KR101292252B1 - 리튬 이온 이차 전지 - Google Patents

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히로시 아베
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요헤이 하마구치
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히다치 막셀 가부시키가이샤
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Abstract

리튬 이온 이차 전지(10)는, 권회체(1)와, 정극 탭(2)와, 부극 탭(3)와, 외장체(4)와, 덮개체(5)를 구비한다. 권회체(1)는, 정극과 부극을 세퍼레이터를 개재하여 권회한 구조로 이루어지고, 외장체(4) 내에 수납된다. 정극 탭(2)는, 그 일방단이 권회체(1)의 정극에 접속되고, 타방단이 덮개체(5)에 형성된 단자(7)에 접속된다. 그리고, 리튬 이온 이차 전지(10)를 제조한 생산 공정 라인을 특정 가능하게 하기 위해, 부극 탭(3)의 일방단은, 생산 공정 라인에 대응하여 결정된 절단 각도로 절단된 형상으로 이루어진다.

Description

리튬 이온 이차 전지{LITHIUM-ION SECONDARY BATTERY}
본 발명은, 리튬 이온 이차 전지에 관한 것이다.
종래, 전기 화학적으로 리튬 이온의 흡장 및 방출이 행해지는 재료를 주체로 한 정극(正極) 및 부극(負極)을 세퍼레이터를 개재하여 권회한 권회체, 또는 정극과 부극을 세퍼레이터를 개재하여 적층한 적층체(이하, 이들을 「발전 요소」라고 한다)를 금속제 또는 라미네이트제의 외장체에 수납하여 이루어지는 리튬 이온 이차 전지가 알려져 있다.
이들 발전 요소는, 정극 및 부극에 각각 접속된 정극 탭 및 부극 탭을 구비한다. 통상적인 리튬 이온 이차 전지는, 외장체가 각형 또는 원통형의 금속캔인 경우, 외장캔이나 외장캔을 봉입하는 덮개체 등에 상기 부극 탭 및 정극 탭을 용접 접속한 구조가 일반적이다. 또한, 알루미늄제 등의 라미네이트체를 외장체로 한 경우에는, 정극 탭 및 부극 탭의 일방단이 라미네이트체를 통해 외부로 인출되어, 외부 단자와 접속시킴으로써 전력의 수수를 행할 수 있다.
그리고, 종래의 리튬 이온 이차 전지는, 발전 요소는, 탭 용접기, 권회기, 탭 절단기 등의 각종 조립 장치를 사용하여, 복수의 생산 공정을 거쳐 제조되는데, 대량의 생산에 대응하는 등의 목적으로, 복수의 생산 공정을 하나의 생산 라인으로 하고, 전지의 생산 개수 등에 대응하여, 적어도 2개 이상의 생산 라인을 병행시켜 제조하는 방법이 일반적이다.
리튬 이온 이차 전지의 생산 관리를 행함에 있어서, 전지의 트레이서빌리티를 향상시키는 것이 중요하다. 특히, 리튬 이온 이차 전지의 안전성은, 전지의 내부 구조에 따라 크게 좌우되는 경우가 많아, 비상시에 구비하는 의미도 포함시켜, 문제를 일으킨 전지가 어느 생산 라인에서 제조되었는지를 추적할 수 있게 하는 것은 매우 중요하다.
그래서, 탭나 전극의 집전체 등에 숫자나 도형을 각인하여 식별 표시를 형성하고, 그 식별 표시로부터 트레이서빌리티를 취하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 1).
일본 공개특허공보 제2006-40875호
그러나, 특허문헌 1에 개시된 식별 표시를 형성하는 방법은, 전지의 비파괴에서의 식별이 곤란하고, 식별하기 위해서는, 전지를 분해 조사할 필요가 있다. 또한, 식별 표시를 새롭게 형성하는 공정이 필수적으로, 생산의 공정수가 늘어남으로써 전지의 단가가 상승한다는 문제가 있다.
리튬 이온 이차 전지는, 엄중하게 밀폐되어 있으므로, 전지의 분해는, 수고스러운 작업이다. 또한, 조작을 잘못하면, 단락되는 등의 위험도 있어, 비파괴로 트레이서빌리티를 취할 수 있는 전지가 요구되고 있었다. 보다 바람직하게는, 간단한 공정으로 단가를 증대시키지 않고, 트레이서빌리티를 취할 수 있는 전지이다.
그래서, 본 발명은, 이러한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은, 문제가 발생한 전지에 대해, 비파괴로도, 그 전지를 조립한 생산 라인의 식별을 가능하게 한 리튬 이온 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 리튬 이온 이차 전지는, 발전 요소와, 외장체를 적어도 구비한다. 발전 요소는, 정극 탭의 일방단이 접속된 정극과, 부극 탭의 일방단이 접속된 부극을 세퍼레이터를 개재하여 배치된다. 그리고, 정극 및 부극에 각각 접속된 정극 탭 및/또는 부극 탭의 일방단의 평면 형상은, 원호 형상 혹은 적어도 2각을 가지는 기하학 형상이다.
또한, 본 발명에 의하면, 리튬 이온 이차 전지는, 정극 탭의 일방단이 접속된 정극과, 부극 탭의 일방단이 접속된 부극을 세퍼레이터를 개재하여 배치한 발전 요소와, 외장체를 적어도 구비하고, 복수의 생산 공정으로 구성되는 생산 공정 라인을 거쳐 제조되는 리튬 이온 이차 전지로서, 발전 요소는, 정극 탭 및 부극 탭의 절단 공정과, 정극 탭 및 부극 탭 각각의 정극 및 부극에 대한 접속 공정과, 정극과 부극을 세퍼레이터를 개재하여 배치하는 공정으로 제조되어 있고, 생산 공정 라인은, 적어도 2개 이상 있고, 또한 발전 요소를 제조하는 공정을 적어도 포함한다. 그리고, 정극 및 부극에 각각 접속된 정극 탭 및 부극 탭의 일방단 중, 정극 탭 및 부극 탭의 적어도 일방의 일방단은, 생산 공정 라인마다 대응하여 다른 평면 형상으로 이루어진다.
본 발명의 실시형태에 의하면, 리튬 이온 이차 전지에 있어서는, 정극 탭 및 부극 탭의 적어도 일방의 일방단은, 그 평면 형상이 원호 형상 혹은 적어도 2각을 가지는 기하학 형상이며, 그들 형상은, 각 전지를 조립하는 생산 공정 라인에 대응하여 결정된 평면 형상으로 이루어진다. 즉, 어느 하나의 생산 공정 라인(예를 들어, 제1 생산 공정 라인)에서 제조한 리튬 이온 이차 전지에 있어서의 탭의 일방단의 평면 형상과, 다른 생산 공정 라인(예를 들어, 제2 생산 공정 라인)에서 제조한 리튬 이온 이차 전지에 있어서의 탭의 일방단의 평면 형상은, 다른 형상을 나타낸다.
각각의 생산 공정 라인을 거쳐 완성한 리튬 이온 이차 전지를 X선 검사기를 사용하여 비파괴로 검사하고, 정극 및 부극의 배치에 관한 문제, 또는 정극 탭 및/또는 부극 탭의 외장체에 대한 접촉의 문제 등이 검출되면, 그 문제가 검출된 리튬 이온 이차 전지의 정극 탭 및/또는 부극 탭의 일방단의 평면 형상을 식별함으로써, 그 전지를 제조한 생산 공정 라인을 특정할 수 있다.
