KR20230059288A - 자석을 포함하는 리튬 이차전지용 전극조립체, 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리튬 이차전지용 전극조립체로서,
시트형의 양극, 시트형의 음극, 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재되는 시트형의 분리막을 포함하는 적층체가 권취된 구조를 가지고,
상기 전극조립체의 최내측에 형성되는 원통형의 코어부 내면에는 자석이 형성되어 있는 전극조립체 및 이를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.
시트형의 양극, 시트형의 음극, 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재되는 시트형의 분리막을 포함하는 적층체가 권취된 구조를 가지고,
상기 전극조립체의 최내측에 형성되는 원통형의 코어부 내면에는 자석이 형성되어 있는 전극조립체 및 이를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.
Description
본 발명은 자석을 포함하는 리튬 이차전지용 전극조립체, 및 이를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지에 대해 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중에서도 높은 에너지 밀도와 작동 전위를 나타내고, 사이클 수명이 길며, 자기방전율이 낮은 리튬 이차전지가 상용화되어 널리 사용되고 있다.
또한, 최근에는 환경문제에 대한 관심이 커짐에 따라 대기오염의 주요 원인의 하나인 가솔린 차량, 디젤 차량 등 화석연료를 사용하는 차량을 대체할 수 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 이러한 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로는 높은 에너지 밀도, 높은 방전 전압 및 출력 안정성의 리튬 이차전지가 주로 연구, 사용되고 있다.
이러한 리튬 이차전지는 일반적으로, 양극과 음극의 전극을 분리막을 사이에 개재하여 적층 또는 권취하고, 이를 전해액과 함께 전지 케이스에 내장하는 방식으로 제조된다.
이때, 전지 케이스의 종류에 따라 이차전지는 원통형, 각형, 파우치형 이차전지로 구분되며, 상기 케이스의 종류에 따라, 전극조립체의 형태도 구분된다.
구체적으로, 원통형 또는 각형에는 권취된 상태의 전극조립체가 주로 적용된다, 예를 들어, 젤리롤 전극조립체 또는, 스택 앤 폴딩형 전극조립체가 적용된다.
이때, 원통형 전지에는 젤리롤 전극조립체가 주로 사용되는데, 상기 젤리롤 전극조립체는 원통형으로 감은 구조적인 특성으로 인해 전극조립체의 외곽부에 비해 내측 코어부의 텐션이 저하된다.
그 결과, 상기 전극조립체의 코어부에서 전극 간의 거리가 멀어지고, Li plating이 외곽보다 내부에 발생하기 쉽고, 그 결과, 사이클 성능이 저하되는 문제가 있다.
따라서, 이를 해결할 수 있는 기술의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 젤리롤 전극조립체에서 구조적인 특성 때문에 나타나는 문제를를 제해소하여 이를 포함하는 리튬 이차전지의 성능 저하 문제를 해결할 수 있는 전극조립체 및 이를 포함하는 리튬 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지용 전극조립체는,
시트형의 양극, 시트형의 음극, 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재되는 시트형의 분리막을 포함하는 적층체가 권취된 구조를 가지고,
상기 전극조립체의 최내측에 형성되는 원통형의 코어부 내면에는 자석이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전극조립체는 상기 시트형의 양극이 최내측에 위치하도록 권취된 구조일 수 있다.
또한, 상기 적층체는 상기 시트형의 음극 외측으로 시트형의 분리막을 추가로 포함할 수 있다.
한편, 상기 양극은 양극 활물질층이 형성된 양극 유지부 및 양극 활물질층이 형성되지 않은 양극 무지부를 포함하고, 상기 자석은 상기 양극 무지부에 부착되어 있을 수 있다.
구체적으로, 상기 자석은 상기 양극과 음극의 적층시 상기 양극 무지부에서 음극의 활물질층과 중첩되지 않는 위치에 형성될 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 자석은 상기 전극조립체가 권취된 상태에서 최내측 코어부 내면이 전체적으로 덮이도록 권취 개시부에서 1회 권취되는 부위까지 형성되며, 상기 양극 활물질층의 폭과 대응되는 길이로 형성되어 있을 수 있다.
또한, 이때, 상기 자석은 상기 양극 활물질층의 두께보다 작은 두께로 형성될 수 있다.
