(57)【要約】  本発明は、カッティングにより多数の単位電極板を製造するために、集電体シートの一面又は両面に電極活物質が塗布されている電極シートであって、前記電極シートの上下両辺のうちの一辺には、単位電極板の幅に対応する間隔で第１ノッチ部が形成されており、他辺には、前記第１ノッチ部に対応する第２ノッチ部が形成されており、前記第２ノッチ部には、下端切取り辺よりも小さい大きさで、カッティングマージンのための上端切取り辺が形成されていることを特徴とする電極シートを提供する。
2015528639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カッティングにより多数の単位電極板を製造するために、集電体シートの一面又は両面に電極活物質が塗布されている電極シートであって、
前記電極シートの上下両辺のうちの一辺には、単位電極板の幅に対応する間隔で第１ノッチ部が形成されており、他辺には、前記第１ノッチ部に対応する第２ノッチ部が形成されており、
前記第２ノッチ部には、下端切取り辺よりも小さい大きさで、カッティングマージンのための上端切取り辺が形成されていることを特徴とする、電極シート。
【請求項２】
前記第１ノッチ部は、電極シートの中心軸方向に幅が狭くなる楔形構造からなることを特徴とする、請求項１に記載の電極シート。
【請求項３】
前記第２ノッチ部の面積は、第１ノッチ部の面積よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の電極シート。
【請求項４】
前記第２ノッチ部において、下端切取り辺の長さは、単位電極板の幅を基準として１０〜８０％の大きさであることを特徴とする、請求項１に記載の電極シート。
【請求項５】
前記第２ノッチ部において、上端切取り辺の長さは０．１〜１ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載の電極シート。
【請求項６】
前記第２ノッチ部において、上端切取り辺の長さは０．２〜０．８ｍｍであることを特徴とする、請求項５に記載の電極シート。
【請求項７】
前記第２ノッチ部において、上端切取り辺と下端切取り辺との間の距離は、下端切取り辺の長さの３０〜１５０％の大きさであることを特徴とする、請求項１に記載の電極シート。
【請求項８】
前記第２ノッチ部において、両側面切取り辺の形状は相互対称をなしていることを特徴とする、請求項１に記載の電極シート。
【請求項９】
前記第２ノッチ部において、両側面切取り辺の形状は相互非対称をなしていることを特徴とする、請求項１に記載の電極シート。
【請求項１０】
前記第２ノッチ部において、両側面切取り辺のうち少なくとも１つは、第２ノッチ部方向に突出した円弧形状からなることを特徴とする、請求項１に記載の電極シート。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の電極シートをカッティングして形成されることを特徴とする、電極板。
【請求項１２】
上辺に接する両側辺のうち少なくとも一側辺には、カッティングマージンによる第２ノッチ部の上端切取り辺が存在することを特徴とする、請求項１１に記載の電極板。
【請求項１３】
請求項１１に記載の電極板を製造する方法であって、
（ａ）電極シートを移送してダイ上に位置固定する過程と、
（ｂ）前記電極シートに第１ノッチ部及び第２ノッチ部を打拔する過程と、
（ｃ）前記電極シートを単位電極板の幅に対応する間隔でカッティングする過程と、
を含むことを特徴とする、電極板の製造方法。
【請求項１４】
前記電極シートにおいて第１ノッチ部と第２ノッチ部との間をカッティングすることを特徴とする、請求項１３に記載の電極板の製造方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の電極板を積層して製造されることを特徴とする、電極組立体。
【請求項１６】
請求項１５に記載の電極組立体が電解液と共に電池ケースの内部に密封されていることを特徴とする、二次電池。
【請求項１７】
請求項１６に記載の二次電池を１つ以上含むことを特徴とする、電池パック。
【請求項１８】
請求項１７に記載の電池パックを含むことを特徴とする、デバイス。
【請求項１９】