그 결과, 트레이서빌리티를 향상시킬 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시형태에 의한 리튬 이온 이차 전지의 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 실시형태에서의 리튬 이온 이차 전지의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
도 3은, 도 2에 나타내는 단계 S2의 공정을 나타내는 모식도이다.
도 4는, 도 2에 나타내는 단계 S3∼단계 S7의 공정을 나타내는 모식도이다.
도 5는, 도 2에 나타내는 단계 S3∼단계 S7의 공정을 나타내는 모식도이다.
도 6은, 도 2에 나타내는 단계 S8∼단계 S12의 공정을 나타내는 모식도이다.
도 7은, 도 2에 나타내는 단계 S14의 공정을 나타내는 모식도이다.
도 8은, 도 2에 나타내는 단계 S14의 공정을 나타내는 모식도이다.
도 9는, 권회체의 길이 방향에서의 단면도이다.
도 10은, 리튬 이온 이차 전지의 일부의 측면도이다.
본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 도면 중 동일 또는 상응 부분에는 동일 부호를 붙여 그 설명은 반복하지 않는다.
본 발명은, 종래 공지된 각형 전지, 원통형 전지 및 라미네이트형 전지 중 어느 리튬 이온 이차 전지에도 바람직하게 적용된다.
도 1은, 본 발명의 실시형태에 의한 리튬 이온 이차 전지의 사시도이다. 또한, 도 1에서는, 외장체(4)는, 그 내부가 보이도록 도시되어 있다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 의한 리튬 이온 이차 전지(10)는, 각형 전지로서, 권회체(1)와, 정극 탭(2)와, 부극 탭(3)와, 외장체(4)와, 덮개체(5)와, 벤트(6)와, 단자(7)와, 주입구(8)를 구비한다.
권회체(1)는, 정극과 부극을 세퍼레이터를 개재하여 권회한 구조로 이루어진다. 또한, 권회체(1)는, 정극, 부극 및 세퍼레이터를 권회한 후에 가압하여 편평 형상으로 하고, 외장체(4) 내에 수납된다. 그리고, 권회체(1)는, 전해액을 포함한다.
정극 탭(2)는, 리튬에 대하여 귀전위(貴電位)에서 안정적인 금속이나 탄소질 등의 도전성 재료로 구성된다. 그리고, 정극 탭(2)는, 대부분은, 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금으로 구성되고, 직사각형으로 이루어진다. 단, 정극 탭(2)는, 알루미늄과 다른 금속(예를 들어, 용접성이 양호한 니켈 등)의 클래드재 등으로 구성되어 있어도 된다. 그리고, 정극 탭(2)는, 일방단이 권회체(1)의 정극에 접속되고, 타방단이 덮개체(5)에 접속된다. 이 경우, 정극 탭(2)는, 권회체(1)와 덮개체(5) 사이에서 만곡되어 외장체(4) 내에 배치된다.
부극 탭(3)는, 리튬에 대하여 비전위(卑電位)에서 안정적인 부재로 이루어지고, 정극 탭(2)와 동일하게 직사각형상을 가진다. 또한, 부극 탭(3)는, 후술하는 외장체(4)보다 X선 흡수능이 높은 부재로 구성되는 것이 바람직하다. 부극 탭(3)가 외장체(4)보다 X선 흡수능이 높은 부재로 구성되면, 외장체(4)에 대한 부극 탭(3)의 콘트라스트를 높일 수 있다. 따라서, 전지 내부를 비파괴로 검사하기 위한 X선 검사기로서, 간단히 내부 관찰이 가능한 투과형 X선 검사 장치를 사용할 수 있으므로 바람직하다. 그러한 부재는, 예를 들어, 구리, 구리 합금, 니켈, 및 구리와 니켈 등의 다른 금속과의 클래드재 중 어느 것이다.
금속이 X선을 흡수하는 정도는, 금속의 진밀도가 높아지면 커지고, 금속의 진밀도가 낮아지면 작아진다. 따라서, 「X선 흡수능이 높다」는 것은, 금속의 진밀도가 높은 것을 말한다.
부극 탭(3)를 구성하는 구리, 구리 합금, 및 니켈의 진밀도는, 각각 8.9, 8.5∼9.5 및 8.9g/㎤이고, 외장체(4)를 구성하는 알루미늄의 진밀도는, 2.7g/㎤이다. 따라서, 상기 서술한 바와 같이, 부극 탭(3)는, 외장체(4)보다 X선 흡수능이 높은 부재로 구성된다.
또한, 부극 탭(3)는, 그 일방단이 권회체(1)의 부극에 접속되고, 타방단이 단자(7)에 접속된다. 이 경우, 부극 탭(3)는, 권회체(1)와 단자(7) 사이에서 절곡되어 외장체(4) 내에 배치된다.
부극 탭(3)의 권회체(1)의 부극에 접속된 일방단은, 임의의 각도로 절단된 형상을 가진다. 이 형상은, 부극 탭(3)의 일방단의 폭방향에서의 좌단 및 우단에 각각 각도를 가진, 본 발명에서 말하는 적어도 2각을 가지는 기하학 형상을 가진다. 부극 탭(3)를 외장체(4)보다 X선 흡수능이 높은 부재로 구성함으로써, 투과형의 X선 검사기에 의해 비파괴로 전지의 내부를 관찰 가능하여, 부극 탭(3)의 적어도 2각을 파악할 수 있다. 또한, 권회체(1)의 부극에 접속된 부극 탭(3)의 일방단을, 예를 들어, ±0∼60도의 범위에서 각도를 바꾸어 절단하면, 어느 절단 각도인 것도 인식할 수 있다.
외장체(4) 내에 수납된 부극 탭(3)의 일방단을, X선 검사기에 의해 비파괴로 관찰하고, 그 기하학 형상이나, 탭의 절단 각도를 인식하면, 본 발명의 목적을 달성할 수 있으므로, 부극 탭(3)의 임의의 기하학 형상이나, 절단 각도를 형성한 일방단 부분(혹은 그 주변부)이 외장체(4)보다 X선 흡수능이 높은 부재로 구성되어 있어도 된다.
외장체(4)는, 알루미늄, 알루미늄 합금 및 니켈을 피복한 철 등의 금속 재료, 혹은 폴리프로필렌 등의 수지 재료로 이루어진다. 그리고, 특정 이상의 기계 강도를 확보할 목적, 또는 전지 외부로 전력을 공급하는 매체 등의 기능을 겸비할 목적을 달성하는 경우, 외장체(4)는, 대부분은 금속 재료로 이루어진다.
부극 탭(3)가 구리 또는 구리 합금, 혹은 구리와 니켈 등의 다른 금속과의 클래드재로 구성되는 경우, 외장체(4)는, 부극 탭(3)의 재료보다 X선 흡수능이 낮은 재료로 구성되는 것이 바람직하고, 예를 들어, 알루미늄(합금도 포함한다)을 들 수 있다. 또한, 부극 탭(3)의 전체면이나, 적어도 절단 각도를 형성한 일방단 부분(혹은 그 주변부)이, 예를 들어, 금이나 백금으로 피복된 것이면, 외장체(4)는, 니켈을 피복한 철 등의 금속 재료에 의해 구성되어도 된다. 그리고, 외장체(4)는, 권회체(1), 정극 탭(2) 및 부극 탭(3)를 수납한다.
