭(121)이 위치한 상기 전극 조립체(120)의 일측(120a)의 공간에 상기 경화성 전해질 조성물(155)을 1차 주입하는 단계를 수행할 수 있다. 그리고, 상기 경화 단계에서는 상기 파우치(114)의 상기 전극 조립체(120)의 일측(120a)의 상기 수용 공간(110p1)에 채워진 상기 경화성 전해질 조성물(155)을 1차 경화시킬 수 있다. 그리고, 상기 1차로 경화시키는 단계 이후에, 상기 수용 공간(110p1) 중, 상기 전극 탭(121)이 위치된 상기 전극 조립체(120)의 타측(120c)의 수용 공간(110p1)에 상기 경화성 전해질 조성물(155)을 2차 주입하는 2차 경화성 전해질 조성물(155) 주입 단계, 및 상기 전극 조립체(120)의 타측(120c)의 수용 공간(110p1)에 채워진 상기 경화성 전해질 조성물(155)을 경화시키는 2차 경화 단계를 순차적으로 수행할 수 있다.In addition, in the manufacturing method according to another embodiment of the present invention, the
예를 들면, 도 19에서와 같이, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 제조방법으로 제조되는 전지셀은 전극 탭(121a, 121b)이 전극 조립체(120)의 양측(120a, 120c)에 각각 위치될 수 있다. 이러한 경우, 본 발명의 제조방법은 상기 경화성 전해질 조성물(155) 주입 단계에서는 파우치(114)의 수용 공간(110p1) 중, 전극 탭(121a)이 위치된 상기 전극 조립체(120)의 제1 측(120a)과 대면한 공간에 경화성 전해질 조성물(155)을 1차 주입할 수 있다. 상기 경화성 전해질 조성물(155)을 1차 주입한 후에, 도 20에서와 같이, 상기 전극 조립체(120)의 제1 측(120a)에 위치한 상기 전극 탭(121a)이 상기 전극 조립체(120)를 기준으로 하부에 위치하도록 상기 파우치(114)를 회전 배치할 수 있다. 이때, 차단부(113)에 의해 상기 경화성 전해질 조성물(155)이 수용 공간(110p1)으로부터 주입 공간(110p2)으로 이동하는 것을 차단할 수 있다. 그리고, 상기 전극 조립체(120)의 제1 측(120a)과 대면한 공간에 채워진 상기 경화성 전해질 조성물(155)이 겔 상태가 될 때까지 경화시킬 수 있다(1차 경화 단계). 이후, 도 20에서와 같이, 상기 1차 경화 단계 이후에, 제1 측(120a)에 위치한 상기 전극 탭(121)이 상기 전극 조립체(120)를 기준으로 X축 방향의 일측에 위치하도록 상기 파우치(114)를 회전 배치할 수 있다. 그리고, 상기 파우치(114)의 수용 공간(110p1) 중, 양극 탭(121b)이 위치된 전극 조립체(120)의 제3 측(120c)과 대면하는 공간에 경화성 전해질 조성물(155)을 2차 주입할 수 있다. 나아가, 도 22에서와 같이, 상기 파우치(114)를 제3 측(120c)에 위치한 상기 전극 탭(121)이 상기 전극 조립체(120)를 기준으로 하부에 위치하도록 회전 배치할 수 있다. 이때, 추가 차단부(113a)에 의해 상기 경화성 전해질 조성물(155)이 수용 공간(110p1)으로부터 주입 공간(110p2)으로 이동하는 것을 차단할 수 있다. 또한, 상기 전극(122)들의 제3 측(120c)에 위치한 공간에 채워진 상기 경화성 전해질 조성물(155)을 승온하여 상기 2차 주입된 경화성 전해질 조성물(155)을 겔 상태가 될 때까지 2차 경화시킬 수 있다. 이렇게 2차 주입된 경화성 전해질 조성물(155)은 겔 전해질(150)로 변형될 수 있다.For example, as shown in FIG. 19, in the battery cell manufactured by the manufacturing method according to another embodiment of the present invention, the
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 제조방법은 2차 주입된 경화성 전해질 조성물(155)을 겔 상태가 될 때까지 2차 경화시켜 겔 전해질(150)화한 후, 액체 전해질(160)을 주입하는 단계, 상기 파우치(114)의 주입 공간(110p2)을 제거하는 단계, 및 파우치(114)를 밀봉하는 단계를 더 수행할 수 있다.In the manufacturing method according to another embodiment of the present invention, the secondly injected
앞서 서술한 도 19 내지 도 22에서 서술된 단계들을 제외하고, 나머지 제조 단계들은 도 7 내지 도 18에서 서술한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제조방법의 단계들과 유사하게 수행될 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 제조방법의 전지셀을 제조하기 위한 나머지 공정들에 대해서는 생략하기로 한다.Except for the steps described in FIGS. 19 to 22 described above, the remaining manufacturing steps may be performed similarly to the steps of the manufacturing method according to another embodiment of the present invention described in FIGS. 7 to 18 . Therefore, the remaining processes for manufacturing the battery cell of the manufacturing method according to another embodiment of the present invention will be omitted.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈(1000)을 보여주는 사시도이다.23 is a perspective view showing a
