(57)【要約】【課題】二次電池用電極組立体の製造方法を提供する。【解決手段】第１活物質がコーティングされた第１活物質部及び第１活物質部の一側に配された第１無地部を備える第１電極板を準備する工程と、第２活物質がコーティングされた第２活物質部及び第２活物質部の一側に配された第２無地部を備える第２電極板を準備する工程と、セパレータを準備する工程と、セパレータを第１電極板と第２電極板との間に介在したままで巻き取る工程と、第１無地部及び第２無地部の所定の領域を除去して、第１電極板に対応する第１電極タブ群及び第２電極板に対応する第２電極タブ群を形成する工程と、を含む二次電池用電極組立体の製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１活物質がコーティングされた第１活物質部及び前記第１活物質部の一側に配された第１無地部を備える第１電極板を準備する工程と、
第２活物質がコーティングされた第２活物質部及び前記第２活物質部の一側に配された第２無地部を備える第２電極板を準備する工程と、
セパレータを準備する工程と、
前記セパレータを前記第１電極板と前記第２電極板との間に介在したままで巻き取る工程と、
巻き取った後に、前記第１無地部及び前記第２無地部の所定の領域を除去して、前記第１電極板に対応する第１電極タブ群及び前記第２電極板に対応する第２電極タブ群を形成する工程と、を含む二次電池用電極組立体の製造方法。
【請求項２】
前記第１電極タブ群が放射方向に整列され、平行な側面を有するように形成し、前記第２電極タブ群が放射方向に整列され、平行な側面を有するように形成することを特徴とする請求項１に記載の二次電池用電極組立体の製造方法。
【請求項３】
前記第１無地部は、複数備えられ、前記複数の第１無地部は、互いに離隔され、
前記第２無地部は、複数備えられ、前記複数の第２無地部は、互いに離隔されることを特徴とする請求項１又は２に記載の二次電池用電極組立体の製造方法。
【請求項４】
前記複数の第１無地部は、同じ幅を有し、前記複数の第２無地部は、同じ幅を有することを特徴とする請求項３に記載の二次電池用電極組立体の製造方法。
【請求項５】
前記複数の第１無地部は、互いに同じ間隔で離隔され、前記複数の第２無地部は、互いに同じ間隔で離隔されることを特徴とする請求項４に記載の二次電池用電極組立体の製造方法。
【請求項６】
前記セパレータを前記第１電極板と前記第２電極板との間に介在したままで巻き取る工程で、
前記複数の第１無地部は、互いに放射方向に重畳させ、前記複数の第２無地部は、互いに放射方向に重畳させることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の二次電池用電極組立体の製造方法。
【請求項７】
前記第１無地部及び前記第２無地部の所定の領域を除去する工程で、
前記複数の第１無地部を互いに放射方向に整列させて前記第１電極タブ群を形成し、前記複数の第２無地部を互いに放射方向に整列させて前記第２電極タブ群を形成することを特徴とする請求項６に記載の二次電池用電極組立体の製造方法。
【請求項８】
前記第１無地部は、前記第１電極板の長手方向の一端全体に配されることを特徴とする請求項１又は２に記載の二次電池用電極組立体の製造方法。
【請求項９】
前記第２無地部は、前記第２電極板の長手方向の一端全体に配されることを特徴とする請求項８に記載の二次電池用電極組立体の製造方法。
【請求項１０】
前記第１無地部は、前記第１電極板の上面に配され、前記第２無地部は、前記第２電極板の下面に配されることを特徴とする請求項９に記載の二次電池用電極組立体の製造方法。
【請求項１１】
前記第１電極タブ群及び前記第２電極タブ群は、前記電極組立体の同一面に配されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の二次電池用電極組立体の製造方法。
【請求項１２】
前記第１電極タブ群と前記第２電極タブ群とは、前記電極組立体の対向面にそれぞれ配されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の二次電池用電極組立体の製造方法。
【請求項１３】
前記第１活物質部と前記第１無地部とは、一体に形成され、前記第２活物質部と前記第２無地部とは、一体に形成されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の二次電池用電極組立体の製造方法。
【請求項１４】
前記第１活物質部と前記第１無地部とは、別々に形成された後に接合され、前記第２活物質部と前記第２無地部とは、別々に形成された後に接合されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の二次電池用電極組立体の製造方法。
【請求項１５】
前記第１無地部及び前記第２無地部の所定の領域を除去する工程は、レーザを利用して進行することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の二次電池用電極組立体の製造方法。
【請求項１６】
前記第１無地部及び前記第２無地部の所定の領域を除去する工程は、金型を利用したパンチング工程で進行することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の二次電池用電極組立体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池用電極組立体の製造方法に係り、さらに具体的に、複数のタブを容易に形成できる二次電池用電極組立体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、充電が不能な一次電池とは異なり、充電及び放電が可能な電池を称すものであって、携帯電話、ノート型パソコン、ビデオカメラのような先端電子機器分野で広く使われており、最近には、自動車用電池にも使われている。
