(57)【要約】      （修正有）【課題】電解液の漏液及び安全ベントの位置を確認できるように改善されたウォッシャーを含むリチウムイオン二次電池を提供する。【解決手段】第１の電極板３３と、第２の電極板３５と、その間に介在されるセパレーター３４とが配置された電極組立体３２と；前記電極組立体３２が収容される筐体３１と；前記筐体３１の上部に結合され、端子通孔３１１と、電解液注入口３１２とが形成されたキャッププレート３１０と；前記キャッププレート３１０の上部に結合されるウォッシャー４３０と；を含むリチウムイオン二次電池において、前記ウォッシャー４３０が、一部分が透明に形成された透明部４５０を含むことを特徴とする。【選択図】図２
2006310314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極板と、第２の電極板と、その間に介在されるセパレーターとが配置された電極組立体と；前記電極組立体が収容される筐体と；前記筐体の上部に結合され、端子通孔と、電解液注入口とが形成されたキャッププレートと；前記キャッププレートの上部に結合されるウォッシャーと；を含むリチウムイオン二次電池において、
前記ウォッシャーは、一部分が透明に形成された透明部を含むことを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項２】
前記透明部は、電解液注入口の位置に対応する位置に形成されることを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項３】
前記キャッププレートには、安全ベントが更に形成されており、前記透明部は、前記電解液注入口と安全ベントとの位置に対応する位置に形成されることを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項４】
前記透明部は、透明樹脂で形成されることを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項５】
前記透明樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオルエチレン、ポリエチレンテレフタレート、テトラフルオロエチレン、ポリブチレンテレフタレートからなる群から選ばれることを特徴とする請求項４に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項６】
前記透明部の下には、前記電解液注入口の上部や隣り合う部分に電解液の漏出を感知するマークが設けられることを特徴とする請求項２に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項７】
前記透明部は、前記ウォッシャーが穿孔されてなり、
前記透明部の下には、前記電解液注入口の上部や隣り合う部分に電解液の漏出を感知する絶縁体マークが設けられることを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項８】
第１の電極板と、第２の電極板と、その間に介在されるセパレーターとが配置された電極組立体と；前記電極組立体が収容される筐体と；前記筐体の上部に結合され、端子通孔と、電解液注入口とが形成されたキャッププレートと；前記キャッププレートの上部に結合されるウォッシャーと；を含むリチウムイオン二次電池において、
前記ウォッシャーは、全体が透明に形成されることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項９】
前記透明に形成されたウォッシャーは、透明樹脂で形成されることを特徴とする請求項８に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項１０】
前記透明樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオルエチレン、ポリエチレンテレフタレート、テトラフルオロエチレン、ポリブチレンテレフタレートからなる群から選ばれることを特徴とする請求項９に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項１１】
前記ウォッシャーの下には、前記電解液注入口の上部や隣り合う部分に電解液の漏出を感知するマークが設けられることを特徴とする請求項８に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項１２】
前記マークは、リトマス試験紙であることを特徴とする請求項１１に記載のリチウムイオン二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池に関し、より詳細には、電解液の漏液及び安全ベントの位置を確認できるように改善されたウォッシャーを含むリチウムイオン二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、二次電池とは、充電ができない一次電池とは異なり、充電及び放電ができる電池のことであり、小型及び大容量化が可能である。代表的には、ニッケル水素(Ni-MH)電池と、リチウム(Li)電池及びリチウムイオン(Li-ion)電池とが使われている。近年に開発されたリチウム二次電池は、携帯電話、ノート型パソコンなどの先端電子機器の分野において広く使われている。
