KR20240010355A - Secondary battery and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR20240010355A
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Abstract

본 발명은, 전극조립체와 전해액이 파우치에 내장된 이차전지에 있어서, 양극집전체 표면에 양극슬러리가 도포된 양극, 분리막, 음극집전체 표면에 음극슬러리가 도포된 음극이 미리정해진 개수만큼 반복적층되며, 일측에서 양극집전체의 단부로부터 연장된 양극탭은 양극탭들끼리 모아져 양극리드로 연결되고 타측에서 음극집전체의 단부로부터 연장된 음극탭은 음극탭들끼리 모아져 음극리드로 연결되는 전극조립체;를 포함하고, 상기 전해액과 분자결합이 이뤄지지 않고 서로 밀어내는 소수성(hydrophobicity)을 갖는 코팅부가 전극조립체에서 적층방향에 수직한 방향을 기준으로 상기 양극의 단부 및 상기 음극의 단부에 도포 또는 코팅된 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a secondary battery in which an electrode assembly and an electrolyte are built into a pouch, where a positive electrode with a positive electrode slurry applied to the surface of the positive electrode current collector, a separator, and a negative electrode with a negative electrode slurry applied to the surface of the negative electrode current collector are repeatedly stacked for a predetermined number of times. The positive electrode tab extending from the end of the positive electrode current collector on one side is an electrode assembly in which the positive electrode tabs are gathered together and connected to the positive electrode lead, and the negative electrode tab extending from the end of the negative electrode current collector on the other side is the negative electrode tabs gathered together and connected to the negative electrode lead. ; and a coating portion having hydrophobicity that repels each other without forming molecular bonds with the electrolyte solution is applied or coated to the end of the positive electrode and the end of the negative electrode based on the direction perpendicular to the stacking direction in the electrode assembly. It is characterized by

Description

이차전지 및 그 제조방법{Secondary battery and manufacturing method thereof}Secondary battery and manufacturing method thereof}

본 발명은 이차전지 및 그 제조방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 전극조립체에서 양극탭 또는 음극탭의 단선 발생시, 이온 전달 경로를 차단하나 최소화함으로써 리튬이 석출되는 종래의 문제를 해소할 수 있는 이차전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a secondary battery and a method of manufacturing the same, and more specifically, to solve the conventional problem of lithium precipitation by blocking or minimizing the ion transfer path when disconnection of the positive electrode tab or negative electrode tab occurs in the electrode assembly. It relates to secondary batteries and their manufacturing methods.

전기 에너지를 저장하는 전지는 일반적으로 일차 전지와 이차 전지로 구분될 수 있다. 일차 전지는 일회용 소모성 전지인 반면에, 이차 전지는 전류와 물질 사이의 산화 및 환원 과정이 반복 가능한 소재를 사용하여 제조되는 충전식 전지이다. 즉, 전류에 의해 소재에 대한 환원 반응이 수행되면 전원이 충전되고, 소재에 대한 산화 반응이 수행되면 전원이 방전되는데, 이와 같은 충전-방전이 반복적으로 수행가능하다.Batteries that store electrical energy can generally be divided into primary batteries and secondary batteries. Primary batteries are disposable consumable batteries, while secondary batteries are rechargeable batteries manufactured using materials in which oxidation and reduction processes between current and materials can be repeated. That is, when a reduction reaction is performed on the material by current, the power is charged, and when an oxidation reaction is performed on the material, the power is discharged. This charging and discharging can be performed repeatedly.

여러 종류의 이차전지 중, 리튬 이차 전지는 일반적으로 양극(Cathode), 분리막(Separator) 및 음극(Anode)이 적층된 전극조립체가 케이스에 장착되어 제조되며, 리튬이온이 양극의 리튬 금속 산화물로부터 음극으로 삽입(Intercalation) 및 탈리(Deintercalation)되는 과정이 반복되면서, 리튬 이차 전지의 충방전이 진행된다.Among various types of secondary batteries, lithium secondary batteries are generally manufactured by mounting an electrode assembly in which a cathode, separator, and anode are stacked in a case, and lithium ions are transferred from the lithium metal oxide of the anode to the cathode. As the process of intercalation and deintercalation is repeated, charging and discharging of the lithium secondary battery progresses.

상기 전극조립체는 미리 정해진 순서로 음극, 분리막, 양극이 적층된 단위셀들이 정해진 수량만큼 적층되어 또는 양극, 분리막, 음극이 하나씩 반복 적층되어 하나의 전극조립체가 된다. 그리고 이러한 전극조립체는 원통형 캔 또는 각형 파우치 등과 같은 케이스에 수용되어 이차 전지로 제조된다.The electrode assembly is made by stacking a predetermined number of unit cells in which a cathode, a separator, and an anode are stacked in a predetermined order, or by repeatedly stacking the anode, separator, and cathode one by one to form one electrode assembly. And this electrode assembly is accommodated in a case such as a cylindrical can or a square pouch and manufactured into a secondary battery.

한편, 상기 전극조립체를 제조하는 방식으로써, 상기 음극과 양극 사이에 분리막을 적층한 후 감아서 제조하는 권취형, 요구되는 폭과 길이를 갖도록 재단하여 음극과 양극을 절단한 후, 상기 음극, 분리막, 양극이 반복되도록 적층하여 제조하는 적층형 및 폴딩분리막 위에 단위셀들을 나란히 올려놓은 후 일측부터 폴딩하여 제조하는 스택앤폴딩형 등이 공지된 바 있다.On the other hand, as a method of manufacturing the electrode assembly, a winding type is manufactured by laminating a separator between the cathode and the anode and then winding it, cutting the cathode and anode to have the required width and length, and then cutting the cathode and the anode into the cathode and the separator. , a laminated type manufactured by stacking the anodes repeatedly, and a stack-and-fold type manufactured by placing unit cells side by side on a folding separator and then folding them starting from one side, etc. are known.

이중, 적층형 전극조립체는, 양극집전체(10b)의 양면에 양극슬러리(10a)가 도포된 양극(10), 분리막(30), 음극집전체(20b)의 양면에 음극슬러리(20a)가 도포된 음극(20)이 반복적층되어 제조되되, 양극집전체(10b)에서 연장된 양극탭들(10c)은 서로 모아진 상태에서 양극리드(11)의 일단에 연결된다. 상기 양극리드(11)의 타단은 파우치(200)의 외부로 돌출된다. 그리고, 음극집전체(20b)에서 연장된 음극탭들(20c)은 서로 모아진 상태에서 음극리드(21)의 일단에 연결된다. 상기 음극리드(21)의 타단은 파우치(200)의 외부로 돌출된다. 상기 양극리드(11)와 음극리드(21)는 동일한 방향에 배치되는 경우도 있으나, 종래 구조의 전극조립체(100)에서 음극탭(21)에 단선이 발생한 모습이 도시된 도 1 에 나타난 바와 같이 상기 양극리드(11)와 음극리드(21)는 파우치(200)에서 서로 반대측에 위치된다.Among them, the stacked electrode assembly includes a positive electrode 10 with positive electrode slurry 10a applied to both sides of the positive electrode current collector 10b, a separator 30, and a negative electrode slurry 20a applied to both sides of the negative electrode current collector 20b. The negative electrode 20 is manufactured by repeatedly stacking, and the positive electrode tabs 10c extending from the positive electrode current collector 10b are connected to one end of the positive electrode lead 11 in a gathered state. The other end of the positive lead 11 protrudes out of the pouch 200. And, the negative electrode tabs 20c extending from the negative electrode current collector 20b are connected to one end of the negative electrode lead 21 in a gathered state. The other end of the negative lead 21 protrudes out of the pouch 200. The positive electrode lead 11 and the negative electrode lead 21 may be arranged in the same direction, but as shown in Figure 1, a disconnection occurs in the negative electrode tab 21 in the electrode assembly 100 of the conventional structure. The positive electrode lead 11 and the negative lead 21 are located on opposite sides of the pouch 200.

즉, 적층형 전극조립체(100)는 여러 장의 전극(10, 20)이 반복적으로 쌓이고 음극은 음극(20)끼리 양극은 양극(10)끼리 병렬로 연결된다.That is, in the stacked electrode assembly 100, several electrodes 10 and 20 are repeatedly stacked, and the cathodes are connected in parallel with the cathodes 20 and the positive electrodes 10 are connected in parallel.

이러한 구조의 경우, 물리적 충격 등과 같은 이유로 하나 또는 그 이상의 음극탭(20c) 또는 양극탭(10c)의 단선이 발생하면 전자의 이동이 제한될 수 있다.In the case of this structure, if one or more of the negative electrode tabs 20c or the positive electrode tabs 10c are disconnected for reasons such as physical shock, the movement of electrons may be restricted.

