JP6245830B2 - 二次電池 - Google Patents
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Description
結局、ケースの表面が不完全に絶縁されることにより、ケースの外部に電気が排出されたり、隣接する二次電池の間に短絡が発生したりすることがあった。
さらに、このような問題を克服するために、ケースの表面を完全に密閉するためにはケースの表面密閉工程が複雑になるという問題があった。
また、本発明の他の態様は、ケースの表面を容易に絶縁可能な構造を含む二次電池を提供するものである。
また、絶縁テープの面積は、絶縁テープが結合されるケースの表面の面積より大きくなり得る。
さらに、ケースと絶縁テープとの間に絶縁カバーの一部が位置することができる。
また、絶縁カバーは、ケースの一端でキャッププレートおよびケースの一部と結合でき、絶縁テープは、ケースの一端と一端の反対側に位置するケースの他端との間で延長するケースの側面に結合できる。
なお、ケースの第2側面および第4側面が第1側面および第3側面と直角をなす時、第1絶縁テープの第11部分および第12部分は、第1絶縁テープの第1本体と直角をなし、第2絶縁テープの第21部分および第22部分は、第2絶縁テープの第2本体と直角をなすことができる。
また、絶縁カバーは、キャッププレートが設けられるケースの一端に結合される本体と、本体から延長し、ケースの一端と一端の反対側に位置するケースの他端との間で延長するケースの側面の一部を覆う側面部と、本体と側面部によって形成され、ケースの一端が収容される固定溝とを含むことができる。
なお、絶縁テープの一部は、絶縁カバーの側面部を覆うことができる。
また、絶縁カバーの一面に接着剤が塗布され、接着剤が塗布された絶縁カバーの一面は、キャッププレートおよびケースに結合できる。
また、ケースの下端を覆う絶縁テープの一部は、開口が位置するケースの一端と、一端と反対側に位置するケースの他端との間で延長するケースの側面に結合される絶縁テープの一部と角をなすことができる。
また、外部絶縁部材は、開口の反対側に位置するケースの下部に結合される下部絶縁カバーをさらに含むことができる。
なお、絶縁テープの厚さは、70μm〜100μmであり得る。
図面において、説明の明確化のために、層または領域の大きさは誇張して示されることがある。1つの層または要素が他の層または基材の「上に」あるとは、直接的に上にあるか、その間にさらに他の層を介在していると理解される。そして、1つの層が他の層の「下」にあるとは、直接的に下にあるか、その間に1つ以上のさらに他の層を介在していると理解される。さらに、1つの層が2つの層の「間」にあるとは、その1つの層が2つの層の間の唯一の層であるか、その間に1つ以上のさらに他の層が介在していると理解される。そして、本明細書および図面において、同一の符号は同一の構成要素を表す。
図1および図2を参照して説明すれば、本実施形態にかかる二次電池100は、第1電極11と第2電極12との間にセパレータ13を介在して巻き取られて形成された複数の電極組立体10と、電極組立体10が内蔵されるケース26と、電極組立体10と第1電極集電部材50または第2電極集電部材70に電気的に連結される第1端子部30および第2端子部40と、ケース26に形成された開口に結合されるキャッププレート20と、ケース26内に設けられる第1および第2内部絶縁部材60、80とを含むことができる。
また、第1電極11は負極、第2電極12は正極から構成されてもよく、逆に、第1電極11は正極、第2電極12は負極から構成されてもよい。
電極組立体10は、第1電極11と第2電極12およびセパレータ13を共に巻き取ることにより、ゼリーロール形態からなり得る。第1電極11と第2電極12はそれぞれ、薄板の金属箔からなる集電体と、それぞれの集電体の表面にコーティングされる活物質とを含むことができる。
ここで、コーティング部は、電極組立体10において、第1電極11および第2電極12の大部分を形成し、第1電極無地部および第2電極無地部11a、12aは、ゼリーロール状態でコーティング部の両側にそれぞれ配置できる。
このような電極組立体10の第1電極無地部11aには、第1端子部30が第1電極集電部材50を介して電気的に連結でき、第2電極無地部12aには、第2端子部40が第2電極集電部材70を介して電気的に連結できる。
ケース26は、略直方体形状となり、一面には開放された開口が形成できる。また、キャッププレート20は、ケース26の開放された開口部分に位置し、ケース26の内部に電極組立体10を収容することができる。
