(57)【要約】      （修正有）【課題】内部短絡と外部短絡の時に電流を安定的に遮断することができる二次電池を提供する。【解決手段】第１電極と第２電極を含む複数の電極アセンブリー１０と、電極アセンブリー１０を収容するケースと、前記ケースに結合し、端子が設置されたキャップアセンブリーと、端子と第１、第２電極を電気的に連結する集電部材４１、４２とを含み、集電部材が、端子に接合された端子接合部４１ａ、４２ａと、電極に接合される複数の電極接合部４１ｂ、４２ｂとを含み、端子接合部４１ａ、４２ａと各電極接合部４１ｂ、４２ｂとの間には複数の第１ヒューズ部４１ｃ、４２ｃが形成された二次電池。【選択図】図３
2015103521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と第２電極を含む複数の電極アセンブリーと、
前記電極アセンブリーを収容するケースと、
前記ケースに結合し、端子が設置されたキャップアセンブリーと、
前記端子と前記第１電極を電気的に連結する第１集電部材と、を含み、
前記第１集電部材は、前記端子に接合された端子接合部と、前記第１電極に接合される複数の電極接合部とを含み、前記端子接合部と前記各電極接合部との間には複数の第１ヒューズ部が形成された、二次電池。
【請求項２】
前記端子接合部には、前記複数の第１ヒューズ部が突出形成され、前記電極接合部は、前記第１ヒューズ部が延長した構造を有する、請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記各第１ヒューズ部は、前記各第１ヒューズ部の周辺よりも小さい断面積を有する、請求項１に記載の二次電池。
【請求項４】
前記各第１ヒューズ部は、前記各第１ヒューズ部の周辺よりも溶融点が低い素材からなる、請求項１に記載の二次電池。
【請求項５】
前記複数の電極接合部の間には過電流時に溶融する第２ヒューズ部が形成され、前記複数の電極接合部は前記第２ヒューズ部に直接連結された、請求項１に記載の二次電池。
【請求項６】
前記第２ヒューズ部は、前記複数の第１ヒューズ部よりも前記電極接合部に隣接して配置された、請求項５に記載の二次電池。
【請求項７】
前記第２ヒューズ部は、前記複数の電極接合部を並列に連結する、請求項６に記載の二次電池。
【請求項８】
前記複数の第１ヒューズ部の間には過電流時に溶融する第３ヒューズ部が形成されて、前記複数の第１ヒューズ部は前記第３ヒューズ部に直接連結され、前記複数の第１ヒューズ部は前記第３ヒューズ部よりも前記複数の電極接合部に隣接して配置された、請求項１に記載の二次電池。
【請求項９】
前記第３ヒューズ部は、前記各第１ヒューズ部と交差するように伸びて配置され、前記各第１ヒューズ部の側端に連結された、請求項８に記載の二次電池。
【請求項１０】
前記端子接合部には複数の第４ヒューズ部が連結形成され、前記各第１ヒューズ部は前記各第４ヒューズ部を介して前記端子接合部と電気的に連結された、請求項８に記載の二次電池。
【請求項１１】
前記各第１ヒューズ部と前記各第４ヒューズ部は直列に連結された、請求項１０に記載の二次電池。
【請求項１２】
前記第３ヒューズ部は、前記各第１ヒューズ部よりも小さい幅を有する、請求項１０に記載の二次電池。
【請求項１３】
一つの前記第４ヒューズ部には一つの前記電極接合部が連結され、前記各第４ヒューズ部は前記各第１ヒューズ部よりも小さい幅を有する、請求項１０に記載の二次電池。
【請求項１４】
前記第１集電部材は、前記第４ヒューズ部よりも多くの前記第１ヒューズ部を有し、前記各第４ヒューズ部は前記各第１ヒューズ部よりも大きい幅を有する、請求項１０に記載の二次電池。
【請求項１５】
前記各第４ヒューズ部の幅は、前記各第１ヒューズ部の幅の２倍よりも小さい、請求項１４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】
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のように携帯が可能な小型電子機器に使用され、大容量電池は、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使用されている。
【０００３】
最近、高エネルギー密度の非水電解液を利用した高出力二次電池が開発されており、前記高出力二次電池は、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使用され得るように複数の二次電池を直列に連結して大容量の二次電池から構成される。
【０００４】
