WO2015016465A1 - 휘어진 형상의 전극 적층체 및 이를 포함하는 전지팩 - Google Patents

휘어진 형상의 전극 적층체 및 이를 포함하는 전지팩 Download PDF

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최은석
조신효
정재빈
김동명
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Definitions

  • the present invention relates to an electrode laminate constituting a lithium secondary battery, and more particularly, to an electrode laminate having a curved shape and a battery pack including the same.
  • Lithium secondary batteries occupy an important position on the basis of development into such a ubiquitous society.
  • the lithium secondary battery can be produced by embedding an electrode laminate and an electrolyte in a housing portion of a battery case and heat-sealing the outer circumferential surface of the housing portion.
  • Such an electrode laminate has a stack type (lamination type), a positive electrode sheet having a predetermined size, and a separator sheet, in which a positive electrode plate, a separator plate, and a negative electrode plate of a predetermined size are repeatedly stacked in order so that a separator plate is interposed between the positive electrode plate and the negative plate.
  • a predetermined number of stacked electrode laminates are placed on the separator sheet.
  • the separator sheet may be wound in one direction to be classified into a stack and folding type in which a predetermined number of electrode stacks are stacked.
  • FIG. 1 includes a positive electrode 1, a separator 2, and a negative electrode 3, and a separator 2 is interposed between the positive electrode 1 and the negative electrode 3, and the positive electrode 1 and the negative electrode ( The state before and after bending of the electrode laminated body of the structure in which one end and the other end of 2) does not cross each other is shown typically.
  • FIG. 1 illustrates a structure in which one anode 1, one separator 2, and one cathode 3 are stacked, but the electrode stack includes a plurality of electrodes. It may include an anode, a plurality of separators, and a plurality of cathodes.
  • the lengths of the separator 2 and the cathode 3 are longer than those of the anode 1 (A, A '), but after bending, both ends of the inner anode 1 are respectively separated from the separator ( 2) and the cathode (3) out of both ends (A, A '). For this reason, there exists a problem that lithium precipitation generate
  • the schematic diagram of the curved jelly-roll type electrode laminated body 20 is shown.
  • the jelly-roll electrode stack 20 is formed along a imaginary line segment X′-X ′′ perpendicular to the protruding direction of the electrode terminal on a plane. ),
  • the bent ends A 'and A' ' have a problem that stress is concentrated and the electrode breaks.
  • the design of the electronic device itself is a very important factor in the consumer's product selection, and the electronic device is increasingly miniaturized and thinned according to the consumer's taste. Accordingly, in order to minimize unnecessary waste of the internal space of the electronic device, miniaturization and thinning of the lithium secondary battery are also required, and the shape of the lithium secondary battery needs to be variously implemented according to the shape of the electronic device.
  • Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1999-307130 discloses two types of anodes impregnated with an electrolyte containing a plasticizer, a cathode impregnated with an electrolyte containing a plasticizer, and a gel electrolyte layer impregnated with an electrolyte containing a plasticizer.
  • the method of manufacturing the battery of the curved shape is disclosed by thermocompression bonding with a roll.
  • FIG. 3 shows a curved electrode stack specifically disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1999-307130.
  • the curved shape includes the positive electrode layer 4 and the positive electrode current collector 5, and includes the positive electrode 1 having the curved shape, the negative electrode layer 6, and the negative electrode current collector 7.
  • a negative electrode (2) and a curved gel electrolyte layer (3) the positive electrode terminal (8) is connected to the positive electrode current collector (5), and the negative electrode terminal (9) is connected to the negative electrode current collector (7).
  • the electrode laminated body of the structure connected is shown.
  • the positive terminal 8 and the negative terminal 9 are formed in the non-curved part of the electrode laminate.
  • Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1999-307130 discloses a technique for solving the problems of the prior art in which a curved electrode stack returns to its original shape, and a protection circuit module known to date has a curved surface. Considering the fact that there is no planar structure and a prior art for a curved protective circuit module does not exist, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1999-307031 discloses or recognizes a battery pack equipped with a curved protective circuit module. It is understood that there is no.
  • a very difficult manufacturing process is required. For example, when welding components such as IC to a curved surface of a curved protective circuit board, a difficult welding process must be performed and a predetermined binding force is difficult to be exhibited, and a battery having a curved protective circuit board curved Since making a jig for attaching to a cell is difficult, there are many limitations in applying the same to a battery pack including a plurality of battery cells and requiring mass production.
  • the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art by providing an electrode laminate designed so that both ends of the positive electrode is wrapped in the separator and the negative electrode even in a bent state, to provide a battery cell with improved safety.
  • the present invention is to provide a battery pack including a protective circuit module of a curved shape that can minimize unnecessary waste of the internal space of the electronic device, and can exhibit improved volumetric energy density characteristics.
  • An electrode stack includes one or more anodes, one or more cathodes, and one or more separators, and the anode, cathode, and separator are stacked such that a separator is interposed between the anode and the cathode.
  • Each end and the other end of the positive electrode and the negative electrode do not cross each other, and the laminated surfaces of the positive electrode, the negative electrode, and the separator include a curved surface, and the negative electrode has a length equal to or longer than the length of the fan-shaped arc of the curved positive electrode.
  • the separator is characterized in that it has a length longer than the length of the fan-shaped arc of the bent anode.
  • the negative electrode may have a length equal to or longer than the length of the fan-shaped arc of the curved positive electrode. Specifically, the negative electrode may have a length of 1.1 times or more and 1.3 times or less with respect to the length of the positive electrode. Both ends of the bent cathode may face each other with both ends of the bent anode and the separator interposed therebetween. If both ends of the bent cathode do not face each other with both ends of the bent anode and the separator interposed therebetween, the anode and the cathode may generate a short circuit to each other, and lithium may precipitate during charging, which may cause problems in performance and safety. have.
  • the positive electrode may have a structure in which a positive electrode material is coated on a portion except for the positive electrode tab
  • the negative electrode may have a structure in which a negative electrode material is coated on a portion except the negative electrode tab.
  • the cathode material may contain a lithium metal oxide or the like known as a cathode active material of a lithium secondary battery, and the lithium metal oxide may be, for example, lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or the like.
  • the lithium metal oxide may be, for example, lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or the like.
  • the negative electrode material may include a carbon-based material such as natural graphite, artificial graphite, non-graphitized carbon, carbon dioxide, etc. as a negative electrode active material. Since the carbon-based material has a low oxidation / reduction potential as low as about 0.1V with respect to the potential of Li / Li +, lithium precipitation may occur during charging. Therefore, the balance of the positive electrode and the negative electrode may be secured by increasing the loading amount of the negative electrode, or the length of the negative electrode may be designed based on a slip calculation value of the positive electrode during bending.
  • a carbon-based material such as natural graphite, artificial graphite, non-graphitized carbon, carbon dioxide, etc.
  • the cathode when designing a curved electrode stack, has a length equal to or longer than the length of the fan-shaped arc of the bent anode, and the separator has a length longer than the length of the fan-shaped arc of the bent anode.
  • the separator may have a length longer than the length of the cathode in order to prevent a short circuit between the anode and the cathode, and may have a length of 1.1 times to 1.3 times less than the length of the anode.
  • a laminated surface of an anode, a cathode, and a separator includes a curved surface.
  • the curved surface may have a radius of curvature R ranging from 35 mm to 900 mm.
  • one end and the other end of each of the anode, cathode and separator may not cross each other.
  • the electrode laminate may be a stacked electrode laminate.
  • the electrode stack may include one or more improved electrodes in which a separator is laminated on one or both surfaces.
  • the improved electrode for example, may be implemented in a structure in which the separator is bonded to one surface of the positive electrode or the negative electrode.
  • the separator may be implemented in a structure that is bonded to both sides of the positive electrode or both sides of the negative electrode.
  • the positive electrode, the separator and the negative electrode may be implemented in a structure in which the separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode.
  • an embodiment in which a cathode, a separator, and a cathode are bonded to each other in a state where a separator is interposed between an anode and a cathode may be defined as an electrode group.
