(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極組立体と、
上記電極組立体の外周面に付着されたシーリングテープと、
上記電極組立体を電解液とともに収容するケースと、
上記ケースの上端開口部を封止するキャップ組立体とを備えており、
上記シーリングテープの材質は、該シーリングテープに対する上記電解液の接触角が１〜８０゜である物質であり、
上記シーリングテープには複数個のホールが形成されていることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項２】
上記物質は高分子物質であることを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項３】
上記高分子物質はポリフッ化ビニリデンであることを特徴とする請求項２に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項４】
上記ポリフッ化ビニリデンは、ＫＹＮＡＲ（登録商標）７６１、ＫＹＮＡＲ  ＦＬＥＸ（登録商標）２８０１、上記ＫＹＮＡＲ（登録商標）７６１と上記ＫＹＮＡＲ  ＦＬＥＸ（登録商標）２８０１の混合物のいずれか一つであることを特徴とする請求項３に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項５】
上記高分子物質は、エステル基またはカルボキシ基を含有することを特徴とする請求項２に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項６】
上記ホールの形状は、円形、三角形、四角形のいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項７】
電極組立体と、
上記電極組立体の外周面に付着されたシーリングテープと、
上記電極組立体を電解液とともに収容するケースと、
上記ケースの上端開口部を封止するキャップ組立体とを備えており、
上記シーリングテープの表面は、該シーリングテープの表面に対する上記電解液の接触角が１〜８０゜である物質でコーティングされており、
上記シーリングテープには複数個のホールが形成されていることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項８】
上記シーリングテープの材質は、ポリエチレンまたはポリプロピレンであることを特徴とする請求項７に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項９】
上記物質は、ポリフッ化ビニリデンであることを特徴とする請求項７に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項１０】
上記ポリフッ化ビニリデンは、ＫＹＮＡＲ（登録商標）７６１、ＫＹＮＡＲ  ＦＬＥＸ（登録商標）２８０１、上記ＫＹＮＡＲ（登録商標）７６１と上記ＫＹＮＡＲ  ＦＬＥＸ（登録商標）２８０１の混合物のいずれか一つであることを特徴とする請求項９に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項１１】
上記物質はエステル基またはカルボキシ基を含有する物質であることを特徴とする請求項７に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項１２】
上記物質は、界面活性剤であることを特徴とする請求項７に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項１３】
上記界面活性剤はＢＲＩＪ（登録商標）であることを特徴とする請求項１２に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項１４】
上記ホールの形状は、円形、三角形、四角形のいずれか一つであることを特徴とする請求項７に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項１５】
電極組立体と、
上記電極組立体の外周面に付着されたシーリングテープと、
上記電極組立体を電解液とともに収容するケースと、
上記ケースの上端開口部を封止するキャップ組立体とを備えており、
上記シーリングテープの表面は、該シーリングテープの表面に対する上記電解液の接触角が１〜８０゜であるように粗く形成されており、
上記シーリングテープには複数個のホールが形成されていることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項１６】
上記シーリングテープの材質は、ポリエチレンまたはポリプロピレンであることを特徴とする請求項１５に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項１７】
上記ホールの形状は、円形、三角形、四角形のいずれか一つであることを特徴とする請求項１５に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項１８】
電極組立体と、
上記電極組立体を電解液とともに収容するケースと、
上記ケースを封止するキャップ組立体と、
上記電極組立体の下部と上記ケースの下面との間、及び上記電極組立体と上記キャップ組立体との間に位置している絶縁板とを備えており、
上記絶縁板のうち少なくとも一つの材質は、該絶縁板のうち少なくとも一つに対する上記電解液の接触角が１〜８０゜である物質であり、
上記電極組立体と上記キャップ組立体との間の上記絶縁板には複数個のホールが形成されていることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項１９】
上記物質は高分子物質であることを特徴とする請求項１８に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項２０】
上記高分子物質は、ポリフッ化ビニリデンであることを特徴とする請求項１９に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項２１】
上記ポリフッ化ビニリデンは、ＫＹＮＡＲ（登録商標）７６１、ＫＹＮＡ  ＲＦＬＥＸ（登録商標）２８０１、上記ＫＹＮＡＲ（登録商標）７６１と上記ＫＹＮＡＲ  ＦＬＥＸ（登録商標）２８０１の混合物のいずれか一つであることを特徴とする請求項２０に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項２２】
上記高分子物質は、エステル基またはカルボキシ基のいずれか一つを含有することを特徴とする請求項１９に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項２３】
電極組立体と、
上記電極組立体を電解液とともに収容するケースと、
上記ケースを封止するキャップ組立体と、
上記電極組立体の下部と上記ケースの下面との間、及び上記電極組立体と上記キャップ組立体との間に位置している絶縁板とを備えており、
上記絶縁板の材質は、該絶縁板に対する上記電解液の接触角が１〜８０゜である物質と、該絶縁板に対する上記電解液の接触角が１〜８０゜の範囲外である物質との混合物であることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項２４】
上記接触角が１〜８０゜である物質は、オキサイド類であることを特徴とする請求項２３に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項２５】
上記オキサイド類は、シリカまたは酸化アルミニウムであることを特徴とする請求項２４に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項２６】
上記オキサイド類は、上記混合物の全体重量の３０％〜９５%含有されていることを特徴とする請求項２４に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項２７】
