WO2021091082A1 - 전극조립체 및 그를 포함하는 이차전지 - Google Patents

전극조립체 및 그를 포함하는 이차전지 Download PDF

Info

Publication number
WO2021091082A1
WO2021091082A1 PCT/KR2020/012903 KR2020012903W WO2021091082A1 WO 2021091082 A1 WO2021091082 A1 WO 2021091082A1 KR 2020012903 W KR2020012903 W KR 2020012903W WO 2021091082 A1 WO2021091082 A1 WO 2021091082A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
winding end
winding
end portion
winding start
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/012903
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
민승준
김정진
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
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 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to CN202080071637.3A priority Critical patent/CN114556690A/zh
Priority to US17/770,914 priority patent/US20220399593A1/en
Priority to EP20884051.2A priority patent/EP4057402A4/en
Priority to JP2022521766A priority patent/JP7405383B2/ja
Publication of WO2021091082A1 publication Critical patent/WO2021091082A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/586—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries inside the batteries, e.g. incorrect connections of electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/654—Means for temperature control structurally associated with the cells located inside the innermost case of the cells, e.g. mandrels, electrodes or electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/538—Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/59—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries characterised by the protection means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/59—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries characterised by the protection means
    • H01M50/595—Tapes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to an electrode assembly with improved heat dissipation and a secondary battery including the same.
  • a secondary battery refers to a battery capable of charging and discharging unlike a primary battery that cannot be charged, and such a secondary battery is widely used in the field of advanced electronic devices such as phones, notebook computers, and camcorders.
  • the secondary battery is classified into a can-type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a metal can, and a pouch-type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch, and the can-type secondary battery is an electrode assembly, a can accommodating the electrode assembly, and a can. And a cap assembly mounted on the opening of the electrode assembly, wherein the electrode assembly has a structure in which electrodes and separators are alternately stacked.
  • the electrode includes a first electrode and a second electrode, and the first electrode is coupled to the can through a first electrode tab, and the second electrode is coupled to the cap assembly through a second electrode tab.
  • the present invention was invented to solve the above problems, and the present invention is an electrode assembly capable of quickly discharging heat generated in an electrode assembly to the outside, and thus preventing an explosion or ignition of the electrode assembly, and the same. It is an object of the present invention to provide a secondary battery including.
  • the first electrode and the second electrode are wound in a jelly-roll form with a separator interposed therebetween, and the first electrode assembly is provided at the starting point of the winding and does not have a first electrode active material.
  • a winding start portion includes a winding start portion, a first winding end portion provided at the winding end point and without a first electrode active material, and a first coating portion provided between the first winding start portion and the first winding end portion and coated with a first electrode active material
  • a first electrode includes a second winding start portion provided at the winding start point and without a second electrode active material, a second winding end portion provided at the winding end point without a second electrode active material, and between the second winding start portion and the second winding end portion
  • a second electrode including a second coating portion coated with a second electrode active material
  • An electrode tab including a first electrode tab provided at a first winding end portion of the first electrode and a second electrode tab provided at a winding start portion of the second electrode; And a first protection member attached to a surface of the second winding end portion of the second electrode facing the first electrode tab.
  • the first protection member may be made of a material having heat dissipation.
  • the first protection member may have an area larger than an area of the first electrode tab located in the first winding end portion.
  • It may include a second protection member attached to the surface of the first winding start portion of the first electrode facing the second electrode tab.
  • the second protection member may be made of a material having heat dissipation.
  • the second protection member may have an area larger than an area of the second electrode tab located in the second winding start part.
  • the first protection member may have a larger area than the second protection member.
  • the first winding start portion and the first winding end portion may have different lengths when viewed in the longitudinal direction of the first electrode, and the first winding end portion may have a length greater than that of the first winding start portion.
  • the second winding start portion and the second winding end portion may have different lengths when viewed in the longitudinal direction of the second electrode, and the second winding end portion may have a length greater than that of the second winding start portion.
  • a first protective tape is attached to the first electrode tab, and the first protective tape may be made of a material having heat dissipation.
  • a second protective tape is attached to the second electrode tab, and the second protective tape may be formed of a material having heat dissipation.
  • the first electrode may be an anode, and the second electrode may be a cathode.
  • the first protection member is attached to one surface of the second winding end portion of the second electrode facing the first electrode tab, and an auxiliary member is disposed on the other surface of the second winding end portion of the second electrode corresponding to the first protection member. It is attached, and the first protection member and the auxiliary member may be connected by a connection portion penetrating the second winding end.
  • the first protection member, the auxiliary member, and the connection member may be integrally formed and may be made of a heat-dissipating material.
  • the secondary battery of the present invention includes an electrode assembly in which the first electrode and the second electrode are wound in a jelly-roll form with a separator interposed therebetween; And a case for accommodating the electrode assembly, wherein the electrode assembly includes a first winding start portion provided at a winding start point and without a first electrode active material, a first winding end portion provided at a winding end point and without a first electrode active material, And a first electrode provided between the first winding start portion and the first winding end portion and including a first coating portion coated with a first electrode active material.
  • a second winding start portion provided at the winding start point and without a second electrode active material, a second winding end portion provided at the winding end point without a second electrode active material, and between the second winding start portion and the second winding end portion
  • a second electrode including a second coating portion coated with a second electrode active material
  • An electrode tab including a first electrode tab provided at a first winding end portion of the first electrode and a second electrode tab provided at a winding start portion of the second electrode; And a first protection member attached to a surface of the second winding end portion of the second electrode facing the first electrode tab.
  • the electrode assembly of the present invention is characterized in that it includes a first protection member attached to the surface of the second winding end portion of the second electrode facing the first electrode tab. Due to this characteristic, it is possible to prevent the first electrode tab and the second electrode from coming into contact with each other, thereby preventing the occurrence of a short circuit, and as a result, it is possible to increase the stability.
  • the first protective member in the electrode assembly of the present invention is characterized in that it is provided with a material having heat dissipation. Due to this feature, heat generated in the electrode assembly can be quickly released to the outside, and accordingly, an increase in temperature of the electrode assembly can be suppressed, thereby preventing the secondary battery from exploding or igniting. In particular, the first protection member can effectively dissipate heat generated between the first electrode tab and the second electrode.
  • the first protection member has an area larger than the area of the first electrode tab located in the first winding end of the first electrode. Due to this feature, heat dissipation of the electrode assembly can be greatly improved, and in particular, heat generated at the first winding end of the first electrode to which the first electrode tab is attached can be quickly discharged to the outside as well as the first electrode tab.
  • the electrode assembly of the present invention is characterized in that a second protection member is further attached to the surface of the first winding start portion of the first electrode facing the second electrode tab. Due to such a feature, it is possible to prevent the second electrode tab and the first electrode from contacting, and suppress an increase in temperature of the electrode assembly, thereby preventing the electrode assembly from exploding or igniting.
  • the second protective member is made of a material having the same heat dissipation as the first protective member. Due to this feature, heat generated in the electrode assembly can be quickly released to the outside, and accordingly, an increase in temperature of the electrode assembly can be suppressed, thereby preventing the electrode assembly from exploding or igniting. In particular, the second protection member can effectively dissipate heat generated between the second electrode tab and the first electrode.
  • the second electrode includes a second winding start portion and the second winding end portion, wherein the second winding end portion has a length greater than that of the second winding start portion.
  • the first and second protective tapes having heat dissipation properties are attached to the first and second electrode tabs. Effective heat dissipation can be achieved, and accordingly, an increase in the temperature of the electrode assembly can be greatly suppressed.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a state before winding of an electrode assembly according to a first embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a plan view of Figure 1;
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A shown in FIG. 2;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line B-B shown in FIG. 2;
  • FIG. 5 is a front view showing a first protective tape of an electrode assembly included in a secondary battery according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a front view showing a second protective tape of an electrode assembly included in a secondary battery according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a secondary battery according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing an electrode assembly according to a third embodiment of the present invention.
  • the electrode assembly 100 has a structure in which the first electrode and the second electrode are wound in a jelly-roll form with a separator interposed therebetween, as shown in FIGS. 1 to 6. Have.
  • the first electrode 110, the separator 120, the second electrode 130, and the separator 140 have a front and rear direction as viewed in FIG. 1. It is sequentially stacked according to, and has a structure wound in a jelly-roll form from the winding start point (left end when viewed in FIG. 1) to the winding end point (right end when viewed in FIG. 1).
  • the first electrode 110 is provided at a winding start point and a first winding start portion 111 without a first electrode active material, a first winding end portion 112 provided at a winding end point and without a first electrode active material, and the It includes a first coating portion 113 provided between the first winding start portion 111 and the first winding end portion 112 and coated with a first electrode active material.
