(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１切り欠き部が形成された、長さ方向及び幅方向を有する第１電極と、
第２切り欠き部が形成された、長さ方向及び幅方向を有する第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に介在される第１セパレータと、
前記第２電極の下部に介在される第２セパレータと、
を備えた電極組立体を含む二次電池であって、
前記電極組立体は、第１電極、第１セパレータ、第２電極、及び第２セパレータが順に積層された状態で前記第１電極及び前記第２電極の幅方向に沿って畳まれ、前記第１切り欠き部及び前記第２切り欠き部を介して前記第１電極及び前記第２電極の幅方向に沿って曲げられ、
前記電極組立体の一端に位置する前記第１電極の一端には第１電極タブが形成され、
前記電極組立体の前記一端と反対側の他端に位置する前記第２電極の一端には第２電極タブが形成され、
前記電極組立体は、前記第１電極タブ及び前記第２電極タブが互いに向い合うように、前記第１電極及び前記第２電極の長さ方向に沿って曲げられていることを特徴とする、二次電池。
【請求項２】
前記第１切り欠き部及び前記第２切り欠き部はそれぞれ、複数個が前記第１電極または前記第２電極の長さ方向に沿って互いに離隔するように形成されることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記第１切り欠き部及び前記第２切り欠き部はそれぞれ、複数個が前記第１電極または前記第２電極の幅方向に沿って互いに離隔するように形成されることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
【請求項４】
前記第１切り欠き部と前記第２切り欠き部は、互いに対応する位置に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
【請求項５】
前記第１切り欠き部または前記第２切り欠き部は、打抜き方式により形成されることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
【請求項６】
前記第１切り欠き部または前記第２切り欠き部は、円形、四角形、及び多角形の何れか１つの形態を有することを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
【請求項７】
前記第１切り欠き部または前記第２切り欠き部は、前記第１電極または前記第２電極の幅方向に長く形成されることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
【請求項８】
畳まれた前記電極組立体の中央にはコアが備えられることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
【請求項９】
前記コアは、柔軟性及び絶縁性を有する素材からなることを特徴とする、請求項８に記載の二次電池。
【請求項１０】
畳まれた前記電極組立体の外側には絶縁体が備えられることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１５年７月３日付けの韓国特許出願第２０１５‐００９５４４４号に基づく優先権の利益を主張し、該当韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は、本明細書の一部として組み込まれる。
本発明は、二次電池に関し、特に、容易に折り曲げることができる二次電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、二次電池（secondary battery）は、充電が不可能な一次電池とは異なって、充電及び放電が可能な電池のことであり、かかる二次電池は、フォン、ノートパソコン、及びカムコーダなどの先端電子機器分野で広く用いられている。近年、自由に捩じたり曲げたりすることのできるケーブル型二次電池が用いられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来技術によるケーブル型二次電池は、自由に曲げ難いため、様々な形態に変形させるには限界があるという問題があった。
【０００４】
本発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、容易に折り曲げることが可能であるため、様々な形態に変形させることができる二次電池及びそ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】
【０００５】
上記のような目的を解決するための本発明による二次電池は、第１切り欠き部が形成された第１電極と、第２切り欠き部が形成された第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に介在される第１セパレータと、前記第２電極の下部に介在される第２セパレータと、を備えた電極組立体を含み、前記電極組立体は、第１電極、第１セパレータ、第２電極、及び第２セパレータが順に積層された状態で幅方向に沿って畳まれ、前記第１切り欠き部及び前記第２切り欠き部を介して折られながら曲げられることができる。
