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特表2024-543432分離膜、電極組立体、円筒形バッテリーセル及びそれを含むバッテリーパック及び自動車
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-11-21
(54)【発明の名称】分離膜、電極組立体、円筒形バッテリーセル及びそれを含むバッテリーパック及び自動車
(51)【国際特許分類】
H01M 50/451 20210101AFI20241114BHJP
H01M 50/446 20210101ALI20241114BHJP
H01M 50/443 20210101ALI20241114BHJP
H01M 50/489 20210101ALI20241114BHJP
H01M 50/463 20210101ALI20241114BHJP
H01M 10/04 20060101ALI20241114BHJP
H01M 50/107 20210101ALI20241114BHJP
H01M 50/545 20210101ALI20241114BHJP
H01M 50/56 20210101ALI20241114BHJP
H01M 50/538 20210101ALI20241114BHJP
H01M 10/0587 20100101ALI20241114BHJP
H01M 50/533 20210101ALI20241114BHJP
H01M 50/434 20210101ALI20241114BHJP
【ＦＩ】
H01M50/451
H01M50/446
H01M50/443 M
H01M50/489
H01M50/463 B
H01M10/04 W
H01M50/107
H01M50/545
H01M50/56
H01M50/538
H01M10/0587
H01M50/533
H01M50/434
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024527656
(86)(22)【出願日】2022-11-14
(85)【翻訳文提出日】2024-05-10
(86)【国際出願番号】 KR2022017917
(87)【国際公開番号】W WO2023085893
(87)【国際公開日】2023-05-19
(31)【優先権主張番号】10-2021-0156090
(32)【優先日】2021-11-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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】ジェ－ユン・ウ
(72)【発明者】
【氏名】セ－ジン・キム
(72)【発明者】
【氏名】ドゥク－ヒョン・リュ
(72)【発明者】
【氏名】ミュン－アン・イ
【テーマコード（参考）】
5H011
5H021
5H028
5H029
5H043
【Ｆターム（参考）】
5H011AA02
5H011AA03
5H011AA04
5H011AA09
5H011CC06
5H021BB12
5H021CC03
5H021CC04
5H021EE02
5H021EE21
5H021EE23
5H021EE30
5H021EE31
5H021EE32
5H021HH01
5H021HH03
5H021HH10
5H028AA05
5H028BB07
5H028CC01
5H028CC05
5H028CC07
5H028CC10
5H028CC13
5H028HH01
5H028HH05
5H029AJ03
5H029AJ12
5H029AJ14
5H029AK03
5H029AL01
5H029AL02
5H029AL03
5H029AL04
5H029AL06
5H029AL11
5H029AL12
5H029AL16
5H029AL18
5H029AM03
5H029AM05
5H029AM07
5H029BJ02
5H029BJ14
5H029CJ03
5H029CJ22
5H029DJ02
5H029DJ04
5H029DJ05
5H029HJ04
5H029HJ12
5H043AA03
5H043AA04
5H043AA05
5H043AA13
5H043AA19
5H043BA15
5H043BA16
5H043BA19
5H043BA20
5H043CA03
5H043CA12
5H043CA21
5H043DA03
5H043EA02
5H043EA07
5H043EA35
5H043HA02E
5H043HA04E
5H043JA04E
5H043JA06E
5H043JA09E
5H043JA10E
5H043JA13E
5H043LA02E
5H043LA21E
5H043LA22E
5H043LA23E
(57)【要約】
分離膜であって、前記分離膜は、多孔性高分子基材と、前記多孔性高分子基材の少なくとも一面に形成され、バインダー高分子及び無機物粒子を含む多孔性コーティング層と、を含み、前記分離膜の最外側の横方向（ＴＤ；Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）における両端部に絶縁コーティング層を各々備え、前記絶縁コーティング層が、絶縁コーティング層用フィラー及び絶縁コーティング層用バインダーを含む多孔性構造を有することを特徴とする分離膜が提示される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
分離膜であって、前記分離膜は、多孔性高分子基材と、前記多孔性高分子基材の少なくとも一面に形成され、バインダー高分子及び無機物粒子を含む多孔性コーティング層と、を含み、
前記分離膜の最外側の横方向（ＴＤ）における両端部に絶縁コーティング層を各々備え、
前記絶縁コーティング層が、絶縁コーティング層用フィラー及び絶縁コーティング層用バインダーを含む多孔性構造を有することを特徴とする、分離膜。
【請求項2】
前記絶縁コーティング層一枚の幅が、前記分離膜の幅方向における全長の０．１％～１０％であることを特徴とする、請求項１に記載の分離膜。
【請求項3】
前記絶縁コーティング層用フィラーの平均粒径が、無機フィラーの平均粒径の１０％～９０％であることを特徴とする、請求項１に記載の分離膜。
【請求項4】
前記絶縁コーティング層の垂直断面の形状が、四角形、台形、三角形、平行四辺形、半円形または半楕円形の構造を有することを特徴とする、請求項１に記載の分離膜。
【請求項5】
シート状の第１電極板及び第２電極板とこれらの間に介在された分離膜とが一方向へ巻き取られた構造を有するゼリーロール型の電極組立体であって、前記分離膜が請求項１から４のいずれか一項に記載の分離膜であることを特徴とする、電極組立体。
【請求項6】
正極板、負極板及び前記正極板と負極板との間に介在された分離膜が一方向へ巻き取られた構造を有するゼリーロール型の電極組立体と、前記電極組立体が収納される電池缶と、前記電池缶の開放端部を密封する密封体と、を含み、前記分離膜が請求項１から４のいずれか一項に記載の分離膜であることを特徴とする、円筒形バッテリーセル。
【請求項7】
前記円筒形バッテリーセルは、フォームファクターの比が０．４以上である、請求項６に記載の円筒形バッテリーセル。
【請求項8】
前記円筒形バッテリーセルが、４６１１０セル、４８７５０セル、４８１１０セル、４８８００セルまたは４６８００セルである、請求項７に記載の円筒形バッテリーセル。
【請求項9】
前記円筒形バッテリーセルが、電極タブを含まないタブレス構造の電池である、請求項６に記載の円筒形バッテリーセル。
【請求項10】
前記正極板及び前記負極板は、各々活物質層が形成されていない非塗布部を含み、前記電極組立体の上端及び下端に各々正極板非塗布部及び負極板非塗布部が位置し、
前記正極板非塗布部及び前記負極板非塗布部に集電プレートが結合しており、
前記集電プレートが電極端子と接続する、請求項６に記載の円筒形バッテリーセル。
【請求項11】
シート状の第１電極板及び第２電極板とこれらの間に介在された分離膜とが一方向へ巻き取られた構造を有するゼリーロール型の電極組立体であって、前記第１電極板及び前記第２電極板の少なくとも一つは、長辺の端部に活物質層がコーティングされていない非塗布部を含み、
前記非塗布部の少なくとも一部が電極タブとして使用され、
前記非塗布部が、前記電極組立体のコアに隣接するコア側非塗布部と、前記電極組立体の外周表面に隣接する外周側非塗布部と、前記コア側非塗布部と前記外周側非塗布部との間に介在された中間非塗布部と、を含み、
前記コア側非塗布部と前記外周側非塗布部の少なくとも一つが、前記中間非塗布部よりも巻取軸方向の高さが相対的に小さく、
前記中間非塗布部の少なくとも一部区間が、複数の分節片に分割されており、
前記分離膜が、請求項１から４のいずれか一項に記載の分離膜であることを特徴とする、電極組立体。
【請求項12】
前記中間非塗布部の少なくとも一部区間が、コア側から外周側へ進むほど巻取軸方向の高さが段階的に増加することを特徴とする、請求項１１に記載の電極組立体。
【請求項13】
前記複数の分節片は各々、四角形、台形、三角形、平行四辺形、半円形または半楕円形の構造を有することを特徴とする、請求項１１に記載の電極組立体。
【請求項14】
前記複数の分節片が各々台形であり、前記複数の分節片は、個別的にまたはグループ別にコア側から外周側へ進むほど台形の下部内角が増加することを特徴とする、請求項１１に記載の電極組立体。
【請求項15】
前記複数の分節片の巻取軸方向の高さ及び巻取方向の幅の少なくとも一つが、個別的にまたはグループ別にコア側から外周側に進むほど段階的に増加することを特徴とする、請求項１１に記載の電極組立体。
【請求項16】
前記複数の分節片は各々、巻取方向において１～６ｍｍの幅条件と、巻取軸方向において２～１０ｍｍの高さ条件と、巻取方向において０．０５～１ｍｍの離隔ピッチ条件のうち少なくとも一つ以上の条件を満たすことを特徴とする、請求項１１に記載の電極組立体。
【請求項17】
前記分節片の切断ラインの下端と前記活物質層との間に所定の隙間が備えられることを特徴とする、請求項１１に記載の電極組立体。
【請求項18】
前記隙間が、０．２ｍｍ～４ｍｍであることを特徴とする、請求項１７に記載の電極組立体。
【請求項19】
前記複数の分節片が、コア側から外周側へ進むにつれて複数の分節片グループを形成し、同じ分節片グループに属する分節片は、巻取方向の幅、巻取軸方向の高さ及び巻取方向の離隔ピッチの少なくとも一つ以上が互いに同一であることを特徴とする、請求項１１に記載の電極組立体。
【請求項20】
前記電極組立体の半径方向において、連続して隣接する３個の分節片グループの各々に対する巻取方向の幅を各々Ｗ１、Ｗ２及びＷ３とするとき、Ｗ２／Ｗ１よりもＷ３／Ｗ２が小さい分節片グループの組合せを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の電極組立体。
【請求項21】
前記同じ分節片グループに属する分節片は、コア側から外周側へ進むにつれ、巻取方向の幅、巻取軸方向の高さ及び巻取方向の離隔ピッチの少なくとも一つが段階的に増加することを特徴とする、請求項１９に記載の電極組立体。
【請求項22】
前記複数の分節片グループの少なくとも一部が、電極組立体の同じ巻回ターンに配置されることを特徴とする、請求項１９に記載の電極組立体。
【請求項23】
前記コア側非塗布部が、非塗布部の分節構造を有さないことを特徴とする、請求項１１に記載の電極組立体。
【請求項24】
前記外周側非塗布部が、非塗布部の分節構造を有さないことを特徴とする、請求項１１に記載の電極組立体。
【請求項25】
前記複数の分節片が、コア側へ折り曲げられて多重に重畳することを特徴とする、請求項１１に記載の電極組立体。
【請求項26】
前記電極組立体のコアに空洞が備えられ、前記空洞が、前記コア側へ折り曲げられた複数の分節片によって閉塞しないことを特徴とする、請求項２５に記載の電極組立体。
【請求項27】
前記コア側非塗布部の半径方向の長さＲと、前記中間非塗布部の最内側分節片の折曲長さＨとが、関係式Ｈ≦Ｒを満たすことを特徴とする、請求項２６に記載の電極組立体。
【請求項28】
前記外周側非塗布部は、コア側から外周側へ進むにつれ、高さが段階的にまたは漸進的に減少することを特徴とする、請求項１１に記載の電極組立体。
【請求項29】
前記外周側非塗布部が複数の分節片に分割されており、前記外周側非塗布部に含まれた複数の分節片は、前記中間非塗布部に含まれた複数の分節片よりも、巻取方向の幅、巻取軸方向の高さ及び巻取方向の離隔ピッチの少なくとも一つ以上が大きいことを特徴とする、請求項１１に記載の電極組立体。
【請求項30】
シート状の第１電極板及び第２電極板とこれらの間に介在された分離膜とが一方向へ巻き取られた構造を有するゼリーロール型の電極組立体と、前記電極組立体が収納され、前記第１電極板及び前記第２電極板のいずれか一つと電気的に接続して第１極性を有する電池缶と、
前記電池缶の開放端を密封する密封体と、
前記第１電極板及び前記第２電極板の残りの一つと電気的に接続し、表面が外部に露出している第２極性を有する端子と、を含み、
前記第１電極板及び前記第２電極板の少なくとも一つが、長辺端部に活物質層がコーティングされていない非塗布部を含み、
前記非塗布部の少なくとも一部が電極タブとして使用され、
前記非塗布部が、前記電極組立体のコアに隣接するコア側非塗布部と、前記電極組立体の外周表面に隣接する外周側非塗布部と、前記コア側非塗布部と前記外周側非塗布部との間に介在された中間非塗布部と、を含み、
前記コア側非塗布部と前記外周側非塗布部の少なくとも一つは、前記中間非塗布部よりも巻取軸方向の高さが相対的に小さく、
前記中間非塗布部の少なくとも一部区間が、複数の分節片に分割されており、
前記分離膜が請求項１から４のいずれか一項に記載の分離膜であることを特徴とする、円筒形バッテリーセル。
【請求項31】
前記外周側非塗布部は、前記中間非塗布部よりも巻取軸方向の高さが相対的に小さく、前記電池缶は、開放端に隣接する端部に、内側に向かって圧入されたビーディング部を備え、
前記電極組立体の上部周縁部と対向する前記ビーディング部の内周面と前記外周側非塗布部とは、所定の間隔に離隔していることを特徴とする、請求項３０に記載の円筒形バッテリーセル。
【請求項32】
前記ビーディング部の圧入高さＤ１と、前記電池缶の内周面から前記外周側非塗布部と前記中間非塗布部との境界地点までの距離Ｄ２とが、関係式Ｄ１≦Ｄ２を満たすことを特徴とする、請求項３１に記載の円筒形バッテリーセル。
【請求項33】
前記中間非塗布部と電気的に結合した集電プレートと、前記集電プレートをカバーし、周縁部が前記ビーディング部の内周面と前記集電プレートとの間に介在されて固定されたインシュレータと、をさらに含むことを特徴とする、請求項３１に記載の円筒形バッテリーセル。
【請求項34】
前記集電プレート及び前記中間非塗布部の最外側直径が、前記ビーディング部の内周面の最小内径よりも小さく、前記集電プレートの直径が、前記中間非塗布部の最外側直径と同一であるか、またはより大きいことを特徴とする、請求項３３に記載の円筒形バッテリーセル。
【請求項35】
前記集電プレートは、前記ビーディング部よりも高く位置することを特徴とする、請求項３３に記載の円筒形バッテリーセル。
【請求項36】
前記中間非塗布部の少なくとも一部区間が、外周側からコア側へ折り曲げられており、前記電極組立体のコアには空洞が備えられ、
前記空洞は、前記中間非塗布部の折曲構造によって閉塞しないことを特徴とする、請求項３０に記載の円筒形バッテリーセル。
【請求項37】
前記中間非塗布部が、前記電極組立体の巻取方向に沿って分節された複数の分節片を含み、前記複数の分節片が、前記外周側から前記コア側へ折り曲げられ、
前記コア側非塗布部の半径方向の長さＲと、前記中間非塗布部の最内側に位置した分節片の折曲長さＨとが、関係式Ｈ≦Ｒを満たすことを特徴とする、請求項３６に記載の円筒形バッテリーセル。
【請求項38】
前記複数の分節片が各々、四角形、台形、三角形、平行四辺形、半円形または半楕円形の構造を有することを特徴とする、請求項３７に記載の円筒形バッテリーセル。
【請求項39】
前記複数の分節片は各々、巻取方向において１ｍｍ～６ｍｍの幅条件と、巻取軸方向において２～１０ｍｍの高さ条件と、巻取方向において０．０５ｍｍ～１ｍｍの離隔ピッチ条件のうち少なくとも一つ以上の条件を満たすことを特徴とする、請求項３７に記載の円筒形バッテリーセル。
【請求項40】
前記分節片の切断ラインの下端と前記活物質層との間に隙間が備えられることを特徴とする、請求項３０に記載の円筒形バッテリーセル。
【請求項41】
前記隙間が、０．２ｍｍ～４ｍｍであることを特徴とする、請求項４０に記載の円筒形バッテリーセル。
【請求項42】
前記複数の分節片が複数のグループを構成し、各グループに属する分節片が、巻取方向の幅、巻取軸方向の高さ及び巻取方向の離隔ピッチの少なくとも一つ以上が同一であり、
前記複数のグループのうち少なくとも一つが、前記電極組立体の同じ巻取ターンを構成することを特徴とする、請求項３７に記載の円筒形バッテリーセル。
【請求項43】
前記複数の分節片が複数のグループを構成し、前記電極組立体の半径方向において連続して隣接する３個の分節片グループの各々に対する巻取方向の幅を各々Ｗ１、Ｗ２及びＷ３とするとき、Ｗ２／Ｗ１よりもＷ３／Ｗ２が小さい分節片グループの組合せを含むことを特徴とする、請求項３７に記載の円筒形バッテリーセル。
【請求項44】
前記密封体が、前記電池缶の開放端を密閉するキャッププレートと、前記キャッププレートの周縁部を囲んで前記電池缶の上端部にクリンピングされたガスケットと、を含み、前記第２極性を有する端子が前記キャッププレートであることを特徴とする、請求項３０に記載の円筒形バッテリーセル。
【請求項45】
前記第１極性を有する第２電極板の非塗布部と電気的に接続され、前記電池缶の側壁に、縁部の少なくとも一部が結合した集電プレートをさらに含み、前記密封体は、非極性のキャッププレートと、前記キャッププレートの周縁部を囲んで前記電池缶の上端部にクリンピングされるガスケットと、を含み、
前記電池缶は、閉鎖面の中央部に形成された貫通孔に絶縁可能に設けられ、前記第１電極板と電気的に接続されて前記第２極性を有するリベット端子を含むことを特徴とする、請求項３０に記載の円筒形バッテリーセル。
【請求項46】
請求項３０に記載のバッテリーセルを少なくとも一つ含むことを特徴とする、バッテリーパック。
【請求項47】
請求項４６に記載のバッテリーパックを少なくとも一つ含むことを特徴とする、自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、分離膜、電極組立体、円筒形バッテリーセル及びそれを含むバッテリーパック、並びに自動車に関する。
【0002】
本出願は、２０２１年１１月１２日出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０１５６０９０号に基づく優先権を主張し、当該出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。
【背景技術】
【0003】
製品群に応じた適用が容易であり、且つ、高いエネルギー密度などの電気的特性を有する二次電池は、携帯用機器だけでなく、電気的駆動源によって駆動する電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ；ＥＶ）またはハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ；ＨＥＶ）などに普遍的に適用されている。
【0004】
このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少できるという一次的な長所だけでなく、エネルギーの使用に伴う副産物が全く生じないという点で、環境にやさしく、エネルギー効率が向上できることから、新しいエネルギー源として注目を浴びている。
【0005】
現在、広く使用される二次電池の種類としては、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などがある。このような単位二次電池セル、即ち、単位バッテリーセルの作動電圧は約２．５Ｖ～４．５Ｖである。したがって、これよりさらに高い出力電圧が要求される場合、複数のバッテリーセルを直列に接続してバッテリーパックを構成する。また、バッテリーパックに要求される充放電容量に応じて複数のバッテリーセルを並列に接続してバッテリーパックを構成し得る。したがって、バッテリーパックに含まれるバッテリーセルの数及び電気的接続形態は、要求される出力電圧または充放電容量に応じて多様に設定可能である。
【0006】
なお、二次電池の種類として、円筒形、角形及びパウチ型二次電池が知られている。円筒形バッテリーセルの場合、正極と負極との間に絶縁体である分離膜を介在し、それを巻き取ってゼリーロール形態の電極組立体を形成し、それを電池缶の内部に挿入して電池を構成する。そして、正極及び負極の各々の非塗布部には、ストリップ形態の電極タブが接続されてもよく、電極タブは電極組立体と外部に露出する電極端子とを電気的に接続させる。参考までに、正極電極端子は、電気缶の開放口を密封する密封体のキャッププレートであり、負極電極端子は、電池缶である。ところが、このような構造を有する従来の円筒形バッテリーセルによれば、正極非塗布部及び／または負極非塗布部と結合するストリップ形態の電極タブに電流が集中するため、抵抗が大きくて熱が多く発生して、集電効率が劣るという問題点があった。
【0007】
１８６５０や２１７００のフォームファクターを有する小型の円筒形バッテリーセルは、抵抗と発熱があまり大きい問題にならない。しかし、円筒形バッテリーセルを電気自動車などに適用するためにフォームファクターを増加させる場合、急速充電過程で集電タブの周辺で多量の熱が発生して、円筒形バッテリーセルが発火する問題が発生し得る。
【0008】
このような問題を解決するために、ゼリーロールタイプの電極組立体の上端及び下端に各々正極非塗布部及び負極非塗布部が位置するように設計し、このような非塗布部に集電板を溶接して集電効率が改善された構造を有する円筒形バッテリーセル（例えば、タブレス（Ｔａｂ－ｌｅｓｓ）円筒形バッテリーセル）が提示された。
【0009】
【0010】
【0011】
電極組立体Ａは、正極１０と負極１１を、図２に示したように、二枚の分離膜１２と共に順次に積層した後、一方向（Ｘ方向）へ巻き取って製作する。この際、正極１０と負極１１の非塗布部は、互いに反対方向に配置される。
【0012】
巻取工程の後、正極１０の非塗布部１０ａ及び負極１１の非塗布部１１ａは、コア側へ折り曲げられる。その後、非塗布部１０ａ、１１ａに集電板３０、３１を各々溶接して結合する。
【0013】
正極非塗布部１０ａ及び負極非塗布部１１ａには、別の電極タブが結合しておらず、集電プレート３０、３１が外部の電極端子と接続し、電流路が電極組立体Ａの巻取軸方向（矢印参照）に沿って大きい断面積に形成されるため、バッテリーの抵抗を低めることができるという長所がある。抵抗は、電流が流れる通路の断面積に反比例するためである。
【0014】
タブレス円筒形バッテリーセルにおいて、非塗布部１０ａ、１１ａと集電板３０、３１の溶接特性を向上させるためには、非塗布部１０ａ、１１ａの溶接地点に強い圧力を加えて最大限に扁平に非塗布部１０ａ、１１ａを折り曲げる必要がある。
【0015】
ところが、非塗布部１０ａ、１１ａの溶接地点を折り曲げるとき、非塗布部１０ａ、１１ａの模様が不規則に歪みながら変形され得る。この場合、変形された部位が反対極性の電極と接触して内部短絡を起こすか、または非塗布部１０ａ、１１ａに微細なクラックを誘発し得る。また、電極組立体Ａのコアに隣接する非塗布部３２が折り曲げられながら電極組立体Ａのコアにある空洞の全部または相当部分を閉塞する。この場合、電解液注液工程で問題を起こす。即ち、電極組立体Ａのコアにある空洞３３は、電解液が注入される通路として使用される。ところが、当該通路が閉塞されると、電解液の注入が難しい。また、電解液注入器が空洞３３に挿入される過程でコア付近の非塗布部３２と干渉を起こして非塗布部３２が破れる問題が発生し得る。
【0016】
また、集電板３０、３１が溶接される非塗布部１０ａ、１１ａの折曲部位は、多重に重畳される必要があり、空間（隙間）が存在してはいけない。そうすればこそ、十分な溶接強度が得られ、レーザー溶接などの最新技術を使用してもレーザーが電極組立体Ａの内部に浸透して分離膜や活物質を溶発させる問題を防止することができるためである。
【0017】
また、従来のタブレス円筒形バッテリーセルは、電極組立体Ａの上部に全体的に正極非塗布部１０ａが形成されている。そのため、電池缶の上端の外周面を内部へ圧入してビーディング部を形成するに際し、電極組立体Ａの上端の周縁領域３４が電池缶による圧迫を受けるようになる。このような圧迫は、電極組立体Ａの部分的な変形を起こすことがあり、この際、分離膜１２が破れて内部短絡が発生し得る。電池の内部で短絡が発生すると、発熱や爆発が起こり得る。
【0018】
従来の分離膜は、多孔性高分子基材の熱収縮特性を改善するために無機物粒子を含むコーティング層を導入したが、この際、多孔性高分子基材の一方のみにコーティング層を導入する片面無機物コーティング分離膜であった。このような無機物コーティング分離膜は、ゼリーロール（Ｊ／Ｒ）内の電極との接触時、一側が原反、他側が無機物（ｃｅｒａｍｉｃ）コーティング層であるため、電解液に対する含浸特性が非対称である現象が発生した。このような電解液含浸の非対称によって、負極の設計時に分離膜に合わせなければならない管理上の問題があり、ゼリーロールへの電解液の含浸時、加圧／真空条件を高める必要があることから費用上昇の問題があり、適切な含浸工程の適用が行われなかった場合、性能が劣る問題も発生した。
【0019】
また、従来の片面無機物コーティング分離膜は、分離膜の一側原反が露出して耐熱特性に限界があることによって、１３０℃以上の高温における収縮量が大きいという問題があった。その結果、熱衝撃（１３０℃以上）時、分離膜の収縮による内部電極短絡が誘発され、異常反応（過充電、外部短絡）によってセルの内部温度の上昇時、発火の危険が増加した。
【0020】
また、分離膜の多孔性高分子基材に無機物コーティング層を導入しても、依然として高温条件で分離膜の熱収縮（ｓｈｒｉｎｋａｇｅ）現象が発生して正極と負極との短絡の問題が発生している。また、ノッチングされていないゼリーロールの場合、組み立て後の集電体であるホイルの折れなどによって、内・外部の閉鎖的な構造を形成して、注液時に電解液のゼリーロール中の電極への移動に干渉が発生し、不均一な電解液の含浸特性を示した。これは、電解液への含浸時に均一ではない電解液の含浸路（ｐａｔｈ）の発生に起因すると把握された。そこで、含浸均一性の減少によって電池同士の偏差が増加して不安定な固体電解質の界面（ＳＥＩ）層が形成され、抵抗の散布が増加するという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0021】
本発明は、上記のような従来技術の背景下で創案されたものであって、熱収縮率が改善された分離膜を提供することを目的とする。
【0022】
本発明は、上記のような従来技術の背景下で創案されたものであって、電解液の含浸特性が改善された電極組立体を提供することを他の目的とする。
【0023】
また、本発明の技術的課題は、電極組立体の両端に露出された非塗布部を折り曲げるときに非塗布部に加えられる応力ストレスを緩和できるように改善された非塗布部の構造を有する電極組立体を提供することを他の目的とする。
【0024】
本発明の他の技術的課題は、非塗布部が折り曲げられても電解液の注入通路が閉塞しない電極組立体を提供することにある。
【0025】
本発明のさらに他の技術的課題は、電池缶の上端がビーディングされるときに、電極組立体の上端の縁部と電池缶の内面との接触が防止可能な構造を含む電極組立体を提供することにある。
【0026】
本発明のさらに他の技術的課題は、エネルギー密度が向上し、かつ抵抗が減少した電極組立体を提供することにある。
【0027】
本発明のさらに他の技術的課題は、改善された構造の電極組立体を含む円筒形バッテリーセル及びそれを含むバッテリーパック、並びにバッテリーパックを含む自動車を提供することにある。
【0028】
本発明が解決しようとする技術的課題は、前述の課題に制限されず、言及していないさらに他の課題は、下記する発明の説明から当業者にとって明確に理解されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0029】
上記の技術的課題を達成するため、下記の具現例の分離膜が提供される。
【0030】
本発明の第１具現例によれば、
分離膜であって、前記分離膜は、多孔性高分子基材と、前記多孔性高分子基材の少なくとも一面に形成され、バインダー高分子及び無機物粒子を含む多孔性コーティング層と、を含み、
前記分離膜の最外側の横方向（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ；ＴＤ）における両端部に絶縁コーティング層を各々備え、
前記絶縁コーティング層が、絶縁コーティング層用フィラー及び絶縁コーティング層用バインダーを含む多孔性構造を有することを特徴とする分離膜が提供される。
分離膜であって、前記分離膜は、多孔性高分子基材と、前記多孔性高分子基材の少なくとも一面に形成され、バインダー高分子及び無機物粒子を含む多孔性コーティング層と、を含み、
前記分離膜の最外側の横方向（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ；ＴＤ）における両端部に絶縁コーティング層を各々備え、
前記絶縁コーティング層が、絶縁コーティング層用フィラー及び絶縁コーティング層用バインダーを含む多孔性構造を有することを特徴とする分離膜が提供される。
【0031】
本発明の第２具現例によれば、第１具現例において、
