(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極組立体と、
前記電極組立体が収容されるように上部に開口が形成され、対向する長側壁のいずれか一方である第１長側壁と該第１長側壁と対向する第２長側壁とが非対称に形成され、前記長側壁と繋がって短側壁が形成される缶と、
前記缶の開口を密封するキャップ組立体と、
を含むリチウム二次電池であって、
前記第１長側壁及び前記第２長側壁は、０.１８ｍｍ〜０.４ｍｍの厚さ範囲で、前記第１長側壁の厚さが、前記第２長側壁の厚さと比較して、０.０５ｍｍ〜０.１０ｍｍ大きくなるように形成され、
前記短側壁は、第１短側壁と第２短側壁からなり、前記第１短側壁と前記第２短側壁はお互いに対称をなすように形成され、
前記第１短側壁と前記第２短側壁は、前記第１長側壁を基準として、前記第２長側壁側に行くにつれて厚さが減少される形態に形成され、
前記短側壁は、曲面に形成されることを特徴とする、リチウム二次電池。
【請求項２】
前記第２長側壁の上端の中心部には、前記缶と前記キャップ組立体の接合のための溶接時に周辺部より相対的に溶接が弱くなされる弱溶接部が形成されることを特徴とする、請求項１に記載のリチウム二次電池。
【請求項３】
前記第１長側壁の上端内側には、段差部が形成されることを特徴とする、請求項１または２に記載のリチウム二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウム二次電池に関し、より詳しくは、長辺方向を基準として対向する２つの面が非対称的に形成される缶を用いることで、縦圧縮時に変形される形状を一定に再現し、これによって電極板の間の短絡調節が可能になることから安全性を向上させることができるリチウム二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、リチウム二次電池は、陽極板と、陰極板と、これら２つの電極板の間に介在されたセパレータとがゼリーロール状に巻きつけられて形成される電極組立体が、電解液と共に缶に収納され、当該缶の上端開口部をキャップ組立体で密封することにより形成される。
【０００３】
また、上記缶は、角形二次電池において、ほぼ直方体状を有し、軽量の伝導性金属であるアルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウム合金（Ａｌ  ａｌｌｏｙ）などによって形成される金属材質の容器である。したがって、缶自体が端子として機能することも可能である。一方、上記缶は、深絞り  （ｄｅｅｐ  ｄｒａｗｉｎｇ）などの加工方法により形成され、このとき、上記缶は通常、全面が同一の厚さを有するように形成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、従来のリチウム二次電池は、縦圧縮のような規格試験で上記缶の縦軸を基準として両側面に物理的な衝撃が加えられる場合、先に、缶が変形され、これによって缶内部に収容されている電極組立体も変形されるようになる。しかし、上記缶は、上述のように、全面が同一厚さに形成されており、衝撃によって変形される形態を予測することができない。すなわち、上記缶は、縦圧縮のような規格試験における変形が一定の方向性を有しておらず、再現性が得られにくい構造に形成されている。また、上記缶内部に収容されている電極組立体も、上記缶の変形によって局所的に不規則な圧力を受けるため、電極組立体の電極板の間の短絡が様々な位置で誘発されて発火、破裂及び爆発などが発生するおそれがあるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、長辺方向を基準として対向する２つの面が非対称的に形成される缶を用いることで、縦圧縮時に変形される形状を一定に再現することにより、電極板の間の短絡調節を可能とし、安全性を向上させることが可能な、新規かつ改良されたリチウム二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、電極組立体と、前記電極組立体が収容されるように上部に開口が形成され、対向する長側壁のいずれか一方である第１長側壁と該第１長側壁と対向する第２長側壁とが非対称に形成される缶と、前記缶の開口を密封するキャップ組立体と、を含むリチウム二次電池が提供される。
【０００７】
また、前記第１長側壁は前記第２長側壁より厚さが薄くてもよい。
