KR20230001690A - Electrode for secondary battery including insulating coating portion, method for preparing the same, and secondary battery including the same - Google Patents

Electrode for secondary battery including insulating coating portion, method for preparing the same, and secondary battery including the same Download PDF

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Abstract

The present invention relates to an electrode for a secondary battery including an insulating coating unit, a manufacturing method thereof, and a secondary battery including the same, wherein the insulating coating unit is formed at the end of electrodes to suppress the occurrence of a short circuit between the electrodes, and to prevent the risk of explosion and fire due to the short circuit.

Description

절연 코팅부를 포함하는 이차전지용 전극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 이차전지{ELECTRODE FOR SECONDARY BATTERY INCLUDING INSULATING COATING PORTION, METHOD FOR PREPARING THE SAME, AND SECONDARY BATTERY INCLUDING THE SAME}Secondary battery electrode including an insulating coating, method for manufacturing the same, and a secondary battery including the same

본 발명은 절연 코팅부를 포함하는 이차전지용 전극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery electrode including an insulating coating, a manufacturing method thereof, and a secondary battery including the same.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차전지에 대한 연구가 행해지고 있다.As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing, and accordingly, research on secondary batteries that can meet various needs is being conducted.

대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성의 리튬 이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.Typically, in terms of battery shape, demand for prismatic secondary batteries and pouch-type secondary batteries that can be applied to products such as mobile phones with a thin thickness is high, and in terms of materials, lithium ion batteries with high energy density, discharge voltage, and output stability, Demand for lithium secondary batteries such as lithium ion polymer batteries is high.

또한, 이차전지는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(bi-cell) 또는 풀셀(full) 들을 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극 조립체 등을 들 수 있다.In addition, secondary batteries are classified according to the structure of the electrode assembly of the cathode/separator/cathode structure. Typically, a jelly structure in which long sheet-shaped cathodes and cathodes are wound with a separator interposed therebetween. -Roll (wound type) electrode assembly, a stack type (stacked) electrode assembly in which a plurality of positive and negative electrodes cut in units of a predetermined size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, positive electrodes and negative electrodes of a predetermined unit with a separator interposed therebetween and a stack/folding type electrode assembly having a structure in which bi-cells or full cells stacked in one state are wound.

최근에는, 스택형 또는 스택/폴딩형 전극 조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조비, 적은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 많은 관심을 모으고 있고, 또한 그것의 사용량이 점차적으로 증가하고 있다.Recently, a pouch-type battery having a structure in which a stacked or stacked/folding type electrode assembly is embedded in a pouch-type battery case of an aluminum laminate sheet has attracted much attention due to low manufacturing cost, low weight, and easy shape deformation. , and its usage is also gradually increasing.

도 1은 종래의 스택형 전극 조립체를 보여주는 모식도이다. 도 1을 참조하면, 통상적인 스택형 전극 조립체 또는 스택/폴딩형 전극 조립체는 일측에 전극탭이 돌출되어 있는 양극(11) 및 음극(11') 사이에 분리막(12)이 개재된 상태로 적층되어 있는 구조를 형성하고 있다. 그러나, 이러한 구조에서 외부로부터의 열원 노출, 내부 단락 등에 의해 온도가 상승하여 분리막이 수축하는 경우, 양극 및 음극의 일부가 접촉되어 단락이 유발되는 문제점이 발생하였다.1 is a schematic diagram showing a conventional stacked electrode assembly. Referring to FIG. 1, a typical stacked electrode assembly or stacked/folding type electrode assembly is stacked with a separator 12 interposed between an anode 11 and a cathode 11', from which electrode tabs protrude from one side. is forming a structure. However, in this structure, when the temperature rises due to exposure to an external heat source, an internal short circuit, etc., and the separator shrinks, a short circuit is caused by contact between a portion of the positive electrode and the negative electrode.

도 2는 종래의 스택형 전극 조립체에서 전극 간의 단락이 발생하는 양상을 보여주는 모식도이며, 도 3은 전극의 단면 영역을 촬영한 사진을 도식화한 도면이다. 도 2 내지 도 3을 참조하면, 비정상적인 조건에 의해 분리막이 수축하는 경우, 돌출되어 있는 전극 탭의 일부 부위가 다른 극성을 가지는 전극과 접촉되는 일이 발생할 수 있다. 특히, 전극 제조시 노칭 공정 후의 전극의 말단(전극 탭의 반대 측 단면)은 노출되어 있어, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 노출된 전극의 말단은 다른 극성을 가지는 전극과 접촉되는 일이 발생할 수 있다. 이러한 현상은 전지 셀의 안전성을 크게 저하시키고 수명을 단축하는 원인이 되고 있다.FIG. 2 is a schematic view showing how a short circuit between electrodes occurs in a conventional stacked electrode assembly, and FIG. 3 is a diagram illustrating a photograph of a cross-sectional area of an electrode. Referring to FIGS. 2 and 3 , when the separator shrinks due to abnormal conditions, a part of the protruding electrode tab may come into contact with an electrode having a different polarity. In particular, when manufacturing an electrode, the end of the electrode (cross section on the opposite side of the electrode tab) after the notching process is exposed, and as described above, the exposed end of the electrode may come into contact with an electrode having a different polarity. This phenomenon greatly reduces the safety of the battery cell and shortens its lifespan.

따라서, 이러한 문제점들을 해결할 수 있는 기술 개발이 필요한 실정이다.Therefore, it is necessary to develop a technology capable of solving these problems.

대한민국 등록특허 제10-1768195호Republic of Korea Patent No. 10-1768195

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전극 간의 단락(short) 발생을 방지하기 위한 절연 코팅부를 포함하는 전극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an electrode including an insulating coating portion for preventing a short circuit between electrodes, a manufacturing method thereof, and a secondary battery including the same.

본 발명은 절연 코팅부를 포함하는 이차전지용 전극을 제공한다. 하나의 예에서, 본 발명은 이차전지의 양극 또는 음극에 적용되는 이차전지용 전극에 관한 것으로, 상기 전극은, 집전체, 집전체의 일면 또는 양면에 형성된 합제층을 포함하되, 집전체로부터 연장된 전극 탭이 형성된 구조를 갖는다. 이때, 상기 전극은 전극 탭의 반대 측 단면 영역에 절연 코팅부가 형성된 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.The present invention provides an electrode for a secondary battery including an insulating coating portion. In one example, the present invention relates to a secondary battery electrode applied to a positive electrode or a negative electrode of a secondary battery, wherein the electrode includes a current collector and a mixture layer formed on one or both surfaces of the current collector, but extends from the current collector. It has a structure in which an electrode tab is formed. At this time, the electrode is characterized in that it has a structure in which an insulating coating is formed on a cross-sectional area on the opposite side of the electrode tab.

다른 하나의 예에서, 상기 절연 코팅부는, 전극 탭이 형성된 변과 인접한 두 변의 단면 영역에 코팅된 구조를 갖는다.In another example, the insulating coating part has a structure coated on cross-sectional areas of two sides adjacent to the side where the electrode tab is formed.

구체적인 예에서, 상기 절연 코팅부는, 전극 단면의 가장 자리로부터 연장되어, 전극의 합제층 일부를 덮는 구조일 수 있다.In a specific example, the insulating coating portion may have a structure extending from an edge of a cross-section of the electrode and covering a portion of the mixture layer of the electrode.

또 다른 하나의 예에서, 본 발명에 따른 이차전지용 전극은 전극 탭 영역에 절연 코팅층을 더 포함하며, 상기 절연 코팅층은, 합제층과 전극 탭의 경계 부위에 형성된 구조일 수 있다.In another example, the electrode for a secondary battery according to the present invention further includes an insulating coating layer in an electrode tab region, and the insulating coating layer may have a structure formed at a boundary between the mixture layer and the electrode tab.

아울러, 상기 절연 코팅부는, 바인더 고분자 및 무기입자의 혼합물일 수 있다. 구체적으로, 상기 바인더 고분자는, 폴리비닐리덴플루오라이드, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴로니트릴-부타디엔 러버, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 러버, 아크릴 고무, 부틸고무, 불소고무, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리 에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌프로필렌공중합체, 폴리에틸렌옥시드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에피크로로히드린, 폴리포스파젠, 폴리아크릴로니트릴, 폴리스틸렌, 에틸렌프로필렌디엔공중합체, 폴리비닐피리딘, 클로로설폰화폴리에틸렌, 라텍스, 폴리에스테르수지, 아크릴수지, 페놀수지, 에폭시 수지, 폴리비닐알콜, 하이드록시프로필메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로오스 및 디아세틸셀룰로오스 로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.In addition, the insulating coating part may be a mixture of a binder polymer and inorganic particles. Specifically, the binder polymer is polyvinylidene fluoride, styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene-styrene rubber, acrylic rubber, butyl rubber, fluorine Rubber, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene propylene copolymer, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyepicrohydrin, polyphosphazene, polyacrylonitrile, polystyrene, ethylene propylene from the group consisting of diene copolymer, polyvinylpyridine, chlorosulfonated polyethylene, latex, polyester resin, acrylic resin, phenolic resin, epoxy resin, polyvinyl alcohol, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxypropylcellulose and diacetylcellulose It may be one or more selected species.

또한, 상기 무기입자는, 알루미나(Al2O3), 보헤마이트(AlOOH), 실리카(SiO2), 이산화티탄(TiO2), 수산화 알루미늄(Al(OH)3), 산화 마그네슘(MgO), 수산화 마그네슘(Mg(OH)2, 산화아연(ZnO), 티탄산바륨(BaTiO), 알루미늄 나이트라이드(AIN), 보론 나이트라이드(BN), 실리콘 카바이드(SiC), 베릴륨 옥사이드(BeO), 질산칼륨(KNO3) 및 제1 인산암모늄(NH4H2PO4) 으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.In addition, the inorganic particles include alumina (Al 2 O 3 ), boehmite (AlOOH), silica (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), aluminum hydroxide (Al(OH) 3 ), magnesium oxide (MgO), Magnesium hydroxide (Mg(OH) 2 , zinc oxide (ZnO), barium titanate (BaTiO), aluminum nitride (AIN), boron nitride (BN), silicon carbide (SiC), beryllium oxide (BeO), potassium nitrate ( KNO 3 ) and monobasic ammonium phosphate (NH 4 H 2 PO 4 ) may be at least one selected from the group consisting of.

이때, 상기 바인더 고분자와 무기입자의 중량비는 1:99 내지 50:50 범위일 수 있다.At this time, the weight ratio of the binder polymer and the inorganic particles may be in the range of 1:99 to 50:50.

