KR102078801B1

KR102078801B1 - 전극조립체 및 전극조립체 제작 방법

Info

Publication number: KR102078801B1
Application number: KR1020150169162A
Authority: KR
Inventors: 김소희; 배준성; 성낙기
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2015-11-30
Filing date: 2015-11-30
Publication date: 2020-02-19
Also published as: KR20170063132A

Abstract

본 발명은 전극을 분리막 위에 쌓고 접는 구조의 전극조립체 및 전극조립체 제작 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 폴딩(folding) 가능하도록 전개되며, 복수 개의 날개부가 형성되는 분리막부재, 상기 분리막부재에 적층되는 제1 전극 및 상기 분리막부재에 적층되되 폴딩되는 상기 복수 개의 날개부와 상기 분리막부재에 의해 상기 제1 전극과 분리되는 제2 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전극조립체 및 전극조립체 제작 방법{ELECTRODE ASSEMBLY AND MANUFACTURING METHOD OF ELECTRODE ASSEMBLY}

본 발명은 전극조립체 및 전극조립체 제작 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 전극을 분리막 위에 쌓고 접는 구조의 전극조립체 및 전극조립체 제작 방법에 관한 것이다.

물질의 물리적 반응이나 화학적 반응을 통해 전기에너지를 생성시켜 외부로 전원을 공급하게 되는 전지(cell, battery)는 각종 전기전자 기기로 둘러싸여 있는 생활환경에 따라, 건물로 공급되는 교류전원을 획득하지 못할 경우나 직류전원이 필요할 경우 사용하게 된다.

이와 같은 전지 중에서 화학적 반응을 이용하는 화학전지인 일차전지와 이차전지가 일반적으로 많이 사용되고 있는데, 일차전지는 건전지로 통칭되는 것으로 소모성 전지이다. 또한, 이차전지는 전류와 물질 사이의 산화환원과정이 다수 반복 가능한 소재를 사용하여 제조되는 재충전식 전지로서, 전류에 의해 소재에 대한 환원반응이 수행되면 전원이 충전되고, 소재에 대한 산화반응이 수행되면 전원이 방전되는데, 이와 같은 충전-방전이 반복적으로 수행되면서 전기가 생성되게 된다.

리튬 이차전지의 제작방법은 불의의 사고로 전지가 파손되어도 전해질이 밖으로 새어 나가지 않아 발화하거나 폭발할 우려가 거의 없어 안전성이 확보되고 에너지 효율이 높다는 장점이 있다.

또한, 견고한 금속 외장을 사용할 필요가 없고, 용도에 따라 다양한 크기와 모양으로 제조할 수 있으며, 3mm 이하 두께로 제작이 가능하고 무게도 30% 이상 줄일 수 있으며, 대량생산 및 대형전지 제조가 가능하다.

이런 이유로 리튬 이차전지의 제작방법은 현재 상용화되어 다양한 분야에서 사용되고 있다.

대한민국공개특허공보 제10-2008-0005631호에는 종래의 열수축에 의한 내부 단락을 방지한 스택 및 폴딩형 전극조립체 및 이를 포함하는 전기화학 셀이 공지되어 있다.

종래의 적층 및 접는 구조의 이차전지는 바이셀(Bi-cell)을 분리막 위에 쌓고 폴딩(folding)하기 때문에 바이셀을 조립하기 위한 분리막과 폴딩용 분리막을 별도로 제작해야 하는 어려움이 있다.

따라서 본 발명은 위와 같은 어려움을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 한 장의 분리막을 사용하여 적층 및 접는 구조의 이차전지를 조립할 수 있게 하는 전극조립체 및 전극조립체 제작 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 전극조립체는 폴딩(folding) 가능하도록 전개되며, 복수 개의 날개부가 형성되는 분리막부재, 상기 분리막부재에 적층되는 제1 전극 및 상기 분리막부재에 적층되되 폴딩되는 상기 복수 개의 날개부와 상기 분리막부재에 의해 상기 제1 전극과 분리되는 제2 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 전극은 상기 분리막부재에 복수 개가 일 열로 수평방향으로 나열되도록 적층된 후 폴딩된 것일 수 있다.

상기 제2 전극은 상기 분리막부재에 상기 제1 전극과 교차되게 복수 개가 일 열로 수평방향으로 나열되도록 적층된 후 폴딩된 것일 수 있다.

