特許 7604732 電極組立体およびこれを含む電池セル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-16

(45)【発行日】2024-12-24

(54)【発明の名称】電極組立体およびこれを含む電池セル

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20241217BHJP

   H01M 10/0583 20100101ALI20241217BHJP

   H01M 50/531 20210101ALI20241217BHJP

   H01M 50/466 20210101ALI20241217BHJP

【ＦＩ】

H01M10/04 Z

H01M10/0583

H01M50/531

H01M50/466

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2023539163

(86)(22)【出願日】2022-10-24

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-02

(86)【国際出願番号】 IB2022060187

(87)【国際公開番号】W WO2023062613

(87)【国際公開日】2023-04-20

【審査請求日】2023-06-26

(73)【特許権者】

【識別番号】521065355

【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ジュ、ジョンフン

(72)【発明者】

【氏名】キム、ヒョウン クォン

【審査官】小森 利永子

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－０１７４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０３５９９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５３５５２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１３８６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５１１５２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０２６６４２８５（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２１２７８３５６３（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／０４

Ｈ０１Ｍ １０／０５８３

Ｈ０１Ｍ ５０／５３１，５０／５３８

Ｈ０１Ｍ ５０／４６６

Ｈ０１Ｍ １０／１２

Ｈ０１Ｍ １０／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

正極、負極、および分離膜を含む電極組立体において、
前記正極または負極は電極活物質が塗布されたコーティング部および前記電極活物質が塗布されていない無地部を含み、
前記正極または負極のうちの一つの電極は前記コーティング部および前記無地部が交互に形成された長方形シートが折り曲げられることによって形成されたジグザグ形態を有し、
前記正極または負極のうちの他の一つの電極は一つの無地部を挟んでいる二つのコーティング部が形成されたシートが折り曲げられることによって形成されたフォルダー形態を有し、
前記ジグザグ形態を有する電極の電極タブは両方向に形成され、
前記フォルダー形態を有する電極の電極タブは単方向に形成され、前記両方向に形成された電極タブと垂直に配置され、
前記ジグザグ形態を有する電極および前記フォルダー形態を有する電極の前記無地部は、前記ジグザグ形態を有する電極および前記フォルダー形態を有する電極の前記電極タブであり、
前記分離膜は、長い分離膜シートが予め定められた単位長さに合わせて折り曲げられることによって形成されたジグザグ形態を有し、
前記ジグザグ形態を有する電極および前記分離膜は折り曲げられることによって形成された折り線を有し、
前記ジグザグ形態を有する電極の折り線は前記無地部に形成され、
前記ジグザグ形態を有する電極の折り線は前記分離膜の折り線と垂直に配置される、電極組立体。

【請求項2】

前記フォルダー形態を有する電極に形成された折り線は前記分離膜の折り線と平行に配置される、請求項１に記載の電極組立体。

【請求項3】

前記分離膜は折りたたまれることによって複数の単位分離膜に区分され、
前記ジグザグ形態を有する電極の二つのコーティング部の間には、二つの単位分離膜が位置し、前記ジグザグ形態を有する電極の他の二つのコーティング部の間には、他の二つの単位分離膜が位置し、
前記フォルダー形態を有する電極の二つのコーティング部のうちの一つは前記二つの単位分離膜の間に位置し、
前記フォルダー形態を有する電極の二つのコーティング部のうちの他の一つは前記他の二つの単位分離膜の間に位置する、請求項１に記載の電極組立体。

【請求項4】

前記コーティング部は互いに対向する長辺と互いに対向する短辺を有し、
前記ジグザグ形態を有する電極の無地部は前記コーティング部の長辺の間に位置し、
前記フォルダー形態を有する電極の無地部は前記コーティング部の短辺の間に位置する、請求項１に記載の電極組立体。

【請求項5】

前記コーティング部は互いに対向する長辺と互いに対向する短辺を有し、
前記ジグザグ形態を有する電極の無地部は前記コーティング部の長辺の間に位置する、請求項１に記載の電極組立体。

【請求項6】

前記分離膜の折り曲げられた部分は前記分離膜の短辺の間に位置する、請求項１に記載の電極組立体。

【請求項7】

前記ジグザグ形態を有する電極は正極である、請求項１に記載の電極組立体。

【請求項8】

前記フォルダー形態を有する電極は負極である、請求項１に記載の電極組立体。

【請求項9】

前記電極のコーティング部は両面に形成された、請求項１に記載の電極組立体。

【請求項10】

前記電極のコーティング部は４辺の長さが同一な形態を有する、請求項１に記載の電極組立体。

【請求項11】

請求項１による電極組立体を含む電池セル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願との相互引用
本出願は２０２１年１０月１５日付韓国特許出願第１０－２０２１－０１３７２６１号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。

