KR20120048666A - 편평형 비수계 이차전지 - Google Patents
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Abstract
양극(＋) 활물질을 구비한 양극판과, 음극(－) 활물질을 구비한 음극판과, 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 배치되는 다공질 절연체를 구비한 편평형 비수계 이차전지에 있어서, 상기 다공질 절연체를 개재시켜 겹쳐진 상기 양극판 및 상기 음극판으로 이루어지는 적층 전극체는, 3바퀴 이상 권회(捲回)되어 횡단면이 편평한 형상의 전극군을 형성하고, 상기 전극군은, 평판형상의 스트레이트부와 만곡된 한 쌍의 코너부로 이루어지며, 상기 전극군은, 고정 부재에 의해 느슨해지지 않도록 고정되고, 상기 코너부에 있어서, 상기 적층 전극체가 인접하는 둘레 사이 중, 적어도 2곳에는 틈새가 존재하고, 인접하는 적어도 2곳의 상기 틈새에서, 내주(內周)측의 상기 틈새의 크기는 외주(外周)측의 상기 틈새의 크기보다 큰 관계를 갖는다.
Description
본 발명은, 편평형 비수계 이차전지용 전극군을 이용한 편평형 비수계 이차전지에 관한 것이다.
최근, 휴대용 전자기기의 전원으로서 이용이 확대되고 있는 리튬 이차전지는, 음극(－)판에 리튬의 흡장(吸藏)·방출이 가능한 탄소질 재료 등을 이용하고, 양극(＋)판에 LiCoO2 등의 전이금속과 리튬의 복합 산화물을 활물질로서 이용하고 있다. 이에 따라, 고전위이며 고방전 용량인 이차전지를 실현하고 있으나, 최근의 전자기기 및 통신기기의 다기능화에 수반하여 더욱 고용량화가 기대되고 있다. 전자기기 및 통신기기에서는 전지를 수용하는 공간이 각형(직방체)인 경우가 많으므로, 발전(發電)요소를 전지 케이스에 수용한 편평형 비수계 이차전지가 사용되는 일이 많다.
여기서, 고용량의 이차전지를 실현하기 위한 전극판으로는, 양극판 및 음극판 모두, 각각의 구성재료를 도료화한 합제도료를 집전체 상에 도포 건조 후, 프레스 등에 의해 규정 두께까지 압축하는 방법이 이용되고 있다. 이때, 프레스함으로써 보다 많은 활물질을 충전하여 활물질 밀도를 높게 할 수 있으며, 한층 더 고용량화가 가능해진다.
그러나, 전극판의 활물질 밀도를 높게 하면 충방전 시에 전극판이 팽창되기 쉬워지고, 결과적으로 전극군의 두께가 증가하여 규정된 두께의 상한을 초과해 버린다.
그래서, 양극판과 음극판을 다공질 절연체를 개재하여 권회(捲回)할 시에, 전극판 사이에 틈새가 생기도록 전극군 코너부에 직사각형의 스페이서(spacer)를 끼워서 권회하고, 전극군을 제작한 후에 스페이서를 제거하여 코너부에 틈새를 형성함으로써, 전극판의 팽창을 코너부 틈새에서 흡수하는 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
또, 충방전 시 전극군의 팽창량을 측정하고, 이 팽창량을 흡수할 수 있도록, 전극군의 폭에서 평탄부 길이와 만곡부(彎曲部)의 길이를 팽창량의 크기를 고려하여 결정하는 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조).
또, 양극판과 음극판을 다공질 절연체를 개재하고 권회하여 전극군을 제작한 후, 상기 전극군의 축에서 멀어지는 방향으로 전극군의 공동부(空洞部)를 넓히고, 전극군을 외측에서부터 압축하여 편평형 형상으로 하여, 전극군이 원래의 형상으로 복원하는 것을 억제하는 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 3 참조).
상술한 특허문헌 1에 기재된 종래 기술은, 전극군 최외주(最外周)의 일부는 마감 테이프로 고정되어 있으므로, 충방전 시의 전극판의 팽창은, 항상 감김이 시작되는 측을 향해 누적되어 가고, 전(全)팽창량을 흡수하는 것은 곤란했다. 이를 방지하기 위해, 각 권회층에 전극판의 팽창량 이상 크기의 틈새를 형성하는 것이 생각되나, 코너부에서 충방전 시에 충분한 전기화학 반응을 얻지 못해 전지 용량을 저하시켜 버림과 동시에, 각 권회층이 느슨하게 감기므로 전극군 반송(搬送) 시에 전극군이 축방향에서 어긋나게 감겨 양극판과 음극판이 접촉하여 단락을 일으킨다는 과제가 있었다.
특허문헌 2에 기재된 종래 기술에서는, 물성값이 다른 여러 가지 전극판 및 여러 가지 다공질 절연체의 팽창량을 사전에 조사하여 측정할 필요가 있고, 개발 기간의 장기화 및 전극판이나 다공질 절연체의 두께나 장력 등의 가공값이나 생산 조건을 엄격하게 관리해야 해서, 생산 원가가 높아진다는 과제가 있었다.
특허문헌 3에 기재된 종래 기술에서는, 전극군의 공동부에 지그를 넣어 넓힐 시에, 지그와 전극판 및 다공질 절연체 등의 부재와의 마찰계수가 높으면 생산 중에 부재가 파단(破斷)되어 버린다는 과제가 있었다.
본 발명은, 상기 종래의 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 충방전 시 전극판의 팽창을 처리하여, 전지의 두께 증가를 억제한 편평형 비수계 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 편평형 비수계 이차전지는, 양극 활물질을 구비한 양극판과, 음극 활물질을 구비한 음극판과, 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 배치되는 다공질 절연체를 구비하고, 상기 다공질 절연체를 개재시켜 겹쳐진 상기 양극판 및 상기 음극판으로 이루어지는 적층 전극체는, 3바퀴 이상 권회되어 횡단면이 편평한 형상의 전극군을 형성하고, 상기 전극군은, 평판형상의 스트레이트부와 만곡된 한 쌍의 코너부로 이루어지며, 상기 전극군은, 고정 부재에 의해 느슨해지지 않도록 고정되고, 상기 코너부에 있어서, 상기 적층 전극체의 인접하는 둘레 사이 중, 적어도 2곳에는 틈새가 존재하고, 인접하는 적어도 2곳의 상기 틈새에서, 내주(內周)측의 상기 틈새의 크기는 외주(外周)측의 상기 틈새의 크기보다 큰 관계를 갖는 것이다. 전극군이 고정 부재에 의해 느슨해지지 않도록 고정되어 있다는 것은, 전극군의 최외주에 존재하는 적층 전극체의 권회 단부(端部)가, 고정 부재에 의해 전극군에 고정되어 있다는 것이다. 틈새의 크기란, 적층 전극체가 인접하는 둘레 사이의 간격을 말한다. 인접하는 틈새란, 사이에 밀착 부분이 끼여 있는 것도 포함된다.
