KR100833741B1 - Electrode assembly of jelly roll type and rechargeable battery with the same - Google Patents

Electrode assembly of jelly roll type and rechargeable battery with the same Download PDF

Info

Publication number
KR100833741B1
KR100833741B1 KR1020060123897A KR20060123897A KR100833741B1 KR 100833741 B1 KR100833741 B1 KR 100833741B1 KR 1020060123897 A KR1020060123897 A KR 1020060123897A KR 20060123897 A KR20060123897 A KR 20060123897A KR 100833741 B1 KR100833741 B1 KR 100833741B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode plate
jelly roll
electrode assembly
negative electrode
binder
Prior art date
Application number
KR1020060123897A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김진희
이상옥
임완묵
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
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 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020060123897A priority Critical patent/KR100833741B1/en
Priority to US11/987,897 priority patent/US20080138699A1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100833741B1 publication Critical patent/KR100833741B1/en

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
    • 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
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • 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
    • 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

Abstract

A jelly roll-type electrode assembly, and a secondary battery containing the electrode assembly are provided to allow winding process to be performed more easily and to prevent the reverse-winding of an electrode assembly and a mandrel by lengthening the uncoated area of an electrode plate instead of using a film separator. A jelly roll-type electrode assembly comprises a positive electrode(10) plate; a negative electrode plate(20); a ceramic layer(40) which is formed by coating a ceramic paste comprising an inorganic oxide filler, a binder and a solvent on at least one surface of a positive electrode plate and a negative electrode plate to prevent the shortage between the positive electrode plate and the negative electrode plate; an uncoated area which is a part where an active material is not coated on the positive electrode plate and the negative electrode plate; and a contact extension part(50) which is formed in at least one end of the uncoated areas of the positive electrode plate and the negative electrode plate and is made of an electrode base identical to the uncoated area so as to allow it to be in contact with a mandrel in case of winding.

Description

젤리롤형 전극 조립체 및 이를 구비하는 이차 전지{ELECTRODE ASSEMBLY OF JELLY ROLL TYPE AND RECHARGEABLE BATTERY WITH THE SAME}Jelly roll-type electrode assembly and a secondary battery having the same {ELECTRODE ASSEMBLY OF JELLY ROLL TYPE AND RECHARGEABLE BATTERY WITH THE SAME}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 젤리롤형 전극 조립체의 일 구성도. 1 is a configuration diagram of a jelly roll-type electrode assembly according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 A-A선 단면도.2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음극판의 일 단면도.3 is a cross-sectional view of a negative electrode plate according to an embodiment of the present invention.

도 4는 종래의 젤리롤형 전극 조립체의 일 구성도.Figure 4 is a configuration diagram of a conventional jelly roll type electrode assembly.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10:양극판 11:양극집전체10: anode plate 11: anode collector

12:양극활물질층 13:양극탭12: anode active material layer 13: anode tab

20:음극판 21:음극집전체20: negative electrode plate 21: negative electrode collector

22:음극활물질층 23:음극탭22: negative electrode active material layer 23: negative electrode tab

30:필름 세퍼레이터 40:세라믹층30: film separator 40: ceramic layer

50:접촉연장부 60:폴리머50: contact extension 60: polymer

본 발명은 젤리롤형 전극 조립체 및 이를 구비하는 이차 전지에 관한 것으로 서, 보다 상세하게는 양극판과 음극판 사이에 세라믹 세퍼레이터가 개재되어 형성된 젤리롤형 전극 조립체 및 이를 구비하는 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a jelly roll electrode assembly and a secondary battery having the same, and more particularly, to a jelly roll electrode assembly and a secondary battery having the ceramic separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate.

일반적으로 이차 전지는 일회용 전지와 달리 충전을 하면 반복해서 사용할 수 있는 전지로, 주로 통신용, 정보처리용, 오디오/비디오용 휴대기기의 주 전원으로 사용되고 있다. 최근에 이차 전지에 대한 관심이 집중되고 개발화가 급속히 이루어지고 있는 주된 이유는 이차 전지가 초경량, 고에너지밀도, 고출력전압, 낮은 자가방전율, 환경 친화적 배터리 및 긴 수명을 가진 전원이기 때문이다.In general, a secondary battery is a battery that can be repeatedly used when recharged, unlike a disposable battery, and is mainly used as a main power source for mobile devices for communication, information processing, and audio / video. The main reason for the recent interest in secondary batteries and rapid development is that secondary batteries are ultralight, high energy density, high output voltage, low self-discharge rate, environmentally friendly battery and long life.

이차 전지는 전극 활물질에 따라 니켈수소(Ni-MH)전지와 리튬이온(Li-ion)전지 등으로 나뉘며, 특히 리튬이온전지는 전해질의 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 경우와 고체 폴리머 전해질 혹은 겔 상의 전해질을 사용하는 경우로 나뉠 수 있다. 또한, 전극 조립체가 수용되는 용기의 형태에 따라 캔형과 파우치형 등 다양한 종류로 나눠진다.Secondary batteries are divided into nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries and lithium-ion (Li-ion) batteries according to electrode active materials. Lithium-ion batteries, in particular, use a liquid electrolyte or a solid polymer electrolyte or gel depending on the type of electrolyte. It can be divided into the case of using the electrolyte of the phase. In addition, according to the shape of the container in which the electrode assembly is accommodated are divided into various types, such as can type and pouch type.

리튬이온전지는 무게당 에너지 밀도가 일회용 전지에 비해 월등히 높아 초경량 배터리의 구현이 가능하고, 셀당 평균전압은 3.6V로 다른 이차전지인 니카드전지나 니켈수소전지의 평균전압 1.2V보다 3배의 컴팩트효과가 있다. 또한, 리튬이온전지는 자가방전율이 20℃에서 한달에 약 5%미만으로 니카드전지나 니켈수소전지에 비하여 약 1/3수준이고, 카드뮴(Cd)이나 수은(Hg)같은 중금속을 사용하지 않음으로써 환경 친화적이며, 또한, 정상적인 상태에서 1000회 이상의 충방전을 할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 이와 같은 장점을 바탕으로 최근의 정보통신기술의 발전과 더불어 그 개발이 급속히 이루어지고 있다.Lithium-ion batteries have a much higher energy density per weight than disposable batteries, making it possible to realize ultralight batteries. The average voltage per cell is 3.6V, which is three times the compact effect of 1.2V of other rechargeable batteries such as Ni-Cd batteries or nickel-metal hydride batteries. There is. In addition, lithium ion batteries have a self-discharge rate of less than about 5% per month at 20 ° C, which is about one third of that of nickel-cadmium batteries or nickel-metal hydride batteries, and does not use heavy metals such as cadmium (Cd) or mercury (Hg). Friendly, and also has the advantage that can be charged and discharged 1000 times or more under normal conditions. Therefore, on the basis of these advantages, with the recent development of information and communication technology, the development is rapidly made.

종래의 이차 전지는 양극판과 음극판 및 세퍼레이터로 이루어진 전극 조립체를 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 캔에 수납하고, 상기 캔의 상단 개구부를 캡조립체로 마감한 뒤, 캔 내부에 전해액을 주입하고 밀봉함으로써 베어셀을 형성한다. 상기 캔이 상기와 같이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되면 알루미늄의 가벼운 속성으로 전지의 경량화가 이루어질 수 있고, 고전압하에서 장시간 사용할 때에도 부식되지 않는 등 유리한 점이 있다.In the conventional secondary battery, an electrode assembly including a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator is accommodated in a can made of aluminum or an aluminum alloy, the top opening of the can is closed with a cap assembly, and the bare cell is injected and sealed into the can inside the can. To form. When the can is formed of aluminum or an aluminum alloy as described above, there is an advantage in that the weight of the battery can be reduced due to the light property of aluminum, and it does not corrode even when used for a long time under high voltage.

밀봉된 단위 베어셀은 PTC 소자(Positive Temperature Coefficient), 서멀 퓨즈(Thermal Fuse) 및 보호회로기판(PCM: Protective Circuit Module) 등의 안전장치 및 기타 전지 부속들과 연결된 상태로 별도의 하드 팩에 수납되거나, 핫 멜트 수지를 이용하여 몰드를 통해 완성된 외관을 형성하게 된다.The sealed unit bare cell is housed in a separate hard pack in connection with safety devices such as PTC (Thermal Temperature Coefficient), Thermal Fuse and Protective Circuit Module (PCM) and other battery accessories. Or by using a hot melt resin to form a finished appearance through the mold.

한편, 상기 전극 조립체의 세퍼레이터는 올레핀계 필름 세퍼레이터로 두 전극 사이에서 상기 양극판과 음극판의 단락을 방지하기 위해 설치된다. 그러나, 두 전극 사이에 존재하는 세퍼레이터가 전해질에 대한 충분한 투과성, 젖음성(wettability)을 갖지 못할 경우, 세퍼레이터는 두 전극 사이에서의 리튬 이온의 이동을 제한하여 전지의 전기적 특성을 떨어뜨리게 된다.On the other hand, the separator of the electrode assembly is an olefin-based film separator is installed to prevent a short circuit between the positive electrode plate and the negative electrode plate between the two electrodes. However, if the separator present between the two electrodes does not have sufficient permeability and wettability to the electrolyte, the separator limits the movement of lithium ions between the two electrodes, thereby degrading the electrical characteristics of the battery.

