KR20040065787A - Jelly-roll type electrode assembly and secondary battery applying the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: Provided is a jelly-roll type electrode assembly which has so substantially improved structure as to have minimized transformation when pressurized after wound, and a secondary battery applying the same. CONSTITUTION: The assembly(20) comprises: a cathode plate(21) comprising a cathode collector of thin film which has a cathode uncoated part(21a) not having cathode active material and is placed at the most interior angle when wounded, and a cathode coating part having cathode active material formed at least one side of the cathode collector; and an anode plate(22) which is placed, with leaving a predetermined space from the cathode plate(21), and comprises an anode collector of thin film which positions at the most interior angle leaving a predetermined space from the cathode plate when wound, and has an anode uncoated part(22a) not having anode active material, and an anode coating part having anode active material formed at least one side of the anode collector; and separators(23a,23b) which position between the cathode plate and the anode plate and insulate them; and a cathode tap(24) and an anode tap(25) which are electrically connected to the cathode uncoated part(21a) and anode uncoated part(22a) respectively, wherein positions of the cathode and the anode taps(24,25) are not electrically connected with each other, and unconnected space between the cathode and the anode taps(24,25) are less than the sum of widths of the cathode tap(24) and the anode tap(25).

Description

젤리-롤형의 전극조립체와 이를 채용한 이차전지{Jelly-roll type electrode assembly and secondary battery applying the same}Jelly-roll type electrode assembly and secondary battery applying the same

본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극조립체에 있어서 권취후 압박시 변형이 최소화될 수 있도록 구조가 개선된 젤리-롤형의 전극조립체와 이를 채용한 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to a jelly-roll-type electrode assembly and a secondary battery employing the same structure is improved so that the deformation in the electrode assembly is minimized during the compression after winding.

이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 첨단 전자기기분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬이차전지는 작동전압이 3.6V로서, 전자장비전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴전지나, 니켈-수소전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다.Secondary batteries (secondary battery) is a battery that can be charged and discharge, unlike a primary battery that can not be charged, and is widely used in the field of advanced electronic devices such as cellular phones, notebook computers, camcorders. In particular, lithium secondary batteries have an operating voltage of 3.6V, which is three times higher than nickel-cadmium batteries or nickel-hydrogen batteries, which are widely used as electronic equipment power sources, and is rapidly increasing in terms of high energy density per unit weight. .

이러한 리튬이차전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로, 전해액의 종류에 따라 액체전해질 전지와 고분자전해질 전지로 분류되며, 액체전해질을 사용하는 전지를 리튬이온전지라 하고, 고분자전해질을 사용하는 전지를 리튬폴리머전지라고 한다. 또한, 리튬이차전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형, 각형, 그리고 파우치형이 있다.Such lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides as positive electrode active materials and carbon materials as negative electrode active materials. In general, a battery is classified into a liquid electrolyte battery and a polymer electrolyte battery according to the type of electrolyte. A battery using a liquid electrolyte is called a lithium ion battery, and a battery using a polymer electrolyte is called a lithium polymer battery. In addition, lithium secondary batteries are manufactured in various shapes, and typical shapes include cylindrical, rectangular, and pouch types.

이러한 이차전지에 채용되는 전극조립체로는, 집전체에 활물질을 도포하고 이를 건조시킨 후, 롤 프레싱 및 절단하여 각각 형성시킨 양극판 및 음극판 사이에 세퍼레이터(separator)를 삽입하여 권취시킨 젤리-롤(Jelly-Roll)형의 전극조립체가 있다. 한편, 통상적으로 각형 또는 파우치 전지에서는 젤리-롤형의 전극조립체를 타원형으로 권취한 다음 압박하여 평평하게 한 후 전지 케이스에 수납하게 된다.As the electrode assembly employed in the secondary battery, a jelly-roll wound by inserting a separator between a positive electrode plate and a negative electrode plate formed by coating an active material on a current collector, drying the roll, and then pressing and cutting the roll. -Roll) type electrode assembly. Meanwhile, in a rectangular or pouch battery, a jelly-roll type electrode assembly is wound in an elliptical shape, pressed, flattened, and stored in a battery case.

도 1에는 종래 기술에 따른 젤리-롤형의 전극조립체의 일부가 도시되어 있다.Figure 1 shows a part of a jelly-roll type electrode assembly according to the prior art.

도면을 참조하면, 전극조립체(10)는 양극판(11) 및 음극판(12)과 이들 사이에 개재된 세퍼레이터(13a)(13b)를 포함한다.Referring to the drawings, the electrode assembly 10 includes a positive electrode plate 11 and a negative electrode plate 12 and separators 13a and 13b interposed therebetween.

상기 양극판(11)은 스트립상의 양극 집전체에 양극 활물질이 코팅된 양극 코팅부(미도시)와 양극 활물질이 코팅되지 않은 양극 무지부(11a)로 이루어지며, 상기 음극판(12)은 스트립상의 음극 집전체에 음극 활물질이 코팅된 음극 코팅부(미도시)와 음극 활물질이 코팅되지 않은 음극 무지부(12a)로 이루어진다. 상기 양극판(11)과 음극판(12) 사이에는 다공성의 세퍼레이터(13a)(13b)가 개재되며, 이러한 상태에서 나선형으로 감기게 된다.The positive electrode plate 11 is composed of a positive electrode coating portion (not shown) coated with a positive electrode active material on a positive electrode current collector on a strip and a positive electrode non-coating portion 11a not coated with a positive electrode active material, and the negative electrode plate 12 is a negative electrode on a strip. A negative electrode coating portion (not shown) coated with a negative electrode active material on a current collector and a negative electrode non-coating portion 12a without a negative electrode active material coated thereon. Porous separators 13a and 13b are interposed between the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 and spirally wound in this state.

