KR20170022465A - 복합구조의 전극조립체 및 그를 포함하는 전기화학소자 - Google Patents

복합구조의 전극조립체 및 그를 포함하는 전기화학소자 Download PDF

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KR20170022465A
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Abstract

본 발명은 원형, 타원형 등의 전지케이스 또는 디바이스의 활용면적을 향상시킬 수 있고, 공정성을 개선하기 위하여, 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 적어도 2 이상의 전극군; 및 상기 전극군들 사이에 개재되는 적어도 1 이상의 분리막을 포함하는 전극조립체에 있어서, 상기 제1 전극의 평면 형상은 n각형(n은 5 이상의 정수)이고, 상기 제2 전극의 평면 형상은 m각형(m은 4 < m ≤ n을 만족하는 정수)이며 상기 분리막의 평면 형상은 원형, 타원형 또는 다각형인 것을 특징으로 하는, 전극조립체 및 이를 구비하는 전기화학소자를 제공한다.

Description

복합구조의 전극조립체 및 그를 포함하는 전기화학소자{Electrode assembly of combination structure and electrochemical device including the same}
본 발명은 복합구조의 전극조립체 및 그를 포함하는 전기화학소자에 관한 것이다.
리튬 이차전지는 그것의 외형에 따라 크게 원통형 전지, 각형 전지, 파우치형 전지 등으로 분류되며, 전해액의 형태에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류되기도 한다.
모바일 기기의 소형화에 대한 최근의 경향으로 인해, 두께가 얇은 각형 전지와 파우치형 전지에 대한 수요가 증가하고 있으며, 특히, 형태의 변형이 용이하고 제조비용이 저렴하며 중량이 작은 파우치형 전지에 대한 관심이 높은 실정이다.
일반적으로, 파우치형 전지는 수지층과 금속층을 포함하는 것으로 구성된 라미네이트 시트의 파우치형 케이스 내부에 전극조립체와 전해질이 밀봉되어 있는 전지를 칭한다. 전지케이스에 수납되는 전극조립체는 젤리-롤형(권취형), 스택형(적층형), 또는 복합형(스택/폴딩형)의 구조로 이루어져 있다. 특히, 리튬 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.
전지셀은 일반적인 장방형의 디바이스에 최적화된 형태로서, 디바이스의 다양한 형태, 예를 들면, 다각형, 원형, 타원형 또는 복잡한 기하학 형태의 디바이스에 장방형의 전극조립체를 적용하는 경우, 내부 공간의 효율적인 활용이 힘든 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 원형, 타원형 등의 전지케이스 또는 디바이스의 활용면적을 향상시킬 수 있고, 공정성을 개선할 수 있는 전극조립체 및 그를 포함하는 전기화학소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전극조립체는 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 적어도 2 이상의 전극군; 및 상기 전극군들 사이에 개재되는 적어도 1 이상의 분리막을 포함하는 전극조립체에 있어서, 상기 제1 전극의 평면 형상은 n각형(n은 5 이상의 정수)이고, 상기 제2 전극의 평면 형상은 m각형(m은 4 < m ≤ n을 만족하는 정수)이며 상기 분리막의 평면 형상은 원형, 타원형 또는 다각형인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제1 전극과 제2 전극은 평면 형상이 동일할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 전극과 제2 전극은 정다각형일 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극일 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 전극, 제2 전극 및 분리막의 수평 단면적은 전극조립체에서의 적층 방향을 기준으로 순차적으로 감소하거나 증가할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 전극, 제2 전극 및 분리막은 각각의 중심축이 일치하도록 적층될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 전극 및 제2 전극은 일측 단부에 전극 탭을 구비할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 전극과 제2 전극은 동일한 방향에 전극 탭을 구비할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 전극과 제2 전극은 상이한 방향에 전극 탭을 구비할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상술한 전극조립체; 상기 전극조립체에 함침되는 전해액; 및 상기 전극조립체와 전해액을 수용하는 전지케이스를 포함하는 전기화학소자가 제공된다.
바람직하게는, 상기 전지케이스의 평면 형상은 원형, 타원형 또는 다각형일 수 있다.
바람직하게는, 상기 전기화학소자는 리튬 이차전지일 수 있다.
