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KR101869137B1 - Electrode Assembly Comprising Gas Discharging Passage and Manufacturing Method for the Same - Google Patents

Electrode Assembly Comprising Gas Discharging Passage and Manufacturing Method for the Same Download PDF

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KR101869137B1
KR101869137B1 KR1020150005476A KR20150005476A KR101869137B1 KR 101869137 B1 KR101869137 B1 KR 101869137B1 KR 1020150005476 A KR1020150005476 A KR 1020150005476A KR 20150005476 A KR20150005476 A KR 20150005476A KR 101869137 B1 KR101869137 B1 KR 101869137B1
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discharge passage
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김지현
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 이차전지용 전극조립체로서, 상기 양극은 하기 화학식 1로 표현되며, 5V 전압 영역에서 작동전압을 나타내는 리튬 복합 전이금속 산화물을 양극 활물질로 포함하고, 상기 전극조립체의 충방전 과정 중에 내부에서 발생한 가스가 전극조립체 외부로 배출될 수 있도록, 외부와 연통되는 구조의 기형성된 가스 배출 통로를 포함하고 있거나, 또는 내부에서 발생된 가스에 의해 가스 배출 통로로 변환되는 구조의 배출 통로 예정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 및 이의 제조 방법에 관한 것이다:
Li1+aNibMcMn2-(a+b+c)O4-z (1)
상기 식에서, M은 Ti, Co, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zr, Zn 및 기타 전이금속들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이고, 0≤a≤0.1, 0.4≤b≤0.6, 0≤c≤0.1, 0≤z≤0.1이다.
The present invention relates to an electrode assembly for a secondary battery comprising a cathode, a cathode, and a separator interposed between the anode and the cathode, wherein the anode is represented by the following Formula 1, and a lithium composite transition metal oxide, And a preformed gas discharge passage which is contained in the active material and communicates with the outside so that gas generated inside the electrode assembly can be discharged to the outside of the electrode assembly during charging and discharging of the electrode assembly, And a discharge passage portion of the structure that is converted into the gas discharge passage by the discharge passage portion, and a method of manufacturing the electrode assembly.
Li 1 + a Ni b M c Mn 2- (a + b + c) O 4-z (1)
Wherein M is one or more selected from the group consisting of Ti, Co, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zr, Zn and other transition metals, and 0? A? 0.1, 0.4? , 0? C? 0.1, and 0? Z? 0.1.

Description

가스 배출 통로를 포함하는 전극조립체 및 이의 제조 방법 {Electrode Assembly Comprising Gas Discharging Passage and Manufacturing Method for the Same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an electrode assembly including a gas discharge passage,

본 발명은 가스 배출 통로를 포함하는 전극조립체 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode assembly including a gas discharge path and a method of manufacturing the same.

화석연료 사용의 급격한 증가로 인하여 대체 에너지나 청정에너지의 사용에 대한 요구가 증가하고 있으며, 그 일환으로 가장 활발하게 연구되고 있는 분야가 전기화학을 이용한 발전, 축전 분야이다.Due to the rapid increase in the use of fossil fuels, the demand for the use of alternative energy or clean energy is increasing. As a part of this, the most active field of research is electric power generation and storage.

현재 이러한 전기화학적 에너지를 이용하는 전기화학 소자의 대표적인 예로 이차전지를 들 수 있으며, 점점 더 그 사용 영역이 확대되고 있는 추세이다.At present, a typical example of an electrochemical device utilizing such electrochemical energy is a secondary battery, and the use area thereof is gradually increasing.

이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.The secondary battery is classified into a cylindrical battery and a prismatic battery in which the electrode assembly is housed in a cylindrical or rectangular metal can according to the shape of the battery case, and a pouch-shaped battery in which the electrode assembly is housed in a pouch-shaped case of an aluminum laminate sheet .

또한, 전지케이스에 내장되는 전극조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다. 그 중 젤리-롤형 전극조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있다.In addition, the electrode assembly incorporated in the battery case is a charge / dischargeable power generation device composed of a lamination structure of a positive electrode / separator / negative electrode, and includes a jelly-roll type battery having a separator interposed between a positive electrode and a negative electrode coated with an active material, , And a plurality of positive electrodes and negative electrodes of a predetermined size are sequentially stacked in a state in which the separator is interposed therebetween. Among them, the jelly-roll type electrode assembly has an advantage of being easy to manufacture and having a high energy density per weight.

한편, 일반적으로 리튬 이차전지는 양극 활물질로는 리튬 함유 코발트 산화물(LiCoO2)이 주로 사용되고 있고, 그 외에 층상 결정구조의 LiMnO2, 스피넬 결정구조의 LiMn2O4 등의 리튬 함유 망간 산화물과, 리튬 함유 니켈 산화물(LiNiO2)도 사용되고 있다.On the other hand, in lithium secondary batteries, lithium-containing cobalt oxide (LiCoO 2 ) is mainly used as a cathode active material, and lithium-containing manganese oxides such as LiMnO 2 having a layered crystal structure and LiMn 2 O 4 having a spinel crystal structure, Lithium-containing nickel oxide (LiNiO 2 ) is also used.

상기 양극 활물질들 중에 LiCoO2은 우수한 사이클 특성 등 제반 물성이 우수하여 현재 많이 사용되고 있지만, 안전성이 낮으며, 원료로서 코발트의 자원적 한계로 인해 고가라는 문제가 있다.Among the above cathode active materials, LiCoO 2 has excellent properties such as excellent cycle characteristics and is widely used at present, but its safety is low and there is a problem that it is expensive due to the resource limit of cobalt as a raw material.

LiNiO2 등의 리튬 니켈계 산화물은 상기 LiCoO2보다 비용이 저렴하면서도 4.25V로 충전되었을 때, 높은 방전 용량을 나타내지만 높은 생산비용, 전지에서의 가스 발생에 의한 스웰링, 낮은 화학적 안정성, 높은 pH 등의 문제들을 가지고 있다.Lithium nickel oxide such as LiNiO 2 exhibits a high discharge capacity when charged at 4.25 V at a lower cost than LiCoO 2 , but has a high production cost, swelling due to gas generation in the battery, low chemical stability, high pH And so on.

또한, LiMnO2, LiMn2O4 등의 리튬 망간 산화물은 원료로서 자원이 풍부하고 환경친화적인 망간을 사용한다는 장점을 가지고 있으므로, LiCoO2를 대체할 수 있는 양극 활물질로서 많은 관심을 모으고 있다. 특히, 그 중에서도 LiMn2O4는 상대적으로 저렴한 가격 및 고출력 등의 장점을 가지고 있지만, 에너지 밀도가 LiCoO2 및 3성분계 활물질들에 비해 낮은 단점이 있다.In addition, lithium manganese oxides such as LiMnO 2 and LiMn 2 O 4 have the advantage of using manganese which is rich in resources and environment-friendly as a raw material, and thus attracts much attention as a cathode active material that can replace LiCoO 2 . Particularly, LiMn 2 O 4 has advantages such as relatively low cost and high output, but has a disadvantage that energy density is lower than LiCoO 2 and ternary active materials.

이러한 단점을 극복하기 위하여 LiMn2O4에서 Mn의 일부를 Ni로 치환하게 되면 원래 가지던 작동전압(약 4V)에 비하여 높은 작동전압(약 4.7V 이상)을 가지게 된다. 높은 작동전압을 가지게 됨에 따라 LiNixMn2-xO4 (0.4≤x≤0.6)의 조성을 가지는 스피넬 물질은 고에너지 및 고출력 성능이 요구되는 전기자동차(Electric Vehicle, EV)를 비롯한 중대형용 리튬 이온 전지의 양극 활물질로 이용될 가능성이 높은 재료이다. 하지만 높은 충방전 전압 전위로 인하여, 양극 활물질 재료에서 Mn의 용출(dissolution) 및 전해액의 부반응이 발생하는 문제가 있다.In order to overcome this disadvantage, replacing a part of Mn with Ni in LiMn 2 O 4 has a higher operating voltage (about 4.7V or more) than the original operating voltage (about 4V). Spinel materials with a composition of LiNi x Mn 2-x O 4 (0.4 ≦ x ≦ 0.6) have high operating voltages and are therefore suitable for use in electric vehicles (EV), which require high energy and high output performance, It is a material highly likely to be used as a cathode active material of a battery. However, due to the high charge / discharge voltage potential, dissolution of Mn and side reaction of the electrolyte occur in the cathode active material.

특히, 전해액의 부반응에 의해 발생한 가스는 전극조립체 내에서 가스트랩(trap)을 형성하여, 전극을 탈리시키고, 이로 인해 전지의 전반적인 성능을 저하시킴은 물론, 전지의 수명 특성을 현저히 감소시키는 원인이 되는 것으로 알려져 있다.Particularly, the gas generated by the side reaction of the electrolyte forms a gas trap in the electrode assembly, thereby causing the electrode to be desorbed, thereby deteriorating the overall performance of the battery, .

따라서, 상기와 같이 고전압 영역의 작동전압을 나타내는 양극 활물질을 사용하면서도, 전지의 수명 특성을 향상시킬 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technique capable of improving the lifetime characteristics of a battery while using a cathode active material exhibiting an operating voltage in a high voltage range as described above.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 전극조립체에 외부와 연통되는 구조의 가스 배출 통로를 포함하고 있거나, 또는 배출 통로 예정부를 포함하는 경우, 전해액의 부반응에 의해 전극조립체 내부에서 가스가 발생하더라도, 가스트랩의 생성을 억제하여, 전지의 전반적인 성능을 유지하고, 수명 특성을 향상시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application have conducted intensive research and various experiments and have found that when the electrode assembly includes a gas discharge passage having a structure communicating with the outside or includes a discharge passage scheduled portion as described later, It has been confirmed that even if gas is generated in the electrode assembly due to the side reaction, generation of gas traps is suppressed, the overall performance of the battery can be maintained, and the life characteristics can be improved.

