7636086 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】2025-02-17

(45)【発行日】2025-02-26

(54)【発明の名称】二次電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/317 20210101AFI20250218BHJP

   H01M 50/105 20210101ALI20250218BHJP

   H01M 50/178 20210101ALI20250218BHJP

   H01M 50/193 20210101ALI20250218BHJP

   H01M 50/325 20210101ALI20250218BHJP

【ＦＩ】

H01M50/317 101

H01M50/105

H01M50/178

H01M50/193

H01M50/325

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2023501531

(86)(22)【出願日】2021-09-09

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-08-04

(86)【国際出願番号】 KR2021012297

(87)【国際公開番号】W WO2022060009

(87)【国際公開日】2022-03-24

【審査請求日】2023-01-10

(31)【優先権主張番号】10-2020-0119829

(32)【優先日】2020-09-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2021-0117966

(32)【優先日】2021-09-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】521065355

【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100188558

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅人

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】テ・ホン・ノ

【審査官】村岡 一磨

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－００８１１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０９４９５７（ＷＯ，Ａ２）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１４７６３４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平１１－０８６８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０４０４９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／３０－５０／３９２

Ｈ０１Ｍ ５０／１０－５０／１９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極組立体と、
前記電極組立体が収容され、ガス排出部が設けられたパウチと、
前記ガス排出部を接着力で密封し、前記パウチの内部の圧力が設定圧力以上に上昇すると、接着力が破壊されて、前記ガス排出部を開放する第１接着物と、
開放されたガス排出部を接着力で再密封する自己回復接着部材とを含み、
前記パウチは、電極組立体の一端を収容する第１収容面、第１収容面の縁部の一部に備えられる第１未シーリング面、第１収容面の縁部のその他に備えられる第１シーリング面からなる第１ケースと、電極組立体の他端を収容する第２収容面、第２収容面の縁部の一部に備えられる第２未シーリング面、第２収容面の縁部のその他に備えられる第２シーリング面からなる第２ケースとを含み、
前記ガス排出部は、互いに対応する前記第１未シーリング面と前記第２未シーリング面との間に形成され、
前記第１接着物は、第１未シーリング面と第２未シーリング面との間に備えられ、第１未シーリング面と第２未シーリング面を接着して前記ガス排出部を密封し、前記パウチの内部の圧力が設定圧力以上に上昇すると、第１未シーリング面と第２未シーリング面との接着力が破壊されて前記ガス排出部を開放し、
前記自己回復接着部材は、第２接着物と、第２接着物が内蔵されたカプセルからなり、前記第１接着物によって第１未シーリング面と第２未シーリング面との間に接着され、
前記自己回復接着部材は、前記ガス排出部から排出されるガスによって第１未シーリング面と第２未シーリング面とが離隔すると、前記カプセルが割れるかまたは破壊されて外に流出する第２接着物によって第１未シーリング面と第２未シーリング面とを再接着する、二次電池。

【請求項2】

電極組立体と、
前記電極組立体が収容され、ガス排出部が設けられたパウチと、
前記ガス排出部を接着力で密封し、前記パウチの内部の圧力が設定圧力以上に上昇すると、接着力が破壊されて、前記ガス排出部を開放する第１接着物と、
開放されたガス排出部を接着力で再密封する自己回復接着部材とを含み、
前記パウチは、電極組立体の一端を収容する第１収容面、第１収容面の縁部に備えられる第１シーリング面からなる第１ケースと、電極組立体の他端を収容する第２収容面、第２収容面の縁部に備えられる第２シーリング面からなる第２ケースとを含み、
前記ガス排出部は、第１収容面または第２収容面に形成される排出口と、一端が第１収容面または第２収容面に連結された状態で前記排出口を塞ぐ開閉面からなり、
前記第１接着物は、前記排出口の内周面と開閉面の外周面を接着して前記ガス排出部を密封し、前記パウチの内部圧力が上昇すると、排出口の内周面と開閉面の外周面との接着力が破壊されて前記ガス排出部を開放し、
前記自己回復接着部材は、第２接着物と第２接着物が内蔵されたカプセルからなり、前記第１接着物によって前記排出口の内周面と開閉面の外周面との間に接着され、
前記自己回復接着部材は、前記ガス排出部から排出されるガスによって排出口の内周面と開閉面の外周面とが離隔すると、前記カプセルが割れるかまたは破壊されて外に流出する第２接着物によって前記排出口の内周面と開閉面の外周面とを再接着して前記ガス排出部を再密封する、二次電池。

【請求項3】

前記自己回復接着部材は、複数個が設けられ、
複数個の自己回復接着部材は、第１接着物全体に分散して設けられている、請求項１または請求項２に記載の二次電池。

【請求項4】

複数個の自己回復接着部材の間の空間は、第１接着物によって接着および密封されている、請求項３に記載の二次電池。

【請求項5】

前記第１接着物は、エポキシ樹脂接着剤からなる、請求項１から４のいずれか一項に記載の二次電池。

【請求項6】

前記第２接着物は、前記第１接着物と同じ素材からなる、請求項５に記載の二次電池。

【請求項7】

前記第１接着物の接着強度は、前記第１シーリング面と前記第２シーリング面との接着強度より弱い接着強度を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の二次電池。