  • the second electrode 130 is provided at a winding start point and a second winding start portion 131 without a second electrode active material, a second winding end portion 132 provided at the winding end point and without a second electrode active material, and the second electrode 130. 2 It includes a second coating portion 133 provided between the winding start portion 131 and the second winding end portion 132 and coated with a second electrode active material.
  • the electrode assembly 100 includes an electrode tab 150.
  • the electrode tab part 150 is provided in the first electrode tab 151 provided at the first winding end part 112 of the first electrode 110 and the winding start part 131 of the second electrode 130
  • the second electrode tab 152 is included.
  • first electrode 110 is an anode
  • second electrode 130 is a cathode
  • first electrode tab 151 is a positive electrode tab
  • second electrode tab 152 is a negative electrode tab
  • the electrode assembly 100 includes a positive electrode tab, which is the first electrode tab 151, on the first winding end 112 of the first electrode 110, so that when a short circuit occurs, the positive electrode tab occurs.
  • Heat can be quickly discharged out of the electrode assembly 100, and accordingly, it is possible to prevent the electrode assembly 100 from exploding or igniting. That is, when the positive electrode is generated, more heat is generated in the positive electrode tab than in the negative electrode tab, and accordingly, the positive electrode tab is provided in the first winding end 112 of the first electrode 110 located outside the electrode assembly. Heat can be quickly discharged to the outside.
  • the electrode assembly 100 has a first protection attached to the surface of the second winding end 132 of the second electrode 130 facing the first electrode tab 151 Including a member 160, the first protection member 160 can prevent the second winding end portion 132 of the second electrode 130 from being deformed by the first electrode tab 151, Accordingly, contact between the first electrode tab 151 and the second electrode 130 may be prevented, and as a result, stability may be improved.
  • the edge of the first protection member 160 further includes an extension portion extending out of the edge of the second winding end portion 132, and the extension portion is bent along the edge of the first protection member 160 and then the first protection member (160) is attached to the other side of the second winding end portion 132 is not attached. Accordingly, the strength of the edge of the second winding end portion 132 can be increased.
  • the first protection member 160 may be made of a material having heat dissipation. That is, the electrode assembly 100 generates high heat during charging and discharging or when a short circuit occurs, and the electrode assembly 100 may explode or ignite due to this high heat.
  • the electrode assembly 100 according to the first embodiment of the present invention includes the first protection member 160 made of a material having heat dissipation, and thus, heat generated outside the electrode assembly 100 is first removed. It can be quickly discharged to the outside through the protection member 160, as a result, it is possible to suppress the temperature rise of the electrode assembly 100, it is possible to prevent the electrode assembly 100 from exploding or ignition.
  • the first protection member 160 is attached to the entire surface of the second winding end portion 132, and thus heat dissipation from the top to the bottom of the outer surface of the electrode assembly 100 can be improved.
  • the first protection member 160 has an area larger than the area of the first electrode tab 151 located in the first winding end portion 112, and accordingly, the second electrode tab 151
  • the second winding end portion 132 of the electrode 130 can be prevented from being damaged, and the heat generated in the first electrode tab 151 can be effectively absorbed through the first protective member 160 and then released to the outside. have.
  • the first protection member 160 has an uneven shape, and accordingly, the first protection member 160 can be easily bent, and heat can be effectively discharged through the unevenness.
  • the electrode assembly 100 is a second electrode attached to the surface of the first winding start portion 111 of the first electrode 110 facing the second electrode tab 152
  • a protective member 170 is included, and the second protective member 170 supports the first electrode tab 151 so that the second winding end of the second electrode 130 by the second electrode tab 151 Deformation of the 132 may be prevented, thereby preventing contact between the first electrode tab 151 and the second electrode 130, and as a result, stability may be improved.
  • the second protection member 170 may be formed of a material having heat dissipation. That is, the electrode assembly 100 generates high heat during charging and discharging or when a short circuit occurs, and the electrode assembly 100 may explode or ignite due to this high heat. In particular, the second protection member 170 can effectively dissipate heat generated in the winding core portion of the electrode assembly 100, thereby greatly suppressing an increase in temperature of the electrode assembly 100.
  • the second protection member 170 has an area larger than the area of the second electrode tab 152, and thus, the deformation of the first winding start portion 111 by the second electrode tab 152 can be prevented. .
  • the second protection member 170 has an uneven shape, and accordingly, the second protection member 170 can be easily bent, and heat can be effectively discharged through the unevenness. That is, the second protection member 170 has a plurality of grooves formed in the length direction of the first electrode 110, and the grooves are formed long in the width direction of the first electrode. Accordingly, the second protection member 170 can be easily bent through the groove, and as a result, the first winding start portion 111 of the first electrode 110 to which the second protection member 170 is attached is easy. Can be wound up.
  • the first protection member 160 has a larger area than the second protection member 170, and accordingly, the area of the first protection member 160 surrounding the outside of the electrode assembly 100 can be increased. As a result, heat generated in the electrode assembly 100 can be more easily released.
  • the second protective member 170 has an area smaller than that of the first protective member 160, and accordingly, an increase in the volume of the core portion of the electrode assembly 100 can be greatly reduced.
  • the first winding start portion 111 and the first winding end portion 112 have different lengths when viewed in the longitudinal direction of the first electrode 110, but the first winding end portion 112 It has a length greater than that of the first winding start part 111. That is, since the electrode tab is not attached to the first winding start portion 111, the size is minimized, and the electrode tab is attached to the first winding end portion 112, thereby increasing the size to the maximum. Accordingly, the electrode tab can be stably attached.
  • the second winding start portion 131 and the second winding end portion 132 have different lengths when viewed in the longitudinal direction of the second electrode 130, but the second winding end portion 132 is 2 It has a length greater than the winding start part 131.
  • the second winding end portion 132 has a size corresponding to the first winding end portion 112. Accordingly, the second winding end portion 132 can effectively cover the first winding end portion 112, and in particular, the area of the first protective member 160 can be greatly increased, and as a result, heat dissipation of the electrode assembly 100 Can increase.
  • a first protective tape 180 is attached to the first electrode tab 151, and the first protective tape 180 is a first electrode tab.
  • a step difference between the 151 and the first winding end 112 may be eliminated, and the separation membrane 120 may be prevented from being damaged by the first electrode tab 151.
  • the first protective tape 180 is made of a material having heat dissipation, and thus, heat generated in the core portion of the electrode assembly 100 can be quickly discharged to the outside.
  • the first protective tape 180 and the first protective member 160 are provided with the same size, thickness, and material, and accordingly, the electrode is deformed by the first protective tape 180 and the first protective member 160. Can be prevented.
  • a second protective tape 190 is attached to the second electrode tab 152, and the second protective tape 190 is a second electrode tab.
  • the step difference between the 152 and the second winding start portion 131 may be removed, and the separation membrane 140 may be prevented from being damaged by the second electrode tab 152.
  • the second protective tape 190 is made of a material having heat dissipation, and thus heat generated in the second electrode tab 152 can be effectively discharged.
  • the second protective tape 190 and the second protective member are provided with the same size, thickness, and material.
  • the electrode assembly 100 according to the first embodiment of the present invention can quickly discharge heat generated outside and inside the electrode assembly to the outside, and thus prevent the electrode assembly from exploding or igniting.
  • the secondary battery according to the second embodiment of the present invention includes an electrode assembly 100 in which the first electrode and the second electrode are wound in a jelly-roll form with a separator interposed therebetween, as shown in FIG. 7, and the electrode It includes a case 200 for accommodating the assembly 100.
  • the electrode assembly includes a first electrode, a separator, a second electrode, and a separator.
  • the first electrode is provided at a winding start point and a first winding start portion without a first electrode active material, a first winding end portion provided at a winding end point and without a first electrode active material, and the first winding start portion and the first winding. It includes a first coating portion provided between the one winding end portion and coated with the first electrode active material.
  • the second electrode is provided at a winding start point and a second winding start portion without a second electrode active material, a second winding end portion provided at a winding end point and without a second electrode active material, and the second winding start portion and the second It includes a second coating portion provided between the winding ends and coated with a second electrode active material.
  • the electrode assembly includes an electrode tab portion, and the electrode tab portion includes a first electrode tab provided at a first winding end portion of the first electrode, and a second electrode tab provided at a winding start portion of the second electrode. .
  • a first protective member is included on the surface of the second winding end portion of the second electrode facing the first electrode tab, and attached to the surface of the first winding start portion of the first electrode facing the second electrode tab. It includes a second protection member. Accordingly, it is possible to effectively dissipate heat generated in the electrode assembly by the first and second protection members.
  • the secondary battery according to the second embodiment of the present invention can effectively dissipate heat generated in the electrode assembly.
  • the first protection member 160 is attached to one surface of the second winding end 132 of the second electrode 130.
  • An auxiliary member 161 is attached to the other surface of the second winding end portion 132 of the second electrode 130 corresponding to the first protective member 160, and the first protective member 160 and the auxiliary member ( 161 has a structure connected by a connecting portion 162 penetrating the second winding end portion 132.
  • the first protection member 160, the auxiliary member 161, and the connection part 162 are integrally formed and formed of a material having heat dissipation.
  • the electrode assembly 100 dissipates the heat transferred to the first protection member 160 to the auxiliary member 161 through the connection part 162.
  • the heat generated in) can be radiated more effectively.
  • the connecting portion 162 is provided in plural, and accordingly, the first protective member 160 and the auxiliary member 161 can be connected through the plurality of connecting portions 162, and accordingly, the first protective member 160 The heat transferred to the auxiliary member 161 can be dispersed more quickly.

