特許 6407602 ２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】6407602

(24)【登録日】2018年9月28日

(45)【発行日】2018年10月17日

(54)【発明の名称】２次電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/34 20060101AFI20181004BHJP

   H01M 2/26 20060101ALI20181004BHJP

   H01M 2/04 20060101ALI20181004BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/34 A

   H01M2/26 A

   H01M2/04 A

   H01M2/34 B

【請求項の数】12

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-150566(P2014-150566)

(22)【出願日】2014年7月24日

(65)【公開番号】特開2015-153747(P2015-153747A)

(43)【公開日】2015年8月24日

【審査請求日】2017年6月21日

(31)【優先権主張番号】10-2014-0017125

(32)【優先日】2014年2月14日

(33)【優先権主張国】KR

(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．

(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】權 ▲ミン▼亨

【審査官】 小森 重樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１５４９９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２５８５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１８６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０３３０５８１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−０４０３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１７４６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１１９３０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２３７８０２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／３４

Ｈ０１Ｍ ２／０４

Ｈ０１Ｍ ２／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１電極板および第２電極板を含む電極組立体と、
前記電極組立体を収容するケースと、
前記ケースを密封し短絡ホールを有し、前記第１電極板と電気的に連結されたキャッププレートを含むキャップ組立体と、
前記短絡ホールに設置され前記ケースの内部に向かって屈曲されて形成された反転部及び反転部の端部に形成されて前記キャッププレートと結合するエッジ部を含む反転プレートと、
前記キャッププレートから離隔した前記ケースの外部に位置し、前記短絡ホールの上部まで延長し、前記第２電極板に電気的に連結された短絡プレートと、
前記電極組立体を含む電流経路内に設けられ、前記電極組立体に流れる電流を遮断するヒューズ部と、
を含み、
前記キャッププレートは前記短絡ホールの周辺に前記短絡ホールの縁部と離隔して形成された変形誘導溝を含み、
前記反転部が反転することにより、前記反転プレートと前記短絡プレートとが接触し、前記ヒューズ部が前記電極組立体に流れる電流を遮断することを特徴とする２次電池。

【請求項2】

前記変形誘導溝は前記キャッププレートが前記反転プレートのエッジ部と結合した領域から離隔して形成されたことを特徴とする請求項１に記載の２次電池。

【請求項3】

前記変形誘導溝は前記キャッププレートの厚さを基準に１／２以上の深さに形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の２次電池。

【請求項4】

前記変形誘導溝は前記短絡ホールの形状に沿って形成されたことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の２次電池。

【請求項5】

前記変形誘導溝は前記キャッププレートの上面に形成されたことを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の２次電池。

【請求項6】

前記キャッププレートにおいて前記変形誘導溝と前記短絡ホールとの間に位置した結合領域が前記反転プレートの反転動作時に前記ケースの内部に向かう方向に変形されることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の２次電池。

【請求項7】

前記結合領域は前記反転プレートと溶接されて結合したことを特徴とする請求項６に記載の２次電池。

【請求項8】

前記反転プレートは前記キャッププレートと結合した面に切欠がさらに形成されたことを特徴とする請求項１〜７のうちのいずれか一項に記載の２次電池。

【請求項9】

前記切欠は前記反転プレートが前記キャッププレートと接する面に形成されたことを特徴とする請求項８に記載の２次電池。

【請求項10】

前記短絡プレートは前記反転プレートに向かう面に突出して形成された突起をさらに含むことを特徴とする請求項１〜９のうちのいずれか一項に記載の２次電池。

【請求項11】

前記突起は前記反転プレートの反転時に前記反転プレートと接触した状態を有することを特徴とする請求項１０に記載の２次電池。

【請求項12】

前記短絡プレートまたは前記短絡プレートを前記キャッププレートの上面に支持する絶縁部材に前記反転プレートと前記短絡プレートの間に位置する空気を排出するエアホールがさらに形成されたことを特徴とする請求項１〜１１のうちのいずれか一項に記載の２次電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、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違って、充電および放電が可能な電池であって、一つの電池セルがパック形態に包装された低容量電池の場合、携帯電話およびカムコーダーのような携帯が可能な小型電子機器に使われ、電池パックが数十個連結された電池パック単位の大容量電池の場合、ハイブリッド自動車などのモータ駆動用電源として幅広く使用されている。