본 발명은 앞서 설명한 이차전지용 전극의 제조방법을 제공한다. 하나의 예에서, 본 발명에 따른 이차전지용 전극의 제조방법은 집전체의 일면 또는 양면에 합제층을 포함하며, 집전체로부터 연장된 전극 탭이 형성된 구조의 전극을 준비하는 단계; 및 전극 탭의 반대 측 단면 영역에 절연 코팅액을 도포하여, 절연 코팅부를 형성하는 단계를 포함한다.The present invention provides a method for manufacturing the electrode for a secondary battery described above. In one example, a method of manufacturing an electrode for a secondary battery according to the present invention includes preparing an electrode having a structure including a mixture layer on one side or both sides of a current collector and having electrode tabs extending from the current collector; and forming an insulating coating portion by applying an insulating coating solution to a cross-sectional area opposite to the electrode tab.

하나의 예에서, 전극을 준비하는 단계는, 집전체의 일면 또는 양면에 합제층을 포함하는 유지부와 합제층이 포함하지 않는 무지부를 형성하는 전극 시트를 제조하는 과정; 및 합제층이 형성된 전극 시트를 단위 전극 크기로 타발하고, 무지부를 전극탭으로 가공하는 과정를 포함한다.In one example, the step of preparing the electrode may include a process of manufacturing an electrode sheet to form a holding portion including a mixture layer and a non-coated portion not including the mixture layer on one or both surfaces of a current collector; and punching out the electrode sheet on which the mixture layer is formed to a unit electrode size, and processing the uncoated portion into an electrode tab.

이때, 상기 절연 코팅부를 형성하는 단계는, 전극을 코팅 가이드가 마련되어 있는 장치로 인입하여, 절연 코팅액을 분사(spray)하는 과정; 및 전극에 분사된 절연 코팅액을 건조하는 과정을 포함할 수 있다. 구체적인 예에서, 상기 코팅 가이드는, 전극 단면의 가장자리로부터 소정 간격 이격된 영역에 설치된 구조이며, 상기 절연 코팅액은 전극 단면의 가장자리에 분사할 수 있다.At this time, the step of forming the insulating coating unit, the step of introducing the electrode into the device provided with the coating guide, spraying (spray) the insulating coating liquid; and drying the insulating coating liquid sprayed on the electrode. In a specific example, the coating guide has a structure installed in a region spaced apart by a predetermined distance from the edge of the electrode end face, and the insulating coating liquid may be sprayed to the edge of the electrode end face.

한편, 상기 코팅 가이드는, 전극의 전체 길이(L)를 기준으로, 전극 탭의 반대 측 단면 영역으로부터 5% 이내에 설치된 것일 수 있다.Meanwhile, the coating guide may be installed within 5% of the cross-sectional area of the opposite side of the electrode tab based on the total length (L) of the electrode.

나아가, 본 발명은 앞서 설명한 전극을 포함하는 이차전지를 제공한다. 하나의 예에서, 본 발명에 따른 이차전지는 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 위치하는 분리막을 포함하는 전극 조립체 및 전극 조립체를 내장하는 파우치를 포함한다. 구체적인 예에서, 상기 양극 및 음극은, 집전체 및 집전체의 일면 또는 양면에 형성된 합제층을 포함하되, 집전체로부터 연장된 전극 탭이 형성된 구조이다. 이때, 상기 양극 및 음극 중 하나 이상의 전극은, 전극 탭의 반대 측 단면 영역에 절연 코팅부가 형성된 구조일 수 있다.Furthermore, the present invention provides a secondary battery including the electrode described above. In one example, a secondary battery according to the present invention includes an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator positioned between the positive electrode and the negative electrode, and a pouch containing the electrode assembly. In a specific example, the positive and negative electrodes include a current collector and a mixture layer formed on one or both surfaces of the current collector, but have a structure in which an electrode tab extending from the current collector is formed. At this time, at least one electrode of the positive electrode and the negative electrode may have a structure in which an insulating coating is formed on a cross-sectional area on the opposite side of the electrode tab.

하나의 예에서, 상기 전극 조립체는, 스택형 또는 스택/폴딩형 일 수 있다. 또한, 상기 전극 조립체는, 모노셀(mono-cell) 및 바이셀(bi-cell) 로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.In one example, the electrode assembly may be of a stack type or a stack/folding type. In addition, the electrode assembly may be at least one selected from the group consisting of a mono-cell and a bi-cell.

본 발명의 절연 코팅부를 포함하는 이차전지용 전극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 이차전지에 따르면, 전극 말단에 절연 코팅부를 형성하여, 전극 간의 단락(short) 발생을 억제할 수 있으며, 상기 단락에 의한 폭발 및 화재의 위험을 예방할 수 있는 효과가 있다.According to the secondary battery electrode including the insulating coating part of the present invention, the manufacturing method thereof, and the secondary battery including the same, by forming the insulating coating part at the end of the electrode, it is possible to suppress the occurrence of short circuit between the electrodes, It has the effect of preventing the risk of explosion and fire.

도 1은 종래의 스택형 전극 조립체를 보여주는 모식도이다.
도 2는 종래의 스택형 전극 조립체에서 전극 간의 단락이 발생하는 양상을 보여주는 모식도이다.
도 3은 전극의 단면 영역을 촬영한 사진을 도식화한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 이차전지용 전극의 모식도이다.
도 5는 본 발명에 따른 이차전지용 전극의 단면 영역을 확대한 상세도이다.
도 6은 본 발명에 따른 이차전지용 전극의 모식도이다.
도 7은 본 발명에 따른 이차전지용 전극의 단면도(A-A') 이다.
도 8은 본 발명에 따른 이차전지용 전극의 모식도이다.
도 9 내지 도 10은 본 발명에 따른 절연 코팅부를 포함하는 전극의 제조과정을 나타낸 모식도이다.
도 11 은 본 발명에 따른 이차전지의 전극 조립체를 보여주는 모식도이다.1 is a schematic diagram showing a conventional stacked electrode assembly.
2 is a schematic diagram showing how a short circuit occurs between electrodes in a conventional stacked electrode assembly.
3 is a diagram illustrating a photograph of a cross-sectional area of an electrode.
4 is a schematic diagram of an electrode for a secondary battery according to the present invention.
5 is an enlarged detailed view of a cross-sectional area of an electrode for a secondary battery according to the present invention.
6 is a schematic diagram of an electrode for a secondary battery according to the present invention.
7 is a cross-sectional view (A-A') of an electrode for a secondary battery according to the present invention.
8 is a schematic diagram of an electrode for a secondary battery according to the present invention.
9 to 10 are schematic diagrams showing a manufacturing process of an electrode including an insulating coating according to the present invention.
11 is a schematic diagram showing an electrode assembly of a secondary battery according to the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.Since the present invention can have various changes and various embodiments, specific embodiments will be described in detail in the detailed description.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present invention, the term "comprises" or "has" is intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

또한, 본 발명에서, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 기재된 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 기재된 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐만 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.Further, in the present invention, when a part such as a layer, film, region, plate, etc. is described as being “on” another part, this includes not only the case where it is “directly on” the other part, but also the case where another part is present in the middle thereof. . Conversely, when a part such as a layer, film, region, plate, or the like is described as being “under” another part, this includes not only being “directly under” the other part, but also the case where there is another part in the middle. In addition, in the present application, being disposed "on" may include the case of being disposed not only on the upper part but also on the lower part.

본 발명에서 "전극 조립체"는 하나 이상의 단위 셀만 지칭하거나, 또는 2 개 이상의 단위 셀(unit cell)을 그들 사이에 분리막이 개재되어 형성된 조립된 형태를 지칭한다. 또한, 본 발명에서 "단위 셀"은 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 단위체(unit) 이며, 예컨대 1 종 이상의 단위 셀을 포함할 수 있는 것으로 이해된다.In the present invention, "electrode assembly" refers to only one or more unit cells, or refers to an assembled form formed of two or more unit cells with a separator interposed therebetween. In the present invention, a "unit cell" is a unit in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator are interposed between the positive electrode and the negative electrode, and it is understood that, for example, one or more types of unit cells may be included.

이하, 도면을 통해 본 발명에 따른 절연 코팅부를 포함하는 전극 조립체, 이의 제조방법 및 전극 조립체를 포함하는 이차전지를 상세하게 설명한다.Hereinafter, an electrode assembly including an insulating coating according to the present invention, a manufacturing method thereof, and a secondary battery including the electrode assembly according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[제1 실시형태][First Embodiment]

본 발명은 절연 코팅부를 포함하는 이차전지용 전극을 제1 실시형태로 제공한다.The present invention provides a secondary battery electrode including an insulating coating portion in a first embodiment.

이차전지용 전극Electrodes for secondary batteries

도 4는 본 발명에 따른 이차전지용 전극의 모식도이며, 도 5는 본 발명에 따른 이차전지용 전극의 단면 영역을 확대한 상세도이다. 도 4 내지 도 5를 참조하면, 본 발명은 이차전지의 양극 또는 음극에 적용되는 이차전지용 전극(100)을 제공한다. 구체적으로, 전극(100)은 집전체(110), 집전체(110)의 일면 또는 양면에 형성된 합제층(120)을 포함하며, 집전체(110)로부터 연장된 전극 탭(130)이 형성된 구조일 수 있다. 한편, 도면에서 전극(100)은 집전체(110)의 양면에 합제층(120)이 형성되도록 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.4 is a schematic diagram of an electrode for a secondary battery according to the present invention, and FIG. 5 is an enlarged detailed view of a cross-sectional area of the electrode for a secondary battery according to the present invention. Referring to FIGS. 4 and 5 , the present invention provides a secondary battery electrode 100 applied to a positive electrode or a negative electrode of a secondary battery. Specifically, the electrode 100 includes a current collector 110 and an agent mixture layer 120 formed on one side or both sides of the current collector 110, and has a structure in which an electrode tab 130 extending from the current collector 110 is formed. can be Meanwhile, in the drawing, the electrode 100 is illustrated such that the mixture layer 120 is formed on both sides of the current collector 110, but is not limited thereto.

이때, 본 발명에 따른 전극(100)은 집전체(110)가 노출되는 단면 영역에 절연 코팅부(140)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, "단면 영역" 이라 함은, 전극(100) 제조시 노칭(Notching)된 영역을 의미할 수 있으며, 합제층(120)이 형성된 유지부의 노칭된 영역을 의미할 수 있다.At this time, the electrode 100 according to the present invention is characterized by including the insulating coating portion 140 in the cross-sectional area where the current collector 110 is exposed. Here, the term "cross-sectional area" may refer to a notched area when the electrode 100 is manufactured, and may refer to a notched area of the holding portion where the mixture layer 120 is formed.

