JP7687732B2

JP7687732B2 - 電極組立体、それを含む二次電池、それを製造する二次電池製造方法、及びそれに用いられる二次電池製造装置

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Publication number: JP7687732B2
Application number: JP2023568403A
Authority: JP
Inventors: セオブソン、エウイ; ベオムパク、キ; フアリ、ゼン; ジョーンリー、ヒョ; ハイー、ミン; ジソン、エウン
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2021-09-14
Filing date: 2022-09-14
Publication date: 2025-06-03
Anticipated expiration: 2042-09-14
Also published as: WO2023043196A1; EP4329027A4; JP2024517283A; US20240258554A1; EP4329027A1

Description

本出願は、２０２１年９月１４日付けの韓国特許出願第１０－２０２１－０１２２７８７号及び２０２２年９月１３日付けの韓国特許出願第１０－２０２２－０１１５１４６号に基づく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が本明細書の一部として組み込まれる。

本発明は、電極組立体、それを含む二次電池、それを製造する二次電池製造方法、及びそれに用いられる二次電池製造装置に関し、より詳細には、単位セル内部の電極及び分離膜の未接着領域と電極組立体内部の単位セル及び分離膜シートの未接着領域を改善できる電極組立体、それを含む二次電池、それを製造する二次電池製造方法、及びそれに用いられる二次電池製造装置に関する。

物質の物理的反応や化学的反応により電気エネルギーを生成して外部に電源を供給する電池（ｃｅｌｌ，ｂａｔｔｅｒｙ）は、各種電気電子機器に囲まれている生活環境によって、建物に供給される交流電源を取得できない場合や直流電源が必要な場合に用いられる。

このような電池のうち、化学的反応を利用する化学電池である一次電池と二次電池が一般に多く用いられているが、一次電池は、乾電池と通称されるものであって、消耗性電池である。また、二次電池は、電流と物質間の酸化還元過程を複数回繰り返し可能な素材を用いて製造される再充電式電池であって、電流により素材の還元反応が起こると電源が充電され、素材の酸化反応が起こると電源が放電されるが、そのような充電－放電が繰り返し行われることにより電気が生成される。

ここで、二次電池のうち、リチウムイオン電池は、正極導電フォイルと負極導電フォイルにそれぞれ活物質、導電材及びバインダーが混合されている電極スラリー（ｓｌｕｒｒｙ）を所定の厚さにコーティングすることにより電極を製造し、両導電フォイル間に分離膜を介在することにより電極組立体を製造することができる。

また、二次電池は、正極／分離膜／負極構造の電極組立体がどのような構造からなるかによって分類することもできる。例えば、前記二次電池は、長いシート状の正極と負極とを分離膜が介在した状態でバルクジェリーロール（ｊｅｌｌｙｒｏｌｌ）状に複数回巻き取って電極組立体を製造し、製造された電極組立体を円筒型缶などに収納してそれを密封処理して製作される円筒型二次電池や、所定サイズ単位の正極と負極とを分離膜が介在した状態で積層したバイセル（ｂｉ－ｃｅｌｌ）などが積層されるようにフォルディングして電極組立体を製造し、製造された電極組立体をパウチに収納してそれを密封処理して製作されるパウチ型二次電池などに分類することができる。

一方、電極の製造時、電極スラリーの粘性により、電極スラリーが導電フォイルに不均一に塗布され、電極スラリーのコーティング厚さの差が発生するという問題があった。特に、パウチ型二次電池において、このような電極スラリーのコーティング厚さの差は、電極を製造した後、前記電極を含んで製造される単位セル内部の電極及び分離膜の未接着領域と、前記単位セルを含む電極組立体の単位セル及び分離膜シートの未接着領域を形成し、これは、負極における界面抵抗によるリチウム析出の原因となり、電極の抵抗を増加させる。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、本発明の課題は、単位セル内部の電極及び分離膜の未接着領域と電極組立体内部の単位セル及び分離膜シートの未接着領域を改善する電極組立体、それを含む二次電池、それを製造する二次電池製造方法、及びそれに用いられる二次電池製造装置を提供することにある。

本発明は、電極と分離膜とを含む単位セルを製造する単位セル製造ステップ；複数の単位セル及び分離膜シートが交互に積層されるようにフォルディングして電極組立体を製造する電極組立体製造ステップ；前記電極組立体の外面に形成される高さの差を補正する補正ステップ；並びに前記電極組立体を加圧する加圧ステップを含み；前記補正ステップは、前記電極組立体の内部を基準に相対的に高さが低く形成された領域に補正シートを配置することにより、前記電極組立体の外面に形成される高さの差を補正することを特徴とする二次電池製造方法を提供する。