본 발명에 따르면, 원형, 타원형 등의 전지케이스의 활용면적을 향상시킴으로써 용량을 향상시킬 수 있고, 전극 탭의 방향을 자유롭게 설계할 수 있어 공정성을 개선할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 종래의 전극조립체가 적용된 원형의 전지의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전극조립체가 적용된 원형의 전지의 분해 사시도이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전극립체의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전극 탭이 구비된 전극 조립체의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전기화학소자의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 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. 또한, 명세서에서 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 나타내는 것을 이해하여야 한다.
본 발명에 따른 전극조립체는 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 적어도 2 이상의 전극군; 및 상기 전극군들 사이에 개재되는 적어도 1 이상의 분리막을 포함한다.
도 1은 종래의 전극조립체가 적용된 원형의 전지의 분해 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전극조립체가 적용된 원형의 전지의 분해 사시도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 원형, 타원형 또는 이와 유사한 형태의 전지케이스(200)에 있어서, 종래의 장방형의 전극조립체(100)의 경우 전지케이스(200)의 내부공간을 활용하지 못하고, 잉여공간이 많이 발생하는 문제점이 있었다. 또한, 장방형의 전지케이스에 수납되더라도, 원형, 타원형 또는 이와 유사한 형태의 디바이스에 적용되는 경우에도 상기한 문제점이 발생하였다.
본 발명은 다각형의 전극조립체(100)를 적용함으로써, 동일한 원형 면적에 있어서, 장방형의 전극조립체(100)보다 활용면적을 향상시킬 수 있어, 전지의 용량을 개선시킬 수 있다.
여기서, 상기 제1 전극의 평면 형상은 n각형(n은 5 이상의 정수)이고, 상기 제2 전극의 평면 형상은 m각형(m은 4 < m ≤ n을 만족하는 정수)이며 상기 분리막의 평면 형상은 원형, 타원형 또는 다각형일 수 있다. 바람직하게는, 상기 제1 전극과 제2 전극의 평면형상은 정다각형일 수 있다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전극립체의 분해 사시도이다. 도 3a 및 3b를 참조하면, 제1 전극(110)은 12각형일 수 있으며, 제2 전극(130)은 10각형 일 수 있고, 이에 제한되지 않는다. 상기 제1 전극(110) 및 제2 전극(130)의 평면 형상의 각의 수가 증가하는 경우, 디바이스의 내부 공간의 활용면적을 개선시킬 수 있으나, 제조공성상의 어려움이 있다.
또한, 상기 제1 전극(110)의 평면 형상의 면적은 상기 제2 전극(130)의 평면 형상의 면적 대비 110 내지 200%의 범위일 수 있다. 또한, 상기 제1 전극(110)과 제2 전극(130)은 동일한 평면 형상을 가질 수 있다.
상기 제1 전극, 제2 전극 및 분리막의 수평 단면적은 전극조립체에서의 적층 방향을 기준으로 순차적으로 감소하거나 증가할 수 있다. 이 때, 전극들의 수평 단면적의 증감 정도는 인접한 전극 유닛 대비 80 내지 120%의 범위일 수 있다. 만일, 전극들의 수평 단면적이 상기 범위에서 벗어나는 경우에는, 전극들 간의 과도한 전극 밀도 편차가 발생할 수 있어 전지의 성능 저하가 나타날 수 있으므로 바람직하지 않다.
상기 제1 전극, 제2 전극 및 분리막은 각각의 중심축이 일치하도록 적층될 수 있다. 이러한 적층 구조로 이루어진 전극들은 그것의 중심축과 전극조립체의 수직 관통 축이 서로 일치하는 형상으로서, 전극조립체의 수직 단면상 좌우가 서로 대칭을 이룬다.
상기 제1 전극 및 제2 전극은 일측 단부에 전극 탭을 구비할 수 있다. 상기 전극 탭은, 양극 탭과 음극 탭으로 구성되며, 각각 전극조립체로부터 돌출되도록 형성될 수 있다. 양극 탭과 음극 탭은 각각 양극 집전체 또는 음극 집전체와 동일 재질로 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전극 탭이 구비된 전극조립체의 평면도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 전극조립체(100)는 동일한 방향에 전극 탭(300)들을 구비할 수 있으며, 서로 상이한 방향에 전극 탭(300)을 구비할 수 있고, 전극 탭의 위치는 디바이스의 내부 구조, 및 내부 공간 활용에 따라서 설정될 수 있다.
상기 분리막은 전기화학소자에 사용되는 다공성 기재라면 모두 사용이 가능하고, 예를 들면 폴리올레핀계 다공성 막(membrane) 또는 부직포를 사용할 수 있으나, 이에 특별히 한정되는 것은 아니다.