ただし、本実施形態にかかる第1端子部30は、プレートタイプの端子でない、円柱形状となる端子(図示せず)を含むことができる。
さらに、本実施形態にかかる外部絶縁部材90は、絶縁カバー91と、第1絶縁テープ92および第2絶縁テープ93を含む絶縁テープとを含むことができる。
ここで、絶縁カバー91は、第1および第2絶縁テープ92、93と結合され、ケース26の表面に結合できる。
図3を参照して説明すれば、本実施形態にかかるケース26は、略直方体形状にケース26の開口から延長して形成される第1ないし第4側面261、262、263、264と、キャッププレート20が設けられるケース上部265と、ケース上部265の反対側に位置するケース下部266とを含むことができる。
ただし、本実施形態にかかるケース26は、直方体形状に限定されず、ケース26の形状は、円筒状、立方体状またはパウチ状に作られてもよい。
また、本実施形態にかかる外部絶縁部材90の第1および第2絶縁テープ92、93は、絶縁性物質(例:ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate))で作られてもよい。
また、本実施形態によれば、第1絶縁テープ92のそれぞれの末端と第2絶縁テープ93のそれぞれの末端とが互いに重なるようにケース26の側面に結合され、ケース26の側面の全部分が第1絶縁テープ92および第2絶縁テープ93に囲まれてもよい。
ここで、本実施形態にかかる第1絶縁テープ92の第11および第12部分92b、92cは、第1本体92aの両末端からそれぞれ延長して形成できる。
したがって、本実施形態によれば、第1絶縁テープ92の第1本体92aは、ケース26の第1側面261に結合でき、第11および第12部分92b、92cは、ケース26の第2および第4側面262、264のそれぞれに結合できる。
ここで、図3に示されるように、第11および第12部分92b、92cは、第1本体92aの両側末端で矢印方向に折曲げられ、ケース26の第2および第4側面262、264に結合できる。
ここで、第2絶縁テープ93は、第2本体93aの両側末端から延長して形成される第21および第22部分93b、93cを含むことができる。
ここで、本実施形態にかかる第11部分92bの幅W2と第21部分93bの幅W3との和が、ケース26の第2側面262の幅W1と等しいか、ケース26の第2側面262の幅W1より小さい場合、第11部分92bの幅W2と第2絶縁テープ93の第21部分93bとの間にケース26の第2側面262が外部に露出し得る。
結局、第1絶縁テープ92の第11部分92bの幅と第2絶縁テープ93の第21部分93aの幅との和は、ケース26の第2側面262の幅より広くなり得る。
したがって、第1絶縁テープ92の第12部分92cの幅と第2絶縁テープ93の第22部分93cの幅との和は、ケース26の第4側面264の幅より広くなり得る。
また、本実施形態によれば、第2絶縁テープ93の第21および第22部分93b、93cと第1絶縁テープ92の第11および第22部分92b、92cとが重なる部分には段差が形成され、ケース26の表面に発生した湿気が流れる通路となり得る。
したがって、本実施形態によれば、ケース26の表面に発生した湿気が段差に沿ってケース26の表面から排出されることが可能である。
より詳細には、本実施形態にかかる絶縁カバー91の本体911は、第1端子結合ホール911aと、電解液注入口結合ホール911bと、ベントプレート結合ホール911cと、第2端子結合ホール911dとを含むことができる。
したがって、本実施形態によれば、絶縁カバー91がケース上部265に結合される時、絶縁カバー91の側面912は、第1および第2絶縁テープ92、93の上に位置することができる。
ここで、本実施形態にかかる絶縁カバー91は、ケース26に締まり嵌めで結合されるか、ケース26に対向する絶縁カバー91の一面に接着剤が塗布されてケース26と結合されることが可能である。
したがって、本実施形態によれば、絶縁カバー91は、ケース上部265に密着して結合されることが可能である。
したがって、本実施形態によれば、第1絶縁テープ92の第11部分92bの角部分および第2絶縁テープ93の第21部分93bの角部分におけるケース26の表面の露出を防止することができる。
結局、本実施形態によれば、ケース26の第1ないし第4側面261、262、263、264とケース上部265が外部に露出しないように密閉することができ、ケース26の表面に外部絶縁部材90が容易に結合されることが可能である。
