特許 7551979 ボタン型二次電池

(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】

(24)【登録日】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(54)【発明の名称】ボタン型二次電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/153 20210101AFI20240910BHJP

   H01M 50/109 20210101ALI20240910BHJP

   H01M 50/184 20210101ALI20240910BHJP

   H01M 50/186 20210101ALI20240910BHJP

   H01M 50/193 20210101ALI20240910BHJP

   H01M 50/342 20210101ALI20240910BHJP

   H01M 50/474 20210101ALI20240910BHJP

   H01M 50/477 20210101ALI20240910BHJP

   H01M 50/533 20210101ALI20240910BHJP

   H01M 50/578 20210101ALI20240910BHJP

【ＦＩ】

H01M50/153

H01M50/109

H01M50/184 E

H01M50/186

H01M50/193

H01M50/342 101

H01M50/474

H01M50/477

H01M50/533

H01M50/578

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2022549800

(86)(22)【出願日】2021-08-13

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-12

(86)【国際出願番号】 KR2021010779

(87)【国際公開番号】W WO2022059927

(87)【国際公開日】2022-03-24

【審査請求日】2022-08-22

(31)【優先権主張番号】10-2020-0119501

(32)【優先日】2020-09-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】521065355

【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】キム、ミン ギュ

(72)【発明者】

【氏名】リー、ヨン ゴン

(72)【発明者】

【氏名】リー、ジェ ジュン

(72)【発明者】

【氏名】リム、ジェ ウォン

(72)【発明者】

【氏名】ミン、ゲオン ウー

(72)【発明者】

【氏名】チョ、ミン ス

(72)【発明者】

【氏名】スン、ジョー ファン

(72)【発明者】

【氏名】チェ、サン ハク

【審査官】守安 太郎

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１１１５０９１４８（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２１０２４５５５７（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開平１０－３０２７３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１２９５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１０５９３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／１２５４１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００１－２１０５５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３５４１４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／１０

Ｈ０１Ｍ ５０／３０

Ｈ０１Ｍ ５０／４０

Ｈ０１Ｍ ５０／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直径の長さが高さよりも大きいボタン型二次電池であって、
電極組立体と、
前記電極組立体が挿入される下部缶と、
前記下部缶の上端開口を覆う上部缶と、
を含み、
前記下部缶の上部には内側に湾入したビーディング部が備えられ、
前記ビーディング部の上側に位置する前記下部缶の上端部が折り曲げられた形態を有し、前記上部缶の縁端部を囲んで前記上部缶と前記下部缶が互いに結合され、
前記電極組立体の電極と前記上部缶とを連結する電極タブをさらに含み、
前記上部缶は、一枚のプレート状であるか、または段差のある一枚のプレート状であり、
前記上部缶の縁端部と前記下部缶の上端部が折り曲げられた形態の部分との間（前記ビーディング部の内側側面を除く。）には絶縁体が介在され、
前記絶縁体は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）材質である、ボタン型二次電池。

【請求項2】

前記上部缶は、平面図上では円形の形状を有し、この際、上部缶の縁端部よりも中央部が上側にさらに突出する形状を有しており、前記上部缶の縁端部と前記中央部は互いに段差があるように形成される、請求項１に記載のボタン型二次電池。

【請求項3】

前記電極組立体の中心部には中心孔が形成され、
前記中心孔内には前記中心孔が満たされるようにセンターピンが備えられている、請求項１または２に記載のボタン型二次電池。

【請求項4】

前記上部缶と前記電極組立体との間には、内部ガスを捕集できる捕集空間（ｓｐａｃｅ）が備えられている、請求項１から３のいずれか一項に記載のボタン型二次電池。

【請求項5】

前記電極タブの一端は前記電極組立体の電極に連結され、
前記電極タブの他端は前記上部缶の下面にＣ字状に連結されている請求項１から４のいずれか一項に記載のボタン型二次電池。

