２次電池
【課題】集電部材が結合される絶縁部材を提供することによって、作業工程を単純化して２次電池の生産性を向上させることができ、外部衝撃に対して集電部材が容易に破損しないようにすることができる。
【解決手段】本発明の一実施形態による２次電池は、ケース、ケースに収容される電極組立体、ケースの内部の少なくとも一部に設置される少なくとも一つの端子部、電極組立体と前記端子部とを電気的に接続するものであって、端子結合部を含む少なくとも一つの集電部材、及びケース内部に設置される少なくとも一つの絶縁部材を備え、絶縁部材は端子結合部が結合される集電部材結合部を含む、集電部材結合部は端子結合部の少なくとも一部を支持する。
【解決手段】本発明の一実施形態による２次電池は、ケース、ケースに収容される電極組立体、ケースの内部の少なくとも一部に設置される少なくとも一つの端子部、電極組立体と前記端子部とを電気的に接続するものであって、端子結合部を含む少なくとも一つの集電部材、及びケース内部に設置される少なくとも一つの絶縁部材を備え、絶縁部材は端子結合部が結合される集電部材結合部を含む、集電部材結合部は端子結合部の少なくとも一部を支持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次電池に関し、より詳しくは、絶縁部材の構造を改善した２次電池に関する。
【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、充電及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及びカムコーダのように携帯が可能な小型電子機器に使用され、大容量の２次電池は、ハイブリッド自動車などのモータ駆動用電源又は大容量電力保存装置として使用されている。
【０００３】
近年、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、前記高出力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、複数の２次電池を直列に連結した大容量の電池モジュールから構成される。このような２次電池は、円筒型、角型などで構成されてもよい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、２次電池は、多くの構成（ユニット）が結合して形成されるものであるため、このような構成を結合するためには多大な労働力が必要となり、製造過程において生産性が低下するという問題が発生する。
【０００５】
また、２次電池は、外部からの衝撃によって、また、充電と放電とを繰り返すことによって、電極端子と電極組立体とを電気的に連結させる集電部材が破損するという問題が発生する。
【０００６】
また、２次電池の稼動で内部に発生したガスが一部分に溜まってしまい、２次電池内部のガス圧力が均一に維持されないという問題が発生する。
【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、構成が一体に結合され得る絶縁部材によって、生産性を向上させることが可能な、また、集電部材の破損を防止することが可能な、新規かつ改良された２次電池を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、２次電池内部のガス圧力を均一に維持することができる構造を有する絶縁部材を備える２次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、ケース、前記ケースに収容される電極組立体、前記ケースの内部の少なくとも一部に設置される少なくとも一つの端子部、前記電極組立体と前記端子部とを電気的に接続するものであり、端子結合部を含む少なくとも一つの集電部材、及び前記ケースの内部に設置される少なくとも一つの絶縁部材を備え、前記絶縁部材は、前記端子結合部が結合される集電部材結合部を含み、前記集電部材結合部は前記端子結合部の少なくとも一部を支持することを特徴とする、２次電池が提供される。
【００１０】
また、前記絶縁部材は、前記集電部材結合部に隣接して形成される本体部を含んでもよい。
【００１１】
また、前記本体部は、前記端子結合部が収容される固定溝を含んでもよい。
【００１２】
また、前記端子部は、前記固定溝で、前記集電部材の前記端子結合部と結合されてもよい。
【００１３】
また、前記集電部材結合部は、前記固定溝と前記絶縁部材の外郭との間に位置した開口部を含み、前記開口部に前記端子結合部が挿入されてもよい。
【００１４】
また、前記固定溝の周縁は、所定の形状を有し、前記端子部は、前記固定溝の周縁の前記所定の形状に対応する形状の周縁を有するフランジ部を含み、前記フランジ部は前記固定溝に挿入されて結合されてもよい。
【００１５】
また、前記端子結合部は、前記端子部が有する結合突起と結合される端子結合溝を含んでもよい。
【００１６】
また、前記絶縁部材は、前記絶縁部材と着脱可能に構成されるプレートを更に有し、前記プレートは、前記集電部材結合部の、前記端子部結合方向下流側に位置する底面を構成してもよい。
【００１７】
また、前記絶縁部材と前記プレートとは、前記絶縁部材と前記プレートの互いに対応する部位に形成される突起とホールとを嵌合させることで結合されてもよい。
【００１８】
また、前記端子結合部は、前記端子結合部の他の部分よりも小さい断面積を有するヒューズ部を更に含み、前記ヒューズ部は、前記絶縁部材の前記集電部材結合部により支持されてもよい。
【００１９】
また、前記ヒューズ部は、ヒューズホールを含んでもよい。
【００２０】
また、前記絶縁部材は、一つ以上のガス排出部を含んでもよい。
【００２１】
また、前記ガス排出部は、前記絶縁部材の前記集電部材結合部が設けられた一端から他端に向かって設けられた側面から、前記絶縁部材の前記集電部材結合部が設けられた側とは逆側に位置する終端部までの間の少なくとも一部の領域に設けられる第１ガス排出流路を含んでもよい。
【００２２】
また、前記第１ガス排出流路は、前記絶縁部材の前記側面に沿って形成されたガス排出路、及び前記絶縁部材の前記終端部に形成されたガス排出口を含んでもよい。
【００２３】
また、前記ガス排出部は、前記絶縁部材の前記集電部材結合部が設けられた一端から他端に向かって設けられた一対の互いに対向する側面から、前記絶縁部材の前記集電部材結合部が設けられた側とは逆側に位置する終端部までの間の少なくとも一部の領域に設けられる一対の第１ガス排出流路を含んでもよい。
【００２４】
また、前記ガス排出部は、前記絶縁部材の前記端子部結合方向上流側に位置する上部表面に形成される第２ガス排出流路を含み、前記第２ガス排出流路は、前記絶縁部材の前記上部表面を横切る一つ以上のガス排出溝を含んでもよい。
【００２５】
また、前記少なくとも一つの端子部は、第１及び第２端子部を含み、前記少なくとも一つの集電部材は、第１及び第２集電部材を含み、前記少なくとも一つの絶縁部材は、第１及び第２絶縁部材を含んでもよい。
【００２６】
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、電極結合部及び端子結合部を含む集電部材、端子部材、及び前記端子結合部が結合され、前記端子結合部の少なくとも一部を支持する集電部材結合部、及び前記端子結合部が収容される固定溝を有する本体部、を含む絶縁部材を備え、前記端子結合部は、前記絶縁部材の前記集電部材結合部の開口部に挿入され、前記固定溝によって結合され、前記端子部材は、前記固定溝に固定されて前記端子結合部と結合されることを特徴とする、集電体端子組立体が提供される。
【００２７】
また、前記端子結合部は、前記端子結合部の他の部分よりも小さい断面積を有し、前記絶縁部材の前記集電部材結合部によって支持されるヒューズ部を含んでもよい。
【００２８】
また、前記絶縁部材は、前記絶縁部材の前記集電部材結合部が設けられた一端から他端に向かって設けられた側面から、前記絶縁部材の前記集電部材結合部が設けられた側とは逆側に位置する終端部までの間に形成される少なくとも一つの第１ガス排出流路、及び前記絶縁部材の前記端子部材結合方向上流側に位置する上部表面に形成され、前記絶縁部材の前記上部表面を横切る少なくとも一つのガス排出溝を含む第２ガス排出流路を含んでもよい。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように本発明によれば、集電部材が結合される絶縁部材によって、作業工程を単純化して２次電池の生産性を向上させることができ、また、外部衝撃に対して集電部材が容易に破損しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る２次電池の外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示した２次電池のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る２次電池の部分分解斜視図である。
