(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極及び陰極の間に分離膜が介装された状態で巻かれた形態のゼリーロール型電極組立体と、
ビーディング部を含んでいない円筒形電池ケースと、
前記円筒形電池ケースの開放上端に位置するキャップアセンブリーと、
前記キャップアセンブリーと前記円筒形電池ケース間の絶縁性を保障するために安全ベントの外周部と下面一部を取り囲む構造に装着されるガスケットとを含み、
前記キャップアセンブリーは、電池の内圧上昇時に破裂しながらガスを排出する安全ベント、前記安全ベントの上部に搭載され、ガス排出のための貫通口が形成されているキャッププレート、及び前記安全ベントの下端に付着され、電池の内圧上昇時に電流を断電させる電流遮断部材を含み、
前記ガスケットは、電池ケースの開放した上面外周部上に位置してキャップアセンブリーを固定するワッシャと結合する、円筒形電池セル。
【請求項２】
前記ガスケットは熱可塑性接着層を介して前記ワッシャと結合する、請求項１に記載の円筒形電池セル。
【請求項３】
前記熱可塑性接着層は、ポリウレタン（Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ、ＰＵ）、ポリエチレン（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＥ）、ポリプロピレン（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ＰＰ）、ポリビニルアルコール（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ、ＰＶＡ）、シリコン（Ｓｉｌｉｃｏｎ）系樹脂、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）系樹脂、ポリエステル（Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）、イソシアネート（ｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）系樹脂、及びエンジニアリングプラスチック（Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ｐｌａｓｔｉｃ）からなる群から選択される１種以上であり、
前記エンジニアリングプラスチックは、ポリエーテルエーテルケトン（Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ  ｅｔｈｅｒ  ｋｅｔｏｎｅ、ＰＥＥＫ）、ポリケトン（Ｐｏｌｙｋｅｔｏｎｅ、ＰＫ）、フルオロポリマー（ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒ、ＦＰ）、液晶ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｐｏｌｙｍｅｒ、ＬＣＰ）、ポリビニリデンフルオリド（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ、ＰＶＤＦ）、ポリフェニレンスルフィド（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  ｓｕｌｆｉｄｅ、ＰＰＳ）、ポリフタルアミド（Ｐｏｌｙｐｈｔｈａｌａｍｉｄｅ、ＰＰＡ）、ポリアミド（Ｐｏｌｙａｍｉｄｅ、ＰＡ）、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌｅｎｅ  ｄｉｍｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＣＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ、ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、ポリオキシメチレン（Ｐｏｌｙｏｘｙｍｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＯＭ）、変性ポリプロピレン（ＰＰ−ｍｏｄｉｆｉｅｄ）、超高分子ポリエチレン（Ｕｌｔｒａ  ｈｉｇｈ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｗｅｉｇｈｔ  Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＥ−ＵＨＭＷ）、高密度ポリエチレン（Ｈｉｇｈ−ｄｅｎｓｉｔｙ  ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＥ−ＨＤ）又は低密度ポリエチレン（Ｌｏｗ−ｄｅｎｓｉｔｙ  ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＥ−ＬＤ）である、請求項２に記載の円筒形電池セル。
【請求項４】
前記キャップアセンブリーはガスケットとともにワッシャに結合した状態で電池ケースに収納される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の円筒形電池セル。
【請求項５】
前記ワッシャの外径は前記電池ケースの外径と同一である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の円筒形電池セル。
