JP5398758B2 - ２次電池およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、２次電池およびその製造方法に関する。

電池は内部に入っている化学物質の電気化学的酸化還元反応時に発生する化学エネルギーを電気エネルギーに変換する装置であって、電池内部のエネルギーが全て消耗すれば廃棄しなければならない一次電池と、多数回充電可能な２次電池とに分けられる。このうち２次電池は、化学エネルギーと電気エネルギーとの可逆的相互変換を用いて多数回充放電して使用することができる。

一方、最近、先端電子産業の発達により電子装備の小型化および軽量化が可能となることに伴って携帯用電子機器の使用が増大している。このような携帯用電子機器の電源として高いエネルギー密度を有する電池の必要性が増大し、リチウム２次電池の研究が活発に行われている。

このようなリチウム２次電池は、正極、負極およびこれらの間に位置するセパレータを含む電極アセンブリーと前記電極アセンブリーを収容するケースとを含む。

電極アセンブリーは、正極、セパレータおよび負極が複数個積層されている積層型電極アセンブリーであっても良い。

積層型電極アセンブリーの場合、電極の最外郭部分で非正常的な反応が起きて電池の性能を低下させることがある。

本発明の一側面は、電池性能を改善することができる２次電池を提供することにその目的がある。

本発明の一実施形態によれば、積層電極および前記積層電極の少なくとも一つの末端に位置する少なくとも一つの最外郭電極を含む電極アセンブリー、および前記電極アセンブリーを収容するケースを含み、前記少なくとも一つの最外郭電極は非活物質を含む２次電池を提供する。

本発明の他の一実施形態によれば、積層電極および前記積層電極のうちの少なくとも一つの末端に位置する最外郭電極を含む電極アセンブリーを提供する段階、およびケースに前記電極アセンブリーを収容する段階を含み、前記少なくとも一つの最外郭電極は非活物質を含む２次電池の製造方法を提供する。

前記少なくとも一つの最外郭電極は、電気化学的反応を生じさせない無機物質、有機物質またはこれらの組み合わせを含んでも良い。

前記少なくとも一つの最外郭電極は、多孔性無機物質を含んでも良い。

前記多孔性無機物質は、カーボンブラック、グラファイト、シリカゲル、ジルコニア、アルミナ、ゼオライト、セラミックパウダーおよびケイ窒化物のうちで選択された少なくとも一つを含んでも良い。

前記少なくとも一つの最外郭電極は、多孔性有機物質を含んでも良い。

前記多孔性有機物質は、フルオロポリマー、フルオロエラストマー、ペルフルオロエラストマー、エラストメリックビスフェノールＡエポキシビニルエステル、ビニルエステル樹脂、（メタ）アクリレートノボラック−（メタ）アクリレートエポキシビニルエステル、ヒドロキシル−末端ポリブタジエン樹脂、フルフリルアルコール樹脂、パリレン、ポリアミド、ポリイミドおよびポリフェニレンスルフィドで選択された少なくとも一つを含んでも良い。

前記少なくとも一つの最外郭電極は、集電体、および前記集電体の一面に形成され、非活物質を含む非活物質層を含んでも良く、前記非活物質層は、前記ケースに接触しても良い。

前記少なくとも一つの最外郭電極は、前記集電体の他の一面に形成されている活物質層をさらに含んでも良い。

前記非活物質層は、前記電極アセンブリーの下部または上部のうちの一つに位置しても良い。

前記非活物質層は、前記電極アセンブリーの下部および上部に位置しても良い。

前記積層電極は、交互に積層されている複数の正極および負極、および前記各正極および前記各負極の間に位置するセパレータを含んでも良い。

前記正極は、コバルト、マンガン、ニッケルおよびリチウムのうちの少なくとも一つを含む酸化物を含む正極活物質を含んでも良い。

前記負極は、リチウムイオンを可逆的に挿入／脱離可能な物質、リチウム金属、リチウム金属の合金、リチウムをドープおよび脱ドープすることができる物質および遷移金属酸化物のうちの少なくとも一つを含む負極活物質を含んでも良い。