복수 개의 상기 제1 전극 중 상기 분리막부재의 일단과 가장 가까운 첫 번째 제1 전극은 두 번째 제1 전극과의 사이에 교차되게 수평방향으로 나열되어 적층되는 제2 전극과 이격되어 폴딩된 것일 수 있다.

복수 개의 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극 중 상기 분리막부재의 폴딩방향으로 일단으로부터 가장 거리가 먼 제1 전극 또는 제2 전극은 상기 분리막부재의 폴딩방향으로 타단과의 사이가 수평방향으로 이격되어 폴딩된 것일 수 있다.

상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에는 상기 복수 개의 날개부 중 하나의 날개부가 폴딩되어 적층될 수 있다.

상기 제1 전극에 적층된 상기 하나의 날개부에는 제2 전극이 적층되고 상기 제2 전극에 적층된 상기 하나의 날개부에는 제1 전극이 적층될 수 있다.

상기 하나의 날개부에 적층된 상기 제1 전극 및 제2 전극에는 상기 복수 개의 날개부 중 다른 하나의 날개부가 적층될 수 있다.

상기 제1 전극에 적층된 상기 다른 하나의 날개부에는 제2 전극이 적층되고 상기 제2 전극에 적층된 상기 다른 하나의 날개부에는 제1 전극이 적층될 수 있다.

상기 복수 개의 날개부는 상기 분리막부재의 폴딩방향의 측면방향으로 양단에 서로 마주보도록 형성될 수 있다.

상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 분리막부재 중 상기 분리막부재의 폴딩방향의 측면방향으로 양단에 서로 마주보도록 형성된 상기 복수 개의 날개부의 사이에 적층될 수 있다.

상기 복수 개의 날개부는 상기 제1 전극 및 제2 전극에 비해 크기가 클 수 있다.

상기 복수 개의 날개부는 상기 제1 전극 및 제2 전극의 전극탭이 관통할 수 있도록 절개되는 탭홈이 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 전극조립체 제작 방법은 분리막부재를 재단하여 복수 개의 날개부를 형성하는 분리막 재단 단계, 상기 분리막부재에 복수 개의 제1 전극을 수평방향으로 나열되도록 일 열로 적층 하는 제1 전극 적층 단계, 상기 분리막부재에 상기 복수 개의 제1 전극과 교차되게 복수 개의 제2 전극을 수평방향으로 나열되도록 일 열로 적층하는 제2 전극 적층 단계, 상기 분리막부재에 적층된 상기 복수 개의 상기 제1 전극 및 상기 복수 개의 제2 전극에 각각 상기 복수 개의 날개부 중 하나의 날개부를 폴딩하여 적층하는 제1 날개부 폴딩 단계, 상기 복수 개의 제1 전극에 각각 적층된 상기 하나의 날개부에는 제2 전극을 적층하고 상기 복수 개의 제2 전극에 각각 적층된 상기 하나의 날개부에는 제1 전극을 적층하는 제1 반대 전극 적층 단계, 상기 하나의 날개부에 적층된 제1 전극과 제2 전극에 상기 복수 개의 날개부 중 다른 하나의 날개부를 폴딩하여 적층하는 제2 날개부 폴딩 단계, 상기 제1 전극에 적층된 상기 다른 하나의 날개부에는 제2 전극을 적층하고 상기 제2 전극에 적층된 상기 다른 하나의 날개부에는 제1 전극을 적층하는 제2 반대 전극 적층 단계 및 상기 분리막부재를 일측 방향으로 폴딩하여 상기 제1 전극과 제2 전극을 수직방향으로 교차되도록 적층하는 분리막 폴딩 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 일측 방향으로 폴딩된 상기 분리막부재를 상기 분리막부재의 단부를 사용하여 고정하는 고정 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 분리막부재에 날개부를 재단하여 하나의 분리막으로 전극의 적층과 폴딩을 모두 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 하나의 분리막으로 전극을 적층 및 폴딩 함에 따라 전극조립체의 조립을 쉽게 하는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 하나의 분리막으로 전극을 적층 및 폴딩 함에 따라 별도의 분리막을 준비할 필요가 없어 조립 공정을 단순화하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막이 전개된 것을 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1의 분리막에 전극이 적층된 것을 도시한 구성도이다.
도 3은 도 2의 전극에 복수 개의 날개부 중 하나의 날개부가 폴딩되어 적층된 것을 도시한 구성도이다.
도 4는 도 3의 복수 개의 날개부 중 하나의 날개부에 전극이 적층된 것을 도시한 구성도이다.
도 5는 도 4의 복수 개의 날개부 중 하나의 날개부에 적층된 전극에 복수 개의 날개부 중 다른 하나의 날개부가 폴딩되어 적층된 것을 도시한 구성도이다.
도 6은 도 5의 복수 개의 다른 하나의 날개부에 전극이 적층된 것을 도시한 구성도이다.
도 7은 도 6의 분리막부재를 일측 방향으로 폴딩한 것을 도시한 구성도이다.
도 8은 도 7에서 분리막부재의 단부를 폴딩한 것을 도시한 구성도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제작 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전극조립체 및 전극조립체 제작 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막이 전개된 것을 도시한 구성도이고, 도 2는 도 1의 분리막에 전극이 적층된 것을 도시한 구성도이고, 도 3은 도 2의 전극에 복수 개의 날개부 중 하나의 날개부가 폴딩(folding)되어 적층된 것을 도시한 구성도이고, 도 4는 도 3의 복수 개의 날개부 중 하나의 날개부에 전극이 적층된 것을 도시한 구성도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체는 폴딩(folding) 가능하도록 전개되며, 복수 개의 날개부(110)가 형성되는 분리막부재(100), 상기 분리막부재(100)에 적층되는 제1 전극(10) 및 상기 분리막부재(100)에 적층되되 폴딩되는 상기 복수 개의 날개부(110)와 상기 분리막부재(100)에 의해 상기 제1 전극(10)과 분리되는 제2 전극(20)을 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 분리막부재(100)는 예를 들어, 폴리에틸렌(PE), 폴리스틸렌(PS), 폴리프로필렌(PP) 및 폴리에틸렌(PE)과 폴리프로필렌(PP)의 공중합체(co-polymer)로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나의 기재에 폴리비닐리덴 플로우라이드-헥사플로로프로필렌 공중합체(PVDF-HFP co-polymer)를 코팅함으로써 제조될 수 있다.

