(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
第１活物質でコーティングされたコーティング部及び前記第１活物質がない無地部を備える第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に形成されたセパレーターと、を有し、前記筐体に収容された電極組立体と、
前記筐体と前記電極組立体との間に設けられ、第１集電板及び第２集電板からなる集電板と、
を含み、
前記第１集電板は、第１プレートと、前記第１プレートから第１段差を介在させて前記第１プレートから延長された平らな形状の複数の第１突出部とを含み、
前記第２集電板は、第２プレートと、前記第２プレートから第２段差を介在させて前記第２プレートから延長された平らな形状の複数の第２突出部とを含み、
前記第１突出部および前記第１突出部と対応する前記第２突出部は、その間に前記無地部を介在させて噛み合わされ、
前記無地部と、前記第１突出部の縁部と、前記第２突出部の縁部とは、前記第１集電板と前記第２集電板が噛み合わされた状態で、部材厚が同じ材料を同一面内で溶接する突合わせ溶接により溶接される、
二次電池。
【請求項２】
前記溶接は、前記無地部の側面に形成される、請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記無地部は、前記第１段差または前記第２段差の幅より大きい幅で前記コーティング部から延長される、請求項１に記載の二次電池。
【請求項４】
前記無地部は、前記無地部の端部が前記第１突出部と同一平面にある状態で前記集電板に溶接される、請求項１に記載の二次電池。
【請求項５】
前記無地部は、前記無地部の端部が前記第１突出部を介して、前記第１突出部により形成される平面から延長された状態で前記集電板に溶接される、請求項１に記載の二次電池。
【請求項６】
前記第１集電板は、複数の第１突出部を含み、
前記第２集電板は、複数の前記第１突出部に噛み合う複数の第２突出部を含み、
複数の前記第１突出部のうち一つ及び複数の前記第２突出部のうちで対応する一つは、その間に前記無地部を介して噛み合う、請求項１に記載の二次電池。
【請求項７】
前記第１電極は、前記第２電極及びセパレーターと共にゼリーロール構造を形成するために巻取りされ、
前記ゼリーロール構造は、前記第１活物質がない無地部を含み、前記無地部は、前記第１集電板及び第２集電板の間に形成される、請求項１に記載の二次電池。
【請求項８】
前記第１集電板は、第１プレートと、前記第１プレートから第１段差を介在させて前記第１プレートから延長された複数の第１突出部とを含む、請求項６に記載の二次電池。
【請求項９】
前記第１プレートは、前記電極組立体の前記無地部の側面に隣接した面を有し、
前記複数の第１突出部は、前記無地部の内に位置する、請求項８に記載の二次電池。
【請求項１０】
前記複数の第１突出部は、複数の溝を形成し、
前記無地部は、前記複数の溝により区画される複数の領域を含む、請求項８に記載の二次電池。
【請求項１１】
前記第２集電板は、第２プレートと、前記第２プレートから第２段差を介在させて前記第２プレートから延長された複数の第２突出部を含む、請求項８に記載の二次電池。
【請求項１２】
前記第１プレートは、前記電極組立体の前記無地部の側面に隣接した面を有し、
前記複数の第１突出部は、前記無地部の内部に位置し、
前記第２プレートは、前記電極組立体の前記無地部の側面に位置した面を有し、
前記複数の第２突出部は、前記無地部の内部に形成される、請求項１１に記載の二次電池。
【請求項１３】
前記複数の第１突出部は、複数の第１溝を形成し、
前記無地部は、前記複数の第１溝によって区画されて、前記第１溝の内部に位置する複数の領域を含み、
前記複数の第２突出部は、複数の第２溝を形成し、
前記複数の領域は、前記複数の第２溝によって区画されて、前記第２溝の内部に位置する、請求項１１に記載の二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、二次電池（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  ｂａｔｔｅｒｙ）は、充電が不可能である一次電池とは異なり、充電及び放電が可能である電池を意味する。この二次電池は、小型の場合、携帯電話、ノート型パソコン、カムコーダーなどの先端の電子機器の分野にて広く採用されて、大型の場合、電気自動車またはハイブリッド自動車のモーターを駆動するために採用されている。この二次電池は、通常、筐体の内部に電極組立体を備えて、電極組立体に溶接された集電板を介して電極端子を接続する構成を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記の構成では、集電板と無地部の溶接の品質を外部から確認することが困難で、溶接の効率が落ちるという問題がある。