本発明によれば、電極アセンブリーの最外郭部分で電気化学的副反応による電池の異常現象を防止することができて電池の信頼性を改善することができ、電極の活物質がケースと直接的に接触することを防止して電池の安全性も改善することができる。

また、非活物質層が電解液を含湿することができて電極の収縮および膨張時に電池に電解液を補充する役割を果たし、電池の長期信頼性を改善することができる。

また、電極アセンブリーの最外郭に活物質層を塗布する場合、工程中に最外郭層に位置した活物質の巻き込まれ現象により加工性が低下することがあるが、本実施形態により最外郭層に非活物質層を含むことによって加工性を改善することができる。

また、非活物質層が電極アセンブリーの外形を固定することによって外部力により電極が屈曲したり損傷することを防止することができる。

本発明の一実施形態による２次電池の部分切開斜視図である。 図１のＡ部分を拡大して示した一例の断面図である。 図１のＡ部分を拡大して示した他の一例の断面図である。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態について本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳しく説明する。本発明は多様な異なる形態で具現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。

図面において、多くの層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体を通して類似する部分については同一の図面符号を付した。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるという時、これは他の部分の「直上」にある場合のみならず、その中間にまた他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の「直上」にあるという時には、中間に他の部分がないことを意味する。

以下、図１および図２を参照して本発明の一実施形態による２次電池を説明する。

図１は、本発明の一実施形態による２次電池の部分切開斜視図であり、図２は、図１のＡ部分を拡大して示した断面図である。

まず、図１を参照すれば、本発明の一実施形態による２次電池は、電極アセンブリー１００、前記電極アセンブリー１００を収容するケース３００および前記電極アセンブリー１００に連結され、ケース３００の外部に引き出される電極端子４１０、４２０を含む。

ケース３００は、電極アセンブリー１００を収納するための内部空間を有し、前記内部空間を中心として上部ケース３１０と下部ケース３２０とを含む。上部ケース３１０および下部ケース３２０は例えばラミネートシートで製造されても良く、電解液が含浸された状態の電極アセンブリー１００を内部空間に収容した後に周縁が熱融着により一体に接合されて電極アセンブリー１００を密閉させても良い。ケース３００の形状と材質などは多様に変形されても良い。

電極端子４１０、４２０は、正極２０に連結される正極端子４１０と負極３０に連結される負極端子４２０とを含む。図面では正極端子４１０と負極端子４２０がケース３００の両側に分かれて引き出される場合を例示したが、これに限定されず、いずれか一方に引出されても良い。

図２を参照すれば、電極アセンブリー１００は積層されている複数の電極を含み、前記複数の電極は積層位置に応じて最上および最下に位置する電極（以下、「最外郭電極」という）と二つの最外郭電極の間に積層されている電極（以下、「積層電極」という）とを含む。

この時、積層電極と最外郭電極の構造が異なる。

まず、積層電極について説明する。

積層電極は、正極２０および負極３０が交互に積層されている複数の電極を含み、正極２０と負極３０との間にはセパレータ４０が介在されている。図面では正極２０、セパレート４０および負極３０の順序に積層された場合を例示したが、正極２０が負極３０で代替され、負極３０が正極２０で代替されても良い。また図面では正極２０、セパレート４０および負極３０が２つ積層された構造を例示したが、これに限定されず、より多数の正極２０、セパレート４０および負極３０が積層されても良い。

