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WO2021006543A1 - 단위셀을 포함하는 전극조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지 - Google Patents

단위셀을 포함하는 전극조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지 Download PDF

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WO2021006543A1
WO2021006543A1 PCT/KR2020/008666 KR2020008666W WO2021006543A1 WO 2021006543 A1 WO2021006543 A1 WO 2021006543A1 KR 2020008666 W KR2020008666 W KR 2020008666W WO 2021006543 A1 WO2021006543 A1 WO 2021006543A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
anode
unit cell
negative electrode
separator
active material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2020/008666
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English (en)
French (fr)
Inventor
천재환
정창문
홍지준
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Routejade Inc
Original Assignee
Routejade Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Routejade Inc filed Critical Routejade Inc
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    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
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    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
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    • H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
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    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
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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 including a unit cell, a method of manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same, and more particularly, a positive electrode can be pocketed only with a separator without using an insulating polymer film, and the stacking efficiency of the electrode assembly
  • the present invention relates to an electrode assembly including a unit cell capable of improving battery performance and improving battery performance, a method of manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same.
  • the rapid thinning and miniaturization of electronic devices and mobile devices is rapidly expanding the demand for thin-walled lithium secondary batteries, while the structure and/or manufacturing method of the existing cylindrical or prismatic lithium secondary batteries has made the batteries thinner.
  • the structure and/or manufacturing method of the existing cylindrical or prismatic lithium secondary batteries has made the batteries thinner.
  • it is not excellent in terms of energy density per volume according to Therefore, it is difficult to obtain a sufficient driving time when a thin battery having a thickness of 5 mm or less is generally employed in high-performance portable electronic devices such as mobile phones, camcorders, notebook computers, and mobile devices.
  • the prismatic lithium secondary battery has poor efficiency of the battery compared to the volume due to the electrode body structure having a jelly roll shape, and the battery thickness is due to technical restrictions on reducing the wall thickness of the metal packaging material manufactured by low temperature stretching. Decreases, resulting in lower energy density.
  • the waste of space generated by the jelly roll can be reduced, but an excessive amount of a polymer binder is used to increase the adhesion between the electrodes. -Since the adhesive layer must be applied to the electrolyte interface, there is a problem that the energy density and thus the battery performance are deteriorated.
  • the applicant developed and implemented a technology for manufacturing a lithium secondary battery by stacking the pocketing electrode body (anode) disclosed in Korean Patent No. 10-1168650 or Korean Patent No. 10-1168651. Is coming.
  • the insulating polymer film has a shape similar to that of a positive electrode plate. It must be made or punched out by punching (perforating) the space. At this time, the insulating polymer film corresponding to the storage space, that is, the punched insulating polymer film cannot be reused and is discarded as it is, so there is a problem of wasting the insulating polymer film. In addition, there is a problem in that productivity is low because it is necessary to perform repeated punching processes in order to manufacture the pocketing electrode body (anode).
  • a positive electrode plate thinner than the thickness of the insulating polymer film may be used. If a positive electrode plate thinner than the insulating polymer film is used, it is disadvantageous in terms of the energy density of the battery, and battery failure occurs when the electrode body is unstable There is a problem that it is likely.
  • the present applicant has proposed the present invention in order to solve the above problems.
  • the present invention has been proposed to solve the above problems, and since it forms a pocketing electrode body (anode) without using an insulating polymer film, an electrode assembly including a unit cell capable of reducing manufacturing cost, and manufacturing the same It provides a method and a lithium secondary battery including the same.
  • the present invention provides an electrode assembly including a unit cell capable of improving productivity because there is no need to perforate or punch an insulating polymer film, a method for manufacturing the same, and a lithium secondary battery including the same.
  • the present invention is an electrode assembly including a unit cell capable of increasing the contact area between the positive electrode, the separator and the negative electrode and improving the performance of the battery by simultaneously pressing the positive electrode and the negative electrode in the state of stacking the positive electrode and the negative electrode, and manufacturing the same. It provides a method and a lithium secondary battery including the same.
  • the present invention is an electrode assembly including a unit cell capable of reducing the time required for stacking an electrode body, a method of manufacturing the same, and lithium containing the same, because the electrode assembly is formed by stacking a pre-made unit cell by stacking a positive electrode and a negative electrode. Provides secondary batteries.
  • An electrode assembly including a unit cell according to an embodiment of the present invention for achieving the above-described problems includes: a first unit cell formed in the order of a cathode/separator/anode/separator/cathode; And a second unit cell provided above and below the first unit cell and formed in the order of a negative electrode/separator/anode or a positive electrode/separator/cathode, wherein the positive electrode includes a positive electrode current collector and a positive electrode current collector.
  • the separator may be provided on an upper surface and a lower surface of the anode so as to surround the anode except for the uncoated part, and an anode receiving portion for accommodating a part of the separator may be formed in the anode active material.
  • the first unit cell includes: a pocketing anode including the anode surrounded by the separator; And the negative electrode provided on the upper and lower surfaces of the pocketing positive electrode, wherein the negative electrode includes the negative electrode active material coated on both surfaces of the negative electrode current collector, and one surface of the negative electrode current collector facing the pocketing positive electrode
  • the positive electrode receiving portion may be formed in a recess or intaglio.
  • the second unit cell includes: a pocketing anode including the anode surrounded by the separator; And the negative electrode provided on either an upper surface or a lower surface of the pocketing positive electrode, wherein the negative electrode includes the negative electrode active material applied to one surface of the negative electrode current collector, and the positive electrode receiving part is on the surface of the negative electrode active material. It may be formed in a depression or intaglio.
  • a third unit cell provided between any one of the second unit cells and the first unit cell; And another first unit cell provided between the other one of the second unit cells and the third unit cell, wherein the third unit cell includes the negative electrode active material coated on both surfaces of the negative electrode current collector.
  • the negative electrode active material in which the positive electrode receiving part is formed may be provided so that the entire surface of the negative electrode active material is in contact with the separator, or the positive electrode receiving part may be formed to be smaller than the total area of the negative electrode active material.
  • the second unit cell, the first unit cell, the third unit cell, the first unit cell, and the second unit cell may be stacked in order.
  • the area or size of the anode receiving portion may be larger than the area or size of the anode.
  • the first unit cell may be a C-type bi-cell
  • the second unit cell may be a full cell
  • the third unit cell may be an A-type bi-cell.
  • a contact area between the first unit cell and the second unit cell, and a contact area between the first unit cell and the third unit cell may be smaller than the total area of the cathode or may be formed equal to the area of the anode receiving portion. .
  • the present invention is the electrode assembly described above; And it is possible to provide a lithium secondary battery including a case for encapsulating an electrolyte solution together with the electrode assembly.
  • the present invention provides a method for manufacturing the electrode assembly, providing the separation membrane; Providing the anode on the separator; Providing another separator on the anode; Pressing the separator and the anode; And punching or cutting the separator and the positive electrode; thereby forming the pocketing positive electrode, and providing the negative electrode coated with the negative electrode active material on both surfaces of the negative electrode current collector on the upper and lower surfaces of the pocketing positive electrode, It is possible to provide a method for manufacturing an electrode assembly including a unit cell, characterized in that the first unit cell is obtained by punching or cutting after pressing.
  • the present invention in the manufacturing method of the electrode assembly, the step of providing the separation membrane; Providing the anode on the separator; Providing another separator on the anode; Pressing the separator and the anode; And punching or cutting the separator and the positive electrode; thereby forming the pocketing positive electrode, providing the pocketing positive electrode on the upper surface of the negative electrode active material applied only to one surface of the negative electrode current collector, pressing, and then punching or It is possible to provide a method for manufacturing an electrode assembly including a unit cell, characterized in that the second unit cell is obtained by cutting.
  • the present invention in the manufacturing method of the electrode assembly, the step of providing the separation membrane; Providing the anode on the separator; Providing another separator on the anode; Pressing the separator and the anode; And punching or cutting the separator and the positive electrode; thereby forming the pocketing positive electrode, and providing the pocketing positive electrode on upper and lower surfaces of the negative electrode coated with the negative electrode active material on both surfaces of the negative electrode current collector, It is possible to provide a method of manufacturing an electrode assembly including a unit cell, characterized in that punching or cutting after pressing to obtain the third unit cell.
  • the electrode assembly including the unit cell according to the present invention, the method for manufacturing the same, and the lithium secondary battery including the same form a pocketing electrode body (anode) without using an insulating polymer film, so that manufacturing cost can be reduced.
  • the electrode assembly including the unit cell according to the present invention, the method for manufacturing the same, and the lithium secondary battery including the same can improve productivity because there is no need to perforate or punch an insulating polymer film.
  • the electrode assembly including the unit cell according to the present invention, the method of manufacturing the same, and the lithium secondary battery including the same, since the positive electrode and the negative electrode are simultaneously pressed while the positive electrode and the negative electrode are stacked, the contact area between the positive electrode, the separator and the negative electrode And improve battery performance.
  • the electrode assembly including the unit cell according to the present invention, the method of manufacturing the same, and the lithium secondary battery including the same are used to form an electrode assembly by stacking pre-made unit cells by stacking a positive electrode and a negative electrode, so the time required to stack the electrode body Can be reduced.
  • FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of an electrode assembly including a unit cell according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the electrode assembly according to FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure and manufacturing process of the pocketing anode included in the electrode assembly according to FIG. 1.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a pocketing anode included in the electrode assembly according to FIG. 1.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a structure and manufacturing process of a first unit cell included in the electrode assembly according to FIG. 1.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a first unit cell included in the electrode assembly according to FIG. 1.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a structure and manufacturing process of a second unit cell included in the electrode assembly according to FIG. 1.
  • FIG. 8 is a perspective view illustrating a second unit cell included in the electrode assembly according to FIG. 1.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the structure and manufacturing process of a third unit cell included in the electrode assembly according to FIG. 1.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a third unit cell included in the electrode assembly according to FIG. 1.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an electrode assembly including a unit cell according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the electrode assembly according to FIG. 1
  • FIG. 3 is a pocketing anode included in the electrode assembly according to FIG.
  • a cross-sectional view showing the structure and manufacturing process of
  • FIG. 4 is a perspective view showing a pocketing anode included in the electrode assembly according to FIG. 1
  • FIG. 5 is a structure and manufacturing process of a first unit cell included in the electrode assembly according to FIG. 1.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a first unit cell included in the electrode assembly according to FIG. 1, FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the structure and manufacturing process of the second unit cell included in the electrode assembly according to FIG. 1
  • FIG. I is a perspective view showing a second unit cell included in the electrode assembly according to FIG. 1
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the structure and manufacturing process of the third unit cell included in the electrode assembly according to FIG. 1, and FIG. It is a perspective view showing the third unit cell included in the electrode assembly.
  • An electrode assembly including a unit cell according to an embodiment of the present invention described below constitutes a lithium secondary battery, and comprises a separator, a positive electrode current collector and a positive electrode active material, a negative electrode current collector, and The negative electrode active material, electrolyte, etc. are the same as those used in the electrode assembly and lithium secondary battery disclosed in Korean Patent No. 10-1168650 or Korean Patent No. 10-1168651, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.