また、一つの大容量二次電池は、通常直列に連結される複数の二次電池から構成され、二次電池は、円筒型と角型などで構成され得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、二次電池内部で短絡が発生したり外部の異物により短絡が発生すると、二次電池に過電流が流れる。過電流が持続的に流れると、二次電池内部で過度な熱が発生して二次電池が破壊するという問題があった。
【０００６】
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、内部短絡と外部短絡の時に電流を安定的に遮断することが可能な、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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、第１電極と第２電極を含む複数の電極アセンブリーと、前記電極アセンブリーを収容するケースと、前記ケースに結合し、端子が設置されたキャップアセンブリーと、前記端子と前記第１電極を電気的に連結する第１集電部材と、を含み、前記第１集電部材は、前記端子に接合された端子接合部と、前記第１電極に接合される複数の電極接合部とを含み、前記端子接合部と前記各電極接合部との間には複数の第１ヒューズ部が形成された、二次電池が提供される。
【０００８】
前記端子接合部には、前記複数の第１ヒューズ部が突出形成され、前記電極接合部は、前記第１ヒューズ部が延長した構造を有するように形成されてもよく、前記各第１ヒューズ部は、前記各第１ヒューズ部の周辺よりも小さい断面積を有するように形成されてもよい。また、前記各第１ヒューズ部は、前記各第１ヒューズ部の周辺よりも溶融点が低い素材からなってもよい。
【０００９】
前記複数の電極接合部の間には過電流時に溶融する第２ヒューズ部が形成され、前記複数の電極接合部は前記第２ヒューズ部に直接連結されてもよく、前記第２ヒューズ部は、前記複数の第１ヒューズ部よりも前記電極接合部に隣接して配置されてもよい。
【００１０】
前記第２ヒューズ部は、前記複数の電極接合部を並列に連結してもよく、前記複数の第１ヒューズ部の間には過電流時に溶融する第３ヒューズ部が形成されて、前記複数の第１ヒューズ部は前記第３ヒューズ部に直接連結され、前記複数の第１ヒューズ部は前記第３ヒューズ部よりも前記複数の電極接合部に隣接して配置されてもよい。
【００１１】
前記第３ヒューズ部は、前記各第１ヒューズ部と交差するように伸びて配置さ前記各第１ヒューズ部の側端に連結されてもよく、前記端子接合部には複数の第４ヒューズ部が連結形成され、前記各第１ヒューズ部は前記各第４ヒューズ部を介して前記端子接合部と電気的に連結されてもよい。
【００１２】
前記各第１ヒューズ部と前記各第４ヒューズ部は直列に連結されてもよく、前記第３ヒューズ部は、前記各第１ヒューズ部よりも小さい幅を有するように形成されてもよい。
【００１３】
一つの前記第４ヒューズ部には一つの前記電極接合部が連結され、前記各第４ヒューズ部は前記各第１ヒューズ部よりも小さい幅を有するように形成されてもよく、前記第１集電部材は、前記第４ヒューズ部よりも多くの前記第１ヒューズ部を有し、前記各第４ヒューズ部は前記各第１ヒューズ部よりも大きい幅を有するように形成されてもよい。また、前記各第４ヒューズ部の幅は、前記各第１ヒューズ部の幅の２倍よりも小さく形成されてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明によれば、内部短絡と外部短絡の時に電流を安定的に遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る二次電池を示した斜視図である。
【図２】図１のＩＩ-ＩＩ線断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る電極アセンブリーと集電部材を示した分解斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る第１集電部材を示した側面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る電極アセンブリーと集電部材を示した分解斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る第１集電部材を示した側面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る第１集電部材を示した斜視図