特許 6556994 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】6556994

(24)【登録日】2019年7月19日

(45)【発行日】2019年8月7日

(54)【発明の名称】二次電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/34 20060101AFI20190729BHJP

   H01M 2/30 20060101ALI20190729BHJP

   H01M 2/04 20060101ALI20190729BHJP

   H01M 2/06 20060101ALI20190729BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/34 A

   H01M2/34 B

   H01M2/30 D

   H01M2/04 A

   H01M2/06 A

【請求項の数】17

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-219380(P2014-219380)

(22)【出願日】2014年10月28日

(65)【公開番号】特開2015-198080(P2015-198080A)

(43)【公開日】2015年11月9日

【審査請求日】2017年9月25日

(31)【優先権主張番号】10-2014-0038015

(32)【優先日】2014年3月31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】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】權 ▲ミン▼亨

(72)【発明者】

【氏名】李 致▲ヨン▼

【審査官】 山内 達人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１７４６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２３３３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１３８３４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８３３３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１７５４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１０５４９１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０３２３２３４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−０２０９６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１３０５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０９７８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１９５２７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／００２９１９１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０３３０５８１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／３４

Ｈ０１Ｍ ２／０４

Ｈ０１Ｍ ２／０６

Ｈ０１Ｍ ２／０８

Ｈ０１Ｍ ２／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極アセンブリを内蔵するケースと、
前記ケースの開口に結合され、短絡ホールが形成されたキャッププレートと、
前記キャッププレートに貫通設置され、前記電極アセンブリに電気的に連結される第１電極端子および第２電極端子と、
前記短絡ホールで前記キャッププレートに固定され、前記第１電極端子と前記第２電極端子とを前記電極アセンブリの外部で電気的に分離または短絡させるメンブレンと、
前記第１電極端子に電気的に連結され、前記メンブレンの一側に離隔配置されるコネクションプレートと、
前記コネクションプレートとキャッププレートとの間に配置された上部絶縁部材と、
前記キャッププレートに固定され、前記上部絶縁部材を貫通して支持する固定部材とを含み、
前記コネクションプレートには、前記メンブレンに向かって突出し、内側に管形状の円筒部が形成され、前記円筒部には、内側排出口の形成された内側インシュレーティング部材が挿入設置され、前記内側インシュレーティング部材には、キャップが嵌合結合されたことを特徴とする、二次電池。

【請求項2】

前記固定部材は、前記キャッププレートから突出した突起からな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】

前記固定部材は、柱部と、前記柱部よりも大きい幅の横断面を有するヘッド部とを含むことを特徴とする、請求項２に記載の二次電池。

【請求項4】

前記キャッププレートには、ねじ溝が形成され、前記固定部材は、前記ねじ溝にねじ結合されたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の二次電池。

【請求項5】

前記固定部材は、前記キャッププレートに溶接で固定されたことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の二次電池。

【請求項6】

前記上部絶縁部材の長さ方向の一側端部には、突出した支持フランジが形成され、前記固定部材は、前記支持フランジを貫通して設けられたことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の二次電池。

【請求項7】

前記上部絶縁部材は、前記キャッププレートと当接する底板と、前記底板から離隔して前記底板に対向する上板と、前記底板と前記上板とを連結する側壁とを含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の二次電池。

【請求項8】

前記コネクションプレートは、前記上部絶縁部材内に挿入され、前記上部絶縁部材は、インサート射出で形成されたことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の二次電池。

【請求項9】

前記コネクションプレートは、前記第１電極端子に連結されるプレート部を含み、前記円筒部は、前記プレート部から前記メンブレンに向かって突出し、前記短絡ホールの内面と離隔して前記短絡ホールに配置されたことを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。

【請求項10】

前記内側インシュレーティング部材は、前記円筒部の内面に密着して上側が開放される第１挿入部と、前記第１挿入部の内側で前記第１挿入部の直径方向に離隔して設けられた第１バリアとを含み、
前記第１バリアと前記第１挿入部との間、または前記第１バリア同士の間に溝が形成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】

前記キャップは、
前記第１挿入部の開放側に挿入され、前記溝に挿入される第２バリアと、
前記第２バリアの一側に連結され、前記第１挿入部を覆う蓋部とを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の二次電池。

