JP7827366B2 - 安全性が改善された角型二次電池 - Google Patents

Description

本発明は、電極組立体の内部スリップを防止することにより安全性が改善された角型二次電池に関するものである。

本出願は、２０２２年４月１１日付の韓国特許出願第１０－２０２２－００４４３０２号、および２０２３年４月３日付の韓国特許出願第１０－２０２３－００４３５２３号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は、本明細書の一部として含まれる。

二次電池は一次電池とは違って再充電が可能であり、また、小型および大容量化の可能性により近年多く研究開発されている。モバイル機器に対する技術開発と需要が増加し、また、環境保護の時代的要求に合わせて浮上する電気自動車とエネルギー貯蔵システムなどにより、エネルギー源としての二次電池の需要はさらに急激に増加している。

二次電池は、電池ケースの形状に応じて、コイン型電池、円筒型電池、角型電池、およびパウチ型電池に分類される。二次電池において電池ケースの内部に装着される電極組立体は、電極および分離膜の積層構造からなる充放電が可能な発電素子である。

電極組立体は、活物質が塗布されたシート状の正極と負極との間に分離膜を介在して巻取したジェリーロール（Ｊｅｌｌｙｒｏｌｌ）型、多数の正極と負極を分離膜が介在された状態で順次的に積層したスタック型、およびスタック型の単位セルを長い長さの分離フィルムで巻取したスタックアンドフォールディング（Ｓｔａｃｋ＆Ｆｏｌｄｉｎｇ）型に大まかに分類し得る。

角型二次電池に収納される電極組立体の正極タブと負極タブは、それぞれ電極リードに接合された後にケース上の正極端子と負極端子に連結される。電極組立体を収容するケースは、電極組立体の電気連結のための空間と電解液の必要注液量などにより若干の余裕空間が形成されている。したがって、ケース内の電極組立体には、外部衝撃によって揺れたり滑ったりする現象（スリップ現象）が発生する。特に、ハイブリッド自動車や電気自動車に使用される角型二次電池は、走行中の衝撃によりスリップ現象が頻繁に発生する。

電極組立体の構造的支持は、主に正極端子と負極端子に連結された正極タブと負極タブ（電極タブ）によってなされる。このため、電極組立体にスリップ現象が起きると、電気接触によるショートが発生したり、電極タブに応力が集中してタブが破れたりするなどの各種問題が発生し得る。

韓国登録特許第１０－０９２９０３４号(２００９年１１月２０日公告)

本発明は、角型二次電池の内部に収納された電極組立体が使用中にスリップ現象を引き起こすことを抑制し得るようにすることを目的とする。

ただし、本発明が解決しようとする技術的課題は上述した課題に制限されず、言及されない別の課題は、下記に記載された発明の説明から通常の技術者に明確に理解され得るであろう。

本発明は、単位セルが積層されたスタック構造の電極組立体を備えた角型二次電池に関するものであって、一つの例において、上記電極組立体は、上記角型二次電池のケース上に備えられた正極端子および負極端子にそれぞれ電気的に連結される正極タブおよび負極タブ、そして上記正極端子および上記負極端子に対して電気的に分離された正極ダミータブおよび負極ダミータブを備える。

上記正極ダミータブおよび上記負極ダミータブは、上記ケースに対して固定されて上記電極組立体を支持する。

本発明の一実施形態において、上記正極端子および上記負極端子は、上記ケースの一面に共に配置され、上記正極ダミータブおよび上記負極ダミータブは、上記正極端子および上記負極端子が共に配置された一面と対向する対向面に固定される。

ここで、上記正極タブおよび上記正極ダミータブ、ならびに上記負極タブおよび上記負極ダミータブの各対は、上記一面と対向面を横切る直線上に位置するように整列され得る。

または、上記正極タブおよび上記正極ダミータブ、ならびに上記負極タブおよび上記負極ダミータブの各対は、上記一面と対向面を横切る方向に沿って互いにずれて配置され得る。

または、上記正極タブおよび上記負極ダミータブ、ならびに上記負極タブおよび上記正極ダミータブの各対は、上記一面と対向面を横切る直線上に位置するように整列され得る。

本発明の他の実施形態において、上記正極端子および上記負極端子は、上記ケースの互いに対向する２つの面にそれぞれ分離して配置され、上記正極ダミータブは上記正極端子が配置される面に固定されるのに対し、上記負極ダミータブは上記負極端子が配置される面に固定される。

