KR102183169B1 - 이차 전지 및 세트 전지 - Google Patents

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Abstract

여기에 개시되는 이차 전지는, 구속되어 이용되는 이차 전지에 있어서, 권회 전극체의 하단과, 절연 필름의 사이에 과도한 스페이스를 마련하지 않고, 권회 전극체의 팽창에 의해 절연 필름에 생기는 인장 응력을 완화한다. 여기에 개시되는 이차 전지는, 편평한 권회 전극체, 권회 전극체를 수용하는 전지 케이스, 및 권회 전극체와 전지 케이스를 절연하는 절연 필름을 구비한다. 이차 전지는, 구속되어 이용되는 것이다. 권회 전극체는, 전지 케이스의 상면에 대향하는 제 1 R부와, 전지 케이스의 바닥면에 대향하는 제 2 R부와, 제 1 R부 및 제 2 R부에 끼워져 있는 편평부를 가진다. 절연 필름은, 권회 전극체의 편평부의 편평면과 상기 전지 케이스의 사이와 권회 전극체의 제 2 R부의 곡면과 전지 케이스의 사이에 배치되어 있다. 절연 필름은, 제 2 R부의 곡면과 대향하는 부분에 1개의 홈을 가진다. 1개의 홈은, 권회 전극체의 2개의 편평면을 연장한 2개의 면의 사이에 위치하고 있다.

Description

이차 전지 및 세트 전지{SECONDARY BATTERY AND BATTERY PACK}
본 발명은, 이차 전지에 관한 것이다.
최근, 리튬 이온 이차 전지 등의 이차 전지는, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 단말 등의 포터블 전원이나, 전기 자동차(EV), 하이브리드 자동차(HV), 플러그인 하이브리드 자동차(PHV) 등의 차량 구동용 전원 등에 적합하게 이용되고 있다.
리튬 이온 이차 전지 등의 이차 전지는, 전형적으로는, 정극과 부극을 구비하는 전극체가, 전지 케이스에 수용된 구성을 가진다. 당해 전극체와 당해 전지 케이스를 절연하기 위하여, 이들 사이에 절연 필름을 배치하는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1~4 등 참조). 절연 필름을 배치할 때에, 당해 전극체는, 파우치 형상의 절연 필름으로 감싸진 후, 전지 케이스 내에 삽입된다.
여기에서, 특허문헌 3 및 4에 기재한 바와 같이, 파우치 형상의 절연 필름이 각형이면, 삽입 조작을 행할 때에 절연 필름이 전지 케이스의 상단부에 충돌하기 쉽다. 또한, 전지 케이스의 바닥의 모서리부가 둥그스름하게 되어 있는 것이 많으며, 삽입 조작을 행할 때에, 각형의 파우치 형상의 절연 필름의 모서리부가, 전지 케이스의 바닥의 둥그스름한 모서리부에 충돌한다. 이 충돌을 피하는 위해서는, 절연 필름과 전지 케이스의 바닥의 거리를 떨어트릴 필요가 있으며, 이는 데드 스페이스의 발생을 초래한다. 그래서, 전극체가 권회 전극체일 경우에는, 이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 특허문헌 1 및 2에 기재한 바와 같이, 당해 파우치 형상의 절연 필름의 바닥부의 형상이 권회 전극체의 하단의 R부의 형상에 적합하도록, 당해 파우치 형상의 절연 필름의 바닥부에 둥근 부분을 가지게 하는 하는 것이 알려져 있다.
일본국 특허출원 공개 제2016-91787호 공보 일본국 특허출원 공개 제2017-147116호 공보 일본국 특허출원 공개 제2016-219143호 공보 일본국 특허출원 공개 제2011-198663호 공보
이차 전지가 차량 구동용 전원 등의 용도에 이용되는 경우에는, 이차 전지는, 복수의 이차 전지를 소정 방향으로 배열하여 구속한 세트 전지의 형태로 이용된다. 세트 전지에 있어서는, 복수의 이차 전지는, 배열 방향으로 하중이 인가되도록 구속된다. 따라서, 전지 케이스의 측면으로부터 구속 하중이 인가되기 때문에, 절연 필름은, 권회 전극체의 편평부와 전지 케이스에 의하여 협지(挾持)되어, 이에 의해, 절연 필름의, 권회 전극체의 편평부와 접하는 부분이 고정된다.
한편, 권회 전극체는, 충방전, 열부하 등에 의해 팽창 및 수축한다. 세트 전지에서는, 권회 전극체에 구속 하중이 인가되어 있기 때문에, 권회 전극체의 팽창은 주로, 하중의 인가 방향인 권회 전극체의 두께 방향에 대해서, 수직한 방향에 있어서 일어난다. 따라서, 권회 전극체의 하단의 R부가 돌출하는 것 같은 팽창이 일어난다. 권회 전극체의 하단의 R부가 돌출하도록 팽창한 때에는, 절연 필름의 바닥부에 인장 응력이 걸린다. 절연 필름은, 신장 및 수축할 수 있는 것이기 때문에, 인장 응력을 완화할 수 있다. 그러나, 세트 전지에 있어서는, 상기 서술한 바와 같이 절연 필름의 권회 전극체의 편평부와 접하는 부분이 고정되어 있기 때문에, 절연 필름의 신장가능한 영역이 작아, 인장 응력을 완화하기 어렵다. 따라서, 권회 전극체가 팽창과 수축을 반복한 때에는, 절연 필름의 바닥부에 인장 응력이 반복하여 걸려, 이에 의해, 절연 필름의 열화가 촉진된다고 하는 문제가 있다.
한편, 절연 필름에 인장 응력이 걸리지 않도록, 권회 전극체의 하단과, 절연 필름의 바닥부를 떨어트려, 이들 사이에 스페이스를 마련하는 것이 생각된다. 그러나, 이 스페이스는, 데드 스페이스가 되어, 전지 용량의 저하의 원인이 된다. 또한, 이 스페이스에 의해, 권회 전극체로부터 배출된 전해액이, 권회 전극체로 되돌아가기 어려워질 우려가 있다.
이와 같이 이차 전지가 세트 전지 등으로서 구속되어 이용되는 경우에는, 특유한 과제가 생긴다.
그래서 본 발명은, 구속되어 이용되는 이차 전지에 있어서, 권회 전극체의 하단과, 절연 필름의 사이에 과도한 스페이스를 마련하지 않고, 권회 전극체의 팽창에 의해 절연 필름에 생기는 인장 응력을 완화하는 것을 목적으로 한다.
