KR101797338B1 - 2차 전지 - Google Patents

Abstract

2차 전지(1)는, 발전 요소(4)를 전해액과 함께 외장체(5)의 내부에 수용한 편평 형상을 이룬다. 단자(2, 3)는, 적어도 표면측이 니켈로 이루어져 니켈면(31)을 갖는 단자 본체(30)와, 니켈면(31) 중 적어도 협지 부분(33c)보다 외장체(5) 내측에 피복된 내부식층(32)과, 내부식층(32)의 표면 중 적어도 협지 부분(33c)에 피복되어 협지 부분(33c)으로부터 외장체(5) 내측으로 연장된 내측 연장부(33a)를 갖는 수지층(33)을 구비하고 있다.

Description

2차 전지 {SECONDARY BATTERY}

본 발명은, 라미네이트 필름을 외장체로 한 편평한 2차 전지에 관한 것으로서, 특히, 내부의 발전 요소에 접속된 단자 주변의 구조에 관한 것이다.

금속층의 표면에 합성 수지층이 라미네이트된 라미네이트 필름을 외장체로서 사용하고, 정극판, 부극판 및 세퍼레이터를 복수 적층하여 이루어지는 발전 요소를 전해액과 함께 내부에 수용한, 편평 형상을 이루는 2차 전지가 알려져 있다(예를 들어 특허문헌 1).

이러한 종류의 2차 전지에 있어서는, 내부의 발전 요소로부터 전류를 외부로 취출하는 단자(정극, 부극의 단자)로서, 예를 들어 구리 등의 도전성 재료로 이루어지는 단자 본체의 표면에 니켈층을 형성(예를 들어 니켈 도금층이 형성)한 것이 알려져 있고, 발전 요소 등을 외장체 내에 수납하여 밀봉 시일할 때에 외장체 사이에 협지하고, 그 협지 부분을 봉착하여 적용된다.

이 협지 부분의 봉착에 있어서는, 단자 표면(니켈층 표면)의 협지 부분에 열융착성의 수지층을 미리 형성하고, 그 수지층을 개재하여 단자를 외장체 사이에 협지하고 협지 부분을 열융착하는 방법이 알려져 있다. 또한, 단자의 니켈층에 있어서는, 외장체 내의 전해액의 접촉에 의한 부식이나 용출 등을 방지하기 위하여, 그 전해액과 접촉하는 니켈층 표면에 대하여 내부식층을 피복 형성하는 방법이 알려져 있다. 협지 부분에 있어서는, 외장체 내의 내압에 의해 박리력이 작용하는 것이 생각된다.

일본 공개특허공보 2009-99527호

본 발명은, 단자와 외장체 사이의 박리 강도를 향상시키면서, 전지의 신뢰성을 높이는 2차 전지를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은, 상기의 과제를 해결할 수 있는 창작이며, 구체적으로, 본 발명의 2차 전지의 일 양태는, 정극판 및 부극판을 세퍼레이터를 개재하여 적층하여 이루어지는 발전 요소와, 금속층의 적어도 내측 표면에 수지층을 적층한 라미네이트 필름에 의해 발전 요소를 전해액과 함께 수용하여 봉지되는 외장체를 갖는 편평한 2차 전지로서, 일단부가 외장체 내의 발전 요소에 연결됨과 함께 타단부가 외장체 외부로 도출되어, 일단부와 타단부 사이가 외장체에 의해 협지되어 협지 부분이 봉착되는 단자를 갖고, 단자는, 적어도 표면측이 니켈로 이루어지는 단자 본체와, 단자 본체의 표면 중 적어도 협지 부분보다 외장체 내측에 피복된 내부식층과, 내부식층의 표면 중 적어도 협지 부분에 피복되어 협지 부분으로부터 외장체 내측으로 연장된 내측 연장부를 갖는 수지층을 구비하고, 수지층의 열융착에 의해 협지 부분이 봉착된 것을 특징으로 한다.