【請求項8】

前記ガス排出部は、前記電極組立体に備えられた電極タブが位置するパウチ上に形成される、請求項１から７のいずれか一項に記載の二次電池。

【請求項9】

前記排出口が形成された収容部の内面には、前記排出口より小さい大きさの貫通孔が形成され、前記開閉面を支持する絶縁体が付着されている、請求項２に記載の二次電池。

【請求項10】

前記パウチには、前記第１未シーリング面と前記第２未シーリング面が密着した状態を維持するように弾性力を提供する弾性部材が設けられている、請求項１に記載の二次電池。

【請求項11】

前記パウチには、前記開閉面が前記排出口を塞ぐ状態を維持するように弾性力を提供する弾性部材が設けられている、請求項２に記載の二次電池。

【請求項12】

前記カプセルは、熱可塑性樹脂素材からなり、３～５μｍの直径を有する、請求項１または請求項２に記載の二次電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０２０年９月１７日付けの韓国特許出願第１０－２０２０－０１１９８２９号および２０２１年９月３日付けの韓国特許出願第１０－２０２１－０１１７９６６号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されている全ての内容は、本明細書の一部として組み込まれる。

【0002】

本発明は、二次電池に関し、特に、ガスが排出されたガス排出部を再密封してパウチの内部の電解液とガスが排出され続けることを防止することができる二次電池に関する。

【背景技術】

【0003】

一般的に、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を意味し、このような二次電池は、スマートフォン、ノート型パソコンおよびカムコーダなどの先端電子機器の分野において広く使用されている。

【0004】

上記の二次電池は、電極組立体が缶に内蔵される缶型二次電池と、電極組立体がパウチに内蔵されるパウチ型二次電池とに分けられる。また、前記パウチ型二次電池は、電極組立体と、前記電極組立体の電極タブに結合する電極リードと、前記電極リードの先端が外部に引き出された状態で前記電極組立体を収容するパウチとを含む。また、前記パウチは、電極組立体を収容する収容部と、収容部を密封するシーリング部とを含む。

【0005】

しかし、上記の二次電池は、内部の副反応および反応副生成物として放出されるガスと電極が劣化するのに伴い厚さが厚くなった電極とによりパウチの内部の圧力が上昇する場合、パウチのシーリング部のうち密封力が弱いシーリング部が開放されて電解液とガスが排出される問題があった。

【0006】

上記のような問題点を解決するために、パウチには、パウチの内部のガス圧力が上昇すると、シーリング部よりも先に開放されてガスを排出させるガス排出部が備えらている。

【0007】

しかし、上記ガス排出部は、パウチの内部のガスが除去されても開放された状態を維持しており、そのため、パウチの内部の残りの電解液とガスが排出され続けて２次汚染および事故が発生する問題があった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上記のような問題点を解決するための本発明の二次電池は、パウチに備えられたガス排出部を再密封する自己回復接着手段を含むことで、パウチの内部の残りの電解液とガスが排出され続けることを防止することができ、結果、２次汚染および事故を防止することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記のような目的を達成するための本発明の二次電池は、電極組立体と、前記電極組立体が収容され、ガス排出部が設けられたパウチと、前記ガス排出部を接着力で密封し、前記パウチの内部の圧力が設定圧力以上に上昇すると、接着力が破壊されて、前記ガス排出部を開放する第１接着物と、開放されたガス排出部を接着力で再密封して前記ガス排出部からのガスの排出を防止する自己回復接着部材とを含むことができる。

【0010】

一方、前記パウチは、電極組立体の一端を収容する第１収容面、第１収容面の縁部の一部に備えられる第１未シーリング面、第１収容面の縁部のその他に備えられる第１シーリング面からなる第１ケースと、電極組立体の他端を収容する第２収容面、第２収容面の縁部の一部に備えられる第２未シーリング面、第２収容面の縁部のその他に備えられる第２シーリング面からなる第２ケースとを含み、前記ガス排出部は、互いに対応する前記第１未シーリング面と前記第２未シーリング面との間に形成され、前記第１接着物は、第１未シーリング面と第２未シーリング面との間に備えられ、第１未シーリング面と第２未シーリング面を接着して前記ガス排出部を密封し、前記パウチの内部の圧力が設定圧力以上に上昇すると、第１未シーリング面と第２未シーリング面との接着力が破壊されて前記ガス排出部を開放し、前記自己回復接着部材は、第２接着物と、第２接着物が内蔵されたカプセルからなり、前記第１接着物によって第１未シーリング面と第２未シーリング面との間に接着され、前記ガス排出部から排出されるガスによって第１未シーリング面と第２未シーリング面とが離隔すると、前記カプセルが割れるかまたは破壊されて外に流出する第２接着物によって第１未シーリング面と第２未シーリング面とを再接着して前記ガス排出部を再密封することができる。

【0011】

一方、前記パウチは、電極組立体の一端を収容する第１収容面、第１収容面の縁部に備えられる第１シーリング面からなる第１ケースと、電極組立体の他端を収容する第２収容面、第２収容面の縁部に備えられる第２シーリング面からなる第２ケースとを含み、前記ガス排出部は、第１収容面または第２収容面に形成される排出口と、一端が第１収容面または第２収容面に連結された状態で前記排出口を塞ぐ開閉面からなり、前記第１接着物は、前記排出口の内周面と開閉面の外周面を接着して前記ガス排出部を密封し、前記パウチの内部圧力が上昇すると、排出口の内周面と開閉面の外周面との接着力が破壊されて前記ガス排出部を開放し、前記自己回復接着部材は、第２接着物と第２接着物が内蔵されたカプセルからなり、前記第１接着物によって前記排出口の内周面と開閉面の外周面との間に接着され、前記自己回復接着部材は、前記ガス排出部から排出されるガスによって排出口の内周面と開閉面の外周面とが離隔すると、前記カプセルが割れるかまたは破壊されて外に流出する第２接着物によって前記排出口の内周面と開閉面の外周面とを再接着して前記ガス排出部を再密封することができる。

