WO2017217603A1 - 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지 - Google Patents

전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지 Download PDF

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WO2017217603A1
WO2017217603A1 PCT/KR2016/011271 KR2016011271W WO2017217603A1 WO 2017217603 A1 WO2017217603 A1 WO 2017217603A1 KR 2016011271 W KR2016011271 W KR 2016011271W WO 2017217603 A1 WO2017217603 A1 WO 2017217603A1
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electrode
uncoated portion
separator
electrode active
substrate
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PCT/KR2016/011271
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French (fr)
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임재민
이제완
임영창
어수미
조경훈
박승희
김경
정의선
김권철
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삼성에스디아이 주식회사
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    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
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    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
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    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to an electrode assembly and a secondary battery including the same.
  • a rechargeable battery is a battery that repeatedly performs charging and discharging, unlike a primary battery.
  • PE is used as a base film, and a ceramic layer and an acrylate layer are formed on both sides of the film to improve thermal stability and binding between the electrode plates.
  • the separator and the substrate may adhere to each other, and the ceramic layer may not contract well when the penetration occurs, thereby preventing a short circuit between the negative electrode substrate and the positive electrode substrate during the penetration test, thereby preventing the short circuit path from being properly formed.
  • One aspect of the present invention is to provide an electrode assembly and a secondary battery which can form a short circuit between the negative electrode substrate and the positive electrode substrate when a penetration occurs even when using a separator including an acrylate and a ceramic layer.
  • An electrode assembly includes a first electrode having a first electrode active part and a first electrode uncoated part, a second electrode having a second electrode active part facing the first electrode active part and a second electrode uncoated part. And a separator positioned between the first electrode active portion and the second electrode active portion, wherein the first electrode, the separator, and the second electrode are stacked and then rolled up to form a jelly roll, and the second electrode is positioned at the outermost turn.
  • the length of one electrode uncoated portion or the second electrode uncoated portion is 2/3 or more of the length of the outermost turn.
  • the first electrode active portion includes a first substrate and a first active material layer formed on at least one surface of the first substrate, and the second electrode active portion is formed on at least one surface of the second substrate and the second substrate. And an active material layer, wherein the first electrode uncoated portion may extend from the first substrate, and the second electrode uncoated portion may extend from the second substrate.
  • the display device may further include an insulating member positioned between the first electrode uncoated portion and the second electrode uncoated portion.
  • the separator may be positioned between the first electrode uncoated portion and the second electrode uncoated portion, and the insulating member may be attached to the separator by an adhesive layer formed on one surface of the insulating member.
  • the separator includes a support member having a first region facing the first electrode active material layer and the second electrode active material layer, and a second region facing the first electrode uncoated portion and the second electrode uncoated portion; It may include a ceramic layer formed in the first region.
  • a secondary battery is wound up after stacking a first electrode having a first electrode active part and a first electrode uncoated part, a separator, and a second electrode having a second electrode active part and a second electrode uncoated part stacked.
  • a first electrode, a separator, and a second electrode wherein the first electrode, the separator, and the second electrode are stacked and then rolled up to form a jelly roll, and the first electrode uncoated portion or the second electrode is located at the outermost turn.
  • the length of the electrode uncoated portion is at least 2/3 of the length of the outermost turn.
  • the display device may further include a first electrode tab connecting the first electrode uncoated portion and the first terminal, and a second electrode tab connecting the second electrode uncoated portion and the second terminal.
  • the electrode assembly and the secondary battery can easily provide a short circuit path even if the ceramic layer or the acrylate is included.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of an electrode assembly for a secondary battery according to a first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating an electrode assembly according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a penetration test of the electrode assembly of FIG. 3.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a portion of an electrode assembly according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a penetration test of the electrode assembly of FIG. 5.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a portion of an electrode assembly according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a penetration test of the electrode assembly of FIG. 7.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of a rechargeable battery according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line X-X of FIG. 9.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of an electrode assembly for a secondary battery according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view showing an electrode assembly according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a penetration test of the electrode assembly of FIG. 3.
  • an electrode assembly 101 may include a first electrode 121, a second electrode 122, a first electrode 121, and a second electrode ( And a separator 123 positioned between 122.
  • the separator 123 is for insulation, and may be stacked in the order of the first electrode 121, the separator 123, the second electrode 122, and the separator 123.
  • the electrode assembly 101 may be in the form of a jelly roll wound around the winding axis XL in a state in which the first electrode 121, the separator 123, and the second electrode 122 are stacked. If necessary, the electrode assembly 101 may be pressed flatly after being wound, and may have an approximately elliptical cross section.
  • the first electrode 121 includes a first electrode active portion 11a and a first electrode uncoated portion 11b
  • the second electrode 122 includes a second electrode active portion 12a and a second electrode uncoated portion ( 12b).
  • the first electrode active portion 11a and the second electrode active portion 12a are formed of a band-shaped metal foil, respectively, the first base material 11a1, the second base material 12a1, and the first base material 11a1. And a first active material layer 11a2 and a second active material layer 12a2 formed on the second base material 12a1, respectively.
  • the first active material layer 11a2 and the second active material layer 12a2 may be formed on at least one surface of the first substrate 11a1 or the second substrate 12a1, respectively.
  • the first base material 11a1 provides a passage for the movement of charge generated in the first active material layer 11a2 and supports the first active material layer 11a2.
  • the first electrode 121 may be an anode
  • the first substrate 11a1 may include aluminum or an aluminum alloy.
  • the first active material layer 11a2 is prepared by dispersing an electrode mixture including an electrode active material, a binder, a conductor, and the like in a solvent to form a slurry, and then applying it to at least one surface of the first substrate 11a1, drying and compressing the same. Can be formed.
  • the second base material 12a1 provides a passage for the movement of charge generated in the second active material layer 12a2, and supports the second active material layer 12a2.
  • the second electrode 122 may be a cathode
  • the second substrate 12a1 may include copper or a copper alloy.