上記接触角が１〜８０゜の範囲外である物質は、ポリエチレンまたはポリプロピレンであることを特徴とする請求項２３に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項２８】
電極組立体と、
上記電極組立体を電解液とともに収容するケースと、
上記ケースを封止するキャップ組立体と、
上記電極組立体の下部と上記ケースの下面との間、及び上記電極組立体と上記キャップ組立体との間に位置している絶縁板とを備えており、
上記絶縁板のうち少なくとも一つの表面は、該絶縁板のうち少なくとも一つの表面に対する上記電解液の接触角が１〜８０゜である物質でコーティングされており、
上記電極組立体と上記キャップ組立体との間の上記絶縁板には複数個のホールが形成されていることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項２９】
上記物質は高分子物質であることを特徴とする請求項２８に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項３０】
上記高分子物質は、ポリフッ化ビニリデンであることを特徴とする請求項２９に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項３１】
上記ポリフッ化ビニリデンは、ＫＹＮＡＲ（登録商標）７６１、ＫＹＮＡＲ  ＦＬＥＸ（登録商標）２８０１、上記ＫＹＮＡＲ（登録商標）７６１と上記ＫＹＮＡＲ  ＦＬＥＸ（登録商標）２８０１の混合物のいずれか一つであることを特徴とする請求項３０に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項３２】
上記高分子物質はエステル基またはカルボキシ基のいずれか一つを含有することを特徴とする請求項２９に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項３３】
上記物質は、界面活性剤であることを特徴とする請求項２８に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項３４】
上記界面活性剤はＢＲＩＪ（登録商標）であることを特徴とする請求項３３に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項３５】
上記絶縁板の材質は、ポリエチレンまたはポリプロピレンであることを特徴とする請求項２８に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項３６】
上記リチウムイオン二次電池は、上部絶縁板を備える円筒形であることを特徴とする請求項２８に記載のリチウムイオン二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池に関し、特に、電極組立体の外周面に付着されるシーリング（ｓｅａｌｉｎｇ）テープ、電極組立体の上面及び下面に位置する上部絶縁板及び下部絶縁板の電解液に対する濡れ性や広がり性を向上させることにより、全工程において最も多くの時間を要する電解液を含浸させる工程時間を短縮でき、生産性が向上したリチウムイオン二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、携帯電話機、ノート型ＰＣ、カムコーダーなどコンパクト化及び軽量化を実現した電気電子装置などが盛んに開発及び生産されている。このような携帯用電気電子装置は、別途の電源が備えられていない場所でも作動できるように電池パックを内蔵している。内蔵された電池パックは、携帯用電気装置及び電子装置を一定期間駆動するために一定レベルの電圧を出力できるように、内部に少なくとも一つの電池を備えている。
【０００３】
上記電池パックは最近では、経済性を考慮して充放電が可能な二次電池を採用している。二次電池の代表的なものとしては、ニッケル−カドミウム電池とニッケル−水素電池、及びリチウム金属電池とリチウムイオン電池などがある。
【０００４】
特に、リチウムイオン二次電池の作動電圧は、通常３．６Ｖで、携帯用電子装備の電源として多く利用されているニッケル−カドミウム電池やニッケル−水素電池の３倍であり、単位重量に対するエネルギー密度が高いことからその使用分野が急速に拡大されている。
【０００５】
このようなリチウムイオン二次電池は、主に正極活物質としてリチウム系酸化物を、負極活物質として炭素材を使用する。一般に、電解液の種類によって液体電解質電池と高分子電解質電池に分類され、液体電解質を用いる電池をリチウムイオン電池と言い、高分子電解質を用いる電池をリチウムポリマー電池と言う。また、上記リチウムイオン二次電池は様々な形態に製造されており、代表的には円筒形、角形、パウチ形がある。
【０００６】
一般に、リチウムイオン二次電池は、正極活物質がコーティングされた正極電極板、負極活物質がコーティングされた負極電極板、及び上記正極電極板と負極電極板との間に位置してショートを防止し、リチウムイオンの移動のみを可能にするセパレータが巻かれた電極組立体と、上記電極組立体を電解液とともに収容するケースと、上記ケースを封止するキャップ組立体などからなっている。
【０００７】
リチウムイオン二次電池を構成する電極組立体の外周部には、電極組立体の形態を支持及び保護し絶縁するためのシーリングテープが巻かれている。このようなシーリングテープの材質は、一般にポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、またはポリイミド（ＰＩ）などポリオレフィン系である。ところが、このような材料は、電解液に対する濡れ性や広がり性（電解液に対する親和力）が極めて悪く、電解液を含浸させるときにケースと電極組立体との間の微細な隙間による毛管現象を抑制する。さらに、電池の高容量化に伴って、電極組立体はますます高密度化して電極組立体の外径が大きくなる。この結果、電極組立体とケースとのスペースが狭くなり、電解液の含浸が一層難しくなるという問題点がある。
【０００８】
一方、上記円筒形リチウムイオン二次電池は、ケースに電極組立体を挿入する前に電極組立体とケースとの絶縁のために下部絶縁板を挿入する。また、電極組立体を挿入した後キャップ組立体で封止する前に、電極組立体とキャップ組立体との絶縁のために上部絶縁板を挿入する。
【０００９】
上記上部絶縁板または下部絶縁板は、一般にポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）で製造されるので、電解液に対する濡れ性及び広がり性（電解液に対する親和力）が良くない。このため、電解液が電極組立体に十分に含浸するのを妨げる要素になる。さらに、電池の高容量化に伴って、電極組立体もますます高密度化して電極組立体の外径が大きくなってしまう。電極組立体の外径が大きくなれば、ケースと電極組立体とのスペースが狭くなり、電解液の含浸がさらに難しくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、従来のリチウムイオン二次電池の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、シーリングテープの材質を電解液との親和性の大きい物質にしたり、従来の材質に電解液との親和性の大きい物質を該表面にコーティングすることで、電解液の含浸性が向上したリチウムイオン二次電池を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、リチウムイオン二次電池の上部絶縁板または下部絶縁板の表面を電解液が含浸し易い材質の物質に改質することで、高密度の電極組立体においても電解液の含浸性が向上したリチウムイオン二次電池を提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、リチウムイオン二次電池の上部絶縁板または下部絶縁板の表面に電解液が含浸し易い材質の物質をコーティングすることで、高密度の電極組立体においても電解液の含浸性が向上したリチウムイオン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】