여기에 개시되는 이차 전지는, 편평한 권회 전극체, 상기 권회 전극체를 수용하는 전지 케이스, 및 상기 권회 전극체와 상기 전지 케이스를 절연하는 절연 필름을 구비한다. 상기 이차 전지는, 구속되어 이용되는 것이다. 상기 권회 전극체는, 상기 전지 케이스의 상면에 대향하는 제 1 R부와, 상기 전지 케이스의 바닥면에 대향하는 제 2 R부와, 상기 제 1 R부 및 상기 제 2 R부에 끼워져 있는 편평부를 가진다. 상기 절연 필름은, 적어도, 상기 권회 전극체의 편평부의 편평면과 상기 전지 케이스의 사이 및 상기 권회 전극체의 제 2 R부의 곡면과 상기 전지 케이스의 사이에 배치되어 있다. 상기 절연 필름은, 상기 제 2 R부의 곡면과 대향하는 부분에 적어도 1개의 홈을 가진다. 상기 적어도 1개의 홈은, 상기 권회 전극체의 2개의 편평면을 연장한 2개의 면의 사이에 위치하고 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 절연 필름이 홈을 따라 절곡되어, 절연 필름의, 권회 전극체의 하단의 R부의 곡면과 대향하는 부분에 있어서, 절연 필름의 길이가 권회 전극체의 하단의 R부의 둘레길이보다도 길어진다. 그 때문에, 권회 전극체의 하단의 R부가 돌출하는 것 같은 팽창이 일어났을 때에, 그 길이만큼 팽창을 흡수할 수 있으며, 그 결과, 인장 응력을 완화할 수 있다. 게다가, 홈이 권회 전극체의 2개의 편평면을 연장한 2개의 면의 사이에 위치하고 있는 것에 의해, 절연 필름의 하부의 형상을, 권회 전극체의 하단의 R부의 형상에 가까운 형상으로 할 수 있다. 이 때문에, 권회 전극체의 하단과 절연 필름의 사이에 과도한 스페이스가 생기는 것을 막을 수 있다. 즉, 이와 같은 구성에 의하면, 구속되어 이용되는 이차 전지에 있어서, 권회 전극체의 하단과 절연 필름의 사이에 과도한 스페이스를 마련하지 않고, 권회 전극체의 팽창에 의해 절연 필름에 생기는 인장 응력을 완화할 수 있다.
여기에 개시되는 이차 전지의 바람직한 일 양태에 있어서는, 상기 절연 필름은, 상기 제 2 R부의 곡면과 대향하는 부분에 있어서, 상기 권회 전극체의 2개의 편평면을 연장한 2개의 면의 사이에 2개 또는 3개의 홈을 가진다.
이와 같은 구성에 의하면, 생산면과 데드 스페이스 발생의 억제면에 있어서 밸런스 좋으며 우수하다.
여기에 개시되는 이차 전지의 바람직한 일 양태에 있어서는, 상기 절연 필름은, 상기 홈을, 상기 전지 케이스와 대향하는 면에 가진다.
이와 같은 구성에 의하면, 절연 필름의 성형성이 우수하다.
여기에 개시되는 세트 전지는, 상기의 이차 전지를 복수 가지는 세트 전지이다. 당해 세트 전지에 있어서는, 상기 복수의 이차 전지는, 소정 방향으로 배열되며, 상기 복수의 이차 전지는, 배열 방향으로 하중이 인가되도록 구속되어 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 세트 전지를 구성하는 이차 전지에 있어서, 권회 전극체의 하단과 절연 필름의 사이에 과도한 스페이스를 마련하지 않고, 권회 전극체의 팽창에 의해 절연 필름에 생기는 인장 응력을 완화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태와 관련되는 이차 전지의 외형을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태와 관련되는 이차 전지의 구성을 모식적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 도 1 중의 Ⅲ-Ⅲ선을 따른 단면 구조를 모식적으로 나타내는 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태와 관련되는 이차 전지가 구비하는 권회 전극체의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 5(A)는, 본 발명의 일 실시형태에서 이용되는 절연 필름의 부분 전개도이며, 도 5(B)는, 도 3 중의 V-V선을 따른 단면 구조를 모식적으로 나타내는 종단면도이며, 도 5(C)는, 도 5(B)의 테두리선 내의 확대도이다.
도 6은 구속되어 이용되고 있는 종래의 리튬 이온 이차 전지의 바닥부의 모식 단면도이다.
도 7은 구속되어 이용되고 있는 본 발명의 일 실시형태와 관련되는 이차 전지 리튬 이온 이차 전지의 바닥부의 모식 단면도이다.
도 8은 수준 A 및 수준 B의 더미 전지에 관한 검토 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9(A)는, 본 발명의 일 실시형태의 제 1 변형예에서 이용되는 절연 필름의 부분 전개도이며, 도 9(B)는, 제 1 변형예의 전지의 단면 구조를 모식적으로 나타내는 종단면도이며, 도 9(C)는, 도 9(B)의 테두리선 내의 확대도이다.
도 10(A)는, 본 발명의 일 실시형태의 제 2 변형예에서 이용되는 절연 필름의 부분 전개도이며, 도 10(B), 제 2 변형예의 전지의 단면 구조에 나타내는 종단면도이며, 도 10(C)는, 도 10(B)의 테두리선 내의 확대도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시형태에서 이용되는 절연 필름의 홈의 절곡 상태에 대해서 설명하는 모식도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시형태에서 이용되는 절연 필름의 홈의 절곡 상태에 대해서 설명하는 모식도이다.
도 13(A)~(E)는 본 발명의 일 실시형태에서 이용되는 절연 필름에 마련되는 홈의 다양한 형태를 나타내는 모식도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시형태와 관련되는 이차 전지를 이용하여 구성되는 세트 전지의 구성을 나타내는 사시도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명에 의한 실시형태에 관하여 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서 특별히 언급하고 있는 사항 이외의 사항에 있어서 본 발명의 실시에 필요한 사항(예를 들면, 본 발명을 특징하지 않은 이차 전지 및 세트 전지의 일반적인 구성 및 제조 프로세스)은, 당해 분야에 있어서의 종래 기술에 의거하는 당업자의 설계 사항으로서 파악될 수 있다. 본 발명은, 본 명세서에 개시되어 있는 내용과 당해 분야에 있어서의 기술 상식에 의거하여 실시할 수 있다. 또한, 이하의 도면에 있어서는, 같은 작용을 가지는 부재·부위에는 같은 부호를 붙여서 설명하고 있다. 또한, 각 도에 있어서의 치수 관계(길이, 폭, 두께 등)는 실제의 치수 관계를 반영하는 것이 아니다.
