KR101730318B1 - 분리막의 열 수축성이 억제된 전지셀 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막으로 구성된 적층 구조의 다수의 단위셀들이 긴 시트형의 분리필름에 의해 폴딩되어 있는 전극조립체로서, 상기 단위셀들의 양극 및 음극의 외주면 중 적어도 일면에는 양극 탭 및 음극 탭이 돌출되어 있으며, 상기 단위셀들에서 분리막은 양극 및 음극보다 긴 길이로 각각 돌출되어 분리막 연장부위를 형성하고 있으며, 상기 단위셀들의 양극 탭 및 음극 탭이 돌출되어 있는 전극조립체 외면 및 상기 외면의 대향면 중의 적어도 일부와, 상기 분리막 연장부위 및/또는 그에 대향하는 방향의 연장부위가, 접착 테이프에 의해 상호 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀을 제공한다.

Description

분리막의 열 수축성이 억제된 전지셀 {Battery Cell Having Separation Film of Suppressed Thermal Shrinkage}
본 발명은 분리막의 열 수축성이 억제된 전지셀 에 관한 것이다.
최근, 화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력저장장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.
특히, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.
대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.
또한, 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.
특히, 최근에는 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조비, 작은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 많은 관심을 모으고 있고 또한 그것의 사용량이 점차적으로 증가하고 있다.
또한, 이차전지는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막이 적층된 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤형(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체 등을 들 수 있으며, 최근에는, 상기 젤리-롤형 전극조립체 및 스택형 전극조립체가 갖는 문제점을 해결하기 위해, 상기 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 진일보한 구조의 전극조립체로서, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 분리필름 상에 위치시킨 상태에서 순차적으로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체가 개발되었다.
이러한 이차전지에서 주요 연구 과제 중의 하나는 안전성을 향상시키는 것이다. 예를 들어, 이차전지는 내부 단락, 허용된 전류 및 전압을 초과한 과충전 상태, 고온에의 노출, 낙하 또는 외부 충격에 의한 변형 등 전지의 비정상적인 작동 상태로 인해 유발될 수 있는 전지 내부의 고온 및 고압에 의해 전지의 폭발이 초래될 수 있다.
안전성의 문제 중 하나로, 전지가 고온에 노출되었을 때 발생되는 분리막의 수축 또는 파손으로 인한 내부단락은 매우 심각한 실정이고, 이에 대한 원인규명 및 대안에 대한 연구가 많이 행해지고 있다.
일반적으로 분리막으로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 다공성 고분자 필름이 사용되고 있으며, 이러한 분리막은 저렴하고 내화학성이 우수하여 전지의 작동에 바람직하다는 장점을 가지고 있지만, 고온의 환경에서 수축하기 쉽다.
도 1에는 종래의 대표적인 스택/폴딩형 전극조립체의 일반적인 구조가 모식적으로 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 전극조립체(100)는 음극이 양극들 사이에 위치하고 양극들과 음극의 사이에는 분리막이 개재되어 있는 구조의 제 1 단위셀(102, 104)과 양극이 음극들 사이에 위치하고, 양극과 음극들 사이에는 분리막이 개재되어 있는 구조의 제 2 단위셀(101, 103, 105)의 조합으로 이루어진 구조로 이루어져 있다.
상기 전극조립체(100)의 제 1 단위셀(102, 104)과 제 2 단위셀(101, 103, 105)의 사이에 개재되어 있는 분리필름(106)은, 전극 탭이 형성되어 있지 않은 제 1 단위셀(102, 104) 및 제 2 단위셀(101, 103, 105)의 각각의 측면을 감싸고 있는 바, 상기 전극조립체는 분리필름(106) 상에 제 1 단위셀(102, 104)과 제 2 단위셀(101, 103, 105)을 배열하고 분리필름(106)을 권취하여 제작된다.
일반적으로 이러한 스택/폴딩형 전극조립체의 경우, 단위셀의 양극 및 음극 사이에 개재되는 분리막은 고온의 환경에서 그것의 양측 단부가 전극들의 계면 사이로 수축되어 내부 단락을 유발하기 쉽다.
또한, 상기 문제점을 예방하기 위해, 분리막을 양극 및 음극에 비해 크게 설계할 경우, 상기 양극 및 음극의 외주면 밖으로 돌출된 분리막과 분리필름의 연장부위로 인하여 전지셀의 제조공정에서 전지케이스에 대한 전극조립체의 삽입성을 저하시킬 수 있다.
