(57)【要約】  本発明の一側面による電池パックは、曲面構造の電池セル；及び前記曲面構造に対応する電池セル収納空間を形成して、スプリングバック現象を防止し、外部衝撃による曲率変形を防止する曲面構造のパックハウジング；を含むことを特徴とする電池パックに関する。
2016534540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲面構造の電池セルと、
前記曲面構造に対応する電池セル収納空間を形成して、スプリングバック現象を防止し、外部衝撃による曲率変形を防止する曲面構造のパックハウジングと、
を含むことを特徴とする、電池パック。
【請求項２】
前記電池セルが、
電解質と、
正極、負極及び分離膜の積層面が曲面を含む電極積層体と、
前記電極積層体の電極タブと接続される電極リードと、
前記曲面に対応する曲面が形成されている収納部に前記電解質及び電極積層体を内蔵し、前記電極リードが外部に露出した状態で開口部が密封されている電池ケースと、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記電池ケースにおいて１つ以上の外周密封部が収納部の外側壁に向かって折り曲げられていることを特徴とする、請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記電極リードが外部に露出している外周密封部を除いた、１つ以上の外周密封部が収納部の外側壁に向かって折り曲げられていることを特徴とする、請求項２に記載の電池パック。
【請求項５】
前記電極リードが、非折り曲げ外周密封部に向かって折り曲げられていることを特徴とする、請求項４に記載の電池パック。
【請求項６】
前記電池ケースが、金属層と樹脂層を含むラミネートシートからなることを特徴とする、請求項２に記載の電池パック。
【請求項７】
前記ラミネートシートがアルミニウムラミネートシートであることを特徴とする、請求項６に記載の電池パック。
【請求項８】
前記パックハウジングが、
電池セルの上面と対面している曲面構造の上部プレートと、
電池セルの下面と対面している曲面構造の下部プレートと、
電池セルの側壁と対面しながら曲面構造の収納空間を形成するように前記上部プレート又は下部プレートから延びている側面プレートであって、曲面構造を有する２つ以上のプレートを含んでいる側面プレートと、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。
【請求項９】
前記上部プレート及び／又は下部プレートがウィンドウフレーム構造物であることを特徴とする、請求項８に記載の電池パック。
【請求項１０】
前記電池パックが、電池セルの電極リードが突出している辺と平行な１つ以上の上部プレート及び／又は下部プレートを含むことを特徴とする、請求項９に記載の電池パック。
【請求項１１】
前記電池パックが、電池セルの電極リードが突出している辺に隣接する辺と平行な１つ以上の上部プレート及び／又は下部プレートを含むことを特徴とする、請求項９に記載の電池パック。
【請求項１２】
前記上部プレート又は下部プレートから延びている側面プレートが、それぞれ下部プレート又は上部プレートへ延びていることを特徴とする、請求項８に記載の電池パック。
【請求項１３】
前記側面プレートが、非曲面構造を有するプレートを１つ以上含んでおり、非曲面構造を有する少なくとも１つのプレートには、曲面構造の電池セルの挿入のための開口が形成されており、電池セルが、前記開口を介してパックハウジング内にスライド結合されることを特徴とする、請求項８に記載の電池パック。
【請求項１４】
前記パックハウジングが、
電池セルの上面と対面している曲面構造の上部プレートと、
電池セルの下面と対面している曲面構造の下部プレートと、
曲面構造の収納空間を形成するように上部プレート又は下部プレートに連結または結合され、電池セルの側壁と対面している側面プレートであって、曲面構造を有する２つ以上のプレートを含んでいる側面プレートと、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。
【請求項１５】
前記上部プレート及び／又は下部プレートがウィンドウフレーム構造物であることを特徴とする、請求項１４に記載の電池パック。
【請求項１６】
前記パックハウジングが、
電池セルの上面と対面している曲面構造の上部プレート、及び前記上部プレートから延びて曲面構造の収納空間を形成するように下記の下部側面プレートと結合し、電池セルの側壁と対面しており、曲面構造を有する２つ以上の側面プレートを含んでいる上部側面プレートを含む第１ハウジングと、
電池セルの下面と対面している曲面構造の下部プレート、及び前記下部プレートから延びて曲面構造の収納空間を形成するように前記の上部側面プレートと結合し、電池セルの側壁と対面しており、曲面構造を有する２つ以上の側面プレートを含んでいる下部側面プレートを含む第２ハウジングと、
によって構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。
