(57)【要約】  本明細書で開示されるのは、カソード／セパレータ／アノード構造で構成される積層型の電極集合体であって、電極集合体の所定の領域において少なくとも１つの貫通孔を備えており、オスメス結合型構造で構成される一対の保持部材（オス結合部材及びメス結合部材）が、電池ケース内部で貫通孔に挿入され、貫通孔の内径より小さい外径を有するメス結合部材が貫通孔を貫いて挿入される一方、オス結合部材がメス結合部材内に挿入されるとき、メス結合部材の外側表面が貫通孔にタイトに接触させられる、電極集合体と、それを含む二次電池とである。本発明による電極集合体は、外力が電極集合体に加えられるとき、カソード及びアノードがセパレータから離れて動かされることを抑制する効果を有し、それによって内部短絡の発生を防止し、最終的に電極集合体を含む二次電池の安全性を改善する。更に、本発明による電極集合体は、二次電池の充放電中の電極集合体の反復的収縮及び膨張に起因する電極の移動を抑制する効果を有する。
2009527886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソード／セパレータ／アノード構造で構成される積層型の電極集合体であって、
該電極集合体の所定の領域において少なくとも１つの貫通孔を備えており、オスメス結合型構造で構成される一対の保持部材（オス結合部材及びメス結合部材）が、電池ケース内部で前記貫通孔を貫いて挿入され、
前記貫通孔の内径よりも小さい外径を有する前記メス結合部材が該貫通孔を貫いて挿入される一方、前記オス結合部材が前記メス結合部材内へ挿入されるとき、該メス結合部材の外側表面が前記貫通孔にタイトに接触させられる、
電極集合体。
【請求項２】
前記オス及びメス結合部材が、前記電池ケースと接する該オス及びメス結合部材の端部が前記貫通孔の寸法よりも大きい寸法を有するフランジ構造で構成される、請求項１に記載の電極集合体。
【請求項３】
前記オス結合部材及び／または前記メス結合部材の前記フランジ端部が前記電池ケースの内側表面に貼り付けられる、請求項２に記載の電極集合体。
【請求項４】
前記オス結合部材が、前記メス結合部材の内径よりも大きい外径を有する、請求項１に記載の電極集合体。
【請求項５】
前記オス結合部材が、該オス結合部材の外径がフランジから遠い一方の端部から該フランジに接続される他方の端部まで徐々に増加される構造で構成される、請求項１に記載の電極集合体。
【請求項６】
前記オス結合部材が、前記メス結合部材の内径よりも大きい最大外径及び該メス結合部材の内径よりも小さい最小外径を有する、請求項５に記載の電極集合体。
【請求項７】
前記メス結合部材の内側端部が、前記オス結合部材が該メス結合部材内へ挿入される側において下向きテーパ状にされるように、前記メス結合部材が構成される、請求項１に記載の電極集合体。
【請求項８】
前記セパレータ内に形成される貫通孔部分が、前記カソード及び前記アノード内に形成される貫通孔部分の内径よりも小さい内径を有するように、前記電極集合体の前記貫通孔が構成される、請求項１に記載の電極集合体。
【請求項９】
前記アノードの前記貫通孔部分の前記内径が、前記カソードの前記貫通孔部分の前記内径よりも小さい、請求項８に記載の電極集合体。
【請求項１０】
前記メス結合部材の前記外径が、前記セパレータ内に形成される貫通孔部分の内径よりも大きく、前記カソード及び前記アノード内に形成される貫通孔部分の内径よりも小さい、請求項１に記載の電極集合体。
【請求項１１】
前記オス及びメス結合部材が、強制的な嵌合によってまたは該オス及びメス結合部材の接合面に形成されるオス及びメスねじのねじ係合によって互いに結合される、請求項１に記載の電極集合体。
【請求項１２】
前記保持部材がプラスチック樹脂で作られる、請求項１に記載の電極集合体。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の電極集合体を含む二次電池。
【請求項１４】
前記電池が、金属層及び樹脂層を含む積層シートで作られる電池ケース内に取り付けられる電極集合体を有するポーチ状二次電池である、請求項１３に記載の二次電池。
【請求項１５】
