KR20090104642A - Secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 2차 전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전극판 단부(端部)가 절연 테이프로 덮여 보호되고 있는 전극판을 가지는 2차 전지에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to a secondary battery. More specifically, It is related with the secondary battery which has an electrode plate in which the electrode plate edge part is covered and protected by the insulating tape.
휴대 전화기로 대표되는 휴대 단말 등의 각종 전자 기기 등에 있어서는, 그 전원으로서 여러 가지 타입의 전지가 사용되고 있다. 또한, 근래의 환경보호 운동의 고조를 배경으로 이산화탄소 가스 등의 배출 규제가 강화되고 있어 자동차 업계에서는 가솔린, 디젤유, 천연가스 등의 화석연료를 사용하는 자동차뿐만 아니라, 전기 자동차 (EV)나 하이브리드 전기 자동차 (HEV) 개발이 활발하게 행해지고 있다. 덧붙여서, 근래의 화석연료 가격의 급격한 상승은 이러한 EV나 HEV의 개발을 진행시키는 순풍이 되고 있다.In various electronic devices such as portable terminals such as mobile phones, various types of batteries are used as the power source. In addition, due to the recent increase in environmental protection movements, emission regulations such as carbon dioxide gas are being tightened.In the automobile industry, not only automobiles using fossil fuels such as gasoline, diesel oil and natural gas, but also electric vehicles (EVs) and hybrids Electric vehicle (HEV) development is being actively carried out. In addition, the recent sharp rise in fossil fuel prices has become a favorable wind for advancing the development of these EVs and HEVs.
이와 같은 용도에 사용되는 2차 전지로는, 리튬 이온 전지로 대표되는 비수 전해질 2차 전지, 니켈-수소 전지 등으로 대표되는 알칼리 축전지가 알려져 있다. 그 중에서도 리튬 이온 전지로 대표되는 비수 전해질 2차 전지는, 예를 들면, 작동 전압이 높고 (3V 이상), 수용액계 전지에 비해 이론 에너지 밀도가 높으며, 게다가 자기 방전이 적고, 더욱이 작동 온도 범위가 넓으며, 내누액성도 우수하다는 등의 뛰어난 특성을 가지고 있는 것으로부터 그 용도가 확대되어 오고 있다.As a secondary battery used for such a use, the alkali storage battery represented by the nonaqueous electrolyte secondary battery represented by a lithium ion battery, nickel-hydrogen battery, etc. is known. Among them, a nonaqueous electrolyte secondary battery represented by a lithium ion battery has a high operating voltage (3 V or more), a higher theoretical energy density than an aqueous solution battery, and also a lower self discharge, and furthermore, a low operating temperature range. Its use has been expanded due to its excellent characteristics such as being wide and having excellent leakage resistance.
이러한 2차 전지는, 예를 들면, 정극 극판과 부극 극판이 세퍼레이터를 통하여 편평상으로 권회 (卷回)된 권회 전극군과, 이 권회 전극군 및 소정량의 전해액을 수용할 수 있는 크기를 가져, 위쪽이 개구한 각형 전지 외장체와, 이 전지 외장체의 위쪽 개구에 삽입되어 각형 전지 외장체의 개구를 밀폐 상태로 봉지함과 동시에 정극 단자 및 부극 단자가 형성된 봉구체로 구성되어 있다. 이 전지를 조립할 때에는 우선, 각형 전지 외장체 내에 편평상의 권회 전극군을 수용한 후 정극 극판 및 부극 극판 각각의 집전체를 정극 단자 내지 부극 단자에 용접하고, 그 다음에 전지 외장체의 개구부에 봉구체를 용접해, 봉구체에 마련된 주입 구멍으로부터 전해액을 주입한 후, 이 주입 구멍을 봉지함으로써 조립되고 있다.Such a secondary battery has, for example, a wound electrode group in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are wound in a flat manner through a separator, a wound electrode group, and a size that can accommodate a predetermined amount of electrolyte solution. And a rectangular battery outer shell having an upper opening, and a sealing body having a positive electrode terminal and a negative electrode terminal inserted into the upper opening of the battery outer package and sealing the opening of the rectangular battery outer package in a sealed state. When assembling this battery, first, a flat wound electrode group is accommodated in a rectangular battery outer package, and the current collectors of each of the positive electrode plate and the negative electrode plate are welded to the positive electrode terminal or the negative electrode terminal, and then the rods of the battery outer package are sealed. The spheres are welded, the electrolyte is injected from the injection holes provided in the sealing body, and then assembled by sealing the injection holes.
그런데 이런 종류의 2차 전지는 어떠한 원인으로 내부에서 단락이 발생하는 일이 있다. 이와 같은 내부 단락이 발생하면, 제품 불량이 될 뿐만 아니라 파열 내지 발화 사고를 유발하게 된다. 특히, 리튬 이온 전지로 대표되는 비수 전해질 2차 전지는 고용량 및 고출력 특성을 가지고 있으므로, 내부 단락이 발생하면 전지에 수납되어 있는 전극체와 비수 전해질 사이에 화학반응이 일어나, 전지 내부의 압력이 비정상적으로 상승해 전지가 파열 내지 발화하는 일이 있다. 그래서 이와 같은 전지에는, 내부 단락이 발생하기 쉬운 개소에 절연 테이프를 붙여 단락을 방지하는 기술이 제안되고 있다 (예를 들면 하기 특허 문헌 1~4 참조).By the way, this type of secondary battery may cause a short circuit inside for some reason. When such an internal short circuit occurs, not only the product is defective but also causes a rupture or fire. In particular, the nonaqueous electrolyte secondary battery represented by a lithium ion battery has high capacity and high output characteristics. Therefore, when an internal short circuit occurs, a chemical reaction occurs between the electrode body stored in the battery and the nonaqueous electrolyte, and the pressure inside the battery is abnormal. Rises and the battery may burst or ignite. Therefore, the technique which prevents a short circuit by attaching an insulating tape to the location which an internal short circuit tends to produce is proposed in such a battery (for example, refer following patent documents 1-4).
여기서, 도 6 및 도 7을 참조해 하기 특허 문헌 1 및 2에 개시되어 있는 전지의 단락 방지 기술에 대해 설명한다. 또한, 도 6A는 하기 특허 문헌 1에 나타나 있는 전극재 단부의 평면도, 도 6B는 도 6A의 VIB-VIB선에 따른 단면도, 도 6C는 하기 특허 문헌 1에 종래예로 개시되어 있는 전극재 단부의 종단면도이다. 또, 도 7A는 하기 특허 문헌 2에 개시되어 있는 전극판의 평면도이며, 도 7B는 도 7A의 VIIB-VIIB선에 따른 단면도이다.Here, with reference to FIG. 6 and FIG. 7, the short circuit prevention technique of the battery disclosed by following patent documents 1 and 2 is demonstrated. 6A is a plan view of an electrode material end shown in the following Patent Document 1, FIG. 6B is a sectional view taken along the line VIB-VIB in FIG. 6A, and FIG. 6C is an end of the electrode material disclosed as a prior art example in Patent Document 1 below. Longitudinal section. 7A is a plan view of the electrode plate disclosed in Patent Document 2 below, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line VIIB-VIIB in FIG. 7A.
