JP2014036014A

JP2014036014A - 円筒形リチウムイオン２次電池

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Publication number: JP2014036014A
Application number: JP2012223944A
Authority: JP
Inventors: Daikei Kim; 大奎金
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2012-08-08
Filing date: 2012-10-09
Publication date: 2014-02-24
Anticipated expiration: 2032-10-09
Also published as: JP6178064B2; EP2696387B1; US20140045000A1; CN103579535A; KR20140020482A; CN103579535B; KR101907215B1; EP2696387A1; US8974931B2

Abstract

【課題】本発明の一実施例は円筒形リチウムイオン２次電池に関し、解決しようとする技術的課題は、円筒形ケースの破断圧を制御できるだけでなく、組み立て工程中に外部荷重による円筒形ケースのクラック現象を防止できる円筒形リチウムイオン２次電池を提供することにある。
【解決手段】本発明は円筒形ケース；前記円筒形ケースに電解液と共に収容された電極組立体；および、前記円筒形ケースを密封するキャップ組立体を含み、前記円筒形ケースは円形の底部と、前記底部から前記キャップ組立体まで延長される側部と、からなり、前記底部に厚さ勾配を有する安全ベントが形成される円筒形リチウムイオン２次電池を提供する。
【選択図】図２ａ

Description

本発明は円筒形リチウムイオン２次電池に関する。

リチウムイオン２次電池は、作動電圧が高く、単位重量当たりのエネルギー密度が高いという長所を有するため、携帯型電子機器だけでなくハイブリッド自動車または電気自動車の電源用途に使用されている。

このようなリチウムイオン２次電池の形態としては円筒形、角型およびパウチ型に分類される。この中で、円筒形リチウムイオン２次電池は、一般的に、円柱形態の電極組立体と、電極組立体が結合する円筒形態のケースと、ケースの内側に注液されてリチウムイオンの移動を可能にする電解液と、ケースの一側に結合されて電解液の漏液を防止し、電極組立体の離脱を防止するキャップ組立体と、などからなっている。

本発明は、円筒形ケースの破断圧を制御できるだけでなく、組み立て工程中に外部荷重による円筒形ケースのクラック現象を防止できる円筒形リチウムイオン２次電池を提供する。

本発明は円筒形ケース；前記円筒形ケースに電解液と共に収容された電極組立体；および、前記円筒形ケースを密封するキャップ組立体を含み、前記円筒形ケースは円形の底部と、前記底部から前記キャップ組立体まで延長された側部と、からなり、前記底部に厚さ勾配を有する安全ベントが形成されることができる。

前記底部は前記電極組立体に向かう平らな第１面と、前記第１面の反対面として平らな第２面と、を含み、前記安全ベントは前記第２面に形成されることができる。

前記安全ベントは前記底部の中心と同一の中心を有し、前記底部の半径と異なる半径を有する円形からなることができる。

前記安全ベントは、前記第１面と第２面との間に形成される第３面と、前記第３面と前記第２面とを連結する互いに離間した一対の第４面と、をさらに含むことができる。

前記第３面が前記第１面に対して勾配を有することができる。

前記第１面と前記第３面との間の厚さが前記第１面と前記第２面との間の厚さの１０％〜２０％である第１領域と、前記第１面と前記第３面との間の厚さが前記第１面と前記第２面との間の厚さの３０％〜４０％である第２領域と、を含み、前記第１領域と前記第２領域との間の第３面が前記第１面に対して勾配を有することができる。

前記第１領域と前記第２領域とは円周上に位置し、相互に９０°の間隔で交互に形成されることができる。

前記第１領域と前記第２領域との間に厚さが一定である第３領域がさらに形成されることができる。

前記第３領域は前記第１面と前記第１面の反対面である第５面とを含み、前記第１面と第５面との間の厚さは前記第１面と前記第２面との間の厚さの６０％〜７０％であることができる。

前記第２領域から第３領域まで厚さが順次に減少することができる。

前記第２領域から第３領域まで厚さが順次に増加することができる。

前記一対の第４面は２８°〜３０°の角度で形成されることができる。

前記第３面と前記第４面との間には曲面が形成されることができる。

本発明は円筒形ケースの底部に勾配を有する安全ベントが形成されることによって、円筒形ケースの破断圧を制御することができるだけでなく、組み立て工程中に外部荷重による円筒形ケースのクラック現象を防止することができる円筒形リチウムイオン２次電池を提供する。

