KR20240051663A - Electrode Assembly having Electrode Tab and a Cylindrical Battery Cell using the same - Google Patents
Electrode Assembly having Electrode Tab and a Cylindrical Battery Cell using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20240051663A KR20240051663A KR1020220131601A KR20220131601A KR20240051663A KR 20240051663 A KR20240051663 A KR 20240051663A KR 1020220131601 A KR1020220131601 A KR 1020220131601A KR 20220131601 A KR20220131601 A KR 20220131601A KR 20240051663 A KR20240051663 A KR 20240051663A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrode
- electrode assembly
- electrode tab
- bent
- tab
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0422—Cells or battery with cylindrical casing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
- H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 전극탭을 구비하는 젤리-롤 형태의 전극조립체와, 상기 전극조립체를 원통형의 캔 내부에 수용한 배터리 셀에 관한 것이다.The present invention relates to a jelly-roll shaped electrode assembly having an electrode tab, and a battery cell containing the electrode assembly inside a cylindrical can.
원통형 배터리 셀은, 원통형의 캔 내부에 젤리-롤 형태로 감긴 원통형의 전극조립체를 수용한 형태를 가진다. 상기 원통형의 캔에는 상기 캔과 다른 극성을 띄도록 전기적으로 연결되는 전극단자가 설치된다. 그리고 상기 전극조립체의 제1전극은 상기 캔에 전기적으로 연결되어 상기 캔이 제1극성을 띄도록 하고, 상기 전극조립체의 제2전극은 상기 전극단자에 전기적으로 연결되어 상기 전극단자가 제2전극을 띄도록 한다. 일반적으로 상기 제1전극은 음극이고, 상기 제2전극은 양극이다.A cylindrical battery cell has a cylindrical electrode assembly that is wound in a jelly-roll shape inside a cylindrical can. The cylindrical can is provided with electrode terminals that are electrically connected to have a polarity different from that of the can. And the first electrode of the electrode assembly is electrically connected to the can so that the can has a first polarity, and the second electrode of the electrode assembly is electrically connected to the electrode terminal so that the electrode terminal is the second electrode. Make it stand out. Generally, the first electrode is a cathode and the second electrode is an anode.
젤리-롤은, 제1전극시트, 분리막, 제2전극시트 및 분리막의 순서로 적층된 시트들을 권심 축 둘레로 권취한 형태를 가진다. 상기 제1전극시트 및 상기 제2전극시트에는 제1전극탭과 제2전극탭이 각각 전기적으로 연결되고, 상기 젤리-롤은 상기 전극탭들이 상기 전극시트들에 연결된 상태에서 권취된다. 권취 상태에서, 상기 전극탭들의 단부는 상기 젤리-롤의 축방향 단부로 돌출되고, 이렇게 돌출된 전극탭 부위는 상기 캔이나 전극단자에 전기적으로 연결된다. 전극탭과 상기 캔 또는 전극탭과 상기 전극단자 간의 전기적 연결을 위해, 상기 전극탭의 돌출 부위를 반경방향으로 절곡하여 절곡부를 형성할 수 있고, 이러한 절곡부를 상기 캔이나 전극단자에 용접할 수 있다.The jelly-roll has a form in which sheets stacked in the order of the first electrode sheet, separator, second electrode sheet, and separator are wound around the core axis. A first electrode tab and a second electrode tab are electrically connected to the first electrode sheet and the second electrode sheet, respectively, and the jelly-roll is wound with the electrode tabs connected to the electrode sheets. In the wound state, the ends of the electrode tabs protrude from the axial ends of the jelly-roll, and the protruding electrode tab portions are electrically connected to the can or electrode terminal. For electrical connection between the electrode tab and the can or the electrode tab and the electrode terminal, the protruding portion of the electrode tab can be bent in the radial direction to form a bent portion, and this bent portion can be welded to the can or electrode terminal. .
상기 전극탭은, 젤리-롤의 둘레 방향을 따르는 소정의 폭과, 젤리-롤의 축방향을 따르는 소정의 길이를 가진다. 이중 상기 젤리-롤의 코어 쪽, 즉 권심 축에 가까운 쪽에 설치되는 전극탭의 경우, 특히 전극탭의 폭방향으로 곡률이 크기 때문에, 전극탭의 폭이 크면 젤리-롤 외부로 돌출되는 전극탭 부위를 반경방향으로 절곡하기가 어려워진다. 이런 연유로, 전극탭의 폭이 크면 클수록 셀의 내부 저항을 줄일 수 있음에도 불구하고, 전극탭의 폭을 크게 하는 데에 한계가 있었다.The electrode tab has a predetermined width along the circumferential direction of the jelly-roll and a predetermined length along the axial direction of the jelly-roll. Among them, in the case of the electrode tab installed on the core side of the jelly-roll, that is, on the side close to the core axis, the curvature is particularly large in the width direction of the electrode tab, so the electrode tab portion protrudes outside the jelly-roll when the width of the electrode tab is large. It becomes difficult to bend in the radial direction. For this reason, although the internal resistance of the cell can be reduced as the width of the electrode tab increases, there is a limit to increasing the width of the electrode tab.
또한 전극탭의 두께는 이와 연결되는 전극시트의 두께보다 몇 배 두껍기 때문에, 상기 젤리-롤의 원주방향을 따라, 상기 전극탭이 배치하는 구간과 그렇지 않은 구간의 강성 차이로 인해, 젤리-롤을 진원에 가깝게 권취하기가 어려웠다. 이러한 현상은, 특히 전극탭이 코어 쪽에 있을 때 더욱 두드러졌다.In addition, because the thickness of the electrode tab is several times thicker than the thickness of the electrode sheet connected to it, due to the difference in rigidity between the section where the electrode tab is placed and the section where the electrode tab is not placed along the circumferential direction of the jelly-roll, the jelly-roll It was difficult to wind it close to the epicenter. This phenomenon was especially noticeable when the electrode tab was on the core side.
한편, 원통형 배터리 셀의 충/방전이 반복됨에 따라, 전극시트가 두꺼워지거나 얇아지는 현상이 반복되면서, 젤리-롤이 반경방향으로 팽창하거나 수축하는 현상을 반복하게 된다. 이때, 상기 젤리-롤의 외주 부위는 캔에 의해 지지되므로 위와 같은 팽창과 수축을 규제할 수 있지만, 상기 젤리-롤의 내주, 즉 코어 부위는 이러한 팽창과 수축을 규제할 수 있는 구성이 없다. 이에, 상기 젤리-롤의 권심 중공부가 변형되는 현상이 발생한다.Meanwhile, as the charging/discharging of the cylindrical battery cell is repeated, the electrode sheet repeatedly becomes thicker or thinner, and the jelly-roll repeatedly expands or contracts in the radial direction. At this time, the outer circumference of the jelly-roll is supported by the can, so it can regulate expansion and contraction as described above, but the inner circumference, that is, the core portion, of the jelly-roll has no structure that can regulate such expansion and contraction. Accordingly, a phenomenon in which the hollow core of the jelly-roll is deformed occurs.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 배경하에서 창안된 것으로서, 전극탭의 폭을 충분히 확보하여 내부 저항을 더욱 낮춘 배터리 셀과, 이를 위한 전극탭의 구조를 제공한다.The present invention was created under the background of the prior art as described above, and provides a battery cell with a sufficient width of the electrode tab to further reduce internal resistance, and a structure of the electrode tab therefor.
본 발명의 다른 기술적 과제는 폭이 크더라도 절곡이 용이한 전극탭의 구조와, 이를 적용한 원통형 배터리 셀을 제공하는 것이다.Another technical task of the present invention is to provide a structure of an electrode tab that is easy to bend even if the width is large, and a cylindrical battery cell to which the same is applied.
본 발명의 다른 기술적 과제는, 원주방향으로 전극탭이 설치된 구간과 그렇지 않은 구간 간의 강성 차이가 발생하지 아니하여, 젤리-롤의 진원도를 더욱 높일 수 있는 전극탭 구조와, 이를 적용한 원통형 배터리 셀을 제공하는 것이다.Another technical problem of the present invention is to create an electrode tab structure that can further increase the roundness of the jelly-roll by preventing a difference in rigidity between a section in which electrode tabs are installed in the circumferential direction and a section in which they are not installed, and a cylindrical battery cell to which this is applied. It is provided.
본 발명의 다른 기술적 과제는 가공이 쉽고 용접이 용이한 전극탭의 구조와, 이를 적용한 원통형 배터리 셀을 제공하는 것이다. Another technical object of the present invention is to provide an electrode tab structure that is easy to process and weld, and a cylindrical battery cell to which the same is applied.
본 발명의 다른 기술적 과제는 젤리-롤의 코어 부분이 변형되는 것을 방지하거나 줄일 수 있는 전극탭 구조와, 이를 적용한 원통형 배터리 셀을 제공하는 것이다. Another technical object of the present invention is to provide an electrode tab structure that can prevent or reduce deformation of the core portion of a jelly-roll and a cylindrical battery cell using the same.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the purposes mentioned above, and other purposes and advantages of the present invention that are not mentioned can be understood through the following description and will be more clearly understood by the examples of the present invention. . Additionally, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention can be realized by the means and combinations thereof indicated in the patent claims.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로, 시트 형태의 전극, 및 상기 전극에 전기적으로 연결되고 상기 전극과 함께 권심을 중심으로 권취되는 전극탭을 포함하는 젤리-롤 형태의 전극조립체에 적용될 수 있다.The present invention was created to solve the above-mentioned problems, and is provided in a jelly-roll type electrode assembly including a sheet-shaped electrode and an electrode tab that is electrically connected to the electrode and wound around a core together with the electrode. It can be applied.
상기 전극탭은, 상기 전극탭의 폭방향이 상기 전극조립체의 둘레방향과 대응하고 상기 전극탭의 길이방향이 상기 전극조립체의 축방향과 대응하도록 상기 전극조립체에 설치된다.The electrode tab is installed in the electrode assembly so that the width direction of the electrode tab corresponds to the circumferential direction of the electrode assembly and the longitudinal direction of the electrode tab corresponds to the axial direction of the electrode assembly.
상기 전극조립체의 권심을 바라보는 상기 전극탭의 구심측 표면에는, 원심 방향으로 함몰되고 상기 길이방향으로 연장되는 홈이 하나 이상 마련된다. 이러한 홈은 전극탭의 권취 시 전극탭의 변형이 용이하게 해준다. 그러면 전극탭이 진원 또는 진원에 가깝게 권취된 상태를 유지할 수 있다.At least one groove recessed in the centrifugal direction and extending in the longitudinal direction is provided on the centripetal surface of the electrode tab facing the core of the electrode assembly. These grooves facilitate deformation of the electrode tab when winding the electrode tab. Then, the electrode tab can be maintained wound at or close to the epicenter.
상기 전극조립체의 축방향 단부로 노출되는 상기 전극탭 부위의 길이방향 구간 중 적어도 일부 구간에는 상기 전극탭의 길이방향 단부로부터 길이방향으로 연장된 절개부가 마련된다. 그리고 상기 전극탭에서 상기 절개부가 마련된 길이방향 구간의 적어도 일부는 상기 전극조립체의 반경 방향으로 절곡되어 절곡부를 형성한다.A cut portion extending in the longitudinal direction from the longitudinal end of the electrode tab is provided in at least some of the longitudinal sections of the electrode tab portion exposed to the axial end of the electrode assembly. And at least a portion of the longitudinal section of the electrode tab where the cutout is provided is bent in the radial direction of the electrode assembly to form a bent portion.
이러한 구조를 가지는 전극조립체에 따르면, 전극탭의 폭이 넓더라도 절곡이 이루어질 부위는 절개부에 의해 분할되어 하나의 전극탭에 형성되는 2 이상의 개별 절곡부들의 폭을 줄일 수 있다. 따라서 전극탭의 전체 폭에 관계없이 절곡부의 성형이 원활해진다. 또한 절곡부를 가공함으로 인해 발생할 수 있는 전극탭의 변형을 최소화할 수 있다.According to the electrode assembly having this structure, even if the width of the electrode tab is wide, the area to be bent is divided by a cut portion, so that the width of two or more individual bent portions formed in one electrode tab can be reduced. Therefore, the forming of the bent portion becomes smooth regardless of the overall width of the electrode tab. Additionally, deformation of the electrode tab that may occur due to processing of the bent portion can be minimized.
상기 전극탭은 상기 전극조립체의 권심 측에 배치될 수 있다. 그러면 상기 전극탭으로 인해, 상기 전극조립체의 권심 중공부 부근(코어부)이 진원에 가까운 상태를 유지할 수 있게 된다.The electrode tab may be disposed on the core side of the electrode assembly. Then, due to the electrode tab, the area around the hollow portion of the core (core portion) of the electrode assembly can be maintained close to the epicenter.
상기 전극탭의 폭이 상기 전극조립체에서 차지하는 중심각은 180도 이상 360도 이하일 수 있다. The central angle of the width of the electrode tab in the electrode assembly may be 180 degrees or more and 360 degrees or less.
바람직하게, 상기 전극탭의 폭이 상기 전극조립체에서 차지하는 중심각은 실질적으로 360도일 수 있다. 상기 전극탭의 두께는 상기 시트 형태의 전극의 두께보다 더 두껍다. 이에 따라, 상기 전극탭은 전지의 전기적 통로가 될 뿐만 아니라 상기 전극조립체의 권심 중공부, 즉 내주부의 강도를 보강할 수 있다. 그러면, 전극조립체의 권심부의 전극탭의 부착 폭이 크게 증가하여 전지의 내부저항을 더 낮출 수 있고, 전지의 충/방전 과정에서 발생하는 전극조립체의 권심부의 변형을 상기 전극탭이 저지하여 권심부의 변형을 완화시킬 수 있다. Preferably, the central angle of the width of the electrode tab in the electrode assembly may be substantially 360 degrees. The thickness of the electrode tab is thicker than the thickness of the sheet-shaped electrode. Accordingly, the electrode tab not only serves as an electrical passage for the battery, but also reinforces the strength of the core hollow portion, that is, the inner peripheral portion, of the electrode assembly. Then, the attachment width of the electrode tab at the core of the electrode assembly can be greatly increased, thereby lowering the internal resistance of the battery, and the electrode tab prevents deformation of the core of the electrode assembly that occurs during the charging/discharging process of the battery. Deformation of the core part can be alleviated.
상기 홈은 둘 이상 복수 개 마련되고, 상기 홈들은 상기 전극탭의 폭방향을 따라 배열될 수 있다. 그러면, 상기 시트 형태의 전극의 두께보다 더 두꺼운 상기 전극탭이 전극조립체의 권심측에 배치되어 상기 시트 형태의 전극보다 더 큰 곡률 또는 더 작은 곡률반경을 가지더라도, 상기 전극탭의 권취가 원활하게 이루어질 수 있다.Two or more grooves may be provided, and the grooves may be arranged along the width direction of the electrode tab. Then, even if the electrode tab, which is thicker than the thickness of the sheet-shaped electrode, is disposed on the core side of the electrode assembly and has a greater curvature or a smaller radius of curvature than the sheet-shaped electrode, the electrode tab can be wound smoothly. It can be done.
상기 홈은 둘레방향을 따라 등간격으로 배치될 수 있다. 이로 인해 상기 전극탭의 권취 형상은 실질적으로 진원이 될 수 있다.The grooves may be arranged at equal intervals along the circumferential direction. Because of this, the winding shape of the electrode tab can be substantially circular.
상기 홈은 깊이방향으로 갈수록 그 폭이 점차 줄어드는 형상을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 전극탭을 권취함에 따라 상기 홈에 해당하는 부위가 나머지 부위보다 더 많이 변형될 때, 상기 홈을 사이에 두고 마주하는 상기 홈의 두 내면이 간섭되는 현상을 더욱 최소화할 수 있다.The groove may have a shape whose width gradually decreases in the depth direction. Accordingly, when the portion corresponding to the groove is deformed more than the remaining portion as the electrode tab is wound, the phenomenon of interference between the two inner surfaces of the groove facing each other with the groove in between can be further minimized.
구체적으로, 폭방향으로 이웃하는 두 홈 사이에 대응하는 전극탭 부분의 형상은, 등변 사다리꼴이거나 이등변 삼각형일 수 있다.Specifically, the shape of the electrode tab portion corresponding to two adjacent grooves in the width direction may be an equilateral trapezoid or an isosceles triangle.
상기 절개부는 상기 홈에 마련될 수 있다.The incision may be provided in the groove.
상기 절개부의 개수는 상기 홈의 개수와 동일하거나 그보다 적을 수 있다.The number of incisions may be equal to or less than the number of grooves.
상기 홈은 프레스 가공 등을 통해 성형될 수 있다. The groove may be formed through press processing or the like.
상기 절개부는 레이저와 같은 광학적 커터 혹은 나이프와 같은 기계적 커터로 가공될 수 있다.The incision may be processed with an optical cutter such as a laser or a mechanical cutter such as a knife.