【０００３】
このような二次電池は、電解液の種類に応じて、液体電解質電池と、高分子電解質電池とに分類され、液体電解質を用いる電池は、リチウムイオン電池と言い、高分子電解質を用いる電池をリチウムポリマー電池と言う。また、二次電池は、様々な形状に製造されており、代表的な形状には、円筒状と、角状と、パウチ状が挙げられる。
【０００４】
図１は、一般的なリチウムイオン二次電池を示すものである。
【０００５】
図１を参照すれば、一般に、二次電池１０は、缶１１と、前記缶１１の内部に収容される電極組立体１２と、前記缶１１の上端開口部に結合されるキャップ組立体１００と、電極端子１２０を保護回路２２０に電気的に接続するためのリード２００と、前記キャッププレートの上部に結合されるウォッシャー２３０とを含んで構成される。
【０００６】
前記缶１１は、リチウムイオン二次電池１０において、ほぼ直方体で上側が開放された形状を持った金属材質の容器であり、深絞り(deep drawing)などの加工方法で形成される。前記缶１１は、第１の電極板１３と、セパレーター１４と、第２の電極板１５とからなる電極組立体１２と、電解液(不図示)の容器であり、電極組立体１２が、缶１１の開放された上端、すなわち、上端開口部を通じて挿入された後、上端開口部は、キャップ組立体１００により封止される。
【０００７】
前記キャップ組立体１００には、缶１１の上端開口部に対応する大きさと形状とを有する平板状のキャッププレート１１０が具備される。前記キャッププレート１１０の中央部には、電極端子１２０が通過できるように端子通孔１１１が形成され、前記キャッププレート１１０の中央部を貫通する電極端子１２０の外側には、電極端子１２０とキャッププレート１１０との電気的な絶縁のため、チューブ状のガスケット１３０が設けられる。前記キャッププレート１１０の端子通孔１１１の近傍には、キャッププレート１１０の下面部に絶縁板１４０が配置されており、前記絶縁板１４０の下部面には、電極端子１２０と通電されるターミナルプレート１５０が備えられている。
【０００８】
また、前記キャッププレート１１０には、内圧が上昇して一定の圧力以上に達すると、ガスが放出され得るようにする安全ベント１９０が備えられており、一側には、前記缶１１の内部に、電解液を注入するための通路を提供する電解液注入口１１２が形成されている。前記電解液注入口１１２は、ボール１６０を圧入する方式で密閉するようになる。
【０００９】
前記キャッププレート１１０の上部には、前記第２の電極タブ１７が連結された電極端子１２０と連結されたリード２００を、第１の電極タブ１６が連結されたキャッププレート１１０から絶縁するためのウォッシャー２３０が備えられている。前記電極端子１２０に電気的に接続されたリード２００は、前記安全ベント１９０の他方の上部に位置され、保護回路２２０に電気的に接続される。
【００１０】
しかし、前記ウォッシャー２３０は、前記キャッププレート１１０の上部に位置するので、前記電解液注入口１１２及び安全ベント１９０は、前記ウォッシャー２３０により覆われるようになる。これにより、電解液の流出は、前記ウォッシャー２３０を除去しなくては確認できなくなるという問題点があり、また、電池の組立時に、安全ベント１９０の位置を把握した後、安全ベント１９０の他方の方向に前記リードを電極端子及び保護回路に溶接しなければならないので、電池の組立時に、効率が落ちるという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、リチウムイオン二次電池に関するもので、より詳細には、電解液の漏液及び安全ベントの位置を確認できるように改善されたウォッシャーを含むリチウムイオン二次電池を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記のような目的を達成するために本発明の一側面に係るリチウムイオン二次電池は、第１の電極板と、第２の電極板と、その間に介在されるセパレーターとが配置された電極組立体と；前記電極組立体が収容される筐体と；前記筐体の上部に結合され、端子通孔と、電解液注入口が形成されたキャッププレートと；前記キャッププレートの上部に結合されるウォッシャーと；を含むリチウムイオン二次電池において、前記ウォッシャーは、一部分が透明に形成された透明部を含むことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の他の側面に係るリチウムイオン二次電池は、第１の電極板と、第２の電極板と、その間に介在されるセパレーターとが配置された電極組立体と；前記電極組立体が収容される筐体と；前記筐体の上部に結合され、端子通孔と、電解液注入口とが形成されたキャッププレートと；前記キャッププレートの上部に結合されるウォッシャーと；を含むリチウムイオン二次電池において、前記ウォッシャーは、全体が透明に形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るリチウムイオン二次電池によれば、本発明は、ウォッシャーの一部分または全体が透明に形成され、電解液が流れ出ても容易に目視で電解液の漏液が確認でき、電池の安全性を向上させるという効果がある。また、安全ベントの位置を確認するための段階が不要であり、容易に安全ベントの位置が確認でき、これにより電池組立作業の効率を向上させるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、添付の図面を参照しながら、本発明の望ましい実施例に係るリチウムイオン二次電池を詳細に説明する。
