JP5214713B2 - 二次電池 - Google Patents

Description

本発明の一実施形態は、貫通および圧壊に対する安全性が向上した二次電池に関するものである。

リチウムイオン二次電池は、ノートパンコンや携帯電話（ｃｅｌｌｕｌａｒ ｐｈｏｎｅ）のような小型電子装置に主に使用される。かかるリチウムイオン二次電池は、他の種類の二次電池に比べて高出力、高容量および軽量などの特性を有するため、ハイブリッド自動車または電気自動車にも使用されている。

自動車に使用されるリチウムイオン二次電池は、厳しい環境での安全性および信頼性を満足させなければならない。安全性テストには色々な項目が含まれるが、その中で最も厳しいテストとしては貫通、圧壊および過充電の三つの項目がある。

貫通および圧壊テストは、自動車の事故時に二次電池に発生する損傷を予想して実施するテストであって、非常に重要な安全性項目に該当する。特に、二次電池の釘貫通試験や圧壊試験のような厳しい条件のテストにおいて、貫通および圧壊後の電池の温度が過度に上昇してはならない。

本発明の目的とするところは、貫通および圧壊に対する安全性が向上した、新規かつ改良された二次電池を提供することにある。

本発明の一実施形態による二次電池は、ケースと、ケースに収容され、第１の平面、第２の平面および両平面を連結する連結領域を有する電極組立体と、電極組立体とケースの間に介在された支持板と、を含み、支持板は、第１および第２の平面のうち少なくとも何れか一つに近接して重なる平らな領域を有する第１の導電板と、第１の導電板の平らな領域に近接して重なる平らな領域を有する第２の導電板と、を含む。

支持板は、第１の導電板および第２の導電板の間に介在された絶縁板をさらに含んでもよい。

電極組立体は、第１の電極、第２の電極および第１の電極と第２の電極の間に介在されたセパレータを含み、第１の電極は、活物質がコーティングされたコーティング領域と活物質がコーティングされない非コーティング領域を有し、第１の導電板は、非コーティング領域で第１の電極に電気的に連結されてもよい。非コーティング領域が第１の導電板に溶接されてもよい。第１の導電板は、第１の電極の折曲領域に対応する第１の折曲部と、第１の電極の非コーティング領域に対応する第１の付着領域とを有してもよい。第１の付着領域は、第１の折曲部から延長されてもよい。第１の導電板および非コーティング領域は、同一物質を含んでもよい。第２の電極は、活物質がコーティングされたコーティング領域と活物質がコーティングされない非コーティング領域を有し、第２の導電板は、非コーティング領域で第２の電極に電気的に連結されてもよい。第２の導電板は、第２の電極の折曲領域に対応する第２の折曲部と、第２の電極の非コーティング領域に対応する第２の付着領域とを有してもよい。

二次電池は、電極組立体に電気的に連結された第１の電極端子をさらに含み、第１の電極端子は、電極組立体の内側に延長された溶接領域を含んでもよい。

支持板は金属を含んでもよい。金属はアルミニウムまたは銅を含んでもよい。

第１の導電板および第２の導電板は互いに異なる物質を含んでもよい。第１の導電板はアルミニウムを含み、第２の導電板は銅を含んでもよい。

二次電池は、電極組立体の平面のうち他の一面に電気的に連結された別の支持板をさらに含んでもよい。

二次電池は、支持板に電気的に連結された別の電極組立体をさらに含んでもよい。

第１の導電板および第２の導電板の厚さは、各々１００ｕｍから４００ｕｍであってもよい。

第１の導電板の厚さは第２の導電板の厚さと異なってもよい。

本発明の一実施形態による二次電池は、電極組立体とケースの間に短絡誘導用支持板が位置することで、二次電池の貫通または圧壊の際に短絡誘導用支持板が最も先に短絡される。すなわち、二次電池が貫通または圧壊されると、短絡誘導用支持板が動作し、これによって二次電池が外部から短絡されたような状態になる。

短絡誘導用支持板は電気抵抗が非常に小さいので、短絡時に熱を殆ど発生させず、大電流を迅速に消耗する。これによって、二次電池が貫通または圧壊されても、発熱現象が殆ど発生しないことで、二次電池の貫通および圧壊に対する安全性が向上し、また二次電池の信頼性も向上する。

