(57)【要約】      （修正有）【課題】水分およびガスの遮断性、絶縁特性、初期性能、成形性、充放電特性および高温保存特性を所望の水準に確保でき、同時に、軽く、製造工程が単純であり、且つ安価のパウチ型リチウム二次電池を提供する。【解決手段】渦巻き型電極組立体と、前記渦巻き型電極組立体を単位セル形態でそれぞれ包装し、内部樹脂層および外部樹脂層といった２層構造から形成された樹脂型第１包装材と、前記第１包装材でそれぞれ包装された二つ以上の単位セルをモジュール形態で一度に包装して収納し、密封された構造によって水分およびガスを遮断する金属型第２包装材と、を含む。【選択図】図１
2014146613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中型又は大型電池モジュールで構成されたパウチ型リチウム二次電池において、
渦巻き型電極組立体と、
前記渦巻き型(ｊｅｌｌｙ-ｒｏｌｌ ｔｙｐｅ)電極組立体を単位セル形態でそれぞれ包装し、内部樹脂層および外部樹脂層を含む２層構造から形成された樹脂型第１包装材と、
前記第１包装材でそれぞれ包装された二つ以上の単位セルをモジュール形態で一度に包装して収納する金属型第２包装材と
を含むパウチ型リチウム二次電池。
【請求項２】
前記内部樹脂層は、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、およびポリイミド樹脂の中から選ばれる少なくとも１種以上の材質であることを特徴とする請求項１に記載のパウチ型リチウム二次電池。
【請求項３】
前記内部樹脂層は、１層又は２層以上の複数層から形成されることを特徴とする請求項１に記載のパウチ型リチウム二次電池。
【請求項４】
前記内部樹脂層の厚みは、２０〜１００μｍであることを特徴とする請求項１に記載のパウチ型リチウム二次電池。
【請求項５】
前記外部樹脂層は、１層又は２層以上の複数層から形成されることを特徴とする請求項１に記載のパウチ型リチウム二次電池。
【請求項６】
前記外部樹脂層は、ナイロン又はポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)の材質であることを特徴とする請求項１に記載のパウチ型リチウム二次電池。
【請求項７】
前記外部樹脂層の厚みは、２０〜１００μｍであることを特徴とする請求項１に記載のパウチ型リチウム二次電池。
【請求項８】
前記金属型第２包装材は、アルミニウム又はステンレス鋼の材質であることを特徴とする請求項１に記載のパウチ型リチウム二次電池。
【請求項９】
前記内部樹脂層および前記外部樹脂層の間に接着樹脂層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のパウチ型リチウム二次電池。
【請求項１０】
前記接着樹脂層は、ポリオレフィン樹脂又はポリウレタン樹脂の中から選ばれる少なくとも１種以上の材質であることを特徴とする請求項９に記載のパウチ型リチウム二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、別途の金属外部ケースにより単位セルを電池モジュール形態で包装したパウチ型リチウム二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、パウチ型リチウム二次電池の電極組立体の包装材は、熱接着性を有しており、シールの機能をする内部樹脂層と、バリアの機能をする金属薄膜層と、外部から電池を保護する機能をする外部樹脂層との多層フィルムからなっている。ここで、金属薄膜層は、空気、水分などが電池内部に流入することを防止し、電池内部で発生したガスの外部流出を遮断するためのものであって、主に、アルミニウム(Ａｌ)材質が用いられている。
【０００３】
しかしながら、このような構造のパウチ包装材は、それを使用して電池を製造する過程、又は電池の使用中に金属薄膜層が外部に露出したり、或いは露出した金属薄膜層が電極リード(電極端子)等と電気的に接続される場合がある。例えば、電池の製造過程中、パウチ包装材に電極組立体および電解質を収容するための溝の成形工程又は包装材の外周面のシール部の形成のための熱融着工程で局部的に過度な変形力が印加されるか、或いは過剰な熱融着が行われる場合、外部樹脂層又は内部樹脂層が破壊されつつ金属薄膜層が露出してしまい、露出した金属薄膜層が電池又は外部の他のパック単位の金属物質と通電する恐れがある。すなわち、絶縁特性が低下するという問題が生じる。