상기 양극판(11)의 양극 무지부(11a)와 음극판(12)의 음극 무지부(12a)에는 각각 양극탭(14)과 음극탭(15)이 용접등에 의해 고정 설치되어 있으며, 상기 양극탭(14)과 음극탭(15)의 각 상부면에는 고정 부위를 보호하기 위한 보호부재들(16a)(16b)이 부착되어 있다.The positive electrode tab 14 and the negative electrode tab 15 are fixed to the positive electrode non-coating portion 11a of the positive electrode plate 11 and the negative electrode non-coating portion 12a of the negative electrode plate 12 by welding or the like, respectively. 14 and protective members 16a and 16b are attached to upper surfaces of the negative electrode tab 15 to protect the fixing portion.

상기와 같이 전극조립체(10)가 구성된 후에는 통상적인 비원형의 맨드렐(mandrel, 미도시)에 의해 권취된 후 압박되어진다.After the electrode assembly 10 is configured as described above, the electrode assembly 10 is wound by a conventional non-circular mandrel (not shown) and then pressed.

도 2에 전극조립체가 권취된 후 압박된 상태가 도시되어 있다.2 shows the pressed state after the electrode assembly is wound.

도면을 참조하면, 전극조립체(10)는 대략 타원형으로 권취되어 있으며, 맨드렐에 의해 권취한 후 이를 제거함에 따라 상기 맨드렐의 크기에 해당하는 공간부가 전극조립체(10)의 중앙부에 존재하게 되며, 상기 전극조립체(10)의 주변부는 중앙부보다 조밀하게 권취된 상태를 가진다. 그리고, 양극탭(14) 및 음극탭(15)은 전극조립체(10)의 내측에 소정 간격으로 이격되게 위치되어 있으며, 양극판(11) 및 음극판(12)의 일측면으로부터 돌출되어 있다. 이와 같이 전극조립체(10)가 권취된 상태에서 상하로 압박하게 되면 전극조립체(10)의 중앙부에 존재하는 공간부가 줄어들면서 평평하게 된다.Referring to the drawings, the electrode assembly 10 is wound around an elliptical shape, and after being wound up by the mandrel, the space corresponding to the size of the mandrel is present in the center of the electrode assembly 10. The peripheral portion of the electrode assembly 10 has a more tightly wound state than the central portion. The positive electrode tab 14 and the negative electrode tab 15 are positioned to be spaced apart at predetermined intervals inside the electrode assembly 10 and protrude from one side surfaces of the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12. As such, when the electrode assembly 10 is pressed up and down in the wound state, the space portion existing in the center portion of the electrode assembly 10 decreases and becomes flat.

그런데, 상기 전극조립체(10)의 내측에 위치되는 양극탭(14) 및 음극탭(15)은 그 자체적으로 두께를 가지고 있으며, 탭들(14)(15) 사이의 간격이 상당히 넓게 위치되어 있으므로, 이러한 상태에서 전극조립체(10)를 압박하게 되면, 도시된 바와 같은 형상을 가지게 된다.However, since the positive electrode tab 14 and the negative electrode tab 15, which are positioned inside the electrode assembly 10, have a thickness in themselves, the gaps between the tabs 14 and 15 are substantially wide, When the electrode assembly 10 is pressed in this state, it has a shape as shown.

즉, 전극조립체(10)의 중앙부보다는 주변부가 조밀하므로 전극조립체(10)를 압박하게 되는 그 힘이 중앙으로 집중되어지게 되고, 이에 따라, 넓은 간격으로 상호 이격된 탭들(14)(15) 사이에 위치되는 양극판(11), 음극판(12), 및 세퍼레이터들(13a)(13b) 부분이 연신되어 구부러지며, 탭들(14)(15)의 위치도 틀어지는 것과 같은 변형이 발생된다.That is, since the peripheral portion is denser than the center portion of the electrode assembly 10, the force that presses the electrode assembly 10 is concentrated in the center, and thus, between the tabs 14 and 15 spaced apart from each other at a wide interval. The positive electrode plate 11, the negative electrode plate 12, and the portions of the separators 13a and 13b which are located at the portion are drawn and bent, and deformation occurs such that the positions of the tabs 14 and 15 are also distorted.

