JP6162965B2 - ２次電池 - Google Patents

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Description

本発明は、２次電池に関する。
２次電池（ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ ｂａｔｔｅｒｙ）は一次電池とは異なり、充電および放電を反復的に行う電池である。小容量の２次電池は、携帯電話機やノートパソコンおよびビデオカメラのように携帯が可能な小型電子機器に使用され、大容量の２次電池は、ハイブリッド自動車などのモータ駆動用電源として使用され得る。
最近、高エネルギー密度の非水電解液を利用した高出力２次電池が開発されている。高出力２次電池は、複数の２次電池を直列に連結して構成され、大電力を必要とする機器、例えば、電気自動車などのモータ駆動に使用され得る。
２次電池は、セパレータ（ｓｅｐａｒａｔｏｒ）の両面に正極（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）と負極（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）を備えて形成される電極組立体、電極組立体を内蔵するケース、ケースの開口を密閉するキャッププレート、およびキャッププレートに設置されて電極組立体に電気的に連結される電極端子を含む。
２次電池では、充電および放電が反復されるため、ケース内部で過度な熱が発生したり、電解液が分解されることがある。このような熱発生または電解液分解は、２次電池の内部圧力を上昇させ得る。そして、内部圧力の上昇は、２次電池の発火または爆発を発生させ得る。
内部圧力の上昇による発火および爆発を防止するために、ケースの外部に外部短絡部が備えられ得る。この外部短絡部は、２次電池の内部圧力が上昇する時、電極組立体の負極と正極を２次電池の外部で短絡させる。外部短絡部が短絡されると、大電流が放電され、電極組立体の充電状態が低くなる。
この大電流の放電により、電極組立体と電極端子を連結する放電経路に備えられたヒューズ部が溶けて切れる。しかし、このヒューズ部は通常は２次電池内部に備えられるため、ヒューズ部が切れた後、残余電流の放電が困難であった。
また、切れたヒューズ部でアークが発生することがあり、アークは電解液に作用して発火または爆発を発生させ得る。したがって、外部短絡状態またはヒューズ部作動状態で２次電池の安定性が低下するという問題があった。
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、外部短絡状態またはヒューズ部作動状態で安定性を有する、新規かつ改良された２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、ケース、ケースの内部に挿入され、第１電極および第２電極を有する電極組立体、電極端子、およびヒューズ部を媒介として電極端子と連結される電極連結部を含み、ヒューズ部は、電極連結部と電極端子との間に位置して電極端子と電極連結部との間で延設され、電極端子は、ケースの外部に位置する短絡タブを含み、第１電極は、電極連結部に電気的に連結され、第１電極、電極連結部および短絡タブは、第２電極と電気的に絶縁されることを特徴とする２次電池が提供される。
また、第２電極は、ケースに電気的に連結され得、電極端子は、ケースを媒介として第２電極と電気的に連結され得、短絡タブと空間的に分離された短絡部材をさらに含むことができ、短絡部材は、短絡タブと接触するように変形されて第１電極と第２電極を電気的に連結させて短絡状態を発生させ得る。
また、電極連結部は、ヒューズ部を含む内部部材を含むことができ、ヒューズ部は、ケースの外部に位置し、短絡状態が始まる時に発生される短絡電流に反応して短絡タブと内部部材との連結を切るために溶けることができる。
また、短絡タブとケースとの間に位置する弾性部材をさらに含むことができる。
また、短絡タブとケースとの間に位置する絶縁部材を含むことができ、弾性部材は、絶縁部材とケースとの間に位置することができる。
また、内部部材は、弾性部材を圧縮状態に維持するために短絡タブに圧力を作用することができる。
また、ヒューズ部が溶ける時、短絡タブと連結された内部部材が移動し、圧縮状態の弾性部材の弾性力が短絡タブに作用して短絡部材から短絡タブが分離され得る。
また、電極端子は、ケースの短絡ホールに位置することができ、弾性部材は、短絡ホールの外郭に隣接して設置される少なくとも一つのスプリングを含むことができる。
また、少なくとも一つのスプリングは、コイルスプリングであってもよい。
また、ケースは、弾性部材を収容する少なくとも一つの装着溝を含むことができる。
