KR20180093154A - 원통형 이차 전지 개스킷 - Google Patents

Abstract

외부 충격 및 전지 내 부피변화에 충분한 완충효과를 갖는 우수한 기계적 물성을 갖는 개스킷이 제공되고, 또한 상기 개스킷을 포함하는 탑캡 어셈블리를 채용한 원통형 이차전지가 제공된다.
본 발명에 따른 개스킷은 고온에서 기계적 물성이 뛰어나고 좁은 분자량 범위를 가지는 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어지며 표면에 미세 패턴을 가지는 것을 특징으로 한다.

Description

원통형 이차 전지 개스킷{Gasket of cylindrical secondary battery}

본 발명은 원통형 이차 전지 개스킷에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원통형 이차 전지의 탑캡 어셈블리 내 개스킷의 기계적 물성을 강화하여 외부 충격 및 전지 내 부피 변화에 대해 충분한 완충효과를 발휘할 수 있도록 하여 단락의 위험을 방지하고 안정성을 높이는 것에 관한 것이다.

일반적으로, 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와 달리, 충, 방전이 가능한 전지를 의미하며, 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 전자기기 또는 전기 자동차 등의 전원에 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V로서, 전자 장비의 전원으로 많이 사용되는 니켈-카드뮴 전지 또는 니켈-수소 전지보다 약 3배의 용량을 가지며, 단위 중량당 에너지 밀도가 높기 때문에 그 활용 정도가 급속도로 증가되는 추세에 있다.

이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 또한, 리튬 이차 전지는 각형 전지, 원형 전지, 파우치형 전지로 구분될 수 있다.

리튬 이온 이차 전지는 양극/분리막/음극이 순차적으로 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재를 구비한다. 특히, 각형 또는 원형 이차 전지의 외장재는 개방단이 형성된 원형 캔 및 원형 캔의 개방단에 밀봉 결합되는 캡 조립체를 구비한다.

전극 조립체는 각각 활물질이 도포된 시트 형태의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재시켜 권취한 젤리-롤 타입과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재시켜 순차적으로 적층시킨 스택 타입으로 분류된다. 여기서, 젤리-롤 타입의 전극 조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점이 있고, 특히 원형 또는 각형 전지의 원형 캔에 수납이 용이하므로 젤리-롤 타입의 전극 조립체가 널리 이용되고 있다. 한편, 스택 타입 전극 조립체는 파우치형 전지에 널리 이용되고 있다.

그런데, 이차 전지의 충, 방전 시, 전극 조립체는 반복적인 팽창과 수축을 겪으면서 변형되는 경향이 있고, 이러한 과정에서, 젤리-롤 타입 전극 조립체의 경우, 응력이 중심부로 집중되어 전극이 분리막을 뚫고 금속 센터핀에 접촉됨으로써 내부 단락이 발생되는 경향이 있다. 이러한 내부 단락은 전지의 발열로 연결되어 유기 용매가 분해되어 가스를 발생시키게 되고, 전지 내부의 압력을 상승시켜 외장재가 파열될 수도 있다. 물론, 전지 내부의 가스 압력 상승은 외부 충격에 의한 내부 단락에 의해서도 발생될 수도 있다.

이와 같은 전지의 안전성 문제를 해결하기 위해, 이차 전지는 기본적으로 안전 소자를 구비한다. 특히, 원형 전지는, 고압 가스를 배출하는 안전밴트, 전지의 내압 상승시 전류를 차단하는 전류차단부재(Current Interrupt Device:CID) 등의 안전 장치들과 이들 장치들을 보호하는 돌출형 단자를 형성하는 탑 캡(top-cap)을 포함하는 캡 조립체를 구비하고, 캡 조립체는 가스켓에 의해 원형 캔과 밀봉 결합된다. 또한 상기 캡 조립체의 테두리를 감싸는 가스켓 이외에, 원형 이차 전지는 상기 전류차단부재의 외주면을 감싸는 보조가스켓을 더 포함할 수 있다.

