(57)【要約】【課題】正極端子と負極端子との区別が容易な二次電池及び二次電池モジュールを提供する。【解決手段】二次電池１００を、正極１１４、負極１１２、及び正極１１４と負極１１２との間に介在されるセパレータ１１３を有する電極群１１０と、電極群１１０を収容しその上部が開放されるように形成されるケース１２０と、ケース１２０の上部に設けられるキャップ組立体１４０と、雌部材１５０を有してキャップ組立体１４０に固定される上部接続キャップ１４５と、雄部材１７０を有してケース１２０の下部に固定される下部接続キャップ１６５とを含んで構成した。また、電池モジュール３００は、上部接続キャップ１４５と下部接続キャップ１６５に結合される接続部材１８５により二次電池１００を相互に接続させて構成した。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極、負極、及び前記正極と前記負極との間に介在されるセパレータを有する電極群と、
前記電極群を収容し、その上部が開放されるように形成されるケースと、
前記ケースの上部に設けられるキャップ組立体と、
雌部材を有して前記キャップ組立体に固定される上部接続キャップと、
雄部材を有して前記ケースの下部に固定される下部接続キャップと、
を含んで構成されることを特徴とする二次電池。
【請求項２】
前記上部接続キャップは、
前記キャップ組立体に固定される中空の第１ベース部と、
前記第１ベース部の内周面部位から突出形成される第１支持部とを有することを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記第１ベース部は、前記キャップ組立体に溶接によって固定されることを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記雌部材は、前記第１支持部の内側に固定されることを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
【請求項５】
前記雌部材は、前記第１支持部にクリンチ結合されることを特徴とする請求項４に記載の二次電池。
【請求項６】
前記第１支持部の側面に、少なくとも一つのガス抜き孔が形成されることを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
【請求項７】
前記下部接続キャップは、
前記ケースの下部面に固定される中空の第２ベース部と、
前記第２ベース部の内周面部位から突出形成される第２支持部とを有することを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
【請求項８】
前記第２ベース部は、前記ケース下部面に溶接によって固定されることを特徴とする請求項７に記載の二次電池。
【請求項９】
前記雄部材は、前記第２支持部の内側に固定されることを特徴とする請求項７に記載の二次電池。
【請求項１０】
前記雄部材は、前記第２支持部にクリンチ結合されることを特徴とする請求項９に記載の二次電池。
【請求項１１】
前記雌部材はナットとして構成され、前記上部接続キャップにクリンチ結合されることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項１２】
前記ナットは、
頭部と、前記ナットのねじ孔を中心とする中空の形状を有して前記頭部の一方の面に順に一体形成される第１突出部、第２突出部及び第３突出部とを有し、
前記第２突出部の外径が前記第１突出部及び前記第３突出部の外径よりも小さく形成されて、前記第１突出部の外周と前記第３突出部の外周との間に収容部が形成されることを特徴とする請求項１１に記載の二次電池。
【請求項１３】
前記ナットは、前記上部接続キャップに圧入されて結合され、その際に前記上部接続キャップを構成する材料が前記収容部に流入して充填されることを特徴とする請求項１２に記載の二次電池。
【請求項１４】
前記上部接続キャップの強度は前記ナットの強度よりも小さいことを特徴とする請求項１３に記載の二次電池。
【請求項１５】
前記雄部材はボルトとして構成され、前記下部接続キャップにクリンチ結合されることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項１６】
前記ボルトは、
頭部と、前記頭部の一方の面に順に一体形成される第１突出部、第２突出部、第３突出部及びねじ部とを有し、
前記第２突出部の外径が前記第１突出部及び前記第３突出部の外径よりも小さく形成されて、前記第１突出部の外周と前記第３突出部の外周との間に収容部が形成されることを特徴とする請求項１５に記載の二次電池。
【請求項１７】
前記ボルトは、前記下部接続キャップに圧入されて結合され、その際に前記下部接続キャップを構成する材料が前記収容部に流入して充填されることを特徴とする請求項１６に記載の二次電池。
【請求項１８】
前記下部接続キャップの強度は前記ボルトの強度よもり小さいことを特徴とする請求項１７に記載の二次電池。
【請求項１９】
前記二次電池は円筒型リチウム二次電池であることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項２０】
正極、負極、及び前記正極と前記負極との間に介在されるセパレータを有する電極群と、
前記電極群を収容し、その上部が開放されるように形成されるケースと、
前記ケースの上部に設けられるキャップ組立体と、
雄部材を有して前記キャップ組立体に固定される上部接続キャップと、
雌部材を有して前記ケースの下部に固定される下部接続キャップと、
を含んで構成されることを特徴とする二次電池。
【請求項２１】
請求項１に記載された二次電池を複数含み、
前記複数の二次電池のうち互いに隣り合う二次電池の上部接続キャップと下部接続キャップとに連結されて、前記隣り合う二次電池を互いに接続する少なくとも一つ以上の接続部材を有すること、
を特徴とする二次電池モジュール。
【請求項２２】
前記複数の二次電池のうちいずれか一つの二次電池の前記上部接続キャップと、この二次電池に隣り合う二次電池の前記下部接続キャップとが同一方向に向くようにして前記複数の二次電池が半径方向に並んで配置されることを特徴とする請求項２１に記載の二次電池モジュール。
【請求項２３】
前記雌部材は、ナットとして構成されて前記上部接続キャップにクリンチ結合され、
前記雄部材は、ボルトとして構成されて前記下部接続キャップにクリンチ結合されることを特徴とする請求項２１に記載の二次電池モジュール。
【請求項２４】
前記接続部材が固定具によって前記上部接続キャップ及び前記下部接続キャップに着脱可能に結合されることを特徴とする請求項２３に記載の二次電池モジュール。
【請求項２５】
前記接続部材は、前記ナットのねじ孔と連通するように位置される第１貫通孔と、前記ボルトが挿入される第２貫通孔とを有し、
前記固定具は、前記第１貫通孔に挿入されて前記ナットに結合される固定ボルトと、前記ボルトに結合される固定ナットとを含むことを特徴とする請求項２４に記載の二次電池モジュール。
【請求項２６】
前記複数の二次電池は直列に接続されることを特徴とする請求項２１に記載の二次電池モジュール。
【請求項２７】
