WO2018217016A1 - 전극조립체 및 그 전극조립체의 제조 방법 - Google Patents

전극조립체 및 그 전극조립체의 제조 방법 Download PDF

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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to an electrode assembly and a method for manufacturing the electrode assembly, and more particularly, to an electrode assembly and a method for manufacturing the electrode assembly that can increase the product stability during manufacturing by stacking a plurality of electrode units.
  • Cells or batteries that generate electric energy through physical or chemical reactions of materials and supply power to the outside cannot obtain AC power supplied to buildings according to the living environment surrounded by various electric and electronic devices. It is used when DC power is needed.
  • the primary battery is a consumable battery, commonly referred to as a battery.
  • the secondary battery is a rechargeable battery manufactured using a material that can be repeated a number of redox process between the current and the material, the power is charged when the reduction reaction to the material by the electric current, the oxidation reaction to the material When performed, the power is discharged. As the charge-discharge is repeatedly performed, electricity is generated.
  • Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2006-0122344 discloses an overlapping lithium secondary battery including a conventional hetero electrode active material layer.
  • This conventional lithium secondary battery has produced a folding cell in which a plurality of electrode laminates are stacked.
  • the pouch-type battery has a problem in that the tension applied is lower in the full length direction (the direction in which the electrode tab is formed) than the full width direction because the pouch-type battery takes a method of winding and folding the electrode laminate in the full width direction (the direction perpendicular to the electrode tab).
  • the upper part of the electrode stack in which the positive / negative electrode tabs are positioned has a problem in that adhesion between the separator and the electrode is low because electrode units such as bicells are stacked relatively loosely.
  • This problem may be a lithium film (Li-plating) can be generated by increasing the resistance of the upper electrode laminated body, there is a disadvantage in the thermal safety evaluation items such as heating (heating) because the sealing of the upper end is difficult.
  • the present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to provide an electrode assembly and a method of manufacturing the electrode assembly that can ensure the safety of the electrode unit.
  • an electrode assembly includes a plurality of electrode units in which electrode tabs are formed and the plurality of electrode units are stacked so as to be separated from each other and folded in the direction in which the electrode tabs are formed and the opposite direction in which the electrode tabs are formed. It characterized in that it comprises a side membrane member.
  • the electric field-side separator member may include a folding part that is folded at a portion corresponding to the electrode tab.
  • the electrical field-side separation membrane member may include a tab hole perforated to allow the electrode tab to penetrate the folding portion.
  • the apparatus may further include a full width side separator member extending from the full length side separator member and formed in a direction orthogonal to the full length side separator member.
  • the full-width side separator member may be folded in a direction perpendicular to a direction in which the electrode tab is formed while stacking the electrode units stacked next to the plurality of electrode units so as to be separated from each other.
  • the full width side membrane member may be formed at at least one end of the full length side membrane member.
  • the full width side membrane member may be formed in the length of the full length side membrane member.
  • the electrode unit may be entirely covered except for the electrode tab by the full length side separator member and the full width side separator member.
  • the electrode unit may be a unit assembly in which a separator is stacked between an anode and a cathode.
  • a method of preparing an electrode assembly includes preparing a plurality of electrode units in which electrode tabs are formed, and a direction in which an electrode tab is formed in the electrical field-side separation membrane member so that the plurality of electrode units are separated from each other. It is characterized in that it comprises a full-length side stacking step of laminating while folding in the opposite direction the electrode tab is formed.
  • the full width side separator member is stacked while being folded in a direction orthogonal to the direction in which the electrode tab is formed so as to separate the electrode units stacked subsequent to the plurality of electrode units in succession to the full length side lamination step.
  • a full width side lamination step may be further included.
  • FIG. 1 is an exploded view showing an electrode assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view illustrating a stacking of the electrode assembly of FIG. 1 by folding.
  • FIG 3 is an exploded view showing an electrode assembly according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a front view illustrating a folding and stacking of the electrode assembly of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a side view of FIG. 4.
  • FIG. 6 is an exploded view illustrating an electrode assembly according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a side view illustrating a folding and stacking of the electrode assembly of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a flowchart sequentially illustrating a method of manufacturing an electrode assembly according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is an exploded view illustrating an electrode assembly according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a side view illustrating the electrode assembly of FIG. 1 folded and stacked.
