KR20130103393A

KR20130103393A - 이차 전지

Info

Publication number: KR20130103393A
Application number: KR1020130024149A
Authority: KR
Inventors: 김철홍; 이준섭; 전필구
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2012-03-08
Filing date: 2013-03-06
Publication date: 2013-09-23
Also published as: KR101514875B1; US20130236772A1; US9136565B2

Abstract

본 발명은 제1 기재에 제1 활물질이 코팅된 제1 코팅부와 상기 제1 활물질이 코팅되지 않은 제1 무지부로 이루어지는 제1 극판; 상기 제1 극판과 대면하며, 제2 기재에 제2 활물질이 코팅된 제2 코팅부와 상기 제2 활물질이 코팅되지 않은 제2 무지부로 이루어지는 제2 극판; 및 상기 제1 및 제2 극판 사이에 개재되는 세퍼레이터;로 이루어지는 전극 조립체; 및 상기 전극 조립체를 수납하는 전지 케이스;를 포함하고, 상기 제1 또는 제2 코팅부와 제1 또는 제2 무지부 사이의 단면은 경사지도록 구비되는 이차 전지에 관한 것이다.

Description

이차 전지 {SECONDARY BATTERY}

본 발명은 전극 조립체와 상기 전극 조립체는 포함하는 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안전성 및 신뢰성이 향상된 이차 전지에 관한 것이다.

통상, 이차 전지는 복수회의 충방전이 가능한 전지로, 최근 전기, 전자, 통신 및 컴퓨터 등의 산업이 발달함에 따라 휴대용 기기의 전원으로 상기 이차 전지에 대한 수요가 증가하고 있다. 이차 전지는 그 사용형태 및 사용량에 따라 성능 및 안전성을 향상시키기 위하여 다양한 방면으로 연구가 진행되고 있다.

또한, 이차 전지는 소형화 및 고용량화에 대한 요구가 증대되고 있다. 특히, 고용량 이차 전지는 안전성이 문제될 수 있고, 이는 이러한 이차 전지가 외부 전자 기기의 전원으로 사용될 경우 전자 기기에 의한 시너지 효과로 더 큰 위험을 야기할 수 있다는 문제점이 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 신규한 이차 전지의 제조 방법을 이용하여 안전성이 향상된 이차 전지를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 제조방법을 단순화하여 공정효율이 향상된 이차 전지를 제공하기 위함이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 상기 이차 전지는 제1 기재에 제1 활물질이 코팅된 제1 코팅부와 상기 제1 활물질이 코팅되지 않은 제1 무지부로 이루어지되, 상기 제1 코팅부와 상기 제1 무지부는 제1 경계부에 의하여 구별되는 제1 극판; 상기 제1 극판과 대면하며, 제2 기재에 제2 활물질이 코팅된 제2 코팅부와 상기 제2 활물질이 코팅되지 않은 제2 무지부로 이루어지되, 상기 제2 코팅부와 상기 제2 무지부는 제2 경계부에 의하여 구별되는 제2 극판; 및 상기 제1 및 제2 극판 사이에 개재되는 세퍼레이터;로 이루어지는 전극 조립체; 및 상기 전극 조립체를 수납하는 전지 케이스;를 포함하고, 상기 제1 또는 제2 극판에 대하여 수직한 방향으로, 상기 제1 경계부 및 제2 경계부의 적어도 어느 일측의 단면은 상기 제1 또는 제2 코팅부에서 상기 제1 또는 제2 무지부로 향하는 방향으로 경사지도록 구비된다.

상기 제1 및 제2 경계부는 각각 파형을 포함할 수 있다.

상기 제1 및 제2 경계부 상에는 고정부재가 구비될 수 있다.

상기 제1 경계부는 순차적으로 적층되는 제1 활물질 및 고정부재를 포함하고, 상기 제2 경계부는 순차적으로 적층되는 제2 활물질 및 고정부재를 포함할 수 있다.상기 제1 및 제2 경계부는 라미네이트형으로 구비되는 하나 이상의 층으로 이루어질 수 있다.

상기 제1 경계부는 순차적으로 적층되는 제1 활물질, 혼합층 및 고정부재를 포함하고, 상기 제2 경계부는 순차적으로 척증되는 제2 활물질, 혼합층 및 고정부재를 포함할 수 있다.