  • the second active material layer 12a2 is formed by dispersing a solvent in an electrode mixture made of an electrode active material, a binder, a conductive material, and the like to form a slurry, and then applying it to at least one surface of the second substrate 12a1, drying and compressing the same. can do.
  • the first electrode uncoated portion 11b and the second electrode uncoated portion 12b are integrally formed with the first base material 11a1 or the second base material 12a1, and include the first base material 11a1 of the first electrode active part 11a,
  • the second substrate 12a1 of the second electrode active part 12a may be an extended portion.
  • the first electrode uncoated portion 11b and the second electrode uncoated portion 12b do not include an active material layer.
  • the first electrode uncoated portion 11b may be positioned at both sides with respect to the first electrode active portion 11a, and either one of the first electrode uncoated portions 11b for drawing out charges formed by a chemical reaction to the outside.
  • the first electrode tab 21 may be connected.
  • the first electrode tab 21 may be connected to the first electrode uncoated portion 11b by ultrasonic welding.
  • the first electrode tab 21 may include aluminum or an aluminum alloy.
  • the second electrode uncoated portion 12b may be positioned at both sides with respect to the second electrode active portion 12a, and one of the second electrode uncoated portions 12b may withdraw charges formed by a chemical reaction to the outside.
  • the second electrode tab 22 is connected.
  • the second electrode tab 22 may be connected to the second electrode uncoated portion 12b by ultrasonic welding.
  • the second electrode tab 22 may include nickel or a nickel alloy.
  • the winding axis XL will be described below.
  • the electrode uncoated portion adjacent to the winding axis XL is referred to as the central uncoated portions 11b1 and 12b1, and the electrode uncoated portion located relatively far is surrounded. It is called the unsupported parts 11b2 and 12b2.
  • the first electrode tab 21 may be connected to the central plain portion 11b1, and the second electrode tab 22 may be connected to the outer plain portion 12b2, but is not limited thereto. 21 and the second electrode tab 22 may be connected to each of the central plain portions 11b1 and 12b1, or may be connected to the respective outer plain portions 11b2 and 12b2. At this time, the first electrode tab 21 and the second electrode tab 22 are disposed not to be short-circuited.
  • the separator 123 is positioned between the first electrode 121 and the second electrode 122, and prevents a short circuit therebetween.
  • the separator 123 may be formed of a porous film having high ion permeability and mechanical strength.
  • it may be formed of an olefin polymer such as polyethylene, polypropylene, and the like.
  • the separator extends from the first electrode active portion 11a or the second electrode active portion 12a in the longitudinal direction or in the width direction, and the first electrode active portion 11a and the second electrode active are formed by thermal contraction. The occurrence of a short circuit between the portions 12a can be prevented.
  • the electrode assembly 101 may be accommodated in the case while being impregnated with an electrolyte (not shown).
  • an electrolyte As the electrolyte, a non-aqueous electrolyte may be used.
  • the outer periphery of the negative portion 12b2 may be positioned at the outermost portion of the electrode assembly 101.
  • the electrode assembly 101 is rotated once from the end of the first electrode 121 or the second electrode 122, which is located at the outermost part of the electrode assembly 101, of the first electrode 121 or the second electrode 122.
  • the length to the end is referred to as the first length L1 of the outermost turn of the electrode assembly 101, and the outer plain 11b2 (or the outer uncoated portion of the second electrode uncoated portion) of the first electrode uncoated portion 11b. If the length of the second length (L2), the second length (L2) may be more than 2/3 of the first length (L1).
  • An insulating member 800 may be positioned between the outer uncoated portion 11b2 of the first electrode uncoated portion 11b and the outer uncoated portion 12b2 of the second electrode uncoated portion 12b.
  • the insulating member 800 may be made of an insulating material, and an adhesive layer 82 may be formed on one surface of the insulating member 800, and may be adhered to one surface of the first electrode uncoated portion 11b.
  • the insulating member 800 may be an adhesive tape having adhesiveness.
  • the separator 123 is not disposed between them.
  • a short-circuit pass is formed in the positive electrode substrate and the negative electrode substrate during penetration evaluation, thereby rapidly dispersing thermal energy.
  • the first base material 11a1 and the second base material do not have an obstacle such as a separator during penetration evaluation.
  • a short circuit path can be easily formed by directly shorting the 12a1.
  • the ceramics in the separator may penetrate the penetrated portion during penetration inspection, and thus a short circuit path may not be formed properly.
  • the separator is not formed at the length of 2/3 or more of the outermost turn, so that some of the paths through which the penetrating member 700 passes during the penetration inspection do not have a separator.
  • the penetrating member 700 may be a nail. Therefore, the first substrate and the second substrate are quickly shorted by the penetrating member 700 so that a short circuit path can be easily formed during the penetration inspection.
  • the ceramic and the outer uncoated portion 11b2 of the first electrode uncoated portion 11b and the outer uncoated portion 12b2 of the second electrode uncoated portion 12b since the insulating member 800 which does not contain a material that interrupts the short circuit is located, the outer uncoated portion 11b2 of the first electrode uncoated portion 11b and the outer uncoated portion of the second electrode uncoated portion 12b even without the separator. 12b2 is not short-circuited.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a part of an electrode assembly according to a second exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a penetration test of the electrode assembly of FIG. 5.
  • the electrode assembly 102 of FIGS. 5 and 6 includes a first electrode 121, a separator 123, and a second electrode 122, and is in the form of a jelly roll wound around a winding axis.
  • the first electrode 121 is positioned on both sides of the first electrode active portion 11a and the first electrode active portion 11a having the first substrate 11a1 and the first active material layer 11a2. And a first electrode uncoated portion 11b having a uncoated portion and a first outer uncoated portion 11b2.
  • the second electrode 122 is positioned on both sides of the second electrode active part 12a and the second electrode active part 12a having the second base material 12a1 and the second active material layer 12a2. And a second electrode uncoated portion 12b having a central uncoated portion and a second outer uncoated portion 12b2.
  • the separator 123 may be positioned between the first outer flat portion 11b2 and the second outer flat portion 12b2 of FIGS. 5 and 6, and the insulating member 800 may be adhered to the separator 123.