따라서, 본 발명에 따른 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 이차전지용 전극조립체는, 상기 양극은 하기 화학식 1로 표현되며, 5V 전압 영역에서 작동전압을 나타내는 리튬 복합 전이금속 산화물을 양극 활물질로 포함하고, 상기 전극조립체의 충방전 과정 중에 내부에서 발생한 가스가 전극조립체 외부로 배출될 수 있도록, 외부와 연통되는 구조의 기형성된 가스 배출 통로를 포함하고 있거나, 또는 내부에서 발생된 가스에 의해 가스 배출 통로로 변환되는 구조의 배출 통로 예정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Accordingly, the electrode assembly for a secondary battery according to the present invention, comprising a cathode, a cathode, and a separator interposed between the anode and the cathode, is characterized in that the anode is represented by the following Chemical Formula 1 and has a lithium complex transition metal And a preformed gas discharge passage communicating with the outside so that the gas generated inside the electrode assembly may be discharged to the outside of the electrode assembly during charging and discharging of the electrode assembly, And a gas discharge passage scheduled to be converted into the gas discharge passage by the gas that has been discharged.

Li1+aNibMcMn2-(a+b+c)O4-z (1)Li 1 + a Ni b M c Mn 2- (a + b + c) O 4-z (1)

상기 식에서, M은 Ti, Co, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zr, Zn 및 기타 전이금속들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이고, 0≤a≤0.1, 0.4≤b≤0.6, 0≤c≤0.1, 0≤z≤0.1이다.Wherein M is one or more selected from the group consisting of Ti, Co, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zr, Zn and other transition metals, and 0? A? 0.1, 0.4? , 0? C? 0.1, and 0? Z? 0.1.

상기 화학식 1과 같이 Mn을 고함량으로 함유하여, 5V 전압 영역에서 작동전압을 나타내는 양극 활물질을 사용하는 경우에는 충방전 사이클이 진행됨에 따라 용량의 감소가 심하게 일어나고, 수명 특성이 급격히 저하되는 문제가 있다.When a positive electrode active material containing a high Mn content as shown in Formula 1 and exhibiting an operating voltage in a voltage range of 5 V is used, the capacity is severely decreased as the charge / discharge cycle progresses, and the life characteristic is rapidly deteriorated have.

본 발명에 따르면, 이러한 문제는 전극조립체 내에 가스트랩의 생성이 주요한 원인에 해당한다. 구체적으로, 고전압에서 작동하는 이차전지의 경우, 활성화 또는 충방전 시 전해액의 산화전위에 도달하게 되므로, 이 때 전해액의 분해가 더욱 활발히 일어나게 된다. 전해액의 분해로 인한 가스가 전극조립체 내부에서 외부로 배출되지 못하여, 가스트랩을 형성하게 되고, 이렇게 생성된 가스트랩에는 전해액이 접근할 수 없다. 따라서, 활물질 간의 리튬 이온 교환이 불가능하므로 해당 부피만큼의 용량 감소를 유발한다.According to the present invention, this problem is the main cause of gas trap generation in the electrode assembly. Specifically, in the case of a secondary battery operating at a high voltage, since the oxidation potential of the electrolyte is reached at the time of activation or charge / discharge, decomposition of the electrolyte becomes more active at this time. The gas due to the decomposition of the electrolytic solution can not be discharged from the inside of the electrode assembly to the outside, thereby forming a gas trap. Therefore, lithium ions can not be exchanged between the active materials, resulting in a capacity reduction by the corresponding volume.

전해액의 분해는 충방전 과정에서 계속적으로 발생하게 되고, 이로 인해 가스트랩의 발생도 많아지게 되며, 결국, 전지의 수명 특성이 급격히 저하되는 문제가 발생하게 된다.The decomposition of the electrolytic solution is continuously generated in the charging / discharging process, which causes the generation of gas traps to be increased. As a result, the life characteristics of the battery deteriorate rapidly.

본 발명에 따른 전극조립체는 충방전 시 내부에서 발생한 가스가 전극조립체 외부로 배출될 수 있도록, 외부와 연통되는 구조의 기형성된 가스 배출 통로를 포함하고 있거나, 또는 내부에서 발생된 가스에 의해 가스 배출 통로로 변환되는 구조의 배출 통로 예정부를 포함하여, 전극조립체의 내부에서 가스가 발생하더라도 가스 배출 통로를 통해 전극조립체의 외부로 배출되므로 가스트랩의 발생을 억제할 수 있다.The electrode assembly according to the present invention includes a pre-formed gas discharge passage communicating with the outside so that gas generated inside the electrode assembly can be discharged to the outside of the electrode assembly during charging and discharging, Even if gas is generated in the electrode assembly including the discharge passage scheduled portion of the structure that is converted into the passage, it is discharged to the outside of the electrode assembly through the gas discharge passage, so that generation of gas trap can be suppressed.

이러한 전극조립체는 내부에서 가스트랩의 발생을 억제하므로 충방전이 반복되더라도 전지의 용량 감소가 크지 않으며, 결국, 전지의 수명 특성이 향상되는 효과가 있다.Such an electrode assembly suppresses the generation of gas traps therein, so that even if charging and discharging are repeated, the capacity reduction of the battery is not so large, and as a result, the life characteristics of the battery are improved.

하나의 구체적인 예에서, 상기 리튬 복합 전이금속 산화물이 작동전압을 나타내는 5V 전압 영역은 4.5V 내지 5.5V의 범위일 수 있고, 상세하게는 4.5V 내지 5.0V의 범위일 수 있으며, 더욱 상세하게는 4.7V 내지 4.9V의 범위일 수 있다. 이러한 범위는 하나의 예시일 뿐이며, 작동전압이 전해액의 산화전위에 도달하여 분해반응이 활발히 일어나는 전압 범위이면 본 발명의 5V 전압 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.In one specific example, the 5V voltage range in which the lithium composite transition metal oxide exhibits the operating voltage may be in the range of 4.5V to 5.5V, in particular in the range of 4.5V to 5.0V, May range from 4.7V to 4.9V. This range is only one example, and it can be considered that the voltage range in which the decomposition reaction occurs actively is included in the 5V voltage range of the present invention when the operating voltage reaches the oxidation potential of the electrolyte solution.

한편, 상기 기형성된 가스 배출 통로는 가스를 전극조립체 외부로 배출하여 가스트랩의 생성을 억제할 수만 있으면 그 위치가 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들어, 집전체와 전극 합제층 사이 및/또는 분리막과 전극 합제층 사이에 위치할 수 있다.The position of the pre-formed gas discharge passage is not particularly limited as long as gas can be discharged to the outside of the electrode assembly to suppress the formation of gas traps. However, for example, the position between the current collector and the electrode mixture layer and / And the electrode mixture layer.

상세하게는, 상기 기형성된 가스 배출 통로는 적어도 분리막과 양극 합제층 사이에 위치할 수 있으며, 본 발명에 따르면, 전극조립체 내의 분리막과 양극합제층 사이에서 가스트랩의 생성 빈도가 가장 높기 때문에 해당 부위에 가스 배출 통로를 위치시킴으로써 가스트랩의 생성을 가장 효과적으로 억제할 수 있다.Specifically, the pre-formed gas discharge passage may be located at least between the separator and the cathode mixture layer. According to the present invention, since the generation frequency of the gas trap is highest between the separator and the cathode mixture layer in the electrode assembly, The generation of the gas trap can be most effectively suppressed by placing the gas discharge passage in the gas discharge passage.

하나의 구체적인 예에서, 상기 기형성된 가스 배출 통로는 전극 합제층의 적어도 일면에 형성된 하나 이상의 가스 배출용 그루브일 수 있고, 상세하게는 상기 가스 배출용 그루브의 만입 깊이는 전극 합제층의 두께를 기준으로 5% 내지 50%일 수 있고, 더욱 상세하게는 5% 내지 40%일 수 있다.In one specific example, the pre-formed gas discharge passage may be one or more gas discharge grooves formed on at least one side of the electrode mix layer, and more particularly, the depth of indentation of the gas discharge groove To 5% to 50%, and more specifically from 5% to 40%.

상기 가스 배출용 그루브의 만입 깊이가 전극 합제층의 두께를 기준으로 5% 미만인 경우에는 전극조립체 내부에서 발생한 가스를 원활하게 배출하기 어려워 가스트랩의 발생을 억제하는 효과가 크지 않을 수 있고, 50% 초과인 경우에는 가스 배출용 그루브가 차지하는 부피로 인해 전극 활물질의 로딩량이 감소할 수 있는 바, 전지의 용량이 저하될 수 있다.If the depth of indentation of the gas discharge groove is less than 5% based on the thickness of the electrode mixture layer, it is difficult to smoothly discharge the gas generated inside the electrode assembly, so that the effect of suppressing the generation of gas trap may not be large, The loading amount of the electrode active material may be reduced due to the volume occupied by the gas discharge groove, and the capacity of the battery may be lowered.

한편, 상기 배출 통로 예정부는 가스가 배출되는 과정에서만 가스 배출 통로로 변환되는 구조일 수 있다.Meanwhile, the discharge passage scheduled portion may be a structure that is converted into a gas discharge passage only when the gas is discharged.

상세하게는, 상기 배출 통로 예정부는 전극 합제층과 분리막이 상대적으로 낮은 결합력으로 밀착된 부위로 형성되어 있는 구조일 수 있다.Specifically, the discharge passage scheduled portion may have a structure in which the electrode mix layer and the separation membrane are formed in a portion where the electrode mixture is adhered with a relatively low coupling force.

더욱 상세하게는, 상기 배출 통로 예정부는 전극 합제층과 분리막 사이에 형성되어 있고, 상기 전극 합제층과 분리막은 상호간의 결합력이 상대적으로 강한 제 1 접합부 및 전극 합제층과 분리막 사이의 결합력이 상대적으로 약한 제 2 접합부를 포함하며, 전극조립체 내부에서 가스 발생시 제 2 접합부의 결합이 해제되어 가스 배출 통로로 변환되는 구조일 수 있다.More specifically, the discharge passage scheduled portion is formed between the electrode mixture layer and the separator, and the electrode assembly layer and the separator have a relatively strong bonding force between the electrode assembly layer and the separator, And a structure in which the second joint is released from the gas inside the electrode assembly and is converted into the gas discharge passage.

