JP2014120470A

JP2014120470A - 二次電池

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Publication number: JP2014120470A
Application number: JP2013229226A
Authority: JP
Inventors: Sae-Weon Roh; 世源魯
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2013-11-05
Publication date: 2014-06-30
Anticipated expiration: 2033-11-05
Also published as: KR101440893B1; JP6448107B2; KR20140079251A

Abstract

【課題】二次電池を提供する。
【解決手段】第１電極板、第２電極板、及びこれらの間に介在されるセパレータを含む電極組立体と、電極組立体が挿入されるように、一側に開口が形成されており、内部に電極組立体を収容する缶と、缶の開口を密閉するキャッププレートと、を備え、缶のコーナー部のうち少なくともいずれか一つであるコーナー部は、ラウンド形態状であり、ラウンド形態のコーナー部の外側曲率半径は、内側曲率半径より大きい二次電池である。
【選択図】図３

Description

本発明は、繰り返し充放電が可能な二次電池に関する。

二次電池は、充電が不可能な一次電池とは異なり、繰り返し充放電が可能な電池であり、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ノート型パソコンなどの小型先端電子機器分野で広く使われている。

二次電池が多様な分野で使われながら、二次電池の使用環境による信頼性テストが重要な問題として取り上げられている。代表的な信頼性テスト項目としては、温度による耐久性、落下強度、静電気放電(ＥＳＤ：Electrostatic Discharge)防止、充電及び放電テストがある。

これらのテスト項目のうち、落下強度は、二次電池の機構的特性だけでなく、動作にも影響を及ぼす。例えば、二次電池が落下するか、または外部から強い衝撃が加えられる時、二次電池が損傷すれば、電気的短絡が発生するか、または電解質が漏れる問題が発生して、二次電池が正常的に動作しない。

米国特許出願公開第２０１１／００８１５７３号明細書米国特許出願公開第２０１１／００４５３４０号明細書韓国公開特許第２０−０３２６８７３号公報

本発明が解決しようとする課題は、落下に対してロバスト性、或いは耐性を有する二次電池を提供することである。

前記課題を達成するために、本発明の一側面によれば、第１電極板、第２電極板、及びこれらの間に介在されるセパレータを含む電極組立体と、前記電極組立体が挿入されるように、一側に開口が形成されており、内部に前記電極組立体を収容する缶と、前記缶の開口を密閉するキャッププレートと、を備え、前記缶のコーナー部のうち少なくともいずれか一つであるコーナー部は、ラウンド形態であり、前記ラウンド形態のコーナー部の外側曲率半径は、内側曲率半径より大きい二次電池を提供する。

本発明の一特徴によれば、前記ラウンド形態のコーナー部は、前記キャッププレートの反対側に位置する前記缶の底面を取り囲むコーナー部のうち少なくともいずれか一つである。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記缶は、前記ラウンド形態のコーナー部を基準として、第１方向に向かって延びた第１面と、前記ラウンド形態のコーナー部を基準として、第２方向に向かって延びた第２面と、を含み、前記第１面の厚さは、前記第２面の厚さより厚い。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記第１面は、前記キャッププレートの反対側に位置する前記缶の底面であり、前記第２面は、前記キャッププレートと前記底面との間に備えられ、前記底面に対してほぼ垂直に折り曲げられた前記缶の側面である。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記缶は、上面に当たる位置に前記開口が形成された全体的に六面体形状であり、前記キャッププレートの反対側に位置する底面と、前記キャッププレートと前記底面との間に備えられ、前記底面に対してほぼ垂直に折り曲げられた第１側面と、前記キャッププレートと前記底面との間に備えられ、前記底面に対してほぼ垂直に折り曲げられ、前記第１側面に対向する第２側面と、前記キャッププレートと前記底面との間に備えられ、前記底面に対してほぼ垂直に折り曲げられた第３側面と、前記キャッププレートと前記底面との間に備えられ、前記底面に対してほぼ垂直に折り曲げられ、前記前面に対向する第４側面と、を含む。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記底面の厚さは、前記第１側面、前記第２側面、前記第３側面、及び前記第４側面のそれぞれの厚さより厚い。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記底面の厚さは、０.５７ｍｍ〜０.６３ｍｍであり、前記第１側面、前記第２側面、前記第３側面、及び前記第４側面のそれぞれの厚さは、０.２８ｍｍ〜０.３２ｍｍである。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記ラウンド形態のコーナー部は、前記第１側面と前記底面とが接する位置に形成され、外側曲率半径が内側曲率半径より大きいラウンド形態の第１コーナー部と、前記第２側面と前記底面とが接する位置に形成され、外側曲率半径が内側曲率半径より大きいラウンド形態の第２コーナー部と、を含む。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記第３側面と前記底面とが接する位置に形成され、外側曲率半径が内側曲率半径より大きいラウンド形態の第３コーナー部と、前記第４側面と前記底面とが接する位置に形成され、外側曲率半径が内側曲率半径より大きいラウンド形態の第４コーナー部と、を含む。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記第１側面と前記底面とが接する位置に形成され、外側曲率半径が内側曲率半径より大きいラウンド形態の第１コーナー部と、前記第２側面と前記底面とが接する位置に形成され、外側曲率半径が内側曲率半径より大きいラウンド形態の第２コーナー部と、を含む。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記内側曲率半径は、０.４ｍｍ〜０.６ｍｍである。本発明のさらに他の特徴によれば、前記外側曲率半径は、１.０ｍｍ〜１.２ｍｍである。

