(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極組立体が電解液に含浸された状態で可変的なセルケースに内蔵されて、セルが装着されるデバイスの形状に応じて柔軟に変形できる電池セルであって、不活性粒子を含むコーティング部が、電極組立体をなす外面のうち少なくとも１つの面に形成されており、
前記電極組立体が、正極、負極、及び正極と負極との間に介在している分離膜を含み、
前記電極組立体が、前記分離膜で取り囲まれており、
前記不活性粒子の大きさは５０ｎｍ〜１００μｍであり、
前記セルケースは、電極組立体の外面に形成されたコーティング部の不活性粒子によって屈曲形状を有し、
前記不活性粒子を含むコーティング部は、不活性粒子とバインダーを含む混合物層であり、
前記不活性粒子の比重は、混合物層全体の比重の３０％〜９０％であることを特徴とする、電池セル。
【請求項２】
前記不活性粒子を含むコーティング部は、電極の積層方向を基準として電極組立体の上面及び／又は下面に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の電池セル。
【請求項３】
前記不活性粒子を含むコーティング部は、電極組立体をなす外面のうち少なくとも１つの面に部分的又は全体的に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の電池セル。
【請求項４】
前記混合物層の厚さは１μｍ〜１５０μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の電池セル。
【請求項５】
前記不活性粒子は、内部に空隙を含んでいる多孔性粒子であることを特徴とする、請求項１に記載の電池セル。
【請求項６】
前記不活性粒子は、有機粒子及び／又は無機粒子であることを特徴とする、請求項１に記載の電池セル。
【請求項７】
前記不活性粒子は有機粒子であることを特徴とする、請求項６に記載の電池セル。
【請求項８】
前記有機粒子は、高分子又はシラン系化合物からなることを特徴とする、請求項６又は７に記載の電池セル。
【請求項９】
前記無機粒子は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＣａＯ、Ｙ２Ｏ３及びＳｒＯからなる群から選択される１つまたは２つ以上の混合物であることを特徴とする、請求項６に記載の電池セル。
【請求項１０】
前記不活性粒子は、球形、楕円形、または多面体形状からなることを特徴とする、請求項１に記載の電池セル。
【請求項１１】
前記セルケースは、樹脂層と金属層を含むラミネートシートのパウチ型ケースであることを特徴とする、請求項１に記載の電池セル。
【請求項１２】
前記電極組立体は、長いシート状の正極と負極を分離膜が介在した状態で巻き取った構造のジェリーロール型電極組立体、または所定単位の正極と負極を分離膜が介在した状態で積層したバイセル（Ｂｉ−ｃｅｌｌ）又はフルセル（Ｆｕｌｌ  ｃｅｌｌ）を分離フィルムで巻き取った構造のスタック／フォールディング型電極組立体であることを特徴とする、請求項１に記載の電池セル。
【請求項１３】
請求項１に記載の電池セルを製造する方法であって、
（ａ）正極、負極、及び正極と負極との間に介在する分離膜を含む電極組立体を準備する過程と、
（ｂ）前記電極組立体をなす外面のうち少なくとも１つの面に、不活性粒子を含むコーティング部を形成する過程と、
（ｃ）前記コーティング部が形成された電極組立体を可変的なセルケースの収納部に装着した後、セルケースを加圧して電極組立体に密着させる過程と、
を含むことを特徴とする、電池セルの製造方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の電池セルを２つ以上含んでいることを特徴とする、電池モジュール。
【請求項１５】
請求項１４に記載の電池モジュールを含む、電池パック。
【請求項１６】
請求項１５に記載の電池パックを電源として含んでいることを特徴とする、デバイス。
【請求項１７】
