JP2012529753A - シールテープ及びこれを用いた二次電池 - Google Patents

Abstract

本発明は、二次電池の内部における電極アッセンブリーの流動が防止可能なシールテープ及びこれを用いた二次電池を開示する。本発明による二次電池用シールテープは、電池ケースに収納される電極アッセンブリーの外面に付着されるシールテープであって、前記電極アッセンブリーの外面に接着されるように接着面が形成された第１接着層と、前記電池ケースの内面に接着されるように前記第１接着層の接着面とは反対面に接着面が形成された第２接着層とを含む。

Description

本出願は、２０１０年１０月４日出願の韓国特許出願第１０‐２０１０‐００９６４４４号及び２０１０年１１月１２日出願の韓国特許出願第１０‐２０１０‐０１１２７９９号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書および図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される
本発明は、二次電池及びそれに用いられるシールテープ（ｓｅａｌ ｔａｐｅ）に関するものであって、より詳しくは、電極アッセンブリーの外面に付着されて電極アッセンブリーの解けや流動が防止可能なシールテープ及びこれを用いた二次電池に関する。

一般に、二次電池とは、充電が不可能な一次電池とは異なり充放電が可能な電池を意味し、携帯電話、ノートＰＣ、カムコーダーなどの電子機器、または電気自動車などに広く用いられている。特に、リチウム二次電池は、作動電圧が３.６Ｖくらいであって、電子装備の電源として多く用いられるニッケル‐カドミウム電池またはニッケル‐水素電池よりも約３倍の容量を有し、単位重量あたりのエネルギー密度が高いことから、その活用度が急速に増加する成り行きである。

このようなリチウム二次電池は、主にリチウム系酸化物と炭素材をそれぞれカソード活物質とアノード活物質として用いる。リチウム二次電池は、このようなカソード活物質とアノード活物質がそれぞれ塗布されたカソード板とアノード板とがセパレータを挟んで配置された電極アッセンブリーと、電極アッセンブリーを電解液とともに密封収納する外装材とを備える。

一方、リチウム二次電池は電池ケースの形状に従って、電極アッセンブリーが金属缶に内蔵されている缶型二次電池と、電極アッセンブリーがアルミニウムラミネートシートのポーチに内蔵されているポーチ型二次電池とに分けられる。そして、缶型二次電池はさらに金属缶の形態に従って、円筒形電池と角型電池とに分けられる。

電極アッセンブリーは、カソード板とアノード板との間にセパレータを介して巻取りしたゼリーロールタイプと、所定サイズの複数のカソード板とアノード板との間にセパレータを介して順次積層させたスタックタイプとに分けられる。スタックタイプの電極アッセンブリーは主にポーチ型電池に用いられ、ゼリーロールタイプの電極アッセンブリーは主に缶型二次電池に用いられる。特に、ゼリーロールタイプの電極アッセンブリーは、製造が容易であり、重量あたりのエネルギー密度が高く、円筒形または角型電池の缶に収納が容易であるという長所を持つことから広く利用されている。

形態的な特性上、ゼリーロールとも呼ばれるゼリーロールタイプの電極アッセンブリーは、カソード板とアノード板、そしてセパレータを積層して巻き取りするが、このような電極アッセンブリーの最外郭の終端部、すなわち巻き取り端部にシールテープが付着されて、電極アッセンブリーが解けずに巻取られた状態が維持されるようにする。そして、このようにシールテープが付着された電極アッセンブリーは、電解液とともに金属缶に収納され、電池ケースの開放上端に電極端子が形成されているキャップアッセンブリーが結合される。

ところが、このような構造を持つ二次電池は、電池が落下するか、外部衝撃が加えられた場合、電極アッセンブリーが電池の内部で上下または左右に動き得るという問題点を持つ。このような電極アッセンブリーの流動は、電極アッセンブリーとキャップアッセンブリーとの間に連結されたタップを切断させて、二次電池の電源無感現象（ｐｏｗｅｒ ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ）を起こす恐れがある。また、電極アッセンブリーの上下流動は、電極アッセンブリーの上部または下部を圧迫して電極アッセンブリーを変形させて短絡を誘発することで、二次電池を破損させることは勿論、発火や爆発のような事故につながって大きい被害を発生させる恐れもある。それだけでなく、電極アッセンブリーの上下流動は、二次電池の上端開放部に結合されたキャップアッセンブリーに衝撃を加えて密封部分を破損または分離させることで、二次電池内部の電解液が流出する問題点が発生する恐れもある。

したがって、本発明は、前記のような問題点を解決するために創案されたものであって、二次電池の内部における電極アッセンブリーの流動が防止可能なシールテープ及びこれを用いた二次電池を提供することを目的とする。

本発明の他の目的及び長所は下記の説明によって理解でき、本発明の実施例によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は特許請求の範囲に示された手段及びその組み合わせによって実現できることを容易に分かるであろう。