  • the ceramic of the separator 123 is insulated due to the insulating member 800 on the separator 123. It is fixed at 800. Therefore, since the ceramic of the separator 123 does not flow into the through path together with the through member 700 during the through inspection, it is possible to prevent the through path from being properly formed by the ceramic.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a portion of an electrode assembly according to a third exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a penetration test of the electrode assembly of FIG. 7.
  • the electrode assembly 103 of FIGS. 7 and 8 includes a first electrode 121, a separator 123, and a second electrode 122, and is formed in the form of a jelly roll wound around a winding axis.
  • the first electrode 121 is positioned on both sides of the first electrode active portion 11a and the first electrode active portion 11a having the first substrate 11a1 and the first active material layer 11a2. And a first electrode uncoated portion 11b having a uncoated portion and a first outer uncoated portion 11b2.
  • the second electrode 122 is positioned on both sides of the second electrode active part 12a and the second electrode active part 12a having the second base material 12a1 and the second active material layer 12a2. And a second electrode uncoated portion 12b having a central uncoated portion and a second outer uncoated portion 12b2.
  • the separator 123 is positioned between the first outer flat portion 11b2 and the second outer flat portion 12b2 of FIGS. 7 and 8.
  • the separator 123 includes the support base material 13a and the ceramic layer 13b formed on both surfaces of the support base material 13a.
  • the ceramic layer is not formed at the edge of the separator 123 corresponding to the first outer flat portion 11b2 and the second outer flat portion 12b2. Therefore, the support base material 13a is exposed at the edge of the separator 123 to face the first outer flat portion 11b2 and the second outer flat portion 12b2.
  • the ceramic layer is not formed at the edge of the separator 123 and only the insulating support substrate is positioned, the ceramic of the separator 123 does not flow into the through path together with the through member 700, and thus the through path is caused by the ceramic. Can be prevented from being formed properly.
  • the electrode assembly may be an electrode assembly for a secondary battery.
  • a secondary battery including the electrode assembly described above will be described with reference to the accompanying drawings.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of a rechargeable battery according to a fourth exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line X-X of FIG. 9.
  • the rechargeable battery 300 includes an electrode assembly 104, a case 65, and a cap plate 40.
  • an electrode assembly 104 a case 65
  • a cap plate 40 a case 65
  • the present invention is not limited thereto, and the present invention may be applied to various secondary batteries such as a pouch battery and a lithium polymer battery.
  • the electrode assembly 104 may be the electrode assembly illustrated in FIGS. 1 to 5, and includes a first electrode 121, a second electrode 122, and a separator 123.
  • the first electrode 121 and the second electrode 122 are wound between the separator 123, which is an insulator, and wound up to form a jelly-roll.
  • the first current collector 51 is fixed to the first electrode 121, and the second current collector 52 is fixed to the second electrode 122.
  • the first current collector 51 and the second current collector 52 may be disposed to be parallel to the winding axis, and may be installed to protrude from the cross-section portion where the layer is exposed in the electrode assembly 104.
  • the first current collector 51 and the second current collector 52 protrude in the direction in which the opening 65a is formed in the case 65, and are disposed to be spaced apart by a predetermined distance and electrically insulated.
  • the first current collector 51 is made of an electrically conductive material such as nickel and aluminum, and is electrically connected to the cap plate 40.
  • the first current collector 51 is made of an electrically conductive material such as nickel and copper, and is electrically connected to the terminal 45.
  • the case 65 has an opening 65a formed at an upper end thereof to accommodate the electrode assembly 104.
  • the case 65 provides a space for accommodating the electrode assembly 104 and the electrolyte therein and is electrically connected to the first current collector 51.
  • the case 65 may be manufactured by processing aluminum or an aluminum alloy by a method such as metal deep drawing.
  • the cap plate 40 is coupled to the opening 65a of the case 65 to seal the case 65 and is made of an electrically conductive metal material such as aluminum or an aluminum alloy.
  • the first current collector 51 is joined by welding, so that the cap plate 40 may be charged with the same polarity as the first electrode.
  • the first electrode may be an anode.
  • the insulating case 63 is installed between the electrode assembly 104 and the cap plate 40.
  • the insulating case 63 includes a base 63a and sidewalls 63b protruding from the side ends of the base 63a.
  • the base 63a has a plate shape, and the base 63a has a first current collecting hole 63c through which the first current collector 51 passes and a second current collector hole 63d through which the second current collector 52 passes. ) Is formed.
  • the side wall 63b is formed to extend along the circumference of the base 63a.
  • the terminal 45 is located at the center of the cap plate 40 and is installed through the terminal hole 41 formed in the cap plate 40.
  • the terminal 45 is installed on the cap plate 40 via the insulating gasket 46, and the insulating gasket 46 electrically insulates the terminal 45 and the cap plate 40 while surrounding the terminal 45. do.
  • the cap plate 40 is provided with an electrolyte injection hole 42, which is a passage for injecting electrolyte into the case 65, and a plug 43 is inserted into the electrolyte injection hole 42 to close the electrolyte injection hole 42. do.
  • the terminal 45 is installed to penetrate the cap plate 40 and the connecting plate 62, and the connecting plate 62 is disposed between the electrode assembly 104 and the cap plate 40 inside the case 65.
  • the connecting plate 62 is formed in a plate shape, and the connecting plate 62 is formed with a terminal hole 62a through which the terminal 45 penetrates.
  • the terminal 45 is fixed to the cap plate 40 and the connection plate 62 by riveting in a state where the terminal 45 is installed to penetrate the cap plate 40 and the connection plate 62.
  • the second current collector 52 is fixed to the connecting plate 62 by welding, so that the terminal 45 is electrically connected to the second electrode 122 via the connecting plate 62 and the second current collector 52. Can be connected.
  • the second electrode may be a cathode.
  • An insulating plate 61 is provided between the cap plate 40 and the connecting plate 62 to insulate the connecting plate 62 from the cap plate 40.
