JP2012094481A - 二次電池の端子 - Google Patents

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Abstract

【課題】集電端子と締結端子をそれぞれ形成することで、集電効率および締結力を向上させることが可能な二次電池の端子を提供する。
【解決手段】二次電池のケース内の電極組立体に電気的に接続される集電端子と、集電端子に電気的および機構的に結合される第１固定副材と、第１固定副材に機構的に結合される締結端子と、締結端子に機構的に結合される第２固定副材と、を含んで形成される二次電池の端子が提供される。
【選択図】図３

Description

本発明は、二次電池の端子に関する。
二次電池（Ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ ｂａｔｔｅｒｙ）は、充電が実用的ではない一次電池とは異なり、充電および放電が実用的に可能な電池である。二次電池は、一つのバッテリセルがパックの形で包装された低容量電池の場合、携帯電話およびカムコーダのような携帯可能な小型電池機器に使用されており、バッテリセルが数十個連結された大容量電池の場合、スクータや、ハイブリッド自動車、電気自動車などのモータ駆動用電源として広く使用されている。
本発明の目的とするところは、集電端子と締結端子をそれぞれ形成することで、集電効率および締結力を向上させることが可能な、新規かつ改良された二次電池の端子を提供することにある。
また、本発明の他の目的とするところは、締結端子が下部固定副材にスライディング方式で結合されることで、バスバおよびボルトが締結端子に結合されるとき、締結端子が回転されないようにすることが可能な、新規かつ改良された二次電池の端子を提供することにある。
また、本発明の他の目的とするところは、集電端子を介した電流が相対的に断面積の大きい下部固定副材を介してバスバに伝達されるようにすることで、広い電流の通路を提供し、これによって端子の電気抵抗を減少させることが可能な、新規かつ改良された二次電池の端子を提供することにある。
また、本発明の他の目的とするところは、締結端子および上部固定副材を同種材質の金属で具備し、締結端子と上部固定副材における互いの溶接を容易にし、溶接の強度を向上させることが可能な、新規かつ改良された二次電池の端子を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、二次電池のケース内の電極組立体に電気的に接続される集電端子と、上記集電端子に電気的および機構的に結合される第１固定副材と、上記第１固定副材に機構的に結合される締結端子と、上記締結端子に機構的に結合される第２固定副材と、を含んで形成される二次電池の端子が提供される。
また、上記第２固定副材は、上記第１固定副材と重なって位置されてもよい。
また、上記集電端子は、第１固定副材にリベット打ちされてもよい。
また、上記第１固定副材は、上記集電端子の領域を貫通する第１貫通ホールを有し、上記第２固定副材は、上記集電端子の領域を貫通する第２貫通ホールを有してもよい。
また、上記第１固定副材は、上記第１貫通ホールを有する第１平坦領域と、上記第１貫通ホールを中心にして上記第１平坦領域の両側から延長される第１延長領域と、上記第１延長領域から延長されると共に、互いに対応しながら上記第１貫通ホールを中心に互いに向かう第２延長領域と、を含み、上記第１平坦領域、上記第１延長領域、および上記第２延長領域が共に第１チャンネルを定義してもよい。
また、上記締結端子は、上記第１チャンネルに結合される本体と、上記本体から延長されるボルト部とで形成されてもよい。
また、上記第２固定副材は、上記第２貫通ホールを有する第２平坦領域と、上記第２貫通ホールを中心にして上記第２平坦領域の両側から延長される第３延長領域と、を含み、上記第２平坦領域および上記第３延長領域が共に第２チャンネルを定義されてもよい。
また、上記本体は、上記第２チャンネルに接続され、上記本体が上記第１チャンネルおよび上記第２チャンネルに結合されるとき、上記第１チャンネルおよび上記第２チャンネルによって形成される空間に囲まれて固定されてもよい。
また、上記第３延長領域は、上記本体が上記第１チャンネルと上記第２チャンネルに結合されるとき、上記第１平坦領域の対応する両側面に近接してもよい。
また、上記第１延長領域と上記第３延長領域とは、上記本体が上記第１チャンネルおよび上記第２チャンネルに結合されるとき、上記本体の４側面に結合されてもよい。
また、上記第２固定副材は、上記第２貫通ホールを有する第２平坦領域と、上記第２貫通ホールを中心にして上記第２平坦領域の両側から延長される第３延長領域と、を含み、上記第２平坦領域および上記第３延長領域は、共に第２チャンネルを定義されてもよい。