また、本発明の一実施形態による短絡誘導用支持板は、電極組立体とケースの間に比較的厚い板（ｐｌａｔｅ）形状に位置して、電極組立体を支持し、これによって二次電池のスウェリング（ｓｗｅｌｌｉｎｇ）も抑制される。

また、本発明の一実施形態による二次電池は、短絡誘導用支持板が電極組立体の表面に沿って折曲された形状にデザインされることで、短絡誘導用支持板が容易に溶接され、電極組立体と短絡誘導用支持板の間の溶接強度も向上する。すなわち、短絡誘導用支持板は、第１の領域、第２の領域および第３の領域からなるが、第１の領域および第２の領域、そして第２の領域および第３の領域がそれぞれ所定角度折曲された形状にデザインされることで、短絡誘導用支持板が電極組立体に自然に密着した形状になる。よって、電極組立体と短絡誘導用支持板とが互いに容易に溶接され、またこれによって電極組立体と短絡誘導用支持板との間の溶接強度も向上する。さらに、電極組立体と短絡誘導用支持板の間の溶接後にも、短絡誘導用支持板に復元力が存在しないので、電極組立体と短絡誘導用支持板の間の溶接強度が低下することもない。ここで、短絡誘導用支持板が平板の形に形成されて電極組立体に溶接される場合、短絡誘導用支持板が板ばねのように曲がった形になる。よって、短絡誘導用支持板に復元力が生じて、これにより電極組立体と短絡誘導用支持板の間の電気的接続が切断されうる。

本発明の一実施形態による貫通および圧壊に対する安全性が向上した二次電池を示す斜視図である。 本発明の一実施形態による貫通および圧壊に対する安全性が向上した二次電池を示す縦断面図である。 本発明の一実施形態による貫通および圧壊に対する安全性が向上した二次電池を示す横断面図である。 図１ｃの２ａ領域の拡大図である。 図１ｃの２ｂ領域の拡大図である。 本発明の一実施形態による貫通および圧壊に対する安全性が向上した二次電池の電極組立体と短絡誘導用支持板との関係を示す斜視図である。 本発明の一実施形態による貫通および圧壊に対する安全性が向上した二次電池の電極組立体と短絡誘導用支持板との関係を示す斜視図である。 本発明の別の実施形態による貫通および圧壊に対する安全性が向上した二次電池を示す横断面図である。 本発明の別の実施形態による貫通および圧壊に対する安全性が向上した二次電池の電極組立体と短絡誘導用支持板との関係を示す斜視図である。 本発明のさらに別の実施形態による貫通および圧壊に対する安全性が向上した二次電池の電極組立体と短絡誘導用支持板との関係を示す分解斜視図である。 本発明のさらに別の実施形態による貫通および圧壊に対する安全性が向上した二次電池の電極組立体と短絡誘導用支持板との関係を示す分解斜視図である。

以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できるように、本発明の好ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。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。

図１ａ〜図１ｃは、本発明の一実施形態による貫通および圧壊に対する安全性が向上した二次電池を示す斜視図、縦断面図および横断面図である。

本発明の一実施形態による貫通および圧壊に対する安全性が向上した二次電池１００は、電極組立体１１０、ケース１２０、第１の電極端子１３０、第２の電極端子１４０、蓋板１５０および短絡誘導用支持板１６０を含む。ケース１２０は、缶（ｃａｎ）と称されることもできる。

電極組立体１１０は、第１の電極１１１、第２の電極１１２およびセパレータ１１３からなる。また、電極組立体１１０は、略巻回された渦巻き（Ｊｅｌｌｙ Ｒｏｌｌ）形状、または積層（ｓｔａｃｋｅｄ）形状を有することもできる。すなわち、電極組立体１１０は、全般的に略平らな第１の面と、この第１の面の反対面として略平らな第２の面とからなることもできる。