전극조립체의 제조 과정에서 가스 배출 통로를 형성하는 것이 통로 확보의 신뢰성 측면에서는 바람직할 수 있지만, 기형성된 가스 배출 통로를 유지할 수 있도록 기존의 제조 과정을 변경해야 하므로, 제조 과정을 복잡하게 만들 수 있다. 다만, 상기 가스 배출 통로 대신, 배출 통로 예정부를 형성하게 되면 전극조립체의 제조 과정을 상대적으로 간명하게 구성할 수 있으며, 전극활물질의 로딩량도 상대적으로 높일 수 있어 전지의 용량 확보 측면에서도 유리하다.Although forming the gas discharge path in the process of manufacturing the electrode assembly may be preferable from the viewpoint of reliability of the passage securing, it is necessary to change the existing manufacturing process so as to maintain the pre-formed gas discharge path, . However, if the discharging path portion is formed instead of the gas discharging path, the manufacturing process of the electrode assembly can be relatively simplified and the loading amount of the electrode active material can be relatively increased, which is advantageous in terms of securing the capacity of the battery.

하나의 구체적인 예에서, 상기 기형성된 가스 배출 통로 또는 배출 통로 예정부는 평면상으로 하나 이상의 스트립 구조일 수 있다.In one specific example, the pre-formed gas discharge passageway or discharge passageway presumably may be one or more strip structures in plan view.

상세하게는, 상기 스트립 구조의 폭은 전극 합제층의 두께를 기준으로 20% 내지 2000%일 수 있고, 더욱 상세하게는, 50% 내지 1000%일 수 있다.Specifically, the width of the strip structure may be 20% to 2000%, and more particularly, 50% to 1000% based on the thickness of the electrode mixture layer.

상기 스트립 구조의 폭이 전극 합제층의 두께를 기준으로 20% 미만인 경우에는 전극조립체 내부에서 발생한 가스를 원활하게 배출하기 어려워 가스트랩 발생을 억제하는 효과가 크지 않을 수 있고, 2000% 초과인 경우에는 가스 배출 통로가 차지하는 부피로 인해 전극 활물질의 로딩량이 감소하거나, 전극 합제층과 집전체 또는 분리막 사이의 접착력이 저하될 수 있어 전극조립체의 제조 과정에서 효율성이 저하될 수 있다.When the width of the strip structure is less than 20% based on the thickness of the electrode material mixture layer, it is difficult to smoothly discharge the gas generated in the electrode assembly, so that the effect of suppressing gas trap generation may not be significant. The amount of loading of the electrode active material may be reduced due to the volume occupied by the gas discharge passage or the adhesive force between the electrode mixture layer and the current collector or separator may be lowered so that the efficiency of manufacturing the electrode assembly may be deteriorated.

또 다른 예에서, 상기 기형성된 가스 배출 통로 또는 배출 통로 예정부는 평면상으로 그물 구조일 수 있다.In yet another example, the pre-formed gas discharge passage or discharge passage predeterminable portion may be net-like in plan view.

상기 가스 배출 통로 또는 배출 통로 예정부가 그물 구조로 형성되어 있으면, 전극조립체 내부의 각 지점에서 외부까지 통과해야 하는 경로의 길이가 감소하므로 가스트랩의 발생을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.If the gas discharging passage or the discharge passage predetermined portion is formed in a net structure, the length of the passage through the inside of the electrode assembly from each point to the outside is reduced, so that generation of the gas trap can be suppressed more effectively.

상기 기형성된 가스 배출 통로 또는 배출 통로 예정부는, 특별히 한정되지는 않지만, 라미네이션 과정에서 형성되는 것일 수 있고, 라미네이션 과정 이전에 형성하는 경우에는 라미네이션을 거치면서 이러한 통로 구조가 변형될 수 있다.The pre-formed gas discharge passage or discharge passage predeterminable portion may be formed in a lamination process, though it is not particularly limited. In the case where the pre-formed gas discharge passage or the discharge passage preform is formed before the lamination process, such a passage structure may be deformed through lamination.

하나의 구체적인 예에서, 상기 음극은 음극 활물질로서 난흑연화 탄소, 이흑연화 탄소, 흑연계 탄소, LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe’yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me’: Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8), 금속 복합 산화물, 리튬 금속, 리튬 합금, 규소계 합금, 주석계 합금, SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, Bi2O5, 금속 산화물, 폴리아세틸렌 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료, 티타늄 산화물 및 하기 화학식 2로 표현되는 리튬 금속 산화물 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.In one specific example, the negative electrode is made of non-graphitized carbon, graphitized carbon, graphite carbon, Li x Fe 2 O 3 (0? X? 1), Li x WO 2 (0? , Sn x Me 1-x Me y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me ': Al, B, P, Si, Group 1, Group 2, Group 3 elements of the periodic table, SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , SnO 2 , Pb 2 O 3 , SnO 2 , Pb 3 O 4, Sb 2 O 3, Sb 2 O 4, Sb 2 O 5, GeO, GeO 2, Bi 2 O 3, Bi 2 O 4, Bi 2 O 5, metal oxide, a polyacetylene conductive polymer; Li-Co-Ni-based material, titanium oxide, lithium metal oxide represented by the following formula (2), and the like.

LiaM’bO4-cAc (2)Li a M ' b O 4-ca c (2)

상기 식에서, M’은 Ti, Sn, Cu, Pb, Sb, Zn, Fe, In, Al 및 Zr로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소이고; a 및 b는 0.1≤a≤4; 0.2≤b≤4의 범위에서 M’의 산화수(oxidation number)에 따라 결정되며; c는 0≤c<0.2의 범위에서 산화수에 따라 결정되고; A는 -1 또는 -2가의 하나 이상의 음이온이다.In the above formula, M 'is at least one element selected from the group consisting of Ti, Sn, Cu, Pb, Sb, Zn, Fe, In, Al and Zr; a and b are 0.1? a? 4; Is determined according to the oxidation number of M 'in the range of 0.2? B? 4; c is determined according to the oxidation number in the range of 0? c <0.2; A is one or more of an anion of -1 or -2.

상세하게는, 상기 화학식 2의 리튬 금속 산화물은 하기 화학식 3으로 표시되는 리튬 티타늄 산화물(LTO)일 수 있고, 구체적으로 Li0.8Ti2.2O4, Li2.67Ti1.33O4, LiTi2O4, Li1.33Ti1.67O4, Li1.14Ti1.71O4 등일 수 있으나, 리튬 이온을 흡장/방출할 수 있는 것이면 그 조성 및 종류에 있어 별도의 제한은 없으며, 더욱 상세하게는, 충방전시 결정 구조의 변화가 적고 가역성이 우수한 스피넬 구조의 Li1.33Ti1.67O4 또는 LiTi2O4일 수 있다.Specifically, the lithium metal oxide represented by the above formula (2) may be lithium titanium oxide (LTO) represented by the following formula (3), specifically Li 0.8 Ti 2.2 O 4 , Li 2.67 Ti 1.33 O 4 , LiTi 2 O 4 , Li 1.33 Ti 1.67 O 4 , Li 1.14 Ti 1.71 O 4, and the like, but there is no particular limitation on the composition and kind of lithium ions capable of intercalating / deintercalating lithium ions, and more specifically, And has a spinel structure Li 1.33 Ti 1.67 O 4 or LiTi 2 O 4 having excellent reversibility.

LiaTibO4 (3)Li a Ti b O 4 (3)

상기 식에서, 0.5≤a≤3, 1≤b≤2.5 이다.In the above formula, 0.5? A? 3, 1? B? 2.5.

상대적으로 고전위를 가지는 스피넬 구조의 리튬 복합 전이금속 산화물을 양극 활물질로 사용하는 경우, 높은 전위를 갖는 LTO를 음극 활물질로 사용하면 레이트 특성을 향상 시킬 수 있고, 음극에서의 Li 플레이팅(Li plating)을 방지할 수 있다.When a lithium composite transition metal oxide having a relatively high spinel structure is used as a cathode active material, the LTO having a high electric potential can be used as an anode active material to improve a rate characteristic, and Li plating Can be prevented.

상기 화학식 1의 리튬 복합 전이금속 산화물은 하기 화학식 4로 표시되는 리튬 니켈 망간 산화물일 수 있다.The lithium complex transition metal oxide of Formula 1 may be a lithium nickel manganese oxide represented by Formula 4 below.

LiNixMn2-xO4 (4)LiNi x Mn 2-x O 4 (4)

상기 식에서, 0.4≤x≤0.6 이다.In the above formula, 0.4? X? 0.6.

이하에서는, 상기 전극조립체의 기타 구성 성분들에 대해서 설명한다.Hereinafter, other components of the electrode assembly will be described.

상기 양극은 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라서는 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.The anode is prepared by applying a mixture of a cathode active material, a conductive material and a binder on a cathode current collector, followed by drying and pressing. If necessary, a filler may be further added to the mixture.

상기 양극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테리인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다. The cathode current collector generally has a thickness of 3 to 500 mu m. Such a positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical changes in the battery. Examples of the positive electrode current collector include stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, aluminum or stainless steel A surface treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like may be used. The current collector may have fine irregularities on the surface thereof to increase the adhesive force of the cathode active material, and various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric are possible.

상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is usually added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture including the cathode active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, for example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.

상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component which assists in bonding of the active material and the conductive material and bonding to the current collector, and is usually added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture containing the cathode active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene , Polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, fluorine rubber, various copolymers and the like.

상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is optionally used as a component for suppressing the expansion of the anode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery. Examples of the filler include olefin polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.

반면에, 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포, 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라 상기에서와 같은 도전재, 바인더, 충진제 등이 선택적으로 더 포함될 수 있다.On the other hand, the negative electrode is manufactured by applying, drying and pressing an anode active material on an anode current collector, and may optionally further include a conductive material, a binder, a filler, and the like as described above.

상기 음극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The negative electrode current collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 mu m. Such an anode current collector is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, and examples of the anode current collector include copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, a surface of copper or stainless steel A surface treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like, an aluminum-cadmium alloy, or the like can be used. In addition, like the positive electrode collector, fine unevenness can be formed on the surface to enhance the bonding force of the negative electrode active material, and it can be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams and nonwoven fabrics.

상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.The separation membrane is interposed between the anode and the cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the separator is generally 0.01 to 10 mu m and the thickness is generally 5 to 300 mu m. Such separation membranes include, for example, olefinic polymers such as polypropylene, which are chemically resistant and hydrophobic; A sheet or nonwoven fabric made of glass fiber, polyethylene or the like is used. When a solid electrolyte such as a polymer is used as an electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separation membrane.