また、上記締結端子は、上記第２チャンネルに結合される本体と、上記本体から延長されるボルト部と、を含んで形成されてもよい。
また、上記ボルト部は、上記第２平坦領域に溶接されてもよい。
また、上記締結端子は、第２固定副材に溶接されてもよい。
また、上記第２固定副材は、上記締結端子を上記第１固定副材に固定させてもよい。
また、上記集電端子は、上記第１固定副材を介して上記電極組立体からバスバに電流が流れるようにしてもよい。
また、上記第１固定副材は、上記集電端子および上記第１固定副材の接触領域より大きい上記バスバと、上記第１固定副材の接触領域とを介して、上記電流を上記バスバに流れるようにしてもよい。
また、上記締結端子および上記第２固定副材は、同じ材質で形成されてもよい。
また、上記第１固定副材および上記第２固定副材は、互いに異なる高さで形成されてもよい。
また、上記第１固定副材の高さは、上記第２固定副材の高さより高くてもよい。
本発明によれば、集電端子と締結端子がそれぞれ形成されることで、集電効率および締結力が向上される。
また、本発明によれば、締結端子が下部固定副材にスライディング方式で結合されることで、バスバおよびボルトが締結端子に結合されるとき、締結端子が回転されなくなる。
また、本発明によれば、集電端子を介した電流が相対的に断面積の大きい下部固定副材を介してバスバに伝達されることで、さらに広い電流の通路を提供し、これによって端子の電気抵抗を減少させることができる。
また、本発明によれば、締結端子および上部固定副材が同種材質の金属で具備されることによって、締結端子と上部固定副材の互いにおける溶接を容易とし、溶接の強度を優秀とすることができる。
本発明の一実施形態に係る二次電池を示す斜視図である。 図１のＩ−Ｉ’線に沿って切り取った二次電池を示す断面図である。 図２に示したＡの拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係る二次電池の端子の製造方法を示す順次説明図である。 本発明の一実施形態に係る二次電池の端子の製造方法を示す順次説明図である。 本発明の一実施形態に係る二次電池の端子の製造方法を示す順次説明図である。 本発明の一実施形態に係る二次電池の端子の製造方法を示す順次説明図である。 本発明の一実施形態に係る二次電池の端子の製造方法を示す順次説明図である。 本発明の一実施形態に係る二次電池の端子の製造方法を示す順次説明図である。 本発明の一実施形態に係る二次電池とバスバの結合方法を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る二次電池の端子とバスバの結合状態を示す断面図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
本発明の実施形態に係る二次電池は、多様な形状で製造することができる。本発明の実施形態に係る二次電池の形状としては、例えば、円状や角状が挙げられ、正極板と負極板との間に絶縁体であるセパレータ（ｓｅｐａｒａｔｏｒ）を介在して形成された電極組立体と、電解液とを共にケースに受容し、ケースにキャッププレートを設置して構成される。なお、電極組立体には、正極端子および負極端子が接続され、正極端子および負極端子は、キャッププレートを介して外部に露出および突出される。
図１は、本発明の一実施形態に係る二次電池を示す斜視図である。図２は、図１のＩ−Ｉ’線に沿って切り取られた二次電池を示す断面図である。図３は、図２に示したＡの拡大断面図である。
図１〜図３に示すように、本発明の一実施形態に係る二次電池は１００は、電極組立体１１０と、第１端子１２０と、第２端子１３９と、ケース１４０と、キャップ組立体１５０と、を含む。
電極組立体１１０は、例えば、薄い板状または膜状に形成された第１電極板１１１と、セパレータ１１３と、第２電極板１１２との積層体を巻き取るか重ねて形成される。ここで、第１電極板１１１は負極として動作してもよく、第２電極板１１２は正極として動作してもよい。もちろん、その反対であってもよい。
第１電極板１１１は、例えば銅やニッケルのような金属ホイルで形成された第１電極集電体に、例えば黒鉛や炭素などの第１電極活物質を塗布することで形成され、第１活物質が塗布されない領域である第１電極無地部１１１ａを含む。第１電極無地部１１１ａは、第１電極板１１１と第１電極板の外部との間における電流の流れの通路となる。一方、本発明の実施形態において第１電極板１１１の材質は、上記に限られない。
