(57)【要約】【課題】巻取軸に垂直な断面が湾曲形状を有する二次電池を提供すること。【解決手段】前記二次電池は、第１電極板および第２電極板と、前記電極板の間に介在したセパレータとを巻取軸を中心に巻取った電極組立体と、前記電極組立体が電解液とともに収納される電池ケースとを含み、前記第１および第２電極板の一端には、それぞれ第１および第２電極タブが備えられるが、前記電極タブは、前記電極組立体の巻取方向と平行な方向に延長されて形成される。【選択図】図６Ａ
2012151110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
第１方向から延びた第１軸を中心に巻取られた第１電極板、セパレータ、および第２電極板を含み、前記第１方向に垂直な第２方向の厚さと、前記第１方向および第２方向に垂直な第３方向の長さとを有し、前記長さは、前記厚さより大きく形成された状態で、前記第１軸に平行な第２軸に対して湾曲面を有する電極組立体と、
前記第１電極板および第２電極板にそれぞれ接続され、前記第１方向に垂直な方向で前記電極組立体から突出した第１電極タブおよび第２電極タブとを含むことを特徴とする電池。
【請求項２】
前記ハウジングは、湾曲面を有し、前記湾曲面は、前記電極組立体の湾曲面に対応することを特徴とする請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記ハウジングは、密封部を含むパウチであり、前記第１および第２電極タブは、前記密封部を介して延長されることを特徴とする請求項１に記載の電池。
【請求項４】
前記パウチは、第１領域と、前記電極組立体を収容する収納部を備えた第２領域とを含むが、前記第１領域は、前記収納部を覆い、前記パウチは、前記第１領域に向かって湾曲していることを特徴とする請求項３に記載の電池。
【請求項５】
前記パウチは、湾曲して前記第１領域が前記第２軸と第２領域との間に位置することを特徴とする請求項４に記載の電池。
【請求項６】
前記パウチは、第１領域と、前記電極組立体を収容する収納部を備えた第２領域とを含むが、前記第１領域は、前記収納部を覆い、前記パウチは、前記第２領域に向かって湾曲していることを特徴とする請求項５に記載の電池。
【請求項７】
前記パウチは、湾曲して前記第２領域が前記第２軸と第１領域との間に位置することを特徴とする請求項６に記載の電池。
【請求項８】
前記パウチは、折り畳んで綴ることが可能な一体型で、第１側面、第２側面、および前記第１側面と第２側面とを連結する第３側面で密封され、
前記第１側面と第２側面との間で前記第３側面に対向する第４側面を形成するカバーを含み、
前記第１電極タブおよび第２電極タブは、第３側面上で融着された密封部を介して延長されることを特徴とする請求項５に記載の電池。
【請求項９】
前記ハウジングは、キャップ組立体によって密封される開口部を有するケースであり、
前記電極組立体は、前記ケース内に位置し、前記第１軸が前記キャップ組立体の面と平行であり、前記第１電極タブおよび第２電極タブは、前記キャップ組立体に向かって延長されることを特徴とする請求項１に記載の電池。
【請求項１０】
前記ケースは、湾曲して前記電池の一側面の外側表面が凹部の形態を有することを特徴とする請求項９に記載の電池。
【請求項１１】
前記ケースは、第２軸に対して湾曲面を有し、前記凹部は、第２軸と対向することを特徴とする請求項１０に記載の電池。
【請求項１２】
電極組立体と、前記電極組立体から突出する第１電極タブおよび第２電極タブとを含む電池の製造方法において、
ハウジングを提供するステップと、
第１方向から延びた第１軸を中心に巻取られた第１電極板、セパレータ、および第２電極板を含み、前記第１方向に垂直な第２方向の厚さと、前記第１方向および第２方向に垂直な第３方向の長さとを有し、前記長さは、前記厚さより大きく形成された状態で、前記第１軸に平行な第２軸に対して湾曲面を有し、前記第１電極板および第２電極板にそれぞれ接続され、前記第１方向に垂直な方向で前記電極組立体から突出した第１電極タブおよび第２電極タブを含む電極組立体を前記ハウジング内に配置するステップと、
前記第１軸に平行な第２軸に対して湾曲面を有するように前記電極組立体を形成するステップとを含むことを特徴とする電池の製造方法。
【請求項１３】
前記ハウジング内に電解質ポリマー前駆体を配置するステップと、
前記前駆体を熱硬化して固体電解質を形成するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の電池の製造方法。
【請求項１４】
前記電極組立体が湾曲面を有するように形成するステップは、前記ハウジング内の電極組立体を配置する前に行われることを特徴とする請求項１２に記載の電池の製造方法。
