特許 7175855 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】

(24)【登録日】2022-11-11

(45)【発行日】2022-11-21

(54)【発明の名称】二次電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20221114BHJP

   H01M 10/052 20100101ALI20221114BHJP

   H01M 10/0566 20100101ALI20221114BHJP

   H01M 10/0587 20100101ALI20221114BHJP

   H01M 50/10 20210101ALI20221114BHJP

【ＦＩ】

H01M10/04 W

H01M10/052

H01M10/0566

H01M10/0587

H01M50/10

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019128371

(22)【出願日】2019-07-10

(65)【公開番号】P2020013789

(43)【公開日】2020-01-23

【審査請求日】2019-07-10

【審判番号】

【審判請求日】2021-08-19

(31)【優先権主張番号】10-2018-0083083

(32)【優先日】2018-07-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】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．

【住所又は居所原語表記】１５０－２０ Ｇｏｎｇｓｅ－ｒｏ，Ｇｉｈｅｕｎｇ－ｇｕ，Ｙｏｎｇｉｎ－ｓｉ， Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ， ４４６－９０２ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(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】清野 博史

(72)【発明者】

【氏名】安 正哲

(72)【発明者】

【氏名】金 相賢

【合議体】

【審判長】井上 猛

【審判官】土屋 知久

【審判官】境 周一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－７３２４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２２８０７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－５６６５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１２６４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－６０４５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

HG01M10/04

H01M10/587

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極組立体、
前記電極組立体を収容するパウチ型ケース、および
前記電極組立体の外面に付着された仕上げテープを含み、
前記仕上げテープは前記パウチ型ケースの内面と接触し、
前記仕上げテープは前記パウチ型ケースの内面と同じ材質で形成されており、
前記仕上げテープは無延伸ポリプロピレンフィルムで形成されており、
前記仕上げテープは無延伸ポリプロピレンフィルム、前記無延伸ポリプロピレンフィルムの一面に位置した粘着層および前記無延伸ポリプロピレンフィルムの他面に位置して、プラズマ処理を通じて形成されたパターン層を含む、二次電池。

【請求項2】

前記仕上げテープの融点は１４０℃より高い、請求項１に記載の二次電池。

【請求項3】

前記仕上げテープが電解液に浸漬された状態の時、前記仕上げテープと前記パウチ型ケースの内面との静摩擦係数は５より大きい、請求項１に記載の二次電池。

【請求項4】

前記仕上げテープが電解液に浸漬された状態の時、前記仕上げテープと前記パウチ型ケースの内面との動摩擦係数は３．５より大きい、請求項１に記載の二次電池。

【請求項5】

前記電極組立体は、前記仕上げテープと前記パウチ型ケースの内面の間の摩擦力によって、前記パウチ型ケース内で流動が防止される、請求項１に記載の二次電池。

【請求項6】

前記パウチ型ケースは前記電極組立体が収納される下部ケースと、前記下部ケースに結合される上部ケースと、を含み、
前記仕上げテープは、前記電極組立体の前記上部ケースと対向する面に付着されている、請求項１～５のいず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】

二次電池（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｂａｔｔｅｒｙ）は充電が不可能な一次電池とは異なり、充電および放電が可能な電池である。低容量の二次電池はスマートフォン、フィーチャーフォン、ノートパソコン、デジタルカメラおよびビデオカメラのように携帯可能な小型の電子機器に使われ、大容量の二次電池はハイブリッド自動車、電気自動車などのモーター駆動用電源および電力保存用電池などとして広く使われている。

【0003】

このような二次電池は正極及び負極からなる電極組立体、これを収容するケース、電極組立体に連結される電極端子などを含む。ケースはその形状により、円型、角型、パウチ型などに区分することができる。このうち、パウチ型の二次電池は多様な形状への変形が容易であり、重量が小さいラミネート外装材で形成され得る。

【0004】

このような発明の背景となる技術に開示された前述した情報は本発明の背景に対する理解度を向上させるためのものに過ぎず、したがって従来技術を構成しない情報を含んでもよい。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、パウチ型ケース内で電極組立体の流動を防止することによって、落下安全性を向上させ得る二次電池を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る二次電池は、電極組立体、前記電極組立体を収容するパウチ型ケース、および前記電極組立体の外面に付着された仕上げテープを含み、前記仕上げテープは前記パウチ型ケースの内面と接触することができる。