하나의 예에서, 상기 자석은, 2 이상의 단위 자석들로 구성되고, 상기 단위 자석들은 상기 전극조립체의 권취 전 적층체에서 적층 방향으로의 단면이 사다리꼴 형상일 수 있다.
이때, 상기 사다리꼴 형상은 상기 전극조립체가 권취되었을 때, 상기 단위 자석끼리 맞닿는 형태로 형성될 수 있다.
상기 양극 무지부에는 더 나아가 양극 탭이 형성되어 있을 수 있고, 상기 양극 탭은 상기 자석이 형성된 위치에서 보다 양극 활물질층 측에 형성될 수 있다.
한편, 상기 시트형의 음극은 음극 활물질층이 형성되어 있는 음극 유지부, 및 상기 음극 활물질층이 형성되지 않은 음극 무지부를 포함하고, 상기 음극 무지부에는 음극 탭이 형성되어 있을 수 있다.
이때, 상기 음극 무지부는 상기 시트형의 음극의 권취 방향인 길이 방향으로 중간부에 형성되어 있을 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 전극조립체가 전해액과 함께 금속의 전지케이스에 내장되어 있는 리튬 이차전지가 제공된다.
이때, 상기 리튬 이차전지는 원통형 이차전지일 수 있다.
본 발명에 따른 리튬 이차전지용 전극조립체는, 상기 전극조립체의 최내측에 형성되는 원통형의 코어부 내면에 자석이 형성되어 있는 바, 전극조립체 코어부의 자석과 외부 전지케이스 사이에 인력이 작용하여 내부 텐션이 저하되는 것을 방지할 수 있는 바, 리튬 플레이팅 문제를 방지하고 사이클 성능의 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체 권취 전 모식도이다.
도 2는 도 1의 전극조립체의 권취 후 모식도이다.
도 3은 도 1의 시트형의 양극의 상면도이다.
도 2는 도 1의 전극조립체의 권취 후 모식도이다.
도 3은 도 1의 시트형의 양극의 상면도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자들은 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있으며 본 발명의 범위가 다음에 기술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
또한, 이하 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 일 실시예에 따르면, 리튬 이차전지용 전극조립체로서,
시트형의 양극, 시트형의 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 시트형의 분리막을 포함하는 적층체가 권취된 구조를 가지고,
상기 전극조립체의 최내측에 형성되는 원통형의 코어부 내면에는 자석이 형성되어 있는 전극조립체가 제공된다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체(100)의 권취 전 모식도가 도시되어 있고, 도 2에는 전극조립체(100)의 권취 후 모식도가 도시되어 있으며, 도 3에는 시트형의 양극(110)의 상면도가 모식적으로 도시되어 있다.
본 발명을 설명하기 위해, 하나의 예로서, 도 1 내지 도 3을 함께 참조하여 설명한다.
도 1 내지 도 2를 먼저 참조하면, 리튬 이차전지용 전극조립체(100)는, 시트형의 양극(110), 시트형의 음극(120), 및 양극(110)과 음극(120) 사이에 개재되는 시트형의 분리막(130)을 포함하는 적층체가 화살표 방향으로 권취되는 구조를 가진다. 즉, 도면에서 좌측이 권취 개시부이며, 전극조립체(100)는 시트형의 양극(110)이 최내측에 위치하도록 권취된 구조를 가진다.
또한, 적층체는 시트형의 음극(120)이 시트형의 분리막(130)과 대면하지 않는 권취 방향에서의 외측으로 시트형의 분리막(150)을 추가로 포함할 수 있다.
시트형의 양극(110)은 양극 활물질층(113)이 형성된 양극 유지부(111) 및 양극 활물질층이 형성되지 않은 양극 무지부(112)를 포함하고, 양극 무지부(112) 상에는 자석(140)이 부착되어 있다.
따라서, 이들 적층체를 권취하는 경우, 도 2에서 보는 바와 같이, 자석(140)은 전극조립체(100)의 최내측에 형성되는 원통형의 코어부(101) 내면에 형성되어 있다.
또한, 이러한 자석(140)은 도 1을 참조할 때, 양극(110)과 음극(120)의 적층시 양극 무지부(112)에서 음극(120)의 활물질층(121)과 중첩되지 않는 위치에 형성되어 있을 수 있다.
