WO2015105303A1 - 불활성 입자가 코팅되어 있는 전극조립체를 포함하는 전지셀 - Google Patents

불활성 입자가 코팅되어 있는 전극조립체를 포함하는 전지셀 Download PDF

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WO2015105303A1
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inert particles
particles
battery
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이진수
성주환
윤성필
김성민
김주빈
임혜진
우승희
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Definitions

  • the present invention relates to a battery cell comprising an electrode assembly coated with inert particles.
  • Lithium secondary batteries occupy an important position on the basis of development into such a ubiquitous society.
  • the rechargeable lithium battery is widely used as an energy source for wireless mobile devices, and has been proposed as a solution for air pollution of conventional gasoline and diesel vehicles using fossil fuels. It is also used as an energy source for electric vehicles and hybrid electric vehicles.
  • the lithium secondary battery is diversified to provide output and capacity suitable for the device to which the lithium secondary battery is applied.
  • miniaturization and thinning are strongly demanded.
  • the lithium secondary battery may be classified into a cylindrical battery cell, a square battery cell, a pouch-type battery cell, and the like according to its shape.
  • a pouch-type battery cell that can be stacked with high integration, has a high energy density per weight, and is easy to deform, has attracted much attention.
  • FIG. 1 and 2 schematically show a general structure of a conventional representative pouch type secondary battery as an exploded perspective view.
  • the pouch type secondary battery 10 includes two stacked electrode assemblies 20 having a plurality of electrode tabs 21 and 22 protruding therefrom, and two electrode tabs 21 and 22 respectively connected to the electrode tabs 21 and 22. It comprises a battery case 40 having a structure for accommodating and sealing the electrode lead (30, 31) and the stacked electrode assembly 20 so that a part of the electrode lead (30, 31) is exposed to the outside.
  • the battery case 40 includes a lower case 42 including a recess 41 having a concave shape in which the stacked electrode assembly 20 can be seated, and a stacked electrode assembly 20 as a cover of the lower case 42.
  • the upper case 43 is sealed.
  • the upper case 43 and the lower case 42 are heat-sealed in a state where the stacked electrode assembly 20 is embedded, so that the upper sealing portion 44, the side sealing portions 45 and 46, and the lower sealing portion 47 are formed. ).
  • FIG. 1 the upper case 43 and the lower case 42 are shown as separate members, respectively, but as shown in FIG. 2, a hinged structure in which one end portion is integrated and continuous is also possible.
  • FIG. 1 and 2 illustrate a pouch-type battery cell having a structure in which electrode terminals having electrode structures connected to electrode leads are formed at one end, but electrode terminals are formed at one end and the other end, respectively.
  • the pouch-type battery cell and the like can also be produced in the same manner as above.
  • Figure 1 and Figure 2 but showing a pouch-type battery cell using a stacked electrode assembly, even when using a wound or jelly-roll type electrode assembly can be prepared in the same manner as above.
  • a pouch-type battery cell is generally manufactured in a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • the design of the device may not only be in the shape of a cuboid, but may also be a bendable shape.
  • the side surface may be curved to improve the grip, and in the case of a flexible display, it may be bent or bent and manufactured in various forms.
  • the present invention aims to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.
  • the inventors of the present application after extensive research and various experiments, as described later, the battery cell that can be flexibly deformed according to the shape of the device, the electrode is formed on the outer surface of the coating portion containing inert particles In the case of including the assembly, it was confirmed that safety can be ensured even when the shape of the battery is deformed in response to devices of various designs, and the present invention has been completed.
  • a battery cell embedded in a variable cell case with an electrode assembly impregnated in an electrolyte solution which can be flexibly deformed according to the shape of a device on which the cell is mounted, wherein at least one of the outer surfaces of the electrode assembly including a coating part comprising the electrode assembly It is characterized by being formed on one surface.
  • the cell case may also have a curved shape by the inert particles of the coating part formed on the outer surface of the electrode assembly.
  • the battery cell according to the present invention by forming a bumpy bent on the outer surface of the electrode assembly, the curved shape is exposed to the variable cell case as it is to increase the surface area of the cell case relative to the electrode area, devices of various designs Even when the shape of the battery is deformed in response to this, it is possible to minimize the occurrence of unintentional wrinkles on the cell case, thereby effectively preventing the breakdown or leakage of electrolyte due to the exposure of the metal layer due to the damage of the cell case. The safety of the battery can be secured.
  • the formation position of the coating part including the inert particles is not limited, but in detail based on the entire outer surfaces of the electrode assembly, the coating part may be formed on the top and / or bottom surface of the electrode assembly based on the stacking direction of the electrode. have.
  • the coating part including the inert particles may be partially or entirely formed on the basis of at least one surface on which the coating part is formed among the outer surfaces of the electrode assembly. It may be formed in detail.
  • the position is not limited, but it is preferable that the coating part is formed at the bent part with many occurrences of wrinkles.
  • the configuration of the coating portion including the inert particles is not limited and various configurations are possible.
  • the coating comprising the inert particles may be a layer of inert particles in which the inert particles are scattered on the outer surface of the electrode assembly.
  • the inert particles form the coating part, and the inert particles form a curvature on the outer surface of the electrode assembly as it is regularly or irregularly scattered on the outer surface of the electrode assembly.
  • a binder may be further coated on the surface of the inert particles so as to be properly fixed after being dispersed on the outer surface of the electrode assembly.
  • the coating part including the inert particles may include a binder layer added to the outer surface of the electrode assembly and inert particles dispersed in the binder layer.
  • a binder layer may be first formed, and the coating part may be formed by scattering the inert particles thereon.
  • the thickness of the binder layer is preferably thinner than the size of the inert particles, which, when the thickness of the binder layer is thicker, the inert particles may sink or buried into the interior of the binder layer, resulting in the present invention
  • the thickness of the binder layer may be, in detail, 10 to 95% of the size of the inert particles.
