二次電池
【課題】ケースの内部で電極組立体が動くことを防止することができる二次電池とその製造方法を提供する。
【解決手段】二次電池において、電極組立体１２０と、電解液と、電極組立体１２０の外部表面の少なくとも一部に貼着した動き防止テープ１３０と、電極組立体を収容するケースと、を含み、動き防止テープ１３０は電解液と接触すると少なくとも一部が粘着性を示す基材層を含み、粘着性を示す基材層の少なくとも一部はケースの内部表面に接触していることを特徴とする。
【解決手段】二次電池において、電極組立体１２０と、電解液と、電極組立体１２０の外部表面の少なくとも一部に貼着した動き防止テープ１３０と、電極組立体を収容するケースと、を含み、動き防止テープ１３０は電解液と接触すると少なくとも一部が粘着性を示す基材層を含み、粘着性を示す基材層の少なくとも一部はケースの内部表面に接触していることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、二次電池は、正極板と負極板及びこの両電極板の間に介在されたセパレーターより構成された電極組立体を電解液とともにケースに収納して形成される。この二次電池は、ケースの形状によって、円筒形、角形及びパウチ形に分類できる。
【０００３】
ケースに収納された電極組立体は、外部の振動または衝撃によってケースの内部で回転して動くことがよく発生する。このような動きは、電池の内部抵抗を増加させ、電極組立体に設けられた電極タブを損傷させるおそれがあるため、改善が要求される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ケースの内部で電極組立体が動くことを防止することができる二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するために、本発明の一態様による二次電池は、電極組立体と、電解液と、電極組立体の外部表面の少なくとも一部に付着した動き防止テープと、電極組立体を収容するケースと、を含み、動き防止テープは電解液と接触すると少なくとも一部が粘着性を示す基材層を含み、粘着性を示す基材層の少なくとも一部はケースの内部表面に接触することを特徴とする。
【０００６】
動き防止テープは、基材層の背面に形成されて電極組立体の外部表面に接触する粘着層をさらに含んでもよい。
【０００７】
基材層は、電解液と接触すると少なくとも一部が収縮して粘着性を示すものであってもよい。
【０００８】
基材層はＯＰＳ（ｏｒｉｅｎｔｅｄ ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）フィルムであることが好ましい。
【０００９】
電極組立体は、第１の電極、第２の電極及び第１の電極と第２の電極の間に介在されるセパレーターを積層した後、該積層体を巻回して形成され、電極組立体は、セパレーターの巻回末端が位置する最外側仕上げ部を含んでもよい。
【００１０】
動き防止テープは、電極組立体の最外側仕上げ部を含めて付着してもよい。
【００１１】
電極組立体の最外側仕上げ部には、動き防止テープが付着してもよい。
【００１２】
電解液は、カーボネート系溶媒を含み、カーボネート系溶媒は、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）及びジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）からなる群から選択される少なくとも一つのカーボネート系溶媒を含んでもよい。電解液は、カーボネート系溶媒を１０〜６０重量％含んでもよい。
【００１３】
基材層は、１０〜５０ｕｍ範囲の厚さを有するものであってもよい。
【００１４】
動き防止テープは、電極組立体の外部表面全体を囲んでもよい。
【００１５】
動き防止テープは、電極組立体の外部表面の円周の長さを１としたとき、少なくとも０．５の長さだけ囲んでもよい。
【００１６】
動き防止テープは、電極組立体の外部表面の円周の長さを１としたとき、０．５よりは大きく１よりは小さい長さだけ囲んでもよい。
【００１７】
動き防止テープは、電極組立体の外部表面の上端部及び下端部を除いた部分を囲んでもよい。
【００１８】
動き防止テープの幅は、電極組立体の幅の少なくとも２０％であってもよい。
【００１９】
動き防止テープは、粘着層上に順次に形成された補助基材層と補助粘着層をさらに含んでもよい。
【００２０】
動き防止テープは、電解液との接触後の粘着力が少なくとも１ｋｇｆ／ｃｍ２であってもよい。
【００２１】
ケースは、円筒形、角形またはパウチ形ケースであってもよい。
【００２２】
本発明の別の態様による二次電池は、電極組立体と、電解液と、電極組立体の外部表面の少なくとも一部に付着した動き防止テープと、電極組立体を収容するケースと、を含み、動き防止テープは、電極組立体の外部表面に接触する粘着層と粘着層上に形成されて電解液と接触すると少なくとも一部が粘着性を示す基材層とを含み、粘着性を示す基材層は、その表面が不規則に形成されたことを特徴とする。
【００２３】
粘着性を示す基材層は、第１の領域及び第２の領域を含み、第１の領域は第２の領域より厚く、第１の領域はケースの内部表面に接触するものであってもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の二次電池によると、電極組立体の外部表面に付着した動き防止テープの基材層が電解液と接触する場合、表面が不規則に変化して基材層の少なくとも一部が粘着性を示す。このとき、粘着性を示す基材層の少なくとも一部は、ケースの内面と接触して、電極組立体がケースの内部で動くことを防止する効果がある。すなわち、本発明による二次電池では、電極組立体とケースの間が粘着力によって堅固に固定されることで、電極組立体がケースの内部で動くことが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態による動き防止テープを具備した電極組立体の斜視図である。
【図２】図１に示す動き防止テープを具備した電極組立体を含む円筒形二次電池の分解斜視図である。
【図３】図２に示す円筒形二次電池の結合縦断面図である。
【図４】図２に示す円筒形二次電池の結合横断面図である。
【図５】図２に示す円筒形二次電池に電解液が注入される前の形態を概略的に示す結合横断面図である。
【図６】図２に示す円筒形二次電池に電解液が注入された後の形態を概略的に示す結合横断面図である。
【図７】本発明の別の実施形態による二次電池に使用される動き防止テープを具備した電極組立体の斜視図である。
【図８】本発明のさらに別の実施形態による二次電池に使用される動き防止テープを具備した電極組立体の斜視図である。
【図９】本発明のさらに別の実施形態による二次電池に使用される動き防止テープの断面図である。
【図１０】図９の動き防止テープが適用された二次電池に電解液が注入された後の形態を概略的に示す横断面図である。
【図１１】本発明のさらに別の実施形態による動き防止テープを具備した電極組立体の斜視図である。
【図１２】図１１に示す動き防止テープを具備した電極組立体を含む角形二次電池の分解斜視図である。
【図１３】本発明のさらに別の実施形態による動き防止テープを具備した電極組立体を含むパウチ形二次電池の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付の図面を参照して本発明による実施形態の構成及び作用を詳しく説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態による動き防止テープを具備した電極組立体の斜視図であり、図２は、図１に示す動き防止テープを具備した電極組立体を含む円筒形二次電池の分解斜視図であり、図３は、図２に示す円筒形二次電池の結合縦断面図であり、図４は、図２に示す円筒形二次電池の結合横断面図であり、図５は、図２に示す円筒形二次電池に電解液が注入される前の形態を概略的に示す結合横断面図であり、図６は、図２に示す円筒形二次電池に電解液が注入された後の形態を概略的に示す結合横断面図である。
【００２８】
図１〜図６を参照すると、本発明の一実施形態による円筒形二次電池１００は、ケース１１０、電極組立体１２０、動き防止テープ１３０、上部絶縁部材１４０、下部絶縁部材１５０、ガスケット１６０及びキャップ組立体１７０を備える。
【００２９】
ケース１１０は、二次電池の形態によって、円筒形、角形またはパウチ形であってもよい。本実施形態では、二次電池が円筒形である場合について説明し、別の実施形態で二次電池が角形またはパウチ形である場合について説明することにする。
【００３０】
ケース１１０は、円筒形状を有し、アルミニウムまたはアルミニウム合金のような軽量の導電性金属材質からなり、深絞り（ｄｅｅｐ ｄｒａｗｉｎｇ）などのような加工方法によって製造できる。ケース１１０は、電極組立体１２０の形状によって異なる形態を有してもよい。
【００３１】
ケース１１０は、円形の底板１１２と、底板１１２の縁部から延びた円筒形の側壁１１３を備える。側壁１１３の上部には、外周に沿って内部に屈曲されたビーディング部１１１が形成される。ビーディング部１１１は、上部絶縁部材１４０、電極組立体１２０及び下部絶縁部材１５０がケース１１０の内部で底板１１２の垂直方向に動くことを防止する。側壁１１３の上端には、圧接（ｃｒｉｍｐｉｎｇ）部１１６が形成される。圧接部１１６は、ケース１１０とキャップ組立体１７０の間を密閉する。側壁１１３の上部には、ケース１１０の内部に下部絶縁部材１５０、電極組立体１２０、上部絶縁部材１４０、ガスケット１６０及びキャップ組立体１７０が順に挿入されるように、開口部１１４が形成される。
【００３２】
電極組立体１２０は、第１の電極板１２１、第２の電極板１２２及びセパレーター１２３を含む。セパレーター１２３は、第１のセパレーター１２３ａ及び第２のセパレーター１２３ｂを含むこともできる。電極組立体１２０は、第１の電極板１２１、第１のセパレーター１２３ａ、第２の電極板１２２及び第２のセパレーター１２３ｂを順次に積層した状態で、円筒形に巻回して形成される。
【００３３】
電極組立体１２０は、第１の電極タブ１２７ａと第２の電極タブ１２７ｂをさらに含むこともできる。電極組立体１２０から第１の電極タブ１２７ａと第２の電極タブ１２７ｂとが引出される境界部には、第１の電極板１２１と第２の電極板１２２との間の短絡を防止するために、絶縁テープ（図示せず）が形成されてもよい。
【００３４】
第１の電極板１２１及び第２の電極板１２２のうち何れか一つ、例えば第１の電極板１２１は正極板として使用され、他の一つ、例えば第２の電極板１２２は負極板として使用されてもよい。一方、第２の電極板１２２が正極板で、第１の電極板１２１が負極板であってもよい。以下では、第１の電極板１２１が正極板で、第２の電極板１２２が負極板であるとして説明する。
【００３５】
詳しく示されてはいないが、正極板としての第１の電極板１２１は、正極集電体と、正極集電体の少なくとも一面にコーティング形成された正極活物質層とを備える。
【００３６】
正極集電体は、導電性の優れた金属薄板、例えば、アルミニウム（Ａｌ）箔（ｆｏｉｌ）からなってもよい。しかし、本発明でこのような正極集電体の材料を限定するものではない。
【００３７】
正極活物質層は、正極活物質、導電材及びバインダーの混合物を正極集電体の少なくとも一面にコーティングして形成される。正極活物質としては、一般的にＬｉＣｏＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＮｉ１‐ｘＣｏｘＯ２（０＜ｘ＜１）、ＬｉＭｎＯ２などの複合金属酸化物が使用される。しかし、本発明でこのような正極活物質の材料を限定するものではない。
【００３８】
第１の電極板１２１の巻回方向の一部または両端部のうち少なくとも何れかには、正極活物質がコーティングされない第１の無地部が形成される。第１の無地部には、正極タブとなる第１の電極タブ１２７ａが溶接のような方式によって結合されて、電極組立体１２０から外部に引出されるように形成される。
【００３９】
詳しく示されていないが、負極板としての第２の電極板１２２は、負極集電体と該負極集電体の少なくとも一面にコーティング形成された負極活物質層とを備える。
【００４０】
負極集電体は、導電性の優れた薄板、例えば、銅（Ｃｕ）またはニッケル（Ｎｉ）箔からなってもよい。しかし、本発明でこのような負極集電体の材料を限定するものではない。
【００４１】
負極活物質層は、負極活物質、導電材及びバインダーの混合物を負極集電体の少なくとも一面にコーティングして形成される。負極活物質としては、一般的に炭素（Ｃ）系物質、Ｓｉ、Ｓｎ、酸化錫、錫合金複合体（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｔｉｎ ａｌｌｏｙｓ）、遷移金属酸化物、リチウム金属窒酸化物またはリチウム金属酸化物などが使用される。しかし、本発明でこのような負極活物質の材料を限定するものではない。
【００４２】
第２の電極板１２２の巻回方向の一部または両端部のうち少なくとも何れかには、負極
活物質がコーティングされない第２の無地部が形成される。第２の無地部には負極タブとなる第２の電極タブ１２７ｂが溶接のような方式によって結合されて、電極組立体１２０から外部に引出されるように形成される。
【００４３】
第２の電極タブ１２７ｂは、ケース１１０の底板１１２に、溶接のような方式によって結合されることができる。それによって、ケース１１０は負の極性を有するようになり、特にケース１１０の底板１１２は円筒形二次電池１００の負極端子として用いられる。
【００４４】
セパレーター１２３は、第１の電極板１２１と第２の電極板１２２とを互いに分離する。セパレーター１２３は、第１のセパレーター１２３ａ及び第２のセパレーター１２３ｂを含む。第１及び第２のセパレーターに１２３ａ、１２３ｂには微細気孔が形成され、その微細気孔を通してリチウムイオンが通過する。第１及び第２のセパレーター１２３ａ、１２３ｂは、ポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）のような高分子樹脂で形成されることもできる。しかし、本発明でこのようなセパレーター１２３の材質を限定するものではない。
【００４５】
