JP2012221944A - 二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】製造費用及び製造工程を減らしてさらに重量及び体積を減らしつつ安全性を向上することができ、外部の水分が短絡部材部分に流入されて生じる短絡の発生を防止することができ、内部空間を効率的に活用することができて、キャップ組立体の組立性を向上することができ、短絡誘導の際に短絡部材が溶融される現象を防止することができる二次電池を提供する。
【解決手段】本発明の一実施例による二次電池は、電極組立体と、前記電極組立体と電気的に接続され、短絡孔を有する集電板と、前記短絡孔に設置される金属カンを含む短絡部材と、前記電極組立体および前記集電板を収容し、開口を有するケースと、前記ケースの開口を密封するキャッププレートを有するキャップ組立体と、を含み、前記金属カンの上端部が前記キャッププレートと向かい合うことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、二次電池に関する。

二次電池は、充電が不可能な一次電池とは異なって充電及び放電が可能な電池であり、一つの電池セルがパックの形で包装された低容量電池の場合、携帯電話及びカムコーダのような携帯が可能な小型電子機器に使用されており、電池パックが数十個連結された電池パック単位の大容量電池の場合、ハイブリッド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。

二次電池は様々な形状で製造されているが、代表的な形状としては円筒状、角状が挙げられ、正・負極板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をケースに内装設置し、ケースに電極端子が構成されたキャップ組立体を設置して構成される。

一方、二次電池は、過充電などにより過度な熱が生じるかまたは電解液が分解されると、内部圧力が上昇し発火されるか爆発する恐れがある。それゆえ、安全性を向上させる構造の二次電池が求められている。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、製造費用及び製造工程を減らしてさらに重量及び体積を減らしつつ安全性を向上することができ、外部の水分が短絡部材部分に流入されて生じる短絡の発生を防止することができ、内部空間を効率的に活用することができて、キャップ組立体の組立性を向上することができ、短絡誘導の際に短絡部材が溶融される現象を防止することができる、新規かつ改良された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、本発明の実施例による二次電池は、電極組立体と、前記電極組立体と電気的に接続され、短絡孔を有する集電板と、前記短絡孔に設置される金属カンを含む短絡部材と、前記電極組立体および前記集電板を収容し、開口を有するケースと、前記ケースの開口を密封するキャッププレートを有するキャップ組立体と、を含み、前記金属カンの上端部は前記キャッププレートと向かい合うことを特徴とする。

前記金属カンは、前記キャッププレートから離隔されてもよい。

前記金属カンと前記キャッププレートとは、導電性材質で形成され、互いに異なる極性を有してもよい。

前記金属カンは、前記二次電池の内部圧力が設定圧力より大きくなる場合、前記二次電池の内部と外部との圧力差によって移動して前記キャッププレートに接触してもよい。

前記短絡部材は、前記キャッププレートと前記金属カンとの間に形成され、前記金属カンと対応される領域に形成される開口および前記開口の上部内側に形成される突出部を含むシーリングガスケットと、前記集電板の下面のうち前記短絡孔の縁部領域に配置されるホルダと、をさらに含んでもよい。

前記金属カンは、中空の容器形状であり、側面と、前記側面と接続された下面と、前記側面と前記下面により形成された中空と、前記側面の上部端に形成された凸部と、前記側面の下部外側に形成された溝部と、を含んでもよい。

前記凸部は、前記金属カンから外側方向に突出され、前記凸部の端と前記シーリングガスケットの突出部とが密着されてもよい。

前記ホルダは、前記短絡孔と対応する領域に形成される開口を有し、前記溝部に嵌合してもよい。

前記金属カンは、中空の容器形状であり、側面と、前記側面と接続された下面と、前記側面と前記下面により形成された中空と、前記側面の上部端に形成された凹部と、前記側面の下部外側に形成された溝部と、を含んでもよい。