  • the electrode assembly 100 is an electrode assembly including a unit cell. That is, the electrode assembly 100 having a structure in which a plurality of electrode bodies are stacked does not repeatedly stack an anode/separator/cathode one by one, but a plurality of pre-made unit cells by stacking an anode/separator/cathode. It is formed by stacking.
  • FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of an electrode assembly 100 including a unit cell according to an embodiment of the present invention.
  • an electrode assembly 100 including a unit cell includes a cathode 121 / a separator 101 / an anode 111 / a separator 102 / a cathode 121 It is provided on the upper and lower portions of the first unit cell UC1 and the first unit cell UC1 formed in the order of the cathode 161 / the separator 101 / the anode 111 or the anode 111 / the separator 101 It may include a second unit cell (UC2) formed in the order of the /cathode 161.
  • UC2 second unit cell
  • the electrode assembly 100 according to an embodiment of the present invention is not obtained by alternately stacking a plurality of anodes and cathodes, but is obtained by stacking a plurality of preformed unit cells UC1 and UC2 by stacking an anode and a cathode. Therefore, the electrode assembly 100 according to an embodiment of the present invention can increase the stacking speed. For example, in order to obtain the electrode assembly 100 shown in FIG. 1 by repeatedly stacking an anode and a cathode one by one, 7 cathodes and 6 anodes must be alternately stacked. On the other hand, the electrode assembly 100 according to an embodiment of the present invention can be obtained by stacking five unit cells UC1, 2, and 3.
  • the electrode assembly 100 according to an embodiment of the present invention includes a second unit cell UC2 positioned at the bottom, a first unit cell UC1 stacked thereon, and a first unit cell UC1. It may be configured to include another second unit cell (UC2) stacked on the top.
  • UC2 another second unit cell
  • the second unit cells UC2 positioned above and below the first unit cell UC1 have a structure that is symmetrical to each other with respect to the first unit cell UC1.
  • the anode 111 constituting the first unit cell UC1 and the anode 111 constituting the second unit cell UC2 may have the same shape or structure.
  • the positive electrode 111 included in the first unit cell UC1 and the second unit cell UC2 includes a positive electrode current collector 112, a positive electrode active material 113 applied to both surfaces of the positive electrode current collector 112, and a positive electrode active material ( 113) may include an uncoated portion 119 (refer to FIG. 2).
  • the cathode 121 constituting the first unit cell UC1 and the cathode 161 constituting the second unit cell UC2 have different shapes.
  • the negative electrodes 121 and 161 constituting the first unit cell UC1 or the second unit cell UC2 include negative electrode active materials 123 and 163 applied to at least one of both surfaces of the negative electrode current collectors 122 and 162 and the negative electrode current collectors 122 and 162, and A non-coated portion 129 (see FIG. 2) to which the negative electrode active materials 123 and 163 are not applied may be included.
  • the negative electrode 121 constituting the first unit cell UC1 is coated with the negative electrode active material 123 on both sides of the negative electrode current collector 122, while the negative electrode 161 constituting the second unit cell UC2
  • the negative electrode active material 163 is applied only to one surface of the negative electrode current collector 162.
  • the separator 101 provided on the upper and lower surfaces of the anode 111 constituting the first and second unit cells UC1 and UC2 is an anode to surround the anode 111 except for the uncoated portion 119. 111) may be provided on the upper and lower surfaces.
  • the anode receiving portion 124 in which a portion of the separator 101 surrounding the anode 111 is accommodated in the anode active materials 123 and 163 of the cathodes 121 and 161 constituting the first and second unit cells UC1 and UC2. Can be formed.
  • a first unit cell UC1 has a structure in which a cathode 121, a separator 101, an anode 111, a separator 101, and a cathode 121 are sequentially stacked up and down.
  • the negative electrode 121 positioned above and below may include a negative electrode current collector 122 and a negative electrode active material 123 coated on both surfaces of the negative electrode current collector 122.
  • the positive electrode 111 positioned between the two negative electrodes 121 may include a positive electrode current collector 112 and a positive electrode active material 123 coated on both surfaces of the positive electrode current collector 122.
  • the anode 111 has a shape surrounded by two separators 101 provided on the upper and lower surfaces of the anode 111. Accordingly, the anode 111 constituting the first unit cell UC1 is provided as a pocketing anode 110 surrounded by the separator 101 except for the uncoated portion 119. As such, the first unit cell UC1 includes a pocketing anode 110 including an anode 111 surrounded by the separator 101 and a cathode 121 provided on the upper and lower surfaces of the pocketing anode 110. ) Can be included.
  • the negative electrode 121 of the first unit cell UC1 is applied on one surface of the negative electrode current collector 122 facing the pocketing positive electrode 110 from among the negative electrode active materials 123 applied on both sides of the negative electrode current collector 122
  • an anode receiving portion 124 (refer to FIG. 5) may be recessed or formed in an intaglio.
  • FIG. 3 shows the structure or manufacturing process (method) of the pocketing anode 110.
  • a plurality of anodes 111 may be supplied at regular intervals on a long strip-shaped separator 101 supplied in a roll-to-roll manner.
  • Double-sided anodes 111 may be placed on the upper surface of the separation membrane 101 supplied from left to right or supplied from right to left in a roll-to-roll manner and supplied together with the separation membrane 101.
  • the double-sided positive electrode 111 may also be manufactured by applying the positive electrode active material 113 to both surfaces of the long strip-shaped positive electrode current collector 112 supplied in a roll-to-roll manner, followed by pressing and punching.
  • another separator 101 may be supplied in a roll-to-roll manner to cover the upper surface of the anode 111, as shown in FIG. 3B.
  • the separator 101 covering the anode 111 is placed on the anode 111.
  • the separator 101 is pressed to surround the anode 111 by pressing the separator ( 101) They are bonded together.
  • the separator 101 may be heated so that the separator 101 may be bonded to each other along the edge of the anode 111.
  • an adhesive component may be applied to the surface of the separator 101 that adheres to each other along the edge of the anode 111.
  • the separation membrane 101 has a height difference between a portion where the anode 111 is positioned and a portion where the anode 111 is not positioned.
  • the pocketing anode 110 is obtained by cutting or punching the portions (refer to the dotted line in FIG. 3(c)) to which the separators 101 are adhered.
  • the pocketing anode 110 has a shape in which the entire anode 111 except for the uncoated portion 119 is surrounded by the separator 101, and a portion of the separator 101 where the anode 111 is located. Has a shape protruding up and down.
  • a double-sided negative electrode 121 is supplied in a roll-to-roll manner as shown in FIG. 5A.
  • the double-sided negative electrode 121 may be manufactured by applying the negative electrode active material 123 to both surfaces of the negative electrode current collector 122 in the shape of a long strip that is supplied in a roll-to-roll manner, followed by pressing and punching.
  • the other double-sided cathode 121 may be supplied in a roll-to-roll manner to cover the upper surface of the pocketing anode 110.
  • the double-sided cathode 121 covering the pocketing anode 110 is placed on the pocketing anode 110.
  • the upper and lower double-sided cathodes 121 are pressed to form the double-sided cathode 121 and The pocketing anode 110 is adhered or adhered to each other.
  • the negative electrode active material 123 applied to both sides of the negative electrode current collector 122 is not subjected to a pressing (pressing) process.
  • a process of pressing (pressing) the negative electrode active material to the negative electrode current collector is performed.
  • the double-sided cathode 121 is pressed.
  • the negative electrode active material 123 may also be pressurized and pressed onto the negative electrode current collector 122.
  • a portion of the positive electrode 111 of the pocketing positive electrode 110, that is, a protruding part, is pushed from the surface of the negative electrode active material 123 by a pressing process, or the portion where the separator 101 of the pocketing positive electrode 110 is adhered to each other, that is, ,
  • the negative active material 123 may fill the concave portion.
  • Figure 5 (a) shows a state before pressurization.Before pressurization, the surface of the negative electrode active material 123 in contact with the pocketing positive electrode 110 is all flat, and the portion where the separator 101 is adhered to each other and the negative electrode active material There is an empty space between (123).
  • 5B shows a state after pressurization. After pressurization, the surface state of the negative electrode active material 123 in contact with the pocketing positive electrode 110 changes, and the portion where the separator 101 is adhered to each other is a negative electrode active material. (123) will be filled.
  • the anode receiving portion 124 accommodating the protruding portion of the pocketing anode 110 is formed on the surface of the anode active material 123 facing the pocketing anode 110 or is formed in an intaglio.
  • the anode receiving portion 124 is formed in a depression or intaglio on the surface of the anode active material 123, the double-sided cathode 121 and the pocketing anode 110 come into close contact with each other, as a result of which the anode 111 and the separator 101 And, since the contact area of the negative electrode 121 is increased, the performance of the battery may be improved.
  • the double-sided cathode 121 / pocketing anode 110 / double-sided cathode 121 are in close contact with each other by a pressing process.
  • the first unit cell UC1 as shown in (c) of FIG. 5 can be obtained by cutting or punching the portions (refer to the dotted line in FIG. 5(b)) to which the separation membranes 101 are adhered to each other.
  • the upper and lower surfaces of the first unit cell UC1 are formed of an anode active material 123 and are preferably formed in a plane having the same size or area as the anode current collector 122.
  • a method of manufacturing the first unit cell UC1 constituting the electrode assembly 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 5.
  • the step of providing the separator 101 (Fig. 3(a)), the step of providing the anode 111 on the separator 101 (Fig. 3) (a)), providing another separator 101 on the anode 111 (Fig. 3(b)), pressing the separator 101 and the anode 111 (Fig. 3(c)), and the separator ( 101) and the positive electrode 111 by punching or cutting (FIG.
  • the first unit cell UC1 can be obtained by providing 121 on the upper and lower surfaces of the pocketing anode 110 (Fig. 5(a)) and punching or cutting after pressing (Fig. 5(b)) ( Fig. 5(c)).
  • the end face negative electrode 161 is supplied in a roll-to-roll method.
  • the single-sided negative electrode 161 may be manufactured by applying the negative electrode active material 163 to only one surface of the negative electrode current collector 162 in a long strip shape supplied in a roll-to-roll method, followed by pressing and punching.
  • the anode is supplied together with the cross-section cathode 161.
  • the pocketing anode 110 is placed on the cross-sectional cathode 161.
  • the single-sided cathode 161 and the pocketing anode 110 are bonded or adhered to each other.
  • the negative electrode active material 163 applied to one surface of the negative electrode current collector 162 is not subjected to a pressing (pressing) process.
  • a process of pressing (pressing) the negative electrode active material to the negative electrode current collector is performed.
  • the single-sided cathode 161 is pressed.
  • the active material 163 may also be pressurized and pressed onto the negative electrode current collector 162.
  • a portion of the positive electrode 111 of the pocketing positive electrode 110 that is, a protruding part, is pushed from the surface of the negative electrode active material 163 by a pressing process, or the negative electrode active material 163 is applied to the separator 101 of the pocketing positive electrode 110.
  • It may be in the form of filling the adhesive part, that is, the concave part.
  • Figure 7 (a) shows a state before pressurization.Before pressurization, the surface of the negative electrode active material 163 in contact with the pocketing positive electrode 110 is all flat, and the portion where the separator 101 is adhered to each other and the negative electrode active material There is an empty space between (163).
