(57)【要約】本発明は、二次電池に関し、より詳細には、電極板とセパレータを基本構成とする二次電池用パウチセルのジェリーロールに関する。本発明の二次電池用パウチセルのジェリーロールによれば、絶縁抵抗が改善したバッテリーセルの製造が可能でバッテリーセルの信頼性を向上させることができ、収縮チューブによって悪化しうるジェリーロールへの電解液湿潤を円滑にすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極板が所定間隔で配置され、それぞれの電極板の間に設けられるセパレータを有する電池部と、
前記複数の電極板と電気的に接続され、前記複数の電極板の上部外側に突出するように形成される正極タブおよび負極タブと、
前記電池部を包むフィルムと、を含む、二次電池用バッテリーセルのジェリーロール。
【請求項２】
前記フィルムは、前記正極タブおよび前記負極タブのみが露出するように前記電池部の外面全体を包む、請求項１に記載の二次電池用バッテリーセルのジェリーロール。
【請求項３】
前記フィルムは、上側と下側が開放されたチューブ状からなる、請求項１に記載の二次電池用バッテリーセルのジェリーロール。
【請求項４】
前記フィルムには、前記電池部が露出するように外面を貫通する湿潤孔が少なくとも一つ設けられている、請求項１に記載の二次電池用バッテリーセルのジェリーロール。
【請求項５】
前記フィルムは、前記電池部に密着するように熱によって収縮する材質からなる、請求項１に記載の二次電池用バッテリーセルのジェリーロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池に関し、より詳細には、電極板とセパレータを基本構成とする二次電池用パウチセルのジェリーロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、二次電池は、再充電および大容量化が可能なものであって、代表的なものとして、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池およびリチウムイオン電池などが挙げられる。このうち、前記リチウムイオン電池は、長寿命および高容量などの優れた特性により、次世代動力源として注目されている。このうち、リチウム二次電池は、作動電圧が３．６Ｖ以上であり、携帯用電子機器の電源として用いられるか、数個を直列接続して高出力のハイブリッドカーに用いられる。また、リチウム二次電池は、ニッケル‐カドミウム電池やニッケル‐メタルハイドライド電池と比較して作動電圧が３倍高く、単位重量当たりエネルギー密度の特性にも優れており、使用が急速に増加している。
【０００３】
前記リチウム二次電池は、様々な形状に製造でき、代表的な形状としては、リチウムイオン電池に主に用いられる円筒型（cylinder type）および角型（prismatic type）が挙げられる。近年、脚光を浴びているリチウムポリマー電池は、柔軟性のあるパウチ型（pouched type）に製造されて、比較的自由な形状を有する。また、リチウムポリマー電池は、安全性に優れており、軽量であるため、携帯用電子機器のスリム化および軽量化に有利である。
【０００４】
二次電池のバッテリーセルは、電池部と、前記電池部が収容される空間を提供するケースと、を含んでなる。前記電池部は、ジェリー（Jelly）をワインディング（winding）したような形状を有するとして、ジェリーロール（Jelly Roll）とも称するが、既存のジェリーロールは、パウチ型ケースに挿入する際に次のような問題があった。
【０００５】
前記ジェリーロールのセパレータは、薄膜の形態からなるため、パウチケースに挿入してからシールする工程でジェリーロールの端部に位置したセパレータがケースのシール部に挟まった状態でシールされることがあり、この場合、パウチケースのシール面と電極タブとの絶縁抵抗が低下して、バッテリーセルの信頼性が低下する。また、かかるバッテリーセルを長期間使用する場合、腐食を招くという問題も生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記のような問題を解決するために導き出されたものであり、本発明の目的は、ジェリーロールを絶縁材質の収縮チューブで包むことにより、セパレータがケースのシール部に挟まったときの絶縁抵抗を改善する二次電池用パウチセルのジェリーロールを提供することにある。
【０００７】
また、収縮チューブに湿潤孔(wetting hole)を形成することにより、収縮チューブによって悪化しうるジェリーロールへの電解液湿潤を円滑にすることができる二次電池用パウチセルのジェリーロールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のジェリーロールは、複数の電極板が所定間隔で配置され、それぞれの電極板の間に設けられるセパレータを有する電池部と、前記複数の電極板と電気的に接続され、前記複数の電極板の上部外側に突出するように形成される正極タブおよび負極タブと、前記電池部を包むフィルムと、を含んでなることを特徴とする。
【０００９】
