説明

2次電池および2次電池を含む自動車

【課題】電極組立体が分離部材によりケース内部に安定的に固定され、電極組立体で生産された電流がケース外部に漏れ出ることを防止することができる2次電池および前記2次電池を含む自動車を提供する。
【解決手段】正極、負極、および正極と負極との間に位置するセパレータを含む電極組立体、正極または負極のうちの一つに電気的または機械的に結合される集電体、電極組立体および集電体が収容されるケース、集電体と電気的に結合される端子が突出するキャッププレート、および、キャッププレートに固定される突出部、および集電体の長手方向に沿って延設され、集電体とケースの内側面との間に位置する本体を有する分離部材を含むことを特徴とする2次電池が提供される。また、動力を供給する動力源と、動力源に電気を供給する前記2次電池を含むことを特徴とする自動車が提供される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、2次電池および2次電池を含む自動車に関する。
【背景技術】
【0002】
2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2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使用され、大容量電池は、ハイブリッド自動車などのモータ駆動用電源として使用されている。
【0003】
最近、高エネルギー密度の非水電解液を利用した高出力2次電池が開発されており、この高出力2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使用され得るように、通常円筒型や角型などの複数の2次電池を直列に連結して大容量の電池として構成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
角型2次電池において、ケースに内蔵される電極組立体は集電体と電気的に連結され、集電体はケースの外側に突出される端子と電気的に連結されるため、電極組立体で生産された電流を外部に流出させることが可能となる。
【0005】
しかし、電極組立体とケースとの間の空間が非常に小さいため、ケース外部の衝撃が集電体に直接的に伝達されて、集電体が破損するという問題が発生することがある。
【0006】
また、電極組立体の無地部に結合される集電体とケースとが電気的に連結され、電極組立体で発生される電流がケースを通じて外部に漏れ出るという問題もある。
【0007】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、電極組立体がケース内部に安定的に固定され、電極組立体で生産された電流がケース外部に漏れ出ることを防止することが可能な、新規かつ改良された2次電池および2次電池を含む自動車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、正極、負極、および正極と負極との間に位置するセパレータを含む電極組立体、正極または負極のうちの一つに電気的または機械的に結合される集電体、電極組立体および集電体が収容されるケース、集電体と電気的に結合される端子が突出するキャッププレート、および、キャッププレートに固定される突出部、および集電体の長手方向に沿って延設され、集電体とケースの内側面との間に位置する本体を有する分離部材を含むことを特徴とする2次電池が提供される。
【0009】
かかる構成によれば、分離部材がケースと電気組立体および集電体との間に介在するため、外部衝撃等を受けても、電極組立体をケース内部に安定的に固定でき、かつ、電極組立体で生産された電流がケース外部に漏れ出ることを防止することができる。
【0010】
また、集電体は、第1集電体および第2集電体を含むことができ、第1集電体および第2集電体は、負極または正極のうちの一つの電極にそれぞれ結合され得、分離部材は、第1分離部材および第2分離部材を含むことができる。
【0011】
また、分離部材は、分離部材の下部から電極組立体の底面に沿って延設される支え部を含むことができる。
【0012】
また、支え部は、電極組立体の底面とケースの底内表面との間に位置することができる。
【0013】
また、分離部材の本体から電極組立体の中央部に向かって延設される固定板をさらに含むことができる。
【0014】
また、固定板は、電極組立体の中央部に位置して電極組立体を支持することができる。
【0015】
また、分離部材は、第1分離部材および第2分離部材を含むことができ、固定板は、第1分離部材から電極組立体の中央部に向かって延設される第1固定板、および第2分離部材から第1固定板に向かって延設される第2固定板を含むことができる。
【0016】
また、集電体は、分離部材と電極組立体との間に位置することができ、固定板は、集電体の開口を貫通して延設され得る。
【0017】
また、分離部材と固定板とは、電気的に絶縁され得る。
【0018】
また、分離部材と固定板とは、一体に結合され得る。
【0019】
また、電極組立体は、第1および第2電極組立体を含むことができ、分離部材は、第1電極組立体の中央部に向かって延設される第1固定板、および第2電極組立体の中央部に向かって延設される第2固定板を含むことができる。
【0020】
また、分離部材の本体から延設される一対の固定壁をさらに含むことができ、一対の固定壁のそれぞれは、電極組立体の両側面に沿って延設され得る。
