(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゼリーロール（ｊｅｌｌｙ−ｒｏｌｌ）型電極アセンブリであって、
シート状の正極と、シート状の負極と、前記正極及び前記負極の間に介在する分離膜とを備えてなり、
前記分離膜が、シート状の多孔性基材と、前記多孔性基材の第１面上にある第１粘着コーティング部及び第２粘着コーティング部と、前記第１面の反対面の第２面上にある第３粘着コーティング部とを備えてなり、
前記第１粘着コーティング部及び前記第２粘着コーティング部は互いに粘着力が異なるものであり、
前記第１粘着コーティング部が第１粘着剤を含んでなり、
前記第２粘着コーティング部が第２粘着剤を含んでなり、
前記第１粘着剤と前記第２粘着剤が互いに異なるものであり、
前記第１粘着剤がアクリレート系粘着剤であり、
前記アクリレート系粘着剤が、単量体混合物の全重量を基準として、
ｉ）５０〜９０重量％の、炭素数１〜１４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸エステル単量体と、
ｉｉ）１〜４０重量％の、アリルエステル、ビニルエステル、不飽和アセテート、及び不飽和ニトリルからなる群より選択される一種以上の単量体と、及び
ｉｉｉ）０．５〜２０重量％の、不飽和カルボン酸からなる群より選択される一種以上の単量体とを含んでなる単量体混合物の重合体であることを特徴とする、電極アセンブリ。
【請求項２】
前記分離膜の面積が、前記正極及び前記負極の面積に比べて相対的に広いことを特徴とする、請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項３】
前記分離膜の面積が、前記正極及び前記負極の面積に比べて前記第２粘着コーティング部の面積だけ又はそれ以上広いことを特徴とする、請求項１又は２に記載の電極アセンブリ。
【請求項４】
前記第１粘着コーティング部が、前記負極と対面して接着された状態で巻取られており、
前記第２粘着コーティング部が、前記電極アセンブリの巻取先端をなしつつ、前記分離膜自体に巻取ら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電極アセンブリ。
【請求項５】
前記第３粘着コーティング部が、前記正極と対面して接着された状態で巻取られていることを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載の電極アセンブリ。
【請求項６】
前記電極アセンブリが、前記分離膜を基準として、前記負極が前記分離膜の内面側に位置するように巻取られていることを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載の電極アセンブリ。
【請求項７】
前記第１粘着コーティング部が、前記第２粘着コーティング部に比べて粘着力が相対的により強いことを特徴とする、請求項１〜６の何れか一項に記載の電極アセンブリ。
【請求項８】
前記単量体混合物が架橋剤をさらに含んでなり、
前記架橋剤が単量体混合物の全重量を基準として、０．１〜３重量％の量で含んでなることを特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載の電極アセンブリ。
【請求項９】
前記第２粘着剤がフッ素系粘着剤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電極アセンブリ。
【請求項１０】
前記フッ素系粘着剤がポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）であることを特徴とする、請求項９に記載の電極アセンブリ。
【請求項１１】
前記第３粘着コーティング部が第３粘着剤を含んでなり、
前記第３粘着剤がアクリレート系粘着剤であることを特徴とする、請求項１〜１０の何れか一項に記載の電極アセンブリ。
【請求項１２】
前記第３粘着剤が前記第１粘着剤と同一のものであることを特徴とする、請求項１１に記載の電極アセンブリ。
【請求項１３】
前記第１粘着コーティング部、前記第２粘着コーティング部、及び前記第３粘着コーティング部が、無機物粒子及び粘着剤を含んでいることを特徴とする、請求項１〜１２の何れか一項に記載の電極アセンブリ。
【請求項１４】
前記第１粘着コーティング部、前記第２粘着コーティング部、及び前記第３粘着コーティング部が、それぞれの全重量を基準として、前記無機物粒子を１０重量％〜９０重量％の量で含んでなることを特徴とする、請求項１３に記載の電極アセンブリ。
【請求項１５】
前記第２粘着コーティング部が、前記第１粘着コーティング部と比べて無機物粒子の含有量が相対的に多いことを特徴とする、請求項１〜１４の何れか一項に記載の電極アセンブリ。
【請求項１６】
前記無機物粒子が、圧電性（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ）を有する無機物粒子、及びリチウムイオン伝達能力を有する無機物粒子からなる群より選択される一種以上のものであることを特徴とする、請求項１３〜１５の何れか一項に記載の電極アセンブリ。
【請求項１７】
ゼリーロール（ｊｅｌｌｙ−ｒｏｌｌ）型電極アセンブリ用分離膜であって、
シート状の多孔性基材と、
前記多孔性基材の第１面上にある第１粘着コーティング部と、及び第２粘着コーティング部と、
前記第１面の反対面の第２面上にある第３粘着コーティング部とを備えてなり、
前記第１粘着コーティング部と前記第２粘着コーティング部は、粘着力が互いに異なるものであり、
前記第１粘着コーティング部が第１粘着剤を含んでなり、
前記第２粘着コーティング部が第２粘着剤を含んでなり、
前記第１粘着剤と前記第２粘着剤が互いに異なるものであり、
前記第１粘着剤がアクリレート系粘着剤であり、
前記アクリレート系粘着剤が、単量体混合物の全重量を基準として、
ｉ）５０〜９０重量％の、炭素数１〜１４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸エステル単量体と、
ｉｉ）１〜４０重量％の、アリルエステル、ビニルエステル、不飽和アセテート、及び不飽和ニトリルからなる群より選択される一種以上の単量体と、及び
ｉｉｉ）０．５〜２０重量％の、不飽和カルボン酸からなる群より選択される一種以上の単量体とを含んでなる単量体混合物の重合体であることを特徴とする、分離膜。
【請求項１８】
請求項１〜１６の何れか一項に記載のゼリーロール（ｊｅｌｌｙ−ｒｏｌｌ）型電極アセンブリを製造する方法であって、
（ａ）シート状の多孔性基材と、
前記シート状の多孔性基材の第１面上にある第１粘着コーティング部及び第２粘着コーティング部と、
前記第１面の反対面の第２面上にある第３粘着コーティング部とを備えてなり、
前記第１粘着コーティング部と前記第２粘着コーティング部の粘着力が互いに異なることを特徴とする分離膜を用意する過程と、
（ｂ）巻取後に、前記第１粘着コーティング部と負極とが対面し、前記第３粘着コーティング部と正極とが対面できるように、前記正極、前記分離膜、及び前記負極を積層する過程と、