분리막부재(100)는 제1 전극(10)과 제2 전극(20)을 분리하기 위한 것이다.

복수 개의 날개부(110)는 분리막부재(100)의 마주보는 양단에 각각 형성되는데, 분리막부재(100)의 마주보는 양단에 형성된 한 쌍의 날개부(110)는 서로 마주보도록 일직선상에 위치한다.

제1 전극(10)과 제2 전극(20)은 전극조립체의 양극 또는 음극일 수 있는데, 제1 전극(10)과 제2 전극(20)은 상호 다른 극성으로 이루어진다.

즉, 제1 전극(10)이 양극일 경우 제2 전극(20)은 음극으로 이루어지고, 반대로 제1 전극(10)이 음극일 경우 제2 전극(20)은 양극으로 이루어진다.

양극은 알루미늄 판일 수 있으며, 양극 활물질이 도포된 양극 활물질부와, 양극 활물질이 도포되지 않은 양극 무지부를 포함할 수 있다.

양극 활물질은 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMnO4와 같은 리튬 함유 전이금속 산화물 또는 리튬 칼코게나이드 화합물일 수 있다.

양극 활물질부는 예를 들어, 알루미늄 판의 적어도 어느 한 면의 일부에 양극 활물질을 도포하여 형성하며, 양극 활물질이 미 도포된 알루미늄 판의 나머지 부분이 양극 무지부가 될 수 있다.

음극은 구리 판일 수 있으며, 음극 활물질이 도포된 음극 활물질부와 음극 활물질이 도포되지 않은 음극 무지부를 포함할 수 있다.

음극 활물질은, 결정질 탄소, 비정질 탄소, 탄소 복합체, 탄소 섬유와 같은 탄소 재료, 리튬 금속 또는 리튬 합금 등일 수 있다.

음극 활물질부는 예를 들어, 구리 판의 적어도 어느 한 면의 일부에 음극 활물질을 도포하여 형성하며, 음극 활물질이 미 도포된 구리 판의 나머지 부분이 음극 무지부가 될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 전극(10)은 분리막부재(100)에 복수 개의 제1 전극(10)이 분리막부재(100)의 표면을 따라 일 열로 적층된다.

