JP5133307B2

JP5133307B2 - 二次電池

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Publication number: JP5133307B2
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Authority: JP
Inventors: 營▲チョル▼ 張; 銀玉郭
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Filing date: 2009-08-28
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Description

本発明は、二次電池に関する。

リチウムイオン二次電池は、ベアセル及び保護回路モジュールで構成されるコアパックを含むことができる。前記コアパック製造時、ベアセルと保護回路モジュールはリードプレートを通じて結合されることができる。

ベアセルとリードプレートを結合するための方法として、抵抗溶接やレーザー溶接などが多く使用されている。

しかし、溶接はそれ自体が別途の追加的な工程によって生産速度が落ちることがあり、溶接時の位置設定の誤差などによって不良品が生産されることがある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、溶接工程を除去して工程の単純化及び効率化をはかりつつ、ベアセルの突出部とリードプレートのホールを結合させてベアセルと保護回路モジュールの結合力を向上させることができる二次電池を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、少なくとも一つ以上の突出部が形成されたキャッププレートを含むベアセル及びキャッププレート上に位置して、ベアセルを保護する保護回路モジュール及びキャッププレートと保護回路モジュールを電気的に連結するリードプレートを含んで、突出部はキャッププレートから外側に延長されるように形成されて、リードプレートは突出部を収容する少なくとも一つ以上のホールを含んで突出部とホールは保護回路モジュールをキャッププレートに固定させることができるように相互に結合される二次電池が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、第１電極板、第２電極板及びキャッププレートを含むベアセル、キャッププレート上に位置してベアセルを保護する保護回路モジュール及びキャッププレートと保護回路モジュールを電気的に連結するリードプレートを含んで、キャッププレートの上面にはキャッププレートの上面から外部に延長された少なくとも一つ以上の突出部を含んで、リードプレートはキャッププレートの上面と向い合う保護回路モジュールの下面に連結される第１プレート、突出部を収容するホールを含む第２プレート、第１プレートと第２プレートとの間に位置して、保護回路モジュールをキャッププレートの上面から離隔させる第３プレートを含んで、突出部とホールは保護回路モジュールをキャッププレートに固定させることができるように相互に結合される二次電池が提供される。

以上説明したように本発明によれば、既存二次電池の製造時に必要な溶接工程を除去して、工程の単純化及び効率化をはかりつつベアセルの突出部とリードプレートのホールを結合させてベアセルと保護回路モジュールの結合力を向上させることができる効果がある。

本発明の各実施形態にかかる二次電池の分解図である。同実施形態にかかる二次電池でベアセルの分解図である。同実施形態にかかる二次電池の正面図である。本発明の第１の実施形態にかかる二次電池の斜視図である。同実施形態にかかる二次電池の斜視図である。本発明の第２の実施形態にかかる二次電池の斜視図である。同実施形態にかかる二次電池の斜視図である。本発明の第３の実施形態にかかる二次電池の斜視図である。同実施形態にかかるによる二次電池の斜視図である。同実施形態にかかる二次電池の斜視図である。同実施形態にかかる二次電池の斜視図である。本発明の第４の実施形態にかかる二次電池の斜視図である。同実施形態にかかる二次電池の斜視図である。同実施形態にかかる二次電池の斜視図である。同実施形態にかかる二次電池の斜視図である。本発明の第５の実施形態にかかる二次電池の断面図である。同実施形態にかかる二次電池の断面図である。同実施形態にかかる二次電池の断面図である。本発明の第６の実施形態にかかる二次電池の断面図である。同実施形態にかかる二次電池の断面図である。同実施形態にかかる二次電池の断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、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。

以下、添付された図面を参照して本発明の多様な実施例による二次電池に対して詳しく説明する。

図１は、各実施形態にかかる二次電池１０の分解図であり、図２は同実施形態にベアセル１００の分解図であり、図３は同実施形態にかかる二次電池１０の正面図である。

図１を参照すると、同実施形態にかかる二次電池１０は、ベアセル１００及び保護回路モジュール４０００を含むことができる。また、ベアセル１００と保護回路モジュール４０００を電気的、機械的に連結させる第１リードプレート４３１０及び第２リードプレート４３１５をさらに含むことができる。

図２を図１と共に参照すると、前記ベアセル１００は缶１０００、缶１０００の内部に収容される電極組立体２０００、缶１０００の上端開口部１０００ａを覆うキャップ組立体３０００を含むことができる。

前記缶１０００は、略直方体の形状を有して一側部が開口された上端開口部１０００ａを含むことができる。缶１０００は、金属材料で形成されることができるし、それ自体が端子役割を担うこともできる。缶１０００の上端開口部１０００ａから後述する電極組立体２０００が挿入されることができる。

前記電極組立体２０００は、第１電極板２１００、第２電極板２２００、セパレーター２３００を含むことができる。電極組立体２０００は第１電極板２１００と第２電極板２２００との間にセパレーター２３００が位置して、ゼリー・ロール（Ｊｅｌｌｙ−Ｒｏｌｌ）形態で巻取されることができる。

前記第１電極板２１００は、第１電極集電体（図示せず）及び第１電極活物質層（図示せず）で形成されることができる。

前記第１電極集電体は、第１電極板２１００が正極である場合、導電性が優秀なアルミニウム（Ａｌ）ホイールで形成されることができる。

前記第１電極活物質層は、第１電極集電体上に位置して、第１電極活物質、導電材料及びバインダーなどで形成されることができる。ここで第１電極活物質としては、リチウムコバルトオキサイド（ＬｉＣｏＯ_２）、リチウムマンガンオキサイド（ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）またはリチウムニッケルオキサイド（ＬｉＮｉＯ_２）などが挙げられる。導電材料としては、カーボンブラック（ｃａｒｂｏｎｂｌａｃｋ）などが挙げられる。バインダーとしては、ＰＶＤＦ、ＳＢＲまたはＰＴＦＥなどを揮発性溶媒であるＮＭＰや有機溶剤または水などで溶解、分散させて使用することができる。

