KR20170113085A - Lithium secondary battery - Google Patents

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KR20170113085A
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히다치 막셀 가부시키가이샤
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Abstract

낙하 충격을 받아도 내부 단락의 발생을 억제할 수 있는 리튬 이차 전지를 제공한다.
바닥이 있는 통 형상의 전지 케이스와, 전지 케이스 내에 띠 형상의 정극과 부극이 세퍼레이터를 개재하여 소용돌이 형상으로 권회되어 이루어지는 편평 형상 권회 전극체 및 비수전해액을 구비한 리튬 이차 전지로서, 상기 전지 케이스의 개구부는 상기 밀봉체로 폐색되어 있으며, 상기 편평 형상 권회 전극체는, 일방의 단면을 상기 바닥부 측에, 타방의 단면을 상기 개구부 측에 배치하도록, 상기 전지 케이스 내에 수납되어 있고, 편평 형상 권회 전극체는, 상기 개구부 측의 상기 단면과, 상기 2개의 폭이 넓은 면이, 테이프에 의해 고정되어 있으며, 전지 케이스의 두께를 c(㎜)로 하고, 상기 리튬 이차 전지의 질량을 m(g)으로 했을 때, m/c>150인 리튬 이차 전지를 제공한다.A lithium secondary battery capable of suppressing the occurrence of an internal short circuit even when subjected to a falling impact.
A lithium secondary battery comprising a cylindrical battery case having a bottom, a flat wound electrode body formed by winding a strip-shaped positive electrode and a negative electrode in a spiral shape with a separator interposed therebetween, and a nonaqueous electrolyte solution, The flat wound electrode body is housed in the battery case so that one end face thereof is disposed on the bottom side and the other end face is disposed on the opening side. (G) of the lithium secondary battery is set such that the cross section on the opening side and the two wide surfaces are fixed by a tape, the thickness of the battery case is c (mm), the mass of the lithium secondary battery is m , A lithium secondary battery having m / c > 150 is provided.

Description

리튬 이차 전지{LITHIUM SECONDARY BATTERY}LITHIUM SECONDARY BATTERY [0002]

본 발명은, 전지 케이스 내에 편평 형상 권회(卷回) 전극체가 봉입된 리튬 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium secondary battery in which a flat wound electrode body is sealed in a battery case.

종래부터, 전지 케이스 내에 전극체가 봉입된 밀폐형 전지가 알려져 있다. 이러한 밀폐형 전지로서, 예를 들면 특허 문헌 1에는, 정극 리드체를 가지는 정극과 부극 리드체를 가지는 부극이, 세퍼레이터를 개재하고, 또한 상기 정극 리드체와 상기 부극 리드체가 동(同)방향으로 돌출되도록 겹쳐져, 소용돌이 형상으로 권회되어 이루어지는 편평 형상 권회 전극체가 전지 케이스에 봉입되어 이루어지고, 상기 세퍼레이터는, 열가소성 수지를 주체로 하는 다공질층 (I)와, 내열 온도가 150℃ 이상의 필러를 주체로서 포함하는 다공질층 (II)를 가지고 있으며, 상기 편평 형상 권회 전극체는, 상기 정극 리드체 및 상기 부극 리드체가 돌출되어 있는 단면과, 서로 대향하여 다른 면보다도 폭이 넓은 2매의 측면이 테이프에 의해 고정되어 있고, 상기 전지 케이스의 폭이 40㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지가 개시되어 있다. 이에 따라, 극도의 고온하에서의 안전성이 우수한 리튬 이차 전지를 제시하고 있다.BACKGROUND ART Conventionally, a closed type battery in which an electrode body is enclosed in a battery case is known. As such a sealed battery, for example, Patent Document 1 discloses a positive electrode having a positive electrode lead body and a negative electrode having a negative electrode lead body with a separator interposed therebetween, and the positive electrode lead body and the negative electrode lead body protrude in the same (I) having a thermoplastic resin as a main body and a filler having a heat-resistant temperature of 150 DEG C or higher as a main body, and a separator Wherein the flat wound electrode body has a cross section in which the positive electrode lead body and the negative electrode lead body are protruded and two side faces that are wider than other faces so as to face each other, And the width of the battery case is 40 mm or more. Accordingly, a lithium secondary battery excellent in safety at an extremely high temperature is proposed.

또한, 특허 문헌 2에는, 제 1 전극판과 제 2 전극판의 사이에 세퍼레이터가 적층되어 권취(卷取)된 전극 조립체에 대해, 제 1 전극 탭과 제 2 전극 탭 캔 거리에 대해 1/2 이상의 폭을 가지는 전극 조립체 변형 방지체(접착 테이프)가 배치되어 있는 리튬 이차 전지가 개시되어 있다. 이에 따라, 전극 조립체의 팽창 현상을 방지하는 것을 제시하고 있다. Patent Document 2 discloses an electrode assembly in which a separator is laminated and wound between a first electrode plate and a second electrode plate so that the distance between the first electrode tab and the second electrode tab can be reduced by 1/2 (Deformation preventing member) (adhesive tape) having a width equal to or greater than the width of the electrode assembly is disposed. Accordingly, it is proposed to prevent the expansion of the electrode assembly.

일본 공개특허 특개2014-127242호 공보Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2014-127242 일본 공개특허 특개2006-93112호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-93112

그런데, 상기 서술한 바와 같이 권회 전극체를 이용한 리튬 이차 전지에 대해, 체적당의 에너지 밀도를 향상시키는 것이 요구되고 있다. 체적당의 에너지 밀도를 향상시키기 위해서는, 다양한 수단을 생각할 수 있지만, 그 하나로서 전지 케이스의 두께를 얇게 하는 것을 생각할 수 있다. 전지 케이스의 두께를 얇게 하면, 충방전에 기여하는 부재(정극이나 부극 등)을 동(同)체적으로 보다 많이 탑재할 수 있게 되기 때문에, 에너지 밀도가 향상된다.However, as described above, it is required to improve the energy density per volume of the lithium secondary battery using the wound electrode body. In order to improve the energy density per volume, various means are conceivable, but as one of them, it is conceivable to reduce the thickness of the battery case. When the thickness of the battery case is made thinner, it is possible to mount more members (positive electrode, negative electrode, etc.) contributing to charge and discharge in the same volume, thereby improving the energy density.

한편, 전지 케이스의 두께가 얇아지면, 전지 케이스 자체의 강도가 저하되고, 특히 개구부 부근이 취약해진다고 하는 문제가 있었다. 예를 들면, 낙하 시험을 행하면, 취약한 개구부 부근이 변형되고, 이에 따라 권회 전극체의 단부(端部)로부터 세퍼레이터 등이 말려지거나, 단부가 찌그러지거나 함으로써 리튬 이차 전지의 단락(短絡)이 발생하는 경우가 있었다.On the other hand, when the thickness of the battery case is reduced, there is a problem that the strength of the battery case itself is lowered, and in particular, the vicinity of the opening is weakened. For example, when the drop test is performed, the vicinity of the weak openings is deformed, so that the separator or the like is curled from the end portion of the wound electrode body, or the end portion thereof is crushed to cause short-circuiting of the lithium secondary battery There was a case.

또한, 전지 케이스의 개구부 부근의 변형은, 전지의 중량이 크면 현저하게 발생하고, 전지 케이스의 두께와 전지 질량과의 관계가, 낙하 시험 시의 내부 단락의 발생 수에 크게 영향을 주는 것이, 본 발명의 발명자들의 검토로 알 수 있었다.Deformation in the vicinity of the opening of the battery case occurs remarkably when the weight of the battery is large and the fact that the relationship between the thickness of the battery case and the mass of the battery greatly affects the number of internal short- The inventors of the present invention have been able to find out by the examination.

