WO2025187906A1 - 단위 셀 및 그 제조 방법 - Google Patents

단위 셀 및 그 제조 방법

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WO2025187906A1
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Definitions

  • the present invention relates to a unit cell and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a unit cell and a method for manufacturing the same, which can prevent folding and lifting of electrodes or separators during the manufacturing of the unit cell and the manufacturing of a battery using the unit cell as a component, and which can prevent lifting of electrodes and separators during the use of the battery.
  • secondary batteries are batteries that can be reused repeatedly through the process of discharging and charging in the reverse direction, converting chemical energy into electrical energy.
  • Types include nickel-cadmium (Ni-Cd) batteries, nickel-metal hydride (Ni-MH) batteries, lithium-metal batteries, lithium-ion (Li-ion) batteries, and lithium-ion polymer batteries.
  • Ni-Cd nickel-cadmium
  • Ni-MH nickel-metal hydride
  • lithium-metal batteries lithium-ion batteries
  • lithium-ion polymer batteries lithium-ion polymer batteries.
  • lithium secondary batteries have been commercialized and are widely used due to their high energy density and voltage, long cycle life, and low self-discharge rate.
  • Charging and discharging of a lithium secondary battery proceeds as the process of lithium ions being inserted (intercalated) and removed (deintercalated) from the lithium metal oxide of the positive electrode to the negative electrode is repeated.
  • Secondary batteries can generally be manufactured by housing an electrode assembly, in which a cathode, a separator, and an anode are laminated and assembled, together with an electrolyte, in a case such as a cylindrical can or a square pouch.
  • a unit cell is manufactured by cutting, laminating, etc. a cathode, a separator, and an anode in a pre-designed manner.
  • the manufactured unit cells can be manufactured into an electrode assembly by laminating, folding, or rolling a set number of the manufactured unit cells.
  • the electrode may fold or the space between the separator and the electrode may be lifted, which may cause phenomena such as lithium ion precipitation in the future, resulting in a decrease in the lifespan and performance of the battery.
  • gases may be generated from electrolytes, active materials, additives, etc. during the charging and discharging process of the secondary battery, and the contact between the separator and the electrode may be reduced due to gases generated between the separator and the electrode.
  • the present invention relates to a unit cell and a method for manufacturing the same, and provides a unit cell and a method for manufacturing the same, which can prevent folding and lifting of an electrode or a separator without an adhesive composition during the manufacturing of a unit cell and the manufacturing of a battery using the unit cell as a component, and can prevent lifting of the electrode and separator during the use of the battery.
  • the unit cell according to the present invention is
  • the area of each of the first separator and the second separator is larger than the area of each of the cathode and the anode, and includes an edge area that does not contact the cathode and the anode,
  • the first separator and the second separator are bonded to each other at the edge region.
  • the positive electrode includes a positive electrode binder
  • the negative electrode includes a negative electrode binder
  • the positive electrode binder includes a polyvinylidene fluoride (PVdF)-based material
  • the negative electrode binder includes at least one of a styrene butadiene rubber (SBR)-based material and a carboxymethyl cellulose (CMC)
  • the materials of the first separator and the second separator may include at least one of polyethylene (PE) and polypropylene (PP).
  • the positive electrode includes a first positive electrode composite layer including a positive electrode active material, a conductive material, and the positive electrode binder, a positive electrode current collector laminated on an upper surface of the first positive electrode composite layer, and a second positive electrode composite layer laminated on an upper surface of the positive electrode current collector and including the positive electrode active material, a conductive material, and the positive electrode binder, and the second positive electrode composite layer may be bonded to the first separator by the positive electrode binder.
  • a region of the first separator and the second separator facing each other that does not face the cathode is referred to as a bonding target region
  • the bonding target region includes a bonding region where the first separator and the second separator are bonded to each other and a non-bonding region where the first separator and the second separator are not bonded to each other, and the bonding region may have an area ratio of 0.5 to 0.9 relative to the area of the bonding target region.
  • the non-bonded region has an area ratio of 0.1 to 0.5 relative to the area of the bonding target region, and may form a flow path region through which gas generated from the cathode is discharged or electrolyte is introduced into the cathode.
  • the cathode, the first separator and the second separator may have a rectangular shape extending in a first direction and a second direction perpendicular to the first direction.
  • the cathode, the first separator, and the second separator have a length in the first direction that is longer than a length in the second direction, the bonding target area is formed on both sides with the cathode as the center with respect to the second direction, and a length of the bonding target area in the second direction from one end of the cathode in the second direction may be 1% to 70% of the length of the cathode in the second direction.
  • the length of the euro area in the second direction may be from one end of the cathode in the second direction to the edge of the first separator or the edge of the second separator.
  • the euro area may be divided into a plurality of sub-areas, and each of the plurality of sub-areas may be spaced apart from each other by a predetermined interval in the first direction.
  • the method for manufacturing a unit cell of the present invention is as follows:
  • the method may include a step (S5) of applying heat and pressure to the laminated anode, cathode, first separator, and second separator to bond them, wherein the area of each of the first separator and the second separator is larger than the area of each of the cathode and the anode, and includes an edge area that does not contact the cathode and the anode, and bonding the edge areas of the first separator and the second separator to each other.
  • step (S5) of applying heat and pressure to the laminated anode, cathode, first separator, and second separator to bond them, wherein the area of each of the first separator and the second separator is larger than the area of each of the cathode and the anode, and includes an edge area that does not contact the cathode and the anode, and bonding the edge areas of the first separator and the second separator to each other.
  • the edges of the first separator and the second separator are regions that do not face the cathode among regions where the first separator and the second separator face each other, and are a region to be bonded
  • the region to be bonded includes a bonded region where the first separator and the second separator are bonded and a non-bonded region where they are not bonded, and the non-bonded region may form a flow path region that allows a gas generated from the cathode to be discharged or an electrolyte to be introduced into the cathode.
  • the heat blocking means may be brought into contact with the euro area.
  • a heating means may be brought into contact with the bonding area.
  • the unit cell of the present invention and its manufacturing method can prevent folding and lifting of electrodes or separators during the manufacturing of the unit cell and the manufacturing of a battery using the unit cell as a component, and can also prevent lifting of electrodes and separators during the use of the battery.
  • the unit cell of the present invention and its manufacturing method can prevent the lifespan and performance of a battery from deteriorating by preventing the electrode from folding or the separator and electrode from lifting during the process of manufacturing the unit cell or the process of stacking, folding or rolling the unit cell.