前記電池が、車両用の高出力、大容量電池パック内に含まれる単位セルとして使用される、請求項１３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、電極保持部材を有する電極集合体に関し、更に詳細には、カソード／セパレータ／アノード構造で構成される積層型の電極集合体であって、電極集合体の所定の領域において少なくとも１つの貫通孔を備えており、オスメス結合型構造で構成される一対の保持部材が、電池ケース内部で貫通孔を貫いて挿入され、それによって、カソード及びアノード、並びにそれらを含む二次電池の移動を防止する、電極集合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯機器が次第に開発され、そのような携帯機器の需要が増加するにつれて、携帯機器のためのエネルギー源としての電池の需要もまた急増している。結果として、様々なニーズを満足する電池について多くの研究が行われてきた。
【０００３】
電池の形状に関しては、携帯電話等の製品に適用できるほど十分に薄い、角柱状（prismatic）二次電池またはポーチ状（pouch-shaped）二次電池の需要が非常に高い。電池のための材料に関しては、高エネルギー密度、高放電電圧、及び高出力安定性を有する、リチウムイオン電池及びリチウムイオンポリマー電池等のリチウム二次電池の需要が非常に高い。
【０００４】
二次電池に関連して主に解決されるべき課題の１つは、二次電池の安全性を改善することである。例えば、リチウム二次電池は、電池内の温度及び圧力の上昇のために爆発するおそれがあり、その上昇は、内部短絡、許容電流及び電圧を超える過充電、高温露出、または落下若しくは外部衝撃による変形等の、電池の異常動作によって引き起こされる可能性がある。
【０００５】
二次電池の中には、積層型の電極集合体の構造的強度が低く、従って、二次電池が、落下または外部衝撃のために内部短絡が生じるであろう高い可能性を有する、積層型の電極集合体を含む二次電池がある。
【０００６】
図１は、一般的な積層型の電極集合体を含むポーチ状二次電池の構造を例示する分解斜視図である。
【０００７】
図１を参照すると、ポーチ状二次電池１００は、カソードタップ及びアノードタップが互いに逆方向を向きながら突き出るように配置されるカソード及びアノード、並びにカソードとアノードとの間にそれぞれ配置されるセパレータを含む電極集合体３００が、カソードタップ及びアノードタップにそれぞれ電気的に接続される２つの電極リード線３０１及び３０２が外側へ露出するように、電池ケース内に取り付けられる構造で構成される。
【０００８】
電池ケース２００は、アルミニウム積層シート等の柔らかい包装材料で作られる。電池ケース２００は、電極集合体３００を受け入れるための空洞受け入れ部を有する下側ケース及び上側ケースを含む。電池ケース２００は、電極集合体３００に対応する形状で構成される金型を使用して形成されてもよい。
【０００９】
積層型の電極集合体３００のカソードタップ及びアノードタップは、溶接によって電極リード線３０１及び３０２に結合される。電極リード線３０１及び３０２の上側及び下側表面に、電池ケース２００と電極リード線３０１及び３０２との間の電気的絶縁及び密封性を確保するための絶縁フィルム４００が貼り付けられる。
【００１０】
しかしながら、ポーチ状二次電池１００は、電池ケース２００が、低強度を有する柔らかい包装材料で作られ、従って、二次電池が落下するまたは外部衝撃が二次電池に加えられるとき、電池ケースが容易に変形させられるという課題を有する。更に、積層型の電極集合体３００内では、落下または外部衝撃によるセパレータ周囲での電極の移動のために、内部短絡が生じるおそれがある。特に、二次電池の落下または振動は、二次電池の使用中にしばしば生じる。その結果として、二次電池の安全性を更に効果的に確保するための技術の高い必要性がある。
【００１１】