내측 연장부는, 협지 부분으로부터 외장체 내측 방향으로 0.5mm~5mm의 범위에서 연장된 것이어도 된다. 또한, 외장체는, 내부가 감압 하에서 봉지되고, 또한 내부에 수용된 전해액의 후술하는 액량 계수가 1.1~1.6이어도 된다. 또한, 발전 요소와 단자는, 발전 요소와 단자 사이에 개재하는 연결부를 통해 접합되고, 접합 후의 접합 부분의 두께가 내측 연장부의 두께보다 큰 것이어도 된다.

본 발명은, 단자와 외장체 사이의 박리 강도를 향상시키면서, 전지의 신뢰성을 높이는 2차 전지를 제공한다.

[도 1] 본 발명에 의한 2차 전지의 일례를 설명하기 위한 개략 사시도.
[도 2] 도 1의 2차 전지의 개략 단면도.
[도 3] 도 2의 단자 부분을 확대한 개략 설명도.
[도 4] 단자의 내부식층의 두께에 대한 니켈면의 용출량 특성을 나타내는 개략 곡선도.
[도 5] (a)는 선행 기술, (b)는 도 1의 2차 전지의 개략 단면도(내부식층, 니켈면 등은 도시 생략).

본 발명의 실시형태에 따른 2차 전지의 일례를 이하에 나타낸다.

<2차 전지의 구성예>

도 1~도 3의 2차 전지는, 예를 들어 리튬 이온 2차 전지(1)이고, 도 1에 나타내는 바와 같이, 편평한 장방형의 외관 형상을 갖고, 길이 방향의 일방의 단연에는 한 쌍의 단자(2, 3)를 구비하고 있다.

이 리튬 이온 2차 전지(1)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 화살표 X방향에서 보았을 때 장방형을 이루는 발전 요소(4)를 전해액과 함께 외장체(5)의 내부에 수용한 것이다. 발전 요소(4)는, 세퍼레이터(43)를 개재하여 번갈아 적층된 복수의 정극판(41) 및 부극판(42)으로 구성되고, 예를 들어, 3장의 부극판(42)과, 2장의 정극판(41)과, 이들 사이의 4장의 세퍼레이터(43)를 포함하고 있다. 즉, 이 예에서는, 발전 요소(4)의 최외층에 부극판(42)이 위치하고 있다. 단, 발전 요소(4)의 최외층에 정극판(41)이 위치하는 구성도 가능하다. 한편, 도 2에 있어서의 각 부의 치수는 반드시 정확한 것은 아니며, 설명을 위하여 과장된 것으로 되어 있다.

정극판(41)은, 도 1, 도 2의 화살표 X방향에서 보았을 때 장방형을 이루는 정극 집전체(41a)의 양면에 정극 활물질층(41b, 41c)을 형성한 것이다. 정극 집전체(41a)는, 예를 들어, 알루미늄박, 알루미늄 합금박 등의 전기 화학적으로 안정된 금속박으로 구성되어 있다. 또한, 정극 활물질층(41b, 41c)은, 예를 들어, 니켈산리튬(LiNiO₂),망간산리튬(LiMnO₂),또는, 코발트산리튬(LiCoO₂)등의 리튬 복합 산화물을 포함하는 정극 활물질과, 바인더를 혼합한 것을, 정극 집전체(41a)의 주면에 도포함으로써 형성되어 있다.

부극판(42)은, 도 1, 도 2의 화살표 X방향에서 보았을 때 장방형을 이루는 부극 집전체(42a)의 양면에 부극 활물질층(42b, 42c)을 형성한 것이다. 부극 집전체(42a)는, 예를 들어, 구리박, 스테인리스박 또는 철박 등의 전기 화학적으로 안정된 금속박으로 구성되어 있다. 부극 활물질층(42b, 42c)은, 예를 들어, 비정질 탄소, 난흑연화 탄소, 이흑연화 탄소 또는 흑연 등과 같은 리튬 이온을 흡장 및 방출하는 부극 활물질에 바인더를 혼합한 것을, 부극 집전체(42a)의 주면에 도포함으로써 형성되어 있다.