예를 들어, 도 1 에 도시된 바와 같이, 음극탭(20c)의 단선이 발생한다면, 음극탭들(20c)끼리 모여져 음극리드(21)에 연결되는 구조를 가짐에 따라 구조적으로 최외각에 적층된 음극의 음극탭(20c)이 손상될 확률이 높다. 특히, 전극조립체(100)의 최외각 층에는 음극(20)이 위치하도록 설계되는 것이 일반적이므로, 최외각에 적층된 음극(20)의 음극탭(20c)에서 단선이 발생하는 경우가 상대적으로 빈번하다.For example, as shown in FIG. 1, if a disconnection of the negative electrode tab 20c occurs, the negative electrode tabs 20c are gathered together and have a structure connected to the negative electrode lead 21, so that they are structurally stacked on the outermost layer. There is a high probability that the cathode tab 20c of the exposed cathode will be damaged. In particular, since it is generally designed so that the cathode 20 is located in the outermost layer of the electrode assembly 100, disconnections occur relatively frequently in the cathode tab 20c of the cathode 20 stacked on the outermost layer. do.

이때, 음극탭(20c)의 단선이 발생한 음극(20)에는 리튬 석출이 발생할 가능성이 높아진다. 즉, 음극탭(20c)이 단선된 해당 음극(20)은 전자 전달이 끊겨 외부로의 전자 이동이 없기 때문에 충방전 반응에 참여를 못함에 따라, 전해액(300)에 녹아있던 리튬이온이 전기화학적 환원 반응에 의해 음극(20)에 삽입되지 못하고 음극 표면에서 고체형태 리튬으로 석출된다. At this time, the possibility of lithium precipitation occurring in the cathode 20 where a disconnection of the cathode tab 20c occurs increases. In other words, the cathode 20 in which the cathode tab 20c is disconnected cannot participate in the charge/discharge reaction because electron transfer is cut off and there is no outward electron movement, so the lithium ions dissolved in the electrolyte solution 300 are electrochemically Due to the reduction reaction, it cannot be inserted into the cathode 20 and is precipitated as solid lithium on the surface of the cathode.

석출된 리튬은 자체적으로도 열적안정성이 낮아 여러 조건에서 발화 가능성이 높을 뿐만 아니라, 양극(10)과 음극(20) 사이에서 쇼트를 발생시킬 가능성도 있었다. The precipitated lithium itself had low thermal stability, so not only did it have a high possibility of ignition under various conditions, but it also had the possibility of causing a short circuit between the anode 10 and the cathode 20.

즉, 석출된 리튬은 분리막(30)을 관통시킬 가능성이 있고 분리막(30)의 관통이 이뤄지면 양극(10)과 음극(20)이 직접적으로 접촉하여 쇼트가 발생할 가능성이 있었다. 또한, 양극탭(10c)의 단선이 발생하는 경우에도 리튬이온의 삽입과 탈리의 균형을 맞지 않아 리튬이 석출될 가능성이 있었다.In other words, the precipitated lithium has the possibility of penetrating the separator 30, and if the separator 30 penetrates, the anode 10 and the cathode 20 may come into direct contact, resulting in a short circuit. Additionally, even in the case where a disconnection of the positive electrode tab 10c occurs, there is a possibility that lithium may precipitate because the insertion and desorption of lithium ions are not balanced.

따라서, 음극탭(또는 양극탭)에서 단선이 발생하더라도 단선이 발생된 해당 음극에서 리튬 석출을 줄이기 위해서는 리튬이온의 전달의 경로를 차단할 필요가 있었다. Therefore, even if a disconnection occurs in the negative electrode tab (or positive electrode tab), it is necessary to block the transfer path of lithium ions in order to reduce lithium precipitation from the corresponding negative electrode where the disconnection occurred.

따라서, 본 발명은 음극탭 또는 양극탭의 단선에 의해 리튬석출이 발생하는 종래 구조의 문제를 해소할 수 있는 이차전지 및 그 제조방법을 제공하는 것에 주목적이 있다.Therefore, the main purpose of the present invention is to provide a secondary battery and a manufacturing method thereof that can solve the problem of the conventional structure in which lithium precipitation occurs due to disconnection of the negative electrode tab or positive electrode tab.

본 발명에서는 전해액에 포함된 리튬이온이 단선이 발생한 음극의 음극집전체와 음극탭을 통해 이동되는 현상(또는 단선이 발생한 양극의 양극집전체와 양극탭으로부터 리튬이 이동되는 현상)을 방지하기 위한 구조를 제공한다.In the present invention, the phenomenon of lithium ions contained in the electrolyte moving through the negative electrode current collector and the negative electrode tab of the negative electrode where a disconnection occurred (or the phenomenon of lithium moving from the positive electrode current collector and the positive electrode tab of the positive electrode where a disconnection occurred) is provided. Provides structure.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지는, 전극조립체와 전해액이 파우치에 내장된 이차전지에 있어서, 양극집전체 표면에 양극슬러리가 도포된 양극, 분리막, 음극집전체 표면에 음극슬러리가 도포된 음극이 미리정해진 개수만큼 반복적층되며, 일측에서 양극집전체의 단부로부터 연장된 양극탭은 양극탭들끼리 모아져 양극리드로 연결되고 타측에서 음극집전체의 단부로부터 연장된 음극탭은 음극탭들끼리 모아져 음극리드로 연결되는 전극조립체;를 포함하고, 상기 전해액과 분자결합이 이뤄지지 않고 서로 밀어내는 소수성(hydrophobicity)을 갖는 코팅부가 전극조립체에서 적층방향에 수직한 방향을 기준으로 상기 양극의 단부 및 상기 음극의 단부에 도포 또는 코팅된 것을 특징으로 한다.The secondary battery according to the present invention for achieving the above-mentioned object is a secondary battery in which an electrode assembly and an electrolyte are built into a pouch, and the positive electrode slurry is applied to the surface of the positive electrode current collector, the separator, and the negative electrode current collector surface. A predetermined number of negative electrodes coated with negative electrode slurry are repeatedly stacked, and on one side, the positive electrode tabs extending from the end of the positive electrode current collector are gathered together and connected to the positive electrode lead, and on the other side, the negative electrode tabs extend from the end of the negative electrode current collector. It includes an electrode assembly in which the cathode tabs are gathered together and connected to the cathode lead, and a coating portion having hydrophobicity that repels each other without forming a molecular bond with the electrolyte solution is based on the direction perpendicular to the stacking direction in the electrode assembly. It is characterized by being applied or coated on the end of the anode and the end of the cathode.

상기 코팅부는 양극의 양측 단부 각각에 도포 또는 코팅되고, 상기 코팅부는 음극의 양측 단부 각각에 도포 또는 코팅될 수 있다. 이때, 상기 양극의 단부에 도포 또는 코팅된 코팅부는 양극탭의 표면 일부를 덮고, 상기 음극의 단부에 도포 또는 코팅된 코팅부는 음극탭의 표면 일부를 덮을 수 있다.The coating portion may be applied or coated on both ends of the anode, and the coating portion may be applied or coated on both ends of the cathode. At this time, the coating portion applied or coated to the end of the positive electrode may cover a portion of the surface of the positive electrode tab, and the coating portion applied or coated to the end of the negative electrode may cover a portion of the surface of the negative electrode tab.

상기 분리막은 끝단이 돌출되도록 양극 및 음극 보다 더 넓은 면적을 가짐으로써 양극 및 음극의 양측 단부에서 이웃하는 분리막들 사이에는 파인공간이 형성되고, 상기 코팅부는 이웃하는 분리막들 사이의 파인공간을 메우도록 배치될 수 있다.The separator has a larger area than the anode and cathode so that the ends protrude, so that a recessed space is formed between neighboring separators at both ends of the anode and the cathode, and the coating part fills the recessed space between neighboring separators. can be placed.

양극의 양측 단부에서 이웃하는 분리막들 사이에서 형성된 파인공간 중 어느 한 곳에서는 양극탭이 연장되고 다른 한 곳에서는 코팅부가 메워지며,음극의 양측 단부에서 이웃하는 분리막들 사이에서 형성된 파인공간 중 어느 한 곳에서는 음극탭이 연장되고 다른 한 곳에서는 코팅부가 메워질 수 있다.The anode tab is extended in one of the fine spaces formed between neighboring separators at both ends of the anode, and the coating is filled in the other, and one of the fine spaces formed between neighboring separators at both ends of the cathode is In one place the cathode tab may be extended and in another place the coating may be filled.

