(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ケースが正極に帯電される場合、正極端子とキャッププレートを電気的に連結してケースを正極に帯電させることができる。正極端子とキャッププレートを電気的に連結するためには、正極端子とキャッププレートの間に連結板などを設置し、正極端子とキャッププレートにそれぞれ連結板を溶接で固定しなければならない。しかし、連結板を正極端子とキャッププレートに溶接する工程が複雑であるばかりか、溶接過程でキャッププレートが変形するという問題が発生し得る。
【0006】
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、容易に端子とキャッププレートを電気的に連結することが可能な、新規かつ改良された2次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、電極組立体、電極組立体を収容するケース、ケースに結合されるキャッププレート、キャッププレートから突出し、電極組立体に電気的に連結される第1端子、および第1端子とキャッププレートを電気的に連結し、第1端子またはキャッププレートに向かって弾性を作用する連結部材を含む2次電池が提供される。
【0008】
また、連結部材は、第1端子と接触する第1接続部と、キャッププレートと接触する第2接続部とを含んでもよい。
【0009】
また、第1接続部は、第1端子に向かって弾性を作用し、第2接続部は、キャッププレートに向かって弾性を作用してもよい。
【0010】
また、第1接続部または第2接続部は、二つの分岐部を含んでもよい。
【0011】
また、第1接続部は、V字形状であってもよい。
【0012】
また、連結部材は、第1接続部と第2接続部の間の第1弾性部をさらに含んでもよい。
【0013】
また、第1接続部または第2接続部は、第1弾性部で折り曲げられて延長してもよい。
【0014】
また、第1接続部および第2接続部は、互いに遠くなるように折り曲げられて延長してもよい。
【0015】
また、連結部材は、第1接続部と第2接続部の間に第2弾性部をさらに含んでもよい。
【0016】
また、連結部材は、ダイヤモンド形状またはZ字形状であってもよい。
【0017】
また、連結部材は、第1弾性部と第2弾性部の間に位置する支持部を含んでもよい。
【0018】
また、連結部材は、ヒューズ部を含んでもよい。
【0019】
また、ヒューズ部は、支持部と第1弾性部の間に位置し、ホールを含んでもよい。
【0020】
また、ヒューズ部は、第1接続部の幅よりも狭い幅を有してもよい。
【0021】
また、連結部材は、第1端子とキャッププレートの間に第1端子を支持する端子ベースを含んでもよい。
【0022】
また、端子ベースは、連結部材と接触する第1支持ステップを含んでもよい。
【0023】
また、弾性部は、第1支持ステップと接触してもよい。
【0024】
また、端子ベースは、第1支持ステップと対向する第2支持ステップをさらに含んでもよく、連結部材は、第2支持ステップと接触する第2弾性部を含んでもよい。
【0025】
また、連結部材は、端子ベースと接続する掛け部をさらに含んでもよい。
【0026】
また、キャッププレートから突出し、電極組立体に電気的に連結される第2端子をさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【0027】
本発明によれば、弾性変形が可能な連結部材を利用して端子とキャッププレートを容易に連結することができる。
【発明を実施するための形態】
【0029】
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一部省略する。
【0030】
以下では、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。しかし、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。
【0031】
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。
【0032】
図1および
図2を参照して説明すると、第1実施形態による2次電池101は、正極11と負極12の間にセパレータ13を介在して巻き取られた電極アセンブリー10と、電極アセンブリー10が内蔵されるケース21と、ケース21の開口に結合されたキャップアセンブリー30とを含む。
【0033】
第1実施形態による2次電池101は、リチウムイオン2次電池であって角型な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、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。
