KR-20260060815-A - SECONDARY BATTERY

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Abstract

본 개시에 의하면, 제1전극, 제2전극, 및 분리막이 권취되며, 제1전극과 제2전극은 각각 활물질이 도포된 활물질 코팅부와 활물질이 도포되지 않은 활물질 비코팅부를 포함하며, 활물질 비코팅부는 권취방향을 따라 배열되는 복수의 플랩을 포함하여 각 플랩이 절곡되며 형성되는 전극조립체를 포함하고, 활물질 비코팅부에는 각 플랩이 절곡되는 부위의 일부를 커팅하는 커팅라인이 형성되는 이차전지가 제공될 수 있다.

Inventors

곽승호
박수민
박재윤
이주혁
조명신
이동규

Assignees

에스케이온 주식회사

Dates

Publication Date: 20260506
Application Date: 20241025

Claims (14)

제1전극, 제2전극, 및 분리막이 권취되며, 상기 제1전극과 제2전극은 각각 활물질이 도포된 활물질 코팅부와 활물질이 도포되지 않은 활물질 비코팅부를 포함하며, 상기 활물질 비코팅부는 권취방향을 따라 배열되는 복수의 플랩을 포함하여 각 플랩이 절곡되며 형성되는 전극조립체를 포함하고, 상기 활물질 비코팅부에는 상기 각 플랩이 절곡되는 부위의 일부를 커팅하는 커팅라인이 형성되는 이차전지.
청구항 1에 있어서, 상기 제1전극의 활물질 비코팅부는 상기 제1전극의 상단에 형성되고, 상기 제2전극의 활물질 비코팅부는 상기 제2전극의 하단에 형성되는 이차전지.
청구항 1에 있어서, 상기 절곡된 플랩은 집전체가 용접되는 용접면을 형성하는 이차전지.
청구항 1에 있어서, 상기 커팅라인은 상기 권취방향과 평행하게 형성되는 이차전지.
청구항 1에 있어서, 상기 커팅라인은 상기 각 플랩의 절곡부위의 일단에 형성되는 이차전지.
청구항 1에 있어서, 상기 커팅라인은 상기 각 플랩의 절곡부위의 양단에 형성되는 이차전지.
청구항 1에 있어서, 상기 각 플랩은, 상기 권취방향을 따라 이격되며 상기 활물질 비코팅부를 분할하는 분할라인에 의해 형성되는 이차전지.
청구항 7에 있어서, 상기 분할라인은 상기 권취방향에 대해 수직하게 형성되는 이차전지.
청구항 7에 있어서, 상기 분할라인은 상기 권취방향에 대해 경사지게 형성되는 이차전지.
청구항 7에 있어서, 상기 분할라인이 상기 권취방향에 대해 경사지는 각도는, 상기 권취방향을 따라 점진적으로 증가하거나 감소되는 이차전지.
청구항 7에 있어서, 상기 커팅라인은 상기 분할라인의 내측 단부와 연결되는 이차전지.
청구항 11에 있어서, 상기 커팅라인은, 상기 분할라인의 내측 단부에서 상기 권취방향 일측으로 연장되며 형성되는 이차전지.
청구항 11에 있어서, 상기 커팅라인은, 상기 분할라인의 내측 단부에서 상기 권취방향 양측으로 연장되며 형성되는 이차전지.
청구항 1에 있어서, 상기 이차전지는 상기 전극조립체를 수용하는 케이스를 포함하며, 상기 케이스는 소정의 직경 및 높이를 갖는 원통형으로 구비되는 이차전지.

