KR20080021166A - Process of preparing electrode assembly at improved operation efficiency - Google Patents

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KR20080021166A
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Abstract

An electrode assembly is provided to facilitate positional mounting of an electrode on a separator, prevent an electrode from slipping off a separator, and improve an efficiency of a manufacture process. An electrode assembly(100) is a stack-type electrode assembly formed by stacking up many electrodes with a separator(250) interposed between a positive electrode(210) and a negative electrode(220), or a stack/folding type electrode assembly formed by rolling many unit cells(200,201) mounted on a long sheet-like separation film(300). The electrode assembly is manufactured by applying a material having interfacial frictional force onto the separator and/or the electrode(or unit cell) to ensure the positional mounting of the electrode(or unit cell) relative to the separator.

Description

공정 효율성을 개선한 전극조립체의 제조방법 {Process of Preparing Electrode Assembly at Improved Operation Efficiency}Process of Preparing Electrode Assembly at Improved Operation Efficiency

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따라 전극조립체를 제조하는 과정의 모식도이다;1 is a schematic diagram of a process of manufacturing an electrode assembly according to one embodiment of the present invention;

도 2a 내지 2e는 도 1의 전극조립체에서 단위셀로서 바람직하게 사용될 수 있는 하나의 예시적인 풀 셀 및 바이셀들의 모식도들이다.2A to 2E are schematic views of one exemplary full cell and bicells that can be preferably used as unit cells in the electrode assembly of FIG. 1.

본 발명은 공정 효율성을 개선한 전극조립체의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분리막이 개재된 상태에서 다수의 전극들을 순차적으로 적층한 구조(스택형 구조)의 전극조립체, 또는 긴 시트형의 분리필름 상에 다수의 단위셀들을 실장(mount)한 상태에서 권취한 구조(스택/폴딩형 구조)의 전극조립체로서, 분리막 및/또는 전극(또는 단위셀) 상에 높은 계면 마찰력의 물질을 도포하여, 분리막에 대한 전극(또는 단위셀)의 정위치 실장을 보장한 상태에서 제조되는 전극조립 체를 포함하는 것으로 구성된 전기화학 셀에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an electrode assembly having improved process efficiency, and more particularly, to an electrode assembly having a structure in which a plurality of electrodes are sequentially stacked (stacked structure) or a long sheet type separation in a state where a separator is interposed therebetween. An electrode assembly having a structure (stack / folding structure) wound in a state in which a plurality of unit cells are mounted on a film, by applying a material having high interfacial friction on the separator and / or the electrode (or unit cell) In addition, the present invention relates to an electrochemical cell including an electrode assembly manufactured in a state of guaranteeing in-situ mounting of an electrode (or a unit cell) to a separator.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요의 증가로 이차전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있으며, 그 중에서도 에너지 밀도와 작동전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수한 리튬 이차전지는 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자제품의 에너지원으로 널리 사용되고 있다.The demand for secondary batteries is also rapidly increasing due to the development of technology and increasing demand for mobile devices. Among them, lithium secondary batteries with high energy density, high operating voltage, and excellent storage and life characteristics are energy of various electronic devices as well as various electronic products. It is widely used as a circle.

일반적으로 이차전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막으로 구성된 단위셀을 적층하거나 권취한 상태로 금속 캔 또는 라미네이트 시트의 전지케이스에 내장한 다음 전해액을 주입하거나 함침시키는 것으로 구성되어 있다. In general, the secondary battery is composed of a unit cell composed of a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode in a stacked or wound state, embedded in a battery case of a metal can or laminate sheet, and then injected or impregnated with an electrolyte solution. have.

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 발화 또는 폭발이 초래될 수 있다.One of the major research tasks in such secondary batteries is to improve safety. For example, secondary batteries may be subjected to high temperatures inside the cell, which may be caused by abnormal operating conditions of the battery, such as internal short circuits, overcharge conditions exceeding the allowed currents and voltages, exposure to high temperatures, deformation due to drops or external shocks, and High pressure can cause the battery to ignite or explode.

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. As a safety problem, internal short circuits due to shrinkage or breakage of a separator generated when the battery is exposed to high temperature are very serious, and many studies have been made on the cause and alternatives.

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.In general, a porous polymer film such as polyethylene or polypropylene is used as the separator, and the separator has an advantage of being inexpensive and excellent in chemical resistance, which is preferable for operation of a battery, but is easy to shrink in a high temperature environment.