前記のような目的を達成するための本発明によるシールテープは、電池ケースに収納される電極アッセンブリーの外面に付着される二次電池用シールテープであって、前記電極アッセンブリーの外面に接着されるように接着面が形成された第１接着層と、前記電池ケースの内面に接着されるように前記第１接着層の接着面とは反対面に接着面が形成された第２接着層とを含む。

望ましくは、前記第２接着層は、前記二次電池の電解液と反応して接着性が発現する。

さらに望ましくは、前記第２接着層は、ＯＰＳ（Ｏｒｉｅｎｔｅｄ ＰｏｌｙＳｔｙｒｅｎｅ）材質からなる。

また望ましくは、前記第２接着層の上部に、前記二次電池の電解液と反応して全部または一部が除去される保護層をさらに含む。

また、前記のような目的を達成するための本発明による二次電池は、カソード板及びアノード板がセパレータを挟んで配置された電極アッセンブリーと、前記電極アッセンブリー及び電解液を収納する電池ケースと、前記電極アッセンブリーの外面に接着される第１接着層及び前記第１接着層の接着面とは反対面に接着面が形成され前記電池ケースの内面に接着される第２接着層を含むシールテープとを含む。

望ましくは、前記第２接着層は、前記電解液と反応して接着性が発現する。

さらに望ましくは、前記第２接着層は、ＯＰＳ材質からなる。

また望ましくは、前記シールテープは、前記第２接着層の上部に、前記電解液と反応して全部または一部が除去される保護層をさらに含む。

本発明によれば、二次電池において電極アッセンブリーの巻き取り状態が解けることは勿論、電池ケースの内部で電極アッセンブリーが動くことを防止する。

したがって、キャップアッセンブリーに連結された電極リードが電極アッセンブリーの流動によって切断されて電源無感現象を起こすことを防止することができる。

また、電極アッセンブリーの流動により電極アッセンブリーの上部または下部に衝撃が加えられることを防止することで、電極アッセンブリーの変形による短絡によって二次電池が破損するか、発火、爆発のような事故が発生することを防止することができる。

さらに、本発明の一実施例によれば、二次電池の内部においてシールテープが電解液に含浸されるとき体積が膨張することになり、この場合、膨張したシールテープは、二次電池の外部から来る衝撃が電極アッセンブリーに伝達されることを緩衝する役割を果たす。従って、電極アッセンブリーをより安定して保護することができる。

また、本発明によれば、電極アッセンブリーの上下流動によりキャップアッセンブリーに衝撃を加えることを防止することで、キャップアッセンブリーと電池ケースとの結合部分が破損しないようにする。従って、キャップアッセンブリーの結合部分の破損によって電解液が流出し得る問題点を予防することができる。

本明細書に添付される下記の図面は本発明の望ましい実施例を例示するものであって、発明の詳細な説明とともに本発明の技術思想をさらに理解させる役割を果たすものであるため、本発明はそのような図面に記載された事項にのみ限定されて解釈されてはいけない。
本発明の一実施例による二次電池用シールテープの構成を概略的に示す部分断面図である。 本発明の他の実施例による二次電池用シールテープの構成を概略的に示す部分断面図である。 本発明の一実施例によるシールテープの保護層の一部が電解液と反応して除去される構成を概略的に示す部分断面図である。 本発明のまた他の実施例による二次電池用シールテープの構成を概略的に示す部分断面図である。 本発明の一実施例によるシールテープが電極アッセンブリーに付着された構成を概略的に示す図面である。 本発明の他の実施例によるシールテープが電極アッセンブリーに付着された構成を概略的に示す図面である。 本発明のまた他の実施例によるシールテープが電極アッセンブリーに付着された構成を概略的に示す図面である。 本発明の一実施例による二次電池の構成を概略的に示す断面図である。 本発明の一実施例によるシールテープが電解液の注液前後に体積が膨張する構成を概略的に示す断面図である。 本発明の他の実施例によるビーディング（ｂｅａｄｉｎｇ）部が形成されていない二次電池の構成を概略的に示す断面図である。 本発明のまた他の実施例による二次電池の構成を概略的に示す図面である。 本発明のまた他の実施例による二次電池の構成を概略的に示す図面である。

以下、添付した図面を参照しながら本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立って、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはいけず、発明者は自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に則して、本発明の技術的思想に符合する意味と概念とに解釈されなければならない。

従って、本明細書に記載された実施例と図面に図示された構成とは本発明の最も望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的思想の全てを代弁するものではないため、本出願時点においてこれらに代替できる多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。

図１は、本発明の一実施例による二次電池用シールテープ１００の構成を概略的に示す部分断面図である。

図１を参照すれば、本発明による二次電池用シールテープ１００は、第１接着層１１０及び第２接着層１２０を含む。

前記第１接着層１１０は、電極アッセンブリーの外面に接着されるようにシールテープ１００の一面に形成された層であって、シールテープ１００が電極アッセンブリーに付着される場合、第１接着層１１０の接着面は電極アッセンブリーの外周面と直接接着される。このような第１接着層１１０を構成する物質としては通常の二次電池用シールテープに用いられる接着物質は勿論、その他の多様な種類の接着物質が利用できる。電極アッセンブリーに接着される第１接着層１１０に対しては本発明が属する技術分野の当業者に広く知られているので、本明細書では詳細な説明を省略する。また、本発明は、第１接着層１１０の原料や製造方法などによって制限されず、本発明の出願時点に公知された多様な種類の接着物質を前記第１接着層１１０の構成物質として採用できる。