상기 혼합층은 고정부재와, 적어도 하나의 제1 또는 제2 활물질의 혼합으로 이루어질 수 있다.

상기 고정부재는 폴리프로필렌 (Polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (Polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트 (Polyethylene naphthalate), 및 폴리이미드 (Polyimide) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 극판의 표면에 활물질이 코팅된 코팅부와 상기 활물질이 코팅되지 않은 무지부를 구비시키되, 상기 극판 상에서 상기 코팅부와 상기 무지부는 경계영역에 의하여 구별되고, 상기 코팅부는 코터를 이용하여 상기 극판 표면의 적어도 일부에 활물질을 코팅하는 단계; 및 상기 극판을 상기 코터에서 제거하지 않고, 상기 코터를 이용하여 상기 극판의 경계영역 상에 고정부재를 코팅하는 단계;를 포함하고, 상기 코터는 제1 슬롯과 연결되는 제1 탱크, 제2 슬롯과 연결되는 제2 탱크를 포함하고, 상기 활물질은 상기 제1 탱크 내에 슬러리상태로 삽입되고, 상기 고정부재는 상기 제2 탱크 내에 용융상태로 삽입되는 극판의 제조방법에 관한 것이다.

상기 활물질을 코팅하는 단계와, 고정부재를 코팅하는 단계는 기재 상에서 간헐적으로 수행되고, 상기 극판의 제조방법은 상기 기재를 개별적인 극판들로 슬리팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 슬롯의 직경은 상기 제2 슬롯의 직경보다 크게 구비될 수 있다.

상기 제1 슬롯과 제2 슬롯은 일정 간격으로 이격될 수 있다.

상기 코터의 제1 슬롯과 제2 슬롯은 개별적으로 제어될 수 있다.

상기 코터를 이용하여 상기 경계영역 상에 고정부재를 코팅하는 단계는 슬러리상태로 코팅된 활물질이 건조된 후에, 상기 고정부재를 코팅하는 것을 포함할 수 있다.

상기 코터를 이용하여 상기 경계영역 상에 혼합물을 구비시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 혼합물은 상기 활물질과 상기 고정부재의 혼합으로 이루어질 수 있다.

상기 코터를 이용하여 상기 경계영역 상에 혼합물을 구비시키는 단계는 상기 활물질이 슬러리상태인 동안에 상기 고정물질을 코팅하는 것을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 전지 케이스를 제공하는 단계; 및전극 조립체를 제조하는 단계;를 포함하는 이차 전지의 제조방법에 관한 것으로, 상기 전극 조립체를 제조하는 단계는, 제10항의 방법에 따라 제작된 양극판으로, 상기 양극판에 대하여 수직한 방향으로, 상기 경계영역의 단면은 상기 코팅부에서 상기 무지부로 향하도록 경사지도록 구비되는 단계; 제10항의 방법에 따라 제작된 음극판으로, 상기 음극판에 대하여 수직한 방향으로, 경계영역의 단면은 상기 코팅부에서 상기 무지부로 향하도록 경사지도록 구비되는 단계; 및 상기 양극판 및 음극판 사이에 세퍼레이터를 개재하는 단계;를 포함할 수 있다.

이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 신규한 이차 전지의 제조 방법을 이용하여 안전성이 향상된 이차 전지를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 제조방법을 단순화하여 공정효율이 향상된 이차 전지를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 이차 전지의 분해사시도.
도 2는 도 1의 전극 조립체의 분해도.
도 3은 도 2의 제1 극판의 A-A에 따른 단면도.
도 4는 도 2에 도시된 제1 또는 제2 극판을 코팅하는 코터를 개략적으로 나타낸 도면.
도 5는 도 4에 의하여 제작된 제1 극판을 도시한 도면.
도 6은 본 실시예에 따른 제1 극판의 단면도.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 이차 전지의 분해사시도이고, 도 2는 도 1의 전극 조립체의 분해도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아차 전지 (10)는 제1 기재 (110a)에 제1 활물질이 코팅된 제1 코팅부 (111)와 상기 제1 활물질이 코팅되지 않은 제1 무지부 (112)로 이루어지는 제1 극판 (110); 상기 제1 극판 (110)과 대면하며, 제2 기재에 제2 활물질이 코팅된 제2 코팅부 (121)와 상기 제2 활물질이 코팅되지 않은 제2 무지부 (122)로 이루어지는 제2 극판 (120); 및 상기 제1 및 제2 극판 (110, 120) 사이에 개재되는 세퍼레이터 (130);로 이루어지는 전극 조립체 (100); 및 상기 전극 조립체 (100)를 수납하는 전지 케이스 (20);를 포함한다. 또한, 상기 제1 또는 제2 코팅부 (111, 121)와 제1 또는 제2 무지부 (112, 122)사이의 단면은 경사지도록 구비될 수 있다.