본 발명은, 낙하 충격을 받아도 내부 단락의 발생을 억제할 수 있는 리튬 이차 전지를 제공하는 것이다.The present invention provides a lithium secondary battery capable of suppressing the occurrence of an internal short circuit even when subjected to a falling impact.

본 발명은, 바닥이 있는 통 형상의 전지 케이스와, 전지 케이스 내에 띠 형상의 정극과 부극 및 세퍼레이터를 개재하여 소용돌이 형상으로 권회되어 이루어지는 편평 형상 권회 전극체 및 비수전해액을 구비한 리튬 이차 전지로서, 상기 전지 케이스는 바닥부, 측면부, 개구부를 가지고, 상기 개구부는 상기 밀봉체로 폐색되어 있으며, 상기 편평 형상 권회 전극체는, 대향하는 2개의 단면과, 대향하는 2개의 폭이 넓은 면을 가지고, 상기 편평 형상 권회 전극체는, 일방의 단면을 상기 바닥부 측에, 타방의 단면을 상기 개구부 측에 배치하도록, 상기 전지 케이스 내에 수납되어 있으며, 상기 편평 형상 권회 전극체는, 상기 개구부 측의 상기 단면과, 상기 2개의 폭이 넓은 면이, 테이프에 의해 고정되어 있고, 상기 전지 케이스의 두께를 c(㎜)로 하고, 상기 리튬 이차 전지의 질량을 m(g)으로 했을 때, m/c>150인 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 에너지 밀도가 높아도 낙하되어도 내부 단락의 발생을 억제할 수 있는 리튬 이차 전지로 할 수 있다.Disclosed is a lithium secondary battery comprising a cylindrical battery case having a bottom, a flat wound electrode body wound in a spiral shape with a strip-shaped positive electrode, a negative electrode and a separator interposed therebetween, and a non- Wherein the battery case has a bottom portion, a side surface portion and an opening portion, the opening portion being closed by the sealing member, the flat wound electrode body has two opposing end surfaces and two opposing wide surfaces, The flat wound electrode body is housed in the battery case so that one end face is disposed on the bottom side and the other end face is disposed on the opening side. And the two wide surfaces are fixed by a tape, the thickness of the battery case is c (mm) When the mass of the secondary battery in m (g), characterized in that the m / c> 150. Thus, even if the energy density is high, a lithium secondary battery can be formed which can suppress the occurrence of an internal short circuit.

본 발명은, 전지 케이스의 두께(c)가 0.27㎜ 이하일 때에 적용하는 것이 바람직하다. 발생하기 쉬운 내부 단락을 보다 억제할 수 있기 때문이다.The present invention is preferably applied when the thickness (c) of the battery case is 0.27 mm or less. This is because it is possible to further suppress an internal short circuit that is likely to occur.

본 발명은, m/c>170일 때에, 적용하는 것이 바람직하다. 발생하기 쉬운 내부 단락을 보다 더 억제할 수 있기 때문이다.The present invention is preferably applied when m / c > 170. This is because it is possible to further suppress internal shorts that are likely to occur.

본 발명은, 정극은, 정극 리드체를 가지고, 부극은, 부극 리드체를 가지며, 정극 리드체와 부극 리드체는, 상기 편평 형상 권회 전극체의 상기 개구부 측의 상기 단면으로부터 돌출하도록 배치되어 있는 리튬 이차 전지에도 적용할 수 있다. 또한, 그 경우에, 본 발명의 테이프는, 정극 리드체와 상기 부극 리드체의 사이의 상기 단면을 덮도록 배치하는 것이 가능하다.In the present invention, the positive electrode has a positive electrode lead body, the negative electrode has a negative electrode lead body, and the positive electrode lead body and the negative electrode lead body are arranged so as to protrude from the end face of the above- It is also applicable to a lithium secondary battery. In this case, the tape of the present invention can be arranged so as to cover the end face between the positive electrode lead body and the negative electrode lead body.

또한, 본 발명은, 상기 정극 리드체 및 상기 부극 리드체 중, 일방은 상기 편평 형상 권회 전극체의 권회 최내주(最內周)측에 배치되고, 타방은 상기 편평 형상 권회 전극체의 권회 최외주(最外周)측에 배치되는 리튬 이차 전지인 경우에 적용하는 것이 바람직하다. 발생하기 쉬운 내부 단락을 보다 억제할 수 있기 때문이다.Further, in the present invention, one of the positive electrode lead body and the negative electrode lead body is disposed on the innermost periphery side of the flattened wound electrode body, and the other is disposed on the most inner circumferential side of the flattened wound electrode body, And is preferably applied to a lithium secondary battery disposed on the outermost circumference side. This is because it is possible to further suppress an internal short circuit that is likely to occur.

본 발명은, 체적당의 에너지 밀도가 550Wh/L 이상일 때에, 적용하는 것이 바람직하다. 발생하기 쉬운 내부 단락을 보다 억제할 수 있기 때문이다.The present invention is preferably applied when the energy density per volume is 550 Wh / L or more. This is because it is possible to further suppress an internal short circuit that is likely to occur.

본 발명에 의하면, 낙하 충격을 받아도 내부 단락의 발생을 억제할 수 있는 리튬 이차 전지로 할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a lithium secondary battery capable of suppressing the occurrence of an internal short circuit even when subjected to a fall impact.

도 1은, 본 발명의 실시 양태의 일례를 나타내는 외관 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 실시 양태의 일례의 제조 과정을 나타내는 도이다.
도 3은, 본 발명의 실시 양태의 일례를 나타내는 정면도이다.
도 4는, 본 발명의 과제를 설명하는 도이다.
도 5는, 본 발명의 과제를 설명하는 도이다.1 is an external perspective view showing an example of an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a manufacturing process of an example of the embodiment of the present invention.
3 is a front view showing an example of an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for explaining the problem of the present invention.
Fig. 5 is a view for explaining the problem of the present invention. Fig.

본 발명자들은, 리튬 이차 전지(이하, 전지라고 기재함)의 밀봉체측(전지 케이스 개구측)을 하면으로 했을 때의 낙하 시험에 대해, 전지 케이스의 두께와 전지 질량과의 관계에 있어서, 전지의 단락이 일어나기 쉬운 조건이 있는 것을 발견했다.The inventors of the present invention have found that in a drop test when the side of the sealing member (the battery case opening side) of a lithium secondary battery (hereinafter referred to as a battery) is set as a lower surface, in relation to the thickness of the battery case and the battery mass, I found that there is a condition where a short circuit is likely to occur.

그 조건이란, 전지의 질량(m(g))을 전지 케이스의 두께(c(㎜))로 나누었을 때의 값이 150보다 클(ｍ/c>150) 때에, 낙하 시험에 있어서 전지의 단락이 일어나는 빈도가 높아지는 것을 발견했다. 이에 대해 제 1 실시 양태를 이용하여 설명한다.The condition means that when the value obtained by dividing the mass (m (g)) of the battery by the thickness (c (mm)) of the battery case is greater than 150 (m / And the frequency of these events is increasing. This will be described using the first embodiment.

(제 1 실시 양태)(First embodiment)

도 1은 본 발명의 실시 양태의 일례인 각형 리튬 이차 전지의 사시도이다. 리튬 이차 전지(1)는, 바닥이 있는 통 형상의 전지 케이스(2)와, 밀봉체(3)를 가진다. 전지 케이스(2) 및 밀봉체(3)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금제이며, 본 실시 형태에서는 전지 케이스(2) 및 밀봉체(3)는 정극과 접속되어 외장체 전체의 극성이 정극이다.1 is a perspective view of a prismatic lithium secondary battery, which is an example of an embodiment of the present invention. The lithium secondary battery 1 has a bottomed cylindrical battery case 2 and a sealing member 3. The battery case 2 and the sealing member 3 are made of aluminum or an aluminum alloy. In the present embodiment, the battery case 2 and the sealing member 3 are connected to the positive electrode, and the polarity of the entire casing is positive.