【0021】
また、一対の固定壁のそれぞれは、電極組立体の両側面に位置して電極組立体を支持することができる。
【0022】
また、分離部材は、一対の固定壁のそれぞれと電気的に絶縁され得る。
【0023】
また、2次電池は、角型であってもよい。
【0024】
また、突出部とキャッププレートとの間に位置する絶縁部材をさらに含むことができる。
【0025】
また、本体には、電極組立体が収容される電極組立体収容溝が形成され得る。
【0026】
また、本体には、電極組立体が収容される電極組立体収容溝が形成され、突出部には、集電体が収容される集電体収容溝が形成され得る。
【0027】
また、突出部は、キャッププレートと接触することができる。
【0028】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、動力を供給する動力源と、動力源に電気を供給し、正極、負極、および正極と負極との間に位置するセパレータを含む電極組立体、正極または負極のうちの一つに電気的または機械的に結合される集電体、電極組立体および集電体が収容されるケース、集電体と電気的に結合される端子が突出するキャッププレート、並びに、キャッププレートに固定される突出部、および集電体の長手方向に沿って延設され、集電体とケースの内側面との間に位置する本体を有する分離部材を備える2次電池を含む自動車が提供される。
【発明の効果】
【0029】
以上説明したように本発明によれば、電極組立体が分離部材によりケース内部に安定的に固定され、かつ、電極組立体で生産された電流がケース外部に漏れ出ることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】本発明の第1実施形態による2次電池を示した斜視図である。
【図2】図1のII−II線断面図である。
【図3】本発明の第1実施形態による2次電池の部分分解斜視図である。
【図4】本発明の第1実施形態の変形例による2次電池の部分分解斜視図である。
【図5】本発明の第2実施形態による2次電池の部分分解斜視図である。
【図6】本発明の第2実施形態の変形例による2次電池の部分分解斜視図である。
【図7】本発明の第2実施形態の他の変形例による2次電池の部分分解斜視図である。
【図8】本発明の第3実施形態による2次電池の部分分解斜視図である。
【図9】本発明の第4実施形態による2次電池の部分分解斜視図である。
【図10】本発明の第4実施形態による2次電池の断面図である。
【図11】本発明の第4実施形態の変形例による2次電池の部分分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0031】
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。
【0032】
<1.第1の実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態による2次電池を示した斜視図であり、図2は、図1のII−II線断面図である。
【0033】
図1および図2を参照して説明すれば、本実施形態による2次電池100は、正極(positive electrode)11と負極(negative electrode)12との間に絶縁体であるセパレータ13を介在して巻き取られた少なくとも一つ以上の電極組立体10と、電極組立体10が内蔵されるケース20と、ケース20の開口に結合されたキャップアセンブリー30とを含むことができる。
【0034】
本第1実施形態による2次電池100は、リチウムイオン2次電池であって、角型であるものを例に挙げて説明する。ただし、本発明はこれに限定されず、本発明はリチウムポリマー電池または円筒型電池など多様な形態の電池に適用され得る。
【0035】
正極11および負極12は、薄板の金属箔から形成された集電体に活物質が塗布された領域であるコーティング部と、活物質がコーティングされていない領域である無地部11a、12aとを含むことができる。
【0036】
正極11および負極12は、絶縁体であるセパレータ13を間に介在して巻き取られる。ただし、本発明はこれに限定されず、電極組立体10は、複数のシート(sheet)からなる正極と負極がセパレータを間において交互に積層された構造からなることもできる。
【0037】
ケース20は、2次電池100の全体的な外形を形成し、アルミニウム、アルミニウム合金またはニッケルがメッキされたスチールのような導電性金属で形成され得る。また、ケース20は、電極組立体10が収容される空間を提供することができる。
【0038】
キャップアセンブリー30は、ケース20の開口を覆うキャッププレート31を含むことができ、キャッププレート31は、ケース20と同様に導電性物質からなることができる。ここで、正極11または負極12と電気的に連結された正極および負極端子21、22は、キャッププレート31を貫通して外側に突出されるように設置され得る。
【0039】
また、キャッププレート31の外側に突出された正極および負極端子21、22の上部柱の外周面はねじ加工され、ナットでキャッププレート31に固定され得る。
【0040】
しかし、本発明はこれに限定されず、正極および負極端子21、22は、リベット構造になってリベット結合されてもよく、また、キャッププレート31に溶接により結合されることもできる。
【0041】