【請求項6】

直径の長さが高さよりも大きいボタン型二次電池であって、
電極組立体と、
前記電極組立体が挿入される下部缶と、
前記下部缶の上端開口を覆う上部缶と、
を含み、
前記下部缶の上部には内側に湾入したビーディング部が備えられ、
前記ビーディング部の上側に位置する前記下部缶の上端部が折り曲げられた形態を有し、前記上部缶の縁端部を囲んで前記上部缶と前記下部缶が互いに結合され、
前記上部缶と前記電極組立体との間には、内部ガスを捕集できる捕集空間（ｓｐａｃｅ）が備えられ、
前記捕集空間を横切る形状を有するベント胴体部と、前記ベント胴体部の端部から外側に延びて前記上部缶の縁端部の下面に当接するように形成されたベント外縁部と、を含むベントユニットをさらに含み
前記上部缶には孔が形成されていない、ボタン型二次電池。

【請求項7】

前記ベント胴体部は、外側縁部に凹んだ溝状の破断ノッチを含む、請求項６に記載のボタン型二次電池。

【請求項8】

前記捕集空間は、
前記ベント胴体部の上面と前記上部缶の下面との間に形成される第１捕集空間と、前記ベント胴体部の下面と前記電極組立体の上面との間に形成される第２捕集空間と、を含む、請求項７に記載のボタン型二次電池。

【請求項9】

前記電極組立体の電極と前記ベントユニットとを連結する電極タブをさらに含み、
前記電極タブの一端は前記電極組立体の電極に連結され、
前記電極タブの他端は前記ベント胴体部の下面にＣ字状に連結されている、請求項８に記載のボタン型二次電池。

【請求項10】

前記電極タブの他端と前記ベント胴体部の下面が互いに接合された地点は、前記破断ノッチの内側に位置する、請求項９に記載のボタン型二次電池。

【請求項11】

前記破断ノッチは、下部缶内で発生するガスが所定圧力以上発生する際に破断する、請求項１０に記載のボタン型二次電池。

【請求項12】

前記破断ノッチが破断すると、前記ベント胴体部と前記ベント外縁部は互いに分離され、前記電極組立体と前記上部缶との間の電流の流れが遮断される、請求項１１に記載のボタン型二次電池。

【請求項13】

前記破断ノッチが破断すると、前記内部ガスは、前記第２捕集空間から前記第１捕集空間に移動する、請求項１１または１２に記載のボタン型二次電池。

【請求項14】

前記電極組立体の中心部には中心孔が形成され、
前記中心孔内にはセンターピンが備えられ、
前記センターピンは、複数のセンターピン内部空間が形成されている多孔性センターピンである、請求項６から１３のいずれか一項に記載のボタン型二次電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０２０年０９月１６日付けの韓国特許出願第１０－２０２０－０１１９５０１号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は、本明細書の一部として組み込まれる。

【0002】

本発明は、ボタン型二次電池に関し、電池の内部で発生するガスにより過度な内部圧力が発生しても電池の内部でガスを捕集することができるため、ガス圧力により電池が分解されたり、人体に有害なガスが電池の外に漏れたりしないようにし、過電流や内部高圧が発生する状況で、必要時に電流の流れを遮断することで電池の安全性を顕著に担保することができるボタン型二次電池に関する。

【背景技術】

【0003】

近年、化石燃料の枯渇によるエネルギー源の価格上昇、環境汚染の関心が増幅されるにつれ、環境に優しい代替エネルギー源に対する要求が未来生活のための必須不可欠な要因となっている。そこで、太陽光、風力、潮力などの多様な電力生産技術に対する研究が続けられており、このように生産された電気エネルギーをさらに効率的に用いるための電池などの電力貯蔵装置にも多大な関心が寄せられている。

【0004】

さらに、電池を用いる電子モバイル機器および電気自動車に対する技術開発および需要が増加するにつれ、エネルギー源としての電池の需要が急激に増加しており、それにより、多様な要求に応じ得る電池に対する多くの研究が行われている。

【0005】

特に、材料面では、高いエネルギー密度、放電電圧、出力安定性などの長所を有するリチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池などのようなリチウム二次電池に対する需要が高い。

【0006】

二次電池は、電池ケースの形状に応じて、電極組立体が円筒形または角形の金属缶に内蔵されている円筒型電池および角型電池と、電極組立体がアルミニウムラミネートシートのパウチ形ケースに内蔵されているパウチ型電池などに分類することができる。そして、近年、ウェアラブル機器が次第に小型化していく傾向に合わせて、ボタン型二次電池などの小型電池の開発重要性が浮上している。