【０００８】
また、前記第１長側壁及び前記第２長側壁は、０.１８ｍｍ〜０.４ｍｍの厚さ範囲でお互いに異なる厚さに形成されてもよい。
【０００９】
また、前記第１長側壁の厚さは、前記第２長側壁の厚さと比較して、０.０５ｍｍ〜０.１０ｍｍ大きくなるように形成されてもよい。
【００１０】
また、前記第２長側壁の上端の中心部には、前記缶と前記キャップ組立体の接合のための溶接時に周辺部より相対的に溶接が弱くなされる弱溶接部が形成されてもよい。
【００１１】
また、前記缶は、前記長側壁と繋がって形成される短側壁をさらに含み、前記短側壁は、曲面に形成されてもよい。
【００１２】
また、前記短側壁は、前記第１長側壁を基準として、前記第２長側壁に行くほど厚さが減少される形態に形成されてもよい。
【００１３】
前記短側壁は、第１短側壁と第２短側壁からなり、前記第１短側壁と前記第２短側壁はお互いに対称をなすように形成されてもよい。
【００１４】
また、前記第１長側壁の上端内側には、段差部が形成されてもよい。
【００１５】
また、前記第２長側壁の上端の中心部には、前記缶と前記キャップ組立体の接合のための溶接時に周辺部より相対的に溶接が弱くなされる弱溶接部が形成されてもよい。
【００１６】
また、前記長側壁の第１長側壁と第２長側壁は同一の厚さで形成され、前記第１長側壁には周辺より薄い厚さからなるパターン部が形成されてもよい。
【００１７】
また、前記パターン部は、前記第１長側壁の中央に縦軸方向に、溝形状の直線バー（ｂａｒ）が形成されてもよい。
【００１８】
また、前記長側壁は、０.１８ｍｍ〜０.４ｍｍの厚さに形成されてもよい。
【００１９】
また、前記パターン部は、前記第１長側壁の中央上端に溝形状に形成されてもよい。
【００２０】
また、前記パターン部は、円型、三角形、四角形の中から選択されるいずれか１つに形成されてもよい。
【００２１】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電極組立体と、前記電極組立体を収容する溝が内側に形成され、板状の対向する２つの面を備えるパウチ外装材と、前記対向する２つの面の面積に相応する大きさの板状で、お互いに非対称に形成される第１補強板と第２補強板とからなる補強板と、を含むリチウム二次電池が提供される。
【００２２】
また、前記第１補強板と前記第２補強板はお互いに異なる厚さに形成されてもよい。
【００２３】
また、前記補強板は、金属またはプラスチックに形成されてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように本発明によるリチウム二次電池は、長辺方向を基準として対向する２つの面が非対称的に形成される缶を用いることで、縦圧縮時に一方向に変形されるような方向性を有することができる。すなわち、本発明によるリチウム二次電池は、縦圧縮時に変形される形状を一定に再現することができる。これにより、本発明によるリチウム二次電池は、電極板の間の短絡調節ができ、安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態によるリチウム二次電池の分解斜視図。
【図２ａ】本発明の第１実施形態による缶を示した斜視図。
【図２ｂ】図２ａのＩ−Ｉ線に沿って切断した断面図。
【図２ｃ】本発明の第１実施形態による缶の平面図。
【図２ｄ】本発明の第１実施形態による缶の縦圧縮時に変形された形態を示した平面図。
【図３】本発明の第２実施形態による缶の縦断面図。
【図４】本発明の第３実施形態による缶の長側壁を示した側面図。
【図５】本発明の第４実施形態による缶の長側壁を示した側面図。
【図６】本発明の実施形態による他のリチウム二次電池の一側面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるリチウム二次電池の分解斜視図である。また、図２ａは、本発明の第１実施形態による缶を示した斜視図であり、図２ｂは図２ａのＩ−Ｉ線に沿って切断した断面図であり、図２ｃは本発明の第１実施形態による缶の平面図である。また、図２ｄは、本発明の第１実施形態による缶の縦圧縮時に変形された形態を示した平面図である。
【００２８】