【請求項６】
前記ワッシャの下面外周部は電池ケースの外周部上面と溶接によって結合される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の円筒形電池セル。
【請求項７】
前記ワッシャは電池ケースと同じ素材からなる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の円筒形電池セル。
【請求項８】
前記ガスケットは、前記電流遮断部材の下面外周部と結合する第１結合部、前記第１結合部の外周部から垂直上方に折り曲げられた段差部、前記段差部の上部から前記第１結合部に平行に外側に折り曲げられ、前記安全ベントの下面と結合する第２結合部、前記第２結合部の外周部から垂直上方に折り曲げられ、前記安全ベントの外周部及びキャッププレートの外周部と結合する第３結合部、及び前記第３結合部の上部外周部であって、前記ワッシャと結合する第４結合部を含む構造になる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の円筒形電池セル。
【請求項９】
前記ワッシャは前記キャッププレートの外周部の一部を覆う大きさの内径を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の円筒形電池セル。
【請求項１０】
前記ワッシャは前記ガスケットの第４結合部及びキャッププレートの一部と結合する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の円筒形電池セル。
【請求項１１】
前記電極組立体とキャップアセンブリーの下端面間の離隔距離は前記段差部の高さより小さい、請求項８に記載の円筒形電池セル。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の円筒形電池セルを含む、電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は２０１７年９月１３日付の韓国特許出願第２０１７−０１１７２０８号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容はこの明細書の一部として含まれる。
【０００２】
本発明はビーディング部が省略された円筒形電池セルに係り、より詳しくはビーディング部を含んでいない円筒形電池ケースにゼリーロール型電極組立体を収納し、前記円筒形電池ケースとキャップアセンブリー間の絶縁性を保障するために安全ベントの外周部と下面一部を取り囲むガスケットが前記キャップアセンブリーを固定するワッシャと結合する構造になり、前記ビーディング部の省略の分だけ容量が増加した電池セルに関する。
【背景技術】
【０００３】
充放電の可能な二次電池はワイヤレスモバイル機器のエネルギー源として広範囲に使われている。また、二次電池は、化石燃料を使う既存のガソリン車両、ディーゼル車両などによる大気汚染などを解決するための方案として提示されている電気自動車、ハイブリッド電気自動車などのエネルギー源としても注目されている。したがって、二次電池を使うアプリケーションの種類は二次電池の利点によって非常に多様化しており、今後には今よりは多くの分野及び製品に二次電池が適用されると予想される。
【０００４】
一般に、二次電池は、電池ケースの形状によって、電極組立体が円筒形又は角形の金属カンに内蔵されている円筒形電池及び角形電池と、電極組立体がアルミニウムラミネートシートのパウチ形ケースに内蔵されているパウチ形電池に分類され、電池ケースに内蔵される電極組立体は、陽極、陰極、及び前記陽極と前記陰極の間に介装された分離膜の構造になって充放電の可能な発電素子であり、活物質が塗布された長いシート状の陽極と陰極の間に分離膜を介装して巻いたゼリーロール型及び所定の大きさの多数の陽極と陰極の間に分離膜を介装した状態で順次積層したスタック型に分類される。そのうち、ゼリーロール型電極組立体は製造が容易であり、重量当たりエネルギー密度が高い利点を持っている。
【０００５】
図１は一般的なビーディング部が形成された円筒形電池セルの上端部の垂直断面図を模式的に示している。
【０００６】
図１を参照すると、円筒形電池セル１００は、ゼリーロール型電極組立体１３０を円筒形カン１０１の収納部に収納し、円筒形カン１０１内に電極組立体１３０が全く浸漬されるように収納部に電解液を注入した後、円筒形カンの開放上端にキャップアセンブリー１１０を搭載することで製作する。
【０００７】
キャップアセンブリー１１０は陽極タブ１３１と接続され、円筒形カンのクリンピング部とビーディング部１２０の上部内面に装着される気密維持用ガスケット１０５の内部に上端キャップ１０２と内圧降下用安全ベント１０３が密着する構造になっており、上端キャップ１０２は中央が上方に突出して外部回路との接続による陽極端子としての役割を果たし、突出部の周辺に沿ってカンの内部のガスを排出することができる貫通口が多数形成されている。
【０００８】
しかし、円筒形カンにビーディング部を形成すれば、カンの高さが小さくなって容量が減少することになり、ビーディング工程時にカンの高さ又は直径が変更されればビーディング条件を変更しなければならないから、これによって生産性が低下し、費用が増加する問題がある。
【０００９】
このような問題を解決するために、特許文献１は、ビーディング部が省略された円筒形電池セルを開示するが、キャップアセンブリーを円筒形カンに締まりばめ方式で挿入した後、キャップアセンブリーの外周部を電池カンに溶接する構造であるため、キャップアセンブリーの組立過程でキャップアセンブリー又は電池カンが損傷する危険が高い問題がある。