本発明のさらに他の側面によれば、第１電極板、第２電極板、及びこれらの間に介在されるセパレータを含む電極組立体と、前記電極組立体が挿入されるように、一側に開口が形成された六面体形状であり、内部に前記電極組立体を収容する缶と、前記缶の開口を密閉するキャッププレートと、を備え、前記缶のコーナー部のうち少なくともいずれか一つであるコーナー部は、ラウンド形態であり、前記ラウンド形態のコーナー部の外側曲率半径は、内側曲率半径より大きく、前記ラウンド形態のコーナー部を中心に、第１方向に延びた第１面の厚さと第２方向に延びた第２面の厚さとは、それぞれ異なる二次電池を提供する。

本発明のさらに他の側面によれば、第１電極板、第２電極板、及びこれらの間に介在されるセパレータを含む電極組立体と、前記電極組立体が挿入されるように、一側に開口が形成された直六面体形状であり、内部に前記電極組立体を収容する缶と、前記缶の開口を密閉するキャッププレートと、を備え、前記缶は、前記キャッププレートの反対側に位置する底面、及び前記キャッププレートと前記底面との間に備えられ、前記底面に対してほぼ垂直に折り曲げられた第１側面、第２側面、第３側面及び第４側面を含み、前記第１ないし第４側面のうち少なくともいずれか一つの側面と前記底面とが接する位置に形成されたコーナー部は、ラウンド形態であり、前記ラウンド形態のコーナー部の外側曲率半径は、内側曲率半径より大きい二次電池を提供する。

本発明の一特徴によれば、前記缶は、前記底面と前記第１側面とが接する位置に形成される第１コーナー部と、前記底面と前記第２側面とが接する位置に形成される第２コーナー部と、前記底面と前記第３側面とが接する位置に形成される第３コーナー部と、前記底面と前記第４側面とが接する位置に形成される第４コーナー部と、を含む。

本発明の一特徴によれば、前記第１側面と前記第２側面とは、平行であり、前記第３側面と前記第４側面は、平行であり、前記第１コーナー部及び前記第２コーナー部のそれぞれの外側曲率半径は、内側曲率半径より大きい。

本発明の一特徴によれば、前記第１側面の幅と前記第２側面の幅は、前記第３側面の幅及び前記第４側面の幅より狭い。

本発明の一特徴によれば、前記第１側面と前記第２側面は、平行であり、前記第３側面と前記第４側面は、平行であり、前記第３コーナー部及び前記第４コーナー部のそれぞれの外側曲率半径は、内側曲率半径より大きい。

