JP2013073936A - ２次電池および２次電池を含む自動車 - Google Patents

２次電池および２次電池を含む自動車 Download PDF

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Abstract

【課題】電極組立体が分離部材によりケース内部に安定的に固定され、電極組立体で生産された電流がケース外部に漏れ出ることを防止することができる２次電池および前記２次電池を含む自動車を提供する。
【解決手段】正極、負極、および正極と負極との間に位置するセパレータを含む電極組立体、正極または負極のうちの一つに電気的または機械的に結合される集電体、電極組立体および集電体が収容されるケース、集電体と電気的に結合される端子が突出するキャッププレート、および、キャッププレートに固定される突出部、および集電体の長手方向に沿って延設され、集電体とケースの内側面との間に位置する本体を有する分離部材を含むことを特徴とする２次電池が提供される。また、動力を供給する動力源と、動力源に電気を供給する前記２次電池を含むことを特徴とする自動車が提供される。
【選択図】図２

Description

本発明は、２次電池および２次電池を含む自動車に関する。
２次電池（ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ ｂａｔｔｅｒｙ）は、充電が不可能な一次電池とは異なり、充電および放電が可能な電池である。低容量の２次電池は、携帯電話機やノートパソコンおよびビデオカメラのように携帯が可能な小型電子機器に使用され、大容量電池は、ハイブリッド自動車などのモータ駆動用電源として使用されている。
最近、高エネルギー密度の非水電解液を利用した高出力２次電池が開発されており、この高出力２次電池は、大電力を必要とする機器、例えば、電気自動車などのモータ駆動に使用され得るように、通常円筒型や角型などの複数の２次電池を直列に連結して大容量の電池として構成される。
角型２次電池において、ケースに内蔵される電極組立体は集電体と電気的に連結され、集電体はケースの外側に突出される端子と電気的に連結されるため、電極組立体で生産された電流を外部に流出させることが可能となる。
しかし、電極組立体とケースとの間の空間が非常に小さいため、ケース外部の衝撃が集電体に直接的に伝達されて、集電体が破損するという問題が発生することがある。
また、電極組立体の無地部に結合される集電体とケースとが電気的に連結され、電極組立体で発生される電流がケースを通じて外部に漏れ出るという問題もある。
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、電極組立体がケース内部に安定的に固定され、電極組立体で生産された電流がケース外部に漏れ出ることを防止することが可能な、新規かつ改良された２次電池および２次電池を含む自動車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、正極、負極、および正極と負極との間に位置するセパレータを含む電極組立体、正極または負極のうちの一つに電気的または機械的に結合される集電体、電極組立体および集電体が収容されるケース、集電体と電気的に結合される端子が突出するキャッププレート、および、キャッププレートに固定される突出部、および集電体の長手方向に沿って延設され、集電体とケースの内側面との間に位置する本体を有する分離部材を含むことを特徴とする２次電池が提供される。
かかる構成によれば、分離部材がケースと電気組立体および集電体との間に介在するため、外部衝撃等を受けても、電極組立体をケース内部に安定的に固定でき、かつ、電極組立体で生産された電流がケース外部に漏れ出ることを防止することができる。
また、集電体は、第１集電体および第２集電体を含むことができ、第１集電体および第２集電体は、負極または正極のうちの一つの電極にそれぞれ結合され得、分離部材は、第１分離部材および第２分離部材を含むことができる。
また、分離部材は、分離部材の下部から電極組立体の底面に沿って延設される支え部を含むことができる。
また、支え部は、電極組立体の底面とケースの底内表面との間に位置することができる。
また、分離部材の本体から電極組立体の中央部に向かって延設される固定板をさらに含むことができる。
また、固定板は、電極組立体の中央部に位置して電極組立体を支持することができる。
また、分離部材は、第１分離部材および第２分離部材を含むことができ、固定板は、第１分離部材から電極組立体の中央部に向かって延設される第１固定板、および第２分離部材から第１固定板に向かって延設される第２固定板を含むことができる。
また、集電体は、分離部材と電極組立体との間に位置することができ、固定板は、集電体の開口を貫通して延設され得る。
また、分離部材と固定板とは、電気的に絶縁され得る。
また、分離部材と固定板とは、一体に結合され得る。
また、電極組立体は、第１および第２電極組立体を含むことができ、分離部材は、第１電極組立体の中央部に向かって延設される第１固定板、および第２電極組立体の中央部に向かって延設される第２固定板を含むことができる。
