(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒型二次電池であって、
第１電極、第２電極、及びこれら電極の間に介在されたセパレータが共に巻き取られてなるゼリーロール型電極組立体と、
前記ゼリーロール型電極組立体の中央に挿入されたセンターピンと、
前記ゼリーロール型電極組立体及び前記センターピンを収納する缶と、
前記缶の上端開口部に結合され前記缶を密封するキャップ組立体と、及び
前記缶と前記キャップ組立体との間に介在されるガスケットとを備えてなり、
前記巻き取られたゼリーロール型電極組立体の中心部の前記第１電極の非コーティング部の一面及び前記非コーティング部の一面と対向するセパレータの一面の両方に電極テープが付着されてなり、
前記電極テープが、融点が１３０℃以上である高分子樹脂フィルムを含んでなり、
前記電極テープが、前記高分子樹脂フィルムの両面に接着層を備えてなることを特徴とする、円筒型二次電池。
【請求項２】
前記融点が１３０℃以上である高分子樹脂フィルムが、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルクロライド、ポリビニリデンクロライド、及びポリビニリデンフルオライドからなる群より選択された一種以上の高分子によって形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の円筒型二次電池。
【請求項３】
前記セパレータと対向しない前記第１電極の非コーティング部の一面に付着される電極テープをさらに含んでなることを特徴とする、請求項１又は２に記載の円筒型二次電池。
【請求項４】
前記電極テープが、巻き取られたゼリーロール型電極組立体の中心部の前記第１電極の非コーティング部の端部から６ないし１０mmに該当する位置までの表面に付着されていることを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の円筒型二次電池。
【請求項５】
前記電極テープが、１０ないし５０μmの厚さを有することを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載の円筒型二次電池。
【請求項６】
前記センターピンが、ステンレススチール、銅、タンタル、チタン、アルミニウム、ニオビウム、亜鉛、錫、酸化タンタル、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ニオビウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化銅、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、及びポリメチルメタクリレートからなる群より選択された一種以上によって形成されたことを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載の円筒型二次電池。
【請求項７】
前記センターピンが、中空構造を有することを特徴とする、請求項１〜６の何れか一項に記載の円筒型二次電池。
【請求項８】
前記セパレータが、ポリオレフィン系多孔性基材を含んでなったことを特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載の円筒型二次電池。
【請求項９】
前記ポリオレフィン系多孔性基材が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、及びポリペンテンからなる群より選択されたいずれか一つの高分子によって形成されたことを特徴とする、請求項８に記載の円筒型二次電池。
【請求項１０】
前記第１電極が正極であり、
前記第２電極が負極であることを特徴とする、請求項１〜８の何れか一項に記載の円筒型二次電池。
【請求項１１】
前記第１電極が負極であり、
前記第２電極が正極であることを特徴とする、請求項１〜８の何れか一項に記載の円筒型二次電池。
【請求項１２】
前記キャップ組立体が、
前記缶の開放端を密封するトップキャップと、
前記トップキャップに接触するように配置されたＰＴＣ素子と、及び
一面は前記ＰＴＣ素子に接触され、他面の一部は前記ガスケットに接触するように配置され、前記ゼリーロール型電極組立体に電気的に連結された安全ベントとを備えてなることを特徴とする、請求項１〜１１の何れか一項に記載の円筒型二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒型二次電池に関するものであって、より詳しくは、正極に融点が１３０℃以上である高分子樹脂テープが付着された、耐熱性の向上したゼリーロール型電極組立体を含む円筒型二次電池に関する。
【０００２】
本出願は、２０１１年１月２５日出願の韓国特許出願第１０−２０１１−０００７２５８号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書および図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
