(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯形状に形成され、活物質が部分的に塗布されたアルミニウムの集電体からなる電極板であって、
前記集電体は、
一面に前記活物質が塗布されたコーティング部と、
前記コーティング部の長さ方向に沿って前記コーティング部の一側または両側に形成され、少なくとも四つの結晶方向を有する無地部と、を含み、
前記無地部を誘導加熱した後に圧延され、
前記無地部は、
（１１１）結晶方向、（２００）結晶方向、（２２０）結晶方向及び（３１１）結晶方向を含んで形成され、
前記無地部は、前記誘導加熱により、誘導加熱されない前記コーティング部に比べて（２２０）結晶方向のＸ線回折分析におけるピーク値が減少し、（１１１）結晶方向、（２００）結晶方向及び（３１１）結晶方向のＸ線回折分析におけるピーク値が増加し、
Ｘ線回折分析時、誘導加熱された無地部の（３１１）結晶方向のピーク値を（２２０）結晶方向のピーク値で割った比（｜（３１１）｜／｜（２２０）｜）は、０．２５６乃至０．７４１であり、
Ｘ線回折分析時、誘導加熱された前記無地部の前記（２２０）結晶方向でのピーク値に対する前記（１１１）結晶方向でのピーク値の比は、０．０５１乃至０．２２２であることを特徴とする、二次電池用電極板。
【請求項２】
前記無地部は、
前記（２２０）結晶方向で最も大きいピーク値を有することを特徴とする、請求項１に記載の二次電池用電極板。
【請求項３】
前記無地部は、
前記（２２０）結晶方向でのピーク値に対する前記（３１１）結晶方向でのピーク値の比が０．４１２より大きくて０．７４１以下であることは前記誘導加熱に起因することを特徴とする、請求項１に記載の二次電池用電極板。
【請求項４】
前記無地部は、延伸率が１００％乃至１２０％であることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池用電極板。
【請求項５】
前記集電体は、圧延工程後、平板に対する極板撓み偏差が１［ｍｍ］以下であることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池用電極板。
【請求項６】
前記無地部は誘導加熱され、
前記誘導加熱のための誘導加熱装置は、
活物質コーティング部と無地部を有する電極板を巻き出す巻出ローラと、
前記電極板を移送するガイドローラと、
前記ガイドローラから移送された前記電極板の無地部を誘導加熱する誘導加熱部と、
前記ガイドローラから移送される前記電極板を巻き取る巻取ローラと、を含んでなることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池用電極板。
【請求項７】
前記誘導加熱部は、前記無地部の少なくとも一側面をワークコイルを介して誘導加熱することを特徴とする、請求項６に記載の二次電池用電極板。
【請求項８】
正極板、負極板及び前記正極板と負極板の間に位置するセパレータがジェリーロールの形状に巻回される電極組立体を含む二次電池であって、
前記正極板または負極板のうち選択された少なくとも何れか一つは、請求項１乃至請求項４のうち選択された何れか一つにかかる電極板で形成されたことを特徴とする、二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池用電極板及びこれを含む二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な自動車は、ガソリンや軽油で動作するエンジンを動力源にする。しかし、環境汚染が世界的な問題となり、エンジンと共に電気モータを採用して、燃料使用量を減らし全体的なエネルギー消費効率を高めたハイブリッド自動車が業界で注目されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ハイブリッド自動車のＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）用電池は、化学エネルギーと電気エネルギーとの相互変換が可逆的で、充電と放電を繰り返すことができる。このようなＨＥＶ用電池は、正極と負極がセパレータ（ｓｅｐａｒａｔｏｒ）を介在させて位置する電極郡（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）、電極郡が収容される空間を有するケース及び前記ケースに結合されてこれを密閉するキャッププレートなどを含む。
【０００４】
そして、正極及び負極電極板は、それぞれ電流集電のための集電体と前記集電体に塗布された活物質を含む。前記電極板は、活物質がコーティングされたコーティング部と、コーティングされない無地部とからなる。このような電極板は、長く延長された帯形状を有し、長さ方向に両側または一側の端部に、活物質が塗布されない無地部を有する。そして、電極板の無地部には、導電性タブ（ｔａｂ）がそれぞれ付着して、正極電極板または負極電極板で発生した電流をそれぞれ正極端子または負極端子に誘導する。コーティング部は、活物質が塗布された後、乾燥及び圧延などにより形成される。電極板のコーティング部は、活物質によって、無地部に比べてもっと厚いので、電極板を圧延する際に高圧力の印加により大いに延伸される。しかし、電極板の無地部は、電極板を圧延する際に圧力が殆ど印加されないので延伸されない。