このような二次電池は、電極組立体及び電解液を含む。特に、電解液は、リチウムを含む場合が多い。電極組立体は、正極板、負極板及びセパレータを備える。
【０００３】
電極組立体の正極板と負極板とは、外部に引き出されるタブをそれぞれ備えるが、タブは、電極組立体の外部に引き出されて電極組立体を収納する収納部に電気的に連結される。このような収納部は、円筒形缶でありうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２６６２５号公報
【特許文献２】韓国公開特許第２００８−００４７１６５号公報
【特許文献３】米国特許出願公開第２００７−０２６９６８５号明細書
【特許文献４】特開２００１−１７６４８８号公報
【特許文献５】特開２００２−１７５７９６号公報
【特許文献６】韓国公開特許第２００４−００９２５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、最近には、高容量の電流を充電及び放電するために、正極板と負極板とが複数の電極板を備える場合が多い。しかし、電極組立体は、正極板、負極板及びセパレータを巻き取って形成するので、所望の位置に均一な幅に形成された複数のタブを形成することが容易でないという問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、複数のタブを容易に形成することが可能な、新規かつ改良された二次電池用電極組立体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、第１活物質がコーティングされた第１活物質部及び前記第１活物質部の一側に配された第１無地部を備える第１電極板を準備する工程と、第２活物質がコーティングされた第２活物質部及び前記第２活物質部の一側に配された第２無地部を備える第２電極板とを準備する工程と、セパレータを準備する工程と、前記セパレータを前記第１電極板と前記第２電極板との間に介在したままで巻き取る工程と、前記第１無地部及び前記第２無地部の所定の領域を除去して、前記第１電極板に対応する第１電極タブ群及び前記第２電極板に対応する第２電極タブ群を形成する工程と、を含む二次電池用電極組立体の製造方法が提供される。
【０００８】
前記第１電極タブ群が放射方向に整列され、かつ平行な側面を有するように形成し、前記第２電極タブ群が放射方向に整列され、かつ平行な側面を有するように形成することができる。
【０００９】
前記第１無地部は複数備えられ、前記複数の第１無地部は互いに離隔され、前記第２無地部は複数備えられ、前記複数の第２無地部は互いに離隔されることができる。
前記複数の第１無地部は、同じ幅を有し、前記複数の第２無地部は、同じ幅を有することができる。
前記複数の第１無地部は、互いに同じ間隔で離隔され、前記複数の第２無地部は、互いに同じ間隔で離隔されることができる。
【００１０】
前記セパレータを前記第１電極板と前記第２電極板との間に介在したままで巻き取る工程で、前記複数の第１無地部は、互いに放射方向に重畳させ、前記複数の第２無地部は、互いに放射方向に重畳させることができる。
【００１１】
前記第１無地部及び前記第２無地部の所定の領域を除去する工程で、前記複数の第１無地部を互いに放射方向に整列させて、前記第１電極タブ群を形成し、前記複数の第２無地部を互いに放射方向に整列させて、前記第２電極タブ群を形成することができる。
前記第１無地部は、前記第１電極板の長手方向の一端全体に配されることができる。
前記第２無地部は、前記第２電極板の長手方向の一端全体に配されることができる。
前記第１無地部は、前記第１電極板の上面に配され、前記第２無地部は、前記第２電極板の下面に配されることができる。
前記第１電極タブ群及び前記第２電極タブ群は、前記電極組立体の同一面に配されることができる。
前記第１電極タブ群と前記第２電極タブ群は、前記電極組立体の対向面にそれぞれ配されることができる。
前記第１活物質部と前記第１無地部とは、一体に形成され、前記第２活物質部と前記第２無地部とは、一体に形成されることができる。
【００１２】
前記第１活物質部と前記第１無地部とは、別々に形成された後に接合され、前記第２活物質部と前記第２無地部とは、別々に形成された後に接合されることができる。
前記第１無地部及び前記第２無地部の所定の領域を除去する工程は、レーザを利用して進行することができる。
前記第１無地部及び前記第２無地部の所定の領域を除去する工程は、金型を利用したパンチング工程で進行することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明によれば、複数のタブを容易に形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に関する方法によって製造された二次電池用電極組立体を概略的に示す斜視図である。
【図２Ａ】図１の二次電池用電極組立体の製造方法の一工程を示す図面である。
【図２Ｂ】図１の二次電池用電極組立体の製造方法の一工程を示す図面である。
【図２Ｃ】図１の二次電池用電極組立体の製造方法の一工程を示す図面である。
【図２Ｄ】図１の二次電池用電極組立体の製造方法の一工程を示す図面である。
【図３】本発明の他の実施形態に関する方法によって製造された二次電池用電極組立体を概略的に示す斜視図である。
【図４Ａ】図３の二次電池用電極組立体の製造方法の一工程を示す図面である。
【図４Ｂ】図３の二次電池用電極組立体の製造方法の一工程を示す図面である。
【図４Ｃ】図３の二次電池用電極組立体の製造方法の一工程を示す図面である。
【図４Ｄ】図３の二次電池用電極組立体の製造方法の一工程を示す図面である。
【図５】本発明のさらに他の実施形態に関する方法によって製造された二次電池用電極組立体を概略的に示す斜視図である。
【図６Ａ】図５の二次電池用電極組立体の製造方法の一工程を示す図面である。
【図６Ｂ】図５の二次電池用電極組立体の製造方法の一工程を示す図面である。
