WO2009099279A2 - 리튬 이차 전지 및 이의 제조 방법 - Google Patents

리튬 이차 전지 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Eun Joo Lee
Jae Myoung Lee
Ghi Soo Han
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Definitions

  • the present invention relates to a lithium secondary battery, and more particularly, to a lithium secondary battery and a method of manufacturing the same, which can improve characteristics by improving a structure.
  • a chemical battery refers to a battery that generates electrical energy by using a chemical reaction.
  • the chemical battery may be classified into a primary battery used for single use and a secondary battery that can be repeatedly used because it can be charged and discharged. Due to the advantages that can be used repeatedly, the use of secondary batteries is gradually increasing.
  • lithium secondary batteries have high energy density per unit weight, and thus are widely used in electronic communication devices or high-power hybrid vehicles.
  • Such a lithium secondary battery is generally formed by including a positive electrode and a negative electrode positioned with a separator interposed therebetween, a positive electrode tab and a negative electrode tab respectively connected to the positive electrode and the negative electrode.
  • the positive electrode tab and the negative electrode tab that is, the electrode tab are connected to the positive electrode and the negative electrode, that is, one end of the electrode, so that a long distance of movement of the current during operation of the lithium secondary battery is long.
  • the distance between the other end of the electrode to which the electrode tab is not connected and the electrode tab corresponds to approximately the entire length of the electrode.
  • a long moving distance of the current may cause a problem such as high temperature discharge characteristics, and a high temperature of the lithium secondary battery due to heat generated by the current movement.
  • the present invention was devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a lithium secondary battery and a method for manufacturing the same, which can reduce the moving distance of current to improve high rate discharge characteristics and minimize temperature increase during operation. There is.
  • a lithium secondary battery includes a first current collector and a first active material pattern formed on the first current collector and having first symmetrical shapes with a first central plain portion interposed therebetween. electrode; A second electrode having a second current collector and second active material patterns formed on the second current collector and symmetrically formed with a second central plain portion interposed therebetween; A first electrode tab connected to the first central uncoated portion; And a second electrode tab connected to the second central uncoated portion.
  • the active material patterns substantially involved in the electro-chemical reaction are symmetrically formed and the electrode tabs are connected between them, the moving distance of the current can be reduced. Accordingly, it is possible to improve the high rate discharge characteristics can be applied to a battery that requires a large output, it is possible to improve the reliability of the battery by minimizing the heat generated by the movement of the current.
  • the distance between the positive electrode and the negative electrode can be minimized, thereby improving the high rate discharge characteristics of the battery and minimizing the heat generation problem. Can be.
  • an electrode having a central plain portion can be easily manufactured by cutting a current collector so that a plurality of active material patterns formed at regular intervals are provided. That is, according to the method for manufacturing a lithium secondary battery according to the present invention, a lithium secondary battery capable of improving high rate discharge characteristics and exothermic characteristics can be manufactured with high productivity.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the lithium secondary battery of FIG. 1 unfolded and showing a positive electrode to which a positive electrode tab is connected.
  • FIG. 3 is a plan view illustrating the negative electrode to which the negative electrode tab is connected in the lithium secondary battery of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line III-III ′ of the lithium secondary battery of FIG. 1.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating steps of a method of manufacturing a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • 6 (a) to 6 (c) are views showing the process of the electrode manufacturing step of FIG.
  • FIG. 7 illustrates a process of attaching an electrode tab of FIG. 5.
  • FIG 8 is a graph showing the relationship between the battery voltage and the discharge capacity when the discharge rate is 20 CmA and 25 CmA in the lithium secondary battery according to the experimental example and the lithium secondary battery according to the comparative example, respectively.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the temperature increase of the lithium secondary battery according to the discharge capacity when the discharge rate is 20 CmA and 25 CmA in the lithium secondary battery according to the experimental example and the lithium secondary battery according to the comparative example, respectively.
  • FIG 10 is a graph showing the relationship between the discharge capacity according to the discharge rate in the lithium secondary battery according to the experimental example and the lithium secondary battery according to the comparative example.
  • FIG 11 is a graph showing the relationship between the temperature increase of the lithium secondary battery according to the discharge rate in the lithium secondary battery according to the experimental example and the lithium secondary battery according to the comparative example.
  • a lithium secondary battery includes: a first electrode having a first current collector and first active material patterns formed on the first current collector and symmetrically formed with a first central plain portion interposed therebetween; A second electrode having a second current collector and second active material patterns formed on the second current collector and symmetrically formed with a second central plain portion interposed therebetween; A first electrode tab connected to the first central uncoated portion; And a second electrode tab connected to the second central uncoated portion.
  • the center line passing through the center in the longitudinal direction of the first electrode may be located in the first central plain part, and the center line passing through the center in the longitudinal direction of the second electrode may be located in the second central plain part.
  • the A1 and the B1 are 0.4 ⁇ B1 / A1 ⁇ 0.6 The condition of can be satisfied.
  • the A2 and the B2 are 0.4 ⁇ B2 / A2 ⁇ 0.6 The condition of can be satisfied.
  • Two first active material patterns may be provided and they may be formed identically to each other, and two second active material patterns may be provided and they may be identically formed to each other.
  • the first electrode and the second electrode are wound together with the separator interposed therebetween, and when viewed in a cross-sectional view of the lithium secondary battery, the first electrode tab and the second electrode tab refer to the thickness center line of the lithium secondary battery. Can be located on the same side.
  • the first electrode and the second electrode are wound with a separator interposed therebetween, and when viewed in a cross-sectional view of the lithium secondary battery, the first electrode tab and the second electrode tab are spaced apart from each other in the width direction of the lithium secondary battery. Can be formed.
  • the method of manufacturing a lithium secondary battery according to the present invention the electrode manufacturing step of manufacturing the first electrode and the second electrode; And attaching a first electrode tab to the first electrode and attaching a second electrode tab to the second electrode.
  • the electrode manufacturing step may include preparing a current collector body; Forming a plurality of active material patterns by applying active materials to the current collector body at equal intervals; And cutting the current collector body such that the plurality of active material patterns are provided to form a plurality of electrodes having a central uncoated portion between the active material patterns.
  • the first electrode tab may be attached to the central uncoated portion of the first electrode and the second electrode tab may be attached to the central uncoated portion of the second electrode.
  • the conditions A1 and B1 are 0.4 ⁇ B1 / A1 ⁇ 0.6. Can be satisfied.
  • the A2 and the B2 are 0.4 ⁇ B2 / A2 ⁇ 0.6 The condition of can be satisfied.
  • the method may further include winding the first electrode and the second electrode with the separator interposed therebetween.
  • the first electrode tab and the second electrode tab may be located on the same side based on the thickness center line of the lithium secondary battery.
  • the first electrode tab and the second electrode tab When viewed in a cross-section of the lithium secondary battery, the first electrode tab and the second electrode tab may be formed spaced apart from each other in the width direction of the lithium secondary battery.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • a lithium secondary battery includes a first electrode 22 (cathode electrode, hereinafter referred to as “anode”) and a second electrode wound together with a separator 12 interposed therebetween.
  • (24) anode electrode, hereinafter referred to as “cathode ")
  • first electrode tab 32 (hereinafter referred to as " anode tab ") connected to the positive electrode 22, and second electrode connected to the negative electrode 24
  • An electrode group including an electrode tab 34 hereeinafter referred to as a "cathode tab” and a case (not shown) for accommodating the electrode group are configured.
  • the electrolyte may be charged inside the case in a liquid state, and the separator may serve as an electrolyte.
  • the electrolyte may be filled into the case in a liquid state, and then a polymerizable component may be added to finally form an electrolyte in a polymer state.
  • the positive electrode 22, the positive electrode tab 32, the negative electrode 24, and the negative electrode tab 34 of the lithium secondary battery according to the present exemplary embodiment will be described in detail as follows.
  • FIG. 2 is a plan view showing the positive electrode 22 to which the positive electrode tab 32 is connected in the lithium secondary battery of FIG. 1
  • FIG. 3 is the negative electrode 24 to which the negative electrode tab 34 is connected in the lithium secondary battery of FIG. 1.
  • Is a plan view showing the expanded view. 4 is a cross-sectional view taken along line III-III 'of FIG. 1.
  • the positive electrode 22 includes a first current collector 22a (hereinafter, referred to as a "positive current collector") made of a conductive material and an active material on at least one surface of the positive electrode current collector 22a. It comprises the 1st active material pattern 22b (henceforth a "positive electrode active material pattern”) apply
  • the cathode current collector 22a may be made of aluminum, and the cathode active material pattern 22b may be made of a lithium-based transition metal oxide.
  • the present invention is not limited thereto, and the positive electrode current collector 22a and the positive electrode active material pattern 22b may be formed of a material other than the above-described materials, which is also within the scope of the present invention.
