特許 6151497 二次電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6151497

(24)【登録日】2017年6月2日

(45)【発行日】2017年6月21日

(54)【発明の名称】二次電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/34 20060101AFI20170612BHJP

   H01M 2/04 20060101ALI20170612BHJP

   H01M 2/06 20060101ALI20170612BHJP

   H01M 2/30 20060101ALI20170612BHJP

   H01M 2/26 20060101ALI20170612BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/34 A

   H01M2/34 B

   H01M2/04 A

   H01M2/06 A

   H01M2/30 D

   H01M2/26 A

【請求項の数】14

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2012-189026(P2012-189026)

(22)【出願日】2012年8月29日

(65)【公開番号】特開2013-58475(P2013-58475A)

(43)【公開日】2013年3月28日

【審査請求日】2015年5月29日

(31)【優先権主張番号】61/531499

(32)【優先日】2011年9月6日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】13/396463

(32)【優先日】2012年2月14日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】590002817

【氏名又は名称】三星エスディアイ株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＳＡＭＳＵＮＧ ＳＤＩ Ｃｏ．， ＬＴＤ．

(73)【特許権者】

【識別番号】501125231

【氏名又は名称】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

(74)【代理人】

【識別番号】110000981

【氏名又は名称】アイ・ピー・ディー国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】金 悳中

【審査官】 山内 達人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０４０３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０９３１３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０４０２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０５４５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１８６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０９６６６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５５２３１７８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０１０７６３５０（ＥＰ，Ａ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／２６−２／３４

Ｈ０１Ｍ ２／０４

Ｈ０１Ｍ ２／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１極性を有する第１電極と前記第１極性とは異なる極性を有する第２電極とを含む電極アセンブリと、
前記電極アセンブリを収容するケースと、
前記第１電極に電気的に連結する第１端子と、
前記ケースの開口に結合するキャッププレートと、
前記第１電極と前記キャッププレートの間に位置する第１下部絶縁部材と、
前記第１端子と前記第１下部絶縁部材の間に位置し、前記第１電極に前記キャッププレートが電気的に連結するように内部圧力に応じて変形する第１短絡部材とを含み、
前記第１端子は前記第１電極に電気的に連結する第１固定部を含み、
前記第１端子は、前記キャッププレートを貫通して前記第１短絡部材の方に突出する第１短絡突起をさらに含み、
前記第１端子と前記キャッププレートの間に位置する第１上部絶縁部材をさらに含み、
前記第１上部絶縁部材は、ホールが形成された板部と、前記キャッププレートに形成された短絡ホールを貫通し、前記ホールの終端から延長する第１絶縁突起を含み、
前記第１短絡突起は前記ホールを貫通して延長され、
前記第１絶縁突起は、互いに離隔して形成された２つの弧形部を含み、
前記第１上部絶縁部材は、２つの緩衝ホールをさらに含み、前記緩衝ホールそれぞれは、前記弧形部それぞれと前記板部の間に位置し、
前記キャッププレートと前記電極アセンブリの間に位置し、前記第１固定部を支持する第１支持板をさらに含み、
前記第１固定部は、前記第１支持板にリベット結合または溶接結合することを特徴とする、二次電池。

【請求項2】

前記第１短絡部材は、前記キャッププレートに電気的に連結することを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。

【請求項3】

前記キャッププレートは、前記第２電極に電気的に連結することを特徴とする、請求項１又は２に記載の二次電池。

【請求項4】

前記第１短絡部材は、枠部および湾曲部を含み、
前記湾曲部は、前記ケース内部の圧力が前記第１短絡部材の変形圧力よりも低いときには前記電極アセンブリに向かって湾曲し、前記ケース内部の圧力が前記第１短絡部材の前記変形圧力よりも高いときには前記第１短絡突起に向かって湾曲することを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。

【請求項5】

前記第１上部絶縁部材は、前記ホールを横切って延長する支持部をさらに含み、
前記弧形部は前記支持部と結合することを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。

【請求項6】

前記第１上部絶縁部材は側壁をさらに含み、
前記側壁は、前記板部の側面終端から延長して前記第１端子の側面終端を囲むように形成されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の二次電池。

【請求項7】

前記第１上部絶縁部材は第２絶縁突起をさらに含み、
前記第２絶縁突起は前記キャッププレートに形成されたホールを貫通して延長するホールを含み、
前記第１固定部は前記第２絶縁突起の前記ホールを貫通して延長することを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。

【請求項8】

前記第１端子は、前記第１電極と電気的に連結する第１連結端子を含み、
前記第１連結端子は、前記電極アセンブリから離隔するように突出する第１端子柱を含み、
前記第１短絡突起は、前記電極アセンブリに向かって前記第１連結端子から突出するように形成されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の二次電池。

【請求項9】

前記第１電極と前記第１端子の間で電気的に連結する第１集電部材をさらに含み、
前記第１固定部は前記第１集電部材を貫通して延長し、前記第１集電部材にリベット結合または溶接結合することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の二次電池。

【請求項10】

前記第１集電部材、前記第１支持板、および前記第１下部絶縁部材は、それぞれホールを有し、
前記第１集電部材の前記ホールは、前記第１支持板および前記第１下部絶縁部材の前記ホールと対向するように整列されることを特徴とする、請求項９に記載の二次電池。