または、上記正極端子および上記負極端子は、上記ケースの互いに対向する２つの面にそれぞれ分離して配置され、上記正極ダミータブは、上記負極端子が配置される面に固定されるのに対し、上記負極ダミータブは、上記正極端子が配置される面に固定されることもできる。

ここで、上記正極ダミータブおよび上記負極ダミータブは、上記２つの対向面を横切る直線上に位置するように整列され得る。

そして、上記正極ダミータブおよび上記負極ダミータブのうちいずれか１つのダミータブは、上記ケースに対して電気的に絶縁され得る。

例えば、上記ケースに対して電気的に絶縁されるダミータブは、上記ケースの内面に設置された絶縁体に固定され得る。

そして、上記絶縁体はタブ挿入溝を備え、上記ダミータブは、上記タブ挿入溝に挿入されて固定され得る。

そして、上記ケースに対して電気的に絶縁されないダミータブは、上記ケースの内面に溶接され得る。

一方、本発明の実施形態によっては、上記正極ダミータブおよび上記負極ダミータブのうちの少なくともいずれか１つは、複数個で備えられることができる。

上記のような構成を有する本発明の角型二次電池の電極組立体は、正極タブと負極タブの反対側に正極ダミータブと負極ダミータブを備えており、上記正極ダミータブと負極ダミータブはケースに固定される。

これにより、電極組立体はケース内で両方向に固定されることで支持構造が改善され、これにより、角型二次電池の内部に収納された電極組立体は使用中のスリップ現象が抑制され、電気接触によるショートやタブが破れるなどの各種問題が防止されることで二次電池の安全性が大幅に向上する。

ただし、本発明によって得ることができる技術的効果は上述した効果に制限されず、言及されない別の効果は、下記に記載された発明の説明から通常の技術者に明確に理解され得るであろう。

本明細書に添付される下記の図面は、本発明の好ましい実施形態を例示するものであり、後述される発明の詳細な説明と共に本発明の技術思想をさらに理解させる役割を果たすものであるため、本発明はそのような図面に記載された事項にのみ限定されて解釈されてはならない。

本発明の一実施形態に係る角型二次電池の外形を図示した図面である。 図１の角型二次電池に収納された電極組立体を図示した図面である。 図１の角型二次電池における電極組立体の支持構造を図示した図面である。 本発明の一実施形態における他の電極組立体を図示した図面である。 本発明の一実施形態における別の電極組立体を図示した図面である。 本発明の他の実施形態に係る角型二次電池の外形を図示した図面である。 図６の角型二次電池に収納された電極組立体を図示した図面である。 図６の角型二次電池における電極組立体の支持構造を図示した図面である。 本発明の他の実施形態における他の電極組立体を図示した図面である。 一方向電極組立体の他の実施形態を図示した図面である。 両方向電極組立体の他の実施形態を図示した図面である。

本発明は、多様な変更を加えることができ、様々な実施形態を有し得るので、特定の実施形態を以下に詳細に説明する。

しかしながら、これは本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物または代替物を含むものとして理解されるべきである。

本発明において、「含む」や「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらの組み合わせが存在することを指定しようとするものであって、１つまたはそれ以上の他の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないものとして理解されるべきである。

また、本発明において、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あると記載された場合、これは他の部分の「真上に」ある場合のみならず、その中間に別の部分がある場合も含む。逆に、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「下に」あると記載された場合、それは他の部分の「真下に」ある場合のみならず、その中間に別の部分がある場合も含む。また、本出願において「上に」配置されるということは、上部のみならず下部に配置される場合も含むものであり得る。

本発明は、単位セルが積層されたスタック構造の電極組立体を備えた角型二次電池に関するものであって、一つの例において、上記電極組立体は、上記角型二次電池のケース上に備えられた正極端子と負極端子にそれぞれ電気的に連結される正極タブおよび負極タブ、そして上記正極端子と負極端子に対して電気的に分離された正極ダミータブおよび負極ダミータブを備える。

