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KR20130012665A - 파우치형 이차전지 및 그의 제조방법 - Google Patents

파우치형 이차전지 및 그의 제조방법 Download PDF

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Publication number
KR20130012665A
KR20130012665A KR1020110073940A KR20110073940A KR20130012665A KR 20130012665 A KR20130012665 A KR 20130012665A KR 1020110073940 A KR1020110073940 A KR 1020110073940A KR 20110073940 A KR20110073940 A KR 20110073940A KR 20130012665 A KR20130012665 A KR 20130012665A
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KR
South Korea
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electrode assembly
pouch
secondary battery
folding
electrode
Prior art date
Application number
KR1020110073940A
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KR101357311B1 (ko
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유은지
이중민
이한호
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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Publication date
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Abstract

본 발명은 폴딩형의 전극조립체; 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간부를 구비하며, 상기 전극 조립체의 폴딩 방향에 대하여 수직 방향에 가스배출구를 구비하는 파우치 외장재를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지와 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 전극조립체와 파우치형 외장재의 실링부 중 리드 반대쪽 면을 개방시켜, 셀의 진공 함침(wetting)시 셀의 함침성이 향상되고, 탈기공정(degas)시 발생 되는 가스를 효과적으로 제거할 수 있다.

Description

파우치형 이차전지 및 그의 제조방법{POUCH TYPE SECONDARY BATTERY AND METHOD OF PREPARING THE SAME}
본 발명은 이차 전지 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 콤팩트하고 경량화된 전기/전자 장치들이 활발하게 개발 및 생산되고 있다. 이러한 휴대용 전기/전자 장치들은 별도의 전원이 구비되지 않은 장소에서도 작동될 수 있도록 전지 팩을 내장하고 있다. 내장된 전지 팩은 휴대용 전기/전자장치를 일정기간 동안 구동시키기 위해 일정 레벨의 전압을 출력시킬 수 있도록 내부에 적어도 하나 이상의 전지를 구비하고 있다. 상기 전지 팩은 경제적인 측면을 고려하여 최근에는 충방전이 가능한 이차전지를 채용하고 있다. 이차전지에는 대표적으로, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지와 니켈-수소(Ni-MH)전지 및 리튬(Li) 전지와 리튬 이온(Li-ion) 전지 등의 리튬 이차 전지 등이 있다.
이 중에서 리튬 이차 전지는 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-수소 전지보다 작동 전압이 3.6V로 3배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높기 때문에 그 사용이 급속도로 신장하고 있는 추세이다.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로는, 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 고분자 전지라고 한다. 또한, 리튬 이온 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형과, 각형, 파우치형을 들 수 있다.
통상적으로 상기 이차 전지 중 상기 파우치형 이차 전지는 파우치 외장재가 통상 금속 포일층과 이를 덮는 합성 수지층의 다층막으로 구성되는데 이를 사용할 경우에는 금속 캔을 사용하는 원통형 또는 각형 이차 전지보다 전지의 무게를 현저히 줄일 수 있어, 이차 전지의 경량화는 파우치형 이차 전지 방향으로 발전하여 왔다.
이러한 파우치형 이차 전지는 양극ㆍ음극 전극판과 상기 양극ㆍ음극 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터가 다수회 권취 된 형태의 전극 조립체와 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 외장재를 구비하는 구조로 이루어진다.
그러나, 통상적인 파우치형 이차 전지는 초기 충ㆍ방전하는 공정에서 발생하는 가스를 전극 조립체의 측면의 가스 이동로를 통하여 포집하게 된다. 그러나, 상기 가스는 상기 초기 충ㆍ방전하는 공정에서 상기 전극 조립체 내에서 발생하는데, 이때, 상기 가스는 상기 전극 조립체의 측면이 이동 경로의 장애물로 작용하게 된다. 따라서, 상기 가스는 상기 전극 조립체의 측면을 우회하여야 하므로, 상기 가스의 이동 경로가 증가하는 문제점이 있다.