전극 조립체 (100)은 제1 및 제2 극판 (110, 120)과 상기 제1 및 제2 극판 (110, 120) 사이에 세퍼레이터 (130)를 개재한 후 권취하거나 또는 적층하여 제작될 수 있다. 이차 전지 (10)는 상기 전극 조립체 (100)를 전해액과 함께 전지 케이스 (20)에 수납시킴으로써 제작된다.

제1 극판 (110)은 제1 기재 (110a)에 제1 활물질을 코팅하여 형성되는 제1 코팅부 (111)와, 상기 제1 활물질이 코팅되지 않아 상기 제1 기재 (110a)가 그대로 노출되는 제1 무지부 (112)로 이루어질 수 있다. 예컨대, 제1 극판 (110)은 양극판일 수 있고, 상기 제1 활물질은 리튬을 포함하는 양극 활물질로 이루어질 수 있다.

제2 극판 (120)은 상기 제1 극판 (110)과 다른 극성을 갖는 것으로, 제2 기재 (120a)에 제2 활물질이 코팅된 제2 코팅부 (121)과, 상기 제2 활물질이 코팅되지 않아 제2 기재 (120a)가 노출되는 제2 무지부 (122)로 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 제2 극판 (120)은 음극판을 포함하고, 상기 제2 활물질은 카본을 포함하는 음극 활물질일 수 있다.

상기 제1 또는 제2 기재 (110a, 120a)는 전류 집전체로써 작용하며, 박막 (thin film)으로 이루어진 금속을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 극판 (110, 120)의 제1 및 제2 무지부 (112, 122)에는 각각 용접 등을 이용하여 제1 및 제2 전극탭 (30, 40)이 구비될 수 있다. 상기 제1 및 제2 극판 (110, 120)은 전해액과 반응하여 전류 또는 전자의 흐름을 발생하고, 상기 전류 또는 전자는 제1 및 제2 전극탭 (30, 40)을 통하여 외부로 전달된다.

전해액은 상기 제1 및 제2 극판 (110, 120)들 사이의 전류 또는 전하의 이동이 용이하도록 구비될 수 있다. 전해액은 리튬 이온의 공급원으로 작용하는 리튬염과, 전기 화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질 역할을 하는 비수성 유기 용매를 포함할 수 있다.

전지 케이스 (20)는 내부에 공간 (21a)을 구비하는 본체 (21)와 커버 (22)로 이루어지며, 예컨대, 상기 전지 케이스 (20)는 파우치를 포함할 수 있다. 전지 케이스 (20)의 본체 (21)에는 전극 조립체 (100) 및 전해액이 수납되고, 이들의 이탈을 방지하기 위하여 본체 (21)는 커버 (22)로 밀폐된다. 이때, 상기 본체 (21) 및 커버 (22)의 가장자리는 열융착되어 안정적으로 실링된다. 상기 제1 및 제2 전극탭 (30, 40)은 전지 케이스 (20)의 외부로 돌출되도록 구비될 수 있는데, 상기 제1 및 제2 전극탭 (30, 40)에 구비되는 탭필름 (32, 42)은 상기 전지 케이스 (20)가 열융착되는 부분에 안착되도록 구비된다. 본 실시예에서는 상기 전지 케이스 (20)를 파우치형으로 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 각형 및 원통형 등의 다양한 전지 케이스가 사용될 수 있다.

도 3은 도 2의 제1 극판의 A-A에 따른 단면도이다.

