KR101738734B1 - 파우치형 이차전지 - Google Patents

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KR101738734B1
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Abstract

본 발명은 전기용량의 향상에 적합한 구조를 갖는 파우치형 이차전지에 관한 것으로서, 본 발명에 바람직한 실시예에 따른 파우치형 이차전지는 전극조립체가 파우치 외장재의 수납부에 수납되어 있는 파우치형 이차전지에 있어서, 상기 수납부의 내측면의 꼭지점 부위는 라운드져 있고, 상기 전극조립체는 (a) 서로 동일한 개수의 전극과 분리막이 교대로 배치되어 일체로 결합된 1종의 기본 단위체가 반복적으로 배치된 구조나, 또는 (b) 서로 동일한 개수의 전극과 분리막이 교대로 배치되어 일체로 결합된 2종 이상의 기본 단위체가 정해진 순서에 따라 배치된 구조를 가지는 단위체 스택부를 포함하고, 상기 분리막의 말단은 인접한 분리막의 말단과 접합되지 않고, 상기 (a)의 1종의 기본 단위체는 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극 및 제2 분리막이 순차적으로 적층된 4층 구조나 상기 4층 구조가 반복적으로 적층된 구조를 가지며, 상기 (b)의 2종 이상의 기본 단위체를 각각 1개씩 정해진 순서에 따라 적층하면, 상기 4층 구조나 상기 4층 구조가 반복적으로 배치된 구조가 형성되되, 상기 분리막의 꼭지점 부위는 상기 수납부의 내측면의 꼭지점 부위에 대응되도록 라운드져 있다.

Description

파우치형 이차전지{POUCH TYPE SECONDARY BATTERY}
본 발명은 파우치형 이차전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기용량의 향상에 적합한 구조를 갖는 파우치형 이차전지에 관한 것이다
일반적으로, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요의 증가로 이차 전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있으며, 그 중에서도 에너지 밀도와 작동 전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수한 리튬(이온/폴리머) 이차전지는 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자제품의 에너지원으로 널리 사용되고 있다.
한국공개특허 제2008-0052869호를 참조하면, 일반적인 이차전지의 구조가 개시되어 있으며, 더욱 상세하게는 좌우대칭이며 직육면체 형상인 파우치형 이차전지의 구조가 개시되어 있다.
도 1은 종래기술에 따른 파우치형 이차전지의 분해사시도이며, 도 1을 참조하면, 파우치형 이차전지는 일반적으로, 전극탭(11, 12)이 인출되어 있는 전극조립체(10), 이 전극탭에 각각 연결되어 있는 전극 리드(13, 14)의 일부가 외부로 노출될 수 있도록 전극조립체(10)를 수납부(4)에 수납하는 파우치 외장재(1)를 구비하고, 파우치 외장재(1)가 수납부(4)에 수납된 상태에서 상부 케이스(2)와 하부 케이스(3)를 맞닿게 하여 씰링하는 것에 의하여 파우치형 이차전지가 제조된다.
도 2는 종래기술에 따른 파우치형 이차전지에 구비된 전극조립체와 파우치 외장재 사이 공간의 부분 확대도이다.
통상적으로 파우치 외장재(1)에 수납부(4)를 형성하는 공정은 딥드로잉 공법에 의하여 이루어지며, 공정 중에 수납부(4)의 모서리 부분에 하중이 집중되어 찢어지는 것을 방지하기 위하여 수납부(4)의 모서리는 라운드지게 형성되며, 구체적으로 바닥면(4B)과 내측면(4A)의 경계뿐만 아니라, 가로 방향 내측면(4A)과 세로 방향 내측면(4A)도 라운드지게 형성된다. 이에 반해, 전극조립체(10)의 꼭지점은 도 2에 도시된 것과 같이 직각을 이루고 있다.
한편, 단락방지를 위하여 전극조립체(10)와 파우치 내장재는 특정 간격 이상 이격되어야 하며, 전극조립체(10)의 꼭지점과 수납부의 내측면(4A) 사이의 간격(D0)이 전극조립체(10)와 수납부(4) 사이의 최소간격이기 때문에, 상기 간격(D0)은 단락 방지를 위한 최소 간격 이상 이격되어야 한다.
그러나, 도 2에서 확인할 수 있듯이 전극조립체(10)의 한 변과 파우치 외장재(1)의 내측면(4A) 사이의 간격(D1)은 상기 간격(D0)보다 훨씬 크기 때문에, D1은 단락 방지를 위한 최소간격보다 훨씬 크게 이격될 수밖에 없다.
따라서, 수납부(4)의 체적보다 상당히 작은 체적의 전극조립체(10)가 수납부(4)에 수납될 수밖에 없고, 이로 인해 파우치형 이차전지의 전기용량을 늘리는 데에 한계가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 착상된 것으로서, 이차전지의 전기용량의 향상에 적합한 구조를 갖는 파우치형 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 바람직한 실시예에 따른 파우치형 이차전지는 전극조립체가 파우치 외장재의 수납부에 수납되어 있는 파우치형 이차전지에 있어서, 상기 수납부의 내측면의 꼭지점 부위는 라운드져 있고, 상기 전극조립체는 (a) 서로 동일한 개수의 전극과 분리막이 교대로 배치되어 일체로 결합된 1종의 기본 단위체가 반복적으로 배치된 구조나, 또는 (b) 서로 동일한 개수의 전극과 분리막이 교대로 배치되어 일체로 결합된 2종 이상의 기본 단위체가 정해진 순서에 따라 배치된 구조를 가지는 단위체 스택부를 포함하고, 상기 분리막의 말단은 인접한 분리막의 말단과 접합되지 않고, 상기 (a)의 1종의 기본 단위체는 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극 및 제2 분리막이 순차적으로 적층된 4층 구조나 상기 4층 구조가 반복적으로 적층된 구조를 가지며, 상기 (b)의 2종 이상의 기본 단위체를 각각 1개씩 정해진 순서에 따라 적층하면, 상기 4층 구조나 상기 4층 구조가 반복적으로 배치된 구조가 형성되되, 상기 분리막의 꼭지점 부위는 상기 수납부의 내측면의 꼭지점 부위에 대응되도록 라운드져 있을 수 있다.
본 발명에 따르면, 이차전지의 전기용량의 향상에 적합한 구조를 갖는 파우치형 이차전지를 제공할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.
