(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極、第２電極、および前記第１電極と第２電極の間に介在するセパレータを含む電極組立体と、
前記電極組立体を収容するケースと、
前記ケースと締結されながら前記第１電極と電気的に連結する第１タップ、ノッチを有する可変プレート、およびキャッププレートを含むキャップアセンブリと、
を含み、
前記可変プレートは、前記ケース内部における圧力増加に反応して変形し、前記第１タップと電気的に連結するように構成され、変形したとき、前記第１電極と第２電極の間に電気的な経路を形成することで、前記第１電極と第２電極を互いに電気的に連結し、
さらに前記可変プレートは、前記第１電極と前記第２電極が電気的に連結された後、前記ケース内部の圧力がさらに上昇した場合に、前記ノッチが破断して開放され、前記可変プレートは前記キャッププレートに溶接されて前記キャッププレートと電気的に連結するように構成され、
前記第１タップはベントホールを有し、
前記ベントホールの直径は前記ケースの内部から外部にいくほど減少し、前記ベントホールの内側面の縦断面が弧形に湾曲するよう形成される、二次電池。
【請求項２】
前記キャップアセンブリは前記第１タップと前記キャッププレートの間に絶縁部材をさらに含み、前記第１タップと前記キャッププレートを電気的に絶縁させる請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記キャップアセンブリは、前記第１電極に電気的に連結して前記キャッププレートに装着される第１端子をさらに含み、前記第１タップは前記第１端子に電気的に連結する請求項１に記載の二次電池。
【請求項４】
前記第１タップは前記第１端子が前記ケースの内部から外部に突出するように開口を有する請求項３に記載の二次電池。
【請求項５】
前記第１タップは前記第１端子の拡大部または前記第１端子に締結されるナットによって前記キャッププレートに固定する請求項３に記載の二次電池。
【請求項６】
前記キャッププレートは前記可変プレートによって覆われる短絡ホールを有する請求項１に記載の二次電池。
【請求項７】
前記キャップアセンブリは前記第１タップと前記キャッププレートの間に絶縁部材をさらに含んで前記第１タップと前記キャッププレートを電気的に絶縁させ、前記絶縁部材は前記可変プレートの上方変形を収容する開口を含む請求項６に記載の二次電池。
【請求項８】
前記第１タップは前記短絡ホールに少なくとも部分的に挿入される突出部を含む請求項６に記載の二次電池。
【請求項９】
前記第２電極は前記キャッププレートと電気的に連結する請求項１に記載の二次電池。
【請求項１０】
前記キャップアセンブリは第２端子をさらに含み、前記第２電極は前記第２端子と電気的に連結する請求項１に記載の二次電池。
【請求項１１】
前記可変プレートは湾曲して前記ケースの内部に向かって突出する請求項１に記載の二次電池。
【請求項１２】
前記第１タップと前記可変プレートの間に中間部材をさらに含み、前記中間部材は前記可変プレートに付着する請求項１に記載の二次電池。
【請求項１３】
第１端子、第２端子、および第２タップをさらに含み、
前記第１タップは前記第１端子に連結し、
前記第２タップは前記第２端子に連結し、
前記可変プレートは前記ケース内部の圧力増加に反応して変形して前記第１タップと前記第２タップと電気的に接触するように構成される請求項１に記載の二次電池。
【請求項１４】
前記キャッププレートは短絡開口を有し、
前記第１タップの第１端部は前記第１端子に連結し、
前記第１タップの第２端部は前記短絡開口内に位置し、
前記第２タップの第１端部は前記第２端子と連結し、
前記第２タップの第２端部は前記短絡開口内に位置する請求項１３に記載の二次電池。
【請求項１５】
第１電極、第２電極、および前記第１電極と第２電極の間に介在するセパレータを含む電極組立体；
前記電極組立体を収容するケース；および
前記ケースと締結しながらキャッププレート、前記第１電極と電気的に連結する第１タップ、および変形して破断して前記ケースからガスが排出するように構成される可変プレートを含むキャップアセンブリ；
を含み、
前記可変プレートは、前記ケース内部における圧力増加に反応して変形し、前記第１タップと電気的に連結するように構成され、変形したとき、前記第１電極と第２電極の間に電気的な経路を形成することで、前記第１電極と第２電極を互いに電気的に連結し、