【０００５】
即ち、電極板のコーティング部と無地部に印加される圧力差によって発生した延伸差により、電極板が撓む湾曲現象または撓み現像が発生する。このような湾曲現象または撓み現像は、電池の寿命を短縮させ、自動車を駆動するための十分な出力を得ることができなくなり、内部ショート現象を発生させる。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、二次電池の電極板の圧延工程時、活物質が塗布されたコーティング部と無地部の厚さ差によって、印加される圧力が異なって発生する湾曲現象及び撓み現像を改善することが可能な、新規かつ改良された二次電池用電極板及びこれを含む二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、帯形状に形成され、活物質が部分的に塗布された集電体からなる電極板であって、前記集電体は、一面に前記活物質が塗布されたコーティング部；及び前記コーティング部の長さ方向に沿って前記コーティング部の一側または両側に形成され、少なくとも四つの結晶方向を有する無地部を含む二次電池用電極板が提供される。
【０００８】
ここで、Ｘ線回折分析時、前記コーティング部のピーク値が最も大きい結晶方向のピーク値に対する前記ピーク値が二番目に大きい結晶方向のピーク値の比は、０．２５６乃至０．７４１であってもよい。
【０００９】
そして、Ｘ線回折分析時、前記コーティング部のピーク値が最も大きい結晶方向のピーク値に対するピーク値が四番目に大きい結晶方向のピーク値の比は、０．０５１乃至０．２２２であってもよい。
【００１０】
また、前記無地部は、（１１１）結晶方向、（２００）結晶方向、（２２０）結晶方向及び（３１１）結晶方向を含んで形成されてもよい。
【００１１】
また、前記無地部は、前記（２２０）結晶方向で最も大きいピーク値を有してもよい。
【００１２】
また、前記無地部は、前記（２２０）結晶方向でのピーク値に対する前記（３１１）結晶方向でのピーク値の比が０．４１２より大きくて０．７４１以下であってもよい。
【００１３】
前記無地部は、前記（２２０）結晶方向でのピーク値に対する前記（１１１）結晶方向でのピーク値の比が０．０５１乃至０．２２２であってもよい。
【００１４】
また、前記無地部は、延伸率が１００％乃至１２０％であってもよい。
【００１５】
また、前記無地部は、引張強度が２［Ｎ］乃至３［Ｎ］であってもよい。
【００１６】
また、前記無地部は、誘導加熱されて形成されてもよい。
【００１７】
また、前記集電体は、圧延工程後、極板撓み偏差が１［ｍｍ］以下であってもよい。
【００１８】
また、前記無地部は誘導加熱され、前記誘導加熱のための誘導加熱装置は、活物質コーティング部と無地部を有する電極板を巻き出す巻出ローラ；前記電極板を移送するガイドローラ；前記ガイドローラから移送された前記電極板の無地部を誘導加熱する誘導加熱部；及び前記ガイドローラから移送される前記電極板を巻き取る巻取ローラを含んでなってもよい。
【００１９】
前記誘導加熱部は、前記無地部の少なくとも一側面をワークコイルを介して誘導加熱してもよい。
【００２０】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、正極板、負極板及び前記正極板と負極板の間に位置するセパレータがジェリーロールの形状に巻回される電極組立体を含む二次電池であって、前記正極板または負極板のうち選択された少なくとも何れか一つは、上記の何れか一つにかかる電極板で形成された二次電池が提供される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る二次電池用電極板によれば、電極板の無地部を誘導加熱して、無地部の結晶粒が多方向性を有するように物性を変化させ、延伸率を増加させることで、電極板を圧延する際に、活物質が塗布されたコーティング部とコーティングされない無地部の厚さ差によって発生する湾曲現象を改善することができる。
【００２２】
また、本発明に係る二次電池用電極板を含む二次電池によれば、二次電池の寿命が増加させ、電極組立体の屈曲による内部ショート現象が防止されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例にかかる二次電池用電極板を図示した斜視図である。
【図２ａ】本発明の実施例にかかる二次電池用電極板を製造するための誘導加熱装置の部分斜視図である。
【図２ｂ】図２ａのＡ部分拡大図である。
【図２ｃ】図２ｂの概略図である。
【図２ｄ】図２ｂのＢ‐Ｂ´線断面図である。
【図３ａ】本発明の実施例にかかる二次電池用電極板の集電体をＸ線回折分析した結果を図示したグラフである。
【図３ｂ】本発明の実施例にかかる二次電池用電極板の集電体をＸ線回折分析した結果を図示したグラフである。
【図３ｃ】本発明の実施例にかかる二次電池用電極板の集電体をＸ線回折分析した結果を図示したグラフである。
