KR101792602B1 - Battery Cell Having Electrode Assembly with Minimized Number of Reiteration of Current Collector - Google Patents

Battery Cell Having Electrode Assembly with Minimized Number of Reiteration of Current Collector Download PDF

Info

Publication number
KR101792602B1
KR101792602B1 KR1020130148913A KR20130148913A KR101792602B1 KR 101792602 B1 KR101792602 B1 KR 101792602B1 KR 1020130148913 A KR1020130148913 A KR 1020130148913A KR 20130148913 A KR20130148913 A KR 20130148913A KR 101792602 B1 KR101792602 B1 KR 101792602B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
battery cell
current collector
strip
cell according
Prior art date
Application number
KR1020130148913A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20150064328A (en
Inventor
강중구
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020130148913A priority Critical patent/KR101792602B1/en
Publication of KR20150064328A publication Critical patent/KR20150064328A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101792602B1 publication Critical patent/KR101792602B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/75—Wires, rods or strips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/107—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/121—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/10—Batteries in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)

Abstract

본 발명은 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 분리막이 함께 권취되어 있는 구조의 전극조립체가 전지케이스의 수납부에 장착되어 있으며; 상기 전극조립체에서 양극은 전극 합제로서 양극 합제 및 양극 집전체를 포함하고, 음극은 전극 합제로서 음극 합제 및 음극 집전체를 포함하고 있으며; 상기 양극 및 음극 중의 하나는, 분리막 상에 전극 합제가 도포되어 있고 스트립 형상의 집전체가 상기 전극 합제의 도포층에서 권취 개시부로부터 권취 종료부까지 부가되어 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀을 제공한다.The present invention is an electrode assembly having a structure in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode are wound together, is mounted on a storage portion of a battery case; In the electrode assembly, the positive electrode includes a positive electrode mixture and a positive electrode collector as an electrode mixture, and the negative electrode includes a negative electrode mixture and an electrode collector as an electrode mixture; Wherein one of the positive electrode and the negative electrode has a structure in which an electrode mixture is applied on the separation membrane and a strip-shaped current collector is added from the winding start portion to the winding end portion in the coating layer of the electrode mixture. .

Description

전극 집전체의 중첩이 최소화된 전극조립체를 포함하는 전지셀 {Battery Cell Having Electrode Assembly with Minimized Number of Reiteration of Current Collector}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery cell including an electrode assembly in which overlap of an electrode current collector is minimized,

본 발명은 전극 집전체의 중첩이 최소화된 전극조립체를 포함하는 전지셀에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cell including an electrode assembly in which overlapping of an electrode current collector is minimized.

최근, 화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력저장장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.In recent years, the demand for environmentally friendly alternative energy sources has become an indispensable factor for the future, as the increase in the price of energy sources due to depletion of fossil fuels and the interest in environmental pollution are amplified. Various researches on power generation technologies such as nuclear power, solar power, wind power, and tidal power have been continuing, and electric power storage devices for more efficient use of such generated energy have also been attracting much attention.

대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.Typically, in terms of the shape of a battery, there is a high demand for a prismatic secondary battery and a pouch-type secondary battery which can be applied to products such as mobile phones with a small thickness, and has advantages such as high energy density, discharge voltage, There is a high demand for lithium secondary batteries such as lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries.

또한, 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.The secondary battery includes a cylindrical battery and a prismatic battery in which the electrode assembly is housed in a cylindrical or rectangular metal can according to the shape of the battery case, and a pouch type battery in which the electrode assembly is housed in a pouch-shaped case of an aluminum laminate sheet .

또한, 이차전지는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막이 적층된 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤형(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체 등을 들 수 있으며, 최근에는, 상기 젤리-롤형 전극조립체 및 스택형 전극조립체가 갖는 문제점을 해결하기 위해, 상기 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 진일보한 구조의 전극조립체로서, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 분리필름 상에 위치시킨 상태에서 순차적으로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체가 개발되었다.Also, the secondary battery is classified according to the structure of the electrode assembly having the positive electrode, the negative electrode, and the separator interposed between the positive electrode and the negative electrode. Typically, the long battery- A stacked (stacked) electrode assembly in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes cut in a predetermined size unit are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, the jelly-roll type (wound type) electrode assembly having a structure in which a separator is interposed; In recent years, in order to solve the problems of the jelly-roll type electrode assembly and the stack type electrode assembly, an electrode assembly having an advanced structure, which is a combination of the jelly-roll type and the stack type, Bi-cells or full cells, which are stacked with a separator interposed between an anode and a cathode, are sequentially wound on a separator film Stacked / folded electrode assemblies have been developed.

특히, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요 및 사용량이 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.Particularly, as technology development, demand and usage of mobile devices have increased, the demand for batteries as an energy source has been rapidly increasing, and accordingly, a lot of researches on batteries that can meet various demands have been conducted.

이러한 이차전지에서 주요 연구 과제 중의 하나는 용량의 증가 및 에너지 밀도의 향상이다.One of the main research tasks of such a secondary battery is to increase the capacity and the energy density.

그러나, 이차전지의 용량을 증가시키고, 에너지 밀도를 향상시키기 위해서는 전극 두께의 증가 및 전해액 주입량 증가에 따른 전지셀 부피의 증가를 수반하는 바, 점차 소형화 되는 추세의 디바이스에 적용하는데 한계가 있다.However, in order to increase the capacity of the secondary battery and increase the energy density, the battery cell volume increases with an increase in the thickness of the electrode and an increase in the amount of the electrolyte injection.