  • the insulation plate 61 is made of a plate having electrical insulation, and is disposed in parallel with the cap plate 40.
  • the insulating plate 61 is provided with a terminal hole 61a through which the terminal 45 penetrates.
  • first electrode active portion 11a1 first substrate
  • insulation case 63a bottom plate
  • opening 82 adhesive layer
  • first electrode 122 second electrode

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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 전극 조립체는 제1 전극 활성부와 제1 전극 무지부를 가지는 제1 전극, 제1 전극 활성부와 마주하는 제2 전극 활성부와 제2 전극 무지부를 가지는 제2 전극, 제1 전극 활성부와 상기 제2 전극 활성부 사이에 위치하는 세퍼레이터를 포함하고, 제1 전극, 세퍼레이터 및 제2 전극은 적층된 후 권취된 젤리롤 형태로, 최외각턴에 위치하는 상기 제1 전극 무지부 또는 상기 제2 전극 무지부의 길이는 상기 최외각턴 둘레 길이의 2/3이상이다.

Description

전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지
본 발명은 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발에 따라 에너지원으로써 이차 전지의 수요가 증가되고 있다. 이차 전지(rechargeable battery)는 일차 전지와 달리 충전 및 방전을 반복적으로 수행하는 전지이다.
종래의 이차 전지에서는 외부 충격이나 관통시험 중 가해지는 관통 충격에 대해 적절한 안전 장치가 마련되지 않아서 발화, 파열 및 폭발의 위험성이 있다.
따라서, 관통 발생시 양극과 음극을 단락시킴으로써, 열 에너지를 신속하게 분산시키는 것이 중요하다.
현재 폴리머 전지에서 많이 사용되고 있는 MCS, MFS 세퍼레이터의 경우 PE 를 베이스 필름으로 하고, 필름의 양면에 세라믹층과 아크릴레이트(acrylate)층을 형성하여 열 안정성과 극판과의 결착력을 높이고 있다.
그러나 아크릴레이트의 경우 접착력이 있어서 세퍼레이터와 기재가 붙을 수 있고, 세라믹층은 관통 발생시 수축이 잘 안되어 관통 시험시 음극 기재과 양극 기재 사이의 단락을 방해하여 단락 경로가 제대로 형성되지 않는 문제점이 있다.
본 발명의 일 측면은 아크릴레이트 및 세라믹층을 포함하는 세퍼레이터를 사용하더라도 관통 발생시 음극 기재와 양극 기재 사이의 단락이 잘 형성될 수 있는 전극 조립체 및 이차 전지를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체는 제1 전극 활성부와 제1 전극 무지부를 가지는 제1 전극, 제1 전극 활성부와 마주하는 제2 전극 활성부와 제2 전극 무지부를 가지는 제2 전극, 제1 전극 활성부와 상기 제2 전극 활성부 사이에 위치하는 세퍼레이터를 포함하고, 제1 전극, 세퍼레이터 및 제2 전극은 적층된 후 권취된 젤리롤 형태로, 최외각턴에 위치하는 상기 제1 전극 무지부 또는 상기 제2 전극 무지부의 길이는 상기 최외각턴 둘레 길이의 2/3이상이다.
상기 제1 전극 활성부는 제1 기재, 상기 제1 기재의 적어도 일면에 형성되어 있는 제1 활물질층을 포함하고, 제2 전극 활성부는 제2 기재, 상기 제2 기재의 적어도 일면에 형성되어 있는 제2 활물질층을 포함하고, 제1 전극 무지부는 상기 제1 기재로부터 연장되며, 상기 제2 전극 무지부는 상기 제2 기재로부터 연장될 수 있다.
상기 제1 전극 무지부와 상기 제2 전극 무지부 사이에 위치하는 절연 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 세퍼레이터는 상기 제1 전극 무지부와 상기 제2 전극 무지부 사이에 위치하며, 절연 부재는 상기 절연 부재의 일면에 형성된 접착층으로 상기 세퍼레이터에 접착될 수 있다.
상기 세퍼레이터는 제1 전극 활물질층 및 상기 제2 전극 활물질층과 마주하는 제1 영역과 상기 제1 전극 무지부 및 상기 제2 전극 무지부와 마주하는 제2 영역을 가지는 지지 부재, 지지 부재의 상기 제1 영역에 형성되어 있는 세라믹층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 제1 전극 활성부와 제1 전극 무지부를 가지는 제1 전극, 세퍼레이터 및 제2 전극 활성부와 제2 전극 무지부를 가지는 제2 전극이 적층된 후 권취된 젤리롤 형태의 전극 조립체, 전극 조립체를 수용하며 일측이 개방된 케이스, 개방된 일측에 설치되며 상기 케이스를 밀봉하는 캡 조립체, 케이스 밖의 상기 캡 조립체에 위치하며 제1 전극 및 상기 제2 전극에 각각 전기적으로 연결된 제1 단자와 제2 단자를 포함하고, 제1 전극, 세퍼레이터 및 제2 전극은 적층된 후 권취된 젤리롤 형태로, 최외각턴에 위치하는 상기 제1 전극 무지부 또는 상기 제2 전극 무지부의 길이는 상기 최외각턴 둘레 길이의 2/3이상이다.
상기 제1 전극 무지부와 상기 제1 단자 사이를 연결하는 제1 전극탭, 제2 전극 무지부와 상기 제2 단자 사이를 연결하는 제2 전극탭을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 관통 시험시 네일을 관통시키는 영역에 절연 부재를 설치하면 세라믹층 또는 아크릴레이트를 포함하더라도 용이하게 단락 경로가 형성되는 전극 조립체 및 이차 전지를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지용 전극 조립체의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체를 전개하여 도시한 사시도이다.
도 3은 도2의 일부분을 확대 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3의 전극 조립체의 관통 시험을 설명하기 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 조립체의 일부분을 확대 도시한 단면도이다.
도 6은 도 5의 전극 조립체의 관통 시험을 설명하기 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극 조립체의 일부분을 확대 도시한 단면도이다.
