KR101480740B1 - Manufacturing method of Stacked-Typed Electrode Assembly of Novel Strucure - Google Patents
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Abstract
본 발명은 둘 이상의 단위셀들이 적층되어 있는 구조의 전극조립체의 제조방법으로서, (i) 양측 외면에 각각 극판이 위치하는 단위셀(a), 및 양측 외면에 각각 분리막이 부착된 단위셀(b)을 준비하는 과정; (ii) 상기 단위셀들(a, b)을 단위셀 적층부에 양극과 음극이 서로 대면하도록 적층하는 과정; (iii) 상기 단위셀 적층부로부터 인취한 단위셀 적층체의 외면을 필름에 의해 감싸는 과정; 및 (iv) 상기 단위셀 적층체의 외면을 감싸고 있는 필름을 열 수축하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법을 제공한다.A method of manufacturing an electrode assembly having two or more unit cells stacked, the method comprising the steps of: (i) forming a unit cell (a) in which electrode plates are respectively located on both outer surfaces, and a unit cell ); (ii) stacking the unit cells (a, b) so that the positive electrode and the negative electrode face each other in the unit cell stacking portion; (iii) wrapping the outer surface of the unit cell stacked body taken from the unit cell stacking portion with a film; And (iv) heat shrinking the film surrounding the outer surface of the unit cell stack body.
Description
본 발명은 전극조립체의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 둘 이상의 단위셀들이 적층되어 있는 구조의 전극조립체의 제조방법으로서, (i) 양측 외면에 각각 극판이 위치하는 단위셀(a), 및 양측 외면에 각각 분리막이 부착된 단위셀(b)을 준비하는 과정; (ii) 상기 단위셀들(a, b)을 단위셀 적층부에 양극과 음극이 서로 대면하도록 적층하는 과정; (iii) 상기 단위셀 적층부로부터 인취한 단위셀 적층체의 외면을 필름에 의해 감싸는 과정; 및 (iv) 상기 단위셀 적층체의 외면을 감싸고 있는 필름을 열 수축하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an electrode assembly, and more particularly, to a method of manufacturing an electrode assembly having a structure in which two or more unit cells are laminated, comprising the steps of: (i) , And a unit cell (b) having a separation membrane on both outer surfaces thereof; (ii) stacking the unit cells (a, b) so that the positive electrode and the negative electrode face each other in the unit cell stacking portion; (iii) wrapping the outer surface of the unit cell stacked body taken from the unit cell stacking portion with a film; And (iv) thermally shrinking the film surrounding the outer surface of the unit cell laminate.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-In HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.BACKGROUND ART [0002] In recent years, rechargeable secondary batteries have been widely used as energy sources for wireless mobile devices. In addition, the secondary battery is an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (HEV), and the like, which are proposed as solutions for air pollution of existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels (Plug-In HEV) and the like.
이러한 이차전지는 외부 및 내부의 구조적 특징에 따라 대략 원통형 전지, 각형 전지 및 파우치형 전지로 분류되며, 그 중에서도 높은 집적도로 적층될 수 있고, 길이 대비 작은 폭을 가진 각형 전지와 파우치형 전지가 특히 주목받고 있다.Such a secondary battery is classified into a cylindrical battery, a prismatic battery, and a pouch-shaped battery according to structural characteristics of the outside and the inside. Among them, the secondary battery can be stacked with a high degree of integration, and a prismatic battery and a pouch- It is attracting attention.
이차전지를 구성하는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체는 그것의 구조에 따라 크게 젤리-롤형(권취형)과 스택형(적층형)으로 구분된다. 젤리-롤형 전극조립체는, 집전체로 사용되는 금속 호일에 전극 활물질 등을 코팅하고 건조 및 프레싱한 후, 소망하는 폭과 길이의 밴드 형태로 재단하고 분리막을 사용하여 음극과 양극을 격막한 후 나선형으로 감아 제조된다. 이러한 젤리-롤형 전극조립체는 원통형 전지에는 바람직하게 사용될 수 있지만, 각형 또는 파우치형 전지에 적용함에 있어서는, 국부적으로 응력이 집중되어 전극 활물질이 박리되거나 충방전 과정에서 반복되는 수축 및 팽창 현상에 의해 전지의 변형을 유발하는 문제점이 있다. The electrode assembly of the anode / separator / cathode structure constituting the secondary battery is largely classified into a jelly-roll type (winding type) and a stack type (laminate type) depending on its structure. In the jelly-roll type electrode assembly, an electrode active material or the like is coated on a metal foil used as a current collector, dried and pressed, cut into a band shape having a desired width and length, and a cathode and an anode are diaphragm- . Although such a jelly-roll type electrode assembly can be preferably used for a cylindrical battery, when applied to a rectangular or pouch type battery, the electrode active material is concentrated locally and the electrode active material is peeled off or repeatedly shrunk and expanded, There is a problem in that it is deformed.
