(57)【要約】  本発明は、陽極、陰極、及び陽極と陰極の間に介在されている分離膜を含む構造の電極組立体が電解液とともに収納される電池ケースであって、前記電池ケースの内側面にガス吸着層が形成され、前記ガス吸着層は、電池の内部で発生したガスを吸着するガス吸着物質層及び前記ガス吸着物質層が外部に露出されないようにガス吸着物質層の外面に形成される遮断層を含む、電池ケースに関するものである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極、陰極、及び陽極と陰極の間に介在されている分離膜を含む構造の電極組立体が電解液とともに収納される電池ケースであって、
前記電池ケースの内側面にガス吸着層が形成され、
前記ガス吸着層は、電池の内部で発生したガスを吸着するガス吸着物質層及び前記ガス吸着物質層が外部に露出されないようにガス吸着物質層の外面に形成される遮断層を含む、電池ケース。
【請求項２】
前記ガス吸着層は電解液が接触する前記電池ケースの収納部の内面の少なくとも一部に形成される、請求項１に記載の電池ケース。
【請求項３】
前記遮断層は前記電解液に溶解される物質からなる、請求項１または２に記載の電池ケース。
【請求項４】
前記遮断層は電池ケースの内部に注入される電解液によって溶解し、前記ガス吸着物質層が電池ケースの内側表面に露出される、請求項３に記載の電池ケース。
【請求項５】
前記ガス吸着物質層は、ガス吸着性を有する有機化合物又は金属からなる群から選択される１種以上のガス吸着物質を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電池ケース。
【請求項６】
前記電池ケースは、外部被覆層、金属層及び内部樹脂層を含むラミネートパウチ型又は缶型金属からなる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電池ケース。
【請求項７】
前記内部樹脂層にガス吸着物質が含まれている、請求項６に記載の電池ケース。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の電池ケースを含む、電池セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガス吸着層を含む電池ケース及びこれを含む電池に関するものであり、具体的に電極組立体に対向する電池ケースの内側面にガス吸着層が形成され、前記ガス吸着層は電池の内部で発生したガスを吸着するガス吸着物質層と前記ガス吸着物質層が一定の条件になる前には外部に露出されないようにガス吸着物質層の外面に形成される遮断層を含む電池ケースに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
充放電の可能な二次電池は既存のガソリン及びディーゼル車両などの代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）などを含む高出力及び大容量が要求される運送手段の動力源として注目されている。
【０００３】
リチウム二次電池は、ケースの形状によって、円筒型電池、角型電池、及びパウチ型電池に区分できる。その中でも高集積度で積層可能であり、重量当たりエネルギー密度が高く、安価で変形の容易なパウチ型電池が多くの関心を集めている。特に、アルミニウムラミネートシートを外装部材として使用するパウチ型電池は軽くて製造費用が低く、形態変形が容易であるというなどの利点のため近年多くの関心を集めている。
【０００４】
しかし、最終シーリングの後、内部短絡、過充電、高温への露出などの異常な作動状態に至る場合、内部の電解液が分解されながら高圧のガスが発生することがある。このときに発生した高圧ガスは電池ケースの変形を引き起こして電池の寿命を縮めることがあり、深刻には電池の発火乃至爆発を引き起こす。
【０００５】
例えば、過熱した電池はガスを発生させ、パウチケースで加圧されたガスは電池要素の分解反応をより促進させて継続的な過熱及びガス発生を引き起こし、このような過程がある臨界点以上に到逹すれば、電池の発火又は爆発を引き起こすことがある。さらに、電池モジュールのように多数の単位電池が限定された空間に密集している場合には、大事故を引き起こすことがある。
【０００６】
従来には、電池の安全性を向上させるために、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）、ヒューズ、又は減圧保護回路などの方法を用いるか、電解液あるいは電極に安全性を向上させる添加剤を付け加える方法などを用いたが、前記のような手段を備えていても、異常な条件の下で電池内部の異常反応によってガスが発生するか、前記物質の添加によって電池の性能が低下する問題点が依然として存在する。
【０００７】
最近には、より高いエネルギー密度に対する要求が増加するにつれて既存のガスポケットの機能をしていた部分が徐々になくなる趨勢なので、電池の諸般の性能を低下させずに、限定された空間内で電池セルの内部でガスが発生するとき、電池の発火乃至爆発を防止し、効率的にガスを除去することができる新しい方法が必要である。
【０００８】
特許文献１はガス吸着性高分子を含むガス吸着性高分子層を含むラミネートシートを開示しているが、前記ガス吸着性高分子層を保護することができる構成がない。したがって、電池の組立過程で空気中のガスが前記ガス吸着性高分子層に吸着され得るから、電池の内部で発生するガスのみ吸着しようとする効果が急速に減少する。
【０００９】