【0002】

本発明は電極組立体およびこれを含む電池セルに関するものであって、より具体的に、新規な積層構造を有する電極組立体およびこれを含む電池セルに関するものである。

【背景技術】

【0003】

現代社会では携帯電話機、ノートパソコン、キャムコーダー、デジタルカメラなどの携帯型機器の使用が日常化するにつれて、前記のようなモバイル機器関連分野の技術に対する開発が活発になっている。また、充放電の可能な二次電池は化石燃料を使用する既存のガソリン車両などの大気汚染などを解決するための方案であって、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（Ｐ－ＨＥＶ）などの動力源として用いられているところ、二次電池に対する開発の必要性が高まっている。

【0004】

現在商用化された二次電池としてはニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウム二次電池などがあり、このうちのリチウム二次電池は充放電が自由であり、自己放電率が低くエネルギー密度が高いという長所を有していて最も多くの注目を集めている。

【0005】

二次電池は、電池ケースの形状によって、電極組立体が円筒型または角型の金属缶に内装されている円筒型電池および角型電池と、電極組立体がアルミニウムラミネートシートのパウチ型ケースに内装されているパウチ型電池に分類される。

【0006】

また、二次電池は、正極、負極、および正極と負極の間に介される分離膜が積層された構造の電極組立体がいかなる構造からなっているかによって分類されることもある。代表的には、長いシート型の正極と負極を分離膜が介された状態で巻き取った構造のゼリーロール型（巻取り型）電極組立体、所定の大きさの単位で切り取った複数の正極と負極を分離膜が介された状態で順次に積層したスタック型（積層型）電極組立体などが挙げられる。最近は、前記ゼリーロール型電極組立体およびスタック型電極組立体が有する問題点を解決するために、前記ゼリーロール型とスタック型の混合形態であるスタック／フォールディング型電極組立体が開発されたこともある。

【0007】

一方、スタック／フォールディング型電極組立体を製造するのにおいて、主にワインディング－スタックフォールディング、ジグザグスタックフォールディング方法が用いられており、このようなスタックフォールディング電極組立体は多数枚の電極を並列構造に連結させるので、出力側面において大きな長所がある。通常、スタックフォールディング電極組立体はノッチング工程を通じて裁断されたシート電極が積層されることによって形成され、この時、電極タブ方向は一方向に固定接合される。

【0008】

従来は、スタックフォールディング型電極組立体の出力特性を改善し、工程単純化を達成するために電極タブ方向を多方向に配置する構成または電極を切断しない状態で積層する工程が考案されることもあった。

【0009】

これに関連して、特許文献１は、高電流使用に適した電極タブを構成するために各電極に複数の電極タブを多方向に配置したものである。しかし、このような電極構造は電極タブが異なる方向に配置されたシート電極を積層したものに過ぎないので連続工程が不可能であり、積層された電極同士が連結されていなくて別途の追加工程が要求される問題がある。

【0010】

また、特許文献２は、２つの電極がジグザグに折りたたまれて相互連結されることによって電極工程を単純化し、構造の変化を最少化し、高出力の電池セルに使用可能な電極組立体に関するものである。しかし、特許文献２の電極組立体は電極の一面が 全体地部から構成されて材料損失が大きく、少なくとも一つの電極タブが両方向に形成されない短所がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【文献】韓国公開特許公報第１０－２０１０－０１３５３８２号（２０１０年１２月２７日）

【文献】韓国公開特許公報第１０－２０１６－００８８３０３号（２０１６年７月２５日）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明が解決しようとする課題は、工程性が改善され、高出力環境で使用可能な電極組立体およびこれを含む電池セルを提供することである。