반면에, 스택형 전극조립체는 다수의 양극 및 음극 단위 셀들을 순차적으로 적층한 구조로서, 각형의 형태를 얻기가 용이한 장점이 있지만, 제조과정이 번잡하고 충격이 가해졌을 때 전극이 밀려서 단락이 유발되는 단점이 있다.On the other hand, the stacked electrode assembly has a structure in which a plurality of positive electrode and negative electrode unit cells are sequentially stacked and has a merit that it is easy to obtain a rectangular shape. However, when the manufacturing process is troublesome and impact is applied, .
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 종래 일부 선행기술에서는 상기 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 진일보한 구조의 전극조립체로서, 일정한 단위 크기의 양극/분리막/음극 구조의 풀셀(full cell) 또는 양극(음극)/분리막/음극(양극)/분리막/양극(음극) 구조의 바이셀(bicell)을 긴 길이의 연속적인 분리필름을 이용하여 폴딩한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체가 개발되었다. In order to solve such a problem, some prior arts have proposed an electrode assembly of advanced structure which is a mixed type of jelly-roll type and stacked type, and it has a structure in which a full cell or a positive electrode of a positive electrode / separator / A stack / folding type electrode assembly having a structure in which a bicell having a cathode / separator / cathode / anode / separator / anode structure is folded by using a continuous separation film having a long length has been developed.
도 1 및 도 2에는 이러한 폴딩형 조립체의 예시적인 제조과정이 모식적으로 도시되어 있고, 도 3에는 이러한 제조과정으로 제조된 스택/폴딩형 전극조립체가 도시되어 있다.An exemplary fabrication of such a foldable assembly is schematically illustrated in FIGS. 1 and 2, and FIG. 3 illustrates a stack / foldable electrode assembly fabricated by such a fabrication process.
이들 도면을 참조하면, 스택/폴딩형 전극조립체는, 예를 들어, 긴 길이의 분리막 시트(20) 상에 단위셀들(10, 11, 12, 13, 14)을 배열하고 분리막 시트(20)의 일 단부(21)에서 시작하여 순차적으로 권취함으로써 제조된다.Referring to these drawings, a stack / folding type electrode assembly is used in which a
그러나, 긴 시트형의 분리막에 단위셀들을 일일이 배열해야 하고, 양단에서 단위셀 및 분리막을 잡고 폴딩해야 하는 등 제조공정을 위한 내부 공간 내지 시스템이 필수적으로 요구되고 그 공정 과정이 매우 복잡하며, 결과적으로 설비 투자 비용이 높은 단점이 있다. 더욱이, 단위셀들이 증가할수록, 단위셀들이 일렬로 배열되어 권취되기 어려우므로, 전극 조립체의 불량률이 높아질 수 있는 문제점이 있다.However, it is necessary to arrange the unit cells in a long sheet-like separation membrane, to hold the unit cells and the separator at both ends and to fold them, and the internal space or system for the manufacturing process is indispensably required. There is a disadvantage that the facility investment cost is high. Further, as the unit cells increase, the unit cells are arranged in a line and are difficult to be wound, resulting in a problem that the defective rate of the electrode assembly may be increased.
더욱이, 상기의 방법으로 제조된 도 3의 스택/폴딩형 전극조립체는 외부로부터의 충격시 전극조립체가 밀리면서 양극 탭들(31) 또는 음극 탭들(32)과 본체 사이에 내부 단락이 발생할 수 있다. 즉, 외력에 의해 소정의 물체가 전지를 압박하게 되면, 양극 탭들(31) 또는 음극 탭들(32)이 본체의 반대 전극과 접촉되면서 단락이 유발되고, 이러한 단락은 전극 활물질들을 반응시켜 온도가 급격히 상승하게 된다.Furthermore, the stack / folding type electrode assembly of FIG. 3 manufactured by the above method may cause an internal short circuit between the
따라서, 간단한 제조 공정에 의해 제조될 수 있으며, 이차전지에 외력이 인가되는 경우에도 전지의 수명 및 안전성을 확보할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technique that can be manufactured by a simple manufacturing process, and can ensure the life and safety of a battery even when an external force is applied to the secondary battery.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.
