JP2023528937A - 二次電池およびこれを含むデバイス - Google Patents

Abstract

本発明の一実施形態による二次電池は、電極組立体；前記電極組立体が収納され、上部が開放された電池ケース；および前記電池ケースの開放された上部に結合されるキャップ組立体を含む。前記キャップ組立体は、電流遮断部材（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ Ｄｅｖｉｃｅ、ＣＩＤ）；前記電流遮断部材上に位置し、前記電流遮断部材に電気的に連結される安全ベント（ｓａｆｅｔｙ ｖｅｎｔ）；および前記電流遮断部材と前記安全ベントとの間に位置した絶縁ディスクを含む。

Description

関連出願との相互引用
本出願は、２０２０年９月２９日付韓国特許出願第１０－２０２０－０１２７２９６号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として組み含まれる。

本発明は、二次電池およびこれを含むデバイスに関し、より具体的には安全性が向上した二次電池およびこれを含むデバイスに関する。

最近、化石燃料の枯渇によるエネルギー源の価格上昇、環境汚染への関心が増幅しつつあり、環境にやさしい代替エネルギー源に対する要求が未来の生活のための必須不可欠な要因になってきている。そこで、原子力、太陽光、風力、潮力など多様な電力生産技術に対する研究が続いており、このように生産されたエネルギーをより効率的に使用するための電力貯蔵装置にも大きな関心が持続している。

特に、モバイル機器に対する技術開発と需要が増加することに伴いエネルギー源としての電池の需要が急激に増加しており、そのため、多様な要求に応えることができる電池に対する多くの研究が行われている。

代表的に高いエネルギー密度、放電電圧、出力安定性などの長所を有するリチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池などのようなリチウム二次電池に対する需要が高い。

二次電池は、正極、負極、および正極と負極との間に介される分離膜が積層された構造の電極組立体が如何なる構造からなっているのかにより分類されたりもする。代表的には、長いシート形の正極と負極を分離膜が介された状態で巻き取った構造のジェリーロール型電極組立体、所定の大きさの単位に切り取った多数の正極と負極を分離膜を介した状態で順次に積層したスタック型電極組立体などが挙げられる。最近は、前記ジェリーロール型電極組立体およびスタック型電極組立体が有する問題点を解決するために、前記ジェリーロール型とスタック型の混合形態として、所定単位の正極と負極を分離膜を介した状態で積層した単位セルを分離フィルム上に位置させた状態で順次に巻き取った構造のスタック／フォルディング型電極組立体が開発されている。

また、二次電池は、ケースの形状により、電極組立体が円筒型のケースに内装されている円筒型電池、電極組立体が角型のケースに内装されている角型電池、および電極組立体がアルミニウムラミネートシートのパウチ型ケースに内装されているパウチ型電池に分類され得る。

一方、二次電池には、例えばニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウム二次電池などがある。これらのうち、リチウム二次電池は、ニッケル系の二次電池に比べてメモリ効果がほとんど起こらず、充放電が自由であり、自己放電率が非常に低く、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のため、先端電子機器分野で広く使用されている。

しかし、リチウム二次電池は、高温に露出したり、過充電、外部短絡、針状貫通、局部的損傷などにより短時間内に大きい電流が流れるようになる場合、ＩＲ発熱により電池が加熱されながら爆発が起こる危険性がある。言い換えると、電池の圧力や温度が上昇すると活物質の分解反応と多数の副反応が行われ、そのために電池の温度が急激に上昇するようになり、これは再び電解液と電極との間の反応を加速化させる。終局は電池の温度が急激に上昇する熱暴走現象が起こるようになり、温度が一定以上まで上昇すると電池の発火が起こることがあり、上昇した電池の内圧によりリチウム二次電池が爆発するようになる。

したがって、リチウム二次電池が高温、高圧のなどの非正常な作動状態に置かれた時、これを効果的に制御するために多様な方案を議論している。安全性を確保するための努力の一環として、セル外側に素子を装着する方法とセル内部の物質を利用する方法があるが、電池内圧の変化を利用する安全ベント（ｓａｆｅｔｙ ｖｅｎｔ）は前者に該当する。