ここで、上記正極ダミータブと負極ダミータブは、上記ケースに対して固定されて上記電極組立体を支持する。

このように、本発明に係る角型二次電池の電極組立体は、正極タブと負極タブの反対側に正極ダミータブと負極ダミータブとを備えており、正極ダミータブと負極ダミータブがケースに固定される。したがって、電極組立体はケース内で両方向に固定されることで支持構造が改善され、これにより、角型二次電池の内部に収納された電極組立体は使用中のスリップ現象が抑制され、電気接触によるショートやタブが破れるなどの各種問題が防止されることで二次電池の安全性が大幅に向上する。

以下、添付の図面を参照して、本発明の角型二次電池に対する具体的な実施形態について詳細に説明する。参考として、以下の説明で使用される相対的な位置を指定する前後や上下左右の方向は発明の理解を助けるためのものであって、特に定義がない限り図面に図示された方向を基準とする。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る角型二次電池１００の外形を図示した図面であり、図２は、図１の角型二次電池１００に収納された電極組立体２００を図示した図面である。

第１実施形態における角型二次電池１００は、正極端子１２０と負極端子１３０がケース１１０の一面、図示の例では、上面に共に配置された一方向二次電池に関するものである。単位セルが積層されたスタック構造の電極組立体２００は、ケース１１０内に密封収納される。単位セルは、正極／分離膜／負極の単位構造からなっているセルを意味するものであって、複数の単位セルが積層されることで１つの電極組立体２００が構成される。単位セルの一般的な構成を説明すると、次の通りである。

正極は、正極集電体と、正極集電体の一面または両面上に塗布された正極活物質とを含む。正極集電体の幅方向一側端部には、正極活物質が塗布されない無地部が存在する。無地部に対してノッチング（打抜）加工を施すことにより、正極タブ２１０が形成される。

負極は、負極集電体と、負極集電体の一面または両面上に塗布された負極活物質とを含む。負極集電体の幅方向一側端部には、負極活物質が塗布されない無地部が存在する。同様に、負極の無地部は負極タブ２２０として機能する。

これにより、第１実施形態における正極タブ２１０と負極タブ２２０は、電極組立体２００の幅方向、すなわち、角型二次電池１００の高さ方向に沿って同一端部に位置する。図示の例では、正極タブ２１０と負極タブ２２０は角型二次電池１００の上面に向かって延長され、正極タブ２１０および負極タブ２２０は、角型二次電池１００のケース１１０上に備えられた正極端子１２０と負極端子１３０にそれぞれ電気的に連結される。

本発明において、正極集電体にコーティングされる正極活物質と負極集電体にコーティングされる負極活物質は、当業界で公知された活物質であれば制限なく使用され得る。

一例において、正極活物質は、一般科学式Ａ［Ａ_ｘＭ_ｙ］Ｏ_２＋ｚ（ＡはＬｉ、ＮａおよびＫのうち少なくとも１つ以上の元素を含む；ＭはＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｖ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｓｃ、Ｒｕ、およびＣｒから選択された少なくとも１つ以上の元素を含む；ｘ≧０、１≦ｘ＋ｙ≦２、０．１≦ｚ≦２；ｘ、ｙ、ｚおよびＭに含まれる成分の化学量論的係数は、化合物が電気的中性を維持するように選択される）で表されるアルカリ金属化合物を含み得る。

他の例において、正極活物質は、ＵＳ６，６７７，０８２、ＵＳ６，６８０，１４３などに開示されたアルカリ金属化合物ｘＬｉＭ^１Ｏ_２（１ｘ）Ｌｉ_２Ｍ^２Ｏ_３（Ｍ^１は、平均酸化状態３を有する少なくとも１つ以上の元素を含む；Ｍ^２は、平均酸化状態４を有する少なくとも１つ以上の元素を含む；０≦ｘ≦１）であり得る。

別の例において、正極活物質は、一般科学式Ｌｉ_ａＭ^１ _ｘＦｅ_１ｘＭ^２ _ｙＰ_１ｙＭ^３ _ｚＯ_４ｚ（Ｍ^１はＴｉ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｎｄ、ＭｇおよびＡｌから選択された少なくとも１つ以上の元素を含む；Ｍ^２はＴｉ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ａｌ、Ｍｇ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＶおよびＳから選択された少なくとも１つ以上の元素を含む；Ｍ^３はＦを選択的に含むハロゲン族元素を含む；０＜ａ≦２、０≦ｘ≦１、０≦ｙ＜１、０≦ｚ＜１；ａ、ｘ、ｙ、ｚ、Ｍ^１、Ｍ^２、およびＭ^３に含まれる成分の化学量論的係数は、化合物が電気的中性を維持するように選択される）、またはＬｉ_３Ｍ_２（ＰＯ_４）_３［ＭはＴｉ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、ＭｇおよびＡｌから選択された少なくとも１つの元素を含む］で表されるリチウム金属ホスフェートであり得る。

