KR20240002220A - 전극 조립체, 이차 전지, 배터리 팩 및 자동차 - Google Patents

전극 조립체, 이차 전지, 배터리 팩 및 자동차 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1 전극, 분리막 및 제2 전극이 적층되어 권취된 전극 조립체로서, 상기 전극 조립체의 최외곽부는 상기 제1 전극이 상기 분리막을 개재하여 상기 제2 전극의 단부를 덮고 있는 빈 공간 및 상기 빈 공간에 구비된 두께 완충부를 포함하는 것인 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지를 제공한다.
본 발명은 상기 이차 전지를 포함하는 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차를 제공한다.

Description

전극 조립체, 이차 전지, 배터리 팩 및 자동차{ELECTRODE ASSEMBLY, SECONDARY BATTERY, BATTERY PACK AND VEHICLE}
본 발명은 전극 조립체, 이차 전지, 배터리 팩 및 자동차에 관한 것이다. 본 출원은 2022년 6월 28일 한국 특허청에 제출된 한국특허출원 제10-2022-0078696호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용은 전부 본 명세서에 포함된다.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기 자동차(EV, Electric Vehicle), 하이브리드 자동차(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다.
이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 장점 또한 갖기 때문에 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목받고 있다.
현재 널리 사용되는 이차 전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차 전지 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.5V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 이차 전지를 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 이차 전지를 병렬 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 따라서, 상기 배터리 팩에 포함되는 이차 전지의 개수 및 전기적 연결 형태는 요구되는 출력 전압 및/또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
본 발명은 전극 조립체의 최외곽부의 빈 공간에 두께 완충부를 구비하여 고에너지 밀도 구현이 가능한 전극 조립체 및 이차전지를 제공하고자 한다.
본 발명의 또 하나의 목적은 상기와 같은 개선된 구조를 가진 이차 전지를 포함하는 배터리 팩과 이를 포함하는 자동차를 제공하는데 있다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시상태는 제1 전극, 분리막 및 제2 전극이 적층되어 권취된 전극 조립체로서, 상기 전극 조립체의 최외곽부는 상기 제1 전극이 상기 분리막을 개재하여 상기 제2 전극의 단부를 덮고 있는 빈 공간 및 상기 빈 공간에 구비된 두께 완충부를 포함하는 것인 전극 조립체를 제공한다.
본 발명의 또 하나의 실시상태는 전술한 실시상태에 따른 전극 조립체를 포함하는 이차 전지를 제공한다.
본 발명의 또 하나의 실시상태는 전술한 실시상태에 따른 이차 전지를 포함하는 배터리 팩을 제공한다.
본 발명의 또 하나의 실시상태는 전술한 실시상태에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차를 제공한다.
고용량 고출력을 요하는 이차 전지의 개발 추세에 따라 집전체 상에 전극 활물질층을 코팅할 때, 전극의 에너지 밀도를 증가시키기 위하여 집전체의 두께는 더욱 얇아지고, 집전체 상에 코팅된 전극 활물질층의 두께는 더욱 두꺼워진다.
기존의 전극 조립체에서 양극이 집전체의 단부 및 전극 활물질층의 단부가 일치하는 프리엣지를 갖는 경우, 전극 조립체의 최외곽부에서 두꺼운 전극 활물질층으로 코팅된 양극의 단부를 음극으로 덮도록 하여 빈 공간이 생긴다.
상기 양극 프리엣지 단부에 대면하는 음극의 일측에 형성된 빈 공간은 전극 조립체의 충방전을 반복하는 경우에 응력이 집중되므로 이로 인해 크랙이 빈번하게 발생하는 문제가 있다.
본 발명의 실시상태들에 따르면, 전극 조립체의 최외곽부에서 음극에 형성된 빈 공간에 두께 완충부를 구비함으로써, 상기 빈 공간에 의해 형성될 수 있는 크랙의 발생을 방지할 수 있다.
이로써 음극에 형성된 크랙으로 인하여 발생될 수 있는 안전상의 문제점들을 해소할 수 있으며, 전지에 인가되는 전류를 안정적으로 증가하게 할 수 있다. 이에 따라, 고에너지 밀도 구현이 가능하며, 고용량 고출력의 이차 전지를 제공할 수 있다.
다만, 본 발명을 통해 얻을 수 있는 유리한 효과는 상술한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 비교예에 따른 기존 전극 조립체의 최외곽부에서 제1 전극과 제2 전극이 대면하는 형태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 비교예에 따른 기존 전극 조립체의 최외곽부에서 제1 전극의 일측에 형성된 빈 공간에 의하여 크랙이 발생한 경우를 나타내는 사진이다.
도 3 (a)는 도 1에 따른 전극 조립체를 도시하는 도면이고, (b)는 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체의 최외곽부에서 제1 전극과 제2 전극이 대면하는 형태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체를 나타내며, (a)는 정면도, (b)는 평면도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체의 제1 전극 및 제2 전극을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지들을 포함하는 배터리 팩의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 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.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부"의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 서로 다른 실시예에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호가 부여될 수 있다.
이하, 도면을 참고하여 본 발명의 일실시예에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시상태는 제1 전극(100), 분리막 및 제2 전극(200)이 적층되어 권취된 전극 조립체(111)로서, 상기 전극 조립체의 최외곽부(211)는 상기 제1 전극(100)이 상기 분리막을 개재하여 상기 제2 전극의 단부(250)를 덮고 있는 빈 공간(400) 및 상기 빈 공간(400)에 구비된 두께 완충부(500)를 포함하는 것인 전극 조립체(111)를 제공한다.
상기 제1 전극(100)은 음극이고, 상기 제2 전극(200)은 양극일 수 있다.
