JP2006093130A - リチウム二次電池 - Google Patents

リチウム二次電池 Download PDF

Info

Publication number
JP2006093130A
JP2006093130A JP2005270708A JP2005270708A JP2006093130A JP 2006093130 A JP2006093130 A JP 2006093130A JP 2005270708 A JP2005270708 A JP 2005270708A JP 2005270708 A JP2005270708 A JP 2005270708A JP 2006093130 A JP2006093130 A JP 2006093130A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lithium secondary
heat
secondary battery
electrode
battery according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005270708A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoon-Tai Kwak
潤泰 郭
Shushin Kan
秀振 韓
Eui-Sun Hong
懿善 洪
Jeong Man Park
正萬 朴
Hee Sun Yang
熙善 梁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung SDI Co Ltd
Original Assignee
Samsung SDI Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung SDI Co Ltd filed Critical Samsung SDI Co Ltd
Publication of JP2006093130A publication Critical patent/JP2006093130A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/107Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/121Organic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/126Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • H01M50/129Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers with two or more layers of only organic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/131Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
    • H01M50/133Thickness
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/14Primary casings; Jackets or wrappings for protecting against damage caused by external factors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/1245Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure characterised by the external coating on the casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/131Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

【課題】 缶の底面に保護素子の接続リードを熔接する工程で発生することがある電極組立体の下部テープの損傷や破裂を防止することにより,落下などの物理的衝撃や充放電時の電池の短絡を防止し,安全性を向上させることができるリチウム二次電池を提供する。
【解決手段】 本発明に係るリチウム二次電池は,セパレータを介在させた第1電極及び第2電極が巻き取られた電極組立体と,電極組立体を収容する缶とを含み,缶の内側の底部と電極組立体との間に耐熱性部材を備えることを特徴とする。
【選択図】 図5

