(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1電極と第2電極の縁部から内側に向けて窪んだ陥入部を形成する段階(S11)；
前記第1電極、第1分離膜、前記第2電極、第2分離膜が順次積層された4層構造や前記4層構造が繰り返して積層された構造、または前記第1電極、前記第1分離膜、前記第2電極、前記第2分離膜が交互に配置されて一体に結合された2種以上の基本単位体が、それぞれ一つずつ定められた順序に従い積層され、前記4層構造や前記4層構造が繰り返して配置された構造を有する単位構造体を形成する段階(S20)；
前記第1分離膜と前記第2分離膜が前記第1電極と前記第2電極を全てオーバーラップできるよう、前記単位構造体の形成後に、前記単位構造体に備えられた前記第1分離膜と前記第2分離膜の前記陥入部に対応される領域を、前記第1電極と前記第2電極の陥入部を区画する外郭線からマージン(margin)をとって切り取り、前記第1分離膜と前記第2分離膜にも陥入部を形成する段階(S31)；及び 
隣接した単位構造体の前記陥入部が互いに対向できるように複数個の単位構造体を積層して電極組立体を形成する段階(S41)；を含み、
前記陥入部のサイズは、前記電極組立体の上面から下面に向けて漸次大きくなるか小さくなることを特徴とする電極組立体の製造方法。
【請求項２】
第1電極と第2電極の内側に貫通ホールを形成する段階(S12)；
前記第1電極、第1分離膜、前記第2電極、第2分離膜が順次積層された4層構造や前記4層構造が繰り返して積層された構造、または前記第1電極、前記第1分離膜、前記第2電極、前記第2分離膜が交互に配置されて一体に結合された2種以上の基本単位体が、それぞれ一つずつ定められた順序に従い積層され、前記4層構造や前記4層構造が繰り返して配置された構造を有する単位構造体を形成する段階(S20)；
前記第1分離膜と前記第2分離膜が前記第1電極と前記第2電極を全てオーバーラップできるよう、前記単位構造体の形成後に、前記単位構造体に備えられた前記第1分離膜と前記第2分離膜の前記貫通ホールに対応される領域を、前記第1電極と前記第2電極の貫通ホールを区画する外郭線からマージン(margin)をとって切り取り、前記第1分離膜と前記第2分離膜にも貫通ホールを形成する段階(S32)；及び 
隣接した単位構造体の前記貫通ホールが互いに対向できるように複数個の単位構造体を積層して電極組立体を形成する段階(S42)；を含み、
前記貫通ホールのサイズは、前記電極組立体の上面から下面に向けて漸次大きくなるか小さくなることを特徴とする電極組立体の製造方法。
【請求項３】
前記単位構造体は、前記電極と前記分離膜が互いに接着されて形成されることを特徴とする請求項1または請求項２に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項４】
前記電極と前記分離膜の接着は、前記電極と前記分離膜に圧力を加えることによる接着、または前記電極と前記分離膜に圧力と熱を加えることによる接着であることを特徴とする請求項３に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項５】
前記単位構造体は、前記電極と前記分離膜をラミネーティングすることによって形成されることを特徴とする請求項３に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項６】
前記分離膜は、接着力を有するコーティング物質が表面にコーティングされることを特徴とする請求項３に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項７】
前記コーティング物質は、無機物粒子とバインダー高分子の混合物であることを特徴とする請求項６に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項８】
前記第1分離膜は、前記第1電極と前記第2電極に対向する両面に前記コーティング物質がコーティングされ、前記第2分離膜は、前記第2電極に対向する一面にのみ前記コーティング物質がコーティングされることを特徴とする請求項６に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項９】
前記第1分離膜は、前記第1電極と前記第2電極に対向する両面に前記コーティング物質がコーティングされ、前記第2分離膜は、前記第2電極に対向する一面とその反対面に前記コーティング物質がコーティングされ、
前記電極組立体に備えられた複数個の単位構造体は、前記第2分離膜のコーティング物質によって互いに接着されていることを特徴とする請求項６に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項１０】
前記電極組立体は、最上側または最下側に位置する第1電極である第1末端電極に積層される第1補助単位体をさらに含み、
前記第1補助単位体は、前記第1電極が正極であり前記第2電極が負極であるとき、前記第1末端電極から順次分離膜、負極、分離膜及び正極が積層されて形成され、前記第1電極が負極であり前記第2電極が正極であるとき、前記第1末端電極から順次分離膜及び正極が積層されて形成されることを特徴とする請求項1または請求項２に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項１１】
前記第1補助単位体の正極は：
集電体；及び
前記集電体の両面のうち前記単位構造体に対向する一面にのみコーティングされる正極活物質；を備えることを特徴とする請求項１０に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項１２】
前記電極組立体は、最上側または最下側に位置する第1電極である第1末端電極に積層される第1補助単位体をさらに含み、
前記第1補助単位体は、前記第1電極が正極であり前記第2電極が負極であるとき、前記第1末端電極から順次分離膜、負極及び分離膜が積層されて形成されることを特徴とする請求項1または請求項２に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項１３】
前記電極組立体は、最上側または最下側に位置する第2分離膜である第2末端分離膜に積層される第2補助単位体をさらに含み、
前記第2補助単位体は、前記第1電極が正極であり前記第2電極が負極であるとき正極に形成され、前記第1電極が負極であり前記第2電極が正極であるとき、前記第2末端分離膜から順次負極、分離膜及び正極が積層されて形成されることを特徴とする請求項1または請求項２に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項１４】
前記第2補助単位体の正極は：
集電体；及び
前記集電体の両面のうち前記単位構造体に対向する一面にのみコーティングされる正極活物質；を備えることを特徴とする請求項１３に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項１５】
前記電極組立体は、最上側または最下側に位置する第2分離膜である第2末端分離膜に積層される第2補助単位体をさらに含み、
前記第2補助単位体は、前記第1電極が正極であり前記第2電極が負極であるとき、前記第2末端分離膜から順次第1正極、分離膜、負極、分離膜及び第2正極が積層されて形成され、
前記第2補助単位体の第2正極は集電体と正極活物質を備え、前記正極活物質は集電体の両面のうち前記単位構造体に対向する一面にのみコーティングされることを特徴とする請求項1または請求項２に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項１６】