  • the electrode group may be referred to as an S-type electrode group when the polarities of the outermost electrodes are the same as or different from each other, and when the polarities of the outermost electrodes are the same, and when the polarities of the outermost electrode groups are different from each other, a D-type electrode It can be called a group. At least one of the outermost electrodes may be bonded to the separators in a state interposed between the separators.
  • the improved electrode may include any one of a positive electrode and a negative electrode and a separator, and may be implemented in a structure in which any one of the positive electrode and the negative electrode and the separator are bonded to each other. This can be defined as an electrode element.
  • the electrode device may have any one of a positive electrode and a negative electrode interposed between the separators, and either one of the positive electrode and the negative electrode may be bonded to the separator.
  • the electrode laminate of the structure in which the said electrode, the improved electrode, the separator, the electrode group, the electrode element, etc. are combined and the separator is interposed between the anode and the cathode is contained in the scope of the present invention.
  • the electrode stack may include one or more non-curved surfaces.
  • the non-curved surface may be present on the stack surface or on the side of the electrode stack that is not parallel to the stack surface.
  • the side surface may be perpendicular to the stacking surface.
  • Electrode tabs may be formed on the non-curved surface, and both the positive electrode tab and the negative electrode tab may be formed on one non-curved surface, the positive electrode tab may be formed on one non-curved surface, and the negative electrode may be formed on the other non-curved surface.
  • the tab may be formed.
  • the electrode tab may be connected to the electrode lead, and the electrode terminal having a structure in which the electrode tab and the electrode lead are connected may be connected to the protection circuit module PCM.
  • the non-curved surface may be formed on the side of the electrode stack that is not parallel to the stacked surface, and the side may include one or more non-curved surfaces.
  • One of the side surfaces may have both a positive electrode tab and a negative electrode tab.
  • the one or more separators may consist of a first separator and a second separator.
  • the first separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode in a state where one end and the other end does not cross each other, and the second separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode and surrounds a side surface of the electrode terminal non-forming part of the electrode. There may be.
  • the second separator is different from the first separator in that one end and the other end cross each other.
  • the electrode stack is a stack and folding type in which a predetermined number of stacked electrode stacks are arranged on a separator sheet, and then a predetermined number of electrode stacks are stacked by winding or bending the separator sheet in one direction. & Folding) electrode laminate.
  • the electrode laminate is a winding type (jelly-roll type) in which a positive electrode sheet, a separator sheet, and a negative electrode sheet having a predetermined size are laminated so that a separator sheet is interposed between the positive electrode sheet and the negative electrode sheet, and then the separator sheet is wound in one direction. It may be an electrode laminate.
  • the present invention can also provide a battery cell in which the electrode laminate is incorporated in a battery case together with an electrolyte.
  • the battery case may be a pouch-type battery case of a metal can or a laminate sheet including a metal layer and a resin layer, and the battery case may have a shape corresponding to the curved shape of the electrode stack.
  • the battery cell may be a lithium ion polymer battery, a lithium ion battery or a lithium polymer battery.
  • Known structures and components of lithium ion batteries, lithium ion polymer batteries, and lithium polymer batteries are incorporated herein.
  • the present invention also includes the electrode stack, a lithium salt-containing non-aqueous electrolyte, electrode terminals having opposite polarities to each other, and a battery cell case, wherein the electrode stack and the electrolyte are embedded in the battery cell case.
  • a battery cell having both a positive electrode terminal and a negative electrode terminal formed on a first surface of a battery cell case, wherein the first surface includes a first curved surface;
  • a protection circuit module connected to the positive terminal and the negative terminal, wherein a second surface of the protection circuit module facing the first surface includes a second curved surface that is identical to or resembles the first curved surface; Protective circuit module;
  • the similar ratio of the first curved surface and the second curved surface may range from 1: 0.90 to 1: 0.99, or 1: 1.01 to 1: 1.10.
  • the ratio of the first curved surface to the second curved surface is 1: 1, it can be understood that the first curved surface and the second curved surface coincide.
  • the radius of curvature R1 of the first curved surface and the radius of curvature R2 of the second curved surface may be in the range of 35 mm or more to 900 mm or less. If the radius of curvature exceeds 900 mm, internal short circuit may occur due to slip between the separator and the electrode, which is not preferable.
  • the radius of curvature R1 of the first curved surface and the radius of curvature R2 of the second curved surface may be the same as or different from each other.
  • the radius of curvature R1 of the first curved surface and the radius of curvature R2 of the second curved surface may be equal to each other.
  • the protection circuit module may be a printed circuit board structure in which an electric circuit is configured to prevent overcharge or overdischarge and allow a rated current to flow therein, and the second surface May be one surface of a printed circuit board, and one surface may include a safety device and a connection terminal, and the other surface may include an external input / output terminal connected to a predetermined external device.
  • the printed circuit board may use a material having excellent flexibility compared to a general protection circuit module, and the components attached to the printed circuit board may have one curved surface to be in close contact with the curved surface.
  • the present invention also provides a device comprising the battery pack.
  • the battery pack may be used as a power supply for a curved smartphone, a curved mobile phone, a curved laptop, a curved tablet PC, a curved clock, a curved television, a curved glasses, and the like. Can be.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a state before and after bending of a stacked electrode laminate
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a curved jelly-roll electrode laminate.
  • FIG. 3 is a perspective view of a conventional electrode laminate having a curved shape
  • FIG. 4 is a schematic view of an electrode laminate including a separator and a cathode having a longer length compared to the length of a fan-shaped arc of the anode in a state where both the anode, the cathode, and the separator are bent, according to a non-limiting embodiment of the present invention. It is a figure shown;
  • FIG. 5 and 6 are diagrams schematically showing various embodiments of the structure of the electrode stack of FIG. 4;
  • FIG. 7 is a perspective view of a battery pack including a protective circuit module having a curved shape according to a non-limiting embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 and 9 are diagrams schematically showing various embodiments of the electrode stack included in the battery pack of FIG. 7;
  • FIG. 4 includes a positive electrode 101, a separator 102, and a negative electrode 103, in accordance with a non-limiting embodiment of the present invention, wherein a separator 102 is disposed between the positive electrode 101 and the negative electrode 103. Interposed electrode stacks are shown.
  • FIG. 4 for convenience of description, a structure in which one anode 101, one separator 102, and one cathode 103 are stacked is illustrated, but the electrode laminate includes a plurality of anodes and a plurality of separators. It may include a plurality of cathodes. Referring to FIG. 4, in the state where the anode 101, the separator 102, and the cathode 103 are all bent, it can be seen that both ends of the separator 102 and the cathode 103 surround both ends of the anode 101. have.
  • FIG. 5 and 6 illustrate examples in which the structure of the electrode stack of FIG. 4 is implemented.
  • an anode 101, a separator 102, and a cathode 103 are included.
  • a separator 102 is interposed between the anode 101 and the cathode 103, and a cathode material is disposed in the anode 101.
  • An electrode laminate 100 is shown in which an uncoated anode tab 104 is formed, and a cathode tab 105 on which a cathode material is not coated is formed on the cathode 103.
  • One end and the other end of each of the anode 101, the separator 102, and the cathode 103 do not cross each other.
  • the electrode laminate 100 has curved surfaces formed on the laminated surfaces of the anode 101, the separator 102, and the cathode 103, and non-curved surfaces are formed on two side surfaces that are not parallel to the laminated surfaces. Among the two sides, on one side, a positive electrode tab 104 and a negative electrode tab 105 are formed, and the positive electrode tab 104 and the negative electrode tab 105 are respectively positive lead (not shown) and negative lead (not shown). And the positive terminal and the negative terminal.
  • the electrode stack 100 of FIG. 5 is along an imaginary line segment X′-X ′′ perpendicular to the protruding directions of the positive electrode tab 104 and the negative electrode tab 105.
  • both ends of the separator 102 and the cathode 103 may surround both ends of the anode 101. That is, as shown in FIG. 4, the separation membrane 102 and the cathode 103 have a length longer than that of the fan-shaped arc of the curved anode 101.
  • FIG. 6 includes an anode 101, a separator 102, and a cathode 103, and the electrode stack 100 of FIG. 5 having a separator 102 interposed between the anode 101 and the cathode 103.