【請求項11】

前記第１端子は、前記キャッププレートを貫通して突出する前記第１固定部を２つ以上含み、
前記第１固定部は、それぞれ他の第１固定部と離隔して配置され、
前記第１短絡部材は、前記第１固定部相互間に形成される空間に位置することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の二次電池。

【請求項12】

前記第２電極に電気的に連結する第２端子、および前記第２電極と前記キャッププレートの間に位置する第２下部絶縁部材をさらに含み、
前記第２端子は、前記第２電極に電気的に連結する第２固定部を含み、
前記第２固定部が前記キャッププレートと前記電極アセンブリの間に位置する第２支持板に固定されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の二次電池。

【請求項13】

前記キャッププレートを前記第２電極に電気的に連結するように内部圧力に応じて変形される第２短絡部材、および前記第２端子と前記キャッププレートの間に位置する第２上部絶縁部材をさらに含み、
前記第２端子は、前記キャッププレートを貫通して延長し、前記第２短絡部材の方に突出する第２短絡突起をさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の二次電池。

【請求項14】

前記第２端子は、前記第２電極に電気的に連結する第２連結端子をさらに含み、
前記第２連結端子は、前記電極アセンブリから離隔するように突出する第２端子柱と、前記電極アセンブリに対向するように前記第２連結端子から突出する第２短絡突起を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の二次電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、二次電池に関する。

【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。二次電池には、その用途に応じて、低容量と大容量タイプがあり、低容量電池は、携帯電話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広く用いられている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【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の二次電池が開発されているが、このような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、複数の円筒型や角型形状からなる二次電池を直列に連結して、大容量の二次電池として構成される。

【0004】

しかし、金属などの材質で形成されるケースを有する二次電池内部で異常反応が起こって圧力が上昇すれば、二次電池が爆発したり発火したりする危険がある。特に、上述の複数の二次電池から構成される大容量電池においては、その危険性がより高まる。

【0005】

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、爆発や発火の危険を減少させ、安全性を向上させることが可能な、新規かつ改良された二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】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、第１極性を有する第１電極と第１極性とは異なる極性を有する第２電極とを含む電極アセンブリと、電極アセンブリを収容するケースと、第１電極に電気的に連結する第１端子と、ケースの開口に結合するキャッププレートと、第１電極とキャッププレートの間に位置する第１下部絶縁部材と、第１端子と第１下部絶縁部材の間に位置し、第１電極にキャッププレートが電気的に連結するように変形する第１短絡部材とを含み、第１端子は第１電極に電気的に連結する第１固定部を含むことを特徴とする、二次電池が提供される。

【0007】

かかる構成によれば、第１端子と第１下部絶縁部材との間に第１短絡部材が配置されるため、二次電池の内圧が増加した場合に、第１電極とキャッププレートが電気的に連結するように弾性変形して短絡を誘導し、二次電池の爆発および発火を防ぐことができる。

【0008】

また、第１短絡部材は、キャッププレートに電気的に連結してもよい。

【0009】

また、キャッププレートは、第２電極に電気的に連結してもよい。

【0010】

また、第１端子は、キャッププレートを貫通して突出する第１短絡突起をさらに含んでもよい。

【0011】

また、第１短絡部材は枠部および湾曲部を含んでもよく、湾曲部はケース内部の圧力が第１短絡部材の変形圧力よりも低いときには電極アセンブリに向かって湾曲し、ケース内部の圧力が第１短絡部材の変形圧力よりも高いときには第１短絡突起に向かって湾曲してもよい。

【0012】

また、第１端子とキャッププレートの間に位置する第１上部絶縁部材をさらに含んでもよい。

【0013】

また、第１上部絶縁部材は、ホールが形成された板部と、およびキャッププレートに形成された短絡ホールを貫通し、ホールの終端から延長する第１絶縁突起を含んでもよく、第１短絡突起はホールを貫通して延長してもよい。

【0014】

また、第１絶縁突起は、互いに離隔して形成された２つの弧形部を含んでもよく、第１上部絶縁部材は２つの緩衝ホールをさらに含んでもよく、緩衝ホールそれぞれは弧形部それぞれと板部の間に位置してもよい。

【0015】

また、第１上部絶縁部材は、ホールを横切って延長する支持部をさらに含んでもよく、弧形部は支持部と結合してもよい。

【0016】

また、第１上部絶縁部材は、側壁をさらに含んでもよく、側壁は板部の側面終端から延長して第１端子の側面終端を囲んでもよい。

【0017】

また、第１上部絶縁部材は、第２絶縁突起をさらに含んでもよく、第２絶縁突起はキャッププレートに形成されたホールを貫通して延長してホールを含んでもよく、第１固定部は第１絶縁突起のホールを貫通して延長してもよい。

【0018】

また、第１端子は第１電極と電気的に連結する第１連結端子を含んでもよく、第１連結端子は電極アセンブリから離隔するように突出する第１端子柱を含んでもよく、第１短絡突起は電極アセンブリに向かって第１連結端子から突出してもよい。