正極２０は、集電体２１および集電体２１の両面に形成されている正極活物質層２２ａ、２２ｂを含む。

集電体２１は、金属箔またはメッシュ（ｍｅｓｈ）のような網状板であっても良く、例えばアルミニウム（Ａｌ）で作られても良い。

正極活物質層２２ａ、２２ｂは、集電体２１の両面に形成されており、各正極活物質層２２ａ、２２ｂの厚さは約１０μｍ〜１０ｍｍであっても良い。

正極活物質層２２ａ、２２ｂは、正極活物質、バインダーおよび導電材を含む。

正極活物質は、リチウムの可逆的な挿入および脱離が可能な化合物を含む。具体的には、コバルト、マンガン、ニッケル、およびこれらの組み合わせから選択される金属とリチウムとの複合酸化物のうちの１種以上を使用しても良く、その具体的な例としては、下記の化学式のうちのいずれか一つで表される化合物を使用しても良い。Ｌｉ_ａＡ_１−ｂＢ_ｂＤ_２（前記の式で、０．９０≦ａ≦１．８、および０≦ｂ≦０．５である。）；Ｌｉ_ａＥ_１−ｂＢ_ｂＯ_２−ｃＤ_ｃ（前記の式で、０．９０≦ａ≦１．８、０≦ｂ≦０．５、０≦ｃ≦０．０５である。）；ＬｉＥ_２−ｂＢ_ｂＯ_４−ｃＤ_ｃ（前記の式で、０≦ｂ≦０．５、０≦ｃ≦０．０５である。）；Ｌｉ_ａＮｉ_{１−ｂ−ｃ}Ｃｏ_ｂＢ_ｃＤ_α（前記の式で、０．９０≦ａ≦１．８、０≦ｂ≦０．５、０≦ｃ≦０．０５、０＜α≦２である。）；Ｌｉ_ａＮｉ_{１−ｂ−ｃ}Ｃｏ_ｂＢ_ｃＯ_２−αＦ_α（前記の式で、０．９０≦ａ≦１．８、０≦ｂ≦０．５、０≦ｃ≦０．０５、０＜α＜２である。）；Ｌｉ_ａＮｉ_{１−ｂ−ｃ}Ｃｏ_ｂＢ_ｃＯ_２−αＦ_２（前記の式で、０．９０≦ａ≦１．８、０≦ｂ≦０．５、０≦ｃ≦０．０５、０＜α＜２である。）；Ｌｉ_ａＮｉ_{１−ｂ−ｃ}Ｍｎ_ｂＢ_ｃＤ_α（前記の式で、０．９０≦ａ≦１．８、０≦ｂ≦０．５、０≦ｃ≦０．０５、０＜α≦２である。）；Ｌｉ_ａＮｉ_{１−ｂ−ｃ}Ｍｎ_ｂＢ_ｃＯ_２−αＦ_α（前記の式で、０．９０≦ａ≦１．８、０≦ｂ≦０．５、０≦ｃ≦０．０５、０＜α＜２である。）；Ｌｉ_ａＮｉ_{１−ｂ−ｃ}Ｍｎ_ｂＢ_ｃＯ_２−αＦ_２（前記の式で、０．９０≦ａ≦１．８、０≦ｂ≦０．５、０≦ｃ≦０．０５、０＜α＜２である。）；Ｌｉ_ａＮｉ_ｂＥ_ｃＧ_ｄＯ_２（前記の式で、０．９０≦ａ≦１．８、０≦ｂ≦０．９、０≦ｃ≦０．５、０．００１≦ｄ≦０．１である。）；Ｌｉ_ａＮｉ_ｂＣｏ_ｃＭｎ_ｄＧｅＯ_２（前記の式で、０．９０≦ａ≦１．８、０≦ｂ≦０．９、０≦ｃ≦０．５、０≦ｄ≦０．５、０．００１≦ｅ≦０．１である。）；Ｌｉ_ａＮｉＧ_ｂＯ_２（前記の式で、０．９０≦ａ≦１．８、０．００１≦ｂ≦０．１である。）；Ｌｉ_ａＣｏＧ_ｂＯ_２（前記の式で、０．９０≦ａ≦１．８、０．００１≦ｂ≦０．１である。）；Ｌｉ_ａＭｎＧ_ｂＯ_２（前記の式で、０．９０≦ａ≦１．８、０．００１≦ｂ≦０．１である。）；Ｌｉ_ａＭｎ_２Ｇ_ｂＯ_４（前記の式で、０．９０≦ａ≦１．８、０．００１≦ｂ≦０．１である。）；ＱＯ_２；ＱＳ_２；ＬｉＱＳ_２；Ｖ_２Ｏ_５；ＬｉＶ_２Ｏ_５；ＬｉＩＯ_２；ＬｉＮｉＶＯ_４；Ｌｉ_{（３−ｆ）}Ｊ_２（ＰＯ_４）_３（０≦ｆ≦２）；Ｌｉ_{（３−ｆ）}Ｆｅ_２（ＰＯ_４）_３（０≦ｆ≦２）；ＬｉＦｅＰＯ_４