가장 내주측에 존재하는 상기 틈새의 크기가, 모든 틈새의 크기 중에서 가장 커도 된다.
상기 틈새가 3곳 이상 존재하고, 가장 내주측에 존재하는 상기 틈새 이외의 틈새 크기가 서로 실질적으로 동일해도 된다.
상기 틈새가 3곳 이상 존재하고, 상기 틈새의 크기는 외주측에서 내주측을 향함에 따라 크게 되어도 된다.
상기 고정 부재는, 상기 전극군을 비수 전해액과 함께 봉입(封入)하는 전지 케이스라도 된다.
상기 고정 부재는 점착 테이프라도 된다.
전극군의 횡단면은 상하, 좌우 비대칭이라도 된다.
본 발명에 의하면, 전극군 코너부에서 적층 전극체 사이에 틈새가 형성되고, 인접하는 틈새에 있어서, 내주측 틈새의 크기가 외주측 틈새의 크기 이상이므로, 이 틈새에서 충방전 시에 발생하는 전극판의 팽창을 흡수하며, 또한 외주측에서 내주측을 향해 누적되어 오는 전극판의 팽창을 내주측의 큰 틈새에서 흡수함에 따라, 전극군의 팽창을 억제하고 전지의 두께 증가를 억제한 편평형 비수계 이차전지를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1(a)는 실시형태에 관한 편평형 비수계 이차전지의 일 실시형태의 전극군 단면도이고, 도 1(b)는 적층 전극체의 확대 단면도이다.
도 2는 전극군 코너부의 일부 단면도이다.
도 3은 실시형태에 관한 편평형 비수계 이차전지의 일부 결절(缺切) 사시도이다.
도 4(a)는 실시형태에 관한 전극군의 감김 상태를 나타내는 도이며, 도 4(b)는 코너부의 감김 상태를 나타내는 도이고, 도 4(c)는 동일 부재를 보내는 상태를 나타내는 도이며, 도 4(d)는 스트레이트부의 감김 상태를 나타내는 도이다.
도 5(a)는 사전 검토예에 관한 전극군의 단면도이고, 도 5(b)는 전극군 코너부의 일부 단면도이다.
도 6은 다른 사전 검토예에 관한 전극군의 제조 상태도이다.
도 2는 전극군 코너부의 일부 단면도이다.
도 3은 실시형태에 관한 편평형 비수계 이차전지의 일부 결절(缺切) 사시도이다.
도 4(a)는 실시형태에 관한 전극군의 감김 상태를 나타내는 도이며, 도 4(b)는 코너부의 감김 상태를 나타내는 도이고, 도 4(c)는 동일 부재를 보내는 상태를 나타내는 도이며, 도 4(d)는 스트레이트부의 감김 상태를 나타내는 도이다.
도 5(a)는 사전 검토예에 관한 전극군의 단면도이고, 도 5(b)는 전극군 코너부의 일부 단면도이다.
도 6은 다른 사전 검토예에 관한 전극군의 제조 상태도이다.
실시형태를 설명하기 전에, 본원 발명자가 검토한 것을 이하에 설명한다.
도 5는 본원 발명자가 검토한 검토예의 전극군이다. 도 5(a)에 나타내는 전극군(100) 충방전 시의 팽창(109)과 팽창(110)을 방지하기 위해, 도 5(b)에 나타내듯이 사전에 전극판의 팽창량을 측정하여 두고, 이 팽창량과 동일 크기의 틈새(101)를, 각 권회층에 스페이서(108)를 삽입하여 등간격의 틈새(101)를 형성했었다. 그러나, 도 5(a)에 나타내듯이, 전극군(100)의 최외주(最外周) 일부는 마감 테이프(102)로 고정되므로 충방전 시에 전극판이 팽창되어도, 이 팽창(109) 및 팽창(110)은 감김이 끝나는 측으로 이동하지 못하고, 항상 감김이 시작되는 측을 향해 누적되어 오므로, 전(全)팽창량을 흡수하는 것은 어려웠다. 여기서, 도 5(b)에서는 스페이서(108)를 전극군(100)으로부터 빼낸 상태를 나타낸다.
그 때문에, 도 5(b)에 나타내듯이, 감김이 끝나는 측에서 감김이 시작되는 측의 각 권회층에 전극판(103)의 팽창량 이상의 크기의 틈새(101)를 형성한 경우는, 코너부(106)에서 충방전 시에 충분한 전기화학 반응을 얻지 못하고 전지 용량을 저하시키는 특성 불량과, 또 각 권회층이 느슨해져 있으므로 전극군(100) 반송 시 전극판(103)이 축방향에서 어긋나게 감겨 양극판과 음극판이 접촉하여 단락을 일으킨다는 과제가 생겼다.
또, 제조방법의 관점에서 도 5(a) 및 도 5(b)에 나타내듯이, 전극군(100)의 전극판(103) 사이에 스페이서(108)를 끼워 틈새(101)를 형성한 경우, 전극군(100) 코너부(106)를 미시적(微視的)으로 보면, 전극판(103)에는 스페이서(108)의 형상이 전사(轉寫)되며, 근사적(近似的)으로는 각진 2정점(頂点)을 구비하는 사다리꼴 형상(105)으로 형성된다. 이 때문에, 전극군(100) 코너부(106)의 전극판(103)의 팽창(109)은, 상기 스페이서(108)에 의해 형성된 틈새에서 흡수되나, 스트레이트부(107)의 전극판(103) 장축(長軸)방향으로의 팽창(110)은, 코너부(106)의 전극판(103)이 두께를 늘려 팽창(109)된다. 여기서, 사다리꼴 형상(105)의 각진 2정점이 다음 권회층의 전극판(103)에 높은 압력으로 접촉함으로써, 장축방향으로 미끄러지는 것이 극히 어려워지고, 틈새(101)에서는 팽창(110)을 흡수할 수 없게 된다. 최종적으로는 사다리꼴 형상(105)의 각진 2정점을 고정(固定)점으로 하여 스트레이트부(107)의 전극판(103)이 휘고, 각 권회층에는 성긴 부분이나 촘촘한 부분이 형성된다. 그리고, 이 층 사이가 촘촘하게 된 부분에는 큰 전류가 흘러 발열을 일으키고, 다공질 절연체를 파괴시켜 내부단락에 이른다는 과제가 생겼다.