  • Is stacked on the separator sheet 107 and the separator sheet 107 is wound in one direction so that the separator sheet 107 surrounds the sides of the electrodes that are non-formed portions of the electrode tabs 104 and 105.
  • Sieve 200 is shown. At this time, one end and the other end of the separator sheet 107 cross each other.
  • the electrode stack 200 of FIG. 6 is along an imaginary line segment X′-X ′′ perpendicular to the protruding directions of the positive electrode tabs 104 and the negative electrode tabs 105.
  • both ends of the separator 102 and the cathode 103 may surround both ends of the anode 101.
  • the separator 102 may be understood as the first separator described above, and the separator sheet 107 may be understood as the second separator described above.
  • the electrode stack 100 may be a stacked electrode stack. Meanwhile, the electrode stack 100 may include one or more improved electrodes having a structure in which one surface or both surfaces of the electrodes 101 and 103 are bonded to the separator 102.
  • the battery pack 500 may include a battery cell 300 including a positive terminal 310 and a negative terminal 320 formed on the first surface 331 of the battery cell case 330.
  • the protection circuit module 400 may be included.
  • the first surface 331 may be bent in a fan shape on the basis of the imaginary line segment Y-Y 'that crosses between the positive electrode terminal 310 and the negative electrode terminal 320.
  • the protection circuit module 400 has a printed circuit board structure, and one surface of the printed circuit board facing the first surface 331 may be formed of a second curved surface that matches or resembles the first surface.
  • a safety device (not shown) and a connection terminal (not shown) are coupled to one surface of the printed circuit board, and the other surface may include an external input / output terminal 410 connected to a predetermined external device.
  • FIG. 8 illustrates a stacked electrode stack 200A constituting the battery cell 300 of FIG. 7.
  • the electrode stack 200A includes a plurality of anodes, It may include a plurality of separators, a plurality of cathodes.
  • the stacked electrode stack 200A includes an anode 101, a separator 102, and a cathode 103, and a separator 102 is interposed between the anode 101 and the cathode 103.
  • a positive electrode tab 101A having no positive electrode material applied thereto is formed
  • the negative electrode 103 having a negative electrode tab 103A having no negative electrode material formed thereon is formed of an electrode laminate 200A.
  • One end and the other end of each of the anode 101, the separator 102, and the cathode 103 do not cross each other.
  • One surface 230A of the electrode stack 200A is curved in a fan shape on the basis of an imaginary line segment W-W 'passing between the positive electrode tab 101A and the negative electrode tab 130A.
  • the positive electrode terminal 310 may have a structure in which the positive electrode tab 101A is coupled with a positive electrode lead (not shown), and the negative electrode terminal 320 may have a structure in which the negative electrode tab 103A is combined with a negative electrode lead (not shown). have.
  • FIG. 9 illustrates a jelly-roll electrode stack 200B constituting the battery cell 300 of FIG. 7.
  • the positive electrode tab 101B and the negative electrode tab 103B are formed on one surface 230B of the electrode laminate 200B, and one surface 230B is a positive electrode tab ( It is bent in a fan shape with respect to the imaginary line segment Z-Z 'passing between 101B and the negative electrode tab 103B.
  • the stacked electrode stack 200A of FIG. 8 may include one or more improved electrodes having a structure in which one surface or both surfaces of the electrodes 101 and 103 are bonded to the separator 102.
  • An improved electrode having a structure in which one or both surfaces of at least one of the electrodes is bonded to the separator may be implemented in various forms as shown in FIGS. 10 to 14.
  • the present invention is not limited only to the structure shown in FIGS. 10 to 14.
  • FIG. 10 schematically shows a first embodiment 110 of a structure in which a separator 102 is bonded to one surface of an anode 101.
  • a second embodiment 120 of the structure in which the separator 102 is bonded to both surfaces of the anode 101 is schematically illustrated.
  • 130 is schematically illustrated.
  • one electrode 102 of the outermost electrodes 101 and 103 of the third embodiment 130 of FIG. 12 is bonded to the separators 102 while interposed between the separators 102.
  • a fourth embodiment 140 of the structure shown is schematically illustrated.
  • FIG. 14 a fifth embodiment of the structure in which the outermost electrodes 101 and 103 of the third embodiment 130 of FIG. 12 are bonded to the separators 102 while being interposed between the separators 102 is shown.
  • Example 150 is schematically illustrated.
  • the second embodiment 120 may be referred to as an electrode element
  • the third embodiment 130 may be referred to as an electrode group.
  • the electrode stack 100 includes a plurality of anodes 101, a plurality of separators 102, a plurality of cathodes 103, a first embodiment 110, a second embodiment 120, and a first It may include a combination of one or more embodiments selected from the group consisting of the third embodiment 130, the fourth embodiment 140, the fifth embodiment 150.
  • the battery cell according to the present invention includes a separator having a length longer than a length of an arc of a negative electrode and a cathode having a length equal to or longer than the length of an arc of a positive electrode in a state where both the positive electrode, the negative electrode, and the separator are bent. Since the electrode laminate is included, improved safety can be exhibited.
  • the battery pack according to the present invention may provide a battery pack including a protection circuit module having a curved shape that minimizes unnecessary waste of the internal space of the electronic device and exhibits an improved volume energy density characteristic.

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Abstract

본 발명은, 하나 이상의 양극들, 하나 이상의 음극들, 및 하나 이상의 분리막들을 포함하고, 양극, 음극 및 분리막은 양극과 음극의 사이에 분리막이 개재되도록 적층되어 있으며, 양극과 음극의 각각의 일단과 타단은 서로 교차하지 않고, 양극, 음극 및 분리막의 적층면은 곡면(curved surface)을 포함하고 있으며, 음극은 구부러진 양극의 부채꼴의 호의 길이와 같거나 긴 길이를 가지고, 분리막은 구부러진 양극의 부채꼴의 호의 길이보다 긴 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 전극 적층체 및 이를 포함하는 전지팩에 관한 것이다.

Description

휘어진 형상의 전극 적층체 및 이를 포함하는 전지팩
본 발명은, 리튬 이차전지를 구성하는 전극 적층체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 휘어진 형상의 전극 적층체 및 이를 포함하는 전지팩에 관한 것이다.
IT(Information Technology) 기술이 눈부시게 발달함에 따라 다양한 휴대형 정보통신 기기의 확산이 이뤄짐으로써, 21세기는 시간과 장소에 구애 받지 않고 고품질의 정보서비스가 가능한 '유비쿼터스 사회'로 발전되고 있다.
이러한 유비쿼터스 사회로의 발전 기반에는, 리튬 이차전지가 중요한 위치를 차지하고 있다. 상기 리튬 이차전지는, 전지 케이스의 수납부에 전극 적층체와 전해질을 내장하고 상기 수납부의 외주면을 열융착함으로써 제작할 수 있다.
이러한 전극 적층체는, 소정의 크기의 양극판, 분리막판, 음극판을, 양극판과 음극판 사이에 분리막판이 개재되도록 하나씩 순서대로 반복하여 적층한 스택형(적층형), 소정의 크기의 양극 시트, 분리막 시트, 음극 시트를 양극 시트와 음극 시트의 사이에 분리막 시트가 개재되도록 적층한 후, 분리막 시트를 일방향으로 권취한 권취형(젤리-롤형), 소정의 갯수의 스택형 전극 적층체들을 분리막 시트 상에 배열한 후, 분리막 시트를 일방향으로 권취하여 소정의 개수의 전극 적층체들을 적층시킨 스택 앤 폴딩형(Stack & Folding) 등으로 분류할 수 있다.
