(57)【要約】  本発明は構造を改善して特性を向上させることができるリチウム二次電池及びその製造方法に関する。本発明によるリチウム二次電池は、第１集電体、及び前記第１集電体に形成され、第１中央無地部を介在して対称状に形成される第１活物質パターンを備える第１電極；第２集電体、及び前記第２集電体に形成され、第２中央無地部を介在して対称状に形成される第２活物質パターンを備える第２電極；前記第１中央無地部に接続される第１電極タブ；及び前記第２中央無地部に接続される第２電極タブを含む。【選択図】      図１
2011511412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１集電体、及び前記第１集電体に形成され、第１中央無地部を介在して対称状に形成される第１活物質パターンを備える第１電極；
第２集電体、及び前記第２集電体に形成され、第２中央無地部を介在して対称状に形成される第２活物質パターンを備える第２電極；
前記第１中央無地部に接続される第１電極タブ；及び
前記第２中央無地部に接続される第２電極タブ
を含むことを特徴とする、リチウム二次電池。
【請求項２】
前記第１電極の長手方向中心を通る中心線が前記第１中央無地部に位置し、
前記第２電極の長手方向中心を通る中心線が前記第２中央無地部に位置することを特徴とする、請求項１に記載のリチウム二次電池。
【請求項３】
前記第１電極の長さをＡ１、前記第１電極の長手方向の一端部と前記第１電極タブの中心間の距離をＢ１とすると、前記Ａ１及び前記Ｂ１が次の条件を満たすことを特徴とする、請求項１に記載のリチウム二次電池。
０．４＜Ｂ１／Ａ１＜０．６
【請求項４】
前記第２電極の長さをＡ２、前記第２電極の長手方向の一端部と前記第２電極タブの中心間の距離をＢ２とすると、前記Ａ２及び前記Ｂ２が次の条件を満たすことを特徴とする、請求項１に記載のリチウム二次電池。
０．４＜Ｂ２／Ａ２＜０．６
【請求項５】
前記第１活物質パターンが二つ備えられ、これらが互いに同一に形成され、
前記第２活物質パターンが二つ備えられ、これらが互いに同一に形成されることを特徴とする、請求項１に記載のリチウム二次電池。
【請求項６】
前記第１電極と前記第２電極がセパレーターを介在して一緒に巻き取られ、
前記リチウム二次電池の横断面で見るとき、前記第１電極タブと前記第２電極タブが前記リチウム二次電池の厚さ中心線を基準として同一側に位置することを特徴とする、請求項１に記載のリチウム二次電池。
【請求項７】
前記第１電極と前記第２電極がセパレーターを介在して一緒に巻き取られ、
前記リチウム二次電池の横断面で見るとき、前記第１電極タブと前記第２電極タブが前記リチウム二次電池の幅方向に互いに離隔して形成されることを特徴とする、請求項１に記載のリチウム二次電池。
【請求項８】
第１電極及び第２電極を製造する電極製造段階；及び前記第１電極に第１電極タブを付着し、前記第２電極に第２電極タブを付着する電極タブ付着段階を含むリチウム二次電池の製造方法において、
前記電極製造段階は、
集電体本体を準備する段階；
前記集電体本体に間隔で互いに同一に活物質を塗布して複数の活物質パターンを形成する段階；及び
前記活物質パターンが複数備えられるように前記集電体本体を切断することで、前記活物質パターンの間に中央無地部が形成された複数の電極を形成する段階
を含むことを特徴とする、リチウム二次電池の製造方法。
【請求項９】
前記電極タブ付着段階は、前記第１電極タブを前記第１電極の中央無地部に付着し、前記第２電極タブを前記第２電極の中央無地部に付着することを特徴とする、請求項８に記載のリチウム二次電池の製造方法。
【請求項１０】
前記第１電極の長さをＡ１、前記第１電極の長手方向の一端部と前記第１電極タブの中心間の距離をＢ１とすると、前記Ａ１及び前記Ｂ１が次の条件を満たすことを特徴とする、請求項８に記載のリチウム二次電池の製造方法。
０．４＜Ｂ１／Ａ１＜０．６
【請求項１１】
前記第２電極の長さをＡ２、前記第２電極の長手方向の一端部と前記第２電極タブの中心間の距離をＢ２とすると、前記Ａ２及び前記Ｂ２が次の条件を満たすことを特徴とする、請求項８に記載のリチウム二次電池の製造方法。
０．４＜Ｂ２／Ａ２＜０．６
【請求項１２】
前記電極タブ付着段階の後に、セパレーターを介在して前記第１電極と前記第２電極を巻き取る段階をさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載のリチウム二次電池の製造方法。