前記電極組立体は、最上側または最下側に位置する第2分離膜である第2末端分離膜に積層される第2補助単位体をさらに含み、
前記第2補助単位体は、前記第1電極が負極であり前記第2電極が正極であるとき、前記第2末端分離膜から順次負極、分離膜、正極、分離膜及び負極が積層されて形成されることを特徴とする請求項1または請求項２に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項１７】
前記固定部は、前記電極組立体の側面または前面をテーピングする高分子テープを用いて具現される請求項1に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項１８】
第1電極と第2電極の縁部から内側に向けて窪んだ陥入部を形成する段階(S11)；
前記第1電極、第1分離膜、前記第2電極、第2分離膜が順次積層された4層構造や前記4層構造が繰り返して積層された構造、または前記第1電極、前記第1分離膜、前記第2電極、前記第2分離膜が交互に配置されて一体に結合された2種以上の基本単位体が、それぞれ一つずつ定められた順序に従い積層され、前記4層構造や前記4層構造が繰り返して配置された構造を有する単位構造体を形成する段階(S20)；
前記第1分離膜と前記第2分離膜が前記第1電極と前記第2電極を全てオーバーラップできるよう、前記単位構造体の形成後に、前記単位構造体に備えられた前記第1分離膜と前記第2分離膜の前記陥入部に対応される領域を、前記第1電極と前記第2電極の陥入部を区画する外郭線からマージンをとって切り取り、前記第1分離膜と前記第2分離膜にも陥入部を形成する段階(S31)；
隣接した単位構造体の前記陥入部が互いに対向できるように複数個の単位構造体を積層して電極組立体を形成する段階(S41)；及び
パウチ外装材に前記電極組立体を収納して前記パウチ外装材のうち前記電極組立体の垂直投影面以外の領域を融着部で形成する段階(S50)；を含み、
前記融着部は前記陥入部に向かって突出された領域を含む二次電池の製造方法。
【請求項１９】
前記S50段階は、前記融着部のうち前記陥入部に対応される領域を前記第1分離膜と第2分離膜の陥入部よりも狭い面積だけ切り取る工程を含むことを特徴とする請求項１８に記載の二次電池の製造方法。
【請求項２０】
第1電極と第2電極の内側に貫通ホールを形成する段階(S12)；
前記第1電極、第1分離膜、前記第2電極、第2分離膜が順次積層された4層構造や前記4層構造が繰り返して積層された構造、または前記第1電極、前記第1分離膜、前記第2電極、前記第2分離膜が交互に配置されて一体に結合された2種以上の基本単位体が、それぞれ一つずつ定められた順序に従い積層され、前記4層構造や前記4層構造が繰り返して配置された構造を有する単位構造体を形成する段階(S20)；
前記第1分離膜と前記第2分離膜が前記第1電極と前記第2電極を全てオーバーラップできるよう、前記単位構造体の形成後に、前記単位構造体に備えられた前記第1分離膜と前記第2分離膜の前記貫通ホールに対応される領域を、前記第1電極と前記第2電極の貫通ホールを区画する外郭線からマージンをとって切り取り、前記第1分離膜と前記第2分離膜にも貫通ホールを形成する段階(S32)；
隣接した単位構造体の前記貫通ホールが互いに対向できるように複数個の単位構造体を積層して電極組立体を形成する段階(S42)；及び
パウチ外装材に前記電極組立体を収納して前記パウチ外装材のうち前記電極組立体の垂直投影面以外の領域を融着部で形成する段階(S50)；を含み、
前記融着部は前記貫通ホールに向かって突出された領域を含む二次電池の製造方法。
【請求項２１】
前記S50段階は、前記融着部のうち前記貫通ホールに対応される領域を前記第1分離膜と第2分離膜の貫通ホールよりも狭い面積だけ切り取る工程を含むことを特徴とする請求項２０に記載の二次電池の製造方法。
【請求項２２】
前記融着部を切り取る工程は、レーザーカッティング、超音波カッティング、金型カッティングを介して行われることを特徴とする請求項１９または請求項２１に記載の二次電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極組立体及び二次電池の製造方法に関し、さらに詳しくは二次電池が装着されるデバイスの設計自由度を高めることができる構造の、二次電池を製造するのに適する電極組立体と二次電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、モバイル機器に対する技術開発と需要の増加により、二次電池の需要もまた急激に増加しており、その中でもエネルギー密度と作動電圧が高く、保存と寿命特性が優れたリチウム(イオン／ポリマー)二次電池は、各種モバイル機器はもちろん、多様な電子製品のエネルギー源として広く用いられている。
【０００３】
韓国公開特許 第2008-0052869号を参照すると、一般的な二次電池の構造が開示されており、さらに詳しくは左右対称であり、略直方体形状であるパウチ型二次電池の構造が開示されている。
【０００４】
通常は、二次電池が設けられるデバイスの空間活用の側面において、このような直方体形状の二次電池が有利である。しかし、特定の場合には直方体形状の二次電池がむしろデバイスの空間活用を制約する場合がある。例えば、スマートフォンは携帯の便宜性のために超薄型で設計され、全体厚さが1cmもならない場合が多い。ところが、制限されたスマートフォンの内部空間に二次電池、各種電子部品及びカメラモジュールまで全て設けなければならないため、部品の配置が非常に重要である。しかし、カメラモジュールはズームイン(zoom in)及びズームアウト(zoom out)が可能であり、複数個のレンズまで備えられているため、厚さを減らすことが非常に困難である。また、スマートフォンの長期間稼動のために大容量の二次電池が用いられるため、二次電池の厚さを減らすことも非常に困難である。したがって、カメラモジュールと二次電池はスマートフォンの内部空間で互いに離隔されて配置されなければならず、互いに重ね合わされて配置することはできない。
【０００５】
このように、二次電池の形状に制限があるため、特に小型電子デバイスでは部品の設置位置が特定の位置に制限されるしかなく、これによりデバイスのサイズ及びデザインが相当制限される。
【０００６】
一方、このような限界を克服し得る構造として、中間に孔が形成されている穿孔型二次電池が開発されたことがある。二次電池は、電極組立体の形態によってゼリーロール型、スタックフォールディング型、スタック型などがあるが、ゼリーロール型とスタックフォールディング型の電極組立体は、穿孔型二次電池を製造するのに適しない。
【０００７】
したがって、電極と分離膜を一々積層して形成するスタック型電極組立体だけが穿孔型二次電池として用いられ得る。しかし、スタック型電極組立体の場合、電極組立体を成している多層の電極及び分離膜に形成された孔を一々合わせて各層を整列する工程に、あまりにも長い時間が所要される問題があった。たとえ、多層の電極及び分離膜に形成された孔を一々合わせて電極及び分離膜を積層するとしても、これらを加圧あるいは加熱する過程中に分離膜が変形され、孔の位置及び形状が変化する場合が頻繁に発生しており、このため穿孔型二次電池は単純にアイディア水準に留め、これを実際に製品化することはできない実情である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前述した問題点を解決するために着想されたものであって、二次電池が装着されるデバイスの設計自由度を高めることができる構造の二次電池を製造するのに適する電極組立体の製造方法と二次電池の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記のような目的を達成するために、本発明の第1実施例による電極組立体の製造方法は：第1電極と第2電極の縁部から内側に向けて窪んだ陥入部を形成する段階(S11)；前記第1電極、第1分離膜、前記第2電極、第2分離膜が順次積層された4層構造や前記4層構造が繰り返して積層された構造、または前記第1電極、前記第1分離膜、前記第2電極、前記第2分離膜が交互に配置されて一体に結合された2種以上の基本単位体が、それぞれ一つずつ定められた順序に従い積層され、前記4層構造や前記4層構造が繰り返して配置された構造を有する単位構造体を形成する段階(S20)；前記単位構造体に備えられた前記第1分離膜と前記第2分離膜の前記陥入部に対応される領域をマージン(margin)をとって切り取り、前記第1分離膜と前記第2分離膜にも陥入部を形成する段階(S31)；及び隣接した単位構造体等の前記陥入部が互いに対向するように複数個の単位構造体を積層して電極組立体を形成する段階(S41)；を含むことができる。