Description

이차전지{SECONDARY BATTERY} 본 개시는 이차전지에 관한 것이다. 이차전지(secondary battery)는 전기화학적 반응을 통해 충전 및 방전이 가능한 에너지 저장수단의 하나이다. 이차전지는 전기에너지를 이용하는 다양한 분야에서 활용될 수 있다. 예를 들어, 이차전지는 휴대전화, 노트북, 태블릿 등 모바일 기기 분야에서 널리 활용되고 있고, 차량, 항공기, 선박 등 운송수단 분야에서도 보다 폭 넓은 활용이 모색되고 있다. 또한 이차전지는 잉여 전력의 활용을 위한 에너지저장장치(Energy Storage System; ESS) 분야에서도 수요가 증가되고 있다. 이차전지는 패키징 형태에 따라 파우치형, 각형, 원통형, 코인형 등으로 분류될 수 있다. 이 중에서, 원통형 이차전지는 표준화된 사이즈, 대량 생산의 편의성 등을 이점으로, 근래 들어 차량 분야 등에서 수요가 빠르게 증가하고 있다. 한편 일부 원통형 이차전지는 리드탭(lead tab)이 생략된 탭리스(tabless) 구조가 적용되고 있다. 탭리스 구조는 리드탭 방식 대비 넓은 통전 면적을 확보할 수 있어 저항, 발열 등을 줄이는 데 효과적으로 기능할 수 있다. 이상의 설명은 본 개시의 기술적 배경에 대한 이해를 돕기 위해 제공되는 것이다. 따라서 이상의 설명은 본 개시의 기술적 사상을 축소, 한정, 제한하는 용도로 해석되어서는 안 된다. 또한 이상의 설명에 기재 또는 시사된 내용들이 반드시 종래 기술을 의미하는 것은 아니다. 이상의 설명은 일부 종래 기술에 해당되지 않는 내용들을 포함할 수 있다. 도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 이차전지의 개략적인 측면도이다. 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 전극조립체의 개략적인 사시도이다. 도 3은 도 2의 전극조립체의 플랩이 절곡되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 4는 도 2의 전극조립체의 플랩이 절곡된 모습을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 플랩의 커팅라인을 보여주는 도면이다. 도 6은 본 개시의 다른 실시예에 따른 플랩의 커팅라인을 보여주는 도면이다. 도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 플랩의 커팅라인 및 분할라인을 보여주는 도면이다. 도 8은 본 개시의 다른 실시예에 따른 플랩의 커팅라인 및 분할라인을 보여주는 도면이다. 도 9는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 플랩의 커팅라인 및 분할라인을 보여주는 도면이다. 도 10은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 플랩의 커팅라인 및 분할라인을 보여주는 도면이다. 도 11은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 플랩의 커팅라인 및 분할라인을 보여주는 도면이다. 이하에서는, 첨부된 도면을 참조로 본 개시에 대해 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 이는 예시적인 것에 불과하고 본 개시가 예시적으로 설명된 구체적인 실시 형태로 제한되는 것은 아니다. 이하의 실시예들은 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 개시의 기술적 사상을 보다 충실하고 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 본 개시의 기술적 사상이 반드시 이하의 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 본 개시는 이하에서 설명될 기술적 사상을 구현하는 다양한 균등물, 대체물, 변환물 등을 폭 넓게 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 이하의 설명에서 사용되는 용어는 상기와 같은 관점에서 특정 실시예들을 보다 충실하고 완전하게 설명하기 위해 사용되는 것이다. 따라서 이하의 설명에서 사용되는 용어는 본 개시의 기술적 사상을 축소, 한정, 제한하는 등의 용도로 해석되어서는 안 된다. 이하의 설명에서 "제1", "제2" 등의 용어가 특정 구성요소들을 다른 구성요소들과 구별해 지칭하기 위해 사용될 수 있다. 다만 이와 같은 용어는 설명의 명료성을 위해 사용되는 것이고, 본 개시의 기술적 사상이 이와 같은 용어에 의해 제한 해석되어서는 안 된다. 이하의 설명에서 단수의 표현은 문맥상 명확히 배제하지 않는 한 복수를 포함하는 의미로 해석될 수 있다. 또한 이하의 설명에서 "포함한다"의 표현은 설명에 기재된 구성, 부품, 동작, 특징, 단계, 숫자 등이 존재한다는 것을 의미하는 것이고, 하나 또는 그 이상의 다른 구성, 부품, 동작, 특징, 단계, 숫자 등의 부가를 배제하는 것이 아니다. 이하의 설명에서 "하부(beneath)", "상부(above)", "아래(lower)", "위(upper)" 등의 방향과 관련된 용어가 구성요소의 용이한 이해를 위해 사용될 수 있다. 다만 이와 같은 용어는 본 개시의 다양한 작동, 사용상태 등에 따라 본 개시의 용이한 이해를 위해 제공되는 것이고, 본 개시의 기술적 사상을 축소, 한정, 제한하는 등의 용도로 해석되어서는 안 된다. 예를 들어 방향과 관련된 용어는 상대적인 관점에서 결정될 수 있다. 한편 이하의 도면에서 각 구성요소의 도시는 설명의 편의 및 명확성을 위해 과장되거나 생략될 수 있다. 