【0012】

前記自己回復接着部材は、複数個が設けられ、複数個の自己回復接着部材は、第１接着物全体に分散して設けられることができる。

【0013】

複数個の自己回復接着部材の間の空間は、第１接着物によって接着および密封されることができる。

【0014】

前記第１接着物は、エポキシ樹脂接着剤からなることができる。

【0015】

前記第２接着物は、前記第１接着物と同じ素材からなることができる。

【0016】

前記第１接着物の接着強度は、前記第１シーリング面と前記第２シーリング面との接着強度より弱い接着強度を有することができる。

【0017】

前記ガス排出部は、前記電極組立体に備えられた電極タブが位置するパウチ上に形成されることができる。

【0018】

前記排出口が形成された収容部の内面には前記排出口より小さな大きさの貫通孔が形成されて前記開閉面を支持する絶縁体を付着させることができる。

【0019】

前記パウチには、前記第１未シーリング面と前記第２未シーリング面が密着した状態を維持するように弾性力を提供する弾性部材を設けることができる。

【0020】

前記パウチには、前記開閉面が前記排出口を塞ぐ状態を維持するように弾性力を提供する弾性部材を設けることができる。

【0021】

前記カプセルは、熱可塑性樹脂素材からなり、３～５μｍの直径を有することができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明の二次電池は、第１接着物と自己回復接着部材からなる自己回復接着手段を含むことで、パウチのガス排出部を介してガスが排出された後、前記ガス排出部を再密封することができ、これにより、パウチ内の残りの電解液およびガスが排出され続けることを防止することができ、結果として、２次汚染および事故の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の第１実施形態による二次電池を図示した斜視図である。

【図2】図１の側面断面図である。

【図3】図１に表示されているＡ－Ａ線断面図である。

【図4】本発明の第１実施形態による二次電池の自己回復接着部材を図示した断面図である。

【図5】本発明の第１実施形態による二次電池のガス排出部が開放される状態を図示した断面図である。

【図6】図５に表示されているＢ部分の拡大図である。

【図7】本発明の第１実施形態による二次電池の弾性部材を図示した正面図である。

【図8】本発明の第１実施形態による二次電池のガス排出部が再密封された状態を図示した断面図である。

【図9】本発明の第２実施形態による二次電池を図示した斜視図である。

【図10】本発明の第２実施形態による二次電池を図示した断面図である。

【図11】本発明の第２実施形態による二次電池を図示した平面図である。

【図12】図１１に表示されているＤ部分の拡大図である。

【図13】本発明の第２実施形態による二次電池のガス排出部が開放される状態を図示した断面図である。

【図14】本発明の第２実施形態による二次電池の弾性部材を図示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、添付の図面を参照して、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施するように本発明の実施形態について詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な相違する形態に実現されてもよく、ここで説明する実施形態に限定されない。また、図面において本発明を明確に説明するために説明と関係のない部分は省略し、明細書の全体にわたり類似する部分に対しては類似する図面符号を付けた。

【0025】

［本発明の第１実施形態による二次電池］
本発明の第１実施形態による二次電池１００は、図１～図８に図示されているように、電極組立体１１０と、前記電極組立体１１０を収容するパウチ１２０と、前記パウチ１２０のガス排出部１２０ｃを密封し、この際、パウチ１２０の内部圧力が設定圧力以上に上昇すると、ガス排出部１２０ｃを開放し、パウチ１２０の内部圧力が設定圧力以下に下降すると、開放されたガス排出部１２０ｃを再密封する自己回復接着手段２００とを含む。

【0026】

また、前記自己回復接着手段２００は、前記パウチ１２０のガス排出部１２０ｃを接着力で密封し、且つ、前記パウチ１２０の内部の圧力が上昇すると、接着力が破壊されて前記ガス排出部１２０ｃを開放する第１接着物１３０と、前記パウチ１２０の内部の圧力が下降すると、開放されたガス排出部１２０ｃを接着力で再密封して前記ガス排出部１２０ｃからのガスの排出を防止する自己回復接着部材１４０とを含む。

【0027】

電極組立体
電極組立体１１０は、電極とセパレータが交互に積層される構造を有する。また、電極には電極タブ１１１が備えられ、前記電極タブ１１１には電極リード１１２が結合する。

【0028】

一方、前記電極は、正極および負極を含み、前記電極タブ１１１は、正極タブと負極タブを含み、前記電極リード１１２は、正極リードおよび負極リードを含む。

【0029】

一方、前記電極タブ１１１と前記電極リード１１２は、一部が重なるように配置した後、前記電極タブ１１１と前記電極リード１１２の重なった面を超音波により溶接して結合する。

【0030】

パウチ
パウチ１２０は、電極組立体１１０を収容するためのものであり、電極組立体１１０を収容する収容部１２０ａと、収容部１２０ａをシールするシーリング部１２０ｂと、収容部１２０ａに発生したガスを排出するためのガス排出部１２０ｃとを含む。

