特表 2024-542659 端子構造が改善された二次電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-11-15

(54)【発明の名称】端子構造が改善された二次電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/503 20210101AFI20241108BHJP

   H01M 50/103 20210101ALI20241108BHJP

   H01M 50/55 20210101ALI20241108BHJP

   H01M 50/517 20210101ALI20241108BHJP

   H01M 50/51 20210101ALI20241108BHJP

   H01M 50/509 20210101ALI20241108BHJP

   H01M 50/588 20210101ALI20241108BHJP

   H01M 50/591 20210101ALI20241108BHJP

   H01M 50/258 20210101ALI20241108BHJP

   H01M 50/209 20210101ALN20241108BHJP

【ＦＩ】

H01M50/503

H01M50/103

H01M50/55 101

H01M50/517

H01M50/51

H01M50/509

H01M50/588

H01M50/591

H01M50/258

H01M50/209

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024532317

(86)(22)【出願日】2023-06-12

(85)【翻訳文提出日】2024-05-29

(86)【国際出願番号】 KR2023007995

(87)【国際公開番号】W WO2023243953

(87)【国際公開日】2023-12-21

(31)【優先権主張番号】10-2022-0073694

(32)【優先日】2022-06-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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】100188558

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅人

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】ヨン・ジュン・コ

(72)【発明者】

【氏名】ジュ・ファン・スン

(72)【発明者】

【氏名】キョン・ファン・ジュン

【テーマコード（参考）】

5H011

5H040

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H011AA09

5H040AA03

5H040AT02

5H040LL06

5H043AA19

5H043CA04

5H043FA04

5H043GA23

5H043JA03F

5H043KA22

(57)【要約】

開示された発明は、六面体形状をなす電池ケースの上面に正極端子および負極端子が離隔配置された二次電池に関するものであって、一つの例において、上記正極端子または負極端子が露出しないように包みながら、上記電池ケースの上面および上記上面に続く１つ以上の面に結合する端子本体と、上記正極端子または負極端子と電気的に連結され、上記端子本体のうち上面を除くいずれか一面に露出した延長端子とを備え、上記延長端子上に結束部材が備えられるＷ型端子構造体と、上記正極端子または負極端子が露出しないように包みながら、上記電池ケースの上面および上記上面に続く１つ以上の面に結合する端子本体と、上記正極端子または負極端子と電気的に連結され、上記端子本体のうち上面を除くいずれか一面に露出した延長端子とを備え、上記延長端子上に上記二次電池の厚さ方向に向かう接続端子が備えられるＴ型端子構造体と、を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

六面体形状をなす電池ケースの上面に正極端子および負極端子が離隔配置された二次電池であって、
前記正極端子または負極端子が露出しないように包みながら、前記電池ケースの上面および前記上面に続く１つ以上の面に結合する端子本体と、前記正極端子または負極端子と電気的に連結され、前記端子本体のうち上面を除くいずれか一面に露出した延長端子とを備え、前記延長端子上に結束部材が備えられるＷ型端子構造体と、
前記正極端子または負極端子が露出しないように包みながら、前記電池ケースの上面および前記上面に続く１つ以上の面に結合する端子本体と、前記正極端子または負極端子と電気的に連結され、前記端子本体のうち上面を除くいずれか一面に露出した延長端子とを備え、前記延長端子上に前記二次電池の厚さ方向に向かう接続端子が備えられるＴ型端子構造体と、
を含む、二次電池。

【請求項2】

前記正極端子または負極端子に対して前記延長端子を電気的に連結する延長配線は、外部に対して絶縁されている、請求項１に記載の二次電池。

【請求項3】

前記端子本体は、前記電池ケースの上面および前記上面に続く一側面に結合し、
前記延長端子は前記一側面上に露出している、請求項１または２に記載の二次電池。

【請求項4】

前記結束部材は、
前記正極端子または負極端子に１つずつ備えられる互いに相補する形状の雌結束部材または雄結束部材である、請求項１または２に記載の二次電池。

【請求項5】

前記正極端子または負極端子に備えられた雌結束部材または雄結束部材は、
隣接する他の二次電池の負極端子または正極端子に備えられた雄結束部材または雌結束部材に対して直列回路を形成するように結束される、請求項４に記載の二次電池。

【請求項6】

複数の二次電池は幅方向に沿って整列され、
それぞれの二次電池に備えられた雌結束部材または雄結束部材は、隣接する二次電池の雄結束部材または雌結束部材に対して幅方向に沿って雌雄締結される、請求項５に記載の二次電池。

【請求項7】

前記雌結束部材は、幅方向に開放された溝からなり、
前記雄結束部材は、幅方向に突出した突起からなる、請求項６に記載の二次電池。

【請求項8】

複数の二次電池は幅方向に沿って整列され、
それぞれの二次電池に備えられた雌結束部材または雄結束部材は、隣接する二次電池の雄結束部材または雌結束部材に対して高さ方向に沿って雌雄締結される、請求項５に記載の二次電池。

【請求項9】

前記雌結束部材は、高さ方向に開放されたスロットからなり、
前記雄結束部材は、高さ方向に延長されたインサートからなる、請求項８に記載の二次電池。

【請求項10】

前記接続端子は、厚さ方向に沿っていずれかの一方向または両方向に延長される、請求項４に記載の二次電池。

【請求項11】

前記接続端子は、
隣接する他の二次電池の延長端子または接続端子に対して電気的に連結される、請求項１０に記載の二次電池。

【請求項12】

複数の二次電池は厚さ方向に沿って整列され、
それぞれの二次電池に備えられた接続端子は、隣接する二次電池の延長端子または接続端子に対して直列または並列に連結される、請求項１１に記載の二次電池。