Description

本発明は,リチウム二次電池に関し,より詳細には,缶の底面に保護回路素子の接続リードを熔接する工程中,電極組立体の下部テープが損傷したり,または,裂けたりすることを防止して,落下などの物理的衝撃や充放電時の短絡を防止し,安全性を向上させたリチウム二次電池に関する。
一般的に,二次電池(secondary battery)は,充電が不可能な一次電池とは異なり,充電及び放電が可能な電池をいうものであって,携帯電話機,ノートブックコンピュータ,カムコーダなどの先端電子機器分野で広く使われている。特に,リチウム二次電池は,作動電圧が3.6V以上であって,携帯用電子機器の電源に広く用いられているニッケル−カドミウム電池や,ニッケル-水素電池より3倍も高く,単位質量当たりのエネルギー密度が高いという面で急速に普及してきている状況である。
図1は,従来の缶型リチウム二次電池の概略的な分解斜視図であり,図2は電極組立体の斜視図である。
図1を参照すると,リチウム二次電池は,第1電極13,第2電極15及びセパレータ14で構成される電極組立体12を電解液と共に缶10に収納し,この缶10の上段部をキャップ組立体70により封入することにより形成される。
キャップ組立体70はキャッププレート71と絶縁プレート72とターミナルプレート73と電極端子74とを含んで構成される。キャップ組立体70は別途の絶縁ケース79と結合して缶の上段開口部に取り付けられて缶10を封入することになる。
キャッププレート71は,缶10の上段開口部に相応する大きさと形状を有する金属板で形成される。キャッププレート71の中央には所定の大きさの端子通孔が形成され,端子通孔には電極端子74が挿入される。電極端子74が端子通孔に挿入される時は,電極端子74とキャッププレート71との絶縁のために,電極端子74の外面にはチューブ型のガスケットチューブ75が結合して,共に挿入される。一方,キャッププレート71の一側には電解液注入孔76が所定の大きさで形成される。キャップ組立体70が缶10の上段開口部に組立てられた後,電解液注入孔76を通して電解液が注入され,電解液注入孔76は栓77により密閉される。
電極端子74は,第2電極15の第2電極タブ17,または,第1電極13の第1電極タブ16に連結されて,第2電極端子,または,第1電極端子として作用することになる。第1電極タブ16及び第2電極タブ17が電極組立体12から引き出される部分には電極13,15間の短絡を防止するために絶縁テープ18が巻き付けられている。第1電極13,または,第2電極15は,正極,または,負極として作用することになる。
図2を参照すると,電極組立体12の下部には電極組立体12の形態を維持させ,缶に収納される際,電極組立体12の損傷を防止し,その挿入を容易にするために,所定の大きさの下部テープ20が巻き付けられている。
上述のような缶型リチウム二次電池に,2次保護素子または保護回路基板が接続リードにより連結されたまま電池パックに収納され,接続リード中の1つは缶の底部に連結される。
ところで,保護素子の接続リードを缶の底部に超音波または抵抗熔接して連結する過程において,電極組立体の下部テープ20が損傷したり,裂けたりすることがある。このように,下部テープが損傷または裂けた状態で,落下テストなどの物理的衝撃が加えられて電池が揺れたり,場合によっては,充放電時に電池の短絡が生じたりすることがある,という問題があった。
そこで,本発明は,このような問題に鑑みてなされたもので,その目的は,缶の底面に保護素子の接続リードを熔接する工程で発生することがある電極組立体の下部テープの損傷や破裂を防止することにより,落下などの物理的衝撃や充放電時の電池の短絡を防止し,安全性を向上させることができる,新規かつ改良されたリチウム二次電池を提供することにある。
上記課題を解決するために,本発明のある観点によれば,セパレータを介在させた第1電極及び第2電極が巻き取られた電極組立体と;前記電極組立体を収容する缶と;を含み,前記缶の内側の底部及び/又は前記電極組立体に耐熱性部材を備えることを特徴とするリチウム二次電池が提供される。
前記耐熱性部材の厚さは,10〜100μmであることが好ましく,20〜50μmであることがさらに好ましい。
また,前記耐熱性部材は,缶の内側の底部に備えられてもよく,前記缶の内側の底部の一部に備えられてもよく,前記電極組立体の下部に備えられてもよく,前記缶の内側の底部と前記電極組立体の下部に備えられてもよい。
また,前記耐熱性部材としては,耐熱性フィルムを使用することができ,前記耐熱性フィルムは,連続使用温度が150〜300℃であることが好ましい。このような耐熱性フィルムとしては,ポリイミド,ポリエーテルイミド,ポリエチレンテレフタレート,ポリエチレンナフタレート,ポリエーテルエーテルケトン,ポリフェニレンスルフィド及びポリエーテルスルホンからなる群から選択される1つ以上のフィルムが挙げられる。
また,前記耐熱性フィルムは,接着剤層を含むこともできる。ここで,前記接着剤は,耐熱性接着剤であることが好ましい。このような接着剤としては,ポリイミド系接着剤,シリコン系接着剤,シリコン/ポリイミド系接着剤及びエポキシ系接着剤からなる群から選択される1つ以上などが挙げられる。