또는, 양극의 양측 단부에서 이웃하는 분리막들 사이에서 형성된 파인공간 중 어느 한 곳에서는 양극탭이 연장되고, 그 곳에서 양극탭의 표면을 덮도록 코팅부가 도포 또는 코팅되고, 다른 한 곳에서는 양극집전체에서 이어지게 코팅부가 도포 또는 코팅되며, 음극의 양측 단부에서 이웃하는 분리막들 사이에서 형성된 파인공간 중 어느 한 곳에서는 음극탭이 연장되고 그 곳에서 음극탭의 표면을 덮도록 코팅부가 도포 또는 코팅되고, 다른 한 곳에서는 음극집전체에서 이어지게 코팅부가 도포 또는 코팅될 수 있다.Alternatively, the positive electrode tab is extended in one of the recessed spaces formed between neighboring separators at both ends of the positive electrode, and a coating is applied or coated to cover the surface of the positive electrode tab at that place, and the positive electrode house is at the other place. A coating is applied or coated continuously throughout the entire cathode, and the cathode tab is extended in one of the recessed spaces formed between neighboring separators at both ends of the cathode, and a coating is applied or coated to cover the surface of the cathode tab there. , in another place, a coating may be applied or coated continuing from the negative electrode current collector.

코팅부가 파인공간을 메우는 구조를 대신하여, 상기 양극탭은 양극슬러리가 도포되지 않은 지점에서부터 미리정해진 지점까지 표면에 코팅부가 도포 또는 코팅되고, 상기 음극탭은 음극슬러리가 도포되지 않은 지점에서부터 미리정해진 지점까지 표면에 코팅부가 도포 또는 코팅될 수 있다.Instead of a structure in which the coating fills the recessed space, the positive electrode tab is applied or coated with a coating on the surface from the point where the positive electrode slurry is not applied to a predetermined point, and the negative electrode tab is applied or coated on the surface from the point where the negative electrode slurry is not applied to a predetermined point. The coating may be applied or coated to the surface up to a point.

이때, 상기 양극탭에서 미리정해진 지점은 양극탭들끼리 모아지는 지점이고, 상기 음극탭에서 미리정해진 지점은 음극탭들끼리 모아지는 지점이다.At this time, a predetermined point on the positive electrode tab is a point where the positive electrode tabs are gathered together, and a predetermined point on the negative electrode tab is a point where the negative electrode tabs are gathered together.

한편, 상기 전극조립체의 최상층과 최하층에는 분리막이 적층되며, 상기 최상층 분리막의 바로 아래에는 음극이 적층되고 최하층 분리막의 바로 위에도 음극이 적층된다.Meanwhile, a separator is laminated on the uppermost and lowermost layers of the electrode assembly, a cathode is laminated directly below the uppermost separator, and a cathode is also laminated directly above the lowest layer separator.

그리고, 상기 전해액은 극성을 띄는 분자구조를 가지며, 상기 코팅부는 비극성을 띄는 분자구조를 갖도록 제조될 수 있다.In addition, the electrolyte solution has a polar molecular structure, and the coating part can be manufactured to have a non-polar molecular structure.

본 발명에서는 이차전지의 제조방법을 다른 실시예로써 추가로 제공한다. 본 발명에서 제공하는 이차전지의 제조방법은, 전극조립체와 전해액이 파우치에 내장된 이차전지의 제조방법으로써, 양극집전체 표면에 양극슬러리가 도포된 양극, 분리막, 음극집전체 표면에 음극슬러리가 도포된 음극이 미리정해진 개수만큼 반복적층되며, 일측에서 양극집전체의 단부로부터 연장된 양극탭은 양극탭들끼리 모아져 양극리드로 연결되고 타측에서 음극집전체의 단부로부터 연장된 음극탭은 음극탭들끼리 모아져 음극리드로 연결되는 전극조립체가 제공되는 전극조립체제공단계; 및 상기 전해액과 분자결합이 이뤄지지 않고 서로 밀어내는 소수성(hydrophobicity)을 갖는 코팅부가 전극조립체에서 적층방향에 수직한 방향을 기준으로 상기 양극의 단부 및 상기 음극의 단부에 도포 또는 코팅하는 코팅부코팅단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, a method for manufacturing a secondary battery is additionally provided as another example. The method of manufacturing a secondary battery provided by the present invention is a method of manufacturing a secondary battery in which an electrode assembly and an electrolyte are built into a pouch. The cathode slurry is applied to the surface of the cathode current collector, the separator, and the cathode current collector. The applied negative electrode is repeatedly stacked in a predetermined number, and on one side, the positive electrode tab extending from the end of the positive electrode current collector is gathered together and connected to the positive electrode lead, and on the other side, the negative electrode tab extending from the end of the negative electrode current collector is connected to the negative electrode tab. An electrode assembly providing step of providing an electrode assembly that is gathered together and connected to a cathode lead; And a coating portion coating step in which a coating portion having hydrophobicity that does not form a molecular bond with the electrolyte solution and repels each other is applied or coated to the end of the positive electrode and the end of the negative electrode based on the direction perpendicular to the stacking direction in the electrode assembly. It is characterized by including ;.

상기 코팅부코팅단계에서는, 상기 분리막은 끝단이 돌출되도록 양극 및 음극 보다 더 넓은 면적을 가짐으로써 양극 및 음극의 양측 단부에서 이웃하는 분리막들 사이에서 파인공간을 형성하고, 상기 코팅부는 이웃하는 분리막들 사이의 파인 공간 공간을 메우도록 도포 또는 코팅될 수 있다.In the coating portion coating step, the separator has a larger area than the anode and cathode so that the ends protrude, thereby forming a recessed space between neighboring separators at both ends of the anode and cathode, and the coating portion is connected to the adjacent separators. It may be applied or coated to fill the hollow space between the two.

또는, 상기 코팅부코팅단계에서는, 상기 양극탭은 양극슬러리가 도포되지 않은 지점에서부터 미리정해진 지점까지 표면에 코팅부가 코팅되고, 상기 음극탭은 음극슬러리가 도포되지 않은 지점에서부터 미리정해진 지점까지 표면에 코팅부가 도포 또는 코팅될 수 있다.Alternatively, in the coating portion coating step, the positive electrode tab is coated with a coating on the surface from the point where the positive electrode slurry is not applied to a predetermined point, and the negative electrode tab is coated on the surface from the point where the negative electrode slurry is not applied to a predetermined point. The coating may be applied or coated.

위와 같은 기술적 특징을 갖는 본 발명에 따른 이차전지는 전해액과 분자결합이 이뤄지지 않고 서로 밀어내는 소수성(hydrophobicity)을 갖는 코팅부가 양극의 단부 및 음극의 단부에 도포 또는 코팅되어, 양극탭과 음극탭의 단선이 발생하더라도 상기 양극탭과 음극탭 및 음극집전체와 양극집전체로 리튬이온이 이동하는 것을 방지하여 (단선이 발생하여 전자 이동이 이뤄지지 않는) 음극으로 상기 리튬이온이 이동됨으로써 리튬 석출이 발생하는 문제점을 해소할 수 있다. The secondary battery according to the present invention, which has the above technical characteristics, is coated or coated on the end of the positive electrode and the negative electrode with a coating having hydrophobicity that does not form a molecular bond with the electrolyte solution and repels each other, so that the positive electrode tab and the negative electrode tab are separated. Even if a disconnection occurs, the lithium ions are prevented from moving to the positive electrode tab, the negative electrode tab, the negative electrode current collector, and the positive electrode current collector, and the lithium ions move to the negative electrode (where electron movement does not occur due to disconnection), resulting in lithium precipitation. The problem can be solved.

즉, (정상적인 상황에서는 분리막을 통과하여 이동해야하는) 리튬이온이 음극탭 또는 양극탭의 단선 이후, 양극집전체와 음극집전체의 노출된 단부 및/또는 음극탭과 양극탭의 표면을 통해 리튬이온이 출입하는 것을 방지 또는 최소화함으로써 리튬 석출을 방지하며, 석출되더라도 그 석출양을 최소화할 수 있는 효과를 갖는다.In other words, lithium ions (which must move through the separator under normal circumstances) are transferred through the exposed ends of the positive electrode current collector and negative electrode current collector and/or the surfaces of the negative electrode tab and positive electrode tab after disconnection of the negative electrode tab or positive electrode tab. Precipitation of lithium is prevented by preventing or minimizing its ingress and egress, and even if it does precipitate, it has the effect of minimizing the amount of lithium precipitation.

상기 코팅부는 분리막들 사이의 파인공간을 메우므로써, 양극과 음극의 단부에서 돌출된 분리막의 끝단을 고정시킬 수 있다.By filling the recessed space between the separators, the coating part can fix the ends of the separator protruding from the ends of the anode and the cathode.