動き防止テープ１３０は、電極組立体１２０の外部表面の少なくとも一部に付着する。すなわち、動き防止テープ１３０は、電極組立体１２０とケース１１０との間に位置するようになる。動き防止テープ１３０は、電解液と接触すると少なくとも一部が粘着性を示す基材層１３１を含む。基材層１３１が電解液と接触して少なくとも一部が粘着性を示すと、粘着性を示す基材層１３１の少なくとも一部は、ケース１１０の内部表面に接触して、電極組立体１２０が内部で動くことを防止するようになる。
【００４６】
好ましくは、動き防止テープ１３０は、基材層１３１と、基材層１３１の背面に形成された粘着層１３２を含む。
【００４７】
基材層１３１は、電解液との接触によって少なくとも一部が溶融されて部分的に粘着性を有する高分子フィルムからなる。すなわち、高分子フィルムは、電解液との接触の際に電解液のうちカーボネート系溶媒が高分子と高分子の間に浸透してフィルムの少なくとも一部を溶融させることで粘着性を有するようになるフィルムである。例えば、高分子フィルムが電解液と接触すると、電解液のうちカーボネート系溶媒が高分子と高分子の間に浸透してフィルムの少なくとも一部を溶融させ、それによって、高分子フィルムは製造過程で付与された方向性を喪失して収縮し、その収縮した部分は粘着性を有することができる。ここで、方向性とは、樹脂を用いてフィルムを製造する過程で加えられる一軸延伸、二軸延伸または圧縮を含む。
【００４８】
上記のように、基材層１３１の少なくとも一部が粘着性を示すとき、粘着性を有する基材層１３１の表面は不規則になる。すなわち、粘着性を有する基材層１３１の少なくとも一部は、少なくとも他の部分に比べてより厚く形成される。他の部分に比べてより厚く形成された部分は、ケース１１０の内面に接触する。それによって、粘着性を有する基材層１３１において部分的に厚さの増加した部分は、電極組立体１２０とケース１１０の内部表面の間が粘着力によって堅固に固定されるようにする。したがって、電極組立体１２０がケース１１０内部で動くことが防止される。
【００４９】
より具体的に説明すると、粘着性を有する基材層１３１は、第１の領域及び第２の領域を含み、第１の領域は第２の領域より厚く、第１の領域はケース１１０の内部表面に接触することができる。このとき、ケース１１０の内部表面に接触する第１の領域は粘着性を示しているので、電極組立体１２０はケース１１０の内部表面と、所定の粘着力によって堅固に固定される。それによって、本発明による円筒形二次電池１００では、電極組立体１２０がケース１１０の内部で動かない。
【００５０】
高分子フィルムは、電解液との接触によって粘着性を有するものであれば、何れも使用することができる。好ましくは、高分子間の距離が広くて、電解液のうちカーボネート系溶媒が容易に浸透できるポリスチレン（ＰＳ）、ポリアミド、ポリアクリロ二トリル、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリエチレンビニルアセテートフィルムを使用する。より好ましくは、高分子フィルムとしてＰＳフィルムを使用し、特にＯＰＳフィルムが好ましい。
【００５１】
基材層１３１は、電池の規格によって可変的に変形できるので、必ずしも限定されるものではない。しかし、基材層１３１は１０〜５０ｕｍの厚さに形成されることが好ましい。基材層１３１の厚さが１０ｕｍ未満であると、電極組立体１２０の動き防止効果が低下する問題点があり、基材層１３１の厚さが５０ｕｍを超過する場合、内部電解液の注入量がその分減少して、十分な容量の確保が難しいという欠点がある。
【００５２】
粘着層１３２は、基材層１３１の背面に塗布形成され、巻回された電極組立体１２０の外部表面に接触する。
【００５３】
粘着層１３２には、一般的に使用される粘着剤であれば何れも使用できる。好ましくは、粘着層１３２は、アクリル系粘着剤を基材層１３１に塗布して形成されたものである。アクリル系粘着剤としては、ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ＰＥＭＡ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）またはＰＢＭＡ（ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）から選択されたものを使用することもできる。
【００５４】
粘着層１３２は、基材層１３１上に様々な公知の方法によって様々な厚さにコーティング形成されることができる。例えば、粘着層１３２は、粘着剤をナイフコーティングによって１〜３０ｕｍの厚さにコーティングして形成されたものであってもよい。
【００５５】
動き防止テープ１３０は、電極組立体１２０の外部表面の幅（巻回方向の垂直方向）の全体を囲むように付着することもできる。しかし好ましくは、動き防止テープ１３０は、電極組立体１２０の外周面のうち上端部１２０ｂと下端部１２０ｃの一部を除いた部分に付着することもできる。上端部１２０ｂは、ケース１１０と電極組立体１２０の間に電解液が流入できる空間として作用する部分であり、下端部１２０ｃは、ケース１１０の底に注入されている電解液が電極組立体１２０と接する部分である。よって、電極組立体１２０に含浸される電解液の含浸性を考慮すると、電極組立体１２０の上端部１２０ｂと下端部１２０ｃの一部には、動き防止テープ１３０が付着しないようにすることが好ましい。
【００５６】
本発明で動き防止テープ１３０の幅を限定するものではないが、動き防止テープ１３０の幅は、電極組立体１２０の幅に対して２０％以上であることが好ましい。動き防止テープ１３０の幅が電極組立体１２０の幅に対して２０％未満である場合、電極組立体１２０の動きを防止する役割を十分に具現できないという欠点がある。
【００５７】
動き防止テープ１３０は、電極組立体１２０の外部表面の円周の長さを一部だけ覆うように付着することがよい。特に、動き防止テープ１３０は、電極組立体１２０の外部表面の円周の長さを１としたとき、少なくとも０．５の長さだけ囲むことがよい。好ましくは、動き防止テープ１３０は、電極組立体１２０の外部表面の円周の長さを１としたとき、０．５よりは大きくて１よりは小さい長さだけ囲むことがよい。このように動き防止テープ１３０を電極組立体１２０の外部表面の円周の長さに対して所定の範囲だけ覆うように付着させる場合、動き防止効果を高めながらもテープの節減効果を得ることができる。
【００５８】
前述の電極組立体１２０は、セパレーターの巻回末端が位置する最外側仕上げ部１２０ａを含むが、動き防止テープ１３０は、電極組立体１２０の最外側仕上げ部１２０ａを含めて付着してもよい。この場合、電極組立体１２０の最外側仕上げ部１２０ａをシーリングするための別途のシーリングテープを具備しなくても、動き防止テープ１３０がシーリングテープの役割も果たすので、電極組立体１２０の構造が崩れることを防止する。すなわち、電極組立体１２０は、外周面に第２のセパレーターの最外側端部が位置する最外側仕上げ部１２０ａを含み、動き防止テープ１３０は、この最外側仕上げ部１２０ａを含めて電極組立体１２０の外周面を囲むように付着して、電極組立体１２０の構造が崩れることを防止するようになる。
【００５９】
動き防止テープ１３０は、前述のように、基材層１３１が電解液との接触によって粘着性を示すが、本発明によると、動き防止テープ１３０は、電解液との接触後１ｋｇｆ／ｃｍ２以上の粘着力を示すことが好ましくは、１〜５ｋｇｆ／ｃｍ２の粘着力を有することがより好ましい。動き防止テープ１３０が電解液との接触後このような粘着力を有すると、電極組立体１２０がケース１１０の内部で動くことを効果的に防止できるようになる。
【００６０】
上部絶縁部材１４０は、電極組立体１２０とケース１１０のビーディング部１１１との間を絶縁するために、略円板状に形成される。
【００６１】
下部絶縁部材１５０は、電極組立体１２０とケース１１０の底板１１２との間を絶縁するために、略円板状に形成される。
【００６２】
キャップ組立体１７０は、圧接部１１６とビーディング部１１１の間に位置する。キャップ組立体１７０は、当該分野で一般的に適用されるものであれば何れも本発明に適用できる。一例として、電極組立体１２０から離れる方向に沿って、安全ベント１７１、電流遮断機１７２、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）１７３及びキャップアップ１７４が順に位置してもよい。
【００６３】
安全ベント１７１は、第１の電極タブと電流遮断機１７２とを電気的に接続する。安全ベント１７１の中央部は、電極組立体１２０の方に凸状に突出して第１の電極タブと電気的に接続する突出部１７１ａを含む。この突出部１７１ａは、二次電池１００の内圧が基準圧力を超えたとき、反対方向に反転する。
【００６４】
電流遮断機（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＩＤ）１７２は、安全ベント１７１とＰＴＣ１７３とを電気的に接続する。電流遮断機１７２は、二次電池１００の内圧上昇による安全ベント１７１の突出部１７１ａの反転によって破断されて、安全ベント１７１とＰＴＣ１７３との間の電気的接続を遮断する。
【００６５】
ＰＴＣ１７３は、温度が上昇すると電気抵抗が急激に上昇する素子である。ＰＴＣ１７３は、電流遮断機１７２とキャップアップ１７４とを電気的に接続する。ＰＴＣ１７３は、電池が過熱されたときに電気抵抗が急激に上昇して、電流の流れを遮断する。
【００６６】
キャップアップ１７４は、ＰＴＣ１７３と電気的に接続されて外部に露出する。キャップアップ１７４は、円筒形二次電池１００において正極端子として作用する。
【００６７】
キャップ組立体１７０は、ガスケット１６０によってケース１１０と絶縁される。ガスケット１６０は、キャップ組立体１７０の外周を囲み、ケース１１０の内部でビーディング部１１１と圧接部１１６によって固定される。
【００６８】
図面に示したキャップ組立体１７０は、本発明の理解を高めるために提示された例に過ぎず、様々な構造で形成できる。特に当業者であれば、図面に示したキャップ組立体１７０の構造を、本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更することが可能であり、このような修正及び変更も本発明に属するということが理解できるであろう。
【００６９】
本発明による二次電池１００は電解液を含む。
【００７０】
電解液は、カーボネート系溶媒を含むこともできる。カーボネート系溶媒の例としては、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）、メチルプロピルカーボネート（ＭＰＣ）、エチルプロピルカーボネート（ＥＰＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）などがある。例示されたカーボネート系溶媒のうちＤＭＣ、ＤＥＣ及びＤＰＣからなる群から選択される少なくとも一つを含むことが好ましい。このようなカーボネート系溶媒は、ポリスチレンのように高分子間に距離がある形態の高分子の間に容易に浸透することができる。したがって、上記のカーボネート系溶媒が動き防止テープ１３０に接触するとき、基材層１３１の高分子の間に浸透して基材層１３１が容易に粘着性を有するようにする 。
【００７１】
電解液中のカーボネート系溶媒は、電解液の全体含量に対して重量分率で１０〜６０重量％含有されることが好ましい。カーボネート系溶媒が電解液の全体含量に対して１０重量％未満で含まれる場合、基材層１３１を形成する高分子フィルムの高分子の間にカーボネート系溶媒が容易に浸透できないので、粘着性が低下し、電極組立体１２０の動き防止効率が低下するという欠点がある。また、カーボネート系溶媒が電解液の全体含量に対して６０重量％を超過して含まれる場合、これ以上の動き防止効果の向上を得難いので、好ましくない。
【００７２】
本発明による電解液には、上記のカーボネート系溶媒の他に、当該分野で一般的に使用される成分が含まれることもできる。すなわち、本発明による電解液としては、カーボネート系溶媒、特にＤＭＣ、ＤＥＣまたはＤＰＣを含む電解液であれば何れも使用できる。
【００７３】
図７は、本発明の別の実施形態による二次電池に使用される動き防止テープを具備した電極組立体の斜視図である。
【００７４】
図７に示すように、本発明の別の実施形態による動き防止テープ１３０を具備した電極組立体１２０では、動き防止テープ１３０が電極組立体１２０の外部表面の円周の長さ全体に付着する。
【００７５】
このように、動き防止テープ１３０が電極組立体１２０の外部表面の円周の長さ全体に付着する場合、優れた動き防止効果を得ることができる。また、電極組立体１２０は、セパレーターの巻回末端が位置する最外側仕上げ部１２０ａを含むが、上記のように動き防止テープ１３０が電極組立体１２０の外部表面の円周の長さ全体に付着することで、動き防止テープ１３０は、電極組立体１２０の最外側仕上げ部１２０ａを含めて付着する。この場合、別途の最外側仕上げ部１２０ａを仕上げるためのシーリングテープを具備しなくても、動き防止テープ１３０がシーリングテープの役割も果たすので、電極組立体１２０の構造が崩れることを防止する。
【００７６】
上記のように、動き防止テープ１３０が電極組立体１２０の外部表面の円周の長さ全体に付着することを除いて、電極組立体１２０と動き防止テープ１３０の各構成は前述の図１〜図６に示す実施形態で説明したものと同様であるので、これについての詳細な説明は省略することにする。
【００７７】
図８は、本発明のさらに別の実施形態による二次電池に使用される動き防止テープを具備した電極組立体の斜視図である。
【００７８】
図８に示すように、本発明のさらに別の実施形態による動き防止テープ１３０を具備した電極組立体１２０は、セパレーターの巻回末端が位置する最外側仕上げ部１２０ａを含む。動き防止テープ１３０は、電極組立体１２０の外部表面の少なくとも一部に付着し、最外側仕上げ部１２０ａにはシーリングテープ１８０が付着する。
【００７９】
電極組立体１２０の最外側仕上げ部１２０ａに付着するシーリングテープ１８０は、電極組立体１２０の構造が崩れることを防止する。すなわち、シーリングテープ１８０は、最外側仕上げ部１２０ａを含めて電極組立体１２０の外周面を囲むように付着して、電極組立体１２０の構造が崩れることを防止する。
【００８０】