【００１０】
また、本発明の第2実施例による電極組立体の製造方法は：前記第1電極、第1分離膜、前記第2電極、第2分離膜が順次積層された4層構造や前記4層構造が繰り返して積層された構造、または前記第1電極、前記第1分離膜、前記第2電極、前記第2分離膜が交互に配置されて一体に結合された2種以上の基本単位体が、それぞれ一つずつ定められた順序に従い積層され、前記4層構造や前記4層構造が繰り返して配置された構造を有する単位構造体を形成する段階(S20)；前記単位構造体に備えられた前記第1分離膜と前記第2分離膜の前記貫通ホールに対応される領域をマージンをとって切り取り、前記第1分離膜と前記第2分離膜にも貫通ホールを形成する段階(S32)；及び隣接した単位構造体等の前記貫通ホールが互いに対向できるように複数個の単位構造体を積層して電極組立体を形成する段階(S42)；を含むことができる。
【００１１】
本発明の第1実施例による二次電池の製造方法は：第1電極と第2電極の縁部から内側に向けて窪んだ陥入部を形成する段階(S11)；前記第1電極、第1分離膜、前記第2電極、第2分離膜が順次積層された4層構造や前記4層構造が繰り返して積層された構造、または前記第1電極、前記第1分離膜、前記第2電極、前記第2分離膜が交互に配置されて一体に結合された2種以上の基本単位体が、それぞれ一つずつ定められた順序に従い積層され、前記4層構造や前記4層構造が繰り返して配置された構造を有する単位構造体を形成する段階(S20)；前記単位構造体に備えられた前記第1分離膜と前記第2分離膜の前記陥入部に対応される領域をマージンをとって切り取り、前記第1分離膜と前記第2分離膜にも陥入部を形成する段階(S31)；隣接した単位構造体等の前記陥入部が互いに対向するように複数個の単位構造体を積層して電極組立体を形成する段階(S41)；及びパウチ外装材に前記電極組立体を収納して前記パウチ外装材のうち前記電極組立体の垂直投影面以外の領域を融着部で形成する段階(S50)；を含むことができる。
【００１２】
また、本発明の第2実施例による二次電池の製造方法は：第1電極と第2電極の内側に貫通ホールを形成する段階(S12)；前記第1電極、第1分離膜、前記第2電極、第2分離膜が順次積層された4層構造や前記4層構造が繰り返して積層された構造、または前記第1電極、前記第1分離膜、前記第2電極、前記第2分離膜が交互に配置されて一体に結合された2種以上の基本単位体が、それぞれ一つずつ定められた順序に従い積層され、前記4層構造や前記4層構造が繰り返して配置された構造を有する単位構造体を形成する段階(S20)；前記単位構造体に備えられた前記第1分離膜と前記第2分離膜の前記貫通ホールに対応される領域をマージンをとって切り取り、前記第1分離膜と前記第2分離膜にも貫通ホールを形成する段階(S32)；隣接した単位構造体等の前記貫通ホールが互いに対向できるように複数個の単位構造体を積層して電極組立体を形成する段階(S42)；及びパウチ外装材に前記電極組立体を収納して前記パウチ外装材のうち前記電極組立体の垂直投影面以外の領域を融着部で形成する段階(S50)；を含むことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、二次電池が装着されるデバイスの設計自由度を高めることができる構造の二次電池を製造するのに適する電極組立体の製造方法と二次電池の製造方法を提供することができる。
【００１４】
本明細書の次の図等は本発明の好ましい実施例を例示するものであり、前述された発明の詳細な説明とともに本発明の技術思想をさらに理解させる役割をするものなので、本発明はそのような図に記載された事項にのみ限定されて解釈されてはならない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電極の平面図である。
【図２】第1実施例による陥入部が形成された電極の平面図である。
【図３】陥入部が形成された電極と陥入部が形成されない分離膜を含む第1実施例による単位構造体の分解斜視図である。
【図４】陥入部が形成された電極と陥入部が形成されない分離膜を含む第1実施例による単位構造体の平面図である。
【図５】分離膜に陥入部が形成された第1実施例による単位構造体の平面図である。
【図６】図5の単位構造体が複数個積層された第1実施例による電極組立体の斜視図である。
【図７】単位構造体が複数個積層された第1実施例の変形例による電極組立体の分解図であって、電極組立体を陥入部側から眺めた側面図である。
【図８】第2実施例による貫通ホールが形成された電極の平面図である。
【図９】貫通ホールが形成された電極と貫通ホールが形成されない分離膜を含む第2実施例による単位構造体の平面図である。
【図１０】分離膜に貫通ホールが形成された第2実施例による単位構造体の平面図である。
【図１１】図10の単位構造体が複数個積層された第2実施例による電極組立体の斜視図である。
【図１２】単位構造体が複数個積層された第2実施例の変形例による電極組立体の分解図であって、電極組立体の貫通ホール部分を垂直に切った断面図である。
【図１３】第1実施例による二次電池の平面図であって、陥入部に対応される融着部が切り取られていない状態を示す。
【図１４】図13の二次電池で陥入部に対応される融着部が切り取られた状態を示す図である。
【図１５】第2実施例による二次電池の平面図であって、貫通ホールに対応される融着部が切り取られていない状態を示す。
【図１６】図15の二次電池で貫通ホールに対応される融着部が切り取られた状態を示す図である。
【図１７】本発明に係る電極組立体の製造方法によって製造される電極組立体に備えられる単位構造体の第1構造を示した側面図である。
【図１８】本発明に係る電極組立体の製造方法によって製造される電極組立体に備えられる単位構造体の第2構造を示した側面図である。
【図１９】本発明に係る単位構造体を製造する工程を示す工程図である。
【図２０】単位構造体と第1補助単位体を含む電極組立体の第1構造を示している側面図である。
【図２１】単位構造体と第1補助単位体を含む電極組立体の第2構造を示している側面図である。
【図２２】単位構造体と第2補助単位体を含む電極組立体の第3構造を示している側面図である。
【図２３】単位構造体と第2補助単位体を含む電極組立体の第4構造を示している側面図である。
【図２４】単位構造体、第1補助単位体と第2補助単位体を含む電極組立体の第5構造を示している側面図である。
【図２５】単位構造体と第1補助単位体を含む電極組立体の第6構造を示している側面図である。
【図２６】単位構造体と第2補助単位体を含む電極組立体の第7構造を示している側面図である。