【００１３】
前述した目的を達成するための本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池は、電極組立体と、上記電極組立体の外周面に付着されたシーリングテープと、上記電極組立体を電解液とともに収容するケースと、上記ケースの上端開口部を封止するキャップ組立体とを備えており、上記シーリングテープの材質は、電解液に対する濡れ性（ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙ）や広がり性において電解液との親和性が大きい物質であることを特徴とする。
【００１４】
この時、上記電解液との親和性の大きい物質は、接触角測定時１〜８０゜の角度を有する高分子物質であることができ、上記高分子物質は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）であることを特徴とする。この場合、上記ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）はＫＹＮＡＲ（登録商標）７６１（ＰＶｄＦ７６１）、ＫＹＮＡＲ  ＦＬＥＸ（登録商標）２８０１（ＰＶｄＦ２８０１）、上記ＰＶｄＦ７６１と上記ＰＶｄＦ２８０１の混合物のいずれか一つであることが望ましい。
【００１５】
また、上記高分子物質は、エステル基（ｅｓｔｅｒ）またはカルボキシ基（ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ）を含有するものであることを特徴とする。また、上記シーリングテープには複数個のホールが形成でき、このホールの形状は円形、三角形、四角形のいずれか一つに形成されることを特徴とする。
【００１６】
本発明の他の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池は、電極組立体と、上記電極組立体の外周面に付着されたシーリングテープと、上記電極組立体を電解液とともに収容するケースと、上記ケースの上端開口部を封止するキャップ組立体とを備えており、上記シーリングテープは、表面が電解液に対する濡れ性や広がり性を有し、電解液との親和性の大きい物質でコーティングされていることを特徴とする。
【００１７】
この時、上記シーリングテープの材質は、ポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）であることを特徴とする。
【００１８】
また、上記電解液との親和性の大きい物質は、接触角測定時１〜８０゜の角度を有するＰＶｄＦであることができ、この場合、上記ＰＶｄＦは、ＰＶｄＦ７６１、ＰＶｄＦ２８０１、上記ＰＶｄＦ７６１と上記ＰＶｄＦ２８０１の混合物のいずれか一つであることが望ましい。
【００１９】
また、上記電解液との親和性の大きい物質は、エステル基またはカルボキシ基を含有する物質であることを特徴とする。また、上記電解液との親和性の大きい物質は界面活性剤であることができ、この界面活性剤はＢＲＩＪ（登録商標）であることを特徴とする。
【００２０】
また、上記シーリングテープには複数個のホールが形成でき、このホールの形状は、円形、三角形、四角形のいずれか一つに形成されることを特徴とする。
【００２１】
本発明のまた他の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池は、電極組立体と、上記電極組立体の外周面に付着されたシーリングテープと、上記電極組立体を電解液とともに収容するケースと、上記ケースの上端開口部を封止するキャップ組立体とを備えており、上記シーリングテープの表面が、電解液に対する濡れ性や広がり性を有するように粗化されていることを特徴とする。この時、上記シーリングテープの材質はポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）であることができ、上記電解液に対する接触角測定時１〜８０゜の角度を有することを特徴とする。
【００２２】
また、上記シーリングテープには複数個のホールが形成でき、上記ホールの形状は円形、三角形、四角形のいずれか一つに形成されることを特徴とする。
【００２３】
本発明のまた他の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池は、電極組立体と、上記電極組立体を電解液とともに収容するケースと、上記ケースを封止するキャップ組立体と、上記電極組立体と上記ケースとの間及び上記電極組立体と上記キャップ組立体との間に位置する絶縁板とを備えており、上記絶縁板の材質は、電解液に対する濡れ性や広がり性を有し、電解液との親和力の大きい物質であることを特徴とする。ここで、上記電解液との親和力の大きい物質は、接触角測定時１〜８０゜の角度を有する高分子物質であることを特徴とする。この高分子物質はＰＶｄＦであることができる。この場合、上記ＰＶｄＦはＰＶｄＦ７６１、ＰＶｄＦ２８０１、上記ＰＶｄＦ７６１と上記ＰＶｄＦ２８０１の混合物のいずれか一つであることが望ましい。
【００２４】
また、上記高分子物質は、エステル基またはカルボキシ基のいずれか一つを含有してなることを特徴とする。
【００２５】
本発明の他の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池は、電極組立体と、上記電極組立体を電解液とともに収容するケースと、上記ケースを封止するキャップ組立体と、上記電極組立体と上記ケースとの間及び上記電極組立体と上記キャップ組立体との間に位置する絶縁板とを備えており、上記絶縁板の材質は、電解液との親和力の大きい物質と、電解液との親和力の小さい物質との混合物であることを特徴とする。上記電解液との親和力の大きい物質は接触角測定時１〜８０゜の角度を有するオキサイド類であることができ、上記オキサイド類は、シリカ（ＳｉＯ２）または酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）であることを特徴とする。
【００２６】
また、上記オキサイド類は、上記混合物の全体重量の３０〜９５重量％含まれることを特徴とする。また、上記電解液との親和力の小さい物質は、ポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）であることを特徴とする。
【００２７】
本発明の他の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池は、電極組立体と、上記電極組立体を電解液とともに収容するケースと、上記ケースを封止するキャップ組立体と、上記電極組立体とケースとの間または上記電極組立体と上記キャップ組立体との間に位置する絶縁板とを備えており、上記絶縁板のうち少なくとも一つの表面は、電解液に対する濡れ性及び広がり性を有し、電解液との親和力の大きい物質でコーティングされていることを特徴とする。上記電解液との親和力の大きい物質は、接触角の測定時１〜８０゜の角度を有する高分子物質であることを特徴とする。ここで、上記高分子物質はＰＶｄＦであることを特徴とする。この場合、上記ＰＶｄＦはＰＶｄＦ７６１、ＰＶｄＦ２８０１、上記ＰＶｄＦ７６１と上記ＰＶｄＦ２８０１の混合物のいずれか一つであることを特徴とする。
【００２８】
また、上記高分子物質はエステル基またはカルボキシ基のいずれか一つを含有してなることを特徴とする。また、上記電解液との親和力の大きい物質は界面活性剤であることを特徴とする。ここで、上記界面活性剤はＢＲＩＪ（登録商標）であることを特徴とする。
【００２９】
また、上記絶縁板の材質は、ポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）であることを特徴とする。また、上記リチウムイオン二次電池は、上部絶縁板を備える円筒形であることを特徴とする。上記上部絶縁板の表面には複数個のホールが形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によるリチウムイオン二次電池によれば、電極組立体の最外郭に付着するシーリングテープの材質を電解液との親和力の大きい物質に変更したり、従来の材質にコーティング層を形成したり、シーリングテープの表面を粗く形成することで電解液の含浸性を向上させ、この結果、全工程において多くの時間を要する電解液の含浸工程時間を短縮し、生産性を向上させることができる。