덮개체(5)는, 예를 들어, 외장체(4)가 알루미늄으로 구성되는 경우, 알루미늄으로 구성된다. 그리고, 덮개체(5)는, 레이저 등의 용접 가공을 실시하여 외장체(4)의 개구단에 감합한다.
벤트(6)는, 덮개체(5)에 형성된다. 그리고, 벤트(6)는, 외장체(4) 내에서 발생한 가스 등에 의해 내압이 상승한 경우, 개열(開裂)되어 압력을 개방하는 기능을 한다. 단자(7)는, 절연체(도시 생략)를 개재하여 덮개체(5)에 형성되고, 부극 탭(3)의 타방단에 접속된다. 주입구(8)는, 덮개체(5)에 형성된다. 그리고, 주입구(8)는, 권회체(1)에 전해액을 주입하기 위한 입구이다. 전해액의 주입 후, 핀(도시 생략)을 감합하여 주입구(8)를 막고, 레이저 등으로 용접하여 완전 밀봉한다.
정극은, 정극 집전체와, 정극 활물질층으로 이루어진다. 정극 집전체는, 예를 들어, Al박으로 이루어지고, 띠 형상을 가진다.
정극 활물질층은, 정극 집전체의 편면 또는 양면에 형성된다. 보다 구체적으로는, 정극 활물질층은, 예를 들어, 정극 활물질과 바인더를 혼합한 슬러리를 정극 집전체의 양면에 도포하고, 그 도포한 슬러리를 건조시키고, 이어서, 두께 방향으로 프레스함으로써 형성된다. 슬러리의 도포는, 예를 들어, 독터 블레이드법 및 스프레이법 등에 의해 행해진다. 또한, 슬러리는, 필요에 따라 도전성 재료를 더 포함하고 있어도 된다.
정극 활물질은, 예를 들어, LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4, LiNi1 /3Co1 /3Mn1 /3O2, 및 LiFePO4 등의 어느 것으로 이루어진다.
바인더는, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 및 폴리불화비닐리덴(PVDF) 등의 불소계 수지, 스티렌부타디엔 고무(SBR) 및 에틸렌프로필렌디엔 멀티블록 폴리머 등의 고무계 수지, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 등의 셀룰로오스계 수지 등으로 이루어진다.
도전성 재료는, 아세틸렌 블랙(AB), 케첸 블랙(KB), 흑연, 및 비정질 탄소 등의 탄소 재료로 이루어진다. 이들 도전성 재료는, 단독 또는 혼합하여 사용되어도 된다.
부극은, 부극 집전체와, 부극 활물질층으로 이루어진다. 부극 집전체는, 예를 들어, Cu박으로 이루어지고, 띠 형상을 가진다.
부극 활물질층은, 부극 집전체의 편면 또는 양면에 형성된다. 보다 구체적으로는, 부극 활물질층은, 예를 들어, 부극 활물질과 바인더를 혼합한 슬러리를 부극 집전체의 양면에 도포하고, 그 도포한 슬러리를 건조시키고, 이어서, 두께 방향으로 프레스함으로써 형성된다. 슬러리의 도포는, 상기 서술한 독터 블레이드법 및 스프레이법 등에 의해 행해진다. 또한, 슬러리는, 필요에 따라 도전성 재료를 더 포함하고 있어도 된다.
부극 활물질은, 예를 들어, Sn 및 Si 등의 Li와 합금화 가능한 금속, 금속 리튬, LiAl 합금, 비정질 탄소, 인조 흑연, 천연 흑연, 풀러렌, 및 나노튜브 등의 리튬(Li)을 흡장 방출 가능한 탄소계 재료, Li4Ti5O12, 및 Li2Ti3O7 등의 Li를 흡장 방출 가능한 티탄산리튬 등으로 이루어진다.
바인더는, PTFE, PVDF, SBR, 및 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 등의 어느 것으로 이루어진다. 이들 바인더는, 단독 또는 혼합하여 사용되어도 된다.
도전성 재료는, AB, KB, 및 비정질 탄소 등의 탄소 재료로 이루어진다. 이들 도전성 재료는, 단독 또는 혼합하여 사용되어도 된다.
세퍼레이터에 대해서는, 특별히 제한은 없고, 종래, 공지된 것이 세퍼레이터로서 적용된다. 예를 들어, 두께가 5∼30㎛이고, 개공률이 30∼70％인 미다공성 폴리에틸렌 필름 또는 미다공성 폴리프로필렌 필름, 및 폴리에틸렌폴리프로필렌 복합 필름 등이 세퍼레이트로서 바람직하게 사용된다. 또한, 이들 세퍼레이터의 찌름 강도나 내열 수축성을 개선하는 등의 목적으로, 미다공성 필름의 편면 혹은 양면에, 알루미나, 실리카, 및 베이마이트 등의 내열성 및 고강도의 무기 필러, 이미드 및 아라미드 등의 내열성 수지를 피복 또는 적층한 것을 세퍼레이터로서 사용해도 된다.
전해액은, 예를 들어, Li염이 유기 용매에 용해된 것으로 이루어진다. Li염으로는, 유기 용매 중에서 해리되어 Li+ 이온을 생성할 수 있고, 전해액을 구성 요소로 하는 전지의 전압 범위에서 분해 등의 부반응을 일으키지 않는 것이 사용된다.
그리고, Li염은, 예를 들어, LiPF6, LiBF4, LiAsF6, 및 LiClCO4 등의 무기 화합물, LiN(SO2CF3)2, LiN(SO2C2F5)2, LiN(SO2CF3)(SO2C4F9), LiC(SO2CF2)3, LiC(SO2C2F5)3, LiPF6 -n(C2F5)n(n은 1∼6의 정수), LiSO3CF3, LiSO3C2F5, 및 LiSO3C4F8 등의 유기 화합물 등으로 이루어진다.
유기 용매는, Li염을 용해시킬 수 있고, 전지의 전압 범위에서 분해 등의 부반응을 일으키지 않는 것이면 제한되지 않는다. 유기 용매로는, 예를 들어, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 부틸렌카보네이트, 및 비닐렌카보네이트 등의 고리형 카보네이트, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 및 에틸메틸카보네이트 등의 사슬형 카보네이트,
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-부티로락톤 등의 고리형 에스테르, 디메톡시에탄, 디글라임, 트리글라임, 및 테트라글라임 등의 사슬형 에테르, 디옥산, 테트라하이드로푸란, 및 2-메틸테트라하이드로푸란 등의 고리형 에테르, 아세토니트릴, 프로피오니트릴, 메톡시프로피오니트릴, 및 에톡시프로피오니트릴 등의 니트릴류 등을 들 수 있다. 이들 유기 용매는, 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
이들 중, 유기 용매는, 에틸렌카보네이트와 사슬형 카보네이트의 혼합 용매가 바람직하다. 이 혼합 용매를 사용하면, 높은 도전율이 얻어져, 양호한 전지 특성을 실현할 수 있다.
