KR101295037B1 - 리튬-이온 전지를 위한 통합 전류-차단 장치 - Google Patents

리튬-이온 전지를 위한 통합 전류-차단 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101295037B1
KR101295037B1 KR1020097001798A KR20097001798A KR101295037B1 KR 101295037 B1 KR101295037 B1 KR 101295037B1 KR 1020097001798 A KR1020097001798 A KR 1020097001798A KR 20097001798 A KR20097001798 A KR 20097001798A KR 101295037 B1 KR101295037 B1 KR 101295037B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
delete delete
conductive plate
terminal
electrode
Prior art date
Application number
KR1020097001798A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090034923A (ko
Inventor
필립 이. 파틴
쉐어만 에이치. 젱
퍼 온네루트
얀닝 송
리차드 브이. 2세 챔버레인
Original Assignee
보스톤-파워, 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 보스톤-파워, 인크. filed Critical 보스톤-파워, 인크.
Publication of KR20090034923A publication Critical patent/KR20090034923A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101295037B1 publication Critical patent/KR101295037B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/578—Devices or arrangements for the interruption of current in response to pressure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10—Temperature sensitive devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/20—Pressure-sensitive devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/42—Grouping of primary cells into batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 배터리의 제 1 전극(12)과 전기적으로 연결된 제 1 터미널(26), 배터리의 제 2 전극(14)과 전기적으로 연결된 제 2 터미널(21), 제 1 터미널로부터 전기적으로 절연될 수 있는 배터리 캔, 및 배터리 캔과 전기적으로 연결된 하나 이상의 전류 차단 장치를 포함하는 배터리(10)에 관한 것이다. 배터리 캔은 상호간에 전기적으로 연결된 전지 케이스(22) 및 뚜껑(24)을 포함한다. 일부 또는 전부의 배터리 캔은 적어도 제 2 터미널의 구성 요소이거나, 제 2 터미널과 전기적으로 연결된다. 전류 차단 장치는 제 2 전극과 전기적으로 연결된 제 1 전도성 플레이트(30) 및 제 1 전도성 플레이트와 전기적으로 연결된 제 2 전도성 플레이트(32)를 포함한다. 제 2 전도성 플레이트는 배터리 내부의 압력이 미리 예정된 값을 초과하는 경우 제 1 전도성 플레이트로부터 분리되며, 그것에 의하여 제 2 전극 및 제 2 터미널 사이의 전류 흐름을 차단한다.
리튬 이온 전지, 전류 차단 장치