【請求項12】

前記第１バリアは、複数形成され、前記第１挿入部内に前記溝を複数形成し、前記第２バリアは、複数形成され、前記溝に結合されることを特徴とする、請求項１１に記載の二次電池。

【請求項13】

前記第１バリアの端部は、前記蓋部の内面との間に第１間隔を形成し、
前記第２バリアの端部は、前記溝の底面との間に第２間隔を形成することを特徴とする、請求項１１または１２に記載の二次電池。

【請求項14】

前記第１バリアと前記第２バリアは、
一側で内部圧力が所定の値以上となった場合に外部に前記ケース内部のガスを排出可能に結合され、他の一側で第３間隔を形成することを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の二次電池。

【請求項15】

前記内側インシュレーティング部材は、前記第３間隔に連結される上部排出口を備えることを特徴とする、請求項１４に記載の二次電池。

【請求項16】

前記第１挿入部および前記第１バリアは、同心の円筒形状に形成されることを特徴とする、請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の二次電池。

【請求項17】

前記第１挿入部および前記第２バリアは、同心の円筒形状に形成され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、二次電池に関するものである。

【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などのモータ駆動用電源として用いられる。

【0003】

二次電池は、セパレータ（ｓｅｐａｒａｔｏｒ）の両面に正極（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）および負極（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｅｌｅｃｔｏｒｄｅ）を備えて形成される電極アセンブリと、電極アセンブリを内蔵するケースと、ケースの開口を密閉するキャッププレートと、キャッププレートに貫通設置され、電極アセンブリに電気的に連結される負極端子および正極端子とを含む。

【0004】

端子の下部には、端子とキャッププレートとを電気的に絶縁させる上部絶縁部材が設けられる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記上部絶縁部材は、端子よりも広く形成されるが、上部絶縁部材の長さ方向の端部がキャッププレートから離隔する問題が発生することがある。特に、上部絶縁部材が一方向に長く形成される場合、上部絶縁部材の長さ方向の端部がキャッププレートから離隔する問題はより頻繁に発生し得る。この場合、上部絶縁部材とキャッププレートの隙間に液体などの異物が侵入する問題が発生し得る。

【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、外部からの異物および水分の侵入を防止することができる、新規かつ改良された、二次電池を提供することである。

【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、電極アセンブリを内蔵するケースと、前記ケースの開口に結合され、短絡ホールが形成されたキャッププレートと、前記キャッププレートに貫通設置され、前記電極アセンブリに電気的に連結される第１電極端子および第２電極端子と、前記短絡ホールで前記キャッププレートに固定され、前記第１電極端子と前記第２電極端子とを前記電極アセンブリの外部で電気的に分離または短絡させるメンブレンと、前記第１電極端子に電気的に連結され、前記メンブレンの一側に離隔配置されるコネクションプレートと、前記コネクションプレートとキャッププレートとの間に配置された上部絶縁部材と、前記キャッププレートに固定され、前記上部絶縁部材を貫通して支持する固定部材とを含む、二次電池が提供される。

【0008】

ここで、前記固定部材は、前記キャッププレートから突出した突起からなってよい。また、前記固定部材は、柱部と、前記柱部よりも大きい横断面を有するヘッド部とを含むことができる。

【0009】

また、前記キャッププレートには、ねじ溝が形成され、前記固定部材は、前記ねじ溝にねじ結合されてよい。また、前記固定部材は、前記キャッププレートに溶接で固定されてよい。

【0010】

また、前記上部絶縁部材の長さ方向の一側端部には、突出した支持フランジが形成され、前記固定部材は、前記支持フランジを貫通して設けられてよい。また、前記上部絶縁部材は、前記キャッププレートと当接する底板と、前記底板から離隔して前記底板に対向する上板と、前記底板と前記上板とを連結する側壁とを含むことができる。

【0011】

また、前記コネクションプレートは、前記上部絶縁部材内に挿入され、前記上部絶縁部材は、インサート射出で形成されてよい。また、前記コネクションプレートには、前記メンブレンに向かって突出し、内側に管形状の円筒部が形成され、前記円筒部には、内側排出口の形成された内側インシュレーティング部材が挿入設置され、前記内側インシュレーティング部材には、キャップが嵌合結合されてよい。