前記補正ステップは、前記電極組立体の外面の高さが均一になるように補正してもよい。

前記電極組立体は、第１高さを有する第１領域；及び前記第１高さより低い高さに形成される第２高さを有する第２領域を含み；前記補正ステップは、前記第２領域に前記補正シートを配置して前記第１領域及び前記第２領域の高さの差を補正してもよい。

前記補正ステップは、前記第２領域に前記補正シートを前記第１高さに対する前記第２高さの差だけ配置してもよい。

前記第２領域は、前記電極組立体の縁部に対応して位置してもよい。

前記電極組立体は、前記電極に接続される電極タブを含み；前記第２領域は、前記電極組立体の前記電極タブが位置する領域に対応して位置してもよい。

前記補正シートは、絶縁材質であってもよい。

前記補正シートは、合成樹脂及び接着物質を含んでもよい。

前記補正シートは、ＣＰＰテープ（ＣａｓｔＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅｔａｐｅ）であってもよい。

また、本発明は、電極と分離膜とを含む複数の単位セル及び分離膜シートが交互に積層される電極組立体であって、前記電極組立体は、第１高さを有する第１領域；前記第１高さより低い高さに形成される第２高さを有する第２領域；並びに前記第２領域に配置されて前記第１領域及び前記第２領域の高さの差を補正する補正シートを含むことを特徴とする電極組立体を提供する。

前記補正シートは、前記第１領域及び前記第２領域の高さの差だけ配置されてもよい。

さらに、本発明は、電極と分離膜とを含む複数の単位セル及び分離膜シートが交互に積層される電極組立体を含む二次電池であって、前記電極組立体は、第１高さを有する第１領域；前記第１高さより低い高さに形成される第２高さを有する第２領域；並びに前記第２領域に配置されて前記第１領域及び前記第２領域の高さの差を補正する補正シートを含むことを特徴とする二次電池を提供する。

さらに、本発明は、電極と分離膜とを含む複数の単位セル及び分離膜シートが交互に積層されるようにフォルディングされる電極組立体を含む二次電池を製造する二次電池製造装置において、前記電極組立体は、第１高さを有する第１領域；前記第１高さより低い高さに形成される第２高さを有する第２領域；並びに前記第２領域に配置されて前記第１領域及び前記第２領域の高さの差を補正する補正シートを含み；前記二次電池製造装置は、前記電極組立体を加圧する加圧プレスを含み；前記加圧プレスは、前記電極組立体を加圧する加圧面が段差を有するように形成される二次電池製造装置を提供する。

前記加圧面は、前記第１領域を加圧する第１加圧面；前記第２領域を加圧する第２加圧面；並びに前記第１加圧面及び前記第２加圧面を連結する連結面を含み；前記第２加圧面は、前記電極組立体に向かって前記第１加圧面より突出するように形成されてもよい。

前記連結面は、前記第１加圧面及び前記第２加圧面に対して傾斜を有するように形成されてもよい。

さらに、本発明は、電極と分離膜とを含む単位セルを製造する単位セル製造ステップ；複数の単位セル及び分離膜シートが交互に積層されるようにフォルディングして電極組立体を製造する電極組立体製造ステップ；前記電極組立体の外面に形成される高さの差を補正する補正ステップ；並びに前記電極組立体を加圧する加圧ステップを含み；前記加圧ステップは、第１加圧プレスを用いて前記電極組立体を加圧する第１加圧ステップ；及び第２加圧プレスを用いて前記電極組立体を加圧する第２加圧ステップを含み；前記第１加圧プレス及び前記第２加圧プレスの少なくともいずれか一方は、前記電極組立体を加圧する加圧面が段差を有するように形成されることを特徴とする二次電池製造方法を提供する。

前記第１加圧プレスは、前記電極組立体を加圧する加圧面が段差を有するように形成され、前記第２加圧プレスは、前記電極組立体を加圧する前記加圧面が所定の高さに平坦に形成されてもよい。