본 출원의 발명자들은 다양한 실험과 심도 있는 연구를 거듭한 끝에, 특정한 방식으로 전극조립체를 제조함으로써 전지의 생산 속도를 향상하여 제조 공정성을 향상시키고, 동일 규격 대비 전지의 용량 및 품질을 향상시킬 수 있는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application have repeatedly carried out various experiments and in-depth studies, and have found that by manufacturing the electrode assembly in a specific manner, the production speed of the battery can be improved to improve the manufacturing processability and to improve the capacity and quality of the battery And have completed the present invention.
따라서, 본 발명에 따른 전극조립체의 제조방법은, 둘 이상의 단위셀들이 적층되어 있는 구조의 전극조립체의 제조방법으로서, Accordingly, a method of manufacturing an electrode assembly according to the present invention is a method of manufacturing an electrode assembly having a structure in which two or more unit cells are laminated,
(i) 양측 외면에 각각 극판이 위치하는 단위셀(a), 및 양측 외면에 각각 분리막이 부착된 단위셀(b)을 준비하는 과정; (i) preparing a unit cell (a) in which an electrode plate is located on both outer surfaces, and a unit cell (b) in which a separator is attached on both outer surfaces, respectively;
(ii) 상기 단위셀들(a, b)을 단위셀 적층부에 양극과 음극이 서로 대면하도록 적층하는 과정;(ii) stacking the unit cells (a, b) so that the positive electrode and the negative electrode face each other in the unit cell stacking portion;
(iii) 상기 단위셀 적층부로부터 인취한 단위셀 적층체의 외면을 필름에 의해 감싸는 과정; 및(iii) wrapping the outer surface of the unit cell stacked body taken from the unit cell stacking portion with a film; And
(iv) 상기 단위셀 적층체의 외면을 감싸고 있는 필름을 열 수축하는 과정;(iv) heat shrinking the film surrounding the outer surface of the unit cell laminate;
을 포함하는 구성으로 이루어져 있다.As shown in FIG.
본 발명에 따른 전극조립체의 제조방법은 양측 외면에 각각 극판이 위치하는 단위셀(a), 및 양측 외면에 각각 분리막이 부착된 단위셀(b)을 소정의 방식으로 적층한 후, 이를 인취하여 필름으로 감싸고, 열 수축하는 일련의 과정을 포함하므로, 종래의 스택/폴딩형 전극조립체에서 발생할 수 있는 단위셀들의 배열에 따른 전지의 불량을 줄일 수 있어, 전지의 생산 속도를 향상하여 제조 공정성을 향상시키면서도, 동일 규격 대비 전지의 용량 및 품질 또한 향상시킬 수 있다. The method of manufacturing an electrode assembly according to the present invention comprises laminating a unit cell (a) having electrode plates on its outer surface on both sides and a unit cell (b) having a separator on each of its outer surfaces by a predetermined method, Film wrapping and heat shrinking, it is possible to reduce the defects of the battery according to the arrangement of the unit cells that can occur in the conventional stack / folding type electrode assembly, The capacity and quality of the battery can be improved compared to the same standard.
상기 단위셀(a), 및 단위셀(b)는 둘 또는 그 이상의 극판들이 분리막이 게재된 상태로 적층되어 있는 구조로서, 특히, 단위셀(a)는 양측 외면에 각각 극판이 위치하고, 단위셀(b)는 양측 외면에 각각 분리막이 부착된 것을 특징으로 한다. The unit cell (a) and the unit cell (b) are stacked in such a state that two or more electrode plates are placed on the separator. Particularly, the unit cell (a) (b) is characterized in that a separation membrane is attached to both outer surfaces.
따라서, 상기 과정 (i)은 풀셀 또는 A형 바이셀 또는 C형 바이셀의 양극 외면에 각각 분리막을 라미네이션하여 단위셀(b)를 제조하는 과정을 포함할 수 있다. Accordingly, the process (i) may include a process of fabricating the unit cell (b) by laminating a separation membrane on the outer surface of the anode of the pull cell or the A-type bi-cell or the C-type bi- cell, respectively.