【0019】

また、キャッププレートと電極アセンブリの間に位置する第１支持板をさらに含んでもよい。

【0020】

また、第１固定部は、第１支持板にリベット結合してもよく溶接結合してもよい。

【0021】

また、第１電極と第１端子の間で電気的に連結する第１集電部材をさらに含んでもよく、第１固定部は第１集電部材を貫通して延長し、第１集電部材にリベット結合または溶接結合してもよい。

【0022】

また、第１集電部材、第１支持板、および第１下部絶縁部材それぞれはホールを有してもよく、第１集電部材のホールは第１支持板および第１下部絶縁部材のホールと対向するように整列されてもよい。

【0023】

また、第１端子はキャッププレートを貫通して突出する第１固定部を２つ以上含んでもよく、第１固定部は、それぞれ他の第１固定部と離隔して配置され、第１短絡部材は第１固定部相互間に形成される空間に位置するように配置してもよい。

【0024】

また、第２電極に電気的に連結する第２端子および第２電極とキャッププレートの間に位置する第２下部絶縁部材をさらに含んでもよく、第２端子は第２電極に電気的に連結する第２固定部を含んでもよい。

【0025】

また、キャッププレートを第２電極に電気的に連結するように変形される第２短絡部材、および第２端子とキャッププレートの間に位置する第２上部絶縁部材をさらに含んでもよく、第２端子はキャッププレートを貫通して延長する第２短絡突起をさらに含んでもよい。

【0026】

また、第２端子は第２電極に電気的に連結する第２連結端子をさらに含んでもよく、第２連結端子は電極アセンブリから離隔するように突出する第２端子柱を含んでもよく、第２短絡突起は電極アセンブリに向かって連結端子から突出する第２短絡突起を含んでもよい。

【発明の効果】

【0027】

以上説明したように本発明によれば、二次電池の内圧が増加すると短絡部材が弾性変形して、第１端子と第１端子と異なる極性を有するキャッププレートを容易に連結して短絡を誘導し、二次電池が爆発したり発火したりする危険を減少させて、二次電池の安全性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【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一部を示す分解斜視図である。

【図4】第２端子と連結端子および上部絶縁部材を示す分解斜視図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係る二次電池の一部を示す分解斜視図である。

【図6】図５でＶＩ−ＶＩ線に沿って切断した上部絶縁部材の横断面図である。

【図7】本発明の第３実施形態に係る二次電池を示す断面図である。

【図8】本発明の第４実施形態に係る二次電池を示す断面図である。

【図9】本発明の第４実施形態に係る二次電池の一部を示す部分断面図である。

【図10】本発明の第５実施形態に係る二次電池を示す断面図である。

【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省略する。

【0030】

＜１．第１実施形態＞
まず、図１および図２を参照して、本発明の第１実施形態に係る二次電池の概略構成について説明する。

【0031】

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。

【0032】

図１および図２を参照しながら説明すれば、本発明の第１実施形態に係る二次電池１０１は、正極１１と負極１２の間にセパレータ１３を介在して巻き取った電極アセンブリ１０と、電極アセンブリ１０が内蔵されるケース２９と、ケース２９の開口に結合したキャップアセンブリ３０を含む。

【0033】

本第１実施形態に係る二次電池１０１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ことはなく、本発明はリチウムポリマー電池または円筒型電池などの多様な形態の電池に適用されてもよい。

【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のコーティング部と、活物質がコーティングされていない領域の無地部１１ａ、１２ａを含む。正極無地部１１ａは正極１１の長手方向に沿って正極１１の一側端に形成され、負極無地部１２ａは負極１２の長手方向に沿って負極１２の他側端に形成される。また、正極１１および負極１２は、絶縁体のセパレータ１３を間に介在した後に巻き取られる。

【0035】

ただし、本発明がこれに制限されることはなく、前記電極アセンブリ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積層された構造であってもよい。

【0036】

ケース２９は大略直六面体で形成され、一面には開放した開口が形成される。ケース２９は、アルミニウムやステンレススチールなどの金属で形成されてもよい。

【0037】

キャップアセンブリ３０は、ケース２９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の外側に突出して正極１１と電気的に連結した第１端子２３と、キャッププレート３１の外側に突出して負極１２と電気的に連結した第２端子２４を含む。

【0038】

キャッププレート３１は一方向に連続する細長い板形態で構成され、ケース２９の開口に結合する。キャッププレート３１には、電解液注入口３２とベントホールが設置され、電解液注入口３２には密封キャップ３８が設置され、ベントホールには設定された圧力によって開放するようにノッチ３９ａが形成されたベントプレート３９が設置される。

【0039】

第１端子２３および第２端子２４は、キャッププレート３１の上部に突出するように設置される。

【0040】

第１端子２３は集電部材４１を媒介として正極１１と電気的に連結し、第２端子２４は集電部材４２を媒介として負極１２と電気的に連結する。ただし、本発明がこれに制限されることはなく、第１端子２３が負極と電気的に連結し、第２端子２４が正極と電気的に連結してもよい。

【0041】

第１端子２３は、板形状に形成された上部支持部２３ａと、上部支持部２３ａから下部に突出した固定部２３ｂを含む。

【0042】

上部支持部２３ａには２つの固定部が形成されるが、固定部２３ｂは柱形状で形成され、キャッププレート３１を貫通して下部に突出する。ただし、本発明がこれに制限されることはなく、固定部２３ｂには３つ以上の固定部が形成されてもよい。