シーリングテープ１８０は、当該分野で一般的に使用されるものを適用できる。例えば、シーリングテープ１８０としては、必ずしもこれに限られるものではないが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）のようなフィルムの底面に粘着剤が塗布されたものを使用できる。粘着剤としては、必ずしもこれに限られるものではないが、アクリル系粘着剤であってもよく、このアクリル系粘着剤としては、ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ＰＥＭＡ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）またはＰＢＭＡ（ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）から選択されたものを使用できる。粘着剤は、電極組立体１２０の最外側仕上げ部１２０ａに接触する。
【００８１】
シーリングテープ１８０は、電極組立体１２０の構造が崩れることを防止できる最小限の範囲内で最外側仕上げ部１２０ａを含めるように、適切にその幅と円周の長さを調節することができる。このとき、動き防止テープ１３０は、シーリングテープ１８０を覆うように付着するかまたは覆わないように付着することもできる。これは、二次電池を製造する過程で容易に選択的に実施できるものである。
【００８２】
電極組立体１２０の最外側仕上げ部１２０ａを含めるようにシーリングテープ１８０が付着することを除いて、電極組立体１２０と動き防止テープ１３０の各構成は、前述の図１〜図６に示した実施形態についての説明と同様であるので、これについての詳細な説明は省略することにする。
【００８３】
図９は、本発明のさらに別の実施形態による二次電池に使用される動き防止テープの断面図であり、図１０は、図９の動き防止テープが適用された二次電池に電解液が注入された後の形態を概略的に示す横断面図である。
【００８４】
図９及び図１０に示すように、本発明による二次電池は、ケース１１０の内部に収容された電極組立体１２０の外周面を囲む動き防止テープ１３０ａを備える。動き防止テープ１３０ａを除いた他の構成は、図１〜図６に示した実施形態についての説明と同様であるので、ここでは、動き防止テープ１３０ａのみについて詳しく説明する。
【００８５】
動き防止テープ１３０ａは、電極組立体１２０の外部表面に接触する粘着層１３２と、粘着層１３２上に形成される補助基材層１３３と、補助基材層１３３上に形成される補助粘着層１３４と、補助粘着層１３４上に形成されて電解質と接触すると少なくとも一部が粘着性を示す基材層１３１とを含む。
【００８６】
動き防止テープ１３０ａは、電極組立体１２０の外周面とケース１１０の内面との間に位置する。上記の構成を有する動き防止テープ１３０ａは、電極組立体１２０の最外側仕上げ部１２０ａを含めて付着することが好ましい。
【００８７】
基材層１３１と粘着層１３２は、前述の図１〜図６で説明したものと同様であるので、その詳細な説明は省略することにする。
【００８８】
粘着層１３２上に形成された補助基材層１３３は、動き防止テープ１３０ａが電極組立体１２０の最外側仕上げ部１２０ａを含めて付着するとき、基材層１３１が電解液と接触し、形態が変形されて、電極組立体１２０の構造が崩れることを防止するために形成される。
【００８９】
補助基材層１３３は、これに限られるものではないが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）のような物質からなるフィルムであってもよい。
【００９０】
さらに、補助基材層１３３は１０〜２０ｕｍの厚さに形成されることが好ましい。しかし、本発明で補助基材層１３３の厚さを限定するものではなく、可変的に形成できることは明らかである。
【００９１】
補助粘着層１３４は、基材層１３１と補助基材層１３３を連結する役割を果たす。補助粘着層１３４としては、粘着層１３２と同様に、アクリル系粘着剤を使用することができ、アクリル系粘着剤としては、ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ＰＥＭＡ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）またはＰＢＭＡ（ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）から選択されたものを使用できる。
【００９２】
さらに、補助粘着層１３４は、前述の粘着層１３２と同様に、補助基材層１３３上に様々な公知の方法によって様々な厚さにコーティング形成されることができる。例えば、補助粘着層１３４は、粘着剤をナイフコーティングによって１〜３０ｕｍの厚さにコーティングして形成されることもできる。しかし、本発明でこのような粘着剤のコーティング方法とコーティング厚さを限定するものではない。
【００９３】
図１１は、本発明のさらに別の実施形態による動き防止テープを具備した電極組立体の斜視図であり、図１２は、図１１に示す動き防止テープを具備した電極組立体を含む角形二次電池の分解斜視図である。
【００９４】
図１１及び図１２を参照すると、角形二次電池２００は、略角形の形状を有するケース２１０と、ケース２１０の内部に収容される電極組立体２２０と、電極組立体２２０の外側表面の少なくとも一部に付着する動き防止テープ２３０と、ケース２１０の上部に結合されるキャップ組立体２４０とを含む。
【００９５】
ケース２１０は、略四角形状の金属材質の缶からなり、それ自体が端子の役割を果たすことが可能である。
【００９６】
電極組立体２２０は、第１の電極板２２１、第２の電極板２２２及びセパレーター２２３を含む。電極組立体２２０は、第１の電極板２２１と第２の電極板２２２の間にセパレーター２２３が介在した状態で、略四角形状に巻回して形成される。
【００９７】
電極組立体２２０は、第１の電極タブ２２７ａと第２の電極タブ２２７ｂとをさらに含むこともできる。電極組立体２２０から第１の電極タブ２２７ａと第２の電極タブ２２７ｂとが引出される境界部には、第１の電極板２２１と第２の電極板２２２の間の短絡を防止するために、絶縁テープ（図示せず）が形成されることもできる。
【００９８】
電極組立体２２０が略四角形状に形成されること及び電極タブの引出方向を除いて、電極組立体２２０の各構成は前述の円筒形二次電池で説明したものと同様であるので、これについての詳細な説明は省略することにする。
【００９９】
動き防止テープ２３０は、電極組立体２２０の外部表面の少なくとも一部に付着する。すなわち、動き防止テープ２３０は、電極組立体２２０とケース２１０の間に位置する。上記の動き防止テープ２３０の各層についての説明及び付着位置などは、前述の円筒形二次電池で説明したものと同様であるので、これについての詳細な説明は省略することにする。
【０１００】
前述したように、動き防止テープ２３０は、電解液と接触すると少なくとも一部が粘着性を示す基材層を含む。基材層が電解液と接触して少なくとも一部が粘着性を示すと、粘着性を示す基材層の少なくとも一部はケース２１０の内部表面に接触して、電極組立体２２０が内部で動くことを防止するようになる。
【０１０１】
キャップ組立体２４０は、ケース２１０の開口部と対応する大きさと形状を有する蓋板２４１を含む。蓋板２４１の中央部には、端子通孔２４１ａが形成されており、蓋板２４１の一側には、電解液を注入するための電解液注入孔２４１ｂが形成されている。電解液注入孔２４１ｂは、栓２４１ｃと結合されて密閉される。
【０１０２】
端子通孔２４１ａには、電極端子２４２、例えば、負極端子が挿入されることもできる。電極端子２４２の外部面には、蓋板２４１との電気的絶縁のためにガスケット２４３が具備される。蓋板２４１の下面には絶縁板２４４が配置される。絶縁板２４４の下面には端子板２４５が設けられる。
【０１０３】
電極端子２４２は、ガスケット２４３が外周面を取り囲んだ状態で端子通孔２４１ａを通して挿入されている。電極端子２４２の底面部は、絶縁板２４４を介在した状態で、端子板２４５と電気的に接続されている。
【０１０４】
蓋板２４１の下面には、第１の電極板から引出された第１の電極タブ２２７ａが溶接されており、電極端子２４２の下部には、第２の電極板から引出された第２の電極タブ２２７ｂが溶接される。
【０１０５】
一方、電極組立体２２０の上面には、電極組立体２２０とキャップ組立体２４０とを電気的に絶縁し、同時に電極組立体２２０の上部をカバーすることができる絶縁ケース２４６が設けられている。絶縁ケース２４６は、蓋板２４１の電解液注入口２４１ｂと対応する位置に電解液注入通孔２４６ｂを具備して、電解液を注入できるようにする。絶縁ケース２４６は、絶縁性を有する高分子樹脂として、好ましくはポリプロピレンからなるが、本発明の実施形態でその材質を限定するものではない。
【０１０６】
一方、図面上には示されていないが、角形二次電池２００は、保護回路モジュールと上部カバーを備えることができる。例えば、保護回路モジュールは、電極組立体２２０の充放電及び誤作動を制御するためのものであって、例えば、電極組立体２２０から過電流が流れたとき、この過電流を遮断する役割を果たす。また、保護回路モジュールは、一般的に様々な保護回路を備える構造からなる。さらに、上部カバーは、保護回路モジュールを覆うように形成されることもできる。保護回路モジュールと上部カバーは、当該分野における通常の知識を有する者であれば容易に形成することができるものである。
【０１０７】
このような角形二次電池２００の場合、動き防止テープ２３０の基材層が電解液と接触する場合、表面が不規則に変化して、基材層の少なくとも一部が粘着性を示す。このとき、粘着性を示す基材層の少なくとも一部は、ケース２１０の内面と接触するようになって、電極組立体２２０がケース２１０の内部で動くことを防止する効果がある。すなわち、本発明による角形二次電池２００では、電極組立体２２０とケース２１０の間が粘着力によって堅固に固定されることで、電極組立体２２０がケース２１０の内部で動くことが防止される。
【０１０８】
図１３は、本発明のさらに別の実施形態による動き防止テープを具備した電極組立体を含むパウチ形二次電池の分解斜視図である。
【０１０９】
図１３を参照すると、パウチ形二次電池４００は、パウチからなるケース４１０と、ケース４１０に収容される電極組立体４２０と、電極組立体４２０の外側表面の少なくとも一部に付着する動き防止テープ４３０とを含む。
【０１１０】
ケース４１０は、アルミニウム（Ａｌ）のような金属材質からなる芯部４１０ａと、芯部４１０ａの上部面上に形成された熱融着層４１０ｂと、芯部４１０ａの下部面上に形成された絶縁膜４１０ｃとからなることもできる。熱融着層４１０ｂは、ポリマー樹脂である変性ポリプロピレン、例えばＣＰＰ（Ｃａｓｔｅｄ Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）を使用して接着層として作用し、絶縁膜４１０ｃは、ナイロン（登録商標）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のような樹脂剤で形成されてもよいが、本発明においてパウチケース４１０の構造及び材質を限定するものではない。また、ケース４１０は、電極組立体４２０が収容される空間４１１ａを備える下面４１１と、空間４１１ａが形成された下面４１１をカバーする上面４１２とからなる。また、電極組立体４２０を収容するための空間４１１ａは、プレス（ｐｒｅｓｓ）加工などによって形成されることもできる。
【０１１１】
ケース４１０は、下面４１１の空間４１１ａに電極組立体４２０を収容した後、上面４１２で覆い、密封して接合される。
【０１１２】
電極組立体４２０及び動き防止テープ４３０は、前述の角形二次電池で説明したものと同様であるので、これについての詳細な説明は省略することにする。
【０１１３】
動き防止テープ４３０が付着した電極組立体４２０は、ケース４１０に収納される。電極組立体４２０は第１の電極タブ４２７ａと第２の電極タブ４２７ｂとを含む。第１の電極タブ４２７ａと第２の電極タブ４２７ｂとは、電極組立体４２０がケース４１０に収納された後、所定の方向に所定の長さだけ外部に引出される。
【０１１４】
一方、図面に示されてはいないが、パウチ形二次電池４００は、保護回路モジュールをさらに備えることもできる。保護回路モジュールは、電極組立体４２０の充放電及び誤作動を制御するためのものであって、例えば、電極組立体４２０から過電流が流れたとき、過電流を遮断する役割を果たす。また、保護回路モジュールは、一般的に様々な保護回路を備える構造からなる。このとき、保護回路モジュールは、電極組立体４２０の第１の電極タブ４２７ａ及び第２の電極タブ４２７ｂと電気的に接続される。
【０１１５】
このようなパウチ形二次電池４００の場合、動き防止テープ４３０の基材層が電解液と接触すると、表面が不規則に変化して基材層の少なくとも一部が粘着性を示す。このとき、粘着性を示す基材層の少なくとも一部は、ケース４１０の内面と接触して、電極組立体４２０がケース４１０の内部で動くことを防止する効果がある。すなわち、本発明によるパウチ形二次電池４００では、電極組立体４２０とケース４１０の間が粘着力によって堅固に固定されることで、電極組立体４２０がケース４１０の内部で動くことが防止される。
【０１１６】
本発明の別の態様によると、二次電池の製造方法が提供される。
【０１１７】
二次電池の製造方法は、電極組立体の外部表面の少なくとも一部に、電解液と接触すると少なくとも一部が粘着性を示す基材層を含む動き防止テープを付着させ、ケースに動き防止テープが付着した電極組立体を挿入する電極組立体挿入段階と、基材層を電解液に接触させて、基材層の少なくとも一部が粘着性を示すようにして、粘着性を示す基材層の少なくとも一部をケースの内部表面に接触させる電解液注入段階とを含む。
【０１１８】
以下、添付の図１〜図６を参照して、二次電池の製造方法の一例を説明する。但し、以下で説明される二次電池の製造方法は、円筒形二次電池を基準とするが、角形及びパウチ形二次電池にこれを適用することは、当業者に容易なことである。
【０１１９】
円筒形二次電池１００の製造方法は、電極組立体１２０挿入段階と電解液注入段階を含む。
【０１２０】
電極組立体１２０挿入段階は、電極組立体１２０の外部表面の少なくとも一部に、電解液と接触すると少なくとも一部が粘着性を示す基材層１３１を含む動き防止テープ１３０を付着させ、ケース１１０に、動き防止テープ１３０が付着した電極組立体１２０を挿入する段階である。