また,前記耐熱性部材は,耐熱性コーティングからなることが好ましく,前記耐熱性コーティングは,例えば,耐熱塗料をスプレー塗布することにより形成することができる。ここで,前記耐熱塗料としては,シリコン樹脂,変性シリコン樹脂,ウレタン樹脂,シリコンアルキド樹脂及びシリコンアクリル樹脂からなる群から選択される少なくとも1つの樹脂が挙げられる。
また,前記耐熱性コーティングは,フッ素樹脂コーティングであってもよい。前記フッ素樹脂としては,ポリテトラフルオロエチレン,エチレン/テトラフルオロエチレン,パーフルオロアルコキシ及びフルオロ化エチレンプロピレン共重合体からなる群から選択される少なくとも1つの樹脂が挙げられる。
本発明によれば,缶の内側の下部に耐熱性部材を備えることにより,缶の底面に保護素子などの接続リードを熔接する時に電極組立体の下部テープが損傷または破裂することを防止でき,これにより,落下などの物理的衝撃や充放電時の電池の短絡を防止し,安全性を向上させることが可能な,リチウム二次電池を提供することができる。
以下に添付図面を参照しながら,本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお,本明細書及び図面において,実質的に同一の機能構成を有する構成要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
図3,図4a及び図4bは,本発明の一実施の形態による耐熱性部材を備えたリチウム二次電池用缶の例を示す斜視図である。
図3を参照すると,本実施形態の第1の例では,缶10の内側の下部に耐熱性部材30が備えられている。耐熱性部材30は,缶10の内側の下部形状によって適当な大きさと形態で形成することができる。
図4a及び図4bを参照すると,本実施形態の第2,第3の例の耐熱性部材32,33は,缶10の内側の底部の一部分のみに備えられていてもよい。例えば,保護素子の接続リードが熔接される缶10の底部と対応する缶の内側の下部に備えられて,熔接時,電極組立体の下部テープが損傷することを防止できる。
耐熱性部材30の厚さは,10〜100μmであることが好ましく,20〜50μmであることがより好ましい。耐熱性部材の厚さが10μm未満であれば,耐熱効果が僅かであって,電極組立体の下部テープの損傷を防止できないし,100μmを超過する場合には缶の底部の高さが過度に高まり,電極組立体などの収納空間に影響を与えるため好ましくない。
上記のように,缶10の内側の底部に耐熱性部材30を備えると,缶の底面に保護素子などの接続リードを熔接する時に電極組立体の下部テープが損傷または破裂することを防止でき,落下などの衝撃が加えられた際,電極組立体をより安全に保護することができる。
耐熱性部材30は,耐熱性フィルムまたは耐熱性コーティングの形態で形成することができる。耐熱性フィルムとしては,UL746Bにより測定された連続使用温度が150〜300℃である材質を使用することが耐熱性の面で好ましい。なお,UL746Bは,UL(Underwriter’s Laboratory)規格としてプラスチック材料の長期間熱劣化試験である。耐熱性フィルムの材質としては,ポリイミド(polyimide:以下,‘PI'という),ポリエーテルイミド(polyetherimide:以下,‘PEI'という),ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate:以下,‘PET'という),ポリエチレンナフタレート(polyethylene naphthalate:以下,‘PEN'という),ポリエーテルエーテルケトン(polyetheretherketone:以下,‘PEEK'という),ポリフェニレンスルフィド(polyphenylenesulfide):以下,‘PPS'という),ポリエーテルスルホン(polyethersulfone:以下,‘PES'という)などを使用することができる。
PIフィルムは,イミド化の前段階であるポリアミック酸(PAA)の状態で溶液鋳型(solution casting)を行って加熱して,溶剤を揮発させ,高温(約400℃)で加熱してイミド化してフィルムを製造し,高耐熱性,高耐寒性と共に,電気的特性が優れて,その用途分野が多様である。
PEI樹脂は,無定形の熱可塑性樹脂で高ガラス転移温度(T: 219℃)を有するものであって,耐熱性,寸法安全性に優れ,温度依存性の少ない機械的特性及び電気的特性を有している。PEIは溶融加工性が良く,PIとPET/PENの中間の要求に対応する特性を有しているので,PETが使用できなくて,PIほど耐熱性が要求されない分野で使用されている。
PENフィルムは,ポリエステルフィルムの重要な特性中の1つである堅い分子鎖構造により,PETフィルムより薄い厚みでもPETフィルムより優れる引張強度,衝撃強度,破裂強度及び適正な伸度などを有している。融点は266℃であり,特に,ガラス転移温度が123℃で,PETと比べて約50℃以上高く,格段に優れる熱的寸法安全性を有しており,米国UL746B規格の長期耐熱温度指数である“F種耐熱フィルム”に該当する。その他,電気絶縁性及び耐薬品性,耐加水分解性が格段に優れる。
