KR20060082813A - 비수성 전해액 이차 전지 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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KR20060082813A
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다께시 아베
슈이찌 야마시따
히로유끼 스즈끼
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산요덴키가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 전해액의 주액성을 악화시키지 않는 절연판을 적용하여, 전지 성능이 우수하고, 생산성도 우수한 비수성 전해액 이차 전지 및 그의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 비수성 전해액 이차 전지는 세퍼레이터를 개재시켜 정극과 부극이 서로 대향하여 나선형으로 권취된 전극군을 수용한 외장캔의 상부에 상기 외장캔의 외부로부터 내부를 향하여 형성된 홈 가공부를 구비하고, 이 홈 가공부의 상부에 가스켓(절연 패킹)을 개재시켜 밀봉체가 장착되어 기밀 밀봉되어 있다. 또한, 전극군의 상부와 홈 가공부의 하부면 사이에 원호형으로 만곡된 개구 (12), 및 이 개구 (12)의 단부 (12a, 12b)로부터 연장되는 칼집을 낸 부분 (13, 14)를 구비한 원형 절연판 (10)이 배치되어 있음과 동시에, 이 원형 절연판 (10)의 칼집을 낸 부분의 내주부측은 상기 칼집을 낸 부분 (13, 14)의 외주부측으로부터 융기되어 이루어져 있다.
비수성 전해액 이차 전지, 세퍼레이터, 홈 가공부

Description

비수성 전해액 이차 전지 및 그의 제조 방법 {NONAQUEOUS ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
도 1은 본 발명의 비수성 전해액 이차 전지에 사용되는 제1 실시예의 원형 절연판을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 비수성 전해액 이차 전지에 사용되는 제2 실시예의 원형 절연판을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 3은 전극군의 상부에 도 1 또는 도 2에 나타내는 원형 절연판이 배치되어 외장캔 내에 삽입된 상태에서 전해액을 주액하는 모습을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 외장캔에 밀봉체가 장착되어 완성된 비수성 전해액 이차 전지를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는 비수성 전해액 이차 전지에 사용되는 종래예(비교예)의 원형 절연판을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 6은 전극군의 상부에 도 5에 나타낸 원형 절연판이 배치되어 외장캔 내에 삽입된 상태에서 전해액을 주액하는 모습을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
10 원형 절연판
11 본체부
12 원호형으로 만곡된 개구
12a 원호형으로 만곡된 개구의 외주부의 일단부
12b 원호형으로 만곡된 개구의 외주부의 타단부
13, 14 칼집을 낸 부분
20 원형 절연판
21 본체부
22 원호형으로 만곡된 개구
22a 원호형으로 만곡된 개구의 내주부의 일단부
23 칼집을 낸 부분
30 원형 절연판
30a 나선형 전극군의 중심부에 대응하는 부분
31 본체부
32 원호형으로 만곡된 개구
40 나선형 전극군
41 중공 부분(권심부)
42 하부 절연판
50 외장캔
51 홈 가공부
52 밀봉체
53 정극 리드
54 가스켓(절연 패킹)
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 (평)9-283111호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 (평)9-283112호 공보
본 발명은 세퍼레이터를 개재시켜 정극과 부극이 서로 대향하여 나선형으로 권취된 전극군을 수용한 외장캔의 상부에, 상기 외장캔의 외부로부터 내부를 향하여 돌출되어 형성된 홈 가공부를 구비하고, 상기 홈 가공부의 상부에 절연 패킹을 개재시켜 밀봉체가 장착되어 밀봉된 비수성 전해액 이차 전지 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
최근에는, 예를 들면 휴대 전화기나 PDA(Personal Digital Assistants) 등의 휴대 정보 단말기, 노트북 또는 디지탈 카메라 등의 전원으로서, 경량이고 높은 에너지 밀도를 갖는 리튬 이차 전지로 대표되는 비수성 전해액 이차 전지가 사용되고 있다. 이 중, 리튬 이차 전지는 예를 들면 이하와 같이 하여 제조되고 있다. 즉, 천연 흑연으로 이루어지는 부극 활성 물질과 결착제 등을 유기 용제에 용해하여 슬러리 또는 페이스트를 제조하고, 이것을 동박 등을 포함하는 부극 심체(芯體)에 도 포하여 부극을 제조한다. 한편, LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4 등을 포함하는 정극 활성 물질과 탄소계 도전제와 유기 용제 등을 혼합하여 슬러리 또는 페이스트를 제조하고, 이것을 알루미늄박 등을 포함하는 정극 심체에 도포하여 정극을 제조한다.