【請求項13】

前記接続端子の端部は、厚さ方向に開放されたスロットを形成する、請求項１０に記載の二次電池。

【請求項14】

前記接続端子のスロットに、隣接する二次電池の接続端子が挿入される、請求項１３に記載の二次電池。

【請求項15】

幅方向に整列された複数の二次電池が前記Ｗ型端子構造体の結束部材によって直列に連結された直列電池群が複数個備えられ、
前記複数の直列電池群の最外郭に位置する二次電池同士は、前記Ｔ型端子構造体の接続端子によって並列に連結される、請求項１１に記載の二次電池。

【請求項16】

厚さ方向に整列された複数の二次電池が前記Ｔ型端子構造体の接続端子によって並列に連結された並列電池群が複数個備えられ、
前記複数の並列電池群同士は、前記Ｔ型端子構造体の接続端子によって直列に連結される、請求項１１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って、正極端子および／または負極端子の配置構造を容易に変更し得、複数の二次電池に対する多様な電気連結を容易に具現し得る、端子構造が改善された角型二次電池に関するものである。

【0002】

本出願は、２０２２年６月１６日付の韓国特許出願第１０－２０２２－００７３６９４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すべての内容は、本明細書の一部として含まれる。

【背景技術】

【0003】

二次電池は一次電池とは違って再充電が可能であり、また、小型および大容量化の可能性により近年多く研究開発されている。モバイル機器に対する技術開発と需要が増加し、また、環境保護の時代的要求に合わせて浮上する電気自動車とエネルギー貯蔵システムなどにより、エネルギー源としての二次電池の需要はさらに急激に増加している。

【0004】

二次電池は、電池ケースの形状に応じて、コイン型電池、円筒型電池、角型電池およびパウチ型電池に分類される。二次電池において電池ケースの内部に装着される電極組立体は、電極および分離膜の積層構造からなる充放電が可能な発電素子である。

【0005】

電極組立体は、活物質が塗布されたシート状の正極と負極との間に分離膜を介在して巻取したジェリーロール（Ｊｅｌｌｙｒｏｌｌ）型、多数の正極と負極を分離膜が介在された状態で順次的に積層したスタック型、およびスタック型の単位セルを長い長さの分離フィルムで巻取したスタックアンドフォールディング（Ｓｔａｃｋ＆Ｆｏｌｄｉｎｇ）型に大まかに分類し得る。

【0006】

多様な種類の二次電池のうち角型二次電池を見ると、角型二次電池は正極端子と負極端子が一面に共に配置されているか、または対向する両側面に１つずつ配置されることが大部分である。このような正極端子と負極端子の配置は、角型二次電池を搭載する各種装置の設計仕様によって決定され、このような設計仕様に合わせて、同じフォームファクタでも正極端子と負極端子の配置構造をその都度別々に設計しなければならないという手間がかかることになる。

【0007】

また、複数の二次電池をモジュールやパックで構成するためには、二次電池を電気的に連結するバスバーなどが必要となるが、バスバーの設計は正極端子と負極端子の配置構造に従属するため、バスバーの設計も複雑になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】韓国公開特許第１０－２０１９－０１０２８１６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、角型二次電池に備えられる正極端子と負極端子の配置構造を別途の設計変更なしに容易に変更製造することができる新しい角型二次電池、さらに複数の二次電池に対する多様な電気連結構造を容易に実現することができる新しい角型二次電池を提供することを目的とする。

【0010】

ただし、本発明が解決しようとする技術的課題は上述した課題に制限されず、言及されない別の課題は、下記に記載された発明の説明から通常の技術者に明確に理解され得るであろう。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明は、六面体形状をなす電池ケースの上面に正極端子および負極端子が離隔配置された二次電池に関するものであって、一つの例において、上記正極端子または負極端子が露出しないように包みながら、上記電池ケースの上面および上記上面に続く１つ以上の面に結合する端子本体と、上記正極端子または負極端子と電気的に連結され、上記端子本体のうち上面を除くいずれか一面に露出した延長端子とを備え、上記延長端子上に結束部材が備えられるＷ型端子構造体と、上記正極端子または負極端子が露出しないように包みながら、上記電池ケースの上面および上記上面に続く１つ以上の面に結合する端子本体と、上記正極端子または負極端子と電気的に連結され、上記端子本体のうち上面を除くいずれか一面に露出した延長端子とを備え、上記延長端子上に上記二次電池の厚さ方向に向かう接続端子が備えられるＴ型端子構造体と、を含む。

【0012】

ここで、上記正極端子または負極端子に対して上記延長端子を電気的に連結する延長配線は、外部に対して絶縁されている。

【0013】

本発明の一実施形態において、上記端子本体は、上記電池ケースの上面および上記上面に続く一側面に結合し、上記延長端子は上記一側面上に露出し得る。

【0014】

そして、上記結束部材は、上記正極端子または負極端子に１つずつ備えられる互いに相補する形状の雌結束部材または雄結束部材であり得る。

【0015】

これにより、上記正極端子または負極端子に備えられた雌結束部材または雄結束部材は、隣接する他の二次電池の負極端子または正極端子に備えられた雄結束部材または雌結束部材に対して直列回路を形成するように結束され得る。