그래서, 충방전 시 팽창량을 측정하고, 이 팽창량을 흡수할 수 있도록, 전극군의 폭에서 스트레이트부의 길이와 코너부의 길이를, 팽창량의 크기를 고려하여 결정하는 것을 생각했으나, 물성값이 다른 여러 가지 전극판 및 여러 가지 다공질 절연체의 팽창량을 사전에 조사하여 측정할 필요가 있고, 개발 시간의 장기화 및 전극판이나 다공질 절연체의 두께나 장력 등의 가공값이나 생산 조건을 엄격하게 관리해야 해서, 생산 원가가 높아진다는 과제가 생겼다.
다음에, 전극군을 권회에 의해 제작한 후, 전극군의 축에서 멀어지는 방향으로 전극군 내측의 공동부를 넓혀, 전극군을 외측에서 압축해서 편평형 형상으로 하여, 전극군이 원래의 형상으로 복원하는 것을 억제하는 다른 사전 검토예를 생각했으나, 도 6에 나타내듯이 전극군(100)의 공동부에 지그(112)를 넣어 넓힐 시에, 지그(112)와 전극판 및 다공질 절연체 등의 부재(111)와의 마찰계수가 높으면, 생산 중에 부재(111)가 파단되어 버린다는 과제가 생겼다.
상술한 바와 같이 여러 가지 검토를 거듭하여, 본원 발명에 이르렀다. 이하에 실시형태를 설명한다.
(제 1 실시형태)
도 1은, 음극판(2), 양극판(3) 및 다공질 절연체(4)로 이루어지는 적층 전극체(36)를 3바퀴 이상 권회하여 제작한 전극군(1)을 나타낸다. 전극군(1)은, 장축(5)과 이 장축(5)에 평행인 평판형상의 스트레이트부(6)와, 장축(5) 상에 각 권회층의 정점(12)을 구비하여 스트레이트부(6)의 종단과 정점(12)을 곡선으로 이은 만곡된 한 쌍의 코너부(7)에 의해 구성된다. 또, 전극군(1)은, 전극판의 느슨함을 막는 종단(終端) 테이프(고정 부재, 점착 테이프)(8)에 의해 고정된다. 또, 충방전 시 전극판 스트레이트부(6)의 팽창(10)과 코너부(7)의 팽창(9)을 화살표로 나타낸다.
또, 도 2(a)는 전극군(1)의 코너부(7)의 일부 단면이다. 코너부(7)는, 장축(5) 상에 각 권회층의 정점(12)을 구비하고, 이 정점(12)과 스트레이트부(6)의 종단을 곡선으로 연결하여 곡선형상으로 하며, 또 코너부(7)의 전극판과 다공질 절연체(4) 사이에 형성되는 틈새(13a∼13c)를 나타낸다.
본 실시형태에서는 도 2(a)에 나타내듯이, 틈새(13a∼13c)의 크기가 다르도록 구성하고, 또한 내주측의 틈새(13a)가 크고, 외주측이 될수록 틈새(13b)가 작아지도록 구성한다.
여기서, 도 1에 나타내는 전극군(1)을 충방전하는 경우는, 음극판(2)에 리튬이온이 삽입되고, 음극판(2)이 두께방향으로 팽창되므로 팽창(9) 및 팽창(10)이 발생한다. 각 권회층의 적층 전극체(36)가 강하게 밀접하는 코너부(7)는, 감김이 끝나는 부분을 종단 테이프(8)로 고정하므로 팽창(9)이 전극군(1)의 외주방향으로 이동하지 못해 구속(拘束)이 약한 내주측으로 이동해 가고, 마지막에는 스트레이트부(6)로 이동하여 스트레이트 형상으로 형성된 적층 전극체(36)를 휘게 하여 팽창(9)을 흡수한다는 것을 발견했다. 또, 적층 전극체(36)의 휨이 원인으로, 전극군(1)은 각 권회층의 층 사이에 성긴 부분이나 촘촘한 부분이 형성된다는 것을 발견했다.
적층 전극체(36)가 물결형상으로 휘어 각 권회층의 층 사이에 성긴 부분이나 촘촘한 부분이 형성된 상기 전극군(1)을 충방전하면, 층 사이가 성긴 부분에서는 충분한 전기화학 반응을 얻지 못하고 전지특성 불량을 일으킨다. 한편, 층 사이가 촘촘한 부분은, 전극판이 국소적으로 팽창되기 쉬워지고, 또한 큰 전류가 흘러 발열을 일으켜 다공질 절연체(4)를 파괴시켜 내부단락에 이를 가능성이 있다는 것을 발견했다.
이는 충방전 시에 코너부(7)의 적층 전극체(36)가 팽창(9)되나, 종단 테이프(8)로 고정하므로 외주방향으로는 확대되지 못하고, 감김이 시작되는 측(내주측)을 향해 팽창(9)은 누적되어 온다. 이 때문에 감김이 시작되는 측만큼 큰 팽창량을 흡수할 수 있는 틈새(13a)를 형성하는 것이 필요해진다. 이 틈새에서 전극판의 팽창을 흡수하는 것이 가능해지며 스트레이트부(6)의 전극판의 휨을 억제하여 전지 두께의 증가를 억제할 수 있다는 것을 발견했다.
그래서, 본 발명은 상기 검토 결과를 감안하여, 전극군(1)의 코너부(7)에 도 2(a)에 나타내는 감김이 시작되는 측만큼 큰 틈새(13a∼13c)를 각 권회층에 형성하기로 했다.
도 4는 전극군(1)의 제조방법을 나타낸다. 구체적으로, 도 4(a)는 권심(卷芯)(32)으로 적층 전극체(36)를 감은 상태를 나타내는 도이다. 도 4(b)는 권심(32)의 코너부(7)에 적층 전극체(36)를 감을 시에, 권심(32)측으로 적층 전극체(36)를 보내는 상태를 나타내는 도이다. 도 4(c)는 적층 전극체(36)를 보낸 직후의 감김 상태를 나타내는 도이다. 도 4(d)는 권심(32)의 스트레이트부(6)에 적층 전극체(36)를 감은 상태를 나타내는 도이다.
