二次電池
【課題】ガスケットとキャップ組立体との間の密閉性を最大にさせて、内部異常時に発生するガスのリークを防止することで、安全性及び信頼性を向上することができる二次電池を提供する。
【解決手段】正極板、陰極板及び前記両極板間に位置するセパレータを含む電極組立体と、一側に開口部が形成されて前記電極組立体を収納するための缶と、前記缶の開口部の内側に位置し、前記電極組立体と電気的に接続するキャップ組立体と、前記缶とキャップ組立体との間に位置し、前記キャップ組立体が位置する領域に２ｍｍ以上の厚さを有するコーティング層が形成されるガスケットとを含む。
【解決手段】正極板、陰極板及び前記両極板間に位置するセパレータを含む電極組立体と、一側に開口部が形成されて前記電極組立体を収納するための缶と、前記缶の開口部の内側に位置し、前記電極組立体と電気的に接続するキャップ組立体と、前記缶とキャップ組立体との間に位置し、前記キャップ組立体が位置する領域に２ｍｍ以上の厚さを有するコーティング層が形成されるガスケットとを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池に関し、ガスケットとキャップ組立体との間の密閉性を最大にし、内部異常時に発生するガスリーク（ｌｅａｋ）を防止して、安全性及び信頼性を向上することのできる二次電池（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｂａｔｔｅｒｙ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、携帯電話、ノート型パソコン、カムコーダなどのコンパクトで軽量化された携帯電子／電気機器が活発に開発及び生産されていて、携帯電子／電気機器が別途の電源のない場所でも作動できるようにバッテリパックを内蔵している。このようなバッテリパックとしては経済的な面から、ニッケル−カドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池、ニッケル−水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池及びリチウム（Ｌｉ）電池が代表的に挙げられ、充放電の可能な二次電池が一般的に用いられている。
【０００３】
その中でも、前記リチウム二次電池は、前記ニッケル−カドミウム電池またはニッケル−水素電池と比較した場合に作動電圧が３倍ほど高く、単位重量当たりエネルギー密度が高く前記携帯電子／電気機器のバッテリパックとして広範囲に用いられている。
【０００４】
このリチウム二次電池は、使用電解質の種類によって液体電解質を用いるリチウムイオン電池と高分子電解質を用いるリチウムポリマー電池に区分し、その形状から角型、円筒型及びパウチ型に区分することができる。
【０００５】
前記円筒型二次電池は通常、円筒状に捲回した電極組立体、一側に開口部が形成されて前記電極組立体との間にリチウムイオンが移動できるように電解液を収納する缶、前記缶の開口部の内側に位置し、前記電極組立体と電気的に接続するキャップ組立体及び前記缶とキャップ組立体との間に位置し、前記缶を密閉するガスケットを含む。
【０００６】
前記電極組立体は、正極活物質が塗布される正極集電体と前記正極集電体の一側に電気的に接続する正極タップを含む正極板、陰極活物質が塗布される陰極集電体と前記陰極集電体の一側と電気的に接続する陰極タップを含む陰極板及び前記正極板と陰極板との間に位置するセパレータを含む。
【０００７】
前記電解液は、充放電時に前記電極組立体の正極板及び陰極板から電気化学的反応により生成されるリチウムイオンを移動させる役割を行い、リチウム塩と高純度の有機溶媒類の混合物である非水系有機電解液であるか、高分子電解質を用いたポリマーとすることができる。
【０００８】
前記電極組立体は、充放電時に発生する変形を抑制するために前記電極組立体の内側に所定長さの本体を有するセンターピンが位置し、前記センターピンの本体には内側に長さ方向にホールが形成され、過充電、高温熱露出及び内部異常で前記電極組立体の周辺から発生するガスを前記キャップ組立体方向に移動させるための通路を提供する。
【０００９】
前記キャップ組立体は、過充放電、高温熱露出、または外部からの衝撃により前記電極組立体が損傷されるなどの内部異常が発生した場合、前記二次電池の発熱、発火及び爆発を防止するためのものであって、前記電極組立体の周辺から発生するガスによって変形または破断されるように形成された安全ベントを含む。
【００１０】
前記ガスケットは、前記缶を密閉させて内部異常で発生するガスを外部に漏れないようにし、前記キャップ組立体の安全ベントが正常作動するようにするためのものであって、前記缶の密閉性を向上させるために、一部領域または外周面に沿って前記ガスケットを取り囲むコーティング層が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】大韓民国登録実用新案第２０−０２１４９８０号明細書
【特許文献２】大韓民国出願公開第１０−２００７−０００７５３７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
このような二次電池は、缶の密閉性の向上とともに、前記キャップ組立体の離脱を防止するために、前記缶の開口部の終端部を前記キャップ組立体方向に折曲させるクリンピング（Ｃｒｉｍｐｉｎｇ）工程を行うが、前記クリンピング工程によって前記缶とキャップ組立体との間に位置するガスケットの形態が変形されて前記ガスケットとキャップ組立体との間の密閉性が低下し、内部異常で発生するガスが前記ガスケットとキャップ組立体との間から漏れて前記キャップ組立体の安全ベントが必要なときに作動できず、二次電池の安全性及び信頼性が低下するという問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためのものであって、前記ガスケットとキャップ組立体との間の密閉性は最大にし、内部異常で発生するガスリークを最小にし、安全性及び信頼性を向上させる二次電池を提供することに目的がある。
【００１４】
本発明の前記目的は、正極板、陰極板及び前記両極板間に位置するセパレータを含む電極組立体と、一側に開口部が形成されて前記電極組立体を収納するための缶と、前記缶の開口部の内側に位置し、前記電極組立体と電気的に接続するキャップ組立体と、前記缶とキャップ組立体との間に位置し、前記キャップ組立体が位置する領域に２ｍｍ以上の厚さを有するコーティング層が形成されるガスケットとを含む二次電池により達成される。
【００１５】
また、本発明の前記目的は、正極板、陰極板及び前記両極板間に位置するセパレータを含む電極組立体と、一側に開口部が形成されて前記電極組立体を収納するための缶と、前記缶の開口部の内側に位置し、前記電極組立体と電気的に接続するキャップ組立体と、前記缶とキャップ組立体との間に位置し、前記キャップ組立体が位置する領域にコーティング層が形成されるガスケットとを含んでおり、前記コーティング層の粘度は３０００ＣＰＳ以上であることを特徴とする二次電池により達成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
したがって、本発明に係る二次電池は、キャップ組立体に接触する領域に位置するガスケットのコーティング層が２ｍｍ以上の厚さを有するようにするか、または３０００ＣＰＳ以上の粘度を有するコーティング層を形成して、内部異常で発生するガスのリークを最小にし、二次電池の安全性及び信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態に係る二次電池を示す分離斜視図である。
【図１Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る二次電池を示す断面図である。