상기 전극탭의 폭방향 단부 및 이와 이웃하는 상기 절개부 사이의 구간이 상기 전극조립체에서 차지하는 중심각, 또는 서로 이웃하는 두 절개부 사이의 구간이 상기 전극조립체에서 차지하는 중심각은 45도 이상 120도 이하일 수 있다. 즉 절곡부의 폭이 차지하는 중심각은 45도 이상 120도 이하일 수 있다. 바람직하게, 상기 중심각은 중심각은 60도 이상 90도 이하일 수 있다. 더 바람직하게, 상기 중심각은 실질적으로 90도일 수 있다.The central angle occupied by the width direction end of the electrode tab and the section between the adjacent cutouts in the electrode assembly, or the central angle occupied by the section between two adjacent cutouts in the electrode assembly may be 45 degrees or more and 120 degrees or less. there is. That is, the central angle occupied by the width of the bent portion may be between 45 degrees and 120 degrees. Preferably, the central angle may be 60 degrees or more and 90 degrees or less. More preferably, the central angle may be substantially 90 degrees.
절곡부의 폭이 차지하는 중심각이 45도 미만이면, 절곡부의 개수가 지나치게 많아질 여지가 있다. 또한 절곡부의 폭이 120도를 넘으면 절곡부의 성형이 원활하게 이루어지지 않게 된다.If the central angle occupied by the width of the bent portion is less than 45 degrees, there is a possibility that the number of bent portions may become too large. Additionally, if the width of the bent portion exceeds 120 degrees, the forming of the bent portion will not be performed smoothly.
상기 절곡부는 상기 전극조립체의 구심방향으로 절곡될 수 있다.The bent portion may be bent in the centripetal direction of the electrode assembly.
축방향으로 바라보았을 때, 상기 절곡부는 상기 권심 중공부의 적어도 일부를 커버할 수 있다. 이렇게 권심 중공부를 커버하는 절곡부 부위는 상기 전극조립체를 수용하는 캔이나 캔에 설치된 전극단자에 용접될 수 있다. 이러한 용접은 저항 용접일 수 있다.When viewed in the axial direction, the bent portion may cover at least a portion of the hollow portion of the core. The bent portion covering the hollow portion of the core can be welded to the can accommodating the electrode assembly or to the electrode terminal installed on the can. This welding may be resistance welding.
상기 전극탭이 반경 방향으로 절곡되는 부위의 길이는 권심 중공부의 직경의 2/3 이상 1 이하일 수 있다. 바람직하게, 상기 길이는 권심 중공부의 직경의 3/4 이상 5/6 이하일 수 있다. 더 바람직하게, 상기 길이는 실질적으로 권심 중공부의 직경의 4/5일 수 있다.The length of the portion where the electrode tab is bent in the radial direction may be 2/3 or more and 1 or less of the diameter of the core hollow portion. Preferably, the length may be 3/4 or more and 5/6 or less of the diameter of the hollow portion of the winding core. More preferably, the length may be substantially 4/5 of the diameter of the core hollow portion.
상기 길이가 2/3 이하가 되면, 절곡부가 커버하는 권심 중공부의 면적이 작고, 절곡부 간에 상호 중첩되는 면적이 좁아져서, 절곡부와 상기 전극조립체를 수용하는 캔과의 용접 면적을 확보하기 어려울 수 있다. 반대로 상기 길이가 1을 초과하면, 어느 하나의 절곡부를 절곡할 때, 절곡부가 다른 절곡부와 간섭되는 현상이 발생하게 된다.If the length is less than 2/3, the area of the core hollow portion covered by the bent portion is small, and the mutually overlapping area between the bent portions is narrowed, making it difficult to secure a welding area between the bent portion and the can that accommodates the electrode assembly. You can. On the other hand, if the length exceeds 1, when one bent part is bent, a phenomenon in which the bent part interferes with another bent part occurs.
상기 전극조립체의 축방향으로 보았을 때 상기 전극탭의 절곡부의 단부는 상기 전극조립체의 권심 중공부의 단면 내에 배치될 수 있다.When viewed in the axial direction of the electrode assembly, the end of the bent portion of the electrode tab may be disposed within the cross section of the core hollow portion of the electrode assembly.
상기 전극조립체의 중심을 사이에 두고 서로 마주하는 절곡부는 적어도 일부 영역이 축방향으로 바라보았을 때 서로 겹쳐지도록 할 수 있다. The bent portions that face each other with the center of the electrode assembly in between may overlap at least some areas when viewed in the axial direction.
상기 전극조립체의 둘레방향으로 이웃하는 절곡부는 적어도 일부 영역이 축방향으로 바라보았을 때 서로 겹쳐지도록 할 수 있다.At least some areas of adjacent bent portions in the circumferential direction of the electrode assembly may overlap each other when viewed in the axial direction.
이렇게 겹쳐지는 부분은 상기 캔이나 캔에 설치된 전극단자에 함께 용접될 수 있다.These overlapping parts can be welded together to the can or electrode terminals installed on the can.
이와 달리, 상기 전극조립체의 중심을 사이에 두고 서로 마주하는 절곡부 중 어느 하나는 구심 방향으로 절곡되고, 다른 하나는 원심 방향으로 절곡될 수 있다. 이로써 전극탭의 절곡 공정을 단순화할 수 있다.In contrast, one of the bent parts facing each other across the center of the electrode assembly may be bent in a centripetal direction, and the other may be bent in a centripetal direction. This can simplify the bending process of the electrode tab.
이와 달리 상기 절곡부는 상기 전극조립체의 원심방향으로 절곡될 수도 있다.Alternatively, the bent portion may be bent in the centrifugal direction of the electrode assembly.
상기 절곡부는 상기 전극조립체를 수용하는 캔에 용접될 수 있다. 이러한 용접은 레이저 용접일 수 있다.The bent portion may be welded to a can that accommodates the electrode assembly. This welding may be laser welding.
또한 본 발명은, 상기 전극조립체를 상기 캔에 수용한 원통형 셀을 제공한다. 상기 전극조립체의 절곡부는, 상기 캔이나 상기 캔에 설치된 전극단자에 용접될 수 있다.Additionally, the present invention provides a cylindrical cell containing the electrode assembly in the can. The bent portion of the electrode assembly may be welded to the can or to an electrode terminal installed on the can.
본 발명에 따른 전극탭 구조를 구비하는 원통형 배터리 셀은, 전극탭의 길이방향 단부에 마련한 절개부로 인해 둘레 방향으로 절곡부의 폭을 분할할 수 있기 때문에, 전극탭의 폭이 크더라도 절곡부의 절곡 성형이 원활하게 이루어질 수 있다. In the cylindrical battery cell having the electrode tab structure according to the present invention, the width of the bent portion can be divided in the circumferential direction due to the cut portion provided at the longitudinal end of the electrode tab, so even if the width of the electrode tab is large, the bent portion is formed by bending. This can be done smoothly.
본 발명에 따른 전극탭 구조를 구비하는 원통형 배터리 셀은, 전극탭의 폭을 충분히 확보할 수 있어 배터리 셀의 내부 저항을 더욱 낮출 수 있다.The cylindrical battery cell having the electrode tab structure according to the present invention can secure a sufficient width of the electrode tab, thereby further lowering the internal resistance of the battery cell.
본 발명에 따른 전극탭 구조를 구비하는 원통형 배터리 셀은, 전극탭에 형성된 하나 이상의 홈으로 인해 전극탭의 권취 저항력을 크게 낮추어 전극탭의 권취 저항 강성과 전극시트의 권취 저항 강성의 차이를 최소화할 수 있다. 이에 따라 전극조립체의 원주방향으로, 상기 전극탭이 배치된 구간과 그렇지 않은 구간의 곡률의 차이를 최소화할 수 있어, 전극조립체의 진원도를 더욱 높일 수 있다.The cylindrical battery cell having the electrode tab structure according to the present invention significantly reduces the winding resistance of the electrode tab due to one or more grooves formed in the electrode tab, thereby minimizing the difference between the winding resistance rigidity of the electrode tab and the winding resistance rigidity of the electrode sheet. You can. Accordingly, in the circumferential direction of the electrode assembly, the difference in curvature between the section where the electrode tab is placed and the section where the electrode tab is not placed can be minimized, thereby further increasing the roundness of the electrode assembly.
본 발명에 따른 전극탭 구조를 구비하는 원통형 배터리 셀은, 절곡부의 절곡 가공에 대한 어려움 없이, 그리고 전극시트와 전극탭 간의 곡률 차이를 최소화하면서 상기 전극탭을 코어의 원주방향 전체를 둘러싸도록 배치하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 전극탭을 통해, 충/방전 과정에서 젤리-롤의 코어 부분이 변형되는 것을 방지하거나 줄일 수 있다.The cylindrical battery cell having the electrode tab structure according to the present invention is arranged to surround the entire circumferential direction of the core without difficulty in bending the bent portion and while minimizing the difference in curvature between the electrode sheet and the electrode tab. It is possible. Therefore, through these electrode tabs, it is possible to prevent or reduce deformation of the core part of the jelly-roll during the charging/discharging process.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the above-described effects, specific effects of the present invention are described below while explaining specific details for carrying out the invention.
도 1과 도 2는 본 발명에 따른 전극탭을 가공하기 위한 프레스를 모식적으로 표현한 사시도와 정면도이다.
도 3은 도 2의 상형이 하강하여 전극탭을 가공하는 상태를 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전극탭을 가공하고 있는 롤 프레스를 모식적으로 표현한 사시도이다.
도 5는 프레스 또는 롤프레스에 의해 표면에 홈이 가공된 전극탭을 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5의 전극탭에 절개부를 형성된 전극탭을 나타낸 평면도이다.
도 7과 도 8은 장방향 시트 형태의 분리막, 제1전극, 분리막, 제2전극을 순서대로 적층하고, 제2전극에 도 6의 전극탭을 연결한 상태를 나타낸 평면도와 정면도이다.
도 9와 도 10은 도 8에 도시된 방향으로 적층된 시트들을 권취하여 젤리-롤 형태의 전극조립체를 형성한 상태를 나타낸 사시도와 평면도이다.
도 11은 도 9의 전극탭 부분만을 표시한 사시도이다.
도 12와 도 13은 도 9 내지 도 11에 도시된 전극탭의 길이방향 단부에서 절개부에 의해 구분되는 전극탭 부분 중 어느 하나를 반경방향 내측으로 절곡한 상태를 나타낸 사시도와 평면도이다.
도 14는 도 12의 전극탭 부분만을 표시한 사시도이다.
도 15와 도 16은 도 12 내지 도 14에 도시된 전극탭의 길이방향 단부에서 절개부에 의해 구분되는 전극탭 부분 중 하나를 더 반경방향 내측으로 절곡한 상태를 나타낸 사시도와 평면도이다.
도 17는 도 15의 전극탭 부분만을 표시한 사시도이다.
도 18과 도 19는 도 15 내지 도 17에 도시된 전극탭의 길이방향 단부에서 절개부에 의해 구분되는 전극탭 부분 중 하나를 더 반경방향 내측으로 절곡한 상태를 나타낸 사시도와 평면도이다.
도 20은 도 18의 전극탭 부분만을 표시한 사시도이다.
도 21과 도 22는 도 18 내지 도 21에 도시된 전극탭의 길이방향 단부에서 절개부에 의해 구분되는 전극탭 부분 중 아직 절곡하지 않았던 마지막 부분을 반경방향 내측으로 절곡하여 모든 전극탭 부분을 절곡한 상태를 나타낸 사시도와 평면도이다.
도 23은 도 21의 전극탭 부분만을 표시한 사시도이다.
도 24는 도 21의 전극조립체의 상하를 반전시킨 상태에서 바닥에 절연체를 개재하며 전극조립체를 캔에 수용하는 과정을 나타낸 사시도이다.
도 25는 도 24의 전극조립체와 절연체를 캔에 수용한 상태를 나타낸 정면 단면도이다.
도 26은 본 발명에 따른 전극탭의 다른 실시예의 사시도이다.
도 27은 도 26의 전극탭의 정면도이다.
도 28은 도 26 및 도 27에 도시된 전극탭을 권취한 상태를 나타낸 사시도이고, 도 29는 그 평면도이다.
도 30은 본 발명에 따른 전극탭의 또 다른 실시예의 사시도이다.
도 31은 도 30의 전극탭의 정면도이다.
도 32는 도 30 및 도 31에 도시된 전극탭을 권취한 상태를 나타낸 사시도이고, 도 33은 그 평면도이다.
도 34와 도 35는 전극조립체의 전극탭을 절곡한 다른 실시예들을 나타낸 정면 단면도이다.Figures 1 and 2 are a perspective view and a front view schematically showing a press for processing electrode tabs according to the present invention.
Figure 3 is a front view showing a state in which the upper die of Figure 2 is lowered to process an electrode tab.
Figure 4 is a perspective view schematically expressing a roll press processing an electrode tab according to the present invention.
Figure 5 is a perspective view showing an electrode tab whose surface is grooved by a press or roll press.
FIG. 6 is a plan view showing the electrode tab of FIG. 5 with a cutout portion formed therein.
Figures 7 and 8 are a plan view and a front view showing a state in which a separator, a first electrode, a separator, and a second electrode in the form of a long sheet are stacked in that order, and the electrode tab of Figure 6 is connected to the second electrode.
Figures 9 and 10 are a perspective view and a plan view showing a state in which a jelly-roll shaped electrode assembly is formed by winding sheets stacked in the direction shown in Figure 8.
Figure 11 is a perspective view showing only the electrode tab portion of Figure 9.
FIGS. 12 and 13 are a perspective view and a plan view showing a state in which one of the electrode tab portions divided by a cut portion at the longitudinal end of the electrode tab shown in FIGS. 9 to 11 is bent radially inward.
Figure 14 is a perspective view showing only the electrode tab portion of Figure 12.
FIGS. 15 and 16 are a perspective view and a plan view showing one of the electrode tab portions divided by a cut portion at the longitudinal end of the electrode tab shown in FIGS. 12 to 14 bent further radially inward.
Figure 17 is a perspective view showing only the electrode tab portion of Figure 15.
Figures 18 and 19 are a perspective view and a plan view showing a state in which one of the electrode tab parts divided by a cut portion at the longitudinal end of the electrode tab shown in Figures 15 to 17 is bent further radially inward.
Figure 20 is a perspective view showing only the electrode tab portion of Figure 18.
21 and 22 show that the last part of the electrode tab divided by the cut portion at the longitudinal end of the electrode tab shown in Figures 18 to 21, which has not yet been bent, is bent radially inward to bend all electrode tab parts. It is a perspective view and a plan view showing one state.
Figure 23 is a perspective view showing only the electrode tab portion of Figure 21.
Figure 24 is a perspective view showing the process of accommodating the electrode assembly in a can with an insulator on the bottom in a state where the electrode assembly of Figure 21 is upside down.
Figure 25 is a front cross-sectional view showing the electrode assembly and insulator of Figure 24 housed in a can.
Figure 26 is a perspective view of another embodiment of the electrode tab according to the present invention.
Figure 27 is a front view of the electrode tab of Figure 26.
FIG. 28 is a perspective view showing the electrode tab shown in FIGS. 26 and 27 in a wound state, and FIG. 29 is a plan view thereof.
Figure 30 is a perspective view of another embodiment of an electrode tab according to the present invention.
FIG. 31 is a front view of the electrode tab of FIG. 30.
Figure 32 is a perspective view showing the electrode tab shown in Figures 30 and 31 in a wound state, and Figure 33 is a plan view thereof.
Figures 34 and 35 are front cross-sectional views showing other embodiments in which the electrode tabs of the electrode assembly are bent.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above-described objects, features, and advantages will be described in detail later with reference to the attached drawings, so that those skilled in the art will be able to easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of known techniques related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. In the drawings, identical reference numerals are used to indicate identical or similar components.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Although first, second, etc. are used to describe various components, these components are of course not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component, and unless specifically stated to the contrary, the first component may also be a second component.
명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 있고 복수일 수도 있다.Throughout the specification, unless otherwise stated, each element may be singular or plural.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.Hereinafter, the “top (or bottom)” of a component or the arrangement of any component on the “top (or bottom)” of a component means that any component is placed in contact with the top (or bottom) of the component. Additionally, it may mean that other components may be interposed between the component and any component disposed on (or under) the component.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.Additionally, when a component is described as being “connected,” “coupled,” or “connected” to another component, the components may be directly connected or connected to each other, but the other component is “interposed” between each component. It should be understood that “or, each component may be “connected,” “combined,” or “connected” through other components.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.As used herein, singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “consists of” or “comprises” should not be construed as necessarily including all of the various components or steps described in the specification, and some of the components or steps may include It may not be included, or it should be interpreted as including additional components or steps.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Additionally, as used herein, singular expressions include plural expressions, unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “consists of” or “comprises” should not be construed as necessarily including all of the various components or steps described in the specification, and some of the components or steps may include It may not be included, or it should be interpreted as including additional components or steps.