전해액에는, 안전성, 사이클성, 고온 저장성 등의 특성을 향상시킬 목적으로, 적절히, 비닐렌카보네이트류, 1,3-프로판술톤, 디페닐디술파이드, 시클로헥실벤젠, 비페닐, 플루오로벤젠, 및 t-부틸벤젠 등의 첨가제가 포함되어 있어도 된다.
또한, 전해액은, 유기 용매 대신에, 에틸-메틸이미다졸륨트리플루오로메틸술포늄이미드, 헵틸-트리메틸암모늄트리플루오로메틸술포늄이미드, 피리디늄트리플루오로메틸술포늄이미드, 및 구아디늄트리플루오로메틸술포늄이미드 등의 상온 용융염을 포함하고 있어도 된다.
또한, 전해액은, 하기의 호스트 폴리머에 의해 겔화되어 있어도 된다. 호스트 폴리머로는, 폴리불화비닐리덴, 불화비닐리덴-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 폴리아크릴로니트릴, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드, 에틸렌옥사이드-프로필렌옥사이드 공중합체, 주쇄 또는 측쇄에 에틸렌옥사이드 사슬을 포함하는 가교 폴리머, 광 및 열에 의해 가교 가능하고 측쇄에 옥세탄 화합물이나 지환식 에폭시 화합물을 가지는 (메타)아크릴레이트 공중합체 등을 들 수 있다.
도 2는, 본 발명의 실시형태에서의 리튬 이온 이차 전지(10)의 제조 방법을 나타내는 공정도이다. 또한, 도 2는, 5대의 권회기 A∼E를 사용하여 권회체(1)를 권회하는 경우에 대해, 리튬 이온 이차 전지(10)의 제조 방법을 나타낸다. 또한, 도 3은, 도 2에 나타내는 단계 S2의 공정을 나타내는 모식도이다. 또한, 도 4 및 도 5는, 도 2에 나타내는 단계 S3∼단계 S7의 공정을 나타내는 모식도이다. 또한, 도 6은, 도 2에 나타내는 단계 S8∼단계 S12의 공정을 나타내는 모식도이다. 또한, 도 7 및 도 8은, 도 2에 나타내는 단계 S14의 공정을 나타내는 모식도이다.
도 2를 참조하여, 리튬 이온 이차 전지(10)의 제조가 개시되면, 복수의 정극 및 복수의 부극이 상기 서술한 방법에 의해 제조되고, 복수의 세퍼레이터가 제조된다(단계 S1). 그리고, 테이프 형상의 알루미늄박(20)의 일방단(20A)을 용접기를 사용하여 정극(11)에 용접하고, 일방단(20A)으로부터 소정의 길이(L1)의 위치에서 테이프 형상의 알루미늄박(20)을 커터(30)로 절단한다(단계 S2, 도 3의 (a) 참조). 이에 의해, 정극 탭(2)가 정극(11)에 접속된다. 이 경우, 정극 탭(2)는, 예를 들어, 정극(11)의 길이 방향에서의 일방단측에서 정극(11)에 접속된다. 그리고, 정극 탭(2)의 일방단(2A) 및 타방단(2B)은, 정극 탭(2)의 폭방향(DR1)으로 정극 탭(2)를 절단한 형상으로 이루어진다(도 3의 (b) 참조). 또한, 단계 S2의 공정은, 단계 S1에서 제조된 복수의 정극(11) 전부에 정극 탭(2)가 접속될 때까지 반복 실행된다.
그 후, 테이프 형상의 구리박(40)의 일방단(40A)을 용접기를 사용하여 부극(12)에 용접하고, 일방단(40A)으로부터 소정의 길이(L1)의 위치에서 +20도의 절단 각도로 테이프 형상의 구리박(40)을 커터(50)로 절단한다(단계 S3, 도 4 참조). 이에 의해, +20도의 절단 각도로 절단된 일방단(31A) 및 타방단(31B)을 가지는 부극 탭(3)(31)가 부극(12)에 접속된 것이 제조된다(도 5의 (a) 참조).
또한, 테이프 형상의 구리박(40)의 일방단(40A)을 용접기를 사용하여 부극(12)에 용접하고, 일방단(40A)으로부터 소정의 길이(L1)의 위치에서 +10도의 절단 각도로 테이프 형상의 구리박(40)을 커터(50)로 절단한다(단계 S4, 도 4 참조). 이에 의해, +10도의 절단 각도로 절단된 일방단(32A) 및 타방단(32B)을 가지는 부극 탭(3)(32)가 부극(12)에 접속된 것이 제조된다(도 5의 (b) 참조).
또한, 테이프 형상의 구리박(40)의 일방단(40A)을 용접기를 사용하여 부극(12)에 용접하고, 일방단(40A)으로부터 소정의 길이(L1)의 위치에서 0도의 절단 각도로 테이프 형상의 구리박(40)을 커터(50)로 절단한다(단계 S5, 도 4 참조). 이에 의해, 0도의 절단 각도로 절단된 일방단(33A) 및 타방단(33B)을 가지는 부극 탭(3)(33)가 부극(12)에 접속된 것이 제조된다(도 5의 (c) 참조).
또한, 테이프 형상의 구리박(40)의 일방단(40A)을 용접기를 사용하여 부극(12)에 용접하고, 일방단(40A)으로부터 소정의 길이(L1)의 위치에서 -10도의 절단 각도로 테이프 형상의 구리박(40)을 커터(50)로 절단한다(단계 S6, 도 4 참조). 이에 의해, -10도의 절단 각도로 절단된 일방단(34A) 및 타방단(34B)을 가지는 부극 탭(3)(34)가 부극(12)에 접속된 것이 제조된다(도 5의 (d) 참조).
또한, 테이프 형상의 구리박(40)의 일방단(40A)을 용접기를 사용하여 부극(12)에 용접하고, 일방단(40A)으로부터 소정의 길이(L1)의 위치에서 -20도의 절단 각도로 테이프 형상의 구리박(40)을 커터(50)로 절단한다(단계 S7, 도 4 참조). 이에 의해, -20도의 절단 각도로 절단된 일방단(35A) 및 타방단(35B)을 가지는 부극 탭(3)(35)가 부극(12)에 접속된 것이 제조된다(도 5의 (e) 참조).
이 경우, 부극 탭(3)(31∼35)는, 예를 들어, 부극(12)의 길이 방향에서의 부극(12)의 대략 중앙부에 접속된다.
또한, +20도, +10도, 0도, -10도, 및 -20도의 절단 각도는, 테이프 형상의 구리박(40)의 폭방향(DR2)을 0도로 하고, 반시계 방향을 플러스(+), 시계 방향을 마이너스(-)로 하였을 때의 각도이다(도 4 참조). 또한, +20도, +10도, 0도, -10도, 및 -20도의 절단 각도는, 각각, 권회기 A∼E에 대응하여 결정된 절단 각도이다.
또한, 단계 S3∼단계 S7은, 병행하여 실행된다. 즉, 단계 S1에서 제조된 복수의 부극(12)을 5개의 생산 공정 라인에 나누어, 각각, 단계 S3, 단계 S4, 단계 S5, 단계 S6, 및 단계 S7을 실행시킨다.