好ましくは、正極活物質は、一次粒子および／または一次粒子が凝集した二次粒子を含み得る。

一例において、負極活物質は、炭素材、リチウム金属またはリチウム金属化合物、ケイ素またはケイ素化合物、スズまたはスズ化合物などを使用し得る。電位が２Ｖ未満であるＴｉＯ_２、ＳｎＯ_２のような金属酸化物も負極活物質として使用可能である。炭素材としては、低結晶炭素、高結晶性炭素などがいずれも使用され得る。

そして、正極と負極との間に介在される分離膜は、多孔性高分子フィルム、例えば、エチレン単独重合体、プロピレン単独重合体、エチレン／ブテン共重合体、エチレン／ヘキセン共重合体、エチレン／メタクリレート共重合体などのようなポリオレフィン系高分子から製造した多孔性高分子フィルムを単独でまたはこれらを積層して使用し得る。他の例示として、分離膜は、通常的な多孔性不織布、例えば、高融点のガラス繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維などの不織布を使用し得る。

分離膜の少なくとも片方の表面には、無機物粒子のコーティング層を含み得る。また、分離膜自体が無機物粒子のコーティング層からなることも可能である。コーティング層を構成する粒子は、隣接する粒子間にインタースティシャル・ボリューム（ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ ｖｏｌｕｍｅ）が存在するようにバインダーと結合された構造を有し得る。

無機物粒子は、誘電率が５以上である無機物からなり得る。非制限的な例示として、上記無機物粒子は、Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ_３（ＰＺＴ）、Ｐｂ_１ｘＬａ_ｘＺｒ_１ｙＴｉ_ｙＯ_３（ＰＬＺＴ）、ＰＢ（Ｍｇ_３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３ＰｂＴｉＯ_３（ＰＭＮＰＴ）、ＢａＴｉＯ_３、ｈａｆｎｉａ（ＨｆＯ_２）、ＳｒＴｉＯ_３、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＳｎＯ_２、ＣｅＯ_２、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｎＯおよびＹ_２Ｏ_３からなる群から選択された少なくとも１つ以上の物質を含み得る。

そして、電極組立体２００が含浸される電解液をなす電解質は、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カチオンやこれらの組み合わせからなるイオンを含む。そして、Ｂ^－はＦ^－、Ｃｌ^－、Ｂｒ^－、Ｉ^－、ＮＯ_３ ^－、Ｎ（ＣＮ）_２ ^－、ＢＦ_４ ^－、ＣｌＯ_４ ^－、ＡｌＯ_４ ^－、ＡｌＣｌ_４ ^－、ＰＦ_６ ^－、ＳｂＦ_６ ^－、ＡｓＦ_６ ^－、ＢＦ_２Ｃ_２Ｏ_４ ^－、ＢＣ_４Ｏ_８ ^－、（ＣＦ_３）_２ＰＦ_４ ^－、（ＣＦ_３）_３ＰＦ_３ ^－、（ＣＦ_３）_４ＰＦ_２ ^－、（ＣＦ_３）_５ＰＦ^－、（ＣＦ_３）_６Ｐ^－、ＣＦ_３ＳＯ_３ ^－、Ｃ_４Ｆ_９ＳＯ_３ ^－、ＣＦ_３ＣＦ_２ＳＯ_３ ^－、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ^－、（ＦＳＯ_２）_２Ｎ^－、ＣＦ_３ＣＦ_２（ＣＦ_３）_２ＣＯ^－、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＣＨ^－、（ＳＦ_５）_３Ｃ^－、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３Ｃ^－、ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７ＳＯ_３ ^－、ＣＦ_３ＣＯ_２ ^－、ＣＨ_３ＣＯ_２ ^－、ＳＣＮ^－および（ＣＦ_３ＣＦ_２ＳＯ_２）_２Ｎ^－からなる群から選択されたいずれか１つ以上のアニオンを含む。

