KR20230072211A - Electrode assembly for rechargeable battery - Google Patents

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KR20230072211A
KR20230072211A KR1020210158724A KR20210158724A KR20230072211A KR 20230072211 A KR20230072211 A KR 20230072211A KR 1020210158724 A KR1020210158724 A KR 1020210158724A KR 20210158724 A KR20210158724 A KR 20210158724A KR 20230072211 A KR20230072211 A KR 20230072211A
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secondary battery
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김진필
기대욱
배태환
한동윤
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예는 기재의 한 면이 무지부이고 다른 한 면에 활물질 코팅층을 구비하는 극판을 절단하여 형성된 단면 제1전극(예, 하프 캐소드)의 말림 현상(curling)을 개선한 이차전지의 전극조립체를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 전극조립체는, 서로의 사이에 분리막을 개재하여 반복적으로 적층되며 각각 기재의 양면에 활물질 코팅층을 구비하는 양면 제1전극(캐소드)과 양면 제2전극(애노드), 및 적층 방향에서 최외곽 양측 중 적어도 일측에 분리막을 개재하여 구비되는 단면 제1전극(하프 캐소드)을 포함하며, 상기 단면 제1전극(하프 캐소드)은 기재 상에 활물질 코팅층을 구비하며, 상기 활물질 코팅층은 요철을 구비한다.An embodiment of the present invention is a secondary battery with improved curling of a single-sided first electrode (eg, half cathode) formed by cutting an electrode plate having one side of a base material uncoated and an active material coating layer on the other side thereof. To provide an electrode assembly of. The electrode assembly of a secondary battery according to an embodiment of the present invention is repeatedly laminated with a separator interposed between each other and includes a double-sided first electrode (cathode) and a double-sided second electrode (cathode) each having an active material coating layer on both sides of a substrate ( anode), and a first electrode (half cathode) provided on at least one side of outermost sides in the stacking direction through a separator, wherein the first electrode (half cathode) has an active material coating layer on a substrate, , The active material coating layer has irregularities.

Description

이차전지의 전극조립체 {ELECTRODE ASSEMBLY FOR RECHARGEABLE BATTERY}Electrode assembly of secondary battery {ELECTRODE ASSEMBLY FOR RECHARGEABLE BATTERY}

본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기재의 한 면에만 활물질 코팅층을 구비한 극판을 포함하는 이차전지의 전극조립체에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to an electrode assembly of a secondary battery including an electrode plate having an active material coating layer on only one surface of a substrate.

이차전지(rechargeable battery)는 일차전지와 달리 충전 및 방전을 반복적으로 수행하는 전지이다. 소용량화 이차전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용된다. 대용량화 및 고밀도화 이차전지는 하이브리드 자동차 및 전기 자동차의 모터 구동용 전원이나 에너지 저장용으로 사용된다.A secondary battery is a battery that repeatedly performs charging and discharging unlike a primary battery. Small-capacity secondary batteries are used in small portable electronic devices such as mobile phones, notebook computers, and camcorders. High-capacity and high-density secondary batteries are used for power or energy storage for driving motors in hybrid and electric vehicles.

이차전지는 전류를 충전 및 방전하는 전극 조립체, 전극 조립체와 전해액을 수용하는 케이스 또는 파우치, 전극 조립체에 연결되고 케이스 또는 파우치의 외부로 인출하는 전극단자를 포함한다. 전극 조립체는 극판과 분리막을 권취하여 형성되는 젤리롤 타입 또는 극판과 분리막을 적층하여 형성되는 스택(stack) 타입으로 형성될 수 있다.A secondary battery includes an electrode assembly for charging and discharging current, a case or pouch for accommodating the electrode assembly and an electrolyte solution, and an electrode terminal connected to the electrode assembly and drawing out of the case or pouch. The electrode assembly may be formed in a jelly roll type formed by winding an electrode plate and a separator or a stack type formed by stacking an electrode plate and a separator.

스택 타입의 이차전지는 용량을 극대화하기 위하여 전극 조립체의 최상측과 최하측에 각각 1장의 하프 캐소드 극판(half cathode)을 사용한다. 하프 캐소드 극판은 한 면을 무지부로 형성하고, 다른 한 면에만 활물질 코팅층을 형성한다.In the stack type secondary battery, one half cathode plate is used on the uppermost side and the lowermost side of the electrode assembly to maximize capacity. One side of the half cathode electrode plate is formed as an uncoated portion, and an active material coating layer is formed only on the other side.

코팅층을 형성한 후, 하프 캐소드 극판은 건조, 프레스(press), 슬리팅 공정을 거치게 되고, 이후 릴(reel) 형태로 감아서 보관하고, 다음 공정인 노칭 공정에 투입된다. After forming the coating layer, the half cathode electrode plate undergoes drying, pressing, and slitting processes, and then is wound in a reel form and stored, and is put into the next process, the notching process.