【００１６】
図２は、本発明に係るリチウムイオン二次電池を切断して示した断面図を示し、図３は、本発明の第１の実施例に係るリチウムイオン二次電池の平面図を示す。
【００１７】
図２と図３を参照すれば、リチウムイオン二次電池３０は、缶３１と、前記缶３１の内部に収容される電極組立体３２と、前記缶３１の上端開口部に結合されるキャップ組立体３００と、電極端子３２０を保護回路４２０に電気的に接続するためのリード４００と、キャッププレート３１０の上側に位置し、前記リード４００とキャッププレート３１０とを絶縁するためのウォッシャー４３０とを含んで構成される。
【００１８】
前記電極組立体３２は、第１の電極板３３と第２の電極板３５との間にセパレーター３４が介在されながら巻き取られて形成される。前記第１の電極板３３は、第１の電極タブ３６を通じてキャッププレート３１０に電気的に接続され、第２の電極板３５は、第２の電極タブ３７を通じて電極端子３２０に電気的に接続される。
【００１９】
前記缶３１は、鉄材で形成することができるが、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成すれば、アルミニウムの軽量な特性により電池の軽量化がなされ得るし、高電圧下で長時間使用する時でも、腐食されないなど、有利な点がある。前記缶３１は、第１の電極板３４と、セパレーター３５と、第２の電極板３６とからなる電極組立体３２と電解液(不図示)との容器になり、電極組立体３２が、缶３１の開放された上端、すなわち、上端開口部を通じて挿入された後、上端開口部は、キャップ組立体３００により覆われる。
【００２０】
前記キャップ組立体３００には、缶３１の上端開口部に対応する大きさと形状とを有する平板状のキャッププレート３１０が具備される。前記キャッププレート３１０の中央部には、電極端子３２０が通過できるように端子通孔３１１が形成され、前記キャッププレート３１０の中央部を貫通する電極端子３２０の外側には、電極端子３２０とキャッププレート３１０との電気的な絶縁のため、チューブ状のガスケット３３０が設けられる。前記キャッププレート３１０の端子通孔３１１の近傍には、キャッププレート３１０の下面部に絶縁板３４０が配置されており、前記絶縁板３４０の下部面には、第２の電極端子３２０と通電されるターミナルプレート３５０が備えられている。
【００２１】
また、前記キャッププレート３１０には、内圧が上昇して一定の圧力以上に達すると、ガスが放出され得るようにする安全ベント３９０が形成されることができ、前記キャッププレート３１０には、前記安全ベント３９０の他方に、前記缶３１の内部に電解液を注入するための通路を提供する電解液注入口３１２が形成されている。前記電解液注入口３１２は、ボール３６０によって密閉させられ、前記ボール３６０は、その上部から昇降運動をするプレスのような加圧手段で前記電解液注入口３１２に押圧することが可能である。
【００２２】
また、前記電極端子３２０は、リード４００に連結され、前記リード４００は、絶縁体４１０により缶３１と離隔された保護回路４２０の基板上に半田付けされ、前記電極組立体３２に電気的に接続される。前記保護回路４２０は、前記リチウムイオン二次電池の缶３１の所定の領域に設けられ、前記電極組立体３２の過充電電圧及び電流、過放電電圧及び電流、そして、ショートなどを制御する。
【００２３】
前記リード４００は、前記電解液注入口３１２の上部に位置するのが望ましい。前記リード４００が前記安全ベント３９０の上部に位置する場合、電池の内圧が上昇する際に、前記安全ベント３９０が破断し難くなり、電池の安全性が下がることもあるので、前記リード４００は、前記電解液注入口３１２の上部に位置するのが望ましい。前記リード４００は、第１の電極板３３に連結されたキャッププレート３１０から絶縁する必要があり、これにより、キャッププレート３１０の上側には、絶縁体で形成されたウォッシャー４３０が備えられる。
【００２４】
ここで、前記キャッププレート３１０の上側に前記ウォッシャー４３０が安定して位置するためには、前記ウォッシャー４３０と前記キャッププレート３１０との間に所定の空間が必要であるので、すなわち、前記ウォッシャー４３０には、支持体４９０が備えられており、前記ウォッシャー支持体４９０は、前記ウォッシャー４３０とキャッププレート３１０との間に所定の空間を確保しながら、前記ウォッシャー４３０がキャッププレート３１０上に安定して位置できるようにする。前記ウォッシャー支持体４９０は、所定の間隔に形成することができ、その材質は、スポンジのような弾力性のある物質を用いることができるが、本発明においてその材質を限定するものではない。
【００２５】
