圆筒形电池、包括该圆筒形电池的电池组及汽车

技术领域

本发明涉及圆筒形电池、包括该圆筒形电池的电池组及汽车。

背景技术

除了便携式设备之外，基于产品群的适用方便性高且具有高能量密度等电特性的二次电池还广泛应用于通过电气驱动源驱动的电动汽车(EV，Electric Vehicle)或者混合动力汽车(HEV，Hybrid Electric Vehicle)等。

这种二次电池不仅具有能够大幅度减少化石燃料的使用的首要的优点，还具有完全不会随着使用能源而产生副产物的优点，因此作为环保及提高能源效率的新能源备受瞩目。

目前广泛使用的二次电池的种类有锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等。这种单位二次电池单元的工作电压约为2.5V～4.5V。因此，在需要更高的输出电压的情况下，将多个电池串联起来组成电池组。并且，根据电池组所需的充放电容量，有时将多数电池并列连接，组成电池组。因此，根据所需的输出电压以及/或者充放电容量，可以将电池组中所包含的电池的数量以及电连接方式设计成多种方式。

另一方面，作为二次电池单元的种类，公开有圆筒形、方形及软包电池。圆筒形电池在正极与负极之间夹着作为绝缘体的分离膜，并将其卷取来形成凝胶卷状的电极组件，并将其与电解质一同插入电池壳体内部构成电池。而且，在正极和负极各自的无涂层部可以连接带状电极极耳，电极极耳将电极组件和露出在外部的电极端子之间进行电连接。作为参考，正极电极端子是密封电池壳体的开口的密封件的盖板，负极电极端子是电池壳体。

但是，根据具有这种结构的现有的圆筒形电池，电流集中在与正极无涂层部以及/或者负极无涂层部相结合的带状电极极耳，所以存在电阻大、发热多、集电效率不高的问题。

具有18650或21700的形状系数的小型圆筒形电池的电阻和发热不会成为大问题。但是，在为了将圆筒形电池适用于电动汽车而加大形状系数的情况下，在快速充电过程中在电极极耳周围产生很多热，从而可能会发生圆筒形电池起火的问题。

为了解决这样的问题，公开有具有改善集电效率的结构的圆筒形电池(所谓的无极耳(Tab-less)圆筒形电池)，设计为正极无涂层部以及负极无涂层部别位于凝胶卷类型的电极组件的上端以及下端，将集电板焊接在这样的无涂层部。

其次，参照图1至图4，进一步具体说明现有的圆筒形电池。

图1至图3是示出无极耳圆筒形电池的制造过程的图。图1示出了电极的结构，图2示出了电极的卷取工序，图3示出了在无涂层部的弯折表面焊接集电板的工序。图4是沿长度方向Y切割无极耳圆筒形电池的剖面图。

参照图1至图4，正极500具有在正极极耳500S包括正极活性物质部520以及沿卷取方向在一侧长边延伸的正极无涂层部530，负极400具有在负极极耳400S包括负极活性物质部420以及沿卷取方向在一侧长边延伸的负极无涂层部430的结构。电极组件300通过如图2所示将正极500和负极400与两张分离膜600一同依次层叠之后朝一方向X卷取制造。这时，正极500的无涂层部530和负极400的无涂层部430配置在彼此相反的方向上。

卷取工序之后，正极500的无涂层部530和负极400的无涂层部430朝芯体侧弯折。之后，分别在无涂层部530、430焊接集电板P、30进行结合。

正极无涂层部530和负极无涂层部430没有结合有额外的电极极耳，集电板P、30与外部的电极端子连接，沿电极组件300的卷取轴方向(参照箭头)形成较大截面面积的电流通路，所以具有能够降低电池电阻的优点。这是因为电阻与电流流过的通道截面面积成反比。

但是，如果增加圆筒形电池的形状系数，快速充电时充电电流的大小变大，则无极耳圆筒形电池中再次出现发热问题。

具体地，如图4示出，现有的无极耳圆筒形电池1包括电池壳体20以及密封件A。密封件A包括盖板40、封闭垫片G1以及连接板C1。封闭垫片G1包裹盖板40的边缘并且通过皱缩部22得到固定。并且，为了防止上下活动，电极组件300通过卷边部21固定于电池壳体20内。

通常，正极端子是密封件A的盖板40，负极端子是电池壳体20。因此，结合于正极500的无涂层部530的第二集电板P通过带状引线L与粘贴于盖板40的连接板C1电连接。并且，结合于负极400的无涂层部430的第一集电板30电连接于电池壳体20的底部。绝缘体S覆盖第二集电板P从而防止不同极性的电池壳体20与正极500的无涂层部530彼此接触引起短路。

当第二集电板P连接于连接板C1时，使用带状引线L。引线L单独粘贴在第二集电板P或者与第二集电板P一体形成。但是，引线L是厚度较薄的带状，所以截面面积小，从而在快速充电的电流流过的情况下产生较多的热。并且，在引线L中产生的过度的热传递至电极组件300侧，收缩分离膜600，由此有可能引起成为热失控的主要原因的内部短路。

引线L在电池壳体20内还占据很大的设置空间。因此，包括引线L的圆筒形电池1的空间效率低，从而在增加能量密度方面存在局限性。

除此之外，为了将现有的无极耳圆筒形电池1串联以及/或者并联连接，需要在密封件A的盖板40和电池壳体20的底部面连接母线部件，所以降低空间效率。搭载于电动汽车的电池组包括几百个圆筒形电池1。因此，电气布线的低效率给电动汽车的组装过程以及电池组的维护带来相当大的麻烦。因此，要求开发出具有正极端子和负极端子适用于相同方向的结构的圆筒形电池，以便能够简化多个圆筒形电池的电连接结构。

在具有如上所述的结构的圆筒形电池中，尤其是在负极集电板与盖板之间有可能形成相对大的孔的空间。并且，位于与上述盖板相反侧的电池壳体的底部面与正极集电板之间也有可能形成空的空间。

这样的空的空间有可能成为使凝胶卷状的电极组件在电池壳体的内部、尤其是沿上下方向、即沿圆筒形电池的高度方向移动的原因。在上述电极组件这样在上下方向移动的情况下，集电板与电极极耳之间的结合部位有可能出现受损，而且集电板与电池壳体之间的结合部位、集电板与电池端子之间的结合部位等也有可能出现受损。

因此，有必要最大限度地缩小这样的电极组件的活动空间。并且，在使用为了缩小电极组件的活动空间而采用的额外的部件的情况下，增加工序复杂性，制造成本也有可能上升，所以需要利用以前已经应用的部件来解决这样的问题。

另一方面，现有的圆筒形电池一般具有将连接电极组件和外部端子的极耳焊接于电极组件的箔材实现连接的结构。这种结构的圆筒形电池的电流路径(path)有限，导致电极组件本身的电阻非常高。

由此，尝试了通过增加用于连接电极组件和外部端子的极耳的数量从而降低电阻的方式，但是仅靠这样增加极耳数量的方式，在将电阻降低至期望水平并且确保充分的电流路径(path)方面存在局限性。

由此，为了降低电极组件本身的电阻，需要开发出新的电极组件结构以及适合这种电极组件结构的集电板结构。尤其是，对于这种新结构的电极组件以及集电板的应用，在例如电动汽车等要求具有高输出/高容量的电池组的设备中的必要性更大。

并且，需要开发出具有维持提高了集电板与电池壳体之间的结合力的状态的结构的圆筒形电池以及适用于这样的圆筒形电池的集电板结构。

而且，提出了针对在集电板与电池壳体结合的情况下通过将电池壳体内部的死角最小化从而提高圆筒形电池的能量密度的圆筒形电池的开发的必要性。另一方面，最近随着电动汽车技术的发展，对于高容量电池的需求也增加，从而要求开发出大体积的大型圆筒形电池。以前通常使用的小型圆筒形电池、即具有18650或21700的形状系数的圆筒形电池因容量小，所以电阻或发热现象没有给电池性能带来严重的影响。但是，在将以前的小型圆筒形电池的规格直接应用于大型圆筒形电池时，有可能带来电池安全性方面的严重问题。

这是因为如果电池尺寸变大，则在电池内部产生的热和气体的量也同时增加，由于这种热和气体，电池内部的温度以及压力上升，有可能导致电池起火或者爆炸。为了防止这一问题，电池内部的热和气体应该适当地排出到外部，为此，成为向电池外部排出热的通道的电池的截面面积需要与体积的增加成比例地增加。但是，通常截面面积的增加量达不到体积增加量，所以随着电池的大型化，电池内部的发热量增加，由此出现爆炸危险性增加、降低输出等问题。并且，在高电压下进行快速充电时，在短时间内在电极极耳周边产生很多的热，有可能出现电池起火的问题。

因此，需要开发出具有较大体积以便实现高容量并且具有安全性的电化学元件。

另一方面，在采用现有的包括二次颗粒的正极活性物质制造电极时，由于出现颗粒开裂并且在充电放电时的内部裂纹导致气体产生量增加，从而电池稳定性有可能出现问题。

为了解决该问题，开发出了一次颗粒的尺寸相对大的单颗粒或者类似单颗粒形状的正极活性物质，但是，在将上述单颗粒或者类似单颗粒形状的正极活性物质应用于高载量电极后进行压延的情况下，存在在电极空隙率未达到目标水平的状态下电极被开裂的问题，存在锂二次电池的电阻特性和充电放电效率不佳的问题。

发明内容

要解决的技术问题

本发明是鉴于上述问题做出的，其目的在于防止在电池壳体内凝胶卷移动从而在电气结合部位出现受损。

并且，本发明的另一目的在于在制造圆筒形电池时，利用以前采用的部件防止凝胶卷的移动，从而防止因采用额外部件导致的制造工序的复杂化以及制造费用的增加等。

需要说明的是，本发明要解决的技术问题并不限定于上述技术问题，本领域技术人员通过下面记载的发明的说明能够明确理解未提及的其它技术问题。

另一方面，本发明是鉴于上述问题做出的，其目的在于，提供具有适合于具有低电阻结构的电极组件的结构的集电板以及包括其的圆筒形电池。

并且，本发明的一目的在于，提供具有即使施加有振动以及冲击也能够大幅降低与电极组件的焊接部位以及/或者与电池壳体的焊接部位的受损可能性的结构的集电板以及包括其的圆筒形电池。

并且，本发明的一目的在于提供具有在制造圆筒形电池时提高用于实现电池壳体与集电板的电连接的焊接工序的方便性由此提高生产率的结构的集电板以及包括其的圆筒形电池。

本发明的又一技术问题是提供作为正极活性物质采用单颗粒或者类似单颗粒从而能够实现良好的热稳定性并且导电性高、压延特性高的电极以及包括其的电极组件。

本发明的又一技术问题是提供在负极包含硅系负极活性物质从而改善了能量密度的电极组件。

本发明的又一技术问题是提供在无需担心锂析出的情况下增加了正极活性物质部区间的电极组件。

本发明的又一技术问题是提供即使由于形状系数的增加而电池的体积增加也能够呈现出良好的热安全性的圆筒形电池。

需要说明的是，本发明要解决的技术问题并不限定于上述技术问题，本领域技术人员通过下面记载的发明的说明能够明确理解未提及的其它技术问题。

解决技术问题的手段

用于解决上述问题的根据本发明一实施例的圆筒形电池包括：电极组件，具备第一电极极耳以及第二电极极耳；电池壳体，通过形成于一侧的开放部收容上述电极组件；第一集电板，位于上述电池壳体内，并且包括配置在上述电极组件的一面的支承部、从上述支承部延伸并且与上述第一电极极耳结合的极耳结合部以及从上述支承部延伸并且结合于上述电池壳体的内侧面上的第一壳体结合部；盖板，覆盖上述开放部；电池端子，在上述开放部的相反侧贯通上述电池壳体从而与上述第二电极极耳电连接；以及，封闭隔板，构成为防止上述电极组件的活动，加强上述电池壳体的封闭性。

上述第一壳体结合部可以结合于上述电池壳体的卷边部上。

上述第一壳体结合部可以包括：第一接触部，结合于上述电池壳体的内侧面上；以及，第一连接部，连接上述支承部与上述接触部之间。

上述第一接触部可以具有至少一部分沿上述电池壳体的内周面延伸的形状。

上述第一连接部可以具备至少一个延伸方向转换的第一弯曲部。

上述第一集电板还可以包括：第二壳体结合部，从上述极耳结合部的端部延伸并且结合于上述电池壳体的内侧面上。

上述第二壳体结合部可以包括：第二接触部，结合于上述电池壳体的内侧面上；以及，第二连接部，连接上述支承部与上述接触部之间。

上述第二接触部可以具有至少一部分沿上述电池壳体的内周面延伸的形状。

上述第二连接部可以具备至少一个延伸方向转换的第二弯曲部。

上述封闭隔板可以包括：防活动部，夹在上述第一集电板与上述盖板之间；封闭部，夹在上述电池壳体与上述盖板之间；以及，连接部，连接上述防活动部与上述封闭部之间。

上述防活动部可以具有对应于上述第一集电板与上述盖板之间的距离的高度。

在上述电极组件的一面上，上述防活动部可以位于中心部。

上述防活动部可以具备形成在与上述电极组件的卷取中心孔对应的位置的隔板孔。

上述封闭部可以具有沿上述电池壳体的内周面边围延伸的形状。

上述连接部可以包括从上述防活动部放射状延伸的多个延伸支架。

上述多个延伸支架可以构成为与上述第一集电板不接触。

上述多个延伸支架可以构成为与上述盖板不接触。

上述连接部可以定位成沿上述圆筒形电池的高度方向与上述壳体结合部不重叠。

上述圆筒形电池还可以包括：第二集电板，与上述第一电极极耳结合；以及，绝缘体，夹在形成在上述电池壳体的上端的堵塞部与上述第二集电板之间。

上述绝缘体可以具有对应于上述第二集电板与上述堵塞部之间的距离的高度。

根据本发明一实施例的电池组包括根据本发明一实施例的圆筒形电池。

根据本发明一实施例的汽车包括根据本发明一实施例的电池组。

上述第二电极的活性物质层可以包含包括单颗粒、类似单颗粒或者它们的组合的正极活性物质，在上述正极活性物质的体积累积分布中呈现出的最小颗粒尺寸D

上述正极活性物质可以具有在体积累积粒度分布曲线图中呈现出单一峰值(single peak)的单峰粒度分布，以下面的数学式表示的粒度分布(PSD，Particle SizeDistribution)在三以下：