【請求項１７】
前記上部プレート及び／又は下部プレートがウィンドウフレーム構造物であることを特徴とする、請求項１６に記載の電池パック。
【請求項１８】
前記パックハウジングが、金属または高分子樹脂からなることを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれかに記載の電池パックを電源として使用することを特徴とする、デバイス。
【請求項２０】
前記デバイスが、ノートパソコン、携帯電話、ＰＤＰ、ＰＭＰ、ＭＰ３プレーヤー、ＤＳＣ、ＤＶＲ、スマートフォン、ＧＰＳシステム、及びカムコーダーからなる群から選択されることを特徴とする、請求項１９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、反復的な充放電が可能な二次電池に係り、より詳細には、リチウム二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＴ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）技術の目覚しい発達に伴い、様々な携帯型情報通信機器の拡散により、２１世紀は、時間と場所にとらわれずに高品質の情報サービスが可能な‘ユビキタス社会’に発展している。このようなユビキタス社会への発展のベースには、リチウム二次電池が重要な位置を占めている。
【０００３】
最近は、電子デバイスのデザイン自体が需要者の製品選択において非常に重要な要素として作用し、消費者の好みによって電子デバイスがますます小型化、薄型化していく趨勢である。これによって、電子デバイスの内部空間の不必要な浪費を最小化するために、リチウム二次電池も、小型化、薄型化が要求されており、リチウム二次電池の形状も、電子デバイスの形状に応じて多様に具現される必要がある。最近、フレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）電池を含め、曲がった形状の電池に対する需要が高まっている。
【０００４】
これと関連して、特開２０１２−０８２８０８号には、曲がった形状の電池が開示されている。しかし、特開２０１２−０８２０８０号は、外部電子デバイスの内部に装着される曲面構造の電池を開示しているだけで、曲がった形状の電池が有する問題点については全く開示していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本出願の発明者らは、曲がった形状の電池は、湾曲前の平面形状に戻ろうとする経時性スプリングバック（ｓｐｒｉｎｇ  ｂａｃｋ）現象が発生し、さらに、外部衝撃に弱いパウチ型電池は、外部衝撃による曲率変形が発生するという問題があることを確認した。このような問題点は寸法安定性を低下させることによって、電子デバイスの内部への装着が容易でないという問題点があった。
【０００６】
本発明は、前記の従来技術の問題点を解決する、寸法安定性を向上させた曲がった形状の電池パックを提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面による電池パックは、
曲面（ｃｕｒｖｅｄ  ｓｕｒｆａｃｅ）構造の電池セル；及び前記曲面構造に対応する電池セル収納空間を形成して、スプリングバック（ｓｐｒｉｎｇ  ｂａｃｋ）現象を防止し、外部衝撃による曲率変形を防止する曲面構造のパックハウジング；を含むことを特徴とする。
【０００８】
前記電池セルは、
電解質；
正極、負極及び分離膜の積層面が曲面（ｃｕｒｖｅｄ  ｓｕｒｆａｃｅ）を含む電極積層体；
前記電極積層体の電極タブと接続される電極リード；及び
前記曲面に対応する曲面が形成されている収納部に前記電解質と電極積層体を内蔵し、前記電極リードが外部に露出した状態で開口部が密封されている電池ケース；を含むパウチ型電池セルであり得る。
【０００９】
前記電池ケースは、金属層と樹脂層を含むラミネートシートからなることができる。具体的に、前記ラミネートシートはアルミニウムラミネートシートであり得る。前記ラミネートシートの電池ケースは、陥没構造の収納部と前記収納部から延びている外郭部とからなる下部ケース、及び前記下部ケースと熱融着によって結合する上部ケースからなることができる。場合によって、前記上部ケースは、陥没構造の収納部、及び前記収納部から延びている外郭部からなっていてもよい。前記上部ケースと前記下部ケースは互いに分離されていてもよく、上部ケースと下部ケースの一部が互いに連結されていてもよい。
【００１０】
前記ラミネートシートの電池ケースは、金属缶構造の電池ケースに比べて形状自由度に優れている反面、外部衝撃に対する機械的剛性が低く、スプリングバック現象が発生しやすい。そこで、本発明の一側面による電池パックは、電池セルの曲面構造に対応する電池セル収納空間を形成してスプリングバック現象を防止し、外部衝撃による曲率変形を防止するために、機械的剛性を有する曲面構造のパックハウジングを採択した。前記パックハウジングは、電池ケースの外周面を覆う保護部材であって、外部衝撃に対する機械的剛性を付与することができる。前記パックハウジングは、金属または高強度高分子樹脂からなっていてもよい。