図１ないし図２ｄに示すように、本発明の第１実施形態によるリチウム二次電池１００は、電極組立体１１０と、缶１２０と、キャップ組立体１３０とを含んで形成される。ここで、上記缶１２０は、図１〜２に示すように、缶１２０の長軸方向に形成される側壁（以下長側壁１２１という）の厚さが、対向する長側壁１２１でそれぞれ異なるように形成される。すなわち、缶１２０の対向する長側壁１２１は、非対称に形成されている。これは、上記リチウム二次電池１００が縦圧縮される場合、変形に対する方向性を有することができることを意味する。すなわち、本発明の第１実施形態によるリチウム二次電池１００は、長側壁１２１が非対称的に形成される缶１２０を用いることで、縦圧縮時に変形される形状を一定に再現し、これによって電極板の間の短絡調節が可能になることから安全性を向上させることができる。
【００２９】
上記電極組立体１１０は、陽極板１１１と、陰極板１１２と、これら２つの電極板１１１、１１２との間に介在されるセパレータ１１３と、を構成要素とする。また、上記電極組立体１１０は、一端部が上端部の上に突出して固定される陽極タブ１１４及び陰極タブ１１５をさらに含んで形成される。このとき、上記陽極タブ１１４が陽極板１１１から引出され、上記陰極タブ１１５が陰極板１１２から引出されることは勿論である。また、上記陽極タブ１１４及び上記陰極タブ１１５は、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）などにより形成され、一般的には、陽極タブ１１４はアルミニウム（Ａｌ）によって形成され、陰極タブ１１５はニッケル（Ｎｉ）によって形成される。また、上記陽極タブ１１４及び上記陰極タブ１１５が電極組立体１１０の上端部に突出される部分には、電極板１１１、１１２の間の短絡防止のための絶縁テープ１１６が包まれている。一方、上記電極組立体１１０は、一般的には、電気容量を高めるために、陽極板１１１及び陰極板１１２との間にこれらを絶縁させるセパレータ１１３を介在して積層して、巻きつけられてゼリーロール（ｊｅｌｌｙ  ｒｏｌｌ）状に製造される。このとき、上記陽極板１１１及び陰極板１１２には、それぞれ陽極活物質と陰極活物質が塗布される。上記陽極活物質は、安全性の高いリチウムマンガン系酸化物からなることができ、上記陰極活物質は炭素系列からなることができるが、本発明でその材質が限定されるものではない。
【００３０】
上記缶１２０は、電極組立体１１０が収容される空間が形成されるように長側壁１２１と、短側壁１２２及び上記長側壁１２１と短側壁１２２の下部を密閉する下面板１２３からなる。上述したように、上記缶１２０の対向する長側壁１２１は、非対称に形成される。短側壁１２２は、対向する長側壁１２１を繋げる部分であり、図１〜２に示される例では円弧状の形状に形成されるが、これに限定されるものではない。上記缶１２０の上部は、電極組立体１１０が挿入できるように開口が形成され、上記開口はキャップ組立体１３０によって密封される。すなわち、上記缶１２０は、角形二次電池で一端部が開放された開口を有するほぼ直方体状の金属材質からなり、深絞り（ｄｅｅｐ  ｄｒａｗｉｎｇ）などの加工方法で形成される。上記缶１２０は、軽量の伝導性金属であるアルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウム合金（Ａｌ  ａｌｌｏｙ）などにより形成される。よって、缶１２０自体が端子としての役割を有することも可能である。
【００３１】
上述したように、缶１２０は、長軸方向において対向する位置に所定の距離だけ離隔されて形成される、２つの長側壁１２１を備えている。すなわち、上記長側壁１２１は、対向する長側壁１２１の一方の面である第１長側壁１２１ａと、他方の面である第２長側壁１２１ｂとを含んで形成される。このとき、上記長側壁１２１は、０.１８ｍｍ〜０.４ｍｍの厚さに形成されることが好ましい。ここで、上記長側壁１２１の厚さが０.１８ｍｍより薄く形成された場合、強度が弱くて組立工程や規格試験で容易に変形されるため、内部に収容されている電極組立体１１０が損傷される可能性がある。また、上記長側壁１２１の厚さが０.４ｍｍより厚く形成された場合、これに合せて電極組立体１１０の大きさを減少させなければならないため、電池容量の低下を招いてしまう。また、電極組立体１１０を収容する大きさをそのまま維持して厚さを増加させる場合には、リチウム二次電池１００を採用する外部機器の構造を変更しなければならない問題が発生する。また、上記長側壁１２１が０.４ｍｍ以下の厚さに形成されても十分な強度を有することができるので、それ以上の厚さで形成することは費用や工程的に無意味である。