전극 조립체의 최외곽부(211)에 형성된 빈 공간(400)에 두께 완충부(500)를 구비함으로써, 상기 빈 공간(400)으로 인한 크랙의 발생을 방지할 수 있고, 이로 인하여 발생될 수 있는 안전상의 문제점들을 해소할 수 있다.
도 1은 본 발명의 비교예에 따른 기존 전극 조립체의 최외곽부(2)에서 제1 전극(10)과 제2 전극(20)이 대면하는 형태를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 비교예에 따른 기존 전극 조립체의 최외곽부에서 상기 제1 전극의 일측에 형성된 빈 공간에 의하여 크랙이 발생한 경우를 나타내는 사진이다.
도 1 및 2를 참조하면, 기존의 전극 조립체(1)에서 제2 전극(20)의 단부에서 집전체의 단부 및 전극 활물질층의 단부가 일치하는 프리엣지를 갖는 경우, 전극 조립체의 최외곽부(2)에서 두꺼운 전극 활물질층으로 코팅된 제2 전극(20)의 단부를 제1 전극(10)으로 덮도록하여 빈 공간(40)이 생길 수 있다.
상기 빈 공간(40)은 제2 전극(20) 단부에 분리막을 개재하여 대면하는 제1 전극(10)의 일측에 형성될 수 있다.
상기 빈 공간(40)은 전극 조립체가 충방전을 반복하는 경우에 응력이 집중되므로, 이로 인한 크랙(C)이 빈번하게 발생하는 문제가 있다. 예컨대, 상기 빈 공간(40)은 제2 전극(20) 단부와 대면하는 제1 전극(10) 일측의 집전체에 구비된 활물질층이나 무지부에 형성될 수 있으며, 전극 조립체의 충방전을 반복하는 경우 상기 활물질층이나 무지부에 응력이 집중되어 크랙이 쉽게 발생할 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 제2 전극(200)이 프리엣지를 갖는다는 것은 제2 전극에서 집전체(210)의 단부 및 전극 활물질층(220, 230)의 단부가 일치하는 것을 의미한다. 일 예로, 제2 전극의 단부(250)에는 무지부가 형성되지 않을 수 있다.
이에 제2 전극(200)은 미들 탭 구조를 가질 수 있으며, 상기 미들 탭 구조는 상기 전극 조립체의 권취축에 수직인 방향(P)의 양 단부 이외의 부분에 구비된 제2 전극 탭(240)을 더 포함하는 것을 의미한다. 따라서, 상기 전극 조립체의 권취축에 수직인 방향(P)의 양 단부는 무지부가 형성되지 않은 프리엣지를 가질 수 있다. (후술할 도 6 내지 도 8 참조)
상기 기존의 전극 조립체에서 제2 전극(20)의 단부에서 집전체의 단부 및 전극 활물질층의 단부가 일치하는 프리엣지를 갖는 경우, 상기 빈 공간(40)으로 인하여 응력이 집중되어 크랙(C)이 발생할 수 있으며, 이로 인하여 전극에 쇼트(short) 또는 발화와 같은 안전상의 문제점들이 발생할 수 있다.
도 3 (a)는 본 발명의 일 비교예에 따른 전극 조립체의 최외곽부(2)에서 제1 전극(10)과 제2 전극(20)을 도시한 정면도이고, 도 3 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체의 최외곽부(211)에서 제1 전극(100)과 제2 전극(200)을 도시한 정면도이다.
도 3 (a) 및 (b)를 참조하면, 전극 조립체(1, 111)는 제1 전극(10, 100), 분리막(미도시) 및 제2 전극(20, 200)를 포함한다. 예컨대, 상기 전극 조립체(1, 111)는 상기 제1 전극(10, 100), 분리막(미도시) 및 제2 전극(20, 200)이 적층되어 권취된 것일 수 있다. 도 3에는, 분리막이 생략되어 있는 제1 전극(10, 100) 및 제2 전극(20, 200)만 도시되어 있으나, 제1 전극(10, 100) 및 제2 전극(20, 200)으로 이루어진 단위 셀이 2개 이상 권취되어 있는 것도 가능하다.
도 3 (a)을 참조하면, 기존의 전극 조립체(1)의 제2 전극의 단부(25)에서 집전체의 단부 및 전극 활물질층의 단부가 일치하는 프리엣지를 갖는 경우, 전극 조립체의 최외곽부(2)에서 두꺼운 전극 활물질층으로 코팅된 제2 전극의 단부(25)를 제1 전극(10)으로 덮도록 하여 빈 공간(40)이 생길 수 있다. 상기 제2 전극 단부(25)에 대면하는 제1 전극의 일측에 형성된 빈 공간(40)에는 전극 조립체(1)의 충방전을 반복하는 경우 응력이 집중되어 크랙(C)이 발생할 수 있다.
상기 제1 전극의 일측에 형성된 빈 공간(40)은 제1 전극 집전체(11)에 구비된 제1 전극 활물질층(13)이나 제1 전극 무지부(15)의 일측에 형성될 수 있으며, 전극 조립체(1)의 충방전을 반복하는 경우 상기 제1 전극 활물질층(13)이나 제1 전극 무지부(15)에 응력이 집중되어 크랙(C)이 쉽게 발생할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체의 최외곽부(211)에서 제1 전극(100)과 제2 전극(200)이 대면하는 형태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체(111)를 나타내며, (a)는 정면도, (b)는 평면도이다.