【0043】

また、第１端子２３には、第１端子２３の上部に突出した柱形状またはシリンダ形状の連結端子２１が挿入設置される。連結端子２１は強度が優れたステンレススチールなどで形成されてもよい。連結端子２１は二次電池を電気的に連結し、電池モジュールを形成するときにバスバーと連結する。

【0044】

第１端子２３はキャッププレート３１と直接に接触するように配置されるが、これによってキャッププレート３１は正極に帯電する。ただし、第１端子が負極１２と電気的に連結すれば、キャッププレートが負極に帯電することも可能である。

【0045】

キャッププレート３１の下には、支持板４７と、支持板４７上で支持板４７とキャッププレート３１の間に配置された下部絶縁部材４３が設置される。下部絶縁部材４３は、支持板４７と集電部材４１の上部を覆うように設置される。固定部２３ｂは、支持板４７と下部絶縁部材４３を貫通して支持板４７にリベット結合する。固定部２３ｂは、支持板４７のホールに嵌合した状態で下端部を広く広げて支持板４７に固定してもよく、支持板４７に溶接によって固定してもよい。

【0046】

一方、集電部材４１は支持板４７に溶接などによって固定され、支持板４７を介して第１端子２３に電流が伝達される。本実施形態のように、第１端子２３にキャッププレート３１を貫通して支持板４７にリベット結合した複数の固定部２３ｂが形成されれば、下部絶縁部材４３の側端がキャッププレート３１から離隔することを防ぐことができる。また、固定部２３ｂによって支持板４７が固定した状態で支持板４７に集電部材４１が固定設置されるため、支持板４７が他部の衝撃や振動によって揺れることを防ぐことができる。

【0047】

図３および図４に示すように、第２端子２４は、板形状に形成された上部支持部２４ａと、上部支持部２４ａから下部に突出した固定部２４ｂを含む。上部支持部２４ａには連結端子２２が挿入するホール２４ｄが形成され、ホール２４ｄの周りにはキャッププレート３１に形成された短絡ホール３１ａを貫通する短絡突起２４ｃが形成される。

【0048】

ホール２４ｄには連結端子が挿入設置されるが、連結端子２２は、第２端子２４の外側に突出する端子柱２２ａと、端子柱２２ａの下端に設置されたフランジ部２２ｂを含む。フランジ部２２ｂはホール２４ｄの周りに形成された溝に挿入され、第２端子２４の下部に溶接などによって固定される。

【0049】

固定部２４ｂは柱形状またはシリンダ形状で形成され、キャッププレート３１を貫通して下部に突出する。上部支持部２４ａには上部支持部２４ａの長手方向に２つの固定部２４ｂが離隔配置される。ただし、本発明がこれに制限されることはなく、上部支持部２４ａには３つ以上の固定部が形成されてもよい。

【0050】

上部支持部２４ａとキャッププレート３１の間には上部絶縁部材２６が設置される。上部絶縁部材２６は、板部２６ａと、板部２６ａの側端に沿って連続して突出し、上部支持部２４ａの側端を囲む側壁２６ｂを含む。板部２６ａには短絡突起２４ｃが挿入するホール２６ｃが形成され、ホール２６ｃの周りには短絡突起２４ｃと短絡ホール３１ａの内面の間に配置された第１絶縁突起２６ｅが下部に突出形成される。

【0051】

また、板部２６ａには固定部２４ｂが挿入するホール２６ｄが形成され、ホール２６ｄの周りには下部に突出して固定部２４ｂとキャッププレート３１の間を絶縁する第２絶縁突起２６ｆが形成される。

【0052】

キャッププレート３１には、短絡突起２４ｃが挿入する短絡ホール３１ａと、固定部２４ｂが挿入するホール３１ｂが形成される。短絡ホール３１ａの下部には、設定された圧力によって変形して短絡突起２４ｃと連結する短絡部材２８が設置される。

【0053】

短絡部材２８は、正極１１と電気的に連結したキャッププレート３１と電気的に連結し、二次電池１０１の内部圧力が上昇するときに変形して短絡突起２４ｃと連結する。

【0054】

短絡部材２８は円形の板形状に形成され、枠部２８ａと、枠部２８ａの内側に形成され、下側に向かって弧形に湾曲形成された湾曲部２８ｂを含む。枠部２８ａはキャッププレート３１と下部絶縁部材４６の間に配置される。

【0055】

キャッププレート３１の下には、支持板４８と、下部絶縁部材４６が設置される。支持板４８は、導電性を有する金属プレートで形成され、固定部２４ｂが挿入するホール４８ａが形成される。また、支持板４８には、短絡部材２８の下に位置するホール４８ｂが形成される。

【0056】

下部絶縁部材４６は、支持板４８とキャッププレート３１の間に配置され、支持板４８と集電部材４２の上部を覆うように設置される。下部絶縁部材４６は、板部４６ａと、板部４６ａの側端に沿って連結して下側に突出した側壁４６ｂを含む。板部４６ａには短絡部材の下に位置するホール４６ｄが形成され、ホール４６ｄの周りには短絡部材２８が挿入する溝４６ｃが形成される。また、板部４６ａには、固定部が挿入するホール４６ｅが形成される。