本発明は、電極組立体の外面に形成される高さの差を補正する補正ステップを含むことで、加圧ステップで単位セル内部の電極及び分離膜の未接着領域と電極組立体内部の単位セル及び分離膜シートの未接着領域を加圧して上記のような未接着領域を接着することにより、二次電池の性能を改善できるようにするという利点がある。

また、本発明は、電極組立体を加圧する加圧プレスの少なくともいずれか一方の加圧面を段差を有するように形成することで、単位セル内部の電極及び分離膜の未接着領域と電極組立体内部の単位セル及び分離膜シートの未接着領域を加圧して上記のような未接着領域を接着することにより、二次電池の性能を改善できるようにするという利点がある。

本発明による二次電池製造方法の手順を示すフローチャートである。本発明により高さの差が補正された電極組立体の側面を示す側面図である。本発明により高さの差が補正された電極組立体の正面を示す正面図である。本発明による二次電池製造装置の加圧プレスが電極組立体を加圧する様子を示す概念図である。図４のＡ部分を拡大した拡大図であって、加圧プレスの加圧面をより詳細に示す拡大図である。本発明による二次電池製造方法における加圧ステップの手順をより具体的に示すフローチャートである。本発明による二次電池製造方法における第１加圧プレス及び第２加圧プレスを用いて電極組立体を加圧する様子を示す概念図である。（ａ）及び（ｂ）は従来技術及び本発明により製造された単位セル（ｂｉ－ｃｅｌｌ）における電極及び分離膜未接着領域の形成の有無を示す画像である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な異なる形態で実現することができ、以下の実施形態に制限又は限定されるものではない。

本発明を明確に説明するために、説明と関係ない部分又は本発明の要旨を不明にし得る関連公知技術についての詳細な説明は省略し、本明細書において各図面の構成要素に参照符号を付加するにあたっては、明細書全体にわたって同一又は類似の構成要素には同一又は類似の参照符号を付す。

なお、本明細書及び特許請求の範囲に用いられた用語や単語は、通常的又は辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は自らの発明を最も最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に立脚して、本発明の技術的思想に合致する意味と概念に解釈されるべきである。

本発明は、図１に示すように、電極と分離膜とを含む単位セルを製造する単位セル製造ステップ（Ｓ１０）；複数の単位セル及び分離膜シートが交互に積層されるようにフォルディングして電極組立体を製造する電極組立体製造ステップ（Ｓ２０）；前記電極組立体の外面に形成される高さの差を補正する補正ステップ（Ｓ３０）；並びに前記電極組立体を加圧する加圧ステップ（Ｓ４０）を含む、二次電池製造方法を提供する。

まず、単位セル製造ステップ（Ｓ１０）は、電極と分離膜とを含む単位セルを製造するステップであって、様々な方法で行うことができる。

例えば、前記単位セル製造ステップ（Ｓ１０）においては、電極集電体（ｅｘ．導電フォイル）上に電極スラリーを塗布して電極集電体上にコーティングすることにより、正極又は負極の電極を製造し、前記電極間に分離膜を介在した後に電極及び分離膜を加圧して接着することにより、単位セルを製造することができる。

ただし、電極の製造過程において、電極スラリーが電極集電体上の一部の領域に不均一にコーティングされ、電極スラリーが不均一にコーティングされた一部の領域と電極スラリーが均一にコーティングされた領域とでコーティングされた電極スラリー間の厚さの差が発生することがある。特に、電極スラリーが不均一にコーティングされた領域が周辺の均一にコーティングされた領域より電極スラリーがさらに少なく塗布された場合、電極及び分離膜間に空間が形成され、未接着領域が発生することがある。

一方、前記単位セル製造ステップ（Ｓ１０）以降は、図１に示すように、前記単位セルを含む電極組立体１０を製造する電極組立体製造ステップ（Ｓ２０）が行われてもよい。

ここで、電極組立体製造ステップ（Ｓ２０）は、複数の単位セル及び分離膜シートが交互に積層されるようにフォルディングして電極組立体を製造するステップであって、様々な方法で行うことができる。

具体的には、電極組立体製造ステップ（Ｓ２０）においては、上述した単位セル製造ステップ（Ｓ１０）で製造した単位セルを分離膜シートに並んで配置し、一面が互いに対応する面積と形状に形成された前記単位セル及び分離膜シートが交互に積層されるように配置し、分離膜シートが分離膜シート上に位置する単位セルを囲む方向に前記分離膜シートを複数回フォルディングすることにより、電極組立体１０を製造することができる。このように製造された電極組立体１０の外面は、分離膜シートが電極組立体１０を囲む形状に形成されてもよい。すなわち、単位セル及び分離膜シートが互いに対応する面積と形状に形成されるので、製造された電極組立体１０の外面は、単位セルの電極部分が露出せず、分離膜シートで完全に囲まれ、分離膜シートの内側に位置する単位セルを保護することができる。