【請求項１３】
前記リチウム二次電池の横断面で見るとき、前記第１電極タブと前記第２電極タブが前記リチウム二次電池の厚さ中心線を基準として同一側に位置することを特徴とする、請求項８に記載のリチウム二次電池の製造方法。
【請求項１４】
前記リチウム二次電池の横断面で見るとき、前記第１電極タブと前記第２電極タブが前記リチウム二次電池の幅方向に互いに離隔して形成されることを特徴とする、請求項８に記載のリチウム二次電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリチウム二次電池に係り、より詳しくは構造を改善して特性を向上させることができるリチウム二次電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、化学電池とは化学反応を利用して電気エネルギーを発生させる電池をいい、この化学電池は使い捨てで使用する一次電池と充放電が可能で繰り返し使用可能な二次電池とに区分できる。繰り返し使用可能な利点で二次電池の使用が段々増えている趨勢である。
【０００３】
二次電池の中でもリチウム二次電池は単位重量当たりエネルギー密度が高いので、電子通信器機または高出力ハイブリッド自動車などに広く使用されている。このようなリチウム二次電池は、一般的にセパレーターを介在して位置する陽極及び陰極、及びこの陽極及び陰極にそれぞれ接続される陽極タブ及び陰極タブを含んでなる。
【０００４】
従来技術によるリチウム二次電池においては、陽極タブ及び陰極タブ、つまり電極タブが陽極及び陰極、具体的に電極の一端部に接続され、リチウム二次電池の作動の際、電流の移動距離が長い。特に、電極タブが接続されない電極の他端部と電極タブ間の距離はおよそ電極の全長に相当することになる。
【０００５】
このように、従来技術によるリチウム二次電池においては、電流の移動距離が長くて高率放電特性が良くなく、電流移動によって発生する熱によってリチウム二次電池の温度があまりに高くなるなどの問題が発生していた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前記のような問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、電流の移動距離を減らして高率放電特性を向上させ、作動時の温度増加を最小化することができるリチウム二次電池及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するために、本発明によるリチウム二次電池は、第１集電体、及び前記第１集電体に形成され、第１中央無地部を介在して対称状に形成される第１活物質パターンを備える第１電極；第２集電体、及び前記第２集電体に形成され、第２中央無地部を介在して対称状に形成される第２活物質パターンを備える第２電極；前記第１中央無地部に接続される第１電極タブ；及び前記第２中央無地部に接続される第２電極タブを含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によるリチウム二次電池によれば、電気−化学反応に実質的に関与する活物質パターンが対称状に形成され、これらの間に電極タブが接続されるので、電流の移動距離を減らすことができる。これにより、高率放電特性を向上することができ、高出力が要求される電池に適用でき、電流が移動して発生する発熱現象を最小化して電池の信頼性を向上することができる。
【０００９】
特に、陽極タブと陰極タブがそれぞれ陽極中央無地部と陰極中央部に接続された場合には、陽極と陰極のいずれでも電流移動距離を最小化することができ、電池の高率放電特性向上及び発熱問題最小化の効果を極大化することができる。
【００１０】
本発明によるリチウム二次電池の製造方法によれば、一定間隔で形成される活物質パターンが複数備えられるように集電体を切断することで、中央無地部を持つ電極を容易に製造することができる。すなわち、本発明によるリチウム二次電池の製造方法によれば、高率放電特性及び発熱特性を向上させることができるリチウム二次電池を高生産性で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例によるリチウム二次電池を示す斜視図である。
【図２】図１のリチウム二次電池において陽極タブが接続された陽極を広げて示す平面図である。