  • the inert particles When the thickness of the binder layer is less than 10% of the size of the inert particle particles, the inert particles may not have enough adhesive force to be properly fixed to the outer surface of the electrode assembly, and when the thickness of the binder layer exceeds 95%, most of the inert particles are Because it is buried inside the binder layer, it is difficult to form a bend that is exposed to the cell case, and even if the bend is formed, the surface area cannot be large enough to effectively prevent wrinkles.
  • the inert particles may bend to the outer surface of the electrode assembly regardless of the specific gravity of the inert particles.
  • the coating part including the inert particles may be a mixture layer including the inert particles and the binder.
  • inert particles coated with a binder or instead of forming a binder layer separately, the inert particles are mixed with the binder to form a coating part. can do.
  • the thickness of the mixture layer may be 1 micrometer to 150 micrometers.
  • the thickness of the mixture layer is less than 1 micrometer, the content of the binder is so small that it is difficult to fix the inert particles, and if it exceeds 150 micrometers, the material is used more than necessary, which is not only economical, but also inert particles. Since the volume occupied by the coating part is increased, the overall size of the battery is increased, and space efficiency is inferior to the effect.
  • the specific gravity of the inert particles is the mixture layer It is preferred to be smaller than the total specific gravity, and in detail, it may be 30% to 90% of the specific gravity of the mixture layer.
  • the specific gravity of the inert particles outside the above range is less than 30% of the total specific gravity of the mixture layer, it will float completely in the mixture layer composed of the binder, so that the adhesive strength is lowered. It is not desirable to form a bend to the extent that the cell case is exposed, and even if the bend is formed, the surface area cannot be made large enough to effectively prevent wrinkles.
  • the method of lowering the specific gravity of the inert particles can be variously selected, such as appropriately selecting a material constituting the inert particles, and in one specific example, it is also possible to use porous particles containing pores therein.
  • the type of the inert particles is not limited, but may be organic particles and / or inorganic particles, and in detail, may be organic particles.
  • the organic particles may be made of, for example, a polymer or a silane compound, and examples of the polymer may include PE, PP, PS, PVdF, PTFE, PET, PMMA, and PANdlf, and the silane compound Examples include hexamethyldisilazane (HMDS), trimethylchlorosilane (TMSCL), polydimethylsiloxane (PDMS), dimethyldichlorosilane (DDS), and the like.
  • HMDS hexamethyldisilazane
  • TMSCL trimethylchlorosilane
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • DDS dimethyldichlorosilane
  • the inorganic particles are, for example, SiO 2, Al 2 O 3, MgO, TiO 2, ZrO 2, may be formed of one or a mixture of two or more selected from the group consisting of CaO, Y 2 O 3 and SrO.
  • the shape of the inert particles is not limited within a range having a predetermined volume, and may be, for example, spherical, elliptical, or polyhedral, and the size thereof may include the shape of the particles and the like, or the ease of spreading or the like. In consideration of this, in detail, it may be 50 nanometers to 100 micrometers.
  • the binder forming the coating part with the inert particles may be the same as that used in the formation of the electrode, for example, polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethyl Cellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, fluororubber, various copolymers, etc. are mentioned.
  • polyvinylidene fluoride polyvinyl alcohol, carboxymethyl Cellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, s
  • the cell case has a flexible property that can be easily mounted in a device of various designs
  • the cell case is a pouch of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer in order to reflect the bumps on the outer surface of the electrode assembly to the surface of the cell case It may be a mold case.
  • the laminate sheet may be an aluminum laminate sheet, and in detail, a resin outer layer having excellent durability is added to one surface (outer surface) of the metal barrier layer, and a heat-melt resin sealant layer is added to the other surface (inner surface). It may be made of a structure.
  • the resin outer layer should have excellent resistance from the external environment, it is necessary to have a predetermined tensile strength and weather resistance.
  • PET polyethylene terephthalate
  • a stretched nylon film may be preferably used as the polymer resin of the resin outer layer.
  • the metal blocking layer may be used in detail aluminum so as to exert a function of improving the strength of the battery case in addition to the function of preventing the inflow or leakage of foreign substances such as gas, moisture.
  • a polyolefin-based resin having heat sealability (heat adhesion), low hygroscopicity to suppress invasion of the electrolyte solution, and which is not expanded or eroded by the electrolyte solution is preferably used.
  • unstretched polypropylene (CPP) may be used.
  • polyolefin-based resins such as polypropylene have low adhesion to metals, so as a method for improving adhesion to the metal barrier layer, in detail, an adhesive layer is further included between the metal layer and the resin sealant layer. And blocking characteristics can be improved.
  • the material of the adhesive layer include a urethane-based material, an acryl-based material, a composition containing a thermoplastic elastomer, and the like, but are not limited thereto.
  • the electrode assembly embedded in the variable cell case in the state impregnated with the electrolyte is not particularly limited as long as it has a structure of connecting the plurality of electrode tabs to form an anode and a cathode, but the inert particles are formed on the outer surface of the electrode assembly.
  • the outer surface is wrapped with a separator or sealing tape.
  • a long sheet-like anode and cathode are wound in a state where the separator is interposed therein, a jelly-roll electrode assembly, or It may be a stack / folding electrode assembly having a structure in which a bi-cell or full cells in which a predetermined unit of positive and negative electrodes are stacked with a separator therebetween are wound with a separation film.
  • the bi-cell is a stack-type structure in which the same type of electrode is located on both sides of the cell, for example, a cell consisting of a cathode-separator-cathode-separator-anode or cathode-separator-anode-separator-cathode to be.
  • the full cell has a stacked structure in which different kinds of electrodes are positioned at both sides of the cell, and is, for example, a cell consisting of an anode, a separator, and a cathode.
  • the present invention also provides a method for manufacturing the battery cell
  • It provides a method for producing a battery cell comprising a.
  • the coating part including the inert particles according to the present invention is formed on the outer surface of the electrode assembly after the electrode assembly is manufactured, the electrode assembly is mounted on an accommodating part of the variable cell case, and then the electrode is pressed by the electrode case. In close contact with the assembly, the curved shape is exposed to the variable cell case, and the surface area of the cell case is larger than the electrode area, so that even if the shape of the battery is deformed in response to devices of various designs, it is not intended. It is possible to minimize the occurrence of wrinkles.