도 1 은 종래 구조의 전극조립체에서 음극탭에 단선이 발생한 모습이 도시된 도면.
도 2 는 본 발명에 따라 전극조립체의 양측 단부의 파인공간을 메우도록 코팅부가 도포된 모습이 도시된 도면.
도 3 은 극성 분자 구조의 모습<I>과 무극성 분자 구조의 모습<II>이 도시된 도면.
도 4 는 음극의 양측 단부 중 음극탭이 돌출되지 않은 단부의 해당 파인공간에 코팅부가 메워지고, 양극의 양측 단부 중 양극탭이 돌출되지 않은 단부의 해당 파인공간에 코팅부가 메워진 모습이 도시된 도면.
도 5 는 양극집전체에서 양극슬러리가 도포되지 않은 지점의 표면에 코팅부가 코팅되고, 음극집전체에서 음극슬러리가 도포되지 않은 지점의 표면에 코팅부가 코팅된 모습이 도시된 도면.
도 6 은 음극집전체에서 음극슬러리가 도포되지 않은 지점에서부터 음극탭끼리 모아진 지점들까지 그리고 양극집전체에서 양극슬러리가 도포되지 않은 지점에서부터 양극탭끼리 모아진 지점들까지 코팅부가 코팅된 모습이 도시된 도면.Figure 1 is a diagram showing a disconnection occurring in a negative electrode tab in an electrode assembly of a conventional structure.
Figure 2 is a view showing a coating applied to fill the recessed space at both ends of the electrode assembly according to the present invention.
Figure 3 is a diagram showing a polar molecular structure <I> and a non-polar molecular structure <II>.
Figure 4 is a view showing the coating filling the corresponding hollow space at the end where the negative electrode tab does not protrude among both ends of the cathode, and the coating filling the corresponding hollow space at the end where the positive electrode tab does not protrude among both ends of the positive electrode. .
FIG. 5 is a view showing a coating portion being coated on the surface of a positive electrode current collector at a point where the positive electrode slurry is not applied, and a coating portion being coated on the surface of a negative electrode current collector where the negative electrode slurry is not applied.
Figure 6 shows the coating portion from the point where the negative electrode slurry is not applied on the negative electrode current collector to the point where the negative electrode tabs are gathered together, and from the point where the positive electrode slurry is not applied on the positive electrode current collector to the point where the positive electrode tabs are gathered together. floor plan.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, based on the attached drawings, the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice it. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly explain the present invention, parts that are not relevant to the description are omitted, and identical or similar components are assigned the same reference numerals throughout the specification.

또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 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.In addition, terms or words used in this specification and patent claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor appropriately defines the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. It must be interpreted with meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be done.

본 발명은 음극탭 또는 양극탭의 단선에 의해 리튬석출이 발생하는 종래 구조의 문제를 해소할 수 있는 이차전지 및 이차전지의 제조방법에 관한 것으로써, 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 제공하는 실시예들을 더욱 상세히 설명한다.The present invention relates to a secondary battery and a method of manufacturing a secondary battery that can solve the problem of the conventional structure in which lithium precipitation occurs due to disconnection of the negative electrode tab or positive electrode tab. Referring to the accompanying drawings, the present invention provides The embodiments will be described in more detail.

제1실시예Embodiment 1

본 발명에서는 이차전지를 제1실시예로써 제공하며, 이 실시예에서 제공되는 이차전지는 전극조립체(100)와 전해액(300)이 파우치(200)에 내장된 파우치형 이차전지로써 적층형 전극조립체(100)가 탑재되며, 상기 전극조립체(100)에는 코팅부(40)가 도포 또는 코팅된 구조를 갖는다.In the present invention, a secondary battery is provided as a first embodiment. The secondary battery provided in this embodiment is a pouch-type secondary battery in which the electrode assembly 100 and the electrolyte 300 are built into the pouch 200, and is a stacked electrode assembly ( 100) is mounted, and the electrode assembly 100 has a structure in which a coating portion 40 is applied or coated.

본 발명에 따라 전극조립체(100)의 양측 단부의 파인공간(31)을 메우도록 코팅부(40)가 도포된 모습이 도시된 도 2 를 참조하면, 이 실시예에서 제공되는 전극조립체(100)는 미리 정해진 층수만큼 음극(20), 분리막(30), 양극(10)이 반복되도록 적층되는 구조를 갖는다. Referring to FIG. 2, which shows the coating portion 40 applied to fill the recessed space 31 at both ends of the electrode assembly 100 according to the present invention, the electrode assembly 100 provided in this embodiment is shown. has a structure in which the cathode 20, separator 30, and anode 10 are repeatedly stacked by a predetermined number of layers.

상기 양극(10)은 통상적으로 알루미늄으로 제조되는 양극집전체(10b)의 양면(상면과 하면)의 표면에 양극슬러리(10a)가 도포된 구조를 갖는다. 이때, 양극슬러리(10a)는 양극집전체(10b)의 일측 단부에서 연장된 양극탭(10c)에는 도포되지 않는다.The positive electrode 10 has a structure in which positive electrode slurry 10a is applied to both surfaces (upper and lower surfaces) of a positive electrode current collector 10b, which is usually made of aluminum. At this time, the positive electrode slurry 10a is not applied to the positive electrode tab 10c extending from one end of the positive electrode current collector 10b.

상기 음극(20)은 통상적으로 구리로 제조되는 음극집전체(20b)의 양면(상면과 하면)의 표면에 음극슬러리(20a)가 도포된 구조를 갖는다. 상기 음극(20)은 양극(10)보다 더 큰 면적을 갖되 분리막(30) 보다는 좁은 면적을 갖도록 제조된다. 아울러, 음극슬러리(20a)도 음극집전체(20b)의 일측 단부에서 연장된 음극탭(20c)에는 도포되지 않는다.The negative electrode 20 has a structure in which the negative electrode slurry 20a is applied to both surfaces (upper and lower surfaces) of a negative electrode current collector 20b, which is usually made of copper. The cathode 20 is manufactured to have a larger area than the anode 10 but a smaller area than the separator 30. In addition, the negative electrode slurry 20a is not applied to the negative electrode tab 20c extending from one end of the negative electrode current collector 20b.

그리고, 음극(20)과 양극(10) 사이에 배치되는 분리막(30)은 양극(10) 및 음극(20)보다 더 큰 면적을 갖도록 제공되며 최상층 및 최하층 각각에도 추가적으로 제공되어, 양극(10)과 음극(20)의 양측 단부 각각에 파인공간(31)을 형성한다. 이때, 최상층 분리막(30)의 아래와 최하층 분리막(30)의 위에는 음극(20)이 적층되도록 구성된다.In addition, the separator 30 disposed between the cathode 20 and the anode 10 is provided to have a larger area than the anode 10 and the cathode 20 and is additionally provided on each of the uppermost and lowermost layers, so that the anode 10 A recessed space 31 is formed at each end of the cathode 20. At this time, the cathode 20 is stacked below the uppermost separator 30 and above the lowermost separator 30.

이 실시예에서, 상기 양극탭(10c)과 음극탭(20c)은 전극조립체(100)의 양측에서 서로 반대쪽을 향하도록 배치된다. 따라서, 일측에서(도 2 를 기준으로 왼쪽에서) 양극집전체(10b)의 단부로부터 연장된 양극탭(10c)은 양극탭들(10c)끼리 모아져 양극리드(11)로 연결되고 타측에서(도 2 를 기준으로 오른쪽에서) 음극집전체(20b)의 단부로부터 연장된 음극탭(20c)은 음극탭들(20c)끼리 모아져 음극리드(21)로 연결된다.In this embodiment, the anode tab 10c and the cathode tab 20c are arranged on both sides of the electrode assembly 100 to face away from each other. Accordingly, the positive electrode tab 10c extending from the end of the positive electrode current collector 10b on one side (from the left with reference to Figure 2) is connected to the positive electrode lead 11 by gathering the positive electrode tabs 10c together, and on the other side (Figure 2) The negative electrode tabs 20c extending from the end of the negative electrode current collector 20b (from the right at 2) are gathered together and connected to the negative electrode lead 21.

그리고, 이 실시예에서 제공되는 전극조립체(100)는 전해액(300)과 분자결합이 이뤄지지 않고 서로 밀어내는 소수성(hydrophobicity)을 갖는 코팅부(40)가 전극조립체(100)에서 적층방향에 수직한 방향을 기준으로(즉, 도 2 기준 좌측 및 우측으로) 상기 양극(10)의 단부 및 상기 음극(20)의 단부에 도포 또는 코팅된다.In addition, the electrode assembly 100 provided in this embodiment has a coating portion 40 having hydrophobicity that does not form a molecular bond with the electrolyte solution 300 but repels each other, and is positioned perpendicular to the stacking direction in the electrode assembly 100. It is applied or coated to the end of the anode 10 and the end of the cathode 20 based on the direction (i.e., to the left and right of FIG. 2).