전지 케이스(2)는 바닥부(11), 측면부(12, 13), 및 개구부(14)를 가진다. 개구부(14)는 밀봉체(3)로 폐색되어 있으며, 일반적으로 레이저 용접 등으로 밀봉된다. 측면부는 각각 한 쌍의 폭이 넓은 측면부(13)와 폭이 좁은 측면부(12)로 구성되어 있으며, 폭이 넓은 측면부(13)끼리를 연결하도록 폭이 좁은 측면부(12)가 존재한다. 밀봉체(3)에는 주액 구멍이 설치되어 있고, 주액 구멍을 통하여 비수전해액을 주입한다. 그 후, 주액 구멍을 밀봉하기 위해 주액 덮개(31)가 배치되어 있다. 또한, 필요에 따라 벤트(32)를 형성해도 된다.The battery case 2 has a bottom portion 11, side portions 12 and 13, and an opening portion 14. The opening 14 is closed by the sealing member 3, and is generally sealed by laser welding or the like. The side portions are each composed of a pair of wide side portions 13 and narrow side portions 12, and there is a narrow side portion 12 to connect the wide side portions 13 to each other. The sealing member 3 is provided with a liquid injection hole, and a non-aqueous electrolyte is injected through the injection hole. Thereafter, the liquid injection lid 31 is disposed to seal the injection lumen. Further, the vent 32 may be formed if necessary.

리튬 이차 전지(1)는, 전지 케이스(2)의 각 측면부, 바닥부 및 밀봉체로 형성하는 개구부측 모서리부(21, 22)와 바닥부측 모서리부(23, 24)를 가진다.The lithium secondary battery 1 has opening side edges 21 and 22 and bottom side edges 23 and 24 formed by side surfaces and bottom portions of the battery case 2 and the sealing member.

또한, 밀봉체(3)는 부극 단자(33)를 구비하고 있다. 부극 단자(33)는 밀봉체(3)와 절연 부재로 절연되어 있으며, 후술하는 부극 리드와 전기적으로 접속되어 있다.The sealing member 3 is provided with a negative electrode terminal 33. The negative electrode terminal 33 is insulated by the sealing member 3 and the insulating member, and is electrically connected to the negative electrode lead described later.

도 2는 전지 케이스 내에 수납되는 권회 전극체를 나타낸다. 권회 전극체는, 띠 형상의 부극(60), 정극(70), 세퍼레이터(80)를 겹쳐, 권회축을 P로 하여 권회된다. 띠 형상의 부극(60)은, 부극 집전체(61) 상에 부극 합제층(62)과 부극 리드체(6)를 구비하고 있다. 띠 형상의 정극(70)은, 정극 집전체(71) 상에 정극 합제층(72)과 정극 리드체(7)를 구비하고 있다. 본 실시 형태에서는, 권회체 최내주측에 부극 리드체(6)를, 권회체 최외주측에 정극 리드체(7)를 배치하고 있다. 도 2와 같이 권회 후, 가압함으로써 편평 형상 권회 전극체가 된다.2 shows a wound electrode body housed in a battery case. The wound electrode body is wound with the belt-like negative electrode (60), positive electrode (70) and separator (80) superimposed thereon and the winding shaft as a pair. The strip-shaped negative electrode (60) has a negative electrode mixture layer (62) and a negative electrode lead (6) on the negative electrode collector (61). The strip-shaped positive electrode 70 has a positive electrode mixture layer 72 and a positive electrode lead 7 on the positive electrode collector 71. In the present embodiment, the negative electrode lead body 6 is disposed on the innermost winding side of the winding body, and the positive electrode lead body 7 is disposed on the outermost winding side of the winding body. After winding as shown in Fig. 2, it is pressed to become a flat-shaped wound electrode body.

부극(60)은, 부극 활물질을 함유하는 부극 활물질층(62)을, 구리 등의 금속박제의 부극 집전체(61) 상에 설치한 것이다. 상세하게는, 부극(60)은, 리튬 이온을 흡장·방출 가능한 부극 활물질, 도전 조제 및 바인더 등을 포함하는 부극합제를, 구리박 등으로 이루어지는 부극 집전체(61) 상에 도포하여 건조시킨 후, 롤러 등에 의해 두께 방향으로 가압함으로써 형성된다. 그 후, 니켈이나 구리 등의 부극 리드체(6)를 레이저 용접 등에 의해 고정한다.The negative electrode 60 is a negative electrode active material layer 62 containing a negative electrode active material provided on a negative electrode current collector 61 made of a metal or the like such as copper. Specifically, the negative electrode 60 is formed by applying a negative electrode mixture containing a negative electrode active material capable of intercalating / deintercalating lithium ions, a conductive auxiliary agent, and a binder onto a negative electrode collector 61 made of copper foil or the like and drying , A roller or the like in the thickness direction. Thereafter, the negative electrode lead body 6 such as nickel or copper is fixed by laser welding or the like.

부극 활물질로서는, 예를 들면, 리튬 이온을 흡장·방출 가능한 탄소 재료(흑연류, 열분해 탄소류, 코크스류, 유리상 탄소류 등)을 이용하는 것이 바람직하다. 부극 활물질은, 상기 서술의 물질에 한정되지 않는다.As the negative electrode active material, it is preferable to use, for example, a carbon material capable of absorbing and desorbing lithium ions (graphite, pyrolysis carbon, cokes, glassy carbon, etc.). The negative electrode active material is not limited to the above-described material.

정극(70)은, 리튬 이온을 흡장·방출 가능한 리튬 함유 산화물인 정극 활물질, 도전 조제 및 바인더 등을 포함하는 정극합제를, 알루미늄박 등으로 이루어지는 정극 집전체(71) 상에 도포하여 건조시킨 후, 롤러 등에 의해 두께 방향으로 가압함으로써 형성된다. 그 후, 알루미늄 등의 정극 리드체(7)를 레이저 용접 등에 의해 고정한다.The positive electrode 70 is formed by applying a positive electrode mixture containing a positive electrode active material, a lithium-containing oxide capable of intercalating and deintercalating lithium ions, a conductive auxiliary agent, and a binder onto a positive electrode current collector 71 made of an aluminum foil or the like and drying , A roller or the like in the thickness direction. Thereafter, the positive electrode lead body 7 made of aluminum or the like is fixed by laser welding or the like.

정극 활물질인 리튬 함유 산화물로서는, 예를 들면, LiCoO2 등의 리튬코발트 산화물이나 LiMn2O4 등의 리튬망간 산화물, LiNiO2 등의 리튬니켈 산화물 등의 리튬 복합 산화물을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 정극 활물질로서, 1종류의 물질만을 이용해도 되고, 2종류 이상의 물질을 이용해도 된다. 또한, 정극 활물질은, 상기 서술의 물질에 한정되지 않는다.As the lithium-containing oxide as the positive electrode active material, it is preferable to use lithium composite oxides such as lithium cobalt oxide such as LiCoO 2 , lithium manganese oxide such as LiMn 2 O 4, and lithium nickel oxide such as LiNiO 2 . As the positive electrode active material, only one kind of material may be used, or two or more kinds of materials may be used. The positive electrode active material is not limited to the above-described materials.

세퍼레이터(80)는, 종래부터 알려져 있는 리튬 이차 전지 등의 전기 화학 소자로 사용되고 있는 폴리올레핀제의 미(微)다공질막 등을 이용할 수 있다.As the separator 80, a conventionally known microporous film made of polyolefin which is used as an electrochemical element such as a lithium secondary battery or the like can be used.