【0003】

２次電池は様々な形状に製造されているが、代表的形状としては、円筒形および角形が挙げられ、正極板と負極板との間に絶縁体であるセパレータを介在して形成された電極組立体と電解液とをケースに内装設置し、ケースに電極端子が形成されたキャップ組立体を設置して構成する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、２次電池は過充電などによって過度な熱が発生したり電解液が分解されると内部圧力が上昇して安全性が損なわれることがある。したがって、安全性を向上させることができる構造の２次電池が要求されているという問題があった。

【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、過充電などでケース内部の圧力が高くなると、電極を電気的に短絡させて電池を保護することが可能な、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】

【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電極板および第２電極板を含む電極組立体と、前記電極組立体を収容するケースと、前記ケースを密封し短絡ホールを有し、前記第１電極板と電気的に連結されたキャッププレートを含むキャップ組立体と、前記短絡ホールに設置され前記ケースの内部に向かって屈曲されて形成された反転部及び反転部の端部に形成されてキャッププレートと結合するエッジ部を含む反転プレートと、前記キャッププレートから離隔した前記ケースの外部に位置し、前記短絡ホールの上部まで延長し、前記第２電極板に電気的に連結された短絡プレートと、を含み、前記キャッププレートは前記短絡ホールの周辺に前記短絡ホールの縁部と離隔して形成された変形誘導溝を含むことを特徴とする２次電池が提供される。

【0007】

前記変形誘導溝は前記キャッププレートが前記反転プレートのエッジ部と結合した領域から離隔して形成されてもよい。

【0008】

前記変形誘導溝は前記キャッププレートの厚さを基準に１／２以上の深さに形成されてもよい。

【0009】

前記変形誘導溝は前記短絡ホールの形状に沿って形成されてもよい。

【0010】

前記変形誘導溝は前記キャッププレートの上面に形成されてもよい。

【0011】

前記キャッププレートにおいて前記変形誘導溝と前記短絡ホールとの間に位置した結合領域が前記反転プレートの反転動作時に前記ケースの内側に向かう方向に変形されてもよい。

【0012】

前記結合領域は前記反転プレートと溶接されて結合してもよい。

【0013】

前記反転プレートは前記キャッププレートと結合した面に切欠がさらに形成されてもよい。

【0014】

前記切欠は前記反転プレートが前記キャッププレートと接する面に形成されてもよい。

【0015】

前記短絡プレートは前記反転プレートに向かう面に突出して形成された突起をさらに含んでもよい。

【0016】

前記突起は前記反転プレートの反転時に前記反転プレートと接触した状態を有してもよい。

【0017】

前記短絡プレートまたは前記短絡プレートを前記キャッププレートの上面に支持する絶縁部材に前記反転プレートと前記短絡プレートの間に位置する空気を排出するエアホールがさらに形成されてもよい。

【発明の効果】

【0018】

以上説明したように本発明によれば、過充電などでケース内部の圧力が高くなると、電極を電気的に短絡させて電池を保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施例による２次電池の斜視図である。

【図2】図１のＡ−Ａ’線断面図である。

【図3a】図２のＢ部分拡大図である。

【図3b】図３ａのＣ部分拡大図である。

【図4】本発明の一実施例による２次電池で反転プレートの反転が行われた状態を示した断面図である。

【図5a】本発明の他の実施例による２次電池の部分拡大図である。

【図5b】図５ａのＤ部分拡大図である。

【図6】本発明の他の実施例による２次電池で反転プレートの反転が行われた状態を示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

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。

【0021】

以下、本発明の一実施例による２次電池の構成を説明する。

【0022】

図１は本発明の一実施例による２次電池の斜視図である。図２は図１の第１電極端子１５２及び第２電極端子１５３を通りキャッププレート１５１に垂直なＡ−Ａ’線断面図である。図３ａは図２のＢ部分拡大図である。図３ｂは図３ａのＣ部分拡大図である。図４は本発明の一実施例による２次電池で反転プレートの反転が行われた状態を示した断面図である。

【0023】

図１〜図４を参照すれば、本発明の一実施例による２次電池１００は電極組立体１１０、第１集電板１２０、第２集電板１３０、ケース１４０、キャップ組立体１５０、および短絡部材１６０を含む。