도 1에는, 양극(1), 분리막(2), 음극(3)을 포함하고, 양극(1)과 음극(3)의 사이에 분리막(2)이 개재되어 있으며, 양극(1), 음극(2)의 각각의 일단과 타단이 서로 교차하지 않는 구조의 전극 적층체의 벤딩(bending) 전후의 상태가 모식적으로 도시되어 있다. 도 1을 참고하면, 도 1은 설명의 편의를 위하여, 하나의 양극(1), 하나의 분리막(2), 하나의 음극(3)이 적층된 구조를 도시하였으나, 전극 적층체는, 복수개의 양극, 복수개의 분리막, 복수개의 음극을 포함할 수 있다. 전극 적층체의 벤딩 전에는, 분리막(2)과 음극(3)의 길이가 양극(1)에 비해 더 길지만(A, A'), 벤딩 후에는, 안쪽의 양극(1)의 양단이 각각 분리막(2)과 음극(3)의 양단을 벗어나게 된다(A, A'). 이로 인해, 충전 시, 리튬 석출이 발생하게 되어, 휘어진 전극 적층체를 포함하는 리튬 이차전지의 안전성이 저하되는 문제가 있다. 이는, 휘어지지 않은 상태의 전극 적층체에 사용되던 종래의 양극, 분리막, 음극을 휘어진 전극 적층체에 그대로 적용하였기 때문이다.
도 2에는, 휘어진 형상의 젤리-롤형 전극 적층체(20)의 모식도가 도시되어 있다. 도 2를 참고하면, 젤리-롤형 전극 적층체(20)의 경우, 평면 상에서, 전극단자의 돌출방향에 수직인 가상의 선분(X'-X'')을 따라 젤리-롤형 전극 적층체(20)를 구부리는 경우, 절곡된 양단(A', A'')는, 응력(stress)이 집중되어 전극이 부서지는 문제가 있다.
한편, 최근에는 전자 디바이스의 디자인 자체가 수요자의 제품 선택에 있어서 매우 중요한 요소로 작용하고, 소비자의 취향에 따라 전자 디바이스가 점점 소형화, 박형화되어 가고 있는 추세이다. 이에 따라, 전자 디바이스의 내부 공간의 불필요한 낭비를 최소화하기 위해서, 리튬 이차전지 또한, 소형화, 박형화가 요구되고, 리튬 이차전지의 형상도 전자 디바이스의 형상에 따라 다양하게 구현될 필요가 있다.
이와 관련하여, 일본공개특허공보 제1999-307130호는, 가소제를 포함한 전해액이 함침된 양극, 가소제를 포함한 전해액이 함침된 음극, 가소제를 포함한 전해액이 함침된 겔형 전해질층을 서로 지름이 다른 2개의 롤로 열압착시킴으로써, 만곡한 형상의 전지를 제작하는 방법을 개시하고 있다.
도 3에는, 일본공개특허공보 제1999-307130호에 구체적으로 개시되어 있는 만곡한 형상의 전극 적층체가 도시되어 있다. 도 3을 참고하면, 양극 층(4)과 양극 집전체(5)를 포함하고 만곡한 형상을 가진 양극(1), 음극 층(6)과 음극 집전체(7)을 포함하고 만곡한 형상을 가진 음극(2) 및 만곡한 형상의 겔형 전해질층(3)으로 이루어져 있고, 양극 단자(8)이 양극 집전체(5)에 접속되어 있으며, 음극 단자(9)가 음극 집전체(7)에 접속되어 있는 구조의 전극 적층체가 도시되어 있다. 양극 단자(8) 및 음극 단자(9)는 전극 적층체의 비만곡 부위에 형성되어 있다.
이러한 일본공개특허공보 제1999-307130호는, 만곡한 형상의 전극 적층체가 본래의 형상으로 복귀하는 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 기술을 개시하고 있고, 현재까지 공지된 보호회로모듈은 곡면을 가지지 않은 평면 구조이며, 휘어진 형상의 보호회로모듈에 대한 선행기술이 존재하지 않는 점을 고려할 때, 일본공개특허공보 제1999-307031호에는 휘어진 형상의 보호회로모듈이 장착된 전지팩에 대한 개시 또는 인식이 없는 것으로 이해된다.
더욱이, 휘어진 형상의 보호회로 기판을 적용할 경우, 매우 까다로운 제조공정이 필요하다. 예를 들면, 휘어진 형상의 보호회로 기판의 만곡한 면에 IC 등의 부품들을 용접하는 경우 까다로운 용접 공정을 수행해야 하며 소정의 결합력을 발휘하기 어렵고, 휘어진 형상의 보호회로 기판을 만곡한 형상의 전지셀에 부착하기 위한 지그(jig)의 제작 등을 어렵게 하므로, 다수의 전지셀들을 포함하고 대량 생산을 요하는 전지팩에 이를 적용하는 데는 많은 한계가 있었다.
본 발명은, 휘어진 상태에서도 양극의 양단이 분리막과 음극으로 감싸지도록 설계된 전극 적층체를 제공함으로써, 상기한 종래기술의 문제점을 해결하고, 안전성이 향상된 전지셀을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은, 전자 디바이스의 내부 공간의 불필요한 낭비를 최소화하고, 향상된 체적 에너지 밀도 특성을 발휘할 수 있는 휘어진 형상의 보호회로모듈을 포함하는 전지팩을 제공하고자 한다.
본 발명의 비제한적인 예에 따른 전극 적층체는, 하나 이상의 양극들, 하나 이상의 음극들, 및 하나 이상의 분리막들을 포함하고, 양극, 음극 및 분리막은 양극과 음극의 사이에 분리막이 개재되도록 적층되어 있으며, 양극과 음극의 각각의 일단과 타단은 서로 교차하지 않고, 양극, 음극 및 분리막의 적층면은 곡면(curved surface)을 포함하고 있으며, 음극은 구부러진 양극의 부채꼴의 호의 길이와 같거나 긴 길이를 가지고, 분리막은 구부러진 양극의 부채꼴의 호의 길이보다 긴 길이를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 비제한적인 예에 따르면, 양극 시트와 음극 시트가 적층된 상태로 권취되어 양극 시트와 음극 시트의 각각의 일단과 타단이 서로 교차하는 젤리-롤형 전극 적층체와 달리, 양극과 음극의 각각의 일단과 타단이 서로 교차하지 않는다.
상기 음극은, 구부러진 양극의 부채꼴의 호의 길이와 동일하거나 긴 길이를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 음극은, 양극의 길이 대비 1.1 배 이상 내지 1.3 배 이하의 길이를 가질 수 있다. 구부러진 음극의 양단은, 구부러진 양극의 양단과 분리막을 사이에 두고 대면할 수 있다. 구부러진 음극의 양단이 구부러진 양극의 양단과 분리막을 사이에 두고 대면하지 않는 경우에는, 양극과 음극이 서로 단락(short circuit)을 발생시킬 수 있고, 충전 시 리튬이 석출되어 성능 및 안전성에 문제될 수 있다. 본 명세서에서, 상기 양극은, 양극 탭을 제외한 부분에 양극재가 코팅된 구조일 수 있고, 상기 음극은, 음극 탭을 제외한 부분에 음극재가 코팅된 구조일 수 있다.
상기 양극재는, 리튬 이차전지의 양극 활물질로서 공지된 리튬 금속 산화물 등을 포함하고 있을 수 있고, 상기 리튬 금속 산화물은, 예를 들어, 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+yMn2-yO4 (여기서, y 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-yMyO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, y = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-yMyO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, y = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등일 수 있다.
상기 음극재는, 음극 활물질로서, 천연흑연, 인조흑연, 난흑연화 탄소, 이흑연화 탄소 등의 탄소계 물질을 포함하고 있을 수 있다. 상기 탄소계 물질은, 산화/환원 전위가 Li/Li+의 전위에 대해 0.1V 정도로 낮기 때문에, 충전 시 리튬 석출이 발생할 수 있다. 따라서, 음극의 로딩량을 높여서 양극과 음극의 밸런스(balance)를 확보하거나, 벤딩(bending) 시 양극의 슬립(slip) 계산 값을 기준으로 음극의 길이를 설계할 수 있다.
즉, 휘어진 형상의 전극 적층체를 설계하는 경우, 본 발명과 같이 음극이, 구부러진 양극의 부채꼴의 호의 길이와 같거나 긴 길이를 가지고, 분리막이 구부러진 양극의 부채꼴의 호의 길이보다 긴 길이를 가지도록 설계할 수 있다. 상기 분리막은, 양극과 음극의 단락을 방지하기 위해서 음극의 길이보다 긴 길이를 가지고, 양극의 길이 대비 1.1 배 이상 내지 1.3 배 이하의 길이를 가질 수 있다.