第１の電極１１１は正極板であってよく、第２の電極１１２は負極板であってよい。勿論、その反対に第１の電極１１１が負極板で、第２の電極１１２が正極板であってもよい。第１の電極１１１は、第１の金属箔および第１の活物質を含む。第１の電極１１１が正極板である場合、第１の金属箔はアルミニウムからなり、第１の活物質はリチウム系酸化物であってもよい。第２の電極１１２も、第２の金属箔および第２の活物質を含む。第２の電極１１２が負極板である場合、第２の金属箔は銅からなり、第２の活物質は黒鉛であってもよい。勿論、このような材質で本発明を限定するものではない。セパレータ１１３は、第１の電極１１１および第２の電極１１２の間に位置する。このようなセパレータ１１３は、多孔性のＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）およびその等価物から選択された何れか一つで形成されてもよいが、このような材質で本発明を限定するものではない。セパレータ１１３は、実質的に第１の電極１１１の両側面に位置するか、または第２の電極１１２の両側面に位置することもできる。また、セパレータ１１３は、電極組立体１１０の最外郭にも位置して、電極組立体１１０の所定領域がケース１２０、蓋板１５０および短絡誘導用支持板１６０と短絡されないようにする。

さらに、第１の電極１１１は、正極活物質がコーティングされない第１の非コーティング領域１１１ｃを含み、この第１の非コーティング領域１１１ｃは、セパレータ１１３の一側から外部に突出することもできる。また、第２の電極１１２も負極活物質がコーティングされない第２の非コーティング領域１１２ｃを含み、この第２の非コーティング領域１１２ｃは、セパレータ１１３の他側から外部に突出することもできる。すなわち、第１の非コーティング領域１１１ｃおよび第２の非コーティング領域１１２ｃの突出方向は、セパレータ１１３を中心に互いに反対方向であってよい。

ケース１２０は、二つの広い側面１２１ａ、１２１ｂ、二つの狭い側面１２２ａ、１２２ｂおよび一つの底面１２３を含む。勿論、ケース１２０の上部は開放されている。このようなケース１２０には、電極組立体１１０が電解液とともに収容される。電極組立体１１０の第１の非コーティング領域１１１ｃおよび第２の非コーティング領域１１２ｃは、それぞれ二つの狭い側面１２２ａ、１２２ｂに向けて位置する。また、ケース１２０は、アルミニウム、銅、鉄、ＳＵＳ、セラミック、ポリマーおよびその等価物から選択された何れか一つで形成されてもよいが、これでその材質を限定するものではない。

第１の電極端子１３０および第２の電極端子１４０は、それぞれ電極組立体１１０の第１の電極１１１および第２の電極１１２に電気的に接続される。すなわち、第１の電極端子１３０は第１の電極１１１に溶接され、第２の電極端子１４０は第２の電極１１２に溶接されることもできる。より具体的に、第１の電極端子１３０は第１の電極１１１の第１の非コーティング領域１１１ｃに溶接されてよい。また、第２の電極端子１４０は第２の電極１１２の第２の非コーティング領域１１２ｃに溶接されてよい。

また、第１の電極端子１３０は、溶接部１３１、第１の延長部１３２、第２の延長部１３３およびボルト延長部１３４を含み、溶接部１３１が電極組立体１１０の第１の電極１１１、すなわち、第１の非コーティング領域１１１ｃの内側に挿入される。また、第２の電極端子１４０も、溶接部１４１、第１の延長部１４２、第２の延長部１４３およびボルト延長部１４４を含み、溶接部１４１が電極組立体１１０の第２の電極１１２、すなわち、第２の非コーティング領域１１２ｃの内側に挿入される。さらに、第１の電極端子１３０および第２の電極端子１４０の各ボルト延長部１３４、１４４は、蓋板１５０を貫通して外側に突出する。

蓋板１５０は、第１の電極端子１３０および第２の電極端子１４０が外部に突出するようにしながら、ケース１２０を覆う。勿論、蓋板１５０とケース１２０との境界はレーザビームで溶接されることもできる。さらに、第１の電極端子１３０および第２の電極端子１４０のそれぞれのボルト延長部１３４、１４４は蓋板１５０を貫通するが、その外周縁にそれぞれ絶縁材１５１ａ、１５１ｂが形成されることもできる。それによって、第１の電極端子１３０および第２の電極端子１４０は蓋板１５０と電気的に絶縁される。このような構成によって、ケース１２０および蓋板１５０は電気的に中性を有することができる。すなわち、ケース１２０および蓋板１５０は極性（正極または負極）を有しない。場合によって、ケース１２０および蓋板１５０は極性を有することもできる。これについては後述する。