【0024】

前記電極組立体１１０は薄い板型あるいは薄型からなる第１電極板１１１、第２電極板１１２、前記第１電極板１１１と第２電極板１１２との間に位置したセパレータ１１３の積層体を巻き取るか、または積層して形成する。ここで、前記第１電極板１１１は正極を形成することができ、この場合、前記第２電極板１１２は負極を形成することができる。

【0025】

前記第１電極板１１１はアルミニウムのような金属箔からなる第１電極集電体に遷移金属酸化物などの第１電極活物質を塗布することによって形成され、前記第１電極活物質が塗布されない領域である第１電極無地部１１１ａを含む。前記第１電極無地部１１１ａは前記第１電極板１１１と、第１電極板１１１の外部との間の電流が流れる通路を提供する。ただし、本発明は前記第１電極板１１１の材質に限定されるものではない。

【0026】

前記第２電極板１１２はニッケルまたは銅のような金属箔からなる第２電極集電体に黒鉛または炭素などの第２電極活物質を塗布することによって形成され、第２電極活物質が塗布されない領域である第２電極無地部１１２ａを含む。前記第２電極無地部１１２ａは第２電極板１１２と、第２電極板１１２の外部との間で電流が流れる通路を提供する。ただし、本発明は前記第２電極板１１２の材質に限定されるものではない。

【0027】

また、前記第１電極板１１１および第２電極板１１２は互いに極性を異にして配置することができる。

【0028】

前記セパレータ１１３は第１電極板１１１と第２電極板１１２との間に位置して電気的短絡を防止しリチウムイオンの移動を可能にする。前記セパレータ１１３はポリエチレン、ポリプロピレン、またはポリエチレンとポリプロピレンの複合フイルムからなる。ただし、本発明は前記セパレータ１１３の材質に限定されるものではない。

【0029】

前記第１集電板１２０はアルミニウムなどの導電性材質からなり、前記電極組立体１１０の一側端部に突出した前記第１電極無地部１１１ａと接触することによって、前記第１電極板１１１と電気的に連結される。

【0030】

前記第１集電板１２０は結合部１２１、折曲部１２２を含んで構成される。

【0031】

前記結合部１２１はプレート形状からなり、前記第１電極無地部１１１ａに接する。前記結合部１２１は前記第１電極無地部１１１ａと電気的に連結されて、前記第１電極無地部１１１ａが外部と連結される電気的経路を提供する。

【0032】

前記折曲部１２２は前記結合部１２１からほぼ９０度に折り曲げられたプレート形状からなり、前記電極組立体１１０の上部とキャップ組立体１５０の間に設けられる。前記折曲部１２２は内部に端子ホール１２２ａを備える。前記端子ホール１２２ａは折曲部１２２の一側に形成され、前記キャップ組立体１５０の第１電極端子１５２が嵌合されて結合する空間を提供する。

【0033】

また、前記第１集電板１２０は前記折曲部１２２の少なくとも一部領域に他の領域より薄い厚さを有するように形成して、ヒューズ部を形成する。したがって、本発明の一実施例による２次電池１００で後述するように、内部圧力が増加して前記短絡部材１６０の反転プレート１６１が反転して内部的に電気的短絡が発生した場合、誘導される過電流によって前記ヒューズ部が切れることになる。したがって、前記第１集電板１２０と前記第１電極端子１５２の間の連結が切れることになり、以降の充放電が中止されることによって、安全を確保することができる。

【0034】

前記第２集電板１３０はニッケルなどの導電性材質からなり、電極組立体１１０の他側端部に突出した第２電極無地部１１２ａと接触することによって、第２電極板１１２と電気的に連結される。前記第２集電板１３０は結合部１３１、折曲部１３２を含む。また、前記折曲部１３２には前記第２電極端子１５３が結合するための端子ホール１３２ａが形成される。

【0035】

前記第２集電板１３０の結合部１３１、折曲部１３２および端子ホール１３２ａは前記第１集電板１２０の結合部１２１、折曲部１２２および端子ホール１２２ａと同一の形状からなり、同じ役割を果たすので、重複した説明は省略する。