명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다.Throughout the specification, when referred to as “A and/or B”, this means A, B or A and B, unless specifically stated to the contrary, and when referred to as “C to D”, this means unless specifically stated to the contrary. Unless there is one, it means that it is C or higher and D or lower.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
실시예를 설명함에 있어서 축방향이라 함은 젤리롤 형태의 전극조립체의 권심(6)의 축이 연장되는 방향을 의미한다. 전극조립체의 축방향은 상기 전극조립체에 연결된 전극탭의 길이방향과 대응할 수 있다.In describing the embodiment, the axial direction refers to the direction in which the axis of the core 6 of the jelly roll-shaped electrode assembly extends. The axial direction of the electrode assembly may correspond to the longitudinal direction of the electrode tab connected to the electrode assembly.
실시예를 설명함에 있어서 원주방향 또는 둘레방향이라 함은 상기 전극조립체의 권취방향을 의미한다. 이는 전극조립체의 권심 축을 둘러싸는 방향을 의미하며, 상기 전극조립체에 연결된 전극탭의 폭방향과 대응할 수 있다.In describing the embodiment, the circumferential direction or circumferential direction refers to the winding direction of the electrode assembly. This refers to the direction surrounding the core axis of the electrode assembly, and may correspond to the width direction of the electrode tab connected to the electrode assembly.
실시예를 설명함에 있어서 반경방향 또는 방사방향이라 함은 상기 전극조립체의 권심 축에 가까워지거나 권심 축으로부터 멀어지는 방향을 의미한다. 권심 축에 가까워지는 방향을 구심방향, 그리고 권심 축으로부터 멀어지는 방향을 원심방향이라 할 수 있다. 상기 반경방향은 전극조립체에 연결된 전극탭의 두께방향과 대응할 수 있다. 아울러 전극조립체의 구심방향은 전극탭의 내측 표면이 바라보는 방향 즉 법선방향과 대응할 수 있고, 전극조립체의 원심방향은 전극탭의 외측 표면이 바라보는 방향 즉 법선방향과 대응할 수 있다.In describing the embodiment, the radial direction or radial direction means a direction closer to or away from the core axis of the electrode assembly. The direction approaching the core axis can be called the centripetal direction, and the direction away from the core axis can be called the centripetal direction. The radial direction may correspond to the thickness direction of the electrode tab connected to the electrode assembly. In addition, the centripetal direction of the electrode assembly may correspond to the direction that the inner surface of the electrode tab faces, that is, the normal direction, and the centrifugal direction of the electrode assembly may correspond to the direction that the outer surface of the electrode tab faces, that is, the normal direction.
본 발명의 실시예들을 설명하기 위해 제시된 도면들은, 발명의 이해를 위해 과장되거나 간략화된 도면으로서, 실물 그 자체를 표현하는 것은 아니다.The drawings presented to explain embodiments of the present invention are exaggerated or simplified drawings for understanding of the invention and do not represent the actual object itself.
도 1 내지 도 6은 본 발명에 따른 실시예의 전극탭과 그 가공 방법에 관련된 장치들을 도시한다.1 to 6 show devices related to an electrode tab and a processing method thereof according to an embodiment of the present invention.
먼저 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 실시예의 전극탭(40)은, 소정의 폭을 가지고 길이방향으로 길게 연장된 금속 시트의 표면에, 길이방향으로 연장되는 홈(41)이 형성된 형태를 가진다. 상기 홈(41)은 복수 개 구비되며, 복수 개의 홈(41)은 폭방향으로 배열되어 있다.First, referring to FIG. 5, the electrode tab 40 of the embodiment according to the present invention has a shape in which a groove 41 extending in the longitudinal direction is formed on the surface of a metal sheet extending long in the longitudinal direction with a predetermined width. have The grooves 41 are provided in plural numbers, and the plurality of grooves 41 are arranged in the width direction.
이러한 형태로 전극탭(40)을 가공하는 방법의 일 예를, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 먼저 상기 홈(41)이 가공되기 전의 전극탭(40)을 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 프레스(2)의 제2형인 하형(2-2) 상에 재치하고, 이를 제1형인 상형(2-1)으로 도 3과 같이 가압하여 성형 가공함으로써, 도 5에 도시된 바와 같이 홈(41)이 전극탭(40)의 표면에 형성되도록 할 수 있다.An example of a method of processing the electrode tab 40 in this form will be described with reference to FIGS. 1 to 3. First, the electrode tab 40 before the groove 41 is processed is placed on the lower die 2-2, which is the second type of the press 2, as shown in Figures 1 and 2, and it is placed on the upper die, which is the first type. By pressing and forming (2-1) as shown in FIG. 3, the groove 41 can be formed on the surface of the electrode tab 40 as shown in FIG. 5.
전극탭(40)에 홈(41)을 가공하는 다른 일 예를 도 4를 참조하여 설명한다. 홈(41)이 가공되기 전의 전극탭 모재를 롤프레스인 압연롤(4)에 길이방향으로 공급하여 압연하면, 홈(41)에 대응하는 돌출 형상을 구비하는 제1롤인 상부롤(4-1)과 평평한 제2롤인 하부롤(4-2)이 홈(41)을 연속적으로 가공하게 된다. 이렇게 홈(41)이 가공된 전극탭 모재를 일정 길이로 절단하면, 도 5에 도시된 바와 같이 홈(41)이 표면에 형성된 소정 길이의 전극탭(40)을 제작할 수 있다.Another example of machining a groove 41 in the electrode tab 40 will be described with reference to FIG. 4 . When the electrode tab base material before the groove 41 is processed is supplied to the rolling roll 4, which is a roll press, in the longitudinal direction and rolled, the upper roll 4-1, which is the first roll, has a protruding shape corresponding to the groove 41. ) and the lower roll (4-2), which is a flat second roll, continuously processes the groove (41). By cutting the electrode tab base material with the grooves 41 machined in this way to a certain length, an electrode tab 40 of a certain length with the grooves 41 formed on the surface can be manufactured, as shown in FIG. 5.
상기 홈(41)의 형상은, 표면으로부터 깊이방향으로 갈수록 그 폭이 점차 줄어드는 형상일 수 있다. 일 예로, 이러한 형상은 이등변 삼각형의 두 등변과 같은 형태일 수 있다. 그러나 홈(41)의 단면 형상이 이에 한정되는 것은 아니다. 가령, 사다리꼴, 포물선, 반원, 반-타원 등 다양한 형태의 홈(41)이 적용 가능하다.The shape of the groove 41 may be such that its width gradually decreases as it goes from the surface to the depth. As an example, this shape may be like the two equilateral sides of an isosceles triangle. However, the cross-sectional shape of the groove 41 is not limited to this. For example, grooves 41 of various shapes such as trapezoid, parabola, semicircle, and semi-ellipse can be applied.
폭방향으로, 이웃하는 두 홈(41)에 의해 구획되는 전극탭 부위의 형상으로서, 실시예에서는, 등변 사다리꼴 형상이 예시된다. 그러나 그 형상이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이등변삼각형(도 31 참조), 직사각형 등 다양한 형상이 적용될 수 있다. 이러한 형상은, 홈(41)의 단면 형상과 대응할 것이다.As the shape of the electrode tab portion divided by the two adjacent grooves 41 in the width direction, an equilateral trapezoid shape is exemplified in the embodiment. However, the shape is not necessarily limited to this, and various shapes such as an isosceles triangle (see Figure 31) and a rectangle can be applied. This shape will correspond to the cross-sectional shape of the groove 41.
이렇게 제작된 전극탭(40)의 길이방향 단부로부터, 소정의 길이만큼 절개부(43)를 형성하면, 도 6에 도시된 바와 같이 전극탭(40)의 길이방향 일측 단부가 폭방향으로 복수 개 분할된 전극탭(40)을 제작할 수 있다. 상기 절개부(43)의 가공은, 레이저 가공이나, 커터 나이프 들을 통해 이루어질 수 있다.When the cut portion 43 is formed for a predetermined length from the longitudinal end of the electrode tab 40 manufactured in this way, one longitudinal end of the electrode tab 40 is formed into a plurality of pieces in the width direction, as shown in FIG. 6. A divided electrode tab 40 can be manufactured. The cutting portion 43 may be processed using laser processing or cutter knives.
폭방향으로 상기 절개부(43)가 형성되는 위치는, 상기 홈(41) 부분일 수 있다. The location where the cut portion 43 is formed in the width direction may be a portion of the groove 41.
도 5와 도 6에는 홈(41)의 개수와 절개부(43)의 개수가 동일한 전극탭(40)을 도시하였으나, 반드시 홈(41)의 개수와 절개부(43)의 개수가 일치해야 하는 것은 아니다. 도 26 내지 도 33에 도시된 전극탭(40)의 다른 실시예들처럼, 홈(41)의 개수가 절개부(43)의 개수보다 더욱 많을 수도 있음은 물론이다. 5 and 6 show the electrode tab 40 with the same number of grooves 41 and the same number of cuts 43, but the number of grooves 41 and the number of cuts 43 must match. That is not the case. Of course, like other embodiments of the electrode tab 40 shown in FIGS. 26 to 33, the number of grooves 41 may be greater than the number of cut portions 43.
또한 절개부(43)가 반드시 홈(41)의 위치에 형성되어야만 하는 것은 아니다. 다만 절개부(43)를 홈(41)의 위치에 형성하면, 커팅 가공이 보다 용이하고, 절개부(43)에 의해 분할된 전극탭(40) 부분을 후술할 바와 같이 절곡하는 가공 과정이 더 용이할 수 있다.Additionally, the incision 43 does not necessarily have to be formed at the location of the groove 41. However, if the cut portion 43 is formed at the location of the groove 41, cutting processing is easier, and the processing process of bending the portion of the electrode tab 40 divided by the cut portion 43, as will be described later, is easier. It can be easy.
상기 절개부(43)의 개수는 하나 이상일 수 있으며, 실시예들에서는 3개의 절개부(43)가 형성된 구조를 예시하고 있다. 그러나 절개부(43)의 개수가 이에 한정되는 것은 아니며, 4개, 5개, 6개 등 다양할 수 있다.The number of the cut portions 43 may be one or more, and in the embodiments, a structure in which three cut portions 43 are formed is exemplified. However, the number of incisions 43 is not limited to this and may vary, such as 4, 5, or 6.
도 7 및 도 8은 시트 형태의 전극(30)과 분리막(50)을 적층하고, 전극에 상기 전극탭(40)이 용접 등의 방식으로 전기적으로 연결된 상태를 도시한다.Figures 7 and 8 show a state in which the sheet-shaped electrode 30 and the separator 50 are stacked, and the electrode tab 40 is electrically connected to the electrode by welding or the like.
축방향으로 소정의 폭을 가지고 권취방향으로 길게 연장된 장방형의 시트 형태로 이루어진 전극과 분리막은, 도시된 바와 같이, 제1분리막(51), 제1전극(31), 제2분리막(52), 제2전극(32)의 순으로 이루어질 수 있다. 상기 제1전극(31)은 음극이고, 상기 제2전극(32)은 양극일 수 있다. As shown, the electrode and separator in the form of a rectangular sheet with a predetermined width in the axial direction and extending long in the winding direction are a first separator 51, a first electrode 31, and a second separator 52. , and the second electrode 32 may be formed in that order. The first electrode 31 may be a cathode, and the second electrode 32 may be an anode.
상기 양극과 음극은, 양극 집전체와 음극 집전체의 표면에 각각 양극 활물질과 음극 활물질이 코팅된 형태일 수 있다.The positive electrode and negative electrode may be coated with a positive electrode active material and a negative electrode active material on the surfaces of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector, respectively.
본 발명에 있어서, 양극에 코팅되는 양극 활물질과 음극판에 코팅되는 음극 활물질은 당업계에 공지된 활물질이라면 제한없이 사용될 수 있다. In the present invention, the positive electrode active material coated on the positive electrode and the negative electrode active material coated on the negative electrode plate can be used without limitation as long as they are active materials known in the art.
상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물 또는 1종 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4(여기서, x는 0 내지 0.33임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물(LiMnO2); 리튬 구리 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2(여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga이고, x = 0.01 내지 0.3임)으로 표현되는 니켈사이트형 리튬 니켈 산화물(lithiated nickel oxide); 화학식 LiMn2-xMxO2(여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta이고, x = 0.01 내지 0.1임) 또는 Li2Mn3MO8(여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn임)로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 리튬 일부가 알칼리 토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 또는 이들의 조합에 의해 형성되는 복합 산화물 등과 같이 리튬 흡착 물질(lithium intercalation material)을 주성분으로 하며, 상기와 같은 종류들이 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. The positive electrode active material may be a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or a compound substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxide (LiMnO 2 ) with the formula Li 1+x Mn 2-x O 4 (where x is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2 , etc.; lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 , and Cu 2 V 2 O 7 ; Nickelsite type lithium nickel oxide (lithiated nickel) represented by the formula LiNi 1-x M oxide); Formula LiMn 2 - x M Lithium manganese complex oxide expressed as Ni, Cu or Zn); LiMn 2 O 4 in which part of the lithium in the chemical formula is replaced with alkaline earth metal ions; disulfide compounds; It is mainly composed of lithium intercalation material, such as Fe 2 (MoO 4 ) 3 or a complex oxide formed by a combination thereof, and there are types like the above, but it is not limited to these.
상기 양극 집전체는 예컨대 3 내지 500 ㎛의 두께를 갖는다. 이러한 양극 집전체는, 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 전극 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다. The positive electrode current collector has a thickness of, for example, 3 to 500 ㎛. This positive electrode current collector is not particularly limited as long as it is conductive without causing chemical changes in the battery, and may include, for example, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, or carbon on the surface of aluminum or stainless steel. , surface treated with nickel, titanium, silver, etc. can be used. The electrode current collector can increase the adhesion of the positive electrode active material by forming fine irregularities on its surface, and can take various forms such as films, sheets, foils, nets, porous materials, foams, and non-woven fabrics.
상기 양극 활물질 입자에는 도전재가 추가로 혼합될 수 있다. 이러한 도전 재는 예컨대 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연, 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유, 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다. A conductive material may be additionally mixed with the positive electrode active material particles. This conductive material is added, for example, in an amount of 1 to 50% by weight based on the total weight of the mixture including the positive electrode active material. These conductive materials are not particularly limited as long as they have high conductivity without causing chemical changes in the battery, and examples include graphite such as natural graphite and artificial graphite; Carbon black, such as carbon black, acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskeys such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives may be used.
또한, 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질 입자를 도포 및 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 도전재, 바인더, 용매 등과 같은 성분들이 더 포함될 수 있다. In addition, the negative electrode is manufactured by applying and drying negative electrode active material particles on the negative electrode current collector, and if necessary, components such as the conductive material, binder, solvent, etc. described above may be further included.
상기 음극 집전체는 예컨대 3 내지 500 ㎛의 두께를 갖는다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양 한 형태로 사용될 수 있다. The negative electrode current collector has a thickness of, for example, 3 to 500 ㎛. This negative electrode current collector is not particularly limited as long as it is conductive without causing chemical changes in the battery, for example, copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, fired carbon, the surface of copper or stainless steel. Surface treatment with carbon, nickel, titanium, silver, etc., aluminum-cadmium alloy, etc. can be used. In addition, like the positive electrode current collector, the bonding power of the negative electrode active material can be strengthened by forming fine irregularities on the surface, and can be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous materials, foams, and non-woven materials.
상기 음극 활물질은 예컨대 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe'yOz(Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8)의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, Bi2O5 등의 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni계 재료 등을 사용할 수 있다. The negative electrode active material includes, for example, carbon such as non-graphitized carbon and graphitic carbon; Li x Fe 2 O 3 ( 0≤x≤1), Li x WO 2 (0≤x≤1), Sn Al, B, P, Si, group 1, 2, and 3 elements of the periodic table, halogen; 1≤y≤3; 1≤z≤8); lithium metal; lithium alloy; silicon-based alloy; tin-based alloy; SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 3 O 4 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , Sb 2 O 5 , GeO, GeO 2 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 4 , oxides such as Bi 2 O 5 ; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni based materials, etc. can be used.