前記化学式において、Ａは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎおよびこれらの組み合わせからなる群より選択され；Ｂは、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｖ、希土類元素およびこれらの組み合わせからなる群より選択され；Ｄは、Ｏ、Ｆ、Ｓ、Ｐおよびこれらの組み合わせからなる群より選択され；Ｅは、Ｃｏ、Ｍｎ、およびこれらの組み合わせからなる群より選択され；Ｆは、Ｆ、Ｓ、Ｐおよびこれらの組み合わせからなる群より選択され；Ｇは、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｒ、Ｖおよびこれらの組み合わせからなる群より選択され；Ｑは、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｍｎ、およびこれらの組み合わせからなる群より選択され；Ｉは、Ｃｒ、Ｖ、Ｆｅ、Ｓｃ、Ｙ、およびこれらの組み合わせからなる群より選択され；Ｊは、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される。

バインダーは、正極活物質粒子を互いに良好に付着させ、また正極活物質を集電体に良好に付着させる役割を果たし、その代表的な例としては、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、カルボキシル化されたポリ塩化ビニル、ポリビニルフルオライド、エチレンオキシドを含むポリマー、ポリビニルピロリドン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、スチレン−ブタジエンラバー、アクリレイテッドスチレン−ブタジエンラバー、エポキシ樹脂、ナイロンなどを使用しても良いが、これに限定されない。

導電材は、電極に導電性を付与するために使用されるものであって、構成される電池において、化学変化を招かない電子伝導性材料であれば如何なるものでも使用可能であり、その例として天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維、銅、ニッケル、アルミニウム、銀などの金属粉末、金属繊維などを使用しても良く、また、ポリフェニレン誘導体などの導電性材料を１種または１種以上を混合して使用しても良い。

負極３０は、集電体３１および集電体３１の両面に形成されている負極活物質層３２ａ、３２ｂを含む。

集電体３１としては、金属箔またはメッシュのような網状であっても良く、例えば銅、ニッケル、ステレンス鋼、チタニウム、伝導性金属がコーティングされたポリマー基材またはこれらの組み合わせで作られても良い。

負極活物質層３２ａ、３２ｂは、集電体３１の両面に形成されており、各負極活物質層３２ａ、３２ｂの厚さは約１０μｍ〜１０ｍｍであっても良い。

負極活物質は、リチウムイオンを可逆的に挿入／脱離可能な物質、リチウム金属、リチウム金属の合金、リチウムをドープおよび脱ドープすることができる物質、または遷移金属酸化物を含む。

前記リチウムイオンを可逆的に挿入／脱離可能な物質としては、炭素物質であって、リチウムイオン２次電池で一般に使用される炭素系負極活物質は如何なるものでも使用しても良く、その代表的な例としては結晶質炭素、非晶質炭素またはこれらを共に使用しても良い。前記結晶質炭素の例としては無定形、板状、鱗片状（ｆｌａｋｅ）、球状または繊維状の天然黒鉛または人造黒鉛のような黒鉛が挙げられ、前記非晶質炭素の例としてはソフトカーボン（ｓｏｆｔ ｃａｒｂｏｎ：低温焼成炭素）またはハードカーボン（ｈａｒｄ ｃａｒｂｏｎ）、メソフェーズピッチ炭化物、焼成されたコークスなどが挙げられる。