  • an electrode assembly according to an embodiment of the present invention is stacked such that the plurality of electrode units 10 and the plurality of electrode units 10 in which the electrode tabs 11 are formed are separated from each other. While the electrode tab 11 is formed in the direction and the electrode tab 11 is formed in the opposite direction is formed (folding) includes a full-length side membrane member 20.
  • the electrode unit 10 may be, for example, a bicell-shaped unit assembly of a cathode (cathode) / separator / cathode (anode) / separator / anode (cathode), and in another embodiment, an anode / separator / It may be in the form of a full cell of a cathode, or in another embodiment, may be a single electrode of a cathode or an anode.
  • the electric field-side separator member 20 may include a folding part 21 that is folded at a portion corresponding to the electrode tab 11 of the electrode unit 10.
  • the electric field-side separation membrane member 20 may include a tab hole 23 bored to allow the electrode tab 11 to penetrate the folding part 21.
  • the tab hole 23 may be drilled in a portion requiring the penetration of the electrode tab 11 in the electric field side separation membrane member 20.
  • the electric field side separator member 20 Since the electrode tab 11 penetrates through the tab hole 23 when the folding part 21 of the electric field side separator member 20 is folded at a portion corresponding to the electrode tab 11 of the electrode unit 10, the electric field side separator It is possible for the member 20 to cover the electrode unit 10 in the electric field direction L of the electrode unit 10. In the full-length direction L of the electrode unit 10, all portions except the electrode tab 11 may be covered.
  • the gas may be discharged through the tap hole 23 when the gas is generated due to the reaction of the electrode and the electrolyte in the state in which the electrode assembly is installed inside the secondary battery.
  • the electrode unit 10 is stacked by folding the separator to the electric field side of the electrode unit 10, that is, the side where the electrode tab 11 is formed, the electrode tab 10 is formed between the electrode and the separator at a portion where the sealing is difficult. Adhesion can be increased.
  • the resistance of the portion where the electrode tab 11 of the electrode unit 10 is formed can be lowered to prevent the formation of a lithium film and to ensure stability even in thermal safety evaluation such as heating.
  • the membrane member is conventionally folded only in the full width direction (W), the tension is low in the full length direction, and thus the electrode and the separator are relatively loose in the full length direction (L), and thus the upper end of the full length direction (L). Relatively increased resistance, good lithium film (Li-plating) formation, and was disadvantageous in thermal safety evaluation.
  • the electric field-side separation membrane member 20 is folded to secure the adhesive force between the separation membrane and the electrode unit 10, so it is safe even in evaluation such as drop. Can be secured.
  • the present invention is the full width direction (W) As the separator member covers the electrode end, a short circuit can be easily prevented without such sealing.
  • FIG. 3 is an exploded view illustrating an electrode assembly according to another exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a front view illustrating a folding and stacking of the electrode assembly of FIG. 3
  • FIG. 5 is a side view of FIG. 4. .
  • the electrode assembly according to another embodiment of the present invention extends from the full-length side membrane member 20, full-width side separation membrane formed in a direction orthogonal to the full-length side membrane member 20 It may further include a member (30).
  • the full width side membrane member 30 may extend orthogonally extend from at least one end of the full length side membrane member 20.
  • FIG. 6 is an exploded view illustrating an electrode assembly according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a side view illustrating the electrode assembly of FIG. 6 folded and stacked.
  • the electrode assembly according to another embodiment of the present invention may have the full width side membrane member 30 formed in the length of the full length side membrane member 20.
  • the electrode units 10a stacked after the two electrode units 10 may be separated from each other and stacked.
  • the electrode assembly may be manufactured by first folding the separator member 20 in the full length direction L and then folding the separator member 30 in the full width direction W to stack the electrode units. have.
  • the electrode unit 10a may be folded in a direction orthogonal to the direction in which the electrode tab 11 is formed.
  • the electrode unit 10 is covered by the full length side membrane member 20 to the full length side and covered by the full width side membrane member 30 to the full width side so that the four sides of the electrode unit 10 are the electrode tabs 11. Except for the whole can be covered.
