JP2016501422A - 傾斜構造の電極組立体及びそれを含む電池セル - Google Patents

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Abstract

正極と負極との間に分離膜が介在している構造の電極組立体が電池ケースに内蔵されている電池セルであって、２つ以上の電極またはユニットセルが平面を基準として高さ方向に積層されている電極組立体と、前記電極組立体の装着のための収納部が形成されている電池ケースとを含み、前記電極組立体は、平面形状において辺（ａ）、辺（ｂ）、辺（ｃ）及び辺（ｄ）を有する四角形であり、極板またはユニットセルの電極端子が位置する辺（ａ）と、前記辺（ａ）に隣接する辺（ｂ）との内角が９０度未満になるように傾斜しており、前記電池ケースの収納部は、電極組立体の平面形状に対応する内面形状に形成されていることを特徴とする電池セルを提供する。

Description

本発明は、傾斜構造の電池セルに係り、より詳細には、正極と負極との間に分離膜が介在している構造の電極組立体が電池ケースに内蔵されている電池セルであって、２つ以上の電極またはユニットセルが平面を基準として高さ方向に積層されている電極組立体と、前記電極組立体の装着のための収納部が形成されている電池ケースとを含み、前記電極組立体は、平面形状において辺（ａ）、辺（ｂ）、辺（ｃ）及び辺（ｄ）を有する四角形であり、極板またはユニットセルの電極端子が位置する辺（ａ）と、前記辺（ａ）に隣接する辺（ｂ）との内角が９０度未満になるように傾斜しており、前記電池ケースの収納部は、電極組立体の平面形状に対応する内面形状に形成されている電池セルに関する。
モバイル機器に対する技術開発及び需要の増加に伴い、二次電池の需要もまた急増しており、その中でも、エネルギー密度と作動電圧が高く、保存と寿命特性に優れたリチウム二次電池は、各種モバイル機器はもとより、様々な電子製品のエネルギー源として広く用いられている。
リチウム二次電池は、その外形によって円筒形電池、角形電池、パウチ型電池などに大別され、電解液の形態によってリチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、リチウムポリマー電池などに分類されることもある。
モバイル機器の小型化に対する最近の傾向により、厚さの薄い角形電池、パウチ型電池に対する需要が増加しており、特に、形状の変形が容易であり、製造コストが低く、重量が小さいパウチ型電池への関心が高い実情である。
一般に、パウチ型電池は、樹脂層と金属層を含んで構成されたラミネートシートのパウチ型ケースの内部に、電極組立体と電解質が密封されている電池のことをいう。電池ケースに収納される電極組立体は、ジェリーロール型（巻き取り型）、スタック型（積層型）、または複合型（スタック／フォールディング）の構造からなっている。
図１には、スタック型電極組立体を含んでいるパウチ型二次電池の構造が模式的に示されている。
図１を参照すると、パウチ型二次電池１０は、パウチ型電池ケース２０の内部に、正極、負極及びこれらの間に配置される固体電解質コーティング分離膜からなる電極組立体３０が、その正極及び負極タブ３１，３２と電気的に接続される２つの電極リード４０，４１が外部に露出するように密封されている構造となっている。
電池ケース２０は、電極組立体３０を装着できる凹状の収納部２３を含むケース本体２１と、そのような本体２１に一体に連結されているカバー２２とからなっている。
電池ケース２０は、ラミネートシートからなっており、最外郭をなす外側樹脂層２０Ａと、物質の貫通を防止する遮断性金属層２０Ｂと、密封のための内側樹脂層２０Ｃとで構成されている。
スタック型電極組立体３０は、多数の正極タブ３１及び多数の負極タブ３２がそれぞれ融着されて電極リード４０，４１に共に結合されている。また、ケース本体２１の上端部２４とカバー２２の上端部とが熱融着機（図示せず）によって熱融着されるとき、そのような熱融着機と電極リード４０，４１との間にショートが発生することを防止し、電極リード４０，４１と電池ケース２０との密封性を確保するために、電極リード４０，４１の上下面に絶縁フィルム５０が付着される。
しかし、最近は、スリムなタイプまたは様々なデザイントレンドにより、新しい形態の電池セルが要求されている実情である。
また、上記のような電池セルは、同一の大きさ又は容量の電極組立体を含む構成となっているので、電池セルが適用されるデバイスのデザインを考慮して新規な構造とするためには、電池セルの容量を減少させるか、またはさらに大きい大きさにデバイスのデザインを変更しなければならないという問題がある。
また、このようなデザイン変更過程で電気的接続方式が複雑になり、それにより、所望の条件を満たす電池セルの作製が難しくなるという問題もある。
さらに、電極組立体の形状に応じて電池ケースを作製しなければならないという問題も存在する。