  • 7(b) shows a state after pressurization. After pressurization, the surface state of the negative electrode active material 163 in contact with the pocketing positive electrode 110 changes, and the portion of the separation membrane 101 adhered to each other is a negative electrode active material. 163 will be filled. Therefore, after pressing, an anode receiving portion 164 (refer to FIG.
  • the protruding portion of the pocketing anode 110 is formed on the surface of the anode active material 163 facing the pocketing anode 110 or It is formed by engraving.
  • the anode receiving portion 164 is formed in a depression or intaglio on the surface of the anode active material 163, the cross-section cathode 161 and the pocketing anode 110 come into close contact with each other, as a result of which the anode 111 and the separator 101 And, since the contact area of the negative electrode 161 is increased, the performance of the battery may be improved.
  • the pocketing anode 110 / the cross-sectional cathode 161 are in close contact with each other by a pressing process.
  • the second unit cell UC2 as shown in (c) of FIG. 7 can be obtained by cutting or punching the portions (refer to the dotted line in FIG. 7(b)) to which the separation membranes 101 are adhered to each other.
  • the second unit cell UC2 constituting the electrode assembly 100 includes a pocketing anode 110 and a pocketing anode including an anode 111 surrounded by the separator 101 It includes a single-sided negative electrode 161 provided on either the upper or lower surface of (110), and the single-sided negative electrode 161 includes a negative electrode active material 163 applied to one surface of the negative electrode current collector 162, and a negative electrode active material On the surface of the 163, the anode receiving portion 164 may be recessed or formed in an intaglio.
  • the upper surface of the second unit cell UC2 is formed of the separator 101 of the pocketing anode 110, but there is a step such as the protruding portion, and the lower surface of the second unit cell UC2 is It is formed of the negative electrode active material 163 and may be formed in a plane having the same size or area as the negative electrode current collector 162.
  • a method of manufacturing the second unit cell UC2 constituting the electrode assembly 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 7.
  • the step of providing the separator 101 (Fig. 3(a)), the step of providing the anode 111 on the separator 101 (Fig. 3) (a)), providing another separator 101 on the anode 111 (Fig. 3(b)), pressing the separator 101 and the anode 111 (Fig. 3(c)), and the separator ( 101) and the positive electrode 111 by punching or cutting (FIG.
  • the electrode assembly 100 according to an embodiment of the present invention may further include a third unit cell UC3 in addition to the first and second unit cells UC1 and UC2. As shown in FIGS. 1 and 2, the electrode assembly 100 according to an embodiment of the present invention includes a third electrode assembly provided between any one of the second unit cells UC2 and the first unit cell UC1. It may include another first unit cell UC1 provided between the third unit cell UC3 and the other one of the unit cell UC3 and the second unit cell UC2.
  • the electrode assembly 100 includes a second unit cell UC2, a first unit cell UC1, a third unit cell UC3, a first unit cell UC1 and It may include a second unit cell (UC2). That is, the electrode assembly 100 can be obtained by stacking five unit cells.
  • a first unit cell UC1 and a second unit cell UC2 are positioned above and below the third unit cell UC3, respectively, and a third unit cell ( It is symmetrical based on UC3).
  • a second unit cell (UC2) is located at the lowermost and uppermost ends of the electrode assembly 100, and the lowermost and uppermost surfaces of the electrode assembly 100 are the cathode collection of the cathode 161 of the cross-section of the second unit cell UC2. The whole 162 is located.
  • the third unit cell UC3 has a structure in which a pocketing anode 110, a double-sided cathode 141, and a pocketing anode 110 are sequentially stacked up and down.
  • the pocketing anodes 110 positioned above and below are the same as those constituting the first unit cell UC1
  • the single-sided cathode 141 positioned in the middle is the double-sided cathode 121 constituting the first unit cell UC1.
  • the third unit cell UC3 is provided on the upper and lower surfaces of the double-sided negative electrode 141 and the double-sided negative electrode 141 including the negative electrode active material 143 coated on both surfaces of the negative electrode current collector 142, and a separator ( It may include a pocketing anode 110 including an anode 111 surrounded by 101).
  • the anode receiving portion 144 in which the protruding portion of the pocketing anode 110 is accommodated may be formed in a recess or intaglio on the surface of the anode active material 143 facing the pocketing anode 110.
  • the pocketing anode 110 may be manufactured through the process shown in FIG. 3.
  • the pocketing anode 110 is supplied in a roll-to-roll manner.
  • the pocketing anode 110 may be supplied in a long strip shape by a roll-to-roll method.
  • a long strip-shaped double-sided negative electrode 141 is supplied to the upper surface of the pocketing positive electrode 110 supplied from left to right or from right to left in a roll-to-roll method, and the negative electrode together with the pocketing positive electrode 110 Will be supplied.
  • the band of the other pocketing anode 110 may be supplied in a roll-to-roll manner to cover the upper surface of the double-sided cathode 141. As shown in (a) of FIG. 9, the pocketing anode 110 covering the double-sided cathode 141 is placed on the double-sided cathode 141.
  • the double-sided cathode 141 is pressed by pressing the upper and lower pocketing anodes 110 while the double-sided cathode 141 is provided between the upper and lower pocketing anodes 110 as shown in FIG. 9B. And the pocketing anode 110 is adhered or closely attached.
  • the negative electrode active material 143 applied to both sides of the negative electrode current collector 142 is not subjected to a pressing (pressing) process. .
  • a process of pressing (pressing) the negative electrode active material to the negative electrode current collector is performed after applying the negative electrode active material to the negative electrode current collector.
  • the pocketing positive electrode 110 is pressed.
  • the negative electrode active material 143 may also be pressurized and pressed onto the negative electrode current collector 142.
  • a portion of the positive electrode 111 of the pocketing positive electrode 110 that is, a protruding part, is pushed from the surface of the negative electrode active material 143 by a pressing process, or the part where the separator 101 of the pocketing positive electrode 110 is adhered to each other ,
  • the negative active material 143 may fill the concave portion.
  • Figure 9 (a) shows a state before pressurization. Before pressurization, the surface of the negative electrode active material 143 in contact with the pocketing positive electrode 110 is all flat, and the portion where the separator 101 is adhered to each other and the negative electrode active material There is an empty space between (143).
  • 9(b) shows a state after pressurization. After pressurization, the surface state of the negative electrode active material 143 in contact with the pocketing positive electrode 110 changes, and the portion of the separator 101 adhered to each other is (143) will be filled.
  • the anode receiving portion 144 receiving the protruding portion of the pocketing anode 110 is formed on the surface of the anode active material 143 facing the pocketing anode 110 to be recessed or formed in an intaglio.
  • the anode receiving portion 144 is formed in a depression or intaglio on the surface of the anode active material 143, the double-sided cathode 141 and the pocketing anode 110 come into close contact with each other, as a result of which the anode 111 and the separator 101 And, since the contact area of the negative electrode 141 is increased, the performance of the battery may be improved.
  • the pocketing anode 110 / the double-sided cathode 141 / the pocketing anode 110 are in close contact with each other by a pressing process.
  • the third unit cell UC3 as shown in (c) of FIG. 9 can be obtained by cutting or punching the portions (refer to the dotted line in FIG. 9(b)) to which the separation membranes 101 are adhered.
  • the upper and lower surfaces of the third unit cell UC3 are formed of the separator 101 of the pocketing anode 110, but may be formed in a form in which a step such as a protruding portion exists.
  • a method of manufacturing the third unit cell UC3 constituting the electrode assembly 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 9.
  • the step of providing the separator 101 (Fig. 3(a)), the step of providing the anode 111 on the separator 101 (Fig. 3) (a)), providing another separator 101 on the anode 111 (Fig. 3(b)), pressing the separator 101 and the anode 111 (Fig. 3(c)), and the separator ( 101) and the positive electrode 111 by punching or cutting (FIG.
  • a third unit cell UC3 can be obtained by providing a pocketing anode 110 on the upper and lower surfaces of the cathode 141 (Fig. 9(a)) and punching or cutting after pressing (Fig. 9(b)). (Fig. 9(c)).
  • the anode active materials 123, 163, and 143 in which the anode receiving portions 124, 164, and 144 are formed are provided so that the entire surface is in contact with the separator 101, and the anode receiving portions 124, 164, 144 The area may be formed smaller than the total area of the negative electrode active materials 123, 163, and 143.
  • the area or size of the anode receiving portions 124, 164, 144 formed on the anode active materials 123, 163, 143 of the anodes 121, 161 and 141 is the area or size of the anode 111 It can be formed larger. This is because the thickness of the separator 101 accommodated in the anode receiving portions 124, 164, and 144 must be considered.
  • the first unit cell UC1 is a C Type Bicell
  • the second unit cell UC2 is a Fullcell
  • the third unit cell UC3 is an A Type Bicell.
  • a type bicell is a unit cell of a structure stacked in the order of anode/separator/cathode/separator/anode
  • C type bicell is a cathode/separator/anode/separator/cathode. It is a unit cell of a structure stacked in order.
  • a full cell is a unit cell having a stacked structure of an anode/separator/cathode.
  • the first unit cell UC1 is stacked in the order of a double-sided cathode 121, a pocketing anode 110, and a double-sided cathode 121. More specifically, the first unit cell UC1 Silver cathode 121 / separator 101 / anode 111 / separator 101 / cathode 121 has a structure in the order of stacked. Therefore, it can be said that the first unit cell UC1 having such a stacked structure is formed of a C-type bi-cell in which the cathode is located outside.
  • the second unit cell UC2 is stacked in the order of the pocketing anode 110 and the cross-section cathode 161.
  • the second unit cell UC2 has a structure in which a separator 101 / an anode 111 / a separator 101 / a cathode 161 are stacked in this order. Accordingly, the second unit cell UC2 having such a stacked structure can be said to be formed as a full cell having a stacked structure of an anode/separator/cathode.
  • the third unit cell UC3 is stacked in the order of the pocketing anode 110, the double-sided cathode 141, and the pocketing anode 110. More specifically, the third unit cell UC3 is the separator 101 / Anode 111 / separator 101 / cathode 121 / separator 101 / anode 111 / separator 101 in the order of stacked structure. Accordingly, it can be said that the third unit cell UC3 having such a stacked structure is formed of an A-type bi-cell with an anode positioned on the outside.
  • an electrode assembly 100 including a unit cell includes a contact area between a first unit cell UC1 and a second unit cell UC2, and a first unit.
  • the contact area between the cell UC1 and the third unit cell UC3 may be smaller than the total area of the cathodes 121, 161, and 141 or may be formed equal to the area of the anode receiving portions 124, 164, and 144.
  • the protruding portion of the pocketing anode 110 of the second unit cell UC2 is in contact with the upper or lower surface of the first unit cell UC1.
  • the area of the protruding portion of the pocketing anode 110 is smaller than the area of the upper or lower surface of the first unit cell UC1.
  • the pocketing anode 110 described above has a shape surrounding the anode 111 by directly bonding the separators 101 to each other. That is, a pocketing anode is formed only with a separator and an anode without using a polymer insulating film.
  • the present invention is a lithium secondary battery including an electrode assembly 100 including a unit cell according to the present invention and a case (not shown) for sealingly receiving an electrolyte solution (not shown) together with the electrode assembly 100 Can provide knowledge.