さらに前記可変プレートは、前記第１電極と前記第２電極が電気的に連結された後、前記ケース内部の圧力がさらに上昇した場合に破断して開放され、前記可変プレートは前記キャッププレートに溶接されて前記キャッププレートと電気的に連結するように構成され、
前記第１タップはベントホールを有し、
前記ベントホールの直径は前記ケースの内部から外部にいくほど減少し、前記ベントホールの内側面の縦断面が弧形に湾曲するよう形成される、二次電池。
【請求項１６】
前記キャッププレートは、前記可変プレートが破断するとき、ガスが前記ケースから排出するように構成されるベントホールを有する請求項１５に記載の二次電池。
【請求項１７】
前記可変プレートは第１部分と第２部分を含み、前記第２部分は前記第１部分よりもさらに薄く形成される請求項１５に記載の二次電池。
【請求項１８】
第１電極、第２電極、および前記第１電極と第２電極の間に介在するセパレータを含む電極組立体；
前記電極組立体を収容するケース；および
前記ケースと締結しながらキャッププレート、前記第１電極と電気的に連結して開口を有する第１タップ、および破断するときに前記開口を介してガスが排出するように配置される可変プレートを含むキャップアセンブリ；
を含み、
前記可変プレートは、前記ケース内部における圧力増加に反応して変形し、前記第１タップと電気的に連結するように構成され、変形したとき、前記第１電極と第２電極の間に電気的な経路を形成することで、前記第１電極と第２電極を互いに電気的に連結し、
さらに前記可変プレートは、前記第１電極と前記第２電極が電気的に連結された後、前記ケース内部の圧力がさらに上昇した場合に破断して開放され、前記可変プレートは前記キャッププレートに溶接されて前記キャッププレートと電気的に連結するように構成され、
前記開口はベントホールであって、
前記ベントホールの直径は前記ケースの内部から外部にいくほど減少し、前記ベントホールの内側面の縦断面が弧形に湾曲するよう形成される、二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は二次電池に関し、より詳細には、過充電状態を解消して爆発を防ぐことができる安全装置を備えた二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池（ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ  ｂａｔｔｅｒｙ）は、充電が不可能な一次電池とは異なり、充電および放電が可能な電池である。低容量の二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などの携帯が可能な小型電子機器に用いられ、大容量の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広く用いられている。
【０００３】
最近、高エネルギー密度の非水電解液を用いた大容量・高出力の二次電池が開発されており、このような大容量・高出力二次電池は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用いられるように複数の二次電池を直列に連結して高出力の二次電池として構成される。
【０００４】
また、１つの高出力二次電池は、通常、直列に連結する複数の二次電池からなり、二次電池は円筒形と角形などからなる。
【０００５】
角形二次電池は、正極と負極がセパレータを間において位置する電極群と、電極群が内蔵される空間を備えたケースと、ケースを密閉して端子が挿入される端子ホールが形成されたキャッププレートと、電極群と電気的に連結して端子ホールに挿入されてケースの外側に突出する端子とを含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
二次電池の内部で過度な熱が発生したり電解液が分解して内部圧力が上昇すれば、電池が爆発したり発火する危険がある。特に、角形電池は円筒形電池に比べて端子構造の特殊性ために電流を遮断したり放電する構造を備えることが容易でない実情にある。
【０００７】