【0016】

例えば、複数の二次電池は幅方向に沿って整列され、それぞれの二次電池に備えられた雌結束部材または雄結束部材は、隣接する二次電池の雄結束部材または雌結束部材に対して幅方向に沿って雌雄締結され得る。

【0017】

この実施形態において、上記雌結束部材は、幅方向に開放された溝からなり、上記雄結束部材は、幅方向に突出した突起からなり得る。

【0018】

または、複数の二次電池は幅方向に沿って整列され、それぞれの二次電池に備えられた雌結束部材または雄結束部材は、隣接する二次電池の雄結束部材または雌結束部材に対して高さ方向に沿って雌雄締結され得る。

【0019】

この実施形態において、上記雌結束部材は、高さ方向に開放されたスロットからなり、上記雄結束部材は、高さ方向に延長されたインサートからなり得る。

【0020】

一方、上記接続端子は、厚さ方向に沿っていずれかの一方向または両方向に延長され得る。

【0021】

上記接続端子は、隣接する他の二次電池の延長端子または接続端子に対して電気的に連結され得る。

【0022】

例えば、複数の二次電池は厚さ方向に沿って整列され、それぞれの二次電池に備えられた接続端子は、隣接する二次電池の延長端子または接続端子に対して直列または並列に連結され得る。

【0023】

また、上記接続端子の端部は、厚さ方向に開放されたスロットを形成し得、上記接続端子のスロットには、隣接する二次電池の接続端子が挿入され得る。

【0024】

本発明の一実施形態において、幅方向に整列された複数の二次電池が上記Ｗ型端子構造体の結束部材によって直列に連結された直列電池群が複数個備えられ、上記複数の直列電池群の最外郭に位置する二次電池同士は、上記Ｔ型端子構造体の接続端子によって並列に連結され得る。

【0025】

または、厚さ方向に整列された複数の二次電池が上記Ｔ型端子構造体の接続端子によって並列に連結された並列電池群が複数個備えられ、上記複数の並列電池群同士は、上記Ｔ型端子構造体の接続端子によって直列に連結され得る。

【発明の効果】

【0026】

上記のような構成を有する本発明の二次電池は、端子構造体を二次電池の上面角部に結合することにより、正極端子および／または負極端子の配置構造を容易に変更し得る。したがって、既存のセル内部製造工程に影響を与えずに自由に端子部位置の制御が可能であるため、角型二次電池の開発および生産コストの削減が可能となる。

【0027】

また、端子構造体に結束部材または接続端子を備えることにより、複数の二次電池を幅方向および/または厚さ方向に沿って直列/並列/直並列回路で連結するときに、別途のバスバーなしで端子構造体同士を直結することが可能であり、これにより、バッテリーモジュールやパックの製造時に構造を単純化し、製造コストを削減し得るようになる。

【0028】

ただし、本発明によって得ることができる技術的効果は上述した効果に制限されず、言及されない別の効果は、下記に記載された発明の説明から通常の技術者に明確に理解され得るであろう。

【0029】

本明細書に添付される下記の図面は、本発明の好ましい実施形態を例示するものであり、後述される発明の詳細な説明と共に本発明の技術思想をさらに理解させる役割を果たすものであるため、本発明はそのような図面に記載された事項にのみ限定されて解釈されてはならない。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明に係る二次電池の一例を図示した斜視図である。

【図2】本発明に係る二次電池とＷ型端子構造体の結合構造を図示した斜視図である。

【図3】雌結束部材および雄結束部材の一実施形態を図示した図面である。

【図4】雌結束部材および雄結束部材の一実施形態を図示した図面である。

【図5】２つの二次電池が結束部材を介して互いに電気的に連結される構造を図示した図面である。

【図6】本発明の他の実施形態に係る雌結束部材および雄結束部材を図示した図面である。

【図7】図６の結束部材を用いて複数の二次電池が電気的に連結される構造を図示した図面である。

【図8】図６の結束部材を用いて複数の二次電池が電気的に連結される構造を図示した図面である。

【図9】本発明に係る二次電池の他の例を図示した斜視図である。

【図10】本発明に係る二次電池とＴ型端子構造体の結合構造を図示した斜視図である。

【図11】接続端子の多様な実施形態を図示した図面である。

【図12】２つの二次電池が接続端子を介して並列に連結される構造を図示した図面である。

【図13】３つの二次電池が接続端子を介して直列に連結される構造を図示した図面である。

【図14】本発明の他の実施形態に係る接続端子を図示した図面である。

【図15】図１４の接続端子を用いて複数の二次電池が電気的に連結される構造を図示した図面である。

【図16】Ｗ型端子構造体およびＴ型端子構造体を用いて複数の二次電池を直並列に連結する一例を図示した図面である。

【図17】Ｔ型端子構造体を用いた直並列連結の一例を図示した図面である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

本発明は、多様な変更を加えることができ、様々な実施形態を有し得るので、特定の実施形態を以下に詳細に説明する。

【0032】

しかしながら、これは本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物または代替物を含むものとして理解されるものである。

【0033】

本発明において、「含む」や「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらの組み合わせが存在することを指定しようとするものであって、１つまたはそれ以上の他の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないものとして理解されるものである。