【０００４】
また、電池内部での金属薄膜層の露出は、電解液内のリチウム塩と水分との加水分解により発生するふっ化水素酸によって金属面が腐食され、接着面が剥離されるなどの副反応を誘発する。
【０００５】
その他にも、電極組立体および電解質の収容のための溝成形(深絞り加工、ｄｅｅｐ ｄｒａｗｉｎｇ)に際して、パウチの金属薄膜層は、樹脂層に比べ相対的に延性が小さく、成形性が低いため、一定の厚み以上の電極組立体の収容にも困難がある。
【０００６】
このような問題を解消するために、パウチ包装材において金属層を排除するための研究が続けられている。
【０００７】
例えば、特許文献１は、２層以上の樹脂フィルム層を積層した構造を有するラミネートフィルムからなる電池素子外装材において、前記積層構造は、金属箔を有さず、少なくとも１層の前記樹脂フィルム層が水分吸収材を含む電池素子外装材を開示している。
【０００８】
しかしながら、このような電池素子外装材は、小型電池に適したものであって、中型又は大型電池に用いるためには電池素子の一つ一つを水分吸収剤を含んだ外装材で包装しなければならないので、従来の高コストの金属薄膜層の場合のように製造コストが嵩み、水分吸収剤のみでは電池素子の非正常的な化学反応により発生する内部ガスの遮断を保障するのは困難であるという問題点がある。
【０００９】
一方、特許文献２は、優れた引張強度と耐候性の高分子樹脂を基にした外部被覆層、水分およびガスが遮断できる高分子樹脂を基にした機能性遮断層、および熱融着性高分子樹脂を基にした内部シーラント層を含むラミネートシートを開示している。
【００１０】
しかしながら、このような高分子樹脂機能性遮断層は、従来の金属層より水分浸透に弱く、且つ製造コストが嵩み、多重フィルム形態からなっていることから工程上に手間が多くなるという問題点もある。
【００１１】
結局、上述の従来技術は、水分耐侵透性乃至ガス遮断性が既存の金属層を用いた場合より顕著に低く、実質的に当業界において常用化されていない状況にある。
【００１２】
また、パウチ型リチウム二次電池モジュールの製造に際して、電極組立体をそれぞれのパウチ外装材に収納した後、パウチ外装材を熱融着し、外部強度の確保および熱の発散のために、通常、それぞれの単位セルをアルミニウムなどの補完材でもう一度被覆して包装することになる。この際、パウチ外装材内に含まれた金属層と上述の別途の金属型補完材によって全電池モジュールの重量が増加するという欠点がある。
【００１３】
これにより、中型又は大型電池への適用が可能なものとして、水分およびガス遮断性、絶縁特性、成形性および腐食による剥離現象の防止という一般的な特性を満たすと共に、軽く、製造工程が単純であり、且つ安価のパウチ型リチウム二次電池に関する新技術の開発が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開第２００７-２６５９８９号公報
【特許文献２】韓国特開第２００９-０１０５４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものである。本願の発明者らは、鋭意研究と様々な実験を重ねた結果、電極組立体の個別包装において、従来のパウチ外装材とは異なり、別途の金属外部ケースにより単位セルを電池モジュール形態で包装することにより、水分およびガスを遮断させたパウチ型リチウム二次電池を開発するに至った。この場合、水分およびガスの遮断性はもちろん、絶縁特性、初期性能、成形性、充放電特性および高温保存特性を所望の水準に確保でき、同時に、軽く、製造工程が単純であり、且つ安価のパウチ型リチウム二次電池を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、中型又は大型電池モジュールで構成されたパウチ型リチウム二次電池において、渦巻き型(ｊｅｌｌｙ-ｒｏｌｌ ｔｙｐｅ)電極組立体と、前記渦巻き型電極組立体を単位セル形態でそれぞれ包装し、内部樹脂層および外部樹脂層といった２層構造から形成された樹脂型第１包装材と、前記第１包装材でそれぞれ包装された二つ以上の単位セルをモジュール形態で一度に包装して収納し、密封された構造によって水分およびガスを遮断する金属型第２包装材と、を含む。
【００１７】
また、前記内部樹脂層は、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、およびポリイミド樹脂の中から選ばれる少なくとも１種以上の材質であり、２以上の層から形成でき、その厚みは例えば２０〜１００μｍである。