【０００３】
また、本出願は、２０１２年１月２５日出願の韓国特許出願第１０−２０１２−０００７２０７号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書および図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
【背景技術】
【０００４】
近年、エネルギー貯蔵技術に対する関心が高まりつつある。携帯電話、カムコーダー、及びノートパソコン、さらには電気自動車のエネルギーまで適用分野が拡がると共に、電気化学素子の研究と開発に対する努力が次第に具体化されている。電気化学素子はこのような面で最も注目される分野であり、その中でも、充放電可能な二次電池の開発に関心が寄せられている。最近にはこのような電池の開発において、容量密度及び比エネルギーを向上させるために、新たな電極と電池の設計に対する研究開発が行われている。
【０００５】
１９９０年代の初めに開発されたリチウム二次電池は、水溶液電解液を用いるＮｉ‐ＭＨ、Ｎｉ‐Ｃｄ、硫酸‐鉛電池などの従来型電池に比べて作動電圧が高くエネルギー密度が格段に大きいという長所から、現在使用されている二次電池のうち最も脚光を浴びている。
【０００６】
一般に、リチウム二次電池は、正極、負極、及び前記正極と負極との間に介在されるセパレータから構成された単位セルが積層または巻き取られた構造であって、金属缶またはラミネートシートのケースに組み込まれ、その内部に電解液が注入または含浸されることで構成される。
【０００７】
二次電池を構成する正極／分離膜／負極構造の電極組立体は、その構造によってゼリーロール型（巻取り型）とスタック型（積層型）とに大別される。活物質が塗布された長いシート型の正極と負極との間に分離膜を介在して巻き取ったフォールディング型電極組立体（ゼリーロール）と、所定大きさの多数の正極と負極とをセパレータが介在された状態で順次積層したスタック型電極組立体とに分類される。そのうち、ゼリーロール型電極組立体は、製造が容易であり、かつ、重量当たりのエネルギー密度が高いという長所を持っている。
【０００８】
このようなゼリーロール型電極組立体を備えた二次電池に分離膜として通常使われるポリオレフィン系多孔性基材は、材料的特性と延伸を含む製造工程上の特性とによって１００℃以上の温度で激しい熱収縮挙動を見せるようになる。特に、ＴＤ（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）方向（横方向）への張力が相対的に弱いコア部では、その変形の程度が大きいため、加熱時に分離膜が正極の非コーティング部の端で熱収縮が過度に発生し、これによって正極のエッジテープの脱着現象が発生するようになるので、負極の非コーティング部と接触され、発火の可能性が高くなってしまう。
【０００９】
このような問題点を克服するために、耐熱性が向上したゼリーロール型電極組立体を備えた円筒型電池の開発が相変らず求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、容易に製造可能であり、耐熱性が向上したゼリーロール型電極組立体を備えた円筒型二次電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、本発明の一側面は、
第１電極、第２電極、及びこれら電極の間に介在されたセパレータが共に巻き取られたゼリーロール型電極組立体として、前記巻き取られたゼリーロール型電極組立体の中心部の第１電極の非コーティング部の少なくとも一面に融点が１３０℃以上である高分子樹脂フィルムを含む電極テープが付着されているゼリーロール型電極組立体と、
前記ゼリーロール型電極組立体の中央に挿入されたセンターピンと、
前記電極組立体及びセンターピンを収納する電池缶と、
前記電池缶の上端開口部に結合され前記缶を密封するキャップ組立体と、
前記電池缶と前記キャップ組立体との間に介在されるガスケットと、を含む円筒型二次電池が提供される。
【００１２】
前記融点が１３０℃以上である高分子樹脂フィルムは、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルクロライド、ポリビニリデンクロライド、及びポリビニリデンフルオライドからなる群より選択された１種以上の高分子によって形成され得る。
【００１３】
前記電極テープは、高分子樹脂フィルムの一面または両面に接着層を備え得る。
【００１４】
前記電極テープは、第１電極の非コーティング部の両面に付着され得る。
【００１５】
前記電極テープは、第１電極の非コーティング部の一面、及び前記非コーティング部の一面と対向するセパレータの一面の両方に付着され得る。
【００１６】
前記電極テープは、巻き取られたゼリーロール型電極組立体の中心部の前記第１電極の非コーティング部の端部から６ないし１０mmに該当する位置までの表面に付着され得る。