PEEKフィルムは,優れる熱安全性を有しているので,260℃まで連続使用が可能で,耐化学薬品性及び電気的性質が優れる。特に,エポキシ,または,シアノアリレートのような一般接着剤を使用した接着,または,複合体構造を有するラミネートに応用する際,非常に効果的である。
PPSフィルムは,透明性フィルムであり,耐熱性,寸法安全性,耐放射線性,耐化学性,低吸水性,難燃性が優れ,温度変化に対応する電気的特性の変化が少ない特性がある。
PESフィルムは,透明性が良く,かつ,高いガラス転移温度(T:223℃),低膨脹性(CTE;2.3x10-5/℃),優れる機械的強度を有するという特性を有している。
本実施形態において,具体的に例示した,PI,PEI,PEN,PET,PEEK,PPS,PESフィルムは,耐熱性が優れるのみならず,電気的絶縁性及び耐化学性が優れるので,リチウム二次電池に適用される際,電解液と反応せずに,電極組立体の下部テープを熱及び外部の衝撃から保護することができる。
下記表1において,PETフィルム及びPIフィルムと,PEIフィルム(SUPERIO(登録商標))との基本物性を比較した。
Figure 2006093130
上記耐熱性フィルムは,接着剤のない形態で使用することができ,また,接着剤層を含む形態にも使用することができる。接着剤層は,特別に限定されてはいないが,缶の底部に保護素子の接続リードなどが熔接される時に発生する熱に耐えることができる耐熱性接着剤であることが好ましい。
耐熱性接着剤としては,例えば,ポリイミド系接着剤,シリコン系接着剤,シリコン/イミド系接着剤,エポキシ系接着剤などが使われる。
ポリイミド系接着剤は,通常,PI樹脂から見られるように,耐熱性,機械的特性,電気的性質など,諸般特性が優れて高耐熱性接着剤の主流をなしている。
シリコン接着剤は,ポリジメチルシロキサンゴムを主成分とし,ここに,ジメチルシロキサンを含有する低分子量のシリコン樹脂が添加されているものであって,広い温度範囲で使用可能であり,耐熱性および耐久性に優れる。
シリコン/イミド系接着剤は,米国GE社により開発されたものであり,機械的強度と弾性が優れて,各種金属に対する接着性が優れ,広範囲な熱安全性を含んでいる熱可塑性エラストマーである。
エポキシ系接着剤は,多官能エポキシ樹脂と芳香族アミン,または芳香族酸無水物を硬化させることにより,耐熱性を向上させたものであって,分子内に芳香族環やイミド環のような耐熱性の高い成分を導入して架橋密度を高め,耐熱性を向上させて長期間200℃でも使用可能である。
図5は,本発明の一実施の形態による耐熱性部材を備えた電極組立体を示す斜視図である。図5を参照すると,電極組立体112の下部に耐熱性部材35が取り付けられており,下部テープ(図示せず)と共に耐熱性部材35が電極組立体112の下部に備えられていてもよい。本発明の一実施の形態による電極組立体112の下部に取り付けられた耐熱性部材35は,缶の底面に保護素子などの接続リードを熔接する際,熱により容易に損傷しないので,電極組立体をより安全に保護することができる。電極組立体112は,第1電極113と第2電極115とセパレータ114とを含む。第1電極113と第2電極115とはセパレータ114を介して積層された後,ゼリーロール(jelly−roll)形態で巻き取られる。第1電極113には第1電極タブ116が,第2電極115には第2電極タブ117がレーザー熔接,超音波熔接,抵抗熔接のような熔接や導電性接着剤により通電可能に取り付けられており,各々,上方向に引き出されている。第1電極タブ116及び第2電極タブ117が電極組立体112から引き出される部分には,電極113と電極115と間の短絡を防止するために絶縁テープ118が巻きつけられている。
第1電極113及び第2電極115は,互いに極性が異なり,正極または負極として使用することができる。第1電極113及び第2電極115は,集電体とこの集電体の少なくとも一面に塗布される電極活物質,即ち,正極活物質または負極活物質を含む。
第1電極113または第2電極115が正極として使われる場合,電極集電体としては,ステンレス鋼,ニッケル,アルミニウム,チタン,もしくはこれらの合金,または,アルミニウムもしくはステンレス鋼の表面にカーボン,ニッケル,チタン,銀を表面処理させたものなどを使用することができる。これらのうち,通常,アルミニウムまたはアルミニウム合金が用いられる。第1電極113または第2電極115が負極として使われる場合,電極集電体としては,ステンレス鋼,ニッケル,銅,チタン,もしくはこれらの合金,または,銅もしくはステンレス鋼の表面にカーボン,ニッケル,チタン,銀を表面処理させたものなどを使用することができる。これらのうち,通常,銅または銅合金が用いられる。
正極活物質としては,通常,リチウム含有遷移金属酸化物,または,リチウムカルコゲナイド化合物を全て使用することができる。その代表的な例としては,LiCoO,LiNiO,LiMnO,LiMn,または,LiNi1-x-yCo(0≦x≦1,0≦y≦1,0≦x+y≦1,Mは,Al,Sr,Mg,Laなどの金属)などの金属酸化物が使われうる。負極活物質としては,例えば,結晶質炭素,非晶質炭素,炭素複合体,炭素繊維などの炭素材料,リチウム金属,リチウム合金などが使われうる。