또한, 상기 세퍼레이터는 자체가 전지의 과열을 방지하는 안전장치의 역할도 하게 된다. 그러나, 전지의 온도가 어떤 이유로, 가령 외부 열전이 등의 이유로 갑자기 상승할 경우, 세퍼레이터의 미세 통공이 폐쇄됨에도 불구하고, 전지의 온도 상승이 일정 시간 계속되어 세퍼레이터의 파손이 생길 수 있다.In addition, the separator itself serves as a safety device to prevent overheating of the battery. However, if the temperature of the battery suddenly rises for some reason, for example, due to external heat transfer, the temperature rise of the battery may be continued for a certain period of time even though the micropores of the separator are closed, which may cause breakage of the separator.

더불어, 고밀도 활물질층에 의해 전지가 고용량화되어 극판의 밀도가 높아지 게 되면 극판에 전해액이 스며들지 않아 전지의 주액 속도가 느려지거나 필요한 전해액량 만큼 주액이 되지 않는 문제가 있다.In addition, when the battery is increased in capacity by the high-density active material layer, and the density of the electrode plate is increased, the electrolyte solution does not penetrate the electrode plate, thereby causing a problem in that the rate of injection of the battery is slowed or the solution is not made as much as the required amount of electrolyte solution.

또한, 충방전이 계속 진행되면 양극 및 음극 활물질과 전해액과의 산화환원반응에 의해 부반응물이 생성되므로 전해액의 고갈이 계속된다. 따라서, 양극과 음극 사이에서 이온이동의 매개체인 전해액의 절대량이 부족하게 되면 사이클 용량저하가 발생한다.In addition, when charging and discharging continue, the secondary reactant is generated by the redox reaction between the positive electrode and the negative electrode active material and the electrolyte, and thus the exhaustion of the electrolyte continues. Therefore, when the absolute amount of the electrolyte which is a medium of ion migration between the positive electrode and the negative electrode becomes insufficient, the cycle capacity decrease occurs.

더불어, 전지의 고용량화에 따라 이차 전지에서 단시간에 많은 전류가 흐르는 경우, 세퍼레이터의 미세 통공이 폐쇄되어도 전류 차단에 의해 전지의 온도가 낮아지기 보다는 이미 발생된 열에 의해 세퍼레이터의 용융이 계속되어 세퍼레이터 파손에 의한 내부 단락이 발생할 가능성이 커지는 문제점이 있다.In addition, when a large amount of current flows in the secondary battery in a short time due to the high capacity of the battery, even if the micropores of the separator are closed, the separator is continued to melt due to heat generated rather than lowering the temperature of the battery due to the current blocking. There is a problem that an internal short circuit is more likely to occur.

따라서, 전극 사이의 내부 단락을 높은 온도에서도 안정적으로 방지하는 것이 요청됨에 따라, 세퍼레이터는 세라믹 필러의 입자가 내열성 바인더와 결합되어 이루어지는 다공막을 가지는 세라믹 세퍼레이터로 구성된다.Accordingly, as it is desired to stably prevent internal short circuits between the electrodes even at high temperatures, the separator is composed of a ceramic separator having a porous membrane in which particles of the ceramic filler are combined with a heat resistant binder.

한편, 세퍼레이터로 올레핀계 필름 세퍼레이터를 사용하여 전극 조립체를 제조하는 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이, 와인딩시 필름 세퍼레이터(30)를 1회 내지 3회의 턴으로 먼저 감아 젤리롤의 권심부를 이루게 된다. 또한, 와인딩 완료 후에는 맨드렐에서 젤리롤을 분리하게 되는데, 이때, 상기 필름 세퍼레이터(30)는 마찰 계수가 작기 때문에 상기 젤리롤을 맨드렐에서 용이하게 분리할 수 있다.On the other hand, in the case of manufacturing the electrode assembly using the olefin-based film separator as a separator, as shown in Figure 4, when winding the film separator 30 in one to three turns during winding to form the core of the jelly roll do. In addition, after winding is completed, the jelly roll is separated from the mandrel. At this time, the film separator 30 may easily separate the jelly roll from the mandrel because the friction coefficient is small.

반면에, 세퍼레이터로 올레핀계 필름 세퍼레이터를 사용하지 않고 상기 세라믹 세퍼레이터를 사용하여 전극 조립체를 제조하는 경우에는 와인딩시 맨드렐에 의 해 양극판과 음극판의 무지부가 먼저 감기면서 양극판과 음극판이 젤리롤의 권심부를 이루게 되므로 와인딩이 용이하지 않고, 또한, 맨드렐에서 상기 젤리롤을 분리하는 경우에는 무지부에 코팅된 세라믹 세퍼레이터의 높은 마찰계수 때문에 젤리롤이 잘 분리되지 않아 마찰에 의한 전극 조립체와 맨드랠의 엇감김 현상이 발생하는 문제점이 있다.On the other hand, in the case of manufacturing the electrode assembly using the ceramic separator without using the olefin-based film separator as the separator, the uncoated portions of the positive electrode plate and the negative electrode plate are first wound by the mandrel during winding, so that the positive electrode plate and the negative electrode plate are wound around the jelly roll. Because the core is formed, the winding is not easy, and when the jelly roll is separated from the mandrel, the jelly roll is not easily separated due to the high coefficient of friction of the ceramic separator coated on the plain, and the electrode assembly and the mandrel due to friction There is a problem that the gap phenomenon occurs.

이에 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로 필름 세퍼레이터를 대신해 세라믹 세퍼레이터가 구비된 젤리롤형 전극 조립체 및 이를 구비한 이차 전지에 있어서, 종래의 필름 세퍼레이터가 먼저 수회 감기는 것과 동일한 방식으로 권취를 용이하게 한 젤리롤형 전극 조립체 및 이를 구비하는 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, in the jelly roll electrode assembly having a ceramic separator instead of the film separator and a secondary battery having the same, the same manner as the conventional film separator is wound several times first An object of the present invention is to provide a jelly roll electrode assembly and a secondary battery having the same, which facilitates winding.

본 발명의 다른 목적은, 권취된 전극 조립체를 맨드랠에서 용이하게 분리시켜 마찰에 의한 전극 조립체와 맨드랠의 엇감김 현상을 배제함으로써 신뢰성이 향상된 젤리롤형 전극 조립체 및 이를 구비한 이차 전지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a jelly roll type electrode assembly having improved reliability by eliminating the phenomenon of staggering of the electrode assembly and the mandrel due to friction by easily separating the wound electrode assembly from the mandrel, and a secondary battery having the same. will be.

본 발명의 또 다른 목적은, 전해액 함습이 빨라 전해액 주액 속도가 향상되고 전해액 보액성이 우수하여 전지수명 및 고율 방전특성과 저온특성을 향상시킨 젤리롤형 전극 조립체 및 이를 구비한 이차 전지를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a jelly roll electrode assembly and a secondary battery having the same, which improves battery life, high rate discharge characteristics, and low temperature characteristics by improving electrolyte pouring speed and excellent electrolyte holding property. .

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 젤리롤형 전극 조립체는 양극판과 음극판이 포함된 젤리롤형 전극 조립체에 있어서, 상기 양극판 또는 상기 음극판의 적어도 한 면에 코팅되어 상기 양극판과 상기 음극판의 단락을 방지하는 세라믹층과, 상기 양극판과 상기 음극판에 활물질이 코팅되지 않은 무지부 및 상기 양극판 또는 상기 음극판의 무지부 일 단에 연장형성되어 와인딩시 맨드랠과 접촉하도록 상기 무지부와 동일 전극기재로 이루어지는 접촉연장부가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a jelly roll electrode assembly according to the present invention is a jelly roll electrode assembly including a positive electrode plate and a negative electrode plate, is coated on at least one side of the positive electrode plate or the negative electrode plate to prevent short circuit between the positive electrode plate and the negative electrode plate A contact between the ceramic layer, an uncoated portion of which the active material is not coated on the positive electrode plate and the negative electrode plate, and an uncoated portion of the positive electrode plate or the negative electrode plate, which is formed at one end of the ceramic layer so as to contact the mandrel during winding. Characterized in that the extension is configured to include.

또한, 상기 접촉연장부는 1회 내지 3회의 턴으로 권취되도록 그 길이가 형성될 수 있다.In addition, the length of the contact extension portion may be formed to be wound in one to three turns.

또한, 상기 접촉연장부는 1cm 내지 10cm의 길이로 형성될 수 있다.In addition, the contact extension may be formed in a length of 1cm to 10cm.

또한, 상기 접촉연장부 상에는 폴리머가 코팅될 수 있다.In addition, a polymer may be coated on the contact extension part.

또한, 상기 접촉연장부 상에는 수지절연물이 부착될 수 있다.In addition, a resin insulator may be attached on the contact extension part.

또한, 상기 세라믹층은 무기산화물 필러에 바인더와 용매를 혼합하여 제조한 세라믹 페이스트를 상기 양극판 또는 음극판에 코팅하여 형성될 수 있다.In addition, the ceramic layer may be formed by coating a ceramic paste prepared by mixing a binder and a solvent with an inorganic oxide filler on the positive electrode plate or the negative electrode plate.

또한, 상기 무기산화물 필러는 밴드갭을 가지는 반도체 필러일 수 있다.In addition, the inorganic oxide filler may be a semiconductor filler having a band gap.

또한, 상기 무기산화물 필러는 알루미나(Al2O3)나, 지르코니아(ZrO2)나, 산화티탄(TiO2) 또는 실리카(SiO2)로 이루어질 수 있다.In addition, the inorganic oxide filler may be made of alumina (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ) or silica (SiO 2 ).

또한, 상기 바인더는 아크릴레이트 고무계열일 수 있다.In addition, the binder may be an acrylate rubber series.