도 3 (b) 내지 도 5를 참조하면, 상기 전극 조립체(111)는 제1 전극(100), 분리막(미도시) 및 제2 전극(200)이 적층되어 권취되어 젤리 롤(jelly roll) 구조를 가질 수 있으며, 상기 전극 조립체(111)는 원형 또는 타원형 형태로 권취될 수 있다.
상기 전극 조립체의 최외곽부(211)는 권취된 전극 조립체의 권취 종결부에 구비되는 것일 수 있으며, 권취 축 방향에서 가장 먼 부분일 수 있다.
상기 전극 조립체의 최외곽부(211)의 상기 제1 전극(100) 일측에는 상기 분리막을 개재하여 상기 제2 전극의 단부(250)를 덮고 있는 빈 공간(400)이 형성될 수 있으며, 이는 두께 완충부(500)를 포함할 수 있다.
전극 조립체의 최외곽부(211)에서 상기 제1 전극(100)의 일측에 형성된 빈 공간(400)에 두께 완충부(500)를 구비함으로써, 상기 빈 공간(400)으로 인한 크랙의 발생을 방지할 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 제1 전극(100)은 제1 전극 집전체(110) 및 상기 제1 전극 집전체(110) 상에 구비된 제1 전극 활물질층(130)을 포함하고, 상기 두께 완충부(500)는 상기 제2 전극의 단부(250)에서부터 상기 제1 전극 활물질층(130)의 단부 사이에서 상기 제1 전극의 권취 중심부에 대향하는 면에 직접 또는 상기 분리막을 개재하여 구비된다.
상기 두께 완충부(500)는 상기 제2 전극의 단부(250)에서부터 상기 제1 전극 활물질층(130)의 단부까지의 길이로 한정되는 것은 아니며, 일 예로, 상기 두께 완충부(500)는 상기 제1 전극 활물질층(130)의 단부를 넘어 제1 전극 무지부(150) 사이에서 상기 제1 전극의 권취 중심부에 대향하는 면에 직접 또는 상기 분리막을 개재하여 구비될 수도 있다.
일 예로, 상기 두께 완충부(500)는 상기 제2 전극의 단부(250)에서부터 상기 제1 전극 활물질층(130)의 단부 사이의 길이 대비 50% 이상의 길이로 구비될 수 있다. 상기 두께 완충부(500)는 상기 제2 전극의 단부(250)에서부터 상기 제1 전극 활물질층(130)의 단부 사이의 길이 대비 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상, 65% 이상, 또는 70% 이상일 수 있다. 상기 두께 완충부(500)는 상기 제2 전극의 단부(250)에서부터 상기 제1 전극 활물질층(130)의 단부 사이의 길이 대비 100% 이하, 95% 이하, 또는 90% 이하일 수 있다.
상기 범위를 만족할 때, 전극 조립체의 최외곽부(211)에 형성된 빈 공간(400)에 두께 완충부(500)를 구비하여, 상기 빈 공간(400)으로 인한 크랙의 발생을 방지할 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 두께 완충부는 상기 제2 전극의 단부의 두께 이하의 두께로 구비된다. 일 예로, 상기 두께 완충부의 두께(T2)는 상기 제2 전극의 단부의 두께(T1) 100% 대비 70% 내지 100%의 두께로 구비되는 것일 수 있다.
상기 두께 범위에 따른 두께 완충부를 구비함으로써, 전극 조립체(111)에서 상기 빈 공간(400)에 의한 크랙의 발생을 방지할 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 두께 완충부(500)는 상기 제2 전극의 단부(250)와 겹쳐지지 않는 것으로서, 상기 두께 완충부(500)는 상기 제2 전극의 단부(250)와 3mm 이하의 간격(I)으로 이격되어 구비될 수 있다.
상기 두께 완충부가 상기 제2 전극의 단부와 상기 범위(I)로 이격되지 않고, 상기 제2 전극의 단부와 맞닿아 구비되는 경우, 전극 조립체의 최외곽부에 형성된 빈 공간(400)이 커질 수 있으므로, 상기 전극 조립체(111)에 충방전을 반복할 때 상기 빈 공간(400)에 응력이 집중되어 크랙이 발생할 수 있다.
상기 두께 완충부는 상기 전극 조립체의 권취축 방향에서 상기 전극 조립체 길이 100% 대비 50% 내지 100% 길이로 구비된다.
상기 두께 완충부의 길이(HL)는 상기 전극 조립체의 권취축 방향(H)에서 상기 전극 조립체 길이 100% 대비 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상, 65% 이상, 또는 70% 이상일 수 있다. 상기 두께 완충부의 길이(HL)는 상기 전극 조립체의 권취축 방향(H)에서 상기 전극 조립체 길이 100% 대비 100% 이하, 95% 이하, 90% 이하, 85% 이하, 또는 80% 이하일 수 있다.
상기 범위를 만족할 때, 전극 조립체의 최외곽부(211)에 형성된 빈 공간(400)에 구비되는 두께 완충부(500)로 인하여, 상기 빈 공간(400)에 형성될 수 있는 크랙의 발생을 방지할 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 제2 전극(200)은 제2 전극 집전체(210) 및 상기 제2 전극 집전체(210) 상에 구비된 제2 전극 활물질층(220, 230)을 포함하고, 상기 제2 전극의 단부(250)에서 상기 제2 전극 집전체(210)의 단부 및 상기 제2 전극 활물질층(220, 230)의 단부가 일치한다.
상기 제2 전극의 단부(250)에서 상기 제2 전극 집전체(210)의 단부 및 상기 제2 전극 활물질층(220, 230)의 단부가 일치한다는 것은, 전극 조립체(111)에서 제2 전극의 단부(250)가 프리엣지를 가지며, 상기 제2 전극(200)의 상기 전극 조립체의 권취축에 수직인 방향(P)의 양 단부에서 무지부가 형성되지 않은 것을 의미할 수 있다.
