電極組立体及びこれを用いた二次電池
【課題】本発明は、二次電池用電極組立体及び前記電極組立体を用いた二次電池を提供する。
【解決手段】第１活物質が塗布された第１活物質部、及び前記第１活物質が塗布されない第１無地部を備える第１極板と、第２活物質が塗布された第２活物質部、及び前記第２活物質が塗布されない第２無地部を備える第２極板と、前記第１及び第２極板の間に介在するセパレータと、前記第１及び第２無地部にそれぞれ備えられる第１及び第２電極タブとを含み、前記第１及び第２極板は、第１及び第２無地部の少なくとも一部が対面し、かつ、第１及び第２電極タブが極板内で互いに対面しないように備えられ、前記第１及び第２無地部が対面する部分から前記第１及び第２極板を巻取って形成される電極組立体と、前記電極組立体と、前記電極組立体を収容するケースとを含む二次電池を提供する。
【解決手段】第１活物質が塗布された第１活物質部、及び前記第１活物質が塗布されない第１無地部を備える第１極板と、第２活物質が塗布された第２活物質部、及び前記第２活物質が塗布されない第２無地部を備える第２極板と、前記第１及び第２極板の間に介在するセパレータと、前記第１及び第２無地部にそれぞれ備えられる第１及び第２電極タブとを含み、前記第１及び第２極板は、第１及び第２無地部の少なくとも一部が対面し、かつ、第１及び第２電極タブが極板内で互いに対面しないように備えられ、前記第１及び第２無地部が対面する部分から前記第１及び第２極板を巻取って形成される電極組立体と、前記電極組立体と、前記電極組立体を収容するケースとを含む二次電池を提供する。
【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及び前記電極組立体を用いた二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、電極組立体は、正極板、負極板、及びこれらの間に介在するセパレータで構成され、二次電池は、前記電極組立体を電解液とともに外装ケースに収容させることによって製造される。
【０００３】
このような二次電池において、正極板、負極板、及びこれらの間にセパレータを介在して巻取った電極組立体を使用することができる。前記電極組立体は、巻取り数が増加する場合に電極組立体の形態が変形しやすかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、巻取り回数が増加しても、電極組立体の形態変形がなく、巻取り工程が容易な電極組立体及び前記電極組立体を用いた二次電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明は、本発明に係る電極組立体及び前記電極組立体を用いた二次電池を提供する。
【０００６】
本発明の一実施形態において、本発明に係る電極組立体は、第１活物質が塗布された第１活物質部、及び前記第１活物質が塗布されない第１無地部を備える第１極板と、第２活物質が塗布された第２活物質部、及び前記第２活物質が塗布されない第２無地部を備える第２極板と、前記第１及び第２極板の間に介在するセパレータと、前記第１及び第２無地部にそれぞれ備えられる第１及び第２電極タブとを含み、前記第１及び第２極板は、第１及び第２無地部の少なくとも一部が対面し、かつ、第１及び第２電極タブが極板内で互いに対面しないように備えられ、前記第１及び第２無地部が対面する部分から前記第１及び第２極板を巻取って形成される。
【０００７】
このとき、前記第１電極タブ及び第２電極タブは、それぞれ前記電極組立体の上部及び下部に備えられることができる。
【０００８】
前記第１または第２電極タブは、第１または第２無地部に接する部分が面取り（ｃｈａｍｆｅｒｉｎｇ）できる。
【０００９】
前記第１または第２電極タブは、それぞれの幅が前記電極組立体の最小巻取り幅と等しく備えられることができる。
【００１０】
前記第１または第２電極タブは、前記第１または第２無地部と対面し、前記対面する部分の縦長は、５ｍｍ以上ないし第１または第２極板の縦長の半分未満に備えられることができる。
【００１１】
また、前記第１または第２無地部は、第１または第２電極タブが備えられていない部分にカッティングされた部分を含むことができる。
【００１２】
このとき、前記カッティングされた部分は、縦長が、第１または第２極板の縦長の半分未満に備えられることができる。
【００１３】
前記カッティングされた部分は、前記カッティングされた部分の角が面取りされるように備えられることができる。
【００１４】
前記カッティングされた部分は、巻取られる電極組立体の湾曲部に含まれないことがある。
【００１５】
前記第１及び第２極板は、それぞれの第１及び第２無地部が対面し、かつ、各極板の他端が互いに反対方向に向かうように備えられることができる。
【００１６】
前記第１極板は、前記活物質が間欠塗布された１つ以上の第１活物質部、及び前記第１活物質部の間に備えられる第１無地部を含み、前記第１無地部は、前記第１電極タブが備えられることができる。
【００１７】
また、前記電極組立体は、第１及び第２極板の一端である第１及び第２無地部の少なくとも一部が巻取り中心部で対面し、かつ、前記第１及び第２極板の他端が互いに反対方向に向かうように備えられ、前記第１及び第２極板は、前記巻取り中心部を基準として互いに反対方向に巻取り可能である。
【００１８】
前記電極組立体は、第１及び第２極板の一端が巻取り中心部に備えられ、前記第１及び第２極板の他端が互いに同一方向に向かい、前記第１及び第２極板は、前記巻取り中心部を基準として互いに同一方向に巻取り可能である。
【００１９】
本発明の他の実施形態において、本発明に係る電極組立体は、第１活物質が間欠塗布された１つ以上の第１活物質部、及び前記第１活物質部の間に前記第１活物質が塗布されない第１無地部を備える第１極板と、第２活物質が塗布された第２活物質部、及び一端に前記第２活物質が塗布されない第２無地部をそれぞれ備える２つの第２極板と、前記第１及び第２極板の間に介在するセパレータと、前記第１及び第２無地部にそれぞれ備えられる第１及び第２電極タブとを含み、前記第１極板の上部及び下部には、前記第１及び第２無地部が対面し、かつ、第１及び第２電極タブが互いに対面しないようにそれぞれ第２極板を備えるが、前記第２極板は、互いに対面しないように備えられ、前記第１及び第２無地部が対面する部分から前記第１及び第２極板を巻取って形成される。
【００２０】
このとき、前記第１電極タブ及び第２電極タブは、それぞれ前記電極組立体の上部及び下部に備えられるが、前記第２極板に備えられる第２電極タブは、互いに異なる大きさに備えられることができる。
【００２１】
前記第１または第２電極タブは、第１または第２無地部に接する部分が面取りできる。
【００２２】
前記第１または第２電極タブは、それぞれの幅が前記電極組立体の最小巻取り幅と等しく備えられることができる。
【００２３】
前記第１または第２電極タブは、前記第１または第２無地部と対面し、前記対面する部分の縦長は、５ｍｍ以上ないし第１または第２極板の縦長の半分未満に備えられることができる。
【００２４】
前記第１極板は、無地部を介して２つの第１活物質部からなり、前記第１極板の第１活物質部のいずれか１つ及びこれに対面するように備えられる第２極板を巻取るが、前記第１極板の第１活物質部の他の１つに対面するように備えられる第２極板を取り囲むように巻取ることができる。
【００２５】
前記第１または第２無地部は、第１または第２電極タブが備えられていない部分にカッティングされた部分を含むことができる。
【００２６】
また、前記カッティングされた部分は、縦長が、第１または第２極板の縦長の半分未満に備えられることができる。
【００２７】
このとき、前記カッティングされた部分は、前記カッティングされた部分の角が面取りされるように備えられることができる。
【００２８】
前記カッティングされた部分は、巻取られる電極組立体の湾曲部に含まれないことがある。
【００２９】
また、本発明は、前述した電極組立体と、前記電極組立体を収容するケースとを含む二次電池に関する。
【００３０】
本発明に係る電極組立体は、巻取り幅と同一の幅を有する電極タブを使用することができる。したがって、別途の巻取り芯を必要とせず、前記電極組立体を容易に巻取ることができる。
【００３１】
また、本発明に係る電極組立体は、無地部にカッティングされた部分を含むことができる。したがって、前記電極組立体を巻取る際に中心部を一定に維持することができるとともに、前記カッティングされた部分により、電極組立体の厚さはより薄く実現可能である。
【００３２】
また、本発明に係る電極組立体は、正極板または負極板と、これに対応する複数の負極板または正極板とを含む。前記組立体は、複数の極板を使用するため、二次電池の設計をより多様に変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る電極組立体を備える二次電池の斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電極組立体の分解図である。
【図３】図２における電極組立体の巻取り方法に関する概略図である。
【図４（ａ）】図３において巻取られた電極組立体の斜視図である。
【図４（ｂ）】図４（ａ）のＸ−Ｘラインに沿った断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る電極組立体の巻取り方法を示す上面図である。
【図６（ａ）】図５において巻取られた電極組立体の斜視図である。
【図６（ｂ）】図６（ａ）のＸ’−Ｘ’ラインに沿った断面図である。
【図７】本発明のさらに他の実施形態に係る電極組立体の分解図である。
【図８（ａ）】図７における電極組立体の巻取り方法に関する概略図である。
【図８（ｂ）】図７における電極組立体の巻取り方法を示す上面図である。
【図９（ａ）】図８（ａ）及び図８（ｂ）において巻取られた電極組立体の斜視図である。
【図９（ｂ）】図９（ａ）のＸ’’−Ｘ’’ラインに沿った断面図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態に係る電極組立体の巻取り方法を示す上面図である。
【図１１】図１０において巻取られた電極組立体の斜視図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態に係る電極組立体の分解図である。
【図１３（ａ）】図１２の上面図である。
【図１３（ｂ）】図１３（ａ）のＹ’’−Ｙ’’ラインに沿った断面図である。
【図１４】図１２における電極組立体を巻取り方法に関する概略図である。
【図１５】図１４において巻取られた電極組立体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付した図面を参考にして、本発明の実施形態及びその他当業者が本発明の内容を容易に理解するために必要な事項について詳細に記載する。ただし、本発明は、特許請求の範囲に記載された範囲内で様々な異なる形態に変形及び変更できるため、以下で説明する実施形態は、例示にすぎないことを当業者は理解することができる。
【００３５】
本実施形態を説明するにあたり、かかる公知技術に関する具体的な説明が本発明の要旨をあいまいにする可能性があると判断された場合、その詳細な説明は省略する。また、図面において、たとえ、同一の構成要素が他の図面上に表示されても、できる限り同一の参照番号または符号で表していることに留意しなければならない。合わせて、図面において、各厚さや大きさは、説明の便宜及び明確性のために誇張または縮小し得るため、実際の層の厚さや大きさと異なることがある。
【００３６】
以下、添付した図面を参照して、本発明に係る実施形態の構成及び作用を詳細に説明する。
【００３７】
図１は、本発明に係る電極組立体を備える二次電池の斜視図である。
【００３８】
図１に示すように、二次電池１０はポーチ型であって、ポーチ型ケース２０と、ポーチ型ケース２０に収容される電極組立体１００とを含む。
【００３９】
ポーチ型ケース２０には、カバー２１と、本体２２とが備えられている。前記ポーチ型ケース２０の本体２２には、電極組立体１００を収容する空間である収容部２２ａと、前記収容部２２ａの入口側に外方に拡張して形成された密封部２３とがある。前記カバー２１は、密封部２３の一側辺と一体に連結されて形成される。二次電池１０は、電極組立体１００を本体２２の収容部２２ａに収容させた後、本体２２とカバー２１とを密着させた状態で、密封部２３を熱融着して作製される。
【００４０】
図１では、ポーチ型ケース２０について示されているが、これに限定されず、缶型など多様なケースを用いて二次電池を製造することができる。
【００４１】
以下、図面を参照して、本発明に係る電極組立体を説明する。
【００４２】
図２〜図４は、本発明の一実施形態に係る電極組立体に関する図である。
【００４３】
図２は、本発明の一実施形態に係る電極組立体の分解図である。図３は、図２における電極組立体の巻取り方法に関する概略図である。図４（ａ）は、図３において巻取られた電極組立体の斜視図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＸ−Ｘラインに沿った断面図である。
【００４４】
図２に示すように、本実施形態に係る電極組立体１００は、第１活物質が塗布された第１活物質部１１１、及び前記第１活物質が塗布されない第１無地部１１２を備える第１極板１１０と、第２活物質が塗布された第２活物質部１２１、及び前記第２活物質が塗布されない第２無地部１２２を備える第２極板１２０と、前記第１及び第２極板１１０、１２０の間に介在するセパレータ１３０と、前記第１及び第２無地部１１２、１２２にそれぞれ備えられる第１及び第２電極タブ１４０、１５０とを含み、前記第１及び第２極板１１０、１２０は、第１及び第２無地部１１２、１２２の少なくとも一部が対面し、かつ、第１及び第２電極タブ１４０、１５０が極板内で互いに対面しないように備えられ、前記第１及び第２無地部１１２、１２２が対面する部分から前記第１及び第２極板１１０、１２０を巻取って形成される。
【００４５】
前記第１極板１１０は正極板であり、正極板は、正極集電体の両面または片面に正極活物質が塗布された正極活物質部１１１、及び前記正極活物質が塗布されない第１無地部１１２を含む。一般的に、正極集電体は、高い導電性を有する物質で、化学的変化を誘発しないものであれば、特に限定されない。例えば、前記正極集電体は、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素などが使用可能である。
【００４６】
正極活物質部１１１は、リチウムを含む層状化合物である正極活物質と、導電性を向上させる導電材と、前記層状化合物と導電材との間の結合力を向上させるバインダーとを含む。
【００４７】
前記第１無地部１１２は、正極活物質１１１が塗布されない部分であり、第１電極タブ１４０が付着される部分である。前記第１電極タブ１４０は、ニッケルなどで形成されることができ、超音波溶接、抵抗溶接、及びレーザ溶接のうちいずれか１つ以上の方式により、第１無地部１１２に付着される。