【0007】

前記仕上げテープは前記パウチ型ケースの内面と同じ材質で形成され得る。

【0008】

前記仕上げテープは無延伸ポリプロピレン（Ｃａｓｔｅｄ Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ：ＣＰＰ）フィルムで形成され得る。

【0009】

前記仕上げテープの融点は１４０℃より大きくてもよい。

【0010】

前記仕上げテープの面積は前記電極組立体の面積の２０％～５０％であり得る。

【0011】

前記仕上げテープが電解液に浸漬された状態の時、前記仕上げテープと前記パウチ型ケースの内面との静摩擦係数は５より大きくてもよい。

【0012】

前記仕上げテープが電解液に浸漬された状態の時、前記仕上げテープと前記パウチ型ケースの内面との動摩擦係数は３．５より大きくてもよい。

【0013】

前記仕上げテープの表面にはプラズマ処理を通じてパターン層がさらに形成され得る。

【0014】

前記電極組立体は、前記仕上げテープと前記パウチ型ケースの内面の間の摩擦力によって前記パウチ型ケース内で流動が防止され得る。

【発明の効果】

【0015】

本発明の一実施例に係る二次電池は、電極組立体の外面にパウチ型ケースの内面と摩擦力が大きい仕上げテープを付着してパウチ型ケース内で電極組立体の流動を防止することによって、落下または衝撃に対する安全性を向上させることができる。

【0016】

また、本発明の一実施例に係る二次電池は、仕上げテープとパウチ型ケースの内面の間の静摩擦力以上の力が加えられる場合には電極組立体がパウチ型ケース内で移動するようになるため、電極組立体の電極集電体の損傷を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施例に係る二次電池を図示した斜視図。

【図2】本発明の一実施例に係る二次電池の断面図。

【図3】図２のＡ部分を拡大した断面図。

【図4】本発明の他の実施例に係る仕上げテープを図示した断面図。

【図5】本発明のさらに他の実施例に係る仕上げテープを図示した断面図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。

【0019】

本発明の実施例は当該技術分野で通常の知識を有する者に本発明をさらに完全に説明するために提供されるものであり、下記の実施例は多様な他の形態に変形され得、本発明の範囲は下記の実施例に限定されるものではない。かえって、これらの実施例は本開示をさらに忠実かつ完全にし、当業者に本発明の思想を完全に伝達するために提供されるものである。

【0020】

また、以下の図面において各層の厚さや大きさは説明の便宜および明確性のために誇張されたものであり、図面上で同一符号は同じ要素を指し示す。本明細書で使われた通り、用語「および／または」は該当列挙された項目のうちいずれか一つおよび一つ以上のすべての組み合わせを含む。また、本明細書で「連結される」という意味はＡ部材とＢ部材が直接連結される場合だけでなく、Ａ部材とＢ部材の間にＣ部材が介在されてＡ部材とＢ部材が間接連結される場合も意味する。

【0021】

本明細書で使われた用語は特定の実施例を説明するために使われるものであって、本発明を制限するためのものではない。本明細書で使われた通り、単数の形態は文脈上異なる場合を明確に指摘しない限り、複数の形態を含むことができる。また、本明細書で使われる場合、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ、ｉｎｃｌｕｄｅ）」および／または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は言及した形状、数字、段階、動作、部材、要素および／またはこれらのグループの存在を特定するものであり、一つ以上の他の形状、数字、動作、部材、要素および／またはグループの存在または付加を排除するものではない。

【0022】

「下部（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「下（ｂｅｌｏｗ）」、「低い（ｌｏｗｅｒ）」、「上部（ａｂｏｖｅ）」、「上（ｕｐｐｅｒ）」のような空間と関連した用語が、図面に図示された一つの要素または特徴と他の要素または特徴の容易な理解のために利用され得る。このような空間と関連した用語は本発明の多様な工程状態または使用状態により本発明を容易に理解するためのものであって、本発明を限定するためのものではない。例えば、図面の要素または特徴がひっくり返されると、「下部」または「下」で説明された要素または特徴は「上部」または「の上に」となる。したがって、「下部」は「上部」または「下」を包括する概念である。