【図４】図３に示す部分が結合された状態での２次電池の部分断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る２次電池の他の変形例を示す部分分解斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る２次電池の部分分解斜視図である。
【図７】図６に示す部分が結合された状態での２次電池の部分断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る２次電池の部分分解斜視図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る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、添付図面を参照して本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施することができるように本発明の実施形態を詳しく説明する。なお、本明細書及び図面において、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。ただし、本発明は多様な異なる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ない。
【００３２】
以下の図面において、説明の明確化のために層又は領域のサイズを誇張して示す場合がある。また、以下の説明において、一つの層又は要素が他の層又は要素の「上」にあるという表現は、互いに接する状態で直接的に上に設けられることを意味してもよく、また、両者の間に一つ以上の更に他の層又は他の要素が介在していることを意味してもよい。また、一つの層又は要素が他の層又は要素の「下」にあるという表現は、互いに接する状態で直接的に下に設けられることを意味してもよく、また、両者の間に一つ以上の更に他の層又は他の要素を介在していることを意味してもよい。また、一つの層又は要素が、二つの層又は要素の「間」にあるという表現は、その一つの層又は要素が二つの層又は要素の間に設けられる唯一の層であることを意味してもよく、また、両者の間に一つ以上の更に他の層が介在していることを意味してもよい。
【００３３】
図１は、本発明の第１実施形態に係る２次電池の外観を示す斜視図であり、図２は、図１でのＩＩ−ＩＩ線における２次電池の断面図である。
【００３４】
図１及び図２を参照すると、本発明の第１実施形態に係る２次電池１００は、第１電極１１と第２電極１２とを、両者の間にセパレータ１３を介在して巻き取ることで形成される複数の電極組立体１０、電極組立体１０が内蔵されるケース２６、電極組立体１０と電気的に連結される第１端子部３０と第２端子部４０、ケース２６に形成された開口部に結合されるキャッププレート２０、並びにケース２６内に設置される第１及び第２絶縁部材６０、８０を含む。
【００３５】
本実施形態に係る２次電池１００は、リチウムイオン２次電池とし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るものではなく、本発明はリチウムポリマー電池などの他の電池にも適用され得る。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く、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。ただし、以下の説明では、説明の便宜のために、負極と正極の代わりに、それぞれ第１電極１１と第２電極１２と呼称して説明する。
【００３６】
電極組立体１０は、第１電極１１、第２電極１２及びセパレータ１３を一緒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からなる集電体と、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ていない第１電極無地部１１ａ及び第２電極無地部１２ａに区分されてもよい。コーティング部は、電極組立体１０において第１電極１１と第２電極１２の大部分を形成し、第１及び第２電極無地部１１ａ、１２ａは、ゼリーロール形態においてコーティング部の両側にそれぞれ配置されてもよい。ただし、本発明はこれに限定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）からなる第１電極１１と第２電極１２が、セパレータ１３を間に置いて積層された構造で構成されてもよい。
【００３７】
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集電部材５０を介して電気的に連結され、第２電極無地部１２ａには、第２端子部４０が、第２集電部材７０を介して電気的に連結され得る。従って、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。
【００３８】
ケース２６は、略直六面体形状で構成されてもよく、この直六面体の一面には開放された開口部が形成される。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、ケースは円筒型、パウチ型など多様な形態で構成されてもよい。
【００３９】
キャッププレート２０は、薄い板材から構成されてもよく、ケース２６の開口部に結合されて開口部を密封することができる。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ための電解液注入口２１が形成されてもよく、電解液注入口２１は、電解液注入後、密封キャップ２２により密封されてもよい。また、キャッププレート２０には、密閉されたケース２６の内部圧力が設定された圧力以上である時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。
【００４０】
第１及び第２端子部３０、４０は、第１及び第２リベット３１、４１、第１及び第２端子プレート３２、４２、第１及び第２端子プレート３２、４２とキャッププレート２０との間に設置される第１及び第２端子絶縁部材３３、４３、並びに第１及び第２ガスケット３４、４４を含んでもよい。ここで、第１及び第２リベット３１、４１は、第１及び第２柱部３１ａ、４１ａ、第１及び第２フランジ部３１ｂ、４１ｂ、並びに第１及び第２結合突起３１ｃ、４１ｃを含んでもよい。また、本実施形態に係る第１及び第２端子部３０、４０は、プレートタイプの端子でない円柱形状で構成された端子（図示せず）を含んでもよい。
【００４１】
また、第１及び第２集電部材５０、７０は、第１及び第２電極１１、１２に結合される第１及び第２電極結合部５１、７１、並びに、第１及び第２端子部３０、４０と結合される第１及び第２端子結合溝５３、７３（図３を用いて後述する。）を含む第１及び第２端子結合部５２、７２、を含んでもよい。
【００４２】
また、第１及び第２絶縁部材６０、８０が、ケース２６の内部でキャッププレート２０に隣接する位置に設置されてもよい。
【００４３】
ここで、本実施形態に係る第１端子部３０と第２端子部４０の構造、第１集電部材５０と第２集電部材７０の構造、及び第１絶縁部材６０と第２絶縁部材８０の構造は同一であるので、以下では、第２端子部４０、第２集電部材７０、及び第２絶縁部材８０に対する説明は省略する。
【００４４】
図３は、本発明の第１実施形態に係る２次電池の部分分解斜視図であり、図４は、図３に示す部分が結合された状態での２次電池の部分断面図である。
【００４５】
ここで、図３及び図４を参照して、本実施形態に係る２次電池１００の第１リベット３１、第１集電部材５０、及び第１絶縁部材６０について詳しく説明する。
【００４６】
本実施形態に係る第１絶縁部材６０は、第１集電部材結合部６１、キャッププレート２０に固定される固定突起６２、６４、及び第１集電部材結合部６１に隣接するように位置する本体部を含む。また、本体部は、第１リベット３１が固定される固定溝６３を含む。ここで、第１集電部材結合部６１は、電極組立体１０と対向する第１絶縁部材６０の一端に形成され、開口部６１ａが、第１集電部材結合部６１の一側に形成される。
【００４７】
また、第１集電部材５０は、第１電極１１に結合される第１電極結合部５１と第１端子結合部５２を含む。
【００４８】
従って、図４に示されているように、第１集電部材５０の第１端子結合部５２は、開口部６１ａを通じて第１集電部材結合部６１に挿入されて第１絶縁部材６０に固定され得る。
【００４９】
また、第１集電部材結合部６１は、第１集電部材５０の第１端子結合部５２の少なくとも一部を支持して固定することができる。
【００５０】
ここで、第１集電部材結合部６１の開口部６１ａの幅は、第１集電部材５０の幅と同一又はより大きく形成することが好ましい。
【００５１】