상기 폴리올레핀계 다공성 막의 예로는, 고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리펜텐 등의 폴리올레핀계 고분자를 각각 단독으로 또는 이들을 혼합한 고분자로 형성한 막(membrane)을 들 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극일 수 있다. 이는 리튬 이온이 직진성을 가지므로, 다른 위치로의 이동 가능성으로 인해, 음극의 면적을 양극보다 더 넓게 조절하는 것이 바람직하다.
상기 양극은 양극 활물질, 도전재 및 바인더를 포함하는 양극 활물질층이 양극 집전체의 일면 또는 양면에 형성된 구조를 가질 수 있다.
상기 양극 활물질은 리튬 함유 산화물일 수 있으며, 리튬 함유 전이금속 산화물이 바람직하게 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 리튬 함유 전이금속 산화물은, LixCoO2(0.5<x<1.3), LixNiO2(0.5<x<1.3), LixMnO2(0.5<x<1.3), LixMn2O4(0.5<x<1.3), Lix(NiaCobMnc)O2(0.5<x<1.3, 0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1), LixNi1 -yCoyO2(0.5<x<1.3, 0<y<1), LixCo1 - yMnyO2(0.5<x<1.3, 0≤y<1), LixNi1 -yMnyO2(0.5<x<1.3, O≤y<1), Lix(NiaCobMnc)O4(0.5<x<1.3, 0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2), LixMn2 - zNizO4(0.5<x<1.3, 0<z<2), LixMn2 - zCozO4(0.5<x<1.3, 0<z<2), LixCoPO4(0.5<x<1.3) 및 LixFePO4(0.5<x<1.3)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있으며, 상기 리튬 함유 전이금속 산화물은 알루미늄(Al) 등의 금속이나 금속산화물로 코팅될 수도 있다. 또한, 상기 리튬 함유 전이금속 산화물 외에 황화물(sulfide), 셀렌화물(selenide) 및 할로겐화물(halide) 등도 사용될 수 있다.
그리고, 상기 도전재로서는 전기화학소자에서 화학변화를 일으키지 않는 전자 전도성 물질이면 특별한 제한이 없다. 일반적으로 카본블랙(carbon black), 흑연, 탄소섬유, 카본 나노튜브, 금속분말, 도전성 금속산화물, 유기 도전재 등을 사용할 수 있고, 현재 도전재로 시판되고 있는 상품으로는 아세틸렌 블랙계열 (쉐브론 케미컬 컴퍼니(Chevron Chemical Company) 또는 걸프 오일 컴퍼니 (Gulf Oil Company) 제품 등), 케트젠블랙 (Ketjen Black) EC 계열(아르막 컴퍼니 (Armak Company) 제품), 불칸 (Vulcan) XC-72(캐보트 컴퍼니(Cabot Company) 제품) 및 수퍼 P (엠엠엠(MMM)사 제품)등이 있다. 예를 들면 아세틸렌블랙, 카본블랙, 흑연 등을 들 수 있다.
그리고, 상기 음극은 음극 활물질, 도전재 및 바인더를 포함하는 음극 활물질층이 음극 집전체의 일면 또는 양면에 형성된 구조를 가질 수 있다.
상기 음극 활물질로는 통상적으로 리튬 이온이 흡장 및 방출될 수 있는 리튬 금속, 탄소재, 금속 화합물 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
구체적으로는 상기 탄소재로는 저결정 탄소 및 고결정성 탄소 등이 모두 사용될 수 있다. 저결정성 탄소로는 연화탄소(soft carbon) 및 경화탄소(hard carbon)가 대표적이며, 고결정성 탄소로는 천연 흑연, 키시흑연(Kish graphite), 열분해 탄소(pyrolytic carbon), 액정 피치계 탄소섬유(mesophase pitch based carbon fiber), 탄소 미소구체(meso-carbon microbeads), 액정피치(Mesophase pitches) 및 석유와 석탄계 코크스(petroleum or coal tar pitch derived cokes) 등의 고온 소성탄소가 대표적이다.
상기 금속 화합물로는 Si, Ge, Sn, Pb, P, Sb, Bi, Al, Ga, In, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ag, Mg, Sr, Ba 등의 금속 원소를 1종 이상 함유하는 화합물을 들 수 있다. 이들 금속 화합물은 단체, 합금, 산화물(TiO2, SnO2 등), 질화물, 황화물, 붕화물, 리튬과의 합금 등, 어떤 형태로도 사용할 수 있지만, 단체, 합금, 산화물, 리튬과의 합금은 고용량화될 수 있다. 그 중에서도, Si, Ge 및 Sn으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 함유할 수 있고, Si 및 Sn으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하는 것이 전지를 더 고용량화할 수 있다.