구체적인 예에서, 상기 절연 코팅부(140)는 전극(100) 제조시 노칭된 단면 영역에 포함될 수 있으며, 전극 탭(130)의 반대 측 단면 영역에 형성된 구조일 수 있다. 본 발명에 따른 전극(100)은 전극 탭(130)의 반대 측 단면 영역에 절연 코팅부(140)를 포함하여, 제조되는 이차전지 내부에서 전극(100) 간의 단락(short) 발생을 억제할 수 있으며, 상기 단락에 의한 폭발 및 화재의 위험을 예방할 수 있는 효과가 있다.In a specific example, the insulating coating portion 140 may be included in a notched cross-sectional area when the electrode 100 is manufactured, and may have a structure formed in a cross-sectional area opposite to the electrode tab 130 . The electrode 100 according to the present invention includes the insulating coating part 140 on the cross-sectional area on the opposite side of the electrode tab 130 to suppress the occurrence of a short between the electrodes 100 inside the secondary battery to be manufactured. And, there is an effect of preventing the risk of explosion and fire caused by the short circuit.

통상적인 스택형 또는 스택/폴딩형 전극 조립체(미도시)는 일측에 전극 탭이 돌출되어 있는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 상태로 적층되어 있는 구조를 형성하고 있다. 그러나, 이러한 구조에서 외부로부터의 열원 노출, 내부 단락 등에 의해 온도가 상승하여 분리막이 수축하는 경우, 양극 및 음극의 일부가 접촉되어 단락이 유발되는 문제가 있었다. 특히, 전극 제조시 노칭 공정 후의 전극의 말단(전극 탭의 반대 측 단면)은 노출되어 있어, 상기 노출된 전극의 말단은 다른 극성을 가지는 전극과 접촉되는 일이 발생할 수 있다. 이러한 현상은 이차전지의 안전성을 크게 저하시키고 수명을 단축하는 원인이 되고 있다. 이에, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 전극 탭(130)의 반대 측 단면 영역에 절연 코팅부(140)를 포함하는 전극(100)을 제공한다. A typical stacked or stacked/folding type electrode assembly (not shown) has a structure in which an anode and a cathode with an electrode tab protruding on one side are stacked in a state in which a separator is interposed between the anode and the cathode. However, in this structure, when the separator shrinks due to an increase in temperature due to exposure to a heat source from the outside, an internal short circuit, etc., there is a problem in that a short circuit is caused by contact between a portion of the positive electrode and the negative electrode. In particular, when manufacturing an electrode, the end of the electrode after the notching process (the opposite end surface of the electrode tab) is exposed, and thus the exposed end of the electrode may come into contact with an electrode having a different polarity. This phenomenon greatly reduces the safety of the secondary battery and shortens its lifespan. Therefore, the present invention provides the electrode 100 including the insulating coating portion 140 in the cross-sectional area on the opposite side of the electrode tab 130 to solve this problem.

하나의 예에서, 상기 절연 코팅부(140)는 전극(100) 단면의 가장 자리로부터 연장되어, 전극(100)의 합제층(120) 일부를 덮는 구조일 수 있다. 구체적인 예에서, 상기 전극(100)의 합제층(120) 일부를 덮는 절연 코팅부(140)의 길이(L1)는 전극(100) 합제층(120)의 전체 길이(L2)를 기준으로, 전극 단면으로부터 5% 이내 영역을 덮는 구조일 수 있다. 아울러, 상기 절연 코팅부(140)가 합제층(120)의 일부 영역을 덮도록 형성되어, 전극(100)과 절연 코팅부(140) 간의 접착력을 향상시킬 수 있다. 나아가, 전극 조립체에서는 상기 전극(100)에 분리막이 접하게 되는데, 합제층(120)의 일부를 덮는 절연 코팅부(140)는 분리막과 서로 접착되어 전극 조립체의 강도가 높아질 수 있다.In one example, the insulating coating portion 140 may have a structure that extends from an edge of a cross section of the electrode 100 and covers a portion of the mixture layer 120 of the electrode 100 . In a specific example, the length L1 of the insulating coating portion 140 covering a portion of the mixture layer 120 of the electrode 100 is based on the total length L2 of the mixture layer 120 of the electrode 100, the electrode It may be a structure covering an area within 5% of the cross section. In addition, the insulating coating portion 140 may be formed to cover a partial area of the mixture layer 120 to improve adhesion between the electrode 100 and the insulating coating portion 140 . Furthermore, in the electrode assembly, the separator comes in contact with the electrode 100, and the insulation coating portion 140 covering a part of the mixture layer 120 is adhered to the separator, so that the strength of the electrode assembly can be increased.

예를 들어, 상기 전극(100)의 합제층(120) 일부를 덮는 절연 코팅부(140)의 길이(L1)는 전극(100)의 합제층(120)의 전체 길이(L2)를 기준으로, 전극(100) 단면 으로부터 3% 이내, 또는 전극 단면으로부터 0.1% 내지 3% 범위 또는 0.1% 내지 2% 범위를 덮는 구조일 수 있다. 만일, 상기 절연 코팅부(140의 형성 범위가 상기 범위에서 하한치 미만인 경우, 전극(100)과 절연 코팅부(140) 간의 접착력이 저하될 수 있으며, 절연 코팅부(140)의 형성 범위가 상기 범위에서 상한치를 초과하는 경우, 전지 셀의 에너지 밀도가 감소할 수 있다. For example, the length L1 of the insulating coating portion 140 covering a part of the mixture layer 120 of the electrode 100 is based on the total length L2 of the mixture layer 120 of the electrode 100, It may be a structure covering within 3% of the electrode 100 cross section, or a range of 0.1% to 3% or 0.1% to 2% from the electrode cross section. If the formation range of the insulating coating part 140 is less than the lower limit in the above range, the adhesive force between the electrode 100 and the insulating coating part 140 may decrease, and the formation range of the insulating coating part 140 is within the above range In the case where the upper limit is exceeded, the energy density of the battery cell may decrease.

상기 절연 코팅부(140)는 바인더 고분자 및 무기입자의 혼합물인 절연 물질이 도포되어 있는 구조일 수 있다. 구체적인 예에서, 상기 절연 코팅부(140)는 바인더 고분자에 무기입자를 혼합한 절연 물질을 사용함으로써, 인장 강도 및 충격 강도가 우수한 절연 코팅부(140)를 제공할 수 있다.The insulating coating portion 140 may have a structure coated with an insulating material that is a mixture of a binder polymer and inorganic particles. In a specific example, the insulating coating part 140 may provide the insulating coating part 140 having excellent tensile strength and impact strength by using an insulating material in which inorganic particles are mixed with a binder polymer.

구체적인 예에서, 상기 바인더 고분자는 폴리비닐리덴플루오라이드, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴로니트릴-부타디엔 러버, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 러버, 아크릴 고무, 부틸고무, 불소고무, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리 에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌프로필렌공중합체, 폴리에틸렌옥시드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에피크로로히드린, 폴리포스파젠, 폴리아크릴로니트릴, 폴리스틸렌, 에틸렌프로필렌디엔공중합체, 폴리비닐피리딘, 클로로설폰화폴리에틸렌, 라텍스, 폴리에스테르수지, 아크릴수지, 페놀수지, 에폭시 수지, 폴리비닐알콜, 하이드록시프로필메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로오스 및 디아세틸셀룰로오스로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 또는 폴리비닐리덴플루오라이드, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴로니트릴-부타디엔 러버, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 러버, 아크릴 고무, 부틸고무, 불소고무 및 폴리테트라플루오로에틸렌1종 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 바인더 고분자는 폴리비닐리덴플루오라이드일 수 있다.In specific examples, the binder polymer is polyvinylidene fluoride, styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene-styrene rubber, acrylic rubber, butyl rubber, fluorine Rubber, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene propylene copolymer, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyepicrohydrin, polyphosphazene, polyacrylonitrile, polystyrene, ethylene propylene from the group consisting of diene copolymer, polyvinylpyridine, chlorosulfonated polyethylene, latex, polyester resin, acrylic resin, phenolic resin, epoxy resin, polyvinyl alcohol, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxypropylcellulose and diacetylcellulose It may be one or more selected species. or polyvinylidene fluoride, styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene-styrene rubber, acrylic rubber, butyl rubber, fluororubber and polytetrafluoroethylene It may be one or more. For example, the binder polymer may be polyvinylidene fluoride.

아울러, 상기 무기입자는 알루미나(Al2O3), 보헤마이트(AlOOH), 실리카(SiO2), 이산화티탄(TiO2), 수산화 알루미늄(Al(OH)3), 산화 마그네슘(MgO), 수산화 마그네슘(Mg(OH)2, 산화아연(ZnO), 티탄산바륨(BaTiO), 알루미늄 나이트라이드(AIN), 보론 나이트라이드(BN), 실리콘 카바이드(SiC), 베릴륨 옥사이드(BeO), 질산칼륨(KNO3) 및 제1 인산암모늄(NH4H2PO4)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 구체적으로, 알루미나(Al2O3), 보헤마이트(AlOOH), 실리카(SiO2)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. In addition, the inorganic particles include alumina (Al 2 O 3 ), boehmite (AlOOH), silica (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), aluminum hydroxide (Al(OH) 3 ), magnesium oxide (MgO), hydroxide Magnesium (Mg(OH) 2 , Zinc Oxide (ZnO), Barium Titanate (BaTiO), Aluminum Nitride (AIN), Boron Nitride (BN), Silicon Carbide (SiC), Beryllium Oxide (BeO), Potassium Nitrate (KNO) 3 ) and monobasic ammonium phosphate (NH 4 H 2 PO 4 ), and may be at least one selected from the group consisting of, specifically, alumina (Al 2 O 3 ), boehmite (AlOOH), and silica (SiO 2 ). It may be one or more selected from the group consisting of.

나아가, 상기 무기입자는 질산칼륨(KNO3) 및 제1 인산암모늄(NH4H2PO4)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 예컨대, 무기입자로 질산칼륨(KNO3) 및 제1 인산암모늄(NH4H2PO4)을 사용하는 경우, 전지 셀의 발화 또는 폭발 시, 열 전화 등을 지연시킬 수 있는 효과가 있다. Furthermore, the inorganic particles may be at least one selected from the group consisting of potassium nitrate (KNO 3 ) and monobasic ammonium phosphate (NH 4 H 2 PO 4 ). For example, when potassium nitrate (KNO 3 ) and monobasic ammonium phosphate (NH 4 H 2 PO 4 ) are used as inorganic particles, there is an effect of delaying thermal conversion when a battery cell ignites or explodes.