前記第２接着層１２０は、前記第１接着層１１０の接着面とは反対面に接着面が形成された接着層である。このような第２接着層１２０によって、本発明による二次電池用シールテープ１００は、一面に限って接着層が形成された従来の二次電池用シールテープと異なって、両面に接着層が形成された形態を持つ。前記第２接着層１２０は、電極アッセンブリーが電池ケースに収納された場合、その接着面が電池ケースの内面と直接的に対面接触して接着できるようにする。

前記第２接着層１２０は、前記第１接着層１１０と同一の接着物質からなり得る。従って、たとえ図面では説明の便宜上、第１接着層１１０と第２接着層１２０とが互いに区分できる別々の層になっているように示されたが、第２接着層１２０と第１接着層１１０とが同一の接着物質からなった場合、互いに区分されない一つの接着層の形態を持つことができる。

一方、前記第２接着層１２０は、前記第１接着層１１０と相違なる接着物質からなることができる。

望ましくは、前記第２接着層１２０は、前記二次電池の電解液と反応して接着性が発現することがよい。すなわち、シールテープ１００の第２接着層１２０は、電解液と反応する前には接着性を持たないが、電解液と反応した後接着性を持つことがよい。このような実施例によれば、シールテープ１００が付着された電極アッセンブリーを電池ケースに挿入するときには、第２接着層１２０の接着性が発現せず、電極アッセンブリーが電池ケースに挿入され電解液が注入された後第２接着層１２０の接着性が発現するので、シールテープ１００が付着された電極アッセンブリーの電池ケースへの挿入工程が円滑に行える。

さらに望ましくは、前記第２接着層１２０は、ＯＰＳ材質からなることがよい。すなわち、前記第２接着層１２０は、ＯＰＳフィルムであり得る。このように第２接着層１２０がＯＰＳフィルムからなった場合、第２接着層１２０、すなわちＯＰＳフィルムは通常は接着性を持たないが、電解液の一定の成分、言わばＤＭＣ（ＤｉＭｅｔｈｙｌ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）と反応した場合、接着性を持つことになる。より具体的に、ＯＰＳフィルムは固体状態のフィルムであって一般的には接着性を持たないが、ＤＭＣと反応すれば、高分子鎖の空隙にＤＭＣが侵透して高分子鎖が動きやすい流動的な状態になり、接着性を持つことになる。言い換えれば、ＯＰＳフィルムは、ＤＭＣと反応することによって固体状態が粘性の液体状態へと相変化がなされるようになり、この過程で接着性を持つことができるようになる。従って、本発明によるシールテープ１００が付着された電極アッセンブリーが挿入された電池ケースに電解液が注入された場合、ＯＰＳフィルムの接着性が発現するので、電池ケースの内面と接着可能になる。

一方、前記のように電解液と反応して粘性の液体状態へと変化されたＯＰＳフィルムは、６０℃程度の熱処理によって収縮反応を開始し、溶剤成分を少しずつ失って行きながら徐々に固体化する。従って、前記実施例のように、第２接着層１２０がＯＰＳフィルムからなった場合、電池ケースに電解液を注入し所定時間が経過した後熱処理工程を行うことで、 ＯＰＳフィルムを再び固体化させることができる。このとき、熱処理工程は、既存の二次電池の製造工程に含まれた工程でもあり得、または追加された工程でもあり得る。

また、前記説明ではＯＰＳフィルムと反応してＯＰＳフィルムの接着性を発現させる電解液の成分としてＤＭＣを挙げたが、これは一実施例に過ぎず、前記ＯＰＳフィルムはトルエンやキシレンのような他の無極性溶媒によってもその接着性が発現できる。

一方、前記実施例のように第２接着層１２０がＯＰＳフィルムからなった場合、第１接着層１１０は実質的に７μｍ、第２接着層１２０は実質的に４０μｍ程度の厚さを持ち得る。しかし、このような第１接着層１１０及び第２接着層１２０の厚さは一実施例に過ぎず、本発明がこのような第１接着層１１０及び第２接着層１２０の特定の厚さによって制限されるのではない。このようなシールテープ１００の全体、または第１接着層１１０や第２接着層１２０の厚さは、第１接着層１１０と第２接着層１２０の種類、電極アッセンブリーのサイズや巻取形態、電解液の種類、電池ケースのサイズや容量、二次電池のサイズや製造工程などのように多くの要素によって適切に決められる。

