(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記トップカバーに第2貫通孔が設けられ、前記第1シール具に第2突起が設けられ、前記第2突起は前記第2貫通孔に突き入れられ、前記固定具は前記第2貫通孔及び前記第2突起を通していることを特徴とする請求項3に記載の二次電池。
前記導電シートは前記第1貫通孔を通し、前記導電シートに前記トップカバーに向かう段差面が設けられ、前記第1シール具は前記段差面に接続されていることを特徴とする請求項5に記載の二次電池。
前記第1シール具に前記第1電極シートへ突出する第1突起が設けられ、前記第1突起は前記第1貫通孔内に延入し、前記導電シートは前記第1突起を通していることを特徴とする請求項5に記載の二次電池。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上述したこのようなシール具は、シール具が電池の内部に位置し、そして、電池内に電解液が充満していることによって、シール具が電解液と接触する面積が大きくなり、長時間で使用される過程において、シール具が分解しやすく、且つ電池が作動しているとき、その内部のセルに生じた熱がシール具を軟化しやすくし、これにより、シール具のシール性能を低下させ、深刻なときに、電解液が漏れて電池の安定性を低下させることもある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明によれば、上述した問題を解決可能な二次電池が提供される。
【0005】
本発明は二次電池を提供し、当該二次電池は、第1端子アセンブリ、第2端子アセンブリ、トップカバー、電極アセンブリ及び第1シール具を備え、
前記電極アセンブリは、第1電極シート、第2電極シート、及び前記第1電極シートと前記第2電極シートとの間に位置する仕切板を備え、
前記第1端子アセンブリと前記第2端子アセンブリとのうちの少なくとも一方が前記トップカバーと電気的に絶縁して設けられ、
前記第1端子アセンブリは接続板と反転シートとを備え、前記接続板は前記トップカバーの前記電極アセンブリから離間する側に位置し、前記反転シートは前記接続板に接続され、
前記第1シール具は前記接続板と前記トップカバーとの間に密封接続され、
正常の状態において、前記第1電極シートは前記反転シートにより前記接続板に電気的に接続され、前記第2電極シートは前記第2端子アセンブリに電気的に接続され、
前記二次電池内の圧力が基準圧力を超えたとき、前記反転シートは、前記第1電極シートとの電気接続を切断するように反転可能である。
【0006】
好ましくは、固定具を更に備え、前記接続板は前記固定具により前記トップカバーに固定されている。
【0007】
好ましくは、前記固定具は前記第1シール具を通している。
【0008】
好ましくは、前記トップカバーに第2貫通孔が設けられ、前記第1シール具に第2突起が設けられ、前記第2突起は前記第2貫通孔に突き入れられ、前記固定具は前記第2貫通孔及び前記第2突起を通している。
【0009】
好ましくは、導電シートを更に備え、前記トップカバーに第1貫通孔が設けられ、前記反転シート及び前記第1貫通孔は前記導電シートに対向し、前記第1シール具は前記第1貫通孔の外周において設けられ、
正常の状態において、前記反転シートは前記導電シートにより前記第1電極シートに電気的に接続されている。
【0010】
好ましくは、前記導電シートは前記第1貫通孔を通し、前記導電シートに前記トップカバーに向かう段差面が設けられ、前記第1シール具は前記段差面に接続されている。
【0011】
好ましくは、前記第1シール具に前記第1電極シートへ突出する第1突起が設けられ、前記第1突起は前記第1貫通孔内に延入し、前記導電シートは前記第1突起を通している。
【0012】
好ましくは、第1部材を更に備え、前記導電シートは前記第1部材に接続され、前記第1部材は前記固定具により前記トップカバーに接続されている。
【0013】
好ましくは、前記反転シートの反転方向において、前記第1突起及び/又は前記第2突起は前記第1部材に貼り合わせている。
【0014】
好ましくは、電気抵抗部材を更に備え、
前記第2端子アセンブリは前記トップカバーに電気的に絶縁し、