  • the electrode unit 10 is entirely covered by the separator except for the electrode tab 11, a portion adjacent to the electrode tab 11, which is difficult to seal in the electrode unit 10, is also strong between the electrode unit 10 and the separator.
  • the adhesive force is maintained to block the formation of the lithium film (Li-plating) and increase the safety in the thermal safety evaluation, such as heating (heating).
  • a portion of the electrode unit 10 opposite to the electrode tab 11 may be maintained with strong adhesion to the separator to ensure safety in drop evaluation.
  • the electrode assembly according to the present invention may have an effect generated by all four surfaces of the electrode unit being completely covered with a separator.
  • the four edges of the electrode unit are not closed by heat fusion or adhesion but are covered with a separator member. This can prevent damage of the electrode which may occur during the thermal fusion treatment or the adhesion treatment.
  • the membrane of the full-length side membrane member 20 and the full-width side membrane member 30 is, for example, polyethylene (PE), polystyrene (PS), polypropylene (PP) and polyethylene (PE) and It can be prepared by coating a polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-HFP co-polymer) on any one substrate selected from the group consisting of a copolymer of polypropylene (PP) have.
  • PE polyethylene
  • PS polystyrene
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • PVDF-HFP co-polymer polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer
  • FIG. 8 is a flowchart sequentially illustrating a method of manufacturing an electrode assembly according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the method of manufacturing an electrode assembly according to an exemplary embodiment of the present invention includes a preparation step S1 and a lamination step S2.
  • the preparation step S1 is a step of preparing the plurality of electrode units 10 in which the electrode tabs 11 are formed.
  • the full length stacking step S2 may include placing the plurality of electrode units 10 on the full length side membrane member 20.
  • the electric field-side separator 20 is folded in the direction in which the electrode tab 11 of the electrode unit 10 is formed and in the opposite direction in which the electrode tab 11 is formed, thereby stacking the plurality of electrode units 10. .
  • the electrode tab 11 penetrates through the tab hole 23 drilled in the electric field-side separator member 20 when the electrode tab 11 of the electrode unit 10 is folded in the electric field-side separator member 20. can do.
  • the electrode units 10a to be stacked next to the plurality of electrode units 10 stacked on the electric field-side separator member 20 in succession to the electric field-side lamination step S2 are separated from each other.
  • a full width side laminating step of laminating may be further included.
  • the electrode unit 10a is placed on the full width side separator member 30 and the full width side separator member 30 is folded in a direction orthogonal to the direction in which the electrode tab 11 of the electrode unit 10a is formed.
  • the electrode units 10a can be stacked.
  • the electrode assembly according to the present invention and a method of manufacturing the electrode assembly have been described with reference to the illustrated drawings, but the present invention is not limited to the embodiments and drawings described above, and the present invention within the claims. Various implementations are possible by those skilled in the art.

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Abstract

본 발명은 복수 개의 전극 유닛을 적층하여 제조 시 제품 안정성을 높일 수 있는 전극조립체 및 그 전극조립체의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 전극 탭이 형성된 복수 개의 전극 유닛 및 상기 복수 개의 전극 유닛을 서로 분리되도록 적층하면서 상기 전극 탭이 형성된 방향으로 및 상기 전극 탭이 형성된 반대 방향으로 폴딩 되는 전장 측 분리막부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전극조립체 및 그 전극조립체의 제조 방법
관련출원과의 상호인용
본 출원은 2017년 5월 25일자 한국 특허 출원 제10-2017-0064898호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 전극조립체 및 그 전극조립체의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 복수 개의 전극 유닛을 적층하여 제조 시 제품 안정성을 높일 수 있는 전극조립체 및 그 전극조립체의 제조 방법에 관한 것이다.
물질의 물리적 반응이나 화학적 반응을 통해 전기에너지를 생성시켜 외부로 전원을 공급하게 되는 전지(cell, battery)는 각종 전기전자 기기로 둘러싸여 있는 생활환경에 따라, 건물로 공급되는 교류전원을 획득하지 못할 경우나 직류전원이 필요할 경우 사용하게 된다.
이와 같은 전지 중에서 화학적 반응을 이용하는 화학전지인 일차전지와 이차전지가 일반적으로 많이 사용되고 있는데, 일차전지는 건전지로 통칭되는 것으로 소모성 전지이다.
