KR101308248B1 - 캔형 리튬 이차 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 캔형 리튬 이차 전지는, 전극 조립체, 일측의 개구부를 통해 전극 조립체를 수용하는 캔, 캔의 개구부를 마감하는 캡 조립체를 구비하며, 전극 조립체와 함께 캔에 내장되는 전해질이 유기전해액 대신 겔형 폴리머로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 겔형 폴리머 전해질이 원래의 세퍼레이터나 전극 표면과 우수한 접착성을 이루면서 이들 층을 서로 밀착시켜 전극조립체 자체를 원래의 형태로 유지시켜 변형을 방지하고, 리튬 이차 전지의 성능을 높일 수 있으며, 스웰링을 방지하여 기기 장착성을 좋게 할 수 있다.
캔형리튬이차전지, 전해질, 겔형폴리머, 스웰링

Description

캔형 리튬 이차 전지{Can type Lithium rechargeable battery}
본 발명은 리튬 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 겔형 폴리머 전해질을 사용하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.
소형 경량, 박형화가 요구되는 휴대형 전자 기기에서의 필요에 따라서, 그 전원으로 많이 사용되는 리튬 이차전지는 더욱 박형화되고, 형상 자유도가 향상될 것이 요청된다. 이런 요구에 따라 형태에 대한 융통성이 강화된 파우치형 케이스의 리튬 이차 전지가 개발되어 사용되고 있다.
파우치형 리튬 이차전지는 박형화 및 형상자유도 측면에서 유리하지만 케이스의 강도가 떨어져 캔형 리튬 이온 전지와 유사하게 케이스 내에 비수계인 유기전해액을 채워넣을 경우, 전해액의 누출이 발생하기 쉽다는 문제가 있었다. 유기전해액의 누출은 단순히 전지의 기능의 종료 내지는 오염의 문제를 넘어서 발화가능성을 높여 안전성의 문제를 일으킨다. 따라서, 파우치형 리튬 이차전지에서는 전해액이 흐르지 않도록 전해질을 사용하게 된다.
전해액이 흐르지 않게 하기 위해서는 두 전극 사이에 세퍼레이터의 역할을 겸하도록 자체가 완전한 고체인 전해질을 사용하거나, 세퍼레이터 및 세퍼레이터와 전극 사이에 전해액이 포함되되 흐르거나 배어나오지 않도록 처리된 형태의 전해질을 사용하게 된다.
완전 고체형 전해질로는 무기계 전해질과 단순 폴리머 전해질을 들 수 있고, 전해액이 함유된 형태의 전해질로는 흔히 겔형 폴리머 전해질을 들 수 있다.
겔형 폴리머 전해질은, 제조 방법에 따라, 물리겔과 화학겔로 분류될 수 있다. 일반적으로 물리겔형 리튬 이차전지에서는, 폴리머에 유기전해액을 첨가하여 가열함으로써 폴리머를 용해하여 페이스트를 형성하고, 이 페이스트를 시트상의 양극에 도포함과 동시에 도포 후의 페이스트 위에 음극을 적층하여 제조한 전극 조립체를 용기에 수납, 밀폐함으로써, 전지 용기 내에서 페이스트가 냉각되어 물리겔이 형성되도록 한다. 이때, 폴리머로는, 상온에서 유기전해액에 의해 팽윤되어 겔화하기 쉽고, 80∼100℃ 정도에서 유기전해액에 용해되는 재료가 주로 선택된다.
한편, 대개의 화학겔형 리튬 이차전지에서는, 예를 들면 시트상의 양극과 부직포와 음극을 적층하여 전극조립체를 형성한 후, 이 전극 조립체를 용기에 수납함과 동시에 유기전해액, 중합 개시제 및 예를 들면 비닐기를 가지는 모노머를 주액하고, 중합 개시제와 모노머가 반응하여, 전지 용기 내에서 유기전해액을 함유하는 폴리머를 중합 형성함으로써 화학겔이 형성되도록 한다. 이때, 모노머로는 상온에서 유기전해액에 의해 팽윤되어 겔화하기 쉬운 폴리머를 생성시킬 수 있는 물질이 주로 선택된다.
이렇게 형성된 물리겔 및 화학겔 전해질은 2∼3 mS/cm 정도의 이온전도도를 가질 때 실용성이 있는 리튬 이차 전지의 전해질로 사용될 수 있다.