したがって、本発明は、上述したような問題点を解決するために案出されたものであって、安全性が向上した二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る二次電池は、第１電極、第２電極、および前記第１電極と第２電極の間に介在するセパレータを含む電極組立体と、前記電極組立体を収容するケースと、前記ケースと締結しながら前記第１電極と電気的に連結する第１タップ、ノッチを有する可変プレート、およびキャッププレートを含むキャップアセンブリとを含む。
【０００９】
前記可変プレートは、変形するとき、前記第１電極と第２電極の間に電気的な経路を形成するように構成される。
【００１０】
前記可変プレートは、前記ケース内部における圧力増加に反応して変形して前記第１タップと電気的に連結するように構成され、前記第１電極と第２電極を互いに電気的に連結してもよい。
【００１１】
前記可変プレートは前記キャッププレートと電気的に連結してもよく、前記可変プレートは前記キャッププレートに溶接されてもよい。
【００１２】
前記キャップアセンブリは前記第１タップと前記キャッププレートの間に絶縁部材をさらに含み、前記第１タップと前記キャッププレートを電気的に絶縁させてもよい。
【００１３】
前記キャップアセンブリは前記第１電極に電気的に連結して前記キャッププレートに装着される第１端子をさらに含み、前記第１タップは前記第１端子に電気的に連結してもよい。
【００１４】
前記第１タップは前記第１端子が前記ケースの内部から外部に突出するように開口を有してもよい。
【００１５】
前記第１タップは前記第１端子の拡大部または前記第１端子に締結するナットによって前記キャッププレートに固定されてもよい。
【００１６】
前記キャッププレートは前記可変プレートによって覆われる短絡ホールを有してもよい。
【００１７】
前記キャップアセンブリは前記第１タップと前記キャッププレートの間に絶縁部材をさらに含んで前記第１タップと前記キャッププレートを電気的に絶縁させ、前記絶縁部材は前記可変プレートの上方への変形を収容する開口を含んでもよい。
【００１８】
前記第１タップは前記短絡開口に少なくとも部分的に挿入される突出部を含んでもよい。
【００１９】
前記第２電極は前記キャッププレートと電気的に連結してもよい。
【００２０】
前記キャップアセンブリは第２端子をさらに含み、前記第２電極は前記第２端子と電気的に連結してもよい。
【００２１】
前記可変プレートは湾曲して前記ケースの内部に向かって突出するように形成されてもよい。
【００２２】
前記可変プレートは前記ケース内部の圧力増加に反応して前記ノッチで破断して開放されるように構成されてもよい。
【００２３】
前記第１タップはベントホールを有してもよい。
【００２４】
前記ベントホールの直径は前記ケースの内部から外部にいくほど減少するように形成されてもよい。
【００２５】
前記第１タップと前記可変プレートの間に中間部材をさらに含み、前記中間部材は前記可変プレートに付着してもよい。
【００２６】
本発明の他の実施形態に係る二次電池は、第１端子、第２端子、および第２タップをさらに含み、前記第１タップは前記第１端子に連結し、前記第２タップは前記第２端子に連結し、前記可変プレートは前記ケース内部の圧力増加に反応して変形して前記第１タップと前記第２タップと電気的に接触するように構成されてもよい。
【００２７】
前記キャッププレートは短絡開口を有し、前記第１タップの第１端部は前記第１端子に連結し、前記第１タップの第２端部は前記短絡開口内に位置し、前記第２タップの第１端部は前記第２端子と連結し、前記第２タップの第２端部は前記短絡開口内に位置してもよい。
【００２８】
本発明の他の実施形態に係る二次電池は、第１電極、第２電極、および前記第１電極と第２電極の間に介されるセパレータを含む電極組立体と、前記電極組立体を収容するケースと、前記ケースと締結しながらキャッププレート、前記第１電極と電気的に連結する第１タップ、および変形して破断して前記ケースからガスが排出するように構成される可変プレートを含むキャップアセンブリとを含む。
【００２９】
前記キャッププレートは、前記可変プレートが破断するとき、ガスが前記ケースから排出するように構成されるベントホールを有する。
【００３０】
前記可変プレートは第１部分と第２部分を含み、前記第２部分は前記第１部分よりもさらに薄く形成されてもよい。
【００３１】