前記絶縁コーティング層一枚の幅が、前記分離膜の幅方向における全長の０．１～１０％であり得る。
前記絶縁コーティング層一枚の幅が、前記分離膜の幅方向における全長の０．１～１０％であり得る。
【0032】
本発明の第３具現例によれば、第１具現例または第２具現例において、
前記絶縁コーティング層用フィラーの平均粒径が、前記無機フィラーの平均粒径の１０～９０％であり得る。
前記絶縁コーティング層用フィラーの平均粒径が、前記無機フィラーの平均粒径の１０～９０％であり得る。
【0033】
本発明の第４具現例によれば、第１具現例から第３具現例のいずれか一具現例において、
前記絶縁コーティング層の垂直断面の形状が、四角形、台形、三角形、平行四辺形、半円形または半楕円形の構造を有し得る。
前記絶縁コーティング層の垂直断面の形状が、四角形、台形、三角形、平行四辺形、半円形または半楕円形の構造を有し得る。
【0034】
本発明の第５具現例によれば、
シート状の第１電極板及び第２電極板とこれらの間に介在された分離膜とが一方向へ巻き取られた構造を有するゼリーロール型の電極組立体であって、
前記分離膜が第１具現例から第４具現例のいずれか一具現例の分離膜であることを特徴とする電極組立体が提供される。
シート状の第１電極板及び第２電極板とこれらの間に介在された分離膜とが一方向へ巻き取られた構造を有するゼリーロール型の電極組立体であって、
前記分離膜が第１具現例から第４具現例のいずれか一具現例の分離膜であることを特徴とする電極組立体が提供される。
【0035】
本発明の第６具現例によれば、
正極板、負極板及び前記正極板と負極板との間に介在された分離膜とが一方向へ巻き取られた構造を有するゼリーロール型の電極組立体と、前記電極組立体が収納される電池缶と、前記電池缶の開放端部を密封する密封体と、を含み、
前記分離膜が請求項１から４のいずれか一項に記載の分離膜であることを特徴とする円筒形バッテリーセルが提供される。
正極板、負極板及び前記正極板と負極板との間に介在された分離膜とが一方向へ巻き取られた構造を有するゼリーロール型の電極組立体と、前記電極組立体が収納される電池缶と、前記電池缶の開放端部を密封する密封体と、を含み、
前記分離膜が請求項１から４のいずれか一項に記載の分離膜であることを特徴とする円筒形バッテリーセルが提供される。
【0036】
本発明の第７具現例によれば、第６具現例において、
前記円筒形バッテリーセルは、フォームファクターの比が０．４以上であり得る。
前記円筒形バッテリーセルは、フォームファクターの比が０．４以上であり得る。
【0037】
本発明の第８具現例によれば、第６具現例または第７具現例において、
前記円筒形バッテリーセルは、４６１１０セル、４８７５０セル、４８１１０セル、４８８００セルまたは４６８００セルであり得る。
前記円筒形バッテリーセルは、４６１１０セル、４８７５０セル、４８１１０セル、４８８００セルまたは４６８００セルであり得る。
【0038】
第９具現例によれば、第６具現例から第８具現例のいずれか一具現例において、
前記円筒形バッテリーセルは、電極タブを含まないタブレス（ｔａｂ－ｌｅｓｓ）構造の電池であり得る。
前記円筒形バッテリーセルは、電極タブを含まないタブレス（ｔａｂ－ｌｅｓｓ）構造の電池であり得る。
【0039】
本発明の第１０具現例によれば、第６具現例から第９具現例のいずれか一具現例において、
前記正極板及び負極板は、各々活物質層が形成されていない非塗布部を含み、前記電極組立体の上端及び下端に各々正極板非塗布部及び負極板非塗布部が位置し、前記正極板非塗布部及び負極板非塗布部に集電プレートが結合しており、前記集電プレートが電極端子と接続し得る。
前記正極板及び負極板は、各々活物質層が形成されていない非塗布部を含み、前記電極組立体の上端及び下端に各々正極板非塗布部及び負極板非塗布部が位置し、前記正極板非塗布部及び負極板非塗布部に集電プレートが結合しており、前記集電プレートが電極端子と接続し得る。
【0040】
本発明の第１１具現例によれば、
シート状の第１電極板及び第２電極板とこれらの間に介在された分離膜とが一方向へ巻き取られた構造を有するゼリーロール型の電極組立体であって、
前記第１電極板及び前記第２電極板の少なくとも一つは、長辺の端部に活物質層がコーティングされていない非塗布部を含み、
前記非塗布部の少なくとも一部が電極タブとして使用され、
前記非塗布部は、前記電極組立体のコアに隣接するコア側非塗布部と、前記電極組立体の外周表面に隣接する外周側非塗布部と、前記コア側非塗布部と前記外周側非塗布部との間に介在された中間非塗布部と、を含み、
前記コア側非塗布部と前記外周側非塗布部の少なくとも一つが、前記中間非塗布部よりも巻取軸方向の高さが相対的に小さく、
前記中間非塗布部の少なくとも一部区間が、複数の分節片に分割されており、
前記分離膜は、請求項１から４のいずれか一項に記載の分離膜であることを特徴とする電極組立体が提供される。
シート状の第１電極板及び第２電極板とこれらの間に介在された分離膜とが一方向へ巻き取られた構造を有するゼリーロール型の電極組立体であって、
前記第１電極板及び前記第２電極板の少なくとも一つは、長辺の端部に活物質層がコーティングされていない非塗布部を含み、
前記非塗布部の少なくとも一部が電極タブとして使用され、
前記非塗布部は、前記電極組立体のコアに隣接するコア側非塗布部と、前記電極組立体の外周表面に隣接する外周側非塗布部と、前記コア側非塗布部と前記外周側非塗布部との間に介在された中間非塗布部と、を含み、
前記コア側非塗布部と前記外周側非塗布部の少なくとも一つが、前記中間非塗布部よりも巻取軸方向の高さが相対的に小さく、
前記中間非塗布部の少なくとも一部区間が、複数の分節片に分割されており、
前記分離膜は、請求項１から４のいずれか一項に記載の分離膜であることを特徴とする電極組立体が提供される。
【0041】
本発明の一具現例による電極組立体は、シート状の第１電極板及び第２電極板とこれらの間に介在された分離膜とが一方向へ巻き取られた構造を有するゼリーロール型の電極組立体であって、前記第１電極板及び前記第２電極板の少なくとも一つは、長辺端部に活物質層がコーティングされていない非塗布部を含む。
【0042】
望ましくは、前記非塗布部の少なくとも一部は電極タブとして使用され得る。また、前記非塗布部は、前記電極組立体のコアに隣接するコア側非塗布部と、前記電極組立体の外周表面に隣接する外周側非塗布部と、前記コア側非塗布部と前記外周側非塗布部との間に介在された中間非塗布部と、を含む。
【0043】
望ましくは、前記コア側非塗布部と前記外周側非塗布部の少なくとも一つは、前記中間非塗布部よりも巻取軸方向の高さが相対的に小さくてもよい。
【0044】
本発明の第１２具現例によれば、第１１具現例において、
前記中間非塗布部の少なくとも一部区間は、コア側から外周側へ進むほど巻取軸方向の高さが段階的に増加し得る。
前記中間非塗布部の少なくとも一部区間は、コア側から外周側へ進むほど巻取軸方向の高さが段階的に増加し得る。
【0045】
本発明の一具現例によれば、前記中間非塗布部の少なくとも一部区間は複数の分節片に分割され得る。
【0046】
本発明の第１３具現例によれば、第１１具現例または第１２具現例において、
前記複数の分節片は各々、四角形、台形、三角形、平行四辺形、半円形または半楕円形の構造を有し得る。
前記複数の分節片は各々、四角形、台形、三角形、平行四辺形、半円形または半楕円形の構造を有し得る。
【0047】
本発明の第１４具現例によれば、第１１具現例から第１３具現例のいずれか一具現例において、
前記複数の分節片は各々台形であり、前記複数の分節片は個別的にまたはグループ別にコア側から外周側へ進むほど台形の下部内角が増加し得る。
前記複数の分節片は各々台形であり、前記複数の分節片は個別的にまたはグループ別にコア側から外周側へ進むほど台形の下部内角が増加し得る。
【0048】
本発明の第１５具現例によれば、第１１具現例から第１４具現例のいずれか一具現例において、
前記複数の分節片の巻取軸方向の高さ及び巻取方向の幅の少なくとも一つは、個別的にまたはグループ別にコア側から外周側に進むほど段階的に増加し得る。
前記複数の分節片の巻取軸方向の高さ及び巻取方向の幅の少なくとも一つは、個別的にまたはグループ別にコア側から外周側に進むほど段階的に増加し得る。
【0049】
本発明の第１６具現例によれば、第１１具現例から第１５具現例のいずれか一具現例において、
前記複数の分節片は各々、巻取方向において１～６ｍｍの幅条件と、巻取軸方向において２～１０ｍｍの高さ条件と、巻取方向において０．０５～１ｍｍの離隔ピッチ条件のうち少なくとも一つ以上の条件を満たし得る。
前記複数の分節片は各々、巻取方向において１～６ｍｍの幅条件と、巻取軸方向において２～１０ｍｍの高さ条件と、巻取方向において０．０５～１ｍｍの離隔ピッチ条件のうち少なくとも一つ以上の条件を満たし得る。
【0050】
本発明の第１７具現例によれば、第１１具現例から第１６具現例のいずれか一具現例において、
前記分節片の切断ラインの下端と前記活物質層との間に所定の隙間が備えられ得る。
前記分節片の切断ラインの下端と前記活物質層との間に所定の隙間が備えられ得る。
【0051】
本発明の第１８具現例によれば、第１７具現例において、
前記隙間は、０．２～４ｍｍであり得る。
前記隙間は、０．２～４ｍｍであり得る。
【0052】
本発明の第１９具現例によれば、第１１具現例から第１８具現例のいずれか一具現例において、
前記複数の分節片は、コア側から外周側へ進むにつれて複数の分節片グループを形成し、同じ分節片グループに属する分節片は、巻取方向の幅、巻取軸方向の高さ及び巻取方向の離隔ピッチの少なくとも一つ以上が互いに同一であり得る。
前記複数の分節片は、コア側から外周側へ進むにつれて複数の分節片グループを形成し、同じ分節片グループに属する分節片は、巻取方向の幅、巻取軸方向の高さ及び巻取方向の離隔ピッチの少なくとも一つ以上が互いに同一であり得る。
【0053】
本発明の第２０具現例によれば、第１１具現例から第１９具現例のいずれか一具現例において、
前記電極組立体の半径方向において、連続して隣接する３個の分節片グループの各々に対する巻取方向の幅を各々Ｗ１、Ｗ２及びＷ３とするとき、Ｗ２／Ｗ１よりもＷ３／Ｗ２が小さい分節片グループの組合せを含み得る。
前記電極組立体の半径方向において、連続して隣接する３個の分節片グループの各々に対する巻取方向の幅を各々Ｗ１、Ｗ２及びＷ３とするとき、Ｗ２／Ｗ１よりもＷ３／Ｗ２が小さい分節片グループの組合せを含み得る。
【0054】
本発明の第２１具現例によれば、第１９具現例から第２０具現例のいずれか一具現例において、
前記同じ分節片グループに属する分節片は、コア側から外周側へ進むにつれ、巻取方向の幅、巻取軸方向の高さ及び巻取方向の離隔ピッチの少なくとも一つが段階的に増加し得る。
前記同じ分節片グループに属する分節片は、コア側から外周側へ進むにつれ、巻取方向の幅、巻取軸方向の高さ及び巻取方向の離隔ピッチの少なくとも一つが段階的に増加し得る。
【0055】
本発明の第２２具現例によれば、第１９具現例から第２１具現例のいずれか一具現例において、
前記複数の分節片グループの少なくとも一部は、電極組立体の同じ巻回ターンに配置され得る。
前記複数の分節片グループの少なくとも一部は、電極組立体の同じ巻回ターンに配置され得る。
【0056】
本発明の第２３具現例によれば、第１１具現例から第２２具現例のいずれか一具現例において、
前記コア側非塗布部は、非塗布部の分節構造を有さなくてもよい。
前記コア側非塗布部は、非塗布部の分節構造を有さなくてもよい。
【0057】
本発明の第２４具現例によれば、第１１具現例から第２３具現例のいずれか一具現例において、
前記外周側非塗布部は、非塗布部の分節構造を有さなくてもよい。
前記外周側非塗布部は、非塗布部の分節構造を有さなくてもよい。
【0058】
本発明の第２５具現例によれば、第１１具現例から第２４具現例のいずれか一具現例において、
前記複数の分節片は、コア側へ折り曲げられて多重に重畳され得る。
前記複数の分節片は、コア側へ折り曲げられて多重に重畳され得る。
【0059】
本発明の第２６具現例によれば、第２５具現例において、
前記電極組立体のコアに空洞が備えられ、前記空洞は、前記コア側へ折り曲げられた複数の分節片によって閉塞しなくてもよい。
前記電極組立体のコアに空洞が備えられ、前記空洞は、前記コア側へ折り曲げられた複数の分節片によって閉塞しなくてもよい。
【0060】
本発明の第２７具現例によれば、第２６具現例において、
前記コア側非塗布部の半径方向の長さＲと、前記中間非塗布部の最内側分節片の折曲長さＨとは、関係式Ｈ≦Ｒを満たし得る。
前記コア側非塗布部の半径方向の長さＲと、前記中間非塗布部の最内側分節片の折曲長さＨとは、関係式Ｈ≦Ｒを満たし得る。
【0061】
本発明の第２８具現例によれば、第１１具現例から第２７具現例のいずれか一具現例において、
前記外周側非塗布部は、コア側から外周側へ進むにつれ、高さが段階的にまたは漸進的に減少し得る。
前記外周側非塗布部は、コア側から外周側へ進むにつれ、高さが段階的にまたは漸進的に減少し得る。
【0062】
本発明の第２９具現例によれば、第１１具現例から第２８具現例のいずれか一具現例において、
前記外周側非塗布部は複数の分節片に分割されており、前記外周側非塗布部に含まれた複数の分節片は、前記中間非塗布部に含まれた複数の分節片よりも、巻取方向の幅、巻取軸方向の高さ及び巻取方向の離隔ピッチの少なくとも一つ以上が大きくてもよい。
前記外周側非塗布部は複数の分節片に分割されており、前記外周側非塗布部に含まれた複数の分節片は、前記中間非塗布部に含まれた複数の分節片よりも、巻取方向の幅、巻取軸方向の高さ及び巻取方向の離隔ピッチの少なくとも一つ以上が大きくてもよい。
【0063】
上記技術的課題を達成するために、本発明の第３０具現例によれば、
シート状の第１電極板及び第２電極板とこれらの間に介在された分離膜とが一方向へ巻き取られた構造を有するゼリーロール型の電極組立体と、
前記電極組立体が収納され、前記第１電極板及び前記第２電極板のいずれか一つと電気的に接続して第１極性を有する電池缶と、
前記電池缶の開放端を密封する密封体と、
前記第１電極板及び前記第２電極板の残りの一つと電気的に接続し、表面が外部に露出している第２極性を有する端子と、を含み、
前記第１電極板及び前記第２電極板の少なくとも一つは、長辺端部に活物質層がコーティングされていない非塗布部を含み、
前記非塗布部の少なくとも一部は電極タブとして使用され、
前記非塗布部は、前記電極組立体のコアに隣接するコア側非塗布部と、前記電極組立体の外周表面に隣接する外周側非塗布部と、前記コア側非塗布部と前記外周側非塗布部との間に介在された中間非塗布部と、を含み、
前記コア側非塗布部と前記外周側非塗布部の少なくとも一つは、前記中間非塗布部よりも巻取軸方向の高さが相対的に小さく、
前記中間非塗布部の少なくとも一部区間は、複数の分節片に分割されており、
前記分離膜は第１具現例から第４具現例のいずれか一項に記載の分離膜であることを特徴とする円筒形バッテリーセルが提供される。
シート状の第１電極板及び第２電極板とこれらの間に介在された分離膜とが一方向へ巻き取られた構造を有するゼリーロール型の電極組立体と、
前記電極組立体が収納され、前記第１電極板及び前記第２電極板のいずれか一つと電気的に接続して第１極性を有する電池缶と、
前記電池缶の開放端を密封する密封体と、
前記第１電極板及び前記第２電極板の残りの一つと電気的に接続し、表面が外部に露出している第２極性を有する端子と、を含み、
前記第１電極板及び前記第２電極板の少なくとも一つは、長辺端部に活物質層がコーティングされていない非塗布部を含み、
前記非塗布部の少なくとも一部は電極タブとして使用され、
前記非塗布部は、前記電極組立体のコアに隣接するコア側非塗布部と、前記電極組立体の外周表面に隣接する外周側非塗布部と、前記コア側非塗布部と前記外周側非塗布部との間に介在された中間非塗布部と、を含み、
前記コア側非塗布部と前記外周側非塗布部の少なくとも一つは、前記中間非塗布部よりも巻取軸方向の高さが相対的に小さく、
前記中間非塗布部の少なくとも一部区間は、複数の分節片に分割されており、
前記分離膜は第１具現例から第４具現例のいずれか一項に記載の分離膜であることを特徴とする円筒形バッテリーセルが提供される。
【0064】
本発明の一具現例による円筒形バッテリーセルは、シート状の第１電極板及び第２電極板とこれらの間に介在された分離膜とが一方向へ巻き取られた構造を有するゼリーロール型の電極組立体と、前記電極組立体が収納され、前記第１電極板及び前記第２電極板のいずれか一つと電気的に接続して第１極性を有する電池缶と、前記電池缶の開放端を密封する密封体と、前記第１電極板及び前記第２電極板の残りの一つと電気的に接続し、表面が外部に露出された第２極性を有する端子と、を含み得る。
【0065】
本発明の一具現例によれば、前記第１電極板及び前記第２電極板の少なくとも一つは、長辺端部に活物質層がコーティングされていない非塗布部を含み得る。
【0066】
本発明の一具現例によれば、前記非塗布部の少なくとも一部が電極タブとして使用され、前記非塗布部は、前記電極組立体のコアに隣接するコア側非塗布部と、前記電極組立体の外周表面に隣接する外周側非塗布部と、前記コア側非塗布部と前記外周側非塗布部との間に介在された中間非塗布部と、を含み、前記コア側非塗布部と前記外周側非塗布部の少なくとも一つは、前記中間非塗布部よりも巻取軸方向の高さが相対的に小さくてもよい。
【0067】
本発明の第３１具現例によれば、第３０具現例において、
前記外周側非塗布部は、前記中間非塗布部よりも巻取軸方向の高さが相対的に小さく、前記電池缶は、開放端に隣接する端部に、内側に向かって圧入されたビーディング部を備え、前記電極組立体の上部周縁部と対向する前記ビーディング部の内周面と前記外周側非塗布部とは、所定の間隔に離隔していてもよい。
前記外周側非塗布部は、前記中間非塗布部よりも巻取軸方向の高さが相対的に小さく、前記電池缶は、開放端に隣接する端部に、内側に向かって圧入されたビーディング部を備え、前記電極組立体の上部周縁部と対向する前記ビーディング部の内周面と前記外周側非塗布部とは、所定の間隔に離隔していてもよい。
【0068】
本発明の第３２具現例によれば、第３０具現例または第３１具現例において、
前記ビーディング部の圧入高さＤ１と、前記電池缶の内周面から前記外周側非塗布部と前記中間非塗布部との境界地点までの距離Ｄ２とは、関係式Ｄ１≦Ｄ２を満たし得る。
前記ビーディング部の圧入高さＤ１と、前記電池缶の内周面から前記外周側非塗布部と前記中間非塗布部との境界地点までの距離Ｄ２とは、関係式Ｄ１≦Ｄ２を満たし得る。
【0069】
本発明の第３３具現例によれば、第３０具現例から第３２具現例のいずれか一具現例において、
前記中間非塗布部と電気的に結合した集電プレートと、前記集電プレートをカバーし、周縁部が前記ビーディング部の内周面と前記集電プレートとの間に介在されて固定されたインシュレータと、をさらに含み得る。
前記中間非塗布部と電気的に結合した集電プレートと、前記集電プレートをカバーし、周縁部が前記ビーディング部の内周面と前記集電プレートとの間に介在されて固定されたインシュレータと、をさらに含み得る。
【0070】
本発明の第３４具現例によれば、第３３具現例において、
前記集電プレート及び前記中間非塗布部の最外側直径は、前記ビーディング部の内周面の最小内径よりも小さく、前記集電プレートの直径は、前記中間非塗布部の最外側直径と同一であってもよく、より大きくてもよい。
前記集電プレート及び前記中間非塗布部の最外側直径は、前記ビーディング部の内周面の最小内径よりも小さく、前記集電プレートの直径は、前記中間非塗布部の最外側直径と同一であってもよく、より大きくてもよい。
【0071】
本発明の第３５具現例によれば、第３３具現例または第３４具現例において、
前記集電プレートは、前記ビーディング部よりも高く位置し得る。
前記集電プレートは、前記ビーディング部よりも高く位置し得る。
【0072】
本発明の第３６具現例によれば、第３０具現例から第３５具現例のいずれか一具現例において、
前記中間非塗布部の少なくとも一部区間は、外周側からコア側へ折り曲げられており、前記電極組立体のコアには空洞が備えられ、前記空洞は、前記中間非塗布部の折曲構造によって閉塞されなくてもよい。
前記中間非塗布部の少なくとも一部区間は、外周側からコア側へ折り曲げられており、前記電極組立体のコアには空洞が備えられ、前記空洞は、前記中間非塗布部の折曲構造によって閉塞されなくてもよい。
【0073】
本発明の第３７具現例によれば、第３６具現例において、
前記中間非塗布部は、前記電極組立体の巻取方向に沿って分節された複数の分節片を含み、前記複数の分節片は、前記外周側から前記コア側へ折り曲げられ、前記コア側非塗布部の半径方向の長さＲと、前記中間非塗布部の最内側に位置した分節片の折曲長さＨとは、関係式Ｈ≦Ｒを満たし得る。
前記中間非塗布部は、前記電極組立体の巻取方向に沿って分節された複数の分節片を含み、前記複数の分節片は、前記外周側から前記コア側へ折り曲げられ、前記コア側非塗布部の半径方向の長さＲと、前記中間非塗布部の最内側に位置した分節片の折曲長さＨとは、関係式Ｈ≦Ｒを満たし得る。
【0074】
本発明の第３８具現例によれば、第３７具現例において、
前記複数の分節片は各々、四角形、台形、三角形、平行四辺形、半円形または半楕円形の構造を有し得る。
前記複数の分節片は各々、四角形、台形、三角形、平行四辺形、半円形または半楕円形の構造を有し得る。
【0075】
本発明の第３９具現例によれば、第３７具現例または第３８具現例において、
前記複数の分節片は各々、巻取方向において１～６ｍｍの幅条件と、巻取軸方向において２～１０ｍｍの高さ条件と、巻取方向において０．０５～１ｍｍの離隔ピッチ条件のうち少なくとも一つ以上の条件を満たし得る。
前記複数の分節片は各々、巻取方向において１～６ｍｍの幅条件と、巻取軸方向において２～１０ｍｍの高さ条件と、巻取方向において０．０５～１ｍｍの離隔ピッチ条件のうち少なくとも一つ以上の条件を満たし得る。
【0076】
本発明の第４０具現例によれば、第３０具現例から第３９具現例のいずれか一具現例において、
前記分節片の切断ラインの下端と前記活物質層との間に隙間が備えられ得る。
前記分節片の切断ラインの下端と前記活物質層との間に隙間が備えられ得る。
【0077】
本発明の第４１具現例によれば、第４０具現例において、
前記隙間は０．２～４ｍｍであり得る。
前記隙間は０．２～４ｍｍであり得る。
【0078】
本発明の第４２具現例によれば、第３７具現例から第４１具現例のいずれか一具現例において、
前記複数の分節片は複数のグループを構成し、各グループに属する分節片は、巻取方向の幅、巻取軸方向の高さ及び巻取方向の離隔ピッチの少なくとも一つ以上が同一であり、前記複数のグループのうち少なくとも一つは、前記電極組立体の同じ巻取ターンを構成し得る。
前記複数の分節片は複数のグループを構成し、各グループに属する分節片は、巻取方向の幅、巻取軸方向の高さ及び巻取方向の離隔ピッチの少なくとも一つ以上が同一であり、前記複数のグループのうち少なくとも一つは、前記電極組立体の同じ巻取ターンを構成し得る。
【0079】
本発明の第４３具現例によれば、第３７具現例から第４２具現例のいずれか一具現例において、
前記電極組立体の半径方向において連続して隣接する３個の分節片グループの各々に対する巻取方向の幅を、各々Ｗ１、Ｗ２及びＷ３としたとき、Ｗ２／Ｗ１よりもＷ３／Ｗ２が小さい分節片グループの組合せを含み得る。
前記電極組立体の半径方向において連続して隣接する３個の分節片グループの各々に対する巻取方向の幅を、各々Ｗ１、Ｗ２及びＷ３としたとき、Ｗ２／Ｗ１よりもＷ３／Ｗ２が小さい分節片グループの組合せを含み得る。
【0080】
本発明の第４４具現例によれば、第３７具現例から第４３具現例のいずれか一具現例において、
前記密封体は、前記電池缶の開放端を密閉するキャッププレートと、前記キャッププレートの周縁部を囲んで前記電池缶の上端部にクリンピングされたガスケットと、を含み、前記第２極性を有する端子が前記キャッププレートであり得る。
前記密封体は、前記電池缶の開放端を密閉するキャッププレートと、前記キャッププレートの周縁部を囲んで前記電池缶の上端部にクリンピングされたガスケットと、を含み、前記第２極性を有する端子が前記キャッププレートであり得る。
【0081】
本発明の第４５具現例によれば、第３７具現例から第４４具現例のいずれか一具現例において、
前記第１極性を有する第２電極板の非塗布部と電気的に接続され、前記電池缶の側壁に、縁部の少なくとも一部が結合した集電プレートをさらに含み得る。この場合、前記密封体は、非極性のキャッププレートと、前記キャッププレートの周縁部を囲んで前記電池缶の上端部にクリンピングされるガスケットと、を含み、前記電池缶は、閉鎖面の中央部に形成された貫通孔に絶縁可能に設けられ、前記第１電極板と電気的に接続されて前記第２極性を有するリベット端子を含み得る。
前記第１極性を有する第２電極板の非塗布部と電気的に接続され、前記電池缶の側壁に、縁部の少なくとも一部が結合した集電プレートをさらに含み得る。この場合、前記密封体は、非極性のキャッププレートと、前記キャッププレートの周縁部を囲んで前記電池缶の上端部にクリンピングされるガスケットと、を含み、前記電池缶は、閉鎖面の中央部に形成された貫通孔に絶縁可能に設けられ、前記第１電極板と電気的に接続されて前記第２極性を有するリベット端子を含み得る。
【0082】
本発明の第４６具現例によれば、第３０具現例から第４５具現例のいずれか一具現例の円筒形バッテリーセルを少なくとも一つ含むバッテリーパックが提供される。
【0083】
本発明の第４７具現例によれば、第４６具現例のバッテリーパックを少なくとも一つ含む自動車が提供される。
【発明の効果】
【0084】
本発明の一面によれば、多孔性高分子基材の少なくとも一面に無機物粒子とバインダー高分子を備える多孔性コーティング層を備える分離膜において、前記分離膜の最外側の横方向における両端部に絶縁コーティング層を各々備えることで、分離膜の耐熱性及び耐圧縮性を改善してバッテリーセル内部の短絡現象を防止し、バッテリーセル内の電極への電解液の含浸性を改善し、かつバッテリーセルの安定性を強化することができる。
【0085】
本発明の一面によれば、電極組立体の上方及び下方へ突出した非塗布部を電極タブとして使用することで、バッテリーセルの内部抵抗を減少させてエネルギー密度を増加させることが可能である。
【0086】
本発明の他面によれば、電極組立体の非塗布部の構造を改善して電池缶のビーディング部の形成過程で電極組立体と電池缶の内周面とが干渉を起こさないようにすることで電極組立体の部分的変形による円筒形バッテリーセル内部の短絡を防止することができる。
【0087】
本発明のさらに他面によれば、電極組立体の非塗布部の構造を改善して非塗布部が折り曲げられるときに非塗布部が破れる現象を防止し、非塗布部の重畳レイヤー数を充分に増加させて、溶接強度を向上させることができる。
【0088】
本発明のさらに他面によれば、電極組立体のコアに隣接する非塗布部の構造を改善して非塗布部が折り曲げられるときに電極組立体のコアに存在する空洞が閉塞することを防止して、電解液の注入工程及び電池缶と集電プレートとの溶接工程を容易に行うことができる。
【0089】
本発明のさらに他面によれば、内部抵抗が低く、内部短絡が防止され、かつ集電プレートと非塗布部との溶接強度が向上した構造を有する円筒形バッテリーセル、それを含むバッテリーパック並びに自動車を提供することができる。
【0090】
その他にも本発明は様々な他の効果を奏し、それについては各実施例で説明し、通常の技術者が容易に類推可能な効果などについては、当該説明を省略する。
【0091】
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
【図面の簡単な説明】
【0092】
【図1】本発明の一具現例による分離膜の概略図である。
【図2】本発明の一具現例による分離膜の概略図である。
【図3】本発明の一具現例による分離膜の製造段階を示した概略図である。
【図4】従来のタブレス円筒形バッテリーセルの製造に使用される電極板の構造を示す平面図である。
【図5】従来のタブレス円筒形バッテリーセルの電極板の巻取工程を示した図である。
【図6】従来のタブレス円筒形バッテリーセルにおいて、非塗布部の折曲面に集電プレートが溶接される工程を示す。
【図7】本発明の第１実施例による電極板の構造を示した平面図である。
【図8】本発明の第２実施例による電極板の構造を示した平面図である。
【図9】本発明の第３実施例による電極板の構造を示した平面図である。
【図10a】本発明の第４実施例による電極板の構造を示した平面図である。
【図10b】分節片部分をより具体的に示した拡大図である。
【図10c】分節片部分をより具体的に示した拡大図である。
【図11】本発明の実施例による分節片の幅、高さ及び離隔ピッチの定義を示した図である。
【図12a】本発明の第５実施例による電極板の構造を示した平面図である。
【図12b】分節片部分をより具体的に示した拡大図である。
【図12c】分節片部分をより具体的に示した拡大図である。
【図13】本発明の実施例による分節片の幅、高さ及び離隔ピッチの定義を示した図である。
【図14】第１実施例の電極板を第１電極板（正極板）及び第２電極板（負極板）に適用したゼリーロール型の電極組立体をＹ軸方向（巻取軸方向）に沿って切断した断面図である。
【図15】第２実施例の電極板を第１電極板（正極板）及び第２電極板（負極板）に適用したゼリーロール型の電極組立体をＹ軸方向（巻取軸方向）に沿って切断した断面図である。
【図16】第３実施例から第５実施例（これらの変形例）の電極板のいずれか一つを第１電極板（正極板）及び第２電極板（負極板）に適用したゼリーロール型の電極組立体をＹ軸方向（巻取軸方向）に沿って切断した断面図である。
【図17】本発明のさらに他の実施例による電極組立体をＹ軸方向（巻取軸方向）に沿って切断した断面図である。
【図18】本発明のさらに他の実施例による電極組立体をＹ軸方向（巻取軸方向）に沿って切断した断面図である。