도 3은 전지 케이스(2)의 폭이 넓은 측면부(13)를 정면으로 하여, 전지 케이스를 투과시킨 상태를 나타내고 있다. 편평 형상 권회 전극체(4)는, 대향하는 2개의 폭이 넓은 면(43)과 대향하는 2개의 단면(개구부측 단면(41)과 바닥부측 단면(42))을 가진다. 도 3에서는 생략하고 있지만, 개구부측 단면(41)과 밀봉체(3)의 사이에, 상부 절연체를 배치해도 된다.Fig. 3 shows a state in which the battery case 2 is passed through the battery case 2 with the wide side surface portion 13 as a front surface. The flat-shaped wound electrode body 4 has two end faces (an opening side end face 41 and a bottom end side end face 42) opposed to two opposing wide faces 43. Although not shown in Fig. 3, an upper insulator may be disposed between the opening-side end face 41 and the sealing member 3. Fig.

편평 형상 권회 전극체(4)의 개구부측 단면(41)으로부터는, 부극 리드체(6) 및 정극 리드체(7)가 돌출되어 있다. 부극 리드체(6)는 부극 단자(33)와, 정극 리드체(7)는 밀봉체와, 각각 전기적으로 접속되어 있다. 정극 리드체(7)와 부극 리드체(6)의 사이에는, 일방의 폭이 넓은 면(43)으로부터 개구부측 단면(41), 또한 타방의 폭이 넓은 면(43)에 걸쳐, 테이프(5)를 붙임으로써 고정되어 있다.A negative electrode lead body (6) and a positive electrode lead body (7) protrude from an opening side end surface (41) of the flat wound electrode body (4). The negative electrode terminal 33 and the positive electrode lead 7 are electrically connected to the negative electrode lead body 6 and the sealing body, respectively. The tape 5 is wound between the positive electrode lead 7 and the negative electrode lead 6 from one wide side 43 to the opening side end face 41 and the other wide side 43, ).

일반적으로, 전지의 낙하 시험은, 리튬 이차 전지의 6면(도 1에서는 밀봉체(3)가 있는 면, 바닥부(11), 2개의 폭이 넓은 측면부, 2개의 폭이 좁은 측면부)과 4 모서리(도 1에서는 모서리부(21, 22, 23, 24))가 각각 충격을 받도록, 충격을 받는 면을 아래로 하고, 소정의 높이(예를 들면, 1.8m의 높이)로부터 평면 상에 각각 복수회 낙하시키고, 그 후 액누설의 유무나 전압의 변화, 발열 등을 확인하는 것이다.In general, the falling test of a battery is carried out in such a manner that six sides of the lithium secondary battery (the side having the sealing member 3 in Fig. 1, the bottom portion 11, two wide side portions and two narrow side portions) (The edges 21, 22, 23, and 24 in FIG. 1) are each impacted on the plane from a predetermined height (for example, height of 1.8 m) And thereafter, whether or not liquid leakage occurs, changes in voltage, heat generation, and the like are confirmed.

이 때, 밀봉체가 있는 면이나 개구부측 모서리부를 아래로 하여 낙하시켰을 때에, 전지 케이스의 개구부 부근이 현저하게 변형되는 경우가 있는 것을 알 수 있었다. 도 4를 이용하여 설명한다. 도 4는 전지 케이스의 폭이 좁은 측면부측에서 본 단면도이며, 밀봉체(3)가 있는 면을 아래로 한 도이다. 또한, 전지 케이스 내의 부재는 생략하고 있다.At this time, it was found that there was a case where the vicinity of the opening of the battery case was remarkably deformed when the surface with the sealing member or the opening side edge portion was dropped downward. Will be described with reference to FIG. 4 is a cross-sectional view of the battery case viewed from a side of a narrow side, and a view showing a side with the sealing member 3 facing downward. The members in the battery case are not shown.

밀봉체(3)가 있는 면이나 개구부측 모서리부를 아래로 하여 낙하 시험을 행하기 전을 도 4의 A, 낙하 시험 후에 전지 케이스가 변형된 상태를 도 4의 B에 나타낸다. 낙하 시험 전에 있어서는 전지 케이스의 변형은 발견되지 않는다. 한편, 당해 낙하 시험 후에는 전지 케이스의 바닥부(11)의 변형은 거의 없지만, 개구부(14) 부근이 현저하게 변형되는 것을 알 수 있다. 이것은, 구조상 전지 케이스의 개구부(14) 부근의 강도가 가장 취약하기 때문에, 취약한 부분으로부터 변형이 일어나기 쉽기 때문이다.Fig. 4A shows a state before the drop test and Fig. 4B shows a state in which the battery case is deformed after the drop test with the surface having the sealing member 3 and the opening side edge portion down. No deformation of the battery case was found before the drop test. On the other hand, after the drop test, the bottom portion 11 of the battery case is hardly deformed, but it can be seen that the vicinity of the opening portion 14 is remarkably deformed. This is because the strength in the vicinity of the opening portion 14 of the battery case is the weakest in structure, and therefore, deformation is likely to occur from the fragile portion.

한편, 낙하 시험에서 전지 케이스에 가해지는 충격력은 변경되지 않고, 전지 케이스의 두께(c)가 충분히 두꺼우면, 전지 케이스의 개구부(14)부근도 충분한 강도를 확보할 수 있기 때문에 도 4의 B와 같이 변형되지 않는다.On the other hand, if the thickness c of the battery case is sufficiently thick, the impact force applied to the battery case in the drop test is not changed, and sufficient strength can be secured in the vicinity of the opening portion 14 of the battery case. It does not change as well.

낙하 시험에서 전지 케이스에 가해지는 충격력은, 낙하 전의 전지의 위치 에너지에 의존한다. 위치 에너지는, 낙하시키는 전지의 질량×중력 가속도×높이로 산출할 수 있고, 동일한 낙하 시험을 행하는 한은 중력 가속도와 높이는 일정하기 때문에, 낙하시키는 전지의 질량이 커지면 커질수록, 낙하 시험에서 전지 케이스에 가해지는 충격력이 커진다.The impact force applied to the battery case in the drop test depends on the potential energy of the battery before the drop. The potential energy can be calculated from the mass of the battery to be dropped by gravity acceleration x height and the gravity acceleration and height are constant as long as the same drop test is performed. Therefore, as the mass of the battery to be dropped becomes larger, The impact force applied is increased.

그리고, 본 발명자들은 예의 검토한 결과, 전지 케이스의 두께(c(㎜))와 전지의 질량(m(g))이 m/c>150일 때에, 밀봉체가 있는 면, 개구부측 모서리부(21 및 22)를 아래로 하고, 즉 개구부측을 아래로 하여 낙하 시험을 행하면, 도 4의 B와 같은 전지 케이스의 변형이 일어나기 쉬운 것을 발견했다. 또한, m/c>170일 때에, 전지 케이스의 변형이 더 일어나기 쉽다.As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have found that when the thickness c (mm) of the battery case and the mass m (g) of the battery are m / c > 150, the surface having the sealing member, And 22 are lowered, that is, when the drop test is performed with the opening side down, it is found that deformation of the battery case as shown in Fig. 4B is likely to occur. Further, when m / c > 170, deformation of the battery case tends to occur more easily.