また、キャッププレート31は、薄板からなってケース20の開口に結合され、キャッププレート31には、密封キャップ33が設置される電解液注入口32が形成され、切欠34aが形成されたベント部34が設置され得る。
【0042】
正極および負極端子21、22は、正極無地部11aまたは負極無地部12aに溶接により接合された第1および第2集電体40、50(以下、正極および負極集電体という)を含む集電体と電気的に連結され得る。
【0043】
例えば、正極および負極端子21、22は、正極および負極集電体40、50と溶接により結合され得る。ただし、本発明はこれに限定されず、正極および負極端子21、22と正極および負極集電体40、50とは一体に結合されて形成され得る。
【0044】
また、電極組立体10とキャッププレート31との間には絶縁部材が設置され得る。ここで、絶縁部材は、第1および第2下部絶縁部材60、70を含むことができ、第1および第2下部絶縁部材60、70のそれぞれは、電極組立体10とキャッププレート31との間に設置されることが可能である。
【0045】
また、本実施形態によれば、絶縁部材と正極または負極端子21、22との間には電極組立体10の一側面と対向するように設置される分離部材の一端が設置され得る。
【0046】
ここで、分離部材は、第1および第2分離部材80、90を含むことができる。
【0047】
したがって、第1および第2下部絶縁部材60、70と正極および負極端子21、22との間には、電極組立体10の一側面と対向するように設置される第1および第2分離部材80、90の一端が設置され得る。
【0048】
結局、正極および負極集電体40、50と溶接により結合された正極および負極端子21、22は、第1および第2下部絶縁部材60、70および第1および第2分離部材80、90の一端と結合することが可能である。
【0049】
図3は、本発明の第1実施形態による2次電池の部分分解斜視図である。
【0050】
図3を参照すれば、本実施形態による2次電池100は、電極組立体10、正極および負極端子21、22、集電体、絶縁部材、分離部材を含むことができる。
【0051】
ここで、本実施形態による集電体は、第1および第2集電体(以下、正極および負極集電体40、50という)を含むことができ、絶縁部材は、第1および第2下部絶縁部材60、70を含むことができ、分離部材は、第1および第2分離部材80、90を含むことができる。
【0052】
ただし、本実施形態による負極端子22、負極集電体50および第2下部絶縁部材70のそれぞれの構造は、正極端子21、正極集電体40および第1下部絶縁部材60のそれぞれの構造と同一であってもよい。
【0053】
したがって、以下で負極端子22、負極集電体50および第2下部絶縁部材70の構造についての詳細な説明は省略する。
【0054】
本実施形態による正極端子21は、本体21b、フランジ21aおよびフランジ21aに突出して形成される結合突起21cを含むことができ、正極集電体40は、端子結合溝41aが形成された端子結合部41および電極集電体結合部42を含むことができる。
【0055】
例えば、端子結合部41の端子結合溝41aには、正極端子21の結合突起21cが挿入されて溶接により結合され得る。ただし、正極端子21の結合突起21cは、端子結合部41に形成された端子結合溝41aにしまりばめ嵌合方式で結合されることも可能である。
【0056】
本実施形態による第1下部絶縁部材60は、正極集電体40の端子結合部41が収容される集電体収容溝61、正極端子21の本体21bが貫通する端子貫通ホール62、および正極端子21のフランジ21aが収容されるフランジ収容溝63を含むことができる。
【0057】
また、本実施形態による第1分離部材80は、電極組立体10の一側面と対向するように設置される第1本体80a、および第1本体80aの一側終端で延設され、正極端子固定溝801bが形成された第1突出部80bを含むことができる。
【0058】
ここで、第1突出部80bは、正極端子固定溝801bと端子貫通ホール62が互いに対向するように位置して、第1下部絶縁部材60の集電体収容溝61に収容され得る。
【0059】
また、正極端子21の本体21bは、正極端子固定溝801bと端子貫通ホール62を貫通してキャッププレート31にナットで固定され、正極端子21のフランジ21aは、第1突出部80bの正極端子固定溝801bと結合してフランジ収容溝63に収容され得る。
【0060】
したがって、本実施形態によれば、第1分離部材80は、正極端子21のフランジ21aにより固定されて第1下部絶縁部材60と正極端子21との間に固定されることが可能である。
【0061】
また、本実施形態による第1分離部材80の第1突出部80bは、第1本体80aでほぼ垂直に突出して形成され得るため、図3に示されているように、第1分離部材80の第1本体80aは、電極集電体結合部42が結合された正極無地部11aが位置した電極組立体10の一側と対向するように位置され得る。
【0062】
ここで、本実施形態による正極集電体40は、脆性物質に限定されず、延性物質で作られることもできる。
【0063】
例えば、本実施形態によれば、延性物質で作られた正極集電体は、電極組立体10の正極無地部11aに溶接により結合された後、第1分離部材80により固定して使用され得る。
【0064】