  • the unit cell according to the present invention can easily discharge gas generated between the separator and the electrode, thereby preventing deterioration of contact between the separator and the electrode.
  • the positive electrode is bonded to the first separator by a binder contained in the positive electrode composite layer without a separate adhesive composition, and the negative electrode is physically fixed between the first separator and the second separator, so that gas generation or deterioration of battery performance due to the use of the adhesive composition can be prevented.
  • Figure 1 is an exploded perspective view showing a unit cell according to one embodiment.
  • Figure 2 is a cross-sectional view showing the laminated structure of a unit cell.
  • Figure 3 is a conceptual diagram showing a bonding target area of a unit cell according to one embodiment.
  • orientation or positional relationship indicated by the terms “center,” “upper,” “lower,” “left,” “right,” “vertical,” “horizontal,” “inner,” “outer,” “one side,” “other side,” etc. is based on the orientation or positional relationship shown in the drawings, or the orientation or positional relationship in which the product of the present invention is normally placed when used, and is only for the purpose of explaining and briefly explaining the present invention, and does not suggest or imply that the indicated device or element must have a specific orientation and be configured or operated in a specific orientation, and therefore should not be understood as limiting the present invention.
  • Fig. 1 is an exploded perspective view schematically illustrating the structure of a unit cell according to one embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 is a cross-sectional view illustrating the laminated structure of a unit cell.
  • Fig. 3 is a conceptual diagram illustrating a bonding target area of a unit cell.
  • the unit cell of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
  • the x-axis direction illustrated in FIGS. 1 to 3 is a first direction
  • the y-axis direction is a second direction
  • the z-axis direction is an up-down direction.
  • a unit cell may be a minimum unit cell including one anode (100) and one cathode (300). That is, the unit cell may be a monocell. More specifically, the unit cell may include two separators (200, 400), one anode (100), and one cathode (300).
  • the unit cell of the present invention can be processed into an electrode assembly by folding, rolling, or multiply stacking and used.
  • the unit cell of the present invention can be used in square batteries, cylindrical batteries, pouch-shaped batteries, etc. Preferably, it can be used in pouch-shaped batteries.
  • the unit cell is
  • It may include a second separator (400) laminated on the upper surface of the above cathode (300).
  • each of the first separator (200) and the second separator (400) is larger than the area of each of the negative electrode (300) and the positive electrode (100), and includes an edge region (shaded region) that does not contact the negative electrode (300) and the positive electrode (100), and the edge regions of the first separator (200) and the second separator (400) can be joined to each other as separators (200, 400).
  • the positive electrode (100) can be joined to the first separator (200), and the negative electrode (300) can be sandwiched and fixed between the first separator (200) and the second separator (400).
  • the positive electrode (100) includes a positive electrode binder, and the negative electrode (300) includes a negative electrode binder.
  • the positive electrode binder may include a polyvinylidene fluoride (PVdF)-based binder, and the negative electrode binder may include at least one of a styrene-butadiene rubber (SBR)-based binder and a carboxymethyl cellulose (CMC).
  • the materials of the first separator (200) and the second separator (400) may include at least one of polyethylene (PE) and polypropylene (PP). Therefore, the positive electrode (100) can be bonded to the first separator (200) by appropriate heat and pressure without a separate adhesive due to the positive electrode binder material.
  • the cathode (300) is sandwiched between the first separator (200) and the second separator (400), and the edges of the first separator (200) and the second separator (400) are bonded by appropriate heat and pressure, so that they can be fixed without a separate adhesive.
  • the unit cell can prevent folding, lifting, etc. by combining and fixing the positive electrode (100), negative electrode (300), first separator (200), and second separator (400) to each other.
  • the unit cell can be stably maintained in an unfolded state even during processes such as movement, rolling, and folding.
  • FIG. 2 illustrates in more detail the laminated structure of a unit cell according to one embodiment.
  • the positive electrode (100) may include a first positive electrode composite layer (110) including a positive electrode active material, a conductive material, and the positive electrode binder, a positive electrode current collector (130) laminated on an upper surface of the first positive electrode composite layer (110), and a second positive electrode composite layer (120) laminated on an upper surface of the positive electrode current collector (130) and including the positive electrode active material, a conductive material, and the positive electrode binder.
  • the second positive electrode composite layer (120) may be bonded to the first separator (200) by the positive electrode binder without a separate adhesive.
  • the negative electrode (300) may include a first negative electrode composite layer (310) including a negative electrode active material, a conductive material, and the negative electrode binder, a negative electrode current collector (330) laminated on an upper surface of the first negative electrode composite layer (310), and a second negative electrode composite layer (320) laminated on an upper surface of the negative electrode current collector (330) and including the negative electrode active material, the conductive material, and the negative electrode binder.
  • the first negative electrode composite layer (310) may face the first separator (200), and the second negative electrode composite layer (320) may face the second separator (400).
  • the cathode active material may be LCO (lithium cobalt oxide), LMO (lithium manganese oxide), NCM (nickel cobalt manganese), NCA (nickel cobalt aluminum), LFP (lithium iron phosphate), etc.
  • LCO lithium cobalt oxide
  • LMO lithium manganese oxide
  • NCM nickel cobalt manganese
  • NCA nickel cobalt aluminum
  • LFP lithium iron phosphate
  • the negative active material can be a graphite-based material, a silicon-based material, etc.
  • the conductive material is not particularly limited as long as it is used as a conductive material in the technical field to which the present invention belongs, and includes, for example, a carbon-based conductive material and a metal-based conductive material, and specific examples thereof include graphite such as natural graphite, artificial graphite, and graphene; carbon black such as acetylene black, Ketjen black, channel black, paneth black, lamp black, and thermal black; conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers; conductive tubes such as carbon nanotubes; fluorocarbons; conductive metal powders such as aluminum powder and nickel powder; conductive whiskers such as zinc oxide whiskers and potassium titanate whiskers; conductive metal oxides such as titanium oxide; and conductive organic compounds such as polyphenylene derivatives; and the like, and preferably, the conductive material may be a carbon-based conductive material.
  • the positive electrode binder may be a polyvinylidene fluoride (PVdF)-based binder.