本発明の一実施例による円筒形リチウムイオン２次電池を示す斜視図である。本発明の一実施例による円筒形リチウムイオン２次電池を示す断面図である。本発明の一実施例による円筒形リチウムイオン２次電池を示す分解斜視図である。本発明の一実施例による円筒形リチウムイオン２次電池の円筒形ケースの底部を示す底面図である。図２ａのＡ１−Ａ２に沿った断面図である。図２ａのＢ１−Ｂ２に沿った断面図である。仮想的に広げられた安全ベントの断面図である。本発明の他の実施例による円筒形リチウムイオン２次電池の円筒形ケースの底部を示す底面図である。図３ａのＡ１−Ｃに沿った断面図である。図３ａのＢ１−Ｂ２に沿った断面図である。仮想的に広げられた安全ベントの断面図である。仮想的に広げられた安全ベントの断面図である。本発明の他の実施例による円筒形リチウムイオン２次電池の円筒形ケースの底部に形成された安全ベントを示す断面図である。本発明の他の実施例による円筒形リチウムイオン２次電池の円筒形ケースの底部に形成された安全ベントを示す断面図である。

以下、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できるように、本発明の望ましい実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。

図１ａ、図１ｂおよび図１ｃは本発明の一実施例による円筒形リチウムイオン２次電池を示す斜視図、断面図および分解斜視図である。

図１ａ乃至図１ｃに示されているように、本発明の一実施例による円筒形リチウムイオン２次電池１００は、円筒形ケース１１０、電極組立体１２０、センターピン１３０およびキャップ組立体１４０を含む。

円筒形ケース１１０は、円形の底部１１１と、前記底部１１１から上部に向かって一定の長さ延長される側部１１２と、を含む。なお、前記ケース１１０はカンともいう。２次電池の製造工程中、円筒形ケース１１０の上部は開放されている。したがって、２次電池の組み立て工程中、電極組立体１２０およびセンターピン１３０を電解液と共に円筒形ケース１１０に挿入できる。円筒形ケース１１０は、スチール、ステンレススチール、アルミニウム、アルミニウム合金またはその等価物からなるが、本発明は前記材質に限定されるものではない。さらに、円筒形ケース１１０には、キャップ組立体１４０が外部に離脱しないようにキャップ組立体１４０を基準としてその下部に内部に陥没したビーディング部（ｂｅａｄｉｎｇｐａｒｔ）１１３が形成され、その上部に内部に折り曲げられたクリンピング部（ｃｒｉｍｐｉｎｇｐａｒｔ）１１４が形成されている。

一方、円筒形ケース１１０の底部１１１には、底部１１１の厚さより薄い厚さを有し、かつ厚さ勾配を有する安全ベント１１１０が形成されている。ここで、厚さ勾配とは、安全ベント１１１０の厚さが予め定められた水平面を基準に一定の角度で傾いて形成されていることを意味する。このような安全ベント１１１０は、円筒形ケース１１０の内圧が非正常的に上昇した時に破断して、内部のガスを全て外部に排出することになる。さらに、本発明による安全ベント１１１０は、厚さ勾配を有するように設計されることによって、安全ベントの破断圧が制御されることができるだけでなく、組み立て工程中に荷重に応じたクラック現象を防止できる。以下、このような厚さ勾配を有する安全ベント１１１０についてさらに詳細に説明する。

電極組立体１２０は、円筒形ケース１１０の内部に収容される。電極組立体１２０は、陰極活物質（例えば、黒鉛、炭素など）がコーティングされた負極板１２１、正極活物質（例えば、遷移金属酸化物ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４など）がコーティングされた正極板１２２および、負極板１２１と正極板１２２との間に位置して短絡を防止し、リチウムイオンの移動だけを可能にするセパレータ１２３からなる。負極板１２１、正極板１２２およびセパレータ１２３は、ほぼ円柱形態に巻き取られる。ここで、負極板１２１は銅（Ｃｕ）箔、正極板１２２はアルミニウム（Ａｌ）箔、セパレータ１２３はポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）であることができるが、本発明は前記材質に限定されるものではない。また、負極板１２１には下部に一定の長さ突出して延長された陰極タップ１２４を、正極板１２２には上部に一定の長さ突出した正極タップ１２５を溶接できるが、その逆も可能である。さらに、陰極タップ１２４はニッケル（Ｎｉ）材質、正極タップ１２５はアルミニウム（Ａｌ）材質であることができるが、本発明は前記材質に限定されるものではない。