【００４８】
前記第２極板１２０は負極板であり、前記負極板は、負極集電体の片面または両面に負極活物質が塗布された負極活物質部１２１、及び第２無地部１２２を含む。一般的に、負極集電体は、導電性金属板として、例えば、銅、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケルなどで形成されることができる。
【００４９】
負極活物質部１２１は、負極活物質及び前記負極活物質の結合力を向上させるバインダーを溶媒と混合してスラリー状に作った後、前記スラリーを負極集電体に塗布して形成される。
【００５０】
第２無地部１２２は、負極活物質部１２１が塗布されない部分であり、第２電極タブ１５０が付着される部分である。前記第２電極タブ１５０は、ニッケルなどで形成されることができ、超音波溶接、抵抗溶接、及びレーザ溶接のうちいずれか１つ以上の方式により、第２無地部１２２に付着される。
【００５１】
セパレータ１３０は、第１及び第２極板１１０、１２０の間に介在するものであり、シート状に延びた形態であり得る。前記セパレータ１３０は、イオンの通路になるとともに、正極板１１０と負極板１２０とが互いに直接接触することを防止する機能を果たす。したがって、セパレータ１３０は、高いイオン透過度と機械的強度を有する絶縁性の薄い薄膜であり得る。
【００５２】
二次電池に用いられる電極組立体は、巻取り型電極組立体、積層型電極組立体などに分類可能である。巻取り型電極組立体は、長く延びたシート状の正極板と負極板とを、前記極板の間にセパレータを介在して巻取ったものである。これに対し、積層型電極組立体は、一定の大きさの複数の正極板と負極板とを、前記極板の間にセパレータを介在させ順次に積層したものである。これらのうち、巻取り型電極組立体の場合、電池の容量を高める最も簡単な方法の１つは、正極板及び負極板の巻取り数を増加させることである。しかし、巻取り数を増加させるほど、電極組立体を構成する極板またはセパレータが離脱しやすく、前記電極組立体の形態変形が誘発し得る。また、深刻な場合は、正極板と負極板とが直接接触して短絡などが発生し得る。
【００５３】
一方、本発明に係る電極組立体１００は、前記正極板及び負極板１１０、１２０を互いに対面させ、かつ、前記極板の間にセパレータ１３０を介在して一方向に巻取ることによって形成されることができる。
【００５４】
前記第１及び第２電極タブ１４０、１５０は、それぞれの幅が前記電極組立体１００の最小巻取り幅と等しく備えられることができる。また、前記電極組立体１００において、第１電極タブ１４０及び第２電極タブ１５０は、それぞれ前記電極組立体１００の上部及び下部に備えられることができる。
【００５５】
第１及び第２電極タブ１４０、１５０は、電極組立体１００を巻取る場合、巻取り幅の基準を定める巻取り芯の役割を果たすことができる。したがって、電極組立体１００の巻取りを容易にすることができ、電極組立体１００の形態変形を防止することができる。したがって、電極組立体１００の巻取り数の増加に対する工程不良などの制約がないため、大容量電池などの作製に有利である。
【００５６】
図２及び図３に示すように、巻取り方向を基準として、前記第１電極タブ１４０及び第２電極タブ１５０が第１及び第２無地部１１２、１２２に付着される部分を付着面とするとき、前記付着面に付着される電極タブの幅ｓ２、ｔ２は、本発明に係る電極組立体１００の巻取り幅と等しいかまたは類似してもよい。好ましくは、前記電極タブの幅ｓ２、ｔ２は、電極組立体１００の巻取り幅と等しい。
【００５７】
図２において、第１無地部１１２に付着される第１電極タブ１４０の付着面の縦長ｓ１は、第１極板１１０の短辺長さａ１により、前記第１電極タブ１４０の幅ｓ２は、電極組立体１００の巻取り幅による。また、第２無地部１２２に付着される第２電極タブ１５０の付着面の縦長ｔ１は、第２極板１２０の短辺長さｂ１により、前記第２電極タブ１５０の幅ｔ２は、前記電極組立体１００の巻取り幅による。
【００５８】
図面では、前記電極タブが第１無地部１１２と第２無地部１２２に付着する付着面の大きさが等しく示されているが、これに限定されるものではない。また、前述した第１及び第２電極タブ１４０、１５０の大きさなども異なり得る。しかし、生産性及び工程効率などを考慮するとき、前記第１及び第２電極タブ１４０、１５０は等しいことが好ましい。
【００５９】
第１電極タブ１４０の付着面の縦長ｓ１と第２電極タブ１５０の付着面の縦長との合計ｓ１＋ｔ１は、前記極板の短辺長さａ１＋ｂ１による。具体的には、前記付着面の縦長の合計ｓ１＋ｔ１は、前記第１極板１１０の短辺長さａ１または第２極板１２０の短辺長さｂ１のうち、より短い方の長さ未満であることが好ましい。以下において、前述した内容を具体的に検討する。
【００６０】
また、前記第１または第２電極タブ１４０、１５０は、前記第１または第２無地部１１２、１２２と対面し、前記対面する部分の縦長は、５ｍｍ以上ないし第１または第２極板の縦長の半分未満に備えられることができる。すなわち、正極板１１０または負極板１２０の短辺長さが等しい場合、巻取り方向を基準として前記第１電極タブ１４０の付着面の縦長ｓ１は、５ｍｍ以上ないし第１または第２極板１１０、１２０の短辺長さａ１、ｂ１を二等分した長さ未満であることが好ましい。
【００６１】
第１電極タブ１４０の付着面の縦長ｓ１が５ｍｍ未満の場合は、前記第１電極タブ１４０と第１無地部１１２との付着される部分が十分でなく、外力により、前記第電極タブ１４０は無地部側から分離されやすくなる。また、前記第１電極タブ１４０の付着面の縦長ｓ１が正極板１１０または負極板１２０の短辺長さａ１、ｂ１を二等分した長さ以上の場合は、第１及び第２電極タブ１４０、１５０の一部がセパレータ１３０を介して対面する。これは、電極組立体１００の厚さを増加させるだけでなく、前記電極組立体１００を巻取る際に均衡が取れないため、電極組立体１００の形態不良を誘発し得る。このような内容は、第２電極タブ１５０にも同様に適用される。
【００６２】
第１及び第２電極タブ１４０、１５０の幅ｓ２、ｔ２は、本実施形態に係る電極組立体１００の幅によって決定されることができる。前記電極組立体１００を巻取る場合に、前記第１及び第２電極タブ１４０、１５０は巻取り芯の役割を果たす。したがって、前記電極組立体１００の巻取り幅を一定に維持させることができるため、電極組立体１００の巻取り工程を容易にすることができる。
【００６３】
このとき、第１及び第２電極タブ１４０、１５０の幅ｓ２、ｔ２は、互いに等しいかまたは異なってもよい。前記第１及び第２電極タブ１４０、１５０の幅ｓ２、ｔ２が異なる場合は、これらのうち、より広い幅ｓ２、ｔ２によって巻取り幅が決定されることとなる。したがって、前記電極タブのうち、幅がより広い電極タブのみが巻取り芯の役割を果たすため、巻取り時に一方向に力が偏る恐れがある。前記電極タブの幅ｓ２、ｔ２が等しい場合は、前記第１及び第２電極タブ１４０、１５０の両方が巻取り芯の役割を果たすため、巻取りをより容易にする。また、前記電極タブを個別に区別して作製または管理する必要性がないため、生産費を節減することができる。したがって、前記第１及び第２電極タブ１４０、１５０の幅ｓ２、ｔ２は等しいことが好ましい。
【００６４】
図２に示すように、本実施形態に係る電極組立体１００において、正極板１１０と負極板１２０とは、それらの間にセパレータ１３０を介在して対面する。このとき、二次電池の容量を極大化するためには、前記極板において、活物質部は活物質同士で、無地部は無地部同士で対面するようにする。したがって、前記第１無地部１１２は、セパレータ１３０を介して前記第２無地部１２２と対面するようになる。以下に、図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照してこれをより詳細に検討する。
【００６５】
図４（ａ）は、本実施形態に係る電極組立体１００の斜視図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＸ−Ｘラインに沿った断面図である。
【００６６】
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、セパレータ１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅ、１３０ｆを介して正極板１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃと負極板１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄとが交互に備えられることができる。中心部において、セパレータ１３０ａを介して正極板１１０ａと負極板１２０ａとが対面することができる。中心部は、電極組立体１００の巻取りが始まる部分であり、前記中心部には、前記極板の無地部が対面することができる。すなわち、中心部には、セパレータ１３０ａを介して第１電極タブ１４０と第２電極タブ１５０とが存在するようになる。このとき、第１電極タブ１４０と第２電極タブ１５０とは、互いに直接対面しないことが好ましい。
【００６７】
中心部で第１電極タブ１４０及び第２電極タブ１５０が対面する場合には問題が発生する。すなわち、電極タブの付着面の全体が対面する場合は、前記電極組立体１００の厚さを増加させる。また、前記電極タブの付着面の一部のみが対面する場合は、前記電極組立体１００の厚さを増加させるだけでなく、中心部を不均一にすることがあるため、巻取り時に電極組立体１００の変形を誘発し得る。
【００６８】
また、前記第１または第２電極タブ１４０、１５０は、第１または第２無地部１１２、１２２に接する部分が面取りできる。セパレータ１３０は薄膜であるため、前記電極タブ１４０、１５０の鋭い角によって損傷することがある。したがって、第１または第２電極タブ１４０、１５０の角、特に、無地部側に接する部分を面取りすることにより、セパレータ１３０の損傷を防止することができる。
【００６９】
正極板は、前記活物質が間欠塗布された１つ以上の第１活物質部、及び前記第１活物質部の間に備えられる第１無地部を含むことができ、このとき、前記第１無地部は、前記第１電極タブが備えられることができる。
【００７０】
以下は、本発明の他の実施形態に係る電極組立体について説明する。後述する内容において、図１〜図４（ｂ）に記載の内容と同一の構成または機能に関する内容は省略する。
【００７１】
図５〜図６（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る電極組立体に関するものである。
【００７２】
図５は、本発明の他の実施形態に係る電極組立体の巻取り方法を示す上面図である。図６（ａ）は、図５において巻取られた電極組立体の斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＸ’−Ｘ’ラインに沿った断面図である。
【００７３】
図２及び図５に示すように、本実施形態に係る電極組立体２００は、正極板１１０及び負極板１２０は、それぞれの第１及び第２無地部１１２、１２２の少なくとも一部が対面し、かつ、各極板の他端が互いに反対方向に向かうように備えられることができる。また、前記正極板１１０及び負極板１２０は、巻取り中心部を基準として互いに反対方向に巻取り可能である。
【００７４】
正極板１１０は第１無地部１１２が左側に向かい、負極板１２０は第２無地部１２２が右側に向かうように配置する。次に、前記極板１１０、１２０を、セパレータ１３０が介在した状態で、前記極板１１０、１２０の各々の第１及び第２電極タブ１４０、１５０が付着される無地部側が互いに対面するように配置する。このとき、前記第１電極タブ１４０と第２電極タブ１５０とが互いに対面しないように積層する。したがって、前記第１電極タブ１４０及び第２電極タブ１５０は、それぞれ前記電極組立体２００の上部及び下部に備えられ（図６（ａ）、図６（ｂ）を参照）、前記電極タブ１４０、１５０が互いに離隔するように積層する。
【００７５】
次に、図５に示すように、セパレータ１３０を備えた正極板１１０を反時計方向に巻いて、セパレータ１３０を介して負極板１２０を取り囲むようにする。また、前記負極板１２０も反時計方向に巻いて、前記正極板１１０を取り囲むようにする。これを繰り返すことにより、本実施形態に係る巻取られた前記電極組立体２００を作製する。前記電極組立体２００は、無地部側を中心に巻取られる。
【００７６】
本実施形態に係る電極組立体２００の中心部には、第１電極タブ１４０と第２電極タブ１５０とが備えられることができ、電極組立体２００を巻取る際に、第１及び第２電極タブ１４０、１５０は巻取り芯として作用し、前記電極組立体２００の巻取り幅を一定に維持させることができる。
【００７７】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、本実施形態に係る電極組立体２００と、図３に示す電極組立体１００は、異なる方法で巻取って作製可能である。しかし、完成した電極組立体は、同じ形状を有することができる。
【００７８】
図７〜図９（ｂ）は、本発明のさらに他の実施形態に係る電極組立体に関するものである。
【００７９】
図７は、本発明のさらに他の実施形態に係る電極組立体の分解図である。図８（ａ）は、図７における電極組立体の巻取り方法に関する概略図であり、図８（ｂ）は、図７における電極組立体の巻取り方法を示す上面図である。図９（ａ）は、図８（ａ）及び図８（ｂ）において巻取られた電極組立体の斜視図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＸ’’−Ｘ’’ラインに沿った断面図である。
【００８０】
図７と図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、本実施形態に係る電極組立体３００において、前記第１または第２無地部３１２、３２２は、第１または第２電極タブ３４０、３５０が備えられていない部分にカッティングされた部分３１３、３２３を含むことができる。
【００８１】
第１無地部３１２に備えられるカッティングされた部分３１３は、第１電極タブ３４０の付着面の下方に形成される。また、第２無地部３２２に備えられるカッティングされた部分３２３も、第２電極タブ３５０の付着面の下方に形成される。したがって、前記電極組立体３００において、正極板３１０及び負極板３２０とセパレータ１３０が対面するように備える場合、前記カッティングされた部分３１３、３２３は、それぞれ第１電極タブ３４０及び第２電極タブ３５０に対応して位置することができる。
【００８２】
