(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極と前記電極の間に介在するセパレータを含み、第１面、前記第１面の反対面である第２面、第３面および前記第３面の反対面である第４面を有し、前記第３面と前記第４面は前記第１面と前記第２面を連結して互いに向かい合う電極組立体と；
ヒューズを含む端子部と；
前記電極の一電極に付着しおよび電気的に連結され、
第１領域、第２領域および第３領域を含み、前記電極組立体の第３面が前記第３領域に向いて、
前記第３領域は前記ヒューズと向かい合うことで、前記ヒューズの溶融材を前記電極組立体に伝達させないための遮断壁またはマスクとしての機能を有する短辺部であり、機械的および電気的に一対の長辺部である前記第１領域を前記第２領域に連結し、
前記電極組立体は、前記電極組立体の前記第１面が前記第１領域と前記第２面との間に位置するように、前記第１領域と前記第２領域との間に位置し、
前記電極組立体の前記第４面を部分的に露出するようにする短絡誘導部材と；
前記電極組立体および前記短絡誘導部材が収容されるケースと、を含むことを特徴とする２次電池。
【請求項２】
キャッププレートをさらに含み、
前記キャッププレートは前記ケースの開口をふさぎ、
前記短絡誘導部材の第３領域は前記電極組立体の第３面と前記キャッププレートとの間に介在することを特徴とする請求項１に記載の２次電池。
【請求項３】
前記端子部は集電体、端子および前記ヒューズを含み、
前記ヒューズは前記集電体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】
前記ヒューズは前記短絡誘導部材の前記第３領域に隣接して形成されることを特徴とする請求項３に記載の２次電池。
【請求項５】
前記短絡誘導部材の第３領域には凹溝が形成され、
前記凹溝は前記ヒューズと向かい合うことを特徴とする請求項４に記載の２次電池。
【請求項６】
前記短絡誘導部材の第３領域の前記第１領域と接する辺および前記第２領域と接する辺は前記第１領域の第３領域と接する辺の長さおよび前記第２領域の第３領域と接する辺の長さと同じ長さを有し、
前記第３領域は前記第１、第２領域と接する辺の長さに沿って第１、第２領域に連結され、
前記凹溝の辺は前記第３領域の辺の長さと同じであ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】
前記電極組立体の第２面は前記短絡誘導部材の第２領域と前記電極組立体の第１面との間に介在することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の２次電池。
【請求項８】
前記短絡誘導部材は前記電極組立体の第１面および第２面を覆うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の２次電池。
【請求項９】
前記短絡誘導部材の第３領域は前記第１領域および第２領域を連結することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の２次電池。
【請求項１０】
前記短絡誘導部材は第１領域、第２領域および第３領域を含む一体であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の２次電池。
【請求項１１】
前記短絡誘導部材の第１領域、第２領域および第３領域は一体に形成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の２次電池。
【請求項１２】
前記電極組立体は前記一電極の無地部で圧着された端部を含み、
前記電極組立体の前記圧着された端部の厚さは前記電極組立体の中央の厚さより小さく、
前記短絡誘導部材は前記一電極の無地部に付着し電気的に連結されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の２次電池。
【請求項１３】
前記短絡誘導部材の第１領域は第１部分および第２部分を有し、
前記第１部分は前記電極組立体の第１面に沿って延長され、
前記第２部分は前記第１部分から折り曲げられ、前記電極組立体の前記圧着された端部に沿って延長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１４】
前記短絡誘導部材の第２領域は第１部分および第２部分を含み、
前記第２領域の第１部分は前記電極組立体の第２面に沿って延長され、
前記第２領域の第２部分は前記第１部分から折り曲げられ前記電極組立体の前記圧着された端部に沿って延長され、
前記圧着された端部は前記第２領域の第２部分と前記第１領域の第２部分との間に位置することを特徴とする請求項１３に記載の２次電池。
【請求項１５】
前記短絡誘導部材の第３領域は前記第１領域の長さおよび前記第２領域の長さより短いことによって、第３領域が前記電極組立体の第３面の一領域を露出させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の２次電池。