따라서, 종래에는 파우치형 리튬 이차전지에서는 전해질로 겔형 폴리머나 완전 고체형 폴리머를 사용하여 리튬 폴리머 전지라고 명칭되는 경우가 많고, 캔형 리튬 이온 전지에서는 그 이전과 마찬가지로 유기 전해액을 전해질로 사용하여 왔다.
그런데, 리튬 이차 전지의 소형 박형화가 계속되면서 특히 대략 납작한 직육면체 형태를 이루면서 모서리 일부가 곡면으로 처리될 수도 있는 각형 캔의 경우, 캔의 부피나 질량 대비 용량을 향상시키기 위해 얇은 두께의 캔을 사용하게 되고, 세퍼레이터도 10 마이크로 미터 이하의 얇은 것을 사용하게 되면서 스웰링에 의한 변형 등의 문제가 중요하게 인식되고 있다.
즉, 종래에는 캔이 전극조립체의 충전에 따른 변형을 억제하는 역할을 하고, 어느 정도 가스 발생이 있어도 캔의 기계적 지지력에 따라 캔이 부풀어 오르는 스웰링현상에 대한 억지력을 가졌으나, 캔(11)의 두께가 얇아지면서 변형에 대한 억지력이 약해진다. 따라서, 전극조립체(12')가 충전에 따라 부피 팽창을 하면 도1과 같은 형태로 전극 조립체(12') 변형이 생기면서 전극과 세퍼레이터 사이에 틈이 벌어져 전지 성능이 열화되거나, 캔 자체가 스웰링되어 기기 장착성이 나빠지는 현상이 두드러지게 되었다.
본 발명은 박형 고용량화가 진행되면서 스웰링 변형 및 이에 따른 전지 장착성, 성능 저하의 문제 발생을 줄일 수 있는 캔형 리튬 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 박형 고용량화가 진행되면서 세퍼레이터 손상과 내부 단락 등의 문제 발생을 줄일 수 있는 캔형 리튬 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 캔형 리튬 이차 전지는, 전극 조립체, 일측의 개구부를 통해 전극 조립체를 수용하는 캔, 캔의 개구부를 마감하는 캡 조립체를 구비하며 전극 조립체와 함께 캔에 내장되는 전해질이 유기전해액 대신 겔형 폴리머로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 겔형 폴리머는 아지리딘 화합물을 전체 전해질 대비 0.2 내지 20wt% 포함하는 화학겔로 이루어질 수 있으며, 겔형 폴리머는 세퍼레이터에 일부 함침됨과 동시에 세퍼레이터와 각 전극 사이에 겔형 폴리머층을 이루는 형태로 존재할 수 있다.
본 발명에서 겔형 폴리머는 충전시 발생되는 가스에 대한 용해성을 가져 가스 일부를 포집할 수 있는 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 전해질 분해로 인한 가스 발생을 억제할 수 있는 첨가제를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에서 겔형 폴리머는 겔을 형성한 사용 상태에서 기계적 강도가 크고, 천공에 대한 저항성이 높은 막을 이루는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 겔형 폴리머 전해질은 원래의 세퍼레이터나 전극 표면과 우수한 접착성을 이루면서 이들 층을 서로 밀착시켜 리튬 이차 전지에서 리튬 이온의 유통이 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 효과를 가질 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 겔형 폴리머 전해질층이 전극 조립체를 이루는 다른 층들 사이에서 접착제나 지지체의 역할을 하여 전극조립체 자체를 원래의 형태로 유지시켜 변형을 방지하고, 겔형 폴리머 전해질 자체가 전지 충방전시 발생되는 가스를 일부 포집하는 성격을 가지거나, 겔형 폴리머 전해질의 유기 전해액에 가스 발생 억제 첨가제를 포함시키는 방법으로 가스 발생을 억제하는 효과를 가져, 전극조립체 용적 증가 및 가스 발생에 의한 캔, 특히 각형 캔의 변형, 스웰링을 방지하는 효과를 가질 수 있다.
더욱이, 본 발명에서는 전체 세퍼레이터층이 조금 더 두꺼워진 결과를 가져와 원래의 세퍼레이터층의 기계적 강도를 강화시키고 여러 가지 기존의 요인에 의해 생길 수 있는 원래 세퍼레이터층의 손상에 의한 두 전극 사이의 내부 단락 등을 예방하는 효과를 가질 수 있다.