【００１７】
前記電極テープは、１０ないし５０μmの厚さを有し得る。
【００１８】
前記センターピンは、ステンレススチール、銅、タンタル、チタン、アルミニウム、ニオビウム、亜鉛、錫、酸化タンタル、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ニオビウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化銅、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、及びポリメチルメタクリレートからなる群より選択された１種以上によって形成され得る。
【００１９】
前記センターピンは、中空構造を有し得る。
【００２０】
前記セパレータは、ポリオレフィン系多孔性基材を含んでなり得る。
【００２１】
前記ポリオレフィン系多孔性基材は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、及びポリペンテンからなる群より選択されたいずれか一つの高分子によって形成され得る。
【００２２】
前記第１電極は正極であり得、第２電極は負極であり得る。
【００２３】
前記第１電極は負極であり得、第２電極は正極であり得る。
【００２４】
前記キャップ組立体は、前記電池缶の開放端を密封するトップキャップと、前記トップキャップに接触するように配置されたＰＴＣ素子と、一面は前記ＰＴＣ素子に接触され、他面の一部は前記ガスケットに接触するように配置され、前記電極組立体に電気的に連結された安全ベントと、を備え得る。
【発明の効果】
【００２５】
セパレータの張力が相対的に弱いゼリーロール型電極組立体の中心部では、セパレータの変形の程度が大きいため、電池の発熱時に熱収縮が過度に発生し、セパレータの熱収縮によって露出する電極の非コーティング部間の接触による短絡によって発火が発生し得る。従って、電極の非コーティング部に耐熱性及び絶縁性に優れた電極テープを使用することで、電池の発熱によるセパレータの熱収縮によって露出する電極の非コーティング部間の直接的な接触を防止し、短絡によって発生し得る発火を予防することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
本明細書に添付される下記の図面は本発明の望ましい実施例を例示するものであって、発明の詳細な説明とともに本発明の技術思想をさらに理解させる役割を果たすものであるため、本発明はそのような図面に記載された事項にのみ限定されて解釈されてはいけない。
【図１】従来技術による第１電極の非コーティング部に電極テープを付着していないゼリーロール型電極組立体の断面図である。
【図２】本発明の一実施例による円筒型二次電池に備えられる第１電極の非コーティング部に電極テープが付着されたゼリーロール型電極組立体の断面図である。
【図３】従来技術による第１電極の非コーティング部に電極テープを付着していないゼリーロール型電極組立体の巻取りする前の分解図である。
【図４ａ】図３のＣ部分の第１電極の非コーティング部の露出現象を示す写真である。
【図４ｂ】図３のＢ部分のセパレータの熱収縮現象を示す写真である。
【図５】本発明の一実施例による円筒型電池に備えられる、第１電極の非コーティング部の両面に電極テープが付着されたゼリーロール型電極組立体の巻取りする前の断面図である。
【図６】本発明の一実施例による円筒型電池に備えられる、第１電極の非コーティング部と第１セパレータとの間、及び第２電極の非コーティング部と第２セパレータとの間の両方に電極テープがそれぞれ付着されたゼリーロール型電極組立体の巻取りする前の断面図である。
【図７】本発明の一実施例による円筒型電池の断面図である。
【図８ａ】本発明の一実施例による円筒型電池のホットボックス試験の結果を示す写真である。
【図８ｂ】本発明の一実施例による円筒型電池のホットボックス試験の結果を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を図面を参照しながら詳しく説明する。これに先立って、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはいけず、発明者は自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に則して、本発明の技術的思想に符合する意味と概念とに解釈されなければならない。
【００２８】
また、本明細書に記載された実施例と図面に示された構成とは本発明の最も望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的思想の全てを代弁するものではないため、本出願時点においてこれらに代替できる多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。
【００２９】