또한, 상기 바인더는 상기 양극판 또는 상기 음극판에 도포된 활물질층의 유기계바인더와 대응하도록 수계바인더로 이루어질 수 있다.In addition, the binder may be formed of an aqueous binder so as to correspond to the organic binder of the active material layer applied to the positive electrode plate or the negative electrode plate.

또한, 상기 수계바인더는 SBR계로 이루어질 수 있다.In addition, the aqueous binder may be made of an SBR system.

또한, 상기 수계바인더와 조합되는 용매는 NMP나, 이소프로필알코올(Isopropylalcohol)이나, 톨루엔(Toluen) 또는 자일렌(Xilen)으로 이루어질 수 있다.In addition, the solvent combined with the aqueous binder may be NMP, isopropylalcohol (Isopropylalcohol), toluene (Toluen) or xylene (Xilen).

또한, 상기 바인더는 상기 양극판 또는 상기 음극판에 도포된 활물질층의 수계바인더와 대응하도록 유기계바인더로 이루어질 수 있다.In addition, the binder may be formed of an organic binder to correspond to the aqueous binder of the active material layer applied to the positive electrode plate or the negative electrode plate.

또한, 상기 유기계바인더는 PVDF계로 이루어질 수 있다.In addition, the organic binder may be made of PVDF.

또한, 상기 유기계바인더와 조합되는 용매는 물로 이루어질 수 있다.In addition, the solvent combined with the organic binder may be made of water.

또한, 본 발명의 다른 특징은, 젤리롤형 전극 조립체와 캔과 캡조립체로 이루어지는 이차 전지에 있어서, 상기 젤리롤형 전극 조립체에 구비된 두 극판의 적어도 한 면에 코팅되어 상기 두 극판의 단락을 방지하는 세라믹층과, 상기 두 극판에 활물질이 코팅되지 않은 무지부 및 상기 두 극판 중 일 극판의 무지부 일 단에 연장형성되어 와인딩시 맨드랠과 접촉하도록 상기 무지부와 동일 전극기재로 이루어지는 접촉연장부가 포함되어 구성될 수 있다.In addition, another feature of the present invention, in the secondary battery consisting of a jelly roll electrode assembly, a can and a cap assembly, is coated on at least one side of the two electrode plates provided in the jelly roll-type electrode assembly to prevent short circuit of the two electrode plates A contact extension part made of a ceramic layer, an uncoated portion having no active material coated on the two electrode plates, and an uncoated portion of one of the two electrode plates, which is formed at one end of the two electrode plates, and made of the same electrode substrate as the uncoated portion so as to contact the mandrel during winding. It can be configured to include.

이하, 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 젤리롤형 전극 조립체의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings illustrating a preferred embodiment of a jelly roll-type electrode assembly according to an embodiment of the present invention in detail.

본 발명의 일 실시예에 따른 젤리롤형 전극 조립체의 바람직한 일 실시예는 도 1에 도시된 바와 같이, 양극판(10)과, 음극판(20) 및 상기 양극판(10)과 음극판(20) 사이에 개재되어 상기 양극판(10)과 음극판(20)의 단락을 방지하고 리튬 이온의 이동만을 가능하게 하는 세퍼레이터로 이루어지며, 상기 양극판(10)과 세퍼레 이터 및 음극판(20)이 적층되고 권취되어 형성된다.As shown in FIG. 1, a jellyroll type electrode assembly according to an embodiment of the present invention has a positive electrode plate 10 and a negative electrode plate 20 interposed between the positive electrode plate 10 and the negative electrode plate 20. It is made of a separator to prevent the short circuit of the positive electrode plate 10 and the negative electrode plate 20 and to only move the lithium ions, the positive electrode plate 10 and the separator and the negative electrode plate 20 is laminated and wound is formed .

상기 양극판(10)은 양극집전체(11)와, 양극활물질층(12)과, 양극탭(13)이 포함되어 구성된다.The positive electrode plate 10 includes a positive electrode current collector 11, a positive electrode active material layer 12, and a positive electrode tab 13.

상기 양극집전체(11)는 박판의 알루미늄 호일로 형성되며, 양극집전체(11)의 양면에는 리튬계 산화물을 주성분으로 하는 양극활물질층(12)이 도포된다. 또한, 양극집전체(11)의 양단에는 양극활물질층(12)이 형성되지 않은 영역인 양극무지부가 형성된다.The positive electrode current collector 11 is formed of a thin aluminum foil, and a positive electrode active material layer 12 containing lithium-based oxide as a main component is coated on both surfaces of the positive electrode current collector 11. In addition, both ends of the positive electrode current collector 11 are provided with a positive electrode non-coating portion, which is a region where the positive electrode active material layer 12 is not formed.

상기 양극활물질층(12)에는 LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiMnO2 등의 리튬 산화물이 사용되어 형성된다.Lithium oxides such as LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiMnO 2, and the like are formed in the cathode active material layer 12.

상기 양극탭(13)은 상기 양극무지부 중 권취시 내주부에 위치되는 양극무지부에 초음파 용접 또는 레이져 용접에 의하여 고정된다. 상기 양극탭(13)은 니켈금속으로 형성되며 상단부가 양극집전체(11)의 상단부 위로 돌출되도록 고정된다.The positive electrode tab 13 is fixed by ultrasonic welding or laser welding to the positive electrode non-coating portion positioned in the inner circumference of the positive electrode non-coating portion. The positive electrode tab 13 is formed of nickel metal and is fixed such that an upper end thereof protrudes above an upper end of the positive electrode current collector 11.

상기 음극판(20)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 음극집전체(21)와, 접촉연장부(50)와, 음극활물질층(22) 및 음극탭(23)이 포함되어 구성된다.As shown in FIGS. 1 and 2, the negative electrode plate 20 includes a negative electrode current collector 21, a contact extension part 50, a negative electrode active material layer 22, and a negative electrode tab 23. .

상기 음극집전체(21)는 박판의 구리 호일로 형성되며, 음극집전체(21)의 양면에는 탄소재를 주성분으로 하는 음극활물질층(22)이 도포된다. 또한, 음극집전체(21)의 양단에는 음극활물질층(22)이 코팅되지 않은 영역인 음극무지부가 형성된다.The negative electrode current collector 21 is formed of a thin copper foil, and a negative electrode active material layer 22 containing a carbon material as a main component is coated on both surfaces of the negative electrode current collector 21. In addition, both ends of the negative electrode current collector 21 are provided with a negative electrode non-coating portion, which is a region where the negative electrode active material layer 22 is not coated.

상기 접촉연장부(50)는 와인딩시 맨드랠과 접촉하도록 상기 음극무지부 일 단에 형성되고, 이때, 상기 음극무지부와 동일한 기재인 박판의 구리 호일로 이루어진다. 한편, 상기 접촉연장부(50)는 도시되지 않았지만, 상기 양극무지부 일 단에 형성되되 상기 양극무지부와 동일기재인 박판의 알루미늄 호일로 이루어질 수 있다.The contact extension part 50 is formed at one end of the negative electrode non-coating portion to be in contact with the mandrel during winding. In this case, the contact extension 50 is made of a thin copper foil that is the same substrate as the negative electrode non-coating portion. Meanwhile, although not shown, the contact extension part 50 may be formed at one end of the positive electrode non-coating portion, but may be formed of a thin aluminum foil having the same base as the positive electrode non-coating portion.

또한, 상기 접촉연장부(50)는 와인딩시 상기 맨드랠에 의해 1회 내지 3회의 턴으로 먼저 권취되어 젤리롤의 권심부를 이루도록 그 길이가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 접촉연장부(50)는 1cm 내지 10cm의 길이로 형성될 수 있다. 상기 길이는 종래에 사용된 올레핀계 필름 세퍼레이터가 초기 권취시 상기 맨드렐에 의해 권취되기 위한 길이로, 상기 접촉연장부의 길이는 상기 올레핀계 필름 세퍼레이터의 초기 권취시 길이로 형성될 수 있다.In addition, the length of the contact extension 50 may be first wound by the mandrel in the turn one to three turns during winding to form the core of the jelly roll. Specifically, the contact extension 50 may be formed in a length of 1cm to 10cm. The length is a length for winding the olefin-based film separator used in the prior art by the mandrel during the initial winding, the length of the contact extension may be formed to the length during the initial winding of the olefin-based film separator.

한편, 상기 접촉연장부(50)는 그 마찰계수가 높은 경우에 와인딩 완료후 상기 맨드렐에서 젤리롤을 분리시키는 것이 용이하지 않다. 따라서, 상기의 문제점을 해결하기 위해 마찰 계수가 낮은 구리 호일을 사용하거나, 마찰계수가 높은 구리 호일을 사용하더라도 상기 접촉연장부(50) 상에 마찰계수가 낮은 폴리머층을 형성하여 맨드렐과 젤리롤의 분리를 용이하게 할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 접촉연장부(50) 상에 폴리머(60)를 코팅하거나, 수지절연물을 부착하여 맨드렐과 젤리롤의 분리를 용이하게 할 수 있다.On the other hand, the contact extension 50 is not easy to separate the jelly roll from the mandrel after the completion of the winding when the coefficient of friction is high. Therefore, in order to solve the above problems, even if a copper foil having a low friction coefficient or a copper foil having a high friction coefficient is used, a mandrel and a jelly are formed by forming a polymer layer having a low friction coefficient on the contact extension part 50. Separation of the roll can be facilitated. That is, as shown in FIG. 3, the polymer 60 may be coated on the contact extension 50 or a resin insulator may be attached to facilitate separation of the mandrel and the jelly roll.

