(57)【要約】  本発明は、第１面積を有する２つ以上の第１電極ユニット及び上記第１面積より小さい第２面積を有する２つ以上の第２電極ユニットが長方形の分離膜によって巻き取られて積層されたスタック・アンド・フォールディング型の電極組立体であって、上記電極組立体は、第１電極ユニットが複数個積層された第１電極積層体及び第２電極ユニットが複数個積層された第２電極積層体を含み、上記第１電極積層体と第２電極積層体の面積差によって段差を有する段差部を含み、上記分離膜は２つ以上の層で上記段差部を覆い、上記分離膜は上記段差と同じ形状を有する電極組立体を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面積を有する２つ以上の第１電極ユニット及び前記第１面積より小さい第２面積を有する２つ以上の第２電極ユニットが長方形の分離膜により巻き取られて積層されたスタック・アンド・フォールディング型の電極組立体であって、
前記電極組立体は、前記第１電極ユニットが複数個積層された第１電極積層体及び前記第２電極ユニットが複数個積層された第２電極積層体を含み、
前記第１電極積層体と前記第２電極積層体の面積差により段差を有する段差部を含み、
前記分離膜は２つ以上の層で前記段差部を覆い、前記分離膜は前記段差と同じ形状を有する、電極組立体。
【請求項２】
前記段差部を覆う分離膜は、各層の分離膜の厚さが異なる、請求項１に記載の電極組立体。
【請求項３】
前記段差部を覆う分離膜は、表面から内部に向かうほど厚くなる、請求項２に記載の電極組立体。
【請求項４】
前記段差部を覆う分離膜は、少なくとも表面の１層が切断されている、請求項３に記載の電極組立体。
【請求項５】
前記段差部を覆う分離膜の厚さは、前記第１電極積層体及び前記第２電極積層体の内部に位置する分離膜の厚さの９５％以下である、請求項１〜４の何れか１項に記載の電極組立体。
【請求項６】
前記段差部を覆う分離膜は、延伸されたものである、請求項１〜５の何れか１項に記載の電極組立体。
【請求項７】
前記段差部を覆う分離膜は、全て切断されたものである、請求項１〜６の何れか１項に記載の電極組立体。
【請求項８】
前記第２電極積層体は、第２電極ユニット上に第２面積より小さい面積を有する電極ユニットが１つ以上積層された電極積層体を含み、２つ以上の段差を有する電極積層体である、請求項１〜７の何れか１項に記載の電極組立体。
【請求項９】
前記第１電極ユニット及び前記第２電極ユニットは、単一電極、少なくとも一つの正極と少なくとも一つの負極が分離膜を境界として積層された単位セル、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１〜８の何れか１項に記載の電極組立体。
【請求項１０】
前記単位セルは、ジェリーロール型単位セル、スタック型ユニットセル、ラミネート・アンド・スタック型単位セル及びスタック・アンド・フォールディング型単位セルからなる群より選択される少なくとも一つである、請求項９に記載の電極組立体。
【請求項１１】
前記第１電極積層体の最上段の電極は負極である、請求項１〜１０の何れか１項に記載の電極組立体。
【請求項１２】
前記第１電極積層体と前記第２電極積層体は、互いに異なる電極が対面して積層されたものである、請求項１〜１１の何れか１項に記載の電極組立体。
【請求項１３】
第１面積を有する２つ以上の電極ユニット及び前記第１面積より小さい第２面積を有する２つ以上の電極ユニットを長方形の分離膜上に配列し、前記電極ユニットを包みながら前記分離膜を巻き取るが、大面積の電極ユニットによる大面積の電極積層体及び小面積の電極ユニットによる小面積の電極積層体が相互積層されて段差を有し、同じ段差において、小面積の電極ユニットのそれぞれの端部と大面積の電極積層体の最上端の端部の間を覆う長方形の分離膜によって傾斜角の異なる２つ以上の傾斜面が形成された電極組立体を組み立てる段階と、
前記同じ段差を覆う分離膜のテンションを解消して、全ての傾斜面を除去する段階と、を含み、
前記テンションが解消された分離膜は、厚さが互いに異なる、電極組立体の製造方法。
【請求項１４】
前記テンションが解消された分離膜は、電極組立体の表面から内部に向かうほど厚くなる、請求項１３に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項１５】
前記段差を覆う分離膜のテンションは、段差を覆う分離膜を延伸して解消する、請求項１３または１４に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項１６】