【0007】

図１は、従来のボタン型二次電池を示す断面図である。
図１を参照すると、従来のボタン形状の二次電池１０は、上部、下部ハウジングが分けられている形態であって、その形状が上部円筒形の缶４と下部円筒形の缶３の締まり嵌めの形態であった。すなわち、下部円筒形の缶３の外径が上部のものよりも若干大きく、互いに締まり嵌めの形態となるものであった。締まり嵌め形態の場合、その嵌められた摩擦力によりボタン型二次電池の形態が維持される原理である。そして、従来のボタン形状の二次電池は、上部缶４と下部缶３を内部電極組立体１のサイズに合わせて製作し嵌合したため、内部に別の余裕空間が存在しなかった。

【0008】

しかし、このような形態は、内部ガスの発生などで内部圧力が大きくなると、摩擦力以外には固定している力がないため、上部缶４と下部缶３が分離される可能性が大きかった。内部圧力が上がる場合は、副反応により上がることもあるが、一般サイクルの進行時にも上がり得る。この際、内部圧力が過度に上がると、上部缶と下部缶が分離され、電池としての役割をすることができなかった。

【0009】

このため、電池の内部反応によるガスを捕集できる電池が必要であり、上部缶と下部缶が分離できない製品の研究も必要な実情であった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、本発明の課題は、電池の内部で発生するガスにより過度な内部圧力が発生しても電池の内部でガスを捕集することができるため、ガス圧力により電池が分解されたり、人体に有害なガスが電池の外に漏れたりしないようにし、過電流や内部高圧が発生する状況で、必要時に電流の流れを遮断することで電池の安全性を顕著に担保することができるボタン型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】

【0011】

本発明に係るボタン型二次電池は、直径の長さが高さよりも大きいボタン型二次電池に関し、電極組立体と、電極組立体が挿入される下部缶と、下部缶の上端開口を覆う上部缶と、を含み、下部缶の上部には内側に湾入したビーディング部が備えられ、ビーディング部の上側に位置する下部缶の上端部が折り曲げられた形態を有し、上部缶の縁端部を囲んで上部缶と下部缶が互いに結合されている。

【0012】

上部缶の縁端部と下部缶の上端部が折り曲げられた形態の部分との間には絶縁体が介在され、絶縁体はＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）材質であってもよい。

【0013】

上部缶は、平面図上では円形の形状を有し、この際、縁端部よりも中央部が上側にさらに突出する形状を有しており、上部缶の縁端部と中央部は互いに段差があるように形成されることができる。

【0014】

電極組立体の中心部には中心孔が形成され、中心孔内には中心孔が満たされるようにセンターピンが備えられることができる。
上部缶と電極組立体との間には、内部ガスを捕集できる捕集空間（ｓｐａｃｅ）が備えられることができる。

【0015】

電極組立体の電極と上部缶とを連結する電極タブをさらに含み、電極タブの一端は電極組立体の電極に連結され、電極タブの他端は上部缶の下面にＣ字状に連結されることができる。

【0016】

上部缶と電極組立体との間には、内部ガスを捕集できる捕集空間（ｓｐａｃｅ）が備えられ、捕集空間を横切る形状を有するベント胴体部と、ベント胴体部の端部から外側に延びて上部缶の縁端部の下面に当接するように形成されたベント外縁部と、を含むベントユニットをさらに含むことができる。
ベント胴体部は、外側縁部に凹んだ溝状の破断ノッチを含むことができる。

【0017】

捕集空間は、ベント胴体部の上面と上部缶の下面との間に形成される第１捕集空間と、ベント胴体部の下面と電極組立体の上面との間に形成される第２捕集空間と、を含むことができる。

【0018】

電極組立体の電極とベントユニットとを連結する電極タブをさらに含み、電極タブの一端は電極組立体の電極に連結され、電極タブの他端はベント胴体部の下面にＣ字状に連結されることができる。

【0019】

電極タブの他端とベント胴体部の下面が互いに接合された地点は、破断ノッチの内側に位置することができる。
破断ノッチは、下部缶内で発生するガスが所定圧力以上発生する際に破断することができる。