따라서, 자석(140)의 형성으로 전지의 용량 저하 문제가 없다.
더욱 구체적으로, 하기 도 1 및 2를 함께 참조하면, 전극조립체(100)은 권취된 상태에서 최내측의 코어부(101)와 장방향으로 최외각의 외곽부(102)를 가지며, 자석(140)은 전극조립체(100)이 권취된 상태에서 최내측 코어부(101) 내면이 전체적으로 덮이도록 권취 개시부에서 1회 권취되는 부위까지 형성되어 있을 수 있다.
즉, 자석(140)이 코어부(101) 내에서 일측에만 형성되지 않으므로, 권취된 구조의 전극조립체(100)가 비대칭으로 변형되는 것을 방지할 수 있고, 모든 방향에서의 인력이 작용할 수 있으므로, 대칭을 유지하기 유리하다.
또한, 도 3을 참조하면, 자석(140)은 양극 활물질층(113)의 폭(W1)과 대응되는 길이(l1)으로 형성될 수 있다.
따라서, 코어부(101)의 내면을 전체적으로 덮어, 전체적으로 집전체 및 금속 전지케이스와의 인력 효과를 얻을 수 있어, 바람직하다
이와 같이, 본 발명에 따른 전극조립체(100)는 권취시 풀림 현상이 나타날 수 있는 코어부(101)에 자석(140)을 형성함으로써, 자석(140)과 집전체들간의 인력, 그리고, 자석(140)과 이후 전극조립체(100)가 내장되는 금속 캔의 전지케이스간의 인력이 작용하게 되므로, 코어부(101)에서의 권취 텐션이 저하되는 것을 보완하여 풀리지 않도록 지지할 수 있다.
따라서, 코어부(101)에서 시트형의 양극(110)과 시트형의 음극(120)간 이격거리의 발생으로 나타날 수 있는 리튬 플레이팅 문제를 해결할 수 있고, 그 결과, 이를 포함하는 리튬 이차전지의 사이클 성능의 저하를 방지할 수 있다.
한편, 하나의 예에서, 자석(140)은 양극 활물질층(113)의 두께(t1)보다 작은 두께(t2)로 형성될 수 있다.
자석(140)의 형성 두께(t2)는 한정되지 아니하나, 전극조립체(100)의 코어부(101)에 형성되므로, 너무 그 두께가 두꺼운 경우, 전체적인 전극조립체(100)의 부피가 커지는 문제가 있는 바, 바람직하다.
따라서, 자석(140)의 두께는 권취 텐션을 가질 정도의 인력을 발휘할 수 있다면, 얇게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 자석(140)은 그 형성 형태가 한정되지 아니하고, 하나의 판 형태로 코어부(101)의 내면에 형성될 수도 있고, 2 이상의 단위 자석들로 구성될 수도 있다.
다만, 하나의 판 형태로 형성되는 경우, 권취에 의해 주름이 발생하거나, 아니면, 권취가 어려운 문제가 발생할 수 있고, 따라서, 권취된 상태에서 코어부(101)의 내면을 덮으되, 권취에 용이하도록, 자석(140)은 2 이상의 단위 자석들(141, 142, 143, 144, 145, 146)로 구성될 수 있고, 단위 자석들(141, 142, 143, 144, 145, 146)은 전극조립체(100)의 권취 전 적층체에서 적층방향으로의 단면이 사다리꼴 형상일 수 있다.
도 1에서 도시한 바와 같이, 단위 자석들(141, 142, 143, 144, 145, 146)의 단면이 사다리꼴, 즉, 권취 내측으로 말리는 부분의 길이가 짧은 사다리꼴 형상으로 이루어지는 경우, 도 2에서 도시한 바와 같이, 권취에 따라 최내측에 보다 작은 원을 형성하도록 단위 자석들(141, 142, 143, 144, 145, 146)의 옆면들이 맞닿는 형태로 형성될 수 있다.
이와 같은 형상을 가질 때, 보다 권취가 용이하고, 주름 형성 등의 문제가 발생하지 않는 바, 바람직하다.
한편, 본 발명의 각각의 구성요소들에 대해 더욱 자세히 설명한다.
