KR20150106740A - Electrode assembly and secondary battery including the same - Google Patents

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Abstract

The present invention discloses an electrode assembly and a secondary battery comprising the same. According to the present invention, an electrode assembly comprising a first electrode, a second electrode, and a separator is configured to coat fine ceramics having a color on a portion of the upper and lower surface of the electrode tap with respect to an electrode uncoated unit formed on the first electrode or the second electrode and a border unit of an electrode tap protruded from the electrode uncoated unit.

Description

전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지{ELECTRODE ASSEMBLY AND SECONDARY BATTERY INCLUDING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an electrode assembly and a secondary battery including the electrode assembly.

본 발명은 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 색상을 가지는 절연물질이 음극 탭과 양극 탭에 서로 다른 길이로 코팅된 전극 탭을 구비하는 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrode assembly and a secondary battery including the electrode assembly. More particularly, the present invention relates to an electrode assembly having an electrode tab coated with an anode tab and a cathode tab with different lengths, .

일반적으로, 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와 달리, 충방전이 가능한 전지를 의미하며, 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 전자기기 또는 전기 자동차 등에 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V 가량으로서, 전자 장비의 전원으로 많이 사용되는 니켈-카드뮴 전지 또는 니켈-수소 전지보다 약 3배의 용량을 가지며, 단위 중량당 에너지 밀도가 높기 때문에 그 활용 정도가 급속도로 증가되는 추세에 있다.2. Description of the Related Art Generally, a secondary battery is a battery which can be charged and discharged unlike a primary battery which can not be charged, and is widely used in electronic devices such as mobile phones, notebook computers, camcorders, and electric vehicles. Particularly, the lithium secondary battery has an operating voltage of about 3.6 V, has a capacity about three times that of a nickel-cadmium battery or a nickel-hydrogen battery widely used as a power source for electronic equipment, and has a high energy density per unit weight. Is rapidly increasing.

이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.These lithium secondary batteries mainly use a lithium-based oxide and a carbonaceous material as a cathode active material and an anode active material, respectively. The lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate each coated with such a positive electrode active material and a negative electrode active material are disposed with a separator interposed therebetween, and an outer case, that is, a battery case, for sealingly storing the electrode assembly together with the electrolyte solution.

한편, 리튬 이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.Meanwhile, the lithium secondary battery can be classified into a can type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a metal can, and a pouch type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the battery case.

전극 조립체는 양극판과 음극판 사이에 세퍼레이터를 개재시켜 권취한 젤리롤 타입과, 소정 크기의 다수의 양극판과 음극판 사이에 세퍼레이터를 개재시켜 순차적으로 적층시킨 스택 타입으로 분류될 수 있다. 특히, 권취형 전극 조립체라고도 불리는 젤리 롤 타입의 전극 조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높으며, 원통형 또는 각형 전지의 캔에 수납이 용이하다는 장점을 가져 널리 이용되고 있다.The electrode assembly may be classified into a jelly roll type in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are wound with a separator interposed therebetween, and a stack type in which a plurality of positive electrode plates and a negative electrode plate of a predetermined size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween. Particularly, a jelly roll type electrode assembly, which is also called a wrapping type electrode assembly, has been widely used because it is easy to manufacture, has a high energy density per weight, and is easily accommodated in a can of a cylindrical or prismatic battery.

도 1은 종래 기술에 따른 젤리 롤 타입의 전극 조립체의 일 구성요소인 전극의 권취되기 이전의 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a schematic view showing a state before an electrode is wound, which is a component of a jelly roll type electrode assembly according to the prior art.

도 1을 참조하면, 전극은 전극 집전체(10)의 양면에 활물질(20)이 도포되어 있고, 그것의 단부에 상향 돌출한 형태로 전극 탭(30)이 스팟 용접(31)에 의해 부착될 수 있다. 일반적으로, 상기 전극 집전체(10)는 양극의 경우 알루미늄 호일로 이루어져 있고, 음극의 경우 구리 호일로 이루어져 있다. 이때, 상기 전극 집전체(10)와 전극 탭(30)이 접하는 경계부의 일부에는 상기 전극 탭(30)과 전극 조립체가 접촉되어 쇼트가 발생하는 것을 방지하기 위해 보호테이프(40)를 부착할 수 있다.Referring to FIG. 1, an electrode is formed by coating an active material 20 on both surfaces of an electrode current collector 10 and attaching the electrode tab 30 to the end thereof with a spot welding 31 . Generally, the electrode current collector 10 is made of an aluminum foil in the case of the anode and the copper foil in the case of the cathode. At this time, a protective tape 40 can be attached to a part of the boundary where the electrode current collector 10 and the electrode tab 30 are in contact with each other, so that the electrode tab 30 and the electrode assembly come into contact with each other, have.