【０００４】
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、電極組立体の無地部と集電板を溶接する時、効率及び信頼性が向上して、溶接の有無が容易に確認することが可能な、新規かつ改良された二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、筐体と、第１活物質でコーティングされたコーティング部及び前記第１活物質がない無地部を備える第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極の間に形成されたセパレーターと、を有し、前記筐体に収容された電極組立体と、前記筐体と前記電極組立体の間に前記無地部が共に噛み合った第１集電板及び第２集電板を含む集電板と、を含む二次電池が提供される。
【０００６】
また、前記第１集電板は、第１プレートと、前記第１プレートから第１段差を置いて前記第１プレートから延長された第１突出部を含み、前記第２集電プレートは、第２プレートと、前記第２プレートから第２段差を置いて前記第２プレートから延長された第２突出部を含むこととしても良い。
【０００７】
また、前記無地部は、前記第１突出部と前記第２突出部の間に位置することとしても良い。
【０００８】
また、前記無地部は、前記第１突出部と前記第２突出部の間にて溶接を行うことで前記第１突出部及び前記第２突出部と結合されたこととしても良い。
【０００９】
また、前記溶接は、突合せ溶接であることとしても良い。
【００１０】
また、前記溶接は、前記無地部の側面に形成されたこととしても良い。
【００１１】
また、前記無地部は、前記第１段差または前記第２段差の幅より大きい幅で前記コーティング部から延長されたこととしても良い。
【００１２】
また、前記無地部は、前記無地部の端部が前記集電板と同一平面である状態で前記集電板に溶接されたこととしても良い。
【００１３】
また、前記無地部は、前記無地部の端部が前記集電板を介して延長された状態で前記集電板に溶接されたこととしても良い。
【００１４】
また、前記第１集電板は、複数の第１突出部を含み、前記第２集電板は、複数の前記第１突出部に噛み合う複数の第２突出部を含み、複数の前記第１突出部のうち一つ及び複数の前記第２突出部のうちで対応する一つは、その間に前記無地部と共に噛み合うこととしても良い。
【００１５】
また、前記第１電極は、前記第２電極及びセパレーターと共にゼリーロール構造を形成するために巻取りされ、前記ゼリーロール構造は、前記第１活物質がない無地部を含み、前記無地部の領域は前記電極組立体の第１端部に位置して、前記第１集電板及び第２集電板の間に形成されたこととしても良い
【００１６】
また、前記第１集電板は、第１プレートと、前記第１プレートから第１段差で前記第１プレートから延長された複数の第１突出部を含むこととしても良い。
【００１７】
また、前記第１プレートは、前記電極組立体の第１端部に隣接した面を有し、前記複数の第１突出部は、前記無地部の内に位置することとしても良い。
【００１８】
また、前記複数の第１突出部は、複数の溝を形成し、前記無地部は、前記複数の溝により区画される複数の領域を含むこととしても良い。
【００１９】
また、前記第２集電板は、第２プレートと、前記第２プレートから第２段差で前記第２プレートから延長された複数の第２突出部を含むこととしても良い。
【００２０】
また、前記第１プレートは、前記電極組立体の第１端部に隣接した面を有し、前記複数の第１突出部は、前記複数の無地部の内部に位置し、前記第２プレートは、前記電極組立体の第１端部に位置した面を有し、前記複数の第２突出部は、前記複数の無地部の内部に形成されることとしても良い。
【００２１】
また、前記複数の第１突出部は、複数の第１溝を形成し、前記複数の無地部は、前記複数の第１溝によって区画されて、前記第１溝の内部に位置する複数の領域を含み、前記複数の第２突出部は、複数の第２溝を形成し、前記複数の領域は、前記複数の第２溝によって区画されて、前記第２溝の内部に位置することとしても良い。
【００２２】