【0034】
正極11および負極12は、薄板の金属箔で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。正極無地部11aは正極11の長さ方向に沿って正極11の一側端に形成され、負極無地部12aは負極12の長さ方向に沿って負極12の他側端に形成される。そして、正極11および負極12は、絶縁体であるセパレータ13を間に介在した後に巻き取られる。
【0035】
ただし、本発明はこれに限定されるわけではなく、前記電極アセンブリー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配置して積層された構造からなってもよい。
【0036】
ケース21は、ほぼ直六面体からなり、一面には開放された開口が形成される。ケース21は、アルミニウム、ステンレススチールなどの金属からなってもよい。
【0037】
キャップアセンブリー30は、ケース21の開口を覆うキャッププレート31と、キャッププレート31の外側へ突出し、正極11と電気的に連結された第1端子41と、キャッププレート31の外側へ突出し、負極12と電気的に連結された第2端子42とを含む。
【0038】
キャッププレート31は、一方向に延長した細長い板形態で構成され、ケース21の開口に結合される。キャッププレート31には、電解液注入口に設置された密封キャップ35と、ベントホールに設置され、設定された圧力で開放されるように切欠39aが形成されたベントプレート39とが設置される。
【0039】
第1端子41および第2端子42は、キャッププレート31上部へ突出されるように設置される。
【0040】
第1端子41は、集電タブ33を媒介として正極11と電気的に連結され、第2端子42は、集電タブ32を媒介として負極12と電気的に連結される。ただし、本発明はこれに限定されるわけではなく、第1端子41が負極と電気的に連結され、第2端子42が正極と電気的に連結されることもできる。
【0041】
第1端子41は、ほぼ四角板形態で構成され、連結端子54を媒介として集電タブ33と電気的に連結される。連結端子54は、キャッププレート31を貫通して上端が第1端子41と当接して固定される柱部54aと、柱部54aの下端で外側へ突出した下部フランジ部54b、および柱部54aの下端で下方へ突出し、集電タブ33に挿入されて溶接で固定された下部突起54cを含む。連結端子54の上端は第1端子41に溶接で固定される。
【0042】
第1端子41とキャッププレート31の間には、密封のためのガスケット34が端子が貫通されるホールに挿入設置され、キャッププレート31の下には、連結端子54および集電タブ33をキャッププレート31から絶縁する下部絶縁部材25が設置される。
第1端子41とキャッププレート31の間には、端子ベース29が設置され、端子ベース29内には、キャッププレート31と第1端子41を電気的に連結する連結部材60が設置される。
【0043】
第2端子42は、ほぼ四角板形態で構成され、連結端子52を媒介として集電タブ32と電気的に連結される。連結端子52は、集電タブ32に溶接で固定設置され、キャッププレート31を貫通して上端が第2端子42と当接して固定される。第2端子42とキャッププレート31の間には、密封のためのガスケット36が第2端子42が貫通されるホールに挿入設置され、キャッププレート31の下には、第2端子42および集電タブ32をキャッププレート31から絶縁する下部絶縁部材25が設置される。
【0044】
第2端子42とキャッププレート31の間には、絶縁のための板形状の上部絶縁部材28が設置される。連結端子52は、上部絶縁部材28と第2端子42を貫通して設置され、連結端子52の上端が第2端子42に溶接で固定される。
【0045】
図3は、本発明の第1実施形態による2次電池の一部を示した分解斜視図であり、
図4は、
図3のIV−IV線断面図である。
【0046】
図3および
図4を参照して説明すると、第1端子41は、上部に位置する板部41aと、板部41aに形成された端子ホール41b、板部41aで下部へ突出した接続突起41c、および接続突起41cの下へ突出した下部突起41dを含む。
【0047】
板部41aは、四角板形状からなり、中央に連結端子が挿入される端子ホール41bが形成される。接続突起41cは、板部41aの下で端子ベース29に向かって突出し、下面が連結部材60と当接する。下部突起41dは、接続突起41cで端子ベース29に向かって突出し、端子ベース29に挿入設置される。
【0048】
端子ベース29は、接続突起41cを結合し、上部に形成された第1溝29aと、第1溝29aの内側に形成された第2溝29b、第2溝29bに形成されて連結端子54が挿入されるホール29d、および連結部材60が挿入され、下部に形成された第3溝29eを含む。