また、本実施形態による第1分離部材80の第1本体80aの一側面には、正極無地部11aが形成された電極組立体10の一部が収容される第1電極組立体収容溝801aが形成され得る。ここで、第1分離部材80は、絶縁物質(例:絶縁性樹脂)で形成され得る。
【0065】
したがって、正極集電体40が結合された正極無地部11aが形成された電極組立体10の一部は、第1電極組立体収容溝801aに収容され得る。
【0066】
また、本実施形態による第2分離部材90は、電極組立体10の他側面と対向するように設置される第2本体90a、および第2本体90aの一側終端で延設される負極端子固定溝901bが形成された第2突出部90bを含むことができる。
【0067】
また、第2本体90aの一側面には、負極無地部12aが形成された電極組立体10の一部が収容される第2電極組立体収容溝901aが形成され得る。
【0068】
ここで、第2分離部材90は、絶縁物質(例:絶縁性樹脂)で形成され得る。
【0069】
したがって、本実施形態によれば、負極集電体50が結合される負極無地部12aが形成された電極組立体10の一部は、第2電極組立体収容溝901aに収容され得る。
【0070】
ただし、本実施形態による第2分離部材90と負極端子22、負極集電体50および第2下部絶縁部材70の結合関係は、第1分離部材80と正極端子21、正極集電体40および第1下部絶縁部材60の結合関係と同一であるため、以下で詳細な説明は省略する。
【0071】
図3に示されているように、本実施形態による電極組立体10は、第1分離部材80および第2分離部材90の間に位置してケース20と物理的または電気的に分離され得る。
【0072】
つまり、第1分離部材80および第2分離部材90が外部衝撃を吸収することができるため、外部衝撃により電極組立体10が破損されることを防止することができる。
【0073】
また、電極組立体10で発生した電流がケース20を通じて外部に漏れ出ることを防止することができる。
また、本実施形態による2次電池100は、自動車(図示せず)に使用されることができる。
ここで、本実施形態による2次電池100を含む自動車(図示せず)は、動力を供給する動力源(図示せず)、動力源に電気を供給し、正極11と負極12および正極11と負極との間に位置するセパレータ13を含む電極組立体10、正極11または負極12のうちの一つに電気的または機械的に結合される集電体40、50、電極組立体10および集電体40、50が収容されるケース20、集電体40、50と電気的に結合される端子21、22が突出するキャッププレート31、およびキャッププレート31に固定される突出部、および集電体の長手方向に沿って延設され、集電体とケースの内側面との間に位置する本体を有する分離部材80、90を含む2次電池100を含むことができる。
【0074】
図4は、本発明の第1実施形態の変形例による2次電池の部分分解斜視図である。
【0075】
図4を参照して説明すれば、本実施形態による2次電池101は、第1および第2分離部材81、91を除いては本発明の第1実施形態による2次電池100と同一な構造を有するため、以下で第1実施形態と同一な構造についての詳細な説明は省略する。
【0076】
本実施形態による第1分離部材81は、第1本体81a、第1突出部81bおよび第1支え部81cを含むことができ、第2分離部材91は、第2本体91a、第2突出部91bおよび第2支え部91cを含むことができる。
【0077】
また、第1および第2分離部材81、91の第1および第2本体81a、91aのそれぞれには、第1および第2電極組立体収容溝811a、911aが形成され、第1および第2突出部81b、91bには、正極および負極端子固定溝811b、911bが形成され得る。
【0078】
ただし、本実施形態による第1および第2分離部材81、91と集電体40、50および電極組立体10との結合関係は、第1および第2支え部81c、91cを除いては第1実施形態による第1および第2分離部材80、90と集電体40、50および電極組立体10との結合関係と同一であるため、以下で詳細な説明は省略する。
【0079】
本実施形態によれば、第1および第2分離部材81、91の第1および第2支え部81c、91cは、第1および第2突出部81b、91bが位置した第1および第2本体81a、91aの一端の反対側に位置した他端で突出して形成され得る。
【0080】
この時、第1および第2支え部81c、91cは、第1および第2本体81a、91aとほぼ垂直に形成され得る。
【0081】
したがって、本実施形態による第1および第2支え部81c、91cは、電極組立体10の下部の一面とケース20の底部分との間に位置して電極組立体10とケース20とを物理的に分離することができる。
【0082】
また、本実施形態による第1および第2分離部材81、91は、絶縁物質(例:絶縁性樹脂)で形成され得る。
【0083】
したがって、本実施形態によれば、第1および第2支え部81c、91cは、電極組立体10とケース20の底部分との間に位置して電極組立体10とケース20とを電気的に分離することができる。
【0084】
結局、本実施形態による第1および第2分離部材81、91の間に位置した電極組立体10は、第1および第2分離部材81、91の間に設置されてケース20内部に安定的に固定され得、ケース20の一側面、上部および下部と物理的または電気的に分離されることが可能である。
【0085】
<2.第2の実施形態>
次に、本発明の第2実施形態による二次電池に対して説明する。
【0086】