正極、負極、及び前記正極と前記負極との間に介在されるセパレータを有する電極群と、
前記電極群を収容するケースと、
前記ケースの上部及び下部にそれぞれ設けられる上部接続キャップ及び下部接続キャップと、
前記上部接続キャップ及び前記下部接続キャップのそれぞれにクリンチ結合される締結部材とを含む複数の二次電池と、
前記複数の二次電池のうち互いに隣り合う二次電池の各締結部材に結合されて、前記隣り合う二次電池を互いに接続する少なくとも一つ以上の接続部材と、
を含むことを特徴とする二次電池モジュール。
【請求項２８】
雌部材が結合された上部接続キャップを有する第１の二次電池と、
雄部材が結合された下部接続キャップを有する第２の二次電池と、
前記上部接続キャップ及び前記下部接続キャップに結合されて、前記第１の二次電池と前記第２の二次電池とを接続する接続部材と、
を含むことを特徴とする二次電池モジュール。
【請求項２９】
前記雌部材は前記上部接続キャップにクリンチ結合され、
前記雄部材は前記下部接続キャップにクリンチ結合されることを特徴とする請求項２８に記載の二次電池モジュール。
【請求項３０】
前記第１の二次電池の上部接続キャップと、前記第２の二次電池の下部接続キャップとが同一方向に向くようにして、前記第１の二次電池及び前記第２の二次電池が半径方向に並んで配置されることを特徴とする請求項２９に記載の二次電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池及び二次電池モジュールにかかり、特に二次電池を相互に接続して二次電池モジュールを構成する際の接続部分に特徴のある二次電池及び二次電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、二次電池モジュールは、数個から数十個の複数の二次電池が接続されて構成される。この二次電池は、化学エネルギーと電気エネルギーとの間の相互変換を可逆的に行うことができ、充電と放電を繰り返すことができる電池として知られている。最近は携帯用の無線電子製品などの開発が増加しているが、これに伴い電子製品の小型化及び軽量化を実現すべく、エネルギー密度の高い二次電池の必要性が高まっている。
【０００３】
このような二次電池のうち、幅広く用いられているものとしては、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池、及びリチウム二次電池などが挙げられる。特にリチウム二次電池は、作動電圧が３．６Ｖ以上と、ニッケル−カドミウム電池やニッケル−水素電池の作動電圧の３倍程度の作動電圧を有し、さらに単位重量当たりのエネルギー密度も高いことから、携帯用電子機器の電源用としての使用が増加する傾向にある。
【０００４】
このようなリチウム二次電池は、さらに、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー電池、及びリチウムポリマー電池に分類することができる。なかでも、リチウムイオンポリマー電池及びリチウムポリマー電池は、リチウムイオン二次電池と類似した構成を有するが、リチウムイオン二次電池の電解液を高分子物質で代替しており、安全で、形状を自由に選択できるという特徴を有する。
【０００５】
典型的な二次電池は、正極と負極との間にセパレータを介在させて構成される電極群と、上記電極群が収容される空間を有するケースと、上記ケースに結合されて上記ケースを密閉するキャッププレートとを含んで構成される。上記正極及び負極は、それぞれ集電体に活物質がコーティングされたコーティング部と、活物質がコーティングされていない無地部とからなる。上記無地部は、上記正極及び負極で発生する電流を集電する役割りを果たし、かかる無地部には導電性タップ（ｔａｐ）がそれぞれ接続される。この導電性タップは、正極及び負極で発生する電流をそれぞれ正極端子及び負極端子に誘導することができる。
【０００６】
このような二次電池は、電極群及びケース等の形態に応じて様々な形状に作製することができる。代表的なものとしては、円筒型、角型、及びパウチ型等がある。
【０００７】
上述したような構造を有する二次電池が複数個接続されてなる電池モジュールは、携帯用電話機、パーソナルコンピュータ、及びカムコーダ等のような携帯が可能な小型電子機器をはじめとし、ハイブリッド電気自動車等のようなモータ駆動用の電源等としても幅広く利用されている。
【０００８】
円筒型の二次電池が電池モジュールをなす場合、上記二次電池は、いずれか一つの二次電池の正極端子が隣接する二次電池の負極端子と同一方向に向かうように位置されて並んで配列される。すなわち、複数の二次電池は、交互に端子の向きが反対になるように配列される。そして、上記正極端子と上記負極端子とは接続部材によって接続される。例えば、ある二次電池の正極端子側には別の二次電池の負極端子が隣接するように二次電池が配列されているので、上記正極端子と上記別の二次電池の負極端子とを接続部材を介して接続させることができる。そして、上記ある二次電池の負極端子側には、上記別の二次電池とは別の他の二次電池の正極端子が隣接するように二次電池が配列されているので、上記負極端子と上記他の二次電池の正極端子とを接続部材を介して接続させることができる。このような接続部材は、ナットまたは他のメカニズム等によって上記二次電池に固定されることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような電池モジュールの製造においては、二次電池の正極と負極とが、速やかにかつ容易に区別されるようにする必要がある。例えば、二次電池の正極と負極の区別が容易ではない場合、接続部材のミスインサート（ｍｉｓｓ  ｉｎｓｅｒｔ）が発生する可能性がある。また、ミスインサートが発生しないように慎重に作業を行うようにすれば、電池モジュールの作製に長い時間を要し、生産性の低下をもたらす。
【００１０】
具体的には、二次電池の正極端子と負極端子が容易に区別できない形状を有する場合、二次電池モジュールの製造において、二次電池を配列させる段階で電池の向き、すなわち端子の向きを間違える可能性がある。また、二次電池が正しく配列されている場合でも、端子の形状が類似していれば、正極端子と隣接する二次電池の負極端子とに接続部材を装着（インサート）してこれらを接続させるべきところを、正極端子と別の二次電池の正極端子とに接続部材を誤って装着（ミスインサート）してしまう恐れがある。このような製造工程での誤りを防止するために作業を慎重に行うようにすることは可能であるが、製造時間が増加して生産性が低下するという問題が生じる。
【００１１】
そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的とするところは、二次電池の正極端子と負極端子とが速やかにかつ容易に区別可能であり、その製造工程が簡単になり、製造時間を短縮することのできる構成を有する二次電池及び二次電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、正極、負極、及び上記正極と上記負極との間に介在されるセパレータを有する電極群と；上記電極群を収容し、その上部が開放されるように形成されるケースと；上記ケースの上部に設けられるキャップ組立体と、雌部材を有して上記キャップ組立体に固定される上部接続キャップと；雄部材を有して上記ケースの下部に固定される下部接続キャップと；を含んで構成されることを特徴とする二次電池が提供される。