또한, 이차전지는 전류와 물질 사이의 산화환원과정이 다수 반복 가능한 소재를 사용하여 제조되는 재충전식 전지로서, 전류에 의해 소재에 대한 환원반응이 수행되면 전원이 충전되고, 소재에 대한 산화반응이 수행되면 전원이 방전되는데, 이와 같은 충전-방전이 반복적으로 수행되면서 전기가 생성되게 된다.
대한민국 공개특허공보 제10-2006-0122344호에는 종래의 이종 전극 활물질층을 포함하고 있는 중첩식 리튬 이차전지가 개시되어 있다.
이러한 종래의 리튬 이차전지는 복수 개의 전극적층체가 적층된 폴딩 셀을 제작하였다.
그런데 파우치형 전지는 전극적층체의 전폭 방향(전극 탭과 직교하는 방향)으로 와인딩하여 폴딩하는 방식을 취하기 때문에 가해지는 텐션이 전폭방향 대비 전장방향(전극 탭이 형성된 방향)이 낮은 문제점이 있었다.
또한, 양/음극의 전극 탭이 위치한 전극적층체 상단부는 상대적으로 느슨하게 바이셀 등과 같은 전극 유닛이 적층되어 있어 분리막과 전극 간의 접착력이 낮다는 문제점이 있었다.
이러한 문제점은 전극적층체 상단부의 저항을 증가시켜 리튬 막(Li-plating)이 생성될 수 있으며, 상단부의 실링이 어렵기 때문에 히팅(heating) 등의 열안전성 평가 항목에서도 불리한 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 전극 유닛의 안전성을 확보할 수 있는 전극조립체 및 그 전극조립체의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체는 전극 탭이 형성된 복수 개의 전극 유닛 및 상기 복수 개의 전극 유닛을 서로 분리되도록 적층하면서 상기 전극 탭이 형성된 방향으로 및 상기 전극 탭이 형성된 반대 방향으로 폴딩 되는 전장 측 분리막부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 전장 측 분리막부재는 상기 전극 탭에 대응하는 부분에 폴딩되는 폴딩부를 포함할 수 있다.
상기 전장 측 분리막부재는, 상기 폴딩부에 상기 전극 탭이 관통할 수 있도록 천공된 탭홀을 포함할 수 있다.
상기 전장 측 분리막부재로부터 연장되고, 상기 전장 측 분리막부재와 직교되는 방향으로 형성되는 전폭 측 분리막 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 전폭 측 분리막 부재는 상기 복수 개의 전극 유닛에 이어서 적층되는 전극 유닛들을 서로 분리되도록 적층하면서 상기 전극 탭이 형성된 방향과 직교하는 방향으로 폴딩될 수 있다.
상기 전폭 측 분리막 부재는 상기 전장 측 분리막부재의 적어도 하나 이상의 단부에 형성될 수 있다.
상기 전폭 측 분리막 부재는 상기 전장 측 분리막부재의 길이 중에 형성될 수 있다.
상기 전극 유닛은 상기 전장 측 분리막부재 및 상기 전폭 측 분리막 부재에 의해 상기 전극 탭을 제외한 전체가 커버될 수 있다.
상기 전극 유닛은 양극과 음극 사이에 분리막이 적층된 형태의 단위조립체일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체의 제조 방법은 전극 탭이 형성된 복수 개의 전극 유닛을 준비하는 준비 단계 및 상기 복수 개의 전극 유닛을 서로 분리되도록 전장 측 분리막부재가 상기 전극 탭이 형성된 방향 및 상기 전극 탭이 형성된 반대 방향으로 폴딩되면서 적층하는 전장 측 적층 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 전장 측 전층 단계 이후에 상기 전장 측 적층 단계와 연속하여 상기 복수 개의 전극 유닛들에 이어서 적층되는 전극 유닛들을 서로 분리되도록 전폭 측 분리막부재가 상기 전극 탭이 형성된 방향과 직교되는 방향으로 폴딩되면서 적층하는 전폭 측 적층 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전극 유닛의 상단부 안전성을 확보하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 전극 유닛의 하단부 안전성을 확보하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 드랍 테스트(drop test) 시 안전성을 확보하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 열안전성 평가 항목에서 안전성을 확보하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체를 전개하여 도시한 전개도이다.