前記延伸は、段差を覆う分離膜を８０〜１００℃の温度範囲に加熱して行う、請求項１５に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項１７】
前記延伸は、段差を覆う分離膜を８０〜１００℃の温度の治具で加圧して行う、請求項１５または１６に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項１８】
前記治具は、前記電極組立体の段差と同じ形状を有する、請求項１７に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項１９】
請求項１〜１２の何れか１項に記載の電極組立体と、
前記電極組立体が収納された電池ケースと、を含む、二次電池。
【請求項２０】
前記電池ケースは、前記電極組立体と同じ形状の段差を有する、請求項１９に記載の二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スタック・アンド・フォールディングにより組み立てられた段差を有する電極組立体に関するもので、より具体的には、段差部に形成された分離膜の形状が電極組立体の段差部と同じ形状を有する電極組立体及びその製造方法に関する。
【０００２】
また、本発明は、上記電極組立体を含む二次電池に関する。
【背景技術】
【０００３】
通常、段差を有する電極組立体は図１のような構造を有する。このような段差を有する電極組立体１は、両面に最外郭電極として正極１１または負極１３が配置される。
【０００４】
しかし、従来のこのような段差を有する電極組立体は、一方向に長い分離膜上に第１面積を有する正極と負極を配置した後、正極と負極が交互に積層されるように折り畳むか、積層することで、段差を有さない第１電極積層体を得て、同様の方法で第２面積を有する第２電極積層体を得てから、これらの電極積層体を相互に積層することで、段差を有する電極組立体を組み立てていた。
【０００５】
上記のような従来の方法により得られた電極組立体は、個別の面積を有する電極積層体を交互に積層することで得られるものであるため、電極積層体間の積層により形成される段差部には、分離膜による傾斜面が形成されない。
【０００６】
しかし、電極組立体の組み立ての自動化などの必要性から、１つまたは２つ以上の長い分離膜上にそれぞれの電極ユニットを配列し、上記分離膜を上記電極ユニット毎に折り畳むことにより、段差を有する電極組立体を製造する必要がある。このとき、上記分離膜は、ぴんと張られて各電極またはユニットセルの電極面に平坦、且つ緊密に密着され、予め積層された電極積層体を包みながら上記電極積層体の上面、下面または上面及び下面に連続的に次の電極またはユニットセルを積層する。
【０００７】
当該方法で電極組立体を組み立てると、各層間の段差部に上記分離膜によってテンション（ｔｅｎｓｉｏｎ）が発生し傾斜面を形成するようになるが、このような分離膜のテンションは、電池ケース内に挿入する際、電極組立体の挿入性を低下させる。また、加圧工程時、分離膜のテンションによって、図６に示すように下段部の大面積の電極が曲がる曲げ（ｂｅｎｄｉｎｇ）を誘発して電極組立体の形状不良を引き起こすことがある。従って、スタック・アンド・フォールディングにより組み立てられた電極組立体における上記のような分離膜のテンションは、解消されなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、スタック・アンド・フォールディングにより組み立てられた電極組立体において、分離膜によって形成された各層間のテンションが解消された電極組立体を提供する。
【０００９】
また、本発明は、上記分離膜のテンションが解消された電極組立体を含む二次電池、電池パック及びデバイスを提供する。
【００１０】
さらに、本発明は、上記電極組立体におけるテンションを解消する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、テンションが解消された段差を有するスタック・アンド・フォールディング型電極組立体を提供するためのもので、第１面積を有する２つ以上の第１電極ユニット及び上記第１面積より小さい第２面積を有する２つ以上の第２電極ユニットが長方形の分離膜により巻き取られて積層されたスタック・アンド・フォールディング型電極組立体であって、上記電極組立体は、第１電極ユニットが複数個積層された第１電極積層体と、第２電極ユニットが複数個積層された第２電極積層体と、を含み、上記第１電極積層体と第２電極積層体の面積差によって段差を有する段差部を含み、上記分離膜は、２つ以上の層で上記段差部を覆い、上記分離膜は、上記段差と同じ形状を有する電極組立体を提供する。