粒度分布(PSD)＝(D

以包含在上述第二电极的活性物质层中的正极活性物质的整体重量为基准，可以包含95wt％至100wt％的量的上述单颗粒、类似单颗粒或者它们的组合。

上述正极活性物质包括锂镍系氧化物，该锂镍系氧化物以过渡金属整体摩尔数为基准，包含80摩尔％以上的Ni。

上述第二电极的活性物质层的空隙率可以是15％至23％，上述第一电极的活性物质层以0.05wt％至5wt％的重量比例包含鳞片状石墨。

上述第二电极的活性物质层还可以包括碳纳米管。

上述第一电极的活性物质层可以包括硅系负极活性物质以及碳系负极活性物质，以1：99至20：80的重量比包括上述硅系负极活性物质以及碳系负极活性物质。

发明效果

根据本发明的一方面，在电池壳体内将凝胶卷的移动最小化，从而能够防止电气结合部位出现受损。

根据本发明的另一方面，通过利用以前采用的部件而不是添加用于防止凝胶卷的活动的部件，从而能够防止制造工序的复杂化以及制造费用的增加。

另一方面，根据本发明，在实现电极组件与电池壳体之间的电连接时能够大幅降低电阻。

并且，根据本发明，在使用电池的过程中即使施加有振动以及冲击，也能够大幅降低集电板与电极组件之间的焊接部位以及/或者集电板与电池壳体之间的焊接部位的受损可能性。

并且，根据本发明，在制造圆筒形电池时，提高用于实现电池壳体与集电板的电连接的焊接工序的方便性，由此能够提高生产率。

根据本发明的另一方面，正极包含D

根据本发明的又一方面，正极包含D

根据本发明的又一方面，正极包含覆盖有导电性涂层的单颗粒系正极活性物质或者包含新型CNT作为导电材料，从而能够改善电极的导电性。

根据本发明的又一方面，正极活性物质层包含鳞片状石墨，所以在压延正极活性物质层的情况下，上述鳞片状石墨对于上述正极活性物质提供滑动效果，从而提高电极的压延特性，能够将电极空隙率降低至目标水平。由此，改善了圆筒形电池的稳定性、初期电阻特性以及充电放电效率。

根据本发明的又一方面，负极包含容量较大的硅系负极活性物质，从而能够实现更高的能量密度。

根据本发明的又一方面，正极包括正极活性物质的载量较少的载量减少部，所以能够在无需担心锂析出的情况下增加正极活性物质部的区间。

根据本发明的又一方面，与具备带状电极极耳的现有的电池相比，能够高效地减少电池的内部发热，所以能够改善电池的热安全性。

需要说明的是，通过本发明能够获得的效果并不限定于上述效果，本领域技术人员通过下面记载的发明的说明能够明确理解未提及的其它技术效果。

附图说明

本说明书中附带的下面的附图示意性示出了本发明的优选实施例，起到与后面说明的发明的详细说明一同进一步解释本发明的技术思想的作用，不应该解释为本发明限定于这些附图示出的事宜。

图1是示出现有的无极耳圆筒形电池单元中使用的电极结构的平面图。

图2是示出现有的无极耳圆筒形电池单元中包含的电极组件的卷取工序的图。

图3是示出图2的电极组件中在无涂层部的弯折表面焊接集电板的工序的图。

图4是沿长度方向Y切割现有的无极耳圆筒形电池单元的剖面图。

图5是示出根据本发明一实施例的圆筒形电池的内部结构的剖面图。

图6是示出根据本发明一实施例的第一集电板的图。

图7至图9是示出根据本发明一实施例的第一集电板的第一连接部的各种示例性形状的图。

图10以及图11是分别示出基于电极组件的高度的第一连接部的形状的图。

图12是示出根据本发明另一实施例的第一集电板的图。

图13是示出适用于本发明的第一集电板的示例性形状的立体图。

图14是示出根据本发明又一实施例的第一集电板的图。

图15是示出图14示出的第一集电板的第二连接部的示例性形状的图。

图16以及图17是示出具有与在上述实施例中说明以及附图示出的形状不同的形状的本发明的第一集电板的图。

图18是示出根据本发明一实施例的圆筒形电池的外观的立体图。

图19是示出根据本发明一实施例的圆筒形电池的内部结构的剖面图。

图20是示出本发明的应用有一体式隔板的区域的局部剖面图。

图21是用于说明根据本发明一实施例的封闭隔板的图。

图22是示出本发明的圆筒形电池的底部面的平面图。

图23是示出本发明的应用了绝缘体的区域的局部剖面图。

图24是示出本发明的集电板与电极极耳的结合结构的局部剖面图。

图25是示出根据本发明一实施例的电池组的框图。

图26是示出根据本发明一实施例的汽车的概念图。

图27是以前通常使用的碳纳米管(现有CNT)的扫描显微镜照片。

图28是根据本发明实施例的新型CNT的扫描显微镜照片。

图29是示出现有CNT和新型CNT的物性对比的表。

图30至图33是示出作为正极活性物质采用了单颗粒系活性物质颗粒的情况下的、不同导电材料比例的面电阻以及高温寿命特性的曲线图。

图34是对比示出应用BET比表面积为300m

图35a是在本发明的实施例2-1中使用的正极活性物质的SEM照片。

图35b是在本发明的实施例2-2中使用的正极活性物质的SEM照片。

图35c是在本发明的对比例2-2中使用的正极活性物质的SEM照片。

图36a是示出通过本发明的实施例1制造的4680电池单元的热箱测试结果的曲线图。

图36b是示出通过本发明的对比例1制造的4680电池单元的热箱测试结果的曲线图。

图36c是示出本发明的实施例2-1的样品1以及通过对比例2-1制造的4680电池单元的热箱测试结果的曲线图。

图36d是示出本发明的实施例2-1的样品2、3、实施例2-2的样品1、2以及通过对比例2-2制造的4680电池单元的热箱测试结果的曲线图。

图37a是在本发明的实施例2-1中制造的正极的截面SEM照片。

图37b是在对比例2-1中制造的正极的截面SEM照片。

图38a是示出在将包括根据本发明实施例3-3、对比例3-1以及对比例3-2的正极的扣式半电池充电到4.2V的同时测量基于SOC的电阻特性的结果的曲线图。

图38b是示出对于根据本发明的实施例3-1、实施例3-3以及对比例3-1的4680电池单元的、通过充电放电循环实验获得的容量保持率(Capacity Retention)以及电阻增加率(DCIR increase)的测量结果的曲线图。

图39是示出根据本发明一实施例的电极组件的图。

图40是示出沿图39的切割线A-A'切割的截面的剖面图。

图41以及图42是示出按照本发明的一实施例制造负极的工序的图。

图43是示出根据本发明一实施例的负极的立体图。

图44以及图45是示出按照本发明的一实施例制造正极的工序的图。

图46是示出根据本发明一实施例的正极的立体图。

图47是示出根据本发明对比例的电极组件的图。

图48是示出沿图47的切割线B-B'切割的截面的剖面图。

图49是示出按照本发明的对比例制造负极的工序的图。

图50是示出按照本发明的对比例制造正极的工序的图。

图51是示出在将硅系负极活性物质和碳系负极活性物质的混合物用作负极活性物质的电池中、根据硅系负极活性物质的含量和是否涂覆硅系负极活性物质的能量密度变化的曲线图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的优选实施例。在进行说明之前，对于本说明书以及权利要求书中使用的术语和单词不应该限定在通常的含义或者词典中的含义中解释，鉴于为了以最佳的方法说明自身的发明，发明人可以适当地定义术语概念的原则，应该解释为符合本发明技术思想的含义以及概念。因此，在本说明书中记载的实施例和附图中示出的构成只是本发明的最优选的部分实施例，并不是代表本发明的全部技术思想，应该可以理解在提交本申请的时间点可以存在能够代替这些的各种等同物和多个变形例。

并且，为了帮助理解发明，附图并没有按照实际的缩尺示出，有时夸张示出部分构成元素的尺寸。并且，在不同的实施例中，对于相同的构成元素有可能标注相同的附图标记。

为了便于说明，随意示出了附图中示出的各构成的大小以及厚度，所以本发明并不是一定限定于附图示出的情况。在附图中，为了明确表达多个层以及区域，放大示出了其厚度。另外，在附图中，为了便于说明，夸张示出了一部分层以及区域的厚度。

并且，当记载为层、膜、区域、板等的一部分位于其它部分“之上”或者“上面”时，除了位于其它部分的“正上方”的情况之外，还包括其中间存在又一个其它部分的情况。相反，当记载为某一个部分位于其它部分的“正上方”时，表示中间不存在其它部分。并且，当记载为位于作为基准的部分“之上”或者“上面”时，表示位于作为基准的部分的上方或者下方，并不是代表一定是位于朝重力相反方向的“之上”或者“上面”。

并且，在整个说明书中，当记载为某一个部分“包括”某些构成元素时，在没有特别记载相反内容的情况下，表示还可以包括其它的构成元素，而不是排除其它的构成元素。

并且，在整个说明书中，当记载为“平面上”时，表示从上方观察对应部分时的结果，当记载为“截面上”时，表示从侧面观察垂直切割了对应部分的截面时的结果。

首先，参照图5，根据本发明一实施例的圆筒形电池1包括电极组件300、电池壳体20、第一集电板30、盖板40以及电池端子60。除此之外，上述圆筒形电池1还可以包括封闭垫片G1以及/或者绝缘垫片G2以及/或者第二集电板P以及/或者绝缘体S。

上述电极组件300具备第一电极极耳11以及第二电极极耳12。上述电极组件300包括具有第一极性的第一电极、具有第二极性的第二电极以及夹在第一电极与第二电极之间的分离膜。上述第一电极是负极或者正极，第二电极相当于具有与第一电极相反的极性的电极。更加具体地，可以通过卷取将第一电极、分离膜、第二电极、分离膜依次层叠至少一次形成的层叠体制造上述电极组件300。即，应用于本发明的电极组件300可以是凝胶卷类型的电极组件。这样的凝胶卷类型的电极组件300可以具备形成于大致其中心部并且沿高度方向(与图5示出的圆筒形电池1的高度方向并列的方向)延伸的卷取中心孔H1。另一方面，上述电极组件300的外周面上还可以具备额外的分离膜，以便实现与电池壳体20的绝缘。

上述第一电极包括第一电极集电体以及涂覆在第一电极集电体的一面或者两面上的第一电极活性物质层。上述第一电极集电体的宽度方向(与图5示出的圆筒形电池1的高度方向并列的方向)的一侧端部存在未涂覆第一电极活性物质的无涂层部。以展开第一电极的状态为基准，上述第一电极无涂层部具有沿第一电极的长度方向从一侧端部延伸到另一侧端部的形状。上述第一电极无涂层部发挥如上所述的第一电极极耳11的功能。上述第一电极极耳11设在收容于电池壳体20内的电极组件300的高度方向(与图5示出的圆筒形电池1的高度方向并列的方向)的上部。上述第一电极极耳11例如可以是负极极耳。

上述第二电极包括第二电极集电体以及涂覆在第二电极集电体的一面或者两面上的第二电极活性物质层。上述第二电极集电体的宽度方向(与图5示出的圆筒形电池1的高度方向并列的方向)的另一侧端部存在未涂覆第二电极活性物质的无涂层部。以展开第二电极的状态为基准，上述第二电极无涂层部具有沿第二电极的长度方向从一侧端部延伸到另一侧端部的形状。上述第二电极无涂层部发挥如上所述的第二电极极耳12的功能。上述第二电极极耳12设在收容于电池壳体20内的电极组件300的高度方向的下部。上述第二电极极耳12例如可以是正极极耳。

即，上述第一电极极耳11和第二电极极耳12沿圆筒形电池1的高度方向朝彼此相反的方向延伸突出。

需要说明的是，本发明并不限定于电极组件300的这样的方式。

上述电池壳体20是在一侧形成有开放部的大致圆筒形的收容体，是具有导电性的金属材质。上述电池壳体20的侧面以及位于上述开放部相反侧的下面(以图5为基准的下方面)可以一体形成。即，上述电池壳体20可以具有其高度方向的上端被开放而下端被堵塞的形状。上述电池壳体20的下面可以具有大致平整的形状。上述电池壳体20通过形成于其高度方向的一侧的开放部收容电极组件300。上述电池壳体20通过上述开放部还可以一同收容电解质。需要说明的是，本发明并不限定电池壳体20的这样的方式。

上述电池壳体20与电极组件300电连接。上述电池壳体20与电极组件300的第一电极极耳11连接。因此，上述电池壳体20具有与第一电极极耳11相同的电气极性。

上述电池壳体20可以包括形成于与上述开放部相邻的端部并且朝内侧压入的卷边部21。上述电池壳体20可以具备形成于上端部的卷边部21。上述电池壳体20还可以具备形成于卷边部21的上部的皱缩部22。上述卷边部21具有电池壳体20的外周面边围被压入预定深度的形状。上述卷边部21形成于电极组件300的上部。形成有上述卷边部21的区域中的电池壳体20的内径形成为比电极组件300的直径更小。

上述卷边部21提供能够放置盖板40的支承面。并且，上述卷边部21可以提供能够放置以及结合后述的第一集电板30的边缘边围中的至少一部分的支承面。即，本发明的第一集电板30的边缘边围中的至少一部分以及/或者本发明的盖板40的边缘边围可以放在上述卷边部21的上面。如图10以及图11所示，为了能够稳定地支承上述第一集电板30的边缘边围中的至少一部分以及/或者盖板40的边缘边围，上述卷边部21的上面可以具有至少一部分沿与电池壳体20的下面大致并列的方向、即沿大致垂直于电池壳体20侧壁的方向延伸的形状。

上述皱缩部22形成于卷边部21的上部。上述皱缩部22具有以包裹配置在卷边部21上部的盖板40的边缘边围的方式延伸以及弯曲(bending)形状。通过这样的皱缩部22的形状，盖板40固定于卷边部21上。当然，还可以省略这样的皱缩部22，通过其它的固定结构使得盖板40覆盖电池壳体20的开放部的同时得到固定。

其次，参照图5至图9，详细说明根据本发明一实施例的第一集电板30。

首先，参照图5以及图6，根据本发明一实施例的第一集电板30收容于电池壳体20内部，与电极组件300电连接，并且与电池壳体20电连接。即，上述第一集电板30实现电极组件300与电池壳体20之间的电连接。