【図19】本発明のさらに他の実施例による電極組立体をＹ軸方向（巻取軸方向）に沿って切断した断面図である。
【図20】本発明の一実施例による円筒形バッテリーセルをＹ軸方向に沿って切断した断面図である。
【図21】本発明の他の実施例による円筒形バッテリーセルをＹ軸方向に沿って切断した断面図である。
【図22】本発明のさらに他の実施例による円筒形バッテリーセルをＹ軸方向に沿って切断した断面図である。
【図23】本発明のさらに他の実施例による円筒形バッテリーセルをＹ軸に沿って切断した断面図である。
【図24】本発明のさらに他の実施例による円筒形バッテリーセルをＹ軸に沿って切断した断面図である。
【図25】本発明のさらに他の実施例による円筒形バッテリーセルをＹ軸に沿って切断した断面図である。
【図26】本発明のさらに他の実施例による円筒形バッテリーセルをＹ軸に沿って切断した断面図である。
【図27】本発明のさらに他の実施例による円筒形バッテリーセルをＹ軸に沿って切断した断面図である。
【図28】本発明のさらに他の実施例による円筒形バッテリーセルをＹ軸に沿って切断した断面図である。
【図29】本発明の実施例によるバッテリーパックの構成を概略的に示した図である。
【図30】本発明の実施例によるバッテリーパックを含む自動車を概略的に示した図である。
【図31】実施例１と比較例１の分離膜の圧縮特性を示したグラフである。
【図32】実施例１と比較例１の分離膜を備えた円筒形バッテリーセルの抵抗特性を示したグラフである。
【図33】実施例１と比較例１の分離膜を備えた円筒形バッテリーセルの正極及び負極の電解液の含浸量（含浸性）の評価結果を示したグラフである。
【図34】実施例１及び比較例１の電極組立体から含浸試料を採取した各位置を示した図である。
【図35】実施例１と比較例１の分離膜を備えた円筒形バッテリーセルの電圧及び温度特性を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0093】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は通常的または辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応じた意味及び概念で解釈されねばならない。
【0094】
したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
【0095】
なお、発明の理解を助けるために、添付の図面は、実際の縮尺ではなく一部構成要素が誇張して示され得る。なお、相異なる実施例で同じ構成要素に対しては同じ参照番号が付与され得る。
【0096】
本発明の一面によれば、
分離膜であって、
前記分離膜は、多孔性高分子基材と、前記多孔性高分子基材の少なくとも一面に形成され、バインダー高分子及び無機物粒子を含む多孔性コーティング層と、を含み、
前記分離膜の最外側の横方向（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ；ＴＤ）における両端部に絶縁コーティング層を各々備え、
前記絶縁コーティング層が、絶縁コーティング層用フィラー及び絶縁コーティング層用バインダーを含む多孔性構造を有することを特徴とする分離膜が提供される。
分離膜であって、
前記分離膜は、多孔性高分子基材と、前記多孔性高分子基材の少なくとも一面に形成され、バインダー高分子及び無機物粒子を含む多孔性コーティング層と、を含み、
前記分離膜の最外側の横方向（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ；ＴＤ）における両端部に絶縁コーティング層を各々備え、
前記絶縁コーティング層が、絶縁コーティング層用フィラー及び絶縁コーティング層用バインダーを含む多孔性構造を有することを特徴とする分離膜が提供される。
【0097】
【0098】
図１から図２を参照すると、本発明の一具現例による分離膜は、多孔性高分子基材１の一面に多孔性コーティング層２を備え、前記分離膜の最外側の両端部に各々絶縁コーティング層３を備える。この際、前記分離膜多孔性基材の片面のみに多孔性コーティング層を備えた場合には、分離膜の最外側は（多孔性コーティング層が形成されていない）多孔性高分子基材の一側と、多孔性コーティング層になる。
【0099】
また、前記分離膜多孔性基材の両面に多孔性コーティング層を各々備えた場合には、分離膜の最外側は、両側の多孔性コーティング層になり、両側の多孔性コーティング層の横方向の両端部に各々絶縁コーティング層が備えられ得る。
【0100】
前記多孔性高分子基材は、ポリオレフィン系多孔性基材であり得る。
【0101】
前記ポリオレフィン多孔性基材は、フィルム（ｆｉｌｍ）または不織ウェブ（ｎｏｎ－ｗｏｖｅｎ ｗｅｂ）形態であり得る。このように多孔性構造を有することで、正極と負極との間における電解液移動が円滑に行われ、基材の電解液の含浸性も増加して優秀なイオン伝導性を確保することができ、電気化学素子の内部抵抗の増加が防止されることによって電気化学素子の性能低下を防止することができる。
【0102】
本発明に使用されるポリオレフィン多孔性基材は、電気化学素子に通常使用される平面状の多孔性基材であれば、全て使用可能であり、その材質や形態は目的に応じて多様に選択し得る。
【0103】
ポリオレフィン多孔性基材は、非制限的に、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレン、またはこれらの二種以上の混合物から形成されたフィルムまたは不織ウェブであり得るが、これらに限定されることではない。
【0104】
前記ポリオレフィン多孔性基材は、８～３０μｍの厚さを有し得るが、これは単に例示であるだけであり、機械的な物性や電池の高率充放電特性を考慮して前記範囲から外れた厚さも採択可能である。
【0105】
本発明による不織布シートは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、またはこれらの二種以上の混合物から形成され得る。例えば、前記不織布シートは、繊維紡糸によって製造されたものであり得る。例えば、メルトブローン（ｍｅｌｔ ｂｌｏｗｎ）方法を用いて、前記素材の繊維を融点以上で繊維紡糸形態にして、混紡紡糸によって製造されたものであり得る。
【0106】
前記不織布シートは、２００～４００％、より望ましくは３００～４００％の延伸率を有し得る。前記延伸率が２００％未満である場合には、くぎ貫通時に電極と電極との間に接触する確率が増加するようになり、４００％よりも大きい場合には、くぎが貫通した周辺部位も延伸するようになり、分離膜が薄くなってバリア性（遮断性）が減少する。
【0107】
前記不織布シートには０．１～１０μｍの平均直径を有する気孔が複数で形成されている。気孔サイズが０．１μｍよりも小さい場合には、リチウムイオン及び／または電解液の円滑な移動が行われず、気孔サイズが１０μｍよりも大きい場合には、くぎ貫通時に不織布シートの延伸によって正極と負極の接触を防止しようとする本発明の効果を達成しにくくなり得る。
【0108】
また、前記不織布シートは、４０～７０％の孔隙率を有し得る。孔隙率が４０％未満である場合には、リチウムイオン及び／または電解液の円滑な移動が行われず、孔隙率が７０％よりも大きい場合には、くぎ貫通時に不織布シートの延伸によって正極と負極の接触を防止しようとする本発明の効果が達成されにくくなり得る。このように製造された不織布シートは、１～２０秒／１００ｍＬの通気度を有し得る。
【0109】
また、前記不織布シートは１０～２０μｍの厚さを有し得るが、これは例示であるだけであり、これに限定されることではない。不織シートの透過性によって前記範囲から外れた厚さの不織布シートも採択可能である。
【0110】
前記不織布シートは、ラミネーションによって不織布シートの下部に置かれた分離膜の構成要素に結合し得る。前記ラミネーションは、１００～１５０℃の温度範囲で行われ得るが、１００℃よりも低い温度でラミネーションが行われる場合にはラミネーション効果が発生しなくなり、１５０℃よりも高い温度でラミネーションが行われる場合には、不織布の一部が溶ける。
【0111】
前記のような条件下でラミネーション結合した本発明の一様態による分離膜は、不織布シートからなる従来の分離膜、またはフィルムや不織布シートの少なくとも一面に無機物粒子を含む層が形成されている分離膜と比較すると、くぎ貫通性に対して向上した抵抗性を有するようになる。
【0112】
前記多孔性コーティング層において無機物粒子は互いに充電されて接触した状態で前記バインダー高分子によって互いに結着し、これによって無機物粒子同士の間にインタースティシャルボリューム（ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ ｖｏｌｕｍｅ）が形成され、前記無機物粒子間のインタースティシャルボリュームは空き空間になって気孔を形成し得る。
【0113】
前記多孔性コーティング層の形成に使用される無機物粒子としては、無機物粒子、即ち、電気化学素子の作動電圧範囲（例えば、Ｌｉ／Ｌｉ＋を基準にして０～５Ｖ）で酸化及び／または還元反応が起こらない無機物粒子をさらに添加して使用し得る。特に、イオン伝達能力を有する無機物粒子を使用する場合、電気化学素子内のイオン伝導度を高めて性能の向上を図ることができる。また、無機物粒子として誘電率の高い無機物粒子を使用する場合、液体電解質内の電解質塩、例えば、リチウム塩の解離度増加に寄与して電解液のイオン伝導度を向上させることが可能である。
【0114】
前述した理由から、前記無機物粒子は、誘電率定数が５以上、望ましくは１０以上である高誘電率の無機物粒子、リチウムイオン伝達能力を有する無機物粒子またはこれらの混合物を含むことが望ましい。
【0115】
誘電率定数が５以上である無機物粒子の非制限的な例には、ＢａＴｉＯ３、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３（ＰＺＴ）、Ｐｂ１－ｘＬａｘＺｒ１－ｙＴｉｙＯ３（ＰＬＺＴ）、ＰＢ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－ＰｂＴｉＯ３（ＰＭＮ－ＰＴ）、ハフニア（ＨｆＯ２）、ＳｒＴｉＯ３、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２、ＭｇＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｉＣまたはこれらの混合物などが挙げられる。
【0116】
特に、前述したＢａＴｉＯ３、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３（ＰＺＴ）、Ｐｂ１－ｘＬａｘＺｒ１－ｙＴｉｙＯ３（ＰＬＺＴ）、ＰＢ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－ＰｂＴｉＯ３（ＰＭＮ－ＰＴ）及びハフニア（ＨｆＯ２）のような無機物粒子は、誘電率定数１００以上の高誘電率特性を示すだけでなく、一定の圧力を印加して引張または圧縮する場合、電荷が発生して両面の間に電位差が発生する圧電性（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ）を有することで、外部衝撃による両電極の内部短絡の発生を防止して電気化学素子の安全性の向上を図ることができる。また、前述した高誘電率の無機物粒子とリチウムイオン伝達能力を有する無機物粒子を混用する場合、これらのシナジー効果は倍加され得る。
【0117】
リチウムイオン伝達能力を有する無機物粒子は、リチウム元素を含むが、リチウムを保存することなくリチウムイオンを移動させる機能を有する無機物粒子を指す。リチウムイオン伝達能力を有する無機物粒子は、粒子構造の内部に存在する一種の欠陷（ｄｅｆｅｃｔ）によってリチウムイオンを伝達及び移動させることが可能であるため、電池内におけるリチウムイオンの伝導度が向上し、これによって電池性能の向上を図ることができる。前記リチウムイオン伝達能力を有する無機物粒子の非制限的な例としては、リチウムホスフェート（Ｌｉ３ＰＯ４）、リチウムチタンホスフェート（ＬｉｘＴｉｙ（ＰＯ４）３、０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜３）、リチウムアルミニウムチタンホスフェート（ＬｉｘＡｌｙＴｉｚ（ＰＯ４）３、０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜１、０＜ｚ＜３）、１４Ｌｉ２Ｏ－９Ａｌ２Ｏ３－３８ＴｉＯ２－３９Ｐ２Ｏ５などのような（ＬｉＡｌＴｉＰ）ｘＯｙ系ガラス（０＜ｘ＜４、０＜ｙ＜１３）、リチウムランタンチタネート（ＬｉｘＬａｙＴｉＯ３、０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜３）、Ｌｉ３．２５Ｇｅ０．２５Ｐ０．７５Ｓ４などのようなリチウムゲルマニウムチオホスフェート（ＬｉｘＧｅｙＰｚＳｗ、０＜ｘ＜４、０＜ｙ＜１，０＜ｚ＜１、０＜ｗ＜５）、Ｌｉ３Ｎなどのようなリチウムナイトライド（ＬｉｘＮｙ、０＜ｘ＜４、０＜ｙ＜２）、Ｌｉ３ＰＯ４－Ｌｉ２Ｓ－ＳｉＳ２などのようなＳｉＳ２系ガラス（ＬｉｘＳｉｙＳｚ、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜２、０＜ｚ＜４）、ＬｉＩ－Ｌｉ２Ｓ－Ｐ２Ｓ５などのようなＰ２Ｓ５系ガラス（ＬｉｘＰｙＳｚ、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３、０＜ｚ＜７）またはこれらの混合物などが挙げられる。
【0118】
多孔性コーティング層の無機物粒子の大きさは制限されないが、均一な厚さのコーティング層の形成及び適切な孔隙率のために、０．００１～１０μｍであることが望ましい。０．００１μｍ未満である場合、無機物粒子の分散性が低下し、１０μｍを超過する場合、多孔性コーティング層の厚さが増加して機械的物性が低下し、かつ大きすぎる気孔サイズによって電池の充放電時に内部短絡の起こる確率が高くなる。
【0119】
多孔性コーティング層を形成するバインダー高分子としては、ポリビニリデンフルオライド－ヘキサフルオロプロピレン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ ｆｌｕｏｒｉｄｅ－ｃｏ－ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐｙｌｅｎｅ：ＰＶｄＦ）、ポリビニリデンフルオライド－トリクロロエチレン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ ｆｌｕｏｒｉｄｅ－ｃｏ－ｔｒｉｃｈｌｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリメチルメタクリレート（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリブチルアクリレート（ｐｏｌｙｂｕｔｙｌａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリアクリロニトリル（ｐｏｌｙａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ）、ポリビニルピロリドン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）、ポリビニルアセテート（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｃｅｔａｔｅ）、エチレンビニルアセテート共重合体（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ－ｃｏ－ｖｉｎｙｌ ａｃｅｔａｔｅ）、ポリエチレンオキシド（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｏｘｉｄｅ）、ポリアリレート（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）、セルロースアセテート（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｃｅｔａｔｅ）、セルロースアセテートブチレート（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｃｅｔａｔｅ ｂｕｔｙｒａｔｅ）、セルロースアセテートプロピオネート（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｃｅｔａｔｅ ｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ）、シアノエチルプルラン（ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｐｕｌｌｕｌａｎ）、シアノエチルポリビニルアルコール（ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ）、シアノエチルセルロース（ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、シアノエチルスクロース（ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｓｕｃｒｏｓｅ）、プルラン（ｐｕｌｌｕｌａｎ）及びカルボキシルメチルセルロース（ｃａｒｂｏｘｙｌ ｍｅｔｈｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）からなる群より選択されたいずれか一つのバインダー高分子またはこれらの二種以上の混合物を使用し得るが、これらに制限されない。
【0120】
前記多孔性コーティング層に使用される無機物粒子とバインダー高分子の組成比は、例えば、５０：５０～９９：１、または７０：３０～９５：５であり得る。バインダー高分子に対する無機物粒子の含量比がこのような範囲を満たす場合、分離膜の熱的安全性を改善することができ、無機物粒子同士の間に形成される空間が充分に確保されて気孔サイズ及び気孔度が維持され、最終電池性能が改善され、かつバインダー高分子含量が滴定水準で含まれて多孔性コーティング層の耐剥離性が改善されることが可能である。前記多孔性コーティング層の厚さは特に制限されないが、０．０１～２０μｍの範囲が望ましい。また、気孔サイズ及び気孔度も特に制限されないが、気孔サイズは０．００１～１０μｍの範囲が望ましく、気孔度は１０～９０％の範囲が望ましい。気孔サイズ及び気孔度は主に無機物粒子の大きさに依存し、例えば、粒径が１μｍ以下の無機物粒子を使用する場合、形成される気孔も約１μｍ以下になる。このような気孔構造は、後に注液される電解液で満たされるようになり、このように満たされた電解液は、イオン伝達の役割を果たすようになる。気孔サイズ及び気孔度がこのような範囲を満たす場合、抵抗層として作用せず、機械的物性が改善される。
【0121】
前記多孔性コーティング層は、分散媒にバインダー高分子を溶解または分散させた後、無機物粒子を添加して多孔性コーティング層の形成のためのスラリーを得、このようなスラリーを基材の少なくとも一面にコーティング及び乾燥することで形成され得る。分散媒としては、使用しようとするバインダー高分子と溶解度指数が類似であり、沸点（ｂｏｉｌｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）が低いことが望ましい。これは、均一な混合と後に分散媒の除去を容易にするためである。使用可能な分散媒の非制限的な例としては、アセトン（ａｃｅｔｏｎｅ）、テトラヒドロフラン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ）、メチレンクロリド（ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）、クロロホルム（ｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍ）、ジメチルホルムアミド（ｄｉｍｅｔｈｙｌｆｏｒｍａｍｉｄｅ）、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（Ｎ－ｍｅｔｈｙｌ－２－ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ；ＮＭＰ）、シクロヘキサン（ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ）、水またはこれらの混合物などが挙げられる。
【0122】
前記バインダー高分子が分散媒に分散されている分散液に無機物粒子を添加した後、無機物粒子の破砕を行うことが望ましい。この際、破砕時間は１～２０時間が適切であり、破砕された無機物粒子の粒度は、前述したように０．００１～１０μｍであることが望ましい。破砕方法としては、通常の方法を用いることができ、特に、ボールミル（ｂａｌｌ ｍｉｌｌ）法が望ましい。
【0123】
その後、無機物粒子が分散しているバインダー高分子分散液を１０～８０％の湿度条件下で多孔性高分子基材の少なくとも一面にコーティングして乾燥する。前記分散液を多孔性高分子基材の上にコーティングする方法は、当業界における公知のコーティング方法を用い得る。例えば、ディップ（Ｄｉｐ）コーティング、ダイ（Ｄｉｅ）コーティング、ロール（ｒｏｌｌ）コーティング、コンマ（ｃｏｍｍａ）コーティングまたはこれらの混合方式などの多様な方式を用い得る。
【0124】
多孔性コーティング層の成分として前述した無機物粒子及びバインダー高分子の他に、導電材などのその他の添加剤をさらに含み得る。
【0125】
本発明による最終に製作された分離膜は、１～１００μｍまたは５～５０μｍの厚さを有し得る。厚さが１μｍ未満であれば、分離膜の機能が充分に発揮されず、機械的特性の劣化が発生し、１００μｍを超過する場合、高率充放電時における電池の特性が劣化し得る。また、４０～６０％の孔隙率を有し、１５０～３００秒／１００ｍＬの通気度を有し得る。
【0126】
本発明の一具現例によれば、前記多孔性高分子基材としては、ポリエチレンまたはポリプロピレン系のものを使用し得る。また、多孔性コーティング層において無機物粒子としては、Ａｌ酸化物、Ｓｉ酸化物系のコーティング物質を使用し得る。
【0127】
本発明の一具現例による分離膜を使用する場合、多孔性高分子基材の両側に多孔性コーティング層を有しているため、電解液に対する含浸性能の向上によって均一な固体電解質界面層を形成することができ、従来の断面無機物コーティング分離膜と比較して優位の通気度を確保することができる。例えば、１２０ｓ／１００ｃｃ以内であり得る。また、両面に無機物多孔性コーティング層を備えても、従来の片面無機物コーティング分離膜水準の厚さを具現することができる。例えば、１５．０μｍ以内であり得る。
【0128】
また、本発明の一具現例による分離膜を使用する場合、分離膜の安定性が改善されて耐熱及び耐圧縮特性を確保することができる。具体的には、１８０℃を基準にして５％以内の熱収縮特性を有する耐熱特性を確保することができ、５５０ｇｆ以上の穿刺強度（Ｐｕｎｃｔｕｒｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）の物性を確保することができ、このような分離膜を採用した電池のサイクル中にコア変形（ｃｏｒｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）が発生したとき、段差部における分離膜の損傷または貫通を防止することができる。
【0129】
前記絶縁コーティング層は、絶縁コーティング層用フィラー及び絶縁コーティング層用バインダーを含む。
【0130】
前記絶縁コーティング層用フィラーは、前述した多孔性コーティング層に含まれる無機物粒子より選択して適用され、前記絶縁コーティング層用バインダーは、前述した多孔性コーティング層に含まれるバインダー高分子より選択して適用され得る。前記絶縁コーティング層用フィラー及び絶縁コーティング層用バインダーは、各々独立的に前述した多孔性コーティング層に含まれる無機物粒子及びバインダー高分子とその種類が同一であるか、または相違し得る。
【0131】
本発明の一具現例によれば、前記絶縁コーティング層用フィラーの非制限的な例としては、ＢａＴｉＯ３、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３（ＰＺＴ）、Ｐｂ１－ｘＬａｘＺｒ１－ｙＴｉｙＯ３（ＰＬＺＴ）、ＰＢ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－ＰｂＴｉＯ３（ＰＭＮ－ＰＴ）、ハフニア（ＨｆＯ２）、ＳｒＴｉＯ３、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２、ＭｇＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｉＣまたはこれらの混合物などが挙げられる。
【0132】
本発明の一具現例によれば、前記絶縁コーティング層用バインダーの非制限的な例としては、ポリビニリデンフルオライド－ヘキサフルオロプロピレン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ ｆｌｕｏｒｉｄｅ－ｃｏ－ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐｙｌｅｎｅ：ＰＶｄＦ）、ポリビニリデンフルオライド－トリクロロエチレン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ ｆｌｕｏｒｉｄｅ－ｃｏ－ｔｒｉｃｈｌｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリメチルメタクリレート（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリブチルアクリレート（ｐｏｌｙｂｕｔｙｌａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリアクリロニトリル（ｐｏｌｙａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ）、ポリビニルピロリドン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）。ポリビニルアセテート（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｃｅｔａｔｅ）、エチレンビニルアセテート共重合体（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ－ｃｏ－ｖｉｎｙｌ ａｃｅｔａｔｅ）、ポリエチレンオキシド（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｏｘｉｄｅ）、ポリアリレート（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）、セルロースアセテート（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｃｅｔａｔｅ）、セルロースアセテートブチレート（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｃｅｔａｔｅ ｂｕｔｙｒａｔｅ）、セルロースアセテートプロピオネート（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｃｅｔａｔｅ ｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ）、シアノエチルプルラン（ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｐｕｌｌｕｌａｎ）、シアノエチルポリビニルアルコール（ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ）、シアノエチルセルロース（ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、シアノエチルスクロース（ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｓｕｃｒｏｓｅ）、プルラン（ｐｕｌｌｕｌａｎ）及びカルボキシルメチルセルロース（ｃａｒｂｏｘｙｌ ｍｅｔｈｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）からなる群より選択されたいずれか一つのバインダー高分子またはこれらの二種以上の混合物が挙げられる。
【0133】
本発明の一具現例によれば、前記絶縁コーティング層に使用される絶縁コーティング層用フィラーと絶縁コーティング層用バインダーの組成比は、例えば、５０：５０～９９：１、または７０：３０～９５：５であり得る。
【0134】
本発明の一具現例によれば、前記絶縁コーティング層用フィラーの平均粒径が前記無機フィラーの平均粒径よりも小さくてもよい。具体的には、前記絶縁コーティング層用フィラーの平均粒径が前記無機フィラーの平均粒径の１０％以上、２０％以上、３０％以上、４０％以上、５０％以上、５０％以下、６０％以下、７０％以下、８０％以下、９０％以下であり得る。前記絶縁コーティング層用フィラーの平均粒径が前記無機フィラーの平均粒径よりも小さいか、またはこのような割合条件を満たす場合に、前記絶縁コーティング層内にフィラーのパッキング密度が増加して分離膜の熱収縮現象をさらに抑制可能である。
【0135】
