KR20040076831A - 비수전해질 2차 전지 및 이에 사용되는 전극의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 권회 전극체 형성시에 도전성 분체에 의한 세퍼레이터의 관통에 근거하는 정극 및 부극의 내부단락을 유효하게 방지할 수 있는 비수전해질 2차 전지 및 이에 사용되는 전극의 제조방법을 제공한다.

금속제 심체박(76) 위에 리튬 이온을 흡장 방출하는 정극 활물질을 포함하는 정극 합제(78)를 도포한 정극(90)과, 금속제 심체박(82) 위에 리튬 이온을 흡장 방출하는 부극 활물질을 포함하는 부극 합제(84)를 도포한 부극(86)이, 세퍼레이터 (72)를 사이에 두고 적층 권회된 권회 전극체를 갖는 비수전해질 2차 전지에 있어서, 상기 정극(90)의 정극 합제(78)가 상기 금속제 심체박(76) 위에 도포되어 있지 않은 정극 합제 미도포 부분으로서, 상기 부극(86)에 있어서의 부극 합제 도포 부분(84)과 상기 세퍼레이터(72)를 사이에 두고 대향하고 있는 부분에는 도공 건조 방식，열용착 방식 또는 핫멜트 코팅 방식으로 절연층(100)을 형성한다.

Description

비수전해질 2차 전지 및 이에 사용되는 전극의 제조 방법 {NONAQUEOUS ELECTROLYTE SECONDARY CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRODE USED FOR THE SAME}

본 발명은 비수전해질(非水電解質) 2차 전지 및 이에 사용되는 전극의 제조 방법에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 내부단락 방지용 절연층을 갖는 비수전해질 2차 전지 및 이에 사용되는 전극의 제조 방법에 관한 것이다.

휴대형 전자 기기의 급속한 보급에 따라, 이에 사용되는 전지에 대한 요구 사양은 매년 엄격해지고，특히 소형·박형화，고용량으로 주기(cylce) 특성이 우수하고，성능이 안정된 것이 요구되고 있다． 그리고，2차 전지 분야에서는 다른 전지와 비교하여 에너지(energy) 밀도가 높은 리튬 비수전해질 2차 전지가 주목받아, 이러한 리튬 비수전해질 2차 전지가 차지하는 비율이 2차 전지 시장에 있어 큰 신장을 나타내고 있다.

이 리튬 비수전해질 2차 전지는 가늘고 긴 시트 형상의 동박(銅箔) 등으로 이루어진 부극 심체(芯體)(집전체)의 양면에 부극용 활물질 합제(合劑)를 피막 상태로 도포한 부극과, 가늘고 긴 시트 형상의 알루미늄박 등으로 이루어진 정극 심체의 양면에 정극용 활물질 합제를 피막 상태로 도포한 정극 사이에，미세한 다공성 폴리프로필렌 필름 등으로 이루어진 세퍼레이터를 배치하여，부극 및 정극이 세퍼레이터에 의해 서로 절연된 상태에서 원주 형상 또는 타원 형상으로 권회(卷回)된 후，각형(角形) 전지의 경우에는 추가적으로 권회 전극체를 납작하게 눌러 편평(扁平)한 형상으로 형성하고，부극 및 정극의 각 소정 부분에 각각 부극 리드 및 정극 리드를 접속하고 소정 형상의 외장 내에 수납한 구성을 갖고 있다.

그런데, 이러한 권회 전극체를 제조할 때에 부극재(負極材) 및 정극재(正極材)로부터 권심(卷芯)에 감아 돌리기 위한 부극 및 정극이 잘려 나가는데, 이때 부극 및 정극의 절단 단부，즉 금속재로 이루어진 부극 심체 및 정극 심체의 절단 단부에 버(burr; 울퉁불퉁한 면)가 발생한다. 이 버가 발생하는 상태에서 권회 전극체를 납작하게 눌러 성형하면 버(burr)에 의하여 인접한 세퍼레이터가 뚫어지고，이 버를 통하여 부극과 정극이 전기적으로 도통하여 단락 회로가 형성된다. 따라서, 이 단락 회로에 의하여, 전지는 그 사용중에 비정상의 열을 발생시키고, 용량 저하를 초래하며, 아울러 전지 수명을 단축시키는 원인도 되고 있다.