전지 케이스의 두께(c)가 얇으면 얇을수록 변형이 일어나기 쉬운 한편, 보다 고용량의 리튬 이차 전지를 얻기 위해, 전지 케이스의 두께(c)를 얇게 하고, 전지의 충방전에 기여하는 재료를 많게 하여, 체적당의 에너지 밀도를 높이는 방법이 이루어지고 있다. 전지 케이스의 두께(c)는 0.27㎜ 이하이면 상기의 전지 케이스의 변형이 일어나기 쉬워지는 한편, 체적당의 에너지 밀도를 높게 할 수 있기 때문에, 본 발명의 적용이 바람직하다. 또한, 전지 케이스의 두께(c)는, 전지로서 최저한의 강도를 확보하기 위해 0.12㎜ 이상인 것이 바람직하다.When the thickness (c) of the battery case is thin, the thickness tends to be more deformed. On the other hand, in order to obtain a lithium secondary battery of a higher capacity, the thickness c of the battery case is made thinner and the number of materials contributing to charge / , A method of increasing the energy density per volume is being carried out. When the thickness c of the battery case is 0.27 mm or less, deformation of the battery case tends to occur, and the energy density per volume can be increased, so that the application of the present invention is preferable. Further, the thickness c of the battery case is preferably 0.12 mm or more in order to secure the minimum strength as a battery.

전지의 질량(m(g))은, 에너지 밀도 확보의 관점에서, 30g 이상이 바람직하다. 또한, 통상 실현 가능한 전지의 질량으로서, 70g 이하가 바람직하다.The mass m (g) of the battery is preferably 30 g or more from the viewpoint of securing the energy density. In addition, the mass of the battery which is usually achievable is preferably 70 g or less.

또한, 본 발명에 있어서의 전지 케이스 두께란, 전지 케이스의 폭이 넓은 측면의 개구부에 있어서의 두께를 측정함으로써 얻어지는 것이다.The thickness of the battery case in the present invention is obtained by measuring the thickness of the opening in the wide side surface of the battery case.

체적 에너지 밀도는 540Wh/L 이상, 나아가서는 550Wh/L 이상일 때에 본 발명을 적용하는 것이 바람직하다. 이러한 고에너지 밀도를 달성하려고 하면, 전지 케이스의 두께(c)를 종래보다 얇게 하는 것을 생각할 수 있기 때문이다.It is preferable to apply the present invention when the volume energy density is 540 Wh / L or more, and more preferably 550 Wh / L or more. This is because, if it is attempted to attain such a high energy density, it is conceivable to make the thickness c of the battery case thinner than the conventional one.

체적 에너지 밀도는, 리튬 이차 전지의 정격 용량(Q(Ah)), 평균 전압(V), 셀 체적(L)을 이용하여 산출한다. 우선, 리튬 이차 전지를 25℃에 있어서, 1.0C의 전류값으로 정전류 충전하고, 전압값이 충전 상한 전압에 도달한 후에, 또한 그 충전 상한 전압의 전압값으로 정전압 충전을 행하고, 합계 충전 시간이 2.5시간이 된 시점에서 충전을 종료하여, 만충전 상태로 한다. 충전 후의 리튬 이차 전지에 대해, 0.2C로 방전을 행하고, 전압값이 2.75V에 도달하면 방전을 멈추고 방전 전기량을 구하여, 이 방전 전기량의 96%을 정격 용량(Q(Ah))으로 한다. 충전 상한 전압은, 모든 리튬 이차 전지에 있어서 일정하지 않고 전지의 설계 단계에서 결정하는 것이며, 전지마다 상이하다. 충전 상한 전압은, 4.2V~4.6V의 범위의 것이 일반적으로 설정된다.The volume energy density is calculated using the rated capacity (Q (Ah)) of the lithium secondary battery, the average voltage (V), and the cell volume (L). First, a lithium secondary battery was charged at a constant current of 25 mA with a current value of 1.0 C, and after a voltage value reached a charging upper limit voltage, a constant voltage charging was performed at a voltage value of the charging upper limit voltage. The charging is terminated at the point of 2.5 hours, and the battery is fully charged. The discharged lithium secondary battery is discharged at 0.2C. When the voltage reaches 2.75V, the discharge is stopped and the discharge electricity quantity is obtained. 96% of the discharge electricity quantity is set as the rated capacity (Q (Ah)). The charging upper limit voltage is not constant in all lithium secondary batteries and is determined at the design stage of the battery, and is different for each battery. The charging upper limit voltage is generally set in the range of 4.2V to 4.6V.

평균 전압은, 방전 전기량 측정에서 얻어진 충전 상한 전압―2.75V 사이에서의 방전 용량과 전압을 적분치한 값을 이용했다. 또한, 셀 체적을 산출하기 위해 이용한 셀 두께는, 만충전 상태의 두께를 이용했다.The average voltage was a value obtained by integrating the discharge capacity and the voltage between the charging upper limit voltage of -2.75 V obtained in the discharge electricity quantity measurement. The cell thickness used for calculating the cell volume used the thickness in the fully charged state.

체적 에너지 밀도(Wh/L)는, 이 정격 용량(Q(Ah))과, 평균 전압(V), 셀의 체적(L)을 이용하여, 정격 용량(Q)×평균 전압(V)/셀 체적(L)으로 구할 수 있다.The volume energy density (Wh / L) is obtained by dividing the rated capacity (Q) by the average voltage (V) / cell (L) by using the rated capacity (Q And can be obtained by volume (L).

도 4의 B와 같이 전지 케이스의 개구부 부근이, 전지의 두께 방향으로 커지는 변형이 일어나면, 편평 형상 권회 전극체의 단면이 데미지를 받기 쉽다. 또한, 전지 케이스의 변형이 일어난 후에도 밀봉체가 있는 면이나 개구부측 모서리부를 아래로 한 낙하 시험을 반복하면, 개구부측 단면이 밀봉체(3)에 접근하는 방향으로의 이동을 하기 때문에, 도 5의 A와 같이 변형부(14D)와, 개구부측 단면의 에지부가 충격을 받으면서 스치게 되므로, 개구부측 단면의 에지부로부터, 세퍼레이터나 정극의 말림이 일어나, 전지 케이스와 극성이 상이한 부극이 접촉함으로써 내부 단락이 발생하는 경우가 있다. 이 때, 리드체 중 적어도 일방이 권회 최외주측에 배치되어 있으면, 그 부분을 기점으로 말림이 일어나는 경우가 있다.As shown in Fig. 4B, when the deformation of the vicinity of the opening of the battery case in the thickness direction of the battery occurs, the end face of the flat-shaped wound electrode body is liable to be damaged. Further, even after the battery case is deformed, when the drop test is repeated with the surface having the sealing member or the opening side edge portion down, the opening side end surface moves in the direction approaching the sealing member 3, The deformed portion 14D and the edge portion of the cross section on the side of the opening portion are scratched while being impacted so that curling of the separator and the positive electrode occurs from the edge portion of the opening side end face and the negative electrode, A short circuit may occur. At this time, if at least one of the lead bodies is arranged on the outermost periphery of the winding, curling may occur from that portion as a starting point.

또한, 개구부 부근의 폭이 넓은 면의 대향 거리가 넓어지기 때문에, 도 5의 B와 같이 개구부측 단면이 밀봉체측으로 이동하기 쉬워진다. 그 낙하 시험을 반복하면, 몇 번이나 밀봉체나 혹은 도시하지 않은 상부 절연체에 강하게 닿아 개구부측 단면이 찌그러져, 내부 단락이 발생하는 경우가 있다.Further, since the opposing distance on the wide surface in the vicinity of the opening is widened, the opening-side end surface is likely to move toward the sealing member as shown in Fig. 5B. If the drop test is repeated, the end face of the opening portion is collapsed due to strong contact with the sealing member or the upper insulator (not shown) several times, so that an internal short circuit may occur.

