特許 7568389 バッテリーセル

(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】2024-10-07

(45)【発行日】2024-10-16

(54)【発明の名称】バッテリーセル

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/105 20210101AFI20241008BHJP

【ＦＩ】

H01M50/105

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019160898

(22)【出願日】2019-09-04

(65)【公開番号】P2020068197

(43)【公開日】2020-04-30

【審査請求日】2022-08-17

(31)【優先権主張番号】10-2018-0126857

(32)【優先日】2018-10-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】522151617

【氏名又は名称】エスケー オン カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(72)【発明者】

【氏名】カン ヒ ギュン

【審査官】松嶋 秀忠

(56)【参考文献】

【文献】韓国公開特許第１０－２０１８－００１７３６４（ＫＲ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１２５３６７１（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３８０２４５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－１５３５１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５３７３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０７１３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０７３４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１７－００２２１５６（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／１０－１９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極組立体と、該電極組立体を収容する外装材とを含むバッテリーセルにおいて、
前記外装材は、前記電極組立体の下側を覆う第１部材と、前記電極組立体の上側を覆う第２部材とを含み、
前記第１部材及び前記第２部材は、一側で相互に連結されて前記電極組立体が密着される密着面が形成され、前記一側を除いた残りの側に沿ってシールされ、
前記第１部材は、前記電極組立体の下側を収容する空間を提供する第１凹部と、前記第２部材をシールするための第１シール部とを含み、前記第１シール部は、前記第１凹部から延長され、
前記第２部材は、前記電極組立体の上側を収容する空間を提供する第２凹部と、前記第１部材をシールするための第２シール部とを含み、前記第２シール部は、前記第２凹部から延長され、
前記第１凹部は、
前記バッテリーセルの底部を形成する底面と、
前記底面の前縁から上方に延長される第１前面と、
前記底面の後縁から上方に延長される第１後面とを含み、
前記第２凹部は、
前記バッテリーセルの上部を形成する上面と、
前記上面の前縁から下方に延長される第２前面と、
前記上面の後縁から前記第１後面の上縁まで下方に延長される第２後面とを含み、
前記第１シール部は、前記第１前面の上縁から前方に延長され、前記第２シール部は、前記第２前面の下縁から前方に延長され、前記第２前面の下縁は、前記第１前面の上縁よりも前方にあり、
前記第２後面はつなぎ部を介して前記第１後面に連結され、前記第２後面は前記つなぎ部から上方に行くほど前記電極組立体に近づく方向に傾き、前記第２後面は、前記第１後面に対して前記電極組立体に向かって傾斜していることを特徴とする、バッテリーセル。

【請求項2】

電極組立体と、該電極組立体を収容する外装材とを含むバッテリーセルにおいて、
前記外装材は、前記電極組立体の下側を覆う第１部材と、前記電極組立体の上側を覆う第２部材とを含み、
前記第１部材及び前記第２部材は、一側で互いに連結され、前記一側を除いた残りの側に沿ってシールされ、
前記第１部材は、前記電極組立体の下側を収容する空間を提供する第１凹部と、前記第２部材をシールするための第１シール部とを含み、前記第１シール部は、前記第１凹部から延長され、
前記第２部材は、前記電極組立体の上側を収容する空間を提供する第２凹部と、前記第１部材をシールするための第２シール部とを含み、前記第２シール部は、前記第２凹部から延長され、
前記外装材により形成される内部空間において、前記第１部材と前記電極組立体との間で形成される空間が、前記第２部材と前記電極組立体との間で形成される空間よりも小さく、
前記第１凹部は、
前記バッテリーセルの底部を形成する底面と、
前記底面の前縁から上方に延長される第１前面と、
前記底面の後縁から上方に延長される第１後面とを含み、
前記第２凹部は、
前記バッテリーセルの上部を形成する上面と、
前記上面の前縁から下方に延長される第２前面と、
前記上面の後縁から前記第１後面の上縁まで下方に延長される第２後面とを含み、
前記第１シール部は、前記第１前面の上縁から前方に延長され、前記第２シール部は、前記第２前面の下縁から前方に延長され、前記第２前面の下縁は、前記第１前面の上縁よりも前方にあり、
前記第２後面はつなぎ部を介して前記第１後面に連結され、前記第２後面は前記つなぎ部から上方に行くほど前記電極組立体に近づく方向に傾き、前記第２後面は、前記第１後面に対して前記電極組立体に向かって傾斜していることを特徴とする、バッテリーセル。