상기 전극조립체는 충방전 시에 가스트랩이 발생할 수 있는 구조이기만 하면 그 구조가 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 또는 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 권취한 구조의 스택-폴딩형 전극조립체 등일 수 있다.The structure of the electrode assembly is not particularly limited as long as it is a structure capable of generating a gas trap upon charging and discharging. For example, when a plurality of positive electrodes and negative electrodes cut in a predetermined size unit are sequentially (Stacked type) electrode assembly in which a positive electrode and a negative electrode are laminated in a stacked state with a separator interposed therebetween, or a stacked-folded electrode having a structure in which a bi- Assembly or the like.

본 발명은 또한, 상기 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스의 내부에 밀봉되어 있는 이차전지를 제공한다.The present invention also provides a secondary battery in which the electrode assembly is sealed inside a battery case together with an electrolyte solution.

상기 이차전지는 각형 금속캔에 전극조립체가 내장되어 있는 각형 이차전지 또는, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 파우치형 이차전지일 수 있다.The secondary battery may be a prismatic secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a square metal can, or a pouch type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer.

상기 라미네이트 시트는, 알루미늄 라미네이트 시트일 수 있고, 상세하게는 금속 차단층의 일면(외면)에 내구성이 우수한 수지 외곽층이 부가되어 있고, 타면(내면)에 열용융성의 수지 실란트층이 부가되어 있는 구조로 이루어질 수 있다. The laminate sheet may be an aluminum laminate sheet. Specifically, a resin outer layer having excellent durability is added to one surface (outer surface) of the metal barrier layer, and a thermally fusible resin sealant layer is provided on the other surface Structure.

상기 수지 외곽층은 외부 환경으로부터 우수한 내성을 가져야 하므로, 소정 이상의 인장강도와 내후성을 가지는 것이 필요하다. 그러한 측면에서 수지 외곽층의 고분자 수지로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 연신 나일론 필름이 바람직하게 사용될 수 있다. Since the resin outer layer has excellent resistance from the external environment, it is necessary to have a tensile strength and weather resistance of a predetermined level or higher. In this respect, polyethylene terephthalate (PET) and stretched nylon film can be preferably used as the polymer resin of the resin outer layer.

상기 금속 차단층은 가스, 습기 등 이물질의 유입 내지 누출을 방지하는 기능 이외에 전지케이스의 강도를 향상시키는 기능을 발휘할 수 있도록, 상세하게는 알루미늄, 또는 알루미늄 합금이 포함될 수 있다.The metal barrier layer may include aluminum or aluminum alloy so as to exhibit a function of improving the strength of the battery case, in addition to a function of preventing foreign matter such as gas or moisture from leaking or leaking.

상기 수지 실란트층의 고분자 수지로는 열융착성(열접착성)을 가지고, 전해액의 침입을 억제하기 위해 흡습성이 낮으며, 전해액에 의해 팽창하거나 침식되지 않는 폴리올레핀(polyolefin)계 수지가 바람직하게 사용될 수 있으며, 더욱 상세하게는 무연신 폴리프로필렌(CPP)이 사용될 수 있다.As the polymer resin of the resin sealant layer, a polyolefin resin having a low heat absorbing property (heat adhesion property) and low hygroscopicity in order to suppress penetration of an electrolyte solution and not being swollen or eroded by an electrolytic solution is preferably used And more particularly, lead-free polypropylene (CPP) may be used.

일반적으로 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀계 수지는 금속과의 접착력이 낮으므로, 상기 금속 차단층과의 접착력을 향상시키기 위한 방안으로서, 상세하게는 상기 금속층과 수지 실란트층 사이에 접착층을 추가로 포함하여 접착력 및 차단 특성을 향상시킬 수 있다. 상기 접착층의 소재로는, 예를 들어, 우레탄(urethane)계 물질, 아크릴(acryl)계 물질, 열가소성 일래스토머(elastomer)를 함유하는 조성물 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.In general, a polyolefin resin such as polypropylene has a low adhesive force with a metal. Therefore, as a method for improving the adhesion with the metal barrier layer, more specifically, an adhesive layer is additionally provided between the metal layer and the resin sealant layer, And blocking characteristics can be improved. Examples of the material of the adhesive layer include a urethane-based material, an acryl-based material, a composition containing a thermoplastic elastomer, and the like, but are not limited thereto.

상기 전해액은 리튬염을 함유하고 있으며, 상기 전해액으로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용될 수 있지만 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The electrolytic solution contains a lithium salt, and examples of the electrolytic solution include non-aqueous organic solvents, organic solid electrolytes, inorganic solid electrolytes, and the like.

상기 비수계 유기용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.Examples of the non-aqueous organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma -Butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane , Acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, triester phosphate, trimethoxymethane, dioxolane derivatives, sulfolane, methylsulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate Nonionic organic solvents such as tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl pyrophosphate, ethyl propionate and the like can be used.

상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합제 등이 사용될 수 있다.Examples of the organic solid electrolyte include a polymer electrolyte such as a polyethylene derivative, a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, an agitation lysine, a polyester sulfide, a polyvinyl alcohol, a polyvinylidene fluoride, A polymer containing an ionic dissociation group and the like may be used.

상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.Examples of the inorganic solid electrolyte include Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides and sulfates of Li such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH and Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 can be used.

상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.The lithium salt is a material that is readily soluble in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4, LiBF 4, LiB 10 Cl 10, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate and imide.

경우에 따라서는, 상기 전해액에 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene Carbonate), PRS(Propene sultone) 등을 더 포함시킬 수 있다.In some cases, for the purpose of improving the charge-discharge characteristics and flame retardancy of the electrolytic solution, it is possible to use, for example, pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, n-glyme, N, N-substituted imidazolidine, ethylene glycol dialkyl ether, ammonium salt, pyrrole, 2-methoxyethanol, aluminum trichloride, May be added. In some cases, halogen-containing solvents such as carbon tetrachloride and ethylene trifluoride may be further added to impart nonflammability. In order to improve the high-temperature storage characteristics, carbon dioxide gas may be further added. FEC (Fluoro-Ethylene Carbonate, PRS (Propene sultone), and the like.

본 발명은 또한, 상기 이차전지를 단위 전지로서 포함하는 전지팩, 및 상기 전지팩을 전원으로서 포함하는 디바이스를 제공한다.The present invention also provides a battery pack including the secondary battery as a unit cell, and a device including the battery pack as a power source.

상기 디바이스는, 예를 들어, 컴퓨터, 휴대폰, 웨어러블 전자기기, 파워 툴(power tool), 전기자동차(Electric Vehicle: EV), 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 전기 이륜차, 전기 골프 카트, 또는 전력저장용 시스템 등일 수 있지만, 이들만으로 한정되지 않음은 물론이다.The device may be, for example, a computer, a mobile phone, a wearable electronic device, a power tool, an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle, a plug- Or a system for power storage, but it is not limited to these.

한편, 이러한 디바이스의 구조 및 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.Since the structure and manufacturing method of such a device are well known in the art, a detailed description thereof will be omitted herein.

본 발명은 또한, 상기 이차전지용 전극조립체를 제조하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method of manufacturing the electrode assembly for a secondary battery.

하나의 구체적인 예에서, 이러한 제조 방법은,In one specific example,

(a) 상기 화학식 1로 표현되는 리튬 복합 전이금속 산화물을 양극 활물질로 포함하는 양극, 음극, 및 분리막을 준비하는 과정;(a) preparing a positive electrode, a negative electrode, and a separator comprising the lithium composite transition metal oxide represented by Formula 1 as a positive electrode active material;

(b) 상기 분리막과 대면하는 양극 및 음극 중의 적어도 하나의 표면에 하나 이상의 그루브 구조를 형성하는 과정;(b) forming at least one groove structure on at least one surface of the anode and the cathode facing the separator;

(c) 상기 양극과 음극 사이에 분리막이 위치하도록 적층하는 과정; 및(c) stacking the separator so that the separator is positioned between the anode and the cathode; And

(d) 상기 그루브 구조가 유지된 상태로, 양극, 음극 및 분리막의 적층 구조를 접합하여 가스 배출 통로를 형성하는 라미네이션 과정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.(d) a lamination process of joining the lamination structure of the anode, the cathode and the separator to form a gas discharge passage with the groove structure being maintained.

상세하게는, 상기 과정(d)에서 열을 인가하지 않고 압력만을 인가하여 라미네이션 하고, 압력의 인가시 그루브 구조에 대응하는 부위에는 압력을 인가하지 않을 수 있다.More specifically, in the step (d), only the pressure is applied without applying heat, and the pressure is not applied to the portion corresponding to the groove structure upon application of pressure.

이때, 상기 압력은 2 내지 10 bar의 범위일 수 있고, 2 bar 미만인 경우에는 양극, 음극, 및 분리막 사이에 충분한 접합력을 얻기 어렵고, 10 bar 초과인 경우에는 기형성된 그루부 구조가 변형될 수 있어 바람직하지 않다.At this time, the pressure may be in the range of 2 to 10 bar, and if it is less than 2 bar, it is difficult to obtain a sufficient bonding force between the anode, the cathode and the separator, and if it exceeds 10 bar, It is not preferable.

이러한 제조 방법은 가스 배출 통로 확보의 신뢰성 측면에서는 유리할 수 있지만, 제조 과정에서 기형성된 가스 배출 통로를 유지하기 어려울 수 있으므로, 이를 방지하기 위한 또 다른 하나의 구체적인 예에서, 상기 이차전지용 전극조립체를 제조하는 방법은,Although this manufacturing method may be advantageous from the viewpoint of reliability of securing the gas discharge path, it may be difficult to maintain the pre-formed gas discharge path in the manufacturing process. Therefore, in another specific example for preventing this, How to do it,

(a) 상기 화학식 1로 표현되는 리튬 복합 전이금속 산화물을 양극 활물질로 포함하는 양극, 음극, 및 분리막을 준비하는 과정;(a) preparing a positive electrode, a negative electrode, and a separator comprising the lithium composite transition metal oxide represented by Formula 1 as a positive electrode active material;

(b) 상기 양극과 음극 사이에 분리막이 위치하도록 적층하는 과정; 및(b) depositing a separator between the anode and the cathode; And

(c) 상기 양극, 음극 및 분리막의 적층 구조를 접합함에 있어서, 가스 배출 통로 또는 배출 통로 예정부에 대응하는 부위에 상대적으로 작은 압력을 인가하면서 접합하여 가스 배출 통로 또는 배출 통로 예정부를 형성하는 라미네이션 과정;을 포함 할 수 있다.(c) a lamination structure for joining the stacked structure of the positive electrode, the negative electrode and the separation membrane to each other by applying a relatively small pressure to a portion corresponding to the gas discharge passage or the discharge passage preliminary portion to form a gas discharge passage, Process.