一方、上記第１長側壁１２１ａと第２長側壁１２１ｂは、お互いに異なる厚さｄ１、ｄ２に形成される。すなわち、上記第１長側壁１２１ａと第２長側壁１２１ｂは、長側壁１２１の厚さ範囲である０.１８ｍｍ〜０.４ｍｍの範囲内でお互いに異なる厚さｄ１、ｄ２に形成される。本実施形態においては、図２ｂに示すように、第１長側壁１２１ａの厚さｄ１は、第２長側壁１２１ｂの厚さｄ２より大きく形成される。なお、対向するいずれの長側壁１２１を相対的に厚さが大きい第１長側壁１２１ａにするかは任意に変更することができる。また、上記第１長側壁１２１ａと第２長側壁１２１ｂは、０.０５ｍｍ〜０.１０ｍｍの厚さの差Δｄ１−２を有するように形成されることが好ましい。上記第１長側壁１２１ａと第２長側壁１２１ｂが０.０５ｍｍ未満の厚さの差Δｄ１−２を有するように形成された場合、縦圧縮試験時に縦軸ｚを基準として、両側で力Ｆａが加えられる際、上記第１長側壁１２１ａと第２長側壁１２１ｂの厚さの差Δｄ１−２が小さすぎるため、変形の方向性、すなわち、変形される形状を一定に再現しにくいことがある。また、上記第１長側壁１２１ａと第２長側壁１２１ｂの厚さの差Δｄ１−２が０．１０ｍｍより大きい差を有するように形成された場合、縦圧縮試験または外部衝撃時に加えられる力Ｆａが、第１長側壁１２１ａと第２長側壁１２１ｂのうち相対的に薄く形成されるいずれか１つに集中されるため、弱い力Ｆａまたは衝撃に対しても、容易に多変形が発生する可能性がある。上述のように、上記第１長側壁１２１ａと上記第２長側壁１２１ｂは、お互いに異なる厚さｄ１、ｄ２に形成される。すなわち、上記缶１２０は、上記第１長側壁１２１ａの厚さと上記第２長側壁１２１ｂの厚さとが、差Δｄ１−２を有するように非対称的な形状に形成される。これで、上記缶１２０を含んで形成されるリチウム二次電池１００に対して縦圧縮試験を行う場合、縦軸ｚを基準として、両側に力Ｆａが加えられる際、図２ｄのような形態で変形されることとなる。このよう���、変形に対する再現性を確保することによって、電極板１１１、１１２との間の短絡を調節することが可能になる。また、電極板１１１、１１２との間の短絡を調節することで、リチウム二次電池１００の安全性をさらに向上させることができるようになる。
【００３２】
一方、上記長側壁１２１の上端の中心部には、周辺部より相対的に溶接が弱くなされる弱溶接部１２１ｃが形成される。上記缶１２０と上記缶１２０の開口を密封するキャップ組立体１３０を密封する場合、上記缶１２０とキャップ組立体１３０が接触される全領域が溶接される。このとき、完全に溶接がなされた領域に比べて相対的に溶接が弱くなされる領域が、図２ｃ、ｄに示す弱溶接部１２１ｃである。このとき、上記弱溶接部１２１ｃは、溶接機器の電力、速度などに対する作動条件制御を介して形成される。例えば、溶接強度は、上記缶１２０とキャップ組立体１３０の溶接時、これら接触面が溶融される深さである深度によって決定される。すなわち、深度が深いと、深度の浅い領域に比べて溶接強度が大きいということを意味する。このような深度は、溶接機器の電力、速度などを変化させて調節することができる。溶接機器が缶１２０とキャップ組立体１３０を溶接するためにこれらの接触面に沿って移動しながら溶接する際、上記弱溶接部１２１ｃが形成される領域においては、他の部分を溶接するときより電力を約１０％〜３０％程度に低下させることにより、他の領域と比較して溶接強度を弱くすることができる。このとき、溶接機器に供給される電力を１０％未満に低下させた場合、弱溶接部１２１ｃの溶接強度が周辺部の溶接強度とほとんど差がなく、３０％以上に低下させた場合、溶接されないこともある。また、上記弱溶接部１２１ｃは、他の部分を溶接するときより溶接機器の移動速度を約１０％〜３０％程度に増加させることにより、溶接強度弱くして形成されることができる。溶接機器の移動速度に対する上限及び下限を設定した理由は、上述した電力制御方式と同一である。上記弱溶接部１２１ｃは、縦圧縮時に変形を誘導し、変形に対する方向性を付与して再現性を強化するために形成される。ここで、上記弱溶接部１２１ｃは、長側壁１２１のうち、相対的に薄く形成される上記第２長側壁１２１ｂ、すなわち、変形が誘発される第２長側壁１２１ｂの上端の中心部に形成されることが好ましい。
【００３３】