【0034】

また、本発明において、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あると記載された場合、これは他の部分の「真上に」ある場合のみならず、その中間に別の部分がある場合も含む。逆に、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「下に」あると記載された場合、それは他の部分の「真下に」ある場合のみならず、その中間に別の部分がある場合も含む。また、本出願において「上に」配置されるということは、上部のみならず下部に配置される場合も含むものであり得る。

【0035】

本発明は、二次電池、特に六面体形状をなす電池ケースの上面に正極端子および負極端子が離隔配置された二次電池に関するものである。

【0036】

本発明に係る二次電池は、一つの例において、電池ケースの少なくとも一方の上面角部には端子構造体が結合する。端子構造体は、正極端子または負極端子が露出しないように包みながら、上記電池ケースの上面および上記上面に続く１つ以上の面に結合する端子本体と、上記正極端子または負極端子と電気的に連結され、上記端子本体のうち上面を除くいずれか一面に露出した延長端子とを備える。

【0037】

ここで、本発明の二次電池は、２つの形態の端子構造体を含む。

【0038】

第１形態は、Ｗ型端子構造体であって、延長端子上に備えられる結束部材を含む。結束部材は、幅方向に互いに対向する端子構造体の延長端子を直結する部材であって、結束部材によって複数の二次電池が幅方向に沿って順次に電気的に連結され得る。

【0039】

第２形態は、Ｔ型端子構造体であって、延長端子上に備えられて二次電池の厚さ方向に向かう接続端子を含む。接続端子は、厚さ方向に整列された二次電池がそれぞれ備える端子構造体の延長端子を電気的に連結する拡張された端子であって、接続端子によって複数の二次電池が厚さ方向に沿って電気的に連結され得る。

【0040】

このように、端子構造体を含む本発明の二次電池は、電池ケースの上面に配置された正極端子と負極端子の位置を、端子構造体を適用するのみで別途の設計変更なしに使用者の要求に合わせて自由に変更し得る。これにより、角型二次電池の生産コストを削減し得る。

【0041】

また、延長端子に結束部材と接続端子とをそれぞれ備える２種類の端子構造体を備えることにより、複数の二次電池を幅方向および／または厚さ方向に沿って多様な形態の直列／並列／直並列回路で構成するときに、別途のバスバーなしで端子構造体同士を直結することが可能であり、これにより、バッテリーモジュールやパックの製造時に構造を単純化し、製造コストを削減し得るようになる。

【0042】

以下では、添付された図面を参照して本発明の二次電池に関する具体的な実施形態を説明する。そして、以下の説明で使用される前後左右や上下などの相対的位置関係を指定する用語は、特に定義がない限り添付された図面を基準とする。

【0043】

（第１実施形態）
図１は、本発明に係る二次電池１００を図示した斜視図であり、図２は、本発明に係る二次電池１００と端子構造体２００の結合構造を図示した斜視図である。

【0044】

本発明の二次電池１００は、Ｗ型端子構造体２００－ＷとＴ型端子構造体２００－Ｔの２種類の端子構造体２００を含むが、Ｗ型端子構造体２００－ＷとＴ型端子構造体２００－Ｔの基本的な構造は非常に類似している。したがって、第１実施形態では、Ｗ型端子構造体２００－Ｗについて説明し、次にＴ型端子構造体２００－Ｔおよびこれらの組み合わせについて説明する。

【0045】

参考として、以下では、Ｗ型端子構造体２００－ＷとＴ型端子構造体２００－Ｔについて共通的な構成を説明するときには、これらを総称する端子構造体２００という用語を用い、互いに区別される構成を説明するときには、Ｗ型端子構造体２００－ＷとＴ型端子構造体２００－Ｔで互いに区別して使用することにする。

【0046】

図１および図２を参照すると、本発明は二次電池１００、特に六面体形状をなす電池ケース１１０の上面に正極端子１２０および負極端子１３０が離隔配置された角型二次電池１００に関するものである。ここで、図面に図示された角型二次電池１００は一つの例示であって、横幅と縦幅、そして高さの割合は多様であり得る。ただし、説明の便宜のために、添付された図面を基準として前後と上下左右の方向を指すものとする。例えば、正極端子１２０および負極端子１３０が配置された一面が上面であり、それに対向する反対面は底面と呼ぶ。

【0047】

そして、図１および図２に示す座標軸は、二次電池１００の幅方向Ｗ、厚さ方向Ｔ、高さ方向Ｈを指定するものである。幅方向Ｗは、正極端子１２０および負極端子１３０を横切る方向を指定するものであり、厚さ方向Ｔは、幅方向Ｗに垂直な深さ方向（地面基準）を、そして高さ方向Ｈは、幅方向Ｗおよび厚さ方向Ｔの両者に垂直な方向を指定する。

【0048】

本発明の二次電池１００は端子構造体２００を含む。端子構造体２００は、電池ケース１１０の少なくとも一方の上面角部に結合するヒンジ状の構造物であって、端子本体２１０と延長端子２２０とを含む。

【0049】

端子本体２１０は、正極端子１２０または負極端子１３０が外に露出しないように包みながら、電池ケース１１０の上面および上面に続く１つ以上の面（側面や前面、後面など）に結合する端子構造体２００の本体を指す。

【0050】

延長端子２２０は、正極端子１２０または負極端子１３０と電気的に連結されており、端子本体２１０のうち上面を除くいずれか一面に露出した端子構造体２００の端子を指すものである。すなわち、正極端子１２０と負極端子１３０は端子本体２１０で包まれて露出していないので、延長端子２２０は、上面以外の他の一面に位置する新たな正極端子１２０と負極端子１３０としての機能を果たすことになる。