具体的には、前記第１無地部３１２のカッティングされた部分３１３は、無地部側の第２電極タブ３５０に対面し、前記第２無地部３２２のカッティングされた部分３２３は、無地部側の第１電極タブ３４０に対面する。すなわち、前記無地部側に存在する第１電極タブ３４０は、負極板３２０の第２無地部３２２と対面しない。同様に、前記無地部側に存在する第２電極タブ３５０も、正極板３１０の第１無地部３１２と対面しない。このように、中心部では、前記カッティングされた部分３１３、３２３により、前記電極タブは、前記電極タブが付着される無地部にのみ接触するようになる。これにより、本実施形態に係る電極組立体３００の中心部の厚さをより薄く形成することができる。
【００８３】
前記カッティングされた部分３１３は、前記カッティングされた部分３１３の角３１３ａが面取りされるように備えられることができる。カッティングされた部分３１３の角３１３ａが鋭い角からなる場合は、頂点部位に応力が集中しやすい。これにより、前記頂点を起点として極板の破れ現象が頻繁に発生し得る。したがって、図示のように、カッティングされた部分３１３は、前記カッティングされた部分３１３の角３１３ａが面取りされることが好ましい。
【００８４】
正極板３１０において、第１無地部３１２に付着される第１電極タブ３４０の付着面の縦長ｓ’１は、正極板３１０の短辺長さａ’１による。また、前記第１電極タブ３４０の幅ｓ’２は、本実施形態に係る電極組立体１００の巻取り幅によって決定される。同様に、負極板３２０において、第２無地部３２２に付着される第２電極タブ３５０の付着面の縦長ｔ’１は、負極板３２０の短辺長さｂ’１により、前記第２電極タブ３５０の幅ｔ’２は、本実施形態に係る電極組立体３００の巻取り幅によって決定される。
【００８５】
前記第１電極タブ３４０の付着面の縦長ｓ’１と第２電極タブ３５０の付着面の縦長ｔ’１において、前記付着面の縦長の合計ｓ’１＋ｔ’１は、前記極板の短辺長さのうち、より短い方の長さ未満であり得る。図示のように、付着面の縦長ｓ’１、ｔ’１が等しい場合、巻取り方向を基準としてそれぞれの付着面の縦長ｓ’１、ｔ’１は、５ｍｍ以上ないし第１または第２極板３１０、３２０の短辺長さを二等分した長さ未満である。
【００８６】
以下、本実施形態に係る電極組立体３００の巻取り方法を、図８（ａ）〜図９（ｂ）を参照して詳細に検討する。
【００８７】
まず、本実施形態に係る電極組立体３００は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように巻取られる。図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、前記電極組立体３００は、正極板３１０と負極板３２０とが、それらの間にセパレータ３３０を介在して対面する。また、第１及び第２電極タブ３４０、３５０は、前記電極組立体３００の巻取り芯として作用して巻取りを容易にする。このとき、前記電極タブは、セパレータ３００を介して互いに反対方向に突出する。
【００８８】
前記電極組立体３００は、正極板３１０及び負極板３２０の一端が巻取り中心部に備えられ、他端は互いに同一方向に向かい、前記正極板３１０及び負極板３２０は、前記巻取り中心部を基準として互いに同一方向に巻取り可能である。
【００８９】
図９（ｂ）に示すように、正極板３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃと負極板３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃ、３２０ｄとは、それらの間にセパレータ３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄ、３３０ｅ、３３０ｆが介在している。このとき、前記電極組立体３００の中心部で第１無地部３１２と第２無地部３２２とが対面する。この場合、図示のように、第１電極タブ３４０と第２電極タブ３５０とは対面せずに離隔して存在することが好ましい。
【００９０】
第１及び第２無地部３１２、３２２は、二次電池の容量に直接寄与しない。したがって、前記第１及び第２無地部３１２、３２２にカッティングされた部分３１３を備えることにより、電極組立体３００の厚さを減少させることができる。前記カッティングされた部分３１３、３２３は、縦長が正極板３１０または負極板３２０の縦長の半分未満に備えられることができる。
【００９１】
前記第１無地部３１２のカッティングされた部分３１３において、前記カッティングされた部分３１３の縦長ｌ１は、第１電極タブ３４０の付着面の縦長ｓ’１と第１極板３１０の短辺長さａ’１による。前記カッティングされた部分３１３の幅ｌ２は、前記第１電極タブ３４０の幅ｓ’２と本実施形態に係る電極組立体３００の巻取り幅によって決定される。第２無地部３２２に存在するカッティングされた部分３２３も前述したのと同様である。
【００９２】
前記電極タブの付着面にカッティングされた部分３１３、３２３が形成されると、無地部と電極タブとの結合が弱くなる。したがって、前記カッティングされた部分３１３、３２３は、前記無地部における電極タブが備えられていない部位に形成されることが好ましい。巻取り方向を基準として前記カッティングされた部分３１３の縦長ｌ１は、０超過ないし前記第１及び第２極板３１０、３２０の短辺長さａ’１から、前記第１電極タブ３４０の付着面ｓ’１の最小縦長（５ｍｍ）を減じた値（ａ’１−５ｍｍ）未満であり得る。好ましくは、前記第１極板３１０の短辺長さａ’１を二等分した値未満である。カッティングされた部分３１３の幅ｌ２が第１電極タブ３４０の幅ｓ’２と異なる場合、前記電極組立体３００の中心部の厚さが一定でない。したがって、前記カッティングされた部分３１３の幅ｌ２も、前記第１電極タブ３４０の幅ｓ’２と等しいことが好ましい。前述した内容は、前記第２無地部３２２のカッティングされた部分３２３の縦長ｍ１及び幅ｍ２にも同様に適用可能である。
【００９３】
図面では、第１及び第２電極タブ３４０、３５０における前記電極タブの付着面のそれぞれの縦長ｓ’１、ｔ’１及び幅ｓ’２、ｔ’２と、前記カッティングされた部分の縦長ｌ１、ｍ１及び幅ｌ２、ｍ２が等しく示されているが、これに限定されるものではない。
【００９４】
湾曲部は、巻取り時に極板及びセパレータが弓状に曲がった部分を示す部分であり、前記カッティングされた部分３１３、３２３は、巻取られる電極組立体３００の湾曲部に含まれないことがある。
【００９５】
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、中心部には、第１無地部３１２及び第２無地部３２２が位置する。前記第１及び第２無地部３１２、３２２にカッティングされた部分が形成されている。このように、カッティングされた部分が備えられた無地部３１２、３２２において、中心部でカッティングされた部分が前記湾曲部３６０に含まれて巻取られる場合に問題になる。前記カッティングされた部分は、カッティングされた部分が存在しない無地部に比べて相対的に破れ損傷に弱い。したがって、前記カッティングされた部分に力が加えられると、無地部の一部またはすべてが破れることがある。また、前記カッティングされた部分は、外力に弱いため、巻取り時に中心部を一定に維持するのに邪魔になる。図９（ｂ）に示すように、本発明に係る電極組立体３００において、カッティングされた部分が弓状に曲がった部分である湾曲部に含まれないように巻取られる。好ましくは、活物質部が一部の湾曲部に含まれるようにする。
【００９６】
図１０及び図１１は、本発明のさらに他の実施形態に係る電極組立体に関する図である。
【００９７】
図１０は、本発明のさらに他の実施形態に係る電極組立体の巻取り方法を示す上面図である。図１１は、図１０において巻取られた電極組立体の斜視図である。
【００９８】
本実施形態に係る電極組立体４００は、図７に示す第１及び第２極板３１０、３２０、セパレータ３３０、第１及び第２電極タブ３４０、３５０を用いる。したがって、後述する内容を除いた前記電極組立体４００の構成及び作用は、図７に示す実施形態の電極組立体３００と同一であるため、これに関する詳細な説明は省略する。
【００９９】
図１０に示すように、本実施形態に係る電極組立体４００は、まず、前記極板が直接対面しないように、正極板３１０及び負極板３２０にそれぞれセパレータ３３０を備える。次に、前記正極板３１０は第１無地部３１２が左側に向かうように、前記負極板３２０の第２無地部３２２が右側に向かうように積層する。このとき、前記第１及び第２無地部３１２、３２２の少なくとも一部が対面し、それぞれの活物質部は互いに反対方向に向かうようにする。
【０１００】
このように、中心部に存在する第１及び第２電極タブ３４０、３５０は巻取り芯の役割を果たし、前記極板及びセパレータは、前記巻取り芯を中心に巻取られる。具体的には、セパレータ３３０を備えた第１電極タブ３１０を反時計方向に巻いて、セパレータ３２０を介して負極板３２０を取り囲むようにし、前記負極板３２０も反時計方向に巻いて、前記正極板３１０を取り囲むようにする。これを繰り返すことにより、前記正極板３１０と負極板３２０とは、セパレータ３３０を介して互いに対面するようになる。このとき、前記第１及び第２電極タブ３４０、３５０が極板内で互いに対面しないように反対方向に向かうようにする。
【０１０１】
図１０に示すように、本実施形態に係る電極組立体４００は、巻取り開始部位になる中心部の湾曲部４６０ａに第１無地部３１２に存在するカッティングされた部分が含まれないようにする。また、第２無地部３２２に存在するカッティングされた部分も湾曲部４６０ｂに含まれないようにする。前述したように、前記カッティングされた部分は、外部衝撃などによって損傷しやすくなる。したがって、カッティングされた部分に力が加えられないように、前記カッティングされた部分が湾曲部４６０ａ、４６０ｂに含まれないようにすることが好ましい。
【０１０２】
図１１に示すように、本実施形態に係る電極組立体４００と、図８に示す電極組立体３００とは、前記電極組立体の巻取り方法は異なるが、同じ形状を有する。その他の電極組立体４００の構成及び作用は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示す電極組立体３００と同一である。また、本発明に係る電極組立体４００の巻取り方法は、図５に示すのと同様である。したがって、前記電極組立体４００の構成及び作用と、巻取り方法に関する詳細な内容は省略する。
【０１０３】
図１２〜図１５は、本発明のさらに他の実施形態に係る電極組立体に関するものである。
【０１０４】
図１２は、本発明のその他の実施形態に係る電極組立体の分解図である。図１３（ａ）は、図１２の上面を示す図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＹ’’−Ｙ’’ラインに沿った断面図である。図１４は、図１２における電極組立体の巻取り方法に関する概略図である。図１５は、図１４において巻取られた電極組立体の斜視図である。
【０１０５】
図１２に示すように、本実施形態に係る電極組立体５００は、正極活物質が間欠塗布された１つ以上の正極活物質部５１１ａ、５１１ｂ、及び前記正極活物質部５１１ａ、５１１ｂの間に前記正極活物質が塗布されない第１無地部５１２を備える正極板５１０と、負極活物質が塗布された負極活物質部５２１ａ、５２１ｂ、及び一端に前記負極活物質が塗布されない第２無地部５２２ａ、５２２ｂをそれぞれ備える２つの負極板５２０ａ、５２０ｂと、前記正極板５１０と負極板５２０ａ、５２０ｂとの間に介在するセパレータ５３０と、前記第１無地部５１２及び第２無地部５２２ａ、５２２ｂにそれぞれ備えられる第１電極タブ５４０及び第２電極タブ５５０ａ、５５０ｂとを含み、前記正極板５１０の上部及び下部には、前記第１無地部５１２及び第２無地部５２２ａ、５２２ｂの少なくとも一部が対面し、かつ、第１電極タブ５４０及び第２電極タブ５５０ａ、５５０ｂが極板内で互いに対面しないようにそれぞれ負極板５２０ａ、５２０ｂを備えるが、前記負極板５２０ａ、５２０ｂは互いに対面しないように備えられ、前記第１無地部５１２及び第２無地部５２２ａ、５２２ｂが対面する部分から前記正極板５１０及び負極板５２０ａ、５２０ｂを巻取って形成されることができる。
【０１０６】
前記正極板５１０は、第１無地部５１２を一端に備えるのではなく、正極活物質部５１１ａ、５１１ｂの間に備えることができる。図面では、前記第１無地部５１２を基準として、左側は第１正極活物質部５１１ａ、右側は第１正極活物質部５１１ｂで示されている。
【０１０７】
前記第１及び第２正極活物質部５１１ａ、５１１ｂは、同じ種類の正極活物質を塗布することにより形成されてもよいが、異なる種類の正極活物質を塗布することにより形成されてもよい。また、同じ正極活物質を使用する場合は、正極活物質部に塗布された正極活物質の厚さを異にするなどの多様な方法により活物質部に変化を加えることができる。したがって、本実施形態に係る電極組立体５００を含む二次電池は、設計によるその容量などの特性をより自由に変形させることができるという利点を有する。本実施形態は、前記第１及び第２正極活物質部５１１ａ、５１１ｂを、同じ正極活物質を使用して、同一の塗布厚さに作製した。
【０１０８】
前記負極板５２０ａ、５２０ｂは、第１及び第２負極板５２０ａ、５２０ｂを含み、前記第１及び第２負極板５２０ａ、５２０ｂは、それぞれ第１及び第２負極活物質部５２１ａ、５２１ｂ、及び第２’及び第２’’無地部５２２ａ、５２２ｂで構成されることができる。また、前記第１及び第２負極活物質部５２１ａ、５２１ｂは、それぞれ異なる負極活物質を塗布することにより形成してもよく、同じ負極活物質を塗布することにより形成してもよい。また、同じ負極活物質を使用する場合は、負極活物質部に塗布された負極活物質の厚さを異にすることができる。このように、第１及び第２負極活物質部５２１ａ、５２１ｂは、それぞれの負極活物質部に対応するように備えられる正極活物質部５１１ａ、５１１ｂにしたがって適切に変化させることができる。
【０１０９】
本実施形態において、前記第１及び第２負極活物質部５２１ａ、５２１ｂは、同じ負極活物質を使用して第１及び第２正極活物質部５１１ａ、５１１ｂに対応するように作製した。
【０１１０】
前記第２電極タブは、第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂを含むことができる。前記第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂは、第１及び第２負極板５２０ａ、５２０ｂに備えられることができ、前記第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂの幅は等しいものの、その縦長は異なるように備えられることができる。
【０１１１】
前記第１電極タブ５４０と第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂは、それぞれ前記電極組立体５００の上部及び下部に備えられることができ、また、前記第１電極タブ５４０と第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂは、それぞれの無地部側に接する部分が面取りできる。