【0023】

図１は、本発明の一実施例に係る二次電池を図示した斜視図である。図２は、本発明の一実施例に係る二次電池の断面図である。

【0024】

図１および図２を参照すると、本発明の一実施例に係る二次電池１００は、電極組立体１１０、パウチ型ケース１２０および仕上げテープ１３０を含む。

【0025】

電極組立体１１０は、第１電極１１１と第２電極１１２および前記第１電極１１１と第２電極１１２の間に介在されたセパレーター１１３を含む。電極組立体１１０は、第１電極１１１、セパレーター１１３および第２電極１１２の積層体をジェリー－ロール形態に巻き取って形成することができる。ここで、第１電極１１１は正極として作用することができ、第２電極１１２は負極として作用することができる。

【0026】

第１電極１１１は、アルミニウムのような金属フォイルで形成された第１電極集電体に遷移金属酸化物などの第１電極活物質を塗布することによって形成される。前記第１電極１１１には第１電極活物質が塗布されていない第１電極無地部が形成され、前記第１電極無地部には第１電極タブ１１４が付着される。第１電極タブ１１４の一端は第１電極１１１に電気的に連結され、他端はパウチ型ケース１２０の外部に露出する。第１電極タブ１１４には絶縁部材１１４ａが付着されてパウチ型ケース１２０と第１電極タブ１１４の間のショートを防止する。

【0027】

第２電極１１２は、銅またはニッケルのような金属フォイルで形成された第２電極集電体に黒鉛または炭素などの第２電極活物質を塗布することによって形成される。第２電極１１２には第２電極活物質が塗布されていない第２電極無地部が形成され、前記第２電極無地部には第２電極タブ１１５が付着される。第２電極タブ１１５の一端は第２電極１１２に電気的に連結され、他端はパウチ型ケース１２０の外部に露出する。第２電極タブ１１５には絶縁部材１１５ａが付着されてパウチ型ケース１２０と第２電極タブ１１５の間のショートを防止する。

【0028】

セパレーター１１３は第１電極１１１と第２電極１１２の間に位置してショートを防止し、リチウムイオンの移動を可能とさせる役割をする。前記セパレーター１１３はポリエチレンや、ポリプロピレンや、ポリエチレンとポリプロピレンの複合フィルムで形成され得る。

【0029】

このような電極組立体１１０は、実質的に電解液と共にパウチ型ケース１２０に収納される。電解液はＥＣ、ＰＣ、ＤＥＣ、ＥＭＣ、ＤＭＣのような有機溶媒にＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４のようなリチウム塩からなり得る。また、電解液は液体、固体またはゲル相であり得る。

【0030】

パウチ型ケース１２０は電極組立体１１０が収納される下部ケース１２０ａと前記下部ケース１２０ａに結合される上部ケース１２０ｂを含む。パウチ型ケース１２０は一体に形成された長方形のパウチ膜の中間を折り曲げることによって、上部ケース（１２０ｂ）と下部ケース１２０ａに区分され得る。また、下部ケース１２０ａにはプレス加工等を通して電極組立体１１０が収容される収容溝１２０ｃが形成され、上部ケース１２０ｂとシーリングのためのシーリング部１２０ｄが形成される。シーリング部１２０ｄは上部ケース１２０ｂと下部ケース１２０ａが一体に接している一辺と残りの三辺に沿ってすべて形成され得る。パウチ型ケース１２０は上部ケース１２０ｂと下部ケース１２０ａが向き合う二つの長辺と前記二つの長辺と垂直をなして向き合う二つの短辺を含む。ここで、電極組立体１１０の第１電極タブ１１４と第２電極タブ１１５は、二つの短辺のうち上部ケース１２０ｂと下部ケース１２０ａが連結される短辺と向かい合う側の短辺を通じて引き出される。この時、第１電極タブ１１４および第２電極タブ１１５に付着した絶縁部材１１４ａ、１１５ａがシーリング部１２０ｄにシーリングされる。すなわち、絶縁部材１１４ａ、１１５ａは第１電極タブ１１４、第２電極タブ１１５とシーリング部１２０ｄが接触する部分に形成され、第１電極タブ１１４、第２電極タブ１１５がパウチ型ケース１２０とショートすることを防止する。