  • the electrode assembly 100 including the unit cell according to the present invention becomes a lithium secondary battery when it is sealed and accommodated in a case (not shown) together with an electrolyte.
  • the electrode assembly 100 including the unit cell according to the present invention may be used not only for a general lithium secondary battery, but also for a release cell type lithium secondary battery.
  • the "release cell” refers to a battery whose shape is not determined or has various shapes.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체는, 음극/분리막/양극/분리막/음극의 순서로 형성된 제1 단위셀; 및 상기 제1 단위셀의 상부 및 하부에 마련되며, 음극/분리막/양극 또는 양극/분리막/음극의 순서로 형성된 제2 단위셀;을 포함하며, 상기 양극은 양극집전체, 상기 양극집전체의 양면에 도포된 양극활물질 및 상기 양극활물질이 도포되지 않은 무지부를 포함하고, 상기 음극은 음극집전체, 상기 음극집전체의 양면 중 적어도 일면에 도포된 음극활물질 및 상기 음극활물질이 도포되지 않은 무지부를 포함하며, 상기 분리막은 상기 무지부를 제외하고 상기 양극을 둘러싸도록 상기 양극의 상면 및 하면에 마련되고, 상기 음극활물질에는 상기 분리막의 일부가 수용되는 양극수용부가 형성될 수 있다.

Description

단위셀을 포함하는 전극조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지
본 발명은 단위셀을 포함하는 전극조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 절연성 고분자 필름을 사용하지 않고 양극을 분리막만으로 포케팅 할 수 있으며 전극조립체의 적층 효율을 개선하고 전지의 성능을 향상시킬 수 있는 단위셀을 포함하는 전극조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지에 관한 것이다.
최근 첨단 전자산업의 발달로 전자장비의 소량화 및 경량화가 가능하게 됨에 따라 휴대용 전자 기기, 다양한 형태의 모바일 기기의 사용이 증대되고 있다. 이러한 휴대용 전자 기기, 모바일 기기 등의 전원으로 높은 에너지 밀도를 가진 전지의 필요성이 증대되어 리튬이차전지의 연구가 활발하게 진행되고 있다.
특히, 전자기기 및 모바일 기기 등의 급속한 박형화와 소형화는 얇은 두께의 박형 리튬 이차전지에 대한 수요를 급속히 확대시키고 있는 반면, 기존의 원통형이나 각형 리튬 이차전지의 구조 및/또는 제조 방법은 전지의 박형화에 따르는 부피당 에너지 밀도 면에서 우수하지 못하다는 한계가 있다. 따라서, 통상 5mm 이하의 두께를 갖는 박형 전지를 휴대전화, 캠코더, 노트북 컴퓨터 등의 고성능 휴대용 전자기기, 모바일 기기 등에 채용할 경우, 충분한 구동시간을 얻기 힘든 실정이다.
구체적으로, 각형 리튬 이차전지는 젤리롤 형상을 갖는 전극체 구조로 인하여 용적 대비 전지의 효율성이 좋지 않고, 저온 연신으로 제조된 금속 포장재의 벽체 두께를 감소시키는 데 대한 기술적 제약으로 인하여, 전지 두께가 줄어들어 에너지 밀도가 저하된다. 반면, 적층된 전극 조립체를 알루미늄 라미네이트 포장재로 밀봉하여 조립된 리튬 고분자 전지의 경우, 젤리롤에 의해 발생되는 공간의 낭비를 감소시킬 수 있으나, 전극 사이의 밀착성을 높이기 위해 고분자 바인더를 과량 사용하거나 전극-전해질 계면에 접착층을 도포하여야 하므로, 이에 의한 에너지 밀도 및 그에 따른 전지 성능의 저하가 발생하는 문제가 있다.
또한, 알루미늄 라미네이트 포장재 자체의 기계적 취약성과 고분자 내피층과 금속 탭으로 이루어진 접착면의 접착 강도 부족으로 인하여 전지의 내구성, 안전성이 취약한 문제점도 내포하고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 출원인은 한국 등록특허 제10-1168650호 또는 한국 등록특허 제10-1168651호에 개시된 포케팅 전극체(양극)를 적층하여 리튬 이차전지를 제조하는 기술을 개발하여 실시해 오고 있다.
그런데, 한국 등록특허 제10-1168650호 또는 한국 등록특허 제10-1168651호의 도 3에 도시된 바와 같이, 기존의 포케팅 전극체(양극)를 만들기 위해서는 절연성 고분자 필름에 양극판 모양과 유사한 모양의 수납공간을 펀칭(천공)하여 만들거나 타발해야 한다. 이때, 수납공간에 해당하는 절연성 고분자 필름 즉, 타발된 절연성 고분자 필름은 재사용할 수 없고 그대로 버려지기 때문에 절연성 고분자 필름을 낭비하는 문제가 있다. 또한, 포케팅 전극체(양극)을 제조하기 위해서 반복적인 타발 공정을 수행해야 하기 때문에 생산성이 낮다는 문제도 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서 절연성 고분자 필름의 두께 보다 얇은 양극판을 사용할 수도 있는데, 절연성 고분자 필름 보다 얇은 양극판을 사용하게 되면 전지의 에너지 밀도 측면에서 불리하고 전극체의 안착이 불안정할 경우에는 전지 불량이 발생할 가능성이 크다는 문제가 있다.
본 출원인은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명을 제안하게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 절연성 고분자 필름을 사용하지 않고 포케팅 전극체(양극)을 형성하기 때문에 제조 비용을 절감할 수 있는 단위셀을 포함하는 전극조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지를 제공한다.
본 발명은 절연성 고분자 필름을 천공하거나 타발할 필요가 없기 때문에 생산성을 향상시킬 수 있는 단위셀을 포함하는 전극조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지를 제공한다.
본 발명은 양극과 음극을 적층한 상태에서 동시에 양극과 음극을 프레싱(pressing) 함으로써 양극, 분리막 및 음극의 접촉 면적을 증대시키고 전지의 성능을 향상시킬 수 있는 단위셀을 포함하는 전극조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지를 제공한다.
본 발명은 양극과 음극을 적층하여 미리 만들어진 단위셀을 적층하여 전극조립체를 형성하기 때문에 전극체를 적층하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있는 단위셀을 포함하는 전극조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지를 제공한다.
상기한 바와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체는, 음극/분리막/양극/분리막/음극의 순서로 형성된 제1 단위셀; 및 상기 제1 단위셀의 상부 및 하부에 마련되며, 음극/분리막/양극 또는 양극/분리막/음극의 순서로 형성된 제2 단위셀;을 포함하며, 상기 양극은 양극집전체, 상기 양극집전체의 양면에 도포된 양극활물질 및 상기 양극활물질이 도포되지 않은 무지부를 포함하고, 상기 음극은 음극집전체, 상기 음극집전체의 양면 중 적어도 일면에 도포된 음극활물질 및 상기 음극활물질이 도포되지 않은 무지부를 포함하며, 상기 분리막은 상기 무지부를 제외하고 상기 양극을 둘러싸도록 상기 양극의 상면 및 하면에 마련되고, 상기 음극활물질에는 상기 분리막의 일부가 수용되는 양극수용부가 형성될 수 있다.
상기 제1 단위셀은, 상기 분리막에 의해 둘러싸이는 상기 양극을 포함하는 포케팅 양극; 및 상기 포케팅 양극의 상면 및 하면에 마련되는 상기 음극을 포함하며, 상기 음극은 상기 음극집전체의 양면에 도포된 상기 음극활물질을 포함하고, 상기 포케팅 양극과 마주 보는 상기 음극집전체의 일면에 도포된 상기 음극활물질의 표면에는 상기 양극수용부가 함몰 형성되거나 음각으로 형성될 수 있다.
상기 제2 단위셀은, 상기 분리막에 의해 둘러싸이는 상기 양극을 포함하는 포케팅 양극; 및 상기 포케팅 양극의 상면 또는 하면 중 어느 하나에 마련되는 상기 음극을 포함하며, 상기 음극은 상기 음극집전체의 일면에 도포된 상기 음극활물질을 포함하고, 상기 음극활물질의 표면에는 상기 양극수용부가 함몰 형성되거나 음각으로 형성될 수 있다.
상기 제2 단위셀 중 어느 하나와 상기 제1 단위셀 사이에 마련되는 제3 단위셀; 및 상기 제2 단위셀 중 나머지 하나와 상기 제3 단위셀 사이에 마련되는 다른 제1 단위셀;을 포함하며, 상기 제3 단위셀은, 상기 음극집전체의 양면에 도포된 상기 음극활물질을 포함하는 상기 음극; 및 상기 음극의 상면 및 하면에 마련되며, 상기 분리막에 의해 둘러싸이는 상기 양극을 포함하는 포케팅 양극;을 포함하고, 상기 포케팅 양극과 마주 보는 상기 음극활물질의 표면에는 상기 양극수용부가 함몰 형성되거나 음각으로 형성될 수 있다.
상기 양극수용부가 형성된 상기 음극활물질은 전체 표면이 상기 분리막과 접촉되도록 마련되거나 상기 양극수용부의 면적은 상기 음극활물질의 전체 면적 보다 작게 형성될 수 있다.
상기 제2 단위셀, 상기 제1 단위셀, 상기 제3 단위셀, 상기 제1 단위셀 및 상기 제2 단위셀의 순서로 적층 형성될 수 있다.
상기 양극수용부의 면적 또는 크기는 상기 양극의 면적 또는 크기 보다 크게 형성될 수 있다.
상기 제1 단위셀은 C형 바이셀, 상기 제2 단위셀은 풀셀, 상기 제3 단위셀은 A형 바이셀로 형성될 수 있다.
상기 제1 단위셀과 상기 제2 단위셀의 접촉 면적, 상기 제1 단위셀과 상기 제3 단위셀의 접촉 면적은 상기 음극의 전체 면적 보다 작거나 상기 양극수용부의 면적과 동일하게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 전극조립체; 및 상기 전극조립체와 함께 전해액을 밀봉 수납하는 케이스를 포함하는 리튬이차전지를 제공할 수 있다.