Description

리튬-이온 전지를 위한 통합 전류-차단 장치 {INTEGRATED CURRENT―INTERRUPT DEVICE FOR LITHIUM―ION CELLS}
본 출원은 2006년 6월 27일에 출원된 미국 가출원 제60/816,775호의 이익을 주장하며 전체적인 교시 내용은 참조에 의해 여기에 전부 기재되었다.
"Low Pressure Current Interrupt Device For batteries"란 제목으로 대리인 문서 제3853.1015-000호하에 2007년 6월 22일에 출원된 미국 특허 출원; "Lithium-Ion Secondary Battery"란 제목으로 대리인 문서 제3853.1001-015호하에 2007년 6월 22일에 출원된 국제 출원; 2005년 9월 16일에 출원된 미국 가출원 제60/717,898호; 2005년 12월 23일에 출원된 국제 출원 제PCT/US2005/047383호; 2006년 6월 23일에 출원된 미국 특허 출원 제11/474,081호; 2006년 6월 23일에 출원된 미국 특허 출원 제11/474,056호; 2006년 6월 28일에 출원된 미국 가출원 제60/816,977호; 2006년 7월 12일에 출원된 미국 특허 출원 제11/485,068호; 2006년 7월 14일에 출원된 미국 특허 출원 제11/486,970호; 및 2006년 10월 19일에 출원된 미국 가출원 제60/852,753호는 그들 전체로 참조에 의해 여기에 전부 기재되었다.
Li-이온 배터리는 휴대용 전자 장치에서 일반적으로 그들의 용도에 기반한 서로 다른 충전, 방전 및 저장 절차를 수행한다. Li-이온 전지 화학을 사용하는 배터리는 적절치 않게 충전되거나, 짧아지거나, 고온에 노출되는 경우 가스를 생성할 수 있다. 이 가스는 가연성일 수 있으며, 이러한 배터리의 신뢰성 및 안전성에 손상을 줄 수 있다. 전류 차단 장치(CID)는 일반적으로 배터리 내부의 압력이 미리 예정된 값을 초과하는 경우 배터리로부터 전류 경로를 차단함으로써 배터리 내에 증가하는 임의의 과도한 내부 압력에 대한 보호를 제공하기 위해 사용된다. CID는 일반적으로 상호간에 전기적으로 연결된 제 1 및 제 2 전도성 플레이트를 포함한다. 제 1 및 제 2 전도성 플레이트는 각각 차례로 배터리의 전극 및 터미널과 전기적으로 연결된다. 제 2 전도성 플레이트는 배터리 내부의 압력이 미리 예정된 값을 초과하는 경우 CID의 제 1 전도성 플레이트로부터 분리되며(예를 들어, 변형되거나 분리되어), 그것에 의해 전극 및 터미널 사이의 전류 흐름이 차단된다.
그러나, 일반적으로, 배터리 내에 통합된 CID는 배터리 내에서 아주 큰 공간을 차지함에 의해 배터리의 용량을 상당히 제한한다. 게다가, 일반적으로, 배터리의 네거티브 터미널과 전기적으로 연결된 포지티브 열 계수(PTC) 층이 CID 상부에 설치되며, 또한 배터리 내의 공간을 차지한다. PTC 층은 일반적으로, 과전류 또는 과전압이 제공되는 경우 전류 경로를 차단함에 의해 배터리의 외부에 있는 단락 회로에 대한 보호를 제공하기 위해 배터리 내에서 사용된다.
따라서, 배터리의 안전성을 위해 CID를 내장하지만, 배터리 내의 CID에 의해 채워지는 공간을 최소화한 새로운 배터리 디자인이 요구된다.
발명의 요약
본 발명은 배터리의 배터리 캔과 전기적으로 연결된 CID가 통합된 배터리, 복수의 이러한 배터리(또는 전지)를 포함하는 배터리 팩, 및 이러한 배터리를 제조하는 방법에 관한 것이다.
한 구체예에서, 본 발명은 a) 배터리의 제 1 전극과 전기적으로 연결된 제 1 터미널; b) 배터리의 제 2 전극과 전기적으로 연결된 제 2 터미널; c) 제 1 터미널로부터 전기적으로 절연된 배터리 캔, 여기서 일부 또는 전부의 배터리 캔은 적어도 제 2 터미널의 구성 요소이거나, 제 2 터미널과 전기적으로 연결되고; 및 d) 배터리 캔과 전기적으로 연결된 하나 이상의 CID를 포함하는 배터리에 관한 것이다. 배터리 캔은 상호간에 전기적으로 연결된 전지 케이스 및 뚜껑을 포함한다. CID는 제 2 전극과 전기적으로 연결된 제 1 전도성 플레이트; 및 제 1 전도성 플레이트와 전기적으로 연결된 제 2 전도성 플레이트를 포함한다. 한 구체예에서, 제 2 전도성 플레이트는 또한 배터리 캔과 전기적으로 연결된다. 제 2 전도성 플레이트는 배터리 내부의 압력이 미리 예정된 값을 초과하는 경우 제 1 전도성 플레이트로부터 분리되며, 그것에 의하여 제 2 전극 및 제 2 터미널 사이의 전류 흐름을 차단한다.
다른 구체예에서, 본 발명은 배터리를 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은, a) 전지 케이스 및 뚜껑을 포함하는 배터리 캔 내에 제 1 전극 및 제 2 전극을 배치하는 단계로서, 상기 배터리 캔은 제 2 전극과 전기적으로 연결되는 단계; b) 제 1 전극과 전기적으로 연결되고, 배터리 캔으로부터 전기적으로 절연된 제 1 터미널을 형성하는 단계; c) 제 2 터미널을 형성하는 단계로서, 여기서 일부 또는 전부의 상기 배터리 캔이 제 2 터미널의 구성 요소이거나, 제 2 터미널과 전기적으로 연결되는 단계; 및 d) 배터리 캔과 전기적으로 연결된 CID를 형성하는 단계를 포함한다. CID는 i) 제 2 전극과 전기적으로 연결된 제 1 전도성 플레이트; 및 ii) 제 1 전도성 플레이트와 전기적으로 연결된 제 2 전도성 플레이트. 제 2 전도성 플레이트는 배터리 내부의 압력이 미리 예정된 값을 초과하는 경우 제 1 전도성 플레이트로부터 분리되며, 그것에 의하여 제 2 전극 및 제 2 터미널 사이의 전류 흐름을 차단한다.
다른 구체예에서, 본 발명은 복수의 전지를 포함하는 배터리 팩에 관한 것이며, 각각의 전지는 본 발명의 배터리에 대해 상술한 바와 같은 특성을 갖는다.
본 발명의 배터리에서, 일부 또는 전부의 CID는 배터리 캔의 일부가 되거나 외부에 있을 수 있는데, 왜냐하면 CID는 배터리 캔과 전기적으로 연결되며, 그것에 의하여 배터리 내의 CID에 의하여 채워지는 공간을 최소화하기 때문이다. 또한, 일부 구체예에서, PTC 층은 일반적으로 배터리의 네거티브 터미널과 전기적으로 연결되고, 배터리 캔으로부터 전기적으로 절연되며, CID로부터 분리되어 배치될 수 있다. 이 디자인은 좀더 활성인 음극 및 양극 물질(예를 들어, 젤리 롤)을 수용하기 위해 배터리 캔 내에 사용가능한 추가의 공간을 허용하며, 그것에 의하여 배터리의 더 큰 용량을 허용한다. 전지 용량에서 이러한 증가는 본 발명의 복수의 전지를 포함하는 배터리 팩에서, 특히 각형 전지(prismatic cells)에서 특히 실질적으로 될 수 있다. 본 발명의 배터리는, 예를 들어, 랩탑과 같은 퍼스널 컴퓨터, 셀폰 및 하이브리드 자동차에서 사용될 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 각형(prismatic) 배터리의 개략도이다.
도 2A는 본 발명의 각형 배터리의 평면도를 보여준다.
도 2B는 본 발명의 각형 배터리의 단면도를 보여준다.
도 3은 본 발명의 개개의 전지가 본 발명의 배터리 팩에서 함께 배열되는 경우 어떻게 바람직하게 연결되는지 보여주는 개략적 회로도이다.
도 4A는 본 발명의 실린더형 배터리의 개략도이다.
도 4B는 도 4A의 실린더형 배터리의 바닥 부분의 저면도를 보여준다.
발명의 상세한 설명
상술한 것은 첨부된 도면에서 예증된 바와 같이, 본 발명의 실시예의 좀더 자세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다. 도면은 본 발명의 구체예를 예증한 위치 대신에 크기를 조정하거나 강조할 필요는 없다.
여기서 사용된 바와 같은, 본 발명의 배터리의 "터미널"은 외부 전기 회로가 연결되는 배터리의 부분 또는 공간을 의미한다.
본 발명의 배터리는 일반적으로 제 1 전극과 전기적으로 연결된 제 1 터미널, 및 제 2 전극과 전기적으로 연결된 제 2 터미널을 포함한다. 제 1 및 제 2 전극은 본 발명의 배터리의 전지 케이스 내에, 예를 들어, "젤리 롤" 형태에 포함된다. 제 1 터미널은 배터리의 포지티브 전극과 전기적으로 연결된 포지티브 터미널, 또는 배터리의 네거티브 전극과 전기적으로 연결된 네거티브 터미널이 될 수 있으며, 제 2 터미널에 대해 그 역이 될 수 있다. 바람직하게, 제 1 터미널은 배터리의 네거티브 전극과 전기적으로 연결된 네거티브 터미널이며, 제 2 터미널은 배터리의 포지티브 전극과 전기적으로 연결된 포지티브 터미널이다.
여기서 사용된 바와 같은, 어구 "전기적으로 연결된" 또는 "전기적 연결에서"는 전해질을 통한 이온, 예컨대 Li의 흐름을 포함하는 전기 화학적 연결에 대립하는 것으로서, 도체를 통한 전자의 흐름에 의해 상호간 연결된 임의의 부분을 의미한다.
도 1은 본 발명의 한 구체예의 배터리(10)를 보여준다. 도 2A 및 2B는 각각 배터리(10)의 평면도 및 단면도를 보여준다.
도 1에서 보여주는 바와 같이, 배터리(10)는 제 1 전극(12) 및 제 2 전극(14)을 포함한다. 제 1 전극(12)은 피드-스루 장치(feed-through device)(16)로 전기적으로 연결되고, 제 1 전극(12)에 가장 가까운 제 1 구성 요소(18), 및 제 1 전극(12)에서 말단인 제 2 구성 요소(20)를 포함한다. 전극(12, 14)은 전지 케이스(22) 및 뚜껑(24)에 의해 한정된 내부 공간(27)을 포함하는 배터리 캔(21) 내부에 위치한다. 배터리(10)의 전지 케이스(22) 및 뚜껑(24)은 상호간에 전기적으로 연결되어 있다.
여기서 사용된 바와 같은, 용어 "피드-스루"는 전지 케이스(22) 및 뚜껑(24)에 의해 한정된 내부 공간(27) 내의, 한정된 내부 공간의 외부에 배터리의 구성 요소를 갖는, 배터리(10)의 전극(12)을 연결하는 임의의 물질 또는 장치를 포함한다. 바람직하게, 피드-스루 장치(16)는 뚜껑(24)에 의해 한정된 패스-스루 구멍(pass-through hole)을 통해 연장된다. 피드-스루 장치(16)는 또한 변형, 예컨대 굽힘, 꼬임 및/또는 접힘이 없이 뚜껑(24)을 통해 통과할 수 있고, 전지 용량을 증가시킬 수 있다. 이러한 피드-스루 장치를 사용하는 한 가지 이점은 전류-운반 탭이 전지 케이스 내로 접히거나 굽혀지고 내부 전극과 결합된 전형적인 리튬 배터리의 그것과 비교하여, 증가된 부피의 활용에 기인하는 전지 용량의 잠재적인 증가(예를 들어, 5-15%)를 포함한다. 당업계에 공지된 임의의 다른 적당한 수단이 배터리 캔(21), 예를 들어, 배터리의 터미널 외부에 배터리의 구성 요소를 갖는 전극(12)과 연결되어 본 발명에서 사용될 수 있다.
전지 케이스(22) 및 뚜껑(24)은 배터리, 예컨대 본 발명의 리튬-이온 배터리의 주어진 전압에서 전기적 및 화학적으로 본질적으로 안정한 임의의 적당한 전도성 물질로 제작될 수 있다. 전지 케이스(22)의 적당한 물질의 예들은 알루미늄, 니켈, 구리, 스틸, 니켈-도금된 철, 스테인레스 스틸 및 이들의 조합을 포함한다. 바람직하게, 전지 케이스(22)는 알루미늄이거나 이를 포함한다. 뚜껑(24)의 적당한 물질의 예들은 전지 케이스(22)에 대해 기재된 것들과 같다. 바람직하게 뚜껑(24)은 전지 케이스(22)와 동일한 물질로서 제작된다. 좀더 바람직한 구체예에서, 전지 케이스(22) 및 뚜껑(24) 모두는 알루미늄으로 제작되거나 이를 포함한다. 뚜껑(24)은 당업계에 공지된 임의의 적당한 방법에 의해 전지 케이스(22)를 밀봉할 수 있다. 바람직하게, 뚜껑(24) 및 전지 케이스(22)는 상호간에 결합된다. 또한, 당업계에 공지된 전지 케이스(22)와 뚜껑(24)의 전기적 연결의 다른 형태, 예컨대 크림핑(crimping)이 본 발명에 사용될 수 있다.
배터리 캔(21), 예를 들어, 뚜껑(24)은, 예를 들어 절연 개스킷(보여지지 않음)에 의해 피드-스루 장치(16)로부터 전기적으로 절연된다. 절연 개스킷은 적당한 절연 물질, 예컨대 폴리프로필렌, 폴리비닐플루오라이드(PVF), 등으로 형성된다.
배터리 캔(21)의 하나 이상의 전지 케이스(22) 및 뚜껑(24)은 CID(28)를 통해 배터리(10)의 제 2 전극(14)과 전기적으로 연결된다. 배터리 캔(21), 즉, 전지 케이스(22) 및 뚜껑(24)은 배터리(10)의 제 1 터미널로부터 전기적으로 절연되며, 일부 또는 전부의 배터리 캔(21)은 적어도 배터리(10)의 제 2 터미널의 구성 요소이거나, 제 2 터미널과 전기적으로 연결된다. 바람직한 구체예에서, 일부 또는 전부의 뚜껑(24) 또는 전지 케이스(22)의 바닥은 배터리(10)의 제 2 터미널로서 제공되며, 피드-스루 장치(16)는 최상부 전도성 층(26)을 포함하고, 제 1 전극(12)과 전기적으로 연결된 배터리(10)의 제 1 터미널로서 제공된다. 각각의 제 1 구성 요소(18), 제 2 구성 요소(20) 및 최상부 전도성 층(26)은 독립적으로 당업계에 공지된 임의의 적당한 전도성 물질, 예를 들어, 니켈로 제작될 수 있다.
본 발명의 배터리(10)는 CID(28)를 포함한다. 비록 배터리(10)에는 하나의 CID(28)가 사용되지만, 본 발명에는 하나 이상의 CID(28)가 사용될 수 있다. CID(28)는 상호간에 전기적으로 연결된(예를 들어, 결합, 크림핑, 리베팅(riveting), 등에 의해) 제 1 전도성 플레이트(30) 및 제 2 전도성 플레이트(32)를 포함한다. 제 1 전도성 플레이트(30)는 제 2 전극(14)과 전기적으로 연결되며, 제 2 전도성 플레이트(32) 배터리 캔(21), 예를 들어, 뚜껑(24)과 전기적으로 접촉된다.
CID(28)에서, 제 2 전도성 플레이트(32)는 배터리 내부의 압력이 미리 예정된 값, 예를 들어, 약 5 kg/cm2 내지 약 10 kg/cm2 사이를 초과하는 경우, 제 1 전도성 플레이트(30)로부터 분리되며(예를 들어, 변형되거나 분리되어), 그것에 의해 제 2 전극(14) 및, 일부 또는 전부가 적어도 제 2 터미널의 구성 요소이거나, 제 2 터미널과 전기적으로 연결된 배터리 캔(21) 사이의 전류 흐름이 차단된다.