【図６Ｃ】図５の二次電池用電極組立体の製造方法の一工程を示す図面である。
【図６Ｄ】図５の二次電池用電極組立体の製造方法の一工程を示す図面である。
【図７】本発明のさらに他の実施形態に関する方法によって製造された二次電池用電極組立体を概略的に示す斜視図である。
【図８Ａ】図７の二次電池用電極組立体の製造方法の一工程を示す図面である。
【図８Ｂ】図７の二次電池用電極組立体の製造方法の一工程を示す図面である。
【図８Ｃ】図７の二次電池用電極組立体の製造方法の一工程を示す図面である。
【図８Ｄ】図７の二次電池用電極組立体の製造方法の一工程を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
図１は、本発明の一実施形態に関する方法によって製造された二次電池用電極組立体を概略的に示した斜視図である。
【００１６】
図１を参照すれば、電極組立体１００は、円形に巻き取られた形態であって、セパレータ１０５、第１電極板１１０、第２電極板１２０、第１電極タブ群１３０及び第２電極タブ群１４０を備える。具体的に、電極組立体１００は、第１電極板１１０、第２電極板１２０及びセパレータ１０５を巻き取って形成されるが、セパレータ１０５は、第１電極板１１０と第２電極板１２０とを絶縁するように、第１電極板１１０と第２電極板１２０との間に配され、絶縁物でもって形成される。
【００１７】
第１電極タブ群１３０及び第２電極タブ群１４０は、いずれも電極組立体１００の同じ方向に形成される。図面には、第１電極タブ群１３０及び第２電極タブ群１４０が電極組立体１００の上部に対向して形成されたものが示されている。
【００１８】
第１電極タブ群１３０は、第１電極板１１０と連結され、第２電極タブ群１４０は、第２電極板１２０に連結される。また、本発明は、これに限定されず、第１電極タブ群１３０が第１電極板１１０と一体に形成され、第２電極タブ群１４０が第２電極板１２０と一体に形成されることもある。
【００１９】
第１電極板１１０は、正極板であり、第２電極板１２０は、負極板である。但し、本発明は、これに限定されず、各極板の極性は、変わりうる。説明の便宜上、本明細書に含まれた実施形態では、第１電極板１１０を正極板、第２電極板１２０を負極板と仮定する。
【００２０】
第１電極板１１０は、正極活物質が塗布された第１活物質部１１１を備える。図示していないが、第２電極板１２０は、負極活物質が塗布された第２活物質部を備える。図１には、第１電極板１１０の第１活物質部１１１が外部に露出されたものが示されているが、第２電極板１２０の第２活物質部が外部に露出されるように、電極組立体１００が巻き取られることもある。
第１電極タブ群１３０は、複数の第１電極タブ１３１を備え、第２電極タブ群１４０は、複数の第２電極タブ１４１を備える。
第１電極タブ群１３０を形成する第１電極タブ１３１は、同じ幅Ｘを有し、第１電極タブ１３１の側面は、相互並んで形成されうる。
【００２１】
第２電極タブ群１４０を形成する第２電極タブ１４１は、同じ幅Ｘを有しうる。この時、第２電極タブ１４１の幅Ｘは、第１電極タブ１３１の幅Ｘと同じであることが望ましいが、第２電極タブ１４１の幅と第１電極タブ１３１の幅とが異なることもある。第２電極タブ１４１の側面は、相互並んで形成されうる。
【００２２】
このような円形の電極組立体１００を円筒形態の缶のような収納部に入れた後、収納部に電解液を注入し、かつ密封して電池を形成する。この時、第１電極タブ群１３０及び第２電極タブ群１４０は、それぞれ複数の電極タブを備える。複数の電極タブを通じて、電池に大容量の電流を容易に充電及び放電できる。
図２Ａないし図２Ｄは、図１の二次電池用電極組立体の製造工程を示した図面である。
図２Ａを参照すれば、第１電極板１１０、セパレータ１０５及び第２電極板１２０を積層する準備を行う。
【００２３】
第１電極板１１０は、正極活物質がコーティングされた第１活物質部１１１及び正極活物質がコーティングされていない第１無地部１１２を備える。具体的に、第１電極板１１０は、アルミニウム薄板のような金属薄板に正極活物質を所望の部分にコーティングして形成できる。この時、正極活物質がコーティングされた部分は、第１活物質部１１１となり、コーティングされていない部分は、第１無地部１１２となる。正極活物質は、リチウム系酸化物に、バインダー、可塑剤、導電剤が含まれた混合物を含みうる。
【００２４】
第１無地部１１２は、第１活物質部１１１の上側に配され、所定の幅を有し、第１電極板１１０の長手方向に沿って配されるように複数個に形成される。それぞれの第１無地部１１２は、所定の幅ａ１，ａ２，ａ３を有し、各第１無地部１１２は、所定の間隔ｂ１，ｂ２を有して離隔される。この時、第１無地部１１２の幅ａ１，ａ２，ａ３は、一定であり、各第１無地部１１２の間隔ｂ１，ｂ２も、一定であることが望ましい。これを通じて、第１電極板１１０を容易に準備できる。図面には、３つの第１無地部１１２が示されているが、第１無地部１１２の数は、多様でありうる。
【００２５】
本実施形態で、第１無地部１１２は、第１電極板１１０と一体化した構造である。しかし、本発明は、これに限定されない。第１電極板１１０と別に、第１無地部１１２を形成した後、第１無地部１１２を第１電極板１１０に連結することもある。この時、連結方法は、多様であり、その例として、溶接方法を利用できる。
【００２６】
第２電極板１２０は、負極活物質がコーティングされた第２活物質部１２１及び負極活物質がコーティングされていない第２無地部１２２を備える。具体的に、第２電極板１１０は、銅薄板またはニッケル薄板のような金属薄板に、負極活物質を所望の部分にコーティングして形成できる。この時、負極活物質がコーティングされた部分は、第２活物質部１２１となり、コーティングされていない部分は、第２無地部１２２となる。負極活物質は、炭素材にバインダー、可塑剤、導電剤が含まれた混合物を含みうる。
【００２７】