  • the present invention also provides a battery module including two or more battery cells, and provides a battery pack including the battery module.
  • the present invention also provides a device including the battery pack as a power source, the device is a mobile phone, portable computer, smartphone, tablet PC, smart pad, netbook, LEV (Light Electronic Vehicle), electric vehicle, It may be selected from a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, and a power storage device.
  • the device is a mobile phone, portable computer, smartphone, tablet PC, smart pad, netbook, LEV (Light Electronic Vehicle), electric vehicle, It may be selected from a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, and a power storage device.
  • FIG. 1 and 2 are exploded perspective views of a typical representative pouch type secondary battery
  • FIG. 3 is a plan view of a battery cell according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic side view of a battery cell illustrating an internal structure of the battery cell according to FIG. 3;
  • FIG. 5 is a schematic side view of a battery cell showing the internal structure of the battery cell according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic side view of a battery cell showing the internal structure of the battery cell according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic side view of a battery cell for showing the internal structure of the battery cell.
  • FIG. 3 is a plan view of the battery cell 100 according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a side view of the battery cell 100 for showing the internal structure of the battery cell 100 of FIG. It is schematically illustrated.
  • the battery cell 100 has a structure in which the electrode assembly 110 is embedded in the pouch-type case 120 in the state of being impregnated with the electrolyte, and based on the stacking direction of the electrodes. As a result, a coating part 130 including inert particles 131 is formed on and under the electrode assembly 110.
  • the electrode assembly 110 is composed of a positive electrode 111, a negative electrode 112 and a separator 113 interposed between the positive electrode 111 and the negative electrode 112, wherein the outer surface of the electrode assembly 110
  • the coating unit 130 including the inert particles 131 is wrapped in the separator 113 to form the upper and lower surfaces of the electrode assembly 110.
  • the coating unit 130 including the inert particles 131 formed on the outer surface of the electrode assembly 110 is a form in which the inert particles 131 are scattered on the upper and lower surfaces of the electrode assembly 110. Only inert particles 131 form a coating.
  • the inert particles 131 scattered as described above form bends on the outer surface of the electrode assembly 110 regularly or irregularly, and thus, the electrode assembly 110 is mounted on the pouch-type case 120. Then, when the pouch-type case 120 is pressed to closely contact the electrode assembly 110, the bend 150 is exposed to the pouch-type case 120 as it is.
  • a binder (not shown) may be further coated on the surface of the inert particles 131 to be properly fixed after being dispersed on the outer surface of the electrode assembly 110.
  • 5 and 6 are side views of battery cells 200 and 300 corresponding to FIG. 4 as another embodiment of the present invention.
  • the electrode assembly 220 includes an anode 211, a cathode 212, and a separator 213 interposed between the anode 211 and the cathode 212.
  • the outer surface of the electrode assembly 210 is wrapped with a separation membrane 213, the coating portion 230 including inert particles 231 on the upper and lower surfaces of the electrode assembly 210 based on the stacking direction of the electrode. Is formed.
  • the coating part 230 including the inert particles 231 formed on the outer surface of the electrode assembly 210 may include a binder layer 232 and a binder layer added to the outer surface of the electrode assembly 210. It consists of a structure including the inert particles 231 dispersed in the (232).
  • the electrode assembly ( The binder layer 232 is first formed on the outer surface of the 210, and the coating part 230 is formed by scattering the inert particles 231 thereon.
  • the thickness of the binder layer 232 is thinner than the size of the inert particles 231, so that the inert particles 231 do not sink or buried inside the binder layer 232 regardless of the specific gravity of the inert particles 231,
  • a bumpy bend may be formed on an outer surface of the electrode assembly 210, and accordingly, a bend may be formed on an outer surface of the pouch type case 220.
  • the electrode assembly 320 is a separator 311 interposed between the positive electrode 311, the negative electrode 312, and the positive electrode 311 and the negative electrode 312.
  • the outer surface of the electrode assembly 310 is wrapped with a separator 313, the coating portion 330 including the inert particles 331 on the upper and lower surfaces of the electrode assembly 310 based on the stacking direction of the electrode ) Is formed.
  • the coating part 330 including the inert particles 331 includes a mixture layer including the inert particles 331 and the binder 332.
  • the inert particles 331 Is mixed with the binder 332 to form the coating unit 330.
  • the specific gravity of the inert particles 331 is smaller than the specific gravity of the entire mixture layer including the binder 332, and thus the inert particles. 331 is located on the surface of the mixture layer.
  • FIG. 7 as another embodiment of the present invention, a side view of the battery cell 400 having a difference in the formation range of the coating part 430 including the inert particles 431 is compared with FIG. 5. It is schematically illustrated.
  • the coating part 430 including the inert particles 431 may include the binder layer 432 added to the outer surface of the electrode assembly 410 and the inert particles 431 scattered on the binder layer 432.
  • 5 is the same as the battery cell 200 of FIG. 5 in that the structure includes the outer surface of the electrode assembly 410 where the coating part 430 including the inert particles 431 is formed. 5 is different from FIG. 5 in that it is partially formed in the central portion based on the upper and lower surfaces of the coating portion.
  • the bend is formed only in the pouch-shaped case 420 of the portion corresponding to the position where the coating part 430 including the inert particles 431 is formed.
  • the battery cell according to the present invention by forming an uneven curve on the outer surface of the electrode assembly, the curved shape is exposed to the variable cell case as it is to increase the surface area of the cell case relative to the electrode area
  • the curved shape is exposed to the variable cell case as it is to increase the surface area of the cell case relative to the electrode area
  • the battery cell according to the present invention is a battery cell that can be flexibly deformed according to the shape of the device on which the cell is mounted, and thus includes an electrode assembly having a coating part including inert particles formed on an outer surface thereof.
  • an electrode assembly having a coating part including inert particles formed on an outer surface thereof.