도 1은 종래기술에 따른 파우치형 이차전지의 분해사시도이다.
도 2는 종래기술에 따른 파우치형 이차전지에 구비된 전극조립체와 파우치 외장재 사이 공간의 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명에 따른 파우치형 이차전지의 개략 종단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 파우치형 이차전지에 구비된 전극조립체와 파우치 외장재 사이 공간의 부분 확대도이다.
도 5는 기본단위체의 평면도이다.
도 6은 도 5와는 다른 형상의 전극을 갖는 기본단위체의 평면도이다.
도 7은 소형 기본단위체를 일 구성으로 갖는 파우치형 이차전지의 종단면도이다.
도 8은 소형 보조단위체를 일 구성으로 갖는 파우치형 이차전지의 종단면도이다.
도 9은 본 발명에 따른 기본 단위체의 제1 구조를 도시하고 있는 측면도이다.
도 10는 본 발명에 따른 기본 단위체의 제2 구조를 도시하고 있는 측면도이다.
도 11은 도 9의 기본 단위체의 적층으로 형성되는 단위체 스택부를 도시하고 있는 측면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 기본 단위체의 제3 구조를 도시하고 있는 측면도이다.
도 13는 본 발명에 따른 기본 단위체의 제4 구조를 도시하고 있는 측면도이다.
도 14은 도 12의 기본 단위체와 도 5의 기본 단위체의 적층으로 형성되는 단위체 스택부를 도시하고 있는 측면도이다.
도 15은 본 발명에 따른 기본 단위체를 제조하는 공정을 도시하고 있는 공정도이다.
도 16은 본 발명에 따른 기본 단위체와 제1 보조 단위체를 포함한 단위체 스택부의 제1 구조를 도시하고 있는 측면도이다.
도 17는 본 발명에 따른 기본 단위체와 제1 보조 단위체를 포함한 단위체 스택부의 제2 구조를 도시하고 있는 측면도이다.
도 18은 본 발명에 따른 기본 단위체와 제2 보조 단위체를 포함한 단위체 스택부의 제3 구조를 도시하고 있는 측면도이다.
도 19는 본 발명에 따른 기본 단위체와 제2 보조 단위체를 포함한 단위체 스택부의 제4 구조를 도시하고 있는 측면도이다.
도 20은 본 발명에 따른 기본 단위체와 제1 보조 단위체를 포함한 단위체 스택부의 제5 구조를 도시하고 있는 측면도이다.
도 21은 본 발명에 따른 기본 단위체와 제1 보조 단위체를 포함한 단위체 스택부의 제6 구조를 도시하고 있는 측면도이다.
도 22는 본 발명에 따른 기본 단위체와 제2 보조 단위체를 포함한 단위체 스택부의 제7 구조를 도시하고 있는 측면도이다.
도 23은 본 발명에 따른 기본 단위체와 제2 보조 단위체를 포함한 단위체 스택부의 제8 구조를 도시하고 있는 측면도이다.
도 24는 본 발명에 따른 기본 단위체와 제1 보조 단위체를 포함한 단위체 스택부의 제9 구조를 도시하고 있는 측면도이다.
도 25는 본 발명에 따른 기본 단위체, 제1 보조 단위체 및 제2 보조 단위체를 포함한 단위체 스택부의 제10 구조를 도시하고 있는 측면도이다.
도 26은 본 발명에 따른 기본 단위체와 제2 보조 단위체를 포함한 단위체 스택부의 제11 구조를 도시하고 있는 측면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 파우치형 이차전지의 개략 종단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 파우치형 이차전지에 구비된 전극조립체와 파우치 외장재 사이 공간의 부분 확대도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 파우치형 이차전지는 수납부의 내측면(4A)의 꼭지점 부위가 라운드져 있고, 전극조립체(100)는 단위체 스택부를 포함하며, 단위체 스택부는 1종의 기본 단위체가 반복적으로 배치된 구조를 가지거나, 또는 2종 이상의 기본 단위체가 정해진 순서에 따라, 예를 들어 교호적으로 배치된 구조를 가진다. 기본단위체(110)의 자세한 구조는 차후에 설명하도록 하며, 도 3은 개략도이므로 기본단위체(110) 자체의 세부적인 구조는 생략되어 도시되어 있음을 밝혀둔다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 기본단위체(110)에 구비된 제1 분리막(112)과 제2 분리막(114)의 꼭지점 부위는 수납부의 내측면(4A)의 꼭지점 부위에 대응되도록 라운드져 있다. 도 5에서는 전극(111, 113)의 꼭지점 부위는 직각으로 되어 있고, 분리막(112, 114)만 라운드져 있는 구조가 도시되어 있으나, 도 6과 같이 분리막(112, 114)뿐만 아니라 전극(111, 113)도 라운드져 있는 구조를 채용할 수도 있다.
분리막(112, 114)은 전극(111, 113)에 비하여 열에 의한 변형률이 높다. 따라서, 분리막(112, 114)이 지나치게 수축하는 경우 제1 전극(111)과 제2 전극(113)이 서로 단락될 수 있다. 도 6에 도시된 구조를 채용하는 경우 도 5에 도시된 구조에 비하여, 분리막(112, 114)의 수축에 의한 제1 전극(111)과 제2 전극(113)의 단락의 위험성을 더욱 낮출 수 있는 장점이 있다. 다만, 도 6에 도시된 구조의 장점에 대한 설명이, 도 5에 도시된 구조가 제1 전극(111)과 제2 전극(113)이 단락될 위험성이 상당히 있다는 것을 의미하지는 않는다는 것을 분명하게 밝혀둔다.
분리막(112, 114)의 꼭지점 부위를 라운드 형상으로 만드는 공정은 레이저 커팅, 초음파 커팅, 금형 커팅을 통하여 분리막(112, 114)의 꼭지점을 절취하는 것에 의하여 수행될 수 있다.
한편, 분리막(112, 114)는 전극(111, 113)에 비하여 가로(또는 세로) 방향 사이즈가 더 크며(도 9 및 도 10 참조), 따라서 전극조립체(100)의 가로(또는 세로) 방향 변은 결국 분리막(112, 114)의 가로(또는 세로) 방향 변에 해당한다.