도 2는 도 1의 전극조립체를 폴딩하여 적층한 것을 측면에서 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극조립체를 전개하여 도시한 전개도이다.
도 4는 도 3의 전극조립체를 폴딩하여 적층한 것을 정면에서 도시한 정면도이다.
도 5는 도 4의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극조립체를 전개하여 도시한 전개도이다.
도 7은 도 6의 전극조립체를 폴딩하여 적층한 것을 측면에서 도시한 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체의 제조 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전극조립체 및 그 전극조립체의 제조 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체를 전개하여 도시한 전개도이고, 도 2는 도 1의 전극조립체를 폴딩하여 적층한 것을 측면에서 도시한 측면도이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체는 전극 탭(11)이 형성된 복수 개의 전극 유닛(10) 및 상기 복수 개의 전극 유닛(10)을 서로 분리되도록 적층하면서 상기 전극 탭(11)이 형성된 방향 및 상기 전극 탭(11)이 형성된 반대 방향으로 폴딩(folding) 되는 전장 측 분리막부재(20)를 포함한다.
전극 유닛(10)은 일 실시예로 양극(음극)/분리막/음극(양극)/분리막/양극(음극)의 바이셀(bicell) 형태의 단위조립체일 수 있고, 다른 실시예로 양극/분리막/음극의 풀셀(full cell) 형태일 수 있고, 또 다른 실시예로 음극 또는 양극의 단일 전극 일 수도 있다.
전장 측 분리막부재(20)는 전극 유닛(10)의 전극 탭(11)에 대응하는 부분에 폴딩되는 폴딩부(21)를 포함할 수 있다.
전장 측 분리막부재(20)는 폴딩부(21)에 전극 탭(11)이 관통할 수 있도록 천공된 탭홀(23)을 포함할 수 있다.
또한, 탭홀(23)은 폴딩부(21) 이외에도 전장 측 분리막부재(20)에서 전극 탭(11)의 관통을 필요로 하는 부위에 천공될 수 있다.
전장 측 분리막부재(20)의 폴딩부(21)가 전극 유닛(10)의 전극 탭(11)에 대응하는 부분에서 폴딩 될 시 전극 탭(11)은 탭홀(23)을 관통하기 때문에 전장 측 분리막부재(20)가 전극 유닛(10)을 전극 유닛(10)의 전장 방향(L)으로 덮을 수 있도록 할 수 있다. 전극 유닛(10)의 전장 방향(L)으로 전극 탭(11)을 제외한 부분을 모두 덮을 수 있다.
또한, 전극조립체가 이차전지의 내부에 설치된 상태에서 전극과 전해액의 반응으로 인해 가스가 발생할 시 탭홀(23)을 통해 가스가 배출될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 전극 유닛(10)의 전장 측 즉 전극 탭(11)이 형성된 측으로 분리막을 폴딩하여 전극 유닛(10)을 적층하기 때문에 실링이 어려운 전극 탭(11) 형성 부분에서 전극과 분리막 간의 접착력을 높일 수 있다.
따라서 전극 유닛(10)의 전극 탭(11)이 형성된 부분의 저항을 낮춰 리튬 막의 형성을 방지하고 히팅(heating) 등의 열안전성 평가에서도 안정성을 확보할 수 있다.
즉, 종래에는 전폭 방향(W)으로만 분리막부재를 폴딩하였기 때문에 전장방향으로는 텐션이 낮게 걸리고, 따라서 전장 방향(L)에서 전극과 분리막이 상대적으로 느슨하고, 그에 따라서 전장 방향(L) 상단부에서 상대적으로 저항이 증가되고 리튬막(Li-plating) 형성이 잘되며, 열안전성 평가에서 불리하였다.
또한, 전극 유닛(10)의 전극 탭(11) 형성 부분의 반대측도 전장 측 분리막부재(20)가 폴딩되어 분리막과 전극 유닛(10) 간의 접착력을 확보하기 때문에 드롭(drop) 등의 평가에서도 안전성을 확보할 수 있다.