이들 부극과 정극을 폴리에틸렌제 미다공막 등을 포함하는 세퍼레이터를 사이에 두고 중첩시키고, 권취기에 의해 나선형으로 권취한 후, 최외주를 테이핑하여 나선형 전극군으로 하였다. 이어서, 이것을 외장캔 내에 삽입한 후, 부극에 접속된 부극 리드(부극 집전탭)와 외장캔의 바닥부를 접속함과 동시에, 정극에 접속된 정극 리드(정극 집전탭)와 정극 단자를 접속한다. 이어서, 외장캔 내에 유기 용매(예를 들면, EC과 DEC로 이루어지는 혼합 용매)에 전해질염을 첨가한 비수성 전해액을 주입한 후, 외장캔의 개구부를 기밀 밀봉함으로써 제조된다.
그런데, 상술한 리튬 이차 전지에서는, 최근의 전자 기기의 고성능화에 따른 추가적인 고용량화가 요구되고 있다. 이 때문에, 예를 들면 전극의 활성 물질층 등의 충전 밀도를 향상시킴으로써 고용량화가 도모되고 있다. 이 경우, 전극의 활성 물질층의 충전 밀도의 향상에 의해서, 비수성 전해액이 활성 물질층으로 침투, 함침하기 어려워지기 때문에, 전극에 비수성 전해액이 구석구석까지 널리 퍼지지 않게 되어, 반대로 전지 특성의 저하를 야기한다는 새로운 문제가 발생하였다.
또한, 활성 물질층으로의 비수성 전해액의 침투, 함침성의 저하에 의해 생산성도 저하되어 제조 수율이 떨어진다는 문제도 발생하였다. 또한, 이 종류의 리튬 이차 전지에서는, 통상 전극군의 상하 단면에 원반형으로 대략 중앙부에 구멍부가 설치된 원형 절연판이 배치되어 있다. 그리고, 이 원형 절연판은 전체의 면적에 대하여 구멍부가 차지하는 면적이 적기 때문에, 전극군의 상단면의 거의 전체를 덮게 된다. 이 때문에, 비수성 전해액의 이동이 방해되어, 활성 물질층으로의 비수성 전해액의 침투, 함침성이 더욱 저하된다는 문제도 발생하였다.
그래서, 이러한 문제를 해결하기 위해서, 예를 들면 상기 특허 문헌 1(일본 특허 공개 (평)9-283111호 공보)이나 상기 특허 문헌 2(일본 특허 공개 (평)9-283112호 공보)가 제안되었다. 여기서, 특허 문헌 1에서는 외장캔 내에 수납된 전극군의 상부에, 그 외주부에 1개 이상의 노치부를 갖는 절연판을 배치함으로써, 전극군에 대한 비수성 전해액의 함침성을 향상시키는 것이 제안되어 있다.
또한, 특허 문헌 2에서는 외장캔 내에 수납된 전극군의 상부에 중앙 평면부와 이 중앙 평면부의 외주부 근방에 형성된 환상벽과, 이 환상벽의 외주부에 형성된 플랜지부를 갖는 절연판이 배치되어 있다. 그리고, 중앙 평면부는 그 중앙부에 전극 리드가 삽입 관통하는 관통 구멍과 주변부에 복수개의 관통 구멍을 갖고, 플랜지부는 복수개의 관통 구멍을 가지며, 플랜지부 바닥면은 중앙 평면부 바닥면보다 전극군측에 위치하고 있고, 환상 벽의 바닥면부는 중앙 평면부의 바닥면부와 동일한 평면, 또는 플랜지부 바닥면부와 중앙 평면부의 바닥면부의 중간에 위치하도록 이루어져 있다. 이에 따라, 비수성 전해액의 주액 시간을 짧게 하는 것이 가능하게 된 것이다.