구체적으로 살피면, 다음 도 1 및 도 2에서와 같이 리드부(7, 8)를 포함하는 전극조립체(6)를 파우치형 외장재(11)에 수납하고, 상기 파우치형 외장재의 상부와 하부가 접하는 실링부(1, 2, 3)를 봉한 다음, 상기 전극조립체(6)의 측면 실링부(2, 3)의 일부 또는 전부에 가스 배출구(4A 또는 4, 5)를 형성하여 진공 함침시 발생된 가스를 제거하였다.
밀폐형 전지는 전지 케이스 내에 전극조립체를 수납한 후에 전해액을 주액하고, 전지 케이스의 개구부 또는 주액구를 밀폐 상태에 폐색하는 공정을 거쳐 제조되고 있다. 전해액의 주액 공정에서는 전지 케이스 내에 주입한 전해액을 양극/분리막/음극을 게재시키고 고밀도의 적층 또는 적층 상태로 젤리-롤 형태로 감겨지는 전극조립체의 작은 틈에 침투하기 어렵기 때문에 소정량의 전해액을 극판군에 함침시킬 때까지 장시간을 필요로 한다.
전해액을 신속히 극판군에 함침시키기 위해 종래에는 전해액을 주입한 전지 케이스의 개구부에 기밀 상태로 접속한 진공 펌프에 의해 전지 케이스 내를 감압하는 것에 의해 전지 케이스 내의 감압을 수반하고, 극판군의 틈에 존재하는 공기를 기포로서 전해액의 액체면에 부상시킨 것이 행해지고 있다. 그러나, 이 주액 수단에서는 전해액을 극판군으로의 침투를 어느 정도 촉진할 수는 있지만, 극판군의 틈에 존재하는 공기가 미세한 기포가 되기 때문에 이 미세한 기포가 극판군의 표면에 부착하거나, 전해액의 액체면에 신속히 부상하지 않아서 전해액 주액 시간을 충분히 단축할 수 없다.
특히 근래에는 전지의 용량을 높이기 위하여 젤리-롤형 전극조립체 또는 스택 & 폴딩형 전극조립체 등이 이용되고 있으며, 도 3 및 도 4에는 스택 & 폴딩형 전극조립체의 예시적인 구조 및 제조 과정이 모식적으로 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 단위 셀로서 순차적으로 양극/분리막/음극이 위치되는 풀 셀(Full cell)들(10, 11, 12, 13, 14, ...)이 복수 개 중첩되어 있고, 각각의 중첩부에는 분리막 시트(20)가 개재되어 있다. 분리막 시트(20)는 풀 셀을 감쌀 수 있는 단위 길이를 갖고, 단위 길이마다 내측으로 꺾여서 중앙의 풀 셀(10)로부터 시작되어 최외각의 풀 셀(14)까지 연속하여 각각의 풀 셀을 감싸서 풀 셀의 중첩부에 개재되어 있다. 분리막 시트(20)의 말단부는 열 융착하거나 접착 테이프(25) 등을 붙여서 마무리한다. 이러한 스택/폴딩형 전극조립체는 예를 들어, 긴 길이의 분리막 시트(20) 상에 풀 셀들(10, 11, 12, 13, 14, ...)을 배열하고 분리막 시트(20)의 일 단부(21)에서 시작하여 순차적으로 권취함으로써 제조된다.
이때, 단위 셀인 풀 셀들의 배열 조합을 살펴보면, 제 1 풀 셀(10)과 제 2 풀 셀(11)은 적어도 하나의 풀 셀에 대응하는 폭 간격으로 이격된 거리에 위치되어 있어서, 권취 과정에서 제 1 풀 셀(10)의 외면이 분리막 시트(20)로 완전히 도포된 후 제 1 풀셀(10)의 하단면 전극이 제 2 풀셀(11)의 상단면 전극에 접하게 된다.