【００１３】
このような本発明にかかる二次電池によれば、上記二次電池の一方の端部、すなわち一方の端子側には上記雌部材を備えた上部接続キャップが結合され、上記二次電池の他方の端部、すなわち他方の端子側には上記雄部材を備えた下部接続キャップが結合される。そして、上記雌部材と上記雄部材とは、互いに形状が異なりこれらを容易に区別することが可能であるため、二次電池の正極端子と負極端子とを間違えることを防止することができる。特に、かかる二次電池を用いて構成される電池モジュールを作製する際に、二次電池の正極端子と負極端子とに接続される接続部材を誤って別の二次電池の端子に接続させてしまうといった製造工程上のミスを防止することができる。
【００１４】
このとき、上記上部接続キャップは、上記キャップ組立体に固定される中空の第１ベース部と、上記第１ベース部の内周面部位から突出形成される第１支持部とを有するのがよい。すなわち、上記第１支持部は中空の突出された形状を有し、上記第１支持部の底部の縁の外側には上記縁に沿って第１ベース部が設けられ、上記上部接続キャップは上記第１ベース部において二次電池のキャップ組立体に結合されることができる。このとき、上記第１ベース部は、上記キャップ組立体に溶接によって固定されることができる。
【００１５】
また、上記雌部材は、上記第１支持部の内側に固定されるのがよい。すなわち、上記雌部材は、上記第１支持部の突出された部分の内側に結合されることができる。このとき、上記雌部材は、上記第１支持部にクリンチ結合されるのがよい。すなわち、上記雌部材は、上記第１支持部の内側に圧入されて結合されるように構成されるのがよい。
【００１６】
また、上記第１支持部の側面には、少なくとも一つのガス抜き孔が形成されるのがよい。かかるガス抜き孔を設けることにより、上記二次電池のケース内で発生したガスは上記ガス抜き孔から外部へ排出されることができる。
【００１７】
そして、上記下部接続キャップは、上記ケースの下部面に固定される中空の第２ベース部と、上記第２ベース部の内周面部位から突出形成される第２支持部とを有するのがよい。すなわち、上記第２支持部は中空の突出された形状を有し、上記第２支持部の底部の縁の外側には上記縁に沿って第２ベース部が設けられ、上記下部接続キャップは上記第２ベース部において二次電池のケースの下部に結合されることができる。このとき、上記第２ベース部は、上記ケース下部面に溶接によって固定されることができる。
【００１８】
また、上記雄部材は、上記第２支持部の内側に固定されるのがよい。すなわち、上記雄部材は、上記第２支持部の突出された部分の内側に結合されることができる。このとき、上記雄部材は、上記第２支持部にクリンチ結合されるのがよい。すなわち、上記雄部材は、上記第２支持部の内側に圧入されて結合されるように構成されるのがよい。
【００１９】
ここで、上記雌部材はナットとして構成され、上記上部接続キャップにクリンチ結合されるように、すなわち圧入して結合されるようにしてもよい。
【００２０】
このとき、上記ナットは、頭部と、上記ナットのねじ孔を中心とする中空の形状を有して上記頭部の一方の面に順に一体形成される第１突出部、第２突出部及び第３突出部とを有し；上記第２突出部の外径が上記第１突出部及び上記第３突出部の外径よりも小さく形成されて、上記第１突出部の外周と上記第３突出部の外周との間に収容部が形成されるように構成されるのがよい。更に、上記ナットは、上記上部接続キャップに圧入されて結合され、その際に上記上部接続キャップを構成する材料が上記収容部に流入して充填されるように構成されるのがよい。このとき、上記上部接続キャップの強度は上記ナットの強度よりも小さくなるようにするのがよい。このようにして上記上部接続キャップの材料が塑性変形して上記ナットの収容部に流入することにより、上記ナットは上記上部接続キャップに堅固に結合される。また、上記ナットを圧入して上記上部接続キャップと結合させるようにしたことにより、溶接により結合させた場合と比較して、製造工程が容易になり生産性が向上され、製造コストも抑制される。更に、溶接跡や熱による部材の劣化や溶接箇所の離脱などが生じないため、品質が向上され、外観も良くなるといった効果を奏する。
【００２１】
そして、上記雄部材はボルトとして構成され、上記下部接続キャップにクリンチ結合されるように、すなわち圧入して結合されるようにしてもよい。
【００２２】
このとき、上記ボルトは、頭部と、上記頭部の一方の面に順に一体形成される第１突出部、第２突出部、第３突出部及びねじ部とを有し；上記第２突出部の外径が上記第１突出部及び上記第３突出部の外径よりも小さく形成されて、上記第１突出部の外周と上記第３突出部の外周との間に収容部が形成されるように構成されるのがよい。更に、上記ボルトは、上記下部接続キャップに圧入されて結合され、その際に上記下部接続キャップを構成する材料が塑性変形されて上記収容部に流入して充填されるように構成されるのがよい。このとき、上記下部接続キャップの強度は上記ボルトの強度よもり小さくなるようにするのがよい。このようにして上記下部接続キャップの材料が上記ボルトの収容部に流入することにより、上記ボルトは上記下部接続キャップに堅固に結合される。また、上記ボルトを圧入して上記下部接続キャップと結合させるようにしたことにより、溶接により結合させた場合と比較して、製造工程が容易になり生産性が向上され、製造コストも抑制される。更に、溶接跡や熱による部材の劣化や溶接箇所の離脱などが生じないため、品質が向上され、外観も良くなるといった効果を奏する。
【００２３】
そして、上記二次電池は円筒型リチウム二次電池であることができる。
【００２４】
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、正極、負極、及び上記正極と上記負極との間に介在されるセパレータを有する電極群と；上記電極群を収容し、その上部が開放されるように形成されるケースと；上記ケースの上部に設けられるキャップ組立体と；雄部材を有して上記キャップ組立体に固定される上部接続キャップと；雌部材を有して上記ケースの下部に固定される下部接続キャップと；を含んで構成されることを特徴とする二次電池が提供される。
【００２５】
このような本発明にかかる二次電池によれば、上記二次電池の一方の端部、すなわち一方の端子側には上記雄部材を備えた上部接続キャップが結合され、上記二次電池の他方の端部、すなわち他方の端子側には上記雌部材を備えた下部接続キャップが結合される。そして、上記雄部材と上記雌部材とは、互いに形状が異なりこれらを容易に区別することが可能であるため、二次電池の正極端子と負極端子とを間違えることを防止することができる。特に、かかる二次電池を用いて構成される電池モジュールを作製する際に、二次電池の正極端子と負極端子とに接続される接続部材を誤って別の二次電池の端子に接続させてしまうといった製造工程上のミスを防止することができる。
【００２６】