また、前記第２接着層１２０は、熱が所定量以上印加されるとき接着性が発現する熱硬化性接着物質からなり得る。この場合、電極アッセンブリーの電池ケースへの挿入時には、第２接着層１２０の接着性が発現されないので、第２接着層１２０によって妨げられずに電極アッセンブリーを電池ケースに挿入可能である。そして、電極アッセンブリーが電池ケースに挿入された後、シールテープ１００に所定量以上の熱が印加されるようにして第２接着層１２０の接着性が発現するようにすることで、第２接着層１２０が電池ケースの内面に接着されるようにすることができる。このような熱印加工程は、既存の二次電池の製造工程に含まれた工程でもあり得、または追加された工程でもあり得る。このような実施例によれば、本発明によるシールテープ１００が付着された電極アッセンブリーの電池ケースへの収納工程をさらに容易にすることができる。

図２は、本発明の他の実施例による二次電池用シールテープ１００の構成を概略的に示す部分断面図である。

図２に示しように、本発明による二次電池用シールテープ１００は、第２接着層１２０の上部に保護層１３０をさらに含む。

前記保護層１３０は、接着性を持たない非接着層であって、第２接着層１２０の上部で第２接着層１２０が外部に露出することを防止する。このように、第２接着層１２０の上部に保護層１３０が存在して第２接着層１２０が露出しない状態では、シールテープ１００は片面接着テープと類似した形態を持つことになる。従って、シールテープ１００が付着された電極アッセンブリーが電池ケースに挿入されるとき、第２接着層１２０の接着性によって電極アッセンブリーの挿入工程が妨げられることを防止する。

そして、前記保護層１３０は、二次電池の電解液と反応して全部または一部が除去される。すなわち、シールテープ１００が付着された電極アッセンブリーが電解液とともに電池ケースに収納されるとき、シールテープ１００外郭の保護層１３０が電解液と反応してその全体または一部が除去できる。例えば、前記保護層１３０は、電解液のＤＭＣと反応して除去できる。このように、電解液と反応して保護層１３０が除去されれば、シールテープ１００は片面接着テープの形態から両面接着テープの形態に変わる。

図３は、本発明の一実施例によるシールテープ１００の保護層１３０の一部が電解液と反応して除去される構成を概略的に示す部分断面図である。図３において、（ａ）は二次電池の電解液と反応前のシールテープ１００の構成を示し、（ｂ）は二次電池の電解液と反応後のシールテープ１００の構成を示す。また図３において、第１接着層１１０と第２接着層１２０とは同一の接着物質からなったという前提の下で一つの層として示した。

図３を参照すれば、電解液と反応する前には第２接着層１２０の接着面である上部全体に保護層１３０が存在して、第２接着層１２０が外部に露出できない。従って、第２接着層１２０の接着特性は外部に発現できない。シールテープ１００が電解液と反応すれば、保護層１３０の少なくとも一部が除去され、このときには保護層１３０が除去された部分を通じて第２接着層１２０が外部に露出できる。従って、第２接着層１２０の接着特性は外部に発現可能であり、このときには隣接した物体、言わば、電池ケースの内部面と接着できるようになる。

さらに、前記第２接着層１２０は、二次電池の製造工程中、所定量以上の熱が印加されるか、電解液と接触することでその流動性が増加して、図３に示すように保護層１３０が除去された部分を通じて第２接着層１２０をなす接着物質が流れ出すことができる。従って、第２接着層１２０の接着面積がさらに増えることができる。この場合、第２接着層１２０の接着力はさらに向上できる。

一方、図３では電解液と反応して保護層１３０の一部が除去される形態として示されたが、電解液と反応して保護層１３０の全部が除去される形態も可能なのは言うまでもない。この場合、図３の（ａ）に示すようなシールテープ１００は、電解液と反応して保護層１３０が全部除去されることで、図１に類似した形態を示し得る。従って、第２接着層１２０の接着面がすべて露出して、電池ケースと接触できるようになる。

望ましくは、前記保護層１３０は、電解液と反応して全部または一部が接着性を持つようになり得る。すなわち、前記保護層１３０は、電解液と反応する前には接着性を持たないが、電解液と反応することで接着性を持つようになって接着層として機能できるものが良い。従って、シールテープ１００が付着された電極アッセンブリーが電池ケースに挿入されるときには、保護層１３０の接着特性が発現しないので挿入工程が容易に行え、電極アッセンブリーが挿入された後電解液が投入されれば、保護層１３０の接着特性が発現して電池ケースの内面に接着可能になる。

本発明は、前記保護層１３０をなす具体的な材質によって限定されず、多様な種類の高分子物質が前記保護層１３０の材質として利用できる。

望ましくは、前記保護層１３０は、ＯＰＳ材質からなり得る。このようなＯＰＳ保護層１３０は、ＯＰＳフィルムの形態でシールテープ１００の第２接着層１２０の上部に付着されており、電解液と反応した場合電解液に含まれたＤＭＣによって溶けて除去できる。従って、ＯＰＳ保護層１３０の下部に位置した第２接着層１２０が露出して電池ケースと接着可能である。また、前記ＯＰＳ保護層１３０は、ＤＭＣによって溶けてそのものが接着性を持つことになる場合もある。