일반적으로, 상기 보호테이프(40)는 전기 절연성을 가진 재질을 사용하며, 2~3차례 중첩하여 권취함으로써 부착할 수 있다.Generally, the protective tape 40 is made of a material having electrical insulation, and can be attached by winding two or three times over.

하지만, 상기와 같이 전극 탭(30)에 부착되는 보호테이프(40)는 전지에 열이 발생할 경우 녹거나, 스웰링 발생시 전극 탭(30)과 전극 조립체 간의 쇼트로 인해 발화가 발생할 수 있는 문제점이 있으며, 수차례 권취하는 테이핑 공정으로 인해 공정 시간이 늘어나는 문제점이 있다.However, as described above, the protective tape 40 attached to the electrode tab 30 may melt when heat is generated in the battery, or may ignite due to a short circuit between the electrode tab 30 and the electrode assembly when swelling occurs And there is a problem that the process time is increased due to the taping process which is wound several times.

또한, 전극 탭(30)을 구분할 수 있는 별도의 표식이 없어 상기 전극 탭(30)을 포함하는 전극 조립체의 팩킹 작업 시 양극과 음극의 구분이 어려워 오조립에 따른 문제가 발생할 수 있다.Further, since there is no separate mark for separating the electrode tab 30, it is difficult to separate the positive electrode and the negative electrode from each other during the packing operation of the electrode assembly including the electrode tab 30, which may cause problems in assembly.

한국공개특허 제10-2007-0078853호(2007.08.03 공개)Korean Patent Laid-Open No. 10-2007-0078853 (published on Aug. 3, 2007)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 색상을 가진 열적 특성이 우수한 절연물질을 코팅한 전극 탭을 구비하는 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지를 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide an electrode assembly having an electrode tab coated with an insulating material having excellent color and thermal characteristics, and a secondary battery including the electrode assembly.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 제 1 전극 및 제 2 전극, 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체는, 상기 제 1 전극 또는 제 2 전극에 형성된 전극 무지부와 상기 전극 무지부에서 돌출된 전극 탭의 경계부를 기준으로 상기 전극 탭의 상, 하면 일부에는 색상을 가지는 파인 세라믹스를 코팅할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electrode assembly including a first electrode, a second electrode, and a separator, the electrode assembly including a first electrode and a second electrode, Fine ceramics having a color may be coated on the upper and lower surfaces of the electrode tab with reference to the boundary of the projected electrode tab.

상기 제 1 전극 탭과 제 2 전극 탭에 코팅된 파인 세라믹스의 도포 길이는 서로 다를 수 있다.The coated length of the fine ceramics coated on the first electrode tab and the second electrode tab may be different from each other.

상기 파인 세라믹스는 TIN(titanium nitride) 성분의 세라믹일 수 있다.The fine ceramics may be a ceramic of a TIN (titanium nitride) component.

상기 파인 세라믹스의 색상은 금색일 수 있다.The color of the fine ceramics may be gold.

상기 전극 탭에 코팅되는 파인 세라믹스는 화학증착법(CVD), 물리증착법(PVD), 스퍼터링, 아크로(Arc) 방전 중 어느 하나의 방법에 의해 코팅될 수 있다.The fine ceramics coated on the electrode tab may be coated by any one of chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), sputtering, and arc discharge.

상기 전극 탭은 전극의 활물질이 도포되어 있지 않은 무지부에 용접되어 돌출 형성될 수 있다.The electrode tab may be formed by welding to an uncoated portion to which the electrode active material is not applied.

상기 제 1 전극은 양극이고, 상기 제 2 전극은 음극일 수 있다.The first electrode may be an anode, and the second electrode may be a cathode.

상기 제 1 전극은 음극이고, 상기 제 2 전극은 양극일 수 있다.The first electrode may be a cathode, and the second electrode may be a cathode.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 이차전지는 상술한 전극 조립체를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a secondary battery including the electrode assembly.

상기 전극 조립체는 각형의 전지 케이스에 내장될 수 있다.The electrode assembly may be embedded in a prismatic battery case.

상기 전극 조립체는 파우치형의 전지 케이스에 내장될 수 있다.The electrode assembly may be embedded in a battery case of a pouch type.

본 발명의 일 측면에 따르면 열적 특성이 우수한 절연물질을 코팅함으로써 쇼트시 발화의 위험을 줄일 수 있는 효과가 있다.According to one aspect of the present invention, there is an effect that the risk of ignition upon short-circuiting can be reduced by coating an insulating material having excellent thermal characteristics.

또한, 절연물질을 테이핑하지 않고 코팅함으로써 기존에 비해 공정이 간단해질 수 있다.In addition, the process can be simplified compared to the conventional method by coating the insulating material without taping.