부극 집전체(42a)의 길이 방향의 단연의 일부는, 부극 활물질층(42b, 42c)을 구비하지 않는 연장부(본 발명의 연결부에 상당)(40)로서 연장되어 있고, 그 연장부(40)의 선단부(40a)가 부극 단자(3)에 있어서의 외장체(5) 내측의 일단부(3a)에 접합되어 있다. 부극 집전체(42a)가 복수인 경우에는, 그들 부극 집전체(42a)의 각 연장부(40)의 선단부(40a)를 묶어 일체로 한 상태로 하여 접합한다.

이 접합에 있어서는, 예를 들어, 연장부(40)의 선단부(40a)를 부극 단자(3)의 일단부(3a)에 맞닿게 한 상태에서, 초음파 접합(초음파 호른을 선단부(40a)에 맞닿게 하여 접합)하는 방법을 들 수 있다. 또한 도 2에는 나타나 있지 않지만, 마찬가지로, 정극 집전체(41a)의 길이 방향의 단연의 일부가, 정극 활물질층(41b, 41c)을 구비하지 않는 연장부(본 발명의 연결부에 상당; 도시 생략)로서 연장되어 있고, 그 연장부의 선단부가 정극 단자(2)에 있어서의 외장체(5) 내측의 일단부에 접합된다.

세퍼레이터(43)는, 정극판(41)과 부극판(42) 사이의 단락을 방지함과 동시에 전해질을 유지하는 기능을 갖는 것이며, 예를 들어, 폴리에틸렌(PE)이나 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀 등으로 구성되는 미다공성막이 사용된다. 한편, 세퍼레이터(43)로는, 폴리올레핀 등의 단층막에 한정되지 않고, 폴리프로필렌막을 폴리에틸렌막으로 샌드위치한 3층 구조인 것이나, 폴리올레핀 미다공성막과 유기 부직포 등을 적층한 것도 사용할 수 있다.

전극과 세퍼레이터를 적층한 구조의 발전 요소(4)를 전해액과 함께 수용하는 외장체(5)는, 도 2에 일부를 확대하여 나타내는 바와 같이, 열융착층(51)과 금속층(52)과 보호층(53)의 3층 구조를 갖는 라미네이트 필름으로 구성되어 있다. 중간의 금속층(52)은, 예를 들어 알루미늄박이 사용되고, 그 내측면을 덮는 열융착층(51)은, 열융착이 가능한 합성 수지 예를 들어 폴리프로필렌(PP)이 사용되고, 금속층(52)의 외측면을 덮는 보호층(53)은 내구성이 우수한 합성 수지, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)가 사용된다. 한편, 더욱 다수의 층을 갖는 라미네이트 필름을 사용할 수도 있다. 또한, 상기의 예에서는 금속층(52)의 양면에 합성 수지층을 라미네이트하고 있으나, 금속층(52)의 외측의 합성 수지층은 반드시 필수적인 것은 아니며, 내측 표면에만 합성 수지층을 구비한 구성이어도 된다.

외장체(5)는, 하나의 예에서는, 도 2의 발전 요소(4)의 하면측에 배치되는 1장의 라미네이트 필름과 상면측에 배치되는 다른 1장의 라미네이트 필름의 2장 구조를 이루고, 이들 2장의 라미네이트 필름 주위의 4변을 겹치고, 또한 서로 열융착시킨 구성으로 되어 있다. 도시예는, 2장 구조의 외장체(5)를 나타내고 있다. 또한, 다른 하나의 예에서는, 외장체(5)는 1장의 비교적 큰 라미네이트 필름을 사용하여, 둘로 접은 상태에서 내측에 발전 요소(4)를 배치한 후에, 주위의 3변을 겹치고, 또한 서로 열융착시킨 구성으로 되어 있다.