제 2 풀 셀 이후의 풀 셀들(11, 12, 13, 14, ...)은 권취에 의한 순차적인 적층 과정에서 분리막 시트(20)의 도포 길이가 증가하게 되므로, 권취 방향으로 그들 사이의 간격이 순차적으로 늘어나도록 배치되어 있다.
상기와 같은 스택 & 폴딩(stack and folding) 구조의 전극조립체를 가지는 파우치형 이차 전지의 경우, 전해액 주액 이후 진공 함침 공정에서 분리막의 옆면이 겹쳐져 있는 방향으로 공기가 빠져 나와 효과적으로 공기가 제거되지 않는 문제가 있다. 더욱이 폴딩되는 스택 수가 증가할수록 분리막 옆면의 겹침 두께가 증가하여 진공 함침시 공기가 원활하게 빠져나가지 못하게 되고, 이는 전해액 함침 성능을 저하시켜 궁극적으로 전지의 저항 증가, 사이클 성능 및 저장 성능을 저하시키는 결과를 초래하게 된다. 또한, 이후의 탈기 및 재실링(degassing/resealing)공정에서도 에이징(aging) 및 포메이션(formation) 과정에서 발생한 가스가 분리막이 겹쳐지는 폴딩 방향 옆면을 통해 빠져나가므로 효율적으로 가스 제거가 이루어지지 못하고 있는 실정이다.
특히, 최근 많은 관심을 모으고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등과 같은 중대형 디바이스에 사용되는 대형 전지모듈은, 그것의 제조를 위해 많은 수의 전지 셀(단위전지)들이 필요하고 또한 긴 수명 특성이 요구되므로, 상기 문제점들을 모두 해결한 전지가 절실히 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 전해액 주입ㆍ함침을 용이하게 하며, 초기 충ㆍ방전에서 발생하는 가스의 배출을 용이하게 하는 파우치형 이차 전지 및 그의 제조 방법을 제공하는 데에 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 파우치형 이차 전지는 제 1 전극판과 제 2 전극판이 세퍼레이터를 개재하여 구비하며, 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판으로부터 제 1 리드부 및 제 2 리드부가 연장되어 형성된 전극 조립체와; 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간부를 구비하며, 상기 전극 조립체의 폴딩 방향에 대하여 수직 방향에 가스배출구를 구비하는 파우치 외장재를 포함할 수 있다.
상기 가스배출구는 상기 제 1 리드부와 제 2 리드부의 반대면에 형성되는 것일 수 있다.
상기 제 1 리드부와 제 2 리드부는 동일한 방향으로 형성되는 것일 수 있다.
상기 전극조립체는 스택(stack) & 폴딩(folding)형인 것일 수 있다.
상기 가스 배출구를 통한 탈기 공정(degassing)은 상기 제 1 리드부와 제 2 리드부를 아래쪽으로 향하게 하고, 진공을 위쪽으로 가하는 공정으로 수행되는 것일 수 있다.
또한, 상기 다른 과제를 해결하기 위한 파우치형 이차 전지의 제조방법은 전극조립체를 제조하는 단계, 상기 전극조립체를 파우치 외장재에 수납하는 단계, 상기 전극조립체와 파우치 외장재의 측면을 실링하는 단계, 전해액을 주입하기 위하여 진공 함침시키는 단계, 전극조립체의 폴딩 방향의 수직 방향으로 형성된 가스배출구로 공기를 배출시키는 단계, 및 상기 가스배출구를 엔드 실링(end sealing)하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전극조립체는 스택(stack) & 폴딩(folding)형일 수 있다.
본 발명은 전극조립체와 파우치형 외장재의 실링부 중 리드 반대쪽 면을 개방시켜, 셀의 진공 함침(wetting) 시 셀의 함침성이 향상되고, 탈기 공정(degas) 시 발생되는 가스를 효과적으로 제거할 수 있는 파우치형 이차전지를 제공한다.