하기 특허 문헌 1에 개시되어 있는 전극재 단부 (50)는 종래 기술의 전극재 단부 (50A)(도 6C 참조)를 개량한 것이다. 이 전극재 단부 (50)는 도 6A 및 도 6B에 나타내는 바와 같이, 전극 집전체 (51)에 형성된 전극 활물질층 (52)의 일부를 없앤 영역 (51a)을 형성해, 이 영역 (51a)에 수지 테이프 (53)를 붙임으로써 수지 테이프 (53)가 마련된 부분의 두께 H1가 전극 활물질층 (52)이 형성되어 있는 부분의 두께 H2와 대충 같아지도록 한 것이다.The electrode material end
이와 같은 구성으로 하면, 도 6C에 나타낸 전극재 단부 (50A)와 대비하면 명확한 바와 같이, 수지 테이프 (53)를 형성한 부분과 전극 활물질층 (52)을 형성한 부분 사이에 단차가 없어진다. 그 때문에, 하기 특허 문헌 1에 개시되어 있는 발명에서는, 수지 테이프 (53)에 의해서, 전극재를 재단할 때에 생기는 버 (burr)나, 전극 단자가 부극 및 정극의 단부에 용접될 때에 생기는 전극 단자와의 단차 부분이 얇은 겔상 전해질층을 뚫어 찢어 다른 쪽의 전극에 접촉해 전기적인 단락이 발생하는 것이 방지된다고 하는 효과를 일으키는 것이다.With such a configuration, as is clear from the electrode
또, 하기 특허 문헌 2에 개시되어 있는 전극판 (54)은 도 7A 및 도 7B에 나타낸 것처럼, 전극재 (55)의 표면에 활물질 (56)을 도포할 때에, 도포 시단 (始端) 및 도포 종단 (終端)에 형성되는 돌출부 (a 및 a')를 절연부재 (57)로 피복한 것이 다. 이 절연부재 (57)의 기재는 전해액이 투과 가능한 다공질재로 형성되어 있다. 또, 전극판 (54)의 활물질 (56)이 도포되어 있지 않은 영역에 집전탭 (58)이 마련되어 있다.In addition, as shown in FIGS. 7A and 7B, the
이와 같이, 절연부재 (57)로 활물질 (56)의 도포 시단 및 도포 종단으로 할 수 있는 돌출부 (a, a')를 피복하면, 정부 양(兩) 전극 간의 접촉 및 돌출부 (a, a')와의 접촉에 의한 세퍼레이터의 손상이 방지된다. 따라서, 이 절연부재 (57)는 양 전극판을 전기적으로 절연하는 한편으로, 다공질재로 형성되어 있기 때문에, 전해액의 이동이 용이하게 되어, 양 전극판 간의 전기적 단락 발생 및 전지 용량 감소를 방지할 수 있다고 하는 효과를 나타내는 것이다.In this way, when the protruding portions (a, a ') serving as the coating start and end of the
더욱이, 전극 합제의 도포 단부에 리튬 이온 불투과성 테이프를 피복해, 정극과 대향하지 않는 부분의 부극 반응을 억제해 비수 전해질 2차 전지의 보존 특성을 향상시킨 것 (예를 들면, 하기 특허 문헌 3 참조), 혹은 정극 표면의 일단 (一端) 주변을 절연성 테이프로 덮어, 전극판의 절단면에 발생하는 버가 다른 극판과 접촉하는 것을 방지하도록 한 비수 전해질 2차 전지 (예를 들면, 하기 특허 문헌 4 참조)의 발명도 알려져 있다.Furthermore, the lithium ion impermeable tape was coated on the coated end of the electrode mixture to suppress the negative electrode reaction at the portion not facing the positive electrode, thereby improving the storage characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery (for example, Patent Document 3 below). Or a nonaqueous electrolyte secondary battery (for example, Patent Document 4 described below) covered with an insulating tape around one end of the positive electrode surface to prevent burrs generated on the cut surface of the electrode plate from contacting other electrode plates. Is also known.
특허 문헌 1: 일본 특개 2000-188115호 공보 (단락〔0008〕~〔0011〕, 도 3, 도 9)Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-188115 (paragraphs [0008] to [0011], Figs. 3 and 9)
특허 문헌 2: 일본 특개 2006-128106호 공보 (단락〔0017〕, 도 2, 도 3)Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-128106 (paragraph [0017], Fig. 2, Fig. 3)
특허 문헌 3: 일본 특개평 9-134719호 공보 (단락〔0006〕, 도 2, 도 3)Patent document 3: Unexamined-Japanese-Patent No. 9-134719 (paragraph [0006], FIG. 2, FIG. 3)
특허 문헌 4: 일본 특개 2001-76758호 공보(단락〔0040〕~〔0041〕, 도 2)Patent Document 4: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-76758 (paragraphs [0040] to [0041], FIG. 2)
상기 특허 문헌 1~4에 나타내고 있는 전극재 단부의 구성을 채용하면, 일단 제작된 비수 전해질 2차 전지의 전극 간에 발생하기 쉬운 단락 등을 방지할 수 있다고 하는 효과를 나타낸다.When the structure of the electrode material edge part shown to the said patent documents 1-4 is employ | adopted, the effect that the short circuit etc. which occur easily between electrodes of the nonaqueous electrolyte secondary battery produced once can be prevented.
그런데 정극 극판 및 부극 극판은, 모두 긴 띠 모양 전극 시트를 이용해 이러한 전극 시트에 정극 활물질층 내지 부극 활물질층을 소정의 방법으로 도포한 후에, 개개의 전극 분(分)의 길이로 절단하는 공정을 거쳐 제작되고 있다. 이 긴 전극 시트에 대한 활물질층의 도포는, 1개 분의 전극 형성에 필요한 길이 분만큼 도포한 후에, 활물질층을 도포하지 않은 심체 노출부를 마련하고, 추가로 다음 전극 분의 활물질층을 도포한다고 하는 조작을 반복해 도포하는, 이른바 간헐적으로 도포하는 도포법 (이하, 「간헐 도포 방법」이라고 한다)과 심체 노출부를 긴 방향과 직교하는 측의 일단에 위치시켜 연속해 도포하는 도포법 (이하, 「연속 도포 방법」이라고 한다)이 있다. 또한, 이 심체 노출부는 집전탭을 고정하기 위해서 마련되는 것이다.By the way, the positive electrode plate and the negative electrode plate both apply a positive electrode active material layer to a negative electrode active material layer to a predetermined method on such an electrode sheet using a long strip-shaped electrode sheet, and then cut the lengths of the individual electrodes. After being produced. Application | coating of the active material layer to this long electrode sheet, after apply | coating for the length required for one electrode formation, provides the core exposed part which has not apply | coated the active material layer, and also apply | coats the active material layer for the next electrode. The so-called intermittent coating method (hereinafter referred to as the "intermittent coating method") to apply the repeated operation to apply, and the coating method to continuously apply the core exposed portion at one end of the side orthogonal to the long direction (hereinafter, `` Continuous coating method ''). Moreover, this core exposed part is provided in order to fix a collector tab.
상술한 바와 같은 연속 도포 방법을 채용하면, 긴 전극 시트의 절단시에는 활물질층 및 활물질층을 지지하는 집전체가 동시에 절단되게 된다. 그 때문에 집전체의 절단면에는 버 돌기가 발생하고, 또, 절단시의 충격에 의해 활물질층의 단면 및 단면 부근은 불안정한 상태가 되므로, 활물질층이 미끄러져 떨어지기 (滑落) 쉬워진다. 또한, 간헐 도포 방법의 경우는, 심체 노출부에서 절단하므로, 절단에 의한 활물질층이 미끄러져 떨어지는 문제는 발생하지 않는다. 그렇지만, 간헐 도포 방법의 경우는, 활물질층의 도포의 도포 시작부와 도포 마지막부에 돌출부가 생기므로, 상기 특허 문헌 2에 나타내고 있듯이, 수지 테이프의 첩부 (貼付)가 필요하게 된다.When the continuous coating method as described above is adopted, the active material layer and the current collector supporting the active material layer are simultaneously cut at the time of cutting the long electrode sheet. Therefore, projections are generated on the cut surface of the current collector, and the cross section and the vicinity of the cross section of the active material layer are in an unstable state due to the impact at the time of cutting, so that the active material layer is easily slipped off. In addition, in the case of the intermittent coating method, since it cuts in a core exposed part, the problem which an active material layer slips by cutting does not arise. However, in the case of the intermittent coating method, since protrusions are formed at the beginning and the end of the application of the coating of the active material layer, as shown in Patent Document 2, the sticking of the resin tape is necessary.