【0031】

前記パウチ１２０は、互いに対応する形態を有する第１ケース１２１および第２ケース１２２が結合して形成される

【0032】

すなわち、前記第１ケース１２１は、電極組立体の一端を収容する第１収容面１２１ａ、第１収容面１２１ａの縁部の一部に備えられる第１未シーリング面１２１ｂ、第１収容面１２１ａの縁部のその他に備えられる第１シーリング面１２１ｃからなる。

【0033】

前記第２ケース１２２は、電極組立体１１０の他端を収容する第２収容面１２２ａ、第２収容面１２２ａの縁部の一部に備えられる第２未シーリング面１２２ｂ、第２収容面１２２ａの縁部のその他に備えられる第２シーリング面１２２ｃからなる。

【0034】

このような構造を有する第１および第２ケース１２１、１２２は、第１収容面１２１ａと第２収容面１２２ａが連結されて、電極組立体１１０を収容する収容部１２０ａを形成し、第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂとの間にガスを排出するためのガス排出部１２０ｃが形成され、第１シーリング面１２１ｃと第２シーリング面１２２ｃがシールされてシーリング部１２０ｂを形成する。

【0035】

一方、第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂとの間に形成されたガス排出部１２０ｃには自己回復接着手段２００が備えられる。すなわち、自己回復接着手段２００は、ガス排出部１２０ｃを密封し、この際、パウチ１２０の内部圧力が設定圧力以上に上昇すると、ガス排出部１２０ｃを開放し、設定圧力以下に下降すると、ガス排出部１２０ｃを再密封する構造を有する。

【0036】

一例として、自己回復接着手段２００は、第１接着物１３０と、自己回復接着部材１４０とを含む。

【0037】

第１接着物
第１接着物１３０は、パウチ１２０の内部の圧力が設定圧力以上に上昇すると、ガス排出部１２０ｃを開放させるためのものである。すなわち、第１接着物１３０は、第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂとの間に備えられ、第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂとを接着して前記ガス排出部１２０ｃを密封する。すなわち、第１接着物１３０は、第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂとの間に塗布されて、第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂとを接着力で密封する。

【0038】

ここで、設定圧力は、３０ｋｇｆ／ｃｍ^２～５０ｋｇｆ／ｃｍ^２であることができる。すなわち、第１接着物は、パウチの内部の圧力が、設定圧力、すなわち、基準値に達した場合、接着力が破壊されてガス排出部が開放される。換言すれば、第１接着物は、基準値で破壊される接着力を有する。

【0039】

一方、前記パウチ１２０の内部圧力が前記第１接着物１３０の接着強度より大きく上昇すると、第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂを接着した第１接着物１３０が破壊されて第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂが次第に離隔し、これによって前記ガス排出部１２０ｃが開放されて、パウチ１２０の内部のガスを外部に排出する。

【0040】

このような第１接着物１３０は、パウチ１２０のガス排出部１２０ｃを接着力で密封して、パウチ１２０の内部圧力が第１接着物１３０の接着力より大きく上昇すると、ガス排出部１２０ｃを密封した接着力が破壊されて、前記ガス排出部１２０ｃを開放する。

【0041】

一方、第１接着物１３０は、エポキシ樹脂接着剤（ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ ａｄｈｅｓｉｖｅ）であることができる。

【0042】

一方、前記第１接着物１３０の接着強度は、前記第１シーリング面１２１ｃと前記第２シーリング面１２２ｃとの間の接着強度より弱い接着強度を有する。これにより、パウチ１２０の内部圧力が上昇すると、前記第１シーリング面１２１ｃと前記第２シーリング面１２２ｃとの間のシーリング部１２０ｂよりも第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂとの間のガス排出部１２０ｃを先に開放させることができる。

【0043】

自己回復接着部材
自己回復接着部材１４０は、パウチの内部の圧力が設定圧力以下に下降すると、開放されたガス排出部１２０ｃを接着力で再密封して、パウチ１２０の内部のガスまたは電解液が排出され続けることを防止し、これによって２次汚染および事故の発生を防止することができる。

【0044】

すなわち、自己回復接着部材１４０は、第２接着物１４１と第２接着物１４１が内蔵されたカプセル１４２を含む。

【0045】

このような構造を有する自己回復接着部材１４０は、複数個が設けられ、複数個の自己回復接着部材１４０は、第１接着物１３０の接着力によって第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂとの間に付着される。

【0046】

このように、前記自己回復接着部材１４０は、前記ガス排出部１２０ｃから排出されるガスによって第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂとが離隔すると、前記カプセル１４２が割れるかまたは破損（すなわち、破壊および亀裂）して、第２接着物１４１が外部に流出し、外に流出した第２接着物１４１の接着力によって第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂとを再接着して、前記ガス排出部１２０ｃを再密封することができる。

【0047】

すなわち、第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂが離隔するときに、離隔する面に位置したカプセル１４２を互いに引っ張り、これによってカプセル１４２が割れるかまたは破壊されて第２接着物１４１が外に流出する。

【0048】

以降、パウチ１２０の内部のガス圧力が設定圧力以下に下降すると、第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂが元の位置に戻るが、この際、第２接着物１４１により第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂとが再接着されて、第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂとの間に形成されるガス排出部１２０ｃを再密封することができる。