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る第１集電部材を示した側面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る第１集電部材を示した斜視図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る第１集電部材を示した側面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る第１集電部材を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る二次電池を示した斜視図であり、図２は、図１のＩＩ-ＩＩ線断面図である。
【００１８】
図１および図２を参照して説明すると、本第１実施形態に係る二次電池１０１は、正極１１（第１電極）と負極１２（第２電極）との間にセパレータ１３を介して巻き取られた電極アセンブリー１０と、電極アセンブリー１０が内蔵されるケース２６と、ケース２６の開口に結合されたキャップアセンブリー３０とを含む。
【００１９】
本第１実施形態に係る二次電池１０１は、リチウムイオン二次電池であって角型のものを例に挙げて説明する。ただし、本発明は、これに制限されず、リチウムポリマー電池または円筒型電池など多様な形態の電池に適用され得る。
【００２０】
正極１１および負極１２は、薄板の金属箔から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である無地部１１ａ、１２ａとを含む。正極無地部１１ａは、正極１１の長さ方向に沿って正極１１の一側端に形成され、負極無地部１２ａは、負極１２の長さ方向に沿って負極１２の他側端に形成される。そして、正極１１および負極１２は、絶縁体であるセパレータ１３を間に介した後に巻き取られる。
【００２１】
ただし、本発明はこれに制限されず、前記電極アセンブリー１０は、複数のシート（ｓｈｅｅｔ）からなる正極と負極がセパレータを間に置いて積層された構造から構成されることもできる。
【００２２】
ケース２６は、ほぼ直六面体からなり、一面には開放された開口が形成される。ケース２６は、アルミニウム、ステンレススチールなどの金属からなることができる。
【００２３】
キャップアセンブリー３０は、ケース２６の開口を覆うキャッププレート３１と、キャッププレート３１の外側に突出し、正極１１と電気的に連結された第１端子２１と、キャッププレート３１の外側に突出し、負極１２と電気的に連結された第２端子２２とを含む。
【００２４】
キャッププレート３１は、一方向に伸びた長い板形態からなり、ケース２６の開口に結合する。キャッププレート３１には、電解液注入口３２に設置された密封キャップ３８と、ベントホール３４に設置され、設定された圧力で開放されるように切欠３９ａが形成されたベントプレート３９とが設置される。第１端子２１および第２端子２２は、キャッププレート３１の上部に突出するように設置される。
【００２５】
第１端子２１は、第１集電部材４１を介して正極１１と電気的に連結され、第２端子２２は、第２集電部材４２を介して負極１２と電気的に連結される。ただし、本発明はこれに制限されず、第１端子２１が負極と電気的に連結され、第２端子２２が正極と電気的に連結されることもできる。
【００２６】
第１端子２１は、長方形の板形状からなる。第１端子２１は、第１集電部材４１に接合された連結端子２５を介して正極１１と電気的に連結される。第１端子２１に結合された連結端子２５と第２端子２２に結合された連結端子２５とは同一の構造からなる。
【００２７】
第１端子２１とキャッププレート３１との間には、密封のためのシーリングガスケット５９が連結端子２５が貫通するホールに挿入設置され、キャッププレート３１の下には第１集電部材４１を支持する下部絶縁部材４３が設置される。
【００２８】
第１端子２１の下部には、第１端子２１とキャッププレート３１を電気的に連結する連結部材５８が設置される。そのため、キャッププレート３１とケース２６は正極に帯電される。
【００２９】
第２端子２２は、長方形の板形状からなる。第２端子２２は、第２集電部材４２に接合された連結端子２５を介して負極１２と電気的に連結される。連結端子２５は、キャッププレート３１および第２端子２２を貫通して上端が第２端子２２に固定される。
【００３０】
第２端子２２とキャッププレート３１との間には、密封のためのシーリングガスケット５５が連結端子２５が貫通するホールに挿入設置され、キャッププレート３１の下には第２端子２２および第２集電部材４２をキャッププレート３１から絶縁する下部絶縁部材４５が設置される。