【０１２１】
ここで、基材層１３１を含む動き防止テープ１３０は、前述の円筒形二次電池１００で詳細に説明したので、それについての詳細な説明は省略することにする。
【０１２２】
動き防止テープ１３０は、電極組立体１２０の外部表面とケース１１０の内面の間に位置するようになる。
【０１２３】
このとき、動き防止テープ１３０が付着した電極組立体１２０をケース１１０に挿入する前または後、その他の二次電池１００の構成の一部を組み立てることができる。
【０１２４】
例えば、下部絶縁部材１５０、動き防止テープ１３０が付着した電極組立体１２０、及び上部絶縁部材１４０が下側から順に位置した状態で、電極組立体１２０の第２の電極タブ１２７ｂをケース１１０の底板１１２に溶接のような方法で結合する。このとき、ケース１１０にはビーディング部１１１と圧接部１１６とが形成されていない状態である。
【０１２５】
次に、ケース１１０の側壁１１３にビーディング部１１１を形成して、下部絶縁部材１５０、動き防止テープ１３０が付着した電極組立体１２０、及び上部絶縁部材１４０がケース１１０の内部で底板１１２の垂直方向に動くことを防止する。
【０１２６】
上記のように、動き防止テープ１３０が付着した電極組立体１２０をケース１１０の内部に収納し、その他の構成を組み立てた後、電解液注入段階に進む。
【０１２７】
電解液注入段階は、基材層１３１を電解液に接触させて、基材層１３１の少なくとも一部が粘着性を示すようにして、粘着性を示す基材層１３１の少なくとも一部をケース１１０の内部表面に接触させる段階である。
【０１２８】
電解液は、充放電の際に電極で電気化学反応によって生成されるリチウムイオンを移動可能にする役割を果たす。
【０１２９】
電解液がケース１１０の内部に注入されると、電極組立体１２０の外部に付着した動き防止テープ１３０の基材層１３１に電解液が接触するようになる。このとき、基材層１３１は、電解液との接触によって粘着力を有するようになる。粘着力を有する基材層１３１の少なくとも一部はケース１１０の内部表面に接触するようになり、それによって電極組立体１２０がケース１１０の内部で動くことが防止される。
【０１３０】
電解液注入段階の後、その他の二次電池１００の構成を組み立てる。例えば、ガスケット１６０をケース１１０の開口部１１４を通して挿入し、ビーディング部１１１上に載置する。その後、キャップ組立体１７０をガスケット１６０の内部に位置させた後、ケース１１０の側壁１１３の上端に圧接部１１６を形成して、ガスケット１６０及びキャップ組立体１７０を固定する。
【０１３１】
上記のように二次電池１００を組み立てた後は、通常、後続する後処理工程である化成工程及びエイジング工程を実施することもできる。化成工程及びエイジング工程は、角形やパウチ形二次電池に共通に適用されることができる。
【０１３２】
化成工程は、電池を組み立てた後、充放電を繰り返して電池を活性化する工程である。化成工程で、充電の際に正極として使用されるリチウム金属酸化物から生成されたリチウムイオンが負極として使用されるカーボン電極に移動して挿入されるが、このとき、リチウムは反応性が強いので、カーボン負極と反応して、Ｌｉ２ＣＯ３、ＬｉＯ、ＬｉＯＨなどの化合物を生成し、これらはカーボン電極の表面にＳＥＩ（Ｓｏｌｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）という被膜を形成する。
【０１３３】
エイジング工程は、ＳＥＩ被膜を安定化するために、電池を所定期間の間放置する工程である。通常、エイジング工程は、組み立て段階を経た二次電池１００を５０℃〜７０℃の環境に１８時間〜３６時間の間露出させることで行われる。このようなエイジング工程を経て、動き防止テープ１３０の基材層は十分な粘着力を有するようになり、それによって電極組立体１２０の動きを効果的に防止する。
【０１３４】
以下、本発明を下記の実施例を通じてより詳細に説明するが、これは本発明の理解を容易にするためのもので、本発明をこれに限定するものではない。
【０１３５】
［実施例］
（実施例１）
正極活物質としてＬｉＣｏＯ２、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）及び導電材としてカーボンを９２：４：４の重量比で混合した後、Ｎ‐メチル‐２‐ピロリドンに分散させて、正極スラリーを製造した。このスラリーを厚さ２０ｕｍのアルミニウム箔にコーティングした後、乾燥、圧延して、正極板を製造した。
【０１３６】
負極活物質として、人造黒鉛、バインダーとしてスチレン‐ブタジエンゴム及び増粘剤としてカルボキシメチルセルロースを９６：２：２の重量比で混合した後、水に分散させて、負極活物質スラリーを製造した。このスラリーを厚さ１５ｕｍの銅箔にコーティングした後、乾燥、圧延して、負極板を製造した。
【０１３７】
セパレーターとしては、厚さ２０ｕｍのポリエチレン／ポリプロピレン多孔性膜（Ｈｏｅｓｔ Ｃｅｌｌａｎｅｓｅ社、米国）を使用し、負極板と正極板の間にセパレーターを配置し、これを巻回した後、動き防止テープで巻回末端を含めるように付着させて、電極組立体を形成した。
【０１３８】
このとき、動き防止テープとしては、３２ｕｍのＯＰＳフィルム上にＰＭＭＡ粘着剤を１５ｕｍの厚さに塗布したものを使用し、電極組立体としては、長径が１７．００ｍｍで短径が１６．５６ｍｍであるものを使用し、電極組立体の外部表面の円周の全体長さ５２ｍｍを基準としたとき、５２ｍｍ全体に動き防止テープを付着させた（但し、電極組立体の上端部と下端部には別途の余分を残さずに動き防止テープを付着させた）。
【０１３９】
渦巻状に巻回された電極組立体をアルミニウム円筒形電池ケースに挿入した後、電解液を注入し、密封して、二次電池を完成した。
【０１４０】
このとき、電解液としては、１．１Ｍ濃度のＬｉＰＦ６が溶解されたエチレンカーボネート（ＥＣ）／ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）／プロピレンカーボネート（ＰＣ）／フルオロベンゼン（ＦＢ）（体積比でＥＣ：ＥＭＣ：ＰＣ：ＦＢの混合比は３０：５５：５：１０）の混合有機溶媒を使用した。
【０１４１】
（実施例２〜４）
動き防止テープの付着長さを下記の表１に示すように変更したことを除いて、実施例１と同様に実施して、二次電池を製造した。
【０１４２】
（比較例１）
動き防止テープの代わりにＰＥＴフィルム上にＰＭＭＡ粘着剤を塗布したシーリングテープを使用したことを除いて、実施例１と同様に実施して、二次電池を製造した。
【０１４３】
（実験例１：動き測定）
実施例及び比較例で製造した二次電池の動きをドラムテスト方法で測定し、その結果を下記の表１及び表２に示した。
【０１４４】
ドラムテストは、二次電池をドラム（Ｄｒｕｍ）に入れて、振動（６６ＲＰＭ）を与えながら単位時間当り二次電池の内部抵抗（ＩＲ）の変化を測定したものである。ドラムテストの結果、ＩＲ測定が不可能となる時点までの時間が長ければ長いほど、二次電池の内部動きが少ないということを意味するので、ドラムテスト結果を通じて動き防止効果を確認することができる。参照として、内部抵抗の増加率は初期に比べて１１０％未満であることが好ましい。
【０１４５】
さらに、それぞれの二次電池サンプルを６個ずつ準備して測定した。
【０１４６】
【表１】
【０１４７】
【表２】
【０１４８】
表１及び表２に示すように、一般的なシーリングテープを適用した比較例１のドラムテストの結果、８０分で内部抵抗を測定できなかったが、本発明による動き防止テープを適用した実施例の場合、１３０分以前のドラムテストでは全て内部抵抗を測定することができた。したがって、動き防止効果が優れていることを確認できる。
【０１４９】
また、実施例１〜４の場合、動き防止テープを電極組立体の外部表面の円周全体に対して半分を使用した実施例２の場合、ドラムテストの結果、１３０分で１個のサンプルで内部抵抗を測定できなかった。それによって、動き防止テープは、電極組立体の外部表面の円周全体を１とした時、０．５を超過するように付着させることがより好ましいことが分かる。特に、動き防止テープを電極組立体の外部表面の円周全体を１としたとき、１だけ付着させた実施例１の場合、ドラムテストの結果、実施例３及び４に比べて効果が劣ることを確認できる。すなわち、動き防止テープは、電極組立体の外部表面の円周全体を１としたとき、０．５超過〜１未満にする場合、動き防止効果が優れるだけでなくテープ節減効果も優れることを確認できる。
【０１５０】
（実験例２：粘着力確認）
実施例１〜４のような方法で製造された二次電池にドラムテストを実施せず、電極組立体の粘着力を測定して、その結果（６個サンプルの平均値）を下記の表３に示した。粘着力は、製造された二次電池の上端と下端をカッティングした後、下端にプッシュプルゲージを位置させ、その後プッシュフルゲージを上端方向に押し上げて、極組立体が移動する時点での力を測定した値である。
【０１５１】
【表３】
【０１５２】
表３に示すように、本発明による動き防止テープを適用した実施例の二次電池の場合、比較例の二次電池に比べて優れた粘着力を示すことを確認できる。
【符号の説明】
【０１５３】
１００、２００、４００ 二次電池
１１０、２１０、２２０ ケース
１２０、２２０、４２０ 電極組立体
１３０、１３０ａ、２３０、４３０ 動き防止テープ
１３１ 基材層
１３２ 粘着層
１３３ 補助基材層
１３４ 補助粘着層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、二次電池は、正極板と負極板及びこの両電極板の間に介在されたセパレーターより構成された電極組立体を電解液とともにケースに収納して形成される。この二次電池は、ケースの形状によって、円筒形、角形及びパウチ形に分類できる。
【０００３】
ケースに収納された電極組立体は、外部の振動または衝撃によってケースの内部で回転して動くことがよく発生する。このような動きは、電池の内部抵抗を増加させ、電極組立体に設けられた電極タブを損傷させるおそれがあるため、改善が要求される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ケースの内部で電極組立体が動くことを防止することができる二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するために、本発明の一態様による二次電池は、電極組立体と、電解液と、電極組立体の外部表面の少なくとも一部に付着した動き防止テープと、電極組立体を収容するケースと、を含み、動き防止テープは電解液と接触すると少なくとも一部が粘着性を示す基材層を含み、粘着性を示す基材層の少なくとも一部はケースの内部表面に接触することを特徴とする。
【０００６】
動き防止テープは、基材層の背面に形成されて電極組立体の外部表面に接触する粘着層をさらに含んでもよい。
【０００７】
基材層は、電解液と接触すると少なくとも一部が収縮して粘着性を示すものであってもよい。
【０００８】
基材層はＯＰＳ（ｏｒｉｅｎｔｅｄ ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）フィルムであることが好ましい。
【０００９】
電極組立体は、第１の電極、第２の電極及び第１の電極と第２の電極の間に介在されるセパレーターを積層した後、該積層体を巻回して形成され、電極組立体は、セパレーターの巻回末端が位置する最外側仕上げ部を含んでもよい。
【００１０】
動き防止テープは、電極組立体の最外側仕上げ部を含めて付着してもよい。
【００１１】
電極組立体の最外側仕上げ部には、動き防止テープが付着してもよい。
【００１２】
電解液は、カーボネート系溶媒を含み、カーボネート系溶媒は、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）及びジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）からなる群から選択される少なくとも一つのカーボネート系溶媒を含んでもよい。電解液は、カーボネート系溶媒を１０〜６０重量％含んでもよい。
【００１３】
基材層は、１０〜５０ｕｍ範囲の厚さを有するものであってもよい。
【００１４】
動き防止テープは、電極組立体の外部表面全体を囲んでもよい。
【００１５】
動き防止テープは、電極組立体の外部表面の円周の長さを１としたとき、少なくとも０．５の長さだけ囲んでもよい。
【００１６】
動き防止テープは、電極組立体の外部表面の円周の長さを１としたとき、０．５よりは大きく１よりは小さい長さだけ囲んでもよい。
【００１７】
動き防止テープは、電極組立体の外部表面の上端部及び下端部を除いた部分を囲んでもよい。
【００１８】
動き防止テープの幅は、電極組立体の幅の少なくとも２０％であってもよい。
【００１９】
動き防止テープは、粘着層上に順次に形成された補助基材層と補助粘着層をさらに含んでもよい。
【００２０】
動き防止テープは、電解液との接触後の粘着力が少なくとも１ｋｇｆ／ｃｍ２であってもよい。
【００２１】
ケースは、円筒形、角形またはパウチ形ケースであってもよい。
【００２２】
本発明の別の態様による二次電池は、電極組立体と、電解液と、電極組立体の外部表面の少なくとも一部に付着した動き防止テープと、電極組立体を収容するケースと、を含み、動き防止テープは、電極組立体の外部表面に接触する粘着層と粘着層上に形成されて電解液と接触すると少なくとも一部が粘着性を示す基材層とを含み、粘着性を示す基材層は、その表面が不規則に形成されたことを特徴とする。
【００２３】
粘着性を示す基材層は、第１の領域及び第２の領域を含み、第１の領域は第２の領域より厚く、第１の領域はケースの内部表面に接触するものであってもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の二次電池によると、電極組立体の外部表面に付着した動き防止テープの基材層が電解液と接触する場合、表面が不規則に変化して基材層の少なくとも一部が粘着性を示す。このとき、粘着性を示す基材層の少なくとも一部は、ケースの内面と接触して、電極組立体がケースの内部で動くことを防止する効果がある。すなわち、本発明による二次電池では、電極組立体とケースの間が粘着力によって堅固に固定されることで、電極組立体がケースの内部で動くことが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態による動き防止テープを具備した電極組立体の斜視図である。