프레스 공정 시 활물질 코팅층과 금속 기재 간의 연신량 차이에 의하여 하프 캐소드 극판이 말리는 현상(curling)이 더욱 심하게 나타난다. 즉 이 공정에 의하여 코팅층이 무지부에 비하여 더 많이 늘어나게 되어 무지부 측으로 휘어지는 말림 현상(curling)이 일어나게 된다.During the press process, curling of the half cathode electrode plate is more severe due to a difference in the amount of elongation between the active material coating layer and the metal substrate. That is, by this process, the coating layer is stretched more than the uncoated portion, and thus a curling phenomenon that is bent toward the uncoated portion occurs.

이 경우 극판을 일정 크기(size)의 단위 극판으로 잘라서 적층하는 스택(stacking) 방식의 공정에서 단위 극판을 이송 및 적층하기 어려운 상태가 되므로 말림 현상(curling)을 개선할 필요가 있다. 즉 전극 조립체를 제조하기 위하여 극판들 적층시 정렬(alignment)이 필요한데, 이를 위하여 하프 캐소드 극판의 말림 현상(curling)을 제거하여 하프 캐소드 극판을 편평하게 할 필요가 있다. In this case, since it becomes difficult to transfer and stack the unit electrode plates in a stacking process in which electrode plates are cut into unit electrode plates of a certain size and stacked, it is necessary to improve curling. That is, alignment is required when electrode plates are stacked in order to manufacture an electrode assembly. For this purpose, it is necessary to flatten the half cathode electrode plate by removing curling of the half cathode electrode plate.

본 발명의 일 실시예는 기재의 한 면이 무지부이고 다른 한 면에 활물질 코팅층을 구비하는 극판을 절단하여 형성된 단면 제1전극(예, 하프 캐소드)의 말림 현상(curling)을 개선한 이차전지의 전극조립체를 제공하는 것이다.An embodiment of the present invention is a secondary battery with improved curling of a single-sided first electrode (eg, half cathode) formed by cutting an electrode plate having one side of a base material uncoated and an active material coating layer on the other side thereof. To provide an electrode assembly of.

본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 전극조립체는, 낱장으로 형성되고 서로의 사이에 분리막을 개재하여 반복적으로 적층되며 각각 기재의 양면에 활물질 코팅층을 구비하는 양면 제1전극(캐소드)과 양면 제2전극(애노드), 및 적층 방향에서 최외곽 양측 중 적어도 일측에 분리막을 개재하여 구비되는 단면 제1전극(하프 캐소드)을 포함하며, 상기 단면 제1전극(하프 캐소드)은 기재 상에 활물질 코팅층을 구비하며, 상기 활물질 코팅층은 요철을 구비한다.The electrode assembly of a secondary battery according to an embodiment of the present invention is formed in sheets and repeatedly laminated with a separator interposed between each other, and includes a double-sided first electrode (cathode) and both sides each having an active material coating layer on both sides of a substrate It includes a second electrode (anode) and a cross-sectional first electrode (half cathode) provided on at least one side of outermost sides in the stacking direction through a separator, wherein the cross-sectional first electrode (half cathode) is an active material on a substrate A coating layer is provided, and the active material coating layer has irregularities.

상기 요철은 1쌍의 경사측면과 상기 1쌍의 경사측면의 하단을 서로 연결하는 바닥으로 형성되는 오목부, 및 상기 1쌍의 경사측면의 상단을 서로 연결하는 산으로 형성되는 볼록부를 포함할 수 있다.The unevenness may include a concave portion formed by a bottom connecting a pair of inclined side surfaces and a lower end of the pair of inclined side surfaces to each other, and a convex portion formed by a mountain connecting the upper ends of the pair of inclined side surfaces to each other. there is.

적층 후 열 프레스 공정을 통하여 상기 단면 제1전극의 상기 요철은 펴지면서 미세한 굴곡의 라인 형태로 남을 수 있다. 상기 요철은 피치(P)가 1~10mm로 설정될 수 있다.Through a heat press process after lamination, the irregularities of the cross-sectional first electrode may remain in the form of finely curved lines while being flattened. The irregularities may have a pitch P of 1 to 10 mm.

상기 1쌍의 경사측면의 간격(G)은 0.5~5mm로 설정될 수 있다.The distance G between the pair of inclined sides may be set to 0.5 to 5 mm.

상기 경사측면과 상기 바닥의 연결은 곡율반경(R) 5mm이하로 설정될 수 있다.The connection between the inclined side surface and the floor may be set to a curvature radius (R) of 5 mm or less.

상기 경사측면은 상기 오목부를 향하는 경사평면으로 형성될 수 있다.The inclined side surface may be formed as an inclined plane facing the concave portion.

상기 경사측면은 상기 오목부를 향하는 오목곡면으로 형성될 수 있다.The inclined side surface may be formed as a concave curved surface facing the concave portion.

상기 오목부의 각도는 상기 오목곡면의 접선으로 설정되어 바닥에서 산으로 가면서 증가하다가 변곡점 이후 산으로 갈수록 다시 작아질 수 있다.The angle of the concave portion may be set as a tangential line of the concave curved surface, increase from a bottom to a mountain, and then decrease again toward a mountain after an inflection point.

상기 경사측면은 상기 오목부를 향하는 볼록곡면으로 형성될 수 있다.The inclined side surface may be formed as a convex curved surface facing the concave portion.