장방형을 이루는 리튬 이온 2차 전지(1)의 단변측에 위치하는 한 쌍의 단자(2, 3)는, 라미네이트 필름을 열융착시킬 때에, 외장체(5) 내측의 일단부(부극 단자(3)의 경우에는 일단부(3a))에 각각 집전체(41a, 42a)의 연장부(집전체(42a)의 경우에는 연장부(40))에 접합된 상태에서, 외장체(5) 외측의 타단부(부극 단자(3)의 경우에는 타단부(3b))가 라미네이트 필름의 접합면(5a)을 통해 외부로 인출되어 있다. 그리고, 한 쌍의 단자(2, 3)는, 일단부와 타단부 사이(부극 단자(3)의 경우에는 일단부(3a)와 타단부(3b) 사이)가 외장체(5)의 라미네이트 필름의 접합면(5a)에 의해 협지되고, 그 협지된 협지 부분(33c)에 있어서 봉착되게 된다.

<단자의 일례>

부극 단자(3)는, 예를 들어 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 적어도 표면측이 니켈로 이루어져 니켈면(31)을 갖는 단자 본체(30)와, 단자 본체(30)의 니켈면(31) 중 적어도 협지 부분(33c)보다 외장체(5) 내측을 피복한 내부식층(32)과, 내부식층(32)의 표면 중 적어도 협지 부분(33c)을 피복하고 또한 협지 부분(33c)으로부터 외장체(5) 내측으로 연장된 내측 연장부(33a)를 갖는 수지층(33)을 구비한 것을 적용한다.

단자 본체(30)는, 전술한 바와 같이 니켈면(31)을 갖는 것이면 되고, 예를 들어 평각 도체인 것을 적용할 수 있고, 니켈 금속으로 이루어지는 것이나, 구리 등의 금속의 표면에 니켈 도금 처리를 실시한 것을 들 수 있다.

내부식층(32)은, 예를 들어, 단자 본체(30)의 니켈면(31)을 화성 처리하여 형성하는 것을 들 수 있다. 이 내부식층(32)에 의해, 니켈면(31)이 전해액에 노출되지 않도록 하여, 예를 들어 불화 수소에 의한 부식을 억제할 수 있다. 또한, 니켈면(31) 중 내측 연장부(33a)에 덮인 연장부 피복면(3c)에 있어서는, 예를 들어 변색 등의 열화나 부식이 억제되게 된다. 화성 처리의 방법으로는, 크로메이트 처리 혹은 논크롬계 처리여도 된다.

또한, 내부식층(32)은, 니켈면(31) 전부를 덮도록 형성해도 되지만, 니켈면(31) 중 협지 부분(33c)보다 외장체(5) 내측을 전부 덮고 외장체(5) 외측은 덮지 않도록 형성함으로써, 열화나 부식을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 저비용화에 공헌하게 되기도 한다.

또한, 내부식층(32)의 두께는, 예를 들어 전기 자동차 등에 적용하는 경우에는, 그 전지 수명을 충분히 확보(10년 정도 확보)하는 것을 고려하여, 20nm~80nm의 범위로 하는 것을 들 수 있다.

수지층(33)은, 내부식층(32)의 표면 중 적어도 협지 부분(33c)을 피복하고 협지 부분(33c)으로부터 외장체(5) 내측으로 연장된 내측 연장부(33a)를 갖는 것으로서, 부극 단자(3)와 외장체(5) 사이에서 협지되어 부극 단자(3)(니켈면(31)에 피복 형성된 내부식층(32))나 외장체(5)에 열융착되고, 협지 부분(33c)에서 봉착 가능한 것이면 된다. 따라서 수지층(33)은, 예를 들어, 협지 부분(33c)으로부터 외장체(5) 외측으로 연장된 연장부(이하, 외측 연장부)(33b)가 형성된 것이어도 된다.

이 수지층(33)으로는, 원하는 열(예를 들어 160℃~190℃)과 압력(예를 들어 0.5~2.0MPa)에 의해 용융되어 뭉개지지 않는 내열성과 전해액에 대한 내성(내전해액성)을 갖는 것을 적용, 예를 들어, 산 변성 폴리올레핀계 수지를 들 수 있다.