한편, 상기와 같이 전극조립체(10)가 구성됨에 따라, 전지의 초기 충방전시 전극조립체(10)가 팽창하는 경우에도, 팽창하는 힘에 의해 전극조립체(10)가 변형되어 틀어지는 문제점이 발생될 수 있다.Meanwhile, as the electrode assembly 10 is configured as described above, even when the electrode assembly 10 is expanded during initial charging and discharging of the battery, the electrode assembly 10 may be deformed and deformed by the expanding force. Can be.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 양극탭 및 음극탭 사이의 간격을 최대한 좁혀 이들을 위치시킴으로써, 양극판, 음극판, 및 세퍼레이터를 권취한 후 압박할 경우에 변형이 최소화될 수 있는 젤리-롤형의 전극조립체와 이를 채용한 이차전지를 제공하는데 있다.The present invention is to solve the above problems, by narrowing the gap between the positive electrode tab and the negative electrode tab to position them, a jelly-roll type that can be minimized deformation when the positive electrode plate, negative electrode plate, and separator after winding To provide an electrode assembly and a secondary battery employing the same.

도 1은 종래 기술에 따른 젤리-롤형의 전극조립체 일부를 도시한 부분 사시도.1 is a partial perspective view showing a part of a jelly-roll type electrode assembly according to the prior art.

도 2는 도 1의 전극조립체를 권취한 후 압박한 상태를 도시한 측면도.FIG. 2 is a side view illustrating a state in which the electrode assembly of FIG. 1 is wound after being wound; FIG.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 젤리-롤형의 전극조립체 일부를 도시한 부분 사시도.Figure 3 is a partial perspective view showing a part of the jelly-roll type electrode assembly according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3의 전극조립체를 권취한 후 압박한 상태를 도시한 측면도.FIG. 4 is a side view illustrating a state in which the electrode assembly of FIG. 3 is wound after being wound; FIG.

도 5는 도 4의 전극조립체를 채용한 이차전지를 도시한 분리 사시도.FIG. 5 is an exploded perspective view illustrating a rechargeable battery employing the electrode assembly of FIG. 4. FIG.

〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉<Brief description of the major symbols in the drawings>

20..전극조립체 21..양극판20. Electrode assembly 21. Anode plate

21a..양극 무지부 22..음극판21a.Negative pole 22.Negative electrode plate

22a..음극 무지부 23a,23b..세퍼레이터22a..Negative electrode uncoated part 23a, 23b .. separator

24..양극탭 25..음극탭24. Anode Tab 25. Anode Tab

26..보호부재 31..외장재26. Protection member 31. Exterior materials

32..케이스 33..커버32. Case 33. Cover

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 젤리-롤형의 전극조립체는,Jelly-roll electrode assembly according to the present invention for achieving the above object,

권취시 최내각에 위치되며 양극 활물질이 형성되지 않은 양극 무지부를 가지는 박판의 양극 집전체와, 상기 양극 집전체의 적어도 일면에 양극 활물질이 형성된 양극 코팅부를 구비하는 양극판과;A positive electrode plate including a positive electrode current collector in a thin plate positioned at the innermost corner and having a positive electrode non-coating portion in which no positive electrode active material is formed, and a positive electrode coating portion having a positive electrode active material formed on at least one surface of the positive electrode current collector;

상기 양극판과 소정 간격으로 이격되며, 권취시 최내각에 위치되며 음극 활물질이 형성되지 않은 음극 무지부를 가지는 박판의 음극 집전체와, 상기 음극 집전체의 적어도 일면에 음극 활물질이 형성된 음극 코팅부를 구비하는 음극판과;A negative electrode current collector of a thin plate which is spaced apart from the positive electrode at a predetermined interval and is positioned at the innermost corner when the coil is wound and has no negative electrode active material formed therein, and a negative electrode coating having a negative electrode active material formed on at least one surface of the negative electrode current collector; A negative electrode plate;

상기 양극판과 음극판 사이에 개재되어 이들을 절연시키는 세퍼레이터와;A separator interposed between the positive plate and the negative plate to insulate them;

상기 양극 무지부 및 음극 무지부에 각각 전기적으로 결합되는 양극탭 및 음극탭;을 포함하며,And a positive electrode tab and a negative electrode tab electrically coupled to the positive electrode non-coating portion and the negative electrode non-coating portion, respectively,

상기 양극탭 및 음극탭의 위치가 상호 전기적으로 접촉되지 않으며, 이들 사이의 접촉되지 않는 간격은 상기 양극탭 및 음극탭의 각 폭 길이를 합한 것보다 작은 것을 특징으로 하는 젤리-롤형의 전극조립체.The position of the positive electrode tab and the negative electrode tab is not in electrical contact with each other, the non-contact interval between them is a jelly-roll electrode assembly, characterized in that less than the sum of the respective width length of the positive electrode tab and the negative electrode tab.

여기서, 상기 양극탭 및 음극탭의 상부면에는 이들을 각각 보호하는 보호부재들이 더 구비되며, 상기 보호부재들은 상호 중첩되지 않는 것이 바람직하다.Here, the upper surface of the positive electrode tab and the negative electrode tab is further provided with a protective member for protecting them, respectively, it is preferable that the protective member does not overlap each other.