그리고 제2 전극(20)은 분리막부재(100)에 적층된 복수 개의 제1 전극(10)의 사이에 교차되도록 복수 개의 제2 전극(20)이 분리막부재(100)의 표면을 따라 일 열로 적층된다.

이때, 제1 전극(10)과 제2 전극(20)은 분리막부재(100)의 양측에 형성되는 한 쌍의 날개부(110)의 사이에 적층된다. 여기서, 날개부(110)는 분리막부재(100)의 폴딩방향(가로방향)에 대하여 동일 평면 상의 수직(세로방향) 외측으로 돌출된 형상일 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 분리막부재(100)에 적층된 복수 개의 제1 전극(10) 및 복수 개의 제2 전극(20)에는 각각 복수 개의 날개부(110) 중 하나의 날개부(110a)가 도 3의 화살표 방향으로 폴딩되어 적층된다. 즉, 날개부(110)가 폴딩되어 전극상에 적층된다.

이때, 복수 개의 날개부(110) 중 하나의 날개부(110a)는 복수 개의 제1 전극(10) 및 복수 개의 제2 전극(20) 각각의 전극탭(T)이 형성된 부분에 위치하여 날개부(110)가 폴딩될 시 전극탭(T)이 날개부(110)의 폴딩을 방해하지 않도록 전극탭(T)이 관통할 수 있는 탭홈(111)이 형성된다.

탭홈(111)은 복수 개의 날개부(110) 중 하나의 날개부(110a)와 분리막부재(100)와의 경계부가 일부 절개되어 형성되는데, 제1 전극(10) 및 제2 전극(20)의 전극탭(T)에 대응하는 위치가 절개된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 복수 개의 제1 전극(10)에 적층된 복수 개의 날개부(110) 중 하나의 날개부(110a)에는 제2 전극(20)이 적층되고 복수 개의 제2 전극(20)에 적층된 복수 개의 날개부(110) 중 하나의 날개부(110a)에는 제1 전극(10)이 적층된다.

즉, 제1 전극(10)과 제2 전극(20)이 날개부(110a)를 사이에 두고 교차되게 적층되어 제1 전극(10)과 제2 전극(20)은 날개부(110a)에 의해 서로 분리된다.

이때, 복수 개의 날개부(110)는 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 사이에 적층되어 제1 전극(10)과 제2 전극(20)을 서로 분리하기 충분하도록 제1 전극(10) 및 제2 전극(10)에 비해 크기가 크게 형성된다.

도 5는 도 4의 복수 개의 날개부 중 하나의 날개부에 적층된 전극에 복수 개의 날개부 중 다른 하나의 날개부가 폴딩되어 적층된 것을 도시한 구성도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 복수 개의 날개부(110) 중 하나의 날개부(110a)에 적층된 제1 전극(10) 및 제2 전극(20)에는 각각 복수 개의 날개부(110) 중 다른 하나의 날개부(110b)가 도 5의 화살표 방향으로 폴딩되어 적층된다.

여기서 복수 개의 날개부(110) 중 하나의 날개부(110a)는 분리막부재(100)의 양단에 서로 마주보도록 형성된 복수 개의 날개부(110) 중 일측 단을 따라 일 열로 형성된 날개부들이고, 복수 개의 낼개부(110) 중 다른 하나의 날개부(110b)는 분리막부재(100)의 양단에 서로 마주보도록 형성된 복수 개의 날개부(110) 중 상기 하나의 날개부(110a)와 마주보도록 분리막부재(100)의 타측 단을 따라 일 열로 형성된 날개부들이다.

도 6은 도 5의 복수 개의 다른 하나의 날개부에 전극이 적층된 것을 도시한 구성도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제1 전극(10)에 적층된 상기 다른 하나의 날개부(110b)에는 제2 전극(20)이 적층되고 제2 전극(20)에 적층된 상기 다른 하나의 날개부(110b)에는 제1 전극(10)이 적층된다.

이와 같이 복수 개의 날개부(110)에 의해 제1 전극(10)과 제2 전극(20)은 서로 분리되면서 분리막부재(100)에 적층되어 복수 개의 단위셀(120)을 형성한다.