前記デバイスは、携帯電話、携帯用コンピュータ、スマートフォン、タブレットＰＣ、スマートパッド、ネットブック、ＬＥＶ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、及び電力貯蔵装置からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１６に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不活性粒子がコーティングされている電極組立体を含む電池セルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＴ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）技術の目覚ましい発達に伴い、様々な携帯型情報通信機器の拡散により、２１世紀は、時間と場所にとらわれずに高品質の情報サービスが可能な‘ユビキタス社会’に発展している。
【０００３】
このようなユビキタス社会への発展のベースには、リチウム二次電池が重要な位置を占めている。具体的には、充放電の可能なリチウム二次電池は、ワイヤレスモバイル機器のエネルギー源として広範囲に使用されているだけでなく、化石燃料を使用する既存のガソリン車両、ディーゼル車両などの大気汚染などを解決するための方案として提示されている電気自動車、ハイブリッド電気自動車などのエネルギー源としても使用されている。
【０００４】
上記のように、リチウム二次電池が適用されるデバイスの多様化に伴い、リチウム二次電池は、適用されるデバイスに適した出力と容量を提供できるように多様化されている。なお、小型軽薄化が強力に要求されている。
【０００５】
上記のリチウム二次電池は、その形状によって円筒型電池セル、角型電池セル、パウチ型電池セルなどに区分することができる。その中でも、高い集積度で積層可能であり、重量当たりのエネルギー密度が高く、低コストであり、変形が容易なパウチ型電池セルが多くの関心を集めている。
【０００６】
図１及び図２には、従来の代表的なパウチ型二次電池の一般的な構造が分解斜視図として模式的に示されている。
【０００７】
図１を参照すると、パウチ型二次電池１０は、複数の電極タブ２１，２２が突出しているスタック型電極組立体２０、電極タブ２１，２２にそれぞれ接続されている２つの電極リード３０，３１、及び電極リード３０，３１の一部が外部に露出するようにスタック型電極組立体２０を収納及び密封する構造の電池ケース４０を含む構成となっている。
【０００８】
電池ケース４０は、スタック型電極組立体２０を装着できる凹状の収納部４１を含む下部ケース４２、及びそのような下部ケース４２の蓋であって、スタック型電極組立体２０を密封する上部ケース４３からなっている。上部ケース４３と下部ケース４２は、スタック型電極組立体２０を内蔵した状態で熱融着され、上端シーリング部４４、側面シーリング部４５，４６、及び下端シーリング部４７を形成する。
【０００９】
図１では、上部ケース４３と下部ケース４２がそれぞれ別途の部材として示されているが、図２のように、一側端部が一体に連続しているヒンジ式構造も可能である。
【００１０】
また、図１及び図２は、電極タブと電極リードとが接続された構造の電極端子が一端に共に形成されている構造のパウチ型電池セルを示しているが、電極端子が一端と他端にそれぞれ形成されている構造のパウチ型電池セルなども、上記のような方法で作製できることは勿論である。
【００１１】
また、図１及び図２は、スタック型電極組立体を使用したパウチ型電池セルを示しているが、巻き取り型またはジェリーロール型電極組立体を使用する場合にも、上記のような方法で製造できることは勿論である。
【００１２】
図１及び図２のように、パウチ型電池セルは、略直方体の形状に製造されることが一般的である。
【００１３】
しかし、デバイスのデザインは直方体形状でなくてもよいだけでなく、曲がることができる形状であってもよい。例えば、スマートフォンの場合には、把持感の向上のために側面を曲線処理することができ、フレキシブルディスプレイのような場合には曲げたり、折り曲げたりすることができ、様々な形態に製作可能である。
【００１４】
このように曲線処理された部分を有するようにデザインされたデバイス又は曲げられるデバイスの場合、直方体形状の電池セル又は電池パックをデバイス内部の空間に内蔵するのに限界があるという問題があるため、最近は、様々なデザインのデバイス内に容易に装着できる電池の柔軟な特性が要求されている。
【００１５】
したがって、上記の問題を解決し、電池の形状の変形にも安全性を確保することができる技術に対する必要性が高い実情である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記のような従来技術の問題点及び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。
【００１７】