【図２７】本発明に係る電極組立体の固定構造を示した概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下では、図を参照して本発明の好ましい実施例を詳しく説明する。しかし、本発明が以下の実施例によって制限されるか、限定されるものではない。
【００１７】
本明細書及び特許請求の範囲に用いられた用語や単語は、通常的且つ辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は自分の発明を最良の方法で説明するために用語の概念を適宜定義することができるとの原則に即して、本発明の技術的思想に符合する意味と概念に解釈されなければならない。
【００１８】
図において各構成要素またはその構成要素をなす特定部分の大きさは、説明の便宜及び明確性のために誇張または省略されるか、または概略的に示された。したがって、各構成要素の大きさは実際の大きさを全的に反映するものではない。関連する公知機能あるいは構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不要にぼやかし得ると判断される場合、そのような説明は略する。
【００１９】
本発明の好ましい第1実施例による電極組立体の製造方法は、第1電極111と第2電極113の縁部から内側に向けて窪まれた陥入部A1を形成する段階(S11)；前記第1電極111、第1分離膜112、前記第2電極113、第2分離膜114が順次積層された4層構造や前記4層構造が繰り返して積層された構造、または前記第1電極111、前記第1分離膜112、前記第2電極113、前記第2分離膜114が交互に配置されて一体に結合された2種以上の基本単位体が、それぞれ一つずつ定められた順序に従い積層され、前記4層構造や前記4層構造が繰り返して配置された構造を有する単位構造体110を形成する段階(S20)；単位構造体110に備えられた第1分離膜112と第2分離膜114の前記陥入部A1に対応される領域をマージン(margin)をとって切り取り、第1分離膜112と第2分離膜114にも陥入部A2を形成する段階(S31)；及び隣接した単位構造体等110の陥入部A1、A2が互いに対向するように複数個の単位構造体110を積層して電極組立体100を形成する段階(S41)；を行うことを含む製造方法である。
【００２０】
先ず、S11段階を行うため、図1に示された電極111、113を準備し、図2のように第1電極111または第2電極113の一側縁部から内側に向けて陥入部A1を形成することができる。陥入部A1の形成は、図1に示された電極111、113をカッティングすることによって達成されることもあるが、最初から陥入部A1が形成されている電極111、113を製造することも可能である。
【００２１】
次に、図3及び図4のように陥入部A1が形成された第1電極111及び第2電極113と、陥入部が形成されない第1分離膜112及び第2分離膜114を第1電極111、第1分離膜112、第2電極113、第2分離膜114の順に積層して単位構造体110を形成するS20段階を行う。このような積層構造を複数個含む単位構造体110を想定することもでき、単位構造体110は追って説明する補助単位体をさらに含むこともできる。
【００２２】
次に、図5及び図6のように、第1分離膜112及び第2分離膜114の全体領域のうち電極111、113に形成された陥入部A1を対向する領域を切り取って、第1分離膜112及び第2分離膜114にも陥入部A2を形成するS31段階を行う。それぞれの分離膜112、114の両面に位置した電極111、113が分離膜112、114を介さず短絡されることを防止できるように、分離膜112、114は電極111、113よりは多少広い面積に裁断される。これと同一の理由により、分離膜112、114に陥入部A2を形成する際にも、電極111、113に形成された陥入部A1を区画する外郭線(outline)から多少マージンをとって図4の点線に沿って分離膜112、114を切り取るのが好ましい。
【００２３】
次に、図6のように互いに隣接した単位構造体等110の陥入部A1、A2が互いに対向するように単位構造体等110を積層して電極組立体100を形成するS41段階を行う。
【００２４】
一方、いずれか一つの単位構造体110に形成された陥入部A1、A2は、隣接した単位構造体等110に形成された陥入部A1、A2と同じサイズを有し得るが、二次電池が機械または電子デバイスに設けられる部品と干渉しないながらも、最大限の電気容量を有し得るように、いずれか一つの単位構造体110に形成された陥入部A1、A2は、隣接した単位構造体等110に形成された陥入部A1、A2とは異なるサイズを有し得る。
【００２５】
例えば、図7は第1実施例の変形例であって、これを参照すれば、電極組立体100の最上側に位置した単位構造体110の電極111、113に形成された陥入部A1の幅W1が最も狭く、電極組立体100の中間に位置した単位構造体110の電極111、113に形成された陥入部A1の幅W2がその次に広く、電極組立体100の最下側に位置した単位構造体110の電極111、113に形成された陥入部A1の幅W3が最も広いことを確認することができる。
【００２６】
このように、電極111、113に形成された陥入部A1のサイズは、電極組立体100の上面から下面に向けて漸次大きくなり得るか、逆に漸次小さくなり得る。また、分離膜112、114に形成された陥入部A2のサイズも、電極組立体100の上面から下面に向けて漸次大きくなり得るか、逆に漸次小さくなり得る。
【００２７】
以下では、本発明の好ましい第2実施例による電極組立体の製造方法に対して説明する。
【００２８】
本発明の好ましい第2実施例による電極組立体の製造方法は、第1電極111と第2電極113の内側に貫通ホールB1を形成する段階(S12)；前記第1電極111、第1分離膜112、前記第2電極113、第2分離膜114が順次積層された4層構造や前記4層構造が繰り返して積層された構造、または前記第1電極111、前記第1分離膜112、前記第2電極113、前記第2分離膜114が交互に配置されて一体に結合された2種以上の基本単位体が、それぞれ一つずつ定められた順序に従い積層され、前記4層構造や前記4層構造が繰り返して配置された構造を有する単位構造体110を形成する段階(S20)；単位構造体110に備えられた第1分離膜112と第2分離膜114の前記貫通ホールB1に対応する領域をマージンを取って切り取り、第1分離膜112と第2分離膜114にも貫通ホールB2を形成する段階(S32)；及び隣接した単位構造体等110の貫通ホールB1、B2が互いに対向するように複数個の単位構造体110を積層して電極組立体100を形成する段階(S42)；を行うことを含む製造方法である。
【００２９】
先ず、S12段階を行うために図1に示された電極111、113を準備し、図8のように第1電極111または第2電極113の内側に貫通ホールB1を形成することができる。貫通ホールB1の形状は円形に限定されず、多角形及び不定形に形成されることもあり、複数個の貫通ホールB1が電極111、113に形成されることもある。貫通ホールB1の形成は、図1に示された電極111、113をカッティングすることによって達成されることもできるが、最初から貫通ホールB1が形成されている電極111、113を製造することも可能である。
【００３０】
次に、図9のように、貫通ホールB1が形成された第1電極111及び第2電極113と、貫通ホールが形成されない第1分離膜112及び第2分離膜114を、第1電極111、第1分離膜112、第2電極113、第2分離膜114の順に積層して単位構造体110を形成するS20段階を行う。このような積層構造を複数個含む単位構造体110を想定することもでき、単位構造体110は追って説明する補助単位体をさらに含むこともできる。図3は、たとえ第1実施例を示しているとしても、第2実施例による単位構造体110に備えられた各層も図3のような方式で積層されるので、図3及び図9を参照すれば、第2実施例による単位構造体110の構造を容易に把握することができる。