前記凹部は、前記金属カンから内側方向に突出され、前記凹部の端と前記シーリングガスケットの突出部とが密着されてもよい。

前記金属カンは、前記凸部よりも上に形成されて前記下面と向かい合う上面を更に含み、前記凸部の端は、前記シーリングガスケットの突出部と密着されてもよい。

前記シーリングガスケットは、絶縁性材質で形成されてもよい。

前記ホルダは、プラスチック物質で形成されてもよい。

前記金属カンは、リン青銅（ｐｈｏｓｐｈｏｒ ｂｒｏｎｚｅ）またはベリリウム銅（ｂｅｒｙｌｌｉｕｍ ｃｏｐｐｅｒ）で形成されてもよい。

前記集電板は、前記電極集電体の上部と前記キャップ組立体下部との間に設置され、前記短絡孔が位置する接続部と、前記接続部の端部から折曲および延長され、前記電極組立体と電気的に接続された延長部を含んでもよい。

前記集電板は、前記接続部の中、前記延長部と隣接する領域に形成されたヒューズ孔をさらに含んでもよい。

前記キャッププレートは、前記金属カンと向かい合う領域に形成される短絡溝を更に含んでもよい。

前記集電板と前記キャッププレートとの間に位置し、前記集電板を覆うように形成される下部絶縁部材をさらに含め、前記下部絶縁部材は、金属カンと対応する領域に形成される露出孔を含んでもよい。

また、前記目的を達成するために、本発明の実施例による二次電池は、電極組立体と、前記電極組立体と電気的に接続される集電板と、前記電極組立体および前記集電板と収容し、開口を有するケースと、前記ケースの開口を密封するキャッププレートを有するキャップ組立体と、前記ケースとキャップ組立体との間の区間で、前記集電板に設置されて前記キャッププレートと向かい合う金属カンを含む短絡部材と、を具備することを特徴とする。

本発明実施例による二次電池は、内部に金属カン、シーリングガスケット及びホルダを含む短絡部材を具備することで、製造費用及び製造工程を減らしてさらに重量及び体積を減らしつつ安全性を向上することができる。

また、本発明の実施例による二次電池は、短絡部材を介して外部の水分が短絡部材部分に流入されることで生じる短絡を防止することができる。

また、本発明の実施例による二次電池は、短絡部材を介して内部空間を効率的に活用することができる。

また、本発明の実施例による二次電池は、短絡部材を介してキャップ組立体の組立性を向上することができる。

また、本発明の実施例による二次電池は、短絡部材を介して短絡誘導の際に短絡部材が溶融される現象を防止することができる。

本発明の一実施例によ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部分の拡大断面図である。 図３の金属カンがキャッププレートに接触する動作を示す断面図である。 図３の構成を一部示した分離斜視図である。 本発明の他の実施例による二次電池の中、図３に対応される部分を示す断面図である。 図６の金属カンがキャッププレートに接触する動作を示す断面図である。 図６の構成を一部示した分離斜視図である。 本発明のまた他の実施例による二次電池の中、図３に対応される部分を示す断面図である。 図９の金属カンがキャッププレートに接触する動作を示す断面図である。 図９の構成を一部示した分離斜視図である。

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。

図１は、本発明の一実施例による二次電池を示す斜視図であり、図２は、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り、図３は、図２に示したＡ部分の拡大断面図であり、図４は、図３の金属カンがキャッププレートに接触する動作を示す断面図であり、図５は、図３の構成の一部を示した分離斜視図である。

図１〜図５に示したように、本発明の一実施例による二次電池１００は、電極組立体１１０、第１集電板１２０、短絡部材１３０、第２集電板１４０、ケース１５０及びキャップ組立体１６０を具備する。

前記電極組立体１１０は、薄い板状或いは膜状で形成された第１電極板１１１、セパレーター１１３、第２電極板１１２の積層体を巻き取るか重ねて形成する。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。勿論、その逆も可能である。

前記第１電極板１１１は、銅又はニッケルのような金属ホイルで形成された第１電極集電体に黒鉛又は炭素などの第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。前記第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の電流の通路になる。なお、これは本発明で前記第１電極板１１１の材質を限定するものではない。

前記第２電極板１１２は、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。前記第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の電流の通路になる。なお、これは本発明で前記第２電極板１１２の材質を限定するものではない。