도 1과 함께 도 23을 참조하면, 본 발명은 상기 전지셀(100)을 적어도 하나 이상 포함하는 배터리 모듈(1000)을 제공할 수 있다. 상기 배터리 모듈(1000)은 상기 전지셀(도 23에 도시되지 않음)을 내부에 수용하는 모듈 하우징(1100), 상기 모듈 하우징(1100)의 전단에 구비된 외부출력 단자들(1200), 및 상기 전지셀(100)의 충방전을 제어하는 제어부(1300)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 배터리 모듈(1000)은 상기 전지셀(100)이 둘 이상이 구비될 경우, 상기 둘 이상의 전지셀(100)을 전기적으로 연결하는 버스바(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. 상기 버스바는 상기 전지셀(100)들 각각의 전극 리드(130)와 전기적으로 연결될 수 있다. 본 발명의 배터리 모듈(1000)은 상기 전지셀(100) 외에 필수 구성들은 이미 공지된 구성들로 적용할 수 있는 바, 이러한 구성들에 대한 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 23 together with FIG. 1 , the present invention may provide a
실시예Example
실시예 1.Example 1.
(액체 전해질 조성물 제조)(Preparation of liquid electrolyte composition)
에틸렌 카보네이트(EC):에틸메틸 카보네이트(EMC)를 30:70의 부피비로 혼합한 비수성 유기용매에 LiPF6를 1.0M가 되도록 용해시킨 후, 비닐렌 카보네이트(VC)를 용매의 전체 중량의 1wt%로 첨가하여, 액체 전해질을 제조하였다.LiPF 6 was dissolved in a non-aqueous organic solvent in which ethylene carbonate (EC):ethylmethyl carbonate (EMC) was mixed in a volume ratio of 30:70 to a concentration of 1.0 M, and then vinylene carbonate (VC) was added in 1 wt of the total weight of the solvent. %, to prepare a liquid electrolyte.
(경화성 전해질 조성물 제조)(Preparation of Curable Electrolyte Composition)
에틸렌 카보네이트(EC):에틸메틸 카보네이트(DMC)를 30:70의 부피비로 혼합한 비수성 유기용매에 LiPF6를 1.0M가 되도록 용해시킨 후, 경화성 화합물로 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(Trimethylolpropane triacrylate) 13wt%를 첨가하고, 중합 개시제로 AIBN(2,2'-azobis(iso-butyronitrile)) 0.06wt%를 첨가하고, 기타 첨가제로 비닐렌 카보네이트(VC) 1wt%로 첨가하여, 경화성 전해질 조성물(E1)을 제조하였다.After dissolving LiPF 6 to a concentration of 1.0M in a non-aqueous organic solvent in which ethylene carbonate (EC):ethylmethyl carbonate (DMC) was mixed in a volume ratio of 30:70, trimethylolpropane triacrylate was used as a curing compound. A curable electrolyte composition (E1 ) was prepared.
(전극 조립체 제조)(manufacture of electrode assembly)
양극활물질(Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)O2), 도전재 (카본 블랙) 및 바인더 (폴리비닐리덴플루오라이드: PVDF)를 94:3:3 중량 비율로 용제인 N-메틸-2-피롤리돈 (NMP)에 첨가하여 양극활물질 슬러리 (고형분 48 중량%)를 제조하였다. 상기 양극활물질 슬러리를 두께가 15㎛인 양극 집전체 (Al 박막)에 도포 및 건조한 후, 롤 프레스(roll press)를 실시하여 양극을 제조하였다. 음극활물질 (탄소 분말), 바인더(PVDF), 도전재(카본 블랙)를 96:3:1의 중량 비율로 용제인 NMP에 첨가하여 음극활물질 슬러리(고형분: 70 중량%)를 제조하였다. 상기 음극활물질 슬러리를 두께가 10㎛인 음극 집전체 (Cu박막)에 도포 및 건조한 후, 롤 프레스를 실시하여 음극을 제조하였다. 상기 양극과 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 (PP/PE/PP)이 3층으로 이루어진 분리막 및 음극을 순차적으로 적층하여 전극 조립체를 제조하였다.Cathode active material (Li(Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 )O 2 ), conductive material (carbon black), and binder (polyvinylidene fluoride: PVDF) were mixed in a 94:3:3 weight ratio of N-methyl-2- It was added to pyrrolidone (NMP) to prepare a slurry of a positive electrode active material (solid content: 48% by weight). The positive electrode active material slurry was applied to a positive electrode current collector (Al thin film) having a thickness of 15 μm, dried, and then subjected to a roll press to prepare a positive electrode. An anode active material slurry (solid content: 70% by weight) was prepared by adding a negative electrode active material (carbon powder), a binder (PVDF), and a conductive material (carbon black) to NMP as a solvent in a weight ratio of 96:3:1. After applying and drying the negative active material slurry on a negative electrode current collector (Cu thin film) having a thickness of 10 μm, a roll press was performed to prepare a negative electrode. An electrode assembly was prepared by sequentially stacking the positive electrode, the separator consisting of three layers of polypropylene/polyethylene/polypropylene (PP/PE/PP), and the negative electrode.
