特許 6737562 二次電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6737562

(24)【登録日】2020年7月20日

(45)【発行日】2020年8月12日

(54)【発明の名称】二次電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/058 20100101AFI20200730BHJP

   H01M 2/02 20060101ALI20200730BHJP

   H01M 2/04 20060101ALI20200730BHJP

   H01M 2/34 20060101ALI20200730BHJP

   H01M 10/052 20100101ALI20200730BHJP

   H01M 10/0566 20100101ALI20200730BHJP

   H01M 10/0569 20100101ALI20200730BHJP

【ＦＩ】

   H01M10/058

   H01M2/02 A

   H01M2/04 A

   H01M2/34 B

   H01M10/052

   H01M10/0566

   H01M10/0569

【請求項の数】12

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-226490(P2013-226490)

(22)【出願日】2013年10月31日

(65)【公開番号】特開2014-120469(P2014-120469A)

(43)【公開日】2014年6月30日

【審査請求日】2016年10月17日

【審判番号】不服2018-13274(P2018-13274/J1)

【審判請求日】2018年10月4日

(31)【優先権主張番号】10-2012-0148089

(32)【優先日】2012年12月18日

(33)【優先権主張国】KR

(31)【優先権主張番号】10-2013-0011991

(32)【優先日】2013年2月1日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】590002817

【氏名又は名称】三星エスディアイ株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＳＡＭＳＵＮＧ ＳＤＩ Ｃｏ．， ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】魯 世源

【合議体】

【審判長】 亀ヶ谷 明久

【審判官】 池渕 立

【審判官】 土屋 知久

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−１１１２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１８８８８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H01M10/058

H01M2/02

H01M2/04

H01M2/34

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１電極板、第２電極板、及びこれらの間に介在されるセパレータを含む電極組立体と、
２０℃〜２５℃で１ｍＰａ・ｓ〜１５ｍＰａ・ｓの粘性を有する電解質と、
前記電極組立体が挿入されるように、一側に開口が形成されており、内部に前記電極組立体及び前記電解質を収容する缶と、
前記缶の開口を密閉するキャッププレートと、を備える二次電池であって、
前記二次電池の厚さは８ｍｍ以下であり、
前記缶の断面積Ａｃ（ｍｍ^２）に対する前記缶の高さｈ１（ｍｍ）の比率（ｈ１／Ａｃ）は、１２．５％ないし２５％であり、
前記電極組立体の断面積は、前記缶の断面積に対して８５％〜９５％であり、
前記缶の断面積は、２１０ｍｍ^２ないし５６０ｍｍ^２であり、
前記缶の断面積は、前記缶の高さに垂直である方向の断面積である二次電池。

【請求項2】

前記缶の高さは、７０ｍｍないし１１０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。

【請求項3】

前記電極組立体の高さは、前記缶の高さに対して９０％〜９８％であることを特徴とする請求項１または２に記載の二次電池。

【請求項4】

前記キャッププレートは、電解質注入口を含むことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の二次電池。

【請求項5】

前記缶の内部で、前記電極組立体と前記キャッププレートとの間に介在される絶縁材をさらに含むことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の二次電池。

【請求項6】

前記絶縁材は、前記電解質注入口に対応する位置に形成された貫通ホールを含むことを特徴とする請求項５に記載の二次電池。

【請求項7】

前記電解質は、環状カーボネート（Ｃｙｃｌｉｃ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）系物質、線形カーボネート（Ｌｉｎｅａｒ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）系物質、及びリチウム塩を含むことを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の二次電池。

【請求項8】

第１電極板、第２電極板、及びこれらの間に介在されるセパレータを含む電極組立体と、
２０℃〜２５℃で１ｍＰａ・ｓ〜１５ｍＰａ・ｓの粘性を有する電解質と、
前記電極組立体が挿入されるように、一側に開口が形成されており、内部に前記電極組立体及び前記電解質を収容し、前記開口と平行な底面、及び前記開口と前記底面との間に介在される側面を含む全体的に六面体形状の缶と、
前記缶の開口を密閉し、前記電解質が注入される電解質注入口を含むキャッププレートと、を備える二次電池であって、
前記二次電池の厚さは８ｍｍ以下であり、
前記缶の断面積Ａｃ（ｍｍ^２）に対する前記缶の高さｈ１（ｍｍ）の比率（ｈ１／Ａｃ）は、１２．５％ないし２５％であり、
前記電極組立体の断面積は、前記缶の断面積に対して、８５％〜９５％であり、
前記缶の断面積は、２１０ｍｍ^２ないし５６０ｍｍ^２であり、
前記缶の断面積は、前記缶の高さに垂直である方向の断面積である二次電池。