【００１８】
そして、前記外部樹脂層は、例えば、ナイロン又はポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)の材質であり、２以上の層から形成でき、その厚みは例えば２０〜１００μｍである。
【００１９】
また、前記第２包装材は、例えばアルミニウム又はステンレス鋼材質である。
【００２０】
また、前記内部樹脂層および外部樹脂層の間には接着樹脂層がさらに含まれ、前記接着樹脂層は、例えば、ポリオレフィン樹脂又はポリウレタン樹脂の中から選ばれる少なくとも１種以上の材質である。
【００２１】
また、本発明は、例えば、内部樹脂層と外部樹脂層がそれぞれ２層以上積層された構造である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、パウチ包装材において内部樹脂層および外部樹脂層の２層構造からなり、内部樹脂層のピンホールおよびクラックによる金属層の露出が根本的に防止され、絶縁特性に優れ、溝の成形時に向上した成形性を確保し、且つ金属薄膜層と電解液の副反応による接着層の剥離を低下させることができるという利点がある。
【００２３】
また、パウチ包装材により覆われた電極組立体は、別途の金属外部ケースによってモジュール形態で包装することから、水分およびガスの遮断性を維持することができるという利点がある。
【００２４】
そして、特にＥＶ、ｐ-ＨＥＶ、ＨＥＶなどの中型又は大型電池に有用であり、薄くて軽いため、エネルギー密度を高めることができ、製造工程も単純、且つ安価であるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るパウチ型リチウム二次電池を示し、樹脂型第１包装材、金属型第２包装材および複数の単位セルが電気的に接続された電池モジュール(シングルカップ)を示す図である。
【図２】本発明に係るパウチ型リチウム二次電池を示し、樹脂型第１包装材、金属型第２包装材および複数の単位セルが電気的に接続された電池モジュール(ダブルカップ)を示す図である。
【図３】本発明に係るパウチ型リチウム二次電池を示し、樹脂型第１包装材、金属型第２包装材および複数の単位セルが電気的に接続された電池モジュール(シングルカップとダブルカップの混用)を示す図である。
【図４】電池セル(単位セルにダブルカップ適用)の電極リードを電池の下端面に位置させた構造を示す図である。
【図５】電池セル(単位セルにダブルカップ適用)の二つの電極リードを電池の長辺に位置させた構造を示す図である。
【図６】電池セル(単位セルにダブルカップ適用)の電極リードを電池の右側長辺と左側長辺にそれぞれ一つずつ位置させた構造を示す図である。
【図７】電池セル(単位セルにダブルカップ適用)の電極リードを電池の上端面と下端面にそれぞれ一つずつ位置させた構造を示す図である。
【図８】本発明に係るパウチ型リチウム二次電池を示し、複数の単位セルが金属型第２包装材によって完全密封された構造(シングルカップとダブルカップの混用)を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施例により詳しく説明するが、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。
【００２７】
図１は、本発明に係るパウチ型リチウム二次電池を示すものであり、樹脂型第１包装材、金属型第２包装材および複数の単位セルが電気的に接続された電池モジュールを示す図であり、図８は、本発明に係るパウチ型リチウム二次電池を示すものであり、複数の単位セルが金属型第２包装材によって完全密封された構造を示す図である。
【００２８】
図１に示すように、本発明に係るパウチ型リチウム二次電池１００は、中型又は大型電池用としてモジュール１０形態を有したものであって、渦巻き型電極組立体(図示せず)、樹脂型第１包装材３０および金属型第２包装材４０を含む。
【００２９】
渦巻き型電極組立体は、電極組立体の一形態で正極、分離膜、および負極を含む巻回された形態の電極組立体である。本発明での渦巻き型電極組立体は、通常、リチウム二次電池に用いられる全ての形態の渦巻き型電極組立体を含み、特定形態に限定されない。
【００３０】
樹脂型第１包装材３０は、前記渦巻き型電極組立体を単位セル２０形態でそれぞれ包装し、内部樹脂層３０ａおよび外部樹脂層３０ｂといった２層構造から形成されたものである。