상술한 바와 같은 연속 도포 방법을 채용해 활물질층을 형성한 정극 극판 및 부극 극판은, 다음의 조립 공정에 있어서, 세퍼레이터를 사이에 개재하고 적층 내지 권회된다. 그때, 정극 극판 및 부극 극판의 절단면은 활물질층이 미끄러져 떨어지기 쉬워지고 있으므로, 충격 등에 의해서 활물질층이 미끄러져 떨어질 우려가 있다. 활물질층이 미끄러져 떨어지면, 이 미끄러져 떨어진 활물질층이 전지 조립 후에 전지 내부를 이동해 내부 단락의 원인이 된다. 그래서 상기 특허 문헌 1에 개시되어 있는 종래 기술 (도 6C 참조)과 같이 전극판의 절단면에 점착성 테이프를 붙여 활물질이 미끄러져 떨어지는 것을 방지하는 방법이 생각되지만, 전극판의 절단면에 점착성 테이프를 붙이면, 이 테이프에 마련한 접착제가 전해액을 흡수해 세퍼레이터 내의 전해액을 고갈시켜 버리는 일이 있다. 이와 같이 세퍼레이터 내의 전해액이 고갈되면 정극 재료가 석출해 내부 단락의 원인이 된다.The positive electrode plate and the negative electrode plate in which the active material layer is formed by employing the continuous coating method as described above are laminated or wound between the separators in the following assembling step. In that case, since the active material layer is easy to slip off the cut surface of a positive electrode plate and a negative electrode plate, there exists a possibility that an active material layer may slide off by an impact etc .. When the active material layer slips off, the slipped active material layer moves inside the battery after battery assembly and causes internal short circuits. Thus, as in the prior art disclosed in Patent Document 1 (see Fig. 6C), a method of sticking an adhesive tape to the cut surface of the electrode plate to prevent the active material from slipping is considered. However, when the adhesive tape is attached to the cut surface of the electrode plate, The adhesive provided in this tape may absorb electrolyte solution and may deplete electrolyte solution in a separator. As described above, when the electrolyte in the separator is depleted, the positive electrode material precipitates and causes an internal short circuit.
이러한 관점으로부터 보면, 종래예와 같게 전극재의 단부에 테이프를 접착재로 첩부하면, 테이프에 칠해진 접착제가 전해액을 흡수하여, 전지 내의 전해액을 고갈시켜 버릴 우려가 있다. 그렇지만, 상기 특허 문헌 1~4에 개시되어 있는 발명에서는 이와 같은 전극재의 단부에 테이프를 접착재로 첩부했을 경우의 전해액의 고갈의 문제점에 대해서는 아무것도 고려되어 있지 않다.From this point of view, if the tape is affixed to the end of the electrode material with the adhesive as in the prior art, there is a fear that the adhesive applied to the tape absorbs the electrolyte and depletes the electrolyte in the battery. However, in the invention disclosed in the patent documents 1 to 4, nothing is considered about the problem of exhaustion of the electrolyte when the tape is attached to the end of such an electrode material with an adhesive.
예를 들면, 상기 특허 문헌 1에 개시되어 있는 종래 기술 (도 6C 참조)의 전극재 단부 (50A)는 수지 테이프의 접착제가 활물질과 전면적으로 첩착 (貼着)되어 있으므로, 접착제가 전해액을 흡수하여, 세퍼레이터 내의 전해액을 고갈시켜 버릴 우려가 있다. 한편, 특허 문헌 1에 개시되어 있는 개량된 발명에 대응하는 전극재 단부 (50)의 구성(도 6A 및 도 6B 참조)에서는, 연속 도포 방법에 의해 제작한 긴 모양의 전극판을 활물질층이 존재하는 부분에서 절단한 후, 심체 위에 형성된 활물질층을 없앰으로써 심체 노출부를 마련했을 경우, 활물질층의 단부가 수지 테이프로 덮이지 않기 때문에, 활물질층이 미끄러져 떨어질 우려가 있다. 또, 간헐 도포 방법에 의해 심체 노출부를 마련하고, 이 부분을 절단하는 경우, 활물질층을 절단하고 있지 않기 때문에, 활물질층을 절단했을 때에 생기는 활물질층이 미끄러져 떨어지는 문제점은 존재하지 않는다. 또한, 상기 특허 문헌 2의 전극재 단부의 구조는, 간헐 도포 방법에 의해 심체 노출부를 마련하고, 이 부분을 절단하는 것으로서 활물질층을 절단하고 있지 않기 때문에, 활물질층을 절단했을 때에 생기는 활물질층이 미끄러져 떨어지는 문제점은 존재하지 않는다. 또, 상기 특허 문헌 3, 4에도 활물질층을 절단했을 때에 생기는 활물질의 미끄러져 떨어짐, 이동 및 전해액의 고갈에 관해서는 아무것도 언급되어 있지 않다.For example, the electrode
본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 전극판 단부를 절연 테이프로 덮어 보호할 때에, 활물질의 미끄러져 떨어짐 및 이동이 생기지 않도록 함과 동시에 전해액의 고갈을 억제하고, 전극판 간의 전기적 단락의 발생 및 전지 용량의 감소를 방지한 2차 전지를 제공하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to prevent the active material from slipping and moving when the electrode plate ends are covered with an insulating tape, thereby preventing the exhaustion of the electrolyte, and It is to provide a secondary battery which prevents occurrence of electrical short circuit between plates and reduction of battery capacity.
본 발명의 2차 전지는, 정극 집전체의 표면에 정극 활물질층을 형성한 정극 극판 및 부극 집전체의 표면에 부극 활물질층을 형성한 부극 극판 중 적어도 한쪽에, 그 활물질층 부분을 포함한 절단 단부에 절연 테이프를 붙여 상기 정극 극판 및 부극 극판의 사이에 세퍼레이터를 개재시켜 서로 적층 또는 권회한 전극군을 전해액과 함께 전지 외장체 내에 밀폐한 2차 전지에 있어서,The secondary battery of the present invention has a cut end including at least one of the positive electrode plate having the positive electrode active material layer formed on the surface of the positive electrode current collector and the negative electrode plate having the negative electrode active material layer formed on the surface of the negative electrode current collector including the active material layer portion thereof. In the secondary battery in which the electrode group which laminated | stacked or wound each other and laminated | stacked with each other through the separator between the said positive electrode plate and the negative electrode plate with an insulating tape was sealed in the battery exterior body with electrolyte solution,
상기 절연 테이프는 접착제가 도포된 접착제 도포 영역과 접착제가 도포되어 있지 않은 접착제 미도포 영역을 가지는 점착성 절연 테이프로 이루어지고,The insulating tape is composed of an adhesive insulating tape having an adhesive application region to which the adhesive is applied and an uncoated adhesive region to which the adhesive is not applied,
상기 절연 테이프를, 상기 접착제 미도포 영역이 상기 절연 테이프를 붙인 전극판의 활물질층 위의 중심 방향에 위치하도록, 또한 상기 접착제 도포 영역의 일부가 상기 절단 단부측의 활물질층 위에 위치하도록 첩부한 것을 특징으로 한다.The insulating tape is affixed so that the adhesive uncoated region is located in the center direction on the active material layer of the electrode plate to which the insulating tape is attached, and a part of the adhesive coating region is located on the active material layer on the cut end side. It features.