그 때문에，예를 들어 일본특개평 10-241737호 공보(단락 [0018]∼[0027] ，[0040]∼[0050]，도 1，도 5，도 7; 특허문헌 1) 및 일본특개 2002-42881호공보(제 3 쪽 오른쪽 란∼제 4 쪽 왼쪽 란，도 8; 특허문헌 2)에는 정극, 세퍼레이터，부극 중 적어도 정극 리드에 대향하는 부분의 부극에 정극과 부극을 세퍼레이터를 개재시켜 겹쳐진 상태에서 형성되는 권회 전극체의 제조시에 부극을 위치 결정하고，권회 전극체가 형성될 때에 정극과의 단락의 원인이 되는 정극측 및/또는 부극측에 생기는 버의 높이보다도 두꺼운 소정의 절연 테이프를，위치 결정된 부극의 적어도 한쪽의 면에 있어서 정극과의 단락 예상 위치에 접착시킨 비수전해질 2차 전지가 개시되어 있다. 그 중 상기 특허 문헌 1에 개시되어 있는 비수전해질 2차 전지의 전극 및 그 제조 방법을 도 8을 이용하여 설명한다.

도 8은 상기 특허 문헌 1에 개시되어 있는 비수전해질 2차 전지의 권회 전극체의 구성을 나타낸다． 권심(70)은 시트 형상을 갖는 2장의 절연성 세퍼레이터 (72,74)의 한끝 근방을 되접듯이 끼우고 있다．정극 심체(76)는 중앙부의 양면에 정극 활물질 합제층(78)이 형성되어 있고，선단 CT 근방의 양면에는 정극 활물질 합제층이 형성되어 있지 않고 정극 심체부가 노출되어 있다．정극 리드(80)는 정극 심체(76)의 정극 심체 노출부에 접합되어 있다． 부극 심체(82)는 중앙부의 양면에 부극 활물질 합제층(84)이 형성되어 있고，선단 CT의 근방의 양면에는 부극 합제가 도포되어 있지 않고 부극 심체 노출부로 되어 있다.

정극 심체(76)는 권심(70)과 세퍼레이터(72)의 사이에 끼여서 감겨지고，부극 심체(82)는 2장의 세퍼레이터(72,74)의 사이에 끼여서 감겨진다. 부극 심체(82)의 선단 CT가 세퍼레이터(72)를 사이에 두고 대향하는 정극 심체(76) 부분의 권심 (70) 측면에 정극 리드(80)가 접합되고 있다．즉，정극 심체(76) 위에 정극 리드(80)가 접합되어 있는 부분은 세퍼레이터(72)를 사이에 두고 부극 심체(82)의 선단 CT의 단부와 대향하고 있다.

이와 같은 구성에 있어서，정극 심체(76)와 부극 심체(82)가 단락하는 것을 방지하기 위해，이하의 구성이 채용되고 있다．즉,

(1) 정극 리드(80)가 접합된 정극 심체(76) 부분 중 세퍼레이터(72)를 사이에 두고 부극 시트(86)의 선단 CT의 주변 부분에 대향하는 정극 심체(76)의 면을 절연성 재료(88)로 피복한다.

(2) 정극 리드(80)가 접합된 정극 심체(76) 부분과 이에 대향하는 부극 시트 (86)의 선단 CT 주변 부분의 사이에 있는 세퍼레이터(72)의 부분 중 정극 시트(90) 또는 부극 시트(86)의 어느 한 쪽에 대향하는 면을 절연성 재료(92)로 피복한다.

(3) 정극 리드(80)가 접합된 정극 심체(76)의 부분에 세퍼레이터(72)를 사이에 두고 대향하는 부극 시트(86)의 선단 CT 주변 부분의 면을 절연성 재료(94)로 피복한다.