도 4(a)에 나타내듯이, 음극판(2), 양극판(3) 및 다공질 절연체(4)로 구성되는 적층 전극체(36)를 상측 권심(30)과 하측 권심(31) 사이에 끼워 넣고 시계방향으로 권심(32)을 소정 회수로 회전시켜 상기 전극체(36)를 감는다. 구체적으로는 도 4(b)에 나타내듯이, 코너부(7)에 적층 전극체(36)를 감기 전에는 푸싱(pushing) 롤러(33)로 적층 전극체(36)를 하방으로 눌러 소정량만 인출한다. 이때, 닙(nip) 롤러(34)는 닫혀 있고, 프레싱(pressing) 롤러(35)로 적층 전극체(36)를 누른다. 다음에, 도 4(c)에 나타내듯이, 푸싱 롤러(33)를 초기 위치로 되돌리고, 프레싱 롤러(35)를 하방으로 이동시켜, 적층 전극체(36)를 권심(32)측으로 보낸다. 마지막으로, 도 4(d)는, 틈새를 전극군(1)의 코너부(7)에 설정하기 위해, 스트레이트부(6)에 적층 전극체(36)를 감을 시에, 프레싱 롤러(35)로 스트레이트부(6)를 누르면서 부재를 감는다. 즉, 프레싱 롤러(35)와 푸싱 롤러(33)에 의해 감김 장력 및 적층 전극체(36)의 인출량을 조정하고, 틈새의 크기를 조정한다.
이와 같이, 도 4(b)∼도 4(d)를 반복함으로써 전극군(1)을 제작할 수 있고, 코너부(7)의 각 권회층 사이에 틈새(13a∼13c)를 형성하는 것이 가능해진다.
단, 상기 제조방법은 일례이며, 전극군(1)의 코너부(7)에 틈새(13a∼13c)를 형성하는 방법이라면, 이에 한정되지 않고 본 발명의 전극군(1)은 제작이 가능하다.
다음에, 리튬이온 이차전지로서의 편평형 비수계 이차전지에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 도 1에 나타내는 전극군(1)의 전극판 구성에 대해 설명한다. 양극판(3)은, 알루미늄이나 알루미늄 합금제의 박(箔)이나 부직포의 두께가 5㎛∼30㎛인 양극(＋) 집전체의 편면(片面) 또는 양면에 양극 활물질, 도전제 및 결착제를 분산매(分散媒) 중에 플라네터리 믹서(Planetary mixer) 등의 분산기에 의해 혼합 분산시킨 양극(＋) 합제도료를 도포, 건조, 압연하여 제작된다.
양극 활물질은, 예를 들어 코발트산 리튬 및 그 변성체(코발트산 리튬에 알루미늄이나 마그네슘을 고용(固溶)시킨 것 등), 니켈산 리튬 및 그 변성체(일부 니켈을 코발트로 치환시킨 것 등), 망간산 리튬 및 그 변성체 등이 있다. 이때의 도전제로는, 예를 들어 아세틸렌 블랙(acetylene black), 케첸 블랙(ketchen black), 채널 블랙(channel black), 퍼네이스 블랙(furnace black), 램프 블랙(lamp black) 및 서멀 블랙(thermal black) 등의 카본 블랙(carbon black), 각종 그라파이트(graphite)를 단독 또는 조합하여 이용한다. 이때의 양극용 결착제는, 예를 들어, 폴리불화비닐리덴(PVdF), 폴리불화비닐리덴의 변성체, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 아크릴레이트 단위를 갖는 고무입자 결착제 등을 이용한다.
한편, 음극판(2)은, 압연(壓延) 구리박, 전해 구리박, 구리섬유 부직포의 두께가 5㎛∼25㎛인 음극 집전체의 편면 또는 양면에 음극 활물질, 결착제, 필요에 따라 도전제, 증점제를 분산매 중에 플라네터리 믹서 등의 분산기에 의해 혼합 분산시킨 음극의 합제도료를 도포, 건조, 압연하여 제작된다.
음극용 활물질은, 각종 천연흑연 및 인조흑연, 실리사이드(silicide) 등의 실리콘계 복합재료 및 각종 합금 조성재료를 이용할 수 있다. 이때의 음극용 결착제로는, PVdF 및 그 변성체를 비롯해 각종 바인더를 이용할 수 있으나, 리튬이온 수용성(受容性) 향상의 관점에서, 스티렌부타디엔 공중합체 고무입자(SBR) 및 그 변성체 등을 이용한다. 증점제로는, 폴리에틸렌 옥시드(PEO)나 폴리비닐알코올(PVA) 등의 수용액으로 점성을 갖는 재료로, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)를 비롯한 셀룰로오스계 수지 및 그 변성체가, 합제도료의 분산성, 증점성의 관점에서 바람직하다.
또한, 비수계 전해액에 대해서는, 전해질염으로서 LiPF6 및 LiBF4 등의 각종 리튬화합물을 이용할 수 있다. 또, 용매로서 에틸렌카보네이트(EC), 디메틸카보네이트(DMC), 디에틸카보네이트(DEC), 메틸에틸카보네이트(MEC)를 단독 및 조합하여 이용할 수 있다. 또 양음극(陽陰極)판 상에 양호한 피막을 형성시키거나, 또는 과충전 시의 안전성을 보증하기 위해, 비닐렌카보네이트(VC)나 시클로헥실벤젠(CHB) 및 그 변성체를 이용하는 것도 바람직하다.
또, 도 3은 편평형 비수계 이차전지(25)의 사시도를 나타낸다. 바닥이 있는 편평형 전지 케이스(21)의 내부에는, 전극군(1)과 절연 프레임체(27)를 수용한다. 전극군(1) 상부에는 음극리드(23)와 양극리드(22)를 구비하고, 음극리드(23)는 절연 가스켓(29)을 주연(周緣)에 장착한 단자(20)에 접속하며, 양극리드(22)는 밀봉판(26)에 접속한다. 밀봉판(26)은 밀봉마개(24)를 구비한다. 또, 전지 케이스(21)의 중앙부에는 전지의 두께(28)가 표시된다. 보다 상세하게 설명하면, 먼저 도 1에 나타내는 전극군(1)을 전극군(1)의 두께방향으로부터 가압하여 편평형상으로 형성한 후, 바닥이 있는 편평형 전지 케이스(21)의 내부에 절연 프레임체(27)와 함께 수용한다. 다음에, 전극군(1) 상부로부터 도출된 음극리드(23)를 절연 가스켓(29)을 주연에 장착한 단자(20)에 접속하고, 또 전극군(1)의 상부로부터 도출한 양극리드(22)를 밀봉판(26)에 접속한다. 다음에, 전지 케이스(21)의 개구부에 밀봉판(26)을 삽입하여 전지 케이스(21)의 개구부 외주를 따라 밀봉판(26)과 전지 케이스(21)를 용접하여 밀봉한다. 밀봉구에서 전지 케이스(21)로 소정량의 비수 용매로 이루어진 비수 전해액(도시 생략)을 주입한 후, 밀봉마개(24)를 밀봉판(26)에 용접하여, 편평형 비수계 이차전지(25)를 제작한다.