【0013】

しかし、本発明の実施形態が解決しようとする課題は上述の課題に限定されず、本発明に含まれている技術的な思想の範囲で多様に拡張できる。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の一実施形態による電極組立体は正極、負極、および分離膜を含み、前記正極または負極は電極活物質が塗布されたコーティング部および前記電極活物質が塗布されていない無地部を含み、前記正極または負極のうちの一つの電極は前記コーティング部および前記無地部が交互に形成された長方形シートが折り曲げられることによって形成されたジグザグ形態を有し、前記正極または負極のうちの他の一つの電極は一つの無地部を挟んでいる二つのコーティング部が形成されたシートが折り曲げられることによって形成されたフォルダー形態を有し、前記ジグザグ形態を有する電極の電極タブは両方向に形成され、前記フォルダー形態を有する電極の電極タブは単方向に形成され、前記両方向に形成された電極タブと垂直に配置される。

【0015】

また、前記分離膜は、長い分離膜シートが予め定められた単位長さに合わせて折り曲げられることによって形成されたジグザグ形態を有することができる。

【0016】

前記ジグザグ形態を有する電極および分離膜は折り曲げられることによって形成された折り線を有し、前記電極の折り線は前記無地部に形成され、前記電極の折り線は前記分離膜の折り線と垂直に配置できる。

【0017】

前記フォルダー形態を有する電極に形成された折り線は前記分離膜の折り線と平行に配置できる。

【0018】

前記ジグザグ形態を有する電極の二つのコーティング部の間には、二つの単位分離膜が位置し、前記ジグザグ形態を有する電極の他の二つのコーティング部の間には、他の二つの単位分離膜が位置し、前記フォルダー形態を有する電極の二つのコーティング部のうちの一つは前記二つの単位分離膜の間に位置し、前記フォルダー形態を有する電極の二つのコーティング部のうちの他の一つは前記他の二つの単位分離膜の間に配置することができる。

【0019】

前記コーティング部は互いに対向する長辺と互いに対向する短辺を有し、前記ジグザグ形態を有する電極の無地部は前記コーティング部の長辺の間に位置し、前記フォルダー形態を有する電極の無地部は前記コーティング部の短辺の間に配置することができる。

【0020】

前記コーティング部は互いに対向する長辺と互いに対向する短辺を有し、前記ジグザグ形態を有する電極の無地部は前記コーティング部の長辺の間に配置することができる。

【0021】

また、前記分離膜の折り曲げられた部分は前記分離膜の短辺の間に配置することができる。

【0022】

前記ジグザグ形態を有する電極は正極であってもよい。

【0023】

前記フォルダー形態を有する電極は負極であってもよい。

【0024】

前記電極のコーティング部は両面に形成できる。

【0025】

本発明の他の実施形態による電池セルは、前述の電極組立体を含む。

【発明の効果】

【0026】

実施形態によれば、本発明の電極組立体およびこれを含む電池セルは電極組立体に新規な積層構造を適用することによって製造工程が単純化され、両方向電極タブが形成されるようにすることができる。

【0027】

本発明の効果は以上で言及した効果に制限されず、言及されていないまた他の効果は請求範囲の記載から当業者に明確に理解されるはずである。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の一実施形態による電極組立体を示した図である。

【図2】本発明の一実施形態による電極組立体を示した図である。

【図3】図１に含まれている第１電極がフォールディングされる前の状態を示した図である。

【図4】図１に含まれている第２電極がフォールディングされる前の状態を示した図である。

【図5】図１に含まれている分離膜がフォールディングされる前の状態を示した図である。

【図6】図１の第１電極と分離膜が結合される過程を示した図である。

【図7】図１の第１電極と分離膜が結合される過程を示した他の図である。

【図8】図１の第１電極と分離膜が結合された積層体の一面を示した図である。

【図9】図１の第１電極、分離膜、および第２電極が結合される過程を示した図である。

【図10】本発明の一実施形態による電極組立体の一面と他面を示した図である。

【図11】本発明の一実施形態による電極組立体の一面と他面を示した他の図である。

【図12】本発明の一実施形態による電極組立体の製造方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下では添付した図面を参照して本発明の様々な実施形態について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳しく説明する。本発明は以下で説明したもの以外に様々の異なる形態に実現でき、本発明の範囲はここで説明する実施形態によって限定されない。

【0030】

本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一な参照符号を付けるようにする。

【0031】

また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは説明の便宜のために任意に拡大するか縮小して示したものであるので、本発明の内容が図示されたところに限定されないのは自明である。以下の図面においては様々の層および領域を明確に表現するために各層の厚さを拡大して示した。そして以下の図面においては、説明の便宜のために、一部層および領域の厚さを誇張して示した。