【0049】
端子ベース29は、第1端子41の下部に位置し、第1端子41を結合して第1端子41を支持する。第1溝29aは、第2溝29bを間に置いて両側周縁に位置し、第1溝29aには、連結部材60の第1接続部63が下で結合して上昇することができるようにホール29cが形成される。一側の第1溝29aの底には二つのホール29cが形成されている。ただし、本発明はこれに限定されるわけではなく、ホールは接続部の個数により多様に変化され得る。第2溝29bは、第1溝29aよりも低く形成され、中央には連結端子54が挿入されるホール29dが形成される。
【0050】
端子ベース29の下部には、連結部材60が挿入される空間を形成する第3溝29eが形成される。第3溝29eの上部には、第3溝29eの内側に向かって突出した第1支持ステップ29fと第2支持ステップ29hが形成され、第3溝29eは、ホール29cを通じて端子ベース29の上部と連通する。一方、第2支持ステップ29hには、連結部材60に形成された掛け部64が挿入される支持溝29gが形成される。
【0051】
連結部材60は、第1端子41と連結される第1接続部63と、キャッププレート31と連結される第2接続部67、および第1接続部63と第2接続部67を連結し屈曲した弾性部62、および弾性部62に連結され折り曲げられて支持溝29gに掛かる掛け部64を有する。つまり、第1接続部63と第2接続部67は弾性部62を中心に互いに遠くなるように折り曲げられ得る。
【0052】
弾性部62は、ほぼ弧形で屈曲形成され、第1接続部63は、弾性部62で折り曲げられて延長形成された2つの分岐部を含むことができる。この時、2つの分岐部を含む第1接続部63が弾性部62で既設定の傾斜角に折り曲げられて上部へ突出し、第1接続部63の長さ方向一側で折り曲げられて形成され、折り曲げ部分が接続突起41cの下面と当接する。第1接続部63は、弾性部62で折り曲げられる角度が弾性的に変形され、これによって、第1接続部63は、第1端子41に密着して接触抵抗を最少化することができる。ここで、第1接続部63はV字形状であってもよい。
【0053】
弾性部62の下部には、延長形成された支持部61が形成され、第2接続部67は、支持部61の中央に形成されたホールで折り曲げられて下へに突出される二つの分岐部を含むことができる。第2接続部67は、長さ方向一側で折り曲げられて形成され、折り曲げ部分がキャッププレート31の上面と当接する。支持部61の長さ方向の端部には、上部へ折り曲げられて支持溝29gに掛かる掛け部64が形成される。
【0054】
本実施形態によると、弾性部62が第1支持ステップ29fに支持され、掛け部64が支持溝29gに挿入されて端子ベース29に安定的に設置され得、弾性部が弾性変形され得るばかりか、折り曲げられた第1接続部63および第2接続部67の折り曲げ角度が弾性的に変わるため、第1端子41とキャッププレート31に連結部材60が密着して安定的に連結することができる。また、溶接なしに弾性的に連結されるため、組み立て作業が単純化する。
【0055】
図5は、本発明の第2実施形態による2次電池の連結部材を示した斜視図であり、
図6は、本発明の第2実施形態による2次電池の一部を示した断面図である。
【0056】
図5および
図6を参照して説明すると、本実施形態による2次電池は、連結部材71と端子ベース72の構造を除いては前記第1実施形態による2次電池と同一の構造からなるので、同一の構造についての重複説明は省略する。
【0057】
端子ベース72には、上部に端子を挿入する上部溝72dが形成され、下部に連結部材が挿入される下部溝72aが形成される。下部溝72aの上端には内側へ突出した第1支持ステップ72bと第2支持ステップ72cが形成される。第1支持ステップ72bと第2支持ステップ72cの間には連結部材71が端子ベース72の上部へ突出して第1端子41と連結され得るようにホール72dが形成される。
【0058】
連結部材71は、第1端子41と連結される第1接続部71cと、キャッププレート31と連結される第2接続部71e、および第1接続部71cと第2接続部71eを連結しながら屈曲した第1弾性部71aと、第2弾性部71bを有する。ここで、連結部材71は、ダイヤモンド形状であってもよい。
【0059】
第1弾性部71aは、第1接続部71cおよび第2接続部71eの一側端部に連結形成され、第2弾性部71bは、第1接続部71cおよび第2接続部71eの他側端部に連結形成される。第1弾性部71aおよび第2弾性部71bは、ほぼ弧形で屈曲形成され、弾性変形が可能なように形成される。第1弾性部71aは、第1支持ステップ72bと当接して支持され、第2弾性部71bは、第2支持ステップ72cと当接して支持される。
【0060】
