JP2012190779A - 部品を接着させたキャップ組立体を含む二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】組立性が向上した二次電池を提供する。
【解決手段】電極組立体が収容された缶を密封するキャップ組立体の上部キャップとＰＴＣサーミスタとを導電性接着剤で接着して一体化する。ＰＴＣサーミスタと上部キャップとを導電性接着剤によって接着させ、一つの部品として構成する。上部キャップとＰＴＣサーミスタとを接着する導電性接着剤は、接着力の優秀なエポキシ樹脂、アクリル樹脂、変性ウレタン樹脂などの合成樹脂と合成ゴムに、導電性の優秀な銀、ニッケルなどの金属粉と、カーボンとを均一に混合分散させた導電性接着剤である。キャップ組立体を構成するベントを一定の高温でその突出部が縮むようにするか、正常温度で下部へ突出された突出部が温度１００℃で上部へ突出するように製作することによって、ＰＴＣサーミスタに取って代わることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、部品を接着させたキャップ組立体を含む二次電池に関する。さらに具体的には、上部キャップと、ＰＴＣサーミスタと、セーフティベントと、絶縁部材と、電流遮断素子およびサブプレートとの中の二つ以上を導電性接着剤によって各々接着させて一体化し、部品数を減らすことによって、電池の組立性を向上させることができ、振動や落下などの外部衝撃によって接触不良が発生しない安全性を有することができる部品を接着させたキャップ組立体を含む二次電池に関する。

モバイル機器における技術開発と需要が増加するにつれて、エネルギー源としての二次電池の需要が急激に増加していて、そのような二次電池の中で高いエネルギー密度と放電電圧のリチウム二次電池について、多くの研究が行われ、また常用化されて広く使われている。

一般的に電池は、化学電池と物理電池とに大別され、化学電池は、一次電池および二次電池、そして燃料電池と分けられる。

前記二次電池には、ニッケル／カドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）二次電池、ニッケル／水素（Ｎｉ−ＭＨ）二次電池、密閉鉛酸（ＳＬＡ）二次電池、リチウム（Ｌｉ）イオン二次電池、リチウム（Ｌｉ）−ポリマー二次電池および再使用可能なアルカリ（Ｒｅｕｓａｂｌｅ ａｌｋａｌｉｎｅ）二次電池などがある。

これらの中でリチウムイオン二次電池が、高い作動電圧および電圧密度などの理由で広範囲に使われている。

ただ、前記リチウムイオン二次電池は、一定の電圧以上に過充電される場合には、正極活物質と電解液との副反応が多くなり、ともすると、正極活物質の構造崩壊および電解液の酸化反応などが伴われ、負極活物質からリチウムが析出される。このような状態で、引き続き充電が行われると、リチウムイオン二次電池が発火するか、爆発する可能性がある。

したがって、このような問題を解決するために、円筒形二次電池のキャップ組立体は、一般的に電池の内部圧力、または、内部温度が一定水準以上であれば、電流の流れを遮断し、内部気体を外部へ流出することができる安全装置を含むことになる。このような安全装置の例としては、電流遮断素子、ベント、ＰＴＣサーミスタなどがある。

しかし、このようにキャップ組立体に電流遮断素子、ベント、ＰＴＣサーミスタなどのような二次電池の安全性を向上させるための手段を追加する場合、振動などのような外部衝撃時、接触面の抵抗が増加されて均一な出力を提供することが難しい。

図１には、ＰＴＣサーミスタを備える従来の円筒形二次電池の構造を示す垂直断面図が図示される。

従来の円筒形二次電池（１）は、円筒形缶（２）と、缶（２）の内部に収容されるジェリーロール型の電極組立体（３）と、缶（２）の上部に結合されるキャップアセンブリ（４）およびキャップアセンブリ（４）を装着するためのクリンピング部位（５）とで構成されている。

電極組立体（３）は、陽極（３ａ）と陰極（３ｂ）との間に分離膜（３ｃ）を介在した状態でジェリーロール型に巻いた構造となっていて、陽極（３ａ）には陽極タブ（３ｄ）が付着され、キャップアセンブリ（４）に接続されていて、陰極（３ｂ）には陰極タブ（未図示）が付着され、缶（２）の下端に接続されている。