또한, 육안으로 식별 가능한 색상을 가지는 절연물질을 음극 탭과 양극 탭에 서로 다른 길이로 코팅함으로써, 상기 전극 탭을 포함하는 전극 조립체의 팩킹 작업시 오조립에 따른 문제 발생을 예방할 수 있다.In addition, by coating the anode tab and the anode tab with different lengths of insulating material having a color recognizable to the naked eye, it is possible to prevent the problem of misassembly during the packing operation of the electrode assembly including the electrode tab.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 젤리 롤 타입의 전극 조립체의 일 구성요소인 전극의 권취되기 이전의 상태를 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극 조립체를 나타낸 도면,
도 3은 도 2의 일 구성요소인 전극의 권취되기 이전의 상태를 개략적으로 나타낸 도면,
도 4는 도 2의 전극 조립체를 수용하는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지를 나타낸 도면,
도 5는 도 2의 전극 조립체를 수용하는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이차전지를 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention. And should not be construed as limiting.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a state before an electrode is wound, which is a component of a jelly roll type electrode assembly according to the prior art;
Figure 2 illustrates an electrode assembly according to one embodiment of the present invention,
FIG. 3 is a schematic view showing a state before the electrode, which is one component of FIG. 2, is wound up;
FIG. 4 is a view illustrating a secondary battery according to an embodiment of the present invention for accommodating the electrode assembly of FIG. 2;
FIG. 5 is a view illustrating a secondary battery according to another embodiment of the present invention that accommodates the electrode assembly of FIG. 2;

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims are to be construed in accordance with the technical idea of the present invention based on the principle that the concept of a term can be properly defined in order to describe its own invention in the best way It must be interpreted as meaning and concept. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are described. Therefore, It should be understood that various equivalents and modifications may be present.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극 조립체를 나타낸 도면이다.2 is a view illustrating an electrode assembly according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시 예에 따른 전극 조립체(200)는 제 1 전극(미도시), 제 2 전극(미도시) 및 세퍼레이터(미도시)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the electrode assembly 200 may include a first electrode (not shown), a second electrode (not shown), and a separator (not shown).

상기 전극 조립체(200)는 상기 제 1 전극(미도시), 제 2 전극(미도시) 및 상기 전극들 사이에 개재된 세퍼레이터(미도시)가 젤리 롤 타입으로 권취되어 형성될 수 있다. 상기 전극 조립체(200)의 일측은 제 1 전극과 전기적으로 연결된 제 1 전극 탭(210) 또는, 제 2 전극과 전기적으로 연결된 제 2 전극 탭(230)이 상향 돌출될 수 있다.The electrode assembly 200 may be formed by winding a first electrode (not shown), a second electrode (not shown), and a separator (not shown) interposed between the electrodes in a jelly roll type. A first electrode tab 210 electrically connected to the first electrode or a second electrode tab 230 electrically connected to the second electrode may protrude upward from one side of the electrode assembly 200.

이때, 상기 제 1 전극은 양극, 제 2 전극은 음극일 수 있으며, 반대로 제 1 전극은 음극, 제 2 전극은 양극일 수 있다. In this case, the first electrode may be a cathode and the second electrode may be a cathode, and conversely, the first electrode may be a cathode and the second electrode may be a cathode.

도 3은 도 2의 일 구성요소인 전극의 권취되기 이전의 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a schematic view of a state before the electrode, which is one component of FIG. 2, is wound.

본 실시 예를 설명함에 있어서 제 1 전극은 양극, 제 2 전극은 음극으로 설명하기로 한다.In describing the present embodiment, the first electrode will be described as a positive electrode and the second electrode will be described as a negative electrode.

도 3을 참조하면, 상기 제 1 전극은 전극 집전체(300), 전극 활물질층(310) 및 전극 무지부(330)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the first electrode may include an electrode current collector 300, an electrode active material layer 310, and an electrode non-conductive portion 330.

상기 전극 집전체(300)는 알루미늄 금속판으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 전극 집전체(300)는 상기 알루미늄 금속판의 어느 일정 부분 이상에 양극 활물질이 코팅되어 양극판으로 형성될 수 있다.The electrode current collector 300 may be formed of an aluminum metal plate. In addition, the electrode current collector 300 may be formed of a positive electrode plate coated with a positive electrode active material on at least a certain portion of the aluminum metal plate.

상기 전극 활물질층(310)은 양극 활물질이 코팅되어 형성된다. 상기 양극 활물질로는 칼코게나이드(chalcogenide) 화합물이 사용될 수 있다.. 상기 칼코게나이드 화합물은 LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiNi1-xCoxO2(0<x<1), LiMnO2 등의 복합 금속 산화물들이 사용될 수 있다.The electrode active material layer 310 is formed by coating a cathode active material. The chalcogenide compound may be LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiNi 1 -xCo x O 2 (0 < x < 1) LiMnO 2 and the like can be used.