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)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

본 발명은 분리막을 개재한 상태로 제1 전극과 제2 전극이 젤리-롤 형태로 권취되는 전극조립체로서, 권취 시작점에 구비되고 제1 전극활물질이 없는 제1 권취 시작부, 권취 말단점에 구비되고 제1 전극활물질이 없는 제1 권취 말단부, 및 상기 제1 권취 시작부와 상기 제1 권취 말단부 사이에 구비되고 제1 전극활물질이 코팅된 제1 코팅부를 포함하는 제1 전극; 권취 시작점에 구비되고 제2 전극활물질이 없는 제2 권취 시작부, 권취 말단점에 구비되고 제2 전극활물질이 없는 제2 권취 말단부, 및 상기 제2 권취 시작부와 상기 제2 권취 말단부 사이에 구비되고 제2 전극활물질이 코팅된 제2 코팅부를 포함하는 제2 전극; 상기 제1 전극의 제1 권취 말단부에 구비되는 제1 전극탭과, 상기 제2 전극의 권취 시작부에 구비되는 제2 전극탭을 포함하는 전극탭부; 및 상기 제1 전극탭과 대면하는 상기 제2 전극의 제2 권취 말단부 표면에 부착되는 제1 보호부재를 포함한다.

Description

전극조립체 및 그를 포함하는 이차전지
관련출원과의 상호인용
본 출원은 2019년 11월 08일자 한국특허출원 제10-2019-0142204호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 방열성을 높인 전극조립체 및 그를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.
일반적으로 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차 전지는 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
상기한 이차전지는 전극조립체가 금속 캔에 내장되는 캔형 이차전지와, 전극조립체가 파우치에 내장되는 파우치형 이차전지로 분류되고, 상기 캔형 이차전지는 전극조립체, 전극조립체를 수용하는 캔, 및 캔의 개구부에 실장되는 캡 조립체를 포함하며, 상기 전극조립체는 전극과 분리막이 교대로 적층되는 구조를 가진다. 그리고 상기 전극은 제1 전극과 제2 전극을 포함하며, 상기 제1 전극은 제1 전극탭을 통해 상기 캔에 결합되고, 상기 제2 전극은 제2 전극탭을 통해 캡조립체에 결합된다.
그러나 상기한 이차전지는 제1 전극과 제2 전극이 접촉되면서 쇼트가 발생하면, 전극조립체의 온도가 상승하게 되는데, 이때 전극조립체에 발생한 열이 신속하게 방출되지 못할 경우 전극조립체의 온도가 급상승하면서 폭발되거나 또는 발화되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 전극조립체에 발생한 열을 신속하게 외부로 방출할 수 있고, 이에 따라 전극조립체가 폭발 또는 발화를 방지할 수 있는 전극조립체 및 그를 포함하는 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전극조립체는 분리막을 개재한 상태로 제1 전극과 제2 전극이 젤리-롤 형태로 권취되는 것으로, 권취 시작점에 구비되고 제1 전극활물질이 없는 제1 권취 시작부, 권취 말단점에 구비되고 제1 전극활물질이 없는 제1 권취 말단부, 및 상기 제1 권취 시작부와 상기 제1 권취 말단부 사이에 구비되고 제1 전극활물질이 코팅된 제1 코팅부를 포함하는 제1 전극; 권취 시작점에 구비되고 제2 전극활물질이 없는 제2 권취 시작부, 권취 말단점에 구비되고 제2 전극활물질이 없는 제2 권취 말단부, 및 상기 제2 권취 시작부와 상기 제2 권취 말단부 사이에 구비되고 제2 전극활물질이 코팅된 제2 코팅부를 포함하는 제2 전극; 상기 제1 전극의 제1 권취 말단부에 구비되는 제1 전극탭과, 상기 제2 전극의 권취 시작부에 구비되는 제2 전극탭을 포함하는 전극탭부; 및 상기 제1 전극탭과 대면하는 상기 제2 전극의 제2 권취 말단부 표면에 부착되는 제1 보호부재를 포함할 수 있다.
상기 제1 보호부재는 방열성을 가진 소재로 구비될 수 있다.
상기 제1 보호부재는 상기 제1 권취 말단부 내에 위치한 상기 제1 전극탭의 면적 보다 큰 면적을 가질 수 있다.
상기 제2 전극탭과 대면하는 상기 제1 전극의 제1 권취 시작부 표면에 부착되는 제2 보호부재를 포함할 수 있다.
상기 제2 보호부재는 방열성을 가진 소재로 구비될 수 있다.
상기 제2 보호부재는 상기 제2 권취 시작부 내에 위치한 상기 제2 전극탭의 면적 보다 큰 면적을 가질 수 있다.
상기 제1 보호부재는 상기 제2 보호부재 보다 큰 면적을 가질 수 있다.
상기 제1 권취 시작부와 상기 제1 권취 말단부는 상기 제1 전극의 길이방향으로 보았을 때 서로 다른 길이를 가지되, 상기 제1 권취 말단부는 상기 제1 권취 시작부 보다 큰 길이를 가질 수 있다.
상기 제2 권취 시작부와 상기 제2 권취 말단부는 상기 제2 전극의 길이방향으로 보았을 때 서로 다른 길이를 가지되, 상기 제2 권취 말단부는 상기 제2 권취 시작부 보다 큰 길이를 가질 수 있다.
상기 제1 전극탭에는 제1 보호테이프가 부착되며, 상기 제1 보호테이프는 방열성을 가진 소재로 구비될 수 있다.
상기 제2 전극탭에는 제2 보호테이프가 부착되며, 상기 제2 보호테이프는 방열성을 가진 소재로 구비될 수 있다.
상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극일 수 있다.
상기 제1 보호부재는 상기 제1 전극탭과 대면하는 상기 제2 전극의 제2 권취 말단부 일면에 부착되고, 상기 제1 보호부재와 대응하는 상기 제2 전극의 제2 권취 말단부 타면에 보조부재가 부착되며, 상기 제1 보호부재와 상기 보조부재는 제2 권취 말단부를 관통하는 연결부에 의해 연결될 수 있다.
상기 제1 보호부재, 보조부재 및 연결부재는 일체로 형성되고 방열성 소재로 구비될 수 있다.