また、前記無地部は、前記無地部の複数の領域の第１セット及び前記複数の領域の第２セットを含み、前記第１セットは、前記複数の第１突出部の第１目と前記複数の第２突出部の対応される第１目の間に位置し、前記第２セットは、前記複数の第１突出部の第２目と前記複数の第２突出部の対応される第２目の間に位置することとしても良い。
【００２３】
また、前記無地部の第１セットは、前記複数の第１突出部の第１目と、対応される前記第２突出部の第１目に共に第１溶接によって溶接され、前記無地部の第２セットは、前記複数の第１突出部の第２目と、対応される前記第２突出部の第２目に共に第２溶接によって溶接されることとしても良い。
【００２４】
また、前記第１溶接及び第２溶接は、共に蛇行溶接（ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｅ  ｗｅｌｄ）を形成することとしても良い。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように本発明によれば、電極組立体の無地部と集電板を溶接する時、効率及び信頼性が向上して、溶接の有無が容易に確認することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態による二次電池の分解斜視図である。
【図２】図１のＡ部分の拡大図である。
【図３】本発明の実施形態による二次電池に用いる第１集電板の正面図である。
【図４】本発明の実施形態による二次電池に用いる第１集電板の側面図である。
【図５】本発明の実施形態による二次電池に用いる第２集電板の正面図である。
【図６】本発明の実施形態による二次電池に用いる第２集電板の側面図である。
【図７】本発明の実施形態による二次電池で集電板と無地部が結合される過程を示す図である。
【図８】本発明の実施形態による二次電池で集電板と無地部が結合される過程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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。
【００２８】
以下では、本発明の実施形態による二次電池の構成を説明する。
図１は、本発明の実施形態による二次電池の分解斜視図である。図２は、図１のＡ部分の拡大図である。図３は、本発明の実施形態による二次電池に用いる第１集電板の正面図である。図４は、本発明の実施形態による二次電池に用いる第１集電板の側面図である。図５は、本発明の実施形態による二次電池に用いる第２集電板の正面図である。図６は、本発明の実施形態による二次電池に用いる第２集電板の側面図である。
【００２９】
図１〜図６を参照すると、本発明の実施形態による二次電池１００は、筐体１１０、筐体１１０の内部に内蔵された電極組立体１２０、電極組立体１２０と電気的に接続された集電板１３０、集電板１３０に電機的に接続された集電端子１４０、集電端子１４０によって貫通される第１誘電体１５０、第１誘電体１５０の上部に結合された蓋板１６０、蓋板１６０を貫通して集電端子１４０と結合される第２誘電体１７０と、を含む。また、集電端子１４０には、ナット１８０がさらに結合されることができる。
【００３０】
筐体１１０は、六面体またはその他の形状で形成される。また、筐体１１０は、内部孔間を備える。筐体１１０は、アルミニウム、アルミニウム合金またはニッケルがメッキされたスティックのような導電性金属で形成される。
【００３１】
電極組立体１２０は、筐体１１０の内部に内蔵される。電極組立体１２０は、正極板１２１と負極板１２２の間に形成されたセパレーター１２３を含めて形成される。電極組立体１２０は、正極板１２１、負極板１２２、セパレーター１２３を積層させた状態からこれらを渦流状に巻取りしたゼリーロール型で形成される。正極板１２１と負極板１２２は、活物質でコーティングされたコーティング部と、活物質が無い無地部を備える。電極組立体１２０は、説明の便利のために筐体１１０内に一つのみを収容することで示したが、筐体内１１０に収容される電極組立体１２０は、複数個であってもよい。
【００３２】
また、電極組立体１２０は、筐体１１０の両端に無地部１２４を備える。無地部１２４は、電極組立体１２０の一端に正極板１２１と接続されて形成された部分と、電極組立体１２０の他端に負極板１２２と接続されて形成された部分が対になって形成される。
【００３３】