또한, 제 1 전극의 권취 방향의 일단에는 양극 활물질층이 코팅되지 않은 전극 무지부(330)가 형성된다.In addition, an electrode non-coated portion 330 having no coating of the positive electrode active material layer is formed at one end of the first electrode in the winding direction.

상기 제 1 전극의 일단에 형성된 전극 무지부(330)에는 상기 제 1 전극 탭(350)이 연결된다.The first electrode tab 350 is connected to the electrode uncoated portion 330 formed at one end of the first electrode.

상기 제 1 전극 탭(350)은 전극 무지부(330)에 용접과 같은 방식에 의해 결합되어 전극 조립체(200)로부터 외부로 상향 돌출되어 형성된다. 상기 용접은 저항 용접, 레이터 용접 등이 사용될 수 있다.The first electrode tab 350 is formed to protrude upward from the electrode assembly 200 by being welded to the electrode non-electrode 330 in a similar manner. The welding may be resistance welding, laser welding, or the like.

상기 제 1 전극 탭(350)은 도전성 물질, 예를 들어 구리, 니켈, 알루미늄 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있으며, 전기 전도성이 있는 다른 금속소재가 사용될 수도 있다.The first electrode tab 350 may be formed of a conductive material, for example, copper, nickel, aluminum, or an alloy thereof. Alternatively, another metal material having electrical conductivity may be used.

상기 제 1 전극 탭(350)은 제 1 전극에 형성된 전극 무지부(330)와 상기 전극 무지부(330)에서 돌출된 전극 탭(350)의 경계부를 기준으로 상,하면의 일부가 코팅될 수 있다. 이때, 상기 코팅은 색상을 가지는 절연 물질인 파인 세라믹스(370)를 사용하여 코팅할 수 있다. 바람직하게, 상기 파인 세라믹스는 세라믹(TIN : titanium nitride)일 수 있으며, 색상은 금색일 수 있다.The first electrode tab 350 may be partially coated on the lower surface of the boundary between the electrode non-conductive portion 330 formed on the first electrode and the electrode tab 350 projected from the electrode non- have. At this time, the coating may be coated using fine ceramics 370 which is an insulating material having a color. Preferably, the fine ceramics may be a ceramic (TIN: titanium nitride), and the color may be gold.

상술한 설명에서 파인 세라믹스는 세라믹(TIN : titanium nitride)으로 설명하지만 이에 한하지 않으며, 절연성을 가진 것이면 관계없다.In the above description, the fine ceramics is described as a ceramic (TIN: titanium nitride), but the present invention is not limited thereto.

상기 파인 세라믹스의 예로는 알루미나 세라믹(Al2O3), 지르코니아(ZrO2), 질화규소(Si3N4), 탄화규소(SiC), 질화 알루미늄(AlN) 등이 있다.Examples of the fine ceramics include alumina ceramics (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon carbide (SiC) and aluminum nitride (AlN).

전극 탭에 상기와 같은 색상을 가지는 절연물질인 파인 세라믹스를 코팅하는 이유는, 육안으로 식별이 가능하여 작업자가 코팅의 유무를 확인할 수 있으며, 상기 절연물질인 파인 세라믹스는 열적 특성이 우수하여 열에 잘 녹지 않고, 스웰링 현상 발생 시 전극 간의 쇼트로 인한 발화 위험이 적기 때문이다.The reason why the electrode tabs are coated with fine ceramics, which is an insulating material having the above-described hue, is that they can be visually distinguished so that the operator can confirm the presence or absence of coating, and the fine ceramics as the insulating material has excellent thermal properties, This is because the risk of ignition due to a short circuit between the electrodes is small when the swelling phenomenon occurs without melting.

또한, 상기 제 1 전극 탭(350)인 양극 탭에는 후술하는 제 2 전극 탭 즉, 음극 탭보다 절연 물질을 도포하는 길이가 짧을 수 있다.In addition, the length of the anode tab, which is the first electrode tab 350, may be shorter than the length of the second electrode tab, that is, the anode tab, which will be described later.

자세하게는 도 2에 도시된 바와 같이, 음극 탭(230)의 상부로 돌출된 부분의 절연 물질(250)이 코팅된 길이가 양극 탭(210)의 상부로 돌출된 부분의 절연 물질(250)이 코팅된 길이보다 길 수 있다.2, the insulating material 250 protruding to the upper portion of the positive electrode tab 210 is coated with the insulating material 250 protruding from the upper portion of the negative electrode tab 230, May be longer than the coated length.

상기와 같은 이유는, 전지 케이스가 양극으로 작용하므로 음극 탭과의 쇼트 발생을 확실하게 방지하기 위함이다.The reason for the above is to surely prevent a short circuit with the negative electrode tab because the battery case acts as a positive electrode.