(이차전지 제조)(Secondary battery manufacturing)
상기 제조된 전극 조립체를 파우치에 수납하고, 상기에서 제조된 경화성 전해질 조성물(E1)을 전극 탭을 감싸도록 일부 수용 공간에 1차 주액한 다음, 항온조 내부에 이용해 60℃에서 5 시간 동안 고온 보관하여, 상기 경화성 전해질 조성물을 겔화 시켰다. 이어서, 파우치의 남은 수용 공간에 전극 조립체가 함침되도록 상기에서 제조된 액체 전해질을 2차 주액한 다음, 파우치를 밀봉하여 전지셀을 제조하였다.The prepared electrode assembly is accommodated in a pouch, and the curable electrolyte composition (E1) prepared above is first injected into a partial accommodation space to cover the electrode tab, and then used inside a thermostat and stored at a high temperature at 60 ° C. for 5 hours , the curable electrolyte composition was gelled. Subsequently, a second injection of the liquid electrolyte prepared above was injected into the remaining accommodation space of the pouch to impregnate the electrode assembly, and then the pouch was sealed to prepare a battery cell.
실시예 2.Example 2.
(경화성 전해질 조성물 제조)(Preparation of Curable Electrolyte Composition)
에틸렌 카보네이트(EC):에틸메틸 카보네이트(DMC)를 30:70의 부피비로 혼합한 비수성 유기용매에 LiPF6를 1.0M가 되도록 용해시킨 후, 경화성 화합물로 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(Trimethylolpropane triacrylate) 33wt%로 첨가하고, 중합 개시제로 AIBN(2,2'-azobis(iso-butyronitrile)) 0.06wt% 및 기타 첨가제로 비닐렌 카보네이트(VC) 1wt%로 첨가하여, 경화성 전해질 조성물(E2)을 제조하였다.After dissolving LiPF 6 to a concentration of 1.0M in a non-aqueous organic solvent in which ethylene carbonate (EC):ethylmethyl carbonate (DMC) was mixed in a volume ratio of 30:70, trimethylolpropane triacrylate was used as a curing compound. A curable electrolyte composition (E2) was prepared by adding 33 wt%, adding 0.06 wt% of AIBN (2,2'-azobis (iso-butyronitrile)) as a polymerization initiator and 1 wt% of vinylene carbonate (VC) as other additives did
(이차전지 제조)(Secondary battery manufacturing)
1차 경화성 전해질 조성물 주액 시 상기에서 제조된 경화성 전해질 조성물(E2)을 주액하는 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전지셀을 제조하였다.A battery cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the curable electrolyte composition (E2) prepared above was injected when the first curable electrolyte composition was injected.
실시예 3.Example 3.
경화성 화합물로 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 대신 PVDF-HFP (폴리비닐리덴-co-헥사플루오로프로필렌)를 사용하는 점을 제외하고는 상기 실시예 1 과 마찬가지의 방법으로 경화성 전해질 조성물(E3)을 제조하였다.A curable electrolyte composition (E3) was prepared in the same manner as in Example 1, except that PVDF-HFP (polyvinylidene-co-hexafluoropropylene) was used as the curable compound instead of trimethylolpropane triacrylate. did
그런 다음, 1차 경화성 전해질 조성물 주액 시 상기에서 제조된 경화성 전해질 조성물(E3)을 주액하는 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전지셀을 제조하였다.Then, a battery cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the curable electrolyte composition (E3) prepared above was injected when the first curable electrolyte composition was injected.
비교예 1. (경화성 화합물 미 첨가)Comparative Example 1. (curable compound not added)
(액체 전해질 조성물 제조)(Preparation of liquid electrolyte composition)
에틸렌 카보네이트(EC):에틸메틸 카보네이트(EMC)를 30:70의 부피비로 혼합한 비수성 유기용매에 LiPF6를 1.0M가 되도록 용해시킨 후, 비닐렌 카보네이트(VC)를 용매의 전체 중량의 1wt%로 첨가하여, 액체 전해질을 제조하였다.LiPF 6 was dissolved in a non-aqueous organic solvent in which ethylene carbonate (EC):ethylmethyl carbonate (EMC) was mixed in a volume ratio of 30:70 to a concentration of 1.0 M, and then vinylene carbonate (VC) was added in 1 wt of the total weight of the solvent. %, to prepare a liquid electrolyte.