도 7은 도 6의 분리막부재를 일측 방향으로 폴딩한 것을 도시한 구성도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 복수 개의 단위셀(120)은 분리막부재(100)을 일측으로 폴딩하면서 복수 개의 단위셀(120)을 이루는 제1 전극(10)과 제2 전극(20)이 서로 교차되도록 다시 적층되는데, 이때 복수 개의 단위셀(120)은 분리막부재(100)와 날개부(110)에 의해 서로 분리되면서 적층된다.

한편, 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 복수 개의 제1 전극(10) 중 분리막부재(100)가 일측으로 폴딩을 시작하는 분리막부재(100)의 일단과 가장 가까운 첫 번째 제1 전극(10)은 두 번째 제1 전극(10)과의 사이에 교차되게 분리막부재(100)에 적층되는 제2 전극(20)과 이격된다.

즉, 서로 교차되도록 분리막부재(100)에 적층되는 복수 개의 제1 전극(10)과 복수 개의 제2 전극(20)은 단위셀(120)을 형성한 후에 분리막부재(100)를 일측으로 폴딩하면서 상호 교차하도록 적층된다.

그런데 도 6에 도시된 바와 같이, 복수 개의 단위셀(120)이 상호 적층하도록 분리막부재(100)을 일측방향으로 폴딩하는 과정에서 분리막부재(100)의 폴딩을 시작하는 일단과 가장 가깝게 위치한 첫 번째 단위셀(120)과 상기 첫 번째 단위셀(120)과 가장 가까운 두 번째 단위셀(120)이 일정 간격이상 이격되지 않으면 분리막부재(100)를 일측으로 폴딩하는 것이 어렵다.

따라서, 복수 개의 제1 전극(10) 중 분리막부재(100)의 폴딩이 시작되는 분리막부재(100)의 일단과 가장 가까운 첫 번째 제1 전극(10)은 분리막부재(100)에 적층된 제2 전극(20) 중 상기 제1 전극(10)과 가장 가까운 제2 전극(20)과의 사이를 이격시키는 것이다.

그리고 분리막부재(100)는 타단이 제1 전극(10) 또는 제2 전극(20)으로부터 이격되어 분리막부재(100)가 일측으로 폴딩되어 복수 개의 단위셀(120)이 서로 적층된 상태에서 분리막부재(100)의 타단을 타측(분리막부재(100)가 폴딩된 방향의 반대 방향)으로 폴딩하여 최상층에 적층된 단위셀(120)에 부착함에 따라 전극조립체가 폴딩된 상태로 체결되게 한다.

도 8은 도 7에서 분리막부재의 단부를 폴딩한 것을 도시한 구성도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 분리막부재(100)의 폴딩이 완료되면 복수 개의 단위셀(120)이 적층된 전극조립체가 조립된다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제작 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.

도 1 내지 도 9와 함께 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제작 방법을 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제작 방법은 분리막 재단 단계(S1), 제1 전극 적층 단계(S2), 제2 전극 적층 단계(S3), 제1 날개부 폴딩 단계(S4), 제1 반대 전극 적층 단계(S5), 제2 날개부 폴딩 단계(S6), 제2 반대 전극 적층 단계(S7) 및 분리막 폴딩 단계(S8)를 포함한다.

도 1, 도 9에 도시된 바와 같이, 분리막 재단 단계(S1)는 분리막부재(100)를 재단하여 분리막부재(100)의 마주보는 양단에 복수 개의 날개부(110)를 형성하는 단계이다. 여기서, 분리막 재단 단계(S1)는 복수 개의 날개부(110)를 분리막부재(100)의 폴딩방향(가로방향)에 대하여 동일 평면 상의 수직(세로방향) 외측으로 돌출되도록 형성할 수 있다.

복수 개의 날개부(110)는 분리막부재(100)를 중심으로 상호 마주보며 한 쌍을 이루도록 복수 개로 형성한다.

그리고 복수 개의 날개부(110)는 전극에 비해 크기를 크게 형성한다.

도 2, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 전극 적층 단계(S2)는 분리막부재(100)를 따라 복수 개의 전극 중에 하나의 극성을 갖는 복수 개의 제1 전극(10)을 일 열로 적층 하는 단계이다.

제2 전극 적층 단계(S3)는 분리막부재(100)를 따라 일 열로 적층된 복수 개의 제1 전극(10)의 사이에 복수 개의 제1 전극(10)과 교차되도록 제1 전극(10)과 극성이 다른 복수 개의 제2 전극(20)을 분리막부재(100)를 따라 일 열로 적층하는 단계이다.