【００１０】
特許文献２は、ビーディング部が省略された円筒形電池セルを開示するもので、キャップアセンブリーを固定するために、円筒形カンの内面に突出部又は支持構造が形成された電池セルを開示するが、電池ケースとキャップアセンブリーの絶縁性を確保するためのガスケットの構造変更によって容量を増加させる構造に対しては全然認識していない。
【００１１】
このように、円筒形電池セルの容量を増加させるために、ゼリーロール型電極組立体を収納する円筒形カンの内部における死空間を最小化し、キャップアセンブリーが損傷せずに電池ケースと結合できる技術に対する必要性が高いのが実情である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】韓国特許公開第２０１６−００８８５８５８号公報
【特許文献２】韓国特許公開第２００７−００８０８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は前記のような従来技術の問題点と過去から要請されて来た技術的課題を解決するためのもので、ゼリーロール型電極組立体がビーディング部を含んでいない円筒形電池ケースに収納され、キャップアセンブリーと円筒形電池ケース間の絶縁性を保障するためのガスケットが安全ベントの外周部と下面の一部を取り囲む構造になり、前記ガスケットは前記キャップアセンブリーを固定するワッシャと結合する構造になるので、ビーディング部が省略された部分の分だけゼリーロール型電極組立体を収納することができる円筒形電池ケースの内部空間が増加することができる。
【００１４】
したがって、電極組立体収納部の大きさが増加する分だけ容量が増加した円筒形電池セルを提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような目的を達成するための本発明による円筒形電池セルは、陽極及び陰極の間に分離膜が介装された状態で巻かれた形態のゼリーロール型電極組立体と、ビーディング部を含んでいない円筒形電池ケースと、前記円筒形電池ケースの開放上端に位置するキャップアセンブリーと、前記キャップアセンブリーと前記円筒形電池ケース間の絶縁性を保障するために安全ベントの外周部と下面一部を取り囲む構造に装着されるガスケットとを含み、前記キャップアセンブリーは、電池の内圧上昇時に破裂しながらガスを排出する安全ベント、前記安全ベントの上部に搭載され、ガス排出のための貫通口が形成されているキャッププレート、及び前記安全ベントの下端に付着され、電池の内圧上昇時に電流を断電させる電流遮断部材を含み、前記ガスケットは、電池ケースの開放した上面外周部上に位置してキャップアセンブリーを固定するワッシャと結合する構造になることができる。
【００１６】
一般に、円筒形電池セルは、電池の異常作動時に電流を遮断し、内圧を解消するためのＣＩＤ（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｖｅ  Ｄｅｖｉｃｅ）及び電池内部温度の上昇時に電池抵抗が大きく増加して電流を遮断するＰＴＣ素子（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）などを含むトップキャップが円筒形カンの開放上端に結合して円筒形電池セルの安全性を確保している。
【００１７】
前記円筒形カンに対するトップキャップの結合のために、円筒形カンの上端部位を所定の幅だけ内側に湾入させた後、その上にトップキャップを搭載し、さらにトップキャップの外周面を取り囲むように折り曲げたビーディング部を形成する。ビーディング部によるトップキャップの結合は円筒形カンの素材である金属の塑性変形と高い機械的強度によって達成されるので、安定的な結合状態を維持することができる。
【００１８】
しかし、前記ビーディング部によって電池ケースの内部空間が細くなるため、電池の容量が縮まる問題が発生する。
【００１９】
したがって、本発明のように、円筒形電池ケースの開放上面上に位置するワッシャとキャップアセンブリーが結合される構造になる場合、前記ワッシャに付着された状態でキャップアセンブリーが固定されるので、前記キャップアセンブリーの固定のためのビーディング部を電池ケースから省略することができる。
【００２０】
このように、ビーディング部が省略された電池ケースを使うから、ビーディング部の形成のための過程を省略することができるので、ビーディング部の形成のために電池セルの大きさを調整する過程を省略して費用を節減することができる。
【００２１】
また、ビーディング部の形成過程が省略されるから、キャッププレートの上面一部を取り囲む構造のガスケットが不必要であり、本発明で使われるガスケットはキャッププレートの外周部から安全ベントの外周部と下面一部を取り囲む構造になることができる。
【００２２】
また、省略されたビーディング部の高さの分だけゼリーロール型電極組立体の高さを増加させることができるので、該当容積に対応する分だけ容量が増加した円筒形電池セルを提供することができる。
【００２３】
一具体例で、前記ガスケットは熱可塑性接着層を介して前記ワッシャと結合する構造であり得る。前記ワッシャの下面に前記熱可塑性接着層を付け加え、前記ガスケットを位置させた後、熱可塑性接着層を加熱して溶融させることにより、前記ガスケットとワッシャが互いに結合することができる。