【図３】図１のリチウム二次電池において陰極タブが接続された陰極を広げて示す平面図である。
【図４】図１のリチウム二次電池をIII−III’線に沿って切って見た断面図である。
【図５】本発明の一実施例によるリチウム二次電池の製造方法の段階を示すフローチャートである。
【図６】図５の電極製造段階の工程を示す図である。
【図７】図５の電極タブ付着段階の工程を示す図である。
【図８】実験例によるリチウム二次電池と比較例によるリチウム二次電池において、放電率がそれぞれ２０ＣｍＡと２５ＣｍＡである場合の放電容量に対する電池電圧の関係を示すグラフである。
【図９】実験例によるリチウム二次電池と比較例によるリチウム二次電池において、放電率がそれぞれ２０ＣｍＡと２５ＣｍＡである場合の放電容量に対するリチウム二次電池の温度増加の関係を示すグラフである。
【図１０】実験例によるリチウム二次電池と比較例によるリチウム二次電池において放電率による放電容量の関係を示すグラフである。
【図１１】実験例によるリチウム二次電池と比較例によるリチウム二次電池において放電率によるリチウム二次電池の温度増加の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明によるリチウム二次電池は、第１集電体、及び前記第１集電体に形成され、第１中央無地部を介在して対称状に形成される第１活物質パターンを備える第１電極；第２集電体、及び前記第２集電体に形成され、第２中央無地部を介在して対称状に形成される第２活物質パターンを備える第２電極；前記第１中央無地部に接続される第１電極タブ；及び前記第２中央無地部に接続される第２電極タブを含む。
【００１３】
前記第１電極の長手方向中心を通る中心線が前記第１中央無地部に位置し、前記第２電極の長手方向中心を通る中心線が前記第２中央無地部に位置することができる。
【００１４】
前記第１電極の長さをＡ１、前記第１電極の長手方向の一端部と前記第１電極タブの中心間の距離をＢ１とすると、前記Ａ１及び前記Ｂ１が０．４＜Ｂ１／Ａ１＜０．６の条件を満たすことができる。
【００１５】
前記第２電極の長さをＡ２、前記第２電極の長手方向の一端部と前記第２電極タブの中心間の距離をＢ２とすると、前記Ａ２及び前記Ｂ２が０．４＜Ｂ２／Ａ２＜０．６の条件を満たすことができる。
【００１６】
前記第１活物質パターンが二つ備えられ、これらが互いに同一に形成され、前記第２活物質パターンが二つ備えられ、これらが互いに同一に形成されることができる。
【００１７】
前記第１電極と前記第２電極がセパレーターを介在して一緒に巻き取られ、前記リチウム二次電池の横断面で見るとき、前記第１電極タブと前記第２電極タブが前記リチウム二次電池の厚さ中心線を基準として同一側に位置することができる。
【００１８】
前記第１電極と前記第２電極がセパレーターを介在して巻き取られ、前記リチウム二次電池の横断面で見るとき、前記第１電極タブと前記第２電極タブが前記リチウム二次電池の幅方向に互いに離隔して形成されることができる。
【００１９】
一方、本発明によるリチウム二次電池の製造方法は、第１電極及び第２電極を製造する電極製造段階；及び前記第１電極に第１電極タブを付着して前記第２電極に第２電極タブを付着する電極タブ付着段階を含み、
前記電極製造段階は、集電体本体を準備する段階；前記集電体本体に間隔で互いに同一に活物質を塗布して複数の活物質パターンを形成する段階；及び前記活物質パターンが複数備えられるように前記集電体本体を切断し、前記活物質パターンの間に中央無地部が形成された複数の電極を形成する段階を含む。
【００２０】
前記電極タブ付着段階では、前記第１電極タブを前記第１電極の中央無地部に付着して前記第２電極タブを前記第２電極の中央無地部に付着することができる。
【００２１】
前記第１電極の長さをＡ１、前記第１電極の長手方向の一端部と前記電極タブの中心間の距離をＢ１とすると、前記Ａ１及び前記Ｂ１が０．４＜Ｂ１／Ａ１＜０．６の条件を満たすことができる。
【００２２】
前記第２電極の長さをＡ２、前記第２電極の長手方向の一端部と前記第２電極タブの中心間の距離をＢ２とすると、前記Ａ２及び前記Ｂ２が０．４＜Ｂ２／Ａ２＜０．６の条件を満たすことができる。
【００２３】
前記電極タブ付着段階の後に、セパレーターを介在して前記第１電極と前記第２電極を巻き取る段階をさらに含むことができる。
【００２４】
前記リチウム二次電池の横断面で見るとき、前記第１電極タブと前記第２電極タブが前記リチウム二次電池の厚さ中心線を基準として同一側に位置することができる。