【0012】

また、前記コネクションプレートは、前記第１電極端子に連結されるプレート部を含み、前記円筒部は、前記プレート部から前記メンブレンに向かって突出し、前記短絡ホールの内面と離隔して前記短絡ホールに配置されてよい。また、前記内側インシュレーティング部材は、前記円筒部の内面に密着して上側が開放される第１挿入部と、前記第１挿入部の内側で前記第１挿入部の直径方向に離隔して相互間に収容溝を形成する第１バリアとを含むことができる。

【0013】

また、前記キャップは、前記第１挿入部の開放側に挿入され、前記収容溝に挿入される第２バリアと、前記第２バリアの一側に連結され、前記第１挿入部を覆う蓋部とを含むことができる。

【0014】

また、前記第１バリアは、複数形成され、前記第１挿入部内に前記収容溝を複数形成し、前記第２バリアは、複数形成され、前記収容溝に結合されてよい。また、前記第１バリアの端部は、前記蓋部の内面との間に第１間隔を形成し、前記第２バリアの端部は、前記収容溝の底面との間に第２間隔を形成することができる。

【0015】

また、前記第１バリアと前記第２バリアは、一側で内部圧力の上昇した場合に外部に内部圧力を排出できるような緩さで結合され、他の一側で第３間隔を形成することができる。また、前記上部絶縁部材は、前記蓋部の少なくとも一側に形成され、前記第３間隔に連結される上部排出口を備えることができる。

【0016】

また、前記第１挿入部および前記第１バリアは、同心の円筒形状に形成されてよい。また、前記第１挿入部および前記第２バリアは、同心の円筒形状に形成されてよい。

【発明の効果】

【0017】

以上説明したように、本発明によれば、外部からの異物および水分の侵入を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【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】コネクションプレートと上部絶縁部材を示した縦断面図である。

【図4】図２のコネクションプレートと内側インシュレーティング部材およびキャップの分解斜視図である。

【図5】本発明の第１実施形態にかかる二次電池の部分断面図である。

【図6】内側インシュレーティング部材とキャップの作動状態図である。

【図7】本発明の第１実施形態にかかる上部絶縁部材の切開斜視図である。

【図8】本発明の第２実施形態にかかる二次電池の一部を示した断面図である。

【図9】本発明の第２実施形態にかかるキャッププレートと上部絶縁部材を示した分解斜視図である。

【図10】本発明の第３実施形態にかかる二次電池の一部を示した断面図である。

【図11】本発明の第３実施形態にかかるキャッププレートと上部絶縁部材を示した分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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は省略し、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。

【0020】

＜１．第１の実施形態＞
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１０１は、充電および放電作用する電極アセンブリ１０と、電極アセンブリ１０を内蔵するケース１５と、ケース１５の開口を密閉するキャッププレート２０と、キャッププレート２０の端子ホールＨ１、Ｈ２に設けられ、電極アセンブリ１０に連結される第１電極端子２１および第２電極端子２２と、キャッププレート２０と第１電極端子２１とを電気的に分離または連結するメンブレン４３とを含む。

【0021】

キャッププレート２０は、第２電極端子２２に電気的に連結される。便宜上、第１電極端子２１を負極端子とし、第２電極端子２２を正極端子とする。電極アセンブリ１０は、絶縁体であるセパレータ１３の両面に負極１１および正極１２を配置し、負極１１、セパレータ１３、および正極１２をゼリーロール状に巻き取って形成される。

【0022】

負極１１および正極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、活物質を塗布せずに露出した集電体に形成される無地部１１ｂ、１２ｂとを含む。

【0023】

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。したがって、負・正極１１、１２の無地部１１ｂ、１２ｂは、電極アセンブリ１０の両端にそれぞれ配置される。

【0024】

ケース１５は、内部に電極アセンブリ１０と電解液を収容する空間を設定するように略直方体からなり、外部と内部空間とを連結する開口を直方体の一面に形成する。開口は、電極アセンブリ１０をケース１５の内部に挿入できるようにする。

【0025】

キャッププレート２０は、薄い板からなり、ケース１５の開口に溶接されてケース１５を密閉する。キャッププレート２０は、電解液注入口２０１と、ベントホール２０２と、短絡ホール４２とをさらに備える。