이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도2는 본 발명의 각형 리튬 이차 전지의 베어셀 부분의 일반적 구조를 나타 내는 분해 사시도이며,
도3은 본 발명에서 전극 조립체를 이루는 젤리롤의 단면에서 본 층 구조이다.
도2를 참조하면, 전극 조립체(12)는 두 전극판(13,15)과 이들 전극판 사이에 세퍼레이터(14)가 적층 권취되여 이루어진다. 각 전극판은 금속박으로 이루어진 집전체의 한면 혹은 양면에 활물질 슬러리를 도포하고, 용매를 제거하여 굳히고, 압연하는 방법으로 이루어질 수 있다. 각 전극판에는 활물질층에서 이루어진 전하를 모아 외부로 연결하는 통로가 되는 전극탭(16,17)이 부착된다.
세퍼레이터는 대개 폴리올레핀계 폴리머막으로 이루어지나 전극 조립체 적층, 권취 단계에서는 부직포와 같은 절연재로 일단 형성될 수 있다.
전극조립체는 젤리 롤 타입으로 권취된 상태에서 각형 캔(11)에 투입되기 위해 얇은 타원 혹은 스타디움 형태를 이루도록 가압 변형된다. 가압 변형된 전극조립체(12)는 측벽 두께가 0.2mm ~0.3mm 되는 얇은 각형 캔에 상부 개구를 통해 투입된다. 이때, 각형 캔의 측벽 두께가 0.2mm 이하이면 후술하는 화학겔을 전해질로 사용하는 경우에도 캔의 기계적 강도를 확보하지 못하여 캔이 스웰링에 의해 쉽게 변형되는 문제가 생기고, 각형 캔의 측벽 두께가 0.3mm 이상이면 캔의 기계적 강도는 확보되지만 상대적으로 전극조립체의 용적이 감소되므로 이차전지의 용량이 감소되는 문제가 발생한다. 각형 캔에 전극 조립체가 투입된 뒤 전극 조립체 상부에 절연 케이스(190)가 놓이고 캔의 개구는 캡 조립체(100) 용접을 통해 마감된다. 캡 조립체는 캡 플레이트(110)의 대략 중앙에 가스켓(120)으로 캡 플레이트(110)와 절 연된 전극 단자(130)가 결합되 형태로 이루어지며, 전극 탭과의 전기 접속을 위해 전극 단자(130)는 캡 플레이트(110) 아래면에 절연 플레이트(140)로 이격된 터미널 플레이트(150)와 접속된다.
캡 플레이트 상면에는 안전 벤트(200), 전해액 주입구(112) 등이 형성될 수 있고, 보호회로 기판의 전기 단자를 이루는 접속 플레이트와 함께 용접되는 니켈 플레이트(미도시)가 설치될 수 있다. 전해액 주입구로는 겔형 폴리머 전해질을 형성할 액상의 물질이 투입된다. 가령, 화학겔의 경우, 폴리머를 이룰 모노머, 폴리머에 함침될 유기전해액이 액상으로 전해액 주입구를 통해 유입된다.
주입된 물질은 전극 조립체(12)의 각 층간에 스며들게 된다. 세퍼레이터(14)가 부직포인 경우, 주입된 액상 물질이 부직포에 함침되는 형태를 이룰 수 있다. 주입된 액상 물질은 함께 주입되는 중합 개시제에 의해 혹은 온도 조절 등에 의해 유기전해액을 포함하는 겔형 폴리머(142)가 된다. 겔형 폴리머(142)는 이미 전극조립체에 있는 세퍼레이터에 일부 함침된 상태로 존재할 수도 있고, 대개는 전극 및 원래의 세퍼레이터층 사이에서 전극판(13,15) 및 원래의 세퍼레이터층(141)와 별개의 절연성 물질층을 이루어, 도3과 같은 형태로 원래의 세퍼레이터층(141)을 포함하는 전체 세퍼레이터(14)를 이룬다고 볼 수도 있다.