【請求項3】

電極組立体と、該電極組立体を収容する外装材とを含むバッテリーセルにおいて、
前記外装材は、前記電極組立体の下側を覆う第１部材と、前記電極組立体の上側を覆う第２部材とを含み、
前記第１部材及び前記第２部材は、一側で互いに連結され、前記一側を除いた残りの側に沿ってシールされ、
前記第１部材は、前記電極組立体の下側を収容する空間を提供する第１凹部と、前記第２部材をシールするための第１シール部とを含み、前記第１シール部は、前記第１凹部から延長され、
前記第２部材は、前記電極組立体の上側を収容する空間を提供する第２凹部と、前記第１部材をシールするための第２シール部とを含み、前記第２シール部は、前記第２凹部から延長され、
前記第１部材及び前記第２部材が連結された前記一側で、前記第２凹部の側面が前記第１凹部の側面よりも前記電極組立体側に密着し、
前記第１凹部は、
前記バッテリーセルの底部を形成する底面と、
前記底面の前縁から上方に延長される第１前面と、
前記底面の後縁から上方に延長される第１後面とを含み、
前記第２凹部は、
前記バッテリーセルの上部を形成する上面と、
前記上面の前縁から下方に延長される第２前面と、
前記上面の後縁から前記第１後面の上縁まで下方に延長される第２後面とを含み、
前記第１シール部は、前記第１前面の上縁から前方に延長され、前記第２シール部は、前記第２前面の下縁から前方に延長され、前記第２前面の下縁は、前記第１前面の上縁よりも前方にあり、
前記第２後面はつなぎ部を介して前記第１後面に連結され、前記第２後面は前記つなぎ部から上方に行くほど前記電極組立体に近づく方向に傾き、前記第２後面は、前記第１後面に対して前記電極組立体に向かって傾斜していることを特徴とする、バッテリーセル。

【請求項4】

前記第１凹部の内側体積と前記第２凹部の内側体積とが異なっている、請求項１～３のいずれか一項に記載のバッテリーセル。

【請求項5】

前記第２凹部の内側体積は、前記第１凹部の内側体積よりも大きい、請求項４に記載のバッテリーセル。

【請求項6】

前記第２凹部の内側体積は、前記第１凹部の内側体積よりも小さい、請求項４に記載のバッテリーセル。

【請求項7】

前記第１凹部で形成される深さと前記第２凹部で形成される深さは同じであり、かつ前記第２凹部で形成される内側体積が、前記第１凹部で形成される内側体積よりも大きい、請求項４に記載のバッテリーセル。

【請求項8】

電極組立体と、該電極組立体を収容する外装材とを含むバッテリーセルの製造方法において、
前記外装材は、前記電極組立体の下側を覆う第１部材と、前記電極組立体の上側を覆う第２部材とを含み、
前記第１部材に、前記電極組立体の下側を収容する空間を提供する第１凹部を形成し、前記第２部材に前記電極組立体の上側を収容する空間を提供する第２凹部とを形成し、
前記電極組立体を前記第１凹部に収容した後、前記第１凹部及び前記第２凹部が連結される一側面を前記電極組立体に密着させて密着面を形成しながら前記第２凹部に電極組立体を収容し、
前記第１凹部から延長される第１シール部および前記第２凹部から延長される第２シール部によって前記第１部材と前記第２部材との間をシールし、
前記第１凹部は、
前記バッテリーセルの底部を形成する底面と、
前記底面の前縁から上方に延長される第１前面と、
前記底面の後縁から上方に延長される第１後面とを含み、
前記第２凹部は、
前記バッテリーセルの上部を形成する上面と、
前記上面の前縁から下方に延長される第２前面と、
前記上面の後縁から前記第１後面の上縁まで下方に延長される第２後面とを含み、
前記第１シール部は、前記第１前面の上縁から前方に延長され、前記第２シール部は、前記第２前面の下縁から前方に延長され、前記第２前面の下縁は、前記第１前面の上縁よりも前方にあり、
前記第２後面はつなぎ部を介して前記第１後面に連結され、前記第２後面は前記つなぎ部から上方に行くほど前記電極組立体に近づく方向に傾き、前記第２後面は、前記第１後面に対して前記電極組立体に向かって傾斜していることを特徴とする、
前記外装材をシールする、バッテリーセルの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリーセルに関する。