ここで、本実施形態にかかる二次電池101は、外部絶縁部材190の絶縁カバー191と第1および第2絶縁テープ192、193との結合順序を除いては、第1実施形態にかかる二次電池100と同一であるので、以下では同一の構成に関する詳細な説明は省略する。
つまり、本実施形態によれば、絶縁カバー191の上に第1および第2絶縁テープ192、193が結合できる。
したがって、本実施形態にかかる絶縁カバー191の長さL2は、第1実施形態にかかる第1絶縁カバー91の長さL1より第1および第2絶縁テープ192、193の厚さの和だけ略短く形成できる。
したがって、絶縁カバー191が第1および第2絶縁テープ192、193の重なる部分に形成される段差の上に位置する場合、段差と絶縁カバー191との間に形成される空間が発生しないため、ケース26の表面と外部とがより効果的に絶縁されることが可能である。
図5を参照して説明すれば、本実施形態にかかる二次電池200は、外部絶縁部材290を除いては、第1実施形態にかかる二次電池100と同一の構成からなるので、以下では同一の構造に関する詳細な説明は省略する。
ここで、本実施形態にかかる絶縁カバー291は、第1実施形態にかかる絶縁カバー91と同一の構成であるので、以下では詳細な説明は省略する。
本実施形態にかかる絶縁カバー291は、第1および第2絶縁テープ292、293と結合されてケース26の表面に結合できる。
本実施形態にかかる外部絶縁部材290の第1および第2絶縁テープ292、293は、絶縁性物質(例:ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate))で作られてもよい。
ここで、第1および第2絶縁テープ292、293の一方の面には接着剤が塗布できる。この時、本実施形態にかかる第1および第2絶縁テープ292、293の厚さは、70μm〜100μmの間で形成されることが好ましい。
さらに、ケース26の下端を覆う絶縁テープの一部は、ケースの一端と他端との間で延長するケースの側面に結合される絶縁テープの一部と角をなすことができる。
より詳細には、第1絶縁テープ292は、第1本体292aと、第11部分292bと、第12部分292cと、第13部分292dとを含むことができる。
ただし、本実施形態にかかる第1絶縁テープ292の第1本体292a、第11部分292bおよび第12部分292cのそれぞれは、第1実施形態にかかる第1絶縁テープ92の第1本体92a、第11部分92bおよび第12部分92cと同一の構成であるので、以下では詳細な説明は省略する。
より詳細には、本実施形態にかかる第1絶縁テープ292の第13部分292dは、第11および第12部分292b、292cが延長した方向と略垂直な方向に延長して形成できる。
ここで、本実施形態にかかる第1絶縁テープ292の第13部分292dの幅W4は、第13部分292dが結合されるケース下部266の幅W5と略等しいか広く形成できる。
したがって、第1絶縁テープ292の第13部分292dの幅は、ケース下部266の幅より広くなり得る。
結局、本実施形態にかかる外部絶縁部材290は、ケース26の第1ないし第4側面261、262、263、264とケース上部265およびケース下部266に結合できる。
したがって、本実施形態にかかる外部絶縁部材290は、ケース26の表面全体が外部に露出するのを遮断し、ケース26を完全に密閉することが可能である。
図6を参照して説明すれば、本実施形態にかかる二次電池300は、外部絶縁部材390を除いては、第1実施形態にかかる二次電池100と同一の構成を含むので、以下では同一の構成に関する詳細な説明は省略する。
本実施形態にかかる二次電池300の外部絶縁部材390は、絶縁カバー391と、第1絶縁テープ392と、第2絶縁テープ393と、下部絶縁カバー394とを含むことができる。
ただし、本実施形態にかかる外部絶縁部材390の絶縁カバー391、第1絶縁テープ392および第2絶縁テープ393は、第1実施形態にかかる絶縁部材90の絶縁カバー91、第1絶縁テープ92および第2絶縁テープ93と同一の構成であるので、以下では具体的な説明は省略する。
ここで、本実施形態にかかる下部絶縁カバー394は、真空成形または射出成形されて形成され得、ABS樹脂(acrylonitrile butadiene styrene copolymer)、ポリプロピレン(Polypropylene)、ポリエチレン(Polyethylene)およびポリカーボネート(Polycarbonate)のうちの1つの物質で作られてもよい。
ここで、下部絶縁カバー394とケース26は、締まり嵌め方式で結合できる。