本出願の発明者らは、鋭意研究と様々な実験を重ねた結果、後述するように、デバイスの形状に応じて柔軟に変形できる電池セルが、不活性粒子を含むコーティング部が外面に形成されている電極組立体を含む場合、様々なデザインのデバイスに対応して電池の形状を変形する場合にも安全性を確保できることを確認し、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
このような目的を達成するための本発明に係る電池セルは、
電極組立体が電解液に含浸された状態で可変的なセルケースに内蔵されて、セルが装着されるデバイスの形状に応じて柔軟に変形できる電池セルであって、不活性粒子を含むコーティング部が、電極組立体をなす外面のうち少なくとも１つの面に形成されていることを特徴とする。
【００１９】
このとき、上記セルケースもまた、電極組立体の外面に形成されたコーティング部の不活性粒子によって屈曲形状を有することができる。
【００２０】
すなわち、本発明に係る電池セルは、電極組立体の外面に凸凹状の屈曲を形成し、上記屈曲形状が可変的なセルケースにそのまま現れるようにして、電極面積対比セルケースの表面積をさらに大きくすることによって、様々なデザインのデバイスに対応して電池の形状を変形する場合にも、セルケース上に意図せぬシワの発生を最小化することができ、したがって、セルケースの損傷によって生じる金属層の露出による絶縁破壊又は電解液の漏れ現象を効果的に防止し、電池の安全性を確保することができる。
【００２１】
上記不活性粒子を含むコーティング部の形成位置は、限定されないが、電極組立体をなす外面全体を基準として、詳細には、電極の積層方向を基準として電極組立体の上面及び／又は下面に形成されていてもよい。
【００２２】
これは、電池の形状を変形するための圧力が、通常、電極の積層方向に作用するためであり、曲がる方向の内側に位置する面、すなわち、電極組立体の上面又は下面にシワの発生が多いためである。
【００２３】
また、不活性粒子を含むコーティング部の形成範囲と関連して、上記不活性粒子を含むコーティング部は、電極組立体をなす外面のうちコーティング部が形成される少なくとも１つの面を基準として、部分的又は全体的に形成されていてもよく、詳細には、全体的に形成されていてもよい。
【００２４】
上記不活性粒子を含むコーティング部が部分的に形成される場合には、その位置が限定されないが、シワの発生が多い屈曲部分に形成されることが好ましい。
【００２５】
一方、このような上記不活性粒子を含むコーティング部の構成は限定されず、様々な構成が可能である。
【００２６】
一例において、不活性粒子を含むコーティング部は、不活性粒子が電極組立体の外面に散布（ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）されている不活性粒子層であってもよい。
【００２７】
この場合、不活性粒子のみが上記コーティング部をなすので、上記不活性粒子は、電極組立体の外面に規則的又は不規則的に散布された状態そのまま電極組立体の外面に屈曲を形成する。
【００２８】
このとき、上記不活性粒子の表面には、電極組立体の外面に散布された後、適切に固定するために、バインダーがさらにコーティングされていてもよい。
【００２９】
他の例において、上記不活性粒子を含むコーティング部は、電極組立体の外面に付加されたバインダー層、および上記バインダー層に散布された不活性粒子を含むことができる。
【００３０】
すなわち、上述したように、バインダーがコーティングされた不活性粒子を使用する代わりに、不活性粒子を電極組立体の外面に適切に固定させるために、まず、バインダー層を形成し、その上に不活性粒子を散布することによってコーティング部を形成することができる。
【００３１】
このとき、上記バインダー層の厚さは、不活性粒子の大きさよりも薄いことが好ましい。これは、バインダー層の厚さがさらに厚い場合、不活性粒子がバインダー層の内部に沈んだり埋め込まれたりすることがあるため、本発明から結果的に得ようとする効果、すなわち、電極組立体の外面に凸凹状の屈曲を形成し、上記屈曲形状が可変的なセルケースにそのまま現れるようにして、電極面積対比セルケースの表面積をさらに大きくすることによってシワの発生を防止しようとする効果を得ることができないためである。
【００３２】
上記バインダー層の厚さは、詳細には、不活性粒子の大きさの１０％〜９５％であってもよい。
【００３３】
バインダー層の厚さが上記不活性粒子の大きさの１０％未満である場合、不活性粒子が電極組立体の外面に適切に固定され得る程度の接着力を有することができず、９５％を超える場合、不活性粒子のほとんどがバインダー層の内部に埋め込まれるため、セルケースに現れる程度の屈曲を形成しにくく、屈曲が形成されても、シワの発生を効果的に防止できる程度に表面積を大きくすることができないため、好ましくない。