이때, 상대적으로 작은 압력을 인가한다는 것은 압력을 가하지 않는 것을 포함한다.In this case, applying a relatively small pressure includes not applying pressure.

하나의 예에서, 상기 과정(c)에서 스트립 구조의 가스 배출 통로 또는 배출 통로 예정부가 형성될 수 있도록, 전극조립체와 대면하는 면에 하나 이상의 스트립 형상의 돌출부가 형성되어 있는 가압부재를 이용하여 라미네이션 할 수 있으며, 이는 하나의 구체적인 예일 뿐이며, 상기 가압부재의 구체적인 형상이나 개수가 한정되는 것은 아니다.In one example, in the step (c), by using a pressing member having one or more strip-shaped projections formed on the surface facing the electrode assembly so that the gas discharge passage or the discharge passage projecting portion of the strip structure can be formed, However, this is only one concrete example, and the specific shape and number of the pressing members are not limited.

또 다른 예에서, 상기 과정(c)에서 그물 구조의 가스 배출 통로 또는 배출 통로 예정부가 형성될 수 있도록, 전극조립체와 대면하는 면에 둘 이상의 다각형 또는 원형의 돌출부들을 포함하는 가압부재를 이용하여 라미네이션 할 수도 있다.In another example, the pressing member including two or more polygonal or circular protrusions on the surface facing the electrode assembly may be laminated to form a gas discharge passage or a discharge passage forming portion of the net structure in the process (c) You may.

또한, 상기 과정(c)에서 스트립 구조 또는 그물 구조의 가스 배출 통로 또는 배출 통로 예정부가 형성될 수 있도록, 전극조립체와 대면하는 외면에 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 원통형의 가압롤러를 이용하여 라미네이션 할 수도 있다.In addition, in order to form the gas discharge passage or the discharge passage predetermined portion in the strip structure or the net structure in the process (c), the cylindrical pressure roller including at least one protrusion on the outer surface facing the electrode assembly is laminated It is possible.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전극조립체는 전극조립체의 외부와 연통되는 구조의 가스 배출 통로를 포함하고 있거나, 또는 배출 통로 예정부를 포함하여, 전해액의 부반응에 의해 전극조립체 내부에서 가스가 발생하더라도, 가스트랩의 생성을 억제하고, 전지의 전반적인 성능을 유지하며, 수명 특성을 향상시킬 수 있다.As described above, the electrode assembly according to the present invention includes a gas discharge passage having a structure communicating with the outside of the electrode assembly, or includes a discharge outlet portion, and gas is generated inside the electrode assembly due to a side reaction of the electrolyte solution The generation of gas traps can be suppressed, the overall performance of the battery can be maintained, and the life characteristics can be improved.

도 1은 일반적인 전극조립체를 모식적으로 나타낸 수직 단면도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체를 모식적으로 나타낸 수직 단면도이다;
도 3은 도 2의 전극조립체에 포함되어 있는 양극을 모식적으로 나타낸 평면도이다;
도 4 및 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예 따른 전극조립체에 포함되어 있는 양극을 모식적으로 나타낸 평면도들이다;
도 6 및 도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체의 제조 방법을 나타낸 모식도들이다;
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극조립체의 제조 방법의 모식도이다;
도 9 및 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극조립체의 제조 방법에 이용되는 가압부재를 모식적으로 나타낸 사시도들이다.
1 is a vertical cross-sectional view schematically showing a general electrode assembly;
2 is a vertical sectional view schematically showing an electrode assembly according to one embodiment of the present invention;
3 is a plan view schematically showing an anode included in the electrode assembly of FIG. 2;
4 and 5 are plan views schematically showing an anode included in an electrode assembly according to another embodiment of the present invention;
6 and 7 are schematic views illustrating a method of manufacturing an electrode assembly according to an embodiment of the present invention;
8 is a schematic view of a method of manufacturing an electrode assembly according to another embodiment of the present invention;
9 and 10 are perspective views schematically showing a pressing member used in a method of manufacturing an electrode assembly according to another embodiment of the present invention.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.

도 1에는 일반적인 전극조립체의 수직 단면도가 모식적으로 도시되어 있다.1 is a schematic vertical cross-sectional view of a typical electrode assembly.

도 1을 참조하면, 전극조립체(100)은 양극(110), 음극(120), 및 분리막(130)을 포함하고 있다.Referring to FIG. 1, an electrode assembly 100 includes an anode 110, a cathode 120, and a separator 130.

구체적으로, 양극(110)과 음극(120) 사이에 분리막(130)이 개재되어 있으며, 양극(110)의 면적이 가장 좁고, 분리막(130)의 면적이 가장 넓으며, 음극(120)의 면적은 양극(110)보다는 넓고 분리막(130)보다는 좁게 구성되어 있다.Specifically, the separator 130 is interposed between the anode 110 and the cathode 120, the anode 110 has the smallest area, the separator 130 has the largest area, and the cathode 120 Is narrower than the anode 110 and narrower than the separator 130.

양극(110)은 양극 집전체(111)과 양극 합제층(113)으로 이루어져 있으며, 양극 집전체(111)의 일면에만 양극 합제층(113)이 형성되어 있는 단면 전극이다.The positive electrode 110 is composed of a positive electrode collector 111 and a positive electrode mixture layer 113 and is a cross section electrode having a positive electrode mixture layer 113 formed on only one side of the positive electrode collector 111.

음극(120) 또한 음극 집전체(121)과 음극 합제층(123)으로 이루어져 있으며, 음극 집전체(121)의 일면에만 음극 합제층(123)이 형성되어 있는 단면 전극이다.The cathode 120 is also made of a cathode current collector 121 and a cathode mixture layer 123 and is a cross section electrode in which a cathode mixture layer 123 is formed on only one side of the anode current collector 121.

분리막(130)의 일면은 양극 합제층(113)과 대면하고 있고, 또 다른 일면은 음극 합제층(123)과 대면하도록 적층되어 있다.One surface of the separator 130 faces the positive electrode mixture layer 113 and the other side thereof is stacked so as to face the negative electrode mixture layer 123.

도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체의 수직 단면도가 모식적으로 도시되어 있다.2 is a schematic vertical cross-sectional view of an electrode assembly according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 전극조립체(200)은 양극(210), 음극(220), 및 분리막(230)을 포함하고 있다.Referring to FIG. 2, the electrode assembly 200 includes an anode 210, a cathode 220, and a separator 230.

전극조립체(200)은 도 1의 전극조립체(100)과 전반적으로 유사하게 구성되어 있으며, 구체적으로, 양극(210)과 음극(220) 사이에 분리막(230)이 개재되어 있으며, 양극(210)의 면적이 가장 좁고, 분리막(230)의 면적이 가장 넓으며, 음극(220)의 면적은 양극(210)보다는 넓고 분리막(230)보다는 좁게 구성되어 있다.The electrode assembly 200 is generally similar to the electrode assembly 100 of Figure 1. More specifically, the separator 230 is interposed between the anode 210 and the cathode 220, The area of the separator 230 is the largest and the area of the cathode 220 is larger than that of the anode 210 and narrower than the separator 230.

양극(210)은 양극 집전체(211)과 양극 합제층(213)으로 이루어져 있으며, 양극 집전체(211)의 일면에만 양극 합제층(213)이 형성되어 있는 단면 전극이다.The positive electrode 210 is composed of a positive electrode collector 211 and a positive electrode mixture layer 213 and is a cross section electrode having a positive electrode mixture layer 213 formed on only one side of the positive electrode collector 211.

음극(220) 또한 음극 집전체(221)과 음극 합제층(223)으로 이루어져 있으며, 음극 집전체(221)의 일면에만 음극 합제층(223)이 형성되어 있는 단면 전극이다.The cathode 220 is also composed of a cathode current collector 221 and a cathode mixture layer 223 and is a cross section electrode in which a cathode mixture layer 223 is formed on only one side of the anode current collector 221.

도 1과 비교하여 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전극조립체(200)에는 충방전 과정 중에 내부에서 발생한 가스가 전극조립체(200)의 외부로 배출될 수 있도록, 외부와 연통되는 구조의 가스 배출 통로들(301, 302, 303, 304)이 형성되어 있다.2, the electrode assembly 200 according to the present invention is provided with an electrode assembly 200 having a structure in which gas generated inside the electrode assembly 200 is discharged to the outside of the electrode assembly 200 during charging / And discharge passages 301, 302, 303, and 304 are formed.

가스 배출 통로들(301, 302, 303, 304)는 단면이 반원형인 그루브 형상으로 이루어져 있으며, 가스 배출 통로들(301, 302, 303, 304)의 개수, 위치, 폭, 깊이 및 간격은 전극조립체의 크기 및 가스의 발생 정도에 따라 달라질 수 있다.The number, position, width, depth, and spacing of the gas discharge passages 301, 302, 303, and 304 are determined by the number of the gas discharge passages 301, 302, And the degree of generation of gas.

구체적으로, 양극 집전체(211)과 양극 합제층(213) 사이에는 3개의 가스 배출 통로들(301)이 형성되어 있고, 양극 합제층(213)과 분리막(230) 사이에는 3개의 가스 배출 통로들(302)가 형성되어 있다.Specifically, three gas discharge passages 301 are formed between the cathode current collector 211 and the cathode mixture layer 213, and three gas discharge passages 301 are formed between the cathode mixture layer 213 and the separator 230. [ Are formed.