【背景技術】

【0002】

現代社会では、モバイル機器または自動車などの産業全般に渡って二次電池の需要が急激に増加しており、これに関する研究も活発に進行されている。二次電池の外装材は、ホイルを加圧し、電極組立体が収容される空間を形成する工程により形成される。二次電池は、前記工程により成形された外装材の内部空間に電極組立体（ゼリーロール）を挿入した後、成形された外装材の端部をシールして製造される。

【0003】

外装材のほとんどは、アルミニウムを含む金属層と、これをコーティングしているコート層とで形成されているため、熱および応力に脆弱である。また、電極組立体とともに外装材に収容される電解液は、爆発の危険性が存在し、熱的安定性に劣る欠点がある。このため、外装材ならびに該外装材の内部に収容される電極組立体および電解液などが熱によって損傷することを防止し、バッテリー内で発生する熱を放出する構造を有することが重要である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】韓国公開特許第１０‐２０１８‐００５４６１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の一実施形態は、絶縁抵抗に優れ、モジュールとして組み立て時の冷却効果を最大化できるバッテリーセルを提供することを目的とする。

【0006】

また、本発明の一実施形態は、熱によるセパレータの損傷を防止できるバッテリーセル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】

【0007】

本発明の一実施形態によると、電極組立体と、該電極組立体を収容する外装材とを含むバッテリーセルにおいて、外装材は、収容された電極組立体の下側を覆う第１部材と、電極組立体の上側を覆う第２部材とを含み、第１部材及び第２部材は、一側で互いに連結され、一側を除いた残りの側に沿ってシールされ、第１部材は、電極組立体の下側を収容する空間を提供する第１凹部と、第２部材をシールするための第１シール部とを含み、第２部材は、電極組立体の上側を収容する空間を提供する第２凹部と、第１部材をシールするための第２シール部とを含み、前記第１シール部における前記第２シール部とシールされた部分の内側に位置する第１境界から前記第１凹部における前記第１シール部側に位置する第１外側表面までの距離よりも、前記第２シール部の内側に位置する第２境界から前記第２凹部における前記第２シール部側に位置する第２外側表面までの距離がより長い、バッテリーセルを提供する。

【0008】

また、本発明の他の実施形態によると、電極組立体と、該電極組立体を収容する外装材とを含むバッテリーセルにおいて、外装材は、収容された電極組立体の下側を覆う第１部材と、電極組立体の上側を覆う第２部材とを含み、第１部材及び第２部材は、一側で互いに連結され、一側を除いた残りの側に沿ってシールされ、第１部材は、電極組立体の下側を収容する空間を提供する第１凹部と、第２部材をシールするための第１シール部とを含み、第２部材は、電極組立体の上側を収容する空間を提供する第２凹部と、第１部材をシールするための第２シール部とを含み、外装材により形成される内部空間において、第１部材と電極組立体との間で形成される空間が、第２部材と電極組立体との間で形成される空間よりも小さい、バッテリーセルを提供する。

【0009】

また、本発明のまた他の実施形態によると、電極組立体と、該電極組立体を収容する外装材とを含むバッテリーセルにおいて、前記外装材は、収容された前記電極組立体の下側を覆う第１部材と、前記電極組立体の上側を覆う第２部材とを含み、前記第１部材及び前記第２部材は、一側で互いに連結され、前記一側を除いた残りの側に沿ってシールされ、前記第１部材は、前記電極組立体の下側を収容する空間を提供する第１凹部と、前記第２部材をシールするための第１シール部とを含み、前記第２部材は、前記電極組立体の上側を収容する空間を提供する第２凹部と、前記第１部材をシールするための第２シール部とを含み、前記第１部材及び前記第２部材が連結された前記一側で、前記第１凹部の側面が前記第２凹部の側面よりも前記電極組立体側に密着している、バッテリーセルを提供する。

