JP7004264B2 - 可撓性二次電池 - Google Patents
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Description
本実施形態において、前記ガスケットの厚みは、前記電極組立体の厚みの80%ないし120%でもある。
本実施形態において、前記ガスケットは、前記第1絶縁層と同一の材質から形成される。
本実施形態において、前記ガスケットと重畳された前記第1電極タブと、前記第2電極タブとの外面には、絶縁フィルムが付着される。
本実施形態において、前記ガスケットの内部領域で、前記第1リード電極は、前記第1電極タブと接合し、前記第2リード電極は、前記第2電極タブと接合することができる。
本実施形態において、前記固定部材が形成されていない前記第1電極層、前記セパレータ及び前記第2電極層の他端部は、前記固定部材が形成された第1電極層、前記セパレータ及び前記第2電極層の一端部より相対的な位置変化が大きくなる。
本実施形態において、前記電極積層組立体の外部面に形成された保護層をさらに含み、前記保護層の曲げ剛性は、前記第1電極層、前記セパレータ及び前記第2電極層の平均曲げ剛性より強い
本発明の効果は、前述の内容以外にも、図面を参照して以下で説明する内容からも導き出されるということは言うまでもない。
以下の実施形態で、単数の表現は、文脈上明白に取り立てて意味しない限り、複数の表現を含む。
図面では、説明の便宜のために、構成要素がその大きさが誇張または縮小されてもいる。例えば、図面で示された各構成の大きさ及び厚みは、説明の便宜のために、任意に示したものであり、本発明は、必ずしも図示されたところに限定されるものではない。
図1ないし図3を参照すれば、本発明の一実施形態による可撓性二次電池10は、電極組立体100、電極組立体100のエッジを取り囲むガスケット200、ガスケット200の第1面に付着された第1密封シート310、及び第1面と反対面であるガスケット200の第2面に付着された第2密封シート320を含んでもよい。
前記正極活物質は、リチウムイオンを可逆的に吸蔵及び放出することができる物質によって形成される。例えば、該正極活物質は、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、ニッケルコバルト酸リチウム、ニッケルコバルトアルミニウム酸リチウム、ニッケルコバルトマンガン酸リチウム、マンガン酸リチウム及びリン酸鉄リチウムのようなリチウム遷移金属酸化物;硫化ニッケル;硫化銅;硫黄;酸化鉄;及び酸化バナジウム;からなる群から選択された少なくとも1つの物質を含んでもよい。
前記負極活物質は、リチウムとの合金化、またはリチウムの可逆的な吸蔵及び放出が可能な物質によって形成される。例えば、前記負極活物質は、金属、炭素系材料、金属酸化物及びリチウム金属チッ化物からなる群から選択された少なくとも1つの物質を含んでもよい。
前記金属酸化物は、リチウムチタン酸化物、酸化チタン、酸化モリブデン、酸化ニオブ、酸化鉄、酸化タングステン、酸化スズ、非晶質スズ複合酸化物、シリコンモノオキシド、酸化コバルト及び酸化ニッケルからなる群から選択された少なくとも一つを含んでもよい。
セパレータ130は、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリスチレン(PS)、ポリプロピレン(PP)、及びポリエチレン(PE)とポリプロピレン(PP)との共重合体(co-polymer)からなる群のうち選択されるいずれか1つの基材に、ポリフッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(PVDF-HFP co-polymer)をコーティングすることによって製造されるが、それに限定されるものではない。
電極組立体100は、第1電極層110、セパレータ130及び第2電極層120の一端部を互いに固定する固定部材140をさらに含んでもよい。固定部材140は、一例であり、第1無地部116とセパレータ130との間及び、セパレータ130と第2無地部126との間に形成された接着剤、または該接着剤が塗布されたテープでもよいが、それに限定されるものではない。
固定部材140が形成されていない第1電極層110、セパレータ130及び第2電極層120の他端部は、電極組立体100のベンディング時、固定部材140が形成された第1電極層110、セパレータ130及び第2電極層120の一端部より相対的な位置変化が大きくなる。一方、第1電極タブ118は、複数の第1無地部116と接合され、第2電極タブ128は、複数の第2無地部126と接合されるので、第1電極タブ118と第2電極タブ128は、実質的に、第1電極層110及び2電極層120をそれぞれ固定する固定手段として作用することができる。
第1密封シート310及び第2密封シート320に曲折部位、すなわち、折れ部位が形成された場合は、可撓性二次電池10のベンディング時、第1密封シート310と第2密封シート320とに形成された曲折部位に応力が集中し、第1密封シート310及び第2密封シート320に破れなどの損傷が誘発されもする。
