(57)【要約】【課題】セル内部およびセル外部にヒューズを備えることによって、短絡発生によるセル内部の非正常な破壊を防止して安全性を向上させることができる２次電池を提供する。【解決手段】一例として、第１電極板、第２電極板、および前記第１電極板と第２電極板との間に配置され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、前記第１電極板および第２電極板に電気的に連結され、前記ケースの外側に突出する第１電極端子および第２電極端子、および前記ケースの外側に位置し、前記第１電極端子および第２電極端子に結合した第１端子プレートおよび第２端子プレートを具備し、前記第１端子プレートおよび第２端子プレートのうちのいずれか一つに第１ヒューズ部が形成されることを特徴とする２次電池である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極板、第２電極板、および前記第１電極板と第２電極板との間に配置され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、
前記第１電極板および第２電極板に電気的に連結され、前記ケースの外側に突出する第１電極端子および第２電極端子、および
前記ケースの外側に位置し、前記第１電極端子および第２電極端子に結合した第１端子プレートおよび第２端子プレートを具備し、
前記第１端子プレートおよび第２端子プレートのうちのいずれか一つに第１ヒューズ部が形成されることを特徴とする２次電池。
【請求項２】
前記第１端子プレートは、
前記第１電極端子に結合する第１端子ボディー部、および
前記第１端子ボディー部の所定領域に形成される第１ヒューズ部を含むことを特徴とする請求項１に記載の２次電池。
【請求項３】
前記第１ヒューズ部は前記第１端子ボディー部より電気抵抗が大きくなるように形成されることを特徴とする請求項２に記載の２次電池。
【請求項４】
前記第１ヒューズ部は前記第１端子ボディー部よりその厚さが薄く形成されることを特徴とする請求項２に記載の２次電池。
【請求項５】
前記第２端子プレートは、
前記第２電極端子に結合する第２端子ボディー部、および
前記第２端子ボディー部の所定領域に形成される第１ヒューズ部を含むことを特徴とする請求項１に記載の２次電池。
【請求項６】
前記第１ヒューズ部は前記第２端子ボディー部より電気抵抗が大きい他の物質で形成されることを特徴とする請求項５に記載の２次電池。
【請求項７】
前記第１ヒューズ部はクラッドメタルで形成されることを特徴とする請求項６に記載の２次電池。
【請求項８】
前記電極組立体の両側には、前記第１電極板および第２電極板と前記第１電極端子および第２電極端子とを電気的に連結する第１集電板および第２集電板をさらに備えており、前記第１集電板には第２ヒューズ部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の２次電池。
【請求項９】
前記第１集電板は、
前記第１電極端子と結合する連結部、および
前記連結部から延長され前記第１電極板と結合する延長部を含むことを特徴とする請求項８に記載の２次電池。
【請求項１０】
前記第２ヒューズ部は前記第１電極端子と離隔されるように前記連結部に形成されることを特徴とする請求項９に記載の２次電池。
【請求項１１】
前記第１ヒューズ部は前記第２ヒューズ部より電気抵抗が大きくなるように形成されることを特徴とする請求項８に記載の２次電池。
【請求項１２】
前記ケースを密封し前記第２端子プレートによって覆われる短絡ホールを有するキャッププレートを含むキャップ組立体をさらに含み、
前記キャップ組立体は前記短絡ホールに形成される反転プレートを含むことを特徴とする請求項１１に記載の２次電池。
【請求項１３】
前記反転プレートは、
下に凸のラウンド部、および
前記キャッププレートに固定される枠部を含むことを特徴とする請求項１２に記載の２次電池。
【請求項１４】
前記反転プレートは、前記２次電池の内部圧力が設定圧力より大きくなると反転して前記第２端子プレートに接触することを特徴とする請求項１２に記載の２次電池。
【請求項１５】
前記反転プレートは前記第２電極板と電気的に連結されることを特徴とする請求項１２に記載の２次電池。
【請求項１６】
第１電極板、第２電極板、および前記第１電極板と第２電極板との間に配置され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
前記第１電極板および第２電極板に電気的に連結され、前記ケースの外側に突出する第１電極端子および第２電極端子を具備し、
前記第１電極端子は第１ヒューズ部を含むことを特徴とする２次電池。