【請求項１５】
前記ハウジングが湾曲面を有するようにするステップをさらに含むが、前記ハウジングの湾曲面は、前記電極組立体の湾曲面に対応することを特徴とする請求項１２に記載の電池の製造方法。
【請求項１６】
前記電極組立体が湾曲面を有するようにするステップは、前記ハウジング内の電極組立体を配置した後に行われることを特徴とする請求項１５に記載の電池の製造方法。
【請求項１７】
前記ハウジング内に電解質ポリマー前駆体を配置するステップと、
前記前駆体を熱硬化して固体電解質を形成するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の電池の製造方法。
【請求項１８】
前記ハウジング内に電解質ポリマー前駆体を配置するステップは、前記ハウジング内の電極組立体を配置した後に行われることを特徴とする請求項１７に記載の電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯用電子機器の電源として、高出力、高エネルギー密度などの利点を有するリチウム系二次電池が開発されてきている。
【０００３】
最近、これらの携帯用電子機器は、次第に小型化および軽量化が要求されている。したがって、二次電池も、これらの二次電池が採用される電子機器に対する要求に応じて、小型化および軽量化が要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、二次電池が電源として採用される電子機器の外形に応じて、二次電池が収納される空間を効率的に活用することができる二次電池およびその製造方法を提供するためのものである。
【０００５】
特に、本発明は、外部電子機器の外形が曲面を有する場合にも、二次電池がこれらの電子機器に安定して採用される曲面の形態を有する二次電池を提供する。したがって、前記二次電池は、外部電子機器内で移動することなく、安定して固定される。
【０００６】
また、本発明は、曲面の形態を有する二次電池において、これらの二次電池を構成する電極組立体が破損することなく、柔軟に湾曲する二次電池およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は、次のような二次電池を提供する。
【０００８】
本発明の一実施形態によれば、ハウジングと、第１方向から延びた第１軸を中心に巻取られた第１電極板、セパレータ、および第２電極板を含み、前記第１方向に垂直な第２方向の厚さと、前記第１方向および第２方向に垂直な第３方向の長さとを有し、前記長さは、前記厚さより大きく形成された状態で、前記第１軸に平行な第２軸に対して湾曲面（curvature）を有する電極組立体と、前記第１電極板および第２電極板にそれぞれ接続され、前記第１方向に垂直な方向で前記電極組立体から突出した第１電極タブおよび第２電極タブとを含む電池を提供する。
【０００９】
本発明において、前記ハウジングは、湾曲面を有し、前記湾曲面は、前記電極組立体の湾曲面に対応して形成される。
【００１０】
本発明において、前記ハウジングは、密封部を含むパウチであり、前記第１および第２電極タブは、前記密封部を介して延長される。
【００１１】
本発明において、前記パウチは、第１領域と、前記電極組立体を収容する収納部を備えた第２領域とを含むが、前記第１領域は、前記収納部を覆い、前記パウチは、前記第１領域または第２領域に向かって湾曲する。
【００１２】
本発明において、前記パウチは、折り畳んで綴ることが可能な一体型で、第１側面、第２側面、および前記第１側面と第２側面とを連結する第３側面で密封され、前記第１側面と第２側面との間で前記第３側面に対向する第４側面を形成するカバーを含み、前記第１電極タブおよび第２電極タブは、第３側面上で密封部を介して延長される。
【００１３】
本発明において、前記ハウジングは、キャップ組立体によって密封される開口部を有するケースであり、前記電極組立体は、前記ケース内に位置し、前記第１軸が前記キャップ組立体の面と平行であり、前記第１電極タブおよび第２電極タブは、前記キャップ組立体に向かって延長される。
【００１４】
本発明において、前記ケースは、湾曲して前記電池の一側面の外側表面が凹部の形態を有する。
【００１５】
本発明において、前記ケースは、第２軸に対して湾曲面を有し、前記凹部は、第２軸と対向する。
【００１６】