도 8은 도 7의 전극 조립체의 관통 시험을 설명하기 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 10은 도 9의 X-X선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 이차 전지에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지용 전극 조립체의 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체를 전개하여 도시한 사시도이고, 도 3은 도2의 일부분을 확대 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3의 전극 조립체의 관통 시험을 설명하기 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 조립체(101)는 제1 전극(121), 제2 전극(122), 제1 전극(121)과 제2 전극(122) 사이에 위치하는 세퍼레이터(123)를 포함한다. 세퍼레이터(123)는 절연을 위한 것으로, 제1 전극(121), 세퍼레이터(123), 제2 전극(122), 세퍼레이터(123) 순으로 적층될 수도 있다.
전극 조립체(101)는 제1 전극(121), 세퍼레이터(123) 및 제2 전극(122)이 적층된 상태로 권회축(XL)을 중심으로 권취된 젤리롤(jelly roll) 형태일 수 있다. 필요에 따라서 전극 조립체(101)는 권취된 후 납작하게 가압될 수 있으며, 횡단면이 대략 타원형일 수 있다.
제1 전극(121)은 제1 전극 활성부(11a)와 제1 전극 무지부(11b)를 포함하고, 제2 전극(122)은 제2 전극 활성부(12a)와 제2 전극 무지부(12b)를 포함한다.
제1 전극 활성부(11a) 및 제2 전극 활성부(12a)는 각각 띠 형상의 금속 포일(foil)로 형성되는 제1 기재(11a1) 및 제2 기재(12a1), 제1 기재(11a1) 및 제2 기재(12a1) 위에 각각 형성되어 있는 제1 활물질층(11a2) 및 제2 활물질층(12a2)을 포함한다. 제1 활물질층(11a2) 및 제2 활물질층(12a2)은 각각 제1 기재(11a1) 또는 제2 기재(12a1)의 적어도 일면에 형성될 수 있다.
제1 기재(11a1)는 제1 활물질층(11a2)에서 발생하는 전하의 이동 통로를 제공하고, 제1 활물질층(11a2)을 지지한다. 예를 들어, 제1 전극(121)은 양극일 수 있으며, 제1 기재(11a1)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함할 수 있다.
제1 활물질층(11a2)은 전극 활물질, 바인더, 도전체 등을 포함하는 전극 합재를 용매에 분산시켜 슬러리 형태로 만든 다음, 이를 제1 기재(11a1)의 적어도 일면에 도포한 후 건조 및 압축하여 형성될 수 있다.
제2 기재(12a1)는 제2 활물질층(12a2)에서 발생하는 전하의 이동 통로를 제공하고, 제2 활물질층(12a2)을 지지한다. 예를 들어, 제2 전극(122)은 음극일 수 있으며, 제2 기재(12a1)는 구리 또는 구리 합금을 포함할 수 있다.
제2 활물질층(12a2)은 전극 활물질, 바인더, 도전재 등으로 이루어진 전극 합재에 용매를 분산시켜 슬러리 형태로 만든 다음, 이를 제2 기재(12a1)의 적어도 일면에 도포한 후 건조 및 압축하여 형성할 수 있다.
제1 전극 무지부(11b)와 제2 전극 무지부(12b)는 제1 기재(11a1) 또는 제2 기재(12a1)와 일체형으로 제1 전극 활성부(11a)의 제1 기재(11a1), 제2 전극 활성부(12a)의 제2 기재(12a1)가 연장된 부분일 수 있다. 제1 전극 무지부(11b)와 제2 전극 무지부(12b)는 활물질층을 포함하지 않는다.
제1 전극 무지부(11b)는 제1 전극 활성부(11a)를 중심으로 양쪽에 위치할 수 있고, 어느 한쪽 제1 전극 무지부(11b)에는 화학반응으로 형성된 전하들을 외부로 인출하기 위한 제1 전극탭(21)이 연결될 수 있다. 제1 전극탭(21)은 제1 전극 무지부(11b)에 초음파 용접으로 연결될 수 있다. 제1 전극탭(21)은 제1 기재(11a1)와 마찬가지로 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함할 수 있다.
제2 전극 무지부(12b)는 제2 전극 활성부(12a)를 중심으로 양쪽에 위치할 수 있고, 어느 한쪽의 제2 전극 무지부(12b)에는 화학반응으로 형성된 전하들을 외부로 인출하기 위한 제2 전극탭(22)이 연결되어 있다. 제2 전극탭(22)은 제2 전극 무지부(12b)에 초음파 용접으로 연결될 수 있다. 제2 전극탭(22)은 니켈 또는 니켈 합금을 포함할 수 있다.
제1 전극 무지부(11b)와 제2 전극 무지부(12b)는 각각 제1 전극 활성부(11a) 및 제2 전극 활성부(12a)를 중심으로 양쪽에 위치하므로, 이하에서는 권회축(XL)을 중심으로 제1 전극(121)과 제2 전극(122)을 감을 때 권회축(XL)에 인접한 전극 무지부를 중심 무지부(11b1, 12b1)라 하고, 상대적으로 멀리 위치하는 전극 무지부를 외곽 무지부(11b2, 12b2)라 한다.
제1 전극탭(21)은 중심 무지부(11b1)에 연결되고, 제2 전극탭(22)은 외곽 무지부(12b2)에 연결될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라서 제1 전극탭(21) 및 제2 전극탭(22)은 각각의 중심 무지부(11b1, 12b1)에 연결되거나, 각각의 외곽 무지부(11b2, 12b2)에 연결될 수 있다. 이때, 제1 전극탭(21)과 제2 전극탭(22)은 단락되지 않도록 배치된다.
세퍼레이터(123)는 제1 전극(121)과 제2 전극(122) 사이에 위치하며, 이들 사이의 단락을 방지한다.