【００２５】
前記リチウム二次電池の横断面で見るとき、前記第１電極タブと前記第２電極タブが前記リチウム二次電池の幅方向に互いに離隔して形成されることができる。
【００２６】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施例によるリチウム二次電池及びその製造方法を詳細に説明する。
【００２７】
図１は本発明の一実施例によるリチウム二次電池を示す斜視図である。
【００２８】
図１を参照すれば、本発明の一実施例によるリチウム二次電池は、セパレーター１２を介在して一緒に巻き取られる第１電極２２（カソード電極、以下“陽極”という）及び第２電極２４（アノード電極、以下“陰極”という）、この陽極２２に接続される第１電極タブ３２（以下“陽極タブ”という）、この陰極２４に接続される第２電極タブ３４（以下“陰極タブ”という）を含む電極群と、この電極群を収容するケース（図示せず）を含んでなる。
【００２９】
リチウム二次電池の種類によって、電解質が液体状態でケースの内部に充電されることもでき、セパレーターが電解質の役目をすることもできる。または、電解質が液体状態でケース内部に充電された後、ポリマー化可能な成分を添加して最終的にポリマー状態の電解質を形成することもできる。
【００３０】
図２、図３及び図４を参照して本実施例によるリチウム二次電池の陽極２２と陽極タブ３２、及び陰極２４と陰極タブ３４をより詳細に説明すると次のようである。
【００３１】
図２は図１のリチウム二次電池において陽極タブ３２が接続される陽極２２を広げて示す平面図、図３は図１のリチウム二次電池において陰極タブ３４が接続された陰極２４を広げて示す平面図である。そして、図４は図１のIII−III’線に沿って切って見た断面図である。
【００３２】
図２を参照すれば、本実施例において、陽極２２は伝導性物質でなる第１集電体２２ａ（以下“陽極集電体”という）とこの陽極集電体２２ａの少なくとも一面に活物質が塗布されてなる第１活物質パターン２２ｂ（以下“陽極活物質パターン”という）を含んでなる。
【００３３】
ここで、陽極集電体２２ａはアルミニウムでなることができ、陽極活物質パターン２２ｂはリチウム系遷移金属酸化物でなることができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、陽極集電体２２ａと陽極活物質パターン２２ｂが前述した物質以外の物質でなることもでき、これも本発明の範囲に属する。
【００３４】
本実施例においては、陽極活物質パターン２２ｂが陽極活物質が塗布されない部分である第１中央無地部２２ｃ（以下“陽極中央無地部”という）を介在して対称状に形成され、この陽極中央無地部２２ｃに陽極タブ３２が接続される。
【００３５】
このような陽極タブ３２は一例としてアルミニウムでなることができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、陽極タブ３２がアルミニウム以外の他の物質でなることもできるのはいうまでもない。このような陽極タブ３２は、超音波、抵抗またはレーザー熔接などの多様な方法で陽極２２に付着できる。
【００３６】
このように、本実施例では、電池の電気−化学反応に実質的に関与する陽極活物質パターン２２ｂが陽極中央無地部２２ｃを介在して対称状に形成され、この陽極中央無地部２２ｃに陽極タブ３２が接続されるので、電気−化学反応による電流の移動距離を減らすことができる。
【００３７】
これは、本実施例における電流の最大移動距離と、活物質パターンが一つで形成され、陽極の一端部に陽極タブが接続される従来技術における電流の最大移動距離を比較すると容易に分かる。従来技術では、電流の最大移動距離は陽極タブが接続される一端部から陽極タブが接続されない他端部までの距離で、およそ陽極の全長に相当する。一方、本実施例においては、電流の最大移動距離は陽極タブ３２が接続される中央無地部２２ｃから陽極２２の一端部までの距離である。
【００３８】
このように、本実施例と従来技術の電流の最大移動距離を比較すると容易に分かるように、本実施例においては、従来技術に比べて電流の移動距離を大きく減らすことができる。これによりリチウム二次電池の高率放電特性を向上させることができ、電流の移動によって発生可能なリチウム二次電池の温度増加を最小化することができる。
【００３９】