상기 양극 및 음극에 사용되는 바인더는 양극 활물질 및 음극 활물질을 각각의 집전체에 유지시키고, 또 활물질들 사이를 이어주는 기능을 갖는 것으로서, 통상적으로 사용되는 바인더가 제한 없이 사용될 수 있다.
예를 들면, 폴리비닐리덴 풀루오라이드-헥사풀루오로프로필렌 (PVDF-co-HFP), 폴리비닐리덴 풀루오라이드 (polyvinylidene fluoride, PVDF), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리메틸 메타크릴레이트 (polymethyl methacrylate), 스티렌-부타디엔 고무 (SBR, styrene butadiene rubber), 카르복실 메틸 셀룰로오스 (CMC, carboxyl methyl cellulose) 등의 다양한 종류의 바인더가 사용될 수 있다.
상기 양극 및 상기 음극에 사용되는 집전체는 전도성이 높은 금속으로, 전극 활물질 슬러리가 용이하게 접착할 수 있는 금속이면서, 전기화학소자의 전압 범위에서 반응성이 없는 것이면 어느 것이라도 사용할 수 있다. 구체적으로 양극용 집전체의 비제한적인 예로는 알루미늄, 니켈 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있으며, 음극용 집전체의 비제한적인 예로는 구리, 금, 니켈 또는 구리 합금 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있다. 또한, 상기 집전체는 상기 물질들로 이루어진 기재들을 적층하여 사용할 수도 있다.
상기 양극 및 음극은, 활물질, 도전재, 바인더 및 고비점 용제를 이용해 혼련하여, 입자 크기가 서로 상이한 전극 활물질을 포함하는 전극 활물질 슬러리를 두 종류 제조한 후, 각각의 전극 활물질 슬러리를 집전체에 두 층이 되도록 도포하여, 건조, 가압 성형한 후, 50 내지 250 ℃ 정도의 온도로 2시간 정도 진공 하에서 가열 처리함으로써 각각 제조될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 전술한 전극조립체; 상기 전극조립체에 함침되는 전해액; 및 상기 전극조립체와 전해액을 수용하는 전지케이스를 포함하는 전기화학소자가 제공된다.
상기 전해액은 비수 전해액일 수 있으며, 상기 비수 전해액은 유기용매 및 전해질 염을 포함할 수 있고, 상기 전해질 염은 리튬염일 수 있다. 상기 리튬염은 리튬 이차전지용 비수 전해액에 통상적으로 사용되는 것들이 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들어 상기 리튬염의 음이온으로는 F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, PF6 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N- , CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N-로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상을 포함할 수 있다.
그리고, 전술한 비수 전해액에 포함되는 유기용매로는 리튬 이차전지용 비수 전해액에 통상적으로 사용되는 것들을 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면 에테르, 에스테르, 아미드, 선형 카보네이트, 환형 카보네이트 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
그 중에서 대표적으로는 환형 카보네이트, 선형 카보네이트, 또는 이들의 혼합물인 카보네이트 화합물을 포함할 수 있다.
상기 환형 카보네이트 화합물의 구체적인 예로는 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate, EC), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC), 1,2-부틸렌 카보네이트, 2,3-부틸렌 카보네이트, 1,2-펜틸렌 카보네이트, 2,3-펜틸렌 카보네이트, 비닐렌 카보네이트, 비닐에틸렌 카보네이트 및 이들의 할로겐화물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물이 있다. 이들의 할로겐화물로는 예를 들면, 플루오로에틸렌 카보네이트(fluoroethylene carbonate, FEC) 등이 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 상기 선형 카보네이트 화합물의 구체적인 예로는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트(EMC), 메틸프로필 카보네이트 및 에틸프로필 카보네이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물 등이 대표적으로 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
특히, 상기 카보네이트계 유기용매 중 환형 카보네이트인 에틸렌 카보네이트 및 프로필렌 카보네이트는 고점도의 유기용매로서 유전율이 높아 전해질 내의 리튬염을 보다 더 잘 해리시킬 수 있으며, 이러한 환형 카보네이트에 디메틸 카보네이트 및 디에틸 카보네이트와 같은 저점도, 저유전율 선형 카보네이트를 적당한 비율로 혼합하여 사용하면 보다 높은 전기 전도율을 갖는 전해액을 만들 수 있다.