上述の課題を解決するために、特許文献１は、電池ケース内にカソード、アノード、及びセパレータを含む電極板群（電極集合体）を取り付け、カソード及びアノードの移動を抑制するように、電極集合体及び電池ケース内に形成される貫通孔を貫いて絶縁性保持ピンを挿入するための技術を開示する。しかしながら、保持ピンが電池ケースの貫通孔を貫いて挿入されるので、この技術は、電池ケースが固いことを本質的に必要とする。また、電解液が、電池ケースの貫通孔を通って電池ケースから漏れることもある。更に、保持ピンが電極集合体の貫通孔を貫いて挿入されるとき、カソード及びアノードは、貫通孔内で互いに接触させられる可能性があり、従って、内部短絡が生じるおそれがある。
【００１２】
更に加えて、特許文献２は、貫通孔が電極集合体の中央に形成され、貫通孔を貫いて挿入されるべき絶縁性接続部材が、電極集合体の１つの主表面に取り付けられる板部材に形成される二次電池を開示する。しかしながら、この技術は、追加の取り付け部材として板部材を必要とする。更に、絶縁性接続部材が貫通孔を貫いて挿入されるとき、内部短絡が生じるおそれがある。
【００１３】
少し違う目的を有するけれども、特許文献３は、電極集合体のカソード及びアノードの片面端部への電気的接続のために電流収集端子を取り付け、電極内に穴を開け、導電性ピンが電流収集端子に接続されるように、穴を貫いて導電性ピンを挿入するための技術を開示し、その技術は、電極タップを使用して電気的接続を達成するための従来の技術と区別される。しかしながら、二次電池は、貫通孔が電極集合体の一部分内に形成され、追加の部材が貫通孔を貫いて挿入される構造で構成されるけれども、この技術は、製造プロセスが非常に複雑であり、二次電池の全体寸法が必然的に増加され、二次電池の充放電中の二次電池の体積変化が抑制されないという課題を有する。
【特許文献１】韓国実用新案登録第０３５５１１４号
【特許文献２】特開２０００−０３０６７０号公報
【特許文献３】特開２００２−２４６００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従って、本発明は、上述の課題及びまだ解決されなければならない他の技術的課題を解決するためになされた。
【００１５】
特に、外力が電極集合体に加えられるとき、電極集合体のカソード及びアノードがセパレータから離れて動かされることを抑制し、それによって内部短絡の発生を防止し、最終的に電極集合体を含む二次電池の安全性を改善することができる電極集合体を提供することが、本発明の目的である。
【００１６】
二次電池の充放電中の電極集合体の反復的収縮及び膨張に起因する電極の移動を抑制できる電極集合体を提供することが、本発明の別の目的である。
【００１７】
電極集合体を含む二次電池を提供することが、本発明の更に別の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一態様によれば、上述の及び他の目的は、カソード／セパレータ／アノード構造で構成される積層型の電極集合体であって、電極集合体の所定の領域において少なくとも１つの貫通孔を備えており、オスメス結合型構造で構成される一対の保持部材（オス結合部材及びメス結合部材）が、電池ケース内部で貫通孔を貫いて挿入され、貫通孔の内径よりも小さい外径を有するメス結合部材が貫通孔を貫いて挿入される一方、オス結合部材がメス結合部材内に挿入されるとき、メス結合部材の外側表面は貫通孔にぴったりと接触させられる、電極集合体の提供によって達成可能である。
【００１９】
一般に、電池に加えられる外力に起因する電池内部での内部短絡は、電池が爆発または発火する原因となる主な要因として働く可能性がある。これは、衝撃または振動が電池に加えられるとき、電極が電極集合体内で動かされ、その結果カソード活性材料とアノード活性材料との間の接触抵抗部分内を流れる電流のために高抵抗熱が生成されるからである。電池の内部温度が、高抵抗熱のために臨界温度レベルを超えるとき、カソード活性材料の酸化物構造が崩壊させられ、従って、熱暴走現象が生じる。結果として、電池は発火または爆発するおそれがある。
【００２０】
本発明によれば、他方では、電極集合体の電極が保持部材によって安定的に適所に設置される一方、電極集合体は電池ケース内に取り付けられる。その結果として、外力が電池に加えられるときでさえ、電極集合体内の電極の移動は抑制され、従って、内部短絡の発生が防止され、結局、電池の安全性が改善される。
【００２１】