(이차전지 제조)(Secondary battery manufacturing)
상기 실시예 1에서 제조된 전극 조립체를 파우치에 수납한 다음, 파우치 내부 수용 공간 전체에 상기 제조된 액체 전해질만을 주액하는 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전지셀을 제조하였다. 구체적으로, 경화성 전해질 조성물을 주액하지 않고, 또한 경화성 전해질 조성물을 경화하기 위해 고온에서 파우치를 보관하는 단계를 수생하지 않은 대신, 전극 탭이 형성된 수용 공간에 경화성 전해질 조성물의 양만큼 액체 전해질이 수용된 전지셀을 제조하였다. A battery cell was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the electrode assembly prepared in Example 1 was stored in a pouch and then only the prepared liquid electrolyte was injected into the entire accommodation space inside the pouch. Specifically, a battery containing an amount of liquid electrolyte in an accommodation space where an electrode tab is formed, instead of not injecting the curable electrolyte composition and not carrying out the step of storing the pouch at a high temperature to cure the curable electrolyte composition. cell was made.
비교예 2. (수용 공간 전체에 겔 전해질을 포함)Comparative Example 2. (Including gel electrolyte in the entire accommodation space)
이차전지 제조 시 전극 탭 및 전극 조립체를 포함하는 수용 공간 전체에 경화성 전해질 조성물을 주액하는 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전지셀을 제조하였다. 구체적으로, 1차 주액 시 전극 탭 및 전극 조립체를 포함하는 파우치 내부 공간 전체에 경화성 전해질 조성물(E1)을 주액하고, 액체 전해질은 주액하지 않는 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전지셀을 제조하였다.A battery cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the curable electrolyte composition was injected into the entire receiving space including the electrode tab and the electrode assembly when manufacturing the secondary battery. Specifically, the battery in the same manner as in Example 1 except that the curable electrolyte composition (E1) was injected into the entire inner space of the pouch including the electrode tab and the electrode assembly during the first injection, and the liquid electrolyte was not injected. cell was made.
실험예Experimental example
실험예 1. 물리적 안정성 및 용량 유지율 평가Experimental Example 1. Physical stability and capacity retention rate evaluation
실시예 1 내지 3에서 제조된 전지셀과 비교예 1 및 2에서 제조된 전지 셀을 각각을 25℃에서 0.33C C-rate로 4.2V에 도달할 때까지 CC-CV (정전류-정전압)조건으로 충전하고, 1/20 C cut-off 한 다음, 0.33C C-rate로 2.5V까지 CC 조건으로 방전하는 것을 1 사이클로 하여 3 사이클을 실시한 다음, 초기 방전 용량을 측정하였다.The battery cells prepared in Examples 1 to 3 and the battery cells prepared in Comparative Examples 1 and 2 were each subjected to CC-CV (constant current-constant voltage) conditions at 25 ° C. until reaching 4.2V at 0.33C C-rate. After charging, 1/20 C cut-off, and then discharging under CC conditions up to 2.5V at a 0.33C C-rate, 3 cycles were performed, and then the initial discharge capacity was measured.
이어서, 상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 전지셀과 비교예 1 및 2에서 제조된 전지 셀을 각각을 1m 높이에서 콘크리트 바닥으로 총 3회 자유 낙하(drop)시켰다. 총 3회의 자유 낙하 후, 전지셀을 분해하고, 전극 탭들 중 단선된 전극 탭의 개수를 확인하여 하기 표 1에 나타냈다. Then, each of the battery cells prepared in Examples 1 to 3 and the battery cells prepared in Comparative Examples 1 and 2 was dropped from a height of 1 m to a concrete floor a total of three times. After a total of three free falls, the battery cell was disassembled, and the number of disconnected electrode tabs among the electrode tabs was confirmed and shown in Table 1 below.