【0057】

集電部材４２は、電極アセンブリ１０の負極１２と電気的に連結した電極連結部４２ａと、電極連結部４２ａから折り曲げられて支持板４８と当接する端子連結部４２ｂを含む。端子連結部４２ｂには、ホール４６ｄ、４８ｂと連通したホール４２ｃが形成される。これにより、ホール４６ｄ、４８ｂ、４２ｃを介してケース２９内部の圧力が短絡部材２８に容易に伝達されるようになる。

【0058】

このように、本実施形態によれば、第２端子２４に形成された短絡突起２４ｃを介して短絡部材２８と第２端子２４が電気的に接触するため、別途の短絡タップを設置しなくても、圧力の上昇時に正極と負極を容易に短絡させることができる。

【0059】

固定部２４ｂは、下部絶縁部材４６と支持板４８を貫通して支持板４８にリベット結合する。固定部２４ｂは、支持板４８のホール４８ａに嵌合した状態で下端部を広く広げ、広い終端部を有すように支持板４８に固定してもよく、リベット結合した状態で支持板４８に溶接によって固定してもよい。ここで、固定部２４ｂの広い終端部は、ホール４８ａそれぞれの幅よりもさらに広くてもよい。

【0060】

一方、端子連結部４２ｂは、支持板４８に溶接などによって固定され、支持板４８を介して第２端子２４に電流が伝達される。

【0061】

本実施形態のように、第２端子２４にキャッププレート３１を貫通して支持板４８にリベット結合した複数の固定部２４ｂが形成されれば、下部絶縁部材４６の側端がキャッププレート３１から離隔することを防ぐことができる。また、固定部２４ｂによって支持板４８が固定した状態で支持板４８に集電部材４２が固定設置されるため、支持板４８が他部の衝撃や振動によって揺れることを防ぐことができる。

【0062】

＜２．第２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。

【0063】

図５は、本発明の第２実施形態に係る第２端子と上部絶縁部材を示す分解斜視図である。図６は、図５でＶＩ−ＶＩ線に沿って切断した上部絶縁部材の横断面図である。

【0064】

図５および図６を参照しながら説明すれば、本実施形態に係る二次電池は、第２端子１２４と上部絶縁部材１２６の構造を除いては上述した第１実施形態に係る二次電池と同じ構造であるため、同一する構造についての重複説明は省略する。

【0065】

第２端子１２４は、板形状に形成された上部支持部１２４ａと、上部支持部１２４ａから下部に突出した固定部１２４ｂを含む。上部支持部１２４ａには連結端子１２２を挿入するホール１２４ｄが形成され、ホール１２４ｄの周りにはキャッププレート３１に形成された短絡ホール３１ａを貫通する短絡突起１２４ｃが形成される。短絡突起１２４ｃは弧形の２つの突起で構成され、２つの突起が対向して設定された間隔で離隔配置される。

【0066】

ホール１２４ｄには連結端子１２２が挿入設置されるが、連結端子１２２は、第２端子１２４の外側に突出する端子柱１２２ａと、端子柱１２２ａの下端に設置されたフランジ部１２２ｂを含む。フランジ部１２２ｂはホール１２４ｄの周りに形成された溝に挿入し、第２端子１２４の下部に溶接などによって固定される。

【0067】

固定部１２４ｂは柱形状で形成され、キャッププレート３１を貫通して下部に突出し、上部支持部１２４ａには２つの固定部１２４ｂが形成される。ただし、本発明がこれに制限されることはなく、固定部１２４ｂは３つ以上の固定部が形成されてもよい。

【0068】

上部支持部１２４ａとキャッププレート３１の間には、上部絶縁部材１２６が設置される。上部絶縁部材１２６は、板部１２６ａと、板部の側端に沿って連結して突出し、上部支持部１２４ａの側端を囲む側壁１２６ｂを含む。板部１２６ａには、短絡突起１２４ｃとキャッププレート３１の間に配置される第１絶縁突起１２６ｅと、固定部１２４ｂを囲む第２絶縁突起１２６ｇが形成される。第２絶縁突起１２６ｇの内側には、固定部が挿入するホール１２６ｈが形成される。ここで、第１絶縁突起１２６ｅは、互いに離隔するように形成された２つの弧形部を含んでもよい。

【0069】

すなわち、第１絶縁突起１２６ｅは２つの弧形部からなり、設定された間隔で離隔配置される。第１絶縁突起１２６ｅの内側には短絡突起１２４ｃが挿入するホール１２６ｃが形成され、ホール１２６ｃにはホール１２６ｃを横切る支持部１２６ｆが形成される。一方、第１絶縁突起１２６ｅと板部１２６ａの間には緩衝ホール１２６ｄが形成されるが、これによって第１絶縁突起１２６ｅは板部１２６aから離隔配置され、第１絶縁突起１２６ｅの両端は支持部１２６ｆに固定されている。

【0070】

本実施形態のように支持部１２６ｆが形成されれば、連結端子１２２の下端が支持部１２６ｆと当接するため、連結端子１２２と第２端子１２４が安定的に結合状態を維持することができる。