바람직하게, 제 2 전도성 플레이트(32)가 제 1 전도성 플레이트(30)로부터 분리되는 경우, 배터리(10) 내부의 가스가 제 2 전도성 플레이트(32)를 통해 배출되지 않도록 제 2 전도성 플레이트(32) 내에서 파열은 일어나지 않는다. 내부 압력의 증가가 유지되고 배출 수단(56)의 활성화를 위한 미리 예정된 값에 도달하는 경우, 가스는 하나 이상의 배출 수단(56)(예를 들어, 전지 벽 또는 전지 케이스(22)의 바닥 부분, 또는 제 2 전도성 플레이트(32)에서)을 통해 배터리(10)에서 나갈 수 있으며, 하기에서 자세하게 논의될 것이다. 일부 구체예에서, 배출 수단(56)의 활성화를 위한 미리 예정된 게이지 압력값, 예를 들어, 약 10 kg/cm2 내지 약 20 kg/cm2 사이는, CID(28)의 활성화를 위한 값, 예를 들어, 약 5 kg/cm2 내지 약 10 kg/cm2 사이보다는 높다. 이 특성은 때 아닌 가스 누출을 방지하는 것을 도우며, 정상적으로 작동하는 근처의 배터리(또는 전지)에 손상을 줄 수 있다. 그리고, 본 발명의 배터리 팩 내에서 복수의 전지 중 하나가 손상되는 경우, 다른 건강한 전지는 손상되지 않는다. CID(28)의 활성화에 적당한 게이지 압력값 또는 부-영역(sub-ranges)과 배출 수단(56)의 활성화를 위한 것들은 선택된 압력 값들 또는 부-영역 사이에서 겹치치 않게 미리 예정된 게이지 압력 영역 사이로부터 선택된다. 바람직하게, CID(28)의 활성화를 위한 게이지 압력의 값 또는 영역과 배출 수단(56)의 활성화를 위한 것들은 적어도 약 2 kg/cm2 압력 차이, 좀더 바람직하게 적어도 약 4 kg/cm2, 심지어 더욱 바람직하게는 적어도 약 6 kg/cm2, 예컨대 약 7 kg/cm2의 차이이다.
바람직한 구체예에서, CID(28)는 추가로 제 1 전도성 플레이트(30) 및 제 2 전도성 플레이트(32)의 부분 사이에 절연체(34)(예를 들어, 절연층 또는 절연 개스킷)을 포함한다. CID(28)는 배터리의 전지 케이스(22)와 전기적으로 연결된다. 제 2 전도성 플레이트(32)는 배터리 내부의 압력이 미리 예정된 값, 예를 들어, 약 5 kg/cm2 및 약 10 kg/cm2 사이를 초과하는 경우, 제 1 전도성 플레이트(30)로부터 분리되며(예를 들어, 변형되거나 분리되어), 그것에 의해 제 2 전극(14) 및, 일부 또는 전부가 적어도 제 2 터미널의 구성 요소이거나, 제 2 터미널과 전기적으로 연결된 배터리 캔(21) 사이의 전류 흐름이 차단된다. CID(28)에서, 제 2 전도성 플레이트는 배터리 내부의 압력이 미리 예정된 값, 예를 들어, 약 5 kg/cm2 내지 약 10 kg/cm2 사이의 영역인 내부 게이지 압력을 초과하는 경우, 제 1 전도성 플레이트로부터 분리되며(예를 들어, 변형되거나 분리되어), 그것에 의해 제 2 전극 및 제 2 터미널 사이의 전류 흐름이 차단된다.
다른 구체예에서, CID(28)의 하나 이상의 제 1 전도성 플레이트(30) 및 절연체(34)는 하나 이상의 구멍(예를 들어, 도 1 내의 구멍(36 또는 38))을 포함하며 이를 통해 배터리(10) 내의 가스가 제 2 전도성 플레이트(32)와 유동적으로 연결된다.
특정 구체예에서, CID(28)는 추가로 제 2 전도성 플레이트(32) 상부에 배치된 하나 이상의 구멍(42)을 한정하는 말단 플레이트(40)를 포함하며 이를 통해 제 2 전도성 플레이트(32)가 배터리 외부의 대기와 유동적으로 연결된다. 좀더 특정한 구체예에서, 말단 플레이트(40)는 도 1에서 보여주는 바와 같이 배터리 캔(21)의 일부이며, 여기서 말단 플레이트(40)는 배터리 캔(21)의 뚜껑(24)의 일부이다. 다른 좀더 특정한 구체예에서, 말단 플레이트(40)는 배터리(10)의 배터리 캔(21), 예를 들어, 배터리 캔(21)의 뚜껑(24)의 상부, 하부 또는 뚜껑에 있으며 배터리 캔(21)과 전기적으로 연결된다.
본 발명에서 CID(28)는 배터리 캔(21) 내에 존재하고, 또는 택일적으로, 일부 CID(28)는 배터리 캔(21) 내에 있고 다른 일부의 CID(28)는 배터리 캔(21) 또는 그 상부에 있다. 택일적으로, CID(28)는 임의의 적당한 수단, 예컨대 결합, 크림핑, 등에 의해 뚜껑(24)과 전기적으로 연결될 수 있다. 특정 구체예에서, CID(28)의 적어도 한 구성 요소, 제 1 및 제 2 전도성 플레이트(30 및 32), 절연체(34) 및 말단 플레이트(40)는 배터리 캔(21) 내에 위치된다. 다른 특정 구체예에서, CID(28)의 적어도 한 구성 요소, 예를 들어, 제 1 및 제 2 전도성 플레이트(30 및 32), 절연체(34) 및 말단 플레이트(40)는 배터리 캔(21), 예를 들어, 뚜껑(24)에서 리세스 내에 설치된다. 여전히 다른 특정 구체예에서, 하나 이상의 제 1 및 제 2 전도성 플레이트(30 및 32) 및 말단 플레이트(40)는 배터리 캔(21)의 구성 요소, 예를 들어, 뚜껑(24), 또는 전지 케이스(22)의 측부 또는 하부이다. 좀더 특정한 구체예에서, 하나 이상의 제 1 및 제 2 전도성 플레이트(30 및 32) 및 말단 플레이트(40)는 배터리 캔(21)의 일부, 예를 들어, 뚜껑(24), 또는 전지 케이스(22)의 측면 또는 바닥이다. 좀더 구체적으로, 하나 이상의 제 1 및 제 2 전도성 플레이트트(30 및 32) 및 말단 플레이트(40)는 뚜껑(24), 또는 전지 케이스(22)의 측면 또는 바닥, 바람직하게 뚜껑(24)에서 압인 가공되거나 각인된다. 다른 좀더 특정한 구체예에서, 말단 플레이트(40)는 뚜껑(24)(예를 들어, 가공되거나 각인된)의 일부이고, 제 1 및 제 2 전도성 플레이트(30 및 32)는, 도 1에 도시된 바와 같이 전지 케이스(22) 내에 위치된다.
제 1 전도성 플레이트(30) 및 제 2 전도성 플레이트(32)는 배터리에 대해 당업계에 공지된 임의의 적당한 전도성 물질로 제작될 수 있다. 적당한 물질의 예들은 알루미늄, 니켈 및 구리, 바람직하게 알루미늄을 포함한다. 바람직하게, 배터리 캔(21)(예를 들어, 전지 케이스(22) 및 뚜껑(24)), 제 1 전도성 플레이트(30) 및 제 2 전도성 플레이트(32)는 실질적으로 동일한 금속으로 제작될 수 있다. 여기서 사용된 바와 같은, 용어 "실질적으로 동일한 금속"은 주어진 전압, 예를 들어, 배터리의 작동 전압에서 실질적으로 동일한 화학적 및 전기화학적 안정성을 갖는 금속을 의미한다. 좀더 바람직하게, 배터리 캔(21), 제 1 전도성 플레이트(30) 및 제 2 전도성 플레이트(32)는 동일한 금속, 예컨대 알루미늄으로 제작된다.
전지 케이스(22)(예를 들어, 전지 벽 또는 바닥 부분)는 필요한 경우, 예컨대 리튬 이온 배터리(10) 내의 게이지 압력이 약 10 kg/cm2 내지 약 20 kg/cm2의 값을 초과하는 경우, 배출 내부 공간(27)을 위한 수단으로서 하나 이상의 배출 수단(56)을 포함한다. 일부 구체예에서, 제 2 전도성 플레이트(32)는 하나 이상의 배출 수단(56)(보여지지 않음)을 포함한다. 임의의 적당한 타입의 배출 수단이 상기 수단이 정상적인 배터리 작동 조건에서 밀봉을 제공하는 한 사용될 수 있다는 것이 이해된다. 다양한 적당한 배출 수단의 예들은 2005년 9월 16일에 출원된 미국 가출원 제60/717,898호에 기재되었으며, 전체적인 교시 내용은 참조에 의해 여기에서 기재되었다.
배출 수단(56)의 특정 예들은 벤트 스코어를 포함한다. 여기서 사용된 바와 같은, 용어 "스코어"는 전지 케이스, 예컨대 전지 케이스(22)의 부분적인 절개 부분(들)을 의미하며, 그것은 전지 압력 및 임의의 내부 전지 구성 요소를 허용하며 한정된 내부 게이지 압력(예를 들어, 약 10 내지 약 20 kg/cm2)이 방출되도록 디자인된다. 바람직하게, 벤트 스코어는 유저/또는 근처의 전지로부터 떨어져 지향성 배치된다. 보여주는 바와 같이, 하나 이상의 벤트 스코어가 사용될 수 있다. 일부 구체예에서, 패턴 벤트 스코어가 사용될 수 있다. 벤트 스코어는 전지 케이스(22)의 모양을 제조하는 동안 전지 케이스 물질의 주 스트레칭(또는 도시) 방향에 대해 평행, 수직, 대각이 될 수 있다. 고려 사항에는 또한 벤트 스코어 특성, 예컨대 깊이, 모양 및 길이(크기)가 있다.
본 발명의 배터리는 제 1 터미널 또는 제 2 터미널과 전기적으로 연결된, 바람직하게는 제 1 터미널과 전기적으로 연결된 포지티브 열 계수 층(PTC)을 추가로 포함할 수 있다. 적당한 PTC 물질은 당업계에 공지된 것들이다. 일반적으로, 적당한 PTC 물질은, 과량의 디자인 역치에서 전기 흐름에 노출되는 경우, 여러 차수의 크기(예를 들어, 104 내지 106 이상)에 의해 증가된 온도와 함께 그것의 전기적 전도성이 감소되는 것들이다. 일단 전기 흐름이 적당한 역치 미만으로 감소되면, 일반적으로, PTC 물질은 실질적으로 최초의 전기 저항으로 되돌아 간다. 한 적당한 구체예에서, PTC 물질은 다결정의 세라믹 내의 소량의 반도체 물질, 또는 거기에 탄소 그레인이 박힌 플라스틱 조각 또는 중합체를 포함한다. PTC 물질의 온도가 임계점에 도달하는 경우, 반도체 물질 또는 탄소 그레인이 박힌 플라스틱 또는 중합체는 전류의 흐름에 대한 배리어를 형성하며 가파른 전기 저항의 증가를 초래한다. 전기 저항이 가파르게 증가하는 온도는, 당업계에 공지된 바와 같이 PTC 물질의 조성물을 조절함에 의해 다양하게 될 수 있다. PTC 물질의 "작동 온도"는 PTC가 그것의 최고 내지 최저 전기 저항 사이에서 약 중간의 전기 저항을 나타내는 온도이다. 바람직하게, 본 발명에서 사용되는 PTC 층의 작동 온도는 약 70℃ 내지 약 150℃이다.
특정한 PTC 물질의 예들은 소량의 바륨 티타네이트(BaTiO3)를 포함하는 다결정의 세라믹, 및 그안에 탄소 그레인이 포함된 폴리올레핀을 포함한다. 두 전도성 금속층 사이에 샌드위치된 PTC 층을 포함하는 상업적으로 사용가능한 PTC 라미네이트의 예들은 레이켐 사(Raychem Co.)사에 의해 제조된 LTP 및 LR4 시리즈를 포함한다. 일반적으로, PTC 층은 약 50 μm 내지 약 300 μm 범위의 두께를 갖는다.
바람직하게, PTC 층은 전체 면적이, 뚜껑(24) 또는 배터리(10) 바닥의 전체 표면적의 적어도 약 25% 또는 적어도 약 50%(예를 들어, 약 48% 또는 약 56%)인 전기 전도성 표면을 포함한다. PTC 층의 전기 전도성 표면의 전체 표면적은 뚜껑(24) 또는 배터리(10) 바닥의 전체 표면적의 적어도 약 56%가 될 수 있다. 100%에 달하는 배터리(10)의 뚜껑(24)의 전체 표면적이 PTC 층의 전기 전도성 표면으로 채워질 수 있다. 택일적으로, 배터리(10) 바닥의 전체, 또는 부분이 PTC 층의 전기 전도성 표면으로 채워질 수 있다.
PTC 층은 전지 캔(예를 들어, 뚜껑(24) 또는 전지 케이스(22)의 바닥 부분)에 대해 내부 또는 외부, 바람직하게는 전지 캔에 대해 외부, 예를 들어, 전지 캔의 뚜껑(24) 상부에 배치될 수 있다.
바람직한 구체예에서, PTC 층은 제 1 전도층 및 제 2 전도층의 사이이고 일부 또는 전부의 제 2 전도층은 적어도 제 1 터미널의 구성 요소이거나, 제 1 터미널과 전기적으로 연결된다. 좀더 바람직한 구체예에서, 제 1 전도층은 피드-스루 장치에 연결된다. 제 1 및 제 2 전도층 사이에 샌드위치된 이러한 PTC 층의 적당한 예들은 2006년 6월 23일에 출원된 미국 특허 출원 제11/474,081호에 기재되었으며, 전체적인 교시 내용은 참조에 의해 여기에 기재되었다.
바람직하게, 본 발명의 전지 또는 배터리는 충전가능하며, 예컨대 충전가능한 리튬-이온 전지 또는 배터리이다.
본 발명의 전지 또는 배터리는 임의의 적당한 모양, 예를 들어, 실린더형 또는 각형이 될 수 있다. 일부 구체예에서, 본 발명의 전지 또는 배터리는 도 4A 및 4B에서 도시한 바와 같은 실린더형(예를 들어, 26650, 18650, 또는 14500 외형)이다. 도 4B는 도 4A의 배터리(1OA)의 전지 케이스(22)의 바닥 부분을 보여준다. 이들 구체예에서, 바람직하게, 도 4B에서 도시한 바와 같이, 제 1 전극(12)과 전기적으로 연결된, 피드-스루 장치(16)에서 전도성 층(26)은 전지 케이스(22)의 바닥 부분에 배치된다. 전도성 층(26)은 배터리(1OA)의 제 1 터미널로서 제공될 수 있다. 이들 구체예에서, 바람직하게, 하나 이상의 배출 수단(56)이 전지 케이스(22)의 바닥 부분에 배치된다(도 4B를 참조). 택일적으로, 배출 수단(56)은 제 2 전도성 플레이트(32)(보여지지 않음)에 배치될 수 있다. 바람직한 특성을 포함한 실린더형 배터리(1OA)의 각 구성 요소의 특성은 배터리(10)에 대해 상술한 바와 같다.
일부 다른 구체예에서, 본 발명의 전지 또는 배터리는 도 1에서 도시한 바와 같은 각형(스택(stacked)되거나 감겨진(wound), 예를 들어, 183665 또는 103450 외형)이다. 바람직하게, 본 발명의 전지 또는 배터리는 직사각형(oblong)인 각형이다. 비록 본 발명은 모든 타입의 각형 전지 케이스가 사용될 수 있지만, 직사각형 전지 케이스가 아래에 기재된 두 가지 특성 때문에 부분적으로 바람직하다.
직사각형 모양의 사용가능한 내부 부피, 예컨대 183665 형태 인자는, 동일한 외부 부피의 스택과 비교하는 경우, 두 18650 전지의 부피보다 크다. 배터리 팩 내로 조립되는 경우, 직사각형 전지는 배터리 팩에 의해 채워지는 공간 이상으로 완전히 이용된다. 이것은 오늘날 산업에서 발견되는 것과 관련된 희생(sacrificing) 전지 용량없이 중요한 수행 특성을 증가시킬 수 있는 내부 전지 구성 요소에 대한 새로운 디자인 변화를 가능하게 한다. 더욱 커진 사용가능한 부피로 인해, 더욱 얇은 전극을 선택할 수 있고, 그것은 상대적으로 더욱 긴 사이클 라이프 및 더욱 높은 능력의 비율을 갖는다. 또한, 직사각형은 더욱 큰 신축성을 갖는다. 예를 들어, 직사각형 모양은 실린더형 모양의 캔과 비교하여 중간 포인트에서 좀더 굽혀질 수 있으며, 충전시 스택 압력이 증가함에 따라 신축성이 감소되도록 한다. 증가된 신축성은 전극 상의 기계적 피로도를 감소시키며, 차례로, 더욱 긴 사이클 라이프를 초래한다. 또한, 배터리 캔에서 분리기의 구멍의 클로깅(clogging)은 상대적으로 낮은 스택 압력에 의해 개선된다.