Abstract

본 발명은 전극조립체가 전해액에 함침된 상태로 가변적인 셀 케이스에 내장되어 셀이 장착되는 디바이스의 형상에 따라 유연하게 변형될 수 있는 전지셀로서, 불활성 입자를 포함하는 코팅부가 전극조립체를 이루는 외면들 중 적어도 하나의 면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀을 제공한다.

Description

불활성 입자가 코팅되어 있는 전극조립체를 포함하는 전지셀
본 발명은 불활성 입자가 코팅되어 있는 전극조립체를 포함하는 전지셀에 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. 구체적으로, 충방전이 가능한 리튬 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있을 뿐만 아니라, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 사용되고 있다.
상기와 같이, 리튬 이차전지가 적용되는 디바이스들이 다양화됨에 따라, 리튬 이차전지는, 적용되는 디바이스에 알맞은 출력과 용량을 제공할 수 있도록 다양화되고 있다. 더불어, 소형, 경박화가 강력히 요구되고 있다.
상기한 리튬 이차전지는, 그것의 형상에 따라 원통형 전지셀, 각형 전지셀, 파우치형 전지셀 등으로 구분할 수 있다. 그 중에서도 높은 집적도로 적층될 수 있고 중량당 에너지 밀도가 높으며 저렴하고 변형이 용이한 파우치형 전지셀이 많은 관심을 모으고 있다.
도 1 및 도 2에는 종래의 대표적인 파우치형 이차전지의 일반적인 구조가 분해 사시도로서 모식적으로 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 파우치형 이차전지(10)는, 다수의 전극 탭들(21, 22)이 돌출되어 있는 스택형 전극조립체(20), 전극 탭들(21, 22)에 각각 연결되어 있는 두 개의 전극 리드(30, 31), 및 전극 리드(30, 31)의 일부가 외부로 노출되도록 스택형 전극조립체(20)를 수납 및 밀봉하는 구조의 전지케이스(40)를 포함하는 것으로 구성되어 있다.
전지케이스(40)는 스택형 전극조립체(20)가 안착될 수 있는 오목한 형상의 수납부(41)를 포함하는 하부 케이스(42)와 그러한 하부 케이스(42)의 덮개로서 스택형 전극조립체(20)를 밀봉하는 상부 케이스(43)로 이루어져 있다. 상부 케이스(43)와 하부 케이스(42)는 스택형 전극조립체(20)를 내장한 상태에서 열융착되어, 상단 실링부(44)와 측면 실링부(45, 46), 및 하단 실링부(47)를 형성한다.
도 1에서는 상부 케이스(43)와 하부 케이스(42)가 각각 별도의 부재로서 표시되어 있지만, 도 2에서와 같이 일측 단부가 일체되어 연속되어 있는 경첩식 구조도 가능하다.
또한, 도 1 및 도 2는, 전극 탭과 전극 리드가 연결된 구조의 전극 단자가 일단에 함께 형성되어 있는 구조의 파우치형 전지셀을 도시하고 있으나, 전극 단자가 일단과 타단에 각각 형성되어 있는 구조의 파우치형 전지셀 등도 상기와 같은 방법으로 제작할 수 있음은 물론이다.
또한, 도 1 및 도 2는, 스택형 전극조립체를 사용한 파우치형 전지셀을 도시하고 있으나, 권취형 또는 젤리-롤형 전극조립체를 사용하는 경우에도 상기와 같은 방법으로 제조될 수 있음은 물론이다.
도 1 및 도 2에서와 같이, 파우치형 전지셀은, 대략 직육면체의 형상으로 제조되는 것이 일반적이다.
그러나, 디바이스의 디자인은 직육면체 형상으로만 이루어지지 않을 수 있을 뿐만 아니라, 휘어질 수 있는 형상일 수도 있다. 예를 들어, 스마트 폰의 경우에는, 파지감의 향상을 위하여, 측면을 곡선 처리할 수 있고, 플렉서블 디스플레이 같은 경우에는 휘거나 굽힐 수 있으며, 다양한 형태로 제작이 가능하다.
이렇게 곡선 처리된 부분을 가지도록 디자인된 디바이스 또는 휘어질 수 있는 디바이스의 경우, 직육면체 형상의 전지셀 또는 전지팩을 디바이스 내부의 공간에 내장하는 것에 한계가 있다는 문제가 있는 바, 최근에는 다양한 디자인의 디바이스 내에 쉽게 장착할 수 있는 전지의 유연한 특성이 요구되고 있다.
따라서, 상기 문제를 해결하고, 전지의 형상의 변형에도 안전성을 확보할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 디바이스의 형상에 따라 유연하게 변형될 수 있는 전지셀이, 불활성 입자를 포함하는 코팅부가 외면에 형성되어 있는 전극조립체를 포함하는 경우, 다양한 디자인의 디바이스에 대응하여 전지의 형상을 변형하는 경우에도 안전성을 확보할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀은,
전극조립체가 전해액에 함침된 상태로 가변적인 셀 케이스에 내장되어 셀이 장착되는 디바이스의 형상에 따라 유연하게 변형될 수 있는 전지셀로서, 불활성 입자를 포함하는 코팅부가 전극조립체를 이루는 외면들 중 적어도 하나의 면에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 셀 케이스 역시 전극조립체의 외면에 형성된 코팅부의 불활성 입자들에 의해 굴곡 형상을 가질 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 전지셀은, 전극조립체의 외면에 울퉁불퉁한 굴곡을 형성하고, 상기 굴곡 형상이 가변적인 셀 케이스에 그대로 드러나게 하여 전극 면적 대비 셀 케이스의 표면적을 더 크게 함으로써, 다양한 디자인의 디바이스에 대응하여 전지의 형상을 변형하는 경우에도 셀 케이스 상에 의도하지 않은 주름 발생을 최소화할 수 있고, 따라서, 셀케이스의 손상으로 인해 나타나는 금속층의 노출로 인한 절연 파괴 또는 전해액 누출 현상을 효과적으로 방지하여 전지의 안전성을 확보할 수 있다.
