特許 6518042 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】6518042

(24)【登録日】2019年4月26日

(45)【発行日】2019年5月22日

(54)【発明の名称】二次電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/02 20060101AFI20190513BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20190513BHJP

   H01M 2/04 20060101ALI20190513BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/02 A

   H01M10/04 Z

   H01M2/04 A

【請求項の数】17

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-134233(P2014-134233)

(22)【出願日】2014年6月30日

(65)【公開番号】特開2015-23025(P2015-23025A)

(43)【公開日】2015年2月2日

【審査請求日】2017年6月19日

(31)【優先権主張番号】61/856,269

(32)【優先日】2013年7月19日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】14/166,693

(32)【優先日】2014年1月28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．

(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】郭 潤泰

(72)【発明者】

【氏名】皇甫 曄

【審査官】 田中 則充

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１１４７９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８１２１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／０２− ２／０４

Ｈ０１Ｍ １０／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１電極、第２電極、および前記第１電極と前記第２電極との間に介在するセパレータを含む電極アセンブリと、
前記電極アセンブリの挿入される開口面の稜部に形成された少なくとも１つの溝部を含むケースと、
前記ケースの前記稜部に形成された前記少なくとも１つの溝部に結合される少なくとも１つの突出部を含むキャッププレートと、
を含み、
前記ケースの開口面及び前記キャッププレートは、一対の長辺と一対の短辺とを含み、
前記少なくとも１つの溝部は、前記ケースの開口面のいずれかの辺の一部に形成され、
前記少なくとも１つの突出部は、前記キャッププレートのいずれかの辺の一部に形成されることを特徴とする、二次電池。

【請求項2】

前記キャッププレートは、
長方形状または台形形状であ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】

前記少なくとも１つの突出部は、
前記キャッププレートの前記一対の短辺のうちの少なくとも１つに形成されることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の二次電池。

【請求項4】

前記少なくとも１つの突出部は、
前記キャッププレートの前記一対の長辺のうちの少なくとも１つに形成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の二次電池。

【請求項5】

前記少なくとも１つの突出部の突出長さは、前記少なくとも１つの溝部の前記ケースの板厚方向に対応する幅より小さいことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の二次電池。

【請求項6】

前記少なくとも１つの突出部の前記キャッププレートの板厚方向の厚さは、前記少なくとも１つの溝部の前記ケースの開口面に垂直な方向の深さと略同一であり、
前記キャッププレートの外表面は、前記ケースの開口面と同一平面に位置することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の二次電池。

【請求項7】

前記少なくとも１つの突出部は、前記少なくとも１つの突出部の形成された前記キャッププレートの稜部に垂直な断面における形状は、長方形であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の二次電池。

【請求項8】

前記ケースと前記キャッププレートとを結合させる溶接ビードをさらに含み、
前記溶接ビードは、
前記ケースの前記少なくとも１つの溝部と前記キャッププレートの前記少なくとも１つの突出部とが結合される部分以外の部分に形成される第１ビードと、
前記少なくとも１つの溝部と前記キャッププレートの前記少なくとも１つの突出部とが結合される部分に形成される第２ビードと、
を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の二次電池。

【請求項9】

前記溶接ビードは、前記キャッププレートの周囲に沿って連続的に形成されることを特徴とする、請求項８に記載の二次電池。

【請求項10】

前記第２ビードの前記キャッププレートの周囲に沿った方向での単位長さ当たりの面積は、前記第１ビードの前記方向での単位長さ当たりの面積より広いことを特徴とする、請求項８または９のいずれかに記載の二次電池。

【請求項11】

前記第２ビードは、
前記少なくとも１つの突出部の一部を含むことを特徴とする、請求項８〜１０のいずれかに記載の二次電池。

【請求項12】

前記少なくとも１つの突出部は、
前記キャッププレートの中央から外周へ向かう方向に厚さが薄くなることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の二次電池。

【請求項13】

前記少なくとも１つの突出部は、複数の突起および溝を含み、
前記少なくとも１つの溝部は、当該複数の突起および溝に対応して結合される複数の溝および突起を含むことを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載の二次電池。

【請求項14】

前記キャッププレートに結合され、前記第１電極に電気的に連結される第１電極端子と、
前記キャッププレートに結合され、前記第２電極に電気的に連結される第２電極端子とをさらに含むことを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の二次電池。