この際、前記フィルムは、前記正極タブおよび前記負極タブのみが露出するように前記電池部の外面全体を包むか、上側と下側が開放されたチューブ状からなることを特徴とする。
【００１０】
また、前記フィルムには、前記電池部が露出するように外面を貫通する湿潤孔が少なくとも一つ設けられていることを特徴とする。
【００１１】
なお、前記フィルムは、前記電池部に密着するように熱によって収縮する材質からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
前記のような構成による本発明の二次電池用パウチセルのジェリーロールによれば、絶縁抵抗が改善したバッテリーセルの製造が可能でバッテリーセルの信頼性を向上させることができ、収縮チューブによって悪化しうるジェリーロールへの電解液湿潤を円滑にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例によるジェリーロールの斜視図である。
【図２】本発明の一実施例によるジェリーロールの分解斜視図である。
【図３】本発明の他の実施例によるバッテリーセルの平面図である。
【図４】本発明の様々な実施例による湿潤孔の平面図である。
【図５】本発明の第１実施例による図１のＡＡ´の断面図である。
【図６】本発明の第２実施例による図１のＡＡ´の断面図である。
【図７】本発明の第３実施例による図１のＡＡ´の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１および図２を参照すると、本発明の一実施例によるジェリーロール１００は、電池部１０と、フィルム２０と、を含んでなり、電池部１０の一側面には、正極タブ１３および負極タブ１４が突出して設けられる。正極タブ１３および負極タブ１４が、図１に示すように、両方とも電池部の一側面に設けられた場合を想定して本発明を説明するが、図３に示すバッテリーセル２００のように、両側面にそれぞれ正極タブ２３０と負極タブ２４０が形成される場合にも本発明が適用されることができることは自明である。
【００１５】
フィルム２０は、電池部１０が容易に挿入されるほどの大きさを有しており、電池部１０が挿入された後、熱融着により収縮して電池部１０の外面に密着する。
【００１６】
この際、電池部１０は、ケース内にシールされる際に電解液とともにシールされ、電池部１０がフィルム２０で包まれると、フィルム２０の上部と下部を介してのみ電解質湿潤が行われて充放電効率が低下する恐れがある。そのため、電解質湿潤を容易にするために、次のような構成を有する。
【００１７】
フィルム２０を貫通して湿潤孔２１が形成されていてもよい。湿潤孔２１は、少なくとも一つ以上の複数個が列と行をなしてフィルム２０の外面に形成される。湿潤孔２１が多すぎるとフィルム２０の機能を果たすことができず、湿潤孔２１が少なすぎると湿潤機能を十分に果たすことができないため、電池の容量と大きさに応じて適宜形成することが好ましい。
【００１８】
湿潤孔２１は、図４に示すように、円形２１ａ、四角形２１ｂ、楕円形２１ｃおよび三角形２１ｄのような様々な実施例に具現されてもよいことは自明である。
【００１９】
以下、絶縁抵抗が改善したバッテリーセルを製造するための本発明のジェリーロール１００の様々な実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
‐実施例１
図５を参照すると、本発明の第１実施例のジェリーロール１００Ａは、電極板１１Ａおよびセパレータ１２Ａを含む電池部１０Ａと、フィルム２０Ａと、を含んでなる。
【００２１】
電池部１０Ａは、複数の電極板１１Ａが積層された形態からなることができ、電極板１１Ａは、正極板と負極板が交互に積層されたものであってよい。この際、前記正極板と負極板との間にはセパレータ１２Ａが挿入構成されることができ、前記のような構成をなすための製造方法は、次のとおりである。
【００２２】
セパレータ１２Ａを長さ方向に配置した後、その上面に電極板１１Ａを所定間隔で配置する。次に、１つの電極板１１Ａを基準単位としてセパレータ１２Ａをワインディングすると、電池部１０Ａが完成される。それぞれの電極板１１Ａは、正極タブおよび負極タブと電気的に接続されている。
【００２３】
電池部１０Ａの側面はセパレータ１２Ａが積層された構造をなし、セパレータ１２Ａは薄膜の形態からなる。そのため、セパレータをケースに挿入してからシールする際にシール面にセパレータが挟まってシールされる場合が生じ、本発明の第１実施例では、これを防止するために、次のような特徴的な構成を有する。
【００２４】
フィルム２０Ａは、電池部１０Ａを包むように構成される。フィルム２０Ａは、上部と下部が開放されたチューブ形態からなり、電池部１０Ａが挿入された後、容易に密着されるように、収縮チューブの形態からなるものであってよい。フィルム２０Ａは、電池部１０Ａの挿入が容易になるように、電池部１０Ａの外面の形状と類似した形状を有していてよい。図面上には電池部１０Ａが六面体に示されているが、断面が楕円からなることが一般的であり、これに伴いフィルム２０Ａの断面の形状も楕円形状であってよい。
【００２５】
‐実施例２
図６を参照すると、本発明の第２実施例のジェリーロール１００Ｂは、電極板１１Ｂおよびセパレータ１２Ｂを含む電池部１０Ｂと、フィルム２０Ｂと、を含んでなる。