【0051】

したがって、本発明の二次電池１００は、電池ケース１１０の上面に配置された正極端子１２０と負極端子１３０の位置を、端子構造体２００を適用するのみで別途の設計変更なしに自由に変更し得る。これにより、本発明は、同じフォームファクタの角型二次電池１００に対して端子構造体２００を用いて正極端子１２０と負極端子１３０の位置を容易に変更し得、これにより、角型二次電池１００の生産コストを削減し得るようになる。

【0052】

ここで、Ｗ型端子構造体２００－Ｗは、延長端子２２０上に備えられる結束部材３００を含む。結束部材３００は、幅方向Ｗに沿って互いに対向する端子構造体２００の延長端子２２０を直結する部材であって、結束部材３００により複数の二次電池１００が電気的に連結され得る。

【0053】

このように、Ｗ型端子構造体２００－Ｗに結束部材３００を備えることによりＷ型端子構造体２００－Ｗ同士を直結することが可能となるので、複数の二次電池１００を別途のバスバーなしで結束部材３００同士を直結することにより互いに電気的に連結し得、これにより、バッテリーモジュールやパックの製造時に構造を単純化し、製造コストを削減し得るようになる。

【0054】

本発明の一実施形態において、正極端子１２０または負極端子１３０と延長端子２２０は延長配線２３０を介して電気的に連結されるが、延長配線２３０は端子本体２１０の外部に露出しない。そして、延長配線２３０は外部に対して絶縁されている。例えば、絶縁性樹脂材質の端子本体２１０内に延長配線２３０および延長端子２２０がインサートモールディングなどにより埋め込まれていてもよい。これにより、延長端子２２０のみが外部に露出することにより、延長配線２３０が損傷するかまたはショートを起こすなどの問題が防止される。参考として、延長配線２３０と延長端子２２０は一体型に構成されるか、または別途の部品で構成されて端子本体２１０に結合し得る。

【0055】

図示された具体的な実施形態によると、端子本体２１０は、電池ケース１１０の上面および上面に続く一側面に結合し、延長端子２２０は一側面上に露出している。これにより、電池ケース１１０の上面に位置した正極端子１２０または負極端子１３０の位置は側面に移動された。

【0056】

また、端子構造体２００は、正極端子１２０および負極端子１３０に１つずつ結合され得、これにより、正極端子１２０と負極端子１３０は、互いに対向する側面に１つずつ配置される。すなわち、電池ケース１１０の上面に共に配置された正極端子１２０と負極端子１３０はそれぞれ隣接する側面に移動され、これにより、一方向二次電池として設計された初期の角型二次電池１００は両方向二次電池に変更される。

【0057】

そして、端子構造体２００は、完成した二次電池１００に追加的に付着するか、または図２に図示されたように、電極組立体１６０を電池ケース１１０に封入する前に端子構造体２００を電池ケース１１０の上面を構成するキャッププレート１５０に最初に結合する順序で製造することが可能である。

【0058】

図３および図４は、Ｗ型端子構造体２００－Ｗに備えられる結束部材３００を詳細に図示した図面である。本発明の一実施形態において、結束部材３００は、雌結束部材３１０と雄結束部材３２０の２種類が備えられる。雌結束部材３１０と雄結束部材３２０は互いに相補する形態、言い換えれば、互いに嵌合し得る雌雄形態をなしている。

【0059】

図３に図示された結束部材３００の一実施形態において、雌結束部材３１０は溝３１２の形態をなしており、雄結束部材３２０は雌結束部材３１０の溝３１２に嵌められる突起３２２の形態をなしている。図面では、溝３１２と突起３２２の断面が円形をなしているが、このような図面の形状に溝３１２と突起３２２の形態が制限されるものではない。

【0060】

図４の実施形態は、溝３１２と突起３２２の形態が閉じた図形の形態ではなく開いた図形の形態をなす場合を図示している。特に、図４の雌結束部材３１０の溝３１２と雄結束部材３２０の突起３２２は、平板を折曲して作ることができる形態であって、断面がダブテール構造をなすことによりスプリング作用によって弾力的に結束し、強い締結力を発揮し得るという特徴がある。

【0061】

ここで、図３および図４に図示された結束部材３００は、雌結束部材３１０は幅方向Ｗに開放された溝３１２からなり、雄結束部材３２０は幅方向Ｗに突出した突起３２２からなっている。すなわち、雌結束部材３１０と雄結束部材３２０は、幅方向Ｗに沿って締結および解除され得る。このような意味で、第１実施形態の端子構造体２００をＷ型端子構造体２００－Ｗと呼ぶ。

【0062】

図５は、２つの二次電池１００がそれぞれの延長端子２２０に備えられた結束部材３００を介して相互連結される構成を図示している。結束部材３００は延長端子２２０に対して電気的に連結されているので、複数の二次電池１００は結束部材３００同士が互いに連結されると、これら複数の二次電池１００は互いに電気的に連結される。結束部材３００は、別途の部材として製造されて延長端子２２０に接合されることもでき、または図面の実施形態のように、結束部材３００が延長端子２２０に対して一体に形成されることも可能である。