（ｃ）前記第２粘着コーティング部に巻芯を接触させた状態で巻取る過程と、
（ｄ）前記巻芯からゼリーロール型電極アセンブリを分離する過程とを含んでなることを特徴とする、製造方法。
【請求項１９】
請求項１〜１６の何れか一項に記載の電極アセンブリが、電解液と共に電池ケースに内蔵されていることを特徴とする、二次電池。
【請求項２０】
請求項１９に記載の二次電池を単位電池として含んでなることを特徴とする、電池パック。
【請求項２１】
請求項２０に記載の電池パックを電源として含んでなることを特徴とする、デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１５年９月２日付の韓国特許出願第１０−２０１５−０１２４０５９号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
本発明は、粘着力の異なる粘着コーティング部を含む分離膜およびこれを含む電極アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
化石燃料使用の急激な増加によって代替エネルギーやクリーンエネルギーの使用に対する要求が増加しており、その一環として最も活発に研究されている分野が、電気化学を利用した発電、蓄電分野である。
現在、このような電気化学的エネルギーを用いる電気化学素子の代表例として二次電池が挙げられ、ますますその使用領域が拡大する傾向にある。
【０００３】
二次電池は、電池ケースの形状に応じて、電極アセンブリが円筒形または角形の金属缶に内装されている円筒型電池および角型電池と、電極アセンブリがアルミニウムラミネートシートのパウチ型ケースに内装されているパウチ型電池とに分類される。
【０００４】
電池ケースに内蔵される電極アセンブリは、正極／分離膜／負極の積層構造からなる充放電可能な発電素子であって、活物質が塗布された長いシート状の正極と負極との間に分離膜を介在させて巻取ったゼリーロール型と、所定大きさの複数の正極および負極を分離膜の介在した状態で順次に積層したスタック型とに分類される。
【０００５】
このようなゼリーロール型とスタック型の混合形態である一歩進んだ構造の電極アセンブリであって、一定の単位大きさの正極／分離膜／負極構造のフルセル（ｆｕｌｌ  ｃｅｌｌ）または正極（負極）／分離膜／負極（正極）／分離膜／正極（負極）構造のバイセル（ｂｉｃｅｌｌ）を、長さの長い連続した分離フィルムを用いて折り畳んだ構造のスタック／折り畳み型電極アセンブリが開発された。
【０００６】
また、既存のスタック型電極アセンブリの工程性を向上させ、多様な形態の二次電池の需要を満たすために、電極と分離膜とが交互に積層されて接合（ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）されている単位セルを積層した構造のラミネーション／スタック型電極アセンブリも開発された。
【０００７】
一方、二次電池は、充電および放電過程で収縮と膨張を繰り返し、これによって電極と分離膜との間に空間が発生し得る。電極と分離膜との間に空間が発生すると、リチウムイオンの移動距離が長くなって内部抵抗が上昇し、二次電池の全般的な性能が低下することがある。したがって、電極と分離膜との間の空間発生を防止するために、粘着力の大きい粘着剤コーティング層が形成されている分離膜を使用しようとする試みがあった。
【０００８】
このような試みで、二次電池の電極と分離膜との密着性を増加させて、二次電池の寿命特性および高率充放電特性は向上させることができた。しかし、製造過程で分離膜の巻取を必要とする電極アセンブリの場合には、電極アセンブリと巻芯との間の分離過程で、いわゆるテール抜け現象（ｔａｉｌ  ｏｕｔ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）による電極アセンブリの外観不良が増加する問題が発生した。
【０００９】
したがって、二次電池の寿命特性および高率充放電特性を向上させながらも、電極アセンブリの生産性を増加させる技術に対する必要性が高いのが現状である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記の従来技術の問題点と過去から要請されてきた技術的課題を解決することを目的とする。
【００１１】
本出願の発明者らは、深い研究と多様な実験を繰り返した末に、後述するように、シート状の多孔性基材の第１面上に第１粘着コーティング部および第２粘着コーティング部が形成されており、第１粘着コーティング部と第２粘着コーティング部は、粘着力が互いに異なる分離膜を含む場合、二次電池の寿命特性および高率充放電特性を向上させながらも、生産歩留まりを増加させられることを確認して、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そのため、本発明に係るゼリーロール（ｊｅｌｌｙ−ｒｏｌｌ）型電極アセンブリは、シート状の正極と、シート状の負極と、前記正極および前記負極の間に介在し、シート状の多孔性基材の第１面上に第１粘着コーティング部および第２粘着コーティング部が形成されており、前記第１面の反対面の第２面上に第３粘着コーティング部が形成されている分離膜とを含んでおり〔前記分離膜が、多孔性基材と、前記多孔性基材の第１面上にある第１粘着コーティング部及び第２粘着コーティング部と、前記第１面の反対面の第２面上にある第３粘着コーティング部とを備えてなり〕、前記第１粘着コーティング部及び前記第２粘着コーティング部は互いに粘着力が異なるものであることを特徴とする、前記第１粘着コーティング部と第２粘着コーティング部は、粘着力が互いに異なることを特徴とする。
【００１３】
ゼリーロール型電極アセンブリは、製造過程で、分離膜の一部に巻芯を接触させた状態で巻取る。この時、相対的に粘着力の弱い粘着コーティング部に巻芯を接触させた状態で巻取る場合、テール抜け現象を減少させ、外観不良率を低下させることができ、結局、生産歩留まりを増加させることができる。
【００１４】
巻芯と接触する部分を除いた分離膜の部分には、電極との密着力を高めて、二次電池の寿命特性および高率充放電特性を向上させることができ、したがって、相対的に粘着力の強い粘着コーティング部は、電極と対面させることができる。
一具体例において、前記分離膜の面積は、正極および負極の面積に比べて相対的に広くてよい。
詳細には、前記分離膜の面積は、正極および負極の面積に比べて第２粘着コーティング部の面積だけまたはそれ以上広くてよい。
また、前記第１粘着コーティング部は、負極と対面して接着された状態で巻取られており、前記第２粘着コーティング部は、電極アセンブリの巻取先端をなしつつ分離膜自体に巻取られている構造であってもよい。
前記第３粘着コーティング部は、正極と対面して接着された状態で巻取られている構造であってもよい。
【００１５】
つまり、前記第１粘着コーティング部と第３粘着コーティング部は、電極と対面し、電極と対面していない第２粘着コーティング部は、巻取過程で巻芯と対面する。電極と対面していない前記第２粘着コーティング部は、分離膜自体にのみ巻取られており、巻取過程で第１粘着コーティング部および第３粘着コーティング部に優先的に巻取られる巻取先端をなす。このような巻取先端を含む構造によって、巻取安定性をさらに向上させることができる。