도 3을 참조하면, 상기 제1 또는 제2 코팅부 (111, 121)와 제1 또는 제2 무지부 (112, 122) 사이에는 제1 또는 제2 경계부 (113)를 포함하고, 상기 제1 또는 제2 경계부 (113) 상에는 고정부재 (150)가 구비될 수 있다. 이때, 상기 제1 또는 제2 코팅부 (111, 121)와 제1 또는 제2 무지부 (112, 122) 사이의 경계의 형태는 적어도 일부가 파형으로 이루어지며, 상기 고정부재 (150)는 파형으로 이루어진 경계를 덮도록 구비될 수 있다. 예컨대, 각각의 제1 및 제2 코팅부 (111, 121)과 제1 및 제2 무지부 (112, 122) 사이는 상기 제1 및 제2 경계부 (113)에 의하여 구별될 수 있다. 또한, 상기 제1 또는 제2 극판 (110, 120)에 대하여 수직한 방향으로, 상기 제1 및 제2 경계부 (113)의 적어도 어느 일측의 단면은 상기 제1 또는 제2 코팅부 (111, 121)에서 상기 제1 또는 제2 무지부 (112, 122)로 향하는 방향으로 경사지도록 구비될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 경계부 (113)는 파형을 포함할 수 있다.

상기 제1 또는 제2 경계부 (113) 측에는 상기 제1 또는 제2 기재 (110a, 120a) 상에 순차적으로 제1 또는 제2 활물질과 고정부재 (150)가 적층되어 라미네이트형 (laminate type)으로 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 경계부 (113)은 순차적으로 적층되는 제1 활물질 및 고정부재 (150)를 포함하고, 상기 제2 경계부는 순차적으로 적층되는 제2 활물질 및 고정부재 (150)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 제1 또는 제2 경계부 (113)는 하나 이상의 층으로 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 고정부재는 폴리프로필렌 (Polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (Polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트 (Polyethylene naphthalate) 및 폴리이미드 (Polyimide) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

이하에서는, 편의상 제1 극판 (110)의 제1 코팅부 (111)와 제1 무지부 (112) 사이에 대하서 설명한다. 단, 상기 제1 코팅부 (111)와 제1 무지부 (112) 및 고정부재 (150)에 대한 특징은 제2 극판 (120)에서도 유사하게 적용될 수 있다.

도 4는 도 2에 도시된 제1 또는 제2 극판을 코팅하는 코터 (coater)를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4에 의하여 제작된 제1 극판을 도시한 도면이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 극판의 제조방법은, 극판 (110)의 표면에 활물질이 코팅된 코팅부 (111)와 상기 활물질 (53a)이 코팅되지 않은 무지부 (112)를 구비시키되, 상기 극판 (110)상에서 상기 코팅부 (111)와 상기 무지부 (112)는, 예컨대 제1 또는 제2 경계부 (113)인 경계영역에 의하여 구별되고, 상기 코팅부 (111)는 코터 (50)를 이용하여 상기 극판 (110) 표면의 적어도 일부에 활물질 (53a)을 코팅하는 단계; 및 상기 극판 (110)을 상기 코터 (50)에서 제거하지 않고, 상기 코터 (50)를 이용하여 상기 극판 (110)의 경계영역 (또는, 경계부 (113)) 상에 고정부재 (150)를 코팅하는 단계;를 포함할 수 있다. 또한, 상기 코터 (50)는 제1 슬롯 (55a)과 연결되는 제1 탱크 (53), 제2 슬롯 (55b)과 연결되는 제2 탱크 (54)를 포함하고, 상기 활물질 (53a)은 상기 제1 탱크 (53) 내에 슬러리상태로 삽입되고, 상기 고정부재 (150)는 상기 제2 탱크 (54) 내에 용융상태로 삽입될 수 있다.

상기 제1 극판 (110)은 슬러리상태로 제작된 제1 활물질을 코터 (50)를 이용하여 제1 기재 상에 코팅한 후 슬리팅하여 제작될 수 있다. 예컨대, 상기 코터 (50)는 제1 기재를 구비하는 한쌍의 롤 (51, 52)과, 제1 및 제2 탱크 (53, 54) 및 상기 제1 및 제2 탱크 (53, 54)와 연결되어 제1 기재와 직접 대면하는 복합슬롯다이 (complex slot die, 55)로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 코터 (50)는 상기 한쌍의 롤 (51, 52) 사이에 구비되는 백업롤 (back up roll, 미도시)이 더 구비될 수 있다. 이때, 상기 백업롤은 상기 제1 기재가 코팅되는 면의 반대면인 상기 제1 기재의 하부에 접하도록 구비되어 상기 제1 기재를 지지할 수 있다. 상기 제1 탱크 (53) 내에는 슬러리상태의 제1 활물질 (53a)이 구비되고, 상기 제2 탱크 (54) 내에는 용융상태의 고정부재 (150)가 구비된다. 상기 슬러리상태의 제1 활물질 (53a)와 용융상태의 고정부재 (150)는 연결관 등을 통하여 복합슬롯다이 (55)로 전달된다.