【図２】コーティング層の厚さによる前記キャップ組立体とガスケットとの間の密閉圧を示すグラフである。
【図３Ａ】本発明の第１の実施形態に係る二次電池のガスケットを示す断面図である。
【図３Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る二次電池の他のガスケットを示す断面図である。
【図３Ｃ】本発明の第１の実施形態に係る二次電池のさらに他のガスケットを示す断面図である。
【図４Ａ】本発明の第２の実施形態に係る二次電池を示す分離斜視図である。
【図４Ｂ】本発明の第２の実施形態に係る二次電池を示す断面図である。
【図５】コーティング層の粘度による１回コーティング工程の厚さを示すグラフである。
【図６】コーティング層の粘度による前記キャップ組立体とガスケットとの間の密閉圧を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の前記目的と技術的構成及びその作用効果に関する詳しい事項は、本発明の好適な実施例を示す図面を参照しながら、以下の詳細な説明により明確に理解することができる。なお、説明の都合上、図面において、層及び領域の厚みは誇張されており、図示する形態が実際とは異なる場合がある。また、ある部分が、他の部分に「接続」されていると記載した場合、これは「直接に接続」となる場合に限らず、それらの間に他の素子を置いて「電気的に接続」されている場合も含む。明細書の全体において同一の参照番号は、同一の構成要素を示す。
【００１９】
＜第１の実施形態＞
図１Ａは本発明の第１の実施形態に係る二次電池を示す分離斜視図であり、図１Ｂは本発明の第１の実施形態に係る二次電池を示す断面図である。
【００２０】
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本発明の第１の実施形態に係る二次電池１００は、電極組立体１１０、一側に開口部が形成されて前記電極組立体１１０及び電解液（図示せず）を収納する缶１３０、前記缶１３０の開口部の内側に位置するキャップ組立体１４０及び前記缶１３０とキャップ組立体１４０との間に位置するガスケット１５０を含む。
【００２１】
前記電極組立体１１０は、正極活物質（図示せず）が塗布される正極集電体（図示せず）と前記正極集電体の一側に電気的に接続され、前記キャップ組立体１４０方向に突出した正極タップ１１４を含む正極板１１１、陰極活物質（図示せず）が塗布される陰極集電体（図示せず）と前記陰極集電体の一側に電気的に接続され、前記正極タップ１１４の反対方向に突出した陰極タップ１１５を含む陰極板１１２及び前記正極板１１１と前記陰極板１１２との間に位置するセパレータ１１３を含む。
【００２２】
ここで、本発明の第１の実施形態では、前記電極組立体１１０の正極タップ１１４が前記キャップ組立体１４０方向に突出していることで説明したが、前記電極組立体１１０の陰極タップ１１５が前記キャップ組立体１４０方向に突出することができ、前記正極タップ１１４は前記陰極タップ１１５の反対方向に突出することもできる。
【００２３】
前記正極活物質は、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４またはＬｉＮｉ１−ｘ−ｙＣｏｘＭｙＯ２（ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１、ＭはＡｌ、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｌａなどの金属）などの金属酸化物に代表されるリチウム含有の遷移金属酸化物またはリチウムカルコゲナイド化合物のいずれかを用いることができ、前記陰極活物質としては、結晶質炭素、非晶質炭素、炭素複合体、炭素纎維などの炭素材料、リチウム金属またはリチウム合金などが用いられる。
【００２４】
前記正極集電体または前記陰極集電体は、ステンレス鋼、ニッケル、銅、アルミニウム及びそれらの合金からなる群から選択されたいずれか１つで形成され、より好ましくは、正極集電体はアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成され、陰極集電体は銅または銅合金で形成されて前記電極組立体１１０の効率を最大化する。
【００２５】
前記セパレータ１１３は前記正極板１１１と前記陰極板１１２との間に位置して、前記正極板１１１と前記陰極板１１２との間の電気的段落を防止するとともに、前記両極板間にリチウムイオンの移動を可能とさせる。前記セパレータ１１３は、ポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン系高分子膜またはそれらの多重膜に形成されるか、またはセラミックス物質を備える多孔性膜に形成されることができ、前記ポリオレフィン系高分子膜とセラミックス物質を備える多孔性膜を両方含むことができる。
【００２６】
ここで、前記セラミックス物質は、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯ２）、チタン酸化物（ＴｉＯ２）とそれらの絶縁性窒化物、水酸化物、アルコキシ化物及びケトン化物からなるグループから選択されるいずれか１つとすることができる。
【００２７】
前記電極組立体１１０は、充放電時に前記電極組立体１１０の変形を抑制し、内部異常時に発生するガスを前記キャップ組立体１４０方向に容易に移動できるように、内側に所定長さの本体１２２を有するセンターピン１２０が位置する。ここで、前記センターピン１２０の本体１２２は、ポリブチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｔｈａｌａｔｅ；ＰＢＴ）などの絶縁材質で形成することができるが、過充電または高温熱露出のような高温状態でもガスを円滑に移動させるためにスチール、ステンレススチール（Ｓｔｅｅｌ Ｕｓｉｎｇ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ；ＳＵＳ）、アルミニウム及びアルミニウム合金のような金属材質で形成することが好ましい。
【００２８】
前記センターピン１２０は、内部異常による発熱または発火を防止するために、前記本体１２２の内部を密閉する密閉部材１２４及び前記密閉部材１２４により密閉される前記本体１２２の内部に挿入される消火部材１２５を含むことができ、前記密閉部材１２４は前記本体１２２の両端に位置して前記本体１２２内部の空間全体を密閉することができるが、前記センターピン１２０の内側に位置して前記本体１２２内部の一部領域を密閉することもできる。
【００２９】
ここで、前記センターピン１２０の本体１２２の終端部は、前記密閉部材１２４が前記本体１２２から離脱するのを防止するために、前記本体１２２の中心部方向に折曲されている。
【００３０】
前記密閉部材１２４は、内部異常が発生した場合、内部の温度により溶融されたり破裂したりすることができるポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの高分子樹脂で形成されていることが好ましく、通常の二次電池の内部異常が発生する温度を考慮し、１００〜１３０℃で溶融または破裂するようにすることが最も好ましい。
【００３１】
前記缶１３０は、上部が開口され、下部は多角形面に形成される多角柱の形状を有し、前記電極組立体１１０及び電解液が収納できるようになっている。ここで、前記缶１３０は、図１Ａに示すように、円柱状に形成することができ、軽く軟性のあるアルミニウム、アルミニウム合金またはステンレス鋼などの金属材質で形成し、前記正極タップ１１４の反対方向に突出した前記陰極タップ１１５が前記缶１３０の下部面に電気的に接続される場合、前記缶１３０が陰極端子の役割をすることが好ましい。