前記第1端子アセンブリは前記電気抵抗部材により前記トップカバーに電気的に接続されている。
【発明の効果】
【0015】
本発明に供される解決手段は、以下の有利な作用効果を奏する。
本発明の二次電池は、第1シール具を接続板とトップカバーとの間に設け、直接的に収納空間の外部において収納空間を密封することにより、第1シール具が電解液に直接的に接触しないようにし、電解液が第1シール具を分解することを回避し、且つ第1シール具が二次電池の外部に位置するため、セルの作動によって生じた熱が第1シール具を軟化させるリスクを低下させることができる。これにより、第1シール具の寿命を延長させ、二次電池のシールの安定性を保証する。
【0016】
上述した一般的な説明及び後述する詳細な説明は例示的なものに過ぎず、本発明を限定するものではないと理解すべきである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、具体的な実施例により、図面に合わせて本発明について更に詳しく説明する。
【0020】
図1〜7に示すように、本発明に係る実施例によれば、二次電池が提供され、当該二次電池は第1端子アセンブリ、第2端子アセンブリ30、トップカバー10、電極アセンブリ(図示せず)、反転シート40及び第1シール具21を備え、二次電池はケーシング(図示せず)を更に備える。電極アセンブリは第1電極シート、第2電極シート及び第1電極シートと第2電極シートとの間に位置する仕切板を備える。
【0021】
トップカバー10はケーシングを密封し、両者は囲んで収納空間を形成し、電極アセンブリは収納空間内に設けられている。第1端子アセンブリと第2端子アセンブリ30とのうちの少なくとも一方はトップカバー10に電気的に絶縁して設けられている。
【0022】
第1端子アセンブリは接続板20と反転シート40とを備え、反転シート40は接続板20に接続され、接続板20はトップカバー10の電極アセンブリから離間する側に位置し、即ち、接続板20は収納空間の外部に位置する。第1シール具21は接続板20とトップカバー10との間に密封接続されている。
【0023】
正常の状態において、第1電極シートは反転シート40により接続板20に電気的に接続され、第2電極シートは第2端子アセンブリ30に電気的に接続され、二次電池内の圧力が基準圧力を超えたとき、反転シート40は反転し、反転シート40が第1電極シートに電気的に接続することを切断することができ、これにより、接続板20が第1電極シートに電気的に接続することを切断する。
【0024】
上述した実施例に係る二次電池は、第1シール具21を接続板20とトップカバー10との間に設け、直接的に収納空間の外部において収納空間を密封することにより、第1シール具21が収納空間内における電解液に直接的に接触しないようにし、電解液が第1シール具21を分解することを回避し、且つ第1シール具21が二次電池の外部に位置するため、セルの作動によって生じた熱が第1シール具を軟化させるリスクを低下させることができ、これにより、第1シール具21の寿命を延長させ、二次電池のシールの安定性を保証する。
【0025】
反転シート40と第1電極シートとの接続の利便性を図るために、二次電池は導電シート50を更に備え、トップカバー10に第1貫通孔101が設けられ、反転シート40及び導電シート50は第1貫通孔に対向する。正常の状態において、反転シート40は導電シート50により第1電極シートに電気的に接続されている。
【0026】
選択的に、導電シート50は第1貫通孔101を通しており、第1端子アセンブリ、第2端子アセンブリ30及びトップカバー10の全体の高さを低くすることができ、これにより、電極アセンブリに対してより多くの収納空間を確保し、二次電池のエネルギー密度を向上させる。導電シート50と第1貫通孔101との間は、絶縁的に設置しても良く、直接的に又は間接的に電気的に接続してもよい。
【0027】
一般的に、二次電池は第1部材60を更に備え、導電シート50は第1部材60によりトップカバー10に固定され、第1部材60は導電部材又は絶縁具であってもよい。
【0028】