【０１１２】
図１２に示すように、本実施形態に係る電極タブの大きさは、次のとおりである。巻取り方向を基準として第１無地部５１２に付着される第１電極タブ５４０の付着面の縦長ｕ１は、第１電極タブ５４０の短辺長さｃ１による。また、前記第１電極タブ５４０の幅ｕ２は、本実施形態に係る電極組立体５００の巻取り幅による。これと同様に、第２’及び第２’’無地部５２２ａ、５２２ｂに付着される第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂの付着面の縦長ｖ１、ｖ’１は、それぞれ第２’及び第２’’極板５２０ａ、５２０ｂの短辺長さｄ１、ｄ’１により、前記第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂの幅ｖ２、ｖ’２は、本実施形態に係る電極組立体５００の巻取り幅による。
【０１１３】
第１電極タブ５４０及び第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂの大きさと、前記電極タブがそれぞれ無地部に付着される付着面の大きさは、二次電池の設計によって多様に変化させることができるが、本実施形態では等しくした。
【０１１４】
前述したように、前記電極タブの付着面の縦長ｕ１、ｖ１、ｖ’１が５ｍｍ未満の場合は、無地部側と前記電極タブとの付着面積が狭く、付着能が低下する。また、前記電極タブの付着面の縦長ｕ１、ｖ１、ｖ’１が前記極板の短辺長さを二等分した長さ以上の場合は、前記電極タブが互いに対面する。したがって、電極組立体５００の厚さを厚くし、巻取り時に電極組立体５００が変形しやすい。したがって、前記第１電極タブ５４０の付着面の縦長ｕ１及び第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂの付着面の縦長ｖ１、ｖ’１は、５ｍｍ以上ないし前記正極板５１０の短辺長さｃ１を二等分した長さ未満が好ましい。
【０１１５】
また、巻取り方向を基準として前記電極タブの幅ｕ２、ｖ２、ｖ’２は、前記電極組立体５００の最小巻取り幅と等しいことが好ましい。前記幅ｕ２、ｖ２、ｖ’２が異なる場合は、これらのうち、より広い長さを有する電極タブによって巻取り幅が決定される。したがって、前記電極タブのうち、幅がより広い電極タブのみが巻取り芯の役割を果たすため、巻取り時に一方向に力が偏る恐れがある。したがって、前記幅ｕ２、ｖ２、ｖ’２が互いに等しいものを使用することが好ましい。
【０１１６】
前述したように、本実施形態に係る第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂは、その幅は等しいものの、縦長が異なるように備えられることができる。第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂにおいて、相対的により長い縦長を有する第２’電極タブ５５０ａは、第１電極タブ５４０と同一の縦長を有するように備えられることができる。これに対し、相対的に短い縦長を有する第２’’電極タブ５５０ｂの外部に突出した部分の終端は、第２’電極タブ５５０ａに接触する。前記第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂが互いに接触する部位を抵抗溶接またはレーザ溶接などを用いて溶接する。本実施形態では、前記第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂの縦長を異なるようにしたが、前記縦長を等しくすることも可能である。
【０１１７】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、前記電極組立体５００の中心部には、セパレータ５３０を介して各極板の無地部側が互いに対面するように備えられることができる。このとき、前記無地部側において、第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂは互いに対面し、かつ、前記第１電極タブ５４０と第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂとは互いに対面しないように積層される。したがって、セパレータ５３０を介して第１電極タブ５４０と第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂとは、互いに反対方向に前記電極組立体５００の上部及び下部に備えられることができる。このとき、前記第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂは同一方向に突出する。
【０１１８】
以下、図１４及び図１５を参照して、本実施形態に係る電極組立体５００の巻取り方法を説明する。
【０１１９】
図１４に示すように、本実施形態に係る電極組立体５００は、１つの正極板５１０、２つの第１及び第２負極板５２０ａ、５２０ｂ、２つのセパレータ５３０で構成される。前記正極板５１０は、前記正極集電体のいずれの終端でもない、その内部に第１無地部５１２が形成されることができる。前記第１無地部５１２の左側には第１正極活物質部５１１ａが形成され、右側には第２正極活物質部５１１ｂが形成される。
【０１２０】
正極板５１０の左側上面には、第１負極板５２０ａが備えられるが、前記極板の間にはセパレータ５３０が介在する。また、第２負極板５２０ｂも、その間にセパレータ５３０を介在した状態で、前記正極板５１０の右側下面に備えられることができる。したがって、前記第１及び第２負極活物質部５２１ａ、５２１ｂは、それぞれ第１及び第２正極活物質部５１１ａ、５１１ｂに対応して積層される。
【０１２１】
また、前記正極板５１０の無地部側には、前面及び後面に前記第１負極板５２０ａ及び前記第２負極板５２０ｂの無地部側が対面する。ここで、前記無地部側の一面は第２’電極タブ５５０ａが、他の一面は第２’’電極タブ５５０ｂが対面する。したがって、前記第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂは、それらの間に第１電極タブ５４０を介して対面するようになる。
【０１２２】
したがって、前記正極板５１０の第１正極活物質部５１１ａは、第１負極板５２０ａの第１負極活物質部５２１ａとその間にセパレータ５３０を介して対面する。また、前記正極板５１０の第２正極活物質部５１１ｂも、前記第２負極板５２０ｂの第２負極活物質部５２１ｂと対面する。このように、電極組立体５００は、互いに異なる極性を有する極板同士で対面するように備えられるが、それぞれの極板の活物質部は各極板の活物質部同士で対面し、無地部側は無地部同士で対面するようになる。
【０１２３】
電極組立体５００は、図１４に示すように、正極板５１０は、第１正極活物質部５１１ａと前記第１正極活物質部５１１ａに対面するように備えられる第１負極板５２０ａを巻取るが、前記正極板５１０の第２正極活物質部５１１ｂと前記第２正極活物質部５１１ｂに対面するように備えられる第２負極板５２０ｂを取り囲むように巻取り可能である。
【０１２４】
すなわち、第１負極板５２０ａ、セパレータ５３０、及び正極板５１０の左側を反時計方向に巻いて、前記第２負極板５２０ｂを取り囲むようにする。また、セパレータ５３０、正極板５１０の右側及び第２負極板５２０ｂを反時計方向に巻いて、前記第１負極板５２０ａを取り囲むようにする。このとき、中心部に存在する電極タブは巻取り芯として作用して巻取りを容易にする。これを繰り返すことにより、本実施形態に係る電極組立体５００を形成することができる。
【符号の説明】
【０１２５】
１０：二次電池
２０：ポーチ型ケース
２１：カバー
２２：本体
２２ａ：収容部
１００、２００、３００、４００、５００：電極組立体
１１０、３１０、５１０：第１極板（正極板）
１１１、３１１、５１１ａ、５１１ｂ：第１活物質部
１１２、３１２、５１２：第１無地部
１２０、３２０、５２０ａ、５２０ｂ：第２極板（負極板）
１２１、３２１、５２１ａ、５２１ｂ：第２活物質部
１２２、３２２、５２２ａ、５２２ｂ：第２無地部
１３０、３３０、５３０：セパレータ
１４０、３４０、５４０：第１電極タブ
１５０、３５０、５５０ａ、５５０ｂ：第２電極タブ
３１３、３２３：カッティングされた部分
３６０、４６０ａ、４６０ｂ、５６０ａ、５６０ｂ：湾曲部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池用電極組立体及び前記電極組立体を用いた二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、電極組立体は、正極板、負極板、及びこれらの間に介在するセパレータで構成され、二次電池は、前記電極組立体を電解液とともに外装ケースに収容させることによって製造される。
【０００３】
このような二次電池において、正極板、負極板、及びこれらの間にセパレータを介在して巻取った電極組立体を使用することができる。前記電極組立体は、巻取り数が増加する場合に電極組立体の形態が変形しやすかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、巻取り回数が増加しても、電極組立体の形態変形がなく、巻取り工程が容易な電極組立体及び前記電極組立体を用いた二次電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明は、本発明に係る電極組立体及び前記電極組立体を用いた二次電池を提供する。
【０００６】
本発明の一実施形態において、本発明に係る電極組立体は、第１活物質が塗布された第１活物質部、及び前記第１活物質が塗布されない第１無地部を備える第１極板と、第２活物質が塗布された第２活物質部、及び前記第２活物質が塗布されない第２無地部を備える第２極板と、前記第１及び第２極板の間に介在するセパレータと、前記第１及び第２無地部にそれぞれ備えられる第１及び第２電極タブとを含み、前記第１及び第２極板は、第１及び第２無地部の少なくとも一部が対面し、かつ、第１及び第２電極タブが極板内で互いに対面しないように備えられ、前記第１及び第２無地部が対面する部分から前記第１及び第２極板を巻取って形成される。
【０００７】
このとき、前記第１電極タブ及び第２電極タブは、それぞれ前記電極組立体の上部及び下部に備えられることができる。
【０００８】
前記第１または第２電極タブは、第１または第２無地部に接する部分が面取り（ｃｈａｍｆｅｒｉｎｇ）できる。
【０００９】
前記第１または第２電極タブは、それぞれの幅が前記電極組立体の最小巻取り幅と等しく備えられることができる。
【００１０】
前記第１または第２電極タブは、前記第１または第２無地部と対面し、前記対面する部分の縦長は、５ｍｍ以上ないし第１または第２極板の縦長の半分未満に備えられることができる。
【００１１】
また、前記第１または第２無地部は、第１または第２電極タブが備えられていない部分にカッティングされた部分を含むことができる。
【００１２】
このとき、前記カッティングされた部分は、縦長が、第１または第２極板の縦長の半分未満に備えられることができる。
【００１３】
前記カッティングされた部分は、前記カッティングされた部分の角が面取りされるように備えられることができる。
【００１４】
前記カッティングされた部分は、巻取られる電極組立体の湾曲部に含まれないことがある。
【００１５】
前記第１及び第２極板は、それぞれの第１及び第２無地部が対面し、かつ、各極板の他端が互いに反対方向に向かうように備えられることができる。
【００１６】
前記第１極板は、前記活物質が間欠塗布された１つ以上の第１活物質部、及び前記第１活物質部の間に備えられる第１無地部を含み、前記第１無地部は、前記第１電極タブが備えられることができる。
【００１７】
また、前記電極組立体は、第１及び第２極板の一端である第１及び第２無地部の少なくとも一部が巻取り中心部で対面し、かつ、前記第１及び第２極板の他端が互いに反対方向に向かうように備えられ、前記第１及び第２極板は、前記巻取り中心部を基準として互いに反対方向に巻取り可能である。
【００１８】
前記電極組立体は、第１及び第２極板の一端が巻取り中心部に備えられ、前記第１及び第２極板の他端が互いに同一方向に向かい、前記第１及び第２極板は、前記巻取り中心部を基準として互いに同一方向に巻取り可能である。
【００１９】
本発明の他の実施形態において、本発明に係る電極組立体は、第１活物質が間欠塗布された１つ以上の第１活物質部、及び前記第１活物質部の間に前記第１活物質が塗布されない第１無地部を備える第１極板と、第２活物質が塗布された第２活物質部、及び一端に前記第２活物質が塗布されない第２無地部をそれぞれ備える２つの第２極板と、前記第１及び第２極板の間に介在するセパレータと、前記第１及び第２無地部にそれぞれ備えられる第１及び第２電極タブとを含み、前記第１極板の上部及び下部には、前記第１及び第２無地部が対面し、かつ、第１及び第２電極タブが互いに対面しないようにそれぞれ第２極板を備えるが、前記第２極板は、互いに対面しないように備えられ、前記第１及び第２無地部が対面する部分から前記第１及び第２極板を巻取って形成される。
【００２０】
このとき、前記第１電極タブ及び第２電極タブは、それぞれ前記電極組立体の上部及び下部に備えられるが、前記第２極板に備えられる第２電極タブは、互いに異なる大きさに備えられることができる。
【００２１】
前記第１または第２電極タブは、第１または第２無地部に接する部分が面取りできる。
【００２２】
前記第１または第２電極タブは、それぞれの幅が前記電極組立体の最小巻取り幅と等しく備えられることができる。
【００２３】
前記第１または第２電極タブは、前記第１または第２無地部と対面し、前記対面する部分の縦長は、５ｍｍ以上ないし第１または第２極板の縦長の半分未満に備えられることができる。
【００２４】
前記第１極板は、無地部を介して２つの第１活物質部からなり、前記第１極板の第１活物質部のいずれか１つ及びこれに対面するように備えられる第２極板を巻取るが、前記第１極板の第１活物質部の他の１つに対面するように備えられる第２極板を取り囲むように巻取ることができる。
【００２５】
前記第１または第２無地部は、第１または第２電極タブが備えられていない部分にカッティングされた部分を含むことができる。
【００２６】
また、前記カッティングされた部分は、縦長が、第１または第２極板の縦長の半分未満に備えられることができる。
【００２７】
このとき、前記カッティングされた部分は、前記カッティングされた部分の角が面取りされるように備えられることができる。
【００２８】
前記カッティングされた部分は、巻取られる電極組立体の湾曲部に含まれないことがある。
【００２９】
また、本発明は、前述した電極組立体と、前記電極組立体を収容するケースとを含む二次電池に関する。
【００３０】
本発明に係る電極組立体は、巻取り幅と同一の幅を有する電極タブを使用することができる。したがって、別途の巻取り芯を必要とせず、前記電極組立体を容易に巻取ることができる。