구체적으로, 상기 단위셀(a)는 양측 최외각의 극판들이 서로 반대 전극을 형성하는 양극/분리막/음극 구조의 풀 셀(full cell)이고, 상기 단위셀(b)는 양측 외면에 각각 분리막이 부착된 풀셀일 수 있다.Specifically, the unit cell (a) is a full cell having a positive electrode / separator / negative electrode structure in which the outermost electrode plates on both sides form opposite electrodes, and the unit cell (b) It may be an attached full cell.
경우에 따라서는, 상기 단위셀(a)는 양극 최외각의 극판들이 서로 동일한 전극을 형성하는 양극/분리막/음극/분리막/양극 구조의 C형 바이셀(bicell)이고, 상기 단위셀(b)는 양측 외면에 각각 분리막이 부착된 음극/분리막/양극/분리막/음극 구조의 A형 바이셀일 수 있다.(A) is a C-type bicell having a positive electrode / separator / negative electrode / separator / positive electrode structure in which the electrode plates of the outermost positive electrode form the same electrode, and the unit cell (b) Separator / positive electrode / separator / negative electrode structure having a separator on both outer surfaces.
또 다른 예로, 상기 단위셀(a)는 음극/분리막/양극/분리막/음극 구조의 A형 바이셀이고, 상기 단위셀(b)는 양측 외면에 각각 분리막이 부착된 양극/분리막/음극/분리막/양극 구조의 C형 바이셀일 수 있다.As another example, the unit cell a is an A-type bi-cell having a structure of a cathode / separator / anode / separator / cathode structure, and the unit cell b includes a cathode / separator / cathode / separator / C type bicycle having an anode structure.
상기 과정(ii)는 단위셀 적층부에 상기 A형 바이셀과 C형 바이셀을 양극과 음극이 서로 대면하도록 교번방식으로 적층하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 A형 바이셀 또는 C형 바이셀 중 하나는, 앞서 설명한 바와 같이, 양측 외면에 분리막이 부착된 구조이므로, 단위셀들의 적층과정에서 단위셀들 사이에 별도의 분리막을 게재할 필요가 없어, 제조 시간이 단축될 수 있을 뿐 아니라 제조 공정상 효율 또한 증가할 수 있다.The step (ii) may include a step of stacking the A-type bi-cell and the C-type bi-cell in an alternating manner so that the positive electrode and the negative electrode face each other in the unit cell stacking portion. As described above, one of the A-type bi-cell or the C-type bi-cell has a structure in which a separation membrane is attached to both outer surfaces. Therefore, it is not necessary to provide a separate separation membrane between unit cells in the process of stacking the unit cells. Not only the manufacturing time can be shortened, but also the efficiency in the manufacturing process can be increased.
하나의 바람직한 예에서, 상기 단위셀 적층부는 상단이 개방되어 있고 하부방향으로 직경이 작아지는 호퍼 구조의 상부와, 단위셀 적층체에 대응하는 내부 크기를 가진 하부로 이루어진 구조일 수 있다. 따라서, 상부에 의해 용이하게 수집된 다수의 단위셀들은, 중력에 의해 하부로 이동하면서 하부 구조에 의해 고르고 반듯하게 적층될 수 있다.In one preferred embodiment, the unit cell lamination unit may have a structure composed of an upper portion of a hopper structure having an open upper end and a lower downward diameter, and a lower portion having an inner size corresponding to the unit cell laminate. Accordingly, the plurality of unit cells easily collected by the upper part can be evenly and stacked by the lower structure while moving downward by gravity.
상기 구조에서, 단위셀 적층부의 하부에는 상기 단위셀 적층체가 순차적으로 인취될 수 있도록, 하부 배출구가 형성되어 있을 수 있다. 따라서, 상기 하부 배출구로 인취된 단위셀 전층체는 필름에 의해 용이하게 감싸질 수 있다.In the above structure, a lower outlet may be formed in the lower portion of the unit cell stacking portion so that the unit cell stack can be sequentially taken. Therefore, the unit cell full layer captured by the lower discharge port can be easily wrapped by the film.