【0032】

また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分"の上に"または"上に"あると説明する時、これは該当する層、膜、領域、板などの部分が他の部分"の直上に"ある場合だけでなく、その間にまた他の部分がある場合も含むと解釈されなければならない。これと反対に、該当する層、膜、領域、板などの部分が他の部分"の直上に"あると説明する時にはその間に他の部分がないのを意味することができる。また、基準となる部分"の上に"または"上に"あるというのは基準となる部分の上または下に位置することであり、必ずしも重力反対方向に向かって"の上に"または"上に"位置することを意味するのではない。一方、他の部分"の上に"または"上に"あると説明することと同様に、他の部分"の下に"または"下に"あると説明することも前述の内容を参照して理解されるはずである。

【0033】

また、明細書全体で、ある部分がある構成要素を"含む"という時、これは特に反対になる記載がない限り他の構成要素を除くのではなく他の構成要素をさらに含むことができるのを意味する。

【0034】

また、明細書全体で、"平面上"という時、これは該当部分を上から見た時を意味し、"断面上"という時、これは該当部分を垂直に切断した断面を横から見た時を意味する。

【0035】

以下では本発明の一実施形態による電極組立体に関して説明する。

【0036】

図１および図２は、本発明の一実施形態による電極組立体を示した図である。図３は、図１に含まれている第１電極がフォールディングされる前の状態を示した図である。図４は、図１に含まれている第２電極がフォールディングされる前の状態を示した図である。図５は、図１に含まれている分離膜がフォールディングされる前の状態を示した図である。

【0037】

図１および図２を参照すれば、本実施形態の電極組立体１００は、充放電の可能な発電素子であってもよい。電極組立体１００に含まれている電極は第１電極１１０および第２電極１２０を含むことができ、電極の間に分離膜１３０が介されることによって電極組立体１００は第１電極１１０／分離膜１３０／第２電極１２０が交互に積層された構造を有することができる。ここで、第１電極１１０は正極であり、第２電極１２０は負極であってもよい。しかし、必ずしもそうであるのではなく、設計によって第１電極１１０が負極であり、第２電極１２０が正極であってもよい。

【0038】

電極組立体１００の縁には第１電極１１０または第２電極１２０の一部である第１無地部１１１および第２無地部１２１が配置できる。第１無地部１１１および第２無地部１２１は第１電極１１０および第２電極１２０の電極タブであってもよい。

【0039】

図１および図２に示されているように、本実施形態の電極組立体１００において、第１電極１１０の電極タブは両方向に形成することができる。また、第２電極１２０の電極タブは単方向に形成することができる。第１電極１１０の電極タブと第２電極１２０の電極タブは互いに垂直に配置することができる。

【0040】

図３を参照すれば、本実施形態の第１電極１１０は、集電体上に活物質がコーティングされたものであってもよい。第１電極１１０は、活物質が塗布された第１コーティング部１１３および活物質が塗布されていない無地部である第１無地部１１１を含むことができる。ここで、第１コーティング部１１３は両面に形成することができる。

【0041】

第１電極１１０は、複数の第１コーティング部１１３および第１無地部１１１が交互に位置する長方形のシートとして提供できる。シート形態の第１電極１１０は、折り線（ｆｏｌｄｉｎｇ ｌｉｎｅ）に沿って折りたたまれることによってジグザグ形態に形成できる。具体的に、第１電極１１０が上面と下面を有する時、隣接した二つの第１コーティング部１１３は互いの下面を相接することによって重ねられ、これと隣接した二つの第１コーティング部１１３は互いの上面を相接することによって重ねられる。

【0042】

第１コーティング部１１３は、電極組立体１００の設計による単位大きさで製造できる。第１コーティング部１１３は、互いに対向する長辺ａ１と互いに対向する短辺ｂ１を有することができる。第１無地部１１１は、互いに隣接の二つの第１コーティング部１１３の長辺ａ１の間に配置することができる。折り線は第１無地部１１１に形成され、長辺ａ１と対応できる。折り線は長辺ａ１と平行に配置できる。折り線は互いに対向する二つの第１コーティング部１１３の長辺ａ１の間に配置でき、折り線によって第１電極１１０がフォールディングされることによって二つの第１コーティング部１１３が重ねられる。

【0043】

ここで、折り線は予め形成されたものであってもよいが、電極組立体１００を形成する過程で第１電極１１０がジグザグ形態に折りたたまれることによって形成されるものであってもよい。図３で長方形シート形態の第１電極１１０に折り線を表したことはジグザグ形態に形成される第１電極１１０を説明するためのことであるところ、必ずしも折り線が予め形成されなければならないことではないのを予め明らかにしておく。また、このような内容は第２電極１２０または分離膜１３０においても同一に適用できるはずである。