したがって、電池セルが適用されるデバイスの形状に応じて適用可能な電極組立体、電池ケース及びそれを含む電池セルに対する必要性が高い実情である。
本発明は、上記のような従来技術の問題点及び過去から要請されてきた技術的課題を解決することを目的とする。
具体的に、本発明の目的は、電池セルをデバイスの様々な空間に装着可能な構造に設計して、デバイスの内部空間の活用度を極大化し、一般的に長方形の構造を有するデバイスの外形構造を超えて、様々な外形を有するデバイスにおいても効率的に装着可能な電池セルを提供するものである。
このような目的を達成するための本発明に係る電池セルは、正極と負極との間に分離膜が介在している構造の電極組立体が電池ケースに内蔵されている電池セルであって、
２つ以上の電極またはユニットセルが平面を基準として高さ方向に積層されている電極組立体と、前記電極組立体の装着のための収納部が形成されている電池ケースとを含み、
前記電極組立体は、平面形状において辺（ａ）、辺（ｂ）、辺（ｃ）及び辺（ｄ）を有する四角形であり、極板またはユニットセルの電極端子が位置する辺（ａ）と、前記辺（ａ）に隣接する辺（ｂ）との内角が９０度未満になるように傾斜しており、
前記電池ケースの収納部は、電極組立体の平面形状に対応する内面形状に形成されている構造からなっている。
したがって、本発明に係る電池セルは、上記のような特定の構造に基づいて、様々な容量及び大きさを有する電池セルとして作製することができ、このような電池セルを装着するデバイスの製造において、電池セルをデバイスの様々な空間に装着できるので、デバイスの内部空間の活用度を極大化することができる。
一具体例において、前記ユニットセルは、１つ以上の正極と１つ以上の負極とが分離膜が介在された状態で積層された構造において、両面に位置した電極の種類が同一であるバイセル、または両面に位置した電極の種類が異なるフルセルであってもよい。
前記極板またはユニットセルは、電極端子が上部辺または下部辺に共に配列されるように積層されている構造であってもよく、または電極端子が、上部辺に第１電極端子が配列され、前記上部辺に対向する下部辺に第２電極端子が配列されるように積層されている構造であってもよい。
前記ユニットセルの電極端子の配置は、特に限定されるものではなく、例えば、第１電極端子は正極端子であり、第２電極端子は負極端子である構造であってもよい。
一方、上記で言及したように、本発明に係る電池セルは、平面形状において辺（ａ）、辺（ｂ）、辺（ｃ）及び辺（ｄ）を有する四角形であり、極板またはユニットセルの電極端子が位置する辺（ａ）と、前記辺（ａ）に隣接する辺（ｂ）との内角が９０度未満になるように傾斜している電極組立体を含む。前記辺（ａ）と辺（ｂ）との内角は、詳細には、２０〜８９度の範囲であってもよく、より詳細には、３０〜８５度の範囲、特に詳細には、４０〜８０度の範囲であってもよい。
具体例において、辺（ａ）と辺（ｃ）は互いに平行であり、及び／又は辺（ｂ）と辺（ｄ）は互いに平行な構造からなることができる。例えば、平面視で平行四辺形または菱形形状の構造であってもよい。
しかし、前記の例は一部の例に過ぎないことは勿論である。
前記電池セルは、例えば、パウチ型ケースに電極組立体が内蔵されているパウチ型電池セルであってもよいが、これらに限定されるものではない。
前記パウチ型電池セルは、具体的に、樹脂層と金属層を含むラミネートシート、例えば、アルミニウムラミネートシートのパウチ型ケースに、電極組立体が、電池ケースの外部に突出した電極端子と接続された状態で内蔵されている構造であってもよい。
前記電池ケースは、収納部が形成され得る所定の柔軟性を有する厚さに製造される。前記電池ケースの厚さが厚すぎると、収納部を形成する過程において柔軟性の不足による破損の危険があり、電池セル自体の体積及び重量が増加するという欠点がある。反対に、前記電池ケースの厚さが薄すぎると、外部衝撃などによって電池ケースが破損しやすいという問題が生じる。したがって、前記電池ケースは、適切な柔軟性及び耐久性を有する５０〜２００μｍの厚さに製造されることが好ましい。
このような電池ケースを構成する上部ケースと下部ケースは、互いに独立した部材であってもよく、一側端部が連結されている実質的に一つの部材であってもよい。
前記電池ケースの外形は、様々な方法で形成することができる。
一具体例において、辺（ａ）と辺（ｂ）との内角が９０度未満である電極組立体の形状と同じ形状に電池ケースをドローイングして収納部を形成することができる。
他の具体例において、辺（ａ）と辺（ｂ）との内角が９０度である電極組立体の形状に電池ケースをドローイングして収納部を形成することもできる。