電解質はまた、有機溶媒に溶解して使用し得る。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）、テトラヒドロフラン（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）、ガンマブチロラクトン（γ－ｂｕｔｙｒｏｌａｃｔｏｎｅ）またはこれらの混合物が使用され得る。

再び図２に戻ると、第１実施形態における電極組立体２００は、角型二次電池１００のケース１１０上に備えられた正極端子１２０と負極端子１３０にそれぞれ電気的に連結される正極タブ２１０および負極タブ２２０を備えると共に、正極端子１２０と負極端子１３０に対して電気的に分離された正極ダミータブ２３０および負極ダミータブ２４０を備える。正極ダミータブ２３０と負極ダミータブ２４０は、正極タブ２１０と負極タブ２２０が形成された無地部に対向する反対側の無地部に形成される。したがって、第１実施形態では、電極組立体２００の対向する両端、すなわち、図面上の電極組立体２００の上端に正極タブ２１０と負極タブ２２０が配置されるのに対し、正極ダミータブ２３０と負極ダミータブ２４０は電極組立体２００の下端に配置される。

図３は、図１の角型二次電池１００における電極組立体２００の支持構造を図示した図面である。図面に図示されたように、正極タブ２１０と負極タブ２２０は、ケース１１０上面の正極端子１２０と負極端子１３０に溶接で固定され、正極ダミータブ２３０と負極ダミータブ２４０はケース１１０の下面に固定される。

このように、本発明の第１実施形態に係る角型二次電池１００では、電極組立体２００は上下部両側がケース１１０に固定される。より具体的には、正極タブ２１０と負極タブ２２０、および正極ダミータブ２３０と負極ダミータブ２４０が４点支持構造として電極組立体２００をケース１１０に固定する。４点支持構造は、外部攪乱に対して強い支持力を発揮する構造であって、４点支持される電極組立体２００は使用中のスリップ現象が抑制され、電気接触によるショートや電極タブ２１０、２２０が破れるなどの各種問題が防止され、これにより、角型二次電池１００の安全性が大幅に向上する。

そして、正極ダミータブ２３０と負極ダミータブ２４０は、電極組立体２００の正極と負極に対して一体に形成されるので、ケース１１０が極性を有する場合には、内部ショートを防止するために少なくともいずれか１つのダミータブ２３０または２４０は、ケース１１０に対して電気的に絶縁される必要がある。すなわち、ケース１１０が電気的に陽性を帯びる場合には、負極ダミータブ２４０がケース１１０に対して電気的に絶縁されなければならず、逆にケース１１０が陰性を帯びる場合には、正極ダミータブ２３０が絶縁されなければならない。そして、ケース１１０が電気的に中性であれば、ダミータブ２３０、２４０は、ケース１１０と必ずしも絶縁される必要はない。

図３は、ケース１１０が電気的に陰性、例えば、接地されている場合を例示的に図示したものであって、正極ダミータブ２３０は、ケース１１０の内面に設置された絶縁体３００に固定されており、絶縁体３００を介してケース１１０に固定された正極ダミータブ２３０は、ケース１１０とは電気的に分離されている。例えば、絶縁体３００はタブ挿入溝３１０を備え、正極ダミータブ２３０は、絶縁体３００のタブ挿入溝３１０に挿入されて圧迫されることによって固定され得る。

そして、負極ダミータブ２４０もまた絶縁体３００を用いてケース１１０に固定され得、電気的に陰性を帯びるケース１１０に対して必ずしも絶縁される必要はないため、負極ダミータブ２４０がケース１１０の内面に直接溶接されて固定されることも可能であることは勿論である。

図４は、本発明の一実施形態における他の電極組立体２００を図示した図面であり、図５は、本発明の一実施形態における別の電極組立体２００を図示した図面である。図４および図５は、正極タブ２１０と負極タブ２２０に対する正極ダミータブ２３０と負極ダミータブ２４０の配置関係を多様に構成し得ることを示すものであり、電極組立体２００の４点支持構造は同一に維持される。