따라서, 전체 세퍼레이터층이 조금 더 두꺼워진 결과를 가져와 원래의 세퍼레이터층의 기계적 강도를 강화시키고 열이나, 덴드라이트, 외부적인 충격, 압력 등 여러 가지 요인에 의해 생길 수 있는 원래 세퍼레이터층(141)의 손상에 의한 두 전극 사이의 내부 단락 등을 예방하는 효과를 가질 수 있다.
그리고, 겔형 폴리머(142)는 세퍼레이터층(141) 및 전극판(13,15) 표면과 우수한 접착성을 이루면서 이들 층을 서로 밀착시켜 리튬 이차 전지에서 리튬 이온의 유통이 효율적으로 이루어지도록 할 수 있으며, 전극 조립체를 이루는 다른 층들 사이에서 접착제나 지지체의 역할을 하여 전극조립체 자체를 원래의 형태로 유지시키는 역할을 할 수 있다.
본 발명에서 겔형 폴리머 전해질은 이상에서 언급한 실시예와 같이 화학겔을 사용하는 것이 유리할 수 있다. 가령, 물리겔을 이용한 리튬이차전지에서는 외적요인에 의해서 전지의 온도가 상승하면, 물리겔을 구성하는 폴리머가 유기전해액에 용해하여 다시 액상으로 변하고, 별도의 세퍼레이터층이 없는 경우, 양극과 음극이 단락되는 것을 방지하기 어렵다.
한편, 화학겔을 이용할 경우에는, 각형 캔 내부로 주입되는 반응물의 비율 조절이 매우 중요하게 된다. 가령, 미반응의 중합 개시제가 전지 내에 잔존하여 전지의 충방전 반응에 악영향을 미치게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 리튬 이차 전지에서는 특히 충전시에 음극이 전해질을 분해시키는 것을 방지하기 위해 음극표면에서의 전해질의 분해반응을 억제하기 위한 용매가 유기전해액 일부로 사용될 수 있다. 용매 선택 시에 전해액 지지염의 용해성, 양극과의 반응성, 이온전도성, 비용 등의 문제가 고려된다. 이런 조건을 만족하는 용매로는 에틸렌카보네이트, 부틸렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트, 디에틸카보네이트, γ-부티로락톤, 프로피온산메틸, 프로피온산부틸, 프로피온산에틸 등의 유기용매를 단독 또는 혼합한 것이 사용될 수 있다. 또한, 특정 화 합물을 첨가제로 전해질에 첨가시켜 음극표면에서 피막을 형성하여 전해질의 분해반응을 억제하여 전지성능을 향상시킬 수 있다.
이러한 유기 전해액이 포함된 겔형 폴리머 전해질을 형성시킬 경우, 유기 전해액이 겔 형성용 폴리머와 함께 안정된 상태를 형성할 수가 있고, 자체의 이온전도도를 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명의 겔형 폴리머 전해질에는 리튬염으로 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiC1O4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4F9SO3, LiSbF6, LiAlO4, LiAlC14, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(단, x, y는 자연수)중의 1종 이상이 포함될 수 있다. 겔형 폴리머의 리튬염의 농도는 0.5∼2.0 mol/L의 범위가 바람직하다. 리튬염의 농도가 이 범위에 있으면, 겔형 폴리머 전해질의 이온전도도가 향상되어, 고율방전특성을 개선할 수 있다. 즉, 이런 농도 범위에서는 리튬염이 겔형 폴리머 전해질 형성을 위한 폴리머에 의해서 견고히 구속되지 않고, 이온전도도를 향상시킬 수 있다.
전해질 분해를 방지하는 본 발명의 구체적인 실시예로써 아지리딘 고리를 갖는 화합물을 통해 전해질의 겔화 과정을 살펴보면, 아지리딘 고리를 갖는 화합물에서 복수의 아지리딘 고리가 리튬염에 포함된 리튬 이온에 배위결합됨으로써 겔화가 이루어진다. 이때, 겔형 폴리머 전해질은 아지리딘 고리가 개열함으로써 겔 형성을 위한 화합물(모노머)의 중합체가 형성되고, 동시에 중합체 내에 유기전해액이 함침되는 것에 의해 이루어진다.
