JP5224991B2 - 二次電池 - Google Patents

Description

本発明は、二次電池に関し、特に、部品点数及び製造工程を減少させることができるように一体型に形成されるハードケースを有する二次電池に関する。

二次電池（Ｓｅｃｏｎｄ Ｂａｔｔｅｒｙ または Ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ Ｂａｔｔｅｒｙ）とは、充電が不可能な一次電池とは異なり、充電及び放電を複数回行うことができる電池のことを言う。このような二次電池は、携帯電話、ノートパソコン、カムコーダなどのような携帯型電子装置からハイブリッド車両に至るまで、多様な分野で用いられている。

二次電池は、陽極板及び陰極板の材料によって区分されることもあるが、外形や利用形態によって区分されることもある。外形による区分としては、例えば、円形（円筒形）二次電池や角形二次電池などがある。角形二次電池は、平たく製造される缶の内部に電極組立体を挿入して利用する形態の二次電池である。角形二次電池は、缶内部に電極組立体とキャップ組立体を収容して完成されたベアセルの外部に、回路部、ケース及びラベル紙などを取り付けて商品として用いることができる。

しかし、このような従来の二次電池は、ケースを形成する工程が、２種以上の材料を用いるといった理由により複雑になり、これによって製造コストが増加するという問題点があった。すなわち、缶の一部は予め製作されたハードケースによって保護される。そして、上記ハードケースの一部と上記缶の一部とを、ホットメルト樹脂を用いた樹脂成形によりモールドケースを形成して結合する方法を用いていた。このため、二次電池のケースを形成する工程としては、２個のハードケースを作製してこれらを缶に取り付ける工程と、更に、ホットメルト樹脂を用いてこれらを樹脂成形するモールド工程とが必要であった。特に、モールド工程においては、缶の内部に電極組立体と電解液とキャップ組立体とが収容されたベアセルを直接投入してモールディングが行われるため、モールド工程による破損が頻繁に発生し、このために歩留まりが低くなるという問題があった。具体的には、例えば、モールドケースを形成するためにモールド（金型）にベアセルを挿入する過程において破損が生じたり、ホットメルト樹脂を供給する際に熱によって破損が生じたり、モールディングする際の圧力や圧着によって破損が生じるなど、多様な原因によって二次電池の破損が引き起こされていた。そして、このために歩留まりが低下して、結果的に製造原価の上昇をもたらしていた。

また、モールドケースを形成するためのモールド（金型）を製作する際にも、ベアセルを設置するための空間を余分に設けなければならないため、モールドを製作するためのコストが上昇するといった問題点もあった。さらに、ハードケースをベアセルに取り付けた後に、モールド工程を行わなければならないため、製造工程上の制約が大きい点も問題点として挙げられている。

特に、モールド工程が完了した後に、回路モジュールなどに異常が発生してもケースを除去することが容易ではない。このため、例えば電池モジュールの一ベアセルだけや回路部分にだけ不具合が生じた場合などに、不良が発生していないベアセルを再利用することが困難であるという問題があった。

以上のように、ベアセルと回路部を含み、ケースにより保護される従来の二次電池は、上記ベアセルと回路部とケースとを結合する際の製造工程数が多く、使用する部品数も多く、製造方法が複雑である点が問題となっていた。また、樹脂成形によりベアセルと回路部とケースとを一体化させる製造方法は、ベアセルまたは回路部が損傷される恐れがあり、不良が発生しやすく、問題となっていた。上記のように従来の二次電池は、製造効率が悪く、製造工程において不良が発生しやすい構成を有するため、製造コストも高くなっていた。

そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、 脱付着が容易な形態に予め製作されたケース（ハードケース）を有する二次電池を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、部品点数及び製造工程を減少できるように一体型に形成されるケース（ハードケース）を有する二次電池を提供することにある。

また、本発明のさらに他の目的は、工程の便宜性または容易性が向上するように、部分的に曲げることによってコアパックと結合可能な構造を有するケース（ハードケース）を備えた二次電池を提供することにある。

以上のように、本発明の目的とするところは、製造工程および使用する部品数を減らすことができ、製造が容易であり、製造工程におけるベアセルや回路部の損傷が減少され、製造コストを抑制することのできる構成を有す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、少なくとも一つのベアセルと、上記ベアセルと電気的に接続される回路部と、上記ベアセルの上記回路部を覆蓋するケースとを含み、上記ケースは、上記ベアセルの一面に取り付けられる（装着される）メインケースと、上記ベアセルの上記一面と隣合う他の面のうち少なくとも一面にそれぞれ取り付けられる（装着される）少なくとも一つのサブケースとが、一体に形成されること、を特徴とする二次電池が提供される。

このような本発明にかかる二次電池によれば、ベアセルの回路部を覆蓋するケースが、ベアセルに装着される構造を有するため、上記二次電池の製造が容易になる。ここで、上記二次電池は、単一のベアセルを含むこともできるし、あるいは、２つ以上のベアセルを含むこともできる。また、ベアセルの回路部を覆蓋するケースはメインケースとサブケースとからなるが、上記メインケースとサブケースは一体に形成されるため、上記二次電池は、部品点数が減少され、製造工程数も少なくなり、製造が容易である。更に、上記ケースはベアセルに装着される構成を有するため、従来の樹脂成形によりケースを結合する製造工程で発生していたベアセルの損傷が防止される。これらの結果、本発明にかかる二次電池の製造コストを抑制することができる。

このとき、上記サブケースは、上記メインケースの一端及び他端（両端）にそれぞれ一体に形成され、上記それぞれのサブケースは、上記ベアセルの上記一面と隣合う二つの面にそれぞれ取り付けられることができる。更にこのとき、上記メインケースは、上記ベアセルの幅が狭い面のうち長さが長い面に取り付けられ、上記それぞれのサブケースは、上記ベアセルの幅が狭い面のうち長さが短い面に取り付けられることができる。すなわち、上記ケースは、直方体のベアセルの向かい合う最も広い面の周囲に位置する４つの側面のうち、長い方の側面と、その両隣の短い方の側面２面との、合計３つの面にまたがって設けられることができる。