상기 무기입자는 평균입경 20㎛-2,000㎛, 50㎛-1,500㎛ 또는 100㎛-1,000㎛ 범위일 수 있다. 만일 무기입자의 입경이 상기 범위에서 하한치 미만인 경우, 무기입자간 응력이 증가하여 입자들이 뭉쳐질 수 있으며, 고분자 바인더 내에 균일하게 분산되기 어려울 수 있으며, 상한치를 초과하는 경우, 고분자 바인더와 혼합되지 않고, 무기입자의 침강이 일어나, 균일한 상태의 절연 코팅부(113)를 형성하기 어려울 수 있다.The inorganic particles may have an average particle diameter of 20 μm to 2,000 μm, 50 μm to 1,500 μm, or 100 μm to 1,000 μm. If the particle diameter of the inorganic particles is less than the lower limit in the above range, the stress between the inorganic particles may increase and the particles may be agglomerated, and it may be difficult to uniformly disperse in the polymer binder. , sedimentation of inorganic particles may occur, and it may be difficult to form a uniform insulating coating portion 113 .

상기 바인더 고분자와 무기입자의 중량비는 1:99 내지 50:50 범위일 수 있으며, 또는 5:95 내지 30:70 범위일 수 있다. 한편, 상기 바인더 고분자의 함량 비가 너무 많은 경우에는 분리막의 기공 크기 및 기공도 등이 감소될 수 있으며, 무기입자의 함량이 너무 많은 경우에는 바인더 고분자의 함량이 적기 때문에 분리막(120)과의 접착력이 약화될 수 있다.The weight ratio of the binder polymer to the inorganic particles may range from 1:99 to 50:50, or from 5:95 to 30:70. On the other hand, if the content ratio of the binder polymer is too high, the pore size and porosity of the separator may be reduced, and if the content of inorganic particles is too large, the adhesive strength with the separator 120 is reduced because the content of the binder polymer is too small. may be weakened.

상기 고분자 바인더 및 무기입자의 혼합물은 필요에 따라 물, 글리세롤, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디메틸 술폭시드, 디메틸 포름아미드, 아세토니트릴, 에틸렌 카보네이트, 퍼푸릴 알코올 및 메탄올로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 용매를 포함할 수 있다. 이 때, 용매 100 중량부에 대한 고형분의 함량은 1 내지 50 중량부, 또는 5 내지 40 중량부, 또는 10 내지 40 중량부일 수 있다.The mixture of the polymeric binder and the inorganic particles is one or two or more solvents selected from water, glycerol, ethylene glycol, propylene glycol, dimethyl sulfoxide, dimethyl formamide, acetonitrile, ethylene carbonate, furfuryl alcohol, and methanol, if necessary. can include At this time, the solid content with respect to 100 parts by weight of the solvent may be 1 to 50 parts by weight, or 5 to 40 parts by weight, or 10 to 40 parts by weight.

본 발명에 따른 전극(100)은 상술한 구성에 의하여, 이차전지 내부에서 전극(100) 간의 단락(short) 발생을 억제할 수 있으며, 상기 단락에 의한 폭발 및 화재의 위험을 예방할 수 있는 효과가 있다.The electrode 100 according to the present invention can suppress the occurrence of a short between the electrodes 100 inside the secondary battery by the above-described configuration, and has an effect of preventing the risk of explosion and fire due to the short circuit. there is.

[제2 실시형태][Second Embodiment]

본 발명은 절연 코팅부를 포함하는 이차전지용 전극을 제2 실시형태로 제공한다.The present invention provides an electrode for a secondary battery including an insulating coating part in a second embodiment.

이차전지용 전극Electrodes for secondary batteries

도 6은 본 발명에 따른 이차전지용 전극의 모식도이며, 도 7은 본 발명에 따른 이차전지용 전극의 단면도(A-A') 이다. 도 6 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 이차전지용 전극(200)은 집전체(210), 집전체(210)의 일면 또는 양면에 형성된 합제층(220)을 포함하며, 집전체(210)로부터 연장된 전극 탭(230)이 형성된 구조일 수 있다. 한편, 도면에서 전극(200)은 집전체(210)의 양면에 합제층(220)이 형성되도록 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.6 is a schematic diagram of an electrode for a secondary battery according to the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view (A-A') of the electrode for a secondary battery according to the present invention. 6 and 7 , the electrode 200 for a secondary battery according to the present invention includes a current collector 210 and a mixture layer 220 formed on one or both sides of the current collector 210, and the current collector 210 ) may have a structure in which the electrode tab 230 extending from is formed. Meanwhile, in the drawing, the electrode 200 is illustrated such that the mixture layer 220 is formed on both sides of the current collector 210, but is not limited thereto.

이때, 본 발명에 따른 전극(200)은 집전체(210)가 노출되는 단면 영역에 절연 코팅부(240)를 포함하는 것을 특징으로 한다.At this time, the electrode 200 according to the present invention is characterized by including the insulating coating portion 240 in the cross-sectional area where the current collector 210 is exposed.

구체적인 예에서, 상기 절연 코팅부(240)는 전극(200) 제조시 노칭된 단면 영역에 포함될 수 있으며, 전극 탭(230)의 반대 측 단면 영역에 형성된 구조일 수 있다. In a specific example, the insulating coating portion 240 may be included in a notched cross-sectional area when the electrode 200 is manufactured, and may have a structure formed in a cross-sectional area opposite to the electrode tab 230 .

아울러, 상기 절연 코팅부(240)는 전극(200)의 양측 단면에 더 포함될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 절연 코팅부(240)는 전극 탭(230)이 형성된 변과 인접한 두 변의 단면 영역에 코팅될 수 있다. 이러한 경우, 상기 절연 코팅부(240)는 전극(200)의 강도를 높임과 동시에 전극(200)의 단락 등을 방지하여 안전성을 증가시킬 수 있다.In addition, the insulating coating portion 240 may be further included on both end surfaces of the electrode 200 . More specifically, the insulating coating portion 240 may be coated on cross-sectional areas of two sides adjacent to the side where the electrode tab 230 is formed. In this case, the insulating coating portion 240 may increase the strength of the electrode 200 and at the same time increase safety by preventing a short circuit of the electrode 200 .

본 발명에 따른 전극(200)은 상술한 구성에 의하여, 이차전지 내부에서 전극(200) 간의 단락(short) 발생을 억제할 수 있으며, 상기 단락에 의한 폭발 및 화재의 위험을 예방할 수 있는 효과가 있다.The electrode 200 according to the present invention can suppress the occurrence of a short circuit between the electrodes 200 inside the secondary battery by the above-described configuration, and has an effect of preventing the risk of explosion and fire caused by the short circuit. there is.

[제3 실시형태][Third Embodiment]

본 발명은 절연 코팅부를 포함하는 이차전지용 전극을 제3 실시형태로 제공한다.The present invention provides a secondary battery electrode including an insulating coating portion in a third embodiment.

이차전지용 전극Electrodes for secondary batteries

도 8은 본 발명에 따른 이차전지용 전극의 모식도이다. 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 이차전지용 전극(300)은 집전체(미도시), 집전체(310)의 일면 또는 양면에 형성된 합제층(320)을 포함하며, 집전체(310)로부터 연장된 전극 탭(330)이 형성된 구조일 수 있다. 한편, 도면에서 전극(300)은 집전체(310)의 양면에 합제층(320)이 형성되도록 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.8 is a schematic diagram of an electrode for a secondary battery according to the present invention. Referring to FIG. 8 , the electrode 300 for a secondary battery according to the present invention includes a current collector (not shown) and a mixture layer 320 formed on one or both surfaces of the current collector 310, and It may have a structure in which an extended electrode tab 330 is formed. Meanwhile, in the drawing, the electrode 300 is illustrated such that the mixture layer 320 is formed on both sides of the current collector 310, but is not limited thereto.

이때, 본 발명에 따른 전극(300)은 집전체(310)가 노출되는 단면 영역에 절연 코팅부(340)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 보다 구체적으로, 상기 절연 코팅부(340)는 전극 탭(330)의 반대 측 단면 영역, 전극 탭(330)이 인접한 두 변의 단면 영역, 또는 전극 탭(330)의 반대 측과 전극 탭(330)이 인접한 두 변의 단면 영역에 형성될 수 있다.At this time, the electrode 300 according to the present invention is characterized by including the insulating coating part 340 in the cross-sectional area where the current collector 310 is exposed. More specifically, the insulating coating portion 340 may be formed on a cross-sectional area of the opposite side of the electrode tab 330, a cross-sectional area of two adjacent sides of the electrode tab 330, or a cross-sectional area of the opposite side of the electrode tab 330 and the electrode tab 330. It may be formed in the cross-sectional area of two adjacent sides.

아울러, 본 발명에 따른 전극(300)은 전극 탭(330) 영역에 절연 코팅층(341)을 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 절연 코팅층(341)은 합제층(320)과 전극 탭(330)의 경계 부위에 형성된 구조일 수 있다. 구체적인 예에서, 상기 전극(300)은 합제층(320)이 형성된 유지부와 함제층이 형성되지 않은 무지부를 포함하는데, 상기 절연 코팅층(341)은 합제층(320)의 유지부와 무지부의 경계에 형성될 수 있으며, 합제층(320)의 유지부와 전극 탭(330)의 무지부의 소정 영역을 덮는 구조일 수 있다. 상기 절연 코팅층(341)은 절연 테이프일 수 있으며, 또는 앞서 설명한 절연 코팅부(340)와 같이 절연 물질이 도포된 것일 수 있다.In addition, the electrode 300 according to the present invention may further include an insulating coating layer 341 in the electrode tab 330 region. More specifically, the insulating coating layer 341 may have a structure formed at a boundary between the mixture layer 320 and the electrode tab 330 . In a specific example, the electrode 300 includes a holding portion on which the mixture layer 320 is formed and an uncoated portion on which the mixture layer is not formed, and the insulating coating layer 341 is the boundary between the holding portion of the mixture layer 320 and the uncoated portion. and may have a structure covering a predetermined area of the holding portion of the mixture layer 320 and the uncoated portion of the electrode tab 330 . The insulating coating layer 341 may be an insulating tape or may be coated with an insulating material like the insulating coating portion 340 described above.

하나의 예에서, 상기 절연 코팅층(341)은 절연 테이프일 수 있다. 예를 들어, 상기 절연 테이프는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate) 또는 폴리이미드(Polyimide) 소재일 수 있다.In one example, the insulating coating layer 341 may be an insulating tape. For example, the insulating tape may be made of polyethylene terephthalate or polyimide.