이와 같이 보았을 때, 본 발명은 도 2에 도시된 종래기술과는 달리, 전극조립체(100)의 가로(또는 세로) 방향 변과 수납부의 내측면(4A) 사이의 간격(D3)이 전극조립체(100)의 꼭지점과 수납부의 내측면(4A) 사이의 간격(D2)과 크게 차이 나지 않으며, 종래기술에 비하여 전극조립체(100)와 수납부의 내측면(4A) 사이의 간격(D2, D3)을 좁게 하는 것이 가능하다. 따라서, 종래기술에 비하여 본 발명은 이차전지의 전기용량이 향상될 수 있다.
한편, 전기용량의 최대화 측면에서는 상기 두 간격(D2, D3)은 동일한 것이 바람직하다. 다만, 여기서 두 간격(D2, D3)동일하다는 것은 엄밀한 수학적 의미에서의 동일 또는 사전적 의미에서의 동일만을 의미하는 것은 아니며, 육안으로 일견했을 때 차이를 쉽게 느낄 수 없는 정도의 동일성도 포함하는 의미로 사용되는 것임을 밝혀둔다.
도 7은 소형 기본단위체를 일 구성으로 갖는 파우치형 이차전지의 종단면도이다.
도 3과 같이 전극조립체(100)에 구비된 복수 개의 기본단위체(110)가 모두 동일한 가로 세로 사이즈를 갖는 경우도 상정할 수 있으나, 이와 달리 도 7에 도시된 것과 같이 복수 개의 기본단위체(110) 중에서 수납부의 바닥면(4B) 쪽에 배치되는 기본단위체(110)는 다른 기본단위체(110)보다 가로 방향 및 세로 방향 사이즈가 작게 형성될 수 있으며, 이와 같이 나머지 기본단위체(110)보다 가로 방향 및 세로 방향 사이즈가 작은 기본단위체(110)를 소형 기본단위체라고 지칭하기로 한다.
특히 파우치 외장재(1)에 형성되어 있는 수납부의 내측면(4A)과 바닥면(4B)이 만나는 모서리가 라운드져 있는 경우, 전극조립체(100)가 상기와 같은 소형 기본단위체를 구비하면 이차전지의 전기용량을 최대화하는 데에 더욱 유리한데, 그 이유는 다음과 같다.
도 7에서, 전극조립체(100)에 구비된 4개의 기본단위체(110) 중 상측 3개의 기본단위체(110)가 수납부의 내측면(4A)과 최적의 거리만큼 이격되어 있다고 가정하도록 한다. 만약, 도 7과는 달리 최하층의 기본단위체(110)가 소형 기본단위체가 아닌 나머지 3개의 기본단위체(110)와 동일한 사이즈를 갖고 있다면 최하층의 기본단위체(110)는 수납부의 내측면(4A)과 지나치게 접근하거나 수납부의 내측면(4A)에 접촉할 가능성이 높다. 이 경우, 전극조립체(100)와 파우치 외장재(1)가 서로 단락될 위험성이 높아진다. 따라서, 수납부의 내측면(4A)과 바닥면(4B)이 만나는 모서리가 라운드져 있는 경우에는 전극조립체(100)가 소형 기본단위체를 갖는 것이 바람직하며, 특히 수납부의 바닥면(4B) 쪽에 배치되는 기본단위체(110)는 소형 기본단위체인 것이 좋다.
도 8은 소형 보조단위체를 일 구성으로 갖는 파우치형 이차전지의 종단면도인데, 차후에 자세히 설명하겠지만 전극조립체(100)는 보조단위체(130, 140)를 구비할 수도 있고, 도 8은 전극조립체(100)가 기본단위체(110)뿐만 아니라 보조단위체(130, 140)도 포함하고 있는 경우를 도시하고 있다. 보조단위체(130, 140)의 구체적인 구성에 대해서는 차후에 설명하도록 하며, 보조단위체(130, 140)도 기본단위체(110)와 마찬가지로 꼭지점 부위가 수납부의 내측면(4A)의 꼭지점 부위에 대응되도록 라운드져 있다.
만약 수납부의 내측면(4A)과 바닥면(4B)이 만나는 모서리가 라운드져 있고 보조단위체(130, 140)가 수납부의 바닥면(4B)과 마주한다면, 이 보조단위체(130, 140)는 도 8의 3개의 기본단위체(110)보다 가로 방향 및 세로 방향 사이즈가 더 작은 보조단위체(130, 140)인 소형 보조단위체로 형성하는 것이 바람직하며, 이는 도 7에 대한 설명에서와 동일한 이유에 근거한다.
도 8과는 달리, 만약 보조단위체(130, 140)가 전극조립체(100)의 최상층에 위치하고, 전극조립체(100)의 나머지 층은 기본단위체(110)로 이루어지는 경우라면, 수납부의 바닥면(4B)과 마주하는 기본단위체(110)가 소형 기본단위체로 형성되되 보조단위체(130, 140)는 통상적인 사이즈로 형성되는 것이 바람직하다.
또 다른 예시로서, 만약, 전극조립체(100)의 최상층과 최하층에 보조단위체(130, 140)가 위치하고, 전극조립체(100)의 나머지 층은 모두 기본단위체(110)로 이루어져 있는 경우라면, 두 개의 보조단위체(130, 140) 중 수납부의 바닥면(4B)과 마주하는 보조단위체(130, 140)만 소형 보조단위체로 형성되고, 다른 하나의 보조단위체(130, 140)는 통상적인 사이즈로 형성되며, 기본단위체(110)들은 통상적인 사이즈로 형성되는 것이 바람직하다.
지금까지는 기본단위체(110)의 구조에 대하여 단순히 제1 전극(111)/제1 분리막(112)/제2 전극(113)/제2 분리막(114)의 순서로 각 층을 적층한 구조를 포함하는 것으로만 간단하게 설명하였다. 또한, 기본단위체(110)를 이루고 있는 서로 별개의 층의 상대위치를 고정하여 하나의 기본단위체(110)로 만들거나 기본단위체(110)를 포함하는 전극조립체(100)를 만드는 구체적인 과정에 대해서도 자세하게 설명하지는 않았다.
이에, 실제로 기본단위체(110)를 어떠한 공정을 통하여 만들 수 있는지와, 본 발명에 채용될 수 있는 다양한 전극조립체(100)의 구조에 대하여 이하에서 설명하도록 한다.