【図４ａ】本発明の実施例にかかる二次電池用電極板の集電体で（２２０）結晶方向のピーク値に対する他の結晶方向のピーク値の比を図示したグラフである。
【図４ｂ】本発明の実施例にかかる二次電池用電極板の集電体で（２２０）結晶方向のピーク値に対する他の結晶方向のピーク値の比を図示したグラフである。
【図４ｃ】本発明の実施例にかかる二次電池用電極板の集電体で（２２０）結晶方向のピーク値に対する他の結晶方向のピーク値の比を図示したグラフである。
【図５】本発明の実施例にかかる二次電池用電極板の引張強度と延伸率の関係を従来の電極板と比較図示したグラフである。
【図６ａ】本発明の実施例にかかる二次電池用電極板の撓み偏差を従来の電極板と比較図示したグラフである。
【図６ｂ】本発明の実施例にかかる二次電池用電極板の撓み偏差を従来の電極板と比較図示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２５】
図１には、本発明の実施例にかかる二次電池用電極板の斜視図が図示されている。図１に示すように、電極板１０は、集電体１１及び活物質１２を含む。前記集電体１１は、一方向に長く延長された帯形状を有することができる。前記集電体１１は、アルミニウム（Ａｌ）からなる正極集電体と銅（Ｃｕ）からなる負極集電体のうち一つであり得る。前記集電体１１は、活物質が塗布されたコーティング部１１ａと活物質が塗布されない無地部１１ｂとを含む。前記コーティング部１１ａは、集電体１１の長さ方向に沿って所定幅を有するように延長形成される。前記無地部１１ｂは、集電体１１の長さ方向に沿って前記コーティング部１１ａの両側に形成されてもよく、前記コーティング部１１ａの一側にのみ形成されてもよい。
【００２６】
前記活物質１２は、集電体１１の前記無地部１１ｂを除いた中心領域に長さ方向に沿って塗布されることができる。前記活物質１２は、正極活物質として、リチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ２）、リチウム二酸化マンガン（ＬｉＭｎＯ２）またはリチウムニッケル二酸化物（ＬｉＮｉＯ２）などのリチウム合金からなることができる。そして、前記活物質１２は、負極活物質として、炭素、黒鉛及びこれらの組合からなるグループから選択された少なくとも一つまたはこれらの組合からなってもよい。
【００２７】
前記電極板１０は、前記コーティング部１１ａに前記活物質１２が塗布され、後述する誘導加熱装置（１００、図２ａ乃至図２ｄ参照）を利用して前記無地部１１ｂが誘導加熱された後、前記電極板１０が圧延手段により加圧されることで形成されることができる。前記電極板１０の無地部１１ｂが誘導加熱装置を利用して誘導加熱されると、集電体の成分が変化して、圧延の際に圧力差によって発生する湾曲現象が改善されることができる。
【００２８】
以下では、本実施形態にかかる二次電池に使用される電極板を誘導加熱するための誘導加熱装置の構成を説明する。
【００２９】
図２ａは、本発明の実施例にかかる二次電池用電極板を製造するための誘導加熱装置の部分斜視図である。図２ｂは、図２ａのＡ部分拡大図である。図２ｃは、図２ｂの概略図である。図２ｄは、図２ｂのＢ‐Ｂ’線断面図である。
【００３０】
図２ａ乃至図２ｄを参照すると、前記誘導加熱装置１００は、巻出ローラ１１０、ガイドローラ１２０、移送ローラ１３０、誘導加熱部１４０、巻取ローラ１５０、吸入部１６０、冷却部１７０及びダミーローラ１８０を含むことができる。
【００３１】
前記巻出ローラ１１０は、前記電極板１０を巻き出すために、円筒形状を有することができる。ここで、前記巻出ローラ１１０は、前記電極板１０と接触した状態で回転軸を中心に回転して、前記電極板１０を巻き出す。前記巻出ローラ１１０は、回転軸に連結されたモータ（図示せず）から駆動力を印加されて、前記電極板１０を巻き出すことができる。そして、前記巻出ローラ１１０は、前記ガイドローラ１２０を介して前記誘導加熱部１４０に前記電極板１０を巻き出す。
【００３２】
前記ガイドローラ１２０は、円筒形状を有し、前記巻出ローラ１１０から伝達された前記電極板１０を移送する。前記ガイドローラ１２０は、前記電極板１０の移送を容易にするために、前記電極板１０の幅より多少広い幅を有するように形成されることができる。
【００３３】
前記ガイドローラ１２０は、非熱伝導性材質からなることができ、好ましく、テフロン（登録商標）（ｔｅｆｌｏｎ）などを含む耐熱性、非伝導性、耐磨耗性を有する物質からなることができる。前記テフロンは、熱に強い合成樹脂であって、誘導加熱による高熱にも変形されない。また、前記テフロンは、表面が滑らかで摩擦に強いので、摩擦による騒音を抑制することができ、汚染物質が付着し難い。
【００３４】
前記ガイドローラ１２０の回転軸は、前記巻出ローラ１１０の回転軸と平行に形成され、前記ガイドローラ１２０には、前記巻出ローラ１１０から前記電極板１０が水平に伝達されることができる。また、前記ガイドローラ１２０は、回転軸を中心に回転して、表面に接触した前記電極板１０を移送することができる。
【００３５】