아울러, 상기 전극(300)에서 절연 물질이 도포되어 있는 경우, 상기 절연 물질은 바인더 고분자 및 무기입자의 혼합물일 수 있다. 이는 앞서 설명하였으므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.In addition, when an insulating material is applied to the electrode 300, the insulating material may be a mixture of a binder polymer and inorganic particles. Since this has been described above, a detailed description thereof will be omitted.

본 발명에 따른 전극(300)은 상술한 구성에 의하여, 이차전지 내부에서 전극(300) 간의 단락(short) 발생을 억제할 수 있으며, 상기 단락에 의한 폭발 및 화재의 위험을 예방할 수 있는 효과가 있다. 나아가, 상기 전극(300)은 전극 탭(330)이 형성된 일측과 전극 탭(330)의 반대 측 단면 영역에 각각 절연 코팅층(341)과 절연 코팅부(340)를 포함하여, 이차전지 내부에서 보다 안정적으로 전극(300) 간의 단락 발생을 억제할 수 있다.The electrode 300 according to the present invention can suppress the occurrence of a short between the electrodes 300 inside the secondary battery by the above-described configuration, and has an effect of preventing the risk of explosion and fire due to the short circuit. there is. Furthermore, the electrode 300 includes an insulating coating layer 341 and an insulating coating portion 340 on one side where the electrode tab 330 is formed and the cross-sectional area on the opposite side of the electrode tab 330, respectively, so that the inside of the secondary battery is more visible. It is possible to stably suppress occurrence of a short circuit between the electrodes 300 .

[제4 실시형태][Fourth Embodiment]

본 발명은 절연 코팅부를 포함하는 전극의 제조방법을 제4 실시형태로 제공한다.The present invention provides a method for manufacturing an electrode including an insulating coating portion in a fourth embodiment.

이차전지용 전극의 제조방법Manufacturing method of electrode for secondary battery

도 9 내지 도 10은 본 발명에 따른 절연 코팅부를 포함하는 전극의 제조과정을 나타낸 모식도이다. 도 9 내지 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 이차전지용 전극의 제조방법은 집전체(410)의 일면 또는 양면에 합제층(420)을 포함하며, 집전체(410)로부터 연장된 전극 탭(430)이 형성된 구조의 전극(400)을 준비하는 단계; 및 전극 탭(430)의 반대 측 단면 영역에 절연 코팅액을 도포하여, 절연 코팅부(440)를 형성하는 단계를 포함한다. 9 to 10 are schematic diagrams showing a manufacturing process of an electrode including an insulating coating according to the present invention. 9 to 10, the method of manufacturing an electrode for a secondary battery according to the present invention includes a mixture layer 420 on one side or both sides of a current collector 410, and an electrode tab extending from the current collector 410 ( 430) preparing the electrode 400 having a structure formed thereon; and forming an insulating coating portion 440 by applying an insulating coating liquid to a cross-sectional area opposite to the electrode tab 430 .

전극을 준비하는 단계Steps to prepare electrodes

본 발명에 따른 절연 코팅부를 포함하는 이차전지용 전극의 제조방법은 집전체(410)의 일면 또는 양면에 합제층(420)을 포함하며, 집전체(410)로부터 연장된 전극 탭(430)이 형성된 구조의 전극(400)을 준비하는 단계를 포함한다. 구체적인 예에서, 집전체(410), 집전체(410)의 일면 또는 양면에 형성된 양극 합제층(420)을 포함하는 유지부와 합제층(420)을 포함하지 않는 무지부를 포함하는 전극(400)이 제공된다.A method of manufacturing an electrode for a secondary battery including an insulating coating according to the present invention includes a mixture layer 420 on one or both surfaces of a current collector 410, and an electrode tab 430 extending from the current collector 410 is formed. It includes preparing the electrode 400 of the structure. In a specific example, the electrode 400 includes a current collector 410, a holding portion including a cathode mixture layer 420 formed on one side or both sides of the current collector 410, and a non-coated portion that does not include the mixture layer 420 is provided.

하나의 예에서, 상기 전극(400)을 준비하는 단계는 집전체(410)의 일면 또는 양면에 합제층(420)을 포함하는 유지부와 합제층(420)이 포함하지 않는 무지부를 형성하는 전극 시트 제조과정을 포함한다. 여기서, 전극 시트는 전극 합제층(420)이 형성되어 있는 유지부와 합제층이 형성되어 있지 않은 무지부를 포함하는 시트 형태일 수 있다. 한편, 상기 전극(400)에서 무지부는 전극 탭(430)이 형성되는 영역일 수 있다. 상기 전극 시트를 제조하는 과정은 통상적으로 알려져 있는 전극 슬러리를 집전체 상에 도포하고 건조하는 과정을 포함할 수 있다. In one example, the step of preparing the electrode 400 is an electrode for forming a holding part including the mixture layer 420 and a non-coating part not including the mixture layer 420 on one or both surfaces of the current collector 410 . Includes sheet manufacturing process. Here, the electrode sheet may be in the form of a sheet including a holding portion on which the electrode mixture layer 420 is formed and an uncoated portion on which the mixture layer is not formed. Meanwhile, the uncoated portion of the electrode 400 may be a region where the electrode tab 430 is formed. The process of manufacturing the electrode sheet may include a process of applying a commonly known electrode slurry on a current collector and drying it.

이후, 합제층(420)이 형성된 전극 시트를 단위 전극 크기로 타발하고, 무지부를 전극탭(430)으로 가공하는 과정을 포함할 수 있다. 도면에서 도시되어 있지 않으나, 상기 전극 시트를 단위 전극 크기로 타발할 때, 전극 시트의 무지부를 동시에 절취하여 전극 탭(430)을 형성할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 전극 제조시 노칭 공정 후의 전극의 말단(전극 탭의 반대 측 단면)은 노출되어 있어, 다른 극성을 가지는 전극(400)과 접촉되는 일이 발생할 수 있다. 이러한 현상은 이차전지의 안전성을 크게 저하시키고 수명을 단축하는 원인이 되고 있다. 이에, 본 발명은 전극 간의 단락(short) 발생을 방지하기 위한 전극 탭(430)의 반대 측 단면 영역에 절연 코팅부(440)를 포함하는 전극(400)을 제조하는 방법을 제공한다.Thereafter, a process of punching out the electrode sheet on which the mixture layer 420 is formed to a unit electrode size and processing the uncoated portion into the electrode tab 430 may be included. Although not shown in the drawing, when the electrode sheet is punched to a unit electrode size, the electrode tab 430 may be formed by simultaneously cutting the uncoated portion of the electrode sheet. As described above, when the electrode is manufactured, the end of the electrode (the opposite end surface of the electrode tab) of the electrode after the notching process is exposed, and thus may come into contact with the electrode 400 having a different polarity. This phenomenon greatly reduces the safety of the secondary battery and shortens its lifespan. Accordingly, the present invention provides a method of manufacturing the electrode 400 including the insulating coating portion 440 on the cross-sectional area on the opposite side of the electrode tab 430 to prevent a short between the electrodes.

절연 Isolation 코팅부를coating part 형성하는 단계 forming step

본 발명에 따른 이차전지용 전극의 제조방법은 전극 탭의 반대 측 단면 영역에 절연 코팅액을 도포하여, 절연 코팅부(440)를 형성하는 단계를 포함한다. The method of manufacturing an electrode for a secondary battery according to the present invention includes forming an insulating coating portion 440 by applying an insulating coating liquid to a cross-sectional area on the opposite side of an electrode tab.

먼저, 상기 절연 코팅부(440)를 형성하는 단계는 준비한 전극(400)을 코팅 가이드가 마련되어 있는 장치로 인입하여, 절연 코팅액을 분사(spray)하는 과정을 포함할 수 있다. 구체적인 예에서, 복수개의 전극(400)은 컨베이어 상에서 일정 속도로 이동하고, 상기 전극(400)을 코팅장치(C)로 인입하여 절연 코팅액을 전극 탭(430)의 반대 측 단면 영역에 분사할 수 있다. 이어서, 건조장치 또는 경화장치에서 절연 코팅액의 건조 또는 경화가 이루어질 수 있다. 이때, 전극(400)이 컨베이어 상에서 1 ~ 30 m/min 속도 또는 1 ~ 10 m/min 속도, 예컨대, 약 5 m/min 속도로 계속 적으로 이동하며 이루어져서, 공정이 인-라인(in-line)으로 연속적으로 수행될 수 있다.First, the step of forming the insulating coating portion 440 may include a process of introducing the prepared electrode 400 into a device provided with a coating guide and spraying an insulating coating liquid. In a specific example, the plurality of electrodes 400 move at a constant speed on a conveyor, and the electrodes 400 are introduced into the coating device C to spray the insulating coating liquid on the cross-sectional area on the opposite side of the electrode tab 430. there is. Subsequently, drying or curing of the insulating coating liquid may be performed in a drying device or a curing device. At this time, the electrode 400 is continuously moved on the conveyor at a speed of 1 to 30 m/min or a speed of 1 to 10 m/min, for example, at a speed of about 5 m/min, so that the process is in-line ) can be performed continuously.

상기 절연 코팅액을 건조하는 과정은 당 분야에서 통상적으로 알려진 건조 방법으로 상기 절연 코팅액을 완전히 건조하여 수분을 제거할 수 있다. 구체적인 예에서, 건조는 수분이 모두 휘발할 정도의 온도에서 열풍 방식, 직접 가열 방식, 유도 가열 방식 등을 변경하여 적용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 절연 코팅액을 건조하는 단계는 열풍 방식으로 수행할 수 있다.In the process of drying the insulating coating liquid, moisture may be removed by completely drying the insulating coating liquid using a drying method commonly known in the art. In a specific example, drying may be applied by changing a hot air method, a direct heating method, an induction heating method, etc. at a temperature at which all moisture volatilizes, but is not limited thereto. For example, drying the insulating coating liquid may be performed by a hot air method.

이때, 건조 온도는 50℃ 내지 200℃ 온도 범위일 수 있으며, 60 내지 150℃ 또는 70 내지 100℃ 일 수 있다. 한편, 상기 절연 코팅액의 건조 온도가 50℃ 미만인 경우, 온도가 너무 낮아 절연 코팅액을 완전히 건조하기 어려울 수 있으며, 200℃ 를 초과하는 경우, 건조 온도가 너무 높아 전극 또는 분리막의 변형이 발생할 수 있다.At this time, the drying temperature may be in the range of 50 °C to 200 °C, and may be 60 to 150 °C or 70 to 100 °C. On the other hand, when the drying temperature of the insulating coating liquid is less than 50 ° C, it may be difficult to completely dry the insulating coating liquid because the temperature is too low, and when it exceeds 200 ° C, the drying temperature is too high and deformation of the electrode or separator may occur.