이때, 상기 전극 탭에 절연물질인 파인 세라믹스를 코팅하는 방법은 화학증착법(CVD), 물리증착법(PVD), 스퍼터링, 아크로(Arc) 방전 중 어느 하나의 방법에 의해 행해질 수 있다.At this time, the method of coating the electrode tab with fine ceramics as an insulating material can be performed by any one of chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), sputtering, and arc discharge.

상기 제 2 전극은 전극 집전체(300), 전극 활물질층(310), 전극 무지부(330)를 포함할 수 있다.The second electrode may include an electrode current collector 300, an electrode active material layer 310, and an electrode uncoated portion 330.

상기 전극 집전체(300)는 구리 금속판으로 형성될 수 있다. 상기 구리 금속판은 어느 일면 이상에 음극 활물질이 코팅되어 음극판으로 형성될 수 있다.The electrode current collector 300 may be formed of a copper metal plate. The copper metal plate may be formed of a negative electrode plate coated with a negative electrode active material on at least one surface.

상기 전극 활물질층(310)은 음극 활물질이 코팅되어 형성된다. 상기 음극 활물질로는 리튬 금속, 리튬과 합금화 가능한 금속물질, 전이 금속 산화물 등이 사용될 수 있다.The electrode active material layer 310 is formed by coating a negative electrode active material. As the negative electrode active material, a lithium metal, a metal material capable of alloying with lithium, a transition metal oxide, or the like may be used.

상기 리튬과 합금화 가능한 금속물질로는 Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Ti, Ag, Zn, Cd, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.As the metal material that can be alloyed with lithium, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Ti, Ag, Zn, Cd, Al, Ga, In, , Pb, Sb, Bi, and combinations thereof.

상기 제 2 전극 탭(350)은 도전성 물질 예를 들어, 구리, 니켈, 알루미늄 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있으며, 다른 금속소재가 사용될 수도 있다.The second electrode tab 350 may be formed of a conductive material, for example, copper, nickel, aluminum, or an alloy thereof, or other metal material may be used.

상기 제 2 전극 탭(350)은 제 2 전극에 형성된 전극 무지부(330)와 상기 전극 무지부(330)에서 돌출된 전극 탭(350)의 경계부를 기준으로 상,하면의 일부가 코팅될 수 있다. 이때, 상기 코팅은 색상을 가지는 절연 물질인 파인 세라믹스(370)를 사용하여 코팅할 수 있다. 바람직하게, 상기 파인 세라믹스는 세라믹(TIN : titanium nitride)일 수 있으며, 색상은 금색일 수 있다.The second electrode tab 350 may be partially coated on the lower surface of the boundary between the electrode non-conductive portion 330 formed on the second electrode and the electrode tab 350 protruded from the electrode non- have. At this time, the coating may be coated using fine ceramics 370 which is an insulating material having a color. Preferably, the fine ceramics may be a ceramic (TIN: titanium nitride), and the color may be gold.

상술한 설명에서 파인 세라믹스는 세라믹(TIN : titanium nitride)으로 설명하지만 이에 한하지 않으며, 절연성을 가진 것이면 관계없다.In the above description, the fine ceramics is described as a ceramic (TIN: titanium nitride), but the present invention is not limited thereto.

상기 파인 세라믹스의 예로는 알루미나 세라믹(Al2O3), 지르코니아(ZrO2), 질화규소(Si3N4), 탄화규소(SiC), 질화 알루미늄(AlN) 등이 있다.Examples of the fine ceramics include alumina ceramics (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon carbide (SiC) and aluminum nitride (AlN).

전극 탭에 상기와 같은 색상을 가지는 절연물질인 파인 세라믹스를 코팅하는 이유는, 육안으로 식별이 가능하여 작업자가 코팅의 유무를 확인할 수 있으며, 상기 절연물질인 파인 세라믹스는 열적 특성이 우수하여 열에 잘 녹지 않고, 스웰링 현상 발생 시 전극 간의 쇼트로 인한 발화 위험이 적기 때문이다.The reason why the electrode tabs are coated with fine ceramics, which is an insulating material having the above-described hue, is that they can be visually distinguished so that the operator can confirm the presence or absence of coating, and the fine ceramics as the insulating material has excellent thermal properties, This is because the risk of ignition due to a short circuit between the electrodes is small when the swelling phenomenon occurs without melting.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 음극 탭(230)의 상부로 돌출된 부분의 절연 물질(250)이 코팅된 길이가 양극 탭(210)의 상부로 돌출된 부분의 절연 물질(250)이 코팅된 길이보다 길 수 있다.2, the insulating material 250 protruding to the upper portion of the positive electrode tab 210 has a length coated with the insulating material 250 protruding from the upper portion of the negative electrode tab 230, May be longer than the coated length.