前記リチウム金属の合金としては、リチウムとＮａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｉ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｂａ、Ｒａ、Ｇｅ、ＡｌおよびＳｎからなる群より選択される金属の合金が使用されても良い。

前記リチウムをドープおよび脱ドープすることができる物質としては、Ｓｉ、ＳｉＯ_ｘ（０＜ｘ＜２）、Ｓｉ−Ｙ合金（前記Ｙは、アルカリ金属、アルカリ土金属、１３族元素、１４族元素、遷移金属、希土類元素およびこれらの組み合わせからなる群より選択される元素であり、Ｓｉではない。）、Ｓｎ、ＳｎＯ_２、Ｓｎ−Ｙ（前記Ｙは、アルカリ金属、アルカリ土金属、１３族元素、１４族元素、遷移金属、希土類元素およびこれらの組み合わせからなる群より選択される元素であり、Ｓｎではない。）などが挙げられ、またこれらのうちの少なくとも一つとＳｉＯ_２とを混合して使用しても良い。前記元素Ｙとしては、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａ、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｄｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｇ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｂｈ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｈｓ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｐｏ、およびこれらの組み合わせからなる群より選択されても良い。

前記遷移金属酸化物としては、バナジウム酸化物、リチウムバナジウム酸化物などが挙げられる。

バインダーは、負極活物質粒子を互いに良好に付着させ、また負極活物質を集電体に良好に付着させる役割を果たし、その代表的な例として、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリ塩化ビニル、カルボキシル化されたポリ塩化ビニル、ポリビニルフルオライド、エチレンオキシドを含むポリマー、ポリビニルピロリドン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、スチレン−ブタジエンラバー、アクリレイテッドスチレン−ブタジエンラバー、エポキシ樹脂、ナイロンなどを使用しても良いが、これに限定されない。

導電材は、電極に導電性を付与するために使用されるものであって、構成される電池において、化学変化を招かない電子伝導性材料であれば如何なるものでも使用可能であり、その例として天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維などの炭素系物質；銅、ニッケル、アルミニウム、銀などの金属粉末または金属繊維などの金属系物質；ポリフェニレン誘導体などの導電性ポリマー；またはこれらの混合物を含む導電性材料を使用しても良い。

セパレータ４０は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデンまたはこれらの２層以上の多層膜が使用されても良く、ポリエチレン／ポリプロピレンの２層セパレータ、ポリエチレン／ポリプロピレン／ポリエチレンの３層セパレータ、ポリプロピレン／ポリエチレン／ポリプロピレンの３層セパレータなどのような混合多層膜が使用されても良い。

次に、最外郭電極５０について説明する。

最外郭電極５０は、正極であっても負極であっても良い。

最外郭電極５０は、集電体５１、集電体５１の一面に形成されている活物質層５２、そして集電体５１の他の一面に形成されている非活物質層５５を含む。活物質層５２は積層電極側に位置し、非活物質層５５は電極アセンブリー１００の最外郭層を形成する。

最外郭電極５０が正極である場合、集電体５１および活物質層５２は前述した正極２０の集電体２１および正極活物質層２２ａ、２２ｂの内容と同一である。

最外郭電極５０が負極である場合、集電体５１および活物質層５２は前述した負極３０の集電体３１および負極活物質層３２ａ、３２ｂの内容と同一である。

非活物質層５５は、図２に示されているように、電極アセンブリー１００の下部および上部の最外郭層を形成する。しかしながら、これに限定されず、図３に示されているように、非活物質層５５は電極アセンブリー１００の下部および上部のうちのいずれか一つにのみ位置しても良い。

非活物質層５５は、電気化学反応を生じさせない無機物質、有機物質またはこれらの組み合わせで作られた非活物質を含み、ここで非活物質は前述した活物質と相反する用語である。