さらに、第１の電極端子１３０および第２の電極端子１４０のボルト延長部１３４、１４４には、それぞれナット１３５、１４５が結合されている。よって、第１の電極端子１３０および第２の電極端子１４０は蓋板１５０にしっかりと固定される。さらに、蓋板１５０には電解液栓１５２が結合されることもでき、相対的に薄い厚さを有する安全ベント１５３が形成されることもできる。実質的に、このような蓋板１５０はケース１２０と同じ材質で形成されてよい。

短絡誘導用支持板１６０は、電極組立体１１０とケース１２０の間に位置する。すなわち、短絡誘導用支持板１６０は、電極組立体１１０とケース１２０の少なくとも一つの広い側面１２１ａとの間に位置する。

短絡誘導用支持板１６０は、第１の導電板１６１、第２の導電板１６２および第１の導電板１６１と第２の導電板１６２の間に位置した絶縁板１６３からなる。第１の導電板１６１は、第１の電極１１１の第１の非コーティング領域１１１ｃに電気的に連結される。すなわち、第１の導電板１６１は第１の非コーティング領域１１１ｃに溶接される。第２の導電板１６２は、第２の電極１１２の第２の非コーティング領域１１２ｃに電気的に連結される。すなわち、第２の導電板１６２は第２の非コーティング領域１１２ｃに溶接される。絶縁板１６３は、短絡誘導用支持板１６０の動作前まで第１の導電板１６１と第２の導電板１６２の電気的短絡を防止する役割を果たす。さらに、短絡誘導用支持板１６０とケース１２０の間にも絶縁板１６４が位置する。絶縁板１６４は、短絡誘導用支持板１６０の動作前まで第２の導電板１６２とケース１２０の間の電気的短絡を防止する役割を果たす。

このようにして、二次電池の貫通や圧壊時、絶縁板１６３が破れるかまたは損傷されて、短絡誘導用支持板１６０の第１の導電板１６１および第２の導電板１６２が直接電気的に短絡される。短絡誘導用支持板１６０の第１の導電板１６１および第２の導電板１６２の電気抵抗は相対的に小さいので、短絡時に熱を殆ど発生させず、大電流を迅速に消耗する。これによって、二次電池１００の貫通または圧壊時に発熱現象が殆ど発生しないので、二次電池の貫通および圧壊に対する安全性が向上し、また二次電池の信頼性も向上する。

また、短絡誘導用支持板１６０は、電極組立体１１０とケース１２０の間に比較的厚い板（ｐｌａｔｅ）の形で位置することで、電極組立体１１０を支持する機能を有し、且つケース１２０のスウェリングを抑制する機能も有する。

また、短絡誘導用支持板１６０が電極組立体１１０の表面に沿って折曲された形にデザインされることで、短絡誘導用支持板１６０の溶接が容易であり、電極組立体１１０と短絡誘導用支持板１６０の間の溶接強度も向上する。すなわち、短絡誘導用支持板１６０は、第１の領域、第２の領域および第３の領域からなるが、第１の領域および第２の領域、そして第２の領域および第３の領域がそれぞれ所定角度で折曲された形にデザインされることで、短絡誘導用支持板１６０が電極組立体１１０に自然に密着した形態になる。よって、電極組立体１１０と短絡誘導用支持板１６０相互間の溶接が容易であり、またこれによって電極組立体１１０と短絡誘導用支持板１６０相互間の溶接強度も向上する。さらに、電極組立体１１０と短絡誘導用支持板１６０の間の溶接後にも、短絡誘導用支持板１６０に復元力が存在しないことで、電極組立体１１０と短絡誘導用支持板１６０の間の溶接強度も低下しない。ここで、短絡誘導用支持板が平らな平板形に形成されて電極組立体に溶接される場合、短絡誘導用支持板が板ばねの形に曲がるようになる。よって、短絡誘導用支持板に復元力が生じて、これにより電極組立体と短絡誘導用支持板の間の電気的連結が切断されうる。

一方、図１ｂにおいて、参照符号１７１は、電極組立体１１０の第１の非コーティング領域１１１ｃ、第１の電極端子１３０の第１の延長部１３２および短絡誘導用支持板１６０の第１の導電板１６１が溶接された状態を示し、参照符号１７２は、電極組立体１１０の第１の非コーティング領域１１１ｃおよび短絡誘導用支持板１６０の第１の導電板１６１が溶接された状態を示す。

