WO2018088722A1 - 전극 조립체 및 그 제조방법 - Google Patents

전극 조립체 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2018088722A1
WO2018088722A1 PCT/KR2017/011780 KR2017011780W WO2018088722A1 WO 2018088722 A1 WO2018088722 A1 WO 2018088722A1 KR 2017011780 W KR2017011780 W KR 2017011780W WO 2018088722 A1 WO2018088722 A1 WO 2018088722A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
folding
unit cell
separation film
unit
electrode assembly
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/011780
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김수영
강정환
김종훈
하정민
신병진
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to PL17869470T priority Critical patent/PL3416225T3/pl
Priority to EP17869470.9A priority patent/EP3416225B1/en
Priority to CN202210519479.4A priority patent/CN115020627B/zh
Priority to JP2018547369A priority patent/JP6693649B2/ja
Priority to CN201780058990.6A priority patent/CN110178257B/zh
Publication of WO2018088722A1 publication Critical patent/WO2018088722A1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0459Cells or batteries with folded separator between plate-like electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • H01M10/0583Construction or manufacture of accumulators with folded construction elements except wound ones, i.e. folded positive or negative electrodes or separators, e.g. with "Z"-shaped electrodes or separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/471Spacing elements inside cells other than separators, membranes or diaphragms; Manufacturing processes thereof
    • H01M50/474Spacing elements inside cells other than separators, membranes or diaphragms; Manufacturing processes thereof characterised by their position inside the cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/471Spacing elements inside cells other than separators, membranes or diaphragms; Manufacturing processes thereof
    • H01M50/477Spacing elements inside cells other than separators, membranes or diaphragms; Manufacturing processes thereof characterised by their shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/42Grouping of primary cells into batteries
    • H01M6/46Grouping of primary cells into batteries of flat cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/30Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/46Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/46Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • H01M50/461Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes with adhesive layers between electrodes and separators
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to an electrode assembly and a method of manufacturing the same.
  • Secondary batteries unlike primary batteries, can be recharged and have been researched and developed in recent years due to the possibility of miniaturization and large capacity. As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing.
  • Secondary batteries are classified into coin-type batteries, cylindrical batteries, square batteries, and pouch-type batteries according to the shape of the battery case.
  • the electrode assembly mounted inside the battery case is a power generator capable of charging and discharging having a stacked structure of electrodes and separators.
  • the electrode assembly is a jelly-roll type wound by separating a separator between a sheet-shaped anode and a cathode coated with an active material, and a stack type in which a plurality of anodes and cathodes are sequentially stacked with a separator therebetween. , And stacked unit cells can be roughly classified into a stack / fold type wound with a long length of separation film.
  • the double jelly roll type electrode assembly is widely used because it has the advantage of being easy to manufacture and having a high energy density per weight.
  • One aspect of the present invention is to provide an electrode assembly and a method of manufacturing the same, which prevents the release of the separation film when the plurality of unit cells are formed by folding the separation film and the electrode is not exposed.
  • An electrode assembly according to an embodiment of the present invention is folded to be positioned between a plurality of unit cells each including at least one anode, at least one cathode, at least one separator and a plurality of unit cells.
  • the separation film may include a separation film, and the separation film may be provided in a folded form two or more times so as to surround and contact the first unit cell located at the beginning of the separation film among the plurality of unit cells.
  • the electrode assembly manufacturing method at least one positive electrode, at least one negative electrode, a plurality of unit cells and a separation film each comprising at least one separator and the preparation process for preparing a plurality of And a seating process of seating the unit cells on one surface of the separation film, and a folding process of sequentially folding the separation film on which the plurality of unit cells are seated so that the separation film is positioned between a plurality of unit cells.
  • the separation film may be folded two or more times so as to surround the first unit cell positioned at the beginning of the separation film among the plurality of unit cells.
  • the separation of the separation film surrounding the unit cell located at the beginning of the separation film is prevented, and the electrode is formed in a shape that does not expose
  • the stability of the electrode laminate can be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of an electrode assembly according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of the electrode assembly according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a schematic cross-sectional view of an electrode assembly according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a method of manufacturing an electrode assembly according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a method of manufacturing an electrode assembly according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a method of manufacturing an electrode assembly according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of an electrode assembly according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the electrode assembly according to a first embodiment of the present invention.
  • the electrode assembly 100 may have a separation film that is folded to be positioned between a plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150 and a plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150. 160).
  • FIGS. 1 and 2 an electrode assembly as a first embodiment of the present invention will be described in detail.
  • the unit cells 110, 120, 130, 140, and 150 are power generators capable of charging and discharging, and form a structure in which at least one electrode 113 and at least one separator 114 are alternately stacked.
  • the electrode 113 may include an anode 111 and a cathode 112.
  • the separator 114 separates the positive electrode 111 and the negative electrode 112 and electrically insulates it.
  • one unit cell 110, 120, 130, 140, or 150 of the plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150 may include at least one anode 111, at least one cathode 112, and at least one separator 114.
  • the separator 114 is made of an insulating material and alternately stacked with the positive electrode 111 and the negative electrode 112.
  • the separator 114 may be positioned between the anode 111 and the cathode 112, for example.
  • the separator 114 may be positioned between the anode 111 and the cathode 112 as another example, and may be disposed on the outer surfaces of the anode 111 and the cathode 112.
  • the separator 114 is a multilayer film made of, for example, polystyrene, polypropylene, or a combination thereof having microporosity, or polyvinylidene fluoride, polyethylene oxide, polyacrylonitrile, or polyvinylidene fluoride hexa. It may be a polymer film for a solid polymer electrolyte or a gel polymer electrolyte such as a fluoropropylene copolymer.