  • the positive electrode active material patterns 22b are symmetrically formed with the first center uncoated portion 22c (hereinafter, referred to as “anode center uncoated portion”) that is a portion where the positive electrode active material is not coated, and the positive electrode center The positive electrode tab 32 is connected to the uncoated portion 22c.
  • the positive electrode tab 32 may be made of, for example, aluminum. However, the present invention is not limited thereto, and the positive electrode tab 32 may be made of a material other than aluminum.
  • the positive electrode tab 32 may be attached to the positive electrode 22 by various methods such as ultrasonic wave, resistance, or laser welding.
  • the positive electrode active material patterns 22b substantially involved in the electrochemical reaction of the battery are symmetrically formed with the positive electrode middle uncoated portion 22c interposed therebetween, and the positive electrode tab at the positive electrode central uncoated portion 22c. Since 32 is connected, it is possible to reduce the moving distance of the electric current by the electrochemical reaction.
  • the maximum moving distance of the current in the present embodiment is the distance from one end to which the positive electrode tab is connected to the other end to which the positive electrode tab is not connected, and corresponds approximately to the total length of the positive electrode.
  • the maximum moving distance of the current is the distance from the central plain portion 22c to which the positive electrode tab 32 is connected to one end of the positive electrode 22.
  • the moving distance of the current can be significantly reduced compared to the prior art. Accordingly, it is possible to improve the high rate discharge characteristics of the lithium secondary battery and to minimize the temperature increase of the lithium secondary battery that may occur due to the movement of the current.
  • the center line L1 passing through the center in the longitudinal direction of the positive electrode 22 is the positive electrode center uncoated portion so that the positive electrode active material patterns 22b substantially involved in the electro-chemical reaction of the battery may have a large area. It is preferable to locate at (22c). In the case where the center line L1 is located at a portion other than the positive electrode central plain portion 22c, the smaller area of both sides of the positive electrode central solid portion 22c is referred to in order to form the positive electrode active material patterns 22b symmetrically. Since the positive electrode active material patterns 22b must be formed, the area of the positive electrode active material patterns 22b is relatively narrow.
  • the positive electrode tab 32 connected to the positive electrode center uncoated portion 22c satisfies the following expression (1) and is connected to the positive electrode 22.
  • A1 is the length of the anode 22 and B1 is the distance between one end 22d in the longitudinal direction of the anode 22 and the center of the anode tab 32.
  • the two positive electrode active material patterns 22b are formed to be the same. This will be described in more detail later.
  • forming the same does not mean only that the positive electrode active material patterns 22b are exactly the same, and includes a case in which the positive active material patterns 22b may be determined to be substantially the same in consideration of tolerances that may occur in the manufacturing process. .
  • the cathode 24 since the cathode 24 has a structure substantially the same as or similar to that of the anode 22 except for the material constituting the same, the cathode 24 may be the same as or similar to that of the anode 22. An extremely similar structure is briefly described. Since the negative electrode tab 34 also has a structure substantially the same as or similar to that of the positive electrode tab 32 except for the material constituting the same, the structure identical or similar to the positive electrode tab 32 will be briefly described.
  • the negative electrode 24 includes a second current collector 24a (hereinafter referred to as a “negative current collector”) made of a conductive material and a second active material formed on at least one surface of the negative electrode current collector 24a.
  • Patterns 24b (hereinafter referred to as " cathode active material pattern ").
  • the negative electrode current collector 24a may be formed of, for example, copper, and the negative electrode active material pattern 24b may be formed of a carbon-based material.
  • the present invention is not limited thereto, and the negative electrode current collector 24a and the negative electrode active material pattern 24b may be made of a material other than the above-described material, which is also within the scope of the present invention.
  • the negative electrode active material patterns 24b are symmetrically formed with a second center uncoated portion 24c (hereinafter referred to as a "cathode center uncoated portion") that is a portion where the negative electrode active material is not coated, and the negative electrode center
  • the negative electrode tab 34 is connected to the uncoated portion 24c.
  • the negative electrode tab 34 may be made of nickel, copper, or nickel plated copper, for example. However, the present invention is not limited thereto, and the negative electrode tab 34 may be made of other materials.
  • the negative electrode tab 34 may be attached to the negative electrode 24 by various methods such as ultrasonic wave, resistance, or laser welding.
  • the negative electrode tab 34 is connected to the negative electrode central uncoated portion 24c, thereby reducing the moving distance of the current due to the electrochemical reaction. Accordingly, it is possible to improve high rate discharge characteristics and to minimize heat generation that may occur due to the movement of current.
  • the center line L2 passing through the center in the longitudinal direction of the negative electrode 24 is located at the negative electrode central uncoated portion 24c, and the negative electrode tab 34 connected to the negative electrode central uncoated portion 24c is It is preferable to be connected to the cathode 24 by satisfying the following expression (2).
  • A2 is the length of the cathode 24 and B2 is the distance between one end 24d in the longitudinal direction of the cathode 24 and the center of the cathode tab 34.
  • the two negative electrode active material patterns 24b are preferably formed to be the same.
  • forming the same does not mean that the anode active material patterns 24b are not exactly the same, and includes a case in which the anode active material patterns 24b may be determined to be substantially the same in consideration of tolerances that may occur in the manufacturing process. .
  • the positive electrode tab 32 is connected to the positive electrode center uncoated portion 22c and the negative electrode tab 34 is connected to the negative electrode central uncoated portion 24c, so that current flows in both the positive electrode 22 and the negative electrode 24.
  • the distance can be minimized. Accordingly, it is more advantageous to improve the high rate discharge characteristics of the lithium secondary battery and to suppress the temperature increase.
  • the positive electrode tab 32 and the negative electrode tab 34 are positioned on the same side of the lithium secondary battery based on the thickness center line L3 of the lithium secondary battery. .
  • the positive electrode tab 32 and the negative electrode tab 34 are formed to be spaced apart from each other in the width direction of the electrode group when viewed in a cross-sectional view of the lithium secondary battery, so that the positive electrode tab 32 and the negative electrode tab 34 are not electrically shorted.
  • the present invention is not limited thereto, and the positive electrode tab and the negative electrode tab may be variously modified according to the structure of the battery, such as being positioned at different sides with respect to the thickness center line of the lithium secondary battery, which is also within the scope of the present invention. .
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating steps of a method of manufacturing a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • an electrode manufacturing step (ST10) of manufacturing a positive electrode and a negative electrode an electrode tab attaching step (ST20) of attaching a positive electrode tab to a positive electrode and a negative electrode tab to a negative electrode, a separator
  • FIGS. 6A to 6C are views illustrating a process of the electrode manufacturing step ST10 of FIG. 5, and FIG. 7 is a diagram showing a process of the electrode tab attaching step ST20 of FIG. 5. .
  • an electrode 20 in which an active material pattern is formed on a current collector that is, a positive electrode (reference numeral 22 of FIG. 2) and a negative electrode (refer to FIG. 3).
  • Reference numeral 24 is prepared. Since the electrode manufacturing step ST10 is substantially the same as the positive electrode and the negative electrode except for the constituent materials of the current collector and the active material, the electrode 20 will be collectively described together.
  • a current collector body 20a ' is prepared.
  • the collector main body 20a ' which consists of aluminum may be prepared as an example, and when the negative electrode is manufactured, the collector main body 20a' which consists of copper may be prepared as an example.
  • a plurality of active material patterns 20b are formed by applying an active material to the current collector body 20a 'in the same pattern at equal intervals.
  • Carbon-based materials may be used as the negative electrode active material, and lithium-based transition metal oxides may be used as the positive electrode active material.
  • the present invention is not limited to a specific active material coating method, and various active material coating methods capable of forming active material patterns may be used.
  • the current collector main body (reference numeral 20a 'of FIG. 6B) is the same so that two active material patterns 20b are provided in each current collector 20a. ) Is cut to form a plurality of electrodes 20 having a central uncoated portion 20c. Since the active material patterns 20b are formed in the current collector main body 20a 'in the same pattern at the same interval, the two active material patterns 20b are symmetrical with the center plain portion 20c interposed therebetween. Is formed.
  • the active material patterns 20b are formed in the same manner at regular intervals, and the electrode 20 is formed by cutting the current collector main body 20a 'such that the plurality of active material patterns 20b are provided. Accordingly, it is possible to continue using the existing equipment, there is no burden of cost increase due to the replacement of the equipment and can manufacture the electrode 20 in a simple process.
  • the positive electrode tab (reference numeral 32 of FIG. 2) is attached to the positive electrode (reference numeral 22 of FIG. 2) and the negative electrode tab (reference numeral 24 of FIG. 3) is attached to the positive electrode (reference numeral 24 of FIG. 3).