【００３１】
また、本発明に係る電極組立体は、無地部にカッティングされた部分を含むことができる。したがって、前記電極組立体を巻取る際に中心部を一定に維持することができるとともに、前記カッティングされた部分により、電極組立体の厚さはより薄く実現可能である。
【００３２】
また、本発明に係る電極組立体は、正極板または負極板と、これに対応する複数の負極板または正極板とを含む。前記組立体は、複数の極板を使用するため、二次電池の設計をより多様に変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る電極組立体を備える二次電池の斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電極組立体の分解図である。
【図３】図２における電極組立体の巻取り方法に関する概略図である。
【図４（ａ）】図３において巻取られた電極組立体の斜視図である。
【図４（ｂ）】図４（ａ）のＸ−Ｘラインに沿った断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る電極組立体の巻取り方法を示す上面図である。
【図６（ａ）】図５において巻取られた電極組立体の斜視図である。
【図６（ｂ）】図６（ａ）のＸ’−Ｘ’ラインに沿った断面図である。
【図７】本発明のさらに他の実施形態に係る電極組立体の分解図である。
【図８（ａ）】図７における電極組立体の巻取り方法に関する概略図である。
【図８（ｂ）】図７における電極組立体の巻取り方法を示す上面図である。
【図９（ａ）】図８（ａ）及び図８（ｂ）において巻取られた電極組立体の斜視図である。
【図９（ｂ）】図９（ａ）のＸ’’−Ｘ’’ラインに沿った断面図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態に係る電極組立体の巻取り方法を示す上面図である。
【図１１】図１０において巻取られた電極組立体の斜視図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態に係る電極組立体の分解図である。
【図１３（ａ）】図１２の上面図である。
【図１３（ｂ）】図１３（ａ）のＹ’’−Ｙ’’ラインに沿った断面図である。
【図１４】図１２における電極組立体を巻取り方法に関する概略図である。
【図１５】図１４において巻取られた電極組立体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付した図面を参考にして、本発明の実施形態及びその他当業者が本発明の内容を容易に理解するために必要な事項について詳細に記載する。ただし、本発明は、特許請求の範囲に記載された範囲内で様々な異なる形態に変形及び変更できるため、以下で説明する実施形態は、例示にすぎないことを当業者は理解することができる。
【００３５】
本実施形態を説明するにあたり、かかる公知技術に関する具体的な説明が本発明の要旨をあいまいにする可能性があると判断された場合、その詳細な説明は省略する。また、図面において、たとえ、同一の構成要素が他の図面上に表示されても、できる限り同一の参照番号または符号で表していることに留意しなければならない。合わせて、図面において、各厚さや大きさは、説明の便宜及び明確性のために誇張または縮小し得るため、実際の層の厚さや大きさと異なることがある。
【００３６】
以下、添付した図面を参照して、本発明に係る実施形態の構成及び作用を詳細に説明する。
【００３７】
図１は、本発明に係る電極組立体を備える二次電池の斜視図である。
【００３８】
図１に示すように、二次電池１０はポーチ型であって、ポーチ型ケース２０と、ポーチ型ケース２０に収容される電極組立体１００とを含む。
【００３９】
ポーチ型ケース２０には、カバー２１と、本体２２とが備えられている。前記ポーチ型ケース２０の本体２２には、電極組立体１００を収容する空間である収容部２２ａと、前記収容部２２ａの入口側に外方に拡張して形成された密封部２３とがある。前記カバー２１は、密封部２３の一側辺と一体に連結されて形成される。二次電池１０は、電極組立体１００を本体２２の収容部２２ａに収容させた後、本体２２とカバー２１とを密着させた状態で、密封部２３を熱融着して作製される。
【００４０】
図１では、ポーチ型ケース２０について示されているが、これに限定されず、缶型など多様なケースを用いて二次電池を製造することができる。
【００４１】
以下、図面を参照して、本発明に係る電極組立体を説明する。
【００４２】
図２〜図４は、本発明の一実施形態に係る電極組立体に関する図である。
【００４３】
図２は、本発明の一実施形態に係る電極組立体の分解図である。図３は、図２における電極組立体の巻取り方法に関する概略図である。図４（ａ）は、図３において巻取られた電極組立体の斜視図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＸ−Ｘラインに沿った断面図である。
【００４４】
図２に示すように、本実施形態に係る電極組立体１００は、第１活物質が塗布された第１活物質部１１１、及び前記第１活物質が塗布されない第１無地部１１２を備える第１極板１１０と、第２活物質が塗布された第２活物質部１２１、及び前記第２活物質が塗布されない第２無地部１２２を備える第２極板１２０と、前記第１及び第２極板１１０、１２０の間に介在するセパレータ１３０と、前記第１及び第２無地部１１２、１２２にそれぞれ備えられる第１及び第２電極タブ１４０、１５０とを含み、前記第１及び第２極板１１０、１２０は、第１及び第２無地部１１２、１２２の少なくとも一部が対面し、かつ、第１及び第２電極タブ１４０、１５０が極板内で互いに対面しないように備えられ、前記第１及び第２無地部１１２、１２２が対面する部分から前記第１及び第２極板１１０、１２０を巻取って形成される。
【００４５】
前記第１極板１１０は正極板であり、正極板は、正極集電体の両面または片面に正極活物質が塗布された正極活物質部１１１、及び前記正極活物質が塗布されない第１無地部１１２を含む。一般的に、正極集電体は、高い導電性を有する物質で、化学的変化を誘発しないものであれば、特に限定されない。例えば、前記正極集電体は、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素などが使用可能である。
【００４６】
正極活物質部１１１は、リチウムを含む層状化合物である正極活物質と、導電性を向上させる導電材と、前記層状化合物と導電材との間の結合力を向上させるバインダーとを含む。
【００４７】
前記第１無地部１１２は、正極活物質１１１が塗布されない部分であり、第１電極タブ１４０が付着される部分である。前記第１電極タブ１４０は、ニッケルなどで形成されることができ、超音波溶接、抵抗溶接、及びレーザ溶接のうちいずれか１つ以上の方式により、第１無地部１１２に付着される。
【００４８】
前記第２極板１２０は負極板であり、前記負極板は、負極集電体の片面または両面に負極活物質が塗布された負極活物質部１２１、及び第２無地部１２２を含む。一般的に、負極集電体は、導電性金属板として、例えば、銅、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケルなどで形成されることができる。
【００４９】
負極活物質部１２１は、負極活物質及び前記負極活物質の結合力を向上させるバインダーを溶媒と混合してスラリー状に作った後、前記スラリーを負極集電体に塗布して形成される。
【００５０】
第２無地部１２２は、負極活物質部１２１が塗布されない部分であり、第２電極タブ１５０が付着される部分である。前記第２電極タブ１５０は、ニッケルなどで形成されることができ、超音波溶接、抵抗溶接、及びレーザ溶接のうちいずれか１つ以上の方式により、第２無地部１２２に付着される。
【００５１】
セパレータ１３０は、第１及び第２極板１１０、１２０の間に介在するものであり、シート状に延びた形態であり得る。前記セパレータ１３０は、イオンの通路になるとともに、正極板１１０と負極板１２０とが互いに直接接触することを防止する機能を果たす。したがって、セパレータ１３０は、高いイオン透過度と機械的強度を有する絶縁性の薄い薄膜であり得る。
【００５２】
二次電池に用いられる電極組立体は、巻取り型電極組立体、積層型電極組立体などに分類可能である。巻取り型電極組立体は、長く延びたシート状の正極板と負極板とを、前記極板の間にセパレータを介在して巻取ったものである。これに対し、積層型電極組立体は、一定の大きさの複数の正極板と負極板とを、前記極板の間にセパレータを介在させ順次に積層したものである。これらのうち、巻取り型電極組立体の場合、電池の容量を高める最も簡単な方法の１つは、正極板及び負極板の巻取り数を増加させることである。しかし、巻取り数を増加させるほど、電極組立体を構成する極板またはセパレータが離脱しやすく、前記電極組立体の形態変形が誘発し得る。また、深刻な場合は、正極板と負極板とが直接接触して短絡などが発生し得る。
【００５３】
一方、本発明に係る電極組立体１００は、前記正極板及び負極板１１０、１２０を互いに対面させ、かつ、前記極板の間にセパレータ１３０を介在して一方向に巻取ることによって形成されることができる。
【００５４】
前記第１及び第２電極タブ１４０、１５０は、それぞれの幅が前記電極組立体１００の最小巻取り幅と等しく備えられることができる。また、前記電極組立体１００において、第１電極タブ１４０及び第２電極タブ１５０は、それぞれ前記電極組立体１００の上部及び下部に備えられることができる。
【００５５】
第１及び第２電極タブ１４０、１５０は、電極組立体１００を巻取る場合、巻取り幅の基準を定める巻取り芯の役割を果たすことができる。したがって、電極組立体１００の巻取りを容易にすることができ、電極組立体１００の形態変形を防止することができる。したがって、電極組立体１００の巻取り数の増加に対する工程不良などの制約がないため、大容量電池などの作製に有利である。
【００５６】
図２及び図３に示すように、巻取り方向を基準として、前記第１電極タブ１４０及び第２電極タブ１５０が第１及び第２無地部１１２、１２２に付着される部分を付着面とするとき、前記付着面に付着される電極タブの幅ｓ２、ｔ２は、本発明に係る電極組立体１００の巻取り幅と等しいかまたは類似してもよい。好ましくは、前記電極タブの幅ｓ２、ｔ２は、電極組立体１００の巻取り幅と等しい。
【００５７】
図２において、第１無地部１１２に付着される第１電極タブ１４０の付着面の縦長ｓ１は、第１極板１１０の短辺長さａ１により、前記第１電極タブ１４０の幅ｓ２は、電極組立体１００の巻取り幅による。また、第２無地部１２２に付着される第２電極タブ１５０の付着面の縦長ｔ１は、第２極板１２０の短辺長さｂ１により、前記第２電極タブ１５０の幅ｔ２は、前記電極組立体１００の巻取り幅による。
【００５８】
図面では、前記電極タブが第１無地部１１２と第２無地部１２２に付着する付着面の大きさが等しく示されているが、これに限定されるものではない。また、前述した第１及び第２電極タブ１４０、１５０の大きさなども異なり得る。しかし、生産性及び工程効率などを考慮するとき、前記第１及び第２電極タブ１４０、１５０は等しいことが好ましい。
【００５９】
第１電極タブ１４０の付着面の縦長ｓ１と第２電極タブ１５０の付着面の縦長との合計ｓ１＋ｔ１は、前記極板の短辺長さａ１＋ｂ１による。具体的には、前記付着面の縦長の合計ｓ１＋ｔ１は、前記第１極板１１０の短辺長さａ１または第２極板１２０の短辺長さｂ１のうち、より短い方の長さ未満であることが好ましい。以下において、前述した内容を具体的に検討する。
【００６０】
また、前記第１または第２電極タブ１４０、１５０は、前記第１または第２無地部１１２、１２２と対面し、前記対面する部分の縦長は、５ｍｍ以上ないし第１または第２極板の縦長の半分未満に備えられることができる。すなわち、正極板１１０または負極板１２０の短辺長さが等しい場合、巻取り方向を基準として前記第１電極タブ１４０の付着面の縦長ｓ１は、５ｍｍ以上ないし第１または第２極板１１０、１２０の短辺長さａ１、ｂ１を二等分した長さ未満であることが好ましい。
【００６１】
第１電極タブ１４０の付着面の縦長ｓ１が５ｍｍ未満の場合は、前記第１電極タブ１４０と第１無地部１１２との付着される部分が十分でなく、外力により、前記第電極タブ１４０は無地部側から分離されやすくなる。また、前記第１電極タブ１４０の付着面の縦長ｓ１が正極板１１０または負極板１２０の短辺長さａ１、ｂ１を二等分した長さ以上の場合は、第１及び第２電極タブ１４０、１５０の一部がセパレータ１３０を介して対面する。これは、電極組立体１００の厚さを増加させるだけでなく、前記電極組立体１００を巻取る際に均衡が取れないため、電極組立体１００の形態不良を誘発し得る。このような内容は、第２電極タブ１５０にも同様に適用される。
【００６２】
第１及び第２電極タブ１４０、１５０の幅ｓ２、ｔ２は、本実施形態に係る電極組立体１００の幅によって決定されることができる。前記電極組立体１００を巻取る場合に、前記第１及び第２電極タブ１４０、１５０は巻取り芯の役割を果たす。したがって、前記電極組立体１００の巻取り幅を一定に維持させることができるため、電極組立体１００の巻取り工程を容易にすることができる。
【００６３】
このとき、第１及び第２電極タブ１４０、１５０の幅ｓ２、ｔ２は、互いに等しいかまたは異なってもよい。前記第１及び第２電極タブ１４０、１５０の幅ｓ２、ｔ２が異なる場合は、これらのうち、より広い幅ｓ２、ｔ２によって巻取り幅が決定されることとなる。したがって、前記電極タブのうち、幅がより広い電極タブのみが巻取り芯の役割を果たすため、巻取り時に一方向に力が偏る恐れがある。前記電極タブの幅ｓ２、ｔ２が等しい場合は、前記第１及び第２電極タブ１４０、１５０の両方が巻取り芯の役割を果たすため、巻取りをより容易にする。また、前記電極タブを個別に区別して作製または管理する必要性がないため、生産費を節減することができる。したがって、前記第１及び第２電極タブ１４０、１５０の幅ｓ２、ｔ２は等しいことが好ましい。
【００６４】
図２に示すように、本実施形態に係る電極組立体１００において、正極板１１０と負極板１２０とは、それらの間にセパレータ１３０を介在して対面する。このとき、二次電池の容量を極大化するためには、前記極板において、活物質部は活物質同士で、無地部は無地部同士で対面するようにする。したがって、前記第１無地部１１２は、セパレータ１３０を介して前記第２無地部１２２と対面するようになる。以下に、図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照してこれをより詳細に検討する。
【００６５】
図４（ａ）は、本実施形態に係る電極組立体１００の斜視図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＸ−Ｘラインに沿った断面図である。