한편, 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. 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 electrode assembly of the anode / separator / cathode structure constituting the secondary battery is largely divided into jelly-roll type (winding type) and stack type (lamination type) according to its structure. The jelly-roll type electrode assembly is coated with an electrode active material or the like on a metal foil used as a current collector, dried and pressed, cut into bands of a desired width and length, and the membrane is separated using a separator to form a spiral. It is manufactured by winding. Such a jelly-roll type electrode assembly may be preferably used in a cylindrical battery, but in application to a square or pouch type battery, the stress is locally concentrated and the electrode active material is peeled off or the battery shrinks due to shrinkage and expansion phenomenon repeated during charge and discharge. There is a problem that causes deformation. On the other hand, the stacked electrode assembly has a structure in which a plurality of anode and cathode unit cells are sequentially stacked, and has an advantage of easily obtaining a rectangular shape, but when the manufacturing process is complicated and an impact is applied, the electrode is pushed and a short circuit occurs. There is a disadvantage that is caused.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 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 개발되었고, 이는 본 출원인의 한국 특허출원공개 제2001-82058호, 제2001-82059호, 제2001-82060호 등에 개시되어 있다. 스택/폴딩형 전극조립체는, 긴 시트형의 분리필름 상에 풀 셀 또는 바이셀의 단위셀들을 단지 올려놓은 상태에서, 상기 분리필름을 권취하는 것으로 제조된다.In order to solve this problem, the electrode assembly of the advanced structure of the jelly-roll type and the stacked form, a full cell or anode (cathode) / separator / cathode of a certain unit size of the anode / separator / cathode structure A stack / foldable electrode assembly was developed in which a bicell of (anode) / separator / anode (cathode) structure was folded using a continuous separation film of a long length, which was applied to the applicant's Korean patent application publication. No. 2001-82058, 2001-82059, 2001-82060, and the like. The stack / foldable electrode assembly is manufactured by winding the separator film in a state where only full cell or bicell unit cells are placed on the long sheet separator film.

그러나, 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체에서는 분리막 및 전극들의 적 층 과정 또는 단위셀들을 분리필름 상에 실장하여 권취하는 과정에서, 전극 또는 단위셀들이 정위치에 고정되지 못하는 경우가 발생하고, 정교한 정위치를 얻기 위해서는 많은 노력이 요구되는 문제점을 가지고 있다.However, in the stack type or the stack / fold type electrode assembly, the electrode or the unit cells may not be fixed in a fixed position during the process of laminating the separator and the electrodes or mounting the unit cells on the separator film. There is a problem that requires a lot of effort to obtain a precise position.

이와 관련하여, 스택형 전극조립체에서 전극과 분리막의 미끄러짐을 방지하기 위한 기술들이 일부 알려져 있다. 예를 들어, 일본 특허출원공개 제2006-107832호에는 분자내에 광반응성을 가지는 에틸렌성 이중 결합과 에폭시기를 가지는 가교성 폴리머를 상기 에틸렌성 이중 결합의 광반응에 의해 가교시키는 반응성 폴리머로 하고, 여기에 에폭시 수지 경화제를 내포한 미소캡슐을 분산시켜 시트로 만드는 구성의 전지용 분리막이 개시되어 있다. 또한, 일본 특허출원공개 제2004-143363호에는, 가열에 의해 경화하는 열 가교성 접착제와 겔화제를 다공질 필름에 담지시키는 것으로 제조되는 접착제/겔화제 담지 다공질 필름의 분리막이 개시되어 있다.In this regard, some techniques for preventing slippage of electrodes and separators in stacked electrode assemblies are known. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-107832 discloses a crosslinkable polymer having an ethylenic double bond and an epoxy group having photoreactivity in a molecule as a reactive polymer that crosslinks by photoreaction of the ethylenic double bond. Disclosed is a battery separator having a structure in which a microcapsule containing an epoxy resin curing agent is dispersed into a sheet. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-143363 discloses a separator of an adhesive / gelling agent-supported porous film produced by supporting a porous film with a thermal crosslinkable adhesive and a gelling agent that are cured by heating.

