二次電池
【課題】本発明は、外力によって変形されやすいケース領域とキャッププレートの厚さを異なるようにしてキャッププレートの強度を向上することができる二次電池に関する。
【解決手段】一例として、第１電極板、第２電極板、及び前記第１電極板と前記第２電極板との間に介在されるセパレーターを含む電極組立体と、前記第１電極板及び前記第２電極板にそれぞれ電気的に接続される第１集電板及び第２集電板と、前記電極組立体と前記第１集電板及び第２集電板を受容するケースと、前記電極組立体、ケース及び集電板を密封するように前記ケースを塞ぐキャッププレートと、を含み、前記キャッププレートには前記キャッププレートの中央領域と前記中央領域に対する両側領域の厚さが互いに異なって形成されるように補強段差部が形成されている二次電池が開示される。
【解決手段】一例として、第１電極板、第２電極板、及び前記第１電極板と前記第２電極板との間に介在されるセパレーターを含む電極組立体と、前記第１電極板及び前記第２電極板にそれぞれ電気的に接続される第１集電板及び第２集電板と、前記電極組立体と前記第１集電板及び第２集電板を受容するケースと、前記電極組立体、ケース及び集電板を密封するように前記ケースを塞ぐキャッププレートと、を含み、前記キャッププレートには前記キャッププレートの中央領域と前記中央領域に対する両側領域の厚さが互いに異なって形成されるように補強段差部が形成されている二次電池が開示される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二次電池（Ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ ｂａｔｔｅｒｙ）は、充電が不可能である一次電池とは異なり充電及び放電が可能である電池で、一つのバッテリセルがパック形態に梱包される低容量電池の場合、携帯電話及びカムコーダーのような形態が可能な小型電子機器に採用されて、バッテリセルが数十個接続される大容量電池の場合、電気スクーター、ハイブリッド自動車、電気自動車などのモーター駆動用の電源として広く採用されている。
【０００３】
二次電池は、様々な形状に製造されているが、代表的な形状としては円筒形及び角形などが挙げられ、正・負極板の間に絶縁体であるセパレーター（ｓｅｐａｒａｔｏｒ）を介在して形成される電極組立体と、電解液を共にケースに受容して、ケースにキャッププレートを取り付けて構成される。もちろん、前記電極組立体には正極端子及び負極端子が接続され、これは前記キャッププレートを介して外部に露出及び突出される。
【０００４】
一方、二次電池は外力により変形が生じる場合、内部短絡が発生し内部圧力が上昇して、発火されるか爆発する恐れがある。これによって、二次電池の剛性の確保が要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一実施例は、キャッププレートの強度を向上することができる二次電池を提供する。
【０００６】
また、本発明の一実施例は、外力に対する安定性を向上することができる二次電池を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施例による二次電池は、第１電極板、第２電極板、及び前記第１電極板と前記第２電極板の間に介在されるセパレーターを含む電極組立体と、前記第１電極板及び前記第２電極板にそれぞれ電気的に接続される第１集電板及び第２集電板と、前記電極組立体と前記第１集電板及び第２集電板を受容するケースと、前記電極組立体、ケース及び集電板を密封するように前記ケースを塞ぐキャッププレートと、を含め、前記キャッププレートには前記キャッププレートの中央領域と前記中央領域に対する両側領域との厚さが互いに異なって形成されるように補強段差部が形成されている。
【０００８】
ここで、前記補強段差部は、前記キャッププレートの下面に形成されている。また、前記補強段差部は、前記中央領域と前記両側領域の間に形成されている。また、前記補強段差部は、前記中央領域の厚さが前記両側領域の厚さより薄くなるように形成されている。そして、前記補強段差部は、前記キャッププレートの両端部から前記中央領域方向に５０ｍｍである位置に各々形成されている。すなわち、前記両側領域は、前記キャッププレートの長さに対して２０％〜３０％の長さを有する。
【０００９】
前記補強段差部は、前記中央領域の下面と前記両側領域の下面とが所定の段差を有するように形成されている。ここで、前記補強段差部は、前記段差の側面をなす段差側面が前記キャッププレートの下面と垂直になるように形成されている。また、前記補強段差部は、前記段差の側面をなす段差側面が前記キャッププレートの下面に対して傾斜するように形成されている。
【００１０】
前記補強段差部は、前記段差の側面をなす段差側面が上部領域がラウンド形状になるように形成されている。さらに、前記補強段差部は、前記段差の側面をなす段差側面の下部領域がラウンド形状になるように形成されてもよい。
【００１１】
前記補強段差部は、前記段差の側面をなす段差側面が階段形状に形成されてもよい。また、前記補強段差部は、前記キャッププレートの下面を上方から見る場合、その中心が前記中央領域の下面に位置する弧形状に形成されてもよい。また、前記補強段差部は、前記キャッププレートの下面を上方から見る場合、その中心が前記両側領域の下面に位置する弧形状に形成されてもよい。
【００１２】
前記第１集電板及び第２集電板にそれぞれ電気的に接続されて、前記キャッププレートを貫通する第１電極端子及び第２電極端子をさらに含めて、前記第１電極端子及び第２電極端子が前記キャッププレートの両測領域に貫通結合されている。また、前記キャッププレートの中央領域及び両側領域の下面は、平らに形成されている。
【００１３】
一方、前記補強段差部は、前記キャッププレートの上面に形成されてもよく、または前記キャッププレートの上面及び下面ともに形成されてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の実施例による二次電池は、外力によって変形されやすいケース領域とキャッププレートの厚さを異なるようにしてキャッププレートの強度を向上することができる。
【００１５】
また、本発明の実施例による二次電池は、外力に対する変形を減少して製品の安定性を向上することができる。
【００１６】
また、本発明の実施例による二次電池は、キャッププレートの強度を向上するともに、製品の重さを減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例による二次電池を示す斜視図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ’線に沿って切り取った二次電池を示す断面図である。
【図３】図２のＡ領域を拡大した断面図である。
【図４】本発明の他の実施例による二次電池の中、図３のＡ領域を拡大した断面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施例による二次電池の中、図３のＡ領域を拡大した断面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施例による二次電池の中、図３のＡ領域を拡大した断面図である。
【図７】本発明のさらに他の実施例による二次電池の中、図３のＡ領域を拡大した断面図である。
【図８】本発明のさらに他の実施例による二次電池の中、キャッププレートの下面の構造を示す斜視図である。
【図９】本発明のさらに他の実施例による二次電池の中、キャッププレートの下面の構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施例による二次電池を示す斜視図である。図２は、図１のＩ−Ｉ’線に沿って切り取った二次電池を示す断面図である。図３は、図２のＡ領域を拡大示した断面図である。
【００２０】
図１〜図３に示したように、本発明の一実施例による二次電池１００は、電極組立体１１０、第１端子１２０、第２端子１３０、ケース１４０及びキャップ組立体１５０を含む。
【００２１】