また、分離部材の本体から延設される一対の固定壁をさらに含むことができ、一対の固定壁のそれぞれは、電極組立体の両側面に沿って延設され得る。
また、一対の固定壁のそれぞれは、電極組立体の両側面に位置して電極組立体を支持することができる。
また、分離部材は、一対の固定壁のそれぞれと電気的に絶縁され得る。
また、２次電池は、角型であってもよい。
また、突出部とキャッププレートとの間に位置する絶縁部材をさらに含むことができる。
また、本体には、電極組立体が収容される電極組立体収容溝が形成され得る。
また、本体には、電極組立体が収容される電極組立体収容溝が形成され、突出部には、集電体が収容される集電体収容溝が形成され得る。
また、突出部は、キャッププレートと接触することができる。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、動力を供給する動力源と、動力源に電気を供給し、正極、負極、および正極と負極との間に位置するセパレータを含む電極組立体、正極または負極のうちの一つに電気的または機械的に結合される集電体、電極組立体および集電体が収容されるケース、集電体と電気的に結合される端子が突出するキャッププレート、並びに、キャッププレートに固定される突出部、および集電体の長手方向に沿って延設され、集電体とケースの内側面との間に位置する本体を有する分離部材を備える２次電池を含む自動車が提供される。
以上説明したように本発明によれば、電極組立体が分離部材によりケース内部に安定的に固定され、かつ、電極組立体で生産された電流がケース外部に漏れ出ることを防止することができる。
本発明の第１実施形態による２次電池を示した斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 本発明の第１実施形態による２次電池の部分分解斜視図である。 本発明の第１実施形態の変形例による２次電池の部分分解斜視図である。 本発明の第２実施形態による２次電池の部分分解斜視図である。 本発明の第２実施形態の変形例による２次電池の部分分解斜視図である。 本発明の第２実施形態の他の変形例による２次電池の部分分解斜視図である。 本発明の第３実施形態による２次電池の部分分解斜視図である。 本発明の第４実施形態による２次電池の部分分解斜視図である。 本発明の第４実施形態による２次電池の断面図である。 本発明の第４実施形態の変形例による２次電池の部分分解斜視図である。
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。
＜１．第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態による２次電池を示した斜視図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
図１および図２を参照して説明すれば、本実施形態による２次電池１００は、正極（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１１と負極（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１２との間に絶縁体であるセパレータ１３を介在して巻き取られた少なくとも一つ以上の電極組立体１０と、電極組立体１０が内蔵されるケース２０と、ケース２０の開口に結合されたキャップアセンブリー３０とを含むことができる。
本第１実施形態による２次電池１００は、リチウムイオン２次電池であって、角型であるものを例に挙げて説明する。ただし、本発明はこれに限定されず、本発明はリチウムポリマー電池または円筒型電池など多様な形態の電池に適用され得る。
正極１１および負極１２は、薄板の金属箔から形成された集電体に活物質が塗布された領域であるコーティング部と、活物質がコーティングされていない領域である無地部１１ａ、１２ａとを含むことができる。
正極１１および負極１２は、絶縁体であるセパレータ１３を間に介在して巻き取られる。ただし、本発明はこれに限定されず、電極組立体１０は、複数のシート（ｓｈｅｅｔ）からなる正極と負極がセパレータを間において交互に積層された構造からなることもできる。
ケース２０は、２次電池１００の全体的な外形を形成し、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得る。また、ケース２０は、電極組立体１０が収容される空間を提供することができる。
キャップアセンブリー３０は、ケース２０の開口を覆うキャッププレート３１を含むことができ、キャッププレート３１は、ケース２０と同様に導電性物質からなることができる。ここで、正極１１または負極１２と電気的に連結された正極および負極端子２１、２２は、キャッププレート３１を貫通して外側に突出されるように設置され得る。
また、キャッププレート３１の外側に突出された正極および負極端子２１、２２の上部柱の外周面はねじ加工され、ナットでキャッププレート３１に固定され得る。
