JP5356451B2

JP5356451B2 - 二次電池

Info

Publication number: JP5356451B2
Application number: JP2011116948A
Authority: JP
Inventors: 相轅卞
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2011-05-25
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2031-05-25
Also published as: EP2403036A1; CN102315415A; KR20120002406A; JP2012015102A; US8846241B2; US20130288088A1; CN102315415B; KR101233601B1; US8501341B2; US20110244281A1; EP2403036B1

Description

本発明は、二次電池に関する。

二次電池（Ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅｂａｔｔｅｒｙ）は、充電が不可能な一次電池とは異なって充電及び放電が可能な電池であり、一つの電池セルがパックの形態で包装された低容量電池の場合、携帯電話及びカムコーダのような携帯が可能な小型電池機器に使用されており、電池パックが数十個連結された電池パック単位の大容量電池の場合、ハイブリッド自動車などのモータ駆動用電源として広く使用されている。

このような二次電池は、様々な形状で製造されており、代表的な形状としては円筒状、角状が挙げられ、正、負極板の間に絶縁体であるセパレータ（ｓｅｐａｒａｔｏｒ）を介在して形成された電極組立体と電解液をケースに内臓設置し、ケースに電極端子が形成されたキャップ組立対を設置して構成される。

一方、二次電池は、過度な熱が発生したり電解液が分解されると、内部圧力が上昇して安全性が損なわれる恐れがある。従って、安全性を向上させることができる構造の二次電池が要求されている。

本発明の目的は、ヒューズホールとヒューズ突起を含む集電板を具備することで、ヒューズホールが形成された領域の強度を補強しながらヒューズホールのヒューズ機能に対する信頼性を高め、安全性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、第１電極板と、第２電極板と、前記第１電極板と第２電極板との間に配置されるセパレータと、を含む電極組立体と、前記電極組立体を受容するケースと、前記第１電極板と電気的に接続され、ヒューズ領域を含む集電板と、を具備し、前記ヒューズ領域は、内部に形成されたヒューズホールと、前記ヒューズホールの第１先端に隣接した前記ヒューズ領域の第１側部から延長されるヒューズ突起と、を含むことを特徴とする二次電池が提供される。

また、前記ヒューズ突起が、前記ヒューズホールを有する前記ヒューズ領域の表面に対して斜めに切曲されることとしても良い。

また、前記ヒューズホールが形成された前記ヒューズ領域の断面領域が、前記集電板の他の領域より小さいこととしても良い

また、前記第１電極板と電気的に接続される電極端子を更に具備することとしても良い

また、前記集電板が、前記電極端子と結合される連結部と、前記連結部から延長されて前記第１電極板と結合される延長部と、を含むこととしても良い

また、前記連結部は、内部に形成される端子ホールを有し、前記連結部が前記端子ホールで前記電極端子と結合することとしても良い

また、前記連結部が前記ヒューズ領域を含むこととしても良い

また、前記延長部が前記ヒューズ領域を含むこととしても良い

また、前記延長部は、前記連結部から垂直に延長されて前記集電板の角部を形成し、前記ヒューズ領域が前記角部に隣接することとしても良い

また、前記延長部の幅が前記連結部の幅より大きいこととしても良い

また、前記ケースの開口を密封するキャッププレートを含むキャップ組立体を更に具備し、少なくとも一つの電極端子が、前記キャッププレートを介して前記ケースの外部に突出する前記電極端子を含むこととしても良い

また、前記ヒューズ突起が、前記キャッププレートの表面から遠くなる方向に前記ヒューズホールを有する前記ヒューズ領域の表面に対して切曲されることとしても良い

また、前記ヒューズ突起が、前記キャッププレートの表面に向かう方向に前記ヒューズを有するヒューズ領域の表面に対して切曲されることとしても良い

また、前記電極端子は第１電極端子であり、前記二次電池は、前記第２電極板と電気的に接続される第２電極端子を更に具備し、前記集電板は第１集電板であり、前記ヒューズ領域は第１ヒューズ領域であり、前記ヒューズホールは第１ヒューズホールであり、前記ヒューズ突起は第１ヒューズ突起であり、前記二次電池は、前記第２電極板と前記第２電極端子との間に結合されて電気的に接続される第２集電板を更に具備し、前記第２電極板は第２ヒューズ領域を含み、前記第２ヒューズ領域は、内部に形成された第２ヒューズホールと、前記第２ヒューズホールに隣接した第２ヒューズ領域の側部から延長される第２ヒューズ突起と、を含むこととしても良い