また、図１ｂにおいて、参照符号１８１は、電極組立体１１０の第２の非コーティング領域１１２ｃ、第２の電極端子１４０の第１の延長部１４２および短絡誘導用支持板１６０の第２の導電板１６２が溶接された状態を示し、参照符号１８２は、電極組立体１１０の第２の非コーティング領域１１２ｃおよび短絡誘導用支持板１６０の第２の導電板１６２が溶接された状態を示す。

図２ａおよび図２ｂは、図１ｃの２ａおよび２ｂ領域を拡大して示す図である。

図２ａに示すように、電極組立体１１０は、例えば、第１の金属箔１１１ａ（例えば、アルミニウム箔またはアルミニウムメッシュ）、第１の活物質１１１ｂ（例えば、リチウム系酸化物）および第１の活物質がコーティングされない第１の非コーティング領域１１１ｃからなる第１の電極１１１を含む。

また、電極組立体１１０は、例えば、第２の金属箔１１２ａ（例えば、銅箔）、第２の活物質１１２ｂ（例えば、黒鉛）および第２の活物質がコーティングされない第２の非コーティング領域１１２ｃからなる第２の電極１１２を含む。さらに、第１の電極１１１の上部および下部には、ＰＥまたはＰＰ材質のセパレータ１１３がそれぞれ位置する。勿論、第２の電極１１２の上部および下部にもＰＥまたはＰＰ材質のセパレータ１１３が位置する。

ここで、第１の非コーティング領域１１１ｃは、セパレータ１１３の一側から外部に延長されている。このような第１の非コーティング領域１１１ｃは、第１の電極端子１３０の溶接部１３１および短絡誘導用支持板１６０の第１の導電板１６１との溶接性が向上するように、相互間密着または溶接されている。

さらに、第２の非コーティング領域１１２ｃも、セパレータ１１３の他側から外部に延長されている。このような第２の非コーティング領域１１２ｃは、第２の電極端子１４０の溶接部１４１および短絡誘導用支持板１６０の第２の導電板１６２との溶接性が向上するように、相互間密着または溶接されている。

図３ａおよび図３ｂは、本発明の一実施形態による貫通および圧壊に対する安全性が向上した二次電池の電極組立体と短絡誘導用支持板との関係を示す斜視図である。

図３ａおよび図３ｂに示すように、短絡誘導用支持板１６０は、第１の電極１１１の第１の非コーティング領域１１１ｃに電気的に接続される第１の導電板１６１と、第２の電極１１２の第２の非コーティング領域１１２ｃに電気的に接続される第２の導電板１６２と、第１の導電板１６１と第２の導電板１６２の間に介在された絶縁板１６３とを含む。

第１の導電板１６１は、第１の非コーティング領域１１１ｃに溶接される平らな第１の領域（または付着領域）１６１ａ、第１の領域１６１ａから延長されて折曲された第２の領域（または折曲部）１６１ｂおよび第２の領域１６１ｂから延長されて、電極組立体１１０の前方の広い側面１１４を覆う平らな第３の領域１６１ｃを含む。ここで、平らな第１の領域１６１ａおよび折曲された第２の領域１６１ｂの合わせた横方向幅は、第１の非コーティング領域１１１ｃの横方向幅と略等しく、平らな第３の領域１６１ｃの面積は電極組立体１１０の前方の広い側面１１４の面積と略等しい。平らな第１の領域１６１ａは、第１の非コーティング領域１１１ｃに直接溶接されることで、第１の非コーティング領域１１１ｃに電気的に連結される。さらに、折曲された第２の領域１６１ｂは、第１の領域１６１ａと第３の領域１６１ｃを連結し、所定角度に折曲されている。このような第２の領域１６１ｂによって、第１の領域１６１ａは第１の非コーティング領域１１１ｃに密着し、第３の領域１６１ｃは電極組立体１１０の前方の広い側面１１４に密着する。すなわち、第１の非コーティング領域１１１ｃは、溶接部１３１との溶接性を高めるために、互いに密着および圧着される。これによって、第１の非コーティング領域１１１ｃには自然に折曲領域１１１ｄが形成されるが、このような折曲領域１１１ｄに第２の領域１６１ｂが密着する。