【００１１】
前記電池ケースの収納部は、完成したパウチ型電池セルの収納部に対応し、開口部を密封した領域は、完成したパウチ型電池セルにおいて前記収納部の外郭に形成されていてもよい。前記密封領域を、以下では、外周密封部と定義することができる。
【００１２】
非制限的な実施例において、前記電池ケースにおいて１つ以上の外周密封部は、収納部の外側壁に向かって折り曲げられていてもよい。具体的に、電極リードが外部に露出している外周密封部を除いた、１つ以上の外周密封部が収納部の外側壁に向かって折り曲げられていてもよい。より具体的に、前記電極リードは、非折り曲げ外周密封部に向かって折り曲げられていてもよい。
【００１３】
非制限的な実施例において、前記パックハウジングは、
電池セルの上面と対面している曲面構造の上部プレート；
電池セルの下面と対面している曲面構造の下部プレート；及び
電池セルの側壁と対面しながら曲面構造の収納空間を形成するように、前記上部プレート又は下部プレートから延びている側面プレートであって、曲面構造を有する２つ以上のプレートを含んでいる側面プレート；を含むことができる。
【００１４】
前記において、上部プレートから延びている側面プレートは、下部プレートへ延びていてもよく、前記下部プレートから延びている側面プレートは、上部プレートへ延びていてもよい。この場合、前記側面プレートは、非曲面構造を有するプレートを１つ以上含んでおり、非曲面構造を有する少なくとも１つのプレートには、曲面構造の電池セルの挿入のための開口が形成されていてもよい。この場合、前記曲面構造の電池セルは、上部プレートと下部プレートを結合した後、前記開口を介してパックハウジング内にスライド結合され得る。
【００１５】
また、上部プレートから延びている側面プレートは、下部プレートに連結または結合されてもよく、前記下部プレートから延びている側面プレートは、上部プレートに連結または結合されてもよい。この場合、例えば、下部プレート内に前記曲面構造の電池セルを装着した後、上部プレートを下部プレートに結合させることによって、曲面構造の電池セルがパックハウジングの内部に収納され得る。
【００１６】
前記において、用語“連結または結合”は、上部プレート又は下部プレートと分離されている側面プレートが締結部材を使用して結合されることを意味し、用語“延び”は、側面プレートが、締結部材を使用せずに、例えば、射出成形で上部プレート又は下部プレートと一体に形成されていることを意味するものと理解することができる。
【００１７】
前記上部プレートと前記下部プレートとの結合は、特に制限されるものではなく、当業界に公知となっているボルト締結構造、結合溝と結合突起の締結構造などによって行われてもよい。以下で、それぞれのプレートの結合構造も、特に制限されるものではなく、当業界に公知となっているボルト締結構造、結合溝と結合突起の締結構造などによって行われてもよい。
【００１８】
非制限的な実施例において、前記パックハウジングは、
電池セルの上面と対面している曲面構造の上部プレート；
電池セルの下面と対面している曲面構造の下部プレート；及び
曲面構造の収納空間を形成するように上部プレート又は下部プレートに連結または結合され、電池セルの側壁と対面している側面プレートであって、曲面構造を有する２つ以上のプレートを含んでいる側面プレート；を含むことができる。このとき、側面プレートは、上部プレート又は下部プレートと独立して存在し、締結部材を使用して上部プレートと下部プレートに結合することができる。
【００１９】
非制限的な実施例において、前記パックハウジングは、
電池セルの上面と対面している曲面構造の上部プレート、及び前記上部プレートから延びて曲面構造の収納空間を形成するように下記の下部側面プレートと結合し、電池セルの側壁と対面しており、曲面構造を有する２つ以上の側面プレートを含んでいる上部側面プレートを含む第１ハウジング；及び
電池セルの下面と対面している曲面構造の下部プレート、及び前記下部プレートから延びて曲面構造の収納空間を形成するように前記の上部側面プレートと結合し、電池セルの側壁と対面しており、曲面構造を有する２つ以上の側面プレートを含んでいる下部側面プレートを含む第２ハウジング；によって構成されていてもよい。このとき、前記パックハウジングは、前記第１ハウジングの上部側面プレートと前記第２ハウジングの下部側面プレートとの結合で完成することができる。
【００２０】
前記上部プレート及び／又は下部プレートはウィンドウフレーム（ｗｉｎｄｏｗ  ｆｒａｍｅ）構造物であり得る。上部プレートと下部プレートがウィンドウフレーム構造物で形成されている場合には、軽量の電池パックを作製することができるので、質量当たりのエネルギー密度が向上するという利点がある。
【００２１】
前記電池パックは、電池セルの電極リードが突出している辺と平行な１つ以上の上部プレート及び／又は下部プレートを含む構造であり得、また、電池セルの電極リードが突出している辺に隣接する辺と平行な１つ以上の上部プレート及び／又は下部プレートを含む構造であり得る。このとき、前記電池セルの辺の位置は、電池セルを上から見た場合を基準に決定される。