상기 복합슬롯다이 (55)는 제1 슬롯 (55a)과 제2 슬롯 (55b)를 포함하는데, 상기 제1 슬롯 (55a) 및 제2 슬롯 (55b)는 소정 간격으로 이격되어 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 슬롯 (55a)에는 제1 활물질 (53a)이 배출되고, 상기 제2 슬롯 (55b)에는 고정부재 (150)가 배출되되, 상기 제1 슬롯 (55a)의 직경이 상기 제2 슬롯 (55b)의 직경보다 더 크게 구비될 수 있다.

복합슬롯다이 (55)는 제1 기재 상에 인접하게 구비되고, 상기 제1 기재가 제1 방향 (d)으로 진행하면서 제1 활물질 (53a) 또는 고정부재 (150)가 코팅된다. 이때, 상기 제1 슬롯 (55a) 및 제2 슬롯 (55b)은 개별적으로 개폐되는 것이 제어될 수 있으므로, 따라서 상기 복합슬롯다이 (55)에서 제1 활물질 (53a) 또는 고정부재 (150)의 배출량 또는 배출위치 등은 자유롭게 제어될 수 있다.

제1 활물질 (53a)은 제1 기재에 간헐적으로 코팅되고, 제1 극판 (110)은 제1 활물질 (53a)이 코팅된 제1 코팅부 (111)와 상기 제1 활물질 (53a)이 코팅되지 않은 제1 무지부 (112)를 구비한다. 또한, 상기 제1 코팅부 (111)와 제1 무지부 (112)의 경계인 제1 경계부 (113)는 파형으로 구비될 수 있다.

상기 코터 (50)를 이용하여 상기 경계영역 (또는, 제1 경계부 (113)) 상에 고정부재 (150)를 코팅하는 단계는 슬러리상태로 코팅된 활물질이 건조된 후에, 상기 고정부재를 코팅하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 제1 활물질 (53a)는 건조되기 전에는 점성이 높은 슬러리상태이므로, 상기 제1 활물질 (53a)과 제1 기재 사이의 점성 및 제1 슬롯 (55a)과 제1 기재 사이의 간격에 의하여 제1 활물질 (53a)의 코팅이 시작되는 부분 및 끝나는 부분인 제1 경계부 (113)는 제1 활물질 (53a)의 끌림현상이 발생하여 파형의 형상을 갖는다. 또한, 상기 고정부재 (150)는 제2 슬롯 (55b)을 통하여 배출되어, 상기 제1 경계부 (113)를 덮도록 코팅될 수 있다.

상기 활물질을 코팅하는 단계와, 고정부재를 코팅하는 단계는 기재 상에서 간헐적으로 수행되고, 상기 극판의 제조방법은 상기 기재를 개별적인 극판 (110)들로 슬리팅하는 단계를 더 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 슬리팅 (s)되기 전의 제1 극판 (110)을 개략적으로 나타낸 것으로, 넓은 시트형의 제1 기재에 제1 활물질 (53a)을 간헐적으로 코팅하고, 복수회 슬리팅 (s)하여 제1 극판 (110)으로 제작한다.

통상, 제1 코팅부에서 제1 경계부에 구비되는 제1 활물질은 쉽게 탈락되어 문제가 된다. 탈락된 제1 활물질은 상이한 극성을 갖는 제2 극판과 접촉하여 단락 등을 유발하거나, 또는 전해액을 오염시켜 이차 전지의 성능을 저하시킬 수 있다. 반면, 본 발명에 따른 이차 전지는 상기 제1 경계부 (113) 상에 고정부재 (150)를 구비하되, 상기 고정부재 (150)는 슬러리상태의 제1 활물질 (53a)이 건조된 후 구비된다. 따라서, 상기 제1 경계부 (113) 측의 제1 활물질 (53a)을 고정하여 상기 제1 활물질 (53a)의 탈락을 방지할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 고정부재 (150)는 상기 제1 활물질 (53a)이 건조된 후, 상기 제1 경계부 (113)를 덮도록 구비될 수 있다. 이때, 상기 제1 경계부 (113)의 단면은 제1 무지부 (112)에서 제1 코팅층 (111)으로 향할수록 증가하도록 단면이 경사지게 구비될 수 있다.