상기 전극에 사용가능한 바인더 고분자는 전극 활물질 입자와 도전재 등의 결합과 전극 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 예를 들어 전극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더 고분자의 예로는 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌(polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene: PVdF), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌(polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리부틸아크릴레이트(polybutylacrylate), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트(cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸플루란(cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜(cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스(cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스 (cyanoethylsucrose), 풀루란(pullulan) 및 카르복실메틸 셀룰로오스(carboxyl methyl cellulose)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 바인더 고분자 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The binder polymer that can be used in the electrode is a component that assists in the bonding of the electrode active material particles and the conductive material and the bonding to the electrode current collector, for example, 1 to 50% by weight based on the total weight of the mixture containing the electrode active material. is added. Examples of such binder polymers include polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene (PVdF), polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene, and polymethyl methacrylate. (polymethylmethacrylate), polybutylacrylate, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinylacetate, polyethylene-co-vinyl acetate, Polyethylene oxide, polyarylate, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cyanoethylpullulan, Any one binder selected from the group consisting of cyanoethylpolyvinylalcohol, cyanoethylcellulose, cyanoethylsucrose, pullulan, and carboxyl methyl cellulose Polymers or mixtures of two or more of them may be used, but are not limited thereto.
상기 전극 제조에 사용되는 용매의 비제한적인 예로는 아세톤(acetone), 테 트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran), 메틸렌클로라이드(methylene chloride), 클로로포름(chloroform), 디메틸포름아미드(dimethylformamide), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone, NMP), 시클로헥산(cyclohexane), 물 또는 이들의 혼합체 등이 있다. 이러한 용매들은 전극 집전체 표면에 대해 소망하는 수준으로 슬러리 도포 층이 만들어질 수 있도록 적정한 수준의 점도를 제공한다. Non-limiting examples of solvents used to manufacture the electrode include acetone, tetrahydrofuran, methylene chloride, chloroform, dimethylformamide, and N-methyl-2. -N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), cyclohexane, water, or mixtures thereof. These solvents provide an appropriate level of viscosity so that a slurry coating layer can be created at a desired level on the electrode current collector surface.
상기 음극은, 집전체; 및 상기 집전체의 적어도 일면에 위치하고, 음극활물질, 바인더 고분자, 및 도전재를 포함하는 음극활물질층을 구비하고, 상기 음극활물질층이 상기 집전체와 면접하는 하층 영역과 상기 하층 영역과 면접하면서 음극 활물질층의 표면까지 연장되는 상층 영역으로 이루어지고, 상기 하층 영역 및 상층 영역이 각각 독립적으로 음극활물질로서 흑연 및 규소계 화합물 중 적어도 1종 이상을 포함할 수 있다. The negative electrode includes a current collector; and a negative electrode active material layer located on at least one surface of the current collector and including a negative electrode active material, a binder polymer, and a conductive material, wherein the negative electrode active material layer has a lower layer area in contact with the current collector and a negative electrode layer while in contact with the lower layer area. It consists of an upper layer region extending to the surface of the active material layer, and the lower layer region and the upper layer region may each independently include at least one type of graphite or a silicon-based compound as a negative electrode active material.
상기 하층 영역이 음극활물질로서 천연흑연을 포함하고, 상기 상층 영역에는 음극활물질로서 인조흑연을 포함할 수 있다. The lower layer region may include natural graphite as a negative electrode active material, and the upper layer region may include artificial graphite as a negative electrode active material.
상기 하층 영역 및 상층 영역이 각각 독립적으로 음극활물질로서 규소계 화 합물을 더 포함할 수 있다. The lower layer region and the upper layer region may each independently further include a silicon-based compound as a negative electrode active material.
상기 규소계 화합물이 SiOx(0x2) 및 SiC 중 1종 이상을 포함할 수 있다. The silicon-based compound is SiO x (0 x 2) and may include one or more of SiC.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 음극은 하층용 음극활물질로 포함하는 하층용 슬러리를 집전체에 도포 및 건조하여 하층 영역을 형성하고, 이후 하층 영역 상에 상층용 음극활물질로 포함하는 상층용 슬러리를 도포 및 건조하여 상층 영역을 형성하여 제조될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the negative electrode is formed by applying and drying a lower layer slurry containing a lower layer negative electrode active material on a current collector to form a lower layer area, and then forming an upper layer slurry containing a lower layer negative electrode active material on the lower layer area. It can be manufactured by applying and drying the slurry to form an upper layer region.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 음극은 하층용 음극활물질을 포함하는 하층용 슬러리;와, 상층용 음극활물질 포함하는 상층용 슬러리;를 준비하는 단계; In addition, according to one embodiment of the present invention, the negative electrode includes the steps of preparing a slurry for a lower layer containing a negative electrode active material for a lower layer; and a slurry for an upper layer containing a negative electrode active material for an upper layer;
음극 집전체의 일면에 상기 하층용 슬러리를 코팅하고, 동시에 또는 소정의 시간차를 두고 상기 하층용 슬러리 위에 상기 상층용 슬러리를 코팅하는 단계; 및 Coating the lower layer slurry on one surface of a negative electrode current collector and coating the upper layer slurry on the lower layer slurry simultaneously or at a predetermined time interval; and
상기 코팅된 하층용 슬러리 및 상층용 슬러리를 동시에 건조하여 활물질층을 형성하는 단계;를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다. It may be manufactured by a method comprising: simultaneously drying the coated slurry for the lower layer and the slurry for the upper layer to form an active material layer.
이렇게 후자의 방법으로 제조되는 경우에, 상기 음극에서 하층 영역과 상층 영역이 맞닿는 부분에 이들 상이한 종류의 활물질들이 서로 혼재하는 혼합 영역(인터믹싱, intermixing)이 존재할 수 있다. 이는 하층 음극활물질로 포함하는 하층용 슬러리와 상층 음극활물질로 포함하는 상층용 슬러리를 집전체 상에 동시에 또는 매우 짧은 시간 차이를 두고 연속적으로 코팅을 하고, 이후 동시에 건조하는 방식으로 활물질층을 형성하는 경우에, 하층용 슬러리와 상층용 슬러리가 건조전에 맞 닿은 계면 상에 소정의 혼합 구간이 발생하고 이후 건조되면서 이러한 혼합 구간이 혼합 영역의 층 형태로 형성되기 때문이다. In the case of manufacturing by the latter method, a mixed region (intermixing) in which different types of active materials are mixed may exist in the portion where the lower layer region and the upper layer region of the cathode come into contact. This is to form an active material layer by coating the lower layer slurry containing the lower layer negative electrode active material and the upper layer slurry containing the upper layer negative electrode active material on the current collector simultaneously or continuously with a very short time difference, and then drying them simultaneously. In this case, a predetermined mixing section occurs on the interface where the slurry for the lower layer and the slurry for the upper layer come into contact before drying, and as they are dried, this mixing section is formed in the form of a layer of mixing area.
본 발명의 일 구현예의 음극의 활물질층에서, 상기 상층 영역과 상기 하층 영역의 중량비 (또는 단위 면적당 로딩양의 비)는 20:80 내지 50:50, 상세하게는 25:75 내지 50:50일 수 있다. In the active material layer of the negative electrode of one embodiment of the present invention, the upper region and the lower region The weight ratio (or ratio of loading amount per unit area) may be 20:80 to 50:50, specifically 25:75 to 50:50.
본 발명의 음극의 활물질층의 하층 영역 및 상층 영역의 두께는 상기 코팅된 하층용 슬러리 및 상기 코팅된 상층용 슬러리의 두께와 완전히 일치하지는 않을 수 있다. 하지만, 건조 또는 선택적인 압연 공정을 거친 결과, 최종 얻어지는 본 발명의 음극의 음극의 활물질층의 하층 영역 및 상층 영역의 두께의 비율은 상기 코팅된 하층용 슬러리 및 상기 코팅된 상층용 슬러리의 두께의 비율과는 일치할 수 있다. The thickness of the lower region and upper region of the active material layer of the negative electrode of the present invention may not completely match the thicknesses of the coated slurry for the lower layer and the slurry for the coated upper layer. However, as a result of the drying or selective rolling process, the ratio of the thickness of the lower layer region and the upper layer region of the active material layer of the negative electrode of the finally obtained negative electrode of the present invention is the thickness of the coated lower layer slurry and the coated upper layer slurry. It may be consistent with the ratio.
상기 제1 슬러리를 코팅하고, 동시에 또는 소정의 시간차를 두고 상기 제1 슬러리 위에 상기 제2 슬러리를 코팅하고, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 소정의 시간차는 0.6초 이하, 또는 0.02초 내지 0.6초, 또는 0.02초 내지 0.06초, 또는 0.02초 내지 0.03초의 시간차일 수 있다. 이와 같이 제1 슬러리와 제2 슬러리의 코팅시에 시간차가 발생하는 것은 코팅 장비에 기인하는 것이므로, 상기 제1 슬러리와 제2 슬러리를 동시에 코팅하는 것이 더 바람직할 수 있다. 상기 제1 슬러리 상에 제2 슬러리를 코팅하는 방법은 이중 슬롯 다이(double slot die), 등의 장치를 이용할 수 있다. The first slurry is coated, and the second slurry is coated on the first slurry simultaneously or with a predetermined time difference, and according to one embodiment of the present invention, the predetermined time difference is 0.6 seconds or less, or 0.02 seconds to 0.02 seconds. The time difference may be 0.6 seconds, or 0.02 seconds to 0.06 seconds, or 0.02 seconds to 0.03 seconds. Since the time difference that occurs when coating the first slurry and the second slurry is due to the coating equipment, it may be more preferable to coat the first slurry and the second slurry at the same time. A method of coating the second slurry on the first slurry may use a device such as a double slot die.
상기 활물층을 형성하는 단계에서, 건조 단계 이후 활물질층을 압연시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 압연은 롤 프레싱(roll pressing)와 같이 당업 분야에서 통상적으로 사용되는 방법에 의해 수행될 수 있으며, 예컨대, 1 내지 20 MPa의 압력 및 15 내지 30℃의 온도에서 수행될 수 있다. In forming the active material layer, the step of rolling the active material layer after the drying step may be further included. At this time, rolling may be performed by a method commonly used in the art, such as roll pressing, and may be performed, for example, at a pressure of 1 to 20 MPa and a temperature of 15 to 30°C.
상기 코팅된 하층용 슬러리 및 상층용 슬러리를 동시에 건조하여 활물질층을 형성하는 단계는, 열풍 건조 및 적외선 건조 장치가 조합한 장치를 이용하고, 당업 분야에서 통상적으로 사용되는 방법으로 실시될 수 있다. The step of simultaneously drying the coated slurry for the lower layer and the slurry for the upper layer to form an active material layer may be performed by a method commonly used in the art using a combination of hot air drying and infrared drying equipment.
상기 하층용 슬러리의 고형분에서 제1 바인더 고분자의 중량%가 상기 상층용 슬러리의 고형분에서 제2 바인더 고분자의 중량%과 동일하거나 더 많을 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르며, 상기 하층용 슬러리의 고형분에서 제1 바인더 고분 자의 중량%가 상기 상층용 슬러리의 고형분에서 제2 바인더 고분자의 중량%보다 1.0 내지 4.2배, 또는 1.5 내지 3.6배, 또는 1.5 내지 3 배 클 수 있다. The weight percent of the first binder polymer in the solid content of the slurry for the lower layer may be equal to or greater than the weight percent of the second binder polymer in the solid content of the slurry for the upper layer. According to one embodiment of the present invention, the weight percent of the first binder polymer in the solid content of the slurry for the lower layer is 1.0 to 4.2 times, or 1.5 to 3.6 times the weight percent of the second binder polymer in the solid content of the slurry for the upper layer, Or it may be 1.5 to 3 times larger.
이때, 상기 코팅된 하층용 슬러리에서 제1 바인더의 중량% 및 상기 코팅된 상층용 슬러리에서 제2 바인더의 중량%의 비율이 이러한 범위를 만족하는 경우에 하층 영역의 바인더가 너무 적지 않아서 전극층의 탈리가 발생하지 않으며, 상층 영역의 바인더가 너무 많지 않아서 전극 상층부의 저항이 감소되고 급속충전성능이 유리할 수 있다. At this time, when the ratio of the weight % of the first binder in the coated slurry for the lower layer and the weight % of the second binder in the coated slurry for the upper layer satisfies this range, the binder in the lower layer region is not too small and the electrode layer is detached. does not occur, and there is not too much binder in the upper layer region, so the resistance of the upper layer of the electrode is reduced and rapid charging performance can be advantageous.
상기 하층용 슬러리의 고형분에서 제1 바인더 고분자의 중량%가 2 내지 30 중량%, 또는 5 내지 20 중량%. 또는 5 내지 20 중량%일 수 있고, 상기 상층용 슬러리의 고형분에서 제2 바인더 고분자의 비율(중량%)이 0.5 내지 20 중량%, 또는 1 내지 15 중량%, 또는 1 내지 10 중량%, 또는 2 내지 5 중량%일 수 있다. The weight percent of the first binder polymer in the solid content of the lower layer slurry is 2 to 30 weight percent, or 5 to 20 weight percent. Or it may be 5 to 20% by weight, and the proportion (% by weight) of the second binder polymer in the solid content of the slurry for the upper layer is 0.5 to 20% by weight, or 1 to 15% by weight, or 1 to 10% by weight, or 2 It may be from 5% by weight.
상기 하층용 슬러리 및 상기 상층용 슬러리 전체의 고형분에서 제1 바인더 고분자 및 제2 바인더 고분자의 총비율(중량%)이 2 내지 20 중량%, 또는 5 내지 15 중량%일 수 있다. The total ratio (% by weight) of the first binder polymer and the second binder polymer in the total solid content of the slurry for the lower layer and the slurry for the upper layer may be 2 to 20% by weight, or 5 to 15% by weight.
상기 분리막은 다공성 고분자 기재; 및 상기 다공성 고분자 기재의 양면 상에 위치하고, 무기물 입자 및 바인더 고분자를 포함하는 다공성 코팅층;을 가진다. The separator is a porous polymer substrate; and a porous coating layer located on both sides of the porous polymer substrate and containing inorganic particles and a binder polymer.
상기 다공성 고분자 기재는 폴리올레핀계 다공성 기재일 수 있다. The porous polymer substrate may be a polyolefin-based porous substrate.
상기 폴리올레핀 다공성 기재는 필름(film) 또는 부직웹(non-woven web) 형태일 수 있다. 이와 같이 다공성 구조를 가짐으로써 양극과 음극 간의 전해액 이동이 원활하게 이루어질 수 있게 되고, 기재 자체의 전해액 함침성도 증가하게 되어 우수한 이온 전도성이 확보될 수 있으며, 전기화학소자 내부의 저항증가가 방지 되어 전기화학소자의 성능저하가 방지될 수 있다. The polyolefin porous substrate may be in the form of a film or non-woven web. By having such a porous structure, the electrolyte can move smoothly between the anode and the cathode, and the electrolyte impregnation of the substrate itself can be increased to ensure excellent ionic conductivity. In addition, an increase in resistance inside the electrochemical device is prevented, thereby increasing the electrical power. Deterioration in the performance of chemical devices can be prevented.
본 발명에서 사용되는 폴리올레핀 다공성 기재는 통상적으로 전기화학소자에 사용되는 평면상의 다공성 기재라면 모두 사용이 가능하며, 그 재질이나 형태는 목적하는 바에 따라 다양하게 선택할 수 있다. The polyolefin porous substrate used in the present invention can be any planar porous substrate commonly used in electrochemical devices, and its material or shape can be selected in various ways depending on the purpose.
폴리올레핀 다공성 기재는 비제한적으로 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 도는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 형성된 필름(film) 혹은 부직웹(non-woven web)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The polyolefin porous substrate may be, but is not limited to, high-density polyethylene, low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, ultra-high molecular weight polyethylene, polypropylene, or a film or non-woven web formed of a mixture of two or more of these. It is not limited to this.
상기 폴리올레핀 다공성 기재는 8 내지 30 ㎛의 두께를 가질 수 있으나, 이는 단지 예시일 뿐 기계적인 물성이나 전지의 고율 충방전 특성을 고려하여 상기 범위를 벗어난 두께도 채택가능하다. The polyolefin porous substrate may have a thickness of 8 to 30 ㎛, but this is only an example and thicknesses outside the above range may be adopted in consideration of mechanical properties or high rate charge/discharge characteristics of the battery.
본 발명에 따른 부직포 시트는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 부직포 시트는 섬유 방사에 의해 제조된 것일 수 있다. 예컨대, 멜트 블로운(melt blown) 방법을 사용하여, 상기 소재의 섬유를 융점 이상에서 섬유 방사 형태로 만들어서 혼방 방사하여 제조된 것일 수 있다. The nonwoven sheet according to the present invention may be formed of polyethylene (PE), polypropylene (PP), or a mixture of two or more thereof. For example, the nonwoven sheet may be manufactured by fiber spinning. For example, it may be manufactured by mixing the fibers of the above material into fiber spinning form at a melting point or higher using a melt blown method.