セパレータ114は,第1電極113及び第2電極115間の短絡を防止し,リチウムイオンの移動経路を提供するものであって,ポリプロピレン,ポリエチレンなどのポリオレフィン系高分子膜,または,これらの多重膜,微細多孔性フィルム,織布及び不織布のような公知のものを使用することができる。
図6は,本発明の一実施の形態により,リチウム二次電池用缶の下部に耐熱塗料をコーティングする方法を示す断面図である。
本実施形態の耐熱性部材は,耐熱性コーティング形態で形成することができる。図5に示すように,缶10の内側の下部にノズル40を用いて耐熱塗料をスプレーすることにより,所定の厚さの耐熱性コーティングを形成することができる。
スプレー塗装方法としては,エアースプレー塗装,エアーレス塗装,静電スプレー塗装などがある。
エアースプレー塗装は,圧縮空気を使用して表面塗装の仕上げ作業をする際,非常に微細な程度まで微粒化させることができ,多様なスプレーパターンと広範囲に塗料の粘度を調節して塗装することができる。空気の量と圧力,および流速の調節によって塗膜外観の品質が変わる。塗料と非塗物と関係なく,ほとんどの分野に適用できる。エアーコンプレッサ,塗料供給装置,スプレーガン,塗装室が必要なだけである。設備が簡単なので,コストが安く,塗装速度が速い。但し,エアースプレー塗装は塗料の損失量が多く,塗料霧化を形成するようにして,圧縮空気が塗装物に突き当てられて飛び出しながら相当量の塗料粒子を損失させる。
エアーレススプレー塗装は,塗料を噴射するために,塗料に直接空気を混合せずに,圧力を用いて塗料を特殊管やチップを通じて噴射する方法であって,使われる圧力の大きさは内部空気圧力比率に対するポンプの空気圧で計算される。
静電スプレー塗装は,塗料の損失を相当量減少させることができる塗装方式であって,塗装物に強い静電気を作用させて,静電気的引力により塗料粒子を付着させる原理を用いたものである。
耐熱性コーティングの場合,フィルム形態に比べて,厚さの調節がより容易になされることができ,缶の形状変化に対してより早く対応できる。耐熱塗料としては,シリコン樹脂,シリコンアルキド樹脂,ウレタン樹脂,シリコンアクリル樹脂などが使われうる。
また,上記耐熱性コーティングはフッ素樹脂コーティングからなることができる。フッ素樹脂コーティングは,耐熱性,耐化学性,非粘着性,低温安全性が優れ,ポリテトラフルオロエチレン(Polytetrafluoroethylene: PTFE),エチレン/テトラフルオロエチレン(Ethylene/Tetrafluoroethylene: ETFE),パーフルオロアルコキシ(Perfluoroalkoxy: PFA),フルオロ化エチレンプロピレン共重合体(Fluorinated Ethylene Propylene Copolymer: FEP)等を用いることができる。フッ素樹脂は最高290℃まで連続使用が可能で,耐熱性の基準である高温連続使用温度がPTFE及びPFAの場合260℃で,FEPの場合200℃で,ETFEの場合160℃である。液状または粉末形態のフッ素樹脂を任意の種類の金属の表面に適量塗布した後,所定温度で加熱塑性すれば,非活性の堅いコーティング層が形成される。
以上,添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが,本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された範疇内において,各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明は,リチウム二次電池に適用可能であり,特に,缶の底面に保護回路素子の接続リードを熔接する工程中,電極組立体の下部テープが損傷したり,または,裂けたりすることを防止して,落下などの物理的衝撃や充放電時の短絡を防止し,安全性を向上させたリチウム二次電池に適用可能である。
従来の二次電池の概略的な分解斜視図である。 従来の電極組立体の斜視図である。 本発明の一実施の形態による耐熱性部材を備えたリチウム二次電池用缶の第1の例を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態による耐熱性部材を備えたリチウム二次電池用缶の第2の例を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態による耐熱性部材を備えたリチウム二次電池用缶の第3の例を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態による耐熱性部材を備えた電極組立体を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態によるリチウム二次電池用缶の下部に耐熱塗料をコーティングする方法を示す断面図である。
符号の説明
10 缶
12,112 電極組立体
30,32,33,35 耐熱性部材
40 ノズル
113 第1電極
114 セパレータ
115 第2電極
116 第1電極タブ
117 第2電極タブ