【請求項１６】
前記短絡誘導部材の第３領域は第１セクションおよび第２セクションを含み、
前記第１、第２セクションそれぞれは機構的および電気的に前記第１領域を前記第２領域に連結し、
前記第１セクションおよび前記第２セクションはギャップ（ｇａｐ）をもって離隔されることを特徴とする請求項１５に記載の２次電池。
【請求項１７】
第１集電体、第１端子および第１ヒューズを含み、前記第１ヒューズは前記第１集電体に形成された第１端子部；および
第２集電体、第２端子および第２ヒューズを含み、前記第２ヒューズは前記第２集電体に形成された第２端子部を含み、
前記第１ヒューズは前記電極組立体の第３面に隣接して形成され、前記短絡誘導部材の第１セクションは前記第１ヒューズと前記電極組立体の第３面との間に介在し、
前記第２ヒューズは前記電極組立体の第３面に隣接して形成され、前記短絡誘導部材の第２セクションは前記第２ヒューズと前記電極組立体の第３面との間に介在することを特徴とする請求項１６に記載の２次電池。
【請求項１８】
前記短絡誘導部材の第１セクションは第１セクション内に形成された第１凹溝を含み、
前記第１凹溝は第１ヒューズと向かい合い、
前記短絡誘導部材の第２セクションは第２セクション内に形成された第２凹溝を含み、
前記第２凹溝は第２ヒューズと向かい合うことを特徴とする請求項１７に記載の２次電池。
【請求項１９】
前記短絡誘導部材の第３領域は第１領域を第２領域に機械的および電気的に連結する第３セクションをさらに含み、
前記第３セクションは前記第１セクションと第２セクションとの間に位置し、
前記第１セクションと前記第３セクションは第１ギャップをもって離隔されており、
前記第３セクションと前記第２セクションは第２ギャップをもって離隔されることを特徴とする請求項１８に記載の２次電池。
【請求項２０】
前記ケースは前記電極の他の電極に電気的に連結され、
前記短絡誘導部材は前記ケースと前記電極組立体との間に介在することを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の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】
リチウムイオン２次電池はノートパソコンや携帯電話のような小型電子装置に主に用いられる。また、このようなリチウムイオン２次電池は他の種類の２次電池に比べて高出力、高容量および軽量などの特性を有するので、ハイブリッド自動車または電気自動車にも使用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、自動車に使用されるリチウムイオン２次電池は苛酷な環境での安全性および信頼性を満足させなければならない。安全性のテスト項目には色々あるが、その中でも最も苛酷なテストとして、貫通、圧塊および過充電の三つがある。
【０００４】
貫通テストは自動車の事故時に２次電池に発生する損傷現象を予想して実施されるものであって、非常に重要な安全性項目である。特に、２次電池の釘貫通試験のような厳しい条件のテストにおいて、貫通後の電池の温度が過度に上昇したり発火したりしてはいけない。
【０００５】
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、２次電池の釘貫通時に発熱現象および発火現象の発生を抑制でき、２次電池の釘貫通時に貫通領域への発熱集中を防止することが可能な、新規かつ改良された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】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、一対の電極と前記電極の間に介在したセパレータを含み、第１面、前記第１面の反対面である第２面、第３面および前記第３面の反対面である第４面を有する電極組立体と；前記電極の一電極に付着しおよび電気的に連結され、第１領域、第２領域および第３領域を含み、前記電極組立体の第３面が前記第３領域に向いて、前記第３領域は機械的および電気的に前記第１領域を前記第２領域に連結し、前記電極組立体は前記電極組立体の前記第１面が前記第１領域と前記第２面との間に位置するように、前記第１領域と前記第２領域との間に位置し、前記電極組立体の前記第４面は部分的に露出するようにする短絡誘導部材と；および、前記電極組立体および前記短絡誘導部材が収容されるケースと、を含む２次電池が提供される。
【０００７】
前記２次電池はキャッププレートをさらに含み、前記キャッププレートは前記ケースの開口をふさぎ、前記短絡誘導部材の第３領域は前記電極組立体の第３面と前記キャッププレートとの間に介在してもよい。
【０００８】
前記２次電池は端子部をさらに含み、前記端子部は集電体、端子およびヒューズを含み、前記ヒューズは前記集電体に形成されてもよい。
【０００９】
前記ヒューズは前記短絡誘導部材の前記第３領域に隣接して形成されてもよい。
【００１０】