【００２２】
前記電池パックは、必ずしも１つの種類の上部プレート及び／又は下部プレートのみを含む必要はなく、互いに異なる方向の上部プレート及び下部プレートを全て含むことができ、このような上部プレート及び下部プレートは互いに交差する構造であり得る。このような構造を有する場合、支持力が向上して電池セルのスプリングバック現象をより効果的に抑制することができ、必要な支持力に応じて上部プレート及び／又は下部プレートの数を決定することができる。
【００２３】
非制限的な例において、前記電極積層体は、１つ以上の正極、１つ以上の負極及び１つ以上の分離膜を含み、正極、負極及び分離膜は、正極と負極との間に分離膜が介在するように積層されており、前記正極、負極及び分離膜は、それぞれの一端と他端が互いに交差しないスタック（ｓｔａｃｋ）型電極積層体であり得る。
【００２４】
非制限的な例において、前記電極積層体は、１つ以上の正極、１つ以上の負極、１つ以上の第１分離膜及び１つ以上の第２分離膜を含み、正極、負極、第１分離膜及び第２分離膜は、正極と負極との間に第１分離膜又は第２分離膜が介在するように積層されており、前記正極、負極及び第１分離膜は、それぞれの一端と他端が互いに交差せず、前記第２分離膜は、電極タブが形成されていない電極の側面を覆い、一端と他端が互いに交差するスタック＆フォールディング型電極積層体であり得る。
【００２５】
非制限的な例において、前記電極積層体は、１つ以上の正極、１つ以上の負極、１つ以上の分離膜を含み、正極、負極、及び分離膜は、正極と負極との間に分離膜が介在するように積層されており、前記正極、負極及び分離膜は、それぞれの一端と他端が互いに交差する巻き取り型またはジェリーロール型電極積層体であり得る。
【００２６】
一方、前記電極積層体は、一面又は両面に分離膜が接合（ｌａｍｉｎａｔｅ）されている改良された電極を１つ以上含んでいてもよい。前記改良された電極は、例えば、分離膜が正極又は負極の一面に接合されている構造で具現されてもよい。また、分離膜が正極の両面又は負極の両面に接合されている構造で具現されてもよい。また、正極と負極との間に分離膜が介在した状態で、正極、分離膜及び負極が互いに接合されている構造で具現されてもよい。本明細書において、正極と負極との間に分離膜が介在した状態で、正極、分離膜及び負極が互いに接合されている具現例を、電極群として定義することができる。
【００２７】
前記電極群は、最外側の電極の極性が互いに同一または異なっていてもよく、最外側の電極の極性が同一である場合、Ｓ型電極群と呼ぶことができ、最外側の電極群の極性が互いに異なる場合、Ｄ型電極群と呼ぶことができる。前記最外側の電極のうち１つ以上は、分離膜間に介在した状態で分離膜と接合されていてもよい。
【００２８】
また、前記改良された電極は、正極及び負極のいずれか１つと分離膜を含み、正極及び負極のいずれか１つと分離膜が互いに接合されている構造で具現され得る。これを、電極素子として定義することができる。前記電極素子は、正極及び負極のいずれか１つが分離膜間に介在し、正極及び負極のいずれか１つが分離膜と接合されていてもよい。
【００２９】
前記電極、改良された電極、分離膜、電極群、電極素子などの組み合わせとして、正極と負極との間に分離膜が介在した構造の電極積層体は、本発明の範囲に含まれる。
【００３０】
前記正極または負極の製造方法は、
バインダーを溶媒に分散または溶解させてバインダー溶液を製造する過程と、
前記バインダー溶液、電極活物質及び導電材を混合して電極スラリーを製造する過程と、
前記電極スラリーを集電体上にコーティングする過程と、
電極を乾燥する過程と、
電極を一定の厚さに圧縮する過程とを含むことができる。
【００３１】
場合によっては、圧延した電極を乾燥する過程をさらに含むことができる。
【００３２】
前記バインダー溶液の製造過程は、バインダーを溶媒に分散または溶解させてバインダー溶液を製造する過程である。前記バインダーは、当業界における公知のいかなるバインダーであってもよく、具体的には、ポリフッ化ビニリデン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ、ＰＶｄＦ）またはポリテトラフルオロエチレン（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＴＦＥ）を含むフッ素樹脂系バインダー、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−イソプレンゴムを含むゴム系バインダー、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、澱粉、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロースを含むセルロース系バインダー、ポリアルコール系バインダー、ポリエチレン、ポリプロピレンを含むポリオレフィン系バインダー、ポリイミド系バインダー、ポリエステル系バインダー、イガイ接着剤、シラン系バインダーからなる群から選択された１つまたは２種以上のバインダーの混合物であるか、または共重合体であってもよい。