本発明の一具現例によれば、前記分離膜において横方向の両端に形成された絶縁コーティング層は、電極組立体内で電極（正極及び負極）の非塗布部と接触するようになり、前記絶縁コーティング層が電極の活物質層と直接接触しないように絶縁層の幅を調節し得る。例えば、前記絶縁コーティング層一つの幅が前記分離膜の幅方向における全長の０．１％以上、０．５％以上、１％以上、３％以上、５％以下、７％以下、９％以下、１０％以下であり得る。
【0136】
本発明の一具現例によれば、前記絶縁コーティング層の垂直断面の形状が四角形、台形、三角形、平行四辺形、半円または半楕円形の構造を有し得る。前記絶縁コーティング層は、電極の非塗布部領域と接触するようになるので、非塗布部領域との密着性を高めるために、四角形、台形、平行四辺形の形態がより望ましい。
【0137】
図３は、本発明の一具現例による分離膜の製造段階を示した概略図である。
【0138】
図３を参照すると、本発明の一具現例による分離膜の製造方法は、以下の通りである。
【0139】
先ず、多孔性高分子基材１（分離膜原反、スリッティング（ｓｌｉｔｔｉｎｇ） されていない大きい原反）を準備する（段階ａ）。
【0140】
その後、分散媒にバインダー高分子を溶解または分散させた後、無機物粒子を添加して多孔性コーティング層を形成するためのスラリーを得、このようなスラリーを前記多孔性基材１の片面または両面にコーティングして乾燥することで、多孔性コーティング層を形成する（段階ｂ）。
【0141】
続いて、絶縁性コーティング層用分散媒に絶縁コーティング層用バインダーを溶解または分散させた後、絶縁コーティング層用フィラーを添加して絶縁コーティングの形成のためのスラリーを得、このスラリーを前記分離膜の最外側における横方向の両端部に所定の幅を有するようにコーティングして乾燥して絶縁コーティング層を形成する（段階ｃ）。
【0142】
その後、前記絶縁コーティング層が形成された分離膜原反においてバッテリーセルの組み立てに求められる幅に合わせてスリッティングし、最終的に多孔性高分子基材の上に、多孔性コーティング層及び絶縁コーティング層が順次に形成された分離膜を製造する（段階ｄ）。
【0143】
以下、本発明による円筒形バッテリーセルについて説明する。
【0144】
本発明による円筒形バッテリーセルは、正極板、負極板及び前記正極と負極との間に介在された分離膜が一方向へ巻き取られた構造を有するゼリーロール型の電極組立体と、前記電極組立体が収納される電池缶と、前記電池缶の開放端部を密封する密封体と、を含み得る。
【0145】
望ましくは、本発明による円筒形バッテリーセルは、フォームファクターの比（円筒形電池の直径を高さで割った値、即ち、高さＨに対する直径Фの割合に定義される。）が０．４以上である大型の円筒形バッテリーセルであり得る。ここで、フォームファクターとは、円筒形バッテリーセルの直径及び高さを示す値を意味する。
【0146】
本発明による円筒形バッテリーセルは、例えば、４６１１０セル（直径４６ｍｍ、高さ１１０ｍｍ、フォームファクターの比０．４１８）、４８７５０セル（直径４８ｍｍ、高さ７５ｍｍ、フォームファクターの比０．６４０）、４８１１０ セル（直径４８ｍｍ、高さ１１０ｍｍ、フォームファクターの比０．４１８）、４８８００セル（直径４８ｍｍ、高さ８０ｍｍ、フォームファクターの比０．６００）、４６８００セル（（直径４６ｍｍ、高さ８０ｍｍ、フォームファクターの比０．５７５）であり得る。フォームファクターを示す数値において、最初の数字二つはセルの直径を示し、その次の数字二つはセルの高さを示し、最後の数字０は、セルの断面が円形であることを示す。
【0147】
本発明による円筒形バッテリーセルは、単粒子または疑似単粒子形態の正極活物質を適用して従来に比べてガス発生量を大幅に減少させており、これによって、フォームファクターの比が０．４以上である大型の円筒形バッテリーセルにおいても優秀な安全性を具現することができる。
【0148】
一方、本発明による円筒形バッテリーセルは、望ましくは、電極タブを含まないタブレス（Ｔａｂ－ｌｅｓｓ）構造の電池であり得るが、これに限定されない。
【0149】
前記タブレス構造の電池は、例えば、正極板及び負極板が各々活物質層が形成されていない非塗布部を含み、電極組立体の上端及び下端に各々正極板非塗布部及び負極板非塗布部が位置し、前記正極板非塗布部及び負極板非塗布部に集電プレートが結合しており、前記集電プレートが電極端子と接続している構造であり得る。
【0150】
本発明の実施例による電極組立体は、シート状の第１電極板及び第２電極板とこれらの間に介在された分離膜とが一方向へ巻き取られた構造を有するゼリーロール型の電極組立体である。
【0151】
望ましくは、第１電極板及び第２電極板の少なくとも一つは、巻取方向における長辺端部に活物質がコーティングされていない非塗布部を含む。非塗布部の少なくとも一部は電極タブとして使用される。非塗布部は、電極組立体のコアに隣接するコア側非塗布部と、電極組立体の外周表面に隣接する外周側非塗布部と、コア側非塗布部と外周側非塗布部との間に介在された中間非塗布部と、を含む。
【0152】
望ましくは、コア側非塗布部と外周側非塗布部の少なくとも一つは、中間非塗布部よりも高さが相対的に低い。
【0153】
説明の便宜上、本明細書においてゼリーロールの形態で巻き取られる電極組立体の巻取軸の長手方向に沿う方向を軸方向Ｙとする。そして、前記巻取軸を囲む方向を円周方向または周方向Ｘとする。そして、前記巻取軸に近くなるとか、または巻取軸から遠くなる方向を半径方向または放射方向Ｚとする。これらのうち、特に巻取軸に近くなる方向を求心方向、巻取軸から遠くなる方向を遠心方向とする。
【0154】
先ず、本発明の実施例による電極組立体について説明する。
【0155】
前記電極組立体は、第１電極板及び第２電極板とこれらの間に介在された分離膜とを含み、前記第１電極板と第２電極板と分離膜とが軸を中心にして一方向へ巻き取られて複数の巻回ターンを有する。また、前記第１電極板及び第２電極板は、各々独立的に第１側部（ｓｉｄｅ）及び第２側部を含み、前記第１側部及び第２側部は、軸方向において互いに反対側に配置されている。
【0156】
本発明の一実施様態において、前記第１及び第２電極板は、長方形のシート状であり得る。また、前記第１及び第２電極板は、縦横比が１を超過するシート状であり得る。この際、前記各電極板の幅方向における末端の各辺が第１側部及び第２側部となる。
【0157】
図７は、本発明の第１実施例による電極板４０の構造を示した平面図である。
【0158】
図７を参照すると、前記第２側部は、巻取軸方向Ｙにおいて電極活物質部４２の最下端部に沿って形成された辺であり、前記第１側部は、巻取軸方向Ｙにおいて非塗布部４３の最上端部に沿って形成された辺である。
【0159】
前記第１電極板及び第２電極板は、各々独立的に少なくとも一表面または両表面に電極活物質で被覆された電極活物質部である第１部分を含む。前記第１部分は、第２側部から第１側部の方向へ所定の長さが延びているものである。図４は、電極組立体の巻取前の電極板の形態を示す。これを参照すると、前記電極活物質部は、第２側部から軸方向へ非塗布部が始まる部分まで電極板の全長にかけて一定の幅を有し得る。
【0160】
前記第２部分は、電極活物質がコーティングされていない非塗布部である。前記第２部分は、電極タブを形成するものであって、前記第１側部から第２側部の方向へ第１部分の電極活物質部まで延びている。
【0161】
本発明の一実施様態において、前記非塗布部の少なくとも一部区間は、所定の高さの切開溝によって複数の分節片に分割されている（図示せず）。
【0162】
前記分節片は、第１側部と相応する第１末端を有する。本発明の一実施様態において、前記分節片の全部または少なくとも一部は、前記第１末端の下方の分節片内におけるある一地点である折曲地点において軸に対して放射状に折り曲げられており、この際、前記分離膜のある一側末端が前記折曲地点と、第１部分と第２部分の境界線との間に位置し得る。本発明のより具体的な実施様態によれば、前記分離膜のある一側末端は、前記折曲地点と基準線との間に位置するか、または基準線の下方に位置し得る。
【0163】
なお、具体的な一実施様態において、前記折曲地点は、前記第１末端と基準線との間における所定の地点であり得る。
【0164】
このように本発明による集電体において、非塗布部は複数の分節片を含み、この際、前記分離膜は、前記分節片の間の切開溝のノッチング谷が分離膜で覆われて露出しないように配置され得る。このような分離膜の配置については、以下で詳細に説明する。
【0165】
本発明において、前記分節片は各々、第１末端の高さが異なってもよく、切開溝毎にその形状が異なってもよく、切開溝のノッチング谷の高さも異なってもよい。即ち、分節片の形状と大きさ、切開溝の形状と大きさが互いに異なり得る。
【0166】
一方、前記分節片の高さは、当該分節片を規定する切開溝のノッチング谷から当該分節片の第１末端に至る軸方向の距離Ｃ２、Ｄ２に規定され得る。当該分節片を基準にして両側の切開溝のノッチング谷の高さが異なる場合、当該分節片の高さは、前記両側の切開溝のノッチング谷の平均高さとなる位置から前記分節片の第１末端に至る軸方向の距離に規定され得る。
【0167】
一方、本発明において、前記基準線とは、切開溝のノッチング谷に対応する高さを巻取方向Ｘへ延ばした仮想の直線を指す。
【0168】
前記第１及び第２電極板は、各々独立的に伝導性薄膜である集電体及び前記集電体の一側または両側の表面上に配置された電極活物質層を含み得る。前記活物質層は、電極板において第１部分を形成する。
【0169】
前記シート状の第１及び第２電極板は、縦横比が１を超過するものであり得る。この際、前記非塗布部は、第１電極板及び第２電極板の少なくとも一つは巻取方向の長辺端部に形成され得る。前記非塗布部の少なくとも一部は電極タブとして使用される。
【0170】
本発明の一実施様態において、前記非塗布部は、電極組立体のコアに隣接するコア側非塗布部と、電極組立体の外周表面に隣接する外周側非塗布部と、コア側非塗布部と外周側非塗布部との間に介在された中間非塗布部と、を含む。
【0171】
望ましくは、コア側非塗布部と外周側非塗布部の少なくとも一つは、中間非塗布部よりも高さが相対的に低くてもよい。
【0172】
一方、本明細書において、説明の便宜上、「高さ」とは、巻取方向ｘの所定の位置から軸方向へ第１側部までの距離（長さ）を意味し得る。本明細書において、非塗布部／ノッチング谷の高さ（高さ）を説明することにおいては、このような高さの絶対値よりも、巻取方向において相異なる位置で測定される高さの相対的な数値が意味を有するため、前記非塗布部／ノッチング谷の高さを測定することにおいて、その高さ測定の基準になる線（零点）に対する規定は省略され得る。本発明の一実施様態において、前記非塗布部の高さは、巻取軸方向に対する任意の垂線を基準にした特定地点における相対的な距離であり得る。例えば、前記高さ測定の基準になる線（零点）は、第２側部であり得る。
【0173】
一方、より具体的には、前記非塗布部の高さにおいて、分節片が形成されていない区間では第１側部までの距離を意味し、分節片が形成された区間では、前記第１側部は分節片の第１末端と相応する位置を意味し、分節片の間の切開溝を構成する部分は、分節片が形成された区間における非塗布部の高さを測定する場合に考慮されない。
【0174】
また、前記ノッチング谷の高さは、切開溝において最も低い高さを有する部分を基準にして測定されるものである。
【0175】
図７を参照すると、第１実施例の電極板４０は、金属ホイルからなる集電体４１及び活物質層４２を含む。金属ホイルは、アルミニウムまたは銅であってもよく、電極板４０の極性に応じて適切に選択される。活物質層４２は、集電体４１の少なくとも一面に形成され、巻取方向Ｘの長辺端部に非塗布部４３を含む。非塗布部４３は、活物質がコーティングされていない領域である。活物質層４２と非塗布部４３との境界には、絶縁コーティング層４４が形成され得る。絶縁コーティング層４４は、少なくとも一部が活物質層４２と非塗布部４３との境界と重畳するように形成される。絶縁コーティング層４４は、高分子樹脂を含み、Ａｌ２Ｏ３のような無機物フィルターを含み得る。
【0176】
非塗布部４３は、電極組立体のコア側と隣接するコア側非塗布部Ｂ１と、電極組立体の外周側と隣接する外周側非塗布部Ｂ３と、コア側非塗布部Ｂ１と外周側非塗布部Ｂ３との間に介在された中間非塗布部Ｂ２と、を含む。
【0177】
コア側非塗布部Ｂ１、外周側非塗布部Ｂ３及び中間非塗布部Ｂ２は、電極板４０がゼリーロール型の電極組立体として巻き取られたとき、各々コア側に隣接する領域の非塗布部と、外周側に隣接する領域の非塗布部と、これらを除いた残りの領域の非塗布部に定義され得る。Ｂ１とＢ２の境界は、電極組立体のコア側から外周側へ進みながら非塗布部の高さ（または変化パターン）が実質的に変わる地点、または電極組立体の半径を基準にして所定％の地点（例えば、半径の５％、１０％、１５％地点など）として適切に定義され得る。Ｂ２とＢ３の境界は、電極組立体の外周側からコア側へ進みながら非塗布部の高さ（または変化パターン）が実質的に変わる地点、または電極組立体の半径を基準にして所定％の地点（例えば、半径の８５％、９０％、９５％地点など）として定義され得る。Ｂ１とＢ２の境界及びＢ２とＢ３の境界が特定されると、中間非塗布部Ｂ２は自然に特定され得る。もし、Ｂ１とＢ２の境界のみが特定される場合、Ｂ２とＢ３の境界は電極組立体の外周側付近の地点で適切に選択可能である。一方、Ｂ２とＢ３の境界のみが特定される場合、Ｂ１／Ｂ２の境界は、電極組立体のコア側付近の地点で適切に選択可能である。第１実施例において、非塗布部４３の高さは一定ではなく、巻取方向Ｘにおいて相対的な差がある。即ち、外周側非塗布部Ｂ３の高さ（Ｙ軸方向の長さ）は、コア側非塗布部Ｂ１及び中間非塗布部Ｂ２よりも相対的に小さい。
【0178】
図８は、本発明の第２実施例による電極板４５の構造を示した平面図である。
【0179】
図８を参照すると、第２実施例の電極板４５は、第１実施例と比較して外周側非塗布部Ｂ３の高さが外周側へ進むほど漸進的に減少することのみが異なり、残りの構成は実質的に同一である。
【0180】
一変形例において、外周側非塗布部Ｂ３は、高さが段階的に減少する階段状（点線参照）に変形可能である。
【0181】
図９は、本発明の第３実施例による電極板５０の構造を示した平面図である。
【0182】
図９を参照すると、第３実施例の電極板５０は、コア側非塗布部Ｂ１と外周側非塗布部Ｂ３の高さは、中間非塗布部Ｂ２よりも相対的に小さい。また、コア側非塗布部Ｂ１と外周側非塗布部Ｂ３の高さは同一であるか、または相異なり得る。
【0183】
望ましくは、中間非塗布部Ｂ２の高さは、コア側から外周側へ進むほど段階的に増加する階段状であり得る。
【0184】
第１パターン～第７パターンは、非塗布部４３の高さが変化する位置を中心にして中間非塗布部Ｂ２を区分したものである。望ましくは、パターンの数と各パターンの高さ（Ｙ軸方向の長さ）と幅（Ｘ軸方向の長さ）は、非塗布部４３の折曲過程で応力を最大限に分散させるように調節され得る。応力分散は、非塗布部４３の破れを防止するためである。
【0185】
コア側非塗布部Ｂ１の幅ｄＢ１は、中間非塗布部Ｂ２のパターンをコア側へ折り曲げたとき、電極組立体コアの空洞を遮らない条件を適用して設計する。
【0186】
一例として、コア側非塗布部Ｂ１の幅ｄＢ１は、パターン１の折曲長さに比例して増加し得る。折曲長さは、パターンの折曲地点を基準にしたパターンの高さとなる。
【0187】
具体的な例において、電極板６０が、フォームファクターが４６８００である円筒形セルの電極組立体の製造に使用される場合、コア側非塗布部Ｂ１の幅ｄＢ１は、電極組立体コアの直径に応じて１８０～３５０ｍｍに設定し得る。
【0188】
一実施例において、各パターンの幅は、電極組立体の同じ巻取ターンを構成するように設計され得る。
【0189】
一変形例において、中間非塗布部Ｂ２の高さは、コア側から外周側へ進むにつれて増加してから減少する階段状であり得る。
【0190】
他の変形例において、外周側非塗布部Ｂ３は、第２実施例と同じ構造を有するように変形され得る。
【0191】
また、他の変形例において、中間非塗布部Ｂ２に適用されたパターン構造が外周側非塗布部Ｂ３まで拡張され得る（点線参照）。
【0192】
図１０ａは、本発明の第４実施例による電極板６０の構造を示した平面図である。
【0193】
図１０ａを参照すると、第４実施例の電極板６０は、コア側非塗布部Ｂ１と外周側非塗布部Ｂ３の高さが、中間非塗布部Ｂ２よりも相対的に小さい。また、コア側非塗布部Ｂ１と外周側非塗布部Ｂ３の高さは同一であるか、または異なり得る。
【0194】
望ましくは、中間非塗布部Ｂ２は、少なくとも一部区間が複数の分節片６１を含み得る。複数の分節片６１は、コア側から外周側へ進むにつれて高さが段階的に増加し得る。
【0195】
本発明において、前記分節片は、その全部または少なくとも一部が電極組立体の半径方向（巻取中心方向）または半径と反対方向へ折り曲げられる。前記分節片の折曲は、ノッチング谷（切開溝の底部）から上方へ所定の高さに離隔した位置で行われ得る。本願発明において、前記分節片が外力によって実際に中心方向へ曲げられて発生した部分において接線の傾きが４５゜以下になり始める地点を折曲地点とする。前記接線の傾きとは、折曲地点に対する接線と、電極組立体の巻取軸に対して垂直な平面とがなす角度を意味する。一方、前記折曲地点を含み、基準線と水平な線を折曲線とする。
【0196】
一方、本発明において、前記複数の切開溝のノッチング谷に対応する高さは、互いに同一または相違し得る。
【0197】
前記高さが互いに同じ場合には、ノッチング谷の高さを巻取方向Ｘへ延ばした仮想の直線を基準線にする。
【0198】
もし、切開溝のノッチング谷の多くが特定の高さに位置し、一部の切開溝のノッチング谷の高さのみが前記特定の高さと異なる場合には、前記基準線は、前記特定の高さに対応する高さに決定され得る。例えば、ノッチング谷の５０％以上が特定の高さに位置する場合には、前記基準線はこれらノッチング谷の高さに対応する高さとして決定され得る。または、巻取方向において最多の長さを占める切開溝のノッチング谷の高さを基準にして前記基準線を決定し得る。例えば、巻取方向において切開溝のノッチング谷が占める全長において２／３程度が第１高さを有しており、巻取方向において切開溝のノッチング谷が占める全長の残り１／３となる切開溝のノッチング谷の高さが第１高さと異なる場合、前記基準線は、前記第１高さに対応する位置として規定され得る。
【0199】
なお、切開溝のノッチング谷の高さが特定の高さに集中していない場合（最多に集中した切開溝が５０％未満である場合）、前記基準線は、前記切開溝のノッチング谷の高さを平均した高さとして決定され得る。例えば、切開溝のノッチング谷の高さがｘであるものが巻取方向において占める長さが３０％であり、切開溝のノッチング谷の高さがｙであるものが巻取方向において占める長さが３０％であり、切開溝のノッチング谷の高さがｚであるものが巻取方向において占める長さが４０％であれば、基準線は、ｘ×０．３＋ｙ×０．３＋ｚ×０．４になり得る。前記ノッチング谷の高さは、巻取軸方向に対する任意の垂線を基準にした特定の地点における相対的な距離であり得る。例えば、前記切開溝の高さは、第２側部からの切開溝までの距離を基準にし得る。
【0200】
一方、本発明の一実施様態において、前記折曲地点は、前記ノッチング谷から約２ｍｍ～３ｍｍの上方に位置し、基準線と平行に配置され得る。
【0201】
一方、本発明の一実施様態において、前記基準線は、前記非塗布部において最小高さを有する地点を巻取方向Ｙへ延ばした線と同一であるか、または相違し得る。具体的な一実施様態において、前記基準線は、前記非塗布部において最小高さを有する地点を巻取方向へ延ばした線と同一であり得る。
【0202】
分節片６１は、レーザーでノッチングされたものであり得る。分節片６１は、超音波カッティングや打抜けなど公知の金属箔のカッティング工程によって形成し得る。
【0203】
第４実施例において、非塗布部４３の折曲加工時、活物質層４２及び／または絶縁コーティング層４４の損傷を防止するために、分節片６１の間の切断ラインの下端と活物質層４２との間に所定の隙間をおくことが望ましい。非塗布部４３が折り曲げられるとき、切断ラインの下端付近に応力が集中するためである。隙間は、０．２～４ｍｍであることが望ましい。隙間が当該数値範囲に調節されると、非塗布部４３の折曲加工時に発生する応力によって切断ラインの下端付近の活物質層４２及び／または絶縁コーティング層４４が損傷することを防止することができる。また、隙間は、分節片６１のノッチングまたはカッティング時に公差による活物質層４２及び／または絶縁コーティング層４４の損傷を防止し得る。望ましくは、電極板４０が電極組立体として巻き取られたとき、絶縁コーティング層４４の少なくとも一部は、分離膜の外側に露出し得る。この場合、分節片６１が折り曲げられるとき、絶縁コーティング層４４がノッチング谷を支持し得る。
【0204】
前記分節片のノッチング谷と前記活物質層との間の隙間は、望ましくは１．０ｍｍ以上であり得る。これは、当該電極が負極である場合にさらに有効であり得る。
【0205】
前記分節片のノッチング谷と前記活物質層との間の隙間は、より望ましくは２．０ｍｍ以上であり得る。これは、当該電極が正極である場合にさらに有効であり得る。
【0206】
上記範囲よりも小さい隙間は、上述した損傷防止効果を充分に発揮せず、上記範囲よりも大きい隙間は、損傷防止効果は増加することなく電極の容量のみが減少する結果をもたらし得る。
【0207】
前記活物質層がコーティングされていない非塗布部領域と、前記活物質層がコーティングされた領域との境界部位は絶縁層によってカバーされてもよく、この際、前記分節片のノッチング谷と前記絶縁層との間にも所定の隙間が備えられ得る。
【0208】
このような隙間は、０．２ｍｍ～１．５ｍｍであり得る。
【0209】
上記範囲よりも小さい隙間は、上述した損傷防止効果を充分に発揮せず、上記範囲よりも大きい隙間は、損傷防止効果は増加せず絶縁コーティング層の分節片に対する折曲支持効果を減少させる結果をもたらし得る。
【0210】
複数の分節片６１は、コア側から外周側へ進むにつれ、複数の分節片グループをなし得る。同じ分節片グループに属した分節片の幅、高さ及び離隔ピッチは、実質的に同一であり得る。
【0211】
【0212】
【0213】
【0214】
前記図面を参照して本願発明の一実施様態を例を挙げて説明すると、前記非塗布部は複数の分節片を含み、前記複数の分節片間のノッチング谷の深さは、互いに同一であり得る。この際、前記ノッチング谷の深さに対応する地点を延ばした線を基準線とする。
【0215】
この際、前記基準線は、前記コア側非塗布部、外周側非塗布部及び中間非塗布部のうち最も小さい高さを前記非塗布部の両端部に連結した線に対応し得る。
【0216】
本発明において、前記分離膜の幅方向の末端ＳＬは、前記折曲地点と基準線ＤＬとの間に位置するか、または基準線から電極組立体の内側方向に位置する。ここで、前記電極組立体の外側方向とは、電極板の活物質層から非塗布部側に向かう方向、即ち、第１側部に向かう方向を意味し、内側方向とは、外側方向の反対方向、即ち、第２側部に向かう方向を意味する。
【0217】
また、本発明の一実施様態において、前記電極組立体は、前記折り曲げられた分節片のうち隣接する巻回ターンの分節片が半径方向または反対方向へ連続的に重畳して巻取軸方向の上端または下端に形成された表面領域を有し得る。この際、前記表面領域において巻取軸方向の最大高さ（最高点）と前記基準線との間の最短距離を表面領域の高さＨＳとするとき、前記分離膜の幅方向の末端が前記基準線を基準にして前記表面領域の高さＨＳの９０％以内に前記電極組立体の外側方向に位置するか、または前記電極組立体の内側方向に配置され得る。
【0218】
本発明の一具現例によれば、分離膜の幅方向の端部が前記基準線に近く位置するように制御することで、電解液がノッチング谷（空き空間）に沿って電極組立体内へ流入するので含浸に有利である。具体的には、電解液が電極組立体に投入され、この際、電解液は分節片間の切開溝へ移動し、この際、ノッチング谷、即ち、前記基準線に近接して位置する分離膜の末端にさらに電解液が含浸され、最終的には電極の活物質層内へ含浸するようになる。その結果、電極組立体内における電解液の含浸均一性が増加する。
【0219】
前記分離膜の幅方向の末端がゼリーロールの外側、即ち、電極組立体の外側方向へ外れるほど溶接特性に否定的な影響を与えるようになり、前記分離膜の幅方向の末端がゼリーロールの内側、即ち、電極組立体の内側方向へ進むほど正極と負極が短絡する危険が大きくなるため、問題になり得る。
【0220】
そこで、本発明の前記分離膜の幅方向の末端が前記基準線を基準にして前記電極組立体の外側方向に位置するか、または前記分離膜の幅方向の末端が前記基準線を基準にして前記電極組立体の内側方向に位置するようにし、より望ましくは、表面領域の高さＨＳに対して９０％以下に配置されるように制御する。
【0221】
一方、本発明の一実施様態において、複数の分節片のうち折り曲げられた分節片の中で最も小さい高さを有する分節片を最小折曲分節片とすると、前記分離膜の幅方向の末端が前記基準線を基準にして前記最小折曲分節片の高さＨａの５０％未満、４０％以内、３０％以内、２０％以内または１０％以内に前記電極組立体の外側方向（第１側部方向）に位置し得る。望ましくは、３０％以内に電極組立体の外側方向に位置し得る。この際、前記分離膜は、前記分節片間の切開溝のノッチング谷が分離膜によって覆われて露出しないように配置され得る。
【0222】
分離膜の位置が前記範囲を超過して分節片の第１末端により近く配置される場合には、後に分節片を溶接するとき、分離膜が熱によって損傷する恐れがある。さらに他の実施様態によれば、前記分離膜の幅方向の末端が前記基準線を基準にして前記最小折曲分節片の高さＨａの３０％以内、２０％以内または１０％以内に前記電極組立体の内側方向（第２側部方向）に位置し得る。このように基準線の下方に配置される場合には、前記ノッチング谷の全部または少なくとも一部が分離膜によって覆われることなく露出され得る。
【0223】
前記図７ｂ、図７ｃ、図９ｂまたは図９ｃによれば、第１グループの分節片が最小折曲分節片であってもよく、分離膜の幅方向の一側末端が基準線を基準にして前記最小折曲分節片の高さＨａの５０％未満または３０％以内に前記電極組立体の外側方向（第１側部方向）に位置するか、または前記分離膜の幅方向の末端が前記基準線を基準にして前記最小折曲分節片の高さＨａの３０％以内に前記電極組立体の内側方向（第２側部方向）に位置し得る。より具体的には、前記第１グループの分節片が最小折曲分節片であってもよく、分離膜の幅方向の一側末端が基準線を基準にして前記最小折曲分節片の高さＨａの３０％以内に前記電極組立体の外側方向（第１側部方向）に位置し得る。図７ｂまたは図９ｂを参照すれば、分離膜の一側末端が基準線の上方に配置されると、分離膜の一側末端はＨｂの間に位置する。ここで、Ｈｂの最大長さは、最小折曲分節片の高さ（長さ）の５０％未満である。一方、分離膜の一側末端がＤＬの下方に位置する場合には、Ｈｂの最大長さは最小折曲分節片の高さの３０％である。
【0224】
即ち、本発明において分離膜を配置する基準となる分節片は、折り曲げられた分節片のうちその高さが最小である分節片を意味し得、それを最小折曲分節片とする。
【0225】
本発明の具体的な一実施様態において、前記最小折曲分節片は２ｍｍ以上であってもよく、この際、前記最小折曲分節片の高さは折曲地点の高さよりも高い。分節片の高さが２ｍｍ未満である場合、分離膜と分節片との干渉によって分節片の折曲げが円滑に行われない可能性がある。このことから、前記最小分節片は、２ｍｍ以上の高さを有する分節片のうちで決定され得る。
【0226】
本発明の一実施様態によれば、前記最小折曲分節片において、前記折曲線を基準にして基準線から折曲線までの高さＡは、折曲線から分節片の高さＢまでの長さと同一であるか、または長くてもよい。または、前記最小折曲分節片において、前記折曲線を基準にして基準線から折曲線までの高さＡは、折曲線から分節片の高さＢまでの長さと同一であるか、または短くてもよい。
【0227】
また、本発明の一具現例において、前記電極組立体は、前記最小折曲分節片よりも高さが小さい分節片（分節片Ａ）をさらに含み得る。この際、前記分節片Ａは折り曲げられていない。具体的な実施様態において、前記分節片Ａは、複数の分節片のうち他の分節片に比べてコア部に近く配置され得る。
【0228】
本発明の一具現例において、前記電極組立体は、前記最小折曲分節片よりも高さが小さい分節片を含まず、前記最小折曲分節片が最小分節片であり得る。
【0229】
本発明の一具現例によれば、前記分離膜の幅方向の末端が前記基準線を基準にして１．５ｍｍ以内に前記電極組立体の外側方向に位置するか、または前記分離膜の幅方向の末端が前記基準線を基準にして１．５ｍｍ以内に前記電極組立体の内側方向に位置し得る。
【0230】
図１１は、本発明の実施例による分節片６１の幅、高さ及び離隔ピッチの定義を示した図である。
【0231】
図１１を参照すると、分節片６１の幅Ｃ１、高さＣ２及び離隔ピッチＣ３は、非塗布部４３の折曲加工時における非塗布部４３の破れを防止し、溶接強度を向上させるために非塗布部４３の重畳レイヤー数を充分に増加させながら非塗布部４３の異常変形を防止するように設計する。異常変形は折曲地点Ｃ４の下部の非塗布部が直線状態を維持できずに潰れ、不規則に変形されることを意味する。
【0232】
本発明の一実施様態によれば、望ましくは、分節片６１の幅Ｃ１は、１～６ｍｍの範囲で調節し得る。Ｃ１が１ｍｍ未満であれば、分節片６１がコア側へ折り曲げられたとき、溶接強度を充分に確保可能なほどに重畳しない領域または空間（隙間）が発生する。一方、Ｃ１が６ｍｍを超過すると、分節片６１が折り曲げられるとき、折曲地点Ｃ４付近の非塗布部４３が応力によって破れる可能性がある。また、分節片６１の高さは２～１０ｍｍの範囲で調節し得る。Ｃ２が２ｍｍ未満であれば、分節片６１がコア側へ折り曲げられたとき、溶接強度を充分に確保可能な程度に重畳しない領域または空間（隙間）が発生する。一方、Ｃ２が１０ｍｍを超えると、巻取方向Ｘへ非塗布部の平坦度を均一に維持して電極板を製造しにくい。即ち、非塗布部の高さが高くなり、うねりが発生する。