【００３１】
次に、図10及び図11のように、第1分離膜112及び第2分離膜114の全体領域のうち電極111、113に形成された貫通ホールB1を対向する領域を切り取って、第1分離膜112及び第2分離膜114にも貫通ホールB2を形成するS32段階を行う。それぞれの分離膜112、114の両面に位置した電極111、113が分離膜112、114を介さず短絡されることを防止できるように、分離膜112、114は電極111、113よりは多少広い面積に裁断される。これと同一の理由により、分離膜112、114に貫通ホールB2を形成する際にも、電極111、113に形成された貫通ホールB1を区画する外郭線(outline)から多少マージンをとって、図9の点線によって区画される内側領域の分離膜112、114を、点線に沿って切り取るのが好ましい。
【００３２】
次に、図11のように互いに隣接した単位構造体等110の貫通ホールB1、B2が互いに対向するように単位構造体等110を積層して電極組立体100を形成するS42段階を行う。
【００３３】
一方、第1実施例と同様に第2実施例においても、いずれか一つの単位構造体110に形成された貫通ホールB1、B2は、隣接した単位構造体等110に形成された貫通ホールB1、B2と同じサイズを有することもあり、異なるサイズを有することもある。
【００３４】
例えば、図12は第2実施例の変形例であって、これを参照すれば、電極組立体100の最上側に位置した単位構造体110の電極111、113に形成された貫通ホールB1の幅D1が最も狭く、電極組立体100の中間に位置した単位構造体110の電極111、113に形成された貫通ホールB1の幅D2がその次に広く、電極組立体100の最下側に位置した単位構造体110の電極111、113に形成された貫通ホールB1の幅D3が最も広いことを確認することができる。
【００３５】
このように、電極111、113に形成された貫通ホールB1のサイズは、電極組立体100の上面から下面に向けて漸次大きくなり得るか、逆に漸次小さくなり得る。また、分離膜112、114に形成された貫通ホールB2のサイズも、電極組立体100の上面から下面に向けて漸次大きくなり得るか、逆に漸次小さくなり得る。
【００３６】
以下では、前述した第1実施例による電極組立体100を備える第1実施例による二次電池を製造する方法に対して説明する。
【００３７】
第1実施例による二次電池の製造方法は、S11段階、S20段階、S31段階、S41段階を経て製造された電極組立体100をパウチ外装材200に収納し、このパウチ外装材200のうち電極組立体100の垂直投影面以外の領域を融着部210、220で形成するS50段階をさらに行う(図13及び図14参照)。
【００３８】
すなわち、第1実施例による二次電池の製造方法は、第1電極111と第2電極113の縁部から内側に向けて窪まれた陥入部A1を形成する段階(S11)；前記第1電極111、第1分離膜112、前記第2電極113、第2分離膜114が順次積層された4層構造や前記4層構造が繰り返して積層された構造、または前記第1電極111、前記第1分離膜112、前記第2電極113、前記第2分離膜114が交互に配置されて一体に結合された2種以上の基本単位体がそれぞれ一つずつ定められた順序に従い積層され、前記4層構造や前記4層構造が繰り返して配置された構造を有する単位構造体110を形成する段階(S20)；単位構造体110に備えられた第1分離膜112と第2分離膜114の前記陥入部A1に対応される領域をマージンをとって切り取り、第1分離膜112と第2分離膜114にも陥入部A2を形成する段階(S31)；隣接した単位構造体等110の陥入部A1、A2が互いに対向するように複数個の単位構造体110を積層して電極組立体100を形成する段階(S41)；及びパウチ外装材200に電極組立体100を収納してパウチ外装材200のうち電極組立体100の垂直投影面以外の領域を融着部210、220で形成する段階(S50)；を含む製造方法である。
【００３９】
S11段階、S20段階、S31段階、S41段階に対しては重複説明を略し、S50段階に対して説明する。
【００４０】
S50段階において電極組立体100の垂直投影面とは、パウチ外装材200の上面と下面のうち電極組立体100と重なる領域を称する。したがって、パウチ外装材200のうち電極組立体100の垂直投影面以外の領域とは、図13で陰影で示されている領域を称する。結局、電極組立体100の垂直投影面以外の領域を融着部210、220で形成することは、図13で陰影で示されている領域を融着することを意味する。
【００４１】
既に説明したように、電極組立体100に陥入部A1、A2を形成したことは、機械または電子デバイスの設計自由度を高めることを目的とし、この目的を充実に達成するためには、電極組立体100とパウチ外装材200の形状を略同一にするのが好ましい。
【００４２】
したがって、S50段階は、融着部210、220のうち陥入部A1、A2に対応される領域220を第1分離膜112と第2分離膜114の陥入部A2よりも狭い領域だけ切り取る工程を含むことができ、この工程が完了した二次電池は図14の通りである。
【００４３】
以下では、前述した第2実施例による電極組立体100を備える第2実施例による二次電池を製造する方法に対して説明する。
【００４４】
第2実施例による二次電池の製造方法は、S12段階、S20段階、S32段階、S42段階を経て製造された電極組立体100をパウチ外装材200に収納し、このパウチ外装材200のうち電極組立体100の垂直投影面以外の領域を融着部210、230で形成するS50段階をさらに行う(図15及び図16参照)。
【００４５】
すなわち、第2実施例による二次電池の製造方法は、第1電極111と第2電極113の内側に貫通ホールを形成する段階(S12)；前記第1電極111、第1分離膜112、前記第2電極113、第2分離膜114が順次積層された4層構造や前記4層構造が繰り返して積層された構造、または前記第1電極111、前記第1分離膜112、前記第2電極113、前記第2分離膜114が交互に配置されて一体に結合された2種以上の基本単位体が、それぞれ一つずつ定められた順序に従い積層され、前記4層構造や前記4層構造が繰り返して配置された構造を有する単位構造体110を形成する段階(S20)；単位構造体110に備えられた第1分離膜112と第2分離膜114の前記貫通ホールB1に対応される領域をマージンをとって切り取り、第1分離膜112と第2分離膜114にも貫通ホールB2を形成する段階(S32)；及び隣接した単位構造体等110の貫通ホールB1、B2が互いに対向するように複数個の単位構造体110を積層して電極組立体100を形成する段階(S42)；及びパウチ外装材200に電極組立体100を収納してパウチ外装材200のうち電極組立体100の垂直投影面以外の領域を融着部210、230で形成する段階(S50)；を含む製造方法である。
【００４６】
S12段階、S20段階、S32段階、S42段階に対しては重複説明を略し、S50段階に対して説明する。
【００４７】
第2実施例のS50段階において電極組立体100の垂直投影面とは、第1実施例と同じ意味として用いられ、したがって、電極組立体100の垂直投影面以外の領域を融着部210、230で形成することは、図15で陰影で示されている領域を融着することを意味する。
【００４８】
また、S50段階は、融着部210、230のうち貫通ホールB1、B2に対応される領域230を第1分離膜112と第2分離膜114の貫通ホールB2よりも狭い領域だけ切り取る工程を含むことができ、この工程が完了した二次電池は図16の通りである。