  • the separation film 160 may be folded to be positioned between the plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150.
  • the separation film 160 may be folded two or more times so that the separation film 160 is wrapped in contact with the first unit cell 110 positioned at the beginning of the separation film 160 among the plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150. Can be. Accordingly, the separation film 160 completely surrounds the exposed portion of the electrode 113 of the first unit cell 110 to prevent damage to the electrode 113. In addition, it is possible to prevent the separation of the separation film 160 surrounded by the first unit cell 110.
  • the separation film 160 folds the first unit cell 110 once and surrounds the first folding unit 161 and the second fold unit surrounding the first unit cell 110 by further folding. 162 may be included.
  • first folding unit 161 surrounds one surface and one side of the first unit cell 110, and the second folding unit 162 is provided to surround the other surface and the other side of the second unit cell 120. Can be. At this time, for example, the first folding unit 161 surrounds the upper side and the left side of the first unit cell 110 shown in FIG. 1, and the second folding unit 162 is provided to surround the lower side and the right side. Can be.
  • first folding part 161 may be adhered to a part of the separation film 160 facing the folding when the adhesive layer 161a is applied to the outer surface around the folding direction. Accordingly, the release of the separation film 160 surrounded by the first unit cell 110 may be prevented more effectively.
  • first folding part 161 and the second folding part 162 may be provided to completely surround the outer circumference of the first unit cell 110.
  • first folding part 161 and the second folding part 162 are shown as being separated in FIG. 1, the first folding part 161 and the second folding part 162 are long separated films connected to one. It means a part portion of (160).
  • the electrode assembly 100 may further include a fixing tape 170 to prevent the folding of the separation film 160.
  • the fixing tape 170 may be attached over the end portion of the separation film 160 and the portion of the separation film 160 adjacent thereto after the folding of the separation film 160.
  • the separation film 160 may be provided in a form in which the separation film 160 wraps the plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150 in the same direction. That is, the plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150 may be sequentially provided on one side of the separation film 160 to be folded in one direction.
  • the separation film 160 may surround the plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150, and the direction in which the plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150 are folded may be clockwise or counterclockwise.
  • the separation film 260 may be provided in a form in which the separation film 260 alternately wraps the plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150 in different directions. That is, the separation film 260 may be provided to sequentially wrap the plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150 arranged in one direction in the clockwise and counterclockwise directions, respectively.
  • the separation film 260 wraps the first unit cell 110 arranged in the counterclockwise direction, and surrounds the second unit cell 120 arranged in the clockwise direction, and the third unit cell arranged in the third
  • the 130 may be wrapped in the counterclockwise direction again, and may be provided to sequentially wrap the plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150.
  • a portion including the first folding part 261 and the second folding part 262 in the separation film 260 may surround the first unit cell 110.
  • the separation film 260 may form the electrode assembly 200 by surrounding the entire circumference of the plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150.
  • FIG 3 is a schematic cross-sectional view of an electrode assembly according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • the electrode assembly 300 includes a plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150 and a separation film 360 folded to be located between the plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150. Include.
  • the first folding part 361 of the separation film 360 when compared with the electrode assembly 100 according to the first embodiment, has a first unit cell. There is a difference in the shape of wrapping 110.
  • the present embodiment briefly describes the contents overlapping with the first embodiment, and focuses on the differences.
  • the separation film 360 may be a portion of the first unit cell 110 positioned at the beginning of the separation film 360 among the plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150.
  • the first folding part 361 and the second folding part 362 are included.
  • the first folding part 361 may be provided to surround one side end (or part of the upper surface) and one side of the first unit cell 110. That is, for example, based on the drawing shown in FIG. 3, the first folding part 361 may be provided to surround one side end of the upper surface of the first unit cell 110 and the left side.
  • the adhesive layer 361b may be formed by applying an adhesive to an inner surface of the first folding part 361 in the folding direction. Accordingly, the first folding part 361 may be attached to the first unit cell 110 through the adhesive layer 361b. Therefore, the first folding part 361 may be prevented from being released from the first unit cell 110, and the separation of the separation film 360 surrounding the electrode assembly 300 may be prevented.
  • the second folding unit 362 may be provided to surround the other side and the other side of the second unit cell 120. That is, for example, the second folding unit 362 may be provided to surround the lower surface and the right side of the first unit cell 110 based on the drawing illustrated in FIG. 3.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a method of manufacturing an electrode assembly according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • an electrode assembly manufacturing method includes a preparation process of preparing a plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150 and a separation film 160, and separating the plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150. It includes a seating process and a folding process to be seated on the film 160.
  • FIGS. 1 and 4 a method of manufacturing an electrode assembly according to a third exemplary embodiment of the present invention will be described in detail.
  • the preparation process includes a plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150 including at least one anode 111, at least one cathode 112, and at least one separator 114, respectively.
  • the separator 114 may be made of an insulating material and alternately stacked with the anode 111 and the cathode 112.
  • the seating process sequentially seats the plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150 on the separation film 160 in one direction.
  • the seating process may sequentially arrange the plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150 on the separation film 160.
  • the interval between the first unit cell 110 and the second unit cell 120 adjacent to the first unit cell 110 is a1 and the width of the first unit cell 110.
  • the unit cells 110, 120, 130, 140, and 150 may be positioned to satisfy a conditional expression of 2 * w1 + 4 * h1 ⁇ a1.
  • the folding process may be formed so that the first unit cell 110 is rotated 360 degrees or more and the separation film 160 surrounds the circumference of the first unit cell 110.
  • the folding process sequentially folds the separation film 160 in which the plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150 are seated so that the separation film 160 is positioned between the plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150.