[기본 단위체의 구조]
본 발명에 따른 전극 조립체에서 기본 단위체는 전극과 분리막이 교대로 배치되어 형성된다. 이때 전극과 분리막은 같은 수만큼 배치된다. 예를 들어, 도 9에서 도시하고 있는 것과 같이, 기본 단위체(110a)는 2개의 전극(111, 113)과 2개의 분리막(112, 114)이 적층되어 형성될 수 있다. 이때 양극과 음극은 당연히 분리막을 통해 서로 마주 볼 수 있다. 기본 단위체가 이와 같이 형성되면, 기본 단위체의 일측 말단에 전극(도 9과 10에서 도면부호 111의 전극 참조)이 위치하게 되고, 기본 단위체의 타측 말단에 분리막(도 9와 10에서 도면부호 114의 분리막 참조)이 위치하게 된다.
본 발명에 따른 전극 조립체는 기본 단위체의 적층만으로 단위체 스택부(즉, 전극 조립체)를 형성할 수 있다는 점에 기본적인 특징이 있다. 즉, 본 발명은 1종의 기본 단위체를 반복적으로 적층하여, 또는 2종 이상의 기본 단위체를 정해진 순서에 따라 적층하여 단위체 스택부를 형성할 수 있다는 점에 기본적인 특징이 있다. 이와 같은 특징을 구현하기 위해 기본 단위체는 이하와 같은 구조를 가질 수 있다.
첫째로, 기본 단위체는 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극 및 제2 분리막이 차례로 적층되어 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 기본 단위체(110a, 110b)는 도 9에서 도시하고 있는 것과 같이 제1 전극(111), 제1 분리막(112), 제2 전극(113) 및 제2 분리막(114)이 상측에서 하측으로 차례로 적층되어 형성되거나, 또는 도 10에서 도시하고 있는 것과 같이 제1 전극(111), 제1 분리막(112), 제2 전극(113) 및 제2 분리막(114)이 하측에서 상측으로 차례로 적층되어 형성될 수 있다. 이와 같은 구조를 가지는 기본 단위체를 이하에서 제1 기본 단위체라 한다. 이때 제1 전극(111)과 제2 전극(113)은 서로 반대되는 전극이다. 예를 들어, 제1 전극(111)이 양극이면 제2 전극(113)은 음극이다.
이와 같이 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극 및 제2 분리막이 차례로 적층되어 기본 단위체가 형성되면, 도 11에서 도시하고 있는 것과 같이 1종의 기본 단위체(110a)를 반복적으로 적층하는 것만으로도 단위체 스택부(100a)를 형성할 수 있다. 여기서 기본 단위체는 이와 같은 4층 구조 이외에도 8층 구조나 12층 구조를 가질 수 있다. 즉, 기본 단위체는 4층 구조가 반복적으로 배치된 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 기본 단위체는 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극, 제2 분리막, 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극 및 제2 분리막이 차례로 적층되어 형성될 수도 있다.
둘째로, 기본 단위체는, 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극, 제2 분리막, 제1 전극 및 제1 분리막이 차례로 적층되어 형성되거나, 제2 전극, 제2 분리막, 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극 및 제2 분리막이 차례로 적층되어 형성될 수 있다. 전자의 구조를 가지는 기본 단위체를 이하에서 제2 기본 단위체라 하고, 후자의 구조를 가지는 기본 단위체를 이하에서 제3 기본 단위체라 한다.
보다 구체적으로 제2 기본 단위체(110c)는 도 12에 도시되어 있는 것과 같이 제1 전극(111), 제1 분리막(112), 제2 전극(113), 제2 분리막(114), 제1 전극(111) 및 제1 분리막(112)이 상측에서 하측으로 차례로 적층되어 형성될 수 있다. 또한 제3 기본 단위체(110d)는 도 13에 도시되어 있는 것과 같이 제2 전극(113), 제2 분리막(114), 제1 전극(111), 제1 분리막(112), 제2 전극(113) 및 제2 분리막(114)이 상측에서 하측으로 차례로 적층되어 형성될 수 있다. 이와 반대로 하측에서 상측으로 차례로 적층되어 형성될 수도 있다.
제2 기본 단위체(110c)와 제3 기본 단위체(110d)를 하나씩만 적층하면 4층 구조가 반복적으로 적층된 구조가 형성된다. 따라서 제2 기본 단위체(110c)와 제3 기본 단위체(110d)를 하나씩 교대로 계속 적층하면, 도 14에서 도시하고 있는 것과 같이 제2 및 제3 기본 단위체의 적층만으로도 단위체 스택부(100b)를 형성할 수 있다.
이와 같이 본 발명에서 1종의 기본 단위체는 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극 및 제2 분리막이 순차적으로 배치된 4층 구조나 4층 구조가 반복적으로 배치된 구조를 가진다. 또한 본 발명에서 2종 이상의 기본 단위체를 각각 1개씩 정해진 순서에 따라 배치하면, 4층 구조나 4층 구조가 반복적으로 배치된 구조가 형성된다. 예를 들어, 전술한 제1 기본 단위체는 4층 구조를 가지고, 전술한 제2 기본 단위체와 제3 기본 단위체를 각각 1개씩 총 2개를 적층하면 4층 구조가 반복적으로 적층된 12층 구조가 형성된다.
따라서 본 발명에서 1종의 기본 단위체를 반복적으로 적층하거나, 또는 2종 이상의 기본 단위체를 정해진 순서에 따라 적층하면, 단지 적층만으로도 단위체 스택부(즉, 전극 조립체)를 형성할 수 있다.
본 발명에서 단위체 스택부는 기본 단위체가 기본 단위체 단위로 적층되어 형성된다. 즉, 먼저 기본 단위체를 제작한 다음에 이를 반복적으로 또는 정해진 순서에 따라 적층하여 단위체 스택부를 제작한다. 이와 같이 본 발명은 기본 단위체의 적층만으로 단위체 스택부를 형성할 수 있다. 따라서 본 발명은 기본 단위체를 매우 정밀하게 정렬시킬 수 있다. 기본 단위체가 정밀하게 정렬되면 전극과 분리막도 단위체 스택부에서 정밀하게 정렬될 수 있다. 또한 본 발명은 단위체 스택부(전극 조립체)의 생산성을 매우 향상시킬 수 있다. 공정이 매우 단순해지기 때문이다.