【請求項15】

前記キャッププレートは、
ベントホールと、前記ベントホールを密閉するベントプレートとをさらに含むことを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載の二次電池。

【請求項16】

前記キャッププレートの一端と、前記一端の反対側に位置する他端は、非対称であることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれかに記載の二次電池。

【請求項17】

前記キャッププレートの前記一端に結合される前記ケースの第１部分と、前記キャッププレートの前記他端に結合される前記ケースの第２部分は、互いに非対称であることを特徴とする、請求項１６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、ケースにキャッププレートを結合して溶接する二次電池に関する。

【背景技術】

【0002】

二次電池（ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ ｂａｔｔｅｒｙ）は、一次電池とは異なり、充電および放電を繰り返し行う電池である。小容量の二次電池は、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可能な小型電子機器に用いられ、大容量の二次電池は、ハイブリッド自動車および電気自動車のモータ駆動用電源として用いられる。

【0003】

例えば、二次電池は、充電および放電作用する電極アセンブリと、電極アセンブリおよび電解液を収容するケースと、ケースの開口面に結合されるキャッププレートと、キャッププレートに設けられ、電極アセンブリに電気的に連結される電極端子とを含む。

【0004】

ケースにキャッププレートを組み立てる時、ケースとキャッププレートとの合わせ作業のために、プレス加工でケースの開口面となる位置に段差を形成する。そして、ディープドローイング（ｄｅｅｐ ｄｒａｗｉｎｇ）でケースを成形する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、ディープドローイングの技術的な限界によって、開口面で段差の形状が不均一になる。そのため、キャッププレートは、ケースの開口面の段差に載置されにくく、開口面で過挿入されることがあるという問題があった。

【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、ケースにキャッププレートを結合する時、ケースの開口面にキャッププレートの載置を誘導し、キャッププレートの過挿入を防止することが可能な、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】

【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、第１電極、第２電極、および前記第１電極と前記第２電極との間に介在するセパレータを含む電極アセンブリと、前記電極アセンブリの挿入される開口面の稜部に形成された少なくとも１つの溝部を含むケースと、前記ケースの前記稜部に形成された前記少なくとも１つの溝部に結合される少なくとも１つの突出部を含むキャッププレートと、を含むことを特徴とする、二次電池が提供される。

【0008】

前記キャッププレートは、一対の長辺と一対の短辺とを含むことができる。

【0009】

前記キャッププレートは、長方形状または台形形状であってもよい。

【0010】

前記少なくとも１つの突出部は、前記キャッププレートの前記一対の短辺のうちの少なくとも１つに形成されてもよい。

【0011】

前記少なくとも１つの突出部は、前記キャッププレートの前記一対の長辺のうちの少なくとも１つに形成されてもよい。

【0012】

前記少なくとも１つの突出部の突出長さは、前記少なくとも１つの溝部の前記ケースの板厚方向に対応する幅より小さくてもよい。

【0013】

前記少なくとも１つの突出部の前記キャッププレートの板厚方向の厚さは、前記少なくとも１つの溝部の前記ケースの開口面に垂直な方向の深さと略同一であり、前記キャッププレートの外表面は、前記ケースの開口面と同一平面に位置してもよい。

【0014】

前記少なくとも１つの突出部は、前記少なくとも１つの突出部の形成された前記キャッププレートの稜部に垂直な断面における形状は、長方形であってもよい。

【0015】

前記ケースと前記キャッププレートとを結合させる溶接ビードをさらに含み、前記溶接ビードは、前記ケースの前記少なくとも１つの溝部と前記キャッププレートの前記少なくとも１つの突出部とが結合される部分以外の部分に形成される第１ビードと、前記少なくとも１つの溝部と前記キャッププレートの前記少なくとも１つの突出部とが結合される部分に形成される第２ビードと、を含んでもよい。

