JP2014225450A - 二次電池 - Google Patents

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Abstract

【課題】ケースの内部の絶縁性を確保し、二次電池の内部短絡を抑制できる絶縁部材を含む二次電池を提供する。
【解決手段】本発明に係る二次電池は、第１電極と、第２電極と、第１電極と第２電極との間に介在するセパレータと、を含む電極アセンブリと、開口を有し、電極アセンブリを収容できるケースと、開口に結合されてケースを密閉するキャッププレートと、電極アセンブリとケースとの間に設けられる絶縁部材と、を含む。絶縁部材は、第１絶縁プレートと、第１絶縁プレートから延びて形成される第２絶縁プレートとを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、二次電池に関するものである。
二次電池（rechargeable battery）は、充放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。低容量の二次電池は、携帯電話やノートパソコンおよびビデオカメラのような携帯が可能な小型電子機器に用いられ、大容量の二次電池は、ハイブリッド自動車などのモータ駆動用電源または大容量電力貯蔵装置として用いられている。
最近、高エネルギー密度の非水電解液を用いた高出力二次電池が開発されており、そうした高出力二次電池は、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の駆動に使用できるように、複数の二次電池を直列に接続して大容量の電池モジュールとして構成される。
二次電池のケースは、円形または角形状に製造され得る。二次電池を作る素材としては、加工性および電気伝導性に優れたアルミニウムが使用できる。ただし、アルミニウム素材を用いて作った二次電池のケースは、その表面に外力が作用してケースが変形し、ケースの内部に設けられる集電体または電極アセンブリなどとケースとが電気的に接続されると、ケースの内部で短絡が発生する。
したがって、二次電池のケースと電極アセンブリとの間に、合成樹脂で作られたフィルムを設け、ケースの変形によって短絡が発生するのを防止する。ただし、合成樹脂で作られたフィルムは、ケースの内部に存在する電解液によって溶融する問題がある。また、ケースにキャッププレートを付着させる時に発生する熱によって、合成樹脂で作られたフィルムが変形し、絶縁性能が低下する問題が発生することがある。
そこで、本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、その目的は、ケースの内部の絶縁性を確保し、二次電池の内部短絡を抑制できる絶縁部材を含む二次電池を提供することである。
本発明の一実施形態にかかる二次電池は、ケースと、ケースに収容される電極アセンブリと、ケースの内部に設けられて電極アセンブリに固定され、第１絶縁プレートと、第１絶縁プレートから延び、電極アセンブリの一面のコーティング部に接触する第２絶縁プレートとを含む絶縁部材とを備える。
電極アセンブリの一面のコーティング部に接触する第２絶縁プレートの断面の形状は、電極アセンブリの一面の断面の形状に相応する形状であってよい。
第１絶縁プレートは、平らな板状で、ケースの内側面と向き合う電極アセンブリの側面に設置できる。
第２絶縁プレートの曲率半径は、電極アセンブリの一面の曲率半径と等しいかまたは電極アセンブリの一面の曲率半径より小さくてもよい。
電極アセンブリの一面の断面の形状は、アーチ状であってよい。
第２絶縁プレートは、電極アセンブリの一面に沿って延び、電極アセンブリの一面に密着して設置できる。
第２絶縁プレートは、電極アセンブリの一面の曲率半径と等しいかまたは電極アセンブリの一面の曲率半径より小さい曲率半径を有し、電極アセンブリの一面に沿って延びる複数の部分を含むことができる。
第１絶縁プレートの長さは、電極アセンブリの長さと等しくてもよい。
第１絶縁プレートの長さおよび幅は、電極アセンブリの長さおよび幅と等しくてもよい。
第２絶縁プレートは、ケースを密閉するキャッププレートに隣接して位置し、電極アセンブリは、第２絶縁プレートとケースの底との間に位置することができる。
第１絶縁プレートは、電極アセンブリとケースの内側面との間に位置することができる。
第１絶縁プレートから延びる第３絶縁プレートをさらに含むことができ、第３絶縁プレートは、第２絶縁プレートの反対側に位置することができる。
第３絶縁プレートの断面の形状は、電極アセンブリの一面の反対側に位置する他面の断面の形状に相応する形状であってよい。
第３絶縁プレートは、電極アセンブリの他面のコーティング部に接触できる。
第３絶縁プレートは、第１絶縁プレートから延び、他面に結合される第１絶縁部と、第１絶縁部から延び、ケースの内側面と向き合う電極アセンブリの側面に結合される第２絶縁部とを含むことができる。