一般に、従来技術による円筒型電池などに使われるゼリーロール型電極組立体は、正極、負極、及びセパレータを積層し巻き取ってゼリーロール型電極組立体を製造する。このような電極組立体は、図１に示した。
【００３０】
図１を参照すれば、巻き取って製造されたゼリーロール型電極組立体１００は、第１電極の非コーティング部３０とセパレータ１０とが巻き取られた中心部を備えており、前記中心部にはセンターピン４０が挿入されている。このようなゼリーロール型電極組立体１００は、充電または使用する途中に熱が発生する場合、一般的に延伸して製造される前記セパレータ１０に熱収縮が起こり、これによって第１電極の非コーティング部３０は第２電極の非コーティング部と接触する恐れがあるため、短絡による火事などの危険がある。
【００３１】
このような問題点を解決するために、本発明の一側面によれば、
第１電極、第２電極、及びこれら電極の間に介在されたセパレータが共に巻き取られたゼリーロール型電極組立体として、前記巻き取られたゼリーロール型電極組立体の中心部の前記第１電極の非コーティング部の少なくとも一面に融点が１３０℃以上である高分子樹脂フィルムを含む電極テープが付着されているゼリーロール型電極組立体と、
前記ゼリーロール型電極組立体の中央に挿入されたセンターピンと、
前記電極組立体及びセンターピンを収納する缶と、
前記缶の上端開口部に結合され前記缶を密封するキャップ組立体と、
前記缶と前記キャップ組立体との間に介在されるガスケットと、を含む円筒型二次電池が提供される。
【００３２】
図２を参照すれば、本発明の一実施例による円筒型電池に備えられるゼリーロール型電極組立体が図示されている。すなわち、 第１電極、第２電極、及びこれら電極の間に介在されたセパレータが共に巻き取られたゼリーロール型電極組立体２００は、前記巻き取られたゼリーロール型電極組立体の中心部の前記第１電極の非コーティング部３０の少なくとも一面には、融点が１３０℃以上である高分子樹脂フィルムを含む電極テープ３１の一面が相接して付着されており、前記中心部には、センターピン４０が挿入されている。
【００３３】
一般に、電極の非コーティング部に付着される電極テープは、高温に露出時、熱収縮による脱着現象が起こり、またゼリーロールの中心部の張力の減少によりセパレータのＴＤ方向（横方向）の熱収縮が起こり得る。その結果、高温に露出時、電極テープの熱収縮による第１電極の非コーティング部の露出部分と、セパレータの熱収縮によるこれと対向する第２電極の露出部分とによる内部短絡の発生のため、発火などの危険性が存在し得る。
【００３４】
このような問題点の根本的な原因は、電極テープの熱収縮に起因しており、従来のポリプロピレン材質の電極テープは１３０℃で熱収縮が発生し、１３０℃以上の高温に露出時、発火の危険性が提起される。
【００３５】
図３は、従来技術による第１電極の非コーティング部に電極テープを付着していないゼリーロール型電極組立体の巻取りする前の分解図である。
【００３６】
図３によれば、第１電極のコーティング部１２０と第２電極のコーティング部１３０との間にセパレータ１１０が配置されており、第１電極の非コーティング部１２１の上にポリプロピレン材質の電極テープ１２２が付着されている。
【００３７】
このように用意された電極組立体をゼリーロール型に巻き取って二次電池に使用した場合、二次電池が１３０℃以上の高温に露出した時、上述のように、電極テープ１２２の熱収縮現象が発生して電極の非コーティング部が露出するため、Ａ領域で短絡が発生し得る。このような電極テープ１２２の熱収縮による第１電極の非コーティング部１２１の露出現象が発生するＣ領域は図４ａに示されており、また、二次電池の高温露出によるセパレータ１１０の熱収縮現象が発生するＢ領域は図４ｂに示されている。
【００３８】
したがって、本発明の一実施例によれば、前記電極テープは、融点が１３０℃以上である高分子樹脂フィルムを備えることで、１３０℃以上の高温露出時にも熱収縮現象を防止できるようになる。
【００３９】
前記高分子樹脂フィルムは、１３０℃以上、または１３０ないし４００℃、または１５０ないし３５０℃の融点を持つことで、円筒型電池が相当の高温に露出した時にも熱安定性を示すことができる高分子であれば、制限なく使用され得る。このような例として、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルクロライド、ポリビニリデンクロライド、及びポリビニリデンフルオライドからなる群より選択された１種以上の高分子が使用され得るが、これに限定されない。
【００４０】
特に、本発明の一実施例によれば、電極テープとして、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を含んでなる電極テープが使用でき、ＰＥＴ樹脂は、エチレングリコールとテレフタレート酸より合成された最も代表的なポリエステルの一つであって、融点が２５０〜２６０℃として相当高く、耐熱性及び絶縁性に優れた材料である。このようなＰＥＴテープとしては、商用化されている多様なＰＥＴテープを使用し得、本発明の一実施例に適したものを選択して使用し得る。