【００１２】
上記段差部を覆う分離膜は、各層の分離膜の厚さが異なり、電極組立体の表面から内部に向かうほど厚くなる。
【００１３】
上記段差を覆う分離膜は、少なくとも表面の１層が切断されてもよく、全てが切断されてもよい。
【００１４】
上記段差部を覆う分離膜は、延伸されたものであってもよく、上記段差部を覆う分離膜の厚さは、電極ユニットと電極ユニットの間に位置する分離膜の厚さの９５％以下であってもよい。
【００１５】
一方、上記第２電極積層体は、第２電極ユニット上に第２面積より小さい面積を有する電極ユニットが１つ以上積層された電極積層体をさらに含み、１つ以上の段差を有する電極積層体であってもよい。
【００１６】
上記電極ユニットは、単一電極、少なくとも一つの正極と少なくとも一つの負極が分離膜を境界として積層された単位セル、またはこれらの組み合わせであってもよい。
【００１７】
このとき、上記単位セルは、ジェリーロール型単位セル、スタック型単位セル、ラミネート・アンド・スタック型単位セル及びスタック・アンド・フォールディング型単位セルからなる群より選択される少なくとも一つであってもよい。
【００１８】
さらに、上記第１電極積層体の最上端の電極は負極であってもよい。
【００１９】
また、上記第１電極積層体と第２電極積層体は、互いに異なる電極が対面して積層されたものであってもよい。
【００２０】
また、本発明は、テンションが解消された段差を有するスタック・アンド・フォールディング型電極組立体を製造する方法に関するもので、第１面積を有する２つ以上の第１電極ユニット及び上記第１面積より小さい第２面積を有する２つ以上の電極ユニットを長方形の分離膜上に配列し、上記電極ユニットを包みながら上記分離膜を巻き取り、大面積の電極ユニットによる大面積の電極積層体及び小面積の電極ユニットによる小面積の電極積層体が相互積層されて段差を有し、同じ段差において、小面積の電極ユニットのそれぞれの端部と大面積の電極積層体の最上端の端部の間を覆う長方形の分離膜によって傾斜角の異なる２つ以上の傾斜面が形成された電極組立体を組み立てる段階と、上記同じ段差を覆う分離膜のテンションを解消して全ての傾斜面を除去する段階と、を含み、上記テンションが解消された分離膜は、厚さが互いに異なる電極組立体の製造方法を提供する。
【００２１】
上記テンションが解消された分離膜は、電極組立体の表面から内部に向かうほど、厚くなってもよい。
【００２２】
上記段差を覆う分離膜のテンションは、段差を覆う分離膜を延伸して解消することができる。
【００２３】
このとき、上記延伸は、段差を覆う分離膜を８０〜１００℃の温度範囲に加熱して行ってもよく、段差を覆う分離膜を８０〜１００℃の温度の治具で加圧して行ってもよい。ここで、上記治具には、上記電極組立体の段差と同じ形状を有するものを使用することができる。
【００２４】
一方、本発明は、上記電極組立体を含む二次電池に関するもので、上記二次電池は、電池ケースに上記電極組立体が収納されたものである。このとき、上記電池ケースは、上記電極組立体と同じ形状の段差を有する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、段差を有する電極組立体において、スタック・アンド・フォールディングにより段差を有する電極組立体を組み立てる場合、分離膜によって発生した各層間のテンションを解消することができるため、電池ケース内に挿入する際の電極組立体の挿入性を向上させることができ、また、加圧工程時の下段の電極積層体の曲げを抑制することができるため、電極組立体の外観不良を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】段差を有する電極組立体を概略的に示す斜視図である。
【図２】スタック・アンド・フォールディングにより段差を有する電極組立体を組み立てる場合、長方形の分離膜上に電極ユニットを配列した電極ユニットの展開図の一例である。
【図３】スタック・アンド・フォールディングにより段差を有する電極組立体を組み立てる場合、長方形の分離膜上に電極ユニットを配列した電極ユニットの展開図の一例である。
【図４】スタック・アンド・フォールディングによって組み立てられた電極組立体において、分離膜によるテンションが発生したことを概略的に示した外面図である。