【００３４】
このように、バインダー層を不活性粒子の大きさよりも薄くすると、不活性粒子の比重などに関係なく、不活性粒子が電極組立体の外面に屈曲を形成することができる。
【００３５】
他の例において、上記不活性粒子を含むコーティング部は、不活性粒子とバインダーを含む混合物層であってもよい。
【００３６】
すなわち、上述したように、不活性粒子を電極組立体の外面に適切に固定させるために、バインダーがコーティングされた不活性粒子を使用したり、バインダー層を別途に形成したりする代わりに、不活性粒子をバインダーと混合して塗布することによってコーティング部を形成することができる。
【００３７】
このとき、上記混合物層の厚さは、１μｍ〜１５０μｍであってもよい。
【００３８】
混合物層の厚さが１μｍ未満である場合、バインダーの含量が非常に少なく塗布され、不活性粒子の固定が難しく、１５０μｍを超える場合には、必要以上に材料が使用されて非経済的であるだけでなく、不活性粒子を含むコーティング部が占める体積が大きくなるため、電池の全体的な大きさが大きくなり、効果対比空間効率性が低下するため、好ましくない。
【００３９】
一方、上記のように、不活性粒子を含むコーティング部が混合物層である場合には、電極組立体の外面に凸凹状の屈曲を形成させるために、不活性粒子が混合物層の表面に位置しなければならないため、上記不活性粒子の比重は、混合物層全体の比重よりも小さいことが好ましく、詳細には、混合物層全体の比重の３０％〜９０％であってもよい。
【００４０】
上記範囲を外れ、不活性粒子の比重が混合物層全体の比重の３０％未満である場合には、バインダーからなる混合物層で完全に浮かぶようになるため、接着力が低下し、９０％を超える場合には、不活性粒子のほとんどがバインダー層の内部に埋め込まれるため、セルケースに現れる程の屈曲を形成しにくく、屈曲が形成されても、シワの発生を効果的に防止できる程度に表面積を大きくすることができないため、好ましくない。
【００４１】
このとき、不活性粒子の比重を低下させる方法は、不活性粒子をなす物質を適切に選択するなどの様々な方法が可能であり、一具体例において、内部に空隙を含んでいる多孔性粒子を使用することもできる。
【００４２】
上記不活性粒子の種類は、限定されないが、有機粒子及び／又は無機粒子であってもよく、詳細には有機粒子であってもよい。
【００４３】
上記有機粒子は、例えば、高分子又はシラン系化合物からなることができ、上記高分子の例としては、ＰＥ、ＰＰ、ＰＳ、ＰＶｄＦ、ＰＴＦＥ、ＰＥＴ、ＰＭＭＡ、ＰＡＮｄｌｆなどを挙げることができ、上記シラン系化合物の例としては、ＨＭＤＳ（ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）、ＴＭＳＣＬ（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ）、ＰＤＭＳ（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）、ＤＤＳ（ｄｉｍｅｔｈｙｌｄｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ）などを挙げることができる。
【００４４】
上記無機粒子は、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＣａＯ、Ｙ２Ｏ３及びＳｒＯからなる群から選択される１つまたは２つ以上の混合物からなることができる。
【００４５】
上記不活性粒子の形状は、所定の体積を有する範囲内で限定されず、例えば、球形、楕円形、または多面体形状であってもよく、その大きさは、粒子の形状などと粒子の塗布または散布の容易性などを考慮すると、詳細には５０ｎｍ〜１００μｍであってもよい。
【００４６】
上記不活性粒子以外にコーティング部の構成の様々な例において、上記不活性粒子と共にコーティング部をなすバインダーは、電極の形成時に使用されるものと同一であってもよく、例えば、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）、澱粉、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−ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、スルホン化ＥＰＤＭ、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム、様々な共重合体などを挙げることができる。