通常、二次電池は固定具70を更に備え、接続板20は固定具70によりトップカバー10に固定され、固定具70は接続板20及び/又はトップカバー10に直接的に接触せず(例えば、互いに係合する箇所に絶縁シース又は絶縁層を設ける)、特に接続板20がトップカバー10に直接的に接触しない場合、接続板20とトップカバー10との接続の安定性を向上させることができ、第1部材60が設けられている場合、第1部材60は固定具70によりトップカバー10に接続され、導電シート50は第1部材60に接続されている。具体的に、固定具70がトップカバー10及び接続板20に接続される方式は以下の通りであってもよい。
【0029】
第1の方式であって、固定具70とトップカバー10とは一体的に構成されても良く、接続板20に第3貫通孔が設けられ、固定具70は第3貫通孔に挿入されているとともに、接続板20にかしめ固定されており、且つ固定具70は接続板20に直接的に接触せず(例えば、互いに係合する箇所に絶縁シース又は絶縁層を設ける)、これにより、接続板20が固定具70によりトップカバー10に直接的に電気的に導通することを防止する。
【0030】
第2の方式であって、トップカバー10に第2貫通孔102が設けられ、固定具70と接続板20とは一体的に構成され、固定具70は第2貫通孔102に挿入されているとともに、トップカバー10にかしめ固定されており、且つ固定具70はトップカバー10に直接的に接触せず(例えば、互いに係合する箇所に絶縁シース又は絶縁層を設ける)、これにより、接続板20が固定具70によりトップカバー10に直接的に電気的に導通することを防止する。
【0031】
第3の方式であって、
図3、
図3a、
図3b、
図3cに示すように、接続板20に第3貫通孔が設けられ、トップカバー10に第2貫通孔102が設けられ、接続板20は固定具70により第3貫通孔を通し、第2貫通孔102はトップカバー10に固定され、一般的に、固定具70の両端はそれぞれ接続板20、トップカバー10にかしめられ、且つ固定具70は接続板20に直接的に接触せず(例えば、互いに係合する箇所に絶縁シース又は絶縁層を設ける)、又は、固定具70はトップカバー10に直接的に接触せず(例えば、互いに係合する箇所に絶縁シース又は絶縁層を設ける)、これにより、防止接続板20が固定具70によりトップカバー10に直接的に電気的に導通することを防止する。
【0032】
ここで、第1シール具21はリング状の構造であっても良く、
図3cに示すように、第1シール具21は第1貫通孔101の外周に設けられ、固定具70が第2、第3の方式である場合、二次電池は第3シール具90を更に備え、第3シール具90は固定具70における電極アセンブリに近い一端とトップカバー10との間に設けられ、これにより、固定具70とトップカバー10との密封を行う。
【0033】
第1シール具21はシート状の構造であっても良く、
図3-3bに示すように、接続板20、第1シール具21及びトップカバー10は積層設置され、具体的に、第1シール具21に第4貫通孔が設けられ、導電シート50が設けられている場合、導電シート50は第4貫通孔を通して反転シート40に電気的に接続されている。固定具70が設けられている場合、固定具70は第1シール具21の外周に設けられ、又は、第1シール具21の内部に設けられている。固定具70が設けられている場合、固定具70は第1シール具21を通し、即ち、第1シール具21に固定具70が通す第5貫通孔が設けられ、シート状の第1シール具21は以下のような種類であったもよい。
【0034】
第1種であって、
図3aに示すように、第1シール具21は対向する2つの面を含み、当該2つの面はそれぞれ第1面及び第2面であり、第1面及び第2面はいずれも平面構造であり、第1面は接続板20に貼り合わせ、第2面はトップカバー10に貼り合わせている。
【0035】
第2種であって、
図3、4に示すように、第1種の方式をベースに第1突起211が加えられ、第1突起211は第1電極シートへ突出し、即ち、第2面に第1突起211が設けられ、第1突起211は第1貫通孔101内に延入し、導電シート50は第1突起211を通し、これにより、トップカバー10と接続板20とのシール性を向上させ、そして、第1シール具21がトップカバー10及び接続板20と相対的に摺動することによる密封不良を防止する。
【0036】