【0010】

また、前記第１凹部及び前記第２凹部は、前記一側で形成される深さが、前記第１凹部及び前記第２凹部の他側で形成される深さよりも小さくてもよい。

【0011】

また、前記密着面の長さが、前記密着面の長さ方向と垂直な方向に外装材が延長された長さよりも長くてもよい。

【0012】

また、前記密着面の長さは、密着面の長さ方向と垂直な方向に外装材が延長された長さの２倍よりも長くてもよい。

【0013】

また、前記第１凹部の内側体積と前記第２凹部の内側体積とは、異なっていてもよい。

【0014】

また、前記第２凹部の内側体積は、前記第１凹部の内側体積よりも大きくてもよい。

【0015】

また、前記第２凹部の内側体積は、前記第１凹部の内側体積よりも小さくてもよい。

【0016】

また、前記第１凹部で形成される深さと前記第２凹部で形成される深さは同じであり、かつ前記第２凹部で形成される内側体積が前記第１凹部で形成される内側体積よりも大きくてもよい。

【0017】

また、前記第１境界と前記第２境界は、同じ垂直線上に位置してもよい。

【0018】

また、電極組立体と、該電極組立体を収容する外装材とを含むバッテリーセルを製造するに当たり、前記外装材に、前記電極組立体の下側を収容する空間を提供する第１凹部と、前記電極組立体の上側を収容する空間を提供する第２凹部とを形成し、前記電極組立体を前記第１凹部に収容した後、前記第１凹部及び前記第２凹部が連結される一側面を前記電極組立体に密着させながら前記第２凹部に電極組立体を収容し、前記外装材をシールする、バッテリーセルの製造方法を提供する。

【発明の効果】

【0019】

本発明の実施形態によると、コート層が熱によって損傷することを最小限に抑えることができる。

【0020】

また、本発明の実施形態によると、電極組立体のセパレータが熱によって損傷することを最小限に抑えることができる。

【0021】

さらに、本発明の実施形態によると、冷却効率に優れたバッテリーセルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】図１は、本発明の一実施形態によるバッテリーセルの平面図である。

【図2】図２は、外装材がセルを形成する方法を示す図である。

【図3】図３は、本発明の一実施形態によるバッテリーセルの外装材の断面を示す図である。

【図4】図４は、本発明の一実施形態によるバッテリーセルをシールする様子を示す図である。

【図5】図５は、本発明の一実施形態によるバッテリーセルの内部に電極組立体を挿入してシールする様子を示す図である。

【図6】図６は、本発明の一実施形態によるバッテリーセルにおいて、第１凹部及び第２凹部の深さおよび体積を異にして示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図面を参照して、本発明の具体的な実施の形態を説明することとする。以下の詳細な説明は、本明細書に記述する方法、装置及び／又はシステムに関する総合的な理解を助けるために提供される。但し、これらは例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。

【0024】

本発明を説明するにあたり、関連する公知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虞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。また、後述する用語は、本発明における機能を考慮して定義された用語であり、使用者、運用者の意図または慣例などによって異なり得る。従って、その定義は、本明細書全般に亘る内容に基づいて行われるべきである。詳細な説明で使用される用語は、単に本発明の実施形態を記述するためのものであり、決して制限的であってはならない。単数の表現は、文脈上、明らかに異なる意味ではない限り、複数の表現を含む。本明細書において、「含む」または「備える」などの用語は、明細書に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを示すものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないと理解すべきである。

【0025】

また、第１、第２などの用語は多様な構成要素を説明するのに使用されるが、前記構成要素は前記用語に限らない。前記用語は一つの構造要素を他の構成要素から区別する目的に使用される。例えば、本発明の権利範囲を逸脱することなしに第１構成要素は第２構成要素と称されてもよく、同様に第２構成要素は第１構成要素と称されてもよい。

【0026】

さらに、「一側」、「他側」、「上部」、「下部」などの方向性の用語は、開示された図面の配向に関連して使用される。本発明の実施形態の構成要素は、様々な配向に位置設定することができるので、方向性の用語は、例示を目的として使用されるものであって、それを制限するものではない。

【0027】

図１は、本発明の一実施形態によるバッテリーセル１０の斜視図である。一般的に、二次電池は、電極組立体５０と、該電極組立体５０を収容する外装材１００とを含むバッテリーセル１０が基本単位をなすように形成され得る。