【００２４】
前記熱可塑性接着層は、電池セルの正常使用温度では溶融しないながら接着力を発揮することができる素材にのみ特に限定されない。例えば、前記熱可塑性接着層は、ポリウレタン（Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ、ＰＵ）、ポリエチレン（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＥ）、ポリプロピレン（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ＰＰ）、ポリビニルアルコール（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ、ＰＶＡ）、シリコン（Ｓｉｌｉｃｏｎ）系樹脂、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）系樹脂、ポリエステル（Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）、イソシアネート（ｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）系樹脂及びエンジニアリングプラスチック（Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ｐｌａｓｔｉｃ）からなる群から選択される１種以上であり、前記エンジニアリングプラスチックはポリエーテルエーテルケトン（Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ  ｅｔｈｅｒ  ｋｅｔｏｎｅ、ＰＥＥＫ）、ポリケトン（Ｐｏｌｙｋｅｔｏｎｅ、ＰＫ）、フルオロポリマー（ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒ、ＦＰ）、液晶ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｐｏｌｙｍｅｒ、ＬＣＰ）、ポリビニリデンフルオリド（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｆｌｕｏｒｏｒｉｄｅ、ＰＶＤＦ）、ポリフェニレンスルフィド（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  ｓｕｌｆｉｄｅ、ＰＰＳ）、ポリフタルアミド（Ｐｏｌｙｐｈｔｈａｌａｍｉｄｅ、ＰＰＡ）、ポリアミド（Ｐｏｌｙａｍｉｄｅ、ＰＡ）、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌｅｎｅ  ｄｉｍｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＣＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ、ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、ポリオキシメチレン（Ｐｏｌｙｏｘｙｍｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＯＭ）、変性ポリプロピレン（ＰＰ−ｍｏｄｉｆｉｅｄ）、超高分子ポリエチレン（Ｕｌｔｒａ  ｈｉｇｈ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｗｅｉｇｈｔ  Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＥ−ＵＨＭＷ）、高密度ポリエチレン（Ｈｉｇｈ−ｄｅｎｓｉｔｙ  ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＥ−ＨＤ）又は低密度ポリエチレン（Ｌｏｗ−ｄｅｎｓｉｔｙ  ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＥ−ＬＤ）であってもよい。
【００２５】
本発明は前記キャップアセンブリー自体を円筒形電池ケース内に固定するための構造を含んでいなく、前記キャップアセンブリーはガスケットとともにワッシャに結合された状態で電池ケースに収納されることができる。
【００２６】
前記ワッシャはキャップアセンブリーと結合した状態で円筒形電池ケースの開放した上面外周部上に位置する。前記ワッシャは定位置に固定された状態で電池ケースの内側に移動することができない大きさにならなければならない。ただ、前記ワッシャの外径が電池ケースの外径より大きい場合には電池ケースの上端部の大きさが不必要に大きくなる問題があるから、前記ワッシャの外径は前記電池ケースの外径と同じ大きさになることが好ましい。
【００２７】
例えば、前記キャップアセンブリーの外径は前記ワッシャの外径より小さくなり、前記キャップアセンブリーの中心と前記ワッシャの中心が一致するように前記キャップアセンブリーとワッシャが結合することができる。前記ワッシャの外周部は前記キャップアセンブリーの外周部より外側に延びた構造になることができる。
【００２８】
したがって、前記キャップアセンブリーの外周部より外側に延びたワッシャの下面外周部は電池ケースの外周部上面にかけられるように位置した状態で前記電池ケースの外周部上面と溶接によって結合されることができる。
【００２９】
このように、前記電池ケースとワッシャ間の溶接力を向上させるために、前記ワッシャは電池ケースと同じ素材からなることが好ましい。