【００１６】
一具体例において、前記電極アセンブリは、分離膜を基準として、負極が分離膜の内面側に位置するように巻取られている構造であってもよい。
このような構造により、外部衝撃に相対的に安定性の高い正極を電極アセンブリの外面に位置させることによって、二次電池の安定性を向上させることができる。
一方、前記第１粘着コーティング部は、第２粘着コーティング部に比べて粘着力が相対的により強くてよい。
【００１７】
前記第１粘着コーティング部は、第１粘着剤を含み、第２粘着コーティング部は、第２粘着剤を含んでおり、前記第１粘着剤と第２粘着剤は、互いに異なっていてよい。
一具体例において、前記第１粘着剤は、アクリレート系粘着剤であってもよく、前記第２粘着剤は、フッ素系粘着剤であってもよい。
【００１８】
アクリレート系粘着剤は、一般にフッ素系粘着剤に比べて粘着力が強く、したがって、前記第１粘着コーティング部と第２粘着コーティング部の粘着力の差は、このような粘着剤の種類の違いに起因するものであり得る。
【００１９】
前記アクリレート系粘着剤は、例えば、単量体混合物の全重量を基準として、ｉ）炭素数１〜１４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸エステル単量体を５０〜９０重量％、ｉｉ）アリルエステル、ビニルエステル、不飽和アセテート、および不飽和ニトリルからなる群より選択される一種以上の単量体を１〜４０重量％、およびｉｉｉ）不飽和カルボン酸からなる群より選択される一種以上の単量体を０．５〜２０重量％含む単量体混合物の重合体であってもよい。
【００２０】
一具体例において、前記ｉ）の単量体は、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、イソブチルアクリレート、ｔ−ブチルメタクリレート、ペンチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、ヘプチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、オクチルメタクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソデシルアクリレート、デシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、およびラウリル（メタ）アクリレートからなる群より選択される一種以上のものであってもよく、詳細には、単量体混合物の全重量を基準として５０〜９０重量％含まれる。
【００２１】
前記ｉ）の単量体が単量体混合物の全重量を基準として５０重量％未満で含まれる場合には、アクリレート系粘着剤の初期粘着力を確保できず、９０重量％を超えて含まれる場合には、使用後除去時、被着物に対する粘着剤の転写が大きく発生するので、好ましくない。
【００２２】
また、前記ｉ）のアルキル基の炭素数は、詳細には、１〜１４個であってもよく、より詳細には、２〜１４個であってもよいが、１個未満の場合には、アクリレート系粘着剤の凝集力が低下し、１４個を超える場合には、アクリレート系粘着剤が柔軟になりすぎて粘着物性が低下するので、好ましくない。
【００２３】
一具体例において、前記ｉｉ）の単量体は、酢酸ビニル、酪酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ラウリル酸ビニル、ビニルピロリドン、アクリロニトリル、およびメタクリロニトリルからなる群より選択される一種以上のものであってもよく、詳細には、酢酸ビニル、酪酸ビニル、またはアクリロニトリルであってもよい。
【００２４】
前記ｉｉ）の単量体は、単量体混合物の全重量を基準として１〜４０重量％含まれ、詳細には７〜２５重量％含まれるが、１重量％未満で含まれる場合には、アクリレート系粘着剤が柔軟になりすぎて十分な粘着物性を確保できず、４０重量％を超えて含まれる場合には、アクリレート系粘着剤が硬くなりすぎて顕著な粘着力低下が発生するので、好ましくない。
【００２５】
一具体例において、前記ｉｉｉ）の単量体は、アクリル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、メタクリル酸、およびエチルメタクリル酸からなる群より選択される一種以上のものであってもよい。
【００２６】
前記ｉｉｉ）の単量体は、混合物の全重量を基準として０．５〜２０重量％含まれるが、０．５重量％未満で含まれる場合には、アクリレート系粘着剤が柔軟になりすぎて十分な粘着物性を確保できず、２０重量％を超えて含まれる場合には、アクリレート系粘着剤が硬くなりすぎて顕著な粘着力低下が発生するので、好ましくない。
【００２７】
前記単量体混合物は、必要に応じて、他の単量体および架橋剤などをさらに含んでもよいし、一具体例において、前記単量体混合物は、架橋剤をさらに含んでおり、前記架橋剤は、単量体混合物の全重量を基準として０．１〜３重量％含まれ、前記範囲内でアクリレート系粘着剤が十分な凝集力を有する。
【００２８】
前記架橋剤は、アクリレート系粘着剤の凝集力を補強するために添加されるものであって、一具体例において、アルキレンオキシド基を５〜１５個含み、アクリレート基またはビニル基を有する化合物であってもよく、詳細には、アルキレンオキシド基を６〜１２個含み、アクリレート基またはビニル基を有する化合物であってもよいが、前記範囲内で常温および劣化粘着性、安定性が全て優れる効果がある。
【００２９】
参照として、前記アルキレンオキシド基の個数は、使用された架橋剤中に含まれているアルキレンオキシド基の平均個数を意味し、架橋剤中のアルキレンオキシド基が５個未満の場合、製造される粘着剤が必要以上に硬くなって初期粘着力が低下し、アルキレンオキシド基が１５個を超える場合、製造される粘着剤が必要以上に柔軟になって粘着物性が低下するので、好ましくない。
【００３０】
一具体例において、前記架橋剤は、有機架橋剤である、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化トリメチルプロパントリアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、１，３−ブタンジオールジアクリレート、ペンタスリトールトリアクリレート、３−トリメトキシシリルプロピルメタクリレート、ビニルトリメトキシシラン、およびジビニルベンゼンなどと、無機架橋剤である、アルミニウムアセチルアセトネート、亜鉛アセテート、ジルコニウムカーボネートなどからなる群より選択される一種以上のものであってもよく、詳細には、ポリエチレングリコールジアクリレートおよびポリプロピレングリコールジアクリレートからなる群より選択される一種以上のものであってもよい。
【００３１】
