JP6491412B2 - キャッププレート及びそれを備える二次電池 - Google Patents

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Description

本発明は、キャッププレート及びそれを備える二次電池に関する。
一般的に、二次電池は、充電が不能な一次電池とは異なり、充放電が可能な電池である。二次電池は、モバイル機器、電気自動車、ハイブリッド自動車、電気自転車、無停電電源供給装置(Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ)などのエネルギー源として使われ、適用される外部機器の種類によって、単一電池の形態で使われてもよく、多数の電池を電気的に連結して、一つの単位に結合した電池モジュールの形態で使われてもよい。
本発明が解決しようとする課題は、組立や駆動中に加えられる多様な圧力に対抗して、十分な強度を確保できるキャッププレート及びそれを備える二次電池を提供することである。
本発明が解決しようとする他の課題は、充放電動作を制御するための回路部品の装着のための十分な装着空間が確保されるキャッププレート及びそれを備える二次電池を提供することである。
前記課題及びその他の課題を解決するために、本発明のキャッププレートは、電極組立体を収容するケースを密封するためのキャッププレートに係わり、前記電極組立体を覆うカバー部と、前記カバー部から第１方向に沿ってオフセットされたものであって、第１厚さを有する支持部と、前記カバー部と支持部とを連結するものであって、前記第１厚さより厚い加工厚さを有する強度補強部と、を備え、前記第１厚さ及び加工厚さは、前記第１方向に沿って測定される。
例えば、前記支持部は、前記カバー部よりケースの底部からさらに遠く離れている。
例えば、前記強度補強部は、前記カバー部と支持部との間で斜線方向(ｄｉａｇｏｎａｌｌｙ)に沿って延びる。
例えば、前記カバー部は、前記第１方向に沿って測定された第２厚さを有し、前記第２厚さは、前記加工厚さより薄い。
例えば、前記強度補強部は、前記カバー部の全体外周(Ｅｎｔｉｒｅ Ｐｅｒｉｐｈｅｒｙ)に沿って延びる。
例えば、前記支持部は、前記カバー部の全体外周に沿って延びる。
例えば、前記カバー部は、相互対向する長辺部と短辺部を含み、前記強度補強部は、少なくとも前記長辺部に沿って延びる。
例えば、前記支持部は、前記カバー部の全体外周に沿って延びる。
例えば、前記カバー部には、安全ベントが形成される。
例えば、前記強度補強部は、相互対向する上面と下面を含み、前記加工厚さは、前記第１方向に沿う強度補強部の上面と下面との離隔の最小値である。
例えば、前記強度補強部は、相互対向する上面と下面を含み、前記加工厚さは、前記第１方向に沿う強度補強部の上面と下面との離隔の平均値である。
例えば、前記強度補強部は、カバー部と支持部との間で非線形(Ｎｏｎ−Ｌｉｎｅａｒ)である。
一方、本発明の他の側面による二次電池は、電極組立体と、前記電極組立体を収容するケースと、前記ケースを密封するためのキャッププレートと、を備え、前記キャッププレートは、前記電極組立体を覆うカバー部と、前記カバー部から第１方向に沿ってオフセットされたものであって、第１厚さを有する支持部と、前記カバー部と支持部とを連結するものであって、前記第１厚さより厚い加工厚さを有する強度補強部と、を備え、前記第１厚さ及び加工厚さは、第１方向に測定される。
例えば、前記支持部は、前記カバー部よりケースの底部からさらに遠く離れている。
例えば、前記強度補強部は、前記カバー部と支持部との間で斜線方向に沿って延びる。
例えば、前記カバー部は、前記第１方向に沿って測定された第２厚さを有し、前記第２厚さは、前記加工厚さより薄い。
例えば、前記強度補強部は、前記カバー部の全体外周に沿って延びる。
例えば、前記カバー部は、相互対向する長辺部と短辺部を含み、前記強度補強部は、少なくとも前記長辺部に沿って延びる。
例えば、前記支持部は、前記ケースに固定される。
例えば、前記支持部は、前記ケースの内側面に固定される。