상기 부직포 시트는 200 내지 400 %, 보다 바람직하게는 300 내지 400 %의 연신율을 가질 수 있다. 상기 연신율이 200% 미만인 경우에는 못 관통시 전극과 전극 사이에 접촉할 확률이 증가하게 되고, 400 %보다 큰 경우에는 못 관통 주변 부위도 연신하게 되어 분리막이 얇아져서 barrier성(차단성)이 감소하게 된다. The nonwoven sheet may have an elongation of 200 to 400%, more preferably 300 to 400%. If the elongation rate is less than 200%, the probability of contact between electrodes increases when the nail penetrates, and if it is greater than 400%, the area around the nail penetration is also stretched, making the separator thinner and reducing the barrier property. I do it.
상기 부직포 시트에는 0.1 내지 10 ㎛의 평균 직경을 갖는 기공이 복수개 형성되어 있다. 기공의 크기가 0.1㎛ 보다 작은 경우에는 리튬 이온 및/또는 전해액의 원활한 이동이 이루어지지 않을 수 있고, 기공의 크기가 10㎛ 보다 큰 경우에는 못 관통시에 부직포 시트의 연신에 의해 양극과 음극의 접촉을 방지하려는 본 발명의 효과가 달성되지 않을 수 있다. A plurality of pores having an average diameter of 0.1 to 10 μm are formed in the nonwoven fabric sheet. If the pore size is smaller than 0.1㎛, smooth movement of lithium ions and/or electrolyte may not occur, and if the pore size is larger than 10㎛, the anode and cathode may be damaged due to stretching of the non-woven fabric sheet when the nail penetrates. The effect of the present invention to prevent contact may not be achieved.
또한, 상기 부직포 시트는 40 내지 70 %의 공극률을 가질 수 있다. 공극률이 40 % 미만인 경우에는 리튬 이온 및/또는 전해액의 원활한 이동이 이루어지지 않을 수 있고, 공극률이 70 %보다 큰 경우에는 못 관통시에 부직포 시트의 연신에 의해 양극과 음극의 접촉을 방지하려는 본 발명의 효과가 달성되지 않을 수 있다. 이와 같이 제조된 부직포 시트는 1 내지 20초/100 mL의 통기도를 가질 수 있다. Additionally, the nonwoven sheet may have a porosity of 40 to 70%. If the porosity is less than 40%, smooth movement of lithium ions and/or electrolyte may not occur, and if the porosity is greater than 70%, the pattern is designed to prevent contact between the anode and cathode by stretching the non-woven sheet when nail penetration. The effect of the invention may not be achieved. The nonwoven sheet prepared in this way may have an air permeability of 1 to 20 seconds/100 mL.
또한, 상기 부직포 시트는 10 내지 20 ㎛의 두께를 가질 수 있으나, 이는 단지 예시일 뿐 이에 한정되는 것은 아니다. 부직포 시트의 투과성에 따라 상기 범위를 벗어난 두께의 부직포 시트도 채택이 가능하다. Additionally, the nonwoven sheet may have a thickness of 10 to 20 ㎛, but this is only an example and is not limited thereto. Depending on the permeability of the non-woven fabric sheet, non-woven fabric sheets with thicknesses outside the above range can also be adopted.
상기 부직포 시트는 라미네이션에 의해, 부직포 시트 아래에 놓인 분리막 구성요소에 결합될 수 있다. 상기 라미네이션은 100 내지 150℃의 온도 범위에서 수행될 수 있는데, 100℃보다 낮은 온도에서 라미네이션이 수행되는 경우에는 라미네이션 효과가 발생하지 않게 되고, 150℃보다 높은 온도에서 라미네이션이 수행되는 경우에는 부직포의 일부가 녹게 된다. The nonwoven sheet may be joined to a separator component underlying the nonwoven sheet by lamination. The lamination may be performed in a temperature range of 100 to 150°C. If the lamination is performed at a temperature lower than 100°C, the lamination effect will not occur, and if the lamination is performed at a temperature higher than 150°C, the nonwoven fabric may be damaged. Some of it melts.
상기와 같은 조건하에 라미네이션 결합된, 본 발명의 일 양태에 따른 분리막은, 종래 부직포 시트로 이루어진 분리막과 비교할 때, 또한, 필름이나 부직포 시트의 적어도 일면에 무기물 입자를 포함하는 층이 형성되어 있는 분리막과 비교할 때 못 관통성에 대하여 향상된 저항성을 갖게 된다. Compared to a separator made of a conventional non-woven fabric sheet, the separator according to one aspect of the present invention, which is laminated under the above conditions, is a separator in which a layer containing inorganic particles is formed on at least one side of the film or non-woven fabric sheet. Compared to , it has improved resistance to nail penetration.
상기 다공성 코팅층에서 무기물 입자들은 서로 충전되어 접촉된 상태에서 상기 바인더 고분자에 의해 서로 결착될 수 있고, 이로 인해 무기물 입자들 사이에 인터스티셜 볼륨(interstitial volume)이 형성되어 상기 무기물 입자들 사이의 인터스티셜 볼륨은 빈 공간이 되어 기공을 형성할 수 있다. In the porous coating layer, the inorganic particles may be bound to each other by the binder polymer in a state where they are filled and in contact with each other, and as a result, an interstitial volume is formed between the inorganic particles, thereby forming an interstitial volume between the inorganic particles. The static volume can become an empty space to form a pore.
상기 다공성 코팅층 형성에 사용되는 무기물 입자로는 무기물 입자, 즉 전기 화학소자의 작동 전압 범위(예컨대, Li/Li+ 기준으로 0~5V)에서 산화 및/또는 환원 반응이 일어나지 않는 무기물 입자들을 더 첨가하여 사용할 수 있다. 특히, 이온 전달능력이 있는 무기물 입자를 사용하는 경우 전기화학소자 내의 이온 전도도를 높여 성능 향상을 도모할 수 있다. 또한, 무기물 입자로서 유전율이 높은 무기물 입자를 사용하는 경우, 액체 전해질 내 전해질 염, 예컨대 리튬염의 해리도 증가에 기여하여 전해액의 이온 전도도를 향상시킬 수 있다. The inorganic particles used to form the porous coating layer include additional inorganic particles, that is, inorganic particles in which oxidation and/or reduction reactions do not occur in the operating voltage range of the electrochemical device (e.g., 0 to 5 V based on Li/Li + ). You can use it. In particular, when using inorganic particles capable of ion transport, performance can be improved by increasing the ionic conductivity within the electrochemical device. In addition, when inorganic particles with a high dielectric constant are used as the inorganic particles, the ionic conductivity of the electrolyte solution can be improved by contributing to an increase in the degree of dissociation of electrolyte salts, such as lithium salts, in the liquid electrolyte.
전술한 이유들로 인해, 상기 무기물 입자는 유전율 상수가 5 이상, 바람직하게는 10 이상인 고유전율 무기물 입자, 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자 또는 이들의 혼합체를 포함하는 것이 바람직하다.For the above-mentioned reasons, the inorganic particles preferably include high dielectric constant inorganic particles having a dielectric constant of 5 or more, preferably 10 or more, inorganic particles having lithium ion transport ability, or a mixture thereof.
유전율 상수가 5 이상인 무기물 입자의 비제한적인 예로는 BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3(PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT), PB(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT), 하프니아(HfO2), SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, Y2O3, Al2O3, TiO2, SiC 또는 이들의 혼합체 등이 있다. Non-limiting examples of inorganic particles with a dielectric constant of 5 or more include BaTiO 3 , Pb(Zr,Ti)O 3 (PZT), Pb 1-x La x Zr 1-y Ti y O 3 (PLZT), PB(Mg 1 /3 Nb 2/3 )O 3 -PbTiO 3 (PMN-PT), hafnia (HfO 2 ), SrTiO 3 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO 2 , Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , TiO 2 , SiC or mixtures thereof.
특히, 전술한 BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3(PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT), PB(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT) 및 하프니아(HfO2)와 같은 무기물 입자들은 유전율 상수 100 이상인 고유전율 특성을 나타낼 뿐만 아니라, 일정 압력을 인가하여 인장 또는 압축되는 경우 전하가 발생하여 양쪽 면 간에 전위차가 발생하는 압전성(piezoelectricity)을 가짐으로써, 외부 충격에 의한 양(兩) 전극의 내부 단락 발생을 방지하여 전기화학소자의 안전성 향상을 도모할 수 있다. 또한, 전술한 고 유전율 무기물 입자와 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자들을 혼용할 경우 이들의 상승 효과는 배가될 수 있다. In particular, the above-mentioned BaTiO 3 , Pb(Zr,Ti)O 3 (PZT), Pb 1-x La x Zr 1-y Ti y O 3 (PLZT), PB(Mg 1/3 Nb 2/3 )O 3 -Inorganic particles such as PbTiO 3 (PMN-PT) and hafnia (HfO 2 ) not only exhibit high dielectric constant characteristics with a dielectric constant of 100 or more, but also generate electric charges when stretched or compressed by applying a certain pressure, creating a potential difference between both sides. By having piezoelectricity, it is possible to improve the safety of electrochemical devices by preventing internal short circuits of both electrodes due to external shock. In addition, when the above-mentioned high dielectric constant inorganic particles and inorganic particles having lithium ion transport ability are mixed, their synergistic effect can be doubled.
리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자는 리튬 원소를 함유하되 리튬을 저장하지 아니하고 리튬 이온을 이동시키는 기능을 갖는 무기물 입자를 지칭한다. 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자는 입자 구조 내부에 존재하는 일종의 결함(defect)으로 인해 리튬 이온을 전달 및 이동시킬 수 있기 때문에, 전지내 리튬 이온 전도도가 향상되고, 이로 인해 전지 성능 향상을 도모할 수 있다. 상기 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자의 비제한적인 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 P2S5계열glass(LixPySz,0< x<3, 0<y<3, 0< z<7) 또는 이들의 혼합물 등이 있다. Inorganic particles having the ability to transport lithium ions refer to inorganic particles that contain lithium element but do not store lithium but have the function of moving lithium ions. Inorganic particles with lithium ion transport ability can transport and move lithium ions due to a type of defect present inside the particle structure, thereby improving lithium ion conductivity in the battery, thereby improving battery performance. You can. Non-limiting examples of the inorganic particles having the ability to transport lithium ions include lithium phosphate (Li 3 PO 4 ), lithium titanium phosphate (Li x Ti y (PO 4 ) 3 , 0<x<2, 0<y<3) , lithium aluminum titanium phosphate ( Li 2 O 5 , etc. (LiAlTiP) x O y series glass (0 < x < 4 , 0 < y < 13), lithium lanthanum titanate (Li ), lithium germanium thiophosphate (Li x Ge y P z S w , 0 < x < 4 , 0 < y < 1 , 0 < z < 1 , 0 < w < 5), lithium nitride (Li x N y , 0 < x < 4, 0 < y < 2 ) such as Li 3 N , SiS 2 series glass ( Li x P 2 S 5 series glass (Li x P y S z , 0 < x<3, 0<y<3, 0<z<7) or mixtures thereof.
다공성 코팅층의 무기물 입자 크기는 제한이 없으나, 균일한 두께의 코팅층 형성 및 적절한 공극률을 위하여, 0.001 내지 10㎛인 것이 바람직하다. 0.001㎛ 미만인 경우 무기물 입자의 분산성이 저하될 수 있고, 10㎛를 초과하는 경우 다공성 코팅층의 두께가 증가하여 기계적 물성이 저하될 수 있으며, 또한 지나치게 큰 기공 크기로 인해 전지 충방전시 내부 단락이 일어날 확률이 높아진다. The size of the inorganic particles in the porous coating layer is not limited, but is preferably 0.001 to 10 ㎛ in order to form a coating layer of uniform thickness and have an appropriate porosity. If it is less than 0.001㎛, the dispersibility of inorganic particles may decrease, and if it exceeds 10㎛, the thickness of the porous coating layer may increase and mechanical properties may deteriorate, and internal short circuits may occur during battery charging and discharging due to excessively large pore sizes. The probability of it happening increases.
다공성 코팅층을 형성하는 바인더 고분자로는 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌(polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene: PVdF), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌(polyvinylidene fluoride-co¬trichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리부틸 아크릴레이트(polybutylacrylate), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리 비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트부티레이트(cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate), 시아노에틸플루란(cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜(cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스(cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스(cyanoethylsucrose), 풀루란(pullulan) 및 카르복실메틸 셀 룰로오스(carboxyl methyl cellulose)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 바인더 고분자 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. Binder polymers that form the porous coating layer include polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene (PVdF), polyvinylidene fluoride-co¬trichloroethylene, and polymethyl. methacrylate, polybutylacrylate, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinylacetate, ethylene vinyl acetate copolymer (polyethylene-co-vinyl) acetate, polyethylene oxide, polyarylate, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cyanoethylflurane ( From the group consisting of cyanoethylpullulan, cyanoethylpolyvinylalcohol, cyanoethylcellulose, cyanoethylsucrose, pullulan, and carboxyl methyl cellulose. Any one selected binder polymer or a mixture of two or more of them may be used, but is not limited thereto.
다공성 코팅층에 사용되는 무기물 입자와 바인더 고분자의 조성비는 예를 들어 50:50 내지 99:1 범위가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 70:30 내지 95:5이다. 바인더 고분자에 대한 무기물 입자의 함량비가 50:50 미만일 경우 바인더 고분자의 함량이 많아지게 되어 분리막의 열적 안전성 개선이 저하될 수 있다. 또한, 무기물 입자들 사이에 형성되는 빈 공간의 감소로 인한 기공 크기 및 기공도가 감소되어 최종 전지 성능 저하가 야기될 수 있다. 무기물 입자의 함량이 99 중량부를 초과할 경우 바인더 고분자 함량이 너무 적기 때문에 다공성 코팅층의 내필링성이 약화될 수 있다. 상기 다공성 코팅층의 두께는 특별한 제한이 없으나, 0.01 내지 20㎛ 범위가 바람직하다. 또한, 기공 크기 및 기공도 역시 특별한 제한이 없으나, 기공 크기는 0.001 내지 10㎛ 범위가 바람직하며, 기공도는 10 내지 90% 범위가 바람직하다. 기공 크기 및 기공도는 주로 무기물 입자의 크기에 의존하는데, 예컨대 입경이 1㎛ 이하인 무기물 입자를 사용하는 경우 형성되는 기공 역시 대략 1㎛ 이하를 나타내게 된다. 이와 같은 기공 구조는 추후 주액되는 전해액으로 채워지게 되고, 이와 같이 채워진 전해액은 이온 전달 역할을 하게 된다. 기공 크기 및 기공도가 각각 0.001㎛ 및 10% 미만일 경우 저항층으로 작용할 수 있으며, 기공 크기 및 기공도가 10㎛ 및 90%를 각각 초과할 경우에는 기계적 물성이 저하될 수 있다. The composition ratio of the inorganic particles and binder polymer used in the porous coating layer is preferably in the range of, for example, 50:50 to 99:1, and more preferably 70:30 to 95:5. If the content ratio of the inorganic particles to the binder polymer is less than 50:50, the content of the binder polymer increases and the improvement in thermal safety of the separator may be reduced. In addition, the pore size and porosity are reduced due to a decrease in the empty space formed between the inorganic particles, which may cause a decrease in final battery performance. If the content of the inorganic particles exceeds 99 parts by weight, the peeling resistance of the porous coating layer may be weakened because the binder polymer content is too low. The thickness of the porous coating layer is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.01 to 20㎛. In addition, there is no particular limitation to the pore size and porosity, but the pore size is preferably in the range of 0.001 to 10㎛, and the porosity is preferably in the range of 10 to 90%. Pore size and porosity mainly depend on the size of the inorganic particles. For example, when inorganic particles with a particle diameter of 1 ㎛ or less are used, the pores formed are also approximately 1 ㎛ or less. This pore structure is filled with an electrolyte that is later injected, and the filled electrolyte plays a role in ion transfer. If the pore size and porosity are less than 0.001㎛ and 10%, respectively, it may act as a resistance layer, and if the pore size and porosity exceed 10㎛ and 90%, respectively, mechanical properties may be reduced.
상기 다공성 코팅층은 분산매에 바인더 고분자를 용해 혹은 분산시킨 후에 무기물 입자를 첨가하여 다공성 코팅층 형성을 위한 슬러리를 수득하고, 이러한 슬러리를 기재의 적어도 일면에 코팅, 건조시킴으로써 형성될 수 있다. 분산매로는 사용하고자 하는 바인더 고분자와 용해도 지수가 유사하며, 끓는점(boiling point) 이 낮은 것이 바람직하다. 이는 균일한 혼합과 이후 분산매 제거를 용이하게 하기 위해서이다. 사용 가능한 분산매의 비제한적인 예로는 아세톤(acetone), 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran), 메틸렌클로라이드(methylene chloride), 클로로포름(chloroform), 디메틸포름아미드(dimethylformamide), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone, NMP), 시클로헥산(cyclohexane), 물 또는 이들의 혼합체 등이 있다. The porous coating layer can be formed by dissolving or dispersing a binder polymer in a dispersion medium, adding inorganic particles to obtain a slurry for forming a porous coating layer, and coating and drying this slurry on at least one side of the substrate. The dispersion medium is preferably one that has a solubility index similar to that of the binder polymer to be used and a low boiling point. This is to facilitate uniform mixing and subsequent removal of the dispersion medium. Non-limiting examples of usable dispersion media include acetone, tetrahydrofuran, methylene chloride, chloroform, dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone ( Examples include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), cyclohexane, water, or mixtures thereof.