【0020】

破断ノッチが破断すると、ベント胴体部とベント外縁部は互いに分離され、電極組立体と上部缶との間の電流の流れが遮断されることができる。
破断ノッチが破断すると、内部ガスは、第２捕集空間から第１捕集空間に移動することができる。

【0021】

電極組立体の中心部には中心孔が形成され、中心孔内にはセンターピンが備えられ、センターピンは、複数のセンターピン内部空間が形成されている多孔性センターピンであってもよい。

【発明の効果】

【0022】

本発明に係るボタン型二次電池は、直径の長さが高さよりも大きいボタン型二次電池に関し、電極組立体と、電極組立体が挿入される下部缶と、下部缶の上端開口を覆う上部缶と、を含み、下部缶の上部には内側に湾入したビーディング部が備えられ、ビーディング部の上側に位置する下部缶の上端部が折り曲げられた形態を有し、上部缶の縁端部を囲んで上部缶と下部缶が互いに結合されている。それにより、電池の内部で発生するガスにより過度な内部圧力が発生しても電池の内部でガスを捕集することができるため、ガス圧力により電池が分解されたり、人体に有害なガスが電池の外に漏れたりしないようにし、過電流や内部高圧が発生する状況で、必要時に電流の流れを遮断することで電池の安全性を顕著に担保できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】従来のボタン型二次電池を示す断面図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係るボタン型二次電池を示す断面図である。

【図3】本発明の第２実施形態に係るボタン型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】

【0024】

以下、添付図面を参照して、本発明が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することができるように、本発明の好ましい実施形態について詳しく説明する。ただし、本発明は、種々の異なる形態で実現されてもよく、以下の実施形態により制限または限定されるものではない。

【0025】

本発明を明確に説明するために、説明と関係ない部分または本発明の要旨を不要に濁す恐れのある関連の公知技術に関する詳細な説明は省略し、本明細書において、各図面の構成要素に参照符号を付する際に、明細書の全体をわたって同一または類似の構成要素に対しては、同一または類似の参照符号を付するようにする。

【0026】

また、本明細書および特許請求の範囲で用いられている用語や単語は、通常的もしくは辞書的な意味に限定して解釈してはならず、発明者らは、自分の発明を最善の方法で説明するために、用語の概念を適切に定義することができるという原則に則って、本発明の技術的思想に合致する意味と概念で解釈すべきである。

【0027】

第１実施形態
図２は、本発明の第１実施形態に係るボタン型二次電池を示す断面図である。
図２を参照すると、本発明の第１実施形態に係るボタン型二次電池１００は、円筒形の形状を有する電池であってもよく、円筒状の電池の直径の長さが電池の高さよりもさらに大きい形態であってもよい。そして、本発明の第１実施形態に係るボタン型二次電池１００は、電極組立体１５０、下部缶１１０、および上部缶１３０を含むことができる。電極組立体１５０は、電極１５１とセパレータ１５２が交互に積層されて巻き取られた形態であってもよい。

【0028】

そして、電極組立体１５０は、下部缶１１０に挿入されることができる。下部缶１１０は、円筒状での上端が開口された形態であってもよい。電極組立体１５０は、ゼリーロール状であってもよい。電極組立体１５０が下部缶１１０に配置される際に、電極組立体１５０の巻き取り軸が地面に垂直した形態で配置されることができる。上部缶１３０は、プレート状であるか、または段差のあるプレート状であってもよい。そして、上部缶１３０は、下部缶１１０の上端開口を覆う形態であってもよい。

【0029】

下部缶１１０の上部には、内側に湾入したビーディング部１１１が備えられることができる。ビーディング部１１１は、下部缶１１０の外側円周面に沿って周縁全体に形成されることができる。図２を参照すると、ビーディング部１１１は、断面が９０度に角ばった形状に湾入した形状を有してもよく、図面とは異なり、曲面状に湾入した形状を有してもよい。本発明の第１実施形態に係るボタン型二次電池１００は、ビーディング部１１１の上側に位置する下部缶の上端部１１２が折り曲げられた形態を有し、上部缶の縁端部１３２を囲んで上部缶１３０と下部缶１１０が互いに結合されていてもよい。上部缶の縁端部１３２と下部缶の上端部１１２が折り曲げられた形態の部分との間には、絶縁体１７０が介在されていてもよい。