또한, 상기 자유 낙하를 실시한 실시예 1 내지 3에서 제조된 전지셀과 비교예 1 및 2에서 제조된 전지 셀을 25℃에서 0.33C C-rate로 4.2V에 도달할 때까지 CC-CV (정전류-정전압)조건으로 충전하고, 1/20 C cut-off 한 다음, 0.33C C-rate로 2.5V까지 CC 조건으로 방전한 다음, 자유 낙하 후 방전 용량을 측정하였다. 하기 식 1을 이용하여 용량 유지율(%)을 산출한 다음, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.In addition, the battery cells prepared in Examples 1 to 3 and the battery cells prepared in Comparative Examples 1 and 2 subjected to the free fall CC-CV (constant current) until reaching 4.2V at 0.33C C-rate at 25 ° C. -Constant voltage) conditions, 1/20 C cut-off, and then discharged under CC conditions up to 2.5V at 0.33C C-rate, and then the discharge capacity was measured after free fall. The capacity retention rate (%) was calculated using
[식 1][Equation 1]
용량 유지율 (%) = (자유 낙하 후의 방전 용량 / 초기 방전 용량) × 100Capacity retention rate (%) = (discharge capacity after free fall / initial discharge capacity) × 100
상기 표 1을 살펴보면, 전극 탭 주변에 겔 전해질을 형성한 실시예 1 내지 3에서 제조된 전지셀과 비교예 2에서 제조된 전지 셀의 경우, 겔 전해질을 포함하지 않는 비교예 1의 전지셀에 비해, 탭 영역의 물리적 안정성이 향상되어 전지셀 자유 낙하 후에도, 전극 탭의 단선이 발생되지 않는 것을 확인할 수 있다.Looking at Table 1, in the case of the battery cells prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Example 2 in which the gel electrolyte was formed around the electrode tab, the battery cell of Comparative Example 1 not containing the gel electrolyte In comparison, it can be seen that the physical stability of the tab region is improved, so that disconnection of the electrode tab does not occur even after the battery cell is free-falling.
한편, 자유 낙하 후 실시한 셀 용량 평가 결과, 전극 탭의 단선이 발생하지 않은 실시예 1 내지 3에서 제조된 전지 셀과 비교예 2에서 제조된 전지셀의 경우, 기존 용량이 대부분 발현되는 반면에, 전극 탭의 단선이 발생한 비교예 1에서 제조된 전지 셀의 경우 현저한 용량 저하가 야기되는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, as a result of cell capacity evaluation conducted after free fall, in the case of the battery cells prepared in Examples 1 to 3 and the battery cells prepared in Comparative Example 2 in which disconnection of the electrode tab did not occur, most of the existing capacity was expressed, In the case of the battery cell manufactured in Comparative Example 1 in which the disconnection of the electrode tab occurred, it can be confirmed that a significant decrease in capacity is caused.
실험예 2. 내부 저항 평가Experimental Example 2. Internal resistance evaluation
전기화학적인 평가(내부 저항)를 위해, 상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 전지셀과 비교예 1 및 2에서 제조된 전지 셀을 각각 SOC 50%까지 0.33 C C-rate CC도로 충전한 후, 10초 동안 2.5C 만큼의 전류를 인가하여 발생하는 전압 강하를 측정하고, 하기 식 2를 이용하여 내부 저항을 산출하였다. 그리고, 비교예 1의 전지셀의 내부 저항 값을 기준 (100%)으로, 실시예 1 내지 3에서 제조된 전지 셀과 비교예 2에서 제조된 전지 셀의 내부 저항 증가율(%)을 산출하고, 그 결과를 표 2에 나타냈다.For electrochemical evaluation (internal resistance), after charging the battery cells prepared in Examples 1 to 3 and the battery cells prepared in Comparative Examples 1 and 2 at 0.33 C C-rate CC degree to SOC 50%, respectively, The voltage drop caused by applying a current of 2.5 C for 10 seconds was measured, and the internal resistance was calculated using Equation 2 below. And, based on the internal resistance value of the battery cell of Comparative Example 1 (100%), the internal resistance increase rate (%) of the battery cell prepared in Examples 1 to 3 and the battery cell prepared in Comparative Example 2 is calculated, The results are shown in Table 2.
[식 2][Equation 2]
R= V / I, R = V/I,
여기서 R은 저항이고, V는 전압(전위차)이며, I는 전류이다.where R is the resistance, V is the voltage (potential difference), and I is the current.
실험예 3. 고온 사이클 특성 평가Experimental Example 3. Evaluation of high-temperature cycle characteristics
실시예 1 내지 3에서 제조된 전지셀과 비교예 2에서 제조된 전지 셀을 각각 25℃ 에서 0.33 C 속도로 4.2V까지 CC-CV (constant current-constant voltage) 조건으로 충전하고, 1/20 C cut-off 한 다음, 033 C 속도로 2.5V까지 CC조건으로 방전하였다. 상기 충방전을 1 사이클로 하여, 3 사이클의 초기 충방전 (활성화) 공정을 실시하였다.The battery cells prepared in Examples 1 to 3 and the battery cells prepared in Comparative Example 2 were charged under CC-CV (constant current-constant voltage) conditions up to 4.2V at a rate of 0.33 C at 25 ° C, respectively, and 1/20 C After cut-off, it was discharged under CC conditions up to 2.5V at 033 C rate. The initial charge and discharge (activation) process of 3 cycles was performed with the charge and discharge as one cycle.