【図２】図１に示す動き防止テープを具備した電極組立体を含む円筒形二次電池の分解斜視図である。
【図３】図２に示す円筒形二次電池の結合縦断面図である。
【図４】図２に示す円筒形二次電池の結合横断面図である。
【図５】図２に示す円筒形二次電池に電解液が注入される前の形態を概略的に示す結合横断面図である。
【図６】図２に示す円筒形二次電池に電解液が注入された後の形態を概略的に示す結合横断面図である。
【図７】本発明の別の実施形態による二次電池に使用される動き防止テープを具備した電極組立体の斜視図である。
【図８】本発明のさらに別の実施形態による二次電池に使用される動き防止テープを具備した電極組立体の斜視図である。
【図９】本発明のさらに別の実施形態による二次電池に使用される動き防止テープの断面図である。
【図１０】図９の動き防止テープが適用された二次電池に電解液が注入された後の形態を概略的に示す横断面図である。
【図１１】本発明のさらに別の実施形態による動き防止テープを具備した電極組立体の斜視図である。
【図１２】図１１に示す動き防止テープを具備した電極組立体を含む角形二次電池の分解斜視図である。
【図１３】本発明のさらに別の実施形態による動き防止テープを具備した電極組立体を含むパウチ形二次電池の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付の図面を参照して本発明による実施形態の構成及び作用を詳しく説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態による動き防止テープを具備した電極組立体の斜視図であり、図２は、図１に示す動き防止テープを具備した電極組立体を含む円筒形二次電池の分解斜視図であり、図３は、図２に示す円筒形二次電池の結合縦断面図であり、図４は、図２に示す円筒形二次電池の結合横断面図であり、図５は、図２に示す円筒形二次電池に電解液が注入される前の形態を概略的に示す結合横断面図であり、図６は、図２に示す円筒形二次電池に電解液が注入された後の形態を概略的に示す結合横断面図である。
【００２８】
図１〜図６を参照すると、本発明の一実施形態による円筒形二次電池１００は、ケース１１０、電極組立体１２０、動き防止テープ１３０、上部絶縁部材１４０、下部絶縁部材１５０、ガスケット１６０及びキャップ組立体１７０を備える。
【００２９】
ケース１１０は、二次電池の形態によって、円筒形、角形またはパウチ形であってもよい。本実施形態では、二次電池が円筒形である場合について説明し、別の実施形態で二次電池が角形またはパウチ形である場合について説明することにする。
【００３０】
ケース１１０は、円筒形状を有し、アルミニウムまたはアルミニウム合金のような軽量の導電性金属材質からなり、深絞り（ｄｅｅｐ ｄｒａｗｉｎｇ）などのような加工方法によって製造できる。ケース１１０は、電極組立体１２０の形状によって異なる形態を有してもよい。
【００３１】
ケース１１０は、円形の底板１１２と、底板１１２の縁部から延びた円筒形の側壁１１３を備える。側壁１１３の上部には、外周に沿って内部に屈曲されたビーディング部１１１が形成される。ビーディング部１１１は、上部絶縁部材１４０、電極組立体１２０及び下部絶縁部材１５０がケース１１０の内部で底板１１２の垂直方向に動くことを防止する。側壁１１３の上端には、圧接（ｃｒｉｍｐｉｎｇ）部１１６が形成される。圧接部１１６は、ケース１１０とキャップ組立体１７０の間を密閉する。側壁１１３の上部には、ケース１１０の内部に下部絶縁部材１５０、電極組立体１２０、上部絶縁部材１４０、ガスケット１６０及びキャップ組立体１７０が順に挿入されるように、開口部１１４が形成される。
【００３２】
電極組立体１２０は、第１の電極板１２１、第２の電極板１２２及びセパレーター１２３を含む。セパレーター１２３は、第１のセパレーター１２３ａ及び第２のセパレーター１２３ｂを含むこともできる。電極組立体１２０は、第１の電極板１２１、第１のセパレーター１２３ａ、第２の電極板１２２及び第２のセパレーター１２３ｂを順次に積層した状態で、円筒形に巻回して形成される。
【００３３】
電極組立体１２０は、第１の電極タブ１２７ａと第２の電極タブ１２７ｂをさらに含むこともできる。電極組立体１２０から第１の電極タブ１２７ａと第２の電極タブ１２７ｂとが引出される境界部には、第１の電極板１２１と第２の電極板１２２との間の短絡を防止するために、絶縁テープ（図示せず）が形成されてもよい。
【００３４】
第１の電極板１２１及び第２の電極板１２２のうち何れか一つ、例えば第１の電極板１２１は正極板として使用され、他の一つ、例えば第２の電極板１２２は負極板として使用されてもよい。一方、第２の電極板１２２が正極板で、第１の電極板１２１が負極板であってもよい。以下では、第１の電極板１２１が正極板で、第２の電極板１２２が負極板であるとして説明する。
【００３５】
詳しく示されてはいないが、正極板としての第１の電極板１２１は、正極集電体と、正極集電体の少なくとも一面にコーティング形成された正極活物質層とを備える。
【００３６】
正極集電体は、導電性の優れた金属薄板、例えば、アルミニウム（Ａｌ）箔（ｆｏｉｌ）からなってもよい。しかし、本発明でこのような正極集電体の材料を限定するものではない。
【００３７】
正極活物質層は、正極活物質、導電材及びバインダーの混合物を正極集電体の少なくとも一面にコーティングして形成される。正極活物質としては、一般的にＬｉＣｏＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＮｉ１‐ｘＣｏｘＯ２（０＜ｘ＜１）、ＬｉＭｎＯ２などの複合金属酸化物が使用される。しかし、本発明でこのような正極活物質の材料を限定するものではない。
【００３８】
第１の電極板１２１の巻回方向の一部または両端部のうち少なくとも何れかには、正極活物質がコーティングされない第１の無地部が形成される。第１の無地部には、正極タブとなる第１の電極タブ１２７ａが溶接のような方式によって結合されて、電極組立体１２０から外部に引出されるように形成される。
【００３９】
詳しく示されていないが、負極板としての第２の電極板１２２は、負極集電体と該負極集電体の少なくとも一面にコーティング形成された負極活物質層とを備える。
【００４０】
負極集電体は、導電性の優れた薄板、例えば、銅（Ｃｕ）またはニッケル（Ｎｉ）箔からなってもよい。しかし、本発明でこのような負極集電体の材料を限定するものではない。
【００４１】
負極活物質層は、負極活物質、導電材及びバインダーの混合物を負極集電体の少なくとも一面にコーティングして形成される。負極活物質としては、一般的に炭素（Ｃ）系物質、Ｓｉ、Ｓｎ、酸化錫、錫合金複合体（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｔｉｎ ａｌｌｏｙｓ）、遷移金属酸化物、リチウム金属窒酸化物またはリチウム金属酸化物などが使用される。しかし、本発明でこのような負極活物質の材料を限定するものではない。
【００４２】
第２の電極板１２２の巻回方向の一部または両端部のうち少なくとも何れかには、負極
活物質がコーティングされない第２の無地部が形成される。第２の無地部には負極タブとなる第２の電極タブ１２７ｂが溶接のような方式によって結合されて、電極組立体１２０から外部に引出されるように形成される。
【００４３】
第２の電極タブ１２７ｂは、ケース１１０の底板１１２に、溶接のような方式によって結合されることができる。それによって、ケース１１０は負の極性を有するようになり、特にケース１１０の底板１１２は円筒形二次電池１００の負極端子として用いられる。
【００４４】
セパレーター１２３は、第１の電極板１２１と第２の電極板１２２とを互いに分離する。セパレーター１２３は、第１のセパレーター１２３ａ及び第２のセパレーター１２３ｂを含む。第１及び第２のセパレーターに１２３ａ、１２３ｂには微細気孔が形成され、その微細気孔を通してリチウムイオンが通過する。第１及び第２のセパレーター１２３ａ、１２３ｂは、ポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）のような高分子樹脂で形成されることもできる。しかし、本発明でこのようなセパレーター１２３の材質を限定するものではない。
【００４５】
動き防止テープ１３０は、電極組立体１２０の外部表面の少なくとも一部に付着する。すなわち、動き防止テープ１３０は、電極組立体１２０とケース１１０との間に位置するようになる。動き防止テープ１３０は、電解液と接触すると少なくとも一部が粘着性を示す基材層１３１を含む。基材層１３１が電解液と接触して少なくとも一部が粘着性を示すと、粘着性を示す基材層１３１の少なくとも一部は、ケース１１０の内部表面に接触して、電極組立体１２０が内部で動くことを防止するようになる。
【００４６】
好ましくは、動き防止テープ１３０は、基材層１３１と、基材層１３１の背面に形成された粘着層１３２を含む。
【００４７】
基材層１３１は、電解液との接触によって少なくとも一部が溶融されて部分的に粘着性を有する高分子フィルムからなる。すなわち、高分子フィルムは、電解液との接触の際に電解液のうちカーボネート系溶媒が高分子と高分子の間に浸透してフィルムの少なくとも一部を溶融させることで粘着性を有するようになるフィルムである。例えば、高分子フィルムが電解液と接触すると、電解液のうちカーボネート系溶媒が高分子と高分子の間に浸透してフィルムの少なくとも一部を溶融させ、それによって、高分子フィルムは製造過程で付与された方向性を喪失して収縮し、その収縮した部分は粘着性を有することができる。ここで、方向性とは、樹脂を用いてフィルムを製造する過程で加えられる一軸延伸、二軸延伸または圧縮を含む。
【００４８】
上記のように、基材層１３１の少なくとも一部が粘着性を示すとき、粘着性を有する基材層１３１の表面は不規則になる。すなわち、粘着性を有する基材層１３１の少なくとも一部は、少なくとも他の部分に比べてより厚く形成される。他の部分に比べてより厚く形成された部分は、ケース１１０の内面に接触する。それによって、粘着性を有する基材層１３１において部分的に厚さの増加した部分は、電極組立体１２０とケース１１０の内部表面の間が粘着力によって堅固に固定されるようにする。したがって、電極組立体１２０がケース１１０内部で動くことが防止される。
【００４９】
より具体的に説明すると、粘着性を有する基材層１３１は、第１の領域及び第２の領域を含み、第１の領域は第２の領域より厚く、第１の領域はケース１１０の内部表面に接触することができる。このとき、ケース１１０の内部表面に接触する第１の領域は粘着性を示しているので、電極組立体１２０はケース１１０の内部表面と、所定の粘着力によって堅固に固定される。それによって、本発明による円筒形二次電池１００では、電極組立体１２０がケース１１０の内部で動かない。
【００５０】
高分子フィルムは、電解液との接触によって粘着性を有するものであれば、何れも使用することができる。好ましくは、高分子間の距離が広くて、電解液のうちカーボネート系溶媒が容易に浸透できるポリスチレン（ＰＳ）、ポリアミド、ポリアクリロ二トリル、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリエチレンビニルアセテートフィルムを使用する。より好ましくは、高分子フィルムとしてＰＳフィルムを使用し、特にＯＰＳフィルムが好ましい。
【００５１】
基材層１３１は、電池の規格によって可変的に変形できるので、必ずしも限定されるものではない。しかし、基材層１３１は１０〜５０ｕｍの厚さに形成されることが好ましい。基材層１３１の厚さが１０ｕｍ未満であると、電極組立体１２０の動き防止効果が低下する問題点があり、基材層１３１の厚さが５０ｕｍを超過する場合、内部電解液の注入量がその分減少して、十分な容量の確保が難しいという欠点がある。
【００５２】
粘着層１３２は、基材層１３１の背面に塗布形成され、巻回された電極組立体１２０の外部表面に接触する。
【００５３】
粘着層１３２には、一般的に使用される粘着剤であれば何れも使用できる。好ましくは、粘着層１３２は、アクリル系粘着剤を基材層１３１に塗布して形成されたものである。アクリル系粘着剤としては、ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ＰＥＭＡ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）またはＰＢＭＡ（ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）から選択されたものを使用することもできる。
【００５４】
粘着層１３２は、基材層１３１上に様々な公知の方法によって様々な厚さにコーティング形成されることができる。例えば、粘着層１３２は、粘着剤をナイフコーティングによって１〜３０ｕｍの厚さにコーティングして形成されたものであってもよい。
【００５５】
動き防止テープ１３０は、電極組立体１２０の外部表面の幅（巻回方向の垂直方向）の全体を囲むように付着することもできる。しかし好ましくは、動き防止テープ１３０は、電極組立体１２０の外周面のうち上端部１２０ｂと下端部１２０ｃの一部を除いた部分に付着することもできる。上端部１２０ｂは、ケース１１０と電極組立体１２０の間に電解液が流入できる空間として作用する部分であり、下端部１２０ｃは、ケース１１０の底に注入されている電解液が電極組立体１２０と接する部分である。よって、電極組立体１２０に含浸される電解液の含浸性を考慮すると、電極組立体１２０の上端部１２０ｂと下端部１２０ｃの一部には、動き防止テープ１３０が付着しないようにすることが好ましい。
【００５６】
本発明で動き防止テープ１３０の幅を限定するものではないが、動き防止テープ１３０の幅は、電極組立体１２０の幅に対して２０％以上であることが好ましい。動き防止テープ１３０の幅が電極組立体１２０の幅に対して２０％未満である場合、電極組立体１２０の動きを防止する役割を十分に具現できないという欠点がある。
【００５７】