【請求項１７】
前記第１電極端子は前記ケースの外側に突出する電極ボディー部、および
前記電極ボディー部の一端から前記ケースの内側方向に延長形成される第１ヒューズ部を含むことを特徴とする請求項１６に記載の２次電池。
【請求項１８】
前記第１ヒューズ部は前記電極ボディー部より電気抵抗が大きくなるように形成されることを特徴とする請求項１７に記載の２次電池。
【請求項１９】
前記第１ヒューズ部は前記電極ボディー部よりその厚さが薄く形成されることを特徴とする請求項１７に記載の２次電池。
【請求項２０】
前記電極組立体の両側には、前記第１電極板および第２電極板と前記第１電極端子および第２電極端子とを電気的に連結する第１集電板および第２集電板をさらに備えており、
前記第１集電板には第２ヒューズ部が形成されることを特徴とする請求項１６に記載の２次電池。
【請求項２１】
前記第１ヒューズ部は前記第２ヒューズ部より電気抵抗が大きくなるように形成されることを特徴とする請求項２０に記載の２次電池。
【請求項２２】
前記ケースの外側に位置し、前記第１電極端子および第２電極端子に結合した第１端子プレートおよび第２端子プレート、および
前記ケースを密封し前記第１端子プレートによって覆われる短絡ホールを有するキャッププレートを含むキャップ組立体をさらに含み、
前記キャップ組立体は前記短絡ホールに形成される反転プレートを含むことを特徴とする請求項２１に記載の２次電池。
【請求項２３】
前記反転プレートは下に凸のラウンド部、および
前記キャッププレートに固定される枠部を含むことを特徴とする請求項２２に記載の２次電池。
【請求項２４】
前記反転プレートは、前記２次電池の内部圧力が設定圧力より大きくなると反転して前記第２端子プレートに接触することを特徴とする請求項２２に記載の２次電池。
【請求項２５】
前記反転プレートは前記第２電極板と電気的に連結されることを特徴とする請求項２２に記載の２次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は２次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
２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って、一つの電池セルがパック形態に包装された低容量電池の場合、携帯電話およびカムコーダーのような携帯が可能な小型電子機器に使われ、電池セルが数十個連結された電池パック単位の大容量電池の場合、ハイブリッド自動車などのモータ駆動用電源として幅広く使用されている。
【０００３】
このような２次電池は様々な形状に製造されているが、代表的形状としては、円筒形および角形が挙げられ、正極板と負極板との間に絶縁体であるセパレータを介在して形成された電極組立体と電解液とをケースに内装設置し、ケースに電極端子が形成されたキャップ組立体を設置して構成される。
【０００４】
一方、２次電池は、過度な熱が発生したり電解液が分解されると、内部圧力が上昇して発火したり爆発したりすることがある。したがって、安全性を向上させることができる構造の２次電池が要求されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、セル内部およびセル外部にヒューズを備えることによって、短絡発生によるセル内部の非正常な破壊を防止して安全性を向上させることができる２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】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明の一実施形態による２次電池は、第１電極板、第２電極板、および前記第１電極板と第２電極板との間に配置され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、前記第１電極板および第２電極板に電気的に連結され、前記ケースの外側に突出する第１電極端子および第２電極端子、および前記ケースの外側に位置し、前記第１電極端子および第２電極端子に結合した第１端子プレートおよび第２端子プレートを具備し、前記第１端子プレートおよび第２端子プレートのうちのいずれか一つに第１ヒューズ部が形成されることができる。
【０００７】
前記第１端子プレートは前記第１電極端子に結合する第１端子ボディー部、および前記第１端子ボディー部の所定領域に形成される第１ヒューズ部を含むことができる。
【０００８】
前記第１ヒューズ部は前記第１端子ボディー部より電気抵抗が大きくなるように形成されることができる。
【０００９】