また、第１リベット３１の第１柱部３１ａで延長されて形成された、すなわち、第１柱部３１ａの第１絶縁部材６０に挿入される側の端部に、第１柱部３１ａよりも大きい断面積を有するように形成された、第１フランジ部３１ｂは、第１絶縁部材６０に形成された固定溝６３に挿入されて第１絶縁部材６０に固定され得る。
【００５２】
この時、第１フランジ部３１ｂの下部、すなわち、第１リベット３１の第１絶縁部材６０に挿入される側の端部に形成された第１結合突起３１ｃは、第１端子結合部５２に設けられた第１端子結合溝５３に挿入されて固定され得る。ここで、第１結合突起３１ｃと第１端子結合溝５３とは溶接により接合されてもよい。ただし、第１結合突起３１ｃは、第１端子結合溝５３に嵌合によって結合されることも可能である。
【００５３】
また、第１柱部３１ａは、第１端子プレート３２とリベット結合される。ここで、第１端子プレート３２とキャッププレート２０との間には、第１端子絶縁部材３３が設置されて第１端子部３０とキャッププレート２０とを絶縁することができる。
【００５４】
以上説明したように、第１絶縁部材６０の第１集電部材結合部６１に、第１集電部材５０の第１端子結合部５２が挿入固定され、第１端子結合部５２に第１リベット３１が結合固定され得る。
【００５５】
従って、本実施形態によれば、第１リベット３１、第１集電部材５０、及び第１絶縁部材６０が分離された状態で２次電池１００が組み立てられる場合と比較して、第１リベット３１、第１集電部材５０、及び第１絶縁部材６０を一つに結合した状態で２次電池１００が組み立てられることができるため、２次電池１００の全体の製造工程を単純化して、２次電池１００の生産性を向上させることが可能である。
【００５６】
また、第１集電部材５０の第１端子結合部５２が、第１絶縁部材６０により固定されるため、２次電池１００に加えられる外部からの衝撃を第１絶縁部材６０が一次的に吸収して、第１集電部材５０の破損を防止することが可能になる。
【００５７】
図５は、本発明の第１実施形態に係る２次電池の他の変形例を示す部分分解斜視図である。
【００５８】
図５を参照すると、本実施形態による２次電池１０１は、第１絶縁部材６１０を除いては第１実施形態に係る２次電池１００と同一な構造で構成されるため、当該同一な構造に対する説明は省略する。
【００５９】
図５を参照して第１絶縁部材６１０について詳しく説明すると、本実施形態に係る第１絶縁部材６１０は、電極組立体１０と対向する第１絶縁部材６１０の一端に形成される第１集電部材結合部６１１、第１リベット３１が固定される固定溝６１３、及び固定突起（図示せず）を含んでもよい。
【００６０】
また、第１集電部材結合部６１１は、一側に開口部６１１ａが形成され、第１集電部材結合部６１１から分離可能な、複数の突起６１１ｃが形成されたプレート６１１ｂを含んでもよい。ここで、プレート６１１ｂは、例えば、第１集電部材結合部６１１の底面を形成することができる。ここで、底面とは、図５に示すように、第１絶縁部材６１０において、第１端子部３０の結合方向下流側に位置する面であってもよい。
【００６１】
また、第１集電部材結合部６１１のプレート６１１ｂが設けられる部位には、プレート６１１ｂに形成された複数の突起６１１ｃが嵌合され得る複数のホール６１１ｄが形成されてもよい。従って、本実施形態によれば、第１集電部材結合部６１１は、プレート６１１ｂが着脱可能な構造で構成されてもよい。従って、第１集電部材５０を第１集電部材結合部６１１の開口部６１１ａに挿入した後にプレート６１１ｂを結合させることが可能となる。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態によれば、２次電池１０１の生産性向上と外部衝撃からの第１集電部材５０の保護のみならず、第１集電部材５０を第１集電部材結合部６１１に容易に結合することが可能となる。
【００６３】
図６は、本発明の第２実施形態に係る２次電池の部分分解斜視図であり、図７は、図６に示す部分が結合された状態での２次電池の部分断面図である。
【００６４】
図６及び図７を参照すると、本実施形態に係る２次電池１０２は、第１集電部材５１０及び第１絶縁部材６２０を除いては第１実施形態に係る２次電池１００と同一な構造で構成されるため、当該同一な構造に対する説明は省略する。
【００６５】
図６及び図７を参照して本実施形態に係る２次電池１０２をより詳しく説明すると、第１集電部材５１０は、第１電極結合部５１１及び第１端子結合部５１２を含んでもよい。
【００６６】
第１端子結合部５１２は、第１リベット３１の第１結合突起３１ｃと結合される第１端子結合溝５１３及びヒューズホールを含むヒューズ部５１４を含んでもよい。
【００６７】
また、本実施形態に係る第１絶縁部材６２０は、開口部６２１ａを有し、電極組立体１０と対向する第１絶縁部材６２０の一端に形成される第１集電部材結合部６２１、第１リベット３１が固定される固定溝６２３、及び固定突起６２２、６２４を含んでもよい。
【００６８】
図７に示されているように、第１集電部材５１０に設けられた第１端子結合部５１２は、第１集電部材結合部６２１の開口部６２１ａを通じて、第１集電部材結合部６２１に挿入されて第１絶縁部材６２０に固定され得る。
【００６９】
ここで、ヒューズ部５１４が形成された部分は、ヒューズホールを含んでいるため、第１端子結合部５１２の他の部分よりも電気的接続に寄与する部分の断面積が小さい。従って、２次電池内部に過電流が流れる時、他の部分よりも相対的に多くの電流が流れるようになり溶融し得る。従って、電極組立体１０と第１端子部３０との電気的は連結が遮断され得る。
【００７０】
ただし、ヒューズホールが形成されたヒューズ部５１４は、上述のように第１端子結合部５１２の他の部分よりも断面が小さいため、２次電池１０２に加えられる外部からの衝撃によりヒューズ部５１４に応力集中が発生して、ヒューズ部５１４が破損する可能性がある。
【００７１】
しかし、本実施形態のように、ヒューズホールが形成されたヒューズ部５１４を含む第１端子結合部５１２が第１絶縁部材６２０の第１集電部材結合部６２１に結合されて、すなわち、第１絶縁部材６２０が第１端子結合部５１２を支持することで、２次電池１０２に加えられる外部からの衝撃によりヒューズ部５１４が破損することを防止することが可能になる。
【００７２】
また、ヒューズ部５１４が第１集電部材結合部６２１により支持されるため、ヒューズ部５１４のヒューズホールの大きさを、外部衝撃による破損を考慮した寸法範囲に限定しなくてもよい。従って、ヒューズ部５１４の設計自由度を高めることが可能になる。
【００７３】
図８及び図９は、本発明の第３実施形態に係る２次電池の部分分解斜視図である。
【００７４】
図８を参照すると、本実施形態に係る２次電池１０３は、第１絶縁部材６３０を除いては第２実施形態に係る２次電池１０２と同一な構造で構成されるため、当該同一な構造に対する説明は省略する。
【００７５】
図８を参照して第１絶縁部材６３０を詳しく説明すると、本実施形態に係る第１絶縁部材６３０は、一側に開口部（図示せず）が形成され、電極組立体１０と対向する第１絶縁部材６３０の一端に形成される第１集電部材結合部６３１、第１リベット３１が固定される固定溝（図示せず）、固定突起（図示せず）及びガス排出部６３５を含んでもよい。
【００７６】
ここで、ガス排出部６３５は、第１絶縁部材６３０の側面から終端部までの間の少なくとも一部の領域に形成される第１ガス排出流路６３５ａ、及び／又は、第１絶縁部材６３０の上部表面、すなわち、キャッププレート２０と対向する面に形成される第２ガス排出流路６３５ｂを含んでもよい。ここで、側面とは、図８及び図９に示すように、第１絶縁部材６３０の第１集電部材結合部６３１が設けられた一端から他端に向かって延伸する面であってもよい。また、終端部とは、図８及び図９に示すように、第１絶縁部材６３０の第１集電部材結合部６３１が設けられた側とは逆側に位置する端部であってもよい。また、上部表面とは、上述のようにキャッププレート２０と対向する面であってもよく、また、図９に示すように、第１端子部３０の結合方向上流側に位置する面であってもよい。
【００７７】
より詳しくは、第１ガス排出流路６３５ａは、ガス排出路６３５ａ１とガス排出口６３５ａ２とを含んでもよい。ここで、ガス排出路６３５ａ１は、第１絶縁部材６３０の第１集電部材結合部６３１が設けられた一端から第１絶縁部材６３０の前記終端部まで延伸されて形成されてもよい。例えば、ガス排出路６３５ａ１は、第１絶縁部材６３０の前記側面に沿って形成されてもよい。また、ガス排出口６３５ａ２は、第１絶縁部材６３０の前記終端部のガス排出路６３５ａ１と接する位置に形成されてガス排出路６３５ａ１と連結されてもよい。この時、本実施形態に係る第１ガス排出流路６３５ａは、第１絶縁部材６３０の前記側面の両側に一対が形成されてもよい。
【００７８】
また、第２ガス排出流路６３５ｂは、第１絶縁部材６３０の上部表面に形成されたガス排出溝６３５ｂ１を含んでもよい。ここで、ガス排出溝６３５ｂ１は、第１絶縁部材６３０の一端から他端まで延伸されて形成されてもよい。従って、第１絶縁部材６３０がキャッププレート２０と結合される時、第１絶縁部材６３０とキャッププレート２０との間にはガス排出溝６３５ｂ１による隙間が生じ得る。この時、本実施形態に係る第２ガス排出流路６３５ｂは、互いに対向する辺縁に位置する一対のガス排出溝を含んでもよい。