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、請求項１に記載された二次電池を複数含み、上記複数の二次電池のうち互いに隣り合う二次電池の上部接続キャップと下部接続キャップとに連結されて、上記隣り合う二次電池を互いに接続する少なくとも一つ以上の接続部材を有すること、を特徴とする二次電池モジュールが提供される。
【００２７】
このような本発明にかかる二次電池モジュールによれば、上記雄部材と上記雌部材とが互いに形状が異なり容易に区別可能であるため、上記上部接続キャップと上記下部接続キャップとを接続部材を介して接続させる際に、接続キャップ、すなわち二次電池の端子を間違えることなく、正しく接続を行うことができる。このように端子の区別が容易であり接続部材を接続させる作業が容易になることにより、製造不良の防止、製造時間の短縮化、生産性の向上を図ることができる。
【００２８】
このとき、上記複数の二次電池のうちいずれか一つの二次電池の上記上部接続キャップと、この二次電池に隣り合う二次電池の上記下部接続キャップとが同一方向に向くようにして上記複数の二次電池が半径方向に並んで配置されるようにするのがよい。すなわち、上記複数の二次電池は、相互に隣り合う二次電池が互いにその端子の向きが逆になるように配列されることができる。これにより、例えば、二次電池の正極端子側と、上記二次電池と隣接する別の二次電池の負極端子側とが同じ側に位置して隣り合うようになり、これらを接続部材により容易に接続させることができる。
【００２９】
また、上記雌部材は、ナットとして構成されて上記上部接続キャップにクリンチ結合され、上記雄部材は、ボルトとして構成されて上記下部接続キャップにクリンチ結合されるように構成されるのがよい。このようにして上記雌部材及び上記雄部材をそれぞれ上記上部接続キャップ及び上記下部接続キャップにそれぞれ圧入により結合させるようにしたことにより、溶接により結合させた場合と比較して、製造工程が容易になり生産性が向上され、製造コストも抑制される。更に、溶接跡や熱による部材の劣化や溶接箇所の離脱などが生じないため、品質が向上され、外観も良くなるといった効果を奏する。
【００３０】
また、上記接続部材は固定具によって上記上部接続キャップ及び上記下部接続キャップに着脱可能に結合されるようにするのがよい。このとき、上記接続部材は、上記ナットのねじ孔と連通するように位置される第１貫通孔と、上記ボルトが挿入される第２貫通孔とを有し、上記固定具は、上記第１貫通孔に挿入されて上記ナットに結合される固定ボルトと、上記ボルトに結合される固定ナットとを含むように構成されることができる。
【００３１】
そして、上記複数の二次電池は直列に接続されるように構成されるのがよい。
【００３２】
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、正極、負極、及び上記正極と上記負極との間に介在されるセパレータを有する電極群と；上記電極群を収容するケースと；上記ケースの上部及び下部にそれぞれ設けられる上部接続キャップ及び下部接続キャップと；上記上部接続キャップ及び上記下部接続キャップのそれぞれにクリンチ結合される締結部材とを含む複数の二次電池と；上記複数の二次電池のうち互いに隣り合う二次電池の各締結部材に結合されて、上記隣り合う二次電池を互いに接続する少なくとも一つ以上の接続部材と；を有することを特徴とする二次電池モジュールが提供される。
【００３３】
このような本発明にかかる二次電池モジュールによれば、隣り合う二次電池を接続させる際に、上記締結部材にそれぞれ接続部材を接続させればよいので、二次電池を接続させる作業が容易になり、製造時間の短縮化及び生産性の向上を図ることができる。
【００３４】
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、雌部材が結合された上部接続キャップを有する第１の二次電池と、雄部材が結合された下部接続キャップを有する第２の二次電池と、上記上部接続キャップ及び上記下部接続キャップに結合されて、上記第１の二次電池と上記第２の二次電池とを接続する接続部材と、を含むことを特徴とする二次電池モジュールが提供される。
【００３５】
このような本発明にかかる二次電池モジュールによれば、上記雄部材と上記雌部材とが互いに形状が異なり容易に区別可能であるため、上記上部接続キャップと上記下部接続キャップとを接続部材を介して接続させることにより上記第1の二次電池と上記第２の二次電池とを接続させる際に、接続キャップ、すなわち二次電池の端子を間違えることなく、正しく接続を行うことができる。このように端子の区別が容易であり接続部材を接続させる作業が容易になることにより、製造不良の防止、製造時間の短縮化、生産性の向上を図ることができる。
【００３６】
このとき、上記雌部材は上記上部接続キャップにクリンチ結合され、上記雄部材は上記下部接続キャップにクリンチ結合されるようにするのがよい。
【００３７】
また、上記第１の二次電池の上部接続キャップと、上記第２の二次電池の下部接続キャップとが同一方向に向くようにして、上記第１の二次電池及び上記第２の二次電池が半径方向に並んで配置されるようにするのがよい。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、上部接続キャップ及び下部接続キャップにそれぞれ互いに区別可能な雌部材及び雄部材が設けられ、二次電池の正極端子と負極端子とを速やかにかつ容易に区別することができる。さらに、正極端子と負極端子との区別が容易であるので、接続部材を別の端子に誤接続するミスインサートを防止することができる。そして、二次電池の正極端子と負極端子とを区別するのにかかる時間を短縮し、二次電池及び電池モジュールの生産性が向上される。
【００３９】
また、本発明の実施の形態において、締結部材が上部接続キャップ及び下部接続キャップにクリンチ結合（圧入）されるが、このような結合工程は、従来の溶接による結合工程と比べて簡単で容易である。さらに、クリンチ結合によって結合工程の時間が短縮され、二次電池及び電池モジュールの製作時間が短縮され、生産性が向上する。また、本発明の実施の形態において、締結部材が単に圧入によって上部接続キャップ及び下部接続キャップに結合されるので、溶接によって結合される従来と比較すると、二次電池及び電池モジュールの製作コストを節減できる。また、締結部材が上部接続キャップ及び下部接続キャップに圧入によって結合されるので、溶接熱等により締結部材と上部接続キャップ及び下部接続キャップの材質が悪化したり、これらに溶接跡が形成されるのを防止することができ、外観を綺麗にすることができる。また、クリンチ結合は、従来の溶接による結合と比較して結合力が強く、締結部材と上部接続キャップ及び締結部材と下部接続キャップの結合部が外部の力に対して高い抵抗を有するので、これらの結合を堅固に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