【請求項9】

前記缶の高さは、７０ｍｍないし１１０ｍｍであることを特徴とする請求項８に記載の二次電池。

【請求項10】

前記電極組立体の高さは、前記缶の高さに対して、９０％〜９８％であることを特徴とする請求項８または９に記載の二次電池。

【請求項11】

前記缶の内部で、前記電極組立体と前記キャッププレートとの間に介在される絶縁材をさらに含み、前記絶縁材は、前記電解質注入口に対応する位置に形成された貫通ホールを含むことを特徴とする請求項８から１０の何れか一項に記載の二次電池。

【請求項12】

前記缶は、上面に当たる位置に、前記開口が形成された全体的に六面体形状であり、
前記キャッププレートの反対側に位置する底面と、
前記キャッププレートと前記底面との間に備えられ、前記底面に対してほぼ垂直に折り曲げられた第１側面と、
前記キャッププレートと前記底面との間に備えられ、前記底面に対してほぼ垂直に折り曲げられ、前記第１側面に対向する第２側面と、
前記キャッププレートと前記底面との間に備えられ、前記底面に対してほぼ垂直に折り曲げられた第３側面と、
前記キャッププレートと前記底面との間に備えられ、前記底面に対してほぼ垂直に折り曲げられ、前記第３側面に対向する第４側面と、を含むことを特徴とする請求項８から１１の何れか一項に記載の二次電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、二次電池に関する。

【背景技術】

【0002】

無線インターネットや通信技術の発達によって、電源供給装置なしに、二次電池を使用して運用可能な携帯電話、携帯用コンピュータの普及が急速に拡大している。一般的に、携帯電話または携帯用コンピュータは、小型であり、携帯が手軽で移動性に優れるという長所があって、業務用または個人用として広く使われており、それにより、二次電池に対する需要も次第に増加している。

【0003】

携帯電話及び携帯用コンピュータのような電子機器の性能が次第に向上するにつれて、二次電池に対する高いエネルギー性能、例えば、エネルギー密度／出力面で高性能が要求されている。一方、電子機器のスリム化の要求によって、電子機器に採用される二次電池の厚さを最小化する要求も増大している。

【0004】

二次電池は、高エネルギー密度及び／または高出力を提供するために、電極組立体及び電解質を十分に備えねばならない。しかし、二次電池の高性能を実現するためには、スリム化の達成に困難があり、スリム化のためには、高性能の二次電池の製造に困難がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１０／００３５１３２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、厚さが比較的薄い二次電池、すなわち、電解質の含浸効率を最大化する二次電池を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記課題を達成するために、本発明の一側面によれば、第１電極板、第２電極板、及びこれらの間に介在するセパレータを含む電極組立体と、２０℃〜２５℃で１ｍＰａ・ｓ〜１５ｍＰａ・ｓの粘性を有する電解質と、前記電極組立体が挿入されるように、一側に開口が形成されており、内部に前記電極組立体及び前記電解質を収容する缶と、前記缶の開口を密閉するキャッププレートと、を備え、前記缶の断面積に対する前記缶の高さの比率は、１２．５％ないし２５％である二次電池を提供する。

【0008】

本発明の一特徴によれば、前記缶の断面積は、前記缶の高さに垂直方向の断面積である。

【0009】

本発明の他の特徴によれば、前記缶の断面積は、２１０ｍｍ^２ないし５６０ｍｍ^２である。

【0010】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記缶の高さは、７０ｍｍないし１１０ｍｍである。

【0011】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記電極組立体の断面積は、前記缶の断面積に対して８５％〜９５％である。

【0012】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記電極組立体の高さは、前記缶の高さに対して９０％〜９８％である。

【0013】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記キャッププレートは、電解質注入口を含む。

【0014】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記缶の内部で前記電極組立体と前記キャッププレートとの間に介在する絶縁材をさらに含む。

【0015】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記絶縁材は、前記電解質注入口に対応する位置に形成された貫通ホールを含む。

【0016】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記電解質は、環状カーボネート（Ｃｙｃｌｉｃ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）系物質、線形カーボネート（Ｌｉｎｅａｒ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）系物質、及びリチウム塩を含む。