上述第一集电板30包括配置在上述电极组件300的一面的支承部31、从上述支承部31延伸后与第一电极极耳11结合的极耳结合部32以及从上述支承部31延伸后结合于电池壳体20的内侧面上的第一壳体结合部33。上述极耳结合部32和第一壳体结合部33通过支承部31间接连接，彼此不会直接连接。因此，当对于本发明的圆筒形电池1施加有外部冲击时，可以将第一集电板30与电极组件300的结合部位以及第一集电板30与电池壳体20的结合部位出现受损的可能性最小化。

上述支承部31以及极耳结合部32配置在电极组件300的上部，并且在电池壳体20形成有卷边部21的情况下位于比卷边部21进一步下部。

上述支承部31具备形成于与形成在电极组件300中心部的卷取孔H1对应的位置的第一集电板孔H2。彼此连通的卷取孔H1以及第一集电板孔H2可以发挥插入用于实现后述的电池端子60与第二集电板P之间的焊接或者电池端子60与引线极耳(未图示)之间的焊接的焊接棒或者照射激光的通道的功能。

上述极耳结合部32可以具有从支承部31大致放射状朝电池壳体20的侧壁延伸的形状。上述极耳结合部32可以沿支承部31边围彼此隔开定位。另一方面，为了通过增加上述第一集电板30与电极组件300之间的结合面积从而确保结合力以及减少电阻，除了上述极耳结合部32之外，支承部31也可以与第一电极极耳11结合。上述第一电极极耳11的端部成形为与极耳结合部32并列弯曲的形状。在第一电极极耳11的端部这样成形后以与极耳结合部32并列的状态结合于极耳结合部32的情况下，增大结合面积，从而能够获得提高结合力以及减少电阻的效果，并且将电极组件300的总高最小化，从而能够获得提高能量密度的效果。

上述第一壳体结合部33可以具有从第一集电板30的支承部31大致放射状朝电池壳体20的侧壁延伸的形状。上述第一壳体结合部33可以沿支承部31的边围彼此隔开定位。在上述极耳结合部32为多个的情况下，彼此相邻的极耳结合部32之间可以设有至少一个第一壳体结合部33。在电池壳体20的内侧面，上述第一壳体结合部33可以结合于例如卷边部21。尤其是，上述第一壳体结合部33可以结合在卷边部21的上面。上述第一壳体结合部33的端部可以夹在后述的封闭隔板50的封闭部52与电池壳体20之间并且与电池壳体20接触，由此能够实现电池壳体20与第一集电板30之间的电连接。在本发明的圆筒形电池1中应用这样的结构的情况下，通过将结合有第一集电板30的状态的电极组件300收容于电池壳体20内的工序，第一壳体结合部33可以自然地放在卷边部21上。因此，能够容易进行电池壳体20与第一集电板30的焊接工序。并且，使得卷边部21的上面具有沿与电池壳体20的下面大致并列的方向、即大致垂直于电池壳体20侧壁的方向延伸的形状，并且使得第一壳体结合部33也具有朝相同的方向延伸的形状，从而第一壳体结合部33能够稳定地接触在卷边部21上。并且，这样上述第一壳体结合部33稳定地接触在卷边部21上，从而能够顺利地进行两个部件之间的焊接，由此，能够获得提高两个部件之间的结合力以及将结合部位中的电阻增加最小化的效果。

其次，参照图7至图11，上述第一壳体结合部33包括结合于电池壳体20的内侧面上的第一接触部33a以及连接支承部31与第一接触部33a之间的第一连接部33b。

上述第一接触部33a结合于电池壳体20的内侧面上。在上述电池壳体20形成有卷边部21的情况下，如上所述上述第一接触部33a可以结合于卷边部21上。在这种的情况下，如上所述，为了稳定的接触以及结合，卷边部21以及第一接触部33a均具有沿与电池壳体20下面大致并列的方向、即大致垂直于电池壳体20侧壁的方向延伸的形状。

上述第一连接部33b可以具备至少一个在支承部31与第一接触部33a之间其延伸方向转换的第一弯曲部B。即，上述第一连接部33b可以具有在一定范围内可以伸缩的例如类似弹簧结构或者类似褶皱结构。根据这种第一连接部33b的结构，即使在一定范围内存在电极组件300的高度分散，在将结合有第一集电板30的电极组件300收容于电池壳体20内的过程中，也可以使得第一接触部33a紧贴于卷边部21上。

例如，优选地，在对于上述第一集电板30没有施加外部力量从而没有出现变形的状态下的上述第一接触部33a与支承部31之间的竖直方向距离D形成为与结合有第一集电板30的状态的电极组件300放在电池壳体20内时的、卷边部21的上面与支承部31之间的竖直方向距离相同或者在第一连接部33b的可伸长范围内形成为更短。在上述第一连接部33b构成为满足这样的条件的情况下，在电池壳体20内放置结合有第一集电板30的电极组件300时，第一接触部33a可以自然地紧贴于卷边部21上。

除此之外，由于这种第一连接部33b的可伸缩结构，在圆筒形电池1(参照图5)的使用过程中，即使出现振动以及/或者冲击从而电极组件300上下移动，在一定范围内，还是缓解电极组件300的移动导致的冲击。即，上述第一连接部33b的可伸缩结构可以起到缓冲作用，以避免冲击传递到第一接触部33a与电池壳体20之间的结合部位以及极耳结合部32与第一电极极耳11之间的结合部位(参照图5至图9)。

其次，参照图12，示出了根据本发明另一实施例的第一集电板30。根据本发明另一实施例的第一集电板30在第一接触部33a的形状上与上述说明的第一集电板30(示例性参照6说明的第一集电板)不同，除此之外可以实质上相同地应用上述说明的第一集电板30的结构。

参照图5以及图13，第一接触部33a可以具有至少一部分沿电池壳体20的内周面延伸的形状。在这种情况下，为了将接触面积最大化，上述第一集电板30可以构成为多个第一壳体结合部33每一个的第一接触部33a的延伸长度之和与电池壳体20的内周大致相同。

其次，与图5一同参照图14以及图15，示出了根据本发明又一实施例的第一集电板30。根据本发明又一实施例的第一集电板30在还具备第二壳体结合部34上与根据上述多个实施例的多个第一集电板30(示例性参照图6以及图12说明的第一集电板30)不同，除此之外可以实质上相同地应用上述说明的多个第一集电板30的结构。

上述第二壳体结合部34从极耳结合部32的端部延伸后结合于电池壳体20的内侧面上。多个上述极耳结合部32中的至少一个端部设有这样的第二壳体结合部34。上述第二壳体结合部34包括结合于电池壳体20的内侧面上的第二接触部34a以及连接支承部31与第二接触部34a之间的第二连接部34b。

上述第二接触部34a结合于电池壳体20的内侧面上。在上述电池壳体20形成有卷边部21的情况下，与上述的第一接触部33a相同地，第二接触部34a可以结合于卷边部21上。在这种情况下，如上所述，为了稳定的接触以及结合，卷边部21以及第二接触部34a均可以具有沿与电池壳体20的下面大致并列的方向、即大致垂直于电池壳体20侧壁的方向延伸的形状。

另一方面，虽然附图中未示出，如图12示出的第一接触部33a的形状，第二接触部34a也可以具有至少一部分沿电池壳体20的内周面延伸的形状。在这种情况下，为了将第一集电板30与电池壳体20之间的接触面积最大化，上述第一集电板30可以构成为多个第二壳体结合部34每一个的第二接触部34a的延伸长度之和与电池壳体20的内周大致相同。

与上述说明的第一连接部33b相同地，上述第二连接部34b可以具备至少一个在极耳结合部32与第二接触部34a之间其延伸方向转换的第二弯曲部B2。通过上述第二弯曲部B2的形成，第二连接部34b具有可伸缩的结构，由此具有圆筒形电池1的组装工序上的优点以及缓冲效果的事宜与上述说明相同。

在本发明的附图中仅示出了具备一个上述第二弯曲部B1情况，但是本发明并不限定于此，与上述示例性参照图8以及图9说明的第一连接部33b相同地，第二弯曲部B2也可以设有多个。

参照图16，本发明的第一集电板30可以具有至少一个注入孔H4。上述注入孔H4例如可以设在极耳结合部32。在设有多个上述极耳结合部32的情况下，可以在至少一个极耳结合部32具备上述注入孔H4。上述注入孔H4例如可以设在形成于极耳结合部32上的至少一个焊接线W的一侧或者分别设在两侧。参照图5以及图16，在制造根据本发明一实施例的圆筒形电池1时，可以将包括电极组件300和第一集电板30的结合体收容于电池壳体20内之后注入电解液。这时，通过上述注入孔H4，能够提高注入性。

参照图17，本发明的第一壳体结合部33的第一连接部33b以及/或者第二壳体结合部34的第二连接部34b可以具有弯曲一次的形状，可以具有朝与图7以及图15示出的形状不同的方向弯曲的形状。即，形成于第一连接部33b的第一弯曲部B1以及/或者形成于第二连接部34b上的第二弯曲部B2可以具有在朝向圆筒形电池1(参照图5)中心部的方向突出的形状。这样的第一连接部33b以及/或者第二连接部34b的弯曲方向用于防止在进行整形(sizing)工序时第一集电板30与电极组件300的结合部位以及/或者第一集电板30与电池壳体20的结合部位出现受损。整形(sizing)是在制造圆筒形电池1时，为了减少圆筒形电池1的总高从而缩小电池壳体20的卷边部21区域占据的高度的压缩工序。在改变上述弯曲部B1、B2的形成与否以及弯曲部B1、B2的突出方向观察整形工序之后的焊接部受损程度的结果发现，在具有弯曲部B1、B2朝向圆筒形电池1中心部的方向突出的结构的圆筒形电池1中几乎没有出现受损

参照图5，上述盖板40覆盖形成于电池壳体20一侧的上述开放部。在本发明的电池壳体20具备卷边部21的情况下，上述盖板40可以放在形成于电池壳体20的卷边部21上。并且，在本发明的电池壳体20具备皱缩部22的情况下，上述盖板40通过皱缩部22得到固定。在这种的情况下，为了提高固定力以及提高电池壳体20的封闭性，电池壳体20与盖板40之间以及第一集电板30与盖板40之间可以夹着封闭垫片G1。需要说明的是，在本发明中，盖板40并不是需要发挥电流通道的功能的部件。因此，如果能够通过焊接或者通过其它部件实现固定从而牢固地固定电池壳体20和盖板40并且确保电池壳体20的开放部的封闭性，则并不是必须要适用这样的封闭垫片G1。

为了确保刚性，上述盖板40例如可以以金属材质构成。在本发明的圆筒形电池1中，盖板40即使在具有导电性的金属材质的情况下也可以具有极性。不具有极性表示上述盖板40与电池壳体20以及下面说明的电池端子60电气绝缘。因此，上述盖板40不发挥正极端子或者负极端子的功能。因此，上述盖板40无需与电极组件300以及电池壳体20电连接，其材质也不是一定要是导电性金属。

另一方面，以适用了上述封闭垫片G1的情况为例进行说明，则上述封闭垫片G1可以具有包裹上述盖板40的大致环形形状。上述封闭垫片G1可以同时覆盖盖板40的上面、下面以及侧面。封闭垫片G1的部位中覆盖盖板40下面的部位的半径方向长度可以比封闭垫片G1的部位中覆盖上述盖板40上面的部位的半径方向长度短或相同。如果封闭垫片G1的部位中覆盖盖板40下面的部位的半径方向长度过长，则在上下压缩电池壳体20的过程中，封闭垫片G1加压第一集电板30，有可能出现第一集电板30受损或者电池壳体20受损。因此，需要将封闭垫片G1的部位中覆盖盖板40下面的部位的半径方向长度维持在较短水平。例如，如图5示出，封闭垫片G1的部位中覆盖盖板40下面的部位的半径方向长度可以形成为比封闭垫片G1的部位中覆盖上述盖板40上面的部位的半径方向长度更短。或者，封闭垫片G1的部位中覆盖盖板40下面的部位的半径方向长度可以与封闭垫片G1的部位中覆盖上述盖板40上面的部位的半径方向长度相同。

另一方面，上述盖板40可以具备为了防止在电池壳体20内部产生气体导致内压增加而形成的通气部41。上述通气部41形成在盖板40的一部分，相当于结构上比周边区域脆弱的区域，以便在施加有内部压力时容易被破裂。上述通气部41可以是例如具有比周边区域更薄的厚度的区域。因此，当上述圆筒形电池1出现异常从而电池壳体20的内部压力增加到一定水平以上时，通气部41被破裂，可以排出在电池壳体20内部产生的气体。可以通过例如在盖板40的一面或者两面上进行切除(noching)，局部减少电池壳体20的厚度从而形成上述通气部41。

上述电池端子60与上述第二电极极耳12电连接。上述电池端子60可以在电池壳体20的开放部的相反侧贯通电池壳体20后与电极组件300的第二电极极耳12电连接。上述电池端子60可以贯通电池壳体20下面的大致中心部。上述电池端子60的一部分向电池壳体20的外部露出，剩下的一部分可以位于电池壳体20内部。上述电池端子60例如结合于与后述的第二电极极耳12结合的第二集电板P或者结合于与第二电极极耳12结合的引线极耳(未图示)结合，从而可以与电极组件300电连接。因此，上述电池端子60具有与电极组件300的第二电极相同的极性，可以发挥第二电极端子T2的功能。在上述第二电极极耳12是正极极耳的情况下，电池端子60可以发挥正极端子的功能。

考虑到这种电池端子60的极性以及功能，电池端子60需要维持与具有与其相反极性的电池壳体20绝缘的状态。为此，电池端子60与电池壳体20之间可以适用绝缘垫片G2。与此不同地，还可以通过在电池端子60表面中的一部分涂覆绝缘物质从而实现绝缘。或者，还可以采用彼此隔开配置上述电池端子60和电池壳体20以防止接触，并且结构上牢固地固定电池端子60的方式。或者，还可以同时采用上述说明的方式中的多种方式。

即，本发明的圆筒形电池1具有一对电极端子60、T1位于相同方向的结构。因此，在将多个圆筒形电池1电连接时，可以将母线等电连接部件仅配置在圆筒形电池1的一侧。这将带来简化电池组结构以及提高能量密度的效果。并且，上述圆筒形电池1具有将具有大致平整的形状的电池壳体20的一面可以用作第一电极端子T1的结构，从而在将母线等电连接部件接合于第一电极端子T1时，能够确保充分的接合面积。由此，上述圆筒形电池1能够确保电连接部件与第一电极端子T1之间的充分的接合强度，并且能够将接合部位中的电阻降低至理想水平。