예를 들어, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤형(권취형) 전극조립체에 있어서, 상기 긴 시트형의 양극들과 음극들이 권취되는 과정에서 여러 겹으로 중첩되는 바, 전지의 용량 증가를 위해 전극의 두께를 증가시킬 경우, 상기 젤리-롤형 전극조립체의 전체적인 두께가 기하급수적으로 증가하게 된다.For example, in a jelly-roll type (wound type) electrode assembly having a structure in which a long sheet type anode and negative electrodes are wound with a separator interposed therebetween, in the process of winding the long sheet- When the thickness of the electrode is increased to increase the capacity of the battery, the overall thickness of the jelly-roll type electrode assembly increases exponentially.

도 1에는 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막 구조의 전극조립체를 권취하기 전의 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 양극, 음극 및 분리막을 권취하여 제조된 젤리-롤형 전극조립체의 구조에 대한 수평 단면도가 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 1 is a schematic view showing an anode assembly, a cathode assembly, and an electrode assembly of a separation membrane structure sandwiched between an anode assembly and a cathode assembly. FIG. 2 is a cross- A horizontal cross-sectional view of the structure of the rolled electrode assembly is schematically shown.

이들 도면을 참조하면, 전극조립체(100)는 양극(130)과 음극(120) 사이에 분리막(140)을 개재한 상태로 화살표 방향으로 권취하여 제조된다.Referring to these drawings, the electrode assembly 100 is manufactured by winding a separator 140 between an anode 130 and a cathode 120 in an arrow direction.

상기 양극(130)은 양극 활물질(131, 133)이 양극 집전체(132)의 양면에 도포되어 있고, 일면에 양극 탭(150)이 부착되어 있으며, 상기 음극(120)은 음극 활물질(121, 123)이 음극 집전체(122)의 양면에 도포되어 있고 일면에, 음극 탭(151)이 부착되어 있다.The positive electrode 130 is coated on both sides of the positive electrode collector 132 with positive electrode active materials 131 and 133 and a positive electrode tab 150 is attached on one side of the positive electrode 130. The negative electrode 120 includes negative electrode active material 121, 123 are applied on both surfaces of the anode current collector 122, and a cathode tab 151 is attached on one surface.

따라서, 상기 양극(130), 음극(120) 및 분리막(140)을 함께 권취하여 제조되는 젤리-롤형 전극조립체(100)는 상기 구성요소들이 수차례 중첩되어 있는 구조를 이루는 바, 상기 전극조립체(100)를 포함하는 전지의 용량을 증가시키기 위해 전극의 두께를 증가시킬 경우, 전극조립체(100)의 전체적인 두께는 기하급수적으로 증가하게 되며, 이에 따라, 상기 전극조립체(100)를 포함하는 전지의 부피 역시 증가하게 되는 문제점이 발생한다.Therefore, the jelly-roll type electrode assembly 100 manufactured by winding the anode 130, the cathode 120, and the separator 140 together is constructed such that the components are overlapped with each other several times, The overall thickness of the electrode assembly 100 increases exponentially when the thickness of the electrode is increased to increase the capacity of the battery including the electrode assembly 100, The volume also increases.

따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technique capable of fundamentally solving such problems.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로서, 권취형 전극조립체에 있어서, 하나의 전극의 집전체를 권취 개시부로부터 권취 종료부에 이르는 스트립 형상으로 구성함으로써, 전극 집전체의 중첩을 최소화하고, 이를 통해, 동일한 용량 대비 부피를 최소화할 수 있는 전지셀을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past, and it is an object of the present invention to provide a rewinder type electrode assembly in which a collector of one electrode is formed in a strip shape extending from a reel- Thereby minimizing the overlap of the electrode current collectors and thereby minimizing the volume of the same capacity.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 상기 전극 집전체의 중첩이 최소화됨에 따라, 전극의 두께 및 전해액 주입량을 증가시킬 수 있고, 이에 따라, 동일한 부피 대비 용량을 향상시킬 수 있는 전지셀을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a battery cell capable of increasing the thickness of the electrode and the amount of the electrolyte injected as the electrode current collector is minimized, will be.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀은,According to an aspect of the present invention, there is provided a battery cell comprising:

양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 분리막이 함께 권취되어 있는 구조의 전극조립체가 전지케이스의 수납부에 장착되어 있으며;An electrode assembly having a structure in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode are wound together is mounted on a storage portion of the battery case;

상기 전극조립체에서 양극은 전극 합제로서 양극 합제 및 양극 집전체를 포함하고, 음극은 전극 합제로서 음극 합제 및 음극 집전체를 포함하고 있으며;In the electrode assembly, the positive electrode includes a positive electrode mixture and a positive electrode collector as an electrode mixture, and the negative electrode includes a negative electrode mixture and an electrode collector as an electrode mixture;

상기 양극 및 음극 중의 하나는, 분리막 상에 전극 합제가 도포되어 있고 스트립 형상의 집전체가 상기 전극 합제의 도포층에서 권취 개시부로부터 권취 종료부까지 부가되어 있는 구조로 구성되어 있다.One of the positive electrode and the negative electrode has a structure in which an electrode mixture is applied on the separation membrane and a strip-shaped current collector is added from the winding start portion to the winding end portion in the coating layer of the electrode mixture.