상기와 같은 이유는, 전지 케이스가 양극으로 작용하므로 음극 탭과의 쇼트 발생을 확실하게 방지하기 위함이다.The reason for the above is to surely prevent a short circuit with the negative electrode tab because the battery case acts as a positive electrode.

이때, 상기 전극 탭에 절연물질인 파인 세라믹스를 코팅하는 방법은 화학증착법(CVD), 물리증착법(PVD), 스퍼터링, 아크로(Arc) 방전 중 어느 하나의 방법에 의해 행해질 수 있다.At this time, the method of coating the electrode tab with fine ceramics as an insulating material can be performed by any one of chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), sputtering, and arc discharge.

세퍼레이터는 상기 제 1 전극과 제 2 전극을 서로 분리시키는 역할을 한다. 상기 세퍼레이터에는 미세기공이 형성되고, 그 미세기공을 통해 리튬 이온이 통과한다. 상기 세퍼레이터는 폴리 에틸렌(PE) 또는 폴리 프로필렌(PP)과 같은 고분자 수지로 형성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이러한 세퍼레이터의 재질을 한정하는 것은 아니다. The separator serves to separate the first electrode and the second electrode from each other. Micropores are formed in the separator, and lithium ions pass through the micropores. The separator may be formed of a polymer resin such as polyethylene (PE) or polypropylene (PP). However, the present invention does not limit the material of the separator.

상술한 바와 같이 본 실시 예에 따르면, 종래 기술에서 전기 절연성 재질의 보호테이프를 전극 탭의 일부에 권취하는 것에 비해 공정을 간단히 할 수 있으며, 열적 특성이 우수한 절연 물질인 파인 세라믹스를 코팅함으로써 쇼트시 발화의 위험을 줄일 수 있다.As described above, according to the present embodiment, it is possible to simplify the process in comparison with winding the protective tape of electrically insulating material on a part of the electrode tab in the prior art, and by coating fine ceramics, which is an insulating material having excellent thermal characteristics, The risk of ignition can be reduced.

또한, 본 실시 예에 따른 절연 물질인 세라믹은 육안으로 식별 가능한 색상(금색)을 가지고 있으므로, 양극 탭과 음극 탭에 서로 다른 길이로 코팅함으로써, 상기 전극 탭을 포함하는 전극 조립체의 팩킹 작업시 오조립에 따른 문제 발생을 예방할 수 있다.Since the ceramics as the insulating material according to the present embodiment has color (gold) visually discernible, the positive electrode tab and the negative electrode tab are coated with different lengths, so that when the electrode assembly including the electrode tab is packed, It is possible to prevent the occurrence of problems due to the assembly.

도 4는 도 2의 전극 조립체를 수용하는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지를 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a view illustrating a secondary battery according to an embodiment of the present invention for accommodating the electrode assembly of FIG. 2;

본 실시 예를 설명함에 있어서, 상기 이차전지의 케이스는 각형인 것으로 설명하지만 이에 한하지 않으며, 케이스가 원통형인 이차전지에도 적용 가능할 수 있다.In describing the present embodiment, the case of the secondary battery is described as being square, but the present invention is not limited to this, and the present invention is also applicable to a secondary battery having a cylindrical case.

도 4를 참조하면, 본 실시 예에 따른 이차전지(400)는 전극 조립체(410), 각형 캔 모양의 케이스(430), 캡조립체(450) 및 전극단자(451)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the secondary battery 400 according to the present embodiment includes an electrode assembly 410, a can-shaped case 430, a cap assembly 450, and an electrode terminal 451.

상기 전극 조립체(410)는 상술한 도 2 내지 도 3을 통해 상세히 설명하였으므로 본 실시 예를 설명함에 있어서는 그 설명을 생략하기로 한다.Since the electrode assembly 410 has been described in detail with reference to FIGS. 2 to 3, the description of the electrode assembly 410 will be omitted.

상기 케이스(430)는 일반적으로 금속재인 알루미늄 또는 그 합금 재질로 형성되며, 딥 드로잉 방식에 의하여 제작된다. 상기 케이스(430)의 하면은 일반적으로 거의 평면 형상으로 형성된다. 상기 케이스(430)는 그 자체가 단자역할을 수행하는 것이 가능하다. 상기 케이스(430)는 상부가 개구되어 상단개구부(431)가 형성되고, 상기 상단개구부(431)를 통해 상기 전극 조립체(410)가 수용된다.The case 430 is generally made of aluminum or an alloy thereof, and is manufactured by a deep drawing method. The lower surface of the case 430 is generally formed in a substantially planar shape. The case 430 itself can serve as a terminal. The upper portion of the case 430 is opened to form an upper opening 431 and the electrode assembly 410 is received through the upper opening 431.

상기 캡조립체(450)는 전극단자(451), 캡 플레이트(453), 절연 플레이트(455) 및 터미널 플레이트(457)를 포함한다.The cap assembly 450 includes an electrode terminal 451, a cap plate 453, an insulating plate 455, and a terminal plate 457.