상기 전극 적층체는, 양극, 음극 및 분리막의 적층면이 곡면을 포함하고 있다. 구체적으로, 상기 곡면은 35 mm 이상 내지 900 mm 이하의 범위의 곡률반경(R)을 가질 수 있다.
본 발명의 비제한적인 예에서, 상기 양극, 음극 및 분리막의 각각의 일단과 타단은 서로 교차하지 않을 수 있다. 이 때, 상기 전극 적층체는, 스택형(적층형) 전극 적층체일 수 있다.
한편, 상기 전극 적층체는, 일면 또는 양면에 분리막이 접합(laminate)되어 있는 개량된 전극을 하나 이상 포함하고 있을 수 있다. 상기 개량된 전극은, 예를 들어, 분리막이 양극 또는 음극의 일면에, 접합되어 있는 구조로 구현될 수 있다. 또한, 분리막이 양극의 양면 또는 음극의 양면에, 접합되어 있는 구조로 구현될 수 있다. 또한, 양극과 음극의 사이에 분리막이 개재된 상태에서 양극, 분리막 및 음극이 서로 접합되어 있는 구조로 구현될 수 있다. 본 명세서에서, 양극과 음극의 사이에 분리막이 개재된 상태에서 양극, 분리막 및 음극이 서로 접합되어 있는 구현예를 전극군으로 정의할 수 있다.
상기 전극군은 최외측 전극들의 극성이 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 최외측 전극들의 극성이 동일한 경우, S형 전극군이라 칭할 수 있고, 최외측 전극군들의 극성이 서로 상이한 경우, D형 전극군이라 칭할 수 있다. 상기 최외측 전극들 중 하나 이상은 분리막들 사이에 개재된 상태로 분리막들과 접합되어 있을 수 있다.
또한, 상기 개량된 전극은, 양극 및 음극 중 어느 하나와 분리막을 포함하고, 양극 및 음극 중 어느 하나와 분리막이 서로 접합되어 있는 구조로 구현될 수 있다. 이를 전극소자로 정의할 수 있다. 상기 전극소자는 양극 및 음극 중 어느 하나가 분리막들 사이에 개재되고, 양극 및 음극 중 어느 하나가 분리막과 접합되어 있을 수 있다.
상기 전극, 개량된 전극, 분리막, 전극군, 전극소자 등이 조합되어, 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극 적층체는, 본 발명의 범위에 포함된다.
상기 전극 적층체은, 1개 이상의 비곡면(non-curved surface)을 포함할 수 있다. 상기 비곡면은, 적층면, 또는 상기 적층면에 평행하지 않은 전극 적층체의 측면에 존재할 수 있다. 상기 측면은, 적층면에 수직일 수 있다. 상기 비곡면에는, 전극 탭들이 형성되어 있을 수 있으며, 양극 탭과 음극 탭이 모두 하나의 비곡면에 형성될 수도 있고, 하나의 비곡면에 양극 탭이 형성되어 있고, 다른 하나의 비곡면에 음극 탭이 형성되어 있을 수도 있다. 상기 전극 탭은 전극 리드와 연결되고, 전극 탭과 전극 리드가 연결된 구조의 전극단자는, 보호회로모듈(PCM)에 연결될 수 있다.
본 발명의 비제한적인 예에서, 상기 비곡면은, 상기 적층면에 평행하지 않은 전극 적층체의 측면에 형성될 수 있고, 상기 측면은 1개 이상의 비곡면을 포함하고 있을 수 있다. 상기 측면 중 하나에는 양극 탭과 음극 탭이 모두 형성되어 있을 수 있다.
상기 하나 이상의 분리막들은 제 1 분리막과 제 2 분리막으로 이루어져 있을 수 있다. 상기 제 1 분리막은 일단과 타단이 서로 교차하지 않은 상태에서 양극과 음극의 사이에 개재되어 있고, 상기 제 2 분리막은 양극과 음극의 사이에 개재되는 동시에 전극의 전극단자 비형성 부위인 측면을 감싸고 있을 수 있다. 상기 제 2 분리막은 일단과 타단이 서로 교차하는 점에서 제 1 분리막과 차이가 있다.
상기 전극 적층체는, 소정의 개수의 스택형 전극 적층체들을 분리막 시트 상에 배열한 후, 분리막 시트를 일방향으로 권취하거나 또는 절곡하여 소정의 개수의 전극 적층체들을 적층시킨 스택 앤 폴딩형(Stack & Folding) 전극 적층체일 수 있다.
상기 전극 적층체는, 소정의 크기의 양극 시트, 분리막 시트, 음극 시트를 양극 시트와 음극 시트의 사이에 분리막 시트가 개재되도록 적층한 후, 분리막 시트를 일방향으로 권취한 권취형(젤리-롤형) 전극 적층체일 수 있다.
본 발명은, 또한, 상기 전극 적층체가 전해질과 함께 전지 케이스에 내장되어 있는 전지셀을 제공할 수 있다. 상기 전지 케이스는 금속 캔 또는 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치형 전지 케이스일 수 있고, 상기 전지 케이스는 전극 적층체의 휘어진 형상에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 상기 전지셀은, 리튬 이온 폴리머 전지 또는 리튬 이온 전지 또는 리튬 폴리머 전지일 수 있다. 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지의 공지의 구조 및 구성요소는 본 명세서에 합체된다.
본 발명은, 또한, 상기 전극 적층체, 리튬 염 함유 비수계 전해질, 서로 반대 극성을 가진 전극단자들 및 전지셀 케이스를 포함하고, 전지셀 케이스의 내부에 전극 적층체와 전해질이 내장되어 있으며, 양극단자와 음극단자가 모두 전지셀 케이스의 제 1 면에 형성되어 있고, 상기 제 1 면은 제 1 곡면(curved surface)을 포함하고 있는 전지셀; 및
상기 양극단자 및 음극단자에 연결되어 있는 보호회로 모듈(Protection Circuit Module)로서, 상기 제 1 면에 대면하는 보호회로 모듈의 제 2 면이 상기 제 1 곡면과 일치 내지 닮은 꼴인 제 2 곡면을 포함하고 있는 보호회로 모듈;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩을 제공할 수 있다.
상기 제 1 곡면과 제 2 곡면의 닮은 비의 범위는 1: 0.90 내지 1 : 0.99, 또는 1: 1.01 내지 1 : 1.10 일 수 있다. 상기 제 1 곡면과 제 2 곡면의 비가 1 : 1 인 경우는, 상기 제 1 곡면과 제 2 곡면이 일치하는 것으로 이해할 수 있다.
또한, 상기 제 1 곡면의 곡률 반경(R1)과 제 2 곡면의 곡률 반경(R2)는 35 mm 이상 내지 900 mm 이하의 범위 내 일 수 있다. 곡률 반경이 900 mm 를 초과하는 경우, 분리막과 전극의 슬립(slip)에 의해서 내부 단락이 발생할 우려가 있으므로 바람직하지 않다.
상기 제 1 곡면의 곡률 반경(R1)과 제 2 곡면의 곡률 반경(R2)는 서로 동일할 수도 있고, 동일하지 않을 수도 있다. 비제한적인 예에서, 상기 제 1 곡면의 곡률 반경(R1)과 제 2 곡면의 곡률 반경(R2)는 서로 동일할 수 있다.
비제한적인 예에서, 상기 보호회로모듈은, 과충전 또는 과방전을 방지하고, 정격 전류가 흐를 수 있도록 구성된 전기 회로가 인쇄되어 있는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board) 구조일 수 있고, 상기 제 2 면은 인쇄회로기판의 일면일 수 있으며, 상기 일면에는, 안전소자 및 접속단자가 결합되어 있고, 타면은 소정의 외부기기와 접속되는 외부입출력 단자를 포함할 수 있다. 이때, 상기 인쇄회로기판은 일반적인 보호회로 모듈에 비해 유연성(flexibility)이 우수한 소재를 사용할 수 있으며, 상기 인쇄회로기판에 부착되는 부품들은 곡면에 밀접하게 접할 수 있도록 하나의 곡면을 가질 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 전지팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스를 제공한다. 상세하게는 상기한 전지팩은 휘어진 형상의 스마트폰, 휘어진 형상의 휴대폰, 휘어진 형상의 노트북, 휘어진 형상의 테블릿 PC, 휘어진 형상의 시계, 휘어진 형상의 텔레비젼, 휘어진 형상의 안경 등의 전원으로서 사용될 수 있다.