本発明の一特徴によれば、前記内側曲率半径は、０.４ｍｍ〜０.６ｍｍであり、前記外側曲率半径は、１.０ｍｍ〜１.２ｍｍである。

本発明によれば、各コーナー部の外側曲率半径を内側曲率半径より大きくし、コーナー部の内側面の曲率が外側面の曲率より大きく形成して、缶の物理的な強度が確保できる。また、底面の厚さを側面の厚さより厚く形成して、缶の物理的な強度をさらに向上させることができる。したがって、二次電池が地に落ちたり外部の衝撃が加えられても、二次電池のコーナー部に加えられる引張力によって、缶が破損される現象が効果的に予防できる。

本発明の一実施形態による二次電池を概略的に示す斜視図である。図１の分解斜視図である。図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図である。図１のＩＶ−ＩＶ線による断面図のうち、下部を示す図面である。図３のＡ部分を抜粋して拡大した断面図である。図４のＢ部分を抜粋して拡大した断面図である。

本発明は、多様な変換が可能であり、色々な実施形態を有するところ、特定の実施形態を図面に例示し、詳細な説明で詳細に説明する。しかし、これは、本発明を特定の実施形態に限定せず、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変換、均等物ないし代替物を含むと理解されねばならない。本発明の説明において、関連した公知技術についての具体的な説明が、本発明の要旨を不明確にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。第１及び第２の用語は、多様な構成要素の説明に使われるが、構成要素は、用語によって限定されてはいけない。用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的として使われねばならない。本出願で使用された用語は、特定の実施形態を説明するために使われたものに過ぎず、本発明を限定しようとするものではない。単数の表現は、文脈上明白に異ならない限り、複数の表現を含む。本出願で、“含む”または“有する”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、部品、またはこれらの組み合わせの存在を指定しようとするものであり、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらの組み合わせの存在、または付加の可能性を予め排除しないと理解されねばならない。一方、下記で使われた“／”は、状況によって“及び”と解釈されてもよく、“または”と解釈されてもよい。

図面で、複数の層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。明細書全体を通じて類似した部分については、同じ図面符号を付けた。いずれか一つの構成要素が、他の構成要素の“上に”または“の上に”あるという時、これは、他の構成要素の真上にある場合だけでなく、その中間に他の構成要素がある場合も含む。

図１は、本発明の一実施形態による二次電池１００を概略的に示した斜視図であり、図２は、図１の分解斜視図であり、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図であり、図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線による断面図のうち下部だけを示した図面である。

図１ないし図３を参照すれば、本発明の実施形態による二次電池１００は、電極組立体１１０、電極組立体１１０を収容する缶１２０、缶１２０の内部を密閉するキャッププレート１３０を備える。

電極組立体１１０は、電極活物質が塗布された第１電極板１１１、第２電極板１１２及びこれらの間に介在されたセパレータ１１３を備える。電極組立体１１０は、第１電極板１１１、セパレータ１１３及び第２電極板１１２が順次に積層された積層体を形成した後、ゼリーロール状になるように巻き取って製作される。第１電極板１１１及び第２電極板１１２のそれぞれは、化学反応によって形成された電荷を外部に引き出すための第１電極タブ１１４及び第２電極タブ１１５と電気的に連結されている。第１電極タブ１１４と第２電極タブ１１５は、同じ方向に向かって延びる。例えば、第１及び２電極タブ１１４,１１５は、缶１２０の開口ＯＰに向かって延びる。

本実施形態では、電極組立体１１０がゼリーロール形態を有する場合を説明したが、本発明は、これに制限されない。他の実施形態において、電極組立体１１０は、第１電極板１１１、第２電極板１１２及びこれらの間にセパレータ１１３が介在された積層構造である。

缶１２０は、一面、すなわち、上面に対応する面が開放された六面体の形状であり、強度を確保するために、金属性素材で製作される。例えば、缶１２０は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金で製作される。缶の内部には、電解質に含浸された電極組立体１１０が収容される。この時、金属性素材で形成された缶１２０と不要な短絡が発生しないように、電極組立体１１０は、絶縁シート１７０によって取り囲まれたまま、前記缶１２０の内部に収容される。電極組立体１１０が缶１２０の内部に収容された後、開口ＯＰは、キャッププレート１３０によって密閉される。キャッププレート１３０と缶１２０とが接する部分は、レーザ溶接によって結合されることによって、内部気密を維持することができる。