第２無地部１２２は、第２活物質部１２１の上側に配され、所定の幅を有し、第２電極板１２０の長手方向に沿って配されるように複数個に形成される。それぞれの第２無地部１２２は、所定の幅ｃ１，ｃ２，ｃ３を有し、各第２無地部１２２は、所定の間隔ｄ１，ｄ２を有して離隔される。この時、第２無地部１２２の幅ｃ１，ｃ２，ｃ３は、一定であり、各第２無地部１２２の間隔ｄ１，ｄ２も、一定であることが望ましい。これを通じて、第２電極板１２０を容易に準備できる。図面には、３つの第２無地部１２２が示されているが、第２無地部１２２の数は、多様でありうる。
【００２８】
本実施形態で、第２無地部１２２は、第２電極板１２０と一体化した構造である。しかし、本発明は、これに限定されない。第２電極板１２０と別に、第２無地部１２２を形成した後、第２無地部１２２を第２電極板１２０に連結することもある。この時、連結方法は、多様であり、その例として、溶接方法を利用できる。
【００２９】
この時、第１無地部１１２の幅ａ１，ａ２，ａ３は、第２無地部１２２の幅ｃ１，ｃ２，ｃ３と同一であり、第１無地部１１２の間の間隔ｂ１，ｂ２は、第２無地部１２２の間の間隔ｄ１，ｄ２と同じであることが望ましい。これを通じて、後続工程で第１電極タブ群と第２電極タブ群との幅を同一に形成する過程を容易に進行できる。但し、第１無地部１１２と第２無地部１２２とは、後続工程で第１電極タブ群と第２電極タブ群とを形成し、第１電極タブ群と第２電極タブ群とは、相異なる極性を有して互いに通電されてはならない。
【００３０】
したがって、巻取り工程後、第１無地部１１２と第２無地部１２２とが相互重畳されず、可能な限り、最大限遠く離隔させる。これにより、図２Ａに示したように、第１電極板１１０及び第２電極板１２０の長手方向を基準に、第１無地部１１２の位置と第２無地部１２２の位置とは、相異なる。
【００３１】
第１電極板１１０と第２電極板１２０と積層して巻き取る時、第１電極板１１０と第２電極板１２０とが相互通電されることを防止するように、セパレータ１０５を配する。セパレータ１０５は、絶縁特性が優秀であり、かつ柔軟性のある材料ならば、その材料に限定はない。
【００３２】
次いで、図２Ｂを参照すれば、第１電極板１１０、第２電極板１２０及びセパレータ１０５を積層した状態でこれを巻き取る。図２Ｂには、第１電極板１１０を外部に向けさせつつ、第１電極板１１０、第２電極板１２０及びセパレータ１０５を巻き取って第１電極板１１０の第１活物質部１１１が外部に露出されたところが示されている。しかし、本発明は、これに限定されず、第２電極板１２０を外部に向けさせつつ、第１電極板１１０、第２電極板１２０及びセパレータ１０５を巻き取って、第２電極板１２０の第２活物質部１２１が外部に露出されることもある。
【００３３】
この時、第１無地部１１２は、互いにずれる位置に配される。すなわち、第１無地部１１２の側面は、並ばなくなる。第１無地部１１２の幅ａ１，ａ２，ａ３が一定であるが、第１無地部１１２間の間隔ｂ１，ｂ２が一定であり、第１電極板１１０を巻き取ることによって、巻取り径が変化して、第１無地部１１２は、互いにずれる。
【００３４】
第１無地部１１２の位置を互いにずれないようにして、第１無地部１１２の側面を平行にしようとすれば、第１無地部１１２間の間隔を調整せねばならない。第１無地部１１２間の間隔を調整のために、第１電極板１１０の厚さ、第２電極板１２０の厚さ、セパレータ１０５の厚さを考慮せねばならないが、ここには、複雑な計算が必要である。また、このようなことを考慮して、第１無地部１１２間の間隔を調節しても、巻取り後に巻き取られた形態、巻取り時の巻取り密度によって第１無地部１１２の位置は、ずれることができる。
しかし、本発明は、第１無地部１１２の位置を一定にする必要がないので、第１無地部１１２の間隔調節を行うための複雑な計算を考慮しなくてもよい。
【００３５】
同様に、第２無地部１２２の側面は、並ばずに配される。第２無地部１２２の幅ｃ１，ｃ２，ｃ３が一定であるが、第２無地部１２２間の間隔ｄ１，ｄ２が一定であるので、第２電極板１２０を巻き取ることによって、第２無地部１２２は、互いにずれる。
【００３６】
図２Ｃは、図２Ｂの正面図である。図２Ｃを参照すれば、説明の便宜上、第２無地部１２２は、省略し、第１無地部１１２のみを図示した。最外郭の第１無地部１１２によって遮られた後方の第１無地部１１２の左側面は、点線で図示した。
【００３７】
図２Ｃを参照すれば、第１無地部１１２は、互いにずれて配され、各側面が並んでおらず、各第１無地部１１２の幅のうち、所定の長さＸに対応する部分のみが相互重畳される。
【００３８】
第２無地部１２２（図示せず）も、第１無地部１１２と同様に、互いにずれて配され、各第２無地部１２２の幅のうち、所定の長さＸに対応する部分のみが相互重畳される。
【００３９】
次いで、図２Ｄを参照すれば、第１無地部１１２の部分のうち、相互重畳される部分を除外した部分は、除去する。これを通じて、一定の幅Ｘの第１電極タブ１３１を備える第１電極タブ群１３０が形成される。同様に、第２無地部１２２の部分のうち、相互重畳される部分を除外した部分は、除去し、一定の幅Ｘの第２電極タブ１４１を備える第２電極タブ群１４０が形成される。
【００４０】
第１無地部１１２及び第２無地部１２２の一定部分を除去する工程は、レーザを利用した切削工程を利用できる。しかし、本発明は、これに限定されず、金型を利用したパンチング工程を利用することもある。金型を利用したパンチング工程では、例えば、電極板とセパレータが巻き取られた状態の電極組立体をプレス機に入れ、電極タブ群の形状がパターン形成された金型を利用してパンチングする。この際、パンチング方向は、電極組立体の側面（図１の第１活物質部１１１が露出した面）と垂直な方向であり、必要に応じてパンチグは１回以上行われる。
これを通じて、第１電極タブ群１３０及び第２電極タブ群１４０を備える電極組立体１００を製造する。
【００４１】