상기 제2 전극 집전체(210)의 단부 및 상기 제2 전극 활물질층(220, 230)의 단부가 일치한다는 것은, 상기 제2 전극의 단부(250)에서 상기 제2 전극 집전체(210) 및 상기 제2 전극 활물질층(220, 230)의 길이가 동일하다는 것을 의미하고, 이 때, 상기 제2 전극 집전체(210) 길이 및 상기 제2 전극 활물질층(220, 230)의 길이는 당업계의 일반적인 오차 범위 내 일 수 있다. 예컨대, 상기 제2 전극의 단부(250)에서 상기 제2 전극 활물질층(220, 230)의 길이 대비 상기 제2 전극 집전체(210) 길이는 + 0.5% 이하일 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 제2 전극의 단부(250)는 상기 권취된 전극 조립체의 권취 종결부에 구비된다.
상기 제1 전극(100)은 제1 전극 집전체(110)의 적어도 일면에 제1 전극 활물질층(120, 130)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 전극(200)은 제2 전극 집전체(210)의 적어도 일면에 제2 전극 활물질층(220, 230)을 포함할 수 있다.
이러한 제1 전극(100) 및 제2 전극(200)은 특별히 제한되지 않으며, 당업계에 알려진 통상적인 방법에 따라 제1 전극 활물질 또는 제2 전극 활물질을 각각 제1 전극 집전체(110) 및 제2 전극 집전체(210)에 결착된 형태로 제조할 수 있다.
상기 제1 전극(100)은 상기 전극조립체의 최외곽부(211)에서 제1 전극 집전체(110)의 일면에 제1 전극 활물질층(130)을 구비하고, 상기 활물질층이 구비되지 않은 무지부(15)를 포함할 수 있다.
반면, 상기 전극조립체의 최외곽부(211)에는 제2 전극의 단부(250)가 존재할 수 있다.
상기 제2 전극의 단부(250)는 제2 전극 집전체(210)의 양면에 각각 제2 전극 활물질층(220, 230)으로 구비되며, 무지부를 포함하지 않는 프리엣지(free edge) 구조를 가질 수 있다. 즉, 상기 제2 전극의 단부(250)는 상기 집전체(210)의 단부 및 상기 전극 활물질층(220, 230)의 단부가 중첩되며, 권취축에 수직인 방향(P) 동일한 길이를 갖는 제2 전극 활물질층(220, 230)의 단부 및 제2 전극 집전체(210)의 단부를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제1 전극(100)의 제1 전극 활물질층(130)은 상기 제2 전극(200)의 제2 전극 활물질층(230)과 분리막을 개재하여 대면할 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 제1 전극(100)은 상기 분리막을 개재하여 대면하는 상기 제2 전극(200)보다 권취축에 수직인 방향(P)으로 길게 구비되고, 상기 제1 전극(100)의 권취 중심부에 대향하는 면에 구비된 상기 제1 전극 활물질층(130)은 상기 분리막을 개재하여 대면하는 제2 전극의 단부(250)보다 권취축에 수직인 방향(P)으로 길게 구비된다.
상기 제1 전극 활물질층(130)이 상기 제2 전극의 단부(250), 즉, 상기 제2 전극 활물질층(230)보다 길게 구비됨으로써, 상기 전극 조립체(111) 충전 시에도 분리막의 손상을 방지할 수 있고, 전지의 수명 감소를 방지할 수 있다.
상기 제1 전극(100)은 상기 제2 전극(200)보다 더 길게 연장되어 있다. 즉, 상기 제2 전극의 단부(250)는 그와 대면하는 상기 제1 전극(100)의 단부보다 더 짧게 형성되어 있다.
따라서, 전극 조립체의 최외곽부(211)에서 상기 제1 전극(100)이 상기 분리막을 개재하여 상기 제2 전극의 단부(250)를 덮을 수 있다. 상기 제2 전극의 단부(250)는 상기 권취된 전극 조립체의 권취 종결부에 구비되어 상기 전극 조립체의 최외곽부(211)에 위치할 수 있다.
기존의 전극 조립체(1)에서 상기 제2 전극의 단부(25)가 상기 제2 전극 집전체(21)의 단부(25) 및 상기 전극 활물질층(22, 23)의 단부가 중첩되는 프리엣지 구조를 갖는 경우, 상기 제1 전극(10)이 상기 분리막을 개재하여 상기 제2 전극의 단부(25)를 덮으면서 빈 공간(40)이 형성될 수 있다.
상기 빈 공간(40)은 상기 제2 전극의 단부의 두께(T1)에 의해, 상기 제2 전극(20)에 대면하는 일 면 또는 양 면의 제1 전극(10)에 형성될 수 있으며, 충방전을 하는 경우 상기 빈 공간(40)에 응력이 집중되어, 이들 사이에 개재된 분리막이 손상되거나 전극의 크랙(C) 발생에 의하여 양 전극 사이의 단락을 초래할 수 있다(도 1 내지 도 3 (a) 참조).
그러나, 본 발명의 일 실시상태에 따른 전극 조립체의 최외곽부(211)는 상기 제1 전극(100)이 상기 분리막을 개재하여 상기 제2 전극의 단부(250)를 덮고 있는 빈 공간(400)에 두께 완충부(500)를 구비한다. 상기 두께 완충부(500)는 상기 빈 공간(400)에서의 응력 집중을 완화할 수 있고, 이로 인해 상기 제1 전극(100) 및 제2 전극(200) 사이의 분리막을 유지하고, 전극의 크랙(C)을 방지하여 전지의 안정성을 확보할 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 두께 완충부(500)는 제2 전극의 단부(250)에 대면하는 지점에서부터 상기 제1 전극 활물질층(130)의 단부 사이에 구비될 수 있다. 상기 위치에 상기 두께 완충부(500)를 구비함으로써, 상기 빈 공간(400)으로 인한 크랙의 발생을 방지하고, 이로 인해 발생될 수 있는 안전상의 문제점들을 해소할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 두께 완충부(500)는 전해액 팽윤층이다.