그리고, 본 발명에 따른 이차전지는,And, the secondary battery according to the present invention,

권취시 최내각에 위치되며 양극 활물질이 형성되지 않은 양극 무지부를 가지는 박판의 양극 집전체와, 상기 양극 집전체의 적어도 일면에 양극 활물질이 형성된 양극 코팅부를 구비하는 양극판과,A positive electrode plate having a positive electrode current collector in a thin plate positioned at the innermost corner and having a positive electrode non-coating portion in which no positive electrode active material is formed, and a positive electrode coating portion having a positive electrode active material formed on at least one surface of the positive electrode current collector;

상기 양극판과 소정 간격으로 이격되며, 권취시 최내각에 위치되며 음극 활물질이 형성되지 않은 음극 무지부를 가지는 박판의 음극 집전체와, 상기 음극 집전체의 적어도 일면에 음극 활물질이 형성된 음극 코팅부를 구비하는 음극판과,A negative electrode current collector of a thin plate which is spaced apart from the positive electrode at a predetermined interval and is positioned at the innermost corner when the coil is wound and has no negative electrode active material formed therein, and a negative electrode coating having a negative electrode active material formed on at least one surface of the negative electrode current collector; The negative plate,

상기 양극판과 음극판의 사이에 개재되어 이들을 절연시키는 세퍼레이터와,A separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate to insulate them;

상기 양극 무지부 및 음극 무지부에 각각 전기적으로 결합되는 양극탭 및 음극탭을 구비하며,And a positive electrode tab and a negative electrode tab electrically coupled to the positive electrode non-coating portion and the negative electrode non-coating portion, respectively.

상기 양극탭 및 음극탭의 위치가 상호 전기적으로 접촉되지 않으며, 이들 사이의 접촉되지 않는 간격은 상기 양극탭 및 음극탭의 각 폭 길이를 합한 것보다 작은 젤리-롤형의 전극조립체; 및A position of the positive electrode tab and the negative electrode tab is not in electrical contact with each other, and a non-contact interval therebetween is a jelly-roll electrode assembly having a smaller width than the sum of the respective width lengths of the positive electrode tab and the negative electrode tab; And

상기 전극조립체가 수용되는 케이스와, 상기 케이스와 상호 융착 결합되어 전지를 밀봉시키는 커버를 구비하는 외장재;를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.And an outer case including a case in which the electrode assembly is accommodated, and a cover for fusion bonding with the case to seal the battery.

여기서, 상기 양극탭 및 음극탭의 상부면에는 이들을 각각 보호하는 보호부재들이 더 구비되며, 상기 보호부재들은 상호 중첩되지 않는 것이 바람직하다.Here, the upper surface of the positive electrode tab and the negative electrode tab is further provided with a protective member for protecting them, respectively, it is preferable that the protective member does not overlap each other.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3 및 도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체가 도시되어 있다.3 and 4 illustrate an electrode assembly according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면, 전극조립체(20)는 양극판(21), 음극판(22), 및 세퍼레이터들(23a)(23b)을 포함하여 구성되며, 이들이 적층되어 권취됨으로써 젤리-롤형의 전극조립체를 이루게 된다.3 and 4, the electrode assembly 20 includes a positive electrode plate 21, a negative electrode plate 22, and separators 23a and 23b, and are stacked and wound to form a jelly-roll type electrode. The assembly is made.

상기 양극판(21)은 스트립 형상의 금속박판으로 된 양극 집전체를 구비하며, 상기 양극 집전체로는 알루미늄 박판이 사용될 수 있다.The positive electrode plate 21 includes a positive electrode current collector made of a strip-shaped metal thin plate, and an aluminum thin plate may be used as the positive electrode current collector.

상기 양극 집전체의 적어도 일면에는 양극 활물질이 코팅되는 양극 코팅부(미도시)가 형성되며, 상기 양극 활물질로는 리튬계산화물에 바인더, 가소제, 도전재 등이 함유된 혼합물로 이루어질 수 있다.At least one surface of the positive electrode current collector is formed with a positive electrode coating portion (not shown) to be coated with a positive electrode active material, the positive electrode active material may be made of a mixture containing a binder, a plasticizer, a conductive material and the like in a lithium-based oxide.

그리고, 상기 양극판(21)에는 양극 활물질이 코팅되지 않은 양극 무지부(21a)가 양극 집전체의 적어도 일단부에 소정 길이를 가지는 영역으로 형성되어 있다. 상기 양극 무지부(21a)는 권취가 시작되는 부분이며 권취 후에는 전극조립체(20)의 최내각 중심에 위치되어진다. 상기 양극 무지부(21a)에는 양극탭(24)이 용접 등에 의해 접합되어 양극판(21)에 대해 전기적으로 연결되어진다.In addition, the positive electrode plate 21 is formed with a region having a predetermined length on at least one end of the positive electrode current collector, on which the positive electrode non-coating portion 21a is not coated. The positive electrode non-coating portion 21a is a portion where the winding is started and is positioned at the innermost center of the electrode assembly 20 after the winding. The positive electrode tab 24 is bonded to the positive electrode non-coated portion 21a by welding or the like to be electrically connected to the positive electrode plate 21.

상기 음극판(22)은 스트립 형상의 금속박판으로 된 음극 집전체를 구비하며, 상기 음극 집전체로는 구리 박판이 사용될 수 있다.The negative electrode plate 22 includes a negative electrode current collector made of a strip metal foil, and a copper thin plate may be used as the negative electrode current collector.

상기 음극 집전체의 적어도 일면에는 음극 활물질이 코팅된 음극 코팅부(미도시)가 형성되며, 상기 음극 활물질로는 탄소재에 바인더, 가소제, 도전재 등이 함유된 혼합물로 이루어질 수 있다.A negative electrode coating part (not shown) coated with a negative electrode active material is formed on at least one surface of the negative electrode current collector, and the negative electrode active material may be formed of a mixture containing a binder, a plasticizer, a conductive material, and the like in a carbon material.