本実施形態によって製造された電極組立体１００は、第１電極板１１０に連結される複数の第１電極タブ１３１及び第２電極板１２０に連結される複数の第２電極タブ１４１を備える。複数のタブ形成時、無地部間の間隔を調節しなくても、無地部間の重畳された部分を除外した残りの部分をレーザ装置で切断して除去するので、同じ幅を有して側面が並んで形成される第１電極タブ１３１を備える第１電極タブ群１３０を容易に形成でき、同じ方法で第２電極タブ群１４０を容易に形成できる。
このように、所望の位置に均一な幅にタブ群を形成することにより、外部のリードタップと電極タブの溶接が容易になり、短絡のような問題が発生しない利点がある。
【００４２】
本実施形態では、第１無地部１１２と第１電極板１１０とが一体化し、最終的に、第１電極タブ群１３０と第１電極板１１０とが一体化する。同様に、第２無地部１２２と第２電極板１２０とが一体化し、最終的に、第２電極タブ群１４０と第２電極板１２０とが一体化する。しかし、前述したように、本発明は、第１無地部１１２及び第２無地部１２２を第１電極板１１０及び第２電極板１２０と別々に形成した後に、第１無地部１１２及び第２無地部１２２を第１電極板１１０及び第２電極板１２０に連結することも可能である。
図３は、本発明の他の実施形態に関する方法によって製造された二次電池用電極組立体を概略的に示した斜視図である。
【００４３】
図３を参照すれば、電極組立体２００は、平坦な側面を有するように巻き取られた形態であって、セパレータ２０５、第１電極板２１０、第２電極板２２０、第１電極タブ群２３０及び第２電極タブ群２４０を備える。
【００４４】
本実施形態の電極組立体２００は、図１に示した電極組立体１００と比較する時、巻き取られた形態のみが異なり、残りは、同一であるので、各構成要素についての具体的な説明は、省略する。
【００４５】
図３に示した電極組立体２００を角形の缶またはパウチのような収納部に入れた後、収納部に電解液を注入し、かつ密封して電池を形成する。この時、第１電極タブ群２３０及び第２電極タブ群２４０は、それぞれ複数の電極タブを備える。複数の電極タブを通じて電池に大容量の電流を容易に充電及び放電できる。
図４Ａないし図４Ｄは、図３の二次電池用電極組立体の製造工程を示した図面である。
図４Ａを参照すれば、第１電極板２１０、セパレータ２０５及び第２電極板２２０を積層する準備を行う。
【００４６】
第１電極板２１０、セパレータ２０５及び第２電極板２２０についての構成は、前述した実施形態で説明したものと類似しているので、具体的な説明は省略する。前述した実施形態と同様に、第１電極板２１０は、第１無地部２１２と一体に形成でき、第１無地部２１２を別に形成して第１電極板２１０に連結することもある。また、第２電極板２２０は、第２無地部２２２と一体に形成でき、第２無地部２２２を別に形成して第２電極板２２０に連結することもある。
【００４７】
次いで、図４Ｂを参照すれば、第１電極板２１０、第２電極板２２０及びセパレータ２０５を積層した状態でこれを巻き取る。本実施形態では、角形またはパウチ形態の電池を製造するための電池組立体のために、第１電極板２１０、第２電極板２２０及びセパレータ２０５を積層した後、側面を平坦に巻き取る。
【００４８】
図４Ｂには、第１電極板２１０を外部に向けさせつつ、第１電極板２１０、第２電極板２２０及びセパレータ２０５を巻き取って、第１電極板２１０の第１活物質部２１１が外部に露出されたものが示されている。しかし、本発明は、これに限定されず、第２電極板２２０を外部に向けさせつつ、第１電極板２１０、第２電極板２２０及びセパレータ２０５を巻き取って、第２電極板２２０の第２活物質部２２１が外部に露出されることもある。
【００４９】
この時、第１無地部２１２は、互いにずれる位置に配される。すなわち、第１無地部２１２の側面は、並ばなくなる。第１無地部２１２の幅ａ１，ａ２，ａ３が一定であるが、第１無地部２１２間の間隔ｂ１，ｂ２が一定であり、第１電極板２１０を巻き取ることによって、巻取り径が変化して、第１無地部２１２は、互いにずれる。
【００５０】
同様に、第２無地部２２２の側面は、並ばずに配される。第２無地部２２２の幅ｃ１，ｃ２，ｃ３が一定であるが、第２無地部２２２間の間隔ｄ１，ｄ２が一定であるので、第１電極板２１０を巻き取ることによって、第１無地部２１２は、互いにずれる。
【００５１】
図４Ｃは、図４Ｂの正面図である。図４Ｃを参照すれば、説明の便宜上、第２無地部２２２は、省略し、第１無地部２１２のみを示した。最外郭の第１無地部２１２によって遮られた後方の第１無地部２１２の左側面は、点線で示した。
【００５２】
図４Ｃを参照すれば、第１無地部２１２は、互いにずれて配され、各側面が並んでおらず、各第１無地部２１２の幅のうち、所定の長さＸに対応する部分のみが相互重畳される。
【００５３】
第２無地部２２２（図示せず）も、第１無地部２１２と同様に、互いにずれて配され、各第２無地部２２２の幅のうち、所定の長さＸに対応する部分のみが相互重畳される。
【００５４】
次いで、図４Ｄを参照すれば、第１無地部２１２の部分のうち、相互重畳される部分を除外した部分は、除去する。これを通じて、一定の幅Ｘの第１電極タブ２３１を備える第１電極タブ群２３０が形成される。同様に、第２無地部２２２の部分のうち、相互重畳される部分を除外した部分は、除去し、一定の幅Ｘの第２電極タブ２４１を備える第２電極タブ群２４０が形成される。
【００５５】
第１無地部２１２及び第２無地部２２２の一定部分を除去する工程は、レーザを利用した切削工程を利用して進行できる。しかし、本発明は、これに限定されず、金型を利用したパンチング工程を利用することもある。
これを通じて、第１電極タブ群２３０及び第２電極タブ群２４０を備える電極組立体２００を製造する。
【００５６】
本発明によって製造された電極組立体２００は、第１電極板２１０に連結される複数の第１電極タブ２３１及び第２電極板２２０に連結される複数の第２電極タブ２４１を備える。複数のタブ形成時、無地部間の間隔を調節しなくても、無地部間の重畳された部分を除外した残りの部分をレーザ装置で切断して除去するので、同じ幅を有して側面が並んで形成される第１電極タブ２３１を備える第１電極タブ群２３０を容易に形成でき、同じ方法で第２電極タブ群２４０を容易に形成できる。