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、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選択されることを特徴とする、請求項１８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、ノッチ部を含む電極シートに関するものであり、より詳細には、カッティングにより多数の単位電極板を製造するために、集電体シートの一面又は両面に電極活物質が塗布されている電極シートであって、前記電極シートの上下両辺のうちの一辺には、単位電極板の幅に対応する間隔で第１ノッチ部が形成されており、他辺には、前記第１ノッチ部に対応する第２ノッチ部が形成されており、前記第２ノッチ部には、下端切取り辺よりも小さい大きさで、カッティングマージンのための上端切取り辺が形成されていることを特徴とする電極シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、充放電可能な二次電池は、ワイヤレスモバイル機器のエネルギー源又は補助電力装置などに広範囲に使用されている。また、二次電池は、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（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグ-インハイブリッド電気自動車（Ｐｌｕｇ−Ｉｎ  ＨＥＶ）などの動力源としても注目されている。
【０００３】
このような二次電池は、一般的に直方体形状の二次電池が多く使用されてきた。しかし、二次電池を使用するデバイスのデザインの多様化に伴い、それに合せて様々な形状の二次電池に対する必要性が増大している。
【０００４】
様々な形状の二次電池を必要とするデバイスの例として、スマートフォンの場合には、把持感の向上のために、側面ないし角部を曲線処理することができる。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の場合、直方体形状の二次電池はデバイスの内部の空間活用度に限界があるという問題がある。
【０００５】
すなわち、曲線処理された部分には、直方体形状の二次電池を装着することができないデッドスペース（ｄｅａｄ  ｓｐａｃｅ）が形成される。このようなデッドスペースは、結局、デバイス体積当たりの容量を低下させることがある。
【０００６】
このような二次電池は、電極組立体が電解液と共に電池ケースに内蔵される形態で製造される。前記電極組立体は、製造方法によって、スタック型、フォールディング型及びスタック−フォールディング型などに区分される。
【０００７】
スタック型又はスタック−フォールディング型電極組立体の場合、単位組立体が、正極と負極とが分離膜を挟んで順次積層される構造からなっている。このような電極組立体を作るためには、正極と負極を先に製造することが必要である。
【０００８】
正極及び負極のような単位電極板を製造するためには、まず、一面又は両面に電極活物質が塗布されている連続的な電極シートを、単位電極板の幅に対応する間隔でノッチングする過程が必要である。前記ノッチング過程は、一般に、プレスを用いて電極シートの一部にノッチングする方式が用いられており、電極シートをノッチングした後には、単位電極板の幅に対応する間隔で電極シートをカッティングする過程が行われる。
【０００９】
このような過程を図１Ａと共に参照すると、ノッチング過程を通じて、電極シート１０の上辺には、電極タブ２０と第１ノッチ部３０が単位電極板の幅に対応する間隔で形成されており、電極シート１０の下辺には、第２ノッチ部４０が単位電極板の幅に対応する間隔で形成されている。第２ノッチ部４０は、一側角部がラウンド形状となっている電極板を製造できるように、左辺４１が円弧状に形成されている。
【００１０】
電極シート１０は、カッティング過程において、第１ノッチ部３０と第２ノッチ部４０を結ぶ仮想のカッティング線５０に沿って単位電極板の幅に対応する間隔でカッティングされる。しかし、カッティング公差によって、カッティング線５０において左右に所定の幅Ｗ１だけずれて電極シート１０がカッティングされる場合が時々発生する。
【００１１】
図１Ｂには、上記のようにカッティング公差を伴ってカッティングされた単位電極が示されている。図１Ｂを参照すると、単位電極板６０の右辺下端には突出部７０が形成されている。このような突出部７０は、一側角部がラウンド形状となっている電極板を製造するための設計意図とは異なり、突出部７０によって、単位電極板の各頂点を結ぶ外郭線は四角形状となるため、一側角部がラウンド形状となっている電極板を製造するための目的を達成することができない。したがって、上記のような問題点を解決するための新しいノッチ部を含む電極シートの開発が必要な実情である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
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。
【００１３】
本発明の目的は、カッティング公差が発生しても、最初の設計形状に符合する単位電極板を提供するものである。
【００１４】
本発明の他の目的は、上記のような単位電極板を用いて製造される二次電池を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