無地部１２４は、集電板１３０と結合されるために集電板１３０の形状に沿って配列される。無地部１２４（具体的には、無地部１２４の端部１２４ｂ）は、集電板１３０と同一平面をなすか、または集電板１３０の上部へさらに突出された状態で溶接を行い集電板１３０と結合されることができる。この時、無地部１２４の溶接を外部から確認することができるため、溶接の品質の検視が容易に行なうことができて、溶接の信頼性を向上することができる。また、溶接は、無地部１２４を露出した状態で行われて、突合せ溶接（ｂｕｔｔ  ｗｅｌｄ）で行われてもよいことから溶接の効率を高めることができる。また、溶接は集電板１３０が結合される無地部１２４の側面にて行われるため、溶接ビームが電極組立体１２０に到達することが防止されて、製品の信頼性を向上することができる。なお、溶接は、突合せ溶接に限定されず、例えば蛇行溶接であっても良い。蛇行溶接の場合には、溶接力を強化できる。
【００３４】
集電板１３０は、無地部１２４の側面で結合される。集電板１３０は、正極板１２１に接続された無地部１２４の部分と、負極板１２２に接続された無地部１２４の部分のうち少なくとも一つに溶接を行い結合される。以下では、集電板１３０が無地部１２４の部分の中で正極板１２２と接続された部分に結合されたことを例として説明する。
【００３５】
集電板１３０は、無地部１２４の正極板１２２と接続された部分に対をなして結合される。集電板１３０は、無地部１２４に対をなして結合された第１集電板１３１及び第２集電板１３２を含むように構成される。
【００３６】
第１集電板１３１は、第１プレート１３１ａと、第１プレート１３１ａから第１方向へ突出された突出部１３１ｂを含む。第１プレート１３１ａは、無地部１２４の側面に略垂直に位置して、突出部１３１ｂは、無地部１２４の内部から第１方向に沿って延長する。この時、突出部１３１ｂは、第１第１プレート１３１ａから段差１３１ｃを有するように形成される。よって、突出部１３１ｂは、無地部１２４の内部に位置し、突出部１３１ｂの両側に形成された溝１３１ｄに無地部１２４を区画して位置させる。また、突出部１３１ｂは、第２集電板１３２と噛み合って無地部１２４を固定して、その状態で溶接を行い無地部１２４と結合される。この時、無地部１２４は、突出部１３１ｂに沿って溝１３１ｄに位置するため、溶接は突出部１３１ｂの縁部で行われる。
【００３７】
第２集電板１３２は、第１集電板１３１との間に結合された間に無地部１２４が位置するように第１集電板１３１と噛み合って結合される。第２集電板１３２は、第２プレート１３２ａ、第２プレート１３２ａから第１方向に沿って延長されて形成された突出部１３２ｂを含む。第２プレート１３２ａは、第１集電板１３１の第１プレート１３１ａと対応されるように無地部１２４の側面に略垂直に位置する。突出部１３２ｂは、第２プレート１３２ａと段差１３２ｃを備えて形成される。よって、突出部１３２ｂは、無地部１２４の内部に位置し、突出部１３２ｂの両側に形成された溝１３２ｄに無地部１２４を区画して位置させる。この時、突出部１３２ｂは、第１集電板１３１の突出部１３１ｂに対応される形状で備えて噛み合って結合される。よって、無地部１２４は、第１集電板１３１の突出部１３１ｂと第２集電板１３２の突出部１３２ｂの噛み合う間に位置されて、その状態で溶接される。よって、上述のように無地部１２４の溶接する時の溶接の効率及び信頼性を向上することができる。
【００３８】
集電端子１４０は、集電板１３０と結合される。集電端子１４０は、集電板１３０の中でも第１集電板１３１の第１プレート１３１ａと溶接を行って結合される。集電端子１４０は、第１プレート１３１ａの無地部１２４と結合された反対面に付着された状態で溶接される。
【００３９】
集電端子１４０は、第１方向に沿って集電板１３０と結合される第１集電端子板１４１、第１集電端子板１４１から第１方向に垂直の第２方向へ延長して形成された第２集電端子板１４２、第２集電端子板１４２から第１方向に沿って上部へ突出された電極端子１４３を含む。電極端子１４３は、蓋板１６０の上部へ突出されて充放電回路と接続される。また、電極端子１４３の外周縁には雄ねじ山が形成されて、以後、ナット１８０と結合されることができる。
【００４０】
第１誘電体１５０は、集電端子１４０の上部に形成される。第１誘電体１５０は、集電端子１４０の第２集電端子板１４２と蓋板１６０の間に形成される。第１誘電体１５０は、集電端子１４０を蓋板１６０と電気的にと独立させる。また、第１誘電体１５０は、内部に端子孔１５１を備えて、集電端子１４０の電極端子１４３が端子孔１５１を貫通して上部へ突出するようにすることができる。
【００４１】