本発明の他の実施形態に係る二次電池は、第１電極、第２電極、および前記第１電極と第２電極の間に介されるセパレータを含む電極組立体と、前記電極組立体を収容するケースと、前記ケースと締結しながらキャッププレート、前記第１電極と電気的に連結して開口を有する第１タップ、および破断するときに前記開口を介してガスが排出するように配置される可変プレートを含むキャップアセンブリとを含む。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の一実施形態によれば、二次電池の内部圧力が上昇するときに短絡を誘発して二次電池が爆発したり発火することを防ぎ、圧力がさらに上昇するときに可変プレートのノッチが破れながら開放されて二次電池の爆発を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る二次電池を示す斜視図である。
【図２】図１でＩＩ−ＩＩ線に沿って切断した断面図である。
【図３Ａ】本発明の第１実施形態に係る可変プレートが変形して第１タップと接触した状態を示す断面図である。
【図３Ｂ】本発明の第１実施形態に係る可変プレートのノッチが破断した状態を示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る二次電池を示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る二次電池を示す断面図である。
【図６Ａ】本発明の第３実施形態に係る可変プレートが変形して第１タップと接触した状態を示す断面図である。
【図６Ｂ】本発明の第３実施形態に係る可変プレートのノッチが破断した状態を示す断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る二次電池を示す断面図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る二次電池を示す断面図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る二次電池を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように本発明の実施形態を詳しく説明する。しかしながら、本発明は様々に相違した形態で具現されることができ、以下で説明する実施形態に限定されるものではない。さらに、本明細書および図面において同一な符号は同一な構成要素を示す。
【００３５】
本記載において、「可変プレート」とは、圧力の上昇によって変形が発生するすべての種類のプレートを含む概念であり、特にその形状を限定するものではない。
【００３６】
図１は本発明の第１実施形態に係る二次電池を示す斜視図であり、図２は図１でＩＩ−ＩＩ線に沿って切断した断面図である。
【００３７】
図１および図２を参照しながら説明すれば、本実施形態に係る二次電池１１０は、第１電極１１と第２電極１２の間に絶縁体であるセパレータ１３を介在して巻き取られた電極群１０と、電極群１０が内蔵されるケース１５と、ケース１５の開口に結合したキャップアセンブリ２０とを含む。
【００３８】
本第１実施形態に係る二次電池１１０はリチウムイオン二次電池であって、角形（ｐｒｉｓｍａｔｉｃ  ｔｙｐｅ）であるものを例示して説明する。ただし、本発明がこれに制限されるものではなく、本発明はリチウムポリマー電池または円筒形電池など多様な形態の電池に適用されてもよい。
【００３９】
第１電極１１および第２電極１２は、薄板の金属箔で形成された集電体に活物質が塗布された領域であるコーティング部と、活物質がコーティングされていない領域の無地部１１ａ、１２ａとを含む。本実施形態では第１電極１１が正極となり、第２電極１２が負極となる。ただし、これは例示的なものに過ぎず、本発明がこれに制限されるものではない。したがって、第１電極１１が負極となり、第２電極１２が正極となってもよい。
【００４０】
第１電極無地部１１ａは第１電極１１の長さ方向に沿って第１電極１１の一側端に形成され、第２電極無地部１２ａは第２電極１２の長さ方向に沿って第２電極１２の他側端に形成される。また、第１電極１１および第２電極１２は絶縁体であるセパレータ１３を間に介在した後に巻き取られる。
【００４１】
ただし、本発明がこれに制限されるものではなく、前記電極群１０は複数のシート（ｓｈｅｅｔ）からなる第１電極１１と第２電極１２がセパレータ１３を間において交互に積層された構造からなってもよい。
【００４２】