또한, 분리막(230)과 음극 합제층(223) 사이에는 3개의 가스 배출 통로들(303)이 형성되어 있고, 음극 집전체(221)과 음극 합제층(223) 사이에는 3개의 가스 배출 통로들(304)가 형성되어 있다.Three gas discharge passages 303 are formed between the separator 230 and the negative electrode mixture layer 223 and three gas discharge passages 303 are formed between the negative electrode collector 221 and the negative electrode mixture layer 223, (Not shown).

가스 배출 통로들(301)과 가스 배출 통로들(302)는 적층 방향을 기준으로 위아래로 나란하게 위치하고 있는 반면, 가스 배출 통로들(303)과 가스 배출 통로들(304)는 적층 방향을 기준으로 위아래가 어긋나게 위치하고 있다. The gas discharge passages 301 and the gas discharge passages 302 are arranged in parallel to each other in the stacking direction with respect to the stacking direction while the gas discharge passages 303 and the gas discharge passages 304 are arranged on the basis of the stacking direction The top and bottom are offset.

가스 배출용 통로들(301, 302, 303, 304)의 만입 깊이는 전극 합제층(213, 223)의 두께를 기준으로 약 30%이다.The indentation depths of the gas discharge passages 301, 302, 303 and 304 are about 30% based on the thickness of the electrode mixture layers 213 and 223.

도 3에는 도 2의 전극조립체에 포함되어 있는 양극의 평면도가 모식적으로 도시되어 있다.3 is a plan view schematically showing the anode included in the electrode assembly of FIG.

도 3을 참조하면, 양극(210)은 집전체의 일면에 양극 합제층(213)이 형성되어 있고, 집전체의 상단에 전극탭(212)이 돌출되어 있다.3, an anode 210 has a positive electrode mixture layer 213 formed on one surface of a current collector, and an electrode tab 212 protrudes from an upper end of the current collector.

양극 합제층(213)에는 3개의 가스 배출 통로들(311, 312, 313)이 형성되어 있고, 가스 배출 통로들(311, 312, 313)은 가로 방향으로 평면상으로 스트립 구조를 형성하고 있다.Three gas discharge passages 311, 312, and 313 are formed in the positive electrode mixture layer 213 and the gas discharge passages 311, 312, and 313 form a strip structure in a planar shape in the lateral direction.

도 4 및 도 5에는 본 발명의 또 다른 실시예 따른 전극조립체에 포함되어 있는 양극의 평면도가 각각 모식적으로 도시되어 있다.FIGS. 4 and 5 schematically show plan views of an anode included in an electrode assembly according to another embodiment of the present invention, respectively.

도 3과 비교하여 도 4를 참조하면, 양극(210a)는 양극(210)과 전반적으로 유사하게 구성되어 있지만, 양극(210a)는 양극(210)과 달리 양극 합제층(213)에 2개의 가스 배출 통로들(314, 315)이 형성되어 있고, 가스 배출 통로들(314, 315)은 세로 방향으로 평면상으로 스트립 구조를 형성하고 있는 점에서 차이가 있다.4, the anode 210a is configured to be generally similar to the anode 210, but the anode 210a is different from the anode 210 in that the anode mixture layer 213 has two gases There is a difference in that the discharge passages 314 and 315 are formed and the gas discharge passages 314 and 315 form a strip structure in a planar shape in the longitudinal direction.

도 3과 비교하여 도 5를 참조하면, 양극(210b)는 양극(210)과 전반적으로 유사하게 구성되어 있지만, 양극(210b)는 양극(210)과 달리 양극 합제층(213)에 5개의 가스 배출 통로들(311, 312, 313, 314, 315)이 형성되어 있고, 3개의 가스 배출 통로들(311, 312, 313)은 가로 방향으로 평면상으로 스트립 구조를 형성하고 있고, 2개의 가스 배출 통로들(314, 315)은 세로 방향으로 평면상으로 스트립 구조를 형성하고 있어, 전체적으로 볼 때 가스 배출 통로가 평면상으로 그물 구조를 형성하고 있는 점에서 차이가 있다.5, the anode 210b is configured to be generally similar to the anode 210, but the anode 210b is different from the anode 210 in that the cathode mix layer 213 has five gases The three gas discharge passages 311, 312, and 313 form a strip structure in a planar shape in the transverse direction, and two gas discharge passages 311, 312, 313, and 315 are formed. The passages 314 and 315 form a strip structure in a planar shape in the longitudinal direction, so that the gas discharge passages generally form a net structure in a plan view.

도 6 및 도 7에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체의 제조 방법이 모식적으로 도시되어 있다.6 and 7 schematically show a method of manufacturing an electrode assembly according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 가압롤러(410)를 이용하여 양극(210)의 양극 합제층에 3개의 그루브 구조(320)를 형성하는 과정을 나타내고 있다.Referring to FIG. 6, a process of forming three groove structures 320 in a positive electrode mixture layer of an anode 210 using a pressure roller 410 is shown.

양극(210)과 대면하는 가압롤러(410)의 외면에는 3개의 돌출부(411)들이 형성되어 있고, 돌출부들(411)의 사에는 만입부들(412)가 형성되어 있으며, 돌출부들(411)의 폭이 만입부들(412)의 폭에 비해 상대적으로 좁다.Three protrusions 411 are formed on the outer surface of the pressing roller 410 facing the anode 210. The recesses 412 are formed on the protrusions 411 and the protrusions 411 are formed on the protrusions 411, The width is relatively narrow compared to the width of the indentations 412.

양극(210)의 양극 합제층에 가압롤러(410)의 외면을 대면시키고 반시계 방향으로 회전하며 가압하여, 돌불부들(411)에 대면하는 양극 합제층의 부위에 그루브(320) 구조를 형성한다.The outer surface of the pressure roller 410 is faced to the positive electrode mixture layer of the anode 210 and rotated and pressed counterclockwise to form a groove 320 structure in the region of the positive electrode mixture layer facing the recessed portions 411 .

도 7을 참조하면, 그루브(320) 구조가 유지된 상태로, 양극, 음극, 및 분리막의 적층구조를 접합하여 가스 배출 통로를 형성하는 라미네이션 과정을 모식적으로 나타내고 있다.Referring to FIG. 7, a lamination process of forming a gas discharge path by joining a lamination structure of an anode, a cathode, and a separator in a state in which the groove 320 structure is maintained is schematically shown.

그루브(320) 구조가 유지된 상태로 양극, 음극, 및 분리막을 적층한 적층구조(201) 상에 가압롤러(420)의 외면이 위치하도록 대면시키고, 가압롤러(420)를 반시계 방향으로 회전하여 라미네이션 한다.The pressure roller 420 is rotated counterclockwise so that the outer surface of the pressure roller 420 is positioned on the laminated structure 201 in which the positive electrode, the negative electrode and the separator are laminated while the groove 320 structure is maintained, To laminate.

이때, 가압롤러(420)는 3개의 그루브(320) 구조에 대면하는 3개의 만입부들(422)와 그 외의 부분과 대면하는 돌출부들(421)로 이루어져 있거, 만입부들(422)의 폭이 돌출부들(421)에 폭에 비해 상대적으로 좁다.At this time, the pressure roller 420 is composed of three indentations 422 facing the three grooves 320 and protruding portions 421 facing the other portions, and the width of the indentations 422 is larger than the width 421 are relatively narrow compared to the width.

만입부들(422)에 의해 적층구조(201)의 라미네이션 과정에서 그루브(320) 구조에 대응하는 부위에는 압력을 인가하지 않을 수 있고, 따라서, 라미네이션 후에도 그루브(320) 구조가 유조되어 가스 배출 통로를 형성할 수 있다. 그루브(320) 구조를 보다 효과적으로 유지하기 위하여, 라미네이션 과정에서 열을 인가하지 않고 압력만을 인가하여 라미네이션 한다.The pressure may not be applied to the portion corresponding to the groove 320 structure during the lamination process of the laminate structure 201 by the indentations 422. Accordingly, even after the lamination, the groove 320 structure is formed, . In order to more effectively maintain the structure of the groove 320, lamination is performed by applying only pressure without applying heat in the lamination process.

한편, 돌출부(421)에 대면하는 적층구조(201)의 부위에는 압력이 인가되어 접합부(250)가 형성된다.On the other hand, pressure is applied to the portion of the laminated structure 201 facing the protruding portion 421 to form the joint portion 250.

도 8에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극조립체의 제조 방법이 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 8 schematically shows a method of manufacturing an electrode assembly according to another embodiment of the present invention.

도 7과 비교하여 도 8을 참조하면, 도 8은 양극, 음극, 및 분리막의 적층구조(201a)를 접합하여 배출 통로 예정부(330)를 형성하는 라미네이션 과정을 모식적으로 나타내고 있다.Referring to FIG. 8 in comparison with FIG. 7, FIG. 8 schematically shows a lamination process of forming the discharge passage protector 330 by joining the lamination structure 201a of the anode, the cathode, and the separation membrane.

도 7의 적층구조(201)에는 그루브(320) 구조가 이미 형성되어 있고 이를 유지하여 가스 배출 통로를 형성하는 반면, 도 8의 적층구조(201a)에는 그루브 구조가 형성되어 있지 않고 라미네이션 과정을 통해 비로소 접합부(250)와 배출 통로 예정부(330)가 형성되는 점에서 차이가 있다.The groove 320 structure is already formed in the laminate structure 201 of FIG. 7 and is maintained to form the gas discharge passage. On the other hand, the laminate structure 201a of FIG. 8 is not formed with a groove structure, There is a difference in that the joint portion 250 and the discharge passage protector 330 are formed.

가압롤러(420a)는 3개의 배출 통로 예정부(330)를 형성할 수 있도록 3개의 만입부들(422)와 그 외의 부분에 돌출부들(421)로 이루어져 있으며, 만입부들(422)의 폭은 돌출부들(421)에 비해 상대적으로 좁다.The pressing roller 420a is composed of three indentations 422 and three protrusions 421 so as to form three outlet channels and the width of the indentations 422 is larger than the width of the protrusions 422. [ 421 are relatively narrow.