キャップアセンブリ（４）は、陽極端子を形成する上端キャップ（４ａ）、電池内部の温度が上昇する時、電池抵抗が大きく増加して電流を遮断するＰＴＣ素子（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｅｌｅｍｅｎｔ；４ｂ）、電池内部の圧力が上昇する時、電流を遮断、および／または、ガスを排気するセーフティベント（４ｃ）、特定部分を除いてセーフティベント（４ｃ）をキャッププレート（４ｅ）から電気的に分離させる絶縁部材（４ｄ）、陽極（３ａ）に連結された陽極タブ（３ｄ）が接続されているキャッププレート（４ｅ）が順次的に積層されている構造となっている。

クリンピング部位（５）は、キャップアセンブリ（４）を缶（２）の開放上端に装着できるように、缶（２）の上端に形成されている。さらに具体的には、クリンピング部位（５）は、缶（２）の上端部をビーディング加工することによって、内側に湾入部（２ａ）を形成し、ガスケット（６）にキャッププレート（４ｅ）、絶縁部材（４ｄ）、セーフティベント（４ｃ）および上端キャップ（４ａ）の外周面を順に挿入した後、上端部を折曲げることによって形成される。

結果的に、クリンピング部位（５）の内側面に位置するガスケット（６）を包む形となり、クリンピング（ｃｒｉｍｐｉｎｇ）およびプレッシング工程を行うことによってキャップアセンブリ（４）を装着する。

また、特許文献１には、キャッププレートを含むベアセルと、上記ベアセル上に位置し、上記キャッププレートと接触する印刷回路基板を含む保護回路モジュールと、を含む二次電池が記載されている。

特開２０１０−０７３６９６号公報

このように、缶の上部に結合されるキャップ組立体およびキャップ組立体を装着するためのクリンピング構造として構成された副ＰＴＣ素子は、一般的に常温でもおおよそ７〜３２ｍΩくらいの電気抵抗を示し、さらに温度の上昇によって急な抵抗上昇を誘発して振動などの外部衝撃時、上端キャップ、ＰＴＣ素子、セーフティベントおよびキャッププレートの接触面は、抵抗の変化が２０〜３０ｍΩくらい増加するようになるため、均一な出力を提供することができない。

このような内部抵抗の増加は、二次電池から発熱を誘発して電池の安全性が問題となる可能性があり、電池の性能を低下させる主要原因として作用する。

また、円筒形二次電池のキャップ組立体は、外部衝撃に対し、密封性が落ちて、電気的な接続部位等の抵抗が可変的であって、安全性が低く、求める水準の電池性能を発揮することが難しい。

二次電池のキャップ組立体は、各々の構成要素等を個別に挿入しなければならないため、取り扱いが厄介であって、部品ごとに組立工程が必要となるため、部品数ほどの組立工程が要るため、組立工程の効率が低下される問題があった。

また、キャップ組立体の構成要素等が単純に積層された構造であるため、構成要素等の間の密着性が落ちて、電池の内部で発生するガスが漏出する恐れがある。

本発明は、前記のような従来技術の問題を解決するためのものであり、本発明の目的は、二次電池の組立工程を簡素化することができるようにキャップ組立体を構成する部品等を一つ以上互いに接着して一体化し、部品数を減少させて、組立性を向上させることができる部品を接着させたキャップ組立体を含む二次電池を提供することにある。

本発明の他の目的は、キャップ組立体を構成する部品等を一つ以上互いに接着して一体化し、外部衝撃や振動によって互いに分離されて接触抵抗が増加しないようにすることができる部品を接着させたキャップ組立体を含む二次電池を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の一実施例によるキャップ組立体は、上部キャップと、ＰＴＣサーミスタと、セーフティベントと、絶縁部材およびキャッププレートとで構成され、上部キャップとＰＴＣサーミスタとを導電性接着剤によって接着して一体化することによって、キャップ組立体の部品数を減少させ、キャップ組立体の組立工程を簡素化することができ、外部衝撃によって曲がったり、接触不良が発生したりすることがないようにすることができる。