また、少なくとも一つの装着溝は、短絡タブ又は絶縁部材がケースと接触するように圧縮状態で弾性部材を収容することができる。
また、電極連結部は、ケースの外部からケースのホールを貫通してケースの内部まで延設されるリベットターミナルを含むことができ、内部部材は、ケースの外部でリベットターミナルの最外郭に結合されるターミナルプレート、およびターミナルプレートとケースとの間に位置してリベットターミナルと結合される固定部材を含むことができる。
また、ケースからリベットターミナルを絶縁するガスケットをさらに含むことができる。
また、固定部材とケースとの間に位置する絶縁部材をさらに含むことができる。
また、ターミナルプレートを覆う絶縁カバーをさらに含むことができる。
また、第１電極は負極であり、第２電極は正極であってもよい。
また、ケースの開口を覆うキャッププレートをさらに含むことができ、短絡タブと内部部材は、キャッププレートの上に設置され得る。
また、内部部材は、前記ケースの外部表面に近接して平行に延設することができる。
以上説明したように本発明によれば、外部短絡状態またはヒューズ部作動状態で安定性を有する２次電池を提供することが可能となる。
本発明の一実施形態に係る２次電池の斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図１の負極端子、外部短絡部およびヒューズ部の分解斜視図である。 図１の負極端子、外部短絡部およびヒューズ部の組立断面図である。 図４のヒューズ部の作動状態を示した断面図である。
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、本明細書および図面において、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、本発明の一実施形態に係る２次電池の斜視図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図１および図２を参照すれば、本発明の一実施形態による２次電池は、電流を充電および放電する電極組立体１０、電極組立体１０を内蔵するケース１５、ケース１５の開口に結合されるキャッププレート２０、およびキャッププレート２０に設置される第１電極端子（以下、「正極端子」という）２２と第２電極端子（以下、「負極端子」という）５０を含む電極端子、負極端子５０側に備えられる電極連結部２１、および負極端子５０と電極連結部２１を連結するヒューズ部６０を含む。
例えば、電極組立体１０は、絶縁体であるセパレータ１３の両面に第１電極（以下、「正極」という）１２と第２電極（以下、「負極」という）１１を配置し、負極１１、セパレータ１３および正極１２をゼリーロール状態に巻き取って形成され得る。
また、電極組立体は、セパレータを間に置いて単一板からなる負極と正極を積層して組立てられたり、負極、セパレータおよび正極をジグザグ方式で畳んで積層して組立てられ得る（図示せず）。
負極１１および正極１２は、それぞれ金属板の集電体に活物質を塗布したコーティング部１１ａ、１２ａ、および活物質を塗布せずに露出された集電体で形成される無地部１１ｂ、１２ｂを含む。
負極１１の無地部１１ｂは、巻き取られる負極１１に沿って負極１１の一側端部に形成される。正極１２の無地部１２ｂは、巻き取られる正極１２に沿って正極１２の一側端部に形成される。無地部１１ｂ、１２ｂは、電極組立体１０の両端にそれぞれ配置され得る。
例えば、ケース１５は、内部に電極組立体１０と電解液を収容する空間を設定するようにほぼ直六面体からなり、外部と内部空間を連結する開口を直六面体の一面に形成する。開口は、電極組立体１０をケース１５の内部に挿入することができるようにする。
キャッププレート２０は、薄い鋼板からなり、ケース１５の開口に設置されることによってケース１５を密閉する。キャッププレート２０は、電解液注入口２９とベントホール２４をさらに備える。
電解液注入口２９は、ケース１５にキャッププレート２０を結合した後、ケース１５内部への電解液の注入を可能にする。電解液注入後、電解液注入口２９は密封キャップ２７で密封される。
ベントホール２４は、２次電池の内部圧力を排出することができるようにベントプレート２５で密閉される。２次電池の内部圧力が設定圧力に到達すると、ベントプレート２５が切開されてベントホール２４を開放する。ベントプレート２５は切開を誘導する切欠２５ａを有する。
電極連結部２１および正極端子２２は、ケース１５またはキャッププレート２０を貫通して設置され、電極組立体１０に電気的に連結される。つまり、電極連結部２１は、電極組立体１０の負極１１に電気的に連結され、正極端子２２は、電極組立体１０の正極１２に電気的に連結される。したがって、電極組立体１０は、電極連結部２１および正極端子２２を通じてケース１５の外部に連結され得る。また、電極連結部２１は、負極端子５０と電気的に連結され得る。