まず、図２を見ると、正極タブ２１０と正極ダミータブ２３０、および負極タブ２２０と負極ダミータブ２４０の各対は、電極組立体２００の一面と対向面を横切る直線、すなわち、ケース１１０の高さ方向（電極組立体の幅方向）を横切る直線上に位置するように整列されている。すなわち、正極ダミータブ２３０は正極タブ２１０に対向し、負極ダミータブ２４０は負極タブ２２０に対向する。

これと比較するときに、図４の電極組立体２００は、正極タブ２１０と正極ダミータブ２３０、および負極タブ２２０と負極ダミータブ２４０の各対が、一面と対向面を横切る方向に沿って互いにずれてオフセット配置されている。すなわち、正極タブ２１０と負極タブ２２０に対する正極ダミータブ２３０と負極ダミータブ２４０の対向構造をずらして配置したのが図４の電極組立体２００である。４点支持の上下対称構造を壊すことで固有振動数を変化させ、これにより、多様な様相の振動に対応可能にし得る。

図５は、図２の変形であって、正極タブ２１０と負極ダミータブ２４０、および負極タブ２２０と正極ダミータブ２３０の各対は、電極組立体２００の一面と対向面を横切る直線上に位置するように整列されている。すなわち、負極ダミータブ２４０は正極タブ２１０に対向し、正極ダミータブ２３０は負極タブ２２０に対向する構造であって、各電極タブ２１０、２２０に対向するダミータブ２３０、２４０の種類（極性）は、図２の実施形態に制限されないことを示す。

（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る角型二次電池１００の外形を図示した図面であり、図７は、図６の角型二次電池１００に収納された電極組立体２００を図示した図面である。

本発明の第２実施形態における角型二次電池１００は、正極端子１２０と負極端子１３０がケース１１０の互いに対向する２つの面にそれぞれ分離されて配置される両方向二次電池に関するものであり、これにより、単位セルが積層された電極組立体２００もダミータブ２３０、２４０の配置が第１実施形態とは異なる。本発明の第２実施形態については、上述した第１実施形態と区別される構成を中心に説明する。

図７を見ると、対向面に分離配置された正極端子１２０と負極端子１３０に対応して、正極タブ２１０と負極タブ２２０も電極組立体２００の左右両端に分離して配置される。そして、正極ダミータブ２３０は正極端子１２０が配置される面に固定されるのに対し、負極ダミータブ２４０は負極端子１３０が配置される面に固定される。

すなわち、図７に係る本発明の第２実施形態では、正極タブ２１０と正極ダミータブ２３０がケース１１０の一面（図面基準で左側面）に共に配置され、負極タブ２２０と負極ダミータブ２４０は、ケース１１０の対向面（図面基準で右側面）に共に配置されている。角型二次電池１００の端子配置に応じて電極組立体２００上に備えられる電極タブ２１０、２２０とダミータブ２３０、２４０の位置に変更が生じたが、図８に図示されたように、第２実施形態でも電極組立体２００の４点支持構造はそのまま維持されており、正極ダミータブ２３０と負極ダミータブ２４０のうちいずれか１つのダミータブ２３０または２４０がケース１１０に対して電気的に絶縁され得ることも同じである。

図９は、本発明の第２実施形態における他の電極組立体２００を図示した図面である。図９では、正極ダミータブ２３０は、負極端子１３０が配置される面に固定されるのに対し、負極ダミータブ２４０は、正極端子１２０が配置される面に固定されている。すなわち、図９の電極組立体２００は、正極タブ２１０と負極ダミータブ２４０がケース１１０の一面（図面基準で左側面）に共に配置され、負極タブ２２０と正極ダミータブ２３０は、ケース１１０の対向面（図面基準で右側面）に共に配置されている。言い換えれば、電極組立体２００の４点支持構造を維持すれば、正極ダミータブ２３０と負極ダミータブ２４０の突出位置はそれほど重要ではない。

ここで、正極ダミータブ２３０と負極ダミータブ２４０は、２つの対向面、すなわち、正極タブ２１０と負極タブ２２０が対向配置される２つの面を横切る直線上に位置するように整列され得る。言い換えれば、正極タブ２１０と負極タブ２２０の配置と同様に、正極ダミータブ２３０と負極ダミータブ２４０も正確に対向配置され得る。