한편, 발명의 다른 분야에 의하면, 본 발명은 상기한 전극조립체의 제조 방법에 있어서, 상기 분리막을 제공하는 단계; 상기 분리막 위에 상기 양극을 제공하는 단계; 상기 양극 위에 다른 상기 분리막을 제공하는 단계; 상기 분리막 및 상기 양극을 프레싱하는 단계; 및 상기 분리막 및 상기 양극을 타발 또는 절단하는 단계;에 의해서 상기 포케팅 양극을 형성하고, 상기 음극집전체의 양면에 상기 음극활물질이 도포된 상기 음극을 상기 포케팅 양극의 상면 및 하면에 제공하고 프레싱 한 후 타발 또는 절단하여 상기 제1 단위셀을 얻는 것을 특징으로 하는 단위셀을 포함하는 전극조립체의 제조 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 전극조립체의 제조 방법에 있어서, 상기 분리막을 제공하는 단계; 상기 분리막 위에 상기 양극을 제공하는 단계; 상기 양극 위에 다른 상기 분리막을 제공하는 단계; 상기 분리막 및 상기 양극을 프레싱하는 단계; 및 상기 분리막 및 상기 양극을 타발 또는 절단하는 단계;에 의해서 상기 포케팅 양극을 형성하고, 상기 음극집전체의 일면에만 도포된 상기 음극활물질의 상면에 상기 포케팅 양극을 제공하고 프레싱 한 후 타발 또는 절단하여 상기 제2 단위셀을 얻는 것을 특징으로 하는 단위셀을 포함하는 전극조립체의 제조 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 전극조립체의 제조 방법에 있어서, 상기 분리막을 제공하는 단계; 상기 분리막 위에 상기 양극을 제공하는 단계; 상기 양극 위에 다른 상기 분리막을 제공하는 단계; 상기 분리막 및 상기 양극을 프레싱하는 단계; 및 상기 분리막 및 상기 양극을 타발 또는 절단하는 단계;에 의해서 상기 포케팅 양극을 형성하고, 상기 음극집전체의 양면에 상기 음극활물질이 도포된 상기 음극의 상면 및 하면에 상기 포케팅 양극을 제공하고 프레싱 한 후 타발 또는 절단하여 상기 제3 단위셀을 얻는 것을 특징으로 하는 단위셀을 포함하는 전극조립체의 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지는 절연성 고분자 필름을 사용하지 않고 포케팅 전극체(양극)을 형성하기 때문에 제조 비용을 절감할 수 있다.
본 발명에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지는 절연성 고분자 필름을 천공하거나 타발할 필요가 없기 때문에 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지는 양극과 음극을 적층한 상태에서 동시에 양극과 음극을 프레싱(pressing) 하기 때문에 양극, 분리막 및 음극의 접촉 면적을 증대시키고 전지의 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬이차전지는 양극과 음극을 적층하여 미리 만들어진 단위셀을 적층하여 전극조립체를 형성하기 때문에 전극체를 적층하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체의 종단면도이다.
도 2는 도 1에 따른 전극조립체의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 포케팅 양극의 구조 및 제조 과정을 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 포케팅 양극을 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 제1 단위셀의 구조 및 제조 과정을 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 제1 단위셀을 보여주는 사시도이다.
도 7은 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 제2 단위셀의 구조 및 제조 과정을 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 제2 단위셀을 보여주는 사시도이다.
도 9는 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 제3 단위셀의 구조 및 제조 과정을 보여주는 단면도이다.
도 10은 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 제3 단위셀을 보여주는 사시도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체의 종단면도, 도 2는 도 1에 따른 전극조립체의 분해 사시도, 도 3은 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 포케팅 양극의 구조 및 제조 과정을 보여주는 단면도, 도 4는 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 포케팅 양극을 보여주는 사시도, 도 5는 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 제1 단위셀의 구조 및 제조 과정을 보여주는 단면도, 도 6은 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 제1 단위셀을 보여주는 사시도, 도 7은 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 제2 단위셀의 구조 및 제조 과정을 보여주는 단면도, 도 8은 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 제2 단위셀을 보여주는 사시도, 도 9는 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 제3 단위셀의 구조 및 제조 과정을 보여주는 단면도, 도 10은 도 1에 따른 전극조립체에 포함된 제3 단위셀을 보여주는 사시도이다.
이하에서 설명하는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위셀(Unit Cell)을 포함하는 전극조립체는 리튬이차전지를 구성하는 것으로서, 전극조립체를 구성하는 분리막, 양극집전체 및 양극활물질, 음극집전체 및 음극활물질, 전해액 등은 한국 등록특허 제10-1168650호 또는 한국 등록특허 제10-1168651호에 개시된 전극조립체 및 리튬이차전지에 사용되는 것과 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
이하에서 설명하는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)는 단위셀을 포함하는 전극조립체이다. 즉, 다수개의 전극체를 적층(stack)한 구조의 전극조립체(100)는, 양극/분리막/음극을 하나씩 반복적으로 적층하는 것이 아니라, 양극/분리막/음극을 적층하여 미리 만들어진 단위셀을 여러 개 적층하여 형성되는 것이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체(100)에 대해서 자세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체(100)의 종단면도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체(100)는, 음극(121)/분리막(101)/양극(111)/분리막(102)/음극(121)의 순서로 형성된 제1 단위셀(UC1) 및 제1 단위셀(UC1)의 상부 및 하부에 마련되며 음극(161)/분리막(101)/양극(111) 또는 양극(111)/분리막(101)/음극(161)의 순서로 형성된 제2 단위셀(UC2)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)는 양극과 음극을 교대로 여러 개 적층함으로써 얻어지는 것이 아니라, 양극과 음극을 적층하여 미리 형성된 단위셀(UC1,UC2)을 복수개 적층함으로써 얻어지는 것이다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)는 적층 속도를 빠르게 할 수 있다. 예를 들어서, 양극과 음극을 하나씩 반복적으로 적층하여 도 1에 도시된 전극조립체(100)를 얻기 위해서는 7개의 음극과 6개의 양극을 교대로 적층해야 한다. 반면에, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)는 5개의 단위셀(UC1,2,3)을 적층하면 얻을 수 있다.
도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)는 5개의 단위셀이 적층되어 있지만, 최소 3개의 단위셀을 적층하더라도 전지의 기능을 가능하게 하는 전극조립체(100)를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)는 맨 아래에 위치하는 제2 단위셀(UC2), 그 상부에 적층되는 제1 단위셀(UC1), 제1 단위셀(UC1)의 상부에 적층되는 다른 제2 단위셀(UC2)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 제1 단위셀(UC1)의 상하에 위치하는 제2 단위셀(UC2)은 제1 단위셀(UC1)을 기준으로 서로 대칭이 되는 구조를 가지는 것이 바람직하다.
여기서, 제1 단위셀(UC1)을 구성하는 양극(111)과 제2 단위셀(UC2)을 구성하는 양극(111)은 동일한 형태 또는 구조를 가질 수 있다. 제1 단위셀(UC1) 및 제2 단위셀(UC2)에 포함되는 양극(111)은 양극집전체(112), 양극집전체(112)의 양면에 도포된 양극활물질(113) 및 양극활물질(113)이 도포되지 않은 무지부(119, 도 2 참조)를 포함할 수 있다.
반면에, 제1 단위셀(UC1)을 구성하는 음극(121)과 제2 단위셀(UC2)을 구성하는 음극(161)은 그 형태가 다르다. 제1 단위셀(UC1) 또는 제2 단위셀(UC2)을 구성하는 음극(121,161)은 음극집전체(122,162), 음극집전체(122,162)의 양면 중 적어도 일면에 도포된 음극활물질(123,163) 및 음극활물질(123,163)이 도포되지 않은 무지부(129, 도 2 참조)를 포함할 수 있다. 제1 단위셀(UC1)을 구성하는 음극(121)은 음극집전체(122)의 양면에 음극활물질(123)이 도포되는 반면에, 제2 단위셀(UC2)을 구성하는 음극(161)은 음극집전체(162)의 일면에만 음극활물질(163)이 도포되어 있다.
여기서, 제1 및 제2 단위셀(UC1,UC2)을 구성하는 양극(111)의 상면 및 하면에 마련되는 분리막(101)은 무지부(119)를 제외하고 양극(111)을 둘러싸도록 양극(111)의 상면 및 하면에 마련될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 단위셀(UC1,UC2)을 구성하는 음극(121,161)의 음극활물질(123,163)에는 양극(111)을 둘러싸는 분리막(101)의 일부가 수용되는 양극수용부(124)가 형성될 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 6을 참조하여 제1 단위셀(UC1)에 대해서 설명한다. 도 1을 참조하면, 제1 단위셀(UC1)은 음극(121), 분리막(101), 양극(111), 분리막(101) 및 음극(121)이 차례대로 상하로 적층된 구조를 가진다. 상하에 위치하는 음극(121)은 음극집전체(122) 및 음극집전체(122)의 양면에 도포된 음극활물질(123)을 포함할 수 있다. 2개의 음극(121) 사이에 위치하는 양극(111)은 양극집전체(112) 및 양극집전체(122)의 양면에 도포된 양극활물질(123)을 포함할 수 있다.
이때, 음극(121)과 달리 양극(111)은 양극(111)의 상면 및 하면에 마련된 2개의 분리막(101)에 의해서 둘러싸인 형태를 가진다. 따라서, 제1 단위셀(UC1)을 구성하는 양극(111)은 무지부(119)를 제외하고 분리막(101)에 의해서 둘러싸이는 포케팅 양극(110)으로 마련된다. 이와 같이, 제1 단위셀(UC1)은, 분리막(101)에 의해 둘러싸이는 양극(111)을 포함하는 포케팅 양극(110) 및 포케팅 양극(110)의 상면 및 하면에 마련되는 음극(121)을 포함할 수 있다.
제1 단위셀(UC1)의 음극(121)은 음극집전체(122)의 양면에 도포된 음극활물질(123) 중에서, 포케팅 양극(110)과 마주 보는 음극집전체(122)의 일면에 도포된 음극활물질(123)의 표면에는 양극수용부(124, 도 5 참조)가 함몰 형성되거나 음각으로 형성될 수 있다.
도 3에는 포케팅 양극(110)의 구조 내지 제조 공정(방법)이 도시되어 있다. 우선, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 롤투롤(roll to roll) 방식으로 공급되는 긴 띠 모양의 분리막(101) 위에 일정한 간격을 두고 복수개의 양극(111)을 공급할 수 있다. 롤투롤 방식으로 좌측에서 우측으로 공급되거나 우측에서 좌측으로 공급되는 분리막(101)의 상면에 양면 양극(111)을 놓아서 분리막(101)과 함께 공급할 수 있다. 양면 양극(111)도 롤투롤 방식으로 공급되는 긴 띠 모양의 양극집전체(112)의 양면에 양극활물질(113)을 도포한 후 가압 및 타발하는 공정에 의해서 제조될 수 있다.
그 다음 단계에서는, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 양극(111)의 상면을 덮도록 다른 분리막(101)이 롤투롤 방식으로 공급될 수 있다. 도 3의 (b)와 같이 도시된 단계에서 양극(111)을 덮는 분리막(101)은 양극(111) 위에 놓여져 있는 상태이다.
그 다음 단계에서는, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 2개의 분리막(101) 사이에 양극(111)이 마련된 상태에서 위아래의 분리막(101)을 가압하여 양극(111)을 둘러싸도록 분리막(101)끼리 접착시키게 된다. 가압하는 과정에서 분리막(101)을 가열하여 양극(111)의 가장자리를 따라 분리막(101)끼리 접착시킬 수 있다. 또는, 양극(111)의 가장자리를 따라 서로 접착하는 분리막(101)의 표면에는 접착성분이 도포될 수도 있다. 가압단계를 거치면 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 양극(111)이 위치하지 않는 부위에서 분리막(101)끼리 서로 접착하게 된다. 분리막(101)은 양극(111)이 위치하는 부분과 위치하지 않는 부분에서 높이가 달라지는 단차를 가지게 된다. 마지막으로 분리막(101)끼리 접착된 부분(도 3(c)의 점선 참조)을 절단 또는 타발함으로써 포케팅 양극(110)을 얻게 된다.