【００４１】
そして、特に制限しないが、前記電極テープは、巻き取られた中心部の前記第１電極の非コーティング部の端部から６ないし１０mmに該当する位置までの表面に付着され得るが、これは、電池の発熱によってセパレータが熱収縮される場合には、６ないし１０mm程度収縮され得、このようなセパレータの熱収縮によって第１電極の非コーティング部の露出が起こり得るからである。前記電極テープは、１０ないし５０μmの厚さを有し得る。
【００４２】
本発明の一実施例によれば、前記電極テープは、第１電極の非コーティング部の一面だけでなく、両面に付着し得る。
【００４３】
図５は、本発明の一実施例による円筒型電池に備えられる、第１電極の非コーティング部の両面に電極テープが付着されたゼリーロール型電極組立体の巻取りする前の断面図である。
【００４４】
図５を参照すれば、セパレータ２１０の両面に、第１電極のコーティング部２２０と第１電極の非コーティング部２２１とからなった第１電極と、第２電極のコーティング部２３０と第２電極の非コーティング部２３１とからなった第２電極とが配置されている。このとき、前記第１電極の非コーティング部の両面に電極テープ２２２、２２２´がすべて付着され得る。
【００４５】
また、前記電極テープは、高分子樹脂フィルムの一面だけでなく、両面に接着層を備え得る。
【００４６】
その結果、前記電極テープは、第１電極の非コーティング部の一面、及び前記非コーティング部の一面と対向するセパレータの一面の両方に付着されることで、電極の非コーティング部が露出することを防止するだけでなく、セパレータのＴＤ方向の熱収縮を抑制する機能を共に果たすことができる。
【００４７】
図６を参照すれば、第１電極のコーティング部４２０と第１電極の非コーティング部４２１とを備えた第１電極と、第２電極のコーティング部４３０と第２電極の非コーティング部４３１とを備えた第２電極との間に第１セパレータ４１０が介在され、また前記第２電極上に第２セパレータ４１１が配置されている。
【００４８】
このとき、第１電極テープと第２電極テープは、両面に接着層を備えることで、第１電極テープは、第１電極の非コーティング部、及びこれと対向する第１セパレータの一面の両方に付着され、第２電極テープは、第２電極の非コーティング部、及びこれと対向する第２セパレータの一面の両方に付着され、電極の非コーティング部の露出防止及びセパレータの熱収縮防止の効果が発現できる。
【００４９】
このとき、前記セパレータとしては、ポリオレフィン系多孔性基材を含んでなったものを使用し得、このようなポリオレフィン系多孔性基材としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、及びポリペンテンなどを使用し得る。
【００５０】
前記第１電極は正極であり第２電極は負極であり得、また、第１電極は負極であり第２電極は正極であり得る。
【００５１】
前記ゼリーロール型電極組立体は、第１電極の非コーティング部の少なくとも一面に電極テープを付着した第１電極を用意し、第２電極及びこれら電極の間にセパレータを介在して積層し巻き取ることで、ゼリーロール型電極組立体を製造するようになる。
【００５２】
前記正極と負極との両電極は特に制限されず、当業界に知られた通常の方法によって電極活物質を電極電流集電体に結着された形態で製造できる。
【００５３】
前記電極活物質のうち、正極活物質の非制限的な例としては、従来の電気化学素子の正極に使用できる通常の正極活物質が使用可能であり、特に、リチウムマンガン酸化物、リチウムコバルト酸化物、リチウムニッケル酸化物、リチウム鉄酸化物またはこれらを組み合わせたリチウム複合酸化物を使用することが望ましい。
【００５４】
負極活物質の非制限的な例としては、従来の電気化学素子の負極に使用できる通常の負極活物質が使用可能であり、特に、リチウム金属またはリチウム合金、炭素、石油コークス、活性化炭素、グラファイト、またはその他の炭素類などのようなリチウム吸着物質などが望ましい。正極電流集電体の非制限的な例としては、アルミニウム、ニッケルまたはこれらの組み合わせによって製造される箔などがあり、負極電流集電体の非制限的な例としては、銅、金、ニッケルまたは銅合金またはこれらの組み合わせによって製造される箔などがある。
【００５５】
図７は、本発明の一実施例による円筒型電池の断面図である。
【００５６】
図７を参照すれば、本発明の一実施例による円筒型二次電池は、ゼリーロール型電極組立体５１０と、前記電極組立体の中央に挿入されたセンターピン５５０と、前記電極組立体５１０及びセンターピン５５０を収納する電池缶５２０と、前記電池缶５２０の上端開口部に結合され前記缶を密封するキャップ組立体５３０と、前記電池缶と前記キャップ組立体との間に介在されるガスケット５６０と、を含む。
【００５７】