또한, 본 명세서에 있어서 「이차 전지」란, 반복 충방전 가능한 축전 디바이스 일반을 뜻하며, 리튬 이온 이차 전지 등의 소위 축전지 및 전기 이중층 커패시터 등의 축전 소자를 포함하는 용어이다. 이하, 편평 각형의 리튬 이온 이차 전지를 예로 하여, 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명을 이러한 실시형태에 기재된 것으로 한정하는 것을 의도한 것이 아니다.
도 1은, 일 실시형태와 관련되는 비수전해액 이차 전지의 외형을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 2는, 일 실시형태와 관련되는 비수전해액 이차 전지의 구성을 모식적으로 나타내는 분해 사시도이다. 도 3은, 도 1 중의 Ⅲ-Ⅲ선을 따른 단면 구조를 모식적으로 나타내는 종단면도이다. 도 4는 일 실시형태와 관련되는 권회 전극체의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 1~도 3에 나타내는 리튬 이온 이차 전지(100)는, 편평한 권회 전극체(20), 비수전해액(도시 생략), 권회 전극체(20)를 수용하는 전지 케이스(30), 및 권회 전극체(20)와 전지 케이스(30)를 절연하는 절연 필름(10)을 구비하는 밀폐형 전지이다.
도 1~도 3에 나타나 있는 바와 같이, 전지 케이스(30)는, 케이스 본체(32)와, 덮개체(34)를 구비하고 있다. 케이스 본체(32)는, 상면에 개구부를 가지는 바닥이 있는 직방체형상을 가진다. 덮개체(34)는, 당해 케이스 본체(32)의 개구부를 막는 부재이다. 케이스 본체(32)는, 그 내부 공간에 권회 전극체(20)를 수용가능한 치수를 가지며, 케이스 본체(32)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 케이스 본체(32)의 개구부를 개재하여 권회 전극체(20) 및 절연 필름(10)을 수용할 수 있다. 케이스 본체(32)는, 도 1~도 3에 나타내는 바와 같이, 케이스 내에 수용되는 권회 전극체(20)의 편평면(편평부)에 대향하는 한 쌍의 넓은 폭면(37)과, 넓은 폭면(37)에 인접하는 한 쌍의 좁은 폭면(38)과, 바닥면(39)으로 구성되어 있다. 덮개체(34)는, 전지 케이스(30)의 상면을 구성하고 있다. 전지 케이스(30)의 재질로서는, 예를 들면, 알루미늄 등의 경량이며 열전도성이 좋은 금속재료가 이용된다. 또한, 「상면」 및 「바닥면」이라는 용어는, 리튬 이온 이차 전지(100)의 통상의 사용 상태에 있어서의 것이다.
전지 케이스(30)에는, 도 1~도 3에 나타내는 바와 같이, 외부 접속용의 정극 단자(42) 및 외부 접속용의 부극 단자(44)가 부착되어 있다. 전지 케이스(30)에는, 전지 케이스(30)의 내압이 소정 레벨 이상으로 상승하였을 경우에 당해 내압을 개방하도록 설정된 박육의 안전 밸브(36)가 마련되어 있다. 전지 케이스(30)에는, 비수전해질을 주입하기 위한 주입구(도시 생략)가 마련되어 있다. 정극 단자(42)는, 정극집전판(42a)과 전기적으로 접속되어 있다. 부극 단자(44)는, 부극집전판(44a)과 전기적으로 접속되어 있다.
권회 전극체(20)는, 도 2~도 4에 나타내는 바와 같이, 긴 형상의 정극집전체(52)의 편면 또는 양면(여기서는 양면)에 길이 방향을 따라 정극활물질층(54)이 형성된 정극 시트(50)와, 긴 형상의 부극집전체(62)의 편면 또는 양면(여기서는 양면)에 길이 방향을 따라 부극활물질층(64)이 형성된 부극 시트(60)가, 2매의 긴 형상의 세퍼레이터 시트(70)를 개재하여 겹쳐져 길이 방향으로 권회된 형태를 가진다. 또한, 권회 전극체(20)의 권회 축방향(즉, 상기 길이 방향에 직교하는 시트 폭방향)의 양단으로부터 외방으로 비어져 나오도록 형성된 정극활물질층 비형성 부분(52a)(즉, 정극활물질층(54)이 형성되지 않고 정극집전체(52)가 노출된 부분)과 부극활물질층 비형성 부분(62a)(즉, 부극활물질층(64)이 형성되지 않고 부극집전체(62)가 노출된 부분)에는, 각각 정극집전판(42a) 및 부극집전판(44a)이 접합되어 있다.
정극 시트(50) 및 부극 시트(60)에는, 종래의 리튬 이온 이차 전지에 이용되고 있는 것과 마찬가지의 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 전형적인 일 양태를 이하에 나타낸다.
정극 시트(50)를 구성하는 정극집전체(52)로서는, 예를 들면, 알루미늄박 등을 들 수 있다. 정극활물질층(54)에 포함되는 정극활물질로서는, 예를 들면 리튬 천이 금속 산화물(예를 들면, LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2, LiNiO2, LiCoO2, LiFeO2, LiMn2O4, LiNi0.5Mn1.5O4 등), 리튬 천이 금속 인산 화합물(예를 들면, LiFePO4 등) 등을 들 수 있다. 정극활물질층(54)은, 활물질 이외의 성분, 예를 들면, 도전재나 바인더 등을 포함할 수 있다. 도전재로서는, 예를 들면 아세틸렌블랙(AB) 등의 카본 블랙이나 그 외(예를 들면, 그라파이트 등)의 탄소재료를 적합하게 사용할 수 있다. 바인더로서는, 예를 들면 폴리불화비닐리덴(PVDF) 등을 사용할 수 있다.
부극 시트(60)를 구성하는 부극집전체(62)로서는, 예를 들면, 구리박 등을 들 수 있다. 부극활물질층(64)에 포함되는 부극활물질로서는, 예를 들면 흑연, 하드 카본, 소프트 카본 등의 탄소재료를 사용할 수 있다. 부극활물질층(64)은, 활물질 이외의 성분, 예를 들면 바인더나 증점제 등을 포함할 수 있다. 바인더로서는, 예를 들면 스틸렌부타디엔러버(SBR) 등을 사용할 수 있다. 증점제로서는, 예를 들면, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 등을 사용할 수 있다.