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。また、本発明は、多様な形態で実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されるものではない。図面は、各種層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示している。層、膜、領域、板等の部分が、他の部分の“上に”あるとする時、これは他の部分の“すぐ上に”ある場合に限らず、その中間に更に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“すぐ上に”あるとする時、これは中間に他の部分がない場合を意味する。
【００４１】
先ず、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる二次電池の断面斜視図である。図１の二次電池１００は、リチウムイオン二次電池の構成を有するが、本発明はリチウムイオン二次電池に限定されるものではない。
【００４２】
図１に示すように、第１の実施の形態にかかる二次電池１００は、大きく分けて電極群１１０と、ケース１２０と、キャップ組立体１４０と、上部接続キャップ１４５と、下部接続キャップ１６５と、絶縁カバー１２９と、センターピン（図示せず）とを含んで構成される。
【００４３】
電極群１１０は、集電板に負極活物質が付着（コーティング）された負極１１２と、集電板に正極活物質が付着（コーティング）された正極１１４と、負極１１２と正極１１４との間に配置されて負極１１２と正極１１４との短絡（ｓｈｏｒｔ−ｃｉｒｃｕｉｔ）を防止するセパレータ１１３とを有する。
【００４４】
詳細には、負極１１２は、銅板等のような集電体上に、負極活物質用の粉末と負極バインダー及び結合剤等とを混合したスラリー状の活物質層をコーティングして製造される。ここで、上記負極活物質は、天然黒鉛、人造黒鉛、黒鉛性カーボン、非黒鉛性カーボン、またはこれらの組み合わせからなる炭素材料を主材料としてなることができる。そして、負極１１２には負極タップ１３２が結合され、この負極タップ１３２は、ケース１２０内部の底面に接触するように位置される。これによってケース１２０は負極端子の役割を果たすことができる。
【００４５】
正極１１４は、アルミニウム板等のような集電体に、正極活物質用の粉末と正極バインダー及び正極導電性添加剤等とを混合したスラリー状の活物質層を均一にコーティングして製造される。ここで、上記正極活物質としては、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＣｒＯ２、またはＬｉＭｎ２Ｏ４のようなリチウム金属酸化物を用いることができる。そして、正極１１４には正極タップ１３４が結合され、この正極タップ１３４は、正極１１４から引き出されてキャップ組立体１４０の安全ベント１４２に接触するように位置される。
【００４６】
セパレータ１１３は、負極１１２と正極１１４とを分離し、リチウムイオンの移動通路を提供する。このようなセパレータとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、またはこれらの２層以上からなる多層膜を用いることができる。例えば、ポリエチレン／ポリプロピレン２層セパレータ、ポリエチレン／ポリプロピレン／ポリエチレン３層セパレータ、ポリプロピレン／ポリエチレン／ポリプロピレン３層セパレータ等のような混合多層膜を用いることができる。
【００４７】
このような電極群１１０は、負極１１２、セパレータ１１３、及び正極１１４を順次に積層し、これの一端に中心棒（図示せず）を結合した後、ほぼ円筒形状に巻くことによって作製することができる。完成された電極群１１０は、後述するケース１２０に挿入されて、上記中心棒は電極群１１０から分離される。この中心棒の分離によって形成される中空部には、センターピン（図示せず）が挿入される。このセンターピンは、二次電池１００の充放電中に発生し得る電極群１１０の変形を予防するためもので、通常中空の円柱形状に形成される。このようなセンターピンは、鉄、銅、ニッケル、ニッケル合金等の多様な金属からなることができる。あるいは、上記センターピンは、ポリマーからなることもできる。
【００４８】
上述した電極群１１０の上側及び下側には、上部絶縁プレート１３８及び下部絶縁プレート１３６がそれぞれ設けられ、電極群１１０とケース１２０との間における不要な電気的短絡を防止する。
【００４９】
ケース１２０の内部には、上述した電極群１１０が収容される。ケース１２０は、ほぼ円筒形状であり、下部に底面を有し、その内部に電極群１１０が収容される空間を有し、上部は開放されている。そして、上記開放部より電極群１１０がケース１２０内に挿入される。電極群１１０が収容されたケース１２０は、キャップ組立体１４０により上記開放部を密閉される。このようなケース１２０には、その内部に収容された電極群１１０及びキャップ組立体１４０を固定するためのビーディング部１２３及びクリンピング部１２５が形成される。
【００５０】
ケース１２０には、電解液（図示せず）が注入されて密閉される。かかる電解液は、充電時及び放電時に、負極１１２及び正極１１４で電気化学的反応によって生成されるリチウムイオンの移動を可能にする。
【００５１】
キャップ組立体１４０は、上述したように、ケース１２０を密閉する役割を果たす。以下に、キャップ組立体１４０について詳細に説明する。キャップ組立体１４０は、電極キャップ１４３と、陽性温度素子１４１と、安全ベント１４２と、ガスケット１４４とを含んで構成され、ケース１２０の開放された上部に装着されてケース１２０を密閉することができる。
【００５２】
ガスケット１４４は、電極キャップ１４３、陽性温度素子１４１、及び安全ベント１４２の側面（縁部）を囲むように設けられ、これらをケース１２０から絶縁させる役割を果たす。
【００５３】
安全ベント１４２の下部面には、正極１１４から引き出された正極タップ１３４が溶接等によって固定される。安全ベント１４２は、二次電池１００の内部圧力が予め設定された所定の値以上に大きくなるとその形状が上部側に反転され、かかる反転により正極１１４との電気的接続が遮断されるように構成される。ここで、本実施形態においては、安全ベント１４２と正極タップ１３４とが直接的に接続された構造を有するが、安全ベント１４２の下部に、絶縁部材（図示せず）及びキャッププレート（図示せず）がさらに順次に積層され、このキャッププレートに正極タップ１３４が結合される構造を有してもよいことは当業者にとって明らかである。
【００５４】
陽性温度素子１４１は、安全ベント１４２の上部に電気的及び機械的に接続される。このような陽性温度素子１４１は、所定の温度を超えると電気抵抗がほぼ無限大に大きくなる装置であって、二次電池１００が所定の値以上の温度になった場合、充電電流及び放電電流の流れを停止させることができる。なお、二次電池１００の温度が上記所定の値よりも低い温度まで低下すると、陽性温度素子１４１の電気抵抗は再び小さくなるので、二次電池１００は本来の機能を回復することができる。
【００５５】
本発明の第１の実施の形態にかかる二次電池１００には、安全ベント１４２及び陽性温度素子１４１の他に、過充電、過放電、過熱及び異常電流等を防止するための別途の安全手段をさらに設けるようにしてもよい。