本発明によれば、二次電池の組立工程や二次電池の駆動中に発生する多様な形態の圧力に対抗して、十分な強度を確保することができる。例えば、多数の二次電池が互いに結束されてモジュール化された形態で、隣接した二次電池間のスウェリングによる圧力や、二次電池の充放電動作を制御するための回路部品との組立過程で発生する縦方向、横方向の圧力による座屈変形を抑制することができる。
また、本発明によれば、二次電池の充放電動作を制御するための回路部品の装着のための十分な装着空間が確保される。
本発明の一実施形態による二次電池の斜視図である。 図１に示された二次電池の分解斜視図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図である。 図３に示されたキャッププレートの断面図である。 図４の一部を拡大して示した断面図である。 本発明の一実施形態によるキャッププレートの斜視図である。 キャッププレートに作用する多様な荷重を例示的に示す図面である。 キャッププレートに作用する多様な荷重を例示的に示す図面である。
以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施形態に関するキャッププレート及びそれを備える二次電池について説明する。
図１には、本発明の一実施形態による二次電池が示されている。図２には、図１に示された二次電池の分解斜視図が示されている。
図面を参照すれば、前記二次電池は、内部に電極組立体１５０を収容するケース１８０と、前記電極組立体１５０を収容したケース１８０を封じるキャッププレート１００と、を含む。例えば、前記キャッププレート１００は、ケース１８０上に結合され、互いに接触するキャッププレート１００とケース１８０の端部に沿って、溶接部が形成される。このような溶接部は、キャッププレート１００とケース１８０とのレーザ溶接によって形成される。
前記キャッププレート１００は、キャッププレート１００の本体を形成し、電極組立体１５０の上部に広い面積で形成されたカバー部１００ａと、前記カバー部１００ａの外周に形成され、ケース１８０に結合された支持部１００ｂと、前記カバー部１００ａと支持部１００ｂとを連結し、前記カバー部１００ａと支持部１００ｂとの高さ段差を連結するように、カバー部１００ａ及び支持部１００ｂからベンディングされた形状に延びる強度補強部１００ｃと、を備える。
前記キャッププレート１００上には、互いに逆極性を有する一対の電極端子１１０,１２０、例えば、第１電極端子１１０及び第２電極端子１２０が形成される。さらに具体的に、前記キャッププレート１００のカバー部１００ａを貫通するように、第１電極端子１１０及び第２電極端子１２０が形成される。例えば、前記第１電極端子１１０,第２電極端子１２０は、二次電池の内部に収容された電極組立体１５０と電気的に連結され、それぞれの第１電極端子１１０及び第２電極端子１２０は、電極組立体１５０の第１及び第２電極板と電気的に連結されて、二次電池に蓄積された放電電力を外部に供給するか、または外部からの充電電力を入力されるための正極端子及び負極端子の機能を行う。例えば、前記第１電極端子１１０及び第２電極端子１２０は、二次電池の両側に形成される。
本発明の他の実施形態において、前記二次電池のキャッププレート１００が電極組立体１５０と電気的に連結されて、端子の機能を行ってもよく、この時、前記第１電極端子１１０,第２電極端子１２０のうちいずれか一つの電極端子１１０,１２０は、省略されてもよい。
図３には、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図が示されており、図４には、図３に示されたキャッププレートの断面図が示されている。
図３を参照すれば、前記キャッププレート１００は、電極組立体１５０が収容されたケース１８０の上段に結合され、ケース１８０の開口部を密封する。例えば、前記キャッププレート１００とケース１８０は、キャッププレート１００の端部に沿って溶接結合される。
前記キャッププレート１００は、電極組立体１５０の上部に形成されるカバー部１００ａと、カバー部１００ａの端部でカバー部１００ａを支持する支持部１００ｂと、前記カバー部１００ａと支持部１００ｂとを連結し、周辺より厚い加工厚さに形成される強度補強部１００ｃと、を備える。