이 경우, 상기의 3가지 수단 중의 하나를 행하면 충분하다．즉，절연성 재료 (88)로 정극 심체(76)을 피복하면，정극 리드(80)의 버는 절연성 재료(88)에 의해 보호되고, 세퍼레이터(72)는 파손되지 않는다． 또，절연성 재료(94)로 부극 심체 (82)를 피복하면，정극 리드(80)의 버가 세퍼레이터(72)를 관통해도 절연성 재료 (94)에 의하여 보호된다． 더욱이，절연성 재료(92)를 세퍼레이터(72)의 어느 한쪽의 면에 피복한 경우에도 상기와 동일한 작용이 생긴다.

이상이 절연성 재료(88,92,94)의 작용이지만，이 절연성 재료(88,92,94)는수지를 도포하거나 도포 부착하거나, 절연 테이프를 부착하거나 하면 되지만, 점착성 절연 테이프가 바람직하다고 되어 있다.

상술한 바와 같이 종래예에 의하면，정극 및 부극의 제작시에 생긴 버(burr)에 의한 문제점은 충분히 해결할 수 있는 것이지만，버의 발생을 극한까지 억제하여 제조된 비수전해질 2차 전지，특히 각형의 비수전해질 2차 전지에는 여전히 정극 및 부극간의 단락 현상이 확인되었다.

본 발명자들은 이 원인을 여러가지로 검토한 결과，이 단락은 전극의 버에만 기인하는 것이 아니고，제조 공정에 있어서의 활물질 탈락이나 제조장치의 마모에 의해 정극 활물질 미도포 부분의 상부, 즉 심체 노출부 상부에 도전성의 입자가 부착하고，이 도전성 입자가 권회 전극체를 납작하게 눌러 성형한 때나 전지의 충방전에 의한 극판의 팽창에 의해 세퍼레이터를 뚫고，이 도전성 입자를 통해 부극과 정극이 전기적으로 도통(導通)하여 단락 회로가 형성되는 것에 기인하는 것이고, 이 경우 단락은 도 8의 부호 (99)로 나타낸 정극의 활물질 미도포 부분과 부극의 부극 합제 도포 부분이 대향하고 있는 부분에서 매우 높은 비율로 발생하는 것을 발견하였다.

리튬 이온 전지로 대표되는 비수전해질 2차 전지에 있어서，충전시 정극 활물질로부터 방출된 리튬 이온을 부극 활물질에 원활히 흡장하기 위하여 부극 합제층은 반드시 정극 합제 도포부를 지나서 세퍼레이터를 사이에 두고 대향해야 한다. 따라서, 비수전해질 2차 전지에는 상술한 정극의 활물질 미도포 부분과 부극의 부극 합제 도포 부분이 대향하는 부분이 적지 않게 존재하고, 이 부분에서의 도전성입자가 원인이 되는 내부단락에 대한 해결책이 급선무이다.

아울러, 종래로부터 단락 방지에 사용되고 있는 절연 점착 테이프는 극판 절단 공정이나 전극체 성형 공정 등의 전지 제조 공정에 있어서, 점착제가 제조 장치에 부착하기 때문에 빈번하게 장치를 청소할 필요가 있고, 생산성이 저하되는 문제가 있다.

그래서, 본 발명자들은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 여러가지 검토를 거듭한 결과, 도 1의 (A) 및 (B)에 나타낸 것처럼，정극의 정극 합제 미도포 부분과 부극의 부극 합제 도포 부분이 대향하는 부분에 도공(塗工) 건조 방식，열용착 방식 또는 핫멜트 코팅 방식으로 형성한 절연층(100)을 설치하면，전극간의 내부단락이 생기기 어렵고，또한 전지 제조 공정의 청소 빈도를 줄일 수 있기 때문에，비수전해질 2차 전지의 제조 효율이 향상하는 것을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이른 것이다．또한，도 1의 (A) 및 (B)에 있어서는, 도 8과 동일한 구성 부분에는 동일한 부호를 붙인 것으로서 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 도전성 분체(粉體)에 의한 세퍼레이터의 관통에 근거하는 정극 및 부극의 내부단락을 방지할 수 있도록 한 비수전해질 2차 전지 및 그것에 사용하는 전극의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 비수전해질 2차 전지에 있어서의 절연층 형성 부분의 확대 횡단면도이다.