즉, 양이온인 리튬이온의 주위에 겔 형성 화합물의 복수의 음의 전하를 가지 는 아지리딘 고리가 접근하면 정전기적 작용에 의해 배위결합을 형성하며, 이들 겔 형성 화합물의 다른 아지리딘 고리가 다른 리튬 이온에 배위결합하는 방식으로 아지리딘 화합물의 중합체가 형성되고 이 중합체 내에 상기 유기전해액이 함침되며, 겔형 폴리머 전해질 전체로서 고차의 그물코구조가 형성된다.
분자 내에 아지리딘 고리의 수는 하나만 있어도 가능하지만 복수 개 있는 것이 좋다. 분자 내에 아지리딘 고리가 2 이상 있으면, 리튬 이온과 배위하는 부분이 증가하여 고차의 그물코 구조를 용이하게 형성할 수가 있다.
하나 이상의 아지리딘 화합물에 리튬 이온을 포함하는 유기전해액을 혼합하여 리튬 이차 전지에 적용하면 초충전시에 음극표면에 이들 하나 이상의 아지리딘화합물을 주성분으로 하는 피막이 형성된다. 초충전 개시 이전에는 유기전해액 중에 리튬 이온과 아지리딘 화합물의 전부 또는 일부가 고차의 그물코구조까지 달하지 않을 정도의 이온가교물 형태로 존재한다.
충전을 개시하면 양이온인 리튬이온이 정전기적 작용에 의하여 음극에 가까이 끌려 리튬-아지리딘 이온가교물이 음극표면에 부착된다. 이에 따라 아지리딘화합물의 밀도가 증가한다. 다음에 리튬 이온이 아지리딘 고리와의 이온가교로부터 해체되어 음극 내로 인터칼레이션이 이루어진다. 남은 아지리딘 고리는 개열하여 중합반응이 시작되어 그 결과로 생성된 피막은 음의 전하를 띠고 있어 양이온만을 수송하는 피막이 된다. 이로 인하여 전해액이 직접 음극에 접촉하여 분해되는 것을 방지할 수가 있다.
따라서 처음 충전 전에 완전히 겔화된 전해질은 피막 형성에 족한 정도의 리 튬-아지리딘 이온가교물이 존재하지 않아 피막을 형성하기 어렵고, 음극표면에서 전해질분해반응 억제효과를 얻기 어렵다. 겔형 폴리머 전해질 중에 포함될 수 있는 아지리딘 화합물의 함량은 0.2∼20 중량%의 범위가 바람직하고 0.5~10 중량%가 더욱 바람직하다. 아지리딘화합물의 함량이 0.2 중량% 미만이면 겔화가 이루어지기 어렵고 또한 음극표면에서 피막을 형성하지 않아 전해질의 분해반응을 억제할 수 없다. 20중량%를 초과하면 겔 형성 화합물의 함량이 과대해지고, 리튬 이온이 아지리딘화합물에 구속되어 자유로운 이동이 방해되고, 도리어 이온전도도가 저하될 수 있다.
겔 형성은 아지리딘 화합물의 종류 또는 혼합 후의 겔 형성시간 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 피막의 형성도 아지리딘 화합물의 종류나 초기 충전시의 충전조건 등에 따라 달라질 수 있다.
유기전해액으로서는 비양자성 용매에 리튬염이 용해된 것이 바람직하다.
비양자성 용매로는 에틸렌카보네이트, 부틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이 트, γ-부티로락톤, 디메틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트, 디에틸카보네이트 중의 1 종 이상을 포함하는 것이 바람직하고, 특히 프로필렌카보네이트, 에틸렌카보네이트, 부틸렌카보네이트 중의 어느 하나를 포함하고 디메틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트, 디에틸카보네이트 중의 어느 하나를 반드시 포함하는 더욱 것이 바람직하다.
겔형 폴리머 전해질 중에 이들 비양자성 용매가 겔 형성 화합물과 함께 포함되기 때문에, 리튬이온의 수율을 향상시켜 겔형 폴리머 전해질 자체의 이온전도도 를 높일 수 있다. 또한, 리튬염으로서는, LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiC1O4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4F9SO3, LiSbF6, LiAlO4, LiAlC14, LiN(CxF2x +1SO2)(CyF2y +1SO 2)(단, x, y는 자연수)중의 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하고, 특히 LiPF6 또는 LiBF4 를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 또한 이밖에, 리튬이차전지의 비수전해액으로서 이미 알려져 있는 것을 사용할 수 있다. 겔형 폴리머 전해질 중에 이들 리튬염이 포함되기 때문에, 겔형 폴리머 전해질 자체의 이온전도도를 높일 수 있다.