前記のような第１電極板１１１及び第２電極板１１２は、極性を異なるようにして配置されてもよい。

前記セパレーター１１３は、第１電極板１１１と第２電極板１１２との間に位置されて短絡を防止しリチウムイオンの移動を可能にする役割を果たし、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはポリエチレンとポリプロピレンの複合フィルムからなっている。なお、これは本発明で前記セパレーター１１３の材質を限定するものではない。

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１５０に収納される。前記電解液は、ＥＣ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＣ（ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＤＥＣ（ｄｉｅｔｈｙｌ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＥＭＣ（ｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈｙｌ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＤＭＣ（ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）のような有機溶媒およびＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４のようなリチウム塩からなることができる。また、前記電解液は液体、固体またはゲル状であってもよい。

前記の電極組立体１１０の両側端部には、第１電極板１１１と第２電極板１１２の各々と電気的に接続されるための第１集電板１２０と第２集電板１４０とが結合される。

前記第１集電板１２０は、銅、銅合金などの導電性材質で形成され、電極組立体１１０の一側端部へ突出された第１電極無地部１１１ａと接触されることで、第１電極板１１１と電気的に接続される。前記第１集電板１２０は、図２を参照すると、第１接続部１２１、第１延長部１２３、第１端子孔１２４、第１ヒューズ部１２５及び第１短絡孔１２６を含んで構成されてもよい。

前記第１接続部１２１は、電極組立体１１０の上部とキャップ組立体１６０の下部との間に設けされ、プレート状に形成される。この第１接続部１２１は、第１電極端子１６２と金属カン１３１とが結合される空間を提供する。

前記第１延長部１２３は、第１接続部１２１の端部から折曲および延長され、第１電極無地部１１１ａと実質的に接触するプレート状に形成される。ここで、前記第１接続部１２１と第１延長部１２３が合う角を「Ｃ」として、前記第１接続部１２１と第１延長部１２３は、前記角Ｃを中心に直角を形成してもよい。

前記第１端子孔１２４は、第１接続部１２１の一側に形成され、第１電極端子１６２が嵌る空間を提供する。ここで、前記第１端子孔１２４は、第１接続部１２１のうち角Ｃと離隔されるように位置する。

前記第１ヒューズ部１２５は、電解液と接触しないように電極組立体１１０の上部領域、すなわち第１接続部１２１上に形成される。また、前記第１ヒューズ部１２５は、第１端子孔１２４に嵌る第１電極端子１６２と重畳されないように第１接続部１２１のうち角Ｃと隣接した領域に位置する。具体的に、前記第１ヒューズ部１２５は、第１ヒューズ孔１２５ａと、第１ヒューズ孔１２５ａの周辺から突出された第１補強突起１２５ｂとを有する。この第１ヒューズ孔１２５ａは、二次電池１００に短絡が生じて大きい電流が流れる場合、発生した熱により第１ヒューズ孔１２５ａが形成された領域を溶融されるようにすることで電流を遮断するヒューズ機能を果たす。前記第１補強突起１２５ｂは、二次電池１００に短絡が生じる前に外部衝撃に対し第１ヒューズ孔１２５ａが形成された領域の強度を補強する強度補強機能を果たす。

前記第１端子孔１２６は、第１接続部１２１の第１端子孔１２４とは異なる側に、金属カン１３１が嵌るように形成される。

前記短絡部材１３０は、キャップ組立体１６０と電極組立体１１０との間の空間、具体的にはキャップ組立体１６０の下部と電極組立体１１０の上部との間の空間に配置され、過充電などにより二次電池１００の内部圧力が設定圧より大きくなった場合、短絡を誘導して第１ヒューズ部１２５が電流の流れを遮断するように作用する。このために、前記短絡部材１３０は、金属カン１３１、シーリングガスケット１３２及びホルダ１３３を含む。