상대적으로 높아진 안정성을 가능하게 하는, 특히 바람직한 특성은 각형 배터리와 비교하여 직사각형 모양의 배터리에 유용하다. 직사각형 모양은 젤리 롤에 꼭 맞는 피트(fit)를 제공하며, 배터리에 필수적인 전해질의 양을 최소화한다. 상대적으로 적은 양의 전해질은 오용 상황에서 활성 물질을 덜 발생시키고 따라서 안정성을 높인다. 게다가, 적은 양의 전해질로 인해 단가가 낮아진다. 단면이 직사각형 모양인 스택된 전극 구조를 갖는 각형 캔의 예에서, 전체 부피를 이용하는 것은 불필요한 전해질을 감소시킬 수 있지만, 이러한 형태의 캔 디자인은 더 어렵고 따라서 제조 관점에서 좀더 비용이 든다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일부 구체예에서, 본 발명의 복수의 리튬-이온 배터리(예를 들어, 2 내지 5개의 전지)는 배터리 팩에서 연결될 수 있고, 여기서 각각의 배터리(전지)는 각각의 다른 것들과 직렬, 병렬, 또는 직렬 및 병렬로 연결된다. 본 발명의 일부 배터리 팩은, 배터리 사이에 병렬 연결이 없다.
도 1에서 도시하는 바와 같이, 바람직하게, 하나 이상의 전지는 각형 모양의 전지 케이스를 가지며, 좀더 바람직하게는, 직사각형 모양의 전지 케이스를 갖는다. 좀더 바람직하게, 하나 이상의 전지는 183665 외형을 갖는다. 바람직하게, 배터리 팩에서 전지의 용량은 일반적으로 약 3.0 Ah 이상, 좀더 바람직하게는 약 4.0 Ah 이상이다. 전지의 내부 임피던스는 바람직하게 약 50 밀리옴 미만, 및 좀더 바람직하게는 30 밀리옴 미만이다.
본 발명의 리튬-이온 배터리 및 배터리 팩은 휴대용 전원 장치, 예컨대 휴대용 컴퓨터, 전원 기기, 장난감, 휴대폰, 캠코더, PDA 등에 사용될 수 있다. 리튬-이온 배터리를 사용하는 휴대용 전자 장치에서, 그들의 충전은 일반적으로 4.20 V 충전 전압으로 디자인된다. 따라서, 본 발명의 리튬-이온 배터리 및 배터리 팩은 이들 휴대용 전자 장치에 특히 유용하다.
상술한 바와 같이 본 발명은 또한 배터리, 예컨대 리튬-이온 배터리를 제조하는 방법을 포함한다. 상기 방법은 상술한 전지 케이스를 형성하는 단계, 및 전지 케이스 내에 제 1 전극 및 제 2 전극을 배치하는 단계를 포함한다. 상술한 바와 같은 전류 차단 장치(예를 들어, 전류 차단 장치(28))가 형성되고 전지 케이스와 전기적으로 연결된다.
본 발명의 리튬-이온 배터리에 대한 포지티브 및 네거티브 전극 및 전해질은 당업계에 공지된 적당한 방법에 의해 형성될 수 있다.
네거티브 전극에 대한 적당한 네거티브-활성 물질의 예들은 물질 내에 또는 물질로부터 리튬이 도프되거나 도프되지 않도록 한 임의의 물질을 포함한다. 이러한 물질의 예들은 탄소질의 물질, 예를 들어, 비-그래파이트 탄소, 인공 탄소, 인공 그래파이트, 천연 그래파이트, 열분해 탄소, 코크스 예컨대 피치 코크스, 니들 코크스, 석유 코크스, 그래파이트, 유리질 탄소, 또는 페놀 수지, 푸란 수지, 또는 유사한, 탄소 섬유, 및 활성 탄소에 의해 탄화됨에 의해 얻어진 열-처리된 유기 중합체 화합물을 포함한다. 추가로, 금속 리튬, 리튬 합금, 및 이들의 합금 또는 화합물이 네거티브 활성 물질로서 유용하다. 특히, 리튬과 합금 또는 화합물을 형성할 수 있는 금속 성분 또는 반도체 성분은 IV족 금속 성분 또는 반도체 성분, 예컨대 제한되는 것은 아니지만, 실리콘 또는 틴(tin)이 될 수 있다. 특히, 전이 금속, 예컨대 코발트 또는 철/니켈로 도프된 무정형 틴은 이들 타입의 배터리에서 양극 물질로서 적당한 금속이다. 상대적인 염기성 포텐셜에서 옥사이드 내에 또는 옥사이드로부터 리튬이 도프되거나 도프되지 않도록 한 옥사이드, 예컨대 산화철, 루테늄 옥사이드, 몰리브데늄 옥사이드, 텅스텐 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 및 틴 옥사이드, 및 유사한 질화물이 네거티브-활성 물질로서 사용될 수 있다.
포지티브 전극에 대한 적당한 포지티브-활성 물질은 당업계에 공지된 임의의 물질, 예를 들어, 리튬 니켈레이트(예를 들어, Li1+xNiM'O2), 리튬 코발테이트(예를 들어, Li1+xCoO2), 올리빈-타입 화합물(예를 들어, Li1+xFePO4), 망가네이트 스피넬(예를 들어, Li1+x9Mn2-y9O4(x9 및 y9는 각각 독립적으로 0 이상이고 0.3 이하이다) 또는 Li1+x1(Mn1-y1A'y2)2-x2Oz1)(xl 및 x2는 각각 독립적으로 0.01 이상이며 0.3 이하이고; yl 및 y2는 각각 독립적으로 0.0 이상이고 0.3 이하이며; zl은 3.9 이상이고 4.1 이하이다), 및 이들의 혼합물을 포함한다. 적당한 포지티브-활성 물질의 다양한 예들은 2005년 12월 23일에 출원된 국제 출원 제PCT/US200S/047383호, 2006년 7월 12일에 출원된 미국 특허 출원 제11/485,068호, 및 "Lithium-Ion Secondary Battery"란 제목으로 대리인 문서 제3853.1001-015호하에 2007년 6월 22일에 출원된 국제 출원에서 발견될 수 있으며, 전체적인 교시 내용은 참조에 의해 여기에 전부 기재되었다.
한 특정 구체예에서, 본 발명의 포지티브 전극에 대한 포지티브-활성 물질은 리튬 코발테이트, 예컨대 Li(1+X8)CoOZ8을 포함한다. 좀더 구체적으로, 약 60-90 wt%(예를 들어 약 80 wt%)의 리튬 코발테이트, 예컨대 Li(1+X8)CoOZ8, 및 약 40-10 wt%(예를 들어, 약 20 wt%)의 망가네이트 스피넬(예를 들어, 약 100-115 mAh/g를 갖는), 예컨대 Li(1+x1)Mn2Oz1, 바람직하게 Li(1+x1)Mn2O4의 혼합물이 본 발명에 대해 사용된다. 값 xl은 0 이상이고 0.3 이하이다(예를 들어, 0.05 ≤ xl ≤ 0.15). 값 zl은 3.9 이상이고 4.2 이상이다. 값 x8은 0 이상이고 0.2 이하이다. 값 z8은 1.9 이상이고 2.1 이상이다.
다른 특정 구체예에서, 본 발명에 대한 포지티브-활성 물질은 리튬 코발테이트, 예컨대 Li(1+X8)CoOZ8, 및 Li(1+x1)(Mn1-y1A'y2)2-x2Oz1의 실험식에 의해 나타내어지는 망가네이트 스피넬을 포함하는 혼합물을 포함한다. xl 및 x2는 각각 독립적으로 0.01 이상이고 0.3 이하이다. yl 및 y2는 각각 독립적으로 0.0 이상이고 0.3 이하이다. zl은 3.9 이상이고 4.2 이하이다. A'는 마그네슘, 알루미늄, 코발트, 니켈 및 크롬으로 구성되는 군의 하나 이상의 성분이다. 좀더 구체적으로, 리튬 코발테이트 및 망가네이트 스피넬은 약 0.95:0.05 에서 약 0.9:0.1 내지 약 0.6:0.4의 리튬 코발테이트:망가네이트 스피넬의 질량비(weight ratio)를 갖는다.
여전히 다른 특정 구체예에서, 본 발명에 대한 포지티브-활성 물질은 100%의 리튬 코발테이트, 예컨대 Li(1+X8)CoOZ8을 포함하는 혼합물을 포함한다.
여전히 다른 특정 구체예에서, 본 발명에 대한 포지티브-활성 물질은 a) 리튬 코발테이트; b) 리튬 니켈레이트; c) Li(1+x1)(Mn1-y1A'y2)2-x2Oz1의 실험식에 의해 나타내어지는 망가네이트 스피넬; d) Li(1+x1)Mn2Oz1 또는 Li1+x9Mn2-y9O4의 실험식에 의해 나타내어지는 망가네이트 스피넬; 및 e) Li1-x10A"x10MPO4의 실험식에 의해 나타내어지는 올리빈으로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상의 리튬 옥사이드를 포함한다. xl, zl, x9 및 y9의 값은 상술한 바와 같다. 값 x2는 0.01 이상이고 0.3 이하이다. yl 및 y2의 값은 각각 독립적으로 0.0 이상이고 0.3 이하이다. zl은 3.9 이상이고 4.2 이하이다. A'는 마그네슘, 알루미늄, 코발트, 니켈 및 크롬으로 구성되는 군의 하나 이상의 성분이다. 값 xlO은 0.05 이상이고 0.2 이하, 또는 값 xlO은 0.0 이상이고 0.1 이하이다. M은 철, 망간, 코발트 및 마그네슘으로 구성되는 군의 하나 이상의 성분이다. A"는 소듐, 마그네슘, 칼슘, 포타슘, 니켈 및 니오븀으로 구성되는 군의 하나 이상의 성분이다.
본 발명에서 사용될 수 있는 리튬 니켈레이트는 하나 이상의 Li 원자 또는 Ni 원자, 또는 둘 모두의 변형제(modifier)를 포함한다. 여기서 사용된 바와 같은, "변형제"는 LiNiO2의 결정 구조에서 Li 원자 또는 Ni 원자, 또는 둘 모두의 위치를 채우는 치환체 원자를 의미한다. 한 구체예에서, 리튬 니켈레이트는 단지 Li 원자("Li 변형제")의 변형제 또는 Li 원자에 대한 치환체를 포함한다. 다른 구체예에서, 리튬 니켈레이트는 단지 Ni 원자("Ni 변형제")의 변형제 또는 Ni 원자에 대한 치환체를 포함한다. 다른 구체예에서, 리튬 니켈레이트는 Li 및 Ni 변형제 모두를 포함한다. Li 변형제의 예들은 바륨(Ba), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca) 및 스트론튬(Sr)을 포함한다. Ni 변형제의 예들은 Li에 대한 변형제 및, 추가로, 알루미늄(Al), 망간(Mn) 및 보론(B)을 포함한다. Ni 변형제의 다른 예들은 코발트(Co) 및 티타늄(Ti)을 포함한다. 바람직하게, 리튬 니켈레이트는 LiCoO2로 코팅된다. 코팅은, 예를 들어, 기울기(gradient) 코팅 또는 스팟-와이즈(spot-wise) 코팅이 될 수 있다.
본 발명에 사용될 수 있는 리튬 니켈레이트의 한 특정 타입은 Lix3Ni1-z3M'z3O2의 실험식에 의해 나타내어지며, 여기서 0.05<x3<l.2이고 0<z3<0.5이며, M'은 Co, Mn, Al, B, Ti, Mg, Ca 및 Sr으로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상의 성분이다. 바람직하게, M'은 Mn, Ai, B, Ti, Mg, Ca 및 Sr으로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상의 성분이다.
본 발명에 사용될 수 있는 다른 특정 타입의 리튬 니켈레이트는 Lix4A* x5Ni(1-y4-z4)Coy4Qz4Oa의 실험식에 의해 나타내어지며, 여기서 x4는 약 0.1 이상이고 약 1.3 이하이며; x5는 0.0 이상이고 약 0.2 이하이며; y4는 0.0 이상이고 약 0.2 이하이며; z4는 0.0 이상이고 약 0.2 이하이며; a는 약 1.5 초과 및 약 2.1 미만이고; A*는 바륨(Ba), 마그네슘(Mg) 및 칼슘(Ca)으로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상의 성분이며; Q는 알루미늄(Al), 망간(Mn) 및 보론(B)으로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상의 성분이다. 바람직하게, y4는 0 초과이다. 한 바람직한 구체예에서, x5는 0이고, z4는 0.0 초과 및 약 0.2 이하이다. 다른 구체예에서, z4는 0이고, x5는 0.0 초과 및 약 0.2 이하이다. 다른 구체예에서, x5 및 z4는 각각 독립적으로 0.0 초과 및 약 0.2 이하이다. 다른 구체예에서, x5, y4 및 z4는 각각 독립적으로 0.0 초과 및 약 0.2 이하이다. x5, y4 및 z4가 각각 독립적으로 0.0 초과 및 약 0.2 이하인 리튬 니켈레이트의 다양한 예들은, 미국 특허 제6,855,461호 및 제6,921,609호에서 찾아볼 수 있다(전체적인 교시 내용은 참조에 의해 여기에 기재됨).
리튬 니켈레이트의 특정례는 LiNi0.8Co0.15Al0.05O2이다. 바람직한 특정예는 LiCoO2-코팅된 LiNi0.8Co0.15Al0.05O2이다. 스팟-와이즈 코팅된 음극, LiCoO2는 니켈레이트 핵 입자로 완전히 코팅되지 않는다. LiCoO2로 코팅된 LiNi0.8Co0.15Al0.05O2의 조성물은 Ni:Co:Al 사이의 질량비가 0.8:0.15:0.05인 조성물에서 자연적으로 약간 벗어날 수 있다. 차이는 Ni에 대해 약 10-15%, Co에 대해 5-10% 및 Al에 대해 2-4%의 범위가 될 수 있다. 리튬 니켈레이트의 다른 특정례들은 Li0.97Mg0.03Ni0.9Co0.1O2이다. 바람직한 특정례는 LiCoO2-코팅된 Li0.97Mg0.03Ni0.9Co0.1O2이다. LiCoO2로 코팅된 Li0.97Mg0.03Ni0.9Co0.1O2의 조성물은 Mg:Ni:Co 사이의 질량비가 0.03:0.9:0.1인 조성물에서 자연적으로 약간 벗어날 수 있다. 차이는 Mg에 대해 약 2-4%, Ni에 대해 10-15% 및 Co에 대해 5-10%의 범위가 될 수 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 다른 바람직한 니켈레이트는 Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2이고, 또한 "333-타입 니켈레이트"로 호칭된다. 이 333-타입 니켈레이트는 상술한 바와 같이 선택적으로 LiCoO2로 코팅된다.
본 발명에서 사용될 수 있는 리튬 코발테이트의 적당한 예들은 하나 이상의 Li 또는 Co 원자에 의해 변형된 Li1+x8CoO2를 포함한다. Li 변형제의 예들은 상술한 바와 같이 리튬 니켈레이트의 Li에 대한 것이다. Co 변형제의 예들은 Li 및 알루미늄(Al), 망간(Mn) 및 보론(B)에 대한 변형제를 포함한다. 다른 예들은 니켈(Ni) 및 티타늄(Ti)을 포함하며, 특히, 리튬 코발테이트는 Lix6M'(1-y6)CO(1-z6)M"z6O2의 실험식에 의해 나타내어지고, 여기서 x6은 0.05 초과 및 1.2 미만이며; y6은 0 이상이고 0.1 미만이며, z6은 0 이상이고 0.5 미만이며; M'은 마그네슘(Mg) 및 소듐(Na)의 하나 이상의 성분이고 M"은 본 발명에서 사용될 수 있는 망간(Mn), 알루미늄(Al), 보론(B), 티타늄(Ti), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca) 및 스트론튬(Sr)으로 구성되는 군의 하나 이상의 성분이다. 본 발명에서 사용될 수 있는 리튬 코발테이트의 다른 예는 변형되지 않은 Li1+x8CoO2, 예컨대 LiCoO2이다. 한 특정 구체예에서, 리튬 코발테이트(예를 들어, LiCoO2)는 Mg으로 도프되고/거나 굴절 옥사이드 또는 포스페이트, 예컨대 ZrO2 또는 Al(PO4)로 코팅된다.