しかし、本発明はこれに限定されず、正極および負極端子２１、２２は、リベット構造になってリベット結合されてもよく、また、キャッププレート３１に溶接により結合されることもできる。
また、キャッププレート３１は、薄板からなってケース２０の開口に結合され、キャッププレート３１には、密封キャップ３３が設置される電解液注入口３２が形成され、切欠３４ａが形成されたベント部３４が設置され得る。
正極および負極端子２１、２２は、正極無地部１１ａまたは負極無地部１２ａに溶接により接合された第１および第２集電体４０、５０（以下、正極および負極集電体という）を含む集電体と電気的に連結され得る。
例えば、正極および負極端子２１、２２は、正極および負極集電体４０、５０と溶接により結合され得る。ただし、本発明はこれに限定されず、正極および負極端子２１、２２と正極および負極集電体４０、５０とは一体に結合されて形成され得る。
また、電極組立体１０とキャッププレート３１との間には絶縁部材が設置され得る。ここで、絶縁部材は、第１および第２下部絶縁部材６０、７０を含むことができ、第１および第２下部絶縁部材６０、７０のそれぞれは、電極組立体１０とキャッププレート３１との間に設置されることが可能である。
また、本実施形態によれば、絶縁部材と正極または負極端子２１、２２との間には電極組立体１０の一側面と対向するように設置される分離部材の一端が設置され得る。
ここで、分離部材は、第１および第２分離部材８０、９０を含むことができる。
したがって、第１および第２下部絶縁部材６０、７０と正極および負極端子２１、２２との間には、電極組立体１０の一側面と対向するように設置される第１および第２分離部材８０、９０の一端が設置され得る。
結局、正極および負極集電体４０、５０と溶接により結合された正極および負極端子２１、２２は、第１および第２下部絶縁部材６０、７０および第１および第２分離部材８０、９０の一端と結合することが可能である。
図３は、本発明の第１実施形態による２次電池の部分分解斜視図である。
図３を参照すれば、本実施形態による２次電池１００は、電極組立体１０、正極および負極端子２１、２２、集電体、絶縁部材、分離部材を含むことができる。
ここで、本実施形態による集電体は、第１および第２集電体（以下、正極および負極集電体４０、５０という）を含むことができ、絶縁部材は、第１および第２下部絶縁部材６０、７０を含むことができ、分離部材は、第１および第２分離部材８０、９０を含むことができる。
ただし、本実施形態による負極端子２２、負極集電体５０および第２下部絶縁部材７０のそれぞれの構造は、正極端子２１、正極集電体４０および第１下部絶縁部材６０のそれぞれの構造と同一であってもよい。
したがって、以下で負極端子２２、負極集電体５０および第２下部絶縁部材７０の構造についての詳細な説明は省略する。
本実施形態による正極端子２１は、本体２１ｂ、フランジ２１ａおよびフランジ２１ａに突出して形成される結合突起２１ｃを含むことができ、正極集電体４０は、端子結合溝４１ａが形成された端子結合部４１および電極集電体結合部４２を含むことができる。
例えば、端子結合部４１の端子結合溝４１ａには、正極端子２１の結合突起２１ｃが挿入されて溶接により結合され得る。ただし、正極端子２１の結合突起２１ｃは、端子結合部４１に形成された端子結合溝４１ａにしまりばめ嵌合方式で結合されることも可能である。
本実施形態による第１下部絶縁部材６０は、正極集電体４０の端子結合部４１が収容される集電体収容溝６１、正極端子２１の本体２１ｂが貫通する端子貫通ホール６２、および正極端子２１のフランジ２１ａが収容されるフランジ収容溝６３を含むことができる。
また、本実施形態による第１分離部材８０は、電極組立体１０の一側面と対向するように設置される第１本体８０ａ、および第１本体８０ａの一側終端で延設され、正極端子固定溝８０１ｂが形成された第１突出部８０ｂを含むことができる。
ここで、第１突出部８０ｂは、正極端子固定溝８０１ｂと端子貫通ホール６２が互いに対向するように位置して、第１下部絶縁部材６０の集電体収容溝６１に収容され得る。
また、正極端子２１の本体２１ｂは、正極端子固定溝８０１ｂと端子貫通ホール６２を貫通してキャッププレート３１にナットで固定され、正極端子２１のフランジ２１ａは、第１突出部８０ｂの正極端子固定溝８０１ｂと結合してフランジ収容溝６３に収容され得る。
したがって、本実施形態によれば、第１分離部材８０は、正極端子２１のフランジ２１ａにより固定されて第１下部絶縁部材６０と正極端子２１との間に固定されることが可能である。
また、本実施形態による第１分離部材８０の第１突出部８０ｂは、第１本体８０ａでほぼ垂直に突出して形成され得るため、図３に示されているように、第１分離部材８０の第１本体８０ａは、電極集電体結合部４２が結合された正極無地部１１ａが位置した電極組立体１０の一側と対向するように位置され得る。
ここで、本実施形態による正極集電体４０は、脆性物質に限定されず、延性物質で作られることもできる。
例えば、本実施形態によれば、延性物質で作られた正極集電体は、電極組立体１０の正極無地部１１ａに溶接により結合された後、第１分離部材８０により固定して使用され得る。