상기 음극활물질층(22)에는 탄소(C) 계열 물질, Si, Sn, 틴 옥사이드, 틴 합금 복합체(composite tin alloys), 전이 금속 산화물 등이 사용되어 형성된다.The anode active material layer 22 is formed using a carbon (C) -based material, Si, Sn, tin oxide, tin alloy composites, transition metal oxides, or the like.

상기 음극탭(23)은 니켈금속으로 형성되며 양단의 음극무지부 중 권취시 내 주부에 위치되는 음극무지부에 음극탭(23)이 초음파 용접되어 고정된다. 상기 음극탭(23)은 그 상단부가 음극집전체(21)의 상단부 위로 돌출되도록 고정된다.The negative electrode tab 23 is made of nickel metal, and the negative electrode tab 23 is ultrasonically welded to the negative electrode non-coating portion positioned at the main part of the negative electrode non-coating portions at both ends thereof. The negative electrode tab 23 is fixed such that an upper end thereof protrudes above an upper end of the negative electrode current collector 21.

한편, 상기 세퍼레이터는 세라믹층(40) 만으로 이루어진다. 상기 세라믹층(40)은 무기산화물 필러와 세라믹용 바인더 및 용매를 혼합해 세라믹 페이스트를 제조한 후, 양극판(10) 또는 음극판(20)의 각각 한쪽만, 또는 양쪽 모두에 코팅하는 방법으로 형성될 수 있는데, 본 실시예에서는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 음극판(20)의 한쪽 면에 코팅되어 형성된다.On the other hand, the separator is composed of only the ceramic layer 40. The ceramic layer 40 may be formed by mixing an inorganic oxide filler, a ceramic binder, and a solvent to prepare a ceramic paste, and then coating only one or both of the positive electrode plate 10 or the negative electrode plate 20. In this embodiment, as shown in Figures 1 to 3, it is formed is coated on one side of the negative electrode plate (20).

세라믹층(40) 만으로 이루어진 세라믹 세퍼레이터는 종래의 올레핀 필름 세퍼레이터와 동일한 작용을 한다. 즉, 절연성의 상기 세라믹 세퍼레이터의 세라믹층(40)은 전기 전도성이 없기 때문에 양극판(10)과 음극판(20)의 쇼트를 막는 작용을 함과 동시에, 세라믹 분말 특성상 공극률이 높으므로 전해액 함습이 빨라 전해액의 주액속도를 향상시키고 전해액 보액성이 우수하여 전지 수명 및 고율 방전특성을 향상시킨다.The ceramic separator composed of only the ceramic layer 40 functions similarly to the conventional olefin film separator. That is, since the insulating ceramic layer 40 of the ceramic separator has no electrical conductivity, it prevents the short between the positive electrode plate 10 and the negative electrode plate 20 and at the same time has a high porosity due to the characteristics of the ceramic powder, so that the electrolyte solution moisture is fast. It improves the injection speed of and improves the battery life and high rate discharge characteristics with excellent electrolyte solution holding property.

하기의 표 1은 종래의 올레핀계 필름 세퍼레이터와 세라믹층의 공극율을 나타낸다. 세라믹층의 공극율은 세라믹 페이스트를 제조하여 음극판 상에 코팅한 후 측정했다. 또한, 공극율은 수은 포러시메타(Hg porosimeter)로 측정했다.Table 1 below shows the porosity of the conventional olefin-based film separator and the ceramic layer. The porosity of the ceramic layer was measured after preparing a ceramic paste and coating it on the negative electrode plate. In addition, the porosity was measured by the mercury porosimeter (Hg porosimeter).

올레핀계 필름 세퍼레이터인 1 내지 3의 폴리프로필렌(PP)이나 폴리에틸렌(PE) 세퍼레이터의 공극율보다 4 내지 7의 세라믹층의 공극율이 크다.The porosity of the ceramic layer of 4-7 is larger than the porosity of the polypropylene (PP) and polyethylene (PE) separator of 1-3 which are olefin type film separators.

세퍼레이터  Separator 공극율(%) Porosity (%) 1 One PP-PE-PP 3층 세퍼레이터  PP-PE-PP Three Layer Separator 38 38 2 2 PE 단층 세퍼레이터   PE single layer separator 41 41 3 3 PP 단층 세퍼레이터  PP single layer separator 45 45 4 4 알루미나(Al2O3) 세라믹층 Alumina (Al 2 O 3 ) Ceramic Layer 72 72 5 5 산화티탄(TiO2) 세라믹층 Titanium Oxide (TiO 2 ) Ceramic Layer 68 68 6 6 지르코니아(ZrO2) 세라믹층 Zirconia (ZrO 2 ) Ceramic Layer 66 66 7 7 실리카(SiO2) 세라믹층 Silica (SiO 2 ) Ceramic Layer 65 65

한편, 상기 무기산화물 필러는 밴드갭을 가지는 반도체 필러일 수 있고, 또한, 알루미나(Al2O3)나, 지르코니아(ZrO2)나, 산화티탄(TiO2) 또는 실리카(SiO2)로 이루어질 수 있다.On the other hand, the inorganic oxide filler may be a semiconductor filler having a band gap, and may also be made of alumina (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ) or silica (SiO 2 ). have.

상기 밴드갭을 가지는 반도체 필러는 알파(α)-알루미나(Al2O3)가 있으며 전지의 과충전 억제 효과가 있다. 즉, 밴드갭을 가지는 알파(α)-알루미나(Al2O3)로 이루어진 세라믹층이 음극판 상에 코팅되고, 고온으로 과충전되면 세라믹층의 기공사이로 리튬금속이 미세하게 석출된다. 이때, 알파(α)-알루미나(Al2O3)층 내에 리튬 금속이 석출되게 되면 알파(α)-알루미나(Al2O3)층 내에 석출된 리튬금속은 (-) 전하를 띠게 되고, 알파(α)-알루미나(Al2O3)층의 표면은 리튬금속 대비 (+) 전하를 띠게 된다. 따라서, 과충전시 양극활물질에서 유출된 Li+은 (+) 전하를 띈 알파(α)-알루미나(Al2O3)층에 의해 음극판으로의 유입이 저지된다. 상기와 같은 ION BLOCK 현상으로 전지의 과충전이 계속적으로 진행되지 않아 전지의 발화 및 폭발이 방지될 수 있다.The semiconductor filler having the band gap includes alpha (α) -alumina (Al 2 O 3 ) and has an effect of suppressing overcharge of a battery. That is, a ceramic layer made of alpha (α) -alumina (Al 2 O 3 ) having a band gap is coated on the negative electrode plate, and when the battery is overcharged to a high temperature, lithium metal is finely precipitated by pores of the ceramic layer. In this case, the alpha (α) - when alumina (Al 2 O 3) to be the lithium metal precipitated in the layer alpha (α) - alumina (Al 2 O 3) with the lithium metal precipitated in the layer is (-), and take on the charge, alpha The surface of the (α) -alumina (Al 2 O 3 ) layer has a positive charge compared to lithium metal. Therefore, Li + flowed out of the positive electrode active material during overcharging is prevented from entering the negative electrode plate by the alpha (α) -alumina (Al 2 O 3 ) layer charged with (+) charge. Due to the ION BLOCK phenomenon as described above, overcharging of the battery does not proceed continuously, thereby preventing ignition and explosion of the battery.

상기 바인더는 주로 고분자 수지로 이루어지며, 고분자 수지로는 200℃ 이상의 열에도 견딜 수 있는 아크릴레이트 고무계열인 아크릴레이트나 메타아크릴레이트의 중합체 또는 이들의 공중합체로 이루어지는 것이 바람직하고, 상온에서는 모노머와 폴리머의 중간 상태인 올리고머 상태로 존재하게 처리해서 용매와 혼합된 상태 즉, 바인더 솔루션 상태로 보관하여 페이스트를 만들 때 사용한다.The binder is mainly composed of a polymer resin, and the polymer resin is preferably composed of a polymer of acrylate or methacrylate, or a copolymer thereof, which is an acrylate rubber series that can withstand heat of 200 ° C. or higher. The polymer is treated in the oligomeric state, which is an intermediate state of the polymer, and mixed with the solvent, that is, stored in a binder solution for use in making a paste.

상기 바인더는 세라믹층 형성용 슬러리 내에 소량 사용되는 것이 바람직하다. 다시 말해서, 상기 세라믹층에서 세라믹 물질과 바인더의 비율은 질량 기준으로 98:2 내지 85:15 라면 무기산화물 필러가 바인더에 의해 완전히 덮이는 것을 방지할 수 있다. 즉, 바인더가 무기산화물 필러를 덮어 무기산화물 필러 내로 이온 전도가 제한되는 문제를 피할 수 있다.The binder is preferably used in a small amount in the slurry for forming a ceramic layer. In other words, if the ratio of the ceramic material and the binder in the ceramic layer is 98: 2 to 85:15 by mass, the inorganic oxide filler may be prevented from being completely covered by the binder. That is, the problem that the binder covers the inorganic oxide filler and the ion conductivity is limited into the inorganic oxide filler can be avoided.