【００３１】
一方、第２端子２２の下部には、短絡ホール３７に向かって突出した短絡突起が形成される。第２端子２２は、短絡ホール３７を覆うように一方向に長く延長して形成される。第２端子２２とキャッププレート３１との間には、絶縁のための上部絶縁部材５４が設置される。
【００３２】
キャップアセンブリー３０は、正極１１と負極１２を短絡させる短絡部材５６を含むが、短絡部材５６は、キャッププレート３１と電気的に連結され、二次電池１０１の内部圧力が上昇する時に変形して第２端子２２と連結される。
【００３３】
キャッププレート３１には短絡ホール３７が形成され、短絡部材５６は短絡ホール３７で上部絶縁部材５４とキャッププレート３１との間に配置される。短絡部材５６は、下へ膨らむように弧形に屈曲した湾曲部と、湾曲部の外側に形成され、キャッププレート３１に固定された枠組み部とを含む。
【００３４】
二次電池１０１の内部で異常反応によりガスが発生すると、二次電池１０１の内部圧力が上昇する。二次電池１０１の内部圧力が予め設定された圧力よりも高くなると、湾曲部が上部に膨らむように変形し、この時、短絡突起と短絡部材５６が接触して短絡を誘発する。
【００３５】
図３は、本発明の第１実施形態に係る電極アセンブリーと集電部材を示した分解斜視図であり、図４は、本発明の第１実施形態に係る第１集電部材を示した側面図である。
【００３６】
図３および図４を参照して説明すれば、第１集電部材４１は、連結端子２５に接合された端子接合部４１ａと、端子接合部４１ａからケース２６の底に向かって伸びた電極接合部４１ｂとを含む。端子接合部４１ａは、四角板形状からなり、連結端子２５の下部に溶接で固定される。端子接合部４１ａには結合ホール４１ｄが形成され、この結合ホール４１ｄに連結端子２５の下部に形成された突起が挿入された状態で連結端子２５と端子接合部４１ａが溶接される。
【００３７】
ケース２６内には２つの電極アセンブリー１０が平行に挿入配置され、第１集電部材４１は２つの電極接合部４１ｂを有する。電極接合部４１ｂは、第１ヒューズ部４１ｃで折り曲げられて正極無地部１１ａと平行に配置された状態で正極無地部１１ａに接合される。電極接合部４１ｂは、それぞれ互いに異なる電極アセンブリー１０の正極無地部１１ａに溶接で接合される。
【００３８】
電極接合部４１ｂと端子接合部４１ａとの間には、過電流が流れる時に第１ヒューズ部４１ｃの周辺よりも先に溶融する第１ヒューズ部４１ｃが形成される。第１ヒューズ部４１ｃは、端子接合部４１ａで折り曲げられてケース２６の底に向かって突出している。端子接合部４１ａには２つの第１ヒューズ部４１ｃが連結形成され、第１ヒューズ部４１ｃはその周辺よりも小さい断面積を有する。電極接合部４１ｂは、第１ヒューズ部４１ｃを介して端子接合部４１ａと連結され、一つの第１ヒューズ部４１ｃには一つの電極接合部４１ｂが連結形成される。第１ヒューズ部４１ｃは電極接合部４１ｂと一列に配置される。
【００３９】
第２集電部材４２は、連結端子２５に接合された端子接合部４２ａと、端子接合部４２ａでケース２６の底に向かって伸びた電極接合部４２ｂとを含む。端子接合部４２ａには結合ホール４２ｄが形成され、この結合ホール４２ｄに連結端子２５の下部に形成された突起が挿入された状態で連結端子２５と端子接合部４２ａが溶接される。
【００４０】
電極接合部４２ｂは、第１ヒューズ部４２ｃで折り曲げられて負極無地部１２ａと平行に配置された状態で負極無地部１２ａに接合される。電極接合部４２ｂは、それぞれ互いに異なる電極アセンブリー１０の負極無地部１２ａに溶接で接合される。
【００４１】
電極接合部４２ｂと端子接合部４２ａとの間には、過電流が流れる時に第１ヒューズ部４２ｃの周辺よりも先に溶融する第１ヒューズ部４２ｃが形成される。第１ヒューズ部４２ｃは、その周辺よりも小さい断面積を有するように形成され、電極接合部４２ｂは第１ヒューズ部４２ｃを介して端子接合部４２ａと連結される。
【００４２】
一側の電極アセンブリー１０で内部短絡が発生した場合、他側の電極アセンブリー１０から一側の電極アセンブリー１０に短絡電流が流れる。短絡電流は電極接合部４１ｂ、４２ｂと第１ヒューズ部４１ｃ、４２ｃに沿って移動するが、短絡電流が流れると、第１ヒューズ部４１ｃ、４２ｃが溶融して短絡電流を遮断することができる。
【００４３】
また、短絡部材５６が変形して外部短絡が発生した場合、それぞれの電極アセンブリー１０から端子に短絡電流が流れるが、短絡電流は第１ヒューズ部４１ｃ、４２ｃを通じて端子に移動する。そのため、短絡電流が流れると、第１ヒューズ部４１ｃ、４２ｃが溶融して短絡電流を遮断することができる。