【0030】

下部缶の上端部１１２は、曲げまたは折り曲げられた形態に曲がっていてもよい。折り曲げられた形態の内部に上部缶の縁端部１３２が挿入されている形態であってもよい。下部缶の上端部１１２は、圧入方式で上部缶の縁端部１３２と絶縁体１７０を共に把持していてもよい。これは、圧力を加えて結合させるため、上部缶１３０が下部缶１１０から容易に分離されず、堅固な結合が可能である。それにより、電池の内部で発生するガスにより過度な内部圧力が発生しても人体に有害なガスが電池の外に漏れず、電池内部の電解液が電池の外に液漏れするのを防止することができる。

【0031】

ここで、絶縁体１７０は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）材質であってもよい。ＰＢＴ材質の場合、機械的物性が良く、特に剛性が高いため、気密性および耐久性に優れた電池を実現することができる。

【0032】

本発明の第１実施形態に係るボタン型二次電池１００において、上部缶１３０は、平面図上では円形の形状を有し、この際、図２に示されるように、断面図上では縁端部１３２よりも中央部１３１が上側にさらに突出する形状を有しており、上部缶の縁端部１３２と中央部１３１は互いに段差があるように形成されることができる。このような形状を有することにより、上部缶１３０と電極組立体１５０との間には、内部ガスを捕集できる捕集空間１２０（ｓｐａｃｅ）が備えられることができる。電池内に捕集空間１２０が備えられることで、電池の内部で発生するガスにより過度な内部圧力が発生しても電池の内部でガスを捕集することができ、ガス圧力により電池が分解されたり（すなわち、本発明は、ガス圧力により電池が容易に分解されない）、人体に有害なガスが電池の外に漏れたりしないようにすることができる。

【0033】

電極組立体１５０の中心部には、中心孔１５３が形成されていてもよい。そして、この中心孔１５３内には、中心孔１５３が満たされるようにセンターピン１９０が備えられていてもよい。センターピン１９０が中心孔１５３を満たすように形成される場合、電極組立体１５０が変形するのを防止することができる。電池反応が進行すると、発生する内部熱および内部ガスなどにより、特に支持力の弱い電極組立体１５０のコア部が変形し得、このようにコア部が変形すると、正極と負極を分離するセパレータ１５２が変形し得、それにより、正極と負極が接するなどのショート事故が発生し得る。しかし、本願発明においては、中心孔１５３が満たされるようにセンターピン１９０が備えられているため、このようなショート事故の発生を未然に防止することができる。

【0034】

一方、本発明の第１実施形態に係るボタン型二次電池１００において、電極組立体１５０の電極１５１と上部缶とを連結する電極タブ１５４をさらに含むことができる。電極タブ１５４の一端は電極組立体１５０の電極１５１に連結され、電極タブ１５４の他端は上部缶１３０の下面にＣ字状に連結されていてもよい。図２に示されるように、電極タブ１５４が上部缶１３０の下面にＣ字状に連結されると、落下などの衝撃にも一部の弾性を有し得るため、落下などの衝撃が発生しても電極タブ１５４が切れるのを効果的に防止することができる。

【0035】

第２実施形態
図３は、本発明の第２実施形態に係るボタン型二次電池を示す断面図である。
本発明の第２実施形態においては、過電流や内部高圧が発生する状況で必要時に電流の流れを遮断することができ、電池の内部で発生するガスにより過度な内部圧力が発生する場合に電池の内部でガスを捕集できる空間をさらに提供可能なベントユニット２６０をさらに含むという点で、第１実施形態とは異なる。

【0036】

第１実施形態と共通した内容はできるだけ省略し、相違点を中心に第２実施形態について説明することにする。すなわち、第２実施形態にて説明していない内容が、必要な場合、第１実施形態の内容と見なされることは明らかである。

【0037】

図３を参照すると、本発明の第２実施形態に係るボタン型二次電池２００は、ベントユニット２６０をさらに含むことができる。ベントユニット２６０は、ベント胴体部２６１およびベント外縁部２６３を含むことができる。