前記移送ローラ１３０は、円筒形状を有し、前記ガイドローラ１２０から伝達された前記電極板１０を移送する。前記移送ローラ１３０の回転軸は、前記ガイドローラ１２０の回転軸と平行に形成され、前記移送ローラ１３０には、前記ガイドローラ１２０から前記電極板１０が水平に伝達されることができる。
【００３６】
この時、前記ガイドローラ１２０の上面から接線方向に水平に延長された延長平面Ａと前記ガイドローラ１２０の上面と前記移送ローラ１３０の上面を連結した仮想平面Ｂが成す角度θ１は、−２０乃至０を成すことが好ましい。前記延長平面Ａと前記仮想平面Ｂが成す角度θ１が−２０以上であると、前記ガイドローラ１２０と接する前記電極板１０の面積を減少させて、前記電極板１０に加えられた熱が前記ガイドローラ１２０に伝達されることを防止することができる。また、前記延長平面Ａと前記仮想平面Ｂが成す角度θ１が０以下であると、誘導加熱された前記電極板１０の撓み現像を改善して、前記電極板１０を支持することができる。即ち、前記移送ローラ１３０は、前記ガイドローラ１２０と略平行になるように装着され、誘導加熱の際に前記電極板１０から前記ガイドローラ１２０に伝達される熱を最小化することができる。
【００３７】
前記誘導加熱部１４０は、前記電極板１０の無地部１１ｂを誘導加熱するためのワークコイル１４１を含む。前記ワークコイル１４１は、前記無地部１１ｂの幅ｗａと対応する幅ｗｂに形成されることができ、熱伝導率の高い金属からなることができる。前記誘導加熱部１４０は、前記ガイドローラ１２０の上部に位置する。即ち、前記誘導加熱部１４０の下部に前記ガイドローラ１２０を介して前記電極板１０が移送される。よって、前記電極板１０の移送中、前記ワークコイル１４１は前記無地部１１ｂを誘導加熱する。
【００３８】
前記誘導加熱部１４０は、前記電極板１０の無地部１１ｂが形成された一側と対応するように具備されることができる。また、前記誘導加熱部１４０は、前記電極板１０の無地部１１ｂが形成された両側と対応するように、互いにそれぞれ離隔して対向する複数個が具備されることもできる。そして、複数個の前記誘導加熱部１４０は、前記無地部１１ｂの離隔距離ｗｃと対応するように離隔することができる。
【００３９】
前記誘導加熱部１４０は、前記電極板１０の無地部１１ｂを誘導加熱して、前記集電体１１の内部で自発熱が生成されるようにすることで、前記集電体１１の物性を変化させることができる。また、前記誘導加熱部１４０は、ワークコイル１４１を介して前記無地部１１ｂを誘導加熱するので、１秒乃至３秒程度の比較的短い時間でも十分な熱処理（ｆｕｌｌ−ａｎｎｅａｌｉｎｇ）ができる。また、前記電極板１０の無地部１１ｂは、誘導加熱により結晶粒が変わって強度が変わるので、圧延する時に前記コーティング部１１ａと無地部１１ｂに印加される圧力差が解消されることができる。即ち、前記電極板１０は、ワークコイル１４１を介して前記無地部１１ｂのみ誘導加熱されるので、電極板１０を圧延する時にコーティング部１１ａと無地部１１ｂの間の延伸偏差により極板が撓む湾曲現象及び撓み現像を防止することができる。
【００４０】
前記巻取ローラ１５０は、円筒形状を有し、前記移送ローラ１３０から伝達された前記電極板１０を移送する。前記巻取ローラ１５０は、前記電極板１０と接触した状態で回転軸を中心に回転して、前記電極板１０を巻き取る。前記巻取ローラ１５０の回転軸は前記移送ローラ１３０の回転軸と平行に位置して、前記移送ローラ１３０から前記電極板１０が水平に伝達されることができる。前記巻取ローラ１５０の回転軸は、モータ（図示せず）に連結され、回転力の印加を受けて、前記電極板１０を巻き取ることができる。
【００４１】
前記吸入部１６０としては、ダクト（ｄｕｃｔ）及びファンなどを具備する一般的な吸入部を使用することができる。前記吸入部１６０は、前記巻出ローラ１１０と前記誘導加熱部１４０の間に設けられ、前記電極板１０に存在する有機物を吸入する。即ち、前記吸入部１６０は、前記電極板１０が前記誘導加熱部１４０に移送される前に、前記電極板１０の表面に残留する有機物を吸入する。よって、前記電極板１０が誘導加熱部１４０を介して誘導加熱される時、前記無地部１１ｂの各領域が均一に熱処理されることができる。
【００４２】
前記冷却部１７０は、一般的な空気ポンプやファンなどの送風手段を利用して、前記電極板１０を冷却することができる。前記冷却部１７０は、前記誘導加熱部１４０と前記巻取ローラ１５０の間に設けられ、誘導加熱された前記電極板１０を冷却することができる。ここで、前記冷却部１７０は、図２ｃを参照すると、前記電極板１０の上部に装着されて前記電極板１０の上面のみを冷却するよう図示されているが、前記電極板１０の下部にも形成されて前記電極板１０の上下面を冷却することもできる。よって、前記冷却部１７０は、加熱された前記電極板１０を冷却し、前記電極板１０に残留する揮発成分を乾燥させることができる。
【００４３】
また、前記冷却部１７０は、前記誘導加熱部１４０と最大限密接に形成されて、誘導加熱された前記電極板１０の冷却速度を向上させ、前記ガイドローラ１２０に熱が伝達されて前記ガイドローラ１２０が変形されることを防止することができる。
【００４４】
前記ダミーローラ１８０は、通常、前記電極板１０の移送を容易にするために、円筒形状に具備されることができる。前記ダミーローラ１８０は、前記巻出ローラ１１０と前記ガイドローラ１２０の間に形成された前方ダミーローラ１８１、１８２、及び前記ガイドローラ１２０と前記巻取ローラ１５０の間に形成された後方ダミーローラ１８３を含むことができる。
【００４５】
前記前方ダミーローラ１８１、１８２は、前記巻出ローラ１１０と前記吸入部１６０の間に形成された第１前方ダミーローラ１８１、及び前記第１前方ダミーローラ１８１と前記ガイドローラ１２０の間に形成された第２前方ダミーローラ１８２からなる。そして、前記前方ダミーローラ１８１、１８２は、前記ガイドローラ１２０と前記巻出ローラ１１０の間で、前記ガイドローラ１２０の下部に形成されることができる。前記後方ダミーローラ１８３は、前記移送ローラ１３０と前記巻取ローラ１５０の間で、前記移送ローラ１３０の下部に形成されることができる。
【００４６】
前記ダミーローラ１８０は、前記巻出ローラ１１０と前記ガイドローラ１２０の間及び前記ガイドローラ１２０と前記巻取ローラ１５０の間で、前記電極板１０に張力を提供する。また、前記ダミーローラ１８０は、前記電極板１０にクラックが発生したり電極板か折れることを防止する。
【００４７】
以下では、本発明の実施例にかかる二次電池用電極板の誘導加熱による特性変化を説明する。
【００４８】
図３ａ乃至図３ｃは、本発明の実施例にかかる二次電池用電極板の集電体をＸ線回折分析した結果を比較例と共に図示したグラフである。
【００４９】
図３ａは、無地部が加熱されない（Ｎｏｎ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ、ＮＡ）二次電池用電極板の集電体をＸ線回折分析した結果を図示したグラフである。そして、アルミニウムからなる５個の正極集電体（ＮＡ＿１乃至ＮＡ＿５）から結果をそれぞれ測定した。
【００５０】
前記加熱されない無地部のＸ線回折分析結果によると、前記無地部では主に（２２０）結晶方向と（３１１）結晶方向が検出される。即ち、前記無地部は、（２２０）結晶方向を有するグレイン（ｇｒａｉｎ）と（３１１）結晶方向を有するグレインからなることが分かる。前記（２２０）結晶方向は、Ｘ線回折分析器の２θ値が約６５である地点で発見される結晶方向である。一方、前記（３１１）結晶方向は、Ｘ線回折分析器の２θ値が約７８である地点で発見される結晶方向である。即ち、加熱されない無地部は、Ｘ線回折分析結果を通じて（２２０）と（３１１）の結晶方向が検出される。
【００５１】
図３ｂは、無地部が輻射加熱された（Ｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｈｅａｔｉｎｇ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ、ＲＨＡ）二次電池用電極板の集電体をＸ線回折分析した結果を図示したグラフである。輻射加熱も、アルミニウムからなる５個の正極集電体（ＲＨＡ１乃至ＲＨＡ５）から結果をそれぞれ測定した。
【００５２】
図３ｂを参照すると、輻射加熱された無地部１１ｂのＸ線回折分析結果では、主に（２００）結晶方向、（２２０）結晶方向及び（３１１）結晶方向が検出された。即ち、前記無地部は、（２００）結晶方向を有するグレイン、（２２０）結晶方向を有するグレイン及び（３１１）結晶方向を有するグレインからなることが分かる。前記（２００）結晶方向は、Ｘ線回折分析器の２θ値が約４５である地点で発見される結晶方向である。そして、上述したように、前記（２２０）結晶方向及び（３１１）結晶方向は、Ｘ線回折分析器の２θ値が約６５及び７８である地点でそれぞれ発見される。グラフから分かるように、前記輻射加熱（ＲＨＡ）された無地部１１ｂは、Ｘ線回折分析結果、主な三つの結晶構造を有する。
【００５３】
一方、図３ｃは、無地部が誘導加熱された（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｈｅａｔｉｎｇ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ、ＩＨＡ）本発明の実施例にかかる二次電池用電極板の集電体をＸ線回折分析した結果を図示したのグラフである。誘導加熱も、アルミニウムからなる５個の正極集電体（ＩＨＡ１乃至ＩＨＡ５）でから結果をそれぞれ測定した。
【００５４】
誘導加熱（ＩＨＡ）は、集電体１１の無地部１１ｂにのみ行われるので、コーティング部１１ａのＸ線回折分析結果は、図３ａの加熱されない無地部のＸ線回折分析結果と同一である。
【００５５】
一方、図３ｃを参照すると、誘導加熱された無地部１１ｂのＸ線回折分析結果では、（１１１）結晶方向、（２００）結晶方向、（２２０）結晶方向及び（３１１）結晶方向が検出された。即ち、前記無地部１１ｂは、（１１１）結晶方向を有するグレイン、（２００）結晶方向を有するグレイン、（２２０）結晶方向を有するグレイン及び（３１１）結晶方向を有するグレインからなることが分かる。即ち、前記誘導加熱（ＩＨＡ）された無地部１１ｂは、Ｘ線回折分析結果、主な四つの結晶構造を有する。
【００５６】
また、誘導加熱（ＩＨＡ）された無地部１１ｂは、（２２０）結晶方向のピーク値が最も大きく、（２００）結晶方向、（３１１）結晶方向、（１１１）結晶方向の順番でピーク値が減少していることを確認できる。
【００５７】
従って、誘導加熱された無地部１１ｂは、加熱されない無地部に比べて（２２０）結晶方向が減少するが、その代わり、追加的な方向性を有する（１１１）結晶方向、（２００）結晶方向及び（３１１）結晶方向が増加する。また、誘導加熱された無地部１１ｂは、輻射加熱された無地部に比べて、（１１１）結晶方向が増加したことを確認できる。結局、前記誘導加熱（ＩＨＡ）された無地部１１ｂは、誘導加熱によって結晶粒の結晶方向が変化し、物性が変化したことが分かる。
【００５８】
従って、本実施形態にかかる二次電池用電極板１０のうち、集電体１１の誘導加熱されないコーティング部１１ａと誘導加熱（ＩＨＡ）された無地部１１ｂは、相違する結晶粒及び物性特徴を有するようになり、延伸時に圧力偏差により発生する湾曲現象及び撓み現像を防止することができる。
【００５９】
図４ａ乃至図４ｃは、本発明の実施例にかかる二次電池用電極板の集電体において、（２２０）結晶方向のピーク値に対する他の結晶方向でのピーク値の比を図示したグラフである。そして、表１には、図４ａ乃至図４ｃの各場合に対する結果がまとめられている。
【００６０】
0005524735.tif 000002
【００６１】
先ず、図４ａを表１と共に参照すると、加熱されない無地部の（１１１）結晶方向のピーク値を（２２０）結晶方向のピーク値で割った比（｜（１１１）｜／｜（２２０）｜）は、０．００６乃至０．０１７の範囲を有すると測定された。また、前記比の平均値は０．０１１と測定された。
【００６２】
そして、輻射加熱された無地部の（１１１）結晶方向のピーク値を（２２０）結晶方向のピーク値で割った比（｜（１１１）｜／｜（２２０）｜）は、０．００１乃至０．０２６と測定された。また、前記比の平均値は０．０１３と測定された。
【００６３】
一方、本発明の実施例によって誘導加熱された無地部１１ｂの（１１１）結晶方向のピーク値を（２２０）結晶方向のピーク値で割った比（｜（１１１）｜／｜（２２０）｜）は、０．０５１乃至０．２２２と測定された。また、前記比の平均値は０．１３４と測定された。
【００６４】
前記結果を検討すると、本発明の実施例によって誘導加熱された無地部１１ｂは、（１１１）結晶方向のピーク値を（２２０）結晶方向のピーク値で割った比（｜１１１｜／｜２２０｜）の平均値が０．１３４であって、加熱しない無地部の０．０１１や輻射加熱された無地部の０．０１３より増加したことを確認することができる。また、前記比が有する範囲も０．０５１乃至０．２２２と測定され、加熱されない無地部の比が有する０．００６乃至０．０１７や、輻射加熱された無地部の比が有する０．００１乃至０．０２６に比べて高くなったことを確認できる。結局、本発明の実施例によって誘導加熱された無地部１１ｂは、メイン方向である（２２０）結晶方向のピーク値は既存に比べて減少し、（１１１）結晶方向のピーク値は既存に比べて増加して、結晶方向において多様性を確保するように物性が変化したので、湾曲現象及び撓み現像を改善することができる。
【００６５】
一方、図４ｂを表１と共に参照すると、加熱されない無地部の（２００）結晶方向のピーク値を（２２０）結晶方向のピーク値で割った比（｜（２００）｜／｜（２２０）｜）は、０．０２０乃至０．０２９の範囲を有すると測定された。また、前記比の平均値は０．０２７と測定された。
【００６６】
そして、輻射加熱された無地部の（２００）結晶方向のピーク値を（２２０）結晶方向のピーク値で割った比（｜（２００）／｜（２２０）｜）は、０．０７６乃至１．１４８と測定された。また、前記比の平均値は０．５０１と測定された。
【００６７】
一方、本発明の実施例によって誘導加熱された無地部１１ｂの（２００）結晶方向のピーク値を（２２０）結晶方向のピーク値で割った比（｜２００｜／｜２２０｜）は、０．２０４乃至１．０２６と測定された。また、前記比の平均値は０．５３５と測定された。
【００６８】
前記結果を検討すると、本発明の実施例によって誘導加熱された無地部１１ｂは、（２００）結晶方向のピーク値を（２２０）結晶方向のピーク値で割った比（｜２００｜／｜２２０｜）の平均値が０．５３５であって、加熱しない無地部の０．０２７や輻射加熱された無地部の０．５０１より増加したことを確認できる。即ち、本発明の実施例によって誘導加熱された無地部１１ｂは、メイン方向である（２２０）結晶方向のピーク値は平均的に減少し、（２００）結晶方向のピーク値は平均的に増加して、結晶方向において多様性を確保するように物性が変化したと判断されることができ、上述した湾曲現象及び撓み現像を改善することができる。
【００６９】
一方、前記比が有する範囲は、０．２０４乃至１．０２６と測定され、加熱されない無地部の比が有する０．０２０乃至０．０２９よりは広いが、輻射加熱された無地部の比が有する０．０７６乃至１．１４８よりは狭いことが確認された。これは、結晶方向の方向性による結果であって、本発明の実施例によって誘導加熱された無地部１１ｂの範囲が輻射加熱された場合に比べて狭い範囲の比（｜（２００）｜／｜（２２０）｜）を有するが、平均値ではむしろ増加したので、全般的には（２２０）結晶方向のピーク値は減少し、（２００）結晶方向のピーク値は増加したと評価されることができる。