一具体例において、前記単量体混合物にはエポキシ基含有不飽和単量体がさらに含まれ、前記エポキシ基含有不飽和単量体は、詳細には、グリシジル（メタ）アクリレート、アルファメチルグリシジル（メタ）アクリレート、アリルグリシジルエーテル、オキソシクロヘキシル（メタ）アクリレート、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレートからなる群より選択される一種以上のものであってもよく、より詳細には、グリシジル（メタ）クリレートまたはアリルグリシジルエーテルであってもよい。
前記エポキシ基含有不飽和単量体は、単量体混合物の全重量を基準として０．１〜３重量％含まれ、前記範囲内で粘着剤組成物が十分な凝集力を有する。
【００３２】
一方、前記フッ素系粘着剤は、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）であってもよい。
【００３３】
一具体例において、前記第３粘着コーティング部は、第３粘着剤を含んでおり、前記第３粘着剤は、アクリレート系粘着剤であってもよい。前記第３粘着コーティング部は、電極と対面しており、強い粘着力を必要とするので、粘着力の強いアクリレート系粘着剤を使用することが有利である。
【００３４】
詳細には、前記第３粘着剤は、第１粘着剤と同一のものであってもよく、同一の種類の粘着剤を使用する場合、使用される粘着剤の数を低減可能で工程を簡素化し、原材料の費用を節減できるという利点がある。
【００３５】
一方、前記第１粘着コーティング部、第２粘着コーティング部、および第３粘着コーティング部は、分離膜の熱的安定性を向上させるために、無機物粒子および粘着剤を含むことができる。
【００３６】
一具体例において、前記第１粘着コーティング部、第２粘着コーティング部、および第３粘着コーティング部は、それぞれの全重量を基準として、無機物粒子を１０重量％〜９０重量％、詳細には２０重量％〜８０重量％含むことができる。前記無機物粒子の含有量が１０重量％未満の場合には、分離膜の熱的安定性の向上を図りにくく、無機物粒子の間に形成された空き空間の減少による気孔サイズおよび気孔度が減少して最終電池性能が低下することがある。前記無機物粒子の含有量が９０重量％超過の場合には、粘着コーティング部の粘着力が低下して寿命特性および高率充放電特性が低下し、原材料の費用が増加することがある。
【００３７】
前記無機物粒子と粘着剤の含有量を調節して粘着コーティング部の粘着力を調節することができ、一具体例において、前記第２粘着コーティング部は、第１粘着コーティング部に比べて無機物粒子の含有量が相対的に高くてよい。
【００３８】
一具体例において、前記無機物粒子は、圧電性（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ）を有する無機物粒子、およびリチウムイオン伝達能力を有する無機物粒子からなる群より選択される一種以上のものであってもよい。
【００３９】
前記圧電性（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ）無機物粒子は、常圧では不導体であるが、一定の圧力が印加された場合、内部構造の変化によって電気が通る物性を有する物質を意味するものであって、誘電率定数が１００以上の高誘電率特性を示すだけでなく、一定の圧力を印加して引張または圧縮される場合、電荷が発生して、一面は正、反対側は負としてそれぞれ帯電することによって、両面の間に電位差が発生する機能を有する物質である。
【００４０】
このような特徴を有する無機物粒子を使用する場合、針状導体といった外部衝撃によって両電極の内部短絡が発生する場合、無機物粒子によって正極と負極とが直接接触しないだけでなく、無機物粒子の圧電性によって粒子内電位差が発生し、これによって、両電極間の電子移動、つまり、微細な電流の流れが行われることによって、緩やかな電池の電圧減少およびそれによる安全性の向上を図ることができる。
【００４１】
前記圧電性を有する無機物粒子の例としては、ＢａＴｉＯ3、ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3）、ＰＬＺＴ（Ｐｂ1-xＬａxＺｒ1-yＴｉyＯ3、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）、ＰＭＮ−ＰＴ（ＰＢ（Ｍｇ3Ｎｂ2/3）Ｏ3−ＰｂＴｉＯ3）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）からなる群より選択された１種以上であってもよいが、これに限定されるものではない。
【００４２】
前記リチウムイオン伝達能力を有する無機物粒子は、リチウム元素を含有するが、リチウムを貯蔵せずにリチウムイオンを移動させる機能を有する無機物粒子を称するものであって、リチウムイオン伝達能力を有する無機物粒子は、粒子構造の内部に存在する一種の欠陥（ｄｅｆｅｃｔ）によってリチウムイオンを伝達および移動させられるため、電池内のリチウムイオン伝導度が向上し、これによって電池性能の向上を図ることができる。
【００４３】
前記リチウムイオン伝達能力を有する無機物粒子の例としては、リチウムホスフェート（Ｌｉ3ＰＯ4）、リチウムチタンホスフェート（ＬｉxＴｉy（ＰＯ4）3、０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜３）、リチウムアルミニウムチタンホスフェート（ＬｉxＡｌyＴｉz（ＰＯ4）3、０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜１、０＜ｚ＜３）、（ＬｉＡｌＴｉＰ）xＯy系ｇｌａｓｓ（０＜ｘ＜４、０＜ｙ＜１３）、リチウムランタンチタネート（ＬｉxＬａyＴｉＯ3、０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜３）、リチウムゲルマニウムチオホスフェート（ＬｉxＧｅyＰzＳw、０＜ｘ＜４、０＜ｙ＜１、０＜ｚ＜１、０＜ｗ＜５）、リチウムナイトライド（ＬｉxＮy、０＜ｘ＜４、０＜ｙ＜２）、ＳｉＳ2（ＬｉxＳｉyＳz、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜２、０＜ｚ＜４）系ｇｌａｓｓ、およびＰ2Ｓ5（ＬｉxＰyＳz、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３、０＜ｚ＜７）系ｇｌａｓｓからなる群より選択された１種以上であってもよいが、これに限定されるものではない。
【００４４】
前記粘着コーティング部は、無機物粒子および粘着剤のほか、通常知られたその他の添加剤をさらに含んでもよい。