따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로서, 전극조립체의 분리막 연장부위가 전극 탭이 돌출되어 있는 전극조립체 외면 및 상기 외면의 대향면 중의 적어도 일부와, 상기 분리막 연장부위 및/또는 그에 대향하는 방향의 연장부위가, 접착 테이프에 의해 상호 결합되도록 구성함으로써, 분리막의 열 수축성이 억제된 전지셀을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀은,
양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막으로 구성된 적층 구조의 다수의 단위셀들이 긴 시트형의 분리필름에 의해 폴딩되어 있는 전극조립체로서,
상기 단위셀들의 양극 및 음극의 외주면 중 적어도 일면에는 양극 탭 및 음극 탭이 돌출되어 있으며,
상기 단위셀들에서 분리막은 양극 및 음극보다 긴 길이로 각각 돌출되어 분리막 연장부위를 형성하고 있으며;
상기 단위셀들의 양극 탭 및 음극 탭이 돌출되어 있는 전극조립체 외면 및 상기 외면의 대향면 중의 적어도 일부와, 상기 분리막 연장부위 및/또는 그에 대향하는 방향의 연장부위가, 접착 테이프에 의해 상호 결합되어 있는 구조로 이루어져 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 전지셀은, 전극조립체의 분리막 연장부위가 전극 탭이 돌출되어 있는 전극조립체 외면 및 상기 외면의 대향면 중의 적어도 일부와, 상기 분리막 연장부위 및/또는 그에 대향하는 방향의 연장부위가, 접착 테이프에 의해 상호 결합되도록 구성함으로써, 분리막의 열 수축성이 억제시킬 수 있다.
또한, 분리막 연장부위가 단위셀들의 전극 탭이 돌출되어 있는 전극조립체 외면 및 상기 외면의 대향면 중에서 상하면이 접착 테이프에 의해 상호 결합됨으로써, 전지셀의 제조공정에서 전지케이스에 대한 전극조립체의 삽입성을 향상시키고, 전해액의 함침성 저하를 방지할 수 있는 효과를 발휘한다.
상기 접착 테이프는 상기 분리막 연장부위의 길이만큼 부가되는 구조가 바람직하며, 상기 접착 테이프가 상기 분리막 연장부위의 길이보다 지나치게 작은 경우에는 소망하는 분리막의 열 수축 방지 효과를 얻을 수 없고, 지나치게 크게 형성되는 경우에 전지 내부의 물질들과 반응을 유발하여 내부 단락을 발생시킬 수 있으므로 바람직하지 않다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전극조립체는 단위셀들을 폭 대비 긴 길이의 분리필름 상에 위치시킨 상태에서 순차적으로 권취한 구조로 이루어질 수 있다.
다시 말해, 본 발명에 따른 전지셀의 전극조립체는 양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막으로 구성된 적층 구조의 단위셀들을 포함하고 있고, 상기 단위셀들을 분리필름 상에 위치시킨 상태에서 순차적으로 권취한 구조로 이루어지는 바, 상기 분리필름은 폭 대비 긴 길이의 시트형으로서, 상기 폭은 분리필름 상에 위치되는 단위셀들의 전극 탭 돌출방향에 평행인 방향의 분리필름 외주면의 크기이고, 길이는 상기 폭에 수직인 방향의 분리필름 외주면의 크기이다.
따라서, 본 발명에 따른 전지셀의 전극조립체는 젤리-롤형 전극조립체와 스택형 전극조립체의 혼합 형태인 진일보한 구조의 전극조립체로서, 종래의 젤리-롤형 전극조립체와 스택형 전극조립체가 갖는 문제점을 해결할 수 있다.
이러한 경우에, 상기 전극조립체의 단위셀들은 최외곽 전극들의 극성이 서로 동일한 적층 구조로 이루어진 구조이거나, 최외곽 전극들의 극성이 서로 상이한 적층 구조로 이루어진 구조일 수 있다.
구체적으로, 상기 단위셀은 양극, 분리막, 음극, 분리막, 양극의 순서로 적층된 구조로 이루어짐으로써, 단위셀의 양측에 극성이 동일한 양극이 위치하거나, 음극, 분리막, 양극, 분리막, 음극의 순서로 적층된 구조로 이루어짐으로써, 단위셀의 양측에 극성이 동일한 음극이 위치하는 구조일 수 있다.