자석(140)이 양극 무지부(112)에 형성된 것을 제외하면, 그 밖의 요소들은 종래 알려진 권취된 구조의 전극조립체의 내용이 참조된다.
구체적으로, 양극 무지부(112)에는 양극 탭(114)이 형성되고, 양극 탭(114)은 자석(140)이 형성된 위치에서 보다 양극 활물질층(113) 측에 형성되어 있을 수 있다.
도면에 명확히 도시하지 않았으나, 시트형의 음극(120)은 음극 활물질층(121)이 형성되어 있는 음극 유지부, 및 음극 활물질층(121)이 형성되지 않은 음극 무지부를 포함하고, 상기 음극 무지부에 음극 탭이 형성될 수 있다.
이때, 음극 무지부는 도면에 도시하지 않았으나, 시트형의 음극(120)의 권취 방향인 길이 방향으로 중간부에 형성되어 있을 수 있다. 여기서, 상기 중간부는 음극 무지부가 양단에 형성되어 있지 아니하여, 음극 무지부는 음극 유지부들의 사이에 형성된 구조를 모두 포함하는 개념이다.
또는, 이러한 구조에 한정되지 아니하고, 음극 무지부는 권취 말단부, 즉 권취가 끝나는 지점에 형성되어 있을 수도 있다.
상기 시트형의 분리막(130)은 당업계에 공지된 것이라면 어떤 것이든 사용될 수 있으며, 시트형의 양극(110) 및 시트형의 음극(120)보다 권취방향으로의 길이가 길 수 있다.
또한, 시트형의 분리막(130)은 종래 분리막 기재로 사용되는 다공성 필름으로 구성될 수도 있고, 상기 다공성 필름의 일면 또는 양면에 무기물 입자와 바인더 고분자를 포함하는 유무기 혼합층이 형성된 구조의 분리막일 수도 있다.
어떤 구조이든지 상관없이, 상기 시트형의 분리막(130)은 당업계에 공지된 두께 범위내에서 선택될 수 있으며, 상세하게는 5 ~ 300 ㎛일 수 있다.
상기 다공성 필름은 한정되지 아니하나, 예를 들어, 폴리올레핀계 수지, 불소계 수지, 폴리에스터계 수지, 폴리아크릴로 니트릴 수지, 셀룰로오스계 재질 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 포함하는 고분자 필름일 수 있다.
더욱 구체적으로, 폴리올레핀계 수지로 이루어질 수 있고, 상세하게는, 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 등과 같은 폴리에틸렌; 폴리프로필렌; 폴리부틸렌; 폴리펜텐: 폴리헥센: 폴리옥텐: 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 펜텐, 4-메틸펜텐, 헥센, 옥텐 중 2종 이상의 공중합체; 또는 이들의 혼합물로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 아니한다.
또한, 상기 유무기 혼합층은, (a) 유전율 상수가 1 이상인 무기물 입자, (b) 압전성(piezoelectricity)을 갖는 무기물 입자, (c) 열전도성 무기물 입자 및 (d) 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 무기물 입자, 및 바인더 고분자를 포함할 수 있다.
상기 압전성(piezoelectricity) 무기물 입자는 상압에서는 부도체이나, 일정 압력이 인가되었을 경우 내부 구조 변화에 의해 전기가 통하는 물성을 갖는 물질을 의미하는 것으로서, 유전율 상수가 100 이상인 고유전율 특성을 나타낼 뿐만 아니라 일정 압력을 인가하여 인장 또는 압축되는 경우 전하가 발생하여 한 면은 양으로, 반대편은 음으로 각각 대전됨으로써, 양쪽 면 간에 전위차가 발생하는 기능을 갖는 물질이다.
상기 압전성을 갖는 무기물 입자의 예로는 BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3 (PLZT), PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT) hafnia (HfO2) 또는 이들의 혼합체 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자는 리튬 원소를 함유하되 리튬을 저장하지 아니하고 리튬 이온을 이동시키는 기능을 갖는 무기물 입자를 지칭하는 것이다.