도 1, 2는 종래 파우치형 이차전지의 가스 배출을 위한 전지 구조이고,
도 3은 스택/폴딩형 전극조립체의 구조이며,
도 4는 스택/폴딩형 전극조립체의 제조 과정의 일부를 나타낸 것이고,
도 5는 본 발명에 따른 파우치형 이차전지의 분해 사시도이다.
도 6은 개구부를 통해 전지 내부의 기포 또는 가스를 배출하는 단계에 대한 모식도이고,
도 7은 본 발명에 따른 파우치형 이차전지의 사시도이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 발명은 전해액 주액 이후 진공 함침 공정시 전극조립체 내부에 존재하는 미세한 기포를 보다 효과적으로 제거하고, 포메이션 단계 이후 탈기 공정시에도 전지 내부의 가스를 효과적으로 배출하기 위한 파우치형 이차 전지와 이의 제조방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명에 따른 파우치형 이차전지는 상기 미세 기포 또는 가스배출을 위한 파우치형 이차전지의 개구부를 전극조립체의 폴딩 방향과는 수직이 되는 방향에 형성되는 것을 특징으로 한다.
폴딩형 전극조립체로서 음극, 분리막, 양극을 차례로 적층한 후 이를 권취하여 제조한 젤리 롤형 전극조립체, 또는 음극, 분리막, 양극이 차례로 적층된 스택(stack)형 단위전극조립체를 긴 필름형태의 분리필림 위에 다수 배치한 후, 한 방향 또는 지그재그 방향으로 권취하여 형성한 스택 & 폴딩형 전극조립체 또는 z-스택 & 폴딩형 전극조립체 등을 이용하는 파우치형 이차전지에 있어서, 전지의 전해액 웨팅(weting) 공정시 기포의 배출통로 또는 포메이션 단계 이후 전지 내부에 발생된 가스의 배출 통로(이하, '개구부' 라고 한다)를 상기 폴딩형 전극조립체의 권취 방향과 수직이 되는 방향에 형성되도록 한다.
본 발명에 따른 일 구현예에서 상기 파우치형 외장재는 상부와 하부가 분리된 것으로서 파우치의 4면을 모두 실링하여 밀봉하는 형태일 수 있으며, 또는 4면 중 어느 한 면의 상하부 파우치가 연결된 형태의 파우치형 외장재일 수도 있다.
도 5는 파우치형 외장재의 4면 중 어느 한쪽 면이 연결된 구조의 파우치형 외장재를 포함하는 이차전지에 대한 모식도이다.
상하부 파우치형 외장재의 어느 한쪽 면이 연결된 구조의 경우, 도 5와 같이 전극조립체의 양 측면 중 어느 한 면이 상하부의 파우치형 외장재가 연결된 방향으로 배치되도록 전극조립체를 삽입하는 것이 바람직하다.
전극조립체의 형태는 특별히 한정하지 않으나, 상기한 바와 같이, 폴딩형 전극조립체 즉, 젤리 롤형 전극조립체 또는 단일방향으로 권취된 스택(stack) & 폴딩(folding)형 전극조립체, 또는 지그재그 방향으로 권취된 Z-스택 & 폴딩형 전극조립체 중 어느 하나의 전극조립체를 이용하는 경우에 유리하다.
본 발명의 일 구현예에서 상기 폴딩형 전극조립체로부터 연장되는 양극리드와 음극리드는 단일 방향으로 돌출되도록 구성하는 것이 바람직하며, 상기 개구부는 상기 양극리드 및 음극리드가 돌출된 방향과 반대방향 쪽에 형성하는 것이 바람직하다. 전극리드를 동일한 방향으로 돌출되도록 구성함으로써, 개구부의 형성 및 리실링(resealing) 공정을 보다 빠르고 용이하게 진행할 수 있기 때문이다.
본 발명에 대한 구체적인 설명을 위하여 상기와 같이 전극조립체로부터 전극리드가 돌출되는 어느 한 방향을 전극조립체의 상부라 하고 그 반대방향을 전극조립체의 하부라고 정의하며, 그 외 양쪽 면을 측면이라고 정의한다.