また、電極組立体１２０の陰極タップ１２４は、円筒形ケース１１０の底部１１１に溶接されることができる。したがって、円筒形ケース１１０は陰極で動作することができる。当然ながら、逆に、正極タップ１２５が円筒形ケース１１０の底部１１１に溶接されることができ、このような場合、円筒形ケース１１０は正極で動作することができる。

さらに、円筒形ケース１１０に結合され、中央に第１ホール１２６ａおよびその外側に第２ホール１２６ｂが形成された第１絶縁板１２６が電極組立体１２０と底部１１１との間に介在することができる。このような第１絶縁板１２６は、電極組立体１２０が円筒形ケース１１０の底部１１１に電気的に接触しないようにする役割を果たす。特に、第１絶縁板１２６は、電極組立体１２０の正極板１２２が底部１１１に電気的に接触しないようにする役割を果たす。ここで、第１ホール１２６ａは、２次電池の異常によって多量のガスが発生した場合、ガスがセンターピン１３０を通じて上部に迅速に移動するようにする役割を果たし、第２ホール１２６ｂは、陰極タップ１２４が第１絶縁板１２６を貫通して底部１１１に溶接されるようにする役割を果たす。

また、円筒形ケース１１０に結合され、中央に第１ホール１２７ａおよびその外側に多数の第２ホール１２７ｂが形成された第２絶縁板１２７が電極組立体１２０とキャップ組立体１４０との間に介在することができる。このような第２絶縁板１２７は、電極組立体１２０がキャップ組立体１４０に電気的に接触しないようにする役割を果たす。特に、第２絶縁板１２７は、電極組立体１２０の負極板１２１がキャップ組立体１４０に電気的に接触しないようにする役割を果たす。ここで、第１ホール１２７ａは、２次電池の異常によって多量のガスが発生した場合、ガスがキャップ組立体１４０に迅速に移動するようにする役割を果たし、第２ホール１２７ｂは、正極タップ１２５が第２絶縁板１２７を貫通してキャップ組立体１４０に溶接されるようにする役割を果たす。また、残りの第２ホール１２７ｂは、電解液注入工程で、電解液が前記電極組立体１２０に迅速に流れていくようにする役割を果たす。

さらに、第１、２絶縁板１２６、１２７の第１ホール１２６ａ、１２７ａの直径がセンターピン１３０の直径より小さく形成されることによって、外部衝撃によってセンターピン１３０が円筒形ケース１１０の底部１１１またはキャップ組立体１４０に電気的に接触しないようになる。

センターピン１３０は内部が空いている円形パイプ形態であって、電極組立体１２０のほぼ中央に結合される。このようなセンターピン１３０は、スチール、ステンレススチール、アルミニウム、アルミニウム合金またはポリブチレンテレフタレート（ＰｏｌｙＢｕｔｙｌｅｎｅＴｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）からなることができるが、本発明は前記材質に限定されるものではない。このようなセンターピン１３０は、電池の充放電中、電極組立体１２０の変形を抑制する役割を果たし、２次電池の内部で発生するガスの移動通路の役割を果たす。