반면에, 상기 단위셀은 양극, 분리막, 음극의 순서로 적층된 구조로 이루어짐으로써, 단위셀의 양측에 각각 극성이 상이한 양극과 음극이 위치하는 구조일 수도 있다.
그러나, 단위셀의 구조가 이에 한정되는 것은 아니며, 다수의 양극, 분리막, 음극이 적층된 구조로서, 최외곽 전극들의 극성이 서로 동일하거나, 상이한 적층 구조로 이루어져, 전기적 성능을 발휘하는 것이라면 크게 제한되는 것은 아니다.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 단위셀들은 양극 탭 및 음극 탭이 단위셀들의 외면에서 동일한 일면 상에 돌출되어 있는 구조일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 단위셀들은 양극 탭 및 음극 탭이 단위셀들의 외면에서 서로 대향하는 일면 및 타면 상에 돌출되어 있는 구조일 수도 있다.
다시 말해, 상기 단위셀들은 양극 탭 및 음극 탭이 동일한 방향으로 돌출되거나, 서로 대향하는 방향으로 돌출되어 있는 구조일 수 있으며, 분리필름 연장부위는 단위셀들의 양극 탭 및 음극 탭이 돌출되어 있는 전극조립체 외면 및 상기 외면의 대향면 중 상기 양극 탭 및 음극 탭이 돌출된 부위를 제외하고, 적어도 일부에서 상호 결합될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 상기 접착 테이프는 전지 내부의 물질들과 반응하지 않고 전해액의 함침시에도 소정의 접착력을 발휘할 수 있는 소재로 이루어진 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라서는, 고분자 수지의 필름 기재 상에 접착층이 양면에 코팅되어 있는 구조일 수 있으며, 구체적인 예에서, 상기 고분자 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리이미드, 또는 이들의 공중합체 또는 블랜드일 수 있다.
경우에 따라, 상기 접착 테이프는 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 및 불소 고무로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 전지셀을 이루는 단위셀들에서 분리막은 양극 및 음극보다 긴 길이로 돌출되어 분리막 연장부위를 형성하고 있으며, 상기 분리막 연장부위의 길이는 양극 또는 음극의 길이에 대해 1 내지 20% 일 수 있다. 상기 분리막 연장부위가 1% 미만일 경우, 소망하는 분리막 및/또는 분리필름의 열 수축성 억제의 효과를 발휘할 수 없고, 20%를 초과할 경우, 전해액의 함침성을 저하시킬 수 있으므로 바람직하지 않다.
일반적으로 분리막은 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.
상기 길이의 용어는, 단위셀들에 있어서, 양극 탭 및 음극 탭의 돌출방향에 평행인 양극, 음극, 분리막, 및 분리필름의 외주면의 크기를 나타낸다.
또한, 하나의 구체적인 예에서, 상기 분리막 연장부위가 결합되는 부위의 폭 크기는 단위셀들의 폭 크기에 대해 50% 이상 내지 80% 이하일 수 있고, 상기 분리막 연장부위가 결합되는 부위의 면적 크기는 상기 분리막 전체 크기에 대해 0.5% 이상 내지 1.5% 이하일 수 있다.
상기 접착 테이프의 두께는 상기 양극 및 음극의 두께에 대해 30% 이상 내지 200 % 이하일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 전극조립체는 전지케이스에 의해 밀봉되어 있으며, 전지셀의 전지케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 접착 테이프에 의한 상기 분리막 연장부들의 결합은 전극조립체의 전지케이스에 대한 삽입성을 향상시킬 수 있도록, 상기 전극조립체를 전지케이스에 삽입하기 전에 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 전지셀은 상기와 같은 구조로 이루어진 것이라면 그것의 종류가 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적인 예로서, 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지일 수 있다.
리튬 이차전지를 포함하여 전지셀의 구성, 구조, 제조방법 등은 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략한다.