ただし、電極及び分離膜間の一部の領域では電極スラリーが電極に不均一にコーティングされることがある。このような場合、均一にコーティングされた周辺領域と不均一にコーティングされた領域間の電極スラリーのコーティング厚さの差が発生し、電極及び分離膜間に未接着領域が発生することがある。未接着領域が発生した単位セルの場合、前記単位セルの特定の領域は他の領域に比べて電極スラリーのコーティング厚さの差だけ相対的に高さが低く形成される。よって、電極組立体１０の製造時、前記単位セルを一方向に向けて平行に配置して積層した場合、単位セルと分離膜シート間には単位セルに形成された前記未接着領域により再び未接着領域が形成され、その後分離膜シートを複数回フォルディングした場合、前記未接着領域が累積され、前記電極組立体１０の特定の領域は他の領域に比べて相対的に高さが低く形成される。

具体的には、前記電極組立体１０は、外面が階段状に段差を有するように形成されるか、外面が所定の傾きで傾斜して形成されるなど、外面上に高さの差が形成される。

この場合、前記電極組立体１０は、図２に示すように、第１高さＨ_１を有する第１領域１１；及び前記第１高さＨ_１より低く形成される第２高さＨ_２を有する第２領域１２を含む。ただし、図２において、第１領域１１及び第２領域１２間に配置された点線は、第１領域１１及び第２領域１２の位置を理解させるために示すものであり、電極組立体１０の内部領域が分けられていることを意味するわけではない。

具体的には、前記第１領域１１は、電極組立体１０において第１高さＨ_１を有する領域を意味する。

ここで、第１高さＨ_１は、前記単位セルの積層方向に位置する前記電極組立体１０の一面を基準に、前記一面に対向する他面までの高さが最も高く形成される高さと定義される。よって、前記第１領域１１は、前記電極組立体１０において厚さが最も厚い領域と理解される。

一方、前記第２領域１２は、電極組立体１０において前記第１高さＨ_１より低く形成される第２高さＨ_２を有する領域を意味する。第２高さＨ_２と第１高さＨ_１の高さの差は、単位セルにおいて電極にコーティングされた電極スラリーのコーティング厚さの差により形成された電極及び分離膜間の未接着領域とその後単位セル及び分離膜シートを交互に積層することにより形成された未接着領域が、分離膜シートが複数回フォルディングされることにより累積されて形成される。

ここで、前記第２高さＨ_２は、前記単位セルの積層方向に位置する前記電極組立体１０の一面を基準に、前記一面に対向する他面までの高さが前記第１高さＨ_１より低く形成される高さと定義される。よって、前記第２領域１２は、前記電極組立体１０において前記第１領域１１より薄い厚さを有する全ての領域と理解される。

また、前記第２領域１２は、前記電極組立体１０のいずれの部位にも位置することができる。

例えば、電極集電体の長さが長くなるほど、電極スラリーの塗布時、電極スラリーが電極集電体の縁部には少なく到達するので、前記第２領域１２は、前記電極組立体１０の縁部に対応して位置する。

特に、前記第２領域１２は、電極組立体１０の縁部領域のうち、電極タブ１４が位置する電極組立体１０の縁部領域に対応して位置する。

これは、電極の製造時、１つの電極集電体の中央部に電極スラリーを塗布及び乾燥した後、中央部を切断することにより２つの電極を製造する場合、元の電極集電体の中央部であった電極組立体１０の縁部領域には電極スラリーが十分に塗布されているものと予想されるが、電極タブ１４が位置する電極組立体１０の縁部領域には電極スラリーが相対的に到達しにくいからであると理解される。すなわち、縁部領域には、電極スラリーが少なく到達することにより電極スラリーがコーティングされる厚さが薄くなり、第２領域１２が形成される。

ここで、電極タブ１４は、電極スラリーがコーティングされる前に前記電極集電体上にノッチング（ｎｏｔｃｈｉｎｇ）工程で形成されてもよく、電極スラリーがコーティングされた後に前記電極集電体のいずれか一部位に取り付けられることにより電極に連結されてもよい。