後者の場合、例えば、本発明に係る電極またはユニットセルが積層された電極組立体を電池ケースの収納部に挿入し、前記収納部の内部に真空を印加して前記収納部が収縮することによって、電極組立体に対応する形状に電池ケースの外形を形成することができる。前記電極組立体は、例えば、平行四辺形または菱形の電極またはユニットセルが積層されている構造からなっているので、このような電極組立体を辺（ａ）と辺（ｂ）との内角が９０度である電池ケースの収納部に装着し、前記収納部に真空を加えると、電極組立体の外形に対応して電池ケースが収縮しながら変形して形成される。
このような真空印加方式は、電極組立体のデザインが変わる毎に新たな電池ケースを製造しなければならないという問題を解決できるだけでなく、応力が局部的に集中する現象を抑制することができる。
具体的には、前記電池ケースの収納部は、真空印加以前の状態において電極組立体の上端の大きさに対応する平面部位を含む直方体形状からなることできる。この場合、収納部の直方体形状からなる部位が電極組立体の平面形状に対応する内面形状に変形して形成される。
前記電池セルは、リチウムイオン電池またはリチウムイオンポリマー電池セルであってもよいが、これらに限定されないことは勿論である。
一般に、リチウム二次電池は、正極、負極、分離膜、及びリチウム塩含有非水電解液で構成されている。
前記正極は、例えば、正極集電体上に正極活物質、導電材及びバインダーの混合物を塗布した後、乾燥して製造され、必要によっては、前記混合物に充填剤をさらに添加することもある。
前記正極活物質は、リチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ２）、リチウムニッケル酸化物（ＬｉＮｉＯ２）などの層状化合物や、１つまたはそれ以上の遷移金属で置換された化合物；化学式Ｌｉ１＋ｘＭｎ２−ｘＯ４（ここで、ｘは０〜０．３３である）、ＬｉＭｎＯ３、ＬｉＭｎ２Ｏ３、ＬｉＭｎＯ２などのリチウムマンガン酸化物；リチウム銅酸化物（Ｌｉ２ＣｕＯ２）；ＬｉＶ３Ｏ８、ＬｉＦｅ３Ｏ４、Ｖ２Ｏ５、Ｃｕ２Ｖ２Ｏ７などのバナジウム酸化物；化学式ＬｉＮｉ１−ｘＭｘＯ２（ここで、Ｍ＝Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇ、ＢまたはＧａであり、ｘ＝０．０１〜０．３である）で表されるＮｉサイト型リチウムニッケル酸化物；化学式ＬｉＭｎ２−ｘＭｘＯ２（ここで、Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、ＺｎまたはＴａであり、ｘ＝０．０１〜０．１である）またはＬｉ２Ｍｎ３ＭＯ８（ここで、Ｍ＝Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＣｕまたはＺｎである）で表されるリチウムマンガン複合酸化物；化学式のＬｉの一部がアルカリ土金属イオンで置換されたＬｉＭｎ２Ｏ４；ジスルフィド化合物；Ｆｅ２（ＭｏＯ４）３などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
前記導電材は、通常、正極活物質を含んだ混合物の全重量を基準として１〜３０重量％で添加される。このような導電材は、当該電池に化学的変化を誘発せずに導電性を有するものであれば特に制限されるものではなく、例えば、天然黒鉛や人造黒鉛などの黒鉛；カーボンブラック、アセチレンブラック、ケチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラック；炭素繊維や金属繊維などの導電性繊維；フッ化カーボン、アルミニウム、ニッケル粉末などの金属粉末；酸化亜鉛、チタン酸カリウムなどの導電性ウィスカー；酸化チタンなどの導電性金属酸化物；ポリフェニレン誘導体などの導電性素材などを使用することができる。
前記バインダーは、活物質と導電材などの結合及び集電体に対する結合を助ける成分であって、通常、正極活物質を含む混合物の全重量を基準として１〜３０重量％で添加される。このようなバインダーの例としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、澱粉、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、スルホン化ＥＰＤＭ、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム、様々な共重合体などを挙げることができる。
前記充填剤は、正極の膨張を抑制する成分として選択的に使用され、当該電池に化学的変化を誘発せずに繊維状材料であれば特に制限されるものではなく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系重合体、ガラス繊維、炭素繊維などの繊維状物質が使用される。
前記負極は、負極集電体上に負極活物質を塗布、乾燥して作製され、必要に応じて、上述したような成分が選択的にさらに含まれてもよい。