電極アセンブリは、第１絶縁プレートと第３絶縁プレートの第１絶縁部との間に位置することができる。
第２絶縁プレートは、ケースを密閉するキャッププレートに隣接して位置し、第３絶縁プレートの第１絶縁部は、ケースの底に隣接して位置することができ、第１絶縁プレートは、電極アセンブリと向き合うケースの内側面に隣接して位置し、第３絶縁プレートの第２絶縁部は、ケースの内側面の反対側の、ケースの他の内側面に隣接して位置することができる。
電極アセンブリは、第１絶縁プレートと第３絶縁プレートの第２絶縁部との間に位置することができ、第１絶縁プレート、電極アセンブリ、および第３絶縁プレートの第２絶縁部は、ケースの内側面と他の内側面との間に位置することができる。
電極アセンブリは、第１電極と、第２電極と、第１電極と第２電極との間に位置し、絶縁物質からなるセパレータとを含むことができる。
ケースは、直方体形状であってよい。
本発明によれば、ケースの内部の電解液やケースの変形によって絶縁部材の溶融または変形が防止できるため、二次電池の内部の絶縁性が向上し、二次電池の内部における短絡の発生を防止することができる。
本発明の第１実施形態にかかる二次電池を示した斜視図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 本発明の第１実施形態にかかる二次電池の絶縁部材の斜視図である。 図３の電極アセンブリに結合された状態における絶縁部材の側面図である。 本発明の第１実施形態の変形例による絶縁部材の斜視図である。 本発明の第２実施形態にかかる二次電池の絶縁部材の斜視図である。 図６の電極アセンブリに結合された状態における絶縁部材の側面図である。 本発明の第３実施形態にかかる二次電池の絶縁部材の斜視図である。 図８の電極アセンブリに結合された状態における絶縁部材の側面図である。
以下、添付した図面を参考にして、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように本発明の実施形態を詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な異なる形態で実現可能であり、以下に説明する実施形態に限定されない。
図１は、本発明の第１実施形態にかかる二次電池を示した斜視図であり、図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図１および図２を参照して説明すれば、本発明の第１実施形態にかかる二次電池１００は、電極アセンブリ１０と、電極アセンブリ１０が内蔵されるケース２６と、電極アセンブリ１０と電気的に連結される第１端子部３０および第２端子部４０と、ケース２６に形成された開口に結合されるキャッププレート２０と、ケース２６内に設けられるガスケット６０と、絶縁部材７０とを含む。
本実施形態にかかる二次電池１００は、リチウムイオン二次電池であって角形のものを例として説明する。ただし、本発明がこれに制限されるわけではなく、本発明は、リチウムポリマー電池などの電池にも適用可能である。
また、第１電極１１は負極、第２電極１２は正極として構成され得る。逆に、第１電極１１は正極、第２電極１２は負極として構成されてもよい。
電極アセンブリ１０は、第１電極１１および第２電極１２と、セパレータ１３とを共に巻き取ることによるゼリーロール形態からなってよい。ここで、セパレータ１３は、絶縁物質からなってよい。
第１電極１１と第２電極１２はそれぞれ、薄板の金属箔からなる集電体と、それぞれの集電体の表面にコーティングされる活物質とを含む。また、第１電極１１と第２電極１２は、集電体に活物質がコーティングされるコーティング部と、集電体に活物質がコーティングされない第１電極無地部１１ａおよび第２電極無地部１２ａとに区画できる。
コーティング部は、電極アセンブリ１０において、第１電極１１および第２電極１２の大部分を形成し、第１電極無地部１１ａおよび第２電極無地部１２ａは、ゼリーロール状態でコーティング部の両側にそれぞれ配置される。
ただし、本発明がこれに制限されるわけではなく、電極アセンブリ１０は、複数のシート（ｓｈｅｅｔ）からなる第１電極１１および第２電極１２が、セパレータ１３を挟んで積層された構造からなってもよい。
このような電極アセンブリ１０の第１電極無地部１１ａおよび第２電極無地部１２ａには、第１端子部３０および第２端子部４０が電極集電部材５０を介在させて電気的に連結される。
ケース２６は、略直方体形状からなり、一面には開放された開口が形成される。ただし、本発明がこれに制限されるわけではなく、ケースは、円筒形、パウチ形などの多様な形態からなってもよい。