【００３１】
本発明によるリチウムイオン二次電池によれば、幾何学的構造上、電池の上下部のほぼ全面を塞ぐ形状とされる絶縁板の材質を電解液との親和力の大きい成分に変更したり、従来の材質に電解液との親和力の大きい成分をフィラーとして混合して、絶縁板の電解液に対する排他的な性質を低めることで、電池内部における電解液の流動性が高くなり、均等な含浸と同時に電解液の含浸速度を向上させることができる。電解液の含浸性が向上することで、全工程において多くの時間を要する含浸工程の時間を短縮し、生産性を向上させることができる。
【００３２】
本発明によるリチウムイオン二次電池によれば、幾何学的構造上、電池の上下部のほぼ前面を塞ぐ形状とされる絶縁板の表面を電解液との親和力の大きい高分子物質にコーティングしたり、電解液の表面張力を減少させる界面活性剤でコーティングして、電解液に対する絶縁板表面の排他的な性質を低めることで、電池内部における電解液の流動性が高くなり、均等な含浸と同時に電解液の含浸速度を向上させることができる。電解液の含浸性が向上することで、全工程において多くの時間を要する含浸工程の時間を短縮し、生産性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
【００３４】
図１は、本発明の実施形態に係る円筒形リチウムイオン二次電池の斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。ここでは、便宜上円筒形リチウムイオン二次電池を例に挙げて説明したが、角形及びパウチ形リチウムイオン二次電池に対しても本発明が適用できることは勿論のことである。
【００３５】
円筒形リチウムイオン二次電池１００は、図１及び図２に示すように、電極組立体２００と、上記電極組立体２００を電解液とともに収容する円筒形ケース３００と、上記円筒形ケース３００上部に組み立てされて上記円筒形ケース３００を封止し、上記電極組立体２００から発生する電流が外部装置に流れるようにするキャップ組立体４００とを備える。
【００３６】
上記電極組立体２００は、図２に示すように、正極集電体の表面に正極活物質層がコーティングされた正極板２１０と、負極集電体の表面に負極活物質層がコーティングされた負極板２２０と、上記正極板２１０及び負極板２２０の間に位置し、上記正極板２１０と負極板２２０を電気的に絶縁させるセパレータ２３０がゼリーロール形態に巻かれて形成できる。
【００３７】
上記正極板２１０は、図面に詳細に示されていないが、導電性に優れた金属薄板、例えば、アルミニウムフォイルからなる正極集電体と、その両面にコーティングされた正極活物質層を含むことを特徴とする。上記正極板２１０の両末端には正極活物質層が形成されない正極集電体領域、つまり正極無地部が形成されることを特徴とする。上記正極無地部の一端には、一般にアルミニウム材質で形成され、電極組立体２００の上部に所定の長さ突出した正極タブ２１５が接合されることを特徴とする。
【００３８】
また、上記負極板２２０は、電導性金属薄板、例えば銅またはニッケルフォイルからなる負極集電体と、その両面にコーティングされた負極活物質層を有することを特徴とする。上記負極板２２０の両末端には負極活物質層が形成されていない負極集電体領域、すなわち負極無地部が形成できる。上記負極無地部の一端には、一般にニッケル材質で形成され、電極組立体２００の下部に所定の長さ突出した負極タブ２２５が接合されることを特徴とする。なお、上記電極組立体２００の上部及び下部にはそれぞれキャップ組立体４００または円筒形ケース３００との接触を防止するための絶縁板２４１、２４５がさらに備えられることを特徴とする。以下、このような絶縁板２４１,２４５について詳細に説明する。
【００３９】
上記電極組立体２００の外周面には、図３に示すように、電極組立体２００を支持、保護するためにシーリングテープ２５０が付着されることを特徴とする。互いに対向する正極板と負極板、上記正極板と負極板の間に介在するセパレータが円筒形状に巻回され、電極組立体２００の外郭には巻回されたセパレータの端部が露出している。巻回された電極組立体２００が外れるのを防止するために、上記セパレータの端部を始めとした電極組立体２００の外周面にはシーリングテープ２５０が付着されることを特徴とする。
【００４０】
この時、上記電極組立体２００を収容するケース３００の内部表面は、アルミニウム、鋼、またはその等価物など電解液との親和力が相対的に大きい材質で形成されるが、上記シーリングテープ２５０は、一般にポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリイミド（ＰＩ）など電解液との親和力の小さい材質からなっている。さらに、上記ケース３００の内部に電極組立体２００を挿入すれば、シーリングテープ２５０とケース３００の内部表面が強く密着し、電解液が沈降するスペースがほとんどなくなる。上記シーリングテープ２５０は電解液との親和力が小さく、毛管現象により電解液が染みこむのを妨げる。
【００４１】
ポリエチレンは密度が小さく、分子配列が不十分なために軟性が良好で、かつ加工が容易である。また、ＣＨ２のみで構成されているので電気絶縁性が優れており、構造式に示されるように、炭素Ｃ鎖を中心にして対称性であるので高周波絶縁材料としても好適である。ポリプロピレンはアイソタクチック構造を有し、メチル基が同じ方向に一様に配列されている。結晶度は大きいが成形後には低下する性質がある。
【００４２】
しかしながら、上記ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などは非水性電解液との親和力が小さい。これは、非水性電解液と上記ポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）の表面エネルギー（ｓｕｒｆａｃｅ ｅｎｅｒｇｙ）の差が大きいため、上記電解液分子がポリエチレン（ＰＥ）などの材質からなるシーリングテープの表面に結合することが容易ではないためである。このため、ポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）で製造されたシーリングテープに電解液がつくと、表面張力により電解液がほぼ球状に凝集してしまい、電解液の濡れ性や広がり性が著しく低下する。
【００４３】
本発明では、シーリングテープ２５０の材質として電解液との親和力が小さい従来のポリエチレンなどの物質ではなく、電解液に対する濡れ性や広がり性に優れた電解液との親和力の大きい物質に変えた。実際に、本発明では、上記シーリングテープ２５０に対する電解液の濡れ性や広がり性が接触角測定時１〜８０゜の角度を有する物質を選んだ。ここで、上記濡れ性は、接触角測定により確認可能であり、簡単に言えば、電解液をシーリングテープ２５０表面上に滴状に滴下したとき表面上に広がる性質を意味する。たとえば、電解液滴が広がりを見せず接触角が大きい場合は電解液との親和力が乏しいものであり、また、電解液滴が大きく広がる場合は電解液との親和力が大きいものである。さらに、電解液滴を滴下したとき水滴状になれば撥水性、電解液の滴を滴下したとき広く拡がれば親水性と称することもある。
【００４４】
電解液との親和性の大きい物質には、高分子物質としてポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶｄＦという。）がある。ＰＶｄＦは−ＣＨ２−ＣＦ２−が反復する構造を有し、電極活物質を集電体にコーティングする際にバインダーとして用いられるフッ素樹脂の一種である。フッ素樹脂の主鎖はＣ−Ｃ結合からなるポリオレフィンのような結合であり、ポリオレフィンの水素の一部、あるいは全部がフッ素原子（Ｆ）に置換された構造を有する合成樹脂である。