一方、前記電極組立体製造ステップ（Ｓ２０）以降、後述する加圧ステップ（Ｓ４０）で電極組立体１０の外面が均一に加圧されるように、電極組立体１０の外面上に形成された高さの差を補正する補正ステップ（Ｓ３０）がさらに行われてもよい。

すなわち、前記補正ステップ（Ｓ３０）を経て前記電極組立体１０の外面の高さの差が補正されることにより、後述する加圧ステップ（Ｓ４０）で、電極組立体１０において相対的に高さが高い第１領域１１だけでなく相対的に高さが低く形成された第２領域１２も加圧され、よって、第２領域１２に位置する電極及び分離膜の未接着領域と単位セル及び分離膜シートの未接着領域を改善することができる。

具体的には、前記補正ステップ（Ｓ３０）は、前記電極組立体１０において相対的に高さが低く形成された領域に補正シート１３を配置することにより、前記電極組立体１０の外面に形成される高さの差を補正するステップであって、様々な方法で行うことができる。

例えば、前記補正ステップ（Ｓ３０）においては、図２及び図３に示すように、電極組立体１０において相対的に低い高さを有する前記第２領域１２の分離膜シートの上側に前記補正シート１３を配置することにより、前記第１領域１１及び前記第２領域１２の高さの差（Ｈ_１－Ｈ_２）を補正してもよい。単位セル及び分離膜シートは互いに対応する面積と形状に設けられて電極組立体１０が製造され、製造された電極組立体１０の外面は分離膜シートが囲む形状に形成されるので、補正シート１３は、第２領域１２の分離膜シートの上側に設けられて取り付けられてもよい。一方、図３には図面符号１２、１３が同じ位置を示すように図示されているが、補正シート１３は第２領域１２上に追加配置される構成であるので、本発明において第２領域１２と補正シート１３は区別される概念であることに留意する。また、図３において、第１領域１１及び第２領域１２間に配置された実線は、第１領域１１及び第２領域１２上に追加配置された補正シート１３を区分するために示すものであり、電極組立体１０の内部領域が分けられていることを意味するわけではない。

ここで、前記補正シート１３は、前記第１領域１１及び前記第２領域１２の高さの差（Ｈ_１－Ｈ_２）を減少させるために、多様な個数を積層して配置することができる。

例えば、補正シート１３は、補正シート１３の厚さ及び前記第１領域１１及び前記第２領域１２の高さの差（Ｈ_１－Ｈ_２）によって少なくとも１つ以上積層されて配置されてもよい。

ここで、前記補正シート１３は、電極組立体１０の外面の高さが均一に形成されるように、前記補正シート１３を前記第１高さＨ_１に対する前記第２高さＨ_２の差（Ｈ_１－Ｈ_２）だけ前記第２領域１２の分離膜シートの上側に配置されてもよいことは言うまでもない。

一方、前記補正シート１３は、様々な材質からなる。例えば、前記補正シート１３は、電極組立体の性能に影響を及ぼさない材質であればどのような材質でも可能であり、例えば合成樹脂及び接着物質を含んでもよい。

また、前記補正シート１３には、絶縁材質のテープが用いられてもよく、例えば、従来の電極タブの絶縁のために用いられるＣＰＰテープ（ＣａｓｔＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅｔａｐｅ）が用いられてもよい。

さらに、前記補正シート１３は、様々な幅及び厚さを有し、例えば、前記補正シート１３は、幅１２ｍｍ、厚さ０．０３ｔに形成されてもよい。

一方、前記補正ステップ（Ｓ３０）の実行以降は、前記電極組立体１０を加圧して電極組立体１０の単位セル及び分離膜シートを互いに接着させる加圧ステップ（Ｓ４０）が行われる。

ここで、加圧ステップ（Ｓ４０）は、前記電極組立体１０を加圧するステップであって、様々な方法で行うことができる。

例えば、前記加圧ステップ（Ｓ４０）においては、図４に示すように、コンベアベルト上で移動する前記電極組立体１０を加圧する加圧プレス１００を含む二次電池製造装置を用いて行われてもよい。ここで、電極組立体１０は、コンベアベルト上で図面のｙ－ｚ平面に垂直なｘ方向（図面を裏から表に貫く方向）に移動することができる。