구체적으로, 상기 단위셀 적층부의 하부는, 예를 들어 단위셀의 극판보다 크고, 분리막보다 작은 내경을 가진 구조일 수 있다. 즉, 단위셀 적층체가 상기 단위셀 적층부의 하부를 이동할 때, 분리막이 하부 내벽에 닿으면서 분리막의 탄성 및 하부 내벽에 대한 마찰력으로 인해 중력에 대응하는 힘으로 하강하게 하게 된다. 따라서, 단위셀 적층체는 물리적으로 가압되지 않으면서 순차적으로 적층시킬 수 있다. Specifically, the lower portion of the unit cell lamination portion may be, for example, a structure larger than the electrode plate of the unit cell and having an inner diameter smaller than that of the separation membrane. That is, when the unit cell stack moves to the lower portion of the unit cell stack, the separation membrane contacts the inner wall of the lower portion, so that it is lowered due to the elasticity of the separation membrane and the frictional force against the lower inner wall. Therefore, the unit cell stack body can be stacked sequentially without being physically pressed.
또한, 상기 단위셀 적층부의 하부에는 단위셀의 분리막을 지지하는 단턱이 형성되어 있을 수 있다. 즉, 단위셀 적층체가 순차적으로 적층될 때 상기 단위셀 적층체가 단턱의 높이를 초과하면, 상기 하부 배출구로 인취된다.In addition, a step for supporting the separation membrane of the unit cell may be formed below the unit cell stacking section. That is, when the unit cell stack is sequentially stacked, if the unit cell stack exceeds the height of the step, it is taken in the lower outlet.
상기 단턱은 단위셀 적층체를 용이하게 지지하는 구조라면 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 단위셀 적층부의 상하부의 경계 또는 하부 부위 또는 하부 배출구에 형성되는 구조일 수 있다.The step is not particularly limited as long as the unit cell stack can easily support the unit cell stack. For example, the unit cell stacking unit may be formed at the upper or lower part of the unit cell stacking part, the lower part, or the lower outlet.
한편, 상기 단위셀 적층부의 하부에는 배기를 위한 관통구들이 천공되어 있을 수 있다. 따라서, 하부 내벽에 닿아 있는 상기 단위셀의 분리막과 단위셀 적층부 하부 사이에 포집된 공기를 제거하여 단위셀 적층체가 하부 배출구로 용이하게 하강할 수 있다.Meanwhile, through holes for exhaust may be formed in the lower portion of the unit cell stacking portion. Therefore, the air trapped between the separation membrane of the unit cell and the lower portion of the unit cell stacking portion contacting the lower inner wall is removed, so that the unit cell stack can be easily lowered to the lower outlet.
한편, 본 발명은 상기 과정을 통하여 단위셀 적층부로부터 인취한 단위셀 적층제의 외면을 필름으로 감싸는 과정을 포함하며, 하나의 바람직한 예로, 단위셀 적층체의 일면이 필름으로 감싸인 상태에서 상기 필름으로 대응면을 연속적으로 감싸는 과정을 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a unit cell laminate, comprising the steps of: wrapping an outer surface of a unit cell laminate taken from the unit cell laminate through a film; And continuously wrapping the corresponding surfaces with the film.
상기 단계 (iv)는 단위셀 적층체의 외면이 필름으로 감싸인 상태에서 필름의 중첩 부위를 열융착하는 과정을 포함할 수 있다. The step (iv) may include a step of thermally fusing the overlapped portion of the film while the outer surface of the unit cell stack body is wrapped with the film.
이러한 필름은 단위셀 적측체를 외부로부터 보호하는 작용을 하며, 예를 들어, 폴리프로필렌, 폴리프로필렌의 공중합체 또는 블랜드로 이루어진 소재 등이 사용될 수 있고, 다공성 구조로 이루어질 수 있다.Such a film acts to protect the unit cell body from the outside, for example, a material made of a copolymer or blend of polypropylene, polypropylene, or the like, and may be made of a porous structure.
또한, 이러한 필름은, 바람직하게는 150 ~ 180℃의 범위에서 열수축이 일어날 수 있으므로 단위셀 적층체에 대해 고정 상태를 지지할 수 있다.In addition, such a film may preferably have a fixed state with respect to the unit cell laminate because heat shrinkage may occur within a range of preferably 150 to 180 ° C.