本発明の他の実施形態によれば、電極組立体と、前記電極組立体から突出する第１電極タブおよび第２電極タブとを含む電池の製造方法において、ハウジングを提供するステップと、第１方向から延びた第１軸を中心に巻取られた第１電極板、セパレータ、および第２電極板を含み、前記第１方向に垂直な第２方向の厚さと、前記第１方向および第２方向に垂直な第３方向の長さとを有し、前記長さは、前記厚さより大きく形成された状態で、前記第１軸に平行な第２軸に対して湾曲面（curvature）を有し、前記第１電極板および第２電極板にそれぞれ接続され、前記第１方向に垂直な方向で前記電極組立体から突出した第１電極タブおよび第２電極タブを含む電極組立体を前記ハウジング内に配置するステップと、前記第１軸に平行な第２軸に対して湾曲面を有するように前記電極組立体を形成するステップとを含む電池の製造方法を提供する。
【００１７】
本発明において、前記ハウジング内に電解質ポリマー前駆体を配置するステップと、前記前駆体を熱硬化して固体電解質を形成するステップとをさらに含む。
【００１８】
本発明において、前記電極組立体が湾曲面を有するように形成するステップは、前記ハウジング内の電極組立体を配置する前または配置した後に行われる。
【００１９】
本発明において、前記ハウジング内に電解質ポリマー前駆体を配置するステップと、前記前駆体を熱硬化して固体電解質を形成するステップとをさらに含む。
【００２０】
本発明において、前記ハウジング内に電解質ポリマー前駆体を配置するステップは、前記ハウジング内の電極組立体を配置した後に行われる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかる二次電池は、曲面の外形（curved shape）を有する電子機器に装着される場合、このような電子機器の内部空間を効率的に利用することができ、前記電子機器の小型化および軽量化が容易になる。
【００２２】
また、本発明にかかる二次電池を、曲面を有する電子機器の外形にぴったり合うように装着する場合、外部衝撃により容易に流動することなく、安定して用いることができる。
【００２３】
さらに、本発明にかかる二次電池は、内部に収納された電極組立体も同様に湾曲した形状を有するにもかかわらず、前記電極組立体の極板が折れたり損傷することなく、強固に製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる電極組立体の分解図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる電極組立体を形成する方法を概略的に示す図である。
【図３Ａ】図２により巻取った電極組立体の斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａによる電極組立体の側面図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる電極組立体および前記電極組立体が収納される電池ケースの斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる湾曲形状を有する前の二次電池の斜視図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態にかかる巻取軸に垂直な断面が湾曲形状を有するパウチ型二次電池の側面投影図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態にかかる巻取軸に垂直な断面が湾曲形状を有するパウチ型二次電池の側面投影図である。
【図７】本発明の他の実施形態にかかる電極組立体および前記電極組立体が収納される電池ケースの分解図である。
【図８】本発明の他の実施形態にかかる湾曲形状を有する前の二次電池の斜視図である。
【図９】本発明の他の実施形態にかかる巻取軸に垂直な断面が湾曲形状を有する角形二次電池の投影図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付した図面を参考にして、本発明の実施形態およびその他当業者が本発明の内容を容易に理解するために必要な事項について詳細に記載する。
【００２６】
図面において、同一の構成要素が他の図面上に表示されても、できるだけ同一の参照番号または符号で表していることに留意しなければならない。これとともに、図面において、各厚さや大きさは、説明の便宜および明確性のために誇張または縮小され得るため、実際の層の厚さや大きさとは異なることがある。
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態にかかる電極組立体の分解図であり、図２、図３Ａ、図３Ｂは、本発明の実施形態にかかる電極組立体を形成するプロセスを模式的に説明する。図２は、第１および第２電極板と、セパレータとを巻取って電極組立体を形成する方法を概略的に示している。
【００２８】
