(57)【要約】  本発明は、二次電池に関し、本発明による二次電池は、第１電極、セパレータ、第２電極が交互に積層された電極組立体と、前記電極組立体を収容する缶とを含み、前記第１電極は、前記電極活物質がコーティングされない第１電極無地部が、前記電極組立体の巻取中心軸方向を基準として、前記セパレータよりも突出するように一側方向端部に位置し、前記第２電極は、前記電極活物質がコーティングされない第２電極無地部が、前記電極組立体の巻取中心軸方向を基準として、前記セパレータよりも突出するように他側方向端部に位置し、前記缶は、第１缶と、第２缶とを含み、前記第１電極無地部は、前記第１缶の一側端部に位置する第１接続部に接触し、第２電極無地部は、前記第２缶の他側端部に位置する第２接続部に接触し、前記第１接続部および前記第２接続部のうち少なくとも一つは、電極組立体方向に突出した形態の突出接続部を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極、セパレータ、第２電極が交互に積層された電極組立体と、
前記電極組立体を収容する缶とを含み、
前記第１電極は、前記電極活物質がコーティングされない第１電極無地部が、前記電極組立体の巻取中心軸方向を基準として、前記セパレータよりも突出するように一側方向端部に位置し、
前記第２電極は、前記電極活物質がコーティングされない第２電極無地部が、前記電極組立体の巻取中心軸方向を基準として、前記セパレータよりも突出するように他側方向端部に位置し、
前記缶は、第１缶と、第２缶とを含み、
前記第１電極無地部は、前記第１缶の一側端部に位置する第１接続部に接触し、第２電極無地部は、前記第２缶の他側端部に位置する第２接続部に接触し、
前記第１接続部および前記第２接続部のうち少なくとも一つは、電極組立体方向に突出した形態の突出接続部を含む、二次電池。
【請求項２】
前記第１接続部には、前記電極組立体方向に突出した第１突出接続部が形成され、前記第１突出接続部に前記第１電極無地部が接続され、
前記第２接続部には、前記電極組立体方向に突出した第２突出接続部が形成され、前記第２突出接続部に前記第２電極無地部が接続される、請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記第１突出接続部および前記第２突出接続部は、前記電極組立体方向に折り曲げられて窪んだ形態に形成され、
前記缶の外面では凹部を形成し、前記缶の内面では凸部を形成する、請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記第１突出接続部に前記第１電極無地部が溶接されて固定され、
前記第２突出接続部に前記第２電極無地部が溶接されて固定される、請求項３に記載の二次電池。
【請求項５】
前記第１突出接続部は、前記第１接続部に平面図上に直径が相違する多数個の円状に形成され、この際、前記第１接続部の外側から中心部方向に第１突出部と、第２突出部および第３突出部が順に形成される、請求項４に記載の二次電池。
【請求項６】
前記第１電極無地部から前記第１電極の長さ方向に所定の間隔離隔した３部分の第１電極接続部が、それぞれ、前記第１突出部と、前記第２突出部および前記第３突出部に接続される、請求項５に記載の二次電池。
【請求項７】
前記第１電極接続部は、前記第１電極の長さ方向に沿って巻き取るときに、外側に位置する部分から中心部に向かって第１溶接部と、第２溶接部および第３溶接部が順に備えられ、前記第１突出部、前記第２突出部、および前記第３突出部にそれぞれ溶接されて固定される、請求項６に記載の二次電池。
【請求項８】
前記第１溶接部と前記第１突出部の溶接パターンは、一字状に形成され、前記第２溶接部と前記第２突出部の溶接パターンは、ジグザグ状に形成され、前記第３溶接部と前記第３突出部の溶接パターンは、前記第２溶接部と前記第２突出部のジグザグ溶接パターンよりも広い幅を有するジグザグ状に形成される、請求項７に記載の二次電池。
【請求項９】
前記第３溶接部と前記第３突出部の溶接パターンは、前記第２溶接部と前記第２突出部の溶接パターンよりも２倍以上の幅を有するジグザグ状に形成される、請求項８に記載の二次電池。
【請求項１０】
第２溶接部と前記第２突出部のジグザグ溶接パターンは、ジグザグに折り曲げられる角度が１２０゜〜１４０゜であり、
第３溶接部と前記第３突出部のジグザグ溶接パターンは、ジグザグに折り曲げられる角度が８０゜〜１００゜である、請求項８に記載の二次電池。
【請求項１１】
前記第１突出部と前記第２突出部との間隔は、前記第２突出部と前記第３突出部との間隔よりも小さく形成される、請求項７に記載の二次電池。
【請求項１２】
第１電極は、前記第１電極の長さ方向に沿って前記第１電極が均等に三等分されている領域である第１領域と、第２領域と、第３領域とを含み、
第１溶接部、第２溶接部、および第３溶接部は、第１領域、第２領域、および第３領域それぞれの中央部に位置する、請求項７に記載の二次電池。
【請求項１３】
前記第１缶および前記第２缶は、互いに対向する方向に開口された円筒状に形成され、
前記第１缶の外周面は、前記第２缶の内周面よりも大きく形成され、前記第２缶が前記第１缶に挿入される、請求項１に記載の二次電池。
【請求項１４】
前記第１缶は、他側端部に他側方向に開口された第１開口部が形成され、
前記第２缶は、一側端部に一側方向に開口された第２開口部が形成される、請求項１３に記載の二次電池。