電極連結部２１および正極端子２２は、キャッププレート２０の端子ホール３１１、３１２にそれぞれ設置されるリベットターミナル２１ａ、２２ａ、キャッププレート２０の内側でリベットターミナル２１ａ、２２ａに一体に広く形成されるフランジ２１ｂ、２２ｂ、およびキャッププレート２０の外側に配置されてリベットターミナル２１ａ、２２ａにリベッティングまたは溶接されるターミナルプレート２１ｃ、２２ｃを含むことができる。
負極および正極ガスケット３６、３７は、電極連結部２１および正極端子２２のリベットターミナル２１ａ、２２ａとキャッププレート２０の端子ホール３１１、３１２内面との間にそれぞれ設置され、電極連結部２１および正極端子２２のリベットターミナル２１ａ、２２ａとキャッププレート２０との間をそれぞれ絶縁およびシーリングする。
負極および正極ガスケット３６、３７は、フランジ２１ｂ、２２ｂとキャッププレート２０の内面との間にさらに延設され、フランジ２１ｂ、２２ｂとキャッププレート２０との間をさらに絶縁およびシーリングする。つまり、キャッププレート２０に電極連結部２１および正極端子２２を設置する時、負極および正極ガスケット３６、３７は、端子ホール３１１、３１２を通じて電解液が漏れる（ｌｅａｋ）ことを防止する。
負極および正極リードタブ３１、３２は、電極連結部２１および正極端子２２を電極組立体１０の負極１１および正極１２にそれぞれ電気的に連結する。つまり、負極および正極リードタブ３１、３２をリベットターミナル２１ａ、２２ａの下端に結合して下端をコーキング（ｃａｕｌｋｉｎｇ）することによって、負極および正極リードタブ３１、３２はフランジ２１ｂ、２２ｂに支持されながらリベットターミナル２１ａ、２２ａの下端に連結される。
負極および正極絶縁部材４１、４２は、負極および正極リードタブ３１、３２とキャッププレート２０との間にそれぞれ設置され、負極および正極リードタブ３１、３２とキャッププレート２０を電気的に絶縁させる。また、負極および正極絶縁部材４１、４２は、上部ではキャッププレート２０に結合して、下部では負極および正極リードタブ３１、３２とリベットターミナル２１ａ、２２ａおよびフランジ２１ｂ、２２ｂを囲むため、これらの連結構造を安定化させる。
図３は、図１の電極連結部２１、負極端子５０およびヒューズ部６０の分解斜視図であり、図４は、図１の電極連結部２１、負極端子５０およびヒューズ部６０の組立断面図である。図３および図４を参照して、電極連結部２１、負極端子５０およびヒューズ部６０について説明する。
負極端子５０は、２次電池の内部圧力により互いに離隔または短絡されるように互いに向き合って配置される短絡タブ５１と短絡部材５３を含むことができる。また、負極端子５０は、短絡タブ５１と短絡部材５３の間に設置される絶縁部材３８をさらに含むことができる。
短絡タブ５１は、キャッププレート２０の外面に絶縁部材３８を介在して、キャッププレート２０と電気的に絶縁構造を形成しながら電極連結部２１に電気的に連結される。短絡部材５３は、キャッププレート２０の短絡ホール２３に設置されて短絡タブ５１に向き合う。つまり、キャッププレート２０は、短絡部材５３を通じて正極端子２２と電気的に連結し得る。
絶縁部材３８は、２次電池が正常に駆動している時には、短絡タブ５１と短絡部材５３を電気的に絶縁させ、２次電池の内圧が上昇した時には、短絡タブ５１と短絡部材５３を短絡させ得る。
つまり、短絡タブ５１は、電極連結部２１に連結されて短絡部材５３に向かって延設される。したがって、短絡タブ５１と短絡部材５３は、短絡ホール２３に対応して向き合って離隔状態（実線状態）または短絡状態（二点鎖線状態）を形成する（図４参照）。
負極絶縁部材４１および負極リードタブ３１は、短絡ホール２３を通じて短絡部材５３に内部圧力が作用し得るように短絡ホール２３に対応して形成される貫通ホール４１１、４１２をそれぞれ備える。
一方、電極連結部２１は、負極端子５０の短絡タブ５１に対応するように固定部材２１ｄおよびヒューズ部６０を含む内部部材をさらに含む。固定部材２１ｄは、リベットターミナル２１ａに連結され、キャッププレート２０の外側に絶縁部材３９を介在して配置される。絶縁部材３９は、固定部材２１ｄとキャッププレート２０を電気的に絶縁させる。つまり、キャッププレート２０は、電極連結部２１と電気的に絶縁され得る。
例えば、固定部材２１ｄとターミナルプレート２１ｃをリベットターミナル２１ａの上端に結合して上端をコーキングすることによって、固定部材２１ｄとターミナルプレート２１ｃはリベットターミナル２１ａの上端に結合する。したがって、固定部材２１ｄとターミナルプレート２１ｃは、絶縁部材３９を介在した状態でキャッププレート２０に固定される。ターミナルプレート２１ｃは、電気絶縁材で形成される絶縁カバー２１ｅに覆われ得る。