한편, 본 발명의 이차전지는 분리막을 개재한 상태로 제1 전극과 제2 전극이 젤리-롤 형태로 권취되는 전극조립체; 상기 전극조립체를 수용하는 케이스를 포함하며, 상기 전극조립체는, 권취 시작점에 구비되고 제1 전극활물질이 없는 제1 권취 시작부, 권취 말단점에 구비되고 제1 전극활물질이 없는 제1 권취 말단부, 및 상기 제1 권취 시작부와 상기 제1 권취 말단부 사이에 구비되고 제1 전극활물질이 코팅된 제1 코팅부를 포함하는 제1 전극; 권취 시작점에 구비되고 제2 전극활물질이 없는 제2 권취 시작부, 권취 말단점에 구비되고 제2 전극활물질이 없는 제2 권취 말단부, 및 상기 제2 권취 시작부와 상기 제2 권취 말단부 사이에 구비되고 제2 전극활물질이 코팅된 제2 코팅부를 포함하는 제2 전극; 상기 제1 전극의 제1 권취 말단부에 구비되는 제1 전극탭과, 상기 제2 전극의 권취 시작부에 구비되는 제2 전극탭을 포함하는 전극탭부; 및 상기 제1 전극탭과 대면하는 상기 제2 전극의 제2 권취 말단부 표면에 부착되는 제1 보호부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 전극조립체는 제1 전극탭과 대면하는 상기 제2 전극의 제2 권취 말단부 표면에 부착되는 제1 보호부재를 포함하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 제1 전극탭과 제2 전극이 접촉되는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 쇼트 발생을 미연에 방지할 수 있으며, 그 결과 안정성을 높일 수 있다.
특히 본 발명의 전극조립체에서 제1 보호부재는 방열성을 가진 소재로 구비되는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 전극조립체에 발생한 열을 신속하게 외부로 방출할 수 있고, 이에 따라 전극조립체의 온도상승을 억제할 수 있어 이차전지가 폭발하거나 또는 발화하는 것을 방지할 수 있다. 특히 제1 보호부재는 제1 전극탭과 제2 전극 사이에 발생한 열을 효과적으로 방출할 수 있다.
또한, 본 발명의 전극조립체에서 제1 보호부재는 상기 제1 전극의 제1 권취 말단부 내에 위치한 상기 제1 전극탭의 면적 보다 큰 면적을 가지는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 전극조립체의 방열성을 크게 높일 수 있고, 특히 제1 전극탭뿐만 아니라 제1 전극탭이 부착된 제1 전극의 제1 권취 말단부에 발생한 열도 신속하게 외부로 방출할 수 있다.
또한, 본 발명의 전극조립체는 제2 전극탭과 대면하는 제1 전극의 제1 권취 시작부 표면에 제2 보호부재를 더 부착하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 제2 전극탭과 제1 전극이 접촉되는 것을 방지할 수 있고, 전극조립체의 온도상승을 억제할 수 있어 전극조립체가 폭발하거나 또는 발화하는 것을 방지할 수 있다.
특히 본 발명의 전극조립체에서 제2 보호부재는 제1 보호부재와 동일한 방열성을 가진 소재로 구비되는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 전극조립체에 발생한 열을 신속하게 외부로 방출할 수 있고, 이에 따라 전극조립체의 온도상승을 억제할 수 있어 전극조립체가 폭발하거나 또는 발화하는 것을 방지할 수 있다. 특히 제2 보호부재는 제2 전극탭과 제1 전극 사이에 발생한 열을 효과적으로 방출할 수 있다.
또한, 본 발명의 전극조립체에서 제2 전극는 제2 권취 시작부와 상기 제2 권취 말단부를 포함하되, 상기 제2 권취 말단부는 상기 제2 권취 시작부 보다 큰 길이를 가지는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징은 제1 및 제2 보호부재에 의해 전극조립체 내부에 발생한 열을 효과적으로 방열할 수 있기 때문에 제2 권취 시작부의 길이를 최소화하고, 제2 권취 말단부의 길이를 증대시켜서 제1 보호부재의 부착력과 방열성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 전극조립체에서 제1 및 제2 전극탭에는 방열성을 가진 제1 및 제2 보호테이프가 부착되는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 제1 및 제2 전극탭에 발생한 열을 효과적으로 방열할 수 있고, 이에 따라 전극조립체의 온도 상승을 크게 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체의 권취전 상태를 도시한 분리사시도.
도 2는 도 1의 평면도.
도 3은 도 2에 표시된 A-A선 단면도.
도 4는 도 2에 표시된 B-B선 단면도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지에 포함된 전극조립체의 제1 보호테이프를 도시한 정면도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지에 포함된 전극조립체의 제2 보호테이프를 도시한 정면도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지를 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극조립체를 도시한 단면도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
[본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체]
본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체(100)는 도 1 내지 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 분리막을 개재한 상태로 제1 전극과 제2 전극이 젤리-롤 형태로 권취되는 구조를 가진다.
일례로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체(100)는 제1 전극(110), 분리막(120), 제2 전극(130) 및 분리막(140)이 도 1에서 보았을 때 전후방향을 따라 순차적으로 적층되고, 권취 시작점(도 1에서 보았을 때 좌측단)에서 권취 말단점(도 1에서 보았을 때 우측단)까지 젤리-롤 형태로 권취되는 구조를 가진다.
제1 전극
상기 제1 전극(110)은 권취 시작점에 구비되고 제1 전극활물질이 없는 제1 권취 시작부(111), 권취 말단점에 구비되고 제1 전극활물질이 없는 제1 권취 말단부(112), 및 상기 제1 권취 시작부(111)와 상기 제1 권취 말단부(112) 사이에 구비되고 제1 전극활물질이 코팅된 제1 코팅부(113)를 포함한다.
제2 전극
제2 전극(130)은 권취 시작점에 구비되고 제2 전극활물질이 없는 제2 권취 시작부(131), 권취 말단점에 구비되고 제2 전극활물질이 없는 제2 권취 말단부(132), 및 상기 제2 권취 시작부(131)와 상기 제2 권취 말단부(132) 사이에 구비되고 제2 전극활물질이 코팅된 제2 코팅부(133)를 포함한다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체(100)는 전극탭부(150)를 포함한다.
