JP2010282945A - 電極組立体及びその電極組立体を備えた二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】二次電池の厚さ膨脹を効果的に阻止して高容量化することのできる電極組立体及びそれを備えた二次電池を提供する。
【解決手段】本発明の電極組立体１０は、第１電極板２１、セパレータ２３及び第２電極板２５を積層して巻回して形成された電極群２０と、電極群２０の終端部の所定領域に付着されたシーリングテープ３０ａとを備え、シーリングテープ３０ａはＹ１（引張強度×シーリングテープ厚さ／弾性率）の値が６４ないし８９であり、Ｙ２（引張強度×シーリングテープのフィルム層厚さ／弾性率）の値が５１ないし７５であることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、電極組立体及びその電極組立体を備えた二次電池（Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ ａｎｄ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｂａｔｔｅｒｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓａｍｅ）に関し、特に高容量化することのできる電極組立体に関する。

電子機器の電源としては多様な電池が用いられている。特に、小型電子機器の電源は、小型で大容量化が可能であって、単位面積当たりのエネルギー密度が高く、充放電が可能なリチウム二次電池が多く用いられている。

リチウム二次電池は、正極集電体及び陰極集電体のそれぞれに活性化物質を塗布した正極板及び陰極板を有し、二つの極板の間にセパレータを積層して巻回した電極組立体をセルケース内に収納して電解液を注入した後、セルケースを密閉することによって形成されている。

このようなリチウム二次電池は、セルケースの外観により、円筒状、角形またはパウチ型などに分類される。

一般に、電極組立体をセルケース内に収納するためには、電極組立体を巻回した後、電極組立体の外周面をテープで覆って電極組立体が外れないように固定する必要がある。

すなわち、正極板、セパレータ、陰極板を順に積層して巻回した電極組立体の外周面において、電極組立体の巻回しの終端部を覆うような状態でテープを付着する。一般的に当業界ではこのようなテープをシーリングテープと称している。

しかし、このようなシーリングテープは二次電池の全体の厚さを増加させる要素として作用し、これが二次電池の高容量化の傾向を妨げるものとなっている。

すなわち、二次電池の高容量化のためには、同一体積の缶内部に挿入される正極活物質及び陰極活物質の量を増やすことが必要であるが、この際に所定の寿命性能を確保するためには増加する正極活物質及び陰極活物質の量によって電解液の量も増えることになる。

したがって、電解液の量を増やすためには、缶の内部体積に余裕が必要であるが、シーリングテープは所定の厚さを有するため、シーリングテープの厚さの分だけ缶内部の体積に余裕がなくなってしまう。

大韓民国出願公開第２００７−００２５６８２号明細書

したがって、本発明は、シーリングテープの厚さを薄くして高容量化した二次電池を提供することを目的としている。

上記のような目的を達成するために、本発明は、第１電極板、セパレータ及び第２電極板を積層して巻回して形成された電極群と、前記電極群を巻回した終端部の所定領域に付着させたシーリングテープとを備え、前記シーリングテープは下記数式１のＹ１値が６４ないし８９であることを特徴とする電極組立体及びそれを備えた二次電池を提供する。

［数１］
Ｙ１＝引張強度×シーリングテープ厚さ／弾性率

また、本発明は、第１電極板、セパレータ及び第２電極板を積層して巻回して形成された電極群と、前記電極群を巻回した終端部の所定領域に付着させたシーリングテープとを備え、前記シーリングテープはフィルム層及び粘着層を含んでおり、下記数式２のＹ２値が５１ないし７５であることを特徴とする電極組立体及びそれを備えた二次電池を提供する。

［数２］
Ｙ２＝引張強度×シーリングテープのフィルム層厚さ／弾性率

また、本発明は、前記シーリングテープの厚さが１５μｍないし１９μｍであることを特徴とする電極組立体及びそれを備えた二次電池を提供する。さらに、本発明は、前記シーリングテープの幅Ｗが１０ｍｍ以上であり、前記シーリングテープの長さＬが電極組立体の総高Ｈの２５％以上であることを特徴とする電極組立体を提供する。