【００３２】
また、前記缶１３０は、前記キャップ組立体１４０及びガスケット１５０で密閉した後、前記缶１３０の密閉性を向上させるとともに、前記キャップ組立体１４０が前記缶１３０から離脱することや外部衝撃などにより前記電極組立体１１０が上下に流動することを防止するために、前記キャップ組立体１４０と電極組立体１１０との間に対応する前記缶１３０の外周面が内側に所定距離分ビーディングするビーディング部（Ｂｅａｄｉｎｇ ｐａｒｔ）１３５及び前記缶１３０の上側終端部が前記キャップ組立体１４０を中心の内側方向に折曲されるクリンピング部（Ｃｒｉｍｐｉｎｇ ｐａｒｔ）１３７が形成される。
【００３３】
ここで、本発明の第１の実施形態に係る二次電池１００は、前記電極組立体１１０と前記キャップ組立体１４０との間及び前記電極組立体１１０と前記缶１３０との間の不要な電気的接続を防止するために、前記電極組立体１１０の上部に位置し、前記電極組立体１１０の周辺から発生するガスが移動できる１つまたは複数のホールが形成された上部絶縁板１１７及び前記電極組立体１１０の下部に位置する下部絶縁板１１６をさらに含むことができる。
【００３４】
前記キャップ組立体１４０は、前記缶１３０の開口部の内側に位置し、外部端子（図示せず）と電気的に接続するキャップアップ１４１、前記電極組立体１１０の正極タップ１１４と電気的に接続され、前記電極組立体１１０の周辺から発生したガスにより内部圧力が所定水準以上となった場合に変形または破裂されて前記ガスを外部に排出するための安全ベント１４２及び前記安全ベント１４２上に位置し、内部圧力に従って変形または破裂される前記安全ベント１４２により破損または破断されて、前記電極組立体１１０と外部端子との間の電気的接続を遮断する電流遮断装置（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ Ｄｅｖｉｃｅ；ＣＩＤ）１４３を含む。
【００３５】
ここで、前記キャップ組立体１４０は、前記電極組立体１１０と外部端子との間に過電流が流れることを防止するために、前記電流遮断装置１４３とキャップアップ１４１との間に位置する環状形態のＰＴＣサーミスタ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）１４４をさらに含むことができる。
【００３６】
前記ガスケット１５０は、前記缶１３０と前記キャップ組立体１４０との間に位置して前記缶１３０を密閉させるためのものであって、前記キャップ組立体１４０と接触する領域に位置する所定厚さｔ１のコーティング層１５５が形成される。ここで、前記コーティング層１５５は、前記キャップ組立体１４０と接触する領域のみに形成することもできるが、前記コーティング層１５５を容易に形成するために前記ガスケット１５０の外周面に沿って前記ガスケット１５０を取り囲むように形成することが好ましい。
【００３７】
図２は前記コーティング層１５５の厚さｔ１による前記キャップ組立体１４０とガスケット１５０との間の密閉圧を示すグラフである。
図２に示すように、前記キャップ組立体１４０とガスケット１５０との間の密閉圧は、前記コーティング層１５５の厚さｔ１が２ｍｍ未満の場合に１７ｋｇｆ／ｃｍ２程度であるが、前記コーティング層１５５の厚さｔ１が２ｍｍ以上の場合は２１ｋｇｆ／ｃｍ２程度まで向上することがわかる。
【００３８】
したがって、前記キャップ組立体１４０とガスケット１５０との間に位置する前記コーティング層１５５が２ｍｍ以上の厚さｔ１を有する場合、前記キャップ組立体１４０とガスケット１５０との間の密閉性を最大にすることができる。
【００３９】
ここで、図２に示すように、前記コーティング層１５５の厚さｔ１が２ｍｍ以上の場合、前記コーティング層１５５の厚さｔ１がさらに増加しても前記キャップ組立体１４０とガスケット１５０との間の密閉圧の向上はなく、前記コーティング層１５５の厚さｔ１によって二次電池１００の全体高さだけが増加するので、前記コーティング層１５５の厚さｔ１は２〜３ｍｍであることが好ましい。
【００４０】
また、本発明の第１の実施形態に係る二次電池１００は、前記コーティング層１５５の厚さｔ１によって二次電池１００の全体高さが増加することを最小化するために、図３Ａに示すように、前記キャップ組立体１４０と接触する前記ガスケット１５０の領域に所定深さｔ３の溝１５１ａを形成しており、前記溝１５１ａの深さｔ３は前記溝１５１ａが形成された領域に位置するコーティング層１５５の厚さｔ２が２ｍｍ以上であるべきで、前記溝１５１ａの深さｔ３があまり深すぎる場合は前記缶１３０の密閉性が低下するので、前記溝１５１ａの深さｔ３は２〜３ｍｍであることが好ましい。
【００４１】
ここで、前記溝１５１ａは、二次電池１００の全体高さが増加することを最小化にするためのものであって、前記コーティング層１５５が前記ガスケット１５０を取り囲むように形成された場合、前記溝１５１ａの深さｔ３によって前記キャップ組立体１４０と接触する領域に位置する前記コーティング層１５５の厚さｔ２が前記キャップ組立体１４０と接触しない領域より厚く形成することがさらに好ましい。
【００４２】
本発明の第１の実施形態に係る二次電池１００は、前記ガスケット１５０の溝１５１ａがクリンピング工程で崩れるのを防止するように、図３Ｂに示すように、前記溝１５１ｂの深さが前記ガスケット１５０の外周面から内側に行くほど薄く形成したり、図３Ｃに示すように、前記溝１５１ｃの深さが前記溝１５１ｃの中心部から周辺に行くほど薄く形成したりすることができる。
【００４３】
結果的に、本発明の第１の実施形態に係る二次電池は、キャップ組立体と接触する領域に２ｍｍ以上の厚さを有するコーティング層が形成されたガスケットを用いて前記キャップ組立体とガスケットとの間の密閉性を最大にし、内部異常で発生するガスが前記キャップ組立体とガスケットとの間に漏れるのを最小化とする。
【００４４】
また、本発明の第１の実施形態に係る二次電池は、前記キャップ組立体と接触する前記ガスケットに所定深さの溝が形成されるようにして前記コーティング層により二次電池の全体高さが増加するのを防止し、前記キャップ組立体とガスケットとの間の密閉性を最大にすることができる。
【００４５】
＜第２の実施形態＞
図４Ａは本発明の第２の実施形態に係る二次電池を示す分離斜視図であり、図４Ｂは本発明の第２の実施形態に係る二次電池を示す断面図である。
【００４６】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、本発明の第２の実施形態に係る二次電池２００は、電極組立体１１０、一側に開口部が形成されて前記電極組立体１１０及び電解液（図示せず）を収納する缶１３０、前記缶１３０の開口部の内側に位置するキャップ組立体２１０及び前記缶１３０とキャップ組立体２１０との間に位置するガスケット２２０を含む。
【００４７】
ここで、本発明の第２の実施形態に係る二次電池２００の電極組立体１１０及び缶１３０は、本発明の第１の実施形態に係る二次電池１００の電極組立体１１０及び缶１３０と同一構成であるため、その説明は省略する。
【００４８】
前記キャップ組立体２１０は、前記缶１３０の上端開口部に結合され、外部端子と接続するキャップアップ２１１、内部異常時に発生するガスにより内部圧力が所定水準以上になった場合に破断され、前記ガスを外部に排出させるための安全ベント２１２、前記電極組立体の正極タップ１１４と接続するキャップダウン２１３、前記安全ベント２１２とキャップダウン２１３との間に位置する絶縁膜２１４及び前記キャップダウン２１３下部に位置するサブプレート２１５を含む。ここで、前記キャップアップ２１１と前記安全ベント２１２との間には前記二次電池の安全性及び信頼性を向上させるためにＰＴＣサーミスタ２１６が位置する。