【0071】

また、第１絶縁突起１２６ｅと板部１２６ａの間に緩衝ホール１２６ｄが形成されるため、第１絶縁突起１２６ｅが幅方向に容易に変形することができ、短絡突起１２４ｃとキャッププレート３１の間に容易に位置することができる。

【0072】

＜３．第３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。

【0073】

図７は、本発明の第３実施形態に係る二次電池を示す断面図である。

【0074】

図７を参照しながら説明すれば、本実施形態に係る二次電池１０２は、第１端子２２３と第２端子２２４の構造を除いては上述した第１実施形態に係る二次電池と同じ構造であるため、同じ構造についての重複説明は省略する。

【0075】

本実施形態に係る二次電池１０２は、キャッププレート３１と、第１端子２２３および第２端子２２４を含むキャップアセンブリ３０を有する。

【0076】

第１端子２２３は、上部支持部２２３ａと、上部支持部２２３ａから下側に突出した固定部２２３ｂを有する。固定部２２３ｂは、キャッププレート３１、下部絶縁部材４３、支持板４７、および集電部材２４１を貫通して設置され、集電部材２４１にリベット結合する。第１端子２２３には複数の固定部２２３ｂが形成され、固定部２２３ｂは集電部材２４１にリベット結合した状態で集電部材２４１に溶接によって固定される。

【0077】

第２端子２２４は、上部支持部２２４ａと、上部支持部２２４ａから下側に突出した固定部２２４ｂを有する。固定部２２４ｂは、上部絶縁部材２６、キャッププレート３１、下部絶縁部材４６、支持板４８、および集電部材２４２を貫通して設置され、集電部材２４２にリベット結合する。第２端子２２４には複数の固定部２２４ｂが形成され、固定部２２４ｂは集電部材２４２にリベット結合した状態で溶接によって固定される。

【0078】

このように、本実施形態によれば、第１端子２２３と第２端子２２４に形成された固定部２２３ｂ、２２４ｂが集電部材２４１、２４２を貫通して形成され、集電部材２４１、２４２にリベット結合するため、端子２２３、２２４と、支持板４７、４８、および集電部材２４１、２４２の結合がより強くなる。

【0079】

＜４．第４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。

【0080】

図８は、本発明の第４実施形態に係る二次電池を示す断面図である。図９は、本発明の第４実施形態に係る二次電池の一部を示す部分断面図である。

【0081】

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１０３は、キャップアセンブリ３０の構造を除いては上述した第１実施形態に係る二次電池と同じ構造であるため、同じ構造についての重複説明は省略する。

【0082】

キャップアセンブリ３０は、ケース２９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の外側に突出して正極１１と電気的に連結した第１端子３２３と、キャッププレート３１の外側に突出して負極１２と電気的に連結した第２端子３２４を含む。

【0083】

第１端子３２３は集電部材４１を媒介として正極１１と電気的に連結し、第２端子３２４は集電部材４２を媒介として負極１２と電気的に連結する。

【0084】

第１端子３２３は、板形状に形成された上部支持部３２３ａと、上部支持部３２３ａから下部に突出した固定部３２３ｂを含む。上部支持部３２３ａには連結端子２１が挿入設置され、上部支持部３２３ａの下面にはキャッププレート３１に形成された短絡ホールを貫通する短絡突起３２３ｃが形成される。

【0085】

固定部３２３ｂは柱形状で形成され、キャッププレート３１を貫通して下部に突出し、上部支持部３２３ａには２つの固定部３２３ｂが形成される。ただし、本発明がこれに制限されることはなく、固定部３２３ｂは３つ以上の固定部が形成されてもよい。

【0086】

上部支持部３２３ａとキャッププレート３１の間には、上部絶縁部材３２５が設置される。上部絶縁部材３２５は、板部と板部の側端に沿って連続して突出し、上部支持部３２３ａの側端を囲む側壁を含む。板部には短絡突起が挿入するホールが形成され、ホールの周りには短絡突起３２３ｃとキャッププレート３１の間に配置された第１絶縁突起が下部に突出形成される。

【0087】

キャッププレート３１には、短絡突起３２３ｃが挿入する短絡ホールと、固定部３２３ｂが挿入するホールが形成される。短絡ホールの下部には、設定された圧力によって変形して短絡突起３２３ｃと連結する短絡部材３２７が設置される。短絡部材３２７は、前記第１実施形態に係る短絡部材２８と同じ構造である。

【0088】

キャッププレート３１の下側には、支持板３４７と、支持板３４７とキャッププレート３１の間に配置された下部絶縁部材３４３が設置される。支持板３４７は導電性を有する金属プレートで形成され、固定部３２３ｂが挿入するホールが形成される。また、支持板３４７には、短絡部材の下側に位置するホールが形成される。

【0089】

下部絶縁部材３４３は、支持板３４７と集電部材４１の上部を覆うように設置される。下部絶縁部材３４３は、板部と板部の側端に沿って連続して下部に突出した側壁を有する。板部には、短絡部材の下側に位置するホールと、固定部３２３ｂが挿入するホールが形成される。ホールの周りには、上部に突出して固定部３２３ｂとキャッププレート３１の間に設置され、固定部３２３ｂとキャッププレート３１を絶縁する第２絶縁突起３４３ａが形成される。固定部３２３ｂは下部絶縁部材３４３と支持板３４７を貫通し、支持板３４７にリベット結合する。固定部３２３ｂは支持板３４７のホールに嵌合した状態で下端部が広く広がり、広い終端部を有しながら支持板３４７に固定され、固定部３２３ｂはリベット結合した状態で溶接によって固定されてもよい。