이어서, 고온 (45℃)에서 상기 초기 충방전 된 각각의 리튬 이차전지를 0.33 C 속도로 4.2V까지 CC-CV 조건으로 충전하고, 1/20 C cut-off 한 다음, 0.33 C 속도로 2.5V까지 CC조건으로 방전하는 것을 1 사이클로 하여, 100 사이클을 실시하였다.Subsequently, each of the lithium secondary batteries initially charged and discharged at a high temperature (45° C.) was charged under CC-CV conditions up to 4.2V at a rate of 0.33 C, cut-off at 1/20 C, and then charged at 2.5V at a rate of 0.33 C. 100 cycles were carried out with discharging under CC conditions up to 1 cycle.
초기 충반전 후의 용량과 100 번째 사이클 후의 용량을 하기 식 3에 대입하여 용량 유지율을 산출하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The capacity retention rate was calculated by substituting the capacity after the initial charge/reversal and the capacity after the 100th cycle into Equation 3 below, and the results are shown in Table 2 below.
[식 3][Equation 3]
용량 유지율 (%) = (100th 사이클 후의 방전 용량 / 초기 충방전 후의 방전 용량) × 100Capacity retention rate (%) = (discharge capacity after 100th cycle / discharge capacity after initial charge/discharge) × 100
상기 표 2를 살펴보면, 실시예 1 내지 3에서 제조된 전지 셀의 경우, 전극 탭 부분에만 겔 전해질이 존재함에 따라, 액체 전해질만 구비한 비교예 1의 전지 셀에 비해서는 저항이 다소 증가하나, 전극 탭 수용 영역 이외의 부분, 즉 전극 탭 및 전극 조립체를 포함하는 수용 공간 전체에 겔 전해질이 형성된 비교예 2의 전지 셀에 비해서는 내부 저항이 현저히 감소한 것을 알 수 있다. Looking at Table 2, in the case of the battery cells prepared in Examples 1 to 3, as the gel electrolyte is present only in the electrode tab portion, the resistance is slightly increased compared to the battery cell of Comparative Example 1 having only the liquid electrolyte, It can be seen that the internal resistance is significantly reduced compared to the battery cell of Comparative Example 2 in which the gel electrolyte is formed in the entire accommodation space including the electrode tab and the electrode assembly, other than the electrode tab accommodation area.
또한, 상기 표 2를 살펴보면, 실시예 1 내지 3에서 제조된 전지 셀의 경우, 내부 저항이 감소됨에 따라, 고온 사이클 특성 후 용량 유지율(%)이 비교예 2의 전지 셀에 비해 현저히 향상된 것을 알 수 있다.In addition, looking at Table 2, in the case of the battery cells prepared in Examples 1 to 3, as the internal resistance decreased, it was found that the capacity retention rate (%) after high temperature cycle characteristics was significantly improved compared to the battery cell of Comparative Example 2. can
이러한 결과를 참고하면, 본 발명의 적정 함량의 경화성 화합물이 첨가되고 전극 탭을 감싸는 형태로 배치된 경화성 전해질 조성물을 구비한 전지셀을 제조할 경우, 전지셀의 내구성을 향상 효과를 확보하면서도 전지셀의 전지 성능 저하를 감소시킬 수 있음을 확인할 수 있다.Referring to these results, when preparing a battery cell having a curable electrolyte composition in which an appropriate amount of the curable compound of the present invention is added and disposed in a form surrounding an electrode tab, the battery cell while securing the effect of improving the durability of the battery cell It can be confirmed that the deterioration of battery performance can be reduced.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited drawings, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.