그러나, 상기 기술들에 따르면, 분리막 제조 비용 자체가 매우 높을 뿐만 아니라, 특정한 성분들의 분리막에 포함됨으로써 전지용 분리막으로서의 물성 저하가 불가피해지는 단점이 있다. 또한, 분리막과 전극 자체가 접착 방식으로 고정되므로, 실장 과정에서 정위치되지 못한 전극의 위치를 재차 조정할 수 없다는 문제점이 있다. 특히, 스택/폴딩형 전극조립체에서는 분리필름 상에 다수의 단위셀들을 실장하는 과정이 필수적으로 요구되므로, 그러한 과정에서 일부 단위셀들이 정위치에서 벗어난 상태로 분리필름 상에 접착되면, 이들 자체를 폐기하여야만 한다. However, according to the above techniques, not only the manufacturing cost of the separator itself is very high, but also included in the separator of the specific components, there is a disadvantage that the physical property degradation as a separator for the battery is inevitable. In addition, since the separation membrane and the electrode itself is fixed in an adhesive manner, there is a problem that the position of the electrode that is not correctly positioned in the mounting process cannot be adjusted again. In particular, in a stack / foldable electrode assembly, a process of mounting a plurality of unit cells on a separation film is required. Therefore, when some unit cells are adhered to the separation film while being out of position in the process, Must be discarded.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.

본 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 스택형 전극조립체 또는 스택/폴딩형 전극조립체에서, 분리막의 외면이나 전극(또는 단위셀)의 외면에 높은 계면 마찰력의 물질을 도포할 경우, 분리막 상에 전극(또는 단위셀)을 위치시킬 때 유발되는 미끄러짐 현상을 방지할 수 있고, 잘못 실장된 전극 등의 위치를 정위치로 조정할 수 있으므로, 궁극적으로 제조 공정의 효율성이 향상될 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.After extensive research and various experiments, the present inventors apply a high interfacial friction material to the outer surface of a separator or the outer surface of an electrode (or a unit cell) in a stacked electrode assembly or a stack / folding electrode assembly. It is possible to prevent the sliding phenomenon caused when placing the electrode (or unit cell) on the separator, and to adjust the position of the incorrectly mounted electrode or the like to the correct position, ultimately, the efficiency of the manufacturing process can be improved. It has been found and the present invention has been completed.

따라서, 본 발명에 따른 전극조립체는, 분리막이 개재된 상태에서 다수의 전극들을 순차적으로 적층한 구조(스택형 구조)의 전극조립체, 또는 긴 시트형의 분리필름 상에 다수의 단위셀들을 실장(mount)한 상태에서 권취한 구조(스택/폴딩형 구조)의 전극조립체로서, 분리막 및/또는 전극(또는 단위셀)의 외면에 높은 계면 마찰력의 물질을 도포하여, 분리막에 대한 전극(또는 단위셀)의 정위치 실장을 보장한 상태에서 제조되는 것으로 구성되어 있다.Therefore, the electrode assembly according to the present invention mounts a plurality of unit cells on an electrode assembly having a structure (stacked structure) in which a plurality of electrodes are sequentially stacked in a state where a separator is interposed, or on a long sheet type separation film. Electrode assembly of a structure (stack / folding type structure) wound in a state of being wound), by applying a material of high interfacial friction to the outer surface of the separator and / or the electrode (or unit cell), and thus the electrode (or unit cell) to the separator It is manufactured in a state that ensures the correct mounting of the device.

즉, 본 발명에 따른 전극조립체는, 분리막 및/또는 전극(또는 단위셀)의 외면 상에 높은 계면 마찰력의 물질을 도포하여 분리막 상에 전극을 실장시킬 때 유발되는 미끄러짐 현상을 방지함으로써, 분리막 상에 전극(또는 단위셀)을 위치시킬 때 정위치 시키기 용이하여, 제조공정의 효율성을 향상시킬 수 있다. That is, the electrode assembly according to the present invention, by applying a material of high interfacial friction on the separator and / or the outer surface of the electrode (or unit cell) to prevent the sliding phenomenon caused when mounting the electrode on the separator, When positioning the electrode (or the unit cell) in the easy to position, it is possible to improve the efficiency of the manufacturing process.