따라서 본 발명의 제 1 실시 양태에서는, 도 3과 같이 편평 형상 권회 전극체의, 개구부측 단면(41)과 2개의 폭이 넓은 면(43)을, 테이프(5)를 붙임으로써 고정한다. 이에 따라, 전지 케이스(2)가 예기치 않게 변형된 경우에 있어서도, 개구부측 단면이 찌그러지는 것을 방지해, 세퍼레이터 등의 말림을 방지하여, 내부 단락의 발생을 방지할 수 있다.Therefore, in the first embodiment of the present invention, the opening side end surface 41 and the two wide surfaces 43 of the flattened wound electrode body are fixed by affixing the tape 5 as shown in Fig. Accordingly, even when the battery case 2 is deformed unexpectedly, it is possible to prevent the end face of the opening portion from being crushed, to prevent curling of the separator or the like, and to prevent occurrence of an internal short circuit.

(그 밖의 실시 형태)(Other Embodiments)

예를 들면, 테이프(5)의 부착 위치는 정극 리드체와 부극 리드체의 사이가 아니어도 되고, 각 리드체보다 개구부측 단면의 폭방향 외측에 배치해도 된다. 또한, 테이프(5)를 일방의 폭이 넓은 면(43)으로부터 바닥부측 단면(42), 타방의 폭이 넓은 면(43), 및 개구부측 단면(41)에 걸쳐 부착해도 된다. 테이프(5)는 복수 개 배치해도 된다. 테이프(5)는 각 리드체에 대해 평행하게 부착하지 않아도, 예를 들면 비스듬하게 붙여도 된다.For example, the attachment position of the tape 5 may not be between the positive electrode lead body and the negative electrode lead body, or may be disposed outside the widthwise direction of the opening side end face of each lead body. The tape 5 may be attached from one wide side 43 to the bottom side end face 42, the other wide side face 43 and the opening side end face 41. A plurality of tapes 5 may be arranged. The tape 5 may be stuck, for example, obliquely without being attached parallel to the respective lead bodies.

[실시예][Example]

상기 서술의 구성을 가지는 리튬 이차 전지의 효과를 확인하기 위한 시험을 행했다. 구체적으로는, 이하와 같은 실시예, 비교예 및 참고예의 리튬 이차 전지를 제작하여, 당해 리튬 이차 전지의 낙하 시험을 행한 후, 내부 단락의 발생 수를 확인했다.A test was conducted to confirm the effect of the lithium secondary battery having the above-described constitution. Specifically, the lithium secondary batteries of the following Examples, Comparative Examples and Reference Examples were produced, and the number of occurrence of internal short circuits was confirmed after drop test of the lithium secondary batteries.

(실시예 1)(Example 1)

<정극의 제작>&Lt; Preparation of positive electrode &

정극 활물질인 코발트산 리튬 96질량부와, 결착제인 폴리불화비닐리덴(PVDF)을 10질량％의 농도로 포함하는 Ｎ-메틸-2-피롤리돈(NMP) 용액 20질량부와, 도전 조제인 인조 흑연 1질량부 및 케첸 블랙 1질량부를, 이축 혼련기를 이용하여 혼련하고, 또한 NMP를 더해 점도를 조절하여, 정극합제 함유 페이스트를 조제했다.20 parts by mass of a solution of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) containing 96 parts by mass of lithium cobalt oxide as a positive electrode active material and polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder in a concentration of 10 mass% 1 part by mass of artificial graphite and 1 part by mass of Ketjenblack were kneaded using a biaxial kneader and NMP was added to adjust the viscosity to prepare a positive electrode material mixture containing paste.

상기 정극합제 함유 페이스트를, 알루미늄박(정극 집전체)의 양면에 도포한 후, 건조를 행하여, 알루미늄박의 양면 또는 편면에 정극 활물질층을 형성했다. 그 후, 정극 활물질층의 프레스 처리를 행함으로써, 당해 정극 활물질층의 두께 및 밀도를 조절함과 함께, 알루미늄박의 노출부에 니켈제의 정극 리드체를 용접하여, 띠 형상의 정극을 제작했다.The positive electrode material mixture containing paste was applied to both surfaces of an aluminum foil (positive electrode collector) and then dried to form a positive electrode active material layer on both sides or one side of the aluminum foil. Thereafter, the positive electrode active material layer was pressed to adjust the thickness and density of the positive electrode active material layer, and the positive electrode lead made of nickel was welded to the exposed portion of the aluminum foil to produce a strip-shaped positive electrode .

<부극의 제작><Fabrication of negative electrode>

평균 입자경(D)의 50%가 16㎛인 부극 활물질의 흑연 97.5질량부와, 결착제인 스티렌부타디엔고무(SBR): 1.5질량부와, 증점제인 카르복시메틸셀룰로오스(CMC): 1질량부에, 물을 더해 혼합하여, 부극합제 함유 페이스트를 조제했다.To 1 part by mass of carboxymethyl cellulose (CMC) as a thickening agent, 100 parts by mass of water (100 parts by mass) was added to 97.5 parts by mass of graphite as a negative electrode active material having 50% of the average particle diameter D of 16 占 퐉, 1.5 parts by mass of styrenebutadiene rubber Were added and mixed to prepare a negative electrode material mixture-containing paste.

상기 부극합제 함유 페이스트를, 구리박(부극 집전체)의 양면에 도포한 후, 건조를 행하여, 구리박의 양면에 부극 합제층(부극 활물질층)을 형성했다. 그 후, 부극 활물질층의 프레스 처리를 행함으로써, 당해 부극 활물질층의 두께 및 밀도를 조절함과 함께, 구리박의 노출부에 니켈제의 부극 리드체를 용접하여, 띠 형상의 부극을 제작했다.The negative electrode material mixture-containing paste was applied to both surfaces of a copper foil (negative electrode collector) and then dried to form a negative electrode mixture layer (negative electrode active material layer) on both surfaces of the copper foil. Thereafter, the negative electrode active material layer was pressed to adjust the thickness and density of the negative electrode active material layer, and the negative electrode lead body made of nickel was welded to the exposed portion of the copper foil to produce a strip-shaped negative electrode .

<비수전해질의 조제>&Lt; Preparation of non-aqueous electrolyte &

에틸렌카보네이트(EC)과 디에틸카보네이트(DEC)와의 용적비 3:7의 혼합 용매에, LiPF6을 1.1mol/L의 농도로 용해시켜, 플루오로에틸렌카보네이트(FEC)를 2.0질량％가 되는 양, 및 비닐렌카보네이트(VC)를 2.0질량％가 되는 양으로, 각각 첨가하여, 비수전해질을 조제했다.LiPF6 was dissolved in a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) in a volume ratio of 3: 7 at a concentration of 1.1 mol / L to obtain an amount of 2.0% by mass of fluoroethylene carbonate (FEC) Vinylene carbonate (VC) was added in an amount of 2.0 mass%, respectively, to prepare a non-aqueous electrolyte.

<전지의 조립><Assembly of Battery>

상기 띠 형상의 정극을, 폴리에틸렌제의 세퍼레이터를 사이에 끼우도록 상기 띠 형상의 부극에 겹친 상태로, 도 2와 같이 권회한 후, 편평 형상이 되도록 가압하여 편평 형상 권회 전극체를 얻었다. 이 편평 형상 권회 전극체의 정극 리드체와 부극 리드체의 사이에, 도 3에 나타내는 바와 같이 테이프를 부착했다.The strip-shaped positive electrode was rolled up as shown in Fig. 2 in a state in which it overlapped with the strip-shaped negative electrode so as to sandwich the separator made of polyethylene, and then was pressed so as to have a flat shape to obtain a flat wound electrode body. A tape was attached between the positive electrode lead body and the negative electrode lead body of the flat wound electrode body as shown in Fig.