  • PVdF-based binder include at least one selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride (PVdF), poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (PVdF-HFP), polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene (PVdF-TCE), poly(vinylidene fluoride-co-chlorotrifluoroethylene) (PVdF-CTFE), poly(vinylidene fluoride-co-tetrafluoroethylene) (PVdF-TFE), and poly(vinylidene fluoride-co-trifluoroethylene (PVdF-TrFE).
  • the positive electrode binder is preferably fused at a temperature of 70°C or higher or 80°C or higher under a given pressure, and in order to prevent degradation of the secondary battery life performance, it is preferable not to melt at a temperature lower than that.
  • the cathode binder may be a styrene-butadiene rubber (SBR)-based binder or carboxymethylcellulose (CMC).
  • SBR styrene-butadiene rubber
  • CMC carboxymethylcellulose
  • the SBR binder may be, for example, at least one selected from the group consisting of styrene-butadiene rubber (SBR) and acrylated styrene-butadiene rubber.
  • SBR styrene-butadiene rubber
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a bonding target area of a unit cell according to one embodiment.
  • an area (entire shaded area) that does not face the cathode (300) among areas where the first separator (not shown) and the second separator (400) face each other is a bonding target area (500).
  • the bonding target area (500) may include a bonding area (510) where the first separator (not shown) and the second separator are bonded to each other and a flow path area (520) where the first separator (not shown) and the second separator are not bonded to each other.
  • the area ratio of the entire bonding area (510) to the entire area of the bonding target area (500) may be 0.5 to 0.9, and the area ratio of the entire flow path area (520) may be 0.1 to 0.5.
  • the area ratio of the entire flow area (520) to the entire area of the bonding target area (500) may be 0.15 or more, 0.2 or more, or 0.25 or more, and 0.45 or less, 0.4 or less, or 0.35 or less, and more preferably 0.28 to 0.32, or about 0.3.
  • the flow area (520) allows gas generated from the cathode (300) to be discharged or allows the cathode (300) to be impregnated more quickly during electrolyte impregnation.
  • the electrolyte flows into the negative electrode (300) more quickly through the flow path area (520), so that the negative electrode active material can be impregnated more quickly.
  • the cathode (300), the first separator (200), and the second separator (400) may be provided in a rectangular shape with sides in the first direction (x) and the second direction (y).
  • the cathode (300) may be provided in a rectangular shape whose length in the first direction (x) is longer than its length in the second direction (y).
  • a lead tab (not shown) for electrical connection with the outside may be connected to the side of the cathode (300) extending in the second direction.
  • the flow path area (520) may not be provided in the flow path area (500) that is in contact with the side of the cathode (300) extending in the second direction. Since the lead tab may be formed in the area, gas may be discharged through the lead tab, and formation of an additional flow path area (520) together with the lead tab may become structurally unstable.
  • the above-mentioned bonding target area (500) includes areas formed on both sides with the cathode (300) as the center with respect to the second direction, and the length (width) of the bonding target area (500) from one end of the cathode (300) in the second direction may be 1% to 70% of the length (width) of the cathode (300) in the second direction, for example, 2% or more, 3% or more, 4% or more, 5% or more, and 65% or less, 60% or less, 55% or less, 50% or less, 45% or less, 40% or less, 35% or less, or 30% or less.
  • the length may be determined in consideration of physical properties such as rigidity of the first separator (200) and the second separator (400).
  • the length (width) of the bonding target area (500) in the second direction from one end of the cathode (300) may be formed to be 3% to 50% of the length (width) of the cathode (300) in the second direction. More preferably, the length (width) of the bonding target area (500) in the second direction from one end of the cathode (300) may be formed to be 5% to 30% of the length (width) of the cathode (300) in the second direction. For example, the length (width) of the bonding target area (500) in the second direction from one end of the cathode (300) may be 40 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the length of the euro area (520) in the second direction from one end of the cathode (300) in the second direction may be to the edge of the first separator (200) or the edge of the second separator (400).
  • the above-mentioned flow region (520) may be one, but as illustrated in FIG. 3, the flow region (520) may be divided into a plurality of sub-regions at the end of the cathode (300) in the second direction, and each of the plurality of sub-regions may be spaced apart from each other by a predetermined distance in the first direction. The spacing may or may not be constant. The length of each of the plurality of sub-regions in the first direction may be the same or different.
  • the flow region (520) is divided into a plurality of sub-regions, and each of the plurality of sub-regions is spaced apart from each other by a predetermined distance in the first direction, and each of the plurality of sub-regions may have one end connected to the cathode (300) in the second direction and the other end touching the edge of the first separator (200) or the second separator (400). Therefore, the gas generated at the cathode (300) can be discharged outside the area surrounded by the first separator (200) and the second separator (400) through the euro area (520).
  • the length and spacing between the junction region (510) and the flow region (520) can be appropriately changed considering that the curvature of the center is greater.
  • the method may include a step (S3S5) of bonding the stacked positive electrode (100), the negative electrode (300), the first separator (200) and the second separator (400) by applying heat and pressure, wherein the area of each of the first separator (200) and the second separator (400) is larger than the area of each of the positive electrode (100) and the negative electrode (300) and includes an edge area that does not contact the negative electrode and the positive electrode, and bonding the edge areas of the first separator (200) and the second separator (400) to each other.
  • the edges of the first separator (200) and the second separator (400) are regions where the first separator (200) and the second separator (400) face each other, and are regions that do not face the cathode (300), and are a bonding target region (500), and the bonding target region (500) includes a bonding region (510) where the first separator (200) and the second separator (400) are bonded and a non-bonding region where they are not bonded, and the non-bonding region may form a flow path region (520) that allows a gas generated from the cathode (300) to be discharged or an electrolyte to be introduced into the cathode (300).
  • a heat blocking means may be in contact with the euro area (520), and a heating means may be in contact with the bonding area (510).
  • the heat-blocking means may be a block of insulating material or a cooling jig equipped with a heat-dissipating means capable of rapidly dissipating heat to the outside.
  • a heat-dissipating means capable of rapidly dissipating heat to the outside.
  • the heating means may be a heating jig equipped with an IR heater, etc.
  • a predetermined pressure it is preferable to apply a predetermined pressure. It is preferable that the heating temperature of the heating jig be adjustable to 60 to 200°C.