また、前記保護層１３０は、多様な厚さを持つことができる。すなわち、保護層１３０の材質、第１接着層１１０及び第２接着層１２０の厚さ、電極アッセンブリーのサイズや巻取形態、電解液の種類、電池ケースのサイズや容量、二次電池のサイズや製造工程など、様々な要素を考慮して、保護層１３０は多様な厚さを持つことができる。

図４は、本発明のまた他の実施例による二次電池用シールテープ１００の構成を概略的に示す部分断面図である。

図４を参照すれば、本発明による二次電池用シールテープ１００は、前記第１接着層１１０と前記第２接着層１２０との間に基材層１４０をさらに含む。前記基材層１４０は、第１接着層１１０と第２接着層１２０との間に介された非接着層であって、本発明は前記基材層１４０の構成物質や形態などによって制限されない。例えば、前記基材層１４０は多様な種類の構成物質からなり得る。より具体的に、前記基材層１４０は、ポリプロピレン、ポリエチレン、またはポリイミドのような高分子物質からなり得る。また、前記基材層１４０は、二次電池のサイズや製造工程、電極アッセンブリーのサイズ、第１接着層１１０及び第２接着層１２０の厚さ、保護層１３０の存在可否やその厚さ、電池ケースの容量などに応じて多様な厚さを持つことができる。例えば、第１接着層１１０、基材層１４０、及び第２接着層１２０の全体厚さが５０μｍになるように基材層１４０の厚さが決められ得る。

一方、第２接着層１２０の接着面は、第１接着層１１０の接着面とは異なる形態を持つことができる。例えば、図４に示しように、第２接着層１２０の接着面積が第１接着層１１０の接着面積よりも小さいこともある。このような第２接着層１２０のより具体的な多様な形態に対しては、図５から図７を参照しながら説明する。

図５は、本発明の一実施例によるシールテープ１００が電極アッセンブリー１０に付着された構成を概略的に示す図面である。

図５を参照すれば、二次電池用シールテープ１００がゼリーロール状に巻取られた電極アッセンブリー１０の巻き取り端部１１を含む電極アッセンブリー１０の外周面の全部または一部を包む形態で付着される。このように、電極アッセンブリー１０の巻き取り端部１１がシールテープ１００で固定されるので、電極アッセンブリー１０は解けずに巻き取り状態が維持される。

図５に示したように、シールテープ１００の第２接着層１２０は、第１接着層１１０と同一の形態及びサイズを持つ。この場合、電極アッセンブリー１０に付着されたシールテープ１００は第２接着層１２０のみが外部に露出する。このように、シールテープ１００の全体面積に第２接着層１２０が形成されれば、シールテープ１００と電池ケース間の接着力が向上可能である。このとき、Ａ‐Ａ'線に対するシールテープ１００の断面形態は図１に示すようである。また、図面には示さなかったが、第２接着層１２０の上部、すなわちシールテープ１００の最外郭面には保護層１３０が形成され得る。

なお、電極アッセンブリー１０に付着されるシールテープ１００の幅、すなわち、上下長さは多様に構成できる。例えば、電極アッセンブリー１０の上下長さが６０ｍｍであるとするとき、シールテープ１００の上下長さは５０ｍｍであり得る。但し、本発明がこのようなシールテープ１００の特定の付着サイズによって制限されるのではなく、シールテープ１００は電極アッセンブリー１０に多様なサイズで付着できる。

図６は、本発明の他の実施例によるシールテープ１００が電極アッセンブリー１０に付着された構成を概略的に示す図面である。

図６に示したように、電極アッセンブリー１０の巻き取り端部１１を含む外面に付着された二次電池用シールテープ１００は、複数のストライプ形態の第２接着層１２０を含む。すなわち、第２接着層１２０と第１接着層１１０とは相違なる形態及びサイズを持つ。この場合、第１接着層１１０と第２接着層１２０との間には基材層１４０が備えられ得る。そして、このようなシールテープ１００の場合、Ｂ‐Ｂ'線に対する断面形態は図４に示すようである。また、前記第２接着層１２０の上部には保護層１３０が形成され得る。

図７は、本発明のまた他の実施例によるシールテープ１００が電極アッセンブリー１０に付着された構成を概略的に示す図面である。

図７に示したように、本発明による二次電池用シールテープ１００は、一定のサイズ及び形状を持つドット形状の複数の第２接着層１２０を含む。このとき、それぞれの第２接着層１２０は四角形または円形のような形態であって、同一の形態を持つか相違なる形態を持つことができる。また、図６の実施例と同様に、図７においても第１接着層１１０と第２接着層１２０との間に基材層１４０が備えられ得る。図７の実施例によるシールテープ１００の場合、Ｃ‐Ｃ'線に対する断面形態は図６と同様に図４に示すようである。また、第２接着層１２０の上部には保護層１３０が形成され得る。

なお、図５から図７に示す二次電池用シールテープ１００の構成はそれぞれ一実施例に過ぎない。図５から図７に示された構成以外にも、電極アッセンブリー１０に対したシールテープ１００の付着状態や第２接着層１２０のサイズ及び形状などが多様に存在できることは当業者には自明である。