  • the separation film 160 may be folded two or more times so as to surround the first unit cell 110 positioned at the beginning of the separation film 160 among the plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150.
  • the separation film 160 is folded once and includes a first folding part 161 surrounding the first unit cell 110 and an additional folding and surrounding the first unit cell 110. It may include two folding unit 162.
  • the folding process is performed by folding the end of the first separation film 160 to face the first unit cell 110 so that the first folding part 161 of the separation film 160 is connected to the first unit cell 110.
  • the first folding process of folding one side and one side and then rotating the first unit cell 110 by 180 degrees and the second folding part 162 of the separation film 160 is the circumference of the first unit cell 110 It may include a second folding step of folding to further wrap.
  • the first folding unit 161 and the first unit cell 110 may be rotated together and folded. In this case, the first folding unit 161 may be folded to surround the first unit cell 110.
  • the folding process is the adhesive layer coating process for applying the adhesive layer 161a to the outer surface around the folding direction of the first folding unit 161 and the first folding unit 161 when folding to the adhesive layer 161a It may further include an adhesive process for adhering the portion of the separation film 160 facing each other. Accordingly, the release of the first folding part 161 surrounding the first unit cell 110 can be effectively prevented.
  • the electrode assembly manufacturing method is the first of the separation film 160 when folding the separation film 160 and a plurality of unit cells (110,120,130,140,150)
  • the first unit cell 110 which is located in the second unit of the folding process by folding the outer peripheral of the first unit cell 110 with the film 160 is provided twice, the first of the separation film 160 occurs most frequently It is possible to prevent the separation of the separation film 160 surrounding the first unit cell 110 positioned in the, and to prevent the exposure of the electrode 113 of the first unit cell 110 easily occurs.
  • the strong folding coupling structure can improve the stability of the electrode assembly 100 and the secondary battery on which the electrode assembly 100 is mounted.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a method of manufacturing an electrode assembly according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.
  • an electrode assembly manufacturing method includes a preparation process of preparing a plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150 and a separation film 160, a seating process, and a folding process.
  • the first folding part 161 of the separation film 160 may include a first unit cell when compared with the method of manufacturing the electrode assembly according to the third embodiment. Before 110 rotates, there is a difference in that the first unit cell 110 is wrapped first.
  • the present embodiment briefly describes the contents overlapping with the third embodiment and focuses on the differences.
  • the mounting process seats a plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150 on one surface of the separation film 160.
  • the separation film 160 is folded once and the first folding unit 161 surrounding the first unit cell 110 and a second folding further folded once and surrounding the first unit cell 110. Section 162.
  • the separation film between the end of the first unit cell 110 and the separation film 160 positioned at the beginning of the separation film 160
  • the first unit cell 110 may be seated at a distance spaced from the end of the separation film 160 by a predetermined distance such that the first folding part 161 of the 160 is positioned.
  • the seating process may sequentially arrange the plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150 on the separation film 160.
  • the separation between the first unit cell 110 and the second unit cell 120 adjacent to the first unit cell 110 of the plurality of unit cells (110,120,130,140,150) a2 the separation film 160
  • the width of the first unit cell 110 is w1
  • the height of the first unit cell 110 is h1, 1 * w1 +
  • the unit cells 110, 120, 130, 140, and 150 may be positioned to satisfy a conditional expression of 3 * h1 ⁇ a2 and 1 * w1 + 1 * h1 ⁇ a3.
  • the first folding process of folding the first folding unit 161 to the first unit cell 110 and the first unit cell 110 are rotated by 180 degrees, and the second folding unit 162 makes the first unit cell.
  • a second folding process surrounding the circumference of the 110 is included.
  • the first folding part 161 of the separation film 160 is folded to surround the first unit cell 110.
  • the first folding unit 161 may be folded to surround the side and one surface of the first unit cell 110, for example. That is, for example, the first folding unit 161 may be folded to surround the right side and the top side of the first unit cell 110 shown in FIG. 5.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a method of manufacturing an electrode assembly according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.
  • an electrode assembly manufacturing method includes a preparation process of preparing a plurality of unit cells 110, 120, 130, 140, and 150 and a separation film 360, a seating process, and a folding process.
  • the folding process includes a first folding process of folding once and a second folding process of folding twice.
  • the electrode assembly manufacturing method according to the fifth embodiment of the present invention is compared with the electrode assembly manufacturing method according to the third embodiment and the electrode assembly manufacturing method according to the fourth embodiment described above, the first folding of the separation film 360 There is a difference in that the portion 361 is folded at one end and side surface of the first unit cell 110.
  • the present embodiment briefly describes the contents overlapping with the third and fourth embodiments and focuses on the differences.
  • the first folding process includes the first folding unit 361 of the separation film 360 as the first unit cell 110. It may be folded to surround one side end (or part of the upper surface) and one side of the side. Accordingly, exposure of the electrode 113 of the first unit cell 110, which is weak in the past, may be prevented and release of the separation film 360 may be prevented after folding.
  • an adhesive is applied to form an adhesive layer 361b by applying an adhesive to an inner surface of the first folding unit 361 in the folding direction, and the first folding unit 361 includes the adhesive layer 361b.
  • the method may further include an adhesive process of adhering to the first unit cell 110 through). Accordingly, the first folding part 361 may be prevented from being released from the first unit cell 110, and the release of the separation film 360 surrounding the electrode assembly 300 may be prevented.
  • the first folding part 361 may be folded into the first unit cell 110. have. At this time, air may be injected through an air compressor or the like.
  • the first folding unit 361 may be folded into the first unit cell 110 through a jig.
  • the first folding part 361 may be folded into the first unit cell 110 through an insertion mechanism part.
  • the first folding process may fold the first folding unit 361 with the force of gravity as another example.
  • the first folding part 361 when the first folding part 361 is positioned in the horizontal direction and the part except for the first folding part is fixed, the first folding part 361 may be folded by the force of gravity. That is, the part except the folding part may be fixed, and the folding part may be horizontally positioned and folded under the force of gravity.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