このように、第１の非コーティング領域１１１ｃには平らな第１の領域１６１ａが密着し、電極組立体１１０の前方の広い側面１１４には平らな第３の領域１６１ｃが密着する。実質的に、第３の領域１６１ｃは絶縁板１６３に先に密着する。第１の導電板１６１は、アルミニウム（Ａｌ）または銅（Ｃｕ）からなってよい。しかし、このような材質で本発明を限定するものではない。特に、第１の非コーティング領域１１１ｃがアルミニウムからなる場合、第１の導電板１６１はアルミニウムで製造されることが好ましい。さらに、このような第１の導電板１６１の厚さは、実験的に略１００〜４００ｕｍであることが好ましい。このような数値の範囲で、貫通や圧壊による短絡が発生する場合、二次電池の温度増加が相対的に小さい。さらに、図面には第１の導電板１６１が一枚と示されているが、多数の第１の導電板が形成されてもよい。

絶縁板１６３は、第１の導電板１６１と第２の導電板１６２の間に介在される。絶縁板１６３は、短絡誘導用支持板１６０が動作する前まで、第１の導電板１６１と第２の導電板１６２との間を電気的に絶縁する。実質的に、このような絶縁板１６３は、セパレータと同じ材質からなってよい。すなわち、絶縁板１６３は、ＰＥまたはＰＰからなってもよい。しかし、このような材質で本発明を限定するものではない。

第２の導電板１６２は、第２の非コーティング領域１１２ｃに接続される平らな第１の領域（または付着領域）１６２ａ、第１の領域１６２ａから延長されて折曲された第２の領域（または折曲部）１６２ｂおよび第２の領域１６２ｂから延長され、電極組立体１１０の前方の広い側面１１４を覆う平らな第３の領域１６２ｃを含む。ここで、平らな第１の領域１６２ａおよび折曲された第２の領域１６２ｂを合わせた横方向幅は第２の非コーティング領域１１２ｃの横方向幅と略等しく、平らな第３の領域１６２ｃの面積は電極組立体１１０の前方の広い側面１１４の面積と略等しい。第１の領域１６２ａは、第２の非コーティング領域１１２ｃに直接溶接されることで、第２の非コーティング領域１１２ｃに電気的に連結される。さらに、第２の領域１６２ｂは、第１の領域１６２ａと第３の領域１６２ｃを連結し、所定角度で折曲されている。このような第２の領域１６２ｂによって、第１の領域１６２ａは第２の非コーティング領域１１２ｃに密着し、第３の領域１６２ｃは電極組立体１１０の前方の広い側面１１４に直接密着する。すなわち、第２の非コーティング領域１１２ｃは、第２の溶接部１４１との溶接性を高めるために、互いに密着および圧着される。これによって、第２の非コーティング領域１１２ｃには自然に折曲領域１１２ｄが形成されるが、この折曲領域１１２ｄに第２の領域１６２ｂが密着する。このようにして、第２の非コーティング領域１１２ｃには第１の領域１６２ａが密着し、電極組立体１１０の前方の広い側面１１４には第３の領域１６１ｃが直接密着する。第２の導電板１６２は、銅またはアルミニウムからなってよい。しかし、このような材質で本発明を限定するものではない。特に、第２の非コーティング領域１１２ｃが銅からなる場合、第２の導電板１６２は銅で製造されることが好ましい。さらに、このような第２の導電板１６２の厚さは、実験的に略１００〜４００ｕｍであることが好ましい。このような数値の範囲で、貫通や圧壊による短絡が発生する場合、二次電池の温度増加が相対的に小さい。さらに、図面には第２の導電板１６２が一枚と示されているが、多数の第２の導電板が形成されてもよい。

図４ａおよび図４ｂは、本発明の別の実施形態による貫通および圧壊に対する安全性が向上した二次電池を示す横断面図および電極組立体と短絡誘導用支持板との関係を示す斜視図である。

図４ａおよび図４ｂに示すように、本発明の別の実施形態による貫通および圧壊に対する安全性が向上した二次電池２００は、２個の短絡誘導用支持板２６０、２６０’を含むこともできる。すなわち、電極組立体１１０の前方の広い側面１１４に第１の短絡誘導用支持板２６０が位置し、電極組立体１１０の後方の広い側面（図示せず）に第２の短絡誘導用支持板２６０’が位置してよい。勿論、第１および第２の短絡誘導用支持板２６０、２６０’は、上に説明したように、第１の導電板２６１、２６１’、第２の導電板２６２、２６２’および絶縁板２６３、２６３’をそれぞれ含む。