세퍼레이터(123)는 높은 이온 투과도를 가지며 기계적인 강도를 갖는 다공성 필름으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 폴리 에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머로 형성될 수 있다. 세퍼레이터는 길이 방향을 따라 또는 폭 방향을 따라 제1 전극 활성부(11a) 또는 제2 전극 활성부(12a) 보다 연장 형성되어, 열적 수축에 따라 제1 전극 활성부(11a)과 제2 전극 활성부(12a) 사이의 단락이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
전극 조립체(101)는 전해질(도시하지 않음)에 함침된 상태로 케이스에 수용될 수 있다. 전해질은 비수계 전해질이 사용될 수 있다.
한편, 전극 조립체(101)는 권회축을 중심으로 반복적으로 감아져 형성되므로, 상대적으로 권회축(XL)에서 멀리 위치하는 제1 전극 무지부(11b)의 외곽 무지부(11b2)와 제2 전극 무지부의 외곽 무지부(12b2)는 전극 조립체(101)의 최외각에 위치할 수 있다.
전극 조립체(101)의 최외각에 위치하는 제1 전극(121) 또는 제2 전극(122)의 끝단으로부터 전극 조립체(101)를 한 바퀴 돌아 제1 전극(121) 또는 제2 전극(122)의 끝단까지의 길이를 전극 조립체(101)의 최외각 턴의 제1 길이(L1)라 하고, 제1 전극 무지부(11b)의 외곽 무지부(11b2)(또는 제2 전극 무지부의 외곽 무지부)의 길이를 제2 길이(L2)라 하면, 제2 길이(L2)는 제1 길이(L1)의 2/3이상일 수 있다.
제1 전극 무지부(11b)의 외곽 무지부(11b2)와 제2 전극 무지부(12b)의 외곽 무지부(12b2) 사이에는 절연 부재(800)가 위치할 수 있다. 절연 부재(800)는 절연 물질로 이루어지며, 일면에는 접착층(82)이 형성될 수 있으며, 제1 전극 무지부(11b)의 일면에 접착될 수 있다. 예를들어, 절연 부재(800)는 접착성을 가지는 접착 테이프일 수 있다.
제1 전극 무지부와 제2 전극 무지부 사이에는 절연 부재(800)가 위치하므로, 이들 사이에는 세퍼레이터(123)가 위치하지 않는다.
이처럼, 본 발명의 한 실시예에서와 같이 전극 조립체를 형성하면, 도 4에서와 같이 관통 평가시 양극 기재와 음극 기재를 단락 패스를 형성하여, 열에너지를 신속하게 분산시킬 수 있다.
제1 전극 무지부(11b)와 제2 전극 무지부(12b)의 외곽 무지부(11b2, 12b2) 사이에는 세퍼레이터가 없으므로, 관통 평가시 세퍼레이터와 같은 방해물 없이 제1 기재(11a1)와 제2 기재(12a1)가 바로 단락되어 용이하게 단락 패스가 형성될 수 있다.
세퍼레이터가 위치하면, 세퍼레이터에 포함된 세라믹으로 인해서 관통 검사시에 관통된 부분에 세라믹이 침입하여 단락 패스가 제대로 형성되지 않을 수 있다. 그러나 본 발명에서는 최외각 턴의 2/3이상의 길이에 세퍼레이터를 형성하지 않아, 관통 검사시 관통 부재(700)가 지나가는 경로 중 일부 경로에는 세퍼레이터가 없다. 이때, 관통 부재(700)는 네일(nail)일 수 있다. 따라서 신속하게 제1 기재와 제2 기재가 관통 부재(700)에 의해서 단락되어 관통 검사시에 단락 패스를 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 관통이 발생하지 않는 경우, 제1 전극 무지부(11b)의 외곽 무지부(11b2)와 제2 전극 무지부(12b)의 외곽 무지부(12b2) 사이에는 세라믹과 같이 단락을 방해하는 물질을 포함하지 않는 절연 부재(800)가 위치함으로써, 세퍼레이터가 없더라도 제1 전극 무지부(11b)의 외곽 무지부(11b2)와 제2 전극 무지부(12b)의 외곽 무지부(12b2)가 단락되지 않는다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 조립체의 일부분을 확대 도시한 단면도이고, 도 6은 도 5의 전극 조립체의 관통 시험을 설명하기 단면도이다.
도 5 및 도 6의 전극 조립체(102)는 대부분 도 1 내지 도 3에 도시한 전극 조립체와 동일하므로 다른 부분에 대해서만 구체적으로 설명한다.
도 5 및 도 6의 전극 조립체(102)는 제1 전극(121), 세퍼레이터(123) 및 제2 전극(122)을 포함하고, 권회축을 중심으로 감아져 형성된 젤리 롤 형태이다.
제1 전극(121)은 제1 기재(11a1)와 제1 활물질층(11a2)를 가지는 제1 전극 활성부(11a), 제1 전극 활성부(11a)을 중심으로 양쪽에 위치하는 제1 중심 무지부와 제1 외곽 무지부(11b2)를 가지는 제1 전극 무지부(11b)를 포함한다. 그리고 제2 전극(122)은 제2 기재(12a1)와 제2 활물질층(12a2)을 가지는 제2 전극 활성부(12a), 제2 전극 활성부(12a)을 중심으로 양쪽에 위치하는 제2 중심 무지부와 제2 외곽 무지부(12b2)를 가지는 제2 전극 무지부(12b)를 포함한다.
도 5 및 도 6의 제1 외곽 무지부(11b2)와 제2 외곽 무지부(12b2) 사이에는 세퍼레이터(123)가 위치하고, 절연 부재(800)는 세퍼레이터(123)에 접착될 수 있다.
이처럼, 제1 외곽 무지부(11b2)와 제2 외곽 무지부(12b2) 사이에 세퍼레이터(123)가 위치하더라도, 세퍼레이터(123) 위에 절연 부재(800)로 인해서 세퍼레이터(123)의 세라믹이 절연 부재(800)에 고정되어 있다. 따라서, 관통 검사시에 세퍼레이터(123)의 세라믹이 관통 부재(700)와 함께 관통 경로로 유입되지 않으므로, 세라믹에 의해서 관통 경로가 제대로 형성되지 않는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극 조립체의 일부분을 확대 도시한 단면도이고, 도 8은 도 7의 전극 조립체의 관통 시험을 설명하기 단면도이다.