【図５】スタック・アンド・フォールディングによって組み立てられた電極組立体において、分離膜によるテンションが発生したことを概略的に示した外面図である。
【図６】分離膜のテンションによって電極積層体が曲げられた形状を概略的に示した概念図である。
【図７】本発明の一例による治具プレスによって分離膜のテンションを解消する方法を概略的に示した概念図、及びこれにより段差が形成された分離膜を含む電極組立体を概略的に示した断面図である。
【図８】分離膜の切断によって段差が形成された分離膜を含む電極組立体を概略的に示したものである。
【図９】段差を有する電極組立体において、分離膜が傾斜面を形成した段差において上記傾斜面の分離膜を切断する概念を概略的に示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。しかし、本発明の実施形態は、様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
【００２８】
本発明の電極組立体は、第１面積を有する少なくとも一つの電極ユニットが積層された第１電極積層体と、上記第１面積より小さい第２面積を有する少なくとも一つの電極ユニットが積層された第２電極積層体と、を含み、上記第１及び第２電極積層体が平面に対して垂直な方向に積層されており、図１に示したような段差を有する。
【００２９】
上記それぞれの電極積層体を構成する電極ユニットは、負極または正極の単位電極、または少なくとも一つの負極と少なくとも一つの正極が分離膜を境界として積層された単位セルであってもよい。上記単位セルは、一つの負極と１つの正極が分離膜を境界として積層されたモノセルであるか、または中心に一つの中心電極が配置され、上記中心電極の両面に上記中心電極と異なる極性を有する同一電極が配置されたバイセルであってもよい。上記バイセルは、中心電極が負極であるＡ型バイセル及び中心電極が正極であるＣ型バイセルであってもよい。
【００３０】
さらに、特に限定するものではないが、上記単位セルは、ジェリーロール型、スタック型、ラミネート・アンド・スタック型及びスタック・アンド・フォールディング型単位セルからなる群より選択されてもよく、上記単位セルは、最外郭の両面に配置される２つの電極の極性が同一または異なってもよい。
【００３１】
上記電極組立体は、第１電極積層体及び上記第１電極積層体上に第２電極積層体を積層することで形成される。このとき、上記したように、第１電極積層体は、第１面積を有する電極ユニットにより形成され、第２電極積層体は、上記第１面積より小さい第２面積を有する電極ユニットにより形成されるもので、各電極積層体を構成する電極間には面積差があり、上記面積差によって段差が形成された段差部を含む。
【００３２】
上記第２電極積層体は、同一面積の電極ユニットが積層されて段差を有さないものであってもよく、第２面積より小さい面積を有する電極積層体が１つ以上積層されて１つ以上の段差を有する電極積層体であってもよい。ここで、上記第２電極積層体上に積層される電極積層体は、平面に対して垂直な方向に順次面積が小さくなる構造の電極積層体であってもよい。
【００３３】
上記電極積層体は、負極と正極の分離膜を境界として交互に積層されて形成されるが、本発明では、面積の異なる電極積層体の間で段差を形成する境界部でも負極と正極が対面するように積層されることが好ましい。このように、異なる電極が対面することで、段差が形成される境界部でも負極と正極間の充放電反応を図ることができ、電池容量を増大させる効果を得ることができる。
【００３４】
このとき、より好ましくは、相対的に大面積である第１電極積層体と相対的に小面積である第２電極積層体が対面して段差を形成する境界部において、上記第１電極積層体の最外郭電極であって、上記第２電極積層体と対面する側面の最外郭電極としては負極が配置されることが好ましい。正極が上記第１電極積層体の最外郭電極として配置されると、電池の充放電中に正極活物質のリチウムが析出されて電池の安全性を害する恐れがある。従って、段差を有する境界部で負極と正極が対面するときは、上記負極が面積の大きい電極となるように配置することが好ましい。
【００３５】
本発明の電極積層体は、スタック・アンド・フォールディングにより組み立てられるものであり、縦方向より横方向の長さが長い長方形の分離膜上に電極ユニットを配列し、上記長方形の分離膜を電極ユニット毎に巻き取ることで、電極積層体を形成することができる。
【００３６】