【請求項１５】
前記第２接続部は、前記第２缶が前記第１缶に挿入された後にも、前記第１缶の外部に位置する、請求項１４に記載の二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１８年１０月０５日付けの韓国特許出願第１０‐２０１８‐０１１８９８９号に基づく優先権の利益を主張し、該当韓国特許出願の文献に開示されている全ての内容は、本明細書の一部として組み込まれる。
【０００２】
本発明は、二次電池に関する。
【背景技術】
【０００３】
二次電池は、一次電池とは異なり、再充電が可能であり、また、小型および大容量化の可能性により近年多く研究開発されている。モバイル機器に関する技術の開発と需要の増加に伴い、エネルギー源としての二次電池の需要が急激に増加している。
【０００４】
二次電池は、電池ケースの形状に応じて、コインセル、円筒型セル、角型セル、およびパウチ型セルに分類される。二次電池において、電池ケースの内部に装着される電極組立体は、電極およびセパレータの積層構造からなる充放電が可能な発電素子である。
【０００５】
電極組立体は、活物質が塗布されたシート状の正極と負極との間にセパレータを介在し、巻き取ったゼリーロール（Ｊｅｌｌｙ‐ｒｏｌｌ）型、多数の正極と負極をセパレータが介在された状態で順に積層したスタック型、およびスタック型の単位セルを長い長さの分離フィルムで巻き取ったスタック／フォールディング型におおよそ分類することができる。このうち、ゼリーロール型電極組立体は、製造が容易であり、且つ重量当たりのエネルギー密度が高いという利点を有しており、広く使用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一つの観点は、抵抗が最小化し、放熱特性が改善した二次電池を提供するためのものである。
【０００７】
また、本発明の他の観点は、缶と電極を溶接するときに巻き取られた電極の斜行に影響を受けないことができる二次電池を提供するためのものである。
【０００８】
なお、本発明のさらに他の観点は、電極抵抗および熱偏差を改善することができる二次電池を提供するためのものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施例による二次電池は、第１電極、セパレータ、第２電極が交互に積層された電極組立体と、前記電極組立体を収容する缶とを含み、前記第１電極は、前記電極活物質がコーティングされない第１電極無地部が、前記電極組立体の巻取中心軸方向を基準として、前記セパレータよりも突出するように一側方向端部に位置し、前記第２電極は、前記電極活物質がコーティングされない第２電極無地部が、前記電極組立体の巻取中心軸方向を基準として、前記セパレータよりも突出するように他側方向端部に位置し、前記缶は、第１缶と、第２缶とを含み、前記第１電極無地部は、前記第１缶の一側端部に位置する第１接続部に接触し、第２電極無地部は、前記第２缶の他側端部に位置する第２接続部に接触し、前記第１接続部および前記第２接続部のうち少なくとも一つは、電極組立体方向に突出した形態の突出接続部を含むことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、巻き取られた電極組立体の電極を缶と連結部材なしに直接連結することができ、抵抗が最小化し、放熱特性が改善することができる。
【００１１】
また、本発明によると、缶に電極組立体方向に突出した突出接続部が形成されることで、巻き取られた電極組立体の電極無地部と缶との溶接の際、巻き取られた電極の斜行に影響を受けないことができる。
【００１２】
なお、本発明によると、缶と電極無地部との溶接位置と溶接パターンを均一に形成することで、電極抵抗および熱偏差を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態による二次電池を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による二次電池を例示的に示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による二次電池を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態による二次電池で電極組立体の概念を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態による二次電池で第１缶の一部を切開して示す斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態による二次電池を切開した一部を拡大して示す斜視図である。
【図７】本発明の他の実施形態による二次電池を示す斜視図である。
【図８】本発明の他の実施形態による二次電池を例示的に示す断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態による二次電池で第１電極を巻き取る前に広げられた状態を例示的に示す正面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態による二次電池を切開した一部を拡大して示す斜視図である。
【図１１】本発明の他の実施形態による二次電池を示す平面図である。