また、本発明は、前記シーリングテープが前記電極群の上部及び下部にそれぞれ付着され、前記それぞれのシーリングテープの幅Ｗが１０ｍｍ以上であり、前記それぞれのシーリングテープの長さＬの合計が電極組立体の総高Ｈの２５％以上であることを特徴とする電極組立体を提供する。

また、本発明は、前記シーリングテープが前記電極群の上部及び下部にそれぞれ付着され、前記それぞれのシーリングテープの長さＬの合計が電極組立体の総高Ｈの２５％以上であり、前記それぞれのシーリングテープの幅Ｗが電極群の外側全体を覆う形態で付着されていることを特徴とする電極組立体を提供する。

また、本発明は、前記シーリングテープが前記電極群の終端部のすべてにおいて、前記電極群の巻回し方向に沿って前記電極群の外側全体を覆う形態で付着されていることを特徴とする電極組立体を提供する。

上述したように、本発明に係る電極組立体及び二次電池によれば、シーリングテープの厚さを薄くして高容量化された二次電池を提供することができる。また、二次電池の厚さ膨脹を効果的に阻止できるシーリングテープを提供することによって、高容量化された二次電池を提供することができる。

本発明に係るシーリングテープの構成を示す断面図である。 本発明の第１実施例に係るシーリングテープの形状を示す斜視図である。 本発明の第２実施例に係るシーリングテープの形状を示す斜視図である。 本発明の第３実施例に係るシーリングテープの形状を示す斜視図である。 本発明の第４実施例に係るシーリングテープの形状を示す斜視図である。 本発明の第５実施例に係るシーリングテープの形状を示す斜視図である。 本発明に係る電極組立体を備えた二次電池の構成を示す分離斜視図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。しかしながら、本発明は、ここで説明する実施形態に限定されるわけではなく、他の形態で具体化することもできる。したがって、ここに開示する実施形態は発明の開示を完全なものとすると共に、当業者に本発明の思想を十分に伝えるために提供されるものである。

なお、説明の都合上、図面において、層及び領域の厚みは誇張されており、図示する形態が実際とは異なる場合がある。また、ある層が、他の層または基板の「上」にあると記載した場合、これは他の層または基板の「直上に」直接形成される場合に限らず、それらの間に第３の層が介在する場合も含んでいる。明細書の全体において同一の参照番号は、同一の構成要素を示している。

まず、図１は、本発明に係るシーリングテープ３０の構成を示す断面図である。図１に示すように、本発明に係るシーリングテープ３０は高分子樹脂からなるフィルム層３２と、粘着層３１とを含んで形成されている。

前記高分子フィルム層３２は、例えばポリエチレンやポリスタイレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)などのような高分子樹脂からなる。

また、高分子フィルム層３２の下部面には、高分子フィルム層３２を電池部の最外郭面に付着させるための粘着層３１を備えている。粘着層３１としては、例えば天然ゴム、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリエステルなどが用いられる。ただし、高分子フィルム層３２及び粘着層３１の材質をこれらに限定するものではない。

この場合、本発明に係るシーリングテープ３０の厚さは１９μｍ以下であることが好ましい。シーリングテープ３０の厚さを１９μｍ以下にすることにより、従来に比べて電解液をさらに注入できるように、缶内部の体積に余裕をもたせることができる。

また、シーリングテープ３０の厚さは１５μｍ以上であることが好ましい。ここで、本発明においてシーリングテープ３０の厚さを１５μｍ以上に限定する理由は、現在のシーリングテープの製造技術では１５μｍ未満のシーリングテープを製造することが困難なためであり、シーリングテープ３０の厚さを１５μｍ未満にすることができれば缶内部の体積にさらに余裕をもたせることができる。

しかし、シーリングテープ３０の厚さが１５μｍ未満の場合には、その厚さが薄すぎて、電極組立体の巻回しの終端部に付着させると、シーリングテープの切れなどによって効果的に電極組立体を固定することができないものと予想される。