上述したように、缶１２０は、短軸方向において対向する位置に所定の距離だけ離隔されて形成される、２つの短側壁１２２を備えている。また、上記短側壁１２２は、上記長側壁１２１の側面に繋がって一体に形成される。すなわち、上記短側壁１２２は、一側面をなす第１短側壁１２２ａと他側面をなす第２短側壁１２２ｂを含んで形成される。一方、上記短側壁１２２は、曲面に形成される。このとき、上記短側壁１２２の厚さは、第１長側壁１２１ａ側から第２長側壁１２１ｂ側に行くほど厚さが減少される形態に形成される。すなわち、上記第１長側壁１２１ａが第２長側壁１２１ｂより厚く形成されるため、上記短側壁１２２のうち上記第１長側壁１２１ａと接した領域の厚さｄ３が第２長側壁１２１ｂと接した領域の厚さｄ４よりさらに厚く形成される。これは、上記缶１２０が深絞り成形により一体に形成されるため、対向する第１長側壁１２１ａと第２長側壁１２１ｂが厚さの差Δｄ１−２によって非対称に形成される場合、これらに繋がれて形成される短側壁１２２の厚さは、隣接される第１長側壁１２１ａないし第２長側壁１２１ｂの厚さによって領域別に異なって形成されることとなる。ここで、領域別に厚さが異なって形成される第１短側壁１２２ａ及び第２短側壁１２２ｂは、縦軸ｚを基準として、お互いに対称をなすように形成されることが好ましい。
【００３４】
上記下面板１２３は、上記缶１２０の上部の開口に対応し、密閉面に形成される。また、上記下面板１２３は、上記長側壁１２１及び短側壁１２２の下部に繋がって一体に形成される。上記下面板１２３は、構造物及び収容物を支持する役割を有することで、通常的に、上記長側壁１２１及び短側壁１２２より厚く形成でき、０.２ｍｍ〜０.７ｍｍの厚さに形成される。
【００３５】
上記キャップ組立体１３０は、上記缶１２０の上部に取り付けられて溶接を介して封止される。このとき、上記キャップ組立体１３０の周りのうち上記弱溶接部１２１ｃに相応する領域は不十分な溶接強度で溶接される。上記キャップ組立体１３０は、キャッププレート１３１と、ガスケット１３２と、電極端子１３３と、絶縁プレート１３４と、端子プレート１３５と、絶縁ケース１３６及び栓１３７を含んで形成される。
【００３６】
上記キャッププレート１３１は、端子通孔１３１ａと電解液注入孔１３１ｂを含んで形成される。端子通孔１３１ａは、上記電極端子１３３が挿入される通路を提供する。このとき、金属性のキャッププレート１３１と電極端子１３３を絶縁させるために、電極端子１３３は絶縁物質からなるガスケット１３２を側壁に組立した状態で端子通孔１３１ａに挿入される。一方、キャッププレート１３１の一側には、上記缶１２０の内部に電解液を注入するための電解液注入孔１３１ｂが形成され、電解液注入孔１３１ｂを通じて電解液を注入した後には電解液注入孔１３１ｂを栓１３７に密封して電解液の漏出を防止するようになる。
【００３７】
上記絶縁プレート１３４は、上記キャッププレート１３１の下部に形成される。また、上記絶縁プレート１３４の下部には、端子プレート１３５が形成される。よって、上記絶縁プレート１３４は、キャッププレート１３１と端子プレート１３５を絶縁させる役割を有するようになる。一方、上記端子プレート１３５は、電極端子１３３の下端部と結合して形成される。よって、電極組立体１１０の陰極板１１２は、陰極タブ１１５と端子プレート１３５を通じて電極端子１３３と電気的に繋がれる。このとき、電極組立体１１０の陽極板１１１は、陽極タブ１１４を通じてキャッププレート１３１または缶１２０と電気的に繋がれる。
【００３８】
上記絶縁ケース１３６は、上記端子プレート１３５の下部に形成される。上記絶縁ケース１３６は、陰極タブ貫通部１３６ａ、陽極タブ貫通部１３６ｂ及び電解液流入口１３６ｃを含んで形成される。
【００３９】
上記栓１３７は、キャッププレート１３１に形成された電解液注入孔１３１ｂに電解液を注入した後に電解液注入孔１３１ｂを密閉することに用いられ、上記栓１３７以外にボール（ｂａｌl）を圧入して電解液注入孔１３１ｂを密閉することもできる。
【００４０】
上述したように、本発明の第１実施形態によるリチウム二次電池１００は、対向する長側壁１２１の厚さを、差Δｄ１−２を設けて非対称に形成される缶１２０を備える。よって、本発明の第１実施形態によるリチウム二次電池１００は、外部衝撃、特に、縦圧縮試験時に両短側壁１２２ａ、１２２ｂに力Ｆａが加えられる場合、一定な方向性を示して変形される。また、リチウム二次電池１００は、変形される形状に対する再現性を示すことで、衝撃時に電極板１１１、１１２との間の短絡を調節することが可能になり、電極板１１１、１１２との間の短絡を調節することで、リチウム二次電池１００の安全性をさらに確保することができるようになる。