상기 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자의 예로는 리튬포스페이트(Li3PO4), 리튬티타늄포스페이트(LixTiy(PO4)3, 0<x<2, 0<y<3), 리튬알루미늄티타늄포스페이트(LixAlyTiz(PO4)3, 0<x<2, 0<y<1, 0<z<3), 14Li2O-9Al2O3-38TiO2-39P2O5 등과 같은 (LiAlTiP)xOy 계열 glass (0<x<4, 0<y<13), 리튬란탄티타네이트(LixLayTiO3, 0<x<2, 0<y<3), Li3.25Ge0.25P0.75S4 등과 같은 리튬게르마니움티오포스페이트(LixGeyPzSw, 0<x<4, 0<y<1, 0<z<1, 0<w<5), Li3N 등과 같은 리튬나이트라이드(LixNy, 0<x<4, 0<y<2), Li3PO4-Li2S-SiS2 등과 같은 SiS2 계열 glass (LixSiySz, 0<x<3, 0<y<2, 0<z<4), LiI-Li2S-P2S5 등과 같은 P2S5 계열 glass (LixPySz, 0<x<3, 0<y<3, 0<z<7), 또는 이들의 혼합물 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 유전율 상수 1 이상인 무기물 입자의 예로는 SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, Y2O3, Al2O3, TiO2, SiC 또는 이들의 혼합물 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 열전도성 무기물 입자는, 낮은 열 저항성을 제공하나 전기 전도성은 제공하지 않아 절연 특성을 갖는 물질로서, 예를 들어, 알루미늄 나이트라이드(AlN), 보론 나이트라이드(BN), 알루미나(Al2O3), 실리콘 카바이드(SiC), 및 베릴륨 옥사이드(BeO)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전술한 고유전율 무기물 입자, 압전성을 갖는 무기물 입자, 열전도성 무기물 입자와 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자들을 혼용하여 사용할 수도 있다.
상기 무기물 입자의 크기는 제한이 없으나, 무기물 입자간의 적절한 공극률을 위하여 가능한 한 0.001 내지 10 ㎛ 범위인 것이 바람직하다. 0.001 ㎛ 미만인 경우 분산성이 저하되어 유무기 혼합층을 제조시 물성을 조절하기가 어려우며, 10 ㎛를 초과하는 경우 두께가 증가하여 기계적 물성이 저하되며, 또한 지나치게 큰 기공 크기로 인해 충분한 부식방지의 역할을 수행하지 못하고 전지 충방전시 내부 단락이 일어날 확률이 높아진다.
상기 무기물 입자의 함량은 특별한 제한이 없으나, 무기물 입자와 바인더 고분자의 혼합물 100 중량% 당 1 내지 99 중량% 범위가 바람직하며, 특히 10 내지 95 중량%가 더욱 바람직하다. 1 중량% 미만일 경우, 고분자의 함량이 지나치게 많게 되어 무기물 입자들 사이에 형성되는 빈 공간의 감소로 인한 기공 크기 및 기공도가 감소될 수 있다. 반대로, 99 중량%를 초과할 경우, 고분자 함량이 너무 적기 때문에 무기물 사이의 접착력 약화로 인해 최종 기계적 물성이 저하된다.
이때, 상기 기공 크기 및 기공도를 무기물 입자 크기 및 함량을 조절함으로써 함께 조절할 수 있다.
또한, 상기 무기물 입자 및 바인더 고분자로 이루어진 유무기 혼합층은 무기물 입자의 내열성으로 인해 고온 조건에서도 견고하다. 따라서, 고온, 과충전, 외부 충격 등의 내부 또는 외부 요인으로 인한 과도한 조건에서도 단락 방지에 효과적이며, 무기물 입자의 흡열 효과로 열 폭주를 지연할 수도 있다.
상기 바인더 고분자는, 전해액과의 부반응을 일으키지 않는 것이라면 한정되지 아니하나, 특히, 유리 전이 온도(glass transition temperature, Tg)가 가능한 낮은 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 -200 내지 200℃범위이다.
이러한 바인더 고분자의 예로는 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌 (polyvinylidene fluoride-cotrichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 셀룰로오스 아세테이트(celluloseacetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트(cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate), 시아노에틸풀루란(cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜(cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스(cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스(cyanoethylsucrose), 풀루란(pullulan), 카르복실 메틸 셀룰로오스(carboxyl methyl cellulose), 아크리로니트릴스티렌부타디엔 공중합체(acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer), 폴리이미드(polyimide) 또는 이들의 혼합체 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상술한 특성을 포함하는 물질이라면 어느 재료라도 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 전극조립체가 전해액과 함께 금속의 전지케이스에 내장되어 있는 리튬 이차전지가 제공되며, 상세하게는, 상기 리튬 이차전지가 원통형 이차전지일 수 있다.