이와 같이, 단계 S3∼단계 S7이 병행하여 실행되면, 다른 절단 각도로 절단된 일방단 및 타방단을 가지는 부극 탭(3)가 부극(12)에 접속된 것이 제조된다.
계속해서, 정극 탭(2) 부착 정극(11), 세퍼레이터(13), 및 단계 S3에서 제조된 부극 탭(3)(31) 부착 부극(12)을 적층하고, 그 적층체를 화살표(ARW1)의 방향으로 권회기 A로 권회한다(단계 S8, 도 6 참조). 또한, 정극 탭(2) 부착 정극(11), 세퍼레이터(13), 및 단계 S4에서 제조된 부극 탭(3)(32) 부착 부극(12)을 적층하고, 그 적층체를 화살표(ARW1)의 방향으로 권회기 B로 권회한다(단계 S9, 도 6 참조). 또한, 정극 탭(2) 부착 정극(11), 세퍼레이터(13), 및 단계 S5에서 제조된 부극 탭(3)(33) 부착 부극(12)을 적층하고, 그 적층체를 화살표(ARW1)의 방향으로 권회기 C로 권회한다(단계 S10, 도 6 참조). 또한, 정극 탭(2) 부착 정극(11), 세퍼레이터(13), 및 단계 S6에서 제조된 부극 탭(3)(34) 부착 부극(12)을 적층하고, 그 적층체를 화살표(ARW1)의 방향으로 권회기 D로 권회한다(단계 S11, 도 6 참조). 또한, 정극 탭(2) 부착 정극(11), 세퍼레이터(13), 및 단계 S7에서 제조된 부극 탭(3)(35) 부착 부극(12)을 적층하고, 그 적층체를 화살표(ARW1)의 방향으로 권회기 E로 권회한다(단계 S12, 도 6 참조).
또한, 단계 S8∼단계 S12는, 단계 S3∼단계 S7과 동일하게, 병행하여 실행된다. 즉, 단계 S3과 단계 S8은, 하나의 생산 공정 라인(제1 생산 공정 라인)을 형성하고, 이하 동일하게 하여, 단계 S4와 단계 S9는, 제2 생산 공정 라인을, 단계 S5와 단계 S10은, 제3 생산 공정 라인을, 단계 S6과 단계 S11은, 제4 생산 공정 라인을, 그리고, 단계 S7과 단계 S12는, 제5 생산 공정 라인을 각각 형성한다.
그리고, 제1∼제5 생산 공정 라인에서 제조된 권회체(1)를 외장체(4)에 수납한다(단계 S13).
그 후, 외장체(4)에 수납된 권회체(1)의 정극(11) 및 부극(12)에 각각 접속된 정극 탭(2) 및 부극 탭(3)의 타방단을 가지런히 잘라, 정극 탭(2)의 타방단을 덮개체(5)에 접속하고, 부극 탭(3)의 타방단을 단자(7)에 접속한다(단계 S14). 이 경우, 정극 탭(2)의 타방단은, 정극 탭(2)의 폭방향으로 절단되고, 부극 탭(3)의 타방단은, 부극 탭(3)의 폭방향으로 절단된다. 따라서, 정극 탭(2)의 타방단 및 부극 탭(3)의 타방단은, 동일한 형상으로 이루어진다. 또한, 정극 탭(2)의 타방단 및 부극 탭(3)의 타방단은, 정극 탭(2) 및 부극 탭(3)가 서로 같은 길이가 되도록 절단된다. 보다 구체적으로는, 정극 탭(2)의 타방단 및 부극 탭(3)의 타방단은, 권회체(1)의 단면(1A)으로부터의 길이(L2)가 권회체(1)의 단면(1A)부터 외장체(4)의 개구부까지의 거리(L3)보다 길어지도록 절단된다(도 7 참조). 그리고, 정극 탭(2)의 절단된 타방단은, 덮개체(5)에 접속되고, 부극 탭(3)의 절단된 타방단은, 단자(7)에 접속된다(도 8 참조).
그리고, 덮개체(5)를 외장체(4)의 개구부에 감합한다(단계 S15). 이 경우, 정극 탭(2) 중, 권회체(1)와 덮개체(5) 사이의 부분이 외장체(4)의 내벽에 접촉하지 않도록 구부러진다. 부극 탭(3)에 대해서도 동일하다. 그 후, 전해액을 주입구(8)로부터 권회체(1)에 주입한다(단계 S16). 이에 의해, 리튬 이온 이차 전지(10)가 완성된다.
또한, 단계 S13∼단계 S16은, 단계 S8∼단계 S12에서 제조된 복수의 권회체(1) 전부에 대해 실행된다.
도 2에 있어서는, 단계 S3∼단계 S7의 공정과, 단계 S8∼단계 S12의 공정을 조합하여, 상기 제1∼제5 생산 공정 라인을 형성시켰으나, 일정한 생산 물량을 확보하는 것, 혹은, 보다 높은 트레이서빌리티를 확보하는 등의 목적으로부터, 그 전후의 생산 공정인, 단계 S1∼S2, 및 단계 S13∼S16도, 제1∼제5 생산 공정 라인에 포함시켜 병행으로 행해도 된다.
상기 서술한 바와 같이, 일방단(31A)이 구리박(40)을 +20도의 각도로 절단한 평면 형상으로 이루어지는 부극 탭(3)(31)를 사용한 권회체는, 제1 생산 공정 라인에서 제조되고(단계 S3, S8 참조), 일방단(32A)이 구리박(40)을 +10도의 각도로 절단한 평면 형상으로 이루어지는 부극 탭(3)(32)를 사용한 권회체는, 제2 생산 공정 라인에서 제조되고(단계 S4, S9 참조), 일방단(33A)이 구리박(40)을 0도의 각도로 절단한 평면 형상으로 이루어지는 부극 탭(3)(33)를 사용한 권회체는, 제3 생산 공정 라인에서 제조되고(단계 S5, S10 참조), 일방단(34A)이 구리박(40)을 -10도의 각도로 절단한 평면 형상으로 이루어지는 부극 탭(3)(34)를 사용한 권회체는, 제4 생산 공정 라인에서 제조되며(단계 S6, S11 참조), 일방단(35A)이 구리박(40)을 -20도의 각도로 절단한 평면 형상으로 이루어지는 부극 탭(3)(35)를 사용한 권회체는, 제5 생산 공정 라인에서 제조된다(단계 S7, S12 참조). 이와 같이, 부극 탭(3)(31∼35)의 일방단(31A∼35A)은, 각각, 제1∼제5 생산 공정 라인에 대응하여 결정되며, 부극 탭(3)의 길이 방향에서 폭이 변화된 평면 형상 또는 부극 탭(3)의 길이 방향에서 폭이 일정한 평면 형상을 가진다(도 5의 (a)∼(e) 참조).
그 결과, 완성된 리튬 이온 이차 전지(10)의 부극 탭(3)(31∼35)의 일방단(31A∼35A)(부극과 용접되는 측의 단)의 평면 형상을 인식할 수 있으면, 그 전지가 제1∼제5 생산 공정 라인 중 어느 생산 공정 라인에 의해 제조되었는지를 특정할 수 있다.