[기본 단위체의 제조]
도 15를 참조하여 대표적으로 제1 기본 단위체를 제조하는 공정에 대해 살펴본다. 먼저 제1 전극 재료(121), 제1 분리막 재료(122), 제2 전극 재료(123) 및 제2 분리막 재료(124)를 준비한다. 여기서 제1 분리막 재료(122)와 제2 분리막 재료(124)는 서로 동일한 재료일 수 있다. 그런 다음 제1 전극 재료(121)를 커터(C1)를 통해 소정 크기로 절단하고, 제2 전극 재료(123)도 커터(C2)를 통해 소정 크기로 절단한다. 그런 다음 제1 전극 재료(121)를 제1 분리막 재료(122)에 적층하고, 제2 전극 재료(123)를 제2 분리막 재료(124)에 적층한다.
그런 다음 라미네이터(L1, L2)에서 전극 재료와 분리막 재료를 서로 접착시키는 것이 바람직하다. 이와 같은 접착으로 전극과 분리막이 일체로 결합된 기본 단위체가 제조될 수 있다. 결합의 방법은 다양할 수 있다. 라미네이터(L1, L2)는 접착을 위해 재료에 압력을 가하거나 압력과 열을 가한다. 이와 같은 접착은 단위체 스택부를 제조할 때 기본 단위체의 적층을 보다 용이하게 한다. 또한 이와 같은 접착은 기본 단위체의 정렬에도 유리하다. 이와 같은 접착 후에 제1 분리막 재료(122)와 제2 분리막 재료(124)를 커터(C3)를 통해 소정 크기로 절단하면, 기본 단위체(110a)가 제조될 수 있다. 이와 같은 과정 중에 분리막의 말단은 인접한 분리막의 말단과 접합되지 않는다.
이와 같이 기본 단위체에서 전극은 인접한 분리막에 접착될 수 있다. 또는 분리막이 전극에 접착된다고 볼 수도 있다. 이때 전극은 분리막을 바라보는 면에서 전체적으로 분리막에 접착되는 것이 바람직하다. 이와 같으면 전극이 안정적으로 분리막에 고정될 수 있기 때문이다. 통상적으로 전극은 분리막보다 작다.
이를 위해 접착제를 분리막에 도포할 수 있다. 그러나 이와 같이 접착제를 이용하려면 접착제를 접착면에 걸쳐 매시(mesh) 형태나 도트(dot) 형태로 도포할 필요가 있다. 접착제를 접착면의 전체에 빈틈없이 도포한다면, 리튬 이온과 같은 반응 이온이 분리막을 통과할 수 없기 때문이다. 따라서 접착제를 이용하면, 전극을 전체적으로 (즉, 접착면의 전체에 걸쳐서) 분리막에 접착시킬 수는 있다 하더라도 전체적으로 빈틈없이 접착시키기는 어렵다.
또는 접착력을 가지는 코팅층을 구비하는 분리막을 통해 전체적으로 전극을 분리막에 접착시킬 수 있다. 보다 상술한다. 분리막은 폴리올레핀 계열의 분리막 기재와 같은 다공성의 분리막 기재, 및 분리막 기재의 일면 또는 양면에 전체적으로 코팅되는 다공성의 코팅층을 포함할 수 있다. 이때 코팅층은 무기물 입자들과 무기물 입자들을 서로 연결 및 고정하는 바인더 고분자의 혼합물로 형성될 수 있다.
여기서 무기물 입자는 분리막의 열적 안정성을 향상시킬 수 있다. 즉, 무기물 입자는 고온에서 분리막이 수축되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 바인더 고분자는 무기물 입자를 고정시켜 분리막의 기계적 안정성도 향상시킬 수 있다. 또한 바인더 고분자는 전극을 분리막에 접착시킬 수 있다. 바인더 고분자는 코팅층에 전체적으로 분포하므로, 전술한 접착제와 다르게 접착면의 전체에서 빈틈없이 접착이 일어날 수 있다. 따라서 이와 같은 분리막을 이용하면 전극을 보다 안정적으로 분리막에 고정 시킬 수 있다. 이와 같은 접착을 강화하기 위해 전술한 라미네이터를 이용할 수 있다.
그런데 무기물 입자들은 충전 구조(densely packed structure)를 이루어 코팅층에서 전체적으로 무기물 입자들간의 인터스티셜 볼륨(interstitial volumes)을 형성할 수 있다. 이때 무기물 입자들이 한정하는 인터스티셜 볼륨에 의해 코팅층에는 기공 구조가 형성될 수 있다. 이러한 기공 구조로 인해 분리막에 코팅층이 형성되어 있더라도 리튬 이온이 분리막을 양호하게 통과할 수 있다. 참고로 무기물 입자들이 한정하는 인터스티셜 볼륨은 위치에 따라 바인더 고분자에 의해 막혀 있을 수도 있다.
여기서 충전 구조는 유리병에 자갈이 담겨 있는 것과 같은 구조로 설명될 수 있다. 따라서 무기물 입자들이 충전 구조를 이루면, 코팅층에서 국부적으로 무기물 입자들간의 인터스티셜 볼륨이 형성되는 것이 아니라, 코팅층에서 전체적으로 무기물 입자들간의 인터스티셜 볼륨이 형성된다. 이에 따라 무기물 입자의 크기가 증가하면 인터스티셜 볼륨에 의한 기공의 크기도 함께 증가한다. 이와 같은 충전 구조로 인해 분리막의 전체면에서 리튬 이온이 원활하게 분리막을 통과할 수 있다.
한편, 단위체 스택부에서 기본 단위체도 기본 단위체끼리 서로 접착될 수 있다. 예를 들어, 도 9에서 제2 분리막(114)의 하면에 접착제가 도포된다거나 전술한 코팅층이 코팅된다면, 제2 분리막(114)의 하면에 다른 기본 단위체가 접착될 수 있다.
이때 기본 단위체에서 전극과 분리막간의 접착력은 단위체 스택부에서 기본 단위체간의 접착력보다 클 수 있다. 물론 기본 단위체간의 접착력은 없을 수도 있다. 이와 같으면 전극 조립체(단위체 스택부)를 분리할 때 접착력의 차이로 인해 기본 단위체 단위로 분리될 가능성이 높다. 참고로, 접착력은 박리력으로 표현할 수도 있다. 예를 들어, 전극과 분리막간의 접착력은 전극과 분리막을 서로 떼어낼 때 필요한 힘으로 표현할 수도 있다. 이와 같이 단위체 스택부 내에서 기본 단위체는 인접한 기본 단위체와 결합되지 않거나, 또는 기본 단위체 내에서 전극과 분리막이 서로 결합된 결합력과 다른 결합력으로 인접한 기본 단위체와 결합될 수 있다.