양극으로서는, LiMn2O4, LiCoO2, LiNiO2, LiFeO2, V2O5, TiS, MoS 등 및 유기디설파이드 화합물이나 유기폴리설파이드 화합물 등의 리튬을 흡장 방출이 가능한 양극활물질을 포함하는 것을 예시할 수 있다. 또한, 음극으로서는 가역적으로 리튬 이온을 흡장 및/또는 방출할 수 있는 것이 바람직하고, 예를 들면, 인조흑연, 천연흑연, 흑연화탄소섬유, 비정질탄소 등을 예시할 수 있다. 또한, 금속리튬도 음극으로서 사용할 수 있다. 양극 및 음극의 구체적인 예로서, 상기의 양극활물질 또는 음극활물질과 결착재와 또한 필요에 따라 도전조재를 혼합하고, 이들을 금속호일 또는 금속망으로 이루어진 집전체에 도포하여 시트상에 성형한 것을 예시할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 종래의 폴리올레핀 계열의 세퍼레이터나 부직포에 폴리머전해질을 함침시켜 사용한 예를 들고 있으나, 양극 및 음극 사이에 겔형 폴리머 전해질을 사이에 두고 일체화함으로써 리튬 이차 전지를 형성할 수도 있다. 이때, 겔형 폴리머 전해질은 리튬 이온의 전해질로서 기능하는 동시에 양극과 음극을 격리하는 세퍼레이터로서의 기능을 가진다. 겔형 폴리머 전해질은, 예를 들면, 리튬염을 포함하는 유기전해액에 겔 형성 화합물을 소정의 혼합비로 혼합하고, 10∼75℃의 온도로 2∼150 시간 방치함으로써 형성될 수 있다. 이런 경우, 단순히 이들 물질을 섞고, 방치하는 것만으로 전해질이 형성되기 때문에 중합반응이 불충분해질 우려가 없고, 또한 중합 개시제 등이 불필요해지므로 부산물로 가스발생 등의 우려가 없으며, 안정된 겔형 폴리머 전해질을 얻을 수 있다.
도1은 캔형 리튬 이차 전지에서 전극 조립체 변형에 의해 캔이 스웰링되는 상태를 나타내는 단면도,
도2는 본 발명의 일 실시예의 분해 사시도,
도3은 본 발명의 일 실시예에서의 전극조립체 층구조를 나타내는 부분 단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명.
11: 캔 12: 전극 조립체
13,15: 전극판 14: 세퍼레이터
141: 세퍼레이터층 142: 겔형 폴리머

Claims (6)

  1. 전극 조립체, 일 측으로 형성되는 개구부를 통해 상기 전극 조립체를 수용하는 캔, 상기 개구부를 마감하는 캡 조립체를 구비하며,
    상기 전극 조립체와 함께 상기 캔에 내장되는 전해질이 겔형 폴리머로 이루어지는 것을 특징으로 하는 캔형 리튬 이차 전지에 있어서,
    상기 전극 조립체는 두 전극판과 이들 전극판 사이의 세퍼레이터가 적층 또는 권취되어 이루어지며,
    상기 세퍼레이터는 세퍼레이터층 및 세퍼레이터층과 상기 각각의 두 전극판 사이에서 별개의 층을 형성하는 상기 겔형 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 캔형 리튬 이차 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 겔형 폴리머는 아지리딘 화합물을 전체 전해질 대비 0.2 내지 20wt% 포함하는 화학겔로 이루어지는 것을 특징으로 하는 캔형 리튬 이차 전지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 겔형 폴리머는 상기 캔에 액상으로 주입된 후 겔화되는 것을 특징으로 하는 캔형 리튬 이차 전지.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 가운데 어느 한 항에 있어서,
    상기 세퍼레이터층은 폴리올레핀 계열의 수지나 부직포를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 캔형 리튬 이차 전지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 캔은 각형 캔임을 특징으로 하는 캔형 리튬 이차 전지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 캔은 적어도 한 면의 두께가 0.2 내지 0.3mm로 이루어지는 것을 특징으로 하는 캔형 리튬 이차 전지.
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