상기 캡 플레이트(453)는 별도의 절연케이스(430)와 결합되어 케이스(430)의 상단개구부(431)에 결합되어 케이스(430)를 밀봉하게 된다. 상기 캡 플레이트(453)에는 전극단자(451)가 삽입되도록 관통홀(454)이 형성된다. 상기 관통홀(454)과 전극단자(451) 사이에는 가스켓(452)이 형성되어 밀봉된다. 또한, 상기 캡 플레이트(453)는 전해액 주입구(미도시), 마개 및 안전벤트(미도시)를 포함한다.The cap plate 453 is coupled to a separate insulating case 430 and is coupled to the upper end opening 431 of the case 430 to seal the case 430. A through hole 454 is formed in the cap plate 453 so that the electrode terminal 451 is inserted. A gasket 452 is formed between the through-hole 454 and the electrode terminal 451 and sealed. The cap plate 453 includes an electrolyte injection port (not shown), a cap, and a safety vent (not shown).

또한, 상기 캡 플레이트(453)는 하부에 절연 플레이트(455) 및 터미널 플레이트(457)를 포함한다. 상기 절연 플레이트(455)는 캡 플레이트(453)의 관통홀(454)에 대응되는 위치에 제 1 단자통공(456)이 형성된다. 상기 절연 플레이트(455)는 가스켓(452)과 같은 절연물질로 형성된다.The cap plate 453 includes an insulating plate 455 and a terminal plate 457 at a lower portion thereof. The insulating plate 455 is formed with a first terminal through hole 456 at a position corresponding to the through hole 454 of the cap plate 453. The insulating plate 455 is formed of an insulating material such as a gasket 452.

상기 터미널 플레이트(457)는 절연 플레이트(455) 하면에 장착된다. 상기 터미널 플레이트(457)는 일반적으로 니켈 합금으로 형성될 수 있다. 상기 터미널 플레이트(457)는 제 1 단자통공(456)에 대응되는 위치에 제 2 단자통공(458)이 형성된다. 상기 전극단자(451)는 관통홀(454), 제 1 단자통공(456) 및 제 2 단자통공(458)을 관통하여 결합되며, 상기 터미널 플레이트(457)는 일측에 제 1 전극 탭(411) 또는 제 2 전극 탭(413) 증 적어도 하나와 연결된다. 또한, 상기 제 1 전극 탭(411) 또는 제 2 전극 탭(413) 중 나머지 전극 탭은 캡 플레이트(453)의 하면과 연결된다The terminal plate 457 is mounted on the lower surface of the insulating plate 455. The terminal plate 457 may be generally formed of a nickel alloy. The terminal plate 457 has a second terminal through-hole 458 at a position corresponding to the first terminal through-hole 456. The electrode terminal 451 is coupled through a through hole 454, a first terminal through hole 456 and a second terminal through hole 458. The terminal plate 457 has a first electrode tab 411 at one side, Or the second electrode tab 413 is connected. The remaining electrode tabs of the first electrode tab 411 or the second electrode tab 413 are connected to the lower surface of the cap plate 453

도 5는 도 2의 전극 조립체를 수용하는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이차전지를 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a view illustrating a secondary battery according to another embodiment of the present invention that accommodates the electrode assembly of FIG. 2;

도 5를 참조하면, 본 실시 예에 따른 이차전지(500)는 전극 조립체(510) 및 상기 전극 조립체(510)를 수용하고 밀봉하는 파우치형 케이스(530)를 포함한다.Referring to FIG. 5, a secondary battery 500 according to the present embodiment includes an electrode assembly 510 and a pouch-shaped case 530 that receives and seals the electrode assembly 510.

상기 전극 조립체(510)는 상술한 도 2 내지 도 3을 통해 상세히 설명하였으므로 본 실시 예를 설명함에 있어서는 그 설명을 생략하기로 한다.Since the electrode assembly 510 has been described in detail with reference to FIGS. 2 to 3, the description of the electrode assembly 510 will be omitted.

케이스(530)는 상부 파우치 케이스(531) 및 하부 파우치 케이스(533)를 포함할 수 있으며, 상기 전극 조립체(510)를 수용할 수 있는 크기로 형성될 수 있다. 이때, 상기 케이스(530)의 외측부에는 상기 상부 및 하부 케이스(531, 533)를 열융착시킴에 따라 형성되는 실링부(550)를 포함할 수 있다.The case 530 may include an upper pouch case 531 and a lower pouch case 533 and may be formed to have a size capable of accommodating the electrode assembly 510. At this time, the case 530 may include a sealing part 550 formed by thermally fusing the upper and lower cases 531 and 533.

