KR100528896B1 - Electrode of secondary battery - Google Patents

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Abstract

목적 : 본 발명은 캔의 정해진 규격하에서 내부 구조를 변경하여 전지의 용량을 증대시키는 방안을 제공하는 것이 목적이다.Object: An object of the present invention is to provide a method of increasing the capacity of a battery by changing an internal structure under a predetermined standard of a can.

구성 : 음극기재(26)가 전극롤(22)의 외주를 감싸되 음극기재(26)의 끝부분 안쪽면이 그 하부의 음극기재(26) 바깥면과 용접되는 구조를 제안한다.Structure: The negative electrode substrate 26 surrounds the outer circumference of the electrode roll 22, but the inner surface of the end portion of the negative electrode substrate 26 is proposed to be welded to the outer surface of the negative electrode substrate 26.

효과 : 접착 테이프와 음극탭의 두께만큼 양극과 음극을 더 권취할 수 있게 되어 전지의 용량을 확대할 수 있을 뿐만 아니라, 전극롤의 바깥쪽에 배치된 음극과 캔이 접촉되는 방식이 채택되어 캔의 내부 하부면에 음극탭이 용접되는 공정이 줄어듬과 아울러 음극탭의 높이만큼 전극롤의 높이도 더 확대할 수 있어 전지의 용량을 더 확대할 수 있게 된다.Effect: The positive and negative electrodes can be wound more as much as the thickness of the adhesive tape and negative electrode tab, which not only increases the capacity of the battery but also adopts a method in which the negative electrode disposed on the outside of the electrode roll and the can contact each other. The process of welding the negative electrode tab to the inner lower surface is reduced, and the height of the electrode roll can be further increased by the height of the negative electrode tab, thereby further increasing the capacity of the battery.

Description

이차전지의 전극롤{Electrode of secondary battery} Electrode roll of secondary battery {Electrode of secondary battery}

본 발명은 이차전지의 전극롤에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 전극롤이 풀리지 말도록 음극기재의 끝부분에 붙여지는 접착 테이프와 캔과 음극을 접속시키는 음극 탭을 제거하여 이차전지의 관벽 접촉 방식이 채택되도록 하는 이차전지의 전극롤에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode roll of a secondary battery, and more particularly, to remove the negative electrode tab connecting the can and the cathode from the adhesive tape attached to the end of the negative electrode base so that the electrode roll does not loosen. It relates to an electrode roll of a secondary battery to be adopted.

이차전지는 전해물질에 담겨지는 양극과 음극 사이를 이동하는 이온의 물리화학적 반응을 이용한 전지로써 반복되는 충전과 방전이 가능하여 최근들어 널리 사용되고 있다.Secondary batteries have been widely used in recent years because they can be repeatedly charged and discharged as a battery using physicochemical reactions of ions moving between an anode and a cathode contained in an electrolytic material.

이러한 이차전지 중에서 원통형으로 제조된 전지의 구조는 전극롤을 원통형 캔의 내부에 삽입하고, 캔의 개구를 캡 어셈블리로 밀봉하여 얻어지는데, 특히 전극롤은 양극기재에 양극 활물질을 도포한 양극과, 세퍼레이터 및 음극기재에 음극 활물질을 도포한 음극이 함께 밀착된 극판군을 권취하여 얻어지는 것이다. 권취된 전극롤(2)은 도 4에 도시한 바와 같이 외곽에 세퍼레이터(6)가 배치되며 풀리는 것을 방지하고 전극롤(2)의 형태를 유지하기 위해서 접착 테이프(4)로 세퍼레이터(6)의 끝부분을 전극롤(2)의 외주에 부착하여 마감한다.Among the secondary batteries, the structure of a battery manufactured in a cylindrical shape is obtained by inserting an electrode roll into a cylindrical can and sealing the opening of the can with a cap assembly. Particularly, the electrode roll includes a cathode coated with a cathode active material on a cathode substrate, It is obtained by winding up the electrode plate group in which the negative electrode which apply | coated the negative electrode active material to the separator and the negative electrode base material contacted together. As shown in FIG. 4, the wound electrode roll 2 is provided with an adhesive tape 4 to prevent the separator 6 from being unwound and maintain the shape of the electrode roll 2. End is attached to the outer periphery of the electrode roll (2) to finish.