【0063】

再び図５を参照すると、雌結束部材３１０と雄結束部材３２０が幅方向Ｗに沿って締結および解除され得ることにより、２つの二次電池１００も幅方向Ｗに沿って互いに連結される。このように、複数の二次電池１００は幅方向Ｗに沿って連続的に連結され得るので、電気回路を構成するためには、複数の二次電池１００は直列に連結される必要がある。したがって、ある二次電池１００の負極端子１３０が雌結束部材３１０を備える場合、より正確には、負極端子１３０に連結された延長端子２２０が雌結束部材３１０を備える場合には、隣接する他の二次電池１００の正極端子１２０は雄結束部材３２０を備えなければならない。すなわち、隣接する二次電池１００は、極性が異なる端子が互いに雌雄が異なる結束部材３００を備えなければならない。

【0064】

ただし、このような結束部材３００の組み合わせが必ずしもいずれか１つの二次電池１００が、雌結束部材３１０と雄結束部材３２０とをそれぞれ１つずつ備えなければならないことに限定するものではない。もちろん、すべての二次電池１００が同一極性の端子が同じである雌雄パターンを有するように統一することが一般的であるが、ある二次電池１００が雌結束部材３１０のみを有する代わりに、他の二次電池１００は雄結束部材３２０のみを備えるものとして構成することも可能である。言い換えれば、隣接する二次電池１００同士は、極性が異なる端子が互いに雌雄が異なる結束部材３００を備えるという条件さえ満たせば、複数の二次電池１００は幅方向Ｗに沿って連続的に直列に連結され得る。

【0065】

図６は、雌結束部材３１０および雄結束部材３２０の別の実施形態を図示した図面である。

【0066】

図６の実施形態もＷ型端子構造体２００－Ｗを介して複数の二次電池１００を幅方向Ｗに沿って直列に連結し得ることは上述した実施形態と同じであるが、雌結束部材３１０と雄結束部材３２０を相互連結する構造に違いがある。

【0067】

図１～図５に図示された実施形態において、雌結束部材３１０の溝３１２と雄結束部材３２０の突起３２２は幅方向Ｗを向いており、これにより、雌雄締結の方向は二次電池１００の幅方向Ｗとなる。

【0068】

これに対して、図６の実施形態においては、雌結束部材３１０は高さ方向Ｈに開放されたスロット３１４からなり、雄結束部材３２０は高さ方向Ｈに延長されたインサート３２４からなっている。すなわち、図６の実施形態においては、複数の二次電池１００が幅方向Ｗに沿って連続的に連結されることは同じであるが、隣接する二次電池１００の雌結束部材３１０と雄結束部材３２０は、高さ方向Ｈに沿って締結および解除される。

【0069】

図７および図８は、図６の結束部材３００を用いて複数の二次電池１００が電気的に連結される構造を図示した図面である。

【0070】

図７および図８は、２つの二次電池１００がそれぞれの延長端子２２０に備えられた結束部材３００を介して高さ方向Ｈに雌雄締結されて相互連結される構成を図示している。図１～図５の実施形態と同様に、結束部材３００は延長端子２２０に対して電気的に連結されているので、複数の二次電池１００は結束部材３００同士が互いに連結されると、これら複数二次電池１００は互いに電気的に連結される。

【0071】

特に、図６の結束部材３００によると、隣接する二次電池１００の雌結束部材３１０と雄結束部材３２０は、高さ方向Ｈに沿って締結および解除されるので、一旦締結された雌結束部材３１０と雄結束部材３２０は、幅方向Ｗには解除されない。したがって、二次電池１００に揺動や振動が発生しても、締結された結束部材３００が互いに離脱する恐れがほとんどない。この点で、図６の結束部材３００は、複数個の二次電池１００がモジュールやパックを構成するときに結束部材３００の直結からなる電気連結の安定性が大きく向上する。

【0072】

図６の実施形態においても、複数の二次電池１００は幅方向Ｗに沿って連続的に連結され得るので、電気回路を構成するためには、複数の二次電池１００は直列に連結される必要がある。そして、ある二次電池１００の負極端子１３０が雌結束部材３１０を備える場合には、隣接する他の二次電池１００の正極端子１２０は雄結束部材３２０を備えなければならない。すなわち、隣接する二次電池１００は、極性が異なる端子が互いに雌雄が異なる結束部材３００を備えなければならない。

【0073】

したがって、図７のように、すべての二次電池１００が同一極性の端子が同じである雌雄パターンの結束部材３００を有するように統一されるか、または図８のように、ある二次電池１００が雌結束部材３１０のみを有する代わりに、他の二次電池１００は雄結束部材３２０のみを備えるものとして構成され得る。

【0074】

参考として、図６の結束部材３００も別途の部材として製造されて延長端子２２０に接合されるか、または図面の実施形態のように、結束部材３００が延長端子２２０に対して一体に形成されることも可能である。

【0075】

（第２実施形態）
図９は、本発明に係る二次電池１００を図示した斜視図であり、図１０は、本発明に係る二次電池１００とＴ型端子構造体２００－Ｔの結合構造を図示した斜視図である。

【0076】

端子構造体２００の基本構造は、Ｗ型端子構造体２００－ＷとＴ型端子構造体２００－Ｔがほぼ同じであるので、以下ではＴ型端子構造体２００－Ｔの特徴的な構成を中心に説明する。

【0077】

Ｔ型端子構造体２００－Ｔは、延長端子２２０上に備えられる接続端子４００を含み、接続端子４００は、二次電池１００の厚さ方向Ｔに向かって延長されている。接続端子４００とは、隣接する他の二次電池１００の延長端子２２０または接続端子４００と電気的に連結される補助端子または拡張端子を意味する。