非活物質層は、多孔性無機物質で作られても良い。多孔性無機物質は、例えば、カーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ）、黒鉛（ｇｒａｐｈｉｔｅ）、シリカゲル（ｓｉｌｉｃａ ｇｅｌ）、ジルコニア（ｚｉｒｃｏｎｉａ）、アルミナ（ａｌｕｍｉｎａ）、ゼオライト（ｚｅｏｌｉｔｅ）、窒化ケイ素（ｓｉｌｉｃｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ）のようなセラミックパウダーなどを含んでも良い。

非活物質層は、多孔性有機物質で作られても良い。多孔性有機物質は、例えば、フルオロポリマー、フルオロエラストマーおよびペルフルオロエラストマーのようなフッ素含有高分子；エラストメリックビスフェノールＡエポキシビニルエステル（ｅｌａｓｔｏｍｅｒｉｃ ｂｉｓｐｈｅｎｏｌ Ａ Ｅｐｏｘｙ Ｖｉｎｙｌｅｓｔｅｒ）；ビニルエステルレジン（Ｖｉｎｙｌｅｓｔｅｒ Ｒｅｓｉｎ）；（メタ）アクリレートノボラック−（メタ）アクリレートエポキシビニルエステル（（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅｄ Ｎｏｖｏｌａｋ−（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｖｉｎｙｌｅｓｔｅｒ）；ヒドロキシ末端ポリブタジエンレジン（ｈｙｄｒｏｘｙｌ−ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ ｐｏｌｙｂｕｔａｄｉｅｎｅ Ｒｅｓｉｎ）；フルフリルアルコールレジン（Ｆｕｒｆｕｒｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌ Ｒｅｓｉｎ）；パリレン（ｐａｒｙｌｅｎｅ）；ポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）；ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）；ポリフェニレンスルフィド（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｓｕｌｐｈｉｄｅ）などが挙げられる。

非活物質層５５は、活物質層５２とほぼ同一の厚さを有しても良く、例えば約１０μｍ〜１０ｍｍの厚さを有しても良い。

このように本実施形態では、積層型電極アセンブリーの最外郭層として非活物質層を含むことによって、電極アセンブリーの最外郭部分で電気化学的副反応による電池の異常現象を防止することができて電池の信頼性を改善することができ、電極の活物質がケースと直接的に接触することを防止して電池の安全性も改善することができる。

また、非活物質層が電解液を含湿することができて電極の収縮および膨張時に電池に電解液を補充する役割を果たし、電池の長期信頼性を改善することができる。

また、電極アセンブリーの最外郭に活物質層を塗布する場合、工程中に最外郭層に位置した活物質の巻き込まれ現象により加工性が低下することがあるが、本実施形態により最外郭層に非活物質層を含むことによって加工性を改善することができる。

また、非活物質層が電極アセンブリーの外形を固定することによって外部力により電極が屈曲したり損傷することを防止することができる。

以上で、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるのではなく、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。

２０…正極
３０…負極
４０…セパレータ
２１、３１、５１…集電体
２２ａ、２２ｂ…正極活物質層
３２ａ、３２ｂ…負極活物質層
５０…最外郭電池
５２…活物質層
５５…非活物質層
１００…電極アセンブリー
３００…ケース
３１０…上部ケース
３２０…下部ケース
４１０…正極端子
４２０…負極端子

Claims (16)