【００３０】
前記ガスケットは、前記電流遮断部材の下面外周部と結合する第１結合部、前記第１結合部の外周部から垂直上方に折り曲げられた段差部、前記段差部の上部から前記第１結合部に平行に外側に折り曲げられ、前記安全ベントの下面と結合する第２結合部、前記第２結合部の外周部から垂直上方に折り曲げられ、前記安全ベントの外周部及びキャッププレートの外周部と結合する第３結合部、及び前記第３結合部の上部外周部であって、前記ワッシャと結合する第４結合部を含む構造になることができる。
【００３１】
したがって、前記ガスケットは、キャッププレートの下部に位置する電流遮断部材の下面一部を支持しながら安全ベントの外周部及びキャッププレートの外周部を取り囲む構造になることができる。もしくは、安全ベントがキャッププレートの外周部を取り囲む構造になる場合には、前記ガスケットは電流遮断部材の下面一部を支持しながら安全ベントの外周部を取り囲む構造になることができる。
【００３２】
前記ワッシャは前記ガスケット及びキャップアセンブリーと結合する。前記ワッシャとキャップアセンブリー間の結合のために、前記ワッシャは前記キャッププレートの外周部一部を覆う大きさの内径を有する構造になることができる。
【００３３】
具体的に、前記ワッシャは前記ガスケットの第４結合部及びキャッププレートの一部と結合し、前記ガスケット及びキャッププレートがワッシャに固定される構造であってもよい。
【００３４】
一具体例で、前記電極組立体とキャップアセンブリー下端面間の離隔距離は前記段差部の高さより小さくなることができる。
【００３５】
本発明はビーディング部が省略された円筒形電池ケースを使うから、ビーディング部が存在する場合と比較すると、電流遮断部材と結合する電極タブの長さが小さくなり、省略されたビーディング部の高さの分だけ電極組立体の高さを増加させることができるので、前記電極組立体とキャップアセンブリー下端面間の離隔距離が相対的に短くなる。
【００３６】
また、本発明は、前記パウチ形二次電池を含む電池パックを提供することができる。
【００３７】
具体的に、前記電池パックは、高温安全性及び長いサイクル特性と高いレート特性などが要求されるデバイスの電源として使われることができる。このようなデバイスの具体的な例としては、モバイル電子機器（ｍｏｂｉｌｅ  ｄｅｖｉｃｅ）、ウェアラブル電子機器（ｗｅａｒａｂｌｅ  ｄｅｖｉｃｅ）、電池的モーターによって動力を受けて動作するパワーツール（ｐｏｗｅｒ  ｔｏｏｌ）；電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ、ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ、ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（Ｐｌｕｇ−ｉｎ  Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ、ＰＨＥＶ）などを含む電気車；電気自転車（Ｅ−ｂｉｋｅ）、電気スクーター（Ｅ−ｓｃｏｏｔｅｒ）を含む電気二輪車；電気ゴルフカート（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｇｏｌｆ  ｃａｒｔ）；電力貯蔵装置（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）などを挙げることができるが、これに限定されるものではない。
【００３８】
これらのデバイスの構造及びその製作方法は当該分野に公知となっているので、本明細書ではそれについての詳細な説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】従来のビーディング部が形成された円筒形電池セルの上端部の垂直断面図である。
【図２】一実施例によるキャップアセンブリーの垂直断面図である。
【図３】図２のキャップアセンブリーを収納する円筒形電池セルの上端部の垂直断面図である。
【図４】図３のＡ部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、添付図面に基づいて本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明を易しく実施することができる実施例を詳細に説明する。ただ、本発明の好適な実施例に対する動作原理を詳細に説明するに当たり、関連の公知機能又は構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要にあいまいにすることができると判断される場合にはその詳細な説明を省略する。
【００４１】
また、図面全般にかけて類似の機能及び作用をする部分に対しては同じ図面符号を付ける。明細書全般で、ある部分が他の部分と連結されていると言うとき、これは直接的に連結されている場合だけではなく、その中間に他の素子を挟んで間接的に連結されている場合も含む。また、ある構成要素を含むとは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
【００４２】
本発明を図面に基づいて詳細な実施例とともに説明する。
【００４３】
図２は一実施例によるキャップアセンブリーの垂直断面図を模式的に示している。
【００４４】