前記カバー部１００ａは、キャッププレート１００の本体を形成し、電極組立体１５０に対向して配される。例えば、前記カバー部１００ａには、相対的に脆弱な構造で形成され、二次電池の内部圧力が設定ポイントを超えれば、ガスの排出経路を提供するように、破断可能に設計された安全ベント１０８が形成される。また、前記カバー部１００ａには、ケース１８０の内部に電解液を注入するための電解液注入口が形成され、電解液の注入が完了した以後には、シーリング栓１０９によって電解液注入口が閉鎖される。
前記支持部１００ｂは、キャッププレート１００の端部に沿って形成され、キャッププレート１００とケース１８０との結合部、例えば、レーザ溶接による溶接部を形成する。前記支持部１００ｂは、ケース１８０との溶接結合を通じて、キャッププレート１００を支持する役割を行う。例えば、前記支持部１００ｂは、ケース１８０の内側面に対向して配され、ケース１８０の内側面に対して溶接結合される。この時、支持部１００ｂとケース１８０との相互接触面に沿って溶接部が形成される。
図４を参照すれば、前記支持部１００ｂの上面の高さＨｓは、ケース１８０の上面の高さＨ１と同一か、またはそれより低く形成される。この時、支持部１００ｂの上面の高さＨｓやケースの上面の高さＨ１は、同じレベルから測定されれば十分であり、例えば、二次電池の底面から測定される。
支持部１００ｂの上面の高さＨｓが相対的に低いというのは、支持部１００ｂを含むキャッププレート１００が相対的に低い位置に配されるということであり、キャッププレート１００をケース１８０（ケースの上面)より低い位置に配すれば、キャッププレート１００上にさらに広い装着空間が確保される。例えば、前記キャッププレート１００上には、二次電池の充放電動作を制御するための回路部品(図示せず)が設置され、二次電池の状態情報や制御信号を送受信するためのワイヤ(図示せず)、電気接続を媒介するためのリード部材(図示せず)、または、二次電池の過充電、過放電のような異常動作を遮断するための安全素子(図示せず)が配される。したがって、キャッププレート１００上に広い装着空間が確保されれば、それらの回路部品(図示せず)の実装がさらに容易に行われる。
図４を参照すれば、前記支持部１００ｂは、カバー部１００ａから段差された高さに形成される。すなわち、前記支持部１００ｂの上面の高さＨｓは、カバー部１００ａの上面の高さＨｃより高く形成される。前記支持部１００ｂやカバー部１００ａの上面の高さＨｓ,Ｈｃは、同じレベルから測定されれば十分であり、例えば、二次電池の底面から測定される。カバー部１００ａを相対的に低い位置に形成すれば、カバー部１００ａ上に装着される回路部品(図示せず)の装着空間をそれほどさらに確保する。
前記強度補強部１００ｃは、前記カバー部１００ａと支持部１００ｂとの間に形成される。例えば、前記強度補強部１００ｃは、カバー部１００ａの外周に沿ってカバー部１００ａを取り囲む枠状に形成される。前記強度補強部１００ｃは、互いに段差されたカバー部１００ａと支持部１００ｃとを連結してベンディングされた形状を有するが、このようなベンディング構造は、キャッププレート１００の強度向上に寄与する。前記キャッププレート１００は、金属薄板から形成されて、外部荷重に対して脆弱であり、圧縮荷重や撓み荷重に対して座屈変形を起こす。キャッププレート１００が座屈屈伏のように深刻な変形を起こさない場合でも、キャッププレート１００の安全ベント１０８は、微小な変形に反応して破断されるので、キャッププレート１００の変形を抑制するための強度補強部１００ｃが設けられる。
図５には、図４の一部に対する拡大断面図が示されている。図５を参照すれば、前記強度補強部１００は、異なる高さで段差されたカバー部１００ａと支持部１００ｂとを連結するが、カバー部１００ａから斜線方向に延びて、カバー部１００ａと支持部１００ｂとの段差を連結する。但し、本発明の他の実施形態で、前記強度補強部１００ｃは、カバー部１００ａと支持部１００ｂとの間で非線形に形成される。