이어서, 도 3과 같이 외형 치수가 두께 56㎜, 폭 42㎜, 높이 96㎜, 케이스 두께가 0.27㎜의 알루미늄 합금제의 각형의 전지 케이스 내에 상기 전극체를 삽입하고, 리드체의 용접을 행함과 함께, 알루미늄 합금제의 밀봉체를 전지 케이스의 개구부에 용접했다. 그 후, 밀봉체에 설치된 주입 구멍으로부터 상기 비수전해질을 주입하고, 1시간 정치한 후, 주입구를 밀봉했다. 그 후, 활성화 공정을 거쳐, 도 1에 나타내는 구조의 리튬 이차 전지를 얻었다. 이 때의 전지 질량은 56.9g이며, m/c는 221이었다. 또한, 상기 서술한 방법으로 체적 에너지 밀도를 구한 바, 549Wh/L였다.Next, as shown in Fig. 3, the electrode body was inserted into a rectangular shaped battery case made of an aluminum alloy having an external dimension of 56 mm in thickness, 42 mm in width, 96 mm in height and 0.27 mm in case thickness, welding the lead body The sealing member made of an aluminum alloy was welded to the opening of the battery case. Thereafter, the above non-aqueous electrolyte was injected through the injection hole provided in the sealing member, and after standing for 1 hour, the injection port was sealed. Thereafter, an activation process was performed to obtain a lithium secondary battery having the structure shown in Fig. The cell mass at this time was 56.9 g, and m / c was 221. In addition, the volume energy density was determined by the above-described method and found to be 549 Wh / L.

(실시예 2)(Example 2)

외형 치수가 두께 53㎜, 폭 51㎜, 높이 72㎜, 케이스 두께가 0.24㎜의 알루미늄 합금제의 각형의 전지 케이스를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 리튬 이차 전지를 제작했다. 이 때의 전지 질량은 45.8g이며, m/c는 191이었다. 또한, 상기 서술한 방법으로 체적 에너지 밀도를 구한 바, 574Wh/L였다.A lithium secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that a prismatic battery case made of an aluminum alloy having an external dimension of 53 mm in thickness, 51 mm in width, 72 mm in height and 0.24 mm in thickness was used. The mass of the battery at this time was 45.8 g, and m / c was 191. In addition, the volume energy density was determined by the above-described method and found to be 574 Wh / L.

(실시예 3)(Example 3)

외형 치수가 두께 46㎜, 폭 37㎜, 높이 83㎜, 케이스 두께가 0.19㎜의 알루미늄 합금제의 각형의 전지 케이스를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 리튬 이차 전지를 제작했다. 이 때의 전지 질량은 35.0g이며, m/c는 184였다. 또한, 상기 서술한 방법으로 체적 에너지 밀도를 구한 바, 627Wh/L였다.A lithium secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that a square battery case made of an aluminum alloy having an external dimension of 46 mm in thickness, 37 mm in width, 83 mm in height and 0.19 mm in thickness was used. The cell mass at this time was 35.0 g and m / c was 184. Further, the volume energy density was determined by the above-described method, and found to be 627 Wh / L.

(실시예 4)(Example 4)

외형 치수가 두께 51㎜, 폭 57㎜, 높이 61㎜, 케이스 두께가 0.25㎜의 알루미늄 합금제의 각형의 전지 케이스를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 리튬 이차 전지를 제작했다. 이 때의 전지 질량은 41.7g이며, m/c는 167이었다. 또한, 상기 서술한 방법으로 체적 에너지 밀도를 구한 바, 627Wh/L였다.A lithium secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that a prismatic battery case made of an aluminum alloy having an external dimension of 51 mm in thickness, 57 mm in width, 61 mm in height and 0.25 mm in case thickness was used. The cell mass at this time was 41.7 g and m / c was 167. Further, the volume energy density was determined by the above-described method, and found to be 627 Wh / L.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

테이프를 부착하지 않은 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 편평 형상 권회 전극체를 제작하고, 이 편평 형상 권회 전극체를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 리튬 이차 전지를 제작했다.A flat rewound electrode body was fabricated in the same manner as in Example 1 except that no tape was attached, and a lithium rechargeable battery was produced in the same manner as in Example 1 except that this flat rewound electrode body was used.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

테이프를 부착하지 않은 것 이외는 실시예 4와 동일하게 하여 편평 형상 권회 전극체를 제작하고, 이 편평 형상 권회 전극체를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 리튬 이차 전지를 제작했다.A flat rewound electrode body was fabricated in the same manner as in Example 4 except that no tape was attached, and a lithium rechargeable battery was produced in the same manner as in Example 1 except that this flat wound electrode body was used.

(참고예 1)(Reference Example 1)

테이프를 부착하지 않은 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 편평 형상 권회 전극체를 제작했다. 편평 형상 권회 전극체를 이용하여, 외형 치수가 두께 41㎜, 폭 51㎜, 높이 68㎜, 케이스 두께가 0.27㎜의 알루미늄 합금제의 각형의 전지 케이스를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 리튬 이차 전지를 제작했다. 이 때의 전지 질량은 34.0g이며, m/c는 126이었다. 또한, 상기 서술한 방법으로 체적 에너지 밀도를 구한 바, 569Wh/L였다.A flat wound electrode body was fabricated in the same manner as in Example 1 except that no tape was attached. The same procedure as in Example 1 was carried out except that an angular battery case made of an aluminum alloy having an external dimension of 41 mm in thickness, 51 mm in width, 68 mm in height, and a case thickness of 0.27 mm was used by using a flat wound electrode body A lithium secondary battery was produced. The cell mass at this time was 34.0 g, and m / c was 126. In addition, the volume energy density was determined by the above-described method and found to be 569 Wh / L.

<낙하 시험><Drop test>

상기 서술한 바와 같이 제작한 실시예, 비교예 및 참고예의 리튬 이차 전지를 각각 10개 준비하고, 각각을 25℃ 환경하에서 1.0C로 충전 상한 전압에 도달할 때까지 정전류 충전을 행한 후, 충전 상한 전압으로 합계 충전 시간이 2.5시간이 될 때까지 정전압 충전을 행하여 만충전 상태로 했다. 각각의 전지의 충전 상한 전압은 표 1에 나타낸다.10 lithium rechargeable batteries of the Examples, Comparative Examples and Reference Examples prepared as described above were respectively prepared and subjected to constant current charging until the charged upper limit voltage reached 1.0C under the environment of 25 캜, Voltage charging was carried out until the total charging time was 2.5 hours. The charging upper limit voltage of each battery is shown in Table 1.

각 리튬 이차 전지에 대해 버니어 캘리퍼스로 두께 치수를 측정하고, 전압계로 전압을 측정한 후에 낙하 시험을 행했다. 낙하 시험은, 각 리튬 이차 전지를, 당해 전지의 밀봉체가 있는 면을 아래로 하여 높이 1.8m의 위치로부터 평면 상에 낙하시키고, 계속해서 당해 전지의 일방의 개구부측 모서리부를 아래로 하여 동일한 조건으로 낙하, 또한 당해 전지의 타방의 개구부측 모서리부를 아래로 하여 동일한 조건으로 낙하를 1사이클로 하고, 이것을 15사이클 반복했다.The thickness of each lithium secondary battery was measured with a vernier caliper, the voltage was measured with a voltmeter, and a drop test was conducted. The drop test was carried out by dropping each lithium secondary battery on a plane from a height of 1.8 m with the surface of the battery having the sealing member facing downward and then lowering one of the opening side edges of the battery with the same conditions Falling, and the other opening side edge portion of the battery was turned downward under the same conditions to form one cycle, and this was repeated 15 times.