그리고, 부극 탭(3)(31∼35)는, 외장체(4)보다 X선 흡수능이 높은 구리 등에 의해 구성되어 있으므로, 리튬 이온 이차 전지(10)의 두께 방향으로부터 X선을 리튬 이온 이차 전지(10)에 조사하고, 리튬 이온 이차 전지(10)를 투과한 X선에 의해 리튬 이온 이차 전지(10)의 내부를 관찰하는 X선 검사를 행함으로써, 부극 탭(3)(31∼35)의 일방단(31A∼35A)의 평면 형상을 인식할 수 있다. 특허문헌 1에서는, 돌기 및 천공 등을 식별 표시로서 정극 탭 등에 형성하는데, 정극 탭 등이 캔과 동일한 재료에 의해 구성되어 있는 경우, X선 검사에 의해 식별 표시를 인식하기가 곤란할 가능성이 있다.
또한, 종래의 리튬 이온 이차 전지를 제조하는 공정수를 변경하지 않고, 부극 탭(3)가 되는 테이프 형상의 구리박(40)을 절단할 때의 절단 각도를 바꾸는 것만으로, 부극 탭(3)(31∼35)의 일방단(31A∼35A)의 형상을 제1∼제5 생산 공정 라인에 대응하여 결정된 평면 형상으로 설정할 수 있다. 따라서, 리튬 이온 이차 전지를 제조할 때의 공정수를 증가시키지 않고, 전지를 제조한 생산 공정 라인을 특정할 수 있도록 부극 탭(3)(31∼35)의 일방단(31A∼35A)의 평면 형상을 바꿀 수 있다.
즉, 특허문헌 1에 있어서는, 정극 탭을 정극에 용접하고, 부극 탭을 부극에 용접한 후에, 정극 탭 등 및/또는 부극 탭 등에 식별 표시를 부여하는 공정을 늘릴 필요가 있으나, 본 발명의 실시형태에 있어서는, 특허문헌 1에서와 같은 식별 표시를 부여하는 공정이 불필요하며, 종래의 구리박(40)을 절단하는 공정에서, 부극 탭(3)(31∼35)의 일방단(31A∼35A)의 평면 형상을 각 생산 공정 라인에 대응시켜, 각도를 바꾸기만 하면 된다.
도 9는, 권회체(1)의 길이 방향에서의 단면도이다. 또한, 도 10은, 리튬 이온 이차 전지(10)의 일부의 측면도이다. 도 9를 참조하여, 부극(12)은, 폭방향(DR3)에서의 양단의 각각이 정극(11)보다 0.5mm만큼 돌출되어 있고, 길이 방향(도 9의 지면에 수직인 방향)에서의 양단의 각각이 정극(11)보다 2mm 정도 돌출되어 있다. 즉, 부극(12)은, 폭방향(DR3)에서 1mm만큼 정극(11)보다 넓고, 길이 방향에서 4mm만큼 정극(11)보다 길다.
그리고, 정상인 권회체(1)에 있어서는, 정극(11)은, 그 폭방향(DR3)에서 부극(12) 내에 배치되어 있다(도 9의 (a) 참조).
한편, 비정상인 권회체(1)에 있어서는, 정극(11)은, 그 폭방향(DR3)에서 부극(12) 내에 배치되어 있지 않다(도 9의 (b) 참조). 그 결과, 정극(11)의 일부(11A)에 리튬이 고여, 발화의 원인이 된다.
상기 정극(11) 및 부극(12)의 배치는, 권회기에 있어서의 권회 불량이 원인으로 비정상이 되는 경우가 많다. 그래서, X선 검사기를 사용하여 정극(11) 및 부극(12)의 배치와, 권회체(1)에 있어서의 부극 탭(3)의 일방단의 절단 각도를 확인하고, 배치의 비정상이 검출된 경우, 부극 탭(3)의 일방단의 절단 각도가 +20도이면, 제1 생산 공정 라인에서의 권회기 A에 의한 권회가 원인으로 정극(11) 및 부극(12)의 비정상인 배치가 생긴 것을 식별할 수 있다. 그 판별된 절단 각도가 +20도 이외인 경우도 동일하다.
도 10을 참조하여, 덮개체(5)가 외장체(4)의 개구부에 감합되면, 정극 탭(2) 및 부극 탭(3)는, 권회체(1)와 덮개체(5) 사이에서 절곡되어 있다. 그리고, 정상인 경우, 절곡된 정극 탭(2) 및 부극 탭(3)는, 외장체(4)와 접촉되어 있지 않다(도 10의 (a) 참조).
한편, 비정상인 경우, 절곡된 정극 탭(2) 및/또는 절곡된 부극 탭(3)는, 외장체(4)에 접촉되어 있다(도 10의 (b) 참조).
정극 탭(2) 및/또는 부극 탭(3)의 외장체(4)에 대한 접촉도 권회기에 있어서의 권회 불량이 원인으로 발생하는 경우가 많다. 그래서, X선 검사기를 사용하여 정극 탭(2), 및 부극 탭(3)의 외장체(4)에 대한 접촉과, 생산 공정 라인에서의 부극 탭(3)의 일방단의 절단 각도를 확인하고, 비정상이 검출된 경우, 부극 탭(3)의 일방단의 절단 각도가 -20도이면, 제5 생산 공정 라인에서의 권회기 A에 있어서의 권회가 원인으로 정극(11) 및 부극(12)의 비정상인 배치가 생긴 것을 식별할 수 있다. 그 판별된 절단 각도가 -20도 이외인 경우도 동일하다.
이와 같이, X선 검사기를 사용하여, 예를 들어, 상기의 2항목에 대해 검사하고, 그 검사 결과가 비정상인 경우, 비정상인 결과가 얻어진 권회체(1)의 부극 탭(3)의 일방단의 절단 각도를 판별하면, 비정상인 전지가 어느 생산 공정 라인에서 제조된 것인지를 판별할 수 있다. 즉, 트레이서빌리티를 향상시킬 수 있다.
부극 탭(3)의 일방단의 절단 각도를 20도, 10도, 0도, -10도 및 -20도로 변화시킨 경우에 대해, 부극 탭(3)의 일방단의 X선 사진으로부터 부극 탭(3)의 일방단의 절단 각도를 판별하는 실험을 행한 결과에 대해 설명한다.
5명의 X선 작업 담당자가 각 1회씩 실험을 행한 결과, 전원이, 100％, 20도, 10도, 0도, -10도 및 -20도의 절단 각도를 판별할 수 있었다.
또한, 부극 탭(3)의 일방단의 절단 각도를 +10도, +5도, 0도, -5도 및 -10도로 변화시킨 경우에 대해, 부극 탭(3)의 일방단의 X선 사진으로부터 부극 탭(3)의 일방단의 절단 각도를 판별하는 실험을 행한 결과에 대해 설명한다.
5명의 X선 작업 담당자가 각 1회씩 실험을 행한 결과, 90％ 정도의 정답률이었다. 따라서, 부극 탭(3)의 일방단의 절단 각도를 변화시키는 경우, 절단 각도는, 10도 단위 이상으로 변화시키는 것이 바람직하다.