단, 상기 제조방법은 일례이며, 이에 한정되는 것은 아니다.
(제 2 실시형태)
제 2 실시형태는, 적층 전극체(36)를 권회한 틈새의 크기가 제 1 실시형태와 다를 뿐이며, 그 밖의 구성, 재질 등은 제 1 실시형태와 동일하므로, 제 1 실시형태와 다른 부분을 설명한다.
본 실시형태의 전극군(1)의 코너부(7)는, 도 2(b)에 나타내듯이, 가장 내주측에 존재하는 틈새(13d)가 가장 크고, 이 이외의 각 권회층의 틈새(13e, 13f)는 틈새(13d)보다 작고 또 동일 크기이다.
제 2 실시형태에서도 제 1 실시형태와 마찬가지 효과를 발휘한다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 이용하여 설명한다.
(실시예 1)
실시예 1은, 전극군(1)의 코너부(7)에 있어서, 도 2(a)에 나타내듯이 내주측의 틈새(13a)가 크고, 외주측의 틈새(13b, 13c)가 차례로 작아지도록 구성한다.
그리고, 도 3에 나타내는 전지의 두께(28)를 6㎜, 폭을 35㎜, 높이를 35㎜로 한 편평형 비수계 이차전지(25)를 제작한다.
먼저, 전극판의 제작은, 양극 활물질로서 코발트산 리튬을 100중량부, 도전제로서 아세틸렌 블랙을 활물질 100중량부에 대해 2중량부, 결착제로서 폴리불화비닐리덴을 활물질 100중량부에 대해 2중량부를 적량의 N-메틸-2-피롤리돈과 함께 더블암니더(double arm kneader)에서 교반(攪拌)하여 혼합함으로써, 양극(＋) 합제도료를 제작한다.
다음에, 이 양극 합제도료를 두께가 15㎛인 알루미늄박의 양극 집전체의 양면에 도포하고, 건조 후에 편면의 양극 합제층 두께가 100㎛가 되는 양극판(3)을 제작한다. 또한, 이 양극판(21)을 총 두께가 165㎛가 되도록 프레스함으로써, 양극 합제층 편면의 두께가 75㎛가 되도록 알루미늄박의 양극 집전체 상에 양극 합제층을 형성한 후, 도 1에 나타내는 편평형 비수계 이차전지(25)용 전극군(1)에서 규정하는 폭으로 슬릿 가공하여, 양극판(3)을 제작한다.
한편, 음극 활물질로서 인조흑연을 100중량부, 결착제로서 스티렌부타디엔 공중합체 고무입자 분산체(고형분 40중량％)를 활물질 100중량부에 대해 2.5중량부(결착제의 고형분 환산으로 1중량부), 증점제로서 카르복시메틸셀룰로오스를 활물질 100중량부에 대해 1중량부를 적량의 물과 함께 더블암니더에서 교반하여, 음극 합제도료를 제작한다. 다음에, 이 음극 합제도료를, 폭방향으로 두께가 10㎛인 구리박의 음극 집전체에 도포하고, 건조 후에 음극 합제층 편면의 두께가 100㎛인 음극판(2)을 제작한다. 또한, 이 음극판(2)을 총 두께가 170㎛가 되도록 프레스함으로써, 음극 합제층 편면의 두께가 80㎛가 되도록 음극 집전체 상에 음극 합제층을 형성한 후, 도 3에 나타내는 편평형 비수계 이차전지(25)용 전극군(1)에서 규정하는 폭으로 슬릿 가공하여, 음극판(2)을 제작한다.
다음에, 전극군(1)의 제조방법에 대해 설명한다.
도 4(a)에 나타내듯이, 음극판(2), 양극판(3) 및 다공질 절연체(4)로 구성되는 적층 전극체(36)를 상측 권심(30)과 하측 권심(31) 사이에 끼워 시계방향으로 권심(32)을 회전시켜 상기 적층 전극체(36)를 감는다.
구체적으로는, 도 4(b)에 나타내듯이, 코너부(7)에 적층 전극체(36)를 감기 전에는 푸싱 롤러(33)로 적층 전극체(36)를 하방으로 눌러 적층 전극체(36)를 소정량만 인출한다. 상세하게는, 감김이 시작되는 측의 코너부(7)를 제작하기 전에, 롤러(33)의 누름 치수를 길게 설정하여 적층 전극체(36)를 길게 인출한다. 그리고, 감김이 끝나는 측을 향해 이 치수를 순차로 짧게 해 가고, 적층 전극체(36)의 인출량을 짧게 해 간다. 이 방법으로, 도 2(a)에 나타내듯이, 감김이 시작되는 측의 틈새(13a)가 크고, 감김이 끝나는 측의 틈새(13b, 13c)가 순차로 작아지도록 구성한다.
다음에, 도 4(c)에 나타내듯이, 푸싱 롤러(33)를 초기 위치로 되돌리고, 프레싱 놀러(35)를 하방으로 이동시켜, 적층 전극체(36)를 권심(32)측으로 보낸다.
마지막으로, 도 4(d)에 나타내듯이, 틈새(13a∼13c)를 전극군(1)의 코너부(7)에 설정하기 위해, 스트레이트부(6)에 적층 전극체(36)를 감을 시에는, 프레싱 롤러(35)로 스트레이트부(6)를 누른 상태에서 적층 전극체(36)를 감는다. 이와 같이, 도 4(b)∼도 4(d)를 반복하면서 가압 전의 전극군(1)을 제작하고, 적층 전극체(36)의 감김이 끝나는 부분에 종단 테이프(8)를 붙인다. 그리고, 이 전극군(1)을 가압하여 편평형상으로 한다.
(실시예 2)
실시예 2는, 전극군(1)의 코너부(7)에 있어서, 도 2(b)에 나타내듯이 감김이 시작되는 (내주)측의 틈새(13d)가 크고, 이 이외의 각 권회층의 틈새(13e, 13f) 크기가 균일하게 되도록 구성한다.
그리고, 도 3에 나타내는 전지의 두께(28)를 6㎜, 폭을 35㎜, 높이를 35㎜로 한 편평형 비수계 이차전지(25)를 제작한다.