【００３１】
前記内部樹脂層３０ａは、熱接着性を有し、シールの機能をするものであって、電極組立体を内蔵した状態で印加された熱と圧力により相互熱融着されてパウチを密封させるものである。材質としては、耐化学性に優れ、且つシール性が良いポリエチレン、ポリエチレンアクリル酸、ポリプロピレン、ポリブチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン樹脂およびポリイミド樹脂の中から選ばれる１種以上を用いることができる。望ましくは、耐電解液性と熱融着性を兼ねた無延伸ポリプロピレン(ＣＰＰ)が良い。
【００３２】
また、前記内部樹脂層３０ａは、電解質の浸透を効果的に防止するために、１層又は２層以上の多層から形成でき、厚みは２０〜１００μｍの範囲にあることが望ましい。厚みが２０μｍ未満で薄すぎると、電解質遮断機能およびフィルムの強度が低下し、厚みが１００μｍを超えて厚すぎると、加工性が低下し、全体第１包装材３０の厚み増加による不都合が生じる。
【００３３】
前記外部樹脂層３０ｂは、渦巻き型電極組立体などの電極組立体の保護機能をし、耐熱性および耐化学性を確保するものであって、通常、引張強度、透湿防止性および空気透過防止性に優れた耐熱性高分子を用いる。また、前記外部樹脂層３０ｂは、１層又は２層以上の多層から形成することができる。
【００３４】
前記外部樹脂層は、望ましくは、その材質として前記特性を有しながら、コストの面において有利なナイロン(例えば、延伸ナイロン、ＯＮｙ)又はポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)を用いる。外部樹脂層３０ｂの厚みは２０〜１００μｍの範囲にあることが望ましい。
【００３５】
本発明のパウチ型リチウムイオン電池の構造は、内部樹脂層と外部樹脂層の積層に際して、内部樹脂層と外部樹脂層の層の数と順に関係なく、内部樹脂層と外部樹脂層を積層することができる。その具体的な一例として内部樹脂層-内部樹脂層-外部樹脂層-外部樹脂層、内部樹脂層-内部樹脂層-外部樹脂層-外部樹脂層-内部樹脂層-内部樹脂層などにも、内部樹脂層-外部樹脂層-内部樹脂層-外部樹脂層などにも積層することができるが、前記一例により本発明の構成が限定されるのではない。
【００３６】
また、上述のように、内部樹脂層と外部樹脂層を交互に積層できる構造において、内部および外部とは、本発明の理解のために樹脂層の構成を基準に便宜上分けただけで、これに限定して解釈してはならない。
【００３７】
一方、本発明での第１包装材３０は、必要に応じて前記内部樹脂層３０ａと外部樹脂層３０ｂとの間に接着樹脂層をさらに含むことができる。接着樹脂層は、内部樹脂層３０ａと外部樹脂層３０ｂとの円滑な貼着のためのものであって、その材質としては、通常、ポリオレフィン系接着樹脂を、円滑な加工のためにウレタン又はポリウレタン樹脂を用いることができ、これらを混合して用いることもできる。
【００３８】
樹脂型第１包装材３０は様々な方法により製造することができる。例えば、内部樹脂層３０ａのフィルムと外部樹脂層３０ｂのフィルムを順次積層した後、乾燥式ラミネーション(Ｄｒｙ Ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ)又は押出ラミネーション(Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ Ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ)等の方法で相互貼着して製造することができる。
【００３９】
このように製造された第１包装材３０の一側に、深絞り加工により電極組立体の渦巻き型電極組立体が安着するように収納部を形成し、電極組立体を収納した後、他側を覆い形態に折り曲げ、外周面の３面を熱融着によりシールして個別の渦巻き型電極組立体が第１包装材３０によりそれぞれ包装されたパウチ型単位セル２０を製造する。一方、二枚の第１包装材３０を製造し、その中の一つに収納部を形成し電極組立体を収納した後、他の一つの第１包装材３０を覆って外周面の４面をシールすることにより、パウチ型単位セル２０を製造することもできる。
【００４０】
その他、電解質の注入などパウチ型単位セル２０の製造と関連した他の工程は、当業界に公示されている方法をそのまま採用する。
【００４１】