세퍼레이터(70)로서는, 예를 들면 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에스테르, 셀룰로오스, 폴리아미드 등의 수지로 이루어지는 다공성 시트(필름)를 들 수 있다. 이러한 다공성 시트는, 단층 구조여도 되고, 2층 이상의 적층 구조(예를 들면, PE층의 양면에 PP층이 적층된 3층 구조)여도 된다. 세퍼레이터(70)은, 내열층(HRL)을 구비하고 있어도 된다.
비수전해액은 종래의 리튬 이온 이차 전지와 마찬가지의 것을 사용가능하며, 전형적으로는 유기 용매(비수 용매) 중에, 지지염을 함유시킨 것을 이용할 수 있다. 비수 용매로서는, 일반적인 리튬 이온 이차 전지의 전해액에 이용되는 각종의 카보네이트류, 에테르류, 에스테르류, 니트릴류, 술폰류, 락톤류 등의 유기 용매를, 특별한 한정 없이 이용할 수 있다. 구체예로서, 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 모노플루오로에틸렌카보네이트(MFEC), 디플루오로에틸렌카보네이트(DFEC), 모노플루오로메틸디플루오로메틸카보네이트(F-DMC), 트리플루오로디메틸카보네이트(TFDMC) 등이 예시된다. 이와 같은 비수 용매는, 1종을 단독으로, 혹은 2종 이상을 적절히 조합시켜서 이용할 수 있다. 지지염으로서는, 예를 들면, LiPF6, LiBF4, LiClO4 등의 리튬염(바람직하게는 LiPF6)을 적합하게 이용할 수 있다. 지지염의 농도는, 0.7㏖/L 이상 1.3㏖/L 이하가 바람직하다.
또한, 상기 비수전해액은, 본 발명의 효과를 현저하게 손상하지 않는 한에 있어서, 예를 들면, 비페닐(BP), 시클로헥실벤젠(CHB) 등의 가스발생제; 붕소 원자 및/또는 인 원자를 포함하는 옥살라토착체 화합물, 비닐렌카보네이트(VC) 등의 피막 형성제; 분산제; 증점제 등의 각종 첨가제를 포함할 수 있다.
다음으로, 본 실시형태에 이용되는 절연 필름(10)에 대해서 상세하게 설명한다. 도 5(A)는, 본 실시형태에서 이용되는 절연 필름의 부분 전개도이다. 도 5(B)는, 도 3 중의 V-V선을 따른 단면 구조를 모식적으로 나타내는 종단면도이다. 도 5(C)는, 도 5(B)의 테두리선 내의 확대도이다.
도 5(B)에 나타나 있는 바와 같이, 절연 필름(10)은, 권회 전극체(20)와 전지 케이스(30)의 사이에 배치되어 있으며, 권회 전극체(20)와 전지 케이스(30)를 절연하고 있다.
절연 필름(10)의 재질은, 절연 부재로서 기능할 수 있는 한 특별히 제한은 없다. 그 예로서는, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 등의 수지 재료를 들 수 있다. 절연 필름(10)은, 단층 구조여도 다층 구조여도 된다.
절연 필름(10)의 평균 두께는, 리튬 이온 이차 전지(100)의 구성에 따라 적절히 설정하면 된다. 절연 필름(10)의 평균 두께가 작으면, 전지 케이스(30) 내에 있어서 절연 필름(10)이 차지하는 스페이스를 최소한으로 억제할 수 있기 때문에, 전지 용량의 면에서 유리하다. 한편, 절연 필름(10)의 평균 두께가 지나치게 작으면, 절연 필름(10)의 내구성이 저하될 우려가 있다. 그래서, 절연 필름(10)의 평균 두께는, 바람직하게는 20㎛ 이상 200㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 50㎛ 이상 100㎛ 이하이다.
권회 전극체(20)는, 도 5(B)에 나타나 있는 바와 같이, 전지 케이스(30)의 상면(바꿔 말하면, 덮개체(34))에 대향하는 제 1 R부(22)와, 전지 케이스(30)의 바닥면(39)에 대향하는 제 2 R부(24)와, 상기 제 1 R부(22) 및 상기 제 2 R부(24)에 끼워져 있는 편평부(26)를 가지고 있다. 제 1 R부(22) 및 제 2 R부(24)는 각각, 권회 전극체(20)의 곡면(바꿔 말하면, 만곡한 외표면)을 가지는 부분이다. 편평부(26)는, 권회 전극체(20)의 2개의 편평면(바꿔 말하면, 편평한 주표면)을 가지는 부분이다. 도 5(B)에서는, 절연 필름(10)이, 권회 전극체(20)의 편평부(26)와 전지 케이스(30)의 사이, 및 권회 전극체(20)의 제 2 R부(24)와 전지 케이스(30)의 사이에 배치되어 있는 상태가 나타나 있다.
절연 필름(10)은, 도 2,3 및 5(B)에 나타내는 바와 같이, 상단에 개구부를 가지는 바닥이 있는 파우치 형상이다. 절연 필름(10)은, 권회 전극체(20)를 둘러싸도록, 내부에 권회 전극체(20)를 수용할 수 있다. 또한, 절연 필름(10)은, 적어도 권회 전극체(20)의 편평부(26)의 편평면과 전지 케이스(30)의 사이 및 권회 전극체(20)의 제 2 R부(24)의 곡면과 전지 케이스(30)의 사이에 배치되어 있는 한, 그 형상에는 특별히 제한은 없다. 따라서, 절연 필름(10)은, 파우치 형상이 아니어도 된다. 예를 들면, 절연 필름(10)은 시트상이며, 당해 시트상의 절연 필름(10)이, 권회 전극체(20)의 편평부(26)의 편평면과 전지 케이스(30)의 사이 및 권회 전극체(20)의 제 2 R부(24)의 곡면과 전지 케이스(30)의 사이에 배치되어 있는 형태여도 된다.