【0078】

接続端子４００は、端子構造体２００の延長端子２２０に電気的に連結されている。例えば、図面のように、接続端子４００は延長端子２２０に一体に形成され得、図示されないが、別途製作された接続端子４００が延長端子２２０に接合されることもできる。

【0079】

接続端子４００は、二次電池１００の厚さ方向Ｔに延長されており、このような接続端子４００によって厚さ方向Ｔに整列された複数の二次電池１００が電気的に連結され得る。このような意味で、第２実施形態の端子構造体２００をＴ型端子構造体２００－Ｔと呼ぶ。

【0080】

このように、端子構造体２００に接続端子４００を備えることにより端子構造体２００同士を厚さ方向Ｔに連結することが可能となるので、複数の二次電池１００を別途のバスバーなしで接続端子４００を介して直結することにより互いに電気的に連結し得、これにより、バッテリーモジュールやパックの製造時に構造を単純化し、製造コストを削減し得るようになる。

【0081】

図１１は、接続端子４００の多様な実施形態を図示した図面であり、３つの実施形態が例示的に提示されている。

【0082】

第２実施形態のＴ型端子構造体２００－Ｔに備えられた接続端子４００は、二次電池１００の厚さ方向Ｔに沿って延長されているが、図１１の（ａ）および（ｂ）のように厚さ方向Ｔのいずれかの一方向（＋Ｔ方向または－Ｔ方向）のみに延長されている一方向接続端子４０１であるか、または（ｃ）のように両方向（＋Ｔ方向および－Ｔ方向）に延長されている両方向接続端子４０２であり得る。

【0083】

そして、接続端子４００の延長長さは画一的に定義することは難しいが、大体、二次電池１００の厚さ方向Ｔに直に隣接する他の二次電池１００の端子構造体２００上の延長端子２２０や接続端子４００に安定的に接合し得る長さを備える必要があると言える。

【0084】

上述したように、接続端子４００は、厚さ方向Ｔに隣接する他の二次電池１００の延長端子２２０または接続端子４００に対して電気的に連結されることにより、複数の二次電池１００を別途のバスバーなしで電気的に連結するためのものである。図１１に図示された接続端子４００の様々な実施形態は、多様な電気連結のために様々な組み合わせで適用され得る。

【0085】

図１２は、２つの二次電池１００が接続端子４００を介して並列に連結される構造を図示した図面である。厚さ方向Ｔに隣接する２つの二次電池１００は、それぞれ正極端子１２０と負極端子１３０にＴ型端子構造体２００－Ｔを備えており、２つの二次電池１００は、互いに対向する端子の極性が同じであるように整列されている。

【0086】

このように、同一極性の電極端子１２０または１３０が互いに対向するように厚さ方向Ｔに沿って整列された複数の二次電池１００は、隣接する端子構造体２００がＴ型端子構造体２００－Ｔを介して連結されることにより並列回路をなすことになる。

【0087】

図１２では、一方向接続端子４０１と延長端子２２０が互いに連結される実施形態で例示されており、二次電池１００が２つ例示されているが、このような並列連結は同じパターンで連続的に行われ得る。

【0088】

図１３は、３つの二次電池１００が接続端子４００を介して直列に連結される構造を図示した図面である。厚さ方向Ｔに隣接する３つの二次電池１００のうち２つの二次電池１００は、それぞれ正極端子１２０と負極端子１３０にＴ型端子構造体２００－Ｔを備えており、３つの二次電池１００は、互いに対向する二次電池１００の端子極性が逆になるように整列されている。

【0089】

互いに対向する二次電池１００の端子極性が逆になるため、隣接する端子構造体２００同士を接続端子４００で連結すると直列回路が形成される。ただし、図１２に図示されたように、接続端子４００の連結は、対向する二次電池１００のいずれか一側でのみ、そして、二次電池１００を１つずつ移動しながら交互に行われなければならない。

【0090】

このように、複数の二次電池１００を厚さ方向Ｔに、そして、電極端子１２０、１３０の極性を所望の回路連結に適合するように整列して接続端子４００を連結することにより、複数の二次電池１００を並列または直列に連結し得るようになる。

【0091】

一方、図１４は、本発明の第２実施形態に係る接続端子４００の他の例を図示した図面である。

【0092】

図１４の実施形態も複数の二次電池１００を厚さ方向Ｔに沿って接続端子４００を用いて直結し得ることは上述したのと同じであるが、接続端子４００を相互連結する構造に違いがある。

【0093】

図９～図１３に図示された実施形態において、Ｔ型端子構造体２００－Ｔに備えられた接続端子４００は、厚さ方向Ｔに直に隣接する他の二次電池１００の端子構造体２００上の延長端子２２０や接続端子４００に接合され得る長さに延長されており、接続端子４００の接合のための特別な構造を含んでいない。

【0094】

これに対して、図１４の実施形態においては、ある接続端子４００の端部は厚さ方向Ｔに開放されたスロット４１０を形成しており、それに対応して厚さ方向Ｔに隣接する他の二次電池１００の接続端子４００はスロット４１０に挿入され得る。