사용되는 리튬 옥사이드 화합물은 구형-유사(spherical-like) 형태를 갖는 것이 특히 바람직한데, 이것이 패킹 및 다른 제조-관련 특성을 개선한다고 믿어지기 때문이다.
바람직하게, 각각의 리튬 코발테이트 및 리튬 니켈레이트의 결정 구조는 독립적으로 R-3m 타입 공간 그룹이다(뒤틀린 사방육면체형(rhombohedral)을 포함하는 사방육면체형). 택일적으로, 리튬 니켈레이트의 결정 구조는 단사정계 공간 그룹(예를 들어, P2/m 또는 C2/m)이 될 수 있다. R-3m 타입 공간 그룹에서, 리튬 이온은 "3a" 위치(x=0, y=0 및 z=0)을 채우며 전이금속 이온(즉, 리튬 니켈레이트에서 Ni 및 리튬 코발테이트에서 Co)은 "3b" 위치(x=0, y=0, z=0.5)를 채운다. 산소는 "6a" 위치(x=0, y=0, z=z0, 여기서 z0는 이의 변형제(들)을 포함하는 천연의 금속이온에 의해 변화된다)에 위치된다.
본 발명에서 사용하기에 적당한 올리빈 화합물의 예들은 일반적으로 Li1-x2A"x2MPO4의 실험식에 의해 나타내어지며, 여기서 x2는 0.05 이상, 또는 x2는 0.0 이상이고 0.1 이상이며; M은 Fe, Mn, Co, 또는 Mg로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상의 성분이고; A"는 Na, Mg, Ca, K, Ni, Nb로 구성되는 군으로부터 선택된다. 바람직하게, M은 Fe 또는 Mn이다. 좀더 바람직하게, LiFePO4 또는 LiMnPO4, 또는 둘 모두가 본 발명에서 사용된다. 바람직한 구체예에서, 올리빈 화합물은 상대적으로 높은 전기 전도성을 갖는 물질, 예컨대 탄소로 코팅된다. 좀더 바람직한 구체예에서, 탄소-코팅된 LiFePO4 또는 탄소-코팅된 LiMnPO4가 본 발명에 사용된다. M이 Fe 또는 Mn인 올리빈 화합물의 다양한 예들은 미국 특허 제5,910,382호(전체적인 교시 내용은 참조에 의해 여기에 기재된다)에서 찾아볼 수 있다.
올리빈 화합물은 일반적으로 충전/방전시 결정 구조에서 적은 변화를 가지며, 이는 일반적으로 사이클 특성의 견지에서 올리빈 화합물을 뛰어나게 만든다. 또한, 심지어 배터리가 고온의 환경에 노출되는 경우라도 일반적으로 안전성이 높다. 올리빈 화합물(예를 들어, LiFePO4 및 LiMnPO4)의 다른 장점은 그들의 상대적으로 낮은 가격이다.
망가네이트 스피넬 화합물은 망간 베이스, 예컨대 LiMn2O4를 갖는다. 망가네이트 스피넬 화합물이 일반적으로 상대적으로 낮은 특정 용량을 갖지만(예를 들어, 약 110 내지 115 mAh/g의 범위에서), 그들은 전극 내로 포뮬레이트되는 경우 상대적으로 높은 전원 운송을 가지며 전형적으로 더욱 높은 온도에서 화학적 반응성의 견지에서 안정하다. 망가네이트 스피넬 화합물의 다른 장점은 그들의 상대적으로 낮은 가격이다.
본 발명에서 사용될 수 있는 어떤 타입의 망가네이트 스피넬 화합물은 Li(1+x1)(Mn1-y1A'y2)2-x2Oz1의 실험식으로 나타내어질 수 있으며, 여기서 A'는 하나 이상의 Mg, Al, Co, Ni 및 Cr이고; xl 및 x2는 각각 독립적으로 0.01 이상이고 0.3 이하이며; yl 및 y2는 각각 독립적으로 0.0 이상이고 0.3 이하이며; zl은 3.9 이상이고 4.1 이하이다. 바람직하게, A'는 M3+ 이온, 예컨대 Al3+, Co3+, Ni3+ 및 Cr3+, 좀더 바람직하게 Al3+를 포함한다. Li(1+x1)(Mn1-y1A'y2)2-x2Oz1의 망가네이트 스피넬 화합물은 LiMn2O4의 것들과 비교하여 증가된 반복 기록성(cyclability) 및 전원을 가질 수 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 다른 타입의 망가네이트 스피넬 화합물은 Li(1+x1)Mn2Oz1의 실험식으로 나타내어지며, 여기서 x1 및 z1은 각각 독립적으로 상술한 바와 같다. 택일적으로, 본 발명에 대한 망가네이트 스피넬은 Li1+x9Mn2-y9Oz9의 실험식으로 나타내어지는 화합물을 포함하며 여기서 x9 및 y9는 각각 독립적으로 0.0 이상이고 0.3 이하(예를 들어, 0.05 ≤ x9, y9 ≤ 0.15)이며; z9는 3.9 이상이고 4.2 이하이다. 본 발명에서 사용될 수 있는 망가네이트 스피넬의 특정례는 LiMn1.9Al0.1O4, Li1+x1Mn2O4, Li1+x7Mn2-y7O4, 및 Al 및 Mg 변형제를 갖는 그들의 변화를 포함한다. 타입 Li(1+x1)(Mn1-y1A'y2)2-x2Oz1의 망가네이트 스피넬 화합물의 다양한 다른 예들은 미국 특허 제4,366,215호; 제5,196,270호; 및 제5,316,877호(전체적인 교시 내용은 참조에 의해 여기에 기재된다)에서 찾아볼 수 있다.
여기서 기재된 적당한 음극 물질은 그들이 통합되는 리튬-이온 배터리의 제조상에서 존재하는 실험식을 특징으로 한다. 그 후에 그들의 특정 조성물은 사용하는 동안(예를 들어, 충전 및 방전) 일어나는 그들의 전기 화학적 반응을 수행하는 변화의 대상으로 이해된다.
적당한 비-수용성 전해질의 예들은 비-수용성 용매에서 전해염을 용해시킴에 의해 제조되는 비-수용성(non-aqueous) 전해 용액, 고체 전해질(무기 전해질 또는 전해염을 함유한 중합체 전해질), 및 중합체 화합물 등에서 전해질의 혼합 및 용해에 의해 제조되는 고체 또는 겔-유사 전해질을 포함한다.
비-수용성 전해 용액은 일반적으로 유기 용매에 염을 용해시킴에 의해 제조된다. 유기 용매는 이 타입의 배터리에 대해 일반적으로 사용되어온 임의의 적당한 타입을 포함할 수 있다. 이러한 유기 용매의 예들은 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸렌 카보네이트(EC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디메틸 카보네이트(DMC), 1,2-디메톡시에탄, 1,2-디에톡시에탄, γ-부티로락톤, 테트라하이드로푸란, 2-메틸 테트라하이드로푸란, 1,3-디옥솔란, 4-메틸-1,3-디옥솔란, 디에틸 에테르, 설포란, 메틸설포란, 아세토니트릴, 프로피오니트릴, 아니졸, 아세테이트, 부티레이트, 프로피오네이트 등을 포함한다. 고리형 카보네이트 예컨대 프로필렌 카보네이트, 또는 사슬형 카보네이트 예컨대 디메틸 카보네이트 및 디에틸 카보네이트를 사용하는 것이 바람직하다. 이들 유기 용매는 단일 또는 두 타입 이상의 조합으로 사용될 수 있다.
첨가제 또는 안정화제가 또한 전해질, 예컨대 VC(비닐 카보네이트), VEC(비닐 에틸렌 카보네이트), EA(에틸렌 아세테이트), TPP (트리페닐포스페이트), 포스파젠, 바이페닐(BP), 사이클로헥실벤젠(CHB), 2,2-다페닐프로판(DP), 리튬 비스(옥살라토)보레이트(LiBoB), 에틸렌 설페이트(ES) 및 프로필렌 설페이트에 존재할 수 있다. 이들 첨가제는 양극 및 음극 안정화제, 내연제 또는 가스 방출제로서 사용될 수 있으며, 형성, 사이클 효율성, 안전 및 수명의 견지에서 더욱 높은 성능을 갖는 배터리를 만들 수 있다.
고체 전해질은 리튬-이온 전도성을 갖는 물질인 한 무기 전해질, 중합체 전해질 등을 포함할 수 있다. 무기 전해질은 예를 들어, 리튬 나이트라이드, 리튬 아이오다이드 등을 포함할 수 있다. 중합체 전해질은 전해질 염 및 전해질 염이 용해된 중합체 화합물으로 구성된다. 중합체 전해질에 대해 사용되는 중합체 화합물의 예들은 에테르-기반 중합체 예컨대 폴리에틸렌 옥사이드 및 가교된 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리메타크릴레이트 에스터-기반 중합체, 아크릴레이트-기반 중합체 등을 포함한다. 이들 중합체는 단일, 또는 두 종류 이상의 혼합물의 형태 또는 공중합체로 사용될 수 있다.
겔 전해질의 매트릭스는 중합체가 상술한 비-수용성 전해 용액의 흡수에 의해 겔화되는 한 임의의 중합체가 될 수 있다. 겔 전해질에 사용되는 중합체의 예들은 플루오로카본 중합체 예컨대 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리비닐리덴-코-헥사플루오로프로필렌(PVDF-HFP) 등을 포함한다.
겔 전해질에 사용되는 중합체의 예들은 또한 폴리아크릴로니트릴 및 폴리아크릴로니트릴의 공중합체를 포함한다. 공중합에 사용되는 단량체(비닐 기반 단량체)의 예들은 비닐 아세테이트, 메틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 이타콘산, 수소화된 메틸 아크릴레이트, 수소화된 에틸 아크릴레이트, 아크릴아미드, 비닐 클로라이드, 비닐리덴 플루오라이드, 및 비닐리덴 클로라이드를 포함한다. 겔 전해질에 사용되는 중합체의 예들은 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지, 아크릴로니트릴-클로리네이티드 폴리에틸렌-프로필렌디엔-스티렌 공중합체 수지, 아크릴로니트릴-비닐 클로라이드 공중합체 수지, 아크릴로니트릴-메타크릴레이트 수지, 및 아크릴로니트릴-아크릴레이트 공중합체 수지를 추가로 포함한다.
겔 전해질에 사용되는 중합체의 예들은 에테르 기반 중합체 예컨대 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리에틸렌 옥사이드의 공중합체, 및 가교된 폴리에틸렌 옥사이드를 포함한다. 공중합에 사용되는 단량체의 예들은 폴리프로필렌 옥사이드, 메틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트를 포함한다.
특히, 산화-환원 안정성의 측면으로부터, 플루오로카본 중합체가 바람직하게 겔 전해질의 매트릭스에 사용된다.
전해질에 사용되는 전해질 염은 이 타입의 배터리에 적당한 임의의 전해질 염이 될 수 있다. 전해질 염의 예들은 LiClO4, LiAsF6, LiPF6, LiBF4, LiB(C6H5)4, LiB(C2O4)2, CH3SO3Li, CF3SO3Li, LiCl, LiBr 등을 포함한다. 일반적으로, 분리기가 배터리의 네거티브 전극으로부터 포지티브 전극을 분리한다. 분리기는 일반적으로 이 타입의 비-수용성 전해질 이차 배터리의 분리기를 형성하는데 사용되는 임의의 필름 유사-물질, 예를 들어, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 또는 둘의 계층화된 조합으로 제조되는 미소공성 중합체 필름을 포함할 수 있다. 게다가, 고체 전해질 또는 겔 전해질이 배터리의 전해질로서 사용되는 경우, 분리기는 필수적으로 제공될 필요가 없다. 유리섬유 또는 셀룰로오스 물질로 제조되는 미소공성 분리기 또한 몇몇예에서 사용될 수 있다. 분리기 두께는 일반적으로 9 내지 25 μm이다.
일부 특정 구체예에서, 포지티브 전극이 특정 비율에서 음극 파우더를 혼합함에 의해 제조될 수 있다. 이 블렌드의 90 wt%는 다음에 전도성제로서 5 wt%의 아세틸렌 블랙, 및 결합제로서 5 wt%의 PVDF와 함께 혼합된다. 혼합은 슬러리를 제조하기 위해 용매로서 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)에 분산된다. 이 슬러리는 다음에 일반적으로 약 20 μm의 두께를 가지며, 약 100-150℃에서 건조된 알루미늄 전류 콜렉터 포일의 두 표면에 적용된다. 건조된 전극은 다음에 압축된 포지티브 전극을 얻기 위해 롤 프레스에 의해 캘린더링된다(calendared). LiCoO2가 포지티브 전극으로서 LiCoO2가 단독으로 사용되는 경우, 94 wt% LiCoO2, 3% 아세틸렌 블랙, 및 3% PVDF를 사용한 혼합물이 일반적으로 사용된다. 네거티브 전극은 네거티브 활성 물질로서 93 wt%의 그래파이트, 3 wt% 아세틸렌 블랙, 및 결합제로서 4 wt%의 PVDF의 혼합에 의해 제조될 수 있다. 네거티브 혼합물은 또한 슬러리를 제조하기 위해 용매로서 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)에 분산된다. 네거티브 혼합 슬러리는 약 10 μm의 두께를 가지는 스트립-유사(strip-like) 구리 전류 콜렉터 포일의 두 표면에 균일하게 적용된다. 건조된 전극은 다음에 밀집한 네거티브 전극을 얻기 위해 롤 프레스에 의해 캘린더링된다.
네거티브 및 포지티브 전극 및 두께 25 μm의, 미소공성을 갖는 폴리에틸렌 필름을 형성하는 분리기는 일반적으로 라미네이트되고(laminated) 나선형으로 나선형 전극 성분을 제조하기 위해 나선형으로 감겨진다.
일부 구체예에서, 예를 들어, 알루미늄으로 제조된 하나 이상의 포지티브 리드(lead) 스트립은 포지티브 전류 전극에 결합되고, 다음에 본 발명의 배터리의 포지티브 터미널에 전기적으로 연결된다. 네거티브 리드는 예를 들어, 니켈 금속으로 제조되고, 네거티브 전극에 연결되며, 다음에 피드-스루 장치, 예컨대 피드-스루 장치(16)에 결합된다. 예를 들어 1M LiPF6를 갖는 EC:DMC:DEC의 전해질은 본 발명의 리튬-이온 배터리의 전지 케이스에서 진공으로 채워지며, 여기서 전지 케이스는 나선형으로 감겨진 "젤리 롤"이다.
균등물
비록 본 발명이 이의 바람직한 구체예에 대해 참조와 함께 구체적으로 도시되고 기재되었지만, 형태 및 상세한 설명에서의 다양한 변화가, 첨부된 청구항에 의해 포함된 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 그 안에서 만들어질 수 있다는 사실은 당업자에게 자명할 것이다.