前記短絡誘導部材の第３領域には凹溝が形成され、前記凹溝は前記ヒューズに向いてもよい。
【００１１】
前記短絡誘導部材の第３領域の前記第１領域と接する辺および前記第２領域と接する辺は前記第１領域の第３領域と接する辺の長さおよび前記第２領域の第３領域と接する辺の長さと同じ長さを有し、前記第３領域は前記第１、第２領域と接する辺の長さに沿って第１、第２領域に連結され、前記凹溝の辺は前記第３領域の辺の長さと同じであってもよい。
【００１２】
前記電極組立体の第２面は前記短絡誘導部材の第２領域と前記電極組立体の第１面との間に介在してもよい。
【００１３】
前記短絡誘導部材は前記電極組立体の第１面および第２面を覆ってもよい。
【００１４】
前記短絡誘導部材の第３領域は前記第１領域および第２領域を連結してもよい。
【００１５】
前記短絡誘導部材は第１領域、第２領域および第３領域を含む一体であってもよい。
【００１６】
前記短絡誘導部材の第１領域、第２領域および第３領域は一体に形成されてもよい。
【００１７】
前記電極組立体は前記一電極の無地部で圧着された端部を含み、前記電極組立体の前記圧着された端部の厚さは前記電極組立体の中央の厚さより小さく、前記短絡誘導部材は前記一電極の無地部に付着し電気的に連結されてもよい。
【００１８】
前記短絡誘導部材の第１領域は第１部分（ｒｅｇｉｏｎ）および第２部分を有し、前記第１部分は前記電極組立体の第１面に沿って延長され、前記第２部分は前記第１部分から折り曲げられ、前記電極組立体の圧着された端部に沿って延長されてもよい。
【００１９】
前記短絡誘導部材の第２領域は第１部分および第２部分を含み、前記第２領域の第１部分は前記電極組立体１１０の第２面に沿って延長され、前記第２領域の第２部分は前記第１部分から折り曲げられ前記電極組立体の圧着された端部に沿って延長され、前記圧着された端部は前記第２領域の第２部分と前記第１領域の第２部分との間に位置してもよい。
【００２０】
前記短絡誘導部材の第３領域は前記第１領域の長さおよび前記第２領域の長さより短い長さを有することによって、第３領域が前記電極組立体の第３面の一領域を露出させてもよい。
【００２１】
前記短絡誘導部材の第３領域は第１セクションおよび第２セクションを含み、前記第１、第２セクションそれぞれは機構的および電気的に前記第１領域を前記第２領域に連結し、前記第１セクションと前記第２セクションとはギャップをもって離隔されてもよい。
【００２２】
第１集電体、第１端子および第１ヒューズを含み、前記第１ヒューズは前記第１集電体に形成された第１端子部；および、第２集電体、第２端子および第２ヒューズを含み、前記第２ヒューズは前記第２集電体に形成された第２端子部を含み、前記第１ヒューズは前記電極組立体の第３面に隣接して形成され、前記短絡誘導部材の第１セクションは前記第１ヒューズと前記電極組立体の第３面との間に介在し、前記第２ヒューズは前記電極組立体の第３面に隣接して形成され、前記短絡誘導部材の第２セクションは前記第２ヒューズと前記電極組立体の第３面との間に介在してもよい。
【００２３】
前記短絡誘導部材の第１セクションは第１セクション内に形成された第１凹溝を含み、前記第１凹溝は第１ヒューズに向いて、前記短絡誘導部材の第２セクションは第２セクション内に形成された第２凹溝を含み、前記第２凹溝は第２ヒューズに向いてもよい。
【００２４】
前記短絡誘導部材の第３領域は第１領域を第２領域に機械的および電気的に連結する第３セクションをさらに含み、前記第３セクションは前記第１セクションと第２セクションとの間に位置し、前記第１セクションと前記第３セクションとは第１ギャップをもって離隔されており、前記第３セクションと前記第２セクションとは第２ギャップをもって離隔されてもよい。
【００２５】
前記ケースは前記電極の他の電極に電気的に連結され、前記短絡誘導部材は前記ケースと前記電極組立体との間に介在してもよい。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように本発明によれば、２次電池の釘貫通時に発熱現象および発火現象の発生を抑制でき、２次電池の釘貫通時に貫通領域への発熱集中を防止することができる。                      
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１ａ】図１ａは本発明の第１の実施例による２次電池を示す斜視図である。
【図１ｂ】図１ｂは図１ａの１ｂ-１ｂ線の断面図である。
【図１ｃ】図１ｃは図１ａの１ｃ-１ｃ線の断面図である。
【図２ａ】図２ａは本発明の第１の実施例による２次電池のうち、電極組立体と短絡誘導部材の間の結合関係を示す縦断面図である。
【図２ｂ】図２ｂは図２ａの部分拡大断面図である。
【図２ｃ】図２ｃは図２ａの部分拡大断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例による２次電池のうち、電極組立体と短絡誘導部材の間の関係を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施例による２次電池のうち、電極組立体と短絡誘導部材の間の関係を示す斜視図である。