본 발명의 2차 전지에 의하면, 점착성 절연 테이프는, 접착제 미도포 영역이 절연 테이프를 붙인 전극판의 활물질층 위의 중심 방향에 위치하도록, 또한 접착제 도포 영역의 일부가 절단 단부측의 활물질층 위에 위치하도록 첩부되어 있다. 이 절연 테이프의 첩부에 의해, 접착제 도포 영역이 활물질층의 표면에 맞닿고 있으므로, 절단 단부측의 활물질층이 미끄러져 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 또, 접착제 미도포 영역은, 접착제가 마련되어 있지 않기 때문에, 전해액을 흡수하는 일이 없다. 접착제 미도포 영역은, 절연 테이프 단부의 세퍼레이터에 근접하는 부분에 마련되어 있기 때문에 접착제에 의한 절연 테이프 단부 근방의 세퍼레이터 중의 전해액의 흡수를 방지할 수 있다. 또, 전극군이 형성된 상태에서는, 절연 테이프의 접착제 미도포부인 영역이 활물질층 방향으로 꽉 눌러지기 때문에, 접착제부에 전해액이 닿기 어려워져, 접착제에 의한 전해액의 흡수가 억제된다. 또한, 접착제 미도포 영역이 절단 단부 근방의 활물질 위에 배치되어 있으므로, 종래예와 같은 폭의 절연 테이프를 사용해도, 활물질층 위에 위치하는 절연 테이프의 접착재 도포부의 영역이 좁아지므로, 접착제가 흡수하는 전해액의 양을 최소한으로 할 수 있다. 따라서 본 발명의 2차 전지에 의하면, 활물질의 미끄러져 떨어짐 및 이동이 생기기 어려워져, 전해액의 고갈이 억제되므로, 전극판 간의 전기적 단락의 발생 및 전지 용량의 감소를 억제한 2차 전지를 얻을 수 있다.According to the secondary battery of the present invention, the adhesive insulating tape has a portion of the adhesive coating region on the active material layer on the cut end side such that the adhesive uncoated region is located in the center direction on the active material layer of the electrode plate with the insulating tape. It is affixed so that it may be located. Since the adhesive application area | region is abutting on the surface of an active material layer by the sticking of this insulating tape, it can prevent that the active material layer of a cutting edge side slips off. Moreover, since an adhesive agent is not apply | coated the adhesive agent is not provided, it does not absorb electrolyte solution. Since the adhesive uncoated region is provided at a portion near the separator at the end of the insulating tape, absorption of the electrolyte solution in the separator near the end of the insulating tape by the adhesive can be prevented. Moreover, in the state in which the electrode group was formed, since the area | region which is an adhesive agent uncoated part of an insulating tape is pressed firmly to an active material layer direction, it becomes difficult to contact electrolyte solution to an adhesive part, and absorption of the electrolyte solution by an adhesive agent is suppressed. In addition, since the uncoated area of the adhesive is disposed on the active material near the cut end portion, even if an insulating tape having the same width as in the prior art is used, the area of the adhesive material applying portion of the insulating tape positioned on the active material layer is narrowed, so that the electrolyte solution absorbed by the adhesive You can minimize the amount of. Therefore, according to the secondary battery of the present invention, slipping and movement of the active material are less likely to occur, and depletion of the electrolyte is suppressed, so that a secondary battery having suppressed the occurrence of an electrical short between the electrode plates and a decrease in battery capacity can be obtained. have.
또한, 본 발명의 2차 전지는 전극군이 정극 극판 및 부극 극판 사이에 세퍼레이터를 개재시켜 서로 적층한 전극군이나 권회한 전극군의 경우에도 적용 가능하다. 또한, 권회한 전극군의 경우에 있어서는, 원통형 권회 전극군, 타원상의 권회 전극군, 나아가서는 편평상의 권회 전극군에 대해서도 적용 가능하다.Moreover, the secondary battery of this invention is applicable also to the case of the electrode group in which the electrode group laminated | stacked on each other through the separator between the positive electrode plate and the negative electrode plate, or the wound electrode group. Moreover, in the case of the wound electrode group, it is applicable also to a cylindrical wound electrode group, an elliptical wound electrode group, and also a flat wound electrode group.
본 발명의 2차 전지에 있어서는, 상기 정극 극판 및 부극 극판은 표리 양면에 활물질층이 형성되어 있고, 상기 절연 테이프는 상기 절단부를 포함한 상기 절단부측의 양면에 첩부되어 있는 것이 바람직하다.In the secondary battery of the present invention, it is preferable that the positive electrode plate and the negative electrode plate have active material layers formed on both sides of the front and back, and the insulating tape is affixed on both sides of the cut portion side including the cut portion.
본 발명의 2차 전지에 의하면, 정극 극판 및 부극 극판은 표리 양면에 활물질층이 형성되어 있고, 절연 테이프는 절단부를 포함한 절단부측의 양면에 첩부되어 있으므로 상기 본 발명의 효과를 나타내면서도 전지 용량을 올릴 수 있게 된다. 또, 절연 테이프가 절단부를 포함한 근방을 덮도록 붙일 수 있으므로, 보다 효과적으로 활물질의 미끄러져 떨어짐 및 이동을 억제할 수 있다.According to the secondary battery of the present invention, the positive electrode plate and the negative electrode plate have active material layers formed on both sides of the front and back sides, and the insulating tape is affixed on both sides of the side of the cut portion including the cut portion. I can raise it. Moreover, since the insulating tape can be stuck so as to cover the vicinity including the cutout portion, slipping and moving of the active material can be suppressed more effectively.
또, 본 발명의 2차 전지에 있어서는, 상기 절연 테이프는 양 단부에 접착제가 도포되지 않는 접착제 미도포 영역을 가지고, 이러한 접착제 미도포 영역 사이에 접착제가 도포된 접착제 도포 영역이 마련되어 있는 것이 바람직하다.Moreover, in the secondary battery of this invention, it is preferable that the said insulating tape has the adhesive agent uncoated area | region to which the adhesive agent is not apply | coated at both ends, and the adhesive agent application | coating area | region to which the adhesive agent was apply | coated between these uncoated area | regions is provided. .
본 발명의 절연 테이프를 사용하면, 절곡하여 한 장의 전극판의 단부 양면에 첩부할 수도, 다른 2장의 전극판의 단부에 한 번에 첩부할 수도 있다. 특히 후자의 구성을 채용하면, 첩부도 용이하고, 제조 효율이 향상하기 때문에 양산 용도에 최적이 된다.When the insulating tape of this invention is used, it can be bent and affixed on both ends of one electrode plate, or can be affixed on the edge part of two other electrode plates at once. In particular, when the latter configuration is adopted, the affixation is also easy, and the production efficiency is improved, so that the mass production is optimal.
또, 본 발명의 2차 전지에 있어서는, 접착제 도포 영역 폭과 활물질층 위의 중심 방향에 위치하는 접착제 미도포 영역 폭의 합에 대한 접착제 도포 영역 폭의 비율이 25~95%이며, 절단 단부측의 활물질 위에 위치하는 접착제 도포 영역 폭이 1.5 mm 이상이며, 절단 단부측의 활물질 위에 위치하지 않는 접착제 도포 영역 폭이 1.5 mm 이상인 것이 바람직하다.Moreover, in the secondary battery of this invention, the ratio of the adhesive application area | region width with respect to the sum of the adhesive application area | region width and the width | variety of the adhesive agent uncoated area | region located in the center direction on an active material layer is 25 to 95%, and is a cutting edge side It is preferable that the width | variety of the adhesive agent application area | region located on the active material of is 1.5 mm or more, and the width | variety of the adhesive agent application area | region which is not located on the active material by the cutting edge side is 1.5 mm or more.