【0049】

一方、前記第２接着物１４１は、前記第１接着物１３０と同一の素材からなることができる。また、カプセル１４２は、割れるかまたは破壊が可能な材料からなることができる。例として、カプセル１４２は、熱可塑性樹脂（ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ｒｅｓｉｎ）からなることができ、ポリエチレン、ナイロン、ポリアセタール樹脂のいずれか一つであることができる。また、カプセル１４２の直径は、３～５μｍ、好ましくは４μｍである。一方、第２接着物は、カプセルの内部に液体状態で貯蔵され、カプセルの外に流出した場合、次第に凝固して、第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂとを接着する。

【0050】

一方、他の実施形態として、前記第２接着物１４１は、前記第１接着物１３０より強い接着力を有する素材からなることができる。すなわち、前記第１接着物１３０は、ガス排出の前に、第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂとを接着することから、精密に密封することができるが、第２接着物１４１は、ガス排出の後、第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂを自己接着するため、第１接着物１３０ほどに精密に密封することができない。そのため、第２接着物１４１は、第１接着物１３０より接着強度が高い材料を使用することで、第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂをより正確に接着することができ、結果として、パウチ１２０のガス排出部１２０ｃを安定的に再密封させることができる。

【0051】

一方、第２接着物１４１は、第１および第２シーリング面１２２ｃの接着強度と同一であるかそれより強い接着力を有することができる。

【0052】

一方、前記ガス排出部１２０ｃは、密封力が最も弱い電極リード１１２が位置するパウチ１２０上に形成される。これにより、パウチ１２０の内部のガス圧力が上昇する場合、電極リード１１２とシーリング部１２０ｂとの間が開放される前に、前記ガス排出部１２０ｃを先に開放するように誘導することができ、結果、パウチ１２０の内部のガスを安定的に排出させることができる。

【0053】

一方、前記第１接着物１３０と複数個の自己回復接着部材１４０は、所定の重量％で混合され、前記自己回復接着部材１４０が前記第１接着物１３０よりも多い重量％を有する。また、複数個の自己回復接着部材１４０は、第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂの再接着のために、第１接着物１３０の全体に均一に分散して設けられる。また、第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂとの間に接着された複数個の自己回復接着部材１４０の間の空間は、第１接着物１３０により密封される。

【0054】

一方、本発明の第１実施形態による二次電池１００は、パウチ１２０の内部の圧力がガス設定圧力以下に下降すると、第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂを迅速に元の位置に戻すための弾性部材１６０をさらに含む。

【0055】

弾性部材
弾性部材１６０は、弾性復元力、絶縁性、および耐熱性を有する素材からなり、前記第１未シーリング面１２１ｂと前記第２未シーリング面１２２ｂの外側面にそれぞれ備えられる。すなわち、弾性部材１６０は、図７に図示されているように、ガスの排出によって前記第１未シーリング面１２１ｂと前記第２未シーリング面１２２ｂが離隔した状態でガスの排出が完了すると、図８に図示されているように、前記第１未シーリング面１２１ｂと前記第２未シーリング面１２２ｂを水平に伸ばすことで、前記第１未シーリング面１２１ｂと前記第２未シーリング面１２２ｂを密着して配置させることができ、これにより、第２接着物１４１によって前記第１未シーリング面１２１ｂと前記第２未シーリング面１２２ｂとを安定的に再接着することができる。

【0056】

したがって、本発明の第１実施形態による二次電池１００は、第１接着物１３０と自己回復接着部材１４０を含むことで、パウチ１２０の内部の圧力が上昇すると、パウチ１２０のガス排出部１２０ｃを介してガスを効果的に排出させることができ、パウチ１２０の内部の圧力が下降すると、パウチ１２０のガス排出部１２０ｃを再密封して、２次汚染および事故の発生を防止することができる。

【0057】

以下、本発明の第１実施形態による二次電池の製造方法について説明する。

【0058】

［本発明の第１実施形態による二次電池の製造方法］
本発明の第１実施形態による二次電池の製造方法は、パウチ１２０を作製するための第１および第２ケース１２１、１２２を準備する。ここで第１および第２ケースは、互いに対応する大きさと形態を有する。

【0059】

すなわち、前記第１ケース１２１は、電極組立体の一端を収容する第１収容面１２１ａ、第１収容面１２１ａの縁部の一部に備えられる第１未シーリング面１２１ｂ、第１収容面１２１ａの縁部のその他に備えられる第１シーリング面１２１ｃからなる。

【0060】

前記第２ケース１２２は、電極組立体１１０の他端を収容する第２収容面１２２ａ、第２収容面１２２ａの縁部の一部に備えられる第２未シーリング面１２２ｂ、第２収容面１２２ａの縁部のその他に備えられる第２シーリング面１２２ｃからなる。

【0061】

次に、第１ケース１２１の第１収容面１２１ａと第２ケース１２２の第２収容面１２２ａとの間に電極組立体１１０を配置した後、第１シーリング面１２１ｃと第２シーリング面１２２ｃをシールしてパウチ１２０を製造する。ここで、電解液をパウチの内部に注入することができる。

【0062】

このように、パウチ１２０は、第１収容面１２１ａと第２収容面１２２ａが連結されて電極組立体１１０を収容する収容部１２０ａが形成され、第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂが連結されてガス排出部１２０ｃを形成し、第１シーリング面１２１ｃと第２シーリング面１２２ｃがシールされてシーリング部１２０ｂを形成する。