이와 같이, 본 발명에 따른 전지셀의 전극조립체는, 하나의 전극의 집전체를 권취 개시부로부터 권취 종료부에 이르는 스트립 형상으로 구성함으로써, 전극 집전체의 중첩을 최소화하고, 이를 통해, 동일한 용량 대비 부피를 최소화할 수 있다.As described above, the electrode assembly of the battery cell according to the present invention is configured such that the collector of one electrode is formed in a strip shape extending from the winding start portion to the winding end portion, thereby minimizing the overlap of the electrode current collectors, The contrast volume can be minimized.

또한, 상기 전극 집전체의 중첩이 최소화됨에 따라, 전극의 두께 및 전해액 주입량을 증가시킬 수 있고, 이에 따라, 동일한 부피 대비 용량을 향상시킬 수 있는 효과를 발휘한다.Further, as the overlap of the electrode current collector is minimized, the thickness of the electrode and the injected amount of the electrolyte can be increased, thereby achieving the effect of improving the capacity relative to the same volume.

하나의 구체적인 예에서, 상기 스트립 형상의 집전체는 권취 개시부의 일측 단부로부터 권취 종료부의 타측 단부까지 사선 형태로 부가되어 있는 구조일 수 있다.In one specific example, the strip-shaped current collector may be added in an oblique manner from one end of the winding start portion to the other end of the winding end portion.

따라서, 상기 집전체를 포함하는 전극조립체를 권취하여 제조할 경우, 상기 스트립 형상의 접전체는 전지셀의 내부에서 외부로 나선형의 형상을 이루며 전극조립체의 상면에서부터 하면에 걸쳐 위치할 수 있다.Therefore, when the electrode assembly including the current collector is manufactured by winding, the strip-shaped contact member may have a spiral shape from the inside to the outside of the battery cell, and may be positioned from the upper surface to the lower surface of the electrode assembly.

상기 상면 및 하면의 용어는 권취형 전극조립체에 있어서, 원형의 단면을 이루는 전극조립체의 단부의 일측 단면 및 대향측 단면을 의미한다.The terms top and bottom refer to one side end face and an opposite side end face of the end portion of the electrode assembly which forms a circular cross section in the wound electrode assembly.

또 다른 구체적인 예에서, 상기 스트립 형상의 집전체는, 권취 개시부의 일측 단부로부터 권취 종료부의 중앙 단부까지 제 1 사선 형태로 부가된 후, 다시 권취 개시부의 대향측 단부까지 제 2 사선 형태로 부가된 구조일 수 있다.In another specific example, the strip-shaped current collector is added in a first oblique shape from one end of the winding start portion to the center end of the winding end portion, and then again to the opposite side end portion of the winding start portion in the second oblique direction Structure.

이러한 경우에, 상기 제 1 사선 형태와 제 2 사선 형태는 전극의 중심축을 기준으로 서로 대칭을 이루는 구조일 수 있는 바, 상기 중심축의 용어는 전극의 일측과 대향측 사이의 중앙 부위에서 권취 개시부로부터 권취 종류부에 이르는 선형의 축을 의미한다.In this case, the first oblique shape and the second oblique shape may be a structure symmetrical to each other with respect to the central axis of the electrode, and the term of the central axis refers to the center of the electrode at the center between the one side and the opposite side, To the winding type part.

즉, 상기 집전체는 꺾인 선형으로서, 전극조립체의 권취 과정에서 나선형의 형상을 이루며 전극조립체의 상면에서부터 하면에 걸쳐 위치할 수 있다.That is, the current collector may have a bent shape and may have a helical shape in the winding process of the electrode assembly and may be positioned from the upper surface to the lower surface of the electrode assembly.

따라서, 본 발명에 따른 전지셀의 전극조립체는, 권취 과정에서 하나의 전극이 수차례 중첩됨에도 불구하고, 상기 스트립 형상의 집전체가 전극조립체의 내부 및 외부에서 전혀 중첩되지 않거나, 최소화될 수 있다.Therefore, although the electrode assembly of the battery cell according to the present invention has one electrode overlapping several times in the winding process, the strip-shaped current collector may not overlap at all or may be minimized in the inside of the electrode assembly .

또한, 상기 스트립 형상의 집전체의 일측 단부에는 전극 탭이 결합되어 있는 구조일 수 있다.The strip-shaped current collector may have a structure in which an electrode tab is coupled to one end of the current collector.

구체적으로, 상기 스트립 형상의 집전체는 일측 단부 및 타측 단부가 전극 합제의 도포층에서 권취 개시부 및 권취 종료부에 위치해 있는 구조로서, 상기 집전체의 일측 단부에는 전극 탭이 결합되기 위한 연장부가 형성되어 있고, 상기 연장부에는 외부와의 전기적 연결을 위한 전극 탭이 결합될 수 있다.Specifically, the strip-shaped current collector has a structure in which one end portion and the other end portion are located at the winding start portion and the winding end portion in the coating layer of the electrode material mixture, and at one end portion of the current collector, And an electrode tab for electrical connection to the outside may be coupled to the extended portion.

한편, 상기 스트립 형상의 집전체는 양극 집전체이거나, 음극 집전체일 수 있는 바, 양극 및 음극 중 하나의 전극에 대해서만 스트립 형상으로 구성할 수 있다.On the other hand, the strip-shaped current collector may be a positive electrode current collector or a negative electrode current collector, and may be formed in a strip shape only for one of the positive electrode and the negative electrode.