【０００６】
前記第１切り欠き部または前記第２切り欠き部はそれぞれ、複数個が前記第１電極または前記第２電極の長さ方向に沿って互いに離隔するように形成されることができる。
【０００７】
前記第１切り欠き部または前記第２切り欠き部はそれぞれ、複数個が前記第１電極または前記第２電極の幅方向に沿って互いに離隔するように形成されることができる。
【０００８】
前記第１切り欠き部と前記第２切り欠き部は、互いに対応する位置に形成されることができる。
【０００９】
前記第１切り欠き部または前記第２切り欠き部は、打抜き方式により形成されることができる。
【００１０】
前記第１切り欠き部または前記第２切り欠き部は、円形、四角形、及び多角形の何れか１つの形態を有することができる。
【００１１】
前記第１切り欠き部または前記第２切り欠き部は、前記第１電極または前記第２電極の幅方向に長く形成されることができる。
【００１２】
前記第１電極の一端には第１電極タブが形成され、前記第２電極の他端には第２電極タブが形成されており、前記畳まれた電極組立体が曲げられながら、前記第１電極タブと前記第２電極タブが互いに向い合うように会うことができる。
【００１３】
前記畳まれた電極組立体の中央にはコアが備えられることができる。
【００１４】
前記コアは、柔軟性及び絶縁性を有する素材からなることができる。
【００１５】
前記畳まれた電極組立体の外側には絶縁体が備えられることができる。
【００１６】
一方、本発明による二次電池の製造方法は、（ａ）第１電極または第２電極のそれぞれの表面に複数個の第１切り欠き部または第２切り欠き部を加工するステップと、（ｂ）前記第１電極と前記第２電極との間に第１セパレータを介在させ、前記第２電極の下部に第２セパレータを積層して、電極シートを製造するステップと、（ｃ）前記電極シートを幅方向に沿って畳むことで電極組立体を製造するステップと、（ｄ）前記電極組立体の外側に、前記電極組立体を包む絶縁体を形成するステップと、を含むことができる。
【００１７】
前記（ａ）ステップにおいて、前記複数個の第１切り欠き部または第２切り欠き部は、前記第１電極または前記第２電極の長さ方向または幅方向の少なくとも１つに沿って互いに離隔するように形成することができる。
【００１８】
前記第１切り欠き部と前記第２切り欠き部は、互いに対応する位置に形成することができる。
【００１９】
前記（ｃ）ステップにおいて、長いバー状のコアを包むように、前記電極シートを幅方向に沿って畳むことで電極組立体を製造することができる。
【００２０】
前記第１電極の一端には第１電極タブを形成し、前記第２電極の他端には第２電極タブを形成することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、下記のような効果を奏することができる。
【００２２】
第一に、切り欠き部が形成された電極を含む電極組立体を製造することで、折り曲げられることができるため、容易に形状を変形させることができ、特に、様々な形態に変形させることができる効果がある。
【００２３】
第二に、電極の長さ方向または幅方向に沿って複数個の切り欠き部を形成することで、より曲線に近く折り曲げることができる効果がある。
【００２４】
第三に、切り欠き部は、第１電極に形成される第１切り欠き部と、第２電極に形成される第２切り欠き部と、からなり、第１切り欠き部及び第２切り欠き部が互いに対応するように位置することで、第１切り欠き部及び第２切り欠き部がともに折られて、電極組立体の形状をより容易に変形させることができる。
【００２５】
第四に、第１切り欠き部及び第２切り欠き部を打抜き方式により形成することで、加工の容易性が得られる効果がある。
【００２６】
第五に、第１切り欠き部及び第２切り欠き部を第１電極及び第２電極の幅方向に長く形成することで、第１電極及び第２電極の折られる部分の強度を最小化させることにより、さらに容易に折り曲げられるように誘導する効果がある。
【００２７】
第六に、第１電極及び第２電極の端部に第１電極タブ及び第２電極タブを形成した状態で電極組立体をリング状に折り曲げると、第１電極タブと第２電極タブが互いに向い合うこととなり、電極リードの結合及びパッケージ構成の容易性が得られる効果がある。
【００２８】
第七に、切り欠き部が形成された電極を含む電極組立体を幅方向に巻いて用いる場合にも、切り欠き部によって容易に折り曲げることができる効果がある。
【００２９】
第八に、ロール状に巻かれた電極組立体の中央にコアを挿入することで、電極組立体の弱い剛性を補完することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による、広げられた電極組立体を示した分離斜視図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】本発明による第１電極を示した平面図である。