【0036】

前記ケース１４０はアルミニウム、アルミニウム合金またはニッケルめっきされたスチールのような導電性金属からなる。前記ケース１４０は前記電極組立体１１０、第１集電板１２０および第２集電板１３０が挿入安着できる開口部が形成されたほぼ六面体状からなる。但し、ケース１４０の形状は一実施例の形状に限定されない。図２には前記ケース１４０とキャップ組立体１５０が結合した状態を示しているので、開口部は示されていないが、前記キャップ組立体１５０に対応する部分が実質的に開放されている部分である。一方、前記ケース１４０の内面は絶縁処理され、前記電極組立体１１０、第１集電板１２０、第２集電板１３０およびキャップ組立体１５０と絶縁される。また、前記ケース１４０は一つの極性、例えば正極として作用することができる。

【0037】

前記キャップ組立体１５０は前記ケース１４０に結合する。前記キャップ組立体１５０は具体的にキャッププレート１５１、第１電極端子１５２、第２電極端子１５３、ガスケット１５４、およびナット１５５を含んで構成される。また、前記キャップ組立体１５０は注入キャップ１５６、安全ベント１５７、連結板１５８、および固定部材１５９を含んでもよい。

【0038】

前記キャッププレート１５１は前記ケース１４０の開口を密封し、ケース１４０と同じ材質としてもよい。前記キャッププレート１５１は電解液注入口１５１ａ、ベントホール１５１ｂおよび短絡ホール１５１ｃを有する。また、前記キャッププレート１５１は前記短絡ホール１５１ｃの周辺に前記短絡ホール１５１ｃの縁部と離隔して形成された変形誘導溝１５１ｄと前記変形誘導溝１５１ｄと前記短絡ホール１５１ｃとの間に形成された結合領域１５１ｅを含む。

【0039】

前記キャッププレート１５１の電解液注入口１５１ａは前記ケース１４０の内部に電解液を注入するための通路を提供する。また、前記電解液注入口１５１ａは前記注入キャップ１５６によって前記電解液の注入以降に密封されてもよい。

【0040】

前記ベントホール１５１ｂは前記安全ベント１５７の下部に位置し、よって、前記安全ベント１５７の厚さは前記キャッププレート１５１の他の領域の厚さより小さく形成される。したがって、前記ケース１４０の内部圧力が一定水準以上になるとき、前記安全ベント１５７は他の部分より先に開放されて、２次電池１００が爆発することを防止することができる。

【0041】

前記短絡ホール１５１ｃはキャッププレート１５１上に開放された部分を形成して、前記ケース１４０内部の圧力が前記短絡部材１６０に伝達される。

【0042】

前記変形誘導溝１５１ｄは前記短絡ホール１５１ｃの縁部の形状に沿って形成されてもよく、前記キャッププレート１５１の上面に形成されてもよい。これによって前記変形誘導溝１５１ｄは前記短絡ホール１５１ｃの縁部との間に前記結合領域１５１ｅを定義できる。前記結合領域１５１ｅには前記短絡部材１６０の反転プレート１６１が結合する。したがって、前記反転プレート１６１は前記短絡ホール１５１ｃを密封することができる。また、前記変形誘導溝１５１ｄは前記結合領域１５１ｅの動作に自由度を提供し、前記結合領域１５１ｅに結合した反転プレート１６１がより容易に反転できるようにする。

【0043】

より具体的に、前記ケース１４０の内部圧力が増加すれば、前記反転プレート１６１に加わる力が増加して、前記反転プレート１６１が一定圧力以上の条件で反転する。一方、前記反転プレート１６１が反転した以後電流が印加されるとき、前記反転プレート１６１と短絡プレート１６３の間で電気抵抗を減らすために前記反転プレート１６１の曲率をできるだけ大きく形成することが望ましい。ここで、曲率は図３ｂに示されたように、前記反転プレート１６１の曲面に位置した一点を基準に曲面に沿って移動した距離（Δｓ）に対して、前記点における接線が前記反転プレート１６１の最低点における接線に対してなす角度（Δθ）がなす比率（dΔθ／dΔs）として定義される。つまり、曲率が大きいほど前記反転プレート１６１は下部に向かってさらに膨らむ曲面に形成される。したがって、前記反転プレート１６１の曲率が大きいほど前記反転プレート１６１の反転以降前記短絡プレート１６３に対する接触面積および接触力が増加して電気抵抗を低くすることができる。