일반적으로, 전지셀의 전극조립체는 전극 합제가 전극 집전체 상에 코팅됨으로써, 하나의 전극을 이루는 바, 전극 집전체가 전극 합제의 코팅 지지층으로서의 역할을 하는 반면에, 본 발명에 따른 전지셀의 전극조립체는 전극 합제가 전극 집전체가 아닌, 분리막 상에 코팅되고, 상기 분리막이 전극 합제의 코팅 지지층으로서의 역할을 한다.In general, an electrode assembly of a battery cell is formed by forming an electrode by coating an electrode mixture on an electrode collector so that the electrode collector serves as a coating support layer of the electrode mixture, while the electrode assembly of the battery cell according to the present invention The electrode assembly is coated on the separation membrane, not the electrode current collector, and the separation membrane serves as a coating support layer of the electrode mixture.

그러나, 상기 분리막은 전극 집전체에 비해 강성이 약하고, 유연하므로, 양극 및 음극의 집전체를 모두 스트립 형상으로 구성할 경우, 전극조립체를 지지하기 위한 소정의 강도를 제공할 수 없고, 지나치게 작은 집전체의 표면적은 이온의 원할한 흐름을 저해할 수 있다.However, when the collectors of the positive electrode and the negative electrode are all formed in a strip shape, the separation membrane can not provide a predetermined strength for supporting the electrode assembly, and an excessively small structure The surface area of the whole can inhibit the smooth flow of ions.

따라서, 본 발명에 따른 전지셀의 전극조립체를 이루는 집전체는 양극 및 음극 중 하나의 전극에 대해서만 스트립 형상으로 구성할 수 있으며, 상기 스트립 형상의 집전체의 표면적은 전극 합제 도포층의 표면적의 10 내지 50% 크기일 수 있으며, 바람직하게는, 10 내지 30% 크기일 수 있다.Therefore, the current collector constituting the electrode assembly of the battery cell according to the present invention may be formed in a strip shape only for one of the positive electrode and the negative electrode, and the surface area of the strip-shaped current collector is preferably 10 To 50% by volume, and preferably 10 to 30% by volume.

상기 집전체의 표면적이 전극 합제 도포층의 표면적의 10% 미만일 경우, 앞서 설명한 바와 마찬가지로, 전극조립체를 지지하기 위한 소정의 강도를 제공할 수 없고, 이온의 원할한 흐름을 저해할 수 있으며, 50%를 초과할 경우, 소망하는 전지셀 부피 감소의 효과를 발휘할 수 없다.If the surface area of the current collector is less than 10% of the surface area of the electrode composite coating layer, it is impossible to provide a predetermined strength for supporting the electrode assembly as described above, %, The desired effect of decreasing the battery cell volume can not be exhibited.

하나의 구체적인 예에서, 상기 스트립 형상의 집전체는 전극 합제 도포층의 상면에 부가되어 있거나, 전극 합제 도포층의 내부에 부가되어 있는 구조일 수 있다.In one specific example, the strip-shaped current collector may be added to the upper surface of the electrode material mixture coating layer, or may be added to the inside of the electrode material mixture coating layer.

상기 상면의 용어는 하나의 분리막에 도포되어 있는 전극 합제 도포층에 있어서, 분리막과 대면하는 일면의 대향면, 즉, 또 다른 분리막에 도포되어 있는 전극 합제 도포층과 대면하는 타면을 의미한다.The term of the upper surface means an opposite surface facing one surface of the electrode material mixture coating layer coated on one separator, that is, the other surface facing the electrode material mixture coating layer applied to another separator.

본 발명에 따른 전지셀의 전극조립체에 있어서, 전극 합제는 코팅 지지체로서 분리막 상에 도포되는 구조인 바, 스트립 형상의 지지체는 상기 분리막 상에 코팅되어 있는 전극 합제 도포층의 상면에 부가되어 있는 구조일 수 있다.In the electrode assembly of the battery cell according to the present invention, the electrode mixture is coated on the separation membrane as a coating support, and the strip-shaped support is provided on the upper surface of the electrode mixture coating layer coated on the separation membrane Lt; / RTI >

또한, 상기 스트립 형상의 집전체는 양면에 전극 합제 도포층을 대면하고 있는 구조일 수 있는 바, 바람직하게는, 전극 합제 도포층의 내부에 부가됨으로써, 전극조립체의 두께를 감소시키고, 동일한 용량 대비 전지셀의 부피를 최소화할 수 있고, 동일한 부피 대비 전지셀의 용량을 향상시키는 효과를 발휘할 수 있다.In addition, the strip-shaped current collector may have a structure in which the electrode mixture coating layer is opposed to both surfaces, and preferably, it is added to the inside of the electrode mixture coating layer, thereby reducing the thickness of the electrode assembly, The volume of the battery cell can be minimized and the effect of improving the capacity of the battery cell with respect to the same volume can be exhibited.

한편, 상기 전극조립체를 수납하는 전지케이스는 원통형 또는 각형 캔, 및 상기 캔의 개방 상단부에 탑재되는 캡을 포함하는 구조로 이루어진 구조일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치형 케이스로 이루어질 수도 있다.Meanwhile, the battery case for housing the electrode assembly may have a structure including a cylindrical or square can, and a cap mounted on an open upper end of the can, but the present invention is not limited thereto, and a battery case including a resin layer and a metal layer And a pouch-type case of a laminate sheet.