ケース１５は大略直六面体の箱形状からなり、一面には開放された開口が形成される。キャップアセンブリ２０は、ケース１５の開口を覆うキャッププレート２８と、キャッププレート２８の外側に突出して第１電極１１と電気的に連結した第１端子２１と、第２電極１２と電気的に連結した第２端子２２と、第１端子２１と電気的に連結した第１タップ４１と、第２端子２２と電気的に連結して変形に応じて第１タップ４１と接触する可変プレート４３とを含む。
【００４３】
キャッププレート２８は薄い板からなり、ケース１５の開口に結合する。キャッププレート２８には電解液注入口２９に設置された密封キャップ２７が設置される。
【００４４】
第１端子２１および第２端子２２はキャッププレート２８を貫通して設置され、下部にキャッププレート２８の下に支持されたフランジ２１ａ、２２ａが形成され、キャッププレート２８の外側に突出した上部柱の外周面はねじ加工される。また、端子２１、２２には上部で支持するナット３５が締結される。
【００４５】
第１端子２１とキャッププレート２８の間にはガスケット３６が設置され、第２端子２２とキャッププレート２８の間にもガスケット３９が設置され、端子２１、２２とキャッププレート２８の間を密封する。
【００４６】
第１端子２１は第１リードタップ３１を媒介として第１電極１１と電気的に連結し、第２端子２２は第２リードタップ３２を媒介として第２電極１２と電気的に連結する。
【００４７】
一方、キャッププレート２８の下には下部絶縁部材３４が配置されるが、端子２１、２２の下端とリードタップ３１、３２の上端は下部絶縁部材３４に挿入されて配置される。
【００４８】
このような構造により、第１リードタップ３１は第１端子２１と第１電極１１を電気的に連結し、第２リードタップ３２は第２端子２２と第２電極１２を電気的に連結する。
【００４９】
キャッププレート２８には短絡ホール２３が形成され、この短絡ホール２３に可変プレート４３が挿入されて設置される。
【００５０】
第１タップ４１は大略板形状からなり、キャッププレート２８の上に配置される。第１タップ４１のホールに第１端子２１が挟まれ、第１タップ４１の上部に設置されて第１端子２１に結合したナット３５によって第１端子２１に固定される。これにより、第１タップ４１はナット３５を介して第１端子２１と電気的に連結する。
【００５１】
第２端子２２とナット３５の間には導電性の連結タップ３８が設置されるが、連結タップ３８は第２端子２２とキャッププレート２８を電気的に連結する役割を行う。連結タップ３８のホールに第２端子２２が挟まれるが、連結タップ３８は上に設置されたナット３５を介してキャッププレート２８に密着する。
【００５２】
第１タップ４１とキャッププレート２８の間には絶縁のための上部絶縁部材３７が設置される。上部絶縁部材３７は一部が第１端子２１を囲み、端部は第１タップ４１の側端を囲むように形成される。これにより、第１タップ４１が上部絶縁部材３７を介して安定的に支持され、可変プレート４３の変形などによって加圧力を受けるときにも変形を最小化することができる。したがって、第１タップ４１と可変プレート４３が安定した接触状態を維持することができる。
【００５３】
可変プレート４３（一例として、反転プレート）は短絡ホール２３に挿入されて設置されるが、可変プレート４３は、表面に形成されたノッチ４３ａと、キャッププレート２８に溶接によって付着して平らな環形状からなる枠部４３ｂと、枠部４３ｂの内側に形成されて電極群１０に向かって弧形に湾曲突出した変形部４３ｃとを有する。これにより、可変プレート４３はキャッププレート２８を介して第２端子２２と電気的に連結する。ノッチ４３ａはケース１５内部の圧力が設定された基準圧力を超過して過度に上昇するとき、破れてガスを外部に排出する役割を行う。前記ノッチ４３ａは薄い部分で形成されてもよいが、前記可変プレート４３の他の部分よりもさらに薄く形成されてもよい。
【００５４】
第１タップ４１には短絡ホール２３の上部に対応する部分に円形の通気孔４１ａが形成される。また、上部絶縁部材３７にも第１ホール２３の上部に対応する部分にホールが形成される。
【００５５】
図３Ａに示すように、二次電池１１０の内部圧力が過度に上昇すれば、下に突出した変形部４３ｃが上に反転し、変形部４３ｃが第１タップ４１と接触することによって第１電極１１と第２電極１２が短絡する。
【００５６】
可変プレート４３は第１タップ４１と通気孔４１ａの内側周囲に沿って続いて接触するが、これにより、可変プレート４３と第１タップ４１の接触面積が広くて安定した接触状態を維持することができる。
【００５７】