動き防止テープ１３０は、電極組立体１２０の外部表面の円周の長さを一部だけ覆うように付着することがよい。特に、動き防止テープ１３０は、電極組立体１２０の外部表面の円周の長さを１としたとき、少なくとも０．５の長さだけ囲むことがよい。好ましくは、動き防止テープ１３０は、電極組立体１２０の外部表面の円周の長さを１としたとき、０．５よりは大きくて１よりは小さい長さだけ囲むことがよい。このように動き防止テープ１３０を電極組立体１２０の外部表面の円周の長さに対して所定の範囲だけ覆うように付着させる場合、動き防止効果を高めながらもテープの節減効果を得ることができる。
【００５８】
前述の電極組立体１２０は、セパレーターの巻回末端が位置する最外側仕上げ部１２０ａを含むが、動き防止テープ１３０は、電極組立体１２０の最外側仕上げ部１２０ａを含めて付着してもよい。この場合、電極組立体１２０の最外側仕上げ部１２０ａをシーリングするための別途のシーリングテープを具備しなくても、動き防止テープ１３０がシーリングテープの役割も果たすので、電極組立体１２０の構造が崩れることを防止する。すなわち、電極組立体１２０は、外周面に第２のセパレーターの最外側端部が位置する最外側仕上げ部１２０ａを含み、動き防止テープ１３０は、この最外側仕上げ部１２０ａを含めて電極組立体１２０の外周面を囲むように付着して、電極組立体１２０の構造が崩れることを防止するようになる。
【００５９】
動き防止テープ１３０は、前述のように、基材層１３１が電解液との接触によって粘着性を示すが、本発明によると、動き防止テープ１３０は、電解液との接触後１ｋｇｆ／ｃｍ２以上の粘着力を示すことが好ましくは、１〜５ｋｇｆ／ｃｍ２の粘着力を有することがより好ましい。動き防止テープ１３０が電解液との接触後このような粘着力を有すると、電極組立体１２０がケース１１０の内部で動くことを効果的に防止できるようになる。
【００６０】
上部絶縁部材１４０は、電極組立体１２０とケース１１０のビーディング部１１１との間を絶縁するために、略円板状に形成される。
【００６１】
下部絶縁部材１５０は、電極組立体１２０とケース１１０の底板１１２との間を絶縁するために、略円板状に形成される。
【００６２】
キャップ組立体１７０は、圧接部１１６とビーディング部１１１の間に位置する。キャップ組立体１７０は、当該分野で一般的に適用されるものであれば何れも本発明に適用できる。一例として、電極組立体１２０から離れる方向に沿って、安全ベント１７１、電流遮断機１７２、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）１７３及びキャップアップ１７４が順に位置してもよい。
【００６３】
安全ベント１７１は、第１の電極タブと電流遮断機１７２とを電気的に接続する。安全ベント１７１の中央部は、電極組立体１２０の方に凸状に突出して第１の電極タブと電気的に接続する突出部１７１ａを含む。この突出部１７１ａは、二次電池１００の内圧が基準圧力を超えたとき、反対方向に反転する。
【００６４】
電流遮断機（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＩＤ）１７２は、安全ベント１７１とＰＴＣ１７３とを電気的に接続する。電流遮断機１７２は、二次電池１００の内圧上昇による安全ベント１７１の突出部１７１ａの反転によって破断されて、安全ベント１７１とＰＴＣ１７３との間の電気的接続を遮断する。
【００６５】
ＰＴＣ１７３は、温度が上昇すると電気抵抗が急激に上昇する素子である。ＰＴＣ１７３は、電流遮断機１７２とキャップアップ１７４とを電気的に接続する。ＰＴＣ１７３は、電池が過熱されたときに電気抵抗が急激に上昇して、電流の流れを遮断する。
【００６６】
キャップアップ１７４は、ＰＴＣ１７３と電気的に接続されて外部に露出する。キャップアップ１７４は、円筒形二次電池１００において正極端子として作用する。
【００６７】
キャップ組立体１７０は、ガスケット１６０によってケース１１０と絶縁される。ガスケット１６０は、キャップ組立体１７０の外周を囲み、ケース１１０の内部でビーディング部１１１と圧接部１１６によって固定される。
【００６８】
図面に示したキャップ組立体１７０は、本発明の理解を高めるために提示された例に過ぎず、様々な構造で形成できる。特に当業者であれば、図面に示したキャップ組立体１７０の構造を、本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更することが可能であり、このような修正及び変更も本発明に属するということが理解できるであろう。
【００６９】
本発明による二次電池１００は電解液を含む。
【００７０】
電解液は、カーボネート系溶媒を含むこともできる。カーボネート系溶媒の例としては、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）、メチルプロピルカーボネート（ＭＰＣ）、エチルプロピルカーボネート（ＥＰＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）などがある。例示されたカーボネート系溶媒のうちＤＭＣ、ＤＥＣ及びＤＰＣからなる群から選択される少なくとも一つを含むことが好ましい。このようなカーボネート系溶媒は、ポリスチレンのように高分子間に距離がある形態の高分子の間に容易に浸透することができる。したがって、上記のカーボネート系溶媒が動き防止テープ１３０に接触するとき、基材層１３１の高分子の間に浸透して基材層１３１が容易に粘着性を有するようにする 。
【００７１】
電解液中のカーボネート系溶媒は、電解液の全体含量に対して重量分率で１０〜６０重量％含有されることが好ましい。カーボネート系溶媒が電解液の全体含量に対して１０重量％未満で含まれる場合、基材層１３１を形成する高分子フィルムの高分子の間にカーボネート系溶媒が容易に浸透できないので、粘着性が低下し、電極組立体１２０の動き防止効率が低下するという欠点がある。また、カーボネート系溶媒が電解液の全体含量に対して６０重量％を超過して含まれる場合、これ以上の動き防止効果の向上を得難いので、好ましくない。
【００７２】
本発明による電解液には、上記のカーボネート系溶媒の他に、当該分野で一般的に使用される成分が含まれることもできる。すなわち、本発明による電解液としては、カーボネート系溶媒、特にＤＭＣ、ＤＥＣまたはＤＰＣを含む電解液であれば何れも使用できる。
【００７３】
図７は、本発明の別の実施形態による二次電池に使用される動き防止テープを具備した電極組立体の斜視図である。
【００７４】
図７に示すように、本発明の別の実施形態による動き防止テープ１３０を具備した電極組立体１２０では、動き防止テープ１３０が電極組立体１２０の外部表面の円周の長さ全体に付着する。
【００７５】
このように、動き防止テープ１３０が電極組立体１２０の外部表面の円周の長さ全体に付着する場合、優れた動き防止効果を得ることができる。また、電極組立体１２０は、セパレーターの巻回末端が位置する最外側仕上げ部１２０ａを含むが、上記のように動き防止テープ１３０が電極組立体１２０の外部表面の円周の長さ全体に付着することで、動き防止テープ１３０は、電極組立体１２０の最外側仕上げ部１２０ａを含めて付着する。この場合、別途の最外側仕上げ部１２０ａを仕上げるためのシーリングテープを具備しなくても、動き防止テープ１３０がシーリングテープの役割も果たすので、電極組立体１２０の構造が崩れることを防止する。
【００７６】
上記のように、動き防止テープ１３０が電極組立体１２０の外部表面の円周の長さ全体に付着することを除いて、電極組立体１２０と動き防止テープ１３０の各構成は前述の図１〜図６に示す実施形態で説明したものと同様であるので、これについての詳細な説明は省略することにする。
【００７７】
図８は、本発明のさらに別の実施形態による二次電池に使用される動き防止テープを具備した電極組立体の斜視図である。
【００７８】
図８に示すように、本発明のさらに別の実施形態による動き防止テープ１３０を具備した電極組立体１２０は、セパレーターの巻回末端が位置する最外側仕上げ部１２０ａを含む。動き防止テープ１３０は、電極組立体１２０の外部表面の少なくとも一部に付着し、最外側仕上げ部１２０ａにはシーリングテープ１８０が付着する。
【００７９】
電極組立体１２０の最外側仕上げ部１２０ａに付着するシーリングテープ１８０は、電極組立体１２０の構造が崩れることを防止する。すなわち、シーリングテープ１８０は、最外側仕上げ部１２０ａを含めて電極組立体１２０の外周面を囲むように付着して、電極組立体１２０の構造が崩れることを防止する。
【００８０】
シーリングテープ１８０は、当該分野で一般的に使用されるものを適用できる。例えば、シーリングテープ１８０としては、必ずしもこれに限られるものではないが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）のようなフィルムの底面に粘着剤が塗布されたものを使用できる。粘着剤としては、必ずしもこれに限られるものではないが、アクリル系粘着剤であってもよく、このアクリル系粘着剤としては、ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ＰＥＭＡ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）またはＰＢＭＡ（ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）から選択されたものを使用できる。粘着剤は、電極組立体１２０の最外側仕上げ部１２０ａに接触する。
【００８１】
シーリングテープ１８０は、電極組立体１２０の構造が崩れることを防止できる最小限の範囲内で最外側仕上げ部１２０ａを含めるように、適切にその幅と円周の長さを調節することができる。このとき、動き防止テープ１３０は、シーリングテープ１８０を覆うように付着するかまたは覆わないように付着することもできる。これは、二次電池を製造する過程で容易に選択的に実施できるものである。
【００８２】
電極組立体１２０の最外側仕上げ部１２０ａを含めるようにシーリングテープ１８０が付着することを除いて、電極組立体１２０と動き防止テープ１３０の各構成は、前述の図１〜図６に示した実施形態についての説明と同様であるので、これについての詳細な説明は省略することにする。
【００８３】
図９は、本発明のさらに別の実施形態による二次電池に使用される動き防止テープの断面図であり、図１０は、図９の動き防止テープが適用された二次電池に電解液が注入された後の形態を概略的に示す横断面図である。
【００８４】
図９及び図１０に示すように、本発明による二次電池は、ケース１１０の内部に収容された電極組立体１２０の外周面を囲む動き防止テープ１３０ａを備える。動き防止テープ１３０ａを除いた他の構成は、図１〜図６に示した実施形態についての説明と同様であるので、ここでは、動き防止テープ１３０ａのみについて詳しく説明する。
【００８５】
動き防止テープ１３０ａは、電極組立体１２０の外部表面に接触する粘着層１３２と、粘着層１３２上に形成される補助基材層１３３と、補助基材層１３３上に形成される補助粘着層１３４と、補助粘着層１３４上に形成されて電解質と接触すると少なくとも一部が粘着性を示す基材層１３１とを含む。
【００８６】
動き防止テープ１３０ａは、電極組立体１２０の外周面とケース１１０の内面との間に位置する。上記の構成を有する動き防止テープ１３０ａは、電極組立体１２０の最外側仕上げ部１２０ａを含めて付着することが好ましい。
【００８７】
基材層１３１と粘着層１３２は、前述の図１〜図６で説明したものと同様であるので、その詳細な説明は省略することにする。
【００８８】
粘着層１３２上に形成された補助基材層１３３は、動き防止テープ１３０ａが電極組立体１２０の最外側仕上げ部１２０ａを含めて付着するとき、基材層１３１が電解液と接触し、形態が変形されて、電極組立体１２０の構造が崩れることを防止するために形成される。
【００８９】
補助基材層１３３は、これに限られるものではないが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）のような物質からなるフィルムであってもよい。
【００９０】
さらに、補助基材層１３３は１０〜２０ｕｍの厚さに形成されることが好ましい。しかし、本発明で補助基材層１３３の厚さを限定するものではなく、可変的に形成できることは明らかである。
【００９１】
補助粘着層１３４は、基材層１３１と補助基材層１３３を連結する役割を果たす。補助粘着層１３４としては、粘着層１３２と同様に、アクリル系粘着剤を使用することができ、アクリル系粘着剤としては、ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ＰＥＭＡ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）またはＰＢＭＡ（ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）から選択されたものを使用できる。
【００９２】
さらに、補助粘着層１３４は、前述の粘着層１３２と同様に、補助基材層１３３上に様々な公知の方法によって様々な厚さにコーティング形成されることができる。例えば、補助粘着層１３４は、粘着剤をナイフコーティングによって１〜３０ｕｍの厚さにコーティングして形成されることもできる。しかし、本発明でこのような粘着剤のコーティング方法とコーティング厚さを限定するものではない。
【００９３】
図１１は、本発明のさらに別の実施形態による動き防止テープを具備した電極組立体の斜視図であり、図１２は、図１１に示す動き防止テープを具備した電極組立体を含む角形二次電池の分解斜視図である。
【００９４】
図１１及び図１２を参照すると、角形二次電池２００は、略角形の形状を有するケース２１０と、ケース２１０の内部に収容される電極組立体２２０と、電極組立体２２０の外側表面の少なくとも一部に付着する動き防止テープ２３０と、ケース２１０の上部に結合されるキャップ組立体２４０とを含む。
【００９５】
ケース２１０は、略四角形状の金属材質の缶からなり、それ自体が端子の役割を果たすことが可能である。
【００９６】
電極組立体２２０は、第１の電極板２２１、第２の電極板２２２及びセパレーター２２３を含む。電極組立体２２０は、第１の電極板２２１と第２の電極板２２２の間にセパレーター２２３が介在した状態で、略四角形状に巻回して形成される。
【００９７】