特許文献２はラミネートシートの金属層及びシーラント層の間にガス吸着層を含み、外部衝撃又は電池の内部で発生する熱又は圧力によって前記シーラント層が除去されれば、前記ガス吸着層が露出されて電池の内部で発生するガスを吸着することができる二次電池を開示しているが、前記二次電池のガス吸着は相当に異常な状態でのみ行われるから、既に過熱された電池を制御するのには問題がある。
【００１０】
特許文献３は電池の内部で発生するガスを吸着するためのガス吸着性高分子層を含むラミネートシートを開示しているが、前記ガス吸着性高分子層を保護することができる構成がない。そのため、電池の組立過程で空気中のガスが前記ガス吸着性高分子層に吸着されてしまい、電池の内部で発生するガスだけを吸着するといった意図された効果が低くなることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】韓国特許公開第２０１７−００８２３２８号公報
【特許文献２】韓国特許公開第２０１６−００３７４７３号公報
【特許文献３】韓国特許公開第２０１７−００６４７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は前記のような問題を解決するためのもので、電池の組立過程中に外部空気には露出されず、電池の内部で生成されるガスのみ効果的に吸着することができるように電池ケースの内面にガス吸着物質層と遮断層からなるガス吸着層を含む電池ケースを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記のような目的を達成するための本発明による電池ケースは、陽極、陰極、及び陽極と陰極の間に介在されている分離膜を含む構造の電極組立体が電解液とともに収納される電池ケースであって、前記電池ケースの内側面にガス吸着層が形成され、前記ガス吸着層は、電池の内部で発生したガスを吸着するガス吸着物質層及び前記ガス吸着物質層が外部に露出されないようにガス吸着物質層の外面に形成される遮断層を含む構造を有することができる。
【００１４】
前記ガス吸着層は、電解液が接触する前記電池ケースの収納部の内面の少なくとも一部又は全体の面積に形成され得る。
【００１５】
前記遮断層は前記電解液に溶解又は分散する物質からなることができ、前記遮断層は電池ケースの内部に注入される電解液によって溶解又は分散した後、前記ガス吸着物質層が電池ケースの内側表面に露出される。
【００１６】
前記遮断層は気体を透過させることができなく、電解液に溶解又は分散することができる物質であれば、その種類がそれほど制限されるものではなく、詳細には高分子フィルムであってもよい。
【００１７】
一具体例で、前記遮断層は電解液との接触によって少なくとも一部が溶けるフィルム形状になっている。前記フィルムは空気は透過させることができず、電解液との接触時に電解液のカーボネート系溶媒が分子と分子の間に浸透してフィルムの少なくとも一部が溶けるフィルムであってもよい。また、前記フィルムは、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリエチレンビニルアセテート及び二軸延伸ポリスチレンシート（ＯＰＳ（登録商標））から選択される高分子のフィルムであってもよい。
【００１８】
また、遮断層は固体状又はゲル状の電解質からなることができるので、ガスの発生時に消耗された電解液を補充することができて向上した寿命特性を有するようになる。
【００１９】
前記ガス吸着物質層はガス吸着性を有する有無機化合物又は金属からなる群から選択される１種以上のガス吸着物質を含む。
【００２０】
前記ガス吸着物質は、電池セルの内部で高割合で発生するガスを容易に吸着して所望の効果を発揮することができる物質であれば、その種類がそれほど制限されるものではなく、詳細には、ガス吸着性を有する分子篩（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｓｉｅｖｅ）及び金属成分からなる群から選択される１種以上であり得る。
【００２１】
前記ガス吸着性を有する分子篩は、シリカゲル、炭素纎維、多孔質性炭素材料、多孔質性金属酸化物及び多孔性ゲルからなる群から選択される１種以上であり得る。
【００２２】
ここで、前記多孔質性炭素材料は、カーボン分子篩（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｓｉｅｖｅ）及び活性炭からなる群から選択される１種以上であり得、前記多孔質性金属酸化物は、ゼオライト、シリカゲル及びアルミナからなる群から選択される１種以上であり得る。
【００２３】
また、前記金属成分は、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、タリウム（ＴI）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）及びタングステン（Ｗ）からなる群から選択される１種以上であり得る。
【００２４】
また、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（Ｃａ（ＯＨ）２）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）を使うことができる。
【００２５】
また、使われる電極活物質及び電解液などの種類を考慮して、発生量の多いガスを吸着することができる特定のガス吸着物質を含むようにすることにより、選択的にガスを除去することができるように設計することができる。
