JP4611852B2 - リチウムイオン二次電池 - Google Patents
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Description
本発明はリチウムイオン二次電池にかかり，特にキャップ組立体の組立のとき，ターミナルプレートの回転を防止するために，キャッププレート，絶縁プレートおよびターミナルプレートの形状を改善したリチウムイオン二次電池に関する。
一般に，ビデオカメラ，携帯電話，携帯型コンピューターなどのような携帯型無線器機の軽量化および高機能化が進行されるにしたがい，その駆動電源として使用される二次電池に対して多くの研究が行われている。このような二次電池としては，例えば，ニッカド電池，ニッケル水素電池，ニッケル亜鉛電池，リチウムイオン二次電池などがある。これらの中で，リチウムイオン二次電池は再充電が可能で小型化および大容量化が可能なものであって，作動電圧が高くて単位重量当たりエネルギー密度が高いという利点のため，先端電子機器分野で広く使用されている。
図１は，従来のリチウムイオン二次電池の斜視図である。なお下記において，構成要素に付随して記した参照符号は，理解を容易にするため，後述の実施形態および図面における対応する構成要素および符号を一例として記したに過ぎず，本発明がこれに限定されるものではない。
前記リチウムイオン二次電池は，陽極板１１３，陰極板１１５およびセパレータ１１４からなる電極組立体１１２を電解液とともにケース１１０に収納し，このケース１１０の上端開口部１１０ａをキャップ組立体１２０で密封することで形成される。
前記キャップ組立体１２０は，キャッププレート１４０，絶縁プレート１５０，ターミナルプレート１６０および電極端子１３０を含んでなる。キャップ組立体１２０は別途の絶縁ケース１７０と結合されケースの上端開口部１１０ａに結合されてケース１１０を密封することになる。
前記キャッププレート１４０は，前記ケース１１０の上端開口部１１０ａに対応する大きさおよび形状を有する金属板で形成される。前記キャッププレート１４０の中央には，所定大きさの第１端子通孔１４１が形成され，第１端子通孔１４１には電極端子１３０が挿入される。前記電極端子１３０が第１端子通孔１４１に挿入されるときは，電極端子１３０とキャッププレート１４０間の絶縁のため，電極端子１３０の外面にはチューブ型のガスケットチューブ１４６が結合されて一緒に挿入される。一方，前記キャッププレート１４０の一側には，電解液注入孔１４２が所定大きさに形成される。前記キャップ組立体１２０が前記ケース１１０の上端開口部１１０ａに組み立てされた後，電解液注入孔１４２を介して電解液が注入され，電解液注入孔１４２は栓１４３で密閉される。
前記電極端子１３０は，前記陰極板１１５の陰極タブ１１７または前記陽極板１１３の陽極タブ１１６に連結されて陰極端子または両極端子として作用することになる。
前記絶縁プレート１５０は，ガスケットのような絶縁物質で形成され，キャッププレート１４０の下面に結合される。絶縁プレート１５０には，前記キャッププレート１４０の第１端子通孔１４１に対応する位置に，前記電極端子１３０が挿入される第２端子通孔１５１が形成されている。前記絶縁プレート１５０の下面には，前記ターミナルプレート１６０を収容するように，ターミナルプレート１６０の大きさと相応する収容凹部１５２が形成される。
前記ターミナルプレート１６０はＮｉ金属またはその合金で形成され，前記絶縁プレート１５０の下面に結合される。前記ターミナルプレート１６０には，キャッププレート１４０の第１端子通孔１４１に対応する位置に，前記電極端子１３０が挿入される第３端子通孔１６１が形成され，前記電極端子１３０が前記ガスケットチューブ１４６によって絶縁されてキャッププレート１４０の第１端子通孔１４１を介して結合されるので，前記ターミナルプレート１６０は前記キャッププレート１４０と電気的に絶縁されながら前記電極端子１３０と電気的に連結される。