상기 오목부의 각도는 상기 볼록곡면의 접선으로 설정되는 바닥에서 산으로 갈수록 커질 수 있다.An angle of the concave portion may increase from a bottom to a mountain, which is set as a tangential line of the convex curved surface.

상기 단면 제1전극(하프 캐소드)은 최외곽 양측에 각각 구비될 수 있다.The single-sided first electrodes (half cathodes) may be provided on both outermost sides, respectively.

상기 제1전극은 캐소드이고, 상기 제2전극은 애노드이며, 상기 단면 제1전극은 하프 캐소드일 수 있다.The first electrode may be a cathode, the second electrode may be an anode, and the single-sided first electrode may be a half cathode.

상기 요철은 상기 단면 제1전극(하프 캐소드)에서 무지부의 돌출 방향(y축 방향)으로 길게 형성되고, 상기 돌출 방향(y축 방향)에 교차하는 방향(x축 방향)을 따라 반복적으로 형성될 수 있다.The irregularities are formed long in the protrusion direction (y-axis direction) of the uncoated portion in the cross-sectional first electrode (half cathode), and are repeatedly formed along the direction (x-axis direction) crossing the protrusion direction (y-axis direction). can

본 발명의 일 실시예는 양면 제1전극(캐소드)과 양면 제2전극(애노드)의 적층 방향 최외곽에 단면 제1전극(하프 캐소드)을 적층할 때, 단면 제1전극(하프 캐소드)의 활물질 코팅층에 구비된 요철에 의하여 단면 제1전극(하프 캐소드)에서 말리는 현상(curling)을 방지할 수 있다.In one embodiment of the present invention, when the single-sided first electrode (half cathode) is stacked on the outermost side of the double-sided first electrode (cathode) and the double-sided second electrode (anode) in the stacking direction, the single-sided first electrode (half cathode) Curling in the first electrode (half cathode) can be prevented by the irregularities provided on the active material coating layer.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 전극조립체의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 전극조립체에 적용되는 하프 캐소드를 제조하는 제조장치의 구성도이다.
도 3은 도 1의 부분을 확대한 단면도이다.
도 4는 도 1의 전극조립체에 적용되는 제1실시예의 하프 캐소드 부분을 확대한 단면도이다.
도 5는 도 1의 전극조립체에 적용되는 제2실시예의 하프 캐소드 부분을 확대한 단면도이다.
도 6은 도 1의 전극조립체에 적용되는 제3실시예의 하프 캐소드 부분을 확대한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 전극조립체의 최외곽을 도시한 평면도이다.1 is an exploded perspective view of a secondary battery electrode assembly according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a manufacturing apparatus for manufacturing a half cathode applied to the electrode assembly of FIG. 1 .
3 is an enlarged cross-sectional view of a portion of FIG. 1 .
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a portion of a half cathode of the first embodiment applied to the electrode assembly of FIG. 1 .
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a portion of a half cathode of the second embodiment applied to the electrode assembly of FIG. 1 .
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a portion of a half cathode of a third embodiment applied to the electrode assembly of FIG. 1 .
7 is a plan view showing the outermost part of a secondary battery electrode assembly according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 전극조립체의 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 이차전지 전극조립체는 낱장으로 형성되어 적층되는 제1전극과 제2전극 및 적층 방향에서 최외곽 양측 중 적어도 일측에 적층되는 단면 제1전극을 포함한다. 일례로써, 제1전극은 양면 캐소드(30)이고, 제2전극은 양면 애노드(20)이며, 단면 제1전극은 단면 캐소드(10)다. 이 전극조립체는 파우치 또는 케이스에 전해질과 함께 내장되어 이차전지를 형성한다.1 is an exploded perspective view of a secondary battery electrode assembly according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , a secondary battery electrode assembly includes a first electrode and a second electrode that are formed of sheets and stacked, and a single-sided first electrode stacked on at least one side of outermost sides in the stacking direction. As an example, the first electrode is a double-sided cathode 30, the second electrode is a double-sided anode 20, and the single-sided first electrode is a single-sided cathode 10. This electrode assembly is embedded together with an electrolyte in a pouch or case to form a secondary battery.

양면 캐소드(30)는 기재(31)의 양면에 활물질 코팅층(32)을 구비한다. 기재(31)는 서로 이격되는 양측으로 돌출되는 무지부(33)를 구비하여 이차전지 조립시 파우치 또는 케이스의 외부로 인출되는 탭(미도시)의 연결을 가능하게 한다.The double-sided cathode 30 includes an active material coating layer 32 on both sides of a substrate 31 . The substrate 31 has uncoated portions 33 protruding on both sides spaced apart from each other to enable connection of tabs (not shown) drawn out of the pouch or case when assembling the secondary battery.

양면 애노드(20)는 기재(21)의 양면에 활물질 코팅층(22)을 구비한다. 기재(21)는 서로 이격되는 양측으로 돌출되는 무지부(23)를 구비하여 이차전지 조립시 파우치 또는 케이스의 외부로 인출되는 탭(미도시)의 연결을 가능하게 한다.The double-sided anode 20 includes an active material coating layer 22 on both sides of a substrate 21 . The substrate 21 has non-coated portions 23 protruding on both sides spaced apart from each other to enable connection of tabs (not shown) drawn out of the pouch or case when assembling the secondary battery.