【0090】

第２端子３２４は、上部支持部、固定部、および短絡突起を有し、前記第１実施形態に係る第２端子と同じ構造である。第２端子３２４には連結端子２２が挿入設置される。ここで、固定部の広い終端部は、ホール４８ａそれぞれの幅よりもさらに広くてもよい。

【0091】

第２端子３２４の上部支持部とキャッププレート３１の間には上部絶縁部材３２６が設置される。上部絶縁部材３２６は、板部と板部の側端に沿って連続して突出し、上部支持部の側端を囲む側壁を含む。板部には短絡突起が挿入するホールが形成され、ホールの周りには短絡突起とキャッププレートの間に配置された第１絶縁突起が下部に突出形成される。

【0092】

キャッププレート３１には、短絡突起が挿入する短絡ホールと、固定部が挿入するホールが形成される。短絡ホールの下部には、設定された圧力で変形して短絡突起と連結する短絡部材２８が設置される。

【0093】

短絡部材２８は、前記第１実施形態に係る短絡部材と同じ構造である。

【0094】

キャッププレート３１の下側には支持板４８が配置され、支持板４８とキャッププレートの間には下部絶縁部材３４６が設置される。支持板４８は導電性を有する金属プレートで形成され、固定部が挿入するホールが形成される。また、支持板４８には、短絡部材２８の下側に位置するホールが形成される。

【0095】

下部絶縁部材３４６は、支持板４８と集電部材４２の上部を覆うように設置される。下部絶縁部材３４６は、板部と、板部の側端に沿って連続して下部に突出した側壁を有する。

【0096】

下部絶縁部材３４６の板部には、短絡部材２８の下側に位置するホールと、固定部が挿入するホールが形成される。ホールの周りには上部に突出して固定部とキャッププレート３１の間に設置され、固定部とキャッププレートを絶縁する第２絶縁突起３４６ａが形成される。固定部は、支持板４８と下部絶縁部材３４６を貫通して支持板４８にリベット結合する。

【0097】

このように、本実施形態によれば、第１端子３２３と第２端子３２４に短絡部材３２７、２８がそれぞれ設置され、キャッププレート３１は電気的に中性の性質を有する。したがって、キャッププレート３１またはケース２９が正極に帯電して酸化することを防ぐことができる。

【0098】

また、第１端子３２３と第２端子３２４の下部に支持板３４７、４８がそれぞれ設置され、支持板３４７、４８が端子の固定部によって固定されるため、下部絶縁部材３４３、３４６の側端がキャッププレート３１から離脱することを防ぐことができる。

【0099】

二次電池１０３内部の圧力が上昇すれば、第１端子３２３および第２端子３２４に設置された短絡部材３２７、２８が変形し、短絡部材３２７が第１端子３２３と電気的に連結し、短絡部材２８が第２端子３２４と電気的に連結する。これにより、キャッププレート３１と連結した短絡部材３２７、２８により、第１端子３２３と第２端子３２４が電気的に短絡する。

【0100】

短絡が発生すれば、二次電池１０３に充電された電流が放電し、これ以上の充電と放電がなされなくなるため、二次電池１０３内部の圧力が上昇して、二次電池１０３が爆発したり発火したりすることを防ぐことができる。

【0101】

＜５．第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態による二次電池に対して説明する。

【0102】

図１０は、本発明の第５実施形態に係る二次電池を示す断面図である。

【0103】

本実施形態に係る二次電池１０４は、キャップアセンブリ３０の構造を除いては上述した第４実施形態に係る二次電池と同じ構造であるため、同じ構造についての重複説明は省略する。

【0104】

キャップアセンブリ３０は、ケース２９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の外側に突出して正極１１と電気的に連結した第１端子４２３と、キャッププレート３１の外側に突出して負極１２と電気的に連結した第２端子４２４を含む。

【0105】

第１端子４２３は集電部材４１を媒介として正極１１と電気的に連結し、第２端子４２４は集電部材４２を媒介として負極１２と電気的に連結する。

【0106】

第１端子４２３は、板形状に形成された上部支持部４２３ａと、上部支持部４２３ａから下部に突出した固定部４２３ｂを含む。上部支持部４２３ａには連結端子４２１が挿入設置される。

【0107】

固定部４２３ｂは、柱形状またはシリンダ形状であり、キャッププレート３１を貫通して下部に突出し、上部支持部４２３ａに上部支持部４２３ａの長手方向に離隔して２つ形成される。ただし、本発明がこれに制限されることはなく、固定部４２３ｂは３つ以上の固定部が形成されてもよい。

【0108】

連結端子４２１は、フランジ部４２１ｂと、フランジ部４２１ｂから上部に突出した端子柱４２１ａ、およびフランジ部４２１ｂの下面から下側に突出した短絡突起４２１ｃを含む。