【0044】

またここで、折り線が第１電極１１０がジグザグ形態に折りたたまれることによって形成される場合には、折り線が図示されたものとは異なって多少傾斜を成すように形成されてもよい。したがって、本明細書で折り線が特定辺または他の折り線と対応するまたは平行であるということは折り線と特定辺または他の折り線が所定の角度を成す場合も含むと解釈されるのが好ましい。また、本明細書で折り線が特定辺または他の折り線と垂直であるということも、折り線と特定辺または他の折り線が所定の角度を成す場合も含むと解釈されるのが好ましい。ここで、所定の角度とは、１０度（°）以下の角度であってもよい。このような内容は第１電極１１０にのみ適用されるのではなく、第２電極１２０または分離膜１３０にも同一に適用されるはずである。

【0045】

図４を参照すれば、本実施形態の第２電極１２０は集電体上に活物質がコーティングされたものであってもよい。第２電極１２０は、活物質が塗布された第２コーティング部１２３および活物質が塗布されていない無地部である第２無地部１２１を含むことができる。ここで、第２コーティング部１２３は、両面にコーティングできる。この時、第２コーティング部１２３の大きさは第１コーティング部１１３の大きさより大きくてもよい。

【0046】

第２電極１２０は複数の第２コーティング部１２３および第２無地部１２１が連結された長方形のシートとして提供されるが、切断線（ｃｕｔｔｉｎｇ ｌｉｎｅ）によって予め定められた大きさに切断できる。この時、長方形の電極シートには二つの第２コーティング部１２３および一つの第２無地部１２１が交互に位置し、切断線は第２無地部１２１なく互いに隣接した二つの第２コーティング部１２３の間に形成できる。

【0047】

切断線によって切断された第２電極１２０は、二つの第２コーティング部１２３およびその間に位置した一つの第２無地部１２１を含むことができる。第２無地部１２１には折り線が形成でき、折り線によって折りたたまれることによって第２電極１２０はフォルダー形態に形成できる。ここで、フォルダー形態とは、１度折りたたむことによって形成された折りたたまれた形態を称するものであってもよい。具体的に、第２電極１２０が上面と下面を有する時、切断された第２電極１２０は二つの第２コーティング部１２３の上面を相接することによって折りたたまれるか、下面を相接することによって折りたたまれることになる。

【0048】

ここで、折り線は予め形成されたものであってもよいが、電極組立体１００を形成する過程で第２電極１２０がフォルダー形態に折りたたまれることによって形成されるものであってもよい。したがって、必ずしも折り線が予め形成されなければならないことではないのを明らかにしておく。

【0049】

第２コーティング部１２３それぞれは、電極組立体１００の設計による単位大きさで製造できる。第２コーティング部１２３は、互いに対向する長辺ａ２と互いに対向する短辺ｂ２を有することができる。第２コーティング部１２３の長辺ａ２および短辺ｂ２は、第１コーティング部１１３の長辺ａ１および短辺ｂ１とそれぞれ対応できる。第２無地部１２１は、互いに隣接した二つの第２コーティング部１２３の短辺ｂ２の間に配置することができる。切断線および折り線は、第２コーティング部１２３の短辺ｂ２と対応できる。切断線および折り線は、第２コーティング部１２３の短辺ｂ２と平行であってもよい。

【0050】

図５を参照すれば、本実施形態の分離膜１３０は長方形のシート形態として提供され、折り線によって折りたたまれることによってジグザグ形態に形成できる。分離膜１３０は絶縁材質からなることによって、第１電極１１０と第２電極１２０の間を電気的に絶縁するためのものであってもよい。ここで、分離膜１３０はポリオレフィン系樹脂膜として提供でき、その例としてはポリエチレンまたはポリプロピレンなどが挙げられる。