【００３３】
前記溶媒は、バインダーの種類に応じて選択的に使用することができ、例えば、イソプロピルアルコール、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、アセトンなどの有機溶媒と水などを使用することができる。本発明の一つの具体的な実施例として、ＰＶｄＦをＮＭＰ（Ｎ−ｍｅｔｈｙｌ  ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）に分散／溶解させて正極用バインダー溶液を製造してもよく、ＳＢＲ（Ｓｔｙｒｅｎｅ−Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ  Ｒｕｂｂｅｒ）／ＣＭＣ（Ｃａｒｂｏｘｙ  Ｍｅｔｈｙｌ  Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）を水に分散／溶解させて負極用バインダー溶液を製造してもよい。
【００３４】
電極活物質及び導電材を前記バインダー溶液に混合／分散させて、電極スラリーを製造することができる。このように製造された電極スラリーは、貯蔵タンクに移送してコーティング過程の前まで保管することができる。前記貯蔵タンク内では、電極スラリーが硬化することを防止するために、電極スラリーを撹拌し続けることができる。
【００３５】
前記電極活物質は、正極活物質または負極活物質であってもよい。
【００３６】
具体的に、前記正極活物質は、リチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ２）、リチウムニッケル酸化物（ＬｉＮｉＯ２）などの層状化合物や、１つまたはそれ以上の遷移金属で置換された化合物；化学式Ｌｉ１＋ｙＭｎ２−ｙＯ４（ここで、ｙは０〜０．３３である）、ＬｉＭｎＯ３、ＬｉＭｎ２Ｏ３、ＬｉＭｎＯ２などのリチウムマンガン酸化物；リチウム銅酸化物（Ｌｉ２ＣｕＯ２）；ＬｉＶ３Ｏ８、ＬｉＦｅ３Ｏ４、Ｖ２Ｏ５、Ｃｕ２Ｖ２Ｏ７などのバナジウム酸化物；化学式ＬｉＮｉ１−ｙＭｙＯ２（ここで、Ｍ＝Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇ、ＢまたはＧａであり、ｙ＝０．０１〜０．３である）で表されるＮｉサイト型リチウムニッケル酸化物；化学式ＬｉＭｎ２−ｙＭｙＯ２（ここで、Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、ＺｎまたはＴａであり、ｙ＝０．０１〜０．１である）またはＬｉ２Ｍｎ３ＭＯ８（ここで、Ｍ＝Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＣｕまたはＺｎである）で表されるリチウムマンガン複合酸化物；化学式のＬｉの一部がアルカリ土金属イオンで置換されたＬｉＭｎ２Ｏ４；ジスルフィド化合物；Ｆｅ２（ＭｏＯ４）３などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００３７】
前記負極活物質は、例えば、難黒鉛化炭素、黒鉛系炭素などの炭素；ＬｉｘＦｅ２Ｏ３（０≦ｘ≦１）、ＬｉｘＷＯ２（０≦ｘ≦１）、ＳｎｘＭｅ１-ｘＭｅ’ｙＯｚ（Ｍｅ：Ｍｎ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｇｅ；Ｍｅ’：Ａｌ、Ｂ、Ｐ、Ｓｉ、周期律表の１族、２族、３族元素、ハロゲン；０＜ｘ≦１、１≦ｙ≦３、１≦ｚ≦８）などの金属複合酸化物；リチウム金属；リチウム合金；ケイ素系合金；錫系合金；ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＰｂＯ、ＰｂＯ２、Ｐｂ２Ｏ３、Ｐｂ３Ｏ４、Ｓｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ４、Ｓｂ２Ｏ５、ＧｅＯ、ＧｅＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ４、Ｂｉ２Ｏ５などの金属酸化物；ポリアセチレンなどの導電性高分子；Ｌｉ−Ｃｏ−Ｎｉ系材料などをさらに含むことができる。
【００３８】
前記導電材は、当該電池に化学的変化を誘発せずに導電性を有するものであれば特に制限されるものではなく、例えば、天然黒鉛や人造黒鉛などの黒鉛；カーボンブラック、アセチレンブラック、ケチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラック；炭素繊維や金属繊維などの導電性繊維；フッ化カーボン、アルミニウム、ニッケル粉末などの金属粉末；酸化亜鉛、チタン酸カリウムなどの導電性ウィスカー；酸化チタンなどの導電性金属酸化物；ポリフェニレン誘導体などの導電性素材などを使用することができる。
【００３９】