즉, 극성인 물과 무극성인 기름이 섞이지 않고 서로 밀어내는 성질을 갖는 것과 같이, 통상적으로 이차전지에 사용되는 전해액(300)은 극성을 갖는 분자구조를 갖는 점을 이용하여 코팅부(40)를 무극성 분자구조를 갖도록 제조함으로써 전해액(300)에 대해 소수성을 부여할 수 있다.In other words, just as polar water and non-polar oil do not mix and have the property of repelling each other, the electrolyte solution 300 typically used in secondary batteries has a polar molecular structure to form the coating portion 40. Hydrophobicity can be imparted to the electrolyte solution 300 by manufacturing it to have a non-polar molecular structure.

극성 분자 구조의 모습<I>과 무극성 분자 구조의 모습<II>이 도시된 도 3 에 나타난 바와 같이, 극성 분자구조는 +극을 갖는 원자에 -극을 갖는 원자 복수개가 결합된 구조를 갖는다. 이때, '+극 원자'와 '-극 원자'의 결합위치에 따라 대칭 또는 비대칭 구조를 갖게 되며, 비대칭 구조를 갖는 경우 '극성'을 띄게 되고 대칭구조를 갖는 '비극성'을 띄게 된다. 따라서, 전해액(300)의 분자구조는 '극성'을 가지므로, 코팅부(40)를 '비극성' 분자구조를 갖도록 제조함으로써 상기 코팅부(40)는 전해액(300)에 대해 소수성을 띌 수 있다.As shown in Figure 3, which shows the polar molecular structure <I> and the non-polar molecular structure <II>, the polar molecular structure has a structure in which a plurality of atoms with a - pole are bonded to an atom with a + pole. At this time, it has a symmetric or asymmetric structure depending on the bonding position of the '+ pole atom' and the '-pole atom'. If it has an asymmetric structure, it has a 'polar' structure, and if it has a symmetric structure, it has a 'nonpolar' structure. Therefore, since the molecular structure of the electrolyte solution 300 is 'polar', the coating part 40 is manufactured to have a 'non-polar' molecular structure, so that the coating part 40 can be hydrophobic to the electrolyte solution 300. .

또한, 전해액(300)의 표면에너지(γsv: surface energy), 접촉면에서의 표면장력들(γsl,γlv: surface tension), 접촉각(θ:contact angle)은 실험 및 계측을 통해 알 수 있으므로, 접촉각에 대한 Young's equation() 을 이용하여, 접촉각이 90° 이상되는 물질을 선정하여 코팅부(40)의 성분 및 분자구조를 설계할 수 있다.In addition, the surface energy (γ sv : surface energy) of the electrolyte 300, the surface tension at the contact surface (γ sl , γ lv : surface tension), and the contact angle (θ: contact angle) can be known through experiments and measurements. , Young's equation for contact angle ( ), the components and molecular structure of the coating portion 40 can be designed by selecting a material with a contact angle of 90° or more.

가령, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE: Polytetrafluoroethylene) 등과 같은 물질에 소수성을 부여하여 코팅재(40)로 사용할 수 있을 것이다. 이 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 공지된 물질로부터 전해액(400)에 대해 소수성을 갖는 코팅재(40)를 제조하거나 공지된 물질 중에 선택하는 것이 가능할 것이므로, 코팅재(40)의 상세한 제조방법은 이하 생략한다.For example, a material such as polytetrafluoroethylene (PTFE) may be used as a coating material 40 by imparting hydrophobicity to it. Anyone with ordinary knowledge in this field will be able to manufacture the coating material 40 having hydrophobicity to the electrolyte solution 400 from known materials or select from known materials. Therefore, the detailed manufacturing method of the coating material 40 is described below. Omit it.

한편, 도 4 에 도시된 바와 같이, 음극(20)의 양측 단부 중 음극탭(20c)이 돌출되지 않은 단부의 해당 파인공간(31)에만 코팅부(40)가 메워지고, 양극(10)의 양측 단부 중 양극탭(10c)이 돌출되지 않은 단부의 해당 파인공간(31)에만 코팅부(40)가 메워질 수 있다. 이 경우에는 도 2 에 도시된 바와 같이 양측 파인공간(31) 모두에 코팅부(40)가 메워지는 경우 보다 리튬 석출 억제 성능이 저하될 수 있으나, 제조공정상 음극탭(20c)과 양극탭(10c)이 돌출된 단부에서 코팅부(40)를 도포할 수 없을 때 적용할 수 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 4, the coating portion 40 is filled only in the recessed space 31 on both ends of the cathode 20 where the cathode tab 20c does not protrude, and the anode 10 The coating portion 40 can be filled only in the corresponding recessed space 31 at the end where the anode tab 10c does not protrude among both ends. In this case, as shown in FIG. 2, the lithium precipitation suppression performance may be lower than when the coating portion 40 fills both recessed spaces 31 on both sides, but during the manufacturing process, the negative electrode tab 20c and the positive electrode tab 10c ) can be applied when the coating portion 40 cannot be applied to the protruding end.

즉, 도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 코팅부(40)는 양극(10)의 양측 단부 각각 및 음극(20)의 양측 단부 각각에 도포 또는 코팅될 수 있고, 제조 공정상 코팅부(40)의 도포 시 음극탭(20c) 및 양극탭(10c)과 간섭이 발생한다면, 도 4 에 도시된 바와 같이, 양극탭(10c) 또는 음극탭(20c)이 돌출된 단부에는 미도포하고 그 반대쪽 단부에만 코팅부(40)가 도포될 수 있다.That is, as shown in FIG. 2, the coating portion 40 may be applied or coated on each of both ends of the anode 10 and both ends of the cathode 20, and during the manufacturing process, the coating portion 40 If interference occurs with the negative electrode tab 20c and the positive electrode tab 10c when applied, as shown in FIG. 4, do not apply to the protruding end of the positive electrode tab 10c or the negative electrode tab 20c and apply it to the opposite end. The coating portion 40 can be applied only to.

도 5 는 양극집전체(10b)에서 양극슬러리(10a)가 도포되지 않은 지점의 표면에 코팅부(40)가 코팅되고, 음극집전체(20b)에서 음극슬러리(20a)가 도포되지 않은 지점의 표면에 코팅부(40)가 코팅된 모습이 도시된 도면이며, 도 6 은 음극집전체(20b)에서 음극슬러리(20a)가 도포되지 않은 지점에서부터 음극탭(20c)끼리 모아진 지점들까지 그리고 양극집전체(10b)에서 양극슬러리(10a)가 도포되지 않은 지점에서부터 양극탭(10c)끼리 모아진 지점들까지 코팅부(40)가 코팅된 모습이 도시된 도면이다. Figure 5 shows the coating portion 40 coated on the surface of the positive electrode current collector 10b at a point where the positive electrode slurry 10a is not applied, and the negative electrode current collector 20b at a point where the negative electrode slurry 20a is not applied. It is a drawing showing the surface coated with the coating portion 40, and FIG. 6 shows the graph from the point where the negative electrode slurry 20a is not applied on the negative electrode current collector 20b to the points where the negative electrode tabs 20c are gathered together, and the positive electrode current collector 20b. This diagram shows the coating portion 40 being coated from the point where the positive electrode slurry 10a is not applied on the current collector 10b to the point where the positive electrode tabs 10c are gathered together.

한편, 도 2, 4 에 도시된 바와 같이, 상기 코팅부(40)는 이웃하는 분리막들(30) 사이의 파인공간(31)을 메우도록 배치될 수 있으나, 이는 음극(20), 분리막(30), 양극(10)의 적층이 이뤄진 후 진행되야한다. 하지만, 적층이 이뤄지기 전에 음극집전체(20b)와 음극탭(20c) 및 양극탭(10c)과 양극집전체(10b) 각각에 코팅부(40)가 코팅된 상태로 적층이 이뤄지면 제조공정이 더 단순화될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIGS. 2 and 4, the coating portion 40 may be arranged to fill the recessed space 31 between neighboring separators 30, but this is not the case between the cathode 20 and the separator 30. ), must be carried out after the anode 10 has been laminated. However, before lamination, if lamination is performed with the coating portion 40 coated on each of the negative electrode current collector 20b, the negative electrode tab 20c, and the positive electrode tab 10c and the positive electrode current collector 10b, the manufacturing process This can be further simplified.