하프 캐소드(10; 11, 12)는 전극조립체의 상하 최외곽 중 적어도 일측에 구비된다. 편의상 본 실시예에서는 전극조립체의 상하 최외곽 양측 모두에 하프 캐소드(10; 11, 12)가 구비되어 있는 전극조립체를 예시하고 있다.The half cathode (10; 11, 12) is provided on at least one side of the upper and lower outermost periphery of the electrode assembly. For convenience, this embodiment illustrates an electrode assembly in which half cathodes 10; 11 and 12 are provided on both upper and lower outermost sides of the electrode assembly.

하프 캐소드(10; 11, 12)는 적층 방향 양측에서 양면 애노드(20) 일측에 분리막(40)을 개재하여 배치된다. 서로 적층 방향으로 이웃하는 양면 애노드(20)와 양면 캐소드(30)는 서로의 사이에 분리막(40)을 개재하여 반복적으로 적층된다.Half cathodes (10; 11, 12) are disposed on one side of the double-sided anode 20 on both sides in the stacking direction with a separator 40 interposed therebetween. Double-sided anodes 20 and double-sided cathodes 30 adjacent to each other in the stacking direction are repeatedly stacked with separators 40 interposed therebetween.

하프 캐소드(10; 11, 12)는 기재(111, 121) 상에 활물질 코팅층(112, 122)을 구비한다. 기재(111, 121)는 동일 측으로 돌출되는 무지부(113, 123)를 각각 구비하여 이차전지 조립시 파우치 또는 케이스의 외부로 인출되는 탭(미도시)의 연결을 가능하게 한다.The half cathode (10; 11, 12) has active material coating layers (112, 122) on substrates (111, 121). The substrates 111 and 121 each have uncoated portions 113 and 123 protruding on the same side to enable connection of tabs (not shown) drawn out of the pouch or case when assembling the secondary battery.

적층시, 하프 캐소드(10; 11, 12)의 무지부(112, 122)는 양면 캐소드(30)의 무지부(33)에 적층되어, 캐소드 무지부를 형성하여 탭에 연결된다. 양면 애노드(20)의 무지부(23)는 서로 적층되어 캐소드 무지부와 전기적으로 이격되어 애노드 무지부를 형성하여 탭에 연결된다.During lamination, the uncoated portions 112 and 122 of the half cathodes 10 (11, 12) are laminated to the uncoated portion 33 of the double-sided cathode 30, forming the cathode uncoated portion and connected to the tab. The non-coated portions 23 of the double-sided anodes 20 are laminated to each other and electrically spaced apart from the cathode uncoated portion to form the anode uncoated portion and connected to the tab.

활물질 코팅층(112, 122)은 요철(13, 도 2참조)을 구비한다. 하프 캐소드(10; 11, 12)는 스택 타입의 이차전지의 전극조립체에서 상하 최외곽에 구비되어 내측을 향하는 활물질 코팅층(112, 122)을 구비한다.The active material coating layers 112 and 122 have irregularities 13 (see FIG. 2). The half cathodes 10 (11, 12) are provided at the upper and lower outermost portions of the electrode assembly of the stack type secondary battery and have active material coating layers 112, 122 facing inward.

이 활물질 코팅층(112, 122)은 최외곽 직전에 구비되는 양면 애노드(20)의 외면에 형성되는 활물질 코팅층(22, 32)과 상호 작용하여 전력을 추가적으로 생산케 하므로 전극조립체 및 이를 내장하는 이차전지의 용량을 증대시킬 수 있다. 또한 하프 캐소드(10; 11, 12) 및 이의 활물질 코팅층(112, 122)은 동일한 용량의 전극조립체 중에서 전극조립체 전체의 두께를 감소시키는 효과를 가진다.Since the active material coating layers 112 and 122 interact with the active material coating layers 22 and 32 formed on the outer surface of the double-sided anode 20 provided just before the outermost part to generate additional power, an electrode assembly and a secondary battery containing the same capacity can be increased. In addition, the half cathode (10; 11, 12) and its active material coating layer (112, 122) has an effect of reducing the overall thickness of the electrode assembly among electrode assemblies having the same capacity.

도 2는 도 1의 전극조립체에 적용되는 하프 캐소드를 제조하는 제조장치의 구성도이고, 도 3은 도 1의 부분을 확대한 단면도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 일례의 제조장치로 하프 캐소드(10; 11, 12)를 제작하는 방법에 대하여 설명한다.FIG. 2 is a block diagram of a manufacturing apparatus for manufacturing a half cathode applied to the electrode assembly of FIG. 1 , and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion of FIG. 1 . Referring to FIGS. 2 and 3 , a method of manufacturing the half cathodes 10; 11 and 12 using an exemplary manufacturing apparatus will be described.