본 발명에 따른 이차전지는 전극조립체 하부 방향쪽 파우치형 외장재의 전부 또는 일부에 개구부를 형성하여 전해액의 함침(wetting)공정 또는 탈기(degassing) 공정을 수행하는바 우수한 기포 또는 가스의 제거효과를 나타낼 수 있으며, 공정의 신속성과 편의성을 모두 향상시킬 수 있다.
제조공정상의 편의를 위하여 바람직하게는 상기 방향의 파우치형 외장재 모서리 전부를 개구부로 하여 전해액의 함침(wetting)공정 또는 활성화(fomation) 공정 이후 탈기(degassing) 공정을 수행할 수 있다.
이와 같은 공정의 종료 후 상기 전극조립체 하부 방향의 개구부는 리실링되며, 리실링(resealing) 방법은 특별히 한정하지 않는다. 즉, 상기 개구부는 일반적인 파우치 실링 공정, 즉, 열융착 공정, 초음파 융착 공정 등에 의하여 실링 될 수 있으며, 또는 접착 테입 등의 실링 재료를 덧대어 밀봉할 수도 있고, 또는 열융착 한 후 실링 재료를 덧대어 밀봉할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 바람직한 형상에 대해 모식적으로 도시하였다.
도 7에 도시된 일 실시예에서 본 발명에 따른 파우치형 외장재는 전극조립체 측면 쪽의 파우치 상하부가 연결된 구조인 것일 수 있으며, 전극조립체를 수납할 수 있도록 형성되는 전극조립체의 수납부가, 도 7과 같이, 파우치형 외장재의 상하부 중 어느 한쪽에만 형성될 수도 있고 상부 및 하부 모두에 상기 전극조립체 수납부가 형성될 수 있음은 물론이다.
이하, 본 발명에 따른 파우치형 이차전지의 제조방법에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 일 구현예에서 먼저 양극리드와 음극리드가 동일방향으로 돌출된 전극조립체를 파우치 외장재에 수납한다. 상기 파우치 외장재의 형태는 상기한 바와 같이 외장재의 상하부가 연결된 것일 수도 있고 따로 분리된 것일 수도 있으며, 전극조립체 수납부가 상하부 외장재 중 적어도 어느 한쪽 이상에 형성되는 것일 수 있다.
다만, 4면 중 어느 한 면의 상하부 파우치가 연결된 형태인 경우에는 상기 연결부위가 전극조립체의 측면에 위치하도록 전극조립체를 파우치 외장재 내부에 배치하는 것이 바람직하다.
이후, 상기 전극조립체의 양 측면 및 전극리드부가 돌출된 전극조립체 상부 방향의 파우치를 실링부를 열 융착 등의 방법에 의하여 실링한다.
이후, 상기 전지에 전해액을 주입시킨다. 상기 전해액의 종류는 특별히 제한되지 아니하며 공지의 리튬 이차전지 비수계 전해액을 모두 사용할 수 있으며, 바람직하게는 리튬폴리머 전지에 이용되는 고분자 전해질 일 수 있다. 전해액을 주입하게 되면, 내부에서 미세한 공기 등의 가스가 발생하게 되며, 전지의 성능 향상을 위해서는 상기 미세 기포를 배출시켜야 한다. 이러한 미세 기포는 전극 및 분리막 사이에 다수 존재하며, 특히 폴딩형 전극조립체의 경우에는 자연적으로 미세 기포가 빠져나오기 어려우므로 미세 기포를 제거하는 공정이 필요하다.
본 발명에서는 전극조립체의 폴딩 방향에 대하여 수직인 방향에 가스 배출을 위한 개구부(60)를 설치하여 전지 내부에서 발생 된 공기를 효과적으로 배출할 수 있다.