【0031】

また、パウチ型ケース１２０は第１絶縁層１２１、金属層１２２および第２絶縁層１２３を有する多層構造で形成される。

【0032】

第１絶縁層１２１はパウチ型ケース１２０の内面であって、絶縁性および熱接着性を有する物質で形成される。また、第１絶縁層１２１は金属層１２２の第１面に形成され、電極組立体１１０と対向するパウチ型ケース１２０の内面をなす。第１絶縁層１２１は電解液などと反応しない無延伸ポリプロピレン（Ｃａｓｔｅｄ Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ：ＣＰＰ）およびその等価物の中から選択されたいずれか一つで形成され得るが、本発明でこれを限定しない。下部ケース１２０ａの収容溝（１２０ｃ）に電極組立体１１０を収納して上部ケース１２０ｂで覆うと、第１絶縁層１２１が互いに接触するようになる。したがって、パウチ型ケース１２０のシーリング部１２０ｄを熱融着させると、第１絶縁層１２１が互いに接着されてパウチ型ケース１２０が密封される。

【0033】

金属層１２２は第１絶縁層１２１と第２絶縁層１２３の間に介在されており、外部から水分と酸素が流入することを防止し、パウチ型ケース１２０の内部に満たされた電解液が外部に流出することを防止する役割をする。また、金属層１２２はパウチ型ケース１２０の機械的強度を維持する役割をする。金属層１２２はアルミニウム、ステンレス、銅またはその等価物で形成され得る。しかし、成形性および軽量性を考慮して、一般的に金属層１２２はアルミニウムで形成されることが好ましい。

【0034】

第２絶縁層１２３はパウチ型ケース１２０の外面であって、外部の電子機器との機械的、化学的衝撃を緩和する役割をする。また、第２絶縁層１２３は金属層１２２の第２面に形成され、パウチ型ケース１２０の外面をなす。第２絶縁層１２３はナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）およびその等価物の中から選択されたいずれか一つで形成され得るが、本発明でこれを限定しない。

【0035】

一方、パウチ型ケースと電極組立体の間には余裕空間が存在するため、二次電池の性能試験中の落下試験時に電極組立体の流動が発生する。これに伴い、電極組立体の角部分がショートしたり電極タブが短絡したりする場合が発生する。したがって、本発明では電極組立体１１０の外面にパウチ型ケース１２０との摩擦力が大きい仕上げテープ１３０を付着させて、パウチ型ケース１２０内で電極組立体１１０の流動を防止することによって、二次電池１００の安全性を向上させることができる。

【0036】

仕上げテープ１３０は電極組立体１１０の外面を包み込むように付着する。仕上げテープ１３０はパウチ型ケース１２０の内面、すなわち、第１絶縁層１２１との摩擦力が大きい物質で形成されてパウチ型ケース１２０内で電極組立体１１０が流動することを防止する。すなわち、仕上げテープ１３０とパウチ型ケース１２０の第１絶縁層１２１との摩擦力によって、電極組立体１１０とパウチ型ケース１２０の間の固定力を確保できるようになる。また、仕上げテープ１３０はパウチ型ケース１２０に接着されたものではないため、仕上げテープ１３０と第１絶縁層１２１の間の静摩擦力以上の力が加えられる場合、電極組立体１１０がパウチ型ケース１２０内で移動するようになり、電極組立体１１０の電極集電体の損傷を防止することができる。一例として、電極組立体がパウチ型ケースに完全に付着した場合には両方間の固定力が非常に強いため、落下試験時の衝撃によって電極組立体内の電極集電体、特にアルミニウムからなる第１電極集電体が壊れる現象が発生することになる。このため、二次電池のショートの原因となったり容量の低下などの問題が発生したりすることになる。しかし、本発明では仕上げテープ１３０とパウチ型ケース１２０の第１絶縁層１２１の間の摩擦力によって、電極組立体１１０がパウチ型ケース１２０の内部で固定力を有するものであるため、仕上げテープ１３０と第１絶縁層１２１の間の静摩擦力以上の力が加えられる場合、電極組立体１１０がパウチ型ケース１２０内で移動するようになり、電極組立体１１０の電極集電体の損傷を防止することができる。