본 발명에 따른 전지셀은 상기와 같은 구조로 이루어진 것이라면 그것의 종류가 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적인 예로서, 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지일 수 있다.The battery cell according to the present invention is not particularly limited as long as it has the above-described structure. Specific examples thereof include a lithium ion battery having advantages such as high energy density, discharge voltage, and output stability, a lithium ion polymer battery And the like.

리튬 이차전지를 포함하여 전지셀의 구성, 구조, 제조방법 등은 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략한다.The configuration, structure, and manufacturing method of the battery cell including the lithium secondary battery are well known in the art, and a detailed description thereof will be omitted in this specification.

본 발명은 또한, 상기 전지셀을 하나 이상 포함하는 디바이스를 제공하는 바, 상기 디바이스는 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 파워 툴, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장 장치로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.The present invention also provides a device comprising one or more of the battery cells, wherein the device is a mobile phone, a tablet computer, a notebook computer, a power tool, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, Device, and the like.

상기와 같은 디바이스 내지 장치들은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 구체적인 설명을 생략한다.Such devices or devices are well known in the art, so a detailed description thereof will be omitted herein.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀은, 권취형 전극조립체를 포함하는 바, 하나의 전극의 집전체를 권취 개시부로부터 권취 종료부에 이르는 스트립 형상으로 구성함으로써, 전극 집전체의 중첩을 최소화하고, 이를 통해, 동일한 용량 대비 전지셀의 부피를 최소화할 수 있고, 상기 전극 집전체의 중첩이 최소화됨에 따라, 전극의 두께 및 전해액 주입량을 증가시킬 수 있으며, 이에 따라, 동일한 부피 대비 전지셀의 용량을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the battery cell according to the present invention includes the wound electrode assembly, in which the current collector of one electrode is formed in a strip shape extending from the winding start portion to the winding end portion, It is possible to minimize the volume of the battery cells with respect to the same capacity and to minimize the overlap of the electrode current collectors to increase the thickness of the electrodes and the amount of electrolyte injection, The capacity of the cell can be improved.

도 1은 종래기술에 따른 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막 구조의 전극조립체를 권취하기 전의 모습을 나타낸 모식도이다;
도 2는 도 1의 양극, 음극 및 분리막을 권취하여 제조된 젤리-롤형 전극조립체의 구조에 대한 수평 단면도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 전극조립체를 권취하기 전의 모습을 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 전극조립체를 권취하기 전의 모습을 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀을 이루는 전극조립체의 전극 집전체가 부가된 모습을 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀을 이루는 전극조립체의 전극 집전체가 부가된 모습을 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 전극조립체를 권취한 후 집전체의 형상을 개략적으로 나타낸 모식도이다.FIG. 1 is a schematic view showing a state before an electrode assembly of a separation membrane structure sandwiched between an anode, a cathode, and an anode and a cathode according to the related art;
FIG. 2 is a horizontal sectional view of a structure of a jelly-roll type electrode assembly manufactured by winding the positive electrode, negative electrode and separator of FIG. 1; FIG.
3 is a schematic view showing a state before the electrode assembly of the battery cell is wound, according to one embodiment of the present invention;
4 is a schematic view showing a state before the electrode assembly of a battery cell according to another embodiment of the present invention is wound;
FIG. 5 is a schematic view showing an electrode collector of an electrode assembly forming a battery cell according to an embodiment of the present invention; FIG.
6 is a schematic view showing a state in which an electrode current collector of an electrode assembly constituting a battery cell according to another embodiment of the present invention is added;
7 is a schematic view schematically showing the shape of a current collector after winding an electrode assembly of a battery cell according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings according to the embodiments of the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.

도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 전극조립체를 권취하기 전의 모습을 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.3 is a schematic view schematically showing a state before the electrode assembly of the battery cell according to the embodiment of the present invention is wound.

도 3을 참조하면, 전극조립체(300)는 분리막(340)을 전극 합제를 코팅하기 위한 지지체로 하여, 상기 분리막(340) 상에 전극 합제(332)가 도포되어 있고, 상기 전극 합제(332)에 전극 집전체(331)가 부가되어 있다.3, the electrode assembly 300 includes an electrode assembly 332 coated on the separator 340 with the separator 340 as a support for coating the electrode assembly, and the electrode assembly 332, An electrode current collector 331 is added.

전극 집전체(331)는 전극 합제(332)의 도포층에서 권취 개시부(301)로부터 권취 종료부(302)까지 부가되어 있는 스트립 형상의 구조로서, 권취 개시부(301)의 일측 단부(303)로부터 권취 종료부(302)의 타측 단부(304)까지 사선 형태로 부가되어 있다.The electrode current collector 331 is a strip-shaped structure added from the winding start portion 301 to the winding end portion 302 in the coating layer of the electrode mix 332. The electrode current collector 331 has one end 303 of the winding start portion 301 To the other end portion 304 of the winding end portion 302 in a slanting manner.

전극조립체(300)는 상기 전극 집전체(331)를 포함하는 전극과 분리막(340)을 함께 권취하여 제조되는 바, 사선 형태로 부가되어 있는 스트립 형상의 전극 집전체(331)는 전극조립체(300)의 권취 과정에 따른 전극들의 중첩에도 불구하고, 전혀 중첩되지 않거나, 중첩이 최소화할 수 있다.The electrode assembly 300 is manufactured by winding the electrode including the electrode current collector 331 and the separator 340 together and the electrode assembly 331 in the form of strips added in the shape of a slit is connected to the electrode assembly 300 ), There is no overlap at all, or overlap can be minimized.