【００４７】
一方、様々なデザインのデバイス内に容易に装着できる柔軟な特性を有し、電極組立体の外面の凸凹状の屈曲をセルケースの表面にまで反映させるために、上記セルケースは、樹脂層と金属層を含むラミネートシートのパウチ型ケースであってもよい。
【００４８】
このとき、上記ラミネートシートは、アルミニウムラミネートシートであってもよく、詳細には、金属遮断層の一面（外面）に耐久性に優れた樹脂外郭層が付加されており、他面（内面）に熱溶融性の樹脂シーラント層が付加されている構造からなることができる。
【００４９】
上記樹脂外郭層は、外部環境から優れた耐性を有しなければならないため、所定以上の引張強度及び耐候性を有することが必要である。そのような観点で樹脂外郭層の高分子樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及び延伸ナイロンフィルムを好ましく使用することができる。
【００５０】
上記金属遮断層は、ガス、湿気などの異物の流入乃至漏出を防止する機能以外に、電池ケースの強度を向上させる機能を発揮できるように、詳細にはアルミニウムが使用されてもよい。
【００５１】
上記樹脂シーラント層の高分子樹脂としては、熱融着性（熱接着性）を有し、電解液の浸透を抑制するために吸湿性が低く、電解液によって膨張又は腐食しないポリオレフィン（ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ）系樹脂を好ましく使用することができ、より詳細には、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）を使用することができる。
【００５２】
一般に、ポリプロピレンなどのようなポリオレフィン系樹脂は金属との接着力が低いため、上記金属遮断層との接着力を向上させるための方案として、詳細には、上記金属層と樹脂シーラント層との間に接着層をさらに含むことによって接着力及び遮断特性を向上させることができる。上記接着層の素材としては、例えば、ウレタン（ｕｒｅｔｈａｎｅ）系物質、アクリル（ａｃｒｙｌ）系物質、熱可塑性エラストマー（ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）を含有する組成物などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００５３】
また、電解液に含浸された状態で可変的なセルケースに内蔵される上記電極組立体は、多数の電極タブを接続して正極と負極を構成する構造であれば特に限定されるものではないが、電極組立体の外面に、上記不活性粒子を含むコーティング部を形成させるためには、外面が分離膜又はシーリングテープで覆われていることが好ましいので、詳細には、長いシート状の正極と負極を分離膜が介在した状態で巻き取った構造のジェリーロール型電極組立体、または所定単位の正極と負極を分離膜が介在した状態で積層したバイセル（Ｂｉ−ｃｅｌｌ）又はフルセル（Ｆｕｌｌ  ｃｅｌｌ）を分離フィルムで巻き取った構造のスタック／フォールディング型電極組立体であってもよい。
【００５４】
このとき、上記バイセルは、同じ種類の電極がセルの両側に位置するスタック型構造からなっており、例えば、正極−分離膜−負極−分離膜−正極または負極−分離膜−正極−分離膜−負極からなるセルである。上記フルセルは、異なる種類の電極がセルの両側に位置するスタック型構造からなっており、例えば、正極−分離膜−負極からなるセルである。
【００５５】
本発明はまた、上記電池セルを製造する方法であって、
（ａ）正極、負極、及び正極と負極との間に介在する分離膜を含む電極組立体を準備する過程；
（ｂ）上記電極組立体をなす外面のうち少なくとも１つの面に、不活性粒子を含むコーティング部を形成する過程；及び
（ｃ）上記コーティング部が形成された電極組立体を可変的なセルケースの収納部に装着した後、セルケースを加圧して電極組立体に密着させる過程；
を含むことを特徴とする電池セルの製造方法を提供する。
【００５６】
上記からわかるように、本発明に係る不活性粒子を含むコーティング部は、電極組立体の製造後にその外面に形成されるので、可変的なセルケースの収納部に上記電極組立体を装着した後、セルケースを加圧して電極組立体に密着させると、上記屈曲形状が可変的なセルケースにそのまま現れるので、電極面積対比セルケースの表面積がさらに大きくなり、様々なデザインのデバイスに対応して電池の形状を変形する場合にも、セルケース上に意図せぬシワの発生を最小化できるものである。