ここで、加圧プレス１００は、前記電極組立体１０を加圧する構成であって、様々な構成が可能である。

例えば、前記加圧プレス１００は、前述したように、前記電極組立体１０の外面に高さの差が形成された場合も、電極組立体１０の外面をできるだけ均一に加圧できるように、前記電極組立体１０の外面に形成された高さの差に対応して段差を有するように形成された加圧面１１０を有してもよい。

具体的には、前記加圧面１１０は、図５に示すように、前記加圧プレス１００の下部に形成され、前記第１領域１１を加圧する第１加圧面１１１；前記第２領域１２を加圧する第２加圧面１１２；並びに前記第１加圧面１１１及び前記第２加圧面１１２を連結する連結面１１３を含んでもよい。

第１加圧面１１１は、前記第１領域１１を加圧する加圧面であって、様々な構成が可能である。例えば、前記第１加圧面１１１は、前記第１領域１１を加圧できる形状であれば、どのような形状でも有することができる。

第２加圧面１１２は、前記第２領域１２を加圧する加圧面であって、様々な構成が可能である。例えば、前記第２加圧面１１２は、前記第２領域１２を加圧できる形状であれば、どのような形状でも有することができる。

ここで、前記第２加圧面１１２は、前記電極組立体１０に向かって前記第１加圧面１１１より突出するように形成されてもよい。

すなわち、前記第１加圧面１１１と前記第２加圧面１１２とは、互いに段差を有するように形成されてもよく、ここで、前記第２加圧面１１２は、前記第１加圧面１１１より前記電極組立体１０の前記第１領域１１及び前記第２領域１２の高さの差（Ｈ_１－Ｈ_２）だけ突出するように形成されてもよい。

よって、加圧プレス１００が電極組立体１０を加圧する際に、前記電極組立体１０の外形の前記第１領域１１及び前記第２領域１２の高さの差にもかかわらず、前記電極組立体１０の前記第１領域１１及び前記第２領域１２が形成する一面を均一に加圧することができるという利点がある。

一方、連結面１１３は、前記第１加圧面１１１及び前記第２加圧面１１２を連結する構成であって、様々な構成が可能である。

具体的には、連結面１１３は、前記第１加圧面１１１及び前記第２加圧面１１２間に配置され、異なる高さを有する前記第１加圧面１１１及び前記第２加圧面１１２を連結する役割を果たす。

ここで、前記連結面１１３は、前記第１加圧面１１１及び前記第２加圧面１１２を多様に連結することができる。

例えば、前記連結面１１３は、図５に示すように、線形スクラッチ及び電極表面のダメージによる損傷を最小限に抑えるために、前記第１加圧面１１１及び前記第２加圧面１１２を傾斜して連結してもよい。

また、前記加圧プレス１００は、前記電極組立体１０を加熱圧着するために、室温超過の温度に加熱される加熱部材（図示せず）を含んでもよいことは言うまでもない。

一方、前記加圧ステップ（Ｓ４０）は、図６に示すように、第１加圧プレスを用いて前記電極組立体を加圧する第１加圧ステップ（Ｓ４１）；及び第２加圧プレスを用いて前記電極組立体を加圧する第２加圧ステップ（Ｓ４２）を含んでもよい。

すなわち、前記加圧ステップ（Ｓ４０）においては、図７に示すように、第１加圧プレス及び第２加圧プレスをコンベアベルト上での前記電極組立体１０の移動方向に沿って順次配置することにより、上述した電極組立体１０を少なくとも２回以上加圧することができる。ここで、第１加圧プレス及び第２加圧プレスは、図面のｘ－ｙ平面に垂直なｚ方向（図面を裏から表に貫く方向）に移動することにより、前記電極組立体１０を加圧することができる。

ここで、前記第１加圧プレス及び前記第２加圧プレスの少なくともいずれか一方には、前述したように、前記電極組立体１０を加圧する加圧面１１０が段差を有するように形成された加圧プレス１００を適用することができる。ここで、前記加圧プレス１００については、前述した内容を援用する。

例えば、前記第１加圧プレスは、前記電極組立体１０を加圧する加圧面１１０が段差を有するように形成されて異なる高さを有し、前記第２加圧プレスの加圧面は、所定の高さに平坦に形成されてもよい。