Claims (54)

  1. a) 배터리의 제 1 전극과 전기적으로 연결된 제 1 터미널로서, 네거티브 터미널인 제 1 터미널;
    b) 배터리의 제 2 전극과 전기적으로 연결된 제 2 터미널로서, 포지티브 터미널인 제 2 터미널;
    c) 알루미늄을 포함하고 제 1 터미널로부터 전기적으로 절연된 배터리 캔으로서, 여기서 일부 또는 전부의 배터리 캔은 적어도 제 2 터미널의 구성 요소이거나, 제 2 터미널과 전기적으로 연결되고, 배터리 캔이 상호간에 전기적으로 연결된 전지 케이스 및 뚜껑(lid)을 포함하는 배터리 캔; 및
    d) 배터리 캔과 전기적으로 연결된 하나 이상의 전류 차단 장치를 포함하는 배터리로서,
    전류 차단 장치가
    i) 제 2 전극과 전기적으로 연결된, 일부 또는 전부가 알루미늄으로 이루어진 제 1 전도성 플레이트; 및
    ii) 제 1 전도성 플레이트와 전기적으로 연결되고 배터리 캔의 뚜껑을 갖는, 일부 또는 전부가 알루미늄으로 이루어진 제 2 전도성 플레이트를 포함하며, 제 1 전도성 플레이트가 제 2 전극과 제 2 전도성 플레이트 사이에 배치되고 제 2 전도성 플레이트를 통해 뚜껑과 전기적으로 연결되며,
    여기서, 제 2 전도성 플레이트가 배터리 내부의 압력이 미리 예정된 값을 초과하는 경우 제 1 전도성 플레이트로부터 분리되며, 그것에 의하여 제 2 전극 및 제 2 터미널 사이의 전류 흐름을 차단하는 배터리.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 2 전도성 플레이트가 배터리 외부 대기와 유동적으로 연결되는 배터리.
  3. 제 2 항에 있어서, 제 2 전도성 플레이트 상부에 배치되는 말단 플레이트를 추가로 포함하며 제 2 전도성 플레이트가 배터리 외부 대기와 연결되는 하나 이상의 구멍(hole)을 한정하는 배터리.
  4. 제 3 항에 있어서, 말단 플레이트가 배터리 캔의 일부이고, 제 1 및 제 2 전도성 플레이트가 배터리 캔 내에 있는 배터리.
  5. 제 3 항에 있어서, 말단 플레이트가 배터리 캔에 있는 배터리.
  6. 제 3 항에 있어서, 일부 또는 전부의 전류 차단 장치가 배터리 캔의 뚜껑에서 리세스(recess) 내에 설치되는 배터리.
  7. 제 1 항에 있어서, 일부 또는 전부의 전류 차단 장치가 배터리 캔의 구성 요소인 배터리.
  8. 제 1 항에 있어서, 일부 또는 전부의 전류 차단 장치가 배터리 캔의 일부인 배터리.
  9. 제 1 항에 있어서, 일부 또는 전부의 전류 차단 장치가 배터리 캔에 압인 가공(coin)되거나 각인(stamp)되는 배터리.
  10. 제 1 항에 있어서, 제 1 터미널이 배터리 캔의 뚜껑 또는 전지 케이스의 바닥에 있는 배터리.
  11. 제 10 항에 있어서, 전류 차단 장치가 배터리 캔의 뚜껑에 있는 배터리.
  12. 제 11 항에 있어서, 제 2 전도성 플레이트 상부에 배치되는 말단 플레이트를 추가로 포함하며 제 2 전도성 플레이트가 배터리 외부 대기와 유동적으로 연결되는 하나 이상의 구멍을 한정하는 배터리.
  13. 제 12 항에 있어서, 말단 플레이트가 배터리 캔의 뚜껑의 일부이고, 제 1 및 제 2 전도성 플레이트가 배터리 캔 내에 있는 배터리.
  14. 제 1 항에 있어서, 제 1 및 제 2 전도성 플레이트가 상호간에 전기적으로 연결된 곳에서 제 1 및 제 2 전도성 플레이트 중 하나 이상이 하나 이상의 돌출부(protrusion)를 갖는 배터리.
  15. 제 1 항에 있어서, 전류 차단 장치가 제 1 전도성 플레이트의 부분과 제 2 전도성 플레이트의 부분 사이에 절연체를 추가로 포함하는 배터리.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 삭제
  39. 삭제
  40. 삭제
  41. 삭제
  42. 삭제
  43. 삭제
  44. 삭제
  45. 삭제
  46. 삭제
  47. 삭제
  48. 삭제
  49. 삭제
  50. 삭제
  51. 삭제
  52. 삭제
  53. 제 1 항에 있어서, 제 2 전도성 플레이트가, 배터리 내부의 압력이 미리 예정된 값을 초과할 때 파열을 일으키지 않으면서 제 1 전도성 플레이트와 분리되는 배터리.
  54. 삭제
KR1020097001798A 2006-06-27 2007-06-22 리튬-이온 전지를 위한 통합 전류-차단 장치 KR101295037B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US81677506P 2006-06-27 2006-06-27
US60/816,775 2006-06-27
PCT/US2007/014592 WO2008002487A2 (en) 2006-06-27 2007-06-22 Integrated current-interrupt device for lithium-ion cells