ここで、上記メインケースは、上記回路部を内部に収容することができる形状を有する上記メインケースの本体と、上記ベアセルの上記一面と隣接する上記ベアセルの複数の面の一部を囲む（覆う）ように、上記メインケースの本体（メインケース本体）から一体に延長される上記メインケースの側部（メインケース側部）とを含んで構成されることができる。すなわち、上記メインケースは、上記ベアセルの上記一面とその周囲の面の上部を覆う蓋のような形状を有し、上記ベアセルの上記一面に蓋をかぶせるように装着されることができる。このように、上記メインケースは上記ベアセルに容易に取り付けられることができる。

また、上記サブケースは、上記ベアセルの上記他の一面と対応する形状を有する板状（プレート状）の上記サブケースの本体（サブケース本体）と、上記ベアセルの上記他の一面と隣接する上記ベアセルの複数の面の一部を囲む（覆う）ように、上記サブケースの本体から一体に延長される上記サブケースの側部（サブケース側部）とを含んで構成されることができる。すなわち、上記サブケースは、上記ベアセルの上記他の一面とその周囲の面の上部、またはその一部を覆う形状を有し、上記ベアセルの他の一面に蓋をかぶせるように装着されることができる。このように、上記サブケースは上記ベアセルに容易に取り付けられることができる。

また、上記メインケースと上記サブケースは、繋ぎ部により繋がれて一体に形成されることができる。

このとき、上記メインケースは、上記ベアセルの上記他の面の一部を覆う上記メインケースの側部を含み、上記サブケースは、上記ベアセルの上記他の面に取り付けられた際に上記他の面と対向する上記サブケースの本体を含み、上記繋ぎ部は、上記メインケースの側部と上記サブケースの本体とが繋がれてなることができる。

ここで、上記繋ぎ部は、上記繋ぎ部の幅が上記サブケースの本体の幅と同じに形成される全面型繋ぎ部であることができる。あるいは、上記繋ぎ部は、上記繋ぎ部の幅が上記サブケースの本体の幅よりも狭く形成される細幅型繋ぎ部であることもできる。また、上記繋ぎ部は、上記繋ぎ部の一部に格子型の孔が形成された格子型繋ぎ部であってもよい。さら、上記繋ぎ部は、上記繋ぎ部の幅が上記繋ぎ部の両端部よりも中央部において広く形成される凸型繋ぎ部であることもできる。

また、上記繋ぎ部の厚さは、上記メインケース及び上記サブケースのうち薄い方の厚さと同じであるか、または、薄く形成されるのがよい。さらにこのとき、上記繋ぎ部の厚さは、上記メインケースまたは上記サブケースの厚さに対して２／３以下の厚さを有するのがよい。このような厚さを有することにより、上記サブケースを上記ベアセルに装着するための、上記繋ぎ部における上記ケースの折り曲げが、容易に行えるようになる。

また、上記繋ぎ部は、断面がＬ字状に折り曲げられた形状に形成されるのがよい。すなわち、上記繋ぎ部がＬ字状の断面を有することにより、上記サブケースは上記ベアセルの装着対象面に対して最初は垂直の状態に位置し、上記ケースを上記Ｌ字部が直線状になるように折り曲げることにより、上記サブケースは装着対象面を覆うように上記ベアセルに装着されることができる。このとき、上記繋ぎ部の上記折り曲げられて形成された領域において、上記ベアセルと対向する側の面である内側面と、上記内側面の反対側の面である外側面とが曲面に形成されるのがよい。あるいは、上記繋ぎ部の上記折り曲げられて形成された領域において、上記ベアセルと対向する側の面である内側面と、上記内側面の反対側の面である外側面のうちのいずれか一面が曲面に形成されてもよい。または、上記繋ぎ部の上記折り曲げられて形成された領域において、上記ベアセルと対向する側の面である内側面と、上記内側面の反対側の面である外側面のうちのいずれか一面が平面に形成されることもできる。

上記ベアセルと上記回路部との間には、絶縁部材がさらに介在されてもよい。

ここで、上記ベアセルの外表面には、ラベルが取り付けられることができる。あるいは、上記ベアセルの外表面にはラベルが取り付けられ、上記ラベルは、上記メインケースと上記サブケースを一体に繋ぐ上記繋ぎ部を覆う（囲む）ように、上記ベアセルの外表面に取り付けられるようにしてもよい。または、上記ベアセルの外表面にはラベルが取り付けられ、上記ラベルは、上記サブケースの本体及び上記サブケースの側部と、上記メインケースの側部とを覆う（囲む）ように、上記ベアセルの外表面に取り付けられるようにすることもできる。

また、上記目的を達成するために、本発明による二次電池は、缶と、上記缶内部に収容される電極組立体及び上記電極組立体と電気的に繋がれる電極端子を含むベアセルと、上記ベアセルと電気的に繋がれる回路部と、上記回路部を収納して、上記ベアセルに取り付けられ、メインケース及び上記メインケースと一体となって形成される１つ以上のサブケースを含むケースと、を含んで構成され、上記メインケースと上記サブケースとは繋ぎ部によって繋がれることを特徴とする。上記メインケース及び上記サブケースのうちいずれか１つは、本体と、上記本体の端から垂直方向に延びるサイドとを含んで構成されることができる。上記繋ぎ部は、上記メインケースの上記サイドと上記サブケースの上記本体とを連結することができる。上記繋ぎ部は、上記メインケースのサイド及び上記サブケースの本体のうちいずれか１つと厚さ、幅、縦断面模様及び横断面模様のうち１つ以上が異なるように形成されることができる。上記繋ぎ部の厚さは、上記メインケースのサイド及び上記サブケースの本体のうち薄い方の厚さと同じであるか、または、薄く形成されることができる。上記繋ぎ部は、格子型、上記繋ぎ部の幅が上記サブケースの本体幅と同一に形成される全面型、及び上記繋ぎ部の幅が上記サブケースの本体幅より狭く形成される細幅型のうちいずれか１形態に形成されることができる。上記ベアセルの外面に取り付けられるラベルをさらに含んで構成されることができる。上記ラベルは、上記メインケース及び上記サブケースのうち１つ以上の上記サイドと重畳されることができる。上記ラベルは、上記サブケースを包むように上記ベアセルの外面に取り付けられることができる。