したがって、上記のような目的を達成するための本発明に係るノッチ部を含む電極シートは、カッティングにより多数の単位電極板を製造するために、集電体シートの一面又は両面に電極活物質が塗布されている電極シートであって、前記電極シートの上下両辺のうちの一辺には、単位電極板の幅に対応する間隔で第１ノッチ部が形成されており、他辺には、前記第１ノッチ部に対応する第２ノッチ部が形成されており、前記第２ノッチ部には、下端切取り辺よりも小さい大きさで、カッティングマージンのための上端切取り辺が形成されていることを特徴とする。
【００１６】
すなわち、本発明に係るノッチ部を含む電極シートは、従来技術のノッチ部とは異なり、第２ノッチ部に上端切取り辺が形成されているので、カッティング公差が発生しても、カッティング線が上端切取り辺上を通過しながらカッティングが行われれば、突出部が形成されずに、最初の設計形状に符合する単位電極板を製造することができる。
【００１７】
本発明の一実施例として、前記第１ノッチ部は、電極シートの中心軸方向に幅が狭くなる楔形構造からなることができる。ここで、中心軸は、電極シートの長手方向にそれぞれの単位電極板の中心を連結した軸であって、中心軸方向は、電極シートの上辺から中心軸に向かう方向であり得る。
【００１８】
前記第２ノッチ部の面積は、第１ノッチ部の面積よりも大きくすることができる。前記第２ノッチ部は、前記単位電極板の一側角部に様々な形態の構造を形成するために、第１ノッチ部よりも大きく形成することができる。
【００１９】
前記第２ノッチ部において下端切取り辺の長さは、単位電極板の幅を基準として１０〜８０％の大きさであってもよい。ここで、単位電極板の幅は、電極シートがカッティングされる方向に垂直な方向における一辺の長さであってもよく、下端切取り辺の長さは、所望の単位電極板の形状に応じて調節することができる。
【００２０】
前記第２ノッチ部において上端切取り辺の長さは、０．１〜１ｍｍであってもよい。上端切取り辺の長さが短すぎる場合には、カッティング公差が発生したとき、電極シートが上端切取り辺上でカッティングされないため、単位電極板に突出部が形成されることがある。一方、上端切取り辺の長さが長すぎる場合には、上端切取り辺が単位電極板において占める大きさが大きくなるため、所望の形態の電池セルを製造するために、上端切取り辺を追加でカッティングする工程が必要となり得る。
【００２１】
具体的に、第２ノッチ部において上端切取り辺の長さが０．２〜０．８ｍｍであるとき、カッティング公差による突出部の生成が防止され、所望の形態の電池セルを、上端切取り辺の追加カッティング工程なしに製造することができる。
【００２２】
また、第２ノッチ部において上端切取り辺と下端切取り辺との間の距離は、下端切取り辺の長さの３０〜１５０％の大きさであってもよい。前記距離は、所望の単位電極板の形状に応じて調節することができる。
【００２３】
前記第２ノッチ部において、両側面切取り辺の形状は相互対称に形成されてもよい。または、前記第２ノッチ部において、両側面切取り辺の形状は相互非対称に形成されてもよい。
【００２４】
前記第２ノッチ部の両側面切取り辺の形状が相互対称である場合には、前記電極シートから製造された単位電極板の一側角部及びそれに対向する他側角部の形状もまた対称であり得る。
【００２５】
一方、前記第２ノッチ部の両側面切取り辺の形状が相互非対称である場合には、前記電極シートから製造された単位電極板の一側角部及びそれに対向する他側角部の形状もまた非対称であり得る。
【００２６】
前記第２ノッチ部において、両側面切取り辺のうち少なくとも１つは、第２ノッチ部方向に突出した円弧形状からなることができる。前記円弧形状は、前記単位電極板の一側角部にラウンド形状として現われる。
【００２７】
本発明は、前記の電極シートをカッティングして電極板を形成することができ、前記電極板は、上辺に接した両側辺のうち少なくとも一側辺には、カッティングマージンによる第２ノッチ部の上端切取り辺の一部が存在し得る。場合によっては、両側辺にカッティングマージンによる第２ノッチ部の上端切取り辺の一部が存在しないこともある。
【００２８】
本発明はまた、前記電極板を製造する方法であって、
（ａ）電極シートを移送してダイ上に位置固定する過程と、
（ｂ）前記電極シートに第１ノッチ部及び第２ノッチ部を打拔する過程と、
（ｃ）前記電極シートを単位電極板の幅に対応する間隔でカッティングする過程と、
を含む電極板製造方法を提供する。
【００２９】
前記過程（ａ）において、前記電極シートは、グリッパによって引き取られて移送された後、ダイ上に位置固定され得る。
【００３０】
前記過程（ｂ）では、前記電極シートを一定の形態で加工する装置であるプレス装置によって第１ノッチ部及び第２ノッチ部の打ち抜き工程を行うことができる。
【００３１】
前記過程（ｃ）では、第１ノッチ部と第２ノッチ部とを結ぶ仮想のカッティング線に沿ってカッティングして、単位電極板の幅に対応する間隔でカッティングすることができる。