본 발명에 따른 이차전지용 전극의 제조방법은 전극 탭(430)의 반대측 단면 영역에 절연 코팅부(440)를 형성하는 것으로, 상기 코팅 장치(C)는 전극(400)의 양면에 설치되는 것이 바람직하다. 상기 절연 코팅부(440) 형성단계에서, 절연 코팅액을 전극(400)의 양면에서 분사할 때, 전극(400)의 단면영역에 용이하게 코팅될 수 있다.In the method of manufacturing an electrode for a secondary battery according to the present invention, an insulating coating part 440 is formed on the opposite end surface area of the electrode tab 430, and the coating device C is preferably installed on both sides of the electrode 400. Do. In the step of forming the insulating coating part 440, when the insulating coating liquid is sprayed on both sides of the electrode 400, the cross-sectional area of the electrode 400 can be easily coated.

한편, 상기 코팅 가이드(G)는 스프레이로부터 분사되는 절연 코팅액이 측방향, 즉, 합제층으로 이동하는 것을 최소화하기 위한 것으로, 전극(400) 단면의 가장자리로부터 소정 간격 이격된 영역에 설치될 수 있다. 예를 들어, 상기 코팅 가이드(G)는, 전극(400)에서 합제층(420)의 전체 길이(L)를 기준으로, 전극 단면으로부터 5% 이내에 설치될 수 있다. 아울러, 상기 코팅 가이드(G)는 바 형태일 수 있으며, 절연 코팅이 이루어지는 영역이 슬릿 또는 개구부로 형성되는 형태일 수 있다. 예를 들어, 코팅 가이드(G)에서 슬릿 또는 개구부의 폭은 절연 코팅부(440)의 면적에 따라 설계될 수 있다. 한편, 상기 코팅 가이드(G) 는 폴리머 소재로 이루어질 수 있으며, 금속 소재로 이루어지는 경우, 합제층과 접하는 영역이 폴리머 소재로 코팅된 형태일 수 있다.On the other hand, the coating guide (G) is to minimize the movement of the insulating coating liquid sprayed from the spray in the lateral direction, that is, to the mixture layer, and may be installed in an area spaced apart from the edge of the electrode 400 by a predetermined distance. . For example, the coating guide (G) may be installed within 5% of the end face of the electrode based on the total length (L) of the mixture layer 420 in the electrode 400. In addition, the coating guide (G) may have a bar shape, and the region where the insulating coating is formed may be formed as a slit or opening. For example, the width of the slit or opening in the coating guide G may be designed according to the area of the insulating coating portion 440 . Meanwhile, the coating guide (G) may be made of a polymer material, and when made of a metal material, a region in contact with the mixture layer may be coated with a polymer material.

다른 하나의 예에서, 본 발명에 따른 이차전지용 전극의 제조방법은 전극 탭(430)이 형성된 변과 인접한 두 변의 단면 영역에 절연 코팅부(440)를 형성하는 과정을 포함할 수 있다. 이는, 전극 탭(430)의 반대측 단면 영역에 절연 코팅부(440)를 형성하는 과정과 동일하게 수행할 수 있다. 다만, 코팅 가이드(G)를 전극(400)의 사이드의 가장자리로부터 소정 간격 이격된 영역에 설치하여 절연 코팅부를 형성할 수 있다. In another example, the method of manufacturing an electrode for a secondary battery according to the present invention may include a process of forming the insulating coating part 440 on a cross-sectional area of two sides adjacent to the side on which the electrode tab 430 is formed. This may be performed in the same manner as the process of forming the insulating coating portion 440 on the cross-sectional area on the opposite side of the electrode tab 430 . However, the coating guide (G) may be installed in an area spaced apart by a predetermined interval from the edge of the side of the electrode 400 to form an insulating coating portion.

본 발명에 따른 이차전지용 전극의 제조방법은 상술한 구성에 의하여, 전극의 단면 영역에 용이하게 절연 코팅층을 형성할 수 있으며, 이에 따라, 제조되는 이차전지는 전극 간의 단락(short) 발생을 억제할 수 있다.According to the method for manufacturing an electrode for a secondary battery according to the present invention, an insulating coating layer can be easily formed on the cross-sectional area of the electrode by the above configuration, and thus, the manufactured secondary battery can suppress the occurrence of a short between electrodes. can

[제5 실시형태][Fifth Embodiment]

본 발명은 앞서 설명한 전극을 포함하는 이차전지를 제5 실시형태로 제공한다.The present invention provides a secondary battery including the electrode described above in a fifth embodiment.

이차전지secondary battery

도 11 은 본 발명에 따른 이차전지의 전극 조립체를 보여주는 모식도이다. 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 이차전지는 양극(5011), 음극(5012) 및 양극(5011)과 음극(5012) 사이에 위치하는 분리막(502)을 포함하는 전극 조립체(500)와 상기 전극 조립체(500)를 내장하는 파우치(미도시)를 포함하여 구성된다. 구체적인 예에서, 본 발명에 따른 이차전지는 리튬 이차전지일 수 있으며, 전극 조립체(500)에 리튬염 함유 전해액이 함침된 구조일 수 있다.11 is a schematic diagram showing an electrode assembly of a secondary battery according to the present invention. Referring to FIG. 11, the secondary battery according to the present invention includes an electrode assembly 500 including a positive electrode 5011, a negative electrode 5012, and a separator 502 positioned between the positive electrode 5011 and the negative electrode 5012, and the above It is configured to include a pouch (not shown) containing the electrode assembly 500. In a specific example, the secondary battery according to the present invention may be a lithium secondary battery, and may have a structure in which the electrode assembly 500 is impregnated with a lithium salt-containing electrolyte.

보다 구체적으로, 상기 양극(5011) 및 음극(5012)은 집전체(510), 집전체(510)의 일면 또는 양면에 형성된 합제층(520)을 포함하며, 집전체(510)로부터 연장된 전극 탭(530)이 형성된 구조일 수 있다. 한편, 도면에서 전극(501)은 집전체(510)의 양면에 합제층(520)이 형성되도록 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.More specifically, the positive electrode 5011 and the negative electrode 5012 include a current collector 510 and a mixture layer 520 formed on one or both surfaces of the current collector 510, and the electrodes extend from the current collector 510. It may have a structure in which a tab 530 is formed. Meanwhile, in the drawing, the electrode 501 is illustrated such that the mixture layer 520 is formed on both sides of the current collector 510, but is not limited thereto.

이때, 본 발명에 따른 이차전지에서, 양극(5011) 및 음극(5012) 중 하나 이상의 전극(501)은 집전체(510)가 노출되는 단면 영역에 절연 코팅부(540)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, "단면 영역" 이라 함은, 전극(501) 제조시 노칭(Notching)된 영역을 의미할 수 있다.At this time, in the secondary battery according to the present invention, at least one electrode 501 of the positive electrode 5011 and the negative electrode 5012 includes an insulating coating portion 540 in a cross-sectional area where the current collector 510 is exposed. do. Here, the term “cross-sectional area” may mean a notched area when manufacturing the electrode 501 .

구체적인 예에서, 상기 절연 코팅부(540)는 전극(501) 제조시 노칭된 단면 영역에 포함될 수 있으며, 전극 탭(530)의 반대 측 단면 영역에 형성된 구조일 수 있다. 본 발명에 따른 전극(501)은 전극 탭(530)의 반대 측 단면 영역에 절연 코팅부(540)를 포함하여, 전극 간의 단락(short) 발생을 억제할 수 있으며, 상기 단락에 의한 폭발 및 화재의 위험을 예방할 수 있는 효과가 있다.In a specific example, the insulating coating portion 540 may be included in a notched cross-sectional area when the electrode 501 is manufactured, and may have a structure formed in a cross-sectional area opposite to the electrode tab 530 . The electrode 501 according to the present invention includes the insulating coating portion 540 on the cross-sectional area on the opposite side of the electrode tab 530, thereby suppressing the occurrence of a short between the electrodes, and explosion and fire caused by the short. has the effect of preventing the risk of

한편, 상기 전극 조립체(500)는 양극(5011)의 단면 영역에 절연 코팅부(540)를 포함할 수 있으며, 또는 양극(5011)과 음극(5011)의 단면 영역에 절연 코팅부(540)를 포함할 수 있다. 도면에서는, 양극(5011)의 단면 영역에 절연 코팅부(540)를 포함하도록 도시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다.Meanwhile, the electrode assembly 500 may include the insulating coating part 540 on the cross-sectional area of the positive electrode 5011, or the insulating coating part 540 may be formed on the cross-sectional area of the positive electrode 5011 and the negative electrode 5011. can include In the drawing, the cross-sectional area of the anode 5011 is shown to include the insulating coating portion 540, but is not limited thereto.

상기 양극(5011)은 양극 집전체 상에 양극 합제층이 형성된 구조를 갖되, 상기 양극 합제층은 양극활물질, 도전재 및 유기 바인더 고분자를 포함할 수 있다. The positive electrode 5011 has a structure in which a positive electrode mixture layer is formed on a positive electrode current collector, and the positive electrode mixture layer may include a positive electrode active material, a conductive material, and an organic binder polymer.

상기 양극활물질은 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 티타늄(Ti), 마그네슘(Mg), 크롬(Cr) 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 2종 이상의 원소를 포함하는 리튬 복합 전이금속 산화물일 수 있다. 예를 들어, 상기 양극활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1종 이상의 전이금속으로 치환된 층상 화합물; 화학식 Li1 + xMn2 - xO4 (여기서, x는 0~0.33임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; Li2CuO2 등의 리튬 구리 산화물; LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1 - xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga이고, x = 0.01~0.3임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2 - xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta이고, x = 0.01~0.1임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; LiNixMn2-xO4로 표현되는 스피넬 구조의 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있다.The cathode active material is composed of nickel (Ni), cobalt (Co), manganese (Mn), aluminum (Al), zinc (Zn), titanium (Ti), magnesium (Mg), chromium (Cr) and zirconium (Zr). It may be a lithium composite transition metal oxide containing two or more elements selected from the group. For example, the cathode active material may include layered compounds such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) and lithium nickel oxide (LiNiO 2 ) or layered compounds substituted with one or more transition metals; lithium manganese oxides such as Li 1 + x Mn 2 - x O 4 (where x is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , and LiMnO 2 ; lithium copper oxides such as Li 2 CuO 2 ; vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 , and Cu 2 V 2 O 7 ; Ni site type lithium nickel oxide represented by the formula LiNi 1 - x M x O 2 (where M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga, and x = 0.01 to 0.3); Formula LiMn 2 - x M x O 2 (Where M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn or Ta, and x = 0.01-0.1) or Li 2 Mn 3 MO 8 (Where M = Fe, Co, Ni, Cu or Zn) lithium manganese composite oxide; lithium manganese composite oxide of spinel structure represented by LiNi x Mn 2-x O 4 ; LiMn 2 O 4 in which Li part of the formula is substituted with an alkaline earth metal ion; disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 etc. are mentioned.