일반적으로, 원형 전지에 이용되는 가스켓은 폴리프로필렌(PP)으로 구성되나, 상기 폴리프로필렌의 경우 고온에서 형태의 손상, 변형 등을 가져올 가능성이 있다. 또한 기계적 물성이 낮아 외부 충격시 탑캡 구조체가 개스킷을 찢고 나와 원통형 캔의 외벽과 만나 단락의 위험도 있다. 특히, 원통형 캔의 두께에 비해서 전지 단면이 큰 원형 전지를 고온 환경에 두는 경우 전해액 중에 저비점 용매가 기화하여 전지의 내부 압력을 증가시켜 전지 원형 캔을 팽창시키고, 더불어 전해액 자체의 누출과. 외부로부터의 공기 및 습기의 유입에 따른 내부 저항의 증가, 그 결과로서 전지 특성의 열화를 초래할 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서, 내열성과 기계적 물성이 높은 개스킷 또는 밀봉제 등의 유기 전기 재료의 개발이 요구된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 원통형 이차 전지의 탑캡 어셈블리 내 개스킷의 기계적 물성을 강화하여 외부 충격 및 전지 내 부피 변화에 대해 충분한 완충효과를 발휘할 수 있도록 하여 단락의 위험을 방지하고 안정성을 높이는 것이다.

본 발명의 적절한 실시형태에 따르면, 본 발명의 개스킷은 원통형 이차전지의 개구부를 마감하는 캡 어셈블리에 적용되는 것으로서 폴리부틸렌테레프탈레이트로 된 것이고, 상기 폴리부틸렌테레프탈레이트는 130℃에서 인장강도가 35 내지 50 MPa, 굴곡탄성률이 1800 내지 1900 MPa인 것이다.

본 발명의 다른 적절한 실시형태에 따르면, 상기 폴리부틸렌테레프탈레이트는 0.6 내지 1.8dl/g의 고유점도, Mw/Mn 값이 1.5 내지 2.5인 것이다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시형태에 따르면, 상기 개스킷은 미세 패턴(pattern)을 갖는 것이다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시형태에 따르면, 상기 패턴의 형상은, 메쉬(mesh), 라멜라(lamellar), 엠보(embo), 선형, 원형, 타원형, 다각형, 파형 중 어느 하나의 형상이다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시형태에 따르면, 상기 패턴은 실리콘 마스터 몰드를 이용하여 패턴을 프린팅함으로써 형성된다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시형태에 따르면, 상기 개스킷을 가지는 원통형 이차전지가 제공된다.

본 발명의 적절한 실시형태에 따르면 외부 충격 및 전지 내 부피변화에 충분한 완충효과를 갖는 우수한 기계적 물성을 갖는 개스킷이 제공되고, 또한 상기 개스킷을 포함하는 탑캡 어셈블리를 채용한 원통형 이차전지가 제공된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 개스킷을 채용한 이차전지의 압축시험 결과를 나타낸 그림이다.
도 2는 본 발명의 비교예에 따른 개스킷을 채용한 이차전지의 압축시험 결과를 나타낸 그림이다.

이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시예에서는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시한 것이며, 그 기술적인 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 개스킷은 원통형 이차전지의 개구부를 마감하는 캡 어셈블리에 적용되는 것으로서 폴리부틸렌테레프탈레이트로 된 것이다.

폴리부틸렌테레프탈레이트는 테레프탈산과 1,4-부탄디올의 중축합에 의한 폴리에스테르이다. 폴리에틸렌테레프탈레이트와 마찬가지로 테레프탈산디메틸과 1,4-부탄디올(과잉)과의 가열에 의한 에스테르 교환 반응에 의해 제조하거나 테레프탈산디클로라이드와 1,4-부탄디올의 탈연화수소 반응에 의하여 제조된다. 폴리부틸렌테레프탈레이트의 융점은 220℃ 이상이다.

이차전지에 있어서 개스킷을 형성하는 고분자 수지에 대해 전기 절연성 및 탄력성과 함께, 통상 전지 내부의 고온 고습의 가혹한 조건에서 기밀성을 유지할 수 있는 고내열성, 내충격성 및 내구성의 기계적 특성, 그리고 전해액에 대한 내화학성이 요구된다. 종래 폴리프로필렌을 중심으로 한 고분자 수지 소재의 개스킷의 경우, 대량 생산성 및 저렴한 가격 등에서 장점이 있었으나, 내충격성 및 내구성의 기계적 특성이 낮아 외부 충격에 쉽게 이형되어 단락의 위험이 있었고, 전해액에 대한 내화학성이 낮아 전해액 누액시 손상의 우려가 있으며, 또한 내열성이 낮아 전지 내부의 고온 고습의 가혹한 조건에서 기밀성이 급격히 저하되는 문제가 있었다.