また、固定部材２１ｄとターミナルプレート２１ｃは、そのうちの一つのみが適用されてもよく、これに対応して絶縁カバー２１ｅおよびヒューズ部６０が備えられ得る（図示せず）。つまり、固定部材２１ｄのみ適用する場合、リベットターミナル２１ａは固定部材２１ｄに連結され、ヒューズ部６０は固定部材２１ｄに連結され、絶縁カバー２１ｅは固定部材２１ｄを覆う。ターミナルプレート２１ｃのみ適用する場合、リベットターミナル２１ａはターミナルプレート２１ｃに連結され、ヒューズ部６０はターミナルプレート２１ｃに連結され、絶縁カバー２１ｅはターミナルプレート２１ｃを覆う。
再び図３および図４を参照すれば、ヒューズ部６０は、短絡タブ５１と固定部材２１ｄを介在して電気的に連結される。したがって、負極端子５０の短絡タブ５１は、ヒューズ部６０および固定部材２１ｄを通じて電極連結部２１に連結され得る。
結局、電極組立体１０の正極１２は、正極端子２２およびキャッププレート２０を通じて短絡部材５３に連結され、負極１１は、電極連結部２１およびヒューズ部６０を通じて短絡タブ５１に連結される。電極組立体１０の負極１１および正極１２は、キャッププレート２０の外部に位置する短絡タブ５１と短絡部材５３により短絡可能な状態を維持する。
このように、ヒューズ部６０がケース１５およびキャッププレート２０の外部に備えられるため、負極端子５０の作動、つまり、短絡部材５３と短絡タブ５１が互いに短絡されてヒューズ部６０が溶けて切れる時、発生し得るアークは電解液または電極組立体１０に悪影響を与えなくなる。
また、ヒューズ部６０がケース１５およびキャッププレート２０の外部に備えられるため、外部短絡によりヒューズ部６０が切れた後、絶縁カバー２１ｅを開いて電極連結部２１のターミナルプレート２１ｃを通じて電極組立体１０の残余電流の放電が可能である。
したがって、モジュール状態で、外部短絡された２次電池の放電および交替が可能であるため、安全性を向上させることができる。
また、負極端子５０は、絶縁部材３８とキャッププレート２０との間に設置される弾性部材５４をさらに含む。弾性部材５４は、短絡ホール２３の外郭に配置されて絶縁部材３８および短絡タブ５１を弾性的に支持する。
例えば、弾性部材５４は、スプリング（例:圧縮コイルスプリング）で形成されてキャッププレート２０の４個の装着溝５５に挿入される。弾性部材は、短絡ホールの外郭を囲む一つの圧縮コイルスプリングで形成され得る（図示せず）。
弾性部材５４は、ヒューズ部６０で固定部材２１ｄに連結される短絡タブ５１により圧縮状態を維持し、ヒューズ部６０が溶けて切れて圧縮状態が解除されると、その弾性力で絶縁部材３８および短絡タブ５１を上昇させて、短絡タブ５１を短絡部材５３から分離させる。したがって、弾性部材５４の弾性力は、ヒューズ部６０と固定部材２１ｄにより短絡タブ５１に作用する圧縮力よりも低く設定される。
図５は、図４のヒューズ部６０の作動状態を示した断面図である。図５を参照すれば、負極端子５０の作動により短絡タブ５１と短絡部材５３を通じて高電圧電流が放電され、ヒューズ部６０が溶けて切れる。
ヒューズ部６０が切れると、弾性部材５４は固定部材２１ｄの圧縮力から解放されるため、その弾性力で絶縁部材３８および短絡タブ５１を上昇させる。これによって、短絡タブ５１は、短絡部材５３から分離されるため、２次電池で電極連結部２１および正極端子２２は完全な電流遮断状態を維持する。
以上説明したように本発明によれば、ヒューズ部がキャッププレートの外部に備えられるため、外部短絡または過充電後に、電極組立体の残余電流を放電させることができる。したがって、外部短絡部と負極端子との間に位置するヒューズ部が溶けて切れた後にも、負極端子を通じて残余電流を放電でき、モジュール状態で当該２次電池の交替が可能となる。
また、本発明によれば、ヒューズ部が外部に備えられることによって、ヒューズ部が溶けて切れた後、切れた間の部分で発生するアークから電解液を保護することができる。
また、ヒューズ部が切れた後、外部短絡部がキャッププレートから上昇分離されるため、複数の２次電池を備えたモジュールで全体過電流を遮断することができる。
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
１１、１２ 第１および第２電極（負極、正極）
１１ａ、１２ａ コーティング部
１１ｂ、１２ｂ 無地部
１３ セパレータ
１５ ケース
２０ キャッププレート
２１、２２ 電極連結部および第１電極端子（正極端子）
２１ａ、２２ａ リベットターミナル
２１ｂ、２２ｂ フランジ
２１ｃ、２２ｃ ターミナルプレート
２１ｄ 固定部材
２１ｅ 絶縁カバー
２３ 短絡ホール
２４ ベントホール
２５ ベントプレート
２５ａ 切欠
２７ 密封キャップ
２９ 電解液注入口
３１、３２ 負極および正極リードタブ