【００７９】
以上説明したように、本実施形態に係る第１及び第２ガス排出流路６３５ａ、６３５ｂにより、２次電池１０３内部で発生したガスが移動することができる空間が形成されてもよい。
【００８０】
図２を再び参照して本実施形態に係るガス排出部６３５の役割をより詳しく説明すると、ケース２６と第１絶縁部材６３０との間で発生したガスは、第１絶縁部材６３０の第１及び第２ガス排出流路６３５ａ、６３５ｂを通じてベントホールを２３が形成された部分に移動するように誘導され得る。ここで、第３実施形態に係る第１絶縁部材６３０は、図２における第１絶縁部材６０に相当する。
【００８１】
従って、ケース２６と第１絶縁部材６３０との間に生成したガスが、第１絶縁部材６３０によって堰き止められ、ケース２６と第１絶縁部材６３０との間に溜まり、第１絶縁部材６３０と衝突することで発生し得る乱流の形成を防止することが可能である。以上説明したように、本実施形態に係るガス排出部６３５は、発生したガスにより２次電池１０３の内部に負荷される圧力をほぼ均一に維持する役割を果たすことができる。
【００８２】
また、第１端子結合部５１２の他の部分よりも断面積が小さいヒューズ部５１４に過電流が流れると、ヒューズ部５１４が溶融して第１絶縁部材６３０内にガスが発生し得る。ここで、ヒューズ部５１４の溶融によって発生したガスは、第１ガス排出流路６３５ａのガス排出路６３５ａ１を通過しガス排出口６３５ａ２を通じて第１絶縁部材６３０の外部に排出される。
【００８３】
従って、ヒューズ部５１４が溶融しても第１絶縁部材６３０にガスが蓄積されることが防止され、ヒューズ部５１４の性能低下を防止することが可能になる。
【００８４】
ただし、本発明はこれに限定されるのではなく、第１ガス排出流路６３５ａ及び第２ガス排出流路６３５ｂは、第１絶縁部材６３０にそれぞれ１個のみが形成されることも可能である。
【００８５】
また、本実施形態によるガス排出部６３５は、２次電池１０３内部で発生したガスが排出され得る構造であれば、第１及び第２ガス排出流路６３５ａ、６３５ｂに限定されない。例えば、ガス排出部６３５は、電極組立体１０と対向する第１絶縁部材６３０の一面に形成されることも可能である。
【００８６】
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】
【００８７】
１００、１０１、１０２、１０３ ２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
３２ 第１端子プレート
３３ 第１端子絶縁部材
４０ 第２端子部
５０ 第１電極集電部材
５１ 第１電極結合部
５２ 第１端子結合部
６０、６１０、６２０、６３０ 第１絶縁部材
６１、６１１、６２１、６３１ 第１集電部材結合部
７０ 第２集電部材
８０ 第２絶縁部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次電池に関し、より詳しくは、絶縁部材の構造を改善した２次電池に関する。
【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、充電及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及びカムコーダのように携帯が可能な小型電子機器に使用され、大容量の２次電池は、ハイブリッド自動車などのモータ駆動用電源又は大容量電力保存装置として使用されている。
【０００３】
近年、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、前記高出力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、複数の２次電池を直列に連結した大容量の電池モジュールから構成される。このような２次電池は、円筒型、角型などで構成されてもよい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、２次電池は、多くの構成（ユニット）が結合して形成されるものであるため、このような構成を結合するためには多大な労働力が必要となり、製造過程において生産性が低下するという問題が発生する。
【０００５】
また、２次電池は、外部からの衝撃によって、また、充電と放電とを繰り返すことによって、電極端子と電極組立体とを電気的に連結させる集電部材が破損するという問題が発生する。
【０００６】
また、２次電池の稼動で内部に発生したガスが一部分に溜まってしまい、２次電池内部のガス圧力が均一に維持されないという問題が発生する。
【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、構成が一体に結合され得る絶縁部材によって、生産性を向上させることが可能な、また、集電部材の破損を防止することが可能な、新規かつ改良された２次電池を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、２次電池内部のガス圧力を均一に維持することができる構造を有する絶縁部材を備える２次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、ケース、前記ケースに収容される電極組立体、前記ケースの内部の少なくとも一部に設置される少なくとも一つの端子部、前記電極組立体と前記端子部とを電気的に接続するものであり、端子結合部を含む少なくとも一つの集電部材、及び前記ケースの内部に設置される少なくとも一つの絶縁部材を備え、前記絶縁部材は、前記端子結合部が結合される集電部材結合部を含み、前記集電部材結合部は前記端子結合部の少なくとも一部を支持することを特徴とする、２次電池が提供される。
【００１０】
また、前記絶縁部材は、前記集電部材結合部に隣接して形成される本体部を含んでもよい。
【００１１】
また、前記本体部は、前記端子結合部が収容される固定溝を含んでもよい。
【００１２】
また、前記端子部は、前記固定溝で、前記集電部材の前記端子結合部と結合されてもよい。
【００１３】
また、前記集電部材結合部は、前記固定溝と前記絶縁部材の外郭との間に位置した開口部を含み、前記開口部に前記端子結合部が挿入されてもよい。
【００１４】
また、前記固定溝の周縁は、所定の形状を有し、前記端子部は、前記固定溝の周縁の前記所定の形状に対応する形状の周縁を有するフランジ部を含み、前記フランジ部は前記固定溝に挿入されて結合されてもよい。
【００１５】
また、前記端子結合部は、前記端子部が有する結合突起と結合される端子結合溝を含んでもよい。
【００１６】
また、前記絶縁部材は、前記絶縁部材と着脱可能に構成されるプレートを更に有し、前記プレートは、前記集電部材結合部の、前記端子部結合方向下流側に位置する底面を構成してもよい。
【００１７】
また、前記絶縁部材と前記プレートとは、前記絶縁部材と前記プレートの互いに対応する部位に形成される突起とホールとを嵌合させることで結合されてもよい。
【００１８】
また、前記端子結合部は、前記端子結合部の他の部分よりも小さい断面積を有するヒューズ部を更に含み、前記ヒューズ部は、前記絶縁部材の前記集電部材結合部により支持されてもよい。
【００１９】
また、前記ヒューズ部は、ヒューズホールを含んでもよい。
【００２０】
また、前記絶縁部材は、一つ以上のガス排出部を含んでもよい。
【００２１】
また、前記ガス排出部は、前記絶縁部材の前記集電部材結合部が設けられた一端から他端に向かって設けられた側面から、前記絶縁部材の前記集電部材結合部が設けられた側とは逆側に位置する終端部までの間の少なくとも一部の領域に設けられる第１ガス排出流路を含んでもよい。
【００２２】
また、前記第１ガス排出流路は、前記絶縁部材の前記側面に沿って形成されたガス排出路、及び前記絶縁部材の前記終端部に形成されたガス排出口を含んでもよい。
【００２３】
また、前記ガス排出部は、前記絶縁部材の前記集電部材結合部が設けられた一端から他端に向かって設けられた一対の互いに対向する側面から、前記絶縁部材の前記集電部材結合部が設けられた側とは逆側に位置する終端部までの間の少なくとも一部の領域に設けられる一対の第１ガス排出流路を含んでもよい。
【００２４】
また、前記ガス排出部は、前記絶縁部材の前記端子部結合方向上流側に位置する上部表面に形成される第２ガス排出流路を含み、前記第２ガス排出流路は、前記絶縁部材の前記上部表面を横切る一つ以上のガス排出溝を含んでもよい。
【００２５】
また、前記少なくとも一つの端子部は、第１及び第２端子部を含み、前記少なくとも一つの集電部材は、第１及び第２集電部材を含み、前記少なくとも一つの絶縁部材は、第１及び第２絶縁部材を含んでもよい。
【００２６】