도 2는 실시예 1∼3 및 비교예 1∼2에서 사용한 절연층을 수지도포 건조방식으로 형성하기 위한 장치의 개략도이다.

도 3은 실시예1∼3 및 비교예 1∼2에서 제조된 절연층과 활물질 합제층 간의 관계를 설명하기 위한 확대도이다.

도 4는 실시예 4에서 사용한 절연층을 핫멜트법으로 형성하기 위한 장치의 개략도이다.

도 5(A)는 실시예 4에서 제조된 절연층과 활물질 합제층 간의 관계를 설명하기 위한 확대도이고，도 5(B)는 비교예 4에서 제조된 절연층과 활물질 합제층 간의 관계를 설명하기 위한 확대도이다.

도 6은 실시예 5에서 사용한 절연층을 열용착 방식으로 형성하기 위한 장치의 개략도이다.

도 7은 실시예 5에서 제조된 절연층과 활물질 합제층 간의 관계를 설명하기위한 확대도이다.

도 8은 종래예의 비수전해질 2차 전지의 권회 전극체의 구성을 나타내는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10,40,50 : 금속제 심체 12 : 수지용액

14,24,34 : 기아 펌프 16,26,36 : 전자 밸브

18,28,38 : 다이 헤드 20,44,48 : 절연층

30,42,52 : 활물질 합제층 32 : 도공수지 가열용융 장치

PP : 폴리프로필렌 EVA : 에틸렌 초산 비닐 공중합체

본 발명의 상기 목적은 이하의 구성에 의하여 달성할 수 있다．즉，본 발명의 제 1 실시형태에 의하면, 금속제 심체박(芯體箔) 위에 리튬 이온을 흡장 방출하는 정극 활물질을 포함하는 정극 합제를 도포한 정극과,

금속제 심체박 위에 리튬 이온을 흡장 방출하는 부극 활물질을 포함하는 부극 합제를 도포한 부극이,

세퍼레이터를 사이에 두고 적층 권회된 권회 전극체를 갖는 비수전해질 2차 전지에 있어서,

상기 정극의 정극 합제가 상기 금속제 심체박 위에 도포되어 있지 않은 정극 합제 미도포 부분으로서, 상기 부극에 있어서의 부극 합제 도포 부분과 상기 세퍼레이터를 사이에 두고 대향하는 부분에는 도공 건조 방식，열용착 방식 또는 핫멜트 코팅 방식으로 절연층이 형성되어 있는 비수전해질 2차 전지가 제공된다. 관련된 실시형태에 따르면，정극의 정극 합제 미도포 부분과 부극의 부극 합제 도포 부분이 대향하는 부분을 절연층으로 피복하기 때문에，탈락한 활물질이나 제조장치의 마모 등에 의해 생긴 도전성의 입자가 부착하여도 상기 부분에 있어서의 내부단락이 방지될 수 있다.

아울러, 절연층에는 모두 종래의 절연 테이프와 같이 상온에서 점착성을 갖는 접착제가 존재하지 않기 때문에，이 접착제에 의한 여러가지 문제점을 피할 수 있을 뿐만 아니라，절연층 형성을 용이하게 자동화할 수 있게 된다.