전극탭부
상기 전극탭부(150)는 상기 제1 전극(110)의 제1 권취 말단부(112)에 구비되는 제1 전극탭(151)과, 상기 제2 전극(130)의 권취 시작부(131)에 구비되는 제2 전극탭(152)을 포함한다.
한편, 제1 전극(110)은 양극이고, 제2 전극(130)은 음극이다. 그리고 제1 전극탭(151)은 양극탭이고, 제2 전극탭(152)은 음극탭이다.
여기서 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체(100)는 제1 전극탭(151)인 양극탭을 제1 전극(110)의 제1 권취 말단부(112)에 구비함으로써 쇼트 발생시 양극탭에 발생한 열을 전극조립체(100) 밖으로 신속하게 배출시킬 수 있으며, 이에 따라 전극조립체(100)가 폭발하거나 발화하는 것을 미연에 방지할 수 있다. 즉, 양트 발생시 음극탭 보다 양극탭에 열이 많이 발생하며, 이에 따라 양극탭을 전극조립체의 외측에 위치한 제1 전극(110)의 제1 권취 말단부(112)에 구비함에 따라 양극탭에 발생하는 열을 신속하게 외부로 배출시킬 수 있다.
제1 보호부재
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체(100)는 상기 제1 전극탭(151)과 대면하는 상기 제2 전극(130)의 제2 권취 말단부(132) 표면에 부착되는 제1 보호부재(160)를 포함하며, 상기 제1 보호부재(160)는 제1 전극탭(151)에 의해 상기 제2 전극(130)의 제2 권취 말단부(132)가 변형되는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 제1 전극탭(151)과 제2 전극(130)이 접촉되는 것을 방지할 수 있으며, 그 결과 안정성을 높일 수 있다.
여기서 제1 보호부재(160)의 테두리에는 제2 권취 말단부(132)의 테두리 밖으로 연장되는 연장부를 더 포함하고, 상기 연장부는 제1 보호부재(160)의 테두리를 따라 절곡된 후 제1 보호부재(160)가 부착되지 않은 상기 제2 권취 말단부(132)의 다른면에 부착된다. 이에 따라 제2 권취 말단부(132)의 테두리의 강도를 높일 수 있다.
한편, 제1 보호부재(160)의 방열성을 가진 소재로 구비될 수 있다. 즉, 전극조립체(100)는 충방전시 또는 쇼트발생시 고열이 발생하는데, 이 고열로 인해 전극조립체(100)가 폭발하거나 또는 발화할 수 있다. 이를 방지하기 위해 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체(100)는 제1 보호부재(160)를 방열성을 가진 소재로 구비하며, 이에 따라 전극조립체(100)의 외측에 발생한 열을 제1 보호부재(160)를 통해 신속하게 외부로 방출할 수 있고, 그 결과 전극조립체(100)의 온도상승을 억제할 수 있어 전극조립체(100)가 폭발하거나 또는 발화하는 것을 방지할 수 있다.
특히 제1 보호부재(160)는 제2 권취 말단부(132)의 전체 표면에 부착되며, 이에 따라 전극조립체(100)의 외부면 상부에서 하부까지 방열성을 높일 수 있다.
또한, 상기 제1 보호부재(160)는 상기 제1 권취 말단부(112) 내에 위치한 상기 제1 전극탭(151)의 면적 보다 큰 면적을 가지며, 이에 따라 제1 전극탭(151)에 의해 제2 전극(130)의 제2 권취 말단부(132)가 훼손되는 것을 방지할 수 있고, 제1 전극탭(151)에 발생한 열을 제1 보호부재(160)를 통해 효과적으로 흡수한 후 외부로 방출할 수 있다.
한편, 제1 보호부재(160)의 표면에는 요철 형태를 가지며, 이에 따라 제1 보호부재(160)를 용이하게 절곡할 수 있고, 요철을 통해 열을 효과적으로 방출할 수 있다.
제2 보호부재
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체(100)는 상기 제2 전극탭(152)과 대면하는 상기 제1 전극(110)의 제1 권취 시작부(111) 표면에 부착되는 제2 보호부재(170)를 포함하며, 상기 제2 보호부재(170)는 제1 전극탭(151)을 지지함에 따라 제2 전극탭(151)에 의해 상기 제2 전극(130)의 제2 권취 말단부(132)가 변형되는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 제1 전극탭(151)과 제2 전극(130)이 접촉되는 것을 방지할 수 있으며, 그 결과 안정성을 높일 수 있다.
한편, 상기 제2 보호부재(170)는 방열성을 가진 소재로 구비될 수 있다. 즉, 전극조립체(100)는 충방전시 또는 쇼트발생시 고열이 발생하는데, 이 고열로 인해 전극조립체(100)가 폭발하거나 또는 발화할 수 있다. 특히 상기 제2 보호부재(170)는 전극조립체(100)의 권심 부분에 발생한 열을 효과적으로 방출시킬 수 있으며, 이에 따라 전극조립체(100)의 온도상승을 크게 억제할 수 있다.
여기서 제2 보호부재(170)는 제2 전극탭(152)의 면적 보다 큰 면적을 가지며, 이에 따라 제2 전극탭(152)에 의해 제1 권취 시작부(111)의 변형을 방지할 수 있다.
한편, 제2 보호부재(170)는 요철 형태를 가지며, 이에 따라 제2 보호부재(170)를 용이하게 절곡할 수 있고, 요철을 통해 열을 효과적으로 방출할 수 있다. 즉, 제2 보호부재(170)는 제1 전극(110)의 길이방향으로 복수개의 홈이 형성되고, 상기 홈은 제1 전극의 폭방향으로 길게 형성된다. 이에 따라 상기 홈을 통해 제2 보호부재(170)를 용이하게 절곡할 수 있고, 그 결과 제2 보호부재(170)가 부착된 제1 전극(110)의 제1 권취 시작부(111)가 용이하게 권취할 수 있다.
한편, 상기 제1 보호부재(160)는 상기 제2 보호부재(170) 보다 큰 면적을 가지며, 이에 따라 전극조립체(100)의 외부를 감싸는 제1 보호부재(160)의 면적을 증대시킬 수 있고, 그 결과 전극조립체(100)에 발생한 열을 보다 용이하게 방출시킬 수 있다. 한편, 상기 제2 보호부재(170)는 상기 제1 보호부재(160) 보다 작은 면적을 가지며, 이에 따라 전극조립체(100) 권심부분의 부피 증대를 크게 감소시킬 수 있다.
한편, 상기 제1 권취 시작부(111)와 상기 제1 권취 말단부(112)는 상기 제1 전극(110)의 길이방향으로 보았을 때 서로 다른 길이를 가지되, 상기 제1 권취 말단부(112)는 상기 제1 권취 시작부(111) 보다 큰 길이를 가진다. 즉, 제1 권취 시작부(111)에 전극탭이 부착되지 않기 때문에 크기를 최소화하고, 상기 제1 권취 말단부(112)에 전극탭이 부착되기 때문에 크기를 최대로 증대시킨다. 이에 따라 전극탭을 안정적으로 부착할 수 있다.