また、前記ヒューズ領域は、前記第１先端と反対である前記ヒューズホールの第２先端に隣接した前記ヒューズ領域の第２側部から延長される更に他のヒューズ突起を含むこととしても良い

また、前記ヒューズホールが、前記ヒューズ突起に向かって延長される横方向に長いものであることとしても良い

また、前記ヒューズホールの第１先端と前記ヒューズ突起が延長される前記ヒューズ領域の第１側部との間の距離は、１ｍｍ〜５ｍｍであることとしても良い

また、前記ヒューズ突起は、側部に形成された溝を有することとしても良い

本発明の実施の形態による二次電池は、ヒューズホールとヒューズ突起を有する集電板を具備することで、ヒューズホールが形成された領域の強度を補強し、短絡の発生の際には、ヒューズ突起の方に電流が迂回するようにしてヒューズ突起で電流が流れる時間を長くすることができる。

従って、本発明の実施の形態による二次電池は、短絡が発生する前には、外部の衝撃によってヒューズホールが形成された領域の曲げ又は破損を防止してヒューズホールのヒューズ機能が失われることを防止することができ、短絡が発生した後には、ヒューズホールのヒューズ機能に対する信頼性を高めて安全性を向上させることができる。

本発明の一実施例による二次電池を示す斜視図である。図１のI−I’線に沿って切り取った二次電池を示す断面図である。図２の第１集電板を示す斜視図である。図３ａに示した第１集電板の更に他の形態を示す斜視図である。図３ａのII−II’線に沿って切り取った第１集電板の部分断面図である。図３ａに示した第１集電板の一部を示した部分平面図である。本発明の他の実施の形態による二次電池を示す斜視図である。図６の第１集電板を示す斜視図である。図７のIII−III’線に沿って切り取った第１集電板の部分断面図である。本発明の更に他の実施の形態による二次電池のうち、図３ａに対応する第１集電板を示す斜視図である。

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。

図１は、本発明の一実施例による二次電池を示す斜視図であり、図２は、図１のI−I’線に沿って切り取った二次電池を示す断面図であり、図３ａは、図２の第１集電板を示す斜視図であり、図３ｂは、図３ａに示した第１集電板の更に他の形態を示す斜視図であり、図４は、図３ａのII−II’線に沿って切り取った第１集電板の部分断面図であり、図５は、図３ａに示した第１集電板の一部を示す部分平面図である。

図１及び図２を参照すると、本発明の一実施例による二次電池１００は、電極組立体１０と、第１集電板２０と、第２集電板３０と、ケース４０と、キャップ組立体５０と、を含む。

（電極組立体１０）
電極組立体１０は、薄い板状或いは膜状で形成された第１電極板１１と、セパレータ１３と、第２電極板１２の積層体を巻き取るか重ねて形成される。ここで、第１電極板１１は正極として作用してもよく、第２電極板１２は負極として作用してもよい。

第１電極板１１は、アルミニウムのような金属ホイルで形成された第１電極集電体に遷移金属酸化物などの第１電極活物質を塗布することで形成され、第１活物質が塗布されない領域である第１電極無地部１１ａを含む。第１電極無地部１１ａは、第１電極板１１と第１電極板の外部との間における電流の流れの通路となる。一方、本発明において第１電極板１１の材質を限ることはない。

第２電極板１２は、ニッケル又は銅のような金属ホイルで形成された第２電極集電体に黒鉛又は炭素などの第２電極活物質を塗布することで形成され、第２活物質が塗布されない領域である第２電極無地部１２ａを含む。第２電極無地部１２ａは、第２電極板１２と第２電極板の外部との間における電流の流れの通路となる。一方、本発明において第２電極板１２の材質を限ることはない。