상기 바인더 고분자가 분산매에 분산되어 있는 분산액에 무기물 입자를 첨가한 후, 무기물 입자의 파쇄를 실시하는 것이 바람직하다. 이때 파쇄 시간은 1 내지 20 시간이 적절하며, 파쇄된 무기물 입자의 입도는 전술한 바와 같이 0.001 내지 10㎛가 바람직하다. 파쇄 방법으로는 통상적인 방법을 사용할 수 있으며, 특히 볼 밀(ball mill)법이 바람직하다. It is preferable to crush the inorganic particles after adding the inorganic particles to the dispersion liquid in which the binder polymer is dispersed in the dispersion medium. At this time, the appropriate crushing time is 1 to 20 hours, and the particle size of the crushed inorganic particles is preferably 0.001 to 10 ㎛ as described above. Conventional methods can be used as the crushing method, and the ball mill method is especially preferable.
그런 다음, 무기물 입자가 분산된 바인더 고분자 분산액을 10 내지 80%의 습도 조건 하에서 다공성 고분자 기재의 적어도 일면에 코팅하고 건조시킨다. 상기 분산액을 다공성 고분자 기재 상에 코팅하는 방법은 당업계에 알려진 통상적인 코팅 방법을 사용할 수 있으며, 예를 들면 딥(Dip) 코팅, 다이(Die) 코팅, 롤(roll) 코팅, 콤마(comma) 코팅 또는 이들의 혼합 방식 등 다양한 방식을 이용할 수 있다. Then, the binder polymer dispersion in which the inorganic particles are dispersed is coated on at least one side of the porous polymer substrate under humidity conditions of 10 to 80% and dried. A method of coating the dispersion on a porous polymer substrate can use a conventional coating method known in the art, for example, dip coating, die coating, roll coating, comma. Various methods can be used, such as coating or a mixture of these methods.
다공성 코팅층 성분으로 전술한 무기물 입자 및 바인더 고분자 이외에, 도전제 등의 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다. In addition to the inorganic particles and binder polymer described above as components of the porous coating layer, other additives such as conductive agents may be further included.
본 발명에 따른 최종 제작된 분리막은 1 내지 100㎛ 또는 5 내지 50㎛의 두께를 가질 수 있다. 두께가 1㎛ 미만이면 분리막의 기능이 충분히 발휘되지 못하고 기계적 특성의 열화가 발생할 수 있으며, 100㎛ 초과이면 고율 충방전시 전지의 특성이 열화될 수 있다. 또한, 40 ~ 60% 공극률을 가질 수 있으며, 150 내지 300 초/100mL의 통기도를 가질 수 있다. The final manufactured separator according to the present invention may have a thickness of 1 to 100 μm or 5 to 50 μm. If the thickness is less than 1㎛, the function of the separator may not be fully exercised and mechanical properties may deteriorate, and if it is more than 100㎛, the characteristics of the battery may deteriorate during high rate charging and discharging. Additionally, it may have a porosity of 40 to 60% and an air permeability of 150 to 300 seconds/100 mL.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 다공성 고분자 기재는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 계열을 사용할 수 있다. 또한, 다공성 코팅층에서 무기물 입자로는 Al 산화물, Si 산화물 계열의 코팅 물질을 사용할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the porous polymer substrate may be polyethylene or polypropylene. Additionally, Al oxide and Si oxide-based coating materials can be used as inorganic particles in the porous coating layer.
본 발명의 일 구현예에 따른 분리막을 사용하는 경우, 다공성 고분자 기재의 양측에 다공성 코팅층을 구비하고 있으므로, 전해액에 대한 함침 성능 향상으로 균일한 고체전해질계면층을 형성할 수 있고, 종래의 단면 무기물 코팅 분리막과 대비하여 우위의 통기도를 확보할 수 있다. 예를 들어 120s/100cc 이내일 수 있다. 또 한, 양면에 무기물 다공성 코팅층을 구비하여도 종래 단면 무기물 코팅 분리막 수준의 두께를 구현할 수 있다. 예를 들어 ~15.0㎛ 이내일 수 있다. When using the separator according to one embodiment of the present invention, since porous coating layers are provided on both sides of the porous polymer substrate, a uniform solid electrolyte interface layer can be formed by improving the impregnation performance for the electrolyte solution, and it is possible to form a uniform solid electrolyte interface layer compared to the conventional cross-sectional inorganic material. Superior air permeability can be secured compared to coated separators. For example, it may be within 120s/100cc. In addition, even if an inorganic porous coating layer is provided on both sides, a thickness comparable to that of a conventional single-sided inorganic coating separator can be achieved. For example, it may be within ~15.0㎛.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 분리막을 사용하는 경우, 분리막의 안정 성이 개선되어 내열 및 내압축 특성을 확보할 수 있다. 구체적으로 180℃ 기준 5% 이내의 열수축 특성을 갖는 내열 특성을 확보할 수 있고, 550gf 이상의 관통 강도(Puncture strength) 물성을 확보할 수 있으며, 이러한 분리막을 채용한 전지의 사이클 중 코어 변형(core deformation) 발생 시 단차 부에서 분리막의 손상 또는 관통이 방지될 수 있다. In addition, when using a separator according to an embodiment of the present invention, the stability of the separator is improved and heat resistance and compression resistance characteristics can be secured. Specifically, it is possible to secure heat resistance with a heat shrinkage characteristic of less than 5% at 180℃, a puncture strength of 550gf or more, and core deformation during the cycle of a battery using this separator. ) When this occurs, damage or penetration of the separator can be prevented in the step area.
상기 제1전극(31)과 제2전극(32)에는 전극탭이 각각 연결된다. 실시예에서 제1전극(31)에 전극탭이 연결된 구조는 설명의 편의상 생략하였다. 제2전극(32)의 표면에는 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이 실시예의 전극탭(40)이 연결될 수 있다. 상기 전극탭(40)은 양극 활물질이 도포되지 않은 양극 집전체 부위에 연결된다.Electrode tabs are connected to the first electrode 31 and the second electrode 32, respectively. In the embodiment, the structure in which the electrode tab is connected to the first electrode 31 is omitted for convenience of explanation. The electrode tab 40 of the embodiment may be connected to the surface of the second electrode 32 as shown in FIGS. 7 and 8. The electrode tab 40 is connected to a portion of the positive electrode current collector where the positive electrode active material is not applied.
상기 전극탭(40)은 상기 제2전극(32)의 코어 측에 배치될 수 있다. 상기 전극탭(40)의 길이방향 일측 단부는, 상기 적층체보다 축방향 외측으로 더 돌출될 수 있다. 이에 따라 상기 전극탭(40)의 절개부(43) 역시 상기 전극탭(40)이 상기 적층체로부터 돌출된 구간에 배치될 수 있다. 상기 전극탭(40)의 홈(41)은 전극탭(40)과 제2전극(32)이 접하는 면의 반대쪽에 있는 표면에 마련된다.The electrode tab 40 may be disposed on the core side of the second electrode 32. One longitudinal end of the electrode tab 40 may protrude further outward in the axial direction than the laminate. Accordingly, the cutout portion 43 of the electrode tab 40 may also be disposed in a section where the electrode tab 40 protrudes from the laminate. The groove 41 of the electrode tab 40 is provided on a surface opposite to the surface where the electrode tab 40 and the second electrode 32 are in contact.
상기 적층체의 코어측 단부를 권심(6)에 연결하고 상기 권심(6) 둘레로 적층체를 권취하면, 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이 젤리-롤 형태로 권취된 전극조립체(10)를 제작할 수 있다.When the core side end of the laminate is connected to the core 6 and the laminate is wound around the core 6, the electrode assembly 10 is wound in a jelly-roll shape as shown in FIGS. 9 to 11. can be produced.
상기 전극조립체(10)의 코어 부위에는 권심 중공부(12)가 마련되고, 상기 전극탭(40)은 상기 권심 중공부(12)를 규정하는 상기 전극조립체(10)의 내주에 배치된다. A core portion 12 is provided in the core portion of the electrode assembly 10, and the electrode tab 40 is disposed on the inner periphery of the electrode assembly 10 defining the core hollow portion 12.
상기 전극탭(40)은 상기 전극조립체(10)를 1회 둘러싼 형태일 수 있다. 즉 상기 전극탭(40)이 권취됨으로써 차지하는 상기 전극조립체(10)의 원주방향 구간에 대응하는 중심각은 360도일 수 있다. 그러면, 상기 전극탭(40)의 상기 전극조립체(10)의 내주면, 즉 상기 전극조립체(10)의 권심 중공부(12)의 내주벽을 형성하게 되므로, 전극(30)보다 두꺼운 전극탭(40)이 상기 전극조립체(10)의 내주면을 지지하는 효과를 가져온다. 이는, 배터리를 충/방전하는 과정에서 제2전극(32)의 두께가 두꺼워지고 얇아지는 현상에 의해, 전극조립체(10)가 구심 방향으로 변형되어 권심 중공부(12)가 변형되는 현상을 줄이거나 방지해준다.The electrode tab 40 may be in a form that surrounds the electrode assembly 10 once. That is, the central angle corresponding to the circumferential section of the electrode assembly 10 occupied by the electrode tab 40 being wound may be 360 degrees. Then, the inner peripheral wall of the electrode assembly 10 of the electrode tab 40, that is, the inner peripheral wall of the core hollow portion 12 of the electrode assembly 10, is formed, so that the electrode tab 40 is thicker than the electrode 30. ) has the effect of supporting the inner peripheral surface of the electrode assembly 10. This reduces the phenomenon in which the electrode assembly 10 is deformed in the centripetal direction due to the thickness of the second electrode 32 becoming thicker and thinner in the process of charging/discharging the battery, thereby deforming the core hollow portion 12. It prevents me.
한편, 상기 전극탭(40)보다 더 내측에는 도시된 바와 같이 분리막(50)이 1회 이상 더 권취될 수 있다.Meanwhile, as shown further inside the electrode tab 40, the separator 50 may be wound one or more times.
상기 전극탭(40)의 표면에 마련된 홈(41)은, 전극조립체(10)에서 전극탭(40)의 구심측 표면에 배치되고 원심 방향으로 함몰된 형태를 가지게 된다. 이때 상기 전극탭(40)이 권취되는 과정에서, 상기 전극탭(40)에 형성되어 있던 홈(41)의 폭은 더 좁아질 수 있다. The groove 41 provided on the surface of the electrode tab 40 is disposed on the centripetal surface of the electrode tab 40 in the electrode assembly 10 and has a centrifugally depressed shape. At this time, in the process of winding the electrode tab 40, the width of the groove 41 formed in the electrode tab 40 may become narrower.
그리고 상기 홈(41)이 형성된 부분에서, 원래는 전극(30)보다 두꺼운 상기 전극탭(40)의 강성이 낮아져, 상기 전극탭(40)이 실질적으로 원형의 형상에 가깝게 권취된 형태를 유지할 수 있다. 이러한 효과는 상기 홈(41)이 폭방향으로 더 많이 배치되어 있을수록 더욱 더 발휘될 수 있을 것이다.And at the portion where the groove 41 is formed, the rigidity of the electrode tab 40, which is originally thicker than the electrode 30, is lowered, so that the electrode tab 40 can maintain a wound shape close to a substantially circular shape. there is. This effect can be further exhibited as more of the grooves 41 are arranged in the width direction.
실시예에서는, 상기 전극탭(40)이 권취되었을 때, 상기 전극탭(40)의 폭이 상기 전극조립체(10)에서 차지하는 중심각이 360도인 것을 예시한다. 그러나 전극탭(40)이 차지하는 중심각이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 가령 상기 전극탭(40)의 폭이 차지하는 중심각은 180도 이상 360도 이하일 수 있다. 이는 본 발명의 전극탭(40)이 일반적인 기존의 전극탭과 큰 차별성을 가지는 사항들 중 하나이다. 내주면에 홈(41)이 마련된 본 발명의 전극탭(40) 구조에 따르면, 전극탭(40)의 폭을 충분히 넓힐 수 있으면서도, 전극탭(40)이 전극조립체(10)의 진원도에 영향을 미치는 것을 최소화할 수 있는 것이다.In the embodiment, when the electrode tab 40 is wound, the central angle of the width of the electrode tab 40 in the electrode assembly 10 is 360 degrees. However, the central angle occupied by the electrode tab 40 is not necessarily limited to this. For example, the central angle of the width of the electrode tab 40 may be 180 degrees or more and 360 degrees or less. This is one of the things that greatly differentiates the electrode tab 40 of the present invention from typical existing electrode tabs. According to the structure of the electrode tab 40 of the present invention in which the groove 41 is provided on the inner peripheral surface, the width of the electrode tab 40 can be sufficiently widened, and the electrode tab 40 does not affect the roundness of the electrode assembly 10. This can be minimized.
다음으로, 상기 전극탭(40)에서 절개부(43)가 마련된 길이방향 구간은, 상기 전극조립체(10)의 축방향 단부로 노출된다.Next, the longitudinal section of the electrode tab 40 where the cutout portion 43 is provided is exposed to the axial end of the electrode assembly 10.
실시예에서, 상기 전극탭(40)이 권취된 상태에서, 상기 전극탭의 폭방향 단부 및 이와 이웃하는 절개부(43) 사이의 원주방향 구간, 및/또는 폭방향으로 이웃하는 두 절개부(43) 사이의 원주방향 구간이 상기 전극조립체의 원주를 따라 차지하는 중심각(C)은 실질적으로 90도임이 예시된다.In an embodiment, in a state in which the electrode tab 40 is wound, a circumferential section between the width direction end of the electrode tab and the adjacent cut portion 43, and/or two adjacent cut portions in the width direction ( 43), the central angle C that the circumferential section occupies along the circumference of the electrode assembly is substantially 90 degrees.
상기 절개부(43) 간의 간격은 상기 중심각이 45도 이상이 되도록 설정될 수 있다. 바람직하게 상기 절개부(43)의 간의 간격은 상기 중심각이 60도 이상이 되도록 설정될 수 있다. 복수 개의 상기 절개부(43) 간의 간격들은, 실질적으로 서로 대응할 수 있다. 가령 상기 절개부(43)는, 45도 간격으로 7개 설정되거나 60도 간격으로 5개 설정되거나, 90도 간격으로 3개 설정될 수 있다. 상기 절개부(43) 간의 간격이 지나치게 좁으면, 절곡해야 할 절곡부들의 개수가 많아 절곡 가공이 번거롭다. 또한, 절곡부들이 절곡된 후 축방향으로 겹쳐지는 부분 절곡부들의 레이어 수가 많아 중첩된 절곡부들의 축방향 두께가 지나치게 두꺼워지고, 이에 따라, 후술할 용접이 어려워지고, 캔(70) 내부에 수용되는 전극조립체(10)의 체적을 감소시키는 원인이 될 수 있다.The spacing between the incisions 43 may be set so that the central angle is 45 degrees or more. Preferably, the distance between the incisions 43 may be set so that the central angle is 60 degrees or more. The intervals between the plurality of cut portions 43 may substantially correspond to each other. For example, seven incisions 43 may be set at 45-degree intervals, five may be set at 60-degree intervals, or three may be set at 90-degree intervals. If the gap between the cut portions 43 is too narrow, the bending process becomes cumbersome because the number of bent portions to be bent is large. In addition, after the bent parts are bent, the number of layers of partially bent parts that overlap in the axial direction is large, so the axial thickness of the overlapped bent parts becomes too thick, which makes welding, which will be described later, difficult, and is accommodated inside the can 70. This may cause the volume of the electrode assembly 10 to be reduced.
상기 절개부(43) 간의 간격은 상기 중심각이 120도 이하가 되도록 설정될 수 있다. 바람직하게 상기 절개부(43) 간의 간격은 상기 중심각이 90도 이하게 되도록 설정될 수 있다. 상기 절개부(43) 간의 간격에 대응하는 중심각이 120도를 넘게 되면, 절곡부(45)의 절곡이 원활하게 이루어지지 않고 절곡 과정에서 전극조립체(10) 내부에 배치되어 있는 전극탭(40) 부위의 변형을 일으킬 여지가 있다.The spacing between the incisions 43 may be set so that the central angle is 120 degrees or less. Preferably, the distance between the incisions 43 may be set so that the central angle is 90 degrees or less. If the central angle corresponding to the gap between the cut portions 43 exceeds 120 degrees, the bent portion 45 is not bent smoothly and the electrode tab 40 disposed inside the electrode assembly 10 during the bending process. There is a possibility of causing deformation of the area.