【００３２】
本発明はまた、前記電極板を積層して製造される電極組立体を提供する。
【００３３】
また、本発明は、前記電極組立体がリチウム塩含有非水系電解液と共に電池ケースの内部に密封されている二次電池を提供する。
【００３４】
また、本発明は、前記二次電池を１つ以上含んでいる電池パックを提供する。前記電池パックは、構造的安定性などを考慮するとき、長寿命及び優れた耐久性が要求される携帯電話、携帯用コンピュータ、スマートフォン、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のデバイスに好ましく使用することができる。
【００３５】
したがって、本発明は、前記電池パックを電源として含むデバイスを提供し、前記デバイスは、具体的に、携帯電話、携帯用コンピュータ、スマートフォン、スマートパッド、ネットブック、ＬＥＶ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ:  軽量電気自動車）、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、または電力貯蔵装置であってもよい。
【００３６】
このようなデバイスの構造及び作製方法は当業界で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】
【００３７】
【図１Ａ】従来の電極シートの模式図である。
【図１Ｂ】図１Ａの電極シートにカッティング公差が発生して製造された単位電極板の模式図である。
【図２】本発明の一実施例に係る電極シートの模式図である。
【図３】図２の電極シートにカッティング公差が発生して製造された単位電極板の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施例に係る図面を参照して本発明をさらに詳述するが、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。
【００３９】
図２には、本発明の一実施例に係る電極シートの模式図が示されており、図３には、図２の電極シートにカッティング公差が発生して製造された単位電極板の模式図が示されている。
【００４０】
図２及び図３を参照すると、電極シート１００の上辺には電極タブ２００及び第１ノッチ部３００が、下辺には第２ノッチ部４００が、単位電極板６００の幅Ｗ３に対応する間隔でそれぞれ形成されている。
【００４１】
第２ノッチ部４００には、カッティングマージンのための上端切取り辺４１０が形成されており、上端切取り辺４１０は、下端切取り辺４２０よりも短い長さで形成されている。
【００４２】
また、第２ノッチ部４００の左側辺４３０は円弧形状からなっており、このような円弧形状は、電極シート１００のカッティング後に、単位電極板６００の右側下端にラウンド形状を形成する。
【００４３】
正常な工程下で、電極シート１００は、第１ノッチ部３００の中点と第２ノッチ部４００の上端切取り辺４１０の中点とを結ぶカッティング線５００に沿ってカッティングされる。ただし、カッティング公差が発生する場合、電極シート１００は、カッティング線５００から所定の幅Ｗ２だけずれた位置でカッティングされる。
【００４４】
カッティング公差を伴って製造された単位電極板６００は、最初の設計規格とわずかな差があり得るが、一側角部がラウンド形状を有する電極板という設計概念には符合するので、別途の追加加工工程なしに、電極組立体を製造する構成要素として用いることができる。
【００４５】
以上、本発明の実施例に係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】
【００４６】
以上で説明したように、本発明に係る電極シートは、下端切取り辺よりも小さい大きさで、カッティングマージンのための上端切取り辺が形成されている第２ノッチ部を含むので、カッティング公差が発生しても、最初の設計形状に符合する単位電極板を製造することができる効果がある。
【符号の説明】
【００４７】
１０  電極シート
２０  電極タブ
３０  第１ノッチ部
４０  第２ノッチ部
４１  左辺
５０  カッティング線
６０  単位電極板
７０  突出部
１００  電極シート
２００  電極タブ
３００  第１ノッチ部
４００  第２ノッチ部
４１０  上端切取り辺
４２０  下端切取り辺
４３０  左側辺
５００  カッティング線
６００  単位電極板
【図１ａ】
2015528639.tif 000003
【図１ｂ】
2015528639.tif 000004
【図２】
2015528639.tif 000005
【図３】
2015528639.tif 000006
【国際調査報告】
2015528639.tif 000007
2015528639.tif 000008
2015528639.tif 000009
2015528639.tif 000010