일례로써, 제조장치는 연속 기재(S)를 공급하는 공급릴과 노칭(notching)부 사이에 구비되는 롤링부(50)를 예시한다. 롤링부(50)는 쿠션롤러(cushion roller)(51)와 돌기(521)를 구비한 폴리건롤러(polygon roller)(52)를 포함한다.As an example, the manufacturing apparatus illustrates the rolling part 50 provided between the supply reel and the notching part for supplying the continuous substrate (S). The rolling unit 50 includes a cushion roller 51 and a polygon roller 52 having protrusions 521 .

연속 기재(S)는 단면 기재로 형성된다. 즉 연속 기재(S)의 한 면은 무지부(uncoating)를 형성하고, 다른 한 면은 활물질 코팅층(coating layer)을 형성한다. 이 연속 기재(S)로 제작되는 하프 캐소드(10; 11, 12)는 스택 타입의 전극조립체에서 상하 최외곽에 1장씩 배치된다.The continuous substrate S is formed of a single-sided substrate. That is, one side of the continuous substrate S forms an uncoating, and the other side forms an active material coating layer. Half cathodes (10; 11, 12) made of this continuous substrate (S) are disposed one by one at the top and bottom outermost in the stack type electrode assembly.

연속 기재(S)에서 금속부분은 쿠션롤러(cushion roller)(51)에 접촉 지지되고, 활물질 코팅층은 폴리건롤러(polygon roller)(52)에 접촉 가압된다. 쿠션롤러(51)가 회전 작동하고, 폴리건롤러(52)가 쿠션롤러(51)를 향하여 하강된 상태에서 회전 작동한다.In the continuous substrate S, the metal part is supported in contact with a cushion roller 51, and the active material coating layer is pressed in contact with a polygon roller 52. The cushion roller 51 rotates, and the polygon roller 52 rotates while being lowered toward the cushion roller 51.

쿠션롤러(51)와 폴리건롤러(52) 사이를 진행하므로 폴리건롤러(52)의 돌기(521)가 활물질 코팅층(112, 122)에 요철(13)을 형성하며, 이 요철(13)이 연속 기재(S)에서 말림 현상(curling)을 제거하게 된다.Since it travels between the cushion roller 51 and the polygon roller 52, the projections 521 of the polygon roller 52 form irregularities 13 on the active material coating layers 112 and 122, and these irregularities 13 form a continuous substrate. (S) to remove curling.

돌기(521)가 폴리건롤러(52)의 길이방향(y축 방향)으로 길게 형성되고 원주를 따라 반복적으로 형성됨에 따라 요철(13)은 연속 기재(S)의 진행방향(x축 방향)에 교차하는 방향(y축 방향)으로 길게 형성되고 진행방향(x축 방향)을 따라 반복적으로 형성된다.As the protrusions 521 are formed long in the longitudinal direction (y-axis direction) of the polygon roller 52 and repeatedly formed along the circumference, the irregularities 13 intersect with the traveling direction (x-axis direction) of the continuous substrate S. It is formed long in the direction (y-axis direction) and repeatedly formed along the traveling direction (x-axis direction).

연속적으로 공급되는 연속 기재(S)는 진행방향(도 2, 7의 x축 방향)에 교차하는 방향(도 2, 7의 y축 방향)으로 휘어지는데, 요철(13)은 이 교차하는 방향(y축 방향)으로 길게 형성되어 진행방향(x축 방향)을 따라 반복적으로 형성되므로 연속 기재(S)에서 노칭된 낱장의 하프 캐소드(10; 11, 12)에서 교차하는 방향(y축 방향)의 말림을 제거할 수 있다.The continuously supplied substrate S is bent in a direction (y-axis direction in FIGS. 2 and 7) crossing the traveling direction (x-axis direction in FIGS. y-axis direction) and is repeatedly formed along the traveling direction (x-axis direction), so that the half cathodes 10; It can remove dryness.

즉 요철(13)은 하프 캐소드(10; 11, 12)에서 무지부(113)의 돌출 방향(y축 방향)으로 길게 형성되고, 이 돌출 방향(y축 방향)에 교차하는 방향(x축 방향)을 따라 반복적으로 형성되어 말림 현상을 제거할 수 있다.That is, the unevenness 13 is formed long in the protrusion direction (y-axis direction) of the uncoated portion 113 in the half cathode (10; 11, 12), and in a direction (x-axis direction) crossing the protrusion direction (y-axis direction). ) can be formed repeatedly to eliminate curling.

도 4는 도 1의 전극조립체에 적용되는 제1실시예의 하프 캐소드 부분을 확대한 단면도이다. 도 4를 참조하면, 하프 캐소드(10)의 활물질 코팅층(112)에서 요철(13)은 오목부(131)와 볼록부(132)를 포함한다. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a portion of a half cathode of the first embodiment applied to the electrode assembly of FIG. 1 . Referring to FIG. 4 , the irregularities 13 of the active material coating layer 112 of the half cathode 10 include a concave portion 131 and a convex portion 132 .