여기서, 전극롤(2)의 양극에 접속된 양극탭(8)이 전극롤(2)의 상부로 인출되어 캡 어셈블리와 용접되는 것이고, 음극탭(10)은 전극롤(2)의 외곽에 위치한 세퍼레이터(6)의 안쪽 음극에 용접되어져 전극롤(2)의 하부 중심부로 벤딩된 다음 캔의 내부 하단면에 용접되어지는 것이다.Here, the positive electrode tab 8 connected to the positive electrode of the electrode roll 2 is drawn out of the upper part of the electrode roll 2 to be welded with the cap assembly, and the negative electrode tab 10 is positioned outside the electrode roll 2. It is welded to the inner cathode of the separator 6, bent to the lower center of the electrode roll 2, and then welded to the inner bottom surface of the can.

이와 같은 전극롤이 삽입되는 이차전지가 실용화된 상태에서 가장 중요한 항목은 안전성과 얼만큼 용량이 큰 가에 달려있는 것인데, 특히 용량은 양극기재와 음극기재에 양극 활물질과 음극 활물질을 더욱 많이 도포시킴으로써 증대될 수 있기 때문에 양극이나 음극의 길이를 길게 가져가는 것이 바람직하나 길이를 길게 하면 전극롤의 직경이 커지게 됨으로 캔의 내부에 삽입되지 못하는 문제점이 있다.In the state where the secondary battery into which the electrode roll is inserted, the most important item depends on the safety and how large the capacity is. In particular, the capacity is increased by applying more positive electrode active material and negative electrode active material to the positive electrode material and the negative electrode material. Since the length of the positive electrode or the negative electrode may be increased, the length of the positive electrode or the negative electrode may be increased. However, when the length of the positive electrode or the negative electrode is increased, the diameter of the electrode roll increases.

또 한가지 방법으로 전극롤의 높이를 확대시키는 것도 생각해 볼 수 있으나, 이 또한 규격이 정해진 전지에서는 한계가 있음을 알 수 있다.In addition, it is conceivable to enlarge the height of the electrode roll by one method, but it can also be seen that there is a limit in the battery in which the standard is determined.

본 발명은 좀 더 확대된 용량을 추구할 수 있는 이차전지를 실현하기 위해 안출된 것으로, 특히 캔의 정해진 규격하에서 내부 구조를 변경하여 전지의 용량을 증대시키는 방안을 제공하는 것이 목적이다.The present invention has been made to realize a secondary battery capable of pursuing more expanded capacity, and an object of the present invention is to provide a method of increasing the capacity of a battery by changing an internal structure under a predetermined specification of a can.

이러한 목적을 달성하기 위해서 안출된 본 발명은 전극기재가 전극롤의 외주를 감싼 상태에서 전극기재의 끝부분 안쪽면이 그 하부의 전극기재 바깥면과 용접되는 구조를 제안한다.The present invention devised to achieve this object proposes a structure in which the inner surface of the end portion of the electrode base is welded to the outer surface of the electrode base of the lower portion in the state in which the electrode base is wrapped around the outer circumference of the electrode roll.

여기선, 전극기재는 양극기재 혹은 음극기재로 될 수 있고, 그 재질은 알루미늄 혹은 구리일 수 있다.Here, the electrode substrate may be a cathode substrate or a cathode substrate, the material may be aluminum or copper.

이에 따라, 접착 테이프와 음극탭의 두께만큼 양극과 음극을 더 권취할 수 있게 되어 전지의 용량을 확대할 수 있을 뿐만 아니라, 전극롤의 바깥쪽에 배치된 음극과 캔이 접촉되는 방식이 채택되어 캔의 내부 하부면에 음극탭이 용접되는 공정이 줄어듬과 아울러 음극탭의 높이만큼 전극롤의 높이도 더 확대할 수 있어 전지의 용량을 더 확대할 수 있게 된다. Accordingly, the positive electrode and the negative electrode can be further wound by the thickness of the adhesive tape and the negative electrode tab, thereby not only expanding the battery capacity but also adopting a method in which the negative electrode disposed on the outside of the electrode roll contacts the can. In addition to reducing the process of welding the negative electrode tab to the inner lower surface of the electrode roll, the height of the electrode roll can be further increased by the height of the negative electrode tab, thereby further increasing the capacity of the battery.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 이차전지의 구조를 보인 단면도이고, 도 2는 이차전지의 내부로 수납되는 전극롤을 사시도로 나타내고 있다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a secondary battery according to the present invention, Figure 2 is a perspective view of an electrode roll accommodated into the secondary battery.