図１は従来の円筒型二次電池の上部に対する断面を示す部分断面図である。

図１を参照すれば、電極組立体２０が円筒型ケース３０に収納され、円筒型ケース３０の開放された上部にキャップ組立体４０が装着されて円筒型二次電池１０が製造され得る。

電極組立体２０は、第１電極２１、第２電極２２および分離膜２３が巻き取られたジェリーロール型電極組立体であり得る。

キャップ組立体４０は、上端キャップ４１、内部圧力降下用安全ベント４２および電流遮断部材（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ Ｄｅｖｉｃｅ、ＣＩＤ）４３を含むことができる。上端キャップ４１と安全ベント４２は互いに密着した構造を形成することができ、安全ベント４２は電流遮断部材４３の中心部と連結された構造を形成することができる。電流遮断部材４３の下端部に第１電極２１から突出した第１電極タブ２１ｔが連結され得る。ここで第１電極２１は正極であり得、第１電極タブ２１ｔは正極タブであり得る。

前記のように、上端キャップ４１は、安全ベント４２、電流遮断部材４３および第１電極タブ２１ｔと直間接的に連結されて電極組立体２０と電気的に連結され得、電極端子として機能することができる。

一方、キャップ組立体４０と円筒型ケース３０間の密封のためのガスケット７０および電流遮断部材４３の周縁を囲むＣＩＤガスケット８０が配置され得る。

図２は図１の円筒型二次電池の内圧が上昇した時の様子を示す部分断面図である。

図２を参照すれば、円筒型二次電池１０が高温に露出したり非正常な作動状態に置かれて内部圧力が上昇すると、電流遮断部材４３が分離されて電流を遮断する。具体的に、電流遮断部材４３が安全ベント４２と連結された部分４３ａ、および第１電極タブ２１ｔと連結された部分４３ｂに分けられることで、電極端子として機能する上端キャップ４１と第１電極タブ２１ｔ間の電流が遮断される。

しかし、図２に示されているように、安全ベント４２の形状が完全に逆転していないか、外部圧力が強い場合、電流遮断部材４３の両部分４３ａ、４３ｂが完全に分離されずに接触が持続することがある。この場合、電流が遮断されないため、過充電、過放電が発生し、温度上昇およびガス発生が続き、結局、円筒型二次電池１０の発火および爆発につながることがある。

したがって、二次電池の内圧が上昇する時、電流を効果的に遮断することができる技術に対する開発が必要であるのが実情である。

本発明が解決しようとする課題は、非正常な作動状態により内圧が上昇する時、電流を効果的に遮断することができる二次電池およびこれを含むデバイスを提供することにある。

しかし、本発明の実施形態が解決しようとする課題は、前述した課題に限定されず、本発明に含まれている技術的な思想の範囲で多様に拡張され得る。

本発明の一実施形態による二次電池は、電極組立体；前記電極組立体が収納され、上部が開放された電池ケース；および前記電池ケースの開放された上部に結合されるキャップ組立体を含む。前記キャップ組立体は、電流遮断部材（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ Ｄｅｖｉｃｅ、ＣＩＤ）；前記電流遮断部材上に位置し、前記電流遮断部材に電気的に連結される安全ベント（ｓａｆｅｔｙ ｖｅｎｔ）；および前記電流遮断部材と前記安全ベントとの間に位置した絶縁ディスクを含む。

前記絶縁ディスクは、上部ディスク、下部ディスクおよび前記上部ディスクと前記下部ディスクとの間に位置した弾性部材を含むことができる。

前記上部ディスクの下面に上部方向に湾入した上部湾入部が形成され得、前記下部ディスクの上面に下部方向に湾入した下部湾入部が形成され得る。前記弾性部材は前記上部湾入部と前記下部湾入部との間に位置することができる。