【図１２】本発明の他の実施形態による二次電池で第１ケースの一部を例示的に示す平面図である。
【図１３】本発明の他の実施形態による二次電池で溶接パターンの概念を例示的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の目的、特定の利点および新規の特徴は、添付の図面に関連する以下の詳細な説明と好ましい実施例からより明白になる。本明細書において各図面の構成要素に参照番号を付けるに際し、同じ構成要素に限ってはたとえ異なる図面上に表示されていても、できるだけ同じ番号を有するようにしていることを留意すべきである。また、本発明は、様々な相違する形態に実現され得、ここで説明する実施例に限定されない。また、本発明を説明するにあたり、本発明の要旨を不明瞭にし得る関連する公知の技術に関する詳細な説明は省略する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態による二次電池を示す斜視図であり、図２は本発明の一実施形態による二次電池を例示的に示す断面図である。
【００１６】
図１および図２を参照すると、本発明の一実施形態による二次電池１００は、電極組立体１１０と、電極組立体１１０を内部に収容する第１缶１２１および第２缶１２２を含む缶１２０と、第１缶１２１と第２缶１２２との重なり部分を絶縁する絶縁体１２３とを含む。
【００１７】
図３は本発明の一実施形態による二次電池を示す分解斜視図であり、図４は本発明の一実施形態による二次電池で電極組立体の概念を示す斜視図である。
【００１８】
以下、図１〜図７を参照して、本発明の一実施形態である二次電池についてより詳細に説明する。
【００１９】
図２〜図４を参照すると、電極組立体１１０は、充放電が可能な発電素子であって、電極１１３とセパレータ１１４が結集して交互に積層された構造を形成する。ここで、電極組立体１１０は巻き取られた形態を有することができる。
【００２０】
電極１１３は、第１電極１１１と、第２電極１１２とを含むことができる。また、セパレータ１１４は、第１電極１１１および第２電極１１２を分離して電気的に絶縁させる。ここで、第１電極１１１および第２電極１１２は、シート（Ｓｈｅｅｔ）状に形成され、セパレータ１１４とともに巻き取られ、ゼリー・ロール（Ｊｅｌｌｙ  ｒｏｌｌ）状に形成され得る。この際、電極組立体１１０は、例えば、円柱状に巻き取られ得る。
【００２１】
一方、第１電極１１１は、正極からなり、第２電極１１２は、負極からなることができるが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、第１電極１１１は負極からなり、第２電極１１２は正極からなり得ることは言うまでもない。
【００２２】
第１電極１１１は、第１電極集電体１１１ａと、第１電極集電体１１１ａに塗布された第１電極活物質１１１ｂとを含むことができる。また、第１電極１１１は、第１電極活物質１１１ｂがコーティングされていない第１電極無地部１１１ｃを含むことができる。ここで、第１電極無地部１１１ｃは、電極組立体１１０の巻取中心軸Ｓの方向を基準として、セパレータ１１４よりも突出するように一側方向Ｓ１の端部に位置し得る。
【００２３】
また、第１電極１１１は、例えば、負極からなり、負極集電体（図示せず）および負極集電体に塗布された負極活物質（図示せず）を含み、負極活物質がコーティングされていない負極無地部が形成され得る。
【００２４】
負極集電体は、例えば、銅（Ｃｕ）またはニッケル（Ｎｉ）材質からなる箔（ｆｏｉｌ）からなることができる。負極活物質は、例えば、人造黒鉛、リチウム金属、リチウム合金、カーボン、石油コークス、活性化カーボン、グラファイト、シリコン化合物、スズ化合物、チタン化合物またはこれらの合金からなることができる。この際、負極活物質は、例えば、非黒鉛系のＳｉＯ（ｓｉｌｉｃａ、シリカ）またはＳｉＣ（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｃａｒｂｉｄｅ、シリコンカーバイド）などがさらに含まれてなり得る。
【００２５】
第２電極１１２は、第２電極集電体１１２ａと、第２電極集電体１１２ａに塗布された第２電極活物質１１２ｂとを含むことができる。また、第２電極１１２は、第２電極活物質１１２ｂがコーティングされていない第２電極無地部１１２ｃを含むことができる。ここで、第２電極無地部１１２ｃは、電極組立体１１０の巻取中心軸Ｓの方向を基準として、セパレータ１１４よりも突出するように他側方向Ｓ２の端部に位置し得る。
【００２６】
ここで、第２電極１１２は、例えば、正極からなり、正極集電体（図示せず）と、正極集電体に塗布された正極活物質（図示せず）とを含み、正極活物質がコーティングされていない正極無地部が形成され得る。
【００２７】
正極集電体は、例えば、アルミニウム材質の箔（Ｆｏｉｌ）からなることができ、正極活物質は、例えば、リチウムマンガン酸化物、リチウムコバルト酸化物、リチウムニッケル酸化物、リチウムリン酸鉄、またはこれらのうち１種以上が含まれた化合物および混合物などからなることができる。
【００２８】
セパレータ１１４は、絶縁材質からなり、第１電極１１１および第２電極１１２と交互に積層される。ここで、セパレータ１１４は、第１電極１１１と第２電極１１２との間と、第１電極１１１および第２電極１１２の外側面に位置し得る。この際、セパレータ１１４は、電極組立体１１０の巻取の際、幅方向に最外側にも位置し得る。