【0063】

次に、複数の自己回復接着部材１４０を準備した後、第１接着物１３０と所定の割合で混合して自己回復接着手段２００を製造する。この際、複数の自己回復接着部材１４０は、第１接着物１３０の全体に均一に分散するように混合する。

【0064】

一方、複数の自己回復接着部材１４０を一つの塊にした後、外周面に第１接着物１３０を塗布して自己回復接着手段２００を製造することもできる。

【0065】

次に、第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂとの間であるガス排出部１２０ｃに自己回復接着手段２００を挿入する。これにより、第１接着物１３０により第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂが接着されて前記ガス排出部１２０ｃを密封することができる。この際、複数の自己回復接着部材１４０は、第１接着物１３０とともに第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂに付着される。

【0066】

このような過程が完了すると、完成品の二次電池１００を製造することができる。

【0067】

以降、完成品の二次電池１００は、パウチ１２０の内部にガス圧力が上昇してパウチ１２０が徐々に膨張する。この際、パウチ１２０のシーリング部１２０ｂより接着力が弱い第１接着物１３０が破壊されて第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂが次第に離隔し、これによって前記ガス排出部１２０ｃが開放されて、パウチ１２０の内部のガスを外部に排出させることができる。

【0068】

ここで、第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂが次第に離隔する時に、第１接着物１３０と混合された自己回復接着部材１４０のカプセル１４２は、割れるかまたは破壊され、これに伴いカプセル１４２内に収容された第２接着物１４１が外に流出し、第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂの離隔した表面に塗布される。

【0069】

以降、パウチ１２０の内部圧力が減少すると、離隔した第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂが弾性部材１６０により元の位置に戻り、第１未シーリング面１２１ｂと第２未シーリング面１２２ｂとの間は、自己回復接着部材１４０の第２接着物１４１によって再接着されて前記ガス排出部１２０ｃを再密封することができる。特に、ガス排出部１２０ｃが再密封されて２次汚染の発生を防止することができる。

【0070】

以下、本発明の他の実施形態を説明するにあたり、上述の実施形態と同じ機能を有する構成に対しては同じ参照符号を使用し、重複する説明は省略する。

【0071】

［本発明の第２実施形態による二次電池］
本発明の第２実施形態による二次電池１００は、図９～図１４に図示されているように、電極組立体１１０と、前記電極組立体１１０を収容するパウチ１２０と、前記パウチ１２０のガス排出部１２０ｃを密封し、この際、パウチ１２０の内部圧力が設定圧力以上に上昇すると、ガス排出部１２０ｃを開放し、パウチ１２０の内部圧力が設定圧力以下に下降すると、開放されたガス排出部１２０ｃを再密封する自己回復接着手段２００とを含む。

【0072】

また、前記自己回復接着手段２００は、前記パウチ１２０のガス排出部１２０ｃを接着力で密封する一方、前記パウチ１２０の内部の圧力が上昇すると、接着力が破壊されて前記ガス排出部１２０ｃを開放する第１接着物１３０と、前記パウチ１２０の内部の圧力が下降すると、開放されたガス排出部１２０ｃを接着力で再密封して前記ガス排出部１２０ｃからのガスの排出を防止する自己回復接着部材１４０とを含む。

【0073】

一方、電極組立体１１０は、第１実施形態で説明した電極組立体と同じ構成を有し、そのため、重複する説明は省略する。

【0074】

パウチ
パウチ１２０は、電極組立体１１０を収容するためのものであり、電極組立体１１０を収容する収容部１２０ａと、収容部１２０ａをシールするシーリング部１２０ｂと、収容部１２０ａで発生したガスを排出するためのガス排出部１２０ｃとを含む。

【0075】

前記パウチ１２０は、互いに対応する形態を有する第１ケース１２１および第２ケース１２２が結合して形成される。

【0076】

すなわち、前記第１ケース１２１は、電極組立体１１０の一端を収容する第１収容面１２１ａ、第１収容面１２１ａの縁部に備えられる第１シーリング面１２１ｃからなり、前記第２ケース１２２は、電極組立体１１０の他端を収容する第２収容面１２２ａ、第２収容面１２２ａの縁部に備えられる第２シーリング面１２２ｃからなる。

【0077】

このような構造を有する第１および第２ケース１２１、１２２は、第１収容面１２１ａと第２収容面１２２ａが連結されて電極組立体１１０を収容する収容部１２０ａを形成し、第１シーリング面１２１ｃと第２シーリング面１２２ｃがシールされてシーリング部１２０ｂを形成する。

【0078】

また、前記ガス排出部１２０ｃは、第１収容面１２１ａまたは第２収容面１２２ａに形成される排出口１２０ｃ－１と、一端は第１収容面１２１ａまたは第２収容面１２２ａに連結された状態で前記排出口１２０ｃ－１を塞ぐ開閉面１２０ｃ－２とを含む。

【0079】

ここで、前記開閉面１２０ｃ－２は、収容部１２０ａの表面にボックス状に区切られた４面のうち１面以外の３面を切開することによって形成される。すなわち、切開されていない開閉面１２０ｃ－２の一端は、収容部１２０ａに一体に連結されるように形成される。これにより、開閉面１２０ｃ－２は、パウチ１２０の内部のガスの排出時に切開されていない一端を基準に撓むことで弾性復元力を有するようになり、パウチ１２０の内部のガス排出が完了すると、開閉部は、一端に貯蔵された弾性復元力によって元の位置に戻り、ガス排出口１２０ｃ－１をまた締め切る。