キャッププレート１３０には、電解質注入口１３１が備えられる。キャッププレート１３０と缶１２０とが結合された後、電解質は、電解質注入口１３１を通じて注入され、電解質注入口１３１は、栓１３２によって密閉される。他の実施形態として、キャッププレート１３０には、電解質注入口１３１が備えられないこともある。この場合、キャッププレート１３０と缶１２０とがレーザ溶接によって一体に結合される前に、電解質が注入される。

キャッププレート１３０上には、電極端子１４０が配される。電極端子１４０の上面は、キャッププレート１３０の上部を通じて外部に露出し、下部は、キャッププレート１３０を貫通して缶１２０の内部に向かう。

缶１２０と同様に、キャッププレート１３０は、金属性素材で製作される。図３に示したように、電極端子１４０は、電極組立体１１０の第１電極タブ１１４と電気的に連結されて、第１極性を有し、キャッププレート１３０は、電極組立体１１０の第２電極タブ１１５と電気的に連結されて、第２極性を有する。この時、溶接を通じてキャッププレート１３０と連結された缶１２０も、第２極性を有する。

例えば、キャッププレート１３０は、二次電池１００の正極として、電極端子１４０は、二次電池１００の負極としての役割を行う。この時、キャッププレート１３０と電極端子１４０との間には、これらの間のショートを防止するために、絶縁性素材を含む第１ガスケット１４５及び第２ガスケット１４６が備えられる。第１ガスケット１４５は、キャッププレート１３０の上面と接触するように配され、第２ガスケット１４６は、キャッププレート１３０の下面と接触するように配される。図２では、第１及び２ガスケット１４５,１４６が別途の部材として示されたが、第１及び２ガスケット１４５,１４６は、一体型である。一方、キャッププレート１３０との溶接を通じて第２極性を有する缶１２０を、外部の物体または他の二次電池１００から電気的に絶縁させるために、缶１２０の両側面に、缶１２０の第１及び２側面１２０ｓ１,１２０ｓ２をカバーする絶縁フィルム１６０が付着される。

缶１２０の内部には、電極組立体１１０の上部に位置する第１絶縁材１５０が配される。第１絶縁材１５０は、電極組立体１１０をキャッププレート１３０と絶縁させる。他の実施形態として、第１絶縁材１５０は、電極組立体１１０をキャッププレート１３０と絶縁させると同時に、缶１２０の内部で電極組立体１１０の動きを規制する。第１絶縁材１５０は、第１及び２電極タブ１１４,１１５が開口ＯＰに向かって延びるように貫通ホールを含み、電解質注入口１３１を通じて流入した電解質が通過するように、電解質注入口１３１に対応する位置に形成されたホールを含む。一方、電極組立体１１０の下部には、第２絶縁材１８０が配され、金属性素材の缶１２０と電極組立体１１０との間の不要な短絡を防止する。

図２ないし図４に示したように、缶１２０は、上面に対応する位置に形成された開口ＯＰを含み、開口ＯＰの反対側に位置する底面１２０ｂｔ、開口ＯＰと底面１２０ｂｔとの間に位置し、底面１２０ｂｔに対して垂直に折り曲げられた第１側面１２０ｓ１、第２側面１２０ｓ２、第３側面１２０ｓ３及び第４側面１２０ｓ４を含む。第１側面１２０ｓ１と第２側面１２０ｓ２は、平行した状態で互いに反対側に備えられ、第３側面１２０ｓ３と第４側面１２０ｓ４は、平行した状態で互いに反対側に備えられる。缶１２０は、ほぼ直六面体形状に製作され、この場合、第１側面１２０ｓ１及び第２側面１２０ｓ２の幅は、第３側面１２０ｓ３及び第４側面１２０ｓ４の幅より狭く形成される。

本発明の一実施形態によれば、第１側面１２０ｓ１と底面１２０ｂｔとが接する部分に形成された第１コーナー部１２０Ｒ１、及び第２側面１２０ｓ２と底面１２０ｂｔとが接する部分に形成された第２コーナー部１２０Ｒ２は、ラウンド形態でもある。すなわち、ラウンド形態の第１コーナー部１２０Ｒ１を中心に、ｚ軸方向に第１側面１２０ｓ１が延び、ｘ軸方向に、底面１２０ｂｔが延び、ラウンド形態の第２コーナー部１２０Ｒ２を中心に、ｚ軸方向に第２側面１２０ｓ２が延び、ｘ軸方向に底面１２０ｂｔが延びる。