ただし、下部絶縁カバー394とケース26は、締まり嵌め方式で結合されることに限定されず、下部絶縁カバー394とケース26は、下部絶縁カバー394に結合される両面テープ(図示せず)によって結合されることも可能である。
したがって、本実施形態によれば、下部絶縁カバー394は、ケース下部266に密着して結合されることが可能である。
したがって、本実施形態によれば、第1絶縁テープ392の角部分および第2絶縁テープ393の角部分におけるケース26の表面と外部との接触が効果的に遮断されることが可能である。
図7を参照して説明すれば、本実施形態にかかる二次電池400は、外部絶縁部材490を除いては、第3実施形態にかかる二次電池300と同一の構成からなるので、以下では同一の構成に関する詳細な説明は省略する。
ただし、本実施形態にかかる外部絶縁部材490の絶縁カバー491および下部絶縁カバー493は、第3実施形態にかかる絶縁カバー391および下部絶縁カバー394と同一の構成であるので、以下では詳細な説明は省略する。
より詳細には、本実施形態にかかる絶縁テープ492の本体492bは、ケース26が挿入される中空部を含むことができる。ここで、絶縁テープ492の本体492bは射出成形で形成された後、本体492bの中空部には接着剤が塗布できる。
したがって、本実施形態によれば、ケース26が絶縁テープ492の中空部に挿入されると、絶縁テープ492の本体492bとケース26の第1ないし第4側面261、262、263、264は、絶縁テープ492がケース26の表面に結合できる。
したがって、本実施形態によれば、ケース26のすべての面(例:直方体形状のケースの6つの面)が絶縁部材490によって密閉されることが可能である。
また、本実施形態によれば、ケース26が絶縁テープ492に挿入されて絶縁テープ492と結合されるため、ケース26の表面の絶縁が容易になり得る。
図8および図9を参照して説明すれば、本実施形態にかかる二次電池500は、外部絶縁部材590を除いては、第1実施形態にかかる二次電池100と同一の構成からなるので、以下では同一の構成に関する詳細な説明は省略する。
ただし、本実施形態にかかる外部絶縁部材590の絶縁カバー591は、第1実施形態にかかる外部絶縁部材90の絶縁カバー91と同一の構成であるので、以下では詳細な説明は省略する。
また、絶縁テープ592の一方の面には接着剤が塗布できる。この時、本実施形態にかかる絶縁テープ592の厚さは、70μm〜100μmの間で形成されることが好ましい。
より詳細には、本実施形態にかかる絶縁テープ592は、第1部分592aと、第2部分592bと、第3部分592cと、第4部分592dと、第5部分592eとを含むことができる。
また、本実施形態にかかる第2部分592bおよび第4部分592dのそれぞれは、ケース26の第2および第4側面262、264のそれぞれに結合でき、第2部分592bの幅W54および第4部分の幅W55それぞれの幅は、ケース26の第2側面の幅W52と等しくなり得る。
ここで、本実施形態にかかる第3部分592cの幅W56と第5部分592eの幅W57との和が、ケース26の広い側面の幅W51と等しいか、ケース26の広い側面の幅W51より小さい場合、ケース26の広い側面の表面の一部が外部に露出し得る。
したがって、本実施形態によれば、第3部分592cの幅W56と第5部分592eの幅W57の幅との和は、ケース26の第1側面261の幅W51より広いことが好ましい。
したがって、本実施形態によれば、絶縁テープ592の第3部分592cおよび第5部分592eが重なって位置し、ケース26の第1側面261に結合されることが可能である。
この時、絶縁テープ592の第3部分592cと第5部分592eとが出会う部分には段差が形成できる。
さらに、本実施形態によれば、ケース26の第1ないし第4側面261、262、263、264を絶縁テープ592で囲み、絶縁テープ592の上に結合される絶縁カバー591がケース上部265に結合されるため、ケース26と外部絶縁部材590とが容易に結合されることが可能である。
10:電極組立体
11:第1電極
12:第2電極
13:セパレータ
26:ケース
261、262、263、264:第1ないし第4側面
30:第1端子部
40:第2端子部
50:第1電極集電部材
60:第1内部絶縁部材
70:第2電極集電部材
80:第2内部絶縁部材
90、190、290、390、490、590:外部絶縁部材
91、191、291、391、491、591:絶縁カバー
92、192、292、392、492、592:第1絶縁テープ