【００４４】
図５は、本発明の第２実施形態に係る電極アセンブリーと集電部材を示した分解斜視図であり、図６は、本発明の第２実施形態に係る第１集電部材を示した側面図である。
【００４５】
図５および図６を参照して説明すれば、本実施形態に係る二次電池は、第１集電部材６１と第２集電部材６２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一の構造からなるので、同一の構造に対する重複説明は省略する。
【００４６】
第１集電部材６１は、連結端子２５に接合された端子接合部６１ａと、端子接合部６１ａでケース２６の底に向かって伸びた電極接合部６１ｂとを含む。端子接合部６１ａは、四角板形状からなり、連結端子２５の下部に溶接で固定される。端子接合部６１ａには結合ホール６１ｄが形成され、この結合ホール６１ｄに連結端子２５の下部に形成された突起が挿入された状態で連結端子２５と端子接合部６１ａが溶接される。
【００４７】
ケース２６内には２つの電極アセンブリー１０が平行に挿入配置され、第１集電部材６１は２つの電極接合部６１ｂを有する。電極接合部６１ｂは、第１ヒューズ部６１ｃで折り曲げられて正極無地部１１ａと平行に配置された状態で正極無地部１１ａに接合される。電極接合部６１ｂは、それぞれ互いに異なる電極アセンブリー１０の正極無地部１１ａに溶接で接合される。
【００４８】
電極接合部６１ｂと端子接合部６１ａとの間には、過電流が流れる時に第１ヒューズ部６１ｃの周辺よりも先に溶融する第１ヒューズ部６１ｃが形成される。第１ヒューズ部６１ｃは、端子接合部６１ａで折り曲げられてケース２６の底に向かって突出している。端子接合部６１ａには２つの第１ヒューズ部６１ｃが連結形成され、第１ヒューズ部６１ｃはその周辺よりも小さい断面積を有する。電極接合部６１ｂは第１ヒューズ部６１ｃを介して端子接合部６１ａと連結され、一つの第１ヒューズ部６１ｃには一つの電極接合部６１ｂが連結形成される。第１ヒューズ部６１ｃは電極接合部６１ｂと一列に配置される。
【００４９】
一方、電極接合部６１ｂの間には第２ヒューズ部６１ｅが形成されるが、電極接合部６１ｂは第２ヒューズ部６１ｅにより直接連結される。第２ヒューズ部６１ｅの両側端部には電極接合部６１ｂがそれぞれ連結されている。第２ヒューズ部６１ｅは、過電流が流れる時に第２ヒューズ部６１ｅの周辺よりも先に溶融され得るように第２ヒューズ部６１ｅの周辺より小さい断面積を有する。第２ヒューズ部６１ｅは、第１ヒューズ部６１ｃより電極接合部６１ｂに隣接して配置され、電極接合部６１ｂは第２ヒューズ部６１ｅにより並列に連結される。
【００５０】
第２集電部材６２は、連結端子２５に接合された端子接合部６２ａと、端子接合部６２ａでケース２６の底に向かって連結された電極接合部６２ｂとを含む。端子接合部６２ａには結合ホール６２ｄが形成され、この結合ホール６２ｄに連結端子２５の下部に形成された突起が挿入された状態で連結端子２５と端子接合部６２ａが溶接される。
【００５１】
電極接合部６２ｂは、第１ヒューズ部６２ｃで折り曲げられて負極無地部１２ａと平行に配置された状態で負極無地部１２ａに接合される。電極接合部６２ｂは、それぞれ互いに異なる電極アセンブリー１０の負極無地部１２ａに溶接で接合される。
【００５２】
電極接合部６２ｂと端子接合部６２ａとの間には、過電流が流れる時に第１ヒューズ部６２ｃの周辺よりも先に溶融する第１ヒューズ部６２ｃが形成される。第１ヒューズ部６２ｃはその周辺よりも小さい断面積を有するように形成され、電極接合部６２ｂは第１ヒューズ部６２ｃを介して端子接合部６２ａと連結される。
【００５３】
電極接合部６２ｂの間には第２ヒューズ部６２ｅが形成されるが、電極接合部６２ｂは第２ヒューズ部６２ｅにより直接連結される。第２ヒューズ部６２ｅは、電極接合部６２ｂの側端にそれぞれ連結されて電極接合部６２ｂと交差するように配置される。第２ヒューズ部６２ｅは、電流が流れる時に第２ヒューズ部６２ｅの周辺よりも先に溶融され得るように第２ヒューズ部６２ｅの周辺よりも小さい断面積を有する。第２ヒューズ部６２ｅは、第１ヒューズ部６２ｃよりも電極接合部６２ｂにさらに隣接して配置される。
【００５４】
一側の電極アセンブリー１０で内部短絡が発生した場合、他側の電極アセンブリー１０から一側の電極アセンブリー１０に短絡電流が流れる。短絡電流は電極接合部６１ｂ、６２ｂで第２ヒューズ部６１ｅ、６２ｅに沿って流れるが、短絡電流が流れると、第２ヒューズ部６１ｅ、６２ｅが溶融する。第２ヒューズ部６１ｅ、６２ｅが溶融した後には電極接合部６１ｂ、６２ｂで第１ヒューズ部６１ｃ、６２ｃに沿って短絡電流が移動するが、この時、第１ヒューズ部６１ｃ、６２ｃが溶融する。