前記第１ヒューズ部は前記第１端子ボディー部よりその厚さが薄く形成されることができる。
【００１０】
前記第２端子プレートは、前記第２電極端子に結合する第２端子ボディー部、および前記第２端子ボディー部の所定領域に形成される第１ヒューズ部を含むことができる。
【００１１】
前記第１ヒューズ部は前記第２端子ボディー部より電気抵抗が大きい他の物質で形成されることができる。
【００１２】
前記第１ヒューズ部はクラッドメタルで形成されることができる。
【００１３】
前記電極組立体の両側には、前記第１電極板および第２電極板と前記第１電極端子および第２電極端子とを電気的に連結する第１集電板および第２集電板をさらに備えており、前記第１集電板には第２ヒューズ部が形成されることができる。
【００１４】
前記第１集電板は前記第１電極端子と結合する連結部、および前記連結部から延長され、前記第１電極板と結合する延長部を含むことができる。
【００１５】
前記第２ヒューズ部は前記第１電極端子と離隔されるように前記連結部に形成されることができる。
【００１６】
前記第１ヒューズ部は前記第２ヒューズ部より電気抵抗が大きくなるように形成されることができる。
【００１７】
本発明の一実施形態による２次電池は、前記ケースを密封し前記第２端子プレートによって覆われる短絡ホールを有するキャッププレートを含むキャップ組立体をさらに含み、前記キャップ組立体は前記短絡ホールに形成される反転プレートを含むことができる。
【００１８】
前記反転プレートは下に凸のラウンド部、および前記キャッププレートに固定される枠部を含むことができる。
【００１９】
前記反転プレートは前記２次電池の内部圧力が設定圧力より大きくなると、反転して前記第２端子プレートに接触できる。
【００２０】
前記反転プレートは前記第２電極板と電気的に連結される。
【００２１】
また、本発明の他の実施形態による２次電池は、第１電極板、第２電極板、および前記第１電極板と第２電極板との間に配置され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、および前記第１電極板および第２電極板に電気的に連結され、前記ケースの外側に突出する第１電極端子および第２電極端子を具備し、前記第１電極端子は第１ヒューズ部を含むことができる。
【００２２】
前記第１電極端子は前記ケースの外側に突出する電極ボディー部、および前記電極ボディー部の一端から前記ケースの内側方向に延長形成される第１ヒューズ部を含むことができる。
【００２３】
前記第１ヒューズ部は前記電極ボディー部より電気抵抗が大きくなるように形成されることができる。
【００２４】
前記第１ヒューズ部は前記電極ボディー部よりその厚さが薄く形成されることができる。
【００２５】
前記電極組立体の両側には、前記第１電極板および第２電極板と前記第１電極端子および第２電極端子とを電気的に連結する第１集電板および第２集電板をさらに備えており、前記第１集電板には第２ヒューズ部が形成されることができる。
【００２６】
前記第１ヒューズ部は前記第２ヒューズ部より電気抵抗が大きくなるように形成されることができる。
【００２７】
本発明の他の実施形態による２次電池は、前記ケースの外側に位置し、前記第１電極端子および第２電極端子に結合した第１端子プレートおよび第２端子プレート、および前記ケースを密封し前記第１端子プレートによって覆われる短絡ホールを有するキャッププレートを含むキャップ組立体をさらに含み、前記キャップ組立体は前記短絡ホールに形成される反転プレートを含むことができる。
【００２８】
前記反転プレートは下に凸のラウンド部、および前記キャッププレートに固定される枠部を含むことができる。
【００２９】
前記反転プレートは前記２次電池の内部圧力が設定圧力より大きくなると、反転して前記第２端子プレートに接触できる。
【００３０】
前記反転プレートは前記第２電極板と電気的に連結されることができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の実施形態による２次電池は、セル内部の集電板とセル外部の電極端子または端子プレートにそれぞれヒューズを備えることによって、短絡発生時にセル外部のヒューズをまず動作させることができる。
【００３２】
したがって、本発明の実施形態による２次電池は、短絡発生によってセル内部で発生する炎をセル外部で発生するようにでき、セル内部に発生する非正常な破壊を防止して安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態による２次電池を示す斜視図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ’線に沿って切り取った２次電池を示す断面図である。