본 발명에서 높은 계면 마찰력의 물질이 도포되는 '분리막의 외면' 또는 '전극의 외면'은 분리막과 전극이 접하는 계면 부위를 의미하며, 본 명세서에서는 때때로 '표면'으로 표현되기도 한다. 또한, 본 발명에서 상기 물질이 분리막의 외면에 도포되는 것으로 표현되어 있는 경우에는, 스택/폴딩형 전극조립체에서의 '분리필름'에 도포되는 경우를 또한 포함하는 것으로 해석되어야 한다. In the present invention, the 'outer surface of the separator' or 'outer surface of the electrode' to which the material of high interfacial friction is applied, means an interface portion where the separator and the electrode contact each other, and sometimes referred to as a 'surface' in the present specification. In addition, in the present invention, when the material is expressed as being applied to the outer surface of the separator, it should be interpreted to include the case where it is applied to the 'separation film' in the stack / foldable electrode assembly.

앞서의 설명과 같이, 본 발명의 기술은 스택형 구조의 전극조립체와 스택/폴딩형 구조의 전극조립체에 각각 적용될 수 있으며, 특히, 스택/폴딩형 구조의 전극조립체에 바람직하게 적용될 수 있다. 스택/폴딩형 구조의 전극조립체는 분리필름 상에 다수의 단위셀들을 실장한 상태에서 순차적인 권취를 행하여 제조되므로, 분리필름 상에 다수의 단위셀들을 정위치시키는 것이 매우 중요하기 때문이다. As described above, the technique of the present invention may be applied to the electrode assembly of the stacked structure and the electrode assembly of the stack / folding structure, respectively, and particularly preferably to the electrode assembly of the stack / folding structure. Since the electrode assembly having the stack / folding structure is manufactured by sequentially winding the plurality of unit cells mounted on the separation film, it is very important to accurately position the plurality of unit cells on the separation film.

스택/폴딩형 구조의 전극조립체에서, 상기 단위셀은 양면이 동일한 전극 구조인 바이셀 및/또는 양면이 서로 다른 전극 구조인 풀셀로 이루어질 수 있다.In an electrode assembly having a stack / foldable structure, the unit cell may be formed of a bicell having the same electrode structure on both sides and / or a full cell having an electrode structure having different sides.

구체적으로, 단위셀로서의 풀셀은 양극/분리막/음극의 단위 구조로 이루어져 있는 셀로서, 셀의 양측에 각각 양극과 음극이 위치하는 셀이다. 이러한 풀셀은 가장 기본적인 구조의 양극/분리막/음극 셀과 양극/분리막/음극/분리막/양극/분리막/음극 셀 등을 들 수 있다. 그 중, 양극/분리막/음극 구조의 풀셀의 모식도가 도 2a에 도시되어 있는 바, 이러한 풀셀을 사용하여 이차전지를 포함한 전기화학 셀을 구성하기 위해서는, 분리필름이 개재된 상태에서 양극과 음극이 서로 대면하도록 다수의 풀셀들을 적층하여야 한다.Specifically, a full cell as a unit cell is a cell composed of a unit structure of an anode, a separator, and a cathode, and is a cell in which an anode and a cathode are located on both sides of the cell, respectively. Such a full cell may include an anode / separator / cathode cell and an anode / separator / cathode / separator / anode / separator / cathode cell having the most basic structure. Among them, a schematic diagram of a full cell having a positive electrode / membrane / cathode structure is shown in FIG. 2A. In order to construct an electrochemical cell including a secondary battery using the full cell, the positive electrode and the negative electrode may be disposed in a state where a separator film is interposed. Multiple full cells must be stacked to face each other.

또한, 단위셀로서의 바이셀은 양극/분리막/음극/분리막/양극의 단위 구조 및 음극/분리막/양극/분리막/음극의 단위구조와 같이 셀의 양측에 동일한 전극이 위치하는 셀이다. 그 중, 양극/분리막/음극/분리막/양극 구조의 바이셀의 모식도가 도 2b에 도시되어 있고, 음극/분리막/양극/분리막/음극 구조의 바이셀의 모식도가 도 2c에 도시되어 있는 바, 이러한 바이셀을 사용하여 이차전지를 포함한 전기화학 셀을 구성하기 위해서는, 분리필름이 개재된 상태에서 양극/분리막/음극/분리막/양극 구조의 바이셀과 음극/분리막/양극/분리막/음극 구조의 바이셀이 서로 대면하도록 다수의 바이셀들을 적층하여야 한다.In addition, the bicell as a unit cell is a cell in which the same electrode is located on both sides of the cell, such as the unit structure of the anode / separator / cathode / separator / anode and the unit structure of the cathode / separator / anode / separator / cathode. Among them, a schematic diagram of a bicell having an anode / separation membrane / cathode / separation membrane / anode structure is shown in FIG. 2B, and a schematic diagram of a bicell having a cathode / separation membrane / anode / separation membrane / cathode structure is shown in FIG. 2C. In order to construct an electrochemical cell including a secondary battery using such a bicell, a bicell and a cathode, a separator, an anode, a separator, and a cathode structure of the anode / separator / cathode / separator / anode structure with the separator film interposed therebetween. A plurality of bicells should be stacked so that the bicells face each other.