【００５７】
本発明はまた、上記電池セルを２つ以上含む電池モジュールを提供し、上記電池モジュールを含む電池パックを提供する。
【００５８】
本発明はまた、上記電池パックを電源として含んでいるデバイスを提供し、上記デバイスは、携帯電話、携帯用コンピュータ、スマートフォン、タブレットＰＣ、スマートパッド、ネットブック、ＬＥＶ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、及び電力貯蔵装置などから選択されるものであってもよい。
【００５９】
これらデバイスの構造及びその作製方法は当業界に公知となっているので、本明細書では、それについての詳細な説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】従来の代表的なパウチ型二次電池の分解斜視図である。
【図２】従来の代表的なパウチ型二次電池の分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施例に係る電池セルの平面図である。
【図４】図３による電池セルの内部構造を示した電池セルの側面模式図である。
【図５】本発明の他の実施例に係る、電池セルの内部構造を示した電池セルの側面模式図である。
【図６】本発明の更に他の実施例に係る、電池セルの内部構造を示した電池セルの側面模式図である。
【図７】電池セルの内部構造を示すための電池セルの側面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
以下では、本発明の実施例に係る図面を参照して説明するが、これは、本発明のより容易な理解のためのものであり、本発明の範疇がそれによって限定されるものではない。
【００６２】
図３には、本発明の一実施例に係る電池セル１００の平面図が示されており、図４には、図３の電池セル１００の内部構造を示すための電池セル１００の側面図が模式的に示されている。
【００６３】
これら図面を参照すると、本発明に係る電池セル１００は、電極組立体１１０が電解液に含浸された状態でパウチ型ケース１２０に内蔵されている構造となっており、電極の積層方向を基準として電極組立体１１０の上、下面には、不活性粒子１３１を含むコーティング部１３０が形成されている。
【００６４】
具体的に、電極組立体１１０は、正極１１１、負極１１２、及び正極１１１と負極１１２との間に介在している分離膜１１３からなっており、このとき、電極組立体１１０の外面は、不活性粒子１３１を含むコーティング部１３０を電極組立体１１０の上面及び下面に形成させるために分離膜１１３で取り囲まれている。
【００６５】
一方、電極組立体１１０の外面に形成される不活性粒子１３１を含むコーティング部１３０は、不活性粒子１３１が電極組立体１１０の上面及び下面に散布（ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）されている形態であって、不活性粒子１３１のみがコーティング部をなしている。
【００６６】
このように散布された不活性粒子１３１は、電極組立体１１０の外面に規則的又は不規則的に散布された状態そのまま屈曲を形成し、電極組立体１１０をパウチ型ケース１２０に装着した後、パウチ型ケース１２０を加圧して電極組立体１１０に密着させると、パウチ型ケース１２０に屈曲１５０がそのまま現れるようになる。
【００６７】
図示していないが、不活性粒子１３１の表面には、電極組立体１１０の外面に散布された後、適切に固定するために、バインダー（図示せず）がさらにコーティングされていてもよい。
【００６８】
図５及び図６には、本発明の他の実施例として、図４に対応する電池セル２００，３００の側面図が模式的に示されている。
【００６９】
まず、図５を参照すると、図４のように、電極組立体２１０は、正極２１１、負極２１２、及び正極２１１と負極２１２との間に介在している分離膜２１３からなっており、このとき、電極組立体２１０の外面は分離膜２１３で取り囲まれており、電極の積層方向を基準として電極組立体２１０の上、下面には、不活性粒子２３１を含むコーティング部２３０が形成されている。
【００７０】
ただし、図４とは異なり、電極組立体２１０の外面に形成される不活性粒子２３１を含むコーティング部２３０は、電極組立体２１０の外面に付加されたバインダー層２３２、及びバインダー層２３２に散布された不活性粒子２３１を含む構造となっている。