【００６６】
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、セパレータ１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅ、１３０ｆを介して正極板１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃと負極板１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄとが交互に備えられることができる。中心部において、セパレータ１３０ａを介して正極板１１０ａと負極板１２０ａとが対面することができる。中心部は、電極組立体１００の巻取りが始まる部分であり、前記中心部には、前記極板の無地部が対面することができる。すなわち、中心部には、セパレータ１３０ａを介して第１電極タブ１４０と第２電極タブ１５０とが存在するようになる。このとき、第１電極タブ１４０と第２電極タブ１５０とは、互いに直接対面しないことが好ましい。
【００６７】
中心部で第１電極タブ１４０及び第２電極タブ１５０が対面する場合には問題が発生する。すなわち、電極タブの付着面の全体が対面する場合は、前記電極組立体１００の厚さを増加させる。また、前記電極タブの付着面の一部のみが対面する場合は、前記電極組立体１００の厚さを増加させるだけでなく、中心部を不均一にすることがあるため、巻取り時に電極組立体１００の変形を誘発し得る。
【００６８】
また、前記第１または第２電極タブ１４０、１５０は、第１または第２無地部１１２、１２２に接する部分が面取りできる。セパレータ１３０は薄膜であるため、前記電極タブ１４０、１５０の鋭い角によって損傷することがある。したがって、第１または第２電極タブ１４０、１５０の角、特に、無地部側に接する部分を面取りすることにより、セパレータ１３０の損傷を防止することができる。
【００６９】
正極板は、前記活物質が間欠塗布された１つ以上の第１活物質部、及び前記第１活物質部の間に備えられる第１無地部を含むことができ、このとき、前記第１無地部は、前記第１電極タブが備えられることができる。
【００７０】
以下は、本発明の他の実施形態に係る電極組立体について説明する。後述する内容において、図１〜図４（ｂ）に記載の内容と同一の構成または機能に関する内容は省略する。
【００７１】
図５〜図６（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る電極組立体に関するものである。
【００７２】
図５は、本発明の他の実施形態に係る電極組立体の巻取り方法を示す上面図である。図６（ａ）は、図５において巻取られた電極組立体の斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＸ’−Ｘ’ラインに沿った断面図である。
【００７３】
図２及び図５に示すように、本実施形態に係る電極組立体２００は、正極板１１０及び負極板１２０は、それぞれの第１及び第２無地部１１２、１２２の少なくとも一部が対面し、かつ、各極板の他端が互いに反対方向に向かうように備えられることができる。また、前記正極板１１０及び負極板１２０は、巻取り中心部を基準として互いに反対方向に巻取り可能である。
【００７４】
正極板１１０は第１無地部１１２が左側に向かい、負極板１２０は第２無地部１２２が右側に向かうように配置する。次に、前記極板１１０、１２０を、セパレータ１３０が介在した状態で、前記極板１１０、１２０の各々の第１及び第２電極タブ１４０、１５０が付着される無地部側が互いに対面するように配置する。このとき、前記第１電極タブ１４０と第２電極タブ１５０とが互いに対面しないように積層する。したがって、前記第１電極タブ１４０及び第２電極タブ１５０は、それぞれ前記電極組立体２００の上部及び下部に備えられ（図６（ａ）、図６（ｂ）を参照）、前記電極タブ１４０、１５０が互いに離隔するように積層する。
【００７５】
次に、図５に示すように、セパレータ１３０を備えた正極板１１０を反時計方向に巻いて、セパレータ１３０を介して負極板１２０を取り囲むようにする。また、前記負極板１２０も反時計方向に巻いて、前記正極板１１０を取り囲むようにする。これを繰り返すことにより、本実施形態に係る巻取られた前記電極組立体２００を作製する。前記電極組立体２００は、無地部側を中心に巻取られる。
【００７６】
本実施形態に係る電極組立体２００の中心部には、第１電極タブ１４０と第２電極タブ１５０とが備えられることができ、電極組立体２００を巻取る際に、第１及び第２電極タブ１４０、１５０は巻取り芯として作用し、前記電極組立体２００の巻取り幅を一定に維持させることができる。
【００７７】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、本実施形態に係る電極組立体２００と、図３に示す電極組立体１００は、異なる方法で巻取って作製可能である。しかし、完成した電極組立体は、同じ形状を有することができる。
【００７８】
図７〜図９（ｂ）は、本発明のさらに他の実施形態に係る電極組立体に関するものである。
【００７９】
図７は、本発明のさらに他の実施形態に係る電極組立体の分解図である。図８（ａ）は、図７における電極組立体の巻取り方法に関する概略図であり、図８（ｂ）は、図７における電極組立体の巻取り方法を示す上面図である。図９（ａ）は、図８（ａ）及び図８（ｂ）において巻取られた電極組立体の斜視図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＸ’’−Ｘ’’ラインに沿った断面図である。
【００８０】
図７と図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、本実施形態に係る電極組立体３００において、前記第１または第２無地部３１２、３２２は、第１または第２電極タブ３４０、３５０が備えられていない部分にカッティングされた部分３１３、３２３を含むことができる。
【００８１】
第１無地部３１２に備えられるカッティングされた部分３１３は、第１電極タブ３４０の付着面の下方に形成される。また、第２無地部３２２に備えられるカッティングされた部分３２３も、第２電極タブ３５０の付着面の下方に形成される。したがって、前記電極組立体３００において、正極板３１０及び負極板３２０とセパレータ１３０が対面するように備える場合、前記カッティングされた部分３１３、３２３は、それぞれ第１電極タブ３４０及び第２電極タブ３５０に対応して位置することができる。
【００８２】
具体的には、前記第１無地部３１２のカッティングされた部分３１３は、無地部側の第２電極タブ３５０に対面し、前記第２無地部３２２のカッティングされた部分３２３は、無地部側の第１電極タブ３４０に対面する。すなわち、前記無地部側に存在する第１電極タブ３４０は、負極板３２０の第２無地部３２２と対面しない。同様に、前記無地部側に存在する第２電極タブ３５０も、正極板３１０の第１無地部３１２と対面しない。このように、中心部では、前記カッティングされた部分３１３、３２３により、前記電極タブは、前記電極タブが付着される無地部にのみ接触するようになる。これにより、本実施形態に係る電極組立体３００の中心部の厚さをより薄く形成することができる。
【００８３】
前記カッティングされた部分３１３は、前記カッティングされた部分３１３の角３１３ａが面取りされるように備えられることができる。カッティングされた部分３１３の角３１３ａが鋭い角からなる場合は、頂点部位に応力が集中しやすい。これにより、前記頂点を起点として極板の破れ現象が頻繁に発生し得る。したがって、図示のように、カッティングされた部分３１３は、前記カッティングされた部分３１３の角３１３ａが面取りされることが好ましい。
【００８４】
正極板３１０において、第１無地部３１２に付着される第１電極タブ３４０の付着面の縦長ｓ’１は、正極板３１０の短辺長さａ’１による。また、前記第１電極タブ３４０の幅ｓ’２は、本実施形態に係る電極組立体１００の巻取り幅によって決定される。同様に、負極板３２０において、第２無地部３２２に付着される第２電極タブ３５０の付着面の縦長ｔ’１は、負極板３２０の短辺長さｂ’１により、前記第２電極タブ３５０の幅ｔ’２は、本実施形態に係る電極組立体３００の巻取り幅によって決定される。
【００８５】
前記第１電極タブ３４０の付着面の縦長ｓ’１と第２電極タブ３５０の付着面の縦長ｔ’１において、前記付着面の縦長の合計ｓ’１＋ｔ’１は、前記極板の短辺長さのうち、より短い方の長さ未満であり得る。図示のように、付着面の縦長ｓ’１、ｔ’１が等しい場合、巻取り方向を基準としてそれぞれの付着面の縦長ｓ’１、ｔ’１は、５ｍｍ以上ないし第１または第２極板３１０、３２０の短辺長さを二等分した長さ未満である。
【００８６】
以下、本実施形態に係る電極組立体３００の巻取り方法を、図８（ａ）〜図９（ｂ）を参照して詳細に検討する。
【００８７】
まず、本実施形態に係る電極組立体３００は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように巻取られる。図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、前記電極組立体３００は、正極板３１０と負極板３２０とが、それらの間にセパレータ３３０を介在して対面する。また、第１及び第２電極タブ３４０、３５０は、前記電極組立体３００の巻取り芯として作用して巻取りを容易にする。このとき、前記電極タブは、セパレータ３００を介して互いに反対方向に突出する。
【００８８】
前記電極組立体３００は、正極板３１０及び負極板３２０の一端が巻取り中心部に備えられ、他端は互いに同一方向に向かい、前記正極板３１０及び負極板３２０は、前記巻取り中心部を基準として互いに同一方向に巻取り可能である。
【００８９】
図９（ｂ）に示すように、正極板３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃと負極板３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃ、３２０ｄとは、それらの間にセパレータ３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄ、３３０ｅ、３３０ｆが介在している。このとき、前記電極組立体３００の中心部で第１無地部３１２と第２無地部３２２とが対面する。この場合、図示のように、第１電極タブ３４０と第２電極タブ３５０とは対面せずに離隔して存在することが好ましい。
【００９０】
第１及び第２無地部３１２、３２２は、二次電池の容量に直接寄与しない。したがって、前記第１及び第２無地部３１２、３２２にカッティングされた部分３１３を備えることにより、電極組立体３００の厚さを減少させることができる。前記カッティングされた部分３１３、３２３は、縦長が正極板３１０または負極板３２０の縦長の半分未満に備えられることができる。
【００９１】
前記第１無地部３１２のカッティングされた部分３１３において、前記カッティングされた部分３１３の縦長ｌ１は、第１電極タブ３４０の付着面の縦長ｓ’１と第１極板３１０の短辺長さａ’１による。前記カッティングされた部分３１３の幅ｌ２は、前記第１電極タブ３４０の幅ｓ’２と本実施形態に係る電極組立体３００の巻取り幅によって決定される。第２無地部３２２に存在するカッティングされた部分３２３も前述したのと同様である。
【００９２】
前記電極タブの付着面にカッティングされた部分３１３、３２３が形成されると、無地部と電極タブとの結合が弱くなる。したがって、前記カッティングされた部分３１３、３２３は、前記無地部における電極タブが備えられていない部位に形成されることが好ましい。巻取り方向を基準として前記カッティングされた部分３１３の縦長ｌ１は、０超過ないし前記第１及び第２極板３１０、３２０の短辺長さａ’１から、前記第１電極タブ３４０の付着面ｓ’１の最小縦長（５ｍｍ）を減じた値（ａ’１−５ｍｍ）未満であり得る。好ましくは、前記第１極板３１０の短辺長さａ’１を二等分した値未満である。カッティングされた部分３１３の幅ｌ２が第１電極タブ３４０の幅ｓ’２と異なる場合、前記電極組立体３００の中心部の厚さが一定でない。したがって、前記カッティングされた部分３１３の幅ｌ２も、前記第１電極タブ３４０の幅ｓ’２と等しいことが好ましい。前述した内容は、前記第２無地部３２２のカッティングされた部分３２３の縦長ｍ１及び幅ｍ２にも同様に適用可能である。
【００９３】
図面では、第１及び第２電極タブ３４０、３５０における前記電極タブの付着面のそれぞれの縦長ｓ’１、ｔ’１及び幅ｓ’２、ｔ’２と、前記カッティングされた部分の縦長ｌ１、ｍ１及び幅ｌ２、ｍ２が等しく示されているが、これに限定されるものではない。
【００９４】
湾曲部は、巻取り時に極板及びセパレータが弓状に曲がった部分を示す部分であり、前記カッティングされた部分３１３、３２３は、巻取られる電極組立体３００の湾曲部に含まれないことがある。
【００９５】
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、中心部には、第１無地部３１２及び第２無地部３２２が位置する。前記第１及び第２無地部３１２、３２２にカッティングされた部分が形成されている。このように、カッティングされた部分が備えられた無地部３１２、３２２において、中心部でカッティングされた部分が前記湾曲部３６０に含まれて巻取られる場合に問題になる。前記カッティングされた部分は、カッティングされた部分が存在しない無地部に比べて相対的に破れ損傷に弱い。したがって、前記カッティングされた部分に力が加えられると、無地部の一部またはすべてが破れることがある。また、前記カッティングされた部分は、外力に弱いため、巻取り時に中心部を一定に維持するのに邪魔になる。図９（ｂ）に示すように、本発明に係る電極組立体３００において、カッティングされた部分が弓状に曲がった部分である湾曲部に含まれないように巻取られる。好ましくは、活物質部が一部の湾曲部に含まれるようにする。
【００９６】
図１０及び図１１は、本発明のさらに他の実施形態に係る電極組立体に関する図である。
【００９７】
図１０は、本発明のさらに他の実施形態に係る電極組立体の巻取り方法を示す上面図である。図１１は、図１０において巻取られた電極組立体の斜視図である。
【００９８】
本実施形態に係る電極組立体４００は、図７に示す第１及び第２極板３１０、３２０、セパレータ３３０、第１及び第２電極タブ３４０、３５０を用いる。したがって、後述する内容を除いた前記電極組立体４００の構成及び作用は、図７に示す実施形態の電極組立体３００と同一であるため、これに関する詳細な説明は省略する。
【００９９】
図１０に示すように、本実施形態に係る電極組立体４００は、まず、前記極板が直接対面しないように、正極板３１０及び負極板３２０にそれぞれセパレータ３３０を備える。次に、前記正極板３１０は第１無地部３１２が左側に向かうように、前記負極板３２０の第２無地部３２２が右側に向かうように積層する。このとき、前記第１及び第２無地部３１２、３２２の少なくとも一部が対面し、それぞれの活物質部は互いに反対方向に向かうようにする。