第1シール具21は通常押し付けることにより密封を行うため、トップカバー10の延出方向において、第1突起211と第1貫通孔101の内壁との間、又は第1突起211と導電シート50との間に隙間が設けられ、第1シール具21の押し付けによる密封時に変形する空間を提供することができる。
【0037】
第3種であって、
図3、4に示すように、第1種の方式をベースに第2突起212が加えられ、第2突起212は第1電極シートへ突出し、即ち、第2面に第2突起212が設けられ、第2突起212は第2貫通孔102に延入し、固定具70は第2貫通孔及び第2突起212を通し、これにより、トップカバー10と固定具70との間のシール性を向上させ、且つ突起構造により、第1シール具21に対して位置決めの機能を果たすことができ、第1シール具21が摺動することによる密封不良を防止する。
【0038】
トップカバー10の延出方向において、第2突起212と第2貫通孔102の内壁との間、又は第2突起212と固定具70との間に隙間が設けられ、第1シール具21の押し付けによる密封時に変形する空間を提供することができる。
【0039】
第4種であって、
図3bに示すように、第1種の方式をベースに第3突起213が加えられ、第3突起213は接続板20へ突出し、第3突起213は接続板20に貼り合わせ、即ち、第1面に第3突起213が設けられ、この場合、第1面は第3突起213により接続板20に貼り合わせ、第1面の面積が大きいため、加工の精度に限りがあり、大きな表面面積は完全に貼り合わせることが難しく、接続板20と第1面とのシール性を低下させ、第3突起213を加えることにより、接続板20が第1シール具21に接触する面積を小さくし、これにより両者間のシール性を向上させる。第3突起213は1個又は複数設けても良く、且つ第3突起213は長尺状であっても良く、さらにシール性能を向上させるように、閉じたリング状構造であることが好ましい。
【0040】
上述した第2種、第3種、第4種の方式により提供された第1シール具21の構造は個別に設けても良く、同時にいずれか2つを設けても良く、
図3、5に示すように、同時に第1突起211及び第2突起212が設けられ、又は、同時に三者が設けられ、
図3bに示すように、同時に第1突起211、第2突起212及び第3突起213が設けられている。
【0041】
第1突起211及び第2突起212が設けられている場合、反転シート40の反転方向において、第1突起211、第2突起212は第1部材60に貼り合わせ、
図4に示すように、導電シート50が第1貫通孔101と絶縁的に設置され、又は第1部材60が絶縁具である場合、組立の過程において、鉄くずなどが、第1シール具21、トップカバー10、第1部材60及び固定具70又は導電シート50が囲んで形成した隙間内に残ることによって、トップカバー10に電気的に接続することを防止することができる。当然ながら、第1突起211のみ、又は第2突起212のみが第1部材60に貼り合わせてもよい。
【0042】
さらに、第1部材60に接続板20へ突出する第4突起601が設けられ、
図2に示すように、第4突起601は複数設けても良く、それぞれ第1貫通孔101又は第2貫通孔102に延入し、特に第1部材60が絶縁具である場合、導電シート50、固定具70をトップカバー10とより良く絶縁させることができ、且つ、第1部材60が第1シール具21に貼り合わせている場合、このような構造は両者の貼り合わせ精度をより良く保証し、そして、第1部材60、導電シート50の取り付けの精度を保証することができる。
【0043】
一般的に、接続板20、第2端子アセンブリ30はそれぞれトップカバー10に取り付けられている。二次電池が外部に電気的に接続することを便利にするために、接続板20、第2端子アセンブリ30はいずれもトップカバー10から突出しても良い。さらに、二次電池は導電ブロック31を更に備え、
図7に示すように、第2端子アセンブリ30が外部に電気的に接続することを便利にするように、導電ブロック31は第2端子アセンブリ30に接触して電気的に接続され、第2端子アセンブリ30は導電ブロック31により外部に電気的に接続されている。第1電極シートは正極シート(第1端子アセンブリは正極端子である)であっても良く、対応的に第2電極シートは負極シート(第2端子アセンブリは負極端子である)であり、同様に、第1電極シートは負極シート(第1端子アセンブリは負極端子である)であっても良く、第2電極シートは正極シート(第2端子アセンブリは正極端子である)である。