오목부(131)는 1쌍의 경사측면(14)과 1쌍의 경사측면(14)의 하단을 서로 연결하는 바닥(15)으로 형성되고, 볼록부(132)는 1쌍의 경사측면(14)의 상단을 서로 연결하는 산(16)으로 형성된다. 경사측면(14)은 오목부(131)를 향하는 경사평면으로 형성될 수 있다.The concave portion 131 is formed of a pair of inclined side surfaces 14 and a bottom 15 connecting the lower ends of the pair of inclined side surfaces 14 to each other, and the convex portion 132 is formed of a pair of inclined side surfaces 14. ) is formed of mountains 16 connecting the upper ends of each other. The inclined side surface 14 may be formed as an inclined plane facing the concave portion 131 .

일례로써, 1쌍의 경사측면(14)으로 설정되는 오목부(131)의 각도(θ1)는 60~160도이다. 요철(13)은 피치(P)를 1~10mm로 하여 설정될 수 있다. 1쌍의 경사측면(14)의 간격(G)은 0.5~5mm로 설정될 수 있다. 경사측면(14)과 바닥(15)의 연결은 곡율반경(R) 5mm이하로 설정된다. As an example, the angle θ1 of the concave portion 131 set to the pair of inclined side surfaces 14 is 60 to 160 degrees. The irregularities 13 may be set at a pitch P of 1 to 10 mm. The distance G between the pair of inclined side surfaces 14 may be set to 0.5 to 5 mm. The connection between the inclined side surface 14 and the bottom 15 is set to a radius of curvature R of 5 mm or less.

각도(θ1), 피치(P), 간격(G) 및 곡율반경(R)은 활물질 코팅층의 부서짐을 방지하면서 요철(13)의 효과를 구현할 수 있는 범위로 설정된다. 각도(θ1)가 60도 미만이거나 피치(P)가 1mm 미만이거나 간격(G)이 0.5mm 미만인 경우에는 활물질 코팅층의 부서짐이 발생될 수 있다. 각도(θ1)가 160도를 초과하거나 피치(P)가 10mm를 초과하거나 간격(G)이 5mm를 초과하거나 곡율반경(R)을 5mm 초과하는 경우에는 요철(13)의 효과가 미미해질 수 있다.The angle (θ1), pitch (P), spacing (G), and radius of curvature (R) are set within a range capable of realizing the effect of the irregularities 13 while preventing breakage of the active material coating layer. When the angle θ1 is less than 60 degrees, the pitch P is less than 1 mm, or the interval G is less than 0.5 mm, the active material coating layer may be broken. When the angle θ1 exceeds 160 degrees, the pitch P exceeds 10 mm, the interval G exceeds 5 mm, or the radius of curvature R exceeds 5 mm, the effect of the irregularities 13 may be insignificant. .

하프 캐소드(210)에 형성된 각도(θ1)는 폴리건롤러(polygon roller)(52)로 가압 직후에는 60~160도이다. 그러나 최종적으로 스택 후 열 프레스(Heat Press) 공정을 통하여 열과 압력을 받기 때문에 하프 캐소드(210)에서 요철(13)은 거의 펴지게 된다. 다만 완전히 펴지지는 못하고 미세한 굴곡이 라인 형태로 보이는 정도이다(도 7 참조).The angle θ1 formed at the half cathode 210 is 60 to 160 degrees immediately after pressing with the polygon roller 52. However, since heat and pressure are finally applied through a heat press process after stacking, the irregularities 13 are almost straightened in the half cathode 210 . However, it is not fully straightened and fine curves are visible in the form of a line (see FIG. 7).

이하에서 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명한다. 실시예들을 제1실시예 및 기 설명된 실시예와 비교하여 동일한 구성에 대한 설명을 생략하고, 서로 다른 구성에 대한 설명을 기재한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described. Comparing the embodiments with the first embodiment and the previously described embodiments, descriptions of the same configurations are omitted, and descriptions of different configurations are described.

도 5는 도 1의 전극조립체에 적용되는 제2실시예의 하프 캐소드 부분을 확대한 단면도이다. 도 5를 참조하면, 하프 캐소드(210) 활물질 코팅층(212)의 요철(213)에서, 경사측면(214)은 오목부(231)를 향하는 오목곡면으로 형성된다. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a portion of a half cathode of the second embodiment applied to the electrode assembly of FIG. 1 . Referring to FIG. 5 , in the irregularities 213 of the active material coating layer 212 of the half cathode 210 , the inclined side surface 214 is formed as a concave curved surface facing the concave portion 231 .

오목부(231)는 1쌍의 경사측면(214)과 1쌍의 경사측면(214)의 하단을 서로 연결하는 바닥(15)으로 형성되고, 볼록부(232)는 1쌍의 경사측면(214)의 상단을 서로 연결하는 산(16)으로 형성된다. 오목부(231)의 각도(θ2)는 오목곡면의 접선으로 설정되며, 바닥(15)에서 산(16)으로 가면서 증가하다가 변곡점 이후 산(16)으로 갈수록 다시 작아진다.The concave portion 231 is formed of a pair of inclined side surfaces 214 and a bottom 15 connecting the lower ends of the pair of inclined side surfaces 214 to each other, and the convex portion 232 is formed of a pair of inclined side surfaces 214. ) is formed of mountains 16 connecting the upper ends of each other. The angle θ2 of the concave portion 231 is set as a tangential line of the concave curved surface, increases from the bottom 15 to the peak 16, and then decreases again toward the peak 16 after the inflection point.