望ましくは、前記シールテープ１００は、二次電池の電解液と反応して体積が膨張することがよい。この場合、シールテープ１００が付着された電極アッセンブリー１０が電池ケースに挿入される前には、シールテープ１００が電解液と反応していない状態であるので体積が膨張していないことから、電池ケースへの電極アッセンブリー１０の挿入が容易である。そして、電極アッセンブリー１０が電池ケースに挿入された後電解液が注入されれば、電極アッセンブリー１０の外面のシールテープ１００が電解液と反応して膨張することになる。このようなシールテープ１００の膨張は、最外郭に位置した第２接着層１２０が電池ケースの内面にさらに強く密着可能にする。従って、前記実施例のようにシールテープ１００が膨張した場合、シールテープ１００と電池ケースとの接着がさらに強くて容易になされるようにすることができる。また、シールテープ１００が膨張すれば、電池ケースの外部から電極アッセンブリー１０に伝達される衝撃をより緩和させることができる。

このように、シールテープ１００が電解液と反応して体積が膨張する方式には、様々な方法が存在し得る。例えば、第１接着層１１０及び／または第２接着層１２０が電解液と反応して体積が膨張できる。この場合、前記第１接着層１１０及び／または第２接着層１２０は、ポリアクリレート（Ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ）からなり得る。または、前記第１接着層１１０及び／または第２接着層１２０は、ＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙ Ｍｅｔｈｙｌ ＭｅｔｈＡｃｒｙｌａｔｅ）、ＰＥＭＡ（Ｐｏｌｙ Ｅｔｈｙｌ ＭｅｔｈＡｃｒｙｌａｔｅ）、ＰＢＭＡ（Ｐｏｌｙ Ｂｕｔｙｌ ＭｅｔｈＡｃｒｙｌａｔｅ）からなり得る。また、基材層１４０が電解液と反応して体積が膨張できる。この場合、前記基材層１４０は、多孔性高分子物質からなり、電解液に含浸時、電解液を吸収して体積が膨張できる。本発明は、シールテープ１００の具体的な体積膨張の形態によって制限されず、多様な形態でシールテープ１００の体積膨張がなされるようにすることができる。また、そのため、第１接着層１１０、第２接着層１２０または基材層１４０は、多様な種類の物質から構成され得る。

図８は、本発明の一実施例による二次電池の構成を概略的に示す断面図である。

図８を参照すれば、本発明による二次電池は、電極アッセンブリー１０、電池ケース２０、及びシールテープ１００を含む。

前記電極アッセンブリー１０は、カソード板及びアノード板がセパレータを挟んで配置されてゼリーロール状に巻取られた状態で電池ケース２０に収納される。そして、前記電極アッセンブリー１０の巻き取り端部１１を含む外面にはシールテープ１００が付着されている。

前記電池ケース２０は、電極アッセンブリー１０とともに電解液を収納する。電池ケース２０は、通常円筒形または角型であり得、図８においては円筒形電池ケース２０を基準にして示した。

前記シールテープ１００は、接着層を備えて電極アッセンブリー１０の外面及び電池ケース２０の内面と接着される。より具体的に、前記シールテープ１００は第１接着層１１０及び第２接着層１２０を備え、第１接着層１１０は電極アッセンブリー１０の外面に接着される接着層であり、第２接着層１２０は第１接着層１１０の接着面とは反対面に接着面が形成されて電池ケース２０の内面と接着される接着層である。

このように、本発明によるシールテープ１００は、第１接着層１１０及び第２接着層１２０を含むことから、電極アッセンブリー１０と電池ケース２０とに接着されて電極アッセンブリー１０の流動を防止することができる。従って、電極アッセンブリー１０の流動による電極リード４０の切断、電極アッセンブリー１０の変形や破損、キャップアッセンブリー３０の分離や破損、またはこれによる電解液の流出などを防止することができる。

一方、前記第１接着層１１０と第２接着層１２０とは同一の接着物質からなり得、このときには、前記第１接着層１１０と前記第２接着層１２０とは互いに区分されずに一つの接着層の形態になるであろう。

望ましくは、前記第２接着層１２０は、前記二次電池の電解液と反応して接着性が発現する物質からなることがよい。すなわち、シールテープ１００の第２接着層１２０は、電解液と反応する前には接着性を持たないが、電解液と反応した後接着性を持つことがよい。この場合、上述のように、シールテープ１００が付着された電極アッセンブリー１０の電池ケース２０への挿入工程が円滑に行える。

さらに望ましくは、前記第２接着層１２０は、ＯＰＳ材質からなり得る。すなわち、前記第２接着層１２０は、ＯＰＳフィルムであり得る。このように第２接着層１２０がＯＰＳフィルムからなった場合、第２接着層１２０、すなわちＯＰＳフィルムは通常は接着性を持たないが、ＤＭＣのような電解液の一定の成分と反応して接着性を持つことになる。従って、本発明によるシールテープ１００が付着された電極アッセンブリー１０が電池ケース２０に挿入された後、ここに電解液が注入されれば、ＯＰＳフィルムの接着性が発現するので、電池ケース２０の内面と接着可能になる。