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、電極結合部及び端子結合部を含む集電部材、端子部材、及び前記端子結合部が結合され、前記端子結合部の少なくとも一部を支持する集電部材結合部、及び前記端子結合部が収容される固定溝を有する本体部、を含む絶縁部材を備え、前記端子結合部は、前記絶縁部材の前記集電部材結合部の開口部に挿入され、前記固定溝によって結合され、前記端子部材は、前記固定溝に固定されて前記端子結合部と結合されることを特徴とする、集電体端子組立体が提供される。
【００２７】
また、前記端子結合部は、前記端子結合部の他の部分よりも小さい断面積を有し、前記絶縁部材の前記集電部材結合部によって支持されるヒューズ部を含んでもよい。
【００２８】
また、前記絶縁部材は、前記絶縁部材の前記集電部材結合部が設けられた一端から他端に向かって設けられた側面から、前記絶縁部材の前記集電部材結合部が設けられた側とは逆側に位置する終端部までの間に形成される少なくとも一つの第１ガス排出流路、及び前記絶縁部材の前記端子部材結合方向上流側に位置する上部表面に形成され、前記絶縁部材の前記上部表面を横切る少なくとも一つのガス排出溝を含む第２ガス排出流路を含んでもよい。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように本発明によれば、集電部材が結合される絶縁部材によって、作業工程を単純化して２次電池の生産性を向上させることができ、また、外部衝撃に対して集電部材が容易に破損しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る２次電池の外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示した２次電池のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る２次電池の部分分解斜視図である。
【図４】図３に示す部分が結合された状態での２次電池の部分断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る２次電池の他の変形例を示す部分分解斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る２次電池の部分分解斜視図である。
【図７】図６に示す部分が結合された状態での２次電池の部分断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る２次電池の部分分解斜視図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る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、添付図面を参照して本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施することができるように本発明の実施形態を詳しく説明する。なお、本明細書及び図面において、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。ただし、本発明は多様な異なる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ない。
【００３２】
以下の図面において、説明の明確化のために層又は領域のサイズを誇張して示す場合がある。また、以下の説明において、一つの層又は要素が他の層又は要素の「上」にあるという表現は、互いに接する状態で直接的に上に設けられることを意味してもよく、また、両者の間に一つ以上の更に他の層又は他の要素が介在していることを意味してもよい。また、一つの層又は要素が他の層又は要素の「下」にあるという表現は、互いに接する状態で直接的に下に設けられることを意味してもよく、また、両者の間に一つ以上の更に他の層又は他の要素を介在していることを意味してもよい。また、一つの層又は要素が、二つの層又は要素の「間」にあるという表現は、その一つの層又は要素が二つの層又は要素の間に設けられる唯一の層であることを意味してもよく、また、両者の間に一つ以上の更に他の層が介在していることを意味してもよい。
【００３３】
図１は、本発明の第１実施形態に係る２次電池の外観を示す斜視図であり、図２は、図１でのＩＩ−ＩＩ線における２次電池の断面図である。
【００３４】
図１及び図２を参照すると、本発明の第１実施形態に係る２次電池１００は、第１電極１１と第２電極１２とを、両者の間にセパレータ１３を介在して巻き取ることで形成される複数の電極組立体１０、電極組立体１０が内蔵されるケース２６、電極組立体１０と電気的に連結される第１端子部３０と第２端子部４０、ケース２６に形成された開口部に結合されるキャッププレート２０、並びにケース２６内に設置される第１及び第２絶縁部材６０、８０を含む。
【００３５】
本実施形態に係る２次電池１００は、リチウムイオン２次電池とし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るものではなく、本発明はリチウムポリマー電池などの他の電池にも適用され得る。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く、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。ただし、以下の説明では、説明の便宜のために、負極と正極の代わりに、それぞれ第１電極１１と第２電極１２と呼称して説明する。
【００３６】
電極組立体１０は、第１電極１１、第２電極１２及びセパレータ１３を一緒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からなる集電体と、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ていない第１電極無地部１１ａ及び第２電極無地部１２ａに区分されてもよい。コーティング部は、電極組立体１０において第１電極１１と第２電極１２の大部分を形成し、第１及び第２電極無地部１１ａ、１２ａは、ゼリーロール形態においてコーティング部の両側にそれぞれ配置されてもよい。ただし、本発明はこれに限定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）からなる第１電極１１と第２電極１２が、セパレータ１３を間に置いて積層された構造で構成されてもよい。
【００３７】
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集電部材５０を介して電気的に連結され、第２電極無地部１２ａには、第２端子部４０が、第２集電部材７０を介して電気的に連結され得る。従って、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。
【００３８】
ケース２６は、略直六面体形状で構成されてもよく、この直六面体の一面には開放された開口部が形成される。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、ケースは円筒型、パウチ型など多様な形態で構成されてもよい。
【００３９】
キャッププレート２０は、薄い板材から構成されてもよく、ケース２６の開口部に結合されて開口部を密封することができる。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ための電解液注入口２１が形成されてもよく、電解液注入口２１は、電解液注入後、密封キャップ２２により密封されてもよい。また、キャッププレート２０には、密閉されたケース２６の内部圧力が設定された圧力以上である時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。
【００４０】
第１及び第２端子部３０、４０は、第１及び第２リベット３１、４１、第１及び第２端子プレート３２、４２、第１及び第２端子プレート３２、４２とキャッププレート２０との間に設置される第１及び第２端子絶縁部材３３、４３、並びに第１及び第２ガスケット３４、４４を含んでもよい。ここで、第１及び第２リベット３１、４１は、第１及び第２柱部３１ａ、４１ａ、第１及び第２フランジ部３１ｂ、４１ｂ、並びに第１及び第２結合突起３１ｃ、４１ｃを含んでもよい。また、本実施形態に係る第１及び第２端子部３０、４０は、プレートタイプの端子でない円柱形状で構成された端子（図示せず）を含んでもよい。
【００４１】
また、第１及び第２集電部材５０、７０は、第１及び第２電極１１、１２に結合される第１及び第２電極結合部５１、７１、並びに、第１及び第２端子部３０、４０と結合される第１及び第２端子結合溝５３、７３（図３を用いて後述する。）を含む第１及び第２端子結合部５２、７２、を含んでもよい。
【００４２】
また、第１及び第２絶縁部材６０、８０が、ケース２６の内部でキャッププレート２０に隣接する位置に設置されてもよい。
【００４３】