산 변성 폴리올레핀계 수지로는, 부극 단자(3)와 외장체(5) 사이를 열융착할 수 있는 것으로서, 열 접착성 수지층에 사용하는 수지종에 의해 적절히 선택하여 적용하는 것을 들 수 있는데, 그 구체예로는, 불포화 카르복실산으로 그래프트 변성된 폴리올레핀 수지, 에틸렌 또는 프로필렌과 아크릴산, 또는, 메타크릴산과의 공중합체, 혹은, 금속 가교 폴리올레핀 수지 등이며, 필요에 따라 부텐 성분, 에틸렌-프로필렌-부텐 공중합체, 비정질의 에틸렌-프로필렌 공중합체, 프로필렌-α-올레핀 공중합체, 올레핀계 엘라스토머 등을 5% 이상 첨가한 것이어도 된다.

수지층(33)의 내측 연장부(33a)는, 협지 부분(33c)으로부터 외장체(5) 내측으로 연장된 형상이면 되고, 수지층(33)에 있어서의 외장체(5)의 내외 방향의 치수가 10mm 정도인 경우에는, 내측 연장부(33a)의 연장 방향의 치수를 0.5mm~5mm의 범위로 하는 것을 들 수 있다. 0.5mm 미만의 경우, 전술한 바와 같이 충분한 박리 강도가 얻어지지 않는다. 또한, 0.5mm 미만의 경우에는, 예를 들어 수지층(33)의 열융착시에 있어서, 라미네이트 필름의 접합면에 의해 협지하는 위치가 어긋나 버려, 내측 연장부(33a)의 단부에 있어서의 단차에 의해, 라미네이트 필름이 변형된 상태에서 협지 부분(33c)에 열융착(단차 형상을 반영한 형상으로 열융착)되어, 외장체(5)의 절연성의 저하를 초래하게 된다. 또한, 5mm 초과의 경우, 전지의 체적 효율을 저하시켜 버리게 된다.

또한, 수지층(33)의 두께에 있어서도, 그 두께가 얇으면, 열융착 후, 외장체(5) 내의 금속층이 단자에 접촉되어 버릴 우려가 있다. 또한, 도 1, 2에 나타낸 예에서는, 동일한 일방의 단연에 한 쌍의 단자(2, 3)가 늘어서 위치하도록 배치되어 있으나, 일방의 단연에 정극 단자(2)를 배치하고, 또한 타방의 단연에 부극 단자(3)를 위치하도록 배치하는 것도 가능하다.

본 발명의 실시형태에 따른 2차 전지는, 협지 부분보다 외장체 내측에 피복 형성된 내부식층의 표면 중 적어도 협지 부분을 피복하고 또한 협지 부분으로부터 외장체 내측으로 연장된 내측 연장부(도 3의 내측 연장부(33a)에 상당)를 갖는 수지층을 구비한 구조이다. 특허문헌 1(특허문헌 1의 도 13의 부호 306 등 참조)에 나타내는 구조도 5(a)에 나타내는 구조와 같이, 단자 본체(30)의 표면 중 외장체(5)에 의해 협지되는 협지 부분(33c)의 외장체(5) 내측에 내측 연장부(33a)를 형성하지 않고 봉착되어 있는 구조에서는, 외장체 내부의 압력이 높아진 경우에 외장체에 발생하는 박리 개시는 a점이 된다. a점은, 수지와 금속의 접합부이기 때문에, 계면 박리를 일으키게 된다.

한편, 본 실시형태와 같은 구조도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 외장체(5)의 내측으로 연장된 내측 연장부(33a)를 갖는 수지층(33)을 형성하여 봉착한 구조인 경우에는, 박리 개시점은 b점이 되고, b점은 수지와 수지의 접합부이며, 여기서 발생하는 것은 응집 파괴에 의한 박리이기 때문에, 계면 박리와 비교하여, 박리 강도는 강한 것이 된다.