また、第３側面１２０ｓ３と底面１２０ｂｔとが接する部分に形成された第３コーナー部１２０Ｒ３、及び第４側面１２０ｓ４と底面１２０ｂｔとが接する部分に形成された第４コーナー部１２０Ｒ４は、ラウンド形態でもある。すなわち、ラウンド形態の第３コーナー部１２０Ｒ３を中心に、ｚ軸方向に第３側面１２０ｓ３が延び、ｘ軸方向に底面１２０ｂｔが延び、ラウンド形態の第４コーナー部１２０Ｒ４を中心に、ｚ軸方向に第４側面１２０ｓ４が延び、ｘ軸方向に底面１２０ｂｔが延びる。

以下では、第１及び２コーナー部１２０Ｒ１,１２０Ｒ２の構造と、第３及び４コーナー部１２０Ｒ３,１２０Ｒ４の構造とを説明する。

図５は、図３のＡ部分を抜粋して示した拡大図であり、図６は、図４のＢ部分を抜粋して示した拡大図である。

まず、図５を参照して、第１及び２コーナー部１２０Ｒ１,１２０Ｒ２の構造をさらに具体的に説明すれば、次の通りである。第１コーナー部１２０Ｒ１の構造、及び第２コーナー部１２０Ｒ２の構造は、同一であるので、以下では、第１コーナー部１２０Ｒ１の構造を中心に説明し、第２コーナー部１２０Ｒ２の構造に関する説明は、第１コーナー部１２０Ｒ１の構造に関する説明に替える。

図５を参照すれば、第１コーナー部１２０Ｒ１は、第１側面１２０ｓ１と底面１２０ｂｔとが接する部分に位置し、全体的にラウンド形態である。第１コーナー部１２０Ｒ１の外側曲率半径Ｒと内側曲率半径ｒとは、それぞれ異なる値を有する。例えば、第１コーナー部１２０Ｒ１の外側曲率半径Ｒは、内側曲率半径ｒより大きい。すなわち、第１コーナー部１２０Ｒ１の外側曲率は、内側曲率より小さい。一例として、外側曲率半径Ｒは、約１.０ｍｍ〜１.２ｍｍであり、内側曲率半径ｒは、約０.４ｍｍ〜０.６ｍｍである。

第１コーナー部１２０Ｒ１を中心に、ｚ軸方向には、第１側面１２０ｓ１が延び、ｘ軸方向には、底面１２０ｂｔが延びている。この時、底面１２０ｂｔの厚さＴは、第１側面１２０ｓ１の厚さｔより厚く形成される。例えば、底面１２０ｂｔの厚さＴは、約０.５７ｍｍ〜０.６３ｍｍであり、第１側面１２０ｓ１の厚さｔは、０.２８ｍｍ〜０.３２ｍｍであって、約２倍の差が生じる。

二次電池１００が堅い地面或いは床面に落下する場合、コーナー部が地面或いは床面に先に落ちるので、コーナー部が損傷し易い状況となるかもしれない。特に、本実施形態のように、二次電池１００が直六面体形状であれば、狭い幅を有する第１及び２側面１２０ｓ１,１２０ｓ２に形成された第１及び２コーナー部１２０Ｒ１,１２０Ｒ２が地に先に落ちる可能性が大きくなる。このため、第１及び２コーナー部１２０Ｒ１,１２０Ｒ２が損傷し易い状況に直面する可能性がある。

本発明の比較例であって、第１コーナー部１２０Ｒ１の外側曲率半径Ｒと内側曲率半径ｒとが同一に形成される場合を説明する。落下衝撃によって、比較例による二次電池１００の第１コーナー部１２０Ｒ１に衝撃力が加えられれば、第１コーナー部１２０Ｒ１を中心に、互いに反対方向に引張られる力を受けて、缶を形成する金属が押し出されつつ、第１コーナー部１２０Ｒ１の付近で缶１２０が破損される現象が発生する。

しかし、本発明の実施形態による二次電池１００の場合、第１コーナー部１２０Ｒ１の外側曲率半径Ｒが内側曲率半径ｒより大きく形成されることによって、第１コーナー部１２０Ｒ１に加えられる力を、曲率半径の大きい外側で一次的に分散させ、引張力によって、缶１２０を形成する金属が押し出されることを最小化する。

特に、第１側面１２０ｓ１の厚さｔより底面１２０ｂｔの厚さＴがさらに厚く形成される場合、第１コーナー部１２０Ｒ１に加えられた衝撃力（引張力）によって、缶１２０を形成する金属が押し出されても、相対的に厚い底面１２０ｂｔを形成する金属が、押し出された部分を埋め合わせることによって、缶１２０の破損を防止する。

図６を参照して、第３及び４コーナー部１２０Ｒ３,１２０Ｒ４の構造をさらに具体的に説明すれば、次の通りである。第３コーナー部１２０Ｒ３の構造及び第４コーナー部１２０Ｒ４の構造は、同一であるので、以下では、第３コーナー部１２０Ｒ３の構造を中心に説明し、第４コーナー部１２０Ｒ４の構造についての説明は、第３コーナー部１２０Ｒ３の構造についての説明に替える。

図６を参照すれば、第３コーナー部１２０Ｒ３は、第３側面１２０ｓ３と底面１２０ｂｔとが接する部分に位置し、全体的にラウンド形態である。第３コーナー部１２０Ｒ３の外側曲率半径Ｒと内側曲率半径ｒは、それぞれ異なる値を有する。例えば、第３コーナー部１２０Ｒ３の外側曲率半径Ｒは、内側曲率半径ｒより大きい。すなわち、第３コーナー部１２０Ｒ３の外側曲率は、内側曲率より小さい。一例として、外側曲率半径Ｒは、約１.０ｍｍ〜１.２ｍｍであり、内側曲率半径ｒは、約０.４ｍｍ〜０.６ｍｍである。

第３コーナー部１２０Ｒ３を中心に、ｚ軸方向には、第３側面１２０ｓ３が延び、ｘ軸方向には、底面１２０ｂｔが延びている。この時、底面１２０ｂｔの厚さＴは、第３側面１２０ｓ３の厚さｔより厚く形成される。例えば、底面１２０ｂｔの厚さＴは、約０.５７ｍｍ〜０.６３ｍｍであり、第３側面１２０ｓ３の厚さｔは、０.２８ｍｍ〜０.３２ｍｍであって、約２倍の差が生じる。

二次電池１００が堅い地面又は床面等に落下する場合、コーナー部が地面又は床面に先に落ちるため、コーナー部が損傷し易い状況となるかもしれない。

本発明の比較例として、第３コーナー部１２０Ｒ３の外側曲率半径Ｒと内側曲率半径ｒとが同一に形成される場合を説明する。落下衝撃によって、比較例による二次電池の第３コーナー部１２０Ｒ３に衝撃力が加えられれば、第３コーナー部１２０Ｒ３を中心に、互いに反対方向に引張られる力を受けて、缶を形成する金属が押し出されつつ、第３コーナー部１２０Ｒ３の付近で缶が破損される現象が発生する。

しかし、本発明の実施形態による二次電池１００の場合、第３コーナー部１２０Ｒ３の外側曲率半径Ｒが内側曲率半径ｒより大きく形成されることによって、第３コーナー部１２０Ｒ３に加えられる力を、曲率半径の大きい外側で一次的に分散させ、引張力によって缶１２０を形成する金属が押し出されることを最小化する。

特に、第３側面１２０ｓ３の厚さｔより底面１２０ｂｔの厚さＴがさらに厚く形成される場合、第３コーナー部１２０Ｒ３に加えられた引張力によって、缶１２０を形成する金属が押し出されても、相対的に厚い底面１２０ｂｔを形成する金属が、押し出された部分を埋め合わせることによって、缶１２０の破損を防止する。

前述したように、本発明の一実施形態において、第１ないし第４コーナー部１２０Ｒ１〜４がいずれもラウンド形態である場合を説明したが、本発明は、これに限定されない。さらに他の実施形態として、第１及び第２コーナー部１２０Ｒ１,１２０Ｒ２だけが、外側曲率半径が内側曲率半径より大きいラウンド形態を有する。さらに他の実施形態として、第３及び第４コーナー部１２０Ｒ３,１２０Ｒ４だけが、外側曲率半径が内側曲率半径より大きいラウンド形態を有する。

前述したように、各コーナー部の外側曲率半径を内側曲率半径より大きく形成し、底面の厚さを側面の厚さより厚く形成することによって、二次電池が地面に落ちる場合(または、外部衝撃など)に、コーナー部に加えられる衝撃力によって缶が破損される現象を効果的に予防する。

たとえ本発明が前述した望ましい実施形態と関連して説明されたとしても、発明の要旨及び範囲から離脱せずに多様な修正や変形が可能である。したがって、特許請求の範囲には、本発明の要旨に属する限り、このような修正や変形を含むものである。

本発明は、電池関連の技術分野に好適に適用可能である。

１００二次電池
１１０電極組立体
１１１第１電極板
１１２第２電極板
１１３セパレータ
１１４第１電極タブ
１１５第２電極タブ
１２０缶
１２０ｓ１缶の第１側面
１２０ｓ２缶の第２側面
１２０ｓ３缶の第３側面
１２０ｓ４缶の第４側面
１２０ｂｔ缶の底面
１３０キャッププレート
１３２電解質注入口
１３２栓
１４０電極端子
１４５第１ガスケット
１４６第２ガスケット
１６０絶縁フィルム
１７０第１絶縁材
１８０第２絶縁材
１２０Ｒ１第１コーナー部
１２０Ｒ２第２コーナー部
１２０Ｒ３第３コーナー部
１２０Ｒ４第４コーナー部
ｒ内側曲率半径
ｔ第１〜第４側面の厚さ
ＯＰ開口
Ｒ外側曲率半径
Ｔ底面の厚さ

Claims

第１電極板、第２電極板、及びこれらの間に介在されるセパレータを含む電極組立体と、
前記電極組立体が挿入されるように、一側に開口が形成されており、内部に前記電極組立体を収容する缶と、
前記缶の開口を密閉するキャッププレートと、を備え、
前記缶のコーナー部のうち少なくともいずれか一つであるコーナー部は、ラウンド形態であり、前記ラウンド形態態のコーナー部の外側曲率半径は、内側曲率半径より大きい二次電池。
前記ラウンド形態のコーナー部は、前記キャッププレートの反対側に位置する前記缶の底面を取り囲むコーナー部のうち少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
前記缶は、前記ラウンド形態のコーナー部を基準として、第１方向に向かって延びた第１面と、前記ラウンド形態のコーナー部を基準として、第２方向に向かって延びた第２面と、を含み、
前記第１面の厚さは、前記第２面の厚さより厚いことを特徴とする請求項１又は２に記載の二次電池。
前記第１面は、前記キャッププレートの反対側に位置する前記缶の底面であり、
前記第２面は、前記キャッププレートと前記底面との間に備えられ、前記底面に対してほぼ垂直に折り曲げられた前記缶の側面であることを特徴とする請求項３に記載の二次電池。
前記缶は、上面に当たる位置に前記開口が形成された全体的に六面体形状であり、
前記キャッププレートの反対側に位置する底面と、
前記キャッププレートと前記底面との間に備えられ、前記底面に対してほぼ垂直に折り曲げられた第１側面と、
前記キャッププレートと前記底面との間に備えられ、前記底面に対してほぼ垂直に折り曲げられ、前記第１側面に対向する第２側面と、
前記キャッププレートと前記底面との間に備えられ、前記底面に対してほぼ垂直に折り曲げられた第３側面と、
前記キャッププレートと前記底面との間に備えられ、前記底面に対してほぼ垂直に折り曲げられ、前記前面に対向する第４側面と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
前記底面の厚さは、前記第１側面、前記第２側面、前記第３側面、及び前記第４側面のそれぞれの厚さより厚いことを特徴とする請求項５に記載の二次電池。
前記底面の厚さは、０.５７ｍｍ〜０.６３ｍｍであり、
前記第１側面、前記第２側面、前記第３側面、及び前記第４側面のそれぞれの厚さは、０.２８ｍｍ〜０.３２ｍｍであることを特徴とする請求項５又は６に記載の二次電池。
前記ラウンド形態のコーナー部は、
前記第１側面と前記底面とが接する位置に形成され、外側曲率半径が内側曲率半径より大きいラウンド形態の第１コーナー部と、
前記第２側面と前記底面とが接する位置に形成され、外側曲率半径が内側曲率半径より大きいラウンド形態の第２コーナー部と、を含むことを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の二次電池。
前記第３側面と前記底面とが接する位置に形成され、外側曲率半径が内側曲率半径より大きいラウンド形態の第３コーナー部と、
前記第４側面と前記底面とが接する位置に形成され、外側曲率半径が内側曲率半径より大きいラウンド形態の第４コーナー部と、を含むことを特徴とする請求項５〜８のいずれか一項に記載の二次電池。
前記第１側面と前記底面とが接する位置に形成され、外側曲率半径が内側曲率半径より大きいラウンド形態の第１コーナー部と、
前記第２側面と前記底面とが接する位置に形成され、外側曲率半径が内側曲率半径より大きいラウンド形態の第２コーナー部と、を含むことを特徴とする請求項５〜９のいずれか一項に記載の二次電池。
前記内側曲率半径は、０.４ｍｍ〜０.６ｍｍであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の二次電池。
前記外側曲率半径は、１.０ｍｍ〜１.２ｍｍであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の二次電池。
第１電極板、第２電極板、及びこれらの間に介在されるセパレータを含む電極組立体と、
前記電極組立体が挿入されるように、一側に開口が形成された六面体形状であり、内部に前記電極組立体を収容する缶と、
前記缶の開口を密閉するキャッププレートと、を備え、
前記缶のコーナー部のうち少なくともいずれか一つであるコーナー部は、ラウンド形態であり、前記ラウンド形態のコーナー部の外側曲率半径は、内側曲率半径より大きく、前記ラウンド形態のコーナー部を中心に、第１方向に延びた第１面の厚さと第２方向に延びた第２面の厚さとは、相異なる二次電池。
第１電極板、第２電極板、及びこれらの間に介在されるセパレータを含む電極組立体と、
前記電極組立体が挿入されるように、一側に開口が形成された直六面体形状であり、内部に前記電極組立体を収容する缶と、
前記缶の開口を密閉するキャッププレートと、を備え、
前記缶は、前記キャッププレートの反対側に位置する底面、前記キャッププレートと前記底面との間に備えられ、前記底面に対してほぼ垂直に折り曲げられた第１側面、第２側面、第３側面及び第４側面を含み、
前記第１ないし第４側面のうち少なくともいずれか一つの側面と前記底面とが接する位置に形成されたコーナー部は、ラウンド形態であり、前記ラウンド形態のコーナー部の外側曲率半径は、内側曲率半径より大きい二次電池。
前記缶は、前記底面と前記第１側面とが接する位置に形成される第１コーナー部と、
前記底面と前記第２側面とが接する位置に形成される第２コーナー部と、
前記底面と前記第３側面とが接する位置に形成される第３コーナー部と、
前記底面と前記第４側面とが接する位置に形成される第４コーナー部と、を含むことを特徴とする請求項１４に記載の二次電池。
前記底面の厚さは、前記第１側面、前記第２側面、前記第３側面、及び前記第４側面のそれぞれの厚さより厚いことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の二次電池。
前記第１側面と前記第２側面は、平行であり、前記第３側面と前記第４側面は、平行であり、
前記第１コーナー部及び前記第２コーナー部のそれぞれの外側曲率半径は、内側曲率半径より大きいことを特徴とする請求項１５に記載の二次電池。
前記第１側面の幅及び前記第２側面の幅は、前記第３側面の幅及び前記第４側面の幅より狭いことを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の二次電池。
前記第１側面と前記第２側面は、平行であり、前記第３側面と前記第４側面は、平行であり、
前記第３コーナー部及び前記第４コーナー部のそれぞれの外側曲率半径は、内側曲率半径より大きいことを特徴とする請求項１５に記載の二次電池。
前記内側曲率半径は、０.４ｍｍ〜０.６ｍｍであり、前記外側曲率半径は、１.０ｍｍ〜１.２ｍｍであることを特徴とする請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の二次電池。