실시예에서와 같이 절곡부(45)가 차지하는 중심각이 90도 정도가 되면, 절곡해야 할 절곡부의 수가 적절하고, 절곡부들의 적층 두께가 후술할 절연체(90)의 두께와 실질적으로 대응하여 캔(70)에 수용되는 전극조립체(10)의 체적에 영향을 미치지 않으며, 전극탭(40)의 나머지 부분에 영향을 미치지 않게 하며 절곡부(45)를 용이하게 절곡할 수 있다.As in the embodiment, when the central angle occupied by the bent portion 45 is about 90 degrees, the number of bent portions to be bent is appropriate, and the stacked thickness of the bent portions substantially corresponds to the thickness of the insulator 90, which will be described later, so that the can ( It does not affect the volume of the electrode assembly 10 accommodated in 70), and the bent portion 45 can be easily bent without affecting the remaining portion of the electrode tab 40.
상기 전극조립체(10)에 구비된 전극탭(40)의 단부에는 3개의 절개부(43)가 마련되고, 이에 따라 4개의 절곡부(45)가 형성될 수 있다.Three cut portions 43 are provided at the end of the electrode tab 40 provided in the electrode assembly 10, and thus four bent portions 45 can be formed.
상기 절곡부(45)들은 하나씩 반경방향으로 절곡될 수 있다. 실시예에 따르면, 상기 절곡부(45)는 원주방향을 따라 순차적으로 절곡되고, 구심방향으로 절곡될 수 있다.The bent portions 45 may be bent one by one in the radial direction. According to the embodiment, the bent portion 45 may be sequentially bent along the circumferential direction and bent in the centripetal direction.
먼저 도 12 내지 도 14를 참조하면, 전극조립체(10)의 축방향 단부로 노출된 전극탭(40) 부위 중, 권취방향으로 가장 구심 쪽에 배치된 절곡부(45)가 먼저 구심 방향으로 절곡되어 절곡부(45)를 형성할 수 있다. 그리고 도 15 내지 도 23에 순차적으로 도시된 바와 같이, 원주방향을 따라 순차적으로 절곡을 하여 절곡부(45)를 형성할 수 있다. 그러나 절곡부(45)를 형성하는 순서가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.First, referring to FIGS. 12 to 14, among the portions of the electrode tab 40 exposed at the axial end of the electrode assembly 10, the bent portion 45 disposed most centripetally in the winding direction is first bent in the centripetal direction. A bent portion 45 can be formed. And as sequentially shown in FIGS. 15 to 23, the bent portion 45 can be formed by sequentially bending along the circumferential direction. However, the order of forming the bent portion 45 is not necessarily limited to this.
상기 절곡부(45)가 절곡되기 전의 축방향 길이는, 상기 전극조립체(10)의 권심 중공부(12)의 직경보다 작을 수 있다.The axial length of the bent portion 45 before being bent may be smaller than the diameter of the core hollow portion 12 of the electrode assembly 10.
상기 절곡부(45)가 절곡되기 전의 축방향 길이는, 상기 전극조립체(10)의 권심 중공부(12)의 직경의 2/3 이상 1 이하일 수 있고, 바람직하게는 3/4 이상 5/6 이하일 수 있다. 실시예에서는 4/5인 형태가 예시된다. 상기 절곡부(45)의 길이가 권심 중공부(12)의 직경의 2/3 이하가 되면, 상기 절곡부(45)와 후술할 캔(70)과의 용접 면적을 확보하기 어렵다. 아울러 상기 절곡부(45)의 길이가 권심 중공부(12)의 직경보다 더 길어지면, 절곡부(45)를 절곡하는 과정에서 전극조립체(10)의 중심을 사이에 두고 마주하는 다른 절곡부(45)와 간섭되어 절곡 공정이 번거로워진다.The axial length of the bent portion 45 before being bent may be 2/3 or more and 1 or less of the diameter of the core hollow portion 12 of the electrode assembly 10, and is preferably 3/4 or more and 5/6. It may be below. In the examples, a configuration of 4/5 is illustrated. If the length of the bent portion 45 is less than 2/3 of the diameter of the core hollow portion 12, it is difficult to secure a welding area between the bent portion 45 and the can 70, which will be described later. In addition, if the length of the bent portion 45 is longer than the diameter of the core hollow portion 12, in the process of bending the bent portion 45, another bent portion ( 45), making the bending process cumbersome.
다음으로, 도 15 내지 도 17을 참조하면, 먼저 절곡된 첫번째 절곡부(45)와 원주방향으로 이웃하는 부위가 절곡되어 두번째 절곡부(45)를 형성한다. 두번째 절곡된 절곡부(45)는 첫번째 절곡된 절곡부(45) 위로 포개어질 수 있다.Next, referring to FIGS. 15 to 17 , the first bent portion 45 that was bent first and the adjacent portion in the circumferential direction are bent to form the second bent portion 45. The second bent bent portion 45 may be superimposed on the first bent bent portion 45.
다음으로, 도 18 내지 도 20을 참조하면, 먼저 절곡된 두번째 절곡부(45)와 원주방향으로 이웃하는 부위가 절곡되어 세번째 절곡부(45)를 형성한다. 세번째 절곡된 절곡부(45)는 두번째 절곡된 절곡부(45) 위로 포개어질 수 있다.Next, referring to FIGS. 18 to 20, the area adjacent to the first bent second bent part 45 in the circumferential direction is bent to form the third bent part 45. The third bent portion 45 may be superimposed on the second bent portion 45.
다음으로, 도 21 내지 도 23을 참조하면, 먼저 절곡된 세번째 절곡부(45)와 원주방향으로 이웃하는 부위가 절곡되어 네번째 절곡부(45)를 형성한다. 네번째 절곡된 절곡부(45)는 세번째 절곡된 절곡부(45) 위로 포개어질 수 있다.Next, referring to FIGS. 21 to 23, the third bent portion 45 that was bent first and the adjacent portion in the circumferential direction are bent to form the fourth bent portion 45. The fourth bent portion 45 may be superimposed on the third bent portion 45.
도 10, 도 13, 도 16, 도 19 및 도 22를 참조하면, 축방향으로 바라보았을 때, 각각의 상기 절곡부(45)는 상기 권심 중공부(12)의 적어도 일부를 커버한다. 각각의 절곡부(45)가 커버하는 영역들은, 서로 일부 중첩된다.10, 13, 16, 19 and 22, when viewed in the axial direction, each of the bent portions 45 covers at least a portion of the core hollow portion 12. The areas covered by each bent portion 45 partially overlap with each other.
상기 전극조립체(10)의 축방향으로 보았을 때, 상기 전극탭(40)의 절곡부의 길이방향 단부는 상기 전극조립체(10)의 권심 중공부(12)의 단면 내에 배치된다.When viewed in the axial direction of the electrode assembly 10, the longitudinal end of the bent portion of the electrode tab 40 is disposed within the cross section of the core hollow portion 12 of the electrode assembly 10.
상기 전극조립체(10)의 중심을 사이에 두고 서로 마주하는 절곡부(45)는 적어도 일부 영역이 축방향으로 바라보았을 때 서로 겹쳐진다. 즉 실시예에서 첫번째 절곡부(45)와 세번째 절곡부(45)는 그 일부가 서로 겹쳐지며, 두번째 절곡부(45)와 네번째 절곡부(45)는 그 일부가 서로 겹쳐진다.The bent portions 45 that face each other across the center of the electrode assembly 10 overlap each other at least in some areas when viewed in the axial direction. That is, in the embodiment, portions of the first bent portion 45 and the third bent portion 45 overlap each other, and portions of the second bent portion 45 and the fourth bent portion 45 overlap each other.
상기 전극조립체(10)의 둘레방향으로 이웃하는 절곡부(45)는 적어도 일부 영역이 축방향으로 바라보았을 때 서로 겹쳐진다. 즉 실시예에서 첫번째 절곡부(45)와 두번째 절곡부(45)는 그 일부가 서로 겹쳐지고, 두번째 절곡부(45)와 세번째 절곡부(45)는 그 일부가 서로 겹쳐지고, 세번째 절곡부(45)와 네번째 절곡부(45)는 그 일부가 서로 겹쳐진다.The bent portions 45 adjacent to each other in the circumferential direction of the electrode assembly 10 overlap each other at least in some areas when viewed in the axial direction. That is, in the embodiment, parts of the first bent part 45 and the second bent part 45 overlap each other, parts of the second bent part 45 and the third bent part 45 overlap each other, and the third bent part ( 45) and the fourth bent portion 45 partially overlap each other.
본 발명의 절곡부(45)가 앞서 실시예에서 언급된 절곡 순서대로 절곡되어야만 하는 것은 아니다. 다만 보다 구심 측으로부터 전극탭(40)을 절곡하여 절곡부(45)를 형성하면, 복수 개의 절곡부(45)를 서로 중첩시키며 형성하는 과정이 보다 원활하게 이루어질 수 있다.The bent portion 45 of the present invention does not have to be bent in the bending order mentioned in the previous embodiment. However, if the electrode tab 40 is bent from a more centripetal side to form the bent portion 45, the process of forming the plurality of bent portions 45 by overlapping them can be performed more smoothly.
도 24와 도 25를 참조하면, 상기 전극조립체(10)는 원통형의 금속 재질의 캔(70) 내부에 수용될 수 있다. 실시예에 따르면, 상기 전극조립체(10)는 그 절곡부(45)가 캔(70)의 바닥부(73)를 향하도록 상기 캔(70)에 삽입된다. 이때, 상기 전극조립체(10)와 상기 캔(70)의 바닥부(73) 사이에 절연체(90)가 개재될 수 있다. 젤리-롤 형태로 감겨진 상기 전극조립체(10)의 전극(30)은 상기 절연체(90)에 의해 상기 캔(70)의 바닥부(73)와 전기적으로 절연된다. 아울러 상기 전극조립체(10)의 외주면은 분리막(50)이 권취되어 있으므로, 캔(70)의 측면 즉 둘레벽(71)과 전극조립체(10) 역시 절연된다.Referring to Figures 24 and 25, the electrode assembly 10 can be accommodated inside a cylindrical can 70 made of metal. According to an embodiment, the electrode assembly 10 is inserted into the can 70 with its bent portion 45 facing the bottom 73 of the can 70. At this time, an insulator 90 may be interposed between the electrode assembly 10 and the bottom 73 of the can 70. The electrode 30 of the electrode assembly 10 wound in a jelly-roll shape is electrically insulated from the bottom 73 of the can 70 by the insulator 90. In addition, since the separator 50 is wound around the outer peripheral surface of the electrode assembly 10, the side of the can 70, that is, the peripheral wall 71, and the electrode assembly 10 are also insulated.
상기 절연체(90)는 상기 절곡부(45)가 축방향으로 노출되도록 하며 상기 젤리-롤의 표면을 커버하는 평판 링 형상일 수 있다.The insulator 90 may be in the shape of a flat ring that covers the surface of the jelly-roll and exposes the bent portion 45 in the axial direction.
상기 절연체(90)의 두께는, 상기 절곡부(45)의 중첩부위의 두께와 실질적으로 대응할 수 있다. 이에 따라, 절곡부(45)가 캔(70) 내부에서 별도로 요구하는 공간이 없기 때문에, 캔(70) 내부에 수용되는 전극조립체(10)의 체적을 최대화할 수 있다.The thickness of the insulator 90 may substantially correspond to the thickness of the overlapping portion of the bent portion 45. Accordingly, since the bent portion 45 does not require a separate space inside the can 70, the volume of the electrode assembly 10 accommodated inside the can 70 can be maximized.
상기 절곡부(45)는 상기 캔(70)의 바닥부(73)와 접하고, 상기 바닥부(73)에 용접될 수 있다. 일예로 상기 용접은, 저항 용접에 의해 이루어질 수 있다. 상기 저항용접은, 상기 전극조립체(10)가 상기 캔(70)에 수용된 상태에서 캔(70)의 개방 단부와 상기 전극조립체(10)의 권심 중공부(12)를 통해 긴 로드 형상의 저항 용접기가 삽입되어 절곡부(45)를 상기 바닥부(73) 쪽으로 가압하며 이루어질 수 있다. 그러나 용접의 방식이 이에 한정되어야 하는 것은 아니다.The bent portion 45 is in contact with the bottom 73 of the can 70 and may be welded to the bottom 73. For example, the welding may be performed by resistance welding. The resistance welding is performed using a long rod-shaped resistance welder through the open end of the can 70 and the core hollow portion 12 of the electrode assembly 10 while the electrode assembly 10 is accommodated in the can 70. may be inserted to press the bent portion 45 toward the bottom portion 73. However, the welding method does not have to be limited to this.
이와 달리, 도시하지는 아니하였으나, 상기 캔(70)의 바닥부(73) 중앙에 전극단자가 설치되고, 상기 절곡부(45)는 상기 전극단자에 용접되어 상기 전극단자와 전기적으로 연결될 수도 있다. 그리고 상기 전극단자는, 상기 캔(70)과는 절연된 상태일 수 있다.Alternatively, although not shown, an electrode terminal may be installed at the center of the bottom 73 of the can 70, and the bent portion 45 may be welded to the electrode terminal and electrically connected to the electrode terminal. Additionally, the electrode terminal may be insulated from the can 70.
이하 도 26 내지 도 29를 참조하여, 본 발명에 따른 전극탭(40)의 다른 실시예를 설명한다. 이를 설명함에 있어서는, 앞서 설명한 실시예와의 차이점을 위주로 설명하기로 한다. 즉 여기서 설명하지 않은 내용은 앞서 설명한 실시예의 내용으로부터 충분히 확인할 수 있을 것이다.Hereinafter, with reference to FIGS. 26 to 29, another embodiment of the electrode tab 40 according to the present invention will be described. In explaining this, the differences from the previously described embodiment will be mainly explained. In other words, contents not described here can be sufficiently confirmed from the contents of the previously described embodiments.
상기 전극탭(40)은, 절개부(43)의 개수와 대비하여 복수 개의 홈(41)이 많이 형성되어 있다. 상기 홈(41)의 단면 형상은 이등변 삼각형일 수 있다. 이러한 전극탭(40) 구성에 따르면, 전극탭(40)을 권취할 때 전극탭(40)의 폭방향을 따라 더욱 많은 부위에서 강성을 낮추게 되므로, 권취된 전극탭(40)의 프로파일이 진원에 더욱 가깝게 형성될 수 있다.The electrode tab 40 is formed with a plurality of grooves 41 compared to the number of incisions 43. The cross-sectional shape of the groove 41 may be an isosceles triangle. According to this configuration of the electrode tab 40, when the electrode tab 40 is wound, the rigidity is lowered in more areas along the width direction of the electrode tab 40, so the profile of the wound electrode tab 40 is aligned with the true circle. It can be formed even closer.
다음으로 도 30 내지 도 33을 참조하여, 본 발명에 따른 전극탭(40)의 또 다른 실시예를 설명한다. 상기 전극탭(40) 역시, 절개부(43)의 개수와 대비하여 복수 개의 홈(41)이 많이 형성되어 있다. 아울러, 상기 전극탭(40)의 홈(41)의 폭은, 앞서 도 26 내지 도 29에 도시된 전극탭(40)의 홈(41)의 폭보다 더욱 좁을 수 있다. 이에 따라, 상기 전극탭(40)을 권취하면, 상기 홈(41)의 폭은 더욱 줄어들 수 있다. Next, with reference to FIGS. 30 to 33, another embodiment of the electrode tab 40 according to the present invention will be described. The electrode tab 40 also has a plurality of grooves 41 formed in proportion to the number of incisions 43. In addition, the width of the groove 41 of the electrode tab 40 may be narrower than the width of the groove 41 of the electrode tab 40 previously shown in FIGS. 26 to 29. Accordingly, when the electrode tab 40 is wound, the width of the groove 41 can be further reduced.
도 33에서는 홈(41)이 좁아진 상태에서도 약간의 폭을 가지는 형태가 도시되어 있다. 그러나, 상기 홈(41)의 폭을 더 좁게 설정하면, 전극탭(40)을 권취한 상태에서는 상기 홈(41)의 폭이 거의 없어지거나 완전히 없어지도록 할 수 있다. 그러면 상기 전극탭(40)을 권취하는 과정에서는 전극탭(40)의 강성이 완화되지만, 상기 전극탭(40)이 권취된 상태에서는 상기 전극탭(40)의 강성은 더욱 커질 수 있다. 그러면, 배터리 셀의 충/방전에 따른 전극조립체(10)의 전극(30)의 두께 변화가 일어나더라도, 캔(70)의 둘레벽(71)이 전극조립체(10)의 외주를 지지하고, 전극탭(40)이 전극조립체(10)의 내주를 강하게 지지하여, 전극조립체(10)의 변형을 더욱 줄일 수 있게 된다.In Figure 33, the groove 41 is shown to have a slight width even in a narrowed state. However, if the width of the groove 41 is set narrower, the width of the groove 41 can be almost eliminated or completely eliminated when the electrode tab 40 is wound. Then, in the process of winding the electrode tab 40, the rigidity of the electrode tab 40 is relaxed, but when the electrode tab 40 is wound, the rigidity of the electrode tab 40 can be further increased. Then, even if the thickness of the electrode 30 of the electrode assembly 10 changes due to charging/discharging of the battery cell, the peripheral wall 71 of the can 70 supports the outer circumference of the electrode assembly 10, and the electrode The tab 40 strongly supports the inner periphery of the electrode assembly 10, thereby further reducing deformation of the electrode assembly 10.