【００４１】
（第２実施形態）
次は、本発明の第２実施形態によるリチウム二次電池に対して説明する。
【００４２】
図３は、本発明の第２実施形態による缶の縦断面図である。
【００４３】
本発明の第２実施形態によるリチウム二次電池は、本発明の第１実施形態によるリチウム二次電池と比べて長側壁に段差部が形成されることのみ異なり、本発明の第１実施形態によるリチウム二次電池と同じ構成要素を有するため、同一構成要素に対して同一図面符号を付けて重複された説明は省略する。以下、本発明の第２実施形態では、本発明の第１実施形態と差を有する段差部について重点的に説明する。
【００４４】
本発明の第２実施形態によるリチウム二次電池は、電極組立体１１０と、缶２２０と、キャップ組立体１３０とを含んで形成される。ここで、上記缶２２０は、対向する長側壁２２１のうち、相対的に厚さが大きい第１長側壁２２１ａに段差部２２１ｄが形成されることで、非対称的な形態で形成される。上記缶２２０は、本発明の第１実施形態による缶１２０と同一物質及び同一加工方法に形成され、同一役割を有する。
【００４５】
図３に示すように、上記缶２２０は、電極組立体１１０が収容される空間が形成されるように長側壁２２１と、短側壁１２２と、当該長側壁２２１と短側壁１２２の下部を密閉する下面板１２３と、からなる。このとき、上記缶２２０の対向する長側壁２２１は非対称に形成される。
【００４６】
上記長側壁２２１は、対向する２つの面のいずれか一方である第１長側壁２２１ａと、第１長側壁２２１ａと対向する他方の面の第２長側壁１２１ｂを含んで形成される。上記第２長側壁１２１ｂの上端の中心部には、周辺部より相対的に溶接が弱くなされる弱溶接部１２１ｃが形成される。また、上記長側壁２２１は、段差部２２１ｄを含んで形成される。上記段差部２２１ｄには、キャップ組立体１３０の一部が配設される。よって、上記段差部２２１ｄの高さは、キャップ組立体１３０の厚さに相応するように形成することが好ましい。上記段差部２２１ｄは、上記第１長側壁２２１ａと上記第２長側壁１２１ｂのうち相対的に厚さが厚い長側壁２２１の上端内側に形成される。よって、上記段差部２２１ｄは、上記キャップ組立体１３０をより安定的に支持する役割を有し、また、上記キャップ組立体１３０と缶２２０の結合を強化させて縦圧縮時に上記段差部２２１ｄが形成される第１長側壁２２１ａと対向する第２長側壁１２１ｂの方向に変形されるように誘導する役割を有するようになる。すなわち、上記段差部２２１ｄは、縦圧縮時に変形に対する方向性を付与する役割を有するようになる。
【００４７】
本発明の第２実施形態は、相対的に厚い厚さを有する第１長側壁２２１ａに形成される段差部２２１ｄを備えることで、縦圧縮時に本発明の第１実施形態より変形に対する方向性及び再現性をより確実に具現することができる。
【００４８】
（第３実施形態）
次は、本発明の第３実施形態によるリチウム二次電池に対して説明する。
【００４９】
図４は、本発明の第３実施形態による缶の長側壁を示した側面図である。
【００５０】
本発明の第３実施形態によるリチウム二次電池は、本発明の第１実施形態によるリチウム二次電池と比べて長側壁の構造のみ異なり、本発明の第１実施形態によるリチウム二次電池と同じ構成要素を有するため、同一構成要素に対して同一図面符号を付けて重複された説明は省略する。以下、本発明の第３実施形態では、本発明の第１実施形態と差を有する長側壁の構造について重点的に説明する。
【００５１】
本発明の第３実施形態によるリチウム二次電池は、電極組立体１１０と、缶３２０と、キャップ組立体１３０とを含んで形成される。ここで、上記缶３２０は、同一厚さに形成される長側壁３２１のうちいずれか１つの長側壁３２１にパターン部３２１ｄが形成されることで、非対称的な形態に形成される。上記缶３２０は、本発明の第１実施形態による缶１２０と同一物質及び同一加工方法に形成され、同一役割を有する。
【００５２】
図４に示すように、上記缶３２０は、電極組立体１１０が収容される空間が形成されるように長側壁３２１と、短側壁１２２と、当該長側壁３２１と短側壁１２２の下部を密閉する下面板１２３と、からなる。このとき、上記缶３２０の対向する長側壁３２１は、非対称に形成される。
【００５３】
このとき、上記缶３２０は、０.１８ｍｍ〜０.４ｍｍの厚さに形成されることが好ましい。
【００５４】