また、図３Ｂに示すように、短絡した後にケース１５内部の圧力がさらに上昇すれば、可変プレート４３のノッチ４３ａが破れながら開放されて内部のガスが外部に排出する。ガスは第１タップ４１の通気孔４１ａを経て外部に排出することができる。
【００５８】
このように、本第１実施形態によれば、温度が上昇したり電解液が分解されて二次電池１１０の内部圧力が過度に上昇する場合、変形部４３ｃが短絡を起こして二次電池１１０が爆発したり発火することを防ぐことができる。可変プレート４３が変形を起こす圧力は厚さと形状の設計に応じて容易に調節することができるため、短絡を誘発する圧力を正確に設定することができる。
【００５９】
特に、可変プレート４３と第１タップ４１が接触する空間は電解液が位置する空間と分離した空間であるため、短絡時に発生する火花や熱によって電解液が発火することを安定して防ぐことができる。短絡が発生すれば瞬間的に大きい電流が流れるため、短絡部分がケース１５内に位置すれば電池内部の温度が大きく上昇することがある。しかしながら、実施形態のように第１タップ４１が外部に位置すれば、熱が第１タップ４１を介して外部に放出するため、内部に熱が過度に蓄積することを防ぐことができる。
【００６０】
また、ばねやスプリングなどの部材は平常時にも持続的に加圧力が適用されるため、長時間設置しておけば弾性が減少したりなくなるという問題がある。二次電池１１０の寿命と関連して安全性を確保するためには、二次電池が用いられる時間にも弾性を失なわずに設定された圧力で作動することは極めて重要である。しかしながら、ばねやスプリングなどの部材は二次電池１１０を用いる間に弾性が変化し、設定された圧力で作動することができない問題が発生するために安全性が低いという問題がある。しかしながら、実施形態のように可変プレート４３を適用すれば、前記可変プレート４３は正常動作状態では設定された基準圧力以下では変形せずに作動することができるため、長時間が経過しても設定された圧力で作動することができる。
【００６１】
さらに、ケース１５の内部圧力がさらに上昇すればノッチ４３ａが破れるために二次電池１１０の爆発を防ぐことができ、可変プレート４３がベントの役割をするために別途のベント部材を設置する必要がない。
【００６２】
図４は本発明の第２実施形態に係る二次電池を示す断面図である。
【００６３】
図４を参照しながら説明すれば、本第２実施形態に係る二次電池１２０は、第２端子が除去されたことを除いては前記第１実施形態に係る二次電池と同じ構造からなるため、同じ構造についての重複する説明は省略する。
【００６４】
図４に示すように、本実施形態に係る二次電池１２０は、ケース１５と、ケース１５を密閉するキャップアセンブリ４０とを含む。
【００６５】
キャップアセンブリ４０は、外側に突出した第１端子２１と、ケース１５の開口に結合したキャッププレート４２と、第１端子２１と電気的に連結してキャッププレート４２上に設置された第１タップ４１とを含む。
【００６６】
第１端子２１はキャッププレート４２を貫通して外側に突出し、第１リードタップ３１を媒介として第１電極１１と電気的に連結する。
【００６７】
一方、第２電極１２には第２電極１２とキャッププレート４２を電気的に連結する第２リードタップ３２が設置される。第２リードタップ３２は下端が第２電極無地部１２ａに溶接によって付着し、上端がキャッププレート４２に溶接によって付着する。キャッププレート４２に形成された短絡ホール２３には、ケース１５の内部圧力が上昇するときに変形してキャッププレート４２と第１タップ４１の短絡を誘導し、ノッチ４３ａが形成された可変プレート４３が挿入されて設置される。
【００６８】
短絡ホール２３の上には通気孔４１ａが形成され、第１端子２１と電気的に連結した第１タップ４１が設置される。これにより、可変プレート４３が変形して第１タップ４１と接触すれば、第１電極１１と第２電極１２を電気的に連結して短絡を誘発することができる。
【００６９】
本実施形態によれば、第２リードタップ３２がキャッププレート４２に直接に付着するため、第２電極１２とキャッププレート４２の間の接触抵抗を最小化することができる。
【００７０】
図５は本発明の第３実施形態に係る二次電池を示す断面図である。
【００７１】
図５を参照しながら説明すれば、本第３実施形態に係る二次電池１３０は、第１タップの構造を除いては前記第１実施形態に係る二次電池と同じ構造であるため、同じ部分についての重複する説明は省略する。