한편, 도 26 내지 도 33에 도시된 바와 같이 홈(41)을 촘촘하게 형성하면, 홈(41)과 홈(41) 사이에 마련된 돌출부는 더욱 뾰족해질 수 있다. 그러면, 절개부(43)에 구분되며 절곡되는 복수의 절곡부(45)들이 서로 접하는 부위는, 뾰족한 돌출부가 접하게 되므로, 저항 용접을 위한 별도의 돌기부를 형성하지 않더라도 저항 용접이 용이하게 진행될 수 있다.Meanwhile, if the grooves 41 are formed densely as shown in FIGS. 26 to 33, the protrusions provided between the grooves 41 may become sharper. Then, sharp protrusions come into contact with each other at the areas where the plurality of bent portions 45, which are distinguished from the cut portion 43 and are bent, come into contact with each other, so resistance welding can easily proceed even without forming separate protrusions for resistance welding. .
앞서 실시예들에서는 상기 절곡부(45)가 구심 방향으로 절곡 형성된 구조를 설명하였다. 그러나 이러한 절곡부(45)는 도 34에 도시된 바와 같이 원심 방향으로 절곡되어 형성될 수도 있다. In the previous embodiments, a structure in which the bent portion 45 was bent in the centripetal direction was described. However, this bent portion 45 may be formed by bending in the centrifugal direction as shown in FIG. 34.
이와 같은 절곡 구조를 가지는 전극조립체(10)에서, 절연체(90)는 상기 전극조립체(10)의 축방향 단부면과 상기 절곡부(45) 사이에 배치될 수 있다. In the electrode assembly 10 having such a bent structure, the insulator 90 may be disposed between the axial end surface of the electrode assembly 10 and the bent portion 45.
이러한 형태의 절곡부(45)는 상기 절곡부(45)가 캔(70)의 바닥부(73)와 접한 상태에서 캔(70)의 바닥부(73)와 용접될 수 있다. 일 예로, 상기 용접은, 상기 캔(70)의 바닥부(73) 외부에서 상기 캔(70)의 바닥부(73) 외면에 레이저를 조사하여 이루어지는 레이저 용접일 수 있다.This type of bent portion 45 can be welded to the bottom 73 of the can 70 in a state where the bent portion 45 is in contact with the bottom 73 of the can 70. For example, the welding may be laser welding performed by irradiating a laser to the outer surface of the bottom 73 of the can 70 from the outside of the bottom 73 of the can 70.
한편, 도 35에는, 전극조립체(10)의 중심을 사이에 두고 배치되는 두 절곡부(45) 중 어느 하나는 구심 방향으로 절곡되고, 나머지 하나는 원심 방향으로 절곡된 구조가 도시되어 있다. Meanwhile, Figure 35 shows a structure in which one of the two bent portions 45 disposed across the center of the electrode assembly 10 is bent in the centripetal direction, and the other is bent in the centrifugal direction.
이러한 형태의 절곡부(45)를 가지는 전극조립체(10)에는, 원심방향으로 절곡된 절곡부(45)와 전극조립체(10)의 축방향 단부면 사이에 절연체(90)가 배치될 수 있다.In the electrode assembly 10 having this type of bent portion 45, an insulator 90 may be disposed between the bent portion 45 bent in the centrifugal direction and the axial end surface of the electrode assembly 10.
도 34나 도 35와 같이 절곡부(45)의 절곡 방향을 설정하면, 절곡부(45)의 길이가 전극조립체(10)의 권심 중공부(12)의 직경보다 커도 절곡에 방해가 되지 않고, 오히려 그 길이를 상당히 길게 할 수 있어 캔(70)과 절곡부(45)의 접촉 면적을 더욱 확보할 수 있다.If the bending direction of the bent portion 45 is set as shown in Figure 34 or 35, even if the length of the bent portion 45 is larger than the diameter of the core hollow portion 12 of the electrode assembly 10, it does not interfere with bending. Rather, the length can be significantly increased, thereby further securing the contact area between the can 70 and the bent portion 45.
전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 후술될 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The above-described embodiments should be understood in all respects as illustrative and not restrictive, and the scope of the present invention will be indicated by the claims to be described later rather than the detailed description given above. In addition, the meaning and scope of the patent claims to be described later, as well as all changes and modifications derived from the equivalent concept, should be construed as being included in the scope of the present invention.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.As described above, the present invention has been described with reference to the illustrative drawings, but the present invention is not limited to the embodiments and drawings disclosed herein, and various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. It is obvious that transformation can occur. In addition, although the operational effects according to the configuration of the present invention were not explicitly described and explained in the above description of the embodiments of the present invention, it is natural that the predictable effects due to the configuration should also be recognized.
2: 프레스
2-1: 제1형(상형)
2-2: 제2형(하형)
4: 롤프레스(압연롤)
4-1: 제1롤(상부롤)
4-2 제2롤(하부롤)
6: 권심
10: 전극조립체(젤리롤)
12: 권심 중공부 (코어부)
30: 전극
31: 제1전극(음극)
32: 제2전극(양극)
40: 전극탭
41: 홈
43: 절개부
45: 절곡부
50: 분리막
51: 제1분리막
52: 제2분리막
70: 캔
71: 둘레벽
73: 바닥부
90: 절연체
C: 중심각2: press
2-1: Type 1 (higher type)
2-2: Type 2 (lower type)
4: Roll press (rolling roll)
4-1: 1st roll (upper roll)
4-2 2nd roll (lower roll)
6: winding core
10: Electrode assembly (jelly roll)
12: Winding core hollow part (core part)
30: electrode
31: First electrode (cathode)
32: Second electrode (anode)
40: Electrode tab
41: Home
43: incision
45: bend part
50: Separator
51: first separator
52: second separator
70: can
71: perimeter wall
73: Bottom part
90: insulator
C: central angle
Claims (19)
상기 전극탭의 폭방향은 상기 전극조립체의 둘레방향과 대응하고 상기 전극탭의 길이방향은 상기 전극조립체의 축방향과 대응하며,
상기 전극조립체의 권심을 바라보는 상기 전극탭의 구심측 표면에는 원심 방향으로 함몰되고 상기 길이방향으로 연장되는 홈이 하나 이상 마련되고,
상기 전극조립체의 축방향 단부로 노출되는 상기 전극탭 부위의 길이방향 구간 중 적어도 일부 구간에는 상기 전극탭의 길이방향 단부로부터 길이방향으로 연장된 절개부가 마련되고,
상기 전극탭에서 상기 절개부가 마련된 길이방향 구간의 적어도 일부는 상기 전극조립체의 반경 방향으로 절곡되어 절곡부를 형성하는, 전극조립체.
A jelly-roll type electrode assembly including a sheet-shaped electrode and an electrode tab that is electrically connected to the electrode and wound around a core together with the electrode,
The width direction of the electrode tab corresponds to the circumferential direction of the electrode assembly, and the longitudinal direction of the electrode tab corresponds to the axial direction of the electrode assembly,
At least one groove recessed in the centrifugal direction and extending in the longitudinal direction is provided on the centripetal surface of the electrode tab facing the core of the electrode assembly,
A cut portion extending in the longitudinal direction from the longitudinal end of the electrode tab is provided in at least some of the longitudinal sections of the electrode tab portion exposed to the axial end of the electrode assembly,
An electrode assembly, wherein at least a portion of a longitudinal section of the electrode tab where the cut portion is provided is bent in a radial direction of the electrode assembly to form a bent portion.
상기 전극탭은 상기 전극조립체의 권심 측에 배치되는, 전극조립체.
In claim 1,
The electrode tab is disposed on the core side of the electrode assembly.
상기 홈은 둘 이상 마련되고, 상기 홈들은 상기 전극탭의 폭방향을 따라 배열되는, 전극조립체.
In claim 1,
An electrode assembly wherein two or more grooves are provided, and the grooves are arranged along the width direction of the electrode tab.
폭방향으로 이웃하는 두 홈 사이에 대응하는 전극탭 부분의 형상은, 등변 사다리꼴이거나 이등변 삼각형인, 전극조립체.
In claim 3,
An electrode assembly in which the shape of the electrode tab portion corresponding to two adjacent grooves in the width direction is an equilateral trapezoid or an isosceles triangle.
상기 홈은 깊이방향으로 갈수록 그 폭이 점차 줄어드는 형상을 포함하는, 전극조립체.
In claim 1,
The groove includes a shape whose width gradually decreases in the depth direction.
상기 절개부는 상기 홈에 마련되는, 전극조립체.
In claim 1,
The electrode assembly wherein the cut portion is provided in the groove.
상기 절개부의 개수는 상기 홈의 개수와 동일하거나 그보다 적은, 전극조립체.
In claim 1,
An electrode assembly wherein the number of incisions is equal to or less than the number of grooves.
상기 전극탭의 폭방향 단부 및 이와 이웃하는 상기 절개부 사이의 구간이 상기 전극조립체에서 차지하는 중심각, 또는 서로 이웃하는 두 절개부 사이의 구간이 상기 전극조립체에서 차지하는 중심각은 45도 이상 120도 이하인, 전극조립체.
In claim 1,
The central angle occupied by the widthwise end of the electrode tab and the section between the adjacent cutouts in the electrode assembly, or the central angle occupied by the section between two adjacent cutouts in the electrode assembly is 45 degrees or more and 120 degrees or less, Electrode assembly.
상기 전극탭의 폭방향 단부 및 이와 이웃하는 상기 절개부 사이의 구간이 상기 전극조립체에서 차지하는 중심각, 또는 서로 이웃하는 두 절개부 사이의 구간이 상기 전극조립체에서 차지하는 중심각은 60도 이상 90도 이하인, 전극조립체.
In claim 1,
The central angle occupied by the widthwise end of the electrode tab and the section between the adjacent cutouts in the electrode assembly, or the central angle occupied by the section between two adjacent cutouts in the electrode assembly is 60 degrees or more and 90 degrees or less, Electrode assembly.
상기 전극탭이 반경 방향으로 절곡되는 부위의 길이는 권심 중공부의 직경의 2/3 이상 1 이하인, 전극조립체.
In claim 1,
The electrode assembly wherein the length of the portion where the electrode tab is bent in the radial direction is 2/3 or more and 1 or less of the diameter of the core hollow portion.
상기 전극탭이 반경 방향으로 절곡되는 부위의 길이는 권심 중공부의 직경의 3/4 이상 5/6 이하인, 전극조립체.
In claim 1,
The electrode assembly wherein the length of the portion where the electrode tab is bent in the radial direction is between 3/4 and 5/6 of the diameter of the hollow portion of the winding core.
상기 전극탭의 폭이 상기 전극조립체에서 차지하는 중심각은 180도 이상 360도 이하인, 전극조립체.
In claim 1,
An electrode assembly wherein the central angle of the width of the electrode tab in the electrode assembly is 180 degrees or more and 360 degrees or less.
상기 전극탭의 폭이 상기 전극조립체에서 차지하는 중심각은 실질적으로 360도인, 전극조립체.
In claim 1,
The electrode assembly wherein the central angle of the width of the electrode tab in the electrode assembly is substantially 360 degrees.
상기 절곡부는 상기 전극조립체의 구심방향으로 절곡되고,
축방향으로 바라보았을 때, 상기 절곡부는 상기 권심 중공부의 적어도 일부를 커버하는, 전극조립체.
In claim 1,
The bent portion is bent in the centripetal direction of the electrode assembly,
When viewed in the axial direction, the bent portion covers at least a portion of the core hollow portion.
상기 전극조립체의 중심을 사이에 두고 서로 마주하는 절곡부는 적어도 일부 영역이 축방향으로 바라보았을 때 서로 겹쳐지는, 전극조립체.
In claim 14,
An electrode assembly wherein at least some areas of the bent portions facing each other across the center of the electrode assembly overlap each other when viewed in the axial direction.
상기 전극조립체의 둘레방향으로 이웃하는 절곡부는 적어도 일부 영역이 축방향으로 바라보았을 때 서로 겹쳐지는, 전극조립체.
In claim 14,
An electrode assembly wherein at least some areas of adjacent bent portions in the circumferential direction of the electrode assembly overlap with each other when viewed in the axial direction.
상기 전극조립체의 축방향으로 보았을 때 상기 전극탭의 절곡부의 단부는 상기 전극조립체의 권심 중공부의 단면 내에 배치되는, 전극조립체.
In claim 14,
An electrode assembly, wherein an end of the bent portion of the electrode tab is disposed within a cross section of the core hollow portion of the electrode assembly when viewed in the axial direction of the electrode assembly.
상기 전극조립체의 중심을 사이에 두고 서로 마주하는 절곡부 중 어느 하나는 구심 방향으로 절곡되고, 다른 하나는 원심 방향으로 절곡되는, 전극조립체.
In claim 1,
One of the bent parts facing each other with the center of the electrode assembly in between is bent in the centripetal direction, and the other is bent in the centrifugal direction.
상기 전극조립체를 수용하는 캔;을 포함하고,
상기 절곡부는 상기 캔이나 상기 캔에 설치된 전극단자에 용접되는, 원통형 셀.
The electrode assembly of any one of claims 1 to 18; and
It includes a can accommodating the electrode assembly,
A cylindrical cell wherein the bent portion is welded to the can or to an electrode terminal installed on the can.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220131601A KR20240051663A (en) | 2022-10-13 | 2022-10-13 | Electrode Assembly having Electrode Tab and a Cylindrical Battery Cell using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220131601A KR20240051663A (en) | 2022-10-13 | 2022-10-13 | Electrode Assembly having Electrode Tab and a Cylindrical Battery Cell using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240051663A true KR20240051663A (en) | 2024-04-22 |
Family
ID=90881577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220131601A Pending KR20240051663A (en) | 2022-10-13 | 2022-10-13 | Electrode Assembly having Electrode Tab and a Cylindrical Battery Cell using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20240051663A (en) |
-
2022
- 2022-10-13 KR KR1020220131601A patent/KR20240051663A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102846023B1 (en) | Separator, electrode assembly, cylindrical battery cell, and battery pack and vehicle including the same | |
| EP4386969A1 (en) | Electrode assembly, cylindrical battery cell, and battery pack and vehicle comprising same | |
| JP6390037B2 (en) | Electrode assembly and lithium secondary battery including the same | |
| EP4443577A1 (en) | Electrode assembly, cylindrical battery cell, and battery pack and vehicle comprising same | |
| EP2557626A2 (en) | Stack-type cell, enhanced bi-cell, electrode assembly for secondary battery using same, and manufacturing method therefor | |
| US20250149762A1 (en) | Electrode assembly with short-circuit prevention structure | |
| KR102856921B1 (en) | Electrode assembly with external fixing frame and lithium secondary battery comprising thereof | |
| KR20230073959A (en) | Electrode assembly, battery, and battery pack and vehicle including the same | |
| KR101896142B1 (en) | Thermal diffusion separator and secondary battery containing the same | |
| KR20230054256A (en) | Electrode assembly, cylindrical battery cell, and battery pack and vehicle including the same | |
| KR102827315B1 (en) | Resistance Reduced Cylindrical Cell | |
| KR20240051663A (en) | Electrode Assembly having Electrode Tab and a Cylindrical Battery Cell using the same | |
| KR20120086038A (en) | Electrode assembly for secondary battery | |
| KR20230081568A (en) | Electrode assembly, cylindrical battery cell, and battery pack and vehicle including the same | |
| KR20240016474A (en) | Winding device for electrode assembly | |
| KR101638112B1 (en) | Electrode assembly and electrochemical device including the same | |
| EP4614635A1 (en) | Electrode assembly, cylindrical battery cell, and battery pack and vehicle comprising same | |
| KR102874429B1 (en) | The Electrode Assembly | |
| US20260128386A1 (en) | Electrode assembly, cylindrical battery cell, and battery pack and vehicle including the same | |
| KR20240101501A (en) | Electrode assembly, cylindrical battery cell, and battery pack containing the same | |
| KR20230081592A (en) | Safe-Advanced Cylindrical Cell Structure | |
| KR20260040863A (en) | Battery |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109 |
|
| PG1501 | Laying open of application |
St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501 |
|
| A201 | Request for examination | ||
| D13 | Search requested |
Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-1-2-D10-D13-SRH-X000 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE) |
|
| D13-X000 | Search requested |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000 |