【００２９】
また、セパレータ１１４は、軟性のある材質からなることができる。この際、セパレータ１１４は、例えば、微多孔性を有するポリエチレン、ポリプロピレンなどポリオレフィン系樹脂膜で形成され得る。
【００３０】
缶１２０は、電極組立体１１０を内部に収容する収容部が形成され、互いに対向する方向に開口された筒状に形成される第１缶１２１と、第２缶１２２とを含むことができる。
【００３１】
また、缶１２０は、伝導性材質で形成され得る。ここで、缶１２０は、金属を含んでなることができる。ここで、一例として、第１缶１２１は、アルミニウムからなり、第２缶１２２は、鋼（Ｓｔｅｅｌ）からなることができる。一方、他の例として第１缶１２１は鋼からなり、第２缶１２２は、アルミニウムからなることができる。この際、具体例としては、正極には、アルミニウムからなる缶が接続され、負極には、鋼からなる缶が接続され得る。
【００３２】
また、第１缶１２１は、第１電極１１１と電気的に接続され、第２缶１２２は、第２電極１１２と電気的に接続され得る。この際、第１缶１２１は、第１電極１１１の端部と直接接触して第１電極端子を形成し、第２缶１２２は、第２電極１１２の端部と直接接触して第２電極端子を形成することができる。
【００３３】
一つの場合を定めて説明すると、第１電極１１１が正極である場合、第１電極１１１の端部が接触する第１缶１２１は正極端子を形成し、この際、第１缶１２１は、アルミニウムからなることができる。また、この場合、第２電極１１２が負極となり、第２電極１１２の端部が接触する第２缶１２２は、負極端子を形成し、この際、第２缶１２２は鋼からなることができる。
【００３４】
また、第１缶１２１および第２缶１２２は、互いに対応する形態に形成され得る。
【００３５】
また、第１缶１２１および第２缶１２２は、互いに対向する方向に開口された円筒状に形成され、第１缶１２１の内周面は、第２缶１２２の外周面よりも大きく形成され、第２缶１２２が第１缶１２１に挿入され得る。
【００３６】
第１缶１２１は、他側端部に他側方向Ｓ２に開口された第１開口部１２１ｄが形成され、第２缶１２２は、一側端部に一側方向Ｓ１に開口された第２開口部（図示せず）が形成され得る。この際、第２缶１２２の他側方向Ｓ２に位置した第２接続部１２２ａは、第２缶１２２が第１缶１２１に挿入された後にも第１缶１２１の外部に位置し得る。
【００３７】
なお、第１電極１１１の一側端部は、第１接続部１２１ａに接続し、第２電極１１２の他側端部は、第２接続部１２２ａに接続し得る。ここで、例えば、第１電極１１１の第１電極無地部１１１ｃが第１接続部１２１ａに直接接触し、第２電極１１２の第２電極無地部１１２ｃは第２接続部１２２ａに直接接触することができる。
【００３８】
図５は本発明の一実施形態による二次電池で第１缶の一部を切開して示す斜視図であり、図６は本発明の一実施形態による二次電池を切開した一部を拡大して示す斜視図である。
【００３９】
図２、図５および図６を参照すると、突出接続部は、例えば、第１接続部１２１ａおよび前記第２接続部１２２ａのうち少なくとも一つに電極組立体１１０の方向に突出した形態に形成され得る。
【００４０】
より詳細には、第１缶１２１の第１接続部１２１ａには、電極組立体１１０の方向に突出した第１突出接続部１２１ｂが形成され、第１突出接続部１２１ｂに第１電極無地部１１１ｃが接続され得る。また、第２接続部１２２ａには、電極組立体１１０の方向に突出した第２突出接続部（図示せず）が形成され、第２突出接続部に第２電極無地部１１２ｃが接続され得る。ここで、第２突出接続部は、第１突出接続部１２１ｂに対応する形態に形成され得る。
【００４１】
また、第１突出接続部１２１ｂおよび第２突出接続部は、電極組立体１１０の方向に折り曲げ（Ｂｅｎｄｉｎｇ）られて窪んだ形態に形成され、第１缶１２１の外面には凹部を形成し、第１缶１２１の内面には凸部を形成することができる。
【００４２】
なお、第１突出接続部１２１ｂに第１電極無地部１１１ｃが溶接されて固定され、第２突出接続部に第２電極無地部１１２ｃが溶接されて固定され得る。
【００４３】
また、第１突出接続部１２１ｂは、第１接続部１２１ａに平面図上に直径が相違する多数個の円状に形成され、この際、第１接続部１２１ａの外側から中心部の方向に第１突出部１２１ｂ‐１と、第２突出部１２１ｂ‐２と、第３突出部１２１ｂ‐３とが順に形成され得る。
【００４４】
一方、第２缶１２２の第２接続部１２２ａにも、第１缶１２１の第１接続部１２１ａに形成された第１突出接続部１２１ｂと対応する形態の第２突出接続部（図示せず）が形成され得る。この際、第２接続部１２２ａに形成された第２突出接続部に第２電極１１２の第２電極無地部１１２ｃが接続されるように溶接され得る。
【００４５】
図２を参照すると、絶縁体１２３は、絶縁材質を含んで第１缶１２１と第２缶１２２との重なり部分を絶縁することができる。
【００４６】
なお、絶縁体１２３は、絶縁性高分子を含むことができる。この際、絶縁性高分子は、例えば、ポリマー（ｐｏｌｙｍｅｒ）であってもよい。
【００４７】