한편, 상기 세라믹층을 음극판에 형성할 경우 음극활물질층의 바인더가 수계 바인더라면 세라믹층에 사용되는 세라믹용 바인더는 유기계를 사용해 혼합하고, 음극활물질층의 바인더가 유기계 바인더라면 상기 세라믹층에 사용되는 세라믹용 바인더는 수계 바인더를 사용해서 혼합하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 수계 바인더는 SBR계로, 상기 유기계 바인더는 PVDF계로 이루어질 수 있다. 상술한 바와 같이, 세라믹용 바인더를 음극활물질층의 바인더의 종류에 따라 달리 구성하는 이유는 활물질층과 세라믹층에 동일한 유기계 바인더 또는 수계 바인더를 사용할 경우, 용매에 있어서도 이와 동일한 유기계 용매 또는 수계 용매를 사용해야 하므로 이미 형성된 활물질층에 세라믹 페이스트를 코팅할 경우 먼저 건조 형성된 활물질층이 상기 세라믹 페이스트안의 용매에 다시 녹는 문제점이 발생할 수 있기 때문이다.On the other hand, when the ceramic layer is formed on the negative electrode plate, if the binder of the negative electrode active material layer is an aqueous binder, the ceramic binder used in the ceramic layer is mixed using an organic type, and the binder of the negative electrode active material layer is used for the ceramic layer if the binder is an organic binder. It is preferable to mix a binder for ceramics using an aqueous binder. In this case, the aqueous binder may be made of SBR, and the organic binder may be made of PVDF. As described above, the reason why the ceramic binder is differently configured according to the type of the binder of the negative electrode active material layer is that the same organic solvent or aqueous solvent is used in the solvent when the same organic binder or aqueous binder is used for the active material layer and the ceramic layer. This is because when the ceramic paste is coated on the already formed active material layer, a problem may occur in that the dried active material layer is dissolved again in the solvent in the ceramic paste.

상기 용매는 상기 세라믹용 바인더의 종류에 따라 달리 사용된다. 즉, 상기 세라믹용 바인더로 유기계 바인더를 사용하는 경우에는 상기 용매로 NMP와 Cyclohexanon의 구성비율을 0:100 내지 50:50으로 사용하거나, NMP 대신 이소프로필렌알코올(Isopropylalcohol)이나, 톨루엔(Toluen) 또는 자일렌(Xilen)을 사용할 수 있다.The solvent is used differently depending on the type of the binder for the ceramic. That is, when the organic binder is used as the ceramic binder, the composition ratio of NMP and Cyclohexanon is 0: 100 to 50:50 as the solvent, or isopropylalcohol, toluene or toluene instead of NMP. Xylene can be used.

또한, 상기 세라믹용 바인더로 수계 바인더를 사용하는 경우에는 상기 용매로 물을 사용할 수 있다.In the case of using an aqueous binder as the ceramic binder, water may be used as the solvent.

하기 표 2는 다양한 무기산화물 필러로 이루어진 세라믹층이 코팅된 극판의 젖음성과, 보액성과, 주액속도와, 주액량과, 고율 충방전 특성과, 저온 방전 특성 및 싸이클 용량 유지율을 나타내는 표이다.Table 2 below is a table showing the wettability, liquid retention, pouring rate, pouring amount, high rate charge and discharge characteristics, low temperature discharge characteristics, and cycle capacity retention rate of the ceramic plate coated with various inorganic oxide fillers.

양극   anode 음극   cathode 극판 상태로 측정Measured with the plate 전지 제작 후 측정Measurement after battery manufacturing 전해액 퍼진 직경mm (전해액 0.3g) Diameter of electrolyte spread mm (electrolyte 0.3g) 크로마토그래피 높이mm (5min) Chromatography Height mm (5min) 전해액에 담궜다가 꺼낸 후 중량증가량% Increase in weight after dipping in electrolyte 전해액3g의 주액시간 sec Injection time of electrolyte solution 3g sec 3분동안 들어간 전해액량g Electrolyte amount in 3 minutes g 5C방전량(%) 5C discharge amount (%) -20℃방전량(%) -20 ℃ discharge amount (%) 수명 at 500 싸이클 (%) Life at 500 Cycles (%) 비교예  Comparative example -- 20(양극) 25(음극) 20 (anode) 25 (cathode) 3(양극) 5(음극) 3 (anode) 5 (cathode) 5(양극) 6(음극) 5 (anode) 6 (cathode) 420 420 2.02 2.02 30 30 15 15 65 65 실시예1  Example 1 알루미나 코팅 Alumina coating 42 42 56 56 7.1 7.1 205 205 3.51 3.51 65 65 35 35 88 88 실시예2  Example 2 산화티탄 코팅 Titanium oxide coating 45 45 63 63 7.7 7.7 204 204 3.42 3.42 64 64 36 36 85 85 실시예3  Example 3 지르코니아코팅 Zirconia Coating 43 43 75 75 7.6 7.6 285 285 3.52 3.52 63 63 37 37 86 86 실시예4  Example 4 실리카 코팅 Silica coating 42 42 65 65 8 8 278 278 3.40 3.40 72 72 39 39 87 87 실시예5  Example 5 -- 알루미나 코팅 Alumina coating 53 53 59 59 9.5 9.5 299 299 3.10 3.10 71 71 31 31 89 89 실시예6  Example 6 -- 산화티탄 코팅 Titanium oxide coating 54 54 57 57 9.9 9.9 375 375 3.20 3.20 72 72 32  32 89 89 실시예7  Example 7 -- 지르코니아코팅 Zirconia Coating 55 55 58 58 9.8 9.8 274 274 2.91 2.91 69  69 34 34 87 87 실시예8  Example 8 -- 실리카 코팅 Silica coating 56 56 63 63 8.6 8.6 218 218 2.82 2.82 68 68 35 35 88 88 실시예9  Example 9 알루미나 코팅 Alumina coating 알루미나 코팅 Alumina coating 42(양극) 53(음극) 42 (anode) 53 (cathode) 56(양극) 59(음극) 56 (anode) 59 (cathode) 7.1(양극) 9.5(음극) 7.1 (anode) 9.5 (cathode) 286 286 3.45 3.45 74 74 38 38 92 92 실시예10  Example 10 산화티탄 코팅 Titanium oxide coating 산화티탄 코팅 Titanium oxide coating 45(양극) 54(음극) 45 (anode) 54 (cathode) 63(양극) 57(음극) 63 (anode) 57 (cathode) 7.7(양극) 9.9(음극) 7.7 (anode) 9.9 (cathode) 286 286 3.52 3.52 75 75 36 36 92 92 실시예11  Example 11 지르코니아코팅 Zirconia Coating 지르코니아코팅 Zirconia Coating 43(양극) 55(음극) 43 (anode) 55 (cathode) 75(양극) 58(음극) 75 (anode) 58 (cathode) 7.6(양극) 9.8(음극) 7.6 (anode) 9.8 (cathode) 275 275 3.71 3.71 77 77 37 37 91 91 실시예12  Example 12 실리카 코팅 Silica coating 실리카 코팅 Silica coating 42(양극) 56(음극) 42 (anode) 56 (cathode) 65(양극) 63(음극) 65 (anode) 63 (cathode) 8(양극) 8.6(음극) 8 (anode) 8.6 (cathode) 288 288 3.43 3.43 75 75 38 38 94 94

비교예는 통상의 양극활물질, 음극활물질과 바인더 및 용매를 사용해 양극과 음극을 제조하고, 필름형식의 폴리에틸렌(PE) 세퍼레이터를 구비해 만든 전지로써, 이때, 양극과 음극의 극판에는 세라믹층이 코팅되지 않는다.Comparative Example is a battery made of a positive electrode and a negative electrode using a conventional positive electrode active material, a negative electrode active material and a binder and a solvent, and equipped with a film-type polyethylene (PE) separator, wherein a positive electrode and a negative electrode plate is coated with a ceramic layer It doesn't work.

실시예 1 내지 4의 양극 및 음극은 비교예와 동일한 극판이나, 양극 위에 각각 알루미나(Al2O3), 산화티탄(TiO2), 지르코니아(ZrO2), 실리카(SiO2)의 세라믹층을 코팅하였다.The positive electrode and the negative electrode of Examples 1 to 4 are the same electrode plate as the comparative example, but a ceramic layer of alumina (Al 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), zirconia (ZrO 2 ), and silica (SiO 2 ) is respectively formed on the positive electrode. Coated.

또한, 실시예 5 내지 8의 양극 및 음극은 비교예와 동일한 극판이나, 음극 위에 각각 알루미나(Al2O3), 산화티탄(TiO2), 지르코니아(ZrO2), 실리카(SiO2)의 세라믹층을 코팅하였다.In addition, the positive electrode and the negative electrode of Examples 5 to 8 are the same electrode plate as in Comparative Example, but ceramics of alumina (Al 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), zirconia (ZrO 2 ) and silica (SiO 2 ) are respectively on the negative electrode. The layer was coated.

더불어, 실시예 9 내지 12의 양극 및 음극은 비교예와 동일한 극판이나, 양극 및 음극 양쪽 극판 위에 각각 알루미나(Al2O3), 산화티탄(TiO2), 지르코니아(ZrO2), 실리카(SiO2)의 세라믹층을 코팅하였다.In addition, the positive electrode and the negative electrode of Examples 9 to 12 are the same pole plate as the comparative example, but alumina (Al 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), zirconia (ZrO 2 ), and silica (SiO) on both positive and negative electrode plates, respectively. 2 ) a ceramic layer was coated.