만입부(422)에 대면하는 적층구조(201)의 부위에는 라미네이션 과정에서 전극 합제층과 분리막 사이의 결합력이 상대적으로 약한 배출 통로 예정부(330)가 형성되고, 돌출부(421)에 대면하는 부위에는 상대적으로 결합력이 강한 접합부(250)가 형성된다.A discharge passage protector 330 having a relatively weak coupling force between the electrode mixture layer and the separator is formed in the lamination structure 201 facing the recessed portion 422 and a portion facing the protrusion portion 421 A bonding portion 250 having a relatively strong bonding force is formed.

배출 통로 예정부(330)는 전극조립체의 충방전 시 내부에서 가스가 발생하면 배출 통로 예정부(330)에서 분리막과 전극 합제층의 결합이 해제되어 가스 배출 통로로 변환된다.When gas is generated inside the electrode assembly during charging / discharging of the electrode assembly, the discharge passage protector 330 releases the separation of the separator and the electrode mixture layer at the discharge passage protector 330 and is converted into the gas discharge passage.

도 9 및 도 10에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극조립체의 제조에 이용되는 가압부재의 사시도가 각각 모식적으로 도시되어 있다.9 and 10 are a schematic perspective view of a pressing member used in manufacturing an electrode assembly according to another embodiment of the present invention, respectively.

도 9를 참조하면, 가압부재(430)은 스트립 구조의 가스 배출 통로 또는 배출 통로 예정부가 형성될 수 있도록, 전극조립체와 대면하는 면인 상면에 4개의 돌출부들(431)과 3개의 만입부들(432)이 형성되어 있다.9, the pressing member 430 includes four protrusions 431 and three indentations 432 on the upper surface which faces the electrode assembly, so that the gas discharge passage or the discharge passage protruding portion of the strip structure can be formed. Is formed.

가압부재(430)의 상면의 면적은 전극조립체의 면적에 대응하도록 구성되어 있으며, 돌출부(431)와 만입부(432)는 스트립 형상으로, 서로 교번 배열되어 있다.The area of the upper surface of the pressing member 430 corresponds to the area of the electrode assembly. The protrusions 431 and the indentations 432 are alternately arranged in strip form.

가압부재(430)의 만입부(432)에 대면하는 전극조립체의 부위에는 가스 배출 통로 또는 배출 통로 예정부가 형성되고, 돌출부(431)에 대면하는 전극조립체의 부위에는 접합부가 형성된다.A gas discharge passage or a discharge passage predetermined portion is formed at a portion of the electrode assembly facing the depression portion 432 of the pressing member 430 and a bonding portion is formed at a portion of the electrode assembly facing the projection portion 431.

도 10을 참조하면, 가압부재(440)는 그물 구조의 가스 배출 통로 또는 배출 통로 예정부가 형성될 수 있도록, 전극조립체와 대면하는 면인 상면에 12개의 사각형 돌출부(441)가 형성되어 있고, 세로 방향으로 3개의 만입부들(442)과 가로 방향으로 2개의 만입부들(443)이 형성되어 있다.10, the pressing member 440 has twelve rectangular protrusions 441 formed on the upper surface, which is a surface facing the electrode assembly, so as to form a gas discharging passage or discharging passage forming portion having a net structure, Three indentations 442 and two indentations 443 in the transverse direction are formed.

세로 방향의 만입부들(442)과 가로 방향의 만입부들(443)은 서로 교차하여 그물 구조를 이루고 있으며, 가압부재(440)의 만입부(432)에 대면하는 전극조립체의 부위에는 가스 배출 통로 또는 배출 통로 예정부가 형성되고, 돌출부(441)에 대면하는 전극조립체의 부위에는 접합부가 형성된다.
The recessed portions 442 in the longitudinal direction and the recessed portions 443 in the transverse direction intersect with each other to form a net structure and the gas discharge passage or the gas discharge passage is formed in a portion of the electrode assembly facing the recessed portion 432 of the pressing member 440 And a joint portion is formed at a portion of the electrode assembly facing the projecting portion 441. [

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

Claims (27)