前記弾性部材の弾性力により、前記上部ディスクには上部方向への力が作用し、前記下部ディスクには下部方向の力が作用することができる。

前記弾性部材は、スプリング部材であり得る。

前記スプリング部材は、圧縮された状態で前記上部ディスクと前記下部ディスクとの間に位置することができる。

前記キャップ組立体は、前記電流遮断部材と前記安全ベントを連結する連結部を含むことができる。

前記絶縁ディスクにホールが形成され得、前記連結部は前記ホールを通過して、前記電流遮断部材と前記安全ベントを連結することができる。

前記安全ベントは、前記電流遮断部材が位置した方向に凸状に突出した突出部を含むことができ、前記突出部が前記電流遮断部材と連結され得る。

前記二次電池の内圧上昇時、前記安全ベントの形状が逆転されて、前記突出部が前記電流遮断部材が位置した方向と反対方向に凸状に突出することができる。

前記電流遮断部材は、前記突出部と連結された中心部および前記中心部を囲む外周部を含むことができる。前記二次電池の内圧上昇時、前記安全ベントの形状逆転により、前記中心部と前記外周部が分離され得る。

前記絶縁ディスクは、上部ディスクおよび下部ディスクを含むことができ、前記上部ディスクに上部貫通ホールが形成され得、前記下部ディスクに下部貫通ホールが形成され得る。前記上部貫通ホールと前記下部貫通ホールが互いに対応するように位置することができる。

本発明の実施形態によれば、電流遮断部材と安全ベントとの間に絶縁ディスクを設けることによって、二次電池の内圧が上昇する時、安全ベントの完全な形状逆転を誘導し、電流を効果的に遮断することができる。

本発明の効果は、以上で言及した効果に制限されず、言及されていないまた他の効果は特許請求の範囲の記載から当業者に明確に理解され得るだろう。

従来の円筒型二次電池の上部に対する断面を示す部分断面図である。 図１の円筒型二次電池の内圧が上昇した時の様子を示す部分断面図である。 本発明の一実施形態による二次電池の斜視図である。 図３の切断線Ａ－Ａ'に沿って切断した断面図である。 図４の「Ｂ」部分を拡大して示す部分図である。 図４の二次電池に含まれている絶縁ディスクを示す断面斜視図である。 図４の二次電池の内圧が上昇した時の様子を示す部分断面図である。 図７の「Ｃ」部分を拡大して示す部分図である。 本発明の他の一実施形態による絶縁ディスクを示す断面斜視図である。

以下、添付した図面を参照して本発明の多様な実施形態について本発明が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することができるように詳細に説明する。本発明は、多様な異なる形態に実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。

本発明を明確に説明するために、説明上不要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の参照符号を付した。

また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは、説明の便宜のために任意に示したため、本発明が必ずしも図示されたところに限定されるのではない。図面において、複数の層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。そして図面において、説明の便宜のために、一部の層および領域の厚さを誇張して示した。

また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるという時、これは他の部分の「直上」にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の「直上」にあるという時には中間にまた他の部分がないことを意味する。また、基準となる部分の「上」にあるということは、基準となる部分の上または下に位置することであり、必ずしも重力反対方向に向かって「上」に位置することを意味するのではない。

また、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」という時、これは特に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除外せず、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

また、明細書全体において、「平面上」という時、これは対象部分を上方から見た時を意味し、「断面上」という時、これは対象部分を垂直に切断した断面を側方から見た時を意味する。

図３は本発明の一実施形態による二次電池の斜視図である。図４は図３の切断線Ａ－Ａ'に沿って切断した断面図である。図５は図４の「Ｂ」部分を拡大して示す部分図である。

図３から図５を参照すれば、本発明の一実施形態による二次電池１００は、電極組立体２００、電極組立体２００が収納され、上部が開放された電池ケース３００、電池ケース３００の開放された上部に結合されるキャップ組立体４００を含む。