【００４９】
前記ガスケット２２０は、前記缶１３０とキャップ組立体２１０との間に位置して前記缶２２０を密閉させるためのものであって、前記キャップ組立体１４０と接触する領域に位置する所定厚さｔ４のコーティング層２２５を含む。ここで、前記コーティング層２２５は、前記キャップ組立体２１０と接触する領域のみに形成することができるが、前記コーティング層２２５が容易に形成されるように前記ガスケット２２０の外周面に沿って前記ガスケット２２０の取り囲むように形成することが好ましい。
【００５０】
図５は前記コーティング層２２５の粘度による１回コーティング工程の厚さｔ４を示すグラフであり、図６は前記コーティング層２２５の粘度による前記キャップ組立体２１０とガスケット２２０との間の密閉圧を示すグラフである。
【００５１】
図５に示すように、前記コーティング層２２５の粘度が高いほど１回コーティング工程で形成される前記コーティング層２２５の厚さｔ４が増加することがわかる。そして、前記コーティング層２２５の粘度が３０００ＣＰＳ以上の場合、１回のコーティング工程で２ｍｍ以上の厚さを有するコーティング層２２５が形成されることがわかる。
【００５２】
また、図６に示すように、前記キャップ組立体２１０とガスケット２２０との間の密閉圧は、前記コーティング層２２５の粘度が３０００ＣＰＳ未満の場合は、１７ｋｇｆ／ｃｍ２程度であるが、前記コーティング層２２５の粘度が３０００ＣＰＳ以上の場合は２１ｋｇｆ／ｃｍ２程度まで向上することがわかる。
【００５３】
したがって、前記キャップ組立体２１０と前記ガスケット２２０との間に３０００ＣＰＳ以上の粘度を有する前記コーティング層２２５が形成される場合、１回のコーティング工程だけで前記キャップ組立体１４０とガスケット１５０との間の密閉性を最大にすることができる。
【００５４】
ここで、本発明の第２の実施形態に係る二次電池２００は、本発明の第１実施例１００と同様に、前記キャップ組立体２１０と接触する前記ガスケット２２０に所定深さの溝（図示せず）が形成され、内部異常で発生するガスのリークは、前記ガスケット２１０と前記キャップ組立体２１０の絶縁膜２１４との間よりは前記ガスケット２１０と前記キャップ組立体２１０の安全ベント２１２との間の空間で発生するため、前記ガスケット２２０の溝は前記キャップ組立体２１０の安全ベント２１２と接触する領域に形成することが好ましい。
【００５５】
結果的に、本発明の第２の実施形態に係る二次電池は、キャップ組立体と接触するガスケット領域に３０００ＣＰＳ以上の粘度を有するコーティング層が形成されるようにし、１回のコーティング工程だけで前記キャップ組立体とガスケットとの間の密閉性を最大にし、内部異常で発生するガスが前記キャップ組立体とガスケットとの間に漏れるのを最小化することができる。
【００５６】
ここで、本発明の第１の実施形態に係る二次電池と第２の実施形態に係る二次電池は、キャップ組立体の構成を除いては、同一構成であるため、本発明の第１の実施形態に係る二次電池のガスケットに形成されるコーティング層が３０００ＣＰＳ以上の粘度を有することと、本発明の第２の実施形態に係る二次電池のガスケットに形成されているコーティング層の厚さが２ｍｍ以上の場合とは同一効果を有する。
【符号の説明】
【００５７】
１００ 二次電池
１１０ 電極組立体
１１１ 正極板
１１２ 陰極板
１１３ セパレータ
１１４ 正極タップ
１１５ 陰極タップ
１３０ 缶
１４０ キャップ組立体
１５０ ガスケット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池に関し、ガスケットとキャップ組立体との間の密閉性を最大にし、内部異常時に発生するガスリーク（ｌｅａｋ）を防止して、安全性及び信頼性を向上することのできる二次電池（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｂａｔｔｅｒｙ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、携帯電話、ノート型パソコン、カムコーダなどのコンパクトで軽量化された携帯電子／電気機器が活発に開発及び生産されていて、携帯電子／電気機器が別途の電源のない場所でも作動できるようにバッテリパックを内蔵している。このようなバッテリパックとしては経済的な面から、ニッケル−カドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池、ニッケル−水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池及びリチウム（Ｌｉ）電池が代表的に挙げられ、充放電の可能な二次電池が一般的に用いられている。
【０００３】
その中でも、前記リチウム二次電池は、前記ニッケル−カドミウム電池またはニッケル−水素電池と比較した場合に作動電圧が３倍ほど高く、単位重量当たりエネルギー密度が高く前記携帯電子／電気機器のバッテリパックとして広範囲に用いられている。
【０００４】
このリチウム二次電池は、使用電解質の種類によって液体電解質を用いるリチウムイオン電池と高分子電解質を用いるリチウムポリマー電池に区分し、その形状から角型、円筒型及びパウチ型に区分することができる。
【０００５】
前記円筒型二次電池は通常、円筒状に捲回した電極組立体、一側に開口部が形成されて前記電極組立体との間にリチウムイオンが移動できるように電解液を収納する缶、前記缶の開口部の内側に位置し、前記電極組立体と電気的に接続するキャップ組立体及び前記缶とキャップ組立体との間に位置し、前記缶を密閉するガスケットを含む。
【０００６】
前記電極組立体は、正極活物質が塗布される正極集電体と前記正極集電体の一側に電気的に接続する正極タップを含む正極板、陰極活物質が塗布される陰極集電体と前記陰極集電体の一側と電気的に接続する陰極タップを含む陰極板及び前記正極板と陰極板との間に位置するセパレータを含む。
【０００７】
前記電解液は、充放電時に前記電極組立体の正極板及び陰極板から電気化学的反応により生成されるリチウムイオンを移動させる役割を行い、リチウム塩と高純度の有機溶媒類の混合物である非水系有機電解液であるか、高分子電解質を用いたポリマーとすることができる。
【０００８】
前記電極組立体は、充放電時に発生する変形を抑制するために前記電極組立体の内側に所定長さの本体を有するセンターピンが位置し、前記センターピンの本体には内側に長さ方向にホールが形成され、過充電、高温熱露出及び内部異常で前記電極組立体の周辺から発生するガスを前記キャップ組立体方向に移動させるための通路を提供する。
【０００９】
前記キャップ組立体は、過充放電、高温熱露出、または外部からの衝撃により前記電極組立体が損傷されるなどの内部異常が発生した場合、前記二次電池の発熱、発火及び爆発を防止するためのものであって、前記電極組立体の周辺から発生するガスによって変形または破断されるように形成された安全ベントを含む。
【００１０】
前記ガスケットは、前記缶を密閉させて内部異常で発生するガスを外部に漏れないようにし、前記キャップ組立体の安全ベントが正常作動するようにするためのものであって、前記缶の密閉性を向上させるために、一部領域または外周面に沿って前記ガスケットを取り囲むコーティング層が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】大韓民国登録実用新案第２０−０２１４９８０号明細書
【特許文献２】大韓民国出願公開第１０−２００７−０００７５３７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