前記強度補強部１００ｃは、周辺のカバー部１００ａ及び支持部１００ｂの厚さより厚い加工厚さＴｒを有するように形成される。前記加工厚さＴｒとは、カバー部１００ａの厚さＴｃ（特許請求の範囲の第２厚さに当たる)及び支持部１００ｂの厚さＴｓ（特許請求の範囲の第１厚さに当たる)と同じ方向(特許請求の範囲の第１方向に当たる)に測定され、おおむね、平らなプレート形状を有するキャッププレート１００の厚さ方向に測定される。例えば、前記加工厚さＴｒは、カバー部１００ａと支持部１００ｂとのオフセット方向(特許請求の範囲の第１方向に当たる)に沿って測定される。すなわち、支持部１００ｂは、カバー部１００ａから上下方向である第１方向に沿ってオフセットされ、前記加工厚さＴｒと、カバー部１００ａの厚さＴｃ及び支持部１００ｂの厚さＴｓは、いずれも同じ第１方向に沿って測定される。
前記加工厚さＴｒは、強度補強部１００ｃの相互逆になる第１面１００ｃ１と第２面１００ｃ２との間で定義され、前記のように、キャッププレート１００の厚さ方向に測定される。前記強度補強部１００ｃの相互逆になる第１面１００ｃ１及び第２面１００ｃ２が相互平行である場合には、強度補強部１００ｃの全体を通じて均一な加工厚さＴｒを有する。それとは異なり、強度補強部１００ｃの第１面１００ｃ１及び第２面１００ｃ２が相互平行でない場合ならば、前記加工厚さＴｒは、強度補強部１００ｃの複数の個所で異なるサイズを有する。
本明細書を通じて、強度補強部１００ｃの加工厚さＴｒが、周辺のカバー部１００ａ及び支持部１００ｂの厚さＴｃ,Ｔｓより厚く形成されるという時、前記強度補強部１００ｃの加工厚さＴｒとは、強度補強部１００ｃ全般にわたって最小限の加工厚さを意味する。例えば、強度補強部１００ｃの相互逆になる第１面１００ｃ１及び第２面１００ｃ２が互いに平行ではない時、前記強度補強部１００ｃの加工厚さＴｒは、位置によって異なるサイズを有し、その時、強度補強部１００ｃを通じて、最小限の加工厚さＴｒを周辺のカバー部１００ａ及び支持部１００ｂの厚さＴｃ,Ｔｓよりは厚く形成する。窮極的に、強度補強部１００ｃが耐える荷重は、強度補強部１００ｃの最も脆弱な部分と関連し、その部分に荷重が集中しながら座屈変形を引き起こすので、強度補強部１００ｃの最小限の加工厚さＴｒを、少なくとも周辺のカバー部１００ａ及び支持部１００ｂの厚さＴｃ,Ｔｓより厚く形成することによって、強度補強部１００ｃの強度を向上させる。その場合に、前記加工厚さＴｒとは、強度補強部１００ｃの相互逆になる第１面１００ｃ１（上面)と第２面１００ｃ２（下面)との間で第１方向に沿う離隔の最小値と定義される。
一方、板状の母材に対して、プレス加工を適用して整形された強度補強部１００ｃであるならば、強度補強部１００ｃの第１面１００ｃ１及び第２面１００ｃ２は、おおむね平行に形成され、第１面１００ｃ１と第２面１００ｃ２との加工厚さＴｒは、ほぼ一定の数値を有するので、特定位置の加工厚さＴｒを区別する必要なく、平均的な意味の加工厚さＴｒを、周辺のカバー部１００ａ及び支持部１００ｂの厚さより厚く形成することによって、強度補強部１００ｃの全体的な強度が向上する。その場合に、前記加工厚さＴｒとは、強度補強部１００ｃの相互逆になる第１面１００ｃ１（上面)と第２面１００ｃ２（下面)との間で第１方向に沿う離隔の平均値と定義される。
さらに具体的に、強度補強部１００ｃの加工厚さＴｒと、カバー部１００ａの厚さＴｃとは、Ｔｒ＞Ｔｃの関係を有する。また、強度補強部１００ｃの加工厚さＴｒと、支持部１００ｂの厚さＴｓは、Ｔｒ＞Ｔｓの関係を有する。本発明の一実施形態において、前記カバー部１００ａと支持部１００ｂは、同等な厚さ(Ｔｃ≒Ｔｓ)に形成される。例えば、一定の厚さを有する板状母材に対して、プレス加工を適用する場合、前記カバー部１００ａと支持部１００ｂは、おおむね同等な厚さに形成される。
前記キャッププレート１００は、板状の母材に対して、プレス加工を適用することによって形成される。上部ダイと下部ダイとの間に元素材金属板を介在し、所定の圧力を適用するプレス加工を通じて、元素材金属板にベンディング整形された強度補強部１００ｃを形成する。例えば、上部ダイ及び下部ダイの金型形状によって、強度補強部１００ｃのベンディング形状及び加工厚さＴｒが決定される。例えば、支持部１００ｂとカバー部１００ａとの段差深さに当たる加工深さｄを増大させることによって、強度補強部１００ｃの加工厚さＴｒを増大させる。但し、前記強度補強部１００ｃの加工厚さＴｒは、加工深さｄだけでなく、母材の厚さ、プレス圧力のように、最終的な強度補強部１００ｃの形状を左右する他の工程変数によって変わる。