上記長方形の分離膜の材質は、特に限定されず、本技術分野で分離膜として通常用いられるものであれば、本発明でも適宜使用できる。例えば、微細多孔構造を有するポリエチレン、ポリプロピレンまたはこれらの組み合わせにより製造される多層フィルムや、ポリビニリデンフルオライド、ポリエチレンオキシド、ポリアクリロニトリルまたはポリビニリデンフルオライドヘキサフルオロプロピレン共重合体のような固体高分子電解質用またはゲル状高分子電解質用高分子フィルムを使用することができる。
【００３７】
上記のような長方形の分離膜を使用してスタック・アンド・フォールディングにより電極組立体を組み立てる場合には、第１電極積層体を形成する第１面積を有する少なくとも一つの第１電極ユニット及び第２電極積層体を形成する第２面積を有する少なくとも一つの第２電極ユニットを長方形の分離膜上に配列し、上記配列された各電極ユニットを上記分離膜で包まれながら一方向に折り畳む。
【００３８】
上記長方形の分離膜は、電極ユニットを既に形成された電極積層体の一面に対面させながら電極積層体の外側を包むようになり、各電極ユニットは、上記長方形の分離膜を境界として対面して積層され、それぞれの電極ユニットが積層されて既に形成された電極積層体の一面または両面に電極ユニットが積層される。
【００３９】
このとき、上記電極ユニットの配列は、巻き取ることによって段差を有する電極組立体が得られるように、第１電極ユニットと第２電極ユニットを適切に配列することができればよく、特に限定しない。
【００４０】
例えば、上記長方形の分離膜上に電極ユニットを配列するに当たり、図２に示したように、電極ユニット７とそれに隣接する電極ユニット７を連続的に配列することができる。このとき、電極ユニット７は、大面積、中面積及び小面積の電極ユニットを分離膜２０上に適切に配列することで、折り畳んで段差を有する電極組立体を得ることができる。
【００４１】
但し、電極ユニットが分離膜を介さずに対面することを防止するために、最初に折り畳まれる電極ユニットの隣接する配列位置には少なくとも一つの空きを有する。図２に示したように、電極ユニットを配列した後、次の電極ユニットの配列位置に空き領域を形成することができ、また、図面には示さなかったが、予め空き領域を形成してから電極ユニットを配列することもできる。また、電極ユニットは、少なくとも電極組立体の厚さ分だけの間隔を確保するように離隔して配列されることが好ましい。
【００４２】
上記図２のように、電極ユニットが長方形の分離膜上に配列されると、折り畳むことによって、連続する電極ユニットが既に形成された電極積層体の両面にそれぞれ位置するようになる。即ち、１つの電極ユニットが電極積層体の上面に配置し、隣接する電極ユニットは電極積層体の反対面に位置するようになる。これにより、最初に折り畳まれる電極ユニットは、スタック・アンド・フォールディングにより形成される電極組立体の中心部に位置する。図２のような形態に電極ユニットを配列すると、電極ユニットの展開順序が複雑であるという短所はあるが、一旦配列されると、一方向に折り畳むことで段差を有する電極組立体を容易に組み立てることができる。
【００４３】
一方、図３に示したように、長方形の分離膜上に電極ユニットと空きが交互に位置するように配置してもよい。この場合、最初に折り畳まれる電極ユニットの一面に電極ユニットが積層され、その反対面には電極ユニットを含まない分離膜が位置するようになる。但し、この場合には、電極組立体の組み立てに用いられる分離膜の消耗量が増大するという問題はあるが、電極組立体を組み立てるための電極ユニットの配列を単純化させることができる。
【００４４】
また、図面に示さなかったが、上記のような積層形態及び電極ユニットの配列の長所と短所を考慮して、両方の電極ユニットの配列を組み合わせてスタック・アンド・フォールディング型の電極組立体を製造することができることも容易に理解できるであろう。即ち、段差の数が多い場合は、電極組立体を組み立てるための電極ユニットの展開形態が複雑になるため、電極組立体の一部に対しては後者の方法により電極ユニットを積層して電極組立体を組み立てることで、工程の簡素化を図ることができる。
【００４５】
本発明のように、スタック・アンド・フォールディングにより電極組立体を製造する場合、上記長方形の分離膜は、第１電極ユニットによる第１電極積層体と第２電極ユニットによる第２電極積層体との面積差によって形成された段差部も包むため、図４に示したように、電極組立体の段差が形成される一側端面を経由する長方形の分離膜２０は、第２電極積層体の電極ユニットと第１電極積層体の最上端面の間で傾斜面１０を形成する。