상기 전해액 팽윤층은 액체에 함침되어 팽창되거나 유연해지는 것일 수 있으며, 이는 고분자 물질로 이루어질 수 있다.
상기 고분자 물질은 상기 고분자 물질이 가지는 하나의 특성으로, 고분자 물질의 사슬 사이로 용매 분자가 침투하여 부피가 증가될 수 있다.
따라서, 상기 전해액 팽윤층은 전해액을 흡수하면 팽창되거나 유연해지므로, 상기 빈 공간(400)의 응력 집중을 완화하여 상기 빈 공간(400)으로 인한 크랙의 발생을 방지하고, 이로 인해 발생할 수 있는 안전상의 문제점들을 해소할 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 전해액 팽윤층은 폴리우레탄을 포함한다. 다만, 상기 전해액 팽윤층은 전해액에 의하여 팽윤되는 것이라면 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 전해액 팽윤층은 상기 화합물을 포함하여 전해액에 의하여 팽윤됨으로써, 상기 빈 공간(400)의 응력 집중을 완화할 수 있고, 분리막과 전극이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
상기 전해액 팽윤층은 상기 두께 완충부의 두께(T2)가 상기 제2 전극의 단부 두께(T1) 대비 90% 내지 100%인 경우에 팽윤 되었다고 볼 수 있으며, 상기 두께 완충부의 두께(T2)는 두께 측정기에 의하여 측정될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 두께 완충부(500)는 상기 전해액 팽윤층을 포함하는 전해액 팽윤테이프이다.
일 실시상태에 따르면, 상기 팽윤테이프의 폭(HL)은 상기 제1 전극의 폭 대비 50% 내지 100%일 수 있다. 상기 팽윤테이프의 폭(HL)은 상기 제1 전극의 폭 대비 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상, 65% 이상, 또는 70% 이상일 수 있다. 상기 팽윤테이프의 폭(HL)은 상기 제1 전극의 폭 대비 100% 이하, 95% 이하, 90% 이하, 85% 이하, 또는 80% 이하일 수 있다.
팽윤테이프의 폭(HL)이 상기 범위를 만족할 때, 상기 빈 공간(400)으로 인해 형성될 수 있는 크랙의 발생을 방지하고, 이로 인하여 발생할 수 있는 안전상의 문제점들을 해소할 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 제1 전극(100)은 제1 전극 집전체(110) 및 상기 제1 전극 집전체(110) 상에 구비된 제1 전극 활물질층(130)을 포함하고, 상기 전해액 팽윤테이프는 상기 제2 전극의 단부(250)에서부터 상기 제1 전극 활물질층(130)의 단부 사이에서 상기 제1 전극의 권취 중심부에 대향하는 면에 직접 또는 상기 분리막을 개재하여 부착된다.
예컨대, 상기 전해액 팽윤테이프는 상기 제2 전극의 단부(250)에서부터 상기 제1 전극 활물질층(130)의 단부 사이의 길이 대비 50% 이상의 길이로 구비될 수 있다. 상기 전해액 팽윤테이프는 상기 제2 전극의 단부(250)에서부터 상기 제1 전극 활물질층(130)의 단부 사이의 길이 대비 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상, 65% 이상, 또는 70% 이상일 수 있다. 상기 전해액 팽윤테이프는 상기 제2 전극의 단부(250)에서부터 상기 제1 전극 활물질층(130)의 단부 사이의 길이 대비 100% 이하일 수 있다.
상기 범위를 만족할 때, 상기 빈 공간(400)으로 인한 크랙의 발생을 방지하고, 이로 인해 발생될 수 있는 안전상의 문제점들을 해소할 수 있다.
또한, 상기 전해액 팽윤테이프는 상기 제2 전극의 단부(250)에서부터 상기 제1 전극 활물질층(130)의 단부까지의 길이로 한정되는 것은 아니며, 일 예로, 상기 전해액 팽윤테이프는 상기 제1 전극 활물질층(130)의 단부를 넘어 제1 전극 무지부(150) 사이에서 상기 제1 전극의 권취 중심부에 대향하는 면에 직접 또는 상기 분리막을 개재하여 구비될 수도 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 전극(100)은 상기 전극 조립체의 최외곽부(211)에서 권취축에 수직인 방향(P)의 일 단부에 구비된 상기 제1 전극 집전체(110)의 가장자리부에 상기 전극 활물질층이 구비되지 않은 무지부(150)를 포함하고, 상기 무지부(150)에 구비된 보호 테이프(160)를 더 포함한다.
일 실시상태에 따르면, 상기 제1 전극(100)은 상기 전극 조립체의 길이방향, 즉, 상기 전극 조립체의 권취축에 수직인 방향(P)의 양 단부 중 어느 하나 이상에 구비된 탭(140)을 더 포함하고, 상기 제2 전극(200)은 상기 전극 조립체의 권취축에 수직인 방향(P)의 양 단부 이외의 부분에 구비된 탭(240)을 더 포함한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체(111)를 나타내며, (a)는 정면도, (b)는 평면도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체의 제1 전극 및 제2 전극을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 5 내지 8을 참조하면, 상기 제1 전극(100)의 제1 전극 집전체(110)에 전기적으로 접속되어 상기 전극조립체(111)의 외부로 돌출된 제1 전극 탭(140)을 형성하는데, 상기 제1 전극 탭(140)은 이차 전지의 충전 또는 방전 과정에서 전류가 입출력되는 통로를 제공한다.