上記目的の以外の本発明の他の特徴及び作用は、添付図面を参照した後述する本発明の実施の形態についての詳細な説明を通じて明らかにするものとする。

以上説明したように本発明によれば、脱付着が容易な形態に予め製作されたハードケースをコアパックと単純結合させることにより、二次電池の生産効率を向上させることが可能な二次電池を提供できるものである。ここで、コアパックは、少なくとも一つのベアセルと回路部とを含み、更にリードと絶縁部材とを含むことができる。

また、本発明による二次電池は、一体型に形成されたハードケースを提供することにより、ハードケース及び二次電池を生産するための部品点数及び製造工程数を減少させることができる。またその結果、二次電池の製造コストを低減させることも可能となる。

また、本発明による二次電池は、部分的に折り曲げられた構成を有してコアパックと結合可能な構造を有するケース（ハードケース）を備えることにより、製造工程の利便性（便宜性）が増大される。また、コアパックに不良が発生した際に、ケースを取り外して不良が発生した部品を容易に取り出すことができる。

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。

図面と連関して以下に開示される詳細な説明は、発明の望ましい実施例を説明することを意図して示されたものであって、発明を実行することが可能な形態だけを示したものではない。本発明の思想や範囲に含まれた同一または等価の機能は、他の実施の形態によっても達成できるものである。

図面に開示された特徴は、説明を容易にするために拡大表示されているものであり、図面及びその構成要素は、必ずしも実際と同様の適切な割合で示されているものではない。しかし、当業者であればこのような詳細事項を容易に理解できるものと了解される。

図１は、本発明の実施の形態にかかる二次電池の分解斜視図である。図１を参照すれば、本発明の実施の形態にかかる二次電池は、ベアセル３５、回路部５０、ケース９０及び、ラベル９７を含んで構成される。また、本発明の実施の形態にかかる二次電池は、絶縁部材４１及びリード４２をさらに含んで構成されることができる。ここで、ベアセル３５、回路部５０、リード４２及び絶縁部材４２が結合された組立体をコアパック６０と称することができる。

ベアセル３５は、缶３０を含んで構成される。缶３０は、内部に空洞を有する略直方体の形状に形成されることができるが、缶の構成は、上述した缶３０の形態に限定されるものではない。缶３０内部の空洞には、電極組立体（図示せず）が収容される。図１には、ベアセル３５の一部である缶３０と結合され、安全ベント２１が形成されたキャッププレート１７及び電極端子１９が示されている。電極組立体の詳細については後述する。

ここで、ベアセル３５の電極端子１９が露出された面、すなわち、キャッププレート１７が位置する面を第１面９２ａとし、第１面９２ａと隣接する複数の面のうち狭い幅を有する一対の面のうち一方の面を第２面９２ｂとし、第１面９２ａと対向する面を第３面９２ｃとし、第２面と対向する面を第４面９２ｄとし、残りの一対の面のうち一方の面を第５面９２ｅとし、最後の一面を第６面９２ｆとして、以下の説明を行う。第１面９２ａには、電極端子１９が露出される。電極端子１９は、陽極（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ）または陰極（Ｎｅｇａｔｉｖｅ）のうちのいずれか一極として用いられる。ここで、本発明の実施の形態においては、電極端子１９が陰極であり、缶３０が陽極として用いられる実施の形態について説明する。ベアセル３５の外部、すなわち、缶３０の外部は、図１に示されたように、絶縁部材４１、リード４２及び回路部５０、ケース９０及びラベル９７によって覆われ（カバーされ）、外部との電気的接触及び物理的接触から保護される。

回路部５０は、ベアセル３５の充放電を制御して過度な電流の流れを遮断し、二次電池の破損、二次電池と繋がれた装置の破損、及び二次電池による人事事故を防止することができる。回路部５０は、ベアセル３５の外部のうち第２面９２ｂに取り付けられ、リード４２（４２ａ、４２ｂ）によってベアセル３５と電気的に繋がれる。さらに、回路部５０は、図１に示されたように少なくとも一つの露出端子５３を備えて、外部装置との電気的連結経路を提供するように構成されることができる。リード４２は、ベアセル３５の電極端子１９と回路部５０とを連結する第１リード４２ａと、缶３０と回路部５０とを連結する第２リード４２ｂとにより構成される。ここで、図１では、第２リード４２ｂが第３面９２ｃと接触するように示されているが、第２リード４２ｂは缶３０の一部と接触していればよく、第２リード４２ｂが缶３０と接触する位置は図１に示された形態に限定されるものではない。

絶縁部材４１は、回路部５０とベアセル３５との間、及び、第１リード４２ａとベアセル３５との間に配置される。上述したように本発明の実施の形態においては、電極端子１９が陰極として用いられ、ベアセル３５の缶３０が陽極として用いられる。特に、缶３０そのものが陽極として用いられるため、缶３０の外面に接触される回路部５０と缶３０との間には絶縁が必要である。このため、第１リード４２ａ及び回路部５０は、缶３０とそれぞれ電気的に絶縁されなければならず、絶縁部材４１が、缶３０の外面と回路部５０との間、及び、缶３０の外面と第１リード４２ａとの間に配置される。また、絶縁部材４１は、缶３０の第１面９２ａと第２面９２ｂの境界で一回折り曲げられる。そして、絶縁部材４１のうち第１面９２ａに取り付けられる部分には、電極端子１９が第１リード４２ａに電気的に接続されるようにするために孔４１ａが形成されることができる。

ケース９０は、コアパック６０を物理的、電気的破損から保護することができる。ここで、コアパック６０は、ベアセル３５、回路部５０、リード４２及び、絶縁部材４２が結合された形態を意味する。ケース９０は、メインケース７０と、メインケース７０の一端及び他端（両端）に形成されるサブケース８１（８１ａ、８１ｂ）とにより構成される。ここで、図１には、メインケース７０の一端及び他端にそれぞれ形成される第１サブケース８１ａと第２サブケース８１ｂとが示されているが、いずれか一方のサブケースだけが設けられた構成を有してもよい。すなわち、ケース９０は、ベアセル３５の一面に装着されるメインケース７０と、ベアセル３５の上記一面と隣合う他の面の少なくとも一面に装着される少なくとも一つのサブケース８１とが、一体に形成された構成を有する。