本発明では、電極集合体の「所定の領域」は、複数のカソード、セパレータ、及びアノードが規則的な順番で積層される構造で構成される電極集合体の２つの主表面から選択される任意の領域を意味する。例えば、電極集合体の所定の領域は、電極集合体の２つの主表面の中央部分または対辺部分であってもよい。しかしながら、電極集合体の所定の領域は、電極の移動が効果的に抑制される限り、特に制限はされない。
【００２２】
便宜のため、オスメス結合型構造で構成される保持部材はまた、以下ではオス及びメス結合部材または単に保持部材とも参照されるであろう。
【００２３】
本発明によれば、オス及びメス結合部材は、貫通孔の内部構造に応じて様々な構造で構成されてもよい。好ましくは、オス及びメス結合部材は、電池ケースと接するオス及びメス結合部材の端部が貫通孔のそれよりも大きな寸法を有するフランジ構造で構成される。その結果として、フランジ構造で構成されるオス及びメス結合部材は、電極集合体の外側表面を部分的に覆い、従って、電極及びセパレータは、電極及びセパレータの積層方向に互いによりタイトに接触させられる。結果として、電池の充放電中の電極集合体の収縮及び膨張によって引き起こされる電極のセパレータからの分離に起因する電極の個々の移動を抑制することができる。
【００２４】
好ましくは、オス結合部材及び／またはメス結合部材のフランジ端部は、電池ケースの内側表面に貼り付けられる。その結果として、電極集合体は、電池ケース内で動くことを防止され、従って、外力が電池に加えられるとき、電池の安全性が更に改善される。電池ケースの内側表面へのフランジ端部の貼り付けは、様々なやり方で達成されてよい。例えば、フランジ端部は、接着によってまたは熱溶接によって電池ケースの内側表面に貼り付けられてもよい。
【００２５】
一般に、外力が電池に加えられるとき、電極集合体の電極の移動を防止できるように、保持部材が、電極集合体の貫通孔を貫いて挿入される一方、保持部材の外側表面は、貫通孔の内側表面にタイトに接触させられることが必要とされる。その結果として、先述の従来技術でのように、１構成単位の保持部材を電極集合体の貫通孔を貫いて確実に挿入するためには、保持部材は、貫通孔の内径とほとんど等しい外径を有することが必要とされる。しかしながら、保持部材が電極集合体の貫通孔を貫いて挿入されるとき、貫通孔内の電極の端部は、変形させられ、互いに接触させられる可能性があり、その結果、電池の組立てが完了された後、電流電導の時に短絡が生じるおそれがある。
【００２６】
本発明によれば、他方では、貫通孔の内径よりも小さい外径を有するメス結合部材が、上述のように貫通孔を貫いて挿入される一方、オス結合部材がメス結合部材内に挿入されるとき、メス結合部材の外側表面は貫通孔にタイトに接触させられ、それによって保持部材が電極集合体に取り付けられ、従って、上述の課題が解決される。
【００２７】
特に、メス結合部材の外径よりも大きい内径を有する貫通孔が電極集合体内に形成され、メス結合部材が電極集合体の貫通孔を貫いて挿入され、メス結合部材の直径よりも大きい直径を有するオス結合部材が、メス結合部材の直径が増加されるようにメス結合部材内に挿入され、それによってメス結合部材が、貫通孔の内側表面にタイトに接触させられ、従って、従来技術によって引き起こされる問題は生じない。
【００２８】
オス結合部材がメス結合部材内へ挿入されるとき、オス結合部材が、メス結合部材の外径を増加させる構造で構成される限り、オス結合部材は特に制限されない。例えば、オス結合部材は、メス結合部材の内径よりも大きい外径を有してもよい。別法として、オス結合部材は、オス結合部材の外径が、フランジから遠い一方の端部からフランジに接続される他方の端部まで徐々に増加される構造で構成されてもよい。後者の場合には、オス結合部材は、メス結合部材の内径よりも大きい最大外径及びメス結合部材の内径よりも小さい最小外径を有してもよく、それによってオス及びメス結合部材間の結合が容易に達成される。
【００２９】
メス結合部材は、オス結合部材がメス結合部材内へ挿入可能なように、オス結合部材の外側表面に対応する空洞構造で構成される。好ましくは、オス結合部材がメス結合部材内へ挿入可能なように、メス結合部材は、メス結合部材の内側端部が、オス結合部材がメス結合部材内へ挿入される側において下向きテーパ状にされるように構成される。