도 7 및 도 8의 전극 조립체(103)는 대부분 도 1 내지 도 6에 도시한 전극 조립체와 동일하므로 다른 부분에 대해서만 구체적으로 설명한다.
도 7 및 도 8의 전극 조립체(103)는 1 전극(121), 세퍼레이터(123) 및 제2 전극(122)을 포함하고, 권회축을 중심으로 감아져 형성된 젤리 롤 형태이다.
제1 전극(121)은 제1 기재(11a1)와 제1 활물질층(11a2)를 가지는 제1 전극 활성부(11a), 제1 전극 활성부(11a)을 중심으로 양쪽에 위치하는 제1 중심 무지부와 제1 외곽 무지부(11b2)를 가지는 제1 전극 무지부(11b)를 포함한다. 그리고 제2 전극(122)은 제2 기재(12a1)와 제2 활물질층(12a2)을 가지는 제2 전극 활성부(12a), 제2 전극 활성부(12a)을 중심으로 양쪽에 위치하는 제2 중심 무지부와 제2 외곽 무지부(12b2)를 가지는 제2 전극 무지부(12b)를 포함한다.
도 7 및 도 8의 제1 외곽 무지부(11b2)와 제2 외곽 무지부(12b2) 사이에는 세퍼레이터(123)가 위치한다.
세퍼레이터(123)는 지지 기재(13a), 지지 기재(13a)의 양면에 형성되어 있는 세라믹층(13b)을 포함한다. 이때, 제1 외곽 무지부(11b2)와 제2 외곽 무지부(12b2)와 대응하는 세퍼레이터(123)의 가장자리에는 세라믹층이 형성되지 않는다. 따라서, 세퍼레이터(123)의 가장자리에서는 지지 기재(13a)가 노출되어 제1 외곽 무지부(11b2)와 제2 외곽 무지부(12b2)와 마주한다.
이처럼, 세퍼레이터(123)의 가장자리에는 세라믹층이 형성되지 않고, 절연성의 지지 기재만 위치하므로, 세퍼레이터(123)의 세라믹이 관통 부재(700)와 함께 관통 경로로 유입되지 않으므로, 세라믹에 의해서 관통 경로가 제대로 형성되지 않는 것을 방지할 수 있다.
이상의 전극 조립체는 이차 전지용 전극 조립체일 수 있으며, 이하에서는 기 설명한 전극 조립체를 포함하는 이차 전지에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차 전지의 분해 사시도이고, 도 10은 도 9의 X-X선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 이차 전지(300)는 전극 조립체(104)와 케이스(65), 및 캡 플레이트(40)를 포함한다. 이하에서는 각형 전지를 예로써 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명은 파우치 전지, 리튬 폴리머 전지 등 다양한 이차 전지에 대하여 적용될 수 있다.
전극 조립체(104)는 도 1 내지 도 5에 도시한 전극 조립체일 수 있으며, 제1 전극(121), 제2 전극(122), 및 세퍼레이터(123)를 포함한다. 제1 전극(121) 및 제2 전극(122)은 절연체인 세퍼레이터(123)를 사이에 개재한 후 권취되어 젤리-롤 형태가 된다.
제1 전극(121)에는 제1 집전부(51)가 고정 설치되고, 제2 전극(122)에는 제2 집전부(52)가 고정 설치된다. 제1 집전부(51)와 제2 집전부(52)는 권회축과 평행하도록 배치되고, 전극 조립체(104)에서 레이어가 노출된 단면부에서 돌출되도록 설치될 수 있다.
제1 집전부(51)와 제2 집전부(52)는 케이스(65)에서 개구부(65a)가 형성된 방향으로 돌출되며, 소정 거리 이격되도록 배치되어 전기적으로 절연된다.
제1 집전부(51)는 니켈, 알루미늄과 같은 전기 전도성 재질로 이루어지며, 캡 플레이트(40)에 전기적으로 연결된다. 제1 집전부(51)는 니켈, 구리와 같은 전기 전도성 재질로 이루어지며, 단자(45)와 전기적으로 연결된다.
케이스(65)는 상단에 개구부(65a)가 형성되어 전극 조립체(104)를 수용한다. 케이스(65)는 내부에 전극 조립체(104)와 전해액이 수용되는 공간을 제공하며, 제1 집전부(51)와 전기적으로 연결된다. 케이스(65)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 금속 딥 드로잉(deep drawing)과 같은 방법으로 가공하여 제작될 수 있다.
캡 플레이트(40)는 케이스(65)의 개구부(65a)에 결합되어 케이스(65)를 밀폐하며 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 전기 전도성 금속 재질로 이루어진다. 캡 플레이트(40)의 하면에서 제1 집전부(51)는 용접으로 접합되어, 캡 플레이트(40)는 제1 전극과 동일한 극성으로 대전될 수 있다. 제1 전극은 양극일 수 있다.
전극 조립체(104)와 캡 플레이트(40) 사이에는 절연 케이스(63)가 설치된다. 절연 케이스(63)는 베이스(63a)와 베이스(63a)의 측단에서 돌출된 측벽(63b)을 포함한다. 베이스(63a)는 판 형상으로 이루어지며, 베이스(63a)에는 제1 집전부(51)가 관통하는 제1 집전 구멍(63c)과 제2 집전부(52)가 관통하는 제2 집전 구멍(63d)이 형성되어 있다. 측벽(63b)은 베이스(63a)의 둘레를 따라 이어져 형성된다.
단자(45)는 캡 플레이트(40)의 중앙에 위치하며, 캡 플레이트(40)에 형성된 단자 구멍(41)을 관통하여 설치된다. 단자(45)는 절연 개스킷(46)을 매개로 캡 플레이트(40)에 설치되며 절연 개스킷(46)은 단자(45)의 둘레를 감싸면서 단자(45)와 캡 플레이트(40)를 전기적으로 절연한다.