第２電極板１１２は、例えばアルミニウムのような金属ホイルで形成された第２電極集電体に、例えば遷移金属酸化物などの第２電極活物質を塗布することで形成され、第２活物質が塗布されない領域である第２電極無地部１１２ａを含む。第２電極無地部１１２ａは、第２電極板１１２と第２電極板の外部との間における電流の流れの通路となる。一方、本発明の実施形態において第２電極板１１２の材質は、上記に限られない。
上記のような第１電極板１１１および第２電極板１１２は、極性が異なるようにして配置されてもよい。
セパレータ１１３は、第１電極板１１１と第２電極板１１２との間に位置され、ショートを防止すると共にリチウムイオンの移動を可能にする役割を果たす。ここで、セパレータ１１３としては、例えば、ポリエチレンや、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンの複合フィルムが挙げられる。一方、本発明の実施形態においてセパレータ１１３の材質は、上記に限られない。
上記のような電極組立体１１０の両側の端部には、第１電極板１１１および第２電極板１１２それぞれに電気的に接続される、第１端子１２０と第２端子１３０とが結合される。
このような電極組立体１１０は、実質的に電解液と共にケース１４０に収納される。電解液は、例えば、ＥＣ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＣ（ｐｒｏｐｙｌｅｎ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＤＥＣ（ｄｉｅｔｙｌ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＥＭＣ（ｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈｙｌ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）またはＤＭＣ（ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）のような有機溶媒に、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４のようなリチウム塩が混ぜ合わされて形成されてもよい。また、電解液は、例えば、液体、固体またはゲル状であってもよい。
第１端子１２０は、例えば主に金属またはその等価物で形成され、第１電極板１１１と電気的に接続される。第１端子１２０は、第１集電板１２１と、第１集電端子１２２と、第１下部固定副材（または第１固定副材）１２３と、第１締結端子１２４および第１上部固定副材（または第２固定副材）１２５と、を含む。
第１集電板１２１は、電極組立体１１０の一側端部に突出された第１電極無地部１１１ａと接触される。実質的に、第１集電板１２１は、第１電極無地部１１１ａに溶接される。第１集電板１２１は、大略‘┌’の形に形成され、上部には端子ホール１２１ａが形成される。端子ホール１２１ａには、第１集電端子１２２が差し込まれて結合される。このような第１集電板１２１は、例えば、銅または銅合金で製造される。なお、このような材質で第１集電板１２１を限ることはない。
第１集電端子１２２は、後述するキャッププレート１５１を貫通して上部に一定の長さで突出および延長され、また、キャッププレートの下部から第１集電板１２１と電気的に接続される。第１集電端子１２２は、キャッププレート１５１の上部に一定の長さで突出および延長されると共に、キャッププレート１５１の下部には、第１集電端子１２２がキャッププレート１５１から抜けないよう、側部方向に延長されたフランジ１２２ａが形成されている。第１集電端子１２２のうちフランジ１２２ａの下部に形成された領域は、第１集電板１２１の第１端子ホール１２１ｄに差し込まれて溶接される。また、第１集電端子１２２のうちフランジ１２２ａの上部に形成された領域は、第１上部固定副材１２５に固定される。すなわち、第１集電端子１２２の上端は、後述する第１下部固定副材１２３に結合された後、リベット打ちされる。ここで、第１集電端子１２２は、キャッププレート１５１と電気的に絶縁される。このような第１集電端子１２２は、例えば、銅または銅合金およびその等価物のうちから選択されたいずれか一つで製造されてもよい。なお、このような材質で第１集電端子１２２を限ることはない。