【００２６】
前記電池ケースは、外部被覆層、金属層及び内部樹脂層を含むラミネートパウチ型金属又は缶型金属からなることができる。
【００２７】
前記外部被覆層はパウチ型電池ケースの外面を形成するので、外部環境に対して安定的に電極組立体を保護するために高引張強度と耐候性が要求され、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又は延伸ナイロン（ＯＮｙ）からなる外部被覆層が前記のような要件を満たすことができる。電池ケースが缶型の場合、ラミネートシートのような強度は要求されない。
【００２８】
前記金属層は空気を含むガス、湿気などを遮断する層であり、成形性に優れ、所定の強度を付与することができ、水分や空気を遮断することができることが好ましく、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、ステンレススチールのような鉄合金などを使うことができる。
【００２９】
一具体例で、内部樹脂層をガス吸着物質を含むことができる。
【００３０】
ガス吸着物質が内部樹脂層に含まれる場合、電池の厚さを減らすことができ、電池の内部の不必要な空間を減らすことによりエネルギー密度を向上させることができる。
【００３１】
ここで、前記ガス吸着性物質は内部樹脂層の総重量を基準に４０重量％〜９０重量％含むことができ、詳細には５０重量％〜９０重量％含むことができ、より詳細には５０重量％〜８０重量％含むことができる。
【００３２】
前記ガス吸着物質が内部樹脂層の総重量を基準に４０重量％より少なく含まれる場合には、一般的な電池の使用過程で吸着されるガスの量が少なくなるから、短時間にスウェリング現象が発生することがあり、９０重量％以上であれば、密封性能が低下する問題があるから適切ではない。
【００３３】
また、前記ガス吸着物質はラミネートシートの外部樹脂層の他に別途の層としても形成され得るが、この場合にはガス吸着物質を含む層自体にも別途の接着力を付与する物質が添加されなければならない。
【００３４】
また、本発明は、前記電池ケースを含む電池を提供する。
【００３５】
前記電池は一次電池又は二次電池であってもよい。
【００３６】
前記二次電池は、電池ケースの形状によって、電極組立体が円筒型又は角型の金属缶に内蔵されている円筒型電池又は角型電池、又は電極組立体がアルミニウムラミネートシートのパウチ型ケースに内蔵されているパウチ型電池であってもよい。
【００３７】
前記二次電池は、陽極と陰極の間に分離膜が介在された構造の電極組立体にリチウム塩含有非水系電解液が含浸されている構造を有するリチウム二次電池であってもよい。
【００３８】
前記陽極は、例えば陽極集電体上に陽極活物質を含んでいる陽極合剤を塗布してから乾燥することによって製造され、前記陽極合剤には、必要によって、バインダー、導電材、充填剤などをさらに添加することもできる。
【００３９】
前記陽極集電体は、一般的に３〜５００μｍの厚さを有するように形成される。このような陽極集電体は、当該電池の化学的変化を引き起こさずに、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、例えばステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、チタン、塑性炭素、又はアルミニウム又は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などを使うことができる。陽極集電体は、前記陰極集電体と同様に、その表面に微細な凹凸を形成して陽極活物質の接着力を高めることもでき、フィルム、シート、ホイル、ネット、多孔質体、発泡体、不織布体などの多様な形態が可能である。
【００４０】
前記陽極活物質は電気化学的反応を引き起こすことができる物質で、リチウム遷移金属酸化物であり、２種以上の遷移金属を含み、例えば１種又はそれ以上の遷移金属に置換された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；１種又はそれ以上の遷移金属に置換された化合物；化学式ＬｉＮｉ１−ｙＭｙＯ２（ここで、Ｍ＝Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｂ、Ｃｒ、Ｚｎ又はＧａであり、前記元素の中で１種以上の元素を含み、０．０１≦ｙ≦０．７である）で表現されるリチウムニッケル系酸化物；Ｌｉ１＋ｚＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２、Ｌｉ１＋ｚＮｉ０．４Ｍｎ０．４Ｃｏ０．２Ｏ２などのようにＬｉ１＋ｚＮｉｂＭｎｃＣｏ１−（ｂ＋ｃ＋ｄ）ＭｄＯ（２−ｅ）Ａｅ（ここで、−０．５≦ｚ≦０．５、０．１≦ｂ≦０．８、０．１≦ｃ≦０．８、０≦ｄ≦０．２、０≦ｅ≦０．２、ｂ＋ｃ＋ｄ＜１であり、Ｍ＝Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉ又はＹであり、Ａ＝Ｆ、Ｐ又はＣｌである）で表現されるリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物；化学式Ｌｉ１＋ｘＭ１−ｙＭ’ｙＰＯ４−ｚＸｚ（ここで、Ｍ＝遷移金属、好ましくはＦｅ、Ｍｎ、Ｃｏ又はＮｉであり、Ｍ’＝Ａｌ、Ｍｇ又はＴｉであり、Ｘ＝Ｆ、Ｓ又はＮであり、−０．５≦ｘ≦＋０．５、０≦ｙ≦０．５、０≦ｚ≦０．１である）で表現されるオリビン系リチウム金属フォスフェートなどを挙げることができるが、これらにのみ限定されるものではない。