【００３０】
別の好ましい実施形態では、電極集合体の貫通孔は、セパレータ内に形成される貫通孔部分が、カソード及びアノード内に形成される貫通孔部分の内径よりも小さい内径を有するように構成される。この場合には、貫通孔内に相対的に突き出るセパレータは、貫通孔を貫いて挿入されるメス結合部材によって曲げられ、カソード及びアノードの端部は、曲げられたセパレータによって覆われる。結果として、カソードとアノードとの間の接触は防止される。
【００３１】
ここで、カソード及びアノードの貫通孔部分の内径は、カソードとアノードとの間の接触とは関係がない。その結果として、カソード及びアノードの貫通孔部分の内径が、セパレータの貫通孔部分の内径よりも大きい限り、カソード及びアノードの貫通孔部分の内径は、特に制限されない。好ましくは、アノードの表面でのリチウム金属の樹脂形状成長（dendrite：樹枝状結晶）を最小化するために、アノードの貫通孔部分の内径は、カソードの貫通孔部分の内径よりも小さい。
【００３２】
好ましくは、メス結合部材が貫通孔を貫いて挿入されるとき、貫通孔内で内向きに突き出るセパレータだけが曲げられるように、メス結合部材の外径は、セパレータの貫通孔部分の内径よりも大きく、カソード及びアノードの貫通孔部分の内径よりも小さい。
【００３３】
本発明によれば、オス及びメス結合部材は、様々なやり方で互いに結合されてよい。例えば、オス及びメス結合部材は、強制的な嵌合によってまたはオス及びメス結合部材の接合面に形成されるオス及びメスねじのねじ係合によって互いに結合されてもよい。
【００３４】
本発明では、オス及びメス結合部材の内径及び外径は、オス及びメス結合部材間の結合の過程でオス結合部材のメス結合部材内への挿入を説明するために使用される表現である。例えば、オス結合部材の外側表面は、メス結合部材の内側表面と接触させられるので、オス及びメス結合部材の寸法は、メス結合部材の内径及びオス結合部材の外径を使用して互いに比較される。オス及びメス結合部材の実寸が互いに比較されるとき、メス結合部材の内径及びオス結合部材の外径の代わりに、オス及びメス結合部材の直径が使用される。
【００３５】
オス及びメス結合部材が絶縁性材料で作られ、電池の部品に作用している間ずっと特定の形状に維持される限り、オス及びメス結合部材は特に制限されない。好ましくは、オス及びメス結合部材は、ポリプロピレンまたはテフロン（登録商標）等の樹脂で作られる。
【００３６】
本発明の別の態様によれば、上述の構成を持つ電極集合体を含む二次電池が提供される。好ましくは、電池は、金属層及び樹脂層を含む積層シートで作られる電池ケース内に取り付けられる電極集合体を有するポーチ状二次電池である。
【００３７】
好ましくは、電池は、高出力、大容量電池パック内に含まれる単位セルとして使用される。高出力、大容量電池パックは、車両用の電力源として使用されてもよい。この場合には、高出力、大容量電池パックがしばしば振動させられる、または外部衝撃が高出力、大容量電池パックに加えられるときでさえ、上述のような電極集合体の構造特性のために、高い安全性を提供することができる。
【００３８】
本発明の上述の及び他の目的、特徴並びに他の利点は、添付の図面と併せて行われる次の詳細な説明からより明瞭に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
今から、本発明の好ましい実施形態が、添付の図面を参照して詳細に説明されるであろう。しかしながら、本発明の範囲は、例示の実施形態によって限定されないことが留意されなければならない。
【００４０】
図２は、本発明の好ましい実施形態によるオスメス結合型構造で構成される電極保持部材が取り付けられる二次電池を一部分において例示する分解断面図であり、図３は、図２の一部分における組立て断面図である。
【００４１】