この際、電池の電気−化学反応に実質的に関与する陽極活物質パターン２２ｂが大面積を持つように、陽極２２の長手方向中心を通る中心線（Ｌ１）が陽極中央無地部２２ｃに位置することが好ましい。中心線（Ｌ１）が陽極中央無地部２２ｃ以外の部分に位置する場合には、陽極活物質パターン２２ｂを対称状に形成するために、陽極中央無地部２２ｃの両方の中で面積の小さな方を基準として陽極活物質パターン２２ｂを形成しなければならないので、陽極活物質パターン２２ｂの面積が相対的に小さくなるからである。
【００４０】
これを考慮して、陽極中央無地部２２ｃに接続される陽極タブ３２は次の数式１を満たして陽極２２に接続されることが好ましい。
【００４１】
数式１
０．４＜Ｂ１／Ａ１＜０．６
ここで、Ａ１は陽極２２の長さであり、Ｂ１は陽極２２の長手方向の一端部２２ｄと陽極タブ３２の中心間の距離である。
【００４２】
そして、本実施例では、陽極２２をより容易に製造するために、二つの陽極活物質パターン２２ｂが互いに同一に形成されることが好ましい。これについては後にさらに詳細に説明する。
【００４３】
ここで、同一に形成されるとは陽極活物質パターン２２ｂが完璧に同一であることのみを意味するものではなく、製造工程中に発生可能な公差を考慮して実質的に同一であると判断可能な場合を含むのはいうまでもない。
【００４４】
一方、図３に示すように、本実施例において、陰極２４は、これをなす物質を除き、陽極２２と実質的に同一あるいは極めて類似の構造を持つので、陽極２２と同一または極めて類似の構造については簡略に説明する。陰極タブ３４も、これをなす物質を除き、陽極タブ３２と実質的に同一または極めて類似の構造を持つので、陽極タブ３２と同一または類似の構造については簡略に説明する。
【００４５】
図３を参照すれば、陰極２４は伝導性物質でなる第２集電体２４ａ（以下“陰極集電体”という）とこの陰極集電体２４ａの少なくとも一面に形成される第２活物質パターン２４ｂ（以下“陰極活物質パターン”という）を含んでなる。
【００４６】
ここで、陰極集電体２４ａは一例として銅でなることができ、陰極活物質パターン２４ｂは炭素係物質でなることができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、陰極集電体２４ａと陰極活物質パターン２４ｂが前述した物質以外の物質でなることもでき、これも本発明の範囲に属する。
【００４７】
本実施例においては、陰極活物質パターン２４ｂは陰極活物質が塗布されない部分である第２中央無地部２４ｃ（以下“陰極中央無地部”という）を介在して対称状に形成され、この陰極中央無地部２４ｃに陰極タブ３４が接続される。
【００４８】
このような陰極タブ３４は一例としてニッケル、銅、またはニッケル鍍金された銅でなることができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、陰極タブ３４がこれら以外の他の物質でなることもできるのはいうまでもない。このような陰極タブ３４は超音波、抵抗またはレーザー熔接などの多様な方法で陰極２４に付着されることができる。
【００４９】
本実施例においては、陰極中央無地部２４ｃに陰極タブ３４が接続されることで、電気−化学反応による電流の移動距離を減らすことができる。これにより高率放電特性を向上させることができ、電流の移動によって発生し得る発熱現象を最小化することができる。
【００５０】
この際、陰極２４の長手方向中心を通る中心線（Ｌ２）が陰極中央無地部２４ｃに位置することが好ましく、陰極中央無地部２４ｃに接続される陰極タブ３４は次の数式２を満たして陰極２４に接続されることが好ましい。
【００５１】
数式２
０．４＜Ｂ２／Ａ２＜０．６
ここで、Ａ２は陰極２４の長さであり、Ｂ２は陰極２４の長手方向の一端部２４ｄと陰極タブ３４の中心間の距離である。
【００５２】
そして、本実施例では、陰極２４をより容易に製造するために、二つの陰極活物質パターン２４ｂは互いに同一に形成されることが好ましい。ここで、同一に形成されるとは陰極活物質パターン２４ｂが完璧に同一であることのみを意味するものはなく、製造工程中に発生可能な公差を考慮して実質的に同一であると判断可能な場合を含むのはいうまでもない。
【００５３】
本実施例においては、陽極タブ３２が陽極中央無地部２２ｃに接続され、陰極タブ３４が陰極中央無地部２４ｃに接続され、陽極２２と陰極２４のいずれでも電流移動距離を最小化することができる。これによりリチウム二次電池の高率放電特性を向上させるとともに温度増加を抑制するのに一層有利である。