前記上部キャップは、導電性接着剤（例えば、ソルダ（はんだ）、シルバーペースト（銀ペースト）、ＡＣＭ（異方性導電接着剤）など）によって、前記サーミスタの上部に接着されて一体化することができる。

ソルダによって前記上部キャップと前記ＰＴＣサーミスタとを接着する場合、前記ソルダの厚さは、内部抵抗を大きく増加させない厚さ（例えば、１０μｍ乃至６０μｍ）が好ましい。

導電性接着剤は、接着力の優秀なエポキシ樹脂、アクリル樹脂、変性ウレタン樹脂などの合成樹脂と合成ゴムとに導電性の優秀な銀、ニッケルなどの金属粉とカーボンとを均一に混合分散させた導電性接着剤であることがある。

本発明の一実施例による導電性接着剤の厚さは、１０μｍ以下であることを特徴とする。

本発明の一実施例による二次電池のキャップ組立体を構成するベントは、アルミニウム、アルミニウム合金、または、形状記憶合金の中のいずれか一つ以上と構成され、一定の高温でその突出部が縮むようにするか、正常温度で下部へ突出された突出部が温度１００℃で上部へ突出するように製作されることを特徴とする。

本発明の一実施例による電極組立体と、前記電極組立体を収容する缶および前記缶を密封するキャップ組立体とを含む二次電池のキャップ組立体は、前記電極組立体に電気的に連結されたサブプレートと、ベントと絶縁材および電流遮断素子とを組立てた状態で前記ベントをサブプレートに超音波溶接によってその突出部が接着されるようにして一体化し、前記ベントに導電性接着剤によって電気的に連結されて接着される同時に電極端子として機能する上部キャップを含むことを特徴とする。

本発明の一実施例による電極組立体と、前記電極組立体を収容する缶および前記缶を密封するキャップ組立体とを含む二次電池のキャップ組立体は、上部キャップとＰＴＣサーミスタとを導電性接着剤で接着させ、同時にＰＴＣサーミスタとベントとを導電性接着剤で接着させるのみならず、ベントと絶縁材および電流遮断素子とを組立てた状態でベントの突出部とサブプレートとを超音波溶接で接着して一体化したことを特徴とする。

本発明による二次電池のキャップ組立体によると、上部キャップに導電性接着剤によって接着されたＰＴＣサーミスタを含めてキャップ組立体の組立工程を減らし、生産性を高めることができて、落下、振動などによる外力によって内部接触抵抗の変動が発生しないようにして二次電池の安定性を向上させることができて、上部キャップとＰＴＣサーミスタを導電性接着剤（例えば、ソルダリング（はんだ付け）、シルバーペーストなど）によって接着させることによって二次電池の組立性を向上させることができる。

また、キャップ組立体を構成するベントを一定の高温でその突出部が上を向くようにして、ベントとサブプレートとの間に電流を遮断するようにして、ＰＴＣサーミスタを使わずに、二次電池から発生する高温によって電流を遮断することができるようにして、部品数を減らすことによって原価を節減し、生産費および生産性を向上させることができる。

ＰＴＣサーミスタを備える従来の円筒形二次電池の構造を示す垂直断面図である。 本発明の実施例による二次電池のキャップ組立体の構成を示す分解斜視図である。 図２に図示された缶に収容される電極組立体の分解斜視図である。 本発明によって導電性接着剤によって接着された上部キャップとサーミスタの断面図である。 本発明によって上部キャップとＰＴＣサーミスタとを接着したキャップ組立体と、単純に上部キャップにＰＴＣサーミスタを積層した場合にスイッチング電流の比較を示すグラフである。 本発明によって上部キャップとＰＴＣサーミスタとを接着したキャップ組立体と、単純に上部キャップにＰＴＣサーミスタを積層した場合にトリップ速度の比較を示すグラフである。 本発明による上部キャップとサーミスタとの組立体と、従来のサーミスタ単品の温度抵抗特性の試験結果である。 本発明による上部キャップとサーミスタとの接着組立体を一定の電圧と電流条件でトリップ回数を繰り返して抵抗変化を試験した結果である。 単品ＰＴＣサーミスタが外部衝撃で曲がった状態（ａ）と、本発明による上部キャップとサーミスタとの接着組立体が外部衝撃によって曲がることのない状態（ｂ）とを示す図である。 本発明によってキャップ組立体を構成する上部キャップと、ＰＴＣサーミスタと、ベントと、電流遮断素子およびサブプレートとを導電性接着剤で接着して一体化した第二実施例の断面図である。 本発明によってＰＴＣサーミスタなしにキャップ組立体を構成する上部キャップとベントとを導電性接着剤で接着して一体化し、キャップ組立体を組立てた第三実施例の断面図である。 本発明によってＰＴＣサーミスタなしにキャップ組立体を構成する上部キャップと、ベントと、電流遮断素子およびサブプレートとを導電性接着剤で接着して一体化した第四実施例の断面図である。