下記の表１は、シーリングテープの厚さ減少によって電解液をさらに追加できる量を示したものである。

ただし、下記の表１のシーリングテープの体積は、後述する図６に示すようにシーリングテープで電極組立体の全体を覆った場合を基準としている。

また、下記の表１のシーリングテープの厚さが２２μｍの場合のデータは、１９μｍ、１５μｍの場合のシーリングテープの体積減少量及び電解液の追加可能量を算出するための基準として使用するために示したものである。

表１に示すように、シーリングテープの厚さが１９μｍ、１５μｍの場合には、２２μｍの場合に比べてそれぞれシーリングテープの体積が０．００９ｃｃ、０．０２１ｃｃ分だけ減少した。このとき、電解液の密度が約１．２２７ｇ／ｃｃの場合は、シーリングテープの厚さの減少によって、それぞれ０．０１ｇ、０．０３ｇの電解液を追加することが可能になる。

一方、上記のような電解液の追加によって二次電池の高容量化が可能になるが、高容量化による二次電池の厚さ膨脹が問題になることもある。

すなわち、二次電池を高容量化するためには、電解液の量を増やさなければならない。また、所定の寿命性能を確保するためには、同一体積の缶内部に挿入される正極活物質及び陰極活物質の量も同時に増やさなければならない。その一方で、陰極活物質に含まれている無機質粒子が充電によってリチウムを吸蔵し、体積が膨脹してしまう。

このような体積膨脹は、高容量化のために電解液の量、陰極活物質及び正極活物質の量が増えるほど激しくなり、結局は充電後に二次電池の厚さが膨脹してしまうという問題点を発生させていた。

したがって、充電後の二次電池の厚さが膨脹することを防止する必要があり、これによって本発明に係るシーリングテープは下記数式１のＹ１の値が６４ないし８９であることが好ましい。

[数１]
Ｙ１＝引張強度×シーリングテープ厚さ／弾性率

また、本発明に係るシーリングテープは、下記数式２のＹ２の値が５１ないし７５であることが好ましい。

[数２]
Ｙ２＝引張強度×シーリングテープのフィルム層厚さ／弾性率

Ｙ１及びＹ２の値がそれぞれ前記の範囲を外れると、充電後の厚さの減少効果があまりなくなり好ましくない。特に、後述するように、Ｙ１の値が６４未満の場合及びＹ２の値が５１未満の場合には、従来に比べて充電後の厚さを減少させる効果が得られないこともある。

次に、図２ないし図６は、本発明の各実施例に係る多様な形状のシーリングテープを示す斜視図である。

図２は、本発明の第１実施例に係るシーリングテープの形状を示す斜視図である。
図２に示すように、電極組立体１０は、第１電極板２１、セパレータ２３、第２電極板２５が順に積層され、巻回してなる電極群２０を含んでいる。

第１電極板２１及び第２電極板２５は、互いに異なる極性を有するように、正極集電体に正極活物質を塗布して形成するか、または陰極集電体に陰極活物質を塗布して形成する。

第１電極板２１及び第２電極板２５のそれぞれは、正極活物質または陰極活物質が塗布されない無地部を含み、この無地部のそれぞれには第１電極タップ２７及び第２電極タップ２９が通電できるように付着されている。電極板が正極板として形成される場合には、活物質としてリチウム遷移金属酸化物が使用され、集電体としてはアルミニウム材質の板が使用される。電極板が陰極板として形成される場合には、活物質として炭素及び炭素複合体が使用され、集電体としては銅材質の板が使用される。

セパレータ２３は、第１電極板２１及び第２電極板２５が短絡することを防止し、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフイン系樹脂の多孔膜が使用される。

ただし、本発明は、活物質、集電体及びセパレータの材質を限定するものではなく、これに関しては当業界では自明であり、これ以上の詳しい説明を省略する。

本実施例では、電極群２０の巻回しが終わる終端部では、セパレータ２３の終端部が第１電極板２１及び第２電極板２５の終端部よりも外側に突出して外部に露出している。また、第１電極板２１が電極群２０の外側に位置するように示したが、第２電極板２５が外側に位置することも可能である。