【0233】
また、分節片６１の離隔ピッチＣ３は、０．０５～１ｍｍの範囲で調節し得る。Ｃ３が０．０５ｍｍ未満であれば、分節片６１が折り曲げられるとき、応力によって折曲地点Ｃ４付近の非塗布部４３が破れ得る。一方、Ｃ３が１ｍｍを超過すると、分節片６１が折り曲げられたときに溶接強度を充分に確保可能な程度に分節片６１が互いに重畳しない領域または空間（隙間）が発生し得る。
【0234】
本発明の一実施様態において、前記二つの分節片のコーナーの間は、真っすぐに連結され得る。即ち、前記切開溝の底部は、巻取方向Ｘへ延びた扁平な直線状で備えられ得る。前記コーナー部位には、ラウンド補強部が付加され得る。
【0235】
前記ラウンド補強部の半径ｒは、０．０２ｍｍ以上であり得る。当該半径がそれ以上になれば、応力分散の効果を確実に図ることができる。前記ラウンド補強部の半径は０．１ｍｍ以下であり得る。当該半径が０．１ｍｍを超過すると、応力分散効果はそれ以上に増加せず、切開溝の底部付近の空間が減少して、電解液の含浸性が阻害され得る。
【0236】
図１０ａをさらに参照すると、コア側非塗布部Ｂ１の幅ｄＢ１は、中間非塗布部Ｂ２の分節片６１をコア側へ折り曲げたとき、電極組立体のコアの空洞を遮らない条件を適用して設計する。
【0237】
一例で、コア側非塗布部Ｂ１の幅ｄＢ１は、グループ１の分節片６１の折曲長さに比例して増加し得る。
【0238】
具体的な例において、電極板６０が、フォームファクターが４６８００である円筒形セルの電極組立体を製造するのに使用される場合、コア側非塗布部Ｂ１の幅ｄＢ１は電極組立体コアの直径に応じて１８０～３５０ｍｍに設定し得る。
【0239】
一実施例で、各分節片グループの幅は、電極組立体の同じ巻取ターンを構成するように設計され得る。
【0240】
一変形例において、同じ分節片グループに属した分節片６１の幅及び／または高さ及び／または離隔ピッチは、グループ内で漸進的に及び／または段階的に及び／または不規則的に増加または減少し得る。
【0241】
第１グループから第７グループは、分節片グループの一例に過ぎない。グループの数と、各グループに含まれる分節片６１の数は、非塗布部４３の折曲過程で応力を最大限に分散させて溶接強度を充分に確保できるように分節片６１が多重に重畳するように調節され得る。
【0242】
他の変形例において、外周側非塗布部Ｂ３の高さは第１実施例及び第２実施例と同様に漸進的にまたは段階的に減少し得る。また、中間非塗布部Ｂ２の分節構造は、外周側非塗布部Ｂ３まで拡張可能である（点線参照）。この場合、外周側非塗布部Ｂ３も中間非塗布部Ｂ２と同様に複数の分節片を含み得る。この場合、外周側非塗布部Ｂ３の分節片は、幅及び／または高さ及び／または離隔ピッチが中間非塗布部Ｂ２よりも大きくなってもよい。
【0243】
具体的な例において、電極板６０が、フォームファクターが４６８００である円筒形セルの電極組立体を製造するのに使用される場合、８個のグループとして分節片が形成され得る。ここで、第１グループから第７グループの分割片は、中間非塗布部Ｂ２に形成され、第８グループの分節片は、前述した変形例のように外周側非塗布部Ｂ３に形成され得る。
【0244】
具体的な例において、コア側非塗布部Ｂ１の幅ｄＢ１は１８０～３５０ｍｍであり得る。第１グループの幅は、コア側非塗布部Ｂ１の幅に対して３５～４０％であり得る。第２グループの幅は、第１グループの幅に対して１３０～１５０％であり得る。第３グループの幅は、第２グループの幅に対して１２０～１３５％であり得る。第４グループの幅は、第３グループの幅に対して８５～９０％であり得る。第５グループの幅は、第４グループの幅に対して１２０～１３０％であり得る。第６グループの幅は、第５グループの幅に対して１００～１２０％であり得る。第７グループの幅は、第６グループの幅に対して９０～１２０％であり得る。第８グループの幅は、第７グループの幅に対して１１５～１３０％であり得る。
【0245】
第１グループから第８グループの幅が一定の増加または減少パターンを示さない理由は、分節片の幅は第１グループから第８グループへ進むほど徐々に増加するが、グループ内に含まれる分節片の数は整数個に制限されるためである。そのため、特定の分節片グループでは、分節片の数が減少し得る。したがって、グループの幅は、コア側から外周側へ進むにつれ、前記の例示のように不規則な変化の様相を示し得る。
【0246】
即ち、電極組立体の半径方向に連続して隣接する３個の分節片グループ各々に対する巻取方向の幅を、各々Ｗ１、Ｗ２及びＷ３としたとき、Ｗ２／Ｗ１より もＷ３／Ｗ２が小さい分節片グループの組合せを含み得る。
【0247】
前記具体的な例において、第４～第６グループがこれに該当する。第４グループに対する第５グループの幅の割合は１２０～１３０％であり、第５グループに対する第６グループの幅の割合は１００～１２０％であって、その値が１２０～１３０％よりも小さい。
【0248】
図１２ａは、本発明の第５実施例による電極板７０の構造を示した平面図である。
【0249】
図１２ａを参照すると、第５実施例の電極板７０は、第４実施例と比較して分節片６１’の形状が四角形から台形に変更されたことを除いては、残りの構成は第４実施例（または変形例）と実質的に同一である。
【0250】
図１３は、台形分節片６１’の幅、高さ及び離隔ピッチの定義を示す。
【0251】
図１３を参照すると、分節片６１’の幅Ｄ１、高さＤ２及び離隔ピッチＤ３は、非塗布部４３の折曲加工時、折曲地点Ｄ４付近の非塗布部４３が破れることを防止し、十分な溶接強度を確保するために非塗布部４３の重畳レイヤー数を充分に増加させながら非塗布部４３の異常変形を防止するように設計する。
【0252】
望ましくは、分節片６１’の幅Ｄ１は１～６ｍｍの範囲で調節し得る。Ｄ１が１ｍｍ未満であれば、分節片６１’がコア側へ折り曲げられたとき、溶接強度が充分に確保可能な程度に分節片６１’が重畳しない領域や空間（隙間）が発生し得る。一方、Ｄ１が６ｍｍを超過すると、分節片６１が折り曲げられるとき、折曲地点Ｄ４付近の非塗布部４３が応力によって破れる可能性がある。また、分節片６１’の高さは２～１０ｍｍの範囲で調節し得る。Ｄ２が２ｍｍ未満であれば、分節片６１’がコア側へ折り曲げられたとき、溶接強度が充分に確保可能な程度に分節片６１’が重畳しない領域や空間（隙間）が発生し得る。一方、Ｄ２が１０ｍｍを超えると、巻取方向へ非塗布部４３の平坦度を均一に維持しながら電極板を製造しにくい。また、分節片６１’の離隔ピッチＤ３は、０．０５～１ｍｍの範囲で調節し得る。Ｄ３が０．０５ｍｍ未満であれば、分節片６１’が折り曲げられるとき、応力によって折曲地点Ｄ４付近の非塗布部４３が破れ得る。一方、Ｄ３が１ｍｍを超過すると、分節片６１’が折り曲げられたとき、溶接強度が充分に確保可能な程度に分節片６１’が互いに重畳しない領域や空間（隙間）が発生し得る。
【0253】
前記分節片が台形の形態であるとき、離隔ピッチＤ３は、隣接する二つの分節片６１’のコーナーの間の距離として規定され得る。隣接する二つの分節片のコーナーの間は直線形態で連結され得る。即ち、切開溝の底部は、巻取方向Ｘへ延びる扁平な直線形状で備えられ得る。
【0254】
前記コーナー部位には、ラウンド補強部がさらに提供され得る。これによって、コーナー部位に発生し得る応力集中現象を解消することができる。
【0255】
前記ラウンド補強部の半径ｒは、０．０２ｍｍ以上であり得る。当該半径がそれ以上になれば、応力分散の効果を確実に図ることができる。
【0256】
前記ラウンド補強部の半径は、０．１ｍｍ以下であり得る。当該半径が０．１ｍｍを超過すると、応力分散の効果はそれ以上増加せず、切開溝の底部付近の空間が減少して電解液の含浸性が阻害され得る。
【0257】
前記離隔ピッチＣ３、Ｄ３は、それを規定する隣接する分節片６１、６１’の巻取方向において測定される幅の大きさＣ１、Ｄ１に関連して決定され得る。例えば、分節片の巻取方向の幅が増加するほど、これらの間の離隔ピッチも増加する傾向を有することが望ましい。これによって、電極組立体の巻取方向に沿って電解液の含浸を均一に分布させることが可能である。
【0258】
前記分節片の巻取方向の幅は、前記電極組立体のコア側から外周側へ進むほど次第に増加するように設定し得る。前記分節片の巻取方向の幅は、前記電極組立体のコア側から外周側へ進むほど、漸進的に増加するか、または段階的に増加し得る。例えば、前記分節片の巻取方向の幅Ｃ１、Ｄ１は、１～６ｍｍの範囲内に存在し、コア側へ進むほど小さくなり、外周側へ進むほど大きくなり得る。
【0259】
これによって、前記離隔ピッチＣ３、Ｄ３も、０．５～１ｍｍの範囲内に存在し、前記電極組立体のコア側から外周側へ進むほど、漸進的に増加するか、または段階的に増加し得る。
【0260】
第５実施例において、複数の分節片６１’は、コア側から外周側へ進むほど台形の下部内角θが増加し得る。電極組立体７０の半径が増加すると、曲率が増加する。もし、分節片６１’の下部内角θが電極組立体の半径が増加するにつれて共に増加すると、分節片６１’が折り曲げられるとき、半径方向及び円周方向へ発生する応力を緩和させることができる。また、下部内角θが増加すると、分節片６１’が折り曲げられたとき、内側の分節片６１’と重畳する面積及び重畳レイヤー数も共に増加することで、半径方向及び円周方向において溶接強度が均一に確保でき、折曲面を平坦に形成できる。
【0261】
一例で、電極板７０が、フォームファクターが４６８００である円筒形セルの電極組立体を製造するのに使用される場合、電極組立体７０の半径が４ｍｍから２２ｍｍまで増加するとき、分節片６１’の内角は６０°～８５°区間で段階的に増加し得る。
【0262】
一変形例において、外周側非塗布部Ｂ３の高さは、第１実施例及び第２実施例と同様に漸進的にまたは段階的に減少し得る。また、中間非塗布部Ｂ２の分節構造は、外周側非塗布部Ｂ３まで拡張可能である（点線参照）。この場合、外周側非塗布部Ｂ３も、中間非塗布部Ｂ２と同様に複数の分節片を含み得る。この場合、外周側非塗布部Ｂ３の分節片は、幅及び／または高さ及び／または離隔ピッチが中間非塗布部Ｂ２よりも大きくてもよい。
【0263】
第４実施例及び第５実施例のように、中間非塗布部Ｂ２が複数の分節片６０、６０’を含むとき、各分節片６０、６０’の形状は、三角形、半円形、半楕円形、平行四辺形などに変更が可能である。
【0264】
また、中間非塗布部Ｂ２の領域に応じて分節片６０、６０’の形状を相違に変更することも可能である。一例で、応力が集中する区間は、応力分散に有利なラウンド形状（例えば、半円形、半楕円形など）を適用し、応力が相対的に低い区間は、面積が最大限に広い多角形状（例えば、四角形、台形、平行四辺形など）を適用し得る。
【0265】
第４実施例及び第５実施例において、中間非塗布部Ｂ２の分節構造は、コア側非塗布部Ｂ１にも適用可能である。但し、コア側非塗布部Ｂ１に分節構造が適用されると、コアの曲率半径に沿って中間非塗布部Ｂ２の分節片６０、６０’が折り曲げられるとき、コア側非塗布部Ｂ１の端部が外周側へ反る逆成形（ｒｅｖｅｒｓｅ ｆｏｒｍｉｎｇ）現象が発生し得る。そのため、コア側非塗布部Ｂ１には、分節構造が存在しないか、または分節構造を適用するとしてもコアの曲率半径を考慮して分節片６０、６０’の幅及び／または高さ及び／または離隔ピッチを逆成形が発生しない水準に調節することが望ましい。
【0266】
このような逆成形が発生し得る分節片の高さは、約３ｍｍ未満であり得る。また、分節片の高さが２ｍｍ未満である場合、分節片と分離膜に干渉が発生して折曲が容易ではないことがある。また、分節片の高さが４ｍｍ未満である場合には、分節片の溶接工程が円滑ではないこともある。そこで、折曲を考慮して分節片の最小高さＨｍｉｎは２ｍｍ以上、または３ｍｍ以上、または４ｍｍ以上または５ｍｍ以上であり得る。これによって、最小折曲分節片の高さは２ｍｍ以上、または３ｍｍ以上、または４ｍｍ以上または５ｍｍ以上であり得る。
【0267】
したがって、基準線ＤＬを基準にして、非塗布部で折曲可能な最小高さＨｍｉｎ（例えば、前述した２ｍｍまたは３ｍｍまたは４ｍｍまたは５ｍｍ）以上の高さを有する分節片のうち折り曲げられる最小折曲分節片の高さＨａの±３０％範囲（基準線基準）内に分離膜の幅方向の末端ＳＬが存在すると、含浸性を大幅に高めることができる。即ち、分離膜の幅方向の末端ＳＬの位置を規定する最小分節片を決定することにおいて、逆成形が発生する恐れのある分節片や折曲げを行わない分節片は除外してもよい。
【0268】
他の観点で説明すると、基準線ＤＬを基準にして、非塗布部に存在する最小折曲分節片の高さＨａ及び前記折曲可能な最小高さＨｍｉｎのうち大きい高さｍａｘ（Ｈａ，Ｈｍｉｎ）の±３０％範囲内に分離膜の幅方向の末端ＳＬが存在すると、含浸性を大幅に高めることができる。
【0269】
また、他の観点で説明すれば、基準線ＤＬを基準にして、前記折曲可能な最小高さＨｍｉｎの±３０％範囲内に分離膜の幅方向における末端ＳＬが存在すると、電解液の含浸性を大幅に高めることができる。これは、基準線ＤＬ±１．５ｍｍまたは基準線ＤＬ±１．２ｍｍ、または基準線ＤＬ±０．９ｍｍ、または基準線ＤＬ±０．６ｍｍの範囲であり得る。
【0270】
または、前記分離膜の幅方向の末端位置は、ＤＬ±０．３Ｈａの範囲であり、かつＤＬ±１．５ｍｍの範囲に存在するか、または前記分離膜の幅方向の末端位置は、ＤＬ±０．３Ｈａの範囲であり、かつＤＬ±１．２ｍｍの範囲に存在するか、または前記分離膜の幅方向の末端位置はＤＬ±０．３Ｈａの範囲であり、かつＤＬ±０．９ｍｍの範囲に存在するか、または前記分離膜の幅方向の末端位置は、ＤＬ±０．３Ｈａの範囲であり、かつＤＬ±０．６ｍｍの範囲に存在し得る。
【0271】
上述した実施例（変形例）の電極板構造は、ゼリーロール型の電極組立体に含まれた極性の異なる第１電極板及び第２電極板の少なくとも一つに適用され得る。また、第１電極板及び第２電極板のいずれか一つに実施例（変形例）の電極構造が適用される場合、他の一つには従来の電極板構造が適用され得る。また、第１電極板及び第２電極板に適用された電極板構造は互いに同一ではなく、相異なり得る。
【0272】
一例で、第１電極板と第２負極が各々正極板及び負極板であるとき、第１電極板には実施例（変形例）のいずれか一つが適用され、第２電極板には従来の電極板構造（図１参照）が適用され得る。
【0273】
他例で、第１電極板と第２負極板が各々正極板及び負極板であるとき、第１電極板には、実施例（変形例）のいずれか一つが選択的に適用され、第２電極板には実施例（変形例）のいずれか一つが選択的に適用され得る。
【0274】
本発明において、正極板にコーティングされる正極活物質と負極板にコーティングされる負極活物質は、当業界における公知の活物質であれば、制限なく使用され得る。
【0275】
前記正極活物質は、リチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ２）、リチウムニッケル酸化物（ＬｉＮｉＯ２）などの層状化合物または一種以上の遷移金属に置き換えられた化合物；化学式Ｌｉ１＋ｘＭｎ２－ｘＯ４（ここで、ｘは０～０．３３である。）、ＬｉＭｎＯ３、ＬｉＭｎ２Ｏ３、ＬｉＭｎＯ２などのリチウムマンガン酸化物（ＬｉＭｎＯ２）；リチウム銅酸化物（Ｌｉ２ＣｕＯ２）；ＬｉＶ３Ｏ８、ＬｉＶ３Ｏ４、Ｖ２Ｏ５、Ｃｕ２Ｖ２Ｏ７などのバナジウム酸化物；化学式ＬｉＮｉ１－ｘＭｘＯ２（ここで、Ｍ＝Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇ、ＢまたはＧａであり、ｘ＝０．０１～０．３である。）で表されるニッケルサイト型リチウムニッケル酸化物（ｌｉｔｈｉａｔｅｄ ｎｉｃｋｅｌ ｏｘｉｄｅ）；化学式ＬｉＭｎ２－ｘＭｘＯ２（ここで、Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、ＺｎまたはＴａであり、ｘ＝０．０１～０．１である。）またはＬｉ２Ｍｎ３ＭＯ８（ここで、Ｍ＝Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＣｕまたはＺｎである。）で表されるリチウムマンガン複合酸化物；化学式のリチウム一部がアルカリ土類金属イオンに置き換えられたＬｉＭｎ２Ｏ４；ジスルフィド化合物；Ｆｅ２（ＭｏＯ４）３またはこれらの組合せによって形成される複合酸化物などのようにリチウム吸着物質（ｌｉｔｈｉｕｍ ｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌ）を主成分にし、前記のような種類が挙げられるが、これらに限定されることではない。
【0276】
本発明において、前記正極活物質は、一つの一次粒子からなる単粒子または１０個以下の一次粒子の凝集体である疑似単粒子の形態である。
【0277】
従来には、バッテリーセルの正極活物質として数十～数百個の一次粒子が凝集した球状の二次粒子を使用することが通常であった。しかし、このように多くの一次粒子が凝集した二次粒子の形態の正極活物質の場合、正極の製造時に圧延工程で一次粒子が離れるような粒子割れが発生しやすく、充放電過程で粒子の内部にクラックが発生するという問題点がある。正極活物質の粒子割れや粒子の内部にクラックが発生する場合、電解液との接触面積が増加するようになるため、電解液との副反応によるガス発生が増加するという問題点がある。円筒形バッテリーセルの内部でガス発生が増加すると、電池内部の圧力が増加して電池爆発が発生する危険がある。特に、円筒形バッテリーセルの体積を増加させる場合、体積増加によって電池内部の活物質の量が増加して、これによってガス発生量も大幅に増加するため、電池の発火及び／または爆発の危険性がさらに大きくなる。
【0278】
これに対して、一つの一次粒子からなる単粒子や一次粒子が１０個以下に凝集した疑似単粒子形態の正極活物質は、一次粒子が数十～数百個凝集している既存の二次粒子形態の正極活物質に比べて粒子強度が高いため、圧延時に粒子割れがほとんど発生しない。また、単粒子または疑似単粒子形態の正極活物質の場合、粒子を構成する一次粒子の個数が少ないため、充放電時に一次粒子の体積膨張及び収縮による変化が少なく、これによって粒子内部におけるクラックの発生も大幅に減少する。
【0279】
したがって、本発明のように単粒子または疑似単粒子からなる正極活物質を使用する場合、粒子割れ及び内部クラックの発生によるガス発生量を大幅に減少させることができ、これによって、大型の円筒形バッテリーセルにおいても優秀な安全性を具現することができる。本発明においては、正極活物質として単粒子または疑似単粒子形態の正極活物質のみを使用し、二次粒子形態の正極活物質は使用しない。二次粒子形態の正極活物質が含まれる場合、ガス発生抑制効果が落ちるため、大型の円筒形バッテリーセルへの適用時に十分な安全性が得られないためである。
【0280】
一方、本発明による単粒子または疑似単粒子形態の正極活物質は、平均粒径Ｄ５０が５μｍ以下、望ましくは１μｍ～５μｍ、より望ましくは２μｍ～５μｍであり得る。正極活物質の平均粒径Ｄ５０が前記範囲を満すと、抵抗増加を最小化することができる。
【0281】
単粒子または疑似単粒子形態の正極活物質は、粒子内部でリチウムイオンの移動経路となる一次粒子の間の界面に少なくため、二次粒子形態の正極活物質よりもリチウム移動性が落ち、これによって抵抗が増加するという問題点がある。このような抵抗増加は、粒子の大きさが大きくなるほどさらに深化し、抵抗が増加する場合、容量及び出力特性に悪影響を及ぼす。そのため、本発明の平均粒径Ｄ５０が５μｍ以下の小さい単粒子または疑似単粒子の正極活物質を適用して粒子内部におけるリチウムイオンの移動距離を最小化することで抵抗増加を抑制するようにした。
【0282】
前記正極活物質は、一次粒子の粒径が０．５μｍ～５μｍ、望ましくは１μｍ～５μｍ、より望ましくは２μｍ～５μｍであり得る。一次粒子の平均粒径が前記範囲を満たす場合、電気化学的特性が優秀な単粒子または疑似単粒子形態の正極活物質を形成し得る。一次粒子の平均粒径が小さすぎると、正極活物質を形成する一次粒子の凝集個数が多くなり、圧延時における粒子割れの発生を抑制する効果が落ち、一次粒子の平均粒径が大きすぎると、一次粒子の内部におけるリチウムの拡散経路が長くなり、抵抗が増加して出力特性が劣り得る。
【0283】
本発明において、前記正極活物質は、ユニモーダルな粒度分布を有することが望ましい。従来には正極活物質層の電極密度を向上させるために、平均粒径の大きい大粒径の正極活物質と平均粒径の小さい小粒径の正極活物質を混合して使用するバイモーダルな正極活物質がよく使用されてきた。しかし、前述したように、単粒子または疑似単粒子形態の正極活物質の場合、粒径が増加すると、リチウム移動経路が長くなって抵抗が大幅に増加するため、大粒径の粒子を混合して使用する場合、容量及び出力特性が低下する問題点が発生し得るので、ユニモーダルな分布を有する正極活物質を使用することが望ましい。
【0284】
一方、前記正極活物質は、リチウムニッケル系酸化物を含むものであってもよく、具体的には、下記の化学式１で表されるリチウムニッケル系酸化物を含み得る。
【0285】
［化学式１］
ＬｉａＮｉｂＣｏｃＭ１ ｄＭ２ ｅＯ２
前記化学式１において、Ｍ１は、Ｍｎ、Ａｌまたはこれらの組合せであり、望ましくはＭｎまたはＭｎ及びＡｌであり得る。
ＬｉａＮｉｂＣｏｃＭ１ ｄＭ２ ｅＯ２
前記化学式１において、Ｍ１は、Ｍｎ、Ａｌまたはこれらの組合せであり、望ましくはＭｎまたはＭｎ及びＡｌであり得る。
【0286】
前記Ｍ２は、Ｚｒ、Ｗ、Ｙ、Ｂａ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｔａ及びＮｂからなる群より選択される一種以上であり、望ましくはＺｒ、Ｙ、Ｍｇ及びＴｉからなる群より選択された一種以上であり、より望ましくはＺｒ、Ｙまたはこれらの組合せであり得る。Ｍ２元素は必須に含まれるものではないが、適切な量が含まれる場合、焼成時の粒成長を促進するか、または結晶構造を安定的に形成させる役割を果たし得る。
【0287】
前記ａは、リチウムニッケル系酸化物中のリチウムモル比を示し、０．８≦ａ ≦１．２、０．８５≦ａ≦１．１５、または０．９≦ａ≦１．２であり得る。リチウムのモル比が前記範囲を満たす場合、リチウムニッケル系酸化物の結晶構造が安定的に形成されることが可能である。
【0288】
前記ｂは、リチウムニッケル系酸化物中のリチウムを除いた全体金属中のニッケルのモル比を示し、０．８≦ｂ＜１、０．８２≦ｂ＜１、または０．８３≦ｂ＜１であり得る。ニッケルのモル比が前記範囲を満たす場合、高いエネルギー密度を示し、高容量の具現が可能である。
【0289】
前記ｃは、リチウムニッケル系酸化物中のリチウムを除いた全体金属中のコバルトのモル比を示し、０＜ｃ＜０．２、０＜ｃ＜０．１８、または０．０１≦ｃ≦０．１７であり得る。コバルトのモル比が前記範囲を満たす場合、良好な抵抗特性及び出力特性を具現することができる。
【0290】
前記ｄは、リチウムニッケル系酸化物中のリチウムを除いた全体金属中のＭ１元素のモル比を示し、０＜ｄ＜０．２、０＜ｄ＜０．１８、または０．０１≦ｄ≦０．１７であり得る。Ｍ１元素のモル比が前記範囲を満たす場合、正極活物質の構造安定性が優秀に示される。
【0291】
前記ｅは、リチウムニッケル系酸化物中のリチウムを除いた全体金属のうちＭ２元素のモル比を示し、０≦ｅ≦０．１、または０≦ｅ≦０．０５であり得る。
【0292】
一方、本発明による正極活物質は、必要に応じて、前記リチウムニッケル系酸化物粒子の表面に、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｂ、Ｆ、Ｐ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｖ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｓｒ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｉ及びＳからなる群より選択される一種以上のコーティング元素を含むコーティング層をさらに含み得る。望ましくは、前記コーティング元素は、Ａｌ、Ｂ、Ｃｏまたはこれらの組合せであり得る。
【0293】
リチウムニッケル系酸化物粒子の表面にコーティング層が存在する場合、コーティング層によって電解質とリチウム複合遷移金属酸化物の接触が抑制され、これによって電解質との副反応による遷移金属の溶出やガス発生を減少させる効果が得られる。
【0294】
前記正極活物質は、正極活物質層の全体重量に対して８０～９９重量％、望ましくは８５～９９重量％、より望ましくは９０～９９重量％含まれ得る。
【0295】
前記正極集電体は、例えば、３～５００μｍの厚さを有する。このような正極集電体は、電池に化学的変化を誘発せず、かつ導電性を有するものであれば、別に制限されない。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、焼成炭素、またはアルミニウムや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が使用され得る。電極集電体は、その表面に微細な凹凸を形成して正極活物質の接着力を高めることも可能であり、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。
【0296】
前記正極活物質粒子には、導電材がさらに混合され得る。このような導電材は、例えば、正極活物質を含む混合物の全体重量を基準にして１～５０重量％添加される。このような導電材は、電池に化学的変化を誘発せず、かつ高い導電性を有するものであれば、特に制限されない。例えば、天然黒鉛、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、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラック；炭素繊維、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ィスカー；酸化チタンなどの導電性酸化物；ポリフェニレン誘導体などの導電性素材などが使用され得る。
【0297】
また、負極は、負極集電体の上に負極活物質粒子を塗布及び乾燥して製作され、必要に応じて、前述した導電材、バインダー、溶媒などのような成分がさらに含まれ得る。
【0298】
前記負極集電体は、例えば、３～５００μｍの厚さを有する。このような負極集電体は、当該電池に化学的変化を誘発せず、かつ導電性を有するものであれば、特に制限されない。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、銅や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が使用され得る。また、正極集電体と同様に、表面に微細な凹凸を形成して負極活物質の結合力を強化してもよく、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で使用され得る。
【0299】
前記負極活物質は、例えば、難黒鉛化炭素、黒鉛系炭素などの炭素；ＬｉｘＦｅ２Ｏ３（０≦ｘ≦１）、ＬｉｘＷＯ２（０≦ｘ≦１）、ＳｎｘＭｅ１－ｘＭｅ’ｙＯｚ（Ｍｅ：Ｍｎ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｇｅ；Ｍｅ’：Ａｌ、Ｂ、Ｐ、Ｓｉ、周期表の１族元素、２族元素、３族元素、ハロゲン；０＜ｘ≦１；１≦ｙ≦３；１≦ｚ≦８）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、Ｂｉ２Ｏ５などの酸化物；ポリアセンチレンなどの導電性高分子；Ｌｉ－Ｃｏ－Ｎｉ系材料などを使用し得る。
【0300】
前記電極に使用可能なバインダー高分子は、電極活物質粒子と導電材などの結合と電極集電体に対する結合に助力する成分であって、例えば、電極活物質を含む混合物の全体重量を基準にして１～５０重量％添加される。このようなバインダー高分子の例としては、ポリビニリデンフルオライド－ヘキサフルオロプロピレン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ ｆｌｕｏｒｉｄｅ－ｃｏ－ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐｙｌｅｎｅ：ＰＶｄＦ）、ポリビニリデンフルオライド－トリクロロエチレン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ ｆｌｕｏｒｉｄｅ－ｃｏ－ｔｒｉｃｈｌｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリメチルメタクリレート（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリブチルアクリレート（ｐｏｌｙｂｕｔｙｌａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリアクリロニトリル（ｐｏｌｙａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ）、ポリビニルピロリドン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）、ポリビニルアセテート（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｃｅｔａｔｅ）、エチレンビニルアセテート共重合体（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ－ｃｏ－ｖｉｎｙｌ ａｃｅｔａｔｅ）、ポリエチレンオキシド（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｏｘｉｄｅ）、ポリアリレート（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）、セルロースアセテート（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｃｅｔａｔｅ）、セルロースアセテートブチレート（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｃｅｔａｔｅ ｂｕｔｙｒａｔｅ）、セルロースアセテートプロピオネート（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｃｅｔａｔｅ ｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ）、シアノエチルプルラン（ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｐｕｌｌｕｌａｎ）、シアノエチルポリビニルアルコール（ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ）、シアノエチルセルロース（ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、シアノエチルスクロース（ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｓｕｃｒｏｓｅ）、プルラン（ｐｕｌｌｕｌａｎ）及びカルボキシルメチルセルロース（ｃａｒｂｏｘｙｌ ｍｅｔｈｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）からなる群より選択されたいずれか一つのバインダー高分子またはこれらの二種以上の混合物を使用し得るが、これらに制限されない。