蓋板１６０は、筐体１１０の上部に形成されて筐体１１０を密封する。蓋板１６０は、筐体１１０と結合され、筐体１１０の内部の電解液が漏出されることを防止する。蓋板１６０は、内部に端子孔１６１を備え、電極端子１４３が端子孔１６１を貫通して上部へ突出されるようにすることができる。また、蓋板１６０は、略中央にベント１６２を備え、過充電の際に筐体１１０の内部にガスが発生すると、他の部分より先に開放され、ガスを放出することができる。
【００４２】
第２誘電体１７０は、蓋板１６０と集電端子１４０の電極端子１４３の間に形成される。第２誘電体１７０は、蓋板１６０と集電端子１４０の電極端子１４３を電気的に独立させる。また、第２誘電体１７０は、蓋板１６０の上部にも形成されるので、ナット１８０との結合の際にナット１８０が蓋板１６０と電気的に独立されるようにする。
【００４３】
ナット１８０は、第２誘電体１７０の上部に形成される。ナット１８０は、内部に雌ねじ山を備えて集電端子１４０の電極端子１４３と結合される。ナット１８０は、集電端子１４０の電極端子１４３を固定することで、集電端子１４０及び電極組立体１２０の位置を固定する。
【００４４】
以下では、本発明の実施形態による二次電池において、集電板と無地部が結合された構成をより詳しく説明する。
【００４５】
図７及び図８は、本発明の実施形態による二次電池において、集電板と無地部が結合される過程を示す図である。
【００４６】
まず、図７を参照すると、本発明の実施形態による二次電池１００で第１集電板１３１の突出部１３１ｂによって無地部１２４が区画される。突出部１３１ｂは、段差１３１ｃを備えて無地部１２４の内部へ引入れされ、突出部１３１ｂの縁部に沿って無地部１２４が区画される。すなわち、無地部１２４は、突出部１３１ｂ各々の両側に形成された溝１３１ｄの内部に位置する。
【００４７】
同様に、第２集電板１３２の突出部１３２ｂによって無地部１２４が区画される。突出部１３２ｂは、段差１３２ｃを有するため、無地部１２４の内部へ引入れる。よって、無地部１２４は、突出部１３２ｂに沿って突出部１３２ｂの各々の両側に形成された溝１３２ｄに位置する。
【００４８】
続いて、図８を参照すると、第１集電板１３１と第２集電板１３２が第１方向へ移動して結合される。この時、第１集電板１３１と第２集電板１３２は、突出部１３１ｂ、１３２ｂが溝１３１ｄ、１３２ｄにそれぞれ噛み合って形成されるため、無地部１２４は、突出部１３１ｂ、１３２ｂの噛み合う間に位置する。
【００４９】
また、第１集電板１３１と第２集電板１３２の間に無地部１２４が位置する状態で突合せ溶接を行って溶接部１３３が形成されることができる。溶接は、無地部１２４を露出した状態で行われるため溶接の効率を高めることができる。また、溶接部１３３は、無地部１２４の側面へ露出されるため外部から溶接の品質を容易に確認することができて、溶接の信頼性を向上することができる。また、溶接の時の溶接ビームが無地部１２４の内側までは到達されないことから、製品の信頼性を向上することができる。
【００５０】
上述のように、本発明を実施形態による二次電池１００は、電極組立体１２０の無地部１２４に集電板１３０を溶接することにおいて、第１集電板１３１の突出部１３１ｂと第２集電板１３２の突出部１３２ｂが噛み合う間に無地部１２４が固定された状態で突合せ溶接を行うことで、溶接の時の効率を高めることができる。また、溶接部１３３を外部から容易に確認することができるようにして信頼性を高めることができる。また、無地部１２４は、第１集電板１３１及び第２集電板１３２の段差１３１ｃ、１３２ｃに該当される厚さだけ備えればよいことから、無地部１２４の厚さを縮めて電極組立体１２０の容量を増加することができる。
【００５１】
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。
【符号の説明】
【００５２】
１００    二次電池
１１０    筐体
１２０    電極組立体
１３０    集電体
１４０    集電端子
１５０    第１誘電体
１６０    蓋板
１７０    第２誘電体
１８０    ナット
【図１】
0005543943.tif 000002
【図２】
0005543943.tif 000003
【図３】
0005543943.tif 000004
【図４】
0005543943.tif 000005
【図５】
0005543943.tif 000006
【図６】
0005543943.tif 000007
【図７】
0005543943.tif 000008
【図８】
0005543943.tif 000009