前記第１電極集電体は、両側端に第１電極活物質層が形成されない第１電極無地部（図示せず）を具備することができる。第１電極無地部には第１電極タブ２１１０を付着して缶１０００の上端開口部１０００ａ方向に突出させることができる。第１電極タブ２１１０は、アルミニウムなどで形成されることができる。第１電極タブ２１１０が電極組立体２０００から突出した部分には缶１０００以外の部分との短絡を防止するために第１絶縁テープ（図示せず）が形成されることができる。

前記第２電極板２２００は、第２電極集電体（図示せず）及び第２電極活物質層（図示せず）で形成されることができる。

前記第２電極集電体は、第２電極板２２００が負極である場合、導電性が優秀な銅（Ｃｕ）ホイールで形成されることができる。

前記第２電極活物質層は、前記第２電極集電体上に位置して、第２電極活物質、導電材料及びバインダーなどで形成されることができる。ここで、第２電極活物質としては、炭素（Ｃ）系列物質、Ｓｉ、Ｓｎ、酸化スズ、スズ合金複合体（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｔｉｎａｌｌｏｙｓ）、遷移金属酸化物、リチウム金属ナイトライドまたはリチウム金属酸化物などが挙げられる。特に炭素（Ｃ）系列物質を使用することができる。導電材料としては、カーボンブラック（ｃａｒｂｏｎｂｌａｃｋ）などが挙げられる。バインダーとしてはＰＶＤＦ、ＳＢＲまたはＰＴＦＥなどを揮発性溶媒であるＮＭＰや有機溶剤または水などで溶解、分散させて使用することができる。第２電極板２２００の場合、第２電極活物質自体の導電性が高く、導電材料を使わないこともある。

前記第２電極集電体は、両側端に第２電極活物質層が形成されない第２電極無地部（図示せず）を具備することができる。第２電極無地部には第２電極タブ２２１０を付着して、缶１０００の上端開口部１０００ａ方向に突出させることができる。第２電極タブ２２１０は、銅（Ｃｕ）またはニッケル（Ｎｉ）などで形成されることができる。第２電極タブ２２１０が電極組立体２０００から突出した部分には電極端子３１００以外の部分との短絡を防止するために第２絶縁テープ（図示せず）が形成されることができる。

前述した説明では、第１電極板２１００が正極、第２電極板２２００が負極である場合を例にして説明したが、第１電極板２１００が負極、第２電極板２２００が正極になってもよい。この場合、第１電極板および第２電極板の集電体及び活物質層を構成する材料は、上述したものと互いに反対になる。

一般に、角形二次電池１０において端子機能を遂行する缶１０００は、正極である。この場合、第１電極板２１００が正極ならゼリー・ロール電極組立体２０００の最外角電極板は、正極である第１電極板２１００になってもよい。また、第１電極板２１００が負極ならゼリー・ロール電極組立体２０００の最外角電極板は、正極である第２電極板２２００になってもよい。

以下では、第１電極板２１００が正極、第２電極板２２００が負極である場合の実施形態を例として説明する。

前記セパレーター２３００は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）または、これらの複合フィルムを使った多孔性膜で形成されることができる。セパレーター２３００は、電極組立体２０００で第１電極板２１００と第２電極板２２００との電子伝導を遮断して、リチウムイオンの移動を円滑にする。セパレーター２３００は、第１電極板２１００と第２電極板２２００との接触を防止する役割以外に外部ショートなどによる二次電池１０の温度上昇時シャットダウン（Ｓｈｕｔ−ｄｏｗｎ）などを通じて温度上昇を防止する役割を担うことができる。

前記電極組立体２０００では、充電時リチウムイオンが第１電極板２１００から第２電極板２２００に移動して、インターカレーション（ｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎ）されることができる。放電時にはリチウムイオンが第２電極板２２００から第１電極板２１００にデインターカレーション（ｄｅｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎ）されて、外部電子機器に電圧を印加することができる。

前記キャップ組立体３０００は、電極端子３１００、ガスケット３２００、キャッププレート３３００、絶縁プレート３４００及びターミナルプレート３５００を含むことができる。キャップ組立体３０００は、絶縁ケース３６００と共に缶１０００の上端開口部１０００ａで電極組立体２０００と結合されて、缶１０００を密封することができる。キャッププレート３３００の両側部には第１突出部３３１０及び第２突出部３３１５が形成されることができる。第１突出部３３１０と第２突出部３３１５については詳しく後述する。

前記キャッププレート３３００の中央には、所定大きさの端子通孔が形成されることができる。キャッププレート３３００の一側には、電解液注入口（図示せず）が形成されることができるし、端子通孔を中心に電解液注入口と対応するキャッププレート３３３０の一面には安全ベント（ｓａｆｅｔｙｂｅｎｔ、図示せず）が形成されることができる。電解液注入口は、電解液を缶１００に入れた後ボールなどの蓋（図示せず）を通じて密閉されることができる。キャッププレート３３３０は、缶１０００の上端開口部１０００ａと相応する大きさを有する金属板で形成されることができる。