第1接続部71cは、第1弾性部71aおよび第2弾性部71bで上部に向かって既設定の傾斜角に折り曲げられた構造からなる。第1接続部71cの折り曲げ角度は弾性的に変形され得る。
【0061】
第1接続部71cは、長さ方向中央部分で折り曲げられ、折り曲げ部分が第1端子41と当接する。一方、第1接続部71cには周辺よりも小さな縦断面的を有するヒューズ部71dが形成される。ヒューズ部71dは、周辺よりも小さい幅を有するように形成され、内部短絡または外部短絡が発生して電流の量が急激に増加した場合に第1端子41とキャッププレート31の連結を遮断する役割を果たす。
【0062】
第2接続部71eの長さ方向両側端部に第1弾性部71aおよび第2弾性部71bが連結形成され、第2接続部71eは、第1弾性部71aおよび第2弾性部71bで下部に向かって既設定の傾斜角に折り曲げられた構造からなる。第1接続部71cの折り曲げ角度は弾性的に変形され得る。第2接続部71eは長さ方向中央部分で折り曲げられ、折り曲げ部分がキャッププレート31の上面と当接する。
【0063】
このように本実施形態によると、第1弾性部71aと第2弾性部71bを備え、第1接続部71cおよび第2接続部71eが弾性的を変形するため、弾性力を利用して第1端子41とキャッププレート31を安定的に連結することができる。また、第1弾性部71aおよび第2弾性部71bが第1支持ステップ72bおよび第2支持ステップ72cと当接して支持されるため、連結部材71が端子ベース72内部に安定的に位置することができる。
【0064】
図7は、本発明の第3実施形態による2次電池の連結部材を示した斜視図であり、
図8は、本発明の第3実施形態による2次電池の一部を示した断面図である。
【0065】
図7および
図8を参照して説明すると、本実施形態による2次電池は、連結部材73と端子ベース74の構造を除いては前記第1実施形態による2次電池と同一の構造からなるので、同一の構造についての重複説明は省略する。
【0066】
端子ベース74には、上部に第1端子41を挿入する上部溝74eが形成され、下部に連結部材73が挿入される下部溝74aが形成される。下部溝74aの上端には、内側へ突出した第1支持ステップ74bと第2支持ステップ74cが形成される。第2支持ステップ74cは、第1支持ステップ74bよりも下へ突出し、第1支持ステップ74bと第2支持ステップ74cの間には連結部材73が端子ベース74の上部へ突出して第1端子41と連結され得るようにホール74fが形成される。第2支持ステップ74cには、支持部73aに形成されたホール73fに挿入される突起74dが形成される。
【0067】
連結部材73は、第1端子41と連結される第1接続部73dと、キャッププレート31と連結される第2接続部73e、および第1接続部73dと連結され屈曲した第1弾性部73bと、第2接続部73eと連結され屈曲した第2弾性部73c、および第1弾性部73bと第2弾性部73cを連結する支持部73aを有する。ここで、連結部材73は、Z字形状であってもよい。
【0068】
第1弾性部73bは、第1接続部73dの長さ方向一側端部に連結され、ほぼ弧形で屈曲されて弾性変形が可能なように形成される。第1弾性部73bの上端が第1支持ステップ74bの下面と当接して支持される。
【0069】
第1接続部73dは、第1弾性部73bで上部に向かって既設定の傾斜角に折り曲げられた構造からなる。ここで、第1接続部73dの折り曲げ角度は弾性的に変形され得る。第1接続部73dは、長さ方向一側で折り曲げられ、折り曲げ部分が第1端子41と当接する。支持部73aは、第1弾性部73bの一側端と第2弾性部73cの一側端を連結する板形態で構成され、第2支持ステップ74cに支持部の上面が当接して支持される。支持部73aには、周辺よりも小さな縦断面的を有するヒューズ部73gが形成される。支持部73aには、ホール73fが形成されており、ホール73fの形成によってヒューズ部73gは周辺よりも小さな幅を有する。ホール73fには、第2支持ステップ74cに形成された突起74dが挿入されるところ、これによって、ヒューズ部73gが溶融して電気的な連結が遮断されると突起74dが再連結されないように離隔させる。
【0070】
第2弾性部73cは、第2接続部73eの長さ方向一側端部に連結され、ほぼ弧形で屈曲されて弾性変形が可能なように形成される。第2接続部73eは、第2弾性部73cで下部に向かって既設定の傾斜角に折り曲げられた構造からなる。第2接続部73eの折り曲げ角度は、弾性的に変形され得る。第2接続部73eは、長さ方向一側で折り曲げられ、折り曲げ部分がキャッププレート31と当接する。
【0071】
このように本実施形態によると、第1弾性部73bと第2弾性部73cを備え、第1接続部73dおよび第2接続部73eは弾性的に変形するため、弾性力を利用して第1端子41とキャッププレート31を安定的に連結することができる。また、第1弾性部73bおよび第2弾性部73cが第1支持ステップ74bおよび第2支持ステップ74cと当接して支持されるため、連結部材73が端子ベース74内部に安定的に位置することができる。