電極組立体２２０は、第１の電極タブ２２７ａと第２の電極タブ２２７ｂとをさらに含むこともできる。電極組立体２２０から第１の電極タブ２２７ａと第２の電極タブ２２７ｂとが引出される境界部には、第１の電極板２２１と第２の電極板２２２の間の短絡を防止するために、絶縁テープ（図示せず）が形成されることもできる。
【００９８】
電極組立体２２０が略四角形状に形成されること及び電極タブの引出方向を除いて、電極組立体２２０の各構成は前述の円筒形二次電池で説明したものと同様であるので、これについての詳細な説明は省略することにする。
【００９９】
動き防止テープ２３０は、電極組立体２２０の外部表面の少なくとも一部に付着する。すなわち、動き防止テープ２３０は、電極組立体２２０とケース２１０の間に位置する。上記の動き防止テープ２３０の各層についての説明及び付着位置などは、前述の円筒形二次電池で説明したものと同様であるので、これについての詳細な説明は省略することにする。
【０１００】
前述したように、動き防止テープ２３０は、電解液と接触すると少なくとも一部が粘着性を示す基材層を含む。基材層が電解液と接触して少なくとも一部が粘着性を示すと、粘着性を示す基材層の少なくとも一部はケース２１０の内部表面に接触して、電極組立体２２０が内部で動くことを防止するようになる。
【０１０１】
キャップ組立体２４０は、ケース２１０の開口部と対応する大きさと形状を有する蓋板２４１を含む。蓋板２４１の中央部には、端子通孔２４１ａが形成されており、蓋板２４１の一側には、電解液を注入するための電解液注入孔２４１ｂが形成されている。電解液注入孔２４１ｂは、栓２４１ｃと結合されて密閉される。
【０１０２】
端子通孔２４１ａには、電極端子２４２、例えば、負極端子が挿入されることもできる。電極端子２４２の外部面には、蓋板２４１との電気的絶縁のためにガスケット２４３が具備される。蓋板２４１の下面には絶縁板２４４が配置される。絶縁板２４４の下面には端子板２４５が設けられる。
【０１０３】
電極端子２４２は、ガスケット２４３が外周面を取り囲んだ状態で端子通孔２４１ａを通して挿入されている。電極端子２４２の底面部は、絶縁板２４４を介在した状態で、端子板２４５と電気的に接続されている。
【０１０４】
蓋板２４１の下面には、第１の電極板から引出された第１の電極タブ２２７ａが溶接されており、電極端子２４２の下部には、第２の電極板から引出された第２の電極タブ２２７ｂが溶接される。
【０１０５】
一方、電極組立体２２０の上面には、電極組立体２２０とキャップ組立体２４０とを電気的に絶縁し、同時に電極組立体２２０の上部をカバーすることができる絶縁ケース２４６が設けられている。絶縁ケース２４６は、蓋板２４１の電解液注入口２４１ｂと対応する位置に電解液注入通孔２４６ｂを具備して、電解液を注入できるようにする。絶縁ケース２４６は、絶縁性を有する高分子樹脂として、好ましくはポリプロピレンからなるが、本発明の実施形態でその材質を限定するものではない。
【０１０６】
一方、図面上には示されていないが、角形二次電池２００は、保護回路モジュールと上部カバーを備えることができる。例えば、保護回路モジュールは、電極組立体２２０の充放電及び誤作動を制御するためのものであって、例えば、電極組立体２２０から過電流が流れたとき、この過電流を遮断する役割を果たす。また、保護回路モジュールは、一般的に様々な保護回路を備える構造からなる。さらに、上部カバーは、保護回路モジュールを覆うように形成されることもできる。保護回路モジュールと上部カバーは、当該分野における通常の知識を有する者であれば容易に形成することができるものである。
【０１０７】
このような角形二次電池２００の場合、動き防止テープ２３０の基材層が電解液と接触する場合、表面が不規則に変化して、基材層の少なくとも一部が粘着性を示す。このとき、粘着性を示す基材層の少なくとも一部は、ケース２１０の内面と接触するようになって、電極組立体２２０がケース２１０の内部で動くことを防止する効果がある。すなわち、本発明による角形二次電池２００では、電極組立体２２０とケース２１０の間が粘着力によって堅固に固定されることで、電極組立体２２０がケース２１０の内部で動くことが防止される。
【０１０８】
図１３は、本発明のさらに別の実施形態による動き防止テープを具備した電極組立体を含むパウチ形二次電池の分解斜視図である。
【０１０９】
図１３を参照すると、パウチ形二次電池４００は、パウチからなるケース４１０と、ケース４１０に収容される電極組立体４２０と、電極組立体４２０の外側表面の少なくとも一部に付着する動き防止テープ４３０とを含む。
【０１１０】
ケース４１０は、アルミニウム（Ａｌ）のような金属材質からなる芯部４１０ａと、芯部４１０ａの上部面上に形成された熱融着層４１０ｂと、芯部４１０ａの下部面上に形成された絶縁膜４１０ｃとからなることもできる。熱融着層４１０ｂは、ポリマー樹脂である変性ポリプロピレン、例えばＣＰＰ（Ｃａｓｔｅｄ Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）を使用して接着層として作用し、絶縁膜４１０ｃは、ナイロン（登録商標）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のような樹脂剤で形成されてもよいが、本発明においてパウチケース４１０の構造及び材質を限定するものではない。また、ケース４１０は、電極組立体４２０が収容される空間４１１ａを備える下面４１１と、空間４１１ａが形成された下面４１１をカバーする上面４１２とからなる。また、電極組立体４２０を収容するための空間４１１ａは、プレス（ｐｒｅｓｓ）加工などによって形成されることもできる。
【０１１１】
ケース４１０は、下面４１１の空間４１１ａに電極組立体４２０を収容した後、上面４１２で覆い、密封して接合される。
【０１１２】
電極組立体４２０及び動き防止テープ４３０は、前述の角形二次電池で説明したものと同様であるので、これについての詳細な説明は省略することにする。
【０１１３】
動き防止テープ４３０が付着した電極組立体４２０は、ケース４１０に収納される。電極組立体４２０は第１の電極タブ４２７ａと第２の電極タブ４２７ｂとを含む。第１の電極タブ４２７ａと第２の電極タブ４２７ｂとは、電極組立体４２０がケース４１０に収納された後、所定の方向に所定の長さだけ外部に引出される。
【０１１４】
一方、図面に示されてはいないが、パウチ形二次電池４００は、保護回路モジュールをさらに備えることもできる。保護回路モジュールは、電極組立体４２０の充放電及び誤作動を制御するためのものであって、例えば、電極組立体４２０から過電流が流れたとき、過電流を遮断する役割を果たす。また、保護回路モジュールは、一般的に様々な保護回路を備える構造からなる。このとき、保護回路モジュールは、電極組立体４２０の第１の電極タブ４２７ａ及び第２の電極タブ４２７ｂと電気的に接続される。
【０１１５】
このようなパウチ形二次電池４００の場合、動き防止テープ４３０の基材層が電解液と接触すると、表面が不規則に変化して基材層の少なくとも一部が粘着性を示す。このとき、粘着性を示す基材層の少なくとも一部は、ケース４１０の内面と接触して、電極組立体４２０がケース４１０の内部で動くことを防止する効果がある。すなわち、本発明によるパウチ形二次電池４００では、電極組立体４２０とケース４１０の間が粘着力によって堅固に固定されることで、電極組立体４２０がケース４１０の内部で動くことが防止される。
【０１１６】
本発明の別の態様によると、二次電池の製造方法が提供される。
【０１１７】
二次電池の製造方法は、電極組立体の外部表面の少なくとも一部に、電解液と接触すると少なくとも一部が粘着性を示す基材層を含む動き防止テープを付着させ、ケースに動き防止テープが付着した電極組立体を挿入する電極組立体挿入段階と、基材層を電解液に接触させて、基材層の少なくとも一部が粘着性を示すようにして、粘着性を示す基材層の少なくとも一部をケースの内部表面に接触させる電解液注入段階とを含む。
【０１１８】
以下、添付の図１〜図６を参照して、二次電池の製造方法の一例を説明する。但し、以下で説明される二次電池の製造方法は、円筒形二次電池を基準とするが、角形及びパウチ形二次電池にこれを適用することは、当業者に容易なことである。
【０１１９】
円筒形二次電池１００の製造方法は、電極組立体１２０挿入段階と電解液注入段階を含む。
【０１２０】
電極組立体１２０挿入段階は、電極組立体１２０の外部表面の少なくとも一部に、電解液と接触すると少なくとも一部が粘着性を示す基材層１３１を含む動き防止テープ１３０を付着させ、ケース１１０に、動き防止テープ１３０が付着した電極組立体１２０を挿入する段階である。
【０１２１】
ここで、基材層１３１を含む動き防止テープ１３０は、前述の円筒形二次電池１００で詳細に説明したので、それについての詳細な説明は省略することにする。
【０１２２】
動き防止テープ１３０は、電極組立体１２０の外部表面とケース１１０の内面の間に位置するようになる。
【０１２３】
このとき、動き防止テープ１３０が付着した電極組立体１２０をケース１１０に挿入する前または後、その他の二次電池１００の構成の一部を組み立てることができる。
【０１２４】
例えば、下部絶縁部材１５０、動き防止テープ１３０が付着した電極組立体１２０、及び上部絶縁部材１４０が下側から順に位置した状態で、電極組立体１２０の第２の電極タブ１２７ｂをケース１１０の底板１１２に溶接のような方法で結合する。このとき、ケース１１０にはビーディング部１１１と圧接部１１６とが形成されていない状態である。
【０１２５】
次に、ケース１１０の側壁１１３にビーディング部１１１を形成して、下部絶縁部材１５０、動き防止テープ１３０が付着した電極組立体１２０、及び上部絶縁部材１４０がケース１１０の内部で底板１１２の垂直方向に動くことを防止する。
【０１２６】
上記のように、動き防止テープ１３０が付着した電極組立体１２０をケース１１０の内部に収納し、その他の構成を組み立てた後、電解液注入段階に進む。
【０１２７】
電解液注入段階は、基材層１３１を電解液に接触させて、基材層１３１の少なくとも一部が粘着性を示すようにして、粘着性を示す基材層１３１の少なくとも一部をケース１１０の内部表面に接触させる段階である。
【０１２８】
電解液は、充放電の際に電極で電気化学反応によって生成されるリチウムイオンを移動可能にする役割を果たす。
【０１２９】
電解液がケース１１０の内部に注入されると、電極組立体１２０の外部に付着した動き防止テープ１３０の基材層１３１に電解液が接触するようになる。このとき、基材層１３１は、電解液との接触によって粘着力を有するようになる。粘着力を有する基材層１３１の少なくとも一部はケース１１０の内部表面に接触するようになり、それによって電極組立体１２０がケース１１０の内部で動くことが防止される。
【０１３０】
電解液注入段階の後、その他の二次電池１００の構成を組み立てる。例えば、ガスケット１６０をケース１１０の開口部１１４を通して挿入し、ビーディング部１１１上に載置する。その後、キャップ組立体１７０をガスケット１６０の内部に位置させた後、ケース１１０の側壁１１３の上端に圧接部１１６を形成して、ガスケット１６０及びキャップ組立体１７０を固定する。
【０１３１】
上記のように二次電池１００を組み立てた後は、通常、後続する後処理工程である化成工程及びエイジング工程を実施することもできる。化成工程及びエイジング工程は、角形やパウチ形二次電池に共通に適用されることができる。
【０１３２】
化成工程は、電池を組み立てた後、充放電を繰り返して電池を活性化する工程である。化成工程で、充電の際に正極として使用されるリチウム金属酸化物から生成されたリチウムイオンが負極として使用されるカーボン電極に移動して挿入されるが、このとき、リチウムは反応性が強いので、カーボン負極と反応して、Ｌｉ２ＣＯ３、ＬｉＯ、ＬｉＯＨなどの化合物を生成し、これらはカーボン電極の表面にＳＥＩ（Ｓｏｌｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）という被膜を形成する。
【０１３３】
エイジング工程は、ＳＥＩ被膜を安定化するために、電池を所定期間の間放置する工程である。通常、エイジング工程は、組み立て段階を経た二次電池１００を５０℃〜７０℃の環境に１８時間〜３６時間の間露出させることで行われる。このようなエイジング工程を経て、動き防止テープ１３０の基材層は十分な粘着力を有するようになり、それによって電極組立体１２０の動きを効果的に防止する。
【０１３４】
以下、本発明を下記の実施例を通じてより詳細に説明するが、これは本発明の理解を容易にするためのもので、本発明をこれに限定するものではない。
【０１３５】
［実施例］
（実施例１）
正極活物質としてＬｉＣｏＯ２、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）及び導電材としてカーボンを９２：４：４の重量比で混合した後、Ｎ‐メチル‐２‐ピロリドンに分散させて、正極スラリーを製造した。このスラリーを厚さ２０ｕｍのアルミニウム箔にコーティングした後、乾燥、圧延して、正極板を製造した。
【０１３６】
負極活物質として、人造黒鉛、バインダーとしてスチレン‐ブタジエンゴム及び増粘剤としてカルボキシメチルセルロースを９６：２：２の重量比で混合した後、水に分散させて、負極活物質スラリーを製造した。このスラリーを厚さ１５ｕｍの銅箔にコーティングした後、乾燥、圧延して、負極板を製造した。
【０１３７】
セパレーターとしては、厚さ２０ｕｍのポリエチレン／ポリプロピレン多孔性膜（Ｈｏｅｓｔ Ｃｅｌｌａｎｅｓｅ社、米国）を使用し、負極板と正極板の間にセパレーターを配置し、これを巻回した後、動き防止テープで巻回末端を含めるように付着させて、電極組立体を形成した。
【０１３８】
このとき、動き防止テープとしては、３２ｕｍのＯＰＳフィルム上にＰＭＭＡ粘着剤を１５ｕｍの厚さに塗布したものを使用し、電極組立体としては、長径が１７．００ｍｍで短径が１６．５６ｍｍであるものを使用し、電極組立体の外部表面の円周の全体長さ５２ｍｍを基準としたとき、５２ｍｍ全体に動き防止テープを付着させた（但し、電極組立体の上端部と下端部には別途の余分を残さずに動き防止テープを付着させた）。
【０１３９】
渦巻状に巻回された電極組立体をアルミニウム円筒形電池ケースに挿入した後、電解液を注入し、密封して、二次電池を完成した。
【０１４０】