이에 대해 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 이차 전지는 개스킷에 요구되는 내충격 및 내구성의 기계적 특성이 강화된 폴리부틸렌테레프탈레이트를 소재로 채택함으로써 개스킷으로 요구되는 물성, 구체적으로는 청구항에 명시한 고유점도, 분자량, 고온에서의 인장강도, 굴곡탄성률을 만족함으로써 외부 충격에 강하고 전지 내부의 부피 변화에 의한 원통형 전지의 안정성 저하를 줄일 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 개스킷의 폴리부틸렌테레프탈레이트는 130℃에서 인장강도가 35 내지 50 MPa, 굴곡탄성률이 1800 내지 1900 MPa인 것을 특징으로 한다.

130℃에서 인장강도가 35 미만, 굴곡탄성률이 1800 미만이면 외부 충격시 안전성이 확보되지 않고, 130℃에서 인장강도가 50 초과, 굴곡탄성률이 1900 초과이면 폴리부틸렌테레프탈레이트로서 구현하기 어려운 값이 되어 바람직하지 않다.

본 발명에 있어서, 인장강도는 ASTM-D638에 의거하여 또 굴곡탄성율은 ASTM D790에 의거하여 측정될 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 개스킷의 폴리부틸렌테레프탈레이트는 0.6 내지 1.8dl/g의 고유점도, Mw/Mn 값이 1.5 내지 2.5인 것을 특징으로 한다.

고유점도가 0.6 미만, Mw/Mn 값이 1.5 미만이면 개스킷으로서의 강도가 확보되지 않고, 고유점도 1.8 초과, Mw/Mn 값이 2.5 초과이면 성형성이 나빠져 개스킷으로 가공이 어려운 문제가 있어 바람직하지 않다.

상기 물성을 만족하는 폴리부틸렌테레프탈레이트는 고상중합하여 연신 및 열처리함으로써 얻을 수 있다. 통상의 에스테르 교환반응 만으로도 폴리부틸렌테레프탈레이트의 중합은 가능하나, 본 발명에서 필요로 하는 고유점도, Mw/Mn 값, 인장강도, 굴곡탄성율을 가지려면 고상중합하여 연신 및 열처리하는 과정을 필요로 한다. 연신을 하게 되면 단위 분자의 배향성이 좋아지고, 이를 열처리하게 되면 내열성과 강도가 향상된다. 따라서 상기한 물성을 만족하게 되는 것이다.

본 발명에 따른 개스킷은 미세 패턴을 가질 수 있다. 미세 패턴은 표면적을 넓혀 개스킷과 원통형 셀 및 탑캡 어셈블리간의 밀착도를 높이고 별도의 밴트홀이 없어도 전지 내부에서 가스 발생시 내부 압력을 줄여주는 기능을 수행할 수 있다.

이때, 패턴의 형상은 특별한 제한이 없으나, 메쉬(mesh), 라멜라(lamellar), 엠보(embo), 선형, 원형, 타원형, 다각형, 파형 중 어느 하나의 형상을 갖는 것이 바람직하다.

폴리부틸렌테레프탈레이트는 섬유상으로도 제조가 가능하므로 이를 적층하여 시트로 만들고, 그 위에 이보다 단단한 경성의 실리콘 마스터 몰드를 배치하고, 실리콘 마스터 몰드에 압력을 가하게 되면, 실리콘 마스터 몰드의 식각 형태가 적층된 폴리부틸렌테레프탈레이트 시트 표면에 그대로 전사된다. 이 같은 전사기법에 의해 폴리부틸렌테레프탈레이트 시트에 미세 패턴의 형성이 가능해지는 것이다.

미세 패턴이 형성된 폴리부틸렌테레프탈레이트 시트를 외부면으로 하여 개스킷을 제조하면 기밀부의 표면적이 넓은 폴리부틸렌테레프탈레이트 시트를 제조할 수 있다.

본 발명에 있어, 폴리부틸렌테레프탈레이트 시트의 패턴 형성을 위해 사용되는 실리콘 마스터 몰드는 임의의 공지된 기술에 따라 제조된 것을 사용할 수 있다. 예컨대 포토레지스트가 코팅된 실리콘 웨이퍼에 원하는 형상의 포토 마스크를 배치하여 자외선 노출을 시킴으로써 포토레지스터에원 하는 형상을 전사시킨다. 그 후 원하는 형상에 따라 실리콘을 에칭하여 실리콘 마스터 몰드를 제작할 수 있다.

본 발명에 일실시예에 따르면, 폴리부틸렌테레프탈레이트를 포함하는 개스킷을 가지는 이차전지가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 원형 이차 전지는, 전해액과 함께 전극 조립체를 수납하는 원형 캔과, 상기 원형 캔의 개방단을 밀봉할 수 있는 캡 조립체를 포함한다.