最初に図２を参照すると、二次電池１０１は、カソード３１０、アノード３２０、及びセパレータ３３０を含む積層型の電極集合体３００が、積層シートで作られる電池ケース２００内に取り付けられる構造で構成される。電極集合体３００は、オスメス結合型構造で構成される一対の保持部材（メス及びオス結合部材）６００及び７００を、電極集合体３００内に形成される貫通孔３４０を貫いて挿入することによって保持される。説明を容易にするために、貫通孔３４０は、保持部材６００及び７００と比較して、図面では誇張して示される。
【００４２】
メス及びオス結合部材６００及び７００は、電池ケース２００と接する側において貫通孔３４０の寸法よりも大きい寸法を有するフランジ６１０及び７１０を有する。組み立てられた二次電池の一部分における断面図である図３で示されるように、フランジ６１０及び７１０は、電池ケース２００の内側表面に貼り付けられ、それによって電極集合体３００は電池ケース２００によりタイトに接触させられる。
【００４３】
元へ戻って図２を参照すると、保持部材６００及び７００が電極集合体３００を貫いて挿入されるとき、電極集合体３００のカソード３１０の端部及びアノード３２０の端部が互いに接触させられるのを防止するために、メス結合部材６００は、貫通孔３４０の内径ｒｈよりも小さい外径Ｒｆを有する。結果として、メス結合部材６００が貫通孔３４０の内側表面から間隔をあけられながら、メス結合部材６００は貫通孔３４０内に挿入される。また、オス結合部材７００は、メス結合部材６００の内径ｒｆよりも大きい外径Ｒｍを有する。その結果として、オス結合部材７００がメス結合部材６００内に挿入されるとき、メス結合部材６００は、オス結合部材７００によって貫通孔３４０の内側表面と接触させられる。
【００４４】
メス結合部材６００の内側端部は、下向きのテーパ構造６２０で構成され、それによって相対的に大きなオス結合部材７００が、メス結合部材６００内へ容易に挿入される。
【００４５】
オス結合部材７００とメス結合部材６００との間の結合は、様々なやり方で達成されてよい。例えば、メス結合部材６００は、その内側表面６３０にねじ切り部を備えてもよく、オス結合部材７００は、その外側表面７２０にねじ切り部を備えてもよく、オス結合部材７００のねじ切り部は、メス結合部材６００のねじ切り部とねじ係合され、それによってオス結合部材７００とメス結合部材６００との間の結合が達成される。
【００４６】
図４は、本発明の好ましい実施形態による、上述の構成を持つ保持部材が取り付けられる二次電池を一部分において例示する透視図である。
【００４７】
図４を参照すると、二次電池１０１は、電池ケース２００内に取り付けられる電極集合体３００の上側及び下側の端の隅部に隣接する領域に、対称構造で配置される４対の保持部材６００及び７００を備える。しかしながら、保持部材６００及び７００の配置は特に制限されない。
【００４８】
保持部材６００及び７００は電池ケース２００内に含まれ、従って、保持部材６００及び７００を設けたことにより電解液が漏れる可能性はない。
【００４９】
図５は、図２で示される結合構造に適用可能な電極保持部材の別の実施例を例示する断面図である。
【００５０】
図５を参照すると、図２で示されるメス結合部材とほぼ同じ形状を有するメス結合部材６０１内に挿入されるオス結合部材７０１は、オス結合部材７０１の外径が、フランジ７１０から遠い端部７３１からフランジ７１０に接続される端部７４１まで徐々に増加される構造で構成される。また、オス結合部材７０１は、オス結合部材７０１がメス結合部材６０１の内径ｒｆよりも大きい最大外径Ｒｍ−ｍａｘを有し、オス結合部材７０１がメス結合部材６０１の内径ｒｆよりも小さい最小外径Ｒｍ−ｍｉｎを有するようにも構成される。その結果として、オス結合部材７０１がメス結合部材６０１内へ挿入されるとき、メス結合部材６０１は、図２と同じやり方でオス結合部材７０１によって貫通孔の内側表面と接触させられる。
【００５１】
図６は、本発明の別の好ましい実施形態による結合構造で構成される電極保持部材が取り付けられる電極集合体を例示する断面図である。
【００５２】