前述した第１電極板１１及び第２電極板１２は、極性を異なるようにして配置されてもよい。即ち、第１電極板１１は負極として作用してもよく、第２電極板１２は正極として作用してもよい。

セパレータ１３は、第１電極板１１と第２電極板１２との間に位置され、ショートを防止してリチウムイオンの移動を可能にする役割を果たし、ポリエチレンや、ポリプロピレンや、ポリエチレンとポリプロピレンの復号フィルムで形成されてもよい。一方、本発明においてセパレータ１３の材質を限ることはない。

前述した電極組立体１０の両側の端部には、第１電極板１１と第２電極板１２それぞれと電気的に接続されるための第１集電板２０と第２集電板３０が結合される。

（第１集電板２０）
第１集電板２０は、アルミニウムなどの導電性材質で形成され、電極組立体１０の一側端部に突出された第１電極無地部１１ａと接触されることで、第１電極板１１と電気的に接続される。第１集電板２０は、図２及び図３ａを参照すると、第１連結部２１と、第２延長部２３と、第１端子ホール２４と、第１ヒューズホール２５と、第１ヒューズ突起２６と、を含んで構成されてもよい。

第１連結部２１は、電極組立体１０の上部とキャップ組立体５０の下部との間に形成され、プレートの形で形成されて第１連結幅（Ｗｃ）を有してもよい。ここで、第１連結部２１は、第１端子ホール２４が形成される領域を提供する第１端子領域（Ｓｔ）と、第１ヒューズホール２５が形成される領域を提供する第１ヒューズ領域（Ｓｆ）で区分されてもよい。

第１延長部２３は、第１連結部２１に対して切曲されて第１延長部２１の端部から延長され、第１電極無地部１１ａと実質的に接触するプレートの形で形成され、第１連結幅（Ｗｃ）より大きい第１延長幅（Ｗｅ）を有してもよい。ここで、第１連結部２１と第１延長部２３が出会う角部を「Ｃ」と称し、第１連結部２１と第１延長部２３は、角部（Ｃ）を中心に垂直を成してもよい。一方、第１連結幅（Ｗｃ）が第２延長幅（Ｗｅ）より小さい理由は、二次電池１００の内部圧力が設定圧力以上であるとき、二次電池１００の内部ガスがオープンされるベントプレート５７の方に容易に移動されるようにするためである。

第１端子ホール２４は、第１連結部２１の一側、即ち、第１端子領域（Ｓｔ）に形成され、第２連結部２１のうちキャップ組立体５０の第１電極端子５２が差し込まれて結合される空間を提供する。ここで、第１端子領域（Ｓｔ）は、第１連結部２１のうち角部（Ｃ）と遠く離隔されるように位置する。

第１ヒューズホール２５と第１ヒューズ突起２６は、電解液と接触しないように電極組立体１０の上部領域、即ち、第１連結部２１の第１ヒューズ領域（Ｓｆ）に形成される。これは、第１ヒューズホール２５と第１ヒューズ突起２６が形成された第１ヒューズ領域（Ｓｆ）で発生する熱によって内部圧力が上昇する恐れがあるためである。ここで、第１ヒューズ領域（Ｓｆ）は、第１ヒューズホール２５と第１ヒューズ突起２６が第１端子ホール２４に結合される第１電極端子５２と重ならないよう、第１連結部２１のうち角部（Ｃ）に隣接した領域に位置する。