【0044】

しかし、前記反転プレート１６１が前記結合領域１５１ｅに結合する領域に制限があり、前記反転プレート１６１の曲率が大きければ反転のために大きい圧力が要求され、前記反転プレート１６１の反転時に短絡状態維持のために一定以上の厚さが必要であるため、前記曲率を大きくするのに制限が存在する。

【0045】

しかし、前記キャッププレート１５１の前記結合領域１５１ｅは前記変形誘導溝１５１ｄの存在により、前記反転プレート１６１の反転時に共に変形できる。つまり、基準以上の内部圧力で、前記結合領域１５１ｅが前記ケース１４０の内部に向かって曲がる変形によって反転動作が始まる。そして、前記結合領域１５１ｅの変形は前記反転プレート１６１が容易に反転するように誘導することができる。このため、前記変形誘導溝１５１ｄの深さｄは前記キャッププレート１５１の厚さを基準に１／２以上に形成されてもよい。前記変形誘導溝１５１ｄの深さｄがキャッププレート１５１の１／２以上である場合、前記キャッププレート１５１の強度と前記変形誘導溝１５１ｄの強度を確保しつつ一定の内部圧力で前記結合領域１５１ｅが前記ケース１４０の内部に変形するようにすることができる。

【0046】

また、変形が容易な領域として、前記反転プレート１６１は自らの半径ｒ１に比べて前記キャッププレート１５１の結合領域１５１ｅの長さｌほどさらに拡張された半径ｒ２を確保したような効果を有する。したがって、前記反転プレート１６１は反転をより容易に行うことができるため、上述した電気抵抗低減のために要求される一定以上の曲率を確保できる。

【0047】

前記第１電極端子１５２は前記キャッププレート１５１の一側を貫通して前記第１集電板１２０と電気的に連結される。前記第１電極端子１５２は柱形状に形成することができ、前記キャッププレート１５１の上部に露出した上部柱の外周縁にはねじ山が形成される。前記キャッププレート１５１の下部に位置する下部柱には前記第１電極端子１５２がキャッププレート１５１から抜けないようにフランジ１５２ａが形成され、前記第１電極端子１５２の中で前記フランジ１５２ａの下部に位置する一部は前記第１集電板１２０の端子ホール１２２ａに嵌合される。ここで、前記第１電極端子１５２は前記キャッププレート１５１と電気的に連結されてもよい。

【0048】

前記第２電極端子１５３は前記キャッププレート１５１の他側を貫通して前記第２集電板１３０と電気的に連結される。前記第２電極端子１５３は前記第１電極端子１５２と同一の形状を有するので、重複した説明は省略する。ただし、前記第２電極端子１５３はキャッププレート１５１と絶縁される。

【0049】

前記ガスケット１５４は絶縁性材質で前記第１電極端子１５２および第２電極端子１５３それぞれとキャッププレート１５１の間に形成される。前記ガスケット１５４は前記第１電極端子１５２および第２電極端子１５３それぞれとキャッププレート１５１の間の空間を密封させる。前記ガスケット１５４は外部の水分が２次電池１００の内部に侵入しないようにしたり、２次電池１００の内部に収容された電解液が外部に流出しないようにする。

【0050】

前記ナット１５５は第１電極端子１５２および第２電極端子１５３それぞれに形成されたねじ山に沿って締結されて第１電極端子１５２および第２電極端子１５３それぞれをキャッププレート１５１に固定させる。

【0051】

前記注入キャップ１５６は前記キャッププレート１５１の電解液注入口１５１ａを密封する。また、前記安全ベント１５７は前記キャッププレート１５１のベントホール１５１ｂに設置され、設定された圧力で開放されるように形成された切欠１５７ａを含む。

【0052】

前記連結板１５８は前記第１電極端子１５２とキャッププレート１５１との間に前記第１電極端子１５２が嵌合されるように形成され、前記ナット１５５を通じて前記キャッププレート１５１とガスケット１５４に密着する。前記連結板１５８は前記第１電極端子１５２とキャッププレート１５１を電気的に連結する。

【0053】

前記固定部材１５９は第１集電板１２０と第２集電板１３０それぞれと前記キャッププレート１５１の間に形成され、前記集電板１２０、１３０の位置を固定し短絡が発生することを防止する。