또한, 상기 유기용매 중 에테르로는 디메틸 에테르, 디에틸 에테르, 디프로필 에테르, 메틸에틸 에테르, 메틸프로필 에테르 및 에틸프로필 에테르로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고 상기 유기용매 중 에스테르로는 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 프로필 프로피오네이트, γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, γ-카프로락톤, σ-발레로락톤 및 ε-카프로락톤으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 비수 전해액의 주입은 최종 제품의 제조 공정 및 요구 물성에 따라, 전기화학소자의 제조 공정 중 적절한 단계에서 행해질 수 있다. 즉, 전기화학소자 조립 전 또는 전기화학소자 조립 최종 단계 등에서 적용될 수 있다.
상기 전지케이스의 평면 형상은 원형, 타원형 또는 다각형일 수 있다. 바람직하게는, 상기 전지케이스의 평면 현상은 원형일 수 있다. 따라서, 다양한 형태의 디바이스에 효율적으로 적용될 수 있다.
또한, 상기 전지케이스의 수직 단면 형상은 육각형일 수 있으며, 상기 육각형은 밑변과 인접한 두 변이 서로 평행한 형태일 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 전극조립체는 별다른 형상의 변경없이도, 제1 전극과 제2 전극의 형상을 달리함으로써, 상기한 전지케이스에 용이하게 수납될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전기화학소자의 단면도이다. 도 5를 참조하면, 제1 전극과 제2 전극의 형상을 달리하며, 분리막의 면적을 더 크게 함으로써, 전지케이스(200)의 상단 형상이 폭이 좁아짐에도 불구하고, 전극조립체(100)가 용이하게 수납될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 전기화학소자는 리튬 이차전지일 수 있으며, 상기 전기화학소자는 코인형 전지, 파우치형 전지, 각형 전지, 원통형 전지 등일 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 전극조립체
110: 제1 전극
120: 분리막
130: 제2 전극
200: 전지 케이스
300: 전극 탭

Claims (12)

  1. 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 적어도 2 이상의 전극군; 및
    상기 전극군들 사이에 개재되는 적어도 1 이상의 분리막을 포함하는 전극조립체에 있어서,
    상기 제1 전극의 평면 형상은 n각형(n은 5 이상의 정수)이고, 상기 제2 전극의 평면 형상은 m각형(m은 4 < m ≤ n을 만족하는 정수)이며 상기 분리막의 평면 형상은 원형, 타원형 또는 다각형인 것을 특징으로 하는, 전극조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극과 제2 전극은 평면 형상이 동일한 것을 특징으로 하는, 전극조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극과 제2 전극은 정다각형인 것을 특징으로 하는, 전극조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극은 음극이고, 상기 제2 전극은 양극인 것을 특징으로 하는, 전극조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극, 제2 전극 및 분리막의 수평 단면적은 전극조립체에서의 적층 방향을 기준으로 순차적으로 감소하거나 증가하는 것을 특징으로 하는, 전극조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극, 제2 전극 및 분리막은 각각의 중심축이 일치하도록 적층된 것을 특징으로 하는, 전극조립체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 제2 전극은 일측 단부에 전극 탭을 구비하는 것을 특징으로 하는, 전극조립체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 전극과 제2 전극은 동일한 방향에 전극 탭을 구비하는 것을 특징으로 하는, 전극조립체.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 전극과 제2 전극은 상이한 방향에 전극 탭을 구비하는 것을 특징으로 하는, 전극조립체.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 전극조립체;
    상기 전극조립체에 함침되는 전해액; 및
    상기 전극조립체와 전해액을 수용하는 전지케이스를 포함하는 전기화학소자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전지케이스의 평면 형상은 원형, 타원형 또는 다각형인 것을 특징으로 하는, 전기화학소자.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 전기화학소자는 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는, 전기화학소자.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200065633A (ko) * 2018-11-30 2020-06-09 (주)솔빛피앤에프 프로텍틴 dx을 포함하는 숙취해소용 조성물
WO2022213306A1 (zh) * 2021-04-07 2022-10-13 江苏时代新能源科技有限公司 电池单体、电池、用电设备及制备电池单体的方法和装置
US11575145B2 (en) 2018-09-05 2023-02-07 Lg Energy Solution, Ltd. Hexagonal column-shaped battery cell, manufacturing method therefor, and battery module comprising same

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