一つの例において、前記粘着コーティング部は、増粘剤をさらに含んでもよいし、前記増粘剤は、化学的変化を誘発することなく、粘度を高められる物質であれば特に限定はないが、例えば、アクリル系ポリマーとセルロース系ポリマーを使用することができ、アクリル系ポリマーには、ポリビニルピロリドン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｙｒｏｌｉｄｏｎｅ、ＰＶＰ）またはポリビニルアルコール（Ｐｏｌｙｂｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ、ＰＶＡ）などがあり、セルロース系ポリマーには、ヒドロキシエチルセルロース（Ｈｙｄｒｏｘｙ  ｅｔｈｙｌ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ、ＨＥＣ）、ヒドロキシプロピルセルロース（ｈｙｄｒｏｘｙ  ｐｒｏｐｙｌ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ、ＨＰＣ）、エチルヒドロキシエチルセルロース（ｅｔｈｙｌｈｙｄｒｏｘｙ  ｅｔｈｙｌ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ、ＥＨＥＣ）、メチルセルロース（ｍｅｔｈｙｌ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ、ＭＣ）、カルボキシメチルセルロース（ｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ、ＣＭＣ）、ヒドロキシアルキルメチルセルロース（ｈｙｄｒｏｘｙａｌｋｙｌ  ｍｅｔｈｙｌ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）からなる群より選択された一種以上のものであってもよい。
【００４５】
一具体例において、前記粘着コーティング部の厚さは、２μｍ〜２０μｍ、詳細には４μｍ〜１０μｍであってもよく、２μｍ未満の場合には、電極アセンブリの安定性を向上させる効果が大きくなく、２０μｍ超過の場合には、電極アセンブリのエネルギー密度が低下し、分離フィルムから脱離しやすい問題が発生し得る。
【００４６】
一方、前記多孔性基材は、当業界で通常使用されるポリオレフィン系のフィルムであってもよく、例えば、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリブチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリエステル（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）、ポリアセタール（ｐｏｌｙａｃｅｔａｌ）、ポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ポリエーテルエーテルケトン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ）、ポリエーテルスルホン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ）、ポリフェニレンオキシド（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｏｘｉｄｅ）、ポリフェニレンスルフィドロ（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆｉｄｒｏ）、ポリエチレンナフタレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）、およびこれらの混合体からなる群より選択された一種以上のものからなるシートであってもよい。
【００４７】
前記多孔性基材の気孔サイズおよび気孔度は特に制限はないが、気孔度は１０〜９５％の範囲、気孔サイズ（直径）は０．１〜５０μｍであってもよい。気孔サイズおよび気孔度がそれぞれ０．１μｍおよび１０％未満の場合には、抵抗層として作用し、気孔サイズおよび気孔度が５０μｍおよび９５％を超える時には、機械的物性を維持しにくくなる。
【００４８】
本発明はまた、ゼリーロール（ｊｅｌｌｙ−ｒｏｌｌ）型電極アセンブリ用分離膜であって、シート状の多孔性基材の第１面上に第１粘着コーティング部および第２粘着コーティング部が形成されており、前記第１面の反対面の第２面上に第３粘着コーティング部が形成されており〔シート状の多孔性基材と、前記多孔性基材の第１面上にある第１粘着コーティング部及び第２粘着コーティング部と、前記第１面の反対面の第２面上にある第３粘着コーティング部とを備えてなり〕、
前記第１粘着コーティング部及び前記第２粘着コーティング部は互いに粘着力が異なるものであることを特徴とする、分離膜を提供する。
【００４９】
本発明はさらに、ゼリーロール（ｊｅｌｌｙ−ｒｏｌｌ）型電極アセンブリを製造する方法であって、
（ａ）シート状の多孔性基材の第１面上に第１粘着コーティング部および第２粘着コーティング部が形成されており、前記第１面の反対面の第２面上に第３粘着コーティング部が形成されており、前記第１粘着コーティング部と第２粘着コーティング部の粘着力が互いに異なる分離膜を準備する過程と、
（ｂ）巻取後に、前記第１粘着コーティング部と負極とが対面し、前記第３粘着コーティング部と正極とが対面できるように、正極、分離膜、および負極を積層する過程と、
（ｃ）前記第２粘着コーティング部に巻芯を接触させた状態で巻取る過程と、
（ｄ）前記巻芯からゼリーロール型電極アセンブリを分離する過程とを含む製造方法を提供する。
【００５０】
本発明はまた、電極アセンブリが電解液と共に電池ケースに内装されている二次電池を提供する。
以下、前記二次電池のその他の成分について説明する。
【００５１】
前記電極は、負極と正極を通称し、前記正極は、例えば、正極集電体に正極活物質、導電剤、およびバインダーが混合された正極合剤を塗布して製造され、必要に応じては、前記正極合剤に充填剤をさらに添加してもよい。
【００５２】
前記正極集電体は、一般に３〜２０１μｍの厚さに製造され、当該電池に化学的変化を誘発することなく高い導電性を有するものであれば特に制限されるわけではなく、例えば、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、チタン、およびアルミニウムや、ステンレススチールの表面にカーボン、ニッケル、チタン、または銀で表面処理したものの中から選択される１つを使用することができ、詳細には、アルミニウムが使用可能である。集電体は、その表面に微細な凹凸を形成して正極活物質の接着力を高めることもでき、フィルム、シート、箔、ネット、多孔質体、発泡体、不織布体など多様な形態が可能である。
【００５３】
前記正極活物質は、例えば、リチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ2）、リチウムニッケル酸化物（ＬｉＮｉＯ2）などの層状化合物や１またはそれ以上の遷移金属で置換された化合物；化学式Ｌｉ1+xＭｎ2-xＯ4（ここで、ｘは、０〜０．３３である）、ＬｉＭｎＯ3、ＬｉＭｎ2Ｏ3、ＬｉＭｎＯ2などのリチウムマンガン酸化物；リチウム銅酸化物（Ｌｉ2ＣｕＯ2）；ＬｉＶ3Ｏ8、ＬｉＶ3Ｏ4、Ｖ2Ｏ5、Ｃｕ2Ｖ2Ｏ7などのバナジウム酸化物；化学式ＬｉＮｉ1-xＭxＯ2（ここで、Ｍ＝Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｂ、またはＧａであり、ｘ＝０．０１〜０．３である）で表現されるＮｉサイト型リチウムニッケル酸化物；化学式ＬｉＭｎ2-xＭxＯ2（ここで、Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｚｎ、またはＴａであり、ｘ＝０．０１〜０．１である）、またはＬｉ2Ｍｎ3ＭＯ8（ここで、Ｍ＝Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、またはＺｎである）で表現されるリチウムマンガン複合酸化物；化学式のＬｉの一部がアルカリ土金属イオンで置換されたＬｉＭｎ2Ｏ4；ジスルフィド化合物；Ｆｅ2（ＭｏＯ4）3などが挙げられるが、これらにのみ限定されるものではない。