【0016】

前記溶接ビードは、前記キャッププレートの周囲に沿って連続的に形成されてもよい。

【0017】

前記第２ビードの前記キャッププレートの周囲に沿った方向での単位長さ当たりの面積は、前記第１ビードの前記方向での単位長さ当たりの面積より広くてもよい。

【0018】

前記第２ビードは、前記少なくとも１つの突出部の一部を含んでもよい。

【0019】

前記少なくとも１つの突出部は、前記キャッププレートの中央から外周へ向かう方向に厚さが薄くなってもよい。

【0020】

前記少なくとも１つの突出部は、前記キャッププレートの角に形成される複数の突出部を含み、前記少なくとも１つの溝部は、前記ケースの前記稜部に形成され、前記複数の突起がそれぞれ収容される複数の溝部を含んでもよい。

【0021】

前記キャッププレートに結合され、前記第１電極に電気的に連結される第１電極端子と、前記キャッププレートに結合され、前記第２電極に電気的に連結される第２電極端子とをさらに含んでもよい。

【0022】

前記キャッププレートは、ベントホールと、前記ベントホールを密閉するベントプレートとをさらに含んでもよい。

【0023】

前記キャッププレートの一端と、前記一端の反対側に位置する他端は、非対称であってもよい。

【0024】

前記キャッププレートの前記一端に結合される前記ケースの第１部分と、前記キャッププレートの前記他端に結合される前記ケースの第２部分は、互いに非対称であってもよい。

【発明の効果】

【0025】

以上説明したように本発明によれば、ケースにキャッププレートを結合する時、ケースの開口面にキャッププレートの載置を誘導し、キャッププレートの過挿入を防止することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の第１実施形態にかかる二次電池の斜視図である。

【図2】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。

【図3】図１のケースとキャッププレートを分解した部分分解斜視図である。

【図4】図３のケースにキャッププレートを結合した状態の平面図である。

【図5】図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。

【図6】図４のケースとキャッププレートとを溶接した状態の平面図である。

【図7】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。

【図8】本発明の第２実施形態にかかる二次電池のケースにキャッププレートを結合した状態の平面図である。

【図9】図８のケースとキャッププレートとを溶接した状態の平面図である。

【図10】本発明の第３実施形態にかかる二次電池のケースとキャッププレートを分解した部分分解斜視図である。

【図11】図１０のケースにキャッププレートを結合した状態の平面図である。

【図12】図１１のケースとキャッププレートとを溶接した状態の平面図である。

【図13】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った断面図である。

【図14】本発明の第４実施形態にかかる二次電池のケースとキャッププレートを分解した部分分解斜視図である。

【図15】図１４のケースにキャッププレートを結合した状態の平面図である。

【図16】図１５のケースとキャッププレートとを溶接した状態の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態について、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施形態に限定されない。図面において、本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分を省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の参照符号を付した。

【0028】

図１は、本発明の第１実施形態にかかる二次電池の斜視図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図１および図２を参照すれば、第１実施形態にかかる二次電池１は、電流を充電および放電する電極アセンブリ１０と、電極アセンブリ１０および電解液を内蔵するケース１５と、ケース１５の開口面に結合されるキャッププレート２０と、ケース１５の内周とキャッププレート２０の外周との接線に沿って形成される溶接ビード４０と、キャッププレート２０に設けられる電極端子２１、２２とを含む。

【0029】

例えば、電極アセンブリ１０は、絶縁体であるセパレータ１３の両面に電極（例えば、負極１１と正極１２）を配置し、第１電極１１（以下、負極という）、第２電極１２（以下、正極という）、および負極１１と正極１２との間に介在するセパレータ１３をゼリーロール状態で巻き取って形成される。

【0030】

負正極１１、１２はそれぞれ、金属板の集電体に活物質を塗布したコーティング部１１ａ、１２ａと、活物質を塗布せず露出した集電体に形成される無地部１１ｂ、１２ｂとを含む。

【0031】

負極１１の無地部１１ｂは、巻き取られる負極１１に沿って負極１１の一方の端部に形成される。正極１２の無地部１２ｂは、巻き取られる正極１２に沿って正極１２の一方の端部に形成される。そして、無地部１１ｂ、１２ｂは、電極アセンブリ１０の両端にそれぞれ配置される。

【0032】

ケース１５は、電極アセンブリ１０を内部に収容する空間を設定するように、略直方体からなる。ケース１５の開口面は、直方体の一側に長方形または台形形状に形成され、外部から内部空間に電極アセンブリ１０を挿入できるようにする。