【００４５】
電解液の含浸性に関する実験結果、ＰＶｄＦのうち特に非水性電解液に対する濡れ性や広がり性に優れているのはＰＶｄＦ７６１とＰＶｄＦ２８０１であることが判った。よって、シーリングテープの材質としてのＰＶｄＦは、上記ＰＶｄＦ７６１、上記ＰＶｄＦ２８０１、上記ＰＶｄＦ７６１と上記ＰＶｄＦ２８０１の混合物のいずれか一つにすることが望ましい。
【００４６】
上述したように、電解液の濡れ性や広がり性を向上させるため、シーリングテープの材質をＰＶｄＦに改質したり、上記ＰＶｄＦの代わりに親水性原子団であるエステル基またはカルボキシ基を含有する高分子物質をシーリングテープの材質とすることも可能である。
【００４７】
エステル基はＲＣＯＯＲ’で表示される脂肪族化合物をなす原子団であって、エステルはアルコールまたはフェノールが有機酸または無機酸と反応して水（Ｈ２Ｏ）を失い縮合して得られた化合物を指す。特に、硫酸エステル、硝酸エステルなどの無機酸エステルは有機溶媒として用いられる。カルボキシ基はＲＣＯＯＨで表示される脂肪族化合物をなす原子団であって、カルボキシ酸には酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）、安息香酸（Ｃ６Ｈ５ＣＯＯＨ）などがある。
【００４８】
上記エステル基やカルボキシ基が含有された高分子物質は非水性電解液との親和力が大きいので、シーリングテープの材質としてエステル基やカルボキシ基が含まれた硫酸エステル、安息香酸などを用いれば、電解液の濡れ性や広がり性が向上する。この結果、電解液の含浸性が向上する。
【００４９】
図４ａ、図４ｂ、図４ｃは、電解液との親和性の大きい物質で製造されたシーリングテープに複数個のホールが形成された電極組立体の斜視図である。上記ホール２５２、２５４、２５６は円形、三角形、四角形、または等価形のいずれか一つに形成できるが、ホールの形状がこれに限定されるわけではない。上記ホール２５２、２５４、２５６の個数は、上記シーリングテープ２５０が電極組立体２００から外れるのを防止できる範囲内で複数個設けることができ、本発明で上記ホール２５２、２５４、２５６の個数を限定するわけではない。
【００５０】
シーリングテープ２５０に様々な形状のホール２５２、２５４、２５６を複数個形成することで、シーリングテープ２５０より電解液との親和力が大きいセパレータ２３０が電極組立体２００の外周面に露出する（一般に、セパレータがシーリングテープより電解液に対する親和力が大きいものと知られている）。さらに、上記ホール２５２、２５４、２５６は、ケースの側面板３１０とシーリングテープ２５０が付着された電極組立体２００の外周面との間に所定のスペースを形成する役割も果たすことになる。これにより、注入された電解液が電極組立体２００の外周面に沿って下降するとき、上記ホール２５２、２５４、２５６を介して電極組立体２００の外周面に露出したセパレータ２３０が電解液の沈降を手伝うとともに、ホール２５２、２５４、２５６により形成されたスペースを利用して電解液が電池下部によく染み込むようにする。しかし、ホール２５２、２５４、２５６の大きさが大きすぎたり、ホール２５２、２５４、２５６の個数が大きすぎる場合は、シーリングテープ２５０が電極組立体２００の外周面を支持できず、変形したり破損するおそれがある。従って、上記ホール２５２、２５４、２５６は、電極組立体２００の外周面を支持できる範囲内の個数に形成することが望ましい。
【００５１】
電解液の含浸性を向上させるため、上述したようにシーリングテープの材質を変えたり、ポリエチレン（ＰＥ）などの材質で形成された既存のシーリングテープの表面に電解液と親和力の大きい物質をコーティングすることも可能である。
【００５２】
上述したように、電解液と親和力の大きい物質としては、電解液の濡れ性や広がり性が接触角測定時１〜８０゜の角度を有するＰＶｄＦを使用できる。特に、電解液に対する濡れ性や広がり性が優れているＰＶｄＦ７６１、ＰＶｄＦ２８０１、上記ＰＶｄＦ７６１と上記ＰＶｄＦ２８０１の混合物のいずれか一つが好ましい。また、コーティング層を形成する物質としては、ＰＶｄＦの代りに上述したようなエステル基またはカルボキシ基を含有した化合物を使用できる。
【００５３】
上記シーリングテープの表面には、電解液の濡れ性や広がり性において接触角測定時１〜８０゜の角度を有する界面活性剤をコーティングすることもできる。
【００５４】
界面活性剤（ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ）は、親水基と親油基を同時に有するもので、水の表面張力を低下させ、物質間の浸透、分散、乳化、気泡などの作用をする物質である。代表的な機能は、洗濯物に水が染み込みやすくし、繊維に付着されている油と混合され易くて洗濯物の汚れを除去する作用である。界面活性剤は大きく陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤に分類されており、陰イオン界面活性剤が主に合成洗剤に利用されている。
【００５５】
水に界面活性剤を溶かしたときに、親油部が陰電荷（−）にイオン解離するのが陰イオン界面活性剤であり、親油部が陽電荷（＋）にイオン解離するのが陽イオン界面活性剤である。また、水の水素イオン濃度によって陽電荷にも陰電荷にも解離するのが両性界面活性剤であり、イオン解離しないのが非イオン界面活性剤である。
【００５６】
ＢＲＩＪ（登録商標）は、水溶液でイオンに解離する基を持たない非イオン界面活性剤であって、−ＯＨ基を有する。相対的に親水性は低いが、分子内にエステル、エーテル結合を有していて親油性が高い。ここで、上記ＢＲＩＪ（登録商標）は本発明に適用できる界面活性剤の一例であり、界面活性剤の種類を限定するわけではない。
【００５７】
界面活性剤が非水性電解液と接すると、界面活性剤の構成分子のうち親油基が非水性電解液分子の表面に付着する。これにより、界面活性剤と非水性電解液との界面面積が広くなり、電解液の表面張力を減少させることになる。この結果、電解液の濡れ性や広がり性が向上する。
【００５８】
このように、シーリングテープの表面を電解液と親和力の大きい高分子物質でコーティングしたり、界面活性剤でコーティングすることで、絶縁板の表面が電解液に対して排他的な性質がなくなり、電解液の沈降速度及び電解液の含浸速度を向上させることができる。
【００５９】
上記シーリングテープ表面のコーティングにおいて、上記シーリングテープの表面全体にコーティングしてもよく、上記シーリングテープ表面の一部にのみコーティングしてもよい。図５は、シーリングテープ２５０の表面の一部に電極組立体２００の長手方向にコーティング層２５１を形成した電極組立体２００の斜視図である。このようなコーティング層２５１間の間隔と、コーティング層２５１の広さは、電解液の粘性や電池構造によって調節可能である。例えば、電解液の粘性が高い場合には、上記コーティング層２５１間の間隔は狭く形成することが好ましく、これに伴って上記コーティング層２５１の広さはより広く形成することが好ましい。
【００６０】
上述したように、電解液の沈降時、毛細管形成を助けるように電解液と親和力の大きい成分を間隔を置いてコーティングすることで、コーティング層２５１が形成された部分とケースの側面板３１０が接する部分で電解液が入り込み易く、コーティング層２５１が形成されない部分とケースの側面板３１０の接する部分は気泡が出る通路として作用できる。
【００６１】
このような表面改質のためのコーティング層は、１μm以内の厚さでも十分な効果を奏し、ほぼ単一層（ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）程度であっても十分な効果を奏する。
【００６２】
また、コーティング層が形成されたシーリングテープには複数個のホールが形成できる。上記ホールの形状は円形、三角形、四角形のいずれか一つに形成できるが、これらにホールの形状が限定されるわけではない。上記ホールの機能及び作用は上記したとおりである。
【００６３】
