JP5190439B2 - 二次電池 - Google Patents

Description

本発明は、二次電池（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｂａｔｔｅｒｙ）に関するものであって、特に円筒形ベアセルを備える二次電池に関するものである。

近年、電子、通信、コンピュータ産業の急速な発展に伴い携帯用電子機器の普及が増えている。携帯用電子機器の電源としては再充電が可能な二次電池が主に用いられている。

現在、パック形態の電池が二次電池として広く使用されている。パック形態の電池は、電気エネルギー源を提供するベアセルとベアセルの充放電を制御する保護回路モジュール（ＰＣＭ：Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｍｏｄｕｌｅ）とが一つのユニットに統合された形態である。保護回路モジュールは各種回路素子が実装され、ベアセルに装着される回路基板を備える。

従来、ベアセルの形状が円筒形である場合は、保護回路モジュールの回路基板がベアセルの曲面の側面に位置する。保護回路モジュールの回路基板がベアセルの曲面の側面に位置することから、外部機器に接続するための別途の接続端子部が必要であった。また、保護回路モジュールの回路基板と外部機器接続用端子部とがワイヤによって接続されるが、このワイヤは使用中に損傷し易いという問題があった。

本発明の目的は、部品点数を減らして製造コストを低減し、外部衝撃による損傷の恐れが少ない保護回路モジュールが結合された円筒形ベアセルを備える二次電池を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の一実施例によると、第１電極を形成する円筒形缶と、第２電極を形成し、前記円筒形缶に結合される電極キャップを備える円筒形ベアセルと、前記ベアセルの電極キャップと対向するように配置された回路基板を備える保護回路モジュールとを含み、前記保護回路モジュールは、前記回路基板を前記ベアセルの第１電極に電気的に接続させる第１電極タブと、前記回路基板を前記ベアセルの第２電極に電気的に接続させる第２電極タブとを備えることを特徴とする二次電池が提供される。

前記円筒形ベアセルの円筒形缶は、底板と、前記底板から延びた側壁とを備え、前記第１電極タブは、例えば、前記円筒形ベアセルの円筒形缶の側壁に溶接によって接合連結される。

前記第１電極タブは、前記保護回路モジュールの回路基板に溶着されるベース部と、前記円筒形ベアセルの円筒形缶の側壁上部を覆うように延びた延長部とを備えることができる。この時、前記第１電極タブの延長部は、互いに分離して延びた第１枝と第２枝を備えることができる。また、前記円筒形ベアセルの円筒形缶の側壁には、内側に凹入したビーディング（ｂｅａｄｉｎｇ）部が設けられ、前記第１電極タブの延長部には、前記円筒形ベアセルのビーディング部に挿入されるように形成された係止部が設けられる。

前記第１電極タブは、前記保護回路モジュールの回路基板に溶着されるベース部と、前記ベース部から前記ベアセル側に延びた第１延長部と、前記第１延長部から折り曲げられて延び、前記ベアセルの円筒形缶の側壁上端に連結される連結部とを備えることができる。この時、前記第１電極タブは、前記連結部から延び、前記ベアセルの円筒形缶の側壁を覆う第２延長部をさらに備えることができる。また、前記回路基板には、前記第１電極タブの前記連結部が露出するように設けられた開放溝が形成されることもある。

前記保護回路モジュールの第１電極タブは例えば二つである。この時、二つの第１電極タブは、回路基板の中心部を基準に互いに反対側に位置できる。

前記第２電極タブは、前記保護回路モジュールの回路基板に溶着されるベース部と、前記ベース部から折り曲げられて前記ベアセル側に延びた延長部と、前記延長部から折り曲げられて前記ベアセルの電極キャップと溶接によって接合連結される連結部とを備えることができる。この時、前記保護回路モジュールの回路基板には、前記第２電極タブの前記連結部に対応する位置に貫通孔を形成することができる。

前記保護回路モジュールの回路基板は、充放電のために設けられた外部端子をさらに備えることができる。

前記ベアセルと前記回路基板の間に位置する支持構造物を含むことができる。

前記支持構造物は、前記電極キャップと対向する底板と、前記底板から前記回路基板の方の延びた支持壁を備えることができる。

前記支持壁の端部は、前記回路基板と接することができる。

前記支持構造物は、前記支持壁の端部に設けられた結合突起をさらに備え、前記回路基板には、前記結合突起が挿入される結合溝が形成されることができる。

前記ベアセルの電極キャップは突出部を備え、前記回路基板と前記突出部の間の距離は少なくとも０．５ｍｍであることができる。

前記電極キャップは、前記回路基板の方に突出した突出部を備え、前記支持構造物の底板には、前記突出部が位置する貫通孔が形成されることができる。

前記支持構造物の底板は、前記回路基板に対応する形状に形成されることができる。

前記二次電池は、前記底板と前記電極キャップを結合する付着手段をさらに含むことができる。

前記付着手段は両面テープであることができる。

前記回路基板は、前記支持構造物の底板と対向する第１面を備え、前記回路基板の第１面には、電気回路素子が実装されることができる。

前記支持構造物の底板はリング形状を成すことができる。

前記支持構造物の底板は、中央部に位置する貫通孔を備え、前記底板は、前記貫通孔が外部に開放されたオープン形態からなることができる。

前記支持構造物は、絶縁材質からなることができる。

前記支持構造物は、互いに分離された第１支持部材と第２支持部材を備えることができる。

前記各支持部材は、前記電極キャップと対向する底板と、前記底板から前記回路基板の方に延びた支持壁を備えることができる。

本発明の他の実施例によると、第１電極を形成する円筒形缶と、第２電極を形成し、前記円筒形缶に結合される電極キャップをそれぞれ備え、互いに並んで配置された第１円筒形ベアセルおよび第２円筒形ベアセルと、前記二つの円筒形ベアセルの各電極キャップと対向するように配置された回路基板を備える保護回路モジュールとを含み、前記保護回路モジュールは、前記回路基板を前記第１ベアセルの第１電極と前記第２ベアセルの第１電極のそれぞれに電気的に接続させる二つの第１電極タブと、前記回路基板を前記第１ベアセルの第２電極と前記第２ベアセルの第２電極のそれぞれに電気的に接続させる二つの第２電極タブとを備えることを特徴とする二次電池が提供される。

前記二次電池は、前記第１ベアセルの円筒形缶および前記第２ベアセルの円筒形缶のそれぞれが、底板と、前記底板から延びた側壁とを備え、前記第１ベアセルの底板と前記第２ベアセルの底板とを電気的に接続する電極接続タブをさらに含むことができる。

前記二次電池は、前記二つの円筒形ベアセル間を支持するガイド部材をさらに含むことができる。

本発明のまた他の実施例によると、第１電極を形成する円筒形缶と、第２電極を形成し、前記円筒形缶に結合される電極キャップをそれぞれ備え、各ベアセルの電極キャップが互いに反対側を向く状態で並んで配置される第１円筒形ベアセルおよび第２円筒形ベアセルと、前記の二つの円筒形ベアセル中の第２円筒形ベアセルの電極キャップと対向するように配置された回路基板を備える保護回路モジュールと、前記第１円筒形ベアセルの電極キャップと前記第２円筒形ベアセルの第１電極を接続する電極接続タブとを含み、前記保護回路モジュールは、前記回路基板を前記第１ベアセルの第１電極に電気的に接続させる第１電極タブと、前記回路基板を前記第２ベアセルの第２電極に電気的に接続させる第２電極タブとを備えることを特徴とする二次電池が提供される。

前記保護回路モジュールは、前記回路基板を前記第２ベアセルの第１電極に電気的に接続させる補助タブをさらに備えることができる。

本発明の構成によると、上述した本発明の目的を全て達成することができる。具体的には、外部端子を備える保護回路モジュールの回路基板が円筒形ベアセルの一端部に位置するため、部品点数が減って製造コストが低減し、二次電池が外部衝撃によって損傷する恐れが減る。

本発明の一実施例に係る二次電池の斜視図である。 図１に示す二次電池の分解斜視図である。 図１に示す二次電池の上部ケース、下部ケースおよびラベルをＡ−Ａ線に沿って切断して内部を示した側面図である。 図２に示す円筒形ベアセルの断面図である。 図２に示す第１電極タブの斜視図である。 図３に示す第２電極タブの斜視図である。 図２に示す保護回路モジュールの他の実施例を示した斜視図である。 図７に示す第１電極タブの斜視図である。 本発明の他の実施例に係る二次電池の側面図である。 本発明のまた他の実施例に係る二次電池の斜視図である。 図１０に示す二次電池の分解斜視図である。 図１０に示す二次電池の上部ケース、下部ケースおよびラベルをＢ−Ｂ線に沿って切断して内部を示した側面図である。 本発明のまた他の実施例に係る二次電池の側面図である。 本発明のまた他の実施例に係る二次電池の斜視図である。 図１４に示す二次電池の分解斜視図である。 図１４に示す上部ケース、下部ケース及びラベルをＣ‐Ｃ線に沿って切断して内部を示した側面図である。 図１５の保護回路モジュールと支持構造物が結合された状態を示した一側面図である。 図１５の保護回路モジュールと支持構造物が結合された状態を示した他側面図である。 本発明のまた他の実施例に係る二次電池に使用される支持構造物を保護回路モジュールと共に示した斜視図である。

以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る実施例を詳しく説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

図１は本発明の一実施例に係る二次電池を示す斜視図であり、図２は図１に示す二次電池の分解斜視図であり、図３は図１において上部ケース（ｔｏｐ ｃａｓｅ）、下部ケース（ｂｏｔｔｏｍ ｃａｓｅ）およびラベル（ｌａｂｅｌ）をＡ−Ａ線に沿って切断して内部を示す側面図である。図４は図２に示す円筒形ベアセルの断面図である。図５は図２に示す第１電極タブの斜視図である。図６は図３に示す第２電極タブの斜視図である。

図１〜図３に示すように、二次電池１００は、ベアセル（ｂａｒｅ ｃｅｌｌ）１１０と、保護回路モジュール１２０と、上部ケース（ｔｏｐ ｃａｓｅ）１４５と、下部ケース（ｂｏｔｔｏｍ ｃａｓｅ）１６０と、ラベル（ｌａｂｅｌ）１７０とを備える。

円筒形ベアセル１１０は、電気エネルギーを提供する構成を有し、図４には円筒形ベアセル１１０の縦断面図が示されている。図４に示すように、円筒形ベアセル１１０は電極組立体１１１、円筒形缶１１２、およびキャップ組立体１１３を備える。

電極組立体１１１は、正極活物質がコーティングされた正極板１１１ａと、負極活物質がコーティングされた負極板１１１ｂと、二つの極板１１１ａ、１１１ｂの間に位置し、二つの極板１１１ａ、１１１ｂ間の短絡を防止すると共にリチウムイオンの移動だけを可能にするセパレータ１１１ｃとを備える。二つの極板１１１ａ、１１１ｂとセパレータ１１１ｃは、略円形に巻回されて渦巻状（ｊｅｌｌｙ−ｒｏｌｌ）になる。また、二つの極板１１１ａ、１１１ｂに電極タブ１１１ｄ、１１１ｅがそれぞれ溶着される。正極板１１１ａに溶着される正極タブ１１１ｄは通常アルミニウム材質からなり、負極板１１１ｂに溶着される負極タブ１１１ｅは通常ニッケル材質からなるが、本発明は正極タブ１１１ｄと負極タブ１１１ｅの材質をこれに限定するのではない。電極組立体１１１の両端には絶縁のための第１絶縁プレート１１１ｆおよび第２絶縁プレート１１１ｇが結合される。

円筒形缶１１２はその内部空間に電極組立体１１１および電解液を収容する。円筒形缶１１２は通常アルミニウム（Ａｌ）や鉄（Ｆｅ）またはこれらの合金で形成される。円筒形缶１１２は、円形の底板１１２ａと、底板１１２ａの縁部から延びた側壁１１２ｂとを備える。円筒形缶１１２の上部は電極組立体の収容のために開放される。円筒形缶１１２の底板１１２ａに電極組立体１１１の負極タブ１１１ｅが溶着される。それにより円筒形缶１１２は溶着された負極タブ１１１ｅと同極性を有し負極端子としての役割をする。円筒形缶１１２の側壁１１２ｂの上部には周り方向に沿ってリング状に延びたビーディング（ｂｅａｄｉｎｇ）部１１２ｃが設けられる。ビーディング部１１２ｃは内側に凹入した溝の形状であって、下方には電極組立体１１１の移動を防止し、上方にはキャップ組立体１１３を支持する。円筒形缶１１２の側壁１１２ｂの上端は、内側に折り曲げられて圧接（ｃｒａｍｐｉｎｇ）部１１２ｄが形成される。圧接部１１２ｄはキャップ組立体１１３を上部の縁部を覆いキャップ組立体１１３を固定させる。

キャップ組立体１１３は、円筒形缶１１２の開放された上部を閉塞する。キャップ組立体１１３は電気伝導性安全ベント１１３ａ、印刷回路基板１１３ｂ、陽性温度（ＰＴＣ）素子１１３ｃ、電極キャップ１１３ｄ、および絶縁ガスケット１１３ｅを備える。安全ベント１１３ａは、電池の過充電または異常発熱時に形態が反転し印刷回路基板１１３ｂのパターンを切断する。安全ベント１１３ａに電極組立体１１１の正極タブ１１１ｄが電気的に接続される。印刷回路基板１１３ｂは、安全ベント１１３ａの上部に電気的および機械的に接続される。印刷回路基板１１３ｂの回路パターンは安全ベント１１３ａの反転時に切断される。ＰＴＣ素子１１３ｃは、印刷回路基板１１３ｂの上部に電気的および機械的に接続される。ＰＴＣ素子１１３ｃは、電池の過充電や内部短絡などによる異常発熱時に、その抵抗が非常に高くなり電池の内部回路を遮断する。電極キャップ１１３ｄは、ＰＴＣ素子１１３ｃの上部に電気的および機械的に接続される。電極キャップ１１３ｄは、電池の実際電流を保護回路モジュール１２０に印加する機能をする。電極キャップ１１３ｄの中央部には接続が容易なように突出部１１３１ｄが設けられる。

絶縁ガスケット１１３ｅは、順に積層された安全ベント１１３ａ、印刷回路基板１１３ｂ、ＰＴＣ素子１１３ｃ、および電極キャップ１１３ｄの外周部を覆いキャップ組立体１１３を一体化させる。絶縁ガスケット１１３ｅは、円筒形缶１１２のビーディング部１１２ｃと圧接部１１２ｄとの間に挟まれて固定される。絶縁ガスケット１１３ｅは、安全ベント１１３ａ、印刷回路基板１１３ｂ、ＰＴＣ素子１１３ｃ、および電極キャップ１１３ｄを円筒形缶１１２と絶縁させる。

前記ベアセル１１０についての説明で円筒形缶１１２は、負の極性を有し、端子キャップ１１３ｄは正の極性を有するものと説明したが、本発明はこれに制限されるものではない。電極組立体１１１の正極タブ１１１ｄおよび負極タブ１１１ｅの極性を互いに変えることによって、円筒形缶１１２が正の極性を、端子キャップ１１３ｄは負の極性を有することができる。

保護回路モジュール１２０は、ベアセル１１０に結合されてベアセル１１０の充放電を含む二次電池１００の作動を制御する。図２および図３に示すように、保護回路モジュール１２０は、回路基板１２１と、二つの第１電極（負極）タブ１３０ａ、１３０ｂと、第２電極（正極）タブ１４０とを備える。

回路基板１２１は、配線パターンが印刷された印刷回路基板であって、通常円形であり、円筒形ベアセル１１０の上端に対応する大きさを有する。回路基板１２１の中央部には溶接棒が通過できる貫通孔１２１ａが設けられる。回路基板１２１は、第１面１２１ｂと、第１面１２１ｂの反対面の第２面１２１ｃとを備える。第１面１２１ｂの半径方向の端部側において対称となる二箇所には第１電極タブ１３０ａ、１３０ｂがそれぞれ結合されている。第１面１２１ｂの中央部には第２電極タブ１４０が結合されている。第１面１２１ｂは、円筒形ベアセル１１０のキャップ組立体１１３の電極キャップ１１３ｄと一定距離で離隔されて互いに対向している。回路基板１２１の第１面１２１ｂには電気回路素子１２１ｄが実装されている。電気回路素子１２１ｄは、制御ＩＣ、充放電スイッチ、温度ヒューズなどの素子からなる。電気回路素子１２１ｄは、突出部１１３１ｄを除いた電極キャップ１１３ｄに貼着した絶縁テープ１１４により電極キャップ１１３ｄと絶縁される。絶縁テープ１１４の材質は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であるが、本発明はこれに制限されるものではない。

回路基板１２１の第２面１２１ｃには、外部の負荷または充電器と電気的に接続される外部端子１２１ｅが設けられる。

図３に示すように、二つの第１電極タブ１３０ａ、１３０ｂのそれぞれは、回路基板１２１の半径方向の端部において互いに対称となる箇所に位置する。二つの第１電極タブ１３０ａ、１３０ｂは、ニッケルのような電気伝導性材質の板部材が折り曲げられて形成されたものであり、保護回路モジュール１２０の回路基板１２１をベアセル１１０の円筒形缶１１２に電気的に接続させる。

図５には、同一構成の二つの第１電極タブ１３０ａ、１３０ｂ中の一つの第１電極タブ１３０ａの構成が詳しく示されている。図５に示すように、第１電極タブ１３０ａは、ベース部１３１ａと、ベース部１３１ａから折り曲げられて延びた延長部１３２ａとを備える。

ベース部１３１ａは、通常四角形の扁平な板状であり、回路基板１２１の第１面１２１ｂに電気的に接続されるように溶着する。

延長部１３２ａはベース部１３１ａとほぼ直角をなす。延長部１３２ａには、延長部１３２ａの延長方向に沿って端部まで延びたスリット（ｓｌｉｔ）１３３ａが設けられる。スリット１３３ａによって互いに分離した第１枝１３４ａと第２枝１３５ａが形成される。第１枝１３４ａは、延長方向に沿って順に位置する連結部１３４１ａと、連結部１３４１ａから折り曲げられた係止部１３４２ａとを備える。連結部１３４１ａは、ベアセル１１１の缶１１２のビーディング部１１２ｃと圧接部１１２ｄとの間で缶１１１の側壁１１２ｂと密着する。係止部１３４２ａは、缶１１１のビーディング部１１２ｃに挿入され、第１電極用タブ１３０ａが缶１１１に固定されるようにする。第２枝１３５ａは、第１枝１３４ａの構成と同様に、連結部１３５１ａと係止部１３５２ａとを備える。第１枝１３４ａの連結部１３４１ａと第２枝１３５ａの連結部１３５１ａのそれぞれは、ベアセル１１０の缶１１１の側壁１１２ｂに抵抗溶接されて接合連結される。この時、溶接機の二つの電極が、第１枝１３４ａの連結部１３４１ａと第２枝１３５ａの連結部１３５１ａとをそれぞれ加圧して抵抗溶接が行われる。二つの枝１３４ａ、１３５ａがスリット１３３ａにより分離しているので、二つの連結部１３４１ａ、１３５１ａが曲面の円筒形缶１１２の側壁１１２ｂに良好に密着し、抵抗溶接がより一層効果的に行われる。

図３に示すように、第２電極タブ１４０は、保護回路モジュール１２０の回路基板１２１に形成された貫通孔１２１ａに対応して位置する。第２電極用タブ１４０は、ニッケルのような電気伝導性材質の板部材が折り曲げられて形成されたものであり、保護回路モジュール１２０の回路基板１２１をキャップ組立体１１３の電極キャップ１１３ｄに電気的に接続させる。

図６には、第２電極用タブ１４０の構成が詳しく示されている。図６に示すように、第２電極用タブ１４０は、第１および第２ベース部１４１、１４２と、第１および第２ベース部１４１、１４２からそれぞれ折り曲げられて延びた第１および第２延長部１４３、１４４と、二つの延長部１４３、１４４を連結する連結部１４５とを備える。

第１および第２ベース部１４１、１４２は、扁平な板状であり、回路基板１２１の第１面１２１ｂで貫通孔１２１ａの両側にそれぞれ電気的に接続されるように溶着する。

第１延長部１４３は、第１ベース部１４１から折り曲げられてベアセル１１０の電極キャップ１１３ｄ側に延びる。第２延長部１４４は、第２ベース部１４２から折り曲げられてベアセル１１０の電極キャップ１１３ｄ側に延びる。

連結部１４５は、通常四角形の扁平な板状であり、第１延長部１４３の端部と第２延長部１４４の端部間を連結する。連結部１４５は、ベアセル１１０の電極キャップ１１３ｄに形成された突出部１１３１ｄに接続される。連結部１４５とベアセル１１０の電極キャップ１１３ｄに形成された突出部１１３１ｄは、回路基板１２１の貫通孔１２１ａを通過して引き込んだ溶接棒によって抵抗溶接され接合連結される。

上部ケース１５０は、保護回路モジュール１２０を内部空間に収容し、保護回路モジュール１２０を保護する。上部ケース１５０は、蓋板１５１と、蓋板１５１から下方に延びた側壁１５４とを備える。

蓋板１５１は、円形で、ベアセル１１０のキャップ組立体１１３とほぼ一致する形状を有する。蓋板１５１には貫通孔１５５が形成される。貫通孔１５５を通じて保護回路モジュール１２０の外部端子１２１ｅが外部に露出する。蓋板１５１の内面は、保護回路モジュール１２０の回路基板１２１の第２面１２１ｃと対向して接する。

側壁１５４の端部は、ベアセル１１０の円筒形缶１１２の側壁１１２ｂの上部を覆うように下方に延びる。図示してはいないが、側壁１５４の内面には円筒形缶１１２の側壁１１２ｂの上端に係止される係止突起が形成される。

下部ケース１６０は、底板１６１と、底板１６１から上方に延びた側壁１６２とを備える。底板１６１は、ベアセル１１０の円筒形缶１１２の底板１１２ａとほぼ同じ形状であり、両面テープのような接着部材１６３によりベアセル１１０の円筒形缶１１２の底板１１２ａに結合される。側壁１６２はベアセル１１０の円筒形缶１１２の側壁１１２ｂの下部を覆う。

ラベル１７０は、ベアセル１１０の円筒形缶１１２の側壁１１２ｂを覆うように貼付される。ラベル１７０は上部ケース１５０の側壁１５４の一部と下部ケース１６０の側壁１６２上にも共に貼付される。

次は本発明の他の実施例に係る保護回路モジュールを詳しく説明する。

図７には、本発明の他の実施例に係る保護回路モジュールの斜視図が示されている。図７に示すように、保護回路モジュール２２０は、回路基板２２１と、二つの第１電極タブ２３０ａ、２３０ｂと、第２電極タブ１４０とを備える。

回路基板２２１は、通常円形であり、中心部を基準に互いに対称となる位置に第１開放溝２２１ａおよび第２開放溝２２１ｂが設けられる。二つの開放溝２２１ａ、２２１ｂは、回路基板２２１の端部から内側に凹入して形成されたものである。二つの開放溝２２１ａ、２２１ｂは、二つの第１電極タブ２３０ａ、２３０ｂをそれぞれ露出させてレーザ溶接ができるようする。

二つの第１電極タブ２３０ａ、２３０ｂは、ニッケルのような電気伝導性材質の板部材が折り曲げられて形成されたものであり、回路基板２２１をベアセル１１０の円筒形缶１１２に電気的に接続させる。図８には、同一構成の二つの第１電極タブ２３０ａ、２３０ｂ中の一つの第１電極タブ２３０ａの構成が詳しく示されている。図８に示すように、第１電極タブ２３０ａは、ベース部２３１ａと、ベース部２３１ａから折り曲げられて延びた第１延長部２３２ａと、第１延長部２３２ａから折り曲げられて延びた連結部２３３ａと、連結部２３３ａから折り曲げられて延びた第２延長部２３４ａとを備える。ベース部２３１ａは一定の幅を有する円弧形の板状であり、回路基板２２１の第１開放溝２２１ａに対応する位置に電気的に接続されて溶着される。第１延長部２３２ａは、ベース部２３１ａの半径方向の外側端部２３１１ａから回路基板２２１の反対方向の下方に延びて形成される。連結部２３３ａは、一定の幅を有する円弧形の板状であり、第１延長部２３２ａの下部端部２３２１ａから半径方向の外側に延びて形成される。連結部２３３ａは、ベアセル１１０の円筒形缶１１２の圧接部１２２ｄ上に置かれ、圧接部１２２ｄとレーザ溶接のような方法によって接合連結される。第２延長部２３４ａは、連結部２３３ａの半径方向の外側端部２３３１ａから下方に延びて形成される。第２延長部２３４ａは、ベアセル１１０の円筒形缶１１２の側壁１１２ｂと密着する。その他の構成および作用は図２に示された例の保護回路モジュール１２０と同様である。

次は本発明の他の実施例に係る二次電池を詳しく説明する。

図９には本発明の他の実施例に係る二次電池が示されている。図９に示すように、二次電池３００は、ベアセル（ｂａｒｅ ｃｅｌｌ）１１０と、保護回路モジュール１２０と、円筒形ケース３４０と、カバー部材３５０とを備える。ベアセル１１０と保護回路モジュール１２０の構成および作用は、図１〜図６に示された構成と同一であるので、これについての詳細な説明は省略する。

円筒形ケース３４０は、底板３４１と、底板３４１から上方に延びた側壁３４２とを備える。円筒形ケース３４０の上部は開放される。円筒形ケース３４０は、保護回路モジュール１２０が結合されたベアセル１１０が収容される内部空間３４３を提供する。

カバー部材３５０は、蓋板３５１と、蓋板３５１から下方に延びた延長部３５２とを備える。蓋板３５１は、円筒形ケース３４０の開放された上部を閉塞する。蓋板３５１の縁部は円筒形ケース３４０の側壁３４２の上端に接し、この接触部は超音波融着によって融着される。延長部３５２は円筒形ケース３４０の内側にぴったり合うように挿入される。

ベアセル１１０と保護回路モジュール１２０とが円筒形ケース３４０およびカバー部材３５０により保護されるので、外部衝撃に対する耐久性がより一層向上する。

次は本発明のまた他の実施例に係る二次電池を詳しく説明する。

図１０〜図１２は本発明のまた他の実施例に係る二次電池を示す図である。図１０〜図１２に示された実施例は、並んで配置された二つの円筒形ベアセルを並列に接続した二次電池に関するものである。図１０〜図１１に示すように、二次電池４００は、第１および第２ベアセル４１０ａ、４１０ｂと、ガイド部材４１５と、保護回路モジュール４２０と、電極接続タブ４４５と、上部ケース４５０と、下部ケース４６０と、ラベル（ｌａｂｅｌ）４７０とを備える。

第１円筒形ベアセル４１０ａおよび第２円筒形ベアセル４１０ｂの構成および作用は、図２に示した円筒形ベアセル１１０と同一であるので、これについての詳細な説明は省略する。二つの円筒形ベアセル４１０ａ、４１０ｂは並んで配置される。二つの円筒形ベアセル４１０ａ、４１０ｂの各電極キャップ４１３ａ、４１３ｂは全て同一方向（図面上では上方）を向いている。

ガイド部材４１５は、並んで配置された二つの円筒形ベアセル４１０ａ、４１０ｂ間を適正間隔で維持させる。ガイド部材４１５は、第１円筒形ベアセル４１０ａの円筒形缶４１２ａの側壁４１２１ａと対向する第１面４１５ａと、第１面４１５ａの反対面であり、第２円筒形ベアセル４１０ｂの円筒形缶４１２ｂの側壁４１２１ｂと対向する第２面４１５ｂとを備える。ガイド部材４１５の第１面４１５ａは、第１円筒形ベアセル４１０ａの円筒形缶４１２ａの側壁４１２１ａの形状に対応するように凹んだ円弧形状を有する。ガイド部材４１５の第１面４１５ａは、第１両面テープ４１７ａのような接着結合手段によって第１ベアセル４１０ａの円筒形缶４１２ａの側壁４１２１ａに結合される。ガイド部材４１５の第２面４１５ｂは、第２円筒形ベアセル４１０ｂの円筒形缶４１２ｂの側壁４１２１ｂの形状に対応するように凹んだ円弧形状を有する。ガイド部材４１５の第２面４１５ｂは、第２両面テープ４１７ｂのような接着結合手段によって第２ベアセル４１０ｂの円筒形缶４１２ｂの側壁４１２１ｂに結合される。

保護回路モジュール４２０は、回路基板４２１と、二つの第１電極タブ４３０ａ、４３０ｂと、二つの第２電極タブ４４０ａ、４４０ｂとを備える。

回路基板１２１には、溶接棒が通過できる第１貫通孔４２１ａおよび第２貫通孔４２１ｂが設けられる。第１貫通孔４２１ａは、第１円筒形ベアセル４１０ａの電極キャップ４１３ａの突出部４１３１ａに対応して位置し、第２貫通孔４２１ｂは、第２円筒形ベアセル４１０ｂの電極キャップ４１３ｂの突出部４１３１ｂに対応して位置する。その他の構成および作用は、図２に示した回路基板１２１と同一であるので、これについての詳細な説明は省略する。

図１２に示すように、二つの第１電極タブ４３０ａ、４３０ｂのそれぞれは回路基板４２１の両端に位置する。二つの第１電極タブ４３０ａ、４３０ｂ中の一つの第１電極タブ４３０ａは、第１円筒形ベアセル４１０ａの円筒形缶４１２ａに電気的に接続され、他の一つの第１電極タブ４３０ｂは、第２円筒形ベアセル４１０ｂの円筒形缶４１２ｂに電気的に接続される。その他の第１電極タブ４３０ａ、４３０ｂの具体的な構成および作用は、図２〜図５に示された第１電極タブ１３０ａ、１３０ｂと同一であるので、これについての詳細な説明は省略する。

図１１および図１２に示すように、二つの第２電極タブ４４０ａ、４４０ｂの中の一つの第２電極タブ４４０ａは、保護回路モジュール４２０の回路基板４２１に形成された第１貫通孔４２１ａに対応して位置し、他の一つの第２電極タブ４４０ｂは、保護回路モジュール４２０に形成された第２貫通孔４２２ａに対応して位置する。二つの第２電極タブ４４０ａ、４４０ｂ中の一つの第２電極タブ４４０ａは、第１円筒形ベアセル４１０ａの電極キャップ４１３ａの突出部４１３１ａに電気的に接続され、他の一つの第２電極タブ４４０ｂは、第２円筒形ベアセル４１０ｂの電極キャップ４１３ｂの突出部４１３１ｂに電気的に接続される。その他の第２電極タブ４４０ａ、４４０ｂの具体的な構成および作用は、図２〜図５に示された第２電極タブ１４０と同一であるので、これについての詳細な説明は省略する。

電極接続タブ４４５は、ニッケルのような電気伝導性材質からなり、第１円筒形ベアセル４１０ａの円筒形缶４１２ａの底板４１１ａおよび第２円筒形ベアセル４１０ｂの円筒形缶４１２ｂの底板４１１ｂにそれぞれ抵抗溶接のような方法で電気的に結合される。

上部ケース４５０は、保護回路モジュール４２０を内部空間に収容し、保護回路モジュール４２０を保護する。上部ケース４５０は、蓋板４５１と、蓋板４５１から下方に延びた側壁４５４とを備える。蓋板４５１は二つのベアセル４１０ａ、４１０ｂの上端が覆える形態である。その他の構成および作用は、図２および図３に示された実施例と同一であるので、これについての詳細な説明は省略する。

下部ケース４６０は、底板４６１と、底板４６１から上方に延びた側壁４６２とを備える。底板４６１は、二つのベアセル４１０ａ、４１０ｂの円筒形缶４１２ａ、４１２ｂの底板４１１ａ、４１１ｂが覆える形態であり、両面テープのような接着部材４６３によりベアセル１１０の円筒形缶１１２の底板１１２ａに結合される。その他の構成および作用は、図２および図３に示された実施例と同一であるので、これについての詳細な説明は省略する。

ラベル４７０は、二つの円筒形ベアセル４１０ａ、４１０ｂの円筒形缶４１２ａ、４１２ｂの側面を覆うように貼付される。ラベル４７０は上部ケース４５０の側壁４５４の一部と下部ケース４６０の側壁４６２上にも共に貼付される。

次は本発明のまた他の実施例に係る二次電池を詳しく説明する。

図１３は、本発明のまた他の実施例を示す図である。図１３に示された実施例は、並んで配置された二つの円筒形ベアセルを直列に接続した二次電池に関するものである。図１３に示すように、二次電池５００は、第１および第２ベアセル５１０ａ、５１０ｂと、支持部材５１５と、保護回路モジュール５２０と、電極接続タブ５４５と、上部ケース５５０と、下部ケース５６０と、ラベル（ｌａｂｅｌ）５７０とを備える。

第１円筒形ベアセル５１０ａおよび第２円筒形ベアセル５１０ｂは、並んで配置される。二つの円筒形ベアセル５１０ａ、５１０ｂの各電極キャップ５１３ａ、５１３ｂは、互いに異なる同一方向を向いている。図面上では、第１円筒形ベアセル５１０ａの電極キャップ５１３ａは下方を向いており、第２円筒形ベアセル５１０ｂの電極キャップ５１３ｂは上方を向いている。その他の第１および第２円筒形ベアセル５１０ａ、５１０ｂの構成および作用は、図１１に示された実施例と同一であるので、これについての詳細な説明は省略する。

保護回路モジュール５２０は、回路基板５２１と、第１電極タブ５３０と、第２電極タブ５４０と、補助タブ５４４とを備える。回路基板５２１の構成および作用は、図１１に示した例と同一であるので、これについての詳細な説明は省略する。第１電極タブ５３０および第２電極タブ５４０は、図１２に示した実施例における第２電極タブ４４０ａ、４４０ｂと構成が同一である。第１電極タブ５３０は、第１円筒形ベアセル５１０ａの第１電極である底板５１１ａに電気的に接続される。第２電極タブ５４０は、第２円筒形ベアセル５１０ａの第２電極である電極キャップ５１３ａの突出部５１３１ａに電気的に接続される。

補助タブ５４４は、図５に示された電極タブ１３０ａと同一の構成であり、回路基板５２１を第２円筒形ベアセル５１０ａの第２電極に電気的に接続させる。補助タブ５４４は、回路的に直列に接続された二つのベアセル５１０ａ、５１０ｂの間に接続されるものであって、各ベアセル５１０ａ、５１０ｂの電圧などの情報を独立的に測定できるようにする。

電極接続タブ５４５は、ニッケルのような電気伝導性材質からなり、第１円筒形ベアセル５１０ａの電極キャップ５１３ａの突出部５１３１ａおよび第２円筒形ベアセル５１０ｂの底板５１１ｂにそれぞれ抵抗溶接のような方法で電気的に結合される。

次は本発明のまた他の実施例に係る二次電池を詳しく説明する。

先ず、図１４〜図１８を参照して、本発明に係るまた他の実施例を詳しく説明する。図１４は本発明のまた他の実施例に係る二次電池の斜視図であり、図１５は図１４に示す二次電池の分解斜視図であり、図１６は図１４に示す上部ケース、下部ケース及びラベルをＣ−Ｃ線に沿って切断して内部を示した側面図である。図１７及び図１８は、それぞれ図１５の保護回路モジュールと支持構造物が結合された状態を示した一側面図及び他側面図である。

図１４乃至図１８に示すように、二次電池６００は、ベアセル（ｂａｒｅ ｃｅｌｌ）１１０、保護回路モジュール６２０、支持構造物６５０、上部ケース６６０と、下部ケース１６０及びラベル１７０を備える。二次電池６００は、保護回路モジュール６２０を利用してベアセル１１０を安定的に充放電する。本実施例において、前記実施例と同じ構成要素には同じ図面符号が使用される。また、本実施例において、前記実施例と同じ構成要素についての詳細な説明は、重複した説明を避けるために省略される。

保護回路モジュール６２０は、回路基板６２１、第１電極タブ６３０及び第２電極タブ１４０を備える。保護回路モジュール６２０は、ベアセル１１０と結合されて、ベアセル１１０の充放電を含めた二次電池６００の作動を制御する。

回路基板６２１は、配線パターンが印刷された印刷回路基板であって、略円筒形ベアセル１１０の上端に対応する大きさを有する。回路基板６２１の中央部には、溶接のための空間を提供する貫通孔６２１ａが設けられる。回路基板６２１の縁部には、内側に凹むように形成された第１、第２凹部６２０ａ、６２０ｂが設けられる。第１、第２ 凹部６２０ａ、６２０ｂには、上部ケース６６０の後述する第１、第２逆挿防止部６６２ａ、６６２ｂが位置する。回路基板６２１のエッジには、多数の結合溝６２９ａ、６２９ｂ、６２９ｃ、６２９ｄが設けられる。多数の結合溝６２９ａ、６２９ｂ、６２９ｃ、６２９ｄには、支持構造物６５０の後述する多数の結合突起６５３ａ、６５３ｂ、６５３ｃ、６５３ｄが挿合される。

支持構造物６５０は、底板６５１と、底板６５１から上方に延びた支持壁６５２と、支持壁６５２から上方に延びた多数の結合突起６５３ａ、６５３ｂ、６５３ｃ、６５３ｄを備える。支持構造物６５０は、回路基板６２１を支持する。支持構造物６５０は、絶縁材質からなり、回路基板６２１及び回路基板６２１に実装された電気回路素子６２１ｄをベアセル１１０と絶縁させる。

底板６５１は、保護回路モジュール６２０の回路基板６２１に対応する形状及び大きさを有する。底板６５１の中央部には貫通孔６５１ａが設けられる。貫通孔６５１ａを通じてベアセル１１０の電極キャップ１１３ｄの突出部１１３１ｄが突出する。底板６５１は、両面テープ１１４のような付着手段によって、ベアセル１１０の上端に付着する。

支持壁６５２は、底板６５１のエッジから上方に延びて形成される。支持壁６５２は、回路基板６２１がベアセル１１０の方に押されないよう、回路基板６２１を支持する。支持壁６５２の上端６５２ａは、回路基板６２１の第１面６２１ｂと接する。

多数の結合突起６５３ａ、６５３ｂ、６５３ｃ、６５３ｄは、支持壁６５２の上端６５２ａから上にもっと延びて形成される。それぞれの結合突起６５３ａ、６５３ｂ、６５３ｃ、６５３ｄは、回路基板６２１の結合溝６２９ａ、６２９ｂ、６２９ｃ、６２９ｄと対応して位置する。結合突起６５３ａ、６５３ｂ、６５３ｃ、６５３ｄは、回路基板６２１の結合溝６２９ａ、６２９ｂ、６２９ｃ、６２９ｄにそれぞれぴったり挿入される。結合突起６５３ａ、６５３ｂ、６５３ｃ、６５３ｄが結合溝６２９ａ、６２９ｂ、６２９ｃ、６２９ｄに挿合されるので、保護回路モジュール６２０は安定的に結合状態を維持するようになる。

上記実施例では、支持構造物６５０の底板６５１が貫通孔６５１ａに対して略閉鎖されたリング形状を有すると説明したが、本発明はこれに限られるのではない。支持構造物６５０の底板６５１は、貫通孔６５１ａが外部に開放されたオープン形態からなってもよい。また、支持構造物６５０は、多数に分離形成されてもよい。

上部ケース６６０は、蓋板６６１と、蓋板６６１から下方に延びた側壁６６４を備える。上部ケース６６０は、保護回路モジュール６２０を内部空間に収容し、保護回路モジュール６２０を保護する。

蓋板６６１は、円形からなり、ベアセル１１０のキャップ組立体１１３と略一致する形状を有する。蓋板６６１には、第１、第２逆挿防止部６６２ａ、６６２ｂと、端子孔６６５が設けられる。第１、第２逆挿防止部６６２ａ、６６２ｂは、蓋板６６１の一部がベアセル１１０の方に陥没した溝の形態からなる。第１、第２逆挿防止部６６２ａ、６６２ｂによって、二次電池１００が外部負荷（図示せず）に逆に挿入されることが防止される。第１、第２逆挿防止部６６２ａ、６６２ｂは、上部ケース６６０の内部空間で、回路基板６２１の第１、第２凹部６２０ａ、６２０ｂにそれぞれ位置する。端子孔６６５を介して保護回路モジュール６２０の外部端子６２１ｅが外部に露出する。蓋板６６１の内面は、保護回路モジュール６２０の回路基板６２１の第２面と接する。

側壁６６４は、蓋板６６１の縁部から延びて、保護回路モジュール６２０の側面とベアセル１１０の側壁１１２ｂの上部を覆う。図面に示されていないが、側壁６６４の内面には円筒形缶１１２の側壁１１２ｂの上端に係止される係止顎が形成される。

次は本発明に係るまた他の実施例を詳しく説明する。

図１９には本発明のまた他の実施例に係る二次電池に具備される支持構造物が保護回路モジュールと共に示されている。本実施例において、前記実施例と同じ構成要素に対しては同じ図面符号が使用される。また、本実施例において、前記実施例と同じ構成要素に対する詳細な説明は、重複した説明を避けるために省略される。本実施例は、前記図１４〜図１８を参照して説明した実施例に記載の構造物とは異なる支持構造物を備える。本実施例では、支持構造物を除いた他の構成は、前記図１４〜図１８を参照して説明した実施例と同一である。本実施例では、図１９を参照して支持構造物についてのみ詳しく説明する。

図１９を参照すると、支持構造物７５０は互いに分離された第１支持部材７５０ａと第２支持部材７５０ｂを備える。

第１支持部材７５０ａは、第１底板７５１ａと、第１底板７５１ａから上方に延びた第１支持壁７５２ａと、第１支持壁７５２ａから上方に延びた多数の第１結合突起７５３１ａ、７５３２ａとを備える。第１支持部材７５０ａは、回路基板６２１の一側を支持する。

第１底板７５１ａは、回路基板６２１の一側に対応する形状及び大きさを有する。第１底板７５１ａは、両面テープのような付着手段によって、ベアセルの上端に付着する。

第１支持壁７５２ａは、第１底板７５１ａのエッジの一部から上方に延びて形成される。第１支持壁７５２ａの上端７５２１ａは、回路基板６２１のエッジを支持する。

多数の第１結合突起７５３１ａ、７５３２ａは、第１支持壁７５２ａの上端７５２１ａから上にもっと延びて形成される。第１結合突起７５３１ａ、７５３２ａは、それぞれ回路基板６２１の結合溝６２９ａ、６２９ｄと対応して位置する。第１結合突起７５３１ａ、７５３２ａが回路基板６２１の結合溝６２９ａ、６２９ｄにそれぞれぴったり挿入される。

第２支持部材７５０ｂは、第２底板７５１ｂと、第２底板７５１ｂから上方に延びた第２支持壁７５２ｂと、第２支持壁７５２ｂから上方に延びた多数の第２結合突起７５３１ｂ、７５３２ｂとを備える。第２支持部材７５０ｂは、回路基板６２１の他側を支持する。実質的に第２支持部材７５０ｂは、第１支持部材７５０ａと対称の形状を有する。

第２底板７５１ｂは、回路基板６２１の他側に対応する形状及び大きさを有する。第２底板７５１ａは、両面テープのような付着手段によって、ベアセルの上端に付着する。

第２支持壁７５２ｂは、第２底板７５１ｂのエッジの一部から上方に延びて形成される。第２支持壁７５２ｂの上端７５２１ｂは回路基板６２１のエッジを支持する。

多数の第２結合突起７５３１ｂ、７５３２ｂは、第２支持壁７５２ｂの上端７５２１ｂから上にもっと延びて形成される。それぞれの第２結合突起７５３１ｂ、７５３２ｂは、回路基板６２１の結合溝６２９ｂ、６２９ｃと対応して位置する。第２結合突起７５３１ｂ、７５３２ｂが、回路基板６２１の結合溝６２９ｂ、６２９ｃにそれぞれぴったり挿入される。

支持構造物７５０が二つの支持部材７５０ａ、７５０ｂに分離形成されるので、支持構造物を必要な位置にのみ自由に設けることができるという長所がある。

その他の構成および作用は、図１０〜図１２に示された実施例と同一であるので、これについての詳細な説明は省略する。

１００ 二次電池
１１０ 円筒形ベアセル
１２０ 保護回路モジュール
１２１ 回路基板
１３０ａ、１３０ｂ 第１電極タブ
１４０ 第２電極用タブ
１５０ 上部ケース
１６０ 下部ケース
１７０ ラベル

Claims (3)

1. 第１電極を形成し、底板と前記底板から延びた側壁からなる円筒形缶と、
   第２電極を形成し、前記円筒形缶に結合される電極キャップを備える円筒形ベアセルと、
   前記円筒形ベアセルの電極キャップと対向するように配置された回路基板を備える保護回路モジュールとを含み、
   前記保護回路モジュールは、前記回路基板を前記円筒形ベアセルの第１電極に電気的に接続させる二つの第１電極タブと、前記回路基板を前記円筒形ベアセルの第２電極に電気的に接続させる第２電極タブとを備える二次電池であって、
   前記円筒形ベアセルの円筒形缶の側壁には、内側に凹入したビーディング部が設けられ、
   前記第１電極タブは、前記保護回路モジュールの回路基板に溶着されるベース部と、前記円筒形ベアセルの円筒形缶の側壁上部を覆うように延びた延長部と、前記円筒形ベアセルのビーディング部に挿入されるように形成された係止部とを備え、
   前記第１電極タブの延長部は、互いに分離して延びた第１枝と第２枝を備え、
   前記二つの第１電極タブは、前記回路基板の中心部を基準に互いに反対側に位置し、前記円筒形ベアセルの円筒形缶の側壁に溶接によって接合連結され、
   前記第２電極タブは、前記保護回路モジュールの回路基板に溶着されるベース部と、前記ベース部から折り曲げられて前記円筒形ベアセル側に延びた延長部と、前記延長部から折り曲げられて前記円筒形ベアセルの電極キャップと溶接によって接合連結される連結部と、を備えることを特徴とする二次電池。
2. 前記保護回路モジュールの回路基板には、前記第２電極タブの前記連結部に対応する位置に貫通孔が形成されることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
3. 前記保護回路モジュールの回路基板は、充放電のために設けられた外部端子をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の二次電池。
   

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