【0028】

電極組立体は、陽極（図示せず）と、陰極（図示せず）と、陽極と陰極を区別するセパレータ（図５の「５５」）とを含むことができる。

【0029】

外装材１００は、アルミニウムなどで形成される金属層と、該金属層と電極組立体５０が通電しないように絶縁機能を行うコート層とを含んで形成することができる。

【0030】

本発明の一実施形態によるバッテリーセル１０は、電極組立体５０と、該電極組立体５０を収容する外装材１００とを含むことができる。このとき、外装材１００は、電極組立体５０の下側を覆う第１部材１１０と、電極組立体５０の上側を覆う第２部材１２０とを含むことができる。

【0031】

第１部材１１０は、電極組立体５０を収容する空間を提供する第１凹部１１２と、第２部材１２０をシールするための第１シール部１１１とを含むことができる。

【0032】

第２部材１２０は、電極組立体５０を収容する空間を提供する第２凹部１２２と、第１部材１１０をシールするための第２シール部１２１とを含むことができる。

【0033】

第１シール部１１１及び第２シール部１２１は、シールされる部分を提供する部分であって、シール部と命名される部分全体を必ずしもシールしなければならないということではない。例えば、後述するように、第１シール部１１１は、第２シール部１２１とシールされていない部分を外装材１００の内側に延長することができる。

【0034】

第１部材１１０及び第２部材１２０は、一側（図３の「１５０」）で互いに連結され、一側１５０を除いた残りの側に沿ってシールすることができる。このとき、一側１５０の面に電極組立体５０を密着することができる。このため、一側１５０の面は、密着面とも呼ばれる。

【0035】

第１部材１１０及び第２部材１２０は、一つの外装材１００の一部を意味するものであり得る。本明細書で第１部材１１０及び第２部材１２０は、説明の便宜のために区分したものであり、分離されたもの又は別個のものでなくてもよい。

【0036】

電極タブは、図１（ａ）に示すように、陽極タブ１１と陰極タブ１２が互いに反対方向に引き出されてもよく、図１（ｂ）に示すように、単一方向に並んで引き出されてもよい。

【0037】

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、密着面１５０の長さ（Ａ）が、密着面１５０の長さ方向と垂直な方向に外装材１００が延長された長さ（Ｂ）よりも長くてもよい。

【0038】

密着面１５０には、冷却板（図示せず）などが連結され得る。冷却板による冷却効率を良好にするためには、冷却板と、電極組立体５０を収容している外装材１００とが、多くの面積で互いに接触していることが重要である。

【0039】

密着面１５０の長さを大きくして、冷却板と外装材１００が互いに接触する面積を大きくすることができる。大きな冷却板を位置させることができるので、前述のように、本発明の一実施形態によるバッテリーセル１０は、冷却効率の側面で従来のバッテリーセルよりも有利である。

【0040】

密着面１５０の長さ（Ａ）と、密着面１５０の長さ方向と垂直な方向に外装材１００が延長された長さ（Ｂ）との比は、一定である必要はなく、二次電池の形状または大きさによって使用者が適宜選択することができる。ただし、好ましくは、密着面１５０の長さ（Ａ）が、密着面１５０の長さ方向と垂直な方向に外装材１００が延長された長さ（Ｂ）の２倍以上長いと、冷却効率をさらに良好にすることができる。

【0041】

図２は、外装材１００ａがセルを形成する方法を示す図である。外装材１００ａは、第１部材１１０ａと第２部材１２０ａとを含むことができる。このとき、第１部材１１０ａは、電極組立体の下側を収容する空間を提供する第１凹部１１２ａと、前記第２部材１２０ａをシールするための第１シール部１１１ａとを含むことができる。同様に、第２部材１２０ａは、電極組立体の上側を収容する空間を提供する第２凹部１２２ａと、第１部材１１０ａをシールするための第２シール部１２１ａとを含むことができる。図２に示すように、第１凹部１１２ａ及び第２凹部１２２ａは、フォーミング（forming）工程により形成できるが、これに限定されるものではない。第１凹部１１２ａは、電極組立体の下側を覆うように形成することができ、第２凹部１２２ａは、電極組立体の上側を覆うように形成することができる。

【0042】

このとき、図２のように、第１シール部１１１ａの端部と第２シール部１２１ａの端部とが互いに一致するようにシールして、バッテリーセルを形成することができる。

【0043】

このとき、図２に示すように、第１凹部１１２ａと電極組立体が形成する空間の大きさと、第２凹部１２２ａと電極組立体が形成する空間の大きさは、互いに同じであってもよい。