図８に示すように、本発明において金属型第２包装材４０とは、前記樹脂型第１包装材３０でそれぞれ包装された二つ以上の単位セル２０をモジュール１０形態で一度に包装して収納する金属材質のみからなる包装材であって、完全密封された構造によって水分およびガスを遮断すると共に、外部衝撃から電池の内部を保護する機能もする。
【００４２】
すなわち、本発明は、単位セル２０のそれぞれの側面に水分およびガスの遮断のための装置を設ける代わりに、別途の金属外部ケースを使用して既に包装された複数の単位セル２０をモジュール１０形態で一度に包装および密封することを特徴とする。
【００４３】
第２包装材４０としては、水分およびガスに対する耐侵透性が良く、外部衝撃に強いもので当業界に通常に知られている金属材質を用いる。望ましくは、軽くて薄く加工することが可能であり、耐久性に優れたアルミニウム材質や耐食性に優れたステンレス鋼(ＳＵＳ)材質を用いる。
【００４４】
次に、複数の単位セル２０の電極リード５０をバスバーなどの接続部材６０を用いて電気的に接続した後、前記第２包装材４０内に一度に収納する。ここで、前記単位セル２０の電極リード５０は、バスバーなどの接続部材６０を経て外部接続用接続部材(図示せず)等により最終的に第２包装材４０の外部に導出され、外部入出力端子(図示せず)と電気的に接続されることになる。
【００４５】
最後に、前記複数の単位セル２０が収納された第２包装材４０上の全ての開口部を溶接などの方法で完全密封してパウチ型リチウム二次電池１００を製造する。
【００４６】
一方、本発明では、第２包装材４０内に収納される前までは水分およびガスの遮断性が１００%ではないため、ドライルームで電池を製造することが望ましい。
【００４７】
本発明のパウチ型二次電池は、正極と負極タブのサイズが異なるか、正極タブと負極タブとの間隔が互いに異なる場合にも適用することができる。
【００４８】
また、本発明のパウチ型二次電池は、図１のような形態のみでなく、図２〜４のようにセルの長辺又は短辺のいずれの方向にも正極リード又は負極リードを実現でき、正極リードと負極リードを一方向にも、それぞれ異なる方向にも実現することができる。
【００４９】
また、本発明のパウチ型二次電池は、図１のようにシングルカップでも、図２のようにダブルカップでも構成でき、図３および図８のように、シングルカップとダブルカップを混用することもでき、混用時、電池の最外側部はシングルカップやダブルカップなどの様々な形態で構成しても構わない。
【００５０】
この際、シングルカップとダブルカップは、パウチの外装形態を称する表現であり、パウチに内蔵される電極組立体によりパウチの断面の形状に応じて、通常、シングルカップはパウチの断面が片面だけ膨らんでいる状態、ダブルカップは両面が膨らんでいる状態を言い、特に、シングルカップの製造に際しては長方形状のパウチの一面を折り曲げ、この際、折り曲げ面のシール部又は折り曲げ面において電極組立体がパウチの最外側辺から離れた距離を他の３面と比較すると、他の３面と同一なこともあり、他の３面に比べてより短く構成することもある。上述のようなシングルカップとダブルカップに対する表現は、本発明のセル構造についての理解を助けるためであり、この明細書全般にわたってこの用語により限定解釈されてはならない。
【００５１】
また、図４〜図７は、ダブルカップの一例を示すものであり、シングルカップも同様にタブの構成を有することができ、この明細書全般にわたってこれに限定解釈されてはならない。
【００５２】
また、電極組立体は、渦巻き型のみでなく、ワインディング型、スタック型、スタック-フォールディング型電極組立体のように一般的に用いられる電極組立体の形態を使用できることは勿論である。
【００５３】
この際、スタック-フォールディング型は、分離フィルムを中心に同一のタイプの電極組立体(正極-分離膜-負極)をスタックしたり、互いに異なるタイプの電極組立体(正極-分離膜-正極、負極-分離膜-負極)を分離膜の同一面又はそれぞれ異なる面にスタックして折り畳んだ形態などの様々なスタック-フォールディング型を含むこともできることは勿論である。
【００５４】
(実施例)
実施例１
内部樹脂層３０ａとして厚み５０μｍのポリエチレンフィルムと、外部樹脂層３０ｂとして厚み２５μｍのナイロンフィルムとを積層して樹脂型第１包装材３０を製造した後、その一側に深絞り加工により収納部を形成し、他側を覆い形態に折り曲げた。
【００５５】