【００５７】
本実施形態では、第１無地部２１２と第１電極板２１０とが一体化し、最終的に、第１電極タブ群２３０と第１電極板２１０とが一体化する。同様に、第２無地部２２２と第２電極板２２０とが一体化し、最終的に、第２電極タブ群２４０と第２電極板２２０とが一体化する。しかし、前述したように、本発明は、第１無地部２１２及び第２無地部２２２を第１電極板２１０及び第２電極板２２０と別々に形成した後に、第１無地部２１２及び第２無地部２２２を第１電極板２１０及び第２電極板２２０に連結することも可能である。
図５は、本発明の他の実施形態に関する方法によって製造された二次電池用電極組立体を概略的に示した斜視図である。
【００５８】
図５を参照すれば、電極組立体３００は、円形に巻き取られた形態であって、セパレータ３０５、第１電極板３１０、第２電極板３２０、第１電極タブ群３３０及び第２電極タブ群３４０を備える。具体的に、電極組立体３００は、第１電極板３１０、第２電極板３２０及びセパレータ３０５を巻き取って形成されるが、セパレータ３０５は、第１電極板３１０と第２電極板３２０とを絶縁するように、第１電極板３１０と第２電極板３２０との間に配され、絶縁物で形成される。
【００５９】
第１電極タブ群３３０は、電極組立体３００の上側に形成され、第２電極タブ群３４０は、電極組立体３００の下側に形成される。しかし、本発明は、これに限定されず、第１電極タブ群３３０は、電極組立体３００の下側に形成され、第２電極タブ群３４０は、電極組立体３００の上側に形成されることもある。すなわち、第１電極タブ群３３０と第２電極タブ群３４０とが相異なる方向に向かって形成されればよい。
【００６０】
第１電極タブ群３３０は、第１電極板３１０と連結され、第２電極タブ群３４０は、第２電極板３２０に連結される。また、本発明は、これに限定されず、第１電極タブ群３３０が第１電極板３１０と一体に形成され、第２電極タブ群３４０が第２電極板３２０と一体に形成されることもある。
【００６１】
第１電極板３１０は、正極活物質が塗布された第１活物質部３１１を備える。図示していないが、第２電極板３２０は、負極活物質が塗布された第２活物質部を備える。図５には、第１電極板３１０の第１活物質部３１１が外部に露出されたものが示されているが、第２電極板３２０の第２活物質部が外部に露出されるように電極組立体３００が巻き取られることもある。
第１電極タブ群３３０は、複数の第１電極タブ３３１を備え、第２電極タブ群３４０は、複数の第２電極タブ３４１を備える。
第１電極タブ群３３０を形成する第１電極タブ３３１は、同じ幅Ｘを有し、第１電極タブ３３１の側面は、相互並んで形成されうる。
【００６２】
第２電極タブ群３４０を形成する第２電極タブ３４１は、同じ幅を有しうる。この時、第２電極タブ３４１の幅は、第１電極タブ３３１の幅Ｘと同じであることが望ましいが、第２電極タブ３４１の幅と第１電極タブ３３１の幅とが異なることもある。第２電極タブ３４１の側面は、相互並んで形成されうる。
【００６３】
このような円形の電極組立体３００を円筒形の缶のような収納部に入れた後、収納部に電解液を注入し、かつ密封して電池を形成する。この時、第１電極タブ群３３０及び第２電極タブ群３４０は、それぞれ複数の電極タブを備える。複数の電極タブを通じて、電池に大容量の電流を容易に充電及び放電できる。
図６Ａないし図６Ｄは、図５の二次電池用電極組立体の製造工程を示した図面である。
図６Ａを参照すれば、第１電極板３１０、セパレータ３０５及び第２電極板３２０を積層する準備を行う。
【００６４】
第１電極板３１０は、正極活物質がコーティングされた第１活物質部３１１及び正極活物質がコーティングされていない第１無地部３１２を備える。具体的に、第１電極板３１０は、アルミニウム薄板のような金属薄板に正極活物質を所望の部分にコーティングして形成できる。この時、正極活物質がコーティングされた部分は、第１活物質部３１１となり、コーティングされていない部分は、第１無地部３１２となる。第１活物質は、リチウム系酸化物にバインダー、可塑剤、導電剤が含まれた混合物を含みうる。
【００６５】
第１無地部３１２は、第１活物質部３１１の上側に配され、所定の高さを有して第１電極板３１０の長手方向に沿って長く延びた構造であって、第１活物質部３１１の上側面と接触して配される。
【００６６】
本実施形態で、第１無地部３１２は、第１電極板３１０と一体化した構造である。しかし、本発明は、これに限定されない。第１電極板３１０と別に、第１無地部３１２を形成した後、第１無地部３１２を第１電極板３１０に連結することもある。この時、連結方法は、多様であり、その例として溶接方法を利用できる。
【００６７】
第２電極板３２０は、負極活物質がコーティングされた第２活物質部３２１及び負極活物質がコーティングされていない第２無地部３２２を備える。具体的に、第２電極板３１０は、銅薄板またはニッケル薄板のような金属薄板に負極活物質を所望の部分にコーティングして形成できる。この時、負極活物質がコーティングされた部分は、第２活物質部３２１となり、コーティングされていない部分は、第２無地部３２２となる。負極活物質は、炭素材にバインダー、可塑剤、導電剤が含まれた混合物を含みうる。
【００６８】
第２無地部３２２は、第２活物質部３２１の下側に配され、所定の高さを有して第２電極板３２０の長手方向に沿って長く延びた構造であって、第２活物質部３２１の下側面と接触して配される。
【００６９】
本実施形態で、第２無地部３２２は、第２電極板３２０と一体化した構造である。しかし、本発明は、これに限定されない。第２電極板３２０と別に、第２無地部３２２を形成した後、第２無地部３２２を第２電極板３２０に連結することもある。この時、連結方法は、多様であり、その例として溶接方法を利用できる。
【００７０】