【図３】図２のＡ領域を示す拡大断面図である。
【図４】図２の第１集電板を示す斜視図である。
【図５】本発明の他の実施形態による２次電池において、図２のＡ領域に対応するＡ’領域を示す拡大断面図である。
【図６】本発明のさらに別の実施形態による２次電池を示す斜視図である。
【図７】図６のＩＩ−ＩＩ’線に沿って切り取った２次電池を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できるように、本発明の望ましい実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３５】
図１は本発明の一実施形態による２次電池を示す斜視図であり、図２は図１のＩ−Ｉ’線に沿って切り取った２次電池を示す断面図であり、図３は図２のＡ領域を示す拡大断面図であり、図４は図２の第１集電板を示す斜視図である。
【００３６】
図１および図２を参照すれば、本発明の一実施形態による２次電池１００は電極組立体１０、第１集電板２０、第２集電板３０、ケース４０およびキャップ組立体５０を含む。
【００３７】
前記電極組立体１０は薄い板型あるいは膜型に形成された第１電極板１１、セパレータ１３、および第２電極板１２の積層体を巻き取るか、または重ねることで形成する。ここで、第１電極板１１は正極として作用することができ、第２電極板１２は負極として作用することができる。
【００３８】
前記第１電極板１１はアルミニウムのような金属箔に形成された第１電極集電体に遷移金属酸化物などの第１電極活物質を塗布することによって形成され、第１活物質が塗布されない領域である第１電極無地部１１ａを含む。前記第１電極無地部１１ａは、第１電極板１１と第１電極板の外部との間の電流流れの通路となる。一方、本発明にて前記第１電極板１１の材質を限定するものではない。
【００３９】
前記第２電極板１２はニッケルまたは銅のような金属箔に形成された第２電極集電体に黒鉛または炭素などの第２電極活物質を塗布することによって形成され、第２活物質が塗布されない領域である第２電極無地部１２ａを含む。前記第２電極無地部１２ａは、第２電極板１２と第２電極板の外部との間の電流流れの通路となる。一方、本発明にて前記第２電極板１２の材質を限定するものではない。
【００４０】
このような第１電極板１１および第２電極板１２は、極性を異にして配置されることができる。つまり、第１電極板１１は負極として作用することができ、第２電極板１２は正極として作用することができる。
【００４１】
前記セパレータ１３は第１電極板１１と第２電極板１２の間に位置して短絡を防止し、リチウムイオンの移動を可能にする役割を果たし、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはポリエチレンとポリプロピレンの複合フイルムからなることができる。一方、本発明にて前記セパレータ１３の材質を限定するものではない。
【００４２】
このような電極組立体１０の両側端部には、第１電極板１１と第２電極板１２のそれぞれと電気的に連結されるための第１集電板２０と第２集電板３０が結合する。
【００４３】
前記第１集電板２０はアルミニウムなどの導電性材質で形成され、電極組立体１０の一側端部に突出した第１電極無地部１１ａと接触することによって、第１電極板１１と電気的に連結される。前記第１集電板２０は、図２および図４を参照すれば、第１連結部２１、第１延長部２３、第１端子ホール２４、ヒューズホール２５およびヒューズ突起２６を含んで構成される。
【００４４】
前記第１連結部２１は電極組立体１０の上部とキャップ組立体５０の下部との間に設置され、プレート形態に形成される。ここで、前記第１連結部２１は第１端子ホール２４が形成される領域を提供する第１端子領域Ｓｔと、ヒューズホール２５が形成される領域を提供するヒューズ領域Ｓｆと、に区分される。
【００４５】
前記第１延長部２３は第１連結部２１に対して折り曲げられ第１連結部２１の端部から延長され、第１電極無地部１１ａと実質的に接触するプレート形態に形成される。ここで、前記第１連結部２１と第１延長部２３が合う角部を‘Ｃ'とすると、前記第１連結部２１と第１延長部２３は前記角部Ｃを中心に垂直をなすことができる。
【００４６】
前記第１端子ホール２４は第１連結部２１の一側、つまり、第１端子領域Ｓｔに形成され、第１連結部２１のうち、キャップ組立体５０の第１電極端子５２が嵌合される空間を提供する。ここで、前記第１端子領域Ｓｔは第１連結部２１のうち、角部Ｃから遠くに離隔されるように位置する。
【００４７】