【0301】
前記電極の製造に使用される溶媒の非制限的な例には、アセトン（ａｃｅｔｏｎｅ）、テトラヒドロフラン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ）、メチレンクロリド（ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）、クロロホルム（ｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍ）、ジメチルホルムアミド（ｄｉｍｅｔｈｙｌｆｏｒｍａｍｉｄｅ）、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（Ｎ－ｍｅｔｈｙｌ－２－ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ；ＮＭＰ）、シクロヘキサン（ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ）、水またはこれらの混合物などが挙げられる。このような溶媒は、電極集電体の表面に対して所望の水準にスラリー塗布層に形成されるように滴定水準の粘度を提供する。
【0302】
前記負極は、集電体と、前記集電体の少なくとも一面に位置し、負極活物質、バインダー高分子及び導電材を含む負極活物質層と、を備え、前記負極活物質が前記集電体と面接触する下層領域、及び前記下層領域と面接触して負極活物質層の表面まで延びる上層領域からなり、前記下層領域及び上層領域が各々独立的に負極活物質層として黒鉛及びケイ素系化合物のうち少なくとも一種以上を含み得る。
【0303】
前記下層領域が負極活物質として天然黒鉛を含み、前記上層領域には負極活物質として人造黒鉛を含み得る。
【0304】
前記下層領域及び上層領域が各々独立的に負極活物質としてケイ素系化合物をさらに含み得る。
【0305】
前記ケイ素系化合物がＳｉＯｘ（０≦ｘ≦２）及びＳｉＣのうち一種以上を含み得る。
【0306】
本発明の一具現例によれば、前記負極は、下層用の負極活物質として含む下層用スラリーを集電体に塗布及び乾燥して下層領域を形成した後、下層領域の上に上層用の負極活物質として含む上層用スラリーを塗布及び乾燥して上層領域を形成することで製造され得る。
【0307】
また、本発明の一具現例によれば、前記負極は、下層用の負極活物質を含む下層用スラリーと、上層用の負極活物質を含む上層用スラリーと、を準備する段階と、
負極集電体の一面に前記下層用スラリーをコーティングし、同時にまたは所定の時間差を置いて前記下層用スラリーの上に前記上層用スラリーをコーティングする段階と、
前記コーティングされた下層用スラリーと上層用スラリーを同時に乾燥して活物質層を形成する段階と、を含む方法によって製造され得る。
負極集電体の一面に前記下層用スラリーをコーティングし、同時にまたは所定の時間差を置いて前記下層用スラリーの上に前記上層用スラリーをコーティングする段階と、
前記コーティングされた下層用スラリーと上層用スラリーを同時に乾燥して活物質層を形成する段階と、を含む方法によって製造され得る。
【0308】
このように後者の方法で製造される場合、前記負極において下層領域と上層領域が接触する部分に、これらの相異なる種類の活物質が互いに混在する混合領域（インタミキシング；ｉｎｔｅｒｍｉｘｉｎｇ）が存在し得る。これは、下層用の負極活物質を含む下層用スラリーと、上層用の負極活物質を含む上層用スラリーと、を集電体の上に同時にまたは非常に短い時間差を置いて連続的にコーティングした後、同時に乾燥する方式で活物質層を形成する場合、下層用スラリーと上層用スラリーが乾燥前に当接した界面上に所定の混合区間が発生し、後に乾燥されることでそのような混合区間が混合領域層の形態に形成されるためである。
【0309】
本発明の一具現例の負極の活物質層において、前記上層領域と前記下層領域の重量比（または、単位面積当たりのロード量の比）は２０：８０～５０：５０、詳しくは２５：７５～５０：５０であり得る。
【0310】
本発明の負極の活物質層の下層領域及び上層領域の厚さは、前記コーティングされた下層用スラリー及び前記コーティングされた上層用スラリーの厚さと完全に一致しなくてもよい。しかし、乾燥または選択的な圧延工程を経た結果、最終に得られる本発明の負極の活物質層の下層領域と上層領域との厚さの割合は、前記コーティングされた下層用スラリー及び前記コーティングされた上層用スラリーの厚さの割合とは一致し得る。
【0311】
前記第１スラリーをコーティングし、同時にまたは所定の時間差を置いて前記第１スラリーの上に前記第２スラリーをコーティングし、本発明の一具現例によれば、前記所定の時間差は０．６秒以下、または０．０２秒～０．６秒、または０．０２秒～０．０６秒、または０．０２秒～０．０３秒の時間差であり得る。このように第１スラリーと第２スラリーのコーティング時に時間差が発生することは、コーティング装備に起因することから、前記第１スラリーと第２スラリーを同時にコーティングすることがより望ましい。前記第１スラリーの上に第２スラリーをコーティングする方法は、二重スロットダイ（ｄｏｕｂｌｅ ｓｌｏｔ ｄｉｅ）などの装置を用い得る。
【0312】
前記活物質層を形成する段階において、乾燥段階以後に活物質層を圧延する段階をさらに含み得る。この際、圧延はロールプレッシング（ｒｏｌｌ ｐｒｅｓｓｉｎｇ）のように当業界で通常使用される方法によって行われ得る。例えば、１～２０ＭＰａの圧力及び１５～３０℃の温度で行われ得る。
【0313】
前記コーティングされた下層用スラリーと上層用スラリーを同時に乾燥して活物質層を形成する段階は、熱風乾燥及び赤外線乾燥装置が組み合わせられた装置を使用し、当業界で通常使用される方法で行われ得る。
【0314】
前記下層用スラリーの固形分における第１バインダー高分子の重量％が、前記上層用スラリーの固形分における第２バインダー高分子の重量％と同一であるか、またはより多くてもよい。本発明の一具現例によれば、前記下層用スラリーの固形分における第１バインダー高分子の重量％が前記上層用スラリーの固形分における第２バインダー高分子の重量％よりも１．０～４．２倍、または１．５～３．６倍、または１．５～３倍大きい。
【0315】
この際、前記コーティングされた下層用スラリーにおける第１バインダーの重量％及び前記コーティングされた上層用スラリーにおける第２バインダーの重量％の割合がこのような範囲を満たす場合、下層領域のバインダーが過度に少なくならないため電極層の脱離が発生せず、上層領域のバインダーが過度に多くならないため電極の上層部の抵抗が減少し、急速充電性能が有利になり得る。
【0316】
前記下層用スラリーの固形分において第１バインダー高分子の重量％が２～３０重量％、または５～２０重量％、または５～２０重量％であり、前記上層用スラリーの固形分において第２バインダー高分子の割合（重量％）が０．５～２０重量％、または１～１５重量％、または１～１０重量％、または２～５重量％であり得る。
【0317】
前記下層用スラリー及び前記上層用スラリーの全固形分において、第１バインダー高分子及び第２バインダー高分子の総割合（重量％）が２～２０重量％、または５～１５重量％であり得る。
【0318】
以下、本発明の実施例による電極組立体の構造について詳しく説明する。
【0319】
図１４は、第１実施例の電極板４０を第１電極板（正極板）及び第２電極板（負極板）に適用したゼリーロール型の電極組立体８０をＹ軸方向（巻取軸方向）に沿って切断した断面図である。
【0320】
電極組立体８０は、図２において説明した巻取工法で製造し得る。説明の便宜のために、分離膜の外部へ延びた非塗布部４３ａ、４３ｂの突出構造を詳しく示し、第１電極板、第２電極板及び分離膜の巻取構造の図示は省略する。上方へ突出した非塗布部４３ａは第１電極板から延びており、下方へ突出した非塗布部４３ｂは第２電極板から延びている。
【0321】
非塗布部４３ａ、４３ｂの高さが変化するパターンは概略的に示した。即ち、断面が切断される位置によって非塗布部４３ａ、４３ｂの高さは不規則に変化し得る。一例で、台形の分節片６１、６１’のサイド部分が切断されると、断面における非塗布部の高さは、分節片６１、６１’の高さよりも低くなる。したがって、電極組立体の断面を示した図面における非塗布部４３ａ、４３ｂの高さは、各巻取ターンに含まれた非塗布部の高さ（図１１のＣ２、図１３のＤ２）の平均に対応すると理解する。
【0322】
図１４を参照すると、第１電極板の非塗布部４３ａは、電極組立体８０のコアに隣接するコア側非塗布部Ｂ１と、電極組立体８０の外周表面に隣接する外周側非塗布部Ｂ３と、コア側非塗布部Ｂ１と外周側非塗布部Ｂ３との間に介在された中間非塗布部Ｂ２と、を含む。
【0323】
外周側非塗布部Ｂ３の高さ（Ｙ軸方向の長さ）は、中間非塗布部Ｂ２の高さよりも相対的に小さい。そのため、電池缶のビーディング部によって外周側非塗布部Ｂ３が押圧されて内部短絡が発生することを防止することができる。
【0324】
下部非塗布部４３ｂは、上部非塗布部４３ａと同じ構造を有する。一変形例において、下部非塗布部４３ｂは、従来の電極板構造や他の実施例（変形例）の電極板の構造を有し得る。
【0325】
上部非塗布部４３ａと下部非塗布部４３ｂの端部８１は、電極組立体８０の外周側からコア側に折り曲げられ得る。この際、外周側非塗布部Ｂ３は、実質的に折り曲げられなくてもよい。
【0326】
図１５は、第２実施例の電極板４５を第１電極板（正極板）及び第２電極板（負極板）に適用したゼリーロール型の電極組立体９０をＹ軸方向（巻取軸方向）に沿って切断した断面図である。
【0327】
図１５を参照すると、第１電極板の非塗布部４３ａは、電極組立体９０のコアに隣接するコア側非塗布部Ｂ１と、電極組立体９０の外周上面に隣接する外周側非塗布部Ｂ３と、コア側非塗布部Ｂ１と外周側非塗布部Ｂ３との間に介在された中間非塗布部Ｂ２と、を含む。
【0328】
外周側非塗布部Ｂ３の高さは、中間非塗布部Ｂ２の高さよりも相対的に小さく、コア側から外周側へ進むにつれ、漸進的にまたは段階的に減少する。これによって、電池缶のビーディング部によって外周側非塗布部Ｂ３が押圧されて内部短絡の発生を防止することができる。
【0329】
下部非塗布部４３ｂは、上部非塗布部４３ａと同じ構造を有する。一変形例において、下部非塗布部４３ｂは、従来の電極板構造や他の実施例（変形例）の電極板構造を有し得る。
【0330】
上部非塗布部４３ａと下部非塗布部４３ｂの端部９１は、電極組立体９０の外周側からコア側へ折り曲げられ得る。この際、外周側非塗布部Ｂ３の最外側９２は、実質的に折り曲げられなくてもよい。
【0331】
図１６は、第３実施例から第５実施例（これらの変形例）の電極板５０、６０、７０のいずれか一つを第１電極板（正極板）及び第２電極板（負極板）に適用したゼリーロール型の電極組立体１００をＹ軸方向（巻取軸方向）に沿って切断した断面図である。
【0332】
図１６を参照すると、第１電極板の非塗布部４３ａは、電極組立体１００のコアに隣接するコア側非塗布部Ｂ１と、電極組立体１００の外周面に隣接する外周側非塗布部Ｂ３と、コア側非塗布部Ｂ１と外周側非塗布部Ｂ３との間に介在された中間非塗布部Ｂ２と、を含む。
【0333】
コア側非塗布部Ｂ１の高さは、中間非塗布部Ｂ２の高さよりも相対的に小さい。また、中間非塗布部Ｂ２において最内側に位置した非塗布部４３ａの折曲長さまたはコア側非塗布部Ｂ１の半径方向の長さＲと同一であるか、または小さい。折曲長さＨは、非塗布部４３ａが折り曲げられる地点（図１１のＣ４、図１３のＤ４）を基準にした非塗布部４３ａの高さに該当する。
【0334】
したがって、中間非塗布部Ｂ２が折り曲げられても、折曲部位が電極組立体１００のコアの空洞１０２を閉塞しない。空洞１０２が閉塞されない場合、電解質注液工程に困難がなく、電解液注液の効率が向上する。また、空洞１０２をから溶接ジグを挿入して負極側の集電プレートと電池缶との溶接工程を容易に行うことが可能である。
【0335】
外周側非塗布部Ｂ３の高さは、中間非塗布部Ｂ２の高さよりも相対的に小さい。そのため、ビーディング部に外周側非塗布部Ｂ３が圧迫されて内部短絡が起こる現象を防止できる。
【0336】
一変形例において、外周側非塗布部Ｂ３の高さは、図１６に示したこととは異なり、漸進的にまたは段階的に減少し得る。また、図１６には、中間非塗布部Ｂ２の高さが外周側の一部分が同一であるが、中間非塗布部Ｂ２の高さは、コア側非塗布部Ｂ１と中間非塗布部Ｂ２の境界から中間非塗布部Ｂ２と外周側非塗布部Ｂ３の境界まで漸進的にまたは段階的に増加し得る。
【0337】
下部非塗布部４３ｂは、上部非塗布部４３ａと同じ構造を有する。一変形例において、下部非塗布部４３ｂは、従来の電極板構造や他の実施例（変形例）の電極板構造を有し得る。
【0338】
上部非塗布部４３ａと下部非塗布部４３ｂの端部１０１は、電極組立体１００の外周側からコア側へ折曲加工され得る。この際、コア側非塗布部Ｂ１と外周側非塗布部Ｂ３は、実質的に折り曲げられない。
【0339】
中間非塗布部Ｂ２が複数の分節片を含む場合、折曲応力が緩和して折曲地点近所の非塗布部４３ａが破れるか、または異常変形することを防止できる。また、分節片の幅及び／または高さ及び／または離隔ピッチが上述した実施例の数値範囲によって調節される場合、分節片がコア側へ折り曲げられながら溶接強度が充分に確保できる程度に多重に重畳して折曲面（Ｙ軸から見た表面）に穴（隙間）を形成しない。
【0340】
図１７は、本発明のさらに他の実施例による電極組立体１１０をＹ軸方向（巻取軸方向）に沿って切った断面図である。
【0341】
図１７を参照すると、電極組立体１１０は、図１６の電極組立体１００と比較して、外周側非塗布部Ｂ３の高さが中間非塗布部Ｂ２の最外側の高さと実質的に同一であるという点を除いては、残りの構成は実質的に同一である。
【0342】
外周側非塗布部Ｂ３は、複数の分節片を含み得る。複数の分節片に関わる構成については、第４実施例及び第５実施例（変形例）の説明を実質的に同一に援用する。
【0343】
電極組立体１１０において、コア側非塗布部Ｂ１の高さは、中間非塗布部Ｂ２の高さよりも相対的に小さい。また、中間非塗布部Ｂ２において最内側に位置した非塗布部の折曲長さＨは、コア側非塗布部Ｂ１の半径方向の長さＲと同一であるか、または小さい。
【0344】
したがって、中間非塗布部Ｂ２が折り曲げられても折曲部位が電極組立体１１０のコアの空洞１１２を閉塞しない。空洞１１２が閉塞されない場合、電解質注液工程に困難がなく、電解液注液の効率が向上する。また、空洞１１２から溶接ジグを挿入して負極側の集電プレートと電池缶との溶接工程を容易に行うことが可能である。
【0345】
一変形例において、中間非塗布部Ｂ２の高さがコア側から外周側に向かって漸進的にまたは段階的に増加する構造は、外周側非塗布部Ｂ３まで拡張され得る。この場合、非塗布部４３ａの高さは、コア側非塗布部Ｂ１と中間非塗布部Ｂ２の境界から電極組立体１１０の差外側の表面まで漸進的にまたは段階的に増加し得る。
【0346】
下部非塗布部４３ｂは、上部非塗布部４３ａと同じ構造を有する。一変形例において、下部非塗布部４３ｂは、従来の電極板構造や他の実施例（変形例）の電極板の構造を有し得る。
【0347】
上部非塗布部４３ａと下部非塗布部４３ｂの端部１１１は、電極組立体１１０の外周側からコア側へ折曲加工され得る。この際、コア側非塗布部Ｂ１は、実質的に折り曲げられない。
【0348】
中間非塗布部Ｂ２及び外周側非塗布部Ｂ３が複数の分節片を含む場合、折曲応力が緩和して折曲地点付近の非塗布部４３ａ、４３ｂが破れるか、または異常変形することを防止し得る。また、分節片の幅及び／または高さ及び／または離隔ピッチが上述した実施例の数値範囲によって調節される場合、分節片がコア側へ折り曲げられながら溶接強度を充分に確保可能な程度に多重に重畳されて折曲面（Ｙ軸から見た表面）に穴（隙間）を形成しない。
【0349】
図１８は、本発明のさらに他の実施例による電極組立体１２０をＹ軸方向（巻取軸方向）に沿って切った断面図である。
【0350】
図１８を参照すると、電極組立体１２０は、図１６の電極組立体１００と比較して中間非塗布部Ｂ２の高さが漸進的または段階的に増加してから減少するパターンを有することが異なり、残りの構成は実質的に同一である。
【0351】
【0352】
電極組立体１２０において、コア側非塗布部Ｂ１の高さは、中間非塗布部Ｂ２の高さよりも相対的に小さい。また、中間非塗布部Ｂ２において最内側に位置した非塗布部の折曲長さＨは、コア側非塗布部Ｂ１の半径方向の長さＲと同一であるか、または小さい。
【0353】
したがって、中間非塗布部Ｂ２がコア側に向かって折り曲げられても折曲部位が電極組立体１２０のコアにおける空洞１２２を閉塞しない。空洞１２２が閉塞されない場合、電解質注液工程が容易になり、電解液の注液効率が向上する。また、空洞１２２から溶接ジグを挿入して負極側の集電プレートと電池缶との溶接工程を容易に行うことが可能である。
【0354】
また、外周側非塗布部Ｂ３の高さは、中間非塗布部Ｂ２の高さよりも相対的に小さい。したがって、電池缶のビーディング部によって外周側非塗布部Ｂ３が押圧されて内部短絡が起こる現象を防止することができる。一例において、外周側非塗布部Ｂ３の高さは、外周側に向かって漸進的にまたは段階的に減少し得る。
【0355】
下部非塗布部４３ｂは、上部非塗布部４３ａと同じ構造を有する。変形例において、下部非塗布部４３ｂは、従来の電極板構造や他の実施例（変形例）の電極板構造を有し得る。
【0356】
上部非塗布部４３ａと下部非塗布部４３ｂの端部１２１は、電極組立体１２０の外周側からコア側へ折曲加工され得る。この際、コア側非塗布部Ｂ１と外周側非塗布部Ｂ３は、実質的に折り曲げられない。
【0357】
中間非塗布部Ｂ２が複数の分節片を含む場合、折曲応力が緩和されることによって、非塗布部４３ａ、４３ｂの破れまたは異常変形を防止することができる。また、分節片の幅及び／または高さ及び／または離隔ピッチが上述した実施例の数値範囲によって調節される場合、分節片がコア側へ折り曲げられて溶接強度を充分に確保できる程度に多重に重畳され、折曲面（Ｙ軸から見た表面）に穴（隙間）を形成しない。
【0358】
図１９は、本発明のさらに他の実施例による電極組立体１３０をＹ軸方向（巻取軸方向）に沿って切断した断面図である。
【0359】
図１９を参照すると、電極組立体１３０は、図１８の電極組立体１２０と比べて外周側非塗布部Ｂ３の高さが外周側非塗布部Ｂ３と中間非塗布部Ｂ２の境界地点から電極組立体１３０の最外側の表面に向かって漸進的にまたは段階的に減少するパターンを有するという点で相違し、残りの構成は実質的に同一である。
【0360】
このような外周側非塗布部Ｂ３の高さ変化は、中間非塗布部Ｂ２に含まれた階段パターン（図９参照）を外周側非塗布部Ｂ３まで確張すると共に、パターンの高さを外周側に向かって漸進的に又は段階的に減少させて具現し得る。また、他の変形例において、外周側非塗布部Ｂ３の高さ変化は、中間非塗布部Ｂ２の分節片の構造を外周側非塗布部Ｂ３まで確張すると共に、分節片の高さを外周側に向かって漸進的に又は段階的に減少させることで具現し得る。
【0361】
電極組立体１３０において、コア側非塗布部Ｂ１の高さは、中間非塗布部Ｂ２の高さよりも相対的に小さい。また、中間非塗布部Ｂ２において最内側に位置した非塗布部の折曲長さＨは、コア側非塗布部Ｂ１の半径方向の長さＲと同一であるか、または小さい。
【0362】
したがって、中間非塗布部Ｂ２がコア側へ折り曲げられても折曲部位が電極組立体１２０のコアにおける空洞１３２を閉塞しない。空洞１３２が閉塞されない場合、電解質の注液工程が容易になり、電解液の注液効率が向上する。また、空洞１３２から溶接ジグを挿入して負極側の集電プレートと電池缶との溶接工程を容易に行うことができる。
【0363】
下部非塗布部４３ｂは、上部非塗布部４３ａと同じ構造を有する。一変形例において、下部非塗布部４３ｂは、従来の電極板構造や他の実施例（変形例）の電極板構造を有し得る。
【0364】
上部非塗布部４３ａと下部非塗布部４３ｂの端部１３１は、電極組立体１３０の外周側からコア側へ折曲加工され得る。この際、コア側非塗布部Ｂ１は、実質的に折り曲げられない。
【0365】
中間非塗布部Ｂ２及び外周側非塗布部Ｂ３が複数の分節片を含む場合、折曲応力が緩和され、折曲地点付近の非塗布部４３ａ、４３ｂの破れ又は異常変形を防止することができる。また、分節片の幅及び／または高さ及び／または離隔ピッチが前述した実施例の数値範囲によって調節される場合、分節片がコア側へ折り曲げられて溶接強度を充分に確保可能な程度に多重に重畳され、折曲面（Ｙ軸から見た表面）に穴（隙間）を形成しない。
【0366】
本発明の実施例による多様な電極組立体の構造は、ゼリーロール型の円筒形バッテリーセルに適用可能である。
【0367】
望ましくは、円筒形バッテリーセルは、例えば、フォームファクターの比（円筒型バッテリーセルの直径を高さで割った値、即ち、高さＨに対する直径Φの割合として定義される。）が約０．４よりも大きい円筒形バッテリーセルであり得る。
【0368】
ここで、フォームファクターとは、円筒形バッテリーセルの直径及び高さを示す値を意味する。本発明の一実施例による円筒形バッテリーセルは、例えば、４６１１０セル、４８７５０セル、４８１１０セル、４８８００セル、４６８００セルであり得る。フォームファクターを示す数値において、最初の数字二つはセルの直径を示し、その次の数字二つはバッテリーの高さを示し、最後の数字０はセルの断面が円形であることを示す。
【0369】
フォームファクターの比が０．４を超過する円筒形バッテリーセルにタブレス構造を有する電極組立体を適用する場合、非塗布部を折り曲げるとき、半径方向へ加えられる応力が大きいため、非塗布部が破れやすい。また、非塗布部の折曲面に集電プレートを溶接するとき、溶接強度を充分に確保して抵抗を低めるためには、非塗布部の重畳レイヤー数を充分に増加させる必要がある。このような要求条件は、本発明の実施例（変形例）による電極板と電極組立体によって達成することができる。
【0370】
本発明の一実施例によるバッテリーセルはほぼ円柱状のセルであって、その直径が約４６ｍｍであり、その高さは約１１０ｍｍであり、フォームファクターの比が０．４１８である円筒形バッテリーセルであり得る。
【0371】
他の実施例によるバッテリーセルは、ほぼ円柱状のセルであって、その直径が約４８ｍｍであり、その高さは約７５ｍｍであり、フォームファクターの比は０．６４０である円筒形バッテリーセルであり得る。
【0372】
さらに他の実施例によるバッテリーセルは、ほぼ円柱状のセルであって、その直径が約４８ｍｍであり、その高さは約１１０ｍｍであり、フォームファクターの比は０．４３６である円筒形バッテリーセルであり得る。
【0373】
さらに他の実施例によるバッテリーセルは、ほぼ円柱状のセルであって、その直径が約４８ｍｍであり、その高さは約８０ｍｍであり、フォームファクターの比は０．６００である円筒形バッテリーセルであり得る。
【0374】
さらに他の実施例によるバッテリーセルは、ほぼ円柱状のセルであって、その直径が約４６ｍｍであり、その高さは約８０ｍｍであり、フォームファクターの比は０．５７５である円筒形バッテリーセルであり得る。
【0375】
従来には、フォームファクターの比が約０．４以下のバッテリーセルが用いられていた。即ち、従来には、例えば、１８６５０セル、２１７００セルなどが用いられた。１８６５０セルの場合、その直径が約１８ｍｍであり、その高さは約６５ｍｍであり、フォームファクターの比は０．２７７である。２１７００セルの場合、その直径が約２１ｍｍであり、その高さは約７０ｍｍであり、フォームファクターの比は０．３００である。
【0376】
以下、本発明の実施例による円筒形バッテリーセルについて詳しく説明する。
【0377】
図２０は、本発明の一実施例による円筒形バッテリーセル１４０をＹ軸方向に沿って切断した断面図である。
【0378】
図２０を参照すると、本発明の一実施例による円筒形バッテリーセル１４０は、第１電極板、分離膜及び第２電極板を含む電極組立体１４１と、電極組立体１４１を収納する電池缶１４２と、電池缶１４２の開放端部を密封する密封体１４３と、を含む。
【0379】
電池缶１４２は、上方に開口部が形成された円筒形の容器である。電池缶１４２は、アルミニウムやスチールのような導電性の金属材質からなる。電池缶１４２は、上端開口部から内側空間に電極組立体１０を収容し、電解質も共に収容する。
【0380】
電解質は、Ａ＋Ｂ－のような構造を有する塩であり得る。ここで、Ａ＋は、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋のようなアルカリ金属陽イオンまたはこれらの組合せからなるイオンを含む。そして、Ｂ－は、Ｆ－、Ｃｌ－、Ｂｒ－、Ｉ－、ＮＯ３
－、Ｎ（ＣＮ）２
－、ＢＦ４
－、ＣｌＯ４
－、ＡｌＯ４
－、ＡｌＣｌ４
－、ＰＦ６
－、ＳｂＦ６
－、ＡｓＦ６
－、ＢＦ２Ｃ２Ｏ４
－、ＢＣ４Ｏ８
－、（ＣＦ３）２ＰＦ４
－、（ＣＦ３）３ＰＦ３
－、（ＣＦ３）４ＰＦ２
－、（ＣＦ３）５ＰＦ－、（ＣＦ３）６Ｐ－、ＣＦ３ＳＯ３
－、Ｃ４Ｆ９ＳＯ３
－、ＣＦ３ＣＦ２ＳＯ３
－、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ－、（ＦＳＯ２）２Ｎ－、ＣＦ３ＣＦ２（ＣＦ３）２ＣＯ－、（ＣＦ３ＳＯ２）２ＣＨ－、（ＳＦ５）３Ｃ－、（ＣＦ３ＳＯ２）３Ｃ－、ＣＦ３（ＣＦ２）７ＳＯ３
－、ＣＦ３ＣＯ２
－、ＣＨ３ＣＯ２
－、ＳＣＮ－及び（ＣＦ３ＣＦ２ＳＯ２）２Ｎ－からなる群より選択されたいずれか一つ以上の陰イオンを含む。
【0381】
また、電解質は、有機溶媒に溶解して使用され得る。有機溶媒としては、プロピレンカーボネート（ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＰＣ）、エチレンカーボネート（ｅｔｈｙｌｅｎｅｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ｄｉｅｔｈｙｌ ｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＤＭＣ）、ジプロピルカーボネート（ｄｉｐｒｏｐｙｌ ｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＤＰＣ）、ジメチルスルホキシド（ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅ）、アセトニトリル（ａｃｅｔｏｎｉｔｒｉｌｅ）、ジメトキシエタン（ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｅｔｈａｎｅ）、ジエトキシエタン（ｄｉｅｔｈｏｘｙｅｔｈａｎｅ）、テトラハイドロフラン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ）、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（Ｎ－ｍｅｔｈｙｌ－２－ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ；ＮＭＰ）、エチルメチルカーボネート（ｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈｙｌ ｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＥＭＣ）、γ－ブチロラクトン（γ－ｂｕｔｙｒｏｌａｃｔｏｎｅ）またはこれらの混合物が使用され得る。
【0382】
電極組立体１４１は、ゼリーロール形状を有し得る。電極組立体１４１は、図５に示したように、下部分離膜、第１電極板、上部分離膜及び第２電極板を順次に少なくとも一回積層して形成された積層体を巻取中心Ｃを基準にして巻き取ることで製造され得る。
【0383】
第１電極板と第２電極板は、極性が異なる。即ち、いずれか一つが正の極性を有すると、他の一つは負の極性を有する。第１電極板と第２電極板の少なくとも一つは、上述した実施例（変形例）による電極板構造を有し得る。また、第１電極板と第２電極板の他の一つは、従来の電極板構造または実施例（変形例）による電極板構造を有し得る。
【0384】