メインケース７０とサブケース８１とは、繋ぎ部６５（６５ａ、６５ｂ）によって繋がれる。すなわち、ケース９０は、ベアセル３５の一面に装着されるメインケース７０と、ベアセル３５の上記一面と隣合う他の面の少なくとも一面に装着される少なくとも一つのサブケース８１とが、繋ぎ部６５を介して一体に形成された構成を有する。このとき、サブケース８１は、繋ぎ部６５の部分が折り曲げられて、矢印Ａ方向に動かされることができる。

ケース９０は、射出成形のようなプラスチック成形方法によって容易に形成されることができる。特に、本発明の実施の形態にかかるケース９０は、メインケース７０とサブケース８１とが一体型に形成されて、その製造工程は単純化されている。ケース９０の材質は、硬化性プラスチックが主な材料となっている。一方、メインケース７０とサブケース８１とを連結する繋ぎ部６５は、軟性、弾性、引張性を有する材質からなるのがよい。なぜなら、本発明の実施の形態において、サブケース８１は繋ぎ部６５を軸として回動し、この回動によってベアセル３５に結合されるため、軟性、弾性、引張性及びこれらと等価の特性を有さない場合、切れたり、または折れる恐れがある。このケース９０の詳細については、図２及び図３を参照して後述する。

メインケース７０は、ベアセル３５の第２面９２ｂに取り付けられ（装着され）、回路部５０及びリード４２の一部をその内部に収容することによりベアセル３５の外面に密着される。このため、メインケース７０は、３つの面を含んで構成され、ベアセル３５と結合される方向に開口された内部に空き空間を有する形状に形成される。このようなメインケース７０の空き空間に、回路部５０とリード４２の一部とベアセル３５の一部とが収容される。すなわち、メインケース７０は、キャップの形状に形成され、ベアセル３５の端部に差し込まれる差し込み方式によってベアセル３５と結合される。上記のように、ケース９０のメインケース７０は、回路部５０を覆蓋してベアセル３５に装着されるため、メインケース７０には、露出端子５３がケース９０の外部に露出されるように露出端子孔７１が１つ以上形成されることができる。また、メインケース７０には、二次電池が装置に装着される際に二次電池の向きを間違えないように、逆挿入防止溝９８が１つ以上形成されることができ、逆挿入防止溝９８により二次電池の装着方向（差し込み方向）が定義される（決まる）。

サブケース８１は、ベアセル３５の第１面９２ａに結合される第１サブケース８１ａと第３面９２ｃに結合される第２サブケース８１ｂとにより構成される。サブケース８１は、メインケース７０と同様にキャップの形状に形成され、ベアセル３５の端部に差し込まれる差し込み方式によってベアセル３５と結合される。第１サブケース８１ａとベアセル３５との間には、第１リード４２ａ及び絶縁部材４１の一部が配設（収納）される。また、第２サブケース８１ｂとベアセル３５との間には、第２リード４２ｂが配設（収納）される。そして、サブケース８１は、繋ぎ部６５によってメインケース７０と繋がれる。さらに、サブケース８１には、二次電池が装置に装着される際に二次電池の脱付着が容易になるように、係止溝９９が１つ以上形成されることができる。係止溝９９は、サブケース８１の面のうちの一部が陥没された形態に形成されることができるが、係止溝の形態はこれに限定されるものではない。

ラベル９７は、ベアセル３５の外面を包む（覆う）ようにベアセル３５に取り付けられ、外部とベアセル３５との間の絶縁を確保する。特に、ラベル９７は、ケース９０の一部を覆うようにベアセル３５に取り付けられることができ、これによりケース９０とベアセル３５とがより強固に結合されるようにすることができる。さらに、ラベル９７には商品情報などが記載されることができる。ラベル９７は、プラスチック樹脂を用いて製作されたフィルム状の部材、紙、紙とフィルムからなる二重構造の部材など、多様な種類の絶縁材を用いて具現されることができるが、ラベルの材質はこれらに限定されるものではない。

次に、ケース９０の詳細について、図２及び図３を参照して説明する。図２は、本発明の実施の形態にかかる二次電池のケースを示した斜視図である。図３は、図２とは異なる視線方向から見た場合のケースを示した斜視図である。

図２及び図３を参照すれば、メインケース７０には既に説明したように逆挿入防止溝９８及び露出端子孔７１が形成される。そして、メインケース７０は、図３に示されたように断面が逆コの字状に形成される。すなわち、メインケース７０は、露出端子孔７１が形成されるメインケースの本体であるメインケース本体（キャップ本体）７５と、メインケース本体７５から一体に延びるメインケースの側部であるメインケース側部（キャップサイド）７６ａ、７６ｂとに区分されることができる。図２及び図３において、メインケースの側部としては、メインケース側部７６ａ、７６ｂの２つの面のみが示されているが、実際には、メインケースの側部は、繋ぎ部６５が形成された２つの面も含めて、合計４つの面から構成される。メインケース本体７５とメインケース側部７６ａ、７６ｂによって、メインケース７０は内部に回路部５０を収容できる空洞部であるキャップキャビテ（メインケースの空洞部）７７を形成する。また、メインケース側部７６ａ、７６ｂの内面は、ベアセル３５の外面と密着することにより、メインケース７０がベアセル３５に結合される。さらに、メインケース側部７６ａ、７６ｂの外面の一部をラベル９７で包むことにより、メインケース７０とベアセル３５との結合が強固になる。