그러나, 상술한 특허 문헌 1이나 특허 문헌 2에서 제안된 수단을 사용하여도, 비수성 전해액의 함침성을 향상시키는 것은 곤란하고, 전지 특성의 저하나, 전지 제조시의 수율의 저하가 발생하는 것이 현실이다. 또한, 최근 이 종류의 리튬 이차 전지에서, 나선형 전극군의 중심부에 형성된 중공 부분의 충방전에 의한 변형을 방지하기 위해, 그리고 가스 배출 통로를 확보하기 위해서 나선형 전극군의 중심부에 형성된 중공 부분에 센터핀이 삽입, 배치되었다.
그런데, 나선형 전극군의 중심부에 형성된 중공 부분에 삽입, 배치된 센터핀이 나선형 전극군으로부터의 압박력에 의해 튕겨나온다는 문제가 발생하였다. 그래서, 중앙부에 구멍부를 설치하지 않도록 한 원형 절연판이 사용되었다. 이러한 원형 절연판 (30)은, 도 5에 나타낸 바와 같이 나선형 전극군의 중심부에 대응하는 부분 (30a)는 나선형 전극군의 중심부를 덮는 형상으로 형성되어 있음과 동시에, 이 부분 (30a)의 주위에 반원호형으로 만곡된 개구 (32)를 구비하고 있다.
이와 같이, 나선형 전극군의 중심부에 대응하는 부분 (30a)가 나선형 전극군의 중심부를 덮는 형상으로 이루어져 있으면, 전극군의 중심부에 형성된 중공 부분에 삽입, 배치된 센터핀의 상부가 도 6에 나타낸 바와 같이, 절연판 (30)의 나선형 전극군의 중심부에 대응하는 부분 (30a)에 의해 덮이기 때문에, 센터핀이 튕겨나오는 것을 방지할 수 있게 된다.
그러나, 전극군의 중심부에 형성된 중공 부분의 상부가 절연판 (30)의 나선형 전극군의 중심부에 대응하는 부분 (30a)에 의해 덮여 있으면, 비수성 전해액의 주액시에 비수성 전해액이 나선형 전극군의 중심부에 침투하기 위한 경로를 확보할 수 없게 된다. 이 때문에, 전극군의 각 전극 내에 비수성 전해액이 침투하는 데에 장시간을 요하고, 주액성이 악화되어, 이 종류의 비수성 전해액 전지의 생산성이 저하됨과 동시에, 수율도 떨어진다는 문제도 발생하였다.
그래서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것이고, 비수성 전해액의 주액성을 악화시키지 않는 원형 절연판을 적용하여, 전지 성능이 우수하고, 생산성도 우수한 비수성 전해액 이차 전지 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 비수성 전해액 이차 전지는 세퍼레이터를 개재시켜 정극과 부극이 서로 대향하여 나선형으로 권취된 전극군을 수용한 외장캔의 상부에 상기 외장캔의 외부로부터 내부를 향하여 형성된 홈 가공부를 구비하고, 상기 홈 가공부의 상부에 절연 패킹을 개재시켜 밀봉체가 장착되어 기밀 밀봉되어 있다. 그리고, 상기 목적을 달성하기 위해, 전극군의 상부와 홈 가공부의 하부면 사이에 개구와 이 개구의 단부로부터 연장되는 칼집을 낸 부분을 구비한 원형 절연판이 배치되어 있음과 동시에, 이 원형 절연판의 칼집을 낸 부분의 내주부측은 상기 칼집을 낸 부분의 외주부측으로부터 융기되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 원형 절연판은 개구와 이 개구의 단부로부터 연장되는 칼집을 낸 부분을 구비하며, 이 원형 절연판의 칼집을 낸 부분의 내주부측이 상기 칼집을 낸 부분의 외주부측으로부터 융기되어 있으면, 원형 절연판과 전극군의 상부 사이에 전해액의 침투 경로가 형성된다. 이 때문에, 나선형 전극군의 중심부에 전해액이 침투하기 위한 경로를 확보할 수 있게 되어, 주액성을 개선시킬 수 있게 된다.