まず、ガスケット200の第2面上に、第2密封シート320を付着させる。第2密封シート320は、第1絶縁層がガスケット200を向くように配置された後、第1絶縁層とガスケット200とが熱融着することにより、ガスケット200の第2面上に付着される。
また、従来には、電極組立体100の厚みが増大すれば、電極組立体100の厚みほどの深みを有するようにドローイング加工深さが増大し、それにより、ポーチに亀裂などが発生することもあったが、本発明による可撓性二次電池10は、電極組立体100の厚みにより、ガスケット200の厚みが自由に形成されるので、容量が大きい可撓性二次電池10を容易に製造することができる。
図4及び図5を参照すれば、可撓性二次電池20は、電極組立体100、電極組立体100のエッジを取り囲むガスケット210、ガスケット210の第1面に付着された第1密封シート310、及び第1面と反対面であるガスケット200の第2面に付着された第2密封シート320を含んでもよい。
ガスケット210は、電極組立体100のエッジを取り囲み、可撓性を有する材質から形成される。従って、可撓性二次電池20のベンディング時、ガスケット210が電極組立体100と共にベンディングされることにより、応力を等しく分散させ、電極組立体100の損傷を効果的に防止することができる。
100 電極組立体
110 第1電極層
112 第1金属集電体
114 第1活物質部
116 第1無地部
118 第1電極タブ
120 第2電極層
122 第2金属集電体
124 第2活物質部
126 第2無地部
128 第2電極タブ
130 セパレータ
140 固定部材
150 絶縁フィルム
200,210 ガスケット
212 第1リード電極
214 第2リード電極
310 第1密封シート
320 第2密封シート
Claims (11)
- 第1電極層、第2電極層、及び前記第1電極層と前記第2電極層との間のセパレータを含む電極組立体と、
前記電極組立体のエッジを取り囲み、可撓性を有するガスケットと、
前記ガスケットの第1面に付着された第1密封シートと、
前記第1面と反対面である前記ガスケットの第2面に付着された第2密封シートと、を含み、
前記ガスケットの厚みは、前記電極組立体の厚みの80%ないし120%であり、前記電極組立体は、前記第1電極層、前記セパレータ及び前記第2電極層の一端部を固定する固定部材をさらに含み、前記固定部材が形成されていない前記第1電極層、前記セパレータ及び前記第2電極層の他端部は、前記固定部材が形成された第1電極層、前記セパレータ及び前記第2電極層の一端部より相対的な位置変化が大きく、
前記ガスケットは、前記電極組立体の収容空間を確保するとともに、可撓性二次電池のベンディング時に発生する応力を等しく分散させることを特徴とする可撓性二次電池。 - 前記ガスケットは、単一素材から形成されたことを特徴とする請求項1に記載の可撓性二次電池。
- 前記第1密封シートと前記第2密封シートは、それぞれ第1絶縁層、金属層及び第2絶縁層を含み、
前記第1絶縁層は、前記ガスケットと接し、前記第1絶縁層の溶融点と、前記ガスケットの溶融点との差は、50℃以下であることを特徴とする請求項1に記載の可撓性二次電池。 - 前記ガスケットは、前記第1絶縁層と同一の材質から形成されたことを特徴とする請求項3に記載の可撓性二次電池。
- 前記第1電極層は、第1金属集電体上に、第1活物質が塗布された第1活物質部と、前記第1活物質が塗布されていない領域である第1無地部とを含み、前記第1無地部は、第1電極タブが付着され、
前記第2電極層は、第2金属集電体上に、第2活物質が塗布された第2活物質部と、前記第2活物質が塗布されていない領域である第2無地部とを含み、前記第2無地部は、第2電極タブが付着されたことを特徴とする請求項1に記載の可撓性二次電池。 - 前記第1電極タブと、前記第2電極タブは、前記ガスケットと、前記第1密封シートとの間、または前記ガスケットと、前記第2密封シートとの間を介して、外部に引き出されていることを特徴とする請求項5に記載の可撓性二次電池。
- 前記ガスケットと重畳された前記第1電極タブの外面と、前記ガスケットと重畳された前記第2電極タブの外面には、絶縁フィルムが付着されたことを特徴とする請求項6に記載の可撓性二次電池。
- 前記ガスケットは、前記ガスケットの一側を貫通する第1リード電極と、前記ガスケットの前記一側を貫通する第2リード電極とを含むことを特徴とする請求項5に記載の可撓性二次電池。
- 前記ガスケットの内部領域で、前記第1リード電極は、前記第1電極タブと接合し、前記第2リード電極は、前記第2電極タブと接合したことを特徴とする請求項8に記載の可撓性二次電池。
- 前記固定部材は、前記第1無地部と前記セパレータとの間、及び前記セパレータと前記第2無地部との間に形成された接着剤、または該接着剤が塗布されたテープであることを特徴とする請求項5に記載の可撓性二次電池。
- 前記電極組立体の外部面に形成された保護層をさらに含み、
前記保護層の曲げ剛性は、前記第1電極層、前記セパレータ及び前記第2電極層の平均曲げ剛性より大きいことを特徴とする請求項1に記載の可撓性二次電池。
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