【００４９】
第1実施例と第2実施例に拘らず、前記S50段階において融着部210、220、230を切り取る工程は、レーザーカッティング、超音波カッティング、金型カッティングを介して行われ得る。
【００５０】
今までは、単位構造体110の構造に対して単に第1電極111、第1分離膜112、第2電極113、第2分離膜114の順序で各階を積層した構造を含むことだけで簡単に説明した。また、単位構造体110をなしている互いに別個の層の相対位置を固定して一つの単位構造体110に作製するか、単位構造体110を含む電極組立体100を作製する具体的な過程に対しても詳しく説明していない。
【００５１】
よって、実際に単位構造体110をどのような工程を介して作製することができるかと、本発明に採用され得る多様な電極組立体100の構造に対して以下で説明する。
【００５２】
本発明に係る電極組立体の製造方法によって製造された電極組立体100は、少なくとも一つの単位構造体110a、110b（図17及び図18参照)を含む。
【００５３】
本発明に係る電極組立体において基本単位体は、電極と分離膜が交互に配置されて形成される。このとき、電極と分離膜は同じ数だけ配置される。例えば、基本単位体110aは2つの電極111、113と2つの分離膜112、114が積層されて形成され得る。このとき、正極と負極は、当然分離膜を介して互いに対向することができる。基本単位体がこのように形成されれば、基本単位体の一側末端に電極が位置するようになり、基本単位体の他側末端に分離膜が位置するようになる。
【００５４】
本発明に係る電極組立体は、基本単位体の積層だけで単位構造体(すなわち、電極組立体)を形成することができるとの点に基本的な特徴がある。すなわち、本発明は、1種の基本単位体を繰り返して積層し、または2種以上の基本単位体を定められた順序に従い積層して単位構造体を形成することができるとの点に基本的な特徴がある。このような特徴を具現するために基本単位体は、以下のような構造を有し得る。
【００５５】
第一、基本単位体は、第1電極、第1分離膜、第2電極及び第2分離膜が順次積層されて形成され得る。より具体的に基本単位体110a、110bは、第1電極111、第1分離膜112、第2電極113及び第2分離膜114が上側から下側に順次積層されて形成されるか、または第1電極111、第1分離膜112、第2電極113及び第2分離膜114が下側から上側に順次積層されて形成され得る。このような構造を有する基本単位体を以下で第1基本単位体という。このとき、第1電極111と第2電極113は互いに逆の電極である。例えば、第1電極111が正極であれば第2電極113は負極である。
【００５６】
このように第1電極、第1分離膜、第2電極及び第2分離膜が順次積層されて基本単位体が形成されれば、1種の基本単位体110aを繰り返して積層することだけでも単位構造体100aを形成することができる。ここで、基本単位体はこのような4層構造以外にも8層構造や12層構造を有し得る。すなわち、基本単位体は4層構造が繰り返して配置された構造を有し得る。例えば、基本単位体は、第1電極、第1分離膜、第2電極、第2分離膜、第1電極、第1分離膜、第2電極及び第2分離膜が順次積層されて形成されることもある。
【００５７】
第二、基本単位体は、第1電極、第1分離膜、第2電極、第2分離膜、第1電極及び第1分離膜が順次積層されて形成されるか、第2電極、第2分離膜、第1電極、第1分離膜、第2電極及び第2分離膜が順次積層されて形成され得る。前者の構造を有する基本単位体を以下で第2基本単位体といい、後者の構造を有する基本単位体を以下で第3基本単位体という。
【００５８】
より具体的に第2基本単位体110cは、第1電極111、第1分離膜112、第2電極113、第2分離膜114、第1電極111及び第1分離膜112が上側から下側に順次積層されて形成され得る。また第3基本単位体110dは、第2電極113、第2分離膜114、第1電極111、第1分離膜112、第2電極113及び第2分離膜114が上側から下側に順次積層されて形成され得る。これとは逆に下側から上側に順次積層されて形成されることもある。
【００５９】
第2基本単位体と第3基本単位体を一つずつのみ積層すれば、4層構造が繰り返して積層された構造が形成される。したがって、第2基本単位体と第3基本単位体を一つずつ交互に続けて積層すれば、図6で示しているように第2及び第3基本単位体の積層だけでも単位構造体を形成することができる。
【００６０】
このように本発明で1種の基本単位体は、第1電極、第1分離膜、第2電極及び第2分離膜が順次配置された4層構造や4層構造が繰り返して配置された構造を有する。また、本発明において2種以上の基本単位体をそれぞれ一つずつ定められた順序に従い配置すれば、4層構造や4層構造が繰り返して配置された構造が形成される。例えば、前述した第1基本単位体は4層構造を有し、前述した第2基本単位体と第3基本単位体をそれぞれ一つずつ合計2つを積層すれば、4層構造が繰り返して積層された12層構造が形成される。
【００６１】
したがって、本発明で1種の基本単位体を繰り返して積層するか、または2種以上の基本単位体を定められた順序に従い積層すれば、単に積層だけでも単位構造体(すなわち、電極組立体)を形成することができる。
【００６２】
本発明において単位構造体は、基本単位体が基本単位体単位で積層されて形成される。すなわち、先ず基本単位体を製作した後、これを繰り返して、または定められた順序に従い積層して単位構造体を製作する。このように本発明は、基本単位体の積層だけで単位構造体を形成することができる。したがって、本発明は、基本単位体を非常に精密に整列させることができる。基本単位体が精密に整列されれば、電極と分離膜も単位構造体で精密に整列され得る。また本発明は、単位構造体(電極組立体)の生産性を非常に向上させることができる。工程が非常に単純になるためである。
【００６３】
単位構造体110に備えられた第1電極111は、集電体及び活物質層(活物質)を備え、活物質層は集電体の両面に塗布される。これと同様に、単位構造体110に備えられた第2電極113も集電体及び活物質層(活物質)を備え、活物質層は集電体の両面に塗布される。
【００６４】
一方、単位構造体110を製造する工程は、次のような連続工程でなり得る(図19参照)。先ず、第1電極材料121、第1分離膜材料122、第2電極材料123及び第2分離膜材料124を準備する。ここで、電極材料121、123は以下で検討してみるように、所定の大きさに切断されて電極111、113を形成する。これは、分離膜材料122、124も同一である。工程の自動化のために電極材料121、123と分離膜材料122、124はロールに巻取されている形態を有し得る。このように材料等を準備した後、第1電極材料121をカッターC1を介して所定の大きさに切断する。また、第2電極材料123もカッターC2を介して所定の大きさに切断する。その後、所定の大きさの第1電極材料121を第1分離膜材料122上に供給する。また、所定の大きさの第2電極材料123も第2分離膜材料124上に供給する。その後、材料等を全て共にラミネータL1、L2に供給する。
【００６５】
電極組立体100は、前記で検討してみたように、単位構造体110が繰り返して積層されて形成される。ところが、単位構造体110を構成する電極と分離膜が互いに分離されれば、単位構造体110を繰り返して積層することが非常に困難になり得る。したがって、単位構造体110に備えられた電極と分離膜は互いに接着されるのが好ましく、ラミネータL1、L2はこのように電極と分離膜を互いに接着するために用いられる。すなわち、ラミネータL1、L2は材料等に圧力を加えるか、または熱と圧力を加えて電極材料と分離膜材料を互いに接着する。このように電極材料と分離膜材料は、ラミネータL1、L2によってラミネーティング工程を介して互いに接着され、このような接着により単位構造体110はより安定的に自分の形状を維持することができる。