  • Attach reference numeral 34 The electrode tab attaching step (refer to ST20 of FIG. 5, hereinafter same) is substantially the same as the positive electrode tab and the negative electrode tab except for the constituent material of the positive electrode tab and the negative electrode tab.
  • the electrode tab 30 is attached to the central uncoated portion 20c positioned between the two active material patterns 20b by welding or the like.
  • an electrode tab made of aluminum may be used as the positive electrode tab, and the electrode tab made of nickel, copper, or nickel plated copper may be used as the negative electrode tab.
  • the positive electrode tab and the negative electrode tab may be connected while satisfying the above-described conditions of Equations 1 and 2, respectively (see FIGS. 2 and 3).
  • the positive electrode reference numeral 22 of FIG. 1, hereinafter identical
  • the negative electrode reference numeral 24 of FIG. 1, hereinafter identical
  • a separator reference numeral 12 of FIG. 1
  • the positive electrode tab (reference numeral 32 of FIG. 1, hereinafter same) and the negative electrode tab (reference numeral 34 of FIG. 1, hereinafter identical) are not shorted to each other.
  • the positive electrode tab 32 and the negative electrode tab 34 of the lithium secondary battery are positioned on the same side with respect to the thickness centerline of the lithium secondary battery, and the positive electrode tab 32 and the negative electrode tab 34 are formed. ) May be spaced apart from each other in the width direction of the lithium secondary battery.
  • the positions of the positive electrode tab 32 and the negative electrode tab 34 after the winding are calculated in advance to form the positive electrode tab 32 and the negative electrode tab 34 at appropriate positions, and then the positive electrode 22 and the negative electrode 24 are formed.
  • the method of winding up can be used.
  • the electrode group 10 can be inserted into a case (not shown) and sealed to complete the manufacture of the battery.
  • a slurry was prepared by mixing LiCoO 2 as a positive electrode active material, polyvinylidene pullulite (PVDF) as a binder, and carbon black as a conductive agent, and then mixing N-methylpyrrolidone (NMP) thereto.
  • PVDF polyvinylidene pullulite
  • NMP N-methylpyrrolidone
  • a plurality of slurry was applied to one surface of the positive electrode current collector body made of aluminum foil at regular intervals, and the slurry was applied to the other surface at regular intervals to form a plurality of positive electrode active material patterns.
  • the N-methylallyrrolidone was dried to complete volatilization and then roll pressed.
  • the positive electrode current collector body was cut to form a positive electrode having two positive electrode active material patterns each formed therebetween, and a positive electrode center uncoated portion was formed between the positive electrode active material patterns.
  • a positive electrode tab made of aluminum was attached to the positive electrode central uncoated portion by laser welding.
  • Natural graphite as a negative electrode active material, styrene butadiene rubber (SBR) and carboxymethyl cellulose (CMC) as a binder, and then mixed with water to prepare a slurry.
  • SBR styrene butadiene rubber
  • CMC carboxymethyl cellulose
  • a plurality of slurries were applied to one surface of the negative electrode current collector body made of copper foil at regular intervals, and the slurry was applied to the other surface at regular intervals to form a plurality of negative electrode active material patterns.
  • the solvent, water, was dried to completely volatilize and roll rolled.
  • the negative electrode current collector main body was cut to form a negative electrode having two negative electrode active material patterns, each having a negative electrode central uncoated portion between the negative electrode active material patterns.
  • the negative electrode tab in which nickel was plated on the copper surface was attached to the negative electrode central plain part by laser welding.
  • the positive electrode with the positive electrode tab and the negative electrode with the negative electrode tab were wound around the separator, inserted into a pouch-type case, and an electrolyte was injected to prepare a battery.
  • an electrolyte solution a liquid electrolyte solution in which LiPF 6 was added to a mixed solution of ethylene carbonate and diethylene carbonate was used.
  • a slurry was prepared by mixing LiCoO 2 as a positive electrode active material, polyvinylidene pullulite as a binder, and carbon black as a conductive agent, and then mixing N-methylpyrrolidone thereto.
  • the slurry was applied to both sides of the positive electrode current collector body made of aluminum foil, and then dried to completely volatilize N-methylpyrrolidone, and then roll-pressed.
  • the positive electrode current collector main body was cut so that the positive electrode active material patterns were each provided on the positive electrode.
  • a positive electrode tab made of aluminum was attached to one end of the positive electrode current collector by laser welding.
  • Natural graphite as a negative electrode active material, styrene butadiene rubber and carboxymethyl cellulose as a binder, and then mixed with water to prepare a slurry.
  • a slurry was applied to both surfaces of the negative electrode current collector body made of copper foil to form a plurality of negative electrode active material patterns.
  • the solvent, water, was dried to completely volatilize and roll rolled.
  • the negative electrode current collector body was cut so that each of the negative electrode active material patterns was provided on the negative electrode.
  • a negative electrode tab plated with nickel on a copper surface was attached by laser welding.
  • the positive electrode with the positive electrode tab and the negative electrode with the negative electrode tab were wound around the separator, inserted into a pouch-type case, and an electrolyte was injected to prepare a battery.
  • an electrolyte solution a liquid electrolyte solution in which LiPF 6 was added to a mixed solution of ethylene carbonate and diethylene carbonate was used.
  • the battery voltage according to the discharge capacity was measured and shown in FIG. 8.
  • the discharge capacity of the lithium secondary battery according to the experimental example is about 96%, whereas the discharge capacity of the lithium secondary battery according to the comparative example is only about 70%. Can be.
  • the discharge rate is 25 CmA, it can be seen that the discharge capacity of the lithium secondary battery according to the experimental example reaches approximately 92%, while the discharge capacity of the lithium secondary battery according to the comparative example does not reach 40%.
  • the lithium secondary battery according to the experimental example has a very excellent discharge capacity as compared to the lithium secondary battery according to the comparative example, and it can be seen that this difference is greater at high rate discharge.
  • the discharge capacity according to the discharge rate was measured and shown in FIG. 10. Referring to Figure 10, it can be seen that the high rate discharge characteristics of the lithium secondary battery according to the experimental example is superior to the lithium secondary battery according to the comparative example.
  • the discharge capacity of the lithium secondary battery according to the experimental example is almost 100%, whereas the discharge capacity of the lithium secondary battery according to the comparative example is about 90%.
  • the discharge capacity of the lithium secondary battery according to the experimental example was about 96%, whereas the lithium secondary battery according to the comparative example had only about 70% discharge capacity. From these results, it can be seen that the comparative example has a sharp drop in discharge capacity at high rate discharge, whereas the lithium secondary battery according to the experimental example has excellent discharge capacity even at high rate discharge.
  • the lithium secondary battery according to the comparative example is shown to have a low temperature increase at a discharge rate exceeding 20 CmA, since the current flow time becomes very short as the discharge rate increases. It's just what appears.
  • the discharge time exceeds 20 CmA, and since the operating time of the actual battery is very short, the increase in the temperature of the battery is shown to be small. In this case, the battery temperature will increase rapidly.

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Abstract

본 발명은 구조를 개선하여 특성을 향상할 수 있는 리튬 이차 전지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 리튬 이차 전지는, 제1 집전체, 및 상기 제1 집전체에 형성되며 제1 중앙 무지부를 사이에 두고 대칭 형성되는 제1 활물질 패턴들을 구비하는 제1 전극; 제2 집전체, 및 상기 제2 집전체에 형성되며 제2 중앙 무지부를 사이에 두고 대칭 형성되는 제2 활물질 패턴들을 구비하는 제2 전극; 상기 제1 중앙 무지부에 접속되는 제1 전극 탭; 및 상기 제2 중앙 무지부에 접속되는 제2 전극 탭을 포함한다.

Description

리튬 이차 전지 및 이의 제조 방법
본 발명은 리튬 이차 전지에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 구조를 개선하여 특성을 향상할 수 있는 리튬 이차 전지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 화학 전지라 함은 화학 반응을 이용하여 전기 에너지를 발생시키는 전지를 말하며, 이 화학 전지는 일회용으로 사용하는 일차 전지와 충방전이 가능하여 반복적인 사용이 가능한 이차 전지로 구분될 수 있다. 반복적인 사용이 가능한 장점에 의해 이차 전지의 사용이 점차적으로 늘고 있는 추세이다.
이차 전지 중에서도 리튬 이차 전지는 단위 중량당 에너지 밀도가 높기 때문에, 전자 통신 기기 또는 고출력 하이브리드 자동차 등에 널리 사용되고 있다. 이러한 리튬 이차 전지는 일반적으로 세퍼레이터를 사이에 두고 위치하는 양극 및 음극, 이 양극 및 음극에 각기 접속되는 양극 탭 및 음극 탭을 포함하여 형성된다.