Claims (18)

  1. セパレータを介在させた第1電極及び第2電極が巻き取られた電極組立体と;
    前記電極組立体を収容する缶と;
    を含み,
    前記缶の内側の底部及び/又は前記電極組立体に耐熱性部材を備えることを特徴とする,リチウム二次電池。
  2. 前記耐熱性部材の厚さは,10〜100μmであることを特徴とする,請求項1記載のリチウム二次電池。
  3. 前記耐熱性部材の厚さは,20〜50μmであることを特徴とする,請求項2記載のリチウム二次電池。
  4. 前記耐熱性部材は,缶の内側の底部に備えられることを特徴とする,請求項1記載のリチウム二次電池。
  5. 前記耐熱性部材は,前記缶の内側の底部の一部に備えられることを特徴とする,請求項4に記載のリチウム二次電池。
  6. 前記耐熱性部材は,前記電極組立体の下部に備えられることを特徴とする,請求項1に記載のリチウム二次電池。
  7. 前記耐熱性部材は,前記缶の内側の底部と前記電極組立体の下部に備えられることを特徴とする,請求項1に記載のリチウム二次電池。
  8. 前記耐熱性部材は,耐熱性フィルムであることを特徴とする,請求項1に記載のリチウム二次電池。
  9. 前記耐熱性フィルムは,連続使用温度が150〜300℃であることを特徴とする,請求項8に記載のリチウム二次電池。
  10. 前記耐熱性フィルムは,ポリイミド,ポリエーテルイミド,ポリエチレンテレフタレート,ポリエチレンナフタレート,ポリエーテルエーテルケトン,ポリフェニレンスルフィド及びポリエーテルスルホンからなる群から選択される1つ以上のフィルムであることを特徴とする,請求項8に記載のリチウム二次電池。
  11. 前記耐熱性フィルムは,接着剤層を含むことを特徴とする,請求項8に記載のリチウム二次電池。
  12. 前記接着剤は,耐熱性接着剤であることを特徴とする,請求項11に記載のリチウム二次電池。
  13. 前記接着剤は,ポリイミド系接着剤,シリコン系接着剤,シリコン/ポリイミド系接着剤及びエポキシ系接着剤からなる群から選択される1つ以上であることを特徴とする,請求項12に記載のリチウム二次電池。
  14. 前記耐熱性部材は,耐熱性コーティングからなることを特徴とする,請求項1に記載のリチウム二次電池。
  15. 前記耐熱性コーティングは,耐熱塗料をスプレー塗布することにより形成されることを特徴とする,請求項14に記載のリチウム二次電池。
  16. 前記耐熱塗料は,シリコン樹脂,変性シリコン樹脂,ウレタン樹脂,シリコンアルキド樹脂及びシリコンアクリル樹脂からなる群から選択される少なくとも1つの樹脂であることを特徴とする,請求項15に記載のリチウム二次電池。
  17. 前記耐熱性コーティングは,フッ素樹脂コーティングであることを特徴とする,請求項14に記載のリチウム二次電池。
  18. 前記フッ素樹脂は,ポリテトラフルオロエチレン,エチレン/テトラフルオロエチレン,パーフルオロアルコキシ及びフルオロ化エチレンプロピレン共重合体からなる群から選択される少なくとも1つの樹脂であることを特徴とする,請求項17に記載のリチウム二次電池。