여기서, 단자 본체(30)의 적어도 표면측을 구성하고 있는 니켈의 표면(도 2, 도 3의 니켈면(31)에 상당; 이하, 니켈면) 중, 협지 부분(33c)보다 외장체 내측이고 또한 내측 연장부(33a)에 의해 덮여 있는 표면(이하, 연장부 피복면)(3c)은, 전해액에 대하여 직접적으로 노출되는 일이 없기 때문에, 내부식층(도 2, 도 3의 내부식층(32)에 상당)에 의해 덮을 필요가 없을 것처럼도 생각될 수 있으나, 연장부 피복면(3c)에 내부식층이 없는 구조인 경우에는, 협지 부분(33c)이나 수지층(33)이 없는 부분에 있어서의 니켈면과 비교하여, 시간 경과와 함께 열화(변색 등)나 부식이 일어나기 쉬운 것을 확인하였다. 그 반면, 본 실시형태와 같이 연장부 피복면(3c)에도 내부식층을 형성한 구조의 2차 전지에 있어서는, 협지 부분(33c)이나 수지층(33)이 없는 부분에 있어서의 니켈면과 비교해도, 연장부 피복면(3c)에서의 열화나 부식에 큰 차이는 보이지 않았다.

따라서, 본 실시형태와 같은 구성의 2차 전지에 의하면, 협지 부분에 있어서의 박리 강도를 향상시킬 수 있음과 함께, 그 단자의 니켈면의 열화를 억제할 수 있어, 신뢰성을 갖는 2차 전지를 제공할 수 있게 되어, 유용한 작용 효과를 발휘한다.

<전해액의 일례>

전해액으로는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 리튬 이온 2차 전지에 일반적으로 사용되는 전해질로서, 예를 들어, 유기 용매에 리튬염이 용해된 비수전해액을 사용할 수 있다. 또한, 액상인 것에 한정되는 것은 아니며, 겔상 전해질 등의 반고체 전해질이어도 되고 전해액이 단자에 접촉될 가능성이 있는 것이어도 된다.

전해액량에 있어서는, 예를 들어 외장체(5)에 있어서 내부를 감압 하에서 봉지한 경우, 전극(41, 42) 및 세퍼레이터(43)의 공공 체적의 합계값에 대한 전해액의 비율(액량 계수)이 1 초과, 구체예로서 1.1~1.6이 되도록 설정하는 것을 들 수 있다. 전해액의 비율을 1.1 이상으로 함으로써, 예를 들어 내측 연장부(33a)와 라미네이트 필름 사이에 간극이 형성되고, 그 간극에 있어서 전해액의 고임부를 형성할 수 있다. 1.1 미만인 경우에는, 내측 연장부(33a)와 라미네이트 필름의 간극이 작아져, 연장부 피복면(3c)의 니켈면(31)의 부식이 빨라진다는 결과가 얻어졌다.

또한, 내측 연장부(33a)의 주변에 전해액을 모으기 쉽게 하는 방법으로는, 연장부(40)의 선단부(40a)에 있어서의 부극 단자(3)와의 접합부의 두께를, 내측 연장부(33a)의 두께보다 크게 하는 것을 들 수 있다. 예를 들어, 초음파 접합의 경우에는, 용접부에 요철이 생기므로 그 두께가 내측 연장부(33a)의 두께보다 크면, 내측 연장부(33a)와 라미네이트 필름 사이의 간극이 커지기 쉬워진다.

또한, 복수의 2차 전지를 조전지로서 사용하는 경우, 복수의 2차 전지를 외장체(5)의 주면과 직교하는 방향(즉, 정극판 등의 적층 방향)으로 적층하여 캔에 넣고 또한 외장체(5)의 주면과 직교하는 방향으로 적층한 2차 전지를 가압하여 고정시킨 상태에서 2차 전지를 사용하는 경우에는, 가압력에 의해 전해액은 발전 요소(4)의 주변(적층 방향과 수직 방향)으로 이동하여, 전해액을 내측 연장부(33a)와 라미네이트 필름 사이로 공급하기 쉽게 할 수 있다.