이하에서, 도 6을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다. 후술할 내용을 제외하고는, 도 1 내지 도 5에서 설명한 실시예에 기재된 내용과 유사하므로 이에 대한 자세한 내용은 설명한다.

도 6은 본 실시예에 따른 제1 극판의 단면도이다.

도 6을 참조하면, 제1 극판 (210)은 제1 기재 (210a) 위에 제1 활물질이 코팅된 제1 코팅층 (211)과, 상기 제1 활물질이 코팅되지 않은 제1 무지부 (212)로 이루어질 수 있다. 상기 제1 코팅층 (211)과 제1 무지부 (212)의 사이에는 제1 경계부 (213)가 구비될 수 있다. 상기 제1 경계부 (213)상에는 순차적으로 제1 활물질 및 고정부재 (250)가 라미네이트형으로 구비될 수 있는데, 이때 상기 제1 활물질 및 고정부재 (250) 사이에는 혼합층 (260)이 더 포함될 수 있다. 또한, 상기 혼합층 (260)은 제1 활물질과 고정부재 (250)의 혼합물로 이루어질 수 있다. 즉, 제1 기재 (210a) 상에는 순차적으로 제1 활물질, 혼합층 (260) 및 고정부재 (250)가 라미네이트형으로 적층되되, 그 단면은 경사지도록 구비될 수 있다.

코터를 이용하여 제1 극판 (210)을 제작할 때, 슬러리상태의 제1 활물질과 용융된 고정부재 (250)를 연속적인 공정으로 코팅할 수 있는데, 상기 제1 활물질이 완전히 건조되기 전에 제1 경계부 (213) 상에 고정부재 (250)를 코팅하는 경우에는, 상기 고정부재 (250)의 하부에 혼합층 (260)이 더 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 혼합층 (260)은 용융된 고정부재 (250)의 일부가 슬러리상태로 존재하는 제1 활물질의 표면으로 유입되어 형성될 수 있고, 상기 혼합층 (260)은 고정부재 (250)와 제1 활물질이 혼재되어 이루어질 수 있다. 이때, 혼합층 (260)위에는 용융된 고정부재 (250)만이 건조되어 형성된 고정부재 (250)가 구비되며 상기 제1 경계부 (213)는 단면이 경사지도록 구비될 수 있다. 상기 제1 경계부 (213)는 순차적으로 적층되는 제1 활물질, 혼합층 (260) 및 고정부재 (250)를 포함하고, 상기 제2 경계부는 순차적으로 척증되는 제2 활물질, 혼합층 및 고정부재를 포함할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 이차 전지 20: 전지 케이스
30: 제1 전극탭 40: 제2 전극탭
50: 코터 100: 전극 조립체
110, 210: 제1 극판 120: 제2 극판
130: 세퍼레이터 150, 250: 고정부재