참고로, 분리막이 전술한 코팅층을 포함할 경우 분리막에 대한 초음파 융착은 바람직하지 않다. 분리막은 통상적으로 전극보다 크다. 이에 따라 제1 분리막(112)의 말단과 제2 분리막(114)의 말단을 초음파 융착으로 서로 결합시키려는 시도가 있을 수 있다. 그런데 초음파 융착은 혼으로 대상을 직접 가압할 필요가 있다. 그러나 혼으로 분리막의 말단을 직접 가압하면, 접착력을 가지는 코팅층으로 인해 분리막에 혼이 들러붙을 수 있다. 이로 인해 장치의 고장이 초래될 수 있다.
[보조 단위체]
단위체 스택부는 제1 보조 단위체와 제2 보조 단위체 중의 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다. 먼저 제1 보조 단위체에 대해 살펴본다. 본 발명에서 기본 단위체는 일측 말단에 전극이 위치하고 타측 말단에 분리막이 위치한다. 따라서 기본 단위체를 순차적으로 적층하면, 단위체 스택부의 가장 위쪽이나 가장 아래쪽에 전극(도 16에서 도면부호 116의 전극 참조, 이하 '말단 전극'이라 한다)이 위치하게 된다. 제1 보조 단위체는 이와 같은 말단 전극에 추가적으로 적층된다.
보다 구체적으로 말단 전극(116)이 양극이면, 제1 보조 단위체(130a)는 도 16에서 도시하고 있는 것과 같이, 말단 전극(116)으로부터 차례로, 즉 말단 전극(116)으로부터 외측으로 분리막(114), 음극(113), 분리막(112) 및 양극(111)이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다. 또한 말단 전극(116)이 음극이면, 제1 보조 단위체(130b)는 도 17에서 도시하고 있는 것과 같이, 말단 전극(116)으로부터 차례로, 즉 말단 전극(116)으로부터 외측으로 분리막(114) 및 양극(113)이 순차적으로 적층 되어 형성될 수 있다.
단위체 스택부(100d, 100e)는 도 16과 도 17에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 보조 단위체(130a, 130b)를 통해 말단 전극 측의 가장 외측에 양극을 위치시킬 수 있다. 이때 가장 외측에 위치하는 양극, 즉 제1 보조 단위체의 양극은 집전체의 양면 중에 기본 단위체를 바라보는 일면(도 16을 기준으로 아래쪽을 바라보는 일면)에만 활물질층이 코팅되는 것이 바람직하다. 이와 같이 활물질층이 코팅되면, 말단 전극 측의 가장 외측에 활물질층이 위치하지 않게 되므로, 활물질층이 낭비되는 것을 방지할 수 있다. 참고로, 양극은 (예를 들어) 리튬 이온을 방출하는 구성이므로 가장 외측에 양극을 위치시키면 전지 용량에 있어 유리하다.
다음으로 제2 보조 단위체에 대해 살펴본다. 제2 보조 단위체는 기본적으로 제1 보조 단위체와 동일한 역할을 수행한다. 보다 상술한다. 본 발명에서 기본 단위체는 일측 말단에 전극이 위치하고 타측 말단에 분리막이 위치한다. 따라서 기본 단위체를 순차적으로 적층하면, 단위체 스택부의 가장 위쪽이나 가장 아래쪽에 분리막(도 18에서 도면부호 117의 분리막 참조, 이하 '말단 분리막'이라 한다)이 위치하게 된다. 제2 보조 단위체는 이와 같은 말단 분리막에 추가적으로 적층된다.
보다 구체적으로 기본 단위체에서 말단 분리막(117)에 접한 전극(113)이 양극이면, 제2 보조 단위체(140a)는 도 18에서 도시하고 있는 것과 같이, 말단 분리막(117)으로부터 차례로 음극(111), 분리막(112) 및 양극(113)이 적층되어 형성될 수 있다. 또한 기본 단위체에서 말단 분리막(117)에 접한 전극(113)이 음극이면, 제2 보조 단위체(140b)는 도 19에서 도시하고 있는 것과 같이 양극(111)으로 형성될 수 있다.
단위체 스택부(100f, 100g)는 도 18과 도 19에 도시되어 있는 것과 같이, 제2 보조 단위체(140a, 140b)를 통해 말단 분리막 측의 가장 외측에 양극을 위치시킬 수 있다. 이때 가장 외측에 위치하는 양극, 즉 제2 보조 단위체의 양극도 제1 보조 단위체의 양극과 동일하게, 집전체의 양면 중에 기본 단위체를 바라보는 일면(도 18을 기준으로 위쪽을 바라보는 일면)에만 활물질층이 코팅되는 것이 바람직하다.
그런데 제1 보조 단위체와 제2 보조 단위체는 전술한 구조와 다른 구조를 가질 수도 있다. 먼저 제1 보조 단위체에 대해 살펴본다. 도 20에서 도시하고 있는 것과 같이 말단 전극(116)이 양극이면, 제1 보조 단위체(130c)는 분리막(114) 및 음극(113)이 말단 전극(116)으로부터 차례로 적층되어 형성될 수 있다. 또한 도 21에 도시되어 있는 것과 같이 말단 전극(116)이 음극이면, 제1 보조 단위체(130d)는 분리막(114), 양극(113), 분리막(112) 및 음극(111)이 말단 전극(116)으로부터 차례로 적층되어 형성될 수 있다.
단위체 스택부(100h, 100i)는 도 20과 도 21에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 보조 단위체(130c, 130d)를 통해 말단 전극 측의 가장 외측에 음극을 위치시킬 수 있다.
다음으로 제2 보조 단위체에 대해 살펴본다. 도 22에서 도시하고 있는 것과 같이, 기본 단위체에서 말단 분리막(117)에 접한 전극(113)이 양극이면, 제2 보조 단위체(140c)는 음극(111)으로 형성될 수 있다. 또한 도 23에서 도시하고 있는 것과 같이, 기본 단위체에서 말단 분리막(117)에 접한 전극(113)이 음극이면, 제2 보조 단위체(140d)는 양극(111), 분리막(112) 및 음극(13)이 말단 분리막(117)으로부터 차례로 적층되어 형성될 수 있다. 단위체 스택부(100j, 100k)는 도 22와 도 23에 도시되어 있는 것과 같이, 제2 보조 단위체(140c, 140d)를 통해 말단 분리막 측의 가장 외측에 음극을 위치시킬 수 있다.