본 발명은 상기 전지셀을 포함하는 디바이스를 제공하는 바, 상기 디바이스는 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 파워 툴, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장 장치로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기와 같은 디바이스 내지 장치들은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 구체적인 설명을 생략한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀은, 전극조립체의 분리막 연장부위가 전극 탭이 돌출되어 있는 전극조립체 외면 및 상기 외면의 대향면 중의 적어도 일부와, 상기 분리막 연장부위 및/또는 그에 대향하는 방향의 연장부위가, 접착 테이프에 의해 상호 결합되도록 구성함으로써, 고온 상황에서 분리막의 열 수축성이 억제되어 내부 단락을 방지하고, 안전성을 향상시킬 수 있다. 또, 분리막 연장부위가 단위셀들의 전극 탭이 돌출되어 있는 전극조립체 외면 및 상기 외면의 대향면 중에서 상하면에만 접착 테이프에 의해 상호 결합됨으로써, 전지셀의 제조공정에서 전지케이스에 대한 전극조립체의 삽입성을 향상시키고, 전해액의 함침성 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 스택/폴딩형 전극조립체의 일반적인 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 전극조립체를 구성하는 단위셀들의 구조를 나타낸 모식도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀을 이루는 전극조립체의 구성 방법을 나타낸 모식도이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 정면도이다;
도 5는 도 4의 A-A'의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 접착 테이프가 적용된 전극조립체의 일부 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 전극조립체를 구성하는 단위셀들의 구조를 나타낸 모식도가 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전지셀의 전극조립체는 다수의 단위셀들(210, 220, 230, 240)을 포함하는 바, 각각의 단위셀들(210, 220, 230, 240)은 최외곽 전극들의 극성이 서로 동일한 적층 구조로 이루어지거나, 최외곽 전극들의 극성이 서로 상이한 적층 구조로 이루어질 수 있다.
즉, 단위셀들은 음극(202)이 양극(201)들 사이에 위치하고 양극(201)들과 음극(202)의 사이에는 분리막(203)이 개재되어 있는 구조(210), 또는 양극(201)이 음극(202)들 사이에 위치하고 음극(202)들과 양극의 사이에는 분리막(203)이 개재되어 있는 구조(220)와 같이 최외곽 전극들의 극성이 서로 동일한 적층 구조로 이루어지거나, 양극(201)과 음극(202) 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조(230, 240)와 같이 최외곽 전극들의 극성이 서로 상이한 적층 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 단위셀들은 양극(201)과 음극(202) 사이에 개재되어 있는 분리막(203)이 양극(201) 및 음극(202)보다 긴 길이로 돌출되어 분리막 연장부위(206)를 형성하는 바, 분리막 연장부위(206)는 양극(201) 또는 음극(202)의 길이(205)에 대해 10% 길이로 형성된다.
도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀을 이루는 전극조립체의 구성 방법을 나타낸 모식도가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 전극조립체(300)는 음극(301)이 양극(302)들 사이에 위치하고 양극(302)들과 음극(301)의 사이에는 분리막(309)이 개재되어 있는 구조의 단위셀(310, 330)들과 양극(302)이 음극(301)들 사이에 위치하고 음극(301)들과 양극(302)의 사이에는 분리막(309)이 개재되어 있는 구조의 단위셀(320)들이 분리필름(340) 상에서 교번방식으로 배열되어 있으며, 양극(302)으로부터 돌출된 양극 탭(304) 및 음극(301)으로부터 돌출된 음극 탭(303)이 각각 동일한 위치에서 동일한 방향을 향하도록 배열되어 있다.
전극조립체(300)는 상기 분리필름(340) 상에 위치한 단위셀들(310, 320, 330)을 순차적으로 권취하여 제조되는 바, 단위셀들(310, 320, 330)은 그것으로부터 돌출되어 있는 분리막 연장부위들(305, 306, 307, 308) 중 양측 연장부위(306, 308)가 분리필름(340)에 인접하는 반면, 전극 탭들(303, 304)이 돌출되어 있는 방향의 연장부위(305)와 그에 대향하는 연장부위(307)는 분리필름(340)에 인접하지 않는다.
도 4에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 정면도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 5에는 도 4의 A-A'의 단면도가 모식적으로 도시되어 있으며, 도 6에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 접착 테이프가 적용된 전극조립체의 일부 구조를 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.