また、本実施形態による第１分離部材８０の第１本体８０ａの一側面には、正極無地部１１ａが形成された電極組立体１０の一部が収容される第１電極組立体収容溝８０１ａが形成され得る。ここで、第１分離部材８０は、絶縁物質（例：絶縁性樹脂）で形成され得る。
したがって、正極集電体４０が結合された正極無地部１１ａが形成された電極組立体１０の一部は、第１電極組立体収容溝８０１ａに収容され得る。
また、本実施形態による第２分離部材９０は、電極組立体１０の他側面と対向するように設置される第２本体９０ａ、および第２本体９０ａの一側終端で延設される負極端子固定溝９０１ｂが形成された第２突出部９０ｂを含むことができる。
また、第２本体９０ａの一側面には、負極無地部１２ａが形成された電極組立体１０の一部が収容される第２電極組立体収容溝９０１ａが形成され得る。
ここで、第２分離部材９０は、絶縁物質（例：絶縁性樹脂）で形成され得る。
したがって、本実施形態によれば、負極集電体５０が結合される負極無地部１２ａが形成された電極組立体１０の一部は、第２電極組立体収容溝９０１ａに収容され得る。
ただし、本実施形態による第２分離部材９０と負極端子２２、負極集電体５０および第２下部絶縁部材７０の結合関係は、第１分離部材８０と正極端子２１、正極集電体４０および第１下部絶縁部材６０の結合関係と同一であるため、以下で詳細な説明は省略する。
図３に示されているように、本実施形態による電極組立体１０は、第１分離部材８０および第２分離部材９０の間に位置してケース２０と物理的または電気的に分離され得る。
つまり、第１分離部材８０および第２分離部材９０が外部衝撃を吸収することができるため、外部衝撃により電極組立体１０が破損されることを防止することができる。
また、電極組立体１０で発生した電流がケース２０を通じて外部に漏れ出ることを防止することができる。
また、本実施形態による２次電池１００は、自動車（図示せず）に使用されることができる。
ここで、本実施形態による２次電池１００を含む自動車（図示せず）は、動力を供給する動力源（図示せず）、動力源に電気を供給し、正極１１と負極１２および正極１１と負極との間に位置するセパレータ１３を含む電極組立体１０、正極１１または負極１２のうちの一つに電気的または機械的に結合される集電体４０、５０、電極組立体１０および集電体４０、５０が収容されるケース２０、集電体４０、５０と電気的に結合される端子２１、２２が突出するキャッププレート３１、およびキャッププレート３１に固定される突出部、および集電体の長手方向に沿って延設され、集電体とケースの内側面との間に位置する本体を有する分離部材８０、９０を含む２次電池１００を含むことができる。
図４は、本発明の第１実施形態の変形例による２次電池の部分分解斜視図である。
図４を参照して説明すれば、本実施形態による２次電池１０１は、第１および第２分離部材８１、９１を除いては本発明の第１実施形態による２次電池１００と同一な構造を有するため、以下で第１実施形態と同一な構造についての詳細な説明は省略する。
本実施形態による第１分離部材８１は、第１本体８１ａ、第１突出部８１ｂおよび第１支え部８１ｃを含むことができ、第２分離部材９１は、第２本体９１ａ、第２突出部９１ｂおよび第２支え部９１ｃを含むことができる。
また、第１および第２分離部材８１、９１の第１および第２本体８１ａ、９１ａのそれぞれには、第１および第２電極組立体収容溝８１１ａ、９１１ａが形成され、第１および第２突出部８１ｂ、９１ｂには、正極および負極端子固定溝８１１ｂ、９１１ｂが形成され得る。
ただし、本実施形態による第１および第２分離部材８１、９１と集電体４０、５０および電極組立体１０との結合関係は、第１および第２支え部８１ｃ、９１ｃを除いては第１実施形態による第１および第２分離部材８０、９０と集電体４０、５０および電極組立体１０との結合関係と同一であるため、以下で詳細な説明は省略する。
本実施形態によれば、第１および第２分離部材８１、９１の第１および第２支え部８１ｃ、９１ｃは、第１および第２突出部８１ｂ、９１ｂが位置した第１および第２本体８１ａ、９１ａの一端の反対側に位置した他端で突出して形成され得る。
この時、第１および第２支え部８１ｃ、９１ｃは、第１および第２本体８１ａ、９１ａとほぼ垂直に形成され得る。
したがって、本実施形態による第１および第２支え部８１ｃ、９１ｃは、電極組立体１０の下部の一面とケース２０の底部分との間に位置して電極組立体１０とケース２０とを物理的に分離することができる。
また、本実施形態による第１および第２分離部材８１、９１は、絶縁物質（例：絶縁性樹脂）で形成され得る。
したがって、本実施形態によれば、第１および第２支え部８１ｃ、９１ｃは、電極組立体１０とケース２０の底部分との間に位置して電極組立体１０とケース２０とを電気的に分離することができる。
結局、本実施形態による第１および第２分離部材８１、９１の間に位置した電極組立体１０は、第１および第２分離部材８１、９１の間に設置されてケース２０内部に安定的に固定され得、ケース２０の一側面、上部および下部と物理的または電気的に分離されることが可能である。
＜２．第２の実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態による二次電池に対して説明する。