３６、３７ 負極および正極ガスケット
３８、３９ 絶縁部材
４１、４２ 負極および正極絶縁部材
５０ 第２電極端子（負極端子）
５１ 短絡タブ
５３ 短絡部材
５４ 弾性部材
５５ 装着溝
６０ ヒューズ部
３１１、３１２ 端子ホール
４１１、４１２ 貫通ホール

Claims (17)

  1. ケースと、
    前記ケースの内部に挿入され、第１電極および第２電極を有する電極組立体と、
    電極端子と、
    ヒューズ部を媒介として前記電極端子と連結される電極連結部とを含み、
    前記ヒューズ部は、前記ケースの外部に位置し、前記電極連結部から前記電極端子の方へ延設され、
    前記電極端子は、前記ケースの外部に位置する短絡タブを含み、
    前記第１電極は、前記電極連結部に電気的に連結され、
    前記第１電極、前記電極連結部および前記短絡タブは、前記第２電極と電気的に絶縁され、
    前記短絡タブと前記ケースとの間に位置する弾性部材をさらに含むことを特徴とする、２次電池。
  2. 前記第２電極は、前記ケースに電気的に連結され、
    前記電極端子は、前記ケースを媒介として前記第２電極と電気的に連結され、前記短絡タブと空間的に分離された短絡部材をさらに含み、
    前記短絡部材は、前記短絡タブと接触するように変形されて前記第１電極と前記第２電極を電気的に連結させて短絡状態を発生させることを特徴とする、請求項１に記載の２次電池。
  3. 前記電極連結部は、前記ヒューズ部を含む内部部材を含み、
    前記ヒューズ部は、前記ケースの外部に位置し、前記短絡状態が始まる時に発生される短絡電流に反応して前記短絡タブと前記内部部材との連結を切るために溶けることを特徴とする、請求項２に記載の２次電池。
  4. 前記短絡タブと前記ケースとの間に位置する絶縁部材を含み、
    前記弾性部材は、前記絶縁部材と前記ケースとの間に位置することを特徴とする、請求項３に記載の２次電池。
  5. 前記内部部材は、前記弾性部材を圧縮状態に維持するために前記短絡タブに圧力を作用することを特徴とする、請求項４に記載の２次電池。
  6. 前記ヒューズ部が溶ける時、前記短絡タブと連結された前記内部部材が移動し、前記圧縮状態の前記弾性部材の弾性力が前記短絡タブに作用して前記短絡部材から前記短絡タブが分離されることを特徴とする、請求項５に記載の２次電池。
  7. 前記電極端子は、前記ケースの短絡ホールに位置し、
    前記弾性部材は、前記短絡ホールの外郭に隣接して設置される少なくとも一つのスプリングを含むことを特徴とする、請求項６に記載の２次電池。
  8. 前記少なくとも一つのスプリングは、コイルスプリングであることを特徴とする、請求項７に記載の２次電池。
  9. 前記ケースは、前記弾性部材を収容する少なくとも一つの装着溝を含むことを特徴とする、請求項５〜８のいずれか１項に記載の２次電池。
  10. 前記少なくとも一つの装着溝は、前記短絡タブ又は前記絶縁部材が前記ケースと接触するように前記圧縮状態で前記弾性部材を収容することを特徴とする、請求項９に記載の２次電池。
  11. 前記電極連結部は、前記ケースの外部から前記ケースのホールを貫通して前記ケースの内部まで延設されるリベットターミナルを含み、
    前記内部部材は、前記ケースの外部で前記リベットターミナルの最外郭に結合されるターミナルプレート、および前記ターミナルプレートと前記ケースとの間に位置して前記リベットターミナルと結合される固定部材を含むことを特徴とする、請求項３〜１０のいずれか１項に記載の２次電池。
  12. 前記ケースから前記リベットターミナルを絶縁するガスケットをさらに含む、請求項１１に記載の２次電池。
  13. 前記固定部材と前記ケースとの間に位置する絶縁部材をさらに含むことを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の２次電池。
  14. 前記ターミナルプレートを覆う絶縁カバーをさらに含むことを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の２次電池。
  15. 前記第１電極は負極であり、前記第２電極は正極であることを特徴とする、請求項３〜１４のいずれか１項に記載の２次電池。
  16. 前記ケースの開口を覆うキャッププレートをさらに含み、
    前記短絡タブと前記内部部材は、前記キャッププレートの上に設置されることを特徴とする、請求項３〜１５のいずれか１項に記載の２次電池。
  17. 前記内部部材は、前記ケースの外部表面に近接して平行に延設されることを特徴とする、請求項３〜１６のいずれか１項に記載の２次電池。