前記電極端子３１００は、ガスケット３２００、キャッププレート３３００、絶縁プレート３４００及びターミナルプレート３５００の端子通孔を通じて挿入されて、電極組立体２０００の第１電極タブ２１１０と電気的に連結されることができる。第２電極タブ２２１０は、第２電極タブ２２１０と対応するキャッププレート３３００のある一側に電気的に連結されることができる。電極端子３１００は、負極端子であることができる。

前記ガスケット３２００は、電極端子３１００がキャッププレート３３００の端子通孔に挿入される時は、電極端子３１００とキャッププレート３３００との絶縁のために電極端子３１００と端子通孔との間に位置することができる。

前記絶縁プレート３４００は、キャッププレート３３００の下面に結合されることができるし、ガスケット３２００を作る絶縁物質でなされることができる。ターミナルプレート３５００は、前記絶縁プレート３４００の下面に結合されることができるし、ニッケル合金で形成されることができる。絶縁プレート３４００及びターミナルプレート３５００にもキャッププレート３３００の端子通孔に対応される位置に同一な端子通孔が形成されることができる。

図３を図１と共に参照すると、前記保護回路モジュール４０００は基板４１００、保護回路部（図示せず）、充放電端子４２００、ＰＴＣ素子４４００、第１リードプレート４３１０、第２リードプレート４３１５及び第３リードプレート４５００を含むことができる。また、前記保護回路モジュール４０００は、基板４１００上に導電性金属パターン（図示せず）及び検査端子（図示せず）を含むことができる。

保護回路モジュール４０００は、前記キャッププレート上に位置して過充電及び過電流からベアセルを保護して、過放電による性能低下を防止する機能を遂行することができる。ここで、第１リードプレート４３１０、第２リードプレート４３１５及び第３リードプレート４５００は、一般的に保護回路モジュール４０００に含まれる構成要素ではないが、保護回路モジュール４０００に含まれる素子で構成されてもよい。以下で、第１リードプレート４３１０、第２リードプレート４３１５、及び第３リードプレート４５００は、保護回路モジュール４０００とは、別の構成要素として説明する。

前記基板４１００は、導電性金属パターン（図示せず）が実装されて、複数の薄い基板が積層されて構成されることができる。基板４１００は、エポキシまたはベークライト系列の物質でなされることができる。前記導電性金属パターンは、保護回路部、充放電端子４２００、検査端子、第１リードプレート４３１０、第２リードプレート４３１５及び第３リードプレート４５００と電気的に連結されることができる。

前記保護回路部（図示せず）は、保護回路を含んだ受動、能動素子らが導電性金属パターンと電気的に連結されることができる。保護回路は電池の充放電状態及び電池の電流、電圧、温度などの情報を点検して、電池を保護する役割を遂行することができる。
前記充放電端子４２００は、保護回路部及び導電性金属パターンと電気的に連結されて、外部器機との電気的通路を提供することができる。

検査端子（図示せず）は、保護回路部及び導電性金属パターンと電気的に連結されて、外部で保護回路部が正常に作動するかを検査することができる電気的な通路を提供することができる。

前記ＰＴＣ（ｐｏｓｉｔｉｖｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子４４００は、基板４１００の下部に位置して、後述する第３リードプレート４５００を通じてベアセル１００の電極端子３１００と電気的に連結されることができる。前記ＰＴＣ素子４４００は、二次電池１０の温度がある特定臨界値を超えると、電気抵抗が無限大に至る素子である。よって、二次電池１０の温度が特定臨界値を超えるようになると、二次電池１０の充放電電流を制限することができる。

前記第１リードプレート４３１０及び第２リードプレート４３１５は、それぞれベアセル１００のキャッププレート３３００と保護回路モジュール４０００を電気的、機械的に連結することができる。ここで、第１リードプレート４３１０及び第２リードプレート４３１５は、すべて正極リードプレートであることができる。第１リードプレート４３１０及び第２リードプレート４３１５がすべて正極リードプレートである場合、第１リードプレート４３１０及び第２リードプレート４３１５は、それぞれベアセル１００と保護回路モジュール４０００を電気的に連結させることができる。しかし、第１リードプレート４３１０及び第２リードプレート４３１５のうちいずれか一つだけが正極リードプレートであって、他の一つはダミーリードプレートであることができる。第１リードプレート４３１０及び第２リードプレート４３１５のうちいずれか一つがダミーリードプレートである場合、ダミーリードプレートはベアセル１００と保護回路モジュール４０００との間の間隔を維持する機能を遂行するだけで、保護回路モジュール４０００とベアセル１００との間を電気的に連結させない。以下では、第１リードプレート４３１０及び第２リードプレート４３１５すべてが正極リードプレートである場合に対して説明する。しかし、第１リードプレート４３１０及び第２リードプレート４３１５のうちいずれか一つだけが正極リードプレートである場合も、第１リードプレート４３１０及び第２リードプレート４３１５のうちいずれか一つに導電性接着剤を塗ることを除いて構成上の差はない。