【００５４】
前記導電剤は、通常、正極活物質を含む正極合剤の全重量を基準として１〜３０重量％添加される。このような導電剤は、当該電池に化学的変化を誘発することなく導電性を有するものであれば特に制限されるわけではなく、例えば、天然黒鉛や人造黒鉛などの黒鉛；カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラック；炭素繊維や金属繊維などの導電性繊維；フッ化カーボン、アルミニウム、ニッケル粉末などの金属粉末；酸化亜鉛、チタン酸カリウムなどの導電性ウィスキー；酸化チタンなどの導電性金属酸化物；ポリフェニレン誘導体などの導電性素材などが使用できる。
【００５５】
前記正極に含まれるバインダーは、活物質と導電剤などの結合と集電体に対する結合に助力する成分であって、通常、正極活物質を含む混合物の全重量を基準として１〜３０重量％添加される。このようなバインダーの例としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、デンプン、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン−ジエンテルポリマー（ＥＰＤＭ）、スルホン化ＥＰＤＭ、スチレン−ブタジエンゴム、フッ素ゴム、多様な共重合体などが挙げられる。
【００５６】
前記充填剤は、正極の膨張を抑制する成分として選択的に使用され、当該電池に化学的変化を誘発することなく繊維状材料であれば特に制限されるわけではなく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系重合体；ガラス繊維、炭素繊維などの繊維状物質が使用される。
反面、負極は、負極集電体に負極活物質、導電剤、およびバインダーを含む負極合剤を塗布して製造され、これに充填剤などが選択的にさらに含まれる。
【００５７】
前記負極集電体は、当該電池に化学的変化を誘発することなく導電性を有するものであれば特に制限されるわけではなく、例えば、銅、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素、銅や、ステンレススチールの表面にカーボン、ニッケル、チタン、銀などで表面処理したもの、アルミニウム−カドミウム合金などが使用できる。また、正極集電体と同様に、表面に微細な凹凸を形成して負極活物質の結合力を強化させてもよいし、フィルム、シート、箔、ネット、多孔質体、発泡体、不織布体など多様な形態で使用可能である。
本発明において、負極集電体の厚さは、３〜２０１μｍの範囲内で全て同一であってもよいが、場合によっては、それぞれ互いに異なる値を有してもよい。
【００５８】
前記負極活物質は、例えば、難黒鉛化炭素、黒鉛系炭素などの炭素；ＬｉxＦｅ2Ｏ3（０≦ｘ≦１）、ＬｉxＷＯ2（０≦ｘ≦１）、ＳｎxＭｅ1-xＭｅ’yＯz（Ｍｅ：Ｍｎ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｇｅ；Ｍｅ’：Ａｌ、Ｂ、Ｐ、Ｓｉ、周期律表の１族、２族、３族元素、ハロゲン；０＜ｘ≦１；１≦ｙ≦３；１≦ｚ≦８）などの金属複合酸化物；リチウム金属；リチウム合金；ケイ素系合金；スズ系合金；ＳｎＯ、ＳｎＯ2、ＰｂＯ、ＰｂＯ2、Ｐｂ2Ｏ3、Ｐｂ3Ｏ4、Ｓｂ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ4、Ｓｂ2Ｏ5、ＧｅＯ、ＧｅＯ2、Ｂｉ2Ｏ3、Ｂｉ2Ｏ4、およびＢｉ2Ｏ5などの金属酸化物；ポリアセチレンなどの導電性高分子；Ｌｉ−Ｃｏ−Ｎｉ系材料などを使用することができる。
【００５９】
前記電解液は、リチウム塩含有非水電解質であってもよく、前記リチウム塩含有非水電解質は、非水電解質とリチウム塩とからなっており、前記非水電解質としては、非水系有機溶媒、有機固体電解質、無機固体電解質などが使用されるが、これらにのみ限定されるものではない。
【００６０】
前記非水系有機溶媒としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ガンマ−ブチロラクトン、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロキシフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、１，３−ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン、アセトニトリル、ニトロメタン、ギ酸メチル、酢酸メチル、リン酸トリエステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、メチルスルホラン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、プロピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、エーテル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルなどの非プロトン性有機溶媒が使用できる。
【００６１】
前記有機固体電解質としては、例えば、ポリエチレン誘導体、ポリエチレンオキシド誘導体、ポリプロピレンオキシド誘導体、リン酸エステルポリマー、ポリエジテーションリシン（ａｇｉｔａｔｉｏｎ  ｌｙｓｉｎｅ）、ポリエステルスルフィド、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン、イオン性解離基を含む重合剤などが使用できる。
【００６２】
前記無機固体電解質としては、例えば、Ｌｉ3Ｎ、ＬｉＩ、Ｌｉ5ＮＩ2、Ｌｉ3Ｎ−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、ＬｉＳｉＯ4、ＬｉＳｉＯ4−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、Ｌｉ2ＳｉＳ3、Ｌｉ4ＳｉＯ4、Ｌｉ4ＳｉＯ4−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、Ｌｉ3ＰＯ4−Ｌｉ2Ｓ−ＳｉＳ2などのＬｉの窒化物、ハロゲン化物、硫酸塩などが使用できる。
【００６３】