【００５６】
電極キャップ１４３は、陽性温度素子１４１の上部に電気的に接続されて設けられ、電流を外部に印加する役割を果たす。かかる電極キャップ１４３の側面には、安全ベント１４２が反転あるいは破断された際に、二次電池１００の内部で発生したガスが外部に排出されるようにする第１ガス抜き孔（ｄｅｇａｓｓｉｎｇ  ｈｏｌｅ）１４３ａが形成される。
【００５７】
絶縁カバー１２９は、ケース１２０の上部の周りに設けられる。かかる絶縁カバー１２９は、電極間が絶縁されるようにし、電解液の漏洩を防止するとともに、振動を吸収する等の役割を果たすことができる。
【００５８】
次に、上部接続キャップ１４５及び下部接続キャップ１６５について説明する。上部接続キャップ１４５及び下部接続キャップ１６５には、それぞれ締結部材が設けられる。上部接続キャップ１４５、下部接続キャップ１６５、及び上記締結部材は、後述する図７の接続部材１８５とともに、二次電池を相互に接続させて電池モジュールを形成するために用いられる。
【００５９】
上部接続キャップ１４５は、電極キャップ１４３上に抵抗溶接またはレーザー溶接等によって固定されることができる。また、下部接続キャップ１６５は、ケース１２０の下部面に抵抗溶接またはレーザー溶接等によって固定されることができる。本実施形態において、上部接続キャプ１４５及び下部接続キャップ１６５は、形状及び材質等が同様に形成される。勿論、上部接続キャップ１４５と下部接続キャップ１６５とが異なる形状に作製されることもできる。
【００６０】
上記締結部材は、上部接続キャップ１４５及び下部接続キャップ１６５にそれぞれ設けられる。上記締結部材は、雌部材及び雄部材からなることができる。本発明の第１の実施の形態においては、上部接続キャップ１４５には雌部材としてのナット１５０が設けられ、下部接続キャップ１６５には雄部材としてのボルト１７０が設けられる。以下に、上部接続キャップ１４５、下部接続キャップ１６５、及び締結部材について、図２〜図５を参照しながら詳細に説明する。
【００６１】
先ず、上部接続キャップ１４５及び上部接続キャップ１４５側に設けられる締結部材について説明する。図２は、図１に示された二次電池１００の上部側の部分断面図である。図３は、図２に示された上部接続キャップ１４５及び雌部材の分解斜視図である。
【００６２】
図２及び図３に示されたように、上部接続キャップ１４５は、第１ベース部１４６と第１支持部１４７とを含んで構成され、電極キャップ１４３上に固定結合される。そして、上部接続キャップ１４５側に設けられる締結部材としての雌部材は、上部接続キャップ１４５の第１支持部１４７の上部面の内側にクリンチ結合、すなわち圧入されて結合される。本実施形態においては、上記雌部材としてナット１５０を用いるが、雌部材の形態はかかる形態に限定されるものではない。
【００６３】
第１ベース部１４６は、中空の円板形状を有し、電極キャップ１４３の上に抵抗溶接またはレーザー溶接によって結合される。第１支持部１４７は、第１ベース部１４６の内周面部位から所定の高さに突出形成される。このとき、第１支持部１４７の高さは、その内側から圧入結合されるナット１５０の高さに応じた適切な高さとなるように決定することができる。
【００６４】
また、第１支持部１４７は、第１ベース部１４６側とは反対側の端部に、雌部材としてのナット１５０が圧入結合される孔を有する。そして、上記孔には、ナット１５０が、第１支持部１４７の内側、すなわちキャップ組立体１４０側から外側に向かって圧入結合される。例えば、第１支持部１４７は、環状の第１ベース部１４６の内周部の縁から円筒状に突出されるように第１ベース部１４６と一体に形成され、上記突出された第１支持部１４７の端部は閉じるように構成されつつナット１５０が圧入される孔を有することができる。このとき、第１支持部１４７の大きさは、その内部にナット１５０の頭部１５８を収容可能な大きさに形成される。また、第１ベース部１４６は必ずしも中空の円板形状でなくてもよく、第１支持部１４７をキャップ組立体１４０に固定できる中空の形状を有していればよい。
【００６５】
第１支持部１４７の側面には、第２ガス抜き孔１４７ａが所定間隔離隔して形成される。第２ガス抜き孔１４７ａは相互に所定の距離だけ離隔されて複数個形成されることができる。かかる第２ガス抜き孔１４７ａは、電極キャップ１４３に形成された第１ガス抜き孔１４３ａと同様に、安全ベント１４２が反転あるいは破断された際に、二次電池１００の内部で発生したガスが外部に排出されるようにするために設けられる。
【００６６】
雌部材としてのナット１５０は、頭部１５８と、頭部１５８の一方の面に結合された第１突出部１５１と、第１突出部１５１の頭部１５８が結合される面とは反対側の面に結合される第２突出部１５２と、第２突出部１５２の第１突出部１５１が結合される面とは反対側の面に結合される第３突出部１５３とを有する。ここで、第２突出部１５２は、第１突出部１５１及び第３突出部１５３の直径よりも小さな直径に形成されるので、第１突出部１５１及び第３突出部１５３の間には収容部１５４が形成される。すなわち、ナット１５０には、その一方の面に、第１突出部１５１、第２突出部１５２、第３突出部１５３が順に形成される。このとき、第１突出部１５１、第２突出部１５２、第３突出部１５３は、例えば、ナット１５０のねじ孔を中心として、上記ねじ孔を囲むように中空に形成されることができ、特に環状に形成されるのがよい。そして、第２突出部１５２の外径は第１突出部１５１及び第３突出部１５３の外径よりも小さく形成されて、第２突出部１５２の外周が、第１突出部１５１の外周及び第３突出部１５３の外周に対して窪んだ溝のように形成されるのがよい。すなわち、ナット１５０の一方の面には、ナット１５０のねじ孔を中心とした、外周に環状溝を有する環状の突出部が一体に形成されるのがよい。
【００６７】
ナット１５０は、上部接続キャップ１４５にクリンチ結合、つまり、圧入によって結合される。かかる結合方法をより詳細に説明すると、まず、ナット１５０を、上部接続キャップ１４５の内側に位置させる。このとき、第１突出部１５１、第２突出部１５２及び第３突出部１５３が形成された面が、上部接続キャップ１４５の第１支持部１４７が突出された方向に向くようにナット１５０を位置させる。次に、ナット１５０を上部接続キャップ１４５に形成された孔に圧入する。すなわち、ナット１５０は、上部接続キャップ１４５の内側から外側に向かって圧入される。これにより、上部接続キャップ１４５を構成する材料が圧縮力を受けてその一部分が変形され、ナット１５０の収容部１５４に流れて充填される。上記のように、ナット１５０を圧入して上部接続キャップ１４５が塑性変形されて収容部１５４に流入することにより、上部接続キャップ１４５とナット１５０とを堅固に結合することができる。上記のようなクリンチ結合方法は公知の方法であるので、詳細な説明は省略する。
【００６８】
上記クリンチ結合による結合工程は、一般的に用いられる溶接による結合工程と比較すると簡単であるため、結合工程に要する時間を短縮することができる。また、上記クリンチ結合による結合工程は、溶接熱等により雌部材及び上部接続キャップの材質が悪化したり、これらに溶接跡が形成されるのを防止することができ、外観を綺麗に仕上げることができる。