【0033】

ここで、ケース１５の開口面の形状は、長方形または台形形状に限定されず、円形または楕円形などに変形可能である。

【0034】

また、キャッププレート２０は、ケース１５の開口面に設けられ、ケース１５を密閉するように、開口面に対応する長方形または台形形状に形成されてよい。例えば、ケース１５とキャッププレート２０は、アルミニウムで形成され、互いに溶接できる。つまり、電極アセンブリ１０をケース１５に挿入した後、キャッププレート２０は、ケース１５の開口面に溶接できる。

【0035】

ここで、キャッププレート２０が台形形状を有する場合、キャッププレートの一端と、一端の反対側に位置する他端は、互いに非対称であってよい。

【0036】

また、台形形状のキャッププレート２０がケース１５の開口面を密閉する場合、キャッププレート２０の一端に結合されるケース１５の第１部分と、キャッププレート２０の他端に結合されるケース１５の第２部分は、互いに非対称であってよい。

【0037】

さらに、キャッププレート２０は、１つ以上の開口面を有し、例えば、端子ホールＨ１、Ｈ２、電解液注入口２７、およびベントホール２４を備える。電極端子２１、２２は、キャッププレート２０の端子ホールＨ１、Ｈ２にそれぞれ設けられ、電極アセンブリ１０に電気的に連結される。

【0038】

つまり、電極端子２１、２２は、電極アセンブリ１０の負極１１および正極１２にそれぞれ電気的に連結される。したがって、電極アセンブリ１０は、電極端子２１、２２を介してケース１５の外部に引き出される。

【0039】

電極端子２１、２２は、端子ホールＨ１、Ｈ２に対応してキャッププレート２０の外側に配置されるプレートターミナル２１ｃ、２２ｃと、電極アセンブリ１０に電気的に連結され、端子ホールＨ１、Ｈ２を貫通してプレートターミナル２１ｃ、２２ｃに締結されるリベットターミナル２１ａ、２２ａとを含む。

【0040】

プレートターミナル２１ｃ、２２ｃは、貫通ホールＨ３、Ｈ４を有する。リベットターミナル２１ａ、２２ａは、上端で端子ホールＨ１、Ｈ２を貫通して貫通ホールＨ３、Ｈ４に挿入される。電極端子２１、２２は、キャッププレート２０の内側でリベットターミナル２１ａ、２２ａに一体に広く形成されるフランジ２１ｂ、２２ｂをさらに含む。

【0041】

負極１１に連結される電極端子２１側において、プレートターミナル２１ｃとキャッププレート２０との間に介在する外部絶縁部材３１は、プレートターミナル２１ｃとキャッププレート２０とを電気的に絶縁させる。つまり、キャッププレート２０は、電極アセンブリ１０および負極１１と絶縁された状態を維持する。

【0042】

絶縁部材３１とプレートターミナル２１ｃをリベットターミナル２１ａの上端に結合して上端をリベッティングまたは溶接することにより、絶縁部材３１とプレートターミナル２１ｃは、リベットターミナル２１ａの上端に締結される。プレートターミナル２１ｃは、絶縁部材３１を介在した状態でキャッププレート２０の外側に設けられる。

【0043】

正極１２に連結される電極端子２２側において、プレートターミナル２２ｃとキャッププレート２０との間に介在する導電性トッププレート３２は、プレートターミナル２２ｃとキャッププレート２０とを電気的に連結させる。つまり、キャッププレート２０は、電極アセンブリ１０および正極１２に電気的に連結された状態を維持する。

【0044】

トッププレート３２とプレートターミナル２２ｃをリベットターミナル２２ａの上端に結合して上端をリベッティングまたは溶接することにより、トッププレート３２とプレートターミナル２２ｃは、リベットターミナル２２ａの上端に締結される。プレートターミナル２２ｃは、トッププレート３２を介在させた状態でキャッププレート２０の外側に設けられる。

【0045】

ガスケット３６、３７は、電極端子２１、２２のリベットターミナル２１ａ、２２ａとキャッププレート２０の端子ホールＨ１、Ｈ２の内面との間にそれぞれ設けられ、リベットターミナル２１ａ、２２ａとキャッププレート２０との間をシーリングして電気的に絶縁する。