관계된 실시형태에 있어서，상기 절연층은 두께가 10㎛ 이상 200㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이 정도의 두께라면 도전성 분말의 부착에 의한 내부단락을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 관계된 실시형태에 있어서, 도공 건조 방식으로 절연층을 형성할 때에는 폴리불화 비닐리덴의 N-메틸피롤리돈 용액 등 수지를 용제에 용해시킨 것을 사용하는 것이 바람직하다．핫멜트 코팅 방식으로 절연층을 형성할 때에는, 고무계 수지, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 수지 또는 에틸렌 공중합체 (예를 들면，에틸렌 초산 비닐 공중합체)를 주성분으로 하는 연화점 50℃ 이상의 수지인 것이 바람직하다．또，열용착 방식으로 절연층을 형성할 때에는, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀; 폴리염화비닐，폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리에스테르; 폴리이미드; 폴리아미드; 폴리페닐렌설파이드 등의, 기재 필름의 한쪽면에 실온에서는 점착성이 거의 없고，60∼120℃, 바람직하게는 70∼100℃에서 접착성이 증가하는 접착제 (예를 들면，에틸렌 초산 비닐 공중합체，에틸렌 아크릴레이트, 에틸렌 메타크릴산 등)을 도포한 열용착 테이프를 이용하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 제 2의 실시형태에 의하면，적어도 하기의 (1)∼(5)의 단계를 갖는 비수전해질 2차 전지용 전극의 제조 방법이 제공된다.

(1) 시트 형상의 금속제 심체에，간헐적으로 소정의 폭으로 절연층을 형성하는 단계,

(2) 상기 절연층 사이의 금속제 심체 위에 활물질 합제 슬러리를 공급하여, 활물질 합제층과 활물질 합제층이 형성되어 있지 않은 심체 노출부를 각각 1개 걸러서 형성하는 단계,

(3) 상기 활물질 합제층을 건조하는 단계,

(4) 상기 활물질 합제층을 롤 프레스하여 표면이 일정 두께로 되도록 하는단계,

(5) 상기 금속제 심체 노출부분에서 절단하는 단계.

또，본 발명의 제 3의 실시형태에 의하면，적어도 하기의 (1)∼(5)의 단계를 갖는 비수전해질 2차 전지용 전극의 제조 방법이 제공된다．

(1) 시트 형상의 금속제 심체에，간헐적으로 소정의 폭으로 활물질 합제 슬러리를 공급하여 활물질 합제층을 형성하는 단계,

(2) 상기 활물질 합제층을 건조하는 단계,

(3) 상기 활물질 합제층을 롤 프레스하여 표면이 일정 두께로 되도록 하는 단계,

(4) 상기 각 활물질 합제층의 양단에 소정폭의 절연층을, 상기 활물질 합제층과의 사이에 간극(間隙)이 생기지 않도록 형성하고，또한 이웃하는 절연층의 사이에는 금속제 심체가 노출하도록 형성하는 단계,

(5) 상기 금속제 심체 노출부분에서 절단하는 단계.

관계된 본 발명의 제 2 및 제 3의 실시형태에 의하면，본원 발명의 제 1의 실시형태에서 언급한 비수전해질 2차 전지를 용이하게 제조할 수 있게 된다.

[실시예]

이하，도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 단, 이하에서 나타내는 실시예는 본 발명의 기술사상을 구체화하기 위한 비수전해질 각형 2차 전지 및 이에 사용되는 전극의 제조 방법을 예시하는 것으로서, 본 발명을 이 비수전해질 각형 2차 전지에 특정하는 것을 의도하는 것은 아니고，원통 형상이나 타원 형상의2차 전지에도 동등하게 적용할 수 있다.

<실시예 1∼3，비교예 1∼2>

실시예 1∼3 및 비교예 1∼2로서，도 2에 나타낸 것과 같이 절연층을 수지도포 건조방식으로 제조하였다．우선，정극 심체(집전체)(10)로는 통상적으로 사용되어지는 폭이 넓은 알루미늄박 롤(미도시)을 준비하고，도 2에 있어서 아래쪽에서 위쪽으로 향하도록 연속으로 주행시켰다. 도공 수지(12)로는 N-메틸피롤리돈 (NMP) 용액에 폴리불화비닐리덴(PVdF)을 20% 용해시킨 것을 사용하고，기어 펌프(14)，전자 밸브(16) 및 다이 헤드(18)로 이루어진 절연층 형성수단(19)으로, 소정 간격마다 소정의 길이로 압출하고 도포하여 절연층(20)을 형성하였다. 절연층(20)의 두께는, 기어 펌프(14)를 제어하여 도포량을 변화시킴으로써 5㎛(비교예 1)，10㎛(실시예 1)，50㎛(실시예 2)，180㎛(실시예 3) 및 300㎛(비교예 2)로 변화시켜 5종류의 샘플을 제작하고，도포길이는 위치 검출기(미도시)를 이용하여 전자 밸브(16)를 전기적으로 제어함으로써 전부 소정의 일정한 값으로 유지하였다.