【００５５】
このように第２ヒューズ部６１ｅ、６２ｅが形成されると、内部短絡の時にヒューズ部が順次に溶融するため、アークの発生を減少させることができる。また第２ヒューズ部６１ｅ、６２ｅが第１ヒューズ部６１ｃ、６２ｃを支持するため、集電部材の構造的な安定性が向上する。
【００５６】
図７は、本発明の第３実施形態に係る第１集電部材を示した斜視図であり、図８は、本発明の第３実施形態に係る第１集電部材を示した側面図である。
【００５７】
図７および図８を参照して説明すれば、本実施形態に係る二次電池は、第１集電部材６３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一の構造からなるので、同一の構造に対する重複説明は省略する。
【００５８】
第１集電部材６３は、連結端子２５に接合された端子接合部６３ａと、端子接合部６３ａでケース２６の底に向かって連結された電極接合部６３ｂとを含む。端子接合部６３ａは、四角板形状からなり、連結端子２５の下部に溶接で固定される。端子接合部６３ａには結合ホール６３ｄが形成され、この結合ホール６３ｄに連結端子２５の下部に形成された突起が挿入された状態で連結端子２５と端子接合部６３ａが溶接される。
【００５９】
ケース２６内には２つの電極アセンブリー１０が平行に挿入配置され、第１集電部材６３は２つの電極接合部６３ｂを有する。電極接合部６３ｂは、第１ヒューズ部６３ｃで折り曲げられて正極無地部１１ａと平行に配置された状態で正極無地部１１ａに接合される。電極接合部６３ｂは、それぞれ互いに異なる電極アセンブリー１０の正極無地部１１ａに溶接で接合される。
【００６０】
電極接合部６３ｂと端子接合部６１ａとの間には、過電流が流れる時に第１ヒューズ部６３ｃの周辺よりも先に溶融する第１ヒューズ部６３ｃが形成される。第１ヒューズ部６３ｃは、端子接合部６３ａで折り曲げられてケース２６の底に向かって突出している。端子接合部６３ａには２つの第１ヒューズ部６３ｃが連結形成され、第１ヒューズ部６３ｃはその周辺よりも小さい断面積を有する。電極接合部６１ｂは、第１ヒューズ部６３ｃを介して端子接合部６３ａと連結され、一つの第１ヒューズ部６３ｃには一つの電極接合部６３ｂが連結形成される。第１ヒューズ部６３ｃは電極接合部６３ｂと一列に配置される。
【００６１】
第１ヒューズ部６３ｃには第３ヒューズ部６３ｅが連結形成されるが、第３ヒューズ部６３ｅは第１ヒューズ部６３ｃと交差する方向に伸びる。第３ヒューズ部６３ｅは、第１ヒューズ部６３ｃの側端に連結されて第１ヒューズ部６３ｃを電気的に連結する。第３ヒューズ部６３ｅは、第１ヒューズ部６３ｃの上部に位置し、第１ヒューズ部６３ｃは第３ヒューズ部６３ｅよりも電極接合部６３ｂにさらに隣接して配置される。
【００６２】
第１ヒューズ部６３ｃと端子接合部６３ａとの間には、第４ヒューズ部６３ｆが形成され、第４ヒューズ部６３ｆは第１ヒューズ部６３ｃと一列に配置されて第４ヒューズ部６３ｆは第１ヒューズ部６３ｃと直列に連結される。第１ヒューズ部６３ｃは、第４ヒューズ部６３ｆを介して端子接合部６３ａと連結され、一つの第４ヒューズ部６３ｆに一つの第１ヒューズ部６３ｃが連結される。
【００６３】
第４ヒューズ部６３ｆは、第１ヒューズ部６３ｃの上部に位置し、第４ヒューズ部６３ｆと第１ヒューズ部６３ｃとの間に第３ヒューズ部６３ｅが位置する。また、第１ヒューズ部６３ｃは、第４ヒューズ部６３ｆよりも電極接合部６３ｂにさらに近接して配置される。
【００６４】
第４ヒューズ部６３ｆの幅（Ｗ４）は、第１ヒューズ部６３ｃの幅（Ｗ１）よりも小さく形成される。また第３ヒューズ部６３ｅの幅（Ｗ３）は、第１ヒューズ部６３ｃの幅（Ｗ１）よりも小さく形成される。そのため、過電流が流れると、第４ヒューズ部６３ｆと第３ヒューズ部６３ｅは第１ヒューズ部６３ｃよりも早く溶融する。
【００６５】
一側の電極アセンブリー１０で内部短絡が発生した場合、他側の電極アセンブリー１０から一側の電極アセンブリー１０に短絡電流が流れる。短絡電流は電極接合部６３ｂで第１ヒューズ部６３ｃに沿って流れるが、短絡電流が流れると、第１ヒューズ部６３ｃが溶融する。ただし、第１ヒューズ部６３ｃが溶融しない時には、電流は第３ヒューズ部６３ｅに沿って移動するが、この時、第３ヒューズ部６３ｅが溶融する。また、第３ヒューズ部６３ｅが溶融した後、短絡電流は第４ヒューズ部６３ｆに沿って移動し、そのため、第４ヒューズ部６３ｆが溶融する。