ここで、本実施形態に係る第１端子部３０と第２端子部４０の構造、第１集電部材５０と第２集電部材７０の構造、及び第１絶縁部材６０と第２絶縁部材８０の構造は同一であるので、以下では、第２端子部４０、第２集電部材７０、及び第２絶縁部材８０に対する説明は省略する。
【００４４】
図３は、本発明の第１実施形態に係る２次電池の部分分解斜視図であり、図４は、図３に示す部分が結合された状態での２次電池の部分断面図である。
【００４５】
ここで、図３及び図４を参照して、本実施形態に係る２次電池１００の第１リベット３１、第１集電部材５０、及び第１絶縁部材６０について詳しく説明する。
【００４６】
本実施形態に係る第１絶縁部材６０は、第１集電部材結合部６１、キャッププレート２０に固定される固定突起６２、６４、及び第１集電部材結合部６１に隣接するように位置する本体部を含む。また、本体部は、第１リベット３１が固定される固定溝６３を含む。ここで、第１集電部材結合部６１は、電極組立体１０と対向する第１絶縁部材６０の一端に形成され、開口部６１ａが、第１集電部材結合部６１の一側に形成される。
【００４７】
また、第１集電部材５０は、第１電極１１に結合される第１電極結合部５１と第１端子結合部５２を含む。
【００４８】
従って、図４に示されているように、第１集電部材５０の第１端子結合部５２は、開口部６１ａを通じて第１集電部材結合部６１に挿入されて第１絶縁部材６０に固定され得る。
【００４９】
また、第１集電部材結合部６１は、第１集電部材５０の第１端子結合部５２の少なくとも一部を支持して固定することができる。
【００５０】
ここで、第１集電部材結合部６１の開口部６１ａの幅は、第１集電部材５０の幅と同一又はより大きく形成することが好ましい。
【００５１】
また、第１リベット３１の第１柱部３１ａで延長されて形成された、すなわち、第１柱部３１ａの第１絶縁部材６０に挿入される側の端部に、第１柱部３１ａよりも大きい断面積を有するように形成された、第１フランジ部３１ｂは、第１絶縁部材６０に形成された固定溝６３に挿入されて第１絶縁部材６０に固定され得る。
【００５２】
この時、第１フランジ部３１ｂの下部、すなわち、第１リベット３１の第１絶縁部材６０に挿入される側の端部に形成された第１結合突起３１ｃは、第１端子結合部５２に設けられた第１端子結合溝５３に挿入されて固定され得る。ここで、第１結合突起３１ｃと第１端子結合溝５３とは溶接により接合されてもよい。ただし、第１結合突起３１ｃは、第１端子結合溝５３に嵌合によって結合されることも可能である。
【００５３】
また、第１柱部３１ａは、第１端子プレート３２とリベット結合される。ここで、第１端子プレート３２とキャッププレート２０との間には、第１端子絶縁部材３３が設置されて第１端子部３０とキャッププレート２０とを絶縁することができる。
【００５４】
以上説明したように、第１絶縁部材６０の第１集電部材結合部６１に、第１集電部材５０の第１端子結合部５２が挿入固定され、第１端子結合部５２に第１リベット３１が結合固定され得る。
【００５５】
従って、本実施形態によれば、第１リベット３１、第１集電部材５０、及び第１絶縁部材６０が分離された状態で２次電池１００が組み立てられる場合と比較して、第１リベット３１、第１集電部材５０、及び第１絶縁部材６０を一つに結合した状態で２次電池１００が組み立てられることができるため、２次電池１００の全体の製造工程を単純化して、２次電池１００の生産性を向上させることが可能である。
【００５６】
また、第１集電部材５０の第１端子結合部５２が、第１絶縁部材６０により固定されるため、２次電池１００に加えられる外部からの衝撃を第１絶縁部材６０が一次的に吸収して、第１集電部材５０の破損を防止することが可能になる。
【００５７】
図５は、本発明の第１実施形態に係る２次電池の他の変形例を示す部分分解斜視図である。
【００５８】
図５を参照すると、本実施形態による２次電池１０１は、第１絶縁部材６１０を除いては第１実施形態に係る２次電池１００と同一な構造で構成されるため、当該同一な構造に対する説明は省略する。
【００５９】
図５を参照して第１絶縁部材６１０について詳しく説明すると、本実施形態に係る第１絶縁部材６１０は、電極組立体１０と対向する第１絶縁部材６１０の一端に形成される第１集電部材結合部６１１、第１リベット３１が固定される固定溝６１３、及び固定突起（図示せず）を含んでもよい。
【００６０】
また、第１集電部材結合部６１１は、一側に開口部６１１ａが形成され、第１集電部材結合部６１１から分離可能な、複数の突起６１１ｃが形成されたプレート６１１ｂを含んでもよい。ここで、プレート６１１ｂは、例えば、第１集電部材結合部６１１の底面を形成することができる。ここで、底面とは、図５に示すように、第１絶縁部材６１０において、第１端子部３０の結合方向下流側に位置する面であってもよい。
【００６１】
また、第１集電部材結合部６１１のプレート６１１ｂが設けられる部位には、プレート６１１ｂに形成された複数の突起６１１ｃが嵌合され得る複数のホール６１１ｄが形成されてもよい。従って、本実施形態によれば、第１集電部材結合部６１１は、プレート６１１ｂが着脱可能な構造で構成されてもよい。従って、第１集電部材５０を第１集電部材結合部６１１の開口部６１１ａに挿入した後にプレート６１１ｂを結合させることが可能となる。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態によれば、２次電池１０１の生産性向上と外部衝撃からの第１集電部材５０の保護のみならず、第１集電部材５０を第１集電部材結合部６１１に容易に結合することが可能となる。
【００６３】
図６は、本発明の第２実施形態に係る２次電池の部分分解斜視図であり、図７は、図６に示す部分が結合された状態での２次電池の部分断面図である。
【００６４】
図６及び図７を参照すると、本実施形態に係る２次電池１０２は、第１集電部材５１０及び第１絶縁部材６２０を除いては第１実施形態に係る２次電池１００と同一な構造で構成されるため、当該同一な構造に対する説明は省略する。
【００６５】
図６及び図７を参照して本実施形態に係る２次電池１０２をより詳しく説明すると、第１集電部材５１０は、第１電極結合部５１１及び第１端子結合部５１２を含んでもよい。
【００６６】
第１端子結合部５１２は、第１リベット３１の第１結合突起３１ｃと結合される第１端子結合溝５１３及びヒューズホールを含むヒューズ部５１４を含んでもよい。
【００６７】
また、本実施形態に係る第１絶縁部材６２０は、開口部６２１ａを有し、電極組立体１０と対向する第１絶縁部材６２０の一端に形成される第１集電部材結合部６２１、第１リベット３１が固定される固定溝６２３、及び固定突起６２２、６２４を含んでもよい。
【００６８】
図７に示されているように、第１集電部材５１０に設けられた第１端子結合部５１２は、第１集電部材結合部６２１の開口部６２１ａを通じて、第１集電部材結合部６２１に挿入されて第１絶縁部材６２０に固定され得る。
【００６９】
ここで、ヒューズ部５１４が形成された部分は、ヒューズホールを含んでいるため、第１端子結合部５１２の他の部分よりも電気的接続に寄与する部分の断面積が小さい。従って、２次電池内部に過電流が流れる時、他の部分よりも相対的に多くの電流が流れるようになり溶融し得る。従って、電極組立体１０と第１端子部３０との電気的は連結が遮断され得る。
【００７０】
ただし、ヒューズホールが形成されたヒューズ部５１４は、上述のように第１端子結合部５１２の他の部分よりも断面が小さいため、２次電池１０２に加えられる外部からの衝撃によりヒューズ部５１４に応力集中が発生して、ヒューズ部５１４が破損する可能性がある。
【００７１】
しかし、本実施形態のように、ヒューズホールが形成されたヒューズ部５１４を含む第１端子結合部５１２が第１絶縁部材６２０の第１集電部材結合部６２１に結合されて、すなわち、第１絶縁部材６２０が第１端子結合部５１２を支持することで、２次電池１０２に加えられる外部からの衝撃によりヒューズ部５１４が破損することを防止することが可能になる。
【００７２】
また、ヒューズ部５１４が第１集電部材結合部６２１により支持されるため、ヒューズ部５１４のヒューズホールの大きさを、外部衝撃による破損を考慮した寸法範囲に限定しなくてもよい。従って、ヒューズ部５１４の設計自由度を高めることが可能になる。
【００７３】
図８及び図９は、本発明の第３実施形態に係る２次電池の部分分解斜視図である。
【００７４】
図８を参照すると、本実施形態に係る２次電池１０３は、第１絶縁部材６３０を除いては第２実施形態に係る２次電池１０２と同一な構造で構成されるため、当該同一な構造に対する説明は省略する。
【００７５】
図８を参照して第１絶縁部材６３０を詳しく説明すると、本実施形態に係る第１絶縁部材６３０は、一側に開口部（図示せず）が形成され、電極組立体１０と対向する第１絶縁部材６３０の一端に形成される第１集電部材結合部６３１、第１リベット３１が固定される固定溝（図示せず）、固定突起（図示せず）及びガス排出部６３５を含んでもよい。
【００７６】