도 6은 도 1의 전극조립체에 적용되는 제3실시예의 하프 캐소드 부분을 확대한 단면도이다. 도 6을 참조하면, 하프 캐소드(310) 활물질 코팅층(312)의 요철(313)에서, 경사측면(314)은 오목부(331)를 향하는 볼록곡면으로 형성된다. 오목부(331)는 1쌍의 경사측면(314)과 1쌍의 경사측면(314)의 하단을 서로 연결하는 바닥(15)으로 형성되고, 볼록부(332)는 1쌍의 경사측면(314)의 상단을 서로 연결하는 산(16)으로 형성된다. 오목부(331)의 각도(θ3)는 볼록곡면의 접선으로 설정되며, 바닥(15)에서 산(16)으로 갈수록 커진다.FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a portion of a half cathode of a third embodiment applied to the electrode assembly of FIG. 1 . Referring to FIG. 6 , in the irregularities 313 of the active material coating layer 312 of the half cathode 310 , the inclined side surface 314 is formed as a convex curved surface toward the concave portion 331 . The concave portion 331 is formed of a pair of inclined side surfaces 314 and a bottom 15 connecting the lower ends of the pair of inclined side surfaces 314 to each other, and the convex portion 332 is formed of a pair of inclined side surfaces 314. ) is formed of mountains 16 connecting the upper ends of each other. The angle θ3 of the concave portion 331 is set as a tangent to the convex curved surface, and increases from the bottom 15 to the mountain 16 .

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 전극조립체의 최외곽을 도시한 평면도이다. 도 7을 참조하면, 이차전지 전극조립체에서 하프 캐소드(10; 11)의 기재(111)는 내면의 활물질 코팅층(112)에 요철(13)을 형성하므로 외면에서도 확인된다. 요철(13)은 충전 및 방전을 반복적으로 하면서 희미하게 될 수도 있다.7 is a plan view showing the outermost part of a secondary battery electrode assembly according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7 , since irregularities 13 are formed on the active material coating layer 112 on the inner surface of the substrate 111 of the half cathode 10; 11 in the secondary battery electrode assembly, it is also confirmed on the outer surface. The irregularities 13 may become faint while repeatedly charging and discharging.

요철(13)은 하프 캐소드(10; 11)에서 무지부(113)의 돌출 방향(y축 방향)으로 길게 형성되고, 이 돌출 방향(y축 방향)에 교차하는 방향(x축 방향)을 따라 반복적으로 형성되어 하프 캐소드(10; 11)의 말림 현상(curling)을 개선할 수 있다.The unevenness 13 is formed long in the protruding direction (y-axis direction) of the uncoated portion 113 in the half cathode (10; 11), along the direction (x-axis direction) crossing the protruding direction (y-axis direction). It is formed repeatedly to improve the curling of the half cathode (10; 11).

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and implementations are possible within the scope of the claims and the description and the accompanying drawings, and this is also the purpose of the present invention. It is natural to fall within the scope.

10, 11, 12: 하프 캐소드 13, 213, 313: 요철
14, 214, 314: 경사측면 15: 바닥
16: 산 20: 양면 애노드
21, 31: 기재 22, 32: 활물질 코팅층
23, 33: 무지부 30: 양면 캐소드
40: 분리막 50: 롤링부
51: 쿠션롤러(cushion roller) 52: 폴리건롤러(polygon roller)
111, 121: 기재 112, 122, 212, 312: 활물질 코팅층
113, 123: 무지부 131, 231, 331: 오목부
132, 323, 332: 볼록부 210, 310: 하프 캐소드
521: 돌기 G: 간격
P: 피치 R: 곡율반경
S: 연속 기재 θ1, θ2, θ3: 각도10, 11, 12: half cathode 13, 213, 313: unevenness
14, 214, 314: inclined side 15: bottom
16 acid 20 double-sided anode
21, 31: substrate 22, 32: active material coating layer
23, 33: uncoated portion 30: double-sided cathode
40: separator 50: rolling part
51: cushion roller 52: polygon roller
111, 121: substrate 112, 122, 212, 312: active material coating layer
113, 123: uncoated portion 131, 231, 331: concave portion
132, 323, 332: convex portion 210, 310: half cathode
521: protrusion G: spacing
P: pitch R: radius of curvature
S: continuous substrate θ1, θ2, θ3: angle

Claims (14)