図６は、本発明の一実施形態による二次電池のキャッププレート１００を示した斜視図である。図面を参照すれば、強度補強部１００ｃは、キャッププレート１００の長辺部及び短辺部に沿って連続的に形成され、キャッププレート１００の内側のカバー部１００ａを完全に取り囲む閉ループ状に形成される。例えば、前記強度補強部１００ｃは、カバー部１００ａの全体外周に沿って延びる。そして、前記支持部１００ｂは、前記カバー部１００ａの全体外周に沿って延びる。
後述するように、二次電池の製造過程や多数の二次電池を結束してモジュール化させる過程、または二次電池の駆動中に、多様な方向に圧縮荷重や撓み荷重を受け、多様な方向の荷重に対する抵抗特性を高めるために、閉ループ状の強度補強部１００ｃが設けられる。
さらに具体的に、前記強度補強部１００ｃは、キャッププレート１００の長辺部に沿って延びた長辺部１０１と、キャッププレート１００の短辺部に沿って延びた短辺部１０２とを含み、前記長辺部１０１と短辺部１０２は、相互接触して形成されるか、または前記長辺部１０１と短辺部１０２とを連結する連結部(図示せず)をさらに含む。
例えば、強度補強部１００ｃが連続的に形成されずに断絶された構造では、強度補強部１００ｃが、切れた部分に応力が集中しながら、変形が誘発される。しかし、本発明は、それに限定されず、例えば、特定方向の荷重を考慮して、局所的な位置に選択的に強度補強部１００ｃを形成する。例えば、前後方向への圧縮荷重を考慮して、選択的に短辺部１０２だけを形成するか、または上下方向の撓み荷重を考慮して、選択的に長辺部１０１だけを形成する。但し、キャッププレート１００の縦横比を考慮する時、少なくとも座屈変形が憂慮される長辺部に沿っては、強度補強部１００ｃを形成することが望ましい。
図７は、キャッププレート１００に加えられる荷重を例示的に示した図面である。図面を参照すれば、前記キャッププレート１００は、上方から第１圧力Ｐ１を受ける。キャッププレート１００上には、二次電池の充放電動作を制御するための回路部品(図示せず)、例えば、安全素子(図示せず)、リード部材(図示せず)、またはワイヤ(図示せず)が装着され、回路部品の自重はもとより、回路部品が装着される過程で発生する荷重、すなわち、回路部品をキャッププレート１００に対して加圧装着しながら第１圧力Ｐ１が発生する。
前記キャッププレート１００は、下方から第２圧力Ｐ２を受ける。充放電動作によって二次電池の内部圧力が上昇し、安全ベント１０８の設定ポイントに達した場合でも、安全ベント１０８の破断によって内圧が解消されるまで、第２圧力Ｐ２を受ける。
前記キャッププレート１００は、左右方向に第３圧力Ｐ３を受ける。多数の二次電池が積層されたモジュール構造で、二次電池の左右側面に沿って拘束プレート(図示せず)が装着され、拘束プレート(図示せず)の装着過程で左右方向に第３圧力Ｐ３を受けるか、または多数の二次電池が左右方向に配列される場合、例えば、２列以上の複列に多数の二次電池が積層された場合、隣接した二次電池のスウェリングによって、左右方向に第３圧力Ｐ３を受ける。
例えば、上下方向の第１圧力Ｐ１及び第２圧力Ｐ２、左右方向の第３圧力Ｐ３に対しては、主に強度補強部１００ｃの長辺部１０１が当該圧力に効果的に抵抗する。特に、強度補強部１００ｃの長辺部１０１は、キャッププレート１００の縦横比による座屈変形を効果的に抑制する。
図８は、キャッププレート１００に加えられるさらに他の荷重を例示的に示した図面である。図８を参照すれば、前記キャッププレート１００は、前後方向に第４圧力Ｐ４を受ける。多数の二次電池が前後方向に列をなして積層されるモジュール構造で、互いに隣接した二次電池の間には、充放電動作によるスウェリングで隣接した二次電池を前後方向に圧迫する。例えば、前後方向の第４圧力Ｐ４に対しては、主に強度補強部１００ｃの短辺部１０２が当該圧力に効果的に抵抗する。