【0044】
上述した各実施例において、第1端子アセンブリと第2端子アセンブリ30はいずれもトップカバー10と電気的に絶縁しても良く、第1端子アセンブリと第2端子アセンブリ30とのうちの一方はトップカバー10と電気的に絶縁し、他方はトップカバー10に電気的に接続しても良い。ここで、電気的に接続された一方はトップカバー10に直接的に接触して電気的に接続して良く、又は、間接的に電気的に接続しても良く、電気的に接続された一方がトップカバー10に間接的に電気的に接続されている場合、通常、電気抵抗部材80により間接的な接続を行う。針刺し時の回路の電流をより良く低下させるために、一般的に、電気抵抗部材80の抵抗値を1〜100000オームとし、例えば、1オーム、50オーム、100オーム、5000オーム、10000オーム、80000オーム、100000オームなどとする。当然ながら、電気抵抗部材80の抵抗値を0.9オーム、110000オームなどとしても良く、具体的に、回路の各箇所に必要な抵抗値に応じて選択する。電気抵抗部材80は以下の複数の実施例であっても良い。
【0045】
第1実施例であって、
図3に示すように、反転シート40と電気抵抗部材80はいずれも同一の端子に設けられ、即ち、第1端子アセンブリは電気抵抗部材80によりトップカバー10に電気的に接続され、第2端子アセンブリ30はトップカバー10に電気的に絶縁する。
【0046】
具体的に、導電ブロック31は第2絶縁具32によりトップカバー10に電気的に絶縁する。第2端子アセンブリ30とトップカバー10とのシール性を保証するために、通常、第2シール具33又はシール用接着剤により密封する。第2端子アセンブリ30とトップカバー10との絶縁は第1絶縁具34、絶縁用接着剤又は絶縁ワニスにより行うことができる。ここで、第2シール具33と第2絶縁具32は一体的に構成されても良く、即ち、第2シール具33は絶縁シール具であり、第1シール具21の構造を用いることができる。
【0047】
通常、接続板20はトップカバー10に直接的に接触せず、接続板20とトップカバー10との間に第2部材22が設けられ、第2部材22は絶縁具であっても良く、第2部材22は導電部材であっても良く、選択的に、
図3に示すように、第1シール具21と第2部材22とは一体的に構成され、又は、
図3cに示すように、第1シール具21は第2部材22内に設けられている。金属の電気抵抗値が小さいため、第2部材22が導電部材である場合、第2部材22の材質は一般的に非金属材質であり、例えば、導電性プラスチックが挙げられる。接続板20における、トップカバー10に近い一方の面に反転シート40が反転するための空間を提供する凹部202が設けられ、
図3、
図3a、
図3b、
図3cに示すように、凹部202、反転シート40及び第1貫通孔101は順次に対向している。凹部202を加えることにより反転シート40のための反転空間を提供することができ、接続板20が反転シート40の反転に影響しないようにし、これにより、反転シート40の反転の安定性を保証し、さらに、二次電池内の圧力が基準圧力を超えたとき、反転シート40が第1電極シートに電気的に接続することを直ちに切断することができる。一般的に、反転シート40の反転方向において、反転シート40の投影は凹部202の投影の範囲内にある。
【0048】
凹部202は、接続板20における、トップカバー10に近い一方の面から、接続板20がトップカバー10から離れる方向へ凹んで形成してもよく、反転シート40の反転方向において、凹部202は、接続板20を貫通しても良く、凹部202は、トップカバー10から離れる底部において閉塞しても良い。凹部202の底部が閉塞している場合、二次電池内の圧力が基準圧力を超えて反転シート40を反転させるとき、反転シート40が反転することに伴い、凹部202内のガスが圧迫され、圧力が大きくなり、そして、反転シート40の反転を阻止し、ひいては反転シート40の反転を不完全にし、反転シート40と第1電極シートとの接続を切断することができない。この問題を解決するために、接続板20に排気穴201が設けられ、排気穴201は反転シートの反転方向において接続板20を貫通し、且つ排気穴201は反転シート40と対向する。