그 후, 정극 합제 슬러리(22)를 동일한 방식으로 기어 펌프(24)，전자 밸브 (26) 및 다이 헤드(28)로 이루어진 정극 활물질 합제층 형성수단(29)으로, 서로 이웃하는 2개의 절연층(20) 사이에 1개 걸러서 정극 합제 슬러리(22)를 압출하여 도포하였다. 이어서, 120℃로 가열하여 수분 및 NMP를 증발시킨 후，통상의 방법에 따라 롤 프레스로 정극 합제를 압축하여 정극 활물질 합제층(30)을 형성하고，슬리터 장치로 소정폭으로 절단하여 정극을 얻었다. 얻어진 정극의 절연층(20)과 정극 활물질 합제층(30)의 경계부는 도 3에 나타낸 것과 같이 정극 활물질 합제층(30)이절연층(20)의 일부분을 덮고 있는데, 정극 활물질 합제층(30)의 두께는 전체적으로 균일하였다.

또한, 도 2 및 도 3에 있어서는 정극 심체(10)의 또 다른 한쪽의 면에도 동일한 방식의 절연층 형성수단 및 정극 활물질 합제층 형성수단이 존재하고 있고，절연층 및 정극 활물질 합제층이 형성되어 있지만 도면상에서는 생략되고 있다.

얻어진 5종류의 정극을 이용하여 추가로 비교예 3으로서 절연층(20)을 갖지 않는 것도 사용하고，통상의 방법에 따라 세퍼레이터 및 부극을 겹쳐 감아서 공식명칭 600mAh 규격의 밀폐형 리튬 각형 2차 전지용의 외장 캔내에 삽입할 수 있도록 각 전극의 길이를 조절하고，각 샘플마다 1000개씩 밀폐형 리튬 각형 2차 전지 A (비교예 1)，B (실시예 1)，C (실시예 2)，D (실시예 3)，E (비교예 2) 및 H (비교 예3)를 제작하였다．전지 A∼E 각각의 샘플마다 초기 방전 용량의 평균치를 절연층(20)을 갖지 않는 전지 H (비교예 3)의 전지 충방전 용량을 기준으로 규격화하고, 그 상대치를 조사한 결과를 표 1에 나타내었다.

또한，본 발명의 효과를 확인하기 위하여, 제작한 전지를 4.5V까지 충전한 후 40℃에서 3개월간 보존하는 내부단락 가속시험을 행하고, 그 결과를 표 1에 정리하여 나타내었다. 또한, 표 1에 있어서，「 o 」표시는 1000개의 샘플 중 1개도 내부단락이 생기지 않았던 것을 나타내고, 「 ×」표시는 1000개의 샘플 중 1개 이상 내부단락이 생긴 것을 나타낸다.

<실시예 4，비교예 4>

실시예 4로서, 절연층의 수지도포를 핫멜트 방식으로 정극판 제조시에 실시하였다. 즉，도 4에 나타낸 것처럼，폴리프로필렌 95부，수첨(水添) 텐펠(상품명) 수지 5부를 200℃에서 용해 혼합한 도공 수지를 180℃로 가열한 가열 용융 장치(32)에서 녹이고，기어 펌프(34)로 도포량을 제어하면서 변환 전자 밸브(36) 및 가열 다이 헤드(38)를 통하여 압출을 행하여, 이미 정극 심체(40) 위에 간헐적으로 형성되어 있는 소정 길이의 정극 활물질 합제층(42) 전후에 절연층(44)을 형성하였다. 또한, 도포 위치 및 도포 길이의 제어는 위치 검출기(미도시)를 사용하고, 변환 전자 밸브(36)을 전기적으로 제어하면서 행하여 일정하게 유지하였다. 형성된 절연층(44)은 도 5(A)에 나타낸 것처럼，경사진 형상으로 형성되고, 또한 일부분이 정극 활물질 합제층(42) 위에 넓게 퍼져 있지만 그 두께는 매우 얇았다.