電極組立体１４１の上部と下部には、各々第１電極板の非塗布部１４６ａと第２電極板の非塗布部１４６ｂが突出する。第１電極板は、第１実施例（変形例）の電極板構造を有する。そのため、第１電極板の非塗布部１４６ａは、外周側非塗布部Ｂ３の高さが他の部分の非塗布部の高さよりも小さい。外周側非塗布部Ｂ３は、電池缶１４２の内周面、特に、ビーディング部１４７と所定間隔に離隔している。そのため、第１電極板の外周側非塗布部Ｂ３は、第２電極板と電気的に接続された電池缶１４２と接触しないので、バッテリーセル１４０の内部短絡が防止される。
【0385】
第２電極板の非塗布部１４６ｂは、高さが同一である。変形例において、第２電極板の非塗布部１４６ｂは、第１電極板の非塗布部１４６ａと同じ構造を有し得る。他の変形例において、第２電極板の非塗布部１４６ｂは、実施例（変形例）による電極板の非塗布部の構造を選択的に有し得る。
【0386】
密封体１４３は、上部プレート１４３ａと、上部プレート１４３ａと電池缶１４２との間に気密性を提供し、かつ絶縁性を有する第１ガスケット１４３ｂと、前記上部プレート１４３ａと電気的に及び機械的に結合した接続プレート１４３ｃと、を含み得る。
【0387】
キャッププレート１４３ａは、伝導性を有する金属材質からなる部品であり、電池缶１４２の上端開口部をカバーする。キャッププレート１４３ａは、第１電極板の非塗布部１４６ａと電気的に接続され、電池缶１４２とは第１ガスケット１４３ｂによって電気的に絶縁される。したがって、キャッププレート１４３ａは、円筒形バッテリーセル１４０の第１電極端子として機能可能である。
【0388】
キャッププレート１４３ａは、電池缶１４２に形成されたビーディング部１４７に搭載され、クリンピング部１４８によって固定される。キャッププレート１４３ａとクリンピング部１４８との間には、電池缶１４２の気密性を確保して電池缶１４２とキャッププレート１４３ａとの電気的絶縁性のために第１ガスケット１４３ｂが介在され得る。キャッププレート１４３ａは、その中心部から上方へ突出して形成された突出部１４３ｄを備え得る。
【0389】
電池缶１４２は、第２電極板の非塗布部１４６ｂと電気的に接続される。したがって、電池缶１４２は、第２電極板と同じ極性を有する。もし、第２電極板が負の極性を有する場合、電池缶１４２も負の極性を有する。
【0390】
電池缶１４２は、上端にビーディング部１４７及びクリンピング部１４８を備える。ビーディング部１４７は、電池缶１４２の外周面の周りを圧入して形成する。ビーディング部１４７は、電池缶１４２の内部に収容された電極組立体１４１が電池缶１４２の上端開口部から抜け出ないようにし、密封体１４３が搭載される支持部として機能し得る。
【0391】
ビーディング部１４７の内周面は、第１電極板の外周側非塗布部Ｂ３と所定の間隔に離隔している。より具体的には、ビーディング部１４７の内周面の下端が、第１電極板の外周側非塗布部Ｂ３と所定の間隔に離隔している。また、外周側非塗布部Ｂ３は高さが低いため、ビーディング部１４７を形成するために電池缶１２を外部から圧入するときにも外周側非塗布部Ｂ３は実質的に影響を受けない。そのため、外周側非塗布部Ｂ３がビーディング部１４７などの他の構成要素によって圧迫されず、これによって電極組立体１４１の部分的な形態変形の発生が防止され、円筒形バッテリーセル１４０の内部の短絡を防止することができる。
【0392】
望ましくは、ビーディング部１４７の圧入深さをＤ１に定義し、電池缶１４２の内周面から外周側非塗布部Ｂ３と中間非塗布部Ｂ２との境界地点までの半径方向の長さをＤ２と定義すると、関係式Ｄ１≦Ｄ２が満たされ得る。この場合、ビーディング部１４７を形成するために電池缶１４２を圧入するとき、外周側非塗布部Ｂ３の損傷が実質的に防止される。
【0393】
クリンピング部１４８は、ビーディング部１４７の上部に形成される。クリンピング部１４８は、ビーディング部１４７に配置されるキャッププレート１４３ａの外周面、そしてキャッププレート１４３ａの上面の一部を囲むように延びて曲げられた形態を有する。
【0394】
円筒形バッテリーセル１４０は、第１集電プレート１４４及び／または第２集電プレート１４５及び／またはインシュレータ１４６をさらに含み得る。
【0395】
第１集電プレート１４４は、電極組立体１４１の上部に結合する。第１集電プレート１４４は、アルミニウム、銅、ニッケルなどのような導電性を有する金属材質からなり、第１電極板の非塗布部１４６ａと電気的に接続される。第１集電プレート１４４には、リード１４９が接続され得る。リード１４９は、電極組立体１４１の上方へ延びて接続プレート１４３ｃに結合するか、またはキャッププレート１４３ａの下面に直接結合し得る。リード１４９と他の部品との結合は、溶接によって行われ得る。
【0396】
望ましくは、第１集電プレート１４４は、リード１４９と一体に形成され得る。この場合、リード１４９は、第１集電プレート１４４の中心部から外側へ延びた長いプレート状であり得る。
【0397】
第１集電プレート１４４は、その下面に放射状に形成された複数の凹凸（図示せず）を備え得る。放射状の凹凸が備えられた場合、第１集電プレート１４４を押し付けて凹凸を第１電極板の非塗布部１４６ａに圧入し得る。
【0398】
第１集電プレート１４４は、第１電極板の非塗布部１４６ａの端部に結合する。非塗布部１４６ａと第１集電プレート１４４との結合は、例えば、レーザー溶接によって行われ得る。レーザー溶接は、集電プレートの母材を部分的に溶融する方式で行われ得る。変形例において、第１集電プレート１４４と非塗布部１４６ａとの溶接は、はんだを介在した状態で行われ得る。この場合、はんだは、第１集電プレート１４４及び非塗布部１４６ａよりも低い融点を有し得る。レーザー溶接は、抵抗溶接、超音波溶接などに代替可能である。
【0399】
電極組立体１４１の下面には、第２集電プレート１４５が結合し得る。第２集電プレート１４５の一面は、第２電極板の非塗布部１４６ｂと溶接によって結合し、他面は電池缶１４２の内側底面上に溶接によって結合し得る。第２集電プレート１４５と第２電極板の非塗布部１４６ｂとの結合構造は、第１集電プレート１４４と第１電極板の非塗布部１４６ａとの結合構造と実質的に同一であり得る。
【0400】
非塗布部１４６ａ、１４６ｂは、図示された構造のみに限定されない。そのため、非塗布部１４６ａ、１４６ｂは、従来の非塗布部の構造のみならず、実施例（変形例）による電極板の非塗布部の構造を選択的に有し得る。
【0401】
インシュレータ１４６は、第１集電プレート１４４をカバーし得る。インシュレータ１４６は、第１集電プレート１４４の上面で第１集電プレート１４４をカバーすることで、第１集電プレート１４４と電池缶１４２の内周面との直接的な接触を防止し得る。
【0402】
インシュレータ１４６は、第１集電プレート１４４から上方へ延びるリード１４９が引き出されるように、リードホール１５１を備える。リード１４９は、リードホール１５１から上方へ引き出されて接続プレート１４３ｃの下面またはキャッププレート１４３ａの下面に結合する。
【0403】
インシュレータ１４６の周縁領域は、第１集電プレート１４４とビーディング部１４７との間に介在され、電極組立体１４１及び第１集電プレート１４４の結合体を固定し得る。これによって、電極組立体１４１及び第１集電プレート１４４の結合体は、バッテリーセル１４０の高さ方向の移動が制限され、バッテリーセル１４０の組立安定性が向上する。
【0404】
インシュレータ１４６は、絶縁性の高分子樹脂からなり得る。一例において、インシュレータ１４６は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミドまたはポリブチレンテレフタレートからなり得る。
【0405】
電池缶１４２は、その下面に形成されたベント部１５２をさらに備え得る。ベント部１５２は、電池缶１４２の下面において周辺領域よりも薄い厚さを有する領域である。ベント部１５２は、周辺領域に比べて構造的に弱い。そのため、円筒形バッテリーセル１４０に異常が発生して内部圧力が一定の水準以上に増加すると、ベント部１５２が破裂することで電池缶１４２の内部に生成されたガスを外部へ排出し得る。
【0406】
ベント部１５２が電池缶１４２の下面に円を描いて連続的にまたは不連続的に形成され得る。変形例において、ベント部１５２は、直線パターンまたはその他のパターンに形成され得る。
【0407】
図２１は、本発明の他の実施例による円筒形バッテリーセル１５０をＹ軸方向に沿って切断した断面図である。
【0408】
図２１を参照すると、円筒形バッテリーセル１５０は、図２０の円筒形バッテリーセル１４０と比較して第１電極板の非塗布部１４６ａに第２実施例（変形例）の電極板構造が採用された点を除いては、残りの構成は実質的に同一である。
【0409】
図２１を参照すると、第１電極板の非塗布部１４６ａは、外周側非塗布部Ｂ３の高さが電池缶１４２の内周面へ進むほど漸進的にまたは段階的に低くなる形態であり得る。望ましくは、外周側非塗布部Ｂ３の最上端を連結した仮想の線は、ビーディング部１４７の内周面と同一または類似の形状を有し得る。
【0410】
外周側非塗布部Ｂ３は、傾斜面を形成している。そのため、ビーディング部１４７を形成するために電池缶１４２を圧入するとき、外周側非塗布部Ｂ３がビーディング部１４７によって押圧されて損傷することを防止することができる。また、外周側非塗布部Ｂ３が極性の異なる電池缶１４２と接触して内部短絡を起こす現象を抑制することができる。
【0411】
円筒形バッテリーセル１５０の残りの構成は、前述した実施例（変形例）と実質的に同一である。
【0412】
非塗布部１４６ａ、１４６ｂは、図示した構造のみに限定されない。これによって、非塗布部１４６ａ、１４６ｂは、従来の非塗布部の構造のみならず、実施例（変形例）による電極板の非塗布部の構造を選択的に有し得る。
【0413】
図２２は、本発明のさらに他の実施例による円筒形バッテリーセル１６０を Ｙ軸方向に沿って切断した断面図である。
【0414】
図２２を参照すると、円筒形バッテリーセル１６０は、前述した円筒形バッテリーセル１４０、１５０と比較すると、第１集電プレート１４４に連結されたリード１４９がインシュレータ１４６のリードホール１５１から密封体１４３のキャッププレート１４３ａに直接接続され、インシュレータ１４６と第１集電プレート１４４がキャッププレート１４３ａの下面に密着した構造を有することが相違し、残りの構成は実質的に同一である。
【0415】
円筒形バッテリーセル１６０において第１集電プレート１４４の直径と中間非塗布部Ｂ２の最外側の直径は、電池缶１４２の最小内径よりも小さい。また、第１集電プレート１４４の直径は、中間非塗布部Ｂ２の最外側の直径の同一であるか、またはより大きくてもよい。
【0416】
具体的には、電池缶１４２の最小内径は、ビーディング部１４７が形成された位置における電池缶１４２の内径であり得る。この際、第１集電プレート１４４及び中間非塗布部Ｂ２の最外側直径は、ビーディング部１４７が形成された位置における電池缶１４２の内径よりも小さい。また、第１集電プレート１４４の直径は、中間非塗布部Ｂ２の最外側直径と同一であるか、または大きくてもよい。インシュレータ１４６の周縁領域は、下方へ曲げられた状態で外周側非塗布部Ｂ３とビーディング部１４７との間に介在され、電極組立体１４１及び第１集電プレート１４４の結合体を固定し得る。
【0417】
望ましくは、インシュレータ１４６は、外周側非塗布部Ｂ３をカバーする部分と、第１集電プレート１４４をカバーする部分と、を含み、この二つの部分を連結する部分はビーディング部１４７の屈曲形状に応じて共に屈曲した形態を有し得る。インシュレータ１４６は、外周側非塗布部Ｂ３とビーディング部１４７の内周面とを絶縁すると共に、第１集電プレート１４４とビーディング部１４７の内周面とを絶縁し得る。
【0418】
第１集電プレート１４４は、ビーディング部１４７の下端よりも高く位置し、コア側非塗布部Ｂ１と中間非塗布部Ｂ２に結合していてもよい。この際、ビーディング部１４７の圧入深さＤ１は、電池缶１４２の内周面から外周側非塗布部Ｂ３と中間非塗布部Ｂ２との境界までの距離Ｄ２よりも小さいか、または同一である。そのため、コア側非塗布部Ｂ１、中間非塗布部Ｂ２及びそれに結合した第１集電プレート１４４は、ビーディング部１４７の下端よりも高く位置し得る。ビーディング部１４７の下端とは、電池缶１４２において電極組立体１４１が収容された部分とビーディング部１４７との間の折曲地点Ｂを意味する。
【0419】
コア側非塗布部Ｂ１と中間非塗布部Ｂ２がビーディング部１４７の半径方向の内側空間を占めるため、電極組立体１４１とキャッププレート１４３ａとの間の空間が最小化し得る。また、電極組立体１４１とキャッププレート１４３ａとの間の空間に位置していた接続プレート１４３ｃが省略された。これによって、第１電極プレート１４４のリード１４９は、キャッププレート１４３ａの下面と直接結合し得る。このような構造によれば、電池セル内の空間が減少し、減少した空間分だけエネルギー密度が極大化されることが可能である。
【0420】
円筒形バッテリーセル１６０において、第１集電プレート１４４及び第２集電プレート１４５は、上述した実施例と同一に非塗布部１４６ａ、１４６ｂの端部に各々溶接され得る。
【0421】
非塗布部１４６ａ、１４６ｂは、図示された構造のみに限定されない。そのため、非塗布部１４６ａ、１４６ｂは、従来の非塗布部の構造のみならず、実施例（変形例）による電極板の非塗布部の構造を選択的に有し得る。
【0422】
図２３は、本発明のさらに他の実施例による円筒形バッテリーセル１７０をＹ軸に沿って切断した断面図である。
【0423】
【0424】
具体的には、円筒形バッテリーセル１７０は、リベット端子１７２が貫通して設けられた電池缶１７１を含む。リベット端子１７２は、電池缶１７１の閉鎖面（図面における上部面）に設けられる。リベット端子１７２は、絶縁性の第２ガスケット１７３が介在された状態で電池缶１７１の貫通孔にリベッティングされる。リベット端子１７２は、重力方向と反対方向に向かって外部に露出される。
【0425】
リベット端子１７２は、端子露出部１７２ａ及び端子挿入部１７２ｂを含む。端子露出部１７２ａは、電池缶１７１の閉鎖面の外側に露出する。端子露出部１７２ａは、電池缶１７１の閉鎖面のほぼ中心部に位置し得る。端子露出部１７２ａの最大直径は、電池缶１７１に形成された貫通孔の最大直径よりも大きく形成され得る。端子挿入部１７２ｂは、電池缶１７１の閉鎖面のほぼ中心部を貫通して第１電極板の非塗布部１４６ａと電気的に接続され得る。端子挿入部１７２ｂは、電池缶１７１の内側面上にリベット（ｒｉｖｅｔ）結合し得る。即ち、端子挿入部１７２ｂの端部は、電池缶１７１の内側面に向かって曲げられた形態を有し得る。端子挿入部１７２ｂの端部の最大直径は、電池缶１７１の貫通孔の最大直径よりも大きくてもよい。
【0426】
端子挿入部１７２ｂの下端面は、第１電極板の非塗布部１４６ａに接続された第１集電プレート１４４と溶接され得る。第１集電プレート１４４と電池缶１７１の内側面との間には絶縁物質からなる絶縁キャップ１７４が介在され得る。絶縁キャップ１７４は、第１集電プレート１４４の上部と電極組立体１４１の上端の縁部をカバーする。これによって、電極組立体１４１の外周側非塗布部Ｂ３が異なる極性を有する電池缶１７１の内側面と接触して短絡を起こすことを防止することができる。リベット端子１７２の端子挿入部１７２ｂは、絶縁キャップ１７４を貫通して第１集電プレート１４４に溶接され得る。
【0427】
第２ガスケット１７３は、電池缶１７１とリベット端子１７２との間に介在され、互いに反対の極性を有する電池缶１７１とリベット端子１７２とが電気的に接触することを防止する。これによって、ほぼフラットな形状を有する電池缶１７１の上面が円筒形バッテリーセル１７０の第２電極端子として機能し得る。
【0428】
第２ガスケット１７３は、ガスケット露出部１７３ａ及びガスケット挿入部１７３ｂを含む。ガスケット露出部１７３ａは、リベット端子１７２の端子露出部１７２ａと電池缶１７１との間に介在される。ガスケット挿入部１７３ｂは、リベット端子１７２の端子挿入部１７２ｂと電池缶１７１との間に介在される。ガスケット挿入部１７３ｂは、端子挿入部１７２ｂのリベッティング（ｒｅｖｅｔｉｎｇ）時に共に変形されて電池缶１７１の内側面に密着し得る。第２ガスケット１７３は、例えば、絶縁性の高分子樹脂からなり得る。
【0429】
第２ガスケット１７３のガスケット露出部１７３ａは、リベット端子１７２の端子露出部１７２ａの外周面をカバーするように延びた形態を有し得る。第２ガスケット１７３がリベット端子１７２の外周面をカバーする場合、バスバーなどの電気的接続部品を電池缶１７１の上面及び／またはリベット端子１７２に結合する過程で短絡が発生することを防止することができる。図示していないが、ガスケット露出部１７３ａは、端子露出部１７２ａの外周面のみならず上面の一部も共にカバーするように延びた形態を有し得る。
【0430】
第２ガスケット１７３が高分子樹脂からなる場合において、第２ガスケット１７３は、熱溶着によって電池缶１７１及びリベット端子１７２と結合し得る。この場合、第２ガスケット１７３とリベット端子１７２との結合界面及び第２ガスケット１７３と電池缶１７１との結合界面における気密性が強化され得る。一方、第２ガスケット１７３のガスケット露出部１７３ａが端子露出部１７２ａの上面まで延びた形態を有する場合において、リベット端子１７２は、インサート射出によって第２ガスケット１７３と一体に結合し得る。
【0431】
電池缶１７１の上面においてリベット端子１７２及び第２ガスケット１７３が占める領域を除いた残りの領域１７５がリベット端子１７２と反対極性を有する第２電極端となる。
【0432】
第２集電プレート１７６は、電極組立体１４１の下部に結合する。第２集電プレート１７６は、アルミニウム、スチール、銅、ニッケルなどの導電性の金属材質からなり、第２電極板の非塗布部１４６ｂと電気的に接続する。
【0433】
望ましくは、第２集電プレート１７６は、電池缶１７１と電気的に接続される。このために、第２集電プレート１７６は、周縁部の少なくとも一部が電池缶１７１の内側面と第１ガスケット１７８ｂとの間に介在されて固定され得る。一例において、第２集電プレート１７６の周縁部の少なくとも一部は、電池缶１７１の下端面に形成されたビーディング部１８０の下端面に支持された状態で溶接によってビーディング部１７に固定され得る。変形例において、第２集電プレート１７６の周縁部の少なくとも一部は、電池缶１７１の内壁面に直接的に溶接され得る。
【0434】
第２集電プレート１７６は、非塗布部１４６ｂと対向する面に放射状に形成された複数の凹凸（図示せず）を備え得る。凹凸が形成された場合、第２集電プレート１７６を押し付けて凹凸を非塗布部１４６ｂに圧入し得る。
【0435】
望ましくは、第２集電プレート１７６と非塗布部１４６ｂの端部は、溶接、例えば、レーザー溶接によって結合し得る。
【0436】
電池缶１７１の下部開放端を密封する密封体１７８は、キャッププレート１７８ａと第１ガスケット１７８ｂを含む。第１ガスケット１７８ｂは、キャッププレート１７８ａと電池缶１７１とを電気的に分離する。クリンピング部１８１は、キャッププレート１７８ａの周縁部と第１ガスケット１７８ｂを共に固定する。キャッププレート１７８ａには、ベント部１７９が備えられる。ベント部１７９の構成は、上述した実施例（変形例）と実質的に同一である。
【0437】
望ましくは、キャッププレート１７８ａは、導電性の金属材質からなる。しかし、キャッププレート１７８ａと電池缶１７１との間に第１ガスケット１７８ｂが介在されているため、キャッププレート１７８ａは電気的極性を有さない。密封体１７８は、電池缶１７１の下部の開放端を密封し、バッテリーセル１７０の内圧が臨界値以上に増加したときにガスを排出する機能を果たす。
【0438】
望ましくは、第１電極板の非塗布部１４６ａと電気的に接続したリベット端子１７２は、第１電極端子として使用される。また、第２集電プレート１７６を介して第２電極板の非塗布部１４６ｂと電気的に接続した電池缶１７１の上部表面においてリベット端子１７２を除いた部分１７５は、第１電極端子と異なる極性を有する第２電極端子として使用される。このように、二つの電極端子が円筒形バッテリーセル１７０の上部に位置する場合、バスバーなどの電気的接続部品を円筒形バッテリーセル１７０の一側のみに配置することが可能である。これによって、バッテリーパック構造の単純化及びエネルギー密度の向上を図ることができる。また、第２電極端子として使用される部分１７５は、ほぼフラットな形態を有するため、バスバーなどの電気的接続部品を接合するのに十分な接合面積を確保することができる。これによって、円筒形バッテリーセル１７０は、電気的接続部品の接合部位における抵抗を望ましい水準に低めることが可能である。
【0439】
一方、電極組立体１４１の構造と非塗布部構造は、図示されたものに限定されず、上述した実施例（変形例）の構造に代替可能である。
【0440】
図２４は、本発明のさらに他の実施例による円筒形バッテリーセル１８０をＹ軸に沿って切断した断面図である。
【0441】
図２４を参照すると、円筒形バッテリーセル１８０は、図２１に示した円筒形バッテリーセル１５０と比較して電極組立体１４１の構造は実質的に同一であり、電極組立体１４１を除いた残りの構成は、図２３に示した円筒形バッテリーセル１７０と実質的に同一である。
【0442】
したがって、円筒形バッテリーセル１５０、１７０に関する実施例（変形例）の構成が円筒形バッテリーセル１８０に対しても同様に適用可能である。
【0443】
また、電極組立体１４１の構造と非塗布部の構造は図示されたものに限定されず、上述した実施例（変形例）の構造に代替可能である。
【0444】
図２５は、本発明のさらに他の実施例による円筒形バッテリーセル１９０をＹ軸に沿って切断した断面図である。
【0445】
【0446】
図２５を参照すると、電極組立体１１０の非塗布部１４６ａ、１４６ｂは、外周側からコア側へ折り曲げられる。この際、コア側非塗布部Ｂ１は、他の部分よりも高さが低いため、実質的に折り曲げられない。第１集電プレート１４４は、非塗布部１４６ａの折曲面に溶接され、第２集電プレート１４５は、非塗布部１４６ｂの折曲面に溶接され得る。折曲面は、非塗布部１４６ａ、１４６ｂが折り曲げられるときに多重に重畳されて電極組立体１１０の上部と下部に各々形成され得る。
【0447】
電極組立体１１０は、コア側非塗布部Ｂ１の高さが他の部分よりも相対的に小さい。また、図１７に示したように、中間非塗布部Ｂ２において最内側に位置した非塗布部の折曲長さＨは、コア側非塗布部Ｂ１の半径方向の長さＲと同一であるか、または小さい。
【0448】
したがって、非塗布部４６ａをコア側に向かって折り曲げても電極組立体１１０コアの空洞１１２が閉塞することなく上部に開放され得る（点線円を参照）。
【0449】
空洞１１２が閉塞しない場合、電解質の注液工程が容易になり、電解液の注液効率が向上する。また、空洞１１２から溶接ジグを挿入して第２集電プレート１４５と電池缶１４２との溶接工程を容易に行うことができる。
【0450】
非塗布部１４６ａ、１４６ｂが分節構造を有する場合、分節片の幅及び／または高さ及び／または離隔ピッチを上述した実施例の数値範囲を満たすように調節すれば、分節片が折り曲げられるとき、分節片が溶接強度を充分に確保可能な程度に多重に重畳され、折曲面に空間（隙間）を形成しない。
【0451】
非塗布部１４６ａ、１４６ｂの構造は、図示したものと異なり、前述した実施例（変形例）による構造にいくらでも変更可能である。なお、非塗布部１４６ａ、１４６ｂのいずれか一つに従来の非塗布部の構造が適用されることを制限しない。
【0452】
図２６は、本発明のさらに他の実施例による円筒形バッテリーセル２００をＹ軸に沿って切断した断面図である。
【0453】
【0454】
図２６を参照すると、電極組立体１１０の非塗布部１４６ａ、１４６ｂは、外周側からコア側へ折り曲げられる。この際、コア側非塗布部Ｂ１は、他の部分よりも高さが低いため、実質的に折り曲げられない。第１集電プレート１４４は、非塗布部１４６ａの折曲面に溶接され、第２集電プレート１７６は、非塗布部１４６ｂの折曲面に溶接され得る。
【0455】
電極組立体１１０は、コア側非塗布部Ｂ１の高さが他の部分よりも相対的に低い。また、図１７に示したように、中間非塗布部Ｂ２において最内側に位置した非塗布部の折曲長さＨは、コア側非塗布部Ｂ１の半径方向の長さＲと同一であるか、または小さい。
【0456】
したがって、非塗布部１４６ａ、１４６ｂをコア側に向かって折り曲げても電極組立体１１０のコアの空洞１１２が閉塞することなく上方に開放され得る（点線円を参照）。
【0457】
空洞１１２が閉塞しない場合、電解質の注液工程が容易になり、電解液の注液効率が向上する。また、空洞１１２から溶接ジグを挿入して第２集電プレート１７６と電池缶１７１との溶接工程を容易に行うことができる。
【0458】
非塗布部１４６ａ、１４６ｂが分節構造を有する場合、分節片の幅及び／または高さ及び／または離隔ピッチを上述した実施例の数値範囲を満たすように調節すると、分節片が折り曲げられるときに分節片が溶接強度を充分に確保できる程度に多重に重畳され、折曲面に空間（隙間）を形成しない。
【0459】
非塗布部１４６ａ、１４６ｂの構造は、図示したものと異なり、前述した実施例（変形例）による構造にいくらでも変更可能である。なお、非塗布部１４６ａ、１４６ｂのいずれか一つに従来の非塗布部の構造が適用されることを制限しない。
【0460】
図２７は、本発明のさらに他の実施例による円筒形バッテリーセル２１０をＹ軸に沿って切断した断面図である。
【0461】
【0462】
望ましくは、電極組立体１００の非塗布部１４６ａ、１４６ｂは、外周側からコア側へ折り曲げられる。この際、非塗布部１４６ａのコア側非塗布部Ｂ１と外周側非塗布部Ｂ３は、他の部分よりも高さが低いため実質的に折り曲げられない。これは、非塗布部１４６ｂの場合にも同様である。第１集電プレート１４４は非塗布部１４６ａの折曲面に溶接され、第２集電プレート１４５は非塗布部１４６ｂの折曲面に溶接され得る。
【0463】
コア側非塗布部Ｂ１の高さは、中間非塗布部Ｂ２よりも相対的に低い。また、図１６に示したように、中間非塗布部Ｂ２において最内側に位置した非塗布部の折曲長さＨは、コア側非塗布部Ｂ１の半径方向の長さＲと同一であるか、または小さい。
【0464】
そのため、非塗布部１４６ａ、１４６ｂをコア側に向かって折り曲げても電極組立体１００のコアの空洞１０２が閉塞することなく上方に開放され得る（点線円を参照）。
【0465】
空洞１０２が閉塞しない場合、電解質の注液工程が容易になり、電解液の注液効率が向上する。また、空洞から溶接ジグを挿入して第２集電プレート１４５と電池缶１４２との溶接工程を容易に行うことができる。
【0466】
また、外周側非塗布部Ｂ３の高さは、中間非塗布部Ｂ２よりも相対的に低い。そのため、非塗布部１４６ａが折り曲げられるとき、外周側非塗布部Ｂ３は実質的に折り曲げられない。また、外周側非塗布部Ｂ３は、ビーディング部１４７と充分に離隔しているので、ビーディング部１４７が圧入される過程で外周側非塗布部Ｂ３が損傷する問題を解決することができる。
【0467】
非塗布部１４６ａ、１４６ｂが分節構造を有する場合、分節片の幅及び／または高さ及び／または離隔ピッチを上述した実施例の数値範囲を満たすように調節すると、分節片が折り曲げれるときに分節片が溶接強度を充分に確保できる程度に多重に重畳され、折曲面に空間（隙間）を形成しない。
【0468】
非塗布部１４６ａ、１４６ｂの構造は、図示したものとは異なり、前述した実施例（変形例）による構造にいくらでも変更可能である。なお、非塗布部１４６ａ、１４６ｂのいずれか一つに従来の非塗布部の構造が適用されることを制限しない。
【0469】
図２８は、本発明のさらに他の実施例による円筒形バッテリーセル２２０をＹ軸に沿って切断した断面図である。
【0470】
【0471】
望ましくは、電極組立体１００の非塗布部１４６ａ、１４６ｂは、外周側からコア側へ折り曲げられる。この際、非塗布部１４６ａのコア側非塗布部Ｂ１は、他の部分よりも高さが低いため、実質的に折り曲げられない。これは非塗布部１４６ｂの場合にも同様である。第１集電プレート１４４は、非塗布部１４６ａの折曲面に溶接され、第２集電プレート１７６は、非塗布部１４６ｂの折曲面に溶接され得る。
【0472】
電極組立体１００は、コア側非塗布部Ｂ１の高さが中間非塗布部Ｂ２よりも相対的に低い。また、図１６に示したように、中間非塗布部Ｂ２において最内側に位置した非塗布部の折曲長さＨは、コア側非塗布部Ｂ１の半径方向の長さＲと同一であるか、または小さい。
【0473】
したがって、非塗布部１４６ａをコア側に向かって折り曲げても電極組立体１００コアの空洞１０２が閉塞することなく上方に開放され得る（点線円を参照）。
【0474】
空洞１０２が閉塞されない場合、電解質の注液工程が容易になり、電解液の注液効率が向上する。また、空洞１０２から溶接ジグを挿入して第２集電プレート１７６と電池缶１７１との溶接工程を容易に行うことができる。
【0475】
また、非塗布部１４６ａの外周側非塗布部Ｂ３は、高さが中間非塗布部Ｂ２よりも相対的に小さい。これによって、非塗布部１４６ａが折り曲げられるときに外周側非塗布部Ｂ３は実質的に折り曲げられない。これは非塗布部１４６ｂも同様である。
【0476】
非塗布部１４６ａ、１４６ｂが分節構造を有する場合、分節片の幅及び／または高さ及び／または離隔ピッチを上述した実施例の数値範囲を満たすように調節すると、分節片が折り曲げられるときに分節片が溶接強度を充分に確保できる程度に多重に重畳され、折曲面に空間（隙間）を形成しない。
【0477】
非塗布部１４６ａ、１４６ｂの構造は、図示したものとは異なり、前述した実施例（変形例）による構造にいくらでも変更可能である。なお、非塗布部１４６ａ、１４６ｂのいずれか一つに従来の非塗布部の構造が適用されることを制限しない。
【0478】
上述した実施例（変形例）による円筒形バッテリーセルは、バッテリーパックを製造するのに使用され得る。
【0479】
図２９は、本発明の実施例によるバッテリーパックの構成を概略的に示した図である。