以下では、図２及び図３を参照して、二次電池の各構成について説明する。図面を参照すれば、二次電池は、電極組立体１５０と、電極端子１１０,１２０と、前記電極組立体１５０と電極端子１１０,１２０との電気的な連結を媒介する集電部材１１７,１２７と、を含む。そして、前記二次電池は、前記電極組立体１５０を収容するケース１８０と、電極組立体１５０が収容されたケース１８０の開放部を密封するキャッププレート１００とを含む。
前記電極組立体１５０は、二次電池のケース１８０の内部に収容され、相互逆極性の第１電極板１５１,第２電極板１５２、及びこれらの間に介在するセパレータ１５３を含む。前記電極組立体１５０は、第１電極板１５１、第２電極板１５２及びセパレータ１５３がゼリーロール状に巻き取られた巻取型に形成されるか、または第１電極板１５１、第２電極板１５２及びセパレータ１５３が交互に積層された積層型に形成される。電極組立体１５０を収容したケース１８０の上端開放部には、キャッププレート１００が組み込まれて、電極組立体１５０を密封し、前記電極組立体１５０と外部回路(図示せず)、または前記電極組立体１５０と隣接した二次電池との電気接続のために、キャッププレート１００の外部には、電極組立体１５０と電気的に連結された電極端子１１０,１２０が形成される。前記電極端子１１０,１２０は、異なる極性を有する第１電極端子１１０及び第２電極端子１２０を含み、それぞれ電極組立体１５０の第１電極板１５１及び第２電極板１５２と電気的に連結される。
前記第１電極端子１１０は、第１集電端子１１５、第１集電端子１１５と結合された第１端子プレート１１１を含む。同様に、前記第２電極端子１２０は、第２集電端子１２５、第２集電端子１２５と結合された第２端子プレート１２１を含む。
前記第１集電端子１１５及び第２集電端子１２５は、キャッププレート１００を貫通してキャッププレート１００の外部に引き出される。そのために、前記キャッププレート１００には、前記第１集電端子１１５及び第２集電端子１２５がはめ込まれて組み立てられる端子ホール１００'が形成される。さらに具体的に、前記第１集電端子１１５及び第２集電端子１２５は、キャッププレート１００の下方から上方に向かってはめ込まれ、キャッププレート１００の端子ホール１００'を貫通するようにはめ込まれる。
前記第１集電端子１１５及び第２集電端子１２５は、集電端子１１５,１２５の長手方向に沿って、上側及び下側にそれぞれ形成された集電端子固定部１１５ａ,１２５ａと、集電端子フランジ部１１５ｂ,１２５ｂとを含む。例えば、前記集電端子１１５,１２５は、キャッププレート１００を貫通するように組み立てられ、キャッププレート１００の上方に露出された集電端子固定部１１５ａ,１２５ａと、キャッププレート１００の下方に配された集電端子フランジ部１１５ｂ,１２５ｂとを含む。
前記集電端子固定部１１５ａ,１２５ａは、前記集電端子１１５,１２５を位置固定するためのものであり、例えば、端子プレート１１１,１２１の上面に対してリベッティング方式で固定される。例えば、前記集電端子固定部１１５ａ,１２５ａは、集電端子１１５,１２５の本体から側方向に広く拡張されたフランジ形状を形成し(図２を参照)、端子プレート１１１,１２１の上面に固定される。前記集電端子固定部１１５ａ,１２５ａの上端には、高速で回転する加工ツール(図示せず)の加圧によって、凹状に引込まれた凹溝(図示せず)が形成され、加工ツール(図示せず)の加圧によって、集電端子固定部１１５ａ,１２５ａの上端が側方向に押し出されながら、端子プレート１１１,１２１の上面に密着する。
前記集電端子フランジ部１１５ｂ,１２５ｂは、前記集電端子１１５,１２５がキャッププレート１００の端子ホール１００'を通じて抜け出さないように、端子ホール１００'より広い外径に拡張されたフランジ形状を有する。この時、前記集電端子１１５,１２５は、キャッププレート１００の下方から端子ホール１００'にはめ込まれるように組み立てられ、集電端子フランジ部１１５ｂ,１２５ｂを通じて、キャッププレート１００の下側に支持された状態で、キャッププレート１００の上方に露出された集電端子固定部１１５ａ,１２５ａをリベッティング加工することによって、集電端子１１５,１２５が位置固定される。