【0054】

前記短絡部材１６０は前記キャップ組立体１５０の上部に設けられる。前記短絡部材１６０は過充電などによって本発明の一実施例による２次電池１００の内部圧力が基準圧力より大きい場合、短絡を誘導して前記第１集電板１２０でのヒューズが切れるように誘導することによって、電流の流れを遮断することになる。このために、前記短絡部材１６０は導電性材質の反転プレート１６１と短絡プレート１６３を含んで構成される。また、前記短絡プレート１６３の周縁に沿って形成され、前記短絡プレート１６３を前記キャッププレート１５１と絶縁させる絶縁部材１６２をさらに含むことができる。

【0055】

前記反転プレート１６１は前記キャッププレート１５１の短絡ホール１５１ｃを覆いながら形成される。前記反転プレート１６１は前記キャッププレート１５１と電気的に連結される。また、前記反転プレート１６１は曲率を有し前記ケース１４０の内部に向かって膨らむように形成され、前記ケース１４０の内部圧力が基準圧力より大きくなる場合、上側に向かって膨らんだ形状になるように反転して前記短絡プレート１６３と連結される。ここで、前記反転プレート１６１はアルミニウム材質からなるが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0056】

前記反転プレート１６１は下側に膨らむように形成された反転部１６１ａと前記キャッププレート１５１の結合領域１５１ｅに結合するエッジ部１６１ｂを含む。

【0057】

前記反転部１６１ａは前記ケース１４０の内部に向かって膨らんだ形状からなる。前記反転部１６１ａは前記キャッププレート１５１の短絡ホール１５１ｃを囲む形状からなり、前記短絡ホール１５１ｃを密閉する。前記反転部１６１ａは一定程度の弾性を備えて、前記ケース１４０内部の圧力が予め設定された基準圧力より大きい場合に反転する。前記反転部１６１ａは正常状態時に前記キャッププレート１５１と電気的に連結されており、前記短絡プレート１６３とは電気的に絶縁された状態を維持する。しかし、前記反転部１６１ａが反転した場合、前記反転部１６１ａの上部領域が前記短絡プレート１６３と接することになり前記キャッププレート１５１と短絡プレート１６３とを相互間に電気的に連結させる。そして、前記キャッププレート１５１は前記第１電極端子１５２に連結されており、前記短絡プレート１６３は前記第２電極端子１５３に連結されているので、前記反転部１６１ａが反転すれば、前記第１電極端子１５２と第２電極端子１５３は電気的に短絡した状態になる。したがって、内部短絡が誘導され、過電流が流れることになり、前述したように前記第１集電板１２０のヒューズが切れることになって充放電動作が停止され、よって、２次電池１００の爆発などの危険性を除去することができる。

【0058】

前記エッジ部１６１ｂは前記反転部１６１ａの端部に形成される。前記エッジ部１６１ｂは前記反転部１６１ａを前記キャッププレート１５１の結合領域１５１ｅに固定させる。したがって、前記エッジ部１６１ｂは前記反転部１６１ａが安定的に反転できるように支持する。

【0059】

前記エッジ部１６１ｂは前記キャッププレート１５１と当接した側面境界に溶接により結合することができる。前記溶接方法はパルス溶接（ｐｕｌｓｅ ｗｅｌｄ）を利用して形成することができ、パルス溶接より強度が高い連続溶接（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗｅｌｄ）を利用して形成することもできる。

【0060】

前記絶縁部材１６２は前記第２電極端子１５３とキャッププレート１５１の間に形成され、前記第２電極端子１５３を中心に前記キャッププレート１５１とガスケット１５４に密着して密封を行う。また、前記絶縁部材１６２は前記第２電極端子１５３に連結された短絡プレート１６３の周縁を囲んで、短絡プレート１６３を前記キャッププレート１５１から離隔させることによって、両者間を電気的に絶縁させる。

【0061】

前記短絡プレート１６３は前記キャッププレート１５１から離隔した外側で第２電極端子１５３が嵌合されるように形成され、短絡ホール１５１ｃの上部に対応する位置まで延長される。前記短絡プレート１６３は前記第２電極端子１５３と電気的に連結される。ここで、前記短絡プレート１６３は平らな上面および下面を有し銅材質からなるが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0062】