（第３実施形態）
上述した第１実施形態と第２実施形態では、それぞれ一方向二次電池と両方向二次電池に適用するのに好適な電極組立体について説明し、各実施形態で正極ダミータブと負極ダミータブはそれぞれ１つずつ備えられることを一つの例として説明した。しかしながら、角型二次電池内での電極組立体の支持構造をさらに強化するために、複数のダミータブが備えられることも可能であり、第３実施形態はそれに関するものである。

図１０は、正極タブ２１０と負極タブ２２０が電極組立体２００の上端に共に配置される一方向の電極組立体を図示しており、図１０に示されたように、正極ダミータブ２３０と負極ダミータブ２４０は、それぞれ複数個（図示の例では２つずつ）で備えられることができる。複数のダミータブ２３０、２４０によって電極組立体２００の支持構造はさらに強化され得る。

図１１は、正極タブ２１０と負極タブ２２０が電極組立体２００の互いに対向する２つの面にそれぞれ分離されて配置された両方向の電極組立体の第３実施形態を図示するものであって、正極タブ２１０と同じ面に配置される正極ダミータブ２３０、および負極タブ２２０と同じ面に配置される負極ダミータブ２４０がいずれも複数個で備えられている。

ダミータブ２３０、２４０が複数で備えられる点を除いて、第１および第２実施形態で説明した絶縁体３００やタブ挿入溝３１０などの構成が第３実施形態に対しても同等に適用され得ることは勿論である。そして、図１０および図１１は、正極ダミータブ２３０と負極ダミータブ２４０の両者が複数個で備えられ、また同じ個数で備えられるように図示しているが、これは一つの例示であって、正極ダミータブ２３０と負極ダミータブ２４０のうちいずれか１つのみが複数で備えられることができるのはもちろん、その個数も互いに異なるように備えられることもできる。

以上、図面と実施形態などにより本発明をより詳細に説明した。しかしながら、本明細書に記載された図面または実施形態などに記載された構成は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではないので、本出願時点においてこれらを代替し得る多様な均等物と変形例があり得ることを理解すべきである。

１００：角型二次電池
１１０：ケース
１２０：正極端子
１３０：負極端子
２００：電極組立体
２１０：正極タブ
２２０：負極タブ
２３０：正極ダミータブ
２４０：負極ダミータブ
３００：絶縁体
３１０：タブ挿入溝

Claims (13)