図５は、本発明の第２実施形態による２次電池の部分分解斜視図である。
図５を参照して説明すれば、本実施形態による２次電池２００は、固定板８２を除いては本発明の第１実施形態による２次電池１００と同一な構造を有するため、以下で第１実施形態による２次電池１００と同一な構造についての詳細な説明は省略する。
本実施形態による固定板８２は、薄板状にて第１分離部材８０の第１本体８０ａの一側面に結合され得る。
ただし、本実施形態による固定板８２は、第２分離部材９０の第２本体９０ａの一側面に結合されることも可能であり、第１および第２分離部材８０、９０の一側面でそれぞれ延設されることも可能である。
また、第１および第２分離部材８０、９０と電極組立体１０との結合関係は、本発明の第１実施形態による２次電池１００と同一であるため、以下で第１および第２分離部材８０、９０と電極組立体１０との結合関係についての詳しい説明は省略する。
図５に示されているように、本実施形態によれば、第１分離部材８０の一側面に結合された固定板８２は、正極集電体４０’の電極集電体結合部４２’に形成された集電体溝４２'ａを貫通して正極無地部１１ａが形成された電極組立体１０の一面の中央部分に形成された隙に挿入され得る。
ここで、本実施形態による固定板８２は、絶縁物質（例：絶縁性樹脂）で形成され得る。
したがって、本実施形態によれば、電極組立体１０は、第１分離部材８０に結合された固定板８２により第１および第２分離部材８０、９０の間で支持されるため、ケース２０内部に安定的に固定されることが可能である。
ただし、本発明がこれに限定されず、正極１１、負極１２および固定板８２をセパレータ１３の間に介在した後に巻き取って電極組立体１０を形成することも可能である。
図６は、本発明の第２実施形態の変形例による２次電池の部分分解斜視図である。
図６を参照して説明すれば、本実施形態による２次電池２０１は、第１固定板８３および第２固定板９３と正極および負極集電体４０’’、５０’’を除いては本発明の第１実施形態による２次電池１００と同一な構造を有するため、以下で同一な構造についての詳細な説明は省略する。
本実施形態による第１および第２固定板８３、９３は、薄板状に形成され得る。
また、第１固定板８３は、第１分離部材８０の一側面に結合され、第２固定板９３は、第２分離部材９０の一側面に結合され得る。
ただし、本実施形態による第１および第２固定板８３、９３は、第１および第２分離部材８０、９０の一側面で延設されることも可能である。
また、第１および第２分離部材８０、９０と電極組立体１０との結合関係は、本発明の第１実施形態による２次電池１００と同一であるため、以下で詳しい説明は省略する。
図６に示されているように、本実施形態による第１分離部材８０の一側面に結合された第１固定板８３は、正極集電体４０’’の電極集電体結合部４２’’に形成された集電体溝４２’’ａを貫通して正極無地部１１ａが形成された電極組立体１０の一面の中央部分に形成された隙に挿入され得る。
また、第２分離部材９０の一側面に結合された第２固定板９３は、負極集電体５０’’の電極集電体結合部５２’’に形成された集電体溝５２’’ａを貫通して負極無地部１２ａが形成された電極組立体１０の一面の中央部分に形成された隙に挿入され得る。
したがって、第１および第２分離部材８０、９０のそれぞれに結合された第１および第２固定板８３、９３は、電極組立体１０の正極および負極無地部１１ａ、１２ａが形成された両面に挿入されて、電極組立体１０をケース２０内部に固定することが可能である。
結局、本実施形態による電極組立体１０は、第１および第２固定板８３、９３により第１および第２分離部材８０、９０間に支持されるため、ケース２０内部に安定的に固定されることが可能である。
図７は、本発明の第２実施形態の他の変形例による２次電池の部分分解斜視図である。
図７を参照して説明すれば、本実施形態による２次電池２０２の電極組立体は、電極組立体１０（以下、第１電極組立体という）および第２電極組立体１０’を含むことができる。分離部材８０’は、分離部材８０’に延設される第１固定板８２ａおよび第２固定板８２ｂを含むことができる。第１固定板８２ａは、第１電極組立体１０の中央部に向かって延設され、第２固定板８２ｂは、第２電極組立体１０’の中央部に向かって延設され得る。
したがって、第１および第２固定板８２ａ、８２ｂは、第１および第２電極組立体１０、１０’の内部で第１および第２電極組立体１０、１０’を支持することができる。
また、第１および第２固定板８２ａ、８２ｂは、分離部材８０’と一体に形成され、分離部材８０’と電気的に絶縁され得る。
分離部材８０’は、本体８０'ａ、突出部８０’ｂおよび電極組立体収容溝８０１’ｃを含むことができる。
また、第１および第２固定板８２ａ、８２ｂのそれぞれは、集電体４０’’’の集電体溝４２’’’ａ、４２’’’ｂを貫通して延設され得る。
ここで、集電体４０’’’は、電極集電体結合部４２’’’、および正極端子２１が結合される端子結合溝４１’’’ａが形成された端子結合部４１’’’を含むことができる。