【0072】
図9は、本発明の第4実施形態による2次電池の連結部材を示した斜視図であり、
図10は、本発明の第4実施形態による2次電池の一部を示した断面図である。
【0073】
図9および
図10を参照して説明すると、本実施形態による2次電池は、連結部材81と端子ベース82の構造を除いては前記第1実施形態による2次電池と同一の構造からなるので、同一の構造についての重複説明は省略する。
【0074】
端子ベース82の上部には、第1端子41を挿入する上部溝82dが形成され、端子ベース82の下部には、連結部材81が挿入される下部溝82aが形成される。上部溝82dと下部溝82aの間にはホールが形成されてこれらを連結し、ホールを通じて連結部材が上部溝へ突出する。下部溝82aの上端には、内側へ突出した支持ステップ82bが形成される。
【0075】
連結部材81は、第1端子41と連結される第1接続部81cと、キャッププレート31と連結される第2接続部81a、および第1接続部81cと第2接続部81aを連結し屈曲した弾性部81bを有する。
【0076】
弾性部81bの一側端部には、第1接続部81cが連結形成され、弾性部81bの他側端部には、第2接続部81aが連結形成される。弾性部81bは、ほぼ弧形で屈曲されて弾性変形が可能なように形成される。弾性部81bは、上面が支持ステップ82bと当接して支持され、下面がキャッププレート31と当接して支持される。
【0077】
第1接続部81cは、弾性部81bで上部に向かって既設定の傾斜角に折り曲げられた構造からなる。第1接続部81cの折り曲げ角度は、弾性的に変形され得る。第1接続部81cは、長さ方向一側で折り曲げられ、折り曲げられた部分が第1端子41と当接する。
【0078】
第2接続部81aは、弾性部81bで側方向に連結形成され、下面がキャッププレート31と上面と当接する。
【0079】
このように本実施形態によると、弾性部81bを備え、第1接続部81cが弾性的に変形するため、弾性力を利用して第1端子41とキャッププレート31を安定的に連結することができる。たとえ第2接続部81aは弾性変形しないが、弾性部81bと連結形成されるため、弾性部81bの弾性変形によって第2接続部81aとキャッププレート31が安定的に接触することができる。
【0080】
図11は、本発明の第5実施形態による2次電池の連結部材を示した斜視図であり、
図12は、本発明の第5実施形態による2次電池の一部を示した断面図である。
【0081】
図11および
図12を参照して説明すると、本実施形態による2次電池は、連結部材83と端子ベース84の構造を除いては前記第1実施形態による2次電池と同一の構造からなるので、同一の構造についての重複説明は省略する。
【0082】
端子ベース84には、上部に第1端子41を挿入する上部溝84cが形成され、下部に連結部材83が挿入される下部溝84aが形成される。下部溝84aの下端には内側へ突出した支持ステップ84bが形成される。上部溝84cと下部溝84aの間にはホールが形成されてこれらを連結し、ホールを通じて連結部材が上部溝へ突出する。
【0083】
連結部材83は、第1端子41と連結される第1接続部83aと、キャッププレート31と連結される第2接続部83b、および第1接続部83aと第2接続部83bを連結し屈曲した弾性部83cを有する。
【0084】
弾性部83cの一側端部には、第1接続部83aが連結形成され、弾性部83cの他側端部には、第2接続部83bが連結形成される。弾性部83cは、ほぼ弧形で屈曲されて弾性変形が可能なように形成される。弾性部83cは、上面が第1端子41と当接して支持され、下面が支持ステップ84b当接して支持される。
【0085】
第1接続部83aは、弾性部83cで側方向に延長形成され、上面が第1端子41の下面と当接する。
【0086】
第2接続部83bは、弾性部83cで上部に向かって既設定の傾斜角に折り曲げられた構造からなる。第2接続部83bの折り曲げ角度は、弾性的に変形され得る。第2接続部83bは、長さ方向一側で折り曲げられ、折り曲げ部分がキャッププレート31と当接する。
【0087】
このように本実施形態によると、弾性部を備え、第2接続部が弾性的に変形するため、弾性力を利用して第1端子とキャッププレートを安定的に連結することができる。
【0088】
以上で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図面の範囲内で多様に変形して実施することができる。
【0089】
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。