부극 탭(3)의 일방단의 절단 각도를 절대값으로 30도 이상이 되도록 +측 또는 -측으로 10도씩 변화시킨 경우, 절단 각도가 +측 또는 -측으로 커짐에 따라, 부극 탭(3)의 부극에 대한 용접 면적이 작아지므로, 용접 불량을 일으키는 것이 판명되었다. 실험의 결과, 절단 각도는, ±60도까지(+60도, +50도, +40도, +30도, +20도, +10도, 0도, -10도, -20도, -30도, -40도, -50도, 및 -60도)가 바람직한 것을 확인하였다.
상기 서술한 바와 같이, 리튬 이온 이차 전지(10)는, 제조된 생산 공정 라인에 대응하여 결정된 절단 각도로 절단된 일방단을 가지는 부극 탭(3)를 구비하므로, 리튬 이온 이차 전지(10)의 완성 후에 리튬 이온 이차 전지(10)를 X선 검사기로 검사하여, 정극(11) 및 부극(12)의 배치에 관한 문제, 또는 정극 탭(2) 및/또는 부극 탭(3)의 외장체(4)에 대한 접촉의 문제가 검출되면, 그 문제가 검출된 리튬 이온 이차 전지(10)의 부극 탭(3)의 일방단의 절단 각도를 식별함으로써, 그 전지를 제조한 생산 공정 라인의 판별이 가능하게 된다. 그 결과, 트레이서빌리티를 향상시킬 수 있다.
상기에서는, 부극 탭(3)의 일방단의 절단 각도를 각 생산 공정 라인에 대응시켜 변화시킨다고 설명하였으나, 본 발명의 실시형태에 있어서는, 이에 한정하지 않고, 정극 탭(2)의 일방단의 절단 각도를 각 생산 공정 라인에 대응시켜 변화시켜도 된다.
또한, 본 발명의 실시형태에 있어서는, 정극 탭(2)의 일방단 및 부극 탭(3)의 일방단의 양방의 절단 각도를 각 생산 공정 라인에 대응시켜 변화시켜도 된다. 그리고, 일반적으로는, 정극 탭(2)의 일방단 및 부극 탭(3)의 일방단 중 적어도 하나의 절단 각도가 각 생산 공정 라인에 대응시켜 변화되어 있으면 된다. 그리고, 각 생산 공정 라인과 대응시키는 것과는 다른 목적으로, 정극 탭(2) 및 부극 탭(3)의 어느 일방의 일방단을 절단 각도를 바꾸어 절단해도 된다.
이상, 정극 탭(2) 및/또는 부극 탭(3)의 일방단의 형상을 적어도 2각으로 하고, 또한 절단 각도를 변화시켜 정극 탭(2) 및/또는 부극 탭(3)의 일방단의 형상을 식별하는 예에 대해 설명하였으나, 본 발명의 실시형태에 있어서는, 이에 한정하지 않고, 정극 탭(2) 및/또는 부극 탭(3)의 일방단의 평면 형상을 다른 기하학 형상을 이용하여 각 생산 공정 라인에 대응시켜 변화시켜도 된다.
이 경우, 정극 탭(2) 및/또는 부극 탭(3)의 일방단은, 원호 형상 혹은 3각 이상(계단 형상, 및 삼각파 형상 등)의 임의의 형상으로 이루어지는 절단 형상을 가지고 있으면 된다. 구체적으로는, 절단 공정이나 식별 공정에서의 작업의 용이성이나 신뢰성을 확보하는 등의 의미에서, 상기 2각 형상과 원호 형상 외에, 3각 형상, 4각 형상, 5각 형상을 들 수 있다.
즉, 본 발명의 실시형태에 있어서는, 정극 탭(2) 및/또는 부극 탭(3)의 일방단은, 정극 탭(2) 및/또는 부극 탭(3)의 길이 방향에서의 폭이 변화된 평면 형상이면, 어떠한 평면 형상으로 이루어져 있어도 된다.
또한, 상기에서는, 전지를 제1∼제5 생산 공정 라인을 사용하여 제조한다고 설명하였으나, 본 발명의 실시형태에 있어서는, 이에 한정하지 않고, 전지는, 2개 이상의 생산 공정 라인을 사용하여 제조되어 있으면 되고, 6개 이상의 생산 공정 라인을 사용하여 제조되어도 된다.
또한, 상기에서는, 정극(11) 및 부극(12)의 배치에 관한 문제와, 정극 탭(2) 및/또는 부극 탭(3)의 외장체(4)에 대한 접촉의 문제의 2항목을 X선 검사기를 사용하여 검사한다고 설명하였으나, 이들은, 제조 공정에서의 문제 조사의 일례를 나타낸 것으로서, 본 발명의 실시형태에 있어서는, 이들에 한정하지 않고, 본 발명은, 비파괴 검사를 하는 것이 바람직한 다른 검사에 대해서도 바람직하게 적용된다.
상기에서는, 외장체(4)가 각기둥 형상인 각형의 리튬 이온 이차 전지(10)를 예로 하여, 부극 탭(3)의 일방단의 절단 각도를 각 생산 공정 라인에 대응시켜 변화시키는 예를 설명하였으나, 본 발명의 실시형태에 있어서는, 이에 한정하지 않고, 본 발명은, 외장체가 원기둥 형상인 원통형의 리튬 이온 이차 전지, 또는 외장체가 라미네이트재에 의해 구성된 라미네이트형의 리튬 이온 이차 전지에도 바람직하게 적용된다.
원통형의 리튬 이온 이차 전지에 있어서는, 외장체는, 철 또는 니켈을 포함하는 금속 재료로 구성되고, 부극 탭은, 철 또는 니켈보다 X선 흡수능이 높은 금속 재료로 구성되며, 정극 탭은, 알루미늄으로 구성된다. 따라서, 부극 탭와 동일하게, 정극 탭의 일방단의 절단 각도를 각 생산 공정 라인에 대응시켜 변화시켜도 되고, 부극 탭 대신에 정극 탭만의 일방단의 절단 각도를 각 생산 공정 라인에 대응시켜 변화시켜도 된다. 이 경우, 정극 탭에 대하여 X선 검사기에 의한 비파괴의 검사를 행할 때, 정극 탭은, 외장체보다 X선 흡수능이 높은 부재로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 일반적인 원통형의 리튬 이온 이차 전지는, 외장체가 원기둥 형상이므로, 권회체도 그에 따라 외견이 원기둥 형상이 되는데, 권회체의 형상의 차이에 의해 본 발명의 실시에 지장을 초래하는 요인은 없다.
라미네이트형의 리튬 이온 이차 전지는, 정극과 부극을 세퍼레이터를 개재하여 권회한 권회체를 라미네이트 필름에 의해 시일한 구조, 또는 정극과 부극을 세퍼레이터를 개재하여 적층한 적층체를 라미네이트 필름에 의해 시일한 구조로 이루어진다. 그리고, 권회체 또는 적층체의 정극에는, 정극 탭이 용접되고, 권회체 또는 적층체의 부극에는, 부극 탭이 용접된다. 라미네이트형의 리튬 이온 이차 전지에 있어서는, 정극 탭은, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지고, 부극 탭은, 니켈, 니켈 도금한 구리, 및 니켈과 구리의 클래드재 중 어느 것(즉, 구리 또는 니켈을 적어도 포함하는 금속 재료)으로 이루어지고, 라미네이트 필름은, 알루미늄 또는 용융성 수지로 이루어진다.