먼저, 비교예 및 각각의 실시예와 같이 만들어진 극판의 전해액 젖음성을 판단하기 위해 전지제조 전에 반제품 평가를 실시했다. 즉, 극판 상의 1㎝ 높이에서 전해액 0.3g을 떨어뜨리고, 10초 후, 원형으로 퍼진 전해액의 직경을 측정했다. 비교예에 비해 실시예 1 내지 12의 경우 전해액이 퍼진 직경이 더 넓다. 전해액이 넓게 퍼질수록 전해액 함습이 빨리 된다고 판단할 수 있으므로 세라믹층이 포함된 각각의 실시예들이 올레핀계 필름 세퍼레이터가 포함된 비교예보다 전해액 젖음성이 크다.First, semi-finished product evaluation was performed before battery manufacturing in order to judge the electrolyte solution wettability of the electrode plates made as in Comparative Examples and Examples. That is, 0.3 g of electrolyte was dropped at the height of 1 cm on the pole plate, and after 10 seconds, the diameter of the electrolyte solution spread in a circle was measured. Compared with the comparative example, Examples 1 to 12 have a larger diameter in which the electrolyte is spread. As the electrolyte spreads wider, it is possible to determine that the electrolyte is rapidly impregnated with each other. Thus, each of the embodiments including the ceramic layer has greater electrolyte wettability than the comparative example including the olefin-based film separator.

또한, 극판의 끝을 전해액 표면에서 1mm 내지 2mm 정도 잠길 정도로 길이 방향으로 걸어놓고 5분 동안 전해액이 어느 정도 올라가는지 크로마토그래피를 실시해 전해액이 스며든 높이를 측정했다. 전해액이 스며들어 올라간 높이가 높을수록 전해액 함습이 빨리 되어 극판의 젖음성이 좋다고 판단할 수 있는 바, 비교예에 비해서 실시예 1 내지 12의 경우 전해액이 스며든 높이가 더 높다.In addition, the end of the electrode plate was hung in the longitudinal direction so as to be immersed about 1 mm to 2 mm from the surface of the electrolyte, and chromatographed to see how much the electrolyte rose for 5 minutes, and the height of the electrolyte solution was measured. As the height of the electrolyte solution is increased, it is possible to determine that the electrolyte solution is rapidly moistened and the wettability of the electrode plate is good. In Examples 1 to 12, the height of the electrolyte solution is higher than that of the comparative examples.

더불어, 극판 전체를 전해액에 충분히 잠길 정도로 담궜다가 10초 후 꺼내서 중량 증가량을 측정했다. 이 테스트에서는 극판이 흡수할 수 있는 최대의 전해액량을 확인할 수 있고, 이때, 중량 증가량이 클수록 극판의 보액성이 좋다고 판단할 수 있다. 비교예에 비해서 실시예 1 내지 12의 경우 극판의 중량 증가량이 더 크다. 이상의 테스트로 전지를 제작하기 전 극판 자체의 젖음성을 비교한 결과 극판 위에 세라믹층이 있는 경우 극판의 젖음성이 우수한 것을 알 수 있다.In addition, the entire electrode plate was immersed sufficiently to be immersed in the electrolyte solution, and after 10 seconds, the weight increase amount was measured. In this test, it is possible to confirm the maximum amount of electrolyte that the electrode plate can absorb, and at this time, it can be determined that the larger the amount of weight increase, the better the liquid retention property of the electrode plate. In Examples 1 to 12, the weight increase of the electrode plate is larger than that of the comparative example. As a result of comparing the wettability of the electrode plate itself before manufacturing the battery by the above test, it can be seen that the wettability of the electrode plate is excellent when the ceramic layer is on the electrode plate.

또한, 각형 전지를 제조하여 실제 전지에 대한 주액 속도를 비교했다. 각형 전지의 전해액 주입구와 지그(zig)를 맞춘 후 지그(zig) 상부에 전해액 3g을 넣고 진공 챔버에 오픈 상태로 넣는다. 10mbar 까지 진공 상태로 만든 후, 대기압에 맞게 공기를 넣어준 뒤 지그(zig)에 있는 전해액이 전부 전지 안으로 들어갈 때까지의 시간을 측정한다. 주액 속도가 빠를수록 생산성이 좋게 된다.In addition, prismatic batteries were produced and the pouring rates for actual cells were compared. Align the electrolyte injection hole with the jig (zig) of the square battery, and then put 3g of the electrolyte in the top of the jig (zig) and put it in the open state in the vacuum chamber. After evacuating to 10 mbar, inflate to atmospheric pressure and measure the time until all the electrolyte in the jig enters the cell. The faster the rate of injection, the better the productivity.

더불어, 전지를 제작해 일정시간 동안의 주액량을 비교했다. 각형 전지의 전해액 주입구와 지그(zig)를 맞춘 후 지그(zig) 상부에 과량의 전해액 5g을 넣고 진공 챔버에 오픈 상태로 넣는다. 10mbar까지 진공 상태로 만든 후, 대기압에 맞게 공기를 넣어준 뒤 3분 동안 지그(zig)에 있는 전해액이 전지 안으로 들어가게 한 뒤 주액량을 체크한다. 본 실험으로 일정시간 동안 전지 내부에 주액할 수 있는 주액량을 판단할 수 있다. 일정시간 동안 전해액이 많이 들어갈수록 주액에 걸리는 시간이 짧아져 전지 생산성이 좋고, 전지 내부에 전해액량이 많을수록 전지 싸이클 용량에 유리하다. 비교예에 비해서 실시예 1 내지 12의 극판을 사용한 전지의 경우 주액 속도가 빠르고 주액량도 많다.In addition, a battery was fabricated and the amount of pouring for a certain time was compared. After aligning the jig (zig) with the electrolyte injection hole of the square battery, 5g of the excess electrolyte is put in the upper part of the jig and put in an open state in a vacuum chamber. After vacuuming up to 10mbar, inflate to atmospheric pressure, allow the electrolyte in the jig to enter the cell for 3 minutes, and then check the amount of pouring. This experiment can determine the amount of liquid that can be injected into the battery for a certain time. As the amount of the electrolyte is increased for a certain time, the time required for the pouring is shortened, so that the battery productivity is good, and the greater the amount of the electrolyte in the battery, the better the battery cycle capacity. Compared with the comparative example, in the case of the battery using the electrode plates of Examples 1 to 12, the pouring speed was high and the amount of pouring was large.

또한, CC/CV 조건으로 2C/4.2V 10mA cut off 고율충전 후 CC 정전류 5C 3V cut off로 고율방전하여 측정한 방전용량을 1C 충방전 용량 대비 %로 표기했다. 상기 CC/CV 조건으로 2C/4.2V 10mA cut off 고율충전 후 CC 정전류 5C 3V cut off로 고율방전은 "충전방식은 정전류/정전압 (CC/CV) 방식으로 충전하되 1C-rate 의 두배인 2C-rate 로 4.2V까지 2시간 동안 고율충전하고, 방전은 정전류(CC)방식으로 방전하되 1C-rate 의 5배인 5C-rate로 고율 방전하여 3V 까지 방전한다"는 것을 의미한다. 비교예 전지의 방전용량이 30%인 것에 비해, 실시예 1 내지 12 전지의 방전용량은 60% 이상이다. 따라서, 올레핀계 필름을 제거하고 세라믹층을 형성함으로써 고율 충방전 특성이 향상된다.In addition, the discharge capacity measured by 2C / 4.2V 10mA cut off high rate charge under CC / CV condition and then high rate discharged by CC constant current 5C 3V cut off was expressed as% of 1C charge / discharge capacity. After 2C / 4.2V 10mA cut off high rate charging under CC / CV condition, high rate discharge with CC constant current 5C 3V cut off means that the charging method is charged by constant current / constant voltage (CC / CV) method, which is 2C- which is twice of 1C-rate. 2 hours high rate up to 4.2V, and the discharge is discharged by the constant current (CC) method, but discharged up to 3V by high-rate discharge at 5C-rate, which is 5 times of 1C-rate. " The discharge capacity of the batteries of Examples 1 to 12 is 60% or more, whereas the discharge capacity of the comparative battery is 30%. Therefore, high-rate charge-discharge characteristics are improved by removing an olefinic film and forming a ceramic layer.

CC/CV 조건으로 1C/4.2V 10mA cut off 23℃ 실온충전하고 -20℃에서 4시간 이상 방치 후 CC 정전류 1C 3V cut off로 방전하여 측정한 방전용량을 23℃ 실온 1C 방전용량 대비 %로 표기했다. 비교예 전지의 방전용량이 15%인 것에 비해, 실시예 1 내지 12 전지의 방전용량은 30% 이상이다. 따라서, 저온 방전특성이 2배 이상 향상된다.1C / 4.2V 10mA cut off at 23 ℃ room temperature charged under CC / CV conditions, and after 4 hours at -20 ℃, discharged by CC constant current 1C 3V cut off and expressed in% of discharge capacity at 23 ℃ room temperature. did. The discharge capacity of the batteries of Examples 1 to 12 is 30% or more, whereas the discharge capacity of the comparative battery is 15%. Therefore, the low-temperature discharge characteristic is improved by more than two times.

더불어, CC/CV 정전류/정전압 조건으로 1C/4.2V 10 mA cut off 충전된 전지를 CC정전류 조건으로 1C 3V cut off 방전하는 방식으로 500회 충방전을 진행했다. 1회의 방전용량에 대비한 500회의 방전용량을 %로 표기했다. 비교예의 경우 싸이클 용량유지율이 65%인 것에 비해 실시예 1 내지 12의 경우 싸이클 용량유지율이 80% 이상으로 우수하다.In addition, 500 times of charging and discharging were performed by discharging a 1C / 4.2V 10 mA cut off charged battery under CC / CV constant current / constant voltage conditions by 1C 3V cut off under CC constant current conditions. The discharge capacity of 500 times compared to the discharge capacity of one time is expressed in%. In the case of the comparative example, the cycle capacity retention rate is superior to 80% or more in Examples 1 to 12, whereas the cycle capacity retention rate is 65%.