【0037】

図３は、図２のＡ部分を拡大した断面図である。

【0038】

一例として、仕上げテープ１３０はパウチ型ケース１２０の内面、すなわち、第１絶縁層１２１の材質と同じ材質で形成され得る。換言すれば、仕上げテープ１３０は無延伸ポリプロピレン（Ｃａｓｔｅｄ ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ＣＰＰ）フィルムが使われ得る。具体的には、図３に図示された通り、仕上げテープ１３０はＣＰＰフィルム１３１と、ＣＰＰフィルム１３１に粘着剤を塗布して形成された粘着層１３２を含む。ここで、粘着層１３２は電極組立体１１０に付着する面であり、ＣＰＰフィルム１３１はパウチ型ケース１２０の内面、すなわち、第１絶縁層１２１と接触する面である。ここで、粘着層１３２に使われる粘着剤はゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコン系粘着剤またはホットメルト（Ｈｏｔ ｍｅｌｔ）等が使われ得る。

【0039】

また、仕上げテープ１３０は１４０℃以上の融点を有する高分子を含むことができる。このような融点を有する高分子の例としては、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、無延伸ポリプロピレンとポリエチレンの組み合わせ（ＣＰＰ－ＰＥ）または無延伸ポリプロピレンとコポリマーの組み合わせ（ＣＰＰ－ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）等が挙げられる。ここで、コポリマーとしては、Ｍａｌｅｉｃ ａｎｈｙｄｒｉｄｅ、Ｖｉｎｙｌ ａｃｅｔａｔｅ、ｎ－Ｂｕｔｙｌ ａｃｒｙｌａｔｅまたは１，４－Ｈｅｘａｄｉｅｎｅなどを使うことができ、コポリマーの比率は１０ｍｏｌ％以下に設定されることが好ましい。

【0040】

前記仕上げテープ１３０の引張強度は５．５Ｎ／４ｍｍ～７．０Ｎ／４ｍｍであり得る。このような範囲内の引張強度を有する場合、パウチ型ケース１２０内での電極組立体１１０の流動を効果的に抑制することができる。

【0041】

前記仕上げテープ１３０のせん断弾性率は０．１ＧＰａ～０．２ＧＰａであり得る。このような範囲内のせん断弾性率を有する場合、パウチ型ケース１２０内での電極組立体１１０の流動を効果的に抑制することができる。

【0042】

前記仕上げテープ１３０のＹｏｕｎｇ率は０．４ＧＰａ～０．６ＧＰａであり得る。このような範囲内のＹｏｕｎｇ率を有する場合、パウチ型ケース１２０内での電極組立体１１０の流動を効果的に抑制することができる。

【0043】

前記仕上げテープ１３０とパウチ型ケース１２０の第１絶縁層１２１との静摩擦係数は５～７であり、動摩擦係数は３．５～４．６であり得る。ここで、静摩擦係数と動摩擦係数は、仕上げテープ１３０が電解液に浸漬された状態の時、すなわち、ｗｅｔ状態の時、仕上げテープ１３０と第１絶縁層１２１の間の静摩擦係数および動摩擦係数を指す。このような範囲内の静摩擦係数および動摩擦係数を有する場合、パウチ型ケース１２０内での電極組立体１１０の流動を効果的に抑制することができる。

【0044】

前記仕上げテープ１３０の延伸率は６５０％～８５０％であり得る。このような範囲内の延伸率を有する場合、パウチ型ケース１２０内での電極組立体１１０の流動を効果的に抑制することができる。

【0045】

また、図面で仕上げテープ１３０は電極組立体１１０の一面にのみ付着されたものとして図示したが、前記仕上げテープ１３０は電極組立体１１０の両面に付着されてもよい。仕上げテープ１３０の面積は電極組立体１１０の面積の２０％～５０％で形成され得る。ここで、仕上げテープ１３０の面積が電極組立体１１０の面積の２０％より小さいと、電極組立体１１０とパウチ型ケース１２０の間の固定力を確保し難い。また、仕上げテープ１３０の面積が電極組立体１１０の面積の５０％より大きいと、必要以上に大きくなって二次電池１００の体積が大きくなる。

【0046】

仕上げテープ１３０の厚さは１０μｍ～４０μｍに形成され得る。仕上げテープ１３０の厚さが１０μｍ～４０μｍに形成されると、二次電池１００の容量に対する影響が少なく、強度が高く、優秀な生産性を有する。具体的には、仕上げテープ１３０の厚さが１０μｍより薄いと製造が難しく、仕上げテープ１３０の厚さが４０μｍより厚いと必要以上に厚くなって二次電池１００の体積が大きくなる。