【００７０】
一方、図４ｃを表１と共に参照すると、加熱されない無地部の（３１１）結晶方向のピーク値を（２２０）結晶方向のピーク値で割った比（｜（３１１）｜／｜（２２０）｜）は、０．１８２乃至０．１９９の範囲を有すると測定された。また、前記比の平均値は０．１９２と測定された。
【００７１】
そして、輻射加熱された無地部の（３１１）結晶方向のピーク値を（２２０）結晶方向のピーク値で割った比（｜（３１１）｜／｜（２２０）｜）は、０．１８９乃至０．４１２と測定された。また、前記比の平均値は０．３０１と測定された。
【００７２】
一方、本発明の実施例によって誘導加熱された無地部１１ｂの（３１１）結晶方向のピーク値を（２２０）結晶方向のピーク値で割った比（｜（３１１）｜／｜（２２０）｜）は、０．２５６乃至０．７４１と測定された。また、前記比の平均値は０．４８５と測定された。
【００７３】
前記結果を検討すると、本発明の実施例によって誘導加熱された無地部１１ｂは、（３１１）結晶方向のピーク値を（２２０）結晶方向のピーク値で割った比（｜（３１１）｜／｜（２２０）｜）の平均値が０．４８５であって、加熱しない無地部の０．１９２や輻射加熱された無地部の０．３０１より増加したことを確認できる。また、前記比が有する範囲も０．２５６乃至０．７４１と測定され、加熱されない無地部の比が有する０．１８２乃至０．１９９や、輻射加熱された無地部の比が有する０．１８９乃至０．４１２に比べて、全般的に高くなったことを確認できる。そして、前記比が有する範囲のうち、０．４１２より大きくて０．７４１以下の値は、本発明の実施例によって無地部１１ｂを誘導加熱したことに起因したのである。また、本発明の実施例によって誘導加熱された無地部１１ｂは、メイン方向である（２２０）結晶方向のピーク値は相対的に減少し、（３１１）結晶方向のピーク値は相対的に増加して、結晶方向において多様性を確保するように物性が変化したので、湾曲現象及び撓み現像を改善することができる。
【００７４】
図５は、本発明の実施例にかかる二次電池用電極板の引張強度と延伸率の関係を従来の電極板と比較図示したグラフである。
【００７５】
図５を参照すると、加熱されない無地部、輻射加熱（Ｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｈｅａｔｉｎｇ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ、ＲＨＡ）された無地部及び誘導加熱（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｈｅａｔｉｎｇ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ、ＩＨＡ）された無地部１１ｂを有する電極板の引張強度及び延伸率をそれぞれ測定比較した。
【００７６】
先ず、加熱されない無地部は、基準１［ｍｍ］に対して約０．３［ｍｍ］乃至０．４［ｍｍ］が伸びる。即ち、加熱されない無地部の延伸率（ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ）は約３０％乃至４０％であることを確認できる。そして、前記無地部の引張強度（Ｔｅｎｓｉｌｅ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）は約８［Ｎ］乃至９［Ｎ］である。即ち、加熱されない無地部は、延伸率が約４０％以上に引張されず、４０％以上に引張されるように応力を加える場合、塑性変形及び破壊される恐れができる。そして、加熱されない無地部は、図５に示すように、低い引張強度が印加される場合には引張され難い。
【００７７】
前記輻射加熱（Ｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｈｅａｔｉｎｇ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ、ＲＨＡ）された無地部は、基準長さ１［ｍｍ］に対して約０．５［ｍｍ］乃至０．８［ｍｍ］まで延伸されることができる。即ち、輻射加熱（ＲＨＡ）された無地部の延伸率は、５０％乃至８０％であることを確認できる。そして、輻射加熱（ＲＨＡ）された無地部は、引張強度が１．５［Ｎ］乃至２．５［Ｎ］である。前記輻射加熱（ＲＨＡ）された無地部は、加熱されない無地部に比べて延伸率は高くて、引張強度は低い。即ち、前記輻射加熱（ＲＨＡ）された無地部は、加熱されない（ｎｏｎ-ａｎｎｅａｌｉｎｇ）無地部に比べて小さい引張強度でも延伸できるので、延伸率が優れている。しかし、このような輻射加熱は、無地部だけでなく電極板を全体的に加熱するため、長い加熱時間が消耗され、無地部だけでなくコーティング部の物性までも変化させるようになる。よって、前記輻射加熱された電極板は、圧延時にコーティング部と無地部の間に印加される圧力差によって湾曲現象が発生する可能性がある。
【００７８】