서로의 사이에 분리막을 개재하여 반복적으로 적층되며 각각 기재의 양면에 활물질 코팅층을 구비하는 양면 제1전극와 양면 제2전극; 및
적층 방향에서 최외곽 양측 중 적어도 일측에 분리막을 개재하여 구비되는 단면 제1전극
를 포함하며,
상기 단면 제1전극은 기재의 일면 상에 활물질 코팅층을 구비하며,
상기 활물질 코팅층은 요철을 구비하는, 이차전지의 전극조립체.Double-sided first electrodes and double-sided second electrodes that are repeatedly laminated with a separator interposed between each other and each have an active material coating layer on both sides of the substrate; and
A single-sided first electrode provided on at least one side of both outermost sides in the stacking direction with a separator interposed therebetween
Including,
The single-sided first electrode has an active material coating layer on one surface of the substrate,
The electrode assembly of a secondary battery, wherein the active material coating layer has irregularities. 제 1 항에 있어서,
상기 요철은
1쌍의 경사측면과 상기 1쌍의 경사측면의 하단을 서로 연결하는 바닥으로 형성되는 오목부, 및
상기 1쌍의 경사측면의 상단을 서로 연결하는 산으로 형성되는 볼록부
를 포함하는, 이차전지의 전극조립체.According to claim 1,
The unevenness
A concave portion formed by a bottom connecting a pair of inclined side surfaces and a lower end of the pair of inclined side surfaces to each other, and
A convex portion formed by a mountain connecting the upper ends of the pair of inclined side surfaces to each other
Containing, the electrode assembly of the secondary battery. 제 1 항에 있어서,
적층 후 열 프레스 공정을 통하여 상기 단면 제1전극의 상기 요철은 펴지면서 미세한 굴곡의 라인 형태로 남는, 이차전지의 전극조립체.According to claim 1,
The electrode assembly of a secondary battery, in which the irregularities of the cross-sectional first electrode remain in the form of finely curved lines while being stretched through a heat press process after lamination. 제 2 항에 있어서,
상기 요철은 피치(P)를 1~10mm로 설정되는, 이차전지의 전극조립체.According to claim 2,
The unevenness is set to a pitch (P) of 1 ~ 10mm, the electrode assembly of the secondary battery. 제 2 항에 있어서,
상기 1쌍의 경사측면의 간격(G)은 0.5~5mm로 설정되는, 이차전지의 전극조립체.According to claim 2,
The electrode assembly of a secondary battery, wherein the distance (G) of the pair of inclined sides is set to 0.5 to 5 mm. 제 5 항에 있어서,
상기 경사측면과 상기 바닥의 연결은
곡율반경(R) 5mm이하로 설정되는, 이차전지의 전극조립체.According to claim 5,
The connection between the inclined side and the floor is
An electrode assembly of a secondary battery, wherein the radius of curvature (R) is set to 5 mm or less. 제 2 항에 있어서,
상기 경사측면은 상기 오목부를 향하는 경사평면으로 형성되는, 이차전지의 전극조립체.According to claim 2,
The inclined side surface is formed as an inclined plane facing the concave portion, the electrode assembly of the secondary battery. 제 2 항에 있어서,
상기 경사측면은 상기 오목부를 향하는 오목곡면으로 형성되는, 이차전지의 전극조립체.According to claim 2,
The inclined side surface is formed as a concave curved surface facing the concave portion, the electrode assembly of the secondary battery. 제 8 항에 있어서,
상기 오목부의 각도는 상기 오목곡면의 접선으로 설정되어 바닥에서 산으로 가면서 증가하다가 변곡점 이후 산으로 갈수록 다시 작아지는, 이차전지의 전극조립체.According to claim 8,
The electrode assembly of a secondary battery, wherein the angle of the concave portion is set as a tangential line of the concave curved surface, increases from the bottom to the mountain, and then decreases again toward the mountain after the inflection point. 제 2 항에 있어서,
상기 경사측면은 상기 오목부를 향하는 볼록곡면으로 형성되는, 이차전지의 전극조립체.According to claim 2,
The inclined side surface is formed as a convex curved surface facing the concave portion, the electrode assembly of the secondary battery. 제 9 항에 있어서,
상기 오목부의 각도는 상기 볼록곡면의 접선으로 설정되는 바닥에서 산으로 갈수록 커지는, 이차전지의 전극조립체.According to claim 9,
The electrode assembly of a secondary battery, wherein the angle of the concave portion increases from the bottom to the mountain set as the tangential line of the convex curved surface. 제 1 항에 있어서,
상기 단면 제1전극은
최외곽 양측에 각각 구비되는, 이차전지의 전극조립체.According to claim 1,
The cross-sectional first electrode is
An electrode assembly of a secondary battery provided on both sides of the outermost part, respectively. 제 1 항에 있어서,
상기 제1전극은 캐소드이고, 상기 제2전극은 애노드이며, 상기 단면 제1전극은 하프 캐소드인, 이차전지의 전극조립체.According to claim 1,
The electrode assembly of a secondary battery, wherein the first electrode is a cathode, the second electrode is an anode, and the cross-sectional first electrode is a half cathode. 제 1 항에 있어서,
상기 요철은
상기 단면 제1전극에서 무지부의 돌출 방향으로 길게 형성되고,
상기 돌출 방향에 교차하는 방향을 따라 반복적으로 형성되는, 이차전지의 전극조립체.According to claim 1,
The unevenness
It is formed long in the protruding direction of the uncoated portion in the cross-sectional first electrode,
An electrode assembly of a secondary battery that is repeatedly formed along a direction crossing the protruding direction.
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