図６を参照すると、メス及びオス結合部材６０２及び７０２が電極集合体３０２を貫いて挿入されるとき、カソード３１２及びアノード３２２が互いに接触させられるのを防止するために、セパレータ３３２内に形成される貫通孔部分が、カソード及びアノード内に形成される貫通孔部分の内径ｒｃ及びｒａよりも小さい内径ｒｓを有するように、カソード３１２、アノード３２２、及びセパレータ３３２が積層される構造で、電極集合体３０２は構成される。その結果として、メス及びオス結合部材６０２及び７０２が電極集合体３０２の貫通孔３４２を貫いて挿入されるとき、相対的に突き出るセパレータ３３２は曲げられ、従って、カソード３１２及びアノード３２２の内側端部を覆う。結果として、カソード３１２とアノード３２２との間の接触が防止される。
【００５３】
また、電極集合体３０２は、カソードの貫通孔部分の内径ｒｃがアノードの貫通孔部分の内径ｒａよりも大きいようにも構成される。これは、アノード３２２の寸法がカソード３１２のそれよりも大きいとき、アノード３２２の表面でのリチウム金属の樹脂形状成長（樹枝状結晶）が、内部短絡にかかわりなく最小化されるからである。
【００５４】
本発明の好ましい実施形態が例示の目的のために開示されてきたが、添付の特許請求の範囲で開示される本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、様々な変更、追加及び置換が可能であることを当業者は理解するであろう。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
上述から明らかなように、本発明による電極集合体は、外力が電極集合体に加えられるとき、カソード及びアノードがセパレータから離れて動かされることを抑制する効果を有し、それによって内部短絡の発生を防止し、最終的に電極集合体を含む二次電池の安全性を改善する。更に、本発明による電極集合体は、二次電池の充放電中の電極集合体の反復的収縮及び膨張に起因する電極の移動を抑制する効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】一般的な積層型の電極集合体を含むポーチ状二次電池を例示する分解斜視図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態によるオスメス結合型構造で構成される電極保持部材が取り付けられる二次電池を一部分において例示する分解断面図である。
【図３】図２の一部分における組み立てられた断面図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態による、図３で示される保持部材が取り付けられる二次電池を一部分において例示する透視図である。
【図５】図２で示される結合構造に適用可能な電極保持部材の別の実施例を例示する断面図である。
【図６】本発明の別の好ましい実施形態による結合構造で構成される電極保持部材が取り付けられる電極集合体を例示する断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１００    ポーチ状二次電池
１０１    二次電池
２００    電池ケース
３００    電極集合体
３０１    電極リード線
３０２    電極リード線（図１）
３０２    電極集合体（図６）
３１０    カソード
３１２    カソード
３２０    アノード
３２２    アノード
３３０    セパレータ
３３２    セパレータ
３４０    貫通孔
３４２    貫通孔
４００    絶縁フィルム
６００    メス結合部材
６０１    メス結合部材
６０２    メス結合部材
６１０    フランジ
６２０    下向きのテーパ構造
６３０    メス結合部材の内側表面
７００    オス結合部材
７０１    オス結合部材
７０２    オス結合部材
７１０    フランジ
７２０    オス結合部材の外側表面
７３１    フランジ７１０から遠い端部
７４１    フランジ７１０に接続される端部
【図１】
2009527886.tif 000003
【図２】
2009527886.tif 000004
【図３】
2009527886.tif 000005
【図４】
2009527886.tif 000006
【図５】
2009527886.tif 000007
【図６】
2009527886.tif 000008
【国際調査報告】
2009527886.tif 000009
2009527886.tif 000010