또한, 비교예 4로서, 도 5(B)에 나타낸 것처럼，종래의 접착제가 부착된 절연 테이프(44) (두께 50㎛)를 일부 정극 활물질 합제층과 겹쳐지도록 하고, 그 중첩부의 길이가 실시예 4에 있어서의 도공 수지가 겹쳐지는 부분의 길이와 동일해지도록 형성한 것을 제작하였다．얻어진 각각의 정극판을 사용하여，실시예 1∼3과 마찬가지로 밀폐형 리튬 각형 2차 전지를 제작하여 동일한 시험을 행한 결과를 표 1에 정리하여 나타내었다.

<실시예 5>

실시예 5로서, 상부가 폴리프로필렌(PP)제의 절연 테이프 및 하부가 에틸렌 초산 비닐 공중합체(EVA)제의 열가소성 수지로 이루어진 열용착 테이프(48)를 사용하여 실시예 4와 동일하게 정극판을 제조할 때에 실시하였다．즉，도 6에 나타낸 것처럼, 이미 정극 심체(50) 위에 소정의 길이 및 두께로 형성된 정극 활물질 합제층(52)을 형성한 것을 연속적으로 히트 롤(heat roll)(54) 위에 통과시키고, 테이프 보지부(56)에 의해 보지된 소정 길이로 절단된 열용착 테이프(48)를 위치 검출기(미도시)를 이용하여 자동적으로 정극 활물질 합제층(52)의 전후에 부착하였다. 이때，열용착 테이프는 경질이기 때문에，정극 활물질 합제층(52)과의 사이에 간극이나 중복이 발생하지 않게 정확히 부착할 수 있었다. 얻어진 각각의 정극판을 사용하여 실시예 1∼3과 마찬가지로，밀폐형 리튬 각형 2차 전지를 제작하여 동일한 방식의 시험을 행한 결과를 표 1에 정리하여 나타내었다.

		절연층 두께(㎛)	방전용량(상대치)	슬리터 칼날의청소 유무	내부단락
도포건조 방식	A (비교예 1)	5	1.00	없음	×
	B (실시예 1)	10	1.00	없음	o
	C (실시예 2)	50	0.98	없음	o
	D (실시예 3)	180	0.96	없음	o
	E (비교예 2)	300	0.85	없음	o
핫멜트법	F (실시예 4)	50	1.00	없음	o
열용착 테이프	G (실시예 5)	50	0.97	없음	o
절연층 없음	H (비교예 3)	-	1.00	없음	×
종래예	I (비교예 4)	테이프 50	0.96	빈번히 청소	o

표 1의 결과로부터 이하의 것을 이해할 수 있다．즉，비교예 1은 절연층의 두께가 5㎛로 너무 얇기 때문에 절연층이 없는 비교예 3과 비교하여도 초기 방전 용량의 저하는 없지만，내부단락 가속 시험중에는 1000개의 샘플 중 2개가 내부단락을 일으켰다. 또한，비교예 2는 절연층의 두께가 300㎛로 너무 두껍기 때문에 이것이 초기 방전 용량의 저하에 관련했던 것으로 생각되고，또한 내부단락 가속 시험중에 내부단락을 일으켰던 시료는 존재하지 않았다．이상의 결과를 필요에 따라내삽하여 고찰하면 절연 물질층의 두께는 10∼200㎛가 매우 바람직하고, 보다 바람직하게는 1O∼1OO㎛인 것을 알게 되었다.