종래 기술에 따른 리튬 이차 전지에서는 양극 탭 및 음극 탭, 즉 전극 탭이 양극 및 음극, 즉 전극의 일 단부에 접속되어, 리튬 이차 전지의 작동 시 전류의 이동 거리가 길다. 특히 전극 탭이 접속되지 않은 전극의 다른 단부와 전극 탭 사이의 거리는 대략 전극의 전체 길이에 해당하게 된다.
이와 같이 종래 기술에 따른 리튬 이차 전지에서는 전류의 이동 거리가 길어 고율 방전 특성이 좋지 않고 전류 이동에 따라 발생되는 열에 의해 리튬 이차 전지의 온도가 지나치게 높아지는 등의 문제가 발생할 수 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 전류의 이동 거리를 줄여 고율 방전 특성을 향상하고 작동 시 온도 증가를 최소화할 수 있는 리튬 이차 전지 및 이의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 따른 리튬 이차 전지는, 제1 집전체, 및 상기 제1 집전체에 형성되며 제1 중앙 무지부를 사이에 두고 대칭 형성되는 제1 활물질 패턴들을 구비하는 제1 전극; 제2 집전체, 및 상기 제2 집전체에 형성되며 제2 중앙 무지부를 사이에 두고 대칭 형성되는 제2 활물질 패턴들을 구비하는 제2 전극; 상기 제1 중앙 무지부에 접속되는 제1 전극 탭; 및 상기 제2 중앙 무지부에 접속되는 제2 전극 탭을 포함한다.
본 발명에 따른 리튬 이차 전지에 따르면, 전기-화학 반응에 실질적으로 관여하는 활물질 패턴들이 대칭으로 형성되고 이들 사이에 전극 탭이 접속되므로 전류의 이동 거리를 줄일 수 있다. 이에 따라 고율 방전 특성을 향상할 수 있어 큰 출력이 요구되는 전지에 적용될 수 있으며, 전류가 이동하여 발생하는 발열 현상을 최소화하여 전지의 신뢰성을 향상할 수 있다.
특히 양극 탭과 음극 탭이 각기 양극 중앙 무지부와 음극 중앙부에 접속된 경우에는 양극과 음극 모두에서 전류 이동 거리를 최소화할 수 있어, 전지의 고율 방전 특성 향상 및 발열 문제의 최소화하는 효과를 극대화할 수 있다.
본 발명에 따른 리튬 이차 전지의 제조 방법에 따르면, 일정한 간격을 두고 형성되는 활물질 패턴들이 복수로 구비되도록 집전체를 절단함으로써 중앙 무지부를 가지는 전극을 쉽게 제조할 수 있다. 즉 본 발명에 따른 리튬 이차 전지의 제조 방법에 따르면 고율 방전 특성 및 발열 특성을 향상시킬 수 있는 리튬 이차 전지를 높은 생산성으로 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 리튬 이차 전지에서 양극 탭이 접속된 양극을 펼쳐서 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1의 리튬 이차 전지에서 음극 탭이 접속된 음극을 펼쳐서 도시한 평면도이다.
도 4는 도 1의 리튬 이차 전지를 Ⅲ-Ⅲ′선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지의 제조 방법의 단계들을 도시한 흐름도이다.
도 6의 (a) 내지 도 6의 (c)는 도 5의 전극 제조 단계의 공정을 도시한 도면이다.
도 7은 도 5의 전극 탭 부착 단계의 공정을 도시한 도면이다.
도 8은 실험예에 따른 리튬 이차 전지와 비교예에 따른 리튬 이차 전지에서 방전율이 각각 20 CmA와 25 CmA일 때 방전 용량에 따른 전지 전압의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 9는 실험예에 따른 리튬 이차 전지와 비교예에 따른 리튬 이차 전지에서 방전율이 각각 20 CmA와 25 CmA일 때 방전 용량에 따른 리튬 이차 전지의 온도 증가의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 10은 실험예에 따른 리튬 이차 전지와 비교예에 따른 리튬 이차 전지에서 방전율에 따른 방전 용량의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 11은 실험예에 따른 리튬 이차 전지와 비교예에 따른 리튬 이차 전지에서 방전율에 따른 리튬 이차 전지의 온도 증가의 관계를 보여주는 그래프이다.
본 발명에 따른 리튬 이차 전지는, 제1 집전체, 및 상기 제1 집전체에 형성되며 제1 중앙 무지부를 사이에 두고 대칭 형성되는 제1 활물질 패턴들을 구비하는 제1 전극; 제2 집전체, 및 상기 제2 집전체에 형성되며 제2 중앙 무지부를 사이에 두고 대칭 형성되는 제2 활물질 패턴들을 구비하는 제2 전극; 상기 제1 중앙 무지부에 접속되는 제1 전극 탭; 및 상기 제2 중앙 무지부에 접속되는 제2 전극 탭을 포함한다.
상기 제1 전극의 길이 방향에서의 중심을 지나는 중심선이 상기 제1 중앙 무지부에 위치하고, 상기 제2 전극의 길이 방향에서의 중심을 지나는 중심선이 상기 제2 중앙 무지부에 위치할 수 있다.
상기 제1 전극의 길이를 A1, 상기 제1 전극의 길이 방향에서의 일 단부와 상기 제1 전극 탭의 중심 사이의 거리를 B1이라 할 때, 상기 A1 및 상기 B1이 0.4 < B1/A1 < 0.6 의 조건을 만족할 수 있다.
상기 제2 전극의 길이를 A2, 상기 제2 전극의 길이 방향에서의 일 단부와 상기 제2 전극 탭의 중심 사이의 거리를 B2이라 할 때, 상기 A2 및 상기 B2가 0.4 < B2/A2 < 0.6 의 조건을 만족할 수 있다.
상기 제1 활물질 패턴들이 두 개 구비되며 이들이 서로 동일하게 형성되고, 상기 제2 활물질 패턴들이 두 개 구비되며 이들이 서로 동일하게 형성될 수 있다.
상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 세퍼레이터를 사이에 두고 함께 권취되며, 상기 리튬 이차 전지의 횡단면으로 볼 때, 상기 제1 전극 탭과 상기 제2 전극 탭이 상기 리튬 이차 전지의 두께 중심선을 기준으로 동일한 쪽에 위치할 수 있다.
상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 세퍼레이터를 사이에 두고 권취되며, 상기 리튬 이차 전지의 횡단면으로 볼 때, 상기 제1 전극 탭과 상기 제2 전극 탭이 상기 리튬 이차 전지의 너비 방향으로 서로 이격되어 형성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 리튬 이차 전지의 제조 방법은, 제1 전극 및 제2 전극을 제조하는 전극 제조 단계; 및 상기 제1 전극에 제1 전극 탭을 부착하고 상기 제2 전극에 제2 전극 탭을 부착하는 전극 탭 부착 단계를 포함하고,
상기 전극 제조 단계는, 집전체 본체를 준비하는 단계; 상기 집전체 본체에 간격을 두고 서로 동일하게 활물질을 도포하여 복수의 활물질 패턴들을 형성하는 단계; 및 상기 활물질 패턴들이 복수로 구비되도록 상기 집전체 본체를 절단하여 상기 활물질 패턴들 사이에 중앙 무지부가 형성된 복수의 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 전극 탭 부착 단계에서는, 상기 제1 전극 탭을 상기 제1 전극의 중앙 무지부에 부착하고 상기 제2 전극 탭을 상기 제2 전극의 중앙 무지부에 부착할 수 있다.
상기 제1 전극의 길이를 A1, 상기 제1 전극의 길이 방향에서의 일 단부와 상기 전극 탭의 중심 사이의 거리를 B1라 할 때, 상기 A1 및 상기 B1이 0.4 < B1/A1 < 0.6 의 조건을 만족할 수 있다.
상기 제2 전극의 길이를 A2, 상기 제2 전극의 길이 방향에서의 일 단부와 상기 제2 전극 탭의 중심 사이의 거리를 B2이라 할 때, 상기 A2 및 상기 B2가 0.4 < B2/A2 < 0.6 의 조건을 만족할 수 있다.
상기 전극 탭 부착 단계 이후에, 세퍼레이터를 사이에 두고 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 권취하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 리튬 이차 전지의 횡단면으로 볼 때, 상기 제1 전극 탭과 상기 제2 전극 탭이 상기 리튬 이차 전지의 두께 중심선을 기준으로 동일한 쪽에 위치할 수 있다.
상기 리튬 이차 전지의 횡단면으로 볼 때, 상기 제1 전극 탭과 상기 제2 전극 탭이 상기 리튬 이차 전지의 너비 방향으로 서로 이격되어 형성될 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이차 전지 및 이의 제조 방법을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지는, 세퍼레이터(12)를 사이에 두고 함께 권취되는 제1 전극(22)(캐소드 전극, 이하 "양극"이라 함) 및 제2 전극(24)(애노드 전극, 이하 "음극"이라 함), 이 양극(22)에 접속되는 제1 전극 탭(32)(이하 "양극 탭"이라 함), 이 음극(24)에 접속되는 제2 전극 탭(34)(이하 "음극 탭"이라 함)을 포함하는 전극군과, 이 전극군을 수용하는 케이스(도시하지 않음)를 포함하여 구성된다.
리튬 이차 전지의 종류에 따라, 전해질이 액체 상태로 케이스 내부에 충전될 수도 있으며, 세퍼레이터가 전해질의 역할을 할 수도 있다. 또는, 전해질을 액체 상태로 케이스 내부에 충전한 다음 폴리머화 될 수 있는 성분을 첨가하여 최종적으로 폴리머 상태의 전해질을 형성할 수도 있다.
도 2, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 리튬 이차 전지의 양극(22)과 양극 탭(32), 음극(24)과 음극 탭(34)을 좀더 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
도 2는 도 1의 리튬 이차 전지에서 양극 탭(32)이 접속되는 양극(22)을 펼쳐서 도시한 평면도이고, 도 3은 도 1의 리튬 이차 전지에서 음극 탭(34)이 접속된 음극(24)을 펼쳐서 도시한 평면도이다. 그리고, 도 4는 도 1의 Ⅲ-Ⅲ′선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에서 양극(22)은 전도성 물질로 구성되는 제1 집전체(22a)(이하 "양극 집전체"라 함)와 이 양극 집전체(22a)의 적어도 일면에 활물질이 도포되어 형성되는 제1 활물질 패턴(22b)(이하 "양극 활물질 패턴"이라 함)을 포함하여 구성된다.
여기서, 양극 집전체(22a)는 알루미늄으로 이루어질 수 있으며 양극 활물질 패턴(22b)은 리튬계 전이 금속 산화물로 이루어질 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 양극 집전체(22a)와 양극 활물질 패턴(22b)이 상기에서 제시한 물질 이 외의 물질로 구성되는 것도 가능하며 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
본 실시예에서는 양극 활물질 패턴들(22b)이 양극 활물질이 도포되지 않은 부분인 제1 중앙 무지부(22c)(이하 "양극 중앙 무지부"라 함)를 사이에 두고 대칭 형성되고, 이 양극 중앙 무지부(22c)에 양극 탭(32)이 접속된다.
이러한 양극 탭(32)은 일례로 알루미늄으로 이루어질 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 양극 탭(32)이 알루미늄 이외의 다른 물질로 이루어질 수도 있음은 물론이다. 이러한 양극 탭(32)은 초음파, 저항 또는 레이저 용접 등의 다양한 방법으로 양극(22)에 부착될 수 있다.
이와 같이 본 실시예에서는 전지의 전기-화학 반응에 실질적으로 관여하는 양극 활물질 패턴들(22b)이 양극 중앙 무지부(22c)를 사이에 두고 대칭 형성되고 이 양극 중앙 무지부(22c)에 양극 탭(32)이 접속되므로, 전기-화학 반응에 의한 전류의 이동 거리를 줄일 수 있다.
이는, 본 실시예에서의 전류의 최대 이동 거리와, 활물질 패턴이 하나 형성되며 양극의 일 단부에 양극 탭이 접속되는 종래 기술에서의 전류의 최대 이동 거리를 비교하면 쉽게 알 수 있다. 종래 기술에서는 전류의 최대 이동 거리가 양극 탭이 접속되는 일 단부에서부터 양극 탭이 접속되지 않는 다른 단부까지의 거리로서, 대략 양극의 총 길이에 해당한다. 반면 본 실시에에서는 전류의 최대 이동 거리가 양극 탭(32)이 접속되는 중앙 무지부(22c)부터 양극(22)의 일 단부까지의 거리이다.
이와 같이, 본 실시예과 종래 기술의 전류의 최대 이동 거리를 비교한 것에서 쉽게 알 수 있듯이 본 실시예에서는 종래 기술에 비하여 전류의 이동 거리를 크게 줄일 수 있다. 이에 따라 리튬 이차 전지의 고율 방전 특성을 향상시킬 수 있고 전류의 이동에 따라 발생할 수 있는 리튬 이차 전지의 온도 증가를 최소화할 수 있다.
이 때, 전지의 전기-화학 반응에 실질적으로 관여하는 양극 활물질 패턴들(22b)이 큰 면적을 가질 수 있도록, 양극(22)의 길이 방향에서의 중심을 지나는 중심선(L1)이 양극 중앙 무지부(22c)에 위치하는 것이 바람직하다. 중심선(L1)이 양극 중앙 무지부(22c) 이외의 부분에 위치하는 경우에는, 양극 활물질 패턴들(22b)을 대칭으로 형성하기 위하여 양극 중앙 무지부(22c)의 양쪽 중에서 면적이 작은 쪽을 기준으로 양극 활물질 패턴들(22b)을 형성하여야 하므로, 양극 활물질 패턴들(22b)의 면적이 상대적으로 좁아지기 때문이다.
이를 고려하여 양극 중앙 무지부(22c)에 접속되는 양극 탭(32)은 다음 수학식 1을 만족하여 양극(22)에 접속되는 것이 바람직하다.
수학식 1
Figure PCTKR2009000379-appb-M000001
여기서, A1은 양극(22)의 길이이며 B1은 양극(22)의 길이 방향에서의 일 단부(22d)와 양극 탭(32)의 중심 사이의 거리이다.
그리고 본 실시예에서는 양극(22)의 제조를 좀더 용이하게 하기 위하여, 두 개의 양극 활물질 패턴들(22b)이 서로 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. 이에 대해서는 추후에 좀더 상세하게 설명한다.
여기서 동일하게 형성된다고 함은 양극 활물질 패턴들(22b)이 완벽하게 동일한 것만을 의미하는 것은 아니며, 제조 공정 상에서 발생할 수 있는 공차들을 고려하여 실질적으로 동일하다고 판단될 수 있는 경우를 포함함은 물론이다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 음극(24)은 이를 구성하는 물질을 제외하고는 양극(22)과 실질적으로 동일 또는 극히 유사한 구조를 가지므로, 양극(22)과 동일 또는 극히 유사한 구조에 대해서는 간략하게 설명한다. 음극 탭(34) 역시 이를 구성하는 물질을 제외하고는 양극 탭(32)과 실질적으로 동일 또는 극히 유사한 구조를 가지므로, 양극 탭(32)과 동일 또는 유사한 구조에 대해서는 간략하게 설명한다.
도 3을 참조하면, 음극(24)은 전도성 물질로 구성되는 제2 집전체(24a)(이하 "음극 집전체"라 함)와 이 음극 집전체(24a)의 적어도 일면에 형성되는 제2 활물질 패턴들(24b)(이하 "음극 활물질 패턴"이라 함)을 포함하여 구성된다.
여기서, 음극 집전체(24a)는 일례로 구리로 이루어질 수 있으며 음극 활물질 패턴(24b)은 탄소계 물질로 이루어질 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 음극 집전체(24a)와 음극 활물질 패턴(24b)이 상기에서 제시한 물질 이 외의 물질로 구성되는 것도 가능하며 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
본 실시예에서는 음극 활물질 패턴들(24b)이 음극 활물질이 도포되지 않은 부분인 제2 중앙 무지부(24c)(이하 "음극 중앙 무지부"라 함)를 사이에 두고 대칭 형성되고, 이 음극 중앙 무지부(24c)에 음극 탭(34)이 접속된다.
이러한 음극 탭(34)은 일례로 니켈, 구리, 또는 니켈이 도금된 구리로 이루어질 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 음극 탭(34)이 이들 이외의 다른 물질로 이루어질 수도 있음은 물론이다. 이러한 음극 탭(34)은 초음파, 저항 또는 레이저 용접 등의 다양한 방법으로 음극(24)에 부착될 수 있다.
본 실시예에서는 음극 중앙 무지부(24c)에 음극 탭(34)이 접속되어 전기-화학 반응에 따른 전류의 이동 거리를 줄일 수 있다. 이에 따라 고율 방전 특성을 향상시킬 수 있고 전류의 이동에 따라 발생할 수 있는 발열 현상을 최소화할 수 있다.
이 때, 음극(24)의 길이 방향에서의 중심을 지나는 중심선(L2)이 음극 중앙 무지부(24c)에 위치하는 것이 바람직하며, 음극 중앙 무지부(24c)에 접속되는 음극 탭(34)은 다음 수학식 2를 만족하여 음극(24)에 접속되는 것이 바람직하다.
수학식 2
Figure PCTKR2009000379-appb-M000002
여기서, A2는 음극(24)의 길이이며 B2는 음극(24)의 길이 방향에서의 일 단부(24d)와 음극 탭(34)의 중심 사이의 거리이다.
그리고 본 실시예에서는 음극(24)의 제조를 좀더 용이하게 하기 위하여, 두 개의 음극 활물질 패턴들(24b)은 서로 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. 여기서 동일하게 형성된다고 함은 음극 활물질 패턴들(24b)이 완벽하게 동일한 것만을 의미하는 것은 아니며, 제조 공정 상에서 발생할 수 있는 공차들을 고려하여 실질적으로 동일하다고 판단될 수 있는 경우를 포함함은 물론이다.
본 실시예에서는 양극 탭(32)이 양극 중앙 무지부(22c)에 접속되고 음극 탭(34)이 음극 중앙 무지부(24c)에 접속되어, 양극(22)과 음극(24) 모두에서 전류 이동 거리를 최소화할 수 있다. 이에 따라 리튬 이차 전지의 고율 방전 특성을 향상하고 온도 증가를 억제하는 데 더욱 유리하다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 리튬 이차 전지의 횡단면으로 볼 때, 양극 탭(32)과 음극 탭(34)이 리튬 이차 전지의 두께 중심선(L3)을 기준으로 동일한 쪽에 위치하도록 한다. 그리고 리튬 이차 전지의 횡단면으로 볼 때 양극 탭(32)과 음극 탭(34)이 전극군의 너비 방향으로 서로 이격되어 형성되도록 하여, 양극 탭(32) 및 음극 탭(34)이 전기적으로 단락되지 않도록 한다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 양극 탭과 음극 탭이 리튬 이차 전지의 두께 중심선을 기준으로 서로 다른 쪽에 위치하는 등 전지의 구조에 따라 다양하게 변형이 가능하며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
이하에서는 본 실시예에 따른 리튬 이차 전지의 제조 방법을 좀더 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지의 제조 방법의 단계들을 도시한 흐름도이다.
본 실시예에 따른 리튬 이차 전지의 제조 방법은, 양극 및 음극을 제조하는 전극 제조 단계(ST10), 양극에 양극 탭을 부착하고 음극에 음극 탭을 부착하는 전극 탭 부착 단계(ST20), 세퍼레이터를 사이에 두고 양극과 음극을 권취하여 전극군을 형성하는 전극군 형성 단계(ST30), 및 이 전극군을 전지 케이스에 삽입하고 밀봉하는 단계(ST40)를 포함하여 구성된다.
상술한 각 단계들(ST10, ST20, ST30, ST40)을 도 6의 (a) 내지 도 6의 (c), 및 도 7을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도 6의 (a) 내지 도 6의 (c)는 도 5의 전극 제조 단계(ST10)의 공정을 도시한 도면이고 도 7은 도 5의 전극 탭 부착 단계(ST20)의 공정을 도시한 도면이다.
먼저, 도 6의 (a) 내지 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 집전체에 활물질 패턴이 형성되는 전극(20), 즉 양극(도 2의 참조부호 22) 및 음극(도 3의 참조부호 24)을 제조한다. 이러한 전극 제조 단계(ST10)는 집전체 및 활물질의 구성 물질을 제외하면 실질적으로 양극과 음극이 동일하므로 이에 대해서는 전극(20)으로 통칭하여 함께 설명한다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 집전체 본체(20a')를 준비한다. 양극을 제조하는 경우에는 일례로 알루미늄으로 이루어지는 집전체 본체(20a')를 준비할 수 있으며, 음극을 제조하는 경우에는 일례로 구리로 이루어지는 집전체 본체(20a')를 준비할 수 있다.
이어서, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 동일한 간격을 두고 동일한 패턴으로 집전체 본체(20a')에 활물질을 도포하여 복수의 활물질 패턴들(20b)을 형성한다. 음극 활물질로는 탄소계 물질이 사용될 수 있으며, 양극 활물질로는 리튬계 전이 금속 산화물이 사용될 수 있다. 본 발명은 특정한 활물질 도포 방법에 한정되지 않으며 활물질 패턴들을 형성할 수 있는 다양한 활물질 도포 방법이 사용될 수 있다.
이어서, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 각 집전체(20a)에 활물질 패턴들(20b)이 두 개씩 구비되도록 집전체 본체(도 6의 (b)의 참조부호 20a', 이하 동일)를 절단하여 중앙 무지부(20c)가 형성된 복수의 전극(20)을 형성한다. 집전체 본체(20a')에 활물질 패턴들(20b)이 동일한 간격으로 동일한 패턴으로 형성되어 있으므로 상술한 것과 같이 절단하면 두 개의 활물질 패턴들(20b)이 중앙 무지부(20c)를 사이에 두고 대칭 형성된다.
이와 같이, 본 실시예에서는 활물질 패턴들(20b)을 일정한 간격으로 서로 동일하게 형성한 다음 이들이 복수로 구비되도록 집전체 본체(20a')를 절단하여 전극(20)을 형성한다. 이에 따라 기존에 사용하던 설비를 계속하여 사용할 수 있어 설비 교체 등에 따른 비용 증가의 부담이 없으며 단순한 공정으로 전극(20)을 제조할 수 있다.
다음으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 양극(도 2의 참조부호 22)에 양극 탭(도 2의 참조부호 32)을 부착하고 음극(도 3의 참조부호 24)에 음극 탭(도 3의 참조부호 34)을 부착한다. 이러한 전극 탭 부착 단계(도 5의 참조부호 ST20, 이하 동일)는 양극 탭과 음극 탭의 구성 물질을 제외하면 양극 탭과 음극 탭이 실질적으로 동일하므로, 전극 탭으로 통칭하여 함께 설명한다.
전극 탭(30)을 용접 등의 방법으로 두 개의 활물질 패턴들(20b) 사이에 위치하는 중앙 무지부(20c)에 부착한다. 양극 탭으로는 일례로 알루미늄으로 이루어지는 전극 탭을 사용할 수 있으며, 음극 탭은 일례로 니켈, 구리, 또는 니켈이 도금된 구리로 이루어지는 전극 탭을 사용할 수 있다.
이 때, 양극 탭과 음극 탭은 각기 상술한 수학식 1 및 수학식 2의 조건을 만족하면서 접속될 수 있다(도 2 및 도 3 참조).
다음으로, 세퍼레이터(도 1의 참조부호 12)를 사이에 두고 양극(도 1의 참조부호 22, 이하 동일)과 음극(도 1의 참조부호 24, 이하 동일)을 권취하여 도 1에 도시된 바와 같은 전극군을 형성한다.
이 때, 양극 탭(도 1의 참조부호 32, 이하 동일)과 음극 탭(도 1의 참조부호 34, 이하 동일)이 서로 단락되지 않도록 한다. 일례로, 도 4에 도시된 바와 같이, 리튬 이차 전지의 양극 탭(32)과 음극 탭(34)이 리튬 이차 전지의 두께 중심선을 기준으로 동일한 쪽에 위치하고, 양극 탭(32)과 음극 탭(34)이 리튬 이차 전지의 너비 방향으로 서로 이격되어 형성되도록 할 수 있다.
이를 위하여, 권취 후의 양극 탭(32)과 음극 탭(34)의 위치를 미리 계산하여 양극 탭(32)과 음극 탭(34)을 적절한 위치에 형성한 다음 양극(22)과 음극(24)을 권취하는 방법 등을 사용할 수 있다.
마지막으로, 이 전극군(10)을 케이스(도시하지 않음)에 삽입하고 밀봉하여 전지의 제조를 완료할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실험예를 통하여 본 발명에 따른 리튬 이차 전지를 좀더 상세하게 설명한다. 이러한 실험예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
실험예
양극 활물질로 LiCoO2, 결합제로 폴리비닐리덴풀루오라이트(PVDF), 및 도전제로 카본 블랙을 혼합한 다음, 여기에 N-메틸피롤리돈(NMP)을 혼합하여 슬러리를 제조하였다.
알루미늄 호일로 구성되는 양극 집전체 본체의 일면에 일정 간격을 두고 복수로 슬러리를 도포하고, 다른 일면에 일정 간격을 두고 슬러리를 도포하여 복수의 양극 활물질 패턴을 형성하였다. N-메틸리롤리돈이 완전히 휘발되도록 건조한 후 롤 프레싱하였다.
양극 집전체 본체를 절단하여, 양극 활물질 패턴이 각기 두 개씩 구비되며 이 양극 활물질 패턴들 사이에 양극 중앙 무지부가 형성된 양극을 형성하였다.
이 양극 중앙 무지부에 알루미늄으로 이루어진 양극 탭을 레이저 용접 방법으로 부착하였다.
음극 활물질로 천연 흑연, 결합제로 스티렌부타디엔고무(SBR) 및 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)를 혼합한 다음, 여기에 물을 혼합하여 슬러리를 제조하였다.
구리 호일로 구성되는 음극 집전체 본체의 일면에 일정 간격을 두고 복수로 슬러리를 도포하고, 다른 일면에 일정 간격을 두고 슬러리를 도포하여 복수의 음극 활물질 패턴을 형성하였다. 용매인 물이 완전히 휘발되도록 건조한 후 롤 프레싱하였다.
음극 집전체 본체를 절단하여, 음극 활물질 패턴이 각기 두 개씩 구비되며 이 음극 활물질 패턴들 사이에 음극 중앙 무지부가 형성된 음극을 형성하였다.
이 음극 중앙 무지부에 구리 표면에 니켈이 도금된 음극 탭을 레이저 용접 방법으로 부착하였다.
이렇게 양극 탭이 부착된 양극과 음극 탭이 부착된 음극을 세퍼레이터를 사이에 두고 권취한 다음 파우치 타입의 케이스에 삽입하고 전해액을 주입하여 전지를 제작하였다. 전해액으로는 에틸렌카보네이드와 디에틸렌카보네이드의 혼합 용액에 LiPF6가 첨가된 액체 전해액을 사용하였다.
비교예
양극 활물질로 LiCoO2, 결합제로 폴리비닐리덴풀루오라이트, 및 도전제로 카본 블랙을 혼합한 다음, 여기에 N-메틸피롤리돈을 혼합하여 슬러리를 제조하였다.
알루미늄 호일로 구성되는 양극 집전체 본체의 양면에 슬러리를 도포한 다음 N-메틸피롤리돈이 완전히 휘발되도록 건조한 후 롤 프레싱하였다. 양극에 양극 활물질 패턴이 각기 하나씩 구비되도록 양극 집전체 본체를 절단하였다.
이 양극 집전체의 일 단부에 알루미늄으로 이루어진 양극 탭을 레이저 용접 방법으로 부착하였다.
음극 활물질로 천연 흑연, 결합제로 스티렌부타디엔고무 및 카르복시메틸셀룰로오스를 혼합한 다음, 여기에 물을 혼합하여 슬러리를 제조하였다.
구리 호일로 구성되는 음극 집전체 본체의 양면에 슬러리를 도포하여 복수의 음극 활물질 패턴을 형성하였다. 용매인 물이 완전히 휘발되도록 건조한 후 롤 프레싱하였다. 음극에 음극 활물질 패턴이 각기 하나씩 구비되도록 음극 집전체 본체를 절단하였다.
이 음극 집전체의 일 단부에 구리 표면에 니켈이 도금된 음극 탭을 레이저 용접 방법으로 부착하였다.
이렇게 양극 탭이 부착된 양극과 음극 탭이 부착된 음극을 세퍼레이터를 사이에 두고 권취한 다음 파우치 타입의 케이스에 삽입하고 전해액을 주입하여 전지를 제작하였다. 전해액으로는 에틸렌카보네이드와 디에틸렌카보네이드의 혼합 용액에 LiPF6가 첨가된 액체 전해액을 사용하였다.
실험예에 따른 리튬 이차 전지와 비교예에 따른 리튬 이차 전지에서, 방전율이 각각 20 CmA와 25 CmA일 때, 방전 용량에 따른 전지 전압을 측정하여 도 8에 도시하였다. 도 8을 참조하면, 방전율이 20 CmA인 경우, 실험예에 따른 리튬 이차 전지의 방전 용량은 대략 96 %에 달하는 반면 비교예에 따른 리튬 이차 전지의 방전 용량은 대략 70 % 정도에 불과함을 알 수 있다. 그리고 방전율이 25 CmA인 경우, 실험예에 따른 리튬 이차 전지의 방전 용량은 대략 92 %에 달하는 반면 비교예에 따른 리튬 이차 전지의 방전 용량은 40 %에도 미치지 않음을 알 수 있다. 이와 같이 실험예에 따른 리튬 이차 전지는 비교예에 따른 리튬 이차 전지에 비하여 방전 용량이 매우 우수하며, 이러한 차이는 고율 방전에서 더 큰 것을 알 수 있다.
그리고 실험예에 따른 리튬 이차 전지와 비교예에 따른 리튬 이차 전지에서, 방전율이 각각 20 CmA와 25 CmA일 때, 방전 용량에 따른 리튬 이차 전지의 온도 증가를 측정하여 도 9에 도시하였다. 도 9를 참조하면, 방전율이 20 CmA인 경우와 25 CmA인 경우 모두 실험예에 따른 리튬 이차 전지는 비교예에 따른 리튬 이차 전지에 비하여 온도의 증가 정도가 매우 적음을 알 수 있다. 이는 실험예에 따른 리튬 이차 전지에서는 전류의 이동 거리를 줄여 온도 증가에 대한 문제를 최소화하였기 때문이다.
실험예에 따른 리튬 이차 전지와 비교예에 따른 리튬 이차 전지에서, 방전율에 따른 방전 용량을 측정하여 도 10에 도시하였다. 도 10을 참조하면, 실험예에 따른 리튬 이차 전지의 고율 방전 특성이 비교예에 따른 리튬 이차 전지보다 우수한 것을 알 수 있다.
즉, 방전율이 10 CmA인 경우 실험예에 따른 리튬 이차 전지의 방전 용량이 거의 100%인 반면 비교예에 따른 리튬 이차 전지의 방전 용량은 대략 90% 정도임을 알 수 있다. 방전율이 이보다 높은 20 CmA의 방전에서는 실험예에 따른 리튬 이차 전지의 방전 용량이 대략 96% 정도인 반면 비교예에 따른 리튬 이차 전지는 방전 용량이 대략 70%에 불과함을 알 수 있다. 이러한 결과로부터 비교예는 고율 방전에서 방전 용량이 급격하게 떨어지는 반면 실험예에 따른 리튬 이차 전지는 고율 방전에서도 우수한 방전 용량을 가짐을 알 수 있다.
실험예에 따른 리튬 이차 전지와 비교예에 따른 리튬 이차 전지에서, 방전율에 따른 리튬 이차 전지의 온도 증가를 측정하여 도 11에 도시하였다. 도 11을 참조하면, 실험예에 따른 리튬 이차 전지가 비교예에 따른 리튬 이차 전지보다 고율 방전에서도 온도 증가 정도가 매우 낮음을 알 수 있다. 이는 실험예에 따른 리튬 이차 전지에서는 전류의 이동 거리를 줄여 발열 문제를 최소화하였기 때문이다.
참고로, 도 11에서 비교예에 따른 리튬 이차 전지가 방전율이 20 CmA를 초과하는 부분에서 온도 증가가 낮아지는 것으로 도시되어 있는 데, 이는 방전율이 높아짐에 따라 전류가 흐르는 시간이 매우 짧아지게 되었기 때문에 나타나는 것에 불과하다. 즉 비교예에 따른 리튬 이차 전지에서는 방전율이 20 CmA를 초과하는 부분에서는 실제 전지로 작동될 수 있는 시간이 매우 짧기 때문에 전지의 온도 증가가 작아지게 나타난 것일 뿐, 실제로 전류가 흐르는 시간을 길게 유지한 경우에는 전지 온도가 급격하게 증가하게 될 것이다.
이상을 통해 본 발명의 실시예 및 실험예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하며 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims (14)

  1. 제1 집전체, 및 상기 제1 집전체에 형성되며 제1 중앙 무지부를 사이에 두고 대칭 형성되는 제1 활물질 패턴들을 구비하는 제1 전극;
    제2 집전체, 및 상기 제2 집전체에 형성되며 제2 중앙 무지부를 사이에 두고 대칭 형성되는 제2 활물질 패턴들을 구비하는 제2 전극;
    상기 제1 중앙 무지부에 접속되는 제1 전극 탭; 및
    상기 제2 중앙 무지부에 접속되는 제2 전극 탭
    을 포함하는 리튬 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극의 길이 방향에서의 중심을 지나는 중심선이 상기 제1 중앙 무지부에 위치하고,
    상기 제2 전극의 길이 방향에서의 중심을 지나는 중심선이 상기 제2 중앙 무지부에 위치하는 리튬 이차 전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극의 길이를 A1, 상기 제1 전극의 길이 방향에서의 일 단부와 상기 제1 전극 탭의 중심 사이의 거리를 B1이라 할 때, 상기 A1 및 상기 B1이 다음의 조건을 만족하는 리튬 이차 전지.
    0.4 < B1/A1 < 0.6
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전극의 길이를 A2, 상기 제2 전극의 길이 방향에서의 일 단부와 상기 제2 전극 탭의 중심 사이의 거리를 B2이라 할 때, 상기 A2 및 상기 B2가 다음의 조건을 만족하는 리튬 이차 전지.
    0.4 < B2/A2 < 0.6
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 활물질 패턴들이 두 개 구비되며 이들이 서로 동일하게 형성되고,
    상기 제2 활물질 패턴들이 두 개 구비되며 이들이 서로 동일하게 형성되는 리튬 이차 전지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 세퍼레이터를 사이에 두고 함께 권취되며,
    상기 리튬 이차 전지의 횡단면으로 볼 때, 상기 제1 전극 탭과 상기 제2 전극 탭이 상기 리튬 이차 전지의 두께 중심선을 기준으로 동일한 쪽에 위치하는 리튬 이차 전지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 세퍼레이터를 사이에 두고 함께 권취되며,
    상기 리튬 이차 전지의 횡단면으로 볼 때, 상기 제1 전극 탭과 상기 제2 전극 탭이 상기 리튬 이차 전지의 너비 방향으로 서로 이격되어 형성되는 리튬 이차 전지.
  8. 제1 전극 및 제2 전극을 제조하는 전극 제조 단계; 및 상기 제1 전극에 제1 전극 탭을 부착하고 상기 제2 전극에 제2 전극 탭을 부착하는 전극 탭 부착 단계를 포함하는 리튬 이차 전지의 제조 방법에 있어서,
    상기 전극 제조 단계는,
    집전체 본체를 준비하는 단계;
    상기 집전체 본체에 간격을 두고 서로 동일하게 활물질을 도포하여 복수의 활물질 패턴들을 형성하는 단계; 및
    상기 활물질 패턴들이 복수로 구비되도록 상기 집전체 본체를 절단하여 상기 활물질 패턴들 사이에 중앙 무지부가 형성된 복수의 전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 리튬 이차 전지의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전극 탭 부착 단계에서는, 상기 제1 전극 탭을 상기 제1 전극의 중앙 무지부에 부착하고 상기 제2 전극 탭을 상기 제2 전극의 중앙 무지부에 부착하는 리튬 이차 전지의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 전극의 길이를 A1, 상기 제1 전극의 길이 방향에서의 일 단부와 상기 제1 전극 탭의 중심 사이의 거리를 B1라 할 때, 상기 A1 및 상기 B1가 다음의 조건을 만족하는 리튬 이차 전지의 제조 방법.
    0.4 < B1/A1 < 0.6
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제2 전극의 길이를 A2, 상기 제2 전극의 길이 방향에서의 일 단부와 상기 제2 전극 탭의 중심 사이의 거리를 B2이라 할 때, 상기 A2 및 상기 B2이 다음의 조건을 만족하는 리튬 이차 전지의 제조 방법.
    0.4 < B2/A2 < 0.6
  12. 제8항에 있어서,
    상기 전극 탭 부착 단계 이후에, 세퍼레이터를 사이에 두고 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 권취하는 단계를 더 포함하는 리튬 이차 전지의 제조 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 리튬 이차 전지의 횡단면으로 볼 때, 상기 제1 전극 탭과 상기 제2 전극 탭이 상기 리튬 이차 전지의 두께 중심선을 기준으로 동일한 쪽에 위치하는 리튬 이차 전지의 제조 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 리튬 이차 전지의 횡단면으로 볼 때, 상기 제1 전극 탭과 상기 제2 전극 탭이 상기 리튬 이차 전지의 너비 방향으로 서로 이격되어 형성되는 리튬 이차 전지의 제조 방법.
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JP2010544883A JP2011511412A (ja) 2008-02-05 2009-01-23 リチウム二次電池及びその製造方法
CN2009801042174A CN101939873A (zh) 2008-02-05 2009-01-23 锂二次电池及其制造方法

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102082288A (zh) * 2009-11-30 2011-06-01 比亚迪股份有限公司 一种锂离子二次电池及其制造方法
CN102487150A (zh) * 2010-12-03 2012-06-06 比亚迪股份有限公司 电池电芯的卷绕方法及装置
CN103081205A (zh) * 2010-08-27 2013-05-01 株式会社Lg化学 线缆型二次电池

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102804453A (zh) * 2009-06-10 2012-11-28 捷讯研究有限公司 用于无线移动通信设备的电池
KR20120025606A (ko) 2009-07-14 2012-03-15 리서치 인 모션 리미티드 저 자기 간섭 배터리
US8357460B2 (en) 2009-07-14 2013-01-22 Research In Motion Limited Low magnetic interference battery and mobile communication device
KR101192138B1 (ko) 2010-07-01 2012-10-16 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 제조하는 방법 및 상기 전극 조립체를 포함하는 이차전지
CN102683459B (zh) * 2011-03-08 2017-05-24 日立化成株式会社 太阳能电池单元
TW201246584A (en) 2011-03-08 2012-11-16 Hitachi Chemical Co Ltd Solar battery cell, solar battery module, fabricating method of solar battery cell and fabricating method of solar battery module
US9455359B2 (en) 2011-05-31 2016-09-27 Hitachi Chemical Company, Ltd. Solar battery cell, solar battery module and method of making solar battery module
CN103733418B (zh) * 2011-09-14 2017-06-27 松下知识产权经营株式会社 非水电解质二次电池
CN102683634B (zh) * 2012-04-24 2014-08-06 张贵萍 一种大容量圆柱形锂离子电池及其生产方法
CN102738433B (zh) * 2012-06-14 2014-05-28 深圳市赢合科技股份有限公司 锂带制片装置及制片方法
JP6103342B2 (ja) * 2012-09-13 2017-03-29 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
US9899655B2 (en) 2012-09-14 2018-02-20 Greatbatch Ltd. Electrochemical current collector screen designs utilizing ultrasonic welding
DE102013208140A1 (de) * 2013-05-03 2014-11-06 Robert Bosch Gmbh Batteriezelle mit einem mindestens einen Einschnitt aufweisenden Elektrodenwickel
KR101678537B1 (ko) * 2013-07-31 2016-11-22 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
CN103579666B (zh) * 2013-11-04 2016-02-03 维动新能源股份有限公司 一种低内阻复合锂离子电芯及其制作工艺
KR20150057716A (ko) 2013-11-20 2015-05-28 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
CN203733894U (zh) 2014-01-17 2014-07-23 宁德新能源科技有限公司 锂离子电池
KR102234292B1 (ko) 2014-04-09 2021-03-31 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체 및 이를 구비한 이차 전지
KR102502194B1 (ko) 2015-10-27 2023-02-20 삼성에스디아이 주식회사 전극 탭을 갖는 이차 전지 및 이차 전지의 제조 방법
KR102180847B1 (ko) * 2016-04-15 2020-11-19 주식회사 엘지화학 전극, 그러한 전극을 포함하는 전극 조립체 및 그러한 전극 및 전극 조립체의 제조 방법
KR102162773B1 (ko) * 2016-10-07 2020-10-07 주식회사 엘지화학 프리-슬리팅 공정을 포함하는 이차전지용 전극의 제조 방법
KR20180097087A (ko) * 2017-02-22 2018-08-30 삼성에스디아이 주식회사 대칭형 멀티탭을 갖는 이차 전지
KR102217242B1 (ko) 2017-03-08 2021-02-18 삼성전자주식회사 집적회로 소자 및 그 제조 방법
KR20240018066A (ko) 2022-08-02 2024-02-13 에스케이온 주식회사 전극용 자재 이송 장치

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6235426B1 (en) * 1998-09-21 2001-05-22 Sanyo Electric Co., Ltd. Nonaqueous electrolyte secondary cell wit PTC current collector tabs
JP3806562B2 (ja) * 1998-12-09 2006-08-09 三洋電機株式会社 非水電解液二次電池
JP2002164044A (ja) * 2000-11-24 2002-06-07 Nec Corp 電極巻回型電池及びその製造方法
JP4204231B2 (ja) * 2001-11-08 2009-01-07 日本碍子株式会社 リチウム二次電池
JP4043956B2 (ja) * 2003-01-08 2008-02-06 大日本印刷株式会社 電池用電極板の製造方法
KR100591435B1 (ko) * 2004-03-29 2006-06-22 삼성에스디아이 주식회사 캔형 리튬이온 이차전지
KR20060022128A (ko) * 2004-09-06 2006-03-09 삼성에스디아이 주식회사 원통형 리튬 이온 이차 전지 및 이에 사용되는 권취형전극 조립체
KR20060087182A (ko) * 2005-01-28 2006-08-02 삼성에스디아이 주식회사 원통형 리튬 이차 전지
KR20060113804A (ko) * 2005-04-26 2006-11-03 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체 및 이를 이용한 이차 전지
JP2008181850A (ja) * 2006-10-19 2008-08-07 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池
JP4557001B2 (ja) * 2007-12-28 2010-10-06 Ｔｄｋ株式会社 電気化学デバイス用電極及び電気化学デバイス

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102082288A (zh) * 2009-11-30 2011-06-01 比亚迪股份有限公司 一种锂离子二次电池及其制造方法
CN103081205A (zh) * 2010-08-27 2013-05-01 株式会社Lg化学 线缆型二次电池
CN102487150A (zh) * 2010-12-03 2012-06-06 比亚迪股份有限公司 电池电芯的卷绕方法及装置

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