이에 따라서, 이 실시예에서는 양극집전체(10b)와 양극탭(10c) 및 음극집전체(20b)와 음극탭(20c) 표면에 코팅부(40)가 코팅된 구조를 제공한다. 이때, 양극집전체(10b)는 양극슬러리(10a)가 도포되지 않고 양극집전체(10b)의 단부가 노출된 부분 그리고, 음극집전체(20b)는 음극슬러리(20a)가 도포되지 않고 음극집전체(20b)의 단부가 노출된 부분에만 코팅부가 코팅된다. Accordingly, in this embodiment, a structure is provided in which the coating portion 40 is coated on the surfaces of the positive electrode current collector 10b and the positive electrode tab 10c and the negative electrode current collector 20b and the negative electrode tab 20c. At this time, the positive electrode current collector 10b is a portion where the positive electrode slurry 10a is not applied and the end of the positive electrode current collector 10b is exposed, and the negative electrode current collector 20b is a portion where the positive electrode slurry 10a is not applied and the negative electrode current collector 20b is a negative electrode current collector 10a. The coating portion is applied only to exposed portions of the entire body 20b.

상기 양극(10)의 단부에 도포 또는 코팅된 코팅부(40)는 양극탭(10c)의 표면 일부를 덮고, 상기 음극(20)의 단부에 도포 또는 코팅된 코팅부(40)는 음극탭(20c)의 표면 일부를 덮을 수 있다. 아울러, 슬러리가 도포되지 않고 노출되는 양극집전체(10b)의 단부 및 음극집전체(20b)의 단부를 노출시키지 않도록 도포 또는 코팅될 수 있다. 즉, 도 5, 6 에 나타난 바와 같이 양극탭(10c)의 반대쪽에서 노출된 양극집전체(10b)의 끝단 및 음극탭(20c)의 반대쪽에서 노출된 음극집전체(20b)의 끝단 각각에도 코팅부(40)가 코팅될 수 있다. The coating portion 40 applied or coated to the end of the positive electrode 10 covers a portion of the surface of the positive electrode tab 10c, and the coating portion 40 applied or coated to the end of the negative electrode 20 covers the negative electrode tab (10c). It can cover part of the surface of 20c). In addition, the slurry may be applied or coated so as not to expose the ends of the positive electrode current collector 10b and the ends of the negative electrode current collector 20b that are exposed without being applied. That is, as shown in FIGS. 5 and 6, the end of the positive electrode current collector 10b exposed on the other side of the positive electrode tab 10c and the end of the negative electrode current collector 20b exposed on the other side of the negative electrode tab 20c are also coated. Part 40 may be coated.

이때, 상기 양극탭(10c)은 양극슬러리(10a)가 도포되지 않은 지점에서부터 미리정해진 지점까지 표면에 코팅부(40)가 도포 또는 코팅되고, 상기 음극탭(20c)은 음극슬러리(20a)가 도포되지 않은 지점에서부터 미리정해진 지점까지 표면에 코팅부(40)가 도포 또는 코팅될 수 있다.At this time, the positive electrode tab 10c is coated with a coating portion 40 on the surface from the point where the positive electrode slurry 10a is not applied to a predetermined point, and the negative electrode tab 20c is coated with the negative electrode slurry 20a. The coating portion 40 may be applied or coated on the surface from an unapplied point to a predetermined point.

도 6 을 참조하면, 상기 양극탭(10c)에서 미리정해진 지점은 양극탭들(10c)끼리 모아지는 지점이고, 상기 음극탭(20c)에서 미리정해진 지점은 음극탭들(20c)끼리 모아지는 지점일 수 있다. 다만, 코팅부(40)가 코팅되는 영역은 선택적으로 조절될 수 있다.Referring to FIG. 6, a predetermined point on the positive electrode tab 10c is a point where the positive electrode tabs 10c are gathered together, and a predetermined point on the negative electrode tab 20c is a point where the negative electrode tabs 20c are gathered together. It can be. However, the area where the coating portion 40 is coated can be selectively adjusted.

또는, 양극(10)의 양측 단부에서 이웃하는 분리막들 사이에서 형성된 파인공간(31) 중 어느 한 곳에서는 양극탭(10c)이 연장되고 다른 한 곳에서는 코팅부(40)가 메워지며, 음극(20)의 양측 단부에서 이웃하는 분리막들(30) 사이에서 형성된 파인공간(31) 중 어느 한 곳에서는 음극탭(20c)이 연장될 때, 다른 한 곳에서는 코팅부(40)가 메워질 수 있다. 즉, 양극탭(10c)이 돌출된 부분과 음극탭(20c)이 돌출된 단부는 (도 5, 6 에 도시된 바와 같이) 상기 양극탭(10c)과 음극탭(20c)의 표면에 코팅부(40)가 코팅된 구조를 가질 수 있고, 그 반대쪽은 (도 2, 4 에 도시된 바와 같이) 파인공간(31)에 코팅부(40)가 메워진 구조를 가질 수 있다.Alternatively, the positive electrode tab 10c is extended in one of the recessed spaces 31 formed between neighboring separators at both ends of the positive electrode 10, the coating portion 40 is filled in the other, and the negative electrode ( When the cathode tab 20c is extended in one of the recessed spaces 31 formed between neighboring separators 30 at both ends of 20), the coating portion 40 can be filled in the other portion. . That is, the protruding portion of the positive electrode tab 10c and the protruding end of the negative electrode tab 20c are coated on the surfaces of the positive electrode tab 10c and the negative electrode tab 20c (as shown in FIGS. 5 and 6). 40 may have a coated structure, and the opposite side may have a structure in which the coated portion 40 fills the recessed space 31 (as shown in FIGS. 2 and 4).

한편, 전술한 바와 같이, 각각의 음극(20)과 양극(10)의 단부에 파인공간(31)이 형성될 수 있게 이 실시예에서 제공되는 상기 전극조립체(100)의 최상층과 최하층에는 분리막(30)이 적층되며, 상기 최상층 분리막(30)의 바로 아래에는 음극(20)이 적층되고 최하층 분리막(30)의 바로 위에도 음극(20)이 적층된다. 그리고, 상기 전해액(300)은 극성을 띄는 분자구조를 가지며, 상기 코팅부(40)는 비극성을 띄는 분자구조를 갖도록 제조될 수 있다.Meanwhile, as described above, a separation membrane ( 30) are stacked, and the cathode 20 is stacked directly below the uppermost separator 30, and the cathode 20 is also stacked directly above the lowermost separator 30. In addition, the electrolyte solution 300 may have a polar molecular structure, and the coating part 40 may be manufactured to have a non-polar molecular structure.

제2실시예Second embodiment

본 발명에서는 이차전지의 제조방법을 제2실시예로써 제공한다. In the present invention, a method for manufacturing a secondary battery is provided as a second embodiment.

이 실시예에서 제공하는 이차전지의 제조방법은 전극조립체제공단계 및 코팅부코팅단계를 포함한다. The manufacturing method of the secondary battery provided in this embodiment includes an electrode assembly providing step and a coating portion coating step.

상기 전극조립체제공단계는 양극집전체(10b) 표면에 양극슬러리(10a)가 도포된 양극(10), 분리막(30), 음극집전체(20b) 표면에 음극슬러리(20a)가 도포된 음극(20)이 미리정해진 개수만큼 반복적층되어 전극조립체(100)로 제공된다. 그리고, 일측에서 양극집전체(10b)의 단부로부터 연장된 양극탭(10c)은 양극탭들(10c)끼리 모아져 양극리드(11)로 연결되고 타측에서 음극집전체(20b)의 단부로부터 연장된 음극탭(20c)은 음극탭들(20c)끼리 모아져 음극리드(21)로 연결된다.The electrode assembly manufacturing step includes the positive electrode 10 with the positive electrode slurry 10a applied to the surface of the positive electrode current collector 10b, the separator 30, and the negative electrode with the negative electrode slurry 20a applied to the surface of the negative electrode current collector 20b ( 20) are repeatedly stacked in a predetermined number and provided as the electrode assembly 100. In addition, the positive electrode tab 10c extending from the end of the positive electrode current collector 10b on one side is connected to the positive electrode lead 11 by gathering the positive electrode tabs 10c together, and extending from the end of the negative electrode current collector 20b on the other side. The negative electrode tabs 20c are gathered together and connected to the negative electrode lead 21.

상기 코팅부코팅단계에서는 전해액(300)과 분자결합이 이뤄지지 않고 서로 밀어내는 소수성(hydrophobicity)을 갖는 코팅부(40)가 전극조립체(100)에서 적층방향에 수직한 방향을 기준으로 상기 양극(10)의 단부 및 상기 음극(20)의 단부에 도포 또는 코팅된다.In the coating portion coating step, the coating portion 40, which has hydrophobicity that does not form a molecular bond with the electrolyte 300 and repels each other, is formed on the positive electrode 10 based on the direction perpendicular to the stacking direction in the electrode assembly 100. ) is applied or coated to the end of the cathode 20 and the end of the cathode 20.