JP2005270708A 2004-09-22 2005-09-16 リチウム二次電池 Pending JP2006093130A (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040076145A KR100696809B1 (ko) 2004-09-22 2004-09-22 리튬 이차 전지

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006093130A true JP2006093130A (ja) 2006-04-06

Family

ID=36233859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005270708A Pending JP2006093130A (ja) 2004-09-22 2005-09-16 リチウム二次電池

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20060093898A1 (ja)
JP (1) JP2006093130A (ja)
KR (1) KR100696809B1 (ja)
CN (1) CN100442591C (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006269420A (ja) * 2005-03-24 2006-10-05 Samsung Sdi Co Ltd リチウム二次電池
KR100824874B1 (ko) * 2006-08-24 2008-04-23 삼성에스디아이 주식회사 보호재 부착 캔형 이차전지
WO2016111542A1 (ko) * 2015-01-06 2016-07-14 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지
JP2018142448A (ja) * 2017-02-27 2018-09-13 パナソニックIpマネジメント株式会社 捲回型電池

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4586820B2 (ja) * 2007-05-07 2010-11-24 ソニー株式会社 巻回型非水電解質二次電池
US8557437B2 (en) * 2009-03-25 2013-10-15 Tdk Corporation Electrode comprising protective layer for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery
KR101040826B1 (ko) * 2009-09-28 2011-06-14 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
KR101093861B1 (ko) * 2009-12-16 2011-12-13 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR101036089B1 (ko) * 2010-01-27 2011-05-19 에스비리모티브 주식회사 절연 백을 갖는 이차전지
FR2955974B1 (fr) * 2010-02-02 2012-04-20 Commissariat Energie Atomique Accumulateur electrochimique avec emballage comprenant au moins une feuille en polyarylethercetone (paek), feuille et procedes de realisation associes
EP3276700B1 (de) * 2016-07-26 2023-03-01 VARTA Microbattery GmbH Elektrochemische zelle
KR102657741B1 (ko) * 2023-09-19 2024-04-16 주식회사 피씨에스 난연성 코팅을 구비한 이차전지 금속캔의 제조 방법