본 발명은 또한, 이러한 전극조립체의 제조방법을 사용하여 제조되는 전기셀을 제공한다.The present invention also provides an electric cell manufactured using such a method of manufacturing an electrode assembly.
상기 전지셀은 예를 들어, 이차전지 또는 전기화학 캐패시터일 수 있으며, 그 중에서도 리튬 이차전지에서 바람직하게 적용될 수 있다.The battery cell may be, for example, a secondary battery or an electrochemical capacitor, and may be preferably applied to a lithium secondary battery.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전극조립체 제조방법은 단위셀(a, b)들을 특정 방식으로 적층하여 단위셀 적층체를 만들고 이를 인취하여 분리필름으로 감싼 후 열수축시키는 일련의 과정을 포함하므로, 전지의 생산 속도를 향상하여 전지셀의 제조 공정성을 향상시키면서 동일 규격 대비 전지의 용량 및 품질을 향상시킬 수 있다. As described above, the method of manufacturing an electrode assembly according to the present invention includes a series of processes in which a unit cell stack is formed by stacking unit cells (a, b) in a specific manner, , It is possible to improve the production speed of the battery, improve the processability of the battery cell, and improve the capacity and quality of the battery to the same standard.
도 1은 종래의 바이 셀들로 이루어진 스택/폴딩형 전극조립체의 제조과정을 나타내는 모식도이다;
도 2는 도 1의 스택/폴딩형 전극조립체 제조과정에서 바이셀들의 배열 조합을 나타내는 모식도이다;
도 3은 도 1에 의해 제조된 전극조립체 구조의 모식도이다;
도 4a 및 도4b는 각각, 전극조립체에서 단위셀(a) 및 단위셀(b)로서 바람직하게 사용될 수 있는 하나의 예시적인 바이셀의 모식도이다;
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 단위셀 적층부의 모식도이다; 및
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체 구조의 모식도이다.1 is a schematic view showing a manufacturing process of a conventional stack / folding type electrode assembly comprising bicells;
FIG. 2 is a schematic view showing an arrangement combination of bi-cells in the stack / folding type electrode assembly manufacturing process of FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a schematic view of the electrode assembly structure manufactured by FIG. 1; FIG.
4A and 4B are schematic diagrams of one exemplary bi-cell, respectively, that can be preferably used as a unit cell (a) and a unit cell (b) in an electrode assembly;
5 is a schematic view of a unit cell stacking unit according to an embodiment of the present invention; And
6 is a schematic view of an electrode assembly structure according to one embodiment of the present invention.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.
도 4a와 도 4b에는 각각, 전극조립체에서 단위셀(a), 단위셀(b)로서 바람직하게 사용될 수 있는 하나의 예시적인 바이셀(100)과 또 다른 바이셀(200)의 모식도가 도시되어 있다.4A and 4B are schematic diagrams of one
도 4을 참조하면, 단위셀(100)은 양극/분리막(130)/음극/분리막/양극의 단위 구조로 이루어져 있는 C형 바이셀로서, 셀의 양측에 각각 양극이 위치하는 셀이다. 단위셀(200)는 양측 외면에 각각 분리막(130)이 부착된 음극/분리막/양극/분리막/음극 구조의 A형 바이셀이다. 상기 단위셀(200)는 양측 외면에 각각 분리막(130)이 부착되었기 때문에, 단위셀(100) 및 단위셀(200)을 사용하여 이차전지를 포함한 전기화학 셀을 구성하는 경우, 별도의 분리필름을 게재하지 않더라도, 양극과 음극이 서로 대면하여 적층될 수 있다. Referring to FIG. 4, the
도 5에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 단위셀 적층부의 모식도가 도시되어 있다.5 is a schematic view of a unit cell stacking unit according to an embodiment of the present invention.