본 발명은 전극 조립체 및 전극 조립체 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 전극 조립체는 적어도 하나의 양극, 적어도 하나의 음극, 적어도 하나의 분리막을 각각 포함하는 복수개의 단위셀들 및 복수개의 상기 단위셀들 사이에 위치되로록 폴딩되어 있는 분리필름을 포함하고, 상기 복수개의 단위셀 중에서 상기 분리필름의 초도에 위치되는 제1 단위셀을 접하면서 감싸도록 상기 분리필름이 2회 이상 폴딩된 형태로 구비된다.

Description

전극 조립체 및 그 제조방법
관련출원과의 상호인용
본 출원은 2016년 11월 08일자 한국특허출원 제10-2016-0147929호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 전극 조립체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
이차 전지는 일차 전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격하게 증가하고 있다.
이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 코인형 전지, 원통형 전지, 각형 전지, 및 파우치형 전지로 분류된다. 이차 전지에서 전지 케이스 내부에 장착되는 전극 조립체는 전극 및 분리막의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자이다.
전극 조립체는 활물질이 도포된 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재(介在)하여 권취한 젤리 롤(Jelly-roll)형, 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형, 및 스택형의 단위 셀들을 긴 길이의 분리 필름으로 권취한 스택/폴딩형으로 대략 분류할 수 있다. 이중 젤리 롤형 전극 조립체는 제조가 용이하면서도 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있어 널리 사용되고 있다.
본 발명의 하나의 관점은 복수개의 단위셀을 분리필름과 폴딩하여 형성 시 분리필름의 풀림이 방지되고 전극이 노출되지 않는 전극 조립체 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체는, 적어도 하나의 양극, 적어도 하나의 음극, 적어도 하나의 분리막을 각각 포함하는 복수개의 단위셀들 및 복수개의 상기 단위셀들 사이에 위치되로록 폴딩되어 있는 분리필름을 포함하고, 상기 복수개의 단위셀 중에서 상기 분리필름의 초도에 위치되는 제1 단위셀을 접하면서 감싸도록 상기 분리필름이 2회 이상 폴딩된 형태로 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법은, 적어도 하나의 양극, 적어도 하나의 음극, 적어도 하나의 분리막을 각각 포함하는 복수개의 단위셀들 및 분리필름을 준비하는 준비과정과, 복수개의 상기 단위셀들을 상기 분리필름의 일면에 안착시키는 안착과정 및 복수개의 상기 단위셀들 사이에 상기 분리필름이 위치되도록 복수개의 상기 단위셀들이 안착된 상기 분리필름을 순차적으로 폴딩하는 폴딩과정을 포함하고, 상기 폴딩과정은 복수개의 상기 단위셀들 중에서 상기 분리필름의 초도에 위치되는 제1 단위셀을 접하면서 감싸도록 상기 분리필름을 2회 이상 폴딩할 수 있다.
본 발명에 따르면, 복수개의 단위셀을 분리필림과 폴딩하여 형성되는 전극 조립체에서 분리필름의 초도에 위치되는 단위셀을 감싸는 분리필름의 풀림이 방지되고, 전극이 노출되지 않는 형태로 형태로 형성하여, 전극 적층체의 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체의 일 구현예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체의 다른 구현예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 조립체를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체의 일 구현예를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체의 다른 구현예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체(100)는 복수개의 단위셀(110,120,130,140,150)들 및 복수개의 단위셀(110,120,130,140,150)들 사이에 위치되도록 폴딩(folding)된 분리필름(160)을 포함한다.
이하에서, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예인 전극 조립체에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
단위셀(110,120,130,140,150)은 충방전이 가능한 발전소자로서, 적어도 하나의 전극(113)과 적어도 하나의 분리막(114)이 결집되어 교대로 적층된 구조를 형성한다.
전극(113)은 양극(111)과 음극(112)을 포함할 수 있다. 그리고, 분리막(114)은 양극(111)과 음극(112)을 분리하여 전기적으로 절연시킨다.
따라서, 복수개의 단위셀(110,120,130,140,150)들 중에서 하나의 단위셀(110,120,130,140,150)은 적어도 하나의 양극(111)과, 적어도 하나의 음극(112), 적어도 하나의 분리막(114)을 포함할 수 있다.
분리막(114)은 절연 재질로 이루어져 양극(111) 및 음극(112)과 교대로 적층된다.
또한, 분리막(114)은 일례로 양극(111) 및 음극(112) 사이에 위치될 수 있다.
아울러, 분리막(114)은 다른 예로 양극(111) 및 음극(112) 사이에 위치되고, 양극(111) 및 음극(112)의 외측면에 위치될 수 있다.
한편, 분리막(114)은 예를 들어 미다공성을 가지는 폴리에칠렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 조합에 의해 제조되는 다층 필름이나, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리아크릴로니트릴 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드 헥사플루오로프로필렌 공중합체와 같은 고체 고분자 전해질용 또는 겔형 고분자 전해질용 고분자 필름일 수 있다.
분리필름(160)은 복수개의 단위셀(110,120,130,140,150)들 사이에 위치되도록 폴딩될 수 있다.
또한, 분리필름(160)은 복수개의 단위셀(110,120,130,140,150)들 중에서 분리필름(160)의 초도에 위치되는 제1 단위셀(110)을 접하면서 감싸도록 분리필름(160)이 2회 이상 폴딩될 수 있다. 이에 따라, 분리필름(160)이 제1 단위셀(110)의 전극(113) 노출 부위를 완전히 감싸서 전극(113)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 제1 단위셀(110)이 둘러싸는 분리필름(160)의 풀어짐을 방지할 수 있다.
한편, 분리필름(160)은 제1 단위셀(110)을 1회 폴딩하며 둘러싸는 제1 폴딩부(161) 및 제1 단위셀(110)을 추가로 1회 폴딩하며 둘러싸는 제2 폴딩부(162)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 폴딩부(161)는 제1 단위셀(110)의 일면과 일측면을 감싸고, 제2 폴딩부(162)는 제2 단위셀(120)의 타면과 타측면을 감싸도록 구비될 수 있다. 이때, 예를 들어 제1 폴딩부(161)는 도 1에 도시된 제1 단위셀(110)의 상측면 및 좌측면을 감싸고, 제2 폴딩부(162)는 하측면과 우측면을 감싸도록 구비될 수 있다.
아울러, 제1 폴딩부(161)는 폴딩방향을 중심으로 외측면에 점착층(161a)이 도포되어 폴딩시 마주보는 분리필름(160) 부분과 접착될 수 있다. 이에 따라, 제1 단위셀(110)이 둘러싸는 분리필름(160)의 풀어짐을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
그리고, 제1 폴딩부(161) 및 제2 폴딩부(162)는 제1 단위셀(110)의 외측 둘레를 전부 감싸도록 구비될 수 있다. 참고로 도 1에서 제1 폴딩부(161) 및 제2 폴딩부(162)가 분리된 형태처럼 도시되고 있지만, 제1 폴딩부(161) 및 제2 폴딩부(162)은 하나로 연결된 긴 분리필름(160)의 부분 부분을 의미하는 것이다.
한편, 도 1을 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체(100)는 분리필름(160)의 폴딩 풀어짐을 방지하는 고정 테이프(170)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 고정 테이프(170)는 분리필름(160)의 폴딩 후 끝단부와 이에 인접한 분리필름(160) 부분에 걸쳐 부착될 수 있다.
한편, 분리필름(160)은 일례로 도 1을 참고하면 분리필름(160)이 복수개의 단위셀(110,120,130,140,150)들을 동일 방향으로 감싸며 구비된 형태로 구비될 수 있다. 즉, 복수개의 단위셀(110,120,130,140,150)들은 분리필름(160)의 일측면에 순차적으로 구비되어 일방향을 순차적으로 폴딩되어 구비될 수 있다. 이때, 예를 들어 분리필름(160)이 복수개의 단위셀(110,120,130,140,150)들을 감싸며 복수개의 단위셀(110,120,130,140,150)들이 폴딩되는 방향은 시계 방향 또는 반시계 방향일 수 있다.
또한, 분리필름(260)은 다른 예로 도 2를 참고하면 분리필름(260)이 복수개의 단위셀(110,120,130,140,150)들을 순차적으로 다른 방향으로 번갈아 감싸며 구비된 형태로 구비될 수 있다. 즉, 분리필름(260)이 일방향으로 배열된 복수의 단위셀(110,120,130,140,150)들을 각각 시계 방향 및 반시계 방향으로 순차적으로 번갈아 감싸도록 구비될 수 있다. 예를 들면, 분리필름(260)이 첫번째 배열된 제1 단위셀(110)을 반시계 방향으로 감싸고, 두번째 배열된 제2 단위셀(120)을 시계 방향으로 감싸며, 세번째 배열된 제3 단위셀(130)을 다시 반시계 방향으로 감싸며, 복수의 단위셀(110,120,130,140,150)들을 순차적으로 감싸도록 구비될 수 있다. 이때, 분리필름(260)에서 제1 폴딩부(261) 및 제2 폴딩부(262)를 포함하는 부분이 제1 단위셀(110)을 감쌀수 있다. 그리고, 추가적으로, 분리필름(260)이 복수의 단위셀(110,120,130,140,150)들의 둘레를 전체적으로 한바퀴 감싸며 전극 조립체(200)를 형성시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 조립체를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 조립체(300)는 복수개의 단위셀(110,120,130,140,150)들 및 복수개의 단위셀(110,120,130,140,150)들 사이에 위치되도록 폴딩된 분리필름(360)을 포함한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 조립체(300)는 전술한 제1 실시예에 따른 전극 조립체(100)와 비교할 때, 분리필름(360)의 제1 폴딩부(361)가 제1 단위셀(110)을 감싸는 형태의 차이가 있다.
따라서, 본 실시예는 제1 실시예와 중복되는 내용은 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 조립체(300)에서 분리필름(360)은 복수개의 단위셀(110,120,130,140,150)들 중에서 분리필름(360)의 초도에 위치되는 제1 단위셀(110)의 일부를 감싸는 제1 폴딩부(361) 및 제2 폴딩부(362)를 포함한다.
여기서, 제1 폴딩부(361)는 제1 단위셀(110)의 일면 단부(또는 상면 일부)와 일측면을 감싸도록 구비될 수 있다. 즉, 예를 들어 도 3에 도시된 도면을 기준으로 제1 폴딩부(361)는 제1 단위셀(110)의 상면 일측 단부와, 좌측면을 감싸도록 구비될 수 있다.
또한, 제1 폴딩부(361)의 폴딩방향을 중심으로 내측면에 접착제를 도포하여 접착층(361b)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 제1 폴딩부(361)가 상기 접착층(361b)을 통해 상기 제1 단위셀(110)에 접착될 수 있다. 따라서, 제1 폴딩부(361)가 제1 단위셀(110)에서 풀어지는 것을 방지할 수 있고, 전극 조립체(300)를 감싸는 분리필름(360)의 풀어짐을 방지할 수 있다.
한편, 제2 폴딩부(362)는 제2 단위셀(120)의 타면과 타측면을 감싸도록 구비될 수 있다. 즉, 예를 들어 도 3에 도시된 도면을 기준으로 제2 폴딩부(362)는 제1 단위셀(110)의 하면과, 우측면을 감싸도록 구비될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법은 복수개의 단위셀(110,120,130,140,150)들 및 분리필름(160)을 준비하는 준비과정과, 복수개의 단위셀(110,120,130,140,150)들을 분리필름(160)에 안착시키는 안착과정 및 폴딩과정을 포함한다.
이하에서, 도 1 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 의한 전극 조립체의 제조방법에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
보다 상세히, 도 4를 참고하면, 준비과정은 적어도 하나의 양극(111), 적어도 하나의 음극(112), 적어도 하나의 분리막(114)을 각각 포함하는 복수개의 단위셀(110,120,130,140,150)들 및 분리필름(160)을 준비한다. 여기서, 분리막(114)은 절연 재질로 이루어져 양극(111) 및 음극(112)과 교대로 적층될 수 있다.
안착과정은 복수개의 단위셀(110,120,130,140,150)들을 분리필름(160)에 일방향으로 순차적으로 안착시킨다.
또한, 안착과정은 분리필름(160) 상에 복수개의 단위셀(110,120,130,140,150)들을 순차적으로 배열할 수 있다. 이때, 복수개의 단위셀(110,120,130,140,150)들 중에서 제1 단위셀(110)과 제1 단위셀(110)에 인접한 제2 단위셀(120) 사이의 간격을 a1, 제1 단위셀(110)의 폭을 w1, 제1 단위셀(110)의 높이를 h1라고 할 때, 2*w1 + 4*h1 < a1 의 조건식을 만족하도록 단위셀(110,120,130,140,150)들을 위치시킬 수 있다.
아울러, 폴딩과정은 제1 단위셀(110)을 360도 이상 회전시키며 분리필름(160)이 제1 단위셀(110)의 둘레를 감싸도록 형성시킬 수 있다.
폴딩과정은 복수개의 단위셀(110,120,130,140,150)들 사이에 분리필름(160)이 위치되도록 복수개의 단위셀(110,120,130,140,150)들이 안착된 분리필름(160)을 순차적으로 폴딩한다.
또한, 폴딩과정은 복수개의 단위셀(110,120,130,140,150)들 중에서 분리필름(160)의 초도에 위치되는 제1 단위셀(110)을 접하면서 감싸도록 분리필름(160)을 2회 이상 폴딩할 수 있다. 여기서, 분리필름(160)은 1회 폴딩되며 상기 제1 단위셀(110)을 둘러싸는 제1 폴딩부(161) 및 추가로 1회 더 폴딩되며 상기 제1 단위셀(110)을 둘러싸는 제2 폴딩부(162)를 포함할 수 있다.
그리고, 폴딩과정은 제1 분리필름(160)의 단부가 제1 단위셀(110) 방향을 향하도록 폴딩하여 분리필름(160)의 제1 폴딩부(161)가 제1 단위셀(110)의 일면 및 일측면을 감싸도록 폴딩하는 제1 폴딩과정 및 이후 제1 단위셀(110)을 180도 회전시키며 분리필름(160)의 제2 폴딩부(162)가 제1 단위셀(110)의 둘레를 추가로 감싸도록 폴딩시키는 제2 폴딩과정을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 폴딩과정은 제1 폴딩부(161)와 제1 단위셀(110)이 함께 회전되며 폴딩될 수 있다. 이때, 제1 폴딩부(161)는 제1 단위셀(110)을 감싸며 폴딩될 수 있다.
한편, 폴딩과정은 제1 폴딩부(161)의 폴딩방향을 중심으로 외측면에 점착층(161a)을 도포하는 점착층 도포과정 및 점착층(161a)에 폴딩시 제1 폴딩부(161)와 마주보는 상기 분리필름(160) 부분을 접착하는 접착과정을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 단위셀(110)을 감싸는 제1 폴딩부(161)의 풀어짐을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1 및 도 4를 참조하여, 상기와 같이 구성된 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법은 분리필름(160)과 복수의 단위셀(110,120,130,140,150)들을 폴딩 시 분리필름(160)의 초도에 위치되는 제1 단위셀(110)을 2회 폴딩과정을 통해 분리필름(160)으로 제1 단위셀(110)의 외측 둘레를 전부 감싸도록 구비하여, 가장 빈번히 일어나는 분리필름(160)의 초도에 위치된 제1 단위셀(110)을 둘러싸는 분리필름(160)의 풀어짐을 방지할 수 있고, 기존에 쉽게 일어나던 제1 단위셀(110)의 전극(113)의 노출을 방지할 수 있다. 또한, 강한 폴딩 결합구조를 통해 전극 조립체(100) 및 전극 조립체(100)가 장착되는 이차전지의 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5를 참고하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법은 복수개의 단위셀(110,120,130,140,150)들 및 분리필름(160)을 준비하는 준비과정과, 안착과정 및 폴딩과정을 포함한다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법은 전술한 제3 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법과 비교할 때, 분리필름(160)의 제1 폴딩부(161)가, 제1 단위셀(110)이 회전하기 전에, 먼저 제1 단위셀(110)을 감싼다는 점에서 차이가 있다.
따라서, 본 실시예는 제3 실시예와 중복되는 내용은 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.
도 1 및 도 5를 참고하면, 안착과정은 복수개의 상기 단위셀(110,120,130,140,150)들을 분리필름(160)의 일면에 안착시킨다. 여기서, 분리필름(160)은 1회 폴딩되며 제1 단위셀(110)을 둘러싸는 제1 폴딩부(161) 및 추가로 1회 더 폴딩되며 제1 단위셀(110)을 둘러싸는 제2 폴딩부(162)를 포함한다. 이때, 제1 단위셀(110)을 분리필름(160)에 안착시킬때, 분리필름(160)의 초도에 위치되는 제1 단위셀(110)과 분리필름(160)의 끝단 사이에 분리필름(160)의 제1 폴딩부(161)가 위치되도록 제1 단위셀(110)을 분리필름(160)의 끝단에서 소정의 거리만큼 이격된 거리에 안착시킬 수 있다.
또한, 도 5(a)를 참고하면, 안착과정은 분리필름(160) 상에 복수개의 단위셀(110,120,130,140,150)들을 순차적으로 배열할 수 있다. 이때, 복수개의 상기 단위셀(110,120,130,140,150)들 중에서 상기 제1 단위셀(110)과 상기 제1 단위셀(110)에 인접한 제2 단위셀(120) 사이의 간격을 a2, 상기 분리필름(160)의 단부와 상기 제1 단위셀(110)과의 거리를 a3, 상기 제1 단위셀(110)의 폭을 w1, 상기 제1 단위셀(110)의 높이를 h1라고 할 때, 1*w1 + 3*h1 < a2 및 1*w1 + 1*h1 < a3의 조건식을 만족하도록 상기 단위셀(110,120,130,140,150)들을 위치시킬 수 있다.
폴딩과정은 제1 폴딩부(161)를 제1 단위셀(110)에 폴딩하는 제1 폴딩과정 및 제1 단위셀(110)을 180도 회전시키며 제2 폴딩부(162)가 제1 단위셀(110)의 둘레를 감싸는 제2 폴딩과정을 포함한다.
여기서, 제1 폴딩과정은 분리필름(160)의 제1 폴딩부(161)를 제1 단위셀(110)을 감싸도록 폴딩한다. 이때, 제1 폴딩부(161)는 예를 들어 제1 단위셀(110)의 측면과 일면을 감싸도록 폴딩될 수 있다. 즉, 예를 들어, 제1 폴딩부(161)는 도 5에 도시된 제1 단위셀(110)의 우측면과 상면을 감싸도록 폴딩될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법은 복수개의 단위셀(110,120,130,140,150)들 및 분리필름(360)을 준비하는 준비과정과, 안착과정 및 폴딩과정을 포함한다. 여기서, 폴딩과정은 1회 폴딩하는 제1 폴딩과정 및 2회 폴딩하는 제2 폴딩과정을 포함한다.
본 발명의 제5 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법은 전술한 제3 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법 및 제4 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법과 비교할 때, 분리필름(360)의 제1 폴딩부(361)가 제1 단위셀(110)의 일면 단부와 측면에 폴딩되는 차이가 있다.
따라서, 본 실시예는 제3 실시예 및 제 4 실시예와 중복되는 내용은 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.
도 3 및 도 6을 참고하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법에서, 제1 폴딩과정은 분리필름(360)의 제1 폴딩부(361)를 제1 단위셀(110)의 일면 단부(또는 상면 일부) 및 일측면을 감싸도록 폴딩할 수 있다. 이에 따라, 기존에 취약하던 제1 단위셀(110)의 전극(113) 노출을 방지할 수 있고, 폴딩 후 분리필름(360)의 풀어짐을 방지할 수 있다.
또한, 제1 폴딩과정은 제1 폴딩부(361)의 폴딩방향을 중심으로 내측면에 접착제를 도포하여 접착층(361b)을 형성하는 접착제 도포과정 및 제1 폴딩부(361)를 상기 접착층(361b)을 통해 제1 단위셀(110)에 접착하는 접착과정을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 폴딩부(361)가 제1 단위셀(110)에서 풀어지는 것을 방지할 수 있고, 전극 조립체(300)를 감싸는 분리필름(360)의 풀어짐을 방지할 수 있다.
한편, 제1 폴딩과정은 일례로 분리필름(360)의 제1 폴딩부(361)에 에어(air)를 분사하여, 제1 폴딩부(361)를 제1 단위셀(110)에 폴딩시킬 수 있다. 이때, 공기 압축기 등을 통해 에어를 분사할 수 있다.
또한, 제1 폴딩과정은 다른 예로 제1 폴딩부(361)를 지그(Zig)를 통해 상기 제1 단위셀(110)에 폴딩시킬 수 있다.
아울러, 제1 폴딩과정은 또 다른 예로 제1 폴딩부(361)를 삽입 기구부를 통해 상기 제1 단위셀(110)에 폴딩시킬 수 있다.
그리고, 제1 폴딩과정은 또 다른 예로 제1 폴딩부(361)를 중력의 힘으로 폴딩시킬 수 있다. 이때, 제1 폴딩부(361)를 수평방향에 위치시키고, 제1 폴딩부를 제외한 부분을 고정하면 중력에 힘에 의해 제1 폴딩부(361)를 폴딩시킬 수 있다. 즉, 폴딩부위를 제외한 부위를 고정하고 폴딩되는 부분을 수평으로 위치시키며 중력의 힘으로 폴딩시킬 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 전극 조립체 및 그 제조방법은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 실시가 가능하다고 할 것이다.
또한, 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