【００６６】
各層のラミネーティング以後には、第1分離膜材料122と第2分離膜材料124をカッターC3を介して所定の大きさに切断する。このような切断によって単位構造体110が形成され得る。さらに必要に応じて単位構造体110に対する各種検査を行うこともできる。例えば、厚さ検査、ビジョン検査、ショート検査のような検査をさらに行うこともできる。
【００６７】
単位構造体110を製造する工程は、前記のように連続工程で行われ得るが、必ず連続工程で行わなければならないものではない。すなわち、第1電極111、第1分離膜112、第2電極113及び第2分離膜114を適切なサイズに先ずカッティングした後、これらを積層して単位構造体110を形成することももちろん可能である。
【００６８】
一方、分離膜112、114または分離膜材料122、124は、接着力を有するコーティング物質で表面がコーティングされ得る。このとき、コーティング物質は無機物粒子とバインダー高分子の混合物であり得る。ここで、無機物粒子は、分離膜の熱的安全性を向上させることができる。すなわち、無機物粒子は、高温で分離膜が収縮することを防止することができる。また、バインダー高分子は、無機物粒子を固定させることができ、これによってバインダー高分子の間に固定された無機物粒子等の間には所定の気孔構造が形成され得る。このような気孔構造によって、無機物粒子が分離膜にコーティングされていても、正極から負極にイオンが円滑に移動することができる。また、バインダー高分子は、無機物粒子を分離膜に安定的に維持させ、分離膜の機械的安全性も向上させることができる。さらに、バインダー高分子は、分離膜を電極により安定的に接着させることができる。参考に、分離膜は、ポリオレフィン系列の分離膜基材で形成され得る。
【００６９】
ところが、図17と図18で示しているように、第1分離膜112は両面に電極111、113が位置するのに反して、第2分離膜114は一面にのみ電極113が位置する。したがって、第1分離膜112は両面にコーティング物質がコーティングされ得、第2分離膜114は一面にのみコーティング物質がコーティングされ得る。すなわち、第1分離膜112は第1電極111と第2電極113に対向する両面にコーティング物質がコーティングされ得、第2分離膜114は、第2電極113に対向する一面にのみコーティング物質がコーティングされ得る。
【００７０】
このようにコーティング物質による接着は、単位構造体110内でなされることで十分である。したがって、前記で検討してみたように、第2分離膜114は一面にのみコーティングがなされていても構わない。但し、単位構造体110同士もヒートプレス(heat press)などの方法で互いに接着され得るので、必要に応じて第2分離膜114も両面にコーティングがなされ得る。すなわち、第2分離膜114も第2電極113に対向する一面とその反対面にコーティング物質がコーティングされ得る。このような場合、上側に位置する単位構造体110とこの真下に位置する単位構造体110は、第2分離膜114の外面のコーティング物質を介して互いに接着され得る。
【００７１】
参考に、接着力を有するコーティング物質を分離膜に塗布した場合、所定の物体で分離膜に直接圧力を加えることは好ましくない。分離膜は、通常、電極より外側に長く延長される。したがって、第1分離膜112の末端と第2分離膜114の末端を互いに結合させようとする試みがあり得る。例えば、第1分離膜112の末端と第2分離膜114の末端を超音波融着で互いに融着させようとする試みがあり得、超音波融着の場合、ホーン(horn)で対象を直接加圧する必要がある。しかし、このようにホーンで分離膜の末端を直接加圧すれば、接着力を有するコーティング物質によって分離膜にホーンがくっ付き得る。これにより、装置の故障が招かれ得る。したがって、接着力を有するコーティング物質を分離膜に塗布した場合、所定の物体で分離膜に直接圧力を加える工程を適用することは好ましくない。
【００７２】
一方、電極組立体100は、第1補助単位体130と第2補助単位体140のうち少なくともいずれか一つをさらに含むことができる。先ず、第1補助単位体130に対して検討してみる。単位構造体110は、第1電極111、第1分離膜112、第2電極113及び第2分離膜114が上側から下側に、または下側から上側に順次積層されて形成される。したがって、このような単位構造体110が繰り返して積層されて電極組立体100が形成されれば、電極組立体100の最上側(図17参照)、または最下側(図18参照)に第1電極111(116、以下「第1末端電極」という)が位置するようになる(第1末端電極は、正極であってもよく、負極であってもよい)。第1補助単位体130は、このような第1末端電極116にさらに積層される。
【００７３】
より具体的に第1補助単位体130aは、図20で示しているように第1電極111が正極であり第2電極113が負極であれば、第1末端電極116から順次、すなわち第1末端電極116から外側(図20を基準に上側)に分離膜114、負極113、分離膜112及び正極111が順次積層されて形成され得る。また、第1補助単位体130bは、図21で示しているように第1電極111が負極であり第2電極113が正極であれば、第1末端電極116から順次、すなわち第1末端電極116から外側に分離膜114及び正極113が順次積層されて形成され得る。電極組立体100は、図20または図21で示しているように第1補助単位体130によって第1末端電極116側の最外側に正極を位置させることができる。
【００７４】
一般的に電極は集電体と活物質層(活物質)を備え、活物質層は集電体の両面に塗布される。これによって図20を基準に、正極の活物質層のうち集電体の下側に位置した活物質層は、分離膜を媒介として負極の活物質層のうち集電体の上側に位置した活物質層と互いに反応する。ところが、単位構造体110を同一に形成した後、これを順次積層して電極組立体100を形成すれば、電極組立体100の最上側または最下側に位置した第1末端電極は、他の第1電極111と同一に集電体の両面に活物質層を備えるしかない。しかし、第1末端電極が集電体の両面に活物質層を塗布した構造を有せば、第1末端電極の活物質層のうち外側に位置した活物質層は、他の活物質層と反応することができない。したがって、活物質層が浪費される問題が招かれる。
【００７５】
第1補助単位体130は、このような問題を解決するためのものである。すなわち、第1補助単位体130は、単位構造体110と別個に形成される。したがって、第1補助単位体130は、集電体の一面にのみ活物質層が形成された正極を備えることができる。すなわち、第1補助単位体130は、集電体の両面のうち単位構造体110に対向する一面(図20を基準に下側に向かう一面)にのみ活物質層がコーティングされた正極を備えることができる。結果的に、第1末端電極116にさらに第1補助単位体130を積層して電極組立体100を形成すれば、第1末端電極116側の最外側に片面のみコーティングされた正極を位置させることができる。したがって、活物質層が浪費される問題を解決することができる。また、正極は(例えば)ニッケルイオンを放出する構成なので、最外側に正極を位置させることが電池容量に有利である。
【００７６】