一方，前記電極端子１３０をキャッププレート１４０，絶縁プレート１５０およびターミナルプレート１６０に結合させる方法としては，電極端子１３０を回転させながら一定の力を加えてキャッププレート１４０の第１端子通孔１４１に挿入することになる。前記電極端子１３０は第１端子通孔１４１を通過した後，またキャッププレート１４０の下面に結合されている絶縁プレート１５０とターミナルプレート１６０に形成された第２端子通孔１５１と第３端子通孔１６１を通過することになる。この際，絶縁プレート１５０に形成された第２端子通孔１５１の内径は，挿入される電極端子１３０の外径と同一であるかまたはそれよりやや大きく形成され，電極端子１３０の挿入ときには，電極端子１３０の外面が強制に密着して挿入される。したがって，前記絶縁プレート１５０とターミナルプレート１６０は，電極端子１３０を挿入する過程で，キャッププレート１４０の第１端子通孔１４１を中心に回転されて相互間の結合方向が反対になる。特に，ターミナルプレート１６０に形成された第３端子通孔１６１の内径は前記電極端子１３０の外径よりやや大きく形成されるので，前記電極端子１３０の結合ときには，前記ターミナルプレート１６０が回転する可能性が高くなる。
ところで，組み立てされたキャップ組立体１２０を絶縁ケース１７０と結合させるためには，絶縁プレート１５０とターミナルプレート１６０を電極端子１３０に対して強制に逆回転させて，キャッププレート１４０と同一位置に配列させる追加作業を行わなければならないため，工程時間が長くなる問題点がある。また，ターミナルプレート１６０は薄い金属板から形成されるので，逆回転される過程で一部が変形される問題点がある。
本発明は，従来のリチウムイオン二次電池が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，キャップ組立体の組立時，ターミナルプレートの回転を防止するために，キャッププレート，絶縁プレートおよびターミナルプレートの形状を改善することの可能な，新規かつ改良されたリチウムイオン二次電池を提供することである。
上記課題を解決するため，本発明の第１の観点によれば，リチウムイオン二次電池において，陽極板，陰極板およびセパレータを備えた電極組立体と，前記電極組立体および電解液を収容するケースと，キャッププレート，絶縁プレート，ターミナルプレートおよび電極端子を含み，前記ケースの上端開口部に結合されてケースを密封するキャップ組立体とを含み，前記電極端子が前記キャップ組立体に挿入されるとき，前記キャッププレート，前記絶縁プレートおよび前記ターミナルプレートは，所定位置で相互結合することができる。かかる構成により，前記ターミナルプレートの回転を防止することができるリチウムイオン二次電池が提供される。
前記キャッププレートの下面に形成される所定大きさの回転防止凹部と，前記絶縁プレートの上面に形成される所定の大きさの前記回転防止凹部に結合される絶縁プレート突出部と，前記絶縁プレートの下面に形成される所定の大きさの収容凹部とを備え，前記ターミナルプレートの回転を防止することができる。また，絶縁プレートが回転防止凹部に挿入されれば，全高が減少し，特に，ケースの内部に挿入されるキャップ組立体の高さが減少する。これにより，前記ケースは内部空間が増加し，増加する内部空間の高さの分だけ電極組立体の高さを増加させることができることになる。また，前記ケースは，内部の空間が増加するにしたがい，二次電池の使用中に発生するガスによる圧力増加を減少させることができる。
前記回転防止凹部は，長さが前記キャッププレートの長さの１０％〜４０％であり，幅が前記キャッププレートの幅の４０％以上である四角形に形成され，前記絶縁プレートの突出部は，前記回転防止凹部に対応する大きさに形成されて結合されることができる。この理由としては，前記回転防止凹部の長さまたは幅があまり小さければ差，ターミナルプレートを固定する力が小さくなり，回転防止凹部の長さがあまり大きければ，キャッププレートの厚さが全体的に小さくなって強度が弱くなる問題が生じるからである。
前記回転防止凹部は，前記キャッププレートの厚さの２０〜７０％の深さに形成され，好ましくは前記キャッププレートの厚さの３０〜５０％の深さに形成されることができる。この理由としては，前記回転防止凹部の深さが小さすぎれば，絶縁プレートを固定する力が弱くなる。一方，前記回転防止凹部の深さがあまり大きくなれば，キャッププレートの強度が弱くなる問題が生じるからである。また，前記回転防止凹部は，０．３ｍｍ以上の深さに形成されることができる。その理由としては，前記回転防止凹部２４４の深さが０．３ｍｍより小さくなれば，絶縁プレート２５０は回転防止凹部２４４に充分に固定できないからである。