すなわち、セパレータ２３の終端部が外部に露出している場合は、電極群２０の終端部はセパレータ２３の終端部となる。また、その一方で、図示していないが、第１電極板２１の終端部がセパレータ２３及び第２電極板２５の終端部よりも外側に突出して外部に露出している場合は、電極群２０の終端部は第１電極板２１の終端部となる。

また、電極組立体１０は、電極群２０の巻回しが終わる終端部に付着され、第１電極板２１、セパレータ２３及び第２電極板２５の巻回し状態を固定するためのシーリングテープ３０ａを含んでいる。このとき、シーリングテープ３０ａの大きさは、少なくとも次の条件を満たすものとする。

すなわち、シーリングテープ３０ａの幅Ｗは１０ｍｍ以上でなければならないものとし、シーリングテープ３０ａの長さＬは少なくとも電極組立体の総高Ｈの２５％以上でなければならないものとする。

この条件を満たすことにより、本発明に係るシーリングテープ３０ａは、厚さが１５μｍないし１９μｍの場合に、電極組立体が外れないように固定することができる。

すなわち、本発明に係る電極組立体の場合、巻回された形状であるため、自らの復元力によって電極組立体が外れようとする特性を有し、これを防止するために、シーリングテープの厚さが１５μｍないし１９μｍの場合、シーリングテープ３０ａの幅Ｗは１０ｍｍ以上でなければならないし、シーリングテープ３０ａの長さＬは少なくとも電極組立体の総高Ｈの２５％以上でなければならない。

このとき、シーリングテープ３０ａの幅Ｗが１０ｍｍ以上であるということは、第１電極板２１の巻回しが終わる終端部を基準として幅方向の両側にそれぞれ５ｍｍ以上になることを意味する。また、本発明においてシーリングテープ３０ａの幅Ｗ及び長さＬの下限値だけを規定している理由は、本発明の目的上、シーリングテープが占める面積をできるだけ小さくすることが好ましいからである。

すなわち、上述のようなシーリングテープの幅Ｗ及び長さＬの下限値を満たせば、効果的に電極組立体が外れないように固定することができ、したがって、シーリングテープの幅Ｗ及び長さＬの下限値は、電極組立体を効果的に固定するとともに、シーリングテープが占める面積を最小化する値となる。

次に、図３は、本発明の第２実施例に係るシーリングテープの形状を示す斜視図である。 本発明の第２実施例に係るシーリングテープの形状は、以下に記載した内容を除き、第１実施例に係るシーリングテープの形状と等しい。図３に示すように、本発明の第２実施例に係るシーリングテープ３０ｂは、第１実施例のシーリングテープとは異なり、電極群２０の終端部の上部及び下部にそれぞれ付着されている。

すなわち、第１実施例の場合は、１つのシーリングテープを電極群の終端部に付着させていたが、第２実施例の場合は２つのシーリングテープを電極群の終端部に付着させている。

このとき、それぞれのシーリングテープ３０ｂの大きさは少なくとも次の条件を満たすものとする。

すなわち、それぞれのシーリングテープ３０ｂの幅Ｗは１０ｍｍ以上でなければならないものとし、それぞれのシーリングテープ３０ｂの長さの合計（Ｌ１＋Ｌ２）は少なくとも電極組立体の総高Ｈの２５％以上でなければならないものとする。

この条件を満たすことにより、本発明に係るシーリングテープ３０ｂは、厚さが１５μｍないし１９μｍの場合に、電極組立体が外れないように固定することができる。

また、その一方で図示していないが、ｎ個（ただし、ｎは自然数）のシーリングテープを電極群の終端部に付着させることができ、この場合には、それぞれのシーリングテープの幅Ｗは１０ｍｍ以上でなければならないものとし、それぞれのシーリングテープの長さの合計（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋・・・Ｌｎ）は少なくとも電極組立体の総高Ｈの２５％以上でなければならないものとする。