상기 음극판(22)에는 음극 활물질이 코팅되지 않은 음극 무지부(22a)가 음극집전체의 일단부에 소정 길이를 가진 영역으로 형성되어 있는데, 상기 음극 무지부(22a)는 권취가 시작되는 부분이며 권취 후에는 전극조립체(20)의 최내각 중심에 위치되어진다. 그리고, 상기 음극 무지부(22a)에는 음극탭(25)이 용접 등에 의해 접합되어 음극판(22)에 대해 전기적으로 연결되어진다.In the negative electrode plate 22, a negative electrode non-coating portion 22a having no negative electrode active material coated thereon is formed as a region having a predetermined length at one end of the negative electrode current collector, and the negative electrode non-coating portion 22a is a portion at which winding starts. After the winding, it is positioned at the innermost center of the electrode assembly 20. In addition, the negative electrode tab 25 is bonded to the negative electrode uncoated portion 22a by welding or the like to be electrically connected to the negative electrode plate 22.

상기 양극판(21)과 음극판(22) 사이에는 세퍼레이터(23a)가 설치되어, 양극판(21)과 음극판(22) 사이를 상호 절연하는 한편, 극판들(21)(22)간에 활물질 이온이 교환될 수 있게 한다. 그리고, 상기 양극판(21) 또는 음극판(22)의 외측에는 또 다른 세퍼레이터(23b)가 설치되어 권취시 양극판(21)과 음극판(22) 사이를 상호 절연시키게 된다.A separator 23a is provided between the positive electrode plate 21 and the negative electrode plate 22 to insulate the positive electrode plate 21 and the negative electrode plate 22 from each other and to exchange active material ions between the electrode plates 21 and 22. To be able. Further, another separator 23b is installed outside the positive electrode plate 21 or the negative electrode plate 22 to insulate the positive electrode plate 21 and the negative electrode plate 22 from each other during winding.

상기 세퍼레이터들(23a)(23b)은 전극조립체(20)가 수축 및 팽창되더라도 극판들(21)(22) 사이를 완전히 절연할 수 있도록 충분한 길이로 이루어지는 것이 바람직하다.The separators 23a and 23b may have a length sufficient to completely insulate the electrode plates 21 and 22 even when the electrode assembly 20 is contracted and expanded.

그리고, 상기 전극조립체(20)의 상부로는 양극탭(24) 및 음극탭(25)이 외부로 인출되어 있다. 상기 양극탭(24) 및 음극탭(25)이 양극판(21) 및 음극판(22)의 외부로 돌출되는 부분에서는 극판(21)(22)간의 단락을 방지하기 위하여 별도의 절연테이프가 감싸질 수 있다.In addition, the positive electrode tab 24 and the negative electrode tab 25 are drawn out of the upper portion of the electrode assembly 20. In the portion where the positive electrode tab 24 and the negative electrode tab 25 protrude out of the positive electrode plate 21 and the negative electrode plate 22, a separate insulating tape may be wrapped to prevent a short circuit between the positive electrode plates 21 and 22. have.

또한, 상기 양극탭(24) 및 음극탭(25)이 접합되는 부위에는 그 상부면으로 보호 부재들(26a)(26b)이 설치되어 있다. 상기 보호부재들(26a)(26b)은 상기 접합되는 부위를 보호하여 단락 등을 방지하기 위한 것으로서, 내열성을 가지는 소재, 예컨대 폴리에스테르와 같은 고분자 수지가 바람직할 것이다. 아울러, 상기 보호부재들(26a)(26b)은 양극 집전체 및 음극 집전체의 각각에 대해 접합되는 양극탭(24) 및 음극탭(25)을 완전히 밀폐할 수 있을 정도의 폭과 길이를 가진다.In addition, protective members 26a and 26b are provided at an upper surface of a portion where the positive electrode tab 24 and the negative electrode tab 25 are bonded to each other. The protective members 26a and 26b are for protecting the joined portion and preventing short circuits, and a material having heat resistance, for example, a polymer resin such as polyester, may be preferable. In addition, the protective members 26a and 26b have a width and a length sufficient to completely seal the positive electrode tab 24 and the negative electrode tab 25 bonded to each of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector. .

본 발명의 일 특징에 따르면, 양극탭(24) 및 음극탭(25)은 종래에 비하여 최대한 근접되게 위치되어 있다.According to one feature of the invention, the positive electrode tab 24 and the negative electrode tab 25 is located as close as possible compared to the prior art.

상술하자면, 상기 양극탭(24) 및 음극탭(25)은 상호 전기적으로 접촉되지 않는 범위까지 근접되는데, 상기 양극탭(24)의 일측면과 이와 대향되는 음극탭(25)의 일측면 사이, 즉 상호 전기적으로 접촉되지 않는 간격(G)이 상기 양극탭(24)의 폭 길이(W1)과 음극탭(25)의 폭 길이(W2)를 합한 것보다는 작은 것이 바람직하다.In detail, the positive electrode tab 24 and the negative electrode tab 25 are proximate to the extent that they are not in electrical contact with each other. Between one side of the positive electrode tab 24 and one side of the negative electrode tab 25 opposite thereto, That is, it is preferable that the gap G which is not electrically contacted with each other is smaller than the sum of the width W1 of the positive electrode tab 24 and the width W2 of the negative electrode tab 25.