【００７２】
図５に示すように、本実施形態に係る二次電池１３０は、ケース１５と、ケース１５を密閉するキャップアセンブリ５０とを含む。
【００７３】
キャップアセンブリ５０は、外側に突出した第１端子２１と、ケース１５の開口に結合したキャッププレート５８と、第１端子２１と電気的に連結してキャッププレート５８上に設置された第１タップ５１とを含む。
【００７４】
第１端子２１および第２端子２２はキャッププレート５８を貫通して外側に突出する。
【００７５】
キャッププレート５８に形成された短絡ホール５３には、ケース１５内部の圧力が上昇するときに変形してキャッププレート５８と第１タップ５１の短絡を誘導し、ノッチ５２ａが形成された可変プレート５２が挿入されて設置される。
【００７６】
第１タップ５１は短絡ホール５３の上部と対応する部分に形成された通気孔５１ａを有する。このとき、通気孔５１ａの内側面５１ｂは縦断面が弧形に湾曲するように形成され、上側にいくほど通気孔５１ａの内径が狭くなる。すなわち、前記通気孔（ベントホール）５１ａの直径は前記ケースの外側にいくほど減少する。
【００７７】
図６Ａに示すように、二次電池１３０の内部圧力が上昇すれば可変プレート５２が上側に反転変形し、可変プレート５２と第１タップ５１が電気的に接触する。このとき、第１タップ５１は通気孔５１ａの内側面５１ｂを介して可変プレート５２と接触するが、通気孔５１ａの内側面５１ｂが弧形に湾曲しているため、湾曲した可変プレート５２と第１タップ５１がさらに広い面積で接触することができる。
【００７８】
図６Ｂに示すように、ケース１５の内部圧力がさらに上昇すれば、可変プレート５２のノッチ５２ａが破れながら内部のガスを外部に排出することができる。
【００７９】
図７は本発明の第４実施形態に係る二次電池を示す断面図である。
【００８０】
図７を参照しながら説明すれば、本実施形態に係る二次電池１４０は、中間部材４５が追加で設置されたことを除いては前記第１実施形態に係る二次電池と同じ構造からなるため、同じ構造につての詳しい説明は省略する。
【００８１】
本実施形態に係る二次電池１４０は、ケース１５と、ケース１５を密閉するキャップアセンブリ４８とを含む。
【００８２】
キャップアセンブリ４８は、キャッププレート２８と、第１端子２１と、第２端子２２と、キャッププレート２８上に設置された第１タップ４１と、キャッププレート２８の短絡ホール２３の下に配置された可変プレート４７と、第１タップ４１と可変プレート４７の間に設置された中間部材４５とを含む。
【００８３】
第１タップ４１は第１端子２１と電気的に連結し、キャッププレート２８は第２端子２２と電気的に連結する。また、可変プレート４７は短絡ホール２３の下でキャッププレート２８に溶接してキャッププレート２８と電気的に連結する。
【００８４】
中間部材４５は可変プレート４７よりもさらに大きい厚さを有し、第１タップ４１と可変プレート４７の間に配置される。また、中間部材４５は大略内部空間を有する円筒形の管形状からなる。中間部材４５は可変プレート４７に溶接によって接合されるが、可変プレート４７が十分に変形することができる程度で中間部材４５の下端周囲に沿って可変プレート４７に溶接される。また、中間部材４５の上面は第１タップ４１と十分な面積で接触することができるように第１タップ４１に平行に配置される。
【００８５】
中間部材４５は可変プレート４７が設定された圧力で反転変形できるように重量と形状が調節される。
【００８６】
これにより、可変プレート４７が上に膨らむように変形すれば中間部材４５が上昇して第１タップ４１と接触し、これにより、キャッププレート２８は可変プレート４７と中間部材４５を媒介として第１タップ４１に電気的に連結する。
【００８７】
可変プレート４７にはノッチ４７ａが形成され、中間部材４５の中央には中空部４５ａが形成される。ケース１５の内部圧力がさらに上昇すればノッチ４７ａが破れながら開放され、内部のガスは中空部４５ａと通気孔４１ａを介して外部に排出する。
【００８８】
可変プレート４７が第１タップ４１と直接に接触すれば、可変プレート４７が過電流によって溶融（ｍｅｌｔｉｎｇ）して短絡が中断することがある。これは、可変プレート４７が第１タップ４１と十分に接触することができず部分的に接触するためである。
【００８９】
しかしながら、実施形態によれば、中間部材４５が第１タップ４１と十分な面積で接触することができ、中間部材４５が可変プレート４７に溶接しているため、短絡が中断することを防ぐことができる。