【0026】

電解液注入口２０１は、ケース１５にキャッププレート２０を結合して溶接した後、ケース１５の内部に電解液の注入を可能にする。電解液の注入後、電解液注入口２０１は、密封キャップ２０３で密封される。

【0027】

ベントホール２０２は、二次電池の内部圧力を排出できるようにベントプレート２０４で密閉される。二次電池の内部圧力が設定圧力に達すると、ベントプレート２０４が切開されてベントホール２０２を開放する。ベントプレート２０４には、切開を誘導する切欠２０５が形成されている。

【0028】

一方、負・正極端子２１、２２は、キャッププレート２０に貫通設置される。より具体的には、負・正極端子２１、２２は、キャッププレート２０を貫通する端子ホールＨ１、Ｈ２に設けられ、電極アセンブリ１０に電気的に連結される。つまり、第１電極端子２１は、電極アセンブリ１０の負極１１に電気的に連結され、第２電極端子２２は、電極アセンブリ１０の正極１２に電気的に連結される。したがって、電極アセンブリ１０は、第１電極端子２１および第２電極端子２２を通してケース１５の外部に引き出される。

【0029】

負・正極端子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るリベットターミナル２１ａ、２２ａと、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と、キャッププレート２０の外側に配置され、リベットターミナル２１ａ、２２ａにリベッティングまたは溶接で連結されるプレートターミナル２１ｃ、２２ｃとを含む。

【0030】

負・正極ガスケット３６、３７は、負・正極端子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挿入され、負・正極端子２１、２２のリベットターミナル２１ａ、２２ａとキャッププレート２０との間をシーリングする。負・正極ガスケット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長設置され、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する。

【0031】

負・正極リードタブ６１、６２は、負・正極端子２１、２２を電極アセンブリ１０の負・正極１１、１２の無地部１１ｂ、１２ｂにそれぞれ電気的に連結する。つまり、負・正極リードタブ６１、６２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、負・正極リードタブ６１、６２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の下端に導電構造で連結される。

【0032】

負・正極下部絶縁部材７１、７２は、負・正極リードタブ６１、６２とキャッププレート２０との間にそれぞれ設けられ、負・正極リードタブ６１、６２とキャッププレート２０とを電気的に絶縁させる。また、負・正極下部絶縁部材７１、７２は、一側でキャッププレート２０に結合され、他の一側で負・正極リードタブ６１、６２とリベットターミナル２１ａ、２２ａおよびフランジ２１ｂ、２２ｂを囲むため、これらの連結構造を安定させる。

【0033】

一方、第２電極端子２２は、プレートターミナル２２ｃとキャッププレート２０との間に介在するトッププレート３２をさらに含む。正極ガスケット３７は、第２電極端子２２のリベットターミナル２２ａとトッププレート３２との間にさらに延長挿入され、リベットターミナル２２ａとトッププレート３２とが電気的に直接連結されるのを防止する。つまり、リベットターミナル２２ａは、プレートターミナル２２ｃを通してトッププレート３２に電気的に連結される。したがって、トッププレート３２、キャッププレート２０、およびケース１５は、第２電極端子２２に電気的に連結されて正極に帯電する。

【0034】

図３は、コネクションプレートと上部絶縁部材を示した縦断面図であり、図４は、図２のコネクションプレートと内側インシュレーティング部材およびキャップの分解斜視図であり、図５は、本発明の第１実施形態にかかる二次電池の部分断面図である。

【0035】

図３〜図５を参照すれば、キャッププレート２０に形成される短絡ホール４２には、短絡ホール４２を密閉し、内圧によって反転変形するメンブレン４３が設けられる。メンブレン４３は、板状からなり、下へ膨らむように設けられる。二次電池の内部圧力が上昇すると、下へ膨らんだ部分が上へ膨らむように変形してコネクションプレート４４と電気的に連結される。メンブレン４３は、キャッププレート２０を介して正極に帯電し、コネクションプレート４４は、第１電極端子２１と電気的に連結されて負極１１に帯電する。これにより、メンブレン４３が反転してコネクションプレート４４と当接すると、外部短絡が発生する。