【0044】

図３は、本発明の一実施形態によるバッテリーセルの外装材１００の断面を示す図である。図３を参照すると、外装材１００は、第１部材１１０と第２部材１２０を含むことができる。電極組立体５０が収容される空間が形成されるとき、電極組立体５０と第２部材１２０によって形成される空間（Ａ）が、電極組立体５０と第１部材１１０によって形成される空間（Ｂ）よりも大きくなるように形成することができる。詳細には、第１シール部１１１及び第２シール部１２１が接触する接触面１３１を基準として、電極組立体５０と第１部材１１０によって第１シール部１１１の方向に形成される下側空間が、第１シール部１１１及び第２シール部１２１が接触する接触面１３１を基準として、電極組立体５０と第２部材１２０によって第２シール部１２１の方向に形成される第２部材１２０が形成する上側空間よりも小さくなるように形成することができる。

【0045】

また、本発明の他の一実施形態によるバッテリーセルの外装材１００は、第２部材１２０の第２シール部１２１と、第１部材１１０の第１シール部１１１とが接触面を形成するとき、第１部材１１０及び第２部材１２０が連結された一側１５０の反対側で第１凹部１１２と第１シール部１１１との境界は、第２凹部１２２と第２シール部との境界よりも電極組立体５０に隣接して位置することができる。このとき、第１シール部１１１と第２シール部１２１は、必ずしも端部が一致するように接触面を形成する必要はない。第１シール部１１１及び第２シール部１２１の端部が一致せず、多少ずれるようにシールしてもよい。ただし、これに限定されるものではない。

【0046】

例えば、図１（ａ）のように両方向に電極タブが引き出されているバッテリーセルでは、シール部１１１，１２１の端部を切断してもよく、シール部１１１，１２１の端部を切断することにより、シール部１１１，１２１の端部を一致させることができる。

【0047】

ただし、図１（ｂ）のように単方向に電極タブが引き出される場合には、シール部１１１，１２１の先端を切断し難いので、一致せずにずれるように形成することができる。

【0048】

第１シール部１１１及び第２シール部１２１は、前述のように接触面１３１を形成することができる。接触面１３１は、外装材１００がシールされるとき、第１シール部１１１及び第２シール部１２１が当接する面であり得る。

【0049】

第１部材１１０における第１シール部１１１は、外装材１００をシールするための部分であり得、第２シール部１２１との接触面１３１を形成する部分であり得る。第２部材１２０における第２シール部１２１は、外装材１００をシールするための部分であり得、第１シール部１１１との接触面１３１を形成する部分であり得る。

【0050】

第１シール部１１１において、接触面１３１における電極組立体５０の方向への内側に位置する境界、すなわち、シールされた部分の内側に位置する境界を第１境界（ｂ）、第２シール部１２１において、接触面１３１における電極組立体５０の方向への内側に位置する境界、すなわち、第２シール部１２１におけるシールされた部分の内側に位置する境界を第２境界（ａ）と称することができる。このとき、第１シール部１１１において、シールされていない部分が電極組立体５０の内部に所定の長さだけ延長されて形成され得る。

【0051】

第１境界（ｂ）及び第２境界（ａ）は、同じ垂直線上に形成することができ、第１部材１１０における境界が第１境界（ｂ）、第２部材１２０における境界が第２境界（ａ）であり得る。

【0052】

第１境界（ｂ）から第１凹部１１２の内部空間の外側、詳細には、第１凹部１１２における、第１シール部１１１側に位置する第１外側表面１１３までの距離と、第２境界（ａ）から第２凹部１２２の内部空間の外側、詳細には、第２凹部１２２における、第２シール部１２１側に位置する第２外側表面１２３までの距離との差が離隔距離（Ｄ）であり得る。

【0053】

このとき、第１境界（ｂ）から第１凹部１１２の内部空間の外側、詳細には、第１凹部１１２における、第１シール部１１１側に位置する第１外側表面１１３までの距離が、第２境界（ａ）から第２凹部１２２の内部空間の外側、詳細には、第２凹部１２２における、第２シール部１２１側に位置する第２外側表面１２３までの距離よりも長くてもよい。

【0054】

すなわち、第２外側表面１２３が第１外側表面１１３よりもシール部１１１，１２１側にさらに突出するように形成することができ、このときの第２外側表面１２３が第１外側表面よりもさらに突出した距離が離隔距離（Ｄ）であり得る。