그리고, 라미네이트형의 리튬 이온 이차 전지가 권회체를 구비하는 경우, 권회체의 구조는, 상기 서술한 권회체(1)의 구조와 대체로 동일하다. 정극 탭 및 부극 탭의 정극 및 부극 탭에 대한 접속 방법, 및 접속 위치 등도 상기 서술한 각형의 리튬 이온 이차 전지(10)와 대략 동일하며, 정극 탭 및/또는 부극 탭을 외장체보다 X선 흡수능이 높은 재료로 구성함으로써, 본 발명을 바람직하게 실시할 수 있다.
한편, 라미네이트형의 리튬 이온 이차 전지가 적층체를 구비하는 경우, 적층체는, 정극과 부극을 세퍼레이터를 개재하여 적층한 구조로 이루어진다. 그리고, 정극 탭은, 정극을 구성하는 정극 집전체 중, 정극 활물질층이 형성되어 있지 않은 부분에 용접되고, 부극 탭은, 부극을 구성하는 부극 집전체 중, 부극 활물질층이 형성되어 있지 않은 부분에 용접된다. 또한, 정극, 부극 및 세퍼레이터는, 적층 장치에 의해 적층된다. 따라서, 정극 탭 및 부극 탭의 적어도 일방을 그 적층 장치를 포함하는 생산 공정 라인에 따라 결정된 절단 각도로 절단함으로써, 라미네이트형의 리튬 이온 이차 전지의 완성 후에, 정극 탭 및 부극 탭의 적어도 일방의 평면 형상을 X선 검사기에 의해 인식하면, 그 전지를 제조한 생산 공정 라인을 특정할 수 있다. 이 경우, 정극 탭 및 부극 탭의 적어도 일방을 외장체(=라미네이트재)보다 X선 흡수능이 높은 부재로 구성하는 것이 바람직하다.
그리고, 원통형의 리튬 이온 이차 전지 또는 라미네이트형의 리튬 이온 이차 전지에 있어서도, 정극 및 부극의 배치에 관한 문제와, 정극 탭 및/또는 부극 탭의 외장체에 대한 접촉의 문제의 2항목 중 적어도 하나를 X선 검사기를 사용한 검사의 대상으로 해도 되고, 비파괴 검사를 하는 것이 바람직한 다른 검사를 X선 검사기를 사용한 검사의 대상으로 해도 된다.
상기 서술한 바와 같이, 각형의 리튬 이온 이차 전지, 원통형의 리튬 이온 이차 전지 및 라미네이트형의 리튬 이온 이차 전지에 있어서는, 정극 탭 및 부극 탭의 적어도 일방의 일방단은, 각 전지를 제조한 생산 공정 라인에 따라 결정된 평면 형상으로 이루어지고, 정극 탭 및 부극 탭의 적어도 일방은, 외장체보다 X선 흡수능이 높은 부재로 구성되는 것이 바람직하다.
그러나, 각형의 리튬 이온 이차 전지, 원통형의 리튬 이온 이차 전지 및 라미네이트형의 리튬 이온 이차 전지에 있어서, X선 CT에 의해, 상기 리튬 이온 이차 전지 등을 두께 방향으로 검사하는 경우, 정극 탭 및 부극 탭의 적어도 일방은, 외장체보다 X선 흡수능이 높은 부재로 구성되어 있지 않아도 되고, 외장체와 동일한 재료로 구성되어 있어도 된다. X선 CT에 의해, 리튬 이온 이차 전지 등을 두께 방향으로 검사한 경우, 전지의 두께 방향에서 절단하였을 때의 단면 화상이 얻어지므로, 정극 탭 및 부극 탭의 적어도 일방이 외장체보다 X선 흡수능이 높은 부재로 구성되어 있지 않아도, 정극 탭 및 부극 탭의 일방단의 평면 형상을 인식할 수 있기 때문이다.
따라서, 본 발명의 실시형태에 의한 리튬 이온 이차 전지는, 외장체와, 외장체 내에 수납되고, 정극 및 부극이 세퍼레이터를 개재하여 배치된 발전 요소와, 발전 요소의 정극에 용접된 정극 탭와, 발전 요소의 부극에 용접된 부극 탭을 구비하고, 정극 탭 및 부극 탭의 적어도 일방의 일방단은, 원호 형상 혹은 적어도 2각을 가지는 기하학 형상이고, 혹은 절단 각도를 변화시킨 형상이며, 그들 형상은, 평면 형상으로 이루어지는 것이면 된다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 정극 탭의 일방단이 접속된 정극과, 부극 탭의 일방단이 접속된 부극을 세퍼레이터를 개재하여 배치한 발전 요소와, 외장체를 적어도 구비하고, 복수의 생산 공정으로 구성되는 생산 공정 라인을 거쳐 제조되는 리튬 이온 이차 전지로서,
    상기 발전 요소는, 상기 정극 탭 및 부극 탭의 절단 공정과, 상기 정극 탭 및 부극 탭 각각의 상기 정극 및 상기 부극에 대한 접속 공정과, 상기 정극과 상기 부극을 세퍼레이터를 개재하여 배치하는 공정으로 제조되어 있고,
    상기 생산 공정 라인은, 적어도 2개 이상 있고, 또한 상기 발전 요소를 제조하는 공정을 적어도 포함하며,
    상기 정극 및 부극에 각각 접속된 상기 정극 탭 및 상기 부극 탭의 일방단 중, 상기 정극 탭 및 상기 부극 탭의 적어도 일방의 일방단은, 상기 생산 공정 라인마다 대응하여 다른 평면 형상으로 이루어지는 리튬 이온 이차 전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 정극 탭 및 상기 부극 탭의 적어도 일방은, 상기 외장체보다 X선 흡수능이 높은 부재로 구성되어 있는 리튬 이온 이차 전지.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 외장체는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성되어 있고,
    상기 부극 탭은, 구리, 니켈, 및 구리와 니켈의 클래드재 중에서 선택되는 재료로 구성되어 있는 리튬 이온 이차 전지.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 외장체는, 철 또는 니켈을 포함하는 금속 재료로 구성되어 있고,
    상기 부극 탭은, 철 또는 니켈보다 X선 흡수능이 높은 금속 재료로 구성되어 있는 리튬 이온 이차 전지.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 외장체는, 알루미늄 및 용융성 수지를 포함하는 라미네이트체로 구성되어 있고,
    상기 부극 탭은, 구리 또는 니켈을 적어도 포함하는 금속 재료로 구성되어 있는 리튬 이온 이차 전지.
  7. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 평면 형상은, 상기 부극 탭의 폭방향을 기준으로 하고, 또한, 복수의 생산 공정으로 구성되는 생산 공정 라인에 대응하여 결정된 절단 각도로 상기 부극 탭을 직선 형상으로 절단한 형상으로 이루어지는 리튬 이온 이차 전지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 평면 형상은, +60도, +50도, +40도, +30도, +20도, +10도, 0도, -10도, -20도, -30도, -40도, -50도, 및 -60도 중 어느 절단 각도로 상기 부극 탭을 직선 형상으로 절단한 형상으로 이루어지는 리튬 이온 이차 전지.
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