또한, 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.In addition, the conductive material is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery, and examples thereof include graphite such as natural graphite or artificial graphite; carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers; metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; conductive whiskeys such as zinc oxide and potassium titanate; conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives may be used.

아울러, 상기 유기 바인더 고분자의 예로는, 폴리불화비닐리덴(PVdF), 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 전분, 히드록시프로필 셀룰로오스, 재생 셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디에테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌-부티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.In addition, examples of the organic binder polymer include polyvinylidene fluoride (PVdF), polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diether polymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene-butyrene rubber, fluororubber, various copolymers, and the like.

아울러, 상기 양극 집전체는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소 등을 사용할 수 있으며, 알루미늄이나 스테리인레스 스틸의 경우 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리된 것을 사용할 수도 있다. 또한, 상기 양극 집전체는 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다. 아울러, 상기 양극 집전체의 평균 두께는 제조되는 양극의 도전성과 총 두께를 고려하여 3~500 ㎛에서 적절하게 적용될 수 있다.In addition, the positive electrode current collector is not particularly limited as long as it does not cause chemical change in the battery and has high conductivity. For example, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, fired carbon, etc. may be used, and aluminum However, in the case of stainless steel, one surface-treated with carbon, nickel, titanium, silver, etc. may be used. In addition, the positive electrode current collector may form fine irregularities on the surface to increase the adhesion of the positive electrode active material, and various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams, and nonwoven fabrics are possible. In addition, the average thickness of the positive electrode current collector may be appropriately applied in the range of 3 to 500 μm in consideration of the conductivity and total thickness of the positive electrode to be manufactured.

상기 음극은 음극 집전체 상에 음극활물질을 도포, 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라 상기에서와 같은 도전재, 유기 바인더 고분자, 충진제 등이 선택적으로 더 포함될 수 있다.The anode is manufactured by coating, drying, and pressing an anode active material on an anode current collector, and optionally may further include a conductive material, an organic binder polymer, a filler, and the like as described above, if necessary.

또한, 상기 음극활물질은 예를 들어, 천연 흑연과 같이 층상 결정구조가 완전히 이루어진 그라파이트, 저결정성 층상 결정 구조(graphene structure; 탄소의 6각형 벌집 모양 평면이 층상으로 배열된 구조)를 갖는 소프트 카본 및 이런 구조들이 비결정성 부분들과 혼합되어 있는 하드 카본, 인조 흑연, 팽창 흑연, 탄소섬유, 난흑연화 탄소, 카본블랙, 카본나노튜브, 플러렌, 활성탄 등의 탄소 및 흑연재료나; LixFe2O3(0

Figure pat00001
x≤1), LixWO2(0
Figure pat00002
x≤1), SnxMe1-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me', Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x
Figure pat00003
1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4 및 Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni계 재료; 티타늄 산화물; 리튬 티타늄 산화물 등을 사용할 수 있다.In addition, the negative electrode active material is, for example, graphite having a completely layered crystal structure, such as natural graphite, and soft carbon having a low-crystalline layered crystal structure (graphene structure; a structure in which hexagonal honeycomb planes of carbon are arranged in layers) and carbon and graphite materials such as hard carbon, artificial graphite, expanded graphite, carbon fiber, non-graphitizable carbon, carbon black, carbon nanotube, fullerene, and activated carbon in which these structures are mixed with amorphous portions; LixFe 2 O 3 (0
Figure pat00001
x≤1), LixWO 2 (0
Figure pat00002
x≤1), SnxMe1-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me', Al, B, P, Si, Groups 1, 2, and 3 elements of the periodic table, halogens; 0<x
Figure pat00003
One; 1≤y≤3; 1≤z≤8) and other metal composite oxides; lithium metal; lithium alloy; silicon-based alloys; tin-based alloys; SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 3 O 4 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , Sb 2 O 5 , GeO, GeO 2 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 4 and metal oxides such as Bi 2 O 5 ; conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based materials; titanium oxide; Lithium titanium oxide and the like can be used.

아울러, 상기 음극 집전체는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인레스 스틸, 니켈, 티탄, 소성 탄소 등을 사용할 수 있으며, 구리나 스테리인레스 스틸의 경우 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리된 것을 사용할 수도 있다. 또한, 상기 음극 집전체는 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극활물질과의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다. 아울러, 상기 음극 집전체의 평균 두께는 제조되는 음극의 도전성과 총 두께를 고려하여 3~500 ㎛에서 적절하게 적용될 수 있다.In addition, the anode current collector is not particularly limited as long as it does not cause chemical change in the battery and has high conductivity. For example, copper, stainless steel, nickel, titanium, fired carbon, etc. may be used, and copper However, in the case of stainless steel, surface treatment with carbon, nickel, titanium, silver, etc. may be used. In addition, like the positive electrode current collector, the negative electrode current collector may form fine irregularities on the surface to strengthen the bonding force with the negative electrode active material, and various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams, and nonwoven fabrics are available. It is possible. In addition, the average thickness of the negative electrode current collector may be appropriately applied in the range of 3 to 500 μm in consideration of the conductivity and total thickness of the negative electrode to be manufactured.

또한, 상기 분리막(502)은 양극(5111)과 음극(5112) 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용될 수 있다. 분리막(502)은 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않으나, 구체적으로는, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌; 유리섬유; 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용될 수 있으며, 경우에 따라서는, 상기 시트나 부직포와 같은 다공성 고분자 기재에 무기물 입자/유기물 입자가 유기 바인더 고분자에 의해 코팅된 복합 분리막(502)이 사용될 수도 있다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다. 아울러, 상기 분리막(502)의 기공 직경은 평균 0.01~10 ㎛이고, 두께는 평균 5~300 ㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 분리막은 폴리비닐리덴플루라이드(PVdF) 또는 스티렌부타디엔러버(SBR) 과 같은 유기 바인더 고분자에 의해 코팅된 복합 분리막이 사용되는 경우, 합제층(520)의 일부 영역을 덮는 절연 코팅부(540)와 접착되어 전극 조립체(500)의 강도를 높일 수 있으며, 이에 따라 안전성을 향상시킬 수 있다.In addition, the separator 502 is interposed between the anode 5111 and the cathode 5112, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength may be used. Separator 502 is not particularly limited as long as it is commonly used in the art, but specifically, chemical resistant and hydrophobic polypropylene; glass fiber; Alternatively, a sheet or non-woven fabric made of polyethylene or the like may be used. In some cases, a composite separator 502 in which inorganic particles/organic particles are coated with an organic binder polymer on a porous polymer substrate such as the sheet or non-woven fabric may be used. there is. When a solid electrolyte such as a polymer is used as the electrolyte, the solid electrolyte may serve as a separator. In addition, the separator 502 may have an average pore diameter of 0.01 to 10 μm and an average thickness of 5 to 300 μm. For example, when the separator is a composite separator coated with an organic binder polymer such as polyvinylidene fluoride (PVdF) or styrene butadiene rubber (SBR), an insulating coating covering a portion of the mixture layer 520 It is bonded to the portion 540 to increase the strength of the electrode assembly 500, thereby improving safety.

상기 전극 조립체(500)는 다양한 형태로 적층될 수 있는 바, 예를 들어, 스택형, 스택/폴딩형 등으로 적층될 수 있으며, 바람직하게는 스택형 구조일 수 있다. 전극 탭(530)들은 전극 조립체(500)의 각 집전체(510)로부터 연장되어 있고, 전극 리드는 각 집전체(510)로부터 연장된 복수 개의 전극 탭(530)들과, 예를 들어 용접에 의해 각각 전기적으로 연결되어 있으며, 파우치의 외부로 노출되어 있다. 상기 파우치는 통상 알루미늄 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 전극 조립체(500)를 수용할 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 한편, 상기 전극 리드는 파우치 외측으로 인출되되 서로 동일한 방향 또는 반대 방향으로 연장될 수 있다.The electrode assembly 500 may be stacked in various forms, for example, stacked, stacked/folded, etc., and preferably may have a stacked structure. The electrode tabs 530 extend from each current collector 510 of the electrode assembly 500, and the electrode lead is connected to a plurality of electrode tabs 530 extending from each current collector 510, for example, by welding. are electrically connected to each other by and exposed to the outside of the pouch. The pouch is usually made of an aluminum laminate sheet and may provide a space capable of accommodating the electrode assembly 500 . Meanwhile, the electrode leads may be drawn out of the pouch and may extend in the same direction or opposite directions.

본 발명에서, 상기 전극은 집전체의 양측면에 전극 활물질층이 형성된 통상적인 전극과 함께 적층되어 바이셀 또는 모노셀 등의 단위셀을 형성할 수 있다. 구체적인 예에서, 본 발명에 따른 리튬 이차전지에서 전극 조립체는 모노셀(mono-cell), 및 바이셀(bi-cell) 로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 모노셀은 단위셀의 양측에 서로 반대되는 극성의 전극이 배치되는 것이다. 또한, 바이셀은 양극/분리막/음극/분리막/양극의 단위 구조 및 음극/분리막/양극/분리막/음극의 단위 구조와 같이 셀의 양측에 동일한 극성을 갖는 배치되는 단위셀이다. 이러한 모노셀 및 바이셀들은 단위셀 양측의 전극의 동일한 구조라면 그것을 이루는 양극 및 음극의 분리막의 수가 특별히 제한되는 것은 아니다. In the present invention, the electrode may be stacked together with a conventional electrode having an electrode active material layer formed on both sides of a current collector to form a unit cell such as a bi-cell or a mono-cell. In a specific example, the electrode assembly in the lithium secondary battery according to the present invention may include at least one selected from the group consisting of a mono-cell and a bi-cell. More specifically, in the mono cell, electrodes having opposite polarities are disposed on both sides of the unit cell. In addition, the bi-cell is a unit cell that has the same polarity on both sides of the cell, such as a unit structure of an anode/separator/cathode/separator/anode and a unit structure of cathode/separator/anode/separator/cathode. These monocells and bicells are not particularly limited in the number of separators of the positive and negative electrodes constituting them as long as the electrodes on both sides of the unit cell have the same structure.

본 발명에 따른 이차전지는 상술한 구성에 의하여, 분리막 단부가 수축하는 경우, 서로 이웃하는 집전체들의 접촉으로 인한 단락 또는 집전체와 합제층의 접촉으로 인한 단락(short) 발생을 방지할 수 있으며, 이로 인한 폭발 및 화재의 위험을 예방할 수 있는 효과가 있다.The secondary battery according to the present invention can prevent a short circuit due to contact of neighboring current collectors or a short circuit due to contact between the current collector and the mixture layer when the end of the separator shrinks due to the above-described configuration, However, it has the effect of preventing the risk of explosion and fire caused by this.