【００４１】
前記導電材は、通常に陽極活物質を含む混合物総重量を基準に１〜３０重量％添加される。このような導電材は当該電池に化学的変化を引き起こさずに、も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い。例えば、天然黒鉛又は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、ケッチェンブラック、チャネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サマーブラックなどのカーボンブラック；炭素繊維又は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イスキー；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うことができる。
【００４２】
前記バインダーは活物質と導電材などの結合と集電体に対する結合に役立つ成分であり、通常に陽極活物質を含む混合物の総重量を基準に１〜３０重量％添加される。このようなバインダーの例としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、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、ポリビニルピロリドン、テトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、スルホン化ＥＰＤＭ、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、フッ素ゴム、多様な共重合体などを挙げることができる。
【００４３】
前記充填剤は陽極の膨張を抑制する成分であり、選択的に使われ、当該電池の化学的変化を引き起こさない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が使われる。
【００４４】
前記陰極は、例えば陰極集電体上に陰極活物質を含んでいる陰極合剤を塗布して乾燥することによって製造され、陰極合剤には、必要によって、前述したような導電材、バインダー、充填剤などの成分を含むこともできる。
【００４５】
前記陰極集電体は一般的に３〜５００μｍの厚さに作られる。このような陰極集電体は当該電池に化学的変化を引き起こさずに、も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い。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、銅又は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うことができる。また、陽極集電体と同様に、表面に微細な凹凸を形成して陰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、不織布体などの多様な形態を使うことができる。
【００４６】
前記陰極活物質としては、例えば、前述したケイ素系化合物を含み、難黒鉛化炭素、黒鉛炭素などの炭素；ＬｉｘＦｅ２Ｏ３（０≦ｘ≦１）、ＬｉｘＷＯ２（０≦ｘ≦１）、ＳｎｘＭｅ１−ｘＭｅ’ｙＯｚ（ＭｅはＭｎ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｇｅ；Ｍｅ’はＡｌ、Ｂ、Ｐ、Ｓｉ、周期律表の１族、２族及び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；スズ系合金；ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＰｂＯ、ＰｂＯ２、Ｐｂ２Ｏ３、Ｐｂ３Ｏ４、Ｓｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ４、Ｓｂ２Ｏ５、ＧｅＯ、ＧｅＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ４、及びＢｉ２Ｏ５などの金属酸化物；ポリアセンチレンなどの導電性高分子；Ｌｉ−Ｃｏ−Ｎｉ系材料などを使うことができる。
【００４７】
前記バインダー、導電材及び充填剤の成分は陽極の説明と同様に適用可能である。
【００４８】
また、粘度調節剤、接着促進剤などのその他の成分のいずれか１種の成分を選択的に含むか又は２種以上の成分を組み合わせてさらに含むことができる。
【００４９】
前記粘度調節剤は電極合剤の混合工程とその集電体上の塗布工程が容易になるように電極合剤の粘度を調節する成分であり、陰極合剤の総重量を基準に３０重量％まで添加できる。このような粘度調節剤の例としては、カルボキシメチルセルロース、ポリビニリデンフロリドなどがあるが、これらにのみ限定されるものではない。場合によって、前述した溶媒が粘度調節剤としての役割を並行することができる。
【００５０】
前記接着促進剤は集電体に対する活物質の接着力を向上させるために添加される補助成分であり、バインダーに対して１０重量％以下添加されることができ、例えばシュウ酸（ｏｘａｌｉｃ  ａｃｉｄ）、アジピン酸（ａｄｉｐｉｃ  ａｃｉｄ）、ギ酸（ｆｏｒｍｉｃ  ａｃｉｄ）、アクリル酸（ａｃｒｙｌｉｃ  ａｃｉｄ）誘導体、イタコン酸（ｉｔａｃｏｎｉｃ  ａｃｉｄ）誘導体などを挙げることができる。
【００５１】