キャッププレート２０は、アルミニウム素材の薄い板材からなってよく、ケース２６の開口に結合されて開口を密閉する。また、キャッププレート２０には、密閉されたケース２６の内部に電解液を注入する電解液注入口２１が形成され、電解液注入口２１は、電解液注入後、密封キャップ２２によって密封される。また、キャッププレート２０には、密閉されたケース２６の内部圧力が設定された圧力以上の時に破断するベントプレート２４が設けられるベントホール２３が形成される。
第１端子部３０および第２端子部４０は、第１リベット３１および第２リベット４１と、第１端子プレート３２および第２端子プレート４２と、第１端子プレート３２および第２端子プレート４２とキャッププレート２０との間に設けられる第１端子絶縁体３３および第２端子絶縁体４３と、第１端子ガスケット３４および第２端子ガスケット４４とを含むことができる。
本実施形態にかかる第２端子ガスケット４４は、導電性物質または絶縁性物質で作られてよい。ここで、本実施形態にかかる第２端子ガスケット４４が導電性物質で作られる場合、ケース２６は、第２電極１２と電気的に連結されるため、ケース２６は、負極または正極に帯電できる。逆に、本実施形態にかかる第２端子ガスケット４４が絶縁性物質で作られる場合、ケース２６は、負極または正極に帯電せずに中性状態を維持することができる。
図３は、本発明の第１実施形態にかかる二次電池の絶縁部材の斜視図であり、図４は、図３の電極アセンブリに結合された状態における絶縁部材の側面図である。図３および図４を参照すれば、本実施形態にかかる二次電池１００の絶縁部材７０は、第１絶縁プレート７１と、第２絶縁プレート７２とを含むことができる。
本実施形態にかかる電極アセンブリ１０は、第１電極無地部１１ａと第２電極無地部１２ａとの間に形成される第１面１０ａと、第１面１０ａの反対側に位置し、第１電極無地部１１ａと第２電極無地部１２ａとの間に形成される第２面１０ｂと、第１面１０ａおよび第２面１０ｂの一端および他端で第１面１０ａと第２面１０ｂとを連結する第３面１０ｃおよび第４面１０ｄとからなってよい。
ここで、本実施形態にかかる電極アセンブリ１０は、第３面１０ｃがキャッププレート２０と向き合ってケース２６に設置できる。
また、本実施形態にかかる第１絶縁プレート７１は、薄くて平らな板状を有し、電極アセンブリ１０の一面に設置できる。すなわち、第１絶縁プレート７１は、電極アセンブリ１０とケース２６の内側面との間に位置することができる。より詳細には、第１絶縁プレート７１は、電極アセンブリ１０の第１面１０ａに密着して設置できる。
ここで、第１絶縁プレート７１の第１長さＬ１は、電極アセンブリ１０の長さＬ３と等しくてもよい。
したがって、本実施形態にかかる第１絶縁プレート７１は、ケース２６の内側面と、電極アセンブリ１０の第１面１０ａ、第１電極無地部１１ａおよび第２電極無地部１２ａとが物理的または電気的に接触するのを防止することができる。
また、本実施形態にかかる第２絶縁プレート７２は、第１絶縁プレート７１の一側から延びて形成され、キャッププレート２０と向き合う電極アセンブリ１０の一面のコーティング部と接触して設置できる。
さらに、第２絶縁プレート７２は、ケース２６を密閉するキャッププレート２０に隣接して位置する。電極アセンブリ１０は、第２絶縁プレート７２とケース２６の底との間に位置することができる。
ここで、電極アセンブリ１０の一面のコーティング部に接触する第２絶縁プレート７２の断面の形状は、電極アセンブリ１０の一面の形状に相応する形状であってよい。より詳細には、本実施形態にかかる第２絶縁プレート７２は、電極アセンブリ１０の第３面１０ｃに密着して設置できる。この時、本実施形態にかかる第２絶縁プレート７２の断面の形状は、電極アセンブリ１０の第３面１０ｃの断面の形状に相応する形状であってよい。
ここで、第２絶縁プレート７２の曲率半径は、電極アセンブリ１０の一面の曲率半径と等しいかまたは電極アセンブリ１０の一面の曲率半径より小さくてもよく、電極アセンブリ１０の一面に沿って延び、電極アセンブリ１０の一面に密着して設置できる。また、本実施形態にかかる第２絶縁プレート７２は、電極アセンブリ１０の一面の曲率半径と等しいかまたは電極アセンブリ１０の一面の曲率半径より小さい曲率半径を有し、電極アセンブリ１０の一面に沿って延びる複数の部分を含むことができる。
例えば、本実施形態にかかる電極アセンブリ１０の第３面１０ｃの断面の形状は、アーチ状で、第１曲率半径Ｒ１を有することができる。また、本実施形態にかかる第２絶縁プレート７２の断面の形状は、第３面１０ｃの形状に相応するアーチ状で、第２曲率半径Ｒ２を有することができる。ただし、本実施形態にかかる第２絶縁プレート７２の断面の形状は、アーチ状に限定されず、電極アセンブリ１０の第３面１０ｃの断面の形状に相応する形状に変形することが可能である。
この時、電極アセンブリ１０の第３面１０ｃの第１曲率半径Ｒ１は、第２絶縁プレート７２の第２曲率半径Ｒ２より大きく形成できる。したがって、第２絶縁プレート７２は、第３面１０ｃに締まり嵌め方式で結合できる。