また、正極端子２１は、突出部８０’ｂの端子固定溝８０１’ｂを貫通して延設され得る。
第１下部絶縁部材６０’は、端子貫通ホール６２’、集電体収容溝６１’およびフランジ収容溝６３’を含むことができ、第２下部絶縁部材７０’は、第２分離部材９０’（以下、他の分離部材という）と対向するように設置され得る。
ここで、他の分離部材９０’は、本体９０'ａ、電極組立体収容溝９０１'ａおよび端子固定溝９０１’ｂを含むことができる。
また、第２集電体５０’’’（以下、他の集電体という）は、電極組立体収容溝９０１'ａに収容され得る。
＜３．第３の実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態による二次電池に対して説明する。
図８は、本発明の第３実施形態による２次電池の部分分解斜視図である。
図８を参照して説明すれば、本実施形態による２次電池３００は、第１分離部材８４を除いては本発明の第１実施形態による２次電池１００と同一な構造を有するため、以下で第１実施形態による２次電池１００と同一な構造についての詳細な説明は省略する。
本実施形態による第１分離部材８４は、第１本体８４ａ、正極端子固定溝８４１ｂが形成された第１突出部８４ｂを含むことができる。
また、第１分離部材８４の第１本体８４ａは、電極組立体収容溝８４１ａを含むことができ、電極組立体収容溝８４１ａの互いに対向する角部から延設されて形成される一対の第１固定壁８４ｃを含むことができる。ここで、第１固定壁８４ｃは、絶縁物質（例：絶縁性樹脂）で形成され得る。
ただし、本実施形態による第１固定壁８４ｃは、第２分離部材９０で延設されることも可能であり、第１および第２分離部材８４、９０のそれぞれで延設されることも可能である。
また、本実施形態による第１および第２分離部材８４、９０と電極組立体１０との結合関係は、第１分離部材８４に形成された第１固定壁８４ｃを除いては本発明の第１実施形態による第１および第２分離部材８０、９０と電極組立体１０との結合関係と同一であるため、以下で詳細な説明は省略する。
図８に示されているように、第１分離部材８４の第１本体８４ａの一対の第１固定壁８４ｃ間に電極組立体１０が挿入されて、正極無地部１１ａが形成された電極組立体１０の一部が電極組立体収容溝８４１ａに収容されることが可能である。
したがって、本実施形態によれば、電極組立体１０は、第１分離部材８４に形成された第１固定壁８４ｃによりケース２０と物理的または電気的に分離されることが可能であり、ケース２０内部に安定的に固定されることが可能である。
＜４．第４の実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態による二次電池に対して説明する。
図９は、本発明の第４実施形態による２次電池の部分分解斜視図であり、図１０は、本発明の第４実施形態による２次電池の断面図である。
図９および図１０を参照して説明すれば、本実施形態による２次電池４００は、第１および第２分離部材８５、９５を除いては本発明の第１実施形態による２次電池１００と同一な構造を有するため、以下で第１実施形態と同一な構造についての詳細な説明は省略する。
本実施形態による第１および第２分離部材８５、９５は、第１および第２電極組立体収容溝８５１ａ、９５１ａが形成された第１および第２本体８５ａ、９５ａ、および第１および第２突出部８５ｂ、９５ｂを含むことができ、絶縁物質（例：絶縁性樹脂）で形成され得る。
また、第１および第２突出部８５ｂ、９５ｂは、第１および第２集電体収容溝８５１ｂ、９５１ｂ、第１および第２フランジ収容溝８５２ｂ、９５２ｂ、および第１および第２端子貫通ホール８５３ｂ、９５３ｂを含むことができる。
ここで、第１および第２突出部８５ｂ、９５ｂは、第１および第２本体８５ａ、９５ｂでほぼ垂直に延設され得る。
ただし、本実施形態による第１および第２分離部材８５、９５は同一な構造から形成され得るため、以下で第２分離部材９５と電極組立体１０、負極端子２２および負極集電体５０との結合関係についての詳細な説明は省略する。
本実施形態によれば、正極端子２１は、第１端子貫通ホール８５３ｂを貫通してキャッププレート３１にナットで固定され、フランジ２１ａは、第１フランジ収容溝８５２ｂに収容され得る。
この時、集電体４０の端子結合部４１に形成された端子結合溝４１ａには、結合突起２１ｃが挿入されて溶接され得る。
したがって、本実施形態による第１分離部材８５は、正極端子２１のフランジ２１ａによりキャッププレート３１の下に固定されることが可能である。
また、図９に示されているように、本実施形態による第１分離部材８５の第１本体８５ａは、ケース２０と集電体４０が結合された正極無地部１１ａが位置した電極組立体１０の一面との間に位置することができる。
したがって、第１および第２分離部材８５、９５は、キャッププレート３１と電極組立体１０とケースの両側面の間に位置して電極組立体１０とケース２０とを物理的または電気的に分離することが可能である。
したがって、本実施形態によれば第１および第２分離部材８５、９５により外部衝撃を吸収して電極組立体１０が破損されることを防止することができ、電極組立体１０で発生した電流が外部に漏れ出ることを防止することができる。
図１１は、本発明の第４実施形態の変形例による２次電池の部分分解斜視図である。
図１１を参照して説明すれば、本実施形態による２次電池４０１は、第１および第２分離部材８６、９６を除いては本発明の第４実施形態による２次電池４００と同一な構造を有するため、以下で同一な構造についての詳細な説明は省略する。
本実施形態による第１および第２分離部材８６、９６は、第１および第２電極組立体収容溝８６１ａ、９６１ａが形成された第１および第２本体８６ａ、９６ａ、および第１および第２突出部８６ｂ、９６ｂを含むことができ、絶縁物質（例：絶縁性樹脂）で形成され得る。
また、第１および第２突出部８６ｂ、９６ｂは、第１および第２集電体収容溝８６１ｂ、９６１ｂ、第１および第２フランジ収容溝８６２ｂ、９６２ｂ、および第１および第２端子貫通ホール８６３ｂ、９６３ｂを含むことができる。
ここで、第１および第２突出部８６ｂ、９６ｂは、第１および第２本体８６ａ、９６ａでほぼ垂直に延設され得る。
ただし、本実施形態による第１および第２分離部材８６、９６と電極組立体１０、正極および負極端子２１、２２および正極および負極集電体４０、５０との結合関係は、第１および第２支え部８６ｃ、９６ｃを除いては本発明の第４実施形態による第１および第２分離部材８５、９５と電極組立体１０、正極および負極端子２１、２２および正極および負極集電体４０、５０との結合関係と同一であってもよい。
したがって、以下で第１および第２分離部材８６、９６と電極組立体１０、正極および負極端子２１、２２および正極および負極集電体４０、５０との結合関係についての詳細な説明は省略する。
本実施形態によれば、第１および第２分離部材８６、９６の第１および第２支え部８６ｃ、９６ｃは、第１および第２突出部８６ｂ、９６ｂが位置した第１および第２本体８６ａ、９６ａの一端の反対側に位置した他端で突出して形成され得る。
この時、第１および第２支え部８６ｃ、９６ｃは、第１および第２本体８６ａ、９６ａとほぼ垂直に形成され得る。
したがって、本実施形態による第１および第２支え部８６ｃ、９６ｃは、電極組立体１０の下部の一面とケース２０の底部分との間に位置して電極組立体１０とケース２０とを物理的に分離することができる。
また、本実施形態による第１および第２分離部材８６、９６は、絶縁物質（例：絶縁性樹脂）で形成され得る。
したがって、本実施形態によれば、第１および第２支え部８６ｃ、９６ｃは、電極組立体１０とケース２０の底部分との間に位置して電極組立体１０とケース２０を電気的に分離することができる。
結局、本実施形態による第１および第２分離部材８６、９６の間に位置した電極組立体１０は、第１および第２分離部材８６、９６の間に設置されてケース２０内部に安定的に固定され得、ケース２０の一側面、上部と下部と物理的および電気的に分離されることが可能である。
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、１０１、２００、２０１、２０２、３００、４００、４０１ ２次電池
１０、１０’ 電極組立体
１１ 正極
１１ａ 正極無地部
１２ 負極
１２ａ 負極無地部
１３ セパレータ
２０ ケース
２１ 正極端子
２２ 負極端子
２１ａ フランジ
２１ｂ 本体
２１ｃ 結合突起
３０ キャップアセンブリー
３１ キャッププレート
３２ 電解液注入口
３３ 密封キャップ
３４ ベント部
３４ａ 切欠
４０、４０’、４０’’、４０’’’ 正極集電体
４１、４１’’’ 端子結合部
４１ａ、４１’ａ、４１’’’ａ 端子結合溝
４２、４２’、４２’’、４２’’’、５２’’ 電極集電体結合部
４２’ａ、４２’’ａ、４２’’’ａ、４２’’’ｂ、５２’’ａ 集電体溝
５０、５０’’、５０’’’ 負極集電体
６０、６０’ 第１下部絶縁部材
６１、６１’ 集電体収容溝
６２、６２’ 端子貫通ホール
６３、６３’ フランジ収容溝
７０、７０’ 第２下部絶縁部材
８０、８０’、８１、８４、８５、８６ 第１分離部材
８０ａ、８０’ａ、８１ａ、８４ａ、８５ａ、８６ａ 第１本体
８０１ａ、８０１’ｃ、８１１ａ、８４１ａ、８５１ａ、８６１ａ 第１電極組立体収容溝
８０ｂ、８０’ｂ、８１ｂ、８４ｂ、８５ｂ、８６ｂ 第１突出部
８０１ｂ、８０１’ｂ、８１１ｂ、８４１ｂ 正極端子固定溝
８５１ｂ、８６１ｂ 第１集電体収容溝
８５２ｂ、８６２ｂ 第１フランジ収容溝
８５３ｂ、８６３ｂ 第１端子貫通ホール
８１ｃ、８６ｃ 第１支え部
８２ 固定板
８３ 第１固定板
８４ｃ 第１固定壁
９０、９０’、９１、９５、９６ 第２分離部材
９０ａ、９０’ａ、９１ａ、９５ａ、９６ａ 第２本体
９０１ａ、９０１’ａ、９１１ａ、９５１ａ、９６１ａ 第２電極組立体収容溝
９０ｂ、９０’ｂ、９１ｂ、９５ｂ、９６ｂ 第２突出部
９０１ｂ、９０１’ｂ、９１１ｂ 負極端子固定溝
９５１ｂ、９６１ｂ 第２集電体収容溝
９５２ｂ、９６２ｂ 第２フランジ収容溝
９５３ｂ、９６３ｂ 第２端子貫通ホール
９１ｃ、９６ｃ 第２支え部
９３ 第２固定板

Claims (20)

  1. 正極、負極、および前記正極と前記負極との間に位置するセパレータを含む電極組立体と、
    前記正極または前記負極のうちの一つに電気的または機械的に結合される集電体と、
    前記電極組立体および前記集電体が収容されるケースと、
    前記集電体と電気的に結合される端子が突出するキャッププレートと、
    前記キャッププレートに固定される突出部と、前記集電体の長手方向に沿って延設され、前記集電体と前記ケースの内側面との間に位置する本体を有する分離部材と、
    を含むことを特徴とする、２次電池。
  2. 前記集電体は、第１集電体および第２集電体を含み、
    前記第１集電体および前記第２集電体は、前記負極または正極のうちの一つの電極にそれぞれ結合され、
    前記分離部材は、第１分離部材および第２分離部材を含むことを特徴とする、請求項１に記載の２次電池。
  3. 前記分離部材は、前記分離部材の下部から前記電極組立体の底面に沿って延設される支え部を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の２次電池。
  4. 前記支え部は、前記電極組立体の底面と前記ケースの底内表面との間に位置することを特徴とする、請求項３に記載の２次電池。
  5. 前記分離部材の本体から前記電極組立体の中央部に向かって延設される固定板をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の２次電池。
  6. 前記固定板は、前記電極組立体の中央部に位置して前記電極組立体を支持することを特徴とする、請求項５に記載の２次電池。
  7. 前記分離部材は、第１分離部材および第２分離部材を含み、
    前記固定板は、前記第１分離部材から前記電極組立体の中央部に向かって延設される第１固定板、および第２分離部材から前記第１固定板に向かって延設される第２固定板を含むことを特徴とする、請求項５又は６に記載の２次電池。
  8. 前記集電体は、前記分離部材と前記電極組立体との間に位置し、
    前記固定板は、前記集電体の開口を貫通して延設されることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか１項に記載の２次電池。
  9. 前記分離部材と前記固定板とは、電気的に絶縁されることを特徴とする、請求項５〜８のいずれか１項に記載の２次電池。
  10. 前記分離部材と前記固定板とは、一体に結合されることを特徴とする、請求項５〜９のいずれか１項に記載の２次電池。
  11. 前記電極組立体は、第１および第２電極組立体を含み、
    前記分離部材は、前記第１電極組立体の中央部に向かって延設される第１固定板、および前記第２電極組立体の中央部に向かって延設される第２固定板を含むことを特徴とする、請求項５に記載の２次電池。
  12. 前記分離部材の本体から延設される一対の固定壁をさらに含み、
    前記一対の固定壁のそれぞれは、前記電極組立体の両側面に沿って延設されることを特徴とする、請求項１に記載の２次電池。
  13. 前記一対の固定壁のそれぞれは、前記電極組立体の両側面に位置して前記電極組立体を支持することを特徴とする、請求項１２に記載の２次電池。
  14. 前記分離部材は、前記一対の固定壁のそれぞれと電気的に絶縁されることを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の２次電池。
  15. 前記２次電池は、角型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２次電池。
  16. 前記突出部と前記キャッププレートとの間に位置する絶縁部材をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の２次電池。
  17. 前記本体には、電極組立体が収容される電極組立体収容溝が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２次電池。
  18. 前記本体には、電極組立体が収容される電極組立体収容溝が形成され、前記突出部には、前記集電体が収容される集電体収容溝が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の２次電池。
  19. 前記突出部は、前記キャッププレートと接触することを特徴とする、請求項１８に記載の２次電池。
  20. 動力を供給する動力源と、
    前記動力源に電気を供給し、正極、負極、および前記正極と前記負極との間に位置するセパレータを含む電極組立体、前記正極または前記負極のうちの一つに電気的または機械的に結合される集電体、前記電極組立体および前記集電体が収容されるケース、前記集電体と電気的に結合される端子が突出するキャッププレート、並びに、前記キャッププレートに固定される突出部、および前記集電体の長手方向に沿って延設され、前記集電体と前記ケースの内側面との間に位置する本体を有する分離部材を備える２次電池を含むことを特徴とする、自動車。
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