상기 원형 이차 전지에 있어서, 상기 원형 캔은 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 경량의 전도성 금속재질로 구성되며, 상단이 개방된 개방부와 그와 대향되는 밀폐된 바닥부를 가진 원통 구조를 가진다. 원형 캔의 내부 공간에는 전극 조립체와 전해액이 수용된다.

또, 상기한 원형 캔 내에 충진되는 상기 전해액은 이차 전지의 충, 방전 시 전극판의 전기 화학적 반응에 의해 생성되는 리튬 이온을 이동시키기 위한 것으로, 리튬염과 고순도 유기 용매류의 혼합물인 비수질계 유기 전해액; 또는 고분자 전해질을 이용한 폴리머를 포함할 수 있다.

또, 상기한 원형 캔 내에 수납되는 전극 조립체는 서로 극성이 다르고 롤 형태의 넓은 판형을 가진 두 개의 전극판들과, 이러한 전극판들을 상호 절연시키기 위해 전극판들 사이에 개재되거나 어느 하나의 전극판의 좌측 또는 우측에 배치되는 분리막을 구비한 적층 구조체 일 수 있다. 또 상기 적층 구조체는 '젤리롤(Jelly Roll)' 형태로 권취될 수도 있다. 물론, 소정 규격의 양극판과 음극판이 분리막을 사이에 두고 적층된 형태일 수도 있다. 두 개의 전극판들은 각각 알루미늄과 구리를 포함하는 금속 포일 또는 금속 메쉬 형태의 집전체에 활물질 슬러리가 도포된 구조이다. 슬러리는 통상적으로 입상의 활물질, 보조 도체, 바인더 및 가소제 등이 용매가 첨가된 상태에서 교반되어 형성된다. 용매는 후속 공정에서 제거된다. 전극판이 감기는 방향으로 집전체의 시작단과 끝단에는 슬러리가 도포되지 않는 무지부가 존재할 수 있다. 무지부에는 각각의 전극판에 대응되는 한 쌍의 리드가 부착된다. 전극 조립체의 상단에 부착되는 제1 리드는 캡 조립체에 전기적으로 연결되고, 전극 조립체의 하단에 부착되는 제2 리드는 원형 캔의 바닥에 연결된다. 물론, 제1 리드와 제2 리드는 모두 캡 조립체 방향으로 인출될 수도 있다. 전극 조립체는 원형 캔의 바닥부에 설치된 제1 절연판 위에 배치되고, 전극 조립체의 상단에는 제2 절연판이 배치되는 것이 바람직하다. 제1 절연판은 전극 조립체와 원형 캔의 바닥부 사이를 절연시키고, 제2 절연판은 전극 조립체와 캡 조립체 사이를 절연시킨다.

한편, 상기한 원형 캔의 중앙에는 젤리롤 형태로 권취된 전극 조립체가 풀리는 것을 방지하고 이차 전지 내부의 가스의 이동 통로의 역할을 수행하는 센터핀이 삽입될 수도 있다. 원형 캔의 상부 즉, 전극조립체의 상단 윗 부분에는 외부에서 내측으로 가압 절곡 형성된 비딩부가 마련되어 전극 조립체의 상, 하 방향의 유동을 방지할 수 있다.

또, 상기 원형 이차 전지에 있어서, 캡 조립체는 가스켓을 개재시켜 밀폐된 상태에서 원형 캔의 개방부에 조립되는 것으로서, 상기 원형 캔의 개방단에 위치하여 원형 캔을 밀봉하며, 양극 단자를 형성하는 탑 캡; 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결된 전류차단부재; 그리고 상기 전류차단 부재와 연결부를 통하여 연결되어, 상기 전류차단부재와 상기 탑 캡을 전기적으로 연결하되, 비 정상 전류로 인하여 상기 원형 캔 내부에서 가스 발생 시 상기 연결부를 파단하여 전류의 흐름을 차단하는 안전밴트를 포함한다.

상기 캡 조립체에 있어서, 탑 캡은 외부와 전기적으로 접속되도록 형성된 전극 단자를 갖는다.

또, 상기 캡 조립체에 있어서, 상기 안전밴트는 절곡되어 탑 캡의 외주면을 감싸는 형태로 이루어져 있으며, 상기 안전밴트는 중앙에 볼록하게 돌출되어 전류차단부재(CID: current InterruptDevice)에 용접된다.