具体的には、第１ヒューズホール２５は、第１連結部２１を貫通するように形成される。第１ヒューズホール２５は、第１連結部２１のうち第１ヒューズホール２５が形成された領域が第１集電板２０の他の領域より小さい断面積を有するようにする。ここで、第１ヒューズホール２５は、第１ヒューズ突起２６に向かって延長される横方向に長い四角形、例えば、第１連結部２１の幅方向に長い四角形であってもよいが、このような形状で本発明を限ることはない。また、第１ヒューズホール２５は、第１連結部２１を貫通するホールの代わりに、第１連結部２１で他の部分より小さい厚さを有する溝で形成されてもよい。このような第１ヒューズホール２５は、二次電池１００に短絡が発生して大きい電流が流れる場合、発生した熱によって第１ヒューズホール２５が形成された領域が溶融されるようにして電流の流れを遮断するヒューズの機能を果たす。ここで、短絡は、二次電池１００の過充電などによって熱が発生し、電解液が分解されて内部圧力が設置圧力より大きくなる場合、第１短絡プレート６０と第２短絡プレート６１を接触させることで誘発されることができる。これによって、第１ヒューズホール２５は、過充電の際誘発された短絡を利用して第１ヒューズホール２５が形成された領域を溶融させて電流の流れを予め遮断することで、安全性が損なわれる状態にまで至る前に二次電池１００の充電又は放電操作を停止させることができる。

第１ヒューズ突起２６は、第１ヒューズ領域（Ｓｆ）の端部から電極組立体１０の方向に第１ヒューズ領域（Ｓｆ）の表面に対して斜めに切曲及び延長されることで形成される。第１ヒューズ突起２６は、第１ヒューズホール２５の左右方向に少なくとも一つ形成されてもよい。言い換えると、第１ヒューズ突起２６は、第１ヒューズホール２５の第１先端及び第１先端と反対である第２先端に隣接した第１側部及び第２側部に少なくとも一つ形成されてもよい。このような第１ヒューズ突起２６は、第１ヒューズホール２５の近くで切曲された形で形成され、第１ヒューズホール２５が形成された領域の強度を補強する強度補強機能を果たす。これによって、第１ヒューズ突起２６は、第１ヒューズホール２５が形成された領域が外部の衝撃によって抵抗力が低くなって二次電池１００の短絡が発生しない場合、外部の衝撃によって曲がったり破損されることを防止することができる。また、第１ヒューズ突起２６は、第１連結部２１及び第１延長部２３と共に電流パス（図５のＣＰ）を形成する。このような第１ヒューズ突起２６は、第１連結部２１と第１延長部２３との間に流れる電流を第１ヒューズ突起２６の方に迂回するようにし、電流が狭い領域で流れる時間を長くすることができる。これによって、第１ヒューズ突起２６は、二次電池１００の短絡などによる熱が更に多く発生されるようにすることで、第１ヒューズホール２５のヒューズ機能に対する信頼性を高めることができる。ここで、第１ヒューズ領域（Ｓｆ）のうち第１ヒューズ突起２６が始まる部分と第１ヒューズホール２５の第１先端との間に距離（Ｄ）は、約１ｍｍ〜５ｍｍであってもよい。これは、距離（Ｄ）が１ｍｍより小さければ、第１ヒューズホール２５のヒューズ機能が向上して相対的に第１ヒューズ突起２６の強度補強機能が低下する恐れがあり、反対に距離（Ｄ）が５ｍｍより大きければ、第１ヒューズ突起２６の強度補強機能は向上するが、第１ヒューズホール２５のヒューズ機能が低下する恐れがあるためである。ここで、第１ヒューズ領域（Ｓｆ）のうち、第１ヒューズ２６が始まる部分は、第１ヒューズ突起２６が延長される第１ヒューズ領域（Ｓｆ）の第１側部である。一方、図３ａにおける第１集電板２０の第１ヒューズ突起２６は、キャップ組立体５０の部品との干渉を最小化させるため、第１集電板２０の下部方向、即ち、電極組立体１０方向に切曲及び延長されると示したが、図３ｂに示したように、第１集電板２０’の第１ヒューズ突起２６’がキャッププレート５１の表面に向かう方向である第１集電板２０’の上部方向、即ち、キャップ組立体５０の方向に切曲及び延長されるように形成されてもよい。ここで、電極組立体１０の方向はキャッププレート５１の表面から遠くなる方向であり、キャップ組立体５０の方向はキャッププレート５１の表面に向かう方向である。

（第２集電板３０）
第２集電板３０は、ニッケル又は銅などの導電性材質で形成され、電極組立体１０の他側の端部に突出された第２電極無地部１２ａと接触されることで第２電極板１２と電気的に接続される。第２集電板３０は、第２連結部３１と、第２延長部３３と、第２端子ホール３４と、第２ヒューズホール３５と、第２ヒューズ突起（図示せず）と、を含んで構成されてもよい。