도 1은, 스택형 전극 적층체의 벤딩(bending) 전후의 상태를 모식적으로 도시한 도면이다;
도 2는, 휘어진 형상의 젤리-롤형 전극 적층체를 모식적으로 도시한 도면이다;
도 3은, 종래의 만곡한 형상의 전극 적층체의 사시도이다;
도 4는, 본 발명의 비제한적인 실시예에 따라서, 양극, 음극과 분리막이 모두 휘어진 상태에서 양극의 부채꼴의 호의 길이에 비해 긴 길이의 분리막과 음극을 포함하고 있는 전극 적층체를 모식적으로 도시한 도면이다;
도 5 및 6은, 도 4의 전극 적층체의 구조의 다양한 구현예를 모식적으로 도시한 도면이다;
도 7은, 본 발명의 비제한적인 일 실시예에 따라 휘어진 형상의 보호회로모듈을 포함하는 전지팩의 사시도이다;
도 8 및 도 9는, 도 7의 전지팩에 내장되어 있는 전극 적층체의 다양한 구현예를 모식적으로 도시한 도면이다;
도 10 내지 도 14은, 도 5의 전극 적층체를 구성하는 개량된 전극의 다양한 구현예들을 모식적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 비제한적인 실시예에 따른 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 4에는, 본 발명의 비제한적인 실시예에 따라서, 양극(101), 분리막(102), 음극(103)을 포함하고, 양극(101)과 음극(103) 사이에, 분리막(102)이 개재되어 있는 전극 적층체가 도시되어 있다. 도 4에는, 설명의 편의를 위하여, 하나의 양극(101), 하나의 분리막(102), 하나의 음극(103)이 적층된 구조를 도시하였으나, 전극 적층체는, 복수개의 양극, 복수개의 분리막, 복수개의 음극을 포함할 수 있다. 도 4을 참고하면, 양극(101), 분리막(102), 음극(103)이 모두 휘어진 상태에서, 분리막(102)과 음극(103)의 양단이 양극(101)의 양단을 감싸고 있음을 확인할 수 있다.
도 5 및 도 6에는, 도 4의 전극 적층체의 구조가 구현된 예가 도시되어 있다. 도 5에는, 양극(101), 분리막(102) 및 음극(103)을 포함하고, 양극(101)과 음극(103)의 사이에는 분리막(102)가 개재되어 있으며, 양극(101)에는 양극재가 도포되어 있지 않은 양극 탭(104)이 형성되어 있고, 음극(103)에는 음극재가 도포되어 있지 않은 음극 탭(105)가 형성되어 있는 전극 적층체(100)이 도시되어 있다. 양극(101), 분리막(102) 및 음극(103)의 각각의 일단과 타단은 서로 교차하지 않는다.
전극 적층체(100)는 양극(101), 분리막(102), 음극(103)의 적층면에 곡면이 형성되어 있고, 적층면에 평행하지 않은 2개의 측면에는, 비곡면이 형성되어 있다. 2개의 측면들 중에서, 하나에는, 양극 탭(104)와 음극 탭(105)이 형성되어 있고, 양극 탭(104)와 음극 탭(105)는 각각 양극리드(도시하지 않음), 음극리드(도시하지 않음)와 결합되어 양극단자, 음극단자를 형성한다.
도 4와 도 5를 함께 참고하면, 도 5의 전극 적층체(100)을 양극 탭(104)과 음극 탭(105)의 돌출 방향에 수직인 가상의 선분(X'-X'')을 따라서 구부릴 때, 도 4에서와 같이, 분리막(102)과 음극(103)의 양단은, 양극(101)의 양단을 감쌀 수 있다. 즉, 도 4에서와 같이, 분리막(102)과 음극(103)은, 휘어진 양극(101)의 부채꼴의 호의 길이에 비해 긴 길이를 가지고 있다.
도 6은, 양극(101), 분리막(102) 및 음극(103)을 포함하고, 양극(101)과 음극(103)의 사이에 분리막(102)가 개재되어 있는 도 5의 전극 적층체(100)을 분리막 시트(107) 상에 배열하고, 분리막 시트(107)을 일방향으로 권취하여 분리막 시트(107)이 전극 탭들(104, 105)의 비형성 부위인 전극들의 측면을 감싸고 있는 구조의 전극 적층체(200)이 도시되어 있다. 이때, 분리막 시트(107)의 일단과 타단은 서로 교차한다.
도 4와 도 6을 함께 참고하면, 도 6의 전극 적층체(200)을 양극 탭들(104)과 음극 탭들(105)의 돌출 방향에 수직인 가상의 선분(X'-X'')을 따라서 구부릴 때, 도 4에서와 같이, 분리막(102)과 음극(103)의 양단은, 양극(101)의 양단을 감쌀 수 있다. 분리막(102)은 전술한 제 1 분리막으로 이해할 수 있고, 분리막 시트(107)은 전술한 제 2 분리막으로 이해할 수 있다.
도 5에서, 전극 적층체(100)은, 스택형 전극 적층체일 수 있다. 한편, 전극 적층체(100)은, 전극(101, 103)의 일면 또는 양면이 분리막(102)과 접합되어 있는 구조의 개량된 전극을 하나 이상 포함하고 있을 수 있다.
도 7에는 본 발명의 비제한적인 일 실시예에 따라 휘어진 형상의 보호회로모듈을 포함하는 전지팩이 모식적으로 도시되어 있다. 도 7를 참고하면, 전지팩(500)은, 전지셀 케이스(330)의 제 1 면(331)에 형성되어 있는 양극 단자(310)와 음극 단자(320)를 포함하는 전지셀(300)과 보호회로 모듈(400)을 포함할 수 있다. 제 1 면(331)은 양극단자(310)와 음극 단자(320)의 사이를 가로지르는 가상의 선분(Y-Y')를 기준으로 부채꼴 형상으로 휘어질 수 있다.
보호회로 모듈(400)은, 인쇄회로기판 구조이고, 제 1 면(331)에 대면하는 인쇄회로기판의 일면은, 제 1 면과 일치 내지 닮은 꼴의 제 2 곡면으로 이루어져 있을 수 있다. 인쇄회로기판의 일면에는, 안전소자(도시하지 않음) 및 접속단자(도시하지 않음)가 결합되어 있고, 타면은 소정의 외부기기와 접속되는 외부입출력 단자(410)를 포함할 수 있다.
도 8에는 도 7의 전지셀(300)을 구성하는 스택형 전극 적층체(200A)가 도시되어 있다. 도 8에는, 설명의 편의를 위하여, 하나의 양극(101), 하나의 분리막(102), 하나의 음극(103)이 적층된 구조를 도시하였으나, 전극 적층체(200A)는, 복수개의 양극, 복수개의 분리막, 복수개의 음극을 포함할 수 있다.
도 8에서, 스택형 전극 적층체(200A)는 양극(101), 분리막(102) 및 음극(103)을 포함하고, 양극(101)과 음극(103)의 사이에는 분리막(102)가 개재되어 있으며, 양극(101)에는 양극재가 도포되어 있지 않은 양극 탭(101A)가 형성되어 있고, 음극(103)에는 음극재가 도포되어 있지 않은 음극 탭(103A)가 형성되어 있는 전극 적층체(200A)가 도시되어 있다. 양극(101), 분리막(102) 및 음극(103)의 각각의 일단과 타단은 서로 교차하지 않는다. 전극 적층체(200A)의 일면(230A)는 양극 탭(101A)와 음극 탭(130A)의 사이를 지나는 가상의 선분(W-W')를 기준으로 부채꼴 형상으로 휘어져 있다.