まず、本実施形態による電極組立体２００は、第１電極２１０、第２電極２２０および分離膜２３０を含むことができる。第１電極２１０、第２電極２２０および分離膜２３０が共に巻き取られてジェリーロール型電極組立体２００が形成され得る。分離膜２３０は、第１電極２１０と第２電極２２０との間に介され得る。また、ジェリーロール形態に巻き取られた時、第１電極２１０と第２電極２２０が互いに接することを防止するために分離膜２３０は複数で備えられることが好ましい。

具体的に図示していないが、第１電極２１０および第２電極２２０のそれぞれは、電極集電体、および前記電極集電体上に電極活物質が塗布されて形成された活物質層を含む。また、前記電極集電体のうち、前記電極活物質が塗布されずに前記電極集電体が露出する部分に電極タブが溶接などの方法により付着され得る。図４を参照すれば、このような方法で第１電極２１０の電極集電体に付着された第１電極タブ２１３が電極組立体２００から突出した様子が示されている。具体的に図示していないが、第２電極２２０の電極集電体に付着された第２電極タブ（図示せず）は第１電極タブ２１３の突出方向と反対方向に突出することができる。つまり、第１電極タブ２１３はキャップ組立体４００が位置した方向に突出し、第２電極タブ（図示せず）は電池ケース３００の底部に向かって突出することができる。

この時、第１電極２１０は正極であり得、第２電極２２０は負極であり得る。

一方、電池ケース３００は、電解液が含浸された電極組立体２００を収納する構造物であって、金属素材を含むことができ、円筒型ケースであり得る。

本実施形態によるキャップ組立体４００は、電流遮断部材（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ Ｄｅｖｉｃｅ、ＣＩＤ）４３０；電流遮断部材４３０に電気的に連結される安全ベント（ｓａｆｅｔｙ ｖｅｎｔ）４２０；および電流遮断部材４３０と安全ベント４２０との間に位置した絶縁ディスク５００を含む。また、キャップ組立体４００は、最上端に位置した上端キャップ４１０をさらに含むことができる。

安全ベント４２０は、電流を通じる円板形態の薄膜構造物であり、その中心部が下部方向、つまり、電流遮断部材４３０が位置した方向に凸状に突出した突出部４２０ｐを含むことができる。電流遮断部材４３０は、電流を通じる円板形態の板材部材であり、ガスの排出のための多数の貫通口が形成され得る。

上端キャップ４１０と安全ベント４２０は、互いに密着した構造を形成することができる。安全ベント４２０は、電流遮断部材４３０上に位置し、電流遮断部材４３０に電気的に連結され得る。具体的に、安全ベント４２０の突出部４２０ｐと電流遮断部材４３０の中心部４３０ａとが物理的、電気的に連結され得る。安全ベント４２０の突出部４２０ｐと電流遮断部材４３０の中心部４３０ａとは互いに離隔したまま連結部４４０により連結され得る。このような連結部４４０は、高さ方向に沿ってつながる柱形態の金属部材であり得、安全ベント４２０と電流遮断部材４３０のそれぞれと溶接接合して連結され得る。

電流遮断部材４３０の下端部には第１電極２１０から突出した第１電極タブ２１３が連結され得る。

上端キャップ４１０、安全ベント４２０、電流遮断部材４３０および第１電極タブ２１３が順次に連結されることで、上端キャップ４１０が電極組立体２００の電気的連結を案内する電極端子として機能することができる。

以下、図６などを参照して本発明の一実施形態による絶縁ディスクの構造について詳細に説明する。

図６は図４の二次電池に含まれている絶縁ディスクを示す断面斜視図である。

図４から図６を参照すれば、本実施形態による絶縁ディスク５００は、前述したように、電流遮断部材４３０と安全ベント４２０との間に位置する。このような絶縁ディスク５００は、上部ディスク５１０、下部ディスク５２０および上部ディスク５１０と下部ディスク５２０との間に位置した弾性部材５３０を含むことができる。ここでディスクは円板形態の部材を意味する。

図６には説明の便宜のために断面形態で示したが、上部ディスク５１０と下部ディスク５２０は円板形態のディスク部材であり得る。上部ディスク５１０は安全ベント４２０、その中でも突出部４２０ｐと接触することができ、下部ディスク５２０は電流遮断部材４３０と接触することができる。