경우에 따라서는, 더 많은 적층 수의 바이셀들도 가능한 바, 그러한 예로서, 양극/분리막/음극/분리막/양극/분리막/음극/분리막/양극 구조의 바이셀의 모식도가 도 2d에 도시되어 있고, 음극/분리막/양극/분리막/음극/분리막/양극/분리막/음극 구조의 바이셀의 모식도가 도 2e에 도시되어 있다.In some cases, a larger number of stacks of bicells are also possible, such as a schematic of a bicell of anode / separator / cathode / separator / anode / separator / cathode / separator / anode structures as shown in FIG. 2D. And, a schematic diagram of the bicell of the cathode / separator / anode / separator / cathode / separator / anode / separator / cathode structure is shown in Figure 2e.

상기 분리막의 표면이나 전극 또는 단위셀의 표면에 도포되어 높은 계면 마찰력을 제공하는 물질은, 전극조립체 내부에서 전기화학적 반응을 유발하지 않으며, 높은 계면 마찰력 성질을 포함하고 있는 것이라면 특별히 제한되지 않고 다양할 수 있는 바, 그러한 예로는 고무 계열, 셀룰로우즈 계열의 고분자 물질 등을 들 수 있다.The material applied to the surface of the separator or the surface of the electrode or the unit cell to provide a high interfacial friction force is not particularly limited as long as it does not cause an electrochemical reaction in the electrode assembly and includes a high interfacial friction property. Examples thereof include rubber-based and cellulose-based high molecular materials.

하나의 바람직한 예에서, 상기 높은 계면 마찰력을 제공하는 물질은 전극(또는 단위셀) 표면 상에 도포되는 바, 형태 유지성이 상대적으로 우수한 전극 또는 단위셀의 표면에 당해 물질을 도포하는 것이 분리막의 표면에 도포하는 작업보다 훨씬 용이하기 때문이다. In one preferred embodiment, the material providing the high interfacial friction is applied on the surface of the electrode (or unit cell), the coating of the material on the surface of the electrode or unit cell having a relatively good shape retention surface of the separation membrane This is because it is much easier than the work to apply.

상기 도포층의 두께는 0.5 내지 10 ㎛인 것이 바람직한 바, 도포층의 두께가 너무 얇으면, 소정의 마찰력을 제공하기 어렵고, 반대로 너무 두터우면, 전해액의 함침성을 떨어뜨리고 이온의 이동을 방해하여 레이트 특성을 저하시킬 수 있다. It is preferable that the thickness of the coating layer is 0.5 to 10 μm. If the thickness of the coating layer is too thin, it is difficult to provide a predetermined frictional force. On the contrary, if the coating layer is too thick, impregnation of the electrolyte may be impaired and ions may be disturbed. The rate characteristic can be reduced.

본 발명에 따른 도포층은 분리막 및/또는 전극(또는 단위셀)의 외면 전체에 형성될 수도 있지만, 경우에 따라서는 소정의 패턴 형태로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 상기 외면에 일정한 규칙의 패턴 형상으로 도포층을 형성함으로써, 계면 마찰력을 증가시키고, 분리막과 전극이 직접 접하는 면적을 높여 레이트 특성의 저하를 최소할 수 있다. The coating layer according to the present invention may be formed on the entire outer surface of the separator and / or the electrode (or the unit cell), but may be formed in a predetermined pattern in some cases. For example, by forming a coating layer in a predetermined pattern on the outer surface, it is possible to increase the interfacial friction force, increase the area of direct contact between the separator and the electrode to minimize the deterioration of the rate characteristic.

상기 물질의 도포 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 닥터 블레이트 코팅법, 스프레이 코팅법, 스크린 프린팅법 등이 사용될 수 있다. The method of applying the material is not particularly limited, and for example, a doctor bleed coating method, a spray coating method, a screen printing method and the like can be used.