【0049】
ここで、電気抵抗部材80は柱状の構造であっても良く、シート状の構造であっても良い。具体的に、電気抵抗部材80の設置方式には以下の複数種がある。
【0050】
第1種の方式であって、電気抵抗部材80はトップカバー10と接続板20との間に設けられ、この場合、接続板20はトップカバー10に直接的に接触せず、接続板20は電気抵抗部材80によりトップカバー10に電気的に接続されている。ここで、第2部材22が設けられている場合、電気抵抗部材80と第2部材22とは一体的に構成されても良く、すなわち、一体的に加工成型されている。第2部材22が絶縁具である場合、電気抵抗部材80は第2部材22を通し、その両端はそれぞれトップカバー10と接続板20に接続され、一般的に、ここの電気抵抗部材80は柱状構造であり、選択的に、第2部材22が導電部材である場合、第2部材22は電気抵抗部材80と同じ材料を用いて形成されており、この場合、第2部材22は電気抵抗部材80であり、一体構造はシート状構造を用いることが好ましく、その材質は導電性プラスチックを選択的に用いても良く、即ち、接続の安定性を向上させるように、電気抵抗部材80はシート状構造であり、接続板20、電気抵抗部材80及びトップカバー10は積層設置されている。
【0051】
導電シート50が設けられている場合、導電シート50とトップカバー10とは接触せず、又は、両者の間は絶縁しており、
図4に示すように、第1部材60を設けることにより絶縁させ、この場合、第1部材60は絶縁具である。
【0052】
第2種の方式であって、導電シート50が設けられている場合、電気抵抗部材80は導電シート50とトップカバー10との間に設けられ、即ち、導電シート50は電気抵抗部材80によりトップカバー10に電気的に接続され、これにより、接続板20が順次に反転シート40、導電シート50及び電気抵抗部材80によりトップカバー10に電気的に接続されている。このような方式において、接続板20はトップカバー10に直接的に導通しないため、接続板20とトップカバー10との間に絶縁する必要があり、第2部材22又は第1シール具21により絶縁しても良く、この場合、第2部材22又は第1シール具21は絶縁具であり、絶縁用接着剤又は絶縁ワニスにより絶縁しても良い。
【0053】
選択的に、電気抵抗部材80は柱状構造であり、導電シート50が第1貫通孔に挿入されている場合、電気抵抗部材80は第1貫通孔の内壁と導電シート50との間に設けられ、電気抵抗部材80はトップカバー10における、電極アセンブリに近い一方の側に設けられても良い。ここで、第1部材60と電気抵抗部材80とは一体的に構成されても良く、即ち、両者は一体的に加工成型されている。第1部材60が絶縁具である場合、電気抵抗部材80は第1部材60を通し、且つ両端がそれぞれ導電シート50とトップカバー10に接続され、第1部材60が導電シートである場合、第1部材60は電気抵抗部材80と同じ材料を用いて形成されても良く、例えば、導電性プラスチックを用いて形成され、この場合、第1部材60は電気抵抗部材80である。
【0054】
第2実施例であって、反転シート40と電気抵抗部材80とは異なる端子に設けられ、即ち、第2端子アセンブリ30は電気抵抗部材80によりトップカバー10に電気的に接続され、第1端子アセンブリはトップカバー10に電気的に絶縁している。ここで、接続板20は第2部材22によりトップカバー10に電気的に絶縁しても良く、導電シート50は第1部材60によりトップカバー10に電気的に絶縁しても良く、この場合、第2部材22と第1部材60とはいずれも絶縁具である。
【0055】
上述した内容は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を限定するものではない。当業者にとって、本発明に対して各種の修正と変更を行っても良い。本発明の主旨及び原則の枠組み内でなされた全ての修正、均等な置換、改良等はいずれも本発明の保護範囲に含まれる。