다만, 코팅부(40)가 파인공간(31)을 메우는 구조인지 또는 코팅부(40)가 집전체(10b, 20b)의 표면에 코팅되는 구조인지에 따라 전극조립체제공단계와 코팅부코팅단계의 순서가 정해진다.However, the electrode assembly providing step and the coating portion coating step depend on whether the coating portion 40 has a structure that fills the recessed space 31 or the coating portion 40 has a structure that is coated on the surface of the current collectors 10b and 20b. The order is determined.

즉, 상기 코팅부코팅단계에서는, 상기 분리막(30)은 끝단이 돌출되도록 양극(10) 및 음극(20) 보다 더 넓은 면적을 가짐으로써 양극(10) 및 음극(20)의 양측 단부에서 이웃하는 분리막들(30) 사이에서 파인공간(31)이 형성되고, 상기 코팅부(40)는 이웃하는 분리막들(30) 사이의 파인공간(31)을 메우도록 도포 또는 코팅될 수 있다. 이 경우에는 전극조립체제공단계가 이뤄진 후, 코팅부코팅단계가 진행된다.That is, in the coating step, the separator 30 has a larger area than the anode 10 and the cathode 20 so that the ends protrude, so that the separator 30 is adjacent to the anode 10 and the cathode 20 at both ends. A fine space 31 is formed between the separators 30, and the coating portion 40 may be applied or coated to fill the fine space 31 between neighboring separators 30. In this case, after the electrode assembly production step is completed, the coating step is performed.

반면, 상기 코팅부코팅단계에서는, 상기 양극탭(10c)은 양극슬러리(10a)가 도포되지 않은 지점에서부터 미리정해진 지점까지 표면에 코팅부(40)가 코팅되고, 상기 음극탭(20c)은 음극슬러리(20a)가 도포되지 않은 지점에서부터 미리정해진 지점까지 표면에 코팅부(40)가 도포 또는 코팅될 수 있다. 이 경우에는 전극조립체제공단계가 이뤄진 후, 코팅부코팅단계가 이뤄질 수도 있으나, 음극(20), 양극(10)의 적층이 이뤄지기 전에 코팅부(40)를 코팅하는 것이 더 용이하므로, 코팅부코팅단계가 진행된 후, 전극조립체제공단계가 이뤄지거나, 전극조립체제공단계가 진행 중에 코팅부코팅단계가 실시된 다음에 전극조립체제공단계가 다시 진행되게 구성될 수도 있다.On the other hand, in the coating portion coating step, the positive electrode tab 10c is coated with a coating portion 40 on the surface from the point where the positive electrode slurry 10a is not applied to a predetermined point, and the negative electrode tab 20c is the negative electrode. The coating portion 40 may be applied or coated on the surface from a point where the slurry 20a is not applied to a predetermined point. In this case, the coating portion coating step may be performed after the electrode assembly preparation step is performed, but it is easier to coat the coating portion 40 before the lamination of the cathode 20 and the anode 10 is performed. After the coating step is performed, the electrode assembly providing step may be performed, or the coating portion coating step may be performed while the electrode assembly providing step is in progress, and then the electrode assembly providing step may be performed again.

위와 같은 기술적 특징을 갖는 본 발명에 따른 이차전지는 전해액(300)과 분자결합이 이뤄지지 않고 서로 밀어내는 소수성(hydrophobicity)을 갖는 코팅부(40)가 양극(10)의 단부 및 음극(20)의 단부에 도포 또는 코팅되어, 양극탭(10c)과 음극탭(20c)의 단선이 발생하더라도 상기 양극탭(10c)과 음극탭(20c) 및 음극집전체(20b)와 양극집전체(10b)로 리튬이온이 이동하는 것을 방지하여 (단선이 발생하여 전자 이동이 이뤄지지 않는) 음극으로 상기 리튬이온이 이동됨으로써 리튬 석출이 발생하는 문제점을 해소할 수 있다. The secondary battery according to the present invention having the above technical characteristics has a coating portion 40 having hydrophobicity that does not form a molecular bond with the electrolyte solution 300 and repels each other, and is attached to the end of the positive electrode 10 and the negative electrode 20. It is applied or coated at the end, so that even if a disconnection occurs between the positive electrode tab 10c and the negative electrode tab 20c, the positive electrode tab 10c, the negative electrode tab 20c, the negative electrode current collector 20b, and the positive electrode current collector 10b are connected to the positive electrode tab 10c and the negative electrode tab 20c. By preventing the movement of lithium ions, the problem of lithium precipitation can be solved by moving the lithium ions to the negative electrode (where electrons do not move due to disconnection).

즉, (정상적인 상황에서는 분리막을 통과하여 이동해야하는) 리튬이온이 음극탭(20c) 또는 양극탭(10c)의 단선 이후, 양극집전체와 음극집전체의 노출된 단부 및/또는 음극탭과 양극탭의 표면을 통해 리튬이온이 출입하는 것을 방지 또는 최소화함으로써 리튬 석출을 방지하며, 석출되더라도 그 양을 최소화할 수 있는 효과가 있다.That is, lithium ions (which must move through the separator under normal circumstances) are transferred to the exposed ends of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector and/or the negative electrode tab and the positive electrode tab after disconnection of the negative electrode tab 20c or the positive electrode tab 10c. Precipitation of lithium is prevented by preventing or minimizing the entry and exit of lithium ions through the surface, and even if it does precipitate, it has the effect of minimizing the amount.

상기 코팅부는 분리막들 사이의 파인공간을 메우므로써, 양극과 음극의 단부에서 돌출된 분리막의 끝단을 고정시킬 수 있다.By filling the recessed space between the separators, the coating part can fix the ends of the separator protruding from the ends of the anode and the cathode.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.Although the present invention has been described above with limited examples and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the following description will be provided by those skilled in the art in the technical field to which the present invention pertains. Various implementations are possible within the scope of equivalency of the patent claims.

10: 양극 10a: 양극슬러리, 10b: 양극집전체, 10c: 양극탭
11: 양극리드
20: 음극 20a: 음극슬러리, 20b: 음극집전체, 20c: 음극탭
21: 음극리드
30: 분리막
40: 코팅부
100: 전극조립체
200: 파우치
300: 전해액10: positive electrode 10a: positive electrode slurry, 10b: positive electrode current collector, 10c: positive electrode tab
11: positive lead
20: cathode 20a: cathode slurry, 20b: cathode current collector, 20c: cathode tab
21: cathode lead
30: Separator
40: Coating part
100: Electrode assembly
200: Pouch
300: electrolyte

Claims (13)