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Abstract

본 발명은 단위 셀 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 단위 셀의 제조 및 단위 셀을 부품으로 하는 배터리 제조 단계에서 전극 또는 분리막의 접힘 및 들뜸 현상이 방지되고, 배터리의 사용 과정에서도 전극과 분리막 들뜸 현상이 방지 가능한 단위 셀 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

Description

단위 셀 및 그 제조 방법
본 발명은 단위 셀 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 단위 셀의 제조 및 단위 셀을 부품으로 하는 배터리 제조 단계에서 전극 또는 분리막의 접힘 및 들뜸 현상이 방지되고, 배터리의 사용 과정에서도 전극과 분리막 들뜸 현상이 방지 가능한 단위 셀 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이차전지는 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 방전과 역방향인 충전 과정을 통하여 반복 사용이 가능한 전지이며, 그 종류로는 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 리튬-금속 전지, 리튬-이온(Li-ion) 전지 및 리튬-이온 폴리머 전지(Li-ion Polymer Battery) 등이 있다. 이러한 이차전지 중 높은 에너지밀도와 전압을 가지고, 사이클 수명이 길며, 자기방전율이 낮은 리튬 이차전지가 상용화되어 널리 사용되고 있다.
리튬 이온이 양극의 리튬 금속 산화물로부터 음극으로 삽입(Intercalation) 및 탈리(Deintercalation)되는 과정이 반복되면서, 리튬 이차 전지의 충방전이 진행된다.
이차전지는 일반적으로 양극(Cathode), 분리막(Separator) 및 음극(Anode)이 적층되어 조립된 전극 조립체를 전해질과 함께 원통형 캔 또는 각형 파우치 등과 같은 케이스에 수용되어 제조될 수 있다.
구체적으로서, 양극(Cathode), 분리막(Separator) 및 음극(Anode)을 사전에 설계된 방식으로 재단, 적층 등을 하여 단위 셀을 제조한다. 제조된 단위 셀을 정해진 수량만큼 적층, 폴딩 또는 롤링하여 전극 조립체로 제조할 수 있다.
단위 셀을 제조하는 과정, 단위 셀을 적층, 폴딩 또는 롤링하는 과정에서 전극이 접히거나 분리막과 전극 사이가 들뜰 수 있으며, 이는 향후 리튬 이온 석출과 같은 현상을 야기하여 전지의 수명 및 성능 저하를 초래할 수 있다.
더하여, 리튬 이차전지 내에서 반응에 따라 수소, 산소, 질소, 일산화탄소, 이산화탄소, CnH2n-2(n=2~5), CnH2n(n=2~5), CnH2n+2(n=1~5)인 탄화수소 및 기타 유기가스종 등의 다양한 종류의 가스가 발생할 수 있다. 구체적으로, 이차전지 충방전 과정에서 전해질, 활물질, 첨가제 등으로부터 가스가 발생할 수 있고, 분리막과 전극 사이에서 발생하는 가스 때문에 분리막과 전극 간의 접촉성이 저하될 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 접착 조성물을 사용하여 전극과 분리막을 접합시키는 방법도 고려되고 있지만, 접착제가 도포된 영역에서는 전지 구동시 전해액과 리튬이온의 이동이 방해를 받을 수 있고, 접착제로 인한 가스가 추가로 발생할 우려가 있다.
본 발명은 단위 셀 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 단위 셀의 제조 및 단위 셀을 부품으로 하는 배터리 제조 단계에서 접착 조성물 없이도 전극 또는 분리막의 접힘 및 들뜸 현상이 방지되고, 배터리의 사용 과정에서도 전극과 분리막이 들뜨는 현상이 방지될 수 있는 단위 셀 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 단위 셀은,
양극;
상기 양극의 일면에 적층되는 제1 분리막;
상기 제1 분리막의 상면에 적층되는 음극; 및
상기 음극의 상면에 적층되는 제2 분리막을 포함하고,
상기 제1 분리막 및 상기 제2 분리막 각각의 면적은 상기 음극 및 상기 양극 각각의 면적보다 커서 상기 음극 및 상기 양극에 접하지 않는 가장자리 영역을 포함하며,
상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막은 상기 가장자리 영역에서 서로 접합되어 있다.
일 양태에 따르면, 상기 양극은 양극 바인더를 포함하고, 상기 음극은 음극 바인더를 포함하며, 상기 양극 바인더는 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF)계를 포함하고, 상기 음극 바인더는 스티렌부타디엔고무(SBR)계 및 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 중 하나 이상을 포함하며, 상기 제1 분리막 및 상기 제2 분리막의 소재는 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP) 중 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
일 양태에 따르면, 상기 양극은 양극 활물질, 도전재 및 상기 양극 바인더를 포함하는 제1 양극 합재층과, 상기 제1 양극 합재층의 상면에 적층되는 양극 집전체와, 상기 양극 집전체의 상면에 적층되고 상기 양극 활물질, 도전재 및 상기 양극 바인더를 포함하는 제2 양극 합재층을 포함하고, 상기 제2 양극 합재층은 상기 양극 바인더에 의해서 상기 제1 분리막에 접합되는 것일 수 있다.
일 양태에 따르면, 상기 제1 분리막 및 상기 제2 분리막이 서로 대면하는 영역 중 상기 음극과 대면하지 않는 영역을 접합 대상 영역이라 하고, 상기 접합 대상 영역은 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막이 서로 접합되어 있는 접합 영역과 서로 접합되어 있지 않은 비접합 영역을 포함하며, 상기 접합 영역은 상기 접합 대상 영역의 면적 대비 0.5 내지 0.9의 면적비를 갖는 것일 수 있다.
일 양태에 따르면, 상기 비접합 영역은 상기 접합 대상 영역의 면적 대비 0.1 내지 0.5의 면적비를 가지며, 상기 음극에서 발생하는 가스가 배출되거나 전해질이 상기 음극에 유입되는 유로 영역을 형성하는 것일 수 있다.
일 양태에 따르면, 상기 음극, 상기 제1 분리막 및 상기 제2 분리막은 제1 방향 및 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 연장된 직사각형 형상일 수 있다.
일 양태에 따르면, 상기 음극, 상기 제1 분리막 및 상기 제2 분리막은 상기 제1 방향으로의 길이가 상기 제2 방향으로의 길이보다 더 길고, 상기 접합 대상 영역은 상기 제2 방향에 대해서 상기 음극을 중심으로 양측에 형성되며, 상기 음극의 상기 제2 방향 상의 일측 단부로부터 상기 접합 대상 영역의 상기 제2 방향으로의 길이는 상기 음극의 상기 제2 방향의 길이의 1% 내지 70% 일 수 있다.