第２集電板３０の構成は、図３ａに示した第１集電板２０の構成と同じ形状を有し、同じ役割を果たすため、重複した説明は省略する。ここで、第２集電板３０は、第１ヒューズホール２５及び第１ヒューズ突起２６と対応する第２ヒューズホール３５及第２ヒューズ突起を有しなくてもよい。これは、本発明の実施において、第１集電板２０がヒューズ機能を果たす第１ヒューズホール２５を有するためである。また、例えば、アルミニウム材質で形成される第１集電板２０がニッケル又は銅で形成される第２集電板３０より溶融点が低く、ヒューズ機能を実現させることがより容易であるためである。但し、第２集電板３０の第２ヒューズホール３５は、第１集電板２０のヒューズホール２５がヒューズ機能を行わない場合、二次電池１００でヒューズ機能が維持できるようにさせてもよい。一方、第１集電板２０に第１ヒューズホール２５と第１ヒューズ突起２６を形成させず、第２集電板３０に第２ヒューズホール３５と第２ヒューズ突起のみを形成させてもよい。

（ケース４０）
ケース４０は、アルミニウム、アルミニウム合金又はニッケルがメッキされたスチルのような導電性金属で形成され、電極組立体１０、第１集電板２０及び第２集電板３０が挿入及び安着できる開口部が形成された大略六面体の形状で形成される。図２では、ケース４０とキャップ組立体５０が結合された状態で示されているため開口部が示されていないが、キャップ組立体５０の周縁部分が実質的に開放された部分である。一方、ケース４０の内面は絶縁処理され、電極組立体１０、第１集電板２０、第２集電板３０及びキャップ組立体５０と絶縁される。ここで、ケース４０は、一つの極性、例えば、正極として作用してもよい。

（キャップ組立体５０）
キャップ組立体５０はケース４０に結合される。キャップ組立体５０は、具体的にはキャッププレート５１と、第１電極端子５２と、第２電極端子５３と、ガスケット５４と、ナット５５と、を含んで構成されてもよい。また、キャップ組立体５０は、栓５６とベントプレート５７と、連結板５８と、上部絶縁副材５９と、第１短絡プレート６０と、第２短絡プレート６１と、下部絶縁副材６２と、を更に含んでもよい。

キャッププレート５１はケース４０の開口を密封し、ケース４０と同じ材質で形成されてもよい。ここで、キャッププレート５１はケース４０と同じ極性を有してもよい。

第１電極端子５２は、キャッププレート５１の一側を貫通して第１集電板２０と電気的に接続される。第１電極端子５２は柱状で形成されてもよく、キャッププレート５１の上部に露出された上部柱の外周縁にねじ山が形成され、キャッププレート５１の下部に位置する下部柱には、第１電極端子５２がキャッププレート５１から抜けないようにフランジ５２ａが形成され、第１電極端子５２のうちフランジ５２ａの下部に位置する一部の柱は、第１集電板２０の第１端子ホール２４に差し込まれる。ここで、第１電極端子５２は、キャッププレート５１と電気的に接続されてもよい。

第２電極端子５２は、キャッププレート５１の他側を貫通して第２集電板３０と電気的に接続される。第２電極端子５３は、第１電極端子５２と同じ形状を有するため、重複した説明は省略する。但し、第２電極端子５３はキャッププレート５１と絶縁される。

ガスケット５４は絶縁性材質であり、第１電極端子５２及び第２電極端子５３それぞれとキャッププレート５１との間に形成され、第１電極端子５２及び第２電極端子５３それぞれとキャッププレート５１との間を密封する。このようなガスケット５４は、外部の水分が二次電池１００の内部に浸透しないようにするか、二次電池１００の内部に受容されている電解液が外部に流出されないようにする。

ナット５５は、第１電極端子５２及び第２電極端子５３それぞれに形成されたねじ山に沿って締結され、第１電極端子５２及び第２電極端子５３それぞれをキャッププレート５１に固定させる。