【0046】

ガスケット３６、３７は、フランジ２１ｂ、２２ｂとキャッププレート２０の内面との間にさらに延設され、フランジ２１ｂ、２２ｂとキャッププレート２０との間をさらにシーリングして電気的に絶縁する。つまり、ガスケット３６、３７は、キャッププレート２０に電極端子２１、２２を設けることにより、端子ホールＨ１、Ｈ２を介して電解液が漏れる（ｌｅａｋ）のを防止する。

【0047】

一方、リードタブ５１、５２は、電極端子２１、２２を電極アセンブリ１０の負正極１１、１２にそれぞれ電気的に連結する。つまり、リードタブ５１、５２をリベットターミナル２１ａ、２２ａの下端に結合して下端をコーキング（ｃａｕｌｋｉｎｇ）することにより、リードタブ５１、５２は、フランジ２１ｂ、２２ｂに支持されながら、リベットターミナル２１ａ、２２ａの下端に連結される。

【0048】

絶縁部材６１、６２は、リードタブ５１、５２とキャッププレート２０との間にそれぞれ設けられ、リードタブ５１、５２とキャッププレート２０とを電気的に絶縁させる。また、絶縁部材６１、６２は、一側でキャッププレート２０に結合され、他の一側でリードタブ５１、５２とリベットターミナル２１ａ、２２ａおよびフランジ２１ｂ、２２ｂを囲むことから、これらの連結構造を安定させる。

【0049】

電解液注入口２７は、ケース１５にキャッププレート２０を結合した後、ケース１５の内部に電解液を注入できるようにする。電解液の注入後、電解液注入口２７は、密封キャップ２９で密封される。

【0050】

ベントホール２４は、二次電池１の内部圧力および発生したガスを排出できるように、ベントプレート２５で密閉される。二次電池１の内部圧力が設定圧力に達すると、ベントプレート２５が切開され、ベントホール２４を開放する。ベントプレート２５は、切開を誘導する切欠２５ａを有する。

【0051】

一方、第１実施形態の二次電池１は、ケース１５の開口面にキャッププレート２０を結合する時、ケース１５の開口面にキャッププレート２０の載置を誘導し、開口面にキャッププレート２０の過挿入を防止するために、ケース１５に溝部７１を備え、キャッププレート２０に突出部７２を備える（図３参照）。

【0052】

図３は、図１のケースとキャッププレートを分解した部分分解斜視図であり、図４は、図３のケースにキャッププレートを結合した状態の平面図であり、図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。

【0053】

図３〜図５を参照すれば、ケース１５は、電極アセンブリ１０の挿入される開口面の稜部に少なくとも１つの溝部７１を形成し、キャッププレート２０は、外周から突出して溝部７１に結合される突出部７２を形成する。

【0054】

突出部７２の突出長さＬは、溝部７１のケース１５の板厚方向に対応する幅ｔ１よりも小さい。したがって、ケース１５にキャッププレート２０を設けて溝部７１に突出部７２を結合すると、溝部７１の一部が突出部７２の外部に露出する。つまり、溝部７１は、突出部７２の載置を誘導しながら、溶接可能にする。

【0055】

突出部７２の上記キャッププレート２０の板厚方向の厚さｔ２は、溝部７１のケース１５の開口面に垂直な方向の深さＤと同一で、突出部７２の上面である外表面とケース１５の開口面が平面を形成する。つまり、突出部７２と溝部７１とが互いに結合された状態で、突出部７２とケース１５は同一平面を形成し、突出部７２が溝部７１に過挿入されるのを防止する。

【0056】

したがって、本実施形態によれば、キャッププレート２０の上面である外表面と、ケース１５の開口面は、同一平面に位置する。

【0057】

突出部７２は、突出部７２の形成されたキャッププレート２０の稜部に垂直な断面における形状は、長方形である（図５参照）。したがって、溶接時、突出部７２は、溶融して溝部７１の周囲で溶接ビード４０を大面積に形成することができる。

【0058】

ケース１５の開口面およびキャッププレート２０は、長方形に形成されるため、一対の長辺と一対の短辺とを有する。溝部７１は、ケース１５の開口面において、一対の短辺に形成される第１溝７１１および第２溝７１２を含む。突出部７２は、キャッププレート２０において、第１溝７１１および第２溝７１２にそれぞれ結合される第１突起７２１および第２突起７２２を含む。