일 양태에 따르면, 상기 유로 영역의 상기 제2 방향으로의 길이는 상기 음극의 상기 제2 방향 상의 일측 단부로부터 상기 제1 분리막의 가장자리 또는 상기 제2 분리막의 가장자리까지인 것일 수 있다.
일 양태에 따르면, 상기 유로 영역은 복수의 세부 영역으로 분할되며, 상기 복수의 세부 영역 각각은 상기 제1 방향으로 서로 소정 간격으로 이격되어 있는 것일 수 있다.
본 발명의 단위 셀 제조 방법은,
양극을 준비하는 단계(S1);
상기 양극의 일면에 제1 분리막을 적층하는 단계(S2);
상기 제1 분리막의 상면에 음극을 적층하는 단계(S3);
상기 음극의 상면에 제2 분리막을 적층하는 단계(S4);
적층된 상기 양극, 상기 음극, 상기 제1 분리막 및 상기 제2 분리막에 열과 압력을 가하여 접착하되, 상기 제1 분리막 및 상기 제2 분리막 각각의 면적은 상기 음극 및 상기 양극 각각의 면적보다 커서 상기 음극 및 상기 양극에 접하지 않는 가장자리 영역을 포함하며, 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 가장자리 영역을 서로 접합하는 단계(S5)를 포함하는 것일 수 있다.
일 양태에 따르면, 상기 S5 단계에서, 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 가장자리는 상기 제1 분리막 및 상기 제2 분리막이 서로 대면하는 영역 중 상기 음극과 대면하지 않는 영역으로서 접합 대상 영역이고, 상기 접합 대상 영역은 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막이 접합된 접합 영역과 접합되지 않은 비접합 영역을 포함하며, 상기 비접합 영역이 상기 음극에서 발생하는 가스가 배출되도록 하거나 전해질이 상기 음극에 유입되도록 하는 유로 영역을 형성하는 것일 수 있다.
일 양태에 따르면, 상기 S5 단계에서 상기 유로 영역에는 열차단 수단이 접촉되는 것일 수 있다.
일 양태에 따르면, 상기 S5 단계에서 상기 접합 영역에는 가열 수단이 접촉되는 것일 수 있다.
본 발명의 단위 셀 및 그 제조 방법은 단위 셀의 제조 및 단위 셀을 부품으로 하는 배터리 제조 단계에서 전극 또는 분리막의 접힘 및 들뜸 현상이 방지되고, 배터리의 사용 과정에서도 전극과 분리막 들뜸 현상이 방지할 수 있다.
본 발명의 단위 셀 및 그 제조 방법은 단위 셀을 제조하는 과정, 단위 셀을 적층, 폴딩 또는 롤링하는 과정에서 전극이 접히거나 분리막과 전극이 들뜨는 것을 방지함으로써 전지의 수명 및 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 단위 셀은 분리막과 전극 사이에서 발생하는 가스를 쉽게 배출할 수 있으므로 분리막과 전극 간의 접촉성 저하를 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 단위 셀은 별도의 접착 조성물 없이, 양극은 양극 합재층에 함유된 바인더에 의해 제1 분리막에 접합되고, 음극은 제1 분리막과 제2 분리막 사이에 물리적으로 고정되므로, 접착 조성물 사용으로 인한 가스 발생이나 전지 성능 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 단위 셀을 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 단위 셀의 적층 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 단위 셀의 접합 대상 영역을 나타내는 개념도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
본 발명의 설명에 있어서, 유의하여야 할 점은 용어 "중심", "상", "하" "좌", "우", "수직", "수평", "내측", "외측", “일면”, “타면” 등이 지시한 방위 또는 위치 관계는 도면에서 나타낸 방위 또는 위치 관계, 또는 평소에 본 발명 제품을 사용할 시 배치하는 방위 또는 위치관계에 기초한 것이고, 본 발명의 설명과 간략한 설명을 위한 것일 뿐, 표시된 장치 또는 소자가 반드시 특정된 방위를 가지고 특정된 방위로 구성되거나 조작되어야 하는 것을 제시 또는 암시하는 것이 아니므로 본 발명을 제한하는 것으로 이해해서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀의 구조를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다. 도 2는 단위 셀의 적층 구조를 나타내는 단면도이다. 도 3은 단위 셀의 접합 대상 영역을 나타내는 개념도이다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 단위 셀에 대해서 설명한다. 이하 설명에서, 도 1 내지 도 3에 도시된 x축 방향은 제1 방향이며, y축 방향은 제2 방향이고, z축 방향은 상하 방향이다.
단위 셀은 양극(100) 하나, 음극(300) 하나를 포함하는 최소단위의 셀일 수 있다. 즉, 단위 셀은 모노 셀일 수 있다. 더 구체적으로, 단위 셀은 두 장의 분리막(200, 400)과, 하나의 양극(100), 하나의 음극(300)을 포함할 수 있다.
본 발명의 단위 셀은 폴딩, 롤링 또는 복수로 적층되어 전극 조립체로 가공되어 사용될 수 있다. 본 발명의 단위 셀은 각형 전지, 원통형 전지, 파우치 형 전지 등에 사용될 수 있다. 바람직하게는 파우치형 전지에 사용될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 단위 셀은,
양극(100);
상기 양극(100)의 상면에 적층되는 제1 분리막(200);
상기 제1 분리막(200)의 상면에 적층되는 음극(300); 및
상기 음극(300)의 상면에 적층되는 제2 분리막(400)을 포함하는 것일 수 있다.
상기 제1 분리막(200) 및 상기 제2 분리막(400) 각각의 면적은 상기 음극(300) 및 상기 양극(100) 각각의 면적보다 커서 상기 음극(300) 및 상기 양극(100)에 접하지 않는 가장자리 영역(음영 부분)을 포함하며, 상기 제1 분리막(200)과 상기 제2 분리막(400)의 가장자리 영역은 분리막들(200,400)끼리 서로 접합될 수 있다. 구체적으로, 양극(100)은 제1 분리막(200)에 접합되고, 음극(300)은 제1 분리막(200)과 제2 분리막(400) 사이에 샌드위치되어 고정될 수 있다.