前記電極組立体１１０は、薄い板状或いは膜状で形成された第１電極板１１１、セパレーター１１３、第２電極板１１２の積層体を巻き取るか重ねて形成する。前記電極組立体１１０は、略ゼリーロール（Ｊｅｌｌｙ Ｒｏｌｌ）形に巻き取られた形態を有する。ここで、第１電極板１１１は、負極として動作してもよく、第２電極板１１２は正極として動作してもよい。勿論、その逆も可能である。また、前記のような第１電極板１１１及び第２電極板１１２は、極性を異なるようにして配置されてもよい。
【００２２】
前記第１電極板１１１は、銅又はニッケルのような金属箔で形成された第１電極集電板に黒鉛又は炭素などの第１電極活物質を塗布することで形成され、第１電極活物質が塗布されない領域である第１電極無地部１１１ａを含む。しかし、本発明で前記第１電極板１１１の材質を限定するものではない。また、前記第１電極無地部１１１ａは、第１電極板１１１と、第１電極板１１１の外部との間の電流の通路になる。
【００２３】
前記第２電極板１１２もアルミニウムのような金属箔で形成された第２電極集電板に転移金属酸化物などの第２電極活物質を塗布することで形成され、第２電極活物質が塗布されない領域である第２電極無地部１１２ａを含む。しかし、本発明で前記第２電極板１１２の材質を限定するものではない。また、前記第２電極無地部１１２ａは、第２電極板１１２と、第２電極板１１２の外部との間の電流の通路になる。
【００２４】
前記セパレーター１１３は、第１電極板１１１と第２電極板１１２との間に位置されて短絡を防止しリチウムイオンの移動を可能にする役割を果たし、ポリエチレンや、ポリプロピレンや、ポリエチレンとポリプロピレンの複合フィルムからなってもよい。一方、本発明で前記セパレーター１１３の材質を限定するものではない。
【００２５】
このような電極組立体１１０は、実質的に電解液と共にケース１４０に収納される。前記電解液は、ＥＣ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＣ（ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅ），ＤＥＣ（ｄｉｅｔｈｙｌ ｃａｒｂｏｎａｔｅ），ＥＭＣ（ｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈｙｌ ｃａｒｂｏｎａｔｅ），ＤＭＣ（ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）のような有機溶媒にＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４のようなリチウム塩からなってもよい。また、前記電解液は、液体、固体またはゲル状であってもよい。
【００２６】
前記の電極組立体１１０の両側端部には、第１電極板１１１と第２電極板１１２の各々に電気的に接続される第１端子１２０及び第２端子１３０が結合される。すなわち、前記の電極組立体１１０の両側端部には、前記第１電極板１１１の第１電極無地部１１１ａ及び前記第２電極板１１２の第２電極無地部１１２ａにそれぞれ接続される第１端子１２０及び第２端子１３０が結合される。
【００２７】
前記第１端子１２０は、主に金属またはその等価物で形成され、第１電極板１１１と電気的に接続される。前記第１端子１２０は、第１集電板１２１、第１電極端子１２２及び第１端子プレート１２３を含む。
【００２８】
前記第１集電板１２１は、電極組立体１１０の一側の上側端部へ突出された第１電極無地部１１１ａと接触される。実質的に、前記第１集電板１２１は、前記第１電極無地部１１１ａに溶接される。前記第１集電板１２１は、略“「”形状に形成され、上部には端子孔１２１ｄが形成される。前記端子孔１２１ｄには、前記第１電極端子１２２が挟んで結合される。この第１集電板１２１は、例えば、銅または銅合金で製造される。しかし、このような材質で第１集電板１２１を限定するものではない。
【００２９】
前記第１電極端子１２２は、後述されるキャッププレート１５１を貫通して上部へ一定長さ突出及び延長され、また前記キャッププレート１５１の下部において前記第１集電板１２１と電気的に接続される。前記第１電極端子１２２は、キャッププレート１５１の上部へ一定長さ突出及び延長されると共に、キャッププレート１５１の下部においては、第１電極端子１２２が前記キャッププレート１５１から抜けないように側部方向に延長されたフランジ１２２ａが形成されている。
【００３０】
前記第１電極端子１２２のうちフランジ１２２ａの下部に形成された領域は、前記第１集電板１２１の端子孔１２１ｄに挟まれて溶接される。また、前記第１電極端子１２２のうち前記フランジ１２２ａの上部に形成された領域は、第１端子プレート１２３に固定される。すなわち、前記第１電極端子１２２のうち前記フランジ１２２ａの上部に形成された領域は、前記キャッププレート１５１を貫通する第１本体部１２２ｂと、前記第１本体部１２２ｂの上端において前記第１端子プレート１２３にネジ結合される第１締結部１２２ｃとを含む。ここで、前記第１締結部１２２ｃの外周縁には、ネジ山が形成されている。なお、前記第１締結部１２２ｃは、前記第１端子プレート１２３にリベットされてもよい。また、前記第１電極端子１２２は、前記キャッププレート１５１と電気的に絶縁される。この第１電極端子１２２は、例えば、銅、銅合金及びその等価物のうちから選択された何れか一つで形成されてもよい。しかし、上述の材質で前記第１電極端子１２２が限定されるものではない。
【００３１】
前記第１端子プレート１２３は、前記第１締結部１２２ｃに結合されるように略六角柱状のナットであってもよい。ここで、前記第１端子プレート１２３は、その中央に前記第１電極端子１２２が貫通結合されるように略垂直方向に貫通孔（図示せず）が形成され、略上部においては前記第１締結部１２２ｃが安着されるように一定深さの安着溝（図示せず）が形成された構造であってもよい。一方、前記第１端子プレート１２３は、ステンレス鋼、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金及びその等価物のうちから選択された何れか一つで形成されるが、ここでその材質が限定されるものではない。さらに、前記第１端子プレート１２３と前記キャッププレート１５１とは、互いに絶縁されている。
【００３２】
前記第２端子１３０も主に金属またはその等価物で形成され、第２電極板１１２と電気的に接続される。前記第２端子１３０は、第２集電板１３１、第２電極端子１３２及び第２端子プレート１３３を含む。ここで、前記第２端子１３０の形状は、前記第１端子１２０の形状と同じであってもよい。従って、その形状の説明は略する。なお、前記第２集電板１３１及び第２電極端子１３２は、主にアルミニウム、アルミニウム合金及びその等価物のうちから選択された何れか一つであってもよいが、この材質で本発明を限定するものではない。また、前記第２端子プレート１３３は、主にステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金及びその等価物のうちから選択された何れか一つであってもよいが、ここでその材質を限定するものではない。
【００３３】
また、前記第２端子プレート１３３は、前記キャッププレート１５１と電気的に接続されていてもよく、よって以下で説明するケース１４０及びキャッププレート１５１は前記第２端子１３０と同じ極性（例えば、正極）を有してもよい。
【００３４】
前記ケース１４０は、電極組立体１１０と第１電極端子１２２及び第２電極端子１３２を受容する。このケース１４０には、前記電極組立体１１０が電解液と共に受容される。ここで、前記ケース１４０は、電極組立体１１０、第１端子１２０及び第２端子１３０が挿入安着できる開口部が形成された略六面体形状で形成される。図２には、前記ケース１４０とキャップ組立体１５０が結合された状態に示しているので開口部は図示されていないが、実際にはキャップ組立体１５０の縁部分が解放された部分である。また、前記ケース１４０は、アルミニウム、銅、鉄、サス（ＳＵＳ）、セラミック、ポリマー及びその等価物のうちから選択された何れか一つであってもよいが、ここでその材質を限定するものではない。さらに、前記ケース１４０は、実質的に前記電極組立体１１０の第１電極板１１１または第２電極板１１２のうち何れか一つと電気的に接続されてもよい。すなわち、前記ケース１４０は、正極または負極のうちから選択された何れか一つの極性を有してもよい。
【００３５】