図６Ａには、第１無地部３１２は、第１活物質部３１１の上側面に接し、第２無地部３２２は、第２活物質部３２１の下側面に接するものが示されている。しかし、本発明は、これに限定されず、第１無地部３１２が第１活物質部３１１の下側面に接し、第２無地部３２２は、第２活物質部３２１の上側面に接することも可能である。
【００７１】
第１電極板３１０と第２電極板３２０とを積層して巻き取る時、第１電極板３１０と第２電極板３２０とが相互通電されることを防止するようにセパレータ３０５を配する。セパレータ３０５は、絶縁特性が優秀であり、かつ柔軟性のある材料ならば、その材料に限定がない。
【００７２】
次いで、図６Ｂを参照すれば、第１電極板３１０、第２電極板３２０及びセパレータ３０５を積層した状態で、これを巻き取る。図６Ｂには、第１電極板３１０を外部に向けさせつつ、第１電極板３１０、第２電極板３２０及びセパレータ３０５を巻き取って、第１電極板３１０の第１活物質部３１１が外部に露出されたものが示されている。しかし、本発明は、これに限定されず、第２電極板３２０を外部に向けさせつつ、第１電極板３１０、第２電極板３２０及びセパレータ３０５を巻き取って、第２電極板３２０の第２活物質部３２１が外部に露出されることもある。
この時、第１無地部３１２は、第１活物質部３１１の上側に露出され、第２無地部３２２は、第２活物質部３２１の下側に露出される。
次いで、第１無地部３１２及び第２無地部３２２の部分のうち、所定の領域を除外した領域を除去して電極タブを形成する。
【００７３】
図６Ｃは、第１無地部３１２に対する除去工程を進める部分を概略的に示した図面である。図６Ｃを参照すれば、点線で表示されたＡ領域が示されている。Ａ領域は、幅Ｘを有する。この幅Ｘは、後続工程で電極タブの幅に当たるので、所望の電極タブの幅に合わせてＡ領域の幅を決定できる。また、電極タブ群に備えられる電極タブの数によって、Ａ領域の長さを定めうる。
【００７４】
図示していないが、第２無地部３２２に対する除去工程を進める領域も同様に表示できるが、電極タブのサイズを一定にするために、第２無地部３２２にも、第１無地部３１２に表示された領域と同じＡ領域を設定できる。
【００７５】
次いで、図６Ｄを参照すれば、第１無地部３１２の部分のうち、Ａ領域を除外した部分は、除去する。すなわち、Ａ領域でのみ第１無地部３１２が第１活物質部３１１と接触させる。これを通じて、一定の幅Ｘの第１電極タブ３３１を備える第１電極タブ群３３０が形成される。
【００７６】
同様に、第２無地部３２２の部分のうち、所定の領域を除去して、一定の幅の第２電極タブ３４１を備える第２電極タブ群３４０が形成される。前述したように、第２無地部３２２の部分のうち、第１無地部３１２に設定されたＡ領域と同じ領域を除外した部分を除去して、第１電極タブ３３１と同じ形態の第２電極タブ３４１を形成できる。
【００７７】
第１無地部３１２及び第２無地部３２２の一定部分を除去する工程は、レーザを利用した切削工程を利用して進行できる。しかし、本発明は、これに限定されず、金型を利用したパンチング工程を利用することもある。
これを通じて、第１電極タブ群３３０及び第２電極タブ群３４０を備える電極組立体３００を製造する。
【００７８】
本発明によって製造された電極組立体３００は、第１電極板３１０に連結される複数の第１電極タブ３３１及び第２電極板３２０に連結される複数の第２電極タブ３４１を備える。複数のタブ形成時、所定の間隔で離隔されるようにパターニングされた無地部を形成せず、長く延びた形態の無地部を利用する。そして、巻取り工程後にレーザ装置で無地部の領域のうち所定の部分を残して除去するので、所望の形態の電極タブを容易に形成できる。特に、同じ幅を有し、側面が並んで形成される第１電極タブ３３１を備える第１電極タブ群３３０を容易に形成でき、同じ方法で第２電極タブ群３４０を容易に形成できる。
【００７９】
本実施形態では、第１無地部３１２と第１電極板３１０とが一体化し、最終的に、第１電極タブ群３３０と第１電極板３１０とが一体化する。同様に、第２無地部３２２と第２電極板３２０とが一体化し、最終的に、第２電極タブ群３４０と第２電極板３２０とが一体化する。しかし、前述したように、本発明は、第１無地部３１２及び第２無地部３２２を第１電極板３１０及び第２電極板３２０と別々に形成した後に、第１無地部３１２及び第２無地部３２２を第１電極板３１０及び第２電極板３２０に連結することも可能である。
図７は、本発明のさらに他の実施形態に関する方法によって製造された二次電池用電極組立体を概略的に示した斜視図である。
【００８０】
図７を参照すれば、電極組立体４００は、平坦な側面を有するように巻き取られた形態であって、セパレータ４０５、第１電極板４１０、第２電極板４２０、第１電極タブ群４３０及び第２電極タブ群４４０を備える。本実施形態の電極組立体４００は、図５に示した電極組立体３００と比較する時、巻き取られた形態のみが相異なり、残りは、同一であるので、各構成要素についての具体的な説明は、省略する。
【００８１】
図７に示した電極組立体４００を角形の缶またはパウチのような収納部に入れた後、収納部に電解液を注入し、かつ密封して電池を形成する。この時、第１電極タブ群４３０及び第２電極タブ群４４０は、それぞれ複数の電極タブを備える。複数の電極タブを通じて、電池に大容量の電流を容易に充電及び放電できる。
図８Ａないし図８Ｄは、図７の二次電池用電極組立体の製造工程を示した図面である。
図８Ａを参照すれば、第１電極板４１０、セパレータ４０５及び第２電極板４２０を積層する準備を行う。
【００８２】
本実施形態の第１電極板４１０、セパレータ４０５及び第２電極板４２０は、前述した実施形態の図６に示した第１電極板３１０、セパレータ３０５及び第２電極板３２０と同一であるので、具体的な構成についての説明は、省略する。
【００８３】
前述した実施形態と同様に、第１電極板４１０は、第１無地部４１２と一体に形成でき、第１無地部４１２を別に形成して第１電極板４１０に連結することもある。また、第２電極板４２０は、第２無地部４２２と一体に形成でき、第２無地部４２２を別に形成して、第２電極板４２０に連結することもある。