도 4를 참조하면, 포케팅 양극(110)은 무지부(119)를 제외한 양극(111) 전체가 분리막(101)에 의해서 둘러싸인 형태를 가지며, 분리막(101) 중 양극(111)이 위치하는 부분은 상하로 돌출된 형태를 가진다.
이하에서는, 도 3에 도시된 과정을 거쳐서 제조된 포케팅 양극(110)을 이용하여 제1 단위셀(UC1)을 제조하는 과정을 설명한다. 우선, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 롤투롤 방식으로 양면 음극(121)을 공급한다. 양면 음극(121)은 롤투롤 방식으로 공급되는 긴 띠 모양의 음극집전체(122)의 양면에 음극활물질(123)을 도포한 후 가압 및 타발하는 공정에 의해서 제조될 수 있다. 그 다음에는, 롤투롤 방식으로 좌측에서 우측으로 공급되거나 우측에서 좌측으로 공급되는 양면 음극(121)의 상면 즉, 음극활물질(123)의 표면에 복수개의 포케팅 양극(110)을 포함하는 양극 띠를 공급하여 양면 음극(121)과 함께 양극을 공급하게 된다. 그 다음에는, 포케팅 양극(110)의 상면을 덮도록 다른 양면 음극(121)이 롤투롤 방식으로 공급될 수 있다. 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 포케팅 양극(110)을 덮는 양면 음극(121)은 포케팅 양극(110) 위에 놓여져 있는 상태이다.
그 다음 단계에서는, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 상하의 양면 음극(121) 사이에 포케팅 양극(110)이 마련된 상태에서 위아래의 양면 음극(121)을 가압하여 양면 음극(121)과 포케팅 양극(110)을 접착 또는 밀착시키게 된다. 여기서, 포케팅 양극(110)의 상하에 위치하는 양면 음극(121)의 경우 음극집전체(122)의 양면에 도포된 음극활물질(123)은 가압(프레싱) 공정을 거치지 않은 상태인 것이 바람직하다. 일반적으로 음극집전체에 음극활물질을 도포한 후에 가압(프레싱)하여 음극활물질을 음극집전체에 압착시키는 과정을 거치게 된다.
그런데, 본 발명의 경우에는 음극활물질(123)을 프레싱 하지 않은 상태에서 양면 음극(121) 사이에 포케팅 양극(110)을 위치시킨 후에 양면 음극(121)을 가압하게 되는데, 이러한 가압 공정에 의해서 음극활물질(123)도 가압되어 음극집전체(122)에 압착될 수 있다. 뿐만 아니라 가압 공정에 의해서 포케팅 양극(110)의 양극(111) 부분 즉, 돌출 부분이 음극활물질(123)의 표면에서부터 밀려 들어가거나 포케팅 양극(110)의 분리막(101)끼리 접착된 부분 즉, 오목한 부분을 음극활물질(123)이 채우는 형태가 될 수도 있다.
도 5의 (a)에는 가압하기 전의 상태가 도시되어 있는데, 가압하기 전에는 포케팅 양극(110)과 접촉하는 음극활물질(123)의 표면이 모두 평평하고 분리막(101)끼리 접착된 부분과 음극활물질(123) 사이에는 빈 공간이 있다. 도 5의 (b)에는 가압한 후의 상태가 도시되어 있는데, 가압한 후에는 포케팅 양극(110)과 접촉하는 음극활물질(123)의 표면 상태가 변하고 분리막(101)끼리 접착된 부분을 음극활물질(123)이 채우게 된다. 따라서, 가압한 후에 있어서, 포케팅 양극(110)과 마주보는 음극활물질(123)의 표면에는 포케팅 양극(110)의 돌출 부분을 수용하는 양극수용부(124)가 함몰 형성되거나 음각으로 형성될 수 있다. 음극활물질(123)의 표면에 양극수용부(124)가 함몰 또는 음각으로 형성되면서 양면 음극(121)과 포케팅 양극(110)이 서로 밀착하게 되고, 그 결과 양극(111)과 분리막(101), 그리고 음극(121)의 접촉 면적이 커져서 전지의 성능도 향상될 수 있다.
도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 가압 공정에 의해서 양면 음극(121)/포케팅 양극(110)/양면 음극(121)이 서로 밀착하여 붙어 있게 된다. 이 상태에서 분리막(101)끼리 접착된 부분(도 5(b)의 점선 참조)을 절단 또는 타발함으로써 도 5의 (c)에 도시된 바와 같은 제1 단위셀(UC1)을 얻을 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1 단위셀(UC1)의 상면 및 하면은 음극활물질(123)로 형성되며 음극집전체(122)와 동일한 크기 또는 면적의 평면으로 형성되는 것이 바람직하다.
도 3 및 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)를 구성하는 제1 단위셀(UC1)을 제조하는 방법을 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)의 제조 방법은, 분리막(101)을 제공하는 단계(도 3(a)), 분리막(101) 위에 양극(111)을 제공하는 단계(도 3(a)), 양극(111) 위에 다른 분리막(101)을 제공하는 단계(도 3(b)), 분리막(101) 및 양극(111)을 프레싱하는 단계(도 3(c)) 및 분리막(101) 및 양극(111)을 타발 또는 절단하는 단계(도 3(c))에 의해서 포케팅 양극(110)을 형성하고, 음극집전체(122)의 양면에 음극활물질(123)이 도포된 음극(121)을 포케팅 양극(110)의 상면 및 하면에 제공하고(도 5(a)) 프레싱 한 후 타발 또는 절단하여(도 5(b)) 제1 단위셀(UC1)을 얻을 수 있다(도 5(c)).
이하에서는, 도 3에 도시된 과정을 거쳐서 제조된 포케팅 양극(110)을 이용하여 제2 단위셀(UC2)을 제조하는 과정을 설명한다. 우선, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 롤투롤 방식으로 단면 음극(161)을 공급한다. 단면 음극(161)은 롤투롤 방식으로 공급되는 긴 띠 모양의 음극집전체(162)의 일면에만 음극활물질(163)을 도포한 후 가압 및 타발하는 공정에 의해서 제조될 수 있다. 그 다음에는, 롤투롤 방식으로 좌측에서 우측으로 공급되거나 우측에서 좌측으로 공급되는 단면 음극(161)의 상면 즉, 음극활물질(163)의 표면에 복수개의 포케팅 양극(110)을 포함하는 양극 띠를 공급하여 단면 음극(161)과 함께 양극을 공급하게 된다. 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 포케팅 양극(110)은 단면 음극(161) 위에 놓여져 있는 상태이다.
그 다음 단계에서는, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 단면 음극(161)과 포케팅 양극(110)을 가압하여 단면 음극(161)과 포케팅 양극(110)을 접착 또는 밀착시키게 된다. 여기서, 포케팅 양극(110)의 하부에 위치하는 단면 음극(161)의 경우 음극집전체(162)의 일면에 도포된 음극활물질(163)은 가압(프레싱) 공정을 거치지 않은 상태인 것이 바람직하다. 일반적으로 음극집전체에 음극활물질을 도포한 후에 가압(프레싱)하여 음극활물질을 음극집전체에 압착시키는 과정을 거치게 된다.
그런데, 본 발명의 경우에는 음극활물질(163)을 프레싱 하지 않은 상태에서 단면 음극(161) 위에 포케팅 양극(110)을 위치시킨 후에 단면 음극(161)을 가압하게 되는데, 이러한 가압 공정에 의해서 음극활물질(163)도 가압되어 음극집전체(162)에 압착될 수 있다. 뿐만 아니라 가압 공정에 의해서 포케팅 양극(110)의 양극(111) 부분 즉, 돌출 부분이 음극활물질(163)의 표면에서부터 밀려 들어가거나 음극활물질(163)이 포케팅 양극(110)의 분리막(101) 접착 부분 즉, 오목한 부분을 채우는 형태가 될 수도 있다.
도 7의 (a)에는 가압하기 전의 상태가 도시되어 있는데, 가압하기 전에는 포케팅 양극(110)과 접촉하는 음극활물질(163)의 표면이 모두 평평하고 분리막(101)끼리 접착된 부분과 음극활물질(163) 사이에는 빈 공간이 있다. 도 7의 (b)에는 가압한 후의 상태가 도시되어 있는데, 가압한 후에는 포케팅 양극(110)과 접촉하는 음극활물질(163)의 표면 상태가 변하고 분리막(101)끼리 접착된 부분을 음극활물질(163)이 채우게 된다. 따라서, 가압한 후에 있어서, 포케팅 양극(110)과 마주보는 음극활물질(163)의 표면에는 포케팅 양극(110)의 돌출 부분을 수용하는 양극수용부(164, 도 7 참조)가 함몰 형성되거나 음각으로 형성된다. 음극활물질(163)의 표면에 양극수용부(164)가 함몰 또는 음각으로 형성되면서 단면 음극(161)과 포케팅 양극(110)이 서로 밀착하게 되고, 그 결과 양극(111)과 분리막(101), 그리고 음극(161)의 접촉 면적이 커져서 전지의 성능도 향상될 수 있다.
도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 가압 공정에 의해서 포케팅 양극(110)/단면 음극(161)이 서로 밀착하여 붙어 있게 된다. 이 상태에서 분리막(101)끼리 접착된 부분(도 7(b)의 점선 참조)을 절단 또는 타발함으로써 도 7의 (c)에 도시된 바와 같은 제2 단위셀(UC2)을 얻을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)를 구성하는 제2 단위셀(UC2)은, 분리막(101)에 의해 둘러싸이는 양극(111)을 포함하는 포케팅 양극(110) 및 포케팅 양극(110)의 상면 또는 하면 중 어느 하나에 마련되는 단면 음극(161)을 포함하며, 단면 음극(161)은 음극집전체(162)의 일면에 도포된 음극활물질(163)을 포함하고, 음극활물질(163)의 표면에는 양극수용부(164)가 함몰 형성되거나 음각으로 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 제2 단위셀(UC2)의 상면은 포케팅 양극(110)의 분리막(101)으로 형성되되 돌출 부분과 같은 단차가 존재하게 되고, 제2 단위셀(UC2)의 하면은 음극활물질(163)로 형성되며 음극집전체(162)와 동일한 크기 또는 면적의 평면으로 형성될 수 있다.
도 3 및 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)를 구성하는 제2 단위셀(UC2)을 제조하는 방법을 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)의 제조 방법은, 분리막(101)을 제공하는 단계(도 3(a)), 분리막(101) 위에 양극(111)을 제공하는 단계(도 3(a)), 양극(111) 위에 다른 분리막(101)을 제공하는 단계(도 3(b)), 분리막(101) 및 양극(111)을 프레싱하는 단계(도 3(c)) 및 분리막(101) 및 양극(111)을 타발 또는 절단하는 단계(도 3(c))에 의해서 포케팅 양극(110)을 형성하고, 음극집전체(162)의 일면에만 도포된 음극활물질(163)의 상면에 포케팅 양극(110)을 제공하고(도 7(a)) 프레싱 한 후 타발 또는 절단하여(도 7(b)) 제2 단위셀(UC2)을 얻을 수 있다(도 7(c)).