양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 이차전지용 전극조립체로서,
상기 양극은 하기 화학식 1로 표현되며, 5V 전압 영역에서 작동전압을 나타내는 리튬 복합 전이금속 산화물을 양극 활물질로 포함하고,
상기 전극조립체의 충방전 과정 중에 내부에서 발생한 가스가 전극조립체 외부로 배출될 수 있도록, 외부와 연통되는 구조의 가스 배출 통로를 포함하며,
상기 가스 배출 통로는 전극 합제층의 적어도 일면에 형성된 하나 이상의 가스 배출용 그루브이고,
상기 가스 배출용 그루브의 만입 깊이는 상기 전극 합제층의 두께를 기준으로 5% 내지 50%인 것을 특징으로 하는 전극조립체를 제조하는 방법에 있어서,
(a) 하기 화학식 1로 표현되는 리튬 복합 전이금속 산화물을 양극 활물질로 포함하는 양극, 음극, 및 분리막을 준비하는 과정;
(b) 상기 분리막과 대면하는 양극 및 음극 중의 적어도 하나의 표면에 하나 이상의 그루브 구조를 형성하는 과정;
(c) 상기 양극과 음극 사이에 분리막이 위치하도록 적층하는 과정; 및
(d) 상기 그루브 구조가 유지된 상태로, 양극, 음극 및 분리막의 적층 구조를 접합하여 가스 배출 통로를 형성하는 라미네이션 과정;을 포함하며,
상기 과정(d)에서 열을 인가하지 않고 압력만을 인가하여 라미네이션 하고, 압력의 인가 시 그루브 구조에 대응하는 부위에는 압력을 인가하지 않고,
상기 압력은 2 내지 10 bar의 범위인 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법:
Li1+aNibMcMn2-(a+b+c)O4-z (1)
상기 식에서, M은 Ti, Co, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zr, Zn 및 기타 전이금속들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이고, 0≤a≤0.1, 0.4≤b≤0.6, 0≤c≤0.1, 0≤z≤0.1이다.
An electrode assembly for a secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode,
Wherein the anode comprises a lithium complex transition metal oxide represented by the following Chemical Formula 1 and exhibiting an operating voltage in a 5V voltage region as a cathode active material,
And a gas discharge path communicating with the outside so that gas generated inside the electrode assembly can be discharged to the outside of the electrode assembly during charging and discharging of the electrode assembly ,
Wherein the gas discharge passage is one or more gas discharge grooves formed on at least one surface of the electrode mix layer,
Wherein the recessed depth of the gas discharge groove is 5% to 50% based on the thickness of the electrode mixture layer,
(a) preparing a cathode, a cathode, and a separator comprising a lithium complex transition metal oxide represented by Chemical Formula 1 as a cathode active material;
(b) forming at least one groove structure on at least one surface of the anode and the cathode facing the separator;
(c) stacking the separator so that the separator is positioned between the anode and the cathode; And
(d) a lamination process of joining a lamination structure of an anode, a cathode and a separator to form a gas discharge passage with the groove structure maintained,
In the step (d), only the pressure is applied without applying heat and the lamination is performed. When pressure is applied, no pressure is applied to the portion corresponding to the groove structure,
Wherein the pressure is in the range of 2 to 10 bar.
Li 1 + a Ni b M c Mn 2- (a + b + c) O 4-z (1)
Wherein M is one or more selected from the group consisting of Ti, Co, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zr, Zn and other transition metals, and 0? A? 0.1, 0.4? , 0? C? 0.1, and 0? Z? 0.1.
양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 이차전지용 전극조립체로서,
상기 양극은 하기 화학식 1로 표현되며, 5V 전압 영역에서 작동전압을 나타내는 리튬 복합 전이금속 산화물을 양극 활물질로 포함하고,
상기 전극조립체의 충방전 과정 중에 내부에서 발생한 가스가 전극조립체 외부로 배출될 수 있도록, 내부에서 발생된 가스에 의해 가스 배출 통로로 변환되는 구조의 배출 통로 예정부를 포함하는 전극 조립체를 제조하는 방법에 있어서,
(a) 하기 화학식 1로 표현되는 리튬 복합 전이금속 산화물을 양극 활물질로 포함하는 양극, 음극, 및 분리막을 준비하는 과정;
(b) 상기 양극과 음극 사이에 분리막이 위치하도록 적층하는 과정; 및
(c) 상기 양극, 음극 및 분리막의 적층 구조를 접합함에 있어서, 상기 배출 통로 예정부에 대응하는 부위에 상기 양극, 음극 및 분리막의 적층 구조를 접합하는 압력보다 작은 압력을 인가하면서 접합하여 상기 배출 통로 예정부를 형성하는 라미네이션 과정; 을 포함하며,
상기 과정(c)에서 상기 배출 통로 예정부가 형성될 수 있도록, 전극조립체와 대면하는 면에 하나 이상의 스트립 형상의 돌출부가 형성되어 있는 가압부재를 이용하여 라미네이션 하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법:
Li1+aNibMcMn2-(a+b+c)O4-z (1)
상기 식에서, M은 Ti, Co, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zr, Zn 및 기타 전이금속들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이고, 0≤a≤0.1, 0.4≤b≤0.6, 0≤c≤0.1, 0≤z≤0.1이다.
An electrode assembly for a secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode,
Wherein the anode comprises a lithium complex transition metal oxide represented by the following Chemical Formula 1 and exhibiting an operating voltage in a 5V voltage region as a cathode active material,
And a discharge passage portion that is configured to be converted into a gas discharge passage by a gas generated therein so that gas generated inside the electrode assembly can be discharged to the outside of the electrode assembly during charging and discharging of the electrode assembly. As a result,
(a) preparing a cathode, a cathode, and a separator comprising a lithium complex transition metal oxide represented by Chemical Formula 1 as a cathode active material;
(b) depositing a separator between the anode and the cathode; And
(c) In bonding the laminated structure of the positive electrode, the negative electrode and the separator, a pressure lower than a pressure for bonding the laminated structure of the positive electrode, the negative electrode and the separator is applied to a portion corresponding to the discharge passage pre- A lamination process for forming a predetermined passage portion; / RTI &gt;
Wherein the lamination is performed using a pressing member having one or more strip-shaped protrusions formed on a surface facing the electrode assembly so that the discharging passage forming portion can be formed in the step (c)
Li 1 + a Ni b M c Mn 2- (a + b + c) O 4-z (1)
Wherein M is one or more selected from the group consisting of Ti, Co, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zr, Zn and other transition metals, and 0? A? 0.1, 0.4? , 0? C? 0.1, and 0? Z? 0.1.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 음극은 음극 활물질로서 난흑연화 탄소, 이흑연화 탄소, 흑연계 탄소, LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8), 금속 복합 산화물, 리튬 금속, 리튬 합금, 규소계 합금, 주석계 합금, SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, Bi2O5, 금속 산화물, 폴리아세틸렌 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료, 티타늄 산화물 및 하기 화학식 2로 표현되는 리튬 금속 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법:
LiaM'bO4-cAc (2)
상기 식에서, M'은 Ti, Sn, Cu, Pb, Sb, Zn, Fe, In, Al 및 Zr로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소이고;
a 및 b는 0.1≤a≤4; 0.2≤b≤4의 범위에서 M'의 산화수(oxidation number)에 따라 결정되며;
c는 0≤c<0.2의 범위에서 산화수에 따라 결정되고;
A는 -1 또는 -2가의 하나 이상의 음이온이다.
The method of claim 1 or claim 2, wherein the negative electrode is a negative electrode active material, graphitizing carbon, graphitizing softening carbon, graphite based carbon, Li x Fe 2 O 3 ( 0≤x≤1), Li x WO 2 (0≤ x, y, z, z, and z in the periodic table, Sn x Me 1-x Me y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me ' A metal alloy oxide, a lithium metal, a lithium alloy, a silicon-based alloy, a tin-based alloy, SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 3 O 4 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , Sb 2 O 5 , GeO 2 , GeO 2 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 4 , Bi 2 O 5 , Polymer; Li-Co-Ni-based materials, titanium oxide, and to method of manufacturing an electrode assembly comprising at least one selected from the group consisting of lithium metal oxide represented by General Formula 2:
Li a M ' b O 4-ca c (2)
In the above formula, M 'is at least one element selected from the group consisting of Ti, Sn, Cu, Pb, Sb, Zn, Fe, In, Al and Zr;
a and b are 0.1? a? 4; Is determined according to the oxidation number of M 'in the range of 0.2? B? 4;
c is determined according to the oxidation number in the range of 0? c <0.2;
A is one or more of an anion of -1 or -2.
제 3 항에 있어서, 상기 화학식 2의 리튬 금속 산화물은 하기 화학식 3으로 표시되는 리튬 티타늄 산화물(Lithium Titanium Oxide: LTO)인 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법:
LiaTibO4 (3)
상기 식에서, 0.5≤a≤3, 1≤b≤2.5 이다.
The method of claim 3, wherein the lithium metal oxide represented by Formula 2 is Lithium Titanium Oxide (LTO) represented by Formula 3 :
Li a Ti b O 4 (3)
In the above formula, 0.5? A? 3, 1? B? 2.5.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 화학식 1의 리튬 복합 전이금속 산화물은 하기 화학식 4로 표시되는 리튬 니켈 망간 산화물인 것을 특징으로 전극조립체의 제조방법:
LiNixMn2-xO4 (4)
상기 식에서, 0.4≤x≤0.6 이다.
According to claim 1 or 2, wherein the lithium composite transition metal oxide of Formula 1 has the following method for manufacturing an electrode assembly, it characterized in that the lithium-nickel-manganese oxide represented by the general formula [4]:
LiNi x Mn 2-x O 4 (4)
In the above formula, 0.4? X? 0.6.
제 1 항에 있어서, 상기 가스 배출 통로는 집전체와 전극 합제층 사이 및/또는 분리막과 전극 합제층 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법. The method of claim 1, wherein the gas discharge passage is located between the collector and the electrode mixture layer and / or between the separator and the electrode mixture layer . 제 6 항에 있어서, 상기 가스 배출 통로는 적어도 분리막과 양극 합제층 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법. 7. The method of claim 6, wherein the gas discharge passage is located at least between the separator and the positive electrode mixture layer . 삭제delete 삭제delete 제 2 항에 있어서, 상기 배출 통로 예정부는 가스가 배출되는 과정에서만 가스 배출 통로로 변환되는 것을 특징으로 하는 전극조립의 제조방법. [3] The method of claim 2, wherein the discharge passage scheduled portion is converted into a gas discharge passage only when the gas is discharged . 제 2 항에 있어서, 상기 배출 통로 예정부는 전극 합제층과 분리막이 상대적으로 낮은 결합력으로 밀착된 부위로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법. The method according to claim 2, wherein the discharge passage scheduled portion is formed as a portion where the electrode mixture layer and the separation membrane are in close contact with each other with a relatively low coupling force . 제 11 항에 있어서, 상기 배출 통로 예정부는 전극 합제층과 분리막 사이에 형성되어 있고, 상기 전극 합제층과 분리막의 일부를 결합하는 제 1 접합부 및 전극 합제층과 분리막 사이의 결합력이 상기 제 1 접합부보다 약한 제 2 접합부를 포함하며, 전극조립체 내부에서 가스 발생시 상기 제 2 접합부의 결합이 해제되어 가스 배출 통로로 변환되는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법. 12. The method of claim 11, going the exhaust passage portion formed between the electrode material mixture layer and the separator and the electrode the first bonding portion and the electrode is the first bond bonding between the mix layer and a separator that combines a portion of the anode mix layer and a separator than comprising a weak second joint, is a combination of the second joint in case of gas released from the electrode assembly manufacturing method of the electrode assembly characterized in that the conversion to the gas exhaust passage. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서, 상기 가스 배출 통로 또는 배출 통로 예정부는 평면상으로 하나 이상의 스트립 구조를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법. The method of claim 1 or 2 , wherein the gas discharge passage or the discharge passage predetermined portion forms at least one strip structure in a plane . 제 13 항에 있어서, 상기 스트립 구조의 폭은 전극 합제층의 두께를 기준으로 20% 내지 2000%의 크기인 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법. 14. The method of claim 13, wherein the width of the strip structure is 20% to 2000% based on the thickness of the electrode mixture layer . 제 1 항 또는 제 2항에 있어서, 상기 가스 배출 통로 또는 배출 통로 예정부는 평면상으로 그물 구조를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법. The method according to claim 1 or 2 , wherein the gas discharge passage or the discharge passage predetermined portion forms a net structure in a planar manner. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서, 상기 가스 배출 통로 또는 배출 통로 예정부는 라미네이션 과정에서 형성되는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법. The method of claim 1 or 2 , wherein the gas discharge passage or the discharge passage predetermined portion is formed in a lamination process . 제 1 항 또는 제 2 항의 제조방법에 따른 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스의 내부에 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the electrode assembly is sealed inside the battery case together with the electrolyte solution. 제 17 항에 따른 이차전지를 단위전지로서 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.A battery pack comprising a secondary battery according to claim 17 as a unit battery. 제 18 항에 따른 전지팩을 전원으로서 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.A device comprising the battery pack according to claim 18 as a power source. 제 19 항에 있어서, 상기 디바이스는 컴퓨터, 휴대폰, 웨어러블 전자기기, 파워 툴(power tool), 전기자동차(Electric Vehicle: EV), 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 전기 이륜차, 전기 골프 카트, 또는 전력저장용 시스템인 것을 특징으로 하는 디바이스.20. The device of claim 19, wherein the device is a computer, a mobile phone, a wearable electronic device, a power tool, an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle, a plug- , Or a system for power storage. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 2 항에 있어서, 상기 과정(c)에서 그물 구조의 배출 통로 예정부가 형성될 수 있도록, 전극조립체와 대면하는 면에 둘 이상의 다각형 또는 원형의 돌출부들을 포함하는 가압부재를 이용하여 라미네이션 하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법. The method of claim 2, wherein lamination is performed using a pressing member including two or more polygonal or circular protrusions on a surface of the electrode assembly facing the electrode assembly, Wherein the electrode assembly is made of a metal. 제 2 항에 있어서, 상기 과정(c)에서 스트립 구조 또는 그물 구조의 가스 배출 통로 또는 배출 통로 예정부가 형성될 수 있도록, 전극조립체와 대면하는 외면에 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 원통형의 가압롤러를 이용하여 라미네이션 하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법. The method as claimed in claim 2, wherein a cylindrical pressure roller having at least one protrusion on an outer surface facing the electrode assembly so that the gas discharge passage or the discharge passage predetermined portion of the strip structure or the net structure is formed in the step (c) Wherein the laminate is laminated by using the laminate .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102075100B1 (en) * 2015-11-30 2020-02-07 주식회사 엘지화학 An electrode for a electrochemical device and an electrochemical device comprising the same
US10790535B2 (en) * 2016-12-15 2020-09-29 Nissan Motor Co., Ltd. Electrode for secondary cell, and secondary cell
KR102260429B1 (en) 2018-08-23 2021-06-03 주식회사 엘지에너지솔루션 All-solid-state battery comprising an anode having lithium metal
KR102836398B1 (en) 2019-10-30 2025-07-18 주식회사 엘지에너지솔루션 Pressing jig and method for manufacturing secondary battery using the same
JP2024543431A (en) * 2021-11-11 2024-11-21 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Roll for manufacturing electrodes of secondary batteries and electrode manufacturing device using the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000058103A (en) * 1998-08-04 2000-02-25 Nissan Motor Co Ltd Battery
JP2005116235A (en) * 2003-10-03 2005-04-28 Nissan Motor Co Ltd Laminated exterior battery, battery module, and assembled battery
KR20140070936A (en) * 2012-11-30 2014-06-11 주식회사 엘지화학 Substrate of electrochemical device with improved gas-out property, manufacturing method thereof and electrochemical device including the same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104205463A (en) * 2012-04-18 2014-12-10 株式会社Lg化学 Electrode assembly and lithium secondary battery comprising the same
KR101650418B1 (en) * 2012-11-30 2016-08-23 주식회사 엘지화학 Separator of electrochemical device with improved gas-out property, manufacturing method thereof and electrochemical device including the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000058103A (en) * 1998-08-04 2000-02-25 Nissan Motor Co Ltd Battery
JP2005116235A (en) * 2003-10-03 2005-04-28 Nissan Motor Co Ltd Laminated exterior battery, battery module, and assembled battery
KR20140070936A (en) * 2012-11-30 2014-06-11 주식회사 엘지화학 Substrate of electrochemical device with improved gas-out property, manufacturing method thereof and electrochemical device including the same

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