【0055】

後述する図４（ｂ）のように、第１凹部１１２及び第２凹部１２２のシール部１１１，１２１側の外側表面１１３，１２３に傾斜が形成されている場合には、第１境界（ｂ）から第１凹部１１２側の下方に傾斜し始める距離が、第２境界（ａ）から第２凹部１２２側の上方に傾斜し始める距離よりも長くてもよい。この差は、前述した離隔距離（Ｄ）によって発生し得る。

【0056】

本発明のまた他の一実施形態のバッテリーセル１０は、外装材１００によって形成される内部空間において、第１部材１１０と電極組立体５０との間で形成される空間が、第２部材と電極組立体との間で形成される空間よりも小さくてもよい。

【0057】

外装材１００は、離隔距離（Ｄ）を形成するために、第１部材１１０及び第２部材１２０が連結される一側１５０において、第２部材１２０に該当する部分は曲がるように形成することができる。一側１５０が曲がるように形成することで、電極組立体５０と外装材１００を密着させることができる。電極組立体５０と外装材１００が密着すると、電極組立体５０と外装材１００との間に形成される空き空間が減少して冷却効率を向上させることができる。外装材１００を形成するとき、第１凹部１１２に電極組立体５０を収容した後、一側１５０を電極組立体５０に密着させながら第２凹部１２２に電極組立体５０を収容した後、シールしてバッテリーセル１０を形成することができる。

【0058】

バッテリーセル１０を使用するとき、電極組立体５０では発熱が発生し得る。ただし、バッテリーセル１０の効率のために、適切に冷却することが重要である。熱伝達の側面から考慮すると、電極組立体５０で発生した熱は、電極組立体５０と外装材１００との間の空間、および外装材１００の順に経て外装材１００の外部に伝達され得る。このとき、外装材１００の外部に冷却板（図示せず）が配置される場合、電極組立体５０と外装材１００との間の空間の大きさが小さいほど、外装材１００の外部に排出されない熱が減少し、冷却効率が向上し得る。

【0059】

図４は、本発明の一実施形態によるバッテリーセル１０をシールする様子を示す図である。図５は、本発明の一実施形態によるバッテリーセル１０の内部に電極組立体５０を挿入してシールする様子を示す図である。

【0060】

電極組立体が二次電池の外装材内に収容された後は、外装材内に水分が浸透すること、および電極組立体が外部と通電することを防止するために、二次電池の外装材をシールしなければならない。シール面積が大きくなると、その分だけ電極組立体５０を収容できる空間が小さくなるので、空間活用の可能性が低くなり得る。ただし、シール面積が小さくなりすぎると、シールの信頼性が低下し、外部衝撃にも弱くなるため、日常生活または使用される装置に大きくない衝撃が加わった場合でも、二次電池本来の機能を失うことがある。したがって、本来の機能をスムーズに行うことができ、かつ最小限にシールされる面積を形成することが重要である。

【0061】

図４を参照すると、外装材１００は、前述のように、絶縁などのためのコート層４０を形成することができる。第１シール部１１１及び第２シール部１２１が加熱手段（Ｈ）によってシールされる場合には、加熱手段（Ｈ）と外装材１００の内側面に形成されたコート層４０の距離が近くなり、熱によってコート層４０が損傷することがある。バッテリーセル１０の内部には、電極組立体５０および電解液（図示せず）が収容され得、外装材１００は金属層を含むので、加熱手段（Ｈ）によってコート層４０が損傷すると、破壊されたコート層４０に電解液が入り込んだ状態でシールされ、絶縁不良が発生することがある。図３のように、第１境界と第２境界が離隔距離（Ｄ）を有すると、第１部材１１０側に形成されているコート層４０は、熱により損傷する可能性が低くなり得る。したがって、本発明の一実施形態によると、外装材１００における絶縁不良を顕著に低減することができる。

【0062】

図５を参照すると、第１境界と第２境界が離隔距離（Ｄ）を有すると、離隔距離（Ｄ）が存在しない場合に比べて、外装材１００内に電極組立体５０を収容するとき、電極組立体５０が加熱手段（Ｈ）と離隔距離（Ｄ）だけ離れることになる。図４に示すように、コート層４０が加熱手段（Ｈ）と離隔距離（Ｄ）だけ離れることになるので、外装材１００の絶縁不良を防止するのと同様に、電極組立体５０にも熱による影響が低減され得る。