前記電極スラリーには、必要に応じて充填剤などが選択的に追加されてもよい。前記充填剤は、当該電池に化学的変化を誘発せずに繊維状材料であれば特に制限されるものではなく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系重合体；ガラス繊維、炭素繊維などの繊維状物質を使用することができる。
【００４０】
前記電極スラリーを集電体上にコーティングする過程は、電極スラリーをコーター（ｃｏａｔｅｒ）ヘッドを通過させて、定められたパターン及び一定の厚さに集電体上にコーティングする過程である。前記電極スラリーを集電体上にコーティングする方法は、電極スラリーを集電体上に分配させた後、ドクターブレード（ｄｏｃｔｏｒ  ｂｌａｄｅ）などを用いて均一に分散させる方法、ダイキャスティング（ｄｉｅ  ｃａｓｔｉｎｇ）、コンマコーティング（ｃｏｍｍａ  ｃｏａｔｉｎｇ）、スクリーンプリンティング（ｓｃｒｅｅｎ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ）などの方法などを挙げることができる。また、別途の基材（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）上に成形した後、プレッシングまたはラミネーション方法により電極スラリーを集電体と接合することもできる。
【００４１】
前記集電体は、当該電池に化学的変化を誘発せずに高い導電性を有するものであれば、特に制限されるものではなく、例えば、銅、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素、銅やステンレススチールの表面にカーボン、ニッケル、チタン、銀などで表面処理したもの、アルミニウム−カドミウム合金などを使用することができる。正極集電体は、表面に微細な凹凸を形成して正極活物質の結合力を強化させることもでき、フィルム、シート、ホイル、ネット、多孔質体、発泡体、不織布体などの様々な形態で使用することができる。具体的に、正極集電体は、アルミニウムを含む金属集電体であってもよく、負極集電体は、銅を含む金属集電体であってもよい。前記電極集電体は、金属ホイルであってもよく、アルミニウム（Ａｌ）ホイルまたは銅（Ｃｕ）ホイルであってもよい。
【００４２】
前記乾燥工程は、金属集電体にコーティングされたスラリーを乾燥させるために、スラリー内の溶媒及び水分を除去する過程であって、具体的な実施例において、５０〜２００℃の真空オーブンで１日以内に乾燥させる。前記乾燥過程後には冷却過程をさらに含むことができ、前記冷却過程は、室温まで徐冷（ｓｌｏｗ  ｃｏｏｌｉｎｇ）するものであり得る。
【００４３】
コーティング過程が終わった電極の容量密度を高め、集電体と活物質との接着性を増加させるために、高温加熱された２つのロールの間に電極を通過させることで、所望の厚さに圧縮することができる。この過程を圧延過程という。
【００４４】
前記電極を高温加熱された２つのロールの間に通過させる前に、前記電極は予熱されてもよい。前記予熱過程は、電極の圧縮効果を高めるために、ロールに投入される前に電極を予熱する過程である。
【００４５】
前記のように圧延過程が完了した電極は、バインダーの融点以上の温度を満足する範囲として５０〜２００℃の真空オーブンで１日以内に乾燥させることができる。圧延された電極は、一定の長さに切断された後、乾燥されてもよい。前記乾燥過程後には冷却過程をさらに含むことができる。
【００４６】
前記分離膜は、高いイオン透過度及び機械的強度を有する、絶縁性の薄い薄膜が使用される。一般に、分離膜の気孔径は０．０１〜１０μｍであり、厚さは５〜３００μｍである。
【００４７】
このような分離膜としては、例えば、耐化学性及び疎水性のポリプロピレンなどのオレフィン系ポリマー；ガラス繊維またはポリエチレンなどで作られたシートや不織布；クラフト紙などが使用される。現在市販中の代表的な例としては、セルガード系列（Ｃｅｌｇａｒｄ（登録商標）２４００、２３００（Ｈｏｅｃｈｅｓｔ  Ｃｅｌａｎｅｓｅ  Ｃｏｒｐ．社製））、ポリプロピレン分離膜（Ｕｂｅ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｌｔｄ．社製またはＰａｌｌ  ＲＡＩ社製）、ポリエチレン系列（ＴｏｎｅｎまたはＥｎｔｅｋ）などがある。
【００４８】
前記電解質は、リチウム塩を含有している非水電解液、有機固体電解質、無機固体電解質などが使用される。前記非水電解液としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、テトラヒドロキシフラン（ｆｒａｎｃ）、２−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、１，３−ジオキソラン、４−メチルー１，３−ジオキセン、ジエチルエーテル、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン、アセトニトリル、ニトロメタン、ホルム酸メチル、酢酸メチル、リン酸トリエステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、メチルスルホラン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、プロピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、エーテル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルなどの非プロトン性有機溶媒を使用することができる。