前記絶縁プレートの下面の収容凹部に，固定凹部が形成され，前記ターミナルプレートの上面に前記固定凹部に結合される回転防止突出部が形成されることができる。
本発明の別の観点によれば，前記キャッププレートの下面に，所定大きさの回転防止凹部と，前記絶縁プレートの上面に，前記回転防止凹部に結合される所定大きさの絶縁プレート突出部と，前記絶縁プレートの下面に，所定大きさの固定凹部と，前記ターミナルプレートの上面に，前記固定凹部に結合される所定大きさの回転防止突出部とを形成することができる。かかる構成により，前記ターミナルプレートの回転を防止することができるリチウムイオン二次電池が提供される。
前記キャッププレートの回転防止凹部の他側の下面に形成される結合チップと，前記絶縁プレートの前記結合チップに対応する位置に形成される結合切欠部とをさらに含むことができる。これにより，前記絶縁プレートの結合切欠部とキャッププレートの結合チップが結合されると，前記電極端子を前記第２端子通孔に挿入する過程で絶縁プレートとターミナルプレートがキャッププレートに対して回転することを二重に防止することができる。
以上のように，本発明によれば，キャッププレート，絶縁プレートおよびターミナルプレートに電極端子を挿入してキャップ組立体を形成する過程において，電極端子を挿入するとき，キャッププレートに対してターミナルプレートが回転することを防止することができ，より容易にキャップ組立体を組み立てることができる効果がある。
また，本発明によれば，電極端子の挿入とき，絶縁プレートとターミナルプレートが回転されなくて，逆回転させる過程を行わなくても済むので，ターミナルプレートの変形が防止される効果がある。
以下に添付図面を参照しながら，本発明にかかるリチウムイオン二次電池の好適な実施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。
（第１実施形態）
図２は，第１実施形態における二次電池の斜視図である。上面，下面わかりやすくするため，以下，図２の紙面上方を上面とする。図３Ａは，本実施形態によるキャッププレートの下面を示す説明図，図３Ｂは，図３ＡのＡ−Ａ線についての断面図，図４Ａは，本実施形態による絶縁プレートの下面を示す説明図，図４Ｂは，図４ＡのＢ−Ｂ線についての断面図，図５Ａは，本実施形態によるターミナルプレートの平面図，図５Ｂは，図５ＡのＣ−Ｃ線についての断面図，図６は，本実施形態による図４と異なる形状の絶縁プレートの断面図，図７は，図６に対応する形状のターミナルプレートの断面図，図８は，本実施形態のさらに異なる形状の絶縁プレートの断面図である。
図２は，第１実施形態における二次電池の斜視図である。上面，下面わかりやすくするため，以下，図２の紙面上方を上面とする。図３Ａは，本実施形態によるキャッププレートの下面を示す説明図，図３Ｂは，図３ＡのＡ−Ａ線についての断面図，図４Ａは，本実施形態による絶縁プレートの下面を示す説明図，図４Ｂは，図４ＡのＢ−Ｂ線についての断面図，図５Ａは，本実施形態によるターミナルプレートの平面図，図５Ｂは，図５ＡのＣ−Ｃ線についての断面図，図６は，本実施形態による図４と異なる形状の絶縁プレートの断面図，図７は，図６に対応する形状のターミナルプレートの断面図，図８は，本実施形態のさらに異なる形状の絶縁プレートの断面図である。
図２に示すように，本実施形態における二次電池は，ケース２１０と，ケース２１０の内部に収容される電極組立体２１２と，前記ケース２１０の上端開口部２１０ａを密封するキャップ組立体２２０とを含んで形成される。
前記ケース２１０は，ボックス形状を有する金属材から形成されることができ，そのものが端子役目をすることが可能である。前記ケース２１０は，望ましくは軽量のアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成される。前記ケース２１０は上端開口部２１０ａを含み，上端開口部２１０ａを介して電極組立体２１２を収容する。