このとき、電解液としては、１．１Ｍ濃度のＬｉＰＦ６が溶解されたエチレンカーボネート（ＥＣ）／ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）／プロピレンカーボネート（ＰＣ）／フルオロベンゼン（ＦＢ）（体積比でＥＣ：ＥＭＣ：ＰＣ：ＦＢの混合比は３０：５５：５：１０）の混合有機溶媒を使用した。
【０１４１】
（実施例２〜４）
動き防止テープの付着長さを下記の表１に示すように変更したことを除いて、実施例１と同様に実施して、二次電池を製造した。
【０１４２】
（比較例１）
動き防止テープの代わりにＰＥＴフィルム上にＰＭＭＡ粘着剤を塗布したシーリングテープを使用したことを除いて、実施例１と同様に実施して、二次電池を製造した。
【０１４３】
（実験例１：動き測定）
実施例及び比較例で製造した二次電池の動きをドラムテスト方法で測定し、その結果を下記の表１及び表２に示した。
【０１４４】
ドラムテストは、二次電池をドラム（Ｄｒｕｍ）に入れて、振動（６６ＲＰＭ）を与えながら単位時間当り二次電池の内部抵抗（ＩＲ）の変化を測定したものである。ドラムテストの結果、ＩＲ測定が不可能となる時点までの時間が長ければ長いほど、二次電池の内部動きが少ないということを意味するので、ドラムテスト結果を通じて動き防止効果を確認することができる。参照として、内部抵抗の増加率は初期に比べて１１０％未満であることが好ましい。
【０１４５】
さらに、それぞれの二次電池サンプルを６個ずつ準備して測定した。
【０１４６】
【表１】
【０１４７】
【表２】
【０１４８】
表１及び表２に示すように、一般的なシーリングテープを適用した比較例１のドラムテストの結果、８０分で内部抵抗を測定できなかったが、本発明による動き防止テープを適用した実施例の場合、１３０分以前のドラムテストでは全て内部抵抗を測定することができた。したがって、動き防止効果が優れていることを確認できる。
【０１４９】
また、実施例１〜４の場合、動き防止テープを電極組立体の外部表面の円周全体に対して半分を使用した実施例２の場合、ドラムテストの結果、１３０分で１個のサンプルで内部抵抗を測定できなかった。それによって、動き防止テープは、電極組立体の外部表面の円周全体を１とした時、０．５を超過するように付着させることがより好ましいことが分かる。特に、動き防止テープを電極組立体の外部表面の円周全体を１としたとき、１だけ付着させた実施例１の場合、ドラムテストの結果、実施例３及び４に比べて効果が劣ることを確認できる。すなわち、動き防止テープは、電極組立体の外部表面の円周全体を１としたとき、０．５超過〜１未満にする場合、動き防止効果が優れるだけでなくテープ節減効果も優れることを確認できる。
【０１５０】
（実験例２：粘着力確認）
実施例１〜４のような方法で製造された二次電池にドラムテストを実施せず、電極組立体の粘着力を測定して、その結果（６個サンプルの平均値）を下記の表３に示した。粘着力は、製造された二次電池の上端と下端をカッティングした後、下端にプッシュプルゲージを位置させ、その後プッシュフルゲージを上端方向に押し上げて、極組立体が移動する時点での力を測定した値である。
【０１５１】
【表３】
【０１５２】
表３に示すように、本発明による動き防止テープを適用した実施例の二次電池の場合、比較例の二次電池に比べて優れた粘着力を示すことを確認できる。
【符号の説明】
【０１５３】
１００、２００、４００ 二次電池
１１０、２１０、２２０ ケース
１２０、２２０、４２０ 電極組立体
１３０、１３０ａ、２３０、４３０ 動き防止テープ
１３１ 基材層
１３２ 粘着層
１３３ 補助基材層
１３４ 補助粘着層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極組立体と、
電解液と、
前記電極組立体の外部表面の少なくとも一部に付着した動き防止テープと、
前記電極組立体を収容するケースと、を含み、
前記動き防止テープは前記電解液と接触すると少なくとも一部が粘着性を示す基材層を含み、粘着性を示す前記基材層の少なくとも一部はケースの内部表面に接触することを特徴とする二次電池。
【請求項２】
前記動き防止テープは、前記基材層の背面に形成されて前記電極組立体の外部表面に接触する粘着層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記基材層は、前記電解液と接触すると少なくとも一部が収縮して粘着性を示すことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項４】
前記基材層はＯＰＳ（ｏｒｉｅｎｔｅｄ ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）フィルムであることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項５】
前記電極組立体は、第１の電極、第２の電極及び前記第１の電極と前記第２の電極の間に介在されるセパレーターを積層した後、該積層体を巻回して形成され、前記電極組立体は、前記セパレーターの巻回末端が位置する最外側仕上げ部を含むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項６】
前記動き防止テープは、前記電極組立体の前記最外側仕上げ部を含めて付着したことを特徴とする請求項５に記載の二次電池。
【請求項７】
前記電極組立体の前記最外側仕上げ部には、前記動き防止テープが付着したことを特徴とする請求項５に記載の二次電池。
【請求項８】
前記電解液は、カーボネート系溶媒を含み、前記カーボネート系溶媒は、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）及びジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）からなる群から選択された少なくとも一つのカーボネート系溶媒を含むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項９】
前記電解液は、前記カーボネート系溶媒を１０〜６０重量％含むことを特徴とする請求項８に記載の二次電池。
【請求項１０】
前記基材層は、１０〜５０ｕｍ範囲の厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項１１】
前記動き防止テープは、前記電極組立体の外部表面全体を囲むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項１２】
前記動き防止テープは、前記電極組立体の外部表面の円周の長さを１としたとき、少なくとも０．５の長さだけ囲むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項１３】
前記動き防止テープは、前記電極組立体の外部表面の円周の長さを１としたとき、０．５よりは大きく１よりは小さい長さだけ囲むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項１４】
前記動き防止テープは、前記電極組立体の外部表面の上端部及び下端部を除いた部分を囲むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項１５】
前記動き防止テープの幅は、前記電極組立体の幅の少なくとも２０％であることを特徴とする請求項１４に記載の二次電池。
【請求項１６】
前記動き防止テープは、前記粘着層上に順次に形成された補助基材層と補助粘着層をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
【請求項１７】
前記動き防止テープは、前記電解液との接触後の粘着力が少なくとも１ｋｇｆ／ｃｍ２であることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項１８】
前記ケースは、円筒形、角形またはパウチ形ケースであることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項１９】
電極組立体と、
電解液と、
前記電極組立体の外部表面の少なくとも一部に付着した動き防止テープと、
前記電極組立体を収容するケースと、を含み、
前記動き防止テープは、前記電極組立体の外部表面に接触する粘着層と前記粘着層上に形成されて前記電解液と接触すると少なくとも一部が粘着性を示す基材層とを含み、
粘着性を示す前記基材層は、その表面が不規則に形成されたことを特徴とする二次電池。
【請求項２０】
粘着性を示す前記基材層は、第１の領域及び第２の領域を含み、前記第１の領域は前記第２の領域より厚く、前記第１の領域は前記ケースの内部表面に接触することを特徴とする請求項１９に記載の二次電池。
【請求項１】
電極組立体と、
電解液と、
前記電極組立体の外部表面の少なくとも一部に付着した動き防止テープと、
前記電極組立体を収容するケースと、を含み、
前記動き防止テープは前記電解液と接触すると少なくとも一部が粘着性を示す基材層を含み、粘着性を示す前記基材層の少なくとも一部はケースの内部表面に接触することを特徴とする二次電池。
【請求項２】
前記動き防止テープは、前記基材層の背面に形成されて前記電極組立体の外部表面に接触する粘着層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記基材層は、前記電解液と接触すると少なくとも一部が収縮して粘着性を示すことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項４】
前記基材層はＯＰＳ（ｏｒｉｅｎｔｅｄ ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）フィルムであることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項５】
前記電極組立体は、第１の電極、第２の電極及び前記第１の電極と前記第２の電極の間に介在されるセパレーターを積層した後、該積層体を巻回して形成され、前記電極組立体は、前記セパレーターの巻回末端が位置する最外側仕上げ部を含むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項６】
前記動き防止テープは、前記電極組立体の前記最外側仕上げ部を含めて付着したことを特徴とする請求項５に記載の二次電池。
【請求項７】
前記電極組立体の前記最外側仕上げ部には、前記動き防止テープが付着したことを特徴とする請求項５に記載の二次電池。
【請求項８】
前記電解液は、カーボネート系溶媒を含み、前記カーボネート系溶媒は、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）及びジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）からなる群から選択された少なくとも一つのカーボネート系溶媒を含むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項９】
前記電解液は、前記カーボネート系溶媒を１０〜６０重量％含むことを特徴とする請求項８に記載の二次電池。
【請求項１０】
前記基材層は、１０〜５０ｕｍ範囲の厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項１１】
前記動き防止テープは、前記電極組立体の外部表面全体を囲むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項１２】
前記動き防止テープは、前記電極組立体の外部表面の円周の長さを１としたとき、少なくとも０．５の長さだけ囲むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項１３】
前記動き防止テープは、前記電極組立体の外部表面の円周の長さを１としたとき、０．５よりは大きく１よりは小さい長さだけ囲むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項１４】
前記動き防止テープは、前記電極組立体の外部表面の上端部及び下端部を除いた部分を囲むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項１５】
前記動き防止テープの幅は、前記電極組立体の幅の少なくとも２０％であることを特徴とする請求項１４に記載の二次電池。
【請求項１６】
前記動き防止テープは、前記粘着層上に順次に形成された補助基材層と補助粘着層をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
【請求項１７】
前記動き防止テープは、前記電解液との接触後の粘着力が少なくとも１ｋｇｆ／ｃｍ２であることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項１８】
前記ケースは、円筒形、角形またはパウチ形ケースであることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項１９】
電極組立体と、
電解液と、
前記電極組立体の外部表面の少なくとも一部に付着した動き防止テープと、
前記電極組立体を収容するケースと、を含み、
前記動き防止テープは、前記電極組立体の外部表面に接触する粘着層と前記粘着層上に形成されて前記電解液と接触すると少なくとも一部が粘着性を示す基材層とを含み、
粘着性を示す前記基材層は、その表面が不規則に形成されたことを特徴とする二次電池。
【請求項２０】
粘着性を示す前記基材層は、第１の領域及び第２の領域を含み、前記第１の領域は前記第２の領域より厚く、前記第１の領域は前記ケースの内部表面に接触することを特徴とする請求項１９に記載の二次電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−２４３５５３（Ｐ２０１１−２４３５５３Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５５６６７（Ｐ２０１０−１５５６６７）
【出願日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
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