さらに、第１および第２の短絡誘導用支持板２６０、２６０’の第１の導電板２６１、２６１’は、第１の非コーティング領域１１１ｃに電気的に連結され、第２の導電板２６２、２６２’は、第２の非コーティング領域１１２ｃにそれぞれ電気的に連結される。

ここで、平らな第１の領域２６１ａ、２６１ａ’、折曲された第２の領域２６１ｂ、２６１ｂ’および平らな第３の領域２６１ｃ、２６１ｃ’からなる第１の導電板２６１、２６１’、そして平らな第１の領域２６２ａ、２６２ａ’、折曲された第２の領域２６２ｂ、２６２ｂ’および平らな第３の領域２６２ｃ、２６２ｃ’からなる第２の導電板２６２、２６２’の形態および相互関係は、上に説明したものと同様であるので、これについての説明は省略する。

このように、本発明の別の実施形態による二次電池２００は、電極組立体１１０とケース１２０の前方の広い側面１２１ａとの間だけでなく、電極組立体１１０とケース１２０の後方の広い側面１２１ｂとの間にも短絡誘導用支持板２６０、２６０’が位置することで、二次電池２００の貫通および圧壊に対する安全性がより向上する。

さらに、電極組立体１１０の前方および後方にそれぞれ短絡誘導用支持板２６０、２６０’が位置することで、二次電池のスウェリングもより効率的に抑制される。

図５は、本発明のさらに別の実施形態による貫通および圧壊に対する安全性が向上した二次電池の電極組立体と短絡誘導用支持板との関係を示す分解斜視図である。

図５に示すように、本発明の別の実施形態による二次電池は、２個以上の電極組立体７１０を含むこともできる。勿論、この２個の電極組立体７１０には、第１の電極端子（図示せず）および第２の電極端子１４０が電気的に接続される。また、例えば、第２の電極端子１４０は、溶接部１４１、第１の延長部１４２、第２の延長部１４３およびボルト延長部１４４からなってよい。このような第２の電極端子１４０は、２個の電極組立体７１０に形成された第２の非コーティング領域１１２ｃに電気的に連結される。第１の電極端子も、第２の電極端子１４０と同様の構造を有し、この第１の電極端子は、２個の電極組立体７１０に形成された第１の非コーティング領域１１１ｃに電気的に連結される。

一方、２個の電極組立体７１０のうち何れか一つの前方の広い側面１１４に、短絡誘導用支持板７６０が位置することもできる。勿論、このような短絡誘導用支持板７６０は、第１の導電板７６１、第２の導電板７６２および絶縁板７６３を含む。また、実質的に、短絡誘導用支持板７６０は、二つの電極組立体７１０のうち何れか一つの前方の広い側面１１４とケース（図示せず）との間に介在される。

このように、本発明の別の実施形態は、大容量の二次電池を有し、且つ貫通および圧壊に対する安全性が向上した二次電池を提供する。さらに、本発明の別の実施形態は、スウェリングが抑制された二次電池を提供する。

図６は、本発明のさらに別の実施形態による貫通および圧壊に対する安全性が向上した二次電池の電極組立体と短絡誘導用支持板との関係を示す分解斜視図である。

図６に示すように、本発明の別の実施形態による二次電池は、２個以上の電極組立体７１０を含むこともできる。勿論、２個の電極組立体７１０には、第１の電極端子（図示せず）および第２の電極端子１４０が電気的に接続される。

さらに、２個の電極組立体７１０のうち何れか一つの前方の広い側面１１４に第１の短絡誘導用支持板８６０が位置し、他の一つの後方の広い側面に第２の短絡誘導用支持板８６０’が位置することもできる。勿論、第１の短絡誘導用支持板８６０は、第１の導電板８６１、第２の導電板８６２および絶縁板８６３を含み、第２の短絡誘導用支持板８６０’は、第１の導電板８６１’、第２の導電板８６２’および絶縁板８６３’を含む。

このように、本発明の別の実施形態は、電極組立体とケースの前方の広い側面との間に第１の短絡誘導用支持板８６０が位置し、電極組立体とケースの後方の広い側面との間に第２の短絡誘導用支持板８６０’が位置することで、貫通および圧壊に対する安全性がより向上した二次電池を提供する。さらに、本発明の別の実施形態は、スウェリングが抑制された二次電池を提供する。