【0017】

本発明のさらに他の側面によれば、第１電極板、第２電極板、及びこれらの間に介在されるセパレータを含む電極組立体と、２０℃〜２５℃で１ｍＰａ・ｓ〜１５ｍＰａ・ｓの粘性を有する電解質と、前記電極組立体が挿入されるように、一側に開口が形成されており、内部に前記電極組立体及び前記電解質を収容し、前記開口に平行する底面、及び前記開口と底面との間に介在される側面を含む全体的に六面体形状である缶と、前記缶の開口を密閉し、前記電解質が注入される電解質注入口を含むキャッププレートと、を備え、前記缶の断面積に対する前記缶の高さの比率は、１２．５％ないし２５％である二次電池を提供する。

【0018】

本発明の一特徴によれば、前記缶の断面積は、２１０ｍｍ^２ないし５６０ｍｍ^２である。

【0019】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記缶の高さは、７０ｍｍないし１１０ｍｍである。

【0020】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記電極組立体の断面積は、前記缶の断面積に対して８５％〜９５％である。

【0021】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記電極組立体の高さは、前記缶の高さに対して９０％〜９８％である。

【0022】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記缶の内部で、前記電極組立体と前記キャッププレートとの間に介在される絶縁材をさらに含み、前記絶縁材は、前記電解質注入口に対応する位置に形成された貫通ホールを備える。

【0023】

本発明のさらに他の特徴によれば、前記缶は、上面に当たる位置に、前記開口が形成された全体的に六面体形状であり、前記キャッププレートの反対側に位置する底面と、前記キャッププレートと前記底面との間に備えられ、前記底面に対してほぼ垂直に折り曲げられた第１側面と、前記キャッププレートと前記底面との間に備えられ、前記底面に対してほぼ垂直に折り曲げられ、前記第１側面に対向する第２側面と、前記キャッププレートと前記底面との間に備えられ、前記底面に対してほぼ垂直に折り曲げられた第３側面と、前記キャッププレートと前記底面との間に備えられ、前記底面に対してほぼ垂直に折り曲げられ、前記第３側面に対向する第４側面と、を含む。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、２０℃〜２５℃で１ｍＰａ・ｓ〜１５ｍＰａ・ｓの粘性を有する電解質の含浸効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の一実施例による二次電池を概略的に示す斜視図である。

【図2】図１の分解斜視図である。

【図3】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図である。

【図4】本発明の実施例及び比較例の二次電池の含浸量を経時的に示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0026】

本発明は、多様な変換が可能であり、多様な実施例を有するので、特定の実施例を図面に例示して詳細に説明する。しかし、これは、本発明を特定の実施例に限定せず、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変換、均等物ないし代替物を含むと理解されねばならない。本発明の説明において、関連した公知の技術に関する具体的な説明が、本発明の要旨を不明確にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。第１、第２の用語は、多様な構成要素の説明に使われるが、構成要素は、用語によって限定されない。用語は、一つの構成要素を、他の構成要素から区別する目的として使われねばならない。本願明細書で使われた用語は、単に特定の実施例を説明するために使われたものに過ぎず、本発明を限定しようとするものではない。単数の表現は、文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。本願明細書で、“含む”または“有する”の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品または、これらの組合わせの存在を指定しようとするものであり、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品または、それらの組合わせの存在または付加可能性を、予め排除していないと理解されねばならない。一方、下記の“／”は、状況によって、“及び”とも解釈され、“または”とも解釈される。

【0027】

図面で、多様な領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。明細書全体で類似した部分については、同じ図面符号を使用した。いずれか一つの構成要素が、他の構成要素“上に”または“の上に”あるという時、これは、他の構成要素の真上にある場合だけでなく、その中間にさらに他の構成要素がある場合も含む。

【0028】

図１は、本発明の一実施例による二次電池１００を概略的に示した斜視図であり、図２は、図１の分解斜視図であり、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図であり、図４は、本発明の実施例及び比較例の含浸量を経時的に示したグラフである。

【0029】

図１に図示された、Ｘ−Ｘ方向は、二次電池１００の幅方向であり、Ｙ−Ｙ方向は、二次電池１００の厚み方向であり、Ｚ−Ｚ方向は、二次電池１００の高さ方向を示す。二次電池１００の断面積は、ＸＹ平面に沿って延び、二次電池の高さは、二次電池の断面積に対して垂直である方向、すなわち、厚み方向に対して垂直である方向（Ｚ−Ｚ方向）を示す。