図６ａは、電解液に対する濡れ性や広がり性を良好にするために、表面が粗く形成されたシーリングテープが付着された電極組立体の斜視図である。図６ｂは、図６ａに示すＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【００６４】
シーリングテープ２５０の表面には、図６ａに示すように、交差する斜線状の細い縞模様が形成されている。すなわち、シーリングテープ２５０の表面に粗さ（ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）を与えたものである。図６ａでは、交差する斜線状の細い縞模様を形成してシーリングテープ２５０の表面を粗くしたが、これに限定されるものではなく、様々な模様または陽刻突起などを形成してシーリングテープ２５０の表面を粗くすることも可能である。
【００６５】
このような縞模様などをシーリングテープ２５０の表面に形成してシーリングテープ２５０の表面を粗くすることにより、電解液と接触するシーリングテープ２５０の表面積が大きくなる。実際に、上記のようにシーリングテープ２５０の表面粗度を高くすることで、電解液の濡れ性や広がり性に対する接触角測定時１〜８０゜の角度を得ることができる。また、図６ｂに示すように、ケースの側面板３１０とシーリングテープ２５０と間で電解液が流れ込むスペースが増加し、電解液が含浸し易い構造になる。このような粗度（ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）の大きさは電解液の粘性や電池構造によって調節可能である。例えば、電解液の粘性が大きい場合は、粗度も大きくすることが望ましい。
【００６６】
また、図７ａ、図７ｂ、図７ｃに示すように、表面が粗く形成されたシーリングテープ２５０には複数個のホール２６２、２６４、２６６がさらに形成できる。上記ホール２６２、２６４、２６６の形状は円形、三角形、四角形、または等価形のいずれか一つに形成でき、これらにホール２６２、２６４、２６６の形状が限定されるわけではない。上記ホール２６２、２６４、２６６の機能及び作用は上記したとおりである。
【００６７】
上記円筒形ケース３００は、図２に示すように、上記円筒形電極組立体２００を収容できる所定のスペースが形成されるように所定の直径を有する円筒形側面板３１０と、上記円筒形側面板３１０の下部を封止する下面板３２０を有して形成されており、上記円筒形側面板３１０の上部は、上記電極組立体２００を挿入するため開口されている。上記円筒形ケース３００の下面板３２０の中央に上記電極組立体２００の負極タブ２２５が接合することにより、上記円筒形ケース３００自体は負極の役割を果たすことになる。また、上記円筒形ケース３００は、一般にアルミニウム、鉄、またはこれらの合金からなる。なお、上記円筒形ケース３００には、上部の開口に結合される上記キャップ組立体４００の上部を圧迫するため、上端から内部に屈曲したクリンピング部（ｃｒｉｍｐｉｎｇ）３３０が形成される。また、上記円筒形ケース３００には、上記クリンピング部３３０から下方に上記キャップ組立体の厚さに対応する距離だけ離隔した位置に上記キャップ組立体４００の下部を圧迫するように内側に凹んだビーディング部（ｂｅａｄｉｎｇ）３４０がさらに形成されている。
【００６８】
上記キャップ組立体４００は、図２に示すように、安全ベント４１０と、電流遮断手段４２０と、二次保護素子４８０及びキャップアップ４９０を有して形成される。上記安全ベント４１０は板状で、中央に下方に突出する突出部が設けられて上記キャップ組立体の下部に位置し、二次電池の内部で発生した圧力によって突出部が上部方向に変形する。上記安全ベント４１０下面の所定位置には電極組立体２００の正極板２１０及び負極板２２０のいずれか一方、例えば、正極板２１０から引出した正極タブ２１５が溶接されて上記安全ベント４１０と電極組立体２００の正極板２１０が電気的に接続される。ここで、正極板２１０及び負極板２２０のうちの他方の電極板、例えば、負極はタブあるいは直接接触方式によりケース３００と電気的に接続される。
【００６９】
次に、上記絶縁板のうち上部絶縁板２４１は、図２、図８ａ及び図８ｂに示すように、上記キャップ組立体４００、特に安全ベント４１０と上記電極組立体２００上部との間に位置することができる。上記上部絶縁板２４１は、電極タブ、例えば正極タブ２１５と電気的に接続された安全ベント４１０を有するキャップ組立体４００と電極組立体２００の間で生じ得る短絡を防止する。上記上部絶縁板２４１には、図８ａ及び図８ｂに示すように、注入された電解液が沈降する通路になるホール２４２と、電極タブ、例えば正極タブ２１５が通過する通路になる陽極タブ用ホール２４３と、センターピンの一側端部と接する中空２４４が形成できる。
【００７０】
また、上記絶縁板のうち下部絶縁板２４５は、図２、図９ａ及び図９ｂに示すように、上記ケース３００の下面板３２０と上記電極組立体２００の下部の間に位置することができる。上記下部絶縁板２４５は、電極タブ、例えば負極タブ２２５と電気的に接続された下面板３２０を有するケース３００と電極組立体２００との間で生じ得る短絡を防止する。上記下部絶縁板２４５には、図９ａ及び図９ｂに示すように、電極タブ、例えば負極タブ２２５が通過する通路になる負極タブ用ホール２４６と、センターピンの一側端と接する中空２４７が形成されることができる。電極組立体２００の最外郭に負極タブ２２５が形成される場合には、上記負極タブ用ホール２４６は形成されないこともある。この場合には、電極組立体２００の下部に下部絶縁板２４５を配置し、負極タブ２２５をほぼ直角に折曲し後、ケース３００の下面３２０に上記負極タブ２２５を溶接することになる。
【００７１】
上記上部絶縁板２４１と上記下部絶縁板２４５の材質は、一般に、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリイミド（ＰＩ）などポリオレフィン系樹脂である。ポリエチレンは上述したように、密度が小さくて軽く、分子配列が不十分であるため柔らかくて伸び易い。さらに、引張強度はやや弱いが、耐衝撃性は大きい。この結果、加工及び使用が容易である。また、ＣＨ２のみで構成されているので電気絶縁性が優れており、構造式に示されるように、Ｃ鎖を中心にして対称であるので、高周波絶縁材料としても好適である。
【００７２】
ポリプロピレンも上述したように、ナフサを分解するときにエチレンとともに形成される。アイソタクチック（ｉｓｏｔａｃｔｉｃ）構造を有しており、構造式のようにメチル基が同一方向に一様に配列されている。結晶度は大きいが、成形後には低下する。ポリプロピレンとポリイミドの電気的特性はポリエチレンと類似している。
【００７３】
しかしながら、上記ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などは上述したように、非水性電解液との親和力が小さい。これは非水性電解液に対して上記ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）材質の表面の表面エネルギーが大きくて、上記電解液分子との結合が難しいためである。この結果、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）で製造された絶縁板に電解液がつくと、表面張力により電解液がほぼ球状に凝集してしまい、濡れ性や広がり性が顕著に低下する。
【００７４】
本発明の実施形態によれば、電解液との親和力が小さい従来の絶縁板材質の代りに電解液との親和力が大きい物質で絶縁板を形成することで電解液の含浸性を向上させることができる。電解液との親和力が大きい物質には、電解液の濡れ性や広がり性が接触角測定時１〜８０゜の角度を有する高分子物質、例えば上述したようにＰＶｄＦがある。ＰＶｄＦは−ＣＨ２−ＣＦ２−が反復する構造を有しており、電極活物質を集電体にコーティングする際にバインダーとして用いられるフッ素樹脂の一種である。フッ素樹脂の主鎖は、Ｃ−Ｃ結合からなるポリオレフィンのような結合であるが、ポリオレフィンの水素の一部もしくは全部がフッ素原子に置換された構造を有する合成樹脂である。
【００７５】