보다 바람직하게는, 상기 양극탭(24) 및 음극탭(25)의 상부면에 각각 접합되는 보호부재들(26a)(26b)이 상호 중첩되지 않는 범위까지 최대한 근접되어 위치될 수 있다. 만일, 상기 보호부재들(26a)(26b)이 중첩되면 보호부재들(26a)(26b)의 자체 두께 때문에 권취후 전극조립체(20)의 중앙부의 두께가 두꺼워질 수 있어 바람직하지 못하기 때문이다.More preferably, the protection members 26a and 26b respectively bonded to the upper surfaces of the positive electrode tab 24 and the negative electrode tab 25 may be positioned as close as possible to the extent that they do not overlap each other. If the protective members 26a and 26b overlap, the thickness of the central portion of the electrode assembly 20 may be thick after winding because of the thickness of the protective members 26a and 26b, which is not preferable. .

예컨대, 상기 양극탭(24)의 폭 길이(W1) 및 음극탭(25)의 폭 길이(W2)가 각각 5mm이고, 상기 양극탭(24) 및 음극탭(25)의 상부면에 접합되는 보호부재들(26a)(26b)의 폭 길이(W3)가 각각 9mm라 한다면, 상기 양극탭(24)과 음극탭(25)의 각 중심으로부터의 간격은 9mm까지, 상기 양극탭(24)과 음극탭(25)의 상호 접촉되지 않는 간격(G)은 4mm가 되는 것이 바람직하다.For example, the width W1 of the positive electrode tab 24 and the width W2 of the negative electrode tab 25 are 5 mm, respectively, and are protected to be bonded to the upper surfaces of the positive electrode tab 24 and the negative electrode tab 25. If the width lengths W3 of the members 26a and 26b are each 9 mm, the distance from each center of the positive electrode tab 24 and the negative electrode tab 25 is 9 mm, and the positive electrode tab 24 and the negative electrode It is preferable that the space | interval G which does not contact mutually of the tab 25 becomes 4 mm.

상기와 같이 양극탭(24) 및 음극탭(25) 사이의 간격(G)이 최대한 좁혀진 구조를 가지게 되면, 양극판(21), 음극판(22), 및 세퍼레이터들(23a)(23b)이 권취된상태가 양극탭(24)의 양측과 음극탭(25)의 양측으로 소정의 여유 공간이 마련될 수 있다. 이에 따라, 권취된 전극조립체(20)가 압박되어지면, 압박되는 힘이 전극조립체(20)의 중앙부와 주변부로 분산될 때, 상기한 여유 공간에 의해 양극판(21), 음극판(22), 및 세퍼레이터들(23a)(23b)이 탭들(24)(25)을 기준으로 양측으로 연신될 수 있어, 전극조립체(20)의 중앙부, 특히 양극탭(24)과 음극탭(25) 사이에서의 변형이 최소화될 수 있게 된다. 또한, 전지의 초기 충방전시에 전극조립체(20)가 팽창하는 경우에도, 팽창하는 힘이 전극조립체(20)의 중앙부와 주변부로 분산될 때, 상기한 여유 공간에 의해 양극판(21), 음극판(22), 및 세퍼레이터들(23a)(23b)이 탭들(24)(25)을 기준으로 양측으로 연신될 수 있으므로, 전극조립체(20)가 변형되어 틀어지는 것을 최소화할 수 있다.As described above, when the gap G between the positive electrode tab 24 and the negative electrode tab 25 has a structure as narrow as possible, the positive electrode plate 21, the negative electrode plate 22, and the separators 23a and 23b are wound. In a state, a predetermined free space may be provided at both sides of the positive electrode tab 24 and both sides of the negative electrode tab 25. Accordingly, when the wound electrode assembly 20 is pressed, when the pressing force is distributed to the center portion and the peripheral portion of the electrode assembly 20, the positive electrode plate 21, the negative electrode plate 22, and the above-mentioned free space The separators 23a and 23b can be extended to both sides with respect to the tabs 24 and 25, so that deformation between the center portion of the electrode assembly 20, in particular between the positive electrode tab 24 and the negative electrode tab 25, is achieved. This can be minimized. In addition, even when the electrode assembly 20 expands during initial charging and discharging of the battery, when the expanding force is distributed to the center portion and the peripheral portion of the electrode assembly 20, the positive electrode plate 21 and the negative electrode plate are separated by the above-mentioned free space. (22) and the separators 23a and 23b can be extended to both sides with respect to the tabs 24 and 25, so that the electrode assembly 20 can be deformed and twisted.

상기와 같은 구성을 가지는 전극조립체(20)는 비원형의 맨드렐에 의해 권취된 후 압박되어지게 되는데, 이와 같이 압박된 상태가 도 4에 도시되어 있다.The electrode assembly 20 having the configuration as described above is wound after being wound by a non-circular mandrel, and the pressed state is illustrated in FIG. 4.