상기 양극(100)은 양극 바인더를 포함하고, 상기 음극(300)은 음극 바인더를 포함하며, 상기 양극 바인더는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF)계 바인더를 포함하고, 상기 음극 바인더는 스티렌부타디엔 고무(SBR)계 및 카복시메틸셀룰로오스(CMC) 중 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다. 이때, 상기 제1 분리막(200) 및 상기 제2 분리막(400)의 소재는 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 따라서, 양극(100)은 양극 바인더 소재로 인해 별도의 접착제 없이 적정 열과 압력에 의해 제1 분리막(200)에 접합될 수 있다.
또한 음극(300)은 제1 분리막(200)과 제2 분리막(400) 사이에 샌드위치되어 있고, 제1 분리막(200)과 제2 분리막(400)의 가장자리가 적정 열과 압력에 의해 접합되므로 별도의 접착제 없이 고정될 수 있다.
단위 셀은 상술된 바와 같이, 양극(100), 음극(300), 제1 분리막(200) 및 제2 분리막(400)이 서로 결합 및 고정됨으로써, 접힘, 들뜸 등이 방지될 수 있다. 더하여, 단위 셀의 이동, 롤링, 폴딩 등의 공정 중에도 안정적으로 펼쳐진 상태를 유지할 수 있다.
도 2는 일 구현예에 따른 단위 셀의 적층 구조를 보다 상세하게 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 양극(100)은 양극 활물질, 도전재 및 상기 양극 바인더를 포함하는 제1 양극 합재층(110)과, 상기 제1 양극 합재층(110)의 상면에 적층되는 양극 집전체(130)와, 상기 양극 집전체(130)의 상면에 적층되고 상기 양극 활물질, 도전재 및 상기 양극 바인더를 포함하는 제2 양극 합재층(120)을 포함하는 것일 수 있다. 이때, 상기 제2 양극 합재층(120)은 별도의 접착제 없이 상기 양극 바인더에 의해서 상기 제1 분리막(200)에 접합될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 음극(300)은 음극 활물질, 도전재 및 상기 음극 바인더를 포함하는 제1 음극 합재층(310)과, 상기 제1 음극 합재층(310)의 상면에 적층되는 음극 집전체(330)와, 상기 음극 집전체(330)의 상면에 적층되고 상기 음극 활물질, 도전재 및 상기 음극 바인더를 포함하는 제2 음극 합재층(320)을 포함하는 것일 수 있다. 제1 음극 합재층(310)은 제1 분리막(200)과 대면하고, 제2 음극 합재층(320)은 제2 분리막(400)과 대면할 수 있다.
양극 활물질은 LCO(리튬 코발트산화물), LMO(리튬 망간산화물), NCM(니켈 코발트 망간), NCA(니켈 코발트 알루미늄), LFP(리튬 인산철) 등일 수 있다.
음극 활물질은 흑연계, 실리콘계 물질 등일 수 있다.
도전재는 본 발명이 속한 기술분야에서 도전재로 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않으나, 일례로 탄소계 도전재 및 금속계 도전재를 포함하고, 구체적인 예로 천연 흑연, 인조 흑연, 그래핀(graphene) 등의 흑연; 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 파네스 블랙, 램프 블랙, 서멀 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유, 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 탄소 나노 튜브 등의 도전성 튜브; 플루오로카본; 알루미늄 분말, 니켈 분말 등의 도전성 금속 분말; 산화아연 위스커, 티탄산칼륨 위스커 등의 도전성 위스커; 산화티탄 등의 도전성 금속 산화물; 및 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 유기화합물; 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이며, 바람직하게는 탄소계 도전재일 수 있다.
양극 바인더는 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride, PVdF) 계 바인더일 수 있다. PVdF계 바인더는 구체적인 예로 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF), 폴리(비닐리덴 플루오라이드-co-헥사플루오로프로필렌)(PVdF-HFP), 폴리비닐리덴 플루오라이드-co-트리클로로에틸렌 (PVdF-TCE), 폴리(비닐리덴 플루오라이드-co-클로로트리플루오로에틸렌)(PVdF-CTFE), 폴리(비닐리덴 플루오라이드-co-테트라플루오로에틸렌(PVdF-TFE) 및 폴리(비닐리덴 플루오라이드-co-트리플루오로에틸렌(PVdF-TrFE)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이다.
양극과 분리막이 접착제 없이 열과 압력에 의해 접합될 수 있도록 하기 위하여, 양극 바인더는 양극 바인더는 소정 압력 하에 70℃ 이상 또는 80℃ 이상에서 융착되는 것이 바람직하며, 이차전지 수명 성능 저하를 방지하기 위해서는 그 이하의 온도에서는 용융하지 않는 것이 바람직하다.
음극 바인더는 스티렌-부타디엔 고무(SBR)계 바인더 또는 카복시메틸셀룰로오스(CMC)일 수 있다
SBR계 바인더는 구체적인 예로 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 및 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 고무로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 단위 셀의 접합 대상 영역을 나타내는 개념도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 분리막(미도시) 및 상기 제2 분리막(400)이 서로 대면하는 영역 중 상기 음극(300)과 대면하지 않는 영역(음영 부분 전체)이 접합 대상 영역(500)이다. 접합 대상 영역(500)은 제1 분리막(미도시) 및 제2 분리막이 서로 접합되어 있는 접합 영역(510)과 서로 접합되어 있지 않은 유로 영역(520)을 포함할 수 있다. 상기 접합 대상 영역(500)의 전체 면적 대비 전체 접합 영역(510)의 면적비는 0.5 내지 0.9 이고, 전체 유로 영역(520)의 면적비는 0.1 내지 0.5 일 수 있다. 바람직하게는 접합 대상 영역(500)의 전체 면적 대비 전체 유로 영역(520)의 면적비가 0.15 이상, 0.2 이상 또는 0.25 이상, 그리고 0.45 이하, 0.4 이하 또는 0.35 이하일 수 있고, 더욱 바람직하게는 0.28 내지 0.32, 또는 약 0.3 일 수 있다. 상기 유로 영역(520)은 상기 음극(300)에서 발생하는 가스가 배출 가능하도록 하거나 전해질 함침 시에 음극(300)이 더 빠르게 함침될 수 있도록 한다.
구체적으로, 완성된 이차전지가 충전 또는 방전하게 될 때, 음극 활물질 또는 음극(300) 부위에서 발생하게 되는 가스가 유로 영역(520)을 통해서 배출되고, 제1 분리막(200) 또는 제2 분리막(400)이 음극(300)으로부터 들뜨는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 이차전지 제조과정 중 전극 조립체를 전지 케이스에 수용시킨 후 전해질을 전지 케이스에 주액하는 공정에서, 유로 영역(520)을 통해 전해질이 음극(300)에 더 빠르게 유입됨으로써, 음극 활물질은 더 빠르게 함침될 수 있다.