도 5(A)는, 절연 필름(10)의, 전지 케이스(30)의 넓은 폭면(37)에 대향하는 부분과, 전지 케이스(30)의 바닥면(39)에 대향하는 부분을 전개한 도이다. 도 5(B)에서는, 절연 필름(10)의 이들의 부분의 단면이 나타나 있다. 도 5(A)에 나타나 있는 바와 같이, 절연 필름(10)은, 2개의 홈(12)을 가지고 있다. 도 5(C)에 나타나 있는 바와 같이, 이 2개의 홈(12)은, 절연 필름(10)의, 권회 전극체(20)의 제 2 R부(24)의 곡면과 대향하고 있는 부분에 마련되어 있다. 여기에서, 권회 전극체(20)의 편평면의 일방을 연장한 면을 면(P1), 권회 전극체(20)의 편평면의 타방을 연장한 면을 면(P2)이라고 한다. 도 5(C)에 나타나 있는 바와 같이, 이 2개의 홈(12)은, 권회 전극체(20)의 2개의 편평면을 연장한 면(P1)과 면(P2)의 사이에 위치하고 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「홈이 2개의 면의 사이에 위치하고 있다」 및 「홈이 면과 면의 사이에 위치하고 있다」라는 용어는, 「홈이 면 상에 위치하고 있는」 경우를 포함하지 않는다.
상기한 바와 같이 홈(12)을 절연 필름(10)에 마련함으로써, 권회 전극체(20)의 하단과, 절연 필름(10)의 사이에 과도한 스페이스를 마련하지 않고, 권회 전극체(20)의 팽창에 의해 절연 필름(10)에 생기는 인장 응력을 완화할 수 있다. 그 이유는 이하와 같다.
도 6에, 구속되어 이용되고 있는 종래의 리튬 이온 이차 전지의 바닥부의 모식 단면도를 나타낸다. 도 7에, 구속되어 이용되고 있는 본 실시형태와 관련되는 리튬 이온 이차 전지의 바닥부의 모식 단면도를 나타낸다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 종래의 리튬 이온 이차 전지에 있어서, 권회 전극체(820)가 전지 케이스(830)에 수용되어 있다. 절연 필름(810)이, 권회 전극체(820)와 전지 케이스(830)의 사이에 배치되어, 권회 전극체(820)와 전지 케이스(830)를 절연하고 있다. 절연 필름(810)은, 권회 전극체(820)의 형상에 추종한 형상을 가지고 있다. 따라서, 절연 필름(810)의 하부는, 권회 전극체(820)의 하단의 R부를 따른 곡선형상을 가지고 있다. 전지 케이스(830)의 한 쌍의 측면(넓은 폭면)에, 한 쌍의 구속판(880)이 각각 배치되어 있으며, 전지 케이스(830)를 끼우도록, 권회 전극체(820)의 두께 방향(바꿔 말하면, 전극의 적층방향)에 구속 하중이 인가되어 있다.
전지 사용 시에는, 권회 전극체(820)는, 충방전, 열부하 등에 의해 팽창 및 수축한다. 구속판(880)에 의해, 권회 전극체(820)에 구속 하중이 인가되어 있기 때문에, 권회 전극체(820)의 팽창 및 수축은, 도 6의 화살표의 방향에 있어서 일어난다. 따라서, 권회 전극체(820)의 팽창은, 권회 전극체(820)의 하단의 R부가 돌출하도록 일어난다. 그 때문에, 권회 전극체(820)가 팽창한 때에는, 절연 필름(810)의 바닥부에 인장 응력이 걸린다. 절연 필름(810)은, 신장 및 수축할 수 있는 것이기 때문에, 인장 응력을 완화할 수 있다. 그러나, 구속판(880)에 의해 권회 전극체(820)에 구속 하중이 인가되어 있기 때문에, 절연 필름(810)의 구속 하중이 인가되어 있는 영역에서는 절연 필름(10)의 신장이 일어나지 않고, 절연 필름(810)의 신장은, 구속판(880)의 하단부(880a)보다도 하방의 부분에만 일어난다. 따라서, 절연 필름(810)의 신장가능한 영역이 작기 때문에, 인장 응력을 완화하기 어렵다. 이 때문에, 권회 전극체(820)가 팽창과 수축을 반복한 때에는, 구속판(880)의 하단부(880a) 부근을 기점으로 하여, 절연 필름(810)에 인장 응력이 반복하여 걸려, 이에 의해, 절연 필름(810)의 열화가 촉진된다. 열화가 촉진되면, 구속판(880)의 하단부(880a) 부근에 있어서, 절연 필름(810)의 파단이 일어날 수 있다.
한편, 본 실시형태와 관련되는 리튬 이온 이차 전지(100)는, 절연 필름(10)에 상기의 형태로 홈(12)이 마련되어 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태와 관련되는 리튬 이온 이차 전지(100)가 구속되어 이용되고 있을 경우, 절연 필름(10)의 신장가능한 영역은, 도 6의 종래 기술과 마찬가지로, 구속판(80)의 하단부(80a)보다도 하방의 부분만이다. 여기에서, 절연 필름(10)은, 홈(12)이 마련되어 있음으로써, 홈(12)을 따라 절곡되어 있다. 그 때문에, 일방의 구속판(80)의 하단부(80a)로부터 타방의 구속판(80)의 하단부(80a)의 사이의 구간에 있어서, 절연 필름(10)의 길이가, 권회 전극체(20)의 하단의 R부의 둘레 길이보다도 길게 되어 있다. 그 때문에, 권회 전극체(20)의 하단의 R부가 돌출하는 것 같은 팽창이 일어났을 때에, 그 길이만큼, 팽창을 흡수할 수 있으며, 그 결과, 인장 응력을 완화할 수 있다. 따라서, 절연 필름(10)에 인장 응력이 반복하여 걸리는 것에 의한, 절연 필름(10)의 열화를 억제할 수 있다.
게다가, 홈(12)이, 권회 전극체(20)의 2개의 편평면을 연장한 면(P1)(도 5 참조)과 면(P2)(도 5 참조)의 사이에 위치하고 있는 것에 의해, 절연 필름(10)의 하부의 형상을, 권회 전극체(20)의 하단의 R부의 형상에 가까운 형상으로 할 수 있다. 이 때문에, 권회 전극체(20)의 하단과, 절연 필름(10)의 사이에 과도한 스페이스가 생기는 것을 막을 수 있다. 따라서, 권회 전극체(20)로부터 배출된 전해액이, 권회 전극체(20)로 되돌아가기 어려워지는 것을 억제할 수 있다. 또한, 데드 스페이스 발생에 의한 전지 용량의 저하를 억제할 수 있다. 특히, 도 5에 나타내는 바와 같이, 권회 전극체(20)의 하단과, 절연 필름(10)을 접촉시켰을 경우에는, 데드 스페이스 발생에 의한 전지 용량의 저하를 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 절연 필름(10)의 하부의 형상이, 권회 전극체(20)의 하단의 R부의 형상에 가까운 형상이기 때문에, 절연 필름(10)으로 감싸진 권회 전극체(20)를 전지 케이스(30) 내에 삽입할 때에, 절연 필름(10)이 전지 케이스(30)의 상단부 및 전지 케이스(30)의 바닥부의 모서리부와 충돌하기 어렵다고 하는 이점도 얻어진다.