【0030】

図１ないし図３を参照すれば、本発明の実施例による二次電池１００は、厚さが比較的薄い電池であって、二次電池１００の厚さは、約８ｍｍと同一か、またはそれより薄い。さらに具体的に、二次電池の厚さは、約７ｍｍと同一か、またはそれより薄い。二次電池１００は、電極組立体１１０、電解質Ｅ、電解質Ｅ及び電極組立体１１０を収容する缶１２０、缶１２０の内部を密閉するキャッププレート１３０、第１絶縁材１５０を含む。

【0031】

電極組立体１１０は、電極活物質が塗布された第１電極板１１１、第２電極板１１２、及びそれらの間に介在されたセパレータ１１３を含む。電極組立体１１０は、第１電極板１１１、セパレータ１１３及び第２電極板１１２が順次に積層された積層体を形成した後、ゼリーロール形態となるように巻き取って作製される。第１電極板１１１及び第２電極板１１２のそれぞれは、化学反応によって形成された電荷を、外部に引き出すための第１電極タブ１１４及び第２電極タブ１１５と電気的に連結されている。第１電極タブ１１４と第２電極タブ１１５とは、同じ方向に延びる。例えば、第１電極タブ１１４及び第２電極タブ１１５は、缶１２０の開口ＯＰに向かって延びる。

【0032】

本実施例では、電極組立体１１０がゼリーロール形態を有する場合を説明したが、本発明は、それに制限されない。さらに他の実施例において、電極組立体１１０は、第１電極板１１１、第２電極板１１２及びこれらの間に介在されるセパレータ１１３を含む積層構造である。

【0033】

電解質Ｅは、２０℃〜２５℃で１ｍＰａ・ｓ〜１５ｍＰａ・ｓの粘性を有する。例えば、電解質Ｅは、環状カーボネート（Ｃｙｃｌｉｃ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）系物質、線形カーボネート（Ｌｉｎｅａｒ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）系物質、及びリチウム塩を含む。環状カーボネート系物質としては、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）、ビニレンカーボネート（Ｖｉｎｙｌｅｎｅ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ：ＶＣ）、ビニルエチレンカーボネート（ＶｉｎｙｌＥｔｈｙｌｅｎｅ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ：ＶＥＣ）のうち少なくともいずれか一つを含む。線形カーボネート系物質としては、エチルメチルカーボネート（Ｅｔｈｙｌｍｅｔｈｙｌ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ：ＥＭＣ）、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）のうち少なくともいずれか一つを含む。リチウム塩としては、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４のうち少なくともいずれか一つを含む。他の実施例において、リチウム塩は、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＣ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_３、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２及びＬｉＣＨ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２で構成された群から選択された少なくともいずれか一つを含む。

【0034】

缶１２０は、一面、すなわち、上面に対応する面が開放された六面体形状であり、強度を確保するために、金属性素材で作製される。図２に示したように、缶１２０は、上面に対応する位置に形成された開口ＯＰを含み、開口ＯＰの反対側に位置する底面１２０ｂｔ、開口ＯＰと底面１２０ｂｔとの間に位置し、底面１２０ｂｔに対して垂直に折り曲げられた第１側面１２０ｓ１、第２側面１２０ｓ２、第３側面１２０ｓ３及び第４側面１２０ｓ４を含む。第１側面１２０ｓ１及び第２側面１２０ｓ２は、平行した状態で互いに反対側に備えられ、第３側面１２０ｓ３及び第４側面１２０ｓ４は、平行した状態で互いに反対側に備えられる。缶１２０は、ほぼ六面体形状に作製され、その場合、第１側面１２０ｓ１及び第２側面１２０ｓ２の幅は、第３側面１２０ｓ３及び第４側面１２０ｓ４の幅より狭く形成される。

【0035】

缶１２０の内部には、電解質Ｅ、及び電解質Ｅに含浸された電極組立体１１０が収容される。この時、金属性素材で形成された缶１２０と不要な短絡が発生しないように、電極組立体１１０は、絶縁シート１７０によって取り囲まれたまま、上記缶１２０の内部に収容される。電極組立体１１０が缶１２０の内部に収容された後、開口ＯＰは、キャッププレート１３０によって密閉される。キャッププレート１３０と缶１２０とが接する部分は、レーザ溶接によって結合されることによって、内部気密を維持する。