【0080】

一方、前記ガス排出部１２０ｃは、密封力が最も弱い電極リード１１２とシーリング部１２０ｂが位置した収容部１２０ａ側に形成される。これにより、パウチ１２０の内部のガス圧力が上昇する場合、電極リード１１２とシーリング部１２０ｂとの間が開放される前に前記排出口１２０ｃ－１を先に開放させることができる。

【0081】

第１接着物
第１接着物１３０は、ガス排出部１２０ｃを接着力で密封する一方、前記パウチ１２０の内部の圧力が上昇すると、接着力が破壊されて前記ガス排出部１２０ｃを開放する。

【0082】

すなわち、第１接着物１３０は、前記排出口１２０ｃ－１の内周面と開閉面１２０ｃ－２の外周面との間に塗布され、接着力で前記排出口１２０ｃ－１の内周面と開閉面１２０ｃ－２の外周面を接着して、前記ガス排出部１２０ｃを密封する。次に、前記パウチ１２０の内部圧力が上昇すると、排出口１２０ｃ－１の内周面と開閉面１２０ｃ－２の外周面の接着力が破壊されて、前記ガス排出部１２０ｃを開放する。

【0083】

一方、前記第１接着物１３０の接着力は、前記第１シーリング面１２１ｃと前記第２シーリング面１２２ｃとの接着力より弱い接着力を有する。これにより、パウチ１２０の内部のガス圧力が上昇する場合、電極リード１１２とシーリング部１２０ｂとの間が開放される前に排出口１２０ｃ－１を先に開放することができる。

【0084】

一方、第１接着物１３０は、第１実施形態で説明した第１接着物１３０と同じ素材からなる。

【0085】

自己回復接着部材
自己回復接着部材１４０は、第２接着物１４１と第２接着物１４１が内蔵されたカプセル１４２からなり、前記第１接着物によって前記排出口１２０ｃ－１の内周面と開閉面１２０ｃ－２の外周面との間に付着される。

【0086】

すなわち、自己回復接着部材１４０は、前記ガス排出部１２０ｃから排出されるガスによって排出口１２０ｃ－１の内周面と開閉面１２０ｃ－２の外周面との間が離隔すると、前記カプセル１４２が割れるかまたは破壊されて第２接着物１４１が流出し、流出した第２接着物１４１によって前記排出口１２０ｃ－１の内周面と開閉面１２０ｃ－２の外周面とが再接着されて、前記ガス排出部１２０ｃを再密封する。このように、前記自己回復接着部材１４０は、パウチ１２０の内部に残っている電解液およびガスが排出され続けることを防止することができ、結果として、２次汚染および事故の発生を防止することができる。

【0087】

一方、前記カプセル１４２は、所定の温度によって溶解するかまたは外力によって割れるか破壊されて除去される材料で形成されることもできる。

【0088】

このような構造を有する自己回復接着部材１４０は、前記排出口１２０ｃ－１から排出されるガスによって開閉面１２０ｃ－２が排出口１２０ｃ－１から離隔する時に、カプセル１４２が割れるかまたは破壊されて第２接着物１４１が流出し、前記第２接着物１４１が排出口１２０ｃ－１と開閉面１２０ｃ－２に塗布される。その後、パウチ１２０の内部の圧力が下がると、開閉面１２０ｃ－２が排出口１２０ｃ－１を覆うようになり、この際、第２接着物１４１によって前記排出口１２０ｃ－１の内周面と開閉面１２０ｃ－２の外周面とが再接着されて、ガス排出部１２０ｃを再密封する。

【0089】

一方、本発明の第２実施形態による二次電池１００は、開閉面１２０ｃ－２が排出口１２０ｃ－１の内部に入り込むことを防止するための絶縁体１５０を含む。

【0090】

絶縁体
前記絶縁体１５０は、前記排出口１２０ｃ－１が形成された収容部１２０ａの内面に備えられ、前記ガス排出口１２０ｃ－１より小さい大きさの貫通孔１５１が形成され、前記排出口１２０ｃ－１に位置する前記開閉面１２０ｃ－２がパウチ１２０の内部に入り込まないように支持する。これにより、開閉面１２０ｃ－２と排出口１２０ｃ－１とを効果的に接着して密封することができる。

【0091】

特に、絶縁体１５０と開閉面１２０ｃ－２との間に自己回復接着手段２００をさらに含むことで、開閉面１２０ｃ－２と排出口１２０ｃ－１との密封力を大きく高めることができる。

【0092】

一方、前記パウチ１２０には、前記開閉面１２０ｃ－２が前記排出口１２０ｃ－１を塞ぐ状態を維持するように弾性力を提供する弾性部材１６０をさらに含む。

【0093】

弾性部材
前記弾性部材１６０は、中央点が前記開閉面１２０ｃ－２の一端に付着され、両端部が開閉面１２０ｃ－２の端部と収容部１２０ａの設定地点まで延びて付着される。

【0094】

これにより、パウチ１２０の内部のガスが排出口１２０ｃ－１を介して排出されると、ガス圧力によって前記開閉面１２０ｃ－２がパウチ１２０の外に撓み、この際、開閉面１２０ｃ－２とともに弾性部材１６０もともに撓み弾性復元力を貯蔵する。以降、パウチ１２０の内部のガスが一定量排出されると、弾性部材１６０の弾性力によって開閉面１２０ｃ－２が迅速に元の位置に戻ってガス排出口１２０ｃ－１を閉じる。