このような二次電池は、缶の密閉性の向上とともに、前記キャップ組立体の離脱を防止するために、前記缶の開口部の終端部を前記キャップ組立体方向に折曲させるクリンピング（Ｃｒｉｍｐｉｎｇ）工程を行うが、前記クリンピング工程によって前記缶とキャップ組立体との間に位置するガスケットの形態が変形されて前記ガスケットとキャップ組立体との間の密閉性が低下し、内部異常で発生するガスが前記ガスケットとキャップ組立体との間から漏れて前記キャップ組立体の安全ベントが必要なときに作動できず、二次電池の安全性及び信頼性が低下するという問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためのものであって、前記ガスケットとキャップ組立体との間の密閉性は最大にし、内部異常で発生するガスリークを最小にし、安全性及び信頼性を向上させる二次電池を提供することに目的がある。
【００１４】
本発明の前記目的は、正極板、陰極板及び前記両極板間に位置するセパレータを含む電極組立体と、一側に開口部が形成されて前記電極組立体を収納するための缶と、前記缶の開口部の内側に位置し、前記電極組立体と電気的に接続するキャップ組立体と、前記缶とキャップ組立体との間に位置し、前記キャップ組立体が位置する領域に２ｍｍ以上の厚さを有するコーティング層が形成されるガスケットとを含む二次電池により達成される。
【００１５】
また、本発明の前記目的は、正極板、陰極板及び前記両極板間に位置するセパレータを含む電極組立体と、一側に開口部が形成されて前記電極組立体を収納するための缶と、前記缶の開口部の内側に位置し、前記電極組立体と電気的に接続するキャップ組立体と、前記缶とキャップ組立体との間に位置し、前記キャップ組立体が位置する領域にコーティング層が形成されるガスケットとを含んでおり、前記コーティング層の粘度は３０００ＣＰＳ以上であることを特徴とする二次電池により達成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
したがって、本発明に係る二次電池は、キャップ組立体に接触する領域に位置するガスケットのコーティング層が２ｍｍ以上の厚さを有するようにするか、または３０００ＣＰＳ以上の粘度を有するコーティング層を形成して、内部異常で発生するガスのリークを最小にし、二次電池の安全性及び信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態に係る二次電池を示す分離斜視図である。
【図１Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る二次電池を示す断面図である。
【図２】コーティング層の厚さによる前記キャップ組立体とガスケットとの間の密閉圧を示すグラフである。
【図３Ａ】本発明の第１の実施形態に係る二次電池のガスケットを示す断面図である。
【図３Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る二次電池の他のガスケットを示す断面図である。
【図３Ｃ】本発明の第１の実施形態に係る二次電池のさらに他のガスケットを示す断面図である。
【図４Ａ】本発明の第２の実施形態に係る二次電池を示す分離斜視図である。
【図４Ｂ】本発明の第２の実施形態に係る二次電池を示す断面図である。
【図５】コーティング層の粘度による１回コーティング工程の厚さを示すグラフである。
【図６】コーティング層の粘度による前記キャップ組立体とガスケットとの間の密閉圧を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の前記目的と技術的構成及びその作用効果に関する詳しい事項は、本発明の好適な実施例を示す図面を参照しながら、以下の詳細な説明により明確に理解することができる。なお、説明の都合上、図面において、層及び領域の厚みは誇張されており、図示する形態が実際とは異なる場合がある。また、ある部分が、他の部分に「接続」されていると記載した場合、これは「直接に接続」となる場合に限らず、それらの間に他の素子を置いて「電気的に接続」されている場合も含む。明細書の全体において同一の参照番号は、同一の構成要素を示す。
【００１９】
＜第１の実施形態＞
図１Ａは本発明の第１の実施形態に係る二次電池を示す分離斜視図であり、図１Ｂは本発明の第１の実施形態に係る二次電池を示す断面図である。
【００２０】
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本発明の第１の実施形態に係る二次電池１００は、電極組立体１１０、一側に開口部が形成されて前記電極組立体１１０及び電解液（図示せず）を収納する缶１３０、前記缶１３０の開口部の内側に位置するキャップ組立体１４０及び前記缶１３０とキャップ組立体１４０との間に位置するガスケット１５０を含む。
【００２１】
前記電極組立体１１０は、正極活物質（図示せず）が塗布される正極集電体（図示せず）と前記正極集電体の一側に電気的に接続され、前記キャップ組立体１４０方向に突出した正極タップ１１４を含む正極板１１１、陰極活物質（図示せず）が塗布される陰極集電体（図示せず）と前記陰極集電体の一側に電気的に接続され、前記正極タップ１１４の反対方向に突出した陰極タップ１１５を含む陰極板１１２及び前記正極板１１１と前記陰極板１１２との間に位置するセパレータ１１３を含む。
【００２２】
ここで、本発明の第１の実施形態では、前記電極組立体１１０の正極タップ１１４が前記キャップ組立体１４０方向に突出していることで説明したが、前記電極組立体１１０の陰極タップ１１５が前記キャップ組立体１４０方向に突出することができ、前記正極タップ１１４は前記陰極タップ１１５の反対方向に突出することもできる。
【００２３】
前記正極活物質は、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４またはＬｉＮｉ１−ｘ−ｙＣｏｘＭｙＯ２（ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１、ＭはＡｌ、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｌａなどの金属）などの金属酸化物に代表されるリチウム含有の遷移金属酸化物またはリチウムカルコゲナイド化合物のいずれかを用いることができ、前記陰極活物質としては、結晶質炭素、非晶質炭素、炭素複合体、炭素纎維などの炭素材料、リチウム金属またはリチウム合金などが用いられる。
【００２４】
前記正極集電体または前記陰極集電体は、ステンレス鋼、ニッケル、銅、アルミニウム及びそれらの合金からなる群から選択されたいずれか１つで形成され、より好ましくは、正極集電体はアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成され、陰極集電体は銅または銅合金で形成されて前記電極組立体１１０の効率を最大化する。
【００２５】
前記セパレータ１１３は前記正極板１１１と前記陰極板１１２との間に位置して、前記正極板１１１と前記陰極板１１２との間の電気的段落を防止するとともに、前記両極板間にリチウムイオンの移動を可能とさせる。前記セパレータ１１３は、ポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン系高分子膜またはそれらの多重膜に形成されるか、またはセラミックス物質を備える多孔性膜に形成されることができ、前記ポリオレフィン系高分子膜とセラミックス物質を備える多孔性膜を両方含むことができる。
【００２６】
ここで、前記セラミックス物質は、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯ２）、チタン酸化物（ＴｉＯ２）とそれらの絶縁性窒化物、水酸化物、アルコキシ化物及びケトン化物からなるグループから選択されるいずれか１つとすることができる。
【００２７】