栓５６は、キャッププレート５１の電解液注入口５１ａを密封し、ベントプレート５７はキャッププレート５１のベントホール５１ｂに設置され、設定された圧力で開放されるように形成されたノッチ５７ａを含む。

連結板５８は、第１電極端子５２とキャッププレート５１との間に挟まれるように形成され、ナット５５を介してキャッププレート５１とガスケット５４に密着される。このような連結板５８は、第１電極端子５２とキャッププレート５１を電気的に接続する。

上部絶縁副材５９は、第２電極端子５３とキャッププレート５１との間に挟まれるように形成され、キャッププレート５１とガスケット５４に密着される。このような上部絶縁副材５９は、第２電極端子５３とキャッププレート５１を絶縁させる。

第１短絡プレート６０は、キャッププレート５１の短絡ホール５１ｃで上部絶縁副材５９とキャッププレート５１との間に配置される。第１短絡プレート６０は、下に膨らんでいるラウンド部と、キャッププレート５１に固定されている縁部を含む反転プレートと、で形成されてもよい。第１短絡プレート６０は、二次電池１００に過充電が発生して内部圧力が設定圧力より大きくなる場合、反転されて上に膨らんで突出されてもよい。ここで、第１短絡プレート６０は、キャッププレート５１と同じ極性を有する。

第２短絡プレート６１は、キャッププレート５１から離隔された外側、即ち、上部絶縁副材５９の上から第２電極端子５３差し込まれるように形成され、短絡ホール５１ｃを塞ぐように延長される。第２短絡プレート６１は、第２電極端子５３と電気的に接続される。このような第２短絡プレート６１は、二次電池１００に過充電が発生して内部圧力が設定圧力より大きくなる場合、上に膨らんで突出される第１短絡プレート６０と接触して短絡を誘発させる。短絡が誘発されると大きい電流が流れるようになって熱が発生し、この際第１ヒューズホール２５又は第２ヒューズホール３５がヒューズ機能を行うことで、二次電池１００の安全性を向上させる。

下部絶縁副材６２は、第１集電板２０及び第２集電板３０それぞれとキャッププレート５１との間に形成され、不必要な短絡の発生を防止する。

上述したように、本発明の一実施例による二次電池１００は、第１ヒューズホール２５と第１ヒューズ突起２６を有する第１集電板２０又は第２ヒューズホール３５と第２ヒューズ突起を有する第２集電板３０を具備することで、第１ヒューズホール２５が形成された領域又は第２ヒューズホール３５が形成された領域の強度を補強し、短絡の発生の際には、第１ヒューズ突起２６又は第２ヒューズ突起の方に電流が迂回するようにして、第１ヒューズ突起２６又は第２ヒューズ突起で電流が流れる時間を長くすることができる。

従って、本発明の一実施例による二次電池１００は、短絡が発生する前には、外部の衝撃によって第１ヒューズホール２５が形成された領域又は第２ヒューズホール３５が形成された領域の曲げ又は破損を防止し、第１ヒューズホール２５又は第２ヒューズホール３５のヒューズ機能が失われることを防止することができ、短絡が発生した後には、第１ヒューズホール２５又は第２ヒューズホール３５のヒューズ機能に対する信頼性を高めて安全性を向上させることができる。

（他の実施の形態）
次に、本発明の他の実施の形態による二次電池について説明する。

図６は、本発明の他の実施の形態による二次電池を示す斜視図であり、図７は、図６の第１集電板を示す斜視図であり、図８は、図７のIII−III’線に沿って切り取った第１集電板の部分断面図である。

本発明の他の実施の形態による二次電池２００は、図２に示した二次電池１００に比べて第１集電板１２０の第１ヒューズホール１２５と第１ヒューズ突起１２６及び第２集電板１３０の第２ヒューズホール１３５と第２ヒューズ突起（図示せず）の位置のみが異なっているだけで、同じ構成を有し、同じ役割を果たす。従って、本発明の他の実施の形態による二次電池２００における重複した説明は省略し、第１集電板１２０の第１ヒューズホール１２５と第１ヒューズ突起１２６及び第２集電板１３０の第２ヒューズホール１３５と第２ヒューズ突起について重点的に説明する。