上部ディスク５１０の下面に上部方向に湾入した上部湾入部５１０Ｄが形成され得、下部ディスク５２０の上面に下部方向に湾入した下部湾入部５２０Ｄが形成され得る。本実施形態による弾性部材５３０は上部湾入部５１０Ｄと下部湾入部５２０Ｄとの間に位置することができる。

弾性部材５３０は、弾性力を備えている部材であれば特別な制限はなく、弾性部材５３０の弾性力により、上部ディスク５１０には上部方向への力が作用し、下部ディスク５２０には下部方向の力が作用することができる。

弾性部材５３０は、一例として図５および図６に示されているようにスプリング部材であり得る。この時、スプリング部材である弾性部材５３０が圧縮された状態で上部ディスク５１０と下部ディスク５２０との間に位置することができる。したがって、前述したように、上部ディスク５１０に上部方向への力が作用し、下部ディスク５２０に下部方向の力が作用することができる。

一方、図５および図６にはコイル型スプリングの弾性部材５３０を示したが、弾性力を備えた素材であれば特別な制限がないため、板状型スプリングも可能である。ただし、弾性力の均一な作用や上部湾入部５１０Ｄと下部湾入部５２０Ｄとの間での安定した配置などを考慮すればコイル型スプリングが好ましい。

本実施形態による絶縁ディスク５００にホール５００Ｈが形成され得る。具体的に、上部ディスク５１０に上部ホール５１０Ｈが形成され、下部ディスク５２０に下部ホール５２０Ｈが形成され、上部ホール５１０Ｈと下部ホール５２０Ｈが互いに対応するように位置して絶縁ディスク５００のホール５００Ｈを形成することができる。この時、前述した連結部４４０がホール５００Ｈを通過して電流遮断部材４３０と安全ベント４２０を連結することができる。言い換えると、絶縁ディスク５００が連結部４４０の周辺を囲んだまま、電流遮断部材４３０と安全ベント４２０との間に位置することができる。

絶縁ディスク５００は、電気的絶縁性を帯びるために絶縁素材を含むことが好ましく、比較的に強度のある高分子素材を含むことがより好ましい。一例として、テフロン（登録商標）（Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標））、ポリプロピレン（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ＰＰ）およびポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ、ＰＩ）のうちの少なくとも一つを含むことができる。

以下、図７および図８を参照して、二次電池の内圧上昇状況で、絶縁ディスクの機能について詳細に説明する。

図７は図４の二次電池の内圧が上昇した時の様子を示す部分断面図であり、図８は図７の「Ｃ」部分を拡大して示す部分図である。

図７および図８を参照すれば、二次電池１００の内圧が上昇する場合、内圧により安全ベント４２０の形状が逆転され得る。具体的に、突出部４２０ｐが電流遮断部材４３０が位置した方向と反対方向に凸状に突出することができる。この時、電流遮断部材４３０は、中心部４３０ａ、および中心部４３０ａを囲む外周部４３０ｂを含むことができ、中心部４３０ａは連結部４４０を通じて安全ベント４２０の突出部４２０ｐと連結され、外周部４３０ｂは第１電極タブ２１３と連結され得る。

安全ベント４２０の形状逆転により、中心部４３０ａが連結部４４０と共に上昇して、電流遮断部材４３０の中心部４３０ａと外周部４３０ｂは互いに分離され得る。内圧上昇によるこのような分離を誘導するために中心部４３０ａと外周部４３０ｂとの間は多少弱い強度を有するように設計され得る。中心部４３０ａと外周部４３０ｂの分離により、電極端子として機能する上端キャップ４１０と第１電極タブ２１３間の電流が遮断される。

一方、中心部４３０ａの分離後、移動のために、絶縁ディスク５００のホール５００Ｈを形成する上部ディスク５１０の上部ホール５１０Ｈと下部ディスク５２０の下部ホール５２０Ｈの直径は、中心部４３０ａの直径より大きいことが好ましい。一方、絶縁ディスク５００のホール５００Ｈは、発生したガスが安全ベント４２０側に移動することができるようにする内部通路として機能することができる。

この時、本実施形態による弾性部材５３０の弾性力により、上部ディスク５１０は上部方向に押し出され、下部ディスク５２０は下部方向に押し出され得る。内圧が上昇しても、安全ベント４２０の形状が完全に逆転されないか、外部圧力が強い場合、電流遮断部材４３０の中心部４３０ａと外周部４３０ｂが完全に分離されずに接触が持続することがある。しかし、本実施形態において、上部ディスク５１０が安全ベント４２０、特に突出部４２０ｐを上部方向に押し出すことができ、下部ディスク５２０が電流遮断部材４３０の外周部４３０ｂを下部方向に押し出すことができる。これによって、中心部４３０ａと外周部４３０ｂの再接触が防止され、これらが完全に分離され得る。言い換えると、本実施形態による絶縁ディスク５００は、二次電池１００の内圧上昇時に、電流遮断部材４３０の電流遮断機能を補完して、電流が完全に遮断されるように誘導することができる。これによって、再接触による過充電、過放電などを予防し、二次電池１００の発火および爆発を防止して安全性を高めることができる。

以下、図９を参照して、本発明の他の一実施形態により貫通ホールが形成された絶縁ディスクについて説明する。図９は本発明の他の一実施形態による絶縁ディスクを示す断面斜視図である。

図９を参照すれば、本発明の他の一実施形態による絶縁ディスク５００'は、前述した絶縁ディスク５００と同様に、上部ディスク５１０、下部ディスク５２０および弾性部材５３０を含むことができる。また、上部ホール５１０Ｈと下部ホール５２０Ｈが形成されて連結部４４０（図５参照）が位置することができる。この時、本実施形態による絶縁ディスク５００'は上部ディスク５１０と下部ディスク５２０のそれぞれに上部貫通ホール５１０ＴＨと下部貫通ホール５２０ＴＨが形成され得る。上部貫通ホール５１０ＴＨと下部貫通ホール５２０ＴＨが互いに対応するように位置して、絶縁ディスク５００'に貫通された形状の貫通ホールが形成され得る。

上部貫通ホール５１０ＴＨと下部貫通ホール５２０ＴＨは、二次電池内部で発生したガスが安全ベント４２０側に移動することができるようにするガス移動通路として機能することができる。上部ホール５１０Ｈと下部ホール５２０Ｈ以外にも、上部貫通ホール５１０ＴＨと下部貫通ホール５２０ＴＨのガスの移動経路を追加的に確保することによって、内圧上昇時に安全ベント４２０が円滑に作動することができる。

円滑なガスの移動が可能であれば、上部貫通ホール５１０ＴＨと下部貫通ホール５２０ＴＨのそれぞれの個数、直径および形態に特別な制限はない。つまり、上部貫通ホール５１０ＴＨと下部貫通ホール５２０ＴＨがそれぞれ単数または複数で備えられることができ、円形のみならず、多様な形態が可能である。

一方、図４を再び参照すれば、電池ケース３００は、クリンピング部３１０およびビーディング部３２０を含むことができる。ビーディング部３２０は、円筒型の電池ケース３００のうちの一部が電極組立体２００の中心方向に湾入した部分を称すものであって、キャップ組立体４００の安定した結合および電極組立体２００の遊動防止のためのものである。クリンピング部３１０は、ビーディング部３２０の上部に位置して、キャップ組立体４００を囲む部分を称すものであって、キャップ組立体４００の安定した結合のためのものである。

密封用ガスケット７００は、クリンピング部３１０とビーディング部３２０の内面に装着されてキャップ組立体４００と電池ケース３００間の密封力を増大させることができる。つまり、電池ケース３００とキャップ組立体４００との間にガスケット７００を位置させ、電池ケース３００の一端部を曲げてクリンピング（Ｃｒｉｍｐｉｎｇ）結合することによってクリンピング部３１０を形成することができる。これによって、キャップ組立体４００の装着および二次電池１００の密封が行われ得る。

ＣＩＤガスケット８００は、電流遮断部材４３０の周縁を囲むように形成され得る。またＣＩＤガスケット８００の一部は安全ベント４２０と電流遮断部材４３０との間に伸びて、電流遮断部材４３０の分離以降に安全ベント４２０と電流遮断部材４３０が接することを防止することができる。

本実施形態で前、後、左、右、上、下のような方向を示す用語が使用されているが、このような用語は説明の便宜のためのものに過ぎず、対象となる事物の位置や観測者の位置などにより変わり得る。

前述した本実施形態による二次電池は、多様なデバイスに適用され得る。具体的には電気自転車、電気自動車、ハイブリッドなどの運送手段に適用され得るが、これに制限されず、二次電池を使用することができる多様なデバイスに適用可能である。

以上で本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形および改良形態も本発明の範囲に属する。

２００：電極組立体
４００：キャップ組立体
４２０：安全ベント
４３０：電流遮断部材
５００：絶縁ディスク

Claims (13)

1. 電極組立体；
   前記電極組立体が収納され、上部が開放された電池ケース；および
   前記電池ケースの開放された上部に結合されるキャップ組立体を含み、
   前記キャップ組立体は、
   電流遮断部材（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ Ｄｅｖｉｃｅ、ＣＩＤ）；前記電流遮断部材上に位置し、前記電流遮断部材に電気的に連結される安全ベント（ｓａｆｅｔｙ ｖｅｎｔ）；および前記電流遮断部材と前記安全ベントとの間に位置した絶縁ディスクを含む二次電池。
2. 前記絶縁ディスクは、上部ディスク、下部ディスクおよび前記上部ディスクと前記下部ディスクとの間に位置した弾性部材を含む、請求項１に記載の二次電池。
3. 前記上部ディスクの下面に上部方向に湾入した上部湾入部が形成され、
   前記下部ディスクの上面に下部方向に湾入した下部湾入部が形成され、
   前記弾性部材は前記上部湾入部と前記下部湾入部との間に位置する、請求項２に記載の二次電池。
4. 前記弾性部材の弾性力により、前記上部ディスクには上部方向への力が作用し、前記下部ディスクには下部方向の力が作用する、請求項２または３に記載の二次電池。
5. 前記弾性部材は、スプリング部材である、請求項２から４のいずれか一項に記載の二次電池。
6. 前記スプリング部材は、圧縮された状態で前記上部ディスクと前記下部ディスクとの間に位置する、請求項５に記載の二次電池。
7. 前記キャップ組立体は、前記電流遮断部材と前記安全ベントを連結する連結部を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の二次電池。
8. 前記絶縁ディスクにホールが形成され、
   前記連結部は前記ホールを通過して、前記電流遮断部材と前記安全ベントを連結する、請求項７に記載の二次電池。
9. 前記安全ベントは、前記電流遮断部材が位置した方向に凸状に突出した突出部を含み、
   前記突出部が前記電流遮断部材と連結される、請求項１から８のいずれか一項に記載の二次電池。
10. 前記二次電池の内圧上昇時、前記安全ベントの形状が逆転されて、前記突出部が前記電流遮断部材が位置した方向と反対方向に凸状に突出する、請求項９に記載の二次電池。
11. 前記電流遮断部材は、前記突出部と連結された中心部および前記中心部を囲む外周部を含み、
    前記二次電池の内圧上昇時、前記安全ベントの形状逆転により、前記中心部と前記外周部が分離される、請求項１０に記載の二次電池。
12. 前記絶縁ディスクは、上部ディスクおよび下部ディスクを含み、
    前記上部ディスクに上部貫通ホールが形成され、前記下部ディスクに下部貫通ホールが形成され、
    前記上部貫通ホールと前記下部貫通ホールが互いに対応するように位置する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の二次電池。
13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の二次電池を含むデバイス。

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