次に、ドライルームで二つの渦巻き型電極組立体を前記第１包装材３０にそれぞれ収納し、１ＭのＬｉＰＦ６カーボネート系電解液を注入した後、第１包装材３０の外周面を熱融着することにより二つの単位セル２０を製造した。
【００５６】
次いで、アルミニウム材質からなった厚み０.５ｍｍの金属型第２包装材４０を製造した。
【００５７】
その後、前記二つの単位セル２０の電極リード５０をバスバー６０を用いて電気的に接続した後、前記第２包装材４０内に一度に収納し、前記バスバー６０を外部接続用接続部材(図示せず)により最終的に外部入出力端子(図示せず)と電気的に接続させる。
【００５８】
最後に、前記二つの単位セル２０が収納された第２包装材４０上の全ての開口部を溶接して完全密封することにより、パウチ型リチウム二次電池１００を製造した。
【００５９】
実施例２
内部樹脂層３０ａとして厚み５０μｍの変性ポリプロピレンフィルムを使用したことを除いては実施例１と同様である。
【００６０】
(比較例)
内部樹脂層として厚み５０μｍのポリエチレンフィルム、金属層として厚み５０μｍのアルミニウム金属箔および外部樹脂層として厚み２５μｍのナイロンフィルムを順次積層してパウチ外装材を製造した後、その一側に深絞り加工により収納部を形成し、他側を覆い形態に折り曲げた。
【００６１】
次に、実施例１と同一の二つの渦巻き型電極組立体を前記パウチ外装材にそれぞれ収納し、１ＭのＬｉＰＦ６カーボネート系電解液を注入した後、パウチ外装材の外周面を熱融着することにより二つの単位セルを製造した。
【００６２】
次いで、外部衝撃から電極組立体(単位セル)一つ一つを保護するためにアルミニウム材質からなった厚み０.５ｍｍの金属型補完材を製造した。
【００６３】
その後、前記二つの単位セルの各表面に前記金属型補完材を重ねて密封しない状態で覆った。
【００６４】
最後に、前記二つの単位セルの電極リードをバスバーを用いて電気的に接続した後、ポリプロピレン材質からなった０.５ｍｍ厚の電池パック外装材に前記二つの単位セルを収納し、その後、前記バスバーを外部接続用接続部材により最終的に外部入出力端子と電気的に接続させ、パウチ型リチウム二次電池を製造した。
【００６５】
(実験例)
実験例１
前記実施例および比較例により、一つの渦巻き型電極組立体を第１包装材(又はパウチ外装材)に収納および熱融着して製造された単位電池に対し絶縁特性、初期容量、初期出力などを評価し、その結果を表１に示す。
【００６６】
絶縁特性は、パウチの隅部分に露出した金属層および樹脂層部位と負極端子間に通電するか否かを確認する方式で実施した。
【００６７】
初期容量は、製造された単位電池に対し１Ｃの速度で充電/放電を行った後、放電容量を測定する方法で実施した。
【００６８】
初期出力は、製造された単位電池容量の半分を充電した後に１２０Ａの電流で１０秒間放電してこれを基に測定した。
【表１】
2014146613.tif 000003
【００６９】
前記表１から確認できるように、本発明により第１包装材３０で電極組立体を収納した場合にも、同等の初期性能を発揮することができた。また、不導体として電池セルの電極端子などと電気的に接触しても通電が発生しなく、絶縁性が保障され、重さも軽くて電池のエネルギー密度が向上することが分かった。
【００７０】
実験例２
【００７１】
前記実施例および比較例により最終的に製造された電池に対し充放電特性および高温保存特性を評価した。その結果は表２に示す。
【００７２】
充放電は、常温で二次電池容量の１Ｃの速度で充電/放電過程を２００回繰り返した後、容量および出力を確認する方法で実施した。
【００７３】
高温保存特性は、６０℃のチャンバで４週間保管後、容量および出力を確認する方法で実施した。
【表２】
2014146613.tif 000004
【００７４】
前記表２から確認できるように、本発明によると、金属型第２包装材４０内に一度に収納および密封することにより、既存のパウチ型電池より改善された充放電特性および高温保存特性を有することを確認することができた。
【００７５】