1. 単位セルが積層されたスタック構造の電極組立体を備えた角型二次電池であって、
   前記電極組立体は、
   前記角型二次電池のケース上に備えられた正極端子および負極端子にそれぞれ電気的に連結される正極タブおよび負極タブと、
   前記正極端子および前記負極端子に対して電気的に分離された正極ダミータブおよび負極ダミータブと、を備え、
   前記正極ダミータブおよび前記負極ダミータブは、
   前記ケースに対して固定されて前記電極組立体を支持し、
   前記正極タブ、前記負極タブ、前記正極ダミータブ、および前記負極ダミータブは、前記電極組立体を両方向から支持する、角型二次電池。
2. 単位セルが積層されたスタック構造の電極組立体を備えた角型二次電池であって、
   前記電極組立体は、
   前記角型二次電池のケース上に備えられた正極端子および負極端子にそれぞれ電気的に連結される正極タブおよび負極タブと、
   前記正極端子および前記負極端子に対して電気的に分離された正極ダミータブおよび負極ダミータブと、を備え、
   前記正極ダミータブおよび前記負極ダミータブは、
   前記ケースに対して固定されて前記電極組立体を支持し、
   前記正極端子および前記負極端子は、前記ケースの一面に共に配置され、
   前記正極ダミータブおよび前記負極ダミータブは、前記正極端子および前記負極端子が共に配置された一面と対向する対向面に固定される、角型二次電池。
3. 前記正極タブおよび前記正極ダミータブ、ならびに前記負極タブおよび前記負極ダミータブの各対は、前記一面と対向面を横切る直線上に位置するように整列された、請求項２に記載の角型二次電池。
4. 前記正極タブおよび前記正極ダミータブ、ならびに前記負極タブおよび前記負極ダミータブの各対は、前記一面と対向面を横切る方向に沿って互いにずれて配置される、請求項２に記載の角型二次電池。
5. 前記正極タブおよび前記負極ダミータブ、ならびに前記負極タブおよび前記正極ダミータブの各対は、前記一面と対向面を横切る直線上に位置するように整列された、請求項４に記載の角型二次電池。
6. 単位セルが積層されたスタック構造の電極組立体を備えた角型二次電池であって、
   前記電極組立体は、
   前記角型二次電池のケース上に備えられた正極端子および負極端子にそれぞれ電気的に連結される正極タブおよび負極タブと、
   前記正極端子および前記負極端子に対して電気的に分離された正極ダミータブおよび負極ダミータブと、を備え、
   前記正極ダミータブおよび前記負極ダミータブは、
   前記ケースに対して固定されて前記電極組立体を支持し、
   前記正極端子および前記負極端子は、前記ケースの互いに対向する２つの面にそれぞれ分離して配置され、
   前記正極ダミータブは、前記正極端子が配置される面に固定されるのに対し、前記負極ダミータブは、前記負極端子が配置される面に固定される、角型二次電池。
7. 単位セルが積層されたスタック構造の電極組立体を備えた角型二次電池であって、
   前記電極組立体は、
   前記角型二次電池のケース上に備えられた正極端子および負極端子にそれぞれ電気的に連結される正極タブおよび負極タブと、
   前記正極端子および前記負極端子に対して電気的に分離された正極ダミータブおよび負極ダミータブと、を備え、
   前記正極ダミータブおよび前記負極ダミータブは、
   前記ケースに対して固定されて前記電極組立体を支持し、
   前記正極端子および前記負極端子は、前記ケースの互いに対向する２つの面にそれぞれ分離して配置され、
   前記正極ダミータブは、前記負極端子が配置される面に固定されるのに対し、前記負極ダミータブは、前記正極端子が配置される面に固定される、角型二次電池。
8. 前記正極ダミータブおよび前記負極ダミータブは、前記対向する２つの面を横切る直線上に位置するように整列された、請求項６または７に記載の角型二次電池。
9. 前記正極ダミータブおよび前記負極ダミータブのうちいずれか１つのダミータブは、前記ケースに対して電気的に絶縁される、請求項１～７のいずれか一項に記載の角型二次電池。
10. 前記ケースに対して電気的に絶縁されるダミータブは、前記ケースの内面に設置された絶縁体に固定される、請求項９に記載の角型二次電池。
11. 単位セルが積層されたスタック構造の電極組立体を備えた角型二次電池であって、
    前記電極組立体は、
    前記角型二次電池のケース上に備えられた正極端子および負極端子にそれぞれ電気的に連結される正極タブおよび負極タブと、
    前記正極端子および前記負極端子に対して電気的に分離された正極ダミータブおよび負極ダミータブと、を備え、
    前記正極ダミータブおよび前記負極ダミータブは、
    前記ケースに対して固定されて前記電極組立体を支持し、
    前記正極ダミータブおよび前記負極ダミータブのうちいずれか１つのダミータブは、前記ケースに対して電気的に絶縁され、
    前記ケースに対して電気的に絶縁されるダミータブは、前記ケースの内面に設置された絶縁体に固定され、
    前記絶縁体はタブ挿入溝を備え、
    前記ダミータブは、前記タブ挿入溝に挿入されて固定される、角型二次電池。
12. 単位セルが積層されたスタック構造の電極組立体を備えた角型二次電池であって、
    前記電極組立体は、
    前記角型二次電池のケース上に備えられた正極端子および負極端子にそれぞれ電気的に連結される正極タブおよび負極タブと、
    前記正極端子および前記負極端子に対して電気的に分離された正極ダミータブおよび負極ダミータブと、を備え、
    前記正極ダミータブおよび前記負極ダミータブは、
    前記ケースに対して固定されて前記電極組立体を支持し、
    前記正極ダミータブおよび前記負極ダミータブのうちいずれか１つのダミータブは、前記ケースに対して電気的に絶縁され、
    前記ケースに対して電気的に絶縁されるダミータブは、前記ケースの内面に設置された絶縁体に固定され、
    前記ケースに対して電気的に絶縁されないダミータブは、前記ケースの内面に溶接される、角型二次電池。
13. 前記正極ダミータブおよび前記負極ダミータブのうち少なくともいずれか１つは、複数個で備えられる、請求項１～７のいずれか一項に記載の角型二次電池。