前記集電端子１１５,１２５は、キャッププレート１００と電気的に絶縁された状態で、キャッププレート１００の端子ホール１００'に挟まれる。例えば、前記端子ホール１００'には、シールガスケット１１３,１２３がはめ込まれ、シールガスケット１１３,１２３を介在して、集電端子１１５,１２５がはめ込まれることによって、集電端子１１５,１２５がキャッププレート１０００から絶縁される。前記シールガスケット１１３,１２３は、端子ホール１００'の周辺をシーリングして、ケース１８０の内部に収容された電解液のもれ液を防止し、外部不純物の浸透を阻止するためのシーリング機能を行う。
一方、前記集電端子１１５,１２５とキャッププレート１００との間には、下部絶縁部材１１４,１２４が介在され(図３参照)、前記下部絶縁部材１１４,１２４は、集電端子１１５,１２５をキャッププレート１００から絶縁させる。このように、集電端子１１５,１２５が貫通する端子ホール１００'の周辺にシールガスケット１１３,１２３を配し、集電端子１１５,１２５とキャッププレート１００との間に下部絶縁部材１１４,１２４を介在することによって、集電端子１１５,１２５とキャッププレート１００とを絶縁させる。前記下部絶縁部材１１４,１２４は、集電部材１１７,１２７とキャッププレート１００との間にも拡張形成される。
前記集電端子１１５,１２５は、集電部材１１７,１２７を通じて、電極組立体１５０と電気的に連結される。前記集電部材１１７,１２７は、集電部材１１７,１２７の下部を形成し、電極組立体１５０に結合される集電板１１７ｂ,１２７ｂと、集電部材１１７,１２７の上部を形成し、集電端子１１５,１２５に結合されるリード部１１７ａ,１２７ａとを含む。
前記集電板１１７ｂ,１２７ｂは、電極組立体１５０の両側端部に結合され、電極組立体１５０の端部に形成され無地部、すなわち、第１電極板１５１,第２電極板１５２のうち電極活物質が形成されていない無地部に溶接結合される。例えば、第１集電板１１７ｂは、第１電極板１５１の無地部に結合され、第２集電板１２７ｂは、第２電極板１５２の無地部に結合される。
前記リード部１１７ａ,１２７ａは、前記集電板１１７ｂ,１２７ｂに折り曲げられた方向に延びて、集電端子１１５,１２５に対向する方向に配され、集電端子１１５,１２５との結合のために、端子ホール１１７',１２７'が形成される(図２を参照)。例えば、集電端子１１５,１２５の下端部がリード部１１７ａ,１２７ａの端子ホール１１７',１２７'にはめ込まれ、集電端子１１５,１２５とリード部１１７ａ,１２７ａとが相互対向して組み立てられる。そして、集電端子１１５,１２５とリード部１１７ａ,１２７ａとが相互接触する端子ホール１１７'，１２７'の周辺に沿って溶接を行い、それらを互いに結合させる。
前記端子プレート１１１,１２１は、キャッププレート１００上に配される。前記端子プレート１１１,１２１は、集電端子１１５,１２５と電気的に連結され、集電端子１１５,１２５より広い端子領域を提供する。前記端子プレート１１１,１２１は、リベッティングを通じて、集電端子１１５、１２５、より具体的には、集電端子固定部１１５ａ,１２５ａと連結されるが、本発明は、これに限定されず、例えば、溶接、螺合のような多様な結合方式を通じて集電端子と連結される。
前記端子プレート１１１,１２１とキャッププレート１００との間には、上部絶縁部材１１２,１２２が介在される。前記上部絶縁部材１１２,１２２は、端子プレート１１１,１２１をキャッププレート１００から絶縁させる。本発明の他の実施形態で、前記端子プレート１１１,１２１とキャッププレート１００とが相互同じ極性を有する場合ならば、上部絶縁部材１１２,１２２は、省略される。
本発明は、添付図面に示された実施形態を参照して説明されたが、それは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、それから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということが分かるであろう。したがって、本発明の真の保護範囲は、特許請求の範囲によって決定されねばならない。
本発明は、電源の技術分野に好適に適用可能である。
１００ キャッププレート
１００ａ カバー部
１００ｂ 支持部
１００ｃ 強度補強部
１０１ 長辺部
１０２ 短辺部
１１０ 第１電極端子
１１１,１２１ 端子プレート