【0480】
図２９を参照すると、本発明の実施例によるバッテリーパック３００は、円筒形バッテリーセル３０１が電気的に接続された集合体及びそれを収容するパックハウジング３０２を含む。円筒形バッテリーセル３０１は、前述した実施例（変形例）によるバッテリーセルのいずれか一つであり得る。図面においては、図示の便宜上、円筒形バッテリーセル３０１の電気的接続のためのバスバー、冷却ユニット、外部端子などの部品の図示は省略した。
【0481】
バッテリーパック３００は、自動車に搭載され得る。自動車は、一例で電気自動車、ハイブリッド自動車またはプラグインハイブリッド自動車であり得る。自動車は、四輪自動車または二輪自動車を含む。
【0482】
【0483】
図３０を参照すると、本発明の一実施例による自動車Ｖは、本発明の一実施例によるバッテリーパック３００を含む。自動車Ｖは、本発明の一実施例によるバッテリーパック３００から電力を受けて作動する。
【0484】
本発明によれば、電極組立体の上方及び下方へ突出した非塗布部を電極タブとして使用することで円筒形バッテリーセルの内部抵抗を減少させてエネルギー密度を増加させることができる。
【0485】
本発明の他面によれば、電極組立体の非塗布部の構造を改善して電池缶のビーディング部形成過程で電極組立体と電池缶の内周面とが干渉を起こさないようにすることで電極組立体の部分的変形による円筒形バッテリーセルの内部短絡を防止することができる。
【0486】
また、本発明の他面によれば、電極組立体の非塗布部の構造を改善することで、非塗布部が折り曲げられるときに折曲地点付近の非塗布部が破れる現象を防止し、非塗布部の重畳レイヤー数を充分に増加させて溶接強度を向上させることができる。
【0487】
本発明のさらに他面によれば、電極組立体のコアに隣接する非塗布部の構造を改善することで、非塗布部が折り曲げられるときに電極組立体のコアにおける空洞が閉塞することを防止し、電解液の注入工程と電池缶と集電プレートとの溶接工程を容易に行うことができる。
【0488】
本発明のさらに他面によれば、内部抵抗が低く、内部短絡が防止され、かつ集電プレートと非塗布部との溶接強度が向上した構造を有する円筒形バッテリーセル、それを含むバッテリーパック及び自動車を提供することができる。
【0489】
以上、本発明は限定された実施例と図面によって説明されたが、本発明はこれによって限定されず、本発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と下記する特許請求範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは勿論である。
【0490】
実施例１
（１）分離膜の製造
ポリビニリデンフルオライド－ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＶｄＦ－ＨＦＰ）高分子をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に約５重量％添加した後、５０℃の温度で約１２時間以上に溶解して高分子溶液を製造した。この高分子溶液に、直径約４００ｎｍのＢａＴｉＯ３粉末を全固形分２０重量％で添加して分散させて混合溶液（ＢａＴｉＯ３／ＰＶｄＦ－ＨＦＰ＝８０：２０（重量比））を製造した。ドクターブレード（ｄｏｃｔｏｒ ｂｌａｄｅ）法を用いて製造された混合溶液をポリプロピレン素材の多孔性高分子基材の両面にコーティングした。コーティング後、ＴＨＦを乾燥させて前記多孔性高分子基材の両面に多孔性コーティング層を形成した。
（１）分離膜の製造
ポリビニリデンフルオライド－ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＶｄＦ－ＨＦＰ）高分子をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に約５重量％添加した後、５０℃の温度で約１２時間以上に溶解して高分子溶液を製造した。この高分子溶液に、直径約４００ｎｍのＢａＴｉＯ３粉末を全固形分２０重量％で添加して分散させて混合溶液（ＢａＴｉＯ３／ＰＶｄＦ－ＨＦＰ＝８０：２０（重量比））を製造した。ドクターブレード（ｄｏｃｔｏｒ ｂｌａｄｅ）法を用いて製造された混合溶液をポリプロピレン素材の多孔性高分子基材の両面にコーティングした。コーティング後、ＴＨＦを乾燥させて前記多孔性高分子基材の両面に多孔性コーティング層を形成した。
【0491】
その後、絶縁コーティング層用フィラーとしてＡｌ２Ｏ３を８０重量部と、絶縁コーティング層用バインダーとしてポリビニリデンフルオライド（ＰＶｄＦ）２０重量部と、溶媒（分散媒）としてテトラハイドロフランを添加して固形分２０重量％の絶縁コーティング層用組成物を準備した。準備した前記絶縁コーティング層用組成物を前記多孔性高分子基材の両面に形成された多孔性コーティング層の両端部にコーティングして乾燥することで絶縁コーティング層を備えた分離膜を製造した。
【0492】
この際、前記絶縁幅は１．２５ｍｍであり、高さは０．３μｍであった。前記多孔性高分子基材の厚さは１０μｍであり、前記多孔性コーティング層の厚さは両面に各々１．５μｍであった。気孔率測定装置（ｐｏｒｏｓｉｍｅｔｅｒ）で測定した結果、製造された分離膜の気孔サイズ及び気孔度は各々０．４μｍ及び６０％であった。
【0493】
（２）集電体の準備
１）正極集電体の準備
下記の表１のように第１グループと第２グループの分節片が形成される非塗布部を含むアルミニウム素材の集電体用金属薄膜（厚さ１５μｍ）を準備した。
１）正極集電体の準備
下記の表１のように第１グループと第２グループの分節片が形成される非塗布部を含むアルミニウム素材の集電体用金属薄膜（厚さ１５μｍ）を準備した。
【0494】
前記金属薄膜は、巻取方向に沿う長さがコアから外周まで（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３）４，０００ｍｍであり、巻取軸方向に沿う幅が７５ｍｍであった。前記金属薄膜に対して、Ｂ１はコア側非塗布部、Ｂ３は外周側非塗布部、前記コア側非塗布部Ｂ１と外側側非塗布部Ｂ３との間のＢ２は、中間非塗布部として領域を区分した。前記Ｂ１の長さは３５０ｍｍ、Ｂ２の長さは３５００ｍｍ及びＢ３長さは１５０ｍｍであった。
【0495】
前記金属薄膜の幅方向において第２側部から内側へ所定の幅は正極活物質部にし、残りは非塗布部の第１部分にし、前記コア側非塗布部と前記外周側非塗布部は、中間非塗布部よりも巻取軸方向の高さを小さくした。
【0496】
２）負極集電体の準備
銅薄膜（厚さ１０μｍ）を集電体の素材にし、巻取軸方向に沿う幅が８０ｍｍであることを除いては正極集電体と同様の方式で負極集電体を準備した。
銅薄膜（厚さ１０μｍ）を集電体の素材にし、巻取軸方向に沿う幅が８０ｍｍであることを除いては正極集電体と同様の方式で負極集電体を準備した。
【0497】
【表1】
【0498】
（３）負極の製造
平均粒径Ｄ５０が１１μｍである天然黒鉛と、カーボンブラックと、カルボキシルメチルセルロース（ＣＭＣ）と、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）とを、９４：１．５：２：２．５の重量比で水と混合して水を除いた残りの成分５０ｗｔ％濃度の負極活物質層用スラリーを準備した。その後、前記スラリーを前記で準備した銅素材の集電体の表面の負極活物質部にスロットダイを用いて走行速度４０ｍ／分で塗布した。巻取軸方向を基準にして前記負極活物質部の幅は７０ｍｍであり、非塗布部の幅は１０ｍｍであった。前記負極活物質のロード量は、電極面積を基準にして１６ｍｇ／ｃｍ２の量にした。前記負極活物質層用スラリーが塗布された銅薄膜を長さ６０ｍの熱風オーブンを通過させて乾燥し、この際、オーブンの温度は１３０℃を維持するように調節された。その後、目標（ｔａｒｇｅｔ）厚さは１８０μｍにしてロールプレスによって密度３．４５ｇ／ｃｃの負極を得た。
平均粒径Ｄ５０が１１μｍである天然黒鉛と、カーボンブラックと、カルボキシルメチルセルロース（ＣＭＣ）と、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）とを、９４：１．５：２：２．５の重量比で水と混合して水を除いた残りの成分５０ｗｔ％濃度の負極活物質層用スラリーを準備した。その後、前記スラリーを前記で準備した銅素材の集電体の表面の負極活物質部にスロットダイを用いて走行速度４０ｍ／分で塗布した。巻取軸方向を基準にして前記負極活物質部の幅は７０ｍｍであり、非塗布部の幅は１０ｍｍであった。前記負極活物質のロード量は、電極面積を基準にして１６ｍｇ／ｃｍ２の量にした。前記負極活物質層用スラリーが塗布された銅薄膜を長さ６０ｍの熱風オーブンを通過させて乾燥し、この際、オーブンの温度は１３０℃を維持するように調節された。その後、目標（ｔａｒｇｅｔ）厚さは１８０μｍにしてロールプレスによって密度３．４５ｇ／ｃｃの負極を得た。
【0499】
その後、前記中間非塗布部の区間は、レーザーでノッチング加工して上記の表１の条件を有するように分割して複数の分節片を形成した。この際、各分節片のノッチング谷の下端は実質的に同じ高さを有するように調節した。
【0500】
（４）正極の製造
正極活物質としてＬｉ（Ｎｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２）Ｏ２（ＮＣＭ－６２２）と、導電材としてカーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ）と、バインダーとしてポリビニリデンフルオライド（ＰＶｄＦ）と、を９６：２：２の重量比で分散媒である水に添加し、正極スラリー準備した。前記スラリーを前記で準備したアルミニウム集電体の表面にコーティングし、前記負極と同じ条件で乾燥及び圧延を行って正極を製造した。前記正極において巻取軸方向を基準にして前記正極活物質部の幅は６５ｍｍであり、非塗布部の幅は１０ｍｍであった。
この際、正極活物質層は、前記ＮＭＣ６２２の理論放電容量を考慮して電池のＮＰ ｒａｔｉｏ １．１８（１１８％、約２７．７ｃｍ２）になるように調節した。
正極活物質としてＬｉ（Ｎｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２）Ｏ２（ＮＣＭ－６２２）と、導電材としてカーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ）と、バインダーとしてポリビニリデンフルオライド（ＰＶｄＦ）と、を９６：２：２の重量比で分散媒である水に添加し、正極スラリー準備した。前記スラリーを前記で準備したアルミニウム集電体の表面にコーティングし、前記負極と同じ条件で乾燥及び圧延を行って正極を製造した。前記正極において巻取軸方向を基準にして前記正極活物質部の幅は６５ｍｍであり、非塗布部の幅は１０ｍｍであった。
この際、正極活物質層は、前記ＮＭＣ６２２の理論放電容量を考慮して電池のＮＰ ｒａｔｉｏ １．１８（１１８％、約２７．７ｃｍ２）になるように調節した。
【0501】
続いて、前記中間非塗布部の区間は、レーザーでノッチング加工して上記の表１の条件を有するように分割して複数の分節片を形成した。この際、各分節片のノッチング谷の下端は実質的に同じ高さを有するように調節した。
【0502】
（５）電極組立体の準備
準備された前記負極／分離膜／正極の順に積層して巻き取ってゼリーロール型の電極組立体を製造した。分離膜の幅方向の末端が前記基準線を基準にして前記最小折曲分節片（第１グループ）の高さの３０％（１．５ｍｍ）であり、前記電極組立体の外側方向に位置するようにした。
準備された前記負極／分離膜／正極の順に積層して巻き取ってゼリーロール型の電極組立体を製造した。分離膜の幅方向の末端が前記基準線を基準にして前記最小折曲分節片（第１グループ）の高さの３０％（１．５ｍｍ）であり、前記電極組立体の外側方向に位置するようにした。
【0503】
（６）円筒形バッテリーセル（電池）の製造（４６８０型）
電極組立体の上方及び下方に露出した第１グループから第７グループの分節片をコア側へ折り曲げた後、上部折曲面及び下部折曲面に正極集電板及び負極集電板を各々溶接した。その後、図２８に示した構造の円筒形セルを製作した。即ち、正極集電板及び負極集電板が溶接された電極組立体を、外部端子が予め置けられたバッテリーハウジングに挿入し、正極集電板と外部端子を溶接し、負極集電板の周端部をビーディング部に溶接した。その後、バッテリーハウジングを電解液注入装置のチャンバに入れ、バッテリーハウジングの開口部が重力と反対方向に向かうようにバッテリーハウジングを起立させた。続いて、エチレンカーボネート（ＥＣ）と、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）と、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）と、を１：２：１（体積比）の組成で混合した有機溶媒に、ＬｉＰＦ６を１．０Ｍの濃度になるように溶解して非水電解液を製造した。その後、バッテリーハウジングの開口部から電解液を注入した後、２０秒間８００ｋＰａまでチャンバの圧力を上昇させて１５０秒間維持し、さらに２０秒間－９０ｋＰａまでチャンバの圧力を低めて実質的な真空状態を２０秒間維持した。電解液の含浸工程が完了した後、ガスケットを用いてバッテリーハウジングの開放部を密封体でシーリングして円筒形セルの製作を完了した。
電極組立体の上方及び下方に露出した第１グループから第７グループの分節片をコア側へ折り曲げた後、上部折曲面及び下部折曲面に正極集電板及び負極集電板を各々溶接した。その後、図２８に示した構造の円筒形セルを製作した。即ち、正極集電板及び負極集電板が溶接された電極組立体を、外部端子が予め置けられたバッテリーハウジングに挿入し、正極集電板と外部端子を溶接し、負極集電板の周端部をビーディング部に溶接した。その後、バッテリーハウジングを電解液注入装置のチャンバに入れ、バッテリーハウジングの開口部が重力と反対方向に向かうようにバッテリーハウジングを起立させた。続いて、エチレンカーボネート（ＥＣ）と、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）と、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）と、を１：２：１（体積比）の組成で混合した有機溶媒に、ＬｉＰＦ６を１．０Ｍの濃度になるように溶解して非水電解液を製造した。その後、バッテリーハウジングの開口部から電解液を注入した後、２０秒間８００ｋＰａまでチャンバの圧力を上昇させて１５０秒間維持し、さらに２０秒間－９０ｋＰａまでチャンバの圧力を低めて実質的な真空状態を２０秒間維持した。電解液の含浸工程が完了した後、ガスケットを用いてバッテリーハウジングの開放部を密封体でシーリングして円筒形セルの製作を完了した。
【0504】
比較例１
（１）分離膜の製造
ポリビニリデンフルオライド－ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＶｄＦ－ＨＦＰ）高分子をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に約５重量％添加した後、５０℃の温度で約１２時間以上に溶解することで高分子溶液を製造した。この高分子溶液に、粒径約４００ｎｍのＢａＴｉＯ３粉末を全固形分２０重量％で添加して分散させて混合溶液（ＢａＴｉＯ３／ＰＶｄＦ－ＨＦＰ＝８０：２０（重量比））を製造した。ドクターブレード（ｄｏｃｔｏｒ ｂｌａｄｅ）法を用いて製造された混合溶液をポリプロピレン素材の多孔性高分子基材の両面にコーティングした。コーティング後、ＴＨＦを乾燥させて前記多孔性高分子基材の両面に多孔性コーティング層を形成して分離膜を製造した。
（１）分離膜の製造
ポリビニリデンフルオライド－ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＶｄＦ－ＨＦＰ）高分子をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に約５重量％添加した後、５０℃の温度で約１２時間以上に溶解することで高分子溶液を製造した。この高分子溶液に、粒径約４００ｎｍのＢａＴｉＯ３粉末を全固形分２０重量％で添加して分散させて混合溶液（ＢａＴｉＯ３／ＰＶｄＦ－ＨＦＰ＝８０：２０（重量比））を製造した。ドクターブレード（ｄｏｃｔｏｒ ｂｌａｄｅ）法を用いて製造された混合溶液をポリプロピレン素材の多孔性高分子基材の両面にコーティングした。コーティング後、ＴＨＦを乾燥させて前記多孔性高分子基材の両面に多孔性コーティング層を形成して分離膜を製造した。
【0505】
この際、前記多孔性高分子基材の厚さは１０μｍであり、前記多孔性コーティング層の厚さは両面に各々１．５μｍであった。気孔測定装置（ｐｏｒｏｓｉｍｅｔｅｒ）で測定した結果、製造された分離膜の気孔サイズ及び気孔度は各々０．４μｍ及び６０％であった。
【0506】
比較例１で製造された分離膜を使用したことを除いては、実施例１に示した方法と同様に、集電体、正極、負極及び円筒形バッテリーセルを各々製造した。
【0507】
分離膜及び円筒形バッテリーセルの評価
（１）分離膜の圧縮特性評価
実施例１及び比較例１で製造された分離膜の圧縮特性を下記の方法で評価した。
（１）分離膜の圧縮特性評価
実施例１及び比較例１で製造された分離膜の圧縮特性を下記の方法で評価した。
【0508】
７０ｍｍ×１００ｍｍ規格のＡ４用紙４枚、５０ｍｍ×５０ｍｍ規格のＨａｚｅ ＰＥＴ ２枚、Ｈａｚｅ ＰＥＴ １枚を準備し、打抜機を用いて分離膜を５０ｍｍ×５０ｍｍ規格で３枚以上打ち抜けた。
【0509】
前記打ち抜けられた分離膜の圧縮前の厚さを測定した。３枚を積層した後、周縁部から１０ｃｍ離れた内側部分の３×３ポイントを測定した。準備した分離膜原反とＰＥＴフィルム、Ａ４用紙を次第に積層した。上端からＡ４用紙２枚、ｈａｚｅ ＰＥＴフィルム１枚、分離膜原反１枚、ｈａｚｅ ＰＥＴフィルム２枚、Ａ４用紙２枚を順次に積層した。
【0510】
ホットプレス（ｈｏｔ ｐｒｅｓｓ）を用いて２，０００ｋｇｆ（７．８ＭＰａ）、７０℃、１０秒の条件に設定し、積層が完了したサンプルをホットプレスで加圧した。圧縮が完了した分離膜の厚さを圧縮前と同じ方式で測定して厚さの変化を確認した。
【0511】
実施例１及び比較例１で製造された分離膜の圧縮特性の評価結果を図３１に示した。
【0512】
図３１を参照すると、多孔性コーティング層の量端部に絶縁性コーティング層を備える実施例１の分離膜が絶縁性コーティング層を備えない比較例１の分離膜よりも圧縮率が約１％改善されることを確認することができる。これは分離膜の両端部にコーティングされた絶縁コーティング層による分離膜の圧縮時に支持される力による理由として考えられる。
【0513】
（２）円筒形バッテリーセルの抵抗特性評価
実施例１及び比較例１で製造された円筒形バッテリーセルのＳＯＣによる抵抗特性を下記の方法で評価した。
実施例１及び比較例１で製造された円筒形バッテリーセルのＳＯＣによる抵抗特性を下記の方法で評価した。
【0514】
充電電流と放電電流を交互に１０秒間適用して各電流による電圧の下降／上昇分を考慮した上、オームの法則を用いて傾さを求めることができ、これをＤＣＩＲ（ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）、即ち、内部抵抗と定義した。
【0515】
実施例１及び比較例１で製造された円筒形バッテリーセルの抵抗特性結果を図３２に示した。
【0516】
図３２を参照すると、多孔性コーティング層の両端部に絶縁性コーティング層を備える実施例１の分離膜を備えた円筒形バッテリーセルが、絶縁性コーティング層を備えていない比較例１の分離膜を備えた円筒形バッテリーセルよりも抵抗の低い値を示すことを確認することができる。これは、電解液含浸性の改善による電流印加時、リチウムイオンの移動が円滑になったためと見られる。
【0517】
（３）電解液の含浸量（含浸性）評価
実施例１及び比較例１で製造された円筒形バッテリーセルの電解液の含浸量（含浸性）を以下の方法で評価し、その結果を図３３に示した。
実施例１及び比較例１で製造された円筒形バッテリーセルの電解液の含浸量（含浸性）を以下の方法で評価し、その結果を図３３に示した。
【0518】
実施例１及び比較例１で製造された円筒形バッテリーセルを分解して各々正極と負極を得た。その後、負極と正極に対して合計９個の地点で１０ｃｍ２サイズの試料を切り取って得た。９個の試料は、電極を広げたときに電極組立体のコアに隣接する領域から３個（＃１～＃３）、電極組立体の外周側に隣接する領域から３個（＃７～＃９は）、巻取方向を基準にして電極の中央領域から３個（＃４～＃６）の試料を採取した。各試料採取領域から３個の試料を採取することにおいては、巻取軸方向に沿って活物質層の下端、中央及び上端で各々一つずつ採取した。一方、＃１、＃４及び＃７は、電極の幅方向における一側の末端付近であり、＃３、＃６及び＃９は、電極の幅方向における他側の末端付近である。一方、＃２、＃５及び＃８は、その中間部分を示したものである。図３４から試料の採取部分を参照し得る。但し、図３４は、図１０に基づいて単に試料採取部分を示したものであって、試料採取部分以外の形態や数値は前記表１を参照する。
【0519】
電解液の含浸性は、対照試料の重さと採取試料の重さとの差から決定した。対照試料は、実施例１及び比較例１で使用された電極と同一に製作されており、電解液を含浸させていない正極及び負極の同じ採取位置から得た。
【0520】
実施例１の電極組立体において、正極の＃１～＃９の各部分における電解液の平均含浸量は２１．３ｍｇであり、比較例１の電極組立体において正極の＃１～＃９の各部分における電解液の平均含浸量は１８．３ｍｇであった。また、実施例１の電極組立体において負極の＃１～＃９の各部分における電解液の平均含浸量は３１．３ｍｇであり、比較例１の電極組立体において負極の＃１～＃９の各部分における電解液の平均含浸量は２７．７ｍｇであった。実施例１における電解液の含浸量が比較例１に比べて高いことが確認された。これは、分離膜の多孔性高分子基材の両面に形成された多孔性コーティング層のみならず、絶縁コーティング層がさらに適用されることによって電解液が吸収される領域が広くなり、さらに、円筒形バッテリーセルに電解液を注液するに際し、上方から下方へ注液が行われることから、絶縁コーティング層に最も先に吸収されることで含浸性が改善され、含浸量が増加したためであるといえる。
【0521】
（４）円筒形バッテリーセルの電圧及び温度特性評価
実施例１と比較例１の分離膜を備える円筒形バッテリーセルのＳＯＣによる電圧及び温度特性を下記の方法で評価した。
実施例１と比較例１の分離膜を備える円筒形バッテリーセルのＳＯＣによる電圧及び温度特性を下記の方法で評価した。
【0522】
放電時、電流速度（Ｃ－ｒａｔｅ）を異にすると、セルに熱が発生するようになり、この時に発生する熱の温度を比較することで発熱特性を確認することができる。
【0523】
実施例１と比較例１の分離膜を備える円筒形バッテリーセルのＳＯＣによる電圧及び温度特性の評価結果を図３５に示した。
【0524】
図３５を参照すると、同じ電流速度で印加したとき、各電流速度０．５Ｃ、１．０Ｃ、２．０Ｃ、３．０Ｃによる放電時、本発明の分離膜の場合、発熱特性が既存よりも低いことが確認され、これは、先立って内部抵抗ＤＣ－ＩＲが低かった点と、含浸性が改善されたことがその原因として認められる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10a】
【図10b】
【図10c】
【図11】
【図12a】
【図12b】
【図12c】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【手続補正書】
【提出日】2024-05-10
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
分離膜であって、前記分離膜は、多孔性高分子基材と、前記多孔性高分子基材の少なくとも一面に形成され、バインダー高分子及び無機物粒子を含む多孔性コーティング層と、を含み、
前記分離膜の最外側の横方向（ＴＤ）における両端部に絶縁コーティング層を各々備え、
前記絶縁コーティング層が、絶縁コーティング層用フィラー及び絶縁コーティング層用バインダーを含む多孔性構造を有することを特徴とする、分離膜。
【請求項2】
前記絶縁コーティング層一枚の幅が、前記分離膜の幅方向における全長の０．１％～１０％であることを特徴とする、請求項１に記載の分離膜。
【請求項3】
前記絶縁コーティング層用フィラーの平均粒径が、無機フィラーの平均粒径の１０％～９０％であることを特徴とする、請求項１に記載の分離膜。
【請求項4】
前記絶縁コーティング層の垂直断面の形状が、四角形、台形、三角形、平行四辺形、半円形または半楕円形の構造を有することを特徴とする、請求項１に記載の分離膜。
【請求項5】
シート状の第１電極板及び第２電極板とこれらの間に介在された分離膜とが一方向へ巻き取られた構造を有するゼリーロール型の電極組立体であって、前記分離膜が請求項１から４のいずれか一項に記載の分離膜であることを特徴とする、電極組立体。
【請求項6】
正極板、負極板及び前記正極板と負極板との間に介在された分離膜が一方向へ巻き取られた構造を有するゼリーロール型の電極組立体と、前記電極組立体が収納される電池缶と、前記電池缶の開放端部を密封する密封体と、を含み、前記分離膜が請求項１から４のいずれか一項に記載の分離膜であることを特徴とする、円筒形バッテリーセル。
【請求項7】
前記円筒形バッテリーセルは、フォームファクターの比が０．４以上である、請求項６に記載の円筒形バッテリーセル。
【請求項8】
前記円筒形バッテリーセルが、４６１１０セル、４８７５０セル、４８１１０セル、４８８００セルまたは４６８００セルである、請求項７に記載の円筒形バッテリーセル。
【請求項9】
前記円筒形バッテリーセルが、電極タブを含まないタブレス構造の電池である、請求項６に記載の円筒形バッテリーセル。
【請求項10】
前記正極板及び前記負極板は、各々活物質層が形成されていない非塗布部を含み、前記電極組立体の上端及び下端に各々正極板非塗布部及び負極板非塗布部が位置し、
前記正極板非塗布部及び前記負極板非塗布部に集電プレートが結合しており、
前記集電プレートが電極端子と接続する、請求項６に記載の円筒形バッテリーセル。
【請求項11】
シート状の第１電極板及び第２電極板とこれらの間に介在された分離膜とが一方向へ巻き取られた構造を有するゼリーロール型の電極組立体であって、前記第１電極板及び前記第２電極板の少なくとも一つは、長辺の端部に活物質層がコーティングされていない非塗布部を含み、
前記非塗布部の少なくとも一部が電極タブとして使用され、
前記非塗布部が、前記電極組立体のコアに隣接するコア側非塗布部と、前記電極組立体の外周表面に隣接する外周側非塗布部と、前記コア側非塗布部と前記外周側非塗布部との間に介在された中間非塗布部と、を含み、
前記コア側非塗布部と前記外周側非塗布部の少なくとも一つが、前記中間非塗布部よりも巻取軸方向の高さが相対的に小さく、
前記中間非塗布部の少なくとも一部区間が、複数の分節片に分割されており、
前記分離膜が、請求項１から４のいずれか一項に記載の分離膜であることを特徴とする、電極組立体。
【請求項12】
前記中間非塗布部の少なくとも一部区間が、コア側から外周側へ進むほど巻取軸方向の高さが段階的に増加することを特徴とする、請求項１１に記載の電極組立体。
【請求項13】
前記複数の分節片は各々、四角形、台形、三角形、平行四辺形、半円形または半楕円形の構造を有することを特徴とする、請求項１１に記載の電極組立体。
【請求項14】
前記複数の分節片が各々台形であり、前記複数の分節片は、個別的にまたはグループ別にコア側から外周側へ進むほど台形の下部内角が増加することを特徴とする、請求項１１に記載の電極組立体。
【請求項15】
前記複数の分節片の巻取軸方向の高さ及び巻取方向の幅の少なくとも一つが、個別的にまたはグループ別にコア側から外周側に進むほど段階的に増加することを特徴とする、請求項１１に記載の電極組立体。
【請求項16】
前記複数の分節片が、コア側へ折り曲げられて多重に重畳することを特徴とする、請求項１１に記載の電極組立体。
【請求項17】
前記電極組立体のコアに空洞が備えられ、前記空洞が、前記コア側へ折り曲げられた複数の分節片によって閉塞しないことを特徴とする、請求項１６に記載の電極組立体。
【請求項18】
シート状の第１電極板及び第２電極板とこれらの間に介在された分離膜とが一方向へ巻き取られた構造を有するゼリーロール型の電極組立体と、前記電極組立体が収納され、前記第１電極板及び前記第２電極板のいずれか一つと電気的に接続して第１極性を有する電池缶と、
前記電池缶の開放端を密封する密封体と、
前記第１電極板及び前記第２電極板の残りの一つと電気的に接続し、表面が外部に露出している第２極性を有する端子と、を含み、
前記第１電極板及び前記第２電極板の少なくとも一つが、長辺端部に活物質層がコーティングされていない非塗布部を含み、
前記非塗布部の少なくとも一部が電極タブとして使用され、
前記非塗布部が、前記電極組立体のコアに隣接するコア側非塗布部と、前記電極組立体の外周表面に隣接する外周側非塗布部と、前記コア側非塗布部と前記外周側非塗布部との間に介在された中間非塗布部と、を含み、
前記コア側非塗布部と前記外周側非塗布部の少なくとも一つは、前記中間非塗布部よりも巻取軸方向の高さが相対的に小さく、
前記中間非塗布部の少なくとも一部区間が、複数の分節片に分割されており、
前記分離膜が請求項１から４のいずれか一項に記載の分離膜であることを特徴とする、円筒形バッテリーセル。
【請求項19】
請求項１８に記載のバッテリーセルを少なくとも一つ含むことを特徴とする、バッテリーパック。
【請求項20】
請求項１９に記載のバッテリーパックを少なくとも一つ含むことを特徴とする、自動車。
【国際調査報告】