그리고, 이러한 개구가 반원호형으로 만곡된 형상으로 형성되어 있음과 동시에, 이 개구의 내주부가 전극군의 중심부에 대응하는 부분을 덮도록 형성되어 있으면, 전극군의 중심부에 형성된 중공 부분에 센터핀이 삽입, 배치되어 있는 경우에, 이 센터핀이 튕겨나오는 것을 방지할 수 있게 된다. 이 경우, 칼집을 낸 부분은 반원호형으로 만곡된 개구의 외주부의 반경 방향에 따라 이 개구의 단부로부터 양측으로 연장하도록 형성되어 있거나, 칼집을 낸 부분은 반원호형으로 만곡된 개구의 내주부의 일단부로부터 직선상으로 연장하도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 이러한 비수성 전해액 이차 전지를 제조하기 위해서는, 전극군의 상부에 반원호형으로 만곡된 개구, 및 이 반원호형으로 만곡된 개구의 단부로부터 연장되는 칼집을 낸 부분을 구비한 원형 절연판을 배치한 후, 이 전극군을 외장캔 내에 수용하는 수용 공정, 전극군이 수용된 외장캔의 상부의 원형 절연판이 배치된 위치와 거의 동일한 위치에 외장캔의 외부로부터 내부를 향하여 돌출하는 홈 가공부를 형성하는 홈 가공 공정, 및 홈 가공부의 상부에 절연 패킹을 개재시켜 밀봉체를 장착한 후, 상기 외장캔의 밀봉부를 코킹하는 밀봉 공정을 구비할 수도 있다.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
이하에, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 도 1 내지 도 4에 기초하여 설명하지만, 본 발명은 이 실시 형태에 어떤식으로든 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 목적을 변경하지 않는 범위에서 적절하게 변경하여 실시할 수 있다. 또한, 도 1은 본 발명의 비수성 전해액 이차 전지에 사용되는 제1 실시예의 원형 절연판을 모식 적으로 나타내는 평면도이다. 또한, 도 2는 본 발명의 비수성 전해액 이차 전지에 사용되는 제2 실시예의 원형 절연판을 모식적으로 나타내는 평면도이다. 도 3은 전극군의 상부에 도 1 또는 도 2에 나타내는 원형 절연판이 배치되어 외장캔 내에 삽입된 상태에서 전해액을 주액하는 모습을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 4는 도 3에 나타내는 외장캔에 밀봉체가 장착되어 완성된 비수성 전해액 이차 전지를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
1. 원형 절연판
(1) 실시예 1
실시예 1의 원형 절연판 (10)은 두께가 0.3 mm인 폴리프로필렌제 시트를 펀칭 성형함으로써 제조되어 있다. 이 원형 절연판 (10)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 본체부 (11)을 구비하고 있고, 이 본체부 (11)의 내부에 반원호형으로 만곡된 개구 (12)와, 이 반원호형으로 만곡된 개구 (12)의 외주부의 단부 (12a, 12b)로부터 각각 연장되는 칼집을 낸 부분 (13, 14)를 구비하고 있다. 여기서, 본체부 (11)은 직경이 17 mm가 되도록 형성되어 있다.
그리고, 이 본체부 (11)의 내부에 형성된 반원호형으로 만곡된 개구 (12)는 본체부 (11)의 중심점으로부터의 반경이 2.5 mm인 반원부를 제외한 반경이 5.5 mm인 반원부에 의해 형성되어 있다. 또한, 이 반원호형으로 만곡된 개구 (12)의 외주부의 일단부 (12a)로부터 이 개구 (12)의 외주부에 따라 반원호형으로 연장하도록 칼집을 낸 부분 (13)이 형성되어 있다. 또한, 이 반원호형으로 만곡된 개구 (12)의 외주부의 타단부 (12b)로부터 이 개구 (12)의 외주부에 따라 반원호형으로 연장하도록 칼집을 낸 부분 (14)가 형성되어 있다. 이 경우, 각 칼집을 낸 부분 (13, 14)는 본체부 (11)의 중심점으로부터 60°의 각도까지 반원호형으로 연장하도록 칼집이 내어져 있다.
(2) 실시예 2
실시예 2의 원형 절연판 (20)은, 실시예 1과 마찬가지로 두께가 0.3 mm인 폴리프로필렌제 시트를 펀칭 성형함으로써 제조되어 있다. 이 원형 절연판 (20)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 본체부 (21)을 구비하고 있고, 이 본체부 (21)의 내부에 반원호형으로 만곡된 개구 (22)와, 이 반원호형으로 만곡된 개구 (22)의 내주부의 일단부 (22a)로부터 연장되는 칼집을 낸 부분 (23)을 구비하고 있다. 여기서, 본체부 (21)은 직경이 17 mm가 되도록 형성되어 있다.