더불어 종래는 전폭 방향(W)으로만 폴딩하였으므로, 전장방향 전극탭(11) 형성부에서 단락방지를 위해서 전극 탭 형성부 측에서 분리막 단부를 실링하는 경우가 있었지만, 본원발명은 전폭 방향(W)으로 전극 단부를 분리막부재가 덮으므로 이러한 실링 없이도 손쉽게 단락이 방지될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극조립체를 전개하여 도시한 전개도이고, 도 4는 도 3의 전극조립체를 폴딩하여 적층한 것을 정면에서 도시한 정면도이고, 도 5는 도 4의 측면도이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극조립체는 전장 측 분리막부재(20)로부터 연장되고, 전장 측 분리막부재(20)와 직교되는 방향으로 형성되는 전폭 측 분리막 부재(30)를 더 포함할 수 있다.
전폭 측 분리막 부재(30)는 전장 측 분리막부재(20)의 적어도 하나 이상의 단부로부터 직교되게 연장 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극조립체를 전개하여 도시한 전개도이고, 도 7은 도 6의 전극조립체를 폴딩하여 적층한 것을 측면에서 도시한 측면도이다.
도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극조립체는 전폭 측 분리막 부재(30)가 전장 측 분리막부재(20)의 길이 중에 형성될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 다른 실시예와 또 다른 실시예에 따른 전극조립체는 전폭 측 분리막 부재(30)가 전장 측 분리막 부재(20)에 적층되는 복수 개의 전극 유닛(10)을 향해 폴딩되면서 복수 개의 전극 유닛(10)에 이어서 적층되는 전극 유닛(10a)들을 서로 분리되며 적층되게 할 수 있다.
도 6을 참조하면, 먼저 전장 방향(L)으로 분리막 부재(20)를 폴딩한 후에 다시 전폭 방향(W)으로 분리막 부재(30)를 폴딩하여 전극 유닛들을 적층함으로써 전극조립체를 제조하는 방식일 수 있다.
이 경우, 전극 유닛(10a)은 전극 탭(11)이 형성된 방향과 직교하는 방향으로 폴딩될 수 있다.
따라서 전극 유닛(10)은 전장 측 분리막부재(20)에 의해 전장 측으로 커버(cover)되고 전폭 측 분리막 부재(30)에 의해 전폭 측으로 커버되어 전극 유닛(10)의 네 면은 전극 탭(11)을 제외한 전체가 커버될 수 있다.
즉 전극 유닛(10)이 전극 탭(11)을 제외한 전체가 분리막에 의해 커버되기 때문에 전극 유닛(10)에서 실링이 어려운 전극 탭(11)과 인접한 부위도 전극 유닛(10)과 분리막과의 강한 접착력이 유지되어 리튬막(Li-plating) 생성을 차단하고 히팅(heating) 등의 열안전성 평가에서 안전성을 높일 수 있다.
그리고 전극 유닛(10)에서 전극 탭(11) 형성 반대측 부위도 분리막과의 강한 접착력을 유지하여 드롭(drop) 평가에서 안전성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에서의 전극조립체는 전극 유닛의 네 면이 모두 분리막으로 완전히 덮여 있게 됨으로써 발생되는 효과도 가질 수 있다.
전극 유닛의 테두리 네 면은 열융착 또는 접착 처리에 의하여 닫혀 있는 것이 아니라 분리막 부재로 덮여 있는 것이다. 이는 열 융착 처리나 접착 처리시 발생 가능한 전극의 손상(damage)를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 전장 측 분리막부재(20)와 전폭 측 분리막부재(30)의 분리막은 예를 들어, 폴리에틸렌(PE), 폴리스틸렌(PS), 폴리프로필렌(PP) 및 폴리에틸렌(PE)과 폴리프로필렌(PP)의 공중합체(co-polymer)로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나의 기재에 폴리비닐리덴 플로우라이드-헥사플로로프로필렌 공중합체(PVDF-HFP co-polymer)를 코팅함으로써 제조될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체의 제조 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체의 제조 방법은 준비 단계(S1) 및 적층 단계(S2)를 포함한다.
준비 단계(S1)는 전극 탭(11)이 형성된 복수 개의 전극 유닛(10)을 준비하는 단계이다.
전장 측 적층 단계(S2)는 복수 개의 전극 유닛(10)을 전장 측 분리막부재(20)에 올려놓는 단계를 포함할 수 있다.