次に、図４は、本発明の第３実施例に係るシーリングテープの形状を示す斜視図である。 本発明の第３実施例に係るシーリングテープの形状は、以下に記載した内容を除いて第１実施例に係るシーリングテープの形状と等しい。

図４に示すように、本発明の第３実施例に係るシーリングテープ３０ｃは、上述した第１実施例のシーリングテープとは異なり、電極群２０の終端部の全体領域に付着されている。

すなわち、シーリングテープ３０ｃの幅Ｗが１０ｍｍ以上であり、シーリングテープ３０ｃの長さＬは電極組立体の総高Ｈに等しい。第３実施例に係るシーリングテープは、第１実施例のシーリングテープに比べて、シーリングテープの占める面積が増えており、電極組立体をより効果的に固定することができる。

次に、図５は、本発明の第４実施例に係るシーリングテープの形状を示す斜視図である。 本発明の第４実施例に係るシーリングテープの形状は、以下に記載した内容を除いて第２実施例に係るシーリングテープの形状と等しい。

図５に示すように、本発明の第４実施例に係るシーリングテープ３０ｄは、上述した第２実施例のシーリングテープとは異なり、電極群２０の終端部の一部領域において、電極群２０の巻回し方向に沿って電極群２０の外側全体を覆う形態で付着されている。

すなわち、それぞれのシーリングテープ３０ｄの長さの合計（Ｌ１＋Ｌ２）が少なくとも電極組立体の総高Ｈの２５％以上であって、それぞれのシーリングテープ３０ａの幅Ｗは電極群２０の外側全体を覆う形態で付着されている。

第４実施例に係るシーリングテープは、第２実施例のシーリングテープに比べてシーリングテープの占める面積が増えており、電極組立体をより効果的に固定することができる。

次に、図６は、本発明の第５実施例に係るシーリングテープの形状を示す斜視図である。 本発明の第５実施例に係るシーリングテープの形状は、以下に記載した内容を除いて第１実施例に係るシーリングテープの形状と等しい。

図６に示すように、本発明の第５実施例に係るシーリングテープ３０ｅは、上述した第１実施例のシーリングテープとは異なり、電極群２０の終端部のすべてにおいて、電極群２０の巻回し方向に沿って電極群２０の外側全体を覆う形態で付着されている。

第５実施例に係るシーリングテープは、第１実施例のシーリングテープに比べてシーリングテープの占める面積が増えており、電極組立体をより効果的に固定することができ、また、電極組立体の体積膨脹を最も効果的に防止することができる。

すなわち、第５実施例に係るシーリングテープは、他の実施例に比べて占める面積が最も大きいため、追加できる電解液の量は一番少ないが、電極組立体を全体的に覆っているので、電極組立体の体積膨脹をより効果的に防止することができる。

図７は、本発明の実施例に係る電極組立体を備えた二次電池の一例を示す分解斜視図である。図７に示すように、二次電池は、電極組立体１０と、電極組立体１０を収納する外装材５０と、外装材５０を密封するキャップ組立体７０とを含んでいる。

このとき、電極組立体１０は、図２ないし図６を参照して説明したような構成を有しており、外装材５０に収納されている。外装材５０は、電極組立体１０を内部に収納し、一端に開口部５１が形成されている。