另一方面，在为了电气绝缘从而采用绝缘垫片G2并且为了固定电池端子60从而采用铆接的情况下，绝缘垫片G2在铆接电池端子60时一同变形，可以朝电池壳体20上端的堵塞部的内侧面弯折。在上述绝缘垫片G2以树脂材质构成的情况下，绝缘垫片G2可以通过热熔接与上述电池壳体20以及电池端子60结合。在这种情况下，能够加强绝缘垫片G2与电池端子60的结合界面以及绝缘垫片G2与电池壳体20的结合界面上的气密性。

在本发明中，电池壳体20的整个表面可以发挥第一电极端子T1的功能。例如，在上述第一电极极耳11是负极极耳的情况下，第一电极端子T1可以是负极端子。根据本发明的圆筒形电池1，具有这样的在位于电池壳体20开放部的相反侧的下面上露出的电池端子60以及电池壳体20的下面中除了电池端子60所占据的区域之外的剩余区域分别用作第二电极端子T2以及第一电极端子T1的结构。因此，根据本发明的圆筒形电池1，在电连接多个圆筒形电池1时，能够在一个方向上连接所以的正极/负极，能够简化电连接结构。并且，根据本发明的圆筒形电池1，具有将位于电池壳体20开放部相反侧的下面的大部分可以用作电极端子的结构，所以具有能够确保可焊接用于电连接的部件的充分的面积的优点。

其次，参照图18至图26，进一步详细说明上述的圆筒形电池1。在下面的说明中，在说明与上述说明相同的构成元素时，可以存在可以选择性的适用的其它实施例。并且下面说明中有可能存在与上述说明局部重复的内容。

参照图18以图19，根据本发明一实施例的圆筒形电池1包括电极组件300、电池壳体20、第一集电板30、盖板40、封闭隔板50以及电池端子60。除了上述的构成元素之外，上述圆筒形电池1还可以包括绝缘垫片G2以及/或者第二集电板P以及/或者绝缘体S。

参照图19、图20、图23以及图24，上述电极组件300具备第一电极极耳11以及第二电极极耳12。上述第一电极极耳11设在收容于电池壳体20内的电极组件300的高度方向(与Z轴并列的方向)的下部。第二电极极耳12设在收容于电池壳体20内的电极组件300的高度方向(与Z轴并列的方向)的上部。

参照图18、图19、图20以及图23，上述电池壳体20可以通过形成于其下端的开放部收容电极组件300。上述电池壳体20是其下端形成有开放部而上端形成有堵塞部的大致圆筒形收容体。

参照图19以及图20，上述电池壳体20可以具备形成于其下端的卷边部21以及皱缩部22。上述卷边部21可以位于收容于电池壳体20内部的电极组件300的下方。上述卷边部21可以通过电池壳体20被压入外周面边沿而形成。上述卷边部21减少电池壳体20的局部内径，从而防止有可能具有与电池壳体20的宽度大致对应尺寸的电极组件300通过形成于电池壳体20下端的开放部脱落。上述卷边部21可以发挥放置盖板40的支承部的功能。

上述皱缩部22可以形成在卷边部21的下方。上述皱缩部22可以具有以夹着封闭隔板50边缘边围部分的状态包裹盖板40的边缘边围部分的方式延伸并弯折的形状。

参照图19、图20以及图22，上述盖板40可以覆盖形成于电池壳体20的开放部。上述盖板40可以构成圆筒形电池1的下面。

如图23示出，优选地，上述盖板40的下端部位于电池壳体20下端部的上方。在这种情况下，即使上述电池壳体20的下端部抵接到地面或者抵接到用于构成模块或电池组的壳体的底部面，盖板40也不会抵接到地面或者壳体的底部面。因此，能够防止由于圆筒形电池1的重量使通气孔41破裂的压力与设计值不同的现象，由此能够确保通气孔41的破裂顺利性。

另一方面，在上述通气孔41具有如图20以及图22示出的闭环形状的情况下，从破裂容易性角度，从盖板40的中心部起到达通气孔41的距离越远越有利。这是因为当作用有相同的通气压力时，从上述盖板40的中心部起到达通气孔41的距离越远，作用于通气孔41的力变大，越容易破裂。并且，从气体排出的顺利性角度，从盖板40的中心部起到达通气孔41的距离越远越有利。从这些观点出发，上述通气孔41沿从盖板40的边缘边围区域向下方(以图20为基准的朝向下方的方向)突出的大致平整区域的边缘边围形成时有利。

在本发明的图22中示出了上述通气孔41以划出大致圆形的方式连续形成的情况，但是本发明并不限定于此。上述通气孔41还可以在盖板40上划出大致圆形的方式非连续地形成，还可以形成为大致直线形状或者除此之外的其它形状。

参照图19、图20以及图21，上述封闭隔板50构成为防止电极组件300的活动，加强电池壳体20的封闭性。上述封闭隔板50例如可以包括防活动部51、封闭部52以及连接部53。上述防活动部51夹在第一集电板30与盖板40之间。上述防活动部51可以具有对应于第一集电板30与盖板40之间的距离的高度。在这种情况下，上述防活动部51通过形成于第一集电板30与盖板40之间的缝隙，能够有效地防止电极组件300在电池壳体20内移动。因此，上述防活动部51能够防止电极组件300与第一集电板30之间的结合部位以及/或者第一集电板30与电池壳体20之间的结合部位出现受损。

上述防活动部51可以位于电极组件300下端的一面上的大致中心部。上述防活动部51可以具备形成在对应于电极组件300的卷取中心孔H1位置的隔板孔H3。上述隔板孔H3与上述的第一集电板孔H2相同地，可以发挥作为焊接棒的插入通道或者用于照射激光的通道的功能。上述隔板孔H3与上述的第一集电板孔H2相同地，可以发挥在注入电解液时使电解液顺利地浸渍到电极组件300内部的通道的功能。

上述封闭部52夹在电池壳体20与盖板40之间。上述封闭部52可以具有沿电池壳体20的内周面边围延伸的形状。在上述电池壳体20具备皱缩部22的情况下，上述封闭部52按照皱缩部22的弯折形状一同弯折，从而可以包裹盖板40的边缘边围区域。这样，上述封闭部52可以发挥用于提高盖板40的固定性以及提高电池壳体20的封闭性的垫片的功能。在这样本发明的圆筒形电池1具备封闭隔板50的情况下，封闭隔板50的封闭部52可以代替图5示出的封闭垫片G1。

上述连接部53连接防活动部51与封闭部52之间。上述连接部53可以包括例如从防活动部51放射状延伸的多个延伸支架53a。在上述连接部53构成为这种结构的情况下，通过彼此相邻的延伸支架53a之间的空间能够顺利地注入电解液，在因内压增加而发生通气时能够顺利地排出内部气体。

如图20示出，上述多个延伸支架53a可以构成为与第一集电板30的壳体结合部33中除了插入皱缩部22中的部分之外的剩余部分以及/或者盖板40不接触。例如，上述连接部53可以定位成沿圆筒形电池1的高度方向(与Z轴并列的方向)与壳体结合部33不重叠。尤其是，在上述多个延伸支架53a具有从防活动部51放射状延伸的形状，多个上述壳体结合部33具有从支承部31放射状延伸的形状的情况下，多个延伸支架53a和多个壳体结合部33可以配置在彼此错开的位置，以便在竖直方向上彼此不重叠。在这种情况下，即使对于上述电池壳体20施加有竖直方向的压缩力从而多个部件发生变形，也能够显著降低延伸支架53a与壳体结合部33之间产生干扰的可能性，由此，能够显著降低发生多个部件之间的结合部位受损等问题的可能性。

在这种情况下，即使由于将上述圆筒形电池1向高度方向(与Z轴并列的方向)压缩的整形(sizing)工序或其它的原因封闭隔板50的形状发生变化，也能够将封闭隔板50的连接部53与第一集电板30的壳体结合部33之间的干扰最小化。尤其是，在上述延伸支架53a构成为与盖板40不接触的情况下，即使由于整形工序或外部冲击从而电池壳体20发生形状变化，也能够降低发生延伸支架53a的形状变化的可能性。

另一方面，构成上述封闭隔板50的各构成元素可以形成为一体。例如，可以通过上述射出制造出防活动部51、封闭部52以及连接部53被一体化的封闭隔板50。即，根据本发明的圆筒形电池1，通过改变用于封闭电池壳体20开放部的垫片部件，从而通过一个部件能够同时获得加强对于电池壳体20开放部的封闭以及防止电极组件300活动的效果。因此，根据本发明，能够防止由于应用额外的部件导致的制造工序的复杂化以及制造费用的增加等。

参照图19、图23以及图24，上述第二集电板P结合于电极组件300的上部。上述第二集电板P以具有导电性的金属材质构成，并且结合于第二电极极耳12。上述第二电极极耳12与第二集电板P之间的结合可以通过例如激光焊接实现。参照图8，上述第二集电板P可以结合于第二电极极耳12的端部向与第二集电板P并列的方向弯折形成的结合面上。上述第二电极极耳12的弯折方向可以是例如朝向电极组件300的卷取中心的方向。在上述第二电极极耳12具有这样弯折的形状的情况下，缩小第二电极极耳12所占据的空间，从而能够提高能量密度。并且，由于上述第二电极极耳12与第二集电板P之间的结合面积的增加，能够得到提高结合力以及降低电阻的效果。另一方面，如上所述的第二电极极耳12与第二集电板P之间的结合结构以及结合方式还可以相同地应用于第一电极极耳11与第一集电板30之间的结合。

参照图19以及图23，上述绝缘体S夹在形成于电池壳体20上端的堵塞部与电极组件300的上端之间或者上述堵塞部与第二集电板P之间。上述绝缘体S可以以例如具有绝缘性的树脂材质构成。上述绝缘体S防止电极组件300与电池壳体20之间的接触以及/或者电极组件300与第二集电板P之间的接触。为此，在上述第二电极极耳12与电池壳体20之间以及/或者第二集电板P与电池壳体20之间可以夹着绝缘体S。在应用有上述绝缘体S的情况下，为了与第二电极极耳12的电连接，电池端子60可以贯通绝缘体S。

除此之外，上述绝缘体S还可以夹在电极组件300的外周面的上端与电池壳体20的内侧面之间。在这种情况下，能够防止上述电极组件300的第二电极极耳12与电池壳体20的侧壁部的内侧面接触从而发生短路。

上述绝缘体S可以具有对应于形成在电池壳体20上端的堵塞部与电极组件300之间的距离或者上述堵塞部与第二集电板P之间的距离的高度。在这种情况下，能够防止上述电极组件300在电池壳体20内部移动，由此显著降低用于部件之间的电连接的结合部位受损的危险性。在同时应用上述绝缘体S和上述的封闭隔板50的情况下，能够将防止电极组件300活动的效果最大化。

上述绝缘体S可以具备形成在对应于电极组件300的卷取中心孔H1的位置的开口。通过上述开口，电池端子60能够直接与第二集电板P接触。

参照图25，根据本发明一实施例的电池组3包括如上所述的根据本发明一实施例的圆筒形电池1。在本发明的附图中，为了便于示出，省略示出了用于电连接的母线、冷却单元、电力端子等部件。

参照图26，根据本发明一实施例的汽车5可以是例如电动汽车、混合动力汽车、插入式混合动力汽车，包括根据本发明一实施例的电池组3。上述汽车5包括四轮汽车以及两轮汽车。上述汽车5从根据本发明一实施例的电池组3接受电力进行操作。

优选地，圆筒形电池可以是例如形状系数的比值(圆筒形电池的直径除以高度的值，即定义为相对于高度H的、直径Φ的比值)大约大于0.4的圆筒形电池。

其中，形状系数表示示出圆筒形电池的直径以及高度的值。根据本发明一实施例的圆筒形电池可以是例如46110电池、48750电池、48110电池、48800电池、46800电池。在形状系数示出的数值中，前面的两个表示电池的直径，其后面的两个数字表示电池的高度，最后的数字0表示电池的截面为圆形。

根据本发明一实施例的圆筒形电池是大致圆柱形形状的电池，可以是直径约为46mm，其高度约为110mm，形状系数的比值约为0.418的圆筒形电池。

根据另一实施例的圆筒形电池是大致圆柱形形状的电池，可以是直径约为48mm，其高度约为75mm，形状系数的比值约为0.640的圆筒形电池。

根据又一实施例的圆筒形电池是大致圆柱形形状的电池，可以是直径约为48mm，其高度约为110mm，形状系数的比值约为0.418的圆筒形电池。

根据又一实施例的圆筒形电池是大致圆柱形形状的电池，可以是直径约为48mm，其高度约为80mm，形状系数的比值约为0.600的圆筒形电池。

根据又一实施例的圆筒形电池是大致圆柱形形状的电池，可以是直径约为46mm，其高度约为80mm，形状系数的比值约为0.575的圆筒形电池。

以前使用了形状系数的比值约为0.4以下的圆筒形电池。即，以前使用了例如18650电池、21700电池等。18650电池的直径约为18mm，其高度约为65mm，形状系数的比值是0.277。21700电池的直径约为21mm，其高度约为70mm，形状系数的比值是0.300。

下面，对于根据本发明的圆筒形电池中使用的正极活性物质的实施例进行说明。

在实施例中，“一次颗粒”表示利用扫描电子显微镜或者背向散射电子衍射图案分析仪(Electron Back Scatter Diffraction；EBSD)，在5000倍至20000倍的视野中观察时不存在外观粒界的颗粒单位。“一次颗粒的平均粒径”表示测量在扫描电子显微镜或者EBSD图像中观察到的多个一次颗粒的粒径之后计算的它们的算术平均值。

“二次颗粒”是多个一次颗粒凝聚形成的颗粒。在本发明中，为了与几十～几百个一次颗粒凝聚形成的现有的二次颗粒区分，将十个以下的一次颗粒凝聚的二次颗粒称为类似单颗粒。

在本发明中，“比表面积”是按照BET方法测量的，具体地，可以利用BEL Japan公司的BELSORP-mino II，根据液氮温度下(77K)的氮气吸附量算出。

在本发明中，“D

对于上述体积累积分布的粒度值，例如可以在将正极活性物质分散在分散介质中后，导入销售中的激光衍射粒度测量装置(例如，Microtrac MT 3000)，将约28kHz的超声波以输出60W照射之后，得到体积累积粒度分布曲线图后测量。