前記リチウム塩含有非水系電解液は電解液とリチウム塩からなっており、前記電解液としては、非水系有機溶媒、有機固体電解質、無機固体電解質などを使う。
【００５２】
前記非水系有機溶媒としては、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、ガンマ−ブチロラクトン、１，２−ジメトキシエタン、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、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、ギ酸メチル、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−イミダソリジノン、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量子性有機溶媒が使用可能である。
【００５３】
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、ポリア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剤などが使用可能である。
【００５４】
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、硫酸塩などが使用可能である。
【００５５】
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り、例えばＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＢ１０Ｃｌ１０、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ＣＯ２、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＡｌＣｌ４、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、（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、イミドなどが使用可能である。
【００５６】
また、電解液には、充放電特性、難燃性などの改善を目的で、例えばピリジン、亜リン酸トリエチル、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ることもできる。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むこともでき、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むこともでき、ＦＥＣ（Ｆｌｕｏｒｏ−Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＲＳ（Ｐｒｏｐｅｎｅ ｓｕｌｔｏｎｅ）などをさらに含むことができる。
【００５７】
好適な一具体例で、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２などのリチウム塩を、高誘電性溶媒であるＥＣ又はＰＣの環状カーボネートと低粘度溶媒であるＤＥＣ、ＤＭＣ又はＥＭＣの線形カーボネートの混合溶媒に添加してリチウム塩含有非水系電解質を製造することができる。
【００５８】
また、本発明は、前記電池を含む電池パックを提供することができる。
【００５９】
具体的に、前記電池パックは、高温安全性及び長いサイクル特性と高いレート特性などが要求されるデバイスの電源として使われることができる。このようなデバイスの詳細な例としては、モバイル電子機器（ｍｏｂｉｌｅ  ｄｅｖｉｃｅ）、ウェアラブル電子機器（ｗｅａｒａｂｌｅ  ｄｅｖｉｃｅ）、電池的モーターによって動力を受けて動作するパワーツール（ｐｏｗｅｒ  ｔｏｏｌ）；電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ、ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ、ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（Ｐｌｕｇ−ｉｎ  Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ、ＰＨＥＶ）などを含む電気車；電気自転車（Ｅ−ｂｉｋｅ）、電気スクーター（Ｅ−ｓｃｏｏｔｅｒ）を含む電気二輪車；電気ゴルフカート（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｇｏｌｆ  ｃａｒｔ）；電力貯蔵装置（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）などを挙げることができるが、これに限定されるものではない。
【００６０】
これらのデバイスの構造及びその製作方法は当該分野に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は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施例によるパウチ型電池ケースの垂直断面図である。
【図２】他の一実施例によるパウチ型電池ケースの垂直断面図である。
【図３】本発明の一実施例による缶型電池ケースの垂直断面図である。