【0095】

図１５は、図１４の接続端子４００を用いて複数の二次電池１００が電気的に連結される構造を例示的に示す図面である。図１５には、３つの二次電池１００が図示されているが、中央に位置する二次電池１００のＴ型端子構造体２００－Ｔには図１１の（ｃ）に対応する両方向接続端子４０２を備えており、両方向接続端子４０２の両端部にはスロット４１０が形成されている。これに対応して、両側の二次電池１００は、スロット４１０がない単純な一方向接続端子４０１を備えており、２つの一方向接続端子４０１がそれぞれ両方向接続端子４０２のスロット４１０に挿入され相互連結されている。

【0096】

このように、図１４の実施形態によると、複数の二次電池１００をＴ型端子構造体２００－Ｔの接続端子４００がスロット構造をなすことにより、接続端子４００を相互結合して電気的に連結することが容易になる。すなわち、図９～図１３の実施形態においては、接続端子４００間の接合を伴ってこそ初めて複数の二次電池１００間の電気的連結が完成するが、図１４の実施形態によると、スロット構造を介して接続端子４００同士を強固に接触し得るので、組立状態でも電気的連結が行われる。

【0097】

もちろん、図１４の実施形態のスロット構造においても、スロット４１０を用いて一種の仮組立状態として接続端子４００同士を連結した後に、溶接などの接合過程を並行してより強固に連結を完成することも可能である。

【0098】

（第３実施形態）
第１実施形態においてはＷ型端子構造体２００－Ｗを、第２実施形態においてはＴ型端子構造体２００－Ｔを中心に説明した。上述したように、Ｗ型端子構造体２００－Ｗを用いれば複数の二次電池１００を直列に連結し得、Ｔ型端子構造体２００－Ｔを用いれば直列または並列に複数の二次電池１００を連結し得る。

【0099】

第３実施形態においては、複数の二次電池１００を直並列に連結することについて説明する。ここで、Ｗ型端子構造体２００－Ｗでは直列連結のみが可能であるので、Ｗ型端子構造体２００－ＷおよびＴ型端子構造体２００－Ｔを用いるか、またはＴ型端子構造体２００－Ｔのみを用いて直並列連結を具現し得る。

【0100】

図１６は、Ｗ型端子構造体２００－ＷおよびＴ型端子構造体２００－Ｔを用いて複数の二次電池１００を直並列に連結する一例を示している。

【0101】

幅方向Ｗに整列された複数の二次電池１００がＷ型端子構造体２００－Ｗの結束部材３００によって直列に連結された直列電池群５００が複数個備えられ、直列電池群５００の最外郭に位置する二次電池１００は、正極または負極の極性を有することになる。すなわち、各直列電池群５００は、直結された二次電池１００の個数に比例して容量が増加した１つの大きな二次電池１００と同等である。

【0102】

このような複数の直列電池群５００は厚さ方向Ｔに沿って整列され、図１２の並列連結と同様に、直列電池群５００の最外郭に位置する二次電池１００同士は、Ｔ型端子構造体２００－Ｔの接続端子４００によって並列に連結され、これにより、Ｗ型端子構造体２００－ＷとＴ型端子構造体２００－Ｔが組み合わされた直並列連結が行われる。

【0103】

図１７は、Ｔ型端子構造体２００－Ｔのみを用いた直並列連結の一例を図示している。

【0104】

具体的に説明すると、厚さ方向Ｔに整列された複数の二次電池１００は、Ｔ型端子構造体２００－Ｔの接続端子４００によって並列に連結された並列電池群６００が複数個備えられる。Ｔ型端子構造体２００－Ｔによる並列連結は図１２の実施形態に従う。

【0105】

そして、複数の並列電池群６００同士は、図１３の実施形態のように、Ｔ型端子構造体２００－Ｔの接続端子４００により並列電池群６００の互いに異なる極性を連結し、これにより、複数の二次電池１００は１つの直並列連結をなすことになる。

【0106】

ここでは図示されないが、１つの回路で連結された複数の二次電池１００はバスバーに直列に連結され、バスバーとの連結は、予め立てられた結合戦略に従ってＷ型端子構造体２００－ＷまたはＴ型端子構造体２００－Ｔを用いて行われ得る。

【0107】

そして、図１６および図１７は、Ｗ型端子構造体２００－ＷとＴ型端子構造体２００－Ｔを用いた直並列連結の一例を図示したものであって、より多くの二次電池１００をより複雑な直並列回路を形成するように連結することが可能であるのはもちろんである。

【0108】

以上、図面と実施形態などにより本発明をより詳細に説明した。しかしながら、本明細書に記載された図面または実施形態などに記載された構成は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではないので、本出願時点においてこれらを代替し得る多様な均等物と変形例があり得ることを理解すべきである。

【符号の説明】

【0109】

１００：二次電池
１１０：電池ケース
１２０：正極端子
１３０：負極端子
１４０：ベンティング部
１５０：キャッププレート
１６０：電極構造体
２００：端子構造体
２００－Ｗ：Ｗ型端子構造体
２００－Ｔ：Ｔ型端子構造体
２１０：端子本体
２２０：延長端子
２３０：延長配線
３００：結束部材
３１０：雌結束部材
３１２：溝
３１４：スロット
３２０：雄結束部材
３２２：突起
３２４：インサート
４００：接続端子
４０１：一方向接続端子
４０２：両方向接続端子
４１０：スロット
５００：直列電池群
６００：並列電池群
Ｗ：幅方向
Ｔ：厚さ方向
Ｈ：高さ方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11(a)】

【図11(b)】

【図11(c)】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【国際調査報告】