前記キャップ組立体１５０は、前記ケース１４０に結合される。前記キャップ組立体１５０は、具体的に、キャッププレート１５１、シールガスケット１５２、栓１５３、安全ベント１５４、上部絶縁部材１５５及び下部絶縁部材１５６を含む。勿論、前記シールガスケット１５２、上部絶縁部材１５５及び下部絶縁部材１５６は、前記第１端子１２０及び第２端子１３０の構成要素としても考えられる。
【００３６】
前記キャッププレート１５１は、前記ケース１４０の開口を密封し、前記ケース１４０と同じ材質で形成されてもよい。例えば、前記キャッププレート１５１は、レーザ溶接方式で前記ケース１４０に結合されてもよい。ここで、前記キャッププレート１５１は、上述のように第２端子１３０と同じ極性を有してもよいので、前記キャッププレート１５１及びケース１４０は同じ極性を有することがある。
【００３７】
前記キャッププレート１５１の下面には、前記キャッププレート１５１の中央領域Ｃと前記中央領域Ｃに対する両測領域Ｂ１、Ｂ２の間に補強段差部Ｓが形成されている。一方、本発明においては前記補強段差部Ｓが前記キャッププレート１５１の下面に形成されていることを一例として説明しているが、これに限定されるものではなく、前記補強段差部Ｓが前記キャッププレート１５１の上面に形成されるか、または前記キャッププレート１５１の上面及び下面に共に形成されてもよい。なお、この補強段差部Ｓが形成される領域は、以下の実施例においても適用可能である。この補強段差部Ｓによって前記中央領域Ｃと前記両側領域Ｂ１、Ｂ２の厚さが互いに異なるように形成されている。すなわち、前記補強段差部Ｓは、前記中央領域Ｃの厚さが前記両側領域Ｂ１、Ｂ２の厚さより薄くなるように、所定の厚さｈ１分だけ相違して形成されている。このように、本発明では前記キャッププレート１５１の下面のうちクラッシュ（ｃｒｕｓｈ）などによって集中的に変形しうる領域上に補強段差部Ｓが形成されて、前記キャッププレート１５１の上面に発生の恐れがあるクラッシュ（ｃｒｕｓｈ）などによってその安定性が低下する問題点を解消することができる。ここで、前記キャッププレート１５１の中央領域Ｃ及び両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面は、平らに形成されている。以下では、前記キャッププレートの中央領域Ｃと両側領域Ｂ１、Ｂ２の図面符号を説明の便宜のために上述と同じく使用する。
【００３８】
図３に示すように、前記補強段差部Ｓ１は、前記中央領域Ｃの下面１５１ａと前記両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面１５１ｃが所定の段差を有するように形成されている。ここで、前記補強段差部Ｓ１は、前記段差の側面をなす段差側面１５１ｂが前記中央領域Ｃの下面１５１ａと前記両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面１５１ｃが垂直になるように形成されてもよい。この補強段差部Ｓ１の形状に対する多様な実施例においては、図４〜図９に対する説明部分より更に詳しく説明する。また、前記補強段差部Ｓ１は、前記キャッププレート１５１の両端部から前記中央領域Ｃ方向に５０ｍｍである地点に各々形成されている。例えば、前記キャッププレート１５１の全体長さが１７０ｍｍで有る場合に、前記補強段差部Ｓ１は前記キャッププレート１５１の両端部から５０ｍｍである地点に形成されてもよい。この際、前記中央領域Ｃにあたるキャッププレート１５１の長さは、７０ｍｍ程度になり得る。また、前記両側領域Ｂ１、Ｂ２は、前記キャッププレート１５１の長さに対して２０％〜３０％の長さを有するように形成される。この際、前記キャッププレート１５１の中央領域Ｃの厚さは、約０．８５ｍｍであって、両側領域の厚さは約３．０ｍｍであってもよい。
【００３９】
前記キャッププレート１５１の両側領域Ｂ１、Ｂ２には、第１電極端子１２２及び第２電極端子１３２が貫通結合されている。
【００４０】
このように、本発明においては前記キャッププレート１５１の下面に補強段差部Ｓを形成して外力によって変形されやすいキャッププレート１５１の中央領域Ｃと両測領域Ｂ１、Ｂ２との厚さを異なるように形成することで、キャッププレート１５１の強度を向上することができる。
【００４１】
前記シールガスケット１５２は、絶縁性材質であって第１電極端子１２２及び第２電極端子１３２の各々とキャッププレート１５１との間に形成されて、第１電極端子１２２及び第２電極端子１３２の各々とキャッププレート１５１との間を密封する。このシールガスケット１５２は、外部の水分が二次電池１００の内部へ浸透することができないようにするか、または二次電池１００の内部に収容されている電解液が外部へ流出されることができないようにする。
【００４２】
前記栓１５３は前記キャッププレート１５１の電解液注入口を密封し、前記安全ベント１５４はキャッププレート１５１のベント孔に取り付けられて、設定された圧力にて解放できるようにノッチ１５４ａが形成されてもよい。
【００４３】
前記上部絶縁部材１５５は、第１端子プレート１２３及び第２端子プレート１３３の各々とキャッププレート１５１との間に形成される。また、前記上部絶縁部材１５５は、前記キャッププレート１５１と密着される。さらに、前記上部絶縁部材１５５は、シールガスケット１５２にも密着されることがある。この上部絶縁部材１５５は、第１端子プレート１２３及び第２端子プレート１３３の各々とキャッププレート１５１とを絶縁する。
【００４４】
前記下部絶縁部材１５６は、第１集電板１２１及び第２集電板１３１の各々とキャッププレート１５１との間に形成されて、不要な電気的短絡の発生を防止する。すなわち、前記下部絶縁部材１５６は、第１集電板１２１とキャッププレート１５１との間の短絡、そして前記第２集電板１３１とキャッププレート１５１との間の短絡を防止する。さらに、この下部絶縁部材１５６は、第１電極端子１２２と第２電極端子１３２の各々とキャッププレート１５１との間においても形成されることで、第１電極端子１２２と第２電極端子１３２の各々と前記キャッププレート１５１との間の不要な短絡の発生も防止する。
【００４５】
以上で説明したように、本発明の一実施例による二次電池は、外力に対する変形を減少して製品の安定性を向上することができる。
【００４６】
図４は、本発明の他の実施例による二次電池のうち、図３のＡ領域を拡大示した断面図である。
【００４７】
図４に示すように、補強段差部Ｓ２は、キャッププレート２５１の中央領域Ｃの下面２５１ａと両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面２５１ｃが一定した段差を有するように形成され、前記段差の側面をなす段差側面２５１ｂが傾斜するように形成されている。すなわち、前記補強段差部Ｓ２をなす中央領域Ｃの下面２５１ａ及び両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面２５１ｃは平らに形成されて、前記中央領域Ｃの下面２５１ａと両測領域Ｂ１、Ｂ２の下面２５１ｃを接続する段差側面２５１ｂが傾斜するように形成されている。ここで、前記段差側面２５１ｂの傾斜方向は、前記中央領域Ｃの方向であってもよく、前記中央領域Ｃの両側方向であってもよい。勿論、前記中央領域Ｃと両側領域Ｂ１、Ｂ２の厚さの差ｈ２は、図２〜図３に示した所定の厚さｈ１と同じく形成される。
【００４８】
図５は、本発明のさらに他の実施例による二次電池の中、図３のＡ領域を拡大示した断面図である。
【００４９】
図５に示すように、補強段差部Ｓ３は、キャッププレート３５１の中央領域Ｃの下面３５１ａと前記両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面３５１ｅが階段形状になるように形成されている。すなわち、前記補強段差部Ｓ３は、前記中央領域Ｃの下面３５１ａと両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面３５１ｅとの間に段差側面が２段の段差側面３５１ｂ、３５１ｄとその間の段差平面３５１ｃで構成された階段形状に形成されている。本発明においては前記階段形状を２段に限定するものではなく、２段以上の多段に形成されてもよい。勿論、前記中央領域Ｃと両側領域Ｂ１、Ｂ２の厚さの差である前記２段の厚さｈ３ａ、ｈ３ｂの和は、図２〜図３に示した所定の厚さｈ１と同じく形成される。
【００５０】
図６は、本発明のさらに他の実施例による二次電池の中、図３のＡ領域を拡大示した断面図である。
【００５１】
図６に示すように、補強段差部Ｓ４は、キャッププレート４５１の中央領域Ｃの下面４５１ａと接する部分がラウンド形状を有するように形成されている。すなわち、前記補強段差部Ｓ４は、前記中央領域Ｃの下面４５１ａと両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面４５１ｃとの間に段差側面４５１ｂの上部領域がラウンド形状、すなわち“（”または“）”状となるように形成されてもよい。勿論、前記中央領域Ｃと両側領域Ｂ１、Ｂ２の厚さの差である前記段差側面４５１ｂの厚さｈ４は、図２〜図３に示した所定の厚さｈ１と同じく形成される。
【００５２】
図７は、本発明のさらに他の実施例による二次電池の中、図３のＡ領域を拡大示した断面図である。
【００５３】
図７を参照すると、補強段差部Ｓ５は、図６に示すように、キャッププレート５５１の中央領域Ｃの下面５５１ａと接する部分がラウンド形状を有するように形成されていて、さらに前記両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面５５１ｅと接する部分がラウンド形状を有するように形成されている。すなわち、前記補強段差部Ｓ５は、前記中央領域Ｃの下面５５１ａと両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面５５１ｅの間に段差側面が５５１ｃの上部領域５５１ｂ及び下部領域５５１ｄがラウンド形状、すなわち“（”または“）”状に形成されてもよい。勿論、前記中央領域Ｃと両側領域Ｂ１、Ｂ２の厚さの差である前記段差側面の厚さｈ５は、図２〜図３に示した所定の厚さｈ１と同じく形成される。
【００５４】
図８は、本発明のさらに他の実施例による二次電池の中、キャッププレートの下面の構造を示す斜視図である。
【００５５】
図８に示すように、補強段差部Ｓ６は、キャッププレート６５１の下面を上方から見る場合、その中心が前記キャッププレート６５１の中央領域Ｃの下面６５１ａに位置する弧状に形成されている。すなわち、前記補強段差部Ｓ６は、前記キャッププレート６５１の下面における前記中央領域Ｃの下面６５１ａと両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面６５１ｃとの間の段差側面６５１ｂが弧状、すなわち“（”および“）”状になるように形成されてもよい。勿論、前記中央領域Ｃと両側領域Ｂ１、Ｂ２の厚さの差である前記段差側面６５１ｂの厚さｈ６は、図２〜図３に示した所定の厚さｈ１と同じく形成される。
【００５６】
図９は、本発明のさらに他の実施例による二次電池の中、キャッププレートの下面の構造を示す斜視図である。
【００５７】
図９に示すように、補強段差部Ｓ７は、キャッププレート７５１の下面を上方から見る場合、その中心が前記キャッププレート７５１の両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面７５１ｃに位置する弧状に形成されている。すなわち、前記補強段差部Ｓ７は、前記キャッププレート７５１の下面においての前記中央領域Ｃの下面７５１ａと両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面７５１ｃとの間の段差側面７５１ｂが弧状、すなわち“）”および“（”状になるように形成されてもよい。勿論、前記中央領域Ｃと両側領域Ｂ１、Ｂ２の厚さの差である前記段差側面７５１ｂの厚さｈ７は、図２〜図３に示した所定の厚さｈ１と同じく形成される。
【００５８】
以上で説明したように、上述の本発明の実施例による二次電池は、キャッププレートの中央領域の厚さが外力が中点的に作用する両側領域の厚さより薄くなるように補強段差部の形状を多様に形成して強度を向上すると共に、製品の重さを減少することができる。
【００５９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６０】
１００：二次電池
１１０：電極組立体
１２０：第１端子
１２１：第１集電板
１２２：第１電極端子
１２３：第１端子プレート
１３０：第２端子
１３１：第２集電板
１３２：第２電極端子
１３３：第２端子プレート
１４０：ケース
１５０：キャップ組立体
１５１：キャッププレート
Ｂ１、Ｂ２：両側領域
Ｃ：中央領域
Ｓ、Ｓ１〜Ｓ７：補強段差部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二次電池（Ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ ｂａｔｔｅｒｙ）は、充電が不可能である一次電池とは異なり充電及び放電が可能である電池で、一つのバッテリセルがパック形態に梱包される低容量電池の場合、携帯電話及びカムコーダーのような形態が可能な小型電子機器に採用されて、バッテリセルが数十個接続される大容量電池の場合、電気スクーター、ハイブリッド自動車、電気自動車などのモーター駆動用の電源として広く採用されている。
【０００３】
二次電池は、様々な形状に製造されているが、代表的な形状としては円筒形及び角形などが挙げられ、正・負極板の間に絶縁体であるセパレーター（ｓｅｐａｒａｔｏｒ）を介在して形成される電極組立体と、電解液を共にケースに受容して、ケースにキャッププレートを取り付けて構成される。もちろん、前記電極組立体には正極端子及び負極端子が接続され、これは前記キャッププレートを介して外部に露出及び突出される。
【０００４】
一方、二次電池は外力により変形が生じる場合、内部短絡が発生し内部圧力が上昇して、発火されるか爆発する恐れがある。これによって、二次電池の剛性の確保が要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一実施例は、キャッププレートの強度を向上することができる二次電池を提供する。
【０００６】
また、本発明の一実施例は、外力に対する安定性を向上することができる二次電池を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施例による二次電池は、第１電極板、第２電極板、及び前記第１電極板と前記第２電極板の間に介在されるセパレーターを含む電極組立体と、前記第１電極板及び前記第２電極板にそれぞれ電気的に接続される第１集電板及び第２集電板と、前記電極組立体と前記第１集電板及び第２集電板を受容するケースと、前記電極組立体、ケース及び集電板を密封するように前記ケースを塞ぐキャッププレートと、を含め、前記キャッププレートには前記キャッププレートの中央領域と前記中央領域に対する両側領域との厚さが互いに異なって形成されるように補強段差部が形成されている。
【０００８】
ここで、前記補強段差部は、前記キャッププレートの下面に形成されている。また、前記補強段差部は、前記中央領域と前記両側領域の間に形成されている。また、前記補強段差部は、前記中央領域の厚さが前記両側領域の厚さより薄くなるように形成されている。そして、前記補強段差部は、前記キャッププレートの両端部から前記中央領域方向に５０ｍｍである位置に各々形成されている。すなわち、前記両側領域は、前記キャッププレートの長さに対して２０％〜３０％の長さを有する。
【０００９】
前記補強段差部は、前記中央領域の下面と前記両側領域の下面とが所定の段差を有するように形成されている。ここで、前記補強段差部は、前記段差の側面をなす段差側面が前記キャッププレートの下面と垂直になるように形成されている。また、前記補強段差部は、前記段差の側面をなす段差側面が前記キャッププレートの下面に対して傾斜するように形成されている。
【００１０】
前記補強段差部は、前記段差の側面をなす段差側面が上部領域がラウンド形状になるように形成されている。さらに、前記補強段差部は、前記段差の側面をなす段差側面の下部領域がラウンド形状になるように形成されてもよい。
【００１１】
前記補強段差部は、前記段差の側面をなす段差側面が階段形状に形成されてもよい。また、前記補強段差部は、前記キャッププレートの下面を上方から見る場合、その中心が前記中央領域の下面に位置する弧形状に形成されてもよい。また、前記補強段差部は、前記キャッププレートの下面を上方から見る場合、その中心が前記両側領域の下面に位置する弧形状に形成されてもよい。
【００１２】
前記第１集電板及び第２集電板にそれぞれ電気的に接続されて、前記キャッププレートを貫通する第１電極端子及び第２電極端子をさらに含めて、前記第１電極端子及び第２電極端子が前記キャッププレートの両測領域に貫通結合されている。また、前記キャッププレートの中央領域及び両側領域の下面は、平らに形成されている。
【００１３】
一方、前記補強段差部は、前記キャッププレートの上面に形成されてもよく、または前記キャッププレートの上面及び下面ともに形成されてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の実施例による二次電池は、外力によって変形されやすいケース領域とキャッププレートの厚さを異なるようにしてキャッププレートの強度を向上することができる。
【００１５】
また、本発明の実施例による二次電池は、外力に対する変形を減少して製品の安定性を向上することができる。
【００１６】
また、本発明の実施例による二次電池は、キャッププレートの強度を向上するともに、製品の重さを減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例による二次電池を示す斜視図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ’線に沿って切り取った二次電池を示す断面図である。
【図３】図２のＡ領域を拡大した断面図である。
【図４】本発明の他の実施例による二次電池の中、図３のＡ領域を拡大した断面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施例による二次電池の中、図３のＡ領域を拡大した断面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施例による二次電池の中、図３のＡ領域を拡大した断面図である。
【図７】本発明のさらに他の実施例による二次電池の中、図３のＡ領域を拡大した断面図である。
【図８】本発明のさらに他の実施例による二次電池の中、キャッププレートの下面の構造を示す斜視図である。
【図９】本発明のさらに他の実施例による二次電池の中、キャッププレートの下面の構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施例による二次電池を示す斜視図である。図２は、図１のＩ−Ｉ’線に沿って切り取った二次電池を示す断面図である。図３は、図２のＡ領域を拡大示した断面図である。
【００２０】
図１〜図３に示したように、本発明の一実施例による二次電池１００は、電極組立体１１０、第１端子１２０、第２端子１３０、ケース１４０及びキャップ組立体１５０を含む。
【００２１】
前記電極組立体１１０は、薄い板状或いは膜状で形成された第１電極板１１１、セパレーター１１３、第２電極板１１２の積層体を巻き取るか重ねて形成する。前記電極組立体１１０は、略ゼリーロール（Ｊｅｌｌｙ Ｒｏｌｌ）形に巻き取られた形態を有する。ここで、第１電極板１１１は、負極として動作してもよく、第２電極板１１２は正極として動作してもよい。勿論、その逆も可能である。また、前記のような第１電極板１１１及び第２電極板１１２は、極性を異なるようにして配置されてもよい。
【００２２】
前記第１電極板１１１は、銅又はニッケルのような金属箔で形成された第１電極集電板に黒鉛又は炭素などの第１電極活物質を塗布することで形成され、第１電極活物質が塗布されない領域である第１電極無地部１１１ａを含む。しかし、本発明で前記第１電極板１１１の材質を限定するものではない。また、前記第１電極無地部１１１ａは、第１電極板１１１と、第１電極板１１１の外部との間の電流の通路になる。
【００２３】
前記第２電極板１１２もアルミニウムのような金属箔で形成された第２電極集電板に転移金属酸化物などの第２電極活物質を塗布することで形成され、第２電極活物質が塗布されない領域である第２電極無地部１１２ａを含む。しかし、本発明で前記第２電極板１１２の材質を限定するものではない。また、前記第２電極無地部１１２ａは、第２電極板１１２と、第２電極板１１２の外部との間の電流の通路になる。
【００２４】
前記セパレーター１１３は、第１電極板１１１と第２電極板１１２との間に位置されて短絡を防止しリチウムイオンの移動を可能にする役割を果たし、ポリエチレンや、ポリプロピレンや、ポリエチレンとポリプロピレンの複合フィルムからなってもよい。一方、本発明で前記セパレーター１１３の材質を限定するものではない。
【００２５】
このような電極組立体１１０は、実質的に電解液と共にケース１４０に収納される。前記電解液は、ＥＣ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＣ（ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅ），ＤＥＣ（ｄｉｅｔｈｙｌ ｃａｒｂｏｎａｔｅ），ＥＭＣ（ｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈｙｌ ｃａｒｂｏｎａｔｅ），ＤＭＣ（ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）のような有機溶媒にＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４のようなリチウム塩からなってもよい。また、前記電解液は、液体、固体またはゲル状であってもよい。
【００２６】
前記の電極組立体１１０の両側端部には、第１電極板１１１と第２電極板１１２の各々に電気的に接続される第１端子１２０及び第２端子１３０が結合される。すなわち、前記の電極組立体１１０の両側端部には、前記第１電極板１１１の第１電極無地部１１１ａ及び前記第２電極板１１２の第２電極無地部１１２ａにそれぞれ接続される第１端子１２０及び第２端子１３０が結合される。
【００２７】
前記第１端子１２０は、主に金属またはその等価物で形成され、第１電極板１１１と電気的に接続される。前記第１端子１２０は、第１集電板１２１、第１電極端子１２２及び第１端子プレート１２３を含む。
【００２８】
前記第１集電板１２１は、電極組立体１１０の一側の上側端部へ突出された第１電極無地部１１１ａと接触される。実質的に、前記第１集電板１２１は、前記第１電極無地部１１１ａに溶接される。前記第１集電板１２１は、略“「”形状に形成され、上部には端子孔１２１ｄが形成される。前記端子孔１２１ｄには、前記第１電極端子１２２が挟んで結合される。この第１集電板１２１は、例えば、銅または銅合金で製造される。しかし、このような材質で第１集電板１２１を限定するものではない。
【００２９】
前記第１電極端子１２２は、後述されるキャッププレート１５１を貫通して上部へ一定長さ突出及び延長され、また前記キャッププレート１５１の下部において前記第１集電板１２１と電気的に接続される。前記第１電極端子１２２は、キャッププレート１５１の上部へ一定長さ突出及び延長されると共に、キャッププレート１５１の下部においては、第１電極端子１２２が前記キャッププレート１５１から抜けないように側部方向に延長されたフランジ１２２ａが形成されている。
【００３０】
前記第１電極端子１２２のうちフランジ１２２ａの下部に形成された領域は、前記第１集電板１２１の端子孔１２１ｄに挟まれて溶接される。また、前記第１電極端子１２２のうち前記フランジ１２２ａの上部に形成された領域は、第１端子プレート１２３に固定される。すなわち、前記第１電極端子１２２のうち前記フランジ１２２ａの上部に形成された領域は、前記キャッププレート１５１を貫通する第１本体部１２２ｂと、前記第１本体部１２２ｂの上端において前記第１端子プレート１２３にネジ結合される第１締結部１２２ｃとを含む。ここで、前記第１締結部１２２ｃの外周縁には、ネジ山が形成されている。なお、前記第１締結部１２２ｃは、前記第１端子プレート１２３にリベットされてもよい。また、前記第１電極端子１２２は、前記キャッププレート１５１と電気的に絶縁される。この第１電極端子１２２は、例えば、銅、銅合金及びその等価物のうちから選択された何れか一つで形成されてもよい。しかし、上述の材質で前記第１電極端子１２２が限定されるものではない。
【００３１】
前記第１端子プレート１２３は、前記第１締結部１２２ｃに結合されるように略六角柱状のナットであってもよい。ここで、前記第１端子プレート１２３は、その中央に前記第１電極端子１２２が貫通結合されるように略垂直方向に貫通孔（図示せず）が形成され、略上部においては前記第１締結部１２２ｃが安着されるように一定深さの安着溝（図示せず）が形成された構造であってもよい。一方、前記第１端子プレート１２３は、ステンレス鋼、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金及びその等価物のうちから選択された何れか一つで形成されるが、ここでその材質が限定されるものではない。さらに、前記第１端子プレート１２３と前記キャッププレート１５１とは、互いに絶縁されている。
【００３２】
前記第２端子１３０も主に金属またはその等価物で形成され、第２電極板１１２と電気的に接続される。前記第２端子１３０は、第２集電板１３１、第２電極端子１３２及び第２端子プレート１３３を含む。ここで、前記第２端子１３０の形状は、前記第１端子１２０の形状と同じであってもよい。従って、その形状の説明は略する。なお、前記第２集電板１３１及び第２電極端子１３２は、主にアルミニウム、アルミニウム合金及びその等価物のうちから選択された何れか一つであってもよいが、この材質で本発明を限定するものではない。また、前記第２端子プレート１３３は、主にステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金及びその等価物のうちから選択された何れか一つであってもよいが、ここでその材質を限定するものではない。
【００３３】
また、前記第２端子プレート１３３は、前記キャッププレート１５１と電気的に接続されていてもよく、よって以下で説明するケース１４０及びキャッププレート１５１は前記第２端子１３０と同じ極性（例えば、正極）を有してもよい。
【００３４】
前記ケース１４０は、電極組立体１１０と第１電極端子１２２及び第２電極端子１３２を受容する。このケース１４０には、前記電極組立体１１０が電解液と共に受容される。ここで、前記ケース１４０は、電極組立体１１０、第１端子１２０及び第２端子１３０が挿入安着できる開口部が形成された略六面体形状で形成される。図２には、前記ケース１４０とキャップ組立体１５０が結合された状態に示しているので開口部は図示されていないが、実際にはキャップ組立体１５０の縁部分が解放された部分である。また、前記ケース１４０は、アルミニウム、銅、鉄、サス（ＳＵＳ）、セラミック、ポリマー及びその等価物のうちから選択された何れか一つであってもよいが、ここでその材質を限定するものではない。さらに、前記ケース１４０は、実質的に前記電極組立体１１０の第１電極板１１１または第２電極板１１２のうち何れか一つと電気的に接続されてもよい。すなわち、前記ケース１４０は、正極または負極のうちから選択された何れか一つの極性を有してもよい。
【００３５】
前記キャップ組立体１５０は、前記ケース１４０に結合される。前記キャップ組立体１５０は、具体的に、キャッププレート１５１、シールガスケット１５２、栓１５３、安全ベント１５４、上部絶縁部材１５５及び下部絶縁部材１５６を含む。勿論、前記シールガスケット１５２、上部絶縁部材１５５及び下部絶縁部材１５６は、前記第１端子１２０及び第２端子１３０の構成要素としても考えられる。
【００３６】
前記キャッププレート１５１は、前記ケース１４０の開口を密封し、前記ケース１４０と同じ材質で形成されてもよい。例えば、前記キャッププレート１５１は、レーザ溶接方式で前記ケース１４０に結合されてもよい。ここで、前記キャッププレート１５１は、上述のように第２端子１３０と同じ極性を有してもよいので、前記キャッププレート１５１及びケース１４０は同じ極性を有することがある。
【００３７】
前記キャッププレート１５１の下面には、前記キャッププレート１５１の中央領域Ｃと前記中央領域Ｃに対する両測領域Ｂ１、Ｂ２の間に補強段差部Ｓが形成されている。一方、本発明においては前記補強段差部Ｓが前記キャッププレート１５１の下面に形成されていることを一例として説明しているが、これに限定されるものではなく、前記補強段差部Ｓが前記キャッププレート１５１の上面に形成されるか、または前記キャッププレート１５１の上面及び下面に共に形成されてもよい。なお、この補強段差部Ｓが形成される領域は、以下の実施例においても適用可能である。この補強段差部Ｓによって前記中央領域Ｃと前記両側領域Ｂ１、Ｂ２の厚さが互いに異なるように形成されている。すなわち、前記補強段差部Ｓは、前記中央領域Ｃの厚さが前記両側領域Ｂ１、Ｂ２の厚さより薄くなるように、所定の厚さｈ１分だけ相違して形成されている。このように、本発明では前記キャッププレート１５１の下面のうちクラッシュ（ｃｒｕｓｈ）などによって集中的に変形しうる領域上に補強段差部Ｓが形成されて、前記キャッププレート１５１の上面に発生の恐れがあるクラッシュ（ｃｒｕｓｈ）などによってその安定性が低下する問題点を解消することができる。ここで、前記キャッププレート１５１の中央領域Ｃ及び両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面は、平らに形成されている。以下では、前記キャッププレートの中央領域Ｃと両側領域Ｂ１、Ｂ２の図面符号を説明の便宜のために上述と同じく使用する。
【００３８】
図３に示すように、前記補強段差部Ｓ１は、前記中央領域Ｃの下面１５１ａと前記両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面１５１ｃが所定の段差を有するように形成されている。ここで、前記補強段差部Ｓ１は、前記段差の側面をなす段差側面１５１ｂが前記中央領域Ｃの下面１５１ａと前記両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面１５１ｃが垂直になるように形成されてもよい。この補強段差部Ｓ１の形状に対する多様な実施例においては、図４〜図９に対する説明部分より更に詳しく説明する。また、前記補強段差部Ｓ１は、前記キャッププレート１５１の両端部から前記中央領域Ｃ方向に５０ｍｍである地点に各々形成されている。例えば、前記キャッププレート１５１の全体長さが１７０ｍｍで有る場合に、前記補強段差部Ｓ１は前記キャッププレート１５１の両端部から５０ｍｍである地点に形成されてもよい。この際、前記中央領域Ｃにあたるキャッププレート１５１の長さは、７０ｍｍ程度になり得る。また、前記両側領域Ｂ１、Ｂ２は、前記キャッププレート１５１の長さに対して２０％〜３０％の長さを有するように形成される。この際、前記キャッププレート１５１の中央領域Ｃの厚さは、約０．８５ｍｍであって、両側領域の厚さは約３．０ｍｍであってもよい。
【００３９】
前記キャッププレート１５１の両側領域Ｂ１、Ｂ２には、第１電極端子１２２及び第２電極端子１３２が貫通結合されている。
【００４０】
このように、本発明においては前記キャッププレート１５１の下面に補強段差部Ｓを形成して外力によって変形されやすいキャッププレート１５１の中央領域Ｃと両測領域Ｂ１、Ｂ２との厚さを異なるように形成することで、キャッププレート１５１の強度を向上することができる。
【００４１】
前記シールガスケット１５２は、絶縁性材質であって第１電極端子１２２及び第２電極端子１３２の各々とキャッププレート１５１との間に形成されて、第１電極端子１２２及び第２電極端子１３２の各々とキャッププレート１５１との間を密封する。このシールガスケット１５２は、外部の水分が二次電池１００の内部へ浸透することができないようにするか、または二次電池１００の内部に収容されている電解液が外部へ流出されることができないようにする。
【００４２】
前記栓１５３は前記キャッププレート１５１の電解液注入口を密封し、前記安全ベント１５４はキャッププレート１５１のベント孔に取り付けられて、設定された圧力にて解放できるようにノッチ１５４ａが形成されてもよい。
【００４３】
前記上部絶縁部材１５５は、第１端子プレート１２３及び第２端子プレート１３３の各々とキャッププレート１５１との間に形成される。また、前記上部絶縁部材１５５は、前記キャッププレート１５１と密着される。さらに、前記上部絶縁部材１５５は、シールガスケット１５２にも密着されることがある。この上部絶縁部材１５５は、第１端子プレート１２３及び第２端子プレート１３３の各々とキャッププレート１５１とを絶縁する。
【００４４】
前記下部絶縁部材１５６は、第１集電板１２１及び第２集電板１３１の各々とキャッププレート１５１との間に形成されて、不要な電気的短絡の発生を防止する。すなわち、前記下部絶縁部材１５６は、第１集電板１２１とキャッププレート１５１との間の短絡、そして前記第２集電板１３１とキャッププレート１５１との間の短絡を防止する。さらに、この下部絶縁部材１５６は、第１電極端子１２２と第２電極端子１３２の各々とキャッププレート１５１との間においても形成されることで、第１電極端子１２２と第２電極端子１３２の各々と前記キャッププレート１５１との間の不要な短絡の発生も防止する。
【００４５】
以上で説明したように、本発明の一実施例による二次電池は、外力に対する変形を減少して製品の安定性を向上することができる。
【００４６】
図４は、本発明の他の実施例による二次電池のうち、図３のＡ領域を拡大示した断面図である。
【００４７】
図４に示すように、補強段差部Ｓ２は、キャッププレート２５１の中央領域Ｃの下面２５１ａと両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面２５１ｃが一定した段差を有するように形成され、前記段差の側面をなす段差側面２５１ｂが傾斜するように形成されている。すなわち、前記補強段差部Ｓ２をなす中央領域Ｃの下面２５１ａ及び両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面２５１ｃは平らに形成されて、前記中央領域Ｃの下面２５１ａと両測領域Ｂ１、Ｂ２の下面２５１ｃを接続する段差側面２５１ｂが傾斜するように形成されている。ここで、前記段差側面２５１ｂの傾斜方向は、前記中央領域Ｃの方向であってもよく、前記中央領域Ｃの両側方向であってもよい。勿論、前記中央領域Ｃと両側領域Ｂ１、Ｂ２の厚さの差ｈ２は、図２〜図３に示した所定の厚さｈ１と同じく形成される。
【００４８】
図５は、本発明のさらに他の実施例による二次電池の中、図３のＡ領域を拡大示した断面図である。
【００４９】
図５に示すように、補強段差部Ｓ３は、キャッププレート３５１の中央領域Ｃの下面３５１ａと前記両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面３５１ｅが階段形状になるように形成されている。すなわち、前記補強段差部Ｓ３は、前記中央領域Ｃの下面３５１ａと両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面３５１ｅとの間に段差側面が２段の段差側面３５１ｂ、３５１ｄとその間の段差平面３５１ｃで構成された階段形状に形成されている。本発明においては前記階段形状を２段に限定するものではなく、２段以上の多段に形成されてもよい。勿論、前記中央領域Ｃと両側領域Ｂ１、Ｂ２の厚さの差である前記２段の厚さｈ３ａ、ｈ３ｂの和は、図２〜図３に示した所定の厚さｈ１と同じく形成される。
【００５０】
図６は、本発明のさらに他の実施例による二次電池の中、図３のＡ領域を拡大示した断面図である。
【００５１】
図６に示すように、補強段差部Ｓ４は、キャッププレート４５１の中央領域Ｃの下面４５１ａと接する部分がラウンド形状を有するように形成されている。すなわち、前記補強段差部Ｓ４は、前記中央領域Ｃの下面４５１ａと両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面４５１ｃとの間に段差側面４５１ｂの上部領域がラウンド形状、すなわち“（”または“）”状となるように形成されてもよい。勿論、前記中央領域Ｃと両側領域Ｂ１、Ｂ２の厚さの差である前記段差側面４５１ｂの厚さｈ４は、図２〜図３に示した所定の厚さｈ１と同じく形成される。
【００５２】
図７は、本発明のさらに他の実施例による二次電池の中、図３のＡ領域を拡大示した断面図である。
【００５３】
図７を参照すると、補強段差部Ｓ５は、図６に示すように、キャッププレート５５１の中央領域Ｃの下面５５１ａと接する部分がラウンド形状を有するように形成されていて、さらに前記両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面５５１ｅと接する部分がラウンド形状を有するように形成されている。すなわち、前記補強段差部Ｓ５は、前記中央領域Ｃの下面５５１ａと両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面５５１ｅの間に段差側面が５５１ｃの上部領域５５１ｂ及び下部領域５５１ｄがラウンド形状、すなわち“（”または“）”状に形成されてもよい。勿論、前記中央領域Ｃと両側領域Ｂ１、Ｂ２の厚さの差である前記段差側面の厚さｈ５は、図２〜図３に示した所定の厚さｈ１と同じく形成される。
【００５４】
図８は、本発明のさらに他の実施例による二次電池の中、キャッププレートの下面の構造を示す斜視図である。
【００５５】
図８に示すように、補強段差部Ｓ６は、キャッププレート６５１の下面を上方から見る場合、その中心が前記キャッププレート６５１の中央領域Ｃの下面６５１ａに位置する弧状に形成されている。すなわち、前記補強段差部Ｓ６は、前記キャッププレート６５１の下面における前記中央領域Ｃの下面６５１ａと両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面６５１ｃとの間の段差側面６５１ｂが弧状、すなわち“（”および“）”状になるように形成されてもよい。勿論、前記中央領域Ｃと両側領域Ｂ１、Ｂ２の厚さの差である前記段差側面６５１ｂの厚さｈ６は、図２〜図３に示した所定の厚さｈ１と同じく形成される。
【００５６】
図９は、本発明のさらに他の実施例による二次電池の中、キャッププレートの下面の構造を示す斜視図である。
【００５７】
図９に示すように、補強段差部Ｓ７は、キャッププレート７５１の下面を上方から見る場合、その中心が前記キャッププレート７５１の両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面７５１ｃに位置する弧状に形成されている。すなわち、前記補強段差部Ｓ７は、前記キャッププレート７５１の下面においての前記中央領域Ｃの下面７５１ａと両側領域Ｂ１、Ｂ２の下面７５１ｃとの間の段差側面７５１ｂが弧状、すなわち“）”および“（”状になるように形成されてもよい。勿論、前記中央領域Ｃと両側領域Ｂ１、Ｂ２の厚さの差である前記段差側面７５１ｂの厚さｈ７は、図２〜図３に示した所定の厚さｈ１と同じく形成される。
【００５８】
以上で説明したように、上述の本発明の実施例による二次電池は、キャッププレートの中央領域の厚さが外力が中点的に作用する両側領域の厚さより薄くなるように補強段差部の形状を多様に形成して強度を向上すると共に、製品の重さを減少することができる。
【００５９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６０】
１００：二次電池
１１０：電極組立体
１２０：第１端子
１２１：第１集電板
１２２：第１電極端子
１２３：第１端子プレート
１３０：第２端子
１３１：第２集電板
１３２：第２電極端子
１３３：第２端子プレート
１４０：ケース
１５０：キャップ組立体
１５１：キャッププレート
Ｂ１、Ｂ２：両側領域
Ｃ：中央領域
Ｓ、Ｓ１〜Ｓ７：補強段差部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極板、第２電極板、及び前記第１電極板と前記第２電極板との間に介在されたセパレーターを含む電極組立体と、
前記第１電極板及び前記第２電極板にそれぞれ電気的に接続される第１集電板及び第２集電板と、
前記電極組立体と前記第１集電板及び第２集電板とを受容するケースと、
前記電極組立体、ケース及び集電板を密封するように前記ケースを塞ぐキャッププレートと、を含み、
前記キャッププレートには、前記キャッププレートの中央領域と前記中央領域に対する両側領域との厚さが互いに異なって形成されるように補強段差部が形成されていることを特徴とする二次電池。
【請求項２】
前記補強段差部は、前記キャッププレートの下面に形成されてい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】
前記補強段差部は、前記中央領域と前記両側領域との間に形成されてい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】
前記補強段差部は、前記中央領域の厚さが前記両側領域の厚さより薄くなるように形成されてい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】
前記補強段差部は、前記キャッププレートの両端部から前記中央領域方向に５０ｍｍである位置に各々形成されていることを特徴とする請求項４に記載の二次電池。
【請求項６】
前記両側領域は、前記キャッププレートの長さに対して２０％〜３０％の長さを有することを特徴とする請求項４に記載の二次電池。
【請求項７】
前記補強段差部は、前記中央領域の下面と前記両側領域の下面とが所定の段差を有するように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の二次電池。
【請求項８】
前記補強段差部は、前記段差の側面をなす段差側面が前記キャッププレートの下面と垂直になるように形成されることを特徴とする請求項７に記載の二次電池。
【請求項９】
前記補強段差部は、前記段差の側面をなす段差側面が前記キャッププレートの下面に対して傾斜するように形成されることを特徴とする請求項７に記載の二次電池。
【請求項１０】
前記補強段差部は、前記段差の側面をなす段差側面の上部領域がラウンド形状を有するように形成されることを特徴とする請求項７に記載の二次電池。
【請求項１１】
前記補強段差部は、前記段差の側面をなす段差側面の下部領域がラウンド形状を有するように形成されることを特徴とする請求項１０に記載の二次電池。
【請求項１２】
前記補強段差部は、前記段差の側面をなす段差側面が階段形状に形成されることを特徴とする請求項７に記載の二次電池。
【請求項１３】
前記補強段差部は、前記キャッププレートの下面を上方から見る場合、その中心が前記中央領域の下面に位置する弧状に形成されることを特徴とする請求項７に記載の二次電池。
【請求項１４】
前記補強段差部は、前記キャッププレートの下面を上方から見る場合、その中心が前記両側領域の下面に位置する弧状に形成されることを特徴とする請求項７に記載の二次電池。
【請求項１５】
前記第１集電板及び第２集電板にそれぞれ電気的に接続され、前記キャッププレートを貫通する第１電極端子及び第２電極端子を更に含み、
前記第１電極端子及び第２電極端子は、前記キャッププレートの両側領域に貫通結合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１６】
前記キャッププレートの中央領域及び両側領域の下面は、平らに形成されていることを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
【請求項１７】
前記補強段差部は、前記キャッププレートの上面、または前記キャッププレートの上面及び下面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項１】
第１電極板、第２電極板、及び前記第１電極板と前記第２電極板との間に介在されたセパレーターを含む電極組立体と、
前記第１電極板及び前記第２電極板にそれぞれ電気的に接続される第１集電板及び第２集電板と、
前記電極組立体と前記第１集電板及び第２集電板とを受容するケースと、
前記電極組立体、ケース及び集電板を密封するように前記ケースを塞ぐキャッププレートと、を含み、
前記キャッププレートには、前記キャッププレートの中央領域と前記中央領域に対する両側領域との厚さが互いに異なって形成されるように補強段差部が形成されていることを特徴とする二次電池。
【請求項２】
前記補強段差部は、前記キャッププレートの下面に形成されてい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】
前記補強段差部は、前記中央領域と前記両側領域との間に形成されてい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】
前記補強段差部は、前記中央領域の厚さが前記両側領域の厚さより薄くなるように形成されてい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】
前記補強段差部は、前記キャッププレートの両端部から前記中央領域方向に５０ｍｍである位置に各々形成されていることを特徴とする請求項４に記載の二次電池。
【請求項６】
前記両側領域は、前記キャッププレートの長さに対して２０％〜３０％の長さを有することを特徴とする請求項４に記載の二次電池。
【請求項７】
前記補強段差部は、前記中央領域の下面と前記両側領域の下面とが所定の段差を有するように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の二次電池。
【請求項８】
前記補強段差部は、前記段差の側面をなす段差側面が前記キャッププレートの下面と垂直になるように形成されることを特徴とする請求項７に記載の二次電池。
【請求項９】
前記補強段差部は、前記段差の側面をなす段差側面が前記キャッププレートの下面に対して傾斜するように形成されることを特徴とする請求項７に記載の二次電池。
【請求項１０】
前記補強段差部は、前記段差の側面をなす段差側面の上部領域がラウンド形状を有するように形成されることを特徴とする請求項７に記載の二次電池。
【請求項１１】
前記補強段差部は、前記段差の側面をなす段差側面の下部領域がラウンド形状を有するように形成されることを特徴とする請求項１０に記載の二次電池。
【請求項１２】
前記補強段差部は、前記段差の側面をなす段差側面が階段形状に形成されることを特徴とする請求項７に記載の二次電池。
【請求項１３】
前記補強段差部は、前記キャッププレートの下面を上方から見る場合、その中心が前記中央領域の下面に位置する弧状に形成されることを特徴とする請求項７に記載の二次電池。
【請求項１４】
前記補強段差部は、前記キャッププレートの下面を上方から見る場合、その中心が前記両側領域の下面に位置する弧状に形成されることを特徴とする請求項７に記載の二次電池。
【請求項１５】
前記第１集電板及び第２集電板にそれぞれ電気的に接続され、前記キャッププレートを貫通する第１電極端子及び第２電極端子を更に含み、
前記第１電極端子及び第２電極端子は、前記キャッププレートの両側領域に貫通結合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１６】
前記キャッププレートの中央領域及び両側領域の下面は、平らに形成されていることを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
【請求項１７】
前記補強段差部は、前記キャッププレートの上面、または前記キャッププレートの上面及び下面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１６９２５２（Ｐ２０１２−１６９２５２Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０７０７４（Ｐ２０１１−２０７０７４）
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（５０９１３９５９７）エス・ビー リモーティブ 株式会社 (130)
【氏名又は名称原語表記】ＳＢ Ｌｉｍｏｔｉｖｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（５０９１３９５９７）エス・ビー リモーティブ 株式会社 (130)
【氏名又は名称原語表記】ＳＢ Ｌｉｍｏｔｉｖｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【Ｆターム（参考）】
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