前記電極組立体１１０は、充放電時に前記電極組立体１１０の変形を抑制し、内部異常時に発生するガスを前記キャップ組立体１４０方向に容易に移動できるように、内側に所定長さの本体１２２を有するセンターピン１２０が位置する。ここで、前記センターピン１２０の本体１２２は、ポリブチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｔｈａｌａｔｅ；ＰＢＴ）などの絶縁材質で形成することができるが、過充電または高温熱露出のような高温状態でもガスを円滑に移動させるためにスチール、ステンレススチール（Ｓｔｅｅｌ Ｕｓｉｎｇ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ；ＳＵＳ）、アルミニウム及びアルミニウム合金のような金属材質で形成することが好ましい。
【００２８】
前記センターピン１２０は、内部異常による発熱または発火を防止するために、前記本体１２２の内部を密閉する密閉部材１２４及び前記密閉部材１２４により密閉される前記本体１２２の内部に挿入される消火部材１２５を含むことができ、前記密閉部材１２４は前記本体１２２の両端に位置して前記本体１２２内部の空間全体を密閉することができるが、前記センターピン１２０の内側に位置して前記本体１２２内部の一部領域を密閉することもできる。
【００２９】
ここで、前記センターピン１２０の本体１２２の終端部は、前記密閉部材１２４が前記本体１２２から離脱するのを防止するために、前記本体１２２の中心部方向に折曲されている。
【００３０】
前記密閉部材１２４は、内部異常が発生した場合、内部の温度により溶融されたり破裂したりすることができるポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの高分子樹脂で形成されていることが好ましく、通常の二次電池の内部異常が発生する温度を考慮し、１００〜１３０℃で溶融または破裂するようにすることが最も好ましい。
【００３１】
前記缶１３０は、上部が開口され、下部は多角形面に形成される多角柱の形状を有し、前記電極組立体１１０及び電解液が収納できるようになっている。ここで、前記缶１３０は、図１Ａに示すように、円柱状に形成することができ、軽く軟性のあるアルミニウム、アルミニウム合金またはステンレス鋼などの金属材質で形成し、前記正極タップ１１４の反対方向に突出した前記陰極タップ１１５が前記缶１３０の下部面に電気的に接続される場合、前記缶１３０が陰極端子の役割をすることが好ましい。
【００３２】
また、前記缶１３０は、前記キャップ組立体１４０及びガスケット１５０で密閉した後、前記缶１３０の密閉性を向上させるとともに、前記キャップ組立体１４０が前記缶１３０から離脱することや外部衝撃などにより前記電極組立体１１０が上下に流動することを防止するために、前記キャップ組立体１４０と電極組立体１１０との間に対応する前記缶１３０の外周面が内側に所定距離分ビーディングするビーディング部（Ｂｅａｄｉｎｇ ｐａｒｔ）１３５及び前記缶１３０の上側終端部が前記キャップ組立体１４０を中心の内側方向に折曲されるクリンピング部（Ｃｒｉｍｐｉｎｇ ｐａｒｔ）１３７が形成される。
【００３３】
ここで、本発明の第１の実施形態に係る二次電池１００は、前記電極組立体１１０と前記キャップ組立体１４０との間及び前記電極組立体１１０と前記缶１３０との間の不要な電気的接続を防止するために、前記電極組立体１１０の上部に位置し、前記電極組立体１１０の周辺から発生するガスが移動できる１つまたは複数のホールが形成された上部絶縁板１１７及び前記電極組立体１１０の下部に位置する下部絶縁板１１６をさらに含むことができる。
【００３４】
前記キャップ組立体１４０は、前記缶１３０の開口部の内側に位置し、外部端子（図示せず）と電気的に接続するキャップアップ１４１、前記電極組立体１１０の正極タップ１１４と電気的に接続され、前記電極組立体１１０の周辺から発生したガスにより内部圧力が所定水準以上となった場合に変形または破裂されて前記ガスを外部に排出するための安全ベント１４２及び前記安全ベント１４２上に位置し、内部圧力に従って変形または破裂される前記安全ベント１４２により破損または破断されて、前記電極組立体１１０と外部端子との間の電気的接続を遮断する電流遮断装置（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ Ｄｅｖｉｃｅ；ＣＩＤ）１４３を含む。
【００３５】
ここで、前記キャップ組立体１４０は、前記電極組立体１１０と外部端子との間に過電流が流れることを防止するために、前記電流遮断装置１４３とキャップアップ１４１との間に位置する環状形態のＰＴＣサーミスタ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）１４４をさらに含むことができる。
【００３６】
前記ガスケット１５０は、前記缶１３０と前記キャップ組立体１４０との間に位置して前記缶１３０を密閉させるためのものであって、前記キャップ組立体１４０と接触する領域に位置する所定厚さｔ１のコーティング層１５５が形成される。ここで、前記コーティング層１５５は、前記キャップ組立体１４０と接触する領域のみに形成することもできるが、前記コーティング層１５５を容易に形成するために前記ガスケット１５０の外周面に沿って前記ガスケット１５０を取り囲むように形成することが好ましい。
【００３７】
図２は前記コーティング層１５５の厚さｔ１による前記キャップ組立体１４０とガスケット１５０との間の密閉圧を示すグラフである。
図２に示すように、前記キャップ組立体１４０とガスケット１５０との間の密閉圧は、前記コーティング層１５５の厚さｔ１が２ｍｍ未満の場合に１７ｋｇｆ／ｃｍ２程度であるが、前記コーティング層１５５の厚さｔ１が２ｍｍ以上の場合は２１ｋｇｆ／ｃｍ２程度まで向上することがわかる。
【００３８】
したがって、前記キャップ組立体１４０とガスケット１５０との間に位置する前記コーティング層１５５が２ｍｍ以上の厚さｔ１を有する場合、前記キャップ組立体１４０とガスケット１５０との間の密閉性を最大にすることができる。
【００３９】
ここで、図２に示すように、前記コーティング層１５５の厚さｔ１が２ｍｍ以上の場合、前記コーティング層１５５の厚さｔ１がさらに増加しても前記キャップ組立体１４０とガスケット１５０との間の密閉圧の向上はなく、前記コーティング層１５５の厚さｔ１によって二次電池１００の全体高さだけが増加するので、前記コーティング層１５５の厚さｔ１は２〜３ｍｍであることが好ましい。
【００４０】
また、本発明の第１の実施形態に係る二次電池１００は、前記コーティング層１５５の厚さｔ１によって二次電池１００の全体高さが増加することを最小化するために、図３Ａに示すように、前記キャップ組立体１４０と接触する前記ガスケット１５０の領域に所定深さｔ３の溝１５１ａを形成しており、前記溝１５１ａの深さｔ３は前記溝１５１ａが形成された領域に位置するコーティング層１５５の厚さｔ２が２ｍｍ以上であるべきで、前記溝１５１ａの深さｔ３があまり深すぎる場合は前記缶１３０の密閉性が低下するので、前記溝１５１ａの深さｔ３は２〜３ｍｍであることが好ましい。
【００４１】
ここで、前記溝１５１ａは、二次電池１００の全体高さが増加することを最小化にするためのものであって、前記コーティング層１５５が前記ガスケット１５０を取り囲むように形成された場合、前記溝１５１ａの深さｔ３によって前記キャップ組立体１４０と接触する領域に位置する前記コーティング層１５５の厚さｔ２が前記キャップ組立体１４０と接触しない領域より厚く形成することがさらに好ましい。
【００４２】