전극리드가 돌출된 전극조립체 상부는 공정상 파우치 외장재를 절단하여 탈기(degassing) 공정을 수행하기 어렵고, 전극리드와 같은 부분에 전해액이 부착되면 그 접착력이 약해지고, 전극리드와 외장재의 접착부분 틈새로 전해액이 누출될 위험이 있기 때문에, 개구부는 전극조립체의 폴딩 방향과 수직 된 방향 중 전극리드가 돌출된 방향과는 반대 방향쪽에 형성하는 것이 바람직하다.
상기 개구부(60)를 통한 탈기 공정(degassing)은, 전해액의 주입 단계 전후에, 도 6에 도시된 바와 같이, 전극조립체가 내장된 파우치형 외장재를 전극 리드부가 아래쪽으로 향하게 하고, 개구부가 위쪽을 향하게 배치하고, 고정대(200)로 전지를 고정한 후 개구부를 통해 진공공정을 수행함으로써 이루어진다. 상기 진공을 가하여 가스를 제거하는 공정은 기존 셀 공정에서의 압력과 시간으로 수행하면 되며, 특별히 한정되지 않는다
종래 폴딩 된 전극조립체의 경우 측면에 기포 배출구를 형성함으로써 겹겹이 감긴 전극군들이 기포의 경로를 막게 되어 진공공정을 수행하더라도 전극조립체 내부 기포를 제거하는 것은 어려움이 있었으나, 본 발명과 같이 전극조립체의 측면이 아닌 개방된 전극리드의 상,하부쪽으로 가스배출구 즉 개구부를 구비함으로써 이러한 문제를 해결하고, 전극조립체 내부의 미세한 기포까지도 효과적으로 제거하는 동시에 전해액의 함침성을 크게 향상시킬 수 있다.
또한 상기한 바와 같이, 전극리드가 돌출된 방향을 아래쪽으로 향하게 하고 그 반대편의 개구부가 위쪽을 향하도록 전지를 고정하여 진공 공정을 수행함으로써, 전해액의 토출을 막으면서도 전극조립체 내부의 기포를 효과적으로 제거할 수 있다.
상기와 같은 진공의 전해액 함침 공정이 종료되면 상기 파우치 외장재 하단의 개구부를 말단 실링(end sealing)하는 단계를 포함한다.
상기 전극조립체와 파우치 외장재의 측면을 포함하는 실링부의 형성은 초음파 융착 등의 공지된 방법을 사용하며, 특별히 한정되지 않는다.
미실링 부위를 열융착에 의하여 실링한 후에는 전지의 포메이션 과정을 수행한다.
포메이션 즉, 초기 충방전을 진행하여 전지를 활성화한 후에는 충방전 과정 중 발생한 산소, 이산화탄소 등의 가스를 빼내는 탈기(degassing) 공정을 수행한다.
본 발명에 따른 탈기 공정은 기밀의 환경에서, 상기 진공 전해액 함침(wetting) 공정과 같이 전극조립체 하부 방향의 파우치형 외장재 실링부를 절단하여 파우치를 개봉한 후, 가스 배출 장치를 연결하여 파우치 내부의 가스를 빼내도록 한다.
상기와 같이 전극조립체의 폴딩 방향과 수직된 방향으로 가스 배출 장치를 연결하여 탈기(degassing) 공정을 수행함에 따라 상기 전해액 함침 공정에서 기포를 빼내는 공정과 같이, 전극조립체 내부의 미세한 가스 기포까지도 정밀하게 빼낼 수 있는 효과가 있다.
이와 같은 전지의 활성화 및 탈기 공정이 종료된 이후에는 파우치 외장재의 하단부를 상기와 같은 방법, 즉, 초음파 융착, 열 융착 등의 공지된 방법을 사용하여 밀봉하도록 한다.