また、第２絶縁プレート７２の第２長さＬ２は、電極アセンブリ１０の第１面１０ａの長さＬ４と等しいかまたは電極アセンブリ１０の第１面１０ａの長さＬ４より長く形成できる。
したがって、本実施形態にかかる第２絶縁プレート７２は、キャッププレート２０と、電極アセンブリ１０の第３面１０ｃ、第１電極無地部１１ａおよび第２電極無地部１２ａとが物理的または電気的に接触するのを防止することができる。
また、本実施形態によれば、第２絶縁プレート７２は、第１絶縁プレート７１によって支持されるとともに、第２絶縁プレート７２は、第３面１０ｃに安定的に固定されるため、絶縁部材７０が電極アセンブリ１０に安定的に結合されることが可能である。
また、本実施形態にかかる第１絶縁プレート７１は、第１厚さｔ１を有することができ、第２絶縁プレート７２は、第２厚さｔ２を有することができる。例えば、本実施形態にかかる第１絶縁プレート７１の第１厚さｔ１は０．１ｍｍ〜０．２５ｍｍであり、第２絶縁プレート７２の第２厚さｔ２は０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍであってよい。
また、本実施形態にかかる絶縁部材７０は、耐熱性、剛性、絶縁性および耐油性の高い物質で作られてよい。例えば、本実施形態にかかる絶縁部材７０は、ポリプロピレン（polypropylene）、ポリエチレン（polyethylene）、またはポリエチレンテレフタレート（polyethyleneterephthalate）のうちの１つで作られてよい。
したがって、本実施形態にかかる絶縁部材７０は、耐熱性、剛性、絶縁性および耐油性を有するため、ケース２６内部の電解液による絶縁部材７０の腐食または外力による変形が最小化できる。
結局、本実施形態にかかる耐熱性、剛性、絶縁性、耐油性および耐腐食性を有し、電極アセンブリ１０に安定的に装着される絶縁部材７０によって、電極アセンブリ１０と、ケース２６の内側面およびキャッププレート２０とが物理的または電気的に接触して発生し得るケース２６の内部の短絡を効果的に防止することができる。
図５は、本発明の第１実施形態の変形例による絶縁部材の斜視図である。図５を参照して説明すれば、本実施形態にかかる二次電池は、絶縁部材１７０を除いては、第１実施形態にかかる二次電池１００と同一の構造からなるので、以下、同一の構造に関する詳細な説明は省略する。
本実施形態にかかる絶縁部材１７０は、第１絶縁プレート１７１と、第２絶縁プレート１７２とを含むことができる。ここで、本実施形態にかかる絶縁部材１７０は、第２絶縁プレート１７２を除いては、第１実施形態にかかる絶縁部材７０と同一の構造を有するため、以下、同一の構造に関する詳細な説明は省略する。
本実施形態にかかる第２絶縁プレート１７２は、電極アセンブリ１０の一面に沿って延びる複数の部分を含むことができる。詳細には、第２絶縁プレート１７２は、電極アセンブリ１０の一面の曲率半径と等しいかまたは電極アセンブリ１０の一面の曲率半径より小さい曲率半径を有する複数の絶縁プレート１７２ａ、１７２ｂを含むことができる。第２絶縁プレート１７２は、第１絶縁プレート１７１の一側から延びて形成される第２１絶縁プレート１７２ａおよび第２２絶縁プレート１７２ｂを含むことができる。
ここで、本実施形態にかかる第２１絶縁プレート１７２ａおよび第２２絶縁プレート１７２ｂそれぞれは、電極アセンブリ１０の第３面１０ｃに結合できる。また、本実施形態にかかる第２１絶縁プレート１７２ａおよび第２２絶縁プレート１７２ｂの断面の形状は、電極アセンブリ１０の第３面１０ｃの断面の形状に相応する形状であってよい。
例えば、図４をさらに参照すれば、本実施形態にかかる電極アセンブリ１０の第３面１０ｃの断面の形状は、アーチ状で、第１曲率半径Ｒ１を有することができる。また、本実施形態にかかる第２１絶縁プレート１７２ａおよび第２２絶縁プレート１７２ｂそれぞれの断面の形状は、第３面１０ｃの形状に対応するアーチ状で、一定の曲率半径を有することができる。ただし、本実施形態にかかる第２１絶縁プレート１７２ａおよび第２２絶縁プレート１７２ｂの断面の形状は、アーチ状に限定されず、電極アセンブリ１０の第３面１０ｃの断面の形状に相応する形状に変形することが可能である。
この時、電極アセンブリ１０の第３面１０ｃの第１曲率半径Ｒ１は、第２１絶縁プレート１７２ａおよび第２２絶縁プレート１７２ｂの曲率半径より大きく形成できる。したがって、第２１絶縁プレート１７２ａおよび第２２絶縁プレート１７２ｂそれぞれは、第３面１０ｃに締まり嵌め方式で結合できる。
したがって、本実施形態にかかる第２１絶縁プレート１７２ａおよび第２２絶縁プレート１７２ｂは、キャッププレート２０と電極アセンブリ１０の第３面１０ｃとが物理的または電気的に接触するのを防止することができる。