상기 불활성 입자를 포함하는 코팅부의 형성 위치는 한정되지 아니하나, 전극조립체를 이루는 외면들 전체를 기준으로 상세하게는, 전극의 적층 방향을 기준으로 전극조립체의 상면 및/또는 하면에 형성되어 있을 수 있다.
이는, 전지의 형상을 변형하기 위한 압력이, 일반적으로 전극의 적층 방향으로 작용하기 때문에, 굽어지는 방향의 내측에 위치하는 면, 즉 전극조립체의 상면 또는 하면에 주름의 발생이 많기 때문이다.
또한, 불활성 입자를 포함하는 코팅부의 형성 범위와 관련하여, 상기불활성 입자를 포함하는 코팅부는, 전극조립체를 이루는 외면들 중 코팅부가 형성되는 적어도 하나의 면을 기준으로, 부분적으로 또는 전체적으로 형성되어 있을 수 있고, 상세하게는 전체적으로 형성되어 있을 수 있다.
상기 불활성 입자를 포함하는 코팅부가 부분적으로 형성되는 경우에는, 그 위치가 한정되지 아니하나, 주름의 발생이 많은 굽어지는 부분에 형성됨이 바람직하다.
한편, 이러한 상기 불활성 입자를 포함하는 코팅부의 구성은 한정되지 아니하고 다양한 구성이 가능하다.
하나의 예에서, 불활성 입자를 포함하는 코팅부는 불활성 입자들이 전극조립체의 외면에 산포(scattering)되어 있는 불활성 입자 층일 수 있다.
이 경우, 불활성 입자들만이 상기 코팅부를 이루는 바, 상기 불활성 입자들은 전극조립체의 외면에 규칙적, 또는 불규칙적으로 산포된 상태 그 자체로 전극조립체 외면에 굴곡을 형성한다.
이때, 상기 불활성 입자들의 표면에는, 전극조립체의 외면에 산포된 후 적절히 고정되기 위해, 바인더가 추가로 코팅되어 있을 수도 있다.
또 하나의 예에서, 상기 불활성 입자를 포함하는 코팅부는 전극조립체의 외면에 부가된 바인더 층과 상기 바인더 층에 산포된 불활성 입자들을 포함할 수 있다.
즉, 상기에서 설명한 바와 같이 바인더가 코팅된 불활성 입자를 사용하는 대신, 불활성 입자를 전극조립체 외면에 적절히 고정시키기 위해 먼저 바인더 층을 형성하고, 그 위에 불활성 입자들을 산포함으로써 코팅부를 형성할 수 있다.
이때, 상기 바인더 층의 두께는 불활성 입자의 크기보다 얇은 것이 바람직한데, 이는, 바인더 층의 두께가 더 두꺼운 경우, 불활성 입자가 바인더 층의 내부로 가라앉거나 묻힐 수 있으므로, 본 발명에서 결과적으로 얻고자 하는 효과, 즉, 전극조립체의 외면에 울퉁불퉁한 굴곡을 형성하고, 상기 굴곡 형상이 가변적인 셀 케이스에 그대로 드러나게 하여 전극 면적 대비 셀 케이스의 표면적을 더 크게 함으로써 주름 발생을 방지하려는 효과를 얻을 수 없기 때문이다.
상기 바인더 층의 두께는, 상세하게는 불활성 입자의 크기의 10 내지 95%일 수 있다.
바인더 층의 두께가 상기 불활성 입자 입자의 크기의 10% 미만인 경우, 불활성 입자가 전극조립체의 외면에 적절히 고정될 수 있을 정도의 접착력을 가질 수 없고, 95%를 초과하는 경우, 불활성 입자의 대부분이 바인더 층 내부로 묻히기 때문에 셀 케이스에 드러날 정도의 굴곡을 형성하기 어렵고, 굴곡이 형성되더라도 주름 발생을 효과적으로 방지할 수 있을 정도로 표면적을 크게 할 수 없는 바 바람직하지 않다.
이와 같이 바인더 층을 불활성 입자 크기보다 얇게 하면, 불활성 입자의 비중 등에 상관 없이 불활성 입자가 전극조립체 외면에 굴곡을 형성할 수 있다.
또 하나의 예에서, 상기 불활성 입자를 포함하는 코팅부는 불활성 입자들과 바인더를 포함하는 혼합물 층일 수 있다.
즉, 상기에서 설명한 바와 같이 불활성 입자를 전극조립체의 외면에 적절히 고정시키기 위해, 바인더가 코팅된 불활성 입자를 사용하거나, 바인더 층을 별도로 형성하는 대신, 불활성 입자를 바인더와 혼합하여 도포함으로써 코팅부를 형성할 수 있다.
이때, 상기 혼합물 층의 두께는 1 마이크로미터 내지 150 마이크로미터일 수 있다.
혼합물 층의 두께가 1 마이크로미터 미만인 경우, 바인더의 함량이 매우 적게 도포되어 불활성 입자의 고정이 어렵고, 150 마이크로미터를 초과하는 경우에는, 필요이상으로 재료가 사용되어 비경제적일 뿐만 아니라, 불활성 입자를 포함하는 코팅부가 차지하는 부피가 커지므로 전지의 전체적인 크기가 커져 효과 대비 공간 효율성이 떨어지는 바, 바람직하지 않다.
한편, 상기와 같이 불활성 입자를 포함하는 코팅부가 혼합물 층인 경우에는, 전극조립체의 외면에 울퉁불퉁한 굴곡을 형성시키기 위해, 불활성 입자가 혼합물 층의 표면에 위치하여야 하므로, 상기 불활성 입자의 비중은 혼합물 층 전체 비중보다 작은 것이 바람직하고, 상세하게는, 혼합물 층 전체 비중의 30% 내지 90%일 수 있다.
상기 범위를 벗어나 불활성 입자의 비중이 혼합물 층 전체 비중의 30% 미만인 경우에는 바인더로 이루어진 혼합물 층에서 완전히 뜨게 되므로 접착력이 떨어지고, 90%를 초과하는 경우에는 불활성 입자의 대부분이 바인더 층 내부로 묻히기 때문에 셀 케이스에 드러날 정도의 굴곡을 형성하기 어렵고, 굴곡이 형성되더라도 주름 발생을 효과적으로 방지할 수 있을 정도로 표면적을 크게 할 수 없는 바 바람직하지 않다.
이때, 불활성 입자의 비중을 낮추는 방법은, 불활성 입자를 이루는 물질을 적절히 선택하는 등 다양한 방법이 가능하고, 하나의 구체적인 예에서, 내부에 공극을 포함하고 있는 다공성 입자를 사용할 수도 있다.
상기 불활성 입자의 종류는 한정되지 아니하나, 유기 입자 및/또는 무기 입자일 수 있고, 상세하게는 유기 입자일 수 있다.
상기 유기 입자는, 예를 들어, 고분자 또는 실란계 화합물로 이루어질 수 있고, 상기 고분자의 예로는, PE, PP, PS, PVdF, PTFE, PET, PMMA, PANdlf 등을 들 수 있고, 상기 실란계 화합물의 예로는, HMDS(hexamethyldisilazane), TMSCL(trimethylchlorosilane), PDMS(polydimethylsiloxane), DDS(dimethyldichlorosilane) 등을 들 수 있다.
상기 무기 입자는, 예를 들어, SiO2, Al2O3, MgO, TiO2, ZrO2, CaO, Y2O3 및 SrO로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물로 이루어질 수 있다.
상기 불활성 입자의 형상은 소정의 부피를 갖는 범위 내에서 한정되지 아니하고, 예를 들어, 구형, 타원형, 또는 다면체 형상일 수 있으며, 그 크기는, 입자의 형상 등과 입자의 도포, 또는 산포의 용이성 등을 고려하면, 상세하게는 50 나노미터 내지 100 마이크로미터일 수 있다.
상기 불활성 입자 외에 코팅부 구성의 다양한 예들에서, 상기 불활성 입자와 함께 코팅부를 이루는 바인더는, 전극의 형성시 사용되는 것과 동일할 수 있으며, 예를 들어, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.
한편, 다양한 디자인의 디바이스 내에 쉽게 장착될 수 있는 유연한 특성을 갖고, 전극조립체의 외면에 울퉁불퉁한 굴곡을 셀 케이스의 표면에까지 반영시키기 위해서, 상기 셀 케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치형 케이스일 수 있다.
이때, 상기 라미네이트 시트는, 알루미늄 라미네이트 시트일 수 있고, 상세하게는 금속 차단층의 일면(외면)에 내구성이 우수한 수지 외곽층이 부가되어 있고, 타면(내면)에 열용융성의 수지 실란트층이 부가되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.
상기 수지 외곽층은 외부 환경으로부터 우수한 내성을 가져야 하므로, 소정 이상의 인장강도와 내후성을 가지는 것이 필요하다. 그러한 측면에서 수지 외곽층의 고분자 수지로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 연신 나일론 필름이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 금속 차단층은 가스, 습기 등 이물질의 유입 내지 누출을 방지하는 기능 이외에 전지케이스의 강도를 향상시키는 기능을 발휘할 수 있도록, 상세하게는 알루미늄이 사용될 수 있다.
상기 수지 실란트층의 고분자 수지로는 열융착성(열접착성)을 가지고, 전해액의 침입을 억제하기 위해 흡습성이 낮으며, 전해액에 의해 팽창하거나 침식되지 않는 폴리올레핀(polyolefin)계 수지가 바람직하게 사용될 수 있으며, 더욱 상세하게는 무연신 폴리프로필렌(CPP)이 사용될 수 있다.
일반적으로 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀계 수지는 금속과의 접착력이 낮으므로, 상기 금속 차단층과의 접착력을 향상시키기 위한 방안으로서, 상세하게는 상기 금속층과 수지 실란트층 사이에 접착층을 추가로 포함하여 접착력 및 차단 특성을 향상시킬 수 있다. 상기 접착층의 소재로는, 예를 들어, 우레탄(urethane)계 물질, 아크릴(acryl)계 물질, 열가소성 일래스토머(elastomer)를 함유하는 조성물 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 전해액에 함침된 상태로 가변적인 셀 케이스에 내장되는 상기 전극조립체는 다수의 전극 탭들을 연결하여 양극과 음극을 구성하는 구조라면 특별히 한정되는 것은 아니하나, 전극조립체의 외면에 상기 불활성 입자를 포함하는 코팅부를 형성시키기 위해서는, 외면이 분리막 또는 실링 테이프로 감싸여 있는 것이 바람직하므로, 상세하게는 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤형 전극조립체, 또는 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 분리필름으로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체일 수 있다.
이때, 상기 바이셀은 같은 종류의 전극이 셀이 양측에 위치하는 스택형 구조로 이루어져 있으며, 예를 들어, 양극-분리막-음극-분리막-양극 또는 음극-분리막-양극-분리막-음극으로 이루어진 셀이다. 상기 풀셀은 다른 종류의 전극이 셀의 양측에 위치하는 스택형 구조로 이루어져 있으며, 예를 들어, 양극-분리막-음극으로 이루어진 셀이다.
본 발명은 또한, 상기 전지셀을 제조하는 방법으로서,
(a) 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 전극조립체를 준비하는 과정;
(b) 상기 전극조립체를 이루는 외면들 중의 적어도 하나의 면에 불활성 입자를 포함하는 코팅부를 형성하는 과정; 및
(c) 상기 코팅부가 형성된 전극조립체를 가변적인 셀 케이스의 수납부에 장착한 후 셀 케이스를 가압하여 전극조립체에 밀착시키는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀의 제조방법을 제공한다.
상기에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 따른 불활성 입자를 포함하는 코팅부는 전극조립체의 제조 후에 그 외면에 형성되므로, 가변적인 셀 케이스의 수납부에 상기 전극조립체를 장착한 후, 셀 케이스를 가압하여 전극조립체에 밀착시키면 상기 굴곡 형상이 가변적인 셀 케이스에 그대로 드러나게 되는 바, 전극 면적 대비 셀 케이스의 표면적이 더 크게 되어 다양한 디자인의 디바이스에 대응하여 전지의 형상을 변형하는 경우에도 셀 케이스 상에 의도하지 않은 주름 발생을 최소화할 수 있는 것이다.
본 발명은 또한, 상기 전지셀을 둘 이상 포함하는 전지모듈을 제공하고, 상기 전지모듈을 포함하는 전지팩을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 전지팩을 전원으로 포함하고 있는 디바이스를 제공하는 바, 상기 디바이스는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 태플릿 PC, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치 등으로부터 선택되는 것일 수 있다.
이들 디바이스의 구조 및 그것의 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 1 및 도 2는 종래의 대표적인 파우치형 이차전지의 분해 사시도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 평면도이다;
도 4는 도 3에 따른 전지셀의 내부 구조를 나타낸 전지셀의 측면 모식도이다;
도 5는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른, 전지셀의 내부 구조를 나타낸 전지셀의 측면 모식도이다;
도 6은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른, 전지셀의 내부 구조를 나타낸 전지셀의 측면 모식도이다;
도 7은 전지셀의 내부 구조를 나타내기 위한 전지셀의 측면 모식도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀(100)의 평면도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 3의 전지셀(100)의 내부 구조를 나타내기 위한 전지셀(100)의 측면도가 모식적으로 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 전지셀(100)은, 전극조립체(110)가 전해액에 함침된 상태로 파우치형 케이스(120)에 내장되어 있는 구조로 이루어져 있고, 전극의 적층방향을 기준으로 전극조립체(110)의 상, 하면에는 불활성 입자(131)를 포함하는 코팅부(130)가 형성되어 있다.
구체적으로, 전극조립체(110)는 양극(111), 음극(112) 및 양극(111)과 음극(112) 사이에 개재되어 있는 분리막(113)으로 이루어져 있으며, 이때 전극조립체(110)의 외면은 불활성 입자(131)를 포함하는 코팅부(130)를 전극조립체(110)의 상면 및 하면에 형성시키기 위해 분리막(113)으로 감싸여 있다.
한편, 전극조립체(110)의 외면에 형성되는 불활성 입자(131)를 포함하는 코팅부(130)는 불활성 입자들(131)이 전극조립체(110)의 상면 및 하면에 산포(scattering)되어 있는 형태로 불활성 입자들(131)만이 코팅부를 이루고 있다.
이와 같이 산포된 불활성 입자들(131)은 전극조립체(110)의 외면에 규칙적, 또는 불규칙적으로 산포된 상태 그 자체로 굴곡을 형성하는 바, 전극조립체(110)를 파우치형 케이스(120)에 장착한 후, 파우치형 케이스(120)를 가압하여 전극조립체(110)에 밀착시키면, 파우치형 케이스(120)에 굴곡(150)이 그대로 드러나게 된다.
도면에는 도시하지 않았으나, 불활성 입자들(131)의 표면에는, 전극조립체(110)의 외면에 산포된 후 적절히 고정되기 위해, 바인더(도시하지 않음)가 추가로 코팅되어 있을 수도 있다.
도 5 및 도 6에는 본 발명의 또 하나의 실시예로서, 도 4에 대응되는 전지셀들(200, 300)의 측면도들이 모식적으로 도시되어 있다.
먼저 도 5를 참조하면, 도 4에서와 같이, 전극조립체(220)는, 양극(211), 음극(212) 및 양극(211)과 음극(212) 사이에 개재되어 있는 분리막(213)으로 이루어져 있고, 이때 전극조립체(210)의 외면은 분리막(213)으로 감싸여 있으며, 전극의 적층방향을 기준으로 전극조립체(210)의 상, 하면에는 불활성 입자(231)를 포함하는 코팅부(230)가 형성되어 있다.
다만, 도 4와는 다르게, 전극조립체(210)의 외면에 형성되는 불활성 입자(231)를 포함하는 코팅부(230)는, 전극조립체(210)의 외면에 부가된 바인더 층(232)과 바인더 층(232)에 산포된 불활성 입자들(231)을 포함하는 구조로 이루어져 있다.
즉, 도 4의 구성과 비교하면, 전극조립체(210)의 외면에 불활성 입자(231)들을 바로 산포하지 않고, 불활성 입자(231)를 전극조립체(210) 외면에 적절히 고정시키기 위해, 전극조립체(210)의 외면에 먼저 바인더 층(232)을 형성하고, 그 위에 불활성 입자들(231)을 산포함으로써 코팅부(230)를 형성하였다.
이때, 바인더 층(232)의 두께는 불활성 입자(231)의 크기보다 얇아, 불활성 입자(231)의 비중 등에 상관 없이 불활성 입자(231)가 바인더 층(232)의 내부로 가라앉거나 묻히지 않으므로, 전극조립체(210)의 외면에 울퉁불퉁한 굴곡을 형성할 수 있고, 그에 따라 파우치형 케이스(220)의 외면에도 굴곡을 형성할 수 있다.
한편, 도 6을 참조하면, 도 4에서와 같이, 전극조립체(320)는, 양극(311), 음극(312) 및 양극(311)과 음극(312) 사이에 개재되어 있는 분리막(313)으로 이루어져 있고, 이때 전극조립체(310)의 외면은 분리막(313)으로 감싸여 있으며, 전극의 적층방향을 기준으로 전극조립체(310)의 상, 하면에는 불활성 입자(331)를 포함하는 코팅부(330)가 형성되어 있다.
다만, 상기 도 4 및 도 5와는 다르게, 상기 불활성 입자(331)를 포함하는 코팅부(330)는 불활성 입자들(331)과 바인더(332)를 포함하는 혼합물 층으로 이루어져 있다.