【図５ａ】図５ａは本発明の第３の実施例による２次電池のうち、短絡誘導部材を示す斜視図である。
【図５ｂ】図５ｂは本発明の第３の実施例による２次電池の横断面図である。
【図６】本発明の第４の実施例による２次電池のうち、短絡誘導部材を示す斜視図である。
【図７】本発明の第５の実施例による２次電池のうち、短絡誘導部材を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
＜第１の実施例＞
以下の図において、層や領域の大きさは説明の明確性のために誇張される場合がある。層や要素が他の層や要素の“上（ｏｎ）”に位置するという場合、これは他の層や要素の直接的な上を意味するだけでなく、その間に他の層や領域が介在する可能性があることを意味する。また、層や要素が他の層や要素の“下（ｕｎｄｅｒ）”に位置するという場合、これは他の層や要素の直接的な下を意味するだけでなく、その間に他の層や領域が介在する可能性があることを意味する。また、一つの層が二つの層の“間（ｂｅｔｗｅｅｎ）”に位置するという場合、二つの層の間にただ一つの層だけが位置したり、または二つの層の間に多数の層が位置したりすることを意味する。
【００３０】
図１ａは本発明の第１の実施例による２次電池を示す斜視図であり、図１ｂおよび図１ｃは図１ａの１ｂ-１ｂ線および１ｃ-１ｃ線断面図である。
【００３１】
図１ａ乃至図１ｃに示されているように、本発明の第１の実施例による２次電池１００は、電極組立体１１０、ケース１２０、第１端子部１３０、第２端子部１４０、キャッププレート１５０および短絡誘導部材１６０を含む。
【００３２】
ここで、前記電極組立体１１０が、図１ｃにおいては２つ示されているが、これよりさらに少ないかまたは多くできることは当然である。また、前記ケース１２０はカン（ｃａｎ）といわれることもあり、場合によってはキャッププレート１５０を含む概念であり得る。
【００３３】
前記電極組立体１１０は、平らで互いに向き合う一対の長辺領域（または第１、第２面）１１０Ａ、１１０Ｂと、前記長辺領域１１０Ａ、１１０Ｂを連結し互いに向き合う一対の短辺領域（または第３、第４面）１１０Ｃ、１１０Ｄを含む。ここで、前記長辺領域１１０Ａ、１１０Ｂは、前記短辺領域１１０Ｃ、１１０Ｄに比べて相対的に面積が広い。前記電極組立体１１０は、以下で詳しく説明するが、第１活物質がコーティングされない第１非コーティング領域（第１無地部）１１１ｃ、
および第２活物質がコーティングされない第２非コーティング領域（第２無地部）１１２ｃ が互いに反対方向に一定の長さで延長されている。つまり、前記第１非コーティング領域１１１ｃは、前記長辺領域１１０Ａ、１１０Ｂおよび短辺領域１１０Ｃ、１１０Ｄを通じて一側方向に一定の長さで延長および突出し、前記第２非コーティング領域１１２ｃは前記長辺領域１１０Ａ、１１０Ｂおよび短辺領域１１０Ｃ、１１０Ｄを通じて他側方向に一定の長さで延長および突出している。
【００３４】
前記ケース１２０は、平らで互いに向き合う一対の長辺領域１２１ａ、１２１ｂと、前記長辺領域１２１ａ、１２１ｂを連結し互いに向き合う一対の短辺領域１２２ａ、１２２ｂと、前記長辺領域１２１ａ、１２１ｂおよび前記短辺領域１２２ａ、１２２ｂを連結する一つの底壁１２３を含む。もちろん、前記ケース１２０は上部が開放されている。このようなケース１２０には前記電極組立体１１０が電解液と共に収容される。このとき、前記電極組立体１１０の第１非コーティング領域１１１ｃおよび第２非コーティング領域１１２ｃがそれぞれ一対の短辺領域１２２ａ、１２２ｂに向いている。また、前記ケース１２０はアルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、鉄、鉄合金、ステンレススチールおよびそれらの等価物の中から選択されたいずれか一つで形成され得るが、これに限定されるものではない。
【００３５】
前記第１端子部１３０は、前記電極組立体１１０の第１非コーティング領域１１１ｃと電気的に接続する。より具体的にいうと、前記第１端子部１３０は、第１非コーティング領域１１１ｃに溶接される第１領域１３１、前記第１領域１３１から水平方向に折り曲げられて前記電極組立体１１０の短辺領域１１０Ｃ上に位置する第２領域１３２、前記第２領域１３２に結合し前記キャッププレート１５０を貫通する第３領域１３３、および前記第３領域１３３に結合する第４領域１３４を含む。ここで、前記第１領域１３１および第２領域１３２は集電板（または集電体）と、前記第３領域１３３は締結端子と、前記第４領域１３４は電極端子といわれることもある。また、前記第１領域１３１は、前記第１非コーティング領域１１１ｃに抵抗溶接、レーザービームおよびそれらの等価方法のうち、いずれか一つの方法で溶接され得る。
【００３６】
さらに、前記第２領域１３２にはヒューズ１３５が形成されることができる。このようなヒューズ１３５は、前記第２領域１３２に形成されたホールや切開領域によって具現化され得る。つまり、前記ヒューズ１３５は、前記第２領域１３２のうち、断面積が一番小さい領域（電気抵抗が最も大きい領域）を意味し、このようなヒューズ１３５は２次電池の過充電時に過電流によって溶融され得る。そして、このような溶融によって前記第１端子部１３０を通じた過電流は遮断される。
【００３７】
また、前記第４領域１３４は、場合によっては、一定の領域が前記キャッププレート１５０に直接電気的に接続され得る。実質的に、このような第４領域１３４は、ステンレススチールのような高抵抗部材（図示せず）を通じてキャッププレート１５０に接続されることによって、前記キャッププレート１５０およびケース１２０が第１端子部１３０と同じ極性（例えば、正極）を有することになる。
【００３８】
前記第２端子部１４０は、前記電極組立体１１０の第２非コーティング領域１１２ｃと電気的に接続する。より具体的にいうと、前記第２端子部１４０は、第２非コーティング領域１１２ｃに溶接される第１領域１４１、前記第１領域１４１から折り曲げられて前記電極組立体１１０の短辺領域１１０Ｃ上に位置する第２領域１４２、前記第２領域１４２に結合し前記キャッププレート１５０を貫通する第３領域１４３、および前記第３領域１４３に結合した第４領域１４４を含む。ここで、前記第１領域１４１は前記第２非コーティング領域１１２ｃに抵抗溶接、レーザービームおよびそれらの等価方法のうち、いずれか一つの方法で溶接され得る。
【００３９】
また、前記第２領域１４２にはヒューズ１４５が形成され得る。このようなヒューズ１４５は、前記第２領域１４２に形成されたホールや切開領域によって具現化され得る。つまり、前記ヒューズ１４５は、前記第２領域１４２のうち、断面積が一番小さい領域（電気抵抗が最も大きい領域）を意味し、このようなヒューズ１４５は２次電池の過充電時に過電流によって溶融する。そして、このような溶融によって前記第２端子部１４０を通じた過電流は遮断される。ここで、前記第１領域１４１および第２領域１４２は集電板（または集電体）と、前記第３領域１４３は締結端子と、前記第４領域１４４は電極端子といわれることがある。また、前記第１領域１４１は前記第２非コーティング領域１１２ｃに抵抗溶接、レーザービームおよびそれらの等価方法のうち、いずれか一つの方法で溶接され得る。
【００４０】
さらに、前記ヒューズは前記第１端子部１３０だけに形成され得る。つまり、前記第１端子部１３０の第１、第２領域１３１、１３２がアルミニウムで形成され、前記第２端子部１４０の第１、第２領域１４１、１４２が銅で形成される場合、前記アルミニウムの溶融点は摂氏６５９度であり、前記銅の溶融点は摂氏１０８３度であって、前記アルミニウムの溶融点が銅の溶融点に比べて低いからである。つまり、同一の過電流が流れる場合、前記アルミニウムが前記銅より先に溶融するからである。
【００４１】
前記キャッププレート１５０は、前記第１端子部１３０および前記第２端子部１４０が外部に露出または突出するようにしながら、前記ケース１２０の開放された領域を覆う。もちろん、前記ケース１２０と前記キャッププレート１５０との境界はレーザービームで溶接され得る。さらに、前記第１端子部１３０および前記第２端子部１４０のうち、それぞれの第３領域１３３、１４３は前記キャッププレート１５０を貫通するが、その外周縁にはそれぞれ絶縁性シーリングガスケット１５１が形成され得る。したがって、前記第１、第２端子部１３０、１４０の第３領域１３３、１４３はキャッププレート１５０から絶縁され得る。しかし、前述のように、高抵抗部材を通して第４領域１３４がキャッププレート１５０に接続した場合には、前記キャッププレート１５０およびケース１２０が極性（例えば、正極）を有することができる。さらに、前記第４領域１３４、１４４とキャッププレート１５０との間には上部絶縁部材１５２が介在し、前記第２領域１３２、１４３と前記キャッププレート１５０との間には下部絶縁部材１５３が介在し得る。
【００４２】
また、前記キャッププレート１５０には電解液の栓１５４を結合することができ、相対的に薄い厚さを有する安全ベント１５５も形成され得る。実質的に、このようなキャッププレート１５０は、前記ケース１２０と同一材質で形成され得る。
【００４３】
前記短絡誘導部材１６０は、前記電極組立体１１０に電気的に連結されると共に、前記電極組立体１１０に備えられた一対の長辺領域１１０Ａ、１１０Ｂおよび一つの短辺領域１１０Ｃを覆う。例えば、前記短絡誘導部材１６０は前記電極組立体１１０のうち、第２非コーティング領域１１２ｃに電気的に接続する。したがって、前記第２非コーティング領域１１２ｃが陰極である場合、前記短絡誘導部材１６０も陰極であり得る。
【００４４】
また、前記短絡誘導部材１６０は、前記電極組立体１１０に備えられた二つの長辺領域１１０Ａ、１１０Ｂを覆う一対の長辺部（または第１、第２領域）１６１、１６２と、前記電極組立体１１０に備えられた一つの短辺領域１１０Ｃを覆う一つの短辺部（または第３領域）１６３を含む。もちろん、前記短辺部１６３は前記一対の長辺部１６１、１６２を電気的および機構的に相互間連結する。このようにして、前記短絡誘導部材１６０の一方の長辺部１６１は、電極組立体１１０の長辺領域１１０Ａとケース１２０の長辺領域１２１ａとの間に位置する。また、前記短絡誘導部材１６０の他方の長辺部１６２は、電極組立体１１０の長辺領域１１０Ｂとケース１２０の長辺領域１２１ｂとの間に位置する。さらに、前記短絡誘導部材１６０の短辺部１６３は、電極組立体１１０の短辺領域１１０Ｃとキャッププレート１５０との間に位置する。
【００４５】
一方、前記短絡誘導部材１６０は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、ステンレススチールおよびそれらの等価物の中から選択されたいずれか一つで形成され得る。例えば、前記ケース１２０がアルミニウムまたはアルミニウム合金である場合、前記短絡誘導部材１６０は銅または銅合金で製造されることが望ましい。このように、短絡誘導部材１６０が銅または銅合金で製造される場合、銅で形成される第２非コーティング領域１１２ｃに容易に溶接され得る。さらに、前記短絡誘導部材１６０の厚さは実験的に５０〜４００μｍが望ましいとされる。前記数値範囲で、釘貫通による短絡発生時における２次電池１００の発熱現象および発火現象の発生が抑制される。ここで、釘貫通とは、釘がケース１２０の長辺領域１２１ａまたは１２１ｂ、短絡誘導部材１６０および電極組立体１１０を貫通するという意味である。
【００４６】
このようにして、本発明の第１の実施例は、短絡誘導部材１６０が一対の長辺部１６１、１６２および一つの短辺部１６３からなり、また、一対の長辺部１６１、１６２が少なくとも一つの短辺部１６３によって相互間電気的および機構的に連結されることによって、２次電池１００の釘貫通時に短絡電流の流れ経路が多様化し、２次電池１００の釘貫通時に発熱現象および発火現象の発生が抑制されることを示す。
【００４７】
また、本発明の第１の実施例は、２次電池１００の釘貫通時に貫通領域で発生する熱が短絡誘導部材１６０に沿って広い領域に分散することによって、発熱が釘貫通領域に集中しなくなることを示す。
【００４８】
さらに、前記短絡誘導部材１６０のある一方の短辺部１６３は、望ましくは前記第１端子部１３０の第２領域１３２の下部に形成され得る。つまり、前記短辺部１６３は前記ヒューズ１３５の下部に形成され得る。また、前記短絡誘導部材１６０の他方の短辺部１６３は、望ましくは前記第２端子部１４０の第２領域１４２の下部に形成され得る。つまり、前記短辺部１６３は前記ヒューズ１４５の下部に形成され得る。
【００４９】
これによって、本発明の第１の実施例は、２次電池１００の過充電によってヒューズ１３５または１４５が溶融する時に発生するアークまたはヒューズの溶融材が、短絡誘導部材１６０の短辺部１６３によって電極組立体１１０側に伝達されなくなる。つまり、前記短絡誘導部材１６０の短辺部１６３が遮断壁またはマスクの役割を果たす。したがって、２次電池１００のヒューズの溶融時に副次的に発生する発火およびガス発生が防止される。
【００５０】
一方、前記短絡誘導部材１６０のうち、ある一方の長辺部１６１とケース１２０の長辺領域１２１ａとの間には絶縁紙１７１が介在し、また前記短絡誘導部材１６０のうち、他方の長辺部１６２とケース１２０の長辺領域１２１ｂとの間には絶縁紙１７２が介在することによって、通常時は、前記短絡誘導部材１６０とケース１２０が相互で短絡しないようになっている。つまり、前記絶縁紙１７１、１７２によって、通常時は、正極のケース１２０と陰極の短絡誘導部材１６０が相互で短絡しない。
【００５１】
図２ａは、本発明の第１の実施例による２次電池のうち、電極組立体と短絡誘導部材の間の結合関係を示す縦断面図である。図２ｂおよび図２ｃは部分拡大断面図である。
【００５２】
図２ａに示されているように、短絡誘導部材１６０のうち、一対の長辺部１６１、１６２は、電極組立体１１０のうち、第２非コーティング領域１１２ｃと電気的に接続する。ここで、前記電極組立体１１０のうち、第２非コーティング領域１１２ｃは、圧着されることによって相対的に厚さが小さい。これによって、前記短絡誘導部材１６０も、相対的に厚さが小さい第２非コーティング領域１１２ｃと容易に接続できるように折り曲げられた形態となる。つまり、前記短絡誘導部材１６０のうち、一対の長辺部１６１、１６２は、それぞれ前記電極組立体１１０の第２非コーティング領域１１２ｃと接続する第１部分１６１ａ、１６２ａ（または第３部分）と、前記第１部分１６１ａ、１６２ａから折り曲げられて一定の長さで延長された連結部分１６１ｂ、１６２ｂと、前記連結部分１６１ｂ、１６２ｂから折り曲げられて前記電極組立体１１０に備えられたそれぞれの長辺領域１１０Ａ、１１０Ｂを覆う第２部分（または第１部分）１６１ｃ、１６２ｃを含む。前述のように、第１部分１６１ａ、１６２ａは第３部分に定義することができ、第２部分１６１ｃ、１６２ｃは第１部分に定義することができる。
【００５３】
また、一対の長辺部１６１、１６２は、二つの短辺部１６３によって相互に電気的および機構的に連結され得る。このような二つの短辺部１６３は、前記一対の長辺部１６１、１６２と一体に形成されたり、または別途に形成された後前記一対の長辺部１６１、１６２にそれぞれ溶接されたりし得る。さらに、二つの短辺部１６３の間には切開部１６４が形成されることによって、前記電極組立体１１０の短辺領域１１０Ｃが前記切開部１６４を通じて露出し得る。ここで、切開部１６４を中心に両側部に位置した二つの短辺部１６３は、それぞれ第１セクションおよび第２セクションに定義することもできる。
【００５４】
また、図２ａに示されているように、電極組立体１１０の第１非コーティング領域１１１ｃには第１端子部１３０の第１領域１３１が電気的に接続され、前記電極組立体１１０の第２非コーティング領域１１２ｃには第２端子部１４０の第１領域１４１が電気的に接続され得る。
【００５５】
図２ｂおよび図２ｃに示されているように、電極組立体１１０は、第１電極板１１１、第２電極板１１２および前記第１、第２電極板１１１、１１２の間に介在したセパレータ１１３を含む。また、前記電極組立体１１０は巻き取られたゼリーロール（Ｊｅｌｌｙ  Ｒｏｌｌ）形態であるか、またはスタック（ｓｔａｃｋ）された形態であり得る。
【００５６】
前記第１電極板１１１は正極板であることもあり、前記第２電極板１１２は陰極板であることもある。もちろん逆に、前記第１電極板１１１は陰極板であり、前記第２電極板１１２は正極板であることもある。前記第１電極板１１１は第１金属箔１１１ａおよび第１活物質１１１ｂを含む。前記第１電極板１１１が正極板である場合、前記第１金属箔１１１ａはアルミニウムまたはアルミニウム合金であり、前記第１活物質１１１ｂはリチウム系酸化物であり得る。前記第２電極板１１２も第２金属箔１１２ａおよび第２活物質１１２ｂを含む。前記第２電極板１１２が陰極板である場合、前記第２金属箔１１２ａは銅または銅合金であり、前記第２活物質１１２ｂは黒鉛であり得る。もちろん、本発明は前記材質に限定されるものではない。前記セパレータ１１３は前記第１電極板１１１と前記第２電極板１１２との間に位置する。このようなセパレータ１１３は多孔性のＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）およびそれらの等価物の中から選択されたいずれか一つで形成されるが、本発明はこれに限定されるものではない。前記セパレータ１１３は、実質的に、前記第１電極板１１１の両側面に位置したり、または前記第２電極板１１２の両側面に位置したりし得る。また、前記セパレータ１１３は、第１、第２電極組立体１１０の最外郭に位置することで、第１、第２電極組立体１１０の一定の領域が前記ケース１２０、前記キャッププレート１５０または前記短絡誘導部材１６０と直接短絡しないようになっている。
【００５７】
さらに、前記第１電極板１１１は第１活物質１１１ｂがコーティングされない第１非コーティング領域（第１無地部）１１１ｃを含み、前記第１非コーティング領域１１１ｃはセパレータ１１３の一側を通して外部に突出し得る。つまり、前記第１非コーティング領域１１１ｃはケース１２０の短辺領域１２２ａに向いている。また、前記第２電極板１１２も第２活物質１１２ｂがコーティングされない第２非コーティング領域（第２無地部）１１２ｃを含み、前記第２非コーティング領域１１２ｃはセパレータ１１３の他側を通して外部に突出し得る。つまり、前記第２非コーティング領域１１２ｃはケース１２０の短辺領域１２２ｂに向いている。このようにして、前記第１非コーティング領域１１１ｃおよび第２非コーティング領域１１２ｃの突出および延長方向は前記セパレータ１１３を中心に互いに反対であり得る。
【００５８】
図３は、本発明の第１の実施例による２次電池のうち、電極組立体と短絡誘導部材の間の関係を示す斜視図である。
【００５９】
図３に示されているように、短絡誘導部材１６０は一対の電極組立体１１０を覆うように形成され得る。つまり、短絡誘導部材１６０は、ある一方の電極組立体１１０の前方の長辺領域１１０Ａを覆う長辺部１６１と、他方の電極組立体１１０の後方の長辺領域１１０Ｂを覆う長辺部１６２と、前記一対の長辺部１６１、１６２を連結する互いに離隔した二つの短辺部１６３を含む。もちろん、互いに離隔した二つの短辺部１６３の間には切開部１６４が形成される。また、前記長辺部１６１、１６２のそれぞれは、前記電極組立体１１０にそれぞれ形成された第２非コーティング領域１１２ｃと電気的に接続する。
【００６０】
ここで、前述のように切開部１６４を中心に両側部に位置する２つの短辺部１６３は第１セクションおよび第２セクションと定義することもできる。
【００６１】
＜第２の実施例＞
図４は、本発明の第２の実施例による２次電池のうち、電極組立体と短絡誘導部材の間の関係を示す斜視図である。
【００６２】
図４に示されているように、短絡誘導部材３６０は、一対の長辺部１６１、１６２と、前記長辺部１６１、１６２を互いに連結する三つの短辺部３６３を含み得る。つまり、短辺部３６３は、一対の長辺部１６１、１６２のうちの両側領域と、中央領域をそれぞれ連結し得る。さらに、三つの短辺部３６３の間には二つの切開部３６４が形成され得る。また、両側領域の短辺部３６３は端子部に備えられたヒューズと対応する位置に形成され得る。
【００６３】
ここで、二つの切開部３６４の外側に位置する二つの短辺部２６３はそれぞれ第１セクションおよび第２セクションと定義し、また二つの切開部３６４の内側に位置する一つの短辺部２６３は第３セクションと定義することができる。
【００６４】
＜第３の実施例＞
図５ａは、本発明の第３の実施例による２次電池のうち、短絡誘導部材を示す斜視図であり、図５ｂは２次電池の横断面図である。
【００６５】
図５ａおよび図５ｂに示されているように、短絡誘導部材５６０は、一対の長辺部１６１、１６２を電気的および機械的に連結する短辺部（または第１、第２セクション）５６３に一定の深さの凹溝５６３ａが形成され得る。図５ａにおいては、前記凹溝５６３ａが四角形態に示されているが、このような凹溝５６３ａは三角形、五角形、円形など多様な形態に形成され、本発明は前記凹溝５６３ａの形態に限定されるものではない。また、このような凹溝５６３ａは端子部に形成されたヒューズと対応する領域に形成され得る。このようにして、２次電池の過充電時に過電流によって前記ヒューズが溶融しても、前記ヒューズから発生するアークが前記短辺部５６３によって電極組立体に伝達されず、またヒューズの溶融材は前記短辺部５６３に備えられた凹溝５６３ａに収容される。したがって、２次電池の安定性および信頼性がさらに向上する。
【００６６】
＜第４の実施例＞
図６は、本発明の第４の実施例による２次電池のうち、短絡誘導部材を示す斜視図である。
【００６７】
図６に示されているように、短絡誘導部材６６０は、一対の長辺部１６１、１６２のうち、第３領域１６１ｃ、１６２ｃが一つの短辺部６６３によって連結され、前記短辺部６６３には一定の深さを有し互いに離隔した二つの凹溝６６３ａが形成され得る。前述のように、このような凹溝６６３ａは、端子部のうち、ヒューズと対応する位置に形成されることが望ましい。
【００６８】
＜第５の実施例＞
図７は、本発明の第５の実施例による２次電池のうち、短絡誘導部材を示す斜視図である。
【００６９】
図７に示されているように、短絡誘導部材７６０の長辺部１６１、１６２のうち、第３領域１６１ｃ、１６２ｃを連結する一つの短辺部７６３には一定の深さを有し長方形である一つの凹溝７６３ａが形成され得る。このようにして、短絡誘導部材７６０の短辺部７６３には相対的に大きい凹溝７６３ａが形成される。したがって、端子部のヒューズから多くの量の溶融材が発生しても前記凹溝７６３ａがこれを収容できることになる。
【００７０】
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】
【００７１】
１００              ２次電池
１１０              電極組立体
１１０Ａ、１１０Ｂ  長辺領域
１１０Ｃ、１１０Ｄ  短辺領域
１１１ｃ            第１非コーティング領域
１１２ｃ            第２非コーティング領域
１２０              ケース
１２１ａ、１２１ｂ  長辺領域
１２２ａ、１２２ｂ  短辺領域
１２３              底壁
１３０              第１端子部
１３１              第１領域
１３２              第２領域
１３３              第３領域
１３５、１４５      ヒューズ
１４０              第２端子部
１４１              第１領域
１４２              第２領域
１４３              第３領域
１５０              キャッププレート
１６０              短絡誘導部材
１６１、１６２      長辺部
１６１ａ、１６２ａ  第１部分
１６１ｂ、１６２ｂ  連結部分
１６１ｃ、１６２ｃ  第３部分
１６３              短辺部
１６３ａ            凹溝
１６４、３６４      切開部
３６３              短辺部
【図１ａ】
0006399732.tif 000002
【図１ｂ】
0006399732.tif 000003
【図１ｃ】
0006399732.tif 000004
【図２ａ】
0006399732.tif 000005
【図２ｂ】
0006399732.tif 000006
【図２ｃ】
0006399732.tif 000007
【図３】
0006399732.tif 000008
【図４】
0006399732.tif 000009
【図５ａ】
0006399732.tif 000010
【図５ｂ】
0006399732.tif 000011
【図６】
0006399732.tif 000012
【図７】
0006399732.tif 000013