상기 스트립 형상의 전극 집전체(331)의 권취 종료부(302)의 대향측 단부(304)에는 전극 탭이 결합될 수 있는 연장부(350)가 형성되어 있다.An extending portion 350 is formed at an opposite side end portion 304 of the winding-end portion 302 of the strip-shaped electrode current collector 331 so that the electrode tab can be engaged.

도 4에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지셀의 전극조립체를 권취하기 전의 모습을 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.4 is a schematic view schematically showing a state before the electrode assembly of a battery cell according to another embodiment of the present invention is wound.

도 4를 참조하면, 전극조립체(400)는 분리막(440)을 전극 합제를 코팅하기 위한 지지체로 하여, 상기 분리막(440) 상에 전극 합제(432)가 도포되어 있고, 상기 전극 합제(432)에 전극 집전체(431)가 부가되어 있다.4, the electrode assembly 400 includes an electrode assembly 432 coated on the separator 440 with the separator 440 as a support for coating the electrode assembly, and the electrode assembly 432 is coated on the separator 440, An electrode current collector 431 is added.

전극 집전체(431)는 전극 합제(432)의 도포층에서 권취 개시부(401)로부터 권취 종료부(402)까지 부가되어 있는 스트립 형상의 구조로서, 권취 개시부(401)의 일측 단부(403)로부터 권취 종료부(402)의 중앙 단부(404)까지 제 1 사선 형태로 부가된 후, 다시 권취 개시부(401)의 대향측 단부(405)까지 제 2 사선 형태로 부가되어 있다.The electrode current collector 431 is a strip-shaped structure provided in the coating layer of the electrode compound 432 from the winding start portion 401 to the winding end portion 402. The electrode current collector 431 is provided at one end portion 403 of the winding start portion 401 To the center end portion 404 of the winding end portion 402 and then to the opposite side end portion 405 of the winding start portion 401 in the second oblique direction.

상기 제 1 사선 형태와 제 2 사선 형태는 전극의 중심축(AA’)을 기준으로 서로 대칭인 구조로 이루어져 있다.The first oblique shape and the second oblique shape are symmetrical with respect to the center axis AA 'of the electrode.

전극조립체(400)는 상기 전극 집전체(431)를 포함하는 전극과 분리막(440)을 함께 권취하여 제조되는 바, 사선 형태로 부가되어 있는 스트립 형상의 전극 집전체(431)는 전극조립체(400)의 권취 과정에 따른 전극들의 중첩에도 불구하고, 전혀 중첩되지 않거나, 중첩이 최소화될 수 있다.The electrode assembly 400 is manufactured by winding an electrode including the electrode current collector 431 and a separation membrane 440 together. The strip-shaped electrode current collector 431, which is added in a slant shape, ), The overlapping can be minimized or not overlapped at all.

상기 스트립 형상의 전극 집전체(431)의 권취 개시부(401)의 대향측 단부(405)에는 전극 탭이 결합될 수 있는 연장부(450)가 형성되어 있다.An extension 450 is formed at an opposite side end portion 405 of the winding start portion 401 of the strip-shaped electrode current collector 431 to which an electrode tab can be coupled.

도 5에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀을 이루는 전극조립체의 전극 집전체가 부가된 모습을 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.FIG. 5 is a schematic view showing an electrode collector of an electrode assembly constituting a battery cell according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 전극조립체(500)는 전극 집전체(531)가 사선 형태의 스트립 형상으로서 구성되어 있으며, 분리막(540) 상에는 전극 합제가 코팅되어 전극 합제의 도포층(532)을 형성하고, 상기 전극 집전체(531)는 전극 합제 도포층(532)의 상면에 부가되어 있다.5, the electrode assembly 500 includes an electrode current collector 531 formed in the shape of an oblique strip, and an electrode mixture is coated on the separation layer 540 to form a coating layer 532 of the electrode mixture , And the electrode current collector 531 is attached to the upper surface of the electrode mixture coating layer 532.

일반적으로, 전지셀의 전극조립체는 전극 합제가 전극 집전체 상에 코팅됨으로써, 하나의 전극을 이루는 바, 전극 집전체가 전극 합제의 코팅 지지층으로서의 역할을 하는 반면에, 본 발명에 따른 전지셀의 전극조립체(500)는 양극 및 음극 중 어느 하나의 전극의 집전체(531)의 면적이 전극 합제 도포층(532)에 비해 작게 구성되는 바, 상기 전극 합제가 전극 집전체가 아닌, 분리막(540) 상에 코팅되고, 상기 분리막(540)이 전극 합제의 코팅 지지층으로서의 역할을 한다.In general, an electrode assembly of a battery cell is formed by forming an electrode by coating an electrode mixture on an electrode collector so that the electrode collector serves as a coating support layer of the electrode mixture, while the electrode assembly of the battery cell according to the present invention The electrode assembly 500 is configured such that the area of the current collector 531 of one of the positive electrode and the negative electrode is smaller than that of the electrode mixture coating layer 532, , And the separation membrane 540 serves as a coating support layer of the electrode mixture.

따라서, 전극 합제는 전극 집전체(531) 상에 도포되지 않고, 분리막 상에 코팅되고, 전극 집전체(531)는 상기 전극 합제 도포층(532)의 상면에 부가될 수 있다.Therefore, the electrode mixture is not coated on the electrode current collector 531 but coated on the separation film, and the electrode current collector 531 can be added to the upper surface of the electrode mixture coating layer 532.