また、前記第２接着層１２０は、熱硬化性接着物質からなり得る。従って、電極アッセンブリー１０を電池ケース２０の内部に挿入するときには第２接着層１２０の接着特性が発現せず、電極アッセンブリー１０が電池ケース２０の内部に挿入された後一定量以上の熱を電池ケース２０の内部へ印加することで第２接着層１２０の接着特性が発現するようにすることができる。従って、電極アッセンブリー１０を電池ケース２０の内部へ挿入するとき、第２接着層１２０の接着特性によって挿入工程が妨げられることを防止することができる。

また、前記シールテープ１００は、第２接着層１２０の上部に保護層１３０をさらに含み得る。前記保護層１３０は、電解液と反応して全部または一部が除去され得る。このとき、電極アッセンブリー１０に付着されたシールテープ１００から保護層１３０が全部除去された構成は、図８に示すようである。

前記実施例の場合、第２接着層１２０の上部、すなわちシールテープ１００の最外郭には保護層１３０が存在することになるので、シールテープ１００の接着面は外部に露出しなくなる。したがって、電極アッセンブリー１０を電池ケース２０に挿入するとき、容易に行うことができる。そして、電極アッセンブリー１０が電池ケース２０に挿入された後電解液が注液されれば、保護層１３０が電解液と反応して除去されてから第２接着層１２０が露出してシールテープ１００と電池ケース２０とが互いに接着される。

このとき、前記シールテープ１００の保護層１３０は、ＯＰＳ材質からなったＯＰＳフィルムであり得る。

また、前記シールテープ１００の保護層１３０は、電解液と反応して全部または一部が接着性を持つものであり得る。この場合、第２接着層１２０と保護層１３０との接着力が合わせられ、シールテープ１００と電池ケース２０との接着がさらに強くなる。

また、図８には示さなかったが、前記第１接着層１１０と第２接着層１２０との間には、基材層１４０がさらに含まれ得る。

望ましくは、前記シールテープ１００は、電解液と反応することによって体積が膨張可能である。

図９は、本発明の一実施例によるシールテープ１００が電解液の注液前後に体積が膨張する構成を概略的に示す断面図である。図９において、 （ａ）は二次電池に電解液が注液される前のシールテープ１００の構成を示し、（ｂ）は二次電池に電解液が注液された後のシールテープ１００の構成を示す。

図９の（ａ）を参照すれば、電解液が注液される前に電極アッセンブリー１０に付着されたシールテープ１００の厚さはｔ_１であって、電極アッセンブリー１０と電池ケース２０との間隔であるｇよりも小さい。従って、シールテープ１００が付着された電極アッセンブリー１０を電池ケース２０の内部に容易に挿入可能である。

一方、図９の（ｂ）を参照すれば、電解液が電池ケース２０の内部に注液された場合、シールテープ１００は電解液と反応してその厚さであるｔ_２が電極アッセンブリー１０と電池ケース２０との間隔であるｇ以上になり得る。但し、電極アッセンブリー１０と電池ケース２０との間隔は決められているので、このような厚さの増加は、シールテープ１００の第１接着層１１０と電極アッセンブリー１０との間、そして、シールテープ１００の第２接着層１２０と電池ケース２０との間の接着をさらに強くする。従って、結局には、電極アッセンブリー１０が電池ケース２０に強く接着されることになるので、電極アッセンブリー１０の流動をさらに確実に防止可能である。

なお、前記図８及び図９においては、電池ケース２０にビーディング（ｂｅａｄｉｎｇ）部が形成された二次電池を基準にして示したが、本発明はビーディング部が形成されていない二次電池に対しても適用できる。

図１０は、本発明の他の実施例によるビーディング部が形成されていない二次電池の構成を概略的に示す断面図である。

図１０を参照すれば、図８及び図９とは異なって、電池ケース２０にビーディング部が形成されていない。このようにビーディング部が形成されていない二次電池の場合、電極アッセンブリー１０は上下に流動しやすい。従って、電極リード４０の切断や電極アッセンブリー１０の破損などによって電源無感現象や発火、爆発のような問題が発生しやすい。また、キャップアッセンブリー３０は溶接などの方法により電池ケース２０と結合され、電極アッセンブリー１０の流動によってキャップアッセンブリー３０の下部に衝撃が伝達されれば、このような結合部位が破損して、電解液の漏出やキャップアッセンブリー３０の分離のような問題が発生し得る。

しかし、本発明によるシールテープ１００が電極アッセンブリー１０に付着されて電池ケース２０に挿入された場合、第１接着層１１０及び第２接着層１２０が電極アッセンブリー１０及び電池ケース２０と強く接着されて電極アッセンブリー１０の流動が防止される。従って、ビーディング部が備えられていない二次電池において前記のような電極アッセンブリー１０の流動によって発生し得る多くの問題が確実に防止可能である。