前記電極組立体２１２は，陽極板２１３および陰極板２１５とセパレータ２１４を含む。前記陽極板２１３と陰極板２１５はセパレータ２１４を介在して積層された後，ゼリーロール状に巻取されることができる。前記陽極板２１３には陽極タブ２１６が溶接されており，この陽極タブ２１６の端部は前記電極組立体２１２の上方に突出されている。前記陰極板２１５にも陰極タブ２１７が溶接されており，この陰極タブ２１７の端部も前記電極組立体２１２の上方に突出されている。
前記キャップ組立体２２０は，キャッププレート２４０，絶縁プレート２５０，ターミナルプレート２６０および電極端子２３０を含んでなる。キャップ組立体２２０は別途の絶縁ケース２７０と結合された上，ケース２１０の上端開口部２１０ａに結合されてケース２１０を密封することになる。
図３Ａおよび図３Ｂに示すように，前記キャッププレート２４０は，ケース２１０の上端開口部２１０ａに対応する大きさおよび形状の金属板で形成される。前記キャッププレート２４０の中央には所定大きさの第１端子通孔２４１が形成され，第１端子通孔２４１には電極端子２３０が挿入されて結合される。前記第１端子通孔２４１の内面には，電極端子２３０とキャッププレート２４０間の絶縁のために，チューブ型のガスケットチューブ２４６が嵌合される。
前記キャッププレート２４０の下面，詳しくは，第１端子通孔２４１を基準として，一側下面に，回転防止凹部２４４が形成され，これと他側の所定位置には結合チップ２４５が形成できる。
前記回転防止凹部２４４は，第１端子通孔２４１を中心に一側下面で前記キャッププレート２４０自体が上面に窪められて凹状に形成される。前記回転防止凹部２４４は，角形，円形などの多様な形状に形成できるが，望ましくは四角形に形成される。前記回転防止凹部２４４は，長さが前記キャッププレート２４０の長さの１０％〜４０％であり，幅が前記キャッププレート２４０の幅の４０％以上に形成される。前記回転防止凹部２４４の長さまたは幅があまり小さければ差，ターミナルプレート２６０を固定する力が小さくなり，回転防止凹部２４４の長さがあまり大きければ，キャッププレート２４０の厚さが全体的に小さくなって強度が弱くなる問題がある。また，前記回転防止凹部２４４は，押し込み方式でなく，機械加工によって形成されることも可能である。
前記回転防止凹部２４４は，キャッププレート２４０と絶縁プレート２５０の接触面の大きさを考慮して，絶縁プレート２５０の回転を防止し得る適正な深さに形成されることができる。前記回転防止凹部２４４は，キャッププレート２４０の厚さの２０％〜７０％の深さに形成され，望ましくは３０％〜５０％の深さに形成される。前記回転防止凹部２４４の深さが小さすぎれば，絶縁プレート２５０を固定する力が弱くなる。一方，前記回転防止凹部２４４の深さがあまり大きくなれば，キャッププレート２４０の強度が弱くなる問題がある。
また，前記回転防止凹部２４４は，深さが０．３ｍｍ以上となるように形成できる。その理由としては，前記回転防止凹部２４４の深さが０．３ｍｍより小さくなれば，絶縁プレート２５０は回転防止凹部２４４に充分に固定できないからである。
前記キャップ組立体２２０は，絶縁プレート２５０が回転防止凹部２４４に挿入されれば，全高が減少し，特に，ケース２１０の内部に挿入されるキャップ組立体の高さが減少する。これにより，前記ケース２１０は内部空間が増加し，増加する内部空間の高さの分だけ電極組立体の高さを増加させることができることになる。また，前記ケース２１０は，内部の空間が増加するにしたがい，二次電池の使用中に発生するガスによる圧力増加を減少させることができる。
前記電解液注入孔２４２は，前記キャッププレート２４０の他側に所定大きさに形成される。前記キャップ組立体２２０が前記ケース２１０の上端開口部２１０ａに組み立てられた後，電解液注入孔２４２を介して電解液を注入し，電解液注入孔２４２は栓２４３で密閉される。
前記結合チップ２４５は，第１端子通孔２４１と電解液注入孔２４２との間の所定位置で，所定高さに突設され，望ましくは前記絶縁プレート２５０の高さと同一であるかまたはそれより小さい高さに形成されることにより，前記絶縁プレート２５０が結合されたとき，前記絶縁プレート２５０の下面から突出しないようにする。
前記絶縁プレート２５０は，図４Ａおよび図４Ｂに示すように，ガスケットと同様に絶縁物質で形成され，前記キャッププレート２４０の下面に結合される。前記絶縁プレート２５０は，第２端子通孔２５１，収容凹部２５２，絶縁プレート突出部２５３および結合切欠部２５４を含んで形成される。
前記第２端子通孔２５１は，前記絶縁プレート２５０と前記キャッププレート２４０が結合されるとき，前記キャッププレート２４０の第１端子通孔２４１に対応される位置に形成され，前記電極端子２３０が挿入される。
前記収容凹部２５２は，前記絶縁プレート２５０の下面に，前記ターミナルプレート２６０に対応する大きさに形成される。前記収容凹部２５２は，望ましくは前記ターミナルプレート２６０の厚さより小さい深さに形成される。
前記絶縁プレート突出部２５３は，絶縁プレート２５０の上面から突出する形状に形成され，前記回転防止凹部２４４に結合されて固定されるように所定高さおよび大きさに形成される。前記絶縁プレート突出部２５３は，その高さおよび大きさが回転防止凹部２４４の深さおよび大きさより大きくなれば，絶縁プレート突出部２５３と回転防止凹部２４４の結合が不完全になって，絶縁プレート２５０を固定する力が小さくなる。しかし，絶縁プレート突出部２５３の高さおよび大きさが回転防止凹部２４４の深さおよび大きさより小さすぎれば，絶縁プレート突出部２５３と回転防止凹部２４４の結合が十分でなくて絶縁プレート２５０を固定する力が小さくなり，絶縁プレート２５０およびターミナルプレート２６０が回転する可能性がある。
前記絶縁プレート２５０の絶縁プレート突出部２５３の他側には，キャッププレート２４０の下面に形成された結合チップ２４５に対応する位置に結合切欠部２５４が形成され，この結合切欠部２５４にキャッププレート２４０の結合チップ２４５が挿入されて結合される。前記絶縁プレート２５０の結合切欠部２５４とキャッププレート２４０の結合チップ２４５が結合されると，前記電極端子２３０を前記第２端子通孔２５１に挿入する過程で絶縁プレート２５０とターミナルプレート２６０がキャッププレート２４０に対して回転することを二重に防止することができる。
図５Ａおよび図５Ｂに示すように，前記ターミナルプレート２６０は，板状のＮｉ金属またはその合金で形成され，前記絶縁プレート２５０の下面に形成された収容凹部２５２に挿入されて固定される。したがって，前記ターミナルプレート２６０は前記絶縁プレート２５０に結合されてともに動くことになる。前記ターミナルプレート２６０は，キャッププレート２４０の第１端子通孔２４１に対応する位置に，前記電極端子２３０が挿入される第３端子通孔２６１が形成され，前記絶縁プレート２５０によって前記キャッププレート２４０と絶縁されるとともに電極端子２３０と電気的に連結される。
前記電極端子２３０は，キャッププレート２４０，絶縁プレート２５０およびターミナルプレート２６０にそれぞれ形成された端子通孔２４１，２５１，２６１に挿入され，ターミナルプレート２６０を通過して前記電極組立体２１２の陰極タブ２１７に電気的に連結される。前記電極端子２３０は，キャッププレート２４０の第１端子通孔２４１に挿入されるとき，ガスケットチューブ２４６によってキャッププレート２４０と電気的に絶縁される。一方，前記電極端子２３０には，電極組立体２１２の形成方法によって，陽極タブ２１６が連結されることもできる。
図６は，本実施形態による図４と異なる形状の絶縁プレートの断面図，図７は，図６に対応する形状のターミナルプレートの断面図である。
図６に示すように，前記絶縁プレート２５０ａは，前記収容凹部２５２の所定位置に形成される固定凹部２５２ａをさらに含んでなる。前記固定凹部２５２ａは，望ましくは前記絶縁プレート突出部２５３が形成された位置に対応する位置に，前記絶縁プレート突出部２５３に対応する大きさに形成される。
図７に示すように，前記ターミナルプレート２６０ａは，上面に回転防止突出部２６２が突設される。前記回転防止突出部２６２は，前記絶縁プレート２５０ａの下面に形成される固定凹部２５２ａに対応する大きさに形成され，前記固定凹部２５２ａに結合されることにより，前記ターミナルプレート２６０ａが前記絶縁プレート２５０ａに対して相対的に回転できないようにする。
したがって，前記絶縁プレート２５０とターミナルプレート２６０は，前記固定凹部２５２ａと回転防止突出部２６２により，前記キャッププレート２４０に対して二重に回転できなくなる。
図８は，本実施形態のさらに異なる形状の絶縁プレートの断面図である。
図８に示すように，前記絶縁プレート２５０ｂは，板状に形成され，別途の収容凹部がなしに，上面には絶縁プレート突出部２５３が形成され，下面の所定位置には固定凹部２５２ｂが形成される。前記絶縁プレート突出部２５３は前記キャッププレートの回転防止凹部に挿合される。前記固定凹部２５２ｂは前記キャッププレート２４０の回転防止凹部２４４に対応する大きさおよび形状に形成され，この固定凹部２５２ｂには，図７のターミナルプレート２６０ａの回転防止突出部２６２が結合される。したがって，前記ターミナルプレート２６０ａは前記キャッププレート２４０の回転防止凹部２４４に結合されて固定された前記絶縁プレート２５０ｂに固定されることにより，前記キャッププレート２４０に対する回転が防止される。
（第２実施形態）
つぎに，本発明による二次電池に含まれるキャップ組立体の作用について説明する。図９Ａは，図３Ａのキャッププレート，図４Ａの絶縁プレートおよび図５Ａのターミナルプレートが結合されたキャップ組立体の下面を示す説明図，図９Ｂは，図９ＡのＤ−Ｄ線についての断面図，図１０は，図３Ａのキャッププレート，図６の絶縁プレートおよび図７のターミナルプレートが結合されたキャップ組立体の断面図，図１１は，図３Ａのキャッププレート，図８の絶縁プレートおよび図７のターミナルプレートが結合されたキャップ組立体の断面図である。
つぎに，本発明による二次電池に含まれるキャップ組立体の作用について説明する。図９Ａは，図３Ａのキャッププレート，図４Ａの絶縁プレートおよび図５Ａのターミナルプレートが結合されたキャップ組立体の下面を示す説明図，図９Ｂは，図９ＡのＤ−Ｄ線についての断面図，図１０は，図３Ａのキャッププレート，図６の絶縁プレートおよび図７のターミナルプレートが結合されたキャップ組立体の断面図，図１１は，図３Ａのキャッププレート，図８の絶縁プレートおよび図７のターミナルプレートが結合されたキャップ組立体の断面図である。
図９Ａは，図３Ａのキャッププレート，図４Ａの絶縁プレートおよび図５Ａのターミナルプレートが結合されたキャップ組立体の下面を示す説明図，図９Ｂは，図９ＡのＤ−Ｄ線についての断面図である。
図９Ａおよび図９Ｂに示すように，前記キャップ組立体２２０は，キャッププレート２４０，絶縁プレート２５０およびターミナルプレート２６０がそれぞれの端子通孔２４１，２５１，２６１の中心が一致して積層され，前記電極端子２３０が各端子通孔２４１，２５１，２６１に結合されて固定される。前記キャッププレート２４０の下面に形成される回転防止凹部２４４には，前記絶縁プレート２５０の上面に形成された絶縁プレート突出部２５３が結合される。前記絶縁プレート２５０の下面に形成された収容凹部２５２には前記ターミナルプレート２６０が挿合される。
一方，前記キャッププレート２４０の回転防止凹部の他側に形成された前記結合チップ２４５には，絶縁プレート２５０の結合切欠部２５４が結合される。
前記電極端子２３０は一定の力により回転されながら，図９Ａに示すように積層されたキャッププレート２４０の第１端子通孔２４１に挿入されて結合される。前記電極端子２３０は第１端子通孔２４１を通過した後，さらにキャッププレート２４０の下面に結合されている前記絶縁プレート２５０とターミナルプレート２６０の第２端子通孔２５１と第３端子通孔２６１を通過することになる。この際，前記絶縁プレート２５０とターミナルプレート２６０に形成された第２端子通孔２５１と第３端子通孔２６１の内径は，電極端子２３０の外径と同一であるかまたはそれよりやや大きく形成されるので，電極端子２３０を挿入する過程で，絶縁プレート２５０とターミナルプレート２６０の各端子通孔２５１，２６１と電極端子２３０との間では摩擦力が発生することになる。したがって，絶縁プレート２５０とターミナルプレート２６０がキャッププレート２４０の第１端子通孔２４１を中心に回転しようとするが，絶縁プレート２５０の絶縁プレート突出部２５３が，前記キャッププレート２４０の回転防止凹部２４４に結合され，前記ターミナルプレート２６０が前記絶縁プレート２５０の収容凹部２５２に結合されているので，前記絶縁プレート２５０とターミナルプレート２６０が回転できなくなる。一方，前記キャッププレート２４０の結合チップ２４５と絶縁プレート２５０の結合切欠部２５４も互いに結合されて絶縁プレート２４０の回転を防止することになる。
図１０は図３Ａのキャッププレート，図６の絶縁プレートおよび図７のターミナルプレートが結合されたキャップ組立体の断面図を示す。
図１０に示すように，前記キャップ組立体２２０ａは，キャッププレート２４０，絶縁プレート２５０ａおよびターミナルプレート２６０ａがそれぞれの端子通孔２４１，２５１，２６１の中心が一致して積層され，前記電極端子２３０が端子通孔２４１，２５１，２６１に結合されて固定される。この際，前記キャッププレート２４０の下面に形成される回転防止凹部２４４には，前記絶縁プレート２５０ａの上面に形成された絶縁プレート突出部２５３が結合される。前記絶縁プレート２５０ａの下面に形成された収容凹部２５２には，前記ターミナルプレート２６０ａが挿合される。また，前記絶縁プレート２５０ｂの収容凹部２５２には固定凹部２５２ａがさらに形成され，前記固定凹部２５２ａには，前記ターミナルプレート２６０ａの上面に形成された回転防止突出部２６２が結合される。したがって，前記絶縁プレート２５０ａとターミナルプレート２６０ａは，前記電極端子２３０が結合される過程で，前記キャッププレート２４０に対して回転できないように固定される。
図１１は，図３Ａのキャッププレート，図８の絶縁プレートおよび図７のターミナルプレートが結合されたキャップ組立体の断面図である。
図１１に示すように，前記キャップ組立体２２０ｂは，キャッププレート２４０，絶縁プレート２５０ｂおよびターミナルプレート２６０ａがそれぞれの端子通孔２４１，２５１，２６１の中心が一致して積層され，前記電極端子２３０が端子通孔２４１，２５１，２６１に結合されて固定される。前記キャッププレート２４０の下面に形成される回転防止凹部２４４には，前記絶縁プレート２５０ｂの上面に形成された絶縁プレート突出部２５３が結合される。前記絶縁プレート２５０ｂの下面には，前記ターミナルプレート２６０ａが挿合される。この際，前記絶縁プレート２５０ｂの下面に形成された固定凹部２５２ｂには，前記ターミナルプレート２６０ａの上面に形成された回転防止突出部２６２が結合される。したがって，前記絶縁プレート２５０ｂとターミナルプレート２６０ａは，前記電極端子２３０が結合される過程で，前記キャッププレート２４０に対して回転できないように固定される。
以上，添付図面を参照しながら本発明にかかるリチウムイオン二次電池の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，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，そ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。
本発明は，キャップ組立体の組立時に，ターミナルプレートの回転を防止するために，キャッププレート，絶縁プレートおよびターミナルプレートの形状を改善したリチウムイオン二次電池に適用可能である。
１１０ ケース
１１０ａ 上端開口部
１１２ 電極組立体
１１３ 陽極板
１１４ セパレータ
１１５ 陰極板
１１６ 陽極タブ
１１７ 陰極タブ
１２０ キャップ組立体
１３０ 電極端子
１４０ キャッププレート
１４１ 第１端子通孔
１４２ 電解液注入孔
１４３ 栓
１４６ ガスケットチューブ
１５０ 絶縁プレート
１５１ 第２端子通孔
１５２ 収容凹部
１６０ ターミナルプレート
１６１ 第３端子通孔
１７０ 絶縁ケース
２１０ ケース
２１０ａ 上端開口部
２１２ 電極組立体
２１３ 陽極板
２１４ セパレータ
２１５ 陰極板
２１６ 陽極タブ
２１７ 陰極タブ
２２０ キャップ組立体
２２０ａ キャップ組立体
２２０ｂ キャップ組立体
２３０ 電極端子
２４０ キャッププレート
２４１ 第１端子通孔
２４２ 電解液注入孔
２４３ 栓
２４４ 回転防止凹部
２４５ 結合チップ
２４６ ガスケットチューブ
２５０ 絶縁プレート
２５０ａ 絶縁プレート
２５０ｂ 絶縁プレート
２５１ 第２端子通孔
２５２ 収容凹部
２５２ａ 固定凹部
２５２ｂ 固定凹部
２５３ 絶縁プレート突出部
２５４ 結合切欠部
２６０ ターミナルプレート
２６０ａ ターミナルプレート
２６１ 第３端子通孔
２６２ 回転防止突出部
２７０ 絶縁ケース
１１０ａ 上端開口部
１１２ 電極組立体
１１３ 陽極板
１１４ セパレータ
１１５ 陰極板
１１６ 陽極タブ
１１７ 陰極タブ
１２０ キャップ組立体
１３０ 電極端子
１４０ キャッププレート
１４１ 第１端子通孔
１４２ 電解液注入孔
１４３ 栓
１４６ ガスケットチューブ
１５０ 絶縁プレート
１５１ 第２端子通孔
１５２ 収容凹部
１６０ ターミナルプレート
１６１ 第３端子通孔
１７０ 絶縁ケース
２１０ ケース
２１０ａ 上端開口部
２１２ 電極組立体
２１３ 陽極板
２１４ セパレータ
２１５ 陰極板
２１６ 陽極タブ
２１７ 陰極タブ
２２０ キャップ組立体
２２０ａ キャップ組立体
２２０ｂ キャップ組立体
２３０ 電極端子
２４０ キャッププレート
２４１ 第１端子通孔
２４２ 電解液注入孔
２４３ 栓
２４４ 回転防止凹部
２４５ 結合チップ
２４６ ガスケットチューブ
２５０ 絶縁プレート
２５０ａ 絶縁プレート
２５０ｂ 絶縁プレート
２５１ 第２端子通孔
２５２ 収容凹部
２５２ａ 固定凹部
２５２ｂ 固定凹部
２５３ 絶縁プレート突出部
２５４ 結合切欠部
２６０ ターミナルプレート
２６０ａ ターミナルプレート
２６１ 第３端子通孔
２６２ 回転防止突出部
２７０ 絶縁ケース
Claims (7)
- リチウムイオン二次電池において，
陽極板，陰極板およびセパレータを備えた電極組立体と，
前記電極組立体および電解液を収容するケースと，
キャッププレート，絶縁プレート，ターミナルプレートおよび電極端子を含み，前記ケースの上端開口部に結合されてケースを密封するキャップ組立体と，
を含み，
前記キャッププレートの下面の端子通孔を基準とした一側に形成される所定の大きさの凹部として形成される回転防止凹部と，
前記絶縁プレートの上面の端子通孔を基準とした一側に形成される前記回転防止凹部に結合される所定の大きさの凸部として形成される絶縁プレート突出部と，
前記絶縁プレートの下面にターミナルプレートを収容する大きさに形成される収容凹部と，
前記キャッププレートの下面に前記回転防止凹部に対し端子通孔を基準とした他側に凸部として形成される結合チップと，
前記絶縁プレートの前記結合チップに対応する位置に形成され前記結合チップの凸部が結合される結合切欠部と，
を備え，
前記電極端子が前記キャップ組立体に挿入されるとき，前記キャッププレート，前記絶縁プレートおよび前記ターミナルプレートは，所定位置で相互結合すること，
を特徴とするリチウムイオン二次電池。 - 前記回転防止凹部は，長さが前記キャッププレートの長さの１０％〜４０％であり，幅が前記キャッププレートの幅の４０％以上である四角形に形成され，前記絶縁プレートの突出部は，前記回転防止凹部に対応する大きさに形成されて結合されることを特徴とする，請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記回転防止凹部は，前記キャッププレートの厚さの２０％〜７０％の深さに形成されることを特徴とする，請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記回転防止凹部は，前記キャッププレートの厚さの３０％〜５０％の深さに形成されることを特徴とする，請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記回転防止凹部は，０．３ｍｍ以上の深さに形成されることを特徴とする，請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記回転防止凹部は，前記キャッププレートの下面が窪められて形成されることを特徴とする，請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記絶縁プレートの下面の収容凹部に固定凹部が形成され，前記ターミナルプレートの上面に前記固定凹部に結合される回転防止突出部が形成されることを特徴とする，請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
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