바람직한 구현예에 따르면, 상기 음극(300), 상기 제1 분리막(200) 및 상기 제2 분리막(400)은 상기 제1 방향(x) 및 상기 제2 방향(y)을 변으로 하는 직사각형 형상으로 마련될 수 있다. 더 구체적인 예로, 상기 음극(300)은 상기 제1 방향(x)으로의 길이가 상기 제2 방향(y)으로의 길이보다 더 긴 직사각형 형상으로 마련될 수 있다. 이때, 제2 방향으로 연장된 음극(300)의 변에는 외부와 전기적 연결을 위한 리드-탭(미도시)이 연결될 수 있다. 상기 접합 대상 영역(500) 중 제2 방향으로 연장된 음극(300)의 변에 접하는 접합 대상 영역에는 유로 영역(520)이 마련되지 않을 수도 있다. 해당 영역에는 리드-탭이 형성될 수 있기 때문에, 리드-탭을 통해 가스가 배출될 수도 있고, 리드-탭과 함께 추가적인 유로 영역(520)의 형성은 구조적으로 불안정해질 수 있기 때문이다.
상기 접합 대상 영역(500)은 상기 제2 방향에 대해서 상기 음극(300)을 중심으로 양측에 형성되는 영역을 포함하며, 상기 음극(300)의 일측 단부로부터 상기 접합 대상 영역(500)의 상기 제2 방향으로의 길이(폭)는 상기 음극(300)의 상기 제2 방향의 길이(폭)의 1% 내지 70%, 예를 들어 2% 이상, 3% 이상, 4% 이상, 5% 이상, 그리고 65% 이하, 60% 이하, 55% 이하, 50% 이하, 45% 이하, 40% 이하, 35% 이하 또는 30% 이하일 수 있다. 해당 길이는 제1 분리막(200) 및 제2 분리막(400)의 강성 등의 물성을 고려하여 결정될 수 있다. 바람직하게는, 상기 음극(300)의 일측 단부로부터 상기 접합 대상 영역(500)의 상기 제2 방향으로의 길이(폭)는 상기 음극(300)의 상기 제2 방향의 길이(폭)의 3% 내지 50%으로 형성되는 것일 수 있다. 더 바람직하게는, 상기 음극(300)의 일측 단부로부터 상기 접합 대상 영역(500)의 상기 제2 방향으로의 길이(폭)는 상기 음극(300)의 상기 제2 방향의 길이(폭)의 5% 내지 30%으로 형성되는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 음극(300)의 일측 단부로부터 상기 접합 대상 영역(500)의 상기 제2 방향으로의 길이(폭)는 40㎛ 내지 100㎛ 일 수 있다.
상기 음극(300)의 상기 제2 방향 상의 일측 단부로부터 상기 유로 영역(520)의 상기 제2 방향으로의 길이는 상기 제1 분리막(200)의 가장자리 또는 상기 제2 분리막(400)의 가장자리까지 일 수 있다.
상기 유로 영역(520)은 1개 존재할 수도 있지만, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 음극(300)의 상기 제2 방향 상의 단부에서 상기 유로 영역(520)은 복수의 세부 영역으로 분할되어 있을 수 있으며, 상기 복수의 세부 영역 각각은 상기 제1 방향으로 서로 소정 간격으로 이격되어 있을 수 있다. 이격 간격은 일정할 수도 있고 일정하지 않을 수도 있다. 상기 복수의 세부 영역 각각의 제1 방향으로의 길이는 서로 동일하거나 다를 수 있다. 즉, 상기 유로 영역(520)은 복수의 세부 영역으로 분할되며, 상기 복수의 세부 영역 각각은 상기 제1 방향으로 서로 소정 간격 이격되고, 상기 복수의 세부 영역 각각은 상기 제2 방향 상에 있어서 일단부는 음극(300)에 연결되고 타단부는 상기 제1 분리막(200) 또는 상기 제2 분리막(400)의 가장자리에 닿는 것일 수 있다. 따라서, 음극(300)에서 생성된 가스는 유로 영역(520)을 통해 제1 분리막(200) 및 제2 분리막(400)이 둘러싸고 있는 영역의 바깥으로 배출될 수 있다.
본 발명의 단위 셀이 젤리롤 타입의 전극 제조에 사용되는 경우에는 중심부의 곡률이 더 큰 것을 고려하여 접합 영역(510)과 유로 영역(520)의 길이와 이격 간격을 적절하게 변화시킬 수 있다.
본 발명의 단위 셀을 제조하는 단위 셀 제조 방법은,
양극(100)을 준비하는 단계(S1);
상기 양극(100)의 일면에 제1 분리막(200)을 적층하는 단계(S2);
상기 제1 분리막(200)의 상면에 음극(300)을 적층하는 단계(S3);
상기 음극(300)의 상면에 제2 분리막(400)을 적층하는 단계(S4); 및
적층된 상기 양극(100), 상기 음극(300), 상기 제1 분리막(200) 및 상기 제2 분리막(400)에 열과 압력을 가하여 접착하되, 상기 제1 분리막(200) 및 상기 제2 분리막(400) 각각의 면적은 상기 양극(100) 및 상기 음극(300) 각각의 면적보다 커서 상기 음극 및 상기 양극에 접하지 않는 가장자리 영역을 포함하며, 상기 제1 분리막(200)과 상기 제2 분리막(400)의 상기 가장자리 영역을 서로 접합하는 단계(S3S5)를 포함하는 것일 수 있다.
바람직한 구현예에 따르면, 상기 S5 단계에서, 상기 제1 분리막(200)과 상기 제2 분리막(400)의 가장자리는 상기 제1 분리막(200) 및 상기 제2 분리막(400)이 서로 대면하는 영역 중 상기 음극(300)과 대면하지 않는 영역으로서 접합 대상 영역(500)이고, 상기 접합 대상 영역(500)은 상기 제1 분리막(200)과 상기 제2 분리막(400)이 접합된 접합 영역(510)과 접합되지 않은 비접합 영역을 포함하며, 상기 비접합 영역이 상기 음극(300)에서 발생하는 가스가 배출되도록 하거나 전해질이 상기 음극(300)에 유입되도록 하는 유로 영역(520)을 형성하는 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 S5 단계에서, 상기 유로 영역(520)에는 열차단 수단이 접촉되고, 상기 접합 영역(510)에는 가열 수단이 접촉되는 것일 수 있다.