電解液の含浸性に関する実験結果、ＰＶｄＦのうち、特に非水電解液に対する広がり性や濡れ性に優れたものはＰＶｄＦ７６１とＰＶｄＦ２８０１である。従って、絶縁板の材質としてのＰＶｄＦは、上記ＰＶｄＦ７６１、上記ＰＶｄＦ２８０１、上記ＰＶｄＦ７６１と上記ＰＶｄＦ２８０１の混合物のいずれか一つにすることが望ましい。
【００７６】
このように、電解液の濡れ性や広がり性を向上させるために、絶縁板の材質をＰＶｄＦに改質したり、上記ＰＶｄＦの代わりに親水性原子団であるエステル基またはカルボキシ基を含有する高分子物質を絶縁板の材質として用いることができる。
【００７７】
エステル基は上述したように、ＲＣＯＯＲ’で表される脂肪族化合物をなす原子団であり、エステルはアルコールまたはフェノールが有機酸または無機酸と反応して水（Ｈ２Ｏ）を失い縮合して得られた化合物を指す。特に、硫酸エステル、硝酸エステルなどの無機酸エステルが有機溶媒として用いられる。カルボキシ基はＲＣＯＯＨで表示される脂肪族化合物をなす原子団であって、カルボキシ酸には酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）、安息香酸（Ｃ６Ｈ５ＣＯＯＨ）などがある。
【００７８】
上記エステル基やカルボキシ基が含有された高分子物質は、非水性電解液との親和力が大きいので、絶縁板の材質としてエステル基やカルボキシ基が含まれた硫酸エステル、安息香酸などを用いれば電解液の濡れ性や広がり性が向上する。この結果、電解液の含浸性が向上する。
【００７９】
ただし、この場合、絶縁板に膨潤（ｓｗｅｌｌｉｎｇ）が生じないようにする必要がある。膨潤は高分子の特徴の一つであって、高分子は結晶性部分と非結晶性部分を持つが、主に非結晶性部分に溶媒分子が浸透してその体積が増加する現象である。この現象は、結晶性部分においても長期間経過すれば生じることもあるが、高分子鎖間の間隔が近いため非結晶性部分よりは生じ難い。
【００８０】
エステル基またはカルボキシ基を含有する高分子物質が非水性電解液を吸収して膨潤が起これば、絶縁板が膨れて電極組立体が変形する。従って、上記電解液との親和力の大きい物質を絶縁板の材質として用いる場合には、膨潤が起こらないように対応策を講ずるか、膨潤が起こらない材料を使用する必要がある。
【００８１】
本発明の他の実施形態によれば、電極組立体と、上記電極組立体を収容するケースと、上記ケースを封止するキャップ組立体と、上記電極組立体と上記ケースとの間及び上記電極組立体と上記キャップ組立体との間に位置する絶縁板を備えてなるリチウムイオン二次電池において、上記絶縁板の材質は、電解液との親和力の大きい物質と、電解液との親和力の小さい物質との混合物を用いることもできる。
【００８２】
上記電解液との親和力の小さい物質としては、上述したように、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリイミド（ＰＩ）などのポリオレフィン系樹脂がある。これら電解液と親和力の小さい物質に電解液と親和力の大きい物質を混合して電解液の含浸性を向上させることができる。この時、上記電解液と親和力の大きい物質には、電解液の濡れ性や広がり性が接触角測定時１〜８０゜の角度を有するオキサイド類を用いることができる。上記オキサイド類には、シリカ（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）またはその等価物がある。
【００８３】
シリカは二酸化珪素とも呼び、純粋なものは無色透明な固体で、分子量は６０．０９である。天然産は不純物を含むので不透明、または有色のものもある。ケイ素を４つの酸素が囲う正四面体状のＳｉＯ４を基本単位とし、すべての酸素をケイ素が共有して３次元的に連結された巨大分子構造を有している。配列が不規則なのが石英ガラスであり、結晶シリカを融解して冷却すると石英ガラスになる。シリカは酸に溶解しないが、アルカリ溶融または炭酸塩融解などに可溶性であるケイ酸塩になり、濃いアルカリ水溶液にもゆっくり溶解する。非結晶性のもの、特にシリカゲルは吸湿性があって乾燥剤として利用される。
【００８４】
酸化アルミニウムはアルミナとも呼び、いろいろな形態のものが知られている。水酸化アルミニウムを３００℃以下で加熱して得られるα−酸化アルミニウムは純粋であり、最も安定した形態である。これ以外に、アルカリを少し含有するβ−アルミナ水和物を脱水して得られる結晶性の悪いγ−アルミナがある。この中でγ−アルミナなど結晶性が悪いものは、脱水触媒としての作用が強く、触媒として利用される。結晶化しないアルミナまたはアルミナ水和物を一般にアルミナゲルと呼び、制酸剤・吸着剤として利用されている。
【００８５】
このようなシリカと酸化アルミニウムは、非水性電解液との親和力が大きく、電解液との親和力の小さい高分子物質と混合したときにフィラー（ｆｉｌｌｅｒ）としての機能をすることになる。上記オキサイド類の混合割合は、混合物の全体重量の３０％〜９５％とすることができる。フィラーを３０％の割合で混合するのは通常の混合割合であり、９５％まで高めることもできる。ここで、フィラーの割合を高めるほど電解液との親和力は大きくなる。
【００８６】
このように、絶縁板の材質を電解液との親和力の大きい高分子物質に改質したり、ポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）などにオキサイド類のフィラーを所定の割合で混合することで、電解液に対する排他的な性質がなくなり、電解液の沈降速度及び電解液の含浸速度を向上させることができる。
【００８７】
次に、本発明の他の実施形態による上部絶縁板２４１ａもまた、図２及び図１０ａに示すように、上記キャップ組立体４００、特に安全ベント４１０と上記電極組立体２００上部の間に位置することができる。上記上部絶縁板２４１ａは、電極タブ、例えば正極タブ２１５と電気的に接続された安全ベント４１０を有するキャップ組立体４００と電極組立体２００との間で生じ得る短絡を防止する。上記上部絶縁板２４１ａには、図１０ａに示すように、注入された電解液の沈降する通路になるホール２４２と、電極タブ、例えば正極タブ２１５の通過する通路になる正極タブ用ホール２４３と、センターピンの一側端部と接する中空２４４が形成できる。また、上記上部絶縁板２４１には、図１０ｂに示すように、電解液との親和力の大きい高分子物質または界面活性剤が薄くコーティングされたコーティング層２４９が形成できる。
【００８８】
次に、本発明の他の実施形態による下部絶縁板２４５ａは、図２及び図１１ａに示すように、上記ケース３００の下面板３２０と上記電極組立体２００下部の間に位置することができる。上記下部絶縁板２４５は、電極タブ、例えば負極タブ２２５と電気的に接続された下面板３２０を有するケース３００と電極組立体２００との間で生じ得る短絡を防止する。上記下部絶縁板２４５には、図１１ａに示すように、電極タブ、例えば負極タブ２２５の通過する通路になる負極タブ用ホール２４６と、センターピンの一側端部と接する中空２４７が形成できる。また、上記下部絶縁板２４５には、図１１ｂに示すように、電解液との親和力の大きい高分子物質または界面活性剤が薄くコーティングされたコーティング層２４９が形成できる。
【００８９】
上記電極組立体２００の最外郭に負極タブ２２５が形成される場合、上記負極タブ用ホール２４６は形成されないこともある。この場合には、電極組立体２００の下部に下部絶縁板２４５ａを配設し、負極タブ２２５をほぼ直角に折曲した後、ケース３００の下面３２０に上記負極タブ２２５を溶接することになる。
【００９０】
上記上部絶縁板２４１ａと上記下部絶縁板２４５ａの材質としては、通常、上述したように、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリイミド（ＰＩ）などポリオレフィン系樹脂を使用できる。このような、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリイミド（ＰＩ）の材質特性は上述したとおりであり、ここでは説明を省略する。
【００９１】