次に第2補助単位体140に対して検討してみる。第2補助単位体140は、基本的に第1補助単位体130と同じ役割を行う。より具体的に説明する。単位構造体110は、第1電極111、第1分離膜112、第2電極113及び第2分離膜114が上側から下側に、または下側から上側に順次積層されて形成される。したがって、このような単位構造体110が繰り返して積層されて電極組立体100が形成されれば、電極組立体100の最上側(図18参照)、または最下側(図17参照)に第2分離膜114(117、以下「第2末端分離膜」という)が位置するようになる。第2補助単位体140は、このような第2末端分離膜117にさらに積層される。
【００７７】
より具体的に第2補助単位体140aは、図22で示しているように第1電極111が正極であり第2電極113が負極であれば、正極111に形成され得る。また、第2補助単位体140bは、図23で示しているように第1電極111が負極であり第2電極113が正極であれば、第2末端分離膜117から順次、すなわち第2末端分離膜117から外側(図23を基準に下側)に負極111、分離膜112及び正極113が順次積層されて形成され得る。第2補助単位体140も、第1補助単位体130と同一に集電体の両面のうち単位構造体110に対向する一面(図23を基準に上側に向かう一面)にのみ活物質層がコーティングされた正極を備えることができる。結果的に、第2末端分離膜117に第2補助単位体140をさらに積層して電極組立体100を形成すれば、第2末端分離膜117側の最外側に片面のみコーティングされた正極を位置させることができる。
【００７８】
参考に、図20と図21、そして図22と図23は、第1電極111、第1分離膜112、第2電極113及び第2分離膜114が上側から下側に順次積層された場合を例示している。これとは逆に、第1電極111、第1分離膜112、第2電極113及び第2分離膜114が下側から上側に順次積層された場合も、前記で説明されたところと同一に説明され得る。また、第1補助単位体130と第2補助単位体140は、必要に応じて最外側に分離膜をさらに含むこともある。一例として最外側に位置した正極がケースと電気的に絶縁される必要がある場合、第1補助単位体130と第2補助単位体140は正極の外側に分離膜をさらに含むことができる。同一の理由により、図22のように第2補助単位体140が積層されている側の反対側(すなわち、図22の電極組立体100の最上側)に露出している正極にも、分離膜がさらに含まれ得る。
【００７９】
一方、図24から図26で示しているように、電極組立体100を形成するのが好ましい。先ず、図24で示しているように電極組立体100eを形成することができる。単位構造体110bは、下側から上側に第1電極111、第1分離膜112、第2電極113及び第2分離膜114が順次積層されて形成され得る。このとき、第1電極111は正極であり得、第2電極113は負極であり得る。また、第1補助単位体130cは、第1末端電極116から順次、すなわち図24を基準に上側から下側に分離膜114、負極113、分離膜112及び正極111が積層されて形成され得る。このとき、第1補助単位体130cの正極111は、単位構造体110bに対向する一面にのみ活物質層が形成され得る。
【００８０】
また、第2補助単位体140cは、第2末端分離膜117から順次、すなわち図24を基準に下側から上側に、正極111(第1正極)、分離膜112、負極113、分離膜114及び正極118(第2正極)が積層されて形成され得る。このとき、第2補助単位体140cの正極のうち最外側に位置した正極118(第2正極)は、単位構造体110bに対向する一面にのみ活物質層が形成され得る。参考に、補助単位体が分離膜を含めば、単位体の整列に有利である。
【００８１】
次に、図25で示しているように、電極組立体100fを形成することができる。単位構造体110bは、下側から上側に第1電極111、第1分離膜112、第2電極113及び第2分離膜114が順次積層されて形成され得る。このとき、第1電極111は正極であり得、第2電極113は負極であり得る。また、第1補助単位体130dは、第1末端電極116から順次分離膜114、負極113及び分離膜112が積層されて形成され得る。このとき、第2補助単位体は備えられなくとも構わない。参考に、負極は、電位差によってパウチ外装材200のアルミニウム層と反応を起こし得る。したがって、負極は、分離膜を介してパウチ外装材200から絶縁されるのが好ましい。
【００８２】
最後に、図26で示しているように、電極組立体100gを形成することができる。単位構造体110cは、上側から下側に第1電極111、第1分離膜112、第2電極113及び第2分離膜114が積層されて形成され得る。このとき、第1電極111は負極であり得、第2電極113は正極であり得る。また、第2補助単位体140dは、第2末端分離膜117から順次負極111、分離膜112、正極113、分離膜114及び負極119が順次積層されて形成され得る。このとき、第1補助単位体は備えられなくとも構わない。
【００８３】
以下では、図27を参照し、本発明に係る電極組立体100の固定構造に対して説明する。
【００８４】
本発明に係る電極組立体100は、単位構造体110または単位構造体110が積層された構造の電極組立体100の側面または前面を固定する固定部T1をさらに含んで構成され得る。
【００８５】
すなわち、積層構造の安定性を確保するため、電極組立体100の側面に別個の部材を用いて固定を行うことができ、このような固定部は図27(a)に示されているように、積層された電極組立体100の前面をテーピングする方式で具現するか、図27(b)に示されているように、電極組立体100の側面のみを固定する固定部T2で具現することが可能である。また、図27(a)、図27(b)の場合、固定部としては高分子テープが採用され得る。
【００８６】
前述したような本発明の詳細な説明では、具体的な実施例に関して説明した。しかし、本発明の範疇から外れない限度内ではいくつかの変形が可能である。本発明の技術的思想は、本発明の記述した実施例に限って決定されてはならず、特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等なものなどによって決定されなければならない。
【図１】
0006278970.tif 000002
【図２】
0006278970.tif 000003
【図３】
0006278970.tif 000004
【図４】
0006278970.tif 000005
【図５】
0006278970.tif 000006
【図６】
0006278970.tif 000007
【図７】
0006278970.tif 000008
【図８】
0006278970.tif 000009
【図９】
0006278970.tif 000010
【図１０】
0006278970.tif 000011
【図１１】
0006278970.tif 000012
【図１２】
0006278970.tif 000013
【図１３】
0006278970.tif 000014
【図１４】
0006278970.tif 000015
【図１５】
0006278970.tif 000016
【図１６】
0006278970.tif 000017
【図１７】
0006278970.tif 000018
【図１８】
0006278970.tif 000019
【図１９】
0006278970.tif 000020
【図２０】
0006278970.tif 000021
【図２１】
0006278970.tif 000022
【図２２】
0006278970.tif 000023
【図２３】
0006278970.tif 000024
【図２４】
0006278970.tif 000025
【図２５】
0006278970.tif 000026
【図２６】
0006278970.tif 000027
【図２７（ａ）】
0006278970.tif 000028
【図２７（ｂ）】
0006278970.tif 000029