도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 이차전지의 개략적인 사시도이다. 도 1을 참고하면, 일부 실시예에서, 이차전지(10)는 캔(12)을 포함할 수 있다. 캔(12)은 전극조립체(100)가 수용되는 내부 공간을 형성할 수 있다. 본 개시에 의한 이차전지(10)는 양극 단자를 구성하는 단자(11)를 포함할 수 있으며, 케이스(12)가 음극 단자를 구성할 수 있다. 일부 실시예에서, 캔(12)은 소정의 직경(D1) 및 높이(H1)를 갖는 원통형으로 구비될 수 있다. 예를 들어, 이차전지(10)는 46mm의 직경 및 80mm의 높이를 가질 수 있다. 경우에 따라, 이와 같은 폼 펙터(form factor)를 갖는 이차전지(10)는 '4680 배터리'로 지칭될 수 있다. 다른 예로, 이차전지(10)는 46mm의 직경 및 80mm의 높이를 갖거나, 46mm의 직경 및 95mm의 높이를 갖거나, 46mm의 직경 및 110mm의 높이를 가질 수 있다. 경우에 따라, 이와 같은 폼 펙터를 갖는 이차전지(10)는 '46xx 배터리'로 지칭될 수 있다. 상기의 '46xx'에서 'xx'는 해당 폼 펙터의 높이가 기재될 수 있다. 또 다른 예로, 이차전지(10)는 48mm의 직경 및 75mm의 높이를 갖거나, 48mm의 직경 및 80mm의 높이를 갖거나, 48mm의 직경 및 110mm의 높이를 가질 수 있다. 경우에 따라, 상기와 같은 폼 펙터를 갖는 이차전지(10)는 '48xx 배터리'로 지칭될 수 있다. 상기의 '48xx'에서 'xx'는 해당 폼 펙터의 높이가 기재될 수 있다. 다만 본 개시에 있어서, 이차전지(10)의 직경(D1) 및 높이(H1)는 다양하게 변경될 수 있고, 반드시 상기 예시된 바에 한정되지 않는다. 한편 본 설명에서는 원통형의 이차전지(10)를 예시하고 있으나, 본 개시의 실시예들에 따른 이차전지(10)의 폼 펙터가 반드시 예시된 원통형에 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 실시예들에 따른 이차전지(10)는 후술할 기술적 사상을 포함하는 범위에서, 코인형, 각형, 파우치형, 기타 일반화되지 않은 형상 등으로 다양하게 구현 또는 응용될 수 있다. 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 전극조립체의 개략적인 사시도이다. 일부 실시예에서, 이차전지(10)는 제1전극(111), 제2전극(112), 및 분리막(113)이 권취되며, 제1전극(111)과 제2전극(112)은 각각 활물질이 도포된 활물질 코팅부(121)와 활물질이 도포되지 않은 활물질 비코팅부(122)를 포함하며, 활물질 비코팅부(122)는 권취방향을 따라 배열되는 복수의 플랩(123)을 포함하여 각 플랩(123)이 절곡되며 형성되는 전극조립체(100)를 포함할 수 있다. 제1전극(111)과 제2전극(112)은 각각 활물질이 도포된 활물질 코팅부(121)와 활물질이 도포되지 않은 활물질 비코팅부(122)를 포함할 수 있다. 분리막(113)은 제1전극(111)과 제2전극(112) 사이에 구비될 수 있다(도 4 참조). 활물질 비코팅부(122)는 권취방향을 따라 배열되는 복수의 플랩(123)을 포함할 수 있다. 권취방향은 제1전극(111), 제2전극(112), 및 분리막(113)이 전극조립체(100)의 중심축을 기준으로 권취되는 방향으로서, 전극조립체(100)의 원주방향이며 플랩(123)의 폭방향(도 5 내지 도 10 기준 좌우방향)일 수 있다. 제1전극(111)의 활물질 비코팅부(122)와 제2전극(112)의 활물질 비코팅부(122)는 서로 반대방향에 위치할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1전극(111)의 활물질 비코팅부(122)는 제1전극(111)의 상단에 형성되고 제2전극(112)의 활물질 비코팅부(122)는 제2전극(112)의 하단에 형성될 수 있다. 즉, 제1전극(111)의 활물질 비코팅부(122)는 제1전극(111)의 상단에 형성되되 제1전극(111)의 하단에는 활물질 비코팅부(122)가 형성되지 않으며, 제1전극(111)의 활물질 비코팅부(122)를 제외한 나머지 영역은 활물질 코팅부(121)를 형성할 수 있다. 마찬가지로, 제2전극(112)의 활물질 비코팅부(122)는 제2전극(112)의 하단에 형성되되 제2전극(112)의 상단에는 활물질 비코팅부(122)가 형성되지 않으며, 제2전극(112)의 활물질 비코팅부(122)를 제외한 나머지 영역은 활물질 코팅부(121)를 형성할 수 있다. 도 2는 이해와 도시의 편의를 위해 제1전극(111), 제2전극(112), 및 분리막(113)이 권취되되 플랩(123)이 절곡되지 않은 상태를 도시하였으나, 플랩(123)은 제1전극(111), 제2전극(112)이 분리막(113)과 함께 권취되는 과정에서 동시에 절곡될 수 있다. 한편, 플랩(123)은 활물질 비코팅부(122)에서 권취방향을 따라 배열되며 구비되되, 전극조립체(100)의 중앙부를 형성하는 활물질 비코팅부(122)의 일단 영역에는 플랩(123)이 구비되지 않을 수 있다. 즉, 절곡되는 플랩(123)에 의해 전극조립체(100)의 코어가 가려지지 않도록, 활물질 비코팅부(122)의 일단 영역에는 플랩(123)이 구비되지 않을 수 있다. 도 3은 도 2의 전극조립체의 플랩이 절곡되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3은 플랩(123)이 절곡되는 구조를 설명하기 위한 도면으로서, 복수의 플랩(123) 중 일부만을 도시한다. 도 3에