図６乃至図８を参照すると、本発明の他の実施の形態による二次電池２００は、電極組立体１０と、第１充電板１２０と、第２集電板１３０と、ケース４０と、キャップ組立体５０と、を含む。

第１集電板１２０は、図６及び図７を参照すると、第１連結部１２１と、第１延長部１２３と、第１端子ホール２４と、第１ヒューズホール１２５と、第１ヒューズ突起１２６と、を含んで構成されてもよい。

第１ヒューズホール１２５と第１ヒューズ突起１２６は、図２及び図３ａに示した第１ヒューズホール２５と第１ヒューズ突起２６と類似しており、同じ役割を果たす。但し、第１ヒューズホール１２５と第１ヒューズ突起１２６は、第１延長部１２３のうち電解液の接触が最小化される上部領域、即ち、角部（Ｃ）に隣接した領域である第１ヒューズ領域（Ｓｆ’）に形成される。ここで、第１ヒューズ突起１２６は、電極組立体１０の方向に切曲及び延長されることで形成されるが、ケース４０の方向に切曲及び延長されることで形成されてもよい。一方、第１延長部１２３のうち第１接触領域（Ｓｃ）は、実質的に第１電極無地部１１ａと接触される領域である。

第２集電板１３０は、第２連結部１３１と、第２延長部１３３と、第２端子ホール３４と、第２ヒューズホール１３５と、第２ヒューズ突起（図示せず）と、を含んで構成されてもよい。第２ヒューズホール１３５及び第２ヒューズ突起は、第１ヒューズホール１２５及び第１ヒューズ突起１２６と対応する形状を有し、同じ役割を果たす。

上述したように、本発明の他の実施の形態による二次電池２００は、第１ヒューズホール１２５と第１ヒューズ突起１２６を第１集電板１２０の第１延長部１２３に形成するか、第２ヒューズホール１３５と第２ヒューズ突起を第２集電板１３０の第２延長部１３３に形成することで、第１ヒューズ突起１２６とキャップ組立体５０との間における干渉又は第２ヒューズ突起とキャップ組立体５０との間における干渉を効率的に防止することができる。

以下、本発明の更に他の実施の形態による二次電池について説明する。
図９は、本発明の更に他の実施の形態による二次電池のうち、図３ａに対応する第１集電板を示す斜視図である。

本発明の更に他の実施の形態による二次電池は、図２の二次電池１００に比べ第１集電板２２０の第１ヒューズ突起２２６の形状のみが異なっており、同じ構成を有し、同じ役割を果たす。従って、同じ構成に対する図示及び同じ構成に対する重複した説明は省略し、第１集電板２２０の第１ヒューズ突起２２６に対して重点的に説明する。

図９を参照すると、第１集電板２２０は、第１連結部２１と、第１延長部２３と、第１端子ホール２４と、第１ヒューズホール２５と、第１ヒューズ突起２２６と、を含んで構成されてもよい。

第１ヒューズ突起２２６は、図３ａに示した第１ヒューズ突起２６と類似している。但し、第１ヒューズ突起２２６は、側面に少なくとも一つ形成される第１補助溝２２７を更に含む。第１補助溝２２７は、第１ヒューズ突起２２６の強度補強機能を大きく減らすことなく第１ヒューズ突起２２６の領域を減少させる。これによって、第１補助溝２２７は、第１連結部２１と第１延長部２３との間に流れる電流が第１ヒューズ突起２２６の方に迂回するとき、更に狭くなった第１ヒューズ突起２２６の領域で電流が流れる時間を長くすることができる。従って、第１ヒューズ突起２２６は二次電池の短絡などによる熱が更に多く発生するようにし、第１ヒューズホール２５のヒューズ機能に対する信頼性を高めることができる。一方、示されていないが、第２集電板は第１集電板２２０と対応するように形成されてもよい。

上述したように、本発明の更に他の実施の形態による二次電池は、第１補助溝２２７を第１ヒューズ突起２２６に形成させることで、第１ヒューズ突起２２６の強度補強機能を大きく減らすことなく第１ヒューズホール２５のヒューズ機能に対する信頼性を高めることができる。