93、193、293、393、493、593:第2絶縁テープ
Claims (15)
- 電極組立体と、
前記電極組立体を収容するケースと、
前記ケースの開口に設けられるキャッププレートと、
前記ケースの表面に結合される外部絶縁部材とを含み、
前記外部絶縁部材は、
前記キャッププレートに結合される絶縁カバーと、前記ケースの前記絶縁カバーと結合される絶縁テープとを含み、
前記絶縁テープは、前記ケースの一方の側面に配置された第1絶縁テープと、前記ケースの反対側に位置する他方の側面に配置された第2絶縁テープとを有し、これら第1および第2絶縁テープが重なる部分には段差が形成され、
前記絶縁カバーは、前記キャッププレートが設けられる前記ケースの一端に結合される本体と、該本体から突出するように形成されて前記ケース上の前記絶縁テープを前記段差とともに挟み込む側面部とを有し、
前記ケースに対向する前記絶縁カバーの一面には接着剤が塗布され、前記接着剤が塗布された絶縁カバーの前記一面は、前記キャッププレートおよび前記ケース上の前記絶縁テープに結合されることを特徴とする二次電池。 - 前記絶縁テープの面積は、前記絶縁テープが結合される前記ケースの表面の面積より大きいことを特徴とする請求項1記載の二次電池。
- 前記絶縁カバーは、前記ケースの一端で前記キャッププレートおよび前記ケースの一部と結合され、
前記絶縁テープは、前記ケースの前記一端と前記一端の反対側に位置する前記ケースの他端との間で延長する前記ケースの側面に結合されることを特徴とする請求項1記載の二次電池。 - 前記第1絶縁テープは、前記開口が位置する前記ケースの一端と前記一端の反対側に位置する前記ケースの他端との間で延長する前記ケースの第1側面に結合され、
前記第2絶縁テープは、前記第1側面の反対側に位置し、前記ケースの前記一端と前記ケースの前記他端との間で延長する前記ケースの第3側面に結合されることを特徴とする請求項1記載の二次電池。 - 前記第1絶縁テープは、前記ケースの前記第1側面に結合される第1本体と、前記ケースの前記第1および第3側面の間で延長する前記ケースの第2側面に結合される第11部分と、前記第1および第3側面の間で延長し、前記第2側面の反対側に位置する第4側面に結合される第12部分とを含み、
前記第2絶縁テープは、前記ケースの前記第3側面に結合される第2本体と、前記第2側面に結合される第21部分と、前記第4側面に結合される第22部分とを含むことを特徴とする請求項4記載の二次電池。 - 前記ケースの前記第2側面の幅は、前記第1絶縁テープの前記第11部分と前記第2絶縁テープの前記第21部分との幅の和より小さいことを特徴とする請求項5記載の二次電池。
- 前記ケースの前記第2側面および前記第4側面が前記第1側面および前記第3側面と直角をなす時、
前記第1絶縁テープの前記第11部分および前記第12部分は、前記第1絶縁テープの前記第1本体と直角をなし、
前記第2絶縁テープの前記第21部分および前記第22部分は、前記第2絶縁テープの前記第2本体と直角をなすことを特徴とする請求項5記載の二次電池。 - 前記絶縁カバーは、前記本体と前記側面部によって形成され、前記ケースの前記一端が収容される固定溝を含むことを特徴とする請求項1記載の二次電池。
- 前記絶縁カバーの前記側面部は、前記絶縁テープの一部を覆うことを特徴とする請求項1記載の二次電池。
- 前記絶縁テープは、前記開口の反対側に位置する前記ケースの下端を覆うことを特徴とする請求項1記載の二次電池。
- 前記ケースの前記下端を覆う前記絶縁テープの一部は、前記開口が位置する前記ケースの一端と前記一端と反対側に位置する前記ケースの他端との間で延長する前記ケースの側面に結合される前記絶縁テープの一部と角をなすことを特徴とする請求項10記載の二次電池。
- 前記ケースの下端に結合される前記絶縁テープの一部の幅は、前記ケースの下端の幅より広いことを特徴とする請求項11記載の二次電池。
- 前記外部絶縁部材は、前記開口の反対側に位置する前記ケースの下部に結合される下部絶縁カバーをさらに含むことを特徴とする請求項1記載の二次電池。
- 前記下部絶縁カバーは、前記ケースの下部を覆う本体と、前記本体から延長し、前記絶縁テープの一部を覆う側面と、前記本体と側面によって形成され、前記ケースの下部が収容される収容溝とを含むことを特徴とする請求項13記載の二次電池。
- 前記絶縁テープの厚さは、70μm〜100μmであることを特徴とする請求項1記載の二次電池。
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