Claims

전극 조립체; 및
상기 전극 조립체를 수납하는 전지 케이스;를 포함하고,
상기 전극 조립체는,
제1 기재에 제1 활물질이 코팅된 제1 코팅부와 상기 제1 활물질이 코팅되지 않은 제1 무지부로 이루어지되, 상기 제1 코팅부와 상기 제1 무지부는 제1 경계부에 의하여 구별되는 제1 극판;
제2 기재에 제2 활물질이 코팅된 제2 코팅부와 상기 제2 활물질이 코팅되지 않은 제2 무지부로 이루어지되, 상기 제2 코팅부와 상기 제2 무지부는 제2 경계부에 의하여 구별되는 제2 극판; 및
상기 제1 및 제2 극판 사이에 개재되는 세퍼레이터;로 이루어지며,
상기 제1 또는 제2 극판에 대하여 수직한 방향으로, 상기 제1 경계부 및 제2 경계부의 적어도 어느 일측의 단면은 상기 제1 또는 제2 코팅부에서 상기 제1 또는 제2 무지부로 향하는 방향으로 경사지도록 구비되는 이차 전지.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 경계부는 각각 파형 (waveform)을 포함하는 이차 전지.
제2항에 있어서,
상기 제1 및 제2 경계부 상에는 고정부재가 구비되는 이차 전지.
제3항에 있어서,
상기 고정부재는 상기 파형으로 형성된 제1 및 제2 경계부를 커버하는 이차 전지.
제3항에 있어서,
상기 제1 경계부는 순차적으로 적층되는 제1 활물질 및 고정부재를 포함하고, 상기 제2 경계부는 순차적으로 적층되는 제2 활물질 및 고정부재를 포함하는 이차 전지.
제4항에 있어서,
상기 제1 및 제2 경계부는 라미네이트형으로 구비되는 하나 이상의 층으로 형성되는 이차 전지.
제3항에 있어서,
상기 제1 경계부는 순차적으로 적층되는 제1 활물질, 혼합층 및 고정부재를 포함하고, 상기 제2 경계부는 순차적으로 척증되는 제2 활물질, 혼합층 및 고정부재를 포함하는 이차 전지.
제7항에 있어서,
상기 혼합층은 고정부재와, 적어도 하나의 제1 또는 제2 활물질의 혼합으로 이루어지는 이차 전지.
제3항에 있어서,
상기 고정부재는 폴리프로필렌 (Polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (Polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트 (Polyethylene naphthalate), 및 폴리이미드 (Polyimide) 중 어느 하나 이상을 포함하는 이차 전지.
극판의 표면에 활물질이 코팅된 코팅부와 상기 활물질이 코팅되지 않은 무지부를 구비시키되, 상기 극판 상에서 상기 코팅부와 상기 무지부는 경계영역에 의하여 구별되고, 상기 코팅부는 코터를 이용하여 상기 극판 표면의 적어도 일부에 활물질을 코팅하는 단계; 및
상기 극판을 상기 코터에서 제거하지 않고, 상기 코터를 이용하여 상기 극판의 경계영역 상에 고정부재를 코팅하는 단계;를 포함하고,
상기 코터는 제1 슬롯과 연결되는 제1 탱크, 제2 슬롯과 연결되는 제2 탱크를 포함하고, 상기 활물질은 상기 제1 탱크 내에 슬러리상태로 삽입되고, 상기 고정부재는 상기 제2 탱크 내에 용융상태로 삽입되는 극판의 제조방법.
제10항에 있어서,
상기 활물질을 코팅하는 단계와, 고정부재를 코팅하는 단계는 기재 상에서 간헐적으로 수행되고, 상기 극판의 제조방법은 상기 기재를 개별적인 극판들로 슬리팅하는 단계를 더 포함하는 극판의 제조방법.
제10항에 있어서,
상기 제1 슬롯의 직경은 상기 제2 슬롯의 직경보다 크게 구비되는 극판의 제조방법.
제10항에 있어서,
상기 제1 슬롯과 제2 슬롯은 일정 간격으로 이격되는 극판의 제조방법.
제10항에 있어서,
상기 코터의 제1 슬롯과 제2 슬롯은 개별적으로 제어되는 극판의 제조방법.
제10항에 있어서,
상기 코터를 이용하여 상기 경계영역 상에 고정부재를 코팅하는 단계는 슬러리상태로 코팅된 활물질이 건조된 후에, 상기 고정부재를 코팅하는 것을 포함하는 제조방법.
제10항에 있어서,
상기 코터를 이용하여 상기 경계영역 상에 혼합물을 구비시키는 단계를 더 포함하는 극판의 제조방법.
제16항에 있어서,
상기 혼합물은 상기 활물질과 상기 고정부재의 혼합으로 이루어지는 극판의 제조방법.
제16항에 있어서,
상기 코터를 이용하여 상기 경계영역 상에 혼합물을 구비시키는 단계는 상기 활물질이 슬러리상태인 동안에 상기 고정물질을 코팅하는 것을 포함하는 극판의 제조방법.
전지 케이스를 제공하는 단계; 및전극 조립체를 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 전극 조립체를 제조하는 단계는,
제10항의 방법에 따라 제작된 양극판으로, 상기 양극판에 대하여 수직한 방향으로, 상기 경계영역의 단면은 상기 코팅부에서 상기 무지부로 향하도록 경사지도록 구비되는 단계;
제10항의 방법에 따라 제작된 음극판으로, 상기 음극판에 대하여 수직한 방향으로, 경계영역의 단면은 상기 코팅부에서 상기 무지부로 향하도록 경사지도록 구비되는 단계; 및
상기 양극판 및 음극판 사이에 세퍼레이터를 개재하는 단계;를 포함하는 이차 전지의 제조방법.