그리고, 이 본체부 (21)의 내부에 형성된 반원호형으로 만곡된 개구 (22)는 본체부 (21)의 중심점으로부터의 반경이 2.5 mm인 반원부를 제외한 반경이 5.5 mm인 반원부에 의해 형성되어 있다. 그리고, 이 반원호형으로 만곡된 개구 (22)의 내주부의 일단부 (22a)로부터 연장하도록 칼집을 낸 부분 (23)이 형성되어 있다. 이 경우, 칼집을 낸 부분 (23)은 반원호형으로 만곡된 개구 (22)의 내주부의 일단부 (22a)로부터 45°의 각도로 직선형으로 연장하도록 칼집이 내어져 있다.
(3) 비교예 1
비교예 1의 원형 절연판 (30)은, 실시예 1과 마찬가지로 두께가 0.3 mm인 폴리프로필렌제 시트를 펀칭 성형함으로써 제조되어 있다. 이 원형 절연판 (30)은, 도 5에 나타낸 바와 같이 본체부 (31)을 구비하고 있고, 이 본체부 (31)의 내부에 반원호형으로 만곡된 개구 (32)를 구비하고 있다. 여기서, 본체부 (31)은 직경이 17 mm가 되도록 형성되어 있다. 그리고, 이 본체부 (31)의 내부에 형성된 반원호형으로 만곡된 개구 (32)는 본체부 (31)의 중심점으로부터의 반경이 2.5 mm인 반원부를 제외한 반경이 5.5 mm인 반원부에 의해 형성되어 있다.
2. 비수성 전해액 이차 전지
정극 활성 물질로서의 코발트산리튬(LiCoO2) 분말, 도전제로서의 아세틸렌블랙, 및 결착제로서의 불소 수지(여기서는, 폴리불화비닐리덴으로 함)를 질량비 94:3:3의 비율로 혼합하여 정극 합제를 제조하였다. 이 정극 합제에 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)을 첨가, 혼합하여 슬러리로 하였다. 이 후, 이 슬러리를 알루미늄박을 포함하는 정극 집전체(두께 15 mm)의 양면에 닥터 블레이드법 또는 다이 코팅법에 의해 도포하여 정극 합제층을 형성하였다. 이어서, 건조시킨 후, 소정의 충전 밀도가 되도록 압연하고, 소정의 형상으로 절단하여 정극을 제조하였다.
한편, 부극 활성 물질로서의 흑연(비표면적 약 3.0 ㎡/g), 증점제로서의 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 및 결착제로서의 스티렌-부타디엔 고무(SBR)를 질량비 95:3:2의 비율로 혼합하여 부극 합제를 제조하였다. 이 부극 합제에 물을 첨가, 혼합하여 슬러리로 하였다. 이 후, 이 슬러리를 동박을 포함하는 부극 집전체(두께 10 mm)의 양면에 닥터 블레이드법 또는 다이 코팅법에 의해 도포하여 부극 활성 물질층을 형성하였다. 이어서, 건조시킨 후, 소정의 충전 밀도가 되도록 압연하고, 소정의 형상으로 절단하여 부극을 제조하였다.
이 후, 상술한 바와 같이 하여 제조한 정극과 부극을 사용하고, 이들 사이에 폴리에틸렌제 미세 다공막을 포함하는 세퍼레이터를 개재시켜 중첩시킨 후, 이것을 권취기에 의해 나선형으로 권취하여 나선형 전극군 (40)을 제조하였다. 이 경우, 나선형 전극군 (40)의 중심부에는 권취용 축심을 뽑아낸 흔적 부분인 중공 부분 (41)이 형성되어 있고, 이 중공 부분 (41)에 원통형의 센터핀(도시하지 않음: 또한, 센터핀에 대해서는, 일본 특허 공개 2003-229177호 공보 참조)이 삽입되어 있다. 이어서, 나선형 전극군 (40)의 바닥면에 폴리프로필렌제의 하부 절연판 (42)를 부착함과 동시에, 나선형 전극군 (40)의 상면에 상술한 원형 절연판 (10)(20, 30)을 부착한 후, 이 나선형 전극군 (40)을 외장캔 (50) 내에 삽입하였다. 이 경우, 외장캔 (50)의 바깥 바닥면으로부터 원형 절연판 (10)(20, 30)의 상단면까지의 높이가 60.3 mm가 되도록 이루어져 있다.