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3100154A (en) * 1959-04-01 1963-08-06 Oshima Takeichi Coating composition
JP3632968B2 (ja) * 1996-04-01 2005-03-30 日本電池株式会社 非水電解質二次電池
JP3743781B2 (ja) * 1997-03-27 2006-02-08 日本電池株式会社 非水電解質二次電池
JP4712152B2 (ja) * 2000-04-18 2011-06-29 パナソニック株式会社 角形電池及びその製造方法
TW595035B (en) * 2000-08-30 2004-06-21 Sumitomo Chemical Co Separator for non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP3845273B2 (ja) * 2000-10-13 2006-11-15 昭和電工パッケージング株式会社 電子部品ケース用包材
EP2141755B1 (en) * 2001-01-18 2013-06-19 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Battery and lead-insulating film
WO2002101869A1 (fr) * 2001-06-07 2002-12-19 Mitsubishi Chemical Corporation Cellule secondaire au lithium
JP3733917B2 (ja) * 2002-02-28 2006-01-11 三菱マテリアル株式会社 ポリマー二次電池の端子接続構造及びその端子接続方法
JP2004022394A (ja) * 2002-06-18 2004-01-22 Sanyo Gs Soft Energy Co Ltd 電池
KR20040005242A (ko) * 2002-07-09 2004-01-16 삼성에스디아이 주식회사 단락방지수단이 형성된 젤리-롤형의 전지부와 이를 채용한리튬이차전지
JP3695435B2 (ja) * 2002-09-03 2005-09-14 日産自動車株式会社 ラミネート外装扁平型電池
KR100530158B1 (ko) * 2003-10-15 2005-11-21 삼성에스디아이 주식회사 분리하부테잎이 부착된 이차전지의 전극조립체
CN2770107Y (zh) * 2004-09-01 2006-04-05 哈尔滨光宇电源股份有限公司 锂离子二次电池

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006269420A (ja) * 2005-03-24 2006-10-05 Samsung Sdi Co Ltd リチウム二次電池
JP4509950B2 (ja) * 2005-03-24 2010-07-21 三星エスディアイ株式会社 リチウム二次電池
KR100824874B1 (ko) * 2006-08-24 2008-04-23 삼성에스디아이 주식회사 보호재 부착 캔형 이차전지
WO2016111542A1 (ko) * 2015-01-06 2016-07-14 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지
JP2018142448A (ja) * 2017-02-27 2018-09-13 パナソニックIpマネジメント株式会社 捲回型電池
JP7022909B2 (ja) 2017-02-27 2022-02-21 パナソニックIpマネジメント株式会社 捲回型電池

Also Published As

Publication number Publication date
CN100442591C (zh) 2008-12-10
KR100696809B1 (ko) 2007-03-19
KR20060027274A (ko) 2006-03-27
CN1753236A (zh) 2006-03-29
US20060093898A1 (en) 2006-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2006093130A (ja) リチウム二次電池
JP6665389B2 (ja) フレキシブル電池
US9048489B2 (en) Electrode assembly and lithium secondary battery using the same
TW396651B (en) Non-aqueous thin battery
CN100483799C (zh) 二次电池
US9634304B2 (en) Battery pack
US20130209878A1 (en) Nonaqueous secondary cell and method of manufacturing the same
KR101567600B1 (ko) 전지팩 및 그의 제조 방법
JP2010192462A (ja) リチウム二次電池
JP7062181B2 (ja) パウチ型二次電池
KR20060103188A (ko) 비수전해질 전지 및 그 제조방법
KR20080073241A (ko) 리드용 실란트 필름 및 비수 전해질 전지
JPWO2012153865A1 (ja) 非水系二次電池、実装体および非水系二次電池の製造方法
JPH0384852A (ja) 有機電解質電池
US20180190953A1 (en) Pouch type secondary battery and method of manufacturing the same
KR101793412B1 (ko) 이차전지용 양극탭의 제조방법
KR100561303B1 (ko) 파우치형 리튬 이차전지
JP6530423B2 (ja) 絶縁特性の強化した二次電池用パウチ及びその製造方法
JP4797385B2 (ja) 電池パック
KR102132844B1 (ko) 이차 전지
JP4639818B2 (ja) 電池パック
JP2011082155A (ja) 非水系電解質電池の製造方法、非水系電解質電池の製造に用いる巻芯
JP2011023333A (ja) 回路搭載二次電池及びその製造方法
US11817547B2 (en) Wound-type battery
KR100571252B1 (ko) 파우치형 리튬 이차전지

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080624

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080922

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090113

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090413

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090728

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091127

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20091127

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20100107

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20100226

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100419