図5は、本発明の第2実施形態による2次電池の部分分解斜視図である。
【0087】
図5を参照して説明すれば、本実施形態による2次電池200は、固定板82を除いては本発明の第1実施形態による2次電池100と同一な構造を有するため、以下で第1実施形態による2次電池100と同一な構造についての詳細な説明は省略する。
【0088】
本実施形態による固定板82は、薄板状にて第1分離部材80の第1本体80aの一側面に結合され得る。
【0089】
ただし、本実施形態による固定板82は、第2分離部材90の第2本体90aの一側面に結合されることも可能であり、第1および第2分離部材80、90の一側面でそれぞれ延設されることも可能である。
【0090】
また、第1および第2分離部材80、90と電極組立体10との結合関係は、本発明の第1実施形態による2次電池100と同一であるため、以下で第1および第2分離部材80、90と電極組立体10との結合関係についての詳しい説明は省略する。
【0091】
図5に示されているように、本実施形態によれば、第1分離部材80の一側面に結合された固定板82は、正極集電体40’の電極集電体結合部42’に形成された集電体溝42'aを貫通して正極無地部11aが形成された電極組立体10の一面の中央部分に形成された隙に挿入され得る。
【0092】
ここで、本実施形態による固定板82は、絶縁物質(例:絶縁性樹脂)で形成され得る。
【0093】
したがって、本実施形態によれば、電極組立体10は、第1分離部材80に結合された固定板82により第1および第2分離部材80、90の間で支持されるため、ケース20内部に安定的に固定されることが可能である。
【0094】
ただし、本発明がこれに限定されず、正極11、負極12および固定板82をセパレータ13の間に介在した後に巻き取って電極組立体10を形成することも可能である。
【0095】
図6は、本発明の第2実施形態の変形例による2次電池の部分分解斜視図である。
【0096】
図6を参照して説明すれば、本実施形態による2次電池201は、第1固定板83および第2固定板93と正極および負極集電体40’’、50’’を除いては本発明の第1実施形態による2次電池100と同一な構造を有するため、以下で同一な構造についての詳細な説明は省略する。
【0097】
本実施形態による第1および第2固定板83、93は、薄板状に形成され得る。
【0098】
また、第1固定板83は、第1分離部材80の一側面に結合され、第2固定板93は、第2分離部材90の一側面に結合され得る。
【0099】
ただし、本実施形態による第1および第2固定板83、93は、第1および第2分離部材80、90の一側面で延設されることも可能である。
【0100】
また、第1および第2分離部材80、90と電極組立体10との結合関係は、本発明の第1実施形態による2次電池100と同一であるため、以下で詳しい説明は省略する。
【0101】
図6に示されているように、本実施形態による第1分離部材80の一側面に結合された第1固定板83は、正極集電体40’’の電極集電体結合部42’’に形成された集電体溝42’’aを貫通して正極無地部11aが形成された電極組立体10の一面の中央部分に形成された隙に挿入され得る。
【0102】
また、第2分離部材90の一側面に結合された第2固定板93は、負極集電体50’’の電極集電体結合部52’’に形成された集電体溝52’’aを貫通して負極無地部12aが形成された電極組立体10の一面の中央部分に形成された隙に挿入され得る。
【0103】
したがって、第1および第2分離部材80、90のそれぞれに結合された第1および第2固定板83、93は、電極組立体10の正極および負極無地部11a、12aが形成された両面に挿入されて、電極組立体10をケース20内部に固定することが可能である。
【0104】
結局、本実施形態による電極組立体10は、第1および第2固定板83、93により第1および第2分離部材80、90間に支持されるため、ケース20内部に安定的に固定されることが可能である。
【0105】
図7は、本発明の第2実施形態の他の変形例による2次電池の部分分解斜視図である。
【0106】
図7を参照して説明すれば、本実施形態による2次電池202の電極組立体は、電極組立体10(以下、第1電極組立体という)および第2電極組立体10’を含むことができる。分離部材80’は、分離部材80’に延設される第1固定板82aおよび第2固定板82bを含むことができる。第1固定板82aは、第1電極組立体10の中央部に向かって延設され、第2固定板82bは、第2電極組立体10’の中央部に向かって延設され得る。
【0107】
したがって、第1および第2固定板82a、82bは、第1および第2電極組立体10、10’の内部で第1および第2電極組立体10、10’を支持することができる。
【0108】
また、第1および第2固定板82a、82bは、分離部材80’と一体に形成され、分離部材80’と電気的に絶縁され得る。
【0109】
分離部材80’は、本体80'a、突出部80’bおよび電極組立体収容溝801’cを含むことができる。
【0110】
また、第1および第2固定板82a、82bのそれぞれは、集電体40’’’の集電体溝42’’’a、42’’’bを貫通して延設され得る。
【0111】
ここで、集電体40’’’は、電極集電体結合部42’’’、および正極端子21が結合される端子結合溝41’’’aが形成された端子結合部41’’’を含むことができる。