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Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140064487A (ko) * 2012-11-20 2014-05-28 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
DE102013200923A1 (de) * 2013-01-22 2014-08-07 Robert Bosch Gmbh Batterieterminal mit Sicherungselement
KR101696010B1 (ko) * 2013-06-19 2017-01-12 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
US9225002B2 (en) * 2013-10-24 2015-12-29 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery having fuse unit
DE102014200202A1 (de) * 2014-01-09 2015-07-09 Robert Bosch Gmbh Batteriezelle mit Überspannungsschutzvorrichtung
DE102014100863A1 (de) * 2014-01-27 2015-07-30 Elringklinger Ag Elektrochemische Zelle und Verfahren zum Herstellen einer elektrochemischen Zelle
JP6176338B2 (ja) * 2014-02-07 2017-08-09 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
KR102211527B1 (ko) * 2014-03-11 2021-02-02 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102273768B1 (ko) * 2014-04-01 2021-07-06 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
KR102248595B1 (ko) 2014-04-15 2021-05-06 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102210885B1 (ko) 2014-05-15 2021-02-02 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 그 제조방법
KR102213663B1 (ko) * 2014-06-02 2021-02-05 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP6862338B2 (ja) * 2015-02-27 2021-04-21 三洋電機株式会社 二次電池及び複数の二次電池を備えた組電池
KR102393161B1 (ko) * 2015-03-02 2022-04-29 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102323949B1 (ko) * 2015-03-03 2021-11-08 삼성에스디아이 주식회사 상부 커버를 갖는 이차 전지
KR102349963B1 (ko) * 2015-04-30 2022-01-11 삼성전자주식회사 실시간 분석을 위한 인-시츄 코인 셀과 이를 포함하는 측정 시스템과 인-시츄 코인 셀의 제조방법 및 광을 이용한 그 측정방법
KR102457497B1 (ko) 2015-08-17 2022-10-21 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102373537B1 (ko) * 2015-08-26 2022-03-10 삼성에스디아이 주식회사 전지 모듈
JP6569434B2 (ja) * 2015-09-29 2019-09-04 三洋電機株式会社 角形二次電池
KR102517901B1 (ko) * 2015-10-02 2023-04-03 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
MX2018007161A (es) 2015-12-14 2018-08-14 Cadenza Innovation Inc Dispositivo de desconexion de presion de perfil bajo para baterias de iones de litio.