【００２６】
電池部１０Ｂは、複数の電極板１１Ｂが積層される形態からなることができ、電極板１１Ｂは、正極板と負極板が交互に積層されたものであってよい。この際、前記正極板と負極板との間にはセパレータ１２Ｂが挿入構成されることができ、前記のような構成をなすための製造方法は、次のとおりである。
【００２７】
セパレータ１２Ｂがジグザグに折り曲げられて形成されて、復数段の層をなして構成され、層をなすセパレータとセパレータとの間に電極板１１Ｂが積層されたものであってよい。この際、電極板１１Ｂは、正極板と負極板が交互に積層されていてもよい。電池部１０Ｂそれぞれの電極板１１Ｂは、正極タブおよび負極タブと電気的に接続されている。
【００２８】
以下、フィルム２０Ｂの構成は、上述した第１実施例のフィルム２０Ａの構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００２９】
‐実施例３
図７を参照すると、本発明の第３実施例のジェリーロール１００Ｃは、電極板１１Ｃおよびセパレータ１２Ｃを含む電池部１０Ｃと、フィルム２０Ｃと、を含んでなる。
【００３０】
電池部１０Ｃは、複数の電極板１１Ｃが積層される形態からなることができ、電極板１１Ｃは、正極板と負極板が交互に積層されたものであってよい。この際、前記正極板と負極板との間にはセパレータ１２Ｃが挿入構成されることができ、前記のような構成をなすための製造方法は、次のとおりである。
【００３１】
電極板１１Ｃが長さ方向に長く並び、正極板と負極板からなる電極板１１Ｃをセパレータ１２Ｃの間に位置するように積層した後、長さ方向に積層される積層体をワインディングして電池部を構成する。積層の例として、セパレータ、負極板、セパレータ、正極板を順次積層した後、ワインディングしてもよい。
【００３２】
以下、フィルム２０Ｃの構成は、上述した第１実施例のフィルム２０Ａの構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００３３】
本発明の上述の実施例に限定して技術的思想を解釈してはならない。適用範囲が多様であることは言うまでもなく、請求範囲で請求する本発明の要旨から逸脱することなく当業者の水準で様々な変形実施が可能である。したがって、かかる改良および変更は、当業者にとって自明なことである限り、本発明の保護範囲に属することになる。
【符号の説明】
【００３４】
１００  ジェリーロール
１０  電池部
１１  電極板
１２  セパレータ
１３  正極タブ
１４  負極タブ
２０  フィルム
２１  湿潤孔
【図１】
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【図２】
2014532961.tif 000004
【図３】
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【図４（ａ）】
2014532961.tif 000006
【図４（ｂ）】
2014532961.tif 000007
【図４（ｃ）】
2014532961.tif 000008
【図４（ｄ）】
2014532961.tif 000009
【図５】
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【図６】
2014532961.tif 000011
【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年5月1日(2014.5.1)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、二次電池に関し、より詳細には、電極板とセパレータを基本構成とする二次電池用バッテリーセルのジェリーロールに関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、前記のような問題を解決するために導き出されたものであり、本発明の目的は、ジェリーロールを絶縁材質の収縮チューブで包むことにより、セパレータがケースのシール部に挟まったときの絶縁抵抗を改善する二次電池用バッテリーセルのジェリーロールを提供することにある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
また、収縮チューブに湿潤孔(wetting hole)を形成することにより、収縮チューブによって悪化しうるジェリーロールへの電解液湿潤を円滑にすることができる二次電池用バッテリーセルのジェリーロールを提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
前記のような構成による本発明の二次電池用バッテリーセルのジェリーロールによれば、絶縁抵抗が改善したバッテリーセルの製造が可能でバッテリーセルの信頼性を向上させることができ、収縮チューブによって悪化しうるジェリーロールへの電解液湿潤を円滑にすることができる。
【国際調査報告】
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