結局、本実施形態によれば、第２１絶縁プレート１７２ａおよび第２２絶縁プレート１７２ｂそれぞれは、第１絶縁プレート１７１によって支持されるとともに、第２１絶縁プレート１７２ａおよび第２２絶縁プレート１７２ｂそれぞれは、第３面１０ｃに安定的に固定されるため、絶縁部材１７０が電極アセンブリ１０に安定的に結合されることが可能である。
また、本実施形態にかかる絶縁部材１７０の厚さおよび絶縁部材１７０をなす物質は、それぞれ第１実施形態にかかる絶縁部材７０の厚さおよび絶縁部材７０をなす物質と同一であるため、以下、絶縁部材１７０の厚さおよび絶縁部材１７０をなす物質に関する詳細な説明は省略する。
結局、本実施形態にかかる耐熱性、剛性、絶縁性、耐油性および耐腐食性を有し、電極アセンブリ１０に安定的に設けられる絶縁部材１７０によって、電極アセンブリ１０と、ケース２６の内側面およびキャッププレート２０とが物理的または電気的に接触して発生し得るケース２６の内部の短絡を効果的に防止することができる。
図６は、本発明の第２実施形態にかかる二次電池の絶縁部材の斜視図であり、図７は、図６の電極アセンブリに結合された状態における絶縁部材の側面図である。図６および図７を参照して説明すれば、本実施形態にかかる二次電池は、絶縁部材２７０を除いては、第１実施形態にかかる絶縁部材７０と同一の構造を有するので、以下、同一の構造に関する詳細な説明は省略する。
本実施形態にかかる絶縁部材２７０は、第１絶縁プレート２７１と、第２絶縁プレート２７２と、第２絶縁プレート２７２の反対側に位置し、電極アセンブリのコーティング部に接触する第３絶縁プレート２７３とを含むことができる。
ここで、本実施形態にかかる絶縁部材２７０は、第２絶縁プレート２７２および第３絶縁プレート２７３を除いては、第１実施形態にかかる絶縁部材７０と同一の構造を有するので、以下、同一の構造に関する詳細な説明は省略する。
第２絶縁プレート２７２は、ケース２６を密閉するキャッププレート２０に隣接して位置し、第３絶縁プレート２７３は、キャッププレート２０の反対側の電極アセンブリ１０の第４面１０ｄとケース２６の底との間に位置することができる。
ここで、第３絶縁プレート２７３の断面の形状は、第２絶縁プレート２７２が結合される電極アセンブリ１０の一面の反対側に位置する他面の断面の形状に相応する形状であってよい。
本実施形態にかかる第２絶縁プレート２７２は、第１絶縁プレート２７１の一側から延びて形成され、電極アセンブリ１０の第３面１０ｃに結合できる。また、本実施形態にかかる第３絶縁プレート２７３は、第２絶縁プレート２７２と空間的に分離され、第１絶縁プレート２７１の他側から延びて形成され、電極アセンブリ１０の第４面１０ｄに結合できる。
ここで、本実施形態にかかる第２絶縁プレート２７２および第３絶縁プレート２７３の断面の形状は、電極アセンブリ１０の第３面１０ｃおよび第４面１０ｄの断面の形状に相応する形状であってよい。
例えば、図７をさらに参照すれば、本実施形態にかかる電極アセンブリ１０の第３面１０ｃの断面の形状は、アーチ状で、第１曲率半径Ｒ１を有することができる。また、本実施形態にかかる第２絶縁プレート２７２および第３絶縁プレート２７３それぞれの断面の形状は、第３面１０ｃの形状に対応するアーチ状であってよい。
ここで、第２絶縁プレート２７２は、第３曲率半径Ｒ３を有し、第３絶縁プレート２７３は、第４曲率半径Ｒ４を有することができる。ただし、本実施形態にかかる第２絶縁プレート２７２および第３絶縁プレート２７３の断面の形状は、アーチ状に限定されず、電極アセンブリ１０の第３面１０ｃの断面の形状に相応する形状に変形することが可能である。
この時、電極アセンブリ１０の第３面１０ｃの第１曲率半径Ｒ１は、第２絶縁プレート２７２の第３曲率半径Ｒ３より大きく形成できる。したがって、第２絶縁プレート２７２は、第３面１０ｃに締まり嵌め方式で結合できる。
また、本実施形態にかかる第３絶縁プレート２７３の断面の形状は、第４面１０ｄの形状に対応するアーチ状で、第４曲率半径Ｒ４を有することができる。
ただし、本実施形態にかかる第３絶縁プレート２７３の断面の形状は、アーチ状に限定されず、電極アセンブリ１０の第４面１０ｄの断面の形状に相応する形状に変形することが可能である。
この時、電極アセンブリ１０の第４面１０ｄの第１曲率半径Ｒ１は、第３絶縁プレート２７３の第４曲率半径Ｒ４と等しいかまたは第３絶縁プレート２７３の第４曲率半径Ｒ４より小さく形成できる。
また、第３絶縁プレート２７３の第４曲率半径Ｒ４は、第２絶縁プレート２７２の第３曲率半径Ｒ３より大きく形成できる。
したがって、本実施形態によれば、第２絶縁プレート２７２に電極アセンブリ１０の第３面１０ｃが締まり嵌め方式で固定され、第３絶縁プレート２７３に電極アセンブリ１０の第４面１０ｄが挿入されて固定されるため、絶縁部材２７０が電極アセンブリ１０に安定的に固定されることが可能である。
また、第２絶縁プレート２７２および第３絶縁プレート２７３の長さは、電極アセンブリ１０の第１面１０ａの長さと等しいかまたは電極アセンブリ１０の第１面１０ａの長さより長く形成できる。
したがって、本実施形態にかかる第２絶縁プレート２７２および第３絶縁プレート２７３によって、キャッププレート２０およびケース２６の内側面と、電極アセンブリ１０の第３面１０ｃ、第４面１０ｄ、第１電極無地部１１ａおよび第２電極無地部１２ａとが物理的または電気的に接触するのを防止することができる。
また、本実施形態によれば、第２絶縁プレート２７２および第３絶縁プレート２７３それぞれは、第１絶縁プレート２７１によって支持されるとともに、第２絶縁プレート２７２および第３絶縁プレート２７３それぞれは、第３面１０ｃおよび第４面１０ｄに安定的に固定されるため、絶縁部材２７０が電極アセンブリ１０に安定的に結合されることが可能である。
さらに、本実施形態にかかる絶縁部材２７０の厚さおよび絶縁部材２７０をなす物質は、第１実施形態にかかる絶縁部材７０の厚さおよび絶縁部材７０をなす物質と同一であるので、以下、絶縁部材２７０の厚さおよび絶縁部材２７０をなす物質に関する詳細な説明は省略する。
結局、本実施形態にかかる耐熱性、剛性、絶縁性、耐油性および耐腐食性を有し、電極アセンブリ１０に安定的に設けられる絶縁部材２７０によって、電極アセンブリ１０と、ケース２６の内側面およびキャッププレート２０とが物理的または電気的に接触して発生し得るケース２６の内部の短絡を効果的に防止することができる。
図８は、本発明の第３実施形態にかかる二次電池の絶縁部材の斜視図であり、図９は、図８の電極アセンブリに結合された状態における絶縁部材の側面図である。図８および図９を参照して説明すれば、本実施形態にかかる二次電池は、絶縁部材３７０を除いては、第１実施形態にかかる二次電池１００と同一の構成を有するので、以下、同一の構成に関する詳細な説明は省略する。
本実施形態にかかる絶縁部材３７０は、第１絶縁プレート３７１と、第２絶縁プレート３７２と、第３絶縁プレート３７３とを含むことができる。
ここで、本実施形態にかかる絶縁部材３７０は、第２絶縁プレート３７２および第３絶縁プレート３７３を除いては、第１実施形態にかかる絶縁部材７０と同一の構造を有するので、以下、同一の構造に関する詳細な説明は省略する。
本実施形態にかかる第２絶縁プレート３７２は、第１絶縁プレート３７１の一側から延びて形成され、電極アセンブリ１０の第３面１０ｃに結合できる。
この時、本実施形態にかかる第２絶縁プレート３７２の断面の形状は、電極アセンブリ１０の第３面１０ｃの断面の形状に相応する形状であってよい。
例えば、本実施形態にかかる電極アセンブリ１０の第３面１０ｃの断面の形状は、アーチ状で、第１曲率半径Ｒ１を有することができる。また、本実施形態にかかる第２絶縁プレート３７２の断面の形状は、第３面１０ｃの形状に相応するアーチ状で、第５曲率半径Ｒ５を有することができる。ただし、本実施形態にかかる第２絶縁プレート３７２の断面の形状は、アーチ状に限定されず、電極アセンブリ１０の第３面１０ｃの断面の形状に相応する形状に変形することが可能である。
この時、電極アセンブリ１０の第３面１０ｃの第１曲率半径Ｒ１は、第２絶縁プレート３７２の第５曲率半径Ｒ５より大きく形成できる。したがって、第２絶縁プレート３７２は、第３面１０ｃに締まり嵌め方式で結合できる。
また、第２絶縁プレート３７２の長さは、電極アセンブリ１０の第１面１０ａの長さと等しいかまたは電極アセンブリ１０の第１面１０ａの長さより長く形成できる。
したがって、本実施形態にかかる第２絶縁プレート３７２によって、キャッププレート２０と、電極アセンブリ１０の第３面１０ｃ、第１電極無地部１１ａおよび第２電極無地部１２ａとが物理的または電気的に接触するのを防止することができる。
また、本実施形態にかかる第３絶縁プレート３７３は、第１絶縁プレート３７１の他側で第２絶縁プレート３７２と空間的に分離され、互いに向き合って形成できる。
より詳細には、本実施形態にかかる第３絶縁プレート３７３は、第１絶縁プレート３７１から延び、電極アセンブリ１０の他面に結合される第１絶縁部３７３ａと、第１絶縁部３７３ａの第１絶縁プレート３７１と連結されていない一側から延びて形成され、ケース２６の内側面と向き合う電極アセンブリ１０の側面に結合される第２絶縁部３７３ｂとを含むことができる。
したがって、電極アセンブリ１０は、第１絶縁プレート３７１と第３絶縁プレート３７３の第１絶縁部３７３ａとの間に位置することができる。
第２絶縁プレート３７２は、ケース２６を密閉するキャッププレート２０に隣接して位置し、第３絶縁プレート３７３の第１絶縁部３７３ａは、ケース２６の底に隣接して位置することができる。
また、第１絶縁プレート３７１は、電極アセンブリ１０と向き合うケース２６の内側面に隣接して位置し、第３絶縁プレート３７３の第２絶縁部３７３ｂは、上記のケース２６の内側面の反対側の、ケース２６の他の内側面に隣接して位置することができる。
この時、本実施形態にかかる第１絶縁部３７３ａの断面の形状は、電極アセンブリ１０の第４面１０ｄの断面の形状に相応する形状であってよい。
例えば、本実施形態にかかる電極アセンブリ１０の第４面１０ｄの断面の形状は、アーチ状で、第３面１０ｃの曲率半径と同一の第１曲率半径Ｒ１を有することができる。また、本実施形態にかかる第１絶縁部３７３ａの断面の形状は、第４面１０ｄの形状に対応するアーチ状で、第６曲率半径Ｒ６を有することができる。ただし、本実施形態にかかる第１絶縁部３７３ａの断面の形状は、アーチ状に限定されず、電極アセンブリ１０の第４面１０ｄの断面の形状に相応する形状に変形することが可能である。
この時、電極アセンブリ１０の第４面１０ｄの第１曲率半径Ｒ１は、第１絶縁部３７３ａの第６曲率半径Ｒ６と等しいかまたは第１絶縁部３７３ａの第６曲率半径Ｒ６より小さく形成できる。また、第１絶縁部３７３ａの第６曲率半径Ｒ６は、第２絶縁プレート３７２の第５曲率半径より大きく形成できる。
したがって、本実施形態によれば、第２絶縁プレート３７２に電極アセンブリ１０の第３面１０ｃが締まり嵌め方式で固定され、第１絶縁部３７３ａに電極アセンブリ１０の第４面１０ｄが挿入されて固定されるため、絶縁部材３７０が電極アセンブリ１０に安定的に固定されることが可能である。
また、本実施形態にかかる第２絶縁部３７３ｂは、電極アセンブリ１０の第２面１０ｂに密着して設置できる。より詳細には、本実施形態にかかる第２絶縁部３７３ｂは、第１絶縁部３７３ａの一側から延びて形成され、第１絶縁部３７３ａに電極アセンブリ１０の第４面１０ｄが挿入されて固定される時、電極アセンブリ１０の第２面１０ｂに密着して位置することができる。
したがって、本実施形態にかかる第２絶縁部３７３ｂによって、絶縁部材３７０が電極アセンブリ１０に安定的に固定できる。
また、第３絶縁プレート３７３の長さは、電極アセンブリ１０の第１面１０ａの長さと等しいかまたは電極アセンブリ１０の第１面１０ａの長さより長く形成できる。
さらに、本実施形態にかかる第３絶縁プレート３７３の第１絶縁部３７３ａおよび第２絶縁部３７３ｂによって、ケース２６と、電極アセンブリ１０の第２面１０ｂ、第４面１０ｄ、第１電極無地部１１ａおよび第２電極無地部１２ａとが物理的または電気的に接触するのを防止することができる。
本実施形態にかかる絶縁部材３７０の厚さおよび絶縁部材３７０をなす物質は、第１実施形態にかかる絶縁部材７０の厚さおよび絶縁部材７０をなす物質と同一であるので、以下、絶縁部材３７０の厚さおよび絶縁部材３７０をなす物質に関する詳細な説明は省略する。
したがって、本実施形態にかかる耐熱性、剛性、絶縁性、耐油性および耐腐食性を有し、電極アセンブリ１０に安定的に設けられる絶縁部材３７０によって、電極アセンブリ１０と、ケース２６の内側面およびキャッププレート２０とが物理的または電気的に接触して発生し得るケース２６の内部の短絡を効果的に防止することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明および添付した図面の範囲内で多様に変形して実施することが可能であり、これも本発明の範囲に属することは当然である。
ＩＩ 切断線
Ｌ１ 第１絶縁プレート７１の第１長さ
Ｌ２ 第２絶縁プレート７２の第２長さ
Ｌ３ 電極アセンブリ１０の長さ
Ｌ４ 電極アセンブリ１０の第１面１０ａの長さ
Ｒ１ 第１曲率半径
Ｒ２ 第２曲率半径
Ｒ３ 第３曲率半径
Ｒ４ 第４曲率半径
Ｒ５ 第５曲率半径
Ｒ６ 第６曲率半径
ｔ１ 第１絶縁プレートの第１厚さ
ｔ２ 第２絶縁プレートの第２厚さ
１０ 電極アセンブリ
１１ 第１電極
１２ 第２電極
１３ セパレータ
２０ キャッププレート
２１ 電解液注入口
２２ 密封キャップ
２３ ベントホール
２４ ベントプレート
２６ ケース
３０ 第１端子部
３１ 第１リベット
３２ 第１端子プレート
３３ 第１端子絶縁体
３４ 第１端子ガスケット
４０ 第２端子部
４１ 第２リベット
４２ 第２端子プレート
４３ 第２端子絶縁体
４４ 第２端子ガスケット
５０ 電極集電部材
６０ ガスケット
７０、１７０、２７０、３７０ 絶縁部材
７１、１７１、２７１、３７１ 第１絶縁プレート
７２、１７２、２７２、３７２ 第２絶縁プレート
１００：二次電池
２７３、３７３ 第３絶縁プレート
１０ａ 第１面
１０ｂ 第２面
１０ｃ 第３面
１０ｄ 第４面
１１ａ 第１電極無地部
１２ａ 第２電極無地部
１７２ａ 第２１絶縁プレート
１７２ｂ 第２２絶縁プレート
３７３ａ 第１絶縁部
３７３ｂ 第２絶縁部

Claims (20)

  1. ケースと、
    前記ケースに収容される電極アセンブリと、
    前記ケースの内部に設けられて前記電極アセンブリに固定され、第１絶縁プレートと、前記第１絶縁プレートから延び、前記電極アセンブリの一面のコーティング部に接触する第２絶縁プレートとを含む絶縁部材と、を備えることを特徴とする、二次電池。
  2. 前記電極アセンブリの前記一面の前記コーティング部に接触する前記第２絶縁プレートの断面の形状は、前記電極アセンブリの前記一面の断面の形状に相応する形状であることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
  3. 前記第１絶縁プレートは、平らな板状で、前記ケースの内側面と向き合う前記電極アセンブリの側面に設けられることを特徴とする、請求項２に記載の二次電池。
  4. 前記第２絶縁プレートの曲率半径は、前記電極アセンブリの前記一面の曲率半径と等しいかまたは前記電極アセンブリの前記一面の曲率半径より小さいことを特徴とする、請求項２に記載の二次電池。
  5. 前記電極アセンブリの前記一面の前記断面の形状は、アーチ状であることを特徴とする、請求項４に記載の二次電池。
  6. 前記第２絶縁プレートは、前記電極アセンブリの前記一面に沿って延び、前記電極アセンブリの前記一面に密着して設けられることを特徴とする、請求項４に記載の二次電池。
  7. 前記第２絶縁プレートは、前記電極アセンブリの前記一面の前記曲率半径と等しいかまたは前記電極アセンブリの前記一面の前記曲率半径より小さい曲率半径を有し、前記電極アセンブリの一面に沿って延びる複数の部分を含むことを特徴とする、請求項４に記載の二次電池。
  8. 前記第１絶縁プレートの長さは、前記電極アセンブリの長さと等しいことを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
  9. 前記第１絶縁プレートの長さおよび幅は、前記電極アセンブリの長さおよび幅と等しいことを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
  10. 前記第２絶縁プレートは、前記ケースを密閉するキャッププレートに隣接して位置し、前記電極アセンブリは、前記第２絶縁プレートと前記ケースの底との間に位置することを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
  11. 前記第１絶縁プレートは、前記電極アセンブリと前記ケースの内側面との間に位置す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絶縁プレートから延びる第３絶縁プレートをさらに含み、
    前記第３絶縁プレートは、前記第２絶縁プレートの反対側に位置することを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
  13. 前記第３絶縁プレートの断面の形状は、前記電極アセンブリの前記一面の反対側に位置する他面の断面の形状に相応する形状であることを特徴とする、請求項１２に記載の二次電池。
  14. 前記第３絶縁プレートは、前記電極アセンブリの前記他面のコーティング部に接触することを特徴とする、請求項１３に記載の二次電池。
  15. 前記第３絶縁プレートは、前記第１絶縁プレートから延び、前記他面に結合される第１絶縁部と、前記第１絶縁部から延び、前記ケースの内側面と向き合う前記電極アセンブリの側面に結合される第２絶縁部とを含むことを特徴とする、請求項１３に記載の二次電池。
  16. 前記電極アセンブリは、前記第１絶縁プレートと前記第３絶縁プレートの前記第１絶縁部との間に位置することを特徴とする、請求項１５に記載の二次電池。
  17. 前記第２絶縁プレートは、前記ケースを密閉するキャッププレートに隣接して位置し、 前記第３絶縁プレートの前記第１絶縁部は、前記ケースの底に隣接して位置し、
    前記第１絶縁プレートは、前記電極アセンブリと向き合う前記ケースの内側面に隣接して位置し、前記第３絶縁プレートの前記第２絶縁部は、前記ケースの前記内側面の反対側の、前記ケースの他の内側面に隣接して位置することを特徴とする、請求項１６に記載の二次電池。
  18. 前記電極アセンブリは、前記第１絶縁プレートと前記第３絶縁プレートの前記第２絶縁部との間に位置し、
    前記第１絶縁プレート、前記電極アセンブリ、および前記第３絶縁プレートの前記第２絶縁部は、前記ケースの前記内側面と前記他の内側面との間に位置することを特徴とする、請求項１７に記載の二次電池。
  19. 前記電極アセンブリは、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に位置し、絶縁物質からなるセパレータとを含むことを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
  20. 前記ケースは、直方体形状であることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
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