이하에, 본 발명자에 의한 실제의 검토 결과에 대해서 설명한다. 본 발명자는, 수준 A 및 B의 2개의 더미 전지를 준비하여 검토를 행하였다. 수준 A 및 수준 B의 더미 전지는, 전지 케이스에, 파우치 형상의 절연 필름으로 둘러싸인 권회 전극체가 수용되어 있다. 본 검토에서는, 비수전해액은 사용하지 않았다. 수준 A에서는, 도 6에 나타내는 형태(즉, 종래 기술에 해당하는 형태)가 되도록, 절연 필름에 홈을 마련하지 않고, 절연 필름의 바닥부의 형상을 권회 전극체의 하단의 R부의 형상과 일치시켰다. 한편, 수준 B에서는, 도 5에 나타내는 형태가 되도록, 절연 필름에 2개의 홈을 마련하였다. 홈의 깊이는, 절연 필름의 두께의 60%의 치수로 하였다. 수준 A 및 수준 B의 더미 전지에 있어서, 절연 필름에 스트레인 게이지를 부착하였다. 한 쌍의 구속판으로, 권회 전극체의 편평부에 압력이 인가되도록, 수준 A 및 수준 B의 더미 전지를 구속하였다. 이 때, 스트레인 게이지의 위치가 구속판의 하단 부근이 되도록 하였다. 0℃~60℃의 사이에서 히트 쇼크 시험을 행하고, 이 때의 인장 응력을 측정하였다. 그 측정 결과를 도 8에 나타낸다. 도 8이 나타내는 바와 같이, 절연 필름에 홈을 마련하지 않은 수준 A보다도 절연 필름에 홈을 마련한 수준 B쪽이, 인장 응력이 작았다. 따라서, 본 실시형태와 같이, 절연 필름에 홈을 마련함으로써, 인장 응력이 완화되는 것을 확인할 수 있었다.
다음으로, 본 실시형태와 관련되는 리튬 이온 이차 전지(100)의 변형예에 대해서 설명한다. 도 9(A)는, 본 실시형태의 리튬 이온 이차 전지(100)의 제 1 변형예에서 이용되는 절연 필름의 부분 전개도이다. 도 9(B)는, 제 1 변형예의 전지의 단면 구조를 모식적으로 나타내는 종단면도이다. 도 9(C)는, 도 9(B)의 테두리선 내의 확대도이다. 도 9(A)~도 9(C)는, 도 5(A)~(C)와 각각 대응하고 있다. 도면에 나타나 있는 바와 같이, 상기의 리튬 이온 이차 전지(100)와는 달리, 제 1 변형예의 전지에서는, 절연 필름(10)에 1개의 홈(12)이 마련되어 있다. 도 9(C)에 나타나 있는 바와 같이, 1개의 홈(12)은, 권회 전극체(20)의 2개의 편평면을 연장한 면(P1)과 면(P2)의 사이에 위치하고 있다.
도면에 나타나 있는 바와 같이, 절연 필름(10)에 마련되는 홈(12)이 1개인 경우에도, 절연 필름(10)은, 홈(12)을 따라 절곡되며, 그 결과, 절연 필름(10)이 권회 전극체(20)의 하단의 제 2 R부(24)와 대향하는 부분에 있어서, 절연 필름(10)의 길이가, 권회 전극체(20)의 하단의 제 2 R부(24)의 둘레길이보다도 길게 되어 있다. 그 때문에, 권회 전극체(20)의 하단의 R부(24)가 돌출하는 것 같은 팽창이 일어났을 때에, 그 길이만큼 팽창을 흡수할 수 있으며, 그 결과, 인장 응력을 완화할 수 있다. 따라서, 절연 필름(10)에 인장 응력이 반복하여 걸리는 것에 의한, 절연 필름(10)의 열화를 억제할 수 있다.
다음으로, 본 실시형태와 관련되는 리튬 이온 이차 전지(100)의 변형예에 대해서 설명한다. 도 10(A)는, 본 실시형태의 리튬 이온 이차 전지(100)의 제 2 변형예에서 이용되는 절연 필름의 부분 전개도이다. 도 10(B)는, 제 2 변형예의 전지의 단면 구조를 모식적으로 나타내는 종단면도이다. 도 10(C)는, 도 10(B)의 테두리선 내의 확대도이다. 도 10(A)~도 10(C)는, 도 5(A)~(C)와 각각 대응하고 있다. 도면에 나타나 있는 바와 같이, 상기의 리튬 이온 이차 전지(100)와는 달리, 제 2 변형예의 전지에서는, 절연 필름(10)에 3개의 홈(12)이 마련되어 있다.
도면에 나타나 있는 바와 같이, 절연 필름(10)에 마련되는 홈(12)이 3개인 경우에도, 절연 필름(10)은, 홈(12)을 따라 절곡되며, 그 결과, 절연 필름(10)이 권회 전극체(20)의 하단의 제 2 R부(24)와 대향하는 부분에 있어서, 절연 필름(10)의 길이가, 권회 전극체(20)의 하단의 제 2 R부(24)의 둘레길이보다도 길게 되어 있다. 그 때문에, 권회 전극체(20)의 하단의 R부(24)가 돌출하는 것 같은 팽창이 일어났을 때에, 그 길이만큼 팽창을 흡수할 수 있으며, 그 결과, 인장 응력을 완화할 수 있다. 따라서, 절연 필름(10)에 인장 응력이 반복하여 걸리는 것에 의한, 절연 필름(10)의 열화를 억제할 수 있다.