이 경우, 상기 보호 테이프(160)는 상기 제1 전극 탭(140)에 전기적으로 접속되어 있는 상기 제1 전극 집전체의 무지부(150) 및 상기 무지부의 두께 방향의 맞은 편 부분, 예컨대 마크(mark)에 위치할 수 있다. 이와 같이, 상기 보호 테이프(160)는 상기 제1 전극 탭(140)의 형성 시 상기 제1 전극 탭(140)뿐만 아니라 그의 맞은 편에 생성될 수 있는 마크를 커버하여 보호할 수 있다. 또한, 전지의 제조 공정의 편의성에 따라, 상기 제1 전극 보호 테이프(160)의 단부는 상기 제1 전극의 단부와 일치할 수 있다.
상기 제1 전극(100)에 상기 보호 테이프(160)를 구비함으로써, 상기 제2 전극의 단부(250)와의 단락을 방지할 수 있다. 또한, 상기 보호 테이프(160)는 상기 제1 전극 탭(140)의 형성시 생성되는 마크(mark)로 인한 최외곽 제1 전극(100)과 최외곽 제2 전극(200)의 단락도 방지할 수 있다. 따라서, 상기 제2 전극(200)을 대면하는 상기 제1 전극(100) 상에 구비된 상기 보호 테이프(160)에 의해 전극의 단락을 방지할 수 있다.
상기 보호 테이프(160)의 권취축 방향(H)에서 길이는 상기 제1 전극 집전체(110)의 권취축 방향(H)에서 길이의 약 100 내지 약 120%, 바람직하게는 약 105 내지 약 110%일 수 있다. 상기 보호 테이프(160)의 권취축 방향(H)에서 길이가 상기 범위를 만족할 때, 전극 사이의 단락을 방지할 수 있고 목적하는 제1 전극 활물질의 전기화학적 반응을 유도할 수 있다.
상기 보호 테이프(160)는 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 및 폴리이미드 (polyimide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 선택되는 1 이상을 포함하는 것일 수 있다. 또한, 상기 보호 테이프(160)는 제1 전극 활물질층의 충방전에 따른 부피 변화에 대응하여 탄력성 및 내구성이 우수하게 접착하여 보호할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태는 전술한 전극 조립체(111)를 적어도 하나 포함하는 이차 전지(600)를 제공한다.
일 실시상태에 따르면, 상기 이차 전지(600)는 전극 조립체(111), 전지 캔, 밀봉체 및 단자를 포함할 수 있다.
상기 전극 조립체(111)에서 제1 전극(100)은 음극일 수 있고, 제2 전극(200)은 제1 전극(100)과 반대되는 극성을 갖는 전극인 양극일 수 있다. 상기 제1 전극(100) 및 상기 제2 전극(200)은 시트 형상을 가질 수 있다. 상기 전극 조립체(111)는, 예를 들어 젤리 롤(jelly roll) 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 전극 조립체(111)는, 제1 전극(100), 분리막, 제2 전극(200), 분리막을 순차적으로 적어도 1회 적층하여 형성된 적층체를 권취 중심을 기준으로 하여 권취시킴으로써 제조될 수 있다. 이 경우, 상기 전극 조립체(111)의 외주면 상에는 전지 캔과의 절연을 위해 추가적인 분리막이 구비될 수 있다.
본 발명에 있어서, 양극 집전체에 코팅되는 양극 활물질과 음극 집전체에 코팅되는 음극 활물질은 당업계에 공지된 활물질이라면 제한없이 사용될 수 있다.
상기 양극 활물질의 비제한적인 예로는 종래 전기화학소자의 양극에 사용될 수 있는 통상적인 양극 활물질이 사용 가능하며, 특히 리튬망간산화물, 리튬코발트산화물, 리튬니켈산화물, 리튬철산화물 또는 이들을 조합한 리튬복합산화물을 사용할 수 있다.
일 예에서, 양극 활물질은 일반 화학식 A[AxMy]O2+z(A는 Li, Na 및 K 중 적어도 하나 이상의 원소를 포함; M은 Ni, Co, Mn, Ca, Mg, Al, Ti, Si, Fe, Mo, V, Zr, Zn, Cu, Al, Mo, Sc, Zr, Ru, 및 Cr에서 선택된 적어도 하나 이상의 원소를 포함; x ≥ 0, 1 ≤ x+y ≤ 2, -0.1 ≤ z ≤ 2; x, y, z 및 M에 포함된 성분의 화학량론적 계수는 화합물이 전기적 중성을 유지하도록 선택됨)로 표시되는 알칼리 금속 화합물을 포함할 수 있다.
다른 예에서, 양극 활물질은 US6,677,082, US6,680,143 등에 개시된 알칼리 금속 화합물 xLiM1O2-(1-x)Li2M2O3(M1은 평균 산화 상태 3을 갖는 적어도 하나 이상의 원소를 포함; M2는 평균 산화 상태 4를 갖는 적어도 하나 이상의 원소를 포함; 0≤x≤1)일 수 있다.