サブケース８１は、繋ぎ部６５ａ、６５ｂによってメインケース７０と繋がれる。すなわち、成形工程において、サブケース８１とメインケース７０は一体に成形される。サブケース８１もまた、サブケースの本体であるサブケース本体（サブキャップ本体）８２ａ、８２ｂと、サブケースの側部であるサブケース側部（サブキャップサイド）８３ａ、８３ｂとから構成される。但し、サブケース８１は、メインケース７０とは異なり、サブケース側部８３ａ、８３ｂが、メインケース７０と繋がっている方向の面には形成されない。これはメインケース７０とサブケース８１との結合のためである。例えば、図２及び図３には、ベアセル３５の３つの面と結合する形態のサブケース８１が示されている。一方、サブケース側部８３ａ、８３ｂは、例えばベアセル３５の第４面９２ｄと対応する面には形成されずに、第５面９２ｅと第６面９２ｆと対応する面にそれぞれ形成されて、２つの独立した側部として形成されることもできる。しかし、サブケースの側部の形態は、本発明の実施の形態で説明するサブケース側部の形態に限定されるものではなく、サブケース８１がベアセル３５に強固に結合される形態であれば、その構成は当業者によって選択が可能である。

ケース９０のベアセル３５に対する結合は、先ずメインケース７０がベアセル３５に結合された後、メインケース７０の両端のサブケース８１ａ、８１ｂを折り曲げることにより行われる。その後、ケース９０を包む形態にラベル９７を取り付けることにより、二次電池が完成される。

ケース９０を形成する材料としては、上述したように一定の強度を有する材料を用いなければならない。一方、繋ぎ部６５の材料は、数回の折り曲げに耐えることができるほどの軟性、弾性、引張性及びこれらと等価の特性のうちいずれか１つを有していなければならない。このため、ケース９０は、成形後に完全に硬化されて硬度が高まる系列のプラスチック樹脂を材料とするよりも、ある程度の軟性を有する樹脂を材料とすることが望ましい。このような樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートや、エポキシ樹脂などを用いることができる。但し、材料の選択は、ケース９０の大きさ及び厚さ、ケースが適用される二次電池の大きさや形態などのような、固有の特性を考慮して生産者によって決められるべき事項であり、ケースの材料は上述した材料に限定されるものではない。

図４ａ〜図４ｄは、繋ぎ部の例を示した斜視図であって、図４ａは全面型、図４ｂは細幅型、図４ｃは格子型、図４ｄは凸型の繋ぎ部の例を示した図である。

図４ａには、全面型繋ぎ部４６５ａが示されている。通常、ベアセル３５を構成する缶３０は、第１面９２ａ、第２面９２ｂ、第３面９２ｃ、第４面９２ｄの幅が同一に形成される。これは、缶３０の内部に収納される電極組立体の厚さが長さ方向に略同一に形成されるためである。このため、メインケース４７０の幅ｗはサブケース４８１と略同一に形成される。全面型繋ぎ部４６５ａは、他の例と異なり、繋ぎ部４６５ａの幅ｗ´がメインケース４７０の幅ｗまたはサブケース４８１の幅と略同一に形成される。また、繋ぎ部４６５ａの長さは、サブケース４８１を回動し易い程度に決められる事項であって、二次電池の特性によって変わる事項である。繋ぎ部４６５ａの幅、厚さ及びその他の特性に関する詳細な内容については、図５を参照して後述する。

図４ｂには、細幅型繋ぎ部４６５ｂが示されている。細幅型繋ぎ部４６５ｂは、繋ぎ部４６５ｂの幅ｗ´がサブケース４８１の幅ｗよりも小さい値を有するように構成された繋ぎ部である。図４ｂでは、細幅型繋ぎ部４６５ｂは幅ｗ方向の略中央に位置しているが、幅ｗ方向の一端に形成されることもできる。細幅型繋ぎ部４６５ｂの位置は、上述した位置に限定されるものではない。細幅型繋ぎ部４６５ｂは、全面型繋ぎ部４６５ａと比較した場合、その厚さを全面型繋ぎ部４６５ａよりも厚く形成することができるといった点において、有利である。すなわち、細幅型繋ぎ部４６５ｂは、その厚さが全面型繋ぎ部４６５ａと同じ厚さである場合、全面型繋ぎ部４６５ａよりも容易に折り曲げることができ、有利である。

図４ｃには、格子型繋ぎ部４６５ｃが示されている。格子型繋ぎ部４６５ｃは、細幅型繋ぎ部４６５ｂと比較すると狭い幅を有する線形態の繋ぎ部４６５ｃを形成したものであり、中央が空いている形態に形成される。例えば、格子型繋ぎ部４６５ｃは、２本以上の幅の細い線形の繋ぎ部からなってメインケース４７０とサブケース４８１とを繋ぐことができ、上記２本以上の繋ぎ部の間は空間となっており、格子をなしている。格子型繋ぎ部４６５ｃの形状には、上記のような形態の他にも格子型の多様な形態が適用可能であり、上述した形態に限定されるものではない。

図４ｄには、凸型繋ぎ部４６５ｄが示されている。凸型繋ぎ部４６５ｄは、細幅型繋ぎ部４６５ｂと類似した繋ぎ部であって、２段階以上の折り曲げに有利であるが、本願では一例として提供した。また、図４ｄでは、繋ぎ部４６５ｄの中央が楕円形に膨らんでいる繋ぎ部を示したが、凸型繋ぎ部４６５ｄの形状は上記のような形状に限定されるものではない。

以上、繋ぎ部の例を示したが、繋ぎ部の形状は上記の形状に限定されるものではない。例えば、繋ぎ部は、中央部が凹型にへこんでいる形状に形成されてもよい。

図４ａ〜図４ｄにおいては、いくつかの繋ぎ部の例を提示したが、繋ぎ部の形態は、折り曲げの程度、ケースの材質、ケースの大きさ、加工の厚さなどの、多様な特性によって異なることができ、これは当業者によって選択されるべき事項である。

図５ａ〜図５ｃは、図２の二次電池のケースのＶで示された部分の詳細な構成を示した斜視図である。

図５ａ〜図５ｃを参照すれば、繋ぎ部５６５（５６５ａ、５６５ｂ、５６５ｃ）の厚さＨは、メインケース側部５７６ｃの厚さＨ１とサブケース５８１の本体の厚さＨ２のうち、薄い方の厚さよりも薄いか、または、薄い方の厚さと同一の厚さＨを有するように形成される。もし、メインケース側部５７６ｃまたはサブケース５８１の本体の厚さよりも厚く形成されると、繋ぎ部５６５による折り曲げが発生せず、繋ぎ部５６５より薄いメインケースまたはサブケースで不良が発生する恐れがある。このため、繋ぎ部５６５は、メインケースとサブケースのうち薄い方よりもさらに薄いか、または、少なくとも同じ厚さに形成されるのがよい。