【００６９】
このようなクリンチ結合によりナット１５０を上部接続キャップ１４５に結合させるためには、上部接続キャップ１４５の強度がナット１５０の強度よりも小さくなるようにするのがよい。例えば、上部接続キャップ１４５は、軟鋼（ｍｉｌｄ  ｓｔｅｅｌ）によって形成されることができる。このとき、電極キャップ１４３上に固定結合される上部接続キャップ１４５の強度は、電極キャップ１４３の強度よりも小さくなるようにするのがよい。
【００７０】
上述したようなナット１５０は、本発明の実施の形態の一例にすぎず、本発明の二次電池に設けられる雌部材としては、公知の様々なクリンチナット等を適用することができる。
【００７１】
次に、下部接続キャップ１６５及び下部接続キャップ１６５側に設けられる締結部材について説明する。図４は、図１に示された二次電池１００の下部側の部分断面図である。図５は、図４に示された下部接続キャップ１６５及び雄部材の分解斜視図である。
【００７２】
図４及び図５に示されたように、下部接続キャップ１６５は、第２ベース部１６６と第２支持部１６７とを含んで構成され、ケース１２０の下部面に固定結合される。また、雄部材は、第２支持部１６７に内側から外側へ貫通するように設けられる。本実施形態においては、上記雄部材としてボルト１７０を用いるが、雄部材の形態はかかる形態に限定されるものではない。
【００７３】
第２ベース部１６６は、中空の円板形状を有し、ケース１２０の下部面に抵抗溶接またはレーザー溶接によって固定される。第２支持部１６７は、第２ベース部１６６の内周面部位から所定の高さに突出形成される。本発明の第１の実施の形態においては、第２支持部１６７の側面に相互に所定の距離だけ離隔された孔１６７ａが形成されるが、ケース１２０の下部面に固定される第２支持部１６７の側部には孔１６７ａが形成されなくてもよい。
【００７４】
また、第２支持部１６７は、第２ベース部１６６側とは反対側の端部に、雄部材としてのボルト１７０が圧入結合される孔を有する。そして、上記孔には、ナット１７０のねじ部１７７が第２支持部１６７の外側に突出するように、ナット１７０が第２支持部１６７の内側、すなわちケース１２０側から外側に向かって、圧入結合される。例えば、第２支持部１６７は、環状の第２ベース部１６６の内周部の縁から円筒状に突出されるように第２ベース部１６６と一体に形成され、上記突出された第２支持部１６７の端部は閉じるように構成されつつボルト１７０が圧入される孔を有することができる。このとき、第２支持部１６７の大きさは、その内部にボルト１７０の頭部１７８を収容可能な大きさに形成されるのがよい。また、第２ベース部１６６は必ずしも中空の円板形状でなくてもよく、第２支持部１６７をケース１２０に固定できる中空の形状を有していればよい。
【００７５】
雄部材としてのボルト１７０は、頭部１７８と、頭部１７８の一方の面に結合された第１突出部１７１と、第１突出部１７１の頭部１７８が結合される面とは反対側の面に結合される第２突出部１７２と、第２突出部１７２の第１突出部１７１が結合される面とは反対側の面に結合される第３突出部１７３と、第３突出部１７３の第２突出部１７２が結合される面とは反対側の面に結合されるねじ部（ボディー部）１７７とを有する。ここで、第２突出部１７２は、第１突出部１７１及び第３突出部１７３の直径よりも小さな直径に形成されるので、第１突出部１７１及び第３突出部１７３の間には収容部１７４が形成される。そして、ねじ部１７７の表面には、固定ナット１９９（図７参照）と結合可能なねじ溝が形成される。すなわち、ボルト１７０には、その一方の面に、第１突出部１７１、第２突出部１７２、第３突出部１７３、ねじ部１７７が順に形成される。このとき、第１突出部１７１、第２突出部１７２、第３突出部１７３は、例えば、ねじ部１７７の根元を囲むように環状に形成されることができる。そして、第２突出部１７２の外径は第１突出部１７１及び第３突出部１７３の外径よりも小さく形成されて、第２突出部１７２の外周が、第１突出部１７１の外周及び第３突出部１７３の外周に対して窪んだ溝のように形成されるのがよい。すなわち、ボルト１７０の頭部１７８のねじ部１７７側の面には、ねじ部１７７の根元に沿って突出部が形成され、上記突出部には頭部１７８の面と平行に外周面を一周する溝が形成されるのがよい。
【００７６】
ボルト１７０は、下部接続キャップ１６５にクリンチ結合、つまり、圧入によって結合される。このとき、ボルト１７０は下部接続キャップ１６５の内側からクリンチ結合されるが、ボルト１７０のねじ部１７７が第２支持部１６７の孔から外側へ突出されるように圧入される。クリンチ結合による結合方法は、ナット１５０と上部接続キャップ１４５との結合方法と同様であるので、詳細な説明は省略する。クリンチ結合工程は、一般に利用される溶接による結合工程と比較すると簡単であるため、結合工程に要する時間を短縮することができる。また、上記クリンチ結合による結合工程は、溶接熱等により雄部材及び下部接続キャップの材質が悪化したり、これらに溶接跡が形成されるのを防止することができ、外観を綺麗に仕上げることができる。
【００７７】
このようなクリンチ結合によりボルト１７０を下部接続キャップ１６５に結合させるためには、下部接続キャップ１６５の強度は、ボルト１７０の強度よりも小さくすることが望ましい。上述したようなボルト１７０は、本発明の実施の形態の一例に過ぎず、本発明の二次電池に設けられる雄部材としては、公知の様々なクリンチボルト等を適用することができる。
【００７８】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図６は、本発明の第２の実施の形態にかかる二次電池２００の断面斜視図である。図６に示されたように、第２の実施の形態においては、上部接続キャップ１４５に雄部材としてのボルト１７０がクリンチ結合され、下部接続キャップ１６５に雌部材としてのナット１５０がクリンチ結合される。このように、第１の実施の形態に対し、第２の実施の形態では雄部材及び雌部材が、二次電池の異なる側の端子に設けられる。上記の点以外は、第２の実施の形態は第１の実施の形態と同様の構成を有する。
【００７９】
次に、本発明の第１の実施の形態にかかる電池モジュールについて説明する。図７は、上述した構成を有する二次電池１００を複数用いて構成される本発明の第１の実施の形態にかかる電池モジュール３００の斜視図である。図７には、２個の二次電池１００が示されているが、さらに多くの二次電池１００を接続することもできる。
【００８０】
図７に示されたように、複数の二次電池１００を電池モジュール３００として構成する場合、相互に隣接する二次電池１００は、端子の向きが互いに異なるように配列されて正極端子と負極端子とが接続部材１８５を介して電気的に接続される。このとき、一つの二次電池１００の正極端子側と負極端子側は、相異なる別の二次電池１００の負極端子側と正極端子側とにそれぞれ接続されることができる。このようにして接続部材１８５を介して二次電池１００を相互に接続させるとき、上述した上部接続キャップのナット１５０及び下部接続キャップ１６５のボルト１７０を利用して接続部材１８５を各二次電池１００に結合させる。以下に、かかる二次電池１００の結合について詳細に説明する。
【００８１】
図７に示されたように、２個の二次電池１００は、接続部材１８５によって接続される。このとき、２個の二次電池１００は互いに交互に配列される。すなわち、いずれか一つの二次電池１００の上部接続キャップ１４５と、隣り合う二次電池１００の下部接続キャップ１６５とが同一方向に向かって並んで配列される。そして、上部接続キャップ１４５と下部接続キャップ１６５の上に接続部材１８５が配置される。
【００８２】
接続部材１８５は、複数の二次電池１００を接続する導電体であって、様々な形態に作製できるが、本実施形態では四角平板形状を有する。そして、接続部材１８５の両側の周縁には、第１貫通孔１８５ａ及び第２貫通孔１８５ｂがそれぞれ形成される。第１貫通孔１８５ａは、上部接続キャップ１４５に設けられたナット１５０の孔と連通するように配置され、第２の貫通孔１８５ｂは、下部接続キャップ１６５に設けられたボルト１７０に挿入される。その後、接続部材１８５は、ナット１５０に締結される固定ボルト１９５と、ボルト１７０に締結される固定ナット１９９とによって、上部接続キャプ１４５及び下部接続キャップ１６５に固定される。
【００８３】
このように接続部材１８５が、いずれか一つの二次電池１００の上部接続キャップ１４５と、当該二次電池１００と隣り合う二次電池１００の下部接続キャップ１６５に配置されることによって、複数の二次電池１００が電気的に接続される。すなわち、複数の二次電池１００は、上部接続キャプ１４５及び下部接続キャップ１６５と、この上部接続キャプ１４５及び下部接続キャップ１６５それぞれに設けられたナット１５０及びボルト１７０と、接続部材１８５と、固定ボルト１９５及び固定ナット１９９とにより相互に接続されて電池モジュール３００をなすことができる。
【００８４】
ここで、上述したように、上部接続キャップ１４５の強度は、電極キャップ１４３の強度よりも小さくなるように構成されているので、固定ボルト１９５が上部接続キャップ１４５に設けられたナット１５０に所定の力で結合されるとき、上部接続キャップ１４５は上記所定の力に対して弾力的に対応することができる。したがって、上部接続キャップ１４５の下部に位置した電極キャップ１４３は、上記所定の力による影響を受けずに安全に保護される。
【００８５】
さらに、図８に示すように、本発明の第１の実施の形態にかかる二次電池１００及び電池モジュール３００において、電流は、電極キャップ１４３、上部接続キャップ１４５、及び接続部材１８５に沿って流れるが（図の矢印方向）、上部接続キャップ１４５の内側に設けられたナット１５０には流れない。したがって、電流がナット１５０に流れることによる抵抗を減らすことができる。さらに、電池モジュール３００を設計する際にナット１５０の抵抗を考慮する必要がなくなり、設計が容易になり、負担を軽減することができる。
【００８６】
本発明の第２の実施の形態にかかる二次電池２００についても、本発明の第１の実施の形態にかかる二次電池１００と同様に、接続部材１８５を用いて二次電池２００を相互に接続させて電池モジュールを構成することができる。具体的には、上部接続部材１４５に設けられたボルト１７０と固定ナット１９９及び、下部接続部材１６５に設けられたナット１５０と固定ボルト１９５との間に接続部材１８５の貫通孔が位置するように接続部材１８５を配設して、上記ナットとボルトとをそれぞれ締めることにより、二次電池２００を相互に接続させることができる。
【００８７】
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説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、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、そ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。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、二次電池及び二次電池モジュールに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる二次電池を示す断面斜視図である。
【図２】図１に示された二次電池の上部側の部分断面図である。
【図３】図２に示された上部接続キャップ及び雌部材の分解斜視図である。
【図４】図１に示された二次電池の下部側の部分断面図である。
【図５】図４に示された下部接続キャップ及び雄部材の分解斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態にかかる二次電池を示す断面斜視図である。
【図７】図１の二次電池を複数個用いて構成された電池モジュールを示す斜視図である。
【図８】図１の二次電池における電流の流れを示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００９０】
１００      二次電池
１１０      電極群
１１２      負極
１１３      セパレータ
１１４      正極
１２０      ケース
１２３      ビーディング部
１２５      クリンピング部
１２９      絶縁カバー
１３２      負極タップ
１３４      正極タップ
１３６      下部絶縁プレート
１３８      上部絶縁プレート
１４０      キャップ組立体
１４１      陽性温度素子
１４２      安全ベント
１４３      電極キャップ
１４３ａ    第１ガス抜き孔
１４４      ガスケット
１４５      上部接続キャップ
１４６      第１ベース部
１４７      第１支持部
１４７ａ    第２ガス抜き孔
１５０      ナット
１５１      第１突出部
１５２      第２突出部
１５３      第３突出部
１５４      収容部
１５８      頭部
１６５      下部接続キャップ
１６６      第２ベース部
１６７      第２支持部
１６７ａ    孔
１７０      ボルト
１７１      第１突出部
１７２      第２突出部
１７３      第３突出部
１７４      収容部
１７７      ねじ部（ボディー部）
１７８      頭部
１８５      接続部材
１８５ａ    第１貫通孔
１８５ｂ    第２貫通孔
１９５      固定ボルト
１９９      固定ナット
２００      二次電池
３００      電池モジュール
【図１】
2008098141.tif 000003
【図２】
2008098141.tif 000004
【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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【図８】
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