【0112】
また、正極端子21は、突出部80’bの端子固定溝801’bを貫通して延設され得る。
【0113】
第1下部絶縁部材60’は、端子貫通ホール62’、集電体収容溝61’およびフランジ収容溝63’を含むことができ、第2下部絶縁部材70’は、第2分離部材90’(以下、他の分離部材という)と対向するように設置され得る。
【0114】
ここで、他の分離部材90’は、本体90'a、電極組立体収容溝901'aおよび端子固定溝901’bを含むことができる。
【0115】
また、第2集電体50’’’(以下、他の集電体という)は、電極組立体収容溝901'aに収容され得る。
【0116】
<3.第3の実施形態>
次に、本発明の第3実施形態による二次電池に対して説明する。
【0117】
図8は、本発明の第3実施形態による2次電池の部分分解斜視図である。
【0118】
図8を参照して説明すれば、本実施形態による2次電池300は、第1分離部材84を除いては本発明の第1実施形態による2次電池100と同一な構造を有するため、以下で第1実施形態による2次電池100と同一な構造についての詳細な説明は省略する。
【0119】
本実施形態による第1分離部材84は、第1本体84a、正極端子固定溝841bが形成された第1突出部84bを含むことができる。
【0120】
また、第1分離部材84の第1本体84aは、電極組立体収容溝841aを含むことができ、電極組立体収容溝841aの互いに対向する角部から延設されて形成される一対の第1固定壁84cを含むことができる。ここで、第1固定壁84cは、絶縁物質(例:絶縁性樹脂)で形成され得る。
【0121】
ただし、本実施形態による第1固定壁84cは、第2分離部材90で延設されることも可能であり、第1および第2分離部材84、90のそれぞれで延設されることも可能である。
【0122】
また、本実施形態による第1および第2分離部材84、90と電極組立体10との結合関係は、第1分離部材84に形成された第1固定壁84cを除いては本発明の第1実施形態による第1および第2分離部材80、90と電極組立体10との結合関係と同一であるため、以下で詳細な説明は省略する。
【0123】
図8に示されているように、第1分離部材84の第1本体84aの一対の第1固定壁84c間に電極組立体10が挿入されて、正極無地部11aが形成された電極組立体10の一部が電極組立体収容溝841aに収容されることが可能である。
【0124】
したがって、本実施形態によれば、電極組立体10は、第1分離部材84に形成された第1固定壁84cによりケース20と物理的または電気的に分離されることが可能であり、ケース20内部に安定的に固定されることが可能である。
【0125】
<4.第4の実施形態>
次に、本発明の第4実施形態による二次電池に対して説明する。
【0126】
図9は、本発明の第4実施形態による2次電池の部分分解斜視図であり、図10は、本発明の第4実施形態による2次電池の断面図である。
【0127】
図9および図10を参照して説明すれば、本実施形態による2次電池400は、第1および第2分離部材85、95を除いては本発明の第1実施形態による2次電池100と同一な構造を有するため、以下で第1実施形態と同一な構造についての詳細な説明は省略する。
【0128】
本実施形態による第1および第2分離部材85、95は、第1および第2電極組立体収容溝851a、951aが形成された第1および第2本体85a、95a、および第1および第2突出部85b、95bを含むことができ、絶縁物質(例:絶縁性樹脂)で形成され得る。
【0129】
また、第1および第2突出部85b、95bは、第1および第2集電体収容溝851b、951b、第1および第2フランジ収容溝852b、952b、および第1および第2端子貫通ホール853b、953bを含むことができる。
【0130】
ここで、第1および第2突出部85b、95bは、第1および第2本体85a、95bでほぼ垂直に延設され得る。
【0131】
ただし、本実施形態による第1および第2分離部材85、95は同一な構造から形成され得るため、以下で第2分離部材95と電極組立体10、負極端子22および負極集電体50との結合関係についての詳細な説明は省略する。
【0132】
本実施形態によれば、正極端子21は、第1端子貫通ホール853bを貫通してキャッププレート31にナットで固定され、フランジ21aは、第1フランジ収容溝852bに収容され得る。
【0133】
この時、集電体40の端子結合部41に形成された端子結合溝41aには、結合突起21cが挿入されて溶接され得る。
【0134】
したがって、本実施形態による第1分離部材85は、正極端子21のフランジ21aによりキャッププレート31の下に固定されることが可能である。
【0135】
また、図9に示されているように、本実施形態による第1分離部材85の第1本体85aは、ケース20と集電体40が結合された正極無地部11aが位置した電極組立体10の一面との間に位置することができる。
【0136】
したがって、第1および第2分離部材85、95は、キャッププレート31と電極組立体10とケースの両側面の間に位置して電極組立体10とケース20とを物理的または電気的に分離することが可能である。
【0137】
したがって、本実施形態によれば第1および第2分離部材85、95により外部衝撃を吸収して電極組立体10が破損されることを防止することができ、電極組立体10で発生した電流が外部に漏れ出ることを防止することができる。