전극군의 제작은 실시예 1과 마찬가지이며, 양극 활물질로서 코발트산 리튬을 100중량부, 도전제로서 아세틸렌 블랙을 활물질 100중량부에 대해 2중량부, 결착제로서 폴리불화비닐리덴을 활물질 100중량부에 대해 2중량부를 적량의 N-메틸-2-피롤리돈과 함께 더블암니더에서 교반하여 혼합함으로써, 양극 합제도료를 제작한다.
다음에, 이 양극 합제도료를 두께가 15㎛인 알루미늄박의 양극 집전체 양면에 도포하고, 건조 후에 편면의 양극 합제층 두께가 100㎛인 양극판(3)을 제작한다. 또한, 이 양극판(21)을 총 두께가 165㎛가 되도록 프레스함으로써, 양극 합제층 편면의 두께가 75㎛가 되도록 알루미늄박의 양극 집전체 상에 양극 합제층을 형성한 후, 도 1에 나타내는 편평형 비수계 이차전지(25)용 전극군(1)에서 규정하는 폭으로 슬릿 가공하여, 양극판(3)을 제작한다.
한편, 음극 활물질로서 인조흑연을 100중량부, 결착제로서 스티렌부타디엔 공중합체 고무입자 분산체(고형분 40중량％)를 활물질 100중량부에 대해 2.5중량부(결착제의 고형분 환산으로 1중량부), 증점제로서 카르복시메틸셀룰로오스를 활물질 100중량부에 대해 1중량부를 적량의 물과 함께 더블암니더에서 교반하여, 음극 합제도료를 제작한다. 다음에, 이 음극 합제도료를 폭방향으로 두께가 10㎛인 구리박의 음극 집전체에 도포하고, 건조 후에 음극 합제층 편면의 두께가 100㎛가 되는 음극판(2)을 제작한다. 또한, 이 음극판(2)을 총 두께가 170㎛가 되도록 프레스함으로써, 음극 합제층 편면의 두께가 80㎛가 되도록 음극 집전체 상에 음극 합제층을 형성한 후, 도 3에 나타내는 편평형 비수계 이차전지(25)용 전극군(1)에서 규정하는 폭으로 슬릿 가공하여, 음극판(2)을 제작한다.
다음에, 전극군(1)의 제조방법에 대해 설명한다.
도 4(a)에 나타내듯이, 음극판(2), 양극판(3) 및 다공질 절연체(4)로 구성되는 적층 전극체(36)를 상측 권심(30)과 하측 권심(31) 사이에 끼워 시계방향으로 권심(32)을 회전시켜 상기 적층 전극체(36)를 감는다.
구체적으로는, 도 4(b)에 나타내듯이, 코너부(7)에 적층 전극체(36)를 감기 전에는 푸싱 롤러(33)로 적층 전극체(36)를 하방으로 눌러 적층 전극체(36)를 소정량만 인출한다. 상세하게는, 감김이 시작되는 측의 코너부(7)를 제작하기 전에, 롤러(33)의 누름 치수를 길게 설정하고, 적층 전극체(36)를 길게 인출한다. 그리고, 다음에 이 치수를 감김이 시작되는 측보다 짧게 설정하고, 적층 전극체(36)의 인출량을 감김이 시작되는 이외는 일정량으로 한다. 이 방법으로, 도 2(b)에 나타내듯이 감김이 시작되는 측의 틈새(13d)가 크고, 이 이외의 각 권회층의 틈새(13e, 13f)의 크기가 균일하게 되도록 구성한다.
다음에, 도 4(c)에 나타내듯이, 푸싱 롤러(33)를 초기 위치로 되돌리고, 프레싱 롤러(35)를 하방으로 이동시켜, 적층 전극체(36)를 권심(32)측으로 보낸다.
마지막으로, 도 4(d)에 나타내듯이, 틈새(13d∼13f)를 전극군(1)의 코너부(7)에 설정하기 위해, 스트레이트부(6)에 적층 전극체(36)를 감을 시에는, 프레싱 롤러(35)로 스트레이트부(6)를 누른 상태에서 적층 전극체(36)를 감는다. 이와 같이, 도 4(b)∼도 4(d)를 반복하면서 가압 전의 전극군(1)을 제작하고, 적층 전극체(36)의 감김이 끝나는 부분에 종단 테이프(8)를 붙인다. 그리고, 이 전극군(1)을 가압하여 편평형상으로 한다.
(비교예 1)
비교예 1은, 도 5(a)와 도 5(b)에 나타내는 전극군(100)의 코너부(106)가, 틈새(101)의 크기가 균일하게 되도록 하기 위해, 코너부(106)의 전극판(103) 사이에 균일한 두께를 갖는 스페이서(108)를 끼워 넣고 권회한다. 그리고, 스페이서(108)를 끼운 상태로 접은 후에, 스페이서(108)를 제거하여 동등한 크기의 틈새(101)를 형성하고 전극군(100)을 제작한다. 그 후, 전극군의 감김이 끝나는 부분에 종단 테이프(102)를 붙여 고정한다. 그 이외는 실시예 1과 동일 구성으로 한다.
그리고, 도 3에 나타내는 전지의 두께(28)를 6㎜, 폭을 35㎜, 높이를 35㎜로 한 편평형 비수계 이차전지(25)를 제작한다.
이상의 실시예 1과 실시예 2 및 비교예 1에서 제작한 전극군(1)은, 도 3에 나타내는 바닥이 있는 편평형 전지 케이스(21) 내부에 절연 프레임체(27)와 함께 수용하여, 전극군(1)의 상부로부터 도출된 음극리드(23)를 절연 가스켓(29)을 주연(周緣)에 장착한 단자(20)에 접속하고, 이어서 전극군(1)의 상부로부터 도출된 양극리드(22)를 밀봉판(26)에 접속하며, 전지 케이스(21) 개구부에 밀봉판(26)을 삽입하여 전지 케이스(21)의 개구(開口)부 외주를 따라 밀봉판(26)과 전지 케이스(21)를 용접하여 밀봉하고, 밀봉구로부터 전지 케이스(21)로 소정량의 비수 용매로 이루어지는 비수 전해액(도시 생략)을 주입한 후, 밀봉마개(24)를 밀봉판(26)에 용접하여, 편평형 비수계 이차전지(25)를 제작한다.
또, 실시예 1과 실시예 2 및 비교예 1은, 각각 전극군(1)을 100개씩 제작하고, 그 중에서 60개를 편평형 비수계 이차전지(25)로 제작하고, 40개는 전지 케이스에 넣은 상태로 둔다. 각각을 다음과 같은 평가를 실시한다.