【0059】

つまり、第１溝７１１と第１突起７２１との結合および第２溝７１２と第２突起７２２との結合は、ケース１５の開口面でキャッププレート２０の結合を誘導し、開口面でキャッププレート２０の過挿入を防止する。また、キャッププレート２０とケース１５とがキャッププレート長手方向であるｘ軸方向の両側で互いに結合されるため、ｘ軸方向の両側でケース１５とキャッププレート２０との均衡な結合を可能にする。

【0060】

ただし、本発明は、キャッププレート２０とケース１５とが、第１溝７１１と第１突起７２１との結合および第２溝７１２と第２突起７２２との結合によって結合されることに限定されず、第１溝７１１と第１突起７２１、または第２溝７１２と第２突起７２２との結合のうちの１つの結合によって結合されることも可能である。

【0061】

図６は、図４のケースとキャッププレートとを溶接した状態の平面図であり、図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。図６および図７を参照すれば、ケース１５にキャッププレート２０を結合して溶接すると、ケース１５の内周とキャッププレート２０の外周とが互いに接して形成される第１接線Ｌ１および第２接線Ｌ２に沿って溶接ビード４０が形成される。

【0062】

したがって、本実施形態によれば、ケース１５とキャッププレート２０は、溶接ビード４０によって結合できる。

【0063】

また、溶接ビード４０は、ケース１５の少なくとも１つの溝部７１とキャッププレート２０の少なくとも１つの突出部７２とが結合される部分以外の部分に形成される第１ビード４１と、少なくとも１つの溝部７１とキャッププレート２０の少なくとも１つの突出部７２とが結合される部分に形成される第２ビード４２とを含む。

【0064】

ここで、溶接ビード４０は、キャッププレート２０の周囲に沿って連続的に形成されることができ、第１ビード４１と第２ビード４２とは互いに連結されてよい。

【0065】

詳細には、溶接ビード４０は、第１線幅Ｗ１の第１ビード４１と、第２線幅Ｗ２の第２ビード４２とを含む。第１ビード４１は、一対の長辺と一対の短辺で溝部７１（または突出部７２）の外郭に形成され、第２ビード４２は、一対の短辺で溝部７１（または突出部７２）に対応して形成される。

【0066】

第１ビード４１は、キャッププレート２０がケース１５に挿入される時、互いに接する第１接線Ｌ１に沿って形成され、第２ビード４２は、突出部７２が溝部７１に接する第２接線Ｌ２に沿って形成される。

【0067】

第２ビード４２の第２線幅Ｗ２は、突出部７２の溶融した部分を含んで形成される。したがって、第２線幅Ｗ２は第１線幅Ｗ１より大きく形成されるため、第２ビード４２のキャッププレート２０の周囲に沿った方向での単位長さ当たりの面積は、第１ビード４１の上記方向での単位長さ当たりの面積より広い。

【0068】

つまり、突出部７２の溶融した第２ビード４２は、短辺でケース１５の溝部７１とキャッププレート２０との溶接強度をさらに増大させることができる。

【0069】

以下、本発明の多様な実施形態について説明する。第１実施形態およびすでに説明された実施形態と同一の構成を省略し、互いに異なる構成を説明する。

【0070】

図８は、本発明の第２実施形態にかかる二次電池のケースにキャッププレートを結合した状態の平面図であり、図９は、図８のケースとキャッププレートとを溶接した状態の平面図である。

【0071】

図８および図９を参照すれば、第２実施形態にかかる二次電池２において、ケース２１５の溝部７３は、一対の短辺に形成される第１溝７１１および第２溝７１２と、一対の長辺に形成される第３溝７１３および第４溝７１４とを含む。

【0072】

キャッププレート２２０の突出部７４は、第１溝７１１および第２溝７１２にそれぞれ結合される第１突起７２１および第２突起７２２と、第３溝７１３および第４溝７１４にそれぞれ結合される第３突起７２３および第４突起７２４とを含む。

【0073】

つまり、第１溝７１１と第１突起７２１との結合、第２溝７１２と第２突起７２２との結合、第３溝７１３と第３突起７２３との結合、および第４溝７１４と第４突起７２４との結合は、ケース２１５の開口面でキャッププレート２２０の結合を誘導し、開口面でキャッププレート２２０の過挿入を防止する。また、キャッププレート２２０とケース２１５とがキャッププレート長手方向であるｘ軸方向の両側とキャッププレート短手方向であるｙ軸方向の両側で互いに結合されるため、ｘ軸方向の両側とｙ軸方向の両側でケース２１５とキャッププレート２０との均衡な結合を可能にする。