前記負極活物質としては、例えば、難黒鉛化炭素、黒鉛系炭素などの炭素；ＬｉｘＦｅ２Ｏ３（０≦ｘ≦１）、ＬｉｘＷＯ２（０≦ｘ≦１）、ＳｎｘＭｅ１-ｘＭｅ’ｙＯｚ（Ｍｅ：Ｍｎ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｇｅ；Ｍｅ’：Ａｌ、Ｂ、Ｐ、Ｓｉ、周期律表の１族、２族、３族元素、ハロゲン；０＜ｘ≦１；１≦ｙ≦３；１≦ｚ≦８）などの金属複合酸化物；リチウム金属；リチウム合金；ケイ素系合金；錫系合金；ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＰｂＯ、ＰｂＯ２、Ｐｂ２Ｏ３、Ｐｂ３Ｏ４、Ｓｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ４、Ｓｂ２Ｏ５、ＧｅＯ、ＧｅＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ４、Ｂｉ２Ｏ５などの金属酸化物；ポリアセチレンなどの導電性高分子；Ｌｉ−Ｃｏ−Ｎｉ系材料などを使用することができる。
前記分離膜は、正極と負極との間に介在し、高いイオン透過度及び機械的強度を有する絶縁性の薄い薄膜が使用される。一般に、分離膜の気孔径は０．０１〜１０μｍで、厚さは５〜３００μｍである。このような分離膜としては、例えば、耐化学性及び疎水性のポリプロピレンなどのオレフィン系ポリマー；ガラス繊維またはポリエチレンなどで作られたシートや不織布などが使用される。電解質としてポリマーなどの固体電解質が用いられる場合には、固体電解質が分離膜を兼ねることもできる。
リチウム塩含有非水系電解液は、極性有機電解液とリチウム塩からなっている。電解液としては、非水系液状電解液、有機固体電解質、無機固体電解質などが用いられる。
前記非水系液状電解液としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロキシフラン（ｆｒａｎｃ）、２−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、１，３−ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン、アセトニトリル、ニトロメタン、ギ酸メチル、酢酸メチル、リン酸トリエステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、メチルスルホラン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、プロピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、エーテル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルなどの非プロトン性有機溶媒を使用することができる。
前記有機固体電解質としては、例えば、ポリエチレン誘導体、ポリエチレンオキシド誘導体、ポリプロピレンオキシド誘導体、リン酸エステルポリマー、ポリエジテーションリシン（ａｇｉｔａｔｉｏｎ ｌｙｓｉｎｅ）、ポリエステルスルフィド、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン、イオン性解離基を含む重合体などを使用することができる。
前記無機固体電解質としては、例えば、Ｌｉ３Ｎ、ＬｉＩ、Ｌｉ５ＮＩ２、Ｌｉ３Ｎ−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、ＬｉＳｉＯ４、ＬｉＳｉＯ４−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、Ｌｉ２ＳｉＳ３、Ｌｉ４ＳｉＯ４、Ｌｉ４ＳｉＯ４−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、Ｌｉ３ＰＯ４−Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２などのＬｉの窒化物、ハロゲン化物、硫酸塩などを使用することができる。
前記リチウム塩は、前記非水系電解質に溶解しやすい物質であって、例えば、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＢ１０Ｃｌ１０、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ＣＯ２、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＡｌＣｌ４、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ、（ＣＦ３ＳＯ２）２ＮＬｉ、クロロボランリチウム、低級脂肪族カルボン酸リチウム、４フェニルホウ酸リチウム、イミドなどを使用することができる。