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090034923A KR20090034923A (ko) 2009-04-08
KR101295037B1 true KR101295037B1 (ko) 2013-08-09

Family

ID=38779626

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097001798A KR101295037B1 (ko) 2006-06-27 2007-06-22 리튬-이온 전지를 위한 통합 전류-차단 장치

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8071233B2 (ko)
EP (1) EP2038944B1 (ko)
JP (1) JP2009543293A (ko)
KR (1) KR101295037B1 (ko)
CN (1) CN101479865A (ko)
AT (1) ATE535951T1 (ko)
ES (1) ES2378263T3 (ko)
TW (1) TW200810200A (ko)
WO (1) WO2008002487A2 (ko)

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007011661A1 (en) 2005-07-14 2007-01-25 Boston-Power, Inc. Control electronics for li-ion batteries
KR100662752B1 (ko) 2005-10-04 2007-01-02 엘에스산전 주식회사 다극 배선용 차단기
US7990102B2 (en) * 2006-02-09 2011-08-02 Karl Frederick Scheucher Cordless power supply
US8026698B2 (en) * 2006-02-09 2011-09-27 Scheucher Karl F Scalable intelligent power supply system and method
US8131145B2 (en) * 2006-02-09 2012-03-06 Karl Frederick Scheucher Lightweight cordless security camera
EP2038944B1 (en) 2006-06-27 2011-11-30 Boston-Power, Inc. Integrated current-interrupt device for lithium-ion cells
TWI426678B (zh) 2006-06-28 2014-02-11 Boston Power Inc 具有多重充電率之電子裝置、電池組、充電於電子裝置中的鋰離子電荷儲存電源供應器之方法及可攜式電腦
USD632649S1 (en) 2006-09-29 2011-02-15 Karl F. Scheucher Cordless power supply
US8084154B2 (en) 2007-02-08 2011-12-27 Karl Frederick Scheucher Battery pack safety and thermal management apparatus and method
US7838143B2 (en) * 2007-06-22 2010-11-23 Boston-Power, Inc. CID retention device for Li-ion cell
US20090291330A1 (en) * 2008-04-24 2009-11-26 Boston-Power, Inc. Battery with enhanced safety
FR2933240B1 (fr) * 2008-06-25 2010-10-22 Commissariat Energie Atomique Electrolyte non-aqueux pour accumulateur au lithium a tension elevee
US8642195B2 (en) * 2008-12-19 2014-02-04 Boston-Power, Inc. Modular CID assembly for a lithium ion battery
WO2010080588A1 (en) * 2008-12-19 2010-07-15 Boston-Power, Inc. Modular cid assembly for a lithium ion battery
US9711868B2 (en) * 2009-01-30 2017-07-18 Karl Frederick Scheucher In-building-communication apparatus and method
WO2010088332A1 (en) * 2009-01-30 2010-08-05 Boston-Power, Inc. Modular cid assembly for a lithium ion battery
US8472881B2 (en) 2009-03-31 2013-06-25 Karl Frederick Scheucher Communication system apparatus and method
KR101056426B1 (ko) * 2009-06-23 2011-08-11 에스비리모티브 주식회사 이차전지 및 그 모듈
WO2011028695A2 (en) 2009-09-01 2011-03-10 Boston-Power, Inc. Large scale battery systems and method of assembly
JP2012049074A (ja) 2010-08-30 2012-03-08 Makita Corp 電動工具のバッテリパック
WO2012052810A1 (en) * 2010-10-20 2012-04-26 Council Of Scientific & Industrial Research Cathode material and lithium ion battery therefrom
WO2013014890A2 (en) 2011-07-24 2013-01-31 Makita Corporation Theft-deterrence system for power tool system, and adapter and method therefor
JP2014525840A (ja) 2011-07-24 2014-10-02 株式会社マキタ 動力工具用アダプタ、動力工具システム及びそのメンテナンス情報を無線通信する方法
CN103718421B (zh) 2011-07-24 2016-08-17 株式会社牧田 用于手持电动工具的充电器、电动工具系统和对电动工具电池进行充电的方法
JP5822089B2 (ja) * 2011-10-06 2015-11-24 トヨタ自動車株式会社 密閉型リチウム二次電池
JP2013094877A (ja) * 2011-10-31 2013-05-20 Hitachi Koki Co Ltd 電動工具
KR20130085256A (ko) * 2012-01-19 2013-07-29 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
EP2862214A1 (en) 2012-06-15 2015-04-22 Boston-Power, Inc. Secondary lithium ion battery with mixed nickelate cathodes
EP2869389B1 (en) * 2012-06-29 2019-11-13 Mitsubishi Chemical Corporation Nonaqueous electrolytic solution and nonaqueous electrolytic solution cell using same
KR101754611B1 (ko) * 2012-11-05 2017-07-06 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 양극 조성물 및 이를 이용한 리튬 이차 전지
JP5725381B2 (ja) * 2013-01-23 2015-05-27 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池及びその製造方法
JP5963010B2 (ja) * 2014-01-08 2016-08-03 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池
US10128486B2 (en) 2015-03-13 2018-11-13 Purdue Research Foundation Current interrupt devices, methods thereof, and battery assemblies manufactured therewith
WO2016160703A1 (en) 2015-03-27 2016-10-06 Harrup Mason K All-inorganic solvents for electrolytes
US10707475B2 (en) * 2015-12-18 2020-07-07 Bourns, Inc. Battery housing
US10707531B1 (en) 2016-09-27 2020-07-07 New Dominion Enterprises Inc. All-inorganic solvents for electrolytes
CN111029520B (zh) * 2016-12-09 2023-01-20 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池
CN108666461B (zh) 2017-03-31 2020-11-20 比亚迪股份有限公司 电池盖板组件、单体电池、电池模组、动力电池包和电动汽车
EP3385997A1 (en) * 2017-04-04 2018-10-10 Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG Secondary cell for a traction battery and method for manufacturing a secondary cell
US10461291B2 (en) 2017-12-12 2019-10-29 Ford Global Technologies, Llc Current-interrupt device for battery cell
CN110061178A (zh) 2018-01-18 2019-07-26 比亚迪股份有限公司 电池、电池组以及汽车
EP3811441B1 (en) 2018-06-22 2023-06-07 Bourns, Inc. Circuit breakers
CN110233283B (zh) * 2019-07-10 2021-07-23 深圳先进储能材料国家工程研究中心有限公司 高能量密度二次锂离子电池
WO2021041554A2 (en) 2019-08-27 2021-03-04 Bourns, Inc. Connector with integrated thermal cutoff device for battery pack

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5958617A (en) * 1996-12-11 1999-09-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Thin type battery
JPH11329405A (ja) * 1998-05-21 1999-11-30 At Battery:Kk 非水電解液二次電池
US6296965B1 (en) * 1998-09-10 2001-10-02 Alps Electric Co., Ltd. Cell electrical path breaking mechanism