【0074】

溶接ビード２４０は、第１線幅Ｗ１の第１ビード２４１と、第２線幅Ｗ２、Ｗ２の第２ビード２４２、２４３とを含む。第１ビード２４１は、一対の短辺で第１溝７１１（または第１突起７２１）および第２溝７１２（または第２突起７２２）の外郭と、一対の長辺で第３溝７１３（または第３突起７２３）および第４溝７１４（または第４突起７２４）の外郭に形成される。

【0075】

第２ビード２４２、２４３は、一対の短辺で第１溝７１１（または第１突起７２１）および第２溝７１２（または第２突起７２２）、一対の長辺で第３溝７１３（または第３突起７２３）および第４溝７１４（または第４突起７２４）に対応して形成される。
第１ビード２４１は、キャッププレート２２０がケース２１５に挿入される時、互いに接する第１接線Ｌ２１に沿って形成され、第２ビード２４２、２４３は、突出部７４が溝部７３に接する第２接線Ｌ２２に沿って形成される。

【0076】

第２ビード２４２、２４３の第２線幅Ｗ２は、突出部７４の溶融した部分を含んで形成される。したがって、第２線幅Ｗ２は、第１線幅Ｗ１より大きく形成される。つまり、突出部７４の溶融した第２ビード２４２、２４３は、短辺と長辺でケース２１５の溝部７３とキャッププレート２２０との溶接強度をさらに増大させることができる。

【0077】

図１０は、本発明の第３実施形態にかかる二次電池のケースとキャッププレートを分解した部分分解斜視図であり、図１１は、図１０のケースにキャッププレートを結合した状態の平面図であり、図１２は、図１１のケースとキャッププレートとを溶接した状態の平面図であり、図１３は、図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った断面図である。

【0078】

図１１〜図１３を参照すれば、第３実施形態にかかる二次電池３において、キャッププレート３２０の突出部７５のキャッププレート３２０の板厚方向の厚さｔ３２は、溝部７１のケース１５の開口面に垂直な方向の深さＤと同一になってから、漸進的に小さくなる。つまり、突出部７５は、キャッププレート３２０の隣接側で厚く、遠ざかるほど薄くなる。例えば、突出部７５は、突出部７５が形成されたキャッププレート３２０の稜部に垂直な断面における形状は、直角三角形である。

【0079】

キャッププレート３２０の突出部７５は、第１溝７１１および第２溝７１２にそれぞれ結合される第１突起７５１および第２突起７５２を含む。つまり、第１溝７１１と第１突起７５１との結合および第２溝７１２と第２突起７５２との結合は、ケース１５の開口面でキャッププレート３２０の結合を誘導し、開口面でキャッププレート３２０の過挿入を防止する。また、キャッププレート３２０とケース１５とがキャッププレート長手方向であるｘ軸方向の両側で互いに結合されるため、ｘ軸方向の両側でケース１５とキャッププレート３２０との均衡な結合を可能にする。

【0080】

溶接ビード３４０は、第１線幅Ｗ１の第１ビード４１と、第２線幅Ｗ３２の第２ビード３４２とを含む。第１ビード４１は、一対の長辺と一対の短辺で溝部７１（または突出部７５）の外郭に形成され、第２ビード３４２は、一対の短辺で溝部７１（または突出部７５）に対応して形成される。

【0081】

第１ビード４１は、キャッププレート３２０がケース１５に挿入される時、互いに接する第１接線Ｌ１に沿って形成され、第２ビード３４２は、突出部７５が溝部７１に接する第２接線Ｌ３２に沿って形成される。

【0082】

第２ビード３４２の第２線幅Ｗ３２は、突出部７５の溶融した部分を含んで形成される。したがって、第２線幅Ｗ３２は、第１線幅Ｗ１より大きく形成される。つまり、突出部７５の溶融した第２ビード３４２は、短辺でケース１５の溝部７１とキャッププレート３２０との溶接強度をさらに増大させることができる。