前記リチウム塩は、前記非水電解質に溶解しやすい物質であって、例えば、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＢ10Ｃｌ10、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＣＯ2、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＡｌＣｌ4、ＣＨ3ＳＯ3Ｌｉ、（ＣＦ3ＳＯ2）2ＮＬｉ、クロロボランリチウム、低級脂肪族カルボン酸リチウム、４フェニルホウ酸リチウム、イミドなどが使用できる。
【００６４】
また、非水電解質には、充放電特性、難燃性などの改善を目的として、例えば、ピリジン、トリエチルホスファイト、トリエタノールアミン、環状エーテル、エチレンジアミン、ｎ−グリム（ｇｌｙｍｅ）、ヘキサリン酸トリアミド、ニトロベンゼン誘導体、硫黄、キノンイミン染料、Ｎ−置換オキサゾリジノン、Ｎ，Ｎ−置換イミダゾリジン、エチレングリコールジアルキルエーテル、アンモニウム塩、ピロール、２−メトキシエタノール、三塩化アルミニウムなどが添加されてもよい。場合によっては、不燃性を付与するために、四塩化炭素、三フッ化エチレンなどのハロゲン含有溶媒をさらに含ませてもよく、高温保存特性を向上させるために、二酸化炭酸ガスをさらに含ませてもよいし、ＦＥＣ（Ｆｌｕｏｒｏ−Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＲＳ（Ｐｒｏｐｅｎｅ  ｓｕｌｔｏｎｅ）などをさらに含ませてもよい。
【００６５】
一具体例において、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2などのリチウム塩を、高誘電性溶媒のＥＣまたはＰＣの環状カーボネートと、底粘度溶媒のＤＥＣ、ＤＭＣ、またはＥＭＣの線状カーボネートとの混合溶媒に添加して、リチウム塩含有非水電解質を製造することができる。
本発明はまた、このような二次電池を単位電池として含む電池パック、およびこのような電池パックを電源として含むデバイスを提供する。
【００６６】
前記デバイスは、例えば、ノートパソコン、ネットブック、タブレットＰＣ、携帯電話、ＭＰ３、ウェアラブル電子機器、パワーツール（ｐｏｗｅｒ  ｔｏｏｌ）、電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ、ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ、ＨＥＶ）、プラグ−インハイブリッド電気自動車（Ｐｌｕｇ−ｉｎ  Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ、ＰＨＥＶ）、電気自転車（Ｅ−ｂｉｋｅ）、電気スクーター（Ｅ−ｓｃｏｏｔｅｒ）、電気ゴルフカート（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｇｏｌｆ  ｃａｒｔ）、または電力貯蔵用システムであってもよいが、これらにのみ限定されないことはもちろんである。
このようなデバイスの構造および作製方法は、当業界に公知であるので、本明細書ではそれに関する詳細な説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】一般的なシート状の分離膜を模式的に示す垂直断面図である。
【図２】本発明の一実施例によるゼリーロール型電極アセンブリの製造に使用される分離膜を模式的に示す垂直断面図である。
【図３】図２の分離膜を含む電極アセンブリの巻取前の積層状態を模式的に示す垂直断面図である。
【図４】本発明の他の実施例によるゼリーロール型電極アセンブリの巻取前の積層状態を模式的に示す垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６８】
以下、本発明の実施例による図面を参照して説明するが、これは本発明のさらに容易な理解のためのものであって、本発明の範疇がそれによって限定されるものではない。
【００６９】
図１には、一般的なシート状の分離膜の垂直断面図が模式的に示されている。
図１を参照すれば、分離膜１０は、多孔性基材１１と、粘着コーティング部１２、１３とを含んでいる。
【００７０】
詳細には、長いシート状の多孔性基材１１の下面上に粘着コーティング部１２が全体的に形成されており、多孔性基材１１の上面上に粘着コーティング部１３が全体的に形成されている。
一般に、粘着コーティング部１２と粘着コーティング部１３は、粘着力が同一となるように構成される。
【００７１】
図２には、本発明の一実施例によるゼリーロール型電極アセンブリの製造に使用される分離膜の垂直断面図が模式的に示されている。
図２を参照すれば、分離膜２０は、多孔性基材２１と、粘着コーティング部２２、２３、２４とを含んでいる。
【００７２】
詳細には、長いシート状の多孔性基材２１の下面上に粘着コーティング部２２および粘着コーティング部２３が形成されている。粘着コーティング部２２は、多孔性基材２１の下面の左側一部に形成されており、粘着コーティング部２３は、多孔性基材の下面の右側一部に形成されている。また、粘着コーティング部２３は、粘着コーティング部２２に連続して形成されている。
粘着コーティング部２２と粘着コーティング部２３は、粘着力が異なり、具体的には、粘着コーティング部２２の粘着力が、粘着コーティング部２３の粘着力より強い。
【００７３】
図３には、図２の分離膜を含む電極アセンブリの巻取前の積層状態を示す垂直断面図が模式的に示されている。
図３を参照すれば、電極アセンブリ２００は、シート状の負極２１０と、正極２２０と、分離膜２０とを含んでいる。
下方から、負極２１０、分離膜２０、および正極２２０が順に積層されている。
負極２１０は、集電体２１１の上面と下面にそれぞれ負極活物質層２１２、２１３が形成されているシート状の構造である。
正極２２０は、集電体２２１の上面と下面にそれぞれ正極活物質層２２２、２２３が形成されているシート状の構造である。
【００７４】
分離膜２０は、図２の分離膜と同一の構造であり、詳細には、長いシート状の多孔性基材２１の下面上に粘着コーティング部２２および粘着コーティング部２３が形成されている。粘着コーティング部２２は、多孔性基材２１の下面の左側一部に形成されており、粘着コーティング部２３は、多孔性基材の下面の右側一部に形成されている。また、粘着コーティング部２３は、粘着コーティング部２２に連続して形成されている。
分離膜２０の面積は、正極２２０および負極２１０の面積に比べて相対的に広く、具体的には、粘着コーティング部２３の面積だけより広い。
【００７５】
粘着コーティング部２２は、負極２１０の負極活物質層２１３と対面して接着されており、粘着コーティング部２４は、正極２２０の正極活物質層２２２と対面して接着されている。
反面、粘着部２３は、電極と対面しておらず、電極アセンブリ２００の巻取時の巻取安定性を向上させるために、予め巻取られる巻取先端をなしている。
【００７６】
図４には、本発明の他の実施例によるゼリーロール型電極アセンブリの巻取前の積層状態を示す垂直断面図が模式的に示されている。
図３と比較して、図４を参照すれば、電極アセンブリ３００は、シート状の負極２１０と、正極２２０と、分離膜１０、２０とを含んでいる。