상기 안전밴트는 전지 내부의 압력 상승시 전류를 차단하거나 가스를 배기하는 역할을 하며, 금속 재질일 수 있다. 안전밴트의 두께는 소재 및 구조 등에 따라 달라질 수 있으며, 전지 내부의 소정의 고압 발생시 파열되면서 가스 등을 배출할 수 있다면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들면 0.2 내지 0.6 mm일 수 있다.

또, 상기 안전밴트와 접촉되는 탑 캡 부위의 두께는, 외부로부터 인가되는 압력으로부터 캡 조립체의 여러 구성 요소들을 보호할 수 있는 범위라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들면, 0.3 내지 0.5mm일 수 있다. 탑 캡 부위의 두께가 너무 얇으면 소정의 기계적 강성을 발휘하기 어렵고, 반대로 너무 두꺼우면 크기 및 중량 증가에 의해 동일 규격 대비 전지의 용량을 감소시킬 우려가 있다.

또, 상기 캡 조립체에 있어서, 상기 전류차단부재는 이차 전지의 내부 압력에 의해 안전밴트와 함께 변형될 수 있는 것으로서, 전류차단부재((Current Interrupt Device, CID) 가스켓 및 CID 필터로 구분될 수도 있다.

또, 상기 원형 이차 전지에 있어서, 캡 조립체는 안전밴트와 탑 캡 사이에 PTC(positive temperature coefficient) 소자를 포함할 수 있다. 구체적으로는 상기 캡 조립체는 상기 원형 캔의 개방단을 밀봉하고 상기 가스켓의 돌출부에 접촉되도록 배치된 탑 캡(top cap), 상기 탑 캡에 접촉되도록 배치된 PTC 소자, 그리고 일면은 상기 PTC 소자에 접촉되고 타면의 일부는 상기 가스켓의 요철부에 접촉되도록 배치되고, 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결된 안전밴트를 구비할 수 있다.

상기 PTC 소자는 전지 내부의 온도 상승시 전지저항이 크게 증가하여 전류를 차단하는 역할을 하고, 이러한 PTC 소자의 두께 역시 소재 및 구조 등에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들면 0.2mm 내지 0.4mm일 수 있다.

PTC 소자의 두께가 0.4mm 보다 두꺼우면 내부 저항이 상승하고, 전지의 크기를 증가시켜 동일 규격 대비 전지의 용량을 감소시킬 수 있다. 반대로, PTC 소자의 두께가 0.2mm 보다 얇으면, 고온에서 소망하는 전류 차단 효과를 발휘하기 어렵고 약한 외부 충격에 의해서도 파괴될 수 있다. 따라서, PTC 소자의 두께는 이러한 점들을 복합적으로 고려하여 상기 두께 범위 내에서 적절히 결정될 수 있다. PTC 소자와 접촉되는 탑 캡 부위의 두께는, 외부로부터 인가되는 압력으로부터 캡 조립체의 여러 구성 요소들을 보호할 수 있는 범위라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들면, 0.3 내지 0.5mm일 수 있다. 탑 캡 부위의 두께가 너무 얇으면 기계적 강성을 발휘하기 어렵고, 반대로 너무 두꺼우면 크기 및 중량 증가에 의해 동일 규격 대비 전지의 용량을 감소시킬 우려가 있다.

이렇게 탑 캡, PTC 소자, 및 안전밴트를 구비한 캡 조립체를 포함하는 원형 이차 전지는 일정한 출력을 안정적으로 제공하는 휴대폰, 노트북 등의 전원으로 사용될 수 있다. 다만, 탑 캡, PTC 소자, 및 안전밴트를 구비한 구조의 리튬 이차 전지는 순간적으로 높은 출력을 제공하기 어려울 수 있고, 진동 등과 같은 외부 충격시 접촉면의 저항이 변화되어 균일한 출력을 제공하는데 다소 어려움이 있을 수 있다. 구체적으로 살펴보면, PTC 소자는 일반적으로 상온에서도 대략 7 내지 32 mΩ 정도의 전기 저항을 나타내며 더욱이 온도의 상승으로 가파른 저항 상승을 유발하고, 그 결과, 순간적으로 높은 출력을 제공하는데 큰 저해요인으로 작용할 수 있기 때문이다. 또한, 진동 등의 외부 충격시 탑 캡, PTC 소자, 안전밴트의 접촉면은 저항의 변화가 매우 커지므로 균일한 출력을 제공하지 못할 수 있기 때문이다.