【0036】

キャッププレート１３０には、電解質注入口１３１が備えられる。キャッププレート１３０と缶１２０とが結合された後、電解質Ｅは、電解質注入口１３１を通じて注入され、電解質注入口１３１は、栓１３２によって密閉される。

【0037】

キャッププレート１３０上には、電極端子１４０が配される。電極端子１４０の上面は、キャッププレート１３０の上部を通じて外部に露出し、下部は、キャッププレート１３０を貫通して缶１２０の内部に向かう。

【0038】

缶１２０と同様に、キャッププレート１３０は、金属性素材で作製される。図３に示したように、電極端子１４０は、電極組立体１１０の第１電極タブ１１４と電気的に連結されて、第１極性を有し、キャッププレート１３０は、電極組立体１１０の第２電極タブ１１５と電気的に連結されて、第２極性を有する。この時、溶接を通じてキャッププレート１３０と連結された缶１２０も、第２極性を有する。

【0039】

例えば、キャッププレート１３０は、二次電池１００の正極として、電極端子１４０は、二次電池１００の負極としての役割を果たす。この時、キャッププレート１３０と電極端子１４０との間には、これらの間のショートを防止するために、絶縁性素材を含む第１ガスケット１４５及び第２ガスケット１４６が備えられる。第１ガスケット１４５は、キャッププレート１３０の上面と接触するように配され、第２ガスケット１４６は、キャッププレート１３０の下面と接触するように配される。図２では、第１ガスケット１４５及び第２ガスケット１４６が別途の部材で示されたが、第１ガスケット１４５及び第２ガスケット１４６は、一体型でもあり得る。一方、キャッププレート１３０との溶接を通じて、第２極性を有する缶１２０を、外部の物体または他の二次電池１００から電気的に絶縁させるために、缶１２０の両側面には、缶１２０の第１側面１２０ｓ１及び第２側面１２０ｓ２をカバーする絶縁フィルム１６０が付着される。

【0040】

缶１２０の内部には、電極組立体１１０の上部に位置する第１絶縁材１５０が配される。第１絶縁材１５０は、電極組立体１１０をキャッププレート１３０と絶縁させることができる。他の実施例において、第１絶縁材１５０は、電極組立体１１０をキャッププレート１３０と絶縁させると同時に、缶１２０の内部での電極組立体１１０の動きを制限する。第１絶縁材１５０は、第１電極タブ１１４及び第２電極タブ１１５が開口ＯＰに向かって延びるように、貫通ホールを含み、電解質注入口１３１を通じて注入された電解質Ｅが通過するように、電解質注入口１３１に対応する位置に形成されたホール１５１を含む。一方、電極組立体１１０の下部には、第２絶縁材１８０が配され、金属性素材の缶１２０と電極組立体１１０との間の不要な短絡を防止する。

【0041】

本発明の実施例による二次電池１００は、厚さが約８ｍｍと同一か、またはそれより薄い電池である。さらに具体的に、二次電池の厚さは、約７ｍｍと同一か、またはそれより薄い。このように、厚さの薄い二次電池１００において、電解質Ｅの含浸効率を高めるために、二次電池１００は、次のような構成及び条件を備える。

【0042】

例えば、缶１２０は、ほぼ六面体形状であって、缶１２０の内部に電極組立体１１０及び電解質Ｅが収容される時、缶１２０の断面積に対する缶１２０の高さｈ１の比率は、次の条件式を満足する。ここで、缶１２０の断面積Ａｃは、缶１２０の高さに対して垂直方向の断面積、すなわち、ＸＹ平面による缶１２０の断面積を意味する。

【0043】

＜条件式１＞
１２．５％≦ｈ１／Ａｃ≦２５％

【0044】

条件式１は、缶１２０の断面積Ａｃに対する缶１２０の高さｈ１の比率を定義したものであって、上記条件を満足する時、２０℃〜２５℃で１ｍＰａ・ｓ〜１５ｍＰａ・ｓの粘性を有する電解質Ｅに、電極組立体１１０の含浸効率を高めることができる。もし、上記条件式１の値が下限値より小さいか、または上限値より大きい場合、電解質Ｅに対する電極組立体１１０の含浸速度及び効率が低下して、二次電池１００は、十分な性能が発揮できない。

【0045】

図４は、本発明の実施例及び比較例の含浸量を経時的に示したグラフである。図４における実施例及び比較例による二次電池の厚さは、いずれも８ｍｍ以下であり、かつ同じ厚さを有するように設計した。実施例は、条件式１を満足する二次電池に対してテストし、比較例は、条件式１を満足しない二次電池に対してテストした。

【0046】

実施例１−１、１−２、１−３の二次電池は、断面積が３５４ｍｍ^２であり、高さが８０ｍｍである二次電池であって、条件式１の値が約２２．６０％である場合である。実施例２−１、２−２、２−３の二次電池は、断面積が２７０ｍｍ^２であり、高さが６５ｍｍである二次電池であって、条件式１の値が約２４．０７％である場合である。一方、比較例１−１、１−２、１−３の二次電池は、断面積が１７０ｍｍ^２であり、高さが８０ｍｍである二次電池であって、条件式１の値が約４７．０６％である場合である。図４を参照すれば、実施例１−１〜１−３、実施例２−１〜２−３の含浸量は、約１５０ｓｅｃ以後に約２．８ｍｇ〜３．４ｍｇである一方、比較例による実施例１−１〜１−３の含浸量は、約１５０ｓｅｃ以後に約１．０ｍｇ〜１．３ｍｇに過ぎないということが分かる。すなわち、条件式１を満足する実施例１−１〜１−３、実施例２−１〜２−３の含浸量は、条件式１を満足しない比較例による実施例１−１〜１−３の含浸量に対して、同一時間で約３倍ほど増加することが分かる。

【0047】

一実施例において、缶１２０の断面積は、２１０ｍｍ^２ないし５６０ｍｍ^２であり、この時、缶１２０の高さは、７０ｍｍないし１１０ｍｍである。もし、缶１２０の高さが７０ｍｍより低ければ、二次電池１００が携帯電話のような小型機器に使われても、十分な出力が出せないので、二次電池１００としての使用が不可能であり、一方、缶１２０の高さが１１０ｍｍより高ければ、電極組立体１１０の電解質Ｅに対する含浸効率が低下する。

【0048】

前述した条件式１の缶１２０に収容される電極組立体１１０は、次のような条件を満足する場合に、電解質Ｅの含浸効率を高めることができる。

【0049】

＜条件式２＞
８５％≦Ａｅ／Ａｃ≦９５％

【0050】

条件式２は、缶１２０の断面積Ａｃに対する電極組立体１１０の断面積Ａｅの比率を定義したものであって、上記条件式２の値が下限値から外れる場合、電池のエネルギー密度及び出力Ｗｈが低下し、上限値から外れる場合、含浸効率が低下し、長期間に充放電を繰り返す二次電池１００の動作に必要な十分な量の電解質Ｅを収容し難い。

【0051】

一方、電極組立体１１０の高さは、次の条件式３を満足する。

【0052】

＜条件式３＞
９０％≦ｈ２／ｈ１≦９８％

【0053】

条件式３は、缶１２０の高さｈ１に対する電極組立体１１０の高さｈ２の比率を定義したものであって、上記条件式３の値が下限値から外れる場合、二次電池１００のエネルギー密度が低下し、缶１２０の内部で電極組立体１１０の動きが発生し、特に、落下のような問題の発生時、二次電池の安全性が低下し、上限値から外れる場合、二次電池１００の組立性が悪化して、電池の安全性及び信頼性が低下する。

【0054】

本発明は、前述した望ましい実施例と関連して説明されたが、発明の要旨及び範囲から離脱せず、多様な修正や変形が可能である。したがって、特許請求の範囲に記載の発明は、本発明の要旨に属する限り、このような修正や変形を含むものである。

【産業上の利用可能性】

【0055】

本発明は、電池関連の技術分野に好適に適用可能である。

【符号の説明】

【0056】

１００ 二次電池
１１０ 電極組立体
１１１ 第１電極板
１１２ 第２電極板
１１３ セパレータ
１１４ 第１電極タブ
１１５ 第２電極タブ
１２０ 缶
１２０ｓ１ 缶の第１側面
１２０ｓ２ 缶の第２側面
１２０ｓ３ 缶の第３側面
１２０ｓ４ 缶の第４側面
１２０ｂｔ 缶の底面
１３０ キャッププレート
１３１ 電解質注入口
１３２ 栓
１４０ 電極端子
１４５ 第１ガスケット
１４６ 第２ガスケット
１５０ 第１絶縁材
１５１ ホール
１６０ 絶縁フィルム
１７０ 絶縁シート
１８０ 第２絶縁材
Ｅ 電解質
ｈ１ 缶の高さ
ｈ２ 電極組立体の高さ
ＯＰ 開口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】