本発明の第１の実施形態に係る二次電池１００は、前記ガスケット１５０の溝１５１ａがクリンピング工程で崩れるのを防止するように、図３Ｂに示すように、前記溝１５１ｂの深さが前記ガスケット１５０の外周面から内側に行くほど薄く形成したり、図３Ｃに示すように、前記溝１５１ｃの深さが前記溝１５１ｃの中心部から周辺に行くほど薄く形成したりすることができる。
【００４３】
結果的に、本発明の第１の実施形態に係る二次電池は、キャップ組立体と接触する領域に２ｍｍ以上の厚さを有するコーティング層が形成されたガスケットを用いて前記キャップ組立体とガスケットとの間の密閉性を最大にし、内部異常で発生するガスが前記キャップ組立体とガスケットとの間に漏れるのを最小化とする。
【００４４】
また、本発明の第１の実施形態に係る二次電池は、前記キャップ組立体と接触する前記ガスケットに所定深さの溝が形成されるようにして前記コーティング層により二次電池の全体高さが増加するのを防止し、前記キャップ組立体とガスケットとの間の密閉性を最大にすることができる。
【００４５】
＜第２の実施形態＞
図４Ａは本発明の第２の実施形態に係る二次電池を示す分離斜視図であり、図４Ｂは本発明の第２の実施形態に係る二次電池を示す断面図である。
【００４６】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、本発明の第２の実施形態に係る二次電池２００は、電極組立体１１０、一側に開口部が形成されて前記電極組立体１１０及び電解液（図示せず）を収納する缶１３０、前記缶１３０の開口部の内側に位置するキャップ組立体２１０及び前記缶１３０とキャップ組立体２１０との間に位置するガスケット２２０を含む。
【００４７】
ここで、本発明の第２の実施形態に係る二次電池２００の電極組立体１１０及び缶１３０は、本発明の第１の実施形態に係る二次電池１００の電極組立体１１０及び缶１３０と同一構成であるため、その説明は省略する。
【００４８】
前記キャップ組立体２１０は、前記缶１３０の上端開口部に結合され、外部端子と接続するキャップアップ２１１、内部異常時に発生するガスにより内部圧力が所定水準以上になった場合に破断され、前記ガスを外部に排出させるための安全ベント２１２、前記電極組立体の正極タップ１１４と接続するキャップダウン２１３、前記安全ベント２１２とキャップダウン２１３との間に位置する絶縁膜２１４及び前記キャップダウン２１３下部に位置するサブプレート２１５を含む。ここで、前記キャップアップ２１１と前記安全ベント２１２との間には前記二次電池の安全性及び信頼性を向上させるためにＰＴＣサーミスタ２１６が位置する。
【００４９】
前記ガスケット２２０は、前記缶１３０とキャップ組立体２１０との間に位置して前記缶２２０を密閉させるためのものであって、前記キャップ組立体１４０と接触する領域に位置する所定厚さｔ４のコーティング層２２５を含む。ここで、前記コーティング層２２５は、前記キャップ組立体２１０と接触する領域のみに形成することができるが、前記コーティング層２２５が容易に形成されるように前記ガスケット２２０の外周面に沿って前記ガスケット２２０の取り囲むように形成することが好ましい。
【００５０】
図５は前記コーティング層２２５の粘度による１回コーティング工程の厚さｔ４を示すグラフであり、図６は前記コーティング層２２５の粘度による前記キャップ組立体２１０とガスケット２２０との間の密閉圧を示すグラフである。
【００５１】
図５に示すように、前記コーティング層２２５の粘度が高いほど１回コーティング工程で形成される前記コーティング層２２５の厚さｔ４が増加することがわかる。そして、前記コーティング層２２５の粘度が３０００ＣＰＳ以上の場合、１回のコーティング工程で２ｍｍ以上の厚さを有するコーティング層２２５が形成されることがわかる。
【００５２】
また、図６に示すように、前記キャップ組立体２１０とガスケット２２０との間の密閉圧は、前記コーティング層２２５の粘度が３０００ＣＰＳ未満の場合は、１７ｋｇｆ／ｃｍ２程度であるが、前記コーティング層２２５の粘度が３０００ＣＰＳ以上の場合は２１ｋｇｆ／ｃｍ２程度まで向上することがわかる。
【００５３】
したがって、前記キャップ組立体２１０と前記ガスケット２２０との間に３０００ＣＰＳ以上の粘度を有する前記コーティング層２２５が形成される場合、１回のコーティング工程だけで前記キャップ組立体１４０とガスケット１５０との間の密閉性を最大にすることができる。
【００５４】
ここで、本発明の第２の実施形態に係る二次電池２００は、本発明の第１実施例１００と同様に、前記キャップ組立体２１０と接触する前記ガスケット２２０に所定深さの溝（図示せず）が形成され、内部異常で発生するガスのリークは、前記ガスケット２１０と前記キャップ組立体２１０の絶縁膜２１４との間よりは前記ガスケット２１０と前記キャップ組立体２１０の安全ベント２１２との間の空間で発生するため、前記ガスケット２２０の溝は前記キャップ組立体２１０の安全ベント２１２と接触する領域に形成することが好ましい。
【００５５】
結果的に、本発明の第２の実施形態に係る二次電池は、キャップ組立体と接触するガスケット領域に３０００ＣＰＳ以上の粘度を有するコーティング層が形成されるようにし、１回のコーティング工程だけで前記キャップ組立体とガスケットとの間の密閉性を最大にし、内部異常で発生するガスが前記キャップ組立体とガスケットとの間に漏れるのを最小化することができる。
【００５６】
ここで、本発明の第１の実施形態に係る二次電池と第２の実施形態に係る二次電池は、キャップ組立体の構成を除いては、同一構成であるため、本発明の第１の実施形態に係る二次電池のガスケットに形成されるコーティング層が３０００ＣＰＳ以上の粘度を有することと、本発明の第２の実施形態に係る二次電池のガスケットに形成されているコーティング層の厚さが２ｍｍ以上の場合とは同一効果を有する。
【符号の説明】
【００５７】
１００ 二次電池
１１０ 電極組立体
１１１ 正極板
１１２ 陰極板
１１３ セパレータ
１１４ 正極タップ
１１５ 陰極タップ
１３０ 缶
１４０ キャップ組立体
１５０ ガスケット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板、陰極板及び前記両極板間に位置するセパレータを含む電極組立体と、
一側に開口部が形成されて前記電極組立体を収納するための缶と、
前記缶の開口部の内側に位置し、前記電極組立体と電気的に接続するキャップ組立体と、
前記缶とキャップ組立体との間に位置し、前記キャップ組立体が位置する領域に２ｍｍ以上の厚さを有するコーティング層が形成されるガスケットと、
を含むことを特徴とする二次電池。
【請求項２】
前記ガスケットは、前記キャップ組立体と接触する領域に溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記溝の深さは、前記ガスケットの外周面から内側に行くほど薄くなることを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記溝の深さは、前記溝の中心部から周辺に行くほど薄くなることを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
【請求項５】
前記溝の深さは、２〜３ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
【請求項６】
前記キャップ組立体は、前記缶の内部圧力により破断または変形される安全ベントを含み、
前記ガスケットの溝は、前記安全ベントと接触する領域に形成されることを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
【請求項７】
前記キャップ組立体は、前記電極組立体の方向に順に位置するキャップアップ、電流遮断装置及び安全ベントを含むことを特徴とする請求項６に記載の二次電池。
【請求項８】