【0138】
図11は、本発明の第4実施形態の変形例による2次電池の部分分解斜視図である。
【0139】
図11を参照して説明すれば、本実施形態による2次電池401は、第1および第2分離部材86、96を除いては本発明の第4実施形態による2次電池400と同一な構造を有するため、以下で同一な構造についての詳細な説明は省略する。
【0140】
本実施形態による第1および第2分離部材86、96は、第1および第2電極組立体収容溝861a、961aが形成された第1および第2本体86a、96a、および第1および第2突出部86b、96bを含むことができ、絶縁物質(例:絶縁性樹脂)で形成され得る。
【0141】
また、第1および第2突出部86b、96bは、第1および第2集電体収容溝861b、961b、第1および第2フランジ収容溝862b、962b、および第1および第2端子貫通ホール863b、963bを含むことができる。
【0142】
ここで、第1および第2突出部86b、96bは、第1および第2本体86a、96aでほぼ垂直に延設され得る。
【0143】
ただし、本実施形態による第1および第2分離部材86、96と電極組立体10、正極および負極端子21、22および正極および負極集電体40、50との結合関係は、第1および第2支え部86c、96cを除いては本発明の第4実施形態による第1および第2分離部材85、95と電極組立体10、正極および負極端子21、22および正極および負極集電体40、50との結合関係と同一であってもよい。
【0144】
したがって、以下で第1および第2分離部材86、96と電極組立体10、正極および負極端子21、22および正極および負極集電体40、50との結合関係についての詳細な説明は省略する。
【0145】
本実施形態によれば、第1および第2分離部材86、96の第1および第2支え部86c、96cは、第1および第2突出部86b、96bが位置した第1および第2本体86a、96aの一端の反対側に位置した他端で突出して形成され得る。
【0146】
この時、第1および第2支え部86c、96cは、第1および第2本体86a、96aとほぼ垂直に形成され得る。
【0147】
したがって、本実施形態による第1および第2支え部86c、96cは、電極組立体10の下部の一面とケース20の底部分との間に位置して電極組立体10とケース20とを物理的に分離することができる。
【0148】
また、本実施形態による第1および第2分離部材86、96は、絶縁物質(例:絶縁性樹脂)で形成され得る。
【0149】
したがって、本実施形態によれば、第1および第2支え部86c、96cは、電極組立体10とケース20の底部分との間に位置して電極組立体10とケース20を電気的に分離することができる。
【0150】
結局、本実施形態による第1および第2分離部材86、96の間に位置した電極組立体10は、第1および第2分離部材86、96の間に設置されてケース20内部に安定的に固定され得、ケース20の一側面、上部と下部と物理的および電気的に分離されることが可能である。
【0151】
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】
【0152】
100、101、200、201、202、300、400、401 2次電池
10、10’ 電極組立体
11 正極
11a 正極無地部
12 負極
12a 負極無地部
13 セパレータ
20 ケース
21 正極端子
22 負極端子
21a フランジ
21b 本体
21c 結合突起
30 キャップアセンブリー
31 キャッププレート
32 電解液注入口
33 密封キャップ
34 ベント部
34a 切欠
40、40’、40’’、40’’’ 正極集電体
41、41’’’ 端子結合部
41a、41’a、41’’’a 端子結合溝
42、42’、42’’、42’’’、52’’ 電極集電体結合部
42’a、42’’a、42’’’a、42’’’b、52’’a 集電体溝
50、50’’、50’’’ 負極集電体
60、60’ 第1下部絶縁部材
61、61’ 集電体収容溝
62、62’ 端子貫通ホール
63、63’ フランジ収容溝
70、70’ 第2下部絶縁部材
80、80’、81、84、85、86 第1分離部材
80a、80’a、81a、84a、85a、86a 第1本体
801a、801’c、811a、841a、851a、861a 第1電極組立体収容溝
80b、80’b、81b、84b、85b、86b 第1突出部
801b、801’b、811b、841b 正極端子固定溝
851b、861b 第1集電体収容溝
852b、862b 第1フランジ収容溝
853b、863b 第1端子貫通ホール
81c、86c 第1支え部
82 固定板
83 第1固定板
84c 第1固定壁
90、90’、91、95、96 第2分離部材
90a、90’a、91a、95a、96a 第2本体
901a、901’a、911a、951a、961a 第2電極組立体収容溝
90b、90’b、91b、95b、96b 第2突出部
901b、901’b、911b 負極端子固定溝
951b、961b 第2集電体収容溝
952b、962b 第2フランジ収容溝
953b、963b 第2端子貫通ホール
91c、96c 第2支え部
93 第2固定板


【特許請求の範囲】
【請求項1】
正極、負極、および前記正極と前記負極との間に位置するセパレータを含む電極組立体と、