두께 증가량의 평가로는, 편평형 비수계 이차전지(25)를 제작 직후의 전지 두께와 충방전을 500회(500사이클) 행한 후의 전지 두께를 측정하고 이를 비교한다.
또, 전극판 휨의 유무(有無) 평가로는, 편평형 비수계 이차전지(25)를, 제작 직후와 500회째 사이클 후의 충전상태에서의 높이 방향 중심부의 단면사진을 X선에 의한 컴퓨터 단층촬영(이하, CT로 생략함)으로 촬영하여 눈으로 확인하였다.
또, 충방전을 500회 행하여 첫 번째 사이클에 대한 500회째 사이클의 방전용량비를 500사이클 용량 유지율로 하여 측정을 행하였다.
표 1의 결과, 실시예 1과 실시예 2의 어느 것에 있어서도, 500사이클 후 전지 두께의 증가는 비교예 1에 비해 작고, 또 음극판(2)과 양극판(3)의 휨은 발생되지 않고, 또한 용량 유지율도 88％∼89％로 양호한 결과이었다.
구체적으로는, 실시예 1과 도 2(a)에 나타내듯이, 내주측 틈새(13a)가 크고, 감김이 끝나는 측의 틈새(13b)와 틈새(13c)가 순차로 작아지도록 구성함으로써, 코너부(7)의 팽창(9)은, 외주측의 팽창(9)이 내측을 향해 서서히 누적되어 가는 것이 크기가 다른 틈새(13a, 13b, 13c)에서 서서히 흡수되었기 때문에, 이 팽창(9)이 갈 곳을 잃어 스트레이트부(6)에 파생되는 일이 없고, 적층 전극체(36)를 휘게 하는 일이 없었기 때문에, 전지 두께의 증가가 억제된 것으로 생각되었다.
또, 코너부(7)에서 각 권회층의 적층 전극체가 상대적으로 미끄러지므로, 스트레이트부(6)의 팽창(10)이 틈새(13a∼13c)에서 흡수된다. 따라서, 스트레이트부(6)의 전극판이 코너부(7)에서 막혀 갈 곳을 잃어 휘는 일은 발생하지 않고, 500사이클 후 전지 두께의 증가가 비교예 1에 비해 작아진 것으로 생각되었다.
또, 실시예 2는 도 2(b)에 나타내듯이 감김이 시작되는 측의 틈새(13d)가 크고, 이 이외의 각 권회층의 틈새(13e)와 틈새(13f)의 크기가 균일하게 되도록 구성한다. 이에 따라, 코너부(7)가 팽창(9)되었을 시에, 외주측의 팽창(9)이 틈새(13f)와 틈새(13e)에서는 전부 흡수되지 못하고 내측을 향해 누적되어 갔다고 생각된다. 그러나, 내주측의 틈새(13d)를 다른 틈새(13e)와 틈새(13f)에 비해 크게 설정함으로써, 이 틈새(13d)에서 팽창(9)이 흡수되었기 때문에, 이 팽창(9)이 갈 곳을 잃어 스트레이트부(6)에 파생되는 일이 없고, 적층 전극체(36)를 휘게 하는 일이 없었기 때문에, 전지 두께의 증가가 억제되었다고 생각되었다. 또, 각 권회층의 전극군이 상대적으로 미끄러지므로, 마찬가지로, 스트레이트부(6)의 팽창(10)이 코너부(7)의 틈새(13a∼13c)에서 흡수되고, 스트레이트부(6)의 전극판이 코너부(7)에서 막혀 갈 곳을 잃어 휘는 일이 없었기 때문에, 500사이클 후 전지 두께의 증가가 비교예 1에 비해 작아졌다고 생각되었다.
다음에, 500사이클 후의 용량 유지율에 대해서는, 상술한 바와 같이 스트레이트부(6)의 전극판이 휘는 일이 없었기 때문에, 스트레이트부(6)의 각 적층 전극체(36) 사이에 불균일한 공간이 생기는 일은 없었다. 그리고, 각 적층 전극체(36)가 밀착하고 있었기 때문에, 전기화학 반응이 정상적으로 이루어지고 있었다고 생각되었다.
비교예 1은, 500사이클 후 전지 두께의 증가가 실시예 1과 실시예 2에 비해 크게 되며, 또 용량 유지율도 73％로 낮은 값이 되었다.
이는, 도 5(b)에 나타내듯이 코너부(106)의 틈새(101)를, 균일하게 각 권회층에 설정했으나, 감김이 끝나는 측을 고정하고 있으므로 감김이 끝나는 측으로는 팽창(109)되지 못하고, 감김이 시작되는 측을 향해 팽창(109)은 누적되어 온다고 생각되었다. 이 때문에, 감김이 시작되는 (내주)측만큼 큰 틈새(101)가 필요하다고 생각되나, 여기서는 각 권회층에서 틈새(101)를 전극판(103)의 팽창량밖에 틈새(101)를 설정하지 않으므로, 감김이 시작되는 측으로 누적되어 온 팽창(109)이 코너부(106)에서 갈 곳을 잃어, 스트레이트부(107)로 이동하여 전극판(103)을 휘게 함으로써, 전지 두께가 증가했다고 생각되었다.
또, 이때 전극군(100)에 상기 이상 크기의 틈새(101)를 등간격으로 형성하는 것을 시도했으나, 반송 시, 전극군(100)의 축방향에 양극판과 음극판이 미끄러져 어긋나게 감기므로 전극군이 제작되지 못하여, 상기 이상의 크기의 틈새를 형성하는 것을 중지했다.
또, 제조방법의 관점에서, 도 5(b)에 나타내는 코너부(106)에 스페이서(108)를 삽입하고 틈새(101)를 제작함으로써, 전극판에 스페이서(108)의 형상이 전사되어 근사적으로는 사다리꼴 형상(105)으로 형성되었다. 그 때문에, 스트레이트부(107)가 팽창(110)했을 시에, 전극판(103)이 서로 높은 압력으로 접촉함으로써, 상대적으로 미끄러지는 것이 매우 곤란해졌다. 그리고, 틈새(101)에서의 스트레이트부(107)의 팽창(110)을 흡수하지 못하고, 팽창(110)이 갈 곳을 잃어, 스트레이트부(107)의 전극판(103)이 휘어 전지 두께가 증가했다고도 생각되었다.
다음에, 500사이클 후의 용량 유지율에 대해서는, 전술한 바와 같이 스트레이트부(6)의 전극판이 휨으로써, 스트레이트부(6)의 각 전극판(103) 사이에 불균일한 공간이 생겼다. 그 때문에, 각 적층 전극체(36)가 밀착되지 못하고, 충분한 전기화학 반응이 이루어지지 않음으로 인해 용량이 저하되었다고 생각되었다.