キャップ組立体７０は、缶である外装材５０の内部に電極組立体１０を収納した状態で開口部５１に位置し、外装材５０を密封することができる。

このとき、二次電池は、外装材５０に注入する電解液をさらに含んでいる。

電解液は非水性有機溶媒を含んでおり、非水性有機溶媒としては、カボネート、エステル、エーテルまたはケトンが使用される。カボネートとしては、ジメチルカボネート(ＤＭＣ)、ジエチルカボネート(ＤＥＣ)、ジプロピルカボネート(ＤＰＣ)、メチルプロピルカボネート(ＭＰＣ)、エチルプロピルカボネート(ＥＰＣ)、メチルエチルカボネート(ＭＥＣ)、エチレンカボネート(ＥＣ)、プロピレンカボネート(ＰＣ)、ブチレンカボネート(ＢＣ)などが使用され、エステルとしては、ブチロラクトン(ＢＬ)、デカノライド(ｄｅｃａｎｏｌｉｄｅ)、バレロラクトン(ｖａｌｅｒｏｌａｃｔｏｎｅ)、メバロノラクトン(ｍｅｖａｌｏｎｏｌａｃｔｏｎｅ)、カプロラクトン(ｃａｐｒｏｌａｃｔｏｎｅ)、ｎ−メチルアセテート、ｎ−エチルアセテート、ｎ−プロピルアセテートなどが使用され、エーテルとしては、ジブチルエーテルなどが使用され、ケトンとしてはポリメチルビニールケトンが使用される。しかし、本発明は非水性有機溶媒の種類を限定するものではない。

また、本発明に係る電解液は、リチウム塩を含んでおり、リチウム塩は電池内においてリチウムイオンの供給源として作用して基本的にリチウム電池が作動することを可能にしている。その例としては、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＳｂＦ_６、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＮ(ＣＦ_３ＳＯ_２)_２、ＬｉＮ(Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２)_２、ＬｉＡｌＯ_４、ＬｉＡｌＣｌ_４、ＬｉＮ(Ｃ_ｘＦ_２ｘ＋１ＳＯ_２)(Ｃ_ｙＦ_２ｘ＋１ＳＯ_２)(ここで、ｘ及びｙは自然数)及びＬｉＳＯ_３ＣＦ_３からなる群から選択される１つ以上またはそれらの混合物を含んでいる。

このようにして本発明に係る二次電池が製造される。しかしながら、本発明は二次電池の種類を限定するものではない。

このように製造された二次電池は、図７に示すように厚さｔを有する。以下に本発明の好適な実施例及び比較例を記載する。しかしながら、下記の実施例は、本発明の好適な一実施例であり、本発明が下記の実施例に限定されるものではない。

正極活物質としてＬｉＣｏＯ_２、バインダーとしてポリビニルリデンフルオライド(ＰＶＤＦ)及び導電剤としてカーボンを９２：４：４の重量比で混合した後、Ｎ−メチル−２−ピロル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２０μｍのアルミニウムホイルにコーティングした後、乾燥、圧延して正極を製造した。陰極活物質として黒煙系活物質、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、水に分散させて陰極活物質スラリーを製造した。このスラリーを厚さ１５μｍの銅ホイルにコーティングした後、乾燥、圧延して陰極を製造した。

製造した電極の間に厚さ２０μｍのポリエチレン(ＰＥ)材質のフィルムセパレータを入れて巻回し及び圧縮して電極組立体を形成し、これを角缶に挿入し、角缶に電解液を注入してリチウム二次電池を製造した。このとき、電解液は、後述の比較例１に比べて０．０３ｇも多く含まれている。

また、電極組立体には、巻回しが終わる終端部に巻回した状態を固定するために１５μｍのシーリングテープを付着させた。また、シーリングテープの付着は、図６に示すように、電極組立体の巻回しが終わる終端部全体において、電極組立体の外側全体を覆う形態で付着させた。

このとき、シーリングテープはフィルム層と粘着層からなり、フィルム層は１２μｍの厚さのポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)を用い、粘着層は３μｍの厚さのアクリル系粘着剤を用いた。

フィルム層として１６μｍの厚さのポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)を用いたことを除き、実施例１と同様な方法で実施した。このとき、電解液は、後述の比較例１に比べて０．０１ｇ多く含まれている。

［比較例１］
フィルム層として１９μｍの厚さのポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)を用いたことを除き、実施例１と同様な方法で実施した。

［比較例２］
フィルム層として２５μｍの厚さのポリプロピレン(ＰＰ)を用い、粘着層として５μｍの厚さのアクリル系粘着剤を用いたことを除き、実施例１と同様な方法で実施した。