여기에서, 절연 필름(10)에 마련되는 홈(12)의 수가 1개인 제 1 변형예에서는, 도 9(C)에 나타나 있는 바와 같이, 절연 필름(10)의 하단부가 전지 케이스(30)의 바닥면(39)을 향하여 돌출한다. 절연 필름(10)에 마련되는 홈(12)의 수가 3개인 제 2 변형예에서도, 도 10(C)에 나타나 있는 바와 같이, 절연 필름(10)의 하단부가 전지 케이스(30)의 바닥면(39)을 향하여 돌출한다. 그러나, 홈(12)의 개수가 많은 제 2 변형예쪽이, 절연 필름(10)의 하단부의 돌출 정도가 작은 것이 이해된다. 이와 같이, 절연 필름(10)의 홈(12)의 개수를 늘릴수록, 절연 필름(10)의 하단부의 돌출 정도가 작아진다. 그 때문에, 절연 필름(10)에 마련되는 홈(12)의 개수는, 많은 쪽이 바람직하다. 한편, 절연 필름(10)에 마련되는 홈(12)의 개수가 지나치게 많으면, 생산성이 저하될 우려가 있다. 그 때문에, 절연 필름(10)에 마련되는 홈(12)의 개수는, 적은 쪽이 바람직하다. 따라서, 생산면과 데드 스페이스 발생의 억제면의 밸런스의 관점에서는, 절연 필름(10)은, 제 2 R부(24)와 대향하는 부분에 있어서, 권회 전극체(20)의 2개의 편평면을 연장한 2개의 면(P1,P2)의 사이에 2개 이상 4개 이하의 홈을 가지는 것이 바람직하고, 2개 또는 3개의 홈을 가지는 것이 보다 바람직하다.
또한, 절연 필름(10)에 마련되는 홈(12)의 개수가 짝수인 경우에는, 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 권회 전극체(20)의 하단과, 절연 필름(10)을 접촉시킬 수 있으며, 이에 의해, 데드 스페이스 발생에 의한 전지 용량의 저하를 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 데드 스페이스 발생의 억제의 관점에서는, 절연 필름(10)은, 제 2 R부(24)와 대향하는 부분에 있어서, 권회 전극체(20)의 2개의 편평면을 연장한 2개의 면(P1,P2)의 사이에 짝수개(바람직하게는 2개 또는 4개, 보다 바람직하게는 2개)의 홈(12)을 가지고, 권회 전극체(20)의 하단과, 절연 필름(10)이 접촉하고 있는 것이 바람직하다.
홈(12)의 단면형상은, 본 발명의 효과가 얻어지는 한 특별히 제한은 없으며, 그 예로서는, 사각형상, V자 형상, U자 형상, 반원 형상 등을 들 수 있다.
홈(12)의 깊이는, 본 발명의 효과가 얻어지는 한 특별히 제한은 없다. 절연 필름(10)에 꺽임이 생기기 쉬운 것으로부터, 홈(12)의 깊이는, 절연 필름(10)의 두께의 20% 이상인 것이 바람직하고, 35% 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, 절연 필름(10)의 강도의 관점에서, 홈(12)의 깊이는, 절연 필름(10)의 두께의 80% 이하인 것이 바람직하다.
홈(12)은, 절연 필름(10)의 권회 전극체(20)에 대향하는 면과, 절연 필름(10)의 전지 케이스(30)와 대향하는 면의 어느 일방 또는 양방에 마련되어 있어도 된다. 그러나, 홈(12)을, 절연 필름(10)의 권회 전극체(20)에 대향하는 면에 마련하였을 경우, 도 11에 나타내는 바와 같이, 절연 필름(10)이 홈(12)을 따라 절곡될 때에, 홈(12)의 단면형상에 있어서의 단부(12a)끼리가 간섭할 수 있다. 간섭이 일어나면, 절연 필름(10)이 원래로 돌아가도록 응력이 발생하여, 절연 필름(10)을 목적 형상으로 성형하기 어려워진다. 한편, 홈(12)을, 절연 필름(10)의 전지 케이스(30)에 대향하는 면에 마련하였을 경우, 도 12에 나타내는 바와 같이, 절연 필름(10)이 홈(12)을 따라 절곡될 때에, 홈(12)의 단면형상에 있어서의 단부(12a)끼리의 간섭이 일어나지 않는다. 따라서, 절연 필름(10)의 성형성의 관점에서, 절연 필름(10)은, 홈(12)을, 전지 케이스(30)와 대향하는 면에 가지는 것이 바람직하다.
도시예에서는, 홈(12)은, 권회 전극체(20)의 하단을 따른 방향에 있어서, 당해 방향과 평행하게 절연 필름(10)의 일방의 단부로부터 타방의 단부까지, 연속적으로 형성되어 있다(또한, 권회 전극체(20)의 하단을 따른 방향은, 전지 케이스(30)의 넓은 폭면(37)에 평행한 방향, 혹은 권회 전극체(20)의 권회축에 평행한 방향이기도 하다). 그러나, 본 발명의 효과가 얻어지는 한, 홈(12)의 형태는 이로 한정되지 않는다. 도 13은, 절연 필름에 마련되는 홈의 다양한 형태를 나타내는 모식도이며, 도 5(A)와 마찬가지로, 절연 필름(10)의, 전지 케이스(30)의 넓은 폭면(37)에 대향하는 부분과, 전지 케이스(30)의 바닥면(39)에 대향하는 부분을 전개한 도이다. 예를 들면, 홈(12)은, 본 발명의 효과가 얻어지는 한, 도 13(A)에 나타내는 바와 같이, 절연 필름(10)의 일방의 단부로부터 타방의 단부까지, 단속적으로 형성되어 있어도 된다. 예를 들면, 홈(12)은, 본 발명의 효과가 얻어지는 한, 도 13(B) 및 (C)에 나타내는 바와 같이, 절연 필름(10)의 일방의 단부로부터 타방의 단부까지의 사이에 부분적으로 마련되어 있어도 된다. 예를 들면, 홈(12)은, 본 발명의 효과가 얻어지는 한, 도 13(D) 및 (E)에 나타내는 바와 같이, 권회 전극체(20)의 하단을 따른 방향과 평행하지 않아도 된다.