열차단 수단은 단열 소재의 블록이거나, 열을 빠르게 외부로 배출 가능한 방열 수단이 구비된 냉각 지그일 수 있다. 양극, 제1 분리막, 음극 및 제2 분리막을 가열가압 적층시 이러한 열차단 수단을 이용하여 유로 영역이 확보되도록 할 수 있다.
가열 수단은 IR 히터 등을 구비한 가열 지그일 수 있다. 접착제 없이 열과 압력에 의해서만 제1 분리막과 양극, 또는 제1 분리막 및 제2 분리막이 서로 접합할 수 있도록 하기 위해서는 소정 압력을 가하는 것이 바람직하다. 가열 지그의 가열 온도는 60 ~ 200℃ 로 조절가능한 것이 바람직하다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
[부호의 설명]
100...양극 110...제1 양극 합재층 120...제2 양극 합재층 130...양극 집전체 200...제1 분리막 300...음극 310...제1 음극 합재층 320...제2 음극 합재층 330...음극 집전체 400...제2 분리막 500...접합 대상 영역 510...접합 영역 520...유로 영역

Claims (14)

  1. 양극;
    상기 양극의 일면에 적층되는 제1 분리막;
    상기 제1 분리막의 상면에 적층되는 음극; 및
    상기 음극의 상면에 적층되는 제2 분리막을 포함하고,
    상기 제1 분리막 및 상기 제2 분리막 각각의 면적은 상기 음극 및 상기 양극 각각의 면적보다 커서 상기 음극 및 상기 양극에 접하지 않는 가장자리 영역을 포함하며,
    상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막은 상기 가장자리 영역이 서로 접합되는 것인 단위 셀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 양극은 양극 바인더를 포함하고,
    상기 음극은 음극 바인더를 포함하며,
    상기 양극 바인더는 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF)계를 포함하고,
    상기 음극 바인더는 스티렌부타디엔고무(SBR)계 및 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 중 하나 이상을 포함하며,
    상기 제1 분리막 및 상기 제2 분리막의 소재는 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP) 중 하나 이상을 포함하는 것인 단위 셀.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 양극은,
    양극 활물질, 도전재 및 상기 양극 바인더를 포함하는 제1 양극 합재층과,
    상기 제1 양극 합재층의 상면에 적층되는 양극 집전체와,
    상기 양극 집전체의 상면에 적층되고 상기 양극 활물질, 도전재 및 상기 양극 바인더를 포함하는 제2 양극 합재층을 포함하고,
    상기 제2 양극 합재층은 상기 양극 바인더에 의해서 상기 제1 분리막에 접합되는 것인 단위 셀.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 분리막 및 상기 제2 분리막이 서로 대면하는 영역 중 상기 음극과 대면하지 않는 영역이 접합 대상 영역이고, 상기 접합 대상 영역은 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막이 서로 접합되어 있는 접합 영역과 서로 접합되어 있지 않은 비접합 영역을 포함하며,
    상기 접합 영역의 면적은 상기 접합 대상 영역 면적 대비 0.5 내지 0.9의 면적비를 갖는 것인, 단위 셀.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 비접합 영역은 상기 접합 대상 영역 면적 대비 0.1 내지 0.5의 면적비를 가지며, 상기 음극에서 발생하는 가스가 배출되도록 하거나 전해질이 상기 음극에 유입되도록 하는 유로 영역을 형성하는 것인 단위 셀.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 음극, 상기 제1 분리막 및 상기 제2 분리막은 제1 방향 및 상기 제1방향에 수직한 제2 방향으로 연장된 직사각형 형상인, 단위 셀.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 음극, 상기 제1 분리막 및 상기 제2 분리막은 상기 제1 방향으로의 길이가 상기 제2 방향으로의 길이보다 더 길고,
    상기 접합 대상 영역은 상기 제2 방향에 대해서 상기 음극을 중심으로 양측에 형성되며,
    상기 음극의 일측 단부로부터 상기 접합 대상 영역의 상기 제2 방향으로의 길이는 상기 음극의 상기 제2 방향의 길이의 1% 내지 70%인, 단위 셀.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 유로 영역의 제2 방향으로의 길이는 상기 음극의 상기 제2 방향 상의 일측 단부로부터 상기 제1 분리막의 가장자리 또는 상기 제2 분리막의 가장자리까지인 것인 단위 셀.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 유로 영역은 복수의 세부 영역으로 분할되며,
    상기 복수의 세부 영역 각각은 상기 제1 방향으로 서로 소정 간격으로 이격되어 있는 것인 단위 셀.
  10. 양극을 준비하는 단계(S1);
    상기 양극의 일면에 제1 분리막을 적층하는 단계(S2);
    상기 제1 분리막의 상면에 음극을 적층하는 단계(S3);
    상기 음극의 상면에 제2 분리막을 적층하는 단계(S4);
    적층된 상기 양극, 상기 음극, 상기 제1 분리막 및 상기 제2 분리막에 열과 압력을 가하여 접합하되, 상기 제1 분리막 및 상기 제2 분리막 각각의 면적은 상기 음극 및 상기 양극 각각의 면적보다 커서 상기 음극 및 상기 양극에 접하지 않는 가장자리 영역을 포함하며, 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 상기 가장자리 영역을 서로 접합하는 단계(S5)를 포함하는 것인 단위 셀 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 S5 단계에서, 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막의 가장자리는 상기 제1 분리막 및 상기 제2 분리막이 서로 대면하는 영역 중 상기 음극과 대면하지 않는 영역으로서 접합 대상 영역이고,
    상기 접합 대상 영역은 상기 제1 분리막과 상기 제2 분리막이 접합된 접합 영역과 접합되지 않은 비접합 영역을 포함하며, 상기 비접합 영역이 상기 음극에서 발생하는 가스가 배출되도록 하거나 전해질이 상기 음극에 유입되도록 하는 유로 영역을 형성하는 것인 단위 셀 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 S5 단계에서,
    상기 유로 영역에는 열차단 수단이 접촉되는 것인 단위 셀 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 S5 단계에서,
    상기 접합 영역에는 가열 수단이 접촉되는 것인 단위 셀 제조 방법.
  14. 제1항에 따른 단위 셀을 포함하는 이차전지.
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