【００８４】
次いで、図８Ｂを参照すれば、第１電極板４１０、第２電極板４２０及びセパレータ４０５を積層した状態で、これを巻き取る。図８Ｂには、第１電極板４１０を外部に向けさせつつ、第１電極板４１０、第２電極板４２０及びセパレータ４０５を巻き取って、第１電極板４１０の第１活物質部４１１が外部に露出されたものが示されている。しかし、本発明は、これに限定されず、第２電極板４２０を外部に向けさせつつ、第１電極板４１０、第２電極板４２０及びセパレータ４０５を巻き取って、第２電極板４２０の第２活物質部４２１が外部に露出されることもある。
【００８５】
本実施形態では、角形またはパウチ形態の電池を製造するための電池組立体のために、第１電極板４１０、第２電極板４２０及びセパレータ４０５を積層した後、側面が平坦になるように巻き取る。
この時、第１無地部４１２は、第１活物質部４１１の上側に露出され、第２無地部４２２は、第２活物質部４２１の下側に露出される。
次いで、第１無地部４１２及び第２無地部４２２の部分のうち、所定の領域を除外した領域を除去して電極タブを形成する。
【００８６】
図８Ｃは、第１無地部４１２に対する除去工程を進行する部分を概略的に示した図面である。図８Ｃを参照すれば、点線で表示されたＡ領域が示されている。Ａ領域は、幅Ｘを有する。この幅Ｘは、後続工程で電極タブの幅に当たるので、所望の電極タブの幅に合わせてＡ領域の幅を決定できる。また、電極タブ群に備えられる電極タブの数によってＡ領域の長さを定めうる。
【００８７】
図示していないが、第２無地部４２２に対する除去工程を進行する領域も、同様に表示できるが、電極タブのサイズを一定にするために、第２無地部４２２にも、第１無地部４１２に表示された領域と同じＡ領域を設定できる。
【００８８】
次いで、図８Ｄを参照すれば、第１無地部４１２の部分のうち、Ａ領域を除外した部分は、除去する。すなわち、Ａ領域でのみ第１無地部４１２を第１活物質部４１１と接触させる。これを通じて、一定の幅Ｘの第１電極タブ４３１を備える第１電極タブ群４３０が形成される。
【００８９】
同様に、第２無地部４２２の部分のうち、所定の領域を除去して、一定の幅の第２電極タブ４４１を備える第２電極タブ群４４０が形成される。前述したように、第２無地部４２２の部分のうち、第１無地部４１２に設定されたＡ領域と同じ領域を除外した部分を除去し、第１電極タブ４３１と同じ形態の第２電極タブ４４１を形成できる。
【００９０】
第１無地部４１２及び第２無地部４２２の一定部分を除去する工程は、レーザを利用した切削工程を利用して進行できる。しかし、本発明は、これに限定されず、金型を利用したパンチング工程を利用することもある。
これを通じて、第１電極タブ群４３０及び第２電極タブ群４４０を備える電極組立体４００を製造する。
【００９１】
本発明によって製造された電極組立体４００は、第１電極板４１０に連結される複数の第１電極タブ４３１及び第２電極板４２０に連結される複数の第２電極タブ４４１を備える。複数のタブ形成時、所定の間隔で離隔されるようにパターニングされた無地部を形成せず、長く延びた形態の無地部を利用する。そして、巻取り工程後に、レーザ装置で、無地部の領域のうち所定の部分を残して除去するので、所望の形態の電極タブを容易に形成できる。特に、同じ幅を有して側面が並んで形成される第１電極タブ４３１を備える第１電極タブ群４３０を容易に形成でき、同じ方法で第２電極タブ群４４０を容易に形成できる。
【００９２】
本実施形態では、第１無地部４１２と第１電極板４１０とが一体化し、最終的に、第１電極タブ群４３０と第１電極板４１０とが一体化する。同様に、第２無地部４２２と第２電極板４２０とが一体化し、最終的に、第２電極タブ群４４０と第２電極板４２０とが一体化する。しかし、前述したように、本発明は、第１無地部４１２及び第２無地部４２２を第１電極板４１０及び第２電極板４２０と別に形成した後に、第１無地部４１２及び第２無地部４２２を第１電極板４１０及び第２電極板４２０に連結することも可能である。
【００９３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明は、二次電池関連の技術分野に好適に適用可能である。
【符号の説明】
【００９５】
１００    電極組立体
１０５    セパレータ
１１０    第１電極板
１１１    第１活物質部
１２０    第２電極板
１２１    第２活物質部
１３０    第１電極タブ群
１３１    第１電極タッブ
１４０    第２電極タブ群
１４１    第２電極タブ
【図１】
2011065981.tif 000003
【図２Ａ】
2011065981.tif 000004
【図２Ｂ】
2011065981.tif 000005
【図２Ｃ】
2011065981.tif 000006
【図２Ｄ】
2011065981.tif 000007
【図３】
2011065981.tif 000008
【図４Ａ】
2011065981.tif 000009
【図４Ｂ】
2011065981.tif 000010
【図４Ｃ】
2011065981.tif 000011
【図４Ｄ】
2011065981.tif 000012
【図５】
2011065981.tif 000013
【図６Ａ】
2011065981.tif 000014
【図６Ｂ】
2011065981.tif 000015
【図６Ｃ】
2011065981.tif 000016
【図６Ｄ】
2011065981.tif 000017
【図７】
2011065981.tif 000018
【図８Ａ】
2011065981.tif 000019
【図８Ｂ】
2011065981.tif 000020
【図８Ｃ】
2011065981.tif 000021
【図８Ｄ】
2011065981.tif 000022