이상과 같이 하여 구성되는 리튬 이온 이차 전지(100)는, 구속되어 이용되는 것으로서, 각종 용도에 이용가능하다. 구체적으로는, 리튬 이온 이차 전지(100)는, 전극체 반응부인 권회 전극체(20)의 편평부(26)의 일부 또는 전체에 하중이 인가되도록 구속되어 이용되는 것이다. 구속 시의 구속압은, 용도에 따라 적절히 설정된다. 리튬 이온 이차 전지(100)는, 복수를 모아, 합쳐서 구속되는 것이어도 된다. 그 구체예로서는, 복수의 리튬 이온 이차 전지(100)가 소정 방향으로 배열되고, 당해 복수의 리튬 이온 이차 전지(100)가, 배열 방향으로 하중이 인가되도록 구속되어 있는 세트 전지를 들 수 있다. 당해 세트 전지는, 전기 자동차(EV), 하이브리드 자동차(HV), 플러그인 하이브리드 자동차(PHV) 등의 차량의 구동용 전원에 특히 적합하게 이용할 수 있다.
이하, 세트 전지의 구성예에 대해서 설명한다. 도 14는, 본 실시형태와 관련되는 이차 전지를 이용하여 구성되는 세트 전지의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 14에 나타내는 바와 같이, 세트 전지(200)에 있어서, 복수 개의 리튬 이온 이차 전지(단전지)(100)가, 소정 방향으로 배열되어 있다. 단전지(100)를 하나씩 반전시키면서 배열함으로써, 정극 단자(42) 및 부극 단자(44)가 번갈아 배치되어 있다. 배열된 리튬 이온 전지(100) 사이에는, 스페이서(110)가 끼워져 있다. 스페이서(110)는, 열을 효율적으로 방산시키기 위한 방열 수단이나 길이 조정 수단 등으로서 기능할 수 있다. 세트 전지(200)에 있어서의 단전지(100)의 개수는 특별히 제한은 없지만, 예를 들면 10개 이상, 바람직하게는 10개 이상 30개 이하이다.
배열한 단전지(100)의 양단에는, 한 쌍의 엔드플레이트(구속판)(120)가 배치되어 있다. 양쪽 엔드플레이트(120)의 사이를 가교(架橋)하도록, 고정용의 구속 밴드(130)가 부착되어 있다. 이에 의해, 단전지(100)의 배열 방향으로 소정의 구속 하중이 인가되도록 복수의 단전지(100)가 구속되어 있다. 상세하게는, 구속 밴드(130)의 단부를 비스(155)에 의해 엔드플레이트(120)에 고정함으로써, 단전지(100)의 배열 방향으로 소정의 구속 하중이 인가되도록 복수의 단전지(100)가 구속되어 있다. 인접하는 단전지(100)의 사이에 각각 스페이서(110)가 배치되어 있기 때문에, 구속 시에는, 단전지(100)는, 엔드플레이트(120)와 접하고 있는 부분뿐만 아니라, 단전지(100)의 스페이서(110)와 접하고 있는 부분도, 가압된다. 이와 같이 하여, 단전지(100)의 내부의 권회 전극체의 편평부가 전체적으로 가압되어 있다. 각 단전지(100)를 구속하는 구속압은, 특별하게 한정되지 않는다. 예를 들면, 단전지(100)의 배열 방향에 있어서, 0.2㎫ 이상(바람직하게는 0.5㎫ 이상) 10㎫ 이하(바람직하게는 5㎫ 이하)의 압력으로 가압되도록, 구속압이 설정된다.
인접하는 단전지(100) 사이에 있어서, 일방의 정극 단자(42)와 타방의 부극 단자(44)가, 버스 바(140)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 이상과 같이 하여, 각 단전지(100)를 직렬로 접속함으로써, 소망하는 전압의 세트 전지(200)가 구축되어 있다.
이상, 본 발명의 구체예를 상세하게 설명하였지만, 이들은 예시에 지나지 않으며, 청구범위를 한정하는 것이 아니다. 청구범위에 기재된 기술에는, 이상에서 예시한 구체예를 다양하게 변형, 변경한 것이 포함된다.
10 절연 필름
12 홈
20 권회 전극체
22 제 1 R부
24 제 2 R부
26 편평부
30 전지 케이스
32 케이스 본체
34 덮개체
36 안전 밸브
37 넓은 폭면
38 좁은 폭면
39 바닥면
42 정극 단자
42a 정극집전판
44 부극 단자
44a 부극집전판
50 정극(시트)
52 정극집전체
52a 정극활물질층 비형성 부분
54 정극활물질층
60 부극(시트)
62 부극집전체
62a 부극활물질층 비형성 부분
64 부극활물질층
70 세퍼레이터(시트)
80 구속판
100 리튬 이온 이차 전지(단전지)
110 스페이서
120 엔드플레이트
130 구속 밴드
140 버스 바
155 비스
200 세트 전지

Claims (4)

  1. 편평한 권회 전극체,
    상기 권회 전극체를 수용하는 전지 케이스, 및
    상기 권회 전극체와 상기 전지 케이스를 절연하는 절연 필름을 구비하는 이차 전지에 있어서,
    상기 이차 전지는, 구속되어 이용되는 것이며,
    상기 권회 전극체는, 상기 전지 케이스의 상면에 대향하는 제 1 R부와, 상기 전지 케이스의 바닥면에 대향하는 제 2 R부와, 상기 제 1 R부 및 상기 제 2 R부에 끼워져 있는 편평부를 가지고,
    상기 절연 필름은, 적어도, 상기 권회 전극체의 편평부의 편평면과 상기 전지 케이스의 사이 및 상기 권회 전극체의 제 2 R부의 곡면과 상기 전지 케이스의 사이에 배치되며,
    상기 절연 필름은, 상기 제 2 R부의 곡면과 대향하는 부분에 적어도 1개의 홈을 가지며,
    상기 적어도 1개의 홈은, 상기 권회 전극체의 2개의 편평면을 연장한 2개의 면의 사이에 위치하고 있고,
    상기 절연 필름은, 상기 2개의 면의 사이에 위치하고 있는 홈을 따라 절곡되어 있는, 이차 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 필름은, 상기 제 2 R부의 곡면과 대향하는 부분에 있어서, 상기 권회 전극체의 2개의 편평면을 연장한 2개의 면의 사이에 2개 또는 3개의 홈을 가지는 이차 전지.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 절연 필름은, 상기 홈을, 상기 전지 케이스와 대향하는 면에 가지는 이차 전지.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 이차 전지를 복수 가지는 세트 전지에 있어서,
    상기 복수의 이차 전지는, 소정 방향으로 배열되며,
    상기 복수의 이차 전지는, 배열 방향으로 하중이 인가되도록 구속되어 있는, 세트 전지.
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