【００６６】
外部短絡が発生した場合、電流は第１ヒューズ部６３ｃと第４ヒューズ部６３ｆに沿って端子に移動するが、短絡電流により第４ヒューズ部６３ｆが溶融する。そのため、短絡電流を安定的に遮断することができる。
【００６７】
図９は、本発明の第４実施形態に係る第１集電部材を示した斜視図であり、図１０は、本発明の第４実施形態に係る第１集電部材を示した側面図である。
【００６８】
図９および図１０を参照して説明すれば、本実施形態に係る二次電池は、第１集電部材６５の構造とケース内に挿入された電極アセンブリーの個数を除いては前記第１実施形態に係る二次電池と同一の構造からなるので、同一の構造に対する重複説明は省略する。
【００６９】
第２集電部材は、第１集電部材６５と同一の構造からなるので、第２集電部材に対する説明は第１集電部材６５に対する説明のとおりである。ケース２６内には４つの電極アセンブリー１０が挿入され、電極アセンブリー１０は平らな前面が向き合うように立てられて平行に配置される。
【００７０】
第１集電部材６５は、連結端子２５に接合された端子接合部６５ａと、端子接合部６５ａでケース２６の底に向かって伸びた電極接合部６５ｂとを含む。端子接合部６５ａは、四角板形状からなり、連結端子２５の下部に溶接で固定される。端子接合部６５ａには結合ホール６５ｄが形成され、この結合ホール６５ｄに連結端子２５の下部に形成された突起が挿入された状態で連結端子２５と端子接合部６５ａが溶接される。
【００７１】
第１集電部材６５は、４つの電極接合部６５ｂを有し、４つの電極接合部６５ｂは、それぞれ互いに異なる電極アセンブリー１０に連結される。電極接合部６５ｂは、第１ヒューズ部６５ｃで折り曲げられて正極無地部１１ａと平行に配置された状態で正極無地部１１ａに接合される。電極接合部６５ｂは、それぞれ互いに異なる電極アセンブリー１０の正極無地部１１ａに溶接で接合される。
【００７２】
電極接合部６５ｂと端子接合部６１ａとの間には、過電流が流れる時に第１ヒューズ部６５ｃの周辺よりも先に溶融する第１ヒューズ部６５ｃが形成される。第１ヒューズ部６５ｃは、端子接合部６５ａで折り曲げられてケース２６の底に向かって突出している。端子接合部６５ａには４つの第１ヒューズ部６５ｃが連結形成され、第１ヒューズ部６５ｃはその周辺よりも小さい断面積を有する。電極接合部６５ｂは第１ヒューズ部６５ｃを介して端子接合部６５ａと連結され、一つの第１ヒューズ部６５ｃには一つの電極接合部６５ｂが連結形成される。第１ヒューズ部６５ｃは電極接合部６５ｂと一列に配置される。
【００７３】
第１ヒューズ部６５ｃには第３ヒューズ部６５ｅが連結形成されるが、第３ヒューズ部６５ｅは第１ヒューズ部６５ｃと交差する方向に伸びる。第３ヒューズ部６５ｅは、第１ヒューズ部６５ｃの側端に連結されて第１ヒューズ部６５ｃを電気的に連結する。第３ヒューズ部６５ｅは第１ヒューズ部６５ｃの上部に位置し、第１ヒューズ部６５ｃは第３ヒューズ部６５ｅよりも電極接合部６５ｂにさらに隣接して配置される。
【００７４】
第１ヒューズ部６５ｃと端子接合部６５ａとの間には第４ヒューズ部６５ｆが形成され、端子接合部６５ａには２つの第４ヒューズ部が形成される。そのため、第１集電部材は第４ヒューズ部よりも多くの第１ヒューズ部を有する。
【００７５】
第４ヒューズ部６５ｆは第１ヒューズ部６５ｃの上部に位置し、第４ヒューズ部６５ｆと第１ヒューズ部６５ｃとの間に第３ヒューズ部６５ｅが位置する。また、第１ヒューズ部６５ｃは第４ヒューズ部６５ｆよりも電極接合部６５ｂにさらに近接して配置される。
【００７６】
第４ヒューズ部６５ｆの幅（Ｄ４）は、第１ヒューズ部６５ｃの幅（Ｄ１）よりも大きく形成され、第４ヒューズ部６５ｆの幅（Ｄ４）は、第１ヒューズ部６５ｃの幅（Ｄ１）の２倍よりは小さく形成される。また第３ヒューズ部６５ｅの幅（Ｄ３）は、第１ヒューズ部６５ｃの幅（Ｄ１）よりも小さく形成される。そのため、過電流が流れると、第３ヒューズ部６５ｅは第１ヒューズ部６５ｃよりも早く溶融する。
【００７７】
一側の電極アセンブリー１０で内部短絡が発生した場合、他側の電極アセンブリー１０から一側の電極アセンブリー１０に短絡電流が流れる。短絡電流は電極接合部６５ｂで第１ヒューズ部６５ｃに沿って流れるが、短絡電流が流れると、第１ヒューズ部６５ｃが溶融する。ただし、第１ヒューズ部６５ｃが溶融しない時には、電流は第３ヒューズ部６５ｅに沿って移動するが、この時、第３ヒューズ部６５ｅが溶融する。また、第３ヒューズ部６５ｅが溶融した後、短絡電流は第４ヒューズ部６５ｆに沿って移動し、そのため、第４ヒューズ部６５ｆが溶融する。