【0038】

第１実施形態と同様に、第２実施形態においても、上部缶２３０と電極組立体２５０との間に内部ガスを捕集できる捕集空間２２０（ｓｐａｃｅ）が備えられることができる。ただし、第２実施形態において、ベント胴体部２６１は、この捕集空間２２０を横切る形状を有することができる。それにより、ベントユニット２６０は、捕集空間２２０を２つの部分に分ける形状を有することができる。そして、ベント外縁部２６３は、ベント胴体部２６１の端部から外側に延びて上部缶の縁端部２３２の下面に当接するように形成されることができる。

【0039】

このような方式の構造により、本発明の第２実施形態に係るボタン型二次電池２００において、捕集空間２２０は、ベント胴体部２６１の上面と上部缶２３０の下面との間に形成される第１捕集空間２２１と、ベント胴体部２６１の下面と電極組立体２５０の上面との間に形成される第２捕集空間２２２と、を含むことができる。

【0040】

そして、ベント胴体部２６１は、外側縁部に凹んだ溝状の破断ノッチ２６２を含むことができる。破断ノッチ２６２は、他の部分よりも厚さが薄いように凹んだ溝状を有してもよく、その形状は、三角形状であってもよく、四角形状であってもよく、半円形状であってもよい。初めには電池の内部でガスが発生して第２捕集空間２２２を満たすことになるが、内圧が次第に増加すると、圧力に耐えることができず、ベント胴体部２６１に形成されている破断ノッチ２６２が破断することになる。すると、内部ガスは、第２捕集空間２２２から第１捕集空間２２１に移動できるようになる。

【0041】

本発明の第２実施形態に係るボタン型二次電池２００は、電極組立体２５０の電極２５１とベントユニット２６０とを連結する電極タブ２５４をさらに含むことができる。電極タブ２５４の一端は電極組立体２５０の電極２５１に連結され、電極タブ２５４の他端はベント胴体部２６１の下面にＣ字状に連結されていてもよい。第１実施形態においては、電極タブ２５４の他端が上部缶２３０の下面にＣ字状に連結されているが、実施形態２においては、電極タブ２５４の他端が上部缶２３０ではなくベントユニット２６０に連結されるという点で、特に第１実施形態とは異なる形態であってもよい。

【0042】

図３に示されるように、電極タブ２５４がベント胴体部２６１の下面にＣ字状に連結されると、落下などの衝撃にも一部の弾性を有し得るため、落下などの衝撃が発生しても電極タブ２５４が切れるのを効果的に防止することができる。

【0043】

電極タブ２５４の他端とベント胴体部２６１の下面が互いに接合された地点は、破断ノッチ２６２の内側に位置することができる。破断ノッチ２６２は、下部缶２１０内で発生するガスが所定圧力以上発生する際に破断することができる。破断ノッチ２６２が破断すると、ベント胴体部２６１とベント外縁部２６３は互いに分離され、電極組立体２５０と上部缶２３０との間に連結される電流の流れが遮断されることができる。

【0044】

具体的に、本発明の第２実施形態に係るボタン型二次電池２００において、内部ガスの発生後の作動の過程は次のとおりである。すなわち、電池の副反応などにより内部ガスが発生すると、ガスは軽い気体であるため上昇し、第２捕集空間２２２を満たし得る。その後、第２捕集空間２２２が全て満たされて電池の内部圧力が次第に高くなると、所定圧力以上ではベントユニット２６０のベント胴体部２６１に形成されている破断ノッチ２６２が破断することになる。

【0045】

破断ノッチ２６２が破断すると、ベント胴体部２６１とベント外縁部２６３は互いに分離されることができる。ガス圧力はベント胴体部２６１を上側に加圧放出させるが、ガス圧力の反作用および重力が作用すると、ベント胴体部２６１は再び下側に落ちることになり、このような過程で、ベント胴体部２６１とベント外縁部２６３は互いに完全に分離されることができる。

【0046】

ベント胴体部２６１は、通常の作動時には、屈曲するか湾入した部分がない平板状を有することができる。そして、ベント胴体部２６１の外径とベント外縁部２６３の内径は、同一の直径として互いに連結されていてもよい。しかし、過度な内圧によりベントユニット２６０の破断ノッチ２６２が破断する場合には、ベント胴体部２６１が湾入するか突出した形態などに変形し得るし、少なくともベント胴体部２６１の少なくとも一部が変形することになる。したがって、ベント胴体部２６１の外径大きさがベント外縁部２６３の内径よりも小さくなり（正射影の直径を比較することを意味）、ベント胴体部２６１がベント外縁部２６３の内周を通過して下方に落ちることができるようになる。このような方式で、ベント胴体部２６１とベント外縁部２６３は互いに完全に分離されることができる。