前記センターピンは、電極組立体をゼリーロール型に巻き取るとき、巻き芯に挿入され巻き取りをさらに容易にし、また、前記電極組立体を固定及び支持する作用をする。
【００５８】
前記センターピンは、一般的に所定の強度を付与するために、ＳＵＳ材質のスチール金属素材からなり得、電池の落下及び圧着などの外部衝撃が印加されたとき、中空型の内部構造の変形を防止するために、柔軟な材質の金属、金属酸化物、またはポリマーから形成され得る。
【００５９】
したがって、このようなセンターピンは、ステンレススチール、銅、タンタル、チタン、アルミニウム、ニオビウム、亜鉛、錫、酸化タンタル、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ニオビウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化銅、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、及びポリメチルメタクリレートからなる群より選択された１種以上によって形成され得るが、これに限定されない。
【００６０】
前記センターピンは、中空構造を有し得、この場合、二次電池の充放電及び作動時、内部反応によって発生するガスを放出する通路として作用し得る。
【００６１】
このとき、前記キャップ組立体５３０を装着するために、電池缶５２０の先端に用意されたビーディング部５４０及び電池を密封するためのクリンピング部５４１を備える。
【００６２】
前記ゼリーロール型電極組立体５１０は、正極５１１と負極５１２との間にセパレータ５１３が介在された状態でゼリーロール形態に巻き取られた構造であって、正極５１１には正極タップ５１１ａが付着され通常キャップ組立体５３０に接続され、負極５１２には負極タップ５１２ａが付着され電池缶５２０の下端に接続される。
【００６３】
また、前記キャップ組立体５３０は、前記電池缶の開放端を密封し、正極端子を形成するトップキャップ５７０と、電池内部の温度上昇時、抵抗が増加して電流を遮断し、前記トップキャップに接触するように配置されたＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子５８０と、電池内部の圧力上昇時、電流を遮断しガスを排気し、一面は前記ＰＴＣ素子に接触され、他面の一部は前記ガスケットに接触するように配置され、前記電極組立体に電気的に連結された安全ベント５９０と、を備える。ここに、正極タップ５１１ａが接続されている電流遮断素子６００などをさらに備え得る。このようなキャップ組立体５３０は、電池缶５２０上端の開放端に結合され、電池缶５２０のビーディング部５４０に装着される。
【００６４】
前記電池缶５１０の内部には、ゼリーロール型電極組立体５１０と電解液（図示せず）とが収納される。
【００６５】
本発明の電極組立体で使用できる電解液は、Ａ＋Ｂ−のような構造の塩であり、Ａ＋はＬｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋のようなアルカリ金属陽イオン、またはこれらの組み合わせからなるイオンを含み、Ｂ−はＰＦ６−、ＢＦ４−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＣｌＯ４−、ＡｓＦ６−、ＣＨ３ＣＯ２−、ＣＦ３ＳＯ３−、Ｎ（ＣＦ３ＳＯ２）２−、Ｃ（ＣＦ２ＳＯ２）３−のような陰イオン、またはこれらの組み合わせからなるイオンを含む塩が、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、Ｎ‐メチル‐２‐ピロリドン（ＮＭＰ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、γ‐ブチロラクトン、またはこれらの混合物からなる有機溶媒に溶解または解離したものであるが、これに限定されることはない。前記電解液の注入は最終製品の製造工程及び要求物性に応じて、電池製造工程のうち適切な段階で行われ得る。すなわち、電池組立ての前または電池組立ての最終段階などに使用することができる。
【００６６】
図８ａ及び８ｂは、本発明の一実施例による円筒型電池のホットボックス試験（ｈｏｔｂｏｘ ｔｅｓｔ）の結果を示す写真である。
【００６７】
このとき、ホットボックス試験では、円筒型二次電池を５℃／分の速度で加熱し、１３０℃の温度で１時間放置して、二次電池の状態を評価した。
【００６８】
ホットボックス試験の結果、ゼリーロール型電極組立体の中心部のセパレータの熱収縮が進行されても（図８ａ参照）、電極テープの熱収縮や、脱着現象が発生しないため（図８ｂ参照）、二次電池の内部短絡による発火の危険性が著しく減少することが確認できた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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