より好ましくは、繋ぎ部５６５の厚さＨは、メインケースの厚さＨ１またはサブケースの厚さＨ２のうち、より薄い厚さを有する方のケースの厚さを基準として、その２／３以下の厚さを有するようにするのがよい。このように厚さを薄く形成することは、メインケースに対してサブケースが繋ぎ部を介して折り曲げられる作用が好適にもたらされるようにするためである。すなわち、本発明の実施の形態では、ケースは、射出成形時に繋ぎ部がＬ字状に折り曲げて形成されて、サブケース本体の面が、メインケース本体の面に対して略平行となるように成形される。これにより、メインケースをベアセルの一面に結合させてから、サブケースを繋ぎ部で折り曲げて、ベアセルの上記一面と隣合うベアセルの両側面にサブケースを結合させることができる。

図５ａに示されている繋ぎ部は、ケースが組み立てられた状態（ベアセルに装着された状態）において、ベアセルの外表面と対向する繋ぎ部の内側面と、上記繋ぎ部の内側面とは反対側の面の外側面の両面が、それぞれ曲面をなすように形成された繋ぎ部５６５ａである。このように繋ぎ部５６５ａの内側面および外側面の両方を曲面に形成することにより、繋ぎ部５６５ａの厚さを薄く形成することができる。

図５ｂ及び図５ｃは、繋ぎ部の内側面および外側面のうち一方の面を、繋ぎ部の厚さがより薄くなるように構成した場合を例示した図である。図５ｂには、繋ぎ部の内側面が、繋ぎ部の外側面の曲面とは反対方向の曲面を有するように形成された繋ぎ部５６５ｂが開示されている。また、図５ｃには、繋ぎ部の内側面が平面形態の角立った面を有する（繋ぎ部の内側面が平面が形成されるように切り込まれた）繋ぎ部５６５ｃが開示されている。このように繋ぎ部の内側面が曲面または平面形態に形成されることにより、繋ぎ部５６５ｂ、５６５ｃの全体の厚さをより薄く形成することができる。図５ｂ及び図５ｃの繋ぎ部は、繋ぎ部の内側面が曲面または平面をなすように例示されているが、反対に、繋ぎ部の外側面が曲面または平面をなすように形成された場合にも、同一の効果を得ることができる。

図６ａは、コアパックとケースとが結合された状態を示した斜視図である。図６ｂは、図６ａのコアパックとケースにラベルが取り付けられた状態を示した斜視図である。

図６ａに示されたように、コアパック６６０の缶６３０の外面には、ケース６９０が取り付けられる（装着される）。上述したように、ケース６９０はキャップ形態に形成される。すなわち、メインケース６７０及びサブケース６８１の内側には、缶６３０の外側面の形状と対応する形状を有する空間が形成され、上記空間にコアパック６６０、すなわち、缶６３０を挿入することにより、ケース６９０がコアパック６６０に結合される。このとき、コアパック６６０とケース６９０とが結合される領域の内部空間に接着部材を塗布して、ケース６９０とコアパック６６０とが接合されるようにすることもできる。

図６ａに示されたようにケース６９０がコアパック６６０に結合された後に、ケース６９０の一部とコアパック６６０を包むようにラベル６９７が取り付けられる。ケース６９０を覆うように取り付けられるラベル６９７は、ケース６９０のメインケース６７０及びサブケース６８１を覆うことができる。例えば、図６ｂに示されたように、ラベル６９７は、サブケース６８１の略全体を覆うようにケース６９０の一部とコアパック６６０を包むことができる。一方、メインケース６７０については、メインケース本体６７５はラベル６９７に包まれないが、メインケース側部６７６がラベル６９７によって包まれるようにするのがよい。図６ｂには、サブケース６８１の略全体がラベル６９７に覆われている形態を示したが、ラベル６９７は、サブケース６８１の表面のうちメインケース側部６７６寄りの領域だけを覆うように巻かれてもよいし、あるいは、サブケース６８１を覆わずにメインケース側部６７６だけを覆うように巻かれることもできる。ここで、ラベル６９７の形態によって、ラベル６９７が取り付けられる形態及び範囲は変わることができ、図６ａ及び図６ｂに示されたラベル６９７をもって本発明が限定されるものではない。上記のように、ラベル６９７がケース６９０の一部を包むように取り付けられることにより、ケース６９０の結合力を高めると共に商品価値を高めることができるといった効果を奏する。

図７は、本発明の実施の形態にかかる二次電池に設けることができるベアセルの詳細な構成を示した分解斜視図である。

図７を参照すれば、ベアセル９３５は、陽極１及び陰極３から引き出される陽極端子（陽極タブ）７ａ及び陰極端子（陰極タブ）７ｂを備えた電極組立体１０と、一端が開口されて電極組立体１０を収容するための空洞部４が形成された缶３０と、缶３０の開口部に結合されるキャップ組立体２０と、絶縁ケース１１とを含んで構成される。

缶３０は、略直方体の柱形態（または井戸形態）の容器であり、主に深絞り（Ｄｅｅｐ Ｄｒａｗｉｎｇ）方法を用いて製作することができる。このような缶３０は、空洞部４に電極組立体１０が収容されると共に、開口された部分を通じてキャップ組立体２０及び絶縁ケース１１と結合される。缶３０の材質としては、耐熱性、耐磨耗性、電気伝導性などを有し、機械的特性及び電気的特性に優れた、例えばアルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金を用いるのがよい。しかし、缶３０の材質は、使用用途によって変えることができ、上述した材質に限定されるものではない。また、缶３０は、陽極端子７ａと電気的に接触されて陽極として用いることができるが、本発明は缶３０の上記極性に限定されるものではない。

電極組立体１０には、陽極１及び陰極３を広い板型または金属箔（Ｍｅｔａｌ Ｆｏｉｌ）の形態に形成して、セパレータ５を陽極１と陰極３との間に挿入して形成された積層体を、渦型に巻き取った「ゼリー・ロール（Ｊｅｌｌｙ Ｒｏｌｌ）」形態の電極組立体を用いることができる。電極組立体をゼリー・ロール形態とすることにより、電気容量を高めることができる。