상기 제2 권취 시작부(131)와 상기 제2 권취 말단부(132)는 상기 제2 전극(130)의 길이방향으로 보았을 때 서로 다른 길이를 가지되, 상기 제2 권취 말단부(132)는 상기 제2 권취 시작부(131) 보다 큰 길이를 가진다. 여기서 제2 권취 말단부(132)는 제1 권취 말단부(112)와 대응되는 크기를 가진다. 이에 따라 제2 권취 말단부(132)는 제1 권취 말단부(112)를 효과적으로 커버할 수 있고, 특히 제1 보호부재(160)의 면적을 크게 증대시킬 수 있으며, 그 결과 전극조립체(100)의 방열성을 높일 수 있다.
제1 보호테이프
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체(100)는 상기 제1 전극탭(151)에 제1 보호테이프(180)가 부착되며, 상기 제1 보호테이프(180)는 제1 전극탭(151)과 제1 권취말단부(112) 사이의 단차를 제거할 수 있고, 제1 전극탭(151)에 의해 분리막(120)이 훼손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제1 보호테이프(180)는 방열성을 가진 소재로 구비되며, 이에 따라 전극조립체(100)의 권심 부분에 발생한 열을 신속하게 외부로 방출할 수 있다.
한편, 제1 보호테이프(180)와 제1 보호부재(160)는 동일한 크기, 두께 및 소재로 구비되며, 이에 따라 제1 보호테이프(180)와 제1 보호부재(160)에 의해 전극이 변형되는 것을 방지할 수 있다.
제2 보호테이프
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체(100)는 상기 제2 전극탭(152)에 제2 보호테이프(190)가 부착되며, 상기 제2 보호테이프(190)는 제2 전극탭(152)과 제2 권취시작부(131) 사이의 단차를 제거할 수 있고, 제2 전극탭(152)에 의해 분리막(140)이 훼손되는 것을 방지할 수 있다.
특히 상기 제2 보호테이프(190)는 방열성을 가진 소재로 구비되며, 이에 따라 제2 전극탭(152)에 발생한 열을 효과적으로 방출할 수 있다.
여기서 제2 보호테이프(190)와 제2 보호부재는 동일한 크기, 두께 및 소재로 구비된다.
따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체(100)는 전극조립체 외측 및 내측에 발생한 열을 신속하게 외부로 방출할 수 있으며, 이에 따라 전극조립체가 폭발하거나 또는 발화하는 것을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예를 설명한에 있어 전술한 실시예와 동일한 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.
[본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지]
본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지는 도 7에 도시되어 있는 것과 같이, 분리막을 개재한 상태로 제1 전극과 제2 전극이 젤리-롤 형태로 권취되는 전극조립체(100), 상기 전극조립체(100)를 수용하는 케이스(200)를 포함한다.
여기서 상기 전극조립체는 제1 전극, 분리막, 제2 전극 및 분리막을 포함한다.
여기서 상기 제1 전극은 권취 시작점에 구비되고 제1 전극활물질이 없는 제1 권취 시작부, 권취 말단점에 구비되고 제1 전극활물질이 없는 제1 권취 말단부, 및 상기 제1 권취 시작부와 상기 제1 권취 말단부 사이에 구비되고 제1 전극활물질이 코팅된 제1 코팅부를 포함한다.
상기 제2 전극은 권취 시작점에 구비되고 제2 전극활물질이 없는 제2 권취 시작부, 권취 말단점에 구비되고 제2 전극활물질이 없는 제2 권취 말단부, 및 상기 제2 권취 시작부와 상기 제2 권취 말단부 사이에 구비되고 제2 전극활물질이 코팅된 제2 코팅부를 포함한다.
그리고 전극조립체는 전극탭부가 구비되고, 상기 전극탭부는 상기 제1 전극의 제1 권취 말단부에 구비되는 제1 전극탭과, 상기 제2 전극의 권취 시작부에 구비되는 제2 전극탭을 포함한다.
여기서 상기 제1 전극탭과 대면하는 상기 제2 전극의 제2 권취 말단부 표면에는 제1 보호부재를 포함하고, 상기 제2 전극탭과 대면하는 상기 제1 전극의 제1 권취 시작부 표면에 부착되는 제2 보호부재를 포함한다. 이에 따라 제1 및 제2 보호부재에 의해 전극조립체에 발생한 열을 효과적으로 방출할 수 있다.
따라서 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지는 전극조립체에 발생한 열을 효과적으로 방출할 수 있다.
[본 발명의 제3 실시예에 따른 전극조립체]
본 발명의 제3 실시예에 따른 전극조립체(100)는 도 8에 도시되어 있는 것과 같이, 제2 전극(130)의 제2 권취 말단부(132) 일면에 제1 보호부재(160)가 부착되고, 상기 제1 보호부재(160)와 대응하는 제2 전극(130)의 제2 권취 말단부(132) 타면에 보조부재(161)가 부착되며, 상기 제1 보호부재(160)와 상기 보조부재(161)는 제2 권취 말단부(132)를 관통하는 연결부(162)에 의해 연결되는 구조를 가진다.
여기서 제1 보호부재(160), 상기 보조부재(161), 상기 연결부(162)는 일체로 형성되고, 방열성을 가지 소재로 형성된다.
따라서 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극조립체(100)는 제1 보호부재(160)에 전달된 열을 상기 연결부(162)을 통해 상기 보조부재(161)까지 분산시킴에 따라 전극조립체(100)에 발생한 열을 보다 효과적으로 방열할 수 있다.
한편, 상기 연결부(162)는 복수개로 구비되며, 이에 따라 복수개의 연결부(162)를 통해 제1 보호부재(160)와 보조부재(161)를 연결할 수 있고, 이에 따라 제1 보호부재(160)에 전달된 열을 보조부재(161)로 보다 신속하게 분산시킬 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 가능하다.
[부호의 설명]
100: 전극조립체
110: 제1 전극
120, 140: 분리막
130: 제2 전극
150: 전극탭부
160: 제1 보호부재
170: 제2 보호부재
180: 제1 보호테이프
190: 제2 보호테이프