以下、図８を参照して、本発明を適用するか否かによる単位セルの電極－分離膜の未接着領域の大きさについて説明する。図８の（ａ）には従来技術により製造された単位セル（ｂｉ－ｃｅｌｌ）の前面画像（以下「比較例」という）が開示されており、図８の（ｂ）には本発明により製造された単位セル（ｂｉ－ｃｅｌｌ）の前面画像（以下「本発明の実施例」という）が開示されている。

まず、図８の（ａ）の比較例により形成された単位セルの前面画像を見ると、単位セルの上部、すなわち電極タブに対応する縁部Ｂに黒色の電極－分離膜の未接着領域が形成されていることが分かる。また、上記のような単位セルを含む電極組立体の場合、単位セル－分離膜シート間の未接着領域が発生することが予想されるので、負極上にリチウムが析出されて電極の抵抗が増加する。よって、二次電池の性能が低下するという問題が生じる。

それに対して、図８の（ｂ）の本発明の実施例により形成された単位セルの前面画像を見ると、単位セルの上部、すなわち電極タブに対応する縁部Ｂに未接着領域がほとんど形成されていないことが分かる。よって、本発明の実施例により形成される単位セルは、単位セル内部の電極－分離膜の未接着領域だけでなく、電極組立体上での単位セル及び分離膜シート間の未接着領域もほとんど形成しないことが予想されるので、負極上における界面抵抗によるリチウム析出を最小限に抑え、二次電池の性能を改善することができるという利点がある。

以上、本発明は、たとえ限定された実施形態と図面により説明されたが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者により本発明の技術思想と添付の特許請求の範囲の均等範囲内で様々な実施が可能である。

１０電極組立体
１１第１領域
１２第２領域
１３補正シート
１４電極タブ
１００加圧プレス
１１０加圧面
１１１第１加圧面
１１２第２加圧面
１１３連結面
Ｓ１０単位セル製造ステップ
Ｓ２０電極組立体製造ステップ
Ｓ３０補正ステップ
Ｓ４０加圧ステップ
Ｓ４１第１加圧ステップ
Ｓ４２第２加圧ステップ