이상, 전극군(1)에, 내주측이 크고 외주측이 작아지도록 틈새(13a∼13c), 틈새(13d∼13f)를 형성함으로써, 충방전 시 스트레이트부(6)의 팽창(10)과 코너부(7)의 팽창(9)을, 이 틈새(13a∼13c), 틈새(13d∼13f)에 의해 흡수하는 것이 가능해지고, 충방전 시 전극판의 휨과 전지 두께의 증가를 억제할 수 있으며, 또한 전지 용량의 저하를 억제하는 것이 가능해진다고 생각된다.
이상의 실시형태·실시예에서는, 물성값이 다른 여러 가지 전극판 및 여러 가지 다공질 절연체의 팽창량을 사전에 조사할 필요도 없고, 또 전극군의 공동부를 넓힘으로써 전극판 및 다공질 절연체 등의 부재를 파괴할 위험성도 없고, 또한 공동부를 넓히는 지그를 제작할 필요도 없으므로, 안전성이 높고, 더욱 생산원가를 저감시킨 편평형 비수계 이차전지용 전극군을 제공하는 것이 가능해진다.
(그 밖의 실시형태)
상기 실시형태·실시예는, 본 발명의 예시이며, 본 발명은 이들 예에 한정되지 않는다. 공지기술이나 주지기술·관용기술을 상기 실시형태·실시예에 적용하여도 되고, 당업자라면 용이하게 할 수 있는 개조 및 변경을 가해도 본 발명의 범위에 포함된다. 전지 케이스는 래미네이트(laminate) 용기라도 된다. 래미네이트 용기는, 금속박(箔)에 수지 필름을 래미네이트한 부재로 이루어지는 용기이다.
또, 전극군을 전지 케이스에 넣음으로써, 전지 케이스가 적층 전극체를 눌러 고정 부재로서 기능할 수 있다.
이상과 같이, 활물질을 구비한 양극판과 음극판을, 다공질 절연체를 개재하고 권회하여 최외주부를 고정하고, 편평형상으로 형성한 전극군을 비수 전해액과 함께 전지 케이스에 봉입하여 이루어지는 편평형 비수계 이차전지에 있어서, 상기 전극군은 단면(斷面)의 장축방향으로 평행인 스트레이트부와 장축 상에 정점을 가지며, 이 정점과 스트레이트부의 종단을 연결하는 코너부에서 각 권회층을 구성하고, 이 전극군의 감김이 시작되는 측에서 감김이 끝나는 부분측에 걸친 각 권회층 코너부의 전극판과 다공질 절연체 사이에 형성되는 틈새의 감김이 시작되는 측이 크게, 감김이 끝나는 부분측이 작게 되도록 구성한 것을 특징으로 함으로써, 충방전 시의 스트레이트부와 코너부 전극판의 팽창을 상기 틈새에서 흡수할 수 있으므로, 전극판의 휨을 억제하여 전지 두께의 증가를 억제하고, 또한 전지 용량의 저하를 억제하는 것이 가능해지며, 안전성이 높은 편평형 비수계 이차전지를 제공하는 것이 가능해진다.
1 : 전극군 2 : 음극판
3 : 양극판 4 : 다공질 절연체
5 : 장축 6 : 스트레이트부
7 : 코너부 8 : 종단 테이프
9, 10 : 팽창 12 : 정점
13a∼13f : 틈새 20 : 단자
21 : 전지 케이스 22 : 양극리드
23 : 음극리드 24 : 밀봉마개
25 : 편평형 비수계 이차전지 26 : 밀봉판
27 : 절연 프레임체 28 : 전지 두께
29 : 절연 가스켓 30 : 상측 권심
31 : 하측 권심 32 : 권심
33 : 푸싱 롤러 34 : 닙 롤러
35 : 프레싱 롤러 36 : 적층 전극체
3 : 양극판 4 : 다공질 절연체
5 : 장축 6 : 스트레이트부
7 : 코너부 8 : 종단 테이프
9, 10 : 팽창 12 : 정점
13a∼13f : 틈새 20 : 단자
21 : 전지 케이스 22 : 양극리드
23 : 음극리드 24 : 밀봉마개
25 : 편평형 비수계 이차전지 26 : 밀봉판
27 : 절연 프레임체 28 : 전지 두께
29 : 절연 가스켓 30 : 상측 권심
31 : 하측 권심 32 : 권심
33 : 푸싱 롤러 34 : 닙 롤러
35 : 프레싱 롤러 36 : 적층 전극체
Claims (6)
- 양극 활물질을 구비한 양극판과,
음극 활물질을 구비한 음극판과,
상기 양극판과 상기 음극판 사이에 배치되는 다공질 절연체를 구비하고,
상기 다공질 절연체를 개재시켜 겹쳐진 상기 양극판 및 상기 음극판으로 이루어지는 적층 전극체는, 3바퀴 이상 권회(捲回)되어 횡단면이 편평한 형상의 전극군을 형성하고,
상기 전극군은, 평판형상의 스트레이트부와 만곡된 한 쌍의 코너부로 이루어지며,
상기 전극군은, 고정 부재에 의해 느슨해지지 않도록 고정되고,
상기 코너부에 있어서, 상기 적층 전극체의 인접하는 둘레 사이 중, 적어도 2곳에는 틈새가 존재하고,
인접하는 적어도 2곳의 상기 틈새에서, 내주(內周)측의 상기 틈새의 크기는 외주(外周)측의 상기 틈새의 크기보다 큰 관계를 갖는, 편평형 비수계 이차전지. - 제 1 항에 있어서,
가장 내주측에 존재하는 상기 틈새의 크기가, 모든 틈새의 크기 중에서 가장 큰 편평형 비수계 이차전지. - 제 2 항에 있어서,
상기 틈새가 3곳 이상 존재하고, 가장 내주측에 존재하는 상기 틈새 이외의 틈새 크기가 서로 실질적으로 동일한 편평형 비수계 이차전지. - 제 2 항에 있어서,
상기 틈새가 3곳 이상 존재하고, 상기 틈새의 크기는 외주측으로부터 내주측을 따라 크게 되는 편평형 비수계 이차전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 고정 부재는, 상기 전극군을 비수 전해액과 함께 봉입(封入)하는 전지 케이스인 편평형 비수계 이차전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 고정 부재는 점착 테이프인 편평형 비수계 이차전지.
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Legal Events
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