前記キャップ組立体は、前記電極組立体の方向に順に位置するキャップアップ、安全ベント、キャップタウン及びサブプレートを含むことを特徴とする請求項６に記載の二次電池。
【請求項９】
前記コーティング層は、前記ガスケットの外周面に沿って前記ガスケットを取り囲むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項１０】
前記コーティング層は、前記キャップ組立体と接触する領域の厚さが前記キャップ組立体と接触しない領域の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項９に記載の二次電池。
【請求項１１】
前記コーティング層の厚さは、２〜３ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項１２】
正極板、陰極板及び前記両極板間に位置するセパレータを含む電極組立体と、
一側に開口部が形成されて前記電極組立体を収納するための缶と、
前記缶の開口部の内側に位置し、前記電極組立体と電気的に接続するキャップ組立体と、
前記缶とキャップ組立体との間に位置し、前記キャップ組立体と領域にコーティング層が形成されるガスケットと、を含み、
前記コーティング層の粘度は、３０００ＣＰＳ以上であることを特徴とする二次電池。
【請求項１３】
前記ガスケットは、前記キャップ組立体と接触する領域に溝が形成されることを特徴とする請求項１２に記載の二次電池。
【請求項１４】
前記溝の深さは、前記ガスケットの外周面から内側に行くほど薄くなることを特徴とする請求項１３に記載の二次電池。
【請求項１５】
前記溝の深さは、前記溝の中心部から周辺に行くほど薄くなることを特徴とする請求項１３に記載の二次電池。
【請求項１６】
前記キャップ組立体は、前記缶の内部圧力により破断または変形される安全ベントを含み、
前記ガスケットの溝は前記安全ベントと接触する領域に形成されることを特徴とする請求項１３に記載の二次電池。
【請求項１７】
前記キャップ組立体は、前記電極組立体方向に順に位置するキャップアップ、電流遮断装置及び安全ベントを含むことを特徴とする請求項１６に記載の二次電池。
【請求項１８】
前記キャップ組立体は、前記電極組立体の方向に順に位置するキャップアップ、安全ベント、キャップタウン及びサブプレートを含むことを特徴とする請求項１６に記載の二次電池。
【請求項１９】
前記コーティング層は、前記ガスケットの外周面に沿って前記ガスケットを取り囲むことを特徴とする請求項１２に記載の二次電池。
【請求項２０】
前記コーティング層の厚さは、２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１２に記載の二次電池。
【請求項１】
正極板、陰極板及び前記両極板間に位置するセパレータを含む電極組立体と、
一側に開口部が形成されて前記電極組立体を収納するための缶と、
前記缶の開口部の内側に位置し、前記電極組立体と電気的に接続するキャップ組立体と、
前記缶とキャップ組立体との間に位置し、前記キャップ組立体が位置する領域に２ｍｍ以上の厚さを有するコーティング層が形成されるガスケットと、
を含むことを特徴とする二次電池。
【請求項２】
前記ガスケットは、前記キャップ組立体と接触する領域に溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記溝の深さは、前記ガスケットの外周面から内側に行くほど薄くなることを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記溝の深さは、前記溝の中心部から周辺に行くほど薄くなることを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
【請求項５】
前記溝の深さは、２〜３ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
【請求項６】
前記キャップ組立体は、前記缶の内部圧力により破断または変形される安全ベントを含み、
前記ガスケットの溝は、前記安全ベントと接触する領域に形成されることを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
【請求項７】
前記キャップ組立体は、前記電極組立体の方向に順に位置するキャップアップ、電流遮断装置及び安全ベントを含むことを特徴とする請求項６に記載の二次電池。
【請求項８】
前記キャップ組立体は、前記電極組立体の方向に順に位置するキャップアップ、安全ベント、キャップタウン及びサブプレートを含むことを特徴とする請求項６に記載の二次電池。
【請求項９】
前記コーティング層は、前記ガスケットの外周面に沿って前記ガスケットを取り囲むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項１０】
前記コーティング層は、前記キャップ組立体と接触する領域の厚さが前記キャップ組立体と接触しない領域の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項９に記載の二次電池。
【請求項１１】
前記コーティング層の厚さは、２〜３ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項１２】
正極板、陰極板及び前記両極板間に位置するセパレータを含む電極組立体と、
一側に開口部が形成されて前記電極組立体を収納するための缶と、
前記缶の開口部の内側に位置し、前記電極組立体と電気的に接続するキャップ組立体と、
前記缶とキャップ組立体との間に位置し、前記キャップ組立体と領域にコーティング層が形成されるガスケットと、を含み、
前記コーティング層の粘度は、３０００ＣＰＳ以上であることを特徴とする二次電池。
【請求項１３】
前記ガスケットは、前記キャップ組立体と接触する領域に溝が形成されることを特徴とする請求項１２に記載の二次電池。
【請求項１４】
前記溝の深さは、前記ガスケットの外周面から内側に行くほど薄くなることを特徴とする請求項１３に記載の二次電池。
【請求項１５】
前記溝の深さは、前記溝の中心部から周辺に行くほど薄くなることを特徴とする請求項１３に記載の二次電池。
【請求項１６】
前記キャップ組立体は、前記缶の内部圧力により破断または変形される安全ベントを含み、
前記ガスケットの溝は前記安全ベントと接触する領域に形成されることを特徴とする請求項１３に記載の二次電池。
【請求項１７】
前記キャップ組立体は、前記電極組立体方向に順に位置するキャップアップ、電流遮断装置及び安全ベントを含むことを特徴とする請求項１６に記載の二次電池。
【請求項１８】
前記キャップ組立体は、前記電極組立体の方向に順に位置するキャップアップ、安全ベント、キャップタウン及びサブプレートを含むことを特徴とする請求項１６に記載の二次電池。
【請求項１９】
前記コーティング層は、前記ガスケットの外周面に沿って前記ガスケットを取り囲むことを特徴とする請求項１２に記載の二次電池。
【請求項２０】
前記コーティング層の厚さは、２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１２に記載の二次電池。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−７７０２１（Ｐ２０１１−７７０２１Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５１５５１（Ｐ２０１０−５１５５１）
【出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
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