【００７８】
第４ヒューズ部６５ｆは、２つの第１ヒューズ部６５ｃと連結され、第４ヒューズ部６５ｆには第１ヒューズ部６５ｃに流れる電流の２倍が流れる。そのため、第４ヒューズ部６５ｆが第１ヒューズ部６５ｃよりも大きく形成されても第１ヒューズ部６５ｃを補完して容易に溶融することができる。
【００７９】
図１１は、本発明の第５実施形態に係る第１集電部材を示した斜視図である。
【００８０】
図１１を参照して説明すれば、本実施形態に係る二次電池は、第１集電部材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一の構造からなるので、同一の構造に対する重複説明は省略する。
【００８１】
第１集電部材６７は、連結端子２５に接合された端子接合部６７ａと、端子接合部６７ａでケース２６の底に向かって伸びた電極接合部６７ｂとを含む。端子接合部６７ａは、四角板形状からなり、連結端子２５の下部に溶接で固定される。端子接合部６７ａには結合ホール６７ｄが形成され、この結合ホール６７ｄに連結端子２５の下部に形成された突起が挿入された状態で連結端子２５と端子接合部６７ａが溶接される。
【００８２】
ケース２６内には２つの電極アセンブリー１０が平行に挿入配置され、第１集電部材６７は２つの電極接合部６７ｂを有する。電極接合部６７ｂは、第１ヒューズ部６７ｃで折り曲げられて正極無地部１１ａと平行に配置された状態で正極無地部１１ａに接合される。電極接合部６７ｂは、それぞれ互いに異なる電極アセンブリー１０の正極無地部１１ａに溶接で接合される。
【００８３】
電極接合部６７ｂと端子接合部６１ａとの間には、過電流が流れる時に第１ヒューズ部６７ｃの周辺よりも先に溶融する第１ヒューズ部６７ｃが形成される。第１ヒューズ部６７ｃは、端子接合部６７ａで折り曲げられてケース２６の底に向かって突出している。端子接合部６７ａには２つの第１ヒューズ部６７ｃが連結形成され、第１ヒューズ部６７ｃはその周辺よりも溶融点が低い素材からなる。
【００８４】
以上説明したように本発明の実施形態によれば、複数のヒューズが直列または並列に連結されるため、内部短絡の時に一側の電極アセンブリーから他側の電極アセンブリーへ移動する電流を遮断することができる。
【００８５】
また、外部短絡の時に電極アセンブリーから端子へ移動する電流を遮断することができる。
【００８６】
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】
【００８７】
１０１    二次電池
１０    電極アセンブリー
１１    正極
１１ａ    正極無地部
１２    負極
１２ａ    負極無地部
１３    セパレータ
２１    第１端子
２２    第２端子
２５    連結端子
２６    ケース
３０    キャップアセンブリー
３１    キャッププレート
３２    電解液注入口
３４    ベントホール
３７    短絡ホール
３８    密封キャップ
３９    ベントプレート
４１、６１、６３、６５、６７…第１集電部材
４１ａ、４２ａ、６１ａ、６２ａ、６３ａ、６５ａ、６７ａ    端子接合部
４１ｂ、４２ｂ、６１ｂ、６２ｂ、６３ｂ、６５ｂ、６７ｂ    電極接合部
４１ｃ、４２ｃ、６１ｃ、６２ｃ、６３ｃ、６５ｃ、６７ｃ    第１ヒューズ部
４１ｄ、４２ｄ、６１ｄ、６２ｄ、６３ｄ、６５ｄ、６７ｄ    結合ホール
４２、６２    第２集電部材
４３    下部絶縁部材
４５    下部絶縁部材
５４    上部絶縁部材
５５、５９    シーリングガスケット
５６    短絡部材
５８    連結部材
６１ｅ、６２ｅ    第２ヒューズ部
６３ｅ、６５ｅ    第３ヒューズ部
６３ｆ、６５ｆ    第４ヒューズ部
【図１】
2015103521.tif 000003
【図２】
2015103521.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015103521.tif 000006
【図５】
2015103521.tif 000007
【図６】
2015103521.tif 000008
【図７】
2015103521.tif 000009
【図８】
2015103521.tif 000010
【図９】
2015103521.tif 000011
【図１０】
2015103521.tif 000012
【図１１】
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