上述したように、上記ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などは非水性電解液との親和力が小さい。親和力の小さい理由も上述したとおりであり、ここでは説明を省略する。
【００９２】
本発明の実施形態によれば、電解液との親和力が小さい従来の絶縁板表面に電解液との親和力の大きい物質をコーティングして電解液の含浸性を向上させた。電解液との親和力の大きい物質としては、電解液の濡れ性や広がり性が接触角測定時１〜８０゜の角度を有する高分子物質、例えばＰＶｄＦを使用できる。ＰＶｄＦは上述したとおり、−ＣＨ２−ＣＦ２−が反復する構造であって、電極活物質を集電体にコーティングするときバインダーとして利用されるフッ素（Ｆ）樹脂の一種である。フッ素樹脂の主鎖はＣ−Ｃ結合からなるポリオレフィンのような結合であるが、ポリオレフィンの水素の一部または全部がフッ素原子（Ｆ）に置換された構造を有する合成樹脂である。
【００９３】
電解液の含浸性に関する実験結果、ＰＶｄＦのうち特に非水電解液に対する広がり性や濡れ性に優れているものがＰＶｄＦ７６１とＰＶｄＦ２８０１である。従って、絶縁板のコーティング物質としてのＰＶｄＦは、上記ＰＶｄＦ７６１、上記ＰＶｄＦ２８０１、上記ＰＶｄＦ７６１と上記ＰＶｄＦ２８０１の混合物のいずれか一つにすることが望ましい。
【００９４】
上述したように、電解液の濡れ性や広がり性を向上させるため絶縁板のコーティング材質をＰＶｄＦにしたり、上記ＰＶｄＦの代わりに親水性原子団であるエステル基またはカルボキシ基を含有する高分子物質を絶縁板のコーティング材質にすることができる。
【００９５】
エステル基は、ＲＣＯＯＲ'で表される脂肪族化合物をなす原子団であって、エステルは、アルコールまたはフェノールが有機酸または無機酸と反応して水（Ｈ２Ｏ）を失い縮合して得られた化合物を指す。特に、硫酸エステル、硝酸エステルなどの無機酸エステルは有機溶媒として使用される。カルボキシ基はＲＣＯＯＨで表されるに脂肪族化合物をなす原子団であり、カルボキシ酸には酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）、安息香酸（Ｃ６Ｈ５ＣＯＯＨ）などがある。
【００９６】
上記エステル基やカルボキシ基が含有された高分子物質は、非水電解液との親和力が大きいので、絶縁板のコーティング物質としてエステル基やカルボキシ基が含有された硫酸エステル、酢酸などを使用することによって電解液の濡れ性や広がり性が向上する。この結果、電解液の含浸性が向上する。
【００９７】
ただし、この場合、コーティングされた絶縁板の表面に膨潤（ｓｗｅｌｌｉｎｇ）が生じないようにする必要がある。膨潤は、高分子が有する特徴の一つであって、高分子は結晶性部分と非結晶性部分を持つが、主に非結晶性部分に溶媒分子が侵透してその体積が増加する現象を意味する。この現象は、結晶性部分においても長期間経過すれば生じることもあるが、高分子鎖間の間隔が近いため非結晶性部分よりは生じ難い。
【００９８】
エステル基またはカルボキシ基を含有する高分子物質が非水性電解液を吸収し、過充電などが原因で膨潤が起これば、絶縁板の表面が膨れて電極組立体が変形する。従って、上記電解液との親和力の大きい物質を絶縁板の表面にコーティングするときには、膨潤が起こらないようにコーティング層を薄くする必要がある。上記絶縁板の表面には界面活性剤をコーティングすることもできる。
【００９９】
界面活性剤（ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ）は、親水基と親油基を同時に有しており、水の表面張力を低下させ、物質間の浸透、分散、乳化、気泡などの作用をする物質である。代表的な機能は、洗濯物に水が染み込みやすくし、繊維に付着されている油と混合され易くて洗濯物の汚れを除去する作用である。界面活性剤は大きく陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤に分類されており、陰イオン界面活性剤が主に合成洗剤に利用されている。
【０１００】
水に界面活性剤を溶かしたときに、親油部が陰電荷（−）にイオン解離するのが陰イオン界面活性剤であり、親油部が陽電荷（＋）にイオン解離するのが陽イオン界面活性剤である。また、水の水素イオン濃度によって陽電荷にも陰電荷にも解離するのが両性界面活性剤であり、イオン解離しないのが非イオン界面活性剤である。
【０１０１】
ＢＲＩＪ（登録商標）は、水溶液でイオンに解離する基を持たない非イオン界面活性剤であって、−ＯＨ基を有する。相対的に親水性は小さいが、分子内にエステル、エーテル結合を有していて親油性が高い。ここで、上記ＢＲＩＪ（登録商標）は本発明に適用できる界面活性剤の一例であり、界面活性剤の種類を限定するわけではない。
【０１０２】
界面活性剤が非水性電解液と接すると、界面活性剤の構成分子のうち親油基が非水性電解液分子の表面に付着する。これにより、界面活性剤と非水性電解液との界面面積が広くなり、電解液の表面張力を減少させることになる。この結果、電解液の濡れ性や広がり性が向上する。
【０１０３】
このように、シーリングテープの表面を電解液と親和力の大きい高分子物質でコーティングしたり、界面活性剤でコーティングすることで、絶縁板表面の電解液に対する排他的な性質がなくなり、電解液の沈降速度及び電解液の含浸速度を向上させることができる。このような表面改質のためのコーティング層は、１μm以内の厚さでも十分な効果を奏し、ほぼ単一層（ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）程度であっても十分な効果を奏する。
【０１０４】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の実施形態に係る円筒形リチウムイオン二次電池の斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】本発明の実施形態に係るシーリングテープが付着された電極組立体の斜視図。
【図４ａ】本発明の他の実施形態に係るシーリングテープが付着された電極組立体の斜視図。
【図４ｂ】本発明の他の実施形態に係るシーリングテープが付着された電極組立体の斜視図。
【図４ｃ】本発明の他の実施形態に係るシーリングテープが付着された電極組立体の斜視図。
【図５】本発明の他の実施形態に係るシーリングテープが付着された電極組立体の斜視図。
【図６ａ】本発明の他の実施形態に係るシーリングテープが付着された電極組立体の斜視図。
【図６ｂ】図６ａのＢ−Ｂ線断面図。
【図７ａ】本発明の他の実施形態に係るシーリングテープが付着された電極組立体の斜視図。
【図７ｂ】本発明の他の実施形態に係るシーリングテープが付着された電極組立体の斜視図。
【図７ｃ】本発明の他の実施形態に係るシーリングテープが付着された電極組立体の斜視図。
【図８ａ】本発明の他の実施形態に係る上部絶縁板の平面図。
【図８ｂ】図８ａのＣ−Ｃ線断面図。
【図９ａ】本発明の他の実施形態に係る下部絶縁板の平面図。
【図９ｂ】図９ａのＤ−Ｄ線断面図。
【図１０ａ】本発明の他の実施形態に係る上部絶縁板の平面図。
【図１０ｂ】図１０ａのＥ−Ｅ線断面図。
【図１１ａ】本発明の他の実施形態に係る下部絶縁板の平面図。
【図１１ｂ】図１１ａのＦ−Ｆ線断面図。
【符号の説明】
【０１０６】
１００  円筒形リチウムイオン二次電池
２００  電極組立体
２１０  正極板
２１５  正極タブ
２２０  負極板
２２５  負極タブ
２３０  セパレータ
２４１  上部絶縁板
２４５  下部絶縁板
２５０  シーリングテープ
２５２、２５４、２５６、２６２、２６４、２６６  ホール
３００  ケース
３１０  側面板
３２０  下面板
４００  キャップ組立体
【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４ｃ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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