【0047】

図４は、本発明の他の実施例に係る仕上げテープを図示した断面図である。

【0048】

図４を参照すると、仕上げテープ２３０は表面にプラズマ処理をしてパウチ型ケース１２０の内面との摩擦力をさらに高くすることができる。すなわち、仕上げテープ２３０はＣＰＰフィルム１３１、ＣＰＰフィルム１３１の一面に位置した粘着層１３２およびＣＰＰフィルム１３１の他面に位置したパターン層２３３を含むことができる。ここで、粘着層１３２は電極組立体１１０に付着する面であり、パターン層２３３はパウチ型ケース１２０の内面、すなわち、第１絶縁層１２１と接触する面である。このようなパターン層２３３は、ＣＰＰフィルム１３１に真空プラズマ処理または大気圧プラズマ処理をすることで、屈曲やパターンを形成したものである。したがって、パターン層２３３は仕上げテープ２３０とパウチ型ケース１２０との摩擦力を向上させることができる。

【0049】

図５は、本発明のさらに他の実施例に係る仕上げテープを図示した断面図である。

【0050】

図５を参照すると、仕上げテープ３３０はＣＰＰフィルム１３１の内側に別途の高分子層３３３をさらに含むことができる。すなわち、仕上げテープ３３０はＣＰＰフィルム１３１、第１粘着層１３２、高分子層３３３および第２粘着層１３２の順序で積層され得る。前記高分子層３３３は、ＰＥＴ（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＯＰＳ（Ｏｒｉｅｎｔａｔｅｄ ＰｏｌｙＳｔｙｒｅｎｅ）、ＴＰＵ（Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ＰｏｌｙＵｒｅｔｈａｎｅ）、ＰＶＤＦ（ＰｏｌｙＶｉｎｙｌｉｄｅｎｅ ＤｉＦｌｕｏｒｉｄｅ）、ＯＰＰ（Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）の中から選択されたいずれか一つで形成され得る。併せて、高分子層３３３はＣＰＰフィルム１３１の内側に位置してパウチ型ケース１２０と接触しないため、仕上げテープ３３０とパウチ型ケース１２０の間の摩擦力に影響を与えない。

【0051】

併せて、本発明に係る二次電池の安全性性能を確認するために、次のような落下試験を行った。

【0052】

電極組立体の面積の２０％に形成され、厚さが３５μｍである仕上げテープを電極組立体の一面に付着した二次電池を準備した。前記仕上げテープで粘着剤が占める厚さは５μｍである。また、下記の実施例別にそれぞれ３０個の二次電池を準備した。そして、各実施例別にｗｅｔ状態の静摩擦係数と動摩擦係数を測定して平均を記載した。併せて、１ｃｙｃｌｅを１８回として合計４ｃｙｃｌｅすなわち、７２回の落下試験をした時、発熱の有無、ＯＣＶ低下の有無、電極組立体のＡｌ基材のクラックの有無を順にチェックして表１に整理した。表１において発熱までの落下回数が７２回以上の数は、７２回の落下試験の間発熱をしていない二次電池の数を表す。そして、発熱していない二次電池の中でＯＣＶ低下の有無を判定したし、ＯＣＶ判定基準は落下前後の電圧差が５０ｍＶ以下であることを指す。また、表１においてＯＣＶ低下のＯＫ数は、落下前後の電圧差が５０ｍＶ以内の二次電池の数、すなわち、ＯＣＶが低下していない二次電池を指す。また、ＯＣＶが低下していない二次電池の中で電極組立体内のＡＬ基材が損傷していない二次電池数をチェックした。

【0053】

［実施例１］
仕上げテープとしてＣＰＰフィルムを使った。

【0054】

［実施例２］
仕上げテープとしてＣＰＰ－ＰＥフィルムを使った。前記ＣＰＰ－ＰＥフィルムにおいてｐｒｏｐｙlｅｎｅ：ｅｔｈｙｌｅｎｅの比率は９５ｍｏｌ％：５ｍｏｌ％である。

【0055】

［実施例３］
仕上げテープとしてＣＰＰ－ＰＥフィルムを使った。前記ＣＰＰ－ＰＥフィルムにおいてｐｒｏｐｙlｅｎｅ：ｅｔｈｙｌｅｎｅの比率は７０ｍｏｌ％：３０ｍｏｌ％である。