１１２,１２２ 上部絶縁部材
１１３,１２３ シールガスケット
１１４,１２４ 下部絶縁部材
１１５,１２５ 集電端子
１１５ａ,１２５ａ 集電端子固定部
１１５ｂ,１２５ｂ 集電端子フランジ部
１１７,１２７ 集電部材
１１７ａ,１２７ａ リード部
１１７ｂ,１２７ｂ 集電板
１２０ 第２電極端子
１５０ 電極組立体
１５１ 第１電極板
１５２ 第２電極板
１５３ セパレータ
Ｈ１ ケース上面の高さ
Ｈｃ カバー部上面の高さ
Ｈｓ 支持部上面の高さ
Ｔｒ 強度補強部の加工厚さ
Ｔｃ カバー部の厚さ
Ｔｓ 支持部の厚さ

Claims (14)

  1. 電極組立体を収容するケースを密封するためのキャッププレートであって、
    前記電極組立体を覆うカバー部と、
    前記カバー部から第１方向に沿ってオフセットされて、第１の厚さを有する支持部と、
    前記カバー部と前記支持部とを連結し、前記第１の厚さより厚い加工厚さを有する強度補強部と、
    を備え、
    前記第１の厚さ及び前記加工厚さは、前記第１方向に沿って測定され、
    前記強度補強部は、前記カバー部の全体外周に沿って延び、かつ、前記カバー部と前記支持部との間で前記第１方向に対して斜線方向に沿って延び、前記ケースの内側面と離隔し、
    前記支持部は、前記カバー部の全体外周に沿って延びることを特徴とするキャッププレート。
  2. 前記支持部は、前記カバー部よりケースの底部からさらに遠く離れていることを特徴とする請求項１に記載のキャッププレート。
  3. 前記カバー部は、前記第１方向に沿って測定された第２の厚さを有し、
    前記第２の厚さは、前記加工厚さより薄いことを特徴とする請求項１に記載のキャッププレート。
  4. 前記カバー部は、相互対向する長辺部と短辺部を含むことを特徴とする請求項１に記載のキャッププレート。
  5. 前記カバー部には、安全ベントが形成されることを特徴とする請求項１に記載のキャッププレート。
  6. 前記強度補強部は、相互対向する上面と下面を含み、
    前記加工厚さは、前記第１方向に沿う強度補強部の上面と下面との離隔の最小値であることを特徴とする請求項１に記載のキャッププレート。
  7. 前記強度補強部は、相互対向する上面と下面を含み、
    前記加工厚さは、前記第１方向に沿う強度補強部の上面と下面との離隔の平均値であることを特徴とする請求項１に記載のキャッププレート。
  8. 前記強度補強部は、前記カバー部と前記支持部との間で非線形であることを特徴とする請求項１に記載のキャッププレート。
  9. 電極組立体と、
    前記電極組立体を収容するケースと、
    前記ケースを密封するためのキャッププレートと、
    を備え、
    前記キャッププレートは、
    前記電極組立体を覆うカバー部と、
    前記カバー部から第１方向に沿ってオフセットされて、第１の厚さを有する支持部と、
    前記カバー部と支持部とを連結し、前記第１の厚さより厚い加工厚さを有する強度補強部と、を有し、
    前記第１の厚さ及び前記加工厚さは、第１方向に測定され、
    前記強度補強部は、前記カバー部の全体外周に沿って延び、かつ、前記カバー部と前記支持部との間で前記第１方向に対して斜線方向に沿って延び、前記ケースの内側面と離隔し、
    前記支持部は、前記カバー部の全体外周に沿って延びることを特徴とする二次電池。
  10. 前記支持部は、前記カバー部よりケースの底部からさらに遠く離れていることを特徴とする請求項９に記載の二次電池。
  11. 前記カバー部は、前記第１方向に沿って測定された第２の厚さを有し、
    前記第２の厚さは、前記加工厚さより薄いことを特徴とする請求項９に記載の二次電池。
  12. 前記カバー部は、相互対向する長辺部と短辺部を含むことを特徴とする請求項９に記載の二次電池。
  13. 前記支持部は、前記ケースに固定されることを特徴とする請求項９に記載の二次電池。
  14. 前記支持部は、前記ケースの内側面に固定されることを特徴とする請求項１３に記載の二次電池。
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