前記ヒューズホール２５とヒューズ突起２６は、電解液と接触しないように電極組立体１０の上部領域、つまり、第１連結部２１のヒューズ領域Ｓｆに形成される。これは前記ヒューズホール２５とヒューズ突起２６が形成されたヒューズ領域Ｓｆで発生する熱によって電解液が発火し得るためである。ここで、前記ヒューズ領域Ｓｆはヒューズホール２５とヒューズ突起２６が第１端子ホール２４に結合する第１電極端子５２と重複しないように、第１連結部２１のうち角部Ｃと隣接した領域に位置する。
【００４８】
また、前記ヒューズホール２５は第１連結部２１を貫通するホールの代わりに、第１連結部２１で他の部分より小さい厚さを有する溝を形成することができる。このようなヒューズホール２５は、２次電池１００に短絡が発生して大きい電流が流れる場合に発生した熱によってヒューズホール２５が形成された領域を溶融するようにして、電流の流れを遮断するヒューズ機能を担う。ここで前記短絡は、２次電池１００の過充電などにより熱が発生し電解液が分解されて内部圧力が設定圧力より大きくなる場合、反転プレート６０と第２端子プレート５６とを接触させることによって誘発されることがある。これによって、前記ヒューズホール２５は、過充電時に誘発された短絡を利用してヒューズホール２５が形成された領域を溶融させて電流の流れを予め遮断することによって、発火および爆発のような危険な状況に達する前に、２次電池１００の充電または放電動作を停止できる。
【００４９】
前記ヒューズ突起２６は、ヒューズ領域Ｓｆの端部で電極組立体１０方向にヒューズ領域Ｓｆの表面に対して斜めに折り曲げられ延長されることによって形成される。前記ヒューズ突起２６は、ヒューズホール２５の左・右方向に少なくとも一つ形成されることができる。このようなヒューズ突起２６はヒューズホール２５の近くで折り曲げられた形態に形成されて、ヒューズホール２５が形成された領域の強度を補強する強度補強機能を担う。したがって前記ヒューズ突起２６は、ヒューズホール２５が形成された領域において外部衝撃による抵抗力が低くて２次電池１００の短絡が発生しない場合に、外部衝撃によって曲がったり破損したりすることを防止することができる。以下、前記ヒューズホール２５とヒューズ突起２６が形成されたヒューズ領域Ｓｆを第２ヒューズ部２７という。
【００５０】
前記第２集電板３０はニッケルまたは銅などの導電性材質で形成され、電極組立体１０の他側端部に突出した第２電極無地部１２ａと接触することによって、第２電極板１２と電気的に連結される。前記第２集電板３０は第２連結部３１、第２延長部３３、および第２端子ホール３４を含んで構成される。
【００５１】
前記第２集電板３０の構成は、図４に示された第１集電板２０の構成のうち、ヒューズホール２５およびヒューズ突起２６に対応するヒューズホールおよびヒューズ突起を有さないことがある。これは、本発明の実施形態で、第１集電板２０がヒューズ機能を担うヒューズホール２５を有するためである。また、例えば、アルミニウム材質で形成される第１集電板２０はニッケルまたは銅材質で形成される第２集電板３０より溶融点が低いので、ヒューズ機能を実現させることがさらに容易になる。一方、前記第１集電板２０にヒューズホール２５とヒューズ突起２６を形成せず、第２集電板３０にヒューズホール（図示せず）とヒューズ突起（図示せず）だけを形成することも可能である。
【００５２】
前記ケース４０はアルミニウム、アルミニウム合金またはニッケルめっきをしたスチールのような導電性金属で形成され、電極組立体１０、第１集電板２０および第２集電板３０が挿入安着できる開口部が形成されたほぼ六面体形状からなる。図２においては、ケース４０とキャップ組立体５０が結合した状態を示しているので、開口部は示されていないが、キャップ組立体５０の周りの部分が実質的に開放された部分である。一方、ケース４０の内面は絶縁処理されており、電極組立体１０、第１集電板２０、第２集電板３０およびキャップ組立体５０と絶縁される。ここで、前記ケース４０は一つの極性、例えば正極として作用することができる。
【００５３】
前記キャップ組立体５０はケース４０に結合される。前記キャップ組立体５０は具体的にキャッププレート５１、第１電極端子５２、第２電極端子５３、ガスケット５４、第１端子プレート５５および第２端子プレート５６を含んで構成される。また、前記キャップ組立体５０はキャップ５７、ベントプレート５８、上部絶縁部材５９ａ、連結板５９ｂ、反転プレート６０および下部絶縁部材６１をさらに含むことができる。
【００５４】
前記キャッププレート５１はケース４０の開口を密封し、ケース４０と同じ材質で形成されることができる。ここで、前記キャッププレート５１はケース４０と同一の極性を有することができる。
【００５５】