【００７７】
正極２２０、負極２１０、および分離膜２０の構造とこれらの間の積層構造は、図３と同一である。ただし、分離膜１０が正極の上面に追加的に積層されている点で違いがあり、したがって、電極アセンブリ３００は、下方から、負極２１０、分離膜２０、正極２２０、および分離膜１０が順に積層されている。
詳細には、負極２１０は、集電体２１１の上面と下面にそれぞれ負極活物質層２１２、２１３が形成されているシート状の構造である。
正極２２０は、集電体２２１の上面と下面にそれぞれ正極活物質層２２２、２２３が形成されているシート状の構造である。
【００７８】
分離膜２０は、図２の分離膜と同一の構造であり、詳細には、長いシート状の多孔性基材２１の下面上に粘着コーティング部２２および粘着コーティング部２３が形成されている。粘着コーティング部２２は、多孔性基材２１の下面の左側一部に形成されており、粘着コーティング部２３は、多孔性基材の下面の右側一部に形成されている。また、粘着コーティング部２３は、粘着コーティング部２２に連続して形成されている。
分離膜２０の面積は、正極２２０および負極２１０の面積に比べて相対的に広く、具体的には、粘着コーティング部２３の面積だけより広い構造である。
【００７９】
分離膜１０は、図１の分離膜と同一の構造で、長いシート状の多孔性基材１１の下面上に粘着コーティング部１２が全体的に形成されており、多孔性基材１１の上面上に粘着コーティング部１３が全体的に形成されている。
【００８０】
粘着コーティング部２２は、負極２１０の負極活物質層２１３と対面して接着されており、粘着コーティング部２４は、正極２２０の正極活物質層２２２と対面して接着されている。
【００８１】
分離膜１０は、粘着コーティング部１２が正極２２０の上面に対面するように積層されている。分離膜１０を使用することによって、巻取後、負極２１０の負極活物質層２１２と正極２２０の活物質層２２３との接触および短絡を防止することができる。
分離膜１０は、分離膜２０と同一の構造の分離膜に代替できることはもちろんである。
【００８２】
ゼリーロールを製造するためには、電極アセンブリ３００を積層した後に、巻芯４００を粘着コーティング部２３に接触させた状態で、矢印のように時計方向に巻取る。まず、電極と対面していない分離膜の部分を巻取り、連続して電極と分離膜との対面している部分を巻取る。
【００８３】
巻取後、巻芯４００を電極アセンブリ３００から分離する過程で、分離膜２０の一部が抜け出る、いわゆるテール抜け現象を防止するために、粘着コーティング部２３の粘着力が、粘着コーティング部２２に比べて相対的に弱く構成されている。ただし、テール抜け現象を防止するために、巻芯４００に接触する分離膜の部分に粘着コーティング部を形成しない場合には、巻芯４００と分離膜２０とが接着されないので、安定した巻取ができない問題がある。したがって、粘着コーティング部２３は、適切な粘着力を維持しなければならない。
以下、実験の内容を参照して本発明をさらに詳述する。
【００８４】
＜実施例＞
図２のように、シート状の多孔性基材の第１面上に、アクリル系粘着剤を第１粘着剤とする第１粘着コーティング部を形成し、フッ素系粘着剤のＰＶｄＦを第２粘着剤として第２粘着コーティング部を形成した。シート状の多孔性基材の第２面上には、アクリル系粘着剤を第３粘着剤とする第３粘着コーティング部を形成して、分離膜を製造した。
【００８５】
＜比較例＞
第２粘着剤を、第１粘着剤と同じアクリル系粘着剤として第２粘着コーティング部を形成したことを除けば、実施例と同一に分離膜を製造した。
【００８６】
＜実験例＞
実施例および比較例でそれぞれ製造された分離膜に、第１粘着コーティング部と負極とが対面し、第３粘着コーティング部と正極とが対面するように、負極、分離膜、および正極を積層した後（図３参照）、第２粘着コーティング部に巻芯を接触させた状態で巻取った（図４参照）。これから巻芯を分離する時、分離膜が共に抜け出る程度を確認して不良の有無を判断し、その結果を下記表１および２に表した。
【００８７】
実施例による分離膜を含むゼリーロール型電極アセンブリと、比較例による分離膜を含むゼリーロール型電極アセンブリをそれぞれ１０個ずつ製造して、前記実験を繰り返した（分離膜の抜け出た部分の長さに応じて次のように表記する：分離膜抜けなし：Ｘ、巻芯の長さの半分以下：△、巻芯の長さの半分以上：○）。
【００８８】
【表１】
0006474493.tif 000002
【００８９】
【表２】
0006474493.tif 000003
【００９０】
前記表１に示されるように、ＰＶｄＦ粘着剤で第２コーティング部を形成して製造された実施例１−１〜１−１０の分離膜をそれぞれ含むゼリーロール型電極アセンブリは、巻芯の分離過程時に不良が全く発生しなかったが、アクリル系粘着剤で第２コーティング部を形成して製造された分離膜をそれぞれ含む比較例１−１〜１−１０のゼリーロール型電極アセンブリの場合には、いずれも不良が発生した。
【００９１】
具体的には、巻芯の長さを基準として分離膜の抜け出た程度に応じた表した結果をみると、巻芯の長さを基準として、実施例による１０個の電極アセンブリの場合には、巻芯の分離時に分離膜が全く抜けていなかった。反面、比較例による１０個の電極アセンブリの場合には、比較例１−４、１、６および１−８で巻芯の長さの半分以下が抜けており、比較例１−１〜１−３、１−７および１−９〜１−１０の場合には、巻芯の長さの半分以上分離膜が抜けていた。
【００９２】
つまり、分離膜の粘着コーティング部において、電極と対面する第１粘着コーティング部と第３粘着コーティング部は、粘着力の強い粘着コーティング部を形成することによって、電極と分離膜との密着性を増加させ、電池寿命特性および高率充放電特性を向上させるようにし、同時に巻芯の対面する部分には粘着力の弱い第２粘着コーティング部を形成して、ゼリーロール型電極アセンブリの製造時、巻芯除去過程で発生する分離膜抜け現象による外観不良率を顕著に減少させて、生産歩留まりを増加させられることを確認した。
【００９３】
以上、本発明の実施例による図面を参照して説明したが、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、上記の内容に基づいて本発明の範疇内で多様な応用および変形を行うことが可能であろう。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
上記で説明したように、本発明に係る電極アセンブリは、シート状の多孔性基材の第１面上に第１粘着コーティング部および第２粘着コーティング部が形成されており、第１粘着コーティング部と第２粘着コーティング部は、粘着力が互いに異なる分離膜を含むことによって、二次電池の寿命特性および高率充放電特性を向上させながらも、生産歩留まりを増加させることができる。
【図１】
0006474493.tif 000004
【図２】
0006474493.tif 000005
【図３】
0006474493.tif 000006
【図４】
0006474493.tif 000007