100: 전지셀
1000: 배터리 모듈
110: 셀 케이스
110p1, 110p2: 수용 공간, 주입 공간
113, 113a: 차단부, 추가 차단부
114, 114T, 114P: 파우치, 제1 셀 시트, 제2 셀 시트
114a, 114b, 114c, 114d: 제1 외주부, 제2 외주부, 제3 외주부, 제4 외주부
120, 122, 122p, 122n, 170: 전극 조립체, 전극, 양극, 음극, 분리막
120a, 120b, 120c, 120d: 제1 측, 제2 측, 제3 측, 제4 측
121, 121a, 121b: 전극 탭, 양극 탭, 음극 탭
130, 130a, 130b: 전극 리드, 양극 리드, 음극 리드
140: 절연 필름
111: 실링부
150: 겔 전해질
155: 경화성 전해질 조성물
160: 액체 전해질
210: 고정 지그
211, 212, 213: 받침대, 제1 지그 플레이트, 제2 지그 플레이트
214, 214a, 214b: 제1 지지대, 기둥부, 연결부
215, 215a, 215b: 제2 지지대, 기둥부, 연결부
180: 차단 부재 (집게 부재)
181: 집게 부재의 핑거100: battery cell 1000: battery module
110: cell case 110p1, 110p2: accommodation space, injection space
113, 113a: blocking unit, additional blocking unit
114, 114T, 114P: pouch, first cell sheet, second cell sheet
114a, 114b, 114c, 114d: first outer periphery, second outer periphery, third outer periphery, fourth outer periphery
120, 122, 122p, 122n, 170: electrode assembly, electrode, anode, cathode, separator
120a, 120b, 120c, 120d: first side, second side, third side, fourth side
121, 121a, 121b: electrode tab, positive electrode tab, negative electrode tab
130, 130a, 130b: electrode lead, positive lead, negative lead
140: insulating film 111: sealing part
150: gel electrolyte 155: curable electrolyte composition
160: liquid electrolyte
210: fixed jig
211, 212, 213: pedestal, first jig plate, second jig plate
214, 214a, 214b: first support, pillar, connection
215, 215a, 215b: second support, pillar, connection
180: blocking member (claw member)
181: finger of tong member
Claims (15)
복수의 전극판들 및 분리막들이 교대로 적층되어 있고, 상기 수용 공간에 수납되어 있는 전극 조립체;
상기 전극판으로부터 외향 연장되어 있고, 전극판과 외부단자를 전기적으로 연결하는 전극탭;
상기 전극 탭의 유동을 방지할 수 있도록 상기 수용 공간에 상기 전극 탭을 감싸며 수용되어 있는 겔 전해질; 및
상기 전극 탭이 형성되지 않은 전극 조립체의 다른 측을 둘러싸도록 상기 수용 공간에 수용된 액체 전해질;을 포함하는 전지셀.A cell case having an accommodation space;
an electrode assembly in which a plurality of electrode plates and separators are alternately stacked and accommodated in the accommodation space;
an electrode tab extending outward from the electrode plate and electrically connecting the electrode plate and an external terminal;
a gel electrolyte accommodated while surrounding the electrode tab in the accommodation space to prevent movement of the electrode tab; and
A battery cell comprising a; liquid electrolyte accommodated in the accommodation space so as to surround the other side of the electrode assembly on which the electrode tab is not formed.
상기 겔 전해질은 상기 전극 탭의 주변 영역에만 수용되고,
상기 액체 전해질은 상기 수용 공간 중 상기 겔 전해질이 채워지지 않은 나머지 공간에 수용되어 있는 전지셀.According to claim 1,
The gel electrolyte is accommodated only in the peripheral area of the electrode tab,
The battery cell wherein the liquid electrolyte is accommodated in the remaining space not filled with the gel electrolyte among the accommodation spaces.
상기 겔 전해질은 경화된 고분자가 3wt% 내지 30wt% 함량으로 포함된 전지셀.According to claim 1,
The gel electrolyte is a battery cell containing a cured polymer in an amount of 3wt% to 30wt%.
상기 겔 전해질은 상기 전극 탭이 연결된 상기 전극판들의 각각의 일 측을 함침하도록 상기 수용 공간에 수용되며, 상기 겔 전해질에 함침된 전극 조립체 일측의 깊이는 10 mm 이하인 전지셀.According to claim 1,
The gel electrolyte is accommodated in the accommodation space to impregnate one side of each of the electrode plates to which the electrode tab is connected, and the depth of one side of the electrode assembly impregnated with the gel electrolyte is 10 mm or less.
적어도 일측에 형성된 전극 탭을 구비한 복수의 전극판들, 및 상기 전극판들 사이에 개재된 분리막을 구비한 전극 조립체를 준비하는 단계;
파우치의 수용 공간에 상기 전극 조립체를 배치하는 단계;
파우치의 주입 공간을 통해 파우치의 수용 공간에 상기 전극 탭을 감싸도록 상기 경화성 전해질 조성물을 주입하는 단계;
상기 경화성 전해질 조성물을 겔 상의 겔 전해질로 변화시켜 상기 전극 탭의 유동을 방지하는 단계; 및
상기 전극 탭이 형성되지 않은 상기 전극 조립체의 다른 측을 둘러싸도록 상기 수용 공간에 액체 전해질을 주입하는 단계를 포함하는 청구항 1 기재의 전지셀의 제조방법.As a battery cell manufacturing method,
preparing an electrode assembly having a plurality of electrode plates having an electrode tab formed on at least one side thereof, and a separator interposed between the electrode plates;
disposing the electrode assembly in the receiving space of the pouch;
injecting the curable electrolyte composition into the receiving space of the pouch through the injection space of the pouch so as to surround the electrode tab;
preventing the electrode tab from flowing by changing the curable electrolyte composition into a gel electrolyte; and
The manufacturing method of the battery cell according to claim 1 comprising the step of injecting a liquid electrolyte into the accommodation space so as to surround the other side of the electrode assembly on which the electrode tab is not formed.