キャップ組立体１４０は、多数の貫通ホール１４１ａが形成されたキャップアップ（Ｃａｐ−ｕｐ）１４１と、キャップアップ１４１の下部に設けられた安全プレート１４２と、安全プレート１４２の下部に設けられた絶縁板１４３と、安全プレート１４２と絶縁板１４３との下部に設置され、第１、２貫通ホール１４４ａ、１４４ｂが形成されたキャップダウン（Ｃａｐ−ｄｏｗｎ）１４４と、キャップダウン１４４の下面に固定されて正極タップ１２５と電気的に接続されるサブプレート１４５と、キャップアップ１４１、安全プレート１４２、絶縁板１４３、キャップダウン１４４と円筒形ケース１１０の側部１１２とを絶縁させる絶縁ガスケット１４６と、を含む。ここで、絶縁ガスケット１４６は、実質的に円筒形ケース１１０の側部１１２に形成されたビーディング部１１３とクリンピング部１１４との間に圧着される形態を呈する。また、前記キャップアップ１４１および前記キャップダウン１４４に形成された貫通ホール１４１ａ、１４４ａ、１４４ｂは、円筒形ケース１１０の内部で異常内圧が発生した時に内部ガスを外部に排出する役割を果たす。異常内圧が発生した場合、このような内圧によって、まず安全プレート１４２が上部に向かって変形しながらサブプレート１４５と電気的に分離し、以降安全プレート１４２が破れながら内部のガスが外部に放出される。

さらに、円筒形ケース１１０の内側には電解液（図示せず）が注液されており、これは、充放電時に電池内部の負極板１２１および正極板１２２で電気化学的反応によって生成されるリチウムイオンが移動可能にする役割を果たす。このような電解液は、リチウム塩と高純度有機溶媒類との混合物である非水質系有機電解液であることができる。さらに、電解液は、高分子電解質を利用したポリマーであることができるが、特に電解液の種類を限定するものではない。

図２ａは本発明の一実施例による円筒形リチウムイオン２次電池の円筒形ケース１１０の底部を示す底面図、図２ｂは２ａのＡ１−Ａ２に沿った断面図、図２ｃは図２ａのＢ１−Ｂ２に沿った断面図、図２ｄは仮想的に広げられた安全ベントの断面図である。

まず、図２ａに示されているように、厚さ勾配を有する安全ベント１１１０は、円筒形ケース１１０における円形の底部１１１に形成される。特に、安全ベント１１１０は一定の幅を有するほぼ円形リング状に形成される。このような円形リング状の安全ベント１１１０は、底部１１１の中心と同一の中心を有し、底部１１１の半径より小さい半径を有する。また、安全ベント１１１０の内側領域には、前述のように陰極タップが電気的に接続され、安全ベント１１１０の外側領域には、図示しない外部電子機器が接触される。したがって、安全ベント１１１０によって陰極タップの電気的接続が干渉されたり、または外部電子機器の接触が干渉されたりしない。

さらに、図面中のＡ１、Ａ２は同一の厚さを有する第１領域に定義でき、図面中のＢ１、Ｂ２も同一の厚さを有する第２領域に定義できる。しかし、第１領域Ａ１、Ａ２と第２領域Ｂ１、Ｂ２との厚さは相互に異なり、第１領域Ａ１、Ａ２と第２領域Ｂ１、Ｂ２との間に厚さ勾配が形成される。つまり、安全ベント１１１０は、第１領域Ａ１、Ａ２から第２領域Ｂ１、Ｂ２に向かうに従って、順次に厚さが厚くなる。当然ながら、その逆も可能である。

また、第１領域Ａ１、Ａ２と第２領域Ｂ１、Ｂ２とは、円周方向にほぼ９０°間隔で交互に位置できる。したがって、図２ａに示されているように第１領域Ａ１、Ａ２と第２領域Ｂ１、Ｂ２とは、全部で４つの部分で形成されることができる。なお、これは一例に過ぎず、前記第１領域Ａ１、Ａ２と第２領域Ｂ１、Ｂ２との個数は２次電池の所望の破断圧により多様に変更できる。

図２ｂおよび図２ｃに示されているように、底部１１１は電極組立体に向かうほぼ平らな第１面１１１ａと、第１面１１１ａの反対面としてほぼ平らな第２面１１１ｂと、を含み、安全ベント１１１０は第２面１１１ｂから一定の深さで形成されることができる。当然ながら、安全ベント１１１０は第１面１１１ａから一定の深さで形成されることもできるが、この場合、安全ベント１１１０に外部衝撃によるクラックが相対的に容易に発生する。