그 후, 각 전지 전지 케이스의 개구부 부근의 변형의 유무를 조사하기 위해, 전지의 개구부 부근의 전지의 두께가 가장 커진 개소를 버니어 캘리퍼스로 측정하면서 특정하고, 가장 전지 두께가 큰 개소가 낙하 시험 전의 두께와 비교해 5% 이상의 두께 증가가 있었던 전지의 개수를 셌다. 또한, 낙하 시험 후의 전지의 전압이 낙하 시험 전의 전압과 비교하여, 30mV 이상의 감소가 있었던 것을 내부 단락의 발생으로 간주하고, 내부 단락이 일어난 전지의 수를 셌다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.Then, in order to investigate the presence or absence of deformation in the vicinity of the opening of each battery cell case, a portion having the largest thickness of the battery near the opening of the battery was specified while being measured with a vernier caliper. The number of cells having increased in thickness by 5% or more compared with the thickness was added. In addition, the fact that the voltage of the battery after the drop test was reduced by 30 mV or more as compared with the voltage before the drop test was regarded as the occurrence of the internal short circuit, and the number of cells in which the internal short circuit occurred was added. The results are shown in Table 1.

Figure pat00001
Figure pat00001

표 1에 나타내는 바와 같이, m/c>150을 충족시키지 않는 리튬 이차 전지는, 애당초 낙하 시험으로 전지 케이스의 개구부 부근에서의 변형이 일어나기 어렵고, 전지 케이스의 변형에 기인하는 내부 단락도 마찬가지로 일어나지 않았다.As shown in Table 1, in a lithium secondary battery which does not satisfy m / c > 150, deformation in the vicinity of the opening of the battery case was hardly caused in the initial drop test, and an internal short circuit caused by deformation of the battery case did not occur similarly .

(참고예 1)(Reference Example 1)

한편, m/c>150의 리튬 이차 전지는, 전지 케이스의 변형이 일어나기 쉽고, m/c>170에서 더 변형이 일어나기 쉬운 것을 알 수 있다. 한편, 전지 케이스의 변형이 일어났다고 해도, 편평 형상 권회 전극체의 개구부측의 단면과 2개의 폭이 넓은 면이, 테이프에 의해 고정되어 있으면, 내부 단락의 발생을 억제할 수 있다.On the other hand, the lithium secondary battery with m / c > 150 tends to cause deformation of the battery case, and it is easy to cause further deformation at m / c > 170. On the other hand, even if deformation of the battery case occurs, occurrence of internal short circuit can be suppressed if the end surface of the flat-shaped rewound electrode body and the two wide surfaces are fixed by the tape.

따라서, m/c>150일 때에, 편평 형상 권회 전극체의 개구부측의 단면과 2개의 폭이 넓은 면이, 테이프에 의해 고정되어 있으면, 전지 케이스의 변형이 일어났다고 해도, 내부 단락의 발생을 억제할 수 있다.Therefore, if the end face of the flat-rolled electrode body and the two wide faces are fixed by the tape when m / c > 150, even if deformation of the battery case occurs, .

본 발명은, 바닥이 있는 통 형상의 전지 케이스와, 전지 케이스 내에 띠 형상의 정극과 부극이 세퍼레이터를 개재하여 소용돌이 형상으로 권회되어 이루어지는 편평 형상 권회 전극체 및 비수전해액을 구비한 리튬 이차 전지에 이용 가능하다.The present invention is applicable to a lithium secondary battery having a flat wound electrode body in which a strip-shaped positive electrode and negative electrode are wound in a spiral shape with a separator interposed therebetween and a non-aqueous electrolyte, It is possible.

1 리튬 이차 전지
2 전지 케이스
3 밀봉체
4 편평 형상 권회 전극체
5 테이프
14 개구부
41 개구부측 단면
43 폭이 넓은 면
60 부극
70 정극
80 세퍼레이터1 Lithium secondary battery
2 battery case
3 sealing member
Four flat-shaped wound electrode bodies
5 tapes
14 opening
41 Side section of the opening
43 Wide side
60 negative
70 Positive
80 Separator

Claims (7)

바닥이 있는 통 형상의 전지 케이스와,
전지 케이스 내에 띠 형상의 정극과 부극이 세퍼레이터를 개재하여 소용돌이 형상으로 권회되어 이루어지는 편평 형상 권회 전극체 및 비수전해액을 구비한 리튬 이차 전지로서,
상기 전지 케이스는 바닥부, 측면부, 개구부를 가지고,
상기 개구부는 밀봉체로 폐색되어 있으며,
상기 상기 편평 형상 권회 전극체는, 대향하는 2개의 단면과, 대향하는 2개의 폭이 넓은 면을 가지고,
상기 편평 형상 권회 전극체는, 일방의 단면을 상기 바닥부 측에, 타방의 단면을 상기 개구부 측에 배치하도록, 상기 전지 케이스 내에 수납되어 있으며,
상기 편평 형상 권회 전극체는, 상기 개구부 측의 상기 단면과, 상기 2개의 폭이 넓은 면이, 테이프에 의해 고정되어 있고,
상기 전지 케이스의 두께를 c(㎜)로 하고, 상기 리튬 이차 전지의 질량을 m(g)으로 했을 때, m/c>150인 리튬 이차 전지.A bottomed tubular battery case,
A lithium secondary battery comprising a flat wound electrode body in which a strip-shaped positive electrode and a negative electrode are wound in a spiral shape via a separator in a battery case and a non-aqueous electrolyte,
The battery case has a bottom portion, a side portion, and an opening portion,
Wherein the opening is closed with a sealing member,
Wherein said flat wound electrode body has two opposed end faces and two opposed wide faces,
The flat wound electrode body is housed in the battery case so that one end face is disposed on the bottom side and the other end face is disposed on the opening side,
Wherein the flat wound electrode body has the end face on the opening side and the two wide faces fixed by a tape,
M / g > 150 when the thickness of the battery case is c (mm) and the mass of the lithium secondary battery is m (g). 제 1 항에 있어서,
전지 케이스의 두께(c)는, 0.27㎜ 이하인 리튬 이차 전지.The method according to claim 1,
The thickness (c) of the battery case is 0.27 mm or less. 제 1 항에 있어서,
m/c>170인 리튬 이차 전지.The method according to claim 1,
m / c > 170. 제 1 항에 있어서,
상기 정극은, 정극 리드체를 가지고,
상기 부극은, 부극 리드체를 가지며,
상기 정극 리드체와 상기 부극 리드체는, 상기 편평 형상 권회 전극체의 상기 개구부 측의 상기 단면으로부터 돌출되도록 배치되어 있는 리튬 이차 전지.The method according to claim 1,
The positive electrode has a positive electrode lead body,
The negative electrode has a negative electrode lead body,
Wherein the positive electrode lead body and the negative electrode lead body are disposed so as to protrude from the end face on the side of the opening of the flat wound electrode body. 제 4 항에 있어서,
상기 테이프는, 상기 정극 리드체와 상기 부극 리드체의 사이의 상기 단면을 덮도록 배치되는 리튬 이차 전지.5. The method of claim 4,
And the tape is disposed so as to cover the end surface between the positive electrode lead body and the negative electrode lead body. 제 4 항에 있어서,
상기 정극 리드체 및 상기 부극 리드체 중, 일방은 상기 편평 형상 권회 전극체의 권회 최내주측에 배치되고, 타방은 상기 편평 형상 권회 전극체의 권회 최외주측에 배치되는 리튬 이차 전지.5. The method of claim 4,
Wherein one of the positive electrode lead body and the negative electrode lead body is disposed on the innermost winding side of the flat wound electrode body and the other is disposed on the outermost winding side of the flat wound electrode body. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
체적당의 에너지 밀도가, 550Wh/L 이상인 리튬 이차 전지.The method according to claim 1 or 4,
A lithium secondary battery having an energy density per volume of not less than 550 Wh / L.
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