즉, 상기에서 설명한 바와 같이, 불활성 입자(331)를 전극조립체(310)의 외면에 적절히 고정시키기 위해, 바인더가 코팅된 불활성 입자를 사용하거나, 바인더 층을 별도로 형성하는 대신, 불활성 입자(331)를 바인더(332)와 혼합하여 코팅부(330)를 형성하고 있다.
이때, 전극조립체(310)의 외면 및 파우치형 케이스(320)에 울퉁불퉁한 굴곡을 형성시키기 위해서, 불활성 입자(331)의 비중은 바인더(332)를 포함하는 혼합물 층 전체 비중보다 작고, 따라서 불활성 입자(331)는 혼합물 층의 표면에 위치하고 있다.
마지막으로, 도 7에는 본 발명의 또 하나의 실시예로서, 도 5와 비교하여, 불활성 입자(431)를 포함하는 코팅부(430)의 형성 범위에 차이가 있는 전지셀(400)의 측면도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 7을 참조하면, 불활성 입자(431)를 포함하는 코팅부(430)는, 전극조립체(410)의 외면에 부가된 바인더 층(432)과 바인더 층(432)에 산포된 불활성 입자들(431)을 포함하는 구조로 이루어져 있다는 점에서 도 5의 전지셀(200)과 동일하나, 불활성 입자(431)를 포함하는 코팅부(430)가 형성되어 있는 위치가 전극조립체(410)를 이루는 외면들 중 코팅부가 형성되어 있는 상면 및 하면을 기준으로, 중심부 부분에 부분적으로 형성되어 있다는 점에서 도 5와 차이가 있다.
물론 이 경우, 별도로 도시하지 않았으나, 불활성 입자(431)를 포함하는 코팅부(430)가 형성된 위치에 대응하는 부분의 파우치형 케이스(420)에만 굴곡이 형성된다.
도면을 참조하여 설명하였듯이, 본 발명에 따른 전지셀은, 전극조립체의 외면에 울퉁불퉁한 굴곡을 형성하고, 상기 굴곡 형상이 가변적인 셀 케이스에 그대로 드러나게 하여 전극 면적 대비 셀 케이스의 표면적을 더 크게 함으로써, 다양한 디자인의 디바이스에 대응하여 전지의 형상을 변형하는 경우에도 셀 케이스 상에 의도하지 않은 주름 발생을 최소화할 수 있고, 따라서, 셀케이스의 손상으로 인해 나타나는 금속층의 노출로 인한 절연 파괴 또는 전해액 누출 현상을 효과적으로 방지하여 전지의 안전성을 확보할 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀은, 셀이 장착되는 디바이스의 형상에 따라 유연하게 변형될 수 있는 전지셀로서, 불활성 입자를 포함하는 코팅부가 외면에 형성되어 있는 전극조립체를 포함하므로, 다양한 디자인의 디바이스에 대응하여 전지의 형상을 변형하는 경우에도 셀케이스에 의도하지 않은 주름의 발생을 최소화할 수 있고, 따라서, 셀케이스의 손상으로 인해 나타나는 금속층의 노출로 인한 절연 파괴 또는 전해액 누출 현상을 효과적으로 방지하여 전지의 안전성을 확보할 수 있다.

Claims (25)

  1. 전극조립체가 전해액에 함침된 상태로 가변적인 셀 케이스에 내장되어 셀이 장착되는 디바이스의 형상에 따라 유연하게 변형될 수 있는 전지셀로서, 불활성 입자를 포함하는 코팅부가 전극조립체를 이루는 외면들 중 적어도 하나의 면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 불활성 입자를 포함하는 코팅부는 전극의 적층 방향을 기준으로 전극조립체의 상면 및/또는 하면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 불활성 입자를 포함하는 코팅부는 전극조립체를 이루는 외면들 중 적어도 하나의 면에 부분적으로 또는 전체적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 불활성 입자를 포함하는 코팅부는 불활성 입자들이 전극조립체의 외면에 산포(scattering)되어 있는 불활성 입자 층인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 불활성 입자를 포함하는 코팅부는 전극조립체의 외면에 부가된 바인더 층과 상기 바인더 층에 산포된 불활성 입자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 바인더 층의 두께는 불활성 입자의 크기보다 얇은 것을 특징으로 하는 전지셀.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 바인더 층의 두께는 불활성 입자의 크기의 10 내지 95% 범위인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 불활성 입자를 포함하는 코팅부는 불활성 입자들과 바인더를 포함하는 혼합물 층인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 혼합물 층의 두께는 1 마이크로미터 내지 150 마이크로미터인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 불활성 입자의 비중은 혼합물 층 전체 비중의 30% 내지 90%인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 불활성 입자는 내부에 공극을 포함하고 있는 다공성 입자인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 불활성 입자는 유기 입자 및/또는 무기 입자인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 불활성 입자는 유기 입자인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 유기 입자는 고분자 또는 실란계 화합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 무기 입자는 SiO2, Al2O3, MgO, TiO2, ZrO2, CaO, Y2O3 및 SrO로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 불활성 입자는 구형, 타원형, 또는 다면체 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 불활성 입자의 크기는 50 나노미터 내지 100 마이크로미터인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 셀 케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치형 케이스인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 셀 케이스는 전극조립체의 외면에 형성된 코팅부의 불활성 입자들에 의해 굴곡 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  20. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤형 전극조립체, 또는 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 분리필름으로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  21. 제 1 항에 따른 전지셀을 제조하는 방법으로서,
    (a) 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 전극조립체를 준비하는 과정;
    (b) 상기 전극조립체를 이루는 외면들 중의 적어도 하나의 면에 불활성 입자를 포함하는 코팅부를 형성하는 과정; 및
    (c) 상기 코팅부가 형성된 전극조립체를 가변적인 셀 케이스의 수납부에 장착한 후 셀 케이스를 가압하여 전극조립체에 밀착시키는 과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀의 제조방법.
  22. 제 1 항에 따른 전지셀을 둘 이상 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지모듈.
  23. 제 22 항에 따른 전지모듈을 포함하는 전지팩.
  24. 제 23 항에 따른 전지팩을 전원으로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 디바이스는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 태플릿 PC, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
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