<제조 순서예>

리튬 이온 2차 전지(1)의 제조 순서로는, 이하와 같다. 먼저, 부극판(42), 세퍼레이터(43) 및 정극판(41), 세퍼레이터(43)를 순차적으로 적층하여 발전 요소(4)를 구성하고, 부극판(42)의 부극 집전체(42a)의 연장부(40)에 대하여 수지층(33)이 미리 열융착된 부극 단자(3)의 내측단(일단부(3a))을 접합한다. 마찬가지로, 정극판(41)의 정극 집전체(41a)의 연장부(40)에 대하여 수지층(33)이 미리 열융착된 정극 단자(2)의 내측단(부극 단자(3)의 일단부(3a)에 상당)을 접합한다. 다음으로, 이 발전 요소(4)를 라미네이트 필름으로 덮으면서, 비교적 작은 충전구를 남겨 주위의 4변(둘로 접은 경우에는 3변)을 열융착한다.

그리고, 충전구를 통해 외장체(5)의 내부에 전해액을 충전하여, 외장체(5) 내부를 감압하고, 그 후, 충전구를 열융착하여 외장체(5)를 밀폐 상태로 한다. 이것에 의해 리튬 이온 2차 전지(1)가 완성된다.

<실시예>

다음으로, 전술한 각 항목(2차 전지의 구성예, 단자의 일례, 전해액의 일례, 제조 순서예)에 따라, 도 1~도 3에 나타낸 바와 같은 리튬 이온 2차 전지(1)를 이하에 나타내는 조건으로 제조하였다. 먼저, 정극 단자(2)는 알루미늄의 단자를 준비하였다. 부극 단자(3)에 있어서는, 직사각형 박판상의 구리의 표면을 니켈 도금 처리하여 니켈면(31)을 형성하여 이루어지는 단자 본체(30)와, 니켈면(31)에 피복 형성된 내부식층(32)과, 내부식층(32)의 표면 중 협지 부분(33c)을 피복하고 또한 협지 부분(33c)으로부터 외장체(5) 내측으로 3mm 연장된 내측 연장부(33a)를 갖는 폴리프로필렌으로 이루어지는 수지층(33)을 구비한 것을 적용하였다. 외장체(5)에 있어서는, 3층 구조를 갖는 라미네이트 필름으로 이루어지는 것을 적용하였다.

그리고, 외장체(5) 내에 발전 요소(4)와 함께, LiPF₆및 에틸렌카보네이트와 디에틸카보네이트의 혼합 용매를 포함한 전해액을 수용함으로써, 도 1~도 3에 나타낸 바와 같은 구조의 2차 전지를 제조하였다.

이러한 박리 강도를 향상시킨 타입의 2차 전지여도 연장부 피복면(3c)을 포함하는 니켈면(31)의 열화나 부식이 억제되어, 전지의 수명을 향상시킬 수 있었다.

또한, 외장체(5)의 라미네이트 필름과 내측 연장부(33a)를 밀착시킨 상태와 밀착시키지 않는 상태(전해액을 라미네이트 필름과 내측 연장부(33a) 사이에 확보한 상태)에서, 물이 혼입된 전해액에 65℃의 분위기 하에서 98시간 노출시킴으로써 경시 열화 시험을 행한 후의 연장부 피복면(3c)을 평가하면, 밀착시킨 쪽이 열화가 빠르다는 경향이 얻어졌다.

한편, 내부식층(32)의 두께를 다양하게 변화시켜 제조하여, 니켈 용출량을 관찰한 결과, 도 4에 나타내는 바와 같은 내부식층 두께에 대한 니켈 용출량의 변화 특성이 보였다.

이들 결과로부터, 도 4에 나타내는 바와 같이, 내부식층(32)의 두께가 커짐에 따라 니켈 용출량이 저하되어, 예를 들어 내부식층(32)의 두께를 20nm 이상으로 설정한 경우에는, 10년 이상의 수명 기간을 확보할 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 단자(3)와 연장부(40)의 용접 강도를 고려하면, 내부식층(32)의 두께를 80nm 이하로 설정하는 것이 바람직한 것을 확인할 수 있었다.

이상, 본 발명의 실시예에 대해 설명하였으나, 상기 실시예는 본 발명의 실시형태의 일례를 나타낸 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시형태의 구체적 구성에 한정하는 취지는 아니다.

Claims (10)

1. 정극판 및 부극판을 세퍼레이터를 개재하여 적층하여 이루어지는 발전 요소와,
   금속층의 적어도 내측 표면에 수지층을 적층한 라미네이트 필름에 의해 상기 발전 요소를 전해액과 함께 수용하여 봉지되는 외장체를 갖는 편평한 2차 전지로서,
   일단부가 상기 발전 요소에 연결됨과 함께 타단부가 상기 외장체의 외부로 도출되어, 상기 일단부와 상기 타단부 사이에서 상기 외장체에 의해 협지되어 당해 협지 부분이 봉착되는 단자를 갖고,
   상기 단자는, 적어도 그 표면에 니켈면을 갖는 단자 본체와,
   상기 니켈면 중 적어도 협지 부분으로부터 상기 외장체의 내측을 피복한 내부식층과, 당해 내부식층의 표면 중 적어도 상기 협지 부분을 피복하고 또한 상기 협지 부분으로부터 상기 외장체의 내측으로 연장된 내측 연장부를 갖는 수지층을 구비하고,
   상기 수지층과 상기 외장체의 내측 표면의 수지층의 열융착에 의해 상기 협지 부분이 봉착되고,
   상기 내측 연장부는, 상기 협지 부분으로부터 상기 외장체의 내측 방향으로 0.5mm~5mm의 범위에서 연장되고,
   상기 외장체는, 내부가 감압 하에서 봉지되고, 또한 상기 전해액의 액량 계수가 1.1~1.6이고,
   상기 발전 요소와 상기 단자는, 상기 발전 요소와 상기 단자 사이에 개재하는 연결부를 통해 접합되고, 접합 후에 있어서의 연결부의 접합 부분의 두께가 상기 내측 연장부의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 2차 전지.
2. 정극판 및 부극판을 세퍼레이터를 개재하여 적층하여 이루어지는 발전 요소와,
   금속층의 적어도 내측 표면에 수지층을 적층한 라미네이트 필름에 의해 상기 발전 요소를 전해액과 함께 수용하여, 봉지되는 외장체를 갖는 편평한 2차 전지로서,
   일단부가 상기 발전 요소에 연결됨과 함께 타단부가 상기 외장체의 외부로 도출되어, 상기 일단부와 상기 타단부 사이에서 상기 외장체에 의해 협지되어 당해 협지 부분이 봉착되는 단자를 갖고,
   상기 단자의 단자 본체의 적어도 표면에 니켈면을 갖고,
   상기 니켈면을 피복하는 내부식층과,
   상기 협지 부분으로부터 적어도 상기 외장체의 내측으로 연장되는 내측 연장부를 갖고, 또한, 상기 내부식층을 개재하여 상기 니켈면에 열융착되는 수지층을 구비하고,
   상기 수지층과 상기 외장체의 내측 표면의 수지층의 열융착에 의해 상기 협지 부분이 봉착되고,
   상기 내측 연장부는, 상기 협지 부분으로부터 상기 외장체의 내측 방향으로 0.5mm~5mm의 범위에서 연장되고,
   상기 외장체는, 내부가 감압 하에서 봉지되고, 또한 상기 전해액의 액량 계수가 1.1~1.6이고,
   상기 발전 요소와 상기 단자는, 상기 발전 요소와 상기 단자 사이에 개재하는 연결부를 통해 접합되고, 접합 후에 있어서의 연결부의 접합 부분의 두께가 상기 내측 연장부의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 2차 전지.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 단자는 부극 단자인 것을 특징으로 하는 2차 전지.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 내부식층의 두께가 20nm~80nm인 2차 전지.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 단자는, 상기 정극판에 포함되는 정극 집전체에 접합된 정극 단자와, 상기 부극판에 포함되는 부극 집전체에 접합된 부극 단자를 갖고,
   상기 부극 단자의 단자 본체는, 구리 표면에 니켈면을 갖고,
   상기 니켈면 중 상기 내측 연장부보다 상기 외장체의 내측이 상기 내부식층으로 피복되고, 그리고,
   상기 부극 단자는, 상기 부극 집전체에 초음파 접합되어 있는 2차 전지.
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