図２および図６を参照すると、前記のように構成された本発明の一実施形態による二次電池１００は、巻き取られた電極組立体１１０の第１電極１１１および第２電極１１２が、第１缶１２１および第２缶１２２と、連結部材なしに直接連結され得ることから、抵抗が最小化し、放熱特性が改善することができる。また、缶１２０に電極組立体１１０の方向に突出した突出接続部が形成されることで、巻き取られた電極組立体１１０の第１電極無地部１１１ｃおよび第２電極無地部１１２ｃと第１缶１２１および第２缶１２２との溶接の際、巻き取られた第１電極１１１および第２電極１１２の斜行に影響を受けないことができる（斜行とは、巻き取りの際に均一に巻かれず、斜めに巻かれることを意味する）。すなわち、電極の巻取の際、通常、ある程度は斜行が発生してもよいが、このように斜行が発生すると、電極無地部と缶との間に溶接時に接触しない部分が生じる。本願発明は、缶に突出接続部を形成することで、電極の巻取時に斜行が一部発生した場合であっても、電極無地部と缶が互いによく接触するようにすることができる。これにより、十分な溶接が可能になる。図６は突出接続部がある箇所で第１電極無地部が折り曲げられることで缶の内面によく接触する様子を図示している。
【００４８】
以下、他の実施形態による二次電池について説明する。
【００４９】
図７は本発明の他の実施形態による二次電池を示す斜視図であり、図８は本発明の他の実施形態による二次電池を例示的に示す断面図である。
【００５０】
図７および図８を参照すると、本発明の他の実施形態による二次電池２００は、電極組立体２１０と、電極組立体２１０を内部に収容する第１缶２２１および第２缶２２２を含む缶２２０と、第１缶２２１と第２缶２２２との重なり部分を絶縁する絶縁体２２３とを含む。
【００５１】
本発明の他の実施形態による二次電池２００は、上述の一実施形態による二次電池と比較すると、具体的な缶２２０と電極２１３を溶接する溶接パターン構成に関する事項をさらに含むという差がある。したがって、本実施形態は、一実施形態と重複する内容については簡単に記述し、相違点を中心に記述する。
【００５２】
図９は本発明の他の実施形態による二次電池で第１電極を巻き取る前に広げられた状態を例示的に示す正面図である。
【００５３】
より具体的には、図８および図９を参照すると、本発明の他の実施形態による二次電池２００において、電極組立体２１０は、電極２１３とセパレータ２１４が結集して交互に積層された構造を形成する。ここで、電極組立体２１０は、巻き取られた形態を有することができる。
【００５４】
電極２１３は、第１電極２１１と、第２電極２１２とを含むことができる。
【００５５】
第１電極２１１は、第１電極集電体２１１ａと、第１電極集電体２１１ａに塗布された第１電極活物質２１１ｂとを含むことができる。また、第１電極２１１は、第１電極活物質２１１ｂがコーティングされていない第１電極無地部２１１ｃを含むことができる。
【００５６】
第２電極２１２は、第２電極集電体２１２ａと、第２電極集電体２１２ａに塗布された第２電極活物質２１２ｂとを含むことができる。また、第２電極２１２は、第２電極活物質２１２ｂがコーティングされていない第２電極無地部２１２ｃを含むことができる。
【００５７】
図１０は本発明の他の実施形態による二次電池を切開した一部を拡大して示す斜視図であり、図１１は本発明の他の実施形態による二次電池を示す平面図である。また、図１２は本発明の他の実施形態による二次電池で第１ケースの一部を例示的に示す平面図であり、図１３は本発明の他の実施形態による二次電池で溶接パターンの概念を例示的に示す図である。
【００５８】
図８および図１０を参照すると、缶２２０は、電極組立体２１０を内部に収容する収容部が形成され、互いに対向する方向に開口された筒状に形成される第１缶２２１と、第２缶２２２とを含むことができる。
【００５９】
ここで、第１缶２２１は、第１電極２１１と電気的に接続され、第２缶２２２は、第２電極２１２と電気的に接続され得る。
【００６０】
第１缶２２１の第１接続部２２１ａには、電極組立体２１０の方向に突出した第１突出接続部１２１ｂが形成され、第１突出接続部２２１ｂに第１電極無地部２１１ｃが接続され得る。また、第２接続部２２２ａには、電極組立体２１０の方向に突出した第２突出接続部（図示せず）が形成され、第２突出接続部に第２電極無地部２１２ｃが接続され得る。
【００６１】
第１突出接続部２２１ｂおよび第２突出接続部は、電極組立体２１０の方向に折り曲げられて窪んだ形態に形成され、第１缶２２１の外面では凹部を形成し、缶の内面では凸部を形成することができる。
【００６２】
第１突出接続部２２１ｂに第１電極無地部２１１ｃが溶接されて固定され、第２突出接続部に第２電極無地部２１２ｃが溶接されて固定され得る。
【００６３】
図９〜図１１を参照すると、第１突出接続部２２１ｂは、第１接続部２２１ａに、平面図上に直径が相違する多数個の円状に形成され、この際、第１接続部２２１ａの外側Ｏから巻取中心部Ｓの方向に、第１突出部２２１ｂ‐１と、第２突出部２２１ｂ‐２および第３突出部２２１ｂ‐３が順に形成され得る。
【００６４】
また、第１突出部２２１ｂ‐１と第２突出部２２１ｂ‐２との間隔は、第２突出部２２１ｂ‐２と第３突出部２２１ｂ‐３との間隔よりも小さく形成され得る。
【００６５】