Family Cites Families (95)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4028478A (en) 1976-05-24 1977-06-07 Union Carbide Corporation Safety switch for sealed galvanic cells
US4025696A (en) * 1976-05-24 1977-05-24 Union Carbide Corporation Safety switch for small diameter galvanic cells
US4576303A (en) * 1985-02-21 1986-03-18 Bs&B Safety Systems, Inc. Rupturable pressure relieving fluid containers
US4838447A (en) * 1987-06-29 1989-06-13 Bs&B Safety Systems, Inc. Pressure relief device with conical reverse buckling disc
US4788112A (en) * 1987-08-17 1988-11-29 Kung Chin Chung Rechargeable storage battery
US4787180A (en) * 1988-01-29 1988-11-29 Bs&B Safety Systems, Inc. Vibration resistant rupturable pressure relief member
CA2000873C (en) * 1988-10-21 1999-12-14 Shigeru Oishi Cell having current cutoff valve
US4978947A (en) * 1989-05-25 1990-12-18 Bs&B Safety Systems, Inc. Rupturable fluid flow indicator
US4951697A (en) * 1989-11-27 1990-08-28 Bs&B Safety Systems, Inc. Rupture disk failure indicating apparatus
US5036632A (en) * 1990-05-14 1991-08-06 Bs&B Safety Systems, Inc. Pressure relief panel assembly
US5082133A (en) * 1991-08-01 1992-01-21 Bs&B Safety Systems, Inc. Low pressure rupture disk and assembly
US5570803A (en) * 1992-01-21 1996-11-05 Bs&B Safety Systems, Inc. Rupturable pressure relieving apparatus and methods of manufacturing the same
JP3387118B2 (ja) * 1992-06-12 2003-03-17 ソニー株式会社 密閉型電池
CA2099657C (en) 1992-08-10 1998-04-07 Alexander H. Rivers-Bowerman Electrochemical cell and method of manufacturing same
DE69527735T2 (de) * 1994-03-03 2002-12-05 Japan Storage Battery Co Ltd Sicherheitsanordnung für Batterie
US5707756A (en) * 1994-11-29 1998-01-13 Fuji Photo Film Co., Ltd. Non-aqueous secondary battery
JPH08171898A (ja) * 1994-12-16 1996-07-02 Fuji Elelctrochem Co Ltd 防爆安全装置を備えた角形電気化学素子とその製造方法
US5720277A (en) * 1995-02-27 1998-02-24 Siemens Elema Ab Ventilator/Anaesthetic system with juxtaposed CO2 meter and expired gas flow meter
JP3555240B2 (ja) * 1995-05-12 2004-08-18 ソニー株式会社 密閉型電池
US5741606A (en) * 1995-07-31 1998-04-21 Polystor Corporation Overcharge protection battery vent
DE69632687T2 (de) * 1995-08-07 2005-06-09 Tyco Electronics Raychem K.K., Kawasaki Ptc-vorrichtung und batteriesatz, der diese verwendet
JP3306257B2 (ja) * 1995-08-11 2002-07-24 アルプス電気株式会社 ２次電池の安全装置
CA2156800C (en) * 1995-08-23 2003-04-29 Huanyu Mao Polymerizable aromatic additives for overcharge protection in non-aqueous rechargeable lithium batteries
CA2163187C (en) * 1995-11-17 2003-04-15 Huanyu Mao Aromatic monomer gassing agents for protecting non-aqueous lithium batteries against overcharge
JP3254995B2 (ja) * 1995-12-19 2002-02-12 松下電器産業株式会社 薄型電池用防爆封口板
KR100386394B1 (ko) * 1996-02-16 2003-08-14 후지 덴키 가가쿠 가부시키가이샤 방폭기능을갖는전지
JPH09245836A (ja) * 1996-03-08 1997-09-19 Fuji Photo Film Co Ltd 非水電解質二次電池
US5879832A (en) * 1996-10-02 1999-03-09 Duracell Inc. Current interrupter for electrochemical cells
US6037071A (en) 1996-04-10 2000-03-14 Duracell Inc Current interrupter for electrochemical cells
US5691073A (en) * 1996-04-10 1997-11-25 Duracell Inc. Current interrupter for electrochemical cells
US5750277A (en) 1996-04-10 1998-05-12 Texas Instruments Incorporated Current interrupter for electrochemical cells
US5853912A (en) * 1996-07-10 1998-12-29 Saft America, Inc. Lithium ion electrochemical cell with safety valve electrical disconnect
TW400661B (en) * 1996-09-24 2000-08-01 Shin Kobe Electric Machinery Non-aqueous liquid electrolyte battery
FR2756421B1 (fr) * 1996-11-28 1998-12-24 Accumulateurs Fixes Generateur electrochimique etanche equipe d'une borne coupe circuit
JP3646442B2 (ja) 1996-12-05 2005-05-11 ソニー株式会社 非水電解液電池
JP3210593B2 (ja) 1997-02-17 2001-09-17 日本碍子株式会社 リチウム二次電池
EP0863559A1 (fr) 1997-02-18 1998-09-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. "Dispositif du type accumulateur plat comprenant une cellule electrochimique et des moyens de contact electrique"
US6065485A (en) * 1997-04-14 2000-05-23 Bs&B Safety Systems, Inc. Two-way pressure relief assembly and method
JPH113698A (ja) 1997-06-11 1999-01-06 Japan Storage Battery Co Ltd リチウムイオン二次電池
US6087036A (en) * 1997-07-25 2000-07-11 3M Innovative Properties Company Thermal management system and method for a solid-state energy storing device
JP3260675B2 (ja) * 1997-10-14 2002-02-25 日本碍子株式会社 リチウム二次電池
US6210824B1 (en) 1998-01-15 2001-04-03 Texas Instruments Incorporated Current interrupt apparatus for electrochemical cells
JPH11307080A (ja) * 1998-04-23 1999-11-05 Alps Electric Co Ltd 電池の電路遮断部品
US6204635B1 (en) * 1998-05-22 2001-03-20 Texas Instruments Incorporated Current interrupt apparatus particularly adapted for use with prismatic electrochemical cells
JP2000003702A (ja) * 1998-06-15 2000-01-07 Alps Electric Co Ltd 電池の電路遮断機構
KR20000009698A (ko) 1998-07-28 2000-02-15 손욱 이차전지의 전류 차단기
JP2000077058A (ja) * 1998-08-31 2000-03-14 Alps Electric Co Ltd 電池の電路遮断機構
JP2000113912A (ja) * 1998-10-01 2000-04-21 Alps Electric Co Ltd 電池の電路遮断機構
JP2000113873A (ja) * 1998-10-01 2000-04-21 Alps Electric Co Ltd 電池の電路遮断機構
JP3693844B2 (ja) * 1999-03-01 2005-09-14 アルプス電気株式会社 電池の感圧電路遮断機構
WO2000062357A1 (en) * 1999-04-12 2000-10-19 Toyo Kohan Co., Ltd. Safety device for enclosed cell and enclosed cell comprising the same
JP3113652B1 (ja) * 1999-06-30 2000-12-04 三洋電機株式会社 リチウム二次電池
FR2796205B1 (fr) * 1999-07-08 2001-10-05 Cit Alcatel Accumulateur electrochimique etanche comportant un dispositif de reprise de courant en aluminium
TWI224881B (en) * 2000-01-14 2004-12-01 Sony Corp Nonaqueous electrolyte solution secondary battery
US6296970B1 (en) * 2000-01-21 2001-10-02 Moltech Power Systems, Inc. Connector assembly for connecting battery cells
JP3959929B2 (ja) * 2000-04-25 2007-08-15 ソニー株式会社 正極及び非水電解質電池
JP2002025526A (ja) 2000-07-07 2002-01-25 Sony Corp 非水電解液電池
EP1336210B1 (en) * 2000-10-20 2006-07-26 Rayovac Corporation Electrochemical cells and methods and apparatus for regulating their charging
EP1429402A3 (en) * 2000-10-20 2004-08-04 Rayovac Corporation Method and apparatus for regulating charging of electrochemical cells
WO2002065561A1 (en) * 2001-02-14 2002-08-22 Sony Corporation Non-aqueous electrolytic battery
JP4878687B2 (ja) 2001-02-23 2012-02-15 三洋電機株式会社 リチウム二次電池
US6730430B2 (en) * 2001-07-09 2004-05-04 Nan Ya Plastics Corporation Explosion-proof safety structure for column shape lithium battery
US7175935B2 (en) * 2001-10-12 2007-02-13 John Welsh Lithium manganese dioxide cell
CN100359724C (zh) * 2002-01-08 2008-01-02 索尼株式会社 正极活性材料和利用这种正极活性材料的非水电解质二次电池
US7049031B2 (en) * 2002-01-29 2006-05-23 The University Of Chicago Protective coating on positive lithium-metal-oxide electrodes for lithium batteries
JP2003229125A (ja) 2002-01-31 2003-08-15 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質電池
JP4629952B2 (ja) * 2002-02-13 2011-02-09 パナソニック株式会社 二次電池の製造方法
JP2004022477A (ja) * 2002-06-20 2004-01-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池
JP4245562B2 (ja) * 2002-11-01 2009-03-25 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
KR100477752B1 (ko) * 2002-12-26 2005-03-21 삼성에스디아이 주식회사 보호소자 및 이를 구비한 리튬 이차 전지
JP4259890B2 (ja) * 2003-03-07 2009-04-30 三洋電機株式会社 密閉形蓄電池
US6900616B2 (en) * 2003-05-21 2005-05-31 Motorola, Inc. Current interrupt device for rechargeable cells
KR100578804B1 (ko) * 2004-03-29 2006-05-11 삼성에스디아이 주식회사 캡 조립체 및 이를 구비한 이차 전지
FR2873495B1 (fr) * 2004-07-23 2006-10-20 Accumulateurs Fixes Dispositif de securite pour accumulateur etanche
KR100614381B1 (ko) * 2004-07-29 2006-08-21 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이온 이차 전지
KR100624950B1 (ko) * 2004-10-18 2006-09-15 삼성에스디아이 주식회사 방열층이 형성된 전지 외장재 및 이를 이용한 리튬 폴리머전지
US7943251B2 (en) * 2004-10-28 2011-05-17 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery having safety vent
KR100614377B1 (ko) * 2004-11-15 2006-08-21 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지
US7811707B2 (en) * 2004-12-28 2010-10-12 Boston-Power, Inc. Lithium-ion secondary battery
EP2325930B1 (en) 2004-12-28 2012-10-10 Boston-Power, Inc. Lithium-ion secondary battery
KR20060091486A (ko) * 2005-02-15 2006-08-21 삼성에스디아이 주식회사 양극 활물질, 그 제조 방법 및 이를 채용한 양극과 리튬 전지
KR100670526B1 (ko) * 2005-03-09 2007-01-16 삼성에스디아이 주식회사 원통형 이차 전지 및 그 형성 방법
JP2006351512A (ja) * 2005-05-16 2006-12-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 密閉型二次電池およびその製造方法
JP5143568B2 (ja) 2005-12-20 2013-02-13 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池
US7763375B2 (en) * 2006-05-24 2010-07-27 Eveready Battery Company, Inc. Current interrupt device for batteries
JP5350233B2 (ja) * 2006-06-23 2013-11-27 ボストン−パワー，インコーポレイテッド 外部正温度係数層を有するリチウム電池
US8003241B2 (en) * 2006-06-23 2011-08-23 Boston-Power, Inc. Lithium battery with external positive thermal coefficient layer
EP2038944B1 (en) 2006-06-27 2011-11-30 Boston-Power, Inc. Integrated current-interrupt device for lithium-ion cells
WO2008069476A1 (en) 2006-12-05 2008-06-12 Moon, Seung-Ja Cylindrical secondary battery and method of manufacturing the same
US8525055B2 (en) * 2007-05-08 2013-09-03 Bs&B Safety Systems Pressure response membrane
US7838143B2 (en) * 2007-06-22 2010-11-23 Boston-Power, Inc. CID retention device for Li-ion cell
KR100934259B1 (ko) * 2007-11-01 2009-12-28 삼성에스디아이 주식회사 캡 조립체 및 이를 구비하는 이차 전지
US20090291330A1 (en) 2008-04-24 2009-11-26 Boston-Power, Inc. Battery with enhanced safety
WO2010080588A1 (en) 2008-12-19 2010-07-15 Boston-Power, Inc. Modular cid assembly for a lithium ion battery
WO2010088332A1 (en) 2009-01-30 2010-08-05 Boston-Power, Inc. Modular cid assembly for a lithium ion battery

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5958617A (en) * 1996-12-11 1999-09-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Thin type battery
JPH11329405A (ja) * 1998-05-21 1999-11-30 At Battery:Kk 非水電解液二次電池
US6296965B1 (en) * 1998-09-10 2001-10-02 Alps Electric Co., Ltd. Cell electrical path breaking mechanism

Also Published As

Publication number Publication date
US8071233B2 (en) 2011-12-06
CN101479865A (zh) 2009-07-08
JP2009543293A (ja) 2009-12-03
EP2038944B1 (en) 2011-11-30
ES2378263T3 (es) 2012-04-10
US20080008928A1 (en) 2008-01-10
WO2008002487A8 (en) 2008-03-13
WO2008002487A2 (en) 2008-01-03
EP2038944A2 (en) 2009-03-25
TW200810200A (en) 2008-02-16
WO2008002487A3 (en) 2008-06-26
KR20090034923A (ko) 2009-04-08
ATE535951T1 (de) 2011-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101295037B1 (ko) 리튬-이온 전지를 위한 통합 전류-차단 장치
US9166206B2 (en) Prismatic storage battery or cell with flexible recessed portion
US8828605B2 (en) Lithium-ion secondary battery
EP2178137B1 (en) Lithium-Ion secondary battery
TWI445236B (zh) 鋰離子二次電池
US20090291330A1 (en) Battery with enhanced safety
US8003241B2 (en) Lithium battery with external positive thermal coefficient layer
US9252399B2 (en) Prismatic storage battery or cell with flexible recessed portion
EP2036143B1 (en) Lithium battery with external positive thermal coefficient layer

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170120

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee