二次電池
【課題】二次電池に過電流が発生してヒューズ部が溶融または破断するときに形成されるヒューズ部の破断面が、電気的に連結しない程度の距離を維持することができる構造を含む二次電池を提供する。
【解決手段】弾性部材ケース、ケースに収容される電極組立体、電極組立体に電気的に連結する集電部材、集電部材に位置するヒューズ部、およびヒューズ部に隣接するように設置され、ヒューズ部に弾性力を提供する弾性部材を含む。また、ヒューズ部は、集電部材の狭い領域を構成し、未作動状態から作動状態になるときに変形し、弾性部材は、前記ヒューズ部の未作動状態で第１状態を有し、ヒューズ部の作動状態で前記第１状態とは異なる第２状態を有する。
【解決手段】弾性部材ケース、ケースに収容される電極組立体、電極組立体に電気的に連結する集電部材、集電部材に位置するヒューズ部、およびヒューズ部に隣接するように設置され、ヒューズ部に弾性力を提供する弾性部材を含む。また、ヒューズ部は、集電部材の狭い領域を構成し、未作動状態から作動状態になるときに変形し、弾性部材は、前記ヒューズ部の未作動状態で第１状態を有し、ヒューズ部の作動状態で前記第１状態とは異なる第２状態を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は二次電池に関し、より詳細には、二次電池に過電流が発生するとき、二次電池の爆発などの危険を減少させることができる構造を含む二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池（ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ ｂａｔｔｅｒｙ）は、充電が不可能な一次電池とは異なり、充電および放電が可能な電池である。低容量の二次電池は携帯電話機やノートパソコンおよびビデオカメラのように携帯が可能な小型電子機器に用いられ、大容量の電池はハイブリッド自動車などのモータ駆動用電源または大容量の電力貯蔵装置に用いられている。
【０００３】
最近では、高エネルギー密度の非水電解液を利用した高出力二次電池が開発されているが、前記高出力二次電池は大電力を必要とする機器、例えば、電気自動車などのモータ駆動に用いられるように、複数の二次電池を直列に連結して大容量の電池モジュールで構成される。このような二次電池は、円筒型や角型などで形成される。
【０００４】
また、二次電池に過電流が発生して二次電池が爆発することを防ぐために、二次電池にはヒューズ部が含まれた安全装置が設置されることがある。
【０００５】
ただし、二次電池に発生する過電流などにより、ヒューズ部が部分的に溶融または破断するという問題が発生することがある。
【０００６】
したがって、ヒューズ部の破断面間が、電気が遮断されない程度に近ければ、アーク発生などの異常現象が起こることがある。
【０００７】
また、ヒューズ部の破断面は部分的に破断しないことがあるが、これによって過電流が二次電池内部に流れる恐れがあり、二次電池が爆発する場合があるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明はこのような問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の一側面は、二次電池に過電流が発生してヒューズ部が溶融または破断するときに形成されるヒューズ部の破断面が、電気的に連結しない程度の距離を維持することができる構造を含む二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る二次電池は、弾性部材ケース、ケースに収容される電極組立体、電極組立体に電気的に連結する集電部材、集電部材に位置するヒューズ部、およびヒューズ部に隣接するように設置され、ヒューズ部に弾性力を提供する弾性部材を含む。
【００１０】
また、弾性部材は弾性プレートであってもよい。
【００１１】
また、ヒューズ部は、集電部材の狭い領域を構成し、未作動状態から作動状態になるときに変形してもよく、弾性部材はヒューズ部の未作動状態で第１状態を有し、ヒューズ部の作動状態で第１状態とは異なる第２状態を有してもよい。
【００１２】
また、弾性部材は作動状態で進行し、ヒューズ部が破断または溶融するときに第２状態を有してもよい。
【００１３】
また、第１状態で弾性部材はヒューズ部と連結してもよい。
【００１４】
また、第１状態で弾性部材は圧縮した形状を有してもよく、第２状態で弾性部材は伸びた形状を有してもよい。
【００１５】
また、ヒューズ部は、集電部材の狭い領域に設置されるヒューズホールを含んでもよく、第２状態で弾性部材は、作動状態を維持するためにヒューズホールと相互作用してもよい。
【００１６】
また、ヒューズ部はヒューズホールを含んでもよく、弾性部材は少なくとも第１状態でヒューズホールに位置してもよい。
【００１７】
また、第１状態で弾性部材は第１予定角度に曲げられており、第２状態で弾性部材は第１予定角度よりも大きい第２予定角度に曲げられてもよい。
【００１８】
また、第１状態で弾性部材の側面終端は第１距離だけ離隔していてもよく、第２状態で弾性部材の側面終端は第１距離よりも長い第２距離だけ離隔していてもよい。
【００１９】
また、ヒューズ部はヒューズホールを含んでもよく、弾性部材は第１状態および第２状態でヒューズ部から離隔していてもよい。
【００２０】
また、第１状態で弾性部材は第１予定角度に曲げられてもよく、第２状態で弾性部材は第１予定角度よりも小さい第２予定角度に曲げられてもよい。
【００２１】
また、第１状態で弾性部材の側面終端は第１距離だけ離隔していてもよく、第２状態で弾性部材の側面終端は第１距離よりも短い第２距離だけ離隔していてもよい。
【００２２】
また、集電部材は、電極結合部、電極結合部から曲げられた端子結合部、および電極結合部または端子結合部のうちの１つに位置するヒューズ部を含んでもよく、ヒューズ部はヒューズホールを含んでもよい。
【００２３】
また、集電部材と結合する絶縁部材をさらに含んでもよく、ヒューズ部は前記集電部材の端子結合部に位置してもよく、弾性部材は少なくとも第１状態でヒューズホールに位置し、少なくとも第１状態で端子結合部によって囲まれてもよい。
【００２４】
また、ヒューズ部は集電部材の端子結合部に位置してもよく、端子結合部はヒューズホールの周囲縁に支持突起を含んでもよく、弾性部材は第１状態および第２状態で前記支持突起と隣接していてもよい。
【００２５】
また、ヒューズ部は集電部材の電極結合部に位置し、弾性部材は第１方向で弾性本体から延長する第１弾性枝および第１方向とは異なる方向の第２方向で弾性本体から延長する第２弾性枝を含んでもよく、第１状態および第２状態で第１弾性枝および第２弾性枝はヒューズホールを貫通して延長してもよい。
【００２６】
また、ヒューズホールに隣接した部分に位置した弾性支持突起を含む絶縁部材、および前記ヒューズホールに位置する固定部材をさらに含んでもよく、ヒューズ部は集電部材の電極結合部に位置してもよく、第１状態および第２状態で弾性部材はヒューズホールに位置してもよく、弾性部材は固定部材と前記弾性支持突起の間に位置してもよい。
【００２７】
また、集電部材と前記電極組立体の間に位置して弾性部材を支持する絶縁部材をさらに含んでもよい。
【００２８】
また、ヒューズ部は集電部材の端子結合部に位置してヒューズホールを含んでもよく、絶縁部材のヒューズホール結合突起はヒューズホールに位置してもよく、弾性部材は絶縁部材の結合ホールに位置し、端子結合部と絶縁部材の間に位置してもよい。
【発明の効果】
【００２９】
このように、本発明の一側面によれば、過電流によって破断したヒューズ部の破断面間の距離を、アーク（ａｒｃ）などの異常現象が発生しない程度に十分に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る二次電池を示す斜視図である。
【図２】図１でＩＩ−ＩＩ線に沿って切断した断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る二次電池の部分分解斜視図である。
【図４】図３でＩＶ−ＩＶ線に沿って切断した断面図である。
【図５Ａ】本発明の第１実施形態に係る弾性部材の他の変形例を示す斜視図である。
【図５Ｂ】本発明の第１実施形態に係る弾性部材の他の変形例を示す斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態の他の変形例に係る部分分解斜視図である。
【図７】図６でＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って切断した断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る二次電池の部分分解斜視図である。
【図９】図８でＩＸ−ＩＸ線に沿って切断した断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る二次電池の部分分解斜視図である。
【図１１】図１０でＸＩ−ＸＩ線に沿って切断した断面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る二次電池の部分分解斜視図である。
【図１３】図１２でＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿って切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように、本発明の実施形態を詳しく説明する。しかし、本発明は多様に相違した形態で実現することができ、以下で説明する実施形態に限定されることはない。
【００３２】
図面において、説明の明確化のために、層または領域の値数は誇張して示されている。１つの層または要素が他の層または基材の「上に」あるということは、直接上にあるか、その間にさらに他の層を介在しているものと理解することができる。また、１つの層が他の層の「下に」あるということは、直接下にあるか、その間にさらに１つ以上の他の層を介在しているものと理解することができる。さらに、１つの層が２つの層の「間に」あるということは、その１つの層が２つの層の間の唯一の層であるか、その間にさらに１つ以上の他の層が介在しているものと理解することができる。なお、本明細書および図面において、同一の符号は同一の構成要素を示す。
【００３３】
図１は、本発明の第１実施形態に係る二次電池を示した斜視図である。図２は、図１でＩＩ−ＩＩ線に沿って切断した断面図である。
【００３４】
図１および図２を参照しながら説明すれば、本実施形態に係る二次電池１００は、第１電極１１と第２電極１２の間にセパレータ１３を介在して巻き取られて形成された複数の電極組立体１０、電極組立体１０が内蔵されるケース２６、電極組立体１０と第１電極集電部材５０または第２電極集電部材７０に電気的に連結する第１端子部３０と第２端子部４０、ケース２６に形成された開口に結合するキャッププレート２０、ケース２６内に設置される第１および第２絶縁部材６０、８０、および第１電極集電部材５０に形成されたヒューズ部に結合する弾性部材９０を含んでもよい。
【００３５】
本実施形態に係る二次電池１００はリチウムイオン二次電池であって、角型であるものを例示して説明する。ただし、本発明がこれに制限されるものではなく、本発明は円筒型電池やリチウムポリマー電池などの電池に適用されてもよい。
【００３６】
また、第１電極１１は負極で第２電極１２は正極で構成されてもよいが、これとは反対に、第１電極１１は正極で第２電極１２は負極で構成されてもよい。
【００３７】
電極組立体１０は、第１電極１１と第２電極１２およびセパレータ１３を共に巻き取ることによってゼリーロール形態で構成されてもよい。第１電極１１と第２電極１２はそれぞれ、薄板の金属箔で形成される集電体と、それぞれの集電体の表面にコーティングされる活物質とを含んでもよい。また、第１電極１１と第２電極１２は、集電体に活物質がコーティングされるコーティング部と、集電体に活物質がコーティングされない第１電極無地部１１ａおよび第２電極無地部１２ａとに区画されてもよい。コーティング部は電極組立体１０で第１電極１１と第２電極１２の大部分を形成し、第１電極および第２電極無地部１１ａ、１２ａはゼリーロール状態でコーティング部の両側にそれぞれ配置されてもよい。
【００３８】
ただし、本発明がこれに制限されるものではなく、前記電極組立体１０は、複数のシート（ｓｈｅｅｔ）で形成された第１電極１１と第２電極１２がセパレータ１３を間において積層された構造で構成されてもよい。
【００３９】
このような電極組立体１０の第１電極無地部１１ａには第１端子部３０が第１電極集電部材５０を媒介として電気的に連結してもよく、第２電極無地部１２ａには第２端子部４０が第２電極集電部材７０を媒介として電気的に連結してもよい。したがって、第１端子部３０は第１電極端子を含んでもよく、第２端子部４０は第２電極端子を含んでもよい。
【００４０】
また、第１および第２端子部３０、４０はキャッププレート２０の反対側終端に位置し、キャッププレート２０を貫通して二次電池１００の外部に露出するように設置されてもよい。
【００４１】
ケース２６はほぼ直六面体形状に形成され、一面には開放された開口が形成される。また、キャッププレート２０は、ケース２６の開放された開口の部分に位置し、ケース２６内部に電極組立体１０を収容する。
【００４２】
ただし、本発明がこれに制限されるものではなく、ケース２６は円筒型やポーチ型などの多様な形態で構成されてもよい。
【００４３】
キャッププレート２０は薄い板材で形成され、ケース２６の開口に結合して開口を密閉してもよい。また、キャッププレート２０には、密閉されたケース２６の内部に電解液を注入する電解液注入口２１が形成され、電解液注入口２１は電解液注入後に密封キャップ２２によって密封されてもよい。さらに、キャッププレート２０には、密閉されたケース２６の内部圧力が設定された圧力以上であるときに破断するベントプレート２４が設置されるベントホール２３が形成されてもよい。
【００４４】
第１および第２端子部３０、４０は、第１および第２リベット３１、４１、第１および第２端子プレート３２、４２、第１および第２端子プレート３２、４２とキャッププレート２０の間に設置される第１端子絶縁部材３３、導電性の連結部材４３、および第１および第２ガスケット３４、４４を含んでもよい。ここで、第１および第２リベット３１、４１は、第１および第２柱部３１ａ、４１ａおよび第１および第２フランジ部３１ｂ、４１ｂを含んでもよい。
【００４５】
本実施形態によれば、キャッププレート２０は、導電性の連結部材４３によって第２端子部４０と電気的に連結するため、負極または正極の極性を有することが可能となる。
【００４６】
また、第１および第２電極集電部材５０、７０は、第１および第２電極１１、１２に結合する第１および第２電極結合部５１、７１と、第１および第２端子部３０、４０と結合する第１および第２端子結合部５２、７２とを含む。
【００４７】
また、第１電極集電部材５０には、弾性を有する物質で形成される弾性部材９０が結合してもよい。
【００４８】
ここで、本実施形態に係る第１および第２端子部３０、４０の構造、第１および第２電極集電部材５０、７０と第１および第２絶縁部材６０、８０の構造は同じであるため、以下では第２端子部４０、第２電極集電部材７０と第２絶縁部材８０についての説明は省略する。
【００４９】
ただし、本実施形態に係る第１端子部３０は、プレートタイプの端子ではなく、円柱形状で形成された端子（図示せず）を含んでもよい。
【００５０】
また、キャッププレート２０と第２リベット４１の間には、導電性の連結部材４３の代わりに絶縁性の絶縁部材が設置されることも可能である。したがって、キャッププレート２０は、第２端子部４０と電気的に連結しなくてもよい。
【００５１】
図３は、本発明の第１実施形態に係る二次電池の部分分解斜視図である。図４は、図３でＩＶ−ＩＶ線に沿って切断した断面図である。
【００５２】
図３および図４を参照すれば、本実施形態に係る第１リベット３１は、柱部３１ａ、リベットフランジ部３１ｂ、およびリベットフランジ部３１ｂに形成される突起３１ｃを含んでもよい。
【００５３】
また、本実施形態に係る第１ガスケット３４は、貫通ホールが形成された本体３４ａおよびガスケットフランジ部３４ｂを含んでもよい。
【００５４】
また、本実施形態に係る第１絶縁部材６０は、本体６１、結合溝６２、第１リベット３１が貫通する貫通ホール６３、およびキャッププレート２０に形成された複数の突起溝２５に固定される少なくとも１つの固定突起６４を含んでもよい。
【００５５】
また、第１電極集電部材５０は、第１電極１１に結合する第１電極結合部５１、および第１電極結合部から延長して折り曲げられて形成される第１端子結合部５２を含んでもよい。ここで、第１端子結合部５２には、ヒューズ部５３とリベット結合溝５４が形成されてもよく、第１電極結合部５１とほぼ垂直に形成されてもよい。
【００５６】
したがって、図４に示すように、第１ガスケット３４は、第１絶縁部材６０の結合溝６２に挿入され、第１リベット３１の柱部３１ａは、第１ガスケット３４の貫通ホールが形成された本体３４ａおよび第１絶縁部材６０の貫通ホール６３を貫通して第１絶縁部材６０の結合溝６２に挿入されてもよい。
【００５７】
ここで、第１電極集電部材５０は、第１絶縁部材６０の結合溝６２に挿入され、第１リベット３１に形成された突起３１ｃは、第１電極集電部材５０のリベット結合溝５４に挿入されてもよい。このとき、突起３１ｃは、リベット結合溝５４に締まりばめによって結合されるか、または挿入後に溶接によって固定されてもよい。
【００５８】
また、第１電極集電部材５０の第１端子結合部５２には、二次電池１００に過電流が発生したときに溶融または破断するヒューズ部５３が形成されてもよい。
【００５９】
ここで、本実施形態に係るヒューズ部５３には、ヒューズホール５３ａが形成されてもよい。例えば、ヒューズホール５３ａは、ヒューズ部５３の中央部分に形成されることが可能である。したがって、ヒューズ部５３が形成された部分は、ヒューズ部５３が形成されていない第１端子結合部５２の他の部分に比べて断面積が小さい。
【００６０】
ヒューズ部５３は、二次電池１００の一般的な状態での未作動状態と、ヒューズ部の破断や溶融のような状態での作動状態とを維持する。
【００６１】
したがって、密閉されたケース２６の内部圧力が設定圧力またはそれ以上になるとき、ヒューズ部５３は未作動状態から作動状態に変化するようになる。
【００６２】
また、本実施形態によれば、ヒューズホール５３ａを含むヒューズ部５３は、第１端子結合部５２に形成されてもよい。したがって、ヒューズ部が形成される第１端子結合部５２の部分は、ヒューズ部５３が形成されていない部分の断面積よりも小さい断面積を有するようになる。
【００６３】
また、ヒューズ部５３は、第１集電部材５０の第１端子結合部５２の狭い領域を構成してもよい。ヒューズホール５３ａは、第１集電部材５０の狭い領域により、少なくとも部分的に規定されてもよい。ヒューズ部５３は、ヒューズホール５３ａを囲むことが可能である。ヒューズホール５３ａの長さは、ヒューズホール５３ａの幅よりも大きくてもよい。例えば、ヒューズホール５３ａは、第１集電部材５０を横切る四角形状であってもよい。
【００６４】
その結果、二次電池１００に過電流が発生してヒューズ部５３が未作動状態から作動状態に変われば、第１端子結合部５２の他の部分に比べて断面積が小さいヒューズ部５３は、過電流によって溶融または破断し、ヒューズ部５３の作動状態によって二次電池１００で電流の流れが遮断されるようになる。
【００６５】
本実施形態によれば、弾性を有する物質で形成された弾性部材９０がヒューズ部５３に設置され、ヒューズ部５３に弾性力を作用してもよい。
【００６６】
以下、本実施形態に係る弾性部材９０がヒューズ部５３に設置されて弾性力を作用させることに関してより詳細に説明する。
【００６７】
ここで、本実施形態に係る弾性部材９０は、一定の厚さを有して弾性物質で形成された板材（例：弾性プレート）の中心の部分を一定の角度に折り曲げて形成されてもよい。
【００６８】
また、弾性部材９０は、少なくとも２つの状態を有してもよい。例えば、弾性部材９０は、第１状態と第２状態を有してもよい。弾性部材９０は、ヒューズ部５３が未作動状態のときには第１状態を有してもよく、ヒューズ部５３が作動状態のときには第２状態を有してもよい。
【００６９】
本実施形態によれば、弾性部材９０の両側終端部分が、ヒューズホール５３ａの互いに対向する表面と接触してもよい。例えば、ヒューズ部５３が未作動状態のときに、第１状態で弾性部材９０の下部の部分はヒューズホール５３ａに位置してもよい。
【００７０】
また、弾性部材９０の中心の部分は、第１絶縁部材６０に形成された弾性部材結合溝６５に挿入されてもよい。
【００７１】
また、第１絶縁部材６０の弾性部材結合溝６５とヒューズホール５３ａは、ほぼ完全に重なってもよい。弾性部材結合溝６５の領域はヒューズホール５３ａの領域と対応してもよく、弾性部材結合溝６５は弾性部材９０の中央部分を収容するために形成されてもよい。
【００７２】
したがって、本実施形態のように、弾性部材９０がヒューズホール５３ａに挿入されれば、未作動状態でヒューズホール５３ａの外郭方向（図４の矢印方向）に弾性部材９０の弾性力が作用する。
【００７３】
ここで、二次電池１００に過電流が発生してヒューズ部５３が部分的に溶融または部分的に破断する場合も、ヒューズ部５３の破断面間が極めて近い場合には、破断面間にアーク（ａｒｃ）が発生するなどの異常現象が発生することがある。
【００７４】
したがって、本実施形態に係る弾性部材９０によれば、ヒューズ部５３の破断面間の距離が、アーク（ａｒｃ）などの異常現象が発生しない程度に十分に維持されることが可能となる。
【００７５】
すなわち、弾性部材９０がヒューズホール５３ａに挿入される前の形状に復元（図４の破線で表示された弾性部材９０を参照）し、第１状態から第２状態になる。
【００７６】
より詳細には、第１状態で弾性部材９０の圧縮した状態を有してもよく、第２状態で弾性部材は伸びた形状（例：非圧縮した形状）を有してもよい。
【００７７】
例えば、第１状態で弾性部材９０は第１予定角度に曲げられていてもよく、第２状態で弾性部材９０は第２予定角度に曲げられていてもよい。第２状態で、弾性部材９０の第２予定角度は、第１予定角度よりもさらに大きくてもよい。
【００７８】
また、第１状態で、弾性部材９０の側面終端は第１距離だけ離隔していてもよい。すなわち、弾性部材９０の側面終端は、ヒューズホール５３ａ内またはヒューズホール５３ａ下から第１距離だけ離隔していてもよい。
【００７９】
また、第２状態で、弾性部材９０の側面終端は第２距離だけ離隔していてもよい。すなわち、弾性部材９０の側面終端は、ヒューズホール５３ａから近接した領域から第２距離だけ離隔していてもよい。ここで、第２距離は、第１距離よりも大きくてもよい。
【００８０】
その結果、弾性部材９０の状態が変わることによって弾性部材９０の弾性力がヒューズホールの外郭方向（図４の矢印方向）に作用するようになるため、破断面が電気的に連結しない程度の距離が維持されるようになる。
【００８１】
その結果、本実施形態によれば、第１電極集電部材５０の剛性またはヒューズ部５３の断面積の大きさに制限を受けることなく、ヒューズ部５３に形成されるヒューズホール５３ａの大きさを自由に設計することが可能であるため、ヒューズ部５３の設計自由度を高めることが可能となる。
【００８２】
ただし、本実施形態では、ヒューズホール５３ａが形成されたヒューズ部５３が第１電極集電部材５０に形成されるものと説明したが、ヒューズホールが形成されたヒューズ部は第２電極集電部材７０に形成されることも可能である。このとき、第２電極集電部材７０のヒューズ部には、本実施形態に係る弾性部材９０と同じ構造を有する弾性部材が結合してもよい。
【００８３】
また、本発明は、弾性部材９０がヒューズホール５３ａに挿入されることに限定されることはない。例えば、弾性部材９０は、ヒューズホール５３ａをヒューズ部５３の他の部分に接触するように設置し、ヒューズ部５３に弾性力を作用することも可能である。
【００８４】
図５Ａおよび図５Ｂは、本発明の第１実施形態に係る弾性部材の他の変形例を示す斜視図である。
【００８５】
図５Ａおよび図５Ｂを参照しながら説明すれば、本実施形態に係る弾性部材９１、９２は、中空部が形成された円筒形状であってもよい。
【００８６】
したがって、また、本実施形態によれば、弾性部材９１は、図３に示すように、ヒューズホール５３ａに挿入されることが可能である。例えば、第１状態でヒューズ部５３が未作動状態のときには弾性部材９１は圧縮した形状を有してもよく、第２状態でヒューズ部５３が作動状態のときには弾性部材９１は伸びた形状であってもよい。弾性部材９１の伸びた形状は、図５Ａに示す円筒形状であってもよい。
【００８７】
また、図５Ｂによれば、弾性部材９２は、中空部が形成された円筒形状の弾性部材９１が半分に切断された形状であってもよい。したがって、本実施形態によれば、弾性部材９２は、図３に示すように、ヒューズホール５３ａに挿入されることが可能である。第１状態でヒューズ部５３ａが未作動状態のとき、弾性部材９２の側面終端は第１距離だけ離隔していてもよい。第２状態でヒューズ部５３ａが作動状態のとき、弾性部材９２の側面終端は第１距離よりも大きい第２距離だけ離隔していてもよい。
【００８８】
ただし、弾性部材９１、９２の形状は、円筒型または半円筒型の形状に制限されるものではない。すなわち、図４に示すように、ヒューズホール５３ａの外郭方向（図４の矢印方向）に弾性力が作用することができる構造であれば、形態が制限されることはない。例えば、弾性部材の断面は、三角形や四角形などであってもよい。
【００８９】
図６は、本発明の第１実施形態の他の変形例に係る部分分解斜視図である。図７は、図６でＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って切断した断面図である。
【００９０】
ここで、本実施形態に係る二次電池１０１は、第１電極集電部材５０を除いては、本発明の第１実施形態に係る二次電池１００と同じ構造であるため、以下では同じ構造に対する説明は省略する。
【００９１】
図６および図７を参照しながら説明すれば、本実施形態に係る第１電極集電部材５０は、ヒューズ部５３のヒューズホール５３ａの一面から突出して形成される支持突起５５をさらに含んでもよい。ここで、支持突起５５は、ヒューズホール５３ａの周囲縁に形成されてもよい。
【００９２】
したがって、ヒューズホール５３ａに弾性部材９０が挿入されれば、弾性部材９０の一面は、支持突起５５によって弾性力が作用する反対の方向に支持されるようになる。支持突起５５の高さは、弾性部材９０の表面の高さと相応してもよい。支持突起５５は、ヒューズ部５３および／または第１集電部材５０と一体に形成されてもよい。
【００９３】
このとき、ヒューズ部５３が過電流によって溶融または破断すれば、支持突起５５を通じて弾性力がヒューズホール５３ａの外郭方向（図７の矢印方向）に伝達されるようになる。
【００９４】
すなわち、弾性部材９０がヒューズホール５３ａに挿入される前の形状に復元（図７の破線で表示された弾性部材９０を参照）（弾性部材９０の第２状態）すれば、弾性部材９０の弾性力がヒューズホールの外郭方向（図７の矢印方向）に作用するようになる。
【００９５】
その結果、本実施形態に係る第２状態で支持突起５５と弾性部材９０の接触面積が広くなるため、弾性部材９０の弾性力がヒューズ部５３に効果的に伝達されることが可能となる。
【００９６】
したがって、ヒューズ部５３が作動状態であるとき、ヒューズ部５３の破断面間の距離が、アーク（ａｒｃ）などの異常現象が発生しない程度に十分に維持されることが可能となる。
【００９７】
ただし、支持突起５５は、本実施形態のようにヒューズホール５３ａの一面にのみ突出して形成されるものに限定されることはなく、ヒューズホール５３ａの一面および他面から突出して形成されるものも可能である。
【００９８】
図８は、本発明の第２実施形態に係る二次電池の部分分解斜視図である。図９は、図８でＩＸ−ＩＸ線に沿って切断した断面図である。
【００９９】
ここで、本実施形態に係る二次電池２００は、第１絶縁部材支持部材６６、弾性部材９３、および第１絶縁部材６０ａを除いては、本発明の第１実施形態に係る二次電池１００と同じ構造であるため、以下では同じ構造に対する説明は省略する。
【０１００】
ただし、本実施形態に係る第１絶縁部材６０ａは、弾性部材結合溝６５が形成されないことを除いては、本発明の第１実施形態の第１絶縁部材６０と同じ構造である。したがって、本実施形態では、第１絶縁部材６０ａに対する詳細な説明は省略する。
【０１０１】
図８および図９を参照しながら説明すれば、本実施形態に係る二次電池２００は、第１絶縁部材６０ａに結合する第１絶縁部材支持部材６６、および第１絶縁部材支持部材６６に挿入される弾性部材９３をさらに含んでもよい。
【０１０２】
ここで、本実施形態に係る第１絶縁部材支持部材６６は、弾性部材結合ホール６６１、ヒューズホール結合突起６６２、およびガス排出ホール６６３を含んでもよい。
【０１０３】
また、本実施形態に係る弾性部材９３は、本発明の第１実施形態の弾性部材９０のように、一定の厚さを有して弾性物質で形成された板材が、その中心線を基準として一定の角度に折り曲げられて形成されてもよい。
【０１０４】
したがって、弾性部材９３が弾性部材結合ホール６６１に挿入された状態で第１絶縁部材６０ａの下部に結合すれば、弾性部材９３は第１絶縁部材支持部材６６と第１電極集電部材５０の間に位置するようになる。弾性部材９３はヒューズホール５３ａに隣接するように位置してもよいが、ヒューズホール５３ａ内部に設置されなくてもよい。弾性部材９３は板材、例えば、一定の厚さを有する弾性プレートの中間部分を折り曲げて形成されてもよく、弾性物質で形成されてもよい。
【０１０５】
また、第１絶縁部材支持部材６６に形成されたヒューズホール結合突起６６２は、ヒューズホール５３ａに挿入されてもよい。
【０１０６】
ここで、本実施形態に係る弾性部材９３と第１電極集電部材５０の結合関係をより詳細に説明すれば、弾性部材９３の折り曲げられた部分はヒューズ部５３が形成された部分に隣接し、第１電極集電部材５０に密着するように設置される。
【０１０７】
したがって、二次電池２００に過電流が発生してヒューズ部５３が溶融または破断すれば、弾性部材９３で発生する弾性力により、第１電極集電部材５０の一部分が反時計方向（図９の矢印方向）に移動するようになる。例えば、弾性部材９３の弾性力は、弾性部材９３に隣接するように位置した第１集電体５０の部分の反時計方向の動きを引き起こすようになる。
【０１０８】
すなわち、弾性部材９３が弾性部材結合ホール６６１に挿入される前の形状に復元（図９の破線で表示された弾性部材９３を参照）すれば、弾性部材９０の弾性力がヒューズホールの外郭方向（図９の矢印方向）に作用するようになる。例えば、ヒューズ部５３ａが第１状態のとき、弾性部材９３は、弾性部材９３の上に設置されたヒューズホール５３ａに弾性力を作用するようになる。
【０１０９】
弾性部材９３は、第１状態（弾性部材９３の未作動状態）から第２状態（弾性部材９３の作動状態）に変化してもよい。第１状態で弾性部材９３は圧縮した状態であってもよく、第２状態で弾性部材９３は伸びた状態、すなわち、非圧縮状態であってもよい。
【０１１０】
例えば、第１状態で弾性部材９３は第１予定角度に曲げられていてもよく、第２状態で弾性部材９３は第１予定角度よりも小さい第２予定角度に曲げられていてもよい。第１状態で弾性部材９３は第１高さを有してもよく、第２状態で弾性部材９３は第１高さよりも大きい第２高さを有してもよい。図９に示すように、第２状態で、弾性部材９３の側面終端は、第１距離よりも短い第２距離だけ離隔していてもよい。
【０１１１】
また、本実施形態のヒューズホール結合突起６６２によれば、ヒューズ部５３の溶融または破断した後に形成される破断面の電気的な連結をさらに効果的に防ぐことができる。
【０１１２】
また、溶融または破断したヒューズ部５３に発生したガスは、第１絶縁部材支持部材６６に形成されたガス排出ホール６６３を通じて排出されてもよい。
【０１１３】
したがって、本実施形態によれば、過電流によって形成されたヒューズ部５３の破断面間の距離が、アーク（ａｒｃ）などの異常現象が発生しない程度に十分に維持し、第１絶縁部材６０ａに発生したガスを効果的に排出することが可能となる。
【０１１４】
その結果、本実施形態によれば、第１電極集電部材５０の剛性またはヒューズ部５３の断面積の大きさに制限を受けることなく、ヒューズ部５３に形成されるヒューズホール５３ａの大きさを自由に設計することが可能であるため、ヒューズ部５３の設計自由度を高めることが可能となる。
【０１１５】
ただし、弾性部材の形状は、本実施形態に係る弾性部材９３の形状に限定されるものではない。したがって、弾性力を発生することができる構造であれば、弾性部材の断面の形状は円形や半円形および三角形などであってもよい。
【０１１６】
また、本実施形態では、ヒューズホール５３ａが形成されたヒューズ部５３が第１電極集電部材５０に形成されるものと説明したが、ヒューズホール５３ａが形成されたヒューズ部５３は、第２電極集電部材７０に形成されることも可能である。このとき、第２電極集電部材７０のヒューズ部には、本実施形態に係る弾性部材９３と同じ構造を有する弾性部材が結合してもよい。
【０１１７】
図１０は、本発明の第３実施形態に係る二次電池の部分分解斜視図である。図１１は、図１０でＸＩ−ＸＩ線に沿って切断した断面図である。
【０１１８】
ここで、本実施形態に係る二次電池３００は、第１絶縁部材６０ｂ、第１電極集電部材５０’、および弾性部材９４を除いては、本発明の第１実施形態に係る二次電池１００と同じ構造であるため、以下では同じ構造に対する説明は省略する。
【０１１９】
また、本実施形態に係る第１絶縁部材６０ｂは、下部突出部６４ｂを除いては、本発明の第１実施形態に係る第１絶縁部材６０と同じ構造であるため、同じ構造に対する説明は省略する。
【０１２０】
図１０および図１１を参照すれば、第１電極集電部材５０’は、第１電極１１に結合する第１電極結合部５１’および第１端子結合部５２’を含んでもよい。このとき、第１電極結合部５１’は、第１端子結合部５２’とほぼ垂直に第１端子結合部５２’の一側終端から延長して形成されてもよい。
【０１２１】
ここで、第１電極集電部材５０’の第１電極結合部５１’には、二次電池３００に過電流が発生したときに溶融または破断するヒューズ部５３’が形成される。また、本実施形態に係るヒューズ部５３’には、ヒューズホール５３ａ’が形成されてもよい。
【０１２２】
図１０および図１１を参照して説明すれば、本実施形態に係る第１絶縁部材６０ｂの一側には、電極組立体１０を向く方向に下部突出部６４ｂが延長して形成されてもよい。下部突出部６４ｂは、第１集電部材５０’の第１電極結合部５１’に隣接するように位置してもよく、ケース２６と第１集電部材５０’の間に位置してもよい。第１絶縁部材６０ｂは、本体６１ｂ、結合溝６２ｂ、および貫通ホール６３ｂを含んでもよい。
【０１２３】
また、本実施形態に係る弾性部材９４は、本体９４ａおよびヒューズホール結合部９４ｂを含んでもよい。ヒューズホールを結合部９４ｂは本体９４ａから延長してもよく、少なくとも１つのヒューズホール結合部９４ｂまたは本体９４ａは弾性物質で生成されてもよく、ヒューズホール結合部９４ｂと本体９４ａは一体に形成されてもよい。ここで、ヒューズホール結合部９４ｂは、本体９４ａの一端で互いに一定距離をおいて形成される一対の弾性枝９４ｂ１、９４ｂ２を含んでもよい。したがって、弾性枝９４ｂ１、９４ｂ２の側面終端は、弾性部材９４の第１状態および第２状態で互いに一定距離だけ離隔しているようになる。
【０１２４】
弾性部材９４の本体９４ａが第１絶縁部材６０ｂの下部突出部６４ｂに形成された弾性部材結合ホール６４１ｂに結合した後、一対の弾性枝９４ｂ１、９４ｂ２がヒューズホール５３ａ’に挿入される。
【０１２５】
したがって、図１１に示すように、一対の弾性枝９４ｂ１、９４ｂ２によって発生した弾性力は、ヒューズホール５３ａ’の一面に作用するようになる。すなわち、弾性枝９４ｂ１、９４ｂ２の側面終端は、ヒューズホール５３ａ’の外側に位置するようになる。したがって、弾性枝９４ｂ１、９４ｂ２は、ヒューズホール５３ａ’を貫通するようになる。
【０１２６】
ここで、二次電池３００に過電流が発生すれば、ヒューズ部５３’が溶融または破断するようになる。このとき、弾性構造体９４の一対の弾性枝９４ｂ１、９４ｂ２によって発生した弾性力は、ヒューズホール５３ａ’の外郭方向（図１１の矢印方向）に作用するようになる。
【０１２７】
したがって、過電流によって形成されたヒューズ部５３’の破断面間の距離が、アーク（ａｒｃ）などの異常現象が発生しない程度に十分に維持されることが可能となる。
【０１２８】
弾性部材９４の一対の弾性枝９４ｂ１、９４ｂ２は、ヒューズ部５３’が未作動状態であるときには第１状態を有してもよく、ヒューズ部５３’が作動状態のときには第２状態を有してもよい。第１状態で、弾性枝９４ｂ１、９４ｂ２は第１距離だけ離隔していてもよく、第２状態で、弾性枝ら９４ｂ１、９４ｂ２は第１距離よりも大きい第２距離だけ離隔していてもよい。
【０１２９】
また、本実施形態によれば、第１電極結合部５１’は、第１端子結合部５２’でほぼ垂直に折り曲げられて形成されてもよい。したがって、本実施形態のように、ヒューズ部５３’が第１電極結合部５１’に形成される場合に、ヒューズ部５３’が溶融または破断すれば、弾性部材９４の弾性枝９４ｂ１、９４ｂ２は、第１電極結合部５１’と第１端子結合部５２’を完全に分離させる機能を行うようになる。
【０１３０】
したがって、本実施形態によれば、第１電極集電部材５０’を構成することができる材料やヒューズ部５３’の大きさや位置などに制限を受けることなく、ヒューズ部５３’の設計自由度を高めることが可能となる。ただし、弾性部材９４の弾性枝９４ｂ１、９４ｂ２の形状は、本実施形態のように限定されるものではない。例えば、弾性枝９４ｂ１、９４ｂ２は、ヒューズホール５３ａ’に弾性力が作用するようにできれば、いかなる形状も有することができる。したがって、ヒューズホール５３ａ’に弾性力を作用することができる形状であれば、ヒューズホール５３ａ’に挿入される部分の形状が、円形、楕円形、または三角形などであってもよい。
【０１３１】
ただし、本実施形態では、ヒューズホール５３ａ’が形成されたヒューズ部５３’が第１電極集電部材５０’に形成されるものと説明したが、ヒューズホール５３ａ’が形成されたヒューズ部５３’は、第２電極集電部材７０に形成されることも可能である。このとき、第２電極集電部材７０のヒューズ部には、本実施形態に係る弾性部材９４と同じ構造を有する弾性部材が結合してもよい。
【０１３２】
図１２は、本発明の第４実施形態に係る二次電池の部分分解斜視図である。図１３は、１２でＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿って切断した断面図である。
【０１３３】
ここで、本実施形態に係る二次電池４００は、第１絶縁部材支持部材６６’、弾性部材９５、および弾性部材固定部材９６を除いては、本発明の第３実施形態に係る二次電池３００と同じ構造であるため、以下では同じ構造に対する説明は省略する。
【０１３４】
また、本実施形態に係る弾性部材９５は、本発明の第１実施形態に係る弾性部材９０と同じ構造、例えば、弾性部材９５は、ヒューズ部５３’に弾性力を提供してヒューズホール５３ａ’に設置される弾性プレートで形成されてもよいため、以下では弾性部材９５に関する詳細な説明は省略する。
【０１３５】
図１２および図１３を参照すれば、本実施形態に係る第１絶縁部材支持部材６６’は、本体６６１’、弾性部材支持突起６６２’、およびガス排出ホール６６３’を含んでもよい。また、本実施形態に係る弾性部材固定部材９６は、固定部材本体９６ａおよび固定部材突起９６ｂを含んでもよい。
【０１３６】
また、本実施形態に係る第１電極集電部材５０’の第１電極結合部５１’は、第３実施形態のように、ヒューズホール５３ａ’が形成されたヒューズ部５３’を含んでもよい。
【０１３７】
より詳細には、第１絶縁部材６０ｂの下部突出部６４ｂと弾性部材支持突起６６２’の間にヒューズホール５３ａ’が形成されたヒューズ部５３’が位置してもよい。また、弾性部材９５は弾性部材支持突起６６２’によって支持され、ヒューズホール５３ａ’に挿入されてもよい。例えば、弾性部材９５の側面終端は、直接的に接触して弾性部材支持突起６６２’と結合してもよい。
【０１３８】
ここで、弾性部材固定部材９６は、第１絶縁部材６０ｂの下部突出部６４ｂに形成された弾性部材結合ホール６４１ｂに結合してもよい。
【０１３９】
したがって、弾性部材９５の折り曲げられた部分が弾性部材固定部材９６の固定部材突起９６ｂによって圧迫されれば、点線で表示された弾性部材９５が、図１３に示す弾性部材９５の形状に変形するようになる。
【０１４０】
その結果、変形した弾性部材９５の両側終端がヒューズホール５３ａ’の一面に接触し、ヒューズホール５３ａ’の外郭方向（図１３の矢印方向）に弾性部材９５の弾性力が作用するようになる。
【０１４１】
したがって、本実施形態に係る弾性部材９５によれば、過電流によって部分的に溶融または破断した破断面間の距離が、アーク（ａｒｃ）などの異常現象が発生しない程度に十分に維持されることが可能となる。
【０１４２】
その結果、本実施形態によれば、第１電極集電部材５０’の剛性またはヒューズ部５３’の断面積の大きさに制限を受けることなく、ヒューズ部５３’に形成されるヒューズホール５３ａ’の大きさを自由に設計することが可能であるため、ヒューズ部５３’の設計自由度を高めることが可能となる。
【０１４３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明、および添付の図面の範囲内で多様に変形して実施することが可能であるが、これも本発明の範囲に属することは当然である。
【符号の説明】
【０１４４】
１００、１０１、２００、３００：二次電池
１０：電極組立体
１１：第１電極
１２：第２電極
１３：セパレータ
３０：第１端子部
３１：第１リベット
４０：第２端子部
５０：第１電極集電部材
５３、５３’：ヒューズ部
５３ａ、５３ａ’：ヒューズホール
６０：第１絶縁部材
７０：第２電極集電部材
８０：第２絶縁部材
９０、９１、９２、９３、９４、９５：弾性部材
９４ｂ１、９４ｂ２：弾性枝
【技術分野】
【０００１】
本発明は二次電池に関し、より詳細には、二次電池に過電流が発生するとき、二次電池の爆発などの危険を減少させることができる構造を含む二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池（ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ ｂａｔｔｅｒｙ）は、充電が不可能な一次電池とは異なり、充電および放電が可能な電池である。低容量の二次電池は携帯電話機やノートパソコンおよびビデオカメラのように携帯が可能な小型電子機器に用いられ、大容量の電池はハイブリッド自動車などのモータ駆動用電源または大容量の電力貯蔵装置に用いられている。
【０００３】
最近では、高エネルギー密度の非水電解液を利用した高出力二次電池が開発されているが、前記高出力二次電池は大電力を必要とする機器、例えば、電気自動車などのモータ駆動に用いられるように、複数の二次電池を直列に連結して大容量の電池モジュールで構成される。このような二次電池は、円筒型や角型などで形成される。
【０００４】
また、二次電池に過電流が発生して二次電池が爆発することを防ぐために、二次電池にはヒューズ部が含まれた安全装置が設置されることがある。
【０００５】
ただし、二次電池に発生する過電流などにより、ヒューズ部が部分的に溶融または破断するという問題が発生することがある。
【０００６】
したがって、ヒューズ部の破断面間が、電気が遮断されない程度に近ければ、アーク発生などの異常現象が起こることがある。
【０００７】
また、ヒューズ部の破断面は部分的に破断しないことがあるが、これによって過電流が二次電池内部に流れる恐れがあり、二次電池が爆発する場合があるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明はこのような問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の一側面は、二次電池に過電流が発生してヒューズ部が溶融または破断するときに形成されるヒューズ部の破断面が、電気的に連結しない程度の距離を維持することができる構造を含む二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る二次電池は、弾性部材ケース、ケースに収容される電極組立体、電極組立体に電気的に連結する集電部材、集電部材に位置するヒューズ部、およびヒューズ部に隣接するように設置され、ヒューズ部に弾性力を提供する弾性部材を含む。
【００１０】
また、弾性部材は弾性プレートであってもよい。
【００１１】
また、ヒューズ部は、集電部材の狭い領域を構成し、未作動状態から作動状態になるときに変形してもよく、弾性部材はヒューズ部の未作動状態で第１状態を有し、ヒューズ部の作動状態で第１状態とは異なる第２状態を有してもよい。
【００１２】
また、弾性部材は作動状態で進行し、ヒューズ部が破断または溶融するときに第２状態を有してもよい。
【００１３】
また、第１状態で弾性部材はヒューズ部と連結してもよい。
【００１４】
また、第１状態で弾性部材は圧縮した形状を有してもよく、第２状態で弾性部材は伸びた形状を有してもよい。
【００１５】
また、ヒューズ部は、集電部材の狭い領域に設置されるヒューズホールを含んでもよく、第２状態で弾性部材は、作動状態を維持するためにヒューズホールと相互作用してもよい。
【００１６】
また、ヒューズ部はヒューズホールを含んでもよく、弾性部材は少なくとも第１状態でヒューズホールに位置してもよい。
【００１７】
また、第１状態で弾性部材は第１予定角度に曲げられており、第２状態で弾性部材は第１予定角度よりも大きい第２予定角度に曲げられてもよい。
【００１８】
また、第１状態で弾性部材の側面終端は第１距離だけ離隔していてもよく、第２状態で弾性部材の側面終端は第１距離よりも長い第２距離だけ離隔していてもよい。
【００１９】
また、ヒューズ部はヒューズホールを含んでもよく、弾性部材は第１状態および第２状態でヒューズ部から離隔していてもよい。
【００２０】
また、第１状態で弾性部材は第１予定角度に曲げられてもよく、第２状態で弾性部材は第１予定角度よりも小さい第２予定角度に曲げられてもよい。
【００２１】
また、第１状態で弾性部材の側面終端は第１距離だけ離隔していてもよく、第２状態で弾性部材の側面終端は第１距離よりも短い第２距離だけ離隔していてもよい。
【００２２】
また、集電部材は、電極結合部、電極結合部から曲げられた端子結合部、および電極結合部または端子結合部のうちの１つに位置するヒューズ部を含んでもよく、ヒューズ部はヒューズホールを含んでもよい。
【００２３】
また、集電部材と結合する絶縁部材をさらに含んでもよく、ヒューズ部は前記集電部材の端子結合部に位置してもよく、弾性部材は少なくとも第１状態でヒューズホールに位置し、少なくとも第１状態で端子結合部によって囲まれてもよい。
【００２４】
また、ヒューズ部は集電部材の端子結合部に位置してもよく、端子結合部はヒューズホールの周囲縁に支持突起を含んでもよく、弾性部材は第１状態および第２状態で前記支持突起と隣接していてもよい。
【００２５】
また、ヒューズ部は集電部材の電極結合部に位置し、弾性部材は第１方向で弾性本体から延長する第１弾性枝および第１方向とは異なる方向の第２方向で弾性本体から延長する第２弾性枝を含んでもよく、第１状態および第２状態で第１弾性枝および第２弾性枝はヒューズホールを貫通して延長してもよい。
【００２６】
また、ヒューズホールに隣接した部分に位置した弾性支持突起を含む絶縁部材、および前記ヒューズホールに位置する固定部材をさらに含んでもよく、ヒューズ部は集電部材の電極結合部に位置してもよく、第１状態および第２状態で弾性部材はヒューズホールに位置してもよく、弾性部材は固定部材と前記弾性支持突起の間に位置してもよい。
【００２７】
また、集電部材と前記電極組立体の間に位置して弾性部材を支持する絶縁部材をさらに含んでもよい。
【００２８】
また、ヒューズ部は集電部材の端子結合部に位置してヒューズホールを含んでもよく、絶縁部材のヒューズホール結合突起はヒューズホールに位置してもよく、弾性部材は絶縁部材の結合ホールに位置し、端子結合部と絶縁部材の間に位置してもよい。
【発明の効果】
【００２９】
このように、本発明の一側面によれば、過電流によって破断したヒューズ部の破断面間の距離を、アーク（ａｒｃ）などの異常現象が発生しない程度に十分に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る二次電池を示す斜視図である。
【図２】図１でＩＩ−ＩＩ線に沿って切断した断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る二次電池の部分分解斜視図である。
【図４】図３でＩＶ−ＩＶ線に沿って切断した断面図である。
【図５Ａ】本発明の第１実施形態に係る弾性部材の他の変形例を示す斜視図である。
【図５Ｂ】本発明の第１実施形態に係る弾性部材の他の変形例を示す斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態の他の変形例に係る部分分解斜視図である。
【図７】図６でＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って切断した断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る二次電池の部分分解斜視図である。
【図９】図８でＩＸ−ＩＸ線に沿って切断した断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る二次電池の部分分解斜視図である。
【図１１】図１０でＸＩ−ＸＩ線に沿って切断した断面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る二次電池の部分分解斜視図である。
【図１３】図１２でＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿って切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように、本発明の実施形態を詳しく説明する。しかし、本発明は多様に相違した形態で実現することができ、以下で説明する実施形態に限定されることはない。
【００３２】
図面において、説明の明確化のために、層または領域の値数は誇張して示されている。１つの層または要素が他の層または基材の「上に」あるということは、直接上にあるか、その間にさらに他の層を介在しているものと理解することができる。また、１つの層が他の層の「下に」あるということは、直接下にあるか、その間にさらに１つ以上の他の層を介在しているものと理解することができる。さらに、１つの層が２つの層の「間に」あるということは、その１つの層が２つの層の間の唯一の層であるか、その間にさらに１つ以上の他の層が介在しているものと理解することができる。なお、本明細書および図面において、同一の符号は同一の構成要素を示す。
【００３３】
図１は、本発明の第１実施形態に係る二次電池を示した斜視図である。図２は、図１でＩＩ−ＩＩ線に沿って切断した断面図である。
【００３４】
図１および図２を参照しながら説明すれば、本実施形態に係る二次電池１００は、第１電極１１と第２電極１２の間にセパレータ１３を介在して巻き取られて形成された複数の電極組立体１０、電極組立体１０が内蔵されるケース２６、電極組立体１０と第１電極集電部材５０または第２電極集電部材７０に電気的に連結する第１端子部３０と第２端子部４０、ケース２６に形成された開口に結合するキャッププレート２０、ケース２６内に設置される第１および第２絶縁部材６０、８０、および第１電極集電部材５０に形成されたヒューズ部に結合する弾性部材９０を含んでもよい。
【００３５】
本実施形態に係る二次電池１００はリチウムイオン二次電池であって、角型であるものを例示して説明する。ただし、本発明がこれに制限されるものではなく、本発明は円筒型電池やリチウムポリマー電池などの電池に適用されてもよい。
【００３６】
また、第１電極１１は負極で第２電極１２は正極で構成されてもよいが、これとは反対に、第１電極１１は正極で第２電極１２は負極で構成されてもよい。
【００３７】
電極組立体１０は、第１電極１１と第２電極１２およびセパレータ１３を共に巻き取ることによってゼリーロール形態で構成されてもよい。第１電極１１と第２電極１２はそれぞれ、薄板の金属箔で形成される集電体と、それぞれの集電体の表面にコーティングされる活物質とを含んでもよい。また、第１電極１１と第２電極１２は、集電体に活物質がコーティングされるコーティング部と、集電体に活物質がコーティングされない第１電極無地部１１ａおよび第２電極無地部１２ａとに区画されてもよい。コーティング部は電極組立体１０で第１電極１１と第２電極１２の大部分を形成し、第１電極および第２電極無地部１１ａ、１２ａはゼリーロール状態でコーティング部の両側にそれぞれ配置されてもよい。
【００３８】
ただし、本発明がこれに制限されるものではなく、前記電極組立体１０は、複数のシート（ｓｈｅｅｔ）で形成された第１電極１１と第２電極１２がセパレータ１３を間において積層された構造で構成されてもよい。
【００３９】
このような電極組立体１０の第１電極無地部１１ａには第１端子部３０が第１電極集電部材５０を媒介として電気的に連結してもよく、第２電極無地部１２ａには第２端子部４０が第２電極集電部材７０を媒介として電気的に連結してもよい。したがって、第１端子部３０は第１電極端子を含んでもよく、第２端子部４０は第２電極端子を含んでもよい。
【００４０】
また、第１および第２端子部３０、４０はキャッププレート２０の反対側終端に位置し、キャッププレート２０を貫通して二次電池１００の外部に露出するように設置されてもよい。
【００４１】
ケース２６はほぼ直六面体形状に形成され、一面には開放された開口が形成される。また、キャッププレート２０は、ケース２６の開放された開口の部分に位置し、ケース２６内部に電極組立体１０を収容する。
【００４２】
ただし、本発明がこれに制限されるものではなく、ケース２６は円筒型やポーチ型などの多様な形態で構成されてもよい。
【００４３】
キャッププレート２０は薄い板材で形成され、ケース２６の開口に結合して開口を密閉してもよい。また、キャッププレート２０には、密閉されたケース２６の内部に電解液を注入する電解液注入口２１が形成され、電解液注入口２１は電解液注入後に密封キャップ２２によって密封されてもよい。さらに、キャッププレート２０には、密閉されたケース２６の内部圧力が設定された圧力以上であるときに破断するベントプレート２４が設置されるベントホール２３が形成されてもよい。
【００４４】
第１および第２端子部３０、４０は、第１および第２リベット３１、４１、第１および第２端子プレート３２、４２、第１および第２端子プレート３２、４２とキャッププレート２０の間に設置される第１端子絶縁部材３３、導電性の連結部材４３、および第１および第２ガスケット３４、４４を含んでもよい。ここで、第１および第２リベット３１、４１は、第１および第２柱部３１ａ、４１ａおよび第１および第２フランジ部３１ｂ、４１ｂを含んでもよい。
【００４５】
本実施形態によれば、キャッププレート２０は、導電性の連結部材４３によって第２端子部４０と電気的に連結するため、負極または正極の極性を有することが可能となる。
【００４６】
また、第１および第２電極集電部材５０、７０は、第１および第２電極１１、１２に結合する第１および第２電極結合部５１、７１と、第１および第２端子部３０、４０と結合する第１および第２端子結合部５２、７２とを含む。
【００４７】
また、第１電極集電部材５０には、弾性を有する物質で形成される弾性部材９０が結合してもよい。
【００４８】
ここで、本実施形態に係る第１および第２端子部３０、４０の構造、第１および第２電極集電部材５０、７０と第１および第２絶縁部材６０、８０の構造は同じであるため、以下では第２端子部４０、第２電極集電部材７０と第２絶縁部材８０についての説明は省略する。
【００４９】
ただし、本実施形態に係る第１端子部３０は、プレートタイプの端子ではなく、円柱形状で形成された端子（図示せず）を含んでもよい。
【００５０】
また、キャッププレート２０と第２リベット４１の間には、導電性の連結部材４３の代わりに絶縁性の絶縁部材が設置されることも可能である。したがって、キャッププレート２０は、第２端子部４０と電気的に連結しなくてもよい。
【００５１】
図３は、本発明の第１実施形態に係る二次電池の部分分解斜視図である。図４は、図３でＩＶ−ＩＶ線に沿って切断した断面図である。
【００５２】
図３および図４を参照すれば、本実施形態に係る第１リベット３１は、柱部３１ａ、リベットフランジ部３１ｂ、およびリベットフランジ部３１ｂに形成される突起３１ｃを含んでもよい。
【００５３】
また、本実施形態に係る第１ガスケット３４は、貫通ホールが形成された本体３４ａおよびガスケットフランジ部３４ｂを含んでもよい。
【００５４】
また、本実施形態に係る第１絶縁部材６０は、本体６１、結合溝６２、第１リベット３１が貫通する貫通ホール６３、およびキャッププレート２０に形成された複数の突起溝２５に固定される少なくとも１つの固定突起６４を含んでもよい。
【００５５】
また、第１電極集電部材５０は、第１電極１１に結合する第１電極結合部５１、および第１電極結合部から延長して折り曲げられて形成される第１端子結合部５２を含んでもよい。ここで、第１端子結合部５２には、ヒューズ部５３とリベット結合溝５４が形成されてもよく、第１電極結合部５１とほぼ垂直に形成されてもよい。
【００５６】
したがって、図４に示すように、第１ガスケット３４は、第１絶縁部材６０の結合溝６２に挿入され、第１リベット３１の柱部３１ａは、第１ガスケット３４の貫通ホールが形成された本体３４ａおよび第１絶縁部材６０の貫通ホール６３を貫通して第１絶縁部材６０の結合溝６２に挿入されてもよい。
【００５７】
ここで、第１電極集電部材５０は、第１絶縁部材６０の結合溝６２に挿入され、第１リベット３１に形成された突起３１ｃは、第１電極集電部材５０のリベット結合溝５４に挿入されてもよい。このとき、突起３１ｃは、リベット結合溝５４に締まりばめによって結合されるか、または挿入後に溶接によって固定されてもよい。
【００５８】
また、第１電極集電部材５０の第１端子結合部５２には、二次電池１００に過電流が発生したときに溶融または破断するヒューズ部５３が形成されてもよい。
【００５９】
ここで、本実施形態に係るヒューズ部５３には、ヒューズホール５３ａが形成されてもよい。例えば、ヒューズホール５３ａは、ヒューズ部５３の中央部分に形成されることが可能である。したがって、ヒューズ部５３が形成された部分は、ヒューズ部５３が形成されていない第１端子結合部５２の他の部分に比べて断面積が小さい。
【００６０】
ヒューズ部５３は、二次電池１００の一般的な状態での未作動状態と、ヒューズ部の破断や溶融のような状態での作動状態とを維持する。
【００６１】
したがって、密閉されたケース２６の内部圧力が設定圧力またはそれ以上になるとき、ヒューズ部５３は未作動状態から作動状態に変化するようになる。
【００６２】
また、本実施形態によれば、ヒューズホール５３ａを含むヒューズ部５３は、第１端子結合部５２に形成されてもよい。したがって、ヒューズ部が形成される第１端子結合部５２の部分は、ヒューズ部５３が形成されていない部分の断面積よりも小さい断面積を有するようになる。
【００６３】
また、ヒューズ部５３は、第１集電部材５０の第１端子結合部５２の狭い領域を構成してもよい。ヒューズホール５３ａは、第１集電部材５０の狭い領域により、少なくとも部分的に規定されてもよい。ヒューズ部５３は、ヒューズホール５３ａを囲むことが可能である。ヒューズホール５３ａの長さは、ヒューズホール５３ａの幅よりも大きくてもよい。例えば、ヒューズホール５３ａは、第１集電部材５０を横切る四角形状であってもよい。
【００６４】
その結果、二次電池１００に過電流が発生してヒューズ部５３が未作動状態から作動状態に変われば、第１端子結合部５２の他の部分に比べて断面積が小さいヒューズ部５３は、過電流によって溶融または破断し、ヒューズ部５３の作動状態によって二次電池１００で電流の流れが遮断されるようになる。
【００６５】
本実施形態によれば、弾性を有する物質で形成された弾性部材９０がヒューズ部５３に設置され、ヒューズ部５３に弾性力を作用してもよい。
【００６６】
以下、本実施形態に係る弾性部材９０がヒューズ部５３に設置されて弾性力を作用させることに関してより詳細に説明する。
【００６７】
ここで、本実施形態に係る弾性部材９０は、一定の厚さを有して弾性物質で形成された板材（例：弾性プレート）の中心の部分を一定の角度に折り曲げて形成されてもよい。
【００６８】
また、弾性部材９０は、少なくとも２つの状態を有してもよい。例えば、弾性部材９０は、第１状態と第２状態を有してもよい。弾性部材９０は、ヒューズ部５３が未作動状態のときには第１状態を有してもよく、ヒューズ部５３が作動状態のときには第２状態を有してもよい。
【００６９】
本実施形態によれば、弾性部材９０の両側終端部分が、ヒューズホール５３ａの互いに対向する表面と接触してもよい。例えば、ヒューズ部５３が未作動状態のときに、第１状態で弾性部材９０の下部の部分はヒューズホール５３ａに位置してもよい。
【００７０】
また、弾性部材９０の中心の部分は、第１絶縁部材６０に形成された弾性部材結合溝６５に挿入されてもよい。
【００７１】
また、第１絶縁部材６０の弾性部材結合溝６５とヒューズホール５３ａは、ほぼ完全に重なってもよい。弾性部材結合溝６５の領域はヒューズホール５３ａの領域と対応してもよく、弾性部材結合溝６５は弾性部材９０の中央部分を収容するために形成されてもよい。
【００７２】
したがって、本実施形態のように、弾性部材９０がヒューズホール５３ａに挿入されれば、未作動状態でヒューズホール５３ａの外郭方向（図４の矢印方向）に弾性部材９０の弾性力が作用する。
【００７３】
ここで、二次電池１００に過電流が発生してヒューズ部５３が部分的に溶融または部分的に破断する場合も、ヒューズ部５３の破断面間が極めて近い場合には、破断面間にアーク（ａｒｃ）が発生するなどの異常現象が発生することがある。
【００７４】
したがって、本実施形態に係る弾性部材９０によれば、ヒューズ部５３の破断面間の距離が、アーク（ａｒｃ）などの異常現象が発生しない程度に十分に維持されることが可能となる。
【００７５】
すなわち、弾性部材９０がヒューズホール５３ａに挿入される前の形状に復元（図４の破線で表示された弾性部材９０を参照）し、第１状態から第２状態になる。
【００７６】
より詳細には、第１状態で弾性部材９０の圧縮した状態を有してもよく、第２状態で弾性部材は伸びた形状（例：非圧縮した形状）を有してもよい。
【００７７】
例えば、第１状態で弾性部材９０は第１予定角度に曲げられていてもよく、第２状態で弾性部材９０は第２予定角度に曲げられていてもよい。第２状態で、弾性部材９０の第２予定角度は、第１予定角度よりもさらに大きくてもよい。
【００７８】
また、第１状態で、弾性部材９０の側面終端は第１距離だけ離隔していてもよい。すなわち、弾性部材９０の側面終端は、ヒューズホール５３ａ内またはヒューズホール５３ａ下から第１距離だけ離隔していてもよい。
【００７９】
また、第２状態で、弾性部材９０の側面終端は第２距離だけ離隔していてもよい。すなわち、弾性部材９０の側面終端は、ヒューズホール５３ａから近接した領域から第２距離だけ離隔していてもよい。ここで、第２距離は、第１距離よりも大きくてもよい。
【００８０】
その結果、弾性部材９０の状態が変わることによって弾性部材９０の弾性力がヒューズホールの外郭方向（図４の矢印方向）に作用するようになるため、破断面が電気的に連結しない程度の距離が維持されるようになる。
【００８１】
その結果、本実施形態によれば、第１電極集電部材５０の剛性またはヒューズ部５３の断面積の大きさに制限を受けることなく、ヒューズ部５３に形成されるヒューズホール５３ａの大きさを自由に設計することが可能であるため、ヒューズ部５３の設計自由度を高めることが可能となる。
【００８２】
ただし、本実施形態では、ヒューズホール５３ａが形成されたヒューズ部５３が第１電極集電部材５０に形成されるものと説明したが、ヒューズホールが形成されたヒューズ部は第２電極集電部材７０に形成されることも可能である。このとき、第２電極集電部材７０のヒューズ部には、本実施形態に係る弾性部材９０と同じ構造を有する弾性部材が結合してもよい。
【００８３】
また、本発明は、弾性部材９０がヒューズホール５３ａに挿入されることに限定されることはない。例えば、弾性部材９０は、ヒューズホール５３ａをヒューズ部５３の他の部分に接触するように設置し、ヒューズ部５３に弾性力を作用することも可能である。
【００８４】
図５Ａおよび図５Ｂは、本発明の第１実施形態に係る弾性部材の他の変形例を示す斜視図である。
【００８５】
図５Ａおよび図５Ｂを参照しながら説明すれば、本実施形態に係る弾性部材９１、９２は、中空部が形成された円筒形状であってもよい。
【００８６】
したがって、また、本実施形態によれば、弾性部材９１は、図３に示すように、ヒューズホール５３ａに挿入されることが可能である。例えば、第１状態でヒューズ部５３が未作動状態のときには弾性部材９１は圧縮した形状を有してもよく、第２状態でヒューズ部５３が作動状態のときには弾性部材９１は伸びた形状であってもよい。弾性部材９１の伸びた形状は、図５Ａに示す円筒形状であってもよい。
【００８７】
また、図５Ｂによれば、弾性部材９２は、中空部が形成された円筒形状の弾性部材９１が半分に切断された形状であってもよい。したがって、本実施形態によれば、弾性部材９２は、図３に示すように、ヒューズホール５３ａに挿入されることが可能である。第１状態でヒューズ部５３ａが未作動状態のとき、弾性部材９２の側面終端は第１距離だけ離隔していてもよい。第２状態でヒューズ部５３ａが作動状態のとき、弾性部材９２の側面終端は第１距離よりも大きい第２距離だけ離隔していてもよい。
【００８８】
ただし、弾性部材９１、９２の形状は、円筒型または半円筒型の形状に制限されるものではない。すなわち、図４に示すように、ヒューズホール５３ａの外郭方向（図４の矢印方向）に弾性力が作用することができる構造であれば、形態が制限されることはない。例えば、弾性部材の断面は、三角形や四角形などであってもよい。
【００８９】
図６は、本発明の第１実施形態の他の変形例に係る部分分解斜視図である。図７は、図６でＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って切断した断面図である。
【００９０】
ここで、本実施形態に係る二次電池１０１は、第１電極集電部材５０を除いては、本発明の第１実施形態に係る二次電池１００と同じ構造であるため、以下では同じ構造に対する説明は省略する。
【００９１】
図６および図７を参照しながら説明すれば、本実施形態に係る第１電極集電部材５０は、ヒューズ部５３のヒューズホール５３ａの一面から突出して形成される支持突起５５をさらに含んでもよい。ここで、支持突起５５は、ヒューズホール５３ａの周囲縁に形成されてもよい。
【００９２】
したがって、ヒューズホール５３ａに弾性部材９０が挿入されれば、弾性部材９０の一面は、支持突起５５によって弾性力が作用する反対の方向に支持されるようになる。支持突起５５の高さは、弾性部材９０の表面の高さと相応してもよい。支持突起５５は、ヒューズ部５３および／または第１集電部材５０と一体に形成されてもよい。
【００９３】
このとき、ヒューズ部５３が過電流によって溶融または破断すれば、支持突起５５を通じて弾性力がヒューズホール５３ａの外郭方向（図７の矢印方向）に伝達されるようになる。
【００９４】
すなわち、弾性部材９０がヒューズホール５３ａに挿入される前の形状に復元（図７の破線で表示された弾性部材９０を参照）（弾性部材９０の第２状態）すれば、弾性部材９０の弾性力がヒューズホールの外郭方向（図７の矢印方向）に作用するようになる。
【００９５】
その結果、本実施形態に係る第２状態で支持突起５５と弾性部材９０の接触面積が広くなるため、弾性部材９０の弾性力がヒューズ部５３に効果的に伝達されることが可能となる。
【００９６】
したがって、ヒューズ部５３が作動状態であるとき、ヒューズ部５３の破断面間の距離が、アーク（ａｒｃ）などの異常現象が発生しない程度に十分に維持されることが可能となる。
【００９７】
ただし、支持突起５５は、本実施形態のようにヒューズホール５３ａの一面にのみ突出して形成されるものに限定されることはなく、ヒューズホール５３ａの一面および他面から突出して形成されるものも可能である。
【００９８】
図８は、本発明の第２実施形態に係る二次電池の部分分解斜視図である。図９は、図８でＩＸ−ＩＸ線に沿って切断した断面図である。
【００９９】
ここで、本実施形態に係る二次電池２００は、第１絶縁部材支持部材６６、弾性部材９３、および第１絶縁部材６０ａを除いては、本発明の第１実施形態に係る二次電池１００と同じ構造であるため、以下では同じ構造に対する説明は省略する。
【０１００】
ただし、本実施形態に係る第１絶縁部材６０ａは、弾性部材結合溝６５が形成されないことを除いては、本発明の第１実施形態の第１絶縁部材６０と同じ構造である。したがって、本実施形態では、第１絶縁部材６０ａに対する詳細な説明は省略する。
【０１０１】
図８および図９を参照しながら説明すれば、本実施形態に係る二次電池２００は、第１絶縁部材６０ａに結合する第１絶縁部材支持部材６６、および第１絶縁部材支持部材６６に挿入される弾性部材９３をさらに含んでもよい。
【０１０２】
ここで、本実施形態に係る第１絶縁部材支持部材６６は、弾性部材結合ホール６６１、ヒューズホール結合突起６６２、およびガス排出ホール６６３を含んでもよい。
【０１０３】
また、本実施形態に係る弾性部材９３は、本発明の第１実施形態の弾性部材９０のように、一定の厚さを有して弾性物質で形成された板材が、その中心線を基準として一定の角度に折り曲げられて形成されてもよい。
【０１０４】
したがって、弾性部材９３が弾性部材結合ホール６６１に挿入された状態で第１絶縁部材６０ａの下部に結合すれば、弾性部材９３は第１絶縁部材支持部材６６と第１電極集電部材５０の間に位置するようになる。弾性部材９３はヒューズホール５３ａに隣接するように位置してもよいが、ヒューズホール５３ａ内部に設置されなくてもよい。弾性部材９３は板材、例えば、一定の厚さを有する弾性プレートの中間部分を折り曲げて形成されてもよく、弾性物質で形成されてもよい。
【０１０５】
また、第１絶縁部材支持部材６６に形成されたヒューズホール結合突起６６２は、ヒューズホール５３ａに挿入されてもよい。
【０１０６】
ここで、本実施形態に係る弾性部材９３と第１電極集電部材５０の結合関係をより詳細に説明すれば、弾性部材９３の折り曲げられた部分はヒューズ部５３が形成された部分に隣接し、第１電極集電部材５０に密着するように設置される。
【０１０７】
したがって、二次電池２００に過電流が発生してヒューズ部５３が溶融または破断すれば、弾性部材９３で発生する弾性力により、第１電極集電部材５０の一部分が反時計方向（図９の矢印方向）に移動するようになる。例えば、弾性部材９３の弾性力は、弾性部材９３に隣接するように位置した第１集電体５０の部分の反時計方向の動きを引き起こすようになる。
【０１０８】
すなわち、弾性部材９３が弾性部材結合ホール６６１に挿入される前の形状に復元（図９の破線で表示された弾性部材９３を参照）すれば、弾性部材９０の弾性力がヒューズホールの外郭方向（図９の矢印方向）に作用するようになる。例えば、ヒューズ部５３ａが第１状態のとき、弾性部材９３は、弾性部材９３の上に設置されたヒューズホール５３ａに弾性力を作用するようになる。
【０１０９】
弾性部材９３は、第１状態（弾性部材９３の未作動状態）から第２状態（弾性部材９３の作動状態）に変化してもよい。第１状態で弾性部材９３は圧縮した状態であってもよく、第２状態で弾性部材９３は伸びた状態、すなわち、非圧縮状態であってもよい。
【０１１０】
例えば、第１状態で弾性部材９３は第１予定角度に曲げられていてもよく、第２状態で弾性部材９３は第１予定角度よりも小さい第２予定角度に曲げられていてもよい。第１状態で弾性部材９３は第１高さを有してもよく、第２状態で弾性部材９３は第１高さよりも大きい第２高さを有してもよい。図９に示すように、第２状態で、弾性部材９３の側面終端は、第１距離よりも短い第２距離だけ離隔していてもよい。
【０１１１】
また、本実施形態のヒューズホール結合突起６６２によれば、ヒューズ部５３の溶融または破断した後に形成される破断面の電気的な連結をさらに効果的に防ぐことができる。
【０１１２】
また、溶融または破断したヒューズ部５３に発生したガスは、第１絶縁部材支持部材６６に形成されたガス排出ホール６６３を通じて排出されてもよい。
【０１１３】
したがって、本実施形態によれば、過電流によって形成されたヒューズ部５３の破断面間の距離が、アーク（ａｒｃ）などの異常現象が発生しない程度に十分に維持し、第１絶縁部材６０ａに発生したガスを効果的に排出することが可能となる。
【０１１４】
その結果、本実施形態によれば、第１電極集電部材５０の剛性またはヒューズ部５３の断面積の大きさに制限を受けることなく、ヒューズ部５３に形成されるヒューズホール５３ａの大きさを自由に設計することが可能であるため、ヒューズ部５３の設計自由度を高めることが可能となる。
【０１１５】
ただし、弾性部材の形状は、本実施形態に係る弾性部材９３の形状に限定されるものではない。したがって、弾性力を発生することができる構造であれば、弾性部材の断面の形状は円形や半円形および三角形などであってもよい。
【０１１６】
また、本実施形態では、ヒューズホール５３ａが形成されたヒューズ部５３が第１電極集電部材５０に形成されるものと説明したが、ヒューズホール５３ａが形成されたヒューズ部５３は、第２電極集電部材７０に形成されることも可能である。このとき、第２電極集電部材７０のヒューズ部には、本実施形態に係る弾性部材９３と同じ構造を有する弾性部材が結合してもよい。
【０１１７】
図１０は、本発明の第３実施形態に係る二次電池の部分分解斜視図である。図１１は、図１０でＸＩ−ＸＩ線に沿って切断した断面図である。
【０１１８】
ここで、本実施形態に係る二次電池３００は、第１絶縁部材６０ｂ、第１電極集電部材５０’、および弾性部材９４を除いては、本発明の第１実施形態に係る二次電池１００と同じ構造であるため、以下では同じ構造に対する説明は省略する。
【０１１９】
また、本実施形態に係る第１絶縁部材６０ｂは、下部突出部６４ｂを除いては、本発明の第１実施形態に係る第１絶縁部材６０と同じ構造であるため、同じ構造に対する説明は省略する。
【０１２０】
図１０および図１１を参照すれば、第１電極集電部材５０’は、第１電極１１に結合する第１電極結合部５１’および第１端子結合部５２’を含んでもよい。このとき、第１電極結合部５１’は、第１端子結合部５２’とほぼ垂直に第１端子結合部５２’の一側終端から延長して形成されてもよい。
【０１２１】
ここで、第１電極集電部材５０’の第１電極結合部５１’には、二次電池３００に過電流が発生したときに溶融または破断するヒューズ部５３’が形成される。また、本実施形態に係るヒューズ部５３’には、ヒューズホール５３ａ’が形成されてもよい。
【０１２２】
図１０および図１１を参照して説明すれば、本実施形態に係る第１絶縁部材６０ｂの一側には、電極組立体１０を向く方向に下部突出部６４ｂが延長して形成されてもよい。下部突出部６４ｂは、第１集電部材５０’の第１電極結合部５１’に隣接するように位置してもよく、ケース２６と第１集電部材５０’の間に位置してもよい。第１絶縁部材６０ｂは、本体６１ｂ、結合溝６２ｂ、および貫通ホール６３ｂを含んでもよい。
【０１２３】
また、本実施形態に係る弾性部材９４は、本体９４ａおよびヒューズホール結合部９４ｂを含んでもよい。ヒューズホールを結合部９４ｂは本体９４ａから延長してもよく、少なくとも１つのヒューズホール結合部９４ｂまたは本体９４ａは弾性物質で生成されてもよく、ヒューズホール結合部９４ｂと本体９４ａは一体に形成されてもよい。ここで、ヒューズホール結合部９４ｂは、本体９４ａの一端で互いに一定距離をおいて形成される一対の弾性枝９４ｂ１、９４ｂ２を含んでもよい。したがって、弾性枝９４ｂ１、９４ｂ２の側面終端は、弾性部材９４の第１状態および第２状態で互いに一定距離だけ離隔しているようになる。
【０１２４】
弾性部材９４の本体９４ａが第１絶縁部材６０ｂの下部突出部６４ｂに形成された弾性部材結合ホール６４１ｂに結合した後、一対の弾性枝９４ｂ１、９４ｂ２がヒューズホール５３ａ’に挿入される。
【０１２５】
したがって、図１１に示すように、一対の弾性枝９４ｂ１、９４ｂ２によって発生した弾性力は、ヒューズホール５３ａ’の一面に作用するようになる。すなわち、弾性枝９４ｂ１、９４ｂ２の側面終端は、ヒューズホール５３ａ’の外側に位置するようになる。したがって、弾性枝９４ｂ１、９４ｂ２は、ヒューズホール５３ａ’を貫通するようになる。
【０１２６】
ここで、二次電池３００に過電流が発生すれば、ヒューズ部５３’が溶融または破断するようになる。このとき、弾性構造体９４の一対の弾性枝９４ｂ１、９４ｂ２によって発生した弾性力は、ヒューズホール５３ａ’の外郭方向（図１１の矢印方向）に作用するようになる。
【０１２７】
したがって、過電流によって形成されたヒューズ部５３’の破断面間の距離が、アーク（ａｒｃ）などの異常現象が発生しない程度に十分に維持されることが可能となる。
【０１２８】
弾性部材９４の一対の弾性枝９４ｂ１、９４ｂ２は、ヒューズ部５３’が未作動状態であるときには第１状態を有してもよく、ヒューズ部５３’が作動状態のときには第２状態を有してもよい。第１状態で、弾性枝９４ｂ１、９４ｂ２は第１距離だけ離隔していてもよく、第２状態で、弾性枝ら９４ｂ１、９４ｂ２は第１距離よりも大きい第２距離だけ離隔していてもよい。
【０１２９】
また、本実施形態によれば、第１電極結合部５１’は、第１端子結合部５２’でほぼ垂直に折り曲げられて形成されてもよい。したがって、本実施形態のように、ヒューズ部５３’が第１電極結合部５１’に形成される場合に、ヒューズ部５３’が溶融または破断すれば、弾性部材９４の弾性枝９４ｂ１、９４ｂ２は、第１電極結合部５１’と第１端子結合部５２’を完全に分離させる機能を行うようになる。
【０１３０】
したがって、本実施形態によれば、第１電極集電部材５０’を構成することができる材料やヒューズ部５３’の大きさや位置などに制限を受けることなく、ヒューズ部５３’の設計自由度を高めることが可能となる。ただし、弾性部材９４の弾性枝９４ｂ１、９４ｂ２の形状は、本実施形態のように限定されるものではない。例えば、弾性枝９４ｂ１、９４ｂ２は、ヒューズホール５３ａ’に弾性力が作用するようにできれば、いかなる形状も有することができる。したがって、ヒューズホール５３ａ’に弾性力を作用することができる形状であれば、ヒューズホール５３ａ’に挿入される部分の形状が、円形、楕円形、または三角形などであってもよい。
【０１３１】
ただし、本実施形態では、ヒューズホール５３ａ’が形成されたヒューズ部５３’が第１電極集電部材５０’に形成されるものと説明したが、ヒューズホール５３ａ’が形成されたヒューズ部５３’は、第２電極集電部材７０に形成されることも可能である。このとき、第２電極集電部材７０のヒューズ部には、本実施形態に係る弾性部材９４と同じ構造を有する弾性部材が結合してもよい。
【０１３２】
図１２は、本発明の第４実施形態に係る二次電池の部分分解斜視図である。図１３は、１２でＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿って切断した断面図である。
【０１３３】
ここで、本実施形態に係る二次電池４００は、第１絶縁部材支持部材６６’、弾性部材９５、および弾性部材固定部材９６を除いては、本発明の第３実施形態に係る二次電池３００と同じ構造であるため、以下では同じ構造に対する説明は省略する。
【０１３４】
また、本実施形態に係る弾性部材９５は、本発明の第１実施形態に係る弾性部材９０と同じ構造、例えば、弾性部材９５は、ヒューズ部５３’に弾性力を提供してヒューズホール５３ａ’に設置される弾性プレートで形成されてもよいため、以下では弾性部材９５に関する詳細な説明は省略する。
【０１３５】
図１２および図１３を参照すれば、本実施形態に係る第１絶縁部材支持部材６６’は、本体６６１’、弾性部材支持突起６６２’、およびガス排出ホール６６３’を含んでもよい。また、本実施形態に係る弾性部材固定部材９６は、固定部材本体９６ａおよび固定部材突起９６ｂを含んでもよい。
【０１３６】
また、本実施形態に係る第１電極集電部材５０’の第１電極結合部５１’は、第３実施形態のように、ヒューズホール５３ａ’が形成されたヒューズ部５３’を含んでもよい。
【０１３７】
より詳細には、第１絶縁部材６０ｂの下部突出部６４ｂと弾性部材支持突起６６２’の間にヒューズホール５３ａ’が形成されたヒューズ部５３’が位置してもよい。また、弾性部材９５は弾性部材支持突起６６２’によって支持され、ヒューズホール５３ａ’に挿入されてもよい。例えば、弾性部材９５の側面終端は、直接的に接触して弾性部材支持突起６６２’と結合してもよい。
【０１３８】
ここで、弾性部材固定部材９６は、第１絶縁部材６０ｂの下部突出部６４ｂに形成された弾性部材結合ホール６４１ｂに結合してもよい。
【０１３９】
したがって、弾性部材９５の折り曲げられた部分が弾性部材固定部材９６の固定部材突起９６ｂによって圧迫されれば、点線で表示された弾性部材９５が、図１３に示す弾性部材９５の形状に変形するようになる。
【０１４０】
その結果、変形した弾性部材９５の両側終端がヒューズホール５３ａ’の一面に接触し、ヒューズホール５３ａ’の外郭方向（図１３の矢印方向）に弾性部材９５の弾性力が作用するようになる。
【０１４１】
したがって、本実施形態に係る弾性部材９５によれば、過電流によって部分的に溶融または破断した破断面間の距離が、アーク（ａｒｃ）などの異常現象が発生しない程度に十分に維持されることが可能となる。
【０１４２】
その結果、本実施形態によれば、第１電極集電部材５０’の剛性またはヒューズ部５３’の断面積の大きさに制限を受けることなく、ヒューズ部５３’に形成されるヒューズホール５３ａ’の大きさを自由に設計することが可能であるため、ヒューズ部５３’の設計自由度を高めることが可能となる。
【０１４３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明、および添付の図面の範囲内で多様に変形して実施することが可能であるが、これも本発明の範囲に属することは当然である。
【符号の説明】
【０１４４】
１００、１０１、２００、３００：二次電池
１０：電極組立体
１１：第１電極
１２：第２電極
１３：セパレータ
３０：第１端子部
３１：第１リベット
４０：第２端子部
５０：第１電極集電部材
５３、５３’：ヒューズ部
５３ａ、５３ａ’：ヒューズホール
６０：第１絶縁部材
７０：第２電極集電部材
８０：第２絶縁部材
９０、９１、９２、９３、９４、９５：弾性部材
９４ｂ１、９４ｂ２：弾性枝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、
前記ケースに収容される電極組立体と、
前記電極組立体に電気的に連結する集電部材と、
前記集電部材に位置するヒューズ部と、
前記ヒューズ部に隣接するように設置され、前記ヒューズ部に弾性力を提供する弾性部材と、を含む、二次電池。
【請求項２】
前記弾性部材は弾性プレートである、請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記ヒューズ部は、前記集電部材の狭い領域を構成し、未作動状態から作動状態になるときに変形し、
前記弾性部材は、前記ヒューズ部の前記未作動状態で第１状態を有し、前記ヒューズ部の前記作動状態で前記第１状態とは異なる第２状態を有する、請求項１に記載の二次電池。
【請求項４】
前記弾性部材は前記作動状態で進行され、前記ヒューズ部が破断または溶融するときに前記第２状態を有する、請求項３に記載の二次電池。
【請求項５】
前記第１状態で、前記弾性部材は前記ヒューズ部と連結する、請求項３に記載の二次電池。
【請求項６】
前記第１状態で、前記弾性部材は圧縮した形状を有し、
前記第２状態で、前記弾性部材は伸びた形状を有する、請求項３に記載の二次電池。
【請求項７】
前記ヒューズ部は、前記集電部材の前記狭い領域に設置されるヒューズホールを含んでもよく、
前記第２状態で、前記弾性部材は前記作動状態を維持するために前記ヒューズホールと相互作用する、請求項３に記載の二次電池。
【請求項８】
前記ヒューズ部はヒューズホールを含み、前記弾性部材は少なくとも前記第１状態で前記ヒューズホールに位置する、請求項３に記載の二次電池。
【請求項９】
前記第１状態で、前記弾性部材は第１予定角度に折り曲げられており、
前記第２状態で、前記弾性部材は前記第１予定角度よりも大きい第２予定角度に折り曲げられる、請求項８に記載の二次電池。
【請求項１０】
前記第１状態で、前記弾性部材の側面終端は第１距離だけ離隔しており、
前記第２状態で、前記弾性部材の側面終端は前記第１距離よりも長い第２距離だけ離隔する、請求項８に記載の二次電池。
【請求項１１】
前記ヒューズ部はヒューズホールを含み、
前記弾性部材は、前記第１状態および前記第２状態で前記ヒューズ部から離隔している、請求項３に記載の二次電池。
【請求項１２】
前記第１状態で、前記弾性部材は第１予定角度に折り曲げられており、
前記第２状態で、前記弾性部材は前記第１予定角度よりも小さい第２予定角度に折り曲げられる、請求項１１に記載の二次電池。
【請求項１３】
前記第１状態で、前記弾性部材の側面終端は第１距離だけ離隔しており、
前記第２状態で、前記弾性部材の側面終端は前記第１距離よりも短い第２距離だけ離隔する、請求項１１に記載の二次電池。
【請求項１４】
前記集電部材は、電極結合部、前記電極結合部から折り曲げられた端子結合部、および前記電極結合部または前記端子結合部のうちの１つに位置するヒューズ部を含み、
前記ヒューズ部はヒューズホールを含む、請求項３に記載の二次電池。
【請求項１５】
前記集電部と結合する絶縁部材をさらに含み、
前記ヒューズ部は、前記集電部材の前記端子結合部に位置し、
前記弾性部材は、少なくとも前記第１状態で前記ヒューズホールに位置し、少なくとも前記第１状態で前記端子結合部によって囲まれる、請求項１４に記載の二次電池。
【請求項１６】
前記ヒューズ部は、前記集電部材の前記端子結合部に位置し、
前記端子結合部は、前記ヒューズホールの周囲縁に支持突起を含み、
前記弾性部材は、前記第１状態および前記第２状態で前記支持突起と隣接している、請求項１４に記載の二次電池。
【請求項１７】
前記ヒューズ部は、前記集電部材の前記電極結合部に位置し、
前記弾性部材は、第１方向で弾性本体から延長する第１弾性枝、および前記第１方向とは異なる方向の第２方向で前記弾性本体から延長する第２弾性枝を含み、
前記第１状態および前記第２状態で、前記第１弾性枝および前記第２弾性枝は前記ヒューズホールを貫通して延長する、請求項１４に記載の二次電池。
【請求項１８】
前記ヒューズホールに隣接する部分に位置した弾性支持突起を含む絶縁部材、および前記ヒューズホールに位置する固定部材をさらに含み、
前記ヒューズ部は、前記集電部材の前記電極結合部に位置し、
前記第１状態および前記第２状態で、前記弾性部材は前記ヒューズホールに位置し、
前記弾性部材は、前記固定部材と前記弾性支持突起の間に位置する、請求項１４に記載の二次電池。
【請求項１９】
前記集電部材と前記電極組立体の間に位置し、前記弾性部材を支持する絶縁部材をさらに含む、請求項１に記載の二次電池。
【請求項２０】
前記ヒューズ部は、集電部材の端子結合部に位置してヒューズホールを含み、
前記絶縁部材のヒューズホール結合突起は、ヒューズホールに位置し、
前記弾性部材は、前記絶縁部材の結合ホールに位置して前記端子結合部と前記絶縁部材の間に位置する、請求項１９に記載の二次電池。
【請求項１】
ケースと、
前記ケースに収容される電極組立体と、
前記電極組立体に電気的に連結する集電部材と、
前記集電部材に位置するヒューズ部と、
前記ヒューズ部に隣接するように設置され、前記ヒューズ部に弾性力を提供する弾性部材と、を含む、二次電池。
【請求項２】
前記弾性部材は弾性プレートである、請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記ヒューズ部は、前記集電部材の狭い領域を構成し、未作動状態から作動状態になるときに変形し、
前記弾性部材は、前記ヒューズ部の前記未作動状態で第１状態を有し、前記ヒューズ部の前記作動状態で前記第１状態とは異なる第２状態を有する、請求項１に記載の二次電池。
【請求項４】
前記弾性部材は前記作動状態で進行され、前記ヒューズ部が破断または溶融するときに前記第２状態を有する、請求項３に記載の二次電池。
【請求項５】
前記第１状態で、前記弾性部材は前記ヒューズ部と連結する、請求項３に記載の二次電池。
【請求項６】
前記第１状態で、前記弾性部材は圧縮した形状を有し、
前記第２状態で、前記弾性部材は伸びた形状を有する、請求項３に記載の二次電池。
【請求項７】
前記ヒューズ部は、前記集電部材の前記狭い領域に設置されるヒューズホールを含んでもよく、
前記第２状態で、前記弾性部材は前記作動状態を維持するために前記ヒューズホールと相互作用する、請求項３に記載の二次電池。
【請求項８】
前記ヒューズ部はヒューズホールを含み、前記弾性部材は少なくとも前記第１状態で前記ヒューズホールに位置する、請求項３に記載の二次電池。
【請求項９】
前記第１状態で、前記弾性部材は第１予定角度に折り曲げられており、
前記第２状態で、前記弾性部材は前記第１予定角度よりも大きい第２予定角度に折り曲げられる、請求項８に記載の二次電池。
【請求項１０】
前記第１状態で、前記弾性部材の側面終端は第１距離だけ離隔しており、
前記第２状態で、前記弾性部材の側面終端は前記第１距離よりも長い第２距離だけ離隔する、請求項８に記載の二次電池。
【請求項１１】
前記ヒューズ部はヒューズホールを含み、
前記弾性部材は、前記第１状態および前記第２状態で前記ヒューズ部から離隔している、請求項３に記載の二次電池。
【請求項１２】
前記第１状態で、前記弾性部材は第１予定角度に折り曲げられており、
前記第２状態で、前記弾性部材は前記第１予定角度よりも小さい第２予定角度に折り曲げられる、請求項１１に記載の二次電池。
【請求項１３】
前記第１状態で、前記弾性部材の側面終端は第１距離だけ離隔しており、
前記第２状態で、前記弾性部材の側面終端は前記第１距離よりも短い第２距離だけ離隔する、請求項１１に記載の二次電池。
【請求項１４】
前記集電部材は、電極結合部、前記電極結合部から折り曲げられた端子結合部、および前記電極結合部または前記端子結合部のうちの１つに位置するヒューズ部を含み、
前記ヒューズ部はヒューズホールを含む、請求項３に記載の二次電池。
【請求項１５】
前記集電部と結合する絶縁部材をさらに含み、
前記ヒューズ部は、前記集電部材の前記端子結合部に位置し、
前記弾性部材は、少なくとも前記第１状態で前記ヒューズホールに位置し、少なくとも前記第１状態で前記端子結合部によって囲まれる、請求項１４に記載の二次電池。
【請求項１６】
前記ヒューズ部は、前記集電部材の前記端子結合部に位置し、
前記端子結合部は、前記ヒューズホールの周囲縁に支持突起を含み、
前記弾性部材は、前記第１状態および前記第２状態で前記支持突起と隣接している、請求項１４に記載の二次電池。
【請求項１７】
前記ヒューズ部は、前記集電部材の前記電極結合部に位置し、
前記弾性部材は、第１方向で弾性本体から延長する第１弾性枝、および前記第１方向とは異なる方向の第２方向で前記弾性本体から延長する第２弾性枝を含み、
前記第１状態および前記第２状態で、前記第１弾性枝および前記第２弾性枝は前記ヒューズホールを貫通して延長する、請求項１４に記載の二次電池。
【請求項１８】
前記ヒューズホールに隣接する部分に位置した弾性支持突起を含む絶縁部材、および前記ヒューズホールに位置する固定部材をさらに含み、
前記ヒューズ部は、前記集電部材の前記電極結合部に位置し、
前記第１状態および前記第２状態で、前記弾性部材は前記ヒューズホールに位置し、
前記弾性部材は、前記固定部材と前記弾性支持突起の間に位置する、請求項１４に記載の二次電池。
【請求項１９】
前記集電部材と前記電極組立体の間に位置し、前記弾性部材を支持する絶縁部材をさらに含む、請求項１に記載の二次電池。
【請求項２０】
前記ヒューズ部は、集電部材の端子結合部に位置してヒューズホールを含み、
前記絶縁部材のヒューズホール結合突起は、ヒューズホールに位置し、
前記弾性部材は、前記絶縁部材の結合ホールに位置して前記端子結合部と前記絶縁部材の間に位置する、請求項１９に記載の二次電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−１６４８３（Ｐ２０１３−１６４８３Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１４３８７４（Ｐ２０１２−１４３８７４）
【出願日】平成２４年６月２７日（２０１２．６．２７）
【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２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年６月２７日（２０１２．６．２７）
【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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