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：電極組立体
２０、２０’、１２０、２２０：第１集電板
２５、１２５：第１ヒューズホール
２６、２６’、１２６、２２６：第１ヒューズ突起
３０、１３０：第２集電板
４０：ケース
５０：キャップ組立体
６０：第１短絡プレート
６１：第２短絡プレート
１００、２００：二次電池

Claims

第１電極板と、第２電極板と、前記第１電極板と第２電極板との間に配置されるセパレータと、を含む電極組立体と、
前記電極組立体を受容するケースと、
前記第１電極板と電気的に接続され、ヒューズ領域を含む集電板と、を具備し、
前記ヒューズ領域は、内部に形成されたヒューズホールと、前記ヒューズホールの第１先端に隣接した前記ヒューズ領域の第１側部から延長されるヒューズ突起と、を含むことを特徴とする二次電池。
前記ヒューズ突起が、前記ヒューズホールを有する前記ヒューズ領域の表面に対して斜めに切曲されることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
前記ヒューズホールが形成された前記ヒューズ領域の断面領域が、前記集電板の他の領域より小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の二次電池。
前記第１電極板と電気的に接続される電極端子を更に具備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。
前記集電板が、前記電極端子と結合される連結部と、前記連結部から延長されて前記第１電極板と結合される延長部と、を含むことを特徴とする請求項４に記載の二次電池。
前記連結部は、内部に形成される端子ホールを有し、
前記連結部が前記端子ホールで前記電極端子と結合することを特徴とする請求項５に記載の二次電池。
前記連結部が前記ヒューズ領域を含むことを特徴とする請求項５に記載の二次電池。
前記延長部が前記ヒューズ領域を含むことを特徴とする請求項５に記載の二次電池。
前記延長部は、前記連結部から垂直に延長されて前記集電板の角部を形成し、
前記ヒューズ領域が前記角部に隣接することを特徴とする請求項５に記載の二次電池。
前記延長部の幅が前記連結部の幅より大きいことを特徴とする請求項５に記載の二次電池。
前記ケースの開口を密封するキャッププレートを含むキャップ組立体を更に具備し、
少なくとも一つの電極端子が、前記キャッププレートを介して前記ケースの外部に突出する前記電極端子を含むことを特徴とする請求項４に記載の二次電池。
前記ヒューズ突起が、前記キャッププレートの表面から遠くなる方向に前記ヒューズホールを有する前記ヒューズ領域の表面に対して切曲されることを特徴とする請求項１１に記載の二次電池。
前記ヒューズ突起が、前記キャッププレートの表面に向かう方向に前記ヒューズホールを有するヒューズ領域の表面に対して切曲されることを特徴とする請求項１１に記載の二次電池。
前記電極端子は第１電極端子であり、前記二次電池は、前記第２電極板と電気的に接続される第２電極端子を更に具備し、
前記集電板は第１集電板であり、前記ヒューズ領域は第１ヒューズ領域であり、前記ヒューズホールは第１ヒューズホールであり、前記ヒューズ突起は第１ヒューズ突起であり、前記二次電池は、前記第２電極板と前記第２電極端子との間に結合されて電気的に接続される第２集電板を更に具備し、
前記第２集電板は第２ヒューズ領域を含み、前記第２ヒューズ領域は、内部に形成された第２ヒューズホールと、前記第２ヒューズホールに隣接した第２ヒューズ領域の側部から延長される第２ヒューズ突起と、を含むことを特徴とする請求項４に記載の二次電池。
前記ヒューズ領域は、前記第１先端と反対である前記ヒューズホールの第２先端に隣接した前記ヒューズ領域の第２側部から延長される更に他のヒューズ突起を含むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
前記ヒューズホールが、前記ヒューズ突起に向かって延長される横方向に長いものであることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
前記ヒューズホールの第１先端と前記ヒューズ突起が延長される前記ヒューズ領域の第１側部との間の距離は、１ｍｍ〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
前記ヒューズ突起は、側部に形成された溝を有することを特徴とする請求項１に記載の二次電池。