図１に示すように、電極組立体１００は、正極板１１０、負極板１２０、およびセパレータ１３０を含む。以下、前記正極板は第１電極板、負極板は第２電極板とする。しかし、両者が逆に形成されてもよいことは勿論である。正極板１１０と負極板１２０には、それぞれ第１電極タブ１４０および第２電極タブ１５０が付着され、外部と直接的に電気的接続をなすか、または別途の電極リード（図示せず）を介して外部と電気的に接続される。
【００２９】
正極板１１０は、正極集電体の一面または両面上に正極活物質が塗布されている正極活物質層１１１と、正極活物質が塗布されていない第１無地部１１２とを含む。
【００３０】
一般的に、正極集電体は、高い導電性を有する物質で、化学的変化を誘発しないものであれば特に制限されない。例えば、前記正極集電体は、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素などが使用可能である。正極活物質層１１１は、リチウムを含む層状化合物である正極活物質と伝導性を向上させる導電材および物質の結合力を向上させるバインダーを溶媒とともに混合して、スラリー状にした後、スラリーを正極集電体に塗布することによって形成される。
【００３１】
負極板１２０は、負極集電体の一面または両面上に負極活物質が塗布されている負極活物質層１２１と、負極活物質が塗布されていない第２無地部１２２とを含む。
【００３２】
一般的に、負極集電体は、伝導性金属板で、例えば、銅、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケルなどで形成できる。負極活物質層１２１は、負極活物質および前記負極活物質の結合力を向上させるバインダーを溶媒と混合して、スラリー状にした後、前記スラリーを負極集電体に塗布して形成される。
【００３３】
図１に示すように、セパレータ１３０は、正極板１１０と負極板１２０との間に介在する。セパレータ１３０は、イオン透過度および機械的強度が高い絶縁性の薄い薄膜であり、イオンの通路になると同時に、正極板１１０と負極板１２０とが直接接触することを防止する。例えば、前記セパレータ１３０は、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリフッ化ビニリデンなどを含むことができる。
【００３４】
図１から明らかなように、第１および第２電極タブ１４０、１５０はそれぞれ、正極板１１０および負極板１２０の第１および第２無地部１１２、１２２に、超音波溶接、抵抗溶接およびレーザ溶接のうちのいずれか１つ以上の方式により付着されか、または前記正極板１１０および負極板１２０と一体に形成されることが可能である。例えば、前記第１および第２電極タブ１４０、１５０は、ニッケルまたはアルミニウムなどで形成できる。
【００３５】
図３Ａは、図２により巻取った電極組立体の斜視図であり、図３Ｂは、図３Ａによる電極組立体の側面図である。
【００３６】
図２、図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、前記電極組立体１００は、正極板１１０、セパレータ１３０、および負極板１２０を巻取軸１６０を中心に一定の幅で巻取って形成される。図３Ａに示すように、巻取軸は第１方向に延びる。これは、電極組立体１００の幅方向を意味する。電極組立体１００は、前記第１方向に垂直な第２方向で厚さを有することができる。これは、図３Ｂにおける垂直方向を示す。また、図３Ｂにおいて、水平方向に第１方向および第２方向に垂直な方向である第３方向で長さを有することができる。
【００３７】
図３Ａにおいて、前記正極板１１０および負極板１２０に付着されている第１および第２電極タブ１４０、１５０は、巻取られた電極組立体１００の最外角を介して外部に露出し、巻取られる方向に平行に延長されている。また、図３Ｂに示すように、前記電極組立体１００は、その断面が楕円形の形態を有することが好ましい。
【００３８】
図４は、図３による電極組立体および前記電極組立体が収納される電池ケースを示す図である。
【００３９】
図４を参照すると、本発明の二次電池２００は、二次電池ケースであるパウチ型ケース内で前記電極組立体１００と電解質を収容し、前記ケースを密封して形成される。
【００４０】