도면에서 알 수 있듯이, 이차전지는 캔(20)의 내부에 전극롤(22)이 수납되고 캔(20)의 개구를 캡 어셈블리(24)로 밀봉한 구조로 되며, 전극롤(22)의 상하부에는 캡 어셈블리(24)와 캔(20)과 접촉을 피하기 위해 도시 생략된 절연판이 배치된다.As can be seen in the figure, the secondary battery has a structure in which the electrode roll 22 is accommodated in the can 20 and the opening of the can 20 is sealed with the cap assembly 24, and the upper and lower parts of the electrode roll 22 are formed. An insulating plate, not shown, is disposed to avoid contact with the cap assembly 24 and the can 20.

상기 전극롤(22)은 음극기재(26)에 음극활물질을 도포한 음극(28)과, 세퍼레이터(30) 및 양극기재에 양극활물질을 도포한 양극(32)으로 구성되어지되, 바람직하게는 음극(28), 세퍼레이터(30), 양극(32) 및 세퍼레이터(30)의 순서로 밀착된 극판군을 권취하여 얻어지는 것이며, 전극롤(22)의 가장 바깥쪽에는 음극(28)의 음극기재(26)가 배치된다. 특히, 양극기재와 음극기재(26)는 알루미늄 혹은 구리로 제조 가능하다.The electrode roll 22 is composed of a negative electrode 28 coated with a negative electrode active material on the negative electrode substrate 26, a separator 30 and a positive electrode 32 coated with a positive electrode active material on the positive electrode substrate, preferably a negative electrode (28), the separator 30, the positive electrode 32, and the separator 30 are obtained by winding up a group of closely adhered electrode plates, and on the outermost side of the electrode roll 22, the negative electrode substrate 26 of the negative electrode 28 is formed. ) Is placed. In particular, the positive electrode base material and the negative electrode base material 26 may be made of aluminum or copper.

상기 음극(28)은 본 발명의 특징에 따라 캔(20)의 내측면에 접촉되기 위하여 전극롤(22)의 바깥쪽에 배치되는 음극기재(26)에 음극 활물질이 도포되지 않은 상태로 권취되는 것으로 특히, 전극롤(22)의 바깥쪽에서 적어도 1회전 이상 권취되어 최소한 한번은 음극기재(26) 끼리 접촉될 수 있도록 하고, 도 3에 도시한 바와 같이 음극기재(26)의 끝부분에 대향되는 전극롤(22)의 외주에 지지대(34)를 밀착시키고 음극기재(26)의 끝부분을 1회전 되기 전의 음극기재(26) 바깥면에 용접(36)시키는 것이다.The negative electrode 28 is to be wound in a state in which the negative electrode active material is not applied to the negative electrode substrate 26 disposed outside the electrode roll 22 in order to contact the inner surface of the can 20 according to the characteristics of the present invention. In particular, the electrode roll 22 is wound at least one rotation outside the electrode roll 22 to be in contact with the negative electrode substrate 26 at least once, and as shown in FIG. 3, the electrode roll facing the end of the negative electrode substrate 26. The support 34 is in close contact with the outer circumference of 22 and the end of the negative electrode base 26 is welded to the outer surface of the negative electrode base 26 before being rotated once.

이와 같이 제조되는 전극롤(22)은 종래와 같이 음극기재(26)에 음극탭을 용접하여 전극롤의 하단부 중심으로 벤딩하지 않아도 되고, 또한 전극롤(22)이 풀리지 않도록 음극기재(26)의 끝부분에 접착된 접착 테이프가 필요하지 않게 됨으로서 음극탭과 접착 테이프에 해당하는 두께만큼 양극과 음극을 더 길게 연장시켜 권취함으로써 전지의 용량을 확대할 수 있다.The electrode roll 22 manufactured as described above does not have to be bent to the center of the lower end of the electrode roll by welding the negative electrode tab to the negative electrode substrate 26 as in the prior art, and also to prevent the electrode roll 22 from being loosened. Since the adhesive tape bonded to the end is not necessary, the capacity of the battery can be expanded by extending the winding of the positive electrode and the negative electrode by a length corresponding to the thickness of the negative electrode tab and the adhesive tape.

또한, 전극롤(22)의 하단부에서 벤딩된 음극탭의 두께만큼 전극롤(22)의 높이를 연장함으로 전지의 용량을 더 확대할 수 있는 것이다.In addition, the capacity of the battery may be further extended by extending the height of the electrode roll 22 by the thickness of the negative electrode tab bent at the lower end of the electrode roll 22.