도 3, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 날개부 폴딩 단계(S4)는 복수 개의 날개부(110) 중 분리막부재(100)의 일단을 따라 일 열로 형성된 하나의 날개부(110a)들을 폴딩하여 분리막부재(100)에 적층된 복수 개의 제1 전극(10)과 복수 개의 제2 전극(20)에 적층하는 단계이다.

도 4, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 반대 전극 적층 단계(S5)는 복수 개의 제1 전극(10)에 각각 적층된 하나의 날개부(110a)에는 제2 전극(20)을 적층하고 복수 개의 제2 전극(20)에 각각 적층된 하나의 날개부(110a)에는 제1 전극(10)을 적층하는 단계이다.

도 5, 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 날개부 폴딩 단계(S6)는 하나의 날개부(110a)에 적층된 제1 전극(10)과 제2 전극(20)에 복수 개의 날개부(110) 중 상기 하나의 날개부(110a)와 마주보게 형성된 다른 하나의 날개부(110b)를 폴딩하여 적층하는 단계이다.

도 6, 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 반대 전극 적층 단계(S7)는 제1 전극(10)에 적층된 다른 하나의 날개부(110b)에는 제2 전극(20)을 적층하고 제2 전극(20)에 적층된 다른 하나의 날개부(110b)에는 제1 전극(10)을 적층하는 단계이다.

이와 같이 날개부(110)를 사용하여 제1 전극(10)과 제2 전극(20)을 상호 분리되면서 적층하여 복수 개의 단위셀(120)을 형성함에 따라 분리막부재(100)에 복수 개의 단위셀(120)이 일 열로 적층되게 한다.

도 7, 도 9에 도시된 바와 같이, 분리막 폴딩 단계(S8)는 분리막부재(100)를 일측으로 폴딩하여 분리막부재(100)에 일 열로 적층된 복수 개의 단위셀(120)이 서로 분리되어 적층되게 하는 단계이다.

그리고 도 8, 도 9에 도시된 바와 같이, 분리막부재(100)를 일측 방향으로 폴딩 한 후 분리막부재(100)의 단부를 분리막부재(100)가 폴딩 된 반대 방향으로 폴딩하여 최상층에 위치한 단위셀(120)에 부착함에 따라 폴딩 된 분리막부재(100)를 고정하는 고정 단계(S9)를 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 분리막부재에 날개부를 재단하여 하나의 분리막으로 전극의 적층과 폴딩을 모두 할 수 있는 효과가 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 전극조립체 및 전극조립체 제작 방법을 예시된 도면을 참고하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

10: 제1 전극
20: 제2 전극
100: 분리막부재
110: 날개부
110a: 하나의 날개부
110b: 다른 하나의 날개부
111: 탭홈
120: 단위셀
T: 탭