이하 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예 및 실험예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1~4>

Ni을 도금한 SPCE(냉간압연강판)을 사용하여 탑 캡 및 원형 케이스를 제작하고, 원형 케이스 전극 조립체를 장착한 다음, 전극 조립체의 상단부에 대응하는 부위의 원형 케이스에 비딩 공정을 행하여 클림핑 부위를 형성하고, 이후 여기에 전류차단부재를 장착하고 상기 전류차단 소자의 테두리 부분에 하기 표 1에 기재된 고분자 수지로 이루어진 개스킷을 장착하였다. 이후 상기 전류차단부재를 레이저 용접을 통해 안전밴트와 결합하였다. 그런 다음, PTC 소자 및 탑 캡을 장착하고, 캔의 상단을 내측으로 절곡한 다음, 클림핑 및 가압 공정을 행하여 18650 규격(직경 18 mm, 길이 65mm)의 원형 이전전지를 제작하였다.

<실시예 5~8>

표면에 미세 패턴이 형성된 개스킷을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 원형 이차전지를 제작하였다.

<비교예 1~4>

하기 표 1에서와 같은 특징을 갖는 고분자 수지의 개스킷을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 원형 이차전지를 제작하였다.

<실험예>

제작된 이차전지를 1350kgf로 압축하여 단락여부를 하기 표 1에 나타내었다. 또한 2050kgf로 압축하여 단락여부를 하기 표 1에 나타내었다.

	개스킷 재질	패턴 형상	단락 여부
			1350kgf	2050kgf
실시예 1	PBT	-	X	X
실시예 2	PBT	-	X	X
실시예 3	PBT	-	X	X
실시예 4	PBT	-	X	X
실시예 5	PBT	메쉬	X	X
실시예 6	PBT	메쉬	X	X
실시예 7	PBT	엠보	X	X
실시예 8	PBT	엠보	X	X
비교예 1	PP	-	O	O
비교예 2	PP	-	O	O
비교예 3	PP	-	X	O
비교예 4	PP	-	X	O

상기 실시예 및 비교예의 개스킷 제조에 사용된 고분자 수지의 물성을 하기 표 2에 나타내었다.

	고유점도(dl/g)	Mw/Mn	인장강도 (MPa, 130℃)	굴곡탄성률 (MPa, 130℃)
실시예 1	1.07	1.91	47	1845
실시예 2	1.19	2.03	46	1854
실시예 3	1.09	2.01	47	1875
실시예 4	1.17	1.99	45	1877
실시예 5	1.11	1.97	45	1869
실시예 6	1.20	2.05	46	1846
실시예 7	1.13	2.04	48	1862
실시예 8	1.09	1.98	46	1871
비교예 1	0.47	3.13	26	1569
비교예 2	0.43	3.11	25	1581
비교예 3	0.51	3.09	25	1603
비교예 4	0.53	3.19	27	1611

실험 결과, 본 발명에서 제시한 물성적 요건을 충족하는 개스킷을 포함하는 실시예 1 내지 8의 이차전지는 압축시험 결과 2050 kgf에서도 단락이 발생하지 않았다.

그러나, 상기한 물성적 요건을 충족하지 않는 비교예 1 내지 2의 경우 1350, 2050 kgf에서 모두 단락이 발생하였고, 비교예 3 내지 4의 경우 1350 kgf에서는 단락이 발생하지 않았으나 2050 kgf에서는 단락이 발생하였다.

이상에서, 본 발명은 비록 한정된 실시예들과 도면들에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (6)

1. 원통형 이차전지의 개구부를 마감하는 캡 어셈블리에 있어서, 캡 사이를 봉구하기 위한 개스킷으로서,
   상기 개스킷은 폴리부틸렌테레프탈레이트로 된 것이며,
   상기 폴리부틸렌테레프탈레이트는 130℃에서 인장강도가 35 내지 50 MPa, 굴곡탄성률이 1800 내지 1900 MPa인 것을 특징으로 하는 개스킷.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 폴리부틸렌테레프탈레이트는 0.6 내지 1.8dl/g의 고유점도, Mw/Mn 값이 1.5 내지 2.5인 것을 특징으로 하는 개스킷.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 개스킷은 미세 패턴(pattern)을 갖는 것을 특징으로 하는 개스킷.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 패턴의 형상은, 메쉬(mesh), 라멜라(lamellar), 엠보(embo), 선형, 원형, 타원형, 다각형, 파형 중 어느 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 개스킷.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 패턴은 실리콘 마스터 몰드를 이용하여 패턴을 프린팅함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 개스킷.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 따른 개스킷을 가지는 원통형 이차전지
   

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