本発明のパウチ型二次電池は、パワーツール(ｐｏｗｅｒ ｔｏｏｌ)、電気自動車(Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ、ＥＶ)、ハイブリッド電気車(Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ、ＨＥＶ)およびプラグインハイブリッド電気自動車(Ｐｌｕｇ-ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ、ＰＨＥＶ)を含む電気自動車;Ｅ-バイク(Ｅ-ｂｉｋｅ)、Ｅ-スクーター(Ｅ-ｓｃｏｏｔｅｒ)を含む電動二輪車;電動ゴルフカート(ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｇｏｌｆ ｃａｒｔ)、エネルギー貯蔵システム(Ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｙｓｔｅｍ)における中型又は大型電池に適用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１００  パウチ型リチウム二次電池
１０  電池モジュール
２０  単位セル
３０  樹脂型第１包装材
３０ａ  内部樹脂層
３０ｂ  外部樹脂層
４０  金属型第２包装材
５０  電極リード
６０  接続部材
【図１】
2014146613.tif 000005
【図２】
2014146613.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014146613.tif 000010
【図７】
2014146613.tif 000011
【図８】
2014146613.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成26年4月16日(2014.4.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中型又は大型電池モジュールで構成されたパウチ型リチウム二次電池において、
渦巻き型電極組立体と、
前記渦巻き型(ｊｅｌｌｙ-ｒｏｌｌ ｔｙｐｅ)電極組立体を単位セル形態でそれぞれ包装し、内部樹脂層および外部樹脂層を含む層構造から形成された樹脂型第１包装材と、
前記第１包装材でそれぞれ包装された二つ以上の単位セルをモジュール形態で一度に包装して収納する金属型第２包装材と、
を含み、
前記金属型第２包装材には、前記単位セルを収納するための溝が形成されている、
パウチ型リチウム二次電池。
【請求項２】
前記内部樹脂層は、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、およびポリイミド樹脂の中から選ばれる少なくとも１種以上の材質であることを特徴とする、
請求項１に記載のパウチ型リチウム二次電池。
【請求項３】
前記内部樹脂層は、１層又は２層以上の複数層から形成されることを特徴とする、
請求項１または請求項２に記載のパウチ型リチウム二次電池。
【請求項４】
前記内部樹脂層の厚みは、２０〜１００μｍであることを特徴とする、
請求項１から請求項３までの何れか１項に記載のパウチ型リチウム二次電池。
【請求項５】
前記外部樹脂層は、１層又は２層以上の複数層から形成されることを特徴とする、
請求項１から請求項４までの何れか１項に記載のパウチ型リチウム二次電池。
【請求項６】
前記外部樹脂層は、ナイロン又はポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)の材質であることを特徴とする、
請求項１から請求項５までの何れか１項に記載のパウチ型リチウム二次電池。
【請求項７】
前記外部樹脂層の厚みは、２０〜１００μｍであることを特徴とする、
請求項１から請求項６までの何れか１項に記載のパウチ型リチウム二次電池。
【請求項８】
前記金属型第２包装材は、アルミニウム又はステンレス鋼の材質であることを特徴とする、
請求項１から請求項７までの何れか１項に記載のパウチ型リチウム二次電池。
【請求項９】
前記内部樹脂層および前記外部樹脂層の間に接着樹脂層をさらに含むことを特徴とする、
請求項１から請求項８までの何れか１項に記載のパウチ型リチウム二次電池。
【請求項１０】
前記接着樹脂層は、ポリオレフィン樹脂又はポリウレタン樹脂の中から選ばれる少なくとも１種以上の材質であることを特徴とする、
請求項９に記載のパウチ型リチウム二次電池。
【請求項１１】
前記単位セルの正極リード及び負極リードは、互いに異なる方向に配置され、
前記正極リードは、前記金属型第２包装材の内部に収容される第１の接続部材により電気的に接続され、
前記負極リードは、前記金属型第２包装材の内部に収容される第２の接続部材により電気的に接続される、
請求項１から請求項１０までの何れか１項に記載のパウチ型リチウム二次電池。