【００４９】
前記有機固体電解質としては、例えば、ポリエチレン誘導体、ポリエチレンオキシド誘導体、ポリプロピレンオキシド誘導体、リン酸エステルポリマー、ポリエジテーションリシン（ａｇｉｔａｔｉｏｎ  ｌｙｓｉｎｅ）、ポリエステルスルフィド、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン、イオン性解離基を含む重合体などを使用することができる。
【００５０】
前記無機固体電解質としては、例えば、Ｌｉ３Ｎ、ＬｉＩ、Ｌｉ５ＮＩ２、Ｌｉ３Ｎ−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、ＬｉＳｉＯ４、ＬｉＳｉＯ４−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、Ｌｉ２ＳｉＳ３、Ｌｉ４ＳｉＯ４、Ｌｉ４ＳｉＯ４−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、Ｌｉ３ＰＯ４−Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２などのＬｉの窒化物、ハロゲン化物、硫酸塩などを使用することができる。
【００５１】
前記リチウム塩は、前記非水系電解質に溶解しやすい物質であって、例えば、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＢ１０Ｃｌ１０、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ＣＯ２、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＡｌＣｌ４、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、（ＣＦ３ＳＯ２）２ＮＬｉ、クロロボランリチウム、低級脂肪族カルボン酸リチウム、４フェニルホウ酸リチウム、イミドなどを使用することができる。
【００５２】
また、電解液には、充放電特性、難燃性などの改善を目的として、例えば、ピリジン、トリエチルホスファイト、トリエタノールアミン、環状エーテル、エチレンジアミン、ｎ−グリム（ｇｌｙｍｅ）、ヘキサリン酸トリアミド、ニトロベンゼン誘導体、硫黄、キノンイミン染料、Ｎ−置換オキサゾリジノン、Ｎ，Ｎ−置換イミダゾリジン、エチレングリコールジアルキルエーテル、アンモニウム塩、ピロール、２−メトキシエタノール、三塩化アルミニウムなどが添加されてもよい。場合によっては、不燃性を付与するために、四塩化炭素、三フッ化エチレンなどのハロゲン含有溶媒をさらに含ませることもでき、高温保存特性を向上させるために二酸化炭酸ガスをさらに含ませることもでき、ＦＥＣ（ｆｌｕｏｒｏ−ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＲＳ（ｐｒｏｐｅｎｅ  ｓｕｌｔｏｎｅ）、ＦＰＣ（ｆｌｕｏｒｏ−ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）などをさらに含ませることができる。
【００５３】
前記電池セルは、リチウムイオンポリマー電池、リチウムイオン電池またはリチウムポリマー電池であってもよい。リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、リチウムポリマー電池の公知の構造及び構成要素は、本明細書に組み込まれる。
【００５４】
本発明の一側面はまた、前記電池パック、及び前記電池パックを電源として使用するデバイスを提供することができる。前記デバイスは、ノートパソコン、携帯電話、ＰＤＰ、ＰＭＰ、ＭＰ３プレーヤー、ＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｔｉｌｌ  Ｃａｍｅｒａ）、ＤＶＲ、スマートフォン、ＧＰＳシステム、及びカムコーダーからなる群から選択されるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の非制限的な実施例に係る曲がった形状の電池セルの模式的な斜視図である。
【図２】本発明の非制限的な実施例に係るパックハウジングの模式的な斜視図である。
【図３】本発明の非制限的な実施例に係る電池パックの模式的な斜視図である。
【図４】図３の電池パックの側面図である。
【図５】本発明の更に他の実施例に係るパックハウジングの模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