前記第１電極端子５２はキャッププレート５１の一側を貫通して第１集電板２０と電気的に連結される。前記第１電極端子５２は柱型に形成されることができ、キャッププレート５１の上部に露出した上部柱は第１端子プレート５５にリベッティング結合して第１電極端子５２がキャッププレート５１から抜けないように突起部５２ｂが形成され、キャッププレート５１の下部に位置する下部柱には第１電極端子５２がキャッププレート５１から抜けないようにフランジ５２ａが形成され、第１電極端子５２のうち、フランジ５２ａ下部に位置する一部柱は、第１集電板２０の第１端子ホール２４に嵌合される。ここで、前記第１電極端子５２はキャッププレート５１と電気的に連結されることができる。
【００５６】
前記第２電極端子５３はキャッププレート５１の他側を貫通して第２集電板３０と電気的に連結される。前記第２電極端子５３は第１電極端子５２と同じ形状を有するので、重複した説明は省略する。ただし、前記第２電極端子５３はキャッププレート５１と絶縁される。
【００５７】
前記ガスケット５４は絶縁性材質で、第１電極端子５２および第２電極端子５３のそれぞれとキャッププレート５１との間に形成されて、第１電極端子５２および第２電極端子５３のそれぞれとキャッププレート５１との間を密封する。このようなガスケット５４は外部の水分が２次電池１００の内部に侵入できないようにし、また２次電池１００の内部に収容された電解液が外部に流出できないようにする。
【００５８】
前記第１端子プレート５５は第１電極端子５２の上部柱とリベッティング結合して、第１電極端子５２をキャッププレート５１に固定させる。前記第１端子プレート５５は第１電極端子５２と結合する第１端子ボディー部５５ａと、第１端子ボディー部５５ａのうち、第１電極端子５２と離隔される位置に形成された第１ヒューズ部５５ｂと、を備える。前記第１ヒューズ部５５ｂは、第１端子ボディー部５５ａのうち外部端子と連結される側部領域に形成される。前記第１ヒューズ部５５ｂは第１端子ボディー部５５ａより電気抵抗が大きくなるように厚さが相対的に薄く形成される。このような第１ヒューズ部５５ｂの厚さは、２次電池１００の短絡時に要求されるヒューズ容量により変わることがある。一方、前記第１ヒューズ部５５ｂは第１端子ボディー部５５ａより電気抵抗が大きくなるように、溝やホールを形成することもできる。このような第１ヒューズ部５５ｂは第１集電板２０に形成された第２ヒューズ部２７より電気抵抗が大きくなるように形成されることができる。つまり、前記第１ヒューズ部５５ｂは第２ヒューズ部２７より電気抵抗が大きくなるように厚さを薄く形成するか、または相対的により大きいホールまたは溝を形成して第２ヒューズ部２７よりさらに小さなヒューズ容量を有するように形成することができる。
【００５９】
前記第１ヒューズ部５５ｂは、２次電池１００に短絡が発生して大きい電流が流れる場合に発生した熱によって溶融するようにして、電流の流れを遮断するヒューズ機能を担う。ここで、前記短絡は、外部の２次電池との連結状態で発生する高電圧断線や２次電池１００内部の過充電などにより熱が発生し電解液が分解されて内部圧力が設定圧力より大きくなる場合、反転プレート６０と第２端子プレート５６とを接触させることによって誘発できる。これによって、前記第１ヒューズ部５５ｂは短絡を利用して２次電池１００、つまり、セル内部に形成された第２ヒューズ部２７よりさらに早く溶融して、セル外部で炎（ａｒｃｈｉｎｇ）を発生させることによって、セル内部の第２ヒューズ部２７の溶融時に発生する炎による非正常的な爆発の危険を防止することができる。
【００６０】
前記第２端子プレート５６は第２電極端子５３の上部柱とリベッティング結合して、第２電極端子５３をキャッププレート５１に固定させる。前記第２端子プレート５６はキャッププレート５１から離隔した外側、つまり、上部絶縁部材５９ａ上で第２電極端子５３が嵌合されるように形成され、短絡ホール５１ｃを覆うように延長される。前記第２端子プレート５６は第２電極端子５３と電気的に連結される。このような第２端子プレート５６は、外部の２次電池との連結状態で発生する高電圧断線や２次電池１００内部の過充電などにより熱が発生し電解液が分解されて内部圧力が設定圧力より大きくなる場合、上に凸に突出する反転プレート６０と接触して短絡を誘発させる。前記短絡が誘発されると大きい電流が流れることになり、熱が発生し、このとき第１ヒューズ部５５ｂまたは第２ヒューズ部２７がヒューズ機能を担うことによって、２次電池１００の安全性を向上させる。
【００６１】
前記キャップ５７はキャッププレート５１の電解液注入口５１ａを密封し、ベントプレート５８はキャッププレート５１のベントホール５１ｂに設置され、設定された圧力で開放されるように形成された切欠５８ａを含む。