【００４６】
但し、図４には、外形上、段差部に形成された傾斜部１０が最外郭の一つの分離膜２０によって形成されることが示されているが、より具体的には、図５に示したように、一つの傾斜部１０の内部には、上段の電極積層体を構成する電極ユニットの数だけの分離膜２０による傾斜角の異なる傾斜面１０が複数個形成されてもよい。
【００４７】
このようなスタック・アンド・フォールディングにより電極組立体を組み立てる際、各電極ユニットが対面し、各電極ユニットと分離膜が平坦、且つ強固に積層形態を保持させるために、分離膜にテンションを加えて巻き取り、これにより段差が形成される段差部に傾斜面が形成される。このような電極積層体は、外形上、面積の異なる各電極ユニットの積層による段差形状は現れない。
【００４８】
上記段差部における分離膜のテンションは、電池ケースに電極組立体を挿入する工程において、電池ケースの形状と一致しないため、電極組立体の挿入性を低下させることができる。さらに、電池ケースに挿入した後に加圧すると、図６に示したように、分離膜のテンションによって電極組立体の下段部が曲げられる現象が発生し、これによって電極組立体の外観不良を引き起こす恐れがある。
【００４９】
従って、このような傾斜面は、分離膜のテンションを解消して除去することが好ましい。上記分離膜のテンションは、分離膜の材質によって異なるが、長方形の分離膜を延伸したり、切断することで、解消することができる。
【００５０】
具体的には、図７及び図８に示したように、第２電極積層体を構成するそれぞれの第２電極ユニットの端部と上記第１電極積層体の最上端の端部の間、即ち、長方形の分離膜２０が経由し、上記段差が形成された電極組立体１の一側端面に位置する第２電極ユニットの端部と上記第１電極積層体の最上端の第１電極ユニットの端部の間に傾斜面を形成する分離膜を延伸または切断して上記傾斜面のテンションを解消することができる。
【００５１】
上記段差部を覆う長方形の分離膜を延伸してテンションを解消することにより、図７及び図８に示したように、電極ユニットの積層によって形成される上記段差部の形状と同じ形状に変形または成形することができ、面積差を有する電極ユニットの積層によって形成され得る外形と同じ段差を有する電極組立体を得ることができる。
【００５２】
上記延伸は、長方形の分離膜を加熱しながら圧力を加えることで行うことができる。このとき、上記加熱は、分離膜の材質によって異なるが、８０〜１００℃の温度範囲で行うことが好ましい。例えば、図７に示したように、上記温度範囲に加熱された治具３０を用いて分離膜を加圧することで、延伸することができる。上記治具は、上記電極組立体の段差部と同じ形状の段差が形成されたものを使用することが、複数の段差を有する電極組立体に対しても一度に分離膜のテンションを解消することができるため、好ましい。
【００５３】
このような加熱及び延伸によって傾斜面が形成された分離膜のテンションを除去することで、上記段差部と同じ形状に分離膜に段差を付与することができる。従って、特に限定しないが、上記段差部の分離膜の厚さは、延伸されることにより、延伸されない部分、例えば、電極積層体内に位置する部分の分離膜の厚さの９５％以下であってもよい。以下に示すように、上記のような加熱及び加圧により分離膜が延伸限界を超えて破断されることがあり、この場合には、破断した部分の分離膜の厚さは、延伸されない分離膜の厚さの０％であると表現することもできる。
【００５４】
さらに、上記のような加熱及び加圧によって延伸された部分の分離膜は、上記延伸により厚さが減少する。延伸される程度は、段差部の高度差によって異なってもよく、これにより、分離膜の厚さの減少程度も変わる。また、上記延伸される分離膜は、同じ段差部に属するものであっても分離膜が位置する高さの差によって異なることがある。
【００５５】
例えば、図５において、上記分離膜を延伸する場合、最外郭の傾斜面を形成する分離膜ａと最内側の傾斜面を形成する分離膜ｂは、延伸される程度が異なるため、厚さも異なる。さらに、場合によっては、上記最外郭の傾斜面を形成する分離膜ａは、伸び率が相対的に大きく、延伸過程で延伸限界を超えて破断することがあり、最内側の傾斜面を形成する分離膜は、相対的に伸び率が小さい。
【００５６】