1. 積層電極および前記積層電極の少なくとも一つの末端に位置する少なくとも一つの最外郭電極を含む電極アセンブリー、および
   前記電極アセンブリーを収容するケース、を含み、
   前記少なくとも一つの最外郭電極は、電解液を含湿することができて電極の収縮および膨張時に電池に電解液を補充する多孔性を有する非活物質を含み、
   前記非活物質は、電気化学的反応を生じさせない無機物質、有機物質またはこれらの組み合わせからなる、２次電池。
2. 前記無機物質は、カーボンブラック、シリカゲル、ジルコニア、アルミナ、ゼオライト、セラミックパウダーおよびケイ素窒化物のうちで選択された少なくとも一つの多孔性無機物質を含む、請求項１に記載の２次電池。
3. 前記有機物質は、フルオロポリマー、フルオロエラストマー、ペルフルオロエラストマー、エラストメリックビスフェノールＡエポキシビニルエステル、ビニルエステル樹脂、（メタ）アクリレートノボラック−（メタ）アクリレートエポキシビニルエステル、ヒドロキシル−末端ポリブタジエン樹脂、フルフリルアルコール樹脂、パリレン、ポリアミド、ポリイミドおよびポリフェニレンスルフィドで選択された少なくとも一つの多孔性有機物質を含む、請求項１に記載の２次電池。
4. 前記少なくとも一つの最外郭電極は、
   集電体、および
   前記集電体の一面に形成され、非活物質を含む非活物質層、
   を含み、
   前記非活物質層は、前記ケースに接触している、請求項１に記載の２次電池。
5. 前記少なくとも一つの最外郭電極は、前記集電体の他の一面に形成されている活物質層をさらに含む、請求項４に記載の２次電池。
6. 前記非活物質層は、前記電極アセンブリーの下部または上部のうちの一つに位置する、請求項４に記載の２次電池。
7. 前記非活物質層は、前記電極アセンブリーの下部および上部に位置する、請求項４に記載の２次電池。
8. 前記積層電極は、
   交互に積層されている複数の正極および負極、および
   前記各正極および前記各負極の間に位置するセパレータ、
   を含む、請求項１に記載の２次電池。
9. 前記正極は、コバルト、マンガン、ニッケルおよびリチウムのうちの少なくとも一つを含む酸化物を含む正極活物質を含む、請求項８に記載の２次電池。
10. 前記負極は、リチウムイオンを可逆的に挿入／脱離可能な物質、リチウム金属、リチウム金属の合金、リチウムをドープおよび脱ドープすることができる物質および遷移金属酸化物のうちの少なくとも一つを含む負極活物質を含む、請求項８に記載の２次電池。
11. 積層電極および前記積層電極のうちの少なくとも一つの末端に位置する最外郭電極を含む電極アセンブリーを提供する段階、および
    ケースに前記電極アセンブリーを収容する段階、を含み、
    前記少なくとも一つの最外郭電極は、電解液を含湿することができて電極の収縮および膨張時に電池に電解液を補充する多孔性を有する非活物質を含み、
    前記非活物質は、電気化学的反応を生じさせない無機物質、有機物質またはこれらの組み合わせからなる、２次電池の製造方法。
12. 前記無機物質は、カーボンブラック、シリカゲル、ジルコニア、アルミナ、ゼオライト、セラミックパウダーおよびケイ素窒化物のうちで選択された少なくとも一つの多孔性無機物質を含む、請求項１１に記載の２次電池の製造方法。
13. 前記有機物質は、フルオロポリマー、フルオロエラストマー、ペルフルオロエラストマー、エラストメリックビスフェノールＡエポキシビニルエステル、ビニルエステル樹脂、（メタ）アクリレートノボラック−（メタ）アクリレートエポキシビニルエステル、ヒドロキシル−末端ポリブタジエン樹脂、フルフリルアルコール樹脂、パリレン、ポリアミド、ポリイミドおよびポリフェニレンスルフィドで選択された少なくとも一つの多孔性有機物質を含む、請求項１１に記載の２次電池の製造方法。
14. 前記少なくとも一つの最外郭電極は、
    集電体、および
    前記集電体の一面に形成され、非活物質を含む非活物質層、
    を含み、
    前記非活物質層は、前記ケースに接触している、請求項１１に記載の２次電池の製造方法。
15. 前記少なくとも一つの最外郭電極は、前記集電体の他の一面に位置する活物質層をさらに含む、請求項１１に記載の２次電池の製造方法。
16. 前記非活物質層は、前記電極アセンブリーの下部または上部に位置する、請求項１１に記載の２次電池の製造方法。