ここで、第１電極無地部２１１ｃから第１電極２１１の長さ方向Ｌに所定の間隔離隔した３部分の第１電極接続部２１１ｄが、それぞれ、第１突出部２２１ｂ‐１と、第２突出部２２１ｂ‐２および第３突出部２２１ｂ‐３に接続され得る。具体的には、第１電極接続部２１１ｄは、長さ方向Ｌに所定の間隔離隔した３部分の第１溶接部２１１ｄ‐１と、第２溶接部２１１ｄ‐２と、第３溶接部２１１ｄ‐３とを含むことができ、第１溶接部２１１ｄ‐１、第２溶接部２１１ｄ‐２および第３溶接部２１１ｄ‐３が、それぞれ、第１突出部２２１ｂ‐１、第２突出部２２１ｂ‐２および第３突出部２２１ｂ‐３に接続され得る。
【００６６】
また、第１電極２１１の長さ方向Ｌに沿って巻き取る際、外側Ｏに位置する部分から巻取中心部Ｓに位置した部分に向かって、第１溶接部２１１ｄ‐１と、第２溶接部２１１ｄ‐２および第３溶接部２１１ｄ‐３が順に備えられ、第１突出部２２１ｂ‐１、第２突出部２２１ｂ‐２、および第３突出部２２１ｂ‐３にそれぞれ溶接されて固定され得る。
【００６７】
また、第１電極２１１の電荷および熱の移動経路Ｐは、第１溶接部２１１ｄ‐１と、第２溶接部２１１ｄ‐２および第３溶接部２１１ｄ‐３の方向に向かうことができる。ここで、第１電極２１１の長さ方向Ｌの長さは、例えば、３７８０ｍｍに形成され得る。この際、例えば、第１溶接部２１１ｄ‐１と第１突出部２２１ｂ‐１の溶接部分は、巻き取られた電極組立体１１０において平面図上に巻取中心部Ｓから１０．３ｍｍ離隔した距離に位置し、第２溶接部２１１ｄ‐２と第２突出部２２１ｂ‐２の溶接部分は、巻き取られた電極組立体１１０において平面図上に巻取中心部Ｓから１６．７ｍｍ離隔した距離に位置し、第３溶接部２１１ｄ‐３および第３突出部２２１ｂ‐３の溶接部分は、巻き取られた電極組立体１１０において平面図上に巻取中心部Ｓから２１．３ｍｍ離隔した距離に位置し得る。
【００６８】
なお、第１電極２１１は、第１電極２１１の長さ方向Ｌに沿って第１電極２１１が均等に三等分されている領域である第１領域Ｓ１と、第２領域Ｓ２と、第３領域Ｓ３とを含み、第１溶接部２１１ｄ‐１、第２溶接部２１１ｄ‐２および第３溶接部２１１ｄ‐３は、第１領域Ｓ１、第２領域Ｓ２、および第３領域Ｓ３でそれぞれの中央部に位置することができる。ここで、例えば、第１領域Ｓ１、第２領域Ｓ２、および第３領域Ｓ３の長さは、それぞれ、１２６０ｍｍと同様に形成され得る。
【００６９】
また、第１電極２１１の巻き取りの前に広げられた状態を図示する図９を参照すると、第１溶接部２１１ｄ‐１と第２溶接部２１１ｄ‐２との間隔ｄ１は、第２溶接部２１１ｄ‐２と第３溶接部２１１ｄ‐３との間隔ｄ２と同一であり得る。この際、第１溶接部２１１ｄ‐１の溶接長さｗ１、第２溶接部２１１ｄ‐２の溶接長さｗ２、および第３溶接部２１１ｄ‐３の溶接長さｗ３は、互いに同一であり得る。ここで、例えば、第１溶接部２１１ｄ‐１の溶接長さｗ１、第２溶接部２１１ｄ‐２の溶接長さｗ２、および第３溶接部２１１ｄ‐３の溶接長さｗ３は、それぞれ２００〜３００ｍｍと同様に形成され得る。
【００７０】
このように均等に形成される場合、バランスが取れ、スムーズな電荷の移動またはバランスが取れ、スムーズな熱の移動が可能になる。
【００７１】
図９〜図１３を参照すると、第１溶接部２１１ｄ‐１と第１突出部２２１ｂ‐１の溶接パターンＡは、一字状に形成され、第２溶接部２１１ｄ‐２と第２突出部２２１ｂ‐２の溶接パターンＢは、ジグザグ（ＺｉｇＺａｇ）状に形成され、第３溶接部２１１ｄ‐３と第３突出部２２１ｂ‐３の溶接パターンＣは、第２溶接部２１１ｄ‐２と第２突出部２２１ｂ‐２のジグザグ溶接パターンＢよりも広い幅を有するジグザグ状に形成され得る。参照までに、部分拡大した図１２および図１３を参照すると、溶接パターンＡ、Ｂ、Ｃは、一字状およびジグザグ状に図示されているが、平面図上に全体を図示している図１１を参照すると、溶接パターンＡ、Ｂ、Ｃは、全体的には円を形成することができる。すなわち、溶接パターンＡは、一字状に円を形成し、溶接パターンＢおよび溶接パターンＣは、ジグザグ状に円を形成することができる。
【００７２】
つまり、第１電極接続部２１１ｄの第１溶接部２１１ｄ‐１、第２溶接部２１１ｄ‐２および第３溶接部２１１ｄ‐３が、第１突出接続部２２１ｂの第１突出部２２１ｂ‐１、第２突出部２２１ｂ‐２、および第３突出部２２１ｂ‐３に、それぞれ均一な溶接面積を有して固定され得る。したがって、均一な接触面積を有することになり、電極抵抗および熱偏差の発生を防止することができる。
【００７３】
より詳細には、第１接続部２２１ａの平面図上に示されている第１溶接部２１１ｄ‐１と第１突出部２２１ｂ‐１の溶接パターンＡは、外側Ｏに位置して最も大きい円を形成し、第２溶接部２１１ｄ‐２と第２突出部２２１ｂ‐２の溶接パターンＢは、第１溶接部２１１ｄ‐１と第１突出部２２１ｂ‐１の溶接パターンＡに比べて小さい円を形成し、第３溶接部２１１ｄ‐３と第３突出部２２１ｂ‐３の溶接パターンＣは、平面図上に、巻取中心部Ｓに位置して最も小さい円を形成することができる。これにより、それぞれの溶接パターンの長さは相違しており、これは、不均一な溶接面積を引き起こし、電極抵抗および熱偏差を発生させ得るという問題を防止するために、それぞれの溶接パターンの幅をこれに対応するように異ならせて、均一な溶接面積を有するようにすることができる。
【００７４】