도시된 바와 같이, 전극조립체(20)에 있어서, 양극탭(24)과 음극탭(25) 사이가 상호 접촉되지 않을 정도로 좁혀져 위치됨에 따라, 압박시 중앙부와 주변부로 분산되는 힘에 의하여, 상기 전극조립체(20)의 중앙부에서 발생되는 변형이 최소화될 수 있다.As shown, in the electrode assembly 20, the positive electrode tab 24 and the negative electrode tab 25 are narrowly positioned so as not to be in contact with each other, so that the electrodes are separated by a force distributed to the central portion and the peripheral portion during pressing. Deformation occurring at the central portion of the assembly 20 can be minimized.

도 5에는 전술한 전극조립체가 채용된 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지가 도시되어 있다.5 illustrates a secondary battery according to an embodiment of the present invention employing the above-described electrode assembly.

도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(30)는 젤리-롤형의 전극조립체(20)와, 상기 전극조립체(20)를 감싸서 밀봉하는 외장재(31)로 구성되어있다.Referring to the drawings, the secondary battery 30 according to an embodiment of the present invention is composed of a jelly-roll type electrode assembly 20 and an outer packaging material 31 surrounding and sealing the electrode assembly 20.

상기 전극조립체(20)는 전술한 바와 같은 구성을 가지며, 상기 외장재(31)는 파우치 형태로서, 전극조립체(20)가 안착되는 케이스(32)와, 상기 케이스(32)를 밀봉시키는 커버(33)로 이루어져 있다.The electrode assembly 20 has a configuration as described above, the exterior material 31 is in the form of a pouch, a case 32 on which the electrode assembly 20 is seated, and a cover 33 for sealing the case 32. )

상기 외장재(31)는 기본적으로 절연층, 금속층 및 보호층이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다. 상기 절연층은 최내각층으로서, 절연성 및 열접착성을 가지는 물질층으로 형성되며, 상기 금속층은 수분 침투 방지와, 전해액의 손실을 방지하는 역할을 한다. 상기 보호층은 최외각층으로서 전지 몸체를 보호하는 역할을 한다. 그러나, 이에 한정되지 않고 상기 외장재의 적층 구조는 여러 가지의 형태를 가질 수 있다.The packaging material 31 may basically have a structure in which an insulating layer, a metal layer, and a protective layer are sequentially stacked. The insulating layer is an innermost layer, and is formed of a material layer having insulation and heat adhesiveness, and the metal layer serves to prevent moisture penetration and loss of electrolyte solution. The protective layer serves to protect the battery body as the outermost layer. However, the present invention is not limited thereto, and the laminate structure of the packaging material may have various forms.

상기 외장재(31)에 있어서, 커버(33)와 케이스(32) 내측의 가장자리면에 위치된 절연층이 열에 의해 용융되어 상호 융착됨으로써, 상기 커버(33)와 케이스(32)가 상호 결합되어지고, 이에 따라 전지(30)가 밀봉된다. 이때, 상기 전극조립체(20)로부터 인출된 양극탭(24) 및 음극탭(25)은 외장재(31)의 외부로 돌출되어진다. 상기와 같이 돌출된 양극탭(24) 및 음극탭(25)은 외부회로와 전기적으로 연결되어지게 된다. 한편, 상기 전극조립체는 전술한 바에 한정되지 않고, 여러 가지 형태의 외장재에 수용되어 이차전지가 구성될 수 있다.In the packaging material 31, the cover 33 and the insulating layer located on the inner edge surface of the case 32 are melted by heat to be fused to each other, whereby the cover 33 and the case 32 are coupled to each other. Thus, the battery 30 is sealed. In this case, the positive electrode tab 24 and the negative electrode tab 25 drawn from the electrode assembly 20 protrude out of the exterior member 31. The positive electrode tab 24 and the negative electrode tab 25 protruded as described above are electrically connected to an external circuit. On the other hand, the electrode assembly is not limited to the above, it is accommodated in various types of packaging material may be a secondary battery.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 전극조립체에 있어서, 양극탭 및 음극탭 사이를 권취시에 상호 전기적으로 접촉되지 않게 위치시키며, 이들 사이의 접촉되지 않는 간격이 상기 양극탭 및 음극탭의 각 폭 길이를 합한 것보다 작도록 함으로써, 양극판, 음극판, 및 세퍼레이터를 권취한 후 압박할 경우에 압박하는 힘에 의한 전극조립체의 변형이 최소화될 수 있다.As described above, according to the present invention, in the electrode assembly, the positive electrode tab and the negative electrode tab are positioned so as not to be in electrical contact with each other at the time of winding, and the non-contact gap therebetween is the width of each of the positive electrode tab and the negative electrode tab. By making the length smaller than the sum, the deformation of the electrode assembly due to the pressing force when the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator are wound and then pressed can be minimized.

또한, 전지의 초기 충방전시에 전극조립체가 팽창하는 경우에도, 팽창하는 힘에 의한 전극조립체의 변형이 최소화될 수 있는 효과가 있다.In addition, even when the electrode assembly is expanded during the initial charge and discharge of the battery, there is an effect that the deformation of the electrode assembly due to the expanding force can be minimized.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Could be. Accordingly, the true scope of protection of the invention should be defined only by the appended claims.