一方、前記実施例は円筒形二次電池を主に説明したが、本発明がこのような二次電池の具体的な形態によって限定されるのではない。言わば、角型二次電池やポーチ型二次電池にも本発明が適用できる。

図１１及び図１２は、本発明のまた他の実施例による二次電池の構成を概略的に示す図面である。

図１１を参照すれば、本発明によるシールテープ１００が角型で巻取られた電極アッセンブリー１０の外面に付着され、このようにシールテープ１００が付着された電極アッセンブリー１０は、角型電池ケース２０に電解液とともに収納された後、キャップアッセンブリー３０によって密閉される。このとき、電極アッセンブリー１０に付着されたシールテープ１００は、円形電池と同様に、第２接着層１２０によって角型電池ケース２０の内面に付着されることで、電池ケース２０の内部における電極アッセンブリー１０の流動を防止することができる。

図１２を参照すれば、本発明によるシールテープ１００が外面に付着された電極アッセンブリー１０がポーチ型電池ケース２０に収納される。すなわち、下部ポーチに形成された空間に電極アッセンブリー１０が収容された後、上部ポーチが前記収容された電極アッセンブリー１０をカバーする形態で二次電池が構成され得、このようなポーチ型二次電池の電極アッセンブリー１０にも本発明によるシールテープ１００が付着され得る。この場合、電極アッセンブリー１０の外面に付着されたシールテープ１００は、第２接着層１２０によってポーチの内面に付着されることで、ポーチ、すなわち電池ケース２０の内部における電極アッセンブリー１０の流動を防止することができる。

一方、前記図１１及び図１２に示す角型二次電池及びポーチ型二次電池の構成は一例に過ぎず、その構成が多様な方式で具現できることは当業者には自明である。

以上のように、本発明は、たとえ限定された実施例と図面とによって説明されたが、本発明はこれによって限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を持つ者により本発明の技術思想と特許請求範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能なのは言うまでもない。

Claims (21)

1. 二次電池用シールテープであって、
   電池ケースに収納される電極アッセンブリーの外面に付着されるものであり、
   前記電極アッセンブリーの外面に接着されるように接着面が形成された第１接着層と、及び
   前記電池ケースの内面に接着されるように前記第１接着層の接着面とは反対面に接着面が形成された第２接着層とを備えてなる、二次電池用シールテープ。
2. 前記第２接着層が、前記二次電池の電解液と反応して接着性を発現するものである、請求項１に記載の二次電池用シールテープ。
3. 前記第２接着層が、ＯＰＳ材質からなる、請求項２に記載の二次電池用シールテープ。
4. 前記第２接着層の上部に、前記二次電池の電解液と反応して全部または一部が除去される保護層をさらに備えてなる、請求項１に記載の二次電池用シールテープ。
5. 前記保護層が、前記電解液と反応して全部または一部が接着性を持つ、請求項４に記載の二次電池用シールテープ。
6. 前記保護層が、ＯＰＳ材質からなる、請求項４に記載の二次電池用シールテープ。
7. 前記第２接着層が熱硬化性接着物質からなる、請求項１に記載の二次電池用シールテープ。
8. 前記二次電池の電解液と反応して体積が膨張する、請求項１に記載の二次電池用シールテープ。
9. 前記第１接着層と前記第２接着層とが同一の接着物質からなる、請求項１に記載の二次電池用シールテープ。
10. 前記第１接着層と前記第２接着層との間に基材層をさらに備えてなる、請求項１に記載の二次電池用シールテープ。
11. カソード板及びアノード板がセパレータを挟んで配置されてなる、電極アッセンブリーと、
    前記電極アッセンブリー及び電解液を収納する電池ケースと、
    前記電極アッセンブリーの外面に接着される第１接着層及び前記第１接着層の接着面とは反対面に接着面が形成され前記電池ケースの内面に接着される第２接着層を含むシールテープとを備えてなる、二次電池。
12. 前記第２接着層が、前記電解液と反応して接着性を発現してなるものである、請求項１１に記載の二次電池。
13. 前記第２接着層が、ＯＰＳ材質からなる、請求項１２に記載の二次電池。
14. 前記シールテープが、前記第２接着層の上部に、前記電解液と反応して全部または一部が除去される保護層をさらに備えてなる、請求項１１に記載の二次電池。
15. 前記保護層が、前記電解液と反応して全部または一部が接着性を持つ、請求項１４に記載の二次電池。
16. 前記保護層が、ＯＰＳ材質からなる、請求項１４に記載の二次電池。
17. 前記第２接着層が熱硬化性接着物質からなる、請求項１１に記載の二次電池。
18. 前記シールテープが、前記電解液と反応して体積が膨張するものである、請求項１１に記載の二次電池。
19. 前記第１接着層と前記第２接着層とが同一の接着物質からなる、請求項１１に記載の二次電池。
20. 前記シールテープが、前記第１接着層と前記第２接着層との間に基材層をさらに備えてなる、請求項１１に記載の二次電池。
21. 前記電池ケースが、ビーディング部を備えていないものである、請求項１１に記載の二次電池。

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