陽極１は、アルミニウム金属箔にスラリーをコーティングして乾燥させることにより製造することができる。また、陰極３は、銅金属箔にスラリーをコーティングして乾燥させることにより製造することができる。このとき、スラリーは、陽極１及び陰極３のそれぞれの活物質と、上記活物質を金属箔に粘着させる固定剤とを含んで組成される。陽極活物質としては、主に、リチウム含有酸化物を用いることができる。また、陰極活物質としては、ハードカーボン、ソフトカーボンまたは、黒煙のような炭素材料を、主に用いることができる。しかし、活物質は上述したものに限定されるものではない。

セパレータ５は、陽極１と陰極３を絶縁するために、陽極１と陰極３との間に配置される。また、セパレータ５は、陽極１と陰極３との間をイオンが移動するための通路を提供する。このため、セパレータ５には、多孔性のポリエチレン、ポリプロピレン、または、ポリエチレンとポリプロピレンとの共重合体（Ｃｏ−ｐｏｌｙｍｅｒ）などを用いることができる。しかし、セパレータの材質は上述したものに限定されるものではない。また、セパレータ５の幅を、陽極１及び陰極３の幅よりも大きく形成すると、陽極１と陰極３との短絡が良好に防止される。

電極組立体１０からは、陽極１及び陰極３のそれぞれと繋がれた陽極端子７ａ及び陰極端子７ｂが引き出される。陽極端子７ａ及び陰極端子７ｂは、外部回路や装置との１次的な導電経路として用いられる。また、電極組立体１０の外部に陽極端子７ａ及び陰極端子７ｂが引き出される領域は、陽極１と陰極３極との間の短絡を防止するために、絶縁テープ９のような絶縁材によって絶縁される。そして、陽極端子７ａを缶３０と接触させ、陰極端子７ｂをキャップ組立体２０の電極端子１９と接触させることにより、二次電池を構成することができる。しかし、本発明は上記構成に限定されるものではない。

キャップ組立体２０は、キャッププレート１７、電極端子１９、絶縁プレート１５及び端子プレート１３を含んで構成される。

キャッププレート１７には、端子通孔１７ａ及び電解液注入孔１４ａが形成される。端子通孔１７ａには、絶縁のためのガスケット１８を介在して電極端子１９が貫通（挿通）されて、陰極端子７ｂと電気的に繋がれる。このため、ガスケット１８には、第１端子孔１６ａが形成される。キャッププレート１７には、絶縁ケース１１のリード通孔１２ａを通じて引き出された陽極端子７ａが電気的に繋がれることができる。電解液注入孔１４ａ、１４ｂは、キャッププレート１７と絶縁ケース１１にそれぞれ形成されて、缶３０内部に電解液を注入する注入口として用いられ、電解液が注入された後に密封される。絶縁プレート１５は、キャッププレート１７と端子プレート１３との間を絶縁させるために挿入され、電極端子１９が貫通（挿通）される。このため、絶縁プレート１５には、第２端子孔１６ｂが形成される。端子プレート１３は、電極端子１９及び陰極端子７ｂと電気的に繋がれる。このため、端子プレート１３には第３端子孔１６ｃが形成される。

本発明の実施の形態にかかる二次電池は、絶縁ケース１１をさらに含んで構成される。絶縁ケース１１は、一側が缶３０及び電極組立体１０の上部と結合されると共に、他側にキャップ組立体２０が載置される。また、絶縁ケース１１には、リード通孔１２ａ、１２ｂ及び、電解液注入孔１４ｂが形成される。

次に、本発明の実施の形態の変更例による二次電池について説明する。図８は、本発明の実施の形態の変更例による二次電池を示した分解斜視図である。

図８を参照すれば、本発明の実施の形態の変更例による二次電池は、ベアセル１３５、１３６、回路部１５０、ケース１９０及び、ラベル１９７を含んで構成される。また、本発明の実施の形態の変更例による二次電池は、絶縁部材１４１及びリード１４２をさらに含んで構成されることができる。

ベアセル１３５、１３６は、それぞれの電極端子が並ぶように積層されることができる。絶縁部材１４１は、回路部１５０とベアセル１３５、１３６との間に設けられて、二つのベアセル１３５、１３６の缶の外面と回路部１５０とを絶縁することができる。リード１４２は、一端がベアセル１３５、１３６のそれぞれの電極端子と電気的に接続され、他端がベアセル１３５、１３６のそれぞれの缶と電気的に接続されるように設けられることができる。

ケース１９０は、本発明の実施の形態にかかる二次電池のケース９０と同様の構成を有することができる。すなわち、ケース１９０は、メインケースと、上記メインケースの少なくとも一方の端部に上記メインケースと一体となって形成されるサブケースとを含むことができる。このとき、ケース１９０のメインケースは、二つのベアセル１３５、１３６のそれぞれの一面を共に覆うように、ベアセル１３５、１３６に装着されることができる。また、ケース１９０のサブケースは、上記一面と隣り合うベアセル１３５、１３６のそれぞれの面を共に覆うように、ベアセル１３５、１３６に装着されることができる。

ここで、本発明の実施の形態の変更例による二次電池は、二つのベアセル１３５、１３６を含んで構成されたが、ベアセルの数は二つより多くてもよい。

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説明したが、以上の説明は、本発明の技術的思想を説明するための１つの実施の形態に過ぎず、本発明の技術的範囲は上述した例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、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。

本発明の実施の形態にかかる二次電池の分解斜視図である。 本発明の実施の形態にかかる二次電池のケースを示した斜視図である。 図２とは異なる方向から見た二次電池のケースを示した斜視図である。 全面型の繋ぎ部を示した斜視図である。 細幅型の繋ぎ部を示した斜視図である。 格子型の繋ぎ部を示した斜視図である。 凸型の繋ぎ部を示した斜視図である。 図２の二次電池のケースのＶで示された部分の詳細な構成を示した斜視図である。 図２の二次電池のケースのＶで示された部分の詳細な構成を示した斜視図である。 図２の二次電池のケースのＶで示された部分の詳細な構成を示した斜視図である。 コアパックとケースとが結合された状態を示した斜視図である。 図６ａのコアパックとケースにラベルが取り付けられた状態を示した斜視図である。 本発明の実施の形態にかかる二次電池に適用可能なベアセルの詳細構成を示した分解斜視図である。 本発明の実施の形態の変更例による二次電池の分解斜視図である。