【0047】

ところで、本願発明において、外部端子の役割をする上部缶２３０がベント外縁部２６３にのみ直接連結されており、ベント胴体部２６１には直接連結されておらず、電極タブ２５４とベント胴体部２６１が互いに接合された地点が破断ノッチ２６２の内側に位置（平面図上では破断ノッチが作る円の内部）しているため、ベント胴体部２６１がベント外縁部２６３と完全に分離されると、電極組立体２５０と上部缶２３０との間の電流の流れが遮断できるようになる。このように電流の流れが遮断されると、電池による作動が止まるため、過電流や内部高圧が発生する状況で電池の安全性を確かに担保することができる。

【0048】

一方、破断ノッチ２６２が破断すると、内部ガスは第２捕集空間２２２から第１捕集空間２２１に移動することができ、ベントユニット２６０と上部缶２３０との間の空間である第１捕集空間２２１は、追加空間であって、過度な圧力によりベントユニット２６０の破断および電流の遮断が発生した際に、追加のガス捕集のための余裕空間として電池の外にガスが漏れないようにする役割を行うことができる（上部缶には孔が形成されていないため、ガスが上部缶を通して外に出ることはできない）。ウェアラブル（ｗｅａｒａｂｌｅ）電子機器に用いられる電池の特性上、ガスが電池の外に出ると、人体に有害な被害を与え得るため、過度なガスにより、電流は遮断されるが、ガスは電池の外部に出なくなる。

【0049】

本発明の第２実施形態に係るボタン型二次電池２００において、電極組立体２５０の中心部には中心孔２５３が形成されており、中心孔２５３内にはセンターピン２９０が備えられていてもよい。ただし、第２実施形態のセンターピン２９０は、第１実施形態とは異なり、複数のセンターピン内部空間２９１が形成されている多孔性センターピン２９０であってもよい。センターピンに形成されたセンターピン内部空間２９１は、所定の間隔をおいて列をなして形成されることができる。

【0050】

多孔性のセンターピン２９０を用いると、電解液の注液性を確保することができる。すなわち、電池の内部に含まれる電解液の量が多ければ多いほど、電池の容量および性能の向上を得ることができ、多孔性センターピン２９０を用いると、従来よりもさらに多い量の電解液を注液できるようになる。

【0051】

多孔性センターピン２９０であるとしても、センターピン２９０が中心孔２５３を満たすように形成されることで、外部の機械的な圧力からの剛性も確保できることはいうまでもない。すなわち、第２実施形態においても、中心孔２５３が満たされるように形成されたセンターピン２９０が挿入されることにより、電極組立体２５０が変形するのを防止することができる。

【0052】

以上、限定された実施形態および図面により本発明を説明したが、本発明は、これにより限定されるものではなく、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者により、本発明の技術思想および後述の特許請求の範囲と均等な範囲内で多様な実施が可能である。

【符号の説明】

【0053】

１００：ボタン型二次電池
１１０：下部缶
１１１：ビーディング部
１１２：下部缶の上端部
１２０：捕集空間
１３０：上部缶
１３１：中央部
１３２：上部缶の縁端部
１５０：電極組立体
１５１：電極
１５２：セパレータ
１５３：中心孔
１５４：電極タブ
１７０：絶縁体
１９０：センターピン
２００：ボタン型二次電池
２１０：下部缶
２１１：ビーディング部
２１２：下部缶の上端部
２２０：捕集空間
２２１：第１捕集空間
２２２：第２捕集空間
２３０：上部缶
２３１：中央部
２３２：上部缶の縁端部
２５０：電極組立体
２５１：電極
２５２：セパレータ
２５３：中心孔
２５４：電極タブ
２６０：ベントユニット
２６１：ベント胴体部
２６２：破断ノッチ
２６３：ベント外縁部
２７０：絶縁体
２９０：センターピン
２９１：センターピン内部空間

【図1】

【図2】

【図3】