또 다른 예에서, 양극 활물질은, 일반 화학식 LiaM1 xFe1-xM2Py1-yM3 zO4-z(M1은Ti, Si, Mn, Co, Fe, V, Cr, Mo, Ni, Nd, Al, Mg 및 Al에서 선택된 적어도 하나 이상의 원소를 포함; M2는 Ti, Si, Mn, Co, Fe, V, Cr, Mo, Ni, Nd, Al, Mg, Al, As, Sb, Si, Ge, V 및 S에서 선택된 적어도 하나 이상의 원소를 포함; M3는 F를 선택적으로 포함하는 할로겐족 원소를 포함; 0 < a ≤ 2, 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y < 1, 0 ≤ z < 1; a, x, y, z, M1, M2, 및 M3에 포함된 성분의 화학량론적 계수는 화합물이 전기적 중성을 유지하도록 선택됨), 또는 Li3M2(PO4)3[M은 Ti, Si, Mn, Fe, Co, V, Cr, Mo, Ni, Al, Mg 및 Al에서 선택된 적어도 하나의 원소를 포함]로 표시되는 리튬 금속 포스페이트일 수 있다.
바람직하게, 양극 활물질은 1차 입자 및/또는 1차 입자가 응집된 2차 입자를 포함할 수 있다.
음극 활물질의 비제한적인 예로는 종래 전기화학소자의 음극에 사용될 수 있는 통상적인 음극 활물질이 사용 가능하며, 특히 리튬 금속 또는 리튬 합금, 탄소, 석유코크(petroleum coke), 활성화 탄소(activated carbon), 그래파이트(graphite) 또는 기타 탄소류 등과 같은 리튬 흡착물질 등이 사용 가능하다.
일 예에서, 음극 활물질은 탄소재, 리튬금속 또는 리튬금속화합물, 규소 또는 규소화합물, 주석 또는 주석 화합물 등을 사용할 수 있다. 전위가 2V 미만인 TiO2, SnO2와 같은 금속 산화물도 음극 활물질로 사용 가능하다. 탄소재로는 저결정 탄소, 고결정성 탄소 등이 모두 사용될 수 있다.
양극 집전체의 비제한적인 예로는 알루미늄, 니켈 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있으며, 음극 집전체의 비제한적인 예로는 구리, 금, 니켈 또는 구리 합금 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있다.
분리막은 다공성 고분자 필름, 예를 들어 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독 중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체, 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름을 단독으로 또는 이들을 적층하여 사용할 수 있다. 다른 예시로서, 분리막은 통상적인 다공성 부직포, 예를 들어 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포를 사용할 수 있다.
분리막의 적어도 한 쪽 표면에는 무기물 입자의 코팅층을 포함할 수 있다.
또한 분리막 자체가 무기물 입자의 코팅층으로 이루어지는 것도 가능하다. 코팅층을 구성하는 입자들은 인접하는 입자 사이 사이에 인터스티셜 볼륨(interstitial volume)이 존재하도록 바인더와 결합된 구조를 가질 수 있다. 무기물 입자는 유전율이 5 이상인 무기물로 이루어질 수 있다. 비제한적인 예시로서, 상기 무기물 입자는 Pb(Zr,Ti)O3(PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT), PB(Mg3Nb2/3)O3 -PbTiO3(PMN-PT), BaTiO3, hafnia(HfO2), SrTiO3, TiO2, Al2O3, ZrO2, SnO2, CeO2, MgO, CaO, ZnO 및 Y2O3로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
전해질은 A+B-와 같은 구조를 갖는 염일 수 있다. 여기서, A+는 Li+, Na+, K+와 같은 알칼리 금속 양이온이나 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함한다. 그리고 B-는 F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, AlO4 -, AlCl4 -, PF6 -, SbF6 -, AsF6 -, BF2C2O4 -, BC4O8 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, C4F9SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N-, CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N-로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 음이온을 포함한다.
전해질은 또한 유기 용매에 용해시켜 사용할 수 있다. 유기 용매로는, 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC), 에틸렌 카보네이트(ethylenecarbonate, EC), 디에틸카보네이트(diethyl carbonate, DEC), 디메틸카보네이트(dimethyl carbonate, DMC), 디프로필카보네이트(dipropyl carbonate, DPC), 디메틸설프옥사이드 (dimethyl sulfoxide), 아세토니트릴 (acetonitrile), 디메톡시에탄 (dimethoxyethane), 디에톡시에탄 (diethoxyethane), 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran), N-메틸-2-피롤리돈 (N-methyl-2-pyrrolidone, NMP), 에틸메틸카보네이트(ethyl methyl carbonate, EMC), 감마 부티로락톤(γbutyrolactone) 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.
본 발명의 또 하나의 실시상태는 전술한 이차 전지(600)를 적어도 하나 포함하는 배터리 팩(700)을 제공한다. 일 예로, 상기 이차 전지(600)는 원통형 이차 전지일 수 있다.
상술한 실시예에 따른 원통형 이차 전지(600)는 배터리 팩(700)을 제조하는데 사용될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(600)들을 포함하는 배터리 팩(700)의 개략적 구성을 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩(700)은 원통형 이차 전지(600)가 전기적으로 연결된 집합체 및 이를 수용하는 팩 하우징(710)을 포함한다. 원통형 이차 전지(600)는 상술한 실시예에 따른 배터리 셀이다. 도면에서는, 도면 도시의 편의상 원통형 이차 전지들의 전기적 연결을 위한 버스바, 냉각 유닛, 외부 단자 등의 부품의 도시는 생략되었다.
본 발명의 또 하나의 실시상태는 전술한 배터리 팩(700)을 적어도 하나 포함하는 자동차(800)를 제공한다.
상기 배터리 팩(700)은 자동차(800)에 탑재될 수 있다. 자동차(800)는 일 예로 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 플러그인 하이브리드 자동차일 수 있다. 자동차는 4륜 자동차 또는 2륜 자동차를 포함한다.