【００９０】
図８は本発明の第５実施形態に係る二次電池を示す断面図であり、図９は本発明の第５実施形態に係る二次電池を示す平面図である。
【００９１】
図８および図９を参照しながら説明すれば、本第５実施形態に係る二次電池１５０は、第１電極１１と第２電極１２の間にセパレータ１３が介在した電極群１０と、電極群１０が挿入されるケース７５と、ケース７５を密閉するキャップアセンブリ６０とを含む。キャップアセンブリ６０は、ケース７５の開口に結合したキャッププレート７６と、第１電極１１と電気的に連結した第１端子７１と、第２電極１２と電気的に連結した第２端子７３とを含む。
【００９２】
キャッププレート７６は薄い板からなり、中央に開放された短絡ホール７６ａを有する。
【００９３】
また、第１端子７１には第１端子７１と電気的に連結し、短絡ホール７６ａに挿入される突起６１ａが形成された第１タップ６１が設置される。第２端子７３には第２端子７３と電気的に連結し、短絡ホール７６ａに挿入される突起６２ａが形成された第２タップ６２が設置される。
【００９４】
第１端子７１と第２端子７３はリベット形状からなる。
【００９５】
第１端子７１は第１リードタップ７１ａを媒介として第１電極無地部１１ａと電気的に連結し、第２端子７３は第２リードタップ７３ａを媒介として第２電極無地部１２ａと電気的に連結する。端子７１、７３とキャッププレート７６の間には密封および絶縁のためのガスケット７４が設置される。
【００９６】
第１タップ６１および第２タップ６２は絶縁部材７８を媒介としてキャッププレート７６上で短絡ホール７６ａに挿入されて設置されてキャッププレート７６と電気的に絶縁され、これにより、キャッププレート７６およびケース７５は電気的に極性を有さない。
【００９７】
第１端子７１と第２端子７３はキャッププレート７６の長さ方向の両側端部に位置し、第１タップ６１の一側端部は第１端子２１を挟み、他側端部には突起６１ａが形成されて短絡ホール７６ａに挿入される。第２タップ６２の一側端部は第２端子７３を挟み、他側端部は突起６２ａが形成されて短絡ホール７６ａに挿入される。
【００９８】
短絡ホール７６ａで第１タップ６１および第２タップ６２は間隔をおいて離隔して配置され、突起６１ａ、６２ａの端部は大略弧形からなる。短絡ホール７６ａの下部には可変プレート６３が設置されるが、可変プレート６３にはノッチ６３ａが形成される。
【００９９】
二次電池１５０の内部圧力が上昇すれば可変プレート６３が上に上昇するように変形して第１タップ６１と第２タップ６２を電気的に連結し、短絡した状態で二次電池１５０の内部圧力がさらに増加すればノッチ６３ａが破断して内部のガスを外部に排出する。
【０１００】
このように、本実施形態によれば、前記第１および第２タップ６１、６２を電気的に連結することによって二次電池１５０の内圧が過度に上昇して電池が爆発することを防ぐことができ、前記第１および第２タップ６１、６２がすべてケース７５の外側に位置するために短絡電流によって二次電池１５０内部で熱が過度に発生することを防ぐことができる。また、キャッププレート７６を介して電流が流れないため、キャッププレート７６が過熱することを防ぐことができる。
【０１０１】
さらに、第１タップ６１と第２タップ６２がすべて外部に位置するために第１タップ６１と第２タップ６２を介して熱が外部に容易に放出し、短絡部分が電解液が位置する部分と離れているために電解液が発火することを防ぐことができる。
【０１０２】
また、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。
【符号の説明】
【０１０３】
１１０：二次電池
１０：電極群
１１：第１電極
１２：第２電極
１３：セパレータ
１５：ケース
２０：キャップアセンブリ
２１：第１端子
２２：第２端子
２３：短絡ホール
２６：絶縁部材
２８：キャッププレート
３４：下部絶縁部材
３５：ナット
３７：上部絶縁部材
３８：連結タップ
４１：第１タップ
４１ａ：通気孔
４３：可変プレート
４３ａ：ノッチ
４３ｂ：枠部
４３ｃ：変形部
４５：中間部材
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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