【図４】図１の電池ケースに電極組立体と電解液を挿入したパウチ型二次電池の一部の垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
以下、添付図面に基づいて本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明を容易に実施することができる実施例を詳細に説明する。ただし、本発明の好適な実施例についての動作原理を詳細に説明するにあたり、関連した公知の機能又は構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要にあいまいにする可能性があると判断される場合にはその詳細な説明を省略する。
【００６３】
また、図面全般にわたって類似の機能及び作用をする部分に対しては同じ図面符号を付ける。明細書全般で、ある部分が他の部分と連結されていると言う場合、これは直接的に連結されている場合だけではなく、その中間に他の素子を挟んで間接的に連結されている場合も含む。また、ある構成要素を含むというのは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
【００６４】
本発明を図面を参照して詳細な実施例に基づいて説明する。
【００６５】
図１は本発明の一実施例によるパウチ型電池ケース１００の垂直断面図である。
【００６６】
図１のパウチ型電池ケース１００は、外側から外部被覆層１１１、金属層１１２及び内部樹脂層１１３が順次積層されたラミネートシート１１０にガス吸着層１２０が備えられている。
【００６７】
前記ガス吸着層１２０は、電池の内部で発生したガスを吸着するガス吸着物質層１２１と前記ガス吸着物質層１２１が外部に露出されないようにガス吸着物質層の外面に形成される遮断層１２２とを含む。
【００６８】
図２は他の一実施例によるパウチ型電池ケース２００の垂直断面図である。
【００６９】
図２を参照すると、パウチ型電池ケース２００は、外側から外部被覆層２１１、金属層２１２及び内部樹脂層２１３が順次積層されたラミネートシート２１０の内側面に遮断層２２２が位置している。
【００７０】
前記パウチ型電池ケース２００はガス吸着物質層を別に備えず、内部樹脂層２１３にガス吸着物質２２３が含まれている。
【００７１】
図３は本発明の一実施例による缶型電池ケースの垂直断面図である。
【００７２】
図３を参照すると、缶型電池ケース３００の内部にガス吸着物質層３２１及び遮断層３２２を含むガス吸着層３２０が形成される。
【００７３】
図１及び図４を参照すると、特に図４はパウチ型電池ケース１００に電極組立体１４０と電解液１３０を挿入したパウチ型二次電池の一部の垂直断面図である。
【００７４】
前記パウチ型電池ケース１００に電極組立体１４０を収納し、電解液１３０を注入した後、最終シーリング過程を経れば、前記遮断層は電解液１３０によって溶解又は分散し、前記ガス吸着物質層１２１がパウチ型電池ケース１００の内側表面に露出される。
【００７５】
表面に露出されたガス吸着物質層１２１は電池の内部で発生したガスを吸着する。図４にはガス吸着層１２０のみ図示されているが、この中でガス吸着物質層１２１は電解液によって溶解又は分散したものである。
【００７６】
前記のような構成により、電池の異常な使用による場合だけでなく、電池の日常的な使用によって不可避に発生することになるガスがガス吸着層を構成するガス吸着物質との直接的な反応によってより早く除去されるので、スウェリング現象を減少させて電池の爆発及び発火を抑制し、電池の安全性を向上させることができる。特に、電池の組立過程で発生し得る異常なガス吸着を事前に防止し、電池の実際活用状態でのみ作動することができるこのような構成は現在まで提示されたことがない特別な構成であり、本発明は非常に単純な構成で強力な効果を現している。
【００７７】
以上で本発明の実施例を示す図面に基づいて説明したが、本発明が属する分野で通常の知識を有する者であれば、前記内容に基づいて本発明の範疇内で多様な応用及び変形が可能であろう。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上で説明したように、本発明による電池ケースはガス吸着物質層の外面に遮断層が備えられているので、電極の組立過程で空気中のガスが吸着されなく、最終密封の後、前記遮断層は電解液によって溶解するから、電池の内部で発生するガスのみ効果的に吸着することができるので、電池部のガスによる厚さ増加及び電池内圧の増加を防止し、結果的に電池の安全性を大きく向上させることができる。
【００７９】
また、電池の内部の不必要な空間を減らすことによってセルのエネルギー密度を向上させることができる。
【００８０】
また、遮断層が固体状又はゲル状の電解質からなることができるので、電池の充放電過程で消耗された電解液を補充することができ、向上した寿命特性を有するようになる。
【符号の説明】
【００８１】
１００、２００    パウチ型電池ケース
３００    缶型電池ケース
１１０、２１０    ラミネートシート
１１１、２１１    外部被覆層
１１２、２１２    金属層
１１３、２１３    内部樹脂層
１２０、３２０    ガス吸着層
１２１、３２１    ガス吸着物質層
１２２、２２２、３２２    遮断層
２２３    ガス吸着物質
１３０    電解液
１４０    電極組立体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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