다음에는, 본 발명의 일 실시예에 따른 젤리롤형 전극 조립체가 구비된 이차 전지의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명한다.Next, a preferred embodiment of a secondary battery equipped with a jelly roll electrode assembly according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 실시예에 따른 젤리롤형 전극 조립체가 구비된 이차 전지의 바람직한 일 실시예는 젤리롤형 전극 조립체와, 상기 젤리롤형 전극 조립체가 수용되는 캔과, 상기 캔의 개방된 상부를 밀봉하는 캡조립체가 포함되어 구성된다.According to an embodiment of the present invention, a rechargeable battery including a jelly roll electrode assembly includes a jelly roll electrode assembly, a can in which the jelly roll electrode assembly is accommodated, and a cap for sealing an open upper portion of the can. The assembly is included and configured.

상기 젤리롤형 전극 조립체는 상술한 바와 같이, 양극판과, 음극판과, 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되어 적층권취되는 세퍼레이터가 포함되어 구성된다. 이때, 상기 양극판 또는 음극판의 두 극판 중 일 극판의 무지부 일 단에 와인딩시 맨드랠과 접촉하도록 상기 무지부와 동일 전극기재로 이루어지는 접촉연장부가 형성될 수 있고, 또한, 상기 세퍼레이터는 양극판 또는 음극판의 적어도 한 면에 코팅되는 세라믹층 만으로 이루어질 수 있다.As described above, the jelly roll type electrode assembly includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator which is laminated between the positive electrode plate and the negative electrode plate and wound. In this case, a contact extension part made of the same electrode substrate as the uncoated part may be formed at one end of the uncoated part of one of the two positive plates of the positive electrode plate or the negative electrode plate to contact the mandrel during winding. It may consist of only a ceramic layer coated on at least one side of the.

한편, 상기 캔과 캡조립체는 이차 전지의 일반적인 구성으로 이루어진다.On the other hand, the can and the cap assembly is made of a general configuration of a secondary battery.

즉, 상기 캔은 대략 직육면체의 형상을 가진 알루미늄 혹은 알루미늄 합금으로 형성된다. 캔의 개방된 상단을 통해 전극조립체가 수용되어 캔은 전극조립체 및 전해액의 용기 역할을 하게 된다. 캔은 그 자체가 단자역할을 수행할 수 있다.That is, the can is formed of aluminum or an aluminum alloy having a substantially rectangular parallelepiped shape. The electrode assembly is received through the open top of the can so that the can serves as a container for the electrode assembly and the electrolyte. The can itself can serve as a terminal.

상기 캡조립체에는 캔의 개방된 상단에 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형의 캡플레이트가 구비되어 구성된다. 이때, 캡플레이트의 중앙부를 관통하는 전극단자와 캡플레이트 사이에는 전기적 절연을 위해 튜브 형상의 가스켓이 설치된다. 또한, 캡플레이트 하면에 절연플레이트가 배치되어 있으며, 절연플레이트의 아랫면에는 단자플레이트가 설치되어 있다. 또한, 전극단자의 저면부는 단자플레이트와 전기적으로 연결되어 있다. 캡플레이트 하면에는 양극판으로부터 인출된 양극탭이 용접되어 있으며, 전극단자의 하단부에는 음극판으로부터 인출된 음극탭이 지그재그형상의 절곡부를 가진 상태에서 용접된다.The cap assembly is provided with a flat cap plate having a size and shape corresponding to the open top of the can. At this time, a tube-shaped gasket is installed between the electrode terminal penetrating the central portion of the cap plate and the cap plate for electrical insulation. In addition, an insulating plate is disposed on the lower surface of the cap plate, and a terminal plate is provided on the lower surface of the insulating plate. In addition, the bottom of the electrode terminal is electrically connected to the terminal plate. The positive electrode tab drawn from the positive electrode plate is welded to the lower surface of the cap plate, and the negative electrode tab drawn from the negative electrode plate is welded to the lower end of the electrode terminal in a state of having a zigzag bent portion.

상기 캡플레이트의 일측에는 전해액 주입구가 형성되며, 전해액이 주입된 다음에 전해액 주입구를 밀폐시키기 위하여 마개가 설치된다. 마개는 알루미늄이나 알루미늄 함유 금속으로 만든 볼형 모재를 전해액 주입구 위에 놓고 기계적으로 전해액 주입구에 압입하여 형성한다. 밀봉을 위해 마개는 전해액 주입구 주변에서 캡플레이트에 용접된다. 캡조립체는 캡플레이트 주변부를 캔 개구부 측벽에 용접하여 캔에 결합된다.An electrolyte injection hole is formed at one side of the cap plate, and a plug is installed to seal the electrolyte injection hole after the electrolyte is injected. The stopper is formed by placing a ball-shaped base material made of aluminum or an aluminum containing metal on the electrolyte inlet and mechanically injecting it into the electrolyte inlet. The cap is welded to the cap plate around the electrolyte inlet for sealing. The cap assembly is joined to the can by welding the cap plate periphery to the can opening sidewall.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 젤리롤형 전극 조립체 및 이를 구비하는 이차 전지의 작용을 설명한다.Hereinafter, the operation of the jelly roll electrode assembly and a secondary battery having the same according to an embodiment of the present invention.

젤리롤형 전극 조립체를 구성하는 두 극판 중 음극판을 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 음극무지부 일 단에 상기 음극무지부와 동일 기재인 구리 호일로 이루어진 접촉연장부(50)를 일체로 형성한다. 따라서, 맨드렐에 의해 젤리롤 형성시 상기 접촉연장부(50)가 먼저 권취되면서 와인딩을 용이하게 한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the negative electrode plate of the two electrode plates constituting the jelly roll type electrode assembly is integrally formed with a contact extension part 50 made of copper foil having the same substrate as the negative electrode non-coating portion at one end of the negative electrode non-coating portion. Form. Therefore, when the jelly roll is formed by the mandrel, the contact extension part 50 is wound first to facilitate the winding.

또한, 상기 접촉연장부(50) 상에는 도 3에 도시된 바와 같이, 폴리머(60)를 코팅하거나, 수지조성물을 부착하여 젤리롤과 맨드렐의 마찰을 감소시킨다. 따라서, 와인딩 완료후 상기 젤리롤과 맨드렐의 분리가 용이하다.In addition, on the contact extension 50, as shown in Figure 3, by coating the polymer 60, or by attaching a resin composition to reduce the friction between the jelly roll and the mandrel. Therefore, the separation of the jelly roll and the mandrel after winding is easy.

더불어, 양극판과 음극판 사이에 단락을 방지하는 세퍼레이터를 개재하되, 상기 세퍼레이터는 상기 양극판 또는 음극판의 적어도 일 면에 코팅되는 세라믹층 만으로 구성한다. 고공극율의 세라믹층을 양극이나 음극의 한쪽 면이나 혹은 양쪽 모두에 코팅하여 극판의 주액특성과 보액성을 향상시킨다. 또한, 세라믹층의 높은 공극율로 인해서 세라믹층이 전해액을 빨리 함습하므로 전해액 주액이 빨리 되고, 극판 사이에 세라믹층이 존재함으로써 젤리롤 외곽에 존재할 수 있는 전해액을 흡수하여 양,음극 층간에 유지하게 함으로써 싸이클 특성이 향상된다.In addition, the separator prevents a short circuit between the positive electrode plate and the negative electrode plate, wherein the separator comprises only a ceramic layer coated on at least one surface of the positive electrode plate or the negative electrode plate. A high porosity ceramic layer is coated on one or both sides of the positive electrode and the negative electrode to improve the pouring properties and the liquid retention of the electrode plate. In addition, due to the high porosity of the ceramic layer, the ceramic layer quickly impregnates the electrolyte solution, and thus the electrolyte injection becomes faster. Cycle characteristics are improved.

본 발명은 상술한 특정의 실시예나 도면에 기재된 내용에 그 기술적 사상이 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 본 발명의 청구범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the technical spirit of the specific embodiments or drawings described above, and those skilled in the art without departing from the gist of the invention claimed in the claims Various modifications are possible, of course, and such changes are within the scope of the claims of the present invention.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 필름 세퍼레이터를 사용하지 않는 대신에 극판의 무지부를 길게 형성함으로써 와인딩을 용이하게 하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, there is an effect of facilitating winding by forming a long uncoated portion of the electrode plate instead of using a film separator.

본 발명의 다른 효과는, 권취된 전극 조립체를 맨드랠에서 용이하게 분리시 켜 마찰에 의한 전극 조립체와 맨드랠의 엇감김 현상을 배제함으로써 신뢰성을 향상시키는 것이다.Another effect of the present invention is to improve the reliability by easily separating the wound electrode assembly from the mandrel to eliminate the phenomenon of staggering of the electrode assembly and the mandrel due to friction.

본 발명의 또 다른 효과는, 양극판과 음극판을 절연시키는 세퍼레이터를 고공극율이고 이온 전도도도 높으며 전해액 보액성이 우수한 세라믹층 만으로 형성함으로써 고율 충방전과 저온 방전 및 싸이클 특성을 향상시키는 것이다.Another effect of the present invention is to improve the high-rate charge and discharge, low-temperature discharge and cycle characteristics by forming a separator that insulates the positive electrode plate and the negative electrode plate only from a ceramic layer having high porosity, high ionic conductivity, and excellent electrolyte solution retention.