【0056】

［実施例４］
仕上げテープとしてＣＰＰ－ｃｏｐｏｌｙｍｅｒフィルムを使った。ここで、ｐｒｏｐｙｒｅｎｅ：ｃｏｐｏｌｙｍｅｒの比率は９５ｍｏｌ％：５ｍｏｌ％であり、ｃｏｐｏｌｙｍｅｒとしてＭａｌｅｉｃ ａｎｈｙｄｒｉｄｅを使った。

【0057】

［比較例１］
仕上げテープとしてＯＰＳフィルムを使用し、パウチ型ケースと熱接着した。

【0058】

［比較例２］
仕上げテープとしてＴＰＵフィルムを使った。

【0059】

［比較例３］
仕上げテープとしてＰＶＤＦフィルムを使った。

【0060】

［比較例４］
仕上げテープとしてＰＥＴフィルムを使った。

【0061】

［比較例５］
仕上げテープとしてＯＰＰフィルムを使った。

【0062】

【表1】

【0063】

前記表１から確認できるように、仕上げテープとしてＣＰＰフィルムまたはＣＰＰにＰＥまたはｃｏｐｏｌｙｍｅｒが含まれたフィルムを使った実施例１～実施例４は、７２回の落下試験後にも発熱がなく、ＯＣＶも低下せず、Ａｌ基材のクラックもないことを確認することができた。すなわち、実施例１～実施例４はＣＰＰフィルムからなる仕上げテープとケースの内面との摩擦力によって、落下試験時に良好な結果を示したことが分かる。

【0064】

一方、比較例１ではＯＰＳフィルムがパウチ型ケースに熱接着されているため電極組立体の固定力が良好であり発熱には至っていないが、Ａｌ基材のクラックが発生し易い。比較例２ではＴＰＵフィルムが電解液を吸収して膨張しシワが発生するため、ケースの内面との接触面積が減少して摩擦による落下試験の改善効果はなかった。比較例３ではＰＶＤＦフィルムが電解液を吸収して膨張しシワが発生するため、ケースの内面との接触面積が減少して摩擦による落下試験の改善効果はなかった。また、ＰＶＤＦフィルムは素材自体が摩擦力および分子間力が弱い素材であるため、摩擦力が低く落下試験の耐性がないことを確認することができた。比較例４ではＰＥＴフィルムが電解液の吸収量も少なくシワも発生していないが、ケースの内面との摩擦力が高くないため電極組立体の固定力が弱く、落下試験の耐性が高くなかったことが分かった。比較例５ではＯＰＰフィルムが二軸延伸品であったためＣＰＰフィルムに比べてゴム弾性が劣り、摩擦力も充分でないため落下試験の耐性も不充分であることを確認することができた。併せて、比較例２～比較例５の仕上げテープのｗｅｔ状態の静摩擦係数は５より小さく、実施例１～実施例４の仕上げテープのｗｅｔ状態の静摩擦係数は５より大きい。また、比較例２～比較例５の仕上げテープのｗｅｔ状態の動摩擦係数は３．５より小さく、実施例１～実施例４の仕上げテープのｗｅｔ状態の動摩擦係数は３．５より大きい。これに伴い、実施例１～実施例４の仕上げテープは、落下試験時に電極組立体の流動を抑制して二次電池の安全性を向上させることができることが分かる。ここで、比較例１の仕上げテープのｗｅｔ状態の静摩擦係数は５より大きくｗｅｔ状態の動摩擦係数は３．５より大きいが、比較例１の仕上げテープはパウチ型ケースに熱接着された状態であるため、ＡＬ基材のクラックが発生しやすい。

【0065】

以上で説明したものは本発明による二次電池を実施するための一つの実施例に過ぎないものであって、本発明は前記実施例に限定されず、以下の特許請求の範囲で請求するように、本発明の要旨を逸脱することなく当該発明が属する分野で通常の知識を有する者であれば誰でも多様な変更実施が可能な範囲まで本発明の技術的精神があると言える。

【符号の説明】

【0066】

１００：二次電池
１１０：電極組立体
１２０：パウチ型ケース
１２１：第１絶縁層
１２２：金属層
１２３：第２絶縁層
１３０、２３０、３３０：仕上げテープ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】