Claims

電極と分離膜とを含む単位セルを製造する単位セル製造ステップ；
複数の前記単位セル及び分離膜シートが交互に積層されるようにフォルディングして電極組立体を製造する電極組立体製造ステップ；
前記電極組立体の外面に形成される高さの差を補正する補正ステップ；並びに
前記電極組立体を加圧する加圧ステップを含み；
前記補正ステップは、
前記電極組立体の内部を基準に相対的に高さが低く形成された領域に補正シートを配置することにより、前記電極組立体の外面に形成される高さの差を補正する二次電池製造方法。
前記補正ステップは、前記電極組立体の外面の高さが均一になるように補正する、請求項１に記載の二次電池製造方法。
前記電極組立体は、
第１高さを有する第１領域；及び
前記第１高さより低い高さに形成される第２高さを有する第２領域を含み；
前記補正ステップは、
前記第２領域に前記補正シートを配置して前記第１領域及び前記第２領域の高さの差を補正する、請求項１に記載の二次電池製造方法。
前記補正ステップは、
前記第２領域に前記補正シートを前記第１高さに対する前記第２高さの差だけ配置する、請求項３に記載の二次電池製造方法。
前記第２領域は、前記電極組立体の縁部に対応して位置する、請求項３に記載の二次電池製造方法。
前記電極組立体は、前記電極に接続される電極タブを含み；
前記第２領域は、前記電極組立体の前記電極タブが位置する領域に対応して位置する、請求項３に記載の二次電池製造方法。
前記補正シートは、絶縁材質である、請求項１に記載の二次電池製造方法。
前記補正シートは、合成樹脂及び接着物質を含む、請求項１に記載の二次電池製造方法。
前記補正シートは、ＣＰＰテープ（ＣａｓｔＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅｔａｐｅ）である、請求項８に記載の二次電池製造方法。
前記電極には、電極スラリーがコーティングされ、
前記高さの差は、前記コーティングされた前記電極スラリーの厚さの差により形成される、請求項１に記載の二次電池製造方法。
前記単位セル及び前記分離膜シートは、一面が互いに対応する面積に形成される、請求項１に記載の二次電池製造方法。
前記補正シートは、前記分離膜シートの上側に設けられる、請求項１に記載の二次電池製造方法。
電極と分離膜とを含む複数の単位セル及び分離膜シートが交互に積層される電極組立体であって、
前記電極組立体は、
第１高さを有する第１領域；
前記第１高さより低い高さに形成される第２高さを有する第２領域；並びに
前記第２領域に配置されて前記第１領域及び前記第２領域の高さの差を補正する補正シート；を含み、
前記複数の単位セル及び前記分離膜シートが交互に積層されるようにフォルディングされる、電極組立体。
前記補正シートは、前記第１領域及び前記第２領域の高さの差だけ配置される、請求項１３に記載の電極組立体。
前記第２領域は、前記電極組立体の縁部に対応して位置する、請求項１３に記載の電極組立体。
前記電極組立体は、前記電極に接続される電極タブを含み；
前記第２領域は、前記電極組立体の前記電極タブが位置する領域に対応して位置する、請求項１３に記載の電極組立体。
前記電極には、電極スラリーがコーティングされ、
前記第２高さは、前記コーティングされた前記電極スラリーの厚さの差により前記第１高さより低い高さに形成される、請求項１３に記載の電極組立体。
前記単位セル及び前記分離膜シートは、一面が互いに対応する面積に形成される、請求項１３に記載の電極組立体。
前記補正シートは、前記分離膜シートの上側に設けられる、請求項１３に記載の電極組立体。
電極と分離膜とを含む複数の単位セル及び分離膜シートが交互に積層される電極組立体を含む二次電池であって、
前記電極組立体は、
第１高さを有する第１領域；
前記第１高さより低い高さに形成される第２高さを有する第２領域；並びに
前記第２領域に配置されて前記第１領域及び前記第２領域の高さの差を補正する補正シート；を含み、
前記複数の単位セル及び前記分離膜シートが交互に積層されるようにフォルディングされる、二次電池。
電極と分離膜とを含む複数の単位セル及び分離膜シートが交互に積層されるようにフォルディングされる電極組立体を含む二次電池を製造する二次電池製造装置において、
前記電極組立体は、
第１高さを有する第１領域；
前記第１高さより低い高さに形成される第２高さを有する第２領域；並びに
前記第２領域に配置されて前記第１領域及び前記第２領域の高さの差を補正する補正シートを含み；
前記二次電池製造装置は、
前記電極組立体を加圧する加圧プレスを含み；
前記加圧プレスは、前記電極組立体を加圧する加圧面が段差を有するように形成される二次電池製造装置。
前記加圧面は、
前記第１領域を加圧する第１加圧面；
前記第２領域を加圧する第２加圧面；並びに
前記第１加圧面及び前記第２加圧面を連結する連結面を含み；
前記第２加圧面は、前記電極組立体に向かって前記第１加圧面より突出するように形成される、請求項２１に記載の二次電池製造装置。
前記連結面は、前記第１加圧面及び前記第２加圧面に対して傾斜を有するように形成される、請求項２２に記載の二次電池製造装置。
前記電極には、電極スラリーがコーティングされ、
前記第２高さは、前記コーティングされた前記電極スラリーの厚さの差により前記第１高さより低い高さに形成される、請求項２１に記載の二次電池製造装置。
前記単位セル及び前記分離膜シートは、一面が互いに対応する面積に形成される、請求項２１に記載の二次電池製造装置。
前記補正シートは、前記分離膜シートの上側に設けられる、請求項２１に記載の二次電池製造装置。
電極と分離膜とを含む単位セルを製造する単位セル製造ステップ；
複数の前記単位セル及び分離膜シートが交互に積層されるようにフォルディングして電極組立体を製造する電極組立体製造ステップ；
前記電極組立体の外面に形成される高さの差を補正する補正ステップ；並びに
前記電極組立体を加圧する加圧ステップを含み；
前記加圧ステップは、
第１加圧プレスを用いて前記電極組立体を加圧する第１加圧ステップ；及び
第２加圧プレスを用いて前記電極組立体を加圧する第２加圧ステップを含み；
前記第１加圧プレス及び前記第２加圧プレスの少なくともいずれか一方は、前記電極組立体を加圧する加圧面が段差を有するように形成され、
前記補正ステップは、
前記電極組立体の内部を基準に相対的に高さが低く形成された領域に補正シートを配置することにより、前記電極組立体の外面に形成される高さの差を補正する二次電池製造方法。
前記第１加圧プレスは、前記電極組立体を加圧する加圧面が段差を有するように形成され、
前記第２加圧プレスは、前記電極組立体を加圧する前記加圧面が所定の高さに平坦に形成される、請求項２７に記載の二次電池製造方法。