また、安全ベント１１１０は、第１面１１１ａと第２面１１１ｂとの間に形成される第３面１１１ｃと、第３面１１１ｃと第２面１１１ｂとを連結し、相互に離間された一対の第４面１１１ｄと、を含む。ここで、第３面１１１ｃは第１面１１１ａおよび第２面１１１ｂとほぼ平行に形成され、第４面１１１ｄは第１面１１１ａ、第２面１１１ｂおよび第３面１１１ｃとほぼ垂直に形成される。

ここで、勾配は第３面１１１ｃで形成される。つまり、第３面１１１ｃが第１面１１１ａに対して一定の角度の勾配を有することになる。

一方、第１領域Ａ１、Ａ２をなす第１面１１１ａと第３面１１１ｃとの間の厚さは、第１面１１１ａと第２面１１１ｂとの間の厚さのほぼ１０％〜２０％である。また、第２領域Ｂ１、Ｂ２をなす第１面１１１ａと第３面１１１ｃとの間の厚さは、第１面１１１ａと第２面１１１ｂとの間の厚さのほぼ３０％〜４０％である。当然ながら、前述のように第１領域Ａ１、Ａ２と第２領域Ｂ１、Ｂ２との間には第３面１１１ｃで一定の角度の勾配が形成される。例えば、第１領域Ａ１、Ａ２から第２領域Ｂ１、Ｂ２に向かうほど第１面１１１ａと第３面１１１ｃとの間の厚さが順次増加する。

ここで、第１領域Ａ１、Ａ２の厚さが第１面１１１ａと第２面１１１ｂとの間の厚さのほぼ１０％より小さい場合、相対的に小さい電池内圧でも安全ベント１１１０が破断することができる。また、第１領域Ａ１、Ａ２の厚さが第１面１１１ａと第２面１１１ｂとの間の厚さのほぼ２０％より大きい場合、相対的に大きい電池内圧でも安全ベント１１１０が破断しないこともある。

また、第２領域Ｂ１、Ｂ２の厚さが第１面１１１ａと第２面１１１ｂとの間の厚さのほぼ３０％より小さい場合、相対的に小さい外部衝撃によって、安全ベント１１１０がクラックする可能性がある。また、第２領域Ｂ１、Ｂ２の厚さが第１面１１１ａと第２面１１１ｂとの間の厚さのほぼ４０％より大きい場合、相対的に大きい外部衝撃でも安全ベント１１１０がクラックされないことができるが、この場合、むしろ相対的に大きい電池内圧でも安全ベント１１１０が破断しないこともある。

ここで、破断とは電池の内圧によって安全ベント１１１０が正常に機能することを意味し、クラックとは安全ベント１１１０が非正常的に機能することを意味する。

図２ｄに示されているように、図２ａに示されたＡ１−Ｂ１−Ａ２−Ｂ２−Ａ１に沿ってこれを断面図に表わせば、第１面１１１ａと第３面１１１ｃとの間の厚さが勾配を有して変化することが見られる。例えば、第１領域Ａ１、Ａ２の厚さが第２領域Ｂ１、Ｂ２の厚さより小さく形成され、第１領域Ａ１、Ａ２と第２領域Ｂ１、Ｂ２との間に厚さ勾配が形成される。したがって、相対的に厚さが薄い安全ベント１１１０の第１領域Ａ１、Ａ２が、２次電池の内圧が増加した時に主に破断する部分として機能し、相対的に厚さが厚い安全ベント１１１０の第２領域Ｂ１、Ｂ２は外部衝撃を受けて安全ベント１１１０にクラックが発生しないように、安全ベント１１１０を支持する部分として機能する。従って、このような第１領域Ａ１、Ａ２と第２領域Ｂ１、Ｂ２との厚さおよびこれらの間の勾配角度を適切に制御することによって、２次電池の破断圧が制御されるだけでなく、外部衝撃によるクラック現象も防止できる。

図３ａは本発明の他の実施例による円筒形リチウムイオン２次電池の円筒形ケース１１０の底部１１１を示す底面図、図３ｂは３ａのＡ１−Ｃに沿った断面図、図３ｃは図３ａのＢ１−Ｂ２に沿った断面図、図３ｄは仮想的に広げられた安全ベント１１１０の断面図である。

図３ａ乃至図３ｃに示されているように、厚さ勾配を有する安全ベント１１１０は一つの第１領域Ａ１、二つの第２領域Ｂ１、Ｂ２および一つの第３領域Ｃを含む。この実施形態でも、一つの第１領域Ａ１と二つの第２領域Ｂ１、Ｂ２との間には厚さ勾配が形成される。

一方、第３領域Ｃは第１面１１１ａと、第１面１１１ａの反対面である第５面１１１ｅと、をさらに含む。実質的に第５面１１１ｅは、第１面１１１ａ、第２面１１１ｂ、第３面１１１ｃとほぼ平行に形成され、第３面１１１ｃおよび第２面１１１ｂの間の深さに位置する。したがって、第３領域Ｃの厚さは第１領域Ａ１および第２領域Ｂ１、Ｂ２の厚さよりも厚い。もう少し具体的に説明すれば、第１面１１１ａと第５面１１１ｅとの間の厚さは、第１面１１１ａと第２面１１１ｂとの間の厚さのほぼ６０％〜７０％であることができる。

さらに、第３領域Ｃは円周に対してほぼ８０°〜１００°の角度、さらに望ましくはほぼ９０°の角度にわたって形成されることができる。したがって、図３ａに示されているように、第１領域Ａ１を中心に両側に二つの第２領域Ｂ１、Ｂ２が形成され、二つの第２領域Ｂ１、Ｂ２の間に一つの第３領域Ｃがほぼ８０°〜９０°の角度範囲内で形成される。

ここで、第３領域Ｃの形成範囲がほぼ８０°より小さい場合、相対的に小さい外部衝撃によって安全ベント１１１０がクラックする可能性があり、また、前記第３領域Ｃの形成範囲がほぼ１００°より大きい場合、相対的に大きい内圧でも安全ベント１１１０が破断しないこともある。また、第３領域Ｃの厚さが第１面１１１ａと第２面１１１ｂとの間の厚さのほぼ６０％より小さい場合、相対的に小さい外部衝撃によって安全ベント１１１０がクラックされる可能性がある。また、第３領域Ｃの厚さが第１面１１１ａと第２面１１１ｂとの間の厚さのほぼ７０％より大きい場合、相対的に大きい外部衝撃でも安全ベント１１１０がクラックされないこともあるが、この場合、むしろ相対的に大きい電池内圧でも安全ベント１１１０が破断しないこともある。

さらに、図３ｄに示されているように、安全ベント１１１０は、第２領域Ｂ１、Ｂ２から第３領域Ｃまで厚さが順次に減少する形態であるか、または図３ｅに示されているように、第２領域Ｂ１、Ｂ２から第３領域Ｃまで厚さが順次に増加する形態であることができる。図３ｄに示されているように、安全ベント１１１０が第２領域Ｂ１、Ｂ２から第３領域Ｃまで厚さが順次に減少する場合、相対的に小さい内圧でも安全ベント１１１０が破断するように制御することができる。また、図３ｅに示されているように、安全ベント１１１０が第２領域Ｂ１、Ｂ２から第３領域Ｃまで厚さが順次に増加する場合、相対的に大きい外部衝撃でも安全ベント１１１０がクラックされないように制御することができる。

このように、第１領域Ａ１、第２領域Ｂ１、Ｂ２および第３領域Ｃの厚さおよびこれらの間の勾配角度が適切に制御されることによって、２次電池の破断圧が制御されるだけでなく、外部衝撃によるクラック現象も防止することができる。

図４ａおよび図４ｂは、本発明の他の実施例による円筒形リチウムイオン２次電池の円筒形ケース１１０の底部１１１に形成された安全ベント１１１０を示す断面図である。

図４ａおよび図４ｂに示されているように、本発明の他の実施例による安全ベント１１１０は、第１面１１１ａの反対面である第３面１１１ｃと、第３面１１１ｃの両側に形成されて第１面１１１ａと連結される一対の第４面１１１ｄと、を含む。ここで、一対の第４面１１１ｄが有する角度は、ほぼ２８°乃至３０°であることができ、また、第３面１１１ｃと第４面１１１ｄとの間には一定の曲率を有する曲面１１１ｆが形成されることができる。

ここで、前記一対の第４面１１１ｄが有する角度がほぼ２８°より小さい場合、相対的に大きい内圧でも安全ベント１１１０が機能しないことがあり、また、前記一対の第４面１１１ｄが有する角度がほぼ３０°より大きい場合、相対的に小さい内圧でも安全ベント１１１０が機能することができる。さらに、前記一対の第４面１１１ｄが有する角度がほぼ３０°より大きい場合、相対的に小さい外部衝撃でも安全ベント１１１０がクラックする危険性がある。

このように、本発明では前記のように一対の第４面１１１ｄが有する角度、そして第３面１１１ｃおよび第４面１１１ｄの間の曲面１１１ｆが有する曲率を制御して、２次電池の破断圧を制御することができる。

以上で説明したのは本発明による円筒形リチウムイオン２次電池を実施するための一つの実施例に過ぎないのであって、本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲に記載するように本発明の要旨を逸脱しない範囲内において当該発明の属する分野で通常の知識を有する者であれば、誰でも多様な変更実施が可能な範囲まで本発明の技術的精神が含まれるとみなされる。

１１１０安全ベント
１１１底部
１１１ａ第１面
１１１ｂ第２面
１１１ｃ第３面
１１１ｄ第４面
１１１ｅ第５面
１１１ｆ曲面
Ａ１、Ａ２第１領域
Ｂ１、Ｂ２第２領域
Ｃ第３領域

Claims

円筒形ケース；
前記円筒形ケースに電解液と共に収容された電極組立体；および、
前記円筒形ケースを密封するキャップ組立体を含み、
前記円筒形ケースは円形の底部と、前記底部から前記キャップ組立体まで延長される側部と、からなり、
前記底部に厚さ勾配を有する安全ベントが形成されることを特徴とする円筒形リチウムイオン２次電池。
前記底部は、前記電極組立体に向かう平らな第１面と、前記第１面の反対面として平らな第２面と、を含み、前記安全ベントは前記第２面に形成されることを特徴とする請求項１に記載の円筒形リチウムイオン２次電池。
前記安全ベントは前記底部の中心と同一の中心を有し、前記底部の半径と異なる半径を有する円形からなることを特徴とする請求項１に記載の円筒形リチウムイオン２次電池。
前記安全ベントは、
前記第１面と第２面との間に形成される第３面と、前記第３面と前記第２面とを連結する互いに離間した一対の第４面と、をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の円筒形リチウムイオン２次電池。
前記第３面は、前記第１面に対して勾配を有することを特徴とする請求項４に記載の円筒形リチウムイオン２次電池。
前記第１面と前記第３面との間の厚さが前記第１面と前記第２面との間の厚さの１０％〜２０％である第１領域と、
前記第１面と前記第３面との間の厚さが前記第１面と前記第２面との間の厚さの３０％〜４０％である第２領域と、を含み、
前記第１領域と前記第２領域との間の第３面が前記第１面に対して勾配を有することを特徴とする請求項４に記載の円筒形リチウムイオン２次電池。
前記第１領域と前記第２領域とは円周上に位置し、相互に９０°間隔で交互に形成されることを特徴とする請求項６に記載の円筒形リチウムイオン２次電池。
前記第１領域と前記第２領域との間に厚さが一定である第３領域がさらに形成されることを特徴とする請求項６に記載の円筒形リチウムイオン２次電池。
前記第３領域は前記第１面と前記第１面の反対面である第５面とを含み、前記第１面と第５面との間の厚さは前記第１面と前記第２面との間の厚さの６０％〜７０％であることを特徴とする請求項８に記載の円筒形リチウムイオン２次電池。
前記第２領域から第３領域まで厚さが順次に減少することを特徴とする請求項９に記載の円筒形リチウムイオン２次電池。
前記第２領域から第３領域まで厚さが順次に増加することを特徴とする請求項９に記載の円筒形リチウムイオン２次電池。
前記一対の第４面は２８°〜３０°の角度で形成されることを特徴とする請求項４に記載の円筒形リチウムイオン２次電池。
前記第３面と前記第４面との間には曲面が形成されることを特徴とする請求項４に記載の円筒形リチウムイオン２次電池。