【００７１】
すなわち、図４の構成と比較すると、電極組立体２１０の外面に不活性粒子２３１を直接散布せず、不活性粒子２３１を電極組立体２１０の外面に適切に固定させるために、電極組立体２１０の外面にまずバインダー層２３２を形成し、その上に不活性粒子２３１を散布することによって、コーティング部２３０を形成した。
【００７２】
このとき、バインダー層２３２の厚さは、不活性粒子２３１の大きさよりも薄いので、不活性粒子２３１の比重などに関係なく、不活性粒子２３１がバインダー層２３２の内部に沈んだり埋め込まれないため、電極組立体２１０の外面に凸凹状の屈曲を形成することができ、それによって、パウチ型ケース２２０の外面にも屈曲を形成することができる。
【００７３】
一方、図６を参照すると、図４のように、電極組立体３１０は、正極３１１、負極３１２、及び正極３１１と負極３１２との間に介在している分離膜３１３からなっており、このとき、電極組立体３１０の外面は分離膜３１３で取り囲まれており、電極の積層方向を基準として電極組立体３１０の上、下面には、不活性粒子３３１を含むコーティング部３３０が形成されている。
【００７４】
ただし、上記図４及び図５とは異なり、上記不活性粒子３３１を含むコーティング部３３０は、不活性粒子３３１とバインダー３３２を含む混合物層からなっている。
【００７５】
すなわち、上述したように、不活性粒子３３１を電極組立体３１０の外面に適切に固定させるために、バインダーがコーティングされた不活性粒子を使用するか、またはバインダー層を別途に形成する代わりに、不活性粒子３３１をバインダー３３２と混合してコーティング部３３０を形成している。
【００７６】
このとき、電極組立体３１０の外面及びパウチ型ケース３２０に凸凹状の屈曲を形成させるために、不活性粒子３３１の比重は、バインダー３３２を含む混合物層全体の比重よりも小さく、したがって、不活性粒子３３１は混合物層の表面に位置している。
【００７７】
最後に、図７には、本発明の他の実施例として、図５と比較して、不活性粒子４３１を含むコーティング部４３０の形成範囲を異ならせた電池セル４００の側面図が模式的に示されている。
【００７８】
図７を参照すると、不活性粒子４３１を含むコーティング部４３０は、電極組立体４１０の外面に付加されたバインダー層４３２、及びバインダー層４３２に散布された不活性粒子４３１を含む構造となっているという点で、図５の電池セル２００と同一であるが、不活性粒子４３１を含むコーティング部４３０が形成されている位置が、電極組立体４１０をなす外面のうちコーティング部が形成されている上面及び下面を基準として、中心部分に部分的に形成されているという点で図５と異なる。
【００７９】
勿論、この場合、別途に図示していないが、不活性粒子４３１を含むコーティング部４３０が形成された位置に対応する部分のパウチ型ケース４２０にのみ屈曲が形成される。
【００８０】
図面を参照して説明したように、本発明に係る電池セルは、電極組立体の外面に凸凹状の屈曲を形成し、上記屈曲形状が可変的なセルケースにそのまま現れるようにして、電極面積対比セルケースの表面積をさらに大きくすることによって、様々なデザインのデバイスに対応して電池の形状を変形する場合にも、セルケース上に意図せぬシワの発生を最小化することができ、したがって、セルケースの損傷によって生じる金属層の露出による絶縁破壊又は電解液の漏れ現象を効果的に防止し、電池の安全性を確保することができる。
【００８１】
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、上記内容に基づいて本発明の範疇内で様々な応用及び変形を行うことが可能であろう。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上で説明したように、本発明に係る電池セルは、セルが装着されるデバイスの形状に応じて柔軟に変形できる電池セルであって、不活性粒子を含むコーティング部が外面に形成されている電極組立体を含むので、様々なデザインのデバイスに対応して電池の形状を変形する場合にも、セルケースに意図せぬシワの発生を最小化することができ、したがって、セルケースの損傷によって生じる金属層の露出による絶縁破壊又は電解液の漏れ現象を効果的に防止し、電池の安全性を確保することができる。
【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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