Claims (15)

  1. 분리막을 개재한 상태로 제1 전극과 제2 전극이 젤리-롤 형태로 권취되는 전극조립체로서,
    권취 시작점에 구비되고 제1 전극활물질이 없는 제1 권취 시작부, 권취 말단점에 구비되고 제1 전극활물질이 없는 제1 권취 말단부, 및 상기 제1 권취 시작부와 상기 제1 권취 말단부 사이에 구비되고 제1 전극활물질이 코팅된 제1 코팅부를 포함하는 제1 전극;
    권취 시작점에 구비되고 제2 전극활물질이 없는 제2 권취 시작부, 권취 말단점에 구비되고 제2 전극활물질이 없는 제2 권취 말단부, 및 상기 제2 권취 시작부와 상기 제2 권취 말단부 사이에 구비되고 제2 전극활물질이 코팅된 제2 코팅부를 포함하는 제2 전극;
    상기 제1 전극의 제1 권취 말단부에 구비되는 제1 전극탭과, 상기 제2 전극의 권취 시작부에 구비되는 제2 전극탭을 포함하는 전극탭부; 및
    상기 제1 전극탭과 대면하는 상기 제2 전극의 제2 권취 말단부 표면에 부착되는 제1 보호부재를 포함하는 전극조립체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 보호부재는 방열성을 가진 소재로 구비되는 전극조립체.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 보호부재는 상기 제1 권취 말단부 내에 위치한 상기 제1 전극탭의 면적 보다 큰 면적을 가지는 전극조립체.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 전극탭과 대면하는 상기 제1 전극의 제1 권취 시작부 표면에 부착되는 제2 보호부재를 포함하는 전극조립체.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 보호부재는 방열성을 가진 소재로 구비되는 전극조립체.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 보호부재는 상기 제2 권취 시작부 내에 위치한 상기 제2 전극탭의 면적 보다 큰 면적을 가지는 전극조립체.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 보호부재는 상기 제2 보호부재 보다 큰 면적을 가지는 전극조립체.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 권취 시작부와 상기 제1 권취 말단부는 상기 제1 전극의 길이방향으로 보았을 때 서로 다른 길이를 가지되,
    상기 제1 권취 말단부는 상기 제1 권취 시작부 보다 큰 길이를 가지는 전극조립체.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 권취 시작부와 상기 제2 권취 말단부는 상기 제2 전극의 길이방향으로 보았을 때 서로 다른 길이를 가지되,
    상기 제2 권취 말단부는 상기 제2 권취 시작부 보다 큰 길이를 가지는 전극조립체.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극탭에는 제1 보호테이프가 부착되며,
    상기 제1 보호테이프는 방열성을 가진 소재로 구비되는 전극조립체.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 전극탭에는 제2 보호테이프가 부착되며,
    상기 제2 보호테이프는 방열성을 가진 소재로 구비되는 전극조립체.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제2 전극은 음극인 전극조립체.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 보호부재는 상기 제1 전극탭과 대면하는 상기 제2 전극의 제2 권취 말단부 일면에 부착되고,
    상기 제1 보호부재와 대응하는 상기 제2 전극의 제2 권취 말단부 타면에 보조부재가 부착되며,
    상기 제1 보호부재와 상기 보조부재는 제2 권취 말단부를 관통하는 연결부에 의해 연결되는 전극조립체.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1 보호부재, 보조부재 및 연결부재는 일체로 형성되고 방열성 소재로 구비되는 전극조립체.
  15. 분리막을 개재한 상태로 제1 전극과 제2 전극이 젤리-롤 형태로 권취되는 전극조립체;
    상기 전극조립체를 수용하는 케이스를 포함하며,
    상기 전극조립체는,
    권취 시작점에 구비되고 제1 전극활물질이 없는 제1 권취 시작부, 권취 말단점에 구비되고 제1 전극활물질이 없는 제1 권취 말단부, 및 상기 제1 권취 시작부와 상기 제1 권취 말단부 사이에 구비되고 제1 전극활물질이 코팅된 제1 코팅부를 포함하는 제1 전극;
    권취 시작점에 구비되고 제2 전극활물질이 없는 제2 권취 시작부, 권취 말단점에 구비되고 제2 전극활물질이 없는 제2 권취 말단부, 및 상기 제2 권취 시작부와 상기 제2 권취 말단부 사이에 구비되고 제2 전극활물질이 코팅된 제2 코팅부를 포함하는 제2 전극;
    상기 제1 전극의 제1 권취 말단부에 구비되는 제1 전극탭과, 상기 제2 전극의 권취 시작부에 구비되는 제2 전극탭을 포함하는 전극탭부; 및
    상기 제1 전극탭과 대면하는 상기 제2 전극의 제2 권취 말단부 표면에 부착되는 제1 보호부재를 포함하는 이차전지.
PCT/KR2020/012903 2019-11-08 2020-09-23 전극조립체 및 그를 포함하는 이차전지 WO2021091082A1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202080071637.3A CN114556690A (zh) 2019-11-08 2020-09-23 电极组件和包括该电极组件的二次电池
US17/770,914 US20220399593A1 (en) 2019-11-08 2020-09-23 Electrode assembly and secondary battery comprising the same
EP20884051.2A EP4057402A4 (en) 2019-11-08 2020-09-23 ELECTRODE SET AND RECHARGEABLE BATTERY INCLUDING IT
JP2022521766A JP7405383B2 (ja) 2019-11-08 2020-09-23 電極組立体およびそれを含む二次電池