ここで、ガス排出部６３５は、第１絶縁部材６３０の側面から終端部までの間の少なくとも一部の領域に形成される第１ガス排出流路６３５ａ、及び／又は、第１絶縁部材６３０の上部表面、すなわち、キャッププレート２０と対向する面に形成される第２ガス排出流路６３５ｂを含んでもよい。ここで、側面とは、図８及び図９に示すように、第１絶縁部材６３０の第１集電部材結合部６３１が設けられた一端から他端に向かって延伸する面であってもよい。また、終端部とは、図８及び図９に示すように、第１絶縁部材６３０の第１集電部材結合部６３１が設けられた側とは逆側に位置する端部であってもよい。また、上部表面とは、上述のようにキャッププレート２０と対向する面であってもよく、また、図９に示すように、第１端子部３０の結合方向上流側に位置する面であってもよい。
【００７７】
より詳しくは、第１ガス排出流路６３５ａは、ガス排出路６３５ａ１とガス排出口６３５ａ２とを含んでもよい。ここで、ガス排出路６３５ａ１は、第１絶縁部材６３０の第１集電部材結合部６３１が設けられた一端から第１絶縁部材６３０の前記終端部まで延伸されて形成されてもよい。例えば、ガス排出路６３５ａ１は、第１絶縁部材６３０の前記側面に沿って形成されてもよい。また、ガス排出口６３５ａ２は、第１絶縁部材６３０の前記終端部のガス排出路６３５ａ１と接する位置に形成されてガス排出路６３５ａ１と連結されてもよい。この時、本実施形態に係る第１ガス排出流路６３５ａは、第１絶縁部材６３０の前記側面の両側に一対が形成されてもよい。
【００７８】
また、第２ガス排出流路６３５ｂは、第１絶縁部材６３０の上部表面に形成されたガス排出溝６３５ｂ１を含んでもよい。ここで、ガス排出溝６３５ｂ１は、第１絶縁部材６３０の一端から他端まで延伸されて形成されてもよい。従って、第１絶縁部材６３０がキャッププレート２０と結合される時、第１絶縁部材６３０とキャッププレート２０との間にはガス排出溝６３５ｂ１による隙間が生じ得る。この時、本実施形態に係る第２ガス排出流路６３５ｂは、互いに対向する辺縁に位置する一対のガス排出溝を含んでもよい。
【００７９】
以上説明したように、本実施形態に係る第１及び第２ガス排出流路６３５ａ、６３５ｂにより、２次電池１０３内部で発生したガスが移動することができる空間が形成されてもよい。
【００８０】
図２を再び参照して本実施形態に係るガス排出部６３５の役割をより詳しく説明すると、ケース２６と第１絶縁部材６３０との間で発生したガスは、第１絶縁部材６３０の第１及び第２ガス排出流路６３５ａ、６３５ｂを通じてベントホールを２３が形成された部分に移動するように誘導され得る。ここで、第３実施形態に係る第１絶縁部材６３０は、図２における第１絶縁部材６０に相当する。
【００８１】
従って、ケース２６と第１絶縁部材６３０との間に生成したガスが、第１絶縁部材６３０によって堰き止められ、ケース２６と第１絶縁部材６３０との間に溜まり、第１絶縁部材６３０と衝突することで発生し得る乱流の形成を防止することが可能である。以上説明したように、本実施形態に係るガス排出部６３５は、発生したガスにより２次電池１０３の内部に負荷される圧力をほぼ均一に維持する役割を果たすことができる。
【００８２】
また、第１端子結合部５１２の他の部分よりも断面積が小さいヒューズ部５１４に過電流が流れると、ヒューズ部５１４が溶融して第１絶縁部材６３０内にガスが発生し得る。ここで、ヒューズ部５１４の溶融によって発生したガスは、第１ガス排出流路６３５ａのガス排出路６３５ａ１を通過しガス排出口６３５ａ２を通じて第１絶縁部材６３０の外部に排出される。
【００８３】
従って、ヒューズ部５１４が溶融しても第１絶縁部材６３０にガスが蓄積されることが防止され、ヒューズ部５１４の性能低下を防止することが可能になる。
【００８４】
ただし、本発明はこれに限定されるのではなく、第１ガス排出流路６３５ａ及び第２ガス排出流路６３５ｂは、第１絶縁部材６３０にそれぞれ１個のみが形成されることも可能である。
【００８５】
また、本実施形態によるガス排出部６３５は、２次電池１０３内部で発生したガスが排出され得る構造であれば、第１及び第２ガス排出流路６３５ａ、６３５ｂに限定されない。例えば、ガス排出部６３５は、電極組立体１０と対向する第１絶縁部材６３０の一面に形成されることも可能である。
【００８６】
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】
【００８７】
１００、１０１、１０２、１０３ ２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
３２ 第１端子プレート
３３ 第１端子絶縁部材
４０ 第２端子部
５０ 第１電極集電部材
５１ 第１電極結合部
５２ 第１端子結合部
６０、６１０、６２０、６３０ 第１絶縁部材
６１、６１１、６２１、６３１ 第１集電部材結合部
７０ 第２集電部材
８０ 第２絶縁部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース；
前記ケースに収容される電極組立体；
前記ケースの内部の少なくとも一部に設置される少なくとも一つの端子部；
前記電極組立体と前記端子部とを電気的に接続するものであり、端子結合部を含む少なくとも一つの集電部材；及び
前記ケースの内部に設置される少なくとも一つの絶縁部材
を備え、
前記絶縁部材は、前記端子結合部が結合される集電部材結合部を含み、前記集電部材結合部は前記端子結合部の少なくとも一部を支持する
ことを特徴とする、２次電池。
【請求項２】
前記絶縁部材は、前記集電部材結合部に隣接して形成される本体部を含む
ことを特徴とする、請求項１に記載の２次電池。
【請求項３】
前記本体部は、前記端子結合部が収容される固定溝を含む
ことを特徴とする、請求項２に記載の２次電池。
【請求項４】
前記端子部は、前記固定溝で、前記集電部材の前記端子結合部と結合される
ことを特徴とする、請求項３に記載の２次電池。
【請求項５】
前記集電部材結合部は、前記固定溝と前記絶縁部材の外郭との間に位置した開口部を含み、前記開口部に前記端子結合部が挿入される
ことを特徴とする、請求項３又は４に記載の２次電池。
【請求項６】
前記固定溝の周縁は、所定の形状を有し、
前記端子部は、前記固定溝の周縁の前記所定の形状に対応する形状の周縁を有するフランジ部を含み、前記フランジ部は前記固定溝に挿入されて結合される
ことを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に記載の２次電池。
【請求項７】
前記端子結合部は、前記端子部が有する結合突起と結合される端子結合溝を含む
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の２次電池。
【請求項８】
前記絶縁部材は、前記絶縁部材と着脱可能に構成されるプレートを更に有し、前記プレートは、前記集電部材結合部の、前記端子部結合方向下流側に位置する底面を構成する
ことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の２次電池。
【請求項９】
前記絶縁部材と前記プレートとは、前記絶縁部材と前記プレートの互いに対応する部位に形成される突起とホールとを嵌合させることで結合される
ことを特徴とする、請求項８に記載の２次電池。
【請求項１０】
前記端子結合部は、前記端子結合部の他の部分よりも小さい断面積を有するヒューズ部を更に含み、
前記ヒューズ部は、前記絶縁部材の前記集電部材結合部により支持される
ことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の２次電池。
【請求項１１】
前記ヒューズ部は、ヒューズホールを含む
ことを特徴とする、請求項１０に記載の２次電池。
【請求項１２】
前記絶縁部材は、一つ以上のガス排出部を含む
ことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の２次電池。
【請求項１３】
前記ガス排出部は、前記絶縁部材の前記集電部材結合部が設けられた一端から他端に向かって設けられた側面から、前記絶縁部材の前記集電部材結合部が設けられた側とは逆側に位置する終端部までの間の少なくとも一部の領域に設けられる第１ガス排出流路を含む
ことを特徴とする、請求項１２に記載の２次電池。
【請求項１４】
前記第１ガス排出流路は、前記絶縁部材の前記側面に沿って形成されたガス排出路、及び前記絶縁部材の前記終端部に形成されたガス排出口を含む
ことを特徴とする、請求項１３に記載の２次電池。
【請求項１５】
前記ガス排出部は、前記絶縁部材の前記集電部材結合部が設けられた一端から他端に向かって設けられた一対の互いに対向する側面から、前記絶縁部材の前記集電部材結合部が設けられた側とは逆側に位置する終端部までの間の少なくとも一部の領域に設けられる一対の第１ガス排出流路を含む
ことを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の２次電池。