上記長側壁３２１は、第１長側壁３２１ａと、当該第１長側壁３２１ａと対向する第２長側壁１２１ｂと、を含んで形成される。また、上記第１長側壁３２１ａには、パターン部３２１ｄが形成される。なお、上記長側壁３２１の対向する２つの側壁のうち、いずれの側壁を、パターン部３２１ｄが形成される第１長側壁３２１ａとするかは任意に選択することができる。上記パターン部３２１ｄは、上記第１長側壁３２１ａと上記第２長側壁１２１ｂの中から選択されるいずれか１つの中央に縦軸方向に形成される。上記パターン部３２１ｄは、溝形状の直線バー（ｂａｒ）に形成され、周辺より薄い厚さに形成される。よって、上記パターン部３２１ｄは、縦圧縮時にリチウム二次電池が上記パターン部３２１ｄの形状によって第１長側壁３２１ａの縦軸方向に折れるように誘導する役割を有し、また、第１長側壁３２１ａの縦軸方向にのみ変形されるように方向性を付与する役割も有する。このとき、上記パターン部３２１ｄの横方向の幅は、長側壁３２１の幅の１０％以下になるように形成することが好ましい。上記パターン部３２１ｄの横方向の幅が長側壁３２１に対比して１０％を越えるようになれば、長側壁３２１の強度が弱くなって長側壁３２１の変形が誘発される。このとき、上記パターン部３２１ｄの幅の下限を設定しない理由は、非常に小さな幅を有するパターン部３２１ｄが形成される場合にも上限に形成されるパターン部３２１ｄと同じ効果を得ることができるためである。
【００５５】
本発明の第３実施形態は、長側壁３２１の中央に縦軸方向に形成されるパターン部３２１ｄを備えることで、縦圧縮時に変形に対する方向性及び再現性をより強化させることができる。
【００５６】
（第４実施形態）
次は、本発明の第４実施形態によるリチウム二次電池に対して説明する。
【００５７】
図５は、本発明の第４実施形態による缶の長側壁を示した側面図である。
【００５８】
本発明の第４実施形態によるリチウム二次電池は、本発明の第３実施形態によるリチウム二次電池と比べてパターン部の形成位置及び形状のみ異なり、本発明の第３実施形態によるリチウム二次電池と同じ構成要素を有するため、同一構成要素に対して同一図面符号を付けて重複された説明は省略する。以下、本発明の第４実施形態では、本発明の第３実施形態と差を有するパターン部について重点的に説明する。
【００５９】
本発明の第４実施形態によるリチウム二次電池は、電極組立体１１０と、缶４２０と、キャップ組立体１３０とを含んで形成される。ここで、上記缶４２０は、同一厚さに形成される長側壁４２１のいずれか１つの長側壁４２１にパターン部４２１ｄが形成されることで、非対称的な形態に形成される。上記缶４２０は、本発明の第３実施形態による缶３２０と同一物質及び同一加工方法に形成され、同一役割を有する。
【００６０】
図５に示すように、上記缶４２０は、電極組立体１１０が収容される空間が形成されるように長側壁４２１と、短側壁１２２と、当該長側壁４２１と短側壁１２２の下部を密閉する下面板１２３と、からなる。このとき、上記缶４２０の対向する長側壁４２１は非対称に形成される
【００６１】
このとき、上記缶４２０は、０.１８ｍｍ〜０.４ｍｍの厚さに形成されることが好ましい。
【００６２】
上記長側壁４２１は、第１長側壁４２１ａと、当該第１長側壁４２１ａと対向する第２長側壁１２１ｂと、を含んで形成される。また、上記長側壁４２１は、パターン部４２１ｄを含んで形成される。上記パターン部４２１ｄは、上記第１長側壁４２１ａの中央上端に形成される。なお、長側壁４２１ａの対向する２つの側壁のうち、いずれの側壁を、パターン部４２１ｄが形成される第１長側壁４２１ａとするかは任意に選択することができる。上記パターン部４２１ｄは、溝形状の円型、三角形、四角形の中から選択されるいずれか１つに形成でき、周辺より薄い厚さに形成される。よって、上記パターン部４２１ｄは、縦圧縮時にリチウム二次電池の変形が始まる変形点の役割を有するようになり、上記パターン部４２１ｄが形成されている第１長側壁４２１ａの方向に変形されるように方向性を付与する役割も有する。このとき、上記パターン部４２１ｄの横方向の幅は、長側壁４２１の幅の１０％以下になるように形成することが好ましい。
【００６３】
本発明の第４実施形態は、長側壁４２１の中央上端に形成されるパターン部４２１ｄを備えることで、縦圧縮時に変形に対する方向性及び再現性をより強化させることができる。
【００６４】
次は、本発明の実施形態による他のリチウム二次電池に対して説明する。