본 발명의 이차전지는 양극과 음극의 전기화학적 반응에 의해 전기를 생산하는 다양한 전기화학 셀에 적용될 수 있는바, 이차전지 이외에도, 슈퍼 캐패시터(super capacitor), 울트라 캐패시터(ultra capacitor), 연료전지, 각종 센서, 전기분해장치, 전기화학적 반응기 등을 들 수 있고, 그 중에서 이차전지가 특히 바람직하다.
상기 이차전지는 충방전이 가능한 전극조립체가 이온 함유 전해액으로 함침된 상태에서 전지케이스에 내장되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 하나의 바람직한 예에서, 상기 이차전지는 리튬 이차전지일 수 있다.
60 개구부;
200 고정대

Claims (11)

  1. 동일한 방향으로 돌출된 양극 리드와 음극 리드를 포함하는 폴딩(folding)형 전극조립체와;
    상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간부를 구비하며,
    상기 전극 조립체의 폴딩 방향에 대하여 수직 방향에 가스배출을 위한 개구부를 구비하는 파우치 외장재를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 배출을 위한 개구부는 상기 양극 리드와 음극 리드가 돌출된 방향과 반대방향에 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴딩형 전극조립체는 하나 이상의 음극, 분리막, 양극을 차례로 적층하여 권취한 젤리 롤형 전극조립체; 음극, 분리막, 양극이 차례로 적층된 단위셀을 긴 필름형태의 분리막에 배치한 후 단일 방향으로 권취한 스택(stack) & 폴딩(folding)형 전극조립체; 음극, 분리막, 양극이 차례로 적층된 단위셀을 긴 필름형태의 분리막에 배치한 후 지그재그 방향으로 권취한 Z-스택 & 폴딩형 전극조립체 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 음극, 분리막, 양극이 차례로 적층된 단위셀은 풀셀(full cell)인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 음극, 분리막, 양극이 차례로 적층된 단위셀은 바이셀(Bi cell)인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 개구부를 통한 가스 배출구를 통한 탈기 공정(degassing)은 상기 양극 리드와 음극 리드가 아래쪽으로 향하게 하고, 개구부가 위쪽으로 향하도록 전지를 고정한 후 가스 배출구를 통해 가스를 배출하는 공정으로 수행되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지.
  7. 폴딩형 전극조립체를 제조하는 단계;
    상기 전극조립체를 파우치 외장재에 수납하는 단계;
    상기 전극조립체의 권취 방향과 동일한 방향의 파우치 외장재의 양쪽 측면을 실링하는 단계;
    전해액을 주입하기 위하여 진공 함침시키는 단계;
    전극조립체의 폴딩 방향의 수직 방향으로 형성된 가스 배출용 개구부로 가스를 배출시키는 단계; 및
    상기 가스배출구를 말단 실링(end sealing)하는 단계를 포함하는 파우치형 이차 전지의 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 폴딩형 전극조립체는 하나 이상의 음극, 분리막, 양극을 차례로 적층하여 권취한 젤리 롤형 전극조립체; 음극, 분리막, 양극이 차례로 적층된 단위셀을 긴 필름형태의 분리막에 배치한 후 단일 방향으로 권취한 스택(stack) & 폴딩(folding)형 전극조립체; 음극, 분리막, 양극이 차례로 적층된 단위셀을 긴 필름형태의 분리막에 배치한 후 지그재그 방향으로 권취한 Z-스택 & 폴딩형 전극조립체 중 어느 하나인 파우치형 이차 전지의 제조방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 전극조립체는 음극 리드와 양극 리드가 동일한 방향으로 돌출된 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 가스 배출구는 상기 음극 리드와 양극 리드가 돌출된 방향과 반대 방향의 파우치형 외장재에 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 제조방법.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 전극조립체의 폴딩 방향과 수직인 방향으로 형성된 가스배출용 개구부로 가스를 배출시키는 단계는 상기 양극 리드 및 음극 리드를 아래쪽으로 향하게 하고, 상기 개구부를 위쪽으로 향하도록 고정한 후 개구부에 진공 장치를 연결하여 수행되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지의 제조방법.
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