前述したものは、本発明による貫通および圧壊に対する安全性が向上した二次電池を実施するための一つの実施形態に過ぎないものであって、本発明は上記の実施形態に限定されず、以下の特許請求の範囲で請求するように、本発明の要旨を逸脱することなく当該発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば誰でも様々な変更実施が可能な範囲まで本発明の技術的精神がある。

また、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 二次電池
１１０ 電極組立体
１１１ 第１の電極
１１１ａ 第１の金属箔
１１１ｂ 第１の活物質
１１１ｃ 第１の非コーティング領域
１１２ 第２の電極
１１２ａ 第２の金属箔
１１２ｂ 第２の活物質
１１２ｃ 第２の非コーティング領域
１１３ セパレータ
１２０ ケース
１２１ａ、１２１ｂ 広い側面
１２２ａ、１２２ｂ 狭い側面
１２３ 底面
１３０ 第１の電極端子
１３１ 溶接部
１３２ 第１の延長部
１３３ 第２の延長部
１３４ ボルト延長部
１３５ ナット
１４０ 第２の電極端子
１４１ 溶接部
１４２ 第１の延長部
１４３ 第２の延長部
１４４ ボルト延長部
１４５ ナット
１５０ 蓋板
１５１ａ、１５１ｂ 絶縁材
１５２ 電解液栓
１５３ 安全ベント
１６０ 短絡誘導用支持板
１６１ 第１の導電板
１６１ａ 第１の領域
１６１ｂ 第２の領域
１６１ｃ 第３の領域
１６２ 第２の導電板
１６２ａ 第１の領域
１６２ｂ 第２の領域
１６２ｃ 第３の領域

Claims (16)

1. ケースと、
   前記ケースに収容され、第１の平面および第２の平面を有する電極組立体と、
   前記電極組立体と前記ケースの間に介在された支持板と、を含み、
   前記支持板は、
   前記第１および第２の平面のうち少なくとも何れか一つに近接して重なる平らな領域を有する第１の導電板と、
   前記第１の導電板の平らな領域に近接して重なる平らな領域を有する第２の導電板と、を含み、
   前記電極組立体は、第１の電極、第２の電極および第１の電極と第２の電極の間に介在されたセパレータを含み、
   前記第１の電極は、活物質がコーティングされたコーティング領域と前記活物質がコーティングされない非コーティング領域を有し、
   前記第１の導電板は、非コーティング領域で第１の電極に電気的に連結され、
   前記第１の導電板は、前記第１の電極の折曲領域に対応する第１の折曲部と、前記第１の電極の非コーティング領域に対応する第１の付着領域とを有することを特徴とする二次電池。
2. 前記支持板は、前記第１の導電板および前記第２の導電板の間に介在された絶縁板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。
3. 前記非コーティング領域が前記第１の導電板に溶接されたことを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
4. 前記第１の付着領域は、前記第１の折曲部から延長されることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
5. 前記第１の導電板および前記非コーティング領域は、同一物質を含むことを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
6. 前記第２の電極は、活物質がコーティングされたコーティング領域と前記活物質がコーティングされない非コーティング領域を有し、
   前記第２の導電板は、前記非コーティング領域で前記第２の電極に電気的に連結されたことを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
7. 前記第２の導電板は、前記第２の電極の折曲領域に対応する第２の折曲部と、前記第２の電極の非コーティング領域に対応する第２の付着領域とを有することを特徴とする請求項６に記載の二次電池。
8. 前記電極組立体に電気的に連結された第１の電極端子をさらに含み、前記第１の電極端子は、前記電極組立体の内側に延長された溶接領域を含むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
9. 前記支持板は金属を含むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
10. 前記金属はアルミニウムまたは銅を含むことを特徴とする請求項９に記載の二次電池。
11. 前記第１の導電板および前記第２の導電板は互いに異なる物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
12. 前記第１の導電板はアルミニウムを含み、前記第２の導電板は銅を含むことを特徴とする請求項１１に記載の二次電池。
13. 前記電極組立体の前記第１および第２の平面のうち他の一面に電気的に連結された別の支持板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。
14. 前記支持板に電気的に連結された別の電極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。
15. 前記第１の導電板および前記第２の導電板の厚さは、各々１００μｍから４００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
16. 前記第１の導電板の厚さは前記第２の導電板の厚さと異なることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
    

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