본 발명은 또한, 상기와 같은 전극조립체를 포함하는 것으로 구성된 전기화학 셀을 제공하는 바, 상기 전기화학 셀은 전기화학반응을 통해 전기를 제공하는 것으로서, 예를 들어, 전기화학 이차전지 또는 전기화학 캐패시터일 수 있다.The present invention also provides an electrochemical cell comprising the electrode assembly as described above, wherein the electrochemical cell provides electricity through an electrochemical reaction, for example, an electrochemical secondary battery or an electrochemical It may be a capacitor.

본 발명은 특히, 상기와 같은 전극조립체를 금속층 및 수지층을 포함하고 있는 전지케이스 내부에 장착한 상태에서 리튬 전해액을 주입하는 것으로 제조되는 리튬 이차전지에서 바람직하게 적용될 수 있다.In particular, the present invention may be preferably applied to a lithium secondary battery manufactured by injecting a lithium electrolyte in a state in which the electrode assembly is mounted inside a battery case including a metal layer and a resin layer.

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, although described with reference to the drawings according to an embodiment of the present invention, this is for easier understanding of the present invention, the scope of the present invention is not limited thereto.

도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체의 모식도가 도시되어 있다.1 is a schematic diagram of an electrode assembly according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 전극조립체(100)는, 음극(220)/분리막(250)/양극(210)/분리막(250)/음극(220) 구조의 바이셀(200)과 양극(210)/분리막(250)/음극(220)/분리막(250)/양극(210) 구조의 바이셀(201)을 시트형의 분리필름(300) 상에 다수 개 실장한 상태에서 순차적으로 권취하여 제조된다. Referring to FIG. 1, the electrode assembly 100 includes a bicell 200 and a cathode 210 having a structure of a cathode 220, a separator 250, an anode 210, a separator 250, and an anode 220. It is manufactured by sequentially winding a plurality of bicells 201 having a structure of a separator 250, a cathode 220, a separator 250, and a cathode 210 on a sheet-like separator film 300.

상기와 같은 실장 상태에서 상호간에 접하는 바이셀(200, 201)의 외면이나 분리필름(300)의 외면에는 높은 계면 마찰력을 제공하는 물질의 도포층(270)이 형성되어 있다. 따라서, 바이셀(200, 201)을 분리필름(300) 상에 일단 실장한 상태에서 미끄러짐 현상이 방지되어 권취 과정이 용이하며, 실장 과정에서 정위치로부터 벗어난 바이셀(200, 201)의 위치를 용이하게 조절할 수 있다. An application layer 270 of a material providing high interfacial friction is formed on the outer surface of the bicells 200 and 201 or the outer surface of the separation film 300 which are in contact with each other in the mounting state as described above. Therefore, the slipping phenomenon is prevented in the state where the bicells 200 and 201 are once mounted on the separation film 300, so that the winding process is easy, and the positions of the bicells 200 and 201 that deviate from their proper positions in the mounting process are changed. It can be adjusted easily.

바이셀(200, 201)들은, 전극조립체(100)의 제조과정에서 분리막 또는 분리필름(300)을 사이에 두고 양극과 음극이 번갈아 가며 대면할 수 있도록, 음극(220)/분리막(250)/양극(210)/분리막(250)/음극(220) 구조의 바이셀(200)과 양극(210)/분리막(250)/음극(220)/분리막(250)/양극(210) 구조의 바이셀(201)이 소정의 순서에 따라 배열되어 있으며, 또한 양극(210)으로부터 돌출된 양극 탭(230) 및 음극으로부터 돌출된 음극 탭(240)이 각각 동일한 위치에서 동일한 방향을 향하도록 배열되어 있다.The bicells 200 and 201 may be formed such that the anode 220 and the separator 250 alternately face each other with the separator or the separator 300 interposed therebetween in the manufacturing process of the electrode assembly 100. Bicell 200 with anode 210 / separator 250 / cathode 220 and bicell 210 with anode 210 / separator 250 / cathode 220 / separator 250 / anode 210 201 are arranged in a predetermined order, and the positive electrode tab 230 protruding from the positive electrode 210 and the negative electrode tab 240 protruding from the negative electrode are arranged so as to face the same direction at the same position.