그러나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 전극조립체의 전극 집전체는 전극 합제층의 내부에 부가될 수도 있는 바, 상기 구성을 나타낸 모식도가 도 6에 도시되어 있다.However, the present invention is not limited thereto, and the electrode collector of the electrode assembly may be added to the inside of the electrode mix layer, and a schematic diagram showing the above structure is shown in Fig.

도 6을 참조하면, 전극조립체(600)는 전극 집전체(631)가 사선 형태의 스트립 형상으로서 구성되어 있으며, 분리막(640) 상에는 전극 합제가 코팅되어 전극 합제의 도포층(632)을 형성하고, 상기 전극 집전체(631)는 전극 합제 도포층(632)의 내부에 부가되어 있다.6, the electrode assembly 600 is formed in the shape of an oblique strip, and the electrode mixture is coated on the separation membrane 640 to form a coating layer 632 of the electrode mixture , The electrode current collector 631 is added to the inside of the electrode mixture coating layer 632.

도 7에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 전극조립체를 권취한 후 집전체의 형상을 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.7 is a schematic view schematically showing the shape of a current collector after winding an electrode assembly of a battery cell according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 전극조립체(700)는 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 분리막이 함께 권취되어 있는 구조로서, 전극 집전체(731)는 전극 합제의 도포층에서 권취 개시부(701)로부터 권취 종료부(702)까지 부가되어 있는 스트립 형상의 구조로 이루어져 있는 바, 권취 개시부(701)의 일측 단부(703)로부터 권취 종료부(702)의 타측 단부(704)까지 사선 형태로 부가되어 있다.7, the electrode assembly 700 has a structure in which an anode, a cathode, and a separator interposed between the anode and the cathode are wound together. The electrode collector 731 is wound around the coating layer of the electrode mixture From the one end portion 703 of the winding start portion 701 to the other end portion 704 of the winding end portion 702 to the winding end portion 702 from the winding portion 701 to the winding end portion 702 And is added in an oblique line.

따라서, 상기 전극 집전체(731)는 전극조립체(700)가 권취되는 과정에서 전극조립체(700)의 일측 단부(703)로부터 타측 단부(704)에 걸쳐 나선형으로 구성되며, 이에 따라, 수차례에 걸친 전극의 중첩에도 불구하고, 전극 집전체(731)의 중첩이 최소화되고, 동일한 용량 대비 전지셀의 부피를 최소화할 수 있다.The electrode current collector 731 is spirally formed from one end 703 to the other end 704 of the electrode assembly 700 in the process of winding the electrode assembly 700, The overlap of the electrode current collector 731 is minimized, and the volume of the battery cell can be minimized relative to the same capacity, despite the overlap of the electrodes.

또한, 상기 전극 집전체(731)의 중첩이 최소화됨에 따라, 전극의 두께 및 전해액 주입량을 증가시킬 수 있으며, 이에 따라, 동일한 부피 대비 전지셀의 용량을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Further, as the overlap of the electrode current collector 731 is minimized, the thickness of the electrode and the injected amount of the electrolyte can be increased, thereby improving the capacity of the battery cell with respect to the same volume.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

Claims (15)