본 발명의 2차 전지에 있어서, 접착제 도포 영역 폭과 활물질층 위의 중심 방향에 위치하는 접착제 미도포 영역 폭의 합에 대한 접착제 도포 영역 폭의 비율을 25~95%로 하고, 절단 단부측의 활물질 위에 위치하는 접착제 도포 영역 폭이 1.5 mm 이상, 또한 절단 단부측의 활물질 위에 위치하지 않는 접착제 도포 영역 폭이 1.5 mm 이상으로 하면, 각종 크기의 극판에 있어서도 활물질의 미끄러져 떨어짐 및 이동을 없게 하고, 전해액의 고갈을 최소한으로 하여, 전극판 간의 전기적 단락의 발생 및 전지 용량의 감소를 방지할 수 있게 된다.In the secondary battery of the present invention, the ratio of the adhesive coating area width to the sum of the adhesive coating area width and the width of the adhesive uncoated area located in the center direction on the active material layer is 25 to 95%, When the width of the adhesive coating area located on the active material is 1.5 mm or more and the width of the adhesive coating area not on the active material on the cut end side is 1.5 mm or more, the active material is prevented from slipping and moving even in various sizes of electrode plates. By minimizing the depletion of the electrolyte solution, it is possible to prevent the occurrence of an electrical short between the electrode plates and the reduction of the battery capacity.
이하, 도면을 참조해 본 발명의 최선의 실시 형태를 설명한다. 단, 이하에 나타내는 실시 형태는 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 2차 전지의 일례로서 각형 비수 전해질 2차 전지를 예시하는 것이며, 본 발명을 이 각형 비수 전해질 2차 전지로 특정하는 것을 의도하는 것은 아니고, 특허청구범위에 포함되는 그 외의 실시 형태의 것도 동일하게 적응할 수 있는 것이다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the best embodiment of this invention is described with reference to drawings. However, the embodiment shown below illustrates a rectangular nonaqueous electrolyte secondary battery as an example of a secondary battery for incorporating the technical idea of this invention, and intends to specify this invention to this rectangular nonaqueous electrolyte secondary battery. The other embodiments included in the claims can be similarly adapted.
또한, 도 1A는 본 발명의 실시 형태에 관련되는 각형 비수 전해질 2차 전지의 내부 구조를 나타내는 정면도이며, 도 1B는 도 1A의 IB-IB 선에 따른 단면도이다. 도 2A는 전극 시트를 나타내는 평면도이며, 도 2B는 도 2A의 전극 시트를 절단해 양단에 절연 테이프를 붙인 정극 극판의 평면도이다. 도 3은 도 2B의 III-III 선의 단면도이다. 도 4는 정극 극판 및 부극 극판과 세퍼레이터의 배치를 모식하여 나타낸 단면도이다. 도 5는 별개의 실시 형태인 다른 절연 테이프를 사용한 전극체의 단부를 나타낸 확대 측면도이다.1A is a front view showing the internal structure of the square nonaqueous electrolyte secondary battery according to the embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a sectional view taken along the line IB-IB in FIG. 1A. FIG. 2A is a plan view showing an electrode sheet, and FIG. 2B is a plan view of a positive electrode plate in which the electrode sheet of FIG. 2A is cut and pasted with insulating tape at both ends. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 2B. 4 is a cross-sectional view schematically showing the arrangement of the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator. FIG. 5 is an enlarged side view showing an end portion of an electrode body using another insulating tape as another embodiment. FIG.
최초로 본 실시 형태와 관련되는 2차 전지의 일례로서 각형 비수 전해질 2차 전지를 도 1 및 도 2를 이용해 설명한다. 이 각형 비수 전해질 2차 전지 (10)는, 정극 극판 (14) 및 부극 극판 (15)이 세퍼레이터 (도시 생략)를 통하여 권회된 편평상 권회 전극군 (11)을 각형 전지 외장체 (12)의 내부에 수용하고, 봉구판 (13)에 의해서 전지 외장체 (12)를 밀폐한 것이다.First, as an example of the secondary battery which concerns on this embodiment, a rectangular nonaqueous electrolyte secondary battery is demonstrated using FIG. The rectangular nonaqueous electrolyte
이 편평상의 권회 전극군 (11)은 권회축 방향의 적어도 한쪽 측의 단부에 정극 활물질층 (14b)을 형성하지 않는 정극 심체 노출부 (14a) 및 부극 활물질층 (15b)을 형성하지 않는 부극 심체 노출부 (15a)를 구비하고 있다. 정극 심체 노출부 (14a)는 정극 집전체 (161)를 통하여 정극 단자 (17)에 접속되고, 부극 심체 노출부 (15a)는 부극 집전체 (18)를 통하여 부극 단자 (19)에 접속되어 있다. 정극 단자 (17), 부극 단자 (19)는 각각 절연부재 (20, 21)를 통하여 봉구판 (13)에 고정되어 있다.This flat
이 각형 비수 전해질 2차 전지 (10)는 편평상의 권회 전극군 (11)을 전지 외장체 (12) 내에 삽입한 후, 봉구판 (13)을 전지 외장체 (12)의 개구부에 레이저 용접하고, 그 후 전해액 주액 구멍 (도시하지 않음)으로부터 비수 전해액을 주액하고, 이 전해액 주액 구멍을 밀폐함으로써 제작되고 있다.The rectangular nonaqueous electrolyte
이러한 정극 극판 (14) 및 부극 극판 (15) 중, 적어도 한쪽의 정극 극판 (14)의 권회 방향과 직교하는 방향의 절단 단부는 절연 테이프 (22)로 덮여, 활물질의 미끄러져 떨어짐, 이동을 없앰과 동시에 전해액의 고갈을 억제하는 구성으로 되어 있다. 여기서, 도 2 및 도 3을 참조하여, 정극 극판 (14)의 제작 방법 및 이 정극 극판 (14)에 첩부되는 절연 테이프 (22)의 구성에 대해 설명한다.Of these
정극 극판 (14)은, 도 2A에 나타내는 긴 정극 전극 시트 (14T)를 이용해 이 정극 전극 시트 (14T)를 개개의 전지 셀 분의 길이로 절단함으로써 제작된다. 이 긴 정극 전극 시트 (14T)는 길이 방향으로 소정의 길이 및 이 길이 방향과 직교하는 방향으로 소정의 폭 길이를 가지는 긴 정극 심체 시트를 이용하고, 이 정극 심체 시트의 표리 양면에 정극 활물질을 포함하는 합제가 도포되어 정극 활물질층 (14b) 이 형성된다. 이 정극 심체 시트로는, 알루미늄, 스테인리스 강, 니켈, 티탄 또는 이들의 합금으로 이루어지고, 얇은 박 (箔) 모양으로 한 것이 사용된다.The
정극 활물질층 (14b)은 길이 방향, 이 방향은 권회 방향으로 되고 있지만, 그 일단부에, 소정 폭 길이에 걸쳐서 정극 활물질층 (14b)을 도포하지 않는 미도포 영역을 마련해 정극 심체 (14c)를 노출시킨 정극 심체 노출부 (14a)가 형성되어 있다. 이 정극 심체 노출부 (14a)는 권회 후에 묶여서 정극 집전체 받이 부품 (162)과 함께 정극 집전체 (161)가 용접된다 (도 1 참조). 정극 활물질층 (14b)에는, 예를 들면 코발트산 리튬 등을 포함하는 것이 사용된다. 또한, 이 정극 활물질층 (14b)은 공지의 방법으로 형성된다.Although the positive electrode
긴 정극 전극 시트 (14T)는 도 2A의 점선 (a) 부분에서 절단되어 1개의 전지용 정극 극판 (14)이 제작된다. 긴 정극 전극 시트 (14T)가 절단되면 절단된 전극판의 양 단부는 정극 활물질층 (14b) 및 정극 심체 (14c)가 절단되어 있으므로, 정극 심체 (14c)의 단면에는 버 돌기가 발생하고, 또 절단시의 충격에 의해 정극 활물질층 (14b)의 단면이 미끄러져 떨어지기 쉬워지고 있다. 그래서 이러한 적어도 한쪽측의 단부에 절연 테이프 (22)를 첩부함으로써 보호한다. 이 절연 테이프 (22)는 표리 2매의 절연 테이프 (22A, 22B)가 사용된다.The long
이러한 절연 테이프 (22A, 22B)는 일부에 접착제 (23)를 도포한 점착성 절연 테이프로 이루어지고, 모두 같은 구성이 되고 있다. 이러한 절연 테이프 (22A, 22B)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 길이 방향으로 소정의 길이 (L) 및 이 길이 방 향과 직교하는 방향으로 소정의 폭 길이를 가져, 일면에 접착제를 도포하지 않은 접착제 미도포 영역 (L1)와 접착제를 도포한 접착제 도포 영역 (L2)을 가지는 테이프가 사용된다. 테이프 기재로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 나일론, 염화 비닐, 테플론 (등록상표), 폴리이미드, 카프톤 (등록상표), 폴리페닐렌설파이드 등이 사용된다. 또, 접착제로는 아크릴계, 실리콘계, 고무계 점착제 등이 사용된다.These insulating
이러한 절연 테이프 (22A, 22B)는 예를 들면 도 2B에 나타내는 바와 같이 정극 극판 (14)의 양 단부 (14d)에 첩부된다. 각 절연 테이프 (22A, 22B)의 첩부는 도 3에 나타낸 바와 같이, 각각의 절연 테이프 (22A, 22B)를 접착제 미도포 영역 (L1)이 단부 (14d)로부터 중심 측으로 향하여, 접착제 도포 영역 (L2)의 일부 영역 (L21)이 단부 (14d)의 정극 활물질층 (14b) 위에 첩부되고, 나머지 영역 (L22)이 양 테이프 (22A, 22B)끼리 첩착되도록 하여 첩부된다. 즉, 접착제 미도포 영역 (L1)이 단부 (14d)로부터 정극 활물질층 (14b)의 형성 영역측 (중심측)에 가까운 개소에 위치하고, 접착제 도포 영역 (L2)의 일부 영역 (L21)이 단부 (14d)의 정극 활물질층 (14b) 위에 첩부된다. 이 첩부에 의해, 접착제 미도포 영역 (L1)은 정극 활물질층 (14b)의 표면에 맞닿으므로 정극 활물질층 (14b)이 미끄러져 떨어지는 것이 방지된다. 또, 이 영역 (L1)에는, 접착제가 마련되지 않기 때문에, 전해액을 흡수하는 일이 없다. 접착제 미도포 영역은 절연 테이프 단부의 세퍼레이터에 근접하는 부분 에 마련되어 있기 때문에, 접착제에 의한 절연 테이프 단부 근방의 세퍼레이터 중의 전해액의 흡수를 방지할 수 있다. 또, 전극군이 형성된 상태에서는, 절연 테이프의 접착제 미도포부인 영역 (L1)이 활물질층 방향으로 꽉 눌러지기 때문에, 접착제부에 전해액이 닿기 어려워져 접착제에 의한 전해액의 흡수가 억제된다. 더욱이, 접착제 도포 영역 (L2)의 일부 영역 (L21)이 단부 (14d)의 정극 활물질층 (14b) 위에 첩부되지만, 절연 테이프 (22A, 22B)의 폭이 종래예와 같아도, 종래예와 비교하면 정극 활물질층 (14b) 위에 첨부되는 접착제 도포 영역 (L2)의 일부 영역 (L21)의 영역은 좁아지므로 전해액의 흡수를 최소한으로 억제할 수 있게 된다.Such insulating
절연 테이프 (22)의 전체의 길이 (L)와 접착제 도포 영역 (L2)과의 관계는, 접착제 도포 영역 (L2)을 테이프 길이 (L)에 대해서 25~95%의 범위, 보다 바람직하게는 40~60%의 범위로 설정된다. 이 범위로 설정하면 테이프 붙이기가 용이하게 되고, 게다가 활물질이 미끄러져 떨어지는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또, 사이클 특성 (액체 고갈의 억제)이 양호하게 된다. 또, 활물질층의 미끄러져 떨어짐을 효과적으로 방지하려면, L21 및 L22를 각각 1.5 mm 이상으로 하는 것이 바람직하다.Relationship with the insulating tape (22) total length (L) of the adhesive applied area (L 2) is an adhesive application area (L 2) and more preferably range between 25 and 95% with respect to the tape length (L) Is set in the range of 40 to 60%. When it is set in this range, tape sticking becomes easy and it can prevent effectively that an active material slips. Moreover, cycling characteristics (inhibition of liquid exhaustion) become favorable. In order to effectively prevent slipping of the active material layer, it is preferable that L 21 and L 22 be 1.5 mm or more, respectively.
부극 극판 (15)도 정극 극판 (14)과 같게, 긴 부극 전극 시트를 이용해 이 부극 전극 시트를 개개의 전지 셀 분의 길이로 절단함으로써 제작된다. 부극 활물질로는 예를 들면 흑연 분말이 사용된다. 또, 이 부극 활물질이 도포되는 부극 집 전체로는 구리박이 사용된다.Like the
정극 극판 (14)의 단부에는, 절연 테이프 (22)를 첩부했지만, 이 부극 극판 (15)의 단부에도 같은 절연 테이프를 첩부해도 된다. 그러나 이 절연 테이프 (22)는 정극 극판 (14)에 붙이는 것이 바람직하다. 그 이유는 통상, 부극 극판 (15)은 정극 극판 (14)보다 폭 및 길이를 크게 하므로 정극 극판 (14)의 단부 (14d)는 부극 활물질층과 대향한다. 이 때문에, 정극 극판 단부 (14d)에서의 버 돌기 및 활물질의 미끄러져 떨어짐에 의한 관통이 염려되므로, 정극 극판의 단부 (14d)에 적용하면 보다 효과적으로 되기 때문이다.Although the insulating
절연 테이프 (22)는 같은 구성을 가지는 2개의 테이프 (22A, 22B)를 세트로 하여 사용하면, 정극 극판의 단부 (14d)에 대해 붙이기가 용이하게 되어, 양산 효율을 올릴 수 있다. 예를 들면, 1개의 테이프로 붙이기를 실시하려고 하면, 이 테이프는 절곡 및 단련 작업 등이 필요해 첩부 작업이 번거롭게 된다.When the insulating
또, 이 절연 테이프 (22)는 도 5에 나타내는 접착제 도포 영역의 양단에 각각 접착제 미도포 영역 (L1, L3)을 마련한 절연 테이프 (22A', 22B')를 사용하면, 테이프의 방향성이 없어져 테이프종(種)을 반감할 수 있다. 즉, 2개의 테이프 (22A, 22B)를 극판 시단, 종단에 대하여 첩부하려고 하면, 4개의 테이프종을 사용하게 되어 비용적으로 불리하게 된다. 따라서 접착제 도포 영역의 양단에 각각 접착제 미도포 영역 (L1, L3)을 마련한 절연 테이프 (22A', 22B')를 사용하면, 테이프의 방향성이 없어져, 극판 시단, 종단에 관계없이, 상하 첩합분의 2개의 테이프종 만으로 붙이기가 가능해진다.In addition, the use of the insulating
도 5에 나타내는, 접착제 도포 영역의 양단에 각각 접착제 미도포 영역 (L1, L3)을 마련한 절연 테이프 (22A', 22B')를 사용하는 경우는, 접착제 도포 영역 폭 (L2)과 활물질층 위의 중심 방향에 위치하는 접착제 미도포 영역 폭 (L1)의 합에 대한 접착제 도포 영역 폭 (L2)의 비율이 25~95%의 범위, 보다 바람직하게는 40~60%의 범위로 설정되는 것이 바람직하다. 이 범위로 설정하면, 테이프 붙이기가 용이하게 되고, 게다가 활물질의 미끄러져 떨어짐을 효과적으로 방지할 수 있다. 또, 사이클 특성 (액체 고갈의 억제)이 양호하게 된다. 또, 활물질층의 미끄러져 떨어짐을 효과적으로 방지하려면 L21 및 L22를 각각 1.5 mm 이상으로 하는 것이 바람직하다.Figure 5 represents in each adhesive at both ends of the adhesive application zone uncoated region (L 1, L 3) to provided insulation tape (22A ', 22B'), if used, the adhesive area applied with a width (L 2) and the active material The ratio of the adhesive coating area width L 2 to the sum of the adhesive uncoated area width L 1 located in the center direction on the layer is in the range of 25 to 95%, more preferably in the range of 40 to 60%. It is preferable to be set. When it is set in this range, tape sticking becomes easy, and also slipping of an active material can be prevented effectively. Moreover, cycling characteristics (inhibition of liquid exhaustion) become favorable. In order to effectively prevent slipping of the active material layer, it is preferable that L 21 and L 22 be 1.5 mm or more, respectively.
또한, 세퍼레이터 (24)는 소정의 기계적 강도를 가지는 절연성의 미다공성 막, 예를 들면 폴리에틸렌제의 미다공성 막이 사용된다. 전해액으로는 예를 들면, 에틸렌 카보네이트 (EC):메틸 에틸 카보네이트 (MEC):디메틸 카보네이트 (DMC) = 30:30:40으로 이루어진 유기용매에 전해질로서 LiPF6를 1 mol/L가 되도록 용해한 것이 사용된다.As the
이 각형 비수 전해질 2차 전지 (10)는 우선, 정극 극판 (14)에 절연 테이프 (22)를 첩부하고, 부극 극판 (15)과의 사이에 세퍼레이터 (24)를 개재시켜, 편평상의 권회 전극군 (11)이 형성된다. 이 편평상의 권회 전극군 (11)은 정극 극판 (14)의 정극 심체 노출부 (14a)와 부극 극판 (15)의 부극 심체 노출부 (15a)가 각각 대향하는 전극의 활물질층과 겹치지 않도록 비켜 놓고, 폴리에틸렌제 다공질 세퍼레이터를 통하여 권회하여, 양측에 각각 복수의 정극 심체 노출부 (15a)와 복수의 부극 심체 노출부 (16a)가 형성된 편평상의 권회 전극군 (11)을 제작한다. 그 다음에, 이 편평상의 권회 전극군 (11)에서의 정극 심체 노출부 (14a)를 묶어, 이 묶은 정극 심체 노출부 (14a)의 양측에서 정극 집전체 (161) 및 정극 집전체 받이 부품 (162)을 맞닿게 해, 정극 집전체 (161)를 정극 심체 노출부 (14a)에 용접한다. 이와 같이 하여, 부극 극판 (15)의 부극 심체 노출부 (15a)에 부극 집전체 (18)를 용접한다.The rectangular nonaqueous electrolyte
그 다음에, 정극 집전체 (161)를 봉구판 (13)에 형성된 정극 단자 (17)에 용접하고, 부극 집전체 (18)를 봉구판 (13)에 형성된 부극 단자 (19)에 용접한다. 그 후, 권회 전극체 (11)를 전지 외장체 (12) 내에 삽입하고, 봉구판 (13)을 전지 외장체 (12)의 개구에 감합해, 봉구판 (13)과 전지 외장체 (12)의 사이를, 예를 들면 레이저 용접에 의해 용접한다. 그 후, 봉구판 (13) 전지 외장체의 전해액 주입 구멍 (도시하지 않음)으로부터 전해액을 주입한 후, 전해액 주입 구멍을 밀봉함으로써 각형 비수 전해질 2차 전지 (10)가 완성된다.Next, the positive electrode current collector 16 1 is welded to the
이와 같은 구성의 권회 전극군 (11)에 있어서는, 절연 테이프 (22)의 접착제 미도포 영역 (L1)이 단부 (14d)로부터 정극 활물질층 (14b) 형성 영역측에 가까운 개소에 위치해, 접착제 도포 영역 (L2)의 일부 영역 (L21)이 정극 극판 (14)의 단부 (14d)의 정극 활물질층 (14b) 위에 첩부된다. 이 절연 테이프 (14)의 첩부에 의해, 접착제 미도포 영역 (L1)은 정극 활물질층 (14b)의 표면에 맞닿게 하므로, 정극 활물질층 (14b)의 미끄러져 떨어짐을 방지할 수 있다. 또, 이 접착제 미도포 영역 (L1)에는, 접착제가 마련되어 있지 않기 때문에, 전해액을 흡수하는 일이 없다. 또, 접착제 도포 영역 (L2)의 일부 영역 (L21)만이 정극 극판 (14)의 단부 (14d)의 정극 활물질층 (14b) 위에 첩부되므로, 이 첩부 영역은 종래예의 것과 비교하면 좁기 때문에, 전해액의 흡수를 최소한으로 할 수 있다.In the
[실시예 1, 2 및 비교예][Examples 1 and 2 and Comparative Examples]
알루미늄박제 정극 심체 (14c)의 양면에 정극 활물질층 (14b)을 도포하고, 건조, 압연 후, 폭 방향의 한쪽 단부측에 띠 모양의 정극 심체 노출부 (14a)가 형성되도록 슬릿하여 실시예 및 비교예로 사용하는 정극 극판 (14)을 제작했다. 동일하게, 구리박제 부극 심체의 양면에 부극 활물질층을 도포하고, 건조, 압연 후, 폭 방향의 한쪽 단부측에 띠 모양의 부극 심체 노출부 (15a)가 형성되도록 슬릿하여 실시예 1, 2 및 비교예로 사용하는 부극 극판 (15)을 제작했다.The positive electrode
그리고 실시예 1 및 2의 정극 극판에 있어서는, 도 3에 나타낸 배치가 되도록 정극 극판 (14)의 양면에 절연 테이프 (22A 및 22B)를 첩부했다. 또한, 실시예 1의 정극 극판에 있어서는 접착재 도포 폭 L2 = 4 mm, 미도포부 폭 L1 = 3 mm, 정극 활물질 위에 위치하는 접착제 도포 영역 폭 L21 = 2 mm, 정극 활물질 위에 위치하지 않는 접착제 도포 영역 폭 L22 = 2 mm로 하고, 실시예 2의 정극 극판에 있어서는 접착재 도포 폭 L2 = 8 mm, 미도포부 폭 L1 = 7 mm, 정극 활물질 위에 위치하는 접착제 도포 영역 폭 L21 = 4 mm, 정극 활물질 위에 위치하지 않는 접착제 도포 영역 폭 L22 = 4 mm로 했다. 또, 비교예의 정극 극판으로는 접착재 도포 폭을 7 mm, 활물질 위에 위치하는 접착제 도포 영역 폭 L21 = 3.5 mm, 활물질 위에 위치하지 않는 접착제 도포 영역 폭 L22 = 3.5 mm로 하고, 미도포 폭은 없다고 보았다.In the positive electrode plates of Examples 1 and 2, insulating
이와 같이 하여 제작된 실시예 1, 2 및 비교예의 정극 극판을 각각 이용하고, 전술한 바와 같이 하여 실시예 1, 2 및 비교예의 각형 비수 전해질 2차 전지를 제작했다. 이러한 각형 2차 전지를 이용하여 이하의 고온 보존 시험을 실시했다. 결과를 정리하여 표 1에 나타냈다.Thus, the rectangular nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 1, 2 and Comparative Example were produced as described above using the positive electrode plates of Examples 1, 2 and Comparative Example, respectively. The following high temperature storage test was done using this rectangular secondary battery. The results are summarized in Table 1.
고온 보존 테스트는, 충방전 사이클의 초기에 있어서, 방전 상태의 실시예 1, 2 및 비교예의 각형 비수 전해질 2차 전지를 70℃에서 23일간 보존하고, 보존 종료 후에 비수 전해질 2차 전지를 해체해, 눈으로 세퍼레이터의 변색 정도를 검사함으로써 전해액 고갈의 정도를 검사했다. 결과를 정리하여 표 1에 나타냈다. 또한, 별도 실시예 1, 2의 각형 비수 전해질 2차 전지 및 절연 테이프를 첩부하지 않은 전극판을 이용한 각형 비수 전해질 2차 전지의 사이클 특성을 조사했지만, 실시예 1, 2의 각형 비수 전해질 2차 전지는 절연 테이프를 첩부하지 않은 전극판을 이 용한 각형 비수 전해질 2차 전지와 동등한 사이클 특성을 나타냈다. 따라서 본 발명의 방법에 의해 절연 테이프를 첩부했을 경우, 사이클 특성을 저하시킬 일은 없다고 생각된다.In the high temperature storage test, the rectangular nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 1, 2 and Comparative Examples in a discharged state are stored at 70 ° C. for 23 days at the beginning of the charge / discharge cycle, and after completion of storage, the nonaqueous electrolyte secondary batteries are disassembled. The degree of electrolyte depletion was examined by visually inspecting the degree of discoloration of the separator. The results are summarized in Table 1. In addition, the cycle characteristics of the rectangular nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 1 and 2 and the nonaqueous electrolyte secondary battery using the electrode plate without affixing the insulating tape were examined, but the rectangular nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 1 and 2 were examined. The battery exhibited the same cycle characteristics as that of the square nonaqueous electrolyte secondary battery using an electrode plate without affixing an insulating tape. Therefore, when the insulating tape is affixed by the method of this invention, it is thought that a cycle characteristic will not be reduced.
표 1에 나타낸 결과로부터, 본 발명의 비수 전해질 2차 전지에 의하면 활물질층 위에 접착재가 도포되어 있지 않은 영역을 남김으로써 전면에 접착재가 도포되어 있는 비교예의 것과 비교하면 전해액의 흡수량이 감소하고 있는 것이 확인되었다. 또한, 실시예에 있어서는, 정극 극판 및 부극 극판의 사이에 세퍼레이터를 개재시켜 서로 편평상으로 권회한 권회 전극군을 이용했을 경우에 대해 설명했지만, 본 발명의 2차 전지는 전극군이 정극 극판 및 부극 극판의 사이에 세퍼레이터를 개재시켜 서로 적층한 적층형의 전극군이나, 권회한 전극군의 경우에 있어서는 원통상의 권회 전극군, 타원상의 권회 전극군의 경우에 있어서도 같은 작용·효과를 발생시킨다.From the results shown in Table 1, according to the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the absorption amount of the electrolyte solution is reduced compared to that of the comparative example in which the adhesive material is applied to the entire surface by leaving the region where the adhesive material is not applied on the active material layer. Confirmed. In addition, although the Example demonstrated the case where the wound electrode group wound around each other in the planar manner using the separator between the positive electrode plate and the negative electrode plate was used, the electrode group of this invention has a positive electrode plate and In the case of a laminated electrode group laminated with each other with a separator interposed between the negative electrode plates, and in the case of a wound electrode group, the same effects and effects are generated in the case of a cylindrical wound electrode group and an elliptic wound electrode group.
도 1의 도 1A는 본 발명의 실시 형태와 관련되는 각형 비수 전해질 2차 전지의 내부 구조를 나타낸 정면도이며, 도 1B는 도 1A의 IB-IB 선에 따른 단면도이다.FIG. 1A of FIG. 1 is a front view showing the internal structure of the square nonaqueous electrolyte secondary battery according to the embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a sectional view taken along the line IB-IB of FIG. 1A.
도 2의 도 2A는 전극 시트를 나타내는 평면도이며, 도 2B는 도 2A의 전극 시트를 절단해 양단에 절연 테이프를 붙인 정극 극판의 평면도이다.FIG. 2A of FIG. 2 is a plan view showing an electrode sheet, and FIG. 2B is a plan view of a positive electrode plate in which the electrode sheet of FIG. 2A is cut and pasted with insulating tape at both ends.
도 3은 도 2B의 III-III 선의 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 2B.
도 4는 정극 극판 및 부극 극판과 세퍼레이터의 배치를 모식하여 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view schematically showing the arrangement of the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator.
도 5는 별개의 실시 형태인 다른 절연 테이프를 사용한 전극체의 단부를 나타낸 확대 측면도이다.FIG. 5 is an enlarged side view showing an end portion of an electrode body using another insulating tape as another embodiment. FIG.
도 6의 도 6A는 종래예의 전극재 단부의 평면도, 도 6B는 도 6A의 VIB-VIB 선에 따른 단면도, 도 6C는 별개의 종래예의 전극재 단부의 종단면도이다.6A of FIG. 6 is a plan view of the electrode material end of a prior art example, FIG. 6B is a sectional view along the VIB-VIB line of FIG. 6A, and FIG. 6C is a longitudinal cross-sectional view of the electrode material end of a separate conventional example.
도 7의 도 7A는 별개의 종래예의 전극판의 평면도이며, 도 7B는 도 7A의 VIIB-VIIB 선에 따른 단면도이다.7A is a plan view of an electrode plate of a separate conventional example, and FIG. 7B is a sectional view taken along the line VIIB-VIIB in FIG. 7A.
<부호의 설명><Code description>
10: 비수 전해질 2차 전지, 11: 권회 전극군, 12: 전지 외장체, 13: 봉구판, 14: 정극 극판, 14a: 정극 심체 노출부, 14b: 정극 활물질층, 14c: 정극 심체, 14d: (정극판의) 단부, 14T: 정극 전극 시트, 15: 부극 극판, 15a: 부극 심체 노출부, 161: 정극 집전체, 162: 정극 집전체 받이 부품, 17: 정극 단자, 18: 부극 집전체, 19: 부극 단자, 20, 21: 절연 부재 22, 22A, 22B: 절연 테이프, 23: 접착재, 24: 세퍼레이터, L1: 접착제 미도포 영역, L2: 접착제 도포 영역, L3: 접착제 미도포 영역DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: nonaqueous electrolyte secondary battery, 11: wound electrode group, 12: battery exterior body, 13: sealing plate, 14: positive electrode plate, 14a: positive electrode core exposed part, 14b: positive electrode active material layer, 14c: positive electrode core, 14d: End part (of the positive electrode plate), 14 T : positive electrode sheet, 15: negative electrode plate, 15a: negative electrode core exposed portion, 16 1 : positive electrode current collector, 16 2 : positive electrode collector receiving part, 17: positive electrode terminal, 18: negative electrode collector, 19: negative electrode terminal, 20, 21: insulating
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