前記金属カン１３１は、第１集電板１２０の第１短絡孔１２６に設置され、上端部がキャップ組立体１６０のキャッププレート１６１と向かい合って離隔される。前記金属カン１３１は、中空で上部が開口された容器形状を有し、導電性材質で形成される。前記金属カン１３１は、図３に示すように、具体的には側面１３１ａ、側面１３１ａと接続された下面１３１ｂ、側面１３１ａと下面１３１ｂにより形成された中空１３１ｃ、側面１３１ａの上部端に形成された凸部１３１ｄ及び側面１３１ａの下部外側に形成された溝部１３１ｅを含んで構成され、第１集電板１２０と電気的に接続される。この金属カン１３１は、図４に示すように、二次電池１００の内部圧力が設定圧力より大きくなる場合、後述するように金属カン１３１のケース１５０側の領域（二次電池の内部）とキャッププレート１６１側の領域（二次電池の外部）との間に生じる圧力差によって上に移動し、キャッププレート１６１と接触することで短絡を誘発する。前記短絡が誘発されると、大きな電流が流れて熱が発生し、この際に第１ヒューズ部１２５のヒューズ機能が作動することで、二次電池１００の安全性を向上する。ここで、前記凸部１３１ｄは、金属カン１３１から外側方向に突出されるように形成され、シーリングガスケット１３２との密着率を高めてシーリングガスケット１３２によってキャッププレート１６１と金属カン１３１との間の空間がシーリングされる効率を上げる。また、前記凸部１３１ｄは、曲率を有し、二次電池１００の内部圧力が設定圧力より大きくなる場合、金属カン１３１がシーリングガスケット１３２の突出部１３２ｂを押して上に移動することを容易にするように作用する。そして、前記溝部１３１ｅは、ホルダ１３２が嵌る空間を提供し、ホルダ１３２が金属カン１３１を安定的な状態に保持するように作用する。上述の金属カン１３１は、例えば、リン青銅（ｐｈｏｓｐｈｏｒ ｂｒｏｎｚｅ）またはベリリウム銅（ｂｅｒｙｌｌｉｕｍ ｃｏｐｐｅｒ）で形成されてもよいが、これに本発明を限定するものではない。また、金属カン１３１の断面形状は、図示された例では略円形であるが、これには限られず、例えば四角形や六角形など任意の形状とすることが可能である。

前記シーリングガスケット１３２は、絶縁性材質で形成され、キャッププレート１６１と金属カン１３１との間に配置される。このシーリングガスケット１３２は、キャッププレート１６１と金属カン１３１との短絡を防止する。また、前記シーリングプレート１３２は、キャッププレート１６１と金属カン１３１との間の空間をシーリングして、二次電池１００の内部圧力が設定圧力より大きくなる場合、金属カン１３１の内部及びキャッププレート１６１の下部の間の領域と、金属カン１３１の外部及びケース１５０の内部の間の領域との圧力が差を有するようにして、金属カン１３１が上に移動するように作用する。前記シーリングガスケット１３２は、金属カン１３１と対応する領域に形成される開口１３２ａを含み、開口１３２ａを介して、二次電池１００の内部圧力が設定圧力より大きくなる場合に金属カン１３１がキャッププレート１６１に接触して短絡を誘発できるようにする経路を提供する。また、前記シーリングガスケット１３２は、開口１３２ａの上部内側に形成される突出部１３２ｂを含み、突出部１３２ｂは金属カン１３１の凸部１３１ｄの端と密着される。このシーリングガスケット１３２は、突出部１３２ｂを介してキャッププレート１６１と金属カン１３１との間の空間をシーリングする効率を上げる。ここで、前記シーリングガスケット１３２は、強制嵌入などの方法によりキャッププレート１６１の下面に結合されてもよい。

前記ホルダ１３３は、第１接続部１２１の下面のうち第１短絡孔１２６の縁部領域に配置され、金属カン１３１の溝部１３１ｅに嵌合する。前記ホルダ１３３は、第１短絡孔１２６と対応する領域に開口１３３ａを有するＯ−リングで形成されてもよいが、これで本発明を限定するものではない。このホルダ１３３は、金属カン１３１を固定して、二次電池１００の内部圧力が設定圧力より小さい場合に微細振動のような外力によって金属カン１３１が上に移動することを防止する。一方、前記ホルダ１３３は、二次電池１００の内部圧力が設定圧力より大きくなって金属カン１３１が上に移動する場合にホルダ１３３を押して移動できるように変形可能な物質、例えば、プラスチック物質で形成されうる。

前記第２集電板１４０は、アルミニウム、アルミニウム合金などの導電性材質で形成され、電極組立体１１０の他側端部へ突出された第２電極無地部１１２ａと接触されることで、第２電極板１１２と電気的に接続される。前記第２集電板１４０は、第２接続部１４１、第２延長部１４３及び第２端子孔１４４を含む。

前記第２接続部１４１は、電極組立体１１０の上部とキャップ組立体１６０の下部との間に設けされ、プレート状に形成される。

前記第２延長部１４３は、第２接続部１４１の端部から折曲および延長され、第２電極無地部１１２ａと実質的に接触するプレート状に形成される。ここで、前記第２接続部１４１と第２延長部１４３が合う角を「Ｃ」として、前記第２接続部１４１と第２延長部１４３は、前記角Ｃを中心に直角を形成してもよい。

前記第２端子孔１４４は、第２接続部１４１の一側に形成され、第２接続部１４１にキャップ組立体１６０の第２電極端子１６３が嵌る空間を提供する。ここで、前記第２端子孔１４４は、第２接続部１４１に角Ｃと離隔されるように位置する。

前記ケース１５０は、アルミニウム、アルミニウム合金またはニッケルがメッキされたスチールのような導電性金属で形成され、電極組立体１１０、第１集電板１２０及び第２集電板１４０を挿入および安着することができる開口部が形成された略六面状に形成される。図２には、ケース１５０とキャップ組立体１６０が結合された状態に示しているので開口部は図示されていないが、実際にはキャップ組立体１６０の縁部分が解放された部分である。一方、ケース１５０の内面は、絶縁処理されて、電極組立体１１０、第１集電板１２０、第２集電板１４０及びキャップ組立体１６０と絶縁される。ここで、前記ケース１５０は一つの極性、例えば、正極として作用してもよい。

前記キャップ組立体１６０は、ケース１５０に結合される。前記キャップ組立体１６０は、具体的には、キャッププレート１６１、第１電極端子１６２、第２電極端子１６３、ガスケット１６４、ナット１６５を含んで構成されてもよい。また、前記キャップ組立体１６０は、栓１６６、ベントプレート１６７、第１上部絶縁部材１６８、接続部材１６９、第１下部絶縁部材１７０及び第２下部絶縁部材１７１をさらに含んでもよい。

前記キャッププレート１６１は、ケース１５０の開口を密封し、ケース１５０と同じ材質で形成されてもよい。これによって、前記キャッププレート１６１は、ケース１５０と同じ極性を有することができる。前記キャッププレート１６１は、電解液注入口１６１ａ、ベント孔１６１ｂ及び短絡溝１６１ｃを有してもよい。ここで、前記短絡溝１６１ｃは、二次電池１００の内部圧力が設定圧力より大きくなる場合、金属カン１３１が上に移動してキャッププレート１６１に接触できる空間を提供する。

前記第１電極端子１６２は、キャッププレート１６１の一側を貫通して第１集電板１２０と電気的に接続される。前記第１電極端子１６２は、柱状に形成されてもよく、キャッププレート１６１の上部に露出された上部柱の外周縁には、ねじ山が形成されて、キャッププレート１６１の下部に位置する下部柱には、第１集電板１２０の第１端子孔１２４に嵌って第１集電板１２０から抜けないように形成されたフランジ１６２ａを含む。ここで、前記第１電極端子１６２は、キャッププレート１６１と絶縁される。

前記第２電極端子１６３は、キャッププレート１６１の他側を貫通して第２集電板１４０と電気的に接続される。前記第２電極端子１６３は、フランジ１６３ａを含め、この第２電極端子１６３は、第１電極端子１６２と同じ形状を有するので、重複された説明は省略する。但し、前記第２電極端子１６３は、キャッププレート１６１と電気的に接続される。

前記ガスケット１６４は、絶縁性材質であって第１電極端子１６２及び第２電極端子１６３の各々とキャッププレート１６１との間に形成されて第１電極端子１６２及び第２電極端子１６３の各々とキャッププレート１６１との間の空間を密封する。このガスケット１６４は、外部の水分が二次電池１００の内部へ浸透しないようにする、または二次電池１００の内部に収容されている電解液が外部へ流出しないようにする。

前記ナット１６５は、第１電極端子１６２及び第２電極端子１６３の各々に形成されたねじ山に沿って締結されて第１電極端子１６２及び第２電極端子１６３の各々をキャッププレート１６１に固定させる。

前記栓１６６は、キャッププレート１６１の電解液注入口１６１ａを密封し、ベントプレート１６７は、キャッププレート１６１のベント孔１６１ｂに設置され、設定された圧力で開放できるように形成されたノッチ１６７ａを含む。

前記第１上部絶縁部材１６８は、第１電極端子１６２とキャッププレート１６１との間に位置し、第１電極端子１６２が嵌るように形成される。また、前記第１上部絶縁部材１６８は、キャッププレート１６１とガスケット１６４とに密着される。この第１上部絶縁部材１６８は、第１電極端子１６２とキャッププレート１６１を絶縁させる役割を果たす。

前記接続部材１６９は、第２電極端子１６３とキャッププレート１６１との間に位置され、第２電極端子１６３が嵌るように形成される。また、前記接続部材１６９は、ナット１６５を介してキャッププレート１６１とガスケット１６４とに密着される。この接続部材１６９は、第２電極端子１６３とキャッププレート１６１とを電気的に接続する。

前記第１下部絶縁部材１７０は、第１集電板１２０とキャッププレート１６１との間に位置し、第１集電板１２０の第１接続部１２１をカバーするように形成される。この第１下部絶縁部材１７０は、絶縁材質で形成されて第１集電板１２１とキャッププレート１６１との間の不要な短絡を防止する。前記第１下部絶縁部材１７０は、キャッププレート１６１の下面と接触する上面１７０ａと、上面１７０ａの縁部から電極組立体１１０方向に延長される側面１７０ｂを含んで構成されてもよい。ここで、前記第１下部絶縁部材１７０は、第１電極端子１６２が貫通できるように第１電極端子１６２と対応する領域に形成される端子通過用孔１７０ｃと、二次電池１００の内部圧力が設定圧力より大きくなる場合に金属カン１３１が上に移動する経路を提供するように、金属カン１３１と対応する領域に形成される露出孔１７０ｄとを含む。一方、図示していないが、前記第１下部絶縁部材１７０は、短絡部材１３０の金属カン１３１を保持できる構造で形成されてもよく、この場合、短絡部材１３０のホルダ１３３は省略されてもよい。

前記第２下部絶縁部材１７１は、第２集電板１４０とキャッププレート１６１との間に位置され、第２集電板１４０の第２接続部１４１をカバーするように形成される。この第２下部絶縁部材１７１は、絶縁材質で形成されて第２集電板１４１とキャッププレート１６１との間の不要な短絡を防止する。

前記のように、本発明の一実施形態による二次電池１００は、内部に金属カン１３１、シーリングガスケット１３２及びホルダ１３３を含む短絡部材１３０を備えることで、従来の二次電池において短絡部材がキャップ組立体の外部に露出される場合に要する部品数を減らしつつ、過充電などによって短絡が発生する場合に電流を遮断することができる。これによって、本発明の一実施例による二次電池１００は、製造費用及び製造工程を減らしてさらに重量及び体積を減らしつつ安全性を向上することができる。

また、本発明の一実施例による二次電池１００は、短絡部材１３０によって、従来の二次電池において短絡部材がキャップ組立体の外部に露出される場合に外部の水分が短絡部材部分に流入されて短絡を発生させることを防止することができる。

また、本発明の一実施例による二次電池１００は、短絡部材１３０によって、従来の二次電池において短絡部材がキャップ組立体の外部に露出される場合に比べて内部空間を効率的に活用することができる。

また、本発明の一実施例による二次電池１００は、短絡部材１３０によって、従来の二次電池において短絡部材がキャップ組立体の外部に露出される場合に比べてキャップ組立体１６０の組立性を向上することができる。

また、本発明の一実施例による二次電池１００は、短絡部材１３０によって、従来の二次電池において短絡部材が薄いプレートで形成されて短絡誘導の際に短絡部材が溶融される現象を防止することができる。

次は、本発明の他の実施例による二次電池について説明する。

図６は、本発明の他の実施例による二次電池における、図３に対応する部分を示す断面図であり、図７は、図６の金属カンがキャッププレートに接触する動作を示す断面図であり、図８は、図６の構成の一部を示した分離斜視図である。

本発明の他の実施例による二次電池は、図２に示した二次電池１００と比べて短絡部材２３０の構成のみが異なるだけで、それ以外は同じ構成を有し、同じ作用を有する。従って、本発明の他の実施例による二次電池における同じ構成に対する重複した説明は省略して、短絡部材２３０について重点的に説明する。

図６〜図８に示したように、本発明の他の実施例による二次電池は、電極組立体１１０、第１集電板１２０、短絡部材２３０、第２集電板１４０、ケース１５０及びキャップ組立体１６０を具備する。

前記短絡部材２３０は、金属カン２３１、シーリングガスケット２３２及びホルダ１３３を含み、短絡部材１３０と類似である。但し、図６に示すように、前記金属カン２３１が金属カン１３１の凸部１３１ｄの代わりに凹部２３１ｄを含む。前記凹部２３１ｄは、金属カン２３１から内側方向に突出されるように形成され、凸部１３１ｄと同様に曲率を有することから、図７に示すように、二次電池の内部圧力が設定圧力より大きくなる場合、金属カン２３１がシーリングガスケット２３２の突出部２３２ｂを押して上に移動することを容易にするように作用する。また、シーリングガスケット２３２の突出部２３２ｂは、シーリングガスケット１３２の突出部１３２ｂより開口１３２ａの内側にさらに突出される。これは、凹部２３１ｄに形成される金属カン２３１とキャッププレート１６１との間に形成された空間をシーリングする効率を上げるためである。ここで、前記凹部２３１ｄの端は、シーリングガスケット２３２の突出部と密着する。

次は、本発明のさらに他の実施例による二次電池に対して説明する。

図９は、本発明のさらに他の実施例による二次電池における、図３に対応する部分を示す断面図であり、図１０は、図９の金属カンがキャッププレートに接触する動作を示す断面図であって、図１１は、図９の構成の一部を示した分離斜視図である。

本発明のさらに他の実施例による二次電池は、図２に示した二次電池１００と比べて短絡部材３３０の構成のみが異なるだけで、それ以外は同じ構成を有し、同じ作用を有する。これによって、本発明のさらに他の実施例による二次電池における同じ構成に対する重複した説明は省略して、短絡部材３３０について重点的に説明する。

図９〜図１１に示したように、本発明のさらに他の実施例による二次電池は、電極組立体１１０、第１集電板１２０、短絡部材３３０、第２集電板１４０、ケース１５０及びキャップ組立体１６０を具備する。

前記短絡部材３３０は、金属カン３３１、シーリングガスケット１３２及びホルダ１３３を含み、短絡部材１３０と類似である。但し、図９に示すように、前記金属カン３３１は凸部１３１ｄよりも上に形成されて下面１３１ｂと向かい合う上面３３１ｆを更に含む。前記上面３３１ｆは、図１０に示すように二次電池の内部圧力が設定圧力より大きくなる場合、金属カン３３１が上に移動してキャッププレート１６１に接触する際の接触面積を大きくして容易に短絡誘導するように作用する。ここで、二次電池の内部圧力が設定圧力より大きくなる場合、金属カン３３１の上部及びキャッププレート１６１の下部の間の領域と、金属カン３３１の外部及びケース１５０の内部の間の領域との圧力差を有することによって、金属カン３３１が上に移動される。

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詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、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、これらについても、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集電板
１３０，２３０，３３０：短絡部材
１４０：第２集電板
１５０：ケース
１６０：キャップ組立体

Claims (19)

1. 電極組立体と、
   前記電極組立体と電気的に接続され、短絡孔を有する集電板と、
   前記短絡孔に設置される金属カンを含む短絡部材と、
   前記電極組立体および前記集電板を収容し、開口を有するケースと、
   前記ケースの開口を密封するキャッププレートを有するキャップ組立体と、を含み、
   前記金属カンの上端部は、前記キャッププレートと向かい合うことを特徴とする二次電池。
2. 前記金属カンは、前記キャッププレートから離隔されることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
3. 前記金属カンと前記キャッププレートとは、導電性材質で形成され、互いに異なる極性を有することを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
4. 前記金属カンは、前記二次電池の内部圧力が設定圧力より大きくなる場合、前記二次電池の内部と外部との圧力差によって移動して前記キャッププレートに接触することを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
5. 前記短絡部材は、
   前記キャッププレートと前記金属カンとの間に形成され、前記金属カンと対応する領域に形成される開口および前記開口の上部内側に形成される突出部を含むシーリングガスケットと、
   前記集電板の下面のうち前記短絡孔の縁部領域に配置されるホルダと、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
6. 前記金属カンは、中空の容器形状であって、
   側面と、
   前記側面と接続された下面と、
   前記側面と前記下面によって形成された中空と、
   前記側面の上部の端に形成された凸部と、
   前記側面の下部の外側に形成された溝部と、を含むことを特徴とする請求項５に記載の二次電池。
7. 前記凸部は、前記金属カンから外側方向に突出され、
   前記凸部の端と前記シーリングガスケットの突出部とが密着されることを特徴とする請求項６に記載の二次電池。
8. 前記ホルダは、前記短絡孔と対応する領域に形成される開口を有し、前記溝部に嵌合することを特徴とする請求項６に記載の二次電池。
9. 前記金属カンは、中空の容器形状であって、
   側面と、
   前記側面と接続された下面と、
   前記側面と前記下面によって形成された中空と、
   前記側面の上部の端に形成された凹部と、
   前記側面の下部の外側に形成された溝部と、を含むことを特徴とする請求項５に記載の二次電池。
10. 前記凹部は、前記金属カンから内側方向に突出され、
    前記凹部の端と前記シーリングガスケットの突出部とが密着されることを特徴とする請求項９に記載の二次電池。
11. 前記金属カンは、前記凸部よりも上に形成されて前記下面と向かい合う上面を更に含み、
    前記凸部の端は、前記シーリングガスケットの突出部と密着されることを特徴とする請求項６に記載の二次電池。
12. 前記シーリングガスケットは、絶縁性材質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。
13. 前記ホルダは、プラスチック材質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。
14. 前記金属カンは、リン青銅（ｐｈｏｓｐｈｏｒ ｂｒｏｎｚｅ）またはベリリウム銅（ｂｅｒｙｌｌｉｕｍ ｃｏｐｐｅ）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。
15. 前記集電板は、
    前記電極組立体の上部と前記キャップ組立体の下部との間に設置され、前記短絡孔が位置する接続部と、
    前記接続部の端部から折曲および延長され、前記電極組立体と電気的に接続された延長部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
16. 前記集電板は、前記接続部の前記延長部と隣接する領域に形成されたヒューズ孔をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の二次電池。
17. 前記キャッププレートは、前記金属カンと向かい合う領域に形成される短絡溝を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
18. 前記集電板と前記キャッププレートとの間に位置し、前記集電板を覆うように形成される下部絶縁部材をさらに含み、
    前記下部絶縁部材は、金属カンと対応する領域に形成される露出孔を含むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
19. 電極組立体と、
    前記電極組立体と電気的に接続される集電板と、
    前記電極組立体および前記集電板を収容し、開口を有するケースと、
    前記ケースの開口を密封するキャッププレートを有するキャップ組立体と、
    前記ケースとキャップ組立体との間の空間で、前記集電板に設置され、前記キャッププレートと向かい合う金属カンを含む短絡部材と、を含むことを特徴とする二次電池。
    

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