第１下部固定副材（または第１固定副材）１２３は、第１平坦部（または第１平坦領域）１２３ａ、第１垂直切曲部（または第１延長領域）１２３ｂおよび第１水平切曲部（または第２延長領域）１２３ｃを含む。ここで、第１平坦部１２３ａ、第１垂直切曲部１２３ｂおよび第１水平切曲部１２３ｃが、第１チャンネルを定義する。第１平坦部１２３ａは、第１集電端子１２２が貫通されて結合されるよう、第１通空（または第１貫通空）を有する。第１切曲部１２３ｂは、第１平坦部１２３ａの両側から大略上部垂直方向に切曲および延長されて形成される。また、第１水平切曲部１２３ｃは、第１垂直切曲部１２３ｂの端部から大略内側水平方向に切曲および延長されて形成される。したがって、第１下部固定副材１２３は、第１平坦部１２３ａ、第１垂直切曲部１２３ｂおよび第１水平切曲部１２３ｃが大略‘Ｕ’字の形で形成され、内側に所定の空間（すなわち、第１チャンネル）を形成する。もちろん、上述したように、第１集電端子１２２は、例えば、第１平坦部１２３ａの第１通空に結合された後、上端がリベット打ちされる。したがって、第１集電端子１２２と第１下部固定副材１２３は、電気的および機械的に強く相互結合される。一方、このような第１下部固定副材１２３は、例えば、ステンレススチール、銅、銅合金およびその等価物のうちから選択されたいずれか一つであってもよく、ここでその材質を限ることはない。さらに、第１下部固定副材１２３とキャッププレート１５１とは、互いに絶縁されている。
第１締結端子１２４は、本体１２４ａと、ボルト部１２４ｂと、を含む。本体１２４ａは、第１下部固定副材１２３の第１平坦部１２３ａ、第１垂直切曲部１２３ｂおよび第１水平切曲部１２３ｃによって形成された空間に、例えばスライディング方式で結合される。このような本体１２４ａは、実質的に大略六面体の形を有する。したがって、本体１２４ａは、第１集電端子１２２および第１下部固定副材１２３に電気的および機械的に結合される。しかし、第１下部固定副材１２３は、第１垂直切曲部１２３ｂおよび第１水平切曲部１２３ｃが互いに対向される二つの方向にだけ形成されているため、本体１２４ａもまた実質的に互いに対向される二つの方向だけが第１下部固定副材１２３によって拘束される。ボルト部１２４ｂは、本体１２４ａから上部方向に一定の長さで突出および延長されており、表面に多数のねじ山が形成されている。一方、このような第１締結端子１２４は、例えば、ステンレススチール、銅、銅合金およびその等価物のうちから選択されたいずれか一つであってもよく、ここでその材質を限ることはない。
第１上部固定副材（または第２固定副材）１２５は、第１平坦部（または第２平坦領域）１２５ａおよび第１垂直切曲部（または第３延長領域）１２５ｂを含む。ここで、第１平坦部１２５ａおよび第１垂直切曲部１２５ｂが第２チャンネルを定義する。第１平坦部１２５ａには、第１締結端子１２４のボルト部１２４ｂが貫通されて結合されるよう、第１貫通ホール（または第２貫通ホール）が形成されている。第１垂直切曲部１２５ｂは、第１平坦部１２５ａの両側端から大略下部垂直方向に切曲されている。したがって、第１平坦部１２５ａおよび第１垂直切曲部１２５ｂは、大略‘∩’字の形で形成され、内側に所定の空間（すなわち、第２チャンネル）を形成する。さらに、第１垂直切曲部１２５ｂは、第１締結端子１２４の本体１２４ａおよび第１下部固定副材１２３のうち第１平坦部１２３ａに密着されている。すなわち、第１上部固定副材１２５の第１垂直切曲部１２５ｂと第１下部固定副材１２３の第１垂直切曲部１２３ｂとは、互いに重ならない。言い換えると、第１上部固定副材１２５の第１垂直切曲部１２５ｂが４つの辺のうち対向する２つの辺に形成され、第１下部固定副材１２３の第１垂直切曲部１２３ｂが残りの対向する２つの辺に形成される。このようにして、第１下部固定副材１２３および第１上部固定副材１２５によって第１締結端子１２４が完璧に拘束される。一方、このような第１締結端子１２４は、例えば、ステンレススチール、銅、銅合金およびその等価物のうちから選択されたいずれか一つであってもよく、ここでその材質を限ることはない。また、第１上部固定副材１２５の第１平坦部１２３ａと第１締結端子１２４のボルト部１２４ｂは、互いに溶接されることもある。図面のうち、溶接部は図面符号１２６で示されている。さらに、溶接は同じ材質の第１締結端子１２４と第１上部固定副材１２５の間に行われるため、溶接が容易であるだけでなく溶接の品質および強度も優れている。
第２端子１３０もまた、例えば主に金属またはその等価物で形成され、第２電極板１１２と電気的に接続される。第２端子１３０は、第２集電板１３１と、第２集電端子１３２と、第２下部固定副材１３３と、第２締結端子１３４と、第２上部固定副材１３５と、を含む。ここで、第２端子１３０の形態は第１端子１２０の形態と同一であってもよい。したがって、その形態に対する説明は省略する。ただし、第２集電板１３１および第２集電端子１３２は、例えば主にアルミニウム、アルミニウム合金およびその等価物のうちから選択されたいずれか一つであってもよいが、このような材質で本発明を限ることはない。また、第２下部固定副材１３３、第２締結端子１３４および第２上部固定副材１３５は、例えば主にステンレススチール、アルミニウム、アルミニウム合金およびその等価物のうちから選択されたいずれか一つであってもよく、ここでその材質を限ることはない。
また、第２下部固定副材１３３は、キャッププレート１５１と電気的に接続されてもよく、したがって後述するキャッププレート１５１およびケース１４０は、第２端子１３０のような極性（例えば正極）を有してもよい。
このようにして、本発明の一実施形態では、集電端子１２２、１３２と締結端子１２４、１３４とが別途に形成される。すなわち、本発明の実施形態に係る二次電池は、電極組立体から電気を集める集電端子１２２、１３２と、機構的にバスバが結合される締結端子１２４、１３４とが別途に具備される。したがって、本発明の実施形態に係る二次電池では、二次電池の集電効果と締結力が共に向上される。なお、集電端子１２２、１３２と締結端子１２４、１３４とが別途に形成されるにもかかわらず、集電端子１２２、１３２と締結端子１２４、１３４の中心軸は同じである。したがって、端子１２０、１３０の幅を相対的に小さく維持することができる。
さらに、本発明の一実施形態に係る二次電池は、大略‘Ｕ’字の形で形成された下部固定副材１２３、１３３と、大略‘∩’字の形で形成された上部固定副材１２５、１３５とによって締結端子１２４、１３４が完璧に拘束されることで、締結端子１２４、１３４にバスバを結合した後ナットを締めるとき、締結端子１２４、１３４が全く回転しなくなる。したがって、締結端子１２４、１３４にナットを強いトルクで締めてもよく、したがってバスバと締結端子の間における締結力が向上される。
なお、本発明の一実施形態に係る二次電池では、集電端子１２２、１３２を介した電流が相対的に断面積の大きい下部固定副材１２３、１３３を介してバスバに伝達されることで、電流の通路が広くなり、したがって端子１２０、１３０の電気抵抗が減少する。
一方、ケース１４０は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金またはニッケルがめっきされたスチルのような導電性金属で形成され、電極組立体１１０、第１端子１２０および第２端子１３０が挿入および安着できる開口部が形成された大略六面体の形状で形成される。図２では、ケース１４０とキャップ組立体１５０が結合された状態で示されているため開口部が示されていないが、キャップ組立体１５０の周縁部分が実質的に開放された部分である。一方、ケース１４０の内面は絶縁処理され、電極組立体１１０、第１端子１２０、第２端子１３０およびキャップ組立体１５０と絶縁されてもよい。
キャップ組立体１５０は、ケース１４０に結合される。キャップ組立体１５０は、具体的にキャッププレート１５１と、シールガスケット１５２と、栓１５３と、安全ベント１５４と、上部絶縁副材１５５と、下部絶縁副材１４５と、を含む。もちろん、シールガスケット１５２、上部絶縁副材１５５および下部絶縁副材１５６は、第１端子１２０および第２端子１３０の構成要素としてみなすこともできる。
キャッププレート１５１は、ケース１４０の開口を密封し、ケース１４０と同じ材質で形成されてもよい。例えば、キャッププレート１５１は、レーザ溶接方式でケース１４０に結合されてもよい。ここで、キャッププレート１５１は、上述したように第２端子１３０と同じ極性を有してもよいため、キャッププレート１５１およびケース１４０は同じ極性を有してもよい。
シールガスケット１５２は、絶縁性材質で第１種電端子１２２および第２集電端子１３２それぞれとキャッププレート１５１の間に形成され、第１集電端子１２２および第２集電端子１３２それぞれとキャッププレート１５１の間を密封する。このようなシールガスケット１５２は、外部の水分が二次電池１００の内部に浸透しないようにするか、二次電池１００の内部に受容された電解液が外部に流出されないようにする。
栓１５３は、キャッププレート１５１の電解液注入口１５１ａを密封し、安全ベント１５４は、キャッププレート１５１のベントホール１５１ｂに設置され、設定された圧力で開放されるようにノッチ１５４ａが形成されてもよい。
上部絶縁副材１５５は、第１下部固定副材１２３および第２下部固定副材１３３ぞれぞれとキャッププレート１５１の間に形成される。また、上部絶縁副材１５５は、キャッププレート１５１と密着される。なお、上部絶縁副材１５５は、シールガスケット１５２にも密着されてもよい。このような上部絶縁副材１５５は、第１下部固定副材１２３および第２下部固定副材１３３それぞれとキャッププレート１５１を絶縁させる。
下部絶縁副材１５６は、第１集電板１２１および第２集電板１３１それぞれとキャッププレート１５１の間に形成され、不必要な電気的ショートの発生を防止する。すなわち、下部絶縁副材１５６は、第１集電板１２１とキャッププレート１５１の間の短絡（ショート）、そして第２集電板１３１とキャッププレート１５１の間の短絡を防止する。さらに、このような下部絶縁副材１５６は、第１集電端子１２２と第２集電端子１３２それぞれとキャッププレートの間にも形成されることで、第１集電端子１２２と第２集電端子１３２それぞれとキャッププレート１５１との間の不必要なショートも防止する。
図４ａ〜図４ｆは、本発明の一実施形態に係る二次電池の端子の製造方法を示す順次説明図である。以下では、第１端子および第２端子の構造が同じであるため、第１端子を基準に説明する。
図４ａに示すように、第１集電端子１２２がキャッププレート１５１に結合される。もちろん、この際第１集電端子１２２は、シールガスケット１５２によってキャッププレート１５１と電気的に絶縁される。ここで、キャッププレート１５１の表面には突起１５１ｂが形成されており、突起１５１ｂは後述する上部絶縁副材１５５に結合される。
図４ｂに示すように、第１集電端子１２２に上部絶縁副材１５５が結合される。言い換えると、上部絶縁副材１５５に貫通ホール１５５ｄが形成されているが、貫通ホール１５５ｄに第１集電端子１２２が貫通されて結合される。
もちろん、上部絶縁副材１５５はキャッププレート１５１に安着され、また突起１５１ｂにも結合される。したがって、上部絶縁副材１５５は第１集電端子１２２を中心に回転しない。さらに、第１集電端子１２２は、依然として上部絶縁副材１５５を貫通して上部に一定の長さで延長された形態を有する。
図４ｃに示すように、大略‘Ｕ’字の形で形成された第１下部固定副材１２３が第１集電端子１２２に結合される。言い換えると、第１下部固定副材１２３のうち第１平坦部１２３ａに貫通ホール１２３ｄが形成されているが、貫通ホール１２３ｄに第１集電端子１２２が貫通されて結合される。この際、第１下部固定副材１２３の第１平坦部１２３ａは、上部絶縁副材１５５に密着される。したがって、第１下部固定副材１２３とキャッププレート１５１とは電気的に絶縁される。
さらに、第１集電端子１２２の上端は、例えばリベット打ちツールによってリベット打ちされる。したがって、第１集電端子１２２の上端は、第１下部固定副材１２３のうち第１平坦部１２３ａに電気的にだけでなく、機械的にも完全に固定される。
ここで、第１下部固定副材１２３は、第１平坦部１２３ａの両側に大略上部垂直方向に切曲された第１垂直切曲部１２３ｂと、第１垂直切曲部１２３ｂから大略内側水平方向に切曲された第１水平切曲部１２３ｃと、を含む。したがって、第１下部固定副材１２３は、第１平坦部１２３ａ、第１垂直切曲部１２３ｂおよび第１水平切曲部１２３ｃが大略‘Ｕ’字の形を有し、内部に所定の空間（第１チャンネル）を形成する。なお、空間は、前後方向または左右方向に開放されている。したがって、後述する第１締結端子１２４は、例えばスライディング方式で第１下部固定副材１２３に結合されてもよい。
図４ｄに示すように、第１締結端子１２４が第１下部固定副材１２３に、例えばスライディング方式で結合される。すなわち、第１下部固定副材１２３の第１平坦部１２３ａ、第１垂直切曲部１２３ｂおよび第１水平切曲部１２３ｃによって形成された所定の空間に第１締結端子１２４が側部方向でスライディング方式で結合される。ここで、第１締結端子１２４は、本体１２４ａと、ボルト部１２４ｂと、を含み、実質的に本体１２４ａが第１下部固定副材１２３に結合される。さらに、ボルト部１２４ｂは、第１下部固定副材１２３の上部方向に一定の長さで突出された形を有する。
図４ｅに示すように、大略‘∩’字の形で形成された第１上部固定副材１２５が第１締結端子１２４に結合される。すなわち、第１上部固定副材１２５のうち第１平坦部１２５ａに形成された貫通ホール１２５ｄに第１締結端子１２４のボルト部１２４ｂが結合される。さらに、第１上部固定副材１２５は、第１平坦部１２５ａから大略下部垂直方向に切曲された第１垂直積極部１２５ｂを含み、このような第１垂直切曲部１２５ｂが第１締結端子１２４の本体１２４ａを大略塞ぐ。なお、第１上部固定副材１２５の第１垂直切曲部１２５ｂは、第１下部固定副材１２３のうち第１平坦部１２３ａの側面も塞ぐ。このようにして、第１締結端子１２４のうち、特に本体１２４ａは、第１下部固定副材１２３および第２上部固定副材１２５によって完璧に拘束され、外力によって回転されない。
図４ｆに示すように、溶接ツールによって第１締結端子１２４のボルト部１２４ｂと第１上部固定副材１２５の第１平坦部１２５ａが互いに溶接されて固定される。すなわち、第１締結端子１２４のボルト部１２４ｂと第１上部固定副材１２５の第１平坦部１２５ａの間に溶接領域１２６が形成される。ここで、第１締結端子１２４と第１上部固定副材１２５は、実質的に同じ金属材質であるため、溶接が容易で、また溶接の強度も優秀である。さらに、第１締結端子１２４の本体１２４ａは、既に第１下部固定副材１２３および第２上部固定副材１２５によって完璧に拘束された状態であるため、図４ｆに示した溶接工程は省略されるか、または最小領域だけにおける溶接も可能である。さらに、図４ｆでは溶接領域１２６が大略円形のリングの形で示されているが、このような溶接領域１２６はいくつかのポイントで形成されてもよい。すなわち、溶接領域は１２６は、第１締結端子１２４と第１上部固定副材１２５とを単に固定させる程度であれば充分であり、非常に大きい強度を要するものではない。
図５は、本発明の一実施形態に係る二次電池とバスバの結合方法を示す説明図である。
図５に示すように、多数の二次電池１００は、導電性バスバ２１０によって直列または／および並列で接続されてもよい。ここで、バスバ２１０は両側に貫通ホール２１０ｄが形成されており、このような貫通ホール２１０ｄに二次電池１００に具備された第１締結端子１２４および第２締結端子１３４が結合される。さらに、バスバ２１０を貫通した第１締結端子１２４および第２締結端子１３４には、ナット２１１が強いトルクで結合される。
したがって、バスバ２１０は、第１締結端子１２４および第２締結端子１３４にナット２１１で結合されると共に、第１下部固定副材１２３および第２下部固定副材１３３に強く密着される。
このようにして、バスバが締結端子にナットを介して強く結合されることで、バスバと締結端子の間における締結力が向上される。なお、集電端子、下部固定副材およびバスバを介して相対的に大きい電流の通路が形成されることで、端子の電気抵抗が小さくなる。
図６は、本発明の一実施形態に係る二次電池の端子とバスバの結合状態を示す断面図である。
図６に示したように、バスバ２１０は締結端子１２４に結合される。すなわち、バスバ２１０の貫通ホール２１０ｄに締結端子１２４のボルト部１２４ｂが結合される。また、バスバ２１０の上部領域に対応されるボルト部１２４ｂにはナット２１１が結合されることで、バスバ２１０は下部固定副材１２３に強く密着される。したがって、集電端子１２３とバスバ２１０との間に相対的に断面積が大きい下部固定副材１２３が介在されることで、電流の通路が増加するし、また接触電気抵抗が減少する。なお、下部固定副材１２３の高さが上部固定副材１２５の高さより高いことで、バスバ２１０は下部固定副材１２３にだけ強く密着され、不必要に電流の通路が分散されないようにする。
また、ナット２１１は、相対的に強いトルクでボルト部１２４ｂに締められてもよい。すなわち、ナット２１１に強いトルクが適用されても、集電端子１２２にはどのような悪影響も及ばないためである。言い換えると、ナット２１１に強いトルクが加えられる場合、強いトルクは全て締結端子１２４に伝達されるだけであり、このように締結端子１２４に加えられた強いトルクが集電端子１２２にまで伝達されない。したがって、従来に比べナット２１１を強いトルクで締めてもよく、これによってバスバ２１０と端子１２０、１３０の間における組立強度が向上され、したがって振動および衝撃に対する耐性が向上される。
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説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、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、そ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。
１００ 二次電池
１１０ 電極組立体
１２０ 第１端子
１２１ 第１集電板
１２２ 第１集電端子
１２３ 第１下部固定副材
１２４ 第１締結端子
１２５ 第１上部固定副材
１３０ 第２端子
１３１ 第２集電板
１３２ 第２集電端子
１３３ 第２下部固定副材
１３４ 第２締結端子
１３５ 第２上部固定副材
１４０ ケース
１５０ キャップ組立体
１５１ キャッププレート
１５２ シールガスケット
１５３ 栓
１５４ 安全ベント
１５５ 上部絶縁副材
１５６ 下部絶縁副材

Claims (20)

  1. 二次電池のケース内の電極組立体に電気的に接続される集電端子と、
    前記集電端子に電気的および機構的に結合される第１固定副材と、
    前記第１固定副材に機構的に結合される締結端子と、
    前記締結端子に機構的に結合される第２固定副材と、
    を含んで形成されることを特徴とする、二次電池の端子。
  2. 前記第２固定副材は、前記第１固定副材と重なって位置されることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池の端子。
  3. 前記集電端子は、第１固定副材にリベット打ちされることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池の端子。
  4. 前記第１固定副材は、前記集電端子の領域を貫通する第１貫通ホールを有し、
    前記第２固定副材は、前記集電端子の領域を貫通する第２貫通ホールを有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の二次電池の端子。
  5. 前記第１固定副材は、
    前記第１貫通ホールを有する第１平坦領域と、
    前記第１貫通ホールを中心にして前記第１平坦領域の両側から延長される第１延長領域と、
    前記第１延長領域から延長されると共に、互いに対応しながら前記第１貫通ホールを中心に互いに向かう第２延長領域と、
    を含み、
    前記第１平坦領域、前記第１延長領域、および前記第２延長領域が共に第１チャンネルを定義することを特徴とする、請求項４に記載の二次電池の端子。
  6. 前記締結端子は、
    前記第１チャンネルに結合される本体と、
    前記本体から延長されるボルト部と、
    で形成されることを特徴とする、請求項５に記載の二次電池の端子。
  7. 前記第２固定副材は、
    前記第２貫通ホールを有する第２平坦領域と、
    前記第２貫通ホールを中心にして前記第２平坦領域の両側から延長される第３延長領域と、
    を含み、
    前記第２平坦領域および前記第３延長領域が共に第２チャンネルを定義することを特徴とする、請求項６に記載の二次電池の端子。
  8. 前記本体は、前記第２チャンネルに接続され、
    前記本体が前記第１チャンネルおよび前記第２チャンネルに結合されるとき、
    前記第１チャンネルおよび前記第２チャンネルによって形成される空間に囲まれて固定されることを特徴とする、請求項７に記載の二次電池の端子。
  9. 前記第３延長領域は、
    前記本体が前記第１チャンネルと前記第２チャンネルに結合されるとき、
    前記第１平坦領域の対応する両側面に近接することを特徴とする、請求項８に記載の二次電池の端子。
  10. 前記第１延長領域と前記第３延長領域とは、
    前記本体が前記第１チャンネルおよび前記第２チャンネルに結合されるとき、
    前記本体の４側面に結合されることを特徴とする、請求項８に記載の二次電池の端子。
  11. 前記第２固定副材は、
    前記第２貫通ホールを有する第２平坦領域と、
    前記第２貫通ホールを中心にして前記第２平坦領域の両側から延長される第３延長領域と、
    を含み、
    前記第２平坦領域および前記第３延長領域は、共に第２チャンネルを定義することを特徴とする、請求項４に記載の二次電池の端子。
  12. 前記締結端子は、
    前記第２チャンネルに結合される本体と、
    前記本体から延長されるボルト部と、
    を含んで形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の二次電池の端子。
  13. 前記ボルト部は、前記第２平坦領域に溶接されることを特徴とする、請求項１２に記載の二次電池の端子。
  14. 前記締結端子は、第２固定副材に溶接されることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池の端子。
  15. 前記第２固定副材は、前記締結端子を前記第１固定副材に固定させることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池の端子。
  16. 前記集電端子は、前記第１固定副材を介して前記電極組立体からバスバに電流が流れるようにすることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池の端子。
  17. 前記第１固定副材は、前記集電端子および前記第１固定副材の接触領域より大きい前記バスバと、前記第１固定副材の接触領域とを介して、前記電流を前記バスバに流れるようにすることを特徴とする、請求項１６に記載の二次電池の端子。
  18. 前記締結端子および前記第２固定副材は、同じ材質で形成されることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池の端子。
  19. 前記第１固定副材および前記第２固定副材は、互いに異なる高さで形成されることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池の端子。
  20. 前記第１固定副材の高さは、前記第２固定副材の高さより高いことを特徴とする、請求項１９に記載の二次電池の端子。
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