また、図示していないが、前記絶縁部材１６２または前記短絡プレート１６３のうち少なくともいずれか一つに前記反転プレート１６１と短絡プレート１６３の間の空間内に存在する空気が抜け出すようにエアホールをさらに含むことができる。したがって、前記反転プレート１６１の反転動作時に前記空気が抜け出すことによって、反転動作が容易に行われる。

【0063】

前述のように、本発明の一実施例による２次電池１００は、キャッププレート１５１の短絡ホール１５１ｃ周辺に変形誘導溝１５１ｄを形成し、変形誘導溝１５１ｄと短絡ホール１５１ｃの縁部との間に反転プレート１６１が結合する結合領域１５１ｅを形成することによって、一定以上の内部圧力条件で変形誘導溝１５１ｄが一時的に変形して反転プレート１６１が容易に反転することができる。また、変形誘導溝１５１ｄを通じて反転プレート１６１の反転を誘導して、反転プレート１６１が必要な曲率を確保することによって、反転プレート１６１の反転時に短絡プレート１６３との間で電気抵抗を減らすことになって安定性を確保できる。

【0064】

以下、本発明の他の実施例による２次電池の構成を説明する。

【0065】

図５ａは本発明の他の実施例による２次電池の部分拡大図である。図５ｂは図５ａのＤ部分拡大図である。図６は本発明の他の実施例による２次電池で反転プレートの反転が行われた状態を示した断面図である。前記実施例と同一の構成および動作を有する部分については同一符号を付け、以下、前述した実施例との差異点を中心に説明する。

【0066】

図５ａ〜図６を参照すれば、本発明の他の実施例による２次電池は、短絡部材２６０の構成において前述した実施例と差異を有する。

【0067】

前記短絡部材２６０は反転プレート２６１、絶縁部材１６２および短絡プレート２６３を含む。

【0068】

また、前記反転プレート２６１は反転部２６１ａとエッジ部２６１ｂを含む。そして、前記エッジ部２６１ｂが前記キャッププレート１５１の結合領域１５１ｅと結合する下面には切欠２６１ｃがさらに形成されている。したがって、前記短絡部材２６０のエッジ部２６１ｂは前記切欠２６１ｃを通じて前記反転プレート２６１の動作に自由度を付加して、前記反転プレート２６１が基準圧力で容易に反転可能になる。

【0069】

前記短絡プレート２６３は下面に接触突起２６３ａをさらに含むことができる。前記接触突起２６３ａは前記反転プレート２６１が反転したとき、前記反転プレート２６１が接触できるように対応して形成される。前記接触突起２６３ａは前記反転プレート２６１に対して一定面積の接触面を有する接触状態を誘導して電気抵抗を一定に維持し、反転プレート２６１が安定的に接触した状態を維持できるようにする。

【0070】

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】

【0071】

１００ 次電池
１１０ 電極組立体
１１１ 第１電極板
１１１ａ 第１電極無地部
１１２ 第２電極板
１１２ａ 第２電極無地部
１１３ セパレータ
１２０ 第１集電板
１２１ 結合部
１２２ 折曲部
１２２ａ 端子ホール
１３０ 第２集電板
１３１ 結合部
１３２ 折曲部
１３２ａ 端子ホール
１４０ ケース
１５０ キャップ組立体
１５１ キャッププレート
１５１ａ 電解液注入口
１５１ｂ ベントホール
１５１ｃ 短絡ホール
１５１ｄ 変形誘導溝
１５１ｅ 結合領域
１５２ 第１電極端子
１５２ａ フランジ
１５３ 第２電極端子
１５４ ガスケット
１５５ ナット
１５６ 注入キャップ
１５７ 安全ベント
１５７ａ 切欠
１５８ 連結板
１５９ 固定部材
１６０ 短絡部材
１６１ 反転プレート
１６１ａ 反転部
１６１ｂ エッジ部
１６２ 絶縁部材
１６３ 短絡プレート
２６０ 短絡部材
２６１ 反転プレート
２６１ａ 反転部
２６１ｂ エッジ部
２６１ｃ 切欠
２６３ 短絡プレート
２６３ａ 接触突起

【図1】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図4】

【図5a】

【図5b】

【図6】