도 10은 도 9의 배터리 팩(700)을 포함하는 자동차(800)를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차(800)는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(700)을 포함한다. 자동차는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(700)으로부터 전력을 공급받아 동작한다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1, 111: 전극 조립체
2, 211: 전극 조립체의 최외곽부
10, 100: 제1 전극
11, 110: 제1 전극 집전체
12, 13, 120, 130: 제1 전극 활물질층
14, 140: 제1 전극 탭
15, 150: 제1 전극 무지부
16, 160: 보호 테이프
20, 200: 제2 전극
21, 210: 제2 전극 집전체
22, 23, 220, 230: 제2 전극 활물질층
24, 240: 제2 전극 탭
25, 250: 제2 전극 단부
40, 400: 빈 공간
500: 두께 완충부
600: 이차 전지
700: 배터리 팩
710: 팩 하우징
800: 자동차
C: 크랙
H: 권취축 방향
HL: 권취축 방향에서 두께 완충부의 길이
P: 권취축에 수직인 방향
PL: 권취축에 수직인 방향에서 두께 완충부의 길이
T1: 제2 전극 단부의 두께
T2: 두께 완충부의 두께
I: 제2 전극 단부 및 두께 완충부 사이의 간격

Claims (22)

  1. 제1 전극, 분리막 및 제2 전극이 적층되어 권취된 전극 조립체로서,
    상기 전극 조립체의 최외곽부는 상기 제1 전극이 상기 분리막을 개재하여 상기 제2 전극의 단부를 덮고 있는 빈 공간 및 상기 빈 공간에 구비된 두께 완충부를 포함하는 것인 전극 조립체.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 전극은 제1 전극 집전체 및 상기 제1 전극 집전체 상에 구비된 제1 전극 활물질층을 포함하고,
    상기 두께 완충부는 상기 제2 전극의 단부에서부터 상기 제1 전극 활물질층의 단부 사이에서 상기 제1 전극의 권취 중심부에 대향하는 면에 직접 또는 상기 분리막을 개재하여 구비되는 것인 전극 조립체.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 두께 완충부는 상기 제2 전극의 단부에서부터 상기 제1 전극 활물질층의 단부 사이의 길이 대비 50% 이상의 길이로 구비되는 것인 전극 조립체.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 두께 완충부는 상기 제2 전극의 단부의 두께 이하의 두께로 구비되는 것인 전극 조립체.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 두께 완충부는 상기 제2 전극의 단부의 두께 대비 70% 내지 100%의 두께로 구비되는 것인 전극 조립체.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 두께 완충부는 상기 제2 전극의 단부와 겹쳐지지 않는 것인 전극 조립체.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 두께 완충부는 상기 전극 조립체의 권취축 방향에서 상기 전극 조립체 길이 100% 대비 50% 내지 100%의 길이로 구비되는 것인 전극 조립체.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 전극은 제2 전극 집전체 및 상기 제2 전극 집전체 상에 구비된 제2 전극 활물질층을 포함하고,
    상기 제2 전극의 단부에서 상기 제2 전극 집전체의 단부 및 상기 제2 전극 활물질층의 단부가 일치하는 것인 전극 조립체.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 전극의 단부는 상기 권취된 전극 조립체의 권취 종결부에 구비되는 것인 전극 조립체.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 전극은 상기 분리막을 개재하여 대면하는 상기 제2 전극보다 권취축에 수직인 방향으로 길게 구비되는 것인 전극 조립체.
  11. 청구항 2에 있어서, 상기 제1 전극의 권취 중심부에 대향하는 면에 구비된 상기 제1 전극 활물질층은 상기 분리막을 개재하여 대면하는 제2 전극의 단부보다 권취축에 수직인 방향으로 길게 구비되는 것인 전극 조립체.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 두께 완충부는 전해액 팽윤층인 것인 전극 조립체.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 전해액 팽윤층은 폴리우레탄을 포함하는 것인 전극 조립체.
  14. 청구항 12에 있어서, 상기 두께 완충부는 상기 전해액 팽윤층을 포함하는 전해액 팽윤테이프인 것인 전극 조립체.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 제1 전극은 제1 전극 집전체 및 상기 제1 전극 집전체 상에 구비된 제1 전극 활물질층을 포함하고,
    상기 전해액 팽윤테이프는 상기 제2 전극의 단부에서부터 상기 제1 전극 활물질층의 단부 사이에서 상기 제1 전극의 권취 중심부에 대향하는 면에 직접 또는 상기 분리막을 개재하여 부착되는 것인 전극 조립체.
  16. 청구항 2에 있어서, 상기 제1 전극은 상기 전극 조립체의 최외곽부에서 권취축에 수직인 방향의 일 단부에 구비된 상기 제1 전극 집전체의 가장자리부에 상기 제1 전극 활물질층이 구비되지 않은 무지부를 포함하고,
    상기 무지부에 구비된 보호 테이프를 더 포함하는 것인 전극 조립체.
  17. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 전극은 상기 전극 조립체의 권취축에 수직인 방향의 양 단부 중 어느 하나 이상에 구비된 탭을 더 포함하는 것인 전극 조립체.
  18. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 전극은 상기 전극 조립체의 권취축에 수직인 방향의 양 단부 이외의 부분에 구비된 탭을 더 포함하는 것인 전극 조립체.
  19. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극인 것인 전극 조립체.
  20. 청구항 1 내지 19 중 어느 한 항에 따른 전극 조립체를 포함하는 이차 전지.
  21. 청구항 20에 따른 이차 전지를 포함하는 배터리 팩.
  22. 청구항 21에 따른 배터리 팩을 적어도 하나 포함하는 것인 자동차.
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