도 5를 도 4과 함께 참조하면, 단위셀 적층부(300)는 단위셀(100)과 단위셀(200)이 교번방식으로 상부로부터 유입되어 순차적으로 적층되는 구조로서, 상단이 개방되어 있고 하부방향으로 직경이 작아지는 호퍼 구조의 상부(310)와, 단위셀 적층체(300)에 대응하는 내부 크기를 가진 하부(320)로 이루어져 있다. Referring to FIG. 5 together with FIG. 4, the unit
단위셀 적층부의 하부(320)에는, 단위셀(100) 및 단위셀(200)로 이루어진 단위셀 적층체(100, 200)가 순차적으로 인취될 수 있도록, 하부 배출구(322)가 형성되어 있다.The
또한, 단위셀 적층부의 하부(320)는 단위셀의 극판보다 크고, 분리막(130)보다 작은 내경을 갖고 있어서, 단위셀 적층체(100, 200)의 분리막(130)이 하부 내벽에 닿으면서 분리막의 탄성 및 하부 내벽에 대한 마찰력으로 인해 중력에 대응하는 힘으로 하강하게 된다. 따라서, 단위셀 적층체는 물리적으로 가압되지 않으면서 순차적으로 적층시킬 수 있다. The
또한, 단위셀 적층부의 하부(320) 부위 및 하부 배출구(322)에는 단위셀의 분리막(130)을 지지하는 단턱(324)이 형성되어 있다. 따라서, 단위셀 적층체(100, 200)가 순차적으로 적층될 때 단턱의 높이를 초과하면, 하부 배출구(322)로 인취된다.In addition, a
한편, 단위셀 적층부의 하부(320)에는 배기를 위한 관통구들(326)이 천공되어 있어서, 하부 내벽에 닿아 있는 단위셀의 분리막(130)과 단위셀 적층부 하부(320) 간의 공기 가압상태를 해소하여 단위셀 적층체(100, 200)가 하부 배출구(322)로 용이하게 하강할 수 있다.On the other hand, through
도 6에는 도 5에서 인취한 단위셀 적층체(100, 200)의 외면이 필름으로 감싸져 있는 전극조립체(400)의 구조가 모식적으로 도시 되어 있다.FIG. 6 schematically shows the structure of the
이들 도면은 도 5와 함께 참조하면, 단위셀 적층체(100, 200)의 외면은 필름(410)에 의해 감싸진 상태에서, 단위셀 적층체(100, 200) 상면의 필름(210)의 중첩 부위를 열융착한다.5, the outer surfaces of the unit cell stacks 100 and 200 are covered with a
이러한 필름(410)은 각각 단위셀의 극판 및 단위셀 적층체들 사이에서 그것들의 절연상태를 유지할 수 있도록, 폴리프로필렌, 폴리프로필렌의 공중합체 또는 블랜드로 이루어진 소재 등이 사용된다. Such a
한편, 단위셀 적층체(100, 200)는, 단위셀 적층체(100, 200)를 감싼 필름(410)이 바람직하게는 170℃에서 열수축되어, 열수축된 필름(410)이 단위셀 적층체(100, 200)에 대해 고정 상태를 지지하고, 단위셀 적층체(100, 200)를 외부로부터 보호하는 작용을 한다.
In the unit cell stacks 100 and 200, the
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.
Claims (18)
(i) 양측 외면에 각각 극판이 위치하는 단위셀(a), 및 양측 외면에 각각 분리막이 부착된 단위셀(b)을 준비하는 과정;
(ii) 상기 단위셀들(a, b)을 단위셀 적층부에 양극과 음극이 서로 대면하도록 적층하는 과정;
(iii) 상기 단위셀 적층부로부터 인취한 단위셀 적층체의 외면을 필름에 의해 감싸는 과정; 및
(iv) 상기 단위셀 적층체의 외면을 감싸고 있는 필름을 열 수축하는 과정;
을 포함하고 있고,
상기 단위셀 적층부는 상단이 개방되어 있고 하부방향으로 직경이 작아지는 호퍼 구조의 상부와, 단위셀 적층체에 대응하는 내부 크기를 가진 하부로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법. A method of manufacturing an electrode assembly having a structure in which two or more unit cells are laminated,
(i) preparing a unit cell (a) in which an electrode plate is located on both outer surfaces, and a unit cell (b) in which a separator is attached on both outer surfaces, respectively;
(ii) stacking the unit cells (a, b) so that the positive electrode and the negative electrode face each other in the unit cell stacking portion;
(iii) wrapping the outer surface of the unit cell stacked body taken from the unit cell stacking portion with a film; And
(iv) heat shrinking the film surrounding the outer surface of the unit cell laminate;
Lt; / RTI >
Wherein the unit cell stacking portion is composed of an upper portion of a hopper structure having an upper end opened and a smaller diameter downward, and a lower portion having an inner size corresponding to the unit cell stacked body.
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