Claims (16)

  1. 적어도 하나의 양극, 적어도 하나의 음극, 적어도 하나의 분리막을 각각 포함하는 복수개의 단위셀들 및 분리필름을 준비하는 준비과정;
    복수개의 상기 단위셀들을 상기 분리필름의 일면에 안착시키는 안착과정; 및
    복수개의 상기 단위셀들 사이에 상기 분리필름이 위치되도록 복수개의 상기 단위셀들이 안착된 상기 분리필름을 순차적으로 폴딩하는 폴딩과정을 포함하고,
    상기 폴딩과정은 복수개의 상기 단위셀들 중에서 상기 분리필름의 초도에 위치되는 제1 단위셀을 접하면서 감싸도록 상기 분리필름을 2회 이상 폴딩하는 전극 조립체 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 안착과정은
    상기 분리필름 상에 복수개의 상기 단위셀들을 순차적으로 배열하고,
    복수개의 상기 단위셀들 중에서 상기 제1 단위셀과 상기 제1 단위셀에 인접한 제2 단위셀 사이의 간격을 a1, 상기 제1 단위셀의 폭을 w1, 상기 제1 단위셀의 높이를 h1라고 할 때, 2*w1 + 4*h1 < a1 의 조건식을 만족하도록 상기 단위셀들을 위치시키는 전극 조립체 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴딩과정은
    상기 제1 단위셀을 360도 이상 회전시키며 상기 분리필름이 상기 제1 단위셀의 둘레를 감싸도록 형성시키는 전극 조립체 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 안착과정은
    상기 분리필름 상에 복수개의 상기 단위셀들을 순차적으로 배열하고,
    복수개의 상기 단위셀들 중에서 상기 제1 단위셀과 상기 제1 단위셀에 인접한 제2 단위셀 사이의 간격을 a2, 상기 분리필름의 단부와 상기 제1 단위셀 과의 거리를 a3, 상기 제1 단위셀의 폭을 w1, 상기 제1 단위셀의 높이를 h1라고 할 때, 1*w1 + 3*h1 < a2 및 1*w1 + 1*h1 < a3의 조건식을 만족하도록 상기 단위셀들을 위치시키는 전극 조립체 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴딩과정은
    상기 제1 분리필름의 단부가 상기 제1 단위셀 방향을 향하도록 폴딩하여 상기 분리필름의 제1 폴딩부가 상기 제1 단위셀의 일면 및 일측면을 감싸도록 폴딩하는 제1 폴딩과정; 및
    이후 상기 제1 단위셀을 180도 회전시키며 상기 분리필름의 제2 폴딩부가 상기 제1 단위셀의 둘레를 추가로 감싸도록 폴딩시키는 제2 폴딩과정을 포함하는 전극 조립체 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 폴딩과정은
    상기 제1 폴딩부가 상기 제1 단위셀의 일면 단부 및 일측면을 감싸게하는 전극 조립체 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 폴딩과정은
    상기 분리필름의 상기 제1 폴딩부에 에어를 분사하여,
    상기 제1 폴딩부를 상기 제1 단위셀에 폴딩시키는 전극 조립체 제조방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 폴딩과정은
    상기 제1 폴딩부를 지그를 통해 상기 제1 단위셀에 폴딩시키는 전극 조립체 제조방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 분리필름은 1회 폴딩되며 상기 제1 단위셀을 둘러싸는 제1 폴딩부; 및 추가로 1회 더 폴딩되며 상기 제1 단위셀을 둘러싸는 제2 폴딩부를 포함하고,
    상기 폴딩과정은
    상기 제1 폴딩부의 폴딩방향을 중심으로 외측면에 점착층을 도포하는 점착층 도포과정; 및
    상기 점착층에 폴딩시 상기 제1 폴딩부와 마주보는 상기 분리필름 부분을 접착하는 접착과정을 더 포함하는 전극 조립체 제조방법.
  10. 청구항 5 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 폴딩과정은
    상기 제1 폴딩부의 폴딩방향을 중심으로 내측면에 접착제를 도포하여 접착층을 형성하는 접착제 도포과정; 및
    상기 제1 폴딩부를 상기 접착층을 통해 상기 제1 단위셀에 접착하는 접착과정을 더 포함하는 전극 조립체 제조방법.
  11. 적어도 하나의 양극, 적어도 하나의 음극, 적어도 하나의 분리막을 각각 포함하는 복수개의 단위셀들; 및
    복수개의 상기 단위셀들 사이에 위치되도록 폴딩되어 있는 분리필름을 포함하고,
    상기 복수개의 단위셀 중에서 상기 분리필름의 초도에 위치되는 제1 단위셀을 접하면서 감싸도록 상기 분리필름이 2회 이상 폴딩된 형태로 구비되는 전극 조립체.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 분리필름은 상기 제1 단위셀을 1회 폴딩하며 둘러싸는 제1 폴딩부 및 상기 제1 단위셀을 추가로 1회 폴딩하며 둘러싸는 제2 폴딩부를 포함하는 전극 조립체.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 폴딩부는 폴딩방향을 중심으로 외측면에 점착층이 도포되어, 폴딩시 마주보는 상기 분리필름 부분과 접착되는 전극 조립체.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 폴딩부 및 상기 제2 폴딩부는 상기 제1 단위셀의 외측 둘레를 전부 감싸는 전극 조립체.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 폴딩부는 상기 제1 단위셀의 일면 단부 및 일측면을 감싸고,
    상기 제2 폴딩부는 상기 제1 단위셀의 타면 및 타측면을 감싸는 전극 조립체.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 폴딩부는 폴딩방향을 중심으로 내측면에 접착층이 형성되어, 상기 제1 폴딩부가 상기 접착층을 통해 상기 제1 단위셀에 접착된 전극 조립체.
PCT/KR2017/011780 2016-11-08 2017-10-24 전극 조립체 및 그 제조방법 WO2018088722A1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL17869470T PL3416225T3 (pl) 2016-11-08 2017-10-24 Zespół elektrodowy i sposób jego wytwarzania
EP17869470.9A EP3416225B1 (en) 2016-11-08 2017-10-24 Electrode assembly and manufacturing method therefor
CN202210519479.4A CN115020627B (zh) 2016-11-08 2017-10-24 电极组件和用于制造电极组件的方法
JP2018547369A JP6693649B2 (ja) 2016-11-08 2017-10-24 電極組立体及びその製造方法
CN201780058990.6A CN110178257B (zh) 2016-11-08 2017-10-24 电极组件和用于制造电极组件的方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160147929A KR102068710B1 (ko) 2016-11-08 2016-11-08 전극 조립체 및 그 제조방법
KR10-2016-0147929 2016-11-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018088722A1 true WO2018088722A1 (ko) 2018-05-17

Family

ID=62064685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/011780 WO2018088722A1 (ko) 2016-11-08 2017-10-24 전극 조립체 및 그 제조방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10923697B2 (ko)
EP (1) EP3416225B1 (ko)
JP (1) JP6693649B2 (ko)
KR (1) KR102068710B1 (ko)
CN (2) CN115020627B (ko)
PL (1) PL3416225T3 (ko)
WO (1) WO2018088722A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019064740A1 (ja) * 2017-09-29 2019-04-04 Necエナジーデバイス株式会社 二次電池
KR20220040361A (ko) 2020-09-23 2022-03-30 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지 제조방법 및 이차전지
WO2022065810A1 (ko) 2020-09-23 2022-03-31 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지 제조방법 및 이차전지
WO2022197048A1 (ko) * 2021-03-15 2022-09-22 주식회사 엘지에너지솔루션 플라즈마 발생장치 및 그를 포함하는 전극조립체 제조설비
KR20230025274A (ko) * 2021-08-13 2023-02-21 주식회사 엘지에너지솔루션 이차 전지용 전극 조립체 및 그 제조방법
JP2024519712A (ja) * 2021-12-23 2024-05-21 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 電極組立体およびその製造方法
KR20230108138A (ko) * 2022-01-10 2023-07-18 에스케이온 주식회사 배터리 셀 및 이를 포함하는 배터리 모듈

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010008205A (ko) * 2000-11-15 2001-02-05 유성림 컴퓨터 네트워크를 이용한 의료 서비스 방법과 시스템 및이 방법을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체
KR20090008075A (ko) * 2007-07-16 2009-01-21 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체 및 그것의 제조방법
KR20100051353A (ko) * 2008-11-07 2010-05-17 주식회사 엘지화학 중첩 전기화학소자
KR20150045624A (ko) * 2013-10-21 2015-04-29 주식회사 엘지화학 스택 폴딩형 전극조립체 및 그 제조방법
KR20150051498A (ko) * 2013-11-04 2015-05-13 주식회사 엘지화학 전극 조립체 및 이를 제조하는 장치