전극조립체와 전해액이 파우치에 내장된 이차전지에 있어서,
양극집전체 표면에 양극슬러리가 도포된 양극, 분리막, 음극집전체 표면에 음극슬러리가 도포된 음극이 미리정해진 개수만큼 반복적층되며, 일측에서 양극집전체의 단부로부터 연장된 양극탭은 양극탭들끼리 모아져 양극리드로 연결되고 타측에서 음극집전체의 단부로부터 연장된 음극탭은 음극탭들끼리 모아져 음극리드로 연결되는 전극조립체;를 포함하고,
상기 전해액과 분자결합이 이뤄지지 않고 서로 밀어내는 소수성(hydrophobicity)을 갖는 코팅부가 전극조립체에서 적층방향에 수직한 방향을 기준으로 상기 양극의 단부 및 상기 음극의 단부에 도포 또는 코팅된 이차전지.
In a secondary battery in which an electrode assembly and an electrolyte are built into a pouch,
The positive electrode with positive electrode slurry applied to the surface of the positive electrode current collector, the separator, and the negative electrode with negative electrode slurry applied to the surface of the negative electrode current collector are repeatedly stacked in a predetermined number, and the positive electrode tab extending from the end of the positive electrode current collector on one side is called positive electrode tabs. The negative electrode tabs that are gathered together and connected to the positive electrode lead and extending from the end of the negative electrode current collector on the other side include an electrode assembly in which the negative electrode tabs are gathered together and connected to the negative electrode lead,
A secondary battery in which a coating portion having hydrophobicity that does not form a molecular bond with the electrolyte solution and repels each other is applied or coated to the end of the positive electrode and the end of the negative electrode based on the direction perpendicular to the stacking direction in the electrode assembly.
 제 1 항에 있어서,
상기 코팅부는 양극의 양측 단부 각각에 도포 또는 코팅되고,
상기 코팅부는 음극의 양측 단부 각각에 도포 또는 코팅된 이차전지.
According to claim 1,
The coating portion is applied or coated to each end of the anode,
A secondary battery in which the coating portion is applied or coated to each end of the negative electrode.
 제 2 항에 있어서,
상기 양극의 단부에 도포 또는 코팅된 코팅부는 양극탭의 표면 일부를 덮고,
상기 음극의 단부에 도포 또는 코팅된 코팅부는 음극탭의 표면 일부를 덮는 이차전지.
According to claim 2,
The coating applied or coated on the end of the positive electrode covers a portion of the surface of the positive electrode tab,
A secondary battery in which the coating applied or coated on the end of the negative electrode covers a portion of the surface of the negative electrode tab.
 제 1 항에 있어서,
상기 분리막은 끝단이 돌출되도록 양극 및 음극 보다 더 넓은 면적을 가짐으로써 양극 및 음극의 양측 단부에서 이웃하는 분리막들 사이에는 파인공간이 형성되고,
상기 코팅부는 이웃하는 분리막들 사이의 파인공간을 메우는 이차전지.
According to claim 1,
The separator has a larger area than the anode and cathode so that the ends protrude, so that a recessed space is formed between neighboring separators at both ends of the anode and cathode,
A secondary battery in which the coating fills the fine space between neighboring separators.
 제 4 항에 있어서,
양극의 양측 단부에서 이웃하는 분리막들 사이에서 형성된 파인공간 중 어느 한 곳에서는 양극탭이 연장되고 다른 한 곳에서는 코팅부가 메워지며,
음극의 양측 단부에서 이웃하는 분리막들 사이에서 형성된 파인공간 중 어느 한 곳에서는 음극탭이 연장되고 다른 한 곳에서는 코팅부가 메워지는 이차전지.
According to claim 4,
The anode tab is extended in one of the recessed spaces formed between neighboring separators at both ends of the anode, and the coating is filled in in the other,
A secondary battery in which the negative electrode tab extends in one of the fine spaces formed between neighboring separators at both ends of the cathode and the coating part is filled in the other.
 제 4 항에 있어서,
양극의 양측 단부에서 이웃하는 분리막들 사이에서 형성된 파인공간 중 어느 한 곳에서는 양극탭이 연장되고, 그 곳에서 양극탭의 표면을 덮도록 코팅부가 도포 또는 코팅되고, 다른 한 곳에서는 양극집전체에서 이어지게 코팅부가 도포 또는 코팅되며,
음극의 양측 단부에서 이웃하는 분리막들 사이에서 형성된 파인공간 중 어느 한 곳에서는 음극탭이 연장되고 그 곳에서 음극탭의 표면을 덮도록 코팅부가 도포 또는 코팅되고, 다른 한 곳에서는 음극집전체에서 이어지게 코팅부가 도포 또는 코팅된 이차전지.
According to claim 4,
The positive electrode tab is extended in one of the recessed spaces formed between neighboring separators at both ends of the positive electrode, and at that place, a coating is applied or coated to cover the surface of the positive electrode tab, and at the other place, on the positive electrode current collector. The coating portion is applied or coated in succession,
The negative electrode tab is extended in one of the recessed spaces formed between neighboring separators at both ends of the negative electrode, and a coating is applied or coated to cover the surface of the negative electrode tab at that place, and continues at the negative electrode current collector at the other place. A secondary battery with a coating applied or coated.
 제 1 항에 있어서,
상기 양극탭은 양극슬러리가 도포되지 않은 지점에서부터 미리정해진 지점까지 표면에 코팅부가 도포 또는 코팅되고,
상기 음극탭은 음극슬러리가 도포되지 않은 지점에서부터 미리정해진 지점까지 표면에 코팅부가 도포 또는 코팅된 이차전지.
According to claim 1,
The positive electrode tab is coated or coated with a coating on the surface from the point where the positive electrode slurry is not applied to a predetermined point,
The negative electrode tab is a secondary battery in which a coating is applied or coated on the surface from a point where the negative electrode slurry is not applied to a predetermined point.
 제 7 항에 있어서,
상기 양극탭에서 미리정해진 지점은 양극탭들끼리 모아지는 지점이고,
상기 음극탭에서 미리정해진 지점은 음극탭들끼리 모아지는 지점인 이차전지.
According to claim 7,
The predetermined point on the positive electrode tab is the point where the positive electrode tabs are gathered together,
A predetermined point on the negative electrode tab is a secondary battery where the negative electrode tabs are gathered together.
 제 1 항에 있어서,
상기 전극조립체의 최상층과 최하층에는 분리막이 적층되며, 상기 최상층 분리막의 바로 아래에는 음극이 적층되고 최하층 분리막의 바로 위에도 음극이 적층된 이차전지.
According to claim 1,
A secondary battery in which a separator is laminated on the uppermost and lowermost layers of the electrode assembly, a cathode is laminated directly below the uppermost separator, and a cathode is laminated just above the lowest layer separator.
 제 1 항에 있어서,
상기 전해액은 극성을 띄는 분자구조를 가지며, 상기 코팅부는 비극성을 띄는 분자구조를 갖는 이차전지.
According to claim 1,
A secondary battery in which the electrolyte solution has a polar molecular structure, and the coating portion has a non-polar molecular structure.
 전극조립체와 전해액이 파우치에 내장된 이차전지의 제조방법에 있어서,
양극집전체 표면에 양극슬러리가 도포된 양극, 분리막, 음극집전체 표면에 음극슬러리가 도포된 음극이 미리정해진 개수만큼 반복적층되며, 일측에서 양극집전체의 단부로부터 연장된 양극탭은 양극탭들끼리 모아져 양극리드로 연결되고 타측에서 음극집전체의 단부로부터 연장된 음극탭은 음극탭들끼리 모아져 음극리드로 연결되는 전극조립체가 제공되는 전극조립체제공단계; 및
상기 전해액과 분자결합이 이뤄지지 않고 서로 밀어내는 소수성(hydrophobicity)을 갖는 코팅부가 전극조립체에서 적층방향에 수직한 방향을 기준으로 상기 양극의 단부 및 상기 음극의 단부에 도포 또는 코팅하는 코팅부코팅단계;를 포함하는 이차전지의 제조방법.
In the method of manufacturing a secondary battery with an electrode assembly and an electrolyte built into a pouch,
The positive electrode with positive electrode slurry applied to the surface of the positive electrode current collector, the separator, and the negative electrode with negative electrode slurry applied to the surface of the negative electrode current collector are repeatedly stacked in a predetermined number, and the positive electrode tab extending from the end of the positive electrode current collector on one side is called positive electrode tabs. An electrode assembly providing step of providing an electrode assembly in which the negative electrode tabs are gathered together and connected to the positive electrode lead, and the negative electrode tabs extending from the end of the negative electrode current collector on the other side are gathered together and connected to the negative electrode lead; and
A coating portion coating step of applying or coating a coating portion having hydrophobicity that does not form a molecular bond with the electrolyte solution and repels each other on the end of the positive electrode and the end of the negative electrode based on a direction perpendicular to the stacking direction in the electrode assembly; A method of manufacturing a secondary battery comprising.
 제 11 항에 있어서,
상기 코팅부코팅단계에서는, 상기 분리막은 끝단이 돌출되도록 양극 및 음극 보다 더 넓은 면적을 가짐으로써 양극 및 음극의 양측 단부에서 이웃하는 분리막들 사이에서 파인공간을 형성하고, 상기 코팅부는 이웃하는 분리막들 사이의 파인 공간 공간을 메우도록 도포 또는 코팅되는 이차전지의 제조방법.
According to claim 11,
In the coating portion coating step, the separator has a larger area than the anode and cathode so that the ends protrude, thereby forming a recessed space between neighboring separators at both ends of the anode and cathode, and the coating portion is connected to the adjacent separators. A method of manufacturing a secondary battery that is applied or coated to fill the space between the fine spaces.
 제 11 항에 있어서,
상기 코팅부코팅단계에서는, 상기 양극탭은 양극슬러리가 도포되지 않은 지점에서부터 미리정해진 지점까지 표면에 코팅부가 코팅되고,
상기 음극탭은 음극슬러리가 도포되지 않은 지점에서부터 미리정해진 지점까지 표면에 코팅부가 도포 또는 코팅되는 이차전지의 제조방법.According to claim 11,
In the coating portion coating step, the positive electrode tab is coated with a coating on the surface from the point where the positive electrode slurry is not applied to a predetermined point,
A method of manufacturing a secondary battery in which a coating is applied or coated on the surface of the negative electrode tab from a point where the negative electrode slurry is not applied to a predetermined point.
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