상기 케이스(530)는 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 손신을 방지하는 역할을 한다. 상기 보호층은 최외각 층으로서 전지 몸체를 보호하는 역할을 한다. 그러나, 이에 한하지 않으며 상기 케이스의 적층 구조는 여러 가지 형태를 가질 수 있다.The case 530 may have a structure in which an insulating layer, a metal layer, and a protective layer are sequentially stacked. The insulating layer is formed of a material layer having an insulating property and a heat adhesion property as the innermost layer, and the metal layer plays a role of preventing moisture permeation and damaging the electrolyte. The protective layer serves as an outermost layer to protect the battery body. However, the present invention is not limited thereto, and the laminated structure of the case may have various forms.

상기 케이스(530)의 외측부에 형성된 실링부(550)는 상부 및 하부 케이스(531, 533)를 열융착시킴에 따라 형성될 수 있으며, 이에 따라 전지가 밀봉된다. 이때, 상기 전극 조립체(510)로부터 돌출된 양극 탭 및 음극 탭은 케이스의 외부로 돌출될 수 있으며, 상기와 같이 돌출된 양극 탭 및 음극 탭은 외부회로와 전기적으로 연결될 수 있다.The sealing portion 550 formed on the outer side of the case 530 may be formed by thermally fusing the upper and lower cases 531 and 533, thereby sealing the battery. At this time, the positive electrode tab and the negative electrode tab protruding from the electrode assembly 510 may protrude to the outside of the case, and the protruded positive and negative tabs may be electrically connected to the external circuit.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been described with reference to the particular embodiments and drawings, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is to be limited only by the person of ordinary skill in the art to which the invention pertains It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims and their equivalents.

210 : 제 1 전극 탭
230 : 제 2 전극 탭
250 : 절연물질(파인 세라믹스)210: first electrode tab
230: second electrode tab
250: Insulation material (Fine ceramics)

Claims (11)

제 1 전극 및 제 2 전극, 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체에 있어서,
상기 제 1 전극 또는 제 2 전극에 형성된 전극 무지부와 상기 전극 무지부에서 돌출된 전극 탭의 경계부를 기준으로 상기 전극 탭의 상, 하면 일부에는 색상을 가지는 파인 세라믹스를 코팅하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.A first electrode, a second electrode, and a separator,
Wherein a fine ceramics having a color is coated on a top surface and a bottom surface of the electrode tab with reference to a boundary between the electrode uncoated portion formed on the first electrode or the second electrode and the electrode tab protruding from the electrode uncoated portion, Assembly. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전극 탭과 제 2 전극 탭에 코팅된 파인 세라믹스의 도포 길이는 서로 다른 것을 특징으로 하는 전극 조립체.The method according to claim 1,
Wherein an application length of the fine ceramics coated on the first electrode tab and the second electrode tab is different. 제 1 항에 있어서,
상기 파인 세라믹스는 TIN(titanium nitride) 성분의 세라믹인 것을 특징으로 하는 전극 조립체.The method according to claim 1,
Wherein the fine ceramics is a ceramic of a TIN (titanium nitride) component. 제 3 항에 있어서,
상기 파인 세라믹스의 색상은 금색인 것을 특징으로 하는 전극 조립체.The method of claim 3,
Wherein the color of the fine ceramics is gold. 제 1 항에 있어서,
상기 전극 탭에 코팅되는 파인 세라믹스는 화학증착법(CVD), 물리증착법(PVD), 스퍼터링, 아크로(Arc) 방전 중 어느 하나의 방법에 의해 코팅되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.The method according to claim 1,
Wherein the fine ceramics coated on the electrode tabs are coated by any one of chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), sputtering, and arc discharge. 제 1 항에 있어서,
상기 전극 탭은 전극의 활물질이 도포되어 있지 않은 무지부에 용접되어 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.The method according to claim 1,
Wherein the electrode tabs are welded and protruded from a non-coated portion to which no electrode active material is applied. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전극은 양극이고, 상기 제 2 전극은 음극인 것을 특징으로 하는 전극 조립체.The method according to claim 1,
Wherein the first electrode is an anode and the second electrode is a cathode. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전극은 음극이고, 상기 제 2 전극은 양극인 것을 특징으로 하는 전극 조립체.The method according to claim 1,
Wherein the first electrode is a cathode and the second electrode is a cathode. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 전극 조립체를 포함하는 이차전지.A secondary battery comprising an electrode assembly according to any one of claims 1 to 8. 제 9 항에 있어서,
상기 전극 조립체는 각형의 전지 케이스에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.10. The method of claim 9,
Wherein the electrode assembly is embedded in a rectangular battery case. 제 9 항에 있어서,
상기 전극 조립체는 파우치형의 전지 케이스에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.

10. The method of claim 9,
Wherein the electrode assembly is embedded in a battery case of a pouch type.

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