캡 플레이트(40)에는 케이스(65)에 전해액을 주입하는 통로인 전해액 주입공(42)이 마련되는데, 전해액 주입공(42)에는 마개(43)가 삽입 설치되어 전해액 주입공(42)을 폐쇄한다.
단자(45)는 캡 플레이트(40)와 접속 플레이트(62)를 관통하도록 설치되는데, 접속 플레이트(62)는 케이스(65)의 내부에서 전극 조립체(104)와 캡 플레이트(40) 사이에 배치된다. 접속 플레이트(62)는 판 형상으로 이루어지며, 접속 플레이트(62)에는 단자(45)가 관통하는 단자 구멍(62a)이 형성된다.
단자(45)는 캡 플레이트(40)와 접속 플레이트(62)를 관통하도록 설치된 상태에서 리벳팅에 의하여 캡 플레이트(40)와 접속 플레이트(62)에 고정된다. 제2 집전부(52)는 접속 플레이트(62)에 용접으로 고정되며 이에 따라 단자(45)는 접속 플레이트(62)와 제2 집전부(52)를 매개로 제2 전극(122)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 전극은 음극일 수 있다.
캡 플레이트(40)와 접속 플레이트(62) 사이에는 접속 플레이트(62)를 캡 플레이트(40)에 대하여 절연하는 절연 플레이트(61)가 설치된다. 절연 플레이트(61)는 전기적인 절연성을 갖는 판으로 이루어지며, 캡 플레이트(40)와 평행하게 배치된다. 절연 플레이트(61)에는 단자(45)가 관통하는 단자 구멍(61a)이 형성된다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
- 부호의 설명 -
11a: 제1 전극 활성부 11a1: 제1 기재
11a2: 제1 활물질층 11b: 제1 전극 무지부
11b1: 제1 중심 무지부 11b2: 제1 외곽 무지부
12a: 제2 전극 활성부 12a1: 제2 기재
12a2: 제2 활물질층 12b: 제2 전극 무지부
12b1: 제2 중심 무지부 12b2: 제2 외곽 무지부
13a: 지지 기재 13b: 세라믹층
21: 제1 전극탭 22: 제2 전극탭
40: 캡 플레이트 41: 단자 구멍
42: 주입공 43: 마개
45: 단자 46: 개스킷
51: 제1 집전부 52: 제2 집전부
61: 절연 플레이트 61a, 62a: 단자 구멍
62: 접속 플레이트
63: 절연 케이스 63a: 바닥판
63b: 측벽 63c: 제1 집전 구멍
63d: 제2 집전 구멍 65: 케이스
65a: 개구부 82: 접착층
101, 102, 103, 104: 전극 조립체
121: 제1 전극 122: 제2 전극
123: 세퍼레이터 300: 이차 전지
700: 관통 부재 800: 절연 부재

Claims (7)

  1. 제1 전극 활성부와 제1 전극 무지부를 가지는 제1 전극;
    상기 제1 전극 활성부와 마주하는 제2 전극 활성부와 제2 전극 무지부를 가지는 제2 전극; 및
    상기 제1 전극 활성부와 상기 제2 전극 활성부 사이에 위치하는 세퍼레이터;
    를 포함하고,
    상기 제1 전극, 세퍼레이터 및 제2 전극은 적층된 후 권취된 젤리롤 형태로, 최외각턴에 위치하는 상기 제1 전극 무지부 또는 상기 제2 전극 무지부의 길이는 상기 최외각턴 둘레 길이의 2/3이상인 전극 조립체.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 전극 활성부는 제1 기재, 상기 제1 기재의 적어도 일면에 형성되어 있는 제1 활물질층을 포함하고,
    상기 제2 전극 활성부는 제2 기재, 상기 제2 기재의 적어도 일면에 형성되어 있는 제2 활물질층을 포함하고,
    상기 제1 전극 무지부는 상기 제1 기재로부터 연장되며, 상기 제2 전극 무지부는 상기 제2 기재로부터 연장되어 있는 전극 조립체.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 전극 무지부와 상기 제2 전극 무지부 사이에 위치하는 절연 부재
    를 더 포함하는 전극 조립체.
  4. 제3항에서,
    상기 세퍼레이터는 상기 제1 전극 무지부와 상기 제2 전극 무지부 사이에 위치하며,
    상기 절연 부재는 상기 절연 부재의 일면에 형성된 접착층으로 상기 세퍼레이터에 접착되어 있는 전극 조립체.
  5. 제1항에서,
    상기 세퍼레이터는
    상기 제1 전극 활물질층 및 상기 제2 전극 활물질층과 마주하는 제1 영역과, 상기 제1 전극 무지부 및 상기 제2 전극 무지부와 마주하는 제2 영역을 가지는 지지 부재; 및
    상기 지지 부재의 상기 제1 영역에 형성되어 있는 세라믹층
    을 포함하는 전극 조립체.
  6. 제1 전극 활성부와 제1 전극 무지부를 가지는 제1 전극, 세퍼레이터 및 제2 전극 활성부와 제2 전극 무지부를 가지는 제2 전극이 적층된 후 권취된 젤리롤 형태의 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 수용하며 일측이 개방된 케이스;
    상기 개방된 일측에 설치되며 상기 케이스를 밀봉하는 캡 조립체; 및
    상기 케이스 밖의 상기 캡 조립체에 위치하며 제1 전극 및 상기 제2 전극에 각각 전기적으로 연결된 제1 단자와 제2 단자
    를 포함하고,
    상기 제1 전극, 세퍼레이터 및 제2 전극은 적층된 후 권취된 젤리롤 형태로, 최외각턴에 위치하는 상기 제1 전극 무지부 또는 상기 제2 전극 무지부의 길이는 상기 최외각턴 둘레 길이의 2/3이상인 이차 전지.
  7. 제6항에서,
    상기 제1 전극 무지부와 상기 제1 단자 사이를 연결하는 제1 전극탭; 및
    상기 제2 전극 무지부와 상기 제2 단자 사이를 연결하는 제2 전극탭
    을 더 포함하는 이차 전지.
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