以下、本発明の非制限的な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、本発明の範疇がそれによって限定されるものではない。
【００５７】
図１には、本発明の非制限的な実施例に係る曲がった形状の電池セルの斜視図が模式的に示されており、図２には、本発明の非制限的な実施例に係るパックハウジングの斜視図が模式的に示されている。
【００５８】
図１及び図２を参照すると、電池セル１００は、ラミネートシートからなるパウチ型電池ケースの収納部１５０に電解質と電極積層体を収納した状態で開口部を密封することによって完成する。４つの外周密封部１３１，１３２，１３３，１３４のうち、電極リード１１１，１１２が露出している外周密封部１３４を除いた、３つの外周密封部１３１，１３２，１３３は側面１４０に向かって折り曲げられている。電極リード１１１，１１２は、非折り曲げ外周密封部１３４に向かって折り曲げられている。
【００５９】
パックハウジング２００は、ウィンドウフレーム構造物を形成する上部プレート２１１，２１２，２１３、ウィンドウフレーム構造物を形成する下部プレート２２１、上部プレート２１１，２１２，２１３及び下部プレート２２１から延びるか、または上部プレート２１１，２１２，２１３又は下部プレート２２１に連結されている４つの側面プレート２３１，２３２，２３３，２３４からなっている。側面プレート２３１，２３２は、電池セル１００の収納部１５０の曲面構造に対応する曲面を有する。側面プレート２３３，２３４は平面プレートである。側面プレート２３４には、電池セルの挿入のための開口が形成され得る。
【００６０】
図３には、図１の電池セルが図２のパックハウジング内に装着された電池パックの斜視図が模式的に示されており、図４には、図３の電池パックの側面図が模式的に示されている。
【００６１】
図１〜図４を参照すると、曲がった形状の電池セル１００には、点線矢印方向に沿って、曲がる前の平面状の電池セルに復帰しようとするスプリングバック現象が発生する。しかし、パックハウジング２００は、電池セル１００の曲面構造に対応する、曲面の側面プレート２３１，２３２及び平面プレート２３３，２３４からなる曲面構造の電池セル収納空間が形成されているので、内部に装着された電池セル１００のスプリングバック現象を抑制することができる。図３及び図４において、実線矢印は、点線矢印の長さだけの大きさで発生するスプリングバック現象がパックハウジングによって抑制される効果を比較して説明するために誇張して表現したもので、実際には、パックハウジングの使用によって、スプリングバック現象が発生しないものと理解しなければならない。
【００６２】
図５には、本発明の非制限的な実施例に係る互いに異なる方向の上部プレート及び下部プレートをいずれも含むパックハウジングが示されている。
【００６３】
図５を参照すると、パックハウジング２００は、６個の上部プレート２１１，２１２，２１３，２１４，２１５，２１６及び５個の下部プレート２２１，２２２，２２３，２２４，２２５を含んでいる。具体的に、電池セルの電極リードが突出している辺と平行な上部プレート２１１，２１２，２１３，２１４，２１５と、電池セルの電極リードが突出している辺に隣接する辺と平行な上部プレート２１６とが交差している。
【００６４】
下部プレート２２１，２２２，２２３，２２４，２２５も、これと同様に、電極リードが突出している辺と平行な下部プレート２２１，２２２，２２３，２２４と、電極リードが突出している辺に隣接する辺と平行な下部プレート２２５とが互いに交差している。
【００６５】
このように、異なる方向の上部プレート２１１，２１２，２１３，２１４，２１５，２１６と下部プレート２２１，２２２，２２３，２２４，２２５が交差する構造を有する場合、支持力が向上することで、電池セルのスプリングバック現象をより効果的に抑制することができる。
【００６６】
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】
【００６７】
本発明の一側面によれば、寸法安定性が向上した曲がった形状の電池パックを提供することができるという利点がある。
【符号の説明】
【００６８】
１００  電池セル
１１１  電極リード
１１２  電極リード
１３１  外周密封部
１３２  外周密封部
１３３  外周密封部
１３４  外周密封部
１４０  側面
１５０  収納部
２００  パックハウジング
２１１  上部プレート
２１２  上部プレート
２１３  上部プレート
２１４  上部プレート
２１５  上部プレート
２１６  上部プレート
２２１  下部プレート
２２２  下部プレート
２２３  下部プレート
２２４  下部プレート
２２５  下部プレート
２３１  側面プレート
２３２  側面プレート
２３３  側面プレート
２３４  側面プレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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