前記ウォッシャー４３０の透明部４５０は、前記電解液注入口３６０に対応する位置に形成されている。これにより、前記ウォッシャー４３０を除去することなく、電解液の漏液を容易に確認することができ、また、前記電解液注入口３６０は、安全ベント３９０の他方に形成されており、前記透明部４５０の上部に前記リード４００が位置するようにして、安全ベント３９０の位置を間接的に確認することができ、電池の組立作業を効率的にすることができる。前記透明部４５０は、透明樹脂で形成されることができ、前記透明樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオルエチレン、ポリエチレンテレフタレート、テトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））、ポリブチレンテレフタレートからなる群から選ばれることができる。
【００２６】
図４は、本発明の第２の実施例に係るリチウムイオン二次電池の平面図を示す。
【００２７】
図４を参照すれば、ウォッシャー５３０は、電解液注入口を塞ぐボール３６０及び安全ベント３９０の位置に対応する位置部分が、透明部５５０、５６０として形成されている。前記透明部５５０、５６０は、ボール３６０及び安全ベント３９０に対応する位置に形成されており、前記ウォッシャー５３０を除去しなくても電解液の漏液を容易に確認することができる。また、前記安全ベント３９０の位置を容易に確認することができ、電池の組立時に、安全ベント３９０の位置を確認する作業が不要となり、作業効率が向上する。
【００２８】
また、本発明において、図５のように、ウォッシャー６３０全体が透明に形成されることができ、ここで、ウォッシャー６３０は、透明樹脂で形成されることができ、前記透明樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオルエチレン、ポリエチレンテレフタレート、テトラフルオロエチレン、ポリブチレンテレフタレートからなる群から選ばれることができる。ウォッシャー６３０全体が透明に形成され、電解液の漏液を目視で容易に確認することができるし、安全ベント３９０の位置も容易に確認することができ、作業効率を向上させることができる。
【００２９】
図６は、本発明の更に他の実施例に係るリチウムイオン二次電池の平面図を示す。
【００３０】
図６を参照すれば、ウォッシャー７３０は、電解液注入口の位置に対応する部分が透明部７５０として形成されている。そして、電解液注入口の上側には、電解液注入口をカバーしながら電解液の漏液を容易に判断できるようにするマーク７７０が設けられる。
【００３１】
マーク７７０としては、リトマス試験紙を用いることができる。電解液注入口を密封する工程で不良が発生して、電解液が漏出されると、リトマス試験紙に電解液が付き、電解液に含まれたフッ酸などが作用して、リトマス試験紙をピンクに変化させることができる。リトマス試験紙の初期状態は、電解液の実質的な組成に応じて異ならせることができる。たとえば、電解液が弱酸性を帯びている場合、中性に相当する白色や、弱アルカリを示す薄い青色試験紙を用いることができる。
【００３２】
通常、電解液に添加されるリチウム塩であるLiPF６などが、電解液を形成するエチレンカーボネートと初期充電時に反応しながらフッ酸を形成するので、電解液は、弱酸性の場合が多いが、具体的な添加剤、リチウム塩、電解液溶媒の種類によって、他の種類のマークを用いることができる。
【００３３】
一方、図７において、ウォッシャー８３０の電解液注入口対応の部分に設けられる透明部に代えてホール８５０を形成して、ウォッシャー８３０を穿孔された状態で置くこともできる。この場合、穿孔されたホール８５０の部分で、マーク８７０が、キャッププレートとリード４００との間の短絡を防止する役割を果たすことができる。
【００３４】
以上で説明した通り、本発明は、上述した特定の好適な実施例に限らず、特許請求範囲において請求する本発明の要旨を逸脱することなく、当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者なら、誰でも様々な変形の実施が可能なことは言うまでもなく、そのような変更は、特許請求範囲の記載の範囲内にあるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来のリチウムイオン二次電池を切断して示した断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係るリチウムイオン二次電池を切断して示した断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係るリチウムイオン二次電池の平面図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係るリチウムイオン二次電池の平面図である。
【図５】本発明の第３の実施例に係るリチウムイオン二次電池の平面図である。
【図６】本発明の第４の実施例に係るリチウムイオン二次電池の平面図である。
【図７】本発明の第５の実施例に係るリチウムイオン二次電池の平面図である。
【符号の説明】
【００３６】
３１０  キャッププレート
３１２  電解液注入口
４１０  絶縁プレート
４２０  保護回路
４３０  ウォッシャー
４５０  透明部
【図１】
2006310314.tif 000003
【図２】
2006310314.tif 000004
【図３】
2006310314.tif 000005
【図４】
2006310314.tif 000006
【図５】
2006310314.tif 000007
【図６】
2006310314.tif 000008
【図７】
2006310314.tif 000009