【請求項１６】
前記ガス排出部は、前記絶縁部材の前記端子部結合方向上流側に位置する上部表面に形成される第２ガス排出流路を含み、
前記第２ガス排出流路は、前記絶縁部材の前記上部表面を横切る一つ以上のガス排出溝を含む
ことを特徴とする、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の２次電池。
【請求項１７】
前記少なくとも一つの端子部は、第１及び第２端子部を含み、
前記少なくとも一つの集電部材は、第１及び第２集電部材を含み、
前記少なくとも一つの絶縁部材は、第１及び第２絶縁部材を含む
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】
電極結合部及び端子結合部を含む集電部材；
端子部材；及び
前記端子結合部が結合され、前記端子結合部の少なくとも一部を支持する集電部材結合部、及び前記端子結合部が収容される固定溝を有する本体部、を含む絶縁部材を備え、
前記端子結合部は、前記絶縁部材の前記集電部材結合部の開口部に挿入され、前記固定溝によって結合され、
前記端子部材は、前記固定溝に固定されて前記端子結合部と結合される
ことを特徴とする、集電体端子組立体。
【請求項１９】
前記端子結合部は、前記端子結合部の他の部分よりも小さい断面積を有し、前記絶縁部材の前記集電部材結合部によって支持されるヒューズ部を含む
ことを特徴とする、請求項１８に記載の集電体端子組立体。
【請求項２０】
前記絶縁部材は、前記絶縁部材の前記集電部材結合部が設けられた一端から他端に向かって設けられた側面から、前記絶縁部材の前記集電部材結合部が設けられた側とは逆側に位置する終端部までの間に形成される少なくとも一つの第１ガス排出流路、及び前記絶縁部材の前記端子部材結合方向上流側に位置する上部表面に形成され、前記絶縁部材の前記上部表面を横切る少なくとも一つのガス排出溝を含む第２ガス排出流路を含む
ことを特徴とする、請求項１８又は１９に記載の集電体端子組立体。
【請求項１】
ケース；
前記ケースに収容される電極組立体；
前記ケースの内部の少なくとも一部に設置される少なくとも一つの端子部；
前記電極組立体と前記端子部とを電気的に接続するものであり、端子結合部を含む少なくとも一つの集電部材；及び
前記ケースの内部に設置される少なくとも一つの絶縁部材
を備え、
前記絶縁部材は、前記端子結合部が結合される集電部材結合部を含み、前記集電部材結合部は前記端子結合部の少なくとも一部を支持する
ことを特徴とする、２次電池。
【請求項２】
前記絶縁部材は、前記集電部材結合部に隣接して形成される本体部を含む
ことを特徴とする、請求項１に記載の２次電池。
【請求項３】
前記本体部は、前記端子結合部が収容される固定溝を含む
ことを特徴とする、請求項２に記載の２次電池。
【請求項４】
前記端子部は、前記固定溝で、前記集電部材の前記端子結合部と結合される
ことを特徴とする、請求項３に記載の２次電池。
【請求項５】
前記集電部材結合部は、前記固定溝と前記絶縁部材の外郭との間に位置した開口部を含み、前記開口部に前記端子結合部が挿入される
ことを特徴とする、請求項３又は４に記載の２次電池。
【請求項６】
前記固定溝の周縁は、所定の形状を有し、
前記端子部は、前記固定溝の周縁の前記所定の形状に対応する形状の周縁を有するフランジ部を含み、前記フランジ部は前記固定溝に挿入されて結合される
ことを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に記載の２次電池。
【請求項７】
前記端子結合部は、前記端子部が有する結合突起と結合される端子結合溝を含む
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の２次電池。
【請求項８】
前記絶縁部材は、前記絶縁部材と着脱可能に構成されるプレートを更に有し、前記プレートは、前記集電部材結合部の、前記端子部結合方向下流側に位置する底面を構成する
ことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の２次電池。
【請求項９】
前記絶縁部材と前記プレートとは、前記絶縁部材と前記プレートの互いに対応する部位に形成される突起とホールとを嵌合させることで結合される
ことを特徴とする、請求項８に記載の２次電池。
【請求項１０】
前記端子結合部は、前記端子結合部の他の部分よりも小さい断面積を有するヒューズ部を更に含み、
前記ヒューズ部は、前記絶縁部材の前記集電部材結合部により支持される
ことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の２次電池。
【請求項１１】
前記ヒューズ部は、ヒューズホールを含む
ことを特徴とする、請求項１０に記載の２次電池。
【請求項１２】
前記絶縁部材は、一つ以上のガス排出部を含む
ことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の２次電池。
【請求項１３】
前記ガス排出部は、前記絶縁部材の前記集電部材結合部が設けられた一端から他端に向かって設けられた側面から、前記絶縁部材の前記集電部材結合部が設けられた側とは逆側に位置する終端部までの間の少なくとも一部の領域に設けられる第１ガス排出流路を含む
ことを特徴とする、請求項１２に記載の２次電池。
【請求項１４】
前記第１ガス排出流路は、前記絶縁部材の前記側面に沿って形成されたガス排出路、及び前記絶縁部材の前記終端部に形成されたガス排出口を含む
ことを特徴とする、請求項１３に記載の２次電池。
【請求項１５】
前記ガス排出部は、前記絶縁部材の前記集電部材結合部が設けられた一端から他端に向かって設けられた一対の互いに対向する側面から、前記絶縁部材の前記集電部材結合部が設けられた側とは逆側に位置する終端部までの間の少なくとも一部の領域に設けられる一対の第１ガス排出流路を含む
ことを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の２次電池。
【請求項１６】
前記ガス排出部は、前記絶縁部材の前記端子部結合方向上流側に位置する上部表面に形成される第２ガス排出流路を含み、
前記第２ガス排出流路は、前記絶縁部材の前記上部表面を横切る一つ以上のガス排出溝を含む
ことを特徴とする、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の２次電池。
【請求項１７】
前記少なくとも一つの端子部は、第１及び第２端子部を含み、
前記少なくとも一つの集電部材は、第１及び第２集電部材を含み、
前記少なくとも一つの絶縁部材は、第１及び第２絶縁部材を含む
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】
電極結合部及び端子結合部を含む集電部材；
端子部材；及び
前記端子結合部が結合され、前記端子結合部の少なくとも一部を支持する集電部材結合部、及び前記端子結合部が収容される固定溝を有する本体部、を含む絶縁部材を備え、
前記端子結合部は、前記絶縁部材の前記集電部材結合部の開口部に挿入され、前記固定溝によって結合され、
前記端子部材は、前記固定溝に固定されて前記端子結合部と結合される
ことを特徴とする、集電体端子組立体。
【請求項１９】
前記端子結合部は、前記端子結合部の他の部分よりも小さい断面積を有し、前記絶縁部材の前記集電部材結合部によって支持されるヒューズ部を含む
ことを特徴とする、請求項１８に記載の集電体端子組立体。
【請求項２０】
前記絶縁部材は、前記絶縁部材の前記集電部材結合部が設けられた一端から他端に向かって設けられた側面から、前記絶縁部材の前記集電部材結合部が設けられた側とは逆側に位置する終端部までの間に形成される少なくとも一つの第１ガス排出流路、及び前記絶縁部材の前記端子部材結合方向上流側に位置する上部表面に形成され、前記絶縁部材の前記上部表面を横切る少なくとも一つのガス排出溝を含む第２ガス排出流路を含む
ことを特徴とする、請求項１８又は１９に記載の集電体端子組立体。
【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２０１２−２３４８１３（Ｐ２０１２−２３４８１３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１０１２０１（Ｐ２０１２−１０１２０１）
【出願日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【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１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【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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