Claims (5)

권취시 최내각에 위치되며 양극 활물질이 형성되지 않은 양극 무지부를 가지는 박판의 양극 집전체와, 상기 양극 집전체의 적어도 일면에 양극 활물질이 형성된 양극 코팅부를 구비하는 양극판과;A positive electrode plate including a positive electrode current collector in a thin plate positioned at the innermost corner and having a positive electrode non-coating portion in which no positive electrode active material is formed, and a positive electrode coating portion having a positive electrode active material formed on at least one surface of the positive electrode current collector; 상기 양극판과 소정 간격으로 이격되며, 권취시 최내각에 위치되며 음극 활물질이 형성되지 않은 음극 무지부를 가지는 박판의 음극 집전체와, 상기 음극 집전체의 적어도 일면에 음극 활물질이 형성된 음극 코팅부를 구비하는 음극판과;A negative electrode current collector of a thin plate which is spaced apart from the positive electrode at a predetermined interval and is positioned at the innermost corner when the coil is wound and has no negative electrode active material formed therein, and a negative electrode coating having a negative electrode active material formed on at least one surface of the negative electrode current collector; A negative electrode plate; 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되어 이들을 절연시키는 세퍼레이터와;A separator interposed between the positive plate and the negative plate to insulate them; 상기 양극 무지부 및 음극 무지부에 각각 전기적으로 결합되는 양극탭 및 음극탭;을 포함하며,And a positive electrode tab and a negative electrode tab electrically coupled to the positive electrode non-coating portion and the negative electrode non-coating portion, respectively, 상기 양극탭 및 음극탭의 위치가 상호 전기적으로 접촉되지 않으며, 이들 사이의 접촉되지 않는 간격은 상기 양극탭 및 음극탭의 각 폭 길이를 합한 것보다 작은 것을 특징으로 하는 젤리-롤형의 전극조립체.The position of the positive electrode tab and the negative electrode tab is not in electrical contact with each other, the non-contact interval between them is a jelly-roll electrode assembly, characterized in that less than the sum of the respective width length of the positive electrode tab and the negative electrode tab. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 양극탭 및 음극탭의 상부면에는 이들을 각각 보호하는 보호부재들이 더 구비되며, 상기 보호부재들은 상호 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 젤리-롤형의 전극조립체.The upper surface of the positive electrode tab and the negative electrode tab is further provided with a protective member for protecting them, the protective member is a jelly-roll type electrode assembly, characterized in that not overlap each other. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 보호부재는 고분자 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 젤리-롤형의 전극조립체.The protective member is a jelly-roll electrode assembly, characterized in that made of a polymer resin. 권취시 최내각에 위치되며 양극 활물질이 형성되지 않은 양극 무지부를 가지는 박판의 양극 집전체와, 상기 양극 집전체의 적어도 일면에 양극 활물질이 형성된 양극 코팅부를 구비하는 양극판과,A positive electrode plate having a positive electrode current collector in a thin plate positioned at the innermost corner and having a positive electrode non-coating portion in which no positive electrode active material is formed, and a positive electrode coating portion having a positive electrode active material formed on at least one surface of the positive electrode current collector; 상기 양극판과 소정 간격으로 이격되며, 권취시 최내각에 위치되며 음극 활물질이 형성되지 않은 음극 무지부를 가지는 박판의 음극 집전체와, 상기 음극 집전체의 적어도 일면에 음극 활물질이 형성된 음극 코팅부를 구비하는 음극판과,A negative electrode current collector of a thin plate which is spaced apart from the positive electrode at a predetermined interval and is positioned at the innermost corner when the coil is wound and has no negative electrode active material formed therein, and a negative electrode coating having a negative electrode active material formed on at least one surface of the negative electrode current collector; The negative plate, 상기 양극판과 음극판의 사이에 개재되어 이들을 절연시키는 세퍼레이터와,A separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate to insulate them; 상기 양극 무지부 및 음극 무지부에 각각 전기적으로 결합되는 양극탭 및 음극탭을 구비하며,And a positive electrode tab and a negative electrode tab electrically coupled to the positive electrode non-coating portion and the negative electrode non-coating portion, respectively. 상기 양극탭 및 음극탭의 위치가 상호 전기적으로 접촉되지 않으며, 이들 사이의 접촉되지 않는 간격은 상기 양극탭 및 음극탭의 각 폭 길이를 합한 것보다 작은 젤리-롤형의 전극조립체; 및A position of the positive electrode tab and the negative electrode tab is not in electrical contact with each other, and a non-contact interval therebetween is a jelly-roll electrode assembly having a smaller width than the sum of the respective width lengths of the positive electrode tab and the negative electrode tab; And 상기 전극조립체가 수용되는 케이스와, 상기 케이스와 상호 융착 결합되어 전지를 밀봉시키는 커버를 구비하는 외장재;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 이차전지.And an outer case including a case in which the electrode assembly is accommodated and a cover sealingly sealing the battery by being fusion-bonded with the case. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 양극탭 및 음극탭의 상부면에는 이들을 각각 보호하는 보호부재들이 더 구비되며, 상기 보호부재들은 상호 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 이차전지.The upper surface of the positive electrode tab and the negative electrode tab is further provided with a protective member for protecting them, respectively, the secondary battery, characterized in that the protective member does not overlap each other.
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