Claims

폴딩(folding) 가능하도록 전개되며, 복수 개의 날개부(110)가 형성되는 분리막부재(100);
상기 분리막부재(100)에 적층되는 제1 전극(10); 및
상기 분리막부재(100)에 적층되되 폴딩되는 상기 복수 개의 날개부(110)와 상기 분리막부재(100)에 의해 상기 제1 전극(10)과 분리되는 제2 전극(20); 을 포함하고,
상기 제1 전극(10) 및 상기 제2 전극(20)에는 상기 분리막부재(100)의 폴딩방향에 대하여 동일 평면 상의 수직 외측으로 돌출된 상기 복수 개의 날개부(110)가 폴딩되어 적층되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극(10)은 상기 분리막부재(100)에 복수 개가 일 열로 수평방향으로 나열되도록 적층된 후 폴딩된 것을 특징으로 하는 전극조립체.
청구항 2에 있어서,
상기 제2 전극(20)은 상기 분리막부재(100)에 상기 제1 전극(10)과 교차되게 복수 개가 일 열로 수평방향으로 나열되도록 적층된 후 폴딩된 것을 특징으로 하는 전극조립체.
청구항 3에 있어서,
복수 개의 상기 제1 전극(10) 중 상기 분리막부재(100)의 일단과 가장 가까운 첫 번째 제1 전극(10)은 두 번째 제1 전극(10)과의 사이에 교차되게 수평방향으로 나열되어 적층되는 제2 전극(20)과 이격되어 폴딩된 것을 특징으로 하는 전극조립체.
청구항 3에 있어서,
복수 개의 상기 제1 전극(10) 또는 상기 제2 전극(20) 중 상기 분리막부재(100)의 폴딩방향으로 일단으로부터 가장 거리가 먼 제1 전극(10) 또는 제2 전극(20)은 상기 분리막부재(100)의 폴딩방향으로 타단과의 사이가 수평방향으로 이격되어 폴딩된 것을 특징으로 하는 전극조립체.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극(10) 및 상기 제2 전극(20)에는 상기 복수 개의 날개부(110) 중 하나의 날개부(110a)가 폴딩되어 적층되고,
상기 제1 전극(10)에 적층된 상기 하나의 날개부(110a)에는 제2 전극(20)이 적층되고 상기 제2 전극(20)에 적층된 상기 하나의 날개부(110a)에는 제1 전극(10)이 적층되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
청구항 7에 있어서,
상기 하나의 날개부(110a)에 적층된 상기 제1 전극(10) 및 제2 전극(20)에는 상기 복수 개의 날개부(110) 중 다른 하나의 날개부(110b)가 적층되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
청구항 8에 있어서,
상기 제1 전극(10)에 적층된 상기 다른 하나의 날개부(110b)에는 제2 전극(20)이 적층되고 상기 제2 전극(20)에 적층된 상기 다른 하나의 날개부(110b)에는 제1 전극(10)이 적층되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
청구항 1에 있어서,
상기 복수 개의 날개부(110)는 상기 분리막부재(100)의 폴딩방향의 측면방향으로 양단에 서로 마주보도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
청구항 10에 있어서,
상기 제1 전극(10) 및 상기 제2 전극(20)은 상기 분리막부재(100) 중 상기 분리막부재(100)의 폴딩방향의 측면방향으로 양단에 서로 마주보도록 형성된 상기 복수 개의 날개부(110)의 사이에 적층되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
청구항 1에 있어서,
상기 복수 개의 날개부(110)는 상기 제1 전극(10) 및 제2 전극(20)에 비해 크기가 큰 것을 특징으로 하는 전극조립체.
청구항 1에 있어서,
상기 복수 개의 날개부(110)는 상기 제1 전극(10) 및 제2 전극(20)의 전극탭(T)이 관통할 수 있도록 절개되는 탭홈(111)이 형성되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
분리막부재를 재단하여 복수 개의 날개부를 상기 분리막부재의 폴딩방향에 대하여 동일 평면 상의 수직 외측으로 돌출되도록 형성하는 분리막 재단 단계(S1);
상기 분리막부재에 복수 개의 제1 전극을 수평방향으로 나열되도록 일 열로 적층 하는 제1 전극 적층 단계(S2);
상기 분리막부재에 상기 복수 개의 제1 전극과 교차되게 복수 개의 제2 전극을 수평방향으로 나열되도록 일 열로 적층하는 제2 전극 적층 단계(S3);
상기 분리막부재에 수평방향으로 나열되도록 적층된 상기 복수 개의 상기 제1 전극 및 상기 복수 개의 제2 전극에 각각 상기 복수 개의 날개부 중 하나의 날개부를 폴딩하여 적층하는 제1 날개부 폴딩 단계(S4);
상기 복수 개의 제1 전극에 각각 적층된 상기 하나의 날개부에는 제2 전극을 적층하고 상기 복수 개의 제2 전극에 각각 적층된 상기 하나의 날개부에는 제1 전극을 적층하는 제1 반대 전극 적층 단계(S5);
상기 하나의 날개부에 적층된 제1 전극과 제2 전극에 상기 복수 개의 날개부 중 다른 하나의 날개부를 폴딩하여 적층하는 제2 날개부 폴딩 단계(S6);
상기 제1 전극에 적층된 상기 다른 하나의 날개부에는 제2 전극을 적층하고 상기 제2 전극에 적층된 상기 다른 하나의 날개부에는 제1 전극을 적층하는 제2 반대 전극 적층 단계(S7); 및
상기 분리막부재를 일측 방향으로 폴딩하여 상기 제1 전극과 제2 전극을 수직방향으로 교차되도록 적층하는 분리막 폴딩 단계(S8); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 제작 방법.
청구항 14에 있어서,
일측 방향으로 폴딩된 상기 분리막부재를 상기 분리막부재의 단부를 사용하여 고정하는 고정 단계(S9)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제작 방법.