양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 분리막이 함께 권취되어 있는 구조의 전극조립체가 전지케이스의 수납부에 장착되어 있으며;
상기 전극조립체에서 양극은 전극 합제로서 양극 합제 및 양극 집전체를 포함하고, 음극은 전극 합제로서 음극 합제 및 음극 집전체를 포함하고 있으며;
상기 양극 및 음극 중의 하나는, 분리막 상에 전극 합제가 도포되어 있고 스트립 형상의 집전체가 상기 전극 합제의 도포층에서 권취 개시부로부터 권취 종료부까지 부가되어 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.An electrode assembly having a structure in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode are wound together is mounted on a storage portion of the battery case;
In the electrode assembly, the positive electrode includes a positive electrode mixture and a positive electrode collector as an electrode mixture, and the negative electrode includes a negative electrode mixture and an electrode collector as an electrode mixture;
Wherein one of the positive electrode and the negative electrode has a structure in which an electrode mixture is applied on the separation membrane and a strip-shaped current collector is added from the winding start portion to the winding end portion in the coating layer of the electrode mixture. . 제 1 항에 있어서, 상기 스트립 형상의 집전체는 권취 개시부의 일측 단부로부터 권취 종료부의 타측 단부까지 사선 형태로 부가되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the strip-shaped current collector is added in an oblique fashion from one end of the winding start portion to the other end of the winding end portion. 제 1 항에 있어서, 상기 스트립 형상의 집전체는, 권취 개시부의 일측 단부로부터 권취 종료부의 중앙 단부까지 제 1 사선 형태로 부가된 후, 다시 권취 개시부의 대향측 단부까지 제 2 사선 형태로 부가된 구조인 것을 특징으로 하는 전지셀.The strip-shaped current collector according to claim 1, wherein the strip-shaped current collector is added in a first oblique direction from one end of the winding start portion to the center end of the winding end portion, and then further added to the opposite side end portion of the winding start portion in a second oblique direction Wherein the battery cell has a structure. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 사선 형태와 제 2 사선 형태는 전극의 중심축을 기준으로 서로 대칭인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 3, wherein the first oblique shape and the second oblique shape are symmetrical with respect to a center axis of the electrode. 제 1 항에 있어서, 상기 스트립 형상의 집전체의 일측 단부에는 전극 탭이 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein an electrode tab is coupled to one end of the strip-shaped current collector. 제 1 항에 있어서, 상기 스트립 형상의 집전체는 양극 집전체인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the strip-shaped current collector is a positive electrode current collector. 제 1 항에 있어서, 상기 스트립 형상의 집전체는 음극 집전체인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the strip-shaped collector is an anode current collector. 제 1 항에 있어서, 상기 스트립 형상의 집전체의 표면적은 전극 합제 도포층의 표면적의 10 내지 50% 크기인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the surface area of the strip-shaped current collector is 10 to 50% of the surface area of the electrode mixture coating layer. 제 1 항에 있어서, 상기 스트립 형상의 집전체는 전극 합제 도포층의 상면에 부가되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the strip-shaped current collector is attached to the upper surface of the electrode composite coating layer. 제 1 항에 있어서, 상기 스트립 형상의 집전체는 전극 합제 도포층의 내부에 부가되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the strip-shaped current collector is added to the inside of the electrode compound coating layer. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 원통형 또는 각형 캔, 및 상기 캔의 개방 상단부에 탑재되는 캡을 포함하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the battery case comprises a cylindrical or rectangular can, and a cap mounted on an open upper end of the can. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 파우치형 케이스인 것을 특징으로 하는 전지셀. The battery cell according to claim 1, wherein the battery case is a pouch-shaped case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전지셀.The battery cell according to claim 1, wherein the battery cell is a lithium secondary battery. 제 1 항에 따른 상기 전지셀을 하나 이상 포함하는 디바이스. A device comprising at least one battery cell according to claim 1. 제 14 항에 있어서, 상기 디바이스는 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 파워 툴, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장 장치로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디바이스.15. The apparatus of claim 14, wherein the device is any one selected from the group consisting of a cellular phone, a tablet computer, a notebook computer, a power tool, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug- Device.
KR1020130148913A 2013-12-03 2013-12-03 Battery Cell Having Electrode Assembly with Minimized Number of Reiteration of Current Collector KR101792602B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130148913A KR101792602B1 (en) 2013-12-03 2013-12-03 Battery Cell Having Electrode Assembly with Minimized Number of Reiteration of Current Collector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130148913A KR101792602B1 (en) 2013-12-03 2013-12-03 Battery Cell Having Electrode Assembly with Minimized Number of Reiteration of Current Collector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150064328A KR20150064328A (en) 2015-06-11
KR101792602B1 true KR101792602B1 (en) 2017-11-01

Family

ID=53502913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130148913A KR101792602B1 (en) 2013-12-03 2013-12-03 Battery Cell Having Electrode Assembly with Minimized Number of Reiteration of Current Collector

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101792602B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112216841B (en) * 2019-07-11 2021-12-07 北京卫蓝新能源科技有限公司 Battery current collector and lithium battery

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4052127B2 (en) 2003-01-23 2008-02-27 日産自動車株式会社 Thin battery support structure, assembled battery and vehicle
JP2011054891A (en) 2009-09-04 2011-03-17 Murata Mfg Co Ltd Electrochemical device and method of manufacturing the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4052127B2 (en) 2003-01-23 2008-02-27 日産自動車株式会社 Thin battery support structure, assembled battery and vehicle
JP2011054891A (en) 2009-09-04 2011-03-17 Murata Mfg Co Ltd Electrochemical device and method of manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150064328A (en) 2015-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10056577B2 (en) Battery cell of novel structure
KR101792572B1 (en) Battery Cell Having Electrode Coated with Insulating Material
US20150086842A1 (en) Battery pack of irregular structure
KR20130118716A (en) Electrode assembly, battery cell and device comprising the same
JP6374599B2 (en) Electrode assembly wound in both directions and lithium secondary battery including the same
CN108604667B (en) Electrode for secondary battery including electrode protection layer
JP2015536530A (en) Battery cell including electrode assembly with offset arrangement
KR20130103202A (en) Electrode assembly and rechargeable battery with the same
KR101653320B1 (en) Jelly-Roll Type Electrode Assembly of Low Resistance And Secondary Battery Comprising the Same
US10135089B2 (en) Battery cell of vertically stacked structure
KR20120019217A (en) Electrode assembly of novel structure
US20200335813A1 (en) Electrode Assembly and Battery Including the Same
KR102108113B1 (en) Electrode Assembly Comprising Separator Having Folded Edge
KR20130131843A (en) Novel electrode separator assembly for secondary battery and method manufacturing the same
KR101650860B1 (en) Battery Cell Having Separation Film of Suppressed Thermal Shrinkage
KR101792602B1 (en) Battery Cell Having Electrode Assembly with Minimized Number of Reiteration of Current Collector
KR20160047200A (en) Battery Cell Having Gas Sensor
US11450906B2 (en) Secondary cylindrical battery having piezoelectric element and thermoelectric element
KR101849990B1 (en) Battery Cell Having Separation Film of Suppressed Thermal Shrinkage
US11069943B2 (en) Electrode assembly comprising electrode lead coupled to long-side area
KR102186499B1 (en) Electrode Assembly Comprising Separator Having Sealed Edge Portion
KR101684359B1 (en) Battery Cell of Vertical Stacking Structure
KR101709527B1 (en) Battery Cell Having Improved Safety
KR102159530B1 (en) Electrode Assembly Stack Comprising Unit Cell Having Fixing Hole
KR102065369B1 (en) Electrode Assembly Comprising Anode Having Extra Part for Improving Capacity and Battery Cell Comprising the Same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant