JP2012227113A - 二次電池 - Google Patents

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Abstract

【課題】外部からの衝撃及び振動に強い端子構造を有する二次電池を提供すること。
【解決手段】筐体の内側に位置する電極組立体に電気的に接続されて、前記筐体の概則へ延長された端子部を有する二次電池において、前記端子部は、前記電極組立体に第１平面領域が電気的に接触されて、前記第１平面領域から第２平面領域が折曲されて形成される集電板と、前記集電板に電気的に接触されるともに、前記筐体の外則へ延長された電極端子を含めて、前記集電板の第１平面領域及び第２平面領域の間には、少なくとも一つの補強部が形成された二次電池が提供される。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、二次電池に関する。
二次電池（ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ ｂａｔｔｅｒｙ）は、充電が不可能である一次電池とは異なり充電及び放電が可能である電池である。一つのバッテリセルがパック形態に梱包される低容量電池の場合、携帯電話及びカムコーダーのような形態が可能な小型電子機器に採用されている。バッテリセルが数十個接続される大容量の場合、電気スクーター、ハイブリッド自動車、電気自動車などのモーター駆動用の電源として広く採用されている。
二次電池は、様々な形状に製造されているが、代表的な形状としては円筒形及び角形などが挙げられ、正極板及び負極板の間に絶縁体であるセパレーター（ｓｅｐａｒａｔｏｒ）を介在して形成される電極組立体と、電解液とを共に筐体に受容し、筐体に蓋板を取り付けた構造を有する。勿論、電極組立体には正極端子及び負極端子が接続されており、これら端子は前記蓋板を介して外部へ露出又は突出される（例えば、下記の特許文献１を参照）。
特開２０１１−１２９４９７号公報
本発明の目的とするところは、外部からの衝撃及び振動に強い端子構造を有する二次電池を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、第１電極板、第２電極板、前記第１、２電極板の間に介在されるセパレーターを含む電極組立体と、第１電極端子と、前記第１電極板又は前記第２電極板に接触する平面領域、前記第１平面領域に対して角度を有して延長された第２平面領域、及び前記両側の第１、２平面領域に対して角度を有して延長された第１補強部を有する第１集電板と、前記電極組立体及び前記第１集電板を受容する筐体と、前記筐体を密封する蓋組立体と、を含む二次電池が提供される。
また、前記第１補強部の縁は、前記第１集電板の第１平面領域に接触していてもよい。
また、前記第１集電板の前記第２平面領域は、前記第１電極端子を受容するようにする端子孔を有していてもよい。
また、前記第２平面領域の幅Ｗ２は、第１平面領域の幅Ｗ１より大きく形成されていてもよい。
また、前記第１補強部の幅Ｗ３は、前記第２平面領域の長さＬ２より小さく形成されていてもよい。
また、前記第１補強部の長さＬ３は、前記第１平面領域の長さＬ１より小さく形成されていてもよい。
また、前記第１平面領域の幅は、前記第２平面領域の幅より大きく形成されていてもよい。
また、前記第１補強部の幅は、前記第１平面領域の長さより小さく形成されていてもよい。
また、前記第１補強部の長さは、前記第2平面領域の長さより小さく形成されていてもよい。
また、前記第１集電板は、前記第１補強部に対して向き合う第２補強部をさらに含んでいてもよい。
また、前記第１集電板は、縦軸に沿って対称であってもよい。
また、前記第１補強部は、曲面角を有していてもよい。
また、前記第１集電板は、一つの統合材料を含んでいてもよい。
また、前記第１補強部と前記第２平面領域の間の縁は、曲面であってもよい。
また、前記補強部と前記第１平面領域の間の縁は、弧状であってもよい。
また、前記第１補強部は、前記第１平面領域に一体的に形成されていてもよい。
また、前記第１補強部は、前記第２平面領域に一体的に形成されていてもよい。
また、前記第１平面領域及び前記第２平面領域は平らであって、前記第１平面領域は前記第２平面領域に対して直角を成すように形成されていてもよい。
また、前記第１補強部は、前記第２平面領域に接触していてもよい。
また、前記第１補強部は、前記第１平面領域に接触していてもよい。
かかる構成を有する二次電池は、端子部を構成する集電板の第１平面領域及び第２平面領域の間に少なくとも一つの補強部がさらに形成されることで、集電板の撓みに対抗する強度が向上する。特に、このような補強部は、集電板の横方向及び／又は縦方向に対する撓み強度を向上させることによって、横方向及び／又は縦方向から伝達される外部衝撃及び振動に対する二次電池の安全性及び信頼性が向上する。例えば、衝撃及び振動が横方向及び／又は縦方向から二次電池に伝達されるとしても、二次電池の内部の電極組立体が横方向及び／縦方向に動かなくなる。よって、電極組立体と筐体との間の不要な電気的短絡が防止されて、これにより二次電池の安全性及び信頼性が向上する。
以上説明したように本発明によれば、外部からの衝撃及び振動に強い端子構造を有し、安全性及び信頼性の高い二次電池を実現することができる。
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１Ａに示すＩ−Ｉ’線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態に係る二次電池中、集電板を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る二次電池中、組立て前の集電板の平面図である。 本発明の他の実施形態に係る二次電池中、集電板を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る二次電池中、集電板を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る二次電池中、組立て前の集電板の平面図である。 本発明の他の実施形態に係る二次電池中、集電板を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る二次電池中、集電板を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る二次電池中、組立て前の集電板の平面図である。 本発明の他の実施形態に係る二次電池中、集電板を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る二次電池中、集電板を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る二次電池中、組立て前の集電板の平面図である。 本発明の他の実施形態に係る二次電池中、集電板を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る二次電池を用いたバッテリパックの一例を示す斜視図である。
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、本明細書及び図面において、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１Ａは、本発明の一実施形態による二次電池を示す斜視図である。図１Ｂは、図１ＡのＩ−Ｉ’線に沿った断面図である。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本発明の一実施形態による二次電池１００は、電極組立体１１０、第１端子部１２０、第２端子部１３０、筐体１４０及び蓋組立体１５０を含む。
前記電極組立体１１０は、薄い板形もしくは膜形に形成された第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又は重ねて形成する。ここで、第１電極板１１１は、正極として動作することができ、第２電極板１１２は、負極として動作することができる。勿論、その逆も可能である。
前記第１電極板１１１は、アルミニウムのような金属箔で形成された第１電極集電体に転移金属酸化物などの第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流れの通路になる。なお、本実施形態において前記第１電極板１１１の材質は上記の例に限定されない。
前記第２電極板１１２は、銅又はニッケルのような金属箔で形成された第２電極集電体に黒鉛又は炭素などの第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流れの通路になる。なお、本実施形態において前記第２電極板１１２の材質は上記の例に限定されない。
前記の第１電極板１１１及び第２電極板１１２は、互いに極性が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電気的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、ポリエチレンや、ポリプロピレンや、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てもよい。なお、本実施形態において前記セパレーター１１３の材質は上記の例に限定されない。
前記の電気組立体１１０の両側端部には、第１電極板１１１と第２電極板１１２の各々に電気的に接続される第１端子部１２０及び第２端子部１３０が結合される。
この電極組立体１１０は、実際に電解液と共に前記筐体１４０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）のような有機溶媒を用いて形成されたＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４のようなリチウム塩からなっていてもよい。また、前記電解液は液体、固体又はゲル状であってもよい。
前記第１端子部１２０は、主に金属又はその等価物で形成され、前記第１電極板１１１と電気的に接続される。前記第１端子部１２０は、第１集電板１２１、第１電極端子１２３及び第１締結部材１２４を含む。
前記第１集電板１２１は、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。実際に、前記第１集電板１２１は、前記第１電極無地部１１１ａに溶接される。前記第１集電板１２１は、略‘「’形（鉤型）に形成され、上部には端子孔１２１ｄが形成されていてもよい。前記端子孔１２１ｄには、前記第１電極端子１２３が挟め結合される。この第１集電板１２１は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金で製造されていてもよい。しかし、上述の材質で第１集電板１２１の材質を限定するものではない。
さらに具体的に、前記第１集電板１２１は、第１平面領域１２１ａ、第２平面領域１２１ｂ及び補強部１２２を含む。前記第１平面領域１２１ａは、前記電極組立体１１０の第１電極無地部１１１ａに溶接され、略縦方向に立てられた形態を有する。前記第２平面領域１２１ｂは、前記第１平面領域１２１ａの上端で略直角方向に折曲されて所定長さ延長されることによって、全体的に略横方向に横たわった形態を有する。
さらに、前記第２平面領域１２１ｂには、第１電極端子１２３が結合されることができるように端子孔１２１ｄが形成されていてもよい。前記補強部１２２は、前記第１平面領域１２１ａと前記第２平面領域１２１ｂとの間に形成されている。さらに、前記補強部１２２は、前記第１平面領域１２１ａと前記第２平面領域１２１ｂとに接続又は接触されている。
これによって、集電板は別途の補強部を有することで、横方向及び／又は縦方向からの衝撃及び振動に対して撓みの強度が向上する。よって、横方向及び／又は縦方向から衝撃及び振動が二次電池に伝達されても、二次電池の内部にある電極組立体が横方向及び／又は縦方向に動かなくなる。よって電極組立体と筐体との間の不要な電気的短絡が防止されて、これにより二次電池の安全性及び信頼性が向上する。このような集電板の多様な形態に対しては、以下でより詳しく説明する。
前記第１電極端子１２３は、後述される蓋板１５１を貫通して上部へ一定長さ延長及び突出され、又は前記蓋板１５１の下部において前記第１集電板１２１と電気的に接続される。前記第１電極端子１２３は、蓋板１５１の上部へ一定長さ延長及び突出されるともに、蓋板１５１の下部においては、第１電極端子１２３が前記蓋板１５１から抜かされないように側部方向へ延長されたフランジ１２３ａが形成されていてもよい。
前記第１電極端子１２３のうちフランジ１２３ａの下部に形成された領域は、前記第１集電板１２１の端子孔１２１ｄに挟められてリベット又は溶接されていてもよい。また、前記第１電極端子１２３のうち前記フランジ１２３ａの上部に形成された領域は、蓋板１５１を貫通して上部へ一定長さ延長及び突出され、前記延長及び突出された領域には第１締結部材１２４が固定されていてもよい。
さらに、前記第１電極端子１２３の上部延長領域には、ねじ山が形成されることによって、前記第１締結部材１２４がネジ方式で結合されていてもよい。ここで、前記第１電極端子１２３は、前記蓋板１５１と電気的に絶縁されていてもよい。この第１電極端子１２３は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金及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いてもよい。しかし、上述の材質で前記第１電極端子１２３の材質を限定するものではない。
前記第１締結部材１２４は、略六角ナット形態に形成されて、中央に前記第１電極端子１２３が貫通結合されるように略垂直方向に貫通孔が形成されていてもよい。この第１締結部材１２４は、ステンレススチル、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金及びその等価物のうちから選択されたいずれか一つで形成されていてもよい。但し、第１締結部材１２４の材質はこれらの材質に限定されるものではない。さらに、前記第１締結部材１２４と前記蓋板１５１は互いに絶縁されていてもよい。
前記第２端子部１３０も主に金属又はその等価物で形成され、前記第２電極板１１２と電気的に接続される。前記第２端子部１３０は、第２集電板１３１、第２電極端子１３３及び第２締結部材１３４を含む。ここで、前記第２電極端子１３０の形態は、前記第１端子部１２０の形態と同一であってもよい。従って、具体的な形態の説明は略する。
勿論、前記第２集電板１３１も第１平面領域１３１ａ、第２平面領域１３１ｂ及び補強部１３２を含む。前記第１平面領域１３１ａは、前記電極組立体１１０の第２電極無地部１１２ａに溶接され、略縦方向に立てられた形態を有する。また、前記第２平面領域１３１ｂは、前記第１平面領域１３１ａの上端で略直角方向に折曲されて所定長さ延長されることによって、全体的に略横方向に横たわった形態を有する。
前記補強部１３２は、前記第１平面領域１３１ａと前記第２平面領域１３１ｂとの間に形成されている。すなわち、前記補強部１３２は、前記第１平面領域１３１ａと前記第２平面領域１３１ｂとに接続又は接触されている。この第２集電板１３１は、実際に前記第１集電板１２１と同一の構造を有する。
さらに、前記第２集電板１３１及び第２電極端子１３３は、主に銅、銅合金及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。但し、第２集電板１３１及び第２電極端子１３３の材質はこれらの材質に限定されない。また、前記第２締結部材１３４は、主にステンレススチル、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金及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。但し、第２締結部材１３４の材質はこれらの材質に限定されない。
前記筐体１４０は、アルミニウム、アルミニウム合金又はニッケルがメッキされたスチルと同様の導電性金属で形成され、電極組立体１１０、第１端子部１２０及び第２端子部１３０が挿入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１Ｂには、筐体１４０と蓋組立体１５０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、実際に蓋組立体１５０の縁部分が解放された部分である。一方、筐体１４０の内面は、絶縁処理されて、電極組立体１１０、第１端子部１２０、第２端子部１３０及び蓋組立体１５０と絶縁されていてもよい。
前記蓋組立体１５０は、前記筐体１４０に結合される。前記蓋組立体１５０は、具体的に蓋板１５１、シールガスケット１５２、栓１５３、安全ベント１５４、上部絶縁部材１５５及び下部絶縁部材１５６を含む。勿論、前記シールガスケット１５２、上部絶縁部材１５５及び下部絶縁部材１５６は、前記第１端子部１２０及び第２端子部１３０の構成要素として考えられる。
前記蓋板１５１は、前記筐体１４０の開口を密封し、前記筐体１４０と同一の材質で形成されていてもよい。例えば、前記蓋板１５１は、レーザ溶接方式で前記筐体１４０に結合されていてもよい。ここで、もし前記蓋板１５１が前記第１端子部１２０に電機的に接続されれば、前記蓋板１５１は前記第１端子部１２０と同じ極性を有することができる。勿論、これに応じて前記蓋板１５１及び筐体１４０は、同じ極性を有することができる。
前記シールガスケット１５２は、絶縁性材質であって第１電極端子１２３及び第２電極端子１３３各々と蓋板１５１との間に形成されて、第１電極端子１２３及び第２電極端子１３３の各々と蓋板１５１との間を密封させる。前記シールガスケット１５２は、外部の水分が二次電池１００の内部へ浸透することができないようにするか、又は二次電池１００の内部に収容されている電解液が外部へ流出されることができないようにする。
前記栓１５３は前記蓋板１５１の電解液注入口１５１ａを密封し、前記安全ベント１５４は蓋板１１のベント孔１５１ｂに取り付けられて、設定された圧力にて解放されることができるようにノッチ１５４ａが形成されていてもよい。
前記上部絶縁部材１５５は、第１締結部材１２４及び第２締結部材１３４の各々と蓋板１５１との間に形成される。また、前記上部絶縁部材１５５は、前記蓋板１５１と密着される。さらに、前記上部絶縁部材１５５は、シールガスケット１５２にも密着されることができる。この上部絶縁部材１５５は、第１締結部材１２４及び第２締結部材１３４の各々と蓋板１５１とを絶縁させる。
前記下部絶縁部材１５６は、第１集電板１２１及び第２集電板１３１の各々と蓋板１５１との間に形成されて、不要な電気的短絡の発生を防止する。すなわち、前記下部絶縁部材１５６は、第１集電板１２１と蓋板１５１との間の短絡、そして前記第２集電板１３１と蓋板１５１との間の短絡を防止する。さらに、この下部絶縁部材１５６は、第１電極端子１２３と第２電極端子１３３の各々と蓋板１５１との間においても形成されることで、第１電極端子１２３と第２電極端子１３３の各々と前記蓋板１５１との間の不要な短絡の発生も防止する。
図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の一実施形態に係る二次電池のうち集電板を示す斜視図及び組立て前の平面図である。
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、集電板１２１は第１平面領域１２１ａ、第２平面領域１２１ｂ及び補強部１２２を含む。ここで、前記第１平面領域１２１ａ及び第２平面領域１２１ｂは、相互間略直角方向へ折曲された形態を有する。また、前記第２平面領域１２１ｂには、電極端子１２３との結合のための貫通孔１２１ｄが形成されていてもよい。
さらに、前記補強部１２２は、前記第１平面領域１２１ａを中心に両側方向へ一定長さ延長された形態を有する。さらに、前記補強部１２２は、前記第１平面領域１２１ａから略直角方向へ折曲された形態を有する。
図２Ｂ中、図面符号１２１ｅ、１２１ｆ及び１２１ｇは、折曲ライン又は切開ラインを表示したものである。すなわち、図面符号１２１ｅは、第１平面領域１２１ａと第２平面領域１２１ｂとの間に形成された折曲ラインである。この折曲ラインを中心に第１平面領域１２１ａと第２平面領域１２１ｂは、相互間略直角方向へ折曲される。
また、図面中の符号１２１ｆは、第１平面領域１２１ａと補強部１２２との間に形成された折曲ラインである。この折曲ラインを中心に第１平面領域１２１ａと補強部１２２は、相互間略直角方向へ折曲される。また、図面中の符号１２１ｇは、第２平面領域１２１ｂと補強部１２２との間に形成された切開ラインである。この切開ラインによって、前記補強部１２２が前記第２平面領域１２１ｂの下部方向へ容易に折曲されることができる。
また、図２Ｂ中、図面中の符号１２１ｈは、第２平面領域１２１ｂの下部に前記補強部１２２が接触される領域である。すなわち、前記第１平面領域１２１ａと前記第２平面領域１２１ｂが相互間略直角方向に折曲された後、前記補強部１２２が前記第１平面領域１２１ａから直角方向へ折曲されると、前記補強部１２２の上面は前記第２平面領域１２１ｂの下面に接触される。
このため、第２平面領域１２１ｂの幅Ｗ２が第１平面領域１２１ａの幅Ｗ１より相対的により大きく形成される。勿論、前記補強部１２２が前記第１平面領域１２１ａから略直角方向に折曲された後、前記第１平面領域１２１ａと前記第２平面領域１２１ｂとが相互間略直角方向へ折曲されても、上述と同様に前記補強部１２２の上面が前記第２平面領域１２１ｂの下面に接触される。
このようにすることによって、前記第１平面領域１２１ａと前記第２平面領域１２１ｂとの間に、前記第１平面領域１２１ａ及び第２平面領域１２１ｂを接続又は接触させる補強部１２２がさらに形成されることで、前記集電板１２１の撓みに対向する強度が向上する。さらに、前記第２平面領域１２１ｂと前記補強部１２２の接触領域に溶接が行われるか又はハンダ付けが行われると、前記集電板１２１の撓み強度はさらに向上する。
一方、第２平面領域１２１ｂの幅Ｗ２が第１平面領域１２１ａの幅Ｗ１と同一であるか相対的に小さく形成されると、前記補強部１２２を鋭角に折曲させなければならないと前記補強部１２２が第２平面領域１２１ｂに接触されることができない。しかし、この折曲構造は、製造工程が困難だけではなく、折曲領域が突出された形態を有していることから他の構造物に損傷を付ける恐れがある。
さらに、前記補強部１２２の幅Ｗ３は大きく形成するばするほどよい。つまり、前記補強部１２２の幅Ｗ３が大きく形成すればするほど前記第２平面領域１２１ｂと接触する領域が大きくなるためである。但し、前記補強部１２２の幅Ｗ３は、前記第２平面領域１２１ｂの長さＬ２より大きくならないように形成されることによって、望まない他の構造物との電気的短絡の発生が防止されるようにする。
実際に、前記補強部１２２の幅Ｗ３は、前記第２平面領域１２１ｂが有する長さＬ２の略１％〜９９％ぐらいであれば適切である。好ましくは、前記補強部１２２の幅Ｗ３は、前記第２平面領域１２１ｂが有する長さＬ２の略１０％〜９０％ぐらいであれば適切で、より好ましくは略３０％〜７０％ぐらいであれば適切である。
また、前記補強部１２２の長さＬ３は長く形成すればするほどよい。つまり、前記補強部１２２の長さＬ３が長く形成すればするほど前記第１平面領域１２１ａとの接続領域が長くなくためである。但し、前記補強部１２２の長さＬ３は、前記第１平面領域１２１ａの長さＬ１より長くならないように形成されることによって、望まない他の構造物との電気的短絡の発生が防止されるようにする。実際に、前記補強部１２２の長さＬ３は、前記第１平面領域１２１ａが有する長さＬ１の略１％〜９９％ぐらいであれば適切である。好ましくは、前記補強部１２２の長さＬ３は、前記第１平面領域１２１ａが有する長さＬ１の略１０％〜９０％ぐらいであれば適切で、より好ましくは略３０％〜７０％ぐらいであれば適切である。
図３は、本発明の他の実施形態に係る二次電池中、集電板を示す斜視図である。
図３に示すように、集電板２２１は、ラウンド型補強部１２２を有することができる。すなわち、第１平面領域１２１ａと第２平面領域１２１ｂとの間に形成される補強部１２２の下端の角にラウンド部２２１ａが形成されていてもよい。実際に、第１平面領域１２１ａを中心とする両側に折曲されて形成された補強部１２２の間に電極組立体が結合される。
前記補強部１２２の下端の角に略直角形に鋭く形成されていれば、前記電極組立体の結合の工程にて電極組立体に損傷が安く付ける恐れがある。しかし、図３に示すように、補強部１２２の下端の角にラウンド部２２１ａが形成されれば、前記電極組立体結合の工程にて電極組立体に損傷が付けなくなる。このラウンド部２２１ａの直径は限定されるものではなく、電極組立体を損傷させないぐらいの直径であれば好ましい。さらに、図示されてないが、前記ラウンド部２２１ａの代わりにチャンバー部が形成されてもよい。
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の他の実際形態に係る二次電池中、集電板を示す斜視図及び組立て前の平面図である。
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、集電板３２１は、第１平面領域３２１ａ、第２平面領域３２１ｂ及び補強部３２２を含む。ここで、前記補強部３２２は、前記第２平面領域３２１ｂを中心に両側方向へ一定長さ延長された形態を有する。また、前記補強部３２２は、前記第２平面領域３２１ｂから略直角方向へ折曲された形態を有する。
図４Ｂ中、図面符号３２１ｅ、３２１ｆ及び３２１ｇは、折曲ライン又は切開ラインを表示したものである。すなわち、図面符号３２１ｅは、第１平面領域３２１ａと第２平面領域３２１ｂとの間に形成された折曲ラインである。この折曲ラインを中心に第１平面領域３２１ａと第２平面領域３２１ｂは、相互間略直角方向へ折曲される。
また、図面中の符号３２１ｆは、第２平面領域３２１ｂと補強部３２２との間に形成された折曲ラインである。この折曲ラインを中心に第２平面領域３２１ｂと補強部３２２は、相互簡略直角方向へ折曲される。また、図面符号３２１ｇは、第１平面領域３２１ａと補強部３２２との間に形成された切開ラインである。この切開ラインによって、前記補強部３２２が前記第１平面領域３２１ａの後面方向へ容易に折曲されることができる。
また、図４Ｂ中、図面符号３２１ｈは、第１平面領域３２１ａの後面に前記補強部３２２が接触される領域である。すなわち、前記補強部３２２が前記第２平面領域３２１ｂから略直角方向へ折曲されると、前記補強部３２２の前面は、前記第１平面領域３２１ａの後面に接触される。このため、第１平面領域３２１ａの幅Ｗ１が第２平面領域３２１ｂの幅Ｗ２より相対的に大きく形成される。
このようにすることによって、前記第１平面領域３２１ａと前記第２平面領域３２１ｂとの間に、前記第１平面領域３２１ａ及び前記第２平面領域３２１ｂを接続する補強部３２２がさらに形成されることで、前記集電板３２１の撓み強度が向上する。さらに、前記第１平面領域３２１ａと前記補強部３２２の接触領域に溶接が行われるか又はハンダ付けが行われると、前記集電板３２１の撓み強度はさらに向上する。
一方、第１平面領域３２１ａの幅Ｗ１が第２平面領域３２１ｂの幅Ｗ２と同一であるか相対的に小さく形成されると、前記補強部３２２を鋭角に折曲させなければならないと前記補強部３２２が第１平面領域３２１ａに接触することができない。しかし、この折曲構造は、製造工程が困難だけではなく、折曲領域が突出された形態を有していることから他の構造物に損傷を付ける恐れがある。
さらに、前記補強部３２２の幅Ｗ３は大きく形成すればするほどよい。つまり、前記補強部３２２の幅Ｗ３が大きく形成すればするほど前記第１平面領域３２１ａと接触する領域が大きくなるためである。但し、前記補強部３２２の幅Ｗ３は、前記第１平面領域３２１ａの長さＬ１より長くならないように形成されることによって、望まない他の構造物との電気的短絡の発生が防止されるようにする。
実際に、前記補強部３２２の幅Ｗ３は、前記第１平面領域３２１ａが有する長さＬ１の略１％〜９９％ぐらいであれば適切である。好ましくは、前記補強部３２２の幅Ｗ３は、前記第１平面領域３２１ａが有する長さＬ１の略１０％〜９０％ぐらいであれば適切で、より好ましくは略３０％〜７０％ぐらいであれば適切である。
また、前記補強部３２２の長さＬ３は長く形成すればするほどよい。つまり、前記補強部３２２の長さＬ３が長く形成すればするほど前記第２平面領域３２１ｂとの接続領域が長くなるためである。但し、前記補強部３２２の長さＬ３は、前記第２平面領域３２１ｂの長さＬ２より長くならないように形成されることによって、望まない他の構造物との電気的短絡の発生が防止されないようにする。
実際に前記補強部３２２の長さＬ３は、前記第２平面領域３２１ｂが有する長さＬ２の略１％〜９９％ぐらいであれば適切である。好ましくは、前記補強部３２２の長さＬ３は、前記第２平面領域３２１ｂが有する長さＬ２の略１０％〜９０％ぐらいであれば適切で、より好ましくは略３０％〜７０％ぐらいであれば適切である。
図５は、本発明の他の実施形態に係る二次電池の中、集電板を示す斜視図である。
図５に示すように、集電板４２１は、ラウンド型補強部３２２を含んでいてもよい。すなわち、第１平面領域３２１ａと第２平面領域３２１ｂとの間に形成される補強部３２２の下端の角にラウンド部４２１ａが形成されていてもよい。前記ラウンド部４２１ａの直径は限定されるものではなく、電極組立体を損傷させないぐらいの直径であれば好ましい。さらに、図示されてないが、前記ラウンド部４２１ａの代わりにチャンバー部が形成されてもよい。
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の他の実施形態に係る二次電池の中、集電板を示す斜視図及び組立て前の平面図である。
図６Ａ及び図６Ｂに示すように、集電板５２１は第１平面領域１２１ａ、第２平面領域１２１ｂ及び補強部１２２を含む。ここで、前記補強部１２２は、実際に第１平面領域１２１ａから延長されて形成されている。
前記第１平面領域１２１ａ、第２平面領域１２１ｂ及び補強部１２２の境界領域には、切開溝５２１ｇが形成されている。この切開溝５２１ｇにより、前記境界領域の幅は相対的に減少して、これによって第１平面領域１２１ａから第２平面領域１２１ｂに容易に折曲される。勿論、その逆に第２平面領域１２１ｂから第１平面領域１２１ａが容易に折曲されることができる。
一方、前記切開溝５２１ｇは、図６Ｂを参照すると、略円形状に形成されているが、この形態で本実施形態の技術的範囲を限定するものではなく、三角又は四角などの形態に多様な模様を有することができる。さらに、前記切開溝５２１ｇは、図６Ａを参照すると、第１平面領域１２１ａ、第２平面領域１２１ｂ及び補強部１２２の折曲工程の後、略三角形態に変更されることができるが、その他にも多様な形態に変更されることができる。
さらに、前記のような構造を除くほかの構造は、図２Ａ及び図２Ｂに示したものと同様であるため、これに対する説明は略する。
図７は、本発明の他の実施形態に係る二次電池中、集電板を示す斜視図である。
図７に示すように、集電板６２１は、ラウンド型補強部１２２を含んでいてもよい。すなわち、第１平面領域１２１ａと第２平面領域１２１ｂとの間に形成される補強部１２２の下端の角にラウンド部６２１ａが形成されていてもよい。さらに、図示されてないが、前記ラウンド部６２１ａの代わりにチャンバー部が形成されてもよい。
前記のような構造を除くほかの構造は、図６Ａ及び図６Ｂに示すようなことと同様であるため、これに対する説明は略する。
図８Ａ及び図８Ｂは、本発明の他の実施形態に係る二次電池中、集電板を示す斜視図及び組立て前の平面図である。
図８Ａ及び図８Ｂに示すように、集電板７２１は、第１平面領域３２１ａ、第２平面領域３２１ｂ及び補強部３２２を含む。ここで、前記補強部３２２は、実際に、第２平面領域３２１ｂから延長形成されている。
前記第１平面領域３２１ａ、第２平面領域３２１ｂ及び補強部３２２の境界領域には、切開溝７２１ｇが形成されている。この切開溝７２１ｇにより、前記境界領域の幅は相対的に減少して、これによって第１平面領域３２１ａから第２平面領域３２１ｂに容易に折曲される。勿論、その逆に第２平面領域３２１ｂから第１平面領域３２１ａが容易に折曲されていてもよい。
前記のような構造を除くほかの構造は、図４Ａ及び図４Ｂに示すようなことと同様であるため、これに対する説明は略する。
図９は、本発明の他の実施形態に係る二次電池の中、集電板を示す斜視図である。
図９に示すように、集電板８２１は、ラウンド型補強部３２２を含んでいてもよい。すなわち、第１平面領域３２１ａと第２平面領域３２１ｂとの間に形成される補強部３２２の下端の角にラウンド部８２１ａが形成されていてもよい。さらに、図示されてないが、前記ラウンド部８２１ａの代わりにチャンバー部が形成されてもよい。
前記のような構造を除くほかの構造は、図８Ａ及び図８Ｂに示すことと同様であるため、以下に対する説明は略する。
図１０は、本発明の実施形態に係る二次電池を用いたバッテリパックの一例を示す斜視図である。
図１０に示すように、バッテリパック９００は、複数の二次電池１００、１００’と複数のバスバー９１０とを含む。すなわち、複数の二次電池１００，１００’は、水平方向に並べることができ、バスバー９１０は、何れか一つの二次電池１００の第１端子部１２０と、隣の他の二次電池１００’の第２端子部１３０’を相互間電気的に接続する。
すなわち、バスバー９１０の一方の貫通孔９１１が第１端子部１２０に結合されて、他の貫通孔９１２が第２端子部１３０’に結合される。また、前記バスバー９１０を介して突出された第１端子部１２０及び第２端子部１３０’には、各々締結部材１２５、１２５’が結合されることで、前記バスバー９１０が第１、２端子部１２０、１３０’に強く密着される。
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、各種の変更例又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端子部
１２１ 第１集電板
１２１ａ 第１平面領域
１２１ｂ 第２平面領域
１２２ 補強部
１２３ 第１電極端子
１２４ 第１締結部材
１３０ 第２端子部
１３１ 第２集電板
１３３ 第２電極端子
１３４ 第２締結部材
１４０ 筐体
１５０ 蓋組立体
１５１ 蓋板
１５２ シールガスケット
１５３ 栓
１５４ 安全ベント
１５５ 上部絶縁部材
１５６ 下部絶縁部材

Claims (20)

  1. 第１電極板、第２電極板、及び前記第１電極板と前記第２電極板との間に介在されるセパレーターを含む電極組立体と、
    前記第１電極板又は前記第２電極板に接触する第１平面領域、前記第１平面領域の端部から延長され、当該第１平面領域との間で有限の角度を有する第２平面領域、及び前記第１平面領域と前記第２平面領域との間に形成された第１補強部を有する第１集電板と、
    前記電極組立体及び前記第１集電板を受容する筐体と、
    前記筐体を密封する蓋組立体と、
    を含む
    ことを特徴とする、二次電池。
  2. 前記第１補強部の縁は、前記第１集電板の第２平面領域に接触する
    ことを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
  3. 第１電極端子をさらに含み、
    前記第１集電板の前記第２平面領域は、前記第１電極端子を結合するために用いる端子孔を有する
    ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の二次電池。
  4. 前記第２平面領域の幅Ｗ２は、第１平面領域の幅Ｗ１より大きく形成する
    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。
  5. 前記第１補強部の幅Ｗ３は、前記第２平面領域の長さＬ２より小さく形成する
    ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の二次電池。
  6. 前記第１補強部の長さＬ３は、前記第１平面領域の長さＬ１より小さく形成する
    ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の二次電池。
  7. 前記第１平面領域の幅は、前記第２平面領域の幅より大きく形成する
    ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の二次電池。
  8. 前記第１補強部の幅は、前記第１平面領域の長さより小さく形成する
    ことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の二次電池。
  9. 前記第１補強部の長さは、前記第２平面領域の長さより小さく形成する
    ことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の二次電池。
  10. 前記第１集電板は、前記第１補強部に対して向き合う位置に形成された第２補強部をさらに含む
    ことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の二次電池。
  11. 前記第１集電板は、縦軸に沿って対称である
    ことを特徴とする、請求項１０に記載の二次電池。
  12. 前記第１補強部は、曲面の角を有する
    ことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の二次電池。
  13. 前記第１集電板は、一つの統合材料を含む
    ことを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の二次電池。
  14. 前記第１補強部と前記第２平面領域の間の縁は、曲面である
    ことを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の二次電池。
  15. 前記補強部と前記第１平面領域の間の縁は、弧状である
    ことを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の二次電池。
  16. 前記第１補強部は、前記第１平面領域に対して一体に形成される
    ことを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の二次電池。
  17. 前記第１補強部は、前記第２平面領域に対して一体に形成される
    ことを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の二次電池。
  18. 前記第１平面領域及び前記第２平面領域は平らであり、
    前記第１平面領域は、前記第２平面領域に対して略直角である
    ことを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の二次電池。
  19. 前記第１補強部は、前記第２平面領域に接触する
    ことを特徴とする、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の二次電池。
  20. 前記第１補強部は、前記第１平面領域に接触する
    ことを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の二次電池。
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