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)는, 제1 및 제2 단위셀(UC1,UC2) 외에 제3 단위셀(UC3)을 더 포함할 수도 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)는, 제2 단위셀(UC2) 중 어느 하나와 제1 단위셀(UC1) 사이에 마련되는 제3 단위셀(UC3) 및 제2 단위셀(UC2) 중 나머지 하나와 제3 단위셀(UC3) 사이에 마련되는 다른 제1 단위셀(UC1)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)는 차례대로 적층된 제2 단위셀(UC2), 제1 단위셀(UC1), 제3 단위셀(UC3), 제1 단위셀(UC1) 및 제2 단위셀(UC2)를 포함할 수 있다. 즉, 5개의 단위셀을 적층함으로써 전극조립체(100)를 얻을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)는 제3 단위셀(UC3)을 기준으로 상하에 각각 제1 단위셀(UC1) 및 제2 단위셀(UC2)이 위치하며 제 3단위셀(UC3)을 기준으로 대칭을 이루게 된다. 또한, 전극조립체(100)의 최하단 및 최상단에는 제2 단위셀(UC2)이 위치하며, 전극조립체(100)의 최하면 및 최상면은 제2 단위셀(UC2)의 단면 음극(161)의 음극집전체(162)가 위치하게 된다.
이하에서는 도 1, 도 9 및 도 10을 참조하여 제3 단위셀(UC3)에 대해서 설명한다. 도면을 참조하면, 제3 단위셀(UC3)은 포케팅 양극(110), 양면 음극(141) 및 포케팅 양극(110)이 차례대로 상하로 적층된 구조를 가진다. 여기서, 상하에 위치하는 포케팅 양극(110)은 제1 단위셀(UC1)을 구성하는 것과 동일하고, 가운데 위치하는 단면 음극(141)은 제1 단위셀(UC1)을 구성하는 양면 음극(121)과 동일하다.
상기 제3 단위셀(UC3)은, 음극집전체(142)의 양면에 도포된 음극활물질(143)을 포함하는 양면 음극(141) 및 양면 음극(141)의 상면 및 하면에 마련되며, 분리막(101)에 의해 둘러싸이는 양극(111)을 포함하는 포케팅 양극(110)을 포함할 수 있다. 여기서, 포케팅 양극(110)과 마주 보는 음극활물질(143)의 표면에는 포케팅 양극(110)의 돌출 부분이 수용되는 양극수용부(144)가 함몰 형성되거나 음각으로 형성될 수 있다. 포케팅 양극(110)은 도 3에 도시된 과정을 거쳐서 제조될 수 있다.
이하에서는, 도 3에 도시된 과정을 거쳐서 제조된 포케팅 양극(110)을 이용하여 제3 단위셀(UC3)을 제조하는 과정을 설명한다. 우선, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 롤투롤 방식으로 포케팅 양극(110)을 공급한다. 포케팅 양극(110)은 롤투롤 방식에 의해서 긴 띠 모양으로 공급될 수 있다. 그 다음에는, 롤투롤 방식으로 좌측에서 우측으로 공급되거나 우측에서 좌측으로 공급되는 포케팅 양극(110)의 상면에 긴 띠 모양의 양면 음극(141)을 공급하여 포케팅 양극(110)과 함께 음극을 공급하게 된다. 그 다음에는, 양면 음극(141)의 상면을 덮도록 다른 포케팅 양극(110)의 띠를 롤투롤 방식으로 공급할 수 있다. 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 양면 음극(141)을 덮는 포케팅 양극(110)은 양면 음극(141) 위에 놓여져 있는 상태이다.
그 다음 단계에서는, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 상하의 포케팅 양극(110) 사이에 양면 음극(141)이 마련된 상태에서 위아래의 포케팅 양극(110)을 가압하여 양면 음극(141)과 포케팅 양극(110)을 접착 또는 밀착시키게 된다. 여기서, 포케팅 양극(110)의 사이에 위치하는 양면 음극(141)의 경우 음극집전체(142)의 양면에 도포된 음극활물질(143)은 가압(프레싱) 공정을 거치지 않은 상태인 것이 바람직하다. 일반적으로 음극집전체에 음극활물질을 도포한 후에 가압(프레싱)하여 음극활물질을 음극집전체에 압착시키는 과정을 거치게 된다.
그런데, 본 발명의 경우에는 음극활물질(143)을 프레싱 하지 않은 상태에서 포케팅 양극(110) 사이에 양면 음극(141)을 위치시킨 후에 포케팅 양극(110)을 가압하게 되는데, 이러한 가압 공정에 의해서 음극활물질(143)도 가압되어 음극집전체(142)에 압착될 수 있다. 뿐만 아니라 가압 공정에 의해서 포케팅 양극(110)의 양극(111) 부분 즉, 돌출 부분이 음극활물질(143)의 표면에서부터 밀려 들어가거나 포케팅 양극(110)의 분리막(101)끼리 접착된 부분 즉, 오목한 부분을 음극활물질(143)이 채우는 형태가 될 수도 있다.
도 9의 (a)에는 가압하기 전의 상태가 도시되어 있는데, 가압하기 전에는 포케팅 양극(110)과 접촉하는 음극활물질(143)의 표면이 모두 평평하고 분리막(101)끼리 접착된 부분과 음극활물질(143) 사이에는 빈 공간이 있다. 도 9의 (b)에는 가압한 후의 상태가 도시되어 있는데, 가압한 후에는 포케팅 양극(110)과 접촉하는 음극활물질(143)의 표면 상태가 변하고 분리막(101)끼리 접착된 부분을 음극활물질(143)이 채우게 된다. 따라서, 가압한 후에 있어서, 포케팅 양극(110)과 마주보는 음극활물질(143)의 표면에는 포케팅 양극(110)의 돌출 부분을 수용하는 양극수용부(144)가 함몰 형성되거나 음각으로 형성될 수 있다. 음극활물질(143)의 표면에 양극수용부(144)가 함몰 또는 음각으로 형성되면서 양면 음극(141)과 포케팅 양극(110)이 서로 밀착하게 되고, 그 결과 양극(111)과 분리막(101), 그리고 음극(141)의 접촉 면적이 커져서 전지의 성능도 향상될 수 있다.
도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 가압 공정에 의해서 포케팅 양극(110)/양면 음극(141)/포케팅 양극(110)이 서로 밀착하여 붙어 있게 된다. 이 상태에서 분리막(101)끼리 접착된 부분(도 9(b)의 점선 참조)을 절단 또는 타발함으로써 도 9의 (c)에 도시된 바와 같은 제3 단위셀(UC3)을 얻을 수 있다.
도 10을 참조하면, 제3 단위셀(UC3)의 상면 및 하면은 포케팅 양극(110)의 분리막(101)으로 형성되되 돌출 부분과 같은 단차가 존재하는 형태로 형성될 수 있다.
도 3 및 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)를 구성하는 제3 단위셀(UC3)을 제조하는 방법을 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체(100)의 제조 방법은, 분리막(101)을 제공하는 단계(도 3(a)), 분리막(101) 위에 양극(111)을 제공하는 단계(도 3(a)), 양극(111) 위에 다른 분리막(101)을 제공하는 단계(도 3(b)), 분리막(101) 및 양극(111)을 프레싱하는 단계(도 3(c)) 및 분리막(101) 및 양극(111)을 타발 또는 절단하는 단계(도 3(c))에 의해서 포케팅 양극(110)을 형성하고, 음극집전체(142)의 양면에 음극활물질(143)이 도포된 양면 음극(141)의 상면 및 하면에 포케팅 양극(110)을 제공하고(도 9(a)) 프레싱 한 후 타발 또는 절단하여(도 9(b)) 제3 단위셀(UC3)을 얻을 수 있다(도 9(c)).
제1 내지 제3 단위셀(UC1,UC2,UC3)에 있어서, 양극수용부(124,164,144)가 형성된 음극활물질(123,163,143)은 전체 표면이 분리막(101)과 접촉되도록 마련되고 양극수용부(124,164,144)의 면적은 음극활물질(123,163,143)의 전체 면적 보다 작게 형성될 수 있다.
또한, 제1 내지 제3 단위셀(UC1,UC2,UC3)에 있어서, 음극(121,161,141)의 음극활물질(123,163,143)에 형성된 양극수용부(124,164,144)의 면적 또는 크기는 양극(111)의 면적 또는 크기 보다 크게 형성될 수 있다. 왜냐하면, 양극수용부(124,164,144)에 수용되는 분리막(101)의 두께를 고려해야 하기 때문이다.
한편, 제1 단위셀(UC1)은 C형 바이셀(C Type Bicell), 제2 단위셀(UC2)은 풀셀(Fullcell), 제3 단위셀(UC3)은 A형 바이셀(A Type Bicell)로 형성될 수 있다.
A형 바이셀(A Type Bicell)은 양극/분리막/음극/분리막/양극의 순서로 적층된 구조의 단위셀이고, C형 바이셀(C Type Bicell)은 음극/분리막/양극/분리막/음극의 순서로 적층된 구조의 단위셀이다. 또한, 풀셀(Fullcell)은 양극/분리막/음극의 적층 구조를 가지는 단위셀이다.
도 1을 참조하면, 제1 단위셀(UC1)은 양면 음극(121), 포케팅 양극(110), 양면 음극(121)의 순서로 적층되어 있다, 보다 자세히 말하면, 제1 단위셀(UC1)은 음극(121)/분리막(101)/양극(111)/분리막(101)/음극(121)의 순서로 적층된 구조를 가진다. 따라서, 이러한 적층 구조를 가지는 제1 단위셀(UC1)은 음극이 외측에 위치하는 C형 바이셀로 형성된다고 할 수 있다.
제2 단위셀(UC2)은 포케팅 양극(110)과 단면 음극(161)의 순서로 적층되어 있다. 보다 자세히 말하면, 제2 단위셀(UC2)은 분리막(101)/양극(111)/분리막(101)/음극(161)의 순서로 적층된 구조를 가진다. 따라서, 이러한 적층 구조를 가지는 제2 단위셀(UC2)은 양극/분리막/음극의 적층 구조를 가지는 풀셀로 형성된다고 할 수 있다.
제3 단위셀(UC3)은 포케팅 양극(110), 양면 음극(141), 포케팅 양극(110)의 순서로 적층되어 있다, 보다 자세히 말하면, 제3 단위셀(UC3)은 분리막(101)/양극(111)/분리막(101)/음극(121)/분리막(101)/양극(111)/분리막(101)의 순서로 적층된 구조를 가진다. 따라서, 이러한 적층 구조를 가지는 제3 단위셀(UC3)은 양극이 외측에 위치하는 A형 바이셀로 형성된다고 할 수 있다.
한편, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체(100)는, 제1 단위셀(UC1)과 제2 단위셀(UC2)의 접촉 면적, 제1 단위셀(UC1)과 제3 단위셀(UC3)의 접촉 면적은 음극(121,161,141)의 전체 면적 보다 작거나 양극수용부(124,164,144)의 면적과 동일하게 형성될 수 있다.