【0063】

電極組立体５０は、ゼリーロールとも呼ばれる。電極組立体５０には、陽極と、陰極と、陽極と陰極を分離させるセパレータ５５とが存在し得る。セパレータ５５には、高い遮蔽性および絶縁性、そして低抵抗のものが求められ得る。セパレータ５５が不良であると、陽極と陰極が接続してショートが発生することがある。例えば、ポリオレフィンを原料とするセパレータの場合は、耐熱性が低く、製造工程における熱によってセパレータが損傷し、陽極と陰極の間でショートが発生することがある。

【0064】

前述のように、従来の構造よりもセパレータ５５が加熱手段（Ｈ）と離隔距離（Ｄ）だけ離れていると、セパレータの損傷による電極組立体における内部ショートの発生を大幅に低減することができる。

【0065】

図４及び図５に示すように、第１凹部１１２及び第２凹部１２２の他側は、一側のように垂直方向に形成してもよく、傾斜して形成してもよい。第１凹部１１２及び第２凹部１２２の他側の形状は、図４及び図５に示す形状に限定されない。

【0066】

図６は、第１凹部及び第２凹部の深さおよび体積を異にして示す図である。図６（ａ）は、第１凹部１１２ａの内側体積が第２凹部１２２ａの内側体積よりも小さく、一側１５０ａに電極組立体５０が密着した後、第２凹部１２２ａが電極組立体５０を覆って形成されたものを示す図である。図６（ｂ）は、第１凹部１１２ｂの深さが第２凹部１２２ｂの深さよりも大きいものを示す図である。図６（ｃ）は、第１凹部１１２ｃの内側体積が第２凹部１２２ｃの内側体積よりも大きく、一側１５０ｃに電極組立体５０が密着した後、第２凹部１２２ｃが電極組立体５０を覆って形成されたものを示す図である。

【0067】

第１凹部１１２側の深さが第２凹部１２２側の深さよりも小さいと、電極組立体５０を一側１５０に密着できる面積が大きくなり、冷却効果を高めることができる。第１凹部１１２と第２凹部１２２の深さが異なっているので、第１凹部１１２の内側体積よりも第２凹部１２２の内側体積をより大きくすることができる。ただし、第２凹部１２２の深さが深いので、電極組立体５０の収容が困難なことがある。

【0068】

図６（ａ）を参照すると、第２凹部１２２ａの他側が第１凹部１１２ａの他側よりも突出しているので、電極組立体５０の収容がより容易であり得る。

【0069】

図６（ａ）とは異なり、図６（ｂ）は、第１凹部１１２ｂの深さが第２凹部１２２ｂの深さよりも大きい場合を示している。第１凹部１１２ｂの広さを電極組立体５０の大きさと合うように形成することで、電極組立体５０の外装材１００への密着が有利であり得る。また、第２凹部１２２ｂの深さが小さいので、電極組立体５０を容易に覆うことができる。図６（ｂ）に示すような構造を有する場合には、電極組立体５０の収容不良を低減することができる。

【0070】

図６（ｃ）は、第１凹部１１２ｃ及び第２凹部１２２ｃで形成される深さは同じであるが、第２凹部１２２ｃが形成する内側体積が、第１凹部１１２ｃが形成する内側体積よりも大きい場合を示す図である。図６（ｃ）に示すようにバッテリーセル１０を形成した場合にも、電極組立体５０の収容不良を低減することができる。

【0071】

以上、代表的な実施形態により本発明を詳細に説明したが、当業者であれば、本発明の範疇を逸脱しない範囲内で、前述した実施形態に対する様々な変形が可能であることを理解するはずである。従って、本発明の権利範囲は、説明した実施形態に限定されてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、その特許請求の範囲と均等なものによって定められるべきである。

【符号の説明】

【0072】

１０：バッテリーセル
１１：陽極タブ
１２：陰極タブ
４０：コート層
５０：電極組立体
５５：セパレータ
１００：外装材
１１０：第１部材
１１１：第１シール部
１１２：第１凹部
１１３：第１外側表面
１２０：第２部材
１２１：第２シール部
１２２：第２凹部
１２３：第２外側表面
１３１：接触面
１５０：密着面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】