本発明の実施形態にかかるパウチ型二次電池は、第１電極タブ１４０と第２電極タブ１５０がパウチ型ケースの密封部を介してケースの外側に露出する。第１電極タブ１４０と第２電極タブ１５０は、電極板と電解質との間の化学反応によって生成された電子を移動させ、電気的に外部と接続する機能を果たす。図４に示すように、第１電極タブ１４０と第２電極タブ１５０は、電極板の巻取方向と平行に延長される。このように、電極タブが電極板の巻取方向と平行に延長されることにより、第１および第２電極タブ１４０、１５０、正極板１１０、負極板１２０が変形したまま湾曲し、前記正極板１１０、負極板１２０、または第１および第２電極タブ１４０、１５０に損傷を与えるような状況を防止することができる。このような状況は、電極タブ１４０、１５０、電解質を収容する二次電池ケースが、電極組立体の巻取方向で湾曲している間、前記電極タブ１４０、１５０が前記電極組立体に垂直に形成されるときに発生し得る。したがって、本発明の実施形態では、電極タブ１４０、１５０は、電極組立体の巻取方向と平行に延長可能である。あるいは、巻取方向と平行に一体に形成されるか、別途に分離して形成された後に、巻取方向と平行に付着可能である。
【００４１】
図４を参照すると、電極組立体１００は、電解液とともに電池ケース２１０に収納される。前記電解液としては、有機溶媒にリチウム塩（ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４など）および多様な添加剤を溶解させたものが使用される。本実施形態に使用可能な電解液は、十分な量のリチウム塩を溶解させることができ、低い粘度を有するものである。特に、二次電池が充放電過程において正極板１１０および負極板１２０の表面で不活性であることが要求される。例えば、電解液の材料としては、エチレンカーボネート（ethylene carbonate、ＥＣ）、プロピレンカーボネート（propylene carbonate、ＰＣ）、ジメチルカーボネート（dimethyl carbonate、ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（Diethyl Carbonate、ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ethyl methyl carbonate、ＥＭＣ）のうちのいずれか１つ以上からなり得る。
【００４２】
また、本発明では、電解液は、固体電解液であってポリマーゲルをともに使用することができる。ポリマーゲルを用いた電解液は、沸点が高く、燃焼に対して安定しており、電解液の漏液を防止できるという利点がある。このようなポリマーゲルの材料としては、例えば、ポリエチレングリコール（polyethylene glycol、ＰＥＧ）、ポリアクリロニトリル（polyacrylonitrile、ＰＡＮ）、ポリメチルメタクリレート（polymethylmethacrylate、ＰＭＭＡ）、ポリビニルジフルオライド（polyvinyldifluoride、ＰＶＤＦ）のうちのいずれか１つ以上を含むことができる。
【００４３】
前記ポリマーゲルは、ポリマーの前駆体（prepolymer）のゲル化反応によって形成できる。前記ポリマーの前駆体は、プレポリマーを意味するもので、より具体的には、前記ポリマーゲルは、ポリマーの前駆体を電池ケースに収納させた後、前記ポリマー前駆体が収納された電池ケースを加熱して形成できる。
【００４４】
本発明において、電解液として、前記のようなポリマーゲルを使用する場合には、電極組立体と電解液を収納した二次電池ケースを、先に電極組立体の巻取方向に平行な方向に湾曲変形させた後に熱硬化工程を経ることが好ましい。
【００４５】
また、本発明において、電池ケース２１０は、パウチ型ケースであり、本体２１１とカバー２１２とから構成される。本実施形態にかかる二次電池２００は、電極組立体１００を本体２１１の収納部２１１ａに配置させた後、本体２１１とカバー２１２とを密着させた状態で、融着部２１３を熱融着して製作される。これをより詳細に説明すると、本発明において、前記パウチは、折り畳んで綴ることが可能な一体型に形成できる。このとき、前記パウチは、第１側面、第２側面、および前記第１側面と第２側面とを連結する第３側面で融着部２１３を介して密封され、前記第１側面と第２側面との間で前記第３側面に対向する第４側面を形成するカバー２１２を含み、前記第１電極タブ１４０および第２電極タブ１５０は、第３側面上で密封部である融着部２１３を介して延長できる。
【００４６】
図５は、内部に電極組立体と電解液が収納されて密封された湾曲形状を有する前の二次電池の斜視図であり、図６Ａ、図６Ｂは、本実施形態にかかる巻取軸に垂直な断面が湾曲形状を有するパウチ型二次電池の側面投影図である。
【００４７】
図５を参照すると、前記パウチ型電池ケース２１０は、その内部に電極組立体１００とともに電解液を収納させた後、熱融着などの方式を用いて密封される。具体的には、前記電池ケース２１０の融着部２１３と、前記融着部２１３と接するカバー２１２とを、別途の圧着治具を用いて圧着しながら、一定の温度以上に加熱する。このとき、前記融着部２１３を介して第１および第２電極タブ１４０、１５０が露出する。また、図示のように、前記第１および第２電極タブ１４０、１５０は互いに離隔して存在する。