JP6707367B2 (ja) * 2016-02-29 2020-06-10 三洋電機株式会社 二次電池及び組電池
DE102016204842A1 (de) 2016-03-23 2017-09-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Zelle für einen elektrischen Energiespeicher
KR102612060B1 (ko) * 2016-04-26 2023-12-07 삼성에스디아이 주식회사 멤브레인을 갖는 이차 전지
KR102606264B1 (ko) 2016-06-28 2023-11-23 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
KR102611656B1 (ko) * 2016-08-30 2023-12-08 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102249891B1 (ko) * 2016-08-31 2021-05-07 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
CN106450475B (zh) * 2016-11-15 2019-08-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池及电池模组
CN108428820B (zh) * 2017-02-14 2021-07-30 宁德时代新能源科技股份有限公司 动力电池顶盖结构及动力电池
DE102017208842B4 (de) * 2017-05-24 2020-02-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Speichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug mit einer solchen Speichereinrichtung, sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Speichereinrichtung
JP2019008972A (ja) * 2017-06-23 2019-01-17 三洋電機株式会社 角形二次電池及びその製造方法
CN109285974B (zh) * 2017-07-20 2021-08-03 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池顶盖组件及二次电池
CN109585717B (zh) * 2017-09-29 2020-09-15 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池的顶盖组件以及二次电池
CN109659483B (zh) * 2017-10-11 2021-08-03 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池顶盖组件及二次电池
CN109728208B (zh) * 2017-10-27 2021-09-14 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池的顶盖组件、二次电池以及电池模组
CN108470858A (zh) * 2018-05-16 2018-08-31 深圳市凯中精密技术股份有限公司 一种电池盖板及电池
WO2020196465A1 (ja) * 2019-03-26 2020-10-01 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 保護システム
WO2021217649A1 (zh) * 2020-04-30 2021-11-04 宁德时代新能源科技股份有限公司 端盖组件、二次电池、电池组以及用电装置
KR20240087284A (ko) * 2022-12-12 2024-06-19 주식회사 엘지에너지솔루션 이차 전지 팩
CN116031466B (zh) * 2023-03-30 2023-07-04 深圳市誉辰智能装备股份有限公司 圆柱电池的制造方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5800937A (en) 1997-05-02 1998-09-01 Motorola, Inc. Current interrupt device for secondary batteries
JP2002216743A (ja) * 2001-01-19 2002-08-02 Alps Electric Co Ltd 電池用圧力遮断センサ
EP1422771A4 (en) 2001-08-07 2009-01-21 Panasonic Corp NONAQUEOUS ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY
KR100420146B1 (ko) * 2001-10-18 2004-03-02 삼성에스디아이 주식회사 서모 프로텍터가 장착된 이차전지
WO2004031426A1 (ja) * 2002-10-07 2004-04-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 温度ヒューズ用素子、温度ヒューズおよびそれを用いた電池
KR100457626B1 (ko) * 2002-11-15 2004-11-17 삼성에스디아이 주식회사 이차전지용 안전장치와 이를 구비한 이차 전지
JP2004319463A (ja) * 2003-03-28 2004-11-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 二次電池
KR100515354B1 (ko) * 2003-06-19 2005-09-15 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR20080019321A (ko) 2006-08-28 2008-03-04 현대자동차주식회사 차량용 배터리
JP4539763B2 (ja) * 2008-06-13 2010-09-08 トヨタ自動車株式会社 電極
KR101023910B1 (ko) * 2008-12-22 2011-03-22 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR101023104B1 (ko) * 2008-12-26 2011-03-24 에스비리모티브 주식회사 이차 전지
KR101041153B1 (ko) 2009-03-04 2011-06-13 에스비리모티브 주식회사 이차전지 및 그 모듈
US8323813B2 (en) * 2009-05-14 2012-12-04 Sb Limotive Co., Ltd. Rechargeable battery including an extensible member
US9246140B2 (en) * 2009-07-09 2016-01-26 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery with a cap assembly having a first tab located outside of the case
US8632911B2 (en) 2010-01-15 2014-01-21 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
KR101036070B1 (ko) * 2010-01-26 2011-05-19 에스비리모티브 주식회사 이차 전지
KR101042808B1 (ko) * 2010-01-26 2011-06-20 에스비리모티브 주식회사 이차 전지
JP5501018B2 (ja) * 2010-02-15 2014-05-21 矢崎総業株式会社 バッテリに直付けされるヒュージブルリンクの斜め締め防止保護キャップ
US9023498B2 (en) * 2011-07-07 2015-05-05 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery

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