従って、第２電極積層体が複数の第２電極ユニットで構成されることにより、複数の分離膜が上記段差部を経由して段差を覆う場合、第２電極積層体を構成する各電極ユニットと第１電極積層体の最上端面との間に様々な傾斜角で傾斜面を形成する各分離膜は、テンションを解消するために延伸される程度がそれぞれ異なるため、上記段差を覆う上記分離膜の厚さは、内側から外側に向かうほど、段階的に減少する。このとき、分離膜の厚さの減少程度は傾斜角の程度によって異なることができ、ここでは、特に限定しない。一例として、場合によっては、最外郭の分離膜を含み、外郭に位置する分離膜の一部が破断されることがあり、外郭に位置する分離膜のほど、破断する傾向が増加する。
【００５７】
一方、上記段差を覆う分離膜のテンションを解消するにおいて、分離膜の延伸限界を超えて加熱及び加圧される場合は、上記したように分離膜が破断することもあるが、意図的に切断することもできる。即ち、テンションによって傾斜面を形成する長方形の分離膜を段差部で切断することで、テンションを解消することができる。通常、分離膜は非常に薄い厚さを有するもので、テンションが解消されることにより、図８に示したように電極組立体の段差部の各面に密着するようになる。これにより、分離膜は、電極組立体の段差部の形状を具現することができる。
【００５８】
上記切断は、特に限定されず、様々な方法で行うことができる。例えば、ナイフでカットしたり、レーザーまたは熱線などの手段で切断してもよい。また、切断する位置の分離膜に破断線を形成し、分離膜を加圧するか、または加熱しながら加圧して、上記破断線での分離膜の切断を誘導することができる。このように分離膜が切断されることにより、段差部に傾斜面を形成する分離膜のテンションが解消されて、図８に示したように電極組立体の各面に密着するようになる。これにより、電極組立体の段差が外部に具現されることができる。
【００５９】
このとき、上記切断位置は、特に限定しない。上記段差部は、電極組立体の断面からみて、図９に示したように、第１電極積層体の最外郭面で、第２電極積層体と対面せずに外部に露出する面の水平線ａ、第２電極ユニットの積層による第２電極積層体の側端面の垂直線ｂを有し、上記水平線ａと垂直線ｂが直角を成し、上記直角に対する辺である上記分離膜の傾斜面の斜辺ｃにより直角三角形を形成する。従って、上記傾斜面ｃを所望する位置で切断することができる。
【００６０】
このように切断することで、分離膜のテンションが解消されて、切断された分離膜ｃ１が水平線ａに密着し、分離膜ｃ２が垂直線ｂに密着するようになる。このとき、切断された分離膜ｃ１またはｃ２の長さが密着されるａまたはｂの長さより大きい場合（ｃ１＞ａまたはｃ２＞ｂ）には、分離膜が折られる恐れがある。従って、切断された分離膜の長さ、即ち、ｃ１またはｃ２の長さが上記水平線ａまたは垂直線ｂの長さより長くならないように切断されることがより好ましい。例えば、ｃ１＝ａまたはｃ２＝ｂの関係を満たすように切断することができる。
【００６１】
このような本発明によると、電極組立体の製造中に分離膜によって面積差を有する電極ユニットの積層によって形成される段差をそのまま具現できる電極組立体を得ることができ、また、分離膜のテンションによって電池ケースに収納時の収納困難性を解消することができ、また、図６のような下段の電極積層体の曲げを防止することができる。
【００６２】
本発明で提供する電極組立体を使用して、リチウムイオン二次電池またはリチウムイオンポリマー二次電池の電池セルを製造することができる。上記電極組立体は、電池ケースに内蔵されることができ、上記電池ケースはパウチ型であってもよい。このとき、上記電池ケースは、上記内部に収納される電極組立体の形状に応じて、パウチフォーミング工程時に予め段差部が形成されることが好ましい。
【００６３】
さらに、本発明の電極組立体を含む電池セルを２つ以上含む電池パックを得ることができ、また、上記電池セルを一つ以上含むデバイスを得ることができる。上記デバイスは、携帯電話、携帯用コンピュータ、スマートフォン、スマートパッド、ネットブック、ＬＥＶ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、または電力貯蔵装置であってもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１  電極組立体
５  電極積層体
７  電極ユニット
１０  傾斜部
２０  長方形の分離膜
３０  治具
ａ  水平線
ｂ  垂直線
ｃ  傾斜面（斜辺）
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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