【0109】

上部支持部４２３ａとキャッププレート３１の間には上部絶縁部材４２５が設置される。上部絶縁部材４２５は、板部と板部の側端に沿って連続して突出して上部支持部４２３ａの側端を囲む側壁を含む。上部絶縁部材４２５の板部には、短絡突起４２１ｃが挿入するホールと、上部支持部４２３ａの固定部が挿入するホールが形成される。

【0110】

キャッププレート３１には、設定された圧力によって変形して短絡突起４２１ｃと当接する短絡部材３２７が設置される。短絡部材３２７は、前記第１実施形態に係る短絡部材２８と同じ構造である。

【0111】

キャッププレート３１の下側には支持板３４７が設置され、支持板３４７とキャッププレート３１の間には下部絶縁部材３４３が設置される。支持板３４７と下部絶縁部材３４３は、上述した第４実施形態に係る支持板および下部絶縁部材と同じ構造である。

【0112】

第２端子４２４は、板形状に形成された上部支持部４２４ａと、上部支持部４２４ａから下部に突出した固定部４２４ｂを含む。上部支持部４２４ａには連結端子４２２が挿入設置される。

【0113】

柱形状に形成された固定部４２４ｂは、キャッププレート３１を貫通して下部に突出し、上部支持部４２４ａには上部支持部４２４ａの長手方向に離隔した２つの固定部４２４ｂが形成される。

【0114】

連結端子４２２は、フランジ部４２２ｂ、フランジ部４２２ｂから上部に突出した端子柱４２２ａ、およびフランジ部４２２ｂの下面から下側に突出した短絡突起４２２ｃを含む。

【0115】

上部支持部４２４ａとキャッププレート３１の間には上部絶縁部材４２６が設置される。上部絶縁部材４２６は、板部と板部の側端に沿って連続して突出して上部支持部４２４ａの側端を囲む側壁を含む。上部絶縁部材４２６の板部には、連結端子４２２の短絡突起４２２ｃが挿入するホールと、固定部４２４ｂが挿入するホールが形成される。

【0116】

キャッププレート３１には、設定された圧力によって変形して短絡突起４２２ｃと接触する短絡部材２８が設置される。短絡部材２８は、前記第１実施形態に係る短絡部材と同じ構造である。

【0117】

キャッププレート３１の下側には支持板４８が設置され、支持板４８とキャッププレート３１の間には下部絶縁部材３４６が設置される。支持板４８と下部絶縁部材３４６は、上述した第４実施形態に係る支持板および下部絶縁部材と同じ構造である。

【0118】

このように、本実施形態によれば、連結端子４２１、４２２に短絡突起４２１ｃ、４２２ｃが形成されるため、キャッププレート３１と短絡突起４２１ｃ、４２２ｃの間に絶縁部を形成する必要がない。また、短絡部材２８、３２７の変形によって連結端子４２１、４２２と短絡部材２８、３２７が電気的に連結するため、二次電池１０４の内部圧力が増加すれば短絡を誘導し、二次電池１０４の爆発および発火を防ぐことができる。

【0119】

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】

【0120】

１０１、１０２、１０３、１０４ 二次電池
１０ 電極アセンブリ
１１ 正極
１１ａ 正極無地部
１２ 負極
１２ａ 負極無地部
１３ セパレータ
２１、２２、１２２、４２１、４２２ 連結端子
２２ａ、１２２ａ、４２１ａ、４２２ａ 端子柱
２２ｂ、１２２ｂ、４２１ｂ、４２２ｂ フランジ部
４２１ｃ、４２２ｃ 短絡突起
２３、２２３、３２３、４２３ 第１端子
２３ａ、２２３ａ、３２３ａ、４２３ａ 上部支持部
２３ｂ、２２３ｂ、３２３ｂ、４２３ｂ 固定部
２４、１２４、２２４、３２４、４２４ 第２端子
２４ａ、１２４ａ、２２４ａ、４２４ａ 上部支持部
２４ｂ、１２４ｂ、２２４ｂ、４２４ｂ 固定部
２４ｃ、１２４ｃ、３２３ｃ 短絡突起
２４ｄ、１２４ｄ ホール
２６、１２６、３２５、３２６、４２５、４２６ 上部絶縁部材
２６ａ、１２６ａ 板部
２６ｂ、１２６ｂ 側壁
２６ｃ、２６ｄ、１２６ｃ ホール
１２６ｄ 緩衝ホール
２６ｅ、１２６ｅ 第１絶縁突起
２６ｆ 第２絶縁突起
１２６ｆ 支持部
１２６ｇ 第２絶縁突起
１２６ｈ ホール
２８、３２７ 短絡部材
２８ａ 枠部
２８ｂ 湾曲部
２９ ケース
３０ キャップアセンブリ
３１ キャッププレート
３１ａ 短絡ホール
３１ｂ ホール
３２ 電解液注入口
３８ 密封キャップ
３９ ベントプレート
３９ａ ノッチ
４１、４２、２４１、２４２ 集電部材
４２ａ 電極連結部
４２ｂ 端子連結部
４２ｃ ホール
４３、４６、３４３、３４６ 下部絶縁部材
３４３ａ、３４６ａ 第２絶縁突起
４６ａ 板部
４６ｂ 側壁
４６ｃ 溝
４６ｄ、４６ｅ ホール
４７、４８、３４７ 支持板
４８ａ、４８ｂ ホール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】