図２を参照すると、キャップアセンブリー２１０は、電池カンの内部圧力の上昇時に破裂しながらガスを排出する安全ベント２０３、安全ベント２０３の上部に搭載されるキャッププレート２０２、及び安全ベント２０３の下端に付着され、電池カンの内圧上昇時に電流を遮断する電流遮断部材２０４を含む。
【００４５】
キャップアセンブリー２１０の外周部と下面の一部を取り囲む構造のガスケット２０５は熱可塑性接着層２２１を介してワッシャ２１１と結合されており、熱可塑性接着層２２１はワッシャ２１１の外周部から一定の距離Ｄだけ内側に離隔した部分に付け加わっているので、ワッシャ２１１の外径はガスケット２０５の外径より大きく、ワッシャ２１１の中心点とガスケット２０５の中心点が一致するように結合されている。
【００４６】
ガスケット２０５は、電流遮断部材２０４の下面外周部と結合する第１結合部２０５ａ、前記第１結合部２０５ａの外周部から垂直上方に折り曲げられた段差部２０５ｂ、前記段差部２０５ｂの上部から前記第１結合部に平行に外側に折り曲げられ、前記安全ベント２０３の下面と結合する第２結合部２０５ｃ、前記第２結合部２０５ｃの外周部から垂直上方に折り曲げられて前記安全ベント２０３の外周部を取り囲むキャッププレート２０２の外周部と結合する第３結合部２０５ｄ、及び前記第３結合部２０５ｄの上部外周部であって、前記ワッシャ２１１と結合する第４結合部２０５ｅを含む構造になる。
【００４７】
もしくは、安全ベントがキャッププレートの外周部を取り囲む構造ではない場合には、第３結合部２０５ｄは安全ベントの外周部及びキャッププレートの外周部と結合するように位置することができる。
【００４８】
図３は図２のキャップアセンブリーが円筒形電池ケースに収納された状態の一部分の垂直断面図を模式的に示しており、図４は図３のＡ部の拡大図である。
【００４９】
図３及び図４を参照すると、ワッシャ２１１は熱可塑性接着層２２１を介してガスケット２０５の第４結合部及びキャッププレート２０２を取り囲む構造の安全ベント２０３の一部分と結合した状態で円筒形電池ケース２０１の開放した上面外周部上に位置する。
【００５０】
もしくは、図３とは違い、安全ベント２０３がキャッププレート２０２を取り囲む構造ではない場合には、ワッシャ２１１は熱可塑性接着層２２１を介してガスケット２０５の第４結合部及びキャッププレート２０２の一部分と結合した状態で円筒形電池ケース２０１の開放した上面外周部上に位置する。
【００５１】
ワッシャ２１１の外径は電池ケース２０１の外径と同一であり、ワッシャ２１１において熱可塑性接着層２２１が付け加わっていない下面の外周部２１１ａは電池ケース２０１の外周部上面２０１ａと溶接によって結合される。
【００５２】
電池ケース２０１は、電池ケース１０１と違い、ビーディング部１２０が形成されていない構造であるから、電極組立体２３０の大きさをビーディング部がある場合に比べて大きく形成することができるので、電極組立体とキャップアセンブリーの下端に位置する電流遮断部材との離隔距離が相対的に短くなり、ガスケット２０５の段差部の高さより小さく形成されることができる。
【００５３】
このように、本発明による円筒形電池セル２００は、ビーディング部が省略された電池ケースを使い、キャップアセンブリーの固定のためにキャップアセンブリーとガスケット上に熱可塑性接着層を介装してワッシャと結合してキャップアセンブリーを電池ケースと固定する構造になるから、省略されたビーディング部の高さの分だけ電極組立体の大きさを増加させることができるので、高容量の円筒形電池セルを提供することができる。
【００５４】
本発明が属する分野で通常の知識を有する者であれば前記内容に基づいて本発明の範疇内で多様な応用及び変形をなすことが可能であろう。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上で説明したように、本発明による円筒形電池セルは、ビーディング部を含んでいない円筒形電池ケース及びキャッププレートの上面を取り囲まない構造のガスケットを使うから、電極組立体を収納することができる円筒形電池ケースの内部空間が増加することができるので、高容量の円筒形電池セルを提供することができる。
【００５６】
また、ビーディング部を形成する過程が不必要であるので、ビーディング部の生産過程による生産性低下及び費用増加の問題を防止することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１００、２００    円筒形電池セル
１０１、２０１    円筒形電池ケース（円筒形カン）
１０２、２０２    キャッププレート（上端キャップ）
１０３、２０３    安全ベント
１０４、２０４    電流遮断部材
１０５、２０５    ガスケット
２０５ａ    ガスケットの第１結合部
２０５ｂ    ガスケットの段差部
２０５ｃ    ガスケットの第２結合部
２０５ｄ    ガスケットの第３結合部
２０５ｅ    ガスケットの第４結合部
１１０、２１０    キャップアセンブリー
１３０、２３０    電極組立体
１３１    陽極タブ
２０１ａ    電池ケースの外周部上面
２１１    ワッシャ
２１１ａ    ワッシャの下面外周部
２２１    熱可塑性接着層
Ｄ    ワッシャの外周部と熱可塑性接着層外周部間の距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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