이어서, 나선형 전극군 (40)의 부극으로부터 연장되는 부극 리드(도시하지 않음)를 외장캔 (50)의 안쪽 바닥면에 용접하였다. 한편, 나선형 전극군의 정극으로부터 연장되는 정극 리드 (53)을 밀봉체 (52)의 덮개의 아랫면에 용접하였다. 이 후, 외장캔 (50)의 측벽의 원형 절연판 (10)(20, 30)의 상단부에 대항하는 위치(외장캔 (50)의 바깥 바닥면으로부터 60.0 mm의 위치)에 홈 가공기의 원반(도시하지 않음)을 밀착시키고, 외장캔 (50)을 회전시키면서 원반을 회전시켜 홈 가공을 실시하였다. 이에 따라, 외장캔 (50)의 측벽의 원형 절연판 (10)(20,30)의 상단부에 대응하는 위치에, 이 외장캔 (50)의 외부로부터 내부를 향하여 돌출되는 홈 가공부 (51)이 형성된다.
이 경우, 홈 가공부 (51)의 깊이(길이)가 1.5 mm가 되도록 홈 가공을 실시하였다. 이 홈 가공에 의해, 홈 가공부 (51)의 바닥면(아랫면)은 외장캔 (50)의 바깥 바닥면으로부터 59.4 mm의 위치가 되었다. 이에 따라, 원형 절연판 (10)(20, 30)의 외주부는 0.9 mm만 캔 바닥 방향으로 가압되게 된다. 이 결과, 칼집을 낸 부분 (13, 14 또는 23)을 구비한 원형 절연판 (10)(20)의 중앙부는 나선형 전극군 (40)의 중공 부분(41; 권심부)의 상부에서, 그 외주부로부터 약 2 mm만 융기하게 된다. 한편, 칼집을 낸 부분을 구비하지 않는 원형 절연판 (30)에서는, 나선형 전극군 (40)의 중공 부분(41; 권심부)의 상부가 외주부보다 융기하는 경우는 없었다.
이 후, 외장캔 (50) 내에 에틸렌카르보네이트(EC)와 디메틸카르보네이트(DMC)를 포함하는 혼합 용매(EC:DMC=1:1(25 ℃); 부피비)에 LiPF6을 1몰/ℓ 용해한 비수성 전해액을 3.8 ㎖만 주입하였다. 이어서, 상술한 바와 같이 외장캔 (50)의 측벽에 형성된 홈 가공부 (51) 상에 폴리프로필렌(PP)제인 고리상의 가스켓(54; 절연 패킹)을 장착함과 동시에, 이 가스켓(54; 절연 패킹)의 내부에 밀봉체 (52)를 삽입하였다. 이 후, 외장캔 (50)의 상단부를 내부에 코킹함으로써 밀봉하여, 직경이 18 mm이고, 높이(길이)가 65 mm이며 설계 용량이 2000 mAh인 비수성 전해액 이차 전지 A, B, X를 각각 제조하였다.
이 경우, 원형 절연판 (10)을 사용한 비수성 전해액 이차 전지를 전지 A라 하고, 원형 절연판 (20)을 사용한 비수성 전해액 이차 전지를 전지 B라 하고, 원형 절연판 (30)을 사용한 비수성 전해액 이차 전지를 전지 X라 하였다.
3. 주액성에 대해서
여기서, 3.8 ㎖의 비수성 전해액을 외장캔 (50) 내에 주액할 때에 1.8 ㎖, 0.8 ㎖, 0.7 ㎖, 0.5 ㎖의 4회로 나눠서 주액하도록 하였다. 그리고, 소정량의 비수성 전해액을 주액한 후, 비수성 전해액이 나선형 전극군 (40) 내에 침투하기까지의 시간을 측정하면, 하기의 표 1에 나타낸 바와 같은 결과가 되었다.