【0036】

第１電極端子２１には、コネクションプレート４４が連結設置されるが、コネクションプレート４４は、第１電極端子２１に電気的に連結され、メンブレン４３の一側に離隔配置される。内部圧力の上昇によってメンブレン４３が反転する時、メンブレン４３とコネクションプレート４４とが円滑に短絡するために、コネクションプレート４４は、メンブレン４３の対向側に短絡突起４５を備える。

【0037】

コネクションプレート４４は、第１電極端子２１の下面と当接して第１電極端子２１に連結されるプレート部４４１と、プレート部４４１からメンブレン４３に向かって突出し、短絡ホール４２の内面と離隔して短絡ホール４２の内側に配置される管形状の円筒部４４２とを含む。円筒部４４２の下部には、円筒部４４２を横切る底４４３が形成され、底４４３に貫通ホールＨ４４が形成されている。

【0038】

一方、円筒部４４２には、内側インシュレーティング部材８１が挿入設置されるが、内側インシュレーティング部材８１は、メンブレン４３の反転時、内圧を排出し、外部の異物および水分の侵入を遮断するキャップ９０の結合を可能にする。内側インシュレーティング部材８１には、キャップ９０が嵌合結合されるが、キャップ９０は、メンブレン４３の反転時、内部圧力を排出し、通常は、第１通気ホール８２４から異物が排出口に流入するのを遮断する。

【0039】

二次電池内においてガスが発生し、ケース内部の圧力が上昇する場合があるが、高い圧力状態で充電と放電を繰り返すと、二次電池が高温になったり破損したりする場合がある。本実施形態では、上述のように内部圧力の排出を行うことで、二次電池が高温になったり破損したりすることを防ぐことができる。

【0040】

方、コネクションプレート４４とキャッププレート２０との間には、上部絶縁部材８２が設けられるが、上部絶縁部材８２は、キャッププレート２０上において、正極に帯電するキャッププレート２０と、第１電極端子２１のリベットターミナル２１ａに連結されるコネクションプレート４４とを電気的に絶縁させる。

【0041】

内側インシュレーティング部材８１は、円筒部４４２に挿入される第１挿入部８１１と、第１挿入部８１１の内部に備えられる第１バリア８１２とを含む。第１挿入部８１１は、貫通ホールＨ４４、底４４３、および円筒部４４２の内面に密着して上側が開放される構造に形成される。第１バリア８１２は、第１挿入部８１１の内側で第１挿入部８１１の直径方向に離隔して相互間に収容溝８１３を形成する。また、内側インシュレーティング部材８１の中央には、内側排出口Ｈ８０が形成され、内側インシュレーティング部材８１の上端には、上部排出口Ｈ８１が形成される。内側排出口Ｈ８０は、第１ベリアによって囲まれ、内側インシュレーティング部材８１の中央を貫通するように形成される。上部排出口Ｈ８１は、内側インシュレーティング部材８１の上端に溝形態に形成され、複数個が離隔形成される。

【0042】

キャップ９０は、内側インシュレーティング部材８１に対応して結合されるように、第２バリア９２と、第１挿入部８１１を覆う蓋部９１とを含む。第２バリア９２は、第１挿入部８１１の開放側に挿入され、内側インシュレーティング部材８１の収容溝８１３に挿入される。蓋部９１は、第２バリア９２の一側に連結され、第１挿入部８１１を覆うようになる。

【0043】

一例として、内側インシュレーティング部材８１の第１バリア８１２は、複数形成され、第１挿入部８１１内に収容溝８１３を複数形成する。これに対応するキャップ９０の第２バリア９２は、複数形成され、収容溝８１３に結合される。

【0044】

この時、キャップ９０は、外部から内側インシュレーティング部材８１に異物および水分が侵入するのを防止しながら、メンブレン４３の反転時、内側インシュレーティング部材８１の内側排出口Ｈ８０を通して内部圧力の排出を可能にする。

【0045】

内側インシュレーティング部材８１において、第１挿入部８１１および第１バリア８１２は、同心の円筒形状に形成される。また、第１挿入部８１１および第２バリア９２は、同心の円筒形状に形成される。したがって、キャップ９０の第２バリア９２は、内側インシュレーティング部材８１の収容溝８１３に結合できる。

【0046】

図６は、外部短絡部の作動状態図である。図５および図６を参照すれば、内側インシュレーティング部材８１において、第１バリア８１２の端部は、蓋部９１の内面との間に第１間隔Ｇ１を形成し、キャップ９０において、第２バリア９２の端部は、収容溝８１３の底面との間に第２間隔Ｇ２を形成する。