제1 단위셀(UC1)과 제2 단위셀(UC2)의 경우, 제2 단위셀(UC2)의 포케팅 양극(110) 중 돌출 부분이 제1 단위셀(UC1)의 상면 또는 하면과 접촉하게 되는데, 포케팅 양극(110) 중 돌출 부분의 면적은 제1 단위셀(UC1)의 상면 또는 하면의 면적 보다 작다. 가장자리를 일치시키면서 제1 단위셀(UC1)과 제2 단위셀(UC2)을 적층하게 되면, 제2 단위셀(UC2)의 돌출 부분이 제1 단위셀(UC1)의 상면 또는 하면 가장자리 안쪽에 위치하게 되고, 그 결과 양극(111)과 음극(121,161)의 정렬이 정확하게 맞춰지게 된다. 제1 단위셀(UC1)과 제3 단위셀(UC3)의 접촉도 마찬가지이다.
상기에서 설명한 포케팅 양극(110)은 분리막(101)끼리 직접 접착되어 양극(111)을 둘러싸는 형태이다. 즉, 고분자 절연성 필름을 사용하지 않고 분리막과 양극만으로 포케팅 양극을 형성하게 된다.
한편, 본 발명은, 상기한 본 발명에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체(100) 및 전극조립체(100)와 함께 전해액(미도시)을 밀봉 수납하는 케이스(미도시)를 포함하는 리튬이차전지를 제공할 수 있다. 본 발명에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체(100)는 전해액과 함께 케이스(미도시)에 밀봉 수납되면 리튬이차전지가 된다.
본 발명에 따른 단위셀을 포함하는 전극조립체(100)는 일반적인 리튬이차전지 뿐만 아니라 이형셀 타입의 리튬이차전지에도 사용될 수 있다. 여기서, "이형셀"은 전지의 모양이 정해져 있지 않거나 다양한 모양의 전지를 의미한다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (13)

  1. 음극/분리막/양극/분리막/음극의 순서로 형성된 제1 단위셀; 및
    상기 제1 단위셀의 상부 및 하부에 마련되며, 음극/분리막/양극 또는 양극/분리막/음극의 순서로 형성된 제2 단위셀;을 포함하며,
    상기 양극은 양극집전체, 상기 양극집전체의 양면에 도포된 양극활물질 및 상기 양극활물질이 도포되지 않은 무지부를 포함하고,
    상기 음극은 음극집전체, 상기 음극집전체의 양면 중 적어도 일면에 도포된 음극활물질 및 상기 음극활물질이 도포되지 않은 무지부를 포함하며,
    상기 분리막은 상기 무지부를 제외하고 상기 양극을 둘러싸도록 상기 양극의 상면 및 하면에 마련되고,
    상기 음극활물질에는 상기 분리막의 일부가 수용되는 양극수용부가 형성되는 것을 특징으로 하는 단위셀을 포함하는 전극조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단위셀은,
    상기 분리막에 의해 둘러싸이는 상기 양극을 포함하는 포케팅 양극; 및
    상기 포케팅 양극의 상면 및 하면에 마련되는 상기 음극을 포함하며,
    상기 음극은 상기 음극집전체의 양면에 도포된 상기 음극활물질을 포함하고,
    상기 포케팅 양극과 마주 보는 상기 음극집전체의 일면에 도포된 상기 음극활물질의 표면에는 상기 양극수용부가 함몰 형성되거나 음각으로 형성되는 것을 특징으로 하는 단위셀을 포함하는 전극조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 단위셀은,
    상기 분리막에 의해 둘러싸이는 상기 양극을 포함하는 포케팅 양극; 및
    상기 포케팅 양극의 상면 또는 하면 중 어느 하나에 마련되는 상기 음극을 포함하며,
    상기 음극은 상기 음극집전체의 일면에 도포된 상기 음극활물질을 포함하고,
    상기 음극활물질의 표면에는 상기 양극수용부가 함몰 형성되거나 음각으로 형성되는 것을 특징으로 하는 단위셀을 포함하는 전극조립체.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 단위셀 중 어느 하나와 상기 제1 단위셀 사이에 마련되는 제3 단위셀; 및
    상기 제2 단위셀 중 나머지 하나와 상기 제3 단위셀 사이에 마련되는 다른 제1 단위셀;을 포함하며,
    상기 제3 단위셀은,
    상기 음극집전체의 양면에 도포된 상기 음극활물질을 포함하는 상기 음극; 및
    상기 음극의 상면 및 하면에 마련되며, 상기 분리막에 의해 둘러싸이는 상기 양극을 포함하는 포케팅 양극;을 포함하고,
    상기 포케팅 양극과 마주 보는 상기 음극활물질의 표면에는 상기 양극수용부가 함몰 형성되거나 음각으로 형성되는 것을 특징으로 하는 단위셀을 포함하는 전극조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 양극수용부가 형성된 상기 음극활물질은 전체 표면이 상기 분리막과 접촉되도록 마련되거나 상기 양극수용부의 면적은 상기 음극활물질의 전체 면적 보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 단위셀을 포함하는 전극조립체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 단위셀, 상기 제1 단위셀, 상기 제3 단위셀, 상기 제1 단위셀 및 상기 제2 단위셀의 순서로 적층 형성되는 것을 특징으로 하는 단위셀을 포함하는 전극조립체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 양극수용부의 면적 또는 크기는 상기 양극의 면적 또는 크기 보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 단위셀을 포함하는 전극조립체.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 단위셀은 C형 바이셀, 상기 제2 단위셀은 풀셀, 상기 제3 단위셀은 A형 바이셀로 형성되는 것을 특징으로 하는 단위셀을 포함하는 전극조립체.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1 단위셀과 상기 제2 단위셀의 접촉 면적, 상기 제1 단위셀과 상기 제3 단위셀의 접촉 면적은 상기 음극의 전체 면적 보다 작거나 상기 양극수용부의 면적과 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 단위셀을 포함하는 전극조립체.
  10. 제6항에 따른 전극조립체; 및
    상기 전극조립체와 함께 전해액을 밀봉 수납하는 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.
  11. 제6항에 따른 전극조립체의 제조 방법에 있어서,
    상기 분리막을 제공하는 단계;
    상기 분리막 위에 상기 양극을 제공하는 단계;
    상기 양극 위에 다른 상기 분리막을 제공하는 단계;
    상기 분리막 및 상기 양극을 프레싱하는 단계; 및
    상기 분리막 및 상기 양극을 타발 또는 절단하는 단계;에 의해서 상기 포케팅 양극을 형성하고,
    상기 음극집전체의 양면에 상기 음극활물질이 도포된 상기 음극을 상기 포케팅 양극의 상면 및 하면에 제공하고 프레싱 한 후 타발 또는 절단하여 상기 제1 단위셀을 얻는 것을 특징으로 하는 단위셀을 포함하는 전극조립체의 제조 방법.
  12. 제6항에 따른 전극조립체의 제조 방법에 있어서,
    상기 분리막을 제공하는 단계;
    상기 분리막 위에 상기 양극을 제공하는 단계;
    상기 양극 위에 다른 상기 분리막을 제공하는 단계;
    상기 분리막 및 상기 양극을 프레싱하는 단계; 및
    상기 분리막 및 상기 양극을 타발 또는 절단하는 단계;에 의해서 상기 포케팅 양극을 형성하고,
    상기 음극집전체의 일면에만 도포된 상기 음극활물질의 상면에 상기 포케팅 양극을 제공하고 프레싱 한 후 타발 또는 절단하여 상기 제2 단위셀을 얻는 것을 특징으로 하는 단위셀을 포함하는 전극조립체의 제조 방법.
  13. 제6항에 따른 전극조립체의 제조 방법에 있어서,
    상기 분리막을 제공하는 단계;
    상기 분리막 위에 상기 양극을 제공하는 단계;
    상기 양극 위에 다른 상기 분리막을 제공하는 단계;
    상기 분리막 및 상기 양극을 프레싱하는 단계; 및
    상기 분리막 및 상기 양극을 타발 또는 절단하는 단계;에 의해서 상기 포케팅 양극을 형성하고,
    상기 음극집전체의 양면에 상기 음극활물질이 도포된 상기 음극의 상면 및 하면에 상기 포케팅 양극을 제공하고 프레싱 한 후 타발 또는 절단하여 상기 제3 단위셀을 얻는 것을 특징으로 하는 단위셀을 포함하는 전극조립체의 제조 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113611912A (zh) * 2021-06-15 2021-11-05 万向一二三股份公司 一种电极组件的叠片结构、制备方法及电化学装置
CN115050981A (zh) * 2022-05-24 2022-09-13 深圳新源柔性科技有限公司 对称电芯、电池、对称电芯制造方法、电池制造方法
WO2024250028A3 (en) * 2023-06-02 2025-01-09 Our Next Energy, Inc. Electrode design for continuous roll-to-roll lamination

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090008075A (ko) * 2007-07-16 2009-01-21 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체 및 그것의 제조방법
KR20110063899A (ko) * 2009-12-07 2011-06-15 삼성에스디아이 주식회사 전극조립체블록 및 그 제조 방법, 이차전지 및 그 제조 방법
KR20110112241A (ko) * 2010-04-06 2011-10-12 주식회사 엘지화학 스택 타입 셀, 개선된 바이-셀, 이들을 이용한 이차 전지용 전극 조립체 및 그 제조 방법
KR20160046523A (ko) * 2014-10-21 2016-04-29 주식회사 루트제이드 스텝 셀 구조를 가지는 이차전지
KR20170055421A (ko) * 2015-11-11 2017-05-19 주식회사 엘지화학 이차전지 및 그의 제조방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101168651B1 (ko) 2010-06-21 2012-07-26 주식회사 루트제이드 포케팅 전극체, 이를 포함하는 전극 조립체 및 이를 이용한 리튬 이차전지
KR101168650B1 (ko) 2010-06-21 2012-07-25 주식회사 루트제이드 포케팅 전극체, 이를 포함하는 전극 조립체 및 이를 이용한 리튬 이차전지

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090008075A (ko) * 2007-07-16 2009-01-21 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체 및 그것의 제조방법
KR20110063899A (ko) * 2009-12-07 2011-06-15 삼성에스디아이 주식회사 전극조립체블록 및 그 제조 방법, 이차전지 및 그 제조 방법
KR20110112241A (ko) * 2010-04-06 2011-10-12 주식회사 엘지화학 스택 타입 셀, 개선된 바이-셀, 이들을 이용한 이차 전지용 전극 조립체 및 그 제조 방법
KR20160046523A (ko) * 2014-10-21 2016-04-29 주식회사 루트제이드 스텝 셀 구조를 가지는 이차전지
KR20170055421A (ko) * 2015-11-11 2017-05-19 주식회사 엘지화학 이차전지 및 그의 제조방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113611912A (zh) * 2021-06-15 2021-11-05 万向一二三股份公司 一种电极组件的叠片结构、制备方法及电化学装置
CN113611912B (zh) * 2021-06-15 2023-07-07 万向一二三股份公司 一种电极组件的叠片结构、制备方法及电化学装置
CN115050981A (zh) * 2022-05-24 2022-09-13 深圳新源柔性科技有限公司 对称电芯、电池、对称电芯制造方法、电池制造方法
CN115050981B (zh) * 2022-05-24 2025-07-29 深圳新源柔性科技有限公司 对称电芯、电池、对称电芯制造方法、电池制造方法
WO2024250028A3 (en) * 2023-06-02 2025-01-09 Our Next Energy, Inc. Electrode design for continuous roll-to-roll lamination

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