Figure 112006002218014-PAT00001
상기 표 1의 결과로부터 명백한 바와 같이, 각 주액 과정에서 칼집을 낸 부분 (13, 14 또는 23)을 구비한 원형 절연판 (10)(20)을 사용한 전지 A, B는 칼집을 낸 부분을 구비하지 않는 원형 절연판 (30)을 사용한 전지 X보다도 주액 시간이 짧고, 비수성 전해액의 침투 속도가 빠르다는 것을 알 수 있다. 이것은 칼집을 낸 부분 (13, 14 또는 23)을 구비한 원형 절연판 (10)(20)이 나선형 전극군 (40)의 중공 부분(41; 권심부)의 상부에서, 그 외주부로부터 소정의 높이만큼 융기함으로써, 나선형 전극군 (40)의 중공 부분(41; 권심부)에 대하여 주액 경로를 확보할 수 있기 때문인 것으로 생각된다.
이 점으로부터, 칼집을 낸 부분 (13, 14 또는 23)을 구비한 원형 절연판 (10)(20)을 사용하면 주액성을 개선할 수 있다는 것이 명백해졌다. 또한, 주액 후에 전지를 밀봉할 때에는, 나선형 전극군 (40)의 중공 부분(권심부) (41)의 상부의 원형 절연판 (10)(20)의 융기는 방해되지 않았다.
본 발명에 따르면, 비수성 전해액의 주액성을 악화시키지 않는 원형 절연판을 적용하여, 전지 성능이 우수하고, 생산성도 우수한 비수성 전해액 이차 전지 및 그의 제조 방법이 제공된다.

Claims (5)

  1. 세퍼레이터를 개재시켜 정극과 부극이 서로 대향하여 나선형으로 권취된 전극군을 수용한 외장캔의 상부에, 상기 외장캔의 외부로부터 내부를 향하여 돌출되어 형성된 홈 가공부를 구비하고, 상기 홈 가공부의 상부에 절연 패킹을 개재시켜 밀봉체가 장착되어 기밀 밀봉되며,
    상기 전극군의 상부와 상기 홈 가공부의 하부면 사이에, 개구와 상기 개구의 단부로부터 연장되는 칼집을 낸 부분을 구비한 원형 절연판이 배치되어 있음과 동시에,
    상기 원형 절연판의 상기 칼집을 낸 부분의 내주부측은 상기 칼집을 낸 부분의 외주부측으로부터 융기되어 있는 것을 특징으로 하는 비수성 전해액 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 개구는 반원호형으로 만곡된 형상으로 형성되어 있고, 상기 개구의 내주부는 상기 전극군의 중심부에 대응하는 부분을 덮도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 비수성 전해액 이차 전지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 칼집을 낸 부분은 상기 반원호형으로 만곡된 개구의 외주부의 반경 방향에 따라 상기 개구의 단부로부터 양측으로 연장하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 비수성 전해액 이차 전지.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 칼집을 낸 부분은 상기 반원호형으로 만곡된 개구의 내주부의 일단부로부터 직선상으로 연장하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 비수성 전해액 이차 전지.
  5. 세퍼레이터를 개재시켜 정극과 부극이 서로 대향하여 나선형으로 권취된 전극군을 수용한 외장캔의 상부에 절연 패킹을 개재시켜 밀봉체를 장착한 후, 상기 외장캔의 밀봉부를 코킹함으로써 밀봉하여 제조하며,
    상기 전극군의 상부에, 반원호형으로 만곡된 개구 및 상기 반원호형으로 만곡된 개구의 단부로부터 연장되는 칼집을 낸 부분을 구비한 원형 절연판을 배치한 후, 이 전극군을 외장캔 내에 수용하는 수용 공정,
    상기 전극군이 수용된 외장캔의 상부의 상기 원형 절연판이 배치된 위치와 거의 동일한 위치에 상기 외장캔의 외부로부터 내부를 향하여 돌출하는 홈 가공부를 형성하는 홈 가공 공정, 및
    상기 홈 가공부의 상부에 절연 패킹을 개재시켜 밀봉체를 장착한 후, 상기 외장캔의 밀봉부를 코킹하는 밀봉 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 비수성 전해액 이차 전지의 제조 방법.
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