【０１００】
このように、中心部に存在する第１及び第２電極タブ３４０、３５０は巻取り芯の役割を果たし、前記極板及びセパレータは、前記巻取り芯を中心に巻取られる。具体的には、セパレータ３３０を備えた第１電極タブ３１０を反時計方向に巻いて、セパレータ３２０を介して負極板３２０を取り囲むようにし、前記負極板３２０も反時計方向に巻いて、前記正極板３１０を取り囲むようにする。これを繰り返すことにより、前記正極板３１０と負極板３２０とは、セパレータ３３０を介して互いに対面するようになる。このとき、前記第１及び第２電極タブ３４０、３５０が極板内で互いに対面しないように反対方向に向かうようにする。
【０１０１】
図１０に示すように、本実施形態に係る電極組立体４００は、巻取り開始部位になる中心部の湾曲部４６０ａに第１無地部３１２に存在するカッティングされた部分が含まれないようにする。また、第２無地部３２２に存在するカッティングされた部分も湾曲部４６０ｂに含まれないようにする。前述したように、前記カッティングされた部分は、外部衝撃などによって損傷しやすくなる。したがって、カッティングされた部分に力が加えられないように、前記カッティングされた部分が湾曲部４６０ａ、４６０ｂに含まれないようにすることが好ましい。
【０１０２】
図１１に示すように、本実施形態に係る電極組立体４００と、図８に示す電極組立体３００とは、前記電極組立体の巻取り方法は異なるが、同じ形状を有する。その他の電極組立体４００の構成及び作用は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示す電極組立体３００と同一である。また、本発明に係る電極組立体４００の巻取り方法は、図５に示すのと同様である。したがって、前記電極組立体４００の構成及び作用と、巻取り方法に関する詳細な内容は省略する。
【０１０３】
図１２〜図１５は、本発明のさらに他の実施形態に係る電極組立体に関するものである。
【０１０４】
図１２は、本発明のその他の実施形態に係る電極組立体の分解図である。図１３（ａ）は、図１２の上面を示す図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＹ’’−Ｙ’’ラインに沿った断面図である。図１４は、図１２における電極組立体の巻取り方法に関する概略図である。図１５は、図１４において巻取られた電極組立体の斜視図である。
【０１０５】
図１２に示すように、本実施形態に係る電極組立体５００は、正極活物質が間欠塗布された１つ以上の正極活物質部５１１ａ、５１１ｂ、及び前記正極活物質部５１１ａ、５１１ｂの間に前記正極活物質が塗布されない第１無地部５１２を備える正極板５１０と、負極活物質が塗布された負極活物質部５２１ａ、５２１ｂ、及び一端に前記負極活物質が塗布されない第２無地部５２２ａ、５２２ｂをそれぞれ備える２つの負極板５２０ａ、５２０ｂと、前記正極板５１０と負極板５２０ａ、５２０ｂとの間に介在するセパレータ５３０と、前記第１無地部５１２及び第２無地部５２２ａ、５２２ｂにそれぞれ備えられる第１電極タブ５４０及び第２電極タブ５５０ａ、５５０ｂとを含み、前記正極板５１０の上部及び下部には、前記第１無地部５１２及び第２無地部５２２ａ、５２２ｂの少なくとも一部が対面し、かつ、第１電極タブ５４０及び第２電極タブ５５０ａ、５５０ｂが極板内で互いに対面しないようにそれぞれ負極板５２０ａ、５２０ｂを備えるが、前記負極板５２０ａ、５２０ｂは互いに対面しないように備えられ、前記第１無地部５１２及び第２無地部５２２ａ、５２２ｂが対面する部分から前記正極板５１０及び負極板５２０ａ、５２０ｂを巻取って形成されることができる。
【０１０６】
前記正極板５１０は、第１無地部５１２を一端に備えるのではなく、正極活物質部５１１ａ、５１１ｂの間に備えることができる。図面では、前記第１無地部５１２を基準として、左側は第１正極活物質部５１１ａ、右側は第１正極活物質部５１１ｂで示されている。
【０１０７】
前記第１及び第２正極活物質部５１１ａ、５１１ｂは、同じ種類の正極活物質を塗布することにより形成されてもよいが、異なる種類の正極活物質を塗布することにより形成されてもよい。また、同じ正極活物質を使用する場合は、正極活物質部に塗布された正極活物質の厚さを異にするなどの多様な方法により活物質部に変化を加えることができる。したがって、本実施形態に係る電極組立体５００を含む二次電池は、設計によるその容量などの特性をより自由に変形させることができるという利点を有する。本実施形態は、前記第１及び第２正極活物質部５１１ａ、５１１ｂを、同じ正極活物質を使用して、同一の塗布厚さに作製した。
【０１０８】
前記負極板５２０ａ、５２０ｂは、第１及び第２負極板５２０ａ、５２０ｂを含み、前記第１及び第２負極板５２０ａ、５２０ｂは、それぞれ第１及び第２負極活物質部５２１ａ、５２１ｂ、及び第２’及び第２’’無地部５２２ａ、５２２ｂで構成されることができる。また、前記第１及び第２負極活物質部５２１ａ、５２１ｂは、それぞれ異なる負極活物質を塗布することにより形成してもよく、同じ負極活物質を塗布することにより形成してもよい。また、同じ負極活物質を使用する場合は、負極活物質部に塗布された負極活物質の厚さを異にすることができる。このように、第１及び第２負極活物質部５２１ａ、５２１ｂは、それぞれの負極活物質部に対応するように備えられる正極活物質部５１１ａ、５１１ｂにしたがって適切に変化させることができる。
【０１０９】
本実施形態において、前記第１及び第２負極活物質部５２１ａ、５２１ｂは、同じ負極活物質を使用して第１及び第２正極活物質部５１１ａ、５１１ｂに対応するように作製した。
【０１１０】
前記第２電極タブは、第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂを含むことができる。前記第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂは、第１及び第２負極板５２０ａ、５２０ｂに備えられることができ、前記第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂの幅は等しいものの、その縦長は異なるように備えられることができる。
【０１１１】
前記第１電極タブ５４０と第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂは、それぞれ前記電極組立体５００の上部及び下部に備えられることができ、また、前記第１電極タブ５４０と第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂは、それぞれの無地部側に接する部分が面取りできる。
【０１１２】
図１２に示すように、本実施形態に係る電極タブの大きさは、次のとおりである。巻取り方向を基準として第１無地部５１２に付着される第１電極タブ５４０の付着面の縦長ｕ１は、第１電極タブ５４０の短辺長さｃ１による。また、前記第１電極タブ５４０の幅ｕ２は、本実施形態に係る電極組立体５００の巻取り幅による。これと同様に、第２’及び第２’’無地部５２２ａ、５２２ｂに付着される第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂの付着面の縦長ｖ１、ｖ’１は、それぞれ第２’及び第２’’極板５２０ａ、５２０ｂの短辺長さｄ１、ｄ’１により、前記第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂの幅ｖ２、ｖ’２は、本実施形態に係る電極組立体５００の巻取り幅による。
【０１１３】
第１電極タブ５４０及び第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂの大きさと、前記電極タブがそれぞれ無地部に付着される付着面の大きさは、二次電池の設計によって多様に変化させることができるが、本実施形態では等しくした。
【０１１４】
前述したように、前記電極タブの付着面の縦長ｕ１、ｖ１、ｖ’１が５ｍｍ未満の場合は、無地部側と前記電極タブとの付着面積が狭く、付着能が低下する。また、前記電極タブの付着面の縦長ｕ１、ｖ１、ｖ’１が前記極板の短辺長さを二等分した長さ以上の場合は、前記電極タブが互いに対面する。したがって、電極組立体５００の厚さを厚くし、巻取り時に電極組立体５００が変形しやすい。したがって、前記第１電極タブ５４０の付着面の縦長ｕ１及び第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂの付着面の縦長ｖ１、ｖ’１は、５ｍｍ以上ないし前記正極板５１０の短辺長さｃ１を二等分した長さ未満が好ましい。
【０１１５】
また、巻取り方向を基準として前記電極タブの幅ｕ２、ｖ２、ｖ’２は、前記電極組立体５００の最小巻取り幅と等しいことが好ましい。前記幅ｕ２、ｖ２、ｖ’２が異なる場合は、これらのうち、より広い長さを有する電極タブによって巻取り幅が決定される。したがって、前記電極タブのうち、幅がより広い電極タブのみが巻取り芯の役割を果たすため、巻取り時に一方向に力が偏る恐れがある。したがって、前記幅ｕ２、ｖ２、ｖ’２が互いに等しいものを使用することが好ましい。
【０１１６】
前述したように、本実施形態に係る第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂは、その幅は等しいものの、縦長が異なるように備えられることができる。第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂにおいて、相対的により長い縦長を有する第２’電極タブ５５０ａは、第１電極タブ５４０と同一の縦長を有するように備えられることができる。これに対し、相対的に短い縦長を有する第２’’電極タブ５５０ｂの外部に突出した部分の終端は、第２’電極タブ５５０ａに接触する。前記第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂが互いに接触する部位を抵抗溶接またはレーザ溶接などを用いて溶接する。本実施形態では、前記第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂの縦長を異なるようにしたが、前記縦長を等しくすることも可能である。
【０１１７】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、前記電極組立体５００の中心部には、セパレータ５３０を介して各極板の無地部側が互いに対面するように備えられることができる。このとき、前記無地部側において、第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂは互いに対面し、かつ、前記第１電極タブ５４０と第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂとは互いに対面しないように積層される。したがって、セパレータ５３０を介して第１電極タブ５４０と第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂとは、互いに反対方向に前記電極組立体５００の上部及び下部に備えられることができる。このとき、前記第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂは同一方向に突出する。
【０１１８】
以下、図１４及び図１５を参照して、本実施形態に係る電極組立体５００の巻取り方法を説明する。
【０１１９】
図１４に示すように、本実施形態に係る電極組立体５００は、１つの正極板５１０、２つの第１及び第２負極板５２０ａ、５２０ｂ、２つのセパレータ５３０で構成される。前記正極板５１０は、前記正極集電体のいずれの終端でもない、その内部に第１無地部５１２が形成されることができる。前記第１無地部５１２の左側には第１正極活物質部５１１ａが形成され、右側には第２正極活物質部５１１ｂが形成される。
【０１２０】
正極板５１０の左側上面には、第１負極板５２０ａが備えられるが、前記極板の間にはセパレータ５３０が介在する。また、第２負極板５２０ｂも、その間にセパレータ５３０を介在した状態で、前記正極板５１０の右側下面に備えられることができる。したがって、前記第１及び第２負極活物質部５２１ａ、５２１ｂは、それぞれ第１及び第２正極活物質部５１１ａ、５１１ｂに対応して積層される。
【０１２１】
また、前記正極板５１０の無地部側には、前面及び後面に前記第１負極板５２０ａ及び前記第２負極板５２０ｂの無地部側が対面する。ここで、前記無地部側の一面は第２’電極タブ５５０ａが、他の一面は第２’’電極タブ５５０ｂが対面する。したがって、前記第２’及び第２’’電極タブ５５０ａ、５５０ｂは、それらの間に第１電極タブ５４０を介して対面するようになる。
【０１２２】
したがって、前記正極板５１０の第１正極活物質部５１１ａは、第１負極板５２０ａの第１負極活物質部５２１ａとその間にセパレータ５３０を介して対面する。また、前記正極板５１０の第２正極活物質部５１１ｂも、前記第２負極板５２０ｂの第２負極活物質部５２１ｂと対面する。このように、電極組立体５００は、互いに異なる極性を有する極板同士で対面するように備えられるが、それぞれの極板の活物質部は各極板の活物質部同士で対面し、無地部側は無地部同士で対面するようになる。
【０１２３】
電極組立体５００は、図１４に示すように、正極板５１０は、第１正極活物質部５１１ａと前記第１正極活物質部５１１ａに対面するように備えられる第１負極板５２０ａを巻取るが、前記正極板５１０の第２正極活物質部５１１ｂと前記第２正極活物質部５１１ｂに対面するように備えられる第２負極板５２０ｂを取り囲むように巻取り可能である。
【０１２４】
すなわち、第１負極板５２０ａ、セパレータ５３０、及び正極板５１０の左側を反時計方向に巻いて、前記第２負極板５２０ｂを取り囲むようにする。また、セパレータ５３０、正極板５１０の右側及び第２負極板５２０ｂを反時計方向に巻いて、前記第１負極板５２０ａを取り囲むようにする。このとき、中心部に存在する電極タブは巻取り芯として作用して巻取りを容易にする。これを繰り返すことにより、本実施形態に係る電極組立体５００を形成することができる。
【符号の説明】
【０１２５】
１０：二次電池
２０：ポーチ型ケース
２１：カバー
２２：本体
２２ａ：収容部
１００、２００、３００、４００、５００：電極組立体
１１０、３１０、５１０：第１極板（正極板）
１１１、３１１、５１１ａ、５１１ｂ：第１活物質部
１１２、３１２、５１２：第１無地部
１２０、３２０、５２０ａ、５２０ｂ：第２極板（負極板）
１２１、３２１、５２１ａ、５２１ｂ：第２活物質部
１２２、３２２、５２２ａ、５２２ｂ：第２無地部
１３０、３３０、５３０：セパレータ
１４０、３４０、５４０：第１電極タブ