符号の説明

１ 陽極
３ 陰極
４ 空洞部
５ セパレータ
７ａ 陽極端子（陽極タブ）
７ｂ 陰極端子（陰極タブ）
９ 絶縁テープ
１０ 電極組立体
１１ 絶縁ケース
１２ａ、１２ｂ リード通孔
１３ 端子プレート
１５ 絶縁プレート
１４ａ、１４ｂ 電解液注入孔
１６ａ 第１端子孔
１６ｂ 第２端子孔
１６ｃ 第３端子孔
１７ キャッププレート
１７ａ 端子通孔
１８ ガスケット
１９ 電極端子
２０ キャップ組立体
２１ 安全ベント
３０、６３０ 缶
３５、１３５、１３６、９３５ ベアセル
４１、１４１ 絶縁部材
４１ａ 絶縁部材の孔
４２、４２ａ、４２ｂ、１４２ リード
５０、１５０ 回路部
５３、６５３ 露出端子
６０、６６０ コアパック
６５、６５ａ、６５ｂ、５６５、５６５ａ、５６５ｂ、５６５ｃ、６６５ 繋ぎ部
７０、４７０、６７０ メインケース
７１、６７１ 露出端子孔
７５、６７５ メインケース本体（キャップ本体）
７６ａ、７６ｂ、４７６ｃ、５７６ｃ メインケース側部（キャップサイド）
６７６ メインケース側部（キャップサイド）
７７ キャップキャビテ（メインケースの空洞部）
８１、４８１、５８１、６８１ サブケース
８２ａ、８２ｂ サブケース本体（サブキャップ本体）
８３ａ、８３ｃ サブケース側部（サブキャップサイド）
８１ａ 第１サブケース
８１ｂ 第２サブケース
９０、１９０、６９０ ケース
９２ａ〜９２ｆ ベアセル３５の第１面〜第６面
９７、１９７、６９７ ラベル
９８ 逆挿入防止溝
９９ 係止溝
４６５ａ 全面型繋ぎ部
４６５ｂ 細幅型繋ぎ部
４６５ｃ 格子型繋ぎ部
４６５ｄ 凸型繋ぎ部

Claims (16)

1. 少なくとも一つのベアセルと、
   前記ベアセルと電気的に接続される回路部と、
   前記ベアセルの前記回路部を覆蓋するケースとを含み、
   前記ケースは、
   前記ベアセルの一面に取り付けられ、前記回路部を内部に収容することができる形状を有する本体と、前記一面に隣接する前記ベアセルの複数の面の一部を囲むように前記本体から一体に延長される側部とを含むメインケースと、
   前記ベアセルの前記一面と隣合う二つの面にそれぞれ取り付けられ、前記二つの面にそれぞれ対応する形状を有する板状の本体と、前記二つの面にそれぞれ隣接する前記ベアセルの複数の面を一部を囲むように前記本体から一体に延長される側部とを含むサブケースとを含み、
   前記サブケースは、前記メインケースの一端及び他端にそれぞれ一体に形成され、
   前記サブケースの本体は前記メインケースの側部と繋がれて繋ぎ部を構成し、該繋ぎ部では前記サブケースの前記側部の少なくとも一部が切り欠かれる
   ことを特徴とする二次電池。
2. 前記メインケースは、前記ベアセルの幅が狭い面のうち長さが長い面に取り付けられ、
   前記それぞれのサブケースは、前記ベアセルの幅が狭い面のうち長さが短い面に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
3. 前記繋ぎ部では、前記サブケースの前記側部の全部が切り欠かれることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
4. 前記繋ぎ部では、前記サブケースの前記側部の切り欠きに連続して、前記サブケースの前記本体の一部がさらに切り欠かれることを特徴とする、請求項３に記載の二次電池。
5. 前記繋ぎ部では、前記サブケースの前記側部の切り欠きとは別に、前記サブケースの前記本体の一部がさらに切り欠かれることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
6. 前記繋ぎ部では、前記サブケースの前記本体が、前記繋ぎ部の中央部よりも両端部において大きく切り欠かれることを特徴とする、請求項４に記載の二次電池。
7. 前記繋ぎ部の厚さは、
   前記メインケース及び前記サブケースのうち薄い方の厚さと同じであるか、または、薄く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。
8. 前記繋ぎ部の厚さは、
   前記メインケースまたは前記サブケースの厚さに対して２／３以下の厚さを有することを特徴とする請求項７に記載の二次電池。
9. 前記繋ぎ部は、断面がＬ字状に折り曲げられた形状に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。
10. 前記繋ぎ部の前記折り曲げられて形成された領域において、前記ベアセルと対向する側の面である内側面と、前記内側面の反対側の面である外側面とが曲面に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。
11. 前記繋ぎ部の前記折り曲げられて形成された領域において、前記ベアセルと対向する側の面である内側面と、前記内側面の反対側の面である外側面のうちのいずれか一面が曲面に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。
12. 前記繋ぎ部の前記折り曲げられて形成された領域において、前記ベアセルと対向する側の面である内側面と、前記内側面の反対側の面である外側面のうちのいずれか一面が平面に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。
13. 前記ベアセルと前記回路部との間には、絶縁部材がさらに介在されることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
14. 前記ベアセルの外表面には、ラベルが取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
15. 前記ベアセルの外表面にはラベルが取り付けられ、
    前記ラベルは、
    前記メインケースと前記サブケースを一体に繋ぐ前記繋ぎ部を覆うように、前記ベアセルの外表面に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
16. 前記ベアセルの外表面にはラベルが取り付けられ、
    前記ラベルは、
    前記サブケースの本体及び前記サブケースの側部と、前記メインケースの側部とを覆うように、前記ベアセルの外表面に取り付けられ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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