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100515572B1 (ko) * 2000-02-08 2005-09-20 주식회사 엘지화학 중첩 전기화학 셀 및 그의 제조 방법
KR100388648B1 (ko) * 2001-05-23 2003-06-25 주식회사 코캄엔지니어링 자동화된 리튬 2차전지 제조 시스템
KR100646535B1 (ko) * 2005-03-23 2006-11-23 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이온 전지용 전극조립체와 이를 이용한 리튬 이온이차전지
KR100948972B1 (ko) * 2005-11-03 2010-03-23 주식회사 엘지화학 폴딩부가 형성되어 있는 분리막으로 구성된 이차전지
KR100861705B1 (ko) * 2006-05-29 2008-10-06 주식회사 엘지화학 구조적 안정성과 전해액의 젖음성이 우수한 전극조립체 및이를 포함하는 이차전지
KR100987300B1 (ko) * 2007-07-04 2010-10-12 주식회사 엘지화학 스택-폴딩형 전극조립체 및 그것의 제조방법
KR101014817B1 (ko) * 2007-12-14 2011-02-14 주식회사 엘지화학 안전 부재를 포함하고 있는 스택/폴딩형 전극조립체 및그것의 제조방법
KR101367754B1 (ko) * 2011-07-07 2014-02-27 주식회사 엘지화학 전기화학소자용 전극 조립체 및 이를 구비한 전기화학소자
KR101332282B1 (ko) * 2012-03-14 2013-11-22 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 전극조립체 및 이를 포함하는 전지셀
JP6027228B2 (ja) * 2012-05-07 2016-11-16 エルジー・ケム・リミテッド 電極積層体及びそれを含むリチウム二次電池
KR20130135017A (ko) * 2012-05-31 2013-12-10 주식회사 엘지화학 단차를 갖는 전극 조립체 및 이를 포함하는 전지셀, 전지팩 및 디바이스
DE102012019975B3 (de) 2012-10-04 2013-11-14 Jonas & Redmann Automationstechnik Gmbh Vorrichtung zur Herstellung von Elektrodenstapeln
KR101668356B1 (ko) * 2013-10-08 2016-10-21 주식회사 엘지화학 스택-폴딩형 전극 조립체 및 그 제조 방법
KR101676406B1 (ko) * 2013-10-31 2016-11-15 주식회사 엘지화학 스택-폴딩형 전극 조립체
KR101692776B1 (ko) * 2014-05-15 2017-01-17 주식회사 엘지화학 테트라 셀을 포함하고 있는 전지셀
KR101706319B1 (ko) * 2014-05-22 2017-02-13 주식회사 엘지화학 계단 구조의 복합 전극 조립체
KR101684283B1 (ko) 2014-07-18 2016-12-08 주식회사 엘지화학 젤리롤형 전극 조립체
KR101710060B1 (ko) * 2014-08-13 2017-02-24 주식회사 엘지화학 스택-폴딩형 전극조립체 및 그 제조방법
JP6490190B2 (ja) * 2014-08-13 2019-03-27 エルジー・ケム・リミテッド 積層/折畳み型電極組立体及びその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010008205A (ko) * 2000-11-15 2001-02-05 유성림 컴퓨터 네트워크를 이용한 의료 서비스 방법과 시스템 및이 방법을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체
KR20090008075A (ko) * 2007-07-16 2009-01-21 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체 및 그것의 제조방법
KR20100051353A (ko) * 2008-11-07 2010-05-17 주식회사 엘지화학 중첩 전기화학소자
KR20150045624A (ko) * 2013-10-21 2015-04-29 주식회사 엘지화학 스택 폴딩형 전극조립체 및 그 제조방법
KR20150051498A (ko) * 2013-11-04 2015-05-13 주식회사 엘지화학 전극 조립체 및 이를 제조하는 장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3416225A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3416225B1 (en) 2020-04-15
JP6693649B2 (ja) 2020-05-13
CN115020627A (zh) 2022-09-06
EP3416225A1 (en) 2018-12-19
KR20180051072A (ko) 2018-05-16
CN110178257B (zh) 2022-05-31
CN115020627B (zh) 2024-03-08
US10923697B2 (en) 2021-02-16
US20180130985A1 (en) 2018-05-10
EP3416225A4 (en) 2019-05-22
JP2019507948A (ja) 2019-03-22
PL3416225T3 (pl) 2020-11-16
KR102068710B1 (ko) 2020-01-22
CN110178257A (zh) 2019-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018088722A1 (ko) 전극 조립체 및 그 제조방법
WO2019172524A1 (ko) 이차전지 제조 방법 및 이차전지용 파우치
WO2013005898A1 (ko) 전기화학소자용 전극 조립체 및 이를 구비한 전기화학소자
WO2020204407A1 (ko) 이차 전지용 전지 케이스 및 파우치 형 이차 전지
WO2014073751A1 (ko) 단차가 형성된 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 포함하는 이차전지, 전지팩 및 디바이스, 상기 전극 조립체 제조방법
WO2014042424A1 (ko) 2차 전지 내부 셀 스택 방법 및 이를 이용하여 제조되는 셀 스택
WO2013168980A1 (ko) 비정형 구조의 전지팩
WO2018174370A1 (ko) 전극 조립체 및 그 제조방법
WO2018216859A1 (ko) 복합 구조의 전극 조립체 및 상기 전극 조립체를 갖는 리튬이온 이차전지
WO2016056764A1 (ko) 양 방향으로 권취되어 있는 전극조립체 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
WO2014137017A1 (ko) 라운드 코너를 포함하는 전극조립체
WO2021038545A1 (ko) 파우치 형 전지 케이스 및 파우치 형 이차 전지
WO2021054603A1 (ko) 이차전지 제조방법 및 이차전지
WO2019009511A1 (ko) 이차전지
WO2018212466A1 (ko) 전극 조립체 제조 장치 및 전극 조립체 제조방법
WO2021118197A1 (ko) 전극 조립체 제조장치와, 이를 통해 제조된 전극 조립체 및 이차전지
WO2018038448A1 (ko) 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지
WO2021075710A1 (ko) 이차 전지 및 이를 포함하는 디바이스
WO2023085850A1 (ko) 전지 조립체 제조방법, 전지 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지
WO2019208912A1 (ko) 전극 조립체 및 그 전극 조립체 제조방법
WO2019088434A1 (ko) 이차전지
WO2022139450A1 (ko) 전해액 재주액 방법 및 전해액 재주액이 가능한 이차전지
WO2018030835A1 (ko) 이차 전지
WO2021215703A1 (ko) 전극 조립체 및 이차 전지
WO2021085917A1 (ko) 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018547369

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2017869470

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017869470

Country of ref document: EP

Effective date: 20180911

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17869470

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE