(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板と、負極板と、前記正極板と前記負極板とを絶縁させるセパレーターとが順次巻回されて形成された電極組立体と、
前記電極組立体を収容するカンと、
前記カンの上端開口部を封止するキャッププレートと、前記キャッププレートに形成された端子通孔部にガスケットを介在させた状態で挿入される電極端子とを有するキャップ組立体とを備えたベアセルと、
保護回路基板と前記キャップ組立体とを結合させる樹脂モールディング部を有し、
前記キャップ組立体の前記ガスケットは、前記樹脂モールディング部を前記ベアセルに拘束する結合部であって、前記結合部は前記ガスケットから一体に前記電極端子側に突出形成されたストッパであり、前記ストッパは前記ガスケットから前記キャッププレートと平行に延長形成された水平部を含み、前記水平部は前記ガスケットの上端部に形成されている結合部を含むことを特徴とする、二次電池。
【請求項２】
前記ストッパは、前記水平部の端部から前記キャッププレート側に垂直に形成された垂直部をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記ガスケットは、前記樹脂モールディング部と接触する接触面に成形樹脂が充填される複数の凹部が形成されていることを特徴とする、請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項４】
前記ストッパは、前記キャッププレートと、前記樹脂モールディング部と接触する前記ガスケットの接触面との間が、前記ガスケットの中心より端部に向かって広くなるように形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
【請求項５】
前記ストッパは、前記キャッププレートと、前記樹脂モールディング部と接触する前記ガスケットの接触面との間が、前記ガスケットの中心より端部に向かって階段状に広くなるように形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
【請求項６】
正極板と、負極板と、セパレーターとを積層した後に巻回して形成された電極組立体と、
前記電極組立体を収容して一端に開口部を有するカンと、
前記カンの開口部を覆うキャッププレートと、前記キャッププレートとガスケットにより絶縁された状態で設置された電極端子とを有するキャップ組立体とを備えたベアセルと、
前記キャップ組立体の電極端子及び前記キャッププレートと電気的に接続される保護回路部と、
前記保護回路部と前記キャップ組立体とを結合させる樹脂モールディング部とを有し、
前記電極端子は前記樹脂モールディング部を前記ベアセルに拘束する結合部であって、前記結合部は前記電極端子から一体に突出形成されたストッパであり、前記電極端子は頭部と胴部から構成され、前記頭部は、板状で広さが前記ガスケットより広く形成され、外側に長く形成されたストッパを含むことを特徴とする、二次電池。
【請求項７】
前記電極端子の頭部に形成されたストッパには、前記樹脂モールディング部をさらに拘束するための段差がキャッププレート側の面に形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の二次電池。
【請求項８】
前記電極端子の頭部に形成されたストッパには、前記樹脂モールディング部をさらに拘束するための溝がキャッププレート側の面に形成されていることを特徴とする、請求項６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、二次電池に関し、より詳細にはベアセルの上部に結合した樹脂モールディング部の結合力を向上させることにより、保護回路基板及び二次保護素子の付着強度を向上させた二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ビデオカメラ、携帯電話、携帯型コンピューターなど携帯型無線器機のコンパクト化、軽量化及び高機能化が進行するにつれて、その駆動電源として用いられる二次電池が盛んに研究されている。このような二次電池の代表的なものとしては、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウム二次電池などがある。このうちリチウム二次電池は、再充電が可能で小型及び大容量化が可能であり、作動電圧が高くて単位重量に対するエネルギー密度が高いことから先端電子機器分野で広く使われている。
【０００３】
このようなリチウム二次電池は、正極板、負極板及びセパレーターから構成されている電極組立体を金属材質のカンに収納し、このカン内部に電解液を注入封止してベアセルが形成される。このように形成されたベアセルは、通常カンの上部に電極端子を備え、上記電極端子はリチウム二次電池の正極あるいは負極のいずれか一極をなし、他の電極はカン自体になるようにする。従って、上記電極組立体の正極板と負極板はカンと電極端子のうちのいずれか一つにそれぞれ接続されている。
【０００４】
上記のように封止されたベアセルの上部または側部には、バイメタル(ｂｉｍｅｔａｌ)、ＰＴＣ(Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ)のような二次保護素子及び保護回路基板を備えた保護回路モジュール(ＰＣＭ：Ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｍｏｄｕｌｅ)などの安全装置が連結され、電池パックに収納されるか、樹脂としてモールディングされてリチウム二次電池を形成する。この時、リチウム二次電池の安全装置は、正極と負極にそれぞれ連結されて電池の高温上昇や、過充放電などによって電池の電圧が急上昇した時に電流を遮断して電池の破裂などの危険を防止する。
【０００５】
図１は、樹脂がモールディングされる前の状態を示した従来のリチウム二次電池の部分断面図であり、図２は、樹脂モールディングされた後の状態を示す従来のリチウム二次電池の斜視図である。
【０００６】
従来、一般的なリチウム二次電池１は、ベアセル１０と、上記ベアセル１０の上部に設置される保護回路基板５０とを備えて形成されている。また、リチウム二次電池１は、上記ベアセル１０の上部に設置される二次保護素子４０を有して形成される。上記二次保護素子４０は、リチウム二次電池の構成によって上記ベアセル１０の側部に形成することも可能である。上記二次保護素子４０は、図１において断面ではなく側面を示す。
【０００７】
上記ベアセル１０は、カン２０と、電極組立体２２と、キャップ組立体３０とを備えて形成されている。上記カン２０は、上端部が開放されたほぼボックス状の金属材質容器であり、軽量の伝導性金属で腐食に強いアルミニウムまたはアルミニウム合金が望ましい。上記カン２０は、正極板２３、セパレーター２４、負極板２５からなる電極組立体２２と、電解液とを収容する容器になり、上記電極組立体２２がカン２０の開放された上端開口部を介して挿入された後、カン２０の上端開口部はキャップ組立体３０により封止される。
【０００８】
上記電極組立体２２は、正極板２３と負極板２５との間にセパレーター２４を介して巻回されて形成される。上記正極板２３は正極タブ２６を介してキャッププレート３１に電気的に接続され、負極板２５は負極タブ２７を介してキャッププレート３１の負極端子３２に電気的に接続される。従って、カン２０は、負極端子３２と電気的に絶縁されて正極端子の役割を果たすことになる。
【０００９】
上記キャップ組立体３０が、カン２０の上端に挿入されて溶接された後、キャッププレート３１の電解液注入口３６を介してカン２０の内部に電解液が注入され、電解液の注入が完了した後、上記電解液注入口３６はフタ３７のような別途の密閉手段によって封止される。
【００１０】
上記キャップ組立体３０は、カン２０の上端開口部に対応した大きさと形状を有する平板型のキャッププレート３１を備えている。上記キャッププレート３１は、カン２０との溶接性を考慮してカン２０と同様の材質であるアルミニウムやアルミニウム合金から形成されることが望ましい。上記キャッププレート３１の中央部には、電極端子３２が通過できるように端子通孔が形成されている。キャッププレート３１の中央部を貫通する負極端子３２の外側には、負極端子３２とキャッププレート３１とを電気的に絶縁するためにチューブ形状のガスケット３３が設けられている。キャッププレート３１の端子通孔の周辺にはキャッププレート３１の下面に絶縁板３４が配置されている。絶縁板３４の下面にはターミナルプレート３５が設置されている。
【００１１】
上記二次保護素子４０は、キャッププレート３１の上面に設置されて負極端子３２と保護回路基板５０との間を連結するものであり、ＰＴＣ素子、バイメタルまたはサーマルヒューズなどが用いられる。上記二次保護素子４０を設置する際には、周囲のキャッププレート３１などとの絶縁のために外部を絶縁テープなどで数回くるむようにする。
【００１２】
上記保護回路基板５０は、配線パターンが形成された印刷回路基板(ＰＣＢ)に複数個の電気素子が実装され、リチウム二次電池の充放電を含む諸般の動作を制御する。上記保護回路基板５０は基板リードプレート５４、５６によって上記ベアセル１０の電極端子３２、３９と電気的に接続される。また、これにより上記電極組立体２２とも電気的に接続されることになる。上記保護回路基板５０には上部に外部器機と電気的に接触する電極端子５２が形成されている。
【００１３】
リチウム二次電池１は、図１の点線(a)で表示した領域が樹脂モールディングされ、キャップ組立体３０と、二次保護素子４０と、保護回路基板５０とを保護して最終的な外観を形成する。即ち、リチウム二次電池は図２に示したように、下部のカン２０と樹脂モールディング部６０で外観を形成し、樹脂モールディング部６０の上部に上記保護回路基板５０の電極端子５２が露出している。
【００１４】
しかし、パック状電池の状態で保護回路基板５０などの電池部品をベアセル１０に固定して結合させる樹脂モールディング部６０は、キャッププレート３１やカン２０のように金属で形成されたベアセル１０と材質が相異するとともに接触している面積も広くない。したがって、従来のベアセル１０や保護回路基板５０、その他の電池部品を樹脂モールディング部６０によってパック状電池として形成する際に、付着強度が弱く、樹脂モールディング部６０が正しい位置でモールディング状態を維持できず、ベアセル１０から分離且つツイスティング(Twisting)が生じる問題点がある。
【００１５】
このような従来の樹脂モールディング部６０の結合構造により、ベアセル１０から樹脂モールディング部６０が簡単に分離したり、樹脂モールディング部６０がベアセル１０の上端部から正しくない位置にツイスティングする問題を防止するためには、リードプレート５４、５６などの接続部位の拡大や二次保護素子４０を補強する構造を形成する必要があるため製造原価が上昇する問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、従来の二次電池の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、樹脂モールディング部の付着強度を向上させた二次電池を提供することである。
【００１７】
本発明の他の目的は、二次保護素子の補強構造を排除する簡素な構造により樹脂モールディング部の捩れを防止した二次電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために本発明の二次電池は、正極板と、負極板と、前記正極板と前記負極板とを絶縁させるセパレーターとが順次巻回されて形成された電極組立体と、前記電極組立体を収容するカンと、前記カンの上端開口部を封止するキャッププレートと、前記キャッププレートに形成された端子通孔にガスケットを介在させた状態で挿入される電極端子とを有するキャップ組立体とを備えたベアセルと、前記ベアセルの上部に成形樹脂である樹脂モールディング部によって結合された保護回路基板とを有し、前記キャップ組立体のガスケットは前記樹脂モールディング部を前記ベアセルに拘束する結合部を含み、この結合部はガスケットから一体に突出形成されたストッパであることを特徴とする。
【００１９】
前記ストッパは、前記ガスケットから前記キャッププレートと平行に延長形成された水平部を含む。この時、前記水平部は前記ガスケットの上端部に形成されていることが望ましい。また、前記ストッパは前記水平部の端部から垂直に形成された垂直部をさらに含むことを特徴とする。
【００２０】
前記ガスケットは、前記樹脂モールディング部と接触する接触面に成形樹脂が充填される複数の凹部が形成されていることを特徴とする。また、前記ストッパは前記樹脂モールディング部と接触する接触面が下端から上端に行くほど幅が広く形成されている。この時、前記ストッパは階段状に形成されていることが望ましい。
【００２１】
本発明に係るガスケットのストッパは、樹脂モールディング部をキャッププレートに結束するために、ガスケットとキャッププレートとの間に樹脂が充填される空間を確保して樹脂モールディング部の付着強度を向上させるとともに、ツイスティングの発生を防止する構造として提供されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る二次電池は、電極端子とキャッププレートの絶縁を目的として介在するガスケットまたは電極端子の構造を改良し、これによってベアセルの上部で保護回路基板を結合して外観を形成する樹脂モールディング部の付着強度を向上させる。また、二次保護素子の補強構造を排除する簡素な構造で樹脂モールディング部の捩れを防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面に示すように、本発明に係る好ましい実施形態を詳細に説明する。
【００２４】
図３は、本発明の一実施形態に係るリチウム二次電池の部分断面図であり、図４は、図３に適用した本発明に係るキャッププレートの平面図である。
【００２５】
図３に示すように、本発明の一実施形態に係るリチウム二次電池１００は、ベアセル１１０と、上記ベアセル１１０の上部に連結された保護回路基板１５０とを備えている。
【００２６】
上記ベアセル１１０は、カン１２０と、上記カン１２０の内部に収容された電極組立体１２２と、上記カン１２０の上端開口部を封止するキャップ組立体１３０とを備えている。また、キャップ組立体１３０の上部には二次保護素子１４０が形成されている。
【００２７】
上記カン１２０は、ほぼ直方体状の金属材で形成することができ、それ自体が電極端子としての役割を果たすことが可能である。上記カン１２０の上端開口部を介して電極組立体１２２が収容される。
【００２８】
上記電極組立体１２２は、正極板１２３と、負極板１２５と、セパレーター１２４とを備えている。上記正極板１２３と負極板１２５は、セパレーター１２４を介して積層された後、ゼリーロール(ｊｅｌｌｙ−ｒｏｌｌ)状に巻回される。上記正極板１２３には、正極タブ１２６が溶接されており、この正極タブ１２６の端部は上記電極組立体１２２の上方に突出している。上記負極板１２５にも負極タブ１２７が溶接されており、この負極タブ１２７の端部も上記電極組立体１２２の上方に突出している。上記電極組立体１２２の正極板１２３と負極板１２５は、リチウム二次電池の構成に応じて反対の極性に形成できることは勿論のことである。
【００２９】
上記キャップ組立体１３０は、キャッププレート１３１と、電極端子１３２と、絶縁プレート１３４と、ターミナルプレート１３５とを有して形成されている。
【００３０】
上記キャッププレート１３１は、上記カン１２０の上端開口部に対応した大きさと形状の金属板で形成されている。上記キャッププレート１３１の中央には、上記電極端子１３２、例えば負極端子１３２が挿入されて結合されている。また、上記負極端子１３２は下面に上記電極組立体１２２の負極タブ１２７が溶接されて電気的に接続される。さらに、上記キャッププレート１３１の下面には上記電極組立体１２２の正極タブ１２６が溶接されている。上記キャッププレート１３１の中央部には、電極端子１３２が通過できるように端子通孔１３１aが形成され、またキャッププレート１３１にはフタ１３７が封入された電解液注入口１３１ｂも形成されている。
【００３１】
上記負極端子１３２には、上記キャッププレート１３１との絶縁のためにチューブ形のガスケット１３３が設置されている。また、上記キャッププレート１３１の下面には、上記負極端子１３２の底面部と電気的に接続されるターミナルプレート１３５が形成され、上記ターミナルプレート１３５及び負極端子１３２とキャッププレート１３１との間の電気的絶縁のために絶縁プレート１３４が設置されている。上記絶縁プレート１３４は、電解液に対して耐性があるＰＰ(Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ)、ＰＰＳ(Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  Ｓｕｌｆｉｄｅ)、ＰＩ(Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ) 材質の絶縁板または、テープが使用可能である。一方、上記電極端子１３２は、その位置に応じて正極タブ１２６と連結させて正極端子として形成できることは勿論である。この場合には、上記キャッププレート１３１の下面には上記負極タブ１２７が連結されることになる。
【００３２】
上記二次保護素子１４０は、キャッププレート１３１の上面に設置されて負極端子１３２と保護回路基板１５０との間を連結しており、二次保護素子１４０としてはＰＴＣ素子、バイメタルまたはサーマルヒューズなどが用いられる。上記二次保護素子１４０としてＰＴＣ素子を用いる場合には、周りのキャッププレート１３１などとの絶縁のために外部に絶縁テープなどを複数回巻くことになる。
【００３３】
上記保護回路基板１５０は、配線パターンが形成された印刷回路基板ＰＣＢに複数個の電気素子が実装されて形成され、リチウム二次電池の充放電を含む諸般の動作を制御する。上記保護回路基板１５０は、基板リードプレート１５４、１５６により上記ベアセル１１０の電極端子１３２及びカン１２０に電気的に接続され、これにより上記電極組立体１２２とも電気的に接続される。上記保護回路基板１５０は、上部に外部器機(図示せず)と電気的に接触する電極端子１５２が形成される。
【００３４】
リチウム二次電池１００は、樹脂モールディングされてキャップ組立体１３０と、二次保護素子１４０及び保護回路基板１５０を保護して最終的な外観を形成する。すなわち、カン１２０と樹脂モールディング部１６０で外観を形成し、樹脂モールディング部１６０の上部に上記保護回路基板１５０の電極端子１５２が露出する。このような樹脂モールディング部１６０がキャップ組立体１３０の上部に成形される時に、上記樹脂モールディング部１６０が金属で製造された上記キャッププレート１３１と堅固に結合できるように、上記キャッププレート１３１の端子通孔１３１aに挿入されているガスケット１３３には、図３及び図４に示すように、ストッパ１３３aが延長形成されている。
【００３５】
すなわち、上記キャップ組立体１３０には、上記樹脂モールディング部１６０との間の結束を強化するための構造を備えるために、絶縁材として形成されたガスケット１３３の端から樹脂モールディング部１６０に向かって突出したストッパ１３３aが一体に形成されている。上記ストッパ１３３aは、ガスケット１３３の上端から水平方向、すなわちキャッププレート１３１と平行な方向に形成される。従って、上記ストッパ１３３aとキャッププレート１３１との間に形成される空間に樹脂が充填され、ストッパ１３３aによって上記キャッププレート１３１に対する上記樹脂モールディング部１６０の結束力が向上し、樹脂モールディング部１６０をベアセル１１０に拘束する結合部として機能する。
【００３６】
このように、本発明の一実施形態に係るリチウム二次電池１００では、樹脂モールディング部１６０が、キャップ組立体１３０のキャッププレート１３１とガスケット１３３のストッパ１３３aとの間に形成される空間に注入されて凝固する。従って、樹脂モールディング部１６０によって二次保護素子１４０及び保護回路基板１５０が保護されるとともに、樹脂モールディング部１６０がガスケット１３３のストッパ１３３aによって結束した状態で堅固に結合されるので、二次保護素子１４０は、樹脂モールディング部１６０によってカン１２０に設置されたキャッププレート１３１に対して堅固に拘束された状態を維持することができるようになる。
【００３７】
図５乃至図９は、本発明の一実施形態に係る二次電池の変形例を示す部分断面図である。
【００３８】
図５に示すように、本発明に係るガスケット１３３は、樹脂モールディング部がモールディングされた状態のときに樹脂モールディング部と接触する面に複数の凹部１３３ｂを形成して構成されている。このような、凹部１３３ｂは、ガスケット１３３の表面だけでなく、樹脂モールディング部に向かって水平方向に突出して延長形成されたストッパ１３３aの表面にも形成されている。従って、ガスケット１３３とストッパ１３３aに形成された凹部１３３ｂに樹脂が充填されて樹脂モールディング部が堅固に拘束される。また、以下に示す図６から図９のガスケットに凹部１３３ｂを形成してもよい。
【００３９】
図６に示すように、ガスケットは、ガスケット１３３の上端から水平方向に延長形成(水平部)されたストッパ１３３aの端部から再び下方向に垂直なストッパ１３３ｃを延長形成(垂直部)して構成されている。この時、上記垂直部で形成されたストッパ１３３ｃはモールディングの際に、樹脂が流入するようにキャッププレート１３１と一定間隔離れるように形成されている。このように構成されたガスケット１３３は、水平部で形成されたストッパ１３３aにより樹脂モールディング部１６０がキャッププレート１３１に対して上方向に分離しないように付着強度を向上させるとともに、垂直部で形成されたストッパ１３３ｃによって樹脂モールディング部がキャッププレート１３１に対して左右方向に分離且つツイスティングしないようにする。
【００４０】
図７に示すように、ガスケットは、ガスケット１３３の下端から上端に行くほどその面積が広くなる階段状のストッパ１３３ｄが形成されている。このような構成のガスケット１３３のストッパ１３３ｄにより、樹脂モールディング部は、キャッププレート１３１との間の付着強度を向上させる。特に、階段状のストッパ１３３ｄは、水平部、垂直部及び凹部が形成されたストッパによる技術的な特徴を含んだ有利な効果を実現する。
【００４１】
図８の断面図に示すように、ガスケット１３３′の上端頭部１３３a′の形状が下部から上部側へ行くにしたがって断面積が広くなるように形成されている。このように構成されたガスケット１３３′は、頭部１３３a′とキャッププレート１３１との間に空間部が形成され、この空間部に樹脂モールディング部が充填されてキャッププレート１３１に対する樹脂モールディング部の拘束力が強くなる。
【００４２】
図９に示すように、ガスケット１３３"の頭部１３３a"に一体に形成された胴部１３３ｂ"の長さを、キャッププレート１３１の厚さよりも長く形成する。このようなガスケット１３３"によってガスケットの頭部１３３a"とキャッププレート１３１との間に空間部が形成され、この空間部に樹脂モールディング部が充填されてキャッププレート１３１に対する樹脂モールディング部の拘束力が強くなる。
【００４３】
図１０は、本発明の他の実施形態に係る二次電池の断面図である。
【００４４】
本発明の他の実施形態に係る二次電池は、正極タブを備えた正極板と負極タブを備えた負極板とセパレーターとを積層した後、巻回して形成される電極組立体２４０、電極組立体２４０を収容して一端に開口部を有するケース（カン）２００、ケース２００の開口部を封止し、電極組立体２４０の正極タブ及び負極タブと電気的に接続されるキャップ組立体３００、印刷基板上に安全装置用電子回路及び電気端子を備えてキャップ組立体３００と電気的に接続される保護回路部４００及びキャップ組立体３００の一部と保護回路部４００の一部を溶融樹脂で結合する樹脂モールディング部５００から構成されている。
【００４５】
上記電極組立体２４０は、正極集電体に正極活物質層が形成された正極板２１０、負極集電体に負極活物質層が形成された負極板２２０、上記正極板２１０と負極板２２０との間に位置し、両極板の間のショートを防止してイオンの移動ができるようにするセパレーター２３０、正極板２１０に接合されてキャッププレート３５０と電気的に接続される正極タブ２５０、負極板２２０に接合されて電極端子３１０と電気的に接続される負極タブ２６０から構成されている。
【００４６】
上記電極組立体２４０の構成要素を詳細に説明すると、まず、正極板２１０は正極集電体と正極活物質層から形成されている。正極活物質層は、リチウムを有する層状化合物と、結合力を向上させるバインダー、伝導性を向上させる導電材から形成されている。正極集電体は、一般的にアルミニウムが使用されており、正極活物質層から発生する電荷の移動通路として正極活物質層を支持する役割を有する。正極活物質層は、正極集電体の広い面に付着し、正極板の一端には正極活物質層が形成されない正極無地部が形成されている。正極無地部には、正極タブ２５０が接合される。
【００４７】
上記負極板２２０は、負極集電体と負極活物質層から形成されている。上記負極活物質層は炭素を含有し、一般的に、多く使用されるハードカーボン、或は黒煙、活物質粒子との間の結合力を向上させるバインダーから形成されている。負極集電体は、一般的に銅が使用され、負極活物質層から発生する電荷の移動通路として負極活物質層を支持する役割を有する。負極活物質層は、負極板２２０の広い面に形成されていて、負極板２２０の一端には負極活物層が形成されない負極無地部が形成されている。負極無地部には、負極タブ２６０が接合される。
【００４８】
上記セパレーター２３０は、正極板２１０と負極板２２０との間に介在し、正極板２１０と負極板２２０を絶縁して電荷を通過させる。一般に、セパレーター２３０の材質は、ポリエチレン(ＰＥ)またはポリプロピレン(ＰＰ)であるが、本発明では材質を限定するわけではない。セパレーター２３０は、電解質を有し、液状やゲル形態で構成することができる。
【００４９】
上記正極タブ２５０及び負極タブ２６０は、電極組立体２４０と外部器機の電気端子を電気的に接続する役割を有し、正極板２１０の正極無地部または負極板２２０の負極無地部に接合されている。正極タブ２５０及び負極タブ２６０は、一般的にアルミニウムやアルミニウム合金またはニッケルやニッケル合金から形成されるが、本発明でその材質を限定するわけではない。
【００５０】
上記ケース２００は、電極組立体２４０を収容し、ケース開口部の内側に絶縁ケースを備えている。また、電極組立体の構成要素のうちセパレーターが電解質を有しない場合にはケース内に電解質を収容することができる。ケースの材質としては主にアルミニウムが使用されるが、本発明ではその材質を限定するわけではない。ケースは、角形またはケースの角部が丸角形状に形成されている。ケース２００の開口部は、キャッププレート３５０と溶接または熱融着によって封止されている。この時、ケース２００の内部には、正極タブと負極タブを外部に突出させて絶縁させる絶縁ケース３２０が設置されている。
【００５１】
上記キャップ組立体３００は、電極組立体２４０の負極タブと負極リードプレートを電気的に接続させ、ストッパを備えた電極端子３１０、電極組立体２４０が収容されるケース２００の開口部内側に設置された絶縁ケース３２０、上記電極端子３１０と電気的に接続されたターミナルプレート３３０、上記ターミナルプレート３３０の外部面を絶縁して上記電極端子３１０と上記ターミナルプレート３３０との連結ホールを備えた絶縁プレート３４０、上記ケース２００の開口部を覆うキャッププレート３５０、上記電極端子３１０と上記キャッププレート３５０を絶縁させるガスケット３６０及び上記キャッププレート３５０の電解液注入口３５２を封止する電解液注入口フタ３７０から構成されている。
【００５２】
上記電極端子３１０は、キャッププレート３５０の中央ホールにガスケット３６０を介在した状態で挿入されている。上記絶縁ケース３２０は、正極板２１０と負極板２２０とのショートを防止するために正極タブ２５０と負極タブ２６０を所定距離だけ離隔する。上記ターミナルプレート３３０は、電極端子３１０と負極タブ２６０に同時に連結される。上記絶縁プレート３４０は、ターミナルプレート３３０を囲むような形状で形成されている。上記キャッププレート３５０の一端には、電解液が注入できるように電解液注入口３５２が形成され、電極組立体２４０の過負荷による内部圧力上昇の際に、爆発を防止するための安全ベント(図示せず)が設置されている。上記ガスケット３６０は、電極端子３１０を囲み、キャッププレート３５０と電極端子３１０との間に介在して絶縁する。上記電解液注入口フタ３７０は、キャッププレート３５０の一端の上面に形成されている電解液注入口３５２を封止する。このとき、電解液注入口フタ３７０は、電解液注入口３５２に溶接されて固定されるか、圧入されて固定される。
【００５３】
上記保護回路部４００は、キャッププレート３５０の上側に位置し、二次電池の充放電と、充放電状態チェック回路及び安全回路を搭載して二次電池の諸般の動作を管理する。保護回路部４００は、配線パターンが形成された印刷回路基板に複数個の電気素子が実装された保護回路基板４１０を備え、この保護回路基板４１０と負極リードプレート４２０と正極リードプレート４３０が電気的に接続されて構成されている。上記負極リードプレート４２０は、電極端子３１０と保護回路基板４１０とを接続する。このとき、負極リードプレート４２０とキャッププレート３５０との間には、絶縁体(図示せず)が形成されて負極リードプレート４２０とキャッププレート３５０を絶縁する。また、正極リードプレート４３０は、キャッププレート３５０と保護回路基板４１０とを電気的に接続する。負極リードプレート４２０と保護回路基板４１０との間には、二次保護素子４４０を形成することができ、二次保護素子４４０としてはＰＴＣ素子、バイメタルまたはサーマルヒューズが用いられる。上記二次保護素子４４０として、ＰＴＣ素子を用いる場合、周りのキャッププレート３５０などと絶縁するために外部には絶縁テープなどが複数回巻かれる。
【００５４】
上記樹脂モールディング部５００は、上記保護回路部４００の一部と電極端子３１０が設置されるキャッププレート３５０の上面の一部を樹脂モールディングして形成される。本発明の電極端子３１０は、樹脂モールディング部５００をキャッププレート３５０に対して拘束する結合部を備えていることを特徴とする。例えば、上記電極端子３１０の頭部３１１の広さをガスケット３６０の外側へ長く形成する。
【００５５】
図１１は、電極端子３１０の斜視図である。上記電極端子３１０は、頭部３１１と胴部３１２で構成されている。頭部３１１は、板状で広さがガスケットより広く形成され、外側に長く形成されたストッパ３１４を備えている。また、胴部３１２は、頭部３１１と一体に形成されている。上記のように形成された頭部３１１は、キャッププレート３５０とストッパ３１４との間に樹脂モールディング部が充填される空間を発生させて樹脂モールディング部５００がキャッププレート３５０に対して拘束される結合力を向上させる。
【００５６】
本発明の他の実施形態は、上記電極端子の頭部にストッパを形成して樹脂モールディング部を拘束することに関する。
【００５７】
即ち、図１２は、図１０及び図１１の電極端子３１０を詳細に示した部分断面図であり、電極端子３１０′は頭部３１１′をガスケット３６０の直径よりもさらに拡張したストッパ３１４′を有している。このようなストッパ３１４′により樹脂モールディング部５００が拘束される。上記電極端子３１０′に形成されたストッパ３１４′が樹脂モールディング部５００の一部を拘束することにより、樹脂モールディング部５００はキャッププレート３５０と強く結合する。
【００５８】
図１３に示すように、上記電極端子３１０″の頭部３１１″に形成されるストッパ３１４″は、樹脂モールディング部５００をさらに拘束するための段差３１２が形成されている。このようにストッパ３１４″が段差３１２を備えたことにより、キャッププレート３５０と樹脂モールディング部５００との間の結合力が向上する。
【００５９】
図１４に示すように、電極端子３１０’’’の頭部３１１’’’は、ガスケット３６０の直径よりもさらに拡張されたストッパ３１４’’’を備え、その下面に溝３１３が形成されている。このようにストッパ３１４’’’が溝３１３を備えていることで、キャッププレート３１０と樹脂モールディング部５００との間の垂直方向の結合力が向上し、キャップ組立体と樹脂モールディング部との間に捩れが加えられても結合力が向上する。上記ストッパ３１４’’’に形成された溝３１３は、ストッパや周縁部に様々に形成することができ、二次電池の大きさとキャップ組立体及び保護回路部の構造を考慮して形成する部位が決定される。
【００６０】
以上、本発明は、上述した特定の好ましい実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲で請求される本発明の基本概念に基づき、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、様々な実施形態が可能であり、そのような変形は本発明の特許請求の範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】従来の二次電池の構造を示す上部側の断面図である。
【図２】従来の二次電池の外観を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る二次電池の構造を示す上部側の断面図である。
【図４】本発明の二次電池から樹脂モールディング部を除去した状態のベアセルの平面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るガスケットの変形例の構造を示す部分断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るガスケットの変形例の構造を示す部分断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るガスケットの変形例の構造を示す部分断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るガスケットの変形例の構造を示す部分断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るガスケットの変形例の構造を示す部分断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る二次電池の構造を示す上部側の断面図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る二次電池の電極端子の構造を示す斜視図である。
【図１２】本発明の他の実施形態に係る電極端子の構造を示す部分断面図である。
【図１３】本発明の他の実施形態に係る電極端子の変形例の構造を示す部分断面図である。
【図１４】本発明の他の実施形態に係る電極端子の変形例の構造を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１００…二次電池  
１１０…ベアセル
１２０…カン    
１３０…キャップ組立体
１３１…キャッププレート   
１３２…負極端子
１３３…ガスケット    
１３３a、１３３ｃ、１３３ｄ…ストッパ
１３３ｂ… 凹部  
１５０…保護回路基板
１６０…樹脂モールディング部
【図１】
0004785759.tif 000002
【図２】
0004785759.tif 000003
【図３】
0004785759.tif 000004
【図４】
0004785759.tif 000005
【図５】
0004785759.tif 000006
【図６】
0004785759.tif 000007
【図７】
0004785759.tif 000008
【図８】
0004785759.tif 000009
【図９】
0004785759.tif 000010
【図１０】
0004785759.tif 000011
【図１１】
0004785759.tif 000012
【図１２】
0004785759.tif 000013
【図１３】
0004785759.tif 000014
【図１４】
0004785759.tif 000015