이들 도면을 도 1 내지 도 3과 함께 참조하면, 본 발명에 따른 전극조립체(300)는 단위셀들(310, 320)을 포함하고 있고, 단위셀(310)은 양극들(302)과 음극(301)의 사이에 분리막(309)이 각각 개재되어 있고, 단위셀(320)은 음극들(301)과 양극(302) 사이에 분리막들(309)이 개재되어 있다. 이러한 단위셀들(310, 320)은 분리필름(340)을 사이에 두고 순차적으로 권취되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 단위셀들(310, 320)은 그것으로부터 돌출되어 있는 분리막 연장부위들(305, 307)이 형성되어 있고, 접착 테이프는 분리막 연장부위 및 그에 대면하는 방향의 연장부위에 각각 마주보도록 결합되어 있으며, 분리막 연장부위 및 그에 대면하는 방향의 연장부위에 형성된 접착 테이프들의 두께의 합은 대면하는 분리막 사이에 위치한 양극 또는 음극의 두께와 동일하도록 형성되어 있다.
분리막 연장부위들은 (305, 307)은 전극 탭들(303, 304)이 돌출되어 있는 방향으로 연장되어 형성되어 있고, 이들의 길이(L2)는 양극(302) 또는 음극(301)의 길이(L1)에 대해 대략 10%의 길이로 형성되어 있다.
단위셀(310) 및 단위셀(320)의 분리막 연장부위들(305, 307)은 접착 테이프(500)에 의해 상호 접착되어 있으므로, 고온 상황에서 분리막(309)의 열 수축이 크게 억제된다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (18)

  1. 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막으로 구성된 적층 구조의 다수의 단위셀들이 긴 시트형의 분리필름에 의해 폴딩되어 있는 전극조립체를 포함하는 전지셀로서,
    상기 단위셀들의 양극 및 음극의 외주면 중 적어도 일면에는 양극 탭 및 음극 탭이 돌출되어 있으며,
    상기 단위셀들에서 분리막은 양극 및 음극보다 긴 길이로 각각 돌출되어 분리막 연장부위를 형성하고 있으며;
    상기 단위셀들의 양극 탭 및 음극 탭이 돌출되어 있는 전극조립체 외면 및 상기 외면의 대향면 중의 적어도 일부와, 상기 분리막 연장부위 및/또는 그에 대향하는 방향의 연장부위가, 고온 상황에서 상기 분리막의 열 수축성을 억제하도록 접착 테이프에 의해 상호 결합되어 있고,
    상기 접착 테이프는 상기 분리막 연장부위 및 그에 대면하는 방향의 연장부위에 각각 마주보도록 결합되어 있으며,
    상기 분리막 연장부위 및 그에 대면하는 방향의 연장부위에 형성된 접착 테이프들의 두께의 합은 대면하는 분리막 사이에 위치한 양극 또는 음극의 두께와 동일한 것을 특징으로 하는 전지셀.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 단위셀들을 폭 대비 긴 길이의 분리필름 상에 위치시킨 상태에서 순차적으로 권취한 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 단위셀들은 최외곽 전극들의 극성이 서로 동일한 적층 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 단위셀들은 최외곽 전극들의 극성이 서로 상이한 적층 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 단위셀들은 양극 탭 및 음극 탭이 단위셀들의 외면에서 동일한 일면 상에 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 단위셀들은 양극 탭 및 음극 탭이 단위셀들의 외면에서 서로 대향하는 일면 및 타면 상에 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 접착 테이프는 고분자 수지의 필름 기재 상에 접착층이 양면에 코팅되어 있는 구조인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 고분자 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리이미드, 또는 이들의 공중합체 또는 블랜드인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 접착 테이프는 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 및 불소 고무로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 분리막 연장부위의 길이는 양극 또는 음극의 길이에 대해 1% 내지 20%인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 분리막 연장부위가 결합되는 부위의 폭 크기는 단위셀들의 폭 크기에 대해 50% 이상 내지 80% 이하인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 분리막 연장부위가 결합되는 부위의 면적 크기는 상기 분리막 전체 크기에 대해 0.5% 이상 내지 1.5% 이하인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 접착 테이프의 두께는 상기 양극 및 음극의 두께에 대해 30% 이상 내지 200 % 이하인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 전지케이스에 의해 밀봉되어 있으며, 상기 전지케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 분리막 연장부들의 결합은 전극조립체를 전지케이스에 삽입하기 전에 수행되는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  17. 제 1 항에 따른 전지셀을 하나 이상 포함하는 디바이스.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 디바이스는 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 파워 툴, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장 장치로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디바이스.
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