또한，비교예 4로서 나타낸 종래의 절연 테이프의 부착법에서는 내부단락을 유효하게 방지할 수 있었지만, 극판의 슬리터 형성 공정에 있어서 슬리터 칼날에 접착제가 부착하여 절단 정도가 저하되고, 슬리터 칼날을 자주 청소할 필요가 있었다. 이에 대하여，도공 건조 방식，핫멜트 코팅 방식，열용착 방식에 있어서는 슬리터 칼날에 접착제가 부착되는 일이 없고 슬리터 칼날을 청소하지 않더라도 절단 방법을 그대로 사용할 수 있었다.

또한，상기 실시예 1∼3에서는 절연층을 수지도포 건조방식에 의해 제조한 것을 설명하였으나, 이 방식에 한정되지 않고 실시예 4에서 사용한 핫멜트 방식 및 실시예 5에서 사용한 열용착 방식도 동등하게 사용할 수 있다는 것은 당업자에 있어 자명할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 권회 전극체 형성시에 도전성 분체에 의한 세퍼레이터의 관통에 근거하는 정극 및 부극의 내부단락을 유효하게 방지할 수 있는 비수전해질 2차 전지가 얻어진다.

Claims (6)

1. 금속제 심체박 위에 리튬 이온을 흡장 방출하는 정극 활물질을 포함하는 정극 합제를 도포한 정극과,

   금속제 심체박 위에 리튬 이온을 흡장 방출하는 부극 활물질을 포함하는 부극 합제를 도포한 부극이,

   세퍼레이터를 사이에 두고 적층 권회된 권회 전극체를 갖는 2차 전지에 있어서,

   상기 정극의 정극 합제가 상기 금속제 심체박 위에 도포되어 있지 않은 정극 합제 미도포 부분으로서, 상기 부극에 있어서의 부극 합제 도포 부분과 상기 세퍼레이터를 사이에 두고 대향하고 있는 부분에는 도공 건조 방식，열용착 방식 또는 핫멜트 코팅 방식으로 절연층이 형성되는 것을 특징으로 하는 비수전해질 2차 전지.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 절연층은 두께가 10㎛ 이상, 200㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 비수전해질 2차 전지.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 절연층은 상기 정극 합제 도포 부분의 일부도 피복하는 것을 특징으로하는 비수전해질 2차 전지.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 정극 합제층이 상기 절연층의 일부 표면 상에 겹쳐지는 상태로 설치되고, 상기 정극 합제층의 전체 표면이 일정한 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 비수전해질 2차 전지.
5. 적어도 하기의 (1)∼(5)의 단계를 포함하는 방법으로서,

   (1) 시트 형상의 금속제 심체에，간헐적으로 소정의 폭으로 절연층을 형성하는 단계,

   (2) 상기 절연층 사이의 금속제 심체 위에 활물질 합제 슬러리를 공급하여, 활물질 합제층과 활물질 합제층이 형성되어 있지 않은 심체 노출부를 각각 1개 걸러서 형성하는 단계,

   (3) 상기 활물질 합제층을 건조하는 단계,

   (4) 상기 활물질 합제층을 롤 프레스하여 표면이 일정 두께로 되도록 하는 단계,

   (5) 상기 금속제 심체 노출부분에서 절단하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 비수전해질 2차 전지용 전극의 제조방법.
6. 적어도 하기의 (1)∼(5)의 단계를 포함하는 방법으로서,

   (1) 시트 형상의 금속제 심체에，간헐적으로 소정의 폭으로 활물질 합제 슬러리를 공급하여 활물질 합제층을 형성하는 단계,

   (2) 상기 활물질 합제층을 건조하는 단계,

   (3) 상기 활물질 합제층을 롤 프레스하여 표면이 일정 두께로 되도록 하는 단계,

   (4) 상기 각 활물질 합제층의 양단에 소정폭의 절연층을, 상기 활물질 합제층과의 사이에 간극(間隙)이 생기지 않도록 형성하고，또한 이웃하는 절연층의 사이에는 금속제 심체가 노출하도록 형성하는 단계,

   (5) 상기 금속제 심체 노출부분에서 절단하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 비수전해질 2차 전지용 전극의 제조방법.