【0083】

図１４は、本発明の第４実施形態にかかる二次電池のケースとキャッププレートを分解した部分分解斜視図であり、図１５は、図１４のケースにキャッププレートを結合した状態の平面図であり、図１６は、図１５のケースとキャッププレートとを溶接した状態の平面図である。

【0084】

図１４〜図１６を参照すれば、第４実施形態にかかる二次電池４において、ケース４１５の溝部７６は、複数の溝および突起で形成され、キャッププレート４２０の突出部７７は、溝部７６の複数の溝および突起に対応して結合されるように、複数の突起および溝で形成される。

【0085】

溝部７６と突出部７７は、互いに結合されるケース４１５およびキャッププレート４２０の長方形において、一対の短辺に形成される第１、第２溝部７６１、７６２と、第１、第２突出部７７１、７７２とを含む。図示しないが、溝部と突出部は、互いに結合されるケースおよびキャッププレートの長方形において、一対の長辺に形成されるか、一対の長辺と一対の短辺に形成されるか、角に形成されてもよい。

【0086】

つまり、第１溝部７６１と第１突出部７７１との結合、第２溝部７６２と第２突出部７７２との結合は、ケース４１５の開口面でキャッププレート４２０の結合を誘導し、開口面でキャッププレート４２０の過挿入を防止する。また、キャッププレート４２０とケース４１５とがキャッププレート長手方向であるｘ軸方向の両側で互いに結合されるため、ｘ軸方向の両側でケース４１５とキャッププレート４２０との均衡な結合を可能にする。

【0087】

溶接ビード４４０は、第１線幅Ｗ１の第１ビード４１と、第２線幅Ｗ４２の第２ビード４４２とを含む。第１ビード４１は、一対の長辺に形成され、第２ビード４４２は、一対の短辺で第１溝部７６１（または第１突出部７７１）および第２溝部７６２（または第２突出部７７２）に対応して形成される。

【0088】

第１ビード４１は、キャッププレート４２０がケース４１５に挿入される時、互いに接する第１接線Ｌ１に沿って形成され、第２ビード４４２は、突出部７７が溝部７６に接する第２接線Ｌ４２に沿って形成される。

【0089】

第２ビード４４２の第２線幅Ｗ４２は、突出部７７および溝部７６の溶融した部分を含んで形成される。したがって、第２線幅Ｗ４２は、第１線幅Ｗ１より大きく形成される。つまり、突出部７７および溝部７６の溶融した第２ビード４４２は、短辺でケース４１５の溝部７６とキャッププレート４２０との溶接強度をさらに増大させることができる。

【0090】

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】

【0091】

１、２、３、４：二次電池
１０：電極アセンブリ
１１：負極
１１ａ、１２ａ：コーティング部
１１ｂ、１２ｂ：無地部
１２：正極
１３：セパレータ
１５、２１５、４１５：ケース
２０、２２０、３２０、４２０：キャッププレート
２１、２２：電極端子
２１ａ、２２ａ：リベットターミナル
２１ｂ、２２ｂ：フランジ
２１ｃ、２２ｃ：プレートターミナル
２４：ベントホール
２５：ベントプレート
２５ａ：切欠
２７：電解液注入口
２９：密封キャップ
３１、６１、６２：絶縁部材
３２：トッププレート
３６、３７：ガスケット
４０、２４０、３４０、４４０：溶接ビード
４１、２４１：第１ビード
４２、２４２、２４３、３４２、４４２：第２ビード
５１、５２：リードタブ
７１、７３、７６：溝部
７２、７４、７５、７７：突出部
７１１、７１２：第１、第２溝
７１３、７１４：第３、第４溝
７２１、７５１：第１突起
７２２、７５２：第２突起
７２３、７２４：第３、第４突起
７６１、７６２：第１、第２溝部
７７１、７７２：第１、第２突出部
Ｄ：深さ
Ｈ１、Ｈ２：端子ホール
Ｈ３、Ｈ４：貫通ホール
Ｌ：突出長さ
Ｌ１、Ｌ２１：第１接線
Ｌ２、Ｌ２２、Ｌ３２、Ｌ４２：第２接線
ｔ１：幅
ｔ２、ｔ３２：厚さ
Ｗ１：第１線幅
Ｗ２、Ｗ３２、Ｗ４２：第２線幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】