【0051】

分離膜１３０は折りたたまれることによって複数の単位分離膜１３３に区分できる。単位分離膜１３３それぞれは、電極組立体１００の設計による単位大きさで製造できる。単位分離膜１３３の大きさは一定であってもよい。単位分離膜１３３は、互いに対向する長辺ａ３と互いに対向する短辺ｂ３を有することができる。単位分離膜１３３の長辺ａ３および短辺ｂ３は、第１電極１１０の長辺ａ１および短辺ｂ１、第２電極１２０の長辺ａ２および短辺ｂ２とそれぞれ対応できる。ここで、単位分離膜１３３は、第１コーティング部１１３または第２コーティング部１２３より大きくてもよい。単位分離膜１３３の長辺ａ３は第１電極１１０の長辺ａ１および第２電極１２０の長辺ａ２より大きくてもよく、単位分離膜１３３の短辺ｂ３は第１電極１１０の短辺ｂ１および第２電極１２０の短辺ｂ２より大きくてもよい。

【0052】

ここで、折り線は短辺ｂ３と対応できる。折り線は、単位分離膜１３３の短辺ｂ３と平行に形成できる。互いに対向する二つの単位分離膜１３３の短辺ｂ３の間に折り線が配置でき、折り線によって二つの単位分離膜１３３が重ねられる。前述のように、折り線は予め形成されたものであってもよいが、ジグザグ形態に分離膜１３０を折りたたむことによって形成されるものであってもよい。

【0053】

分離膜１３０はジグザグ形態に折りたたまれる。具体的に、単位分離膜１３３が上面と下面を有する時、隣接した二つの単位分離膜１３３は互いの下面を相接することによって重ねられ、これと隣接した二つの単位分離膜１３３は互いの上面を相接することによって重ねられる。

【0054】

一方、以上の説明では第１コーティング部１１３、第２コーティング部１２３、および単位分離膜１３０が全て長辺ａ１、ａ２、ａ３および短辺ｂ１、ｂ２、ｂ３を有すると説明されたが、第１コーティング部１１３、第２コーティング部１２３、および単位分離膜１３０が４辺の長さが同一な形態で提供されることも可能である。

【0055】

例えば、第１コーティング部１１３は互いに対向する第１辺ａ１と第２辺ｂ１を含み、第２コーティング部１２３は互いに対向する第３辺ａ２と第４辺ｂ２を含み、単位分離膜１３３は互いに対向する第５辺ａ３と第６辺ｂ３を含むことと説明できる。第１辺ａ１は第２辺ｂ１と、第３辺ａ２は第４辺ｂ２と、第５辺ａ３は第６辺ｂ３と同一であるか類似の長さを有することと説明できる。また、本実施形態の電極組立体１００で、第１辺ａ１、第３辺ａ２および第５辺ａ３は互いに対応し、また、第２辺ｂ１、第４辺ｂ２および第６辺ｂ３は互いに対応することと説明できる。

【0056】

より具体的に、第１無地部１１１は互いに隣接した第１コーティング部１１３の第１辺ａ１の間に配置でき、第１辺ａ１は第１電極１１０の折り線と対応する辺であってもよい。第２無地部１２１は互いに隣接した第２コーティング部１２３の第４辺ｂ２の間に配置でき、第４辺ｂ２は第２電極１２０の切断線および折り線と対応する辺であってもよい。単位分離膜１３３の第６辺ｂ３は分離膜１３０の折り線と対応する辺であってもよい。

【0057】

一方、以上では説明の便宜のために、長辺および短辺を説明するのに使用された図面符号と同一な図面符号を第１辺～第６辺に付加したが、これは各辺と無地部１１１、１２１との関係または折り線および切断線との関係を説明するためのものに過ぎない。したがって、第１辺～第６辺の長さおよび比率が本明細書の図面に示されたものによって限定されるのではない。

【0058】

図６は、図１の第１電極と分離膜が結合される過程を示した図である。図７は、図１の第１電極と分離膜が結合される過程を示した他の図である。図８は、図１の第１電極と分離膜が結合された積層体の一面を示した図である。

【0059】

図６～図８を参照すれば、本実施形態の電極組立体１００で、第１電極１１０と分離膜１３０は第１コーティング部１１３の長辺ａ１と単位分離膜１３３の長辺ａ３が対応し、第１コーティング部１１３の短辺ｂ１と単位分離膜１３３の短辺ｂ３が対応するように互いに垂直に結合できる。第１電極１１０の折り線と分離膜１３０の折り線は電極組立体１００で互いに垂直に配置できる。