이상 본 발명의 실시예에 따른 전극조립체의 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Although described above with reference to the drawings of the electrode assembly according to an embodiment of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains to various applications and modifications can be made within the scope of the present invention based on the above contents. will be.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전극조립체는 분리막과 전극 사이에 높은 계면 마찰력을 나타냄으로써, 분리막 상에 전극을 정위치로 실장하기 용이하고, 전극을 분리막 상에 위치시키거나 권취하는 과정에서 유발되는 미끄러짐 현상을 방지할 수 있으며, 잘못 실장된 전극의 위치를 정위치로 조정하는 것이 가능하므로, 제조공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the electrode assembly according to the present invention exhibits a high interfacial friction force between the separator and the electrode, so that it is easy to mount the electrode on the separator in place, and in the process of placing or winding the electrode on the separator It is possible to prevent the slip phenomenon caused, and to adjust the position of the incorrectly mounted electrode to the correct position, there is an effect that can improve the efficiency of the manufacturing process.

Claims (11)

분리막이 개재된 상태에서 다수의 전극들을 순차적으로 적층한 구조(스택형 구조)의 전극조립체, 또는 긴 시트형의 분리필름 상에 다수의 단위셀들을 실장(mount)한 상태에서 권취한 구조(스택/폴딩형 구조)의 전극조립체로서, 분리막 및/또는 전극(또는 단위셀) 상에 높은 계면 마찰력의 물질을 도포하여, 분리막에 대한 전극(또는 단위셀)의 정위치 실장을 보장한 상태에서 제조되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.Electrode assembly of a structure in which a plurality of electrodes are sequentially stacked (stacked structure) with a separator interposed therebetween, or a structure in which a plurality of unit cells are mounted on a long sheet type separation film (stack / (Folding type) electrode assembly, which is manufactured in a state of coating the electrode (or unit cell) with respect to the separator by applying a material having a high interfacial friction force on the separator and / or the electrode (or unit cell). Electrode assembly, characterized in that. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 스택/폴딩형인 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly of claim 1, wherein the electrode assembly is a stack / fold type. 제 1 항에 있어서, 상기 스택/폴딩형 전극조립체의 단위셀은 양측 전극이 서로 다른 풀셀인 것을 특징으로 하는 전극조립체. The electrode assembly of claim 1, wherein the unit cell of the stack / foldable electrode assembly is a full cell in which both electrodes are different from each other. 제 1 항에 있어서, 상기 스택/폴딩형 전극조립체의 단위셀은 양측 전극이 동일한 바이셀인 것을 특징으로 하는 전극조립체 The electrode assembly of claim 1, wherein the unit cell of the stack / foldable electrode assembly is a bicell having the same electrode on both sides. 제 1 항에 있어서, 상기 높은 계면 마찰력을 제공하는 물질은 고무 계열 또는 셀룰로우즈 계열의 고분자 물질인 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly of claim 1, wherein the material providing high interfacial friction is a rubber-based or cellulose-based high molecular material. 제 1 항에 있어서, 상기 높은 계면 마찰력의 물질은 0.5 내지 10 ㎛의 두께로 도포되는 것을 특징으로 하는 전극조립체 The electrode assembly of claim 1, wherein the high interfacial friction material is applied to a thickness of 0.5 to 10 [mu] m. 제 1 항에 있어서, 상기 높은 계면 마찰력의 물질은 전극 또는 단위셀의 외면에 도포되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly of claim 1, wherein the high interfacial friction material is applied to an outer surface of the electrode or the unit cell. 제 1 항에 있어서, 상기 높은 계면 마찰력의 물질은 분리막 또는 전극(또는 단위셀)의 외면 전체에 도포되거나, 소정의 패턴 형태로 도포되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.The electrode assembly of claim 1, wherein the material having high interfacial friction is applied to the entire outer surface of the separator or the electrode (or the unit cell) or in a predetermined pattern form. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 하나에 따른 전극조립체를 포함하는 것으로 구성된 전기화학 셀.An electrochemical cell comprising the electrode assembly according to any one of claims 1 to 8. 제 9 항에 있어서, 상기 셀은 이차전지 또는 캐패시터인 것을 특징으로 하는 전기화학 셀.10. The electrochemical cell of claim 9, wherein said cell is a secondary battery or a capacitor. 제 10 항에 있어서, 상기 이차전지는 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전기화학 셀.The electrochemical cell of claim 10, wherein the secondary battery is a lithium secondary battery.
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