参照までに、第１電極２１１において、第１溶接部２１１ｄ‐１の溶接長さｗ１、第２溶接部２１１ｄ‐２の溶接長さｗ２、および第３溶接部２１１ｄ‐３の溶接長さｗ３は互いに同一であるが、第１電極２１１が巻き取られたときに、第１溶接部２１１ｄ‐１は最外側に位置し、例えば一回巻かれると、第２溶接部２１１ｄ‐２は２回巻かれ、第３溶接部２１１ｄ‐３は３回巻かれ得る。この際、第１溶接部２１１ｄ‐１の一回巻かれた一重の幅だけ第２溶接部２１１ｄ‐２および第３溶接部２１１ｄ‐３を溶接すると、溶接面積が不均一になる。したがって、第２溶接部２１１ｄ‐２を溶接するときの溶接パターンＢの幅を、第１溶接部２１１ｄ‐１を溶接するときの溶接パターンＡの幅よりも広く形成したときに、第１溶接部２１１ｄ‐１と第２溶接部２１１ｄ‐２が実際に溶接される面積が同一になる。かかる主旨で第２溶接部２１１ｄ‐２を溶接する溶接パターンＢよりも第３溶接部２１１ｄ‐３の溶接する溶接パターンＣの幅を広く形成して均一な溶接面積を有するようにし、電極抵抗および熱偏差の発生を防止することができる。
【００７５】
一例として、第３溶接部２１１ｄ‐３と第３突出部２２１ｂ‐３の溶接パターンＣは、第２溶接部２１１ｄ‐２と第２突出部２２１ｂ‐２の溶接パターンＢよりも２倍以上を幅を有するジグザグ状に形成され得る。
【００７６】
ここで、例えば、第２溶接部２１１ｄ‐２と第２突出部２２１ｂ‐２のジグザグ溶接パターンＢは、ジグザグに折り曲げられる角度αが１２０゜〜１４０゜であり、第３溶接部２１１ｄ‐３と第３突出部２２１ｂ‐３のジグザグ溶接パターンＣは、ジグザグに折り曲げられる角度βが８０゜〜１００゜であってもよい。前記の溶接パターンの数値限定条件を満たすと、第１溶接部２１１ｄ‐１、第２溶接部２１１ｄ‐２および第３溶接部２１１ｄ‐３が、第１電極接続部２１１ｄの第１突出部２２１ｂ‐１、第２突出部２２１ｂ‐２、および第３突出部２２１ｂ‐３に、それぞれ均一な溶接面積を有することができる。
【００７７】
一方、第２缶２２２の第２接続部２２２ａにも、第１缶２２１の第１接続部２２１ａに形成された第１突出接続部２２１ｂと対応する形態の第２突出接続部（図示せず）が形成され得る。この際、第２接続部２２２ａに形成された第２突出接続部に第２電極２１２の第２電極無地部２１２ｃが、第１突出接続部２２１ｂに第１電極２１１の第１電極無地部２１１ｃが溶接された形態と同じ溶接パターンを有して溶接されて接続され得る。
【００７８】
図８、図１０、および図１２を参照すると、前記のように構成された本発明の他の実施形態による二次電池２００は、第１缶２２１および第２缶２２２と、第１電極無地部２１１ｃおよび第２電極無地部２１２ｃとの溶接位置と溶接パターンを均一に形成させ、電極抵抗および熱偏差を改善することができる。
【００７９】
以上、本発明を具体的な実施例により詳細に説明したが、これは、本発明を具体的に説明するためのものであって、本発明による二次電池は、これに限定されない。本発明の技術的思想内で当該分野における通常の知識を有する者によって様々な実施が可能であると言える。
【００８０】
また、発明の具体的な保護範囲は、添付の特許請求の範囲によって明確になる。
【図１】
2022502816.tif 000003
【図２】
2022502816.tif 000004
【図３】
2022502816.tif 000005
【図４】
2022502816.tif 000006
【図５】
2022502816.tif 000007
【図６】
2022502816.tif 000008
【図７】
2022502816.tif 000009
【図８】
2022502816.tif 000010
【図９】
2022502816.tif 000011
【図１０】
2022502816.tif 000012
【図１１】
2022502816.tif 000013
【図１２】
2022502816.tif 000014
【図１３Ａ】
2022502816.tif 000015
【図１３Ｂ】
2022502816.tif 000016
【図１３Ｃ】
2022502816.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和3年3月30日(2021.3.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極、セパレータ、第２電極が交互に積層された電極組立体と、
前記電極組立体を収容する缶とを含み、
前記第１電極は、電極活物質がコーティングされない第１電極無地部が、前記電極組立体の巻取中心軸方向を基準として、前記セパレータよりも突出するように一側方向端部に位置し、
前記第２電極は、前記電極活物質がコーティングされない第２電極無地部が、前記電極組立体の巻取中心軸方向を基準として、前記セパレータよりも突出するように他側方向端部に位置し、
前記缶は、第１缶と、第２缶とを含み、
前記第１電極無地部は、前記第１缶の一側端部に位置する第１接続部に接触し、第２電極無地部は、前記第２缶の他側端部に位置する第２接続部に接触し、
前記第１接続部および前記第２接続部のうち少なくとも一つは、電極組立体方向に突出した形態の突出接続部を含む、二次電池。
【請求項２】
前記第１接続部には、前記電極組立体方向に突出した第１突出接続部が形成され、前記第１突出接続部に前記第１電極無地部が接続され、
前記第２接続部には、前記電極組立体方向に突出した第２突出接続部が形成され、前記第２突出接続部に前記第２電極無地部が接続される、請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記第１突出接続部および前記第２突出接続部は、前記電極組立体方向に折り曲げられて窪んだ形態に形成され、