【００５４】
図４に示すように、本実施例では、リチウム二次電池の横断面で見るとき、陽極タブ３２と陰極タブ３４がリチウム二次電池の厚さ中心線（Ｌ３）を基準として同一側に位置するようにする。そして、リチウム二次電池の横断面で見るとき、陽極タブ３２と陰極タブ３４が電極群の幅方向に互いに離隔して形成されるようにすることで、陽極タブ３２及び陰極タブ３４が電気的に短絡しないようにする。
【００５５】
しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、陽極タブと陰極タブがリチウム二次電池の厚さ中心線を基準として互いに異なる側に位置するなど、電池の構造によって多様に変形可能であり、これも本発明の範囲に属する。
【００５６】
以下では、本実施例によるリチウム二次電池の製造方法をより詳細に説明する。
【００５７】
図５は本発明の一実施例によるリチウム二次電池の製造方法の段階を示すフローチャートである。
【００５８】
本実施例によるリチウム二次電池の製造方法は、陽極及び陰極を製造する電極製造段階（ＳＴ１０）、陽極タブを付着し、陰極に陰極タブを付着する電極タブ付着段階（ＳＴ２０）、セパレーターを介在して陽極と陰極を巻き取って電極群を形成する電極群形成段階（ＳＴ３０）、及びこの電極群を電池ケースに挿入して密封する段階（ＳＴ４０）を含んでなる。
【００５９】
前述した各段階（ＳＴ１０、ＳＴ２０、ＳＴ３０、ＳＴ４０）を図６ａ〜図６ｃ、及び図７を参照して詳細に説明すれば次のようである。図６ａ〜図６ｃは図５の電極製造段階（ＳＴ１０）の工程を示す図、図７は図５の電極タブ付着段階（ＳＴ２０）の工程を示す図である。
【００６０】
まず、図６ａ〜図６ｃに示すように、集電活物質パターンが形成される電極２０、つまり陽極（図２の参照符号２２）及び陰極（図３の参照符号２４）を製造する。このような電極製造段階（ＳＴ１０）は、集電体及び活物質の構成物質を除けば実質的に陽極と陰極が同一であるので、これについては電極２０を代表として一緒に説明する。
【００６１】
図６ａに示すように、集電本体２０ａ’を準備する。陽極を製造する場合には、一例として、アルミニウムでなる集電体本体２０ａ’を準備することができ、陰極を製造する場合には、一例として、銅でなる集電体本体２０ａ’を準備することができる。
【００６２】
ついで、図６ｂに示すように、同一間隔で同一パターンで集電体本体２０ａ’に活物質を塗布して複数の活物質パターン２０ｂを形成する。陰極活物質としては炭素係物質が使用でき、陽極活物質としてはリチウム系遷移金属酸化物が使用できる。本発明は特定の活物質塗布方法に限定されなく、活物質パターンを形成することができる多様な活物質塗布方法が使用可能である。
【００６３】
ついで、図６ｃに示すように、各集電体２０ａに活物質パターン２０ｂが二つずつ備えられるように、集電体本体（図６ｂの参照符号２０ａ’、以下同一）を切断して、中央無地部２０ｃが形成された複数の電極２０を形成する。集電本体２０ａ’に活物質パターン２０ｂが同一間隔で同一パターンで形成されているので、前述したように切断すれば、二つの活物質パターン２０ｂが中央無地部２０ｃを介在して対称状に形成される。
【００６４】
このように、本実施例では、活物質パターン２０ｂを一定間隔で互いに同一に形成した後、これらが複数備えられるように集電体本体２０ａ’を切断して電極２０を形成する。これにより既存に使用した設備を続いて使用することができるので、設備の入替えなどによるコスト増加の負担がなく、単純な工程で電極２０を製造することができる。
【００６５】
つぎに、図７に示すように、陽極（図２の参照符号２２）に陽極タブ（図２の参照符号３２）を付着し、陰極（図３の参照符号２４）に陰極タブ（図３の参照符号３４）を付着する。このような電極タブ付着段階（図５の参照符号ＳＴ２０、以下同一）は、陽極タブと陰極タブの構成物質を除けば陽極タブと陰極タブが実質的に同一であるので、電極タブを代表として一緒に説明する。
【００６６】
電極タブ３０を熔接などの方法で二つの活物質パターン２０ｂの間に位置する中央無地部２０ｃに付着する。陽極タブは一例としてアルミニウムでなる電極タブを使用することができ、陰極タブは一例としてニッケル、銅、またはニッケル鍍金された銅でなる電極タブを使用することができる。
【００６７】
この際、陽極タブと陰極タブはそれぞれ前述した数式１及び数式２の条件を満足するように接続できる（図２及び図３参照）。
【００６８】
ついで、セパレーター（図１の参照符号１２）を介在して陽極（図１の参照符号２２、以下同一）と陰極（図１の参照符号２４、以下同一）を巻き取って図１に示したような電極群を形成する。
【００６９】
この際、陽極タブ（図１の参照符号３２、以下同一）と陰極タブ（図１の参照符号３４、以下同一）が互いに短絡しないようにする。一例として、図４に示すように、リチウム二次電池の陽極タブ３２と陰極タブ３４がリチウム二次電池の厚さ中心線を基準として同一側に位置し、陽極タブ３２と陰極タブ３４がリチウム二次電池の幅方向に互いに離隔して形成されるようにすることができる。
【００７０】
このために、巻取り後の陽極タブ３２と陰極タブ３４の位置を予め計算して陽極タブ３２と陰極タブ３４を適切な位置に形成した後、陽極２２と陰極２４を巻き取る方法などを用いることができる。
【００７１】
最後に、この電極群１０をケース（図示せず）に挿入して密封することで電池の製造を完了することができる。
【００７２】
以下では、本発明の実験例に基づいて本発明によるリチウム二次電池をより詳細に説明する。このような実験例はただ本発明を例示するためのものであり、本発明がこれに限定されるものではない。
【００７３】
実験例
陽極活物質としてＬｉＣｏＯ２、結合剤としてポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、及び導電剤としてカーボンブラックを混合した後、これにＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を混合してスラリーを製造した。
【００７４】
アルミニウムホイルでなる陽極集電体本体の一面に一定間隔で複数のスラリーを塗布し、他面に一定間隔でスラリーを塗布することで、複数の陽極活物質パターンを形成した。Ｎ−メチルピロリドンがまったく揮発するように乾燥した後、ロールプレスした。
【００７５】
陽極集電体本体を切断することで、陽極活物質パターンがそれぞれ二つずつ備えられ、この陽極活物質パターンの間に陽極中央無地部が形成された陽極を形成した。
【００７６】
この陽極中央無地部にアルミニウムでなる陽極タブをレーザー熔接法で付着した。
【００７７】
陰極活物質として天然黒鉛、結合剤としてスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）及びカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を混合した後、これに水を混合してスラリーを製造した。
【００７８】
銅ホイルでなる陰極集電体本体の一面に一定間隔で複数のスラリーを塗布し、他面に一定間隔でスラリーを塗布することで、複数の陰極活物質パターンを形成した。溶媒である水がまったく揮発するように乾燥した後、ロールプレスした。
【００７９】
陰極集電体本体を切断することで、陰極活物質パターンがそれぞれ二つずつ備えられ、この陰極活物質パターンの間に陰極中央無地部が形成された陰極を形成した。
【００８０】
この陰極中央無地部に、銅表面にニッケルが鍍金された陰極タブをレーザー熔接方法で付着した。
【００８１】
このように、陽極タブが付着された陽極と陰極タブが付着された陰極をセパレーターを介在して巻取した後、パウチタイプのケースに挿入し、電解液を注入することで、電池を製作した。電解液としては、エチレンカーボネートとジエチレンカーボネートの混合溶液にＬｉＰＦ６が添加された液体電解液を使用した。
【００８２】
比較例
陽極活物質としてＬｉＣｏＯ２、結合剤としてポリビニリデンフルオライド、及び導電剤としてカーボンブラックを混合した後、これにＮ−メチルピロリドンを混合してスラリーを製造した。
【００８３】
アルミニウムホイルでなる陽極集電体本体の両面にスラリーを塗布した後、Ｎ−メチルピロリドンがまったく揮発するように乾燥した後、ロールプレスした。陽極に陽極活物質パターンがそれぞれ一つずつ備えられるように陽極集電体本体を切断した。
【００８４】
この陽極集電体の一端部にアルミニウムでなる陽極タブをレーザー熔接方法で付着した。
【００８５】
陰極活物質として天然黒鉛、結合剤としてスチレンブタジエンゴム及びカルボキシメチルセルロースを混合した後、これに水を混合することで、スラリーを製造した。
【００８６】