【図４】本発明による第２電極を示した平面図である。
【図５】本発明による、畳まれた電極組立体を示した側面図である。
【図６】図５の「Ａ」部分の拡大図である。
【図７】本発明による、畳まれた電極組立体を示した斜視図である。
【図８】本発明による電極組立体を含む二次電池を示した断面図である。
【図９】本発明による二次電池の製造方法を示したフローチャートである。
【図１０】本発明による二次電池の製造方法の製造状態を示した図であって、電極組立体の積層前の状態を示した図である。
【図１１】本発明による二次電池の製造方法の製造状態を示した図であって、電極組立体の積層後の状態を示した図である。
【図１２】本発明による二次電池の製造方法の製造状態を示した図であって、電極組立体を畳んだ状態を示した図である。
【図１３】本発明による二次電池の製造方法の製造状態を示した図であって、曲げられた二次電池を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。しかし、本発明は様々な異なる形態に実現されることができ、ここで説明する実施形態に限定されない。そして、図面においては、本発明を明確に説明するために、説明と関係ない部分は省略している。また、明細書全体にわたって、類似の部分に対しては類似の図面符号を付けた。
【００３２】
［本発明の電極組立体］
１．積層された電極組立体
本発明による電極組立体１００は、図１及び図２に示されているように、切り欠き部を介して容易に折られながら曲げられる構造を有するものであって、第１切り欠き部１１１が形成された第１電極１１０と、第２切り欠き部１２１が形成された第２電極１２０と、第１電極１１０と第２電極１２０との間に介在される第１セパレータ１３０と、第２電極１２０の下部に介在される第２セパレータ１４０と、を含む。
【００３３】
第１電極１１０は、長いシート状を有する無地部と、前記無地部の表面にコーティングされる第１電極活物質層と、を含む。ここで、第１電極１１０の表面には第１切り欠き部１１１が形成されており、第１切り欠き部１１１を介して第１電極１１０が折られながら曲げられることになる。
【００３４】
一例として、図３を参照すると、第１切り欠き部１１１は第１電極１１０の長さ方向に沿って複数個が形成されており、複数個の第１切り欠き部１１１は、互いに等間隔に離隔して形成される。すなわち、複数個の第１切り欠き部１１１が形成された部分が容易に折られながら、第１電極１１０が曲げられることができる（図５参照）。特に、第１切り欠き部１１１の個数を多くすると、円形に近く曲げることができ、第１切り欠き部１１１の個数を少なくすると、少なくとも三角形に曲げることができるなど、様々な形態に変形させることができる。
【００３５】
ここで、図３を参照すると、第１切り欠き部１１１は、第１電極１１０の長さ方向（図３において左右方向）だけでなく、幅方向（図３において上下方向）にも複数個が形成されることができる。すなわち、第１電極１１０は、長さ方向にも折り曲げることができるとともに、幅方向にも折り曲げることができるため、さらに様々な形態に変形させることができる。
【００３６】
一方、第１切り欠き部１１１は、第１電極１１０の表面に打抜き方式により形成されることができる。すなわち、打抜き方式により形成される第１切り欠き部１１１は、加工が容易であり、第１電極１１０の面積及び強度を減少させて容易に曲げられるように誘導することができる。
【００３７】
一方、第１切り欠き部１１１は第１電極１１０の幅方向に長く形成されており、これによって、第１電極１１０の幅方向の強度をさらに弱化させることができるため、より容易に第１電極１１０をリング状に折り曲げることができる。
【００３８】
このような第１電極１１０は、表面に複数個の第１切り欠き部１１１が形成されているため、容易に横または縦方向に折り曲げることができる。
【００３９】
第２電極１２０は、長いシート状を有する無地部と、前記無地部の表面にコーティングされる第２電極活物質層と、を含む。ここで、第２電極１２０の表面には第２切り欠き部１２１が形成されており、第２切り欠き部１２１の空間を介して第２電極１２０が折られながら曲げられることができる。
【００４０】
一例として、図４を参照すると、第２切り欠き部１２１は第２電極１２０の長さ方向に沿って複数個が形成されており、複数個の第２切り欠き部１２１は、互いに等間隔に離隔して形成される。すなわち、複数個の第２切り欠き部１２１を介して第２電極１２０が折られながら、図５に示されているように曲げられることができる。特に、第２切り欠き部１２１の個数を多くすると、円形に近く曲げることができ、第２切り欠き部１２１の個数を少なくすると、少なくとも三角形に曲げることができるなど、様々な形態に変形させることができる。
【００４１】
ここで、図４を参照すると、第２切り欠き部１２１は、第２電極１２０の長さ方向（図４において左右方向）だけでなく、幅方向（図４において上下方向）にも複数個が形成されることができる。すなわち、第２電極１２０は、長さ方向にも折り曲げることができるとともに、幅方向にも折り曲げることができるため、さらに様々な形態に変形させることができる。