また、非水系電解液には、充放電特性、難燃性などの改善を目的として、例えば、ピリジン、トリエチルホスファイト、トリエタノールアミン、環状エーテル、エチレンジアミン、ｎ−グリム（ｇｌｙｍｅ）、ヘキサリン酸トリアミド、ニトロベンゼン誘導体、硫黄、キノンイミン染料、Ｎ−置換オキサゾリジノン、Ｎ，Ｎ−置換イミダゾリジン、エチレングリコールジアルキルエーテル、アンモニウム塩、ピロール、２−メトキシエタノール、三塩化アルミニウムなどが添加されてもよい。場合によっては、不燃性を付与するために、四塩化炭素、三フッ化エチレンなどのハロゲン含有溶媒をさらに含ませることもでき、高温保存特性を向上させるために二酸化炭酸ガスをさらに含ませることもできる。
本発明はまた、前記電池セルを電源として含んでいるデバイスを提供し、前記デバイスは、携帯電話、携帯用コンピュータ、スマートフォン、タブレットＰＣ、スマートパッド、ネットブック、ＬＥＶ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、及び電力貯蔵装置などから選択されるものであってもよい。
本発明はまた、前記電池セルを単位電池として２つ以上含んでいる電池パックを提供する。すなわち、前記電池セルを単位電池として２つ以上直列及び／又は並列に接続した構造の電池パックを提供し、このような電池パックは、携帯電話、携帯用コンピュータ、スマートフォン、タブレットＰＣ、スマートパッド、ネットブック、ＬＥＶ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、及び電力貯蔵装置などのデバイスに使用することができる。
これらデバイスの構造及びその作製方法は当業界で公知となっているので、本明細書では、それについての詳細な説明は省略する。
従来の電池セルに対する斜視図である。 本発明の一実施例に係る電極の平面図である。 本発明の一実施例に係る電極組立体の斜視図である。 収納部が形成された電池ケースに本発明に係る電極組立体を収納する過程に関する模式図である。 電池ケースの収納部が変形する過程に関する模式図である。 電池ケースの収納部が変形する過程に関する模式図である。
以下では、本発明の実施例に係る図面を参照して説明するが、これは、本発明のより容易な理解のためのものであり、本発明の範疇がそれによって限定されるものではない。
図２には、本発明の一実施例に係る電極に対する平面図が示されており、図３には、本発明の一実施例に係る電極組立体の斜視図が示されている。
これら図面を参照すると、本発明に係る電極組立体１００は、２つ以上の電極が平面を基準として高さ方向に積層されており、前記電極は、平面形状において辺（ａ）、辺（ｂ）、辺（ｃ）及び辺（ｄ）を有する四角形であり、極板の電極端子１１０，１２０が位置する辺（ａ）と、辺（ａ）に隣接する辺（ｂ）との内角Ａが約７０度になるように傾斜している。
正極極板と負極極板とは分離膜が介在された状態で積層された構造において、両端に位置した電極の種類が互いに異なるフルセルからなっており、前記極板は、電極端子１１０，１２０が上部辺（ａ）に共に配列されるように積層されている。
したがって、本発明に係る電極組立体１００は高さ方向に積層され、電極組立体１００をパウチ型電池ケースに収納した後、密封して、電池セルを完成する。
図４には、収納部が形成された電池ケースに本発明に係る電極組立体を収納する過程に関する模式図が示されており、図５及び図６には、電池ケースの収納部が変形する過程に関する模式図が示されている。
まず、図４を参照すると、本発明に係る電極組立体１００を電池ケース１６０の収納部１５０に装着した後、電池ケース１６０を半分に折り畳み、電池ケース１６０の収納部１５０に電極組立体１００を装着した状態で電池ケースの外周面１４０を熱融着させてシーリングする。
次に、図５及び図６を参照すると、電池ケース２００の収納部１５０は、電極組立体の上端の大きさに対応する平面部位を含む直方体形状からなっており、電池ケース２００のシーリングされていない一側を介して真空を印加して、電池ケース２００の収納部１５０と電極組立体１００との間の余剰空間を除去する。
真空の印加時、収納部１５０は、平行四辺形の形状の電極組立体１００の外面に密着し、電極組立体の外形に対応する形状に収納部１７０が形成される。
場合によっては、図４での収納部の形状が電極組立体の外形に一致する構造で製造されてもよく、この場合には、真空を印加する工程を経なくてもよい。
図２乃至図６に示したように、本発明に係る電池セル２００は、様々な容量及び大きさを有する電池セルとして作製することができ、従来において電池セルの装着が困難であった空間まで容易に装着可能であるだけでなく、デバイスの内部構造に応じて、限定された空間においてより大きい容量を有する電池セルを装着できるので、デバイスの内部空間の活用度を極大化させることができる。
本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、上記内容に基づいて本発明の範疇内で様々な応用及び変形を行うことが可能であろう。