상기 경화성 전해질 조성물은 경화성 화합물을 3wt% 내지 30wt% 함량으로 포함하는 전지셀의 제조방법.According to claim 6,
The curable electrolyte composition is a method for producing a battery cell comprising a curable compound in an amount of 3wt% to 30wt%.
상기 경화성 전해질 조성물을 겔 상의 겔 전해질로 변화시키는 단계는 상기 경화성 전해질 조성물을 열 경화, 자외선 경화, 또는 방사선 경화시키는 단계를 포함하는 전지셀의 제조방법.According to claim 6,
The step of changing the curable electrolyte composition into a gel electrolyte in a gel phase is a method of manufacturing a battery cell comprising the step of thermally curing, ultraviolet curing, or radiation curing the curable electrolyte composition.
상기 경화성 전해질 조성물을 주입하는 단계 전에,
상기 수용 공간에서 상기 주입 공간으로 상기 경화성 전해질 조성물이 이동하는 것을 차단하도록 구성된 차단부를 형성하는 단계를 더 포함하는 전지셀의 제조방법.According to claim 6,
Before the step of injecting the curable electrolyte composition,
The method of manufacturing a battery cell further comprising the step of forming a blocking portion configured to block the curable electrolyte composition from moving from the accommodation space to the injection space.
상기 차단부를 형성하는 단계는
상기 차단부가 상기 파우치의 외주부로부터 상기 수용 공간과 상기 주입 공간의 경계를 따라 연장되고 상기 전극 탭이 위치한 상기 전극 조립체의 일 측단보다 상기 전극 조립체의 내측으로 더 돌출하도록 형성하는 단계를 포함하는 전지셀의 제조방법.According to claim 9,
The step of forming the blocking part is
The battery cell comprising the step of forming the blocking portion so as to extend from the outer circumference of the pouch along the boundary between the accommodation space and the injection space and protrude further into the electrode assembly than one side end of the electrode assembly where the electrode tab is located. Manufacturing method of.
상기 차단부를 형성하는 단계는
상기 파우치의 상기 주입 공간과 상기 수용 공간 사이의 일 부분을 용융 접합하거나, 또는 상기 파우치의 상기 수용 공간과 상기 주입 공간 사이의 일 부분을 가압하여 형성하는 단계를 포함하는 전지셀의 제조방법.According to claim 9,
The step of forming the blocking part is
A method of manufacturing a battery cell comprising the step of forming a part between the injection space and the accommodation space of the pouch by melting bonding or pressurizing a part between the accommodation space and the injection space of the pouch.
상기 경화성 전해질 조성물을 겔 상의 겔 전해질로 변화시켜 상기 전극 탭의 유동을 방지하는 단계 전에,
상기 파우치 외부에서 지그 플레이트를 이용하여 상기 파우치 및 상기 전극 조립체를 가압 고정하여 상기 경화성 전해질 조성물의 형상을 고정하는 단계를 더 포함하는 전지셀의 제조방법.According to claim 6,
Before the step of preventing the flow of the electrode tab by changing the curable electrolyte composition into a gel electrolyte,
The method of manufacturing a battery cell further comprising the step of fixing the shape of the curable electrolyte composition by pressing and fixing the pouch and the electrode assembly using a jig plate from outside the pouch.
상기 경화성 전해질 조성물을 겔 상의 겔 전해질로 변화시켜 상기 전극 탭의 유동을 방지하는 단계는 상기 파우치 및 상기 전극 조립체를 가압 고정한 상태에서 수행하는 전지셀의 제조방법.According to claim 6,
The step of preventing the flow of the electrode tab by changing the curable electrolyte composition into a gel electrolyte is performed in a state in which the pouch and the electrode assembly are pressurized and fixed.
상기 경화성 전해질 조성물을 주입하는 단계는
상기 전극 탭이 상기 전극 조립체의 하부에 위치하도록 상기 파우치 및 상기 전극 조립체를 배치하고, 중력을 이용하여 상기 경화성 전해질 조성물이 상기 전극 탭을 감싸도록 수용하는 단계를 포함하는 전지셀의 제조방법.According to claim 6,
Injecting the curable electrolyte composition
Disposing the pouch and the electrode assembly so that the electrode tab is located under the electrode assembly, and accommodating the curable electrolyte composition so as to surround the electrode tab using gravity.
상기 액체 전해질을 주입하는 단계 전에 상기 전극 탭이 상기 전극 조립체의 측부에 위치하도록 상기 파우치를 회전 배치시키는 단계를 더 포함하는 전지셀의 제조방법.According to claim 6,
The method of manufacturing a battery cell further comprising the step of rotating the pouch so that the electrode tab is located on the side of the electrode assembly before the step of injecting the liquid electrolyte.
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