【００４２】
一方、第２切り欠き部１２１は、第２電極１２０の表面に打抜き方式により形成されることができる。すなわち、打抜き方式により形成される第２切り欠き部１２１は、加工が容易であり、第２電極１２０の面積及び強度を減少させて容易に曲げられるように誘導することができる。
【００４３】
一方、第２切り欠き部１２１は第２電極１２０の幅方向に長く形成されており、これによって、第２電極１２０の幅方向の強度をさらに弱化させることができるため、より容易に第２電極１２０をリング状に折り曲げることができる。
【００４４】
このような第２電極１２０は、表面に複数個の第２切り欠き部１２１が形成されているため、容易に横または縦方向に折り曲げることができる。
【００４５】
一方、第１切り欠き部１１１と第２切り欠き部１２１は、互いに対応する位置に形成される。すなわち、図５を参照すると、互いに積層された第１電極１１０及び第２電極１２０に形成された第１切り欠き部１１１及び第２切り欠き部１２１は、上下に対応するように形成されている。これにより、第１切り欠き部１１１及び第２切り欠き部１２１によって、第１電極１１０及び第２電極１２０がともに折られながらより容易に曲げられることができる。
【００４６】
一方、第１切り欠き部１１１及び第２切り欠き部１２１は、円形、四角形、及び多角形の何れか１つの形態を有する。これにより、第１電極１１０及び第２電極１２０を様々な形態に折り曲げる際に効率性を高めることができる。一例として、第１切り欠き部１１１及び第２切り欠き部１２１を円形に形成すると、第１切り欠き部１１１及び第２切り欠き部１２１が曲線に近く折られながら、円形に曲げられることができる。また、第１切り欠き部１１１及び第２切り欠き部１２１を四角形に形成すると、第１切り欠き部１１１及び第２切り欠き部１２１の折られた部分が残ることとなり、多角形に曲げられることができる。
【００４７】
一方、図５に示されているように、第１電極１１０及び第２電極１２０は、互いに反対となる端部にそれぞれ第１電極タブ１１２及び第２電極タブ１２２が形成されている。すなわち、図３を参照すると、第１電極タブ１１２は第１電極１１０の一側である左側端部に形成され、図４を参照すると、第２電極タブ１２２は第２電極１２０の他側である右側端部に形成される。
【００４８】
図５を参照すると、このように形成された第１電極タブ１１２及び第２電極タブ１２２は、第１電極１１０及び第２電極１２０が積層された状態で折り曲げられる際に互いに向い合うように会うことになる。これにより、第１電極タブ１１２及び第２電極タブ１２２への電極リードの連結が容易であり、特に、電子回路の連結及び連結ラインを最小化させることができて、コンパクトなデザインが可能である。
【００４９】
第１セパレータ１３０及び第２セパレータ１４０は、互いに対応する第１電極１１０及び第２電極１２０のショートを防止するためのものであって、第１電極１１０及び第２電極１２０と等しく、またはそれより大きく形成される。
【００５０】
図５及び図６を参照すると、このような構成を有する電極組立体１００は、第１電極１１０、第１セパレータ１３０、第２電極１２０、及び第２セパレータ１４０が順に積層された構造を有し、積層された電極組立体１００をリング状に折り曲げると、第１電極１１０及び第２電極１２０に形成された第１切り欠き部１１１及び第２切り欠き部１２１が折られながら容易に曲げられることができる。
【００５１】
２．畳まれた電極組立体
一方、第１電極１１０、第１セパレータ１３０、第２電極１２０、及び第２セパレータ１４０が順に積層された電極組立体１００は、図７に示されているように、幅方向に沿ってロール状に畳むことで、円筒状の電極組立体１００となることができる。
【００５２】
すなわち、畳まれた電極組立体１００は、図７に示されているように、リング状に曲げると、外周面に沿って形成された第１電極１１０及び第２電極１２０に形成されている第１切り欠き部１１１及び第２切り欠き部１２１によって折られながら、容易に曲げられることができ、特に、畳まれた電極組立体１００の外周面の全体に第１切り欠き部１１１及び第２切り欠き部１２１が位置するため、四方に曲げられることができる。
【００５３】
一方、畳まれた電極組立体１００の中心にはコア１５０が含まれる。コア１５０は、長いバー状からなり、前記畳まれた電極組立体１００の中央に挿入されて備えられる。
【００５４】
ここで、コア１５０は、柔軟性、絶縁性、及び耐熱性を有する素材からなる。すなわち、コア１５０は、ある角度までは、畳まれた電極組立体１００が容易に折られるように支持し、且つある角度以上には過度に折られないように支持する。換言すれば、畳まれた電極組立体１００が完全に折られないように支持することで、ショートの発生を防止する。
【００５５】
したがって、畳まれた電極組立体１００を四方に折り曲げることができ、これにより、さらに様々な変形が可能であって、様々な形態に製作される製品の形態に応じて折ったり曲げたりして適用することができる。