【0047】

内側インシュレーティング部材８１にキャップ９０を結合する時、第１バリア８１２と第２バリア９２は、結合公差（図示せず）を有するように緩く結合されるため、相互間に、メンブレン４３の反転時、内部圧力を排出できる。

【0048】

内側インシュレーティング部材８１の上端には、外側に拡張したフランジ部８１５が形成され、フランジ部８１５には、第３間隔Ｇ３に連結される上部排出口Ｈ８１が形成される。上部排出口Ｈ８１は、フランジ部８１５で切開された構造に形成され、内側インシュレーティング部材８１の上端に等間隔に複数個配置される。

【0049】

結合公差（遊び）は、第１間隔Ｇ１および第２間隔Ｇ２に連結されるため、内側インシュレーティング部材８１の内側排出口Ｈ８０は、上部排出口Ｈ８１を通して外部に内部圧力を排出できるように連結される。

【0050】

これに加えて、第１バリア８１２と第２バリア９２は、一側で緩く結合され、他の一側で第３間隔Ｇ３を形成することができる。第３間隔Ｇ３は、結合公差と共に、第１間隔Ｇ１および第２間隔Ｇ２に連結されるため、内部インシュレーティング部材８１の内側排出口Ｈ８０は、上部排出口Ｈ８１を通して外部に内部圧力を排出できるようにより円滑に連結される。

【0051】

二次電池の内部圧力の上昇によって、メンブレン４３が反転してコネクションプレート４４の短絡突起４５に短絡すると、電極アセンブリ１０に充電されていた電流は、メンブレン４３とコネクションプレート４４を通して放電される。

【0052】

メンブレン４３の反転により、内部圧力は、内側インシュレーティング部材８１の内側排出口Ｈ８０を通して第１間隔Ｇ１、第３間隔Ｇ３、第２間隔Ｇ２および第３間隔Ｇ３を順次に経由して、上部排出口Ｈ８１に排出される。

【0053】

また、第１バリア８１２と第２バリア９２が複数形成され、これにより、収容溝８１３が複数形成される。したがって、内側排出口Ｈ８０と上部排出口Ｈ８１との間の経路が長くなる。つまり、内側インシュレーティング部材８１の第１バリア８１２とキャップ９０の第２バリア９２は、内部圧力の排出経路を長くし、また、異物および水分の流入経路を長くする。したがって、外部短絡部４０は、内部圧力を円滑に排出しながら、異物および水分の侵入を効果的に遮断することができる。

【0054】

例えば、キャップ９０は、ポリプロピレン（ＰＰ；ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ；ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）樹脂、ポリカルボシラン（ＰＳＣ；ｐｏｌｙｃａｒｂｏｓｉｌａｎｅ）前駆体、またはポリカーボネート−ＡＢＳ（ＰＣ−ＡＢＳ；ＰＣ−ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ ｂｕｔａｄｉｅｎｅ ｓｔｙｒｅｎｅ）混合樹脂で形成されてよい。

【0055】

図７に示されているように、上部絶縁部材８２は、キャッププレート２０と当接する底板８２１と、底板８２１から離隔した上板８２２と、底板８２１と上板８２２とを連結する側壁８２５とを含む。

【0056】

例えば、上部絶縁部材８２は、インサート射出で形成されてよい。

【0057】

底板８２１は、長方形の板形態からなり、キャッププレート２０上でキャッププレート２０と当接するように配置される。底板８２１には、リベットターミナル２１ａが挿入される端子ホール８２１ａと、短絡ホール４２上に配置され、短絡ホール４２と連通した第１通気ホール８２４とが形成される。また、第１通気ホール８２４の周りには、下部に突出して短絡ホール４２に挿入されるガイドリブ８２３が形成される。

【0058】

上板８２２は、底板８２１から離隔して底板８２１に対向し、底板８２１と上板８２２との間にコネクションプレート４４が挿入される。上板８２２には、プレートターミナル２１ｃが挿入される開口８２２ｂが形成され、開口８２２ｂは、端子ホール８２１ａの上部に位置する。また、上板８２２には、内側インシュレーティング部材８１およびキャップ９０が挿入され、第１通気ホール８２４と連通した第２通気ホール８２２ａが形成される。