【0060】

垂直に結合された第１電極１１０および分離膜１３０で、互いに相接する二つの第１コーティング部１１３の間には単位分離膜１３３が配置できる。この時、単位分離膜１３３は互いに対向する第１コーティング部１１３の間に２つずつ配置できる。２つの単位分離膜１３３は互いの上面または下面が相接するように折りたたまれた状態であってもよい。これにより、それぞれの単位分離膜１３３の一面は第１コーティング部１１３と接触し、他面は隣接した単位分離膜１３３と接触できる。具体的に、垂直に結合された第１電極１１０および分離膜１３０で、第１コーティング部１１３と単位分離膜１３３は図７に示されているように、第１コーティング部１１３、単位分離膜１３３、単位分離膜１３３、第１コーティング部１１３、単位分離膜１３３、単位分離膜１３３、第１コーティング部１１３...の順に配置できる。

【0061】

図９は、図１の第１電極、分離膜、および第２電極が結合される過程を示した図である。図１０は、本発明の一実施形態による電極組立体の一面と他面を示した図である。図１１は、本発明の一実施形態による電極組立体の一面と他面を示した他の図である。図１０では説明の便宜のために第１コーティング部１１３および第２コーティング部１２３の形状は省略したことを予め明らかにする。

【0062】

図９～図１１を参照すれば、前述の図６～図８の組立体で、互いに接触する二つの単位分離膜１３３の間に第２電極１２０の第２コーティング部１２３が配置されることによって電極組立体１００が形成できる。互いに接触する二つの単位分離膜と、互いに接触する他の二つの単位分離膜の間には第１コーティング部１１３が位置するので、第２電極１２０の第２コーティング部１２３のうちの一つは前記接触する二つの単位分離膜の間に位置し、他の一つは前記接触する他の二つの単位分離膜の間に位置することになる。

【0063】

具体的に、第２電極１２０は、二つの第２コーティング部１２３を含むフォルダー形態を有することができる。前述の図８に示されているように、第１コーティング部１１３および単位分離膜１３３は、第１コーティング部１１３、単位分離膜１３３、単位分離膜１３３、第１コーティング部１１３、単位分離膜１３３、単位分離膜１３３、第１コーティング部１１３の順に積層される。ここで、第２電極１２０に含まれている第２コーティング部１２３は、互いに重ねられた二つの単位分離膜１３３の間にそれぞれ挿入できる。重ねられた二つの単位分離膜１３３の間に第２コーティング部１２３が配置されれば、第１コーティング部１１３、単位分離膜１３３、第２コーティング部１２３、単位分離膜１３３、第１コーティング部１１３、単位分離膜１３３、第２コーティング部１２３、単位分離膜１３３、第１コーティング部１１３の順に積層された電極組立体１００が形成できる。

【0064】

電極組立体１００で第２電極１２０の折り線と第１電極１１０の折り線は電極組立体１００で互いに垂直に配置できる。また、第２電極１２０の折り線と分離膜１３０の折り線は電極組立体１００で互いに平行に配置できる。第２電極１２０の折り線と分離膜１３０の折り線は対応できる。

【0065】

具体的に、第２電極１２０は、第２コーティング部１２３の長辺ａ２と第１コーティング部１１３の長辺ａ１および単位分離膜１３３の長辺ａ３が対応するように第１電極１１０および分離膜１３０と結合できる。第２電極１２０は、第２コーティング部１２３の短辺ｂ２と第１コーティング部１１３の短辺ｂ１および単位分離膜１３３の短辺ｂ３が対応するように第１電極１１０および分離膜１３０と結合できる。

【0066】

第２電極１２０の第２コーティング部１２３は、第２無地部１２１を挟んで連結された状態であってもよい。連結された二つの第２コーティング部１２３の間には単位分離膜１３３、第１コーティング部１１３、単位分離膜１３３が位置するようになるので、電極組立体１００の一面とそれと反対になる面である他面を示した図１０および図１１を参照すれば、第２無地部１２１は電極組立体１００の一面を部分的に覆うこともできる。

【0067】

このように、本実施形態の電極組立体１００は両方向に形成された電極タブを有する第１電極１１０を含むことによって高出力、高エネルギーを提供する電池セルに使用できる。また、第１電極１１０、第２電極１２０、および分離膜１３０を単位大きさに切断しないことによって全体工程を簡素化することができ、第１コーティング部１１３および第２コーティング部１２３が第１無地部１１１および第２無地部１２１を通じて連結されることによって高い出力を達成することができる。