【００５６】
［畳まれた二次電池］
このような構成を有する畳まれた電極組立体１００の外周面に絶縁体２００を備えることで、二次電池１０を構成する。
【００５７】
すなわち、本発明による二次電池１０は、畳み型電極組立体１００と、畳み型電極組立体１００の外周面を包む形態でコーティングされる絶縁体２００と、を含み、これにより、様々な変形が可能な二次電池１０を構成することができる。
【００５８】
［畳み型二次電池の製造方法］
このような構成を有する本発明による二次電池の製造方法を説明すると、次のとおりである。
【００５９】
本発明による畳み型二次電池の製造方法は、図９に示されているように、（ａ）第１電極または第２電極のそれぞれの表面に複数個の第１切り欠き部または第２切り欠き部を加工するステップと、（ｂ）前記第１電極と前記第２電極との間に第１セパレータを介在させ、前記第２電極の下部に第２セパレータを積層して電極シートを製造するステップと、（ｃ）前記電極シートを幅方向に沿って畳むことで電極組立体を製造するステップと、（ｄ）前記電極組立体の外側に、前記電極組立体を包む絶縁体を形成するステップと、を含む。
【００６０】
（ａ）ステップでは、図１０に示されたように、第１電極タブ１１２及び第２電極タブ１２２が互いに反対方向に形成された第１電極１１０及び第２電極１２０を準備する。そして、第１電極１１０または第２電極１２０のそれぞれの表面に、打抜き方式により形成される第１切り欠き部１１１または第２切り欠き部１２１を加工する。
【００６１】
すなわち、打抜き加工装置（不図示）を用いて、第１電極１１０または第２電極１２０のそれぞれの表面を打ち抜くことで第１切り欠き部１１１または第２切り欠き部１２１を加工し、この際、第１切り欠き部１１１または第２切り欠き部１２１は、第１電極１１０または第２電極１２０の長さ方向及び幅方向に複数個が形成される。
【００６２】
特に、（ａ）ステップで、第１切り欠き部１１１または第２切り欠き部１２１を第１電極１１０または第２電極１２０の幅方向に長く形成することで、電極組立体をリング状に曲げる際に、より容易に折り曲げることができる。
【００６３】
また、（ａ）ステップで、第１切り欠き部１１１または第２切り欠き部１２１は、互いに対応するように位置し、これにより、第１電極１１０または第２電極１２０の折られる位置が同一になり、電極組立体をより容易に折り曲げることができる。
【００６４】
また、（ａ）ステップで、複数個の第１切り欠き部１１１または第２切り欠き部１２１は、第１電極１１０または第２電極１２０に互いに等間隔に離隔するように形成する。これにより、さらに円形に近く折り曲げることができる。
【００６５】
（ｂ）ステップでは、図１１に示されているように、第１電極１１０と第２電極１２０との間に第１セパレータ１３０を介在させ、第２電極１２０の下部に第２セパレータ１４０を積層して、電極シートを製造する。これにより、電極シートは、第１電極、第１セパレータ、第２電極、及び第２セパレータが順に積層された構造を有することになる。
【００６６】
（ｃ）ステップでは、図１２及び図１３に示されているように、電極シートを幅方向に沿って畳むことで電極組立体１００を製造する。この際、電極組立体１００の中心にコア１５０を挿入する。すなわち、（ｃ）ステップで、長いバー状のコア１５０を包むように電極シートを幅方向に沿って畳むことで電極組立体１００を製造する。これにより、電極組立体１００がすぐ曲げられたり、または過度に折られることを防止する。
【００６７】
（ｄ）ステップでは、電極組立体１００の外側に、電極組立体１００を包む絶縁体２００を形成する。このような工程が完了すると、最終の二次電池１０を完成することができる。
【００６８】
したがって、本発明による畳まれた二次電池１０は、図１３に示されたように、リング状に容易に折り曲げることができ、これによって様々な形態への変形が可能である。
【００６９】
本発明の範囲は、上記の詳細な説明よりは添付の特許請求の範囲によって表され、特許請求の範囲の意味及び範囲、並びにその均等概念から導出される様々な実施形態が可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１０  二次電池
１００  電極組立体
１１０  第１電極
１１１  第１切り欠き部
１２０  第２電極
１２１  第２切り欠き部
１３０  第１セパレータ
１４０  第２セパレータ
【図１】
0006692901.tif 000002
【図２】
0006692901.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006692901.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0006692901.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0006692901.tif 000014