一方、前記誘導加熱（ＩＨＡ）された無地部１１ｂは、基準長さ１［ｍｍ］に対して１［ｍｍ］乃至１．２［ｍｍ］延伸される。即ち、誘導加熱（ＩＨＡ）された無地部１１ｂの延伸率は、１００％乃至１２０％であることが確認できる。そして、前記誘導加熱（ＩＨＡ）された無地部１１ｂは、引張強度が２［Ｎ］乃至３［Ｎ］である。この時、前記電極板１０は、無地部１１ｂのみ誘導加熱するので、コーティング部１１ａの引張強度及び延伸率は変化せず、誘導加熱された無地部１１ｂと相違する。また、前記誘導加熱（ＩＨＡ）された無地部１１ｂは、延伸率が１００％乃至１２０％であって、加熱されない（ｎｏｎ-ａｎｎｅａｌｉｎｇ）無地部や輻射加熱（ＲＨＡ）された無地部の延伸率に比べて、遥かに優れていることを確認できる。そして、前記誘導加熱（ＩＨＡ）された無地部１１ｂは、加熱されない（ｎｏｎ-ａｎｎｅａｌｉｎｇ）無地部や輻射加熱（ＲＨＡ）された無地部に比べて小さい引張強力でも延伸できるので、延伸率が優れていることが分かる。
【００７９】
また、誘導加熱（ＩＨＡ）された無地部１１ｂは、輻射加熱（ＲＨＡ）された無地部に比べてもっと大きい引張強力に耐えることができる。即ち、誘導加熱（ＩＨＡ）された無地部１１ｂは、輻射加熱（ＲＨＡ）された無地部に比べて、延伸率が高いながら、もっと大きい引張強力に耐えることができる。
【００８０】
従って、電極板１０の前記無地部１１ｂのみ誘導加熱すると、前記無地部１１ｂのみ物性が変化して延伸率が増加するので、前記電極板１０の圧延時もコーティング部１１ａと無地部１１ｂの間に印加される圧力差によって発生する湾曲現象を防止することができる。
【００８１】
図６ａ及び図６ｂは、本発明の実施例にかかる二次電池用電極板の撓み偏差を図示したグラフである。
【００８２】
図６ａと図６ｂは、加熱されない無地部と誘導加熱（ＩＨＡ）された無地部１１ｂを有する電極板での極板撓み偏差をそれぞれ図示したグラフである。ここで、極板撓み偏差は、圧延工程以後、無地部とコーティング部の間の撓み量を計算した標準偏差である。
【００８３】
先図、図６ａを参照すると、加熱されない無地部は、極板撓み偏差が約１．５５［ｍｍ］と測定された。即ち、加熱されない無地部は、圧延工程で前記無地部と前記コーティング部の間に印加される圧力差により湾曲現象が発生したことを確認できる。
【００８４】
一方、図６ｂを参照すると、前記誘導加熱（ＩＨＡ）された無地部１１ｂは、極板撓み偏差が約０．６７［ｍｍ］と測定された。即ち、前記誘導加熱（ＩＨＡ）された無地部１１ｂは、圧延工程で前記無地部１１ｂと前記コーティング部１１ａの間に印加される圧力差によって発生する湾曲現象が減少したことを確認できる。
【００８５】
次に、本実施形態にかかる電極板が適用される二次電池に対して説明する。前記二次電池は、正極板と負極板及び正極板と負極板の間に位置するセパレータがジェリーロール形状に巻回される電極組立体を含んで形成される。前記電極組立体は、巻回形態を含む構造において一般的な二次電池に使用される電極組立体からなることができ、ここで詳細な説明を省略する。
【００８６】
前記正極板は、本発明の実施例にかかる電極板１０からなることができる。また、前記負極板も、本発明の実施例にかかる電極板１０からなることができる。
【００８７】
前記正極板が本発明の実施例にかかる電極板で形成される場合、極板の湾曲現象及び撓み現像が減少する。よって、前記電極組立体は、より均一に巻回されることができる。
【００８８】
以上にて説明したことは、本発明の一実施形態にかかる電極組立体及びこれを有する二次電池を実施するための一つの実施例に過ぎないものであり、本発明は前記の実施例に限定されず、特許請求の範囲で請求するような本発明の要旨から外れることなく当該発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば誰でも様々な変更実施が可能な範囲まで本発明の技術的精神があると言える。
【００８９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００９０】
１０    電極板
１１    集電体
１２    活物質
１００    誘導加熱装置
１１０    巻出ローラ
１２０    ガイドローラ
１３０    移送ローラ
１４０    誘導加熱部
１５０    巻取ローラ
１６０    吸入部
１７０    冷却部
１８０    ダミーローラ
【図１】
0005524735.tif 000003
【図２ａ】
0005524735.tif 000004
【図２ｂ】
0005524735.tif 000005
【図２ｃ】
0005524735.tif 000006
【図２ｄ】
0005524735.tif 000007
【図３ａ】
0005524735.tif 000008
【図３ｂ】
0005524735.tif 000009
【図３ｃ】
0005524735.tif 000010
【図６ａ】
0005524735.tif 000011
【図６ｂ】
0005524735.tif 000012
【図４ａ】
0005524735.tif 000013
【図４ｂ】
0005524735.tif 000014
【図４ｃ】
0005524735.tif 000015
【図５】
0005524735.tif 000016