【0068】

以下では本発明の一実施形態による電極組立体の製造方法に関して説明する。

【0069】

図１２は、本発明の一実施形態による電極組立体の製造方法のフローチャートである。

【0070】

図１２を参照すれば、本実施形態の電極組立体の製造方法（Ｓ１０００）は、
第１電極１１０、第２電極１２０、および分離膜１３０を準備する段階（Ｓ１１００）、
第１電極１１０と分離膜１３０を結合する段階（Ｓ１２００）、および
第１電極１１０と分離膜１３０が結合された組立体に第２電極１２０を結合する段階（Ｓ１３００）を含むことができる。

【0071】

前記準備する段階（Ｓ１１００）は、第１電極１１０を長方形のシートとして準備する段階、分離膜１３０を長方形のシート形態で準備する段階、および第２電極１２０を予め定められた大きさに切断されたシート形態で準備する段階を含むことができる。

【0072】

ここで、第１電極１１０は複数の第１コーティング部１１３およびその間に形成された第１無地部１１１を含むことができ、第２電極１２０は二つの第２コーティング部１２３およびその間に形成された第２無地部１２１を含むことができる。分離膜１３０は、複数の単位分離膜１３３を含むことができる。前記準備する段階（Ｓ１１００）を通じて準備される第１電極１１０、第２電極１２０、および分離膜１３０に関する説明は図３～図５の図面を通じて説明できるので、詳しい説明を省略する。

【0073】

前記第１電極１１０と分離膜１３０を結合する段階（Ｓ１２００）は、前述の図６～図８の図面を通じて説明できる。ここで、前記結合する段階（Ｓ１２００）は互いに重ねられた二つの第１コーティング部１１３の間に互いに重ねられた二つの単位分離膜１３０が配置される段階を含むことができ、前記段階を繰り返すことによって第１電極１１０と分離膜１３０が結合された組立体が形成できる。またここで、第１コーティング部１１３と単位分離膜１３３の長辺ａ１、ａ３と短辺ｂ１、ｂ３が相互対応するように、第１電極１１０と分離膜１３０は垂直に結合することができる。

【0074】

前記第１電極１１０と分離膜１３０が結合された組立体に第２電極１２０を結合する段階（Ｓ１３００）は、前述の図９～図１１の図面を通じて説明できる。

【0075】

ここで、第２電極１２０を結合する段階（Ｓ１３００）は互いに重ねられた二つの単位分離膜１３０の間に第２電極１２０の第２コーティング部１２３が配置される段階を含むことができ、前記段階を繰り返すことによって本発明の電極組立体１００が形成できる。またここで、第１コーティング部１１３、第２コーティング部１２３と単位分離膜１３３の長辺ａ１、ａ２、ａ３と短辺ｂ１、ｂ２、ｂ３が相互対応するように、第１電極１１０と第２電極１２０は垂直に結合することができる。

【0076】

このように、本実施形態の電極組立体１００の製造方法は、第１電極１１０、第２電極１２０、および分離膜１３０を単位大きさに切断しないことによって全体工程を簡素化することができる。また、第１コーティング部１１３および第２コーティング部１２３が第１無地部１１１および第２無地部１２１を通じて連結されるようにすることによって高い出力を有する電極組立体１００を製造することができる。

【0077】

一方、以上で説明した本実施形態の電極組立体１００は電解液と共にセルケース内に収納されて電池セルとして提供できる。

【0078】

本発明の一実施形態による電池セルは、複数の電極および複数の分離膜が交互に積層された電極組立体１００、複数の電極から延長される電極タブと連結された電極リードおよび電極リードの一端が突出した状態で電極組立体を密封するセルケースを含むことができる。

【0079】

また一方、前述の電池セルは、一方向に積層されて電池セル積層体を形成することができ、電池モジュールとしてモジュール化されて電池の温度や電圧などを管理する電池管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ；ＢＭＳ）および／または冷却装置などと共に電池パックを形成することができる。電池パックは多様なデバイスに適用できる。例えば、電池パックが適用されるデバイスは、電気自転車、電気自動車、ハイブリッド自動車などの運送手段であってもよい。しかし、前述のデバイスがこれに制限されるわけではなく、前述の例示以外にも多様なデバイスに本実施形態による電池パックが使用でき、これも本発明の権利範囲に属する。

【0080】

以上で本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるのではなく、次の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を用いた当業者の様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属するのである。

【符号の説明】

【0081】

１００：電極組立体
１１０：第１電極
１１１：第１無地部
１１３：第１コーティング部
１２０：第２電極
１２１：第２無地部
１２３：第２コーティング部
１３０：分離膜
１３３：単位分離膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】