참고로, 음극은 전위차로 인해 전지 케이스(예를 들어, 파우치형 케이스)의 알루미늄층과 반응을 일으킬 수 있다. 따라서 음극은 분리막을 통해 전지 케이스로부터 절연되는 것이 바람직하다. 이를 위해 도 20 내지 도 23에서 제1 및 제2 보조 단위체는 음극의 외측에 분리막을 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 도 20의 제1 보조 단위체(130c)와 대비하여 도 24의 제1 보조 단위체(130e)는 가장 외측에 분리막(112)을 더 포함할 수도 있다. 참고로, 보조 단위체가 분리막을 포함하면 보조 단위체를 기본 단위체에 정렬할 때 보다 용이하다.
한편, 도 25에서 도시하고 있는 것과 같이 단위체 스택부(100m)를 형성할 수도 있다. 기본 단위체(110b)는 하측에서 상측으로 제1 전극(111), 제1 분리막(112), 제2 전극(113) 및 제2 분리막(114)이 차례로 적층되어 형성될 수 있다. 이때 제1 전극(111)은 양극일 수 있고 제2 전극(113)은 음극일 수 있다.
그리고 제1 보조 단위체(130f)는 분리막(114), 음극(113), 분리막(112) 및 양극(111)이 말단 전극(116)으로부터 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다. 이때 제1 보조 단위체(130f)의 양극(111)은 집전체의 양면 중에 기본 단위체(110b)를 바라보는 일면에만 활물질층이 형성될 수 있다.
또한 제2 보조 단위체(140e)는 말단 분리막(117)으로부터 순차적으로 양극(111, 제1 양극), 분리막(112), 음극(113), 분리막(114) 및 양극(118, 제2 양극)이 적층되어 형성될 수 있다. 이때 제2 보조 단위체(140e)의 양극 중 가장 외측에 위치한 양극(118, 제2 양극)은 집전체의 양면 중에 기본 단위체(110b)를 바라보는 일면에만 활물질층이 형성될 수 있다.
마지막으로 도 26에서 도시하고 있는 것과 같이 단위체 스택부(100n)를 형성할 수도 있다. 기본 단위체(110e)는 상측에서 하측으로 제1 전극(111), 제1 분리막(112), 제2 전극(113) 및 제2 분리막(114)이 적층되어 형성될 수 있다. 이때 제1 전극(111)은 음극일 수 있고 제2 전극(113)은 양극일 수 있다. 그리고 제2 보조 단위체(140f)는 음극(111), 분리막(112), 양극(113), 분리막(114) 및 음극(119)이 말단 분리막(117)으로부터 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1 : 파우치 외장재 4 : 수납부
4A : 수납부의 내측면 4B : 수납부의 바닥면
100a ~ 100n: 단위체 스택부 110a ~ 110e: 기본 단위체
111: 제1 전극 112: 제1 분리막
113: 제2 전극 114: 제2 분리막
116: 말단 전극 117: 말단 분리막
121: 제1 전극 재료 122: 제1 분리막 재료
123: 제2 전극 재료 124: 제2 분리막 재료
130a ~ 130f: 제1 보조 단위체 140a ~ 140f: 제2 보조 단위체

Claims (29)

  1. 전극조립체가 파우치 외장재의 수납부에 수납되어 있는 파우치형 이차전지에 있어서,
    상기 수납부의 내측면의 꼭지점 부위는 라운드져 있고,
    상기 전극조립체는 (a) 서로 동일한 개수의 전극과 분리막이 교대로 배치되어 일체로 결합된 1종의 기본 단위체가 반복적으로 배치된 구조나, 또는 (b) 서로 동일한 개수의 전극과 분리막이 교대로 배치되어 일체로 결합된 2종 이상의 기본 단위체가 정해진 순서에 따라 배치된 구조를 가지는 단위체 스택부를 포함하고,
    상기 분리막의 말단은 인접한 분리막의 말단과 접합되지 않고,
    상기 (a)의 1종의 기본 단위체는 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극 및 제2 분리막이 순차적으로 적층된 4층 구조나 상기 4층 구조가 반복적으로 적층된 구조를 가지며,
    상기 (b)의 2종 이상의 기본 단위체를 각각 1개씩 정해진 순서에 따라 적층하면, 상기 4층 구조나 상기 4층 구조가 반복적으로 배치된 구조가 형성되되,
    상기 분리막의 꼭지점 부위는 상기 수납부의 내측면의 꼭지점 부위에 대응되도록 라운드져 있고,
    상기 전극조립체의 일 변과 상기 수납부의 내측면 사이의 간격(D3)은, 상기 전극조립체의 꼭지점과 상기 수납부의 내측면 사이의 간격(D2)과 동일한 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극조립체는 복수 개의 기본단위체를 포함하고,
    상기 복수 개의 기본단위체 중 적어도 하나의 기본단위체는 다른 기본단위체보다 가로 방향 및 세로 방향 사이즈가 작은 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 수납부의 내측면과 바닥면이 만나는 모서리는 라운드져 있는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  4. 청구항 3에 있어서,
    다른 기본단위체보다 가로 방향 및 세로 방향 사이즈가 작은 상기 기본단위체는 상기 수납부의 바닥면 쪽에 배치된 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극의 꼭지점 부위는 라운드져 있는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 분리막의 꼭지점 부위는 레이저 커팅, 초음파 커팅, 금형 커팅을 통하여 라운드진 형상으로 절취되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 단위체 스택부 내에서 상기 기본 단위체는 인접한 기본 단위체와 결합되지 않거나, 또는 상기 기본 단위체 내에서 상기 전극과 상기 분리막이 서로 결합된 결합력과 다른 결합력으로 인접한 기본 단위체와 결합되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 (a)의 1종의 기본 단위체는 상기 4층 구조나 상기 4층 구조가 반복적으로 배치된 구조를 가지는 제1 기본 단위체를 포함하며,
    상기 단위체 스택부는 상기 제1 기본 단위체가 반복적으로 배치된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 (b)의 2종 이상의 기본 단위체는,
    제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극, 제2 분리막, 제1 전극 및 제1 분리막이 차례로 배치되어 일체로 결합된 제2 기본 단위체와,
    제2 전극, 제2 분리막, 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극 및 제2 분리막이 차례로 배치되어 일체로 결합된 제3 기본 단위체를 포함하며,
    상기 단위체 스택부는 상기 제2 기본 단위체와 상기 제3 기본 단위체가 교호적으로 배치된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극은 각각의 기본 단위체 내에서 인접한 분리막에 접착되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 전극은 상기 인접한 분리막을 바라보는 면에서 전체적으로 상기 인접한 분리막에 접착되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 전극과 상기 분리막간의 접착은, 상기 전극과 상기 인접한 분리막에 압력을 가하는 것에 의한 접착, 또는 상기 전극과 상기 인접한 분리막에 압력과 열을 가하는 것에 의한 접착인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 기본 단위체 내에서 상기 전극과 상기 인접한 분리막간의 접착력은 상기 단위체 스택부 내에서 상기 기본 단위체간의 접착력보다 큰 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 분리막은 다공성의 분리막 기재, 및 상기 분리막 기재의 일면 또는 양면에 전체적으로 코팅되는 다공성의 코팅층을 포함하고,
    상기 코팅층은 무기물 입자들과 상기 무기물 입자들을 서로 연결 및 고정하는 바인더 고분자의 혼합물로 형성되며.