前記第１リードプレート４３１０及び第２リードプレート４３１５は、それぞれ第１プレート４３１１、４３１６、第２プレート４３１３、４３１８及び第３プレート４３１２、４３１７で構成されることができる。より詳しく説明すると、第１リードプレート４３１０及び第２リードプレート４３１５は、それぞれ保護回路モジュール４０００の一側に半田付けされる第１プレート４３１１、４３１６、ベアセル１００のキャッププレート３３００と結合される第２プレート４３１３、４３１８及び第１プレートと第２プレートに連結されて、保護回路モジュール４０００とベアセル１００との間の間隔を支持する第３プレート４３１２、４３１７を含むことができる。より望ましくは、第１プレート４３１１、４３１６及び前記第２プレート４３１３、４３１８は相互に平行で、前記第３プレート４３１２、４３１７で相互に向い合う二つの側部は、それぞれ前記第１プレート４３１１、４３１６及び前記第２プレート４３１３、４３１８に垂直で連結されることができる。第２プレート４３１３、４３１８には、キャッププレート３３００の突出部と結合されるホールが位置することができる。第１リードプレート４３１０に形成されたホールを第１ホール４３１０ａと定義して、第２リードプレート４３１５に位置するホールを第２ホール４３１５ａと定義することができる。第１ホール４３１０ａは、キャッププレート３３００の第１突出部３３１０と電気的、機械的に連結されることができるし、第２ホール４３１５ａは第２突出部３３１５と電気的、機械的に連結されることができる。

前記第３リードプレート４５００は、ベアセル１００上部に位置する電極端子３１００と保護回路モジュール４０００の下部に位置するＰＴＣ素子４４００を電気的に連結することができる。第３リードプレート４５００は、負極リードプレートであることができる。

以下では、第１リードプレート４３１０及び第２リードプレート４３１５とキャッププレート３３００の結合関係に対して詳しく説明する。以下、図４〜図２１で、第１リードプレート、第１ホール、第１突出部は、それぞれ第２リードプレート、第２ホール、第２突出部と相互に対応する構造である。以下では第１リードプレート、第１ホール及び第１突出部との結合状態について詳しく説明する。

図４及び図５は、本発明の第１の実施形態にかかる二次電池１０の斜視図である。より詳細には、図３のＡ領域についての拡大図である。

図４及び図５を参照すると、本発明の実施例による二次電池１０は、キャッププレート３３００の一側に第１突出部３３１０が形成されることができる。前記第１突出部３３１０は、キャッププレート３３００の一側でキャッププレート３３００から延長されて形成されることができる。第１突出部３３１０は、キャッププレート３３００と同一に、アルミニウム（Ａｌ）でなされることができる。第１突出部３３１０は正六面体、あるいは直方体などの六面体形状を有することができる。しかし、第１突出部３３１０が第１リードプレート４３１０のホールと挟まれて結合される形状を有するのであれば、その形状は特に制限されない。第１突出部３３１０は、第１突出部３３１０が形成された位置でキャッププレート３３００の下部を第１突出部３３１０の形状に該当する構造物にプレッシングして形成されることができる。また、キャッププレート３３００製作時に第１突出部３３１０に該当する成形モールドを製作して、一回の鋳造工程で製作することもできる。よって、第１突出部３３１０は、キャッププレート３３００と同一の材料で形成されることができる。

上述したように、前記第１リードプレート４３１０は保護回路モジュール４０００の一側に半田付けされる第１プレート４３１１、ベアセル１００のキャッププレート３３００と結合される第２プレート４３１３及び第１プレートと第２プレートを連結して、保護回路モジュール４０００とベアセル１００との間の間隔を支持する第３プレート４３１２を含むことができる。第１リードプレート４３１０の第２プレート４３１３にはキャッププレート３３００の第１突出部３３１０を収容して、第１突出部３３１０と結合される第１ホール４３１０ａが形成されることができる。第１ホール４３１０ａも開口された部分が第１突出部３３１０のような六面体の形状を有することができる。第１ホール４３１０ａの開口された部分は、第２プレート４３１３の中央に位置することができる。第１突出部３３１０と第１ホール４３１０ａは、相互に結合されて保護回路モジュール４０００をキャッププレート３３００に固定させることができる。

前記第１突出部３３１０と第１ホール４３１０ａは、上下に挟む形式で結合されることができる。この時、第１突出部３３１０の上面のＸ軸辺の長さ３３１０ａ及びＹ軸辺の長さ３３１０ｂは、それぞれ第１ホール４３１０ａのＸ軸辺の長さ４３１３ａ及びＹ軸辺の長さ４３１３ｂと同一であるので、第１突出部３３１０と第１ホール４３１０ａは相互結合された後、摩擦力によって分離しない。

また、前記第１突出部３３１０の厚さＴ２を、第２プレート４３１３の厚さＴ１より大きくすることができる。すなわち、第１突出部３３１０の厚さを第１ホール４３１０ａの深さより大きくすることができる。よって、第１突出部３３１０と第１ホール４３１０ａが結合された後、第１突出部３３１０の上面は第２プレート４３１３の上面よりさらに上に突出されるようになることができる。これは、第１ホール４３１０ａが第１突出部３３１０から分離されることを防止して、第１リードプレート４３１０とベアセル１００との間の結合力を向上させることができる。

また、前記第１突出部３３１０と第１ホール４３１０ａを、第１突出部３３１０と第２プレート４３１３に導電性接着剤を塗布した後に相互結合することができる。前記導電性接着剤は、ベアセル１００と第１リードプレート４３１０との間の電気伝導性を高めて、ベアセル１００と保護回路モジュール４０００との間の電気的抵抗値を低めて、第１突出部３３１０と第１ホール４３１０ａとの機械的な連結をさらに強くすることができる。上記の導電性接着剤は、例えば、金属（例えば、銀や銅）、充填剤、及びバインダー（例えば、エポキシ樹脂）を含有する。

前記二次電池について、ベアセル１００の突出部３３１０、３３１５とリードプレート４３１０、４３１５のホール４３１０ａ、４３１５ａを物理的に組み立てて結合することができる。したがって、既存リードプレートとベアセルのキャッププレートを溶接する工程を除去して、工程の単純化及び効率化を実現することができるし、溶接工程の省略に対する製造費用を節減することができる。

図６及び図７は、本発明の第２の実施形態にかかる二次電池１０の斜視図である。

図６及び図７を参照すると、同実施形態にかかる二次電池１０もキャッププレート３３００の一側に第１突出部３３２０が形成することができる。第１突出部３３２０はキャッププレート３３００と同一に、アルミニウム（Ａｌ）で形成されることができる。第１突出部３３２０は正六面体、あるいは直方体などの六面体形状を有することができる。しかし、第１突出部３３２０が第１リードプレートのホールと挟まれて結合されることができる形状を有したら、その形状に特別な制限があるものではない。

上述したように、前記第１リードプレートは保護回路モジュール４０００の一側に半田付けされる第１プレート、ベアセル１００のキャッププレート３３００と結合される第２プレート４３２３及び第１プレートと第２プレートを連結して、保護回路モジュール４０００とベアセル１００との間の間隔を支持する第３プレート４３２２を含むことができる。第１リードプレートの第２プレート４３２３にはキャッププレート３３００の第１突出部３３２０と結合される第１ホール４３２０ａが位置することができる。第１ホール４３２０ａも開口された部分が第１突出部３３２０のような六面体の形状を有することができる。

前記第１突出部３３２０と第１ホール４３２０ａは、相互に挟む形式で結合されることができる。この時、第１突出部３３２０の上面のＸ軸長さ３３２０ａ及びＹ軸長さ３３２０ｂはそれぞれ第１ホール４３２０ａのＸ軸長さ４３２３ａ及びＹ軸長さ４３２３ｂと同一であるので、第１突出部３３２０と第１ホール４３２０ａは相互に結合された後摩擦力によって分離しない。

ここで、前記第１突出部３３２０の厚さＴ３は、第２プレート４３２３の厚さＴ１と同一であるか、または小さいことがある。すなわち、第１突出部３３２０は第１ホール４３２０ａの深さと同じであるか、またはさらに小さいことがある。これは第１突出部３３２０と第１ホール４３２０ａを挟んで結合する時、摩擦力を減らして結合を最適なものとすることができる。

また、前記第１突出部３３２０と第１ホール４３２０ａを、第１突出部３３２０と第２プレート４３２３に導電性接着剤を塗布した後に相互に結合することができる。前記導電性接着剤は、ベアセル１００と第１リードプレートとの間の電気伝導性を高めてベアセル１００と保護回路モジュール４０００との間の電気的抵抗値を低めて、第１突出部３３２０と第１ホール４３２０ａとの機械的な連結をさらに強くすることができる。上記の導電性接着剤は、例えば、金属（例えば、銀や銅）、充填剤、及びバインダー（例えば、エポキシ樹脂）を含有する。

前記二次電池について、ベアセル１００の突出部３３２０とリードプレートのホール４３２０ａを物理的に組み立てて結合することができる。したがって、既存リードプレートとベアセルのキャッププレートを溶接する工程を除去して、工程の単純化及び効率化を実現することができるし、溶接工程の省略に対する製造費用を節減することができる。

図８〜図１１は、本発明の第３の実施形態にかかる二次電池１０の斜視図である。図９及び図１０は、本発明のまた他の実施例による第１突出部をそれぞれＹ軸方向及びＸ軸方向に眺めた側面図である。

図８〜図１１を参照すると、同実施形態にかかる二次電池１０は、キャッププレート３３００の一側に第１突出部３３３０が形成されることができる。第１突出部３３３０はキャッププレート３３００と同一に、アルミニウム（Ａｌ）で形成されることができる。第１突出部３３３０は第１突起３３３１及び第１突起３３３１の下部に位置して、キャッププレート３３００と結合された第２突起３３３２を含むことができる。第１突出部３３３０はＸ軸方向に第１突出部３３３０を切った時、断面が“Ｔ”形状を有することができる。第１突起３３３１と第２突起３３３２は、すべて六面体の形状を有することができるし、第２突起３３３２は第１突起３３３１の中央に形成されることができる。第２突起３３３２のＹ軸方向長さ３３３２ｂは第１突起３３３１のＹ軸方向の長さ３３３１ｂと同一であることがあるが、さらに長いか、またはさらに短いこともある。また、第２突起３３３２のＸ軸長さ３３３２ａを第１突起３３３１のＸ軸長さ３３３１ａより短く形成することができる。すなわち、第１突起３３３１の一面は第１突起３３３１の一面と対応する第２突起３３３２の一面を覆うようにして形成されることができる。

前記第１リードプレートは、保護回路モジュール４０００の一側に半田付けされる第１プレート、ベアセル１００のキャッププレート３３００と結合される第２プレート４３３３及び第１プレートと第２プレートを連結して、保護回路モジュール４０００とベアセル１００との間の間隔を支持する第３プレート４３３２を含むことができる。第１リードプレートの第２プレート４３３３にはキャッププレート３３００の第１突出部３３３０と結合される第１ホール４３３０ａが位置することができる。第１ホール４３３０ａも開口された部分が第１突出部３３３０のような六面体の形状を有することができる。第１ホール４３３０ａの開口された部分のうちで一側は第２プレート４３３３の一側と触れ合うように形成されることができる。

前記第１突出部３３３０の第２突起３３３２と第１ホール４３３０ａは、前記第１ホール４３３０ａの一側が前記第２突起３３３２の一側にスライディングされて挟まれて結合されることができる。第２プレート４３３３で第１ホール４３３０ａと隣接した一部は第１突起３３３１とキャッププレート３３００との間に形成されることができる。より詳しく説明すると、第２突起３３３２のＸ軸長さ３３３２ａ、Ｙ軸長さ３３３２ｂは第１ホール４３３０ａのＸ軸長さ４３３３ａ及びＹ軸長さ４３３３ｂと同一で、第２突起３３３２の厚さＴ４と第２プレート４３３３の厚さＴ１は互いに同一である。したがって、第２突起３３３２と第１ホール４３３０ａは、誤差なしに互いに結合されることができる。第２突起３３３２と第１ホール４３３０ａが結合されると、第１突起３３３１は第２プレート４３３３上に位置するようになる。第１突起３３３１のＸ軸長さ３３３１ａは第１ホール４３３０ａのＸ軸長さ４３３３ａより長い。したがって、第１突起３３３１と第２突起３３３２及び第２プレート４３３３は、相互間にかみ合うロッキング（ｌｏｃｋｉｎｇ）構造になって、堅固に結合されることができる。したがって、第１リードプレートとベアセル１００との間の結合力を向上させることができる。

また、前記第１突出部３３３０と第１ホール４３３０ａは、第１突出部３３３０と第２プレート４３３３に導電性接着剤を塗布した後に相互に結合されることができる。前記導電性接着剤は、ベアセル１００と第１リードプレートとの間の電気伝導性を高めて、ベアセル１００と保護回路モジュール４０００との間の電気的抵抗値を低めて、第１突出部３３３０と第１ホール４３３０ａとの機械的な連結をさらに強くすることができる。上記の導電性接着剤は、例えば、金属（例えば、銀や銅）、充填剤、及びバインダー（例えば、エポキシ樹脂）を含有する。

前記二次電池は、ベアセル１００の突出部３３３０とリードプレートのホール４３３０ａが物理的に組み立てされて結合されることができる。したがって、既存リードプレートとベアセルのキャッププレートを溶接する工程を除去して工程の単純化及び効率化を実現することができるし、溶接工程の省略に対する製造費用を節減することができる。

図１２及び図１５は、本発明の第４の実施形態にかかる二次電池１０の斜視図である。図１３及び図１４は、本発明のまた他の実施例による第１突出部をそれぞれＹ軸方向及びＸ軸方向で眺めた側面図である。

図１２〜図１５を参照すると、同実施形態にかかる二次電池１０はキャッププレート３３００の一側に第１突出部３３４０が形成されることができる。第１突出部３３４０は、キャッププレート３３００と同一に、アルミニウム（Ａｌ）で形成されることができる。第１突出部３３４０は、第１突起３３４１及び第１突起３３４１の下部に位置して、キャッププレート３３００と結合された第２突起３３４２を含むことができる。第１突出部３３４０はＸ軸方向に第１突出部３３４０を切った時、断面が“Ｔ”形状を有することができる。ここで、第１突起３３４１は円板形状を有することができるし、第２突起３３４２は六面体の形状を有することができる。第２突起３３４２は第１突起３３４１の中央に位置することができる。第１突起３３４１のＹ軸方向長さ３３４１ｂは第２突起３３４２の直径と同一であることがあるが、さらに長いか、またはさらに短いこともある。また、第１突起３３４１の直径は、第２突起３３４２のＸ軸長さ３３４２ａより長く形成されることができる。すなわち、第１突起３３４１の一面は第１突起３３４１の一面と対応する第２突起３３４２の一面を覆うようにして形成されることができる。

前記第１リードプレートは、保護回路モジュール４０００の一側に半田付けされる第１プレート、ベアセル１００のキャッププレート３３００と結合される第２プレート４３４３及び保護回路モジュール４０００とベアセル１００との間の間隔を支持する第３プレートを含むことができる。第１リードプレートの第２プレート４３４３にはキャッププレート３３００の第１突出部３３４０と結合される第１ホール４３４０ａが位置することができる。第１ホール４３４０ａも開口された部分が第１突出部３３４０のような六面体の形状を有することができる。より詳細には、第１ホール４３４０ａの開口された部分は第１突起３３４１のような六面体形状を有することができる。第１ホール４３４０ａの開口された部分のうちで一側は第２プレート４３４３の一側と触れ合うように形成されることができる。

前記第１突出部３３４０の第２突起３３４２と第１ホール４３４０ａは、前記第１ホール４３４０ａの一側が前記第２突起３３４２の一側にスライディングされて挟まれて結合されることができる。第２プレート４３４３で第１ホール４３４０ａと隣接した一部は第１突起３３４１とキャッププレート３３００との間に位置することができる。より詳しく説明すると、第２突起３３４２のＸ軸長さ３３４２ａ、Ｙ軸長さ３３４２ｂは第１ホール４３４０ａのＸ軸長さ４３４３ａ及びＹ軸長さ４３４３ｂと同一で、第２突起３３４１の厚さＴ５と第１ホール４３４０ａの厚さＴ１は互いに同一である。したがって、第２突起３３４２と第１ホール４３４０ａは、誤差なしに互いに結合されることができる。第２突起３３４２と第１ホール４３４０ａが結合されると、第１突起３３４１は第２プレート４３４３上に位置するようになる。第１突起３３４１の直径は、第１ホール４３４０ａのＸ軸長さ４３４３ａより長い。したがって、第１突起３３４１と第２突起３３４２及び第２プレート４３４３は相互間にかみ合うロッキング（ｌｏｃｋｉｎｇ）構造になって、堅固に結合されることができる。したがって、第１リードプレートとベアセル１００との間の結合力を向上させることができる。

また、前記第１突出部３３４０と第１ホール４３４０ａは、第１突出部３３４０と第２プレート４３４３に導電性接着剤を塗布した後に相互に結合されることができる。前記導電性接着剤は、ベアセル１００と第１リードプレートとの間の電気伝導性を高めて、ベアセル１００と保護回路モジュール４０００との間の電気的抵抗値を低めて、第１突出部３３４０と第１ホール４３４０ａとの機械的な連結をさらに強くすることができる。上記の導電性接着剤は、例えば、金属（例えば、銀や銅）、充填剤、及びバインダー（例えば、エポキシ樹脂）を含有する。

前記二次電池は、ベアセル１００の突出部３３４０とリードプレートのホール４３４０ａが物理的に組み立てされて結合されることができる。したがって、既存リードプレートとベアセルのキャッププレートを溶接する工程を除去して工程の単純化及び効率化を実現することができるし、溶接工程の省略に対する製造費用を節減することができる。

図１６〜図１８は、本発明の第５の実施形態にかかる二次電池の断面図である。

図１６〜図１８を参照すると、前記二次電池１０はキャッププレート３３００の一側に第１突出部３３５０が位置することができる。第１突出部３３５０はキャッププレート３３００と同一に、アルミニウム（Ａｌ）で形成されることができる。第１突出部３３５０は正六面体、あるいは直方体などの六面体、あるいは円筒状の形状を有することができる。

前記第１リードプレート４３５０は、保護回路モジュール４０００の一側に半田付けされる第１プレート４３５１、ベアセル１００のキャッププレート３３００と結合される第２プレート４３５３及び保護回路モジュール４０００とベアセル１００との間の間隔を支持する第３プレート４３５２を含むことができる。第１リードプレート４３５０の第２プレート４３５３には、キャッププレート３３００の第１突出部３３５０と結合される第１ホール４３５０ａが位置することができる。第１ホール４３５０ａも開口された部分が第１突出部３３５０のような六面体、あるいは円筒状の形状を有することができる。

前記第１突出部３３５０の厚さは、第２プレート４３５３の厚さより大きくなることができる。したがって、第１突出部３３５０と第１ホール４３５０ａが結合された後第１突出部３３５０の上面は、第２プレート４３５３の上面よりさらに上に突出されるようになることができる。

上記の結合後、第１突出部３３５０の上部は、プレスによってベアセルの下部に向けて加圧されることができる。第１突出部３３５０は、ニッケルでなされて軟性及び展性が良くて、プレッシングによって第１ホール４３５０ａの周りに圧着されることができる。すなわち、前記第１ホール４３５０ａから突出された第１突出部３３５０の一部は、前記第１リードプレート４３５０で第１ホール４３５０ａと隣接した一部に圧着されて形成されることができる。

したがって、第１突出部３３５０はプレッシングによって上部が平たく圧縮されながら第２プレート４３５３の上部にも第１突出部３３５０の一定部分が形成されることができる。第１突出部３３５０はプレッシングによって圧着された後、第２プレート４３５３上に位置する第１突起３３５１、第１ホール４３５０ａに位置する第２突起３３５１でなされるようになる。

前述した構造下で、第１突起３３５１、第２突起３３５２及び第２プレート４３５３は相互間にかみ合うロッキング構造になって、堅固に結合されることができる。したがって、第１リードプレート４３５０とベアセル１００との間の結合力を向上させることができる。

前記第１突出部３３５０と第１ホール４３５０ａとは、第１突出部３３５０と第２プレート４３５３に導電性接着剤を塗布した後に相互に結合されることができる。前記導電性接着剤は、ベアセル１００と第１リードプレート４３５０との間の電気伝導性を高めて、ベアセル１００と保護回路モジュール４０００との間の電気的抵抗値を低めて、第１突出部３３５０と第１ホール４３５０ａとの機械的な連結をさらに強くすることができる。上記の導電性接着剤は、例えば、金属（例えば、銀や銅）、充填剤、及びバインダー（例えば、エポキシ樹脂）を含有する。

前記二次電池は、ベアセル１００の突出部３３５０とリードプレートのホール４３５０ａが物理的に組み立てられて結合されることができる。よって、既存リードプレートとベアセルのキャッププレートを溶接する工程を除去して、工程の単純化及び効率化を実現することができるし、溶接工程の省略に対する製造費用を節減することができる。

図１９〜図２１は、本発明の第６の実施形態にかかる二次電池の断面図である。

図１９〜図２１を参照すると、前記二次電池はキャッププレート３３００の一側に第１突出部３３６０が位置することができる。第１突出部３３６０は、キャッププレート３３００と同一に、アルミニウム（Ａｌ）で形成されることができる。第１突出部３３６０は正六面体、あるいは直方体などの六面体、あるいは円筒状の形状を有することができる。

前記第１リードプレート４３６０は、保護回路モジュール４０００の一側に半田付けされる第１プレート４３６１、ベアセル１００のキャッププレート３３００と結合される第２プレート４３６３及び保護回路モジュール４０００とベアセル１００との間の間隔を支持する第３プレート４３６２を含むことができる。第１リードプレート４３６０の第２プレート４３６３にはキャッププレート３３００の第１突出部３３６０と結合される第１ホール４３６０ａ及び第１ホール上部に位置する第１サブホール４３６０ｂが形成されることができる。第２リードプレートの第２プレート上にもキャッププレートの第２突出部と結合される第２ホール及び第２サブホールが位置することができる。第１ホール４３６０ａの幅は第１突出部３３６０の幅と同じであって、第１サブホール４３６０ｂの幅は第１ホール４３６０ａの幅より広いことがある。第１ホール４３６０ａも開口された部分が第１突出部３３６０のような六面体、あるいは円筒状の形状を有することができる。

前記第１突出部３３６０の厚さは、第２プレートの厚さより大きくなることができる。したがって、第１突出部３３６０と第１ホール４３６０ａが結合された後、第１突出部３３６０の上面は第２プレート４３６３の上面よりさらに上に突出されるようになることができる。

以後、第１突出部３３６０の上部は、プレスによってベアセルの下部に向けて加圧されることができる。第１突出部３３６０は、例えば、ニッケルで形成されて軟性及び展性が良くて、プレッシングによって第１ホール４３６０ａの周りに圧着されることができる。
したがって、第１突出部３３６０はプレッシングによって上部が平たく圧縮されながら、第１サブホール４３６０ｂで第１突出部３３６０によって結合されなかった部分にも第１突出部３３６０の一定部分が形成されることができる。第１突出部３３６０はプレッシングによって圧着された後、第１サブホール４３６０ｂに位置する第１突起３３６１、第１ホール４３６０ａに位置する第２突起３３６２で形成されるようになる。

前述した構造下で、第１突起３３６１、第２突起３３６２及び第２プレート４３６３は相互にかみ合うロッキング構造になって、堅固に結合されることができる。したがって、第１リードプレート４３６０とベアセル１００との間の結合力を向上させることができる。

前記第１突出部３３６０と第１ホール４３６０ａは、第１突出部３３６０と第２プレート４３６３に導電性接着剤を塗布した後に相互に結合されることができる。前記導電性接着剤は、ベアセル１００と第１リードプレート４３６０との間の電気伝導性を高めて、ベアセル１００と保護回路モジュール４０００との間の電気的抵抗値を低めて、第１突出部３３６０と第１ホール４３６０ａとの機械的な連結をさらに強くすることができる。上記の導電性接着剤は、例えば、金属（例えば、銀や銅）、充填剤、及びバインダー（例えば、エポキシ樹脂）を含有する。

本発明が解決しようとする課題は、以上で言及した技術的課題で制限されなく、言及されなかった他の技術的課題は以下の記載から、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者に容易に理解されることができる。

前記二次電池は、ベアセル１００の突出部３３６０とリードプレートのホール４３６０ａが物理的に組み立てされて結合されることができる。したがって、既存リードプレートとベアセルのキャッププレートを溶接する工程を除去して、工程の単純化及び効率化を持ってくることができるし、溶接工程の省略に対する製造費用を節減することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、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、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１０二次電池
１００ベアセル
３３００キャッププレート
３３１０突出部
４０００保護回路モジュール
４３１０第１リードプレート
４３１０ａホール

Claims

少なくとも一つ以上の突出部が形成されたキャッププレートを含むベアセルと、
前記キャッププレート上に位置して前記ベアセルを保護する保護回路モジュールと、
前記キャッププレートと前記保護回路モジュールを電気的に連結するリードプレートと、
を備え、
前記突出部が前記キャッププレートから外側に延長されるように形成されて、前記リードプレートは前記突出部を収容する少なくとも一つ以上のホールを含んで、
前記突出部と前記ホールは前記保護回路モジュールを前記キャッププレートに固定させることができるように相互に結合される、二次電池であって、
前記突出部と前記ホールとの間には導電性接着剤がさらに塗布され、
前記突出部は、第１突起と、前記第１突起の下部に位置して、前記キャッププレートと結合された第２突起とを含んで、
前記第１突起の一面は前記第１突起の一面と対応する前記第２突起の一面を覆うように広く形成され、
前記リードプレートのホールは、前記第２突起の一側にスライディングされて挟まれることを特徴とする、二次電池。
前記突出部は、断面がＴ字形状を有するように形成されて、前記リードプレートで前記ホールと隣接した一部は前記第１突起と前記キャッププレート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。
前記突出部の前記第２突起の厚みは、前記ホールの深さと同一であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の二次電池。
前記突出部の前記第２突起と前記ホールは、六面体形状を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の二次電池。
前記突出部の前記第１突起は、六面体形状または円板形状を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の二次電池。
前記突出部は、第１突出部及び第２突出部を含んで、
前記リードプレートは前記第１突出部を収容する第１ホールを含む第１リードプレート及び前記第２突出部を収容する第２ホールを含む第２リードプレートを有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の二次電池。
前記第１リードプレート及び前記第２リードプレートは、前記保護回路モジュールと前記キャッププレートを連結することを特徴とする、請求項６に記載の二次電池。
前記第１リードプレート及び前記第２リードプレートのうちで少なくともいずれか一つは前記保護回路モジュールと前記キャッププレートを電気的に連結することを特徴とする、請求項６に記載の二次電池。
前記突出部の厚みは、前記ホールの深さより大きいことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の二次電池。
前記突出部の厚みは、前記ホールの深さ以下であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の二次電池。
前記ホールから突出された前記突出部の一部は、前記リードプレートで前記ホールと隣接した一部に圧着されて形成されることを特徴とする、請求項９に記載の二次電池。
前記リードプレートで前記ホール上にはサブホールがさらに形成されて、前記ホールから突出された前記突出部の一部は前記サブホールに圧着されて形成されることを特徴とする、請求項９に記載の二次電池。
前記突出部は、前記キャッププレートと同一な材料でなされることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の二次電池。