【００６５】
図６は、本発明の実施形態による他のリチウム二次電池の一側面図である。
【００６６】
本発明の実施形態による他のリチウム二次電池５００は、リチウムポリマー電池である。
【００６７】
図６に示すように、上記リチウム二次電池５００は、電極組立体５１０と、パウチ外装材５２０及び補強板５３０とを含んで形成される。このとき、上記補強板５３０は、上記パウチ外装材５２０の一側面と他側面に取り付けられ、これらはお互いに非対称に形成される。
【００６８】
図示されてないが、上記電極組立体５１０は、陽極板、セパレータ、陰極板の順序に配置された状態からゼリーロール状に巻きつけられるか、複数枚の極板、セパレータ、陰極板が積層型でラミネイティングされて形成される。また、上記陽極板と陰極板からそれぞれの陽極タブと陰極タブが引出され、これらの引出された端部はパウチ外装材５２０の密閉面を通じて外部に突出され、突出された陽極タブと陰極タブは保護回路モジュールの端子と接続される。
【００６９】
上記パウチ外装材５２０は、薄膜の金属層と、上記金属層の両面として樹脂物である内被層と外被層で構成された複合フィルムとして、成形性が優れて自由自在で形状変更が可能である。このような上記パウチ外装材５２０は、上記のように構成される複合フィルムを金型モールに整列させ、これを所定圧力にプレッシングすることで、電極組立体５１０が収納できる溝を形成し、端に沿ってトリミング作業をして所望形状で製造される。このとき、上記パウチ外装材５２０は、電極組立体５１０の収容時に空間効率を最適化するためにほぼ四角形の外形を維持するようになる。
【００７０】
上記補強板５３０は、フレキシブルなパウチ外装材５２０の形態を維持し、強度を報償するために形成される。上記補強板５３０は、金属またはプラスチックに形成される。上記補強板５３０は、上記パウチ外装材５２０の対向する２つの面に形成される。また、上記補強板５３０は、パウチ外装材５２０の対向する２つの面の面積に相応する大きさの板状に形成される。すなわち、上記補強板５３０は、パウチ外装材５２０の対向する２つの面のうちいずれか一方の面に形成される第１補強板５３１と、パウチ外装材５２０の他方の面に形成される第２補強板５３３とを含んで形成される。このとき、上記第１補強板５３１の厚さｄ５と上記第２補強板５３３の厚さｄ６は、お互いに異なるように形成される。すなわち、上記補強板５３０は、本発明の第１実施形態の厚さの差Δｄ１−２によって非対称に形成される長側壁１２１と同一役割を有する。よって、本発明の実施形態による他のリチウム二次電池５００は、お互いに異なる厚さに形成されて非対称をなす上記補強板５３０を備えることで、縦圧縮時または両側端に衝撃が加えられる場合、一定な方向性を示して変形され、変形される形状に対する再現性を確保することができるようになる。これで、上記リチウム二次電池５００は、縦圧縮のような規格試験または外部衝撃時に電極板の間の短絡を調節することが可能になって電極板の間の短絡を調節することで、安全性をさらに確保することができるようになる。
【００７１】
以上、本発明は、上述した特定の好適な実施例に限定されるものではなく、特許請求範囲から請求する本発明の基本概念に基づき、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、様々な実施変形が可能であり、そのような変形は本発明の特許請求範囲に属するものである。
【符号の説明】
【００７２】
１００、５００    リチウム二次電池  
１１０、５１０    電極組立体
１２０、２２０、３２０、４２０    缶  
１２１、２２１、３２１、４２１    長側壁
１２１ｃ    弱溶接部
１２２    短側壁
１２３    下面板
２２１ｄ    段差部
３２１ｄ、４２１ｄ    パターン部
１３０    キャップ組立体
５２０    パウチ外装材
５３０    補強板
【図１】
0005193951.tif 000002
【図２ａ】
0005193951.tif 000003
【図２ｂ】
0005193951.tif 000004
【図２ｃ】
0005193951.tif 000005
【図２ｄ】
0005193951.tif 000006
【図３】
0005193951.tif 000007
【図４】
0005193951.tif 000008
【図５】
0005193951.tif 000009
【図６】
0005193951.tif 000010