Claims (16)

양극판과 음극판이 포함된 젤리롤형 전극 조립체에 있어서,In the jelly roll type electrode assembly including a positive electrode plate and a negative electrode plate, 무기산화물 필러에 바인더와 용매를 혼합하여 제조한 세라믹 페이스트를 상기 양극판 또는 상기 음극판의 적어도 한 면에 코팅되어 형성되고, 상기 양극판과 상기 음극판의 단락을 방지하는 세라믹층;A ceramic layer formed by coating a ceramic paste prepared by mixing a binder and a solvent with an inorganic oxide filler on at least one surface of the positive electrode plate or the negative electrode plate, and preventing a short circuit between the positive electrode plate and the negative electrode plate; 상기 양극판과 상기 음극판에 활물질이 코팅되지 않은 무지부; 및An uncoated portion in which an active material is not coated on the positive electrode plate and the negative electrode plate; And 상기 양극판 또는 상기 음극판의 무지부 중 어느 하나의 일 단에 연장형성되어 와인딩시 맨드랠과 접촉하도록 상기 무지부와 동일 전극기재로 이루어지는 접촉연장부가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 젤리롤형 전극 조립체.Jelly roll type electrode assembly, characterized in that the contact extending portion made of the same electrode base and the uncoated portion is formed so as to extend to any one end of the uncoated portion of the positive plate or the negative plate to contact the mandrel during winding. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 접촉연장부는 1회 내지 3회의 턴으로 권취되도록 그 길이가 형성되는 것을 특징으로 하는 젤리롤형 전극 조립체.The contact extension portion is a jelly roll-type electrode assembly, characterized in that the length is formed so as to be wound in one to three turns. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 접촉연장부는 1cm 내지 10cm의 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 젤리롤형 전극 조립체.The contact extension portion is a jelly roll-type electrode assembly, characterized in that formed in a length of 1cm to 10cm. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 접촉연장부 상에는 폴리머가 코팅되는 것을 특징으로 하는 젤리롤형 전 극 조립체.Jelly roll type electrode assembly, characterized in that the polymer is coated on the contact extension. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 접촉연장부 상에는 수지절연물이 부착되는 것을 특징으로 하는 젤리롤형 전극 조립체.Jelly roll type electrode assembly characterized in that the resin insulator is attached on the contact extension. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 무기산화물 필러는 밴드갭을 가지는 반도체 필러인 것을 특징으로 하는 젤리롤형 전극 조립체.The inorganic oxide filler is a jelly roll type electrode assembly, characterized in that the semiconductor filler having a band gap. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 무기산화물 필러는 알루미나(Al2O3)나, 지르코니아(ZrO2)나, 산화티탄(TiO2) 또는 실리카(SiO2)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 젤리롤형 전극 조립체.The inorganic oxide filler is a jelly roll type electrode assembly, characterized in that made of alumina (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ) or silica (SiO 2 ). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 바인더는 아크릴레이트 고무계열인 것을 특징으로 하는 젤리롤형 전극 조립체.The binder is a jelly roll type electrode assembly, characterized in that the acrylate rubber series. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 바인더는 상기 양극판 또는 상기 음극판에 도포된 활물질층의 유기계바인더와 대응하는 수계바인더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 젤리롤형 전극 조립체.The binder is a jelly roll type electrode assembly, characterized in that consisting of an organic binder and an organic binder of the active material layer applied to the positive electrode plate or the negative electrode plate. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 수계바인더는 SBR계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 젤리롤형 전극 조립체.The aqueous binder is a jelly roll type electrode assembly, characterized in that consisting of SBR system. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 수계바인더와 조합되는 용매는 NMP나, 이소프로필알코올(Isopropylalcohol)이나, 톨루엔(Toluen) 또는 자일렌(Xilen)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 젤리롤형 전극 조립체.The solvent combined with the aqueous binder is NMP, isopropylalcohol (Isopropylalcohol), toluene (Toluen) or xylene (Xilen) characterized in that the jelly roll electrode assembly. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 바인더는 상기 양극판 또는 상기 음극판에 도포된 활물질층의 수계바인더와 대응하는 유기계바인더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 젤리롤형 전극 조립체.The binder is a jelly roll type electrode assembly, characterized in that consisting of an organic binder corresponding to the aqueous binder of the active material layer applied to the positive electrode plate or the negative electrode plate. 제 13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 유기계바인더는 PVDF계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 젤리롤형 전극 조립체.The organic binder is a jelly roll-type electrode assembly, characterized in that consisting of PVDF. 제 13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 유기계바인더와 조합되는 용매는 물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 젤리롤형 전극 조립체.The solvent combined with the organic binder is a jelly roll-type electrode assembly, characterized in that made of water. 젤리롤형 전극 조립체와, 캔과, 캡조립체로 이루어지는 이차 전지에 있어서,In a secondary battery comprising a jelly roll type electrode assembly, a can, and a cap assembly, 무기산화물 필러에 바인더와 용매를 혼합하여 제조한 세라믹 페이스트를 상기 젤리롤형 전극 조립체에 구비된 두 극판의 적어도 한 면에 코팅되어 상기 두 극판의 단락을 방지하는 세라믹층;A ceramic layer coated on at least one side of two electrode plates provided in the jelly roll type electrode assembly with a ceramic paste prepared by mixing a binder and a solvent with an inorganic oxide filler to prevent a short circuit between the two electrode plates; 상기 두 극판에 활물질이 코팅되지 않은 무지부; 및An uncoated portion having no active material coated on the two electrode plates; And 상기 두 극판 중 일 극판의 무지부 일 단에 연장형성되어 와인딩시 맨드랠과 접촉하도록 상기 무지부와 동일 전극기재로 이루어지는 접촉연장부가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.A secondary battery comprising a contact extension part formed of one electrode plate extending from one end of the one electrode plate and contacting the mandrel during winding, the contact extension part including the same electrode material as the non-coating portion.
KR1020060123897A 2006-12-07 2006-12-07 Electrode assembly of jelly roll type and rechargeable battery with the same KR100833741B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060123897A KR100833741B1 (en) 2006-12-07 2006-12-07 Electrode assembly of jelly roll type and rechargeable battery with the same
US11/987,897 US20080138699A1 (en) 2006-12-07 2007-12-05 Jelly roll electrode assembly and secondary battery using the assembly

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060123897A KR100833741B1 (en) 2006-12-07 2006-12-07 Electrode assembly of jelly roll type and rechargeable battery with the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100833741B1 true KR100833741B1 (en) 2008-05-29

Family

ID=39665705

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060123897A KR100833741B1 (en) 2006-12-07 2006-12-07 Electrode assembly of jelly roll type and rechargeable battery with the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100833741B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11380900B2 (en) 2016-10-12 2022-07-05 Samsung Sdi Co., Ltd. Anode for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same
CN115832605A (en) * 2021-12-01 2023-03-21 宁德时代新能源科技股份有限公司 Diaphragm, battery module, battery pack, and electric device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040076831A (en) * 2003-02-26 2004-09-03 산요덴키가부시키가이샤 Nonaqueous electrolyte secondary cell and method for manufacturing electrode used for the same
KR20060112728A (en) * 2005-04-27 2006-11-02 삼성에스디아이 주식회사 Cylinder type rechargeable battery

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040076831A (en) * 2003-02-26 2004-09-03 산요덴키가부시키가이샤 Nonaqueous electrolyte secondary cell and method for manufacturing electrode used for the same
KR20060112728A (en) * 2005-04-27 2006-11-02 삼성에스디아이 주식회사 Cylinder type rechargeable battery

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11380900B2 (en) 2016-10-12 2022-07-05 Samsung Sdi Co., Ltd. Anode for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same
CN115832605A (en) * 2021-12-01 2023-03-21 宁德时代新能源科技股份有限公司 Diaphragm, battery module, battery pack, and electric device
CN115832605B (en) * 2021-12-01 2023-10-10 宁德时代新能源科技股份有限公司 Separator, battery module, battery pack, and electricity-using device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7378185B2 (en) Prismatic lithium secondary battery having a porous heat resistant layer
JP4628981B2 (en) Lithium ion battery electrode assembly and lithium ion battery using the same
KR100983161B1 (en) Electrode assembly and secondary battery using the same
KR100971345B1 (en) Electrode assembly and rechargeable battery comprising the same
JP4519796B2 (en) Square lithium secondary battery
US7419743B2 (en) Cylindrical lithium battery resistant to breakage of the porous heat resistant layer
KR100908977B1 (en) Electrode Assembly of Secondary Battery
KR100824851B1 (en) Electrode assembly and rechargeable battery with the same
KR20090106841A (en) Electrode assembly and secondary battery using the same
US20080138699A1 (en) Jelly roll electrode assembly and secondary battery using the assembly
EP1998401A2 (en) Electrode assembley and secondary battery using the same
KR101351700B1 (en) Electrode assembly and rechargeable battery with the same
KR101009551B1 (en) Electrode assembly and secondary battery using the same
KR100914108B1 (en) Electrode assembly and rechargeable battery with the same
KR100833770B1 (en) Electrode assembly and rechargeable battery with the same
JPH09190814A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
KR20190065077A (en) Cylindrical Secondary Battery having Hollow portion filled with Thermal Conductive Resin
JP4142921B2 (en) Lithium ion secondary battery
KR100833741B1 (en) Electrode assembly of jelly roll type and rechargeable battery with the same
KR101351733B1 (en) Electrode assembly and rechargeable battery with the same and manufacturing mothod of the same
KR101450337B1 (en) Terminal assembly and rechargeable battery with the same
JP4248044B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP4007162B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
KR20060037846A (en) Secondary battery
JPH1050293A (en) Electrochemical device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130422

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140423

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150421

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee