JP5190491B2 - 二次電池 - Google Patents
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Description
本発明は、二次電池に関する。
二次電池（Ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ ｂａｔｔｅｒｙ）は、充電が不可能な一次電池と異なって、充電及び放電が可能な電池であって、通常、一つの電極組立体を含む小容量二次電池として具現されている。このような小容量二次電池は、携帯電話及びカムコーダのような携帯可能な小型電子機器に適用されている。
近年、二次電池が電動工具、ハイブリッド自動車などのモータ駆動用電源に適用されるために、大容量電池として実現されている。
しかし、大容量二次電池を実現するためには、既存の小容量二次電池を具現するための製造設備及び製造工程の変更が必須なものであった。この場合、変更される製造設備及び製造工程が複雑になり、変更される製造設備及び製造工程により高い費用が発生する。
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、小容量二次電池の製造設備をそのまま利用して大容量二次電池を製造し、安全性を向上させることが可能な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、第１電極無地部を含む第１電極板と、第２電極無地部を含む第２電極板と、前記第１電極板と前記第２電極板との間に介在されるセパレータと、をそれぞれ含み、一方向に配置される複数の電極組立体；前記複数の電極組立体それぞれの第１電極無地部と接触し、前記複数の第１電極無地部を電気的に並列連結する第１集電板；及び前記複数の電極組立体と前記第１集電板とを収納するケース；を含む二次電池が提供される。
前記複数の第１電極無地部は、前記複数の電極組立体の一側に突出し、前記複数の第２電極無地部は、前記複数の電極組立体の他側に突出してもよい。
前記複数の電極組立体は、互いに隣接するように位置してもよい。
前記第１集電板は、前記複数の第１電極無地部を一つに連結するプレートであってもよい。
前記第１集電板は、ストリップ形状からなっていてもよい。
前記第１集電板は、前記第１電極無地部を一つに連結する第１プレート；及び前記第１プレートと交差するように連結され、前記複数の第１電極無地部それぞれに接触する第２プレート；を含んでいてもよい。
前記第１プレートと前記第２プレートとは、十字形状を形成してもよい。
前記第１集電板は、前記複数の電極組立体の方向に突出するように形成され、前記複数の第１電極無地部に溶接される第１溶接部を含んでいてもよい。
前記第１集電板は、前記複数の電極組立体それぞれの複数の第１電極無地部と対向するプレートで形成される第１ベース部；及び前記ベース部の端部から前記複数の電極組立体の方向に延長されるように形成され、前記複数の電極組立体それぞれの第１電極無地部を取り囲む第１側壁部；を含み、前記第１溶接部は、前記第１ベース部に形成されてもよい。
前記第１溶接部は、前記複数の電極組立体それぞれの複数の第１電極無地部に接触し、前記複数の電極組立体それぞれの第１電極無地部を一つに連結する第１突出部；及び前記第１突出部と交差するように連結され、前記複数の第１電極無地部それぞれに接触する第２突出部；を含んでいてもよい。
前記複数の電極組立体は、前記複数の第１電極無地部のうち前記第１溶接部と対応する領域に溝形態に形成され、前記第１溶接部が収容される収容部を含んでいてもよい。
前記ケースを密封するキャップ組立体をさらに含んでいてもよい。
前記キャップ組立体は、前記第１集電板と対向する領域に、前記キャップ組立体の外部に露出するように設けられ、前記第１集電板に溶接される第１電極端子を含んでいてもよい。
前記複数の電極組立体の複数の第２電極無地部は、前記ケースに溶接されてもよい。
前記電極組立体は、前記第１電極板、セパレータ、及び第２電極板を巻回して形成されてもよい。
前記電極組立体は、円筒状または角形からなっていてもよい。
前記複数の電極組立体の複数の第２電極無地部と接触し、前記複数の第２電極無地部を電気的に並列連結する第２集電板をさらに含んでいてもよい。
前記第２集電板と対向するケースを貫通して設けられ、前記第２集電板に溶接される第２電極端子をさらに含んでいてもよい。
前記第１電極端子は、前記第１集電板の中央領域に位置し、前記第２電極端子は、前記第２集電板の中央領域に位置し、前記第１電極端子と前記第２電極端子は、前記複数の電極組立体の配置方向の垂直方向に同一線上に位置してもよい。
前記第１電極端子は、前記第１集電板の一側に位置し、前記第２電極端子は、前記第２集電板の一側に位置し、前記第１電極端子と前記第２電極端子は、前記複数の電極組立体の配置方向に、前記複数の電極組立体の中央を中心に、両側に互いに対称を成すように位置してもよい。
また、上記課題を解決するために、本発明の他の観点によれば、一側に突出形成された第１電極無地部と、他側に突出形成された第２電極無地部を含み、一方向に配置される複数の電極組立体；前記複数の電極組立体の第１電極無地部と接触し、前記第１電極無地部を電気的に並列連結する第１集電板；及び前記第１集電板と前記複数の電極組立体を収納するケース；を含み、前記第１集電板は、前記第１電極無地部に直接溶接される、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、本発明の実施例にかかる二次電池は、小容量の複数の電極組立体と、小容量の複数の電極組立体を電気的に連結する集電板を具備することで、既存の小容量二次電池の製造設備をそのまま維持しながら大容量の二次電池を具現することができる。よって、本発明の実施例にかかる二次電池は、小容量二次電池の製造設備及び製造工程の変更による複雑な作業及び費用を減らすことができる。
また、本発明の実施例にかかる二次電池は、小容量の複数の電極組立体に外力が加えられる場合、１個の電極組立体にのみ損傷が発生するので、大容量の１個の電極組立体に外力が加えられて損傷が発生する場合に比べて、発熱量が小さい。よって、本発明の実施例にかかる二次電池は、安全性を向上させることができる。
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、図面を参照しながら本発明の実施例を通じて本発明をより詳しく説明する。
（第１の実施形態）
図１ａは、本発明の一実施例にかかる二次電池を図示した斜視図であり、図１ｂは、図１ａの二次電池を図示した断面図であり、図１ｃは、図１ｂの二次電池において電極組立体が巻回される前の積層される状態を図示した斜視図であり、図１ｄは、図１ｂの二次電池において複数の電極組立体に第１集電板が結合された状態を図示した斜視図であり、図２は、図１ｄの第１集電板が複数の角形電極組立体に結合された状態を図示した斜視図である。
図１ａは、本発明の一実施例にかかる二次電池を図示した斜視図であり、図１ｂは、図１ａの二次電池を図示した断面図であり、図１ｃは、図１ｂの二次電池において電極組立体が巻回される前の積層される状態を図示した斜視図であり、図１ｄは、図１ｂの二次電池において複数の電極組立体に第１集電板が結合された状態を図示した斜視図であり、図２は、図１ｄの第１集電板が複数の角形電極組立体に結合された状態を図示した斜視図である。
図１ａ〜図１ｄを参照すると、本発明の一実施例にかかる二次電池１００は、複数の電極組立体１１０、第１集電板１２０、ケース１３０及びキャップ組立体１４０を含む。
図１ａ及び図１ｂに示すように、キャップ組立体１４０は、ケース１３０を密封するキャッププレート１４１と、キャッププレート１４１を貫通して第１集電板１２０と連結される第１電極端子１４２と、第１電極端子１４２とキャッププレート１４１の間に形成されて、第１電極端子１４２とキャッププレート１４１を絶縁する第１ガスケット１４３と、第１電極端子１４２に形成されたねじ山Ｓに沿って締結されて、第１電極端子１４２をキャッププレート１４１に固定する第１ナット１４４とを含む。ここで、第１電極端子１４２は、キャップ組立体１４０の外部に露出し、キャッププレート１４１の中央領域に形成される。そして、キャッププレート１４１の内側面は、不必要な電気的短絡を防止するために、絶縁処理されてもよい。
また、キャップ組立体１４０は、キャッププレート１４１に形成される電解液注入口（図示せず）を介して電解液を注入した後、電解液注入口を密封する栓１４５と、キャッププレート１４１に薄い厚さに形成され、設定された圧力により破損されてガスを放出する安全ベント１４６とを含む。
前記複数の電極組立体１１０を、ケース１３０の開放された上部を通過してケース１３０の内部に挿入し、電解液などをケース１３０の内部に注入した後、ケース１３０の開放された上部をキャップ組立体１４０で覆って密封することで、二次電池が完成する。
図１ｂに示すように、複数の電極組立体１１０は、小容量の電極組立体１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを含んで構成される。このような電極組立体１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃは、具体的に第１電極組立体１１０ａ、第２電極組立体１１０ｂ、及び第３電極組立体１１０ｃに区分される。以下、複数の電極組立体１１０は、三つの電極組立体１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを含むものとして説明するが、三つ以上の電極組立体を含んでもよい。小容量とは、携帯電話及びカムコーダのような携帯可能な小型電子機器に適用される二次電池の容量と定義され、一方、大容量とは、電動工具、ハイブリッド自動車などのモータ駆動用電源に適用される二次電池の容量と定義される。
複数の電極組立体１１０については、第１電極組立体１１０ａを例に挙げて詳しく説明する。
図１ｃを参照すると、第１電極組立体１１０ａは、薄い板型或いは膜型に形成された第１電極板１１１、セパレータ１１３及び第２電極板１１２を積層して巻回することで形成できる。ここで、第１電極板１１１は負極として作用し、第２電極板１１２は正極として作用する。
第１電極板１１１は、第１電極集電体１１１ａと、第１電極集電体１１１ａの両面にコーティングされた第１電極活物質層１１１ｂとからなる。さらに、第１電極集電体１１１ａには、第１電極活物質がコーティングされない第１電極無地部１１１ｃが形成される。
第１電極集電体１１１ａは、電流を集める箔の形態で、ニッケルまたは銅（Ｃｕ）材質からなっており、第１電極活物質層１１１ｂは、電気を発生させる役割をし、例えば、黒鉛、炭素などからなる。第１電極無地部１１１ｃは、第１電極集電体１１１ａの一側に形成され、第１電極板１１１と外部の間の電流の流れ通路になる。
第２電極板１１２は、第２電極集電体１１２ａと、第２電極集電体１１２ａの両面にコーティングされた第２電極活物質層１１２ｂとからなる。さらに、第２電極集電体１１２ａには、第２電極活物質がコーティングされない第２電極無地部１１２ｃが形成される。
第２電極集電体１１２ａは、電流を集める箔の形態で、アルミニウム（Ａｌ）材質からなっており、第２活物質層１１２ｂは、電気を発生させる役割をし、遷移金属酸化物（例えば、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４）などからなる。第２電極無地部１１２ｃは、第２電極集電体１１２ａの一側に形成され、第２電極板１１２と外部の間に電流の流れ通路になる。
このように構成される第１電極板１１１及び第２電極板１１２は、極性が異なるようにして配置される。
セパレータ１１３は、第１電極板１１１と第２電極板１１２の間に介在し、ショートを防止し、リチウムイオンの移動のみを可能にし、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはポリエチレンとポリプロピレンの複合フィルムからなる。
前記第１電極組立体１１０ａは、第１電極組立体１１０ａの一側及び一側の反対方向である他側の外に第１電極無地部１１１ｃ及び第２電極無地部１１２ｃが突出するように、第１電極板１１１、セパレータ１１３及び第２電極板１１２を配置して、巻回することで形成される。これによって、第１電極組立体１１０ａの一側及び他側の両端部には、第１電極無地部１１１ｃ及び第２電極無地部１１２ｃが外に突出形成される。
前記第１電極組立体１１０ａは、第１電極板１１１、セパレータ１１３及び第２電極板１１２が渦流状に巻回される他に、積層構成からなることも可能である。ここで、第１電極組立体１１０ａは、円筒状に巻回される。第２電極組立体１１０ｂ及び第３電極組立体１１０ｃは、第１電極組立体１１０ａと同じ構成で同じ製造方法によって形成されるので、重複した説明は省略する。
図１ｄを参照すると、前記第１電極組立体１１０ａ、第２電極組立体１１０ｂ及び第３電極組立体１１０ｃは、一方向に、即ち並列に隣接して配置され、固定テープ（図示せず）によって一つに固定されることができる。
前記一方向に配置される複数の電極組立体１１０の一側端部には、第１電極板１１１と電気的に連結されるための第１集電板１２０が結合され、複数の電極組立体１１０の他側端部には、第２電極板１１２と電気的に連結されるために極性を有するケース１３０が接触する。
第１集電板１２０は、導電性を有する材質で形成され、複数の電極組立体１１０の一側端部に突出した複数の第１電極無地部１１１ｃと接触することで、複数の電極組立体１１０の第１電極無地部１１１ｃを電気的に並列連結する。このような第１集電板１２０は、第１電極板１１１と後述される第１電極端子１４２に電気的に連結されて、複数の電極組立体１１０と外部電子機器の間に電流の流れ通路の役割をする。
具体的に、第１集電板１２０は、一方向に配置された複数の電極組立体１１０の第１電極無地部１１１ｃを一つに連結するように、長いストリップ形状のプレートで構成される。ここで、第１集電板１２０は、溶接工程によって複数の電極組立体１１０の第１電極無地部１１１ｃに直接溶接される。一方、図１ｄでは、第１集電板１２０が円筒状の第１電極組立体１１０ａ、第２電極組立体１１０ｂ及び第３電極組立体１１０ｃを含む複数の電極組立体１１０の第１電極無地部１１１ｃと電気的に連結されるように図示されているが、図２に示すように、第１集電板１２０が角形の第１電極組立体２１０ａ、第２電極組立体２１０ｂ及び第３電極組立体２１０ｃを含む複数の電極組立体２１０の第１電極無地部２１１ｃと電気的に連結されてもよい。
ケース１３０は、電解液（図示せず）、複数の電極組立体１１０及び第１集電板１２０が収納されるように、底部１３１と、底部１３１から延長された側壁部１３２とを含んで形成される。そして、ケース１３０の上部は、複数の電極組立体１１０と第１集電板１２０が通過するよう開放される。このようなケース１３０は、アルミニウム、アルミニウム合金またはニッケルがメッキされたスチールのような導電性金属で形成され、一つの極性を有する電極の役割をする。本実施形態では、複数の電極組立体１１０の第２電極無地部１１２ｃがケース１３０の底部１３１に接触し、溶接工程によって溶接される。これによって、ケース１３０は、第２電極無地部１１２ｃと電気的に連結され、第２集電板としての役割をする。よって、ケース１３０と異なる極性を有する第１電極無地部１１１ｃと第１集電板１２０に接触し得る側壁部１３２の内側面は、絶縁処理されることができる。
以上説明したように、本実施形態に係る二次電池１００は、小容量の複数の電極組立体１１０と、複数の電極組立体１１０を電気的に連結する第１集電板１２０とを具備することで、既存の小容量二次電池の製造設備をそのまま維持しながら大容量の二次電池を具現することができる。
これによって、同実施形態に係る二次電池１００は、大容量二次電池を具現するために小容量二次電池の製造設備及び製造工程を変更する必要がない。よって、本発明の一実施例にかかる二次電池１００は、小容量二次電池の製造設備及び製造工程の変更による複雑な作業及び費用を減らすことができる。
また、同実施形態に係る二次電池１００は、小容量の複数の電極組立体１１０に外力が加えられる場合、一つの電極組立体にのみ損傷が発生するので、一つの大容量の電極組立体そのものに外力が加えられて損傷が発生する場合に比べて、発熱量が小さい。これによって、本発明の一実施例にかかる二次電池１００は、安全性を向上させることができる。
（第２の実施形態）
次に、図３を参照しながら本発明の第２の実施形態に係る二次電池について説明する。
次に、図３を参照しながら本発明の第２の実施形態に係る二次電池について説明する。
図３は、本発明の第２の実施形態に係る二次電池において複数の電極組立体に第１集電板が結合された状態を図示した斜視図である。
本発明の第２の実施形態に係る二次電池は、本発明の第１の実施形態に係る二次電池１００と比べて、第１集電板２２０の形状のみが異なるだけで、同じ構成を有し、同じ作用をする。よって、同じ構成についての重複した説明は省略し、第１集電板２２０について詳しく説明する。
図３を参照すると、第１集電板２２０は、第１プレート２２１と第２プレート２２２を含んで形成される。
第１プレート２２１は、複数の電極組立体１１０の第１電極無地部１１１ｃに接触し、実質的に複数の電極組立体１１０の第１電極無地部１１１ｃを一つに連結する。
第２プレート２２２は、第１プレート２２１と交差するように連結され、第１電極無地部１１１ｃそれぞれに接触する。
前記第１プレート２２１と第２プレート２２２は、第１電極組立体１１０ａ、第２電極組立体１１０ｂ及び第３電極組立体１１０ｃそれぞれの第１電極無地部１１１ｃの上部で、十字形状を形成する。これによって、第１集電板２２０は、第１電極無地部１１１ｃと接触する接触面積を増加させて、複数の電極組立体１１０と外部電子機器の間に電流の流れ通路を広げることができる。
上記のように、本実施形態に係る二次電池は、第１プレート２２１と第２プレート２２２を含む第１集電板２２０を具備することで、複数の電極組立体１１０と外部電子機器の間における電流の流れを増大させることができる。
（第３の実施形態）
次に、図４ａ〜図５を参照しながら本発明の第３の実施形態に係る二次電池について説明する。
次に、図４ａ〜図５を参照しながら本発明の第３の実施形態に係る二次電池について説明する。
本実施形態に係る二次電池は、本発明の一実施例にかかる二次電池１００と比べて、第１集電板３２０の形状と複数の電極組立体３１０が収容部３１５を有するということのみが異なるだけで、同じ構成を有し、同じ作用をする。よって、同じ構成について重複した説明は省略し、第１集電板３２０と、第１集電板３２０と複数の電極組立体３１０の連結関係について説明する。
図４ａは、本発明のまた他の実施例にかかる二次電池の第１集電板を図示した斜視図であり、図４ｂは、図４ａの第１集電板の背面斜視図であり、図５は、複数の電極組立体に図４ａの第１集電板が結合される前の状態を図示した斜視図である。
図４ａ〜図５を参照すると、第１集電板３２０は、複数の電極組立体３１０の第１電極無地部３１１ｃを全体的に覆うように形成され、複数の電極組立体３１０と第１電極端子（図１ｂの１４２）の間に広い電流の流れ通路を提供する。
具体的に、第１集電板３２０は、第１ベース部３２１、第１側壁部３２２、第１溶接部３２３及び第１電解液通過孔３２４を含んで構成される。
第１ベース部３２１は、第１電極組立体３１０ａ、第２電極組立体３１０ｂ及び第３電極組立体３１０ｃそれぞれの第１電極無地部３１１ｃと対向する円形プレートが互いに連結された形態に形成される。
第１側壁部３２２は、第１ベース部３２１の端部から複数の電極組立体３１０方向に延長されるように形成され、複数の電極組立体３１０の第１電極無地部３１１ｃの側部を取り囲む。
第１溶接部３２３は、第１ベース部３２１に、複数の電極組立体３１０方向に突出するように形成され、第１集電板３２０が複数の電極組立体３１０に結合される時、第１電極無地部３１１ｃと面接触する。前記第１溶接部３２３は、溶接工程によって第１集電板３２０が複数の電極組立体３１０の複数の第１電極無地部３１１ｃに溶接される溶接空間を提供する。第１溶接部３２３は、第１集電板３２０の射出成形によって形成されるか、第１ベース部３２１を別途にプレス加工して形成される。第１溶接部３２３は、具体的に第１突出部３２３ａ及び第２突出部３２３ｂを含む。
第１突出部３２３ａは、複数の電極組立体３１０の第１電極無地部３１１ｃに接触し、第１電極無地部３１１ｃを一つに連結する。このような第１突出部３２３ａの平面形状は、長い四角形であってもよい。
第２突出部３２３ｂは、第１突出部３２３ａと交差するように連結され、第１電極無地部３１１ｃそれぞれに接触する。
第１電解液通過孔３２４は、第１ベース部３２１のうち、第１溶接部３２３の周辺に形成され、図１ｂに示したケース１３０に電解液が注入される時、電解液が複数の電極組立体３１０の内部に注入される通路の役割をする。
第１電解液通過孔３２４は、第１ベース部３２１のうち、第１溶接部３２３の周辺に形成され、図１ｂに示したケース１３０に電解液が注入される時、電解液が複数の電極組立体３１０の内部に注入される通路の役割をする。
前記第１集電板３２０は、第１溶接部３２３が複数の電極組立体３１０の第１電極無地部３１１ｃに形成された収容部３１５に収容されることで、複数の電極組立体３１０と結合される。
収容部３１５は、第１電極無地部３１１ｃのうちカッティング装置（図示せず）によってカッティングされた部分の内側に位置する一部が加圧装置（図示せず）によって押圧されることで、第１電極無地部３１１ｃ上部に溝形態に形成される。ここで、複数の第１電極無地部３１１ｃのカッティングされた部分は、平面上で第１溶接部３２３の外観ラインと対応して形成される。前記収容部３１５は、第１集電板３２０が複数の電極組立体３１０に結合される時、複数の電極組立体３１０の方向に突出した形状を有する第１溶接部３２３を収容する。よって、収容部３１５は、第１集電板３２０が複数の電極組立体３１０に安定に結合される。また、収容部３１５に位置する第１電極無地部３１１ｃは、加圧装置によって押圧されるので、第１溶接部３２３と第１電極無地部３１１ｃの面接触領域が増加し、第１溶接部３２３と第１電極無地部３１１ｃの間で溶接が容易に行われる。
以上説明したように、本実施形態に係る二次電池は、複数の電極組立体３１０の第１電極無地部３１１ｃを全体的に覆うように形成された第１集電板３２０を具備することで、複数の電極組立体３１０と外部電子機器の間における電流の流れ通路を広げることができる。よって、本実施形態に係る二次電池は、複数の電極組立体３１０と外部電子機器の間における電流の流れを増大させることができる。
尚、本実施形態に係る二次電池は、収容部３１５を含む複数の電極組立体３１０を具備することで、複数の電極組立体３１０の方向に突出した第１溶接部３２３が複数の電極組立体３１０の収容部３１５に自然に挿入されるようにすることができる。よって、本発明のまた他の実施例にかかる二次電池は、複数の電極組立体３１０と第１集電板３２０の結合を容易にすることができる。
（第４の実施形態）
次は、本発明の第４の実施形態に係る二次電池４００について説明する。
次は、本発明の第４の実施形態に係る二次電池４００について説明する。
図６は、本発明のまた他の実施例にかかる二次電池の断面図である。
本発明の第４の実施形態に係る二次電池は、本発明の第１の実施形態に係る二次電池１００と比べて、第２集電板４５０がさらに形成されるということが異なるだけで、同じ構成を有し、同じ作用をする。よって、同じ構成について重複した説明は省略し、第２集電板４５０について詳しく説明する。
図６を参照すると、本発明の第４の実施形態に係る二次電池４００は、複数の電極組立体１１０、第１集電板１２０、ケース１３０、キャップ組立体１４０及び第２集電板４５０を含む。さらに、本発明のまた他の実施例にかかる二次電池４００は、第２電極端子４６２、第２ガスケット４６３及び第２ナット４６４を含む。
第２集電板４５０は、導電性を有する材質で形成され、複数の電極組立体１１０の他側端部に突出した第２電極無地部１１２ｃと接触することで、複数の電極組立体１１０の第２電極無地部１１２ｃを電気的に並列連結する。このような第２集電板４５０は、第２電極板１１２と後述される第２電極端子４６２に電気的に連結され、複数の電極組立体１１０と外部電子機器の間における電流の流れ通路の役割をする。
第２集電板４５０は、図１ｄの第１集電板１２０、図３の第１集電板２２０及び図４ａの第１集電板３２０のような形状に形成され、溶接工程によって、複数の電極組立体１１０の第２電極無地部１１２ｃに直接溶接される。
第２電極端子４６２は、ケース１３０の底部１３１を貫通して、第２集電板４５０と連結される。ここで、第２電極端子４６２は、溶接工程によって第２集電板４５０に溶接される。また、第２電極端子４６２は、底部１３１の中央領域に設けられることができる。また、第２電極端子４６２と第１電極端子１４２は、複数の電極組立体１１０の配置方向の垂直方向において同一線上に位置することができる。この場合、二次電池と外部電子機器を締結する際、位置決定が容易になる。
第２ガスケット４６３は、第２電極端子４６２と底部１３１の間に形成され、第２電極端子４６２と底部１３１を絶縁する。ここで、ケース１３０の内側面は、不必要な電気的短絡を防止するために、絶縁処理される。
第２ナット４６４は、第２電極端子４６２に形成されたねじ山Ｓに沿って締結され、第２電極端子４６２を底部１３１に固定する。
以上説明したように、本実施形態に係る二次電池４００は、第２集電板４５０を具備することで、第１集電板１２０と共に、複数の電極組立体１１０と外部電子機器の間における電流の流れを増大させることができる。
（第５の実施形態）
次に、図７を参照しながら本発明の第５の実施形態に係る二次電池５００について説明する。
次に、図７を参照しながら本発明の第５の実施形態に係る二次電池５００について説明する。
図７は、本発明のまた他の実施例にかかる二次電池の断面図である。
本発明の第５の実施形態に係る二次電池は、図６の二次電池４００と比べて、第１電極端子５４２及び第２電極端子５６２の位置が異なるだけで、同じ構成を有し、同じ作用をする。よって、同じ構成について重複した説明は省略し、第１電極端子５４２及び第２電極端子５６２の位置について詳しく説明する。
図７を参照すると、本発明の第５の実施形態に係る二次電池５００は、複数の電極組立体１１０、第１集電板１２０、ケース１３０、キャップ組立体５４０及び第２集電板４５０を含む。また、本発明のまた他の実施例にかかる二次電池５００は、第２電極端子５６２、第２ガスケット５６３及び第２ナット５６４を含む。
キャップ組立体５４０は、キャッププレート１４１、第１電極端子５４２、第１ガスケット５４３、第１ナット５４４、栓１４５及び安全ベント５４６を含む。このようなキャップ組立体５４０は、図６に図示されたキャップ組立体１４０と類似する。但し、第１電極端子５４２、第１ガスケット５４３、第１ナット５４４及び安全ベント５４６の位置が、図６に図示されたキャップ組立体１４０の第１電極端子１４２、第１ガスケット１４３、第１ナット１４４及び安全ベント１４６の位置と相違する。
第１電極端子５４２は、第１集電板１２０の一側領域に位置する。即ち、第１電極端子５４２は、第１電極組立体１１０ａの上部に位置する。
第１ガスケット５４３と第１ナット５４４は第１電極端子５４２と結合されるので、第１ガスケット５４３と第１ナット５４４の位置は、第１電極端子５４２の位置によって変わる。
安全ベント５４６は、第１電極端子５４２が第１集電板１２０の一側領域に位置するので、第１集電板１２０の中央領域に位置する。
第２電極端子５６２は、第２集電板４５０の一側領域に位置する。即ち、第２電極端子５６２は、第３電極組立体１１０ｃの下部に位置する。前記第２電極端子５６２と第１電極端子５４２は、複数の電極組立体１１０の配置方向に、複数の電極組立体１１０の中央、即ち第２電極組立体１１０ｂを中心点として、両側に互いに（点）対称を成すように位置する。これによって、二次電池５００と外部電子機器が連結される場合、第１電極端子５４２と第２電極端子５６２の間で、第１電極組立体１１０ａを介する充放電経路長さ、第２電極組立体１１０ｂを介する充放電経路長さ及び第３電極組立体１１０ｃを介する充放電経路長さが全て同じく長くなる。よって、第１電極組立体１１０ａ、第２電極組立体１１０ｂ及び第３電極組立体１１０ｃそれぞれを介する充放電によって発生する発熱が最小化され、第１電極組立体１１０ａ、第２電極組立体１１０ｂ及び第３電極組立体１１０ｃそれぞれの劣化が最小化される。
以上説明したように、本実施形態に係る二次電池５００は、複数の電極組立体１１０の配置方向に、複数の電極組立体１１０の中央を中心に、第１電極端子５４２と第２電極端子５６２が対称を成すように位置させることで、第１電極組立体１１０ａ、第２電極組立体１１０ｂ及び第３電極組立体１１０ｃそれぞれを介する充放電経路長さを長くすることができる。これによって、本実施形態に係る二次電池５００は、第１電極組立体１１０ａ、第２電極組立体１１０ｂ及び第３電極組立体１１０ｃそれぞれを介する充放電によって発生する劣化を最小化することができる。その結果、本実施形態に係る二次電池５００の寿命を増加させることができる。
一方、本発明では、図２に図示された角形の複数の電極組立体２１０が本発明の一実施例に適用されることができると説明しているが、図３〜図７に図示された実施例にも適用されることが可能である。
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。
１００、２００、３００、４００、５００ 二次電池
１１０ 電極組立体
１１０ａ、２１０ａ 第１電極組立体
１１０ｂ、２１０ｂ 第２電極組立体
１１０ｃ、２１０ｃ 第３電極組立体
１１１ 第１電極板
１１１ａ 第１電極集電体
１１１ｂ 第１電極活物質層
１１１ｃ、２１１ｃ、３１１ｃ 第１電極無地部
１１２ 第２電極板
１１２ａ 第２電極集電体
１１２ｂ 第２電極活物質層
１１２ｃ 第２電極無地部
１１３ セパレータ
１２０、２２０、３２０ 第１集電板
１３０ ケース
１３１ 底部
１３２ 側壁部
１４０ キャップ組立体
１４１ キャッププレート
１４２、５４２ 第１電極端子
１４３、５４３ 第１ガスケット
１４４、５４４ 第１ナット
１４５ 栓
１４６、５４６ 安全ベント
２２１ 第１プレート
２２２ 第２プレート
３１５ 収容部
３２１ 第１ベース部
３２２ 第１側壁部
３２３ 第１溶接部
３２３ａ 第１突出部
３２３ｂ 第２突出部
３２４ 第１電解液通過孔
４５０ 第２集電板
４６２ 第２電極端子
４６３ 第２ガスケット
４６４ 第２ナット
１１０ 電極組立体
１１０ａ、２１０ａ 第１電極組立体
１１０ｂ、２１０ｂ 第２電極組立体
１１０ｃ、２１０ｃ 第３電極組立体
１１１ 第１電極板
１１１ａ 第１電極集電体
１１１ｂ 第１電極活物質層
１１１ｃ、２１１ｃ、３１１ｃ 第１電極無地部
１１２ 第２電極板
１１２ａ 第２電極集電体
１１２ｂ 第２電極活物質層
１１２ｃ 第２電極無地部
１１３ セパレータ
１２０、２２０、３２０ 第１集電板
１３０ ケース
１３１ 底部
１３２ 側壁部
１４０ キャップ組立体
１４１ キャッププレート
１４２、５４２ 第１電極端子
１４３、５４３ 第１ガスケット
１４４、５４４ 第１ナット
１４５ 栓
１４６、５４６ 安全ベント
２２１ 第１プレート
２２２ 第２プレート
３１５ 収容部
３２１ 第１ベース部
３２２ 第１側壁部
３２３ 第１溶接部
３２３ａ 第１突出部
３２３ｂ 第２突出部
３２４ 第１電解液通過孔
４５０ 第２集電板
４６２ 第２電極端子
４６３ 第２ガスケット
４６４ 第２ナット
Claims (14)
- 第１電極無地部を含む第１電極板と、第２電極無地部を含む第２電極板と、前記第１電極板と前記第２電極板との間に介在されるセパレータと、をそれぞれ含み、互いに隣接するように一方向に配置される複数の電極組立体；
前記複数の電極組立体それぞれの第１電極無地部と接触し、前記複数の第１電極無地部を電気的に並列連結する第１集電板；及び
前記複数の電極組立体と前記第１集電板とを収納するケース；
を含み、
前記複数の第１電極無地部は、前記複数の電極組立体の一側に突出し、
前記複数の第２電極無地部は、前記複数の電極組立体の他側に突出し、
前記電極組立体は、前記第１電極板、セパレータ、及び第２電極板を巻回して形成された、円筒状または角形からなり、
前記第１集電板は、
前記複数の第１電極無地部を一つに連結するストリップ形状からなるプレートであり、複数の前記第１電極無地部を一つに連結する第１プレートと、前記第１プレートと交差するように連結され、前記複数の第１電極無地部それぞれに接触する第２プレートと、を含むことを特徴とする、二次電池。 - 前記第１プレートと前記第２プレートとは、十字形状を形成することを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
- 前記第１集電板は、
前記複数の電極組立体の方向に突出するように形成され、前記複数の第１電極無地部に溶接される第１溶接部を含むことを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。 - 前記第１集電板は、
前記複数の電極組立体それぞれの第１電極無地部と対向するプレートで形成される第１ベース部；及び
前記第１ベース部の端部から前記複数の電極組立体の方向に延長されるように形成され、前記複数の電極組立体それぞれの第１電極無地部を取り囲む第１側壁部；
を含み、
前記第１溶接部は、前記第１ベース部に形成されることを特徴とする、請求項３に記載の二次電池。 - 前記第１溶接部は、
前記複数の電極組立体それぞれの前記第１電極無地部に接触し、前記複数の電極組立体それぞれの複数の第１電極無地部を一つに連結する第１突出部；及び
前記第１突出部と交差するように連結され、前記複数の第１電極無地部それぞれに接触する第２突出部；
を含むことを特徴とする、請求項４に記載の二次電池。 - 前記複数の電極組立体は、前記複数の第１電極無地部のうち前記第１溶接部と対応する領域に溝形態に形成され、前記第１溶接部が収容される収容部を含むことを特徴とする、請求項３に記載の二次電池。
- 前記ケースを密封するキャップ組立体をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
- 前記キャップ組立体は、前記第１集電板と対向する領域に、前記キャップ組立体の外部に露出するように設けられ、前記第１集電板に溶接される第１電極端子を含むことを特徴とする、請求項７に記載の二次電池。
- 前記複数の電極組立体の複数の第２電極無地部は、前記ケースに溶接されることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
- 前記複数の電極組立体の複数の第２電極無地部と接触し、前記複数の第２電極無地部を電気的に並列連結する第２集電板をさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の二次電池。
- 前記第２集電板と対向するケースを貫通して設けられ、前記第２集電板に溶接される第２電極端子をさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の二次電池。
- 前記第１電極端子は、前記第１集電板の中央領域に位置し、
前記第２電極端子は、前記第２集電板の中央領域に位置し、
前記第１電極端子と前記第２電極端子は、前記複数の電極組立体の配置方向の垂直方向に同一線上に位置することを特徴とする、請求項１１に記載の二次電池。 - 前記第１電極端子は、前記第１集電板の一側に位置し、
前記第２電極端子は、前記第２集電板の一側に位置し、
前記第１電極端子と前記第２電極端子は、前記複数の電極組立体の配置方向に、前記複数の電極組立体の中央を中心に、両側に互いに対称を成すように位置することを特徴とする、請求項１１に記載の二次電池。 - 一側に突出形成された第１電極無地部と、他側に突出形成された第２電極無地部を含み、互いに隣接するように一方向に配置される複数の電極組立体；
前記複数の電極組立体の第１電極無地部それぞれと接触し、前記第１電極無地部を電気的に並列連結する第１集電板；及び
前記第１集電板と前記複数の電極組立体とを収納するケース；
を含み、
前記複数の第１電極無地部は、前記複数の電極組立体の一側に突出し、
前記複数の第２電極無地部は、前記複数の電極組立体の他側に突出し、
前記電極組立体は、前記第１電極板、セパレータ、及び第２電極板を巻回して形成された、円筒状または角形からなり、
前記第１集電板は、前記複数の第１電極無地部を一つに連結するストリップ形状からなるプレートであり、複数の前記第１電極無地部を一つに連結する第１プレートと、前記第１プレートと交差するように連結され、前記複数の第１電極無地部それぞれに接触する第２プレートと、を含み、前記第１電極無地部に直接溶接されることを特徴とする、二次電池。
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