이런 전극롤(22)이 수납된 이차전지는 전지를 최초 충방전하는 과정에서 전극롤(22)이 팽창하게 되어 용접(36)되었던 부분이 떨어져 나가고 이는 음극의 음극기재(26)와 캔(20)의 접촉을 더욱 면적을 더욱 확대시키는 결과를 얻게 된다.In the secondary battery in which the electrode roll 22 is accommodated, the electrode roll 22 expands in the process of initially charging and discharging the battery, and thus the portion of the secondary battery 22 that is welded 36 is detached. This results in a larger contact area.

전술한 실시예에서는 음극기재가 전극롤의 바깥쪽에 배치되는 경우에 대해 설명했으나, 양극기재가 전극롤의 바깥쪽에 배치되더라도 동일한 결과를 얻을 수 있으며, 이러한 구조는 원통형 이차전지에 국한되지 아니하며 양극, 세퍼레이터 및 음극을 권취하여 사용하는 모든 이차전지에 적용될 수 있음을 밝히는 바이다.In the above-described embodiment, the case in which the negative electrode substrate is disposed on the outer side of the electrode roll has been described. However, even when the positive electrode substrate is disposed on the outer side of the electrode roll, the same result can be obtained. Such a structure is not limited to the cylindrical secondary battery. It is found that the separator and the negative electrode can be applied to all secondary batteries.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는 종래의 문제점을 실질적으로 해소하고 있다.As described above, the embodiment of the present invention substantially solves the conventional problems.

즉, 접착 테이프와 음극탭의 두께만큼 양극과 음극을 더 권취할 수 있게 되어 전지의 용량을 확대할 수 있을 뿐만 아니라, 전극롤의 바깥쪽에 배치된 음극과 캔이 접촉되는 방식이 채택되어 캔의 내부 하부면에 음극탭이 용접되는 공정이 줄어듬과 아울러 음극탭의 높이만큼 전극롤의 높이도 더 확대할 수 있어 전지의 용량을 더 확대할 수 있게 된다.That is, the positive electrode and the negative electrode can be further wound by the thickness of the adhesive tape and the negative electrode tab, thereby not only expanding the battery capacity but also adopting a method in which the negative electrode disposed on the outside of the electrode roll and the can come into contact with each other. The process of welding the negative electrode tab to the inner lower surface is reduced, and the height of the electrode roll can be further increased by the height of the negative electrode tab, thereby further increasing the capacity of the battery.

따라서, 전지의 용량이 확대되어 제품의 신뢰도를 향상시키고 음극탭을 제거하여 제품원가를 절감할 수 있는 효과를 얻게 되는 것이다.Therefore, the capacity of the battery is increased to improve the reliability of the product and to obtain the effect of reducing the product cost by removing the negative electrode tab.

도 1은 본 발명에 따른 이차전지를 부분 절개하여 도시한 사시도,1 is a perspective view showing a partially cut secondary battery according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 이차전지의 전극롤을 보인 사시도,2 is a perspective view showing an electrode roll of a secondary battery according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 전극롤에 용접하는 모습을 보인 평면도,3 is a plan view showing a state of welding to the electrode roll according to the present invention,

도 4는 종래 공지된 이차전지의 전극롤을 보인 사시도.Figure 4 is a perspective view showing an electrode roll of a conventionally known secondary battery.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

20 : 캔22 : 전극롤20: can 22: electrode roll

24 : 캡 어셈블리26 : 음극기재24: cap assembly 26: negative electrode substrate

36 : 용접36: welding

Claims (3)

양극, 세퍼레이터 및 음극이 함께 권취되고, 최외곽에 양극 혹은 음극 중에서 어느 한 전극의 전극기재가 배치되는 이차전지의 전극롤에 있어서,In the electrode roll of the secondary battery in which the positive electrode, the separator and the negative electrode are wound together, and the electrode base material of any one of the positive electrode or the negative electrode is disposed at the outermost side, 상기 전극기재의 끝부분 안쪽면이 그 하부의 전극기재 바깥면과 용접되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 전극롤.The electrode roll of the secondary battery, characterized in that the inner surface of the end portion of the electrode base is welded with the outer surface of the electrode base. 제 1 항에 있어서, 상기 전극기재는 양극기재 혹은 음극기재인 것을 특징으로 하는 이차전지의 전극롤.The electrode roll of a secondary battery according to claim 1, wherein the electrode base material is a cathode base material or a cathode base material. 제 1 항에 있어서, 상기 전극기재는 알루미늄 혹은 구리인 것을 특징으로 하는 이차전지의 전극롤.The electrode roll of a secondary battery according to claim 1, wherein the electrode base material is aluminum or copper.
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