実施例１及び２、比較例１及び２のリチウム二次電池のシーリングテープの引張強度及び弾性率を測定し、この値に基づいてＹ１及びＹ２の値を測定した。（ただし、Ｙ１＝引張強度×シーリングテープ厚さ／弾性率、Ｙ２＝引張強度×シーリングテープのフィルム層厚さ／弾性率）

また、実施例１及び２、比較例１及び２のリチウム二次電池の出荷充電(満充電量の１／２充電)及び満充電時の厚さを測定した。この測定結果を下記の表２に示す。

表２に示すように、Ｙ１値が８９を超過し、またＹ２の値が７５を超過する比較例１及び比較例２の場合には、出荷充電及び満充電時の二次電池の厚さが実施例２に比べて非常に厚くなっていることが分かる。

また、Ｙ１の値が６４で、Ｙ２の値が５１である実施例１の場合、実施例２の場合よりは出荷充電及び満充電の厚さが厚くなっているが、比較例１及び比較例２の場合よりは厚さが薄くなっていることが分かる。

また、現在のシーリングテープの製造技術上、１５μｍ未満のシーリングテープを製造することは困難であるため、シーリングテープの厚さが１５μｍ未満の場合のＹ１値及びＹ２値を導出することはできないが、シーリングテープの厚さが１５μｍ未満の場合のＹ１値及びＹ２値は実施例１の場合よりも小さくなることが予想される。

しかし、実施例１及び比較例１のデータに基づいて判断した場合、Ｙ１値及びＹ２値が小さすぎると、むしろ出荷充電及び満充電時の厚さが増加する傾向があることも予想され、結局、Ｙ１値が６４未満の場合及びＹ２値が５１未満の場合は比較例１に比べて厚さを減少させる効果が悪くなり、またむしろ比較例１に比べて出荷充電及び満充電時の厚さが増加することも予想される。

したがって、本発明に係るシーリングテープは、下記数式１のＹ１値が６４ないし８９であることが好ましく、また、下記数式２のＹ２値が５１ないし７５であることが好ましい。

[数１]
Ｙ１＝引張強度×シーリングテープ厚さ／弾性率

[数２]
Ｙ２＝引張強度×シーリングテープのフィルム層厚さ／弾性率

すなわち、Ｙ１及びＹ２の値がそれぞれ上述した範囲から外れる場合、充電後の厚さの増加を防止する効果がなくなるので好ましくはない。また、Ｙ１の値が６４未満の場合及びＹ２の値が５１未満の場合には従来に比べて充電後の厚さを減少させる効果を期待することができないので、Ｙ１及びＹ２の値はそれぞれ上述した範囲内とすることが好ましい。

上述したように、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は、添付した特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲で、本発明を多様に修正及び変更することができる。

１０ 電極組立体
２０ 電極群
２１ 第１電極板
２３、２３’ セパレータ
２５ 第２電極板
２７ 第１電極タップ
２９ 第２電極タップ
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ シーリングテープ
５０ 外装材
５１ 外装材の開口部
７０ キャップ組立体

Claims (20)