    상기 전극은 상기 코팅층에 의해 상기 인접한 분리막에 접착되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 무기물 입자들은 충전 구조(densely packed structure)를 이루어 상기 코팅층에서 전체적으로 무기물 입자들간의 인터스티셜 볼륨(interstitial volumes)을 형성하고, 상기 무기물 입자들이 한정하는 인터스티셜 볼륨에 의해 상기 코팅층에 기공 구조가 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 단위체 스택부는 가장 위쪽 또는 가장 아래쪽에 위치하는 전극인 말단 전극에 적층되는 제1 보조 단위체를 더 포함하며,
    상기 말단 전극이 양극일 때 상기 제1 보조 단위체는 상기 말단 전극으로부터 차례로 분리막, 음극, 분리막 및 양극이 적층되어 형성되고,
    상기 말단 전극이 음극일 때 상기 제1 보조 단위체는 상기 말단 전극으로부터 차례로 분리막 및 양극이 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제1 보조 단위체의 양극은,
    집전체; 및
    상기 집전체의 양면 중에 상기 기본 단위체를 바라보는 일면에만 코팅되는 활물질을 구비하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  19. 청구항 1에 있어서,
    상기 단위체 스택부는 가장 위쪽 또는 가장 아래쪽에 위치하는 분리막인 말단 분리막에 적층되는 제2 보조 단위체를 더 포함하며,
    상기 기본 단위체에서 상기 말단 분리막에 접한 전극이 양극일 때 상기 제2 보조 단위체는 상기 말단 분리막으로부터 차례로 음극, 분리막 및 양극이 적층되어 형성되고,
    상기 기본 단위체에서 상기 말단 분리막에 접한 전극이 음극일 때 상기 제2 보조 단위체는 양극으로 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 제2 보조 단위체의 양극은,
    집전체; 및
    상기 집전체의 양면 중에 상기 기본 단위체를 바라보는 일면에만 코팅되는 활물질을 구비하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  21. 청구항 1에 있어서,
    상기 단위체 스택부는 가장 위쪽 또는 가장 아래쪽에 위치하는 전극인 말단 전극에 적층되는 제1 보조 단위체를 더 포함하며,
    상기 말단 전극이 양극일 때 상기 제1 보조 단위체는 상기 말단 전극으로부터 차례로 분리막 및 음극이 적층되어 형성되고,
    상기 말단 전극이 음극일 때 상기 제1 보조 단위체는 상기 말단 전극으로부터 차례로 분리막, 양극, 분리막 및 음극이 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 제1 보조 단위체는 상기 음극의 외측에 분리막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  23. 청구항 1에 있어서,
    상기 단위체 스택부는 가장 위쪽 또는 가장 아래쪽에 위치하는 분리막인 말단 분리막에 적층되는 제2 보조 단위체를 더 포함하며,
    상기 기본 단위체에서 상기 말단 분리막에 접한 전극이 양극일 때 상기 제2 보조 단위체는 음극으로 형성되고,
    상기 기본 단위체에서 상기 말단 분리막에 접한 전극이 음극일 때 상기 제2 보조 단위체는 상기 말단 분리막으로부터 차례로 양극, 분리막 및 음극이 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  24. 청구항 23에 있어서,
    상기 제2 보조 단위체는 상기 음극의 외측에 분리막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  25. 청구항 1에 있어서,
    상기 단위체 스택부는 가장 위쪽 또는 가장 아래쪽에 위치하는 분리막인 말단 분리막에 적층되는 제2 보조 단위체를 더 포함하며,
    상기 기본 단위체에서 상기 말단 분리막에 접한 전극이 음극일 때 상기 제2 보조 단위체는 상기 말단 분리막으로부터 차례로 제1 양극, 분리막, 음극, 분리막 및 제2 양극이 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 제2 보조 단위체의 제2 양극은,
    집전체; 및
    상기 집전체의 양면 중에 상기 기본 단위체를 바라보는 일면에만 코팅되는 활물질을 구비하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  27. 청구항 1에 있어서,
    상기 단위체 스택부는 가장 위쪽 또는 가장 아래쪽에 위치하는 분리막인 말단 분리막에 적층되는 제2 보조 단위체를 더 포함하며,
    상기 기본 단위체에서 상기 말단 분리막에 접한 전극이 양극일 때 상기 제2 보조 단위체는 상기 말단 분리막으로부터 차례로 제1 음극, 분리막, 양극, 분리막 및 제2 음극이 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  28. 청구항 17 내지 27 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수납부의 내측면과 바닥면이 만나는 모서리는 라운드져 있고,
    상기 기본단위체와 상기 보조단위체 중 상기 수납부의 바닥면과 가장 가까이 배치된 단위체는 나머지 단위체보다 가로 방향 및 세로 방향 사이즈가 작은 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  29. 청구항 28에 있어서,
    상기 보조단위체에 구비된 꼭지점 부위는 상기 수납부의 내측면의 꼭지점 부위에 대응되도록 라운드져 있는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
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