前記缶の外面では凹部を形成し、前記缶の内面では凸部を形成する、請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記第１突出接続部に前記第１電極無地部が溶接されて固定され、
前記第２突出接続部に前記第２電極無地部が溶接されて固定される、請求項３に記載の二次電池。
【請求項５】
前記第１突出接続部は、前記第１接続部に平面図上に直径が相違する多数個の円状に形成され、この際、前記第１接続部の外側から中心部方向に第１突出部と、第２突出部および第３突出部が順に形成される、請求項４に記載の二次電池。
【請求項６】
前記第１電極無地部から前記第１電極の長さ方向に所定の間隔離隔した３部分の第１電極接続部が、それぞれ、前記第１突出部と、前記第２突出部および前記第３突出部に接続される、請求項５に記載の二次電池。
【請求項７】
前記第１電極接続部は、前記第１電極の長さ方向に沿って巻き取るときに、外側に位置する部分から中心部に向かって第１溶接部と、第２溶接部および第３溶接部が順に備えられ、前記第１突出部、前記第２突出部、および前記第３突出部にそれぞれ溶接されて固定される、請求項６に記載の二次電池。
【請求項８】
前記第１溶接部と前記第１突出部の溶接パターンは、一の字状に形成され、前記第２溶接部と前記第２突出部の溶接パターンは、ジグザグ状に形成され、前記第３溶接部と前記第３突出部の溶接パターンは、前記第２溶接部と前記第２突出部のジグザグ溶接パターンよりも広い幅を有するジグザグ状に形成される、請求項７に記載の二次電池。
【請求項９】
前記第３溶接部と前記第３突出部の溶接パターンは、前記第２溶接部と前記第２突出部の溶接パターンよりも２倍以上の幅を有するジグザグ状に形成される、請求項８に記載の二次電池。
【請求項１０】
第２溶接部と前記第２突出部のジグザグ溶接パターンは、ジグザグに折り曲げられる角度が１２０゜〜１４０゜であり、
第３溶接部と前記第３突出部のジグザグ溶接パターンは、ジグザグに折り曲げられる角度が８０゜〜１００゜である、請求項８または９に記載の二次電池。
【請求項１１】
前記第１突出部と前記第２突出部との間隔は、前記第２突出部と前記第３突出部との間隔よりも小さく形成される、請求項７から１０のいずれか一項に記載の二次電池。
【請求項１２】
第１電極は、前記第１電極の長さ方向に沿って前記第１電極が均等に三等分されている領域である第１領域と、第２領域と、第３領域とを含み、
第１溶接部、第２溶接部、および第３溶接部は、第１領域、第２領域、および第３領域それぞれの中央部に位置する、請求項７から１１のいずれか一項に記載の二次電池。
【請求項１３】
前記第１缶および前記第２缶は、互いに対向する方向に開口された円筒状に形成され、
前記第１缶の外周面は、前記第２缶の内周面よりも大きく形成され、前記第２缶が前記第１缶に挿入される、請求項１から１２のいずれか一項に記載の二次電池。
【請求項１４】
前記第１缶は、他側端部に他側方向に開口された第１開口部が形成され、
前記第２缶は、一側端部に一側方向に開口された第２開口部が形成される、請求項１３に記載の二次電池。
【請求項１５】
前記第２接続部は、前記第２缶が前記第１缶に挿入された後にも、前記第１缶の外部に位置する、請求項１４に記載の二次電池。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
第１缶２２１の第１接続部２２１ａには、電極組立体２１０の方向に突出した第１突出接続部２２１ｂが形成され、第１突出接続部２２１ｂに第１電極無地部２１１ｃが接続され得る。また、第２接続部２２２ａには、電極組立体２１０の方向に突出した第２突出接続部（図示せず）が形成され、第２突出接続部に第２電極無地部２１２ｃが接続され得る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
図９〜図１３を参照すると、第１溶接部２１１ｄ‐１と第１突出部２２１ｂ‐１の溶接パターンＡは、一の字状に形成され、第２溶接部２１１ｄ‐２と第２突出部２２１ｂ‐２の溶接パターンＢは、ジグザグ（ＺｉｇＺａｇ）状に形成され、第３溶接部２１１ｄ‐３と第３突出部２２１ｂ‐３の溶接パターンＣは、第２溶接部２１１ｄ‐２と第２突出部２２１ｂ‐２のジグザグ溶接パターンＢよりも広い幅を有するジグザグ状に形成され得る。参照までに、部分拡大した図１２および図１３を参照すると、溶接パターンＡ、Ｂ、Ｃは、一字状およびジグザグ状に図示されているが、平面図上に全体を図示している図１１を参照すると、溶接パターンＡ、Ｂ、Ｃは、全体的には円を形成することができる。すなわち、溶接パターンＡは、一字状に円を形成し、溶接パターンＢおよび溶接パターンＣは、ジグザグ状に円を形成することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
一例として、第３溶接部２１１ｄ‐３と第３突出部２２１ｂ‐３の溶接パターンＣは、第２溶接部２１１ｄ‐２と第２突出部２２１ｂ‐２の溶接パターンＢよりも２倍以上の幅を有するジグザグ状に形成され得る。
【国際調査報告】
2022502816.tif 000018
2022502816.tif 000019
2022502816.tif 000020
2022502816.tif 000021