【0059】

側壁８２５は、底板８２１の周りに沿って延びて形成され、底板８２１から上部に突出して底板８２１と上板８２２とを連結する。一方、底板８２１の長さ方向の一側端部には、支持フランジ８２６が形成され、支持フランジ８２６には、固定部材２５の貫通する固定ホール８２８が形成される。

【0060】

図５に示されているように、固定部材２５は、キャッププレート上から突出形成され、リベット形態からなる。固定部材２５は、キャッププレートと一体に形成され、キャッププレートから突出した突起からなる。

【0061】

固定部材２５は、固定ホール８２８に挿入された状態で加圧されて固定ホール８２８に固定される。固定部材２５の上端には、広く拡張したヘッド部２５ａが形成され、固定部材２５のヘッド部２５ａ以外の部分には、柱部（図示せず）が形成される。固定ホール８２８の上部には、側に拡張した段差溝８２７が形成され、ヘッド部２５ａは、上記段差溝８２７に挿入される。固定部材２５を固定ホール８２８に挿入した状態で固定部材２５の上端を叩いたり加圧したりすると、固定部材２５の上端には広く拡張したヘッド部２５ａが形成され、ヘッド部２５ａは、支持フランジ８２６がキャッププレート２０から離脱するのを防止することができる。

【0062】

このように、本実施形態によれば、上部絶縁部材８２を貫通して支持する固定部材２５が設けられるため、上部絶縁部材８２が長くなっても、上部絶縁部材８２がキャッププレート２０から離隔して浮く現象を防止することができる。

【0063】

＜２．第２の実施形態＞
図８は、本発明の第２実施形態にかかる二次電池の一部を示した断面図であり、図９は、本発明の第２実施形態にかかるキャッププレートと上部絶縁部材を示した分解斜視図である。

【0064】

図８および図９を参照して説明すれば、本実施形態にかかる二次電池は、キャッププレート２２０と上部絶縁部材２８０、および固定部材２７０を除いては、上記第１実施形態にかかる二次電池と同一の構造からなるので、同一の構造に関する重複説明は省略する。

【0065】

キャッププレート２２０は、薄い板からなり、ケース１５の開口に溶接されてケース１５を密閉する。キャッププレート２２０には、第１電極端子２１が挿入される端子ホール２２１と、メンブレン４３が設けられる短絡ホール２２６とが形成される。端子ホール２２１には、リベットターミナル２１ａが挿入設置され、短絡ホール２２６には、キャッププレート２２０と第１電極端子２１とを電気的に分離または連結するメンブレン４３が設けられる。一方、キャッププレート２２０には、固定部材２７０が挿入されるねじ溝２２５が形成されるが、ねじ溝２２５の内面には、ねじ加工されてねじ山が形成される。

【0066】

上部絶縁部材２８０は、コネクションプレート４４とキャッププレート２２０との間に設けられ、キャッププレート２２０上において、正極に帯電するキャッププレート２２０と、負極に帯電するコネクションプレート４４とを電気的に絶縁させる。

【0067】

上部絶縁部材２８０は、キャッププレート２２０と当接する底板２８１と、底板２８１から離隔した上板２８２と、底板２８１と上板２８２とを連結する側壁２８５とを含む。

【0068】

底板２８１は、長方形の板形態からなり、キャッププレート２２０上でキャッププレート２２０と当接するように配置される。底板２８１には、リベットターミナル２１ａが挿入される端子ホール２８１ａと、短絡ホール２２６上に配置され、短絡ホール２２６と連通した第１通気ホール２８４とが形成される。また、第１通気ホール２８４の周りには、下部に突出して短絡ホール２２６に挿入されるガイドリブ２８３が形成される。一方、底板２８１の長さ方向の一側端部には、支持フランジ２８６が形成され、支持フランジ２８６には、固定部材２７０の貫通する固定ホール２８８が形成される。

【0069】

上板２８２は、底板２８１から離隔して底板２８１に対向し、底板２８１と上板２８２との間にコネクションプレート４４が挿入される。上板２８２には、プレートターミナル２１ｃが挿入される開口２８２ｂが形成され、開口２８２ｂは、端子ホール２８１ａの上部に位置する。また、上板２８２には、内側インシュレーティング部材８１およびキャップ９０が挿入され、第１通気ホール２８４と連通した第２通気ホール２８２ａが形成される。側壁２８５は、底板２８１の周りに沿って延びて形成され、底板２８１から上部に突出して底板２８１と上板２８２とを連結する。