以上で説明したように、本発明に係る電池セルは、変形した形状によって、デバイス内で電池セルの装着空間の確保を容易にし、デバイスの内部空間の活用度を極大化することができるだけでなく、デバイスに高容量の電池セルの使用が可能であり、デバイスをより小型化させるという効果がある。また、電極組立体と電池ケースの構造的特徴により、デザインの変更にもかかわらず、所望の電池セルを容易に製造することができる。
１００ 電池組立体
１１０、１２０ 電極端子
１４０ 外周面
１５０ 収納部
１６０ 電池ケース
１７０ 収納部
２００ 電池セル

Claims (20)

  1. 正極と負極との間に分離膜が介在している構造の電極組立体が電池ケースに内蔵されている電池セルであって、
    ２つ以上の電極またはユニットセルが平面を基準として高さ方向に積層されている電極組立体と、前記電極組立体の装着のための収納部が形成されている電池ケースとを含み、
    前記電極組立体は、平面形状において辺（ａ）、辺（ｂ）、辺（ｃ）及び辺（ｄ）を有する四角形であり、極板またはユニットセルの電極端子が位置する辺（ａ）と、前記辺（ａ）に隣接する辺（ｂ）との内角が９０度未満になるように傾斜しており、
    前記電池ケースの収納部は、電極組立体の平面形状に対応する内面形状に形成されていることを特徴とする、電池セル。
  2. 前記ユニットセルは、１つ以上の正極極板と１つ以上の負極極板とが分離膜が介在された状態で積層された構造において、両端に位置した電極の種類が同一であるバイセル、または両端に位置した電極の種類が互いに異なるフルセルであることを特徴とする、請求項１に記載の電池セル。
  3. 前記極板またはユニットセルは、電極端子が上部辺又は下部辺に共に配列されるように積層されていることを特徴とする、請求項１に記載の電池セル。
  4. 前記極板またはユニットセルは、電極端子が、上部辺に第１電極端子が配列され、前記上部辺に対向する下部辺に第２電極端子が配列されるように積層されていることを特徴とする、請求項１に記載の電池セル。
  5. 前記第１電極端子は正極端子であり、前記第２電極端子は負極端子であることを特徴とする、請求項４に記載の電池セル。
  6. 前記辺（ａ）と辺（ｂ）との内角は２０〜８９度の範囲であることを特徴とする、請求項１に記載の電池セル。
  7. 前記辺（ａ）と辺（ｃ）は互いに平行であることを特徴とする、請求項１に記載の電池セル。
  8. 前記辺（ｂ）と辺（ｄ）は互いに平行であることを特徴とする、請求項１に記載の電池セル。
  9. 前記電極またはユニットセルは、平面視で平行四辺形または菱形形状であることを特徴とする、請求項１に記載の電池セル。
  10. 前記電池ケースは、金属層と樹脂層のラミネートシートからなることを特徴とする、請求項１に記載の電池セル。
  11. 前記ラミネートシートはアルミニウムラミネートシートであることを特徴とする、請求項１０に記載の電池セル。
  12. 前記電池ケースの厚さは５０〜２００μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の電池セル。
  13. 前記電池ケースは、電池ケースの内部に真空を印加して、前記電極組立体の外形に対応するように電池ケースが変形して形成されることを特徴とする、請求項１に記載の電池セル。
  14. 前記真空の印加前に、電池ケースの収納部は直方体形状からなることを特徴とする、請求項１３に記載の電池セル。
  15. 前記電池セルは、リチウムイオン電池セルまたはリチウムイオンポリマー電池セルであることを特徴とする、請求項１に記載の電池セル。
  16. 請求項１乃至１５のうちのいずれかに記載の電池セルを単位電池として２つ以上含んでいることを特徴とする、電池パック。
  17. 請求項１乃至１５のうちのいずれかに記載の電池セルを電源として含んでいるデバイス。
  18. 前記デバイスは、携帯電話、携帯用コンピュータ、スマートフォン、タブレットＰＣ、スマートパッド、ネットブック、ＬＥＶ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、及び電力貯蔵装置からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１７に記載のデバイス。
  19. 請求項１６に記載の電池パックを電源として含んでいるデバイス。
  20. 前記デバイスは、携帯電話、携帯用コンピュータ、スマートフォン、タブレットＰＣ、スマートパッド、ネットブック、ＬＥＶ、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、及び電力貯蔵装置からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１９に記載のデバイス。
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