【0095】

したがって、本発明の第２実施形態による二次電池１００は、開閉部と排出口１２０ｃ－１を介してパウチ１２０の内部で発生するガスを外部に迅速に排出させることができ、ガスの排出がある程度行われると、自己回復接着部材１４０を介して開閉部と排出口１２０ｃ－１を再密封して、パウチ１２０の内部の電解液およびガスが排出され続けることを防止することができる。結果として、安全性を向上させることができ、２次汚染および事故の発生を防止することができる。

【0096】

以下、本発明の第２実施形態による二次電池の製造方法について説明する。

【0097】

［本発明の第２実施形態による二次電池の製造方法］
本発明の第２実施形態による二次電池の製造方法は、第２接着物１４１を準備した後、第２接着物１４１をカプセル１４２に注入して自己回復接着部材１４０を製造する。

【0098】

次に、複数個の自己回復接着部材１４０と第１接着物１３０を所定の重量％で混合して自己回復接着手段２００を製造する。

【0099】

次に、パウチ１２０を製造するための第１ケース１２１と第２ケース１２２を準備し、前記１ケースの第１収容面１２１ａまたは第２ケース１２２の第２収容面１２２ａの表面をボックス状に区切られた４面のうち３面を切開して、排出口１２０ｃ－１とそれを開閉する開閉面１２０ｃ－２を形成する。

【0100】

以下、開閉面１２０ｃ－２が形成された第１収容面１２１ａまたは第２収容面１２２ａは、収容部１２０ａとしてまとめて説明する。

【0101】

ここで、開閉面１２０ｃ－２は、電極組立体１１０に連結された電極タブ１１１が位置するパウチ１２０の収容部１２０ａ側に形成される。

【0102】

一方、前記排出口１２０ｃ－１が形成された収容部１２０ａの内面に、前記排出口１２０ｃ－１より小さい大きさの貫通孔１５１が形成された絶縁体１５０を付着させる。すなわち、収容部１２０ａの内面に絶縁体１５０を付着することにより、開閉面１２０ｃ－２がパウチ１２０の内部に入り込むことを防止し、開閉面１２０ｃ－２と絶縁体１５０の支持力により排出口１２０ｃ－１を効果的に閉じることができる。

【0103】

次に、前記開閉面１２０ｃ－２と前記収容部１２０ａの排出口１２０ｃ－１との間に自己回復接着手段を挿入して、前記開閉面１２０ｃ－２の外周面と排出口１２０ｃ－１の内周面を接着し、これにより、ガス排出部１２０ｃを密封することができる。

【0104】

次に、第１ケース１２１の第１収容面１２１ａと第２ケース１２２の第２収容面１２２ａとの間に電極組立体１１０と電解液を収容した後、第１ケース１２１の第１シーリング面１２１ｃと第２ケース１２２の第２シーリング面１２２ｃをシールする。これにより、完成品の二次電池１００を製造することができる。

【0105】

次に、完成品の二次電池１００は、パウチ１２０の内部のガス圧力が次第に上昇するが、この際、パウチ１２０の内部のガス圧力が前記第１接着物１３０の接着力より上昇すると、第１接着物１３０が次第に破壊されて開閉面１２０ｃ－２が収容部の外に撓むように変形し、これによって排出口１２０ｃ－１が開放されてパウチ１２０の内部のガスを外部に排出させることができる。

【0106】

ここで、排出口１２０ｃ－１の内周面と開閉面１２０ｃ－２の外周面とが離隔すると、自己回復接着部材１４０のカプセル１４２が割れるかまたは破壊されて第２接着物１４１が外に流出し、流出した第２接着物１４１は、排出口１２０ｃ－１の内周面と開閉面１２０ｃ－２の外周面に塗布される。

【0107】

次に、パウチ１２０の内部のガス圧力が設定圧力以下に下がると、開閉面１２０ｃ－２は、弾性部材１６０によって元の位置に戻って前記排出口１２０ｃ－１を閉じる。この際、開閉面１２０ｃ－２は、パウチ１２０の内面に付着された絶縁体１５０に支持されることで、前記開閉面１２０ｃ－２がパウチ１２０の内部に入り込むことを防止することができる。そして、第２接着物１４１によって排出口１２０ｃ－１の内周面と開閉面１２０ｃ－２の外周面が再接着されてガス排出部１２０ｃを再密封することができる。

【0108】

本発明の範囲は、上記詳細な説明よりも後述する特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲の意味および範囲、およびその均等概念から導き出される様々な実施形態が可能である。

【符号の説明】

【0109】

１００ 二次電池
１１０ 電極組立体
１１１ 電極タブ
１１２ 電極リード
１２０ パウチ
１２０ａ 収容部
１２０ｂ シーリング部
１２０ｃ 排出部
１２０ｃ－１ 排出口
１２０ｃ－２ 開閉面
１２１ 第１ケース
１２１ａ 第１収容面
１２１ｂ 第１未シーリング面
１２１ｃ 第１シーリング面
１２２ 第２ケース
１２２ａ 第２収容面
１２２ｂ 第２未シーリング面
１２２ｃ 第２シーリング面
１３０ 第１接着物
１４０ 自己回復接着部材
１４１ 第２接着物
１４２ カプセル
１５０ 絶縁体
１５１ 貫通孔
１６０ 弾性部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】