前記正極または前記負極のうちの一つに電気的または機械的に結合される集電体と、
前記電極組立体および前記集電体が収容されるケースと、
前記集電体と電気的に結合される端子が突出するキャッププレートと、
前記キャッププレートに固定される突出部と、前記集電体の長手方向に沿って延設され、前記集電体と前記ケースの内側面との間に位置する本体を有する分離部材と、
を含むことを特徴とする、2次電池。
【請求項2】
前記集電体は、第1集電体および第2集電体を含み、
前記第1集電体および前記第2集電体は、前記負極または正極のうちの一つの電極にそれぞれ結合され、
前記分離部材は、第1分離部材および第2分離部材を含むことを特徴とする、請求項1に記載の2次電池。
【請求項3】
前記分離部材は、前記分離部材の下部から前記電極組立体の底面に沿って延設される支え部を含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の2次電池。
【請求項4】
前記支え部は、前記電極組立体の底面と前記ケースの底内表面との間に位置することを特徴とする、請求項3に記載の2次電池。
【請求項5】
前記分離部材の本体から前記電極組立体の中央部に向かって延設される固定板をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の2次電池。
【請求項6】
前記固定板は、前記電極組立体の中央部に位置して前記電極組立体を支持することを特徴とする、請求項5に記載の2次電池。
【請求項7】
前記分離部材は、第1分離部材および第2分離部材を含み、
前記固定板は、前記第1分離部材から前記電極組立体の中央部に向かって延設される第1固定板、および第2分離部材から前記第1固定板に向かって延設される第2固定板を含むことを特徴とする、請求項5又は6に記載の2次電池。
【請求項8】
前記集電体は、前記分離部材と前記電極組立体との間に位置し、
前記固定板は、前記集電体の開口を貫通して延設されることを特徴とする、請求項5〜7のいずれか1項に記載の2次電池。
【請求項9】
前記分離部材と前記固定板とは、電気的に絶縁されることを特徴とする、請求項5〜8のいずれか1項に記載の2次電池。
【請求項10】
前記分離部材と前記固定板とは、一体に結合されることを特徴とする、請求項5〜9のいずれか1項に記載の2次電池。
【請求項11】
前記電極組立体は、第1および第2電極組立体を含み、
前記分離部材は、前記第1電極組立体の中央部に向かって延設される第1固定板、および前記第2電極組立体の中央部に向かって延設される第2固定板を含むことを特徴とする、請求項5に記載の2次電池。
【請求項12】
前記分離部材の本体から延設される一対の固定壁をさらに含み、
前記一対の固定壁のそれぞれは、前記電極組立体の両側面に沿って延設されることを特徴とする、請求項1に記載の2次電池。
【請求項13】
前記一対の固定壁のそれぞれは、前記電極組立体の両側面に位置して前記電極組立体を支持することを特徴とする、請求項12に記載の2次電池。
【請求項14】
前記分離部材は、前記一対の固定壁のそれぞれと電気的に絶縁されることを特徴とする、請求項12又は13に記載の2次電池。
【請求項15】
前記2次電池は、角型であることを特徴とする、請求項1〜14のいずれか1項に記載の2次電池。
【請求項16】
前記突出部と前記キャッププレートとの間に位置する絶縁部材をさらに含むことを特徴とする、請求項1〜15のいずれか1項に記載の2次電池。
【請求項17】
前記本体には、電極組立体が収容される電極組立体収容溝が形成されることを特徴とする、請求項1〜16のいずれか1項に記載の2次電池。
【請求項18】
前記本体には、電極組立体が収容される電極組立体収容溝が形成され、前記突出部には、前記集電体が収容される集電体収容溝が形成されることを特徴とする、請求項1に記載の2次電池。
【請求項19】
前記突出部は、前記キャッププレートと接触することを特徴とする、請求項18に記載の2次電池。
【請求項20】
動力を供給する動力源と、
前記動力源に電気を供給し、正極、負極、および前記正極と前記負極との間に位置するセパレータを含む電極組立体、前記正極または前記負極のうちの一つに電気的または機械的に結合される集電体、前記電極組立体および前記集電体が収容されるケース、前記集電体と電気的に結合される端子が突出するキャッププレート、並びに、前記キャッププレートに固定される突出部、および前記集電体の長手方向に沿って延設され、前記集電体と前記ケースの内側面との間に位置する本体を有する分離部材を備える2次電池を含むことを特徴とする、自動車。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【公開番号】特開2013−73936(P2013−73936A)
【公開日】平成25年4月22日(2013.4.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−203257(P2012−203257)
【出願日】平成24年9月14日(2012.9.14)
【出願人】(590002817)三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【出願人】(501125231)ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (329)
【Fターム(参考)】