【００６２】
前記上部絶縁部材５９ａは第２電極端子５３とキャッププレート５１の間に嵌合されるように形成され、キャッププレート５１とガスケット５４に密着する。このような上部絶縁部材５９ａは第２電極端子５３とキャッププレート５１を絶縁させる。
【００６３】
前記連結板５９ｂは第１電極端子５２とキャッププレート５１の間に嵌合されるように形成され、ナット５５を通じてキャッププレート５１とガスケット５４に密着する。このような連結板５９ｂは第１電極端子５２とキャッププレート５１を電気的に連結する。
【００６４】
前記反転プレート６０はキャッププレート５１の短絡ホール５１ｃで上部絶縁部材５９ａとキャッププレート５１の間に配置される。前記反転プレート６０は下に凸のラウンド部と、キャッププレート５１に固定された枠部と、を含む。前記反転プレート６０は、外部の２次電池との連結状態で発生する高電圧断線や２次電池１００内部の過充電などにより熱が発生し電解液が分解されて内部圧力が設定圧力より大きくなる場合に反転して、上に凸に突出することができる。ここで、前記反転プレート６０はキャッププレート５１と同一の極性を有する。
【００６５】
前記下部絶縁部材６１は、第１集電板２０および第２集電板３０のそれぞれとキャッププレート５１との間に形成されて、不必要な短絡の発生を防止する。
【００６６】
前記のように、本発明の一実施形態による２次電池１００は、第１ヒューズ部５５ｂを有する第１端子プレート５５と第２ヒューズ部２７を有する第１集電板２０を備えることによって、短絡発生時にはセル内部の第２ヒューズ部２７ではなくセル外部の第１端子プレート５５に具備された第１ヒューズ部５５ｂをまず動作させて、短絡発生時にセル内部で発生する炎をセル外部で発生するようにできる。
【００６７】
したがって、本発明の一実施形態による２次電池１００は、短絡発生時にセル内部で発生する非正常的な破壊を防止して安全性を向上させることができる。
【００６８】
次に、本発明の他の実施形態による２次電池について説明する。
【００６９】
図５は本発明の他の実施形態による２次電池において、図２のＡ領域に対応するＡ’領域を示す拡大断面図である。
【００７０】
本発明の他の実施形態による２次電池２００は、図２に示された２次電池１００と比較して、第１端子プレート５５に形成された第１ヒューズ部５５ｂが第１電極端子５２に形成されて第１ヒューズ部５５ｂの形成位置が変わるだけで、同一の構成を有し同一の役割を果たす。よって、本発明の他の実施形態による２次電池２００において同一の構成に対する重複した説明は省略し、第１電極端子２５２に形成された第１ヒューズ部２５２ｃについて重点的に説明する。
【００７１】
図５を参照すれば、前記第１電極端子２５２はヒューズ機能を遂行する第１ヒューズ部２５２ｃを備える。より具体的には、前記第１電極端子２５２は電極ボディー部２５２ｂおよび第１ヒューズ部２５２ｃを含む。前記電極ボディー部２５２ｂはキャッププレート５１の外側に突出して第１端子プレート２５５に結合する。前記電極ボディー部２５２ｂは第１端子プレート２５５にリベッティング結合するが、本発明はこれに限定されるものではない。前記電極ボディー部２５２ｂは第１端子プレート２５５にリベッティング結合する際、第１電極端子２５２がキャッププレート５１から抜けないように、上部両側部に突起部２５２ａが形成される。前記第１ヒューズ部２５２ｃは電極ボディー部２５２ｂの一端（つまり、下端）からケース４０の内側方向に延長形成される。ここで、前記第１ヒューズ部２５２ｃは電極ボディー部２５２ｂより電気抵抗が大きくなるように厚さが薄く形成されることができる。前記第１ヒューズ部２５２ｃの厚さは２次電池２００の短絡時に要求されるヒューズ容量により変わることがある。
【００７２】
また、前記第１ヒューズ部２５２ｃは、第１集電板２０に形成された第２ヒューズ部２７より電気抵抗が大きく形成されることができる。つまり、前記第１ヒューズ部２５２ｃは第２ヒューズ部２７より電気抵抗が大きくなるように厚さを薄く形成するか、または相対的により大きいホールまたは溝を形成して第２ヒューズ部２７よりさらに小さなヒューズ容量を有するように形成することができる。
【００７３】
前記第１ヒューズ部２５２ｃは、２次電池２００に短絡が発生して大きい電流が流れる場合に発生した熱によって溶融するようにして、電流の流れを遮断するヒューズ機能を担う。ここで、前記短絡は、外部の２次電池との連結状態で発生する高電圧断線や２次電池１００内部の過充電などにより熱が発生し電解液が分解されて内部圧力が設定圧力より大きくなる場合、反転プレート６０と第２端子プレート５６とを接触させることによって誘発できる。これによって、前記第１ヒューズ部２５２ｃは短絡を利用して２次電池１００、つまり、セル内部に形成された第２ヒューズ部２７よりさらに早く溶融して電流を遮断することによって、セル内部の第２ヒューズ部２７で溶融時に発生する炎を防止し、これによる非正常的な爆発の危険を防止することができる。
【００７４】
図６は本発明のさらに別の実施形態による２次電池を示す斜視図であり、図７は図６のＩＩ−ＩＩ’線に沿って切り取った２次電池の断面図である。
【００７５】
本発明のさらに別の実施形態による２次電池３００は、図２に示された２次電池１００に比べて、第１端子プレート５５に形成された第１ヒューズ部５５ｂが第２電極端子５６に形成され、かつ第１集電板２０に第２ヒューズ部２７が形成されないことを除いては、同一の構成を有し、同一の役割を果たす。したがって、本発明のさらに別の実施形態による２次電池３００において同一の構成に対する重複した説明は省略し、第２端子プレート３５６に形成された第１ヒューズ部３５６ｂについて重点的に説明する。
【００７６】
図６乃至図７を参照すれば、本発明のさらに別の実施形態による２次電池３００は電極組立体１０、第１集電板２０、第２集電板３０、ケース４０およびキャップ組立体５０を含む。
【００７７】
前記キャップ組立体５０は、ケース４０の外側に突出した第１電極端子５２および第２電極端子５３と結合する第１端子プレート３５５および第２端子プレート３５６を含む。
【００７８】
前記第２端子プレート３５６は、第２電極端子５３の上部柱とリベッティング結合して、第２電極端子５３をキャッププレート５１に固定させる。前記第２端子プレート３５６は第２電極端子５３と結合する第２端子ボディー部３５６ａと、第２端子ボディー部３５６ａのうち、第１電極端子５３と離隔される位置に形成された第１ヒューズ部３５６ｂと、を備える。前記第１ヒューズ部３５６ｂは第２端子ボディー部３５６ａのうち、外部端子と連結される側部領域に形成される。前記第１ヒューズ部３５６ｂは、第２端子ボディー部３５６ａより電気抵抗が大きくなるように厚さが相対的に薄く形成される。このような第１ヒューズ部３５６ｂの厚さは２次電池３００の短絡時に要求されるヒューズ容量により変わることがある。一方、前記第１ヒューズ部３５６ｂは、第２端子ボディー部３５６ａより電気抵抗が大きくなるように溝やホールを形成することもできる。また、前記第１ヒューズ部３５６ｂは、第２端子ボディー部３５６ａより電気抵抗が大きい他の物質で形成されることができる。一例として、前記第１ヒューズ部３５６ｂは第２端子ボディー部３５６ａを構成する銅より電気抵抗が大きい物質から構成されたクラッドメタルで形成されることができる。
【００７９】
前記第１ヒューズ部３５６ｂは、２次電池３００に短絡が発生して大きい電流が流れる場合に発生した熱によって溶融するようにして、電流の流れを遮断するヒューズ機能を担う。ここで、前記短絡は、外部の２次電池との連結状態で発生する高電圧断線や２次電池３００内部の過充電などにより熱が発生し電解液が分解されて内部圧力が設定圧力より大きくなる場合、反転プレート６０と第２端子プレート３５６とを接触させることによって誘発されることができる。したがって、前記第１ヒューズ部３５６ｂは短絡を利用して２次電池３００、つまり、セル外部で炎（ａｒｃｈｉｎｇ）を発生させることによって、セル内部の安定性を向上させることができる。
【００８０】
本発明は添付図面に示された実施形態を参考にして説明したが、これは例示的なものであり、本発明の要旨を逸脱することなく、当該発明の属する分野で通常の知識を有する者により多様な変更実施が可能な範囲にまで本発明の技術的思想が及ぶものとみなされる。
【符号の説明】
【００８１】
１０  電極組立体
２０  第１集電板
２５  ヒューズホール
２６  ヒューズ突起
２７  第２ヒューズ部
３０  第２集電板
４０  ケース
５０  キャップ組立体
５１  キャッププレート
５２  第１電極端子
５３  第２電極端子
５４  ガスケット
５５、２５５、３５５  第１端子プレート
５５ａ  第１端子ボディー部
５５ｂ、２５２ｃ、３５６ｂ  第１ヒューズ部
５６、３５６  第２端子プレート
５７  キャップ
５８  ベントプレート
５９ａ  上部絶縁部材
５９ｂ  連結板
６０  反転プレート
６１  下部絶縁部材
１００、２００、３００  ２次電池
２５２ｂ  電極ボディー部
３５６ａ  第２端子ボディー部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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