以下に、添付の図面を参照して本発明の実施例によるキャップ組立体およびこれを含む二次電池について詳しく説明する。本発明は、様々な変更を加えることができて、いろいろな形態を有することができるところ、特定の実施例等を図面に例示し、本文で詳しく説明する。

しかし、これは本発明を特定の開示形態において限定することではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物を含むことと理解されるべきである。各図面を説明するにおいて、類似な参照符号を類似な構成要素に対して用いた。添付の図面において、構造物等のサイズは、本発明の明確性を期するために実際より拡大して図示した。

「第一」、「第二」などの用語は、様々な構成要素等を説明するにおいて用いられるが、前記構成要素等は前記用語等によって限定されてはいけない。前記用語等は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみで用いられる。例えば、本発明の権利範囲を外れないまま、第一構成要素は第二構成要素と命名されることができて、類似に第二構成要素も第一構成要素と命名されることができる。

本出願で用いた用語は、ただ特定の実施例を説明するために用いられたものであって、本発明を限定する意図ではない。単数の表現は、文脈上明らかに異なる意味を有しない限り、複数の表現を含む。

本出願で、"含む"または、"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、部分品、または、これらを組み合わせたものが存在することを指定することであって、一つ、または、その以上の他の特徴等や数字、段階、動作、構成要素、部分品、または、これらを組み合わせたものらの存在、または、付加可能性をあらかじめ排除しないことと理解されるべきである。

異なるように定義されない限り、技術的、あるいは、科学的用語を含めて、ここで用いられる全ての用語等は本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されることと同一の意味を有している。

一般的に用いられる辞典で定義されているものと同じ用語等は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有することと解析されるべきであって、本出願で明らかに定義しない限り、理想的、あるいは、過度に形式的な意味と解析されない。

図２は、本発明の実施例による二次電池のキャップ組立体の構成を示す分解斜視図であり、図３は、図２に図示された缶に収容される電極組立体の分解斜視図であり、図４は、本発明によって導電性接着剤によって接着された上部キャップとサーミスタの断面図である。

図２乃至図４を参照すると、本発明の第一実施例による二次電池は、電極組立体（１０）と、前記電極組立体（１０）を収容する缶（２０）および前記缶（２０）を密封するキャップ組立体（３０）とを含む。

また、本発明の二次電池は、下部絶縁板（４０）と、上部絶縁板（５０）と、センターピン（６０）および絶縁ガスケット（７０）とをさらに含むことができる。

前記絶縁ガスケット（７０）は、缶（２０）とキャップ組立体（３０）との間に位置し、互いに違う極性を有する缶（２０）とキャップ組立体（３０）を絶縁させて、前記キャップ組立体（３０）と共に缶（２０）を密封する。

前記キャップ組立体（３０）は、前記絶縁ガスケット（７０）内に挿入されて、電極端子の役目を果たす上部キャップ（３１）と、前記上部キャップ（３１）の下部に順に位置するベント（３２）と、絶縁材（３３）と、電流遮断素子（３４）およびサブプレート（３５）とを含む。

電流遮断素子（３４）は、電極組立体の上部に位置し、電極組立体の第一電極タブにサブプレート（３５）を介在して電気的に連結されている。電流遮断素子（３４）は、電池の非正常的な作動時、電流を遮断する機能を果たす。

ベント（３２）は、電流遮断素子（３４）の上部に位置し、電流遮断素子（３４）に接触によって電気的に連結されている。ベント（３２）は、電極組立体から発生したガスによって缶の内部圧力が増加する場合、破断されて缶の内部の圧力を減少させる機能を果たす。

ベント（３２）は、電流遮断素子（３４）と接触するように下部へ突出された突出部（３２１）を備える。

このような突出部（３２１）は、電池の正常状態では下部へ突出されているが、電池の非正常的な動作で缶の内部の圧力が増加する場合、上部方向へ移動するようになり、その結果、ベント（３２）と電流遮断素子（３４）は、電気的に開放されて電流の流れが遮断される。

ベント（３２）と電流遮断素子（３４）とが分離されて、電流が遮断されたにもかかわらず、缶の内部の圧力が引き続き増加する場合、ベント（３２）が破裂され、缶の内部のガスが外部へ排出されるようにすることによって、電池が爆発することを防止する。

前記ベント（３２）は、アルミニウム、アルミニウム合金、または、形状記憶合金の中のいずれか一つ以上と構成され、一定の高温でその突出部（３２１）が縮むようにするか、正常温度で下部へ突出された突出部（３２１）が一定の温度（例えば、１００℃）で上部へ突出されるように製作したものを用いることによって、一定の温度で前記ベント（３２）と電流遮断素子（３４）とは、電気的に分離されて電流の流れが遮断されるようにすることができる。

また、本発明によるキャップ組立体（３０）は、前記上部キャップ（３１）とベント（３２）との間に位置するＰＴＣサーミスタ（３６）をさらに含めて、高温に対する電気的安全性を向上させることができる。

上部キャップ（３１）は、ＰＴＣサーミスタ（３６）に導電性接着剤（３７）、例えば、シルバーペースト、ソルダリングなどによって電気的に連結されて電極端子の役目を果す。二次電池の組立性を向上させるために、上部キャップ（３１）は、導電性接着剤（３７）によってＰＴＣサーミスタ（３６）に接着され、一体化される。

具体的に、図４に図示されたように、ＰＴＣサーミスタ（３６）の上部面に導電性接着剤（３７）を塗布した後、上部キャップ（３１）を導電性接着剤（３７）が塗布されたＰＴＣサーミスタ（３６）の上部に位置させて接着させる。

これと違って、上部キャップ（３１）の下部面に導電性接着剤（３７）を塗布した後、ＰＴＣサーミスタ（３６）を導電性接着剤（３７）の下部に位置させて接着することもできる。この後、導電性接着剤（３７）を介して配列された上部キャップ（３１）とＰＴＣサーミスタ（３６）をリフローオーブンに通過させて、上部キャップ（３１）とＰＴＣサーミスタ（３６）を接着させる。

リフローオーブンに通過させて導電性接着剤によって接着された上部キャップ（３１）とＰＴＣサーミスタ（３６）を洗浄および後処理することができる。上部キャップ（３１）とＰＴＣサーミスタ（３６）との間に形成される導電性接着剤（３７）は、接着強度が保持される限り、薄ければ薄いほど良いため、おおよそ１０μｍ乃至約６０μｍの厚さを有することが好ましい。

また、前記導電性接着剤として、はんだ合金を用いる場合、用いられるはんだ合金は、スズ：亜鉛の重量比が１：１〜９：１であるスズ‐亜鉛合金、ニッケル亜鉛の重量比が２：８〜０.５：９.５であるニッケル‐亜鉛合金、スズ、スズ合金、ニッケル、ニッケル合金、銀、または、銀合金でなることができる。

図５に本発明によって上部キャップとＰＴＣサーミスタとを接着したキャップ組立体と、単純に上部キャップにＰＴＣサーミスタを積層した場合に、スイッチング電流の比較を示すグラフが図示される。

図示されたように、常温で上部キャップとＰＴＣサーミスタとを接着したキャップ組立体のスイッチング電流が９Ａであって、単純積層したキャップ組立体のスイッチング電流が８.８Ａであり、さらに高くなることがわかる。

図６に本発明によって上部キャップとＰＴＣサーミスタを接着したキャップ組立体と、単純に上部キャップにＰＴＣサーミスタを積層した場合に、トリップ速度の比較を示すグラフが図示される。

図示されたように、上部キャップとＰＴＣサーミスタとを接着したキャップ組立体のトリップ速度は、９.２〜１２.５ｓｅｃであり、単純積層したキャップ組立体のトリップ速度は、１１.８〜１３ｓｅｃであり、上部キャップとＰＴＣサーミスタとを接着したキャップ組立体のトリップ速度がさらに速くなることがわかる。

また、トリップされた状態でリーク電流による消費電力は、接着組立体が２.１５ワット（ｗａｔｔ）であり、単純積層キャップ組立体は、２.２１ワットであって、上部キャップとＰＴＣサーミスタとを接着したキャップ組立体の消費電力がさらに少なくなることがわかる。

図７に本発明による上部キャップとサーミスタとの組立体と、従来のサーミスタ単品の温度抵抗特性の試験結果を図示する。

図示されたように、上部キャップとサーミスタとの組立体＃０１、＃０２は、１１７℃あたりで抵抗が急激に増加して１００ｋΩになって、従来のサーミスタ単品＃０１、＃０２、＃０３は、１１７℃あたりで１０ｄｋΩになって、１３４℃以上で１００ｋΩになった。

したがって、上部キャップとサーミスタとの組立体が１１７℃あたりのさらに低い温度で抵抗が急激に増加して１００ｋΩ以上になるため、過熱による過電流遮断特性は、従来の単品サーミスタよりさらによくなったといえる。

また、１５Ｖｄｃ／４０Ａｄｃの電圧と電流条件で、トリップ回数を１０００回繰り返して抵抗変化を試した結果、図８に図示されたように、接着組立体の場合、約１６０％抵抗が増加し、単純積層体の場合、約４００％抵抗増加で、接着組立体がずっと安定的な結果を示した。

以上の試験結果に出たように、本発明による組立体が従来のサーミスタ単品に比べて電気的動作性能が優秀であり、寿命特性結果が大きく向上されることを確認することができた。

また、図９（ａ）に図示されたように、単品ＰＴＣサーミスタの場合、外部の衝撃によって容易に曲がることに対し、上部キャップ（３１）とＰＴＣサーミスタ（３６）とを導電性接着剤によって接着させた場合、上部キャップ（３１）とＰＴＣサーミスタ（３６）とを導電性接着剤によって接着させることによって、図９（ｂ）に図示されたように、外部の衝撃によって容易に曲がらなくなり、部品の機械的特性（強度）が大きく向上されるのみならず、電池適用組立時に部品数が減るようになり、二次電池の組立工程を簡素化することができる。

本発明による二次電池によると、二次電池の内部の圧力変化によって電流を遮断し、内部の圧力を減少させることができる電流遮断素子（３４）およびベント（３２）のみならず、二次電池の内部の温度変化によって電流を遮断することができるＰＴＣサーミスタ（３６）を備えるため、二次電池の安定性を向上させることができる。

以上に試験結果に出たように、本発明による組立体が従来のサーミスタ単品に比べて、電気的特性が悪くならず、ある特性（内部抵抗）は、さらに良くなることを確認することができた。

図１０に本発明によってキャップ組立体を構成する上部キャップと、ＰＴＣサーミスタと、ベントと、電流遮断素子およびサブプレートとを導電性接着剤で接着して一体化した第二実施例の断面図が図示される。

本発明による第二実施例によると、上部キャップ（３１）とＰＴＣサーミスタ（３６）とを導電性接着剤で接着させて、同時にＰＴＣサーミスタ（３６）とベント（３２）とを導電性接着剤（３７）で接着させるのみならず、ベント（３２）と絶縁材（３３）および電流遮断素子（３４）とを組立てた状態で、ベント（３２）の突出部（３２１）とサブプレート（３５）とを超音波溶接（３９）で接着して一体化する。

したがって、本実施例によるキャップ組立体（３０）は、一体化して一つの部品として取り扱われ、組立工程で絶縁ガスケット（７０）内に挿入されて組立てられることによって、上部キャップ（３１）、ＰＴＣサーミスタ（３６）、ベント（３２）、絶縁材（３３）および電流遮断素子（３４）、そしてサブプレート（３５）を個別に組立てる時に比べて、著しく組立工程が単純になり、組立時間と組立人力が節減されることによって、生産性が高くなり、生産費を節減することができる。

図１１に本発明によってＰＴＣサーミスタなしにキャップ組立体を構成する上部キャップとベントとを導電性接着剤で接着して一体化してキャップ組立体を組立てた第三実施例の断面図が図示される。

本発明による第三実施例によると、ＰＴＣサーミスタ（３６）を使わずに、ベント（３８）と絶縁材（３３）および電流遮断素子（３４）とを組立てた状態で、前記ベント（３８）の突出部（３８１）とサブプレート（３５）とを超音波溶接（３９）で接着して一体化する。

前記ベント（３８）は、アルミニウム、アルミニウム合金、または、形状記憶合金の中のいずれか一つ以上と構成され、一定の高温でその突出部が縮むようにするか、正常温度で下部へ突出された突出部が一定の温度（例えば、１００℃）で上部へ突出するように製作することによって、一定の高温で下に向いた突出部（３８１）が上に向いて突出されるようにして、サブプレート（３５）と電気的に絶縁されるようにすることができる。

したがって、本実施例によるベント（３８）は、圧力によってもその突出部（３８１）が上に向いて突出されるのみならず、一定の高温（例えば、１００℃）でも上に向いて突出されるようにして、ＰＴＣサーミスタ（３６）の機能に取って代わり、部品を節約し、原価を節減することができる。

図１２に本発明によってＰＴＣサーミスタなしにキャップ組立体を構成する上部キャップと、ベントと、電流遮断素子およびサブプレートとを導電性接着剤で接着して一体化した第四実施例の断面図が図示される。

本発明による第四実施例によると、ＰＴＣサーミスタ（３６）を使わずに、上部キャップ（３１）とベント（３８）とを導電性接着剤（３７）で接着させて、前記ベント（３８）と絶縁材（３３）および電流遮断素子（３４）とを組立てた状態で、前記ベント（３８）の突出部（３８１）とサブプレート（３５）とを超音波溶接（３９）で接着して一体化する。

この時、ベント（３８）は、アルミニウム、アルミニウム合金、または、形状記憶合金の中のいずれか一つ以上で構成され、一定の高温（例えば、１００℃）でその突出部が縮むようにするか、正常温度で下部へ突出された突出部（３８１）が温度１００℃で上部へ突出するように製作して、二次電池から熱が発生して一定の高温になる場合、サブプレート（３５）と電気的に遮断されるようにすることができる。

したがって、本実施例によるキャップ組立体（３０）は、ＰＴＣサーミスタ（３６）を使わずに一体化して、一つの部品として組立工程で絶縁ガスケット（７０）内に挿入され、組立てられることによって、各部品を個別に組立てる時に比べて、著しく組立工程が単純になることができる。

前述のような本発明による二次電池によると、上部キャップとＰＴＣサーミスタとを導電性接着剤によって接着させることによって、部品数が減ることになり、二次電池の組立工程を簡素化することができる。

また、キャップ組立体を構成する上部キャップと、ＰＴＣサーミスタと、ベントと、電流遮断素子およびサブプレートとを導電性接着剤で接着して一体化して組立てることによって、各部品を個別に組立てる時に比べて、著しく組立工程が単純になり、組立時間と組立人力が節減されることによって、生産性が高くなり、生産費を節減することができる。

また、ＰＴＣサーミスタを使わずに、ベントが電流を遮断するようにして、ＰＴＣサーミスタの機能に取って代わり、部品を節約し、原価を節減することができる。

前記に本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、当該技術分野の熟練された当業者は、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から外れない範囲内で本発明を様々に修正および変更させることができることが理解できる。

１０：電極組立体
２０：缶
３０：キャップ組立体
３１：上部キャップ
３２：ベント
３３：絶縁材
３４：電流遮断素子
３５：サブプレート
３６：ＰＴＣサーミスタ
３７：導電性接着剤
３８：ベント
３９：超音波溶接
４０：下部絶縁板
５０：上部絶縁板
６０：センターピン
７０：絶縁ガスケット
３２１：突出部
３８１：突出部

Claims (18)

1. 電極組立体と、前記電極組立体を収容する缶および前記缶を密封するキャップ組立体とを含む二次電池において、
   前記キャップ組立体は、前記電極組立体に電気的に連結されたベントと、前記ベントに電気的に連結されたＰＴＣサーミスタおよび前記ＰＴＣサーミスタに電気的に連結されて電極端子として機能する上部キャップとを含み、
   前記ＰＴＣサーミスタと前記上部キャップとは、導電性接着剤によって接着された
   ことを特徴とする二次電池。
2. 前記導電性接着剤は、ソルダ、ＡＣＭ（異方性導電接着剤）である
   ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
3. 前記導電性接着剤は、接着力の優秀なエポキシ樹脂、アクリル樹脂、変性ウレタン樹脂の合成樹脂と合成ゴムに、導電性の優秀な金属粉とカーボンとを均一に混合分散させた
   ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
4. 前記ベントは、その突出部が縮むようにするか、正常温度で下部へ突出された突出部が、温度１００℃で上部へ突出するように製作した
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の中のいずれか一つの請求項に記載の二次電池。
5. 前記導電性接着剤がソルダである場合、その厚さは１０μｍ乃至約６０μｍである
   ことを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
6. 前記導電性接着剤は、１０μｍ以下の厚さである
   ことを特徴とする請求項３に記載の二次電池。
7. 電極組立体と、前記電極組立体を収容する缶および前記缶を密封するキャップ組立体とを含む二次電池において、
   前記キャップ組立体は、前記電極組立体に電気的に連結されたサブプレートと、ベントと絶縁材および電流遮断素子とを組立てた状態で、前記ベントをサブプレートに超音波溶接によってその突出部が接着されるようにして一体化し、前記ベントに導電性接着剤によって電気的に連結されて接着されると同時に電極端子として機能する上部キャップを含む
   ことを特徴とする二次電池。
8. 前記導電性接着剤は、ソルダ、ＡＣＭ（異方性導電接着剤）である
   ことを特徴とする請求項７に記載の二次電池。
9. 前記導電性接着剤は、接着力の優秀なエポキシ樹脂、アクリル樹脂、変性ウレタン樹脂の合成樹脂と合成ゴムに、導電性の優秀な金属粉と、カーボンとを均一に混合分散させた
   ことを特徴とする請求項７に記載の二次電池。
10. 前記ベントは、その突出部が縮むようにするか、正常温度で下部へ突出された突出部が、温度１００℃で上部へ突出するように製作した
    ことを特徴とする請求項７乃至請求項９の中のいずれか一つの請求項に記載の二次電池。
11. 前記導電性接着剤がソルダである場合、１０μｍ乃至約６０μｍの厚さである
    ことを特徴とする請求項８に記載の二次電池。
12. 前記導電性接着剤は、１０μｍ以下の厚さである
    ことを特徴とする請求項９に記載の二次電池。
13. 電極組立体と、前記電極組立体を収容する缶および前記缶を密封するキャップ組立体とを含む二次電池において、
    前記キャップ組立体は、上部キャップとＰＴＣサーミスタとを導電性接着剤で接着させ、同時にＰＴＣサーミスタとベントとを導電性接着剤で接着させるのみならず、ベントと絶縁材および電流遮断素子とを組立てた状態で、ベントの突出部とサブプレートとを超音波溶接して一体化した
    ことを特徴とする二次電池。
14. 前記導電性接着剤は、ソルダ、ＡＣＭ（異方性導電接着剤）である
    ことを特徴とする請求項１３に記載の二次電池。
15. 前記導電性接着剤は、接着力が優秀なエポキシ樹脂、アクリル樹脂、変性ウレタン樹脂の合成樹脂と合成ゴムに、導電性の優秀な金属粉と、カーボンとを均一に混合分散させた
    ことを特徴とする請求項１３に記載の二次電池。
16. 前記ベントは、その突出部が縮むようにするか、正常温度で下部へ突出された突出部が、温度１００℃で上部へ突出するように製作した
    ことを特徴とする請求項１３乃至請求項１５の中のいずれか一つの請求項に記載の二次電池。
17. 前記導電性接着剤がソルダである場合、その厚さは１０μｍ乃至約６０μｍである
    ことを特徴とする請求項１４に記載の二次電池。
18. 前記導電性接着剤は、１０μｍ以下の厚さである
    ことを特徴とする請求項１５に記載の二次電池。

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