【００４８】
本発明によれば、図６Ａ、図６Ｂに示すように、巻取軸に垂直な断面が湾曲形状を有するようにするために、電極組立体の巻取軸に平行な方向に湾曲変形を実施する。これをより詳細に説明すると、まず、図５に示す二次電池２００は平面の形態である。前記二次電池２００は、二次電池が装着される部位が曲面である電子機器に装着するとき、空間を非効率的に利用し、前記電子機器の小型化、薄型化を妨げる。したがって、図６Ａ、図６Ｂに示すように、二次電池２００を前記電極組立体１００の巻取軸（図３Ａ参照）を中心に前記巻取軸に垂直な断面が、中心部に対して、両側端部が同一方向に緩やかにともに撓むようにする。すなわち、前記両側端部は、中心部に対して、水平面を基準として、両者とも上方に撓んでいるか（図６Ａ）、または下方に撓んでいればよい（図６Ｂ）。
【００４９】
図６Ａ、図６Ｂに示すように、前記電極組立体１００が収納された二次電池２００を湾曲させることにより、前記電池ケース２１０および前記電池ケース２１０の内部に存在する電極組立体１００も同様に湾曲する。前記電極組立体１００の湾曲方向は、前記電極組立体１００の巻取方向に平行な方向となる。図示のように、前記電極組立体１００において、前記第１および第２電極タブ１４０、１５０に対して垂直な面の幅は狭いが、相対的に前記電極タブ１４０、１５０に対して水平な面の幅は広い。すなわち、前記電極組立体１００が湾曲する部分は、相対的により広い幅を基準として湾曲させる。これにより、前記電極組立体１００に加えられる力が分散し、前記電極組立体１００が損傷することを防止することができる。したがって、前記二次電池２００の容量および寿命などを向上させることができる。
【００５０】
このときに使用される電解液は、上述したような通常の液体電解液を使用するか、または前記液体電解液のみならず、固体電解液も使用可能である。ただし、固体電解液の使用時には、二次電池２００を湾曲させた後に熱硬化工程を経ることが好ましい。
【００５１】
すなわち、前記二次電池２００に、固体電解液であってポリマーゲルを電解液として使用する場合には、前述したように、前記ポリマー前駆体（prepolymer）を電極組立体１００とともに電池ケース２１０に収納させた後に熱硬化させる。このような熱硬化工程により、前記ポリマー前駆体はポリマーゲル（ｐｏｌｙｍｅr gel）になる。ただし、前記熱硬化工程は、前記電極組立体１００を湾曲させた後に行うことが好ましい。これは、ポリマーゲルは、高分子が架橋された型であるため、二次電池２００は、ポリマーゲルによって強度が増加する。したがって、前記二次電池２００は、外部衝撃によって容易に変形しないため、安定して用いることができる。
【００５２】
反面、前記二次電池２００を湾曲させる前に前記ポリマー前駆体を熱硬化させた場合に問題が生じ得る。具体的には、熱硬化されたポリマーゲルは流動性が減少する。したがって、ポリマーゲルは、電極組立体１００の表面とその周辺部を硬直させかねない。すなわち、前記ポリマーゲルを熱硬化させた後に組立体１００を湾曲させる場合には、前記電極組立体１００を構成する第１および第２電極板の活物質層が剥がれるなどの問題が生じ得る。反面、本発明の実施形態によれば、ポリマー前駆体は、電極組立体１００が湾曲した形状に形成されるとき、すなわち、熱硬化状態の前には溶液である。したがって、電極組立体が湾曲し、電解質がポリマー前駆体の状態では、このような問題を予防することができる。
【００５３】
このように、二次電池２００を湾曲させる方法は、前記二次電池２００を加圧および熱処理して実施できる。このとき、前記加圧および熱処理温度は、前記二次電池２００の内部に収納された電極組立体１００と、電解液の劣化を最小化できる条件が好ましい。また、別途の加熱工程なしに、常温で加圧して行うことが特に好ましい。
【００５４】
このように、本発明にかかる二次電池２００は、所定の曲面が形成されており、その内部に収納された電極組立体１００も、前記二次電池２００と同一の形状に撓んでいる。
【００５５】
図７〜図９は、本発明の他の態様にかかる実施形態を示す図である。まず、図７は、電極組立体および前記電極組立体が収納される電池ケースを示す。
【００５６】
図７を参照すると、本実施形態にかかる二次電池３００は、一面が開放された面を有する電池ケース３１０と、前記開放された面を密閉するキャップ組立体３２０と、前記電池ケース３１０に収納される電極組立体１００とを含む。また、前記電池ケース３１０の内部には、電極組立体１００とともに電解液が収納される。