在本发明中，“本质上以A构成(consist essentially of A)”表示包括A成分以及对于本发明的基本且新的特征不会带来实质性影响的未提及的多种任意成分。本发明的基本且新的特征包括制造电池时将颗粒开裂最小化、将因这种颗粒开裂产生的气体最小化、以及将内部裂纹的出现最小化中的至少一个。本领域技术人员能够认识到这些特性的物理影响。

本发明的发明人们为了开发出在实现高容量的同时具有良好的安全性的电化学元件用正极以及包括其的电化学元件而反复进行研究的结果发现，在作为正极活性物质单独使用以一个一次颗粒构成的单颗粒或者以十个以下的一次颗粒的凝聚体、即类似单颗粒形状的正极活性物质的情况下，能够大幅提高大型圆筒形电池的安全性。

根据一方面，正极包括正极集电体以及形成于上述正极集电体的至少一侧面上的正极活性物质层，上述正极活性物质层可以包括正极活性物质，可选地，可以包括导电材料以及/或者粘合剂。

正极可以构成为在长条状的正极集电体的至少一面或者两面形成有正极活性物质层的结构，上述正极活性物质层可以包括正极活性物质以及粘合剂。

具体地，上述正极按照如下方法制造，即在长条状的正极集电体的一面或者两面涂覆将正极活性物质、导电材料以及粘合剂分散在二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide，DMSO)、异丙醇(isopropyl alcohol)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、丙酮(acetone)、水等溶剂中制造的正极浆料，通过干燥工序去除正极浆料的溶剂，之后进行压延。另一方面，通过在涂覆上述正极浆料时在正极集电体的一部分区域、例如正极集电体的一端部不涂覆正极浆料的方法，可以制造包括无涂层部(未涂覆部)的正极。

在另一方面，上述正极活性物质包括单颗粒系活性物质颗粒。在一实施方式中，相对于上述正极活性物质100wt％，上述单颗粒系活性物质颗粒可以在90wt％以上、95wt％以上、98wt％以上或者99wt％以上。在具体的一实施方式中，上述正极活性物质仅以上述单颗粒系活性物质颗粒构成。

在本说明书中，上述单颗粒系活性物质颗粒表示包括单颗粒、类似单颗粒或者单颗粒以及类似单颗粒。上述单颗粒是以一个一次颗粒构成的颗粒，上述类似单颗粒是十个以下的一次颗粒的凝聚体。

以前通常是作为锂电池的正极活性物质，使用几十～几百个一次颗粒凝聚的球形二次颗粒。但是，根据这样的凝集有很多个一次颗粒的二次颗粒形状的正极活性物质，在制造正极时，存在在压延工序中容易出现多个一次颗粒掉落的颗粒开裂、在充电放电过程中在颗粒内部出现裂纹的问题。在出现正极活性物质的颗粒开裂或颗粒内部的裂纹的情况下，与电解液的接触面积变大，所以存在因与电解液的副反应产生的气体增加的问题。如果在圆筒形电池内部产生的气体增加，则电池内部的压力增大，存在发生电池爆炸的危险。尤其是，在增加圆筒形电池的体积的情况下，随着体积的增加，电池内部的活性物质量增加，由此气体产生量也明显增加，因此电池起火以及/或者爆炸的危险性也进一步增加。

相比之下，与几十～几百个一次颗粒凝聚的现有的二次颗粒形状的正极活性物质相比，以一个一次颗粒构成的单颗粒或十个以下的一次颗粒凝聚的类似单颗粒形状的单颗粒系活性物质颗粒的颗粒强度高，因此几乎不出现压延时的颗粒开裂。并且，单颗粒系活性物质颗粒中构成颗粒的一次颗粒的数量较少，所以在充电放电时多个一次颗粒的体积膨胀、收缩导致的变化较少，由此显著减少颗粒内部出现的裂纹。

因此，在如本发明使用单颗粒系活性物质颗粒的情况下，能够显著减少颗粒开裂以及内部裂纹的出现导致的气体产生量。由此，在适用于大型圆筒形电池的情况下能够实现良好的安全性。

另一方面，以包含在正极中的全部正极活性物质的重量为基准，上述单颗粒以及/或者类似单颗粒包含95wt％至100wt％，优选地包含98wt％至100wt％，更加优选地包含99wt％至100wt％，进一步优选地包含100wt％的量。

当单颗粒以及/或者类似单颗粒的含量满足上述范围时，在适用于大型电池时能够获得充分的安全性。这是因为在包含全部正极活性物质中超过5wt％的量的二次颗粒形状的正极活性物质的情况下，在制造电极以及充电放电时，由于从二次颗粒产生的微尘增加与电解液的副反应，从而降低抑制气体产生的效果，由此在适用于大型电池时有可能降低改善稳定性的效果。

另一方面，根据本发明的包含单颗粒以及/或者类似单颗粒的正极活性物质的D

另一方面，考虑到电阻以及输出特性，上述正极活性物质的D

例如，上述正极活性物质的D

另一方面，上述正极活性物质的D

单颗粒以及/或者类似单颗粒形状的正极活性物质的、在颗粒内部成为锂离子的扩散路径的多个一次颗粒之间的界面较少，所以与二次颗粒形状的正极活性物质相比，锂移动性较差，由此存在电阻增加的问题。这种的电阻的增加随着颗粒尺寸的增大而变得更加严重，如果电阻增加，则对容量以及输出特性带来不良影响。因此，通过将正极活性物质的D

并且，上述正极活性物质的D

另一方面，上述正极活性物质的以下面的数学式(1)表示的粒度分布(PSD，Particle Size Distribution)在3以下，优选为2至3，更加优选为2.3至3。

数学式(1)：粒度分布(PSD)＝(D

当正极活性物质具有如上所述的粒度分布时，能够恰当地维持正极的电极密度，能够有效地抑制颗粒开裂以及电阻增加。

另一方面，上述正极活性物质的一次颗粒的平均粒径可以在5μm以下、4μm以下、3μm以下、或者2μm以下，例如可以是0.5μm至5μm，优选为1μm至5μm，更加优选为2μm至5μm。当一次颗粒的平均粒径满足上述范围的情况下，能够形成电化学特性良好的单颗粒以及/或者类似单颗粒形状的正极活性物质。如果一次颗粒的平均粒径过小，则形成正极活性物质的一次颗粒的凝聚数量增多，在压延时，抑制颗粒开裂效果下降，如果一次颗粒的平均粒径过大，则一次颗粒内部中的锂扩散路径变长，电阻增加，有可能降低输出特性。

在本发明中，优选地，上述正极活性物质具有单峰粒度分布。以前为了提高正极活性物质层的电极密度，大部分使用了将平均粒径较大的大粒径正极活性物质和平均粒径较小的小粒径正极活性物质混合使用的双峰正极活性物质。但是，如果单颗粒或者类似单颗粒形状的正极活性物质的粒径增加，则锂移动路径变长，显著增加电阻，所以在混合使用大粒径颗粒的情况下，有可能出现容量以及输出特性下降的问题。因此，在本发明中，使用具有单峰分布的正极活性物质，从而能够将电阻增加最小化。

另一方面，上述正极活性物质可以包含锂镍系氧化物，具体地，以过渡金属整体摩尔数为基准，可以包含包括80摩尔％以上的Ni的锂镍系氧化物。优选地，上述锂镍系氧化物可以包含80摩尔％以上且小于100摩尔％、82摩尔％以上且小于100摩尔％、或者83摩尔％以上且小于100摩尔％的Ni。在使用如上所述Ni含量较高的锂镍系氧化物的情况下，能够实现高容量。

更加具体地，上述正极活性物质可以包含下面的【化学式1】表示的锂镍系氧化物。

【化学式1】

Li

在上述化学式1中，M

上述M

上述a表示锂镍系氧化物内的锂摩尔比，可以是0.8≤a≤1.2、0.85≤a≤1.15或者0.9≤a≤1.2。在锂的摩尔比满足上述范围时，能够稳定地形成锂镍系氧化物的结晶结构。

上述b表示锂镍系氧化物内除了锂之外的整体金属中的镍的摩尔比，可以是0.8≤b<1、0.82≤b<1、0.83≤b<1、0.85≤b<1、0.88≤b<1或者0.90≤b<1。当镍的摩尔比满足上述范围时，呈现出高的能量密度，可以实现高容量。

上述c表示锂镍系氧化物内的除了锂之外的整体金属中的钴的摩尔比，可以是0

上述d表示锂镍系氧化物内的除了锂之外的整体金属中的M

上述e表示锂镍系氧化物内的除了锂之外的整体金属中的M

另一方面，根据本发明正极活性物质根据需要还可以包括涂层，涂层在上述锂镍系氧化物颗粒表面包含选自由Al、Ti、W、B、F、P、Mg、Ni、Co、Fe、Cr、V、Cu、Ca、Zn、Zr、Nb。Mo、Sr、Sb、Bi、Si以及S构成的群的一种以上的涂覆元素。优选地，上述涂覆元素可以是Al、B、Co或者它们的组合。

在锂镍系氧化物颗粒表面存在涂层的情况下，通过涂层抑制电解质与锂镍系氧化物的接触，由此可以获得减少与电解质的副反应导致的过渡金属的溶出或气体产生的效果。

相对于正极活性物质层总重量，可以包含80wt％至99wt％的上述正极活性物质，优选地包含85wt％至99wt％，更加优选的包含90wt％至99wt％。

另一方面，作为上述正极集电体，可以使用在本技术领域使用的各种正极集电体。例如，作为上述正极集电体，可以使用不锈钢、铝、镍、钛、烧制碳或者在铝或不锈钢表面以碳、镍、钛、银等进行表面处理的等。上述正极集电体通常可以具有3μm至500μm的厚度，可以在上述正极集电体表面上形成细微的凹凸，从而提高正极活性物质的粘贴力。上述正极集电体可以以例如薄膜、片材、箔材、网格、多孔质体、发泡体、无纺布体等各种形状使用。

另一方面，在本发明的一实施方式中，上述多个单颗粒系活性物质颗粒全部或者一部分可以具有颗粒表面被覆有导电性涂层的核壳(Core-shell)结构。上述导电性涂层可以覆盖颗粒的至少一部分或者全部。上述导电性涂层包括导电性纳米物质。

上述单颗粒系活性物质颗粒的电阻比现有的二次颗粒形状的正极活性物质高，与导电材料的接触面积小，所以存在导电率下降的问题。为了改善导电率而投入过多的导电材料的情况下，在正极浆料内出现凝聚，从而增加黏度，由此出现涂覆性下降的问题。因此，为了实现顺利的涂覆性，需要减少固态粉含量，降低正极浆料的黏度，但是，如果正极浆料内的固态粉含量减少，则活性物质含量减少，从而有可能降低容量特性。本发明为了解决这种问题，将导电性纳米物质涂覆在单颗粒系活性物质颗粒表面，从而即使在正极浆料中不添加额外的导电材料，也能够实现良好的导电性。

在本发明的一实施方式中，当使用在上述单颗粒系活性物质颗粒表面涂覆了导电性纳米物质的正极活性物质时，上述正极活性物质层可以在除了导电性涂层之外的部分不使用导电材料。这样，无需额外使用引起正极浆料的凝聚的导电材料，所以能够降低正极浆料的黏度，增加固态粉含量，并且能够获得改善电极涂覆工序性以及电极粘贴力的效果。

在本发明中，对于上述导电性纳米物质的种类不加以特别限定，只要是具有纳米尺寸的大小从而顺利地涂覆于颗粒上，并且具有导电性的物质即可。例如，上述导电性纳米物质可以是碳纳米管、碳纳米颗粒等。

上述导电性纳米物质可以具有各种形状，例如可以是球状、鳞片状或者纤维状等。

另一方面，上述导电性涂层可以通过将作为芯体部的单颗粒系活性物质颗粒和导电性纳米物质混合之后进行热处理的方法形成。这时，上述混合可以通过固相混合或者液相混合实现。

在本发明的一实施方式中，上述正极活性物质层包括鳞片状石墨。当作为正极活性物质使用上述单颗粒系活性物质时，如果正极活性物质层包括鳞片状石墨，则在压延正极活性物质层的情况下，上述鳞片状石墨向上述正极活性物质提供滑动效果，从而能够提高电极的压延特性，将电极空隙率降低至目标水平。由此，适用根据本发明的正极的电池能够改善稳定性、初期电阻特性以及充电放电效率。

在本发明的一实施方式中，相对于上述正极活性物质层100wt％，可以包含0.1wt％至5wt％的上述鳞片状石墨，优选地可以包含0.1wt％至3wt％。

当鳞片状石墨的含量满足上述范围时，改善正极压延特性，能够实现良好的电极密度。如果鳞片状石墨含量过少，则改善压延特性的效果微乎其微，如果过多，则有可能引起浆料黏度的上升以及稳定性的下降，通过与导电材料的结合，电极均匀性下降，从而有可能增加电阻。

另一方面，在本发明中使用的鳞片状石墨的平均粒径可以是1μm至20μm、优选为2μm至10μm、更加优选为3μm至5μm，但是并不限定于此。如果鳞片状石墨的大小过小，则难以实现期望的空隙率，降低电流密度，从而有可能减低容量。这时，上述鳞片状石墨的平均粒径可以通过激光衍射法(ISO 13320)测量。

并且，上述鳞片状石墨的纵横比可以是0.1至500，优选为1至100，更加优选为1至30。当鳞片状石墨的纵横比满足上述范围的情况下，改善导电性，得到降低电极电阻的效果。

并且，上述鳞片状石墨的密度可以是2.0g/cm

另一方面，在本发明中，上述正极活性物质层的空隙率可以是15％至23％，优选为17％至23％，更加优选为18％至23％。当正极活性物质层的空隙率满足上述范围时，增加电极密度，能够实现良好的容量，并且减少电阻。如果空隙率过低，则电解液浸渍性下降，从而有可能因未浸渍在电解液中而出现锂析出，如果过高，则电极之间的接触不佳，从而增加电阻，减少能量密度，所以容量改善效果微乎其微。

上述正极活性物质层的空隙率数值可通过i)上述正极活性物质包含单颗粒系活性物质颗粒的方法和ii)上述正极活性物质中添加鳞片状石墨的方法达到。

在实现正极活性物质层的加载量相对高的高载量电极时，如本发明，使用单颗粒或者类似单颗粒形状的正极活性物质时，与现有的二次颗粒形状的正极活性物质相比，显著减少压延时的活性物质的颗粒开裂，减少正极集电体(Al Foil)的受损，所以可以以相对高的压印线压力进行压延，从而能够将正极活性物质层的空隙率减少到如上所述的数值范围，提高能量密度。

并且，在如本发明在正极活性物质层包含鳞片状石墨的情况下，压延时上述鳞片状石墨提供滑动效果，能够填充上述正极活性物质层的空隙，所以正极活性物质层的空隙率能够减少到如上所述的数值范围。

并且，上述正极的加载量可以是570mg/25cm

在本发明的一实施方式中，上述正极活性物质层还可以包括导电材料。上述导电材料是为了对电极赋予导电性而使用的，只要是在电池内部不引起化学变化并且具有导电性的材料，则均可以使用，不受特别限制。作为具体例子，可以例举天然石墨或人造石墨等石墨；碳黑、乙炔炭黑、科琴炭黑、槽法炭黑、炉法炭黑、灯黑、夏黑、碳纤维、碳纳米管等碳系物质；铜、镍、铝、银等金属粉末或者金属纤维；氧化锌、钛酸钾等导电性晶须；氧化钛等导电性金属氧化物；或者聚亚苯基衍生物等导电性高分子等，可以单独使用其中的一种或者可以使用两种以上的混合物。通常，相对于正极活性物质层总重量，上述导电材料可以包含1wt％至30wt％，优选地包含1wt％至20wt％，更加优选地包含1wt％至10wt％。

在本发明的具体的一实施方式中，上述导电材料可以包括碳纳米管。

在本发明的一实施方式中，上述正极活性物质作为导电材料可以包括比表面积高且墙壁数量(Wall number)小的多壁碳纳米管。上述多壁碳纳米管可以包含导电材料100wt％中的50wt％以上、70wt％以上、90wt％以上或者99wt％以上。在本发明的具体的一实施例中，上述导电材料仅以上述多壁碳纳米管构成。

在本发明中，上述多壁碳纳米管的BET比表面积为300m

以前通常使用的碳纳米管(现有CNT)的BET比表面积小于300m

通过上述SEM图像可以得知，适用于本发明的新型CNT是束状类型，并且是多壁(multiwall)结构，与现有CNT相比，BET高，Wall数以及直径小。

在使用二次颗粒形状的正极活性物质的情况下，即使按照0.4wt％～0.6wt％水平使用现有CNT，也能够实现充分的导电性。但是，单颗粒或者类似单颗粒正极活性物质的电阻比现有的二次颗粒形状的正极活性物质高，与导电材料的接触面积小，导电率下降，所以为了使用BET比表面积小于300m

图30至图33是示出作为正极活性物质采用单颗粒或者类似单颗粒的情况下，不同导电材料比例的面电阻以及高温寿命特性的曲线图。

通过上述曲线图可以得知，在作为正极活性物质采用单颗粒或者类似单颗粒的情况下，与采用现有的二次颗粒形状的正极活性物质的情况相比，需要增加导电材料的使用量。

但是，如果碳纳米管的含量增加到0.9wt％以上，则在正极浆料内出现凝聚，黏度增加，由此涂覆性下降。因此，为了实现圆满的涂覆性，需要减少正极浆料内的固态粉含量，降低正极浆料的黏度，但是如果正极浆料内的固态粉含量减少，则活性物质的含量减少，存在容量特性下降的问题。

本发明的发明人们为了解决这样的问题反复进行研究的结果发现，在使用作为单颗粒系活性物质颗粒的正极活性物质的同时作为导电材料采用BET比表面积为300m

具体地，在本发明中使用的上述碳纳米管可以是BET比表面积为300m

并且，上述碳纳米管可以是墙壁数量(wall number)为2至8、优选为2至6、更加优选为3～6的多壁碳纳米管。

并且，上述碳纳米管的直径可以是1nm～8nm，优选为3nm～8nm，更加优选为3nm～6nm。

相对于正极活性物质层总重量，上述碳纳米管可以包含0.7wt％以下，优选地包含0.3wt％至0.7wt％，更加优选地包含0.4wt％至0.6wt％。当碳纳米管的含量满足上述范围时，能够实现充分的导电性，将正极浆料内的固态粉含量维持在高水平，从而在正极活性物质层内可以将正极活性物质的含量形成为较高，由此能够实现良好的容量特性。

图34示出的表格示出了适用BET比表面积为300m

上述粘合剂起到提高多个正极活性物质颗粒之间的粘贴以及正极活性物质与正极集电体的粘贴力的作用，作为具体例子，可以例举聚偏氟乙烯(PVDF)、聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)(PVDF-co-HFP)、聚乙烯醇、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、羧基甲纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙橡胶(EPDM rubber)、磺化EPDM、丁苯橡胶(SBR)、氟橡胶、或者它们的各种共聚物等，可以单独使用其中的一种或者可以使用两种以上的混合物。相对于正极活性物质层总重量，上述粘合剂可以包含1wt％至30wt％，优选地包含1wt％至20wt％，更加优选地包含1wt％至10wt％。

本发明的又一方面涉及包括上述正极的电极组件以及包括其的电池。上述电极组件包括负极以及正极，上述正极具有如上所述的结构特征。

上述电极组件例如可以以分离膜夹在负极与正极之间的状态层叠从而形成堆叠式或者堆叠/折叠的结构体，或者卷取形成凝胶卷结构体。而且，当形成凝胶卷结构体时，为了防止负极与正极彼此相接，在外侧追加配置分离膜。

上述负极包括负极集电体；以及形成于上述负极集电体的至少一侧面上的负极活性物质层。上述负极可以构成为在长条状的负极集电体的一面或者两面形成有负极活性物质层的结构，上述负极活性物质层可以包括负极活性物质、导电材料以及粘合剂。

具体地，上述负极按照如下方法制造，即在长条状的负极集电体的一面或者两面涂覆将负极活性物质、导电材料以及粘合剂分散在二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide，DMSO)、异丙醇(isopropyl alcohol)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、丙酮(acetone)、水等溶剂中制造的负极浆料，通过干燥工序去除负极浆料的溶剂，之后进行压延。通过在涂覆上述负极浆料时在负极集电体的一部分区域、例如负极集电体的一端部不涂覆负极浆料的方法，可以制造包括无涂层部的负极。

上述负极活性物质可以使用可进行锂的可逆插入以及脱嵌的化合物。作为负极活性物质的具体例子有人造石墨、天然石墨、石墨化碳纤维、非晶质碳等碳质材料；Si、Si-Me合金(其中，Me是选自由Al、Sn、Mg、Cu、Fe、Pb、Zn、Mn、Cr、Ti以及Ni构成的群的一种以上)、SiO

在本发明中，上述负极可以包括硅系负极活性物质。上述硅系负极活性物质可以是Si、Si-Me合金(其中，Me是选自由Al、Sn、Mg、Cu、Fe、Pb、Zn、Mn、Cr、Ti以及Ni构成的群的一种以上)、SiO

上述硅系负极活性物质可以是涂覆有M

图51是示出了在将硅系负极活性物质和碳系负极活性物质的混合物用作负极活性物质的电池中，根据硅系负极活性物质的含量和是否涂覆硅系负极活性物质的能量密度变化的曲线图。

在图51中，Low efficiency SiO表示未涂覆SiO，Ultra-High efficiency SiO表示涂覆有Mg/Li的SiO。通过图51可以得知，随着在整体负极活性物质中的硅系负极活性物质的含量的增加，能量密度也提高。并且，可以得知随着硅系负极活性物质中的被涂覆的硅系负极活性物质的比例增加，能量密度的改善效果更加优秀。

上述硅系负极活性物质在颗粒表面还可以包括碳涂层。这时，以硅系负极活性物质总重量为基准，上述碳涂覆量可以在20wt％以下，优选为1～20wt％。上述碳涂层可以通过干式涂覆、湿式涂覆、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、原子层沉积(ALD)等方式形成。

在本发明的一实施方式中，上述硅系负极活性物质可以具有1000～4000mAh/g的容量，初期效率可以是60～95％左右。

在本发明的又一其它实施方式中，上述硅系负极活性物质的D

上述负极根据需要作为负极活性物质还可以包括碳系负极活性物质。上述碳系负极活性物质可以是例如人造石墨、天然石墨、石墨化碳纤维、非晶质碳、软碳(softcarbon)、硬碳(hard carbon)等，但是并不限定于此。

在作为负极活性物质使用硅系负极活性物质和碳系负极活性物质的混合物的情况下，上述硅系负极活性物质以及碳系负极活性物质的混合比可以是按照重量比例的1：99至20：80，优选为1：99至15：85，更加优选为1：99至10：90。

相对于负极活性物质层总重量，上述负极活性物质可以包含80wt％至99wt％，优选地包含85wt％至99wt％，更加优选地包含90wt％至99wt％。

根据需要，上述负极活性物质还可以包括选自锂金属以及如Sn、Al等可与锂合金化的金属物质中的一种以上。

作为上述负极集电体可以使用在本技术领域通常使用的负极集电体。例如，可以使用铜、不锈钢、铝、镍、钛、烧制碳、在铜或不锈钢表面以碳、镍、钛、银等进行表面处理的、铝-镉合金等。上述负极集电体通常可以具有3μm至500μm的厚度，与正极集电体相同地，可以在上述集电体表面上形成细微的凹凸，从而增强负极活性物质的结合力。例如负极集电体可以以薄膜、片材、箔材、网格、多孔质体、发泡体、无纺布体等各种形状使用。

上述导电材料是为了对负极赋予导电性而使用的，只要是在电池内部不引起化学变化并且具有导电性的材料，则均可以使用，不受特别限制。作为具体导电材料的导电材料的例子，可以例举天然石墨或人造石墨等石墨；碳黑、乙炔炭黑、科琴炭黑、槽法炭黑、炉法炭黑、灯黑、夏黑、碳纤维、碳纳米管等碳系物质；铜、镍、铝、银等金属粉末或者金属纤维；氧化锌、钛酸钾等导电性晶须；氧化钛等导电性金属氧化物；或者聚亚苯基衍生物等导电性高分子等，可以单独使用其中的一种或者可以使用两种以上的混合物。通常，相对于负极活性物质层总重量，上述导电材料可以包含1wt％至30wt％，优选地包含1wt％至20wt％，更加优选地包含1wt％至10wt％。

上述粘合剂起到提高多个负极活性物质颗粒之间的粘贴以及负极活性物质与负极集电体的粘贴力的作用，作为具体的粘合剂的例子，可以例举聚偏氟乙烯(PVDF)、聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)(PVDF-co-HFP)、聚乙烯醇、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、羧基甲纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙橡胶(EPDM rubber)、磺化EPDM、丁苯橡胶(SBR)、氟橡胶、或者它们的各种共聚物等，可以单独使用其中的一种或者可以使用两种以上的混合物。相对于负极活性物质层总重量，上述粘合剂可以包含1wt％至30wt％，优选地包含1wt％至20wt％，更加优选地包含1wt％至10wt％。

上述电极组件还包括分离膜，上述分离膜以夹在负极与正极之间的方式配置在电极组件内。上述分离膜用于分开负极与正极，并且提供锂离子的移动通道，只要是通常在锂电池内被用作分离器的分离膜均可以使用，不受特别限制。

作为上述分离膜可以使用多孔性高分子膜，例如可以使用以乙烯均聚物、丙烯均聚物、乙烯/丁烯共聚物、乙烯/己烯共聚物以及乙烯/甲基丙烯酸共聚物等聚烯烃系高分子制造的多孔性高分子膜或者它们的两层以上的层叠结构体。还可以使用通常的多孔质无纺布、例如高熔点的玻璃纤维、聚乙烯对苯二甲酸酯纤维等构成的无纺布。为了确保耐热性或者机械强度，还可以使用包含陶瓷成分或者高分子物质的涂层分离膜。

本发明的又一其它方面涉及包括上述电极组件的电池。上述电池在电池箱内一同收纳有电极组件和电解液，作为上述电池箱可以不受任何限制地适当地选择软包式或金属壳体式等本技术领域通常使用的方式。

作为在本发明中使用的电解质可以使用可用于锂电池的各种电解质，例如有机类液体电解质、无机类液体电解质、固体高分子电解质、凝胶状高分子电解质、固体无机电解质、熔融型无机电解质等，对其种类不加以特别限定。

具体地，上述电解质可以包括有机溶剂以及锂盐。

作为上述有机溶剂，只要是能够起到参与电池的电化学反应的多个离子可移动的介质作用的溶剂，均可以使用，不受任何限制。具体地，作为上述有机溶剂可以使用乙酸甲酯(methyl acetate)、乙酸乙酯(ethyl acetate)、γ-丁内酯(γ-butyrolactone)、ε-己内酯(ε-caprolactone)等酯类溶剂；正丁醚(dibutyl ether)或者四氢呋喃tetrahydrofuran等醚类溶剂；环己酮(cyclohexanone)等酮类溶剂；苯(benzene)、氟苯(fluorobenzene)等芳香族烃类溶剂；碳酸二甲酯(dimethylcarbonate，DMC)、碳酸二乙酯(diethylcarbonate，DEC)、碳酸甲乙酯(methylethylcarbonate，MEC)、碳酸乙甲酯(ethylmethylcarbonate，EMC)、碳酸乙烯酯(ethylene carbonate，EC)、碳酸丙烯酯(propylene carbonate，PC)等碳酸酯类溶剂；乙醇、异丙醇等醇类溶剂；R-CN(R是C2至C20的直链状、支链状或者环状结构的烃基，可以包括双键芳香环或者醚键)等腈类；二甲基甲酰胺等胺类；1,3-二氧戊烷等二氧戊烷类；或者环丁砜(sulfolane)类等。其中，优选为碳酸酯类溶剂，更加优选为具有能够提高电池的充电放电性能的高离子传导率以及高介电常数的环状碳酸酯(例如，碳酸乙烯酯或者碳酸丙烯酯等)和低黏度的线性碳酸酯类化合物(例如，碳酸乙甲酯、碳酸二甲酯或者碳酸二乙酯等)的混合物。

作为上述锂盐，只要是能够提供用于锂电池中的锂离子的化合物，均可使用，不受任何限制。具体地，上述锂沿可以使用LiPF

在上述电解质中，除了上述电解质的构成成分之外，以提高电池使用寿命特性、抑制电池容量的减少、提高电池放电容量等为目的，还可以进一步包括添加剂。例如，作为上述添加剂可以单独或者混合使用双氟碳酸乙烯酯等卤代烯烃(haloalkylene)碳酸酯类化合物、吡啶、亚磷酸三乙酯、三乙醇胺、环状醚、乙二胺、n-甘醇二甲醚(glyme)、六甲基磷酰三胺、硝基苯衍生物、硫磺、醌亚胺染料、N-取代恶唑烷酮、N,N-取代咪唑烷、乙二醇二烃基醚(ethylene glycol dialkylether)、铵盐、吡咯、二甲氧基乙醇或者三氯化铝等，但是并不限定于此。相对于电解质总重量，上述添加剂可以包含0.1wt％至10wt％，优选地包含0.1wt％至5wt％。

在本发明的又一其它实施方式中，上述正极可以包括正极活性物质的加载量比相邻区域少的载量减少部。如果正极具有这样的结构，则在无需担心锂析出的情况下能够增加正极活性物质部的区间。由此，能够提高电极组件的能量密度。

最近为了实现高能量密度以及降低费用，向增加电池尺寸的方向进行研发。根据电池尺寸，随着能量的增加，每个电池的电阻应该减少。为了减少电阻，可以采用将电极的集电体用作电极极耳的方式，而不是在电极粘贴电极极耳的方式。这时，由于在电极集电体上涂覆电极浆料的电极制造工序的特征，涂覆有负极浆料的负极活性物质部和负极集电体的边界部分出现加载量减少的部分。考虑到N/P ratio时，与上述加载量减少的部分面对的正极活性物质部有可能出现金属锂的析出。其中，N/P ratio是鉴于负极的面积以及每单位质量的容量算出的负极的容量除以鉴于正极的面积以及每单位质量的容量得到的正极的容量的值，通常具有1以上的值。即，制造成使得负极的容量较多。作为参考，如果N/P ratio达不到1，则进行充电放电时，金属锂容易析出，这将成为进行高倍率充电放电时急剧恶化电池安全性的原因。换言之，N/Pratio对电池的安全性以及容量带来重大影响。如上所述，鉴于金属锂的析出的顾虑，可以使得正极活性物质部位于与负极的加载量减少部分面对的正极部分。这成为无法加大电池的能量密度的原因。为此，本发明通过扩大正极活性物质部的区间改善能量密度。

图39是示出根据本发明一实施例的电极组件的图，图40是示出沿图39的切割线A-A'切割的截面的剖面图。

参照图39以及图40，根据本发明一实施例的电极组件300包括负极400、正极500以及分离膜600。分离膜600位于负极400与正极500之间。负极400、正极500以及分离膜600一同被卷取从而形成凝胶卷结构体300S。其中，凝胶卷结构体300S是指负极400、正极500以及分离膜600被卷取而形成的结构体。而且，为了防止在形成了凝胶卷结构体300S时负极400与正极500彼此相接，优选地，在外侧追加配置分离膜600。

负极400包括负极集电体410以及在负极集电体410上涂覆负极活性物质形成的负极活性物质部420。尤其是，如图所示，可以在负极集电体410的两面均涂覆负极活性物质从而形成负极活性物质部420。并且，负极集电体410中未涂覆负极活性物质的负极无涂层部430在第一方向d1延伸。负极无涂层部430沿卷取的负极400的一端部连续。并且，负极无涂层部430在第一方向d1延伸到比分离膜600更长。由此，在凝胶卷结构体300S的第一方向的一端部可以露出负极无涂层部430。

正极500包括正极集电体510以及在正极集电体510上涂覆正极活性物质形成的正极活性物质部520。尤其是，如图所示，可以在正极集电体510的两面均涂覆正极活性物质从而形成正极活性物质部520。并且，正极集电体510中未涂覆正极活性物质的正极无涂层部530在第二方向d2延伸。正极无涂层部530沿卷取的正极500的一端部连续。并且，正极无涂层部530在第二方向d2延伸到比分离膜600更长。由此，在凝胶卷结构体300S的第二方向的一端部可以露出正极无涂层部530。

其中，第一方向d1和第二方向d2是彼此相对的方向。并且，第一方向d1和第二方向d2可以是与凝胶卷结构体300S的高度方向平行的方向。

根据本实施例的电极组件300是为了降低电阻，将负极集电体410的负极无涂层部430和正极集电体510的正极无涂层部530本身用作电极极耳的形状，而不是粘贴其它的电极极耳的形状。

虽然在附图中未示出，负极无涂层部430以及/或者正极无涂层部530可以具有与上述说明的电极的无涂层部的结构实质上相同的结构。

在一实施方式中，正极活性物质部520包括正极活性物质的加载量比相邻区域少的载量减少部500D，载量减少部500D位于正极500的第一方向d1的一端部。并且，更加具体地，载量减少部500D的上述正极活性物质的加载量可以随着朝向第一方向d1逐渐减少。

其中，加载量表示每单位面积的活性物质的涂覆量。加载量较多的部分是每单位面积上涂覆有较多的负极活性物质或者正极活性物质，从而负极活性物质部或者正极活性物质部的厚度可以相对厚。加载量较少的部分是每单位面积上涂覆有较少的负极活性物质或者正极活性物质，从而负极活性物质部或者正极活性物质部的厚度可以相对薄。

可以涂覆包含活性物质的浆料形成活性物质部，在这种工序中，无涂层部与活性物质部之间有可能形成加载量逐渐减少的边界部。

具体地，负极活性物质部420可以包括形成负极活性物质部420与负极无涂层部430之间的边界的负极边界部420B。负极边界部420B的加载量可以随着朝向负极无涂层部430所在的方向减少。

相同地，正极活性物质部520可以包括形成正极活性物质部520与正极无涂层部530之间的边界的正极边界部520B。正极边界部520B的加载量可以随着朝向正极无涂层部530所在的方向减少。

如上所述加载量逐渐减少的负极边界部420B或正极边界部520B在将包含活性物质的浆料涂覆于负极集电体410或正极集电体510的过程中自然出现。

这时，以垂直于第二方向d2的方向为基准，在对应于正极边界部520B的区域，正极活性物质的量可以比负极活性物质的量少。这是因为N/P ratio具有大于1的值，不会出现金属锂析出的问题等。

问题是对应于负极边界部420B区域。以垂直于第一方向d1的方向为基准，在对应于负极边界部420B的区域，负极活性物质的量可以比正极活性物质的量少。这是因为N/Pratio具有小于1的值，有可能出现金属锂析出的问题。

为此，在本实施例中，在正极500形成了载量减少部500D，以垂直于第一方向d1的方向为基准，负极活性物质部420可以位于与载量减少部500D对应的部分。更加具体地，以垂直于第一方向d1的方向为基准，负极边界部420B可以位于对应于载量减少部500D的部分。

在与加载量逐渐减少的负极边界部420B对应的位置设置正极活性物质的加载量比相邻区域少的载量减少部500D，从而能够在无需担心锂析出的情况下增加涂覆有正极活性物质的区间。尤其是，载量减少部500D可以具有上述正极活性物质的加载量随着朝向第一方向d1逐渐减少的形状，以便与加载量随着朝向负极无涂层部430所在方向逐渐减少的负极边界部420B的形状对应。因此，能够将形成有负极边界部420B的区域中的对于负极400与正极500的N/P ratio维持在高水平，从而能够防止锂析出。

下面，参照图41至图46，对根据本发明一实施例的电极组件的制造方法进行详细说明。

图41以及图42是示出按照本发明的一实施例制造负极的过程的图。具体地，图41是从上方观察负极极耳的平面图，图42是从正面观察图41的负极极耳的正面图。

参照图41以及图42，根据本发明一实施例的电极组件的制造方法包括以使得负极集电体410上涂覆有负极活性物质的负极活性物质部420和未涂覆负极活性物质的负极无涂层部430交替定位的方式制造负极极耳400S的步骤。

具体地，可以涂覆负极活性物质形成负极活性物质部420，使得沿第三方向d3连续。并且，沿垂直于第三方向d3的第四方向d4隔开涂覆区域，从而使得多个负极活性物质部420沿第四方向d4隔开定位。即，可以以使负极无涂层部430位于多个负极活性物质部420之间的方式进行涂覆工序。

其中，第三方向d3和第四方向d4是为了以负极极耳400S为基准进行说明的方向，是与上述说明的凝胶卷结构体300S中的第一方向d1以及第二方向d2无关的方向。

之后，可以执行对负极无涂层部430和负极活性物质部420进行切开(Slitting)从而制造负极400的步骤。图43是示出根据本发明一实施例的负极的立体图。

参照图41至图43，如在图41以及图42中虚线表示的部分，可以对于负极无涂层部430和负极活性物质部420每一个沿与第三方向d3并列的方向执行切开。由此可以从负极极耳400S制造出多个如图43是示出的负极400。即，图43的负极400相当于对于图41以及图42的负极极耳400S进行切开制造出的多个负极中的一个。通过在负极极耳400S中分别切开出负极无涂层部430和负极活性物质部420，从而能够制造出负极无涂层部430向一侧延伸的负极400。

在形成负极活性物质部420时，可以将包含负极活性物质的浆料涂覆在负极集电体410上，在这种浆料的涂覆过程中，负极活性物质部420与负极无涂层部430之间的边界可以形成加载量随着朝向负极无涂层部430所在方向减少的负极边界部420B。

图44以及图45是示出按照本发明一实施例制造正极的工序的图。具体地，图44是从上方观察正极极耳的平面图，图45是从正面观察图44的正极极耳的正面图。

参照图44以及图45，根据本发明一实施例的电极组件的制造方法包括以使得正极集电体510上涂覆有正极活性物质的正极活性物质部520和未涂覆正极活性物质的正极无涂层部530交替定位的方式制造正极极耳500S的步骤。

具体地，可以涂覆正极活性物质形成正极活性物质部520，使得沿第三方向d3连续。并且，沿垂直于第三方向d3的第四方向d4调节涂覆间隔，从而使得多个正极活性物质部520隔开定位。即，可以以使正极无涂层部530位于多个正极活性物质部520之间的方式进行涂覆工序。

其中，第三方向d3和第四方向d4是为了以正极极耳500S为基准进行说明的方向，是与上述说明的凝胶卷结构体300S中的第一方向d1以及第二方向d2无关的方向。

之后，可以执行对正极无涂层部530和正极活性物质部220进行切开从而制造正极500的步骤。图46是示出根据本发明一实施例的正极500的立体图。

参照图44至图46，如在图44以及图45中虚线表示的部分，可以对于正极无涂层部530和正极活性物质部520每一个沿与第三方向d3并列的方向执行切开。由此可以从正极极耳500S制造出多个如图46示出的正极500。即，图46的正极500相当于对于图44以及图45的正极极耳500S进行切开制造出的多个正极中的一个。通过在正极极耳500S中分别切开出正极无涂层部530和正极活性物质部520，从而能够制造出正极无涂层部530向一侧延伸的正极500。

在形成正极活性物质部520时，可以将包含正极活性物质的浆料涂覆在正极集电体510上，在这种浆料的涂覆过程中，正极活性物质部520与正极无涂层部530之间的边界可以形成加载量随着朝向正极无涂层部530所在方向减少的正极边界部520B。

一同参照图39、图43以及图46，可以接着执行将制造出的负极400以及正极500与分离膜600一同卷取从而形成凝胶卷结构体300S的步骤。这时，在凝胶卷结构体300S中，负极无涂层部430可以在第一方向d1上延伸到比分离膜600更长，正极无涂层部530可以在与第一方向d1相对的第二方向d2延伸到比分离膜600更长。

再次参照图44至图46，在根据本发明一实施例的电极组件的制造方法中，正极极耳500S包括上述正极活性物质的加载量比相邻区域少的载量减少区域500DA。对于形成载量减少区域500DA的方法，不加以特性限定，作为一例可以调节浆料的涂覆程度来形成。

在制造上述正极500的步骤，在正极活性物质部520中切开出载量减少区域500DA。切开出的载量减少区域500DA形成图39以及图40示出的凝胶卷结构体300S中正极活性物质的加载量比相邻区域少的载量减少部500D。

具体地，在形成于正极极耳500S的正极活性物质部520形成上述正极活性物质的加载量比相邻区域少的载量减少区域500DA。如图45示出，载量减少区域500DA可以形成在正极活性物质部520的中央。另一方面，载量减少区域500DA可以构成为上述正极活性物质的加载量随着朝向载量减少区域500DA的中央部500C逐渐减少，通过在制造上述正极500的步骤对载量减少区域500DA的中央部500C进行切开，从而可以形成根据本实施例的载量减少部500D。

即，在涂覆包含正极活性物质的浆料时形成载量减少区域500DA，并且对载量减少区域500DA的中央部500C进行切开，从而可以制造出多个形成有载量减少部500D的正极500。

参照图46，制造出的正极500的一端部可以形成有载量减少部500D，与上述一端部面对的上述正极500的另一端部可以形成有正极无涂层部530。

参照图39以及图40，当卷取这种正极500形成凝胶卷结构体300S时，载量减少部500D可以位于正极500的第一方向d1的一端部，正极无涂层部530位于正极500的第二方向d2的一端部。

并且，通过对于载量减少区域500DA的中央部500C进行切开，载量减少部500D的正极活性物质的加载量可以随着朝向第一方向d1逐渐减少。

并且，在凝胶卷结构体300S中，以垂直于第一方向d1的方向为基准，负极活性物质部420可以位于对应于载量减少部500D的部分。更加具体地，在凝胶卷结构体300S中，以垂直于第一方向d1的方向为基准，负极边界部420B可以位于对应于载量减少部500D的部分。

关于载量减少部500D与负极边界部420B之间的对应的位置关系，与上述说明重复，所以省略说明。

下面，参照图47至图50，对根据本发明对比例的电极组件进行说明，说明根据本实施例的电极组件所具有的、相比于根据对比例的电极组件的优点。

图47是示出根据本发明对比例的电极组件的图。图48是示出沿图47的切割线B-B'切割的截面的剖面图。

参照图47以及图48，根据本发明对比例的电极组件600包括负极700、正极800以及分离膜900，负极700、正极800以及分离膜900被卷取从而形成凝胶卷结构体600S。

负极700可以包括负极集电体710、负极活性物质部720以及负极无涂层部730。并且，负极无涂层部730可以在第一方向d1延伸，负极活性物质部720可以包括形成负极活性物质部720与负极无涂层部730的边界并且加载量逐渐减少的负极边界部720B。

图49是示出按照本发明的对比例制造负极700的工序的图。

参照图49，制造出负极活性物质部720和负极无涂层部730在第四方向d4交替定位的负极极耳700S，之后对于负极无涂层部730和负极活性物质部720进行切开(Slitting)从而可以制造出多个负极700。

另一方面，再次参照图47以及图48，正极800可以包括正极集电体810、正极活性物质部820以及正极无涂层部880。并且，正极无涂层部830可以在与第一方向d1相对的第二方向d2延伸，正极活性物质部820可以包括形成正极活性物质部820与正极无涂层部830的边界并且加载量逐渐减少的正极边界部820B。

图50是示出按照本发明的对比例制造正极800的工序的图。

参照图50，制造出正极活性物质部820和正极无涂层部830在第四方向d4交替定位的正极极耳800S，之后对于正极无涂层部830和正极活性物质部820进行切开(Slitting)从而可以制造出多个正极800。

之后，将制造出的负极700和正极800与分离膜900一同卷取，从而可以制造出根据本发明对比例的电极组件600。

即，除了载量减少部500D(参照图40)之外，根据本发明对比例的电极组件600可以具有与根据本实施例的电极组件300相似的结构。

参照图47以及图48，根据本对比例的电极组件600，以垂直于第一方向d1的方向为基准，正极活性物质部820无法位于对应于负极边界部720B的部分。如果正极活性物质部820延伸到对应于负极边界部720B的部分，则对应部分是具有较低的N/P ratio值的部分，金属锂析出的可能性较高。因此，为了防止锂析出，只能限制正极活性物质部820的长度。即，只能在示出的B1区域形成正极活性物质部820，在B2区域无法形成正极活性物质部820。这将导致因负极边界部720B而缩小正极活性物质部820的长度的结果。

相反，参照图39以及图40，根据本实施例的电极组件300，以垂直于第一方向d1的方向为基准，正极活性物质部520可以位于对应于负极边界部420B的部分，尤其是，载量减少部500D可以位于对应于负极边界部420B的部分。在对应于负极边界部420B的位置形成正极活性物质的加载量比相邻区域少的载量减少部500D，所以能够将对应部分中的N/Pratio维持在高水平，能够防止锂析出。由此，能够形成相当于A1区域的正极活性物质部520，能够缩小无法形成正极活性物质部520的A2的区域。作为一例，能够将正极500的高度方向的宽度与负极400的高度方向的宽度之比提高到98％以上。

对比图39以及图40的A1的区域和图47以及图48的B1的区域，根据本实施例的电极组件300能够将正极活性物质部的长度增加相当于载量减少部500D的量，所以与根据对比例的电极组件600相比，在有限的空间内能够具有更高的能量密度。

本发明的又一其它方面涉及圆筒形电池，包括：凝胶卷类型的电极组件，具有正极、负极、夹在上述正极与负极之间的分离膜朝一方向卷取的结构；圆筒形电池壳体，用于收纳上述电极组件；以及，电池盖，配置在上述电池壳体的上部，用于密封上述电池壳体。其中，上述正极是根据本发明的正极，作为正极活性物质包含平均粒径D

上述电极组件可以具有如上所述的堆叠式、堆叠/折叠式或者凝胶卷类型的结构。在本发明的具体的一实施方式中，上述电极组件可以是如上所述的正极具有载量减少部的电极组件。

根据现有的圆筒形电池，电流集中在带状的电极极耳，从而存在电阻大、产生较多的热、集电效率不佳的问题。

最近随着电动汽车技术的发展，对于高容量电池的需求增加，从而要求开发出大体积的大型圆筒形电池。以前通常使用的小型圆筒形电池、即具有1865或2170的形状系数的圆筒形电池因容量小，所以电阻或发热现象没有给电池性能带来严重的影响。但是，在将以前的小型圆筒形电池的规格直接应用于大型圆筒形电池时，有可能带来电池安全性方面的严重问题。

这是因为如果电池尺寸变大，则在电池内部产生的热和气体的量也同时增加，由于这种热和气体，电池内部的温度以及压力上升，有可能导致电池起火或者爆炸。为了防止这一问题，电池内部的热和气体应该适当地排出到外部，为此，成为向电池外部排出热的通道的电池的截面面积需要与体积的增加成比例地增加。但是，通常截面面积的增加量达不到体积增加量，所以随着电池的大型化，电池内部的发热量增加，由此出现爆炸危险性增加、降低输出等问题。并且，在高电压下进行快速充电时，在短时间内在电极极耳周边产生很多的热，有可能出现电池起火的问题。为此，本发明公开了具有较大体积以便实现高容量并且具有安全性的圆筒形电池。

并且，采用上述单颗粒或者类似单颗粒形状的正极活性物质的高载量电极能够应用于圆筒形电池，所以能够改善圆筒形电池的初期电阻特性和充电放电效率。

根据本发明的圆筒形电池，采用了单颗粒或者类似单颗粒形状的正极活性物质，与以前相比显著地减少了气体产生量，由此即使在形状系数的比值在0.4以上的大型圆筒形电池中也能够实现良好的安全性。

优选地，根据本发明的圆筒形电池可以是不包括电极极耳的无极耳(Tab-less)结构的电池，但是并不限定于此。

上述无极耳结构的电池例如可以是如下结构，即正极以及负极分别包括未形成活性物质层的无涂层部，正极无涂层部以及负极无涂层部分别位于电极组件的上端以及下端，集电板结合于上述正极无涂层部以及负极无涂层部，上述集电板与电极端子连接。

在将圆筒形电池形成为如上所述的无极耳结构的情况下，与具备电极极耳的现有的电池相比，电流集中程度低，所以能够高效率地降低电池内部的发热，由此能够获得改善电池的热安全性的效果。

下面，通过具体的实施例进一步详细说明本发明。

实施例1

在N-甲基吡咯烷酮中按照97.8：0.6：1.6的重量比混合具有平均粒径D

在水中按照96：2：1.5：0.5的重量比混合负极活性物质(graphite：SiO＝95：5重量比混合物)：导电材料(super C)：丁苯橡胶(SBR)：羧基甲纤维素(CMC)，制造出负极浆料。将上述负极浆料涂覆在铜集电体片的一面，之后在150℃下进行干燥，之后进行压延，制造出负极。

将分离膜夹在如上所述制造出的正极与负极之间，按照分离膜/正极/分离膜/负极顺序层叠之后卷取，从而制造出凝胶卷类型的电极组件。将如上所述制造出的电极组件插入电池壳体之后注入电解液，制造出4680电池单元。

对比例1

除了作为正极活性物质使用了大粒径的平均粒径D

实验例1

对于通过实施例1以及对比例1制造出的4680电池单元实施了热箱测试(hot boxtest)。

具体地，将通过实施例1以及对比例1制造的4680电池单元分别在常温下放入热箱室(hot box chamber)，进行了按照5℃/min的升温速度、升温到130℃之后维持30分钟的热箱评价，测量了随时间的经过的电池的温度变化。为了进行正确评价，对于实施例1的电池单元实施了两次的热箱评价。图36a以及图36b示出了测量结果。

图36a是示出通过实施例1制造的4680电池单元的热箱测试结果的曲线图，图36b是示出通过对比例1制造的4680电池单元的热箱测试结果的曲线图。

通过图36a以及图36b可以得知，使用了单颗粒正极活性物质的实施例1的锂二次电池直到经过65分钟为止稳定地维持电池的电压以及温度，相反，对比例1的锂二次电池在经过了35分钟之后电池温度快速上升。

实施例2-1

准备了具有单峰粒度分布且D

在N-甲基吡咯烷酮中按照97.8：0.6：1.6的重量比混合正极活性物质：碳纳米管：PVDF粘合剂，制造出正极浆料。将上述正极浆料涂覆在铝集电体片的一面，之后在120℃下进行干燥，之后进行压延，制造出正极。

在水中按照96：2：1.5：0.5的重量比混合负极活性物质(graphite：SiO＝95：5重量比的混合物)：导电材料(Super C)：丁苯橡胶(SBR)：羧基甲纤维素(CMC)，制造出负极浆料。将上述负极浆料涂覆在铜集电体片的一面，之后在150℃下进行干燥，之后进行压延，制造出负极。

将分离膜夹在如上所述制造出的正极与负极之间，按照分离膜/正极/分离膜/负极顺序层叠之后卷取，从而制造出凝胶卷类型的电极组件。将如上所述制造出的电极组件插入电池壳体之后注入电解液，制造出4680电池单元。

实施例2-2

除了作为正极活性物质使用了具有单峰粒度分布且D

对比例2-1

除了作为正极活性物质使用了具有大粒径的平均粒径D

对比例2-2

除了作为正极活性物质使用了具有单峰粒度分布且D

图35c示出了在对比例2-2中使用的正极活性物质的SEM照片。

实验例2-1

对于通过实施例2-1～2-2以及对比例2-1～2-2制造的4680电池单元实施了热箱测试(hot box test)。

具体地，将通过实施例2-1以及对比例2-1制造的4680电池单元每一个在常温下放入热箱室(hot box chamber)，按照5℃/min的升温速度，升温到130℃之后维持30分钟，之后测量了电池的温度变化。将在测试过程中不出现热失控以及起火的情况记为Pass，出现了热失控以及/或者起火的情况记为Fail。并且，为了测试的准确性，对于实施例2-1～2-2的电池单元实施了两次以上的测试。

下面的表1以及图36c、图36d示出了测试结果。图36c是示出实施例2-1的样品1以及通过对比例2-1制造的4680电池单元的热箱测试结果的曲线图，图36d是示出实施例2-1的样品2、3、实施例2-2的样品1、2以及通过对比例2-2制造的4680电池单元的热箱测试结果的曲线图。

【表1】

参照上述表1、图36c以及图36d可以得知，采用D

实验例2-2

为了确认在实施例2-1以及对比例2-1中制造的正极的被压延之后的正极活性物质颗粒的开裂程度，利用离子铣削装置切割正极之后利用SEM拍摄了其截面。图37a示出了在实施例2-1制造的正极的截面SEM照片，图37b示出了在对比例2-1制造的正极的截面SEM照片。

通过图37a以及图37b可以观察到，实施例2-1的正极在压延之后几乎没有出现正极活性物质的颗粒开裂，相反，使用二次颗粒的对比例2-2的正极在压延之后观察到很多正极活性物质颗粒的开裂。

实施例3-1

在N-甲基吡咯烷酮中按照96.3：1.5：0.4：1.8的重量比混合具有单峰粒度分布且D

实施例3-2

除了按照97.2：0.6：0.4：1.8的重量比混合了正极活性物质、鳞片状石墨、导电材料以及粘合剂之外，其它与实施例3-1相同地制造出正极，测量了正极活性物质层的空隙率。测量到上述正极活性物质层的空隙率为19％。

实施例3-3

除了按照97.4：0.4：0.4：1.8的重量比混合正极活性物质、鳞片状石墨、导电材料以及粘合剂之外，其它与实施例3-1相同地制造出正极，测量了正极活性物质层的空隙率。测量到上述正极活性物质层的空隙率为20％。

实施例3-4

除了按照97.6：0.2：0.4：1.8的重量比混合正极活性物质、鳞片状石墨、导电材料以及粘合剂之外，其它与实施例3-1相同地制造出正极，测量了正极活性物质层的空隙率。测量到上述正极活性物质层的空隙率为21％。

对比例3-1

除了未添加鳞片状石墨、在N-甲基吡咯烷酮中按照97.8：0.4：1.8的重量比混合正极活性物质、导电材料以及粘合剂制造出正极浆料之外，其它与实施例3-1相同地制造出正极，测量了正极活性物质层的空隙率。测量到上述正极活性物质层的空隙率为24％。

对比例3-2

除了未添加鳞片状石墨、在N-甲基吡咯烷酮中按照97.8：0.4：1.8的重量比混合正极活性物质、导电材料以及粘合剂制造出正极浆料、以2.0ton/cm的压印线压力进行压延之外，其它与实施例3-1相同地制造出正极，测量了正极活性物质层的空隙率。测量到上述正极活性物质层的空隙率为30％。

实验例3-1-充电放电容量以及充电放电效率的测量

制造出包括根据实施例3-1至3-4以及对比例3-1以及3-2的正极的钱币型半电池单元，以0.2C电流条件充电至4.25V，之后以0.2C电流条件放电至2.5V，之后测量了各扣式半电池的充电容量(mAh/g)以及放电容量(mAh/g)。下面的表2示出了测量结果。

【表2】

通过【表2】可以得知，使用了添加有鳞片状石墨的正极的实施例3-1～3-4呈现出比对比例3-1～3-2低的空隙率，呈现出良好的容量特性。

实验例3-2-电阻特性的确认

将包括根据实施例3-3、对比例3-1以及对比例3-2的正极的扣式半电池充电至4.2V的同时测量了基于SOC的电阻特性。图38a示出了实验结果。

参照图38a可以得知，以SOC 10％为基准，在正极活性物质层添加鳞片状石墨的实施例3-3的电阻值比不包含鳞片状石墨的对比例3-1以及对比例3-2低。这表示当在正极活性物质层中添加鳞片状石墨时具有改善在较低SOC下的电阻特性的效果。

实验例3-3-高温使用寿命特性以及电阻增加率的测量

在根据实施例3-1、实施例3-3以及对比例3-1的正极与负极之间夹着分离膜并按照分离膜/正极/分离膜/负极的顺序层叠之后卷取从而制造出凝胶卷类型的电极组件。将如上所述制造的电极组件插入圆筒形电池壳体之后注入电解液，制造出4680电池单元。

这时，上述负极通过如下方法制造，即在水中按照96：2：1.5：0.5的重量比混合负极活性物质(graphite：SiO＝95：5重量比的混合物)：导电材料(super C)：丁苯橡胶(SBR)：羧基甲纤维素(CMC)，制造出负极浆料，之后将上述负极浆料涂覆在铜集电体片的一面，之后在150℃下进行干燥，之后进行压延。

将如上所述制造的4680电池单元在40℃下以0.5C充电至4.2V之后以0.5C放电至2.5V的充电放电循环进行50次，之后测量了容量保持率(Capacity Retention)以及电阻增加率(DCIR increase)。图38b示出了测量结果。

参照图38b，与对比例3-1的二次电池相比，实施例3-1以及3-3的二次电池的基于循环次数的容量保持率的变化小，基于循环次数的电阻增加率的变化也小。

以上，虽然以有限的实施例和附图说明了本发明，但是本发明并不限定这些，本发明所属技术领域的技术人员应该可以在本发明的技术思想和与权利要求书等同范围内可以得到各种修改以及变形。