그리고 전장 측 분리막부재(20)가 전극 유닛(10)의 전극 탭(11)이 형성된 방향 및 상기 전극 탭(11)이 형성된 반대 방향으로 폴딩되면서 복수 개의 전극 유닛(10)을 서로 적층하는 단계이다.
그리고 전장 측 분리막부재(20)에서 전극 유닛(10)의 전극 탭(11)이 형성된 부분에서 폴딩될 시 전극 탭(11)은 전장 측 분리막부재(20)에 천공된 탭홀(23)을 관통하게 할 수 있다.
전장 측 적층 단계(S2) 이후에 전장 측 적층 단계(S2)와 연속하여 전장 측 분리막부재(20)에 적층된 복수 개의 전극 유닛(10)들에 이어서 적층되는 전극 유닛(10a)들을 서로 분리되도록 적층하는 전폭 측 적층 단계를 더 포함할 수 있다.
전폭 측 적층 단계는 전극 유닛(10a)을 전폭 측 분리막부재(30)에 올려놓고 전폭 측 분리막부재(30)가 전극 유닛(10a)의 전극 탭(11)이 형성된 방향과 직교되는 방향으로 폴딩하면서 전극 유닛(10a)을 적층할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 전극 유닛의 상단부 안전성을 확보하는 효과가 있고, 전극 유닛의 하단부 안전성을 확보하는 효과가 있고, 드롭 테스트 시 안전성을 확보하는 효과가 있고, 열안전성 평가 항목에서 안전성을 확보하는 효과가 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 전극조립체 및 그 전극조립체의 제조 방법을 예시된 도면을 참고하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 실시가 가능하다.

Claims (11)

  1. 전극 탭(11)이 형성된 복수 개의 전극 유닛(10); 및
    상기 복수 개의 전극 유닛(10)을 서로 분리되도록 적층하면서 상기 전극 탭(11)이 형성된 방향으로 및 상기 전극 탭(11)이 형성된 반대 방향으로 폴딩(folding) 되는 전장 측 분리막부재(20); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전장 측 분리막부재(20)는 상기 전극 탭(11)에 대응하는 부분에 폴딩되는 폴딩부(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 전장 측 분리막부재(20)는,
    상기 폴딩부(21)에 상기 전극 탭(11)이 관통할 수 있도록 천공된 탭홀(23)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전장 측 분리막부재(20)로부터 연장되고, 상기 전장 측 분리막부재(20)와 직교되는 방향으로 형성되는 전폭 측 분리막 부재(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 전폭 측 분리막 부재(30)는 상기 복수 개의 전극 유닛(10)에 이어서 적층되는 전극 유닛(10a)들을 서로 분리되도록 적층하면서 상기 전극 탭(11)이 형성된 방향과 직교하는 방향으로 폴딩되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 전폭 측 분리막 부재(30)는 상기 전장 측 분리막부재(20)의 적어도 하나 이상의 단부에 형성되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 전폭 측 분리막 부재(30)는 상기 전장 측 분리막부재(20)의 길이 중에 형성되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 전극 유닛(10)은 상기 전장 측 분리막부재(20)및 상기 전폭 측 분리막 부재(30)에 의해 상기 전극 탭(11)을 제외한 전체가 커버되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 전극 유닛(10)은 양극과 음극 사이에 분리막이 적층된 형태의 단위조립체인 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  10. 전극 탭(11)이 형성된 복수 개의 전극 유닛(10)을 준비하는 준비 단계(S1); 및
    상기 복수 개의 전극 유닛(10)을 서로 분리되도록 전장 측 분리막부재(20)가 상기 전극 탭(11)이 형성된 방향 및 상기 전극 탭(11)이 형성된 반대 방향으로 폴딩되면서 적층하는 전장 측 적층 단계(S2); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 전장 측 전층 단계(S2) 이후에 상기 전장 측 적층 단계와 연속하여 상기 복수 개의 전극 유닛(10)들에 이어서 적층되는 전극 유닛(10a)들을 서로 분리되도록 전폭 측 분리막부재(30)가 상기 전극 탭(11)이 형성된 방향과 직교되는 방향으로 폴딩되면서 적층하는 전폭 측 적층 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조 방법.
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