1. 第１電極板、セパレータ及び第２電極板を積層して巻回して形成された電極群と、
   前記電極群を巻回した終端部の所定領域に付着させたシーリングテープとを備え、
   前記シーリングテープは、下記数式１のＹ１値が６４ないし８９であることを特徴とする電極組立体。
   ［数１］
   Ｙ１＝引張強度×シーリングテープ厚さ／弾性率
2. 前記シーリングテープの厚さは、１５μｍないし１９μｍであることを特徴とする請求項１に記載の電極組立体。
3. 前記シーリングテープの幅Ｗは１０ｍｍ以上であり、前記シーリングテープの長さＬは電極組立体の総高Ｈの２５％以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電極組立体。
4. 前記シーリングテープは前記電極群の上部及び下部にそれぞれ付着され、前記それぞれのシーリングテープの幅Ｗは１０ｍｍ以上であり、前記それぞれのシーリングテープの長さＬの合計は電極組立体の総高Ｈの２５％以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電極組立体。
5. 前記シーリングテープの幅Ｗは１０ｍｍ以上であり、前記シーリングテープの長さＬは電極組立体の総高Ｈに等しいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電極組立体。
6. 前記シーリングテープは前記電極群の上部及び下部にそれぞれ付着され、前記それぞれのシーリングテープの長さＬの合計は電極組立体の総高Ｈの２５％以上であり、前記それぞれのシーリングテープの幅Ｗは電極群の外側全体を覆う形態で付着されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電極組立体。
7. 前記シーリングテープは、前記電極群の終端部のすべてにおいて、前記電極群の巻回し方向に沿って前記電極群の外側全体を覆う形態で付着されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電極組立体。
8. 第１電極板、セパレータ及び第２電極板を積層して巻回して形成された電極群と、
   前記電極群を巻回した終端部の所定領域に付着させたシーリングテープとを備え、
   前記シーリングテープは、フィルム層及び粘着層を含んでおり、下記数式２のＹ２値が５１ないし７５であることを特徴とする電極組立体。
   ［数２］
   Ｙ２＝引張強度×シーリングテープのフィルム層厚さ／弾性率
9. 前記シーリングテープの厚さは、１５μｍないし１９μｍであることを特徴とする請求項８に記載の電極組立体。
10. 前記シーリングテープの幅Ｗは１０ｍｍ以上であり、前記シーリングテープの長さＬは電極組立体の総高Ｈの２５％以上であることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の電極組立体。
11. 前記シーリングテープは前記電極群の上部及び下部にそれぞれ付着され、前記それぞれのシーリングテープの幅Ｗは１０ｍｍ以上であり、前記それぞれのシーリングテープの長さＬの合計は電極組立体の総高Ｈの２５％以上であることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の電極組立体。
12. 前記シーリングテープの幅Ｗは１０ｍｍ以上であり、前記シーリングテープの長さＬは電極組立体の総高Ｈに等しいことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の電極組立体。
13. 前記シーリングテープは前記電極群の上部及び下部にそれぞれ付着され、前記それぞれのシーリングテープの長さＬの合計は電極組立体の総高Ｈの２５％以上であり、前記それぞれのシーリングテープの幅Ｗは電極群の外側全体を覆う形態で付着されていることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の電極組立体。
14. 前記シーリングテープは、前記電極群の終端部のすべてにおいて、前記電極群の巻回し方向に沿って前記電極群の外側全体を覆う形態で付着されていることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の電極組立体。
15. 電極組立体を含む二次電池において、
    前記電極組立体は、
    第１電極板、セパレータ及び第２電極板を積層して巻回して形成された電極群と、
    前記電極群を巻回した終端部の所定領域に付着させたシーリングテープとを備え、
    前記シーリングテープは、下記数式１のＹ１値が６４ないし８９であることを特徴とする二次電池。
    ［数１］
    Ｙ１＝引張強度×シーリングテープ厚さ／弾性率
16. 前記シーリングテープの厚さは、１５μｍないし１９μｍであることを特徴とする請求項１５に記載の二次電池。
17. 前記シーリングテープの幅Ｗは１０ｍｍ以上であり、前記シーリングテープの長さＬは電極組立体の総高Ｈの２５％以上であることを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の二次電池。
18. 電極組立体を含む二次電池において、
    前記電極組立体は、
    第１電極板、セパレータ及び第２電極板を積層して巻回して形成された電極群と、
    前記電極群を巻回した終端部の所定領域に付着させたシーリングテープとを備え、
    前記シーリングテープは、フィルム層及び粘着層を含み、下記数式２のＹ２値が５１ないし７５であることを特徴とする二次電池。
    ［数２］
    Ｙ２＝引張強度×シーリングテープのフィルム層厚さ／弾性率
19. 前記シーリングテープの厚さは、１５μｍないし１９μｍであることを特徴とする請求項１８に記載の二次電池。
20. 前記シーリングテープの幅Ｗは１０ｍｍ以上であり、前記シーリングテープの長さＬは電極組立体の総高Ｈの２５％以上であることを特徴とする請求項１８または請求項１９に記載の二次電池。

Images