１５０、３５０、５５０ａ、５５０ｂ：第２電極タブ
３１３、３２３：カッティングされた部分
３６０、４６０ａ、４６０ｂ、５６０ａ、５６０ｂ：湾曲部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１活物質が塗布された第１活物質部、及び前記第１活物質が塗布されない第１無地部を備える第１極板と、
第２活物質が塗布された第２活物質部、及び前記第２活物質が塗布されない第２無地部を備える第２極板と、
前記第１及び第２極板の間に介在するセパレータと、
前記第１及び第２無地部にそれぞれ備えられる第１及び第２電極タブとを含み、
前記第１及び第２極板は、第１及び第２無地部の少なくとも一部が対面し、かつ、第１及び第２電極タブが極板内で互いに対面しないように備えられ、前記第１及び第２無地部が対面する部分から前記第１及び第２極板を巻取って形成されたことを特徴とする電極組立体。
【請求項２】
前記第１電極タブ及び第２電極タブは、それぞれ前記電極組立体の上部及び下部に備えられることを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。
【請求項３】
前記第１または第２電極タブは、第１または第２無地部に接する部分が面取りされることを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。
【請求項４】
前記第１または第２電極タブのそれぞれの幅が、前記電極組立体の最小巻取り幅と等しいことを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。
【請求項５】
前記第１または第２電極タブは、前記第１または第２無地部と対面し、前記対面する部分の縦長は、５ｍｍ以上ないし第１または第２極板の縦長の半分未満であることを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。
【請求項６】
前記第１または第２無地部は、第１または第２電極タブが備えられていない部分にカッティングされた部分を含むことを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。
【請求項７】
前記カッティングされた部分の縦長が、第１または第２極板の縦長の半分未満であることを特徴とする請求項６に記載の電極組立体。
【請求項８】
前記カッティングされた部分は、前記カッティングされた部分の角が面取りされるように備えられることを特徴とする請求項６に記載の電極組立体。
【請求項９】
前記カッティングされた部分は、巻取られる電極組立体の湾曲部に含まれないことを特徴とする請求項６に記載の電極組立体。
【請求項１０】
前記第１及び第２極板は、第１及び第２無地部の少なくとも一部が対面し、かつ、各極板の他端が互いに反対方向に向かうように備えられることを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。
【請求項１１】
前記第１極板は、前記活物質が間欠塗布された１つ以上の第１活物質部、及び前記第１活物質部の間に備えられる第１無地部を含み、前記第１電極タブは、前記第１無地部に備えられることを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。
【請求項１２】
前記電極組立体は、第１及び第２極板の一端である第１及び第２無地部の少なくとも一部が巻取り中心部で対面し、かつ、前記第１及び第２極板の他端が互いに反対方向に向かうように備えられ、前記第１及び第２極板は、前記巻取り中心部を基準として互いに反対方向に巻取られることを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。
【請求項１３】
前記電極組立体は、第１及び第２極板の一端が巻取り中心部に備えられ、前記第１及び第２極板の他端が互いに同一方向に向かい、前記第１及び第２極板は、前記巻取り中心部を基準として互いに同一方向に巻取られることを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。
【請求項１４】
第１活物質が間欠塗布された１つ以上の第１活物質部、及び前記第１活物質部の間に前記第１活物質が塗布されない第１無地部を備える第１極板と、
第２活物質が塗布された第２活物質部、及び一端に前記第２活物質が塗布されない第２無地部をそれぞれ備える２つの第２極板と、
前記第１及び第２極板の間に介在するセパレータと、
前記第１及び第２無地部にそれぞれ備えられる第１及び第２電極タブとを含み、
前記第１極板の上部及び下部には、前記第１及び第２無地部の少なくとも一部が対面し、かつ、第１及び第２電極タブが極板内で互いに対面しないようにそれぞれ第２極板を備えるが、前記第２極板は、互いに対面しないように備えられ、前記第１及び第２無地部が対面する部分から前記第１及び第２極板を巻取って形成されることを特徴とする電極組立体。
【請求項１５】
前記第１電極タブ及び第２電極タブは、それぞれ前記電極組立体の上部及び下部に備えられ、
前記第２極板に備えられるそれぞれの第２電極タブは、幅が等しく、その縦長は異なることを特徴とする請求項１４に記載の電極組立体。
【請求項１６】
前記第１または第２電極タブは、第１または第２無地部に接する部分が面取りされることを特徴とする請求項１４に記載の電極組立体。
【請求項１７】
前記第１または第２電極タブのそれぞれの幅が、前記電極組立体の最小巻取り幅と等しいことを特徴とする請求項１４に記載の電極組立体。
【請求項１８】
前記第１または第２電極タブは、前記第１または第２無地部と対面し、前記対面する部分の縦長は、５ｍｍ以上ないし第１または第２極板の縦長の半分未満であることを特徴とする請求項１４に記載の電極組立体。
【請求項１９】
前記第１極板は、無地部を介して２つの第１活物質部からなり、前記第１極板の第１活物質部のいずれか１つ及びこれに対面するように備えられる第２極板を巻取るが、前記第１極板の第１活物質部の他の１つに対面するように備えられる第２極板を取り囲むように巻取ることを特徴とする請求項１４に記載の電極組立体。
【請求項２０】
前記第１または第２無地部は、第１または第２電極タブが備えられていない部分にカッティングされた部分を含むことを特徴とする請求項１４に記載の電極組立体。
【請求項２１】
前記カッティングされた部分の縦長が、第１または第２極板の縦長の半分未満であることを特徴とする請求項２０に記載の電極組立体。
【請求項２２】
前記カッティングされた部分は、前記カッティングされた部分の角が面取りされるように備えられることを特徴とする請求項２０に記載の電極組立体。
【請求項２３】
前記カッティングされた部分は、巻取られる電極組立体の湾曲部に含まれないことを特徴とする請求項２０に記載の電極組立体。
【請求項２４】
請求項１〜請求項２３のいずれか１項に記載の電極組立体と、前記電極組立体を収容するケースとを含むことを特徴とする二次電池。
【請求項１】
第１活物質が塗布された第１活物質部、及び前記第１活物質が塗布されない第１無地部を備える第１極板と、
第２活物質が塗布された第２活物質部、及び前記第２活物質が塗布されない第２無地部を備える第２極板と、
前記第１及び第２極板の間に介在するセパレータと、
前記第１及び第２無地部にそれぞれ備えられる第１及び第２電極タブとを含み、
前記第１及び第２極板は、第１及び第２無地部の少なくとも一部が対面し、かつ、第１及び第２電極タブが極板内で互いに対面しないように備えられ、前記第１及び第２無地部が対面する部分から前記第１及び第２極板を巻取って形成されたことを特徴とする電極組立体。
【請求項２】
前記第１電極タブ及び第２電極タブは、それぞれ前記電極組立体の上部及び下部に備えられることを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。
【請求項３】
前記第１または第２電極タブは、第１または第２無地部に接する部分が面取りされることを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。
【請求項４】
前記第１または第２電極タブのそれぞれの幅が、前記電極組立体の最小巻取り幅と等しいことを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。
【請求項５】
前記第１または第２電極タブは、前記第１または第２無地部と対面し、前記対面する部分の縦長は、５ｍｍ以上ないし第１または第２極板の縦長の半分未満であることを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。
【請求項６】
前記第１または第２無地部は、第１または第２電極タブが備えられていない部分にカッティングされた部分を含むことを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。
【請求項７】
前記カッティングされた部分の縦長が、第１または第２極板の縦長の半分未満であることを特徴とする請求項６に記載の電極組立体。
【請求項８】
前記カッティングされた部分は、前記カッティングされた部分の角が面取りされるように備えられることを特徴とする請求項６に記載の電極組立体。
【請求項９】
前記カッティングされた部分は、巻取られる電極組立体の湾曲部に含まれないことを特徴とする請求項６に記載の電極組立体。
【請求項１０】
前記第１及び第２極板は、第１及び第２無地部の少なくとも一部が対面し、かつ、各極板の他端が互いに反対方向に向かうように備えられることを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。
【請求項１１】
前記第１極板は、前記活物質が間欠塗布された１つ以上の第１活物質部、及び前記第１活物質部の間に備えられる第１無地部を含み、前記第１電極タブは、前記第１無地部に備えられることを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。
【請求項１２】
前記電極組立体は、第１及び第２極板の一端である第１及び第２無地部の少なくとも一部が巻取り中心部で対面し、かつ、前記第１及び第２極板の他端が互いに反対方向に向かうように備えられ、前記第１及び第２極板は、前記巻取り中心部を基準として互いに反対方向に巻取られることを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。
【請求項１３】
前記電極組立体は、第１及び第２極板の一端が巻取り中心部に備えられ、前記第１及び第２極板の他端が互いに同一方向に向かい、前記第１及び第２極板は、前記巻取り中心部を基準として互いに同一方向に巻取られることを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。
【請求項１４】
第１活物質が間欠塗布された１つ以上の第１活物質部、及び前記第１活物質部の間に前記第１活物質が塗布されない第１無地部を備える第１極板と、
第２活物質が塗布された第２活物質部、及び一端に前記第２活物質が塗布されない第２無地部をそれぞれ備える２つの第２極板と、
前記第１及び第２極板の間に介在するセパレータと、
前記第１及び第２無地部にそれぞれ備えられる第１及び第２電極タブとを含み、
前記第１極板の上部及び下部には、前記第１及び第２無地部の少なくとも一部が対面し、かつ、第１及び第２電極タブが極板内で互いに対面しないようにそれぞれ第２極板を備えるが、前記第２極板は、互いに対面しないように備えられ、前記第１及び第２無地部が対面する部分から前記第１及び第２極板を巻取って形成されることを特徴とする電極組立体。
【請求項１５】
前記第１電極タブ及び第２電極タブは、それぞれ前記電極組立体の上部及び下部に備えられ、
前記第２極板に備えられるそれぞれの第２電極タブは、幅が等しく、その縦長は異なることを特徴とする請求項１４に記載の電極組立体。
【請求項１６】
前記第１または第２電極タブは、第１または第２無地部に接する部分が面取りされることを特徴とする請求項１４に記載の電極組立体。
【請求項１７】
前記第１または第２電極タブのそれぞれの幅が、前記電極組立体の最小巻取り幅と等しいことを特徴とする請求項１４に記載の電極組立体。
【請求項１８】
前記第１または第２電極タブは、前記第１または第２無地部と対面し、前記対面する部分の縦長は、５ｍｍ以上ないし第１または第２極板の縦長の半分未満であることを特徴とする請求項１４に記載の電極組立体。
【請求項１９】
前記第１極板は、無地部を介して２つの第１活物質部からなり、前記第１極板の第１活物質部のいずれか１つ及びこれに対面するように備えられる第２極板を巻取るが、前記第１極板の第１活物質部の他の１つに対面するように備えられる第２極板を取り囲むように巻取ることを特徴とする請求項１４に記載の電極組立体。
【請求項２０】
前記第１または第２無地部は、第１または第２電極タブが備えられていない部分にカッティングされた部分を含むことを特徴とする請求項１４に記載の電極組立体。
【請求項２１】
前記カッティングされた部分の縦長が、第１または第２極板の縦長の半分未満であることを特徴とする請求項２０に記載の電極組立体。
【請求項２２】
前記カッティングされた部分は、前記カッティングされた部分の角が面取りされるように備えられることを特徴とする請求項２０に記載の電極組立体。
【請求項２３】
前記カッティングされた部分は、巻取られる電極組立体の湾曲部に含まれないことを特徴とする請求項２０に記載の電極組立体。
【請求項２４】
請求項１〜請求項２３のいずれか１項に記載の電極組立体と、前記電極組立体を収容するケースとを含むことを特徴とする二次電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４（ａ）】
【図４（ｂ）】
【図５】
【図６（ａ）】
【図６（ｂ）】
【図７】
【図８（ａ）】
【図８（ｂ）】
【図９（ａ）】
【図９（ｂ）】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３（ａ）】
【図１３（ｂ）】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４（ａ）】
【図４（ｂ）】
【図５】
【図６（ａ）】
【図６（ｂ）】
【図７】
【図８（ａ）】
【図８（ｂ）】
【図９（ａ）】
【図９（ｂ）】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３（ａ）】
【図１３（ｂ）】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−１６９２４７（Ｐ２０１２−１６９２４７Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３３９９９（Ｐ２０１１−１３３９９９）
【出願日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]