銅ホイルでなる陰極集電体本体の両面にスラリーを塗布して複数の陰極活物質パターンを形成した。溶媒である水がまったく揮発するように乾燥した後、ロールプレスした。陰極に陰極活物質パターンがそれぞれ一つずつ備えられるように陰極集電体本体を切断した。
【００８７】
この陰極集電体の一端部に、銅表面にニッケルが鍍金された陰極タブをレーザー熔接方法で付着した。
【００８８】
このように、陽極タブが付着された陽極と陰極タブが付着された陰極をセパレーターを介在して巻取した後、パウチタイプのケースに挿入して電解液を注入することで、電池を製作した。電解液としてはエチレンカーボネートとジエチレンカーボネートの混合溶液にＬｉＰＦ６が添加された液体電解液を使用した。
【００８９】
実験例によるリチウム二次電池と比較例によるリチウム二次電池において、放電率がそれぞれ２０ＣｍＡと２５ＣｍＡであるとき、放電容量による電池電圧を測定して図８に示す。図８を参照すれば、放電率が２０ＣｍＡの場合、実験例によるリチウム二次電池の放電容量はおよそ９６％に達する反面、比較例によるリチウム二次電池の放電容量はおよそ７０％に過ぎないことが分かる。そして、放電率が２５ＣｍＡの場合、実験例によるリチウム二次電池の放電容量はおよそ９２％に達する反面、比較例によるリチウム二次電池の放電容量は４０％にも及ばないことが分かる。このように、実験例によるリチウム二次電池は、比較例によるリチウム二次電池に比べ、放電容量に非常に優秀であり、このような違いは高率放電において一層大きいことが分かる。
【００９０】
そして、実験例によるリチウム二次電池と比較例によるリチウム二次電池において、放電率がそれぞれ２０ＣｍＡと２５ＣｍＡであるとき、放電容量によるリチウム二次電池の温度増加を測定して図９に示す。図９を参照すれば、放電率が２０ＣｍＡの場合と２５ＣｍＡの場合、実験例によるリチウム二次電池はいずれも比較例によるリチウム二次電池に比べて温度の増加が非常に小さいことが分かる。これは、実験例によるリチウム二次電池では電流の移動距離を減らして温度増加による問題を最小化したからである。
【００９１】
実験例によるリチウム二次電池と比較例によるリチウム二次電池において、放電率による放電容量を測定して図１０に示す。図１０を参照すれば、実験例によるリチウム二次電池の高率放電特性が比較例によるリチウム二次電池より優れたことが分かる。
【００９２】
すなわち、放電率が１０ＣｍＡの場合、実験例によるリチウム二次電池の放電容量がほぼ１００％である反面、比較例によるリチウム二次電池の放電容量はおよそ９０％であることが分かる。放電率がこれより高い２０ＣｍＡの放電では、実験例によるリチウム二次電池の放電容量がおよそ９６％である反面、比較例によるリチウム二次電池は放電容量がおよそ７０％に過ぎないことが分かる。このような結果から、比較例は高率放電で放電容量が急激に低下する反面、実験例によるリチウム二次電池は高率放電でも優れた放電容量を持つことが分かる。
【００９３】
実験例によるリチウム二次電池と比較例によるリチウム二次電池において、放電率によるリチウム二次電池の温度増加を測定して図１１に示す。図１１を参照すれば、実験例によるリチウム二次電池が比較例によるリチウム二次電池より高率放電でも温度増加程度が非常に小さいことが分かる。これは、実験例によるリチウム二次電池では電流の移動距離を減らして発熱問題を最小化したからである。
【００９４】
参考として、図１１には比較例によるリチウム二次電池が放電率２０ＣｍＡを超える部分で温度増加が低下するものとして示されているが、これは、放電率が高くなるにつれて電流が流れる時間が非常に短くなったことによって現れるものに過ぎない。すなわち、比較例によるリチウム二次電池では、放電率２０ＣｍＡを超える部分で実際に電池として作動可能な時間が非常に短いから、電池の温度増加が低下するものであるだけ、実際に電流が流れる時間を長く維持した場合には、電池温度が急激に増加することになる。
【００９５】
以上本発明の実施例及び実験例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求範囲と発明の詳細な説明及び添付図面の範囲内でいろいろに変形または変更して実施することができ、これも本発明の範囲に属するというのは言うまでもない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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