이상, 도면과 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하였다. 그러나, 본 명세서에 기재된 도면 또는 실시예 등에 기재된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.In the above, the present invention has been described in more detail through drawings and examples. However, since the configurations described in the drawings or embodiments described in this specification are only one embodiment of the present invention and do not represent all of the technical spirit of the present invention, various equivalents and It should be understood that variations may exist.

10: 전극 조립체
11: 양극
11': 음극
12: 분리막
100, 200, 300, 400: 전극
110, 210, 410: 집전체
120, 220, 320, 420: 합제층
130, 230, 330, 430: 전극 탭
140, 240, 340, 440: 절연 코팅부
500: 전극 조립체
501: 전극
5011: 양극
5012: 음극
502: 분리막
510: 집전체
520: 합제층
530: 전극 탭
540: 절연 코팅부10: electrode assembly
11: anode
11': cathode
12: separator
100, 200, 300, 400: electrode
110, 210, 410: entire house
120, 220, 320, 420: mixture layer
130, 230, 330, 430: electrode tab
140, 240, 340, 440: insulation coating part
500: electrode assembly
501 electrode
5011: anode
5012: cathode
502 Separator
510: entire collector
520: mixture layer
530: electrode tab
540: insulating coating

Claims (15)

이차전지의 양극 또는 음극에 적용되는 이차전지용 전극에 있어서,
상기 전극은, 집전체, 집전체의 일면 또는 양면에 형성된 합제층을 포함하되, 집전체로부터 연장된 전극 탭이 형성된 구조이며,
전극 탭의 반대 측 단면 영역에 절연 코팅부가 형성된 구조를 갖는 이차전지용 전극.
In the secondary battery electrode applied to the positive electrode or negative electrode of the secondary battery,
The electrode includes a current collector and a mixture layer formed on one side or both sides of the current collector, and has a structure in which an electrode tab extending from the current collector is formed,
An electrode for a secondary battery having a structure in which an insulating coating is formed on a cross-sectional area on an opposite side of an electrode tab.
 제 1 항에 있어서,
전극 탭이 형성된 변과 인접한 두 변의 단면 영역에 절연 코팅부를 더 포함하는 구조를 갖는 이차전지용 전극.
According to claim 1,
An electrode for a secondary battery having a structure further including an insulating coating portion on a cross-sectional area of two sides adjacent to a side on which an electrode tab is formed.
 제 1 항에 있어서,
절연 코팅부는, 전극 단면의 가장 자리로부터 연장되어, 합제층의 일부를 덮는 구조인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.
According to claim 1,
An electrode for a secondary battery, characterized in that the insulating coating part has a structure extending from the edge of the electrode cross section and covering a part of the mixture layer.
 제 1 항에 있어서,
전극 탭 영역에 절연 코팅층을 더 포함하며,
상기 절연 코팅층은, 합제층과 전극 탭의 경계 부위에 형성된 구조인 이차전지용 전극.
According to claim 1,
Further comprising an insulating coating layer in the electrode tab region,
The insulating coating layer is a secondary battery electrode having a structure formed at a boundary between the mixture layer and the electrode tab.
 제 1 항에 있어서,
절연 코팅부는, 바인더 고분자 및 무기입자의 혼합물인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.
According to claim 1,
An electrode for a secondary battery, characterized in that the insulating coating portion is a mixture of a binder polymer and inorganic particles.
 제 5 항에 있어서,
바인더 고분자는, 폴리비닐리덴플루오라이드, 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴레이티드 스티렌-부타디엔 러버, 아크릴로니트릴-부타디엔 러버, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 러버, 아크릴 고무, 부틸고무, 불소고무, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리 에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌프로필렌공중합체, 폴리에틸렌옥시드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에피크로로히드린, 폴리포스파젠, 폴리아크릴로니트릴, 폴리스틸렌, 에틸렌프로필렌디엔공중합체, 폴리비닐피리딘, 클로로설폰화폴리에틸렌, 라텍스, 폴리에스테르수지, 아크릴수지, 페놀수지, 에폭시 수지, 폴리비닐알콜, 하이드록시프로필메틸셀룰로즈, 히드록시프로필셀룰로오스 및 디아세틸셀룰로오스 로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 이차전지용 전극.
According to claim 5,
The binder polymer is polyvinylidene fluoride, styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene-styrene rubber, acrylic rubber, butyl rubber, fluororubber, polytetra Fluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene propylene copolymer, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyepicrohydrin, polyphosphazene, polyacrylonitrile, polystyrene, ethylenepropylene diene copolymer, One selected from the group consisting of polyvinylpyridine, chlorosulfonated polyethylene, latex, polyester resin, acrylic resin, phenolic resin, epoxy resin, polyvinyl alcohol, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxypropylcellulose and diacetylcellulose Electrodes for secondary batteries of the above.
 제 5 항에 있어서,
무기입자는, 알루미나(Al2O3), 보헤마이트(AlOOH), 실리카(SiO2), 이산화티탄(TiO2), 수산화 알루미늄(Al(OH)3), 산화 마그네슘(MgO), 수산화 마그네슘(Mg(OH)2, 산화아연(ZnO), 티탄산바륨(BaTiO), 알루미늄 나이트라이드(AIN), 보론 나이트라이드(BN), 실리콘 카바이드(SiC), 베릴륨 옥사이드(BeO), 질산칼륨(KNO3) 및 제1 인산암모늄(NH4H2PO4) 으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 이차전지용 전극.
According to claim 5,
Inorganic particles include alumina (Al 2 O 3 ), boehmite (AlOOH), silica (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), aluminum hydroxide (Al(OH) 3 ), magnesium oxide (MgO), magnesium hydroxide ( Mg(OH) 2 , Zinc Oxide (ZnO), Barium Titanate (BaTiO), Aluminum Nitride (AIN), Boron Nitride (BN), Silicon Carbide (SiC), Beryllium Oxide (BeO), Potassium Nitrate (KNO 3 ) and primary ammonium phosphate (NH 4 H 2 PO 4 ).
 제 5 항에 있어서,
바인더 고분자와 무기입자의 중량비는 1:99 내지 50:50 범위인 이차전지용 전극.
According to claim 5,
A secondary battery electrode having a weight ratio of the binder polymer and the inorganic particles in the range of 1:99 to 50:50.
 집전체의 일면 또는 양면에 합제층을 포함하며, 집전체로부터 연장된 전극 탭이 형성된 구조의 전극을 준비하는 단계; 및
전극 탭의 반대 측 단면 영역에 절연 코팅액을 도포하여, 절연 코팅부를 형성하는 단계를 포함하는 이차전지용 전극의 제조방법.
preparing an electrode having a structure including a mixture layer on one side or both sides of a current collector and having electrode tabs extending from the current collector; and
A method of manufacturing a secondary battery electrode comprising the step of forming an insulating coating portion by applying an insulating coating liquid to a cross-sectional area on the opposite side of an electrode tab.
 제 9 항에 있어서,
전극을 준비하는 단계는,
집전체의 일면 또는 양면에 합제층을 포함하는 유지부와 합제층이 포함하지 않는 무지부를 형성하는 전극 시트를 제조하는 과정; 및
합제층이 형성된 전극 시트를 단위 전극 크기로 타발하고, 무지부를 전극탭으로 가공하는 과정을 포함하는 이차전지용 전극의 제조방법.
According to claim 9,
The step of preparing the electrode is,
A process of manufacturing an electrode sheet to form a holding portion including an agent mixture layer and a non-coating portion not including the agent mixture layer on one or both surfaces of a current collector; and
A method of manufacturing an electrode for a secondary battery, comprising the steps of punching out an electrode sheet on which the mixture layer is formed to a unit electrode size, and processing the uncoated portion into an electrode tab.
 제 9 항에 있어서,
절연 코팅부를 형성하는 단계는,
전극을 코팅 가이드가 마련되어 있는 장치로 인입하여, 절연 코팅액을 분사(spray)하는 과정; 및
전극에 분사된 절연 코팅액을 건조하는 과정을 포함하며,
상기 코팅 가이드는, 전극 단면의 가장자리로부터 소정 간격 이격된 영역에 설치된 구조이며, 상기 절연 코팅액은 전극 단면의 가장자리에 분사하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극의 제조방법.
According to claim 9,
The step of forming the insulating coating is,
A process of introducing an electrode into a device having a coating guide and spraying an insulating coating liquid; and
Including the process of drying the insulating coating liquid sprayed on the electrode,
The coating guide has a structure installed in a region spaced apart from the edge of the electrode end face by a predetermined distance, and the insulating coating liquid is sprayed on the edge of the electrode end face.
 제 11 항에 있어서,
코팅 가이드는, 전극에서 합제층의 전체 길이(L)를 기준으로, 전극 탭의 반대 측 단면 영역으로부터 5% 이내에 설치된 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극의 제조방법.
According to claim 11,
The method of manufacturing a secondary battery electrode, characterized in that the coating guide is installed within 5% of the cross-sectional area on the opposite side of the electrode tab based on the total length (L) of the mixture layer in the electrode.
 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 위치하는 분리막을 포함하는 전극 조립체; 및
전극 조립체를 내장하는 파우치를 포함하며,
상기 양극 및 음극은, 집전체 및 집전체의 일면 또는 양면에 형성된 합제층을 포함하되, 집전체로부터 연장된 전극 탭이 형성된 구조이며,
상기 양극 및 음극 중 하나 이상의 전극은, 전극 탭의 반대 측 단면 영역에 절연 코팅부가 형성된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
An electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator positioned between the positive electrode and the negative electrode; and
Including a pouch containing an electrode assembly,
The positive and negative electrodes include a current collector and a mixture layer formed on one or both surfaces of the current collector, and have a structure in which an electrode tab extending from the current collector is formed,
At least one electrode of the positive electrode and the negative electrode has a structure in which an insulating coating is formed on a cross-sectional area on the opposite side of the electrode tab.
 제 13 항에 있어서,
전극 조립체는, 스택형 또는 스택/폴딩형인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
According to claim 13,
The electrode assembly is a lithium secondary battery, characterized in that the stack type or stack / folding type.
 제 13 항에 있어서,
전극 조립체는, 모노셀(mono-cell) 및 바이셀(bi-cell)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.According to claim 13,
The electrode assembly is a lithium secondary battery, characterized in that at least one selected from the group consisting of mono-cell and bi-cell.
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