【００５７】
ここで、前記電極タブ１４０、１５０は、図２に関して記述された内容と同一である。前記電極タブ１４０、１５０により、前記二次電池３００は装置と電気的に接続される。本実施形態にかかる二次電池３００は、角形電池ケース３１０を含む。前記角形電池ケース３１０は、電極組立体１００と上述した液体または固体状態の電解液を収容する。キャップ組立体３２０は、前記角形電池ケース３１０の上部に組立てられるもので、電極組立体１００が角形電池ケース３１０から離脱しないように前記角形電池ケース３１０の開放された面を密封する。
【００５８】
図７に示すように、キャップ組立体３２０は、前記角形ケース３１０の開放された面を密封する。前記キャップ組立体は、キャッププレートを基板とし、陰極ピン３２１、安全ベント３２２、および電解液注入口３２３を含む。
【００５９】
前記陰極ピン３２１の下端部には、第２電極タブ１５０がジグザグ状に折曲げられ、前記陰極ピン３２１の下端部に溶接される。また、第１電極タブ１４０は、キャッププレートに溶接される。このとき、前記第１および第２電極タブ１４０、１５０を結合させる溶接方法としては、抵抗溶接、レーザ溶接などが用いられ、一般的には抵抗溶接が用いられる。
【００６０】
図８は、内部に電極組立体と電解液が収納されて密封された湾曲形状を有する前の二次電池の斜視図であり、図９は、本実施形態にかかる巻取軸に垂直な断面が湾曲形状を有する角形二次電池の投影図である。
【００６１】
図８を参照すると、前記角形電池ケース３１０は、その内部に電極組立体１００とともに電解液を収納させた後、前記キャップ組立体３２０によって密封される。具体的には、前記キャップ組立体３２０の周辺部は、前記角形電池ケース３１０の開口された面の角と溶接される。
【００６２】
図８に示す角形二次電池３００は、外面が平面である六面体である。前述したように、図８に示す二次電池３００の場合、前記二次電池３００が装着される外部電子機器の空間が曲面の場合、空間を非効率的に利用するようになる。したがって、二次電池を、巻取軸（図３Ａ参照）を中心に垂直な断面が曲面を有するようにする。具体的には、前記二次電池３００は、キャップ組立体３２０と、前記キャップ組立体３２０に対応する位置に存在する底面とが同一方向に向かうようにする。すなわち、前記キャップ組立体３２０と底面は、中心部に対して、水平面を基準として、いずれも上方に撓むか、またはいずれも下方に撓んで同一方向に向かう。
【００６３】
前記角形二次電池３００が湾曲することにより、前記二次電池３００の内部に収納された電極組立体１００も同一方向に湾曲する。ここで、前記電極組立体１００の湾曲方向は、前記電極組立体１００の巻取方向と同一になる。前記電極組立体は、電極組立体において相対的により広い幅を基準として湾曲させる。前記湾曲する部分の幅が広いほど曲率半径が大きくなるため、前記電極板に加えられる力を分散させることができる。したがって、前記第１および第２電極板（図２参照）が破損することを防止することができる。
【００６４】
前記二次電池３００を湾曲させる方式では、前記二次電池３００の湾曲形状に対応する形状を有する治具を用いることができる。このとき、前記治具とともに熱処理してより容易に湾曲させることもできる。一方、前記湾曲条件は、電解液の劣化を最小化できる条件が適当である。前述した内容以外の電解液および前記二次電池を湾曲させる方式に関する内容は、図６に示すのと同一であるため、詳細な内容は省略する。
【００６５】
本発明の技術思想は、良好な実施形態により具体的に記述されたが、上記実施形態は、本発明を説明するためのものであって、本発明を制限するためのものではないことに留意しなければならない。また、本発明の技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術思想の範囲内で多様な変形および変更が可能であることを理解することができる。
【００６６】
上述した発明の権利範囲は、下記の特許請求の範囲により定められるものであって、本明細書の記載に拘束されず、特許請求の範囲と均等の範囲に属する変形と変更は、すべて本発明の範囲に属する。
【符号の説明】
【００６７】
１００：電極組立体
１１０：第１電極板
１２０：第２電極板
１３０：セパレータ
１４０：第１電極タブ
１５０：第２電極タブ
１６０：巻取軸
２００：二次電池
２１０：電池ケース
３００：二次電池
３１０：電池ケース
３２０：キャップ組立体
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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