【0070】

固定部材２７０は、ねじ溝２２５に挿入されるねじからなるが、棒２７２と、棒２７２の上端に形成されたヘッド部２７１と、棒２７２でねじ加工された部分であるねじ結合部２７３とを含む。ヘッド部２７１には、工具が挿入できるように溝が形成され、棒２７２よりも大きい横断面を有するように形成される。固定部材２７０は、固定ホール２８８を貫通してねじ溝２２５にねじ結合で固定される。固定部材２７０がキャッププレート２２０に固定されると、上部絶縁部材２８０の端部がキャッププレート２２０から離脱するのを防止することができる。

【0071】

＜３．第３の実施形態＞
図１０は、本発明の第３実施形態にかかる二次電池の一部を示した断面図であり、図１１は、本発明の第３実施形態にかかるキャッププレートと上部絶縁部材を示した分解斜視図である。

【0072】

図１０および図１１を参照して説明すれば、本実施形態にかかる二次電池は、キャッププレート２３０と固定部材２９０を除いては、上記第２実施形態にかかる二次電池と同一の構造からなるので、同一の構造に関する重複説明は省略する。

【0073】

キャッププレート２３０は、薄い板からなり、ケース１５の開口に溶接されてケース１５を密閉する。キャッププレート２３０には、第１電極端子２１が挿入される端子ホール２３１と、メンブレン４３が設けられる短絡ホール２３６とが形成される。端子ホール２３１には、リベットターミナル２１ａが挿入設置され、短絡ホール２３６には、キャッププレート２３０と第１電極端子２１とを電気的に分離または連結するメンブレン４３が設けられる。一方、キャッププレート２３０には、固定部材２９０が挿入される支持ホール２３８が形成される。

【0074】

固定部材２９０は、固定ホール２８８を貫通して支持ホール２３８に挿入される。固定部材２９０は、棒２９２と、棒２９２の上端に形成されたヘッド部２９１とを含み、ヘッド部２９１は、棒２９２よりも大きい横断面を有するように形成される。固定部材２９０は、支持ホール２３８の下端まで延びて設けられ、固定部材２９０は、キャッププレート２３０の下面に溶接で固定される。

【0075】

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。

【0076】

例えば、上記第２実施形態では固定部材がねじ結合により固定され、上記第３実施形態では固定部材が溶接により固定されるものとしたが、固定部材は、ねじ結合と溶接の組み合わせによって固定されてもよい。

【符号の説明】

【0077】

１０１：二次電池
１０：電極アセンブリ
１１：負極
１２：正極
１１ａ、１２ａ：コーティング部
１１ｂ、１２ｂ：無地部
１３：セパレータ
１５：ケース
２０、２２０、２３０：キャッププレート
２０１：電解液注入口
２０２：ベントホール
２０３：密封キャップ
２０４：ベントプレート
２０５：切欠
２１：第１電極端子
２２：第２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
２５、２７０、２９０：固定部材
２５ａ、２７１、２９１：ヘッド部
３２：トッププレート
４０：外部短絡部
４２、２２６、２３６：短絡ホール
４３：メンブレン
４４：コネクションプレート
４４１：プレート部
４４２：円筒部
４４３：底
４５：短絡突起
８１：内側インシュレーティング部材
８１１：第１挿入部
８１２：第１バリア
８１３：収容溝
８１５：フランジ部
８２、２８０：上部絶縁部材
８２１、２８１：底板
８２１ａ、２８１ａ：端子ホール
８２２、２８２：上板
８２２ａ、２８２ａ：第２通気ホール
８２２ｂ、２８２ｂ：開口
８２３、２８３：ガイドリブ
８２４、２８４：第１通気ホール
８２５、２８５：側壁
８２６、２８６：支持フランジ
８２７：段差溝
８２８、２８８：固定ホール
９０：キャップ
９１：蓋部
９２：第２バリア
２２１、２３１：端子ホール
２７２、２９２：棒
２７３：ねじ結合部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】