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2019-0142204 2019-11-08
KR1020190142204A KR20210055882A (ko) 2019-11-08 2019-11-08 전극조립체 및 그를 포함하는 이차전지

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021091082A1 true WO2021091082A1 (ko) 2021-05-14

Family

ID=75848891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2020/012903 WO2021091082A1 (ko) 2019-11-08 2020-09-23 전극조립체 및 그를 포함하는 이차전지

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220399593A1 (ko)
EP (1) EP4057402A4 (ko)
JP (1) JP7405383B2 (ko)
KR (1) KR20210055882A (ko)
CN (1) CN114556690A (ko)
WO (1) WO2021091082A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040022919A (ko) * 2002-09-10 2004-03-18 삼성에스디아이 주식회사 젤리-롤형의 전극조립체와 이를 채용한 이차전지
KR100635761B1 (ko) * 2004-06-25 2006-10-17 삼성에스디아이 주식회사 전극조립체 및 이를 이용하는 이차전지
KR101002487B1 (ko) * 2008-06-23 2010-12-17 삼성에스디아이 주식회사 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
KR20150071250A (ko) * 2013-12-18 2015-06-26 주식회사 엘지화학 안전성 향상을 위한 테이핑부를 포함하는 이종 분리막 전극조립체 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
KR20170038297A (ko) * 2015-09-30 2017-04-07 주식회사 엘지화학 권취형 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3687251B2 (ja) * 1997-02-26 2005-08-24 宇部興産株式会社 巻回電極群を備えた非水二次電池とその製造方法
KR100958649B1 (ko) 2002-12-27 2010-05-20 삼성에스디아이 주식회사 전지부와, 이의 감는 방법과, 이를 채용하여 제조된 리튬이차 전지
JP4736525B2 (ja) * 2005-05-02 2011-07-27 ソニー株式会社 非水電解質二次電池
KR101106377B1 (ko) * 2009-07-16 2012-01-18 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
WO2012026705A2 (ko) * 2010-08-23 2012-03-01 주식회사 엘지화학 개선된 구조의 젤리-롤 및 이를 포함하는 이차전지
JP2015035250A (ja) * 2011-11-30 2015-02-19 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
JP2013201094A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Hitachi Maxell Ltd 非水電解液二次電池
KR102238367B1 (ko) * 2015-03-13 2021-04-09 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지
CN205231192U (zh) * 2015-11-15 2016-05-11 保定风帆新能源有限公司 一种高安全性的聚合物锂离子电池

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040022919A (ko) * 2002-09-10 2004-03-18 삼성에스디아이 주식회사 젤리-롤형의 전극조립체와 이를 채용한 이차전지
KR100635761B1 (ko) * 2004-06-25 2006-10-17 삼성에스디아이 주식회사 전극조립체 및 이를 이용하는 이차전지
KR101002487B1 (ko) * 2008-06-23 2010-12-17 삼성에스디아이 주식회사 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
KR20150071250A (ko) * 2013-12-18 2015-06-26 주식회사 엘지화학 안전성 향상을 위한 테이핑부를 포함하는 이종 분리막 전극조립체 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
KR20170038297A (ko) * 2015-09-30 2017-04-07 주식회사 엘지화학 권취형 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4057402A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP4057402A1 (en) 2022-09-14
US20220399593A1 (en) 2022-12-15
KR20210055882A (ko) 2021-05-18
JP2022553516A (ja) 2022-12-23
EP4057402A4 (en) 2024-08-14
CN114556690A (zh) 2022-05-27
JP7405383B2 (ja) 2023-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018186604A1 (ko) 배터리 팩
WO2017213364A1 (ko) 이차전지
WO2018026105A1 (ko) 이차 전지
WO2018080074A1 (ko) 이차 전지
WO2016039503A1 (ko) 과전류 차단수단이 구비된 이차전지
WO2018016747A1 (ko) 이차 전지
WO2021091082A1 (ko) 전극조립체 및 그를 포함하는 이차전지
WO2020111591A1 (ko) 이차전지
WO2023085850A1 (ko) 전지 조립체 제조방법, 전지 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지
WO2021235724A1 (ko) 이차전지 및 그의 제조방법
WO2023038435A1 (ko) 배터리 모듈, 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
WO2019151609A1 (ko) 배터리 팩
WO2022158792A1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
WO2017217603A1 (ko) 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지
WO2021085917A1 (ko) 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지
WO2018004157A1 (ko) 이차전지
WO2017090932A1 (ko) 이차전지
WO2022231198A1 (ko) 이차전지 및 그의 제조방법
WO2024072047A1 (ko) 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지
WO2018186601A1 (ko) 배터리 팩
WO2020071623A1 (ko) 전극조립체, 그를 포함하는 이차전지 및 전지팩
WO2018043889A1 (ko) 이차 전지
WO2023063676A1 (ko) 전지 셀 및 이를 포함하는 전지 모듈
WO2024080846A1 (ko) 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지
WO2023063700A1 (ko) 전극 조립체

Legal Events

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

Ref document number: 20884051

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022521766

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020884051

Country of ref document: EP

Effective date: 20220608