양극 단자(310)는 양극 탭(101A)가 양극 리드(도시하지 않음)와 결합한 구조일 수 있고, 음극 단자(320)은 음극 탭(103A)가 음극 리드(도시하지 않음)와 결합한 구조일 수 있다.
도 9에는, 도 7의 전지셀(300)을 구성하는 젤리-롤형 전극 적층체(200B)가 도시되어 있다. 도 9의 젤리-롤형 전극 적층체(200B)는 양극 탭(101B)와 음극 탭(103B)이 전극적층체(200B)의 일면(230B)에 형성되어 있고, 일면(230B)는, 양극 탭(101B)와 음극 탭(103B)의 사이를 지나는 가상의 선분(Z-Z')을 기준으로 부채꼴 형상으로 휘어져 있다.
도 8의 스택형 전극 적층체(200A)는 전극(101, 103)의 일면 또는 양면이 분리막(102)과 접합되어 있는 구조의 개량된 전극을 하나 이상 포함하고 있을 수 있다. 이러한 복수의 전극들 중 하나 이상의 전극의 일면 또는 양면이 분리막과 접합되어 있는 구조의 개량된 전극은, 도 10 내지 도 14에서와 같이 다양한 형태로 구현될 수 있다. 다만, 도 10 내지 도 14에 도시된 구조로만 한정되는 것은 아니다.
도 10에는, 양극(101)의 일면에 분리막(102)이 접합되어 있는 구조의 제 1 구현예(110)이 모식적으로 도시되어 있다. 도 11에는, 양극(101)의 양면에 분리막(102)이 접합되어 있는 구조의 제 2 구현예(120)이 모식적으로 도시되어 있다. 도 12에는, 양극(101)과 음극(103)의 사이에 분리막(102)이 개재된 상태에서, 양극(101), 분리막(102), 음극(103)이 접합되어 있는 구조의 제 3 구현예(130)이 모식적으로 도시되어 있다. 도 13에는, 도 12의 제 3 구현예(130)의 최외측 전극들(101, 103) 중 하나의 전극(102)이 분리막들(102) 사이에 개재된 상태에서 분리막들(102)과 접합되어 있는 구조의 제 4 구현예(140)이 모식적으로 도시되어 있다. 도 14에는, 도 12의 제 3 구현예(130)의 최외측 전극들(101, 103)이 분리막들(102) 사이에 개재된 상태에서 분리막들(102)과 접합되어 있는 구조의 제 5 구현예(150)이 모식적으로 도시되어 있다. 이 때, 제 2 구현예(120)은 전극소자로 대체하여 칭할 수 있고, 제 3 구현예(130)은, 전극군으로 대체하여 칭할 수 있다.
전극 적층체(100)은, 복수의 양극들(101), 복수의 분리막들(102), 복수의 음극들(103)과, 제 1 구현예(110), 제 2 구현예(120), 제 3 구현예(130), 제 4 구현예(140), 제 5 구현예(150)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 구현예의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
본 발명에 따른 전지셀은, 양극, 음극과 분리막이 모두 휘어진 상태에서, 양극의 부채꼴의 호의 길이와 동일하거나 긴 길이를 가지는 음극 및 양극의 부채꼴의 호의 길이보다 긴 길이를 가지는 분리막을 포함하고 있는 전극 적층체를 포함하고 있으므로, 향상된 안전성을 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전지팩은 전자 디바이스의 내부 공간의 불필요한 낭비를 최소화하고, 향상된 체적 에너지 밀도 특성을 발휘할 수 있는 휘어진 형상의 보호회로모듈을 포함하는 전지팩을 제공할 수 있다.

Claims (27)

  1. 하나 이상의 양극들, 하나 이상의 음극들, 및 하나 이상의 분리막들을 포함하고, 양극, 음극 및 분리막은 양극과 음극의 사이에 분리막이 개재되도록 적층되어 있으며, 양극과 음극의 각각의 일단과 타단은 서로 교차하지 않고, 양극, 음극 및 분리막의 적층면은 곡면(curved surface)을 포함하고 있으며, 음극은 구부러진 양극의 부채꼴의 호의 길이와 같거나 긴 길이를 가지고, 분리막은 구부러진 양극의 부채꼴의 호의 길이보다 긴 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 음극은 양극의 길이 대비 1.1 배 이상 내지 1.3 배 이하의 길이인 것을 특징으로 하는 전극 적층체.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 분리막은 양극의 길이 대비 1.1 배 이상 내지 1.3 배 이하의 길이인 것을 특징으로 하는 전극 적층체.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전극 적층체은 1개 이상의 비곡면(non-curved surface)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 적층면에 평행하지 않은 전극 적층체의 측면은 1개 이상의 비곡면(non-curved surface)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 비곡면에는 전극 탭들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 전극 적층체의 하나의 비곡면에는 양극 탭과 음극 탭이 모두 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 전극 적층체의 하나의 비곡면에 양극 탭이 형성되어 있고, 다른 하나의 비곡면에 음극 탭이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 양극, 음극 및 분리막의 각각의 일단과 타단은 서로 교차하지 않는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 양극 및 음극 중 하나 이상은 일면 또는 양면에 분리막이 접합(laminate)되어 있는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 전극 적층체는 하나 이상의 양극들, 하나 이상의 음극들, 및 하나 이상의 분리막들을 포함하고, 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 상태에서 양극, 분리막 및 음극이 서로 접합되어 있는 전극군을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 전극군은 최외측 전극들의 극성이 서로 동일하거나 상이한 것을 특징으로 하는 전극 적층체.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 최외측 전극들 중 하나 이상은 분리막들 사이에 개재된 상태로 분리막과 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 전극 적층체는 양극 및 음극 중 어느 하나와 분리막을 포함하고, 양극 및 음극 중 어느 하나와 분리막이 서로 접합되어 있는 전극소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 전극소자는 양극 및 음극 중 어느 하나가 분리막들 사이에 개재되고, 양극 및 음극 중 어느 하나가 분리막과 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 분리막들은 제 1 분리막과 제 2분리막으로 이루어져 있고, 상기 제 2 분리막은 전극의 전극단자 비형성 부위인 측면을 감싸고 있는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 제 2 분리막은 일단과 타단이 서로 교차하는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 하나에 따른 전극 적층체가 전해질과 함께 전지 케이스에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 전지 케이스는 금속 캔 또는 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치형 전지 케이스인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이온 폴리머 전지 또는 리튬 이온 전지 또는 리튬 폴리머 전지인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  21. 제 1 항에 따른 전극 적층체, 리튬 염 함유 비수계 전해질, 서로 반대 극성을 가진 전극단자들 및 전지셀 케이스를 포함하고, 전지셀 케이스의 내부에 전극 적층체와 전해질이 내장되어 있으며, 양극단자와 음극단자가 모두 전지셀 케이스의 제 1 면에 형성되어 있고, 상기 제 1 면은 제 1 곡면(curved surface)을 포함하고 있는 전지셀; 및
    상기 양극단자 및 음극단자에 연결되어 있는 보호회로 모듈(Protection Circuit Module)로서, 상기 제 1 면에 대면하는 보호회로 모듈의 제 2 면이 상기 제 1 곡면과 일치 내지 닮은 꼴인 제 2 곡면을 포함하고 있는 보호회로 모듈;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 제 1 곡면과 제 2 곡면의 닮은 비의 범위가 1: 0.90 내지 1 : 0.99, 또는 1: 1.01 내지 1 : 1.10 인 것을 특징으로 하는 전지팩.
  23. 제 21 항에 있어서, 제 1 곡면의 곡률 반경(R1)과 제 2 곡면의 곡률 반경(R2)는 35 mm 이상 내지 900 mm 이하의 범위 내인 것을 특징으로 하는 전지팩.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 제 1 곡면의 곡률 반경(R1)과 제 2 곡면의 곡률 반경(R2)는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 전지팩.
  25. 제 21 항에 있어서, 상기 보호회로 모듈은, 과충전 또는 과방전을 방지하고, 정격 전류가 흐를 수 있도록 구성된 전기 회로가 인쇄되어 있는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board) 구조이고, 상기 제 2 면은 인쇄회로기판의 일면이며, 상기 일면에는, 안전소자 및 접속단자가 결합되어 있고, 타면은 소정의 외부기기와 접속되는 외부입출력 단자를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  26. 제 21 항 내지 제 25 항에 따른 전지팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 디바이스는, 스마트폰, 휴대폰, 노트북, 테블릿 PC, 시계, 텔레비젼, 안경인 것을 특징으로 하는 디바이스.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016213185A (ja) * 2015-05-01 2016-12-15 株式会社半導体エネルギー研究所 蓄電装置及び電子機器
US10505232B2 (en) 2016-12-30 2019-12-10 Microsoft Licensing Technology, LLC Stacked, rolled-electrode battery cell with y-axis bending
JP7572995B2 (ja) 2015-05-01 2024-10-24 株式会社半導体エネルギー研究所 蓄電装置

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6249509B2 (ja) * 2013-07-31 2017-12-20 エルジー・ケム・リミテッド 曲がった形状の電極積層体及びそれを含む電池セル
US10937999B2 (en) * 2014-11-28 2021-03-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Secondary battery and manufacturing method of the same
US11171324B2 (en) 2016-03-15 2021-11-09 Honda Motor Co., Ltd. System and method of producing a composite product
US11383213B2 (en) 2016-03-15 2022-07-12 Honda Motor Co., Ltd. System and method of producing a composite product
KR102094463B1 (ko) 2016-03-24 2020-03-30 주식회사 엘지화학 전지
WO2017171457A1 (ko) 2016-03-31 2017-10-05 주식회사 엘지화학 고 유연성의 전극조립체 및 이를 포함하는 전지셀
US9837682B1 (en) * 2016-08-29 2017-12-05 Microsoft Technology Licensing, Llc Variable layer thickness in curved battery cell
US11081684B2 (en) 2017-05-24 2021-08-03 Honda Motor Co., Ltd. Production of carbon nanotube modified battery electrode powders via single step dispersion
US10658651B2 (en) 2017-07-31 2020-05-19 Honda Motor Co., Ltd. Self standing electrodes and methods for making thereof
US20190036102A1 (en) 2017-07-31 2019-01-31 Honda Motor Co., Ltd. Continuous production of binder and collector-less self-standing electrodes for li-ion batteries by using carbon nanotubes as an additive
US11201318B2 (en) 2017-09-15 2021-12-14 Honda Motor Co., Ltd. Method for battery tab attachment to a self-standing electrode
US11121358B2 (en) 2017-09-15 2021-09-14 Honda Motor Co., Ltd. Method for embedding a battery tab attachment in a self-standing electrode without current collector or binder
KR102217449B1 (ko) 2017-11-01 2021-02-22 주식회사 엘지화학 이차전지
KR102347981B1 (ko) * 2018-04-23 2022-01-07 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 조립체 및 그 전극 조립체 제조방법
US11535517B2 (en) 2019-01-24 2022-12-27 Honda Motor Co., Ltd. Method of making self-standing electrodes supported by carbon nanostructured filaments
US11325833B2 (en) 2019-03-04 2022-05-10 Honda Motor Co., Ltd. Composite yarn and method of making a carbon nanotube composite yarn
US11352258B2 (en) 2019-03-04 2022-06-07 Honda Motor Co., Ltd. Multifunctional conductive wire and method of making
US11539042B2 (en) 2019-07-19 2022-12-27 Honda Motor Co., Ltd. Flexible packaging with embedded electrode and method of making
CN113078286B (zh) * 2021-03-26 2022-10-25 宁德新能源科技有限公司 电芯及应用其的电池和用电装置
CN113328178B (zh) * 2021-05-27 2022-11-15 东莞新能德科技有限公司 一种曲面电池及电子装置
CN114006025B (zh) * 2021-10-26 2024-03-15 珠海冠宇电池股份有限公司 一种电芯、电池及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11307130A (ja) 1998-04-24 1999-11-05 Toshiba Battery Co Ltd 湾曲した電池の製造方法
US20030108787A1 (en) * 2000-11-21 2003-06-12 Takahiro Endo Polymer electrolyte battery and method of producing same
JP2004241250A (ja) * 2003-02-05 2004-08-26 Tdk Corp 電気化学デバイス
US7049028B2 (en) * 2001-08-24 2006-05-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of manufacturing a lithium battery, a lithium battery and an electrical appliance
JP2009199912A (ja) * 2008-02-22 2009-09-03 Nec Tokin Corp リチウム二次電池
WO2009113799A2 (ko) * 2008-03-12 2009-09-17 주식회사 엘지화학 휘어진 형상의 전지셀 및 이를 포함하는 전지팩

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0478762A (ja) 1990-07-18 1992-03-12 Takumi Moriwake ホバークラフト〔登録商標〕のスカート取付方法
JPH0478762U (ko) * 1990-11-21 1992-07-09
JPH11273709A (ja) * 1998-01-05 1999-10-08 Haibaru:Kk 電 池
TW385558B (en) * 1998-01-05 2000-03-21 Voltec Pte Ltd A battery
US5958088A (en) * 1998-03-04 1999-09-28 Duracell, Inc. Prismatic cell construction
KR100515572B1 (ko) 2000-02-08 2005-09-20 주식회사 엘지화학 중첩 전기화학 셀 및 그의 제조 방법
JP2001307762A (ja) * 2000-04-24 2001-11-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 鉛蓄電池
JP2003187759A (ja) 2001-12-20 2003-07-04 Mitsubishi Chemicals Corp 二次電池及び二次電池の製造方法
JP4488730B2 (ja) 2003-12-22 2010-06-23 三洋電機株式会社 薄型バッテリーパック
JP4599940B2 (ja) * 2004-08-20 2010-12-15 パナソニック株式会社 鉛蓄電池
JP2008251583A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Fuji Heavy Ind Ltd 蓄電デバイス
JP5653015B2 (ja) * 2009-08-12 2015-01-14 日本ゴア株式会社 補強された膜電極組立体の製造方法および補強された膜電極組立体
KR101382554B1 (ko) 2010-09-06 2014-04-07 주식회사 엘지화학 휘어진 형상의 전지셀 및 이를 포함하는 전지팩
WO2012133233A1 (ja) 2011-03-25 2012-10-04 株式会社Ｇｓユアサ 円筒形電池及び電池用電極構造
KR20130018478A (ko) 2011-08-09 2013-02-25 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 이차전지 팩
US9083024B2 (en) * 2011-10-27 2015-07-14 General Electric Company Stack design for Na NiCl battery
JP5719859B2 (ja) * 2012-02-29 2015-05-20 株式会社半導体エネルギー研究所 蓄電装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11307130A (ja) 1998-04-24 1999-11-05 Toshiba Battery Co Ltd 湾曲した電池の製造方法
US20030108787A1 (en) * 2000-11-21 2003-06-12 Takahiro Endo Polymer electrolyte battery and method of producing same
US7049028B2 (en) * 2001-08-24 2006-05-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of manufacturing a lithium battery, a lithium battery and an electrical appliance
JP2004241250A (ja) * 2003-02-05 2004-08-26 Tdk Corp 電気化学デバイス
JP2009199912A (ja) * 2008-02-22 2009-09-03 Nec Tokin Corp リチウム二次電池
WO2009113799A2 (ko) * 2008-03-12 2009-09-17 주식회사 엘지화학 휘어진 형상의 전지셀 및 이를 포함하는 전지팩

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2988362A4

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016213185A (ja) * 2015-05-01 2016-12-15 株式会社半導体エネルギー研究所 蓄電装置及び電子機器
JP2021007103A (ja) * 2015-05-01 2021-01-21 株式会社半導体エネルギー研究所 蓄電装置
JP2022166068A (ja) * 2015-05-01 2022-11-01 株式会社半導体エネルギー研究所 蓄電装置
JP7572995B2 (ja) 2015-05-01 2024-10-24 株式会社半導体エネルギー研究所 蓄電装置
US10505232B2 (en) 2016-12-30 2019-12-10 Microsoft Licensing Technology, LLC Stacked, rolled-electrode battery cell with y-axis bending

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