상기 전지케이스가 금속으로 이루어지는 경우, 자석과의 인력이 작용하여 본 발명이 의도한 효과를 더욱 효과적으로 발휘할 수 있다.
이러한 리튬 이차전지의 그밖의 제조방법이나, 구성요소들은 당업계에 알려져 있는 바, 본 명세서에서는 이에 대한 설명을 생략하며, 본 발명의 범주에 포함된다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
Claims (14)
- 리튬 이차전지용 전극조립체로서,
시트형의 양극, 시트형의 음극, 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재되는 시트형의 분리막을 포함하는 적층체가 권취된 구조를 가지고,
상기 전극조립체의 최내측에 형성되는 원통형의 코어부 내면에는 자석이 형성되어 있는 전극조립체. - 제1항에 있어서,
상기 전극조립체는 상기 시트형의 양극이 최내측에 위치하도록 권취된 구조인 전극조립체. - 제1항에 있어서,
상기 적층체는 상기 시트형의 음극 외측으로 시트형의 분리막을 추가로 포함하는 전극조립체. - 제1항에 있어서,
상기 양극은 양극 활물질층이 형성된 양극 유지부 및 양극 활물질층이 형성되지 않은 양극 무지부를 포함하고, 상기 자석은 상기 양극 무지부에 부착되어 있는 전극조립체. - 제4항에 있어서,
상기 자석은 상기 양극과 음극의 적층시 상기 양극 무지부에서 음극의 활물질층과 중첩되지 않는 위치에 형성되는 전극조립체. - 제4항에 있어서,
상기 자석은 상기 전극조립체가 권취된 상태에서 최내측 코어부 내면이 전체적으로 덮이도록 권취 개시부에서 1회 권취되는 부위까지 형성되며, 상기 양극 활물질층의 폭과 대응되는 길이로 형성되어 있는 전극조립체. - 제4항에 있어서,
상기 자석은 상기 양극 활물질층의 두께보다 작은 두께로 형성되는 전극 조립체. - 제1항에 있어서,
상기 자석은 2 이상의 단위 자석들로 구성되고, 상기 단위 자석들은 상기 전극조립체의 권취 전 적층체에서 적층 방향으로의 단면이 사다리꼴 형상인 전극조립체. - 제8항에 있어서,
상기 사다리꼴 형상은 상기 전극조립체가 권취되었을 때, 상기 단위 자석끼리 맞닿는 형태로 형성되는 전극조립체. - 제4항에 있어서,
상기 양극 무지부에는 양극 탭이 형성되어 있고, 상기 양극 탭은 상기 자석이 형성된 위치에서 보다 양극 활물질층 측에 형성되어 있는 전극조립체. - 제1항에 있어서,
상기 시트형의 음극은 음극 활물질층이 형성되어 있는 음극 유지부, 및 상기 음극 활물질층이 형성되지 않은 음극 무지부를 포함하고, 상기 음극 무지부에는 음극 탭이 형성되어 있는 전극조립체. - 제11항에 있어서,
상기 음극 무지부는 상기 시트형의 음극의 권취 방향인 길이 방향으로 중간부에 형성되어 있는 전극조립체. - 제1항에 따른 전극조립체가 전해액과 함께 금속의 전지케이스에 내장되어 있는 리튬 이차전지.
- 제13항에 있어서,
상기 리튬 이차전지는 원통형 이차전지인 리튬 이차전지.
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|---|---|---|---|
| KR1020210143321A KR20230059288A (ko) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | 자석을 포함하는 리튬 이차전지용 전극조립체, 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
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| KR1020210143321A KR20230059288A (ko) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | 자석을 포함하는 리튬 이차전지용 전극조립체, 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
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|---|---|---|---|
| KR1020210143321A KR20230059288A (ko) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | 자석을 포함하는 리튬 이차전지용 전극조립체, 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230059288A (ko) |
-
2021
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|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |