(57)【要約】  本発明は、内部に電極組立体及び電解液を収容できるように、上部が開口された円筒形構造からなり、前記電極組立体から引き出された電極タップが上部に露出される外装缶と、一体に組み立てられ、外側面が前記外装缶の上部内側面に溶接されて固定され、底面が前記電極タップに通電可能に接合され、前記電極組立体から発生する電流を外部に通電するキャップ組立体とを含むことを特徴とする円筒形二次電池に関するものである。また、本発明は、キャップ組立体を一体に組み立てる段階と、上部が開口された円筒形構造の外装缶に電極組立体及び電解液を注入する段階と、前記キャップ組立体の下部に前記電極組立体から引き出された電極タップを通電可能に接合する段階と、前記キャップ組立体を前記外装缶の上部に挿入し、前記電極タップを折り曲げる段階と、前記キャップ組立体の外側面を前記外装缶の上部内側面に溶接する段階とを含むことを特徴とする円筒形二次電池の製造方法に関するものである。【選択図】図２
2010511992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に電極組立体及び電解液を収容できるように、上部が開口された円筒形構造からなり、前記電極組立体から引き出された電極タップが上部に露出される外装缶と、
一体に組み立てられ、外側面が前記外装缶の上部内側面に溶接されて固定され、底面が前記電極タップに通電可能に接合され、前記電極組立体から発生する電流を外部に通電するキャップ組立体と、を含むことを特徴とする円筒形二次電池。
【請求項２】
前記キャップ組立体は、
前記電極タップが通電可能に接合されるサブディスクと、
底面中心部から下方に突出される接続部が前記サブディスクに通電可能に接合され、前記外装缶の内圧が所定圧力以上になると、前記接続部が前記サブディスクから分離される安全ベントと、
前記安全ベントの上部に通電され、外部と電気的に接続されるキャップアップと、
前記キャップアップ及び前記安全ベントの縁部を圧着して支持し、これら部品を外部に対して絶縁させるガスケットと、
前記ガスケットの外部を圧着して支持し、前記外装缶の上部内側面に溶接される外部ケースと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の円筒形二次電池。
【請求項３】
前記外部ケースの外側面には、前記外装缶の上部内側面に溶接される缶溶接部が円周方向にくぼんで形成され、前記缶溶接部は、前記外装缶の厚さに対応する深さで形成されることを特徴とする請求項２に記載の円筒形二次電池。
【請求項４】
前記キャップ組立体は、
前記安全ベントと前記キャップアップとの間に挿入され、所定温度以上で前記安全ベントと前記キャップアップとの間を絶縁させるＰＴＣ素子をさらに含むことを特徴とする請求項２または３に記載の円筒形二次電池。
【請求項５】
前記キャップ組立体は、
前記サブディスクと前記安全ベントとの間に設置され、前記サブディスクに溶接され、中心部に前記安全ベントの前記接続部が通過する貫通孔が形成されるキャップダウンと、
前記キャップダウンの内部に定着され、前記安全ベントと前記キャップダウンとの間を絶縁させ、前記キャップダウンの前記貫通孔に連通されるようにリング構造で形成される絶縁プレートと、をさらに含むことを特徴とする請求項２または３に記載の円筒形二次電池。
【請求項６】
二次電池の内部から発生した圧力が前記安全ベントに伝達されるように、前記キャップダウンの底面に多数の通気孔が形成されることを特徴とする請求項５に記載の円筒形二次電池。
【請求項７】
前記安全ベントの下縁部が圧入方式で前記絶縁プレートに挿入され、
前記絶縁プレートは、前記キャップダウンの内部に圧入方式で挿入されることを特徴とする請求項５に記載の円筒形二次電池。
【請求項８】
キャップ組立体を一体に組み立てる段階と、
上部が開口された円筒形構造の外装缶に電極組立体及び電解液を注入する段階と、
前記キャップ組立体の下部に前記電極組立体から引き出された電極タップを通電可能に接合する段階と、
前記キャップ組立体を前記外装缶の上部に挿入し、前記電極タップを折り曲げる段階と、
前記キャップ組立体の外側面を前記外装缶の上部内側面に溶接する段階と、を含むことを特徴とする円筒形二次電池の製造方法。
【請求項９】
前記キャップ組立体を一体に組み立てる過程は、
安全ベントの底面中心部から下方に突出される接続部をサブディスクに通電可能に接合する段階と、
前記安全ベント上にキャップアップを積層する段階と、
内部に前記安全ベント及び前記キャップアップが収容されるように、ガスケットを前記キャップアップ上に積層する段階と、
内部に前記ガスケットが収容されるように、外部ケースを前記ガスケット上に積層する段階と、
前記外部ケース及び前記ガスケットの下部を一緒に内側に圧着する段階と、を含むことを特徴とする請求項８に記載の円筒形二次電池の製造方法。
【請求項１０】
前記キャップ組立体を一体に組み立てる過程は、
前記安全ベントと前記キャップアップとの間にＰＴＣ素子を積層する段階をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の円筒形二次電池の製造方法。
【請求項１１】
前記キャップ組立体を一体に組み立てる過程は、
前記安全ベントの前記接続部を前記サブディスクに接合する前に、前記安全ベントの下縁部を絶縁プレートの内部に挿入する段階と、
前記絶縁プレートをキャップダウンの内部に挿入する段階と、
前記サブディスクを前記キャップダウンに溶接する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項９または１０に記載の円筒形二次電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒形二次電池及びその製造方法に関するもので、より詳細には、二次電池の上部に形成されるビーディング部を除去することで、より向上した安全性を確保するとともに、ビーディング部が占めていた空間を確保することで、二次電池の電気容量を増加させることができる円筒形二次電池及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、二次電池は、充電が不可能な一次電池と異なり、充電及び放電が可能な電池を意味し、最近には、携帯電話及びノートブックコンピュータなどの携帯用電子機器に広く使用されている。二次電池としては、ニッケル水素電池、リチウム電池、リチウムイオン電池、ポリマーリチウム電池などが使用されている。また、二次電池は、その外形によって円筒形二次電池、角形二次電池、そして、電極ゼリーロールをパウチに収納するパウチ型二次電池とに区分される。
【０００３】
本発明は、円筒形二次電池に関するものである。ところが、本発明に係る構成が必ず円筒形二次電池に限定されることはなく、当業者であれば、角形二次電池及びパウチ型二次電池に対しても本発明の構成を容易に適用することができる。
【０００４】
図１は、従来の円筒形二次電池を示している。図１を参照して、従来の円筒形二次電池及びその製造方法を説明すると、まず、矩形の板状に形成された二つの電極と、これら電極間に介在され、二つの電極間の短絡を防止するセパレーターとが積層された後、ゼリーロール形態で巻き取られて電極組立体２０をなす。そして、正の電極タップ２２が電極組立体２０から上部に引き出され、負の電極タップ（図示せず）は缶１０の外壁に連結されるが、正の電極タップ２２と負の電極タップとが反対に連結されることもある。
【０００５】
電極組立体２０は、缶１０の上部及び下部にそれぞれ位置する上部絶縁板１２及び下部絶縁板（図示せず）と一緒に、順次的に缶１０の開口部を通して円筒形缶１０に投入される。そして、電極組立体２０の缶１０内の移動を防止するためのビーディング部１４が缶１０の上部で内側に圧着されて形成され、電解液が缶１０の内部に注入される。前記ビーディング部１４の上側には、絶縁のためのガスケット３０が缶１０の内側に設置され、缶１０の開口部を閉鎖するキャップ組立体４０が前記ビーディング部１４上に設置される。前記キャップ組立体４０は、電極タップ２２に溶接されるベント、ＣＩＤ（ｃｕｒｒｅｎｔ  ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ  ｄｅｖｉｃｅ）素子、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子、そして、電極端子を有するキャップアップ（Ｃａｐ  ｕｐ）からなる。ここで、前記キャップ組立体４０を構成するベントなどは、前記ビーディング部１４によって支持されるので、下側に移動することがない。最後に、ガスケット３０の内側に投入された栓としてのキャップアップなどを円筒形缶１０の開口部の内側に圧着し、缶１０を封止するクランピング作業が行われる。
【０００６】
しかしながら、上記のように構成される従来の円筒形二次電池は、次のような問題点を有している。
【０００７】
缶１０の上部にキャップ組立体４０を結合する過程で、キャップ組立体４０を構成する各部品を順次設置すべきであるので、二次電池の組立工程時間が長くなり、二次電池製造時に非常に多くの時間及び費用が必要になる。
【０００８】
缶１０をガスケット３０に対して圧着するクランピング方式の場合、３０ｋｇｆ／ｃｍ２以上の高圧に耐える構造を形成することが難しい。
【０００９】
また、クランピング工程後に、非めっき缶１０の上側端に対して別途のフラッシュめっきを行うべきであるという煩雑さが発生する。
【００１０】
ビーディング部１４を形成するために缶１０を内側に圧着する過程で、缶１０を構成する金属物質が缶１０の内部に流れ込むおそれがあり、このように金属異物質が缶１０の内部に注入されると、安全上の重大な欠陥が発生する。特に、最近のノートブックバッテリー爆発事故も、ほとんどが上記のような理由に起因して発生している。
【００１１】
さらに、ビーディング部１４が占めている空間が非効率的に活用されている。そのため、ビーディング部１４が除去可能である場合、ビーディング部１４が占めていた空間に電極組立体２０及び電解液がさらに注入されると、その分だけ二次電池の電気容量を増加できるようになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記のような従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、二次電池を組み立てる工程を大幅に減少させ、二次電池製造にかかる時間及び費用を減縮することができる円筒形二次電池及びその製造方法を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、ビーディング部の形成工程を除去し、金属異物質が缶の内部に注入されることを遮断することで、二次電池の安全性を高めることにある。
【００１４】
本発明の更に他の目的は、ビーディング部の形成を防止し、ビーディング部が占めていた空間を活用することで、二次電池の電気容量を増加させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記のような目的を解決するための本発明に係る円筒形二次電池は、内部に電極組立体及び電解液を収容できるように、上部が開口された円筒形構造からなり、前記電極組立体から引き出された電極タップが上部に露出される外装缶と、一体に組み立てられ、外側面が前記外装缶の上部内側面に溶接されて固定され、底面が前記電極タップに通電可能に接合され、前記電極組立体から発生する電流を外部に通電するキャップ組立体とを含むことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る円筒形二次電池において、前記キャップ組立体は、前記電極タップが通電可能に接合されるサブディスクと、底面中心部から下方に突出される接続部が前記サブディスクに通電可能に接合され、前記外装缶の内圧が所定圧力以上になると、前記接続部が前記サブディスクから分離される安全ベントと、前記安全ベントの上部に通電され、外部と電気的に接続されるキャップアップと、前記キャップアップ及び前記安全ベントの縁部を圧着して支持し、これら部品を外部に対して絶縁させるガスケットと、前記ガスケットの外部を圧着して支持し、前記外装缶の上部内側面に溶接される外部ケースとを含むことを特徴とする。
【００１７】
そして、本発明に係る円筒形二次電池の製造方法は、キャップ組立体を一体に組み立てる段階と、上部が開口された円筒形構造の外装缶に電極組立体及び電解液を注入する段階と、前記キャップ組立体の下部に前記電極組立体から引き出された電極タップを通電可能に接合する段階と、前記キャップ組立体を前記外装缶の上部に挿入し、前記電極タップを折り曲げる段階と、前記キャップ組立体の外側面を前記外装缶の上部内側面に溶接する段階とを含むことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る円筒形二次電池の製造方法において、前記キャップ組立体を一体に組み立てる過程は、安全ベントの底面中心部から下方に突出される接続部をサブディスクに通電可能に接合する段階と、前記安全ベント上にキャップアップを積層する段階と、内部に前記安全ベント及び前記キャップアップが収容されるように、ガスケットを前記キャップアップ上に積層する段階と、内部に前記ガスケットが収容されるように、外部ケースを前記ガスケット上に積層する段階と、前記外部ケース及び前記ガスケットの下部を一緒に内側に圧着する段階とを含むことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来技術に係る円筒形二次電池の構造を示す断面図である。
【図２】本発明に係る円筒形二次電池を示す断面図である。
【図３】本発明に係る円筒形二次電池におけるキャップ組立体を示す分解斜視図である。
【図４】本発明に係る円筒形二次電池におけるキャップ組立体を示す分解断面図である。
【図５】本発明に係る円筒形二次電池におけるキャップ組立体の組み立て過程を示す断面図である。
【図６】本発明に係る円筒形二次電池におけるキャップ組立体を示す組立断面図である。
【図７】本発明に係る円筒形二次電池におけるキャップ組立体と外装缶との結合過程を示す断面図である。
【図８】本発明に係る円筒形二次電池における電流遮断過程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付した図面を参照して、本発明に係る円筒形二次電池に対して詳細に説明する。
【００２１】
図２は、本発明に係る円筒形二次電池の構造を示している。
【００２２】
図２を参照すると、本発明に係る円筒形二次電池は、内部に電極組立体１１０及び電解液を収容できるように、上部が開口された円筒形構造からなる外装缶１００と、一体に組み立てられ、前記外装缶１００の上部に結合されるキャップ組立体２００とを含んで構成される。
【００２３】
前記電極組立体１１０は、正極集電体の表面に正極活物質層がコーティングされた正極板と、負極集電体の表面に負極活物質層がコーティングされた負極板と、前記正極板と負極板との間に位置し、前記正極板と負極板とを電気的に絶縁させるセパレーターとがゼリーロール形状で巻き取られた構造からなる。そして、前記電極組立体１１０の上端には電極タップ１２０が上部に突出形成され、前記電極タップ１２０は、キャップ組立体２００の下端に通電可能に溶接される。
【００２４】
そして、前記外装缶１００は、電極組立体１１０及び電解液が収容されるように、内部に所定空間が形成される円筒形構造からなる。このとき、外装缶１００の下部は、密閉された構造からなるが、外装缶１００の上部は、キャップ組立体２００が結合されるように開口された構造からなる。また、前記外装缶１００の上下部には、電極組立体１１０とキャップ組立体２００及び外装缶１００との接触を防止するための上部絶縁板１３０及び下部絶縁板（図示せず）がそれぞれ設置される。
【００２５】
そして、前記キャップ組立体２００は、一体に組み立てられて外装缶１００の上部に挿入され、外側面が外装缶１００の開口部の内側に溶接される。すなわち、開口された外装缶１００の上部にキャップ組立体２００を挿入した後、キャップ組立体２００の外側面を外装缶１００の上部内側面にレーザー溶接し、キャップ組立体２００が外装缶１００の上部を密封するように組み立てる。このとき、前記キャップ組立体２００は、下側面が電極タップ１２０に通電可能に接合される一方、外装缶１００とは絶縁されるように構成されることが好ましい。このようなキャップ組立体２００は、電極組立体１１０から発生する電流を外部装置に通電させるようになる。
【００２６】
以下、キャップ組立体２００の構成に対して詳細に説明する。
【００２７】
図３及び図４は、本発明に係る円筒形二次電池のキャップ組立体の構造を示しており、図５は、キャップ組立体の組み立て過程を示しており、図６は、一体に組み立てられたキャップ組立体を示している。
【００２８】
図３乃至図６を参照すると、本発明に係るキャップ組立体２００は、電極組立体１１０から発生した電流が外部装置に流れるときの通路となるサブディスク２６０、安全ベント２３０、キャップアップ２１０、そして、これら部品を一体に組み立てるためのガスケット２７０及び外部ケース２８０を含んで構成される。
【００２９】
前記サブディスク２６０は、一体に組み立てられたキャップ組立体２００の下端に位置する部品として、電極組立体１１０から上部に引き出される電極タップ１２０に通電可能に接合される。このようなサブディスク２６０は、導電性金属材質の円板構造で形成される。
【００３０】
そして、前記安全ベント２３０は、外装缶１００の内圧が所定圧力以上になると、二次電池の電流を遮断して爆発危険を防止する第一の安全装置を構成する部品として、導電性金属材質からなる。このような安全ベント２３０は、上部縁が後述するガスケット２７０によって支持されるように外側に拡張され、底面中心部には、サブディスク２６０に通電可能に接合される接続部２３２が下方に突出される構造からなる。
【００３１】
すなわち、正常な状態では、電極組立体１１０から発生した電流が電極タップ１２０、サブディスク２６０及び安全ベント２３０を経てキャップアップ２１０を通して外部装置に流れるようになる。しかしながら、図８に示すように、二次電池の過充電または異常発熱によって二次電池の内部圧力が非正常的に増加する場合には、安全ベント２３０の接続部２３２がサブディスク２６０から分離されることで、二次電池の電気の流れが遮断され、二次電池の安全性を確保するようになる。
【００３２】
一方、二次電池の内部圧力が非正常的に増加する場合には、接続部２３２が上昇してサブディスク２６０から容易に分離されるように、安全ベント２３０の底面のうち前記接続部２３２の周辺が他の部分より薄く形成されることが好ましい。
【００３３】
そして、前記キャップアップ２１０は、キャップ組立体２００の上端に位置し、二次電池から発生する電流を外部に通電させる部品として、安全ベント２３０の上面に相応する大きさで形成され、安全ベント２３０の上部に通電可能に接合される。すなわち、キャップアップ２１０の底面縁部が安全ベント２３０の上面縁部に接触した状態で、キャップアップ２１０及び安全ベント２３０は、ガスケット２７０及び外部ケース２８０によって圧着され、互いに通電可能に接合される。
【００３４】
そして、ガスケット２７０は、キャップアップ２１０及び安全ベント２３０の縁部を圧着して支持し、これら部品を外部に対して絶縁させる機能を行う。このようなガスケット２７０は、前記安全ベント２３０及びキャップアップ２１０が内部に収容される円筒構造で形成され、ガスケット２７０の下部は、安全ベント２３０及びキャップアップ２１０が内部に挿入されるように開放された構造からなり、ガスケット２７０の上部には、キャップアップ２１０の縁部上面に接する所定長さの上部面が内側に突出形成される。そして、キャップ組立体２００の組立過程では、安全ベント２３０及びキャップアップ２１０を順次積層した後、キャップアップ２１０上にガスケット２７０を積層する。このように内部に安全ベント２３０及びキャップアップ２１０が収容されるようにガスケット２７０をキャップアップ２１０上に積層した状態で、ガスケット２７０の下部を内側に圧着すると、安全ベント２３０及びキャップアップ２１０は、互いに通電可能に接合された状態で固定される。一方、前記ガスケット２７０は、別途に圧着されるものでなく、後述する外部ケース２８０の圧着時に一緒に圧着される。
【００３５】
そして、前記外部ケース２８０は、キャップ組立体２００の外側面を形成する部品として、ガスケット２７０の外部を圧着して支持し、外装缶１００の開口部の内側に溶接される。このような外部ケース２８０は、前記ガスケット２７０が内部に収容される円筒構造で形成され、外部ケース２８０の下部は、ガスケット２７０、安全ベント２３０及びキャップアップ２１０が内部に挿入されるように開放された構造からなり、外部ケース２８０の上部には、ガスケット２７０の上部面に接する所定長さの上部面が内側に突出形成される。そして、キャップ組立体２００の組立過程では、安全ベント２３０、キャップアップ２１０及びガスケット２７０を順次積層した後、ガスケット２７０上に外部ケース２８０を積層する。このように内部に安全ベント２３０、キャップアップ２１０及びガスケット２７０が収容されるように、外部ケース２８０をガスケット２７０上に積層した状態で、外部ケース２８０の下部を内側に圧着すると、外部ケース２８０とガスケット２７０、そして、安全ベント２３０とキャップアップ２１０とが一体に組み立てられた構造をなすようになる。
【００３６】
このようにガスケット２７０及び外部ケース２８０の下部が内側に圧着されるように構成すると、ガスケット２７０及び外部ケース２８０の上部が内側に圧着される場合に比べて、キャップ組立体が二次電池の非正常的な内部圧力増加により一層耐えられるようになる。
【００３７】
そして、前記上部ケース２８０の外側面には、外装缶１００の上部内側面に溶接される缶溶接部２８２が円周方向にくぼんで形成されるが、前記缶溶接部２８２は、外装缶１００の厚さに対応する深さで形成されることが好ましい。したがって、缶溶接部２８２に外装缶１００の上部を挿入した状態で、缶溶接部２８２と外装缶１００の端との接触部分Ａに沿って円周方向にレーザー溶接を行い、外部ケース２８０を外装缶１００に接合する。このとき、前記外部ケース２８０と外装缶１００との溶接を容易に行うために、前記外部ケース２８０は、外装缶１００と同一の材質の金属で形成されることが好ましい。
【００３８】
一方、本発明に係るキャップ組立体２００は、所定温度以上で安全ベント２３０とキャップアップ２１０との間を絶縁させるＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子２２０をさらに含んで構成されることが好ましい。前記ＰＴＣ素子２２０は、安全ベント２３０の外径に相応する大きさのリング構造で形成され、安全ベント２３０とキャップアップ２１０との間に挿入される。すなわち、ガスケット２７０の内部に安全ベント２３０、ＰＴＣ素子２２０及びキャップアップ２１０は、順次積層された後、外部ケース２８０が圧着されるときに他の部品と一緒に圧着されて固定される。
【００３９】
このようなＰＴＣ素子２２０は、本発明に係る円筒形二次電池の第二の安全装置を構成する部品として、正常な場合には安全ベント２３０とキャップアップ２１０との間を通電させるが、二次電池の温度が非正常的に増加すると、電流の流れを遮断する性質を有するようになる。前記ＰＴＣ素子２２０は、樹脂及び炭素粉末で形成される素子層と、前記素子層の上面及び下面に結合される導電板とを含んで形成され、前記ＰＴＣ素子２２０の温度が増加すると、前記樹脂層の樹脂が膨張されながら、炭素粉末の連結が断たれるので、電流を遮断できるようになる。前記ＰＴＣ素子２２０としては、セラミック素子が使用可能である。
【００４０】
また、本発明に係るキャップ組立体２００は、安全ベント２３０及びサブディスク２６０を支持するためのキャップダウン２５０及び絶縁プレート２４０をさらに含んで構成される。
【００４１】
前記キャップダウン２５０は、サブディスク２６０と安全ベント２３０との間に設置され、サブディスク２６０に溶接されてサブディスク２６０を固定する役割をする。このようなキャップダウン２５０は、金属材質の円板構造で形成され、中心部には、安全ベント２３０の接続部２３２が貫通する貫通孔２５２が形成される。また、前記貫通孔２５２の他にも、キャップダウン２５０の底面に多数の通気孔２５４，２５６が形成されるように構成し、二次電池の内部から発生した圧力をそのまま安全ベント２３０に伝達させることが好ましい。
【００４２】
そして、前記絶縁プレート２４０は、キャップダウン２５０の内部に定着され、安全ベント２３０とキャップダウン２５０との間を絶縁させる機能を行う。このような絶縁プレート２４０は、前記キャップダウン２５０の貫通孔２５２に連通されるようにリング構造で形成され、安全ベント２３０の接続部２３２は、絶縁プレート２４０及びキャップダウン２５０を通過してサブディスク２６０に接合される。そして、絶縁プレート２４０の内部に安全ベント２３０の下部縁が圧入方式で挿入され、絶縁プレート２４０もキャップダウン２５０の内部に圧入方式で挿入される。このとき、絶縁プレート２４０とキャップダウン２５０とを結合するために、絶縁プレート２４０の外周面に多数の突起（図示せず）が突出形成されることが好ましい。
【００４３】
以下、図３乃至図６を参照して、上記のように構成されるキャップ組立体２００の組み立て過程を説明する。
【００４４】
まず、安全ベント２３０の下部に絶縁プレート２４０を圧入方式で結合した後、再び絶縁プレート２４０の下部にキャップダウン２５０を圧入方式で結合する。このとき、安全ベント２３０の接続部２３２は、絶縁プレート２４０及びキャップダウン２５０を通過するようになる。その後、サブディスク２６０を安全ベント２３０の接続部２３２に通電可能に溶接するとともに、サブディスク２６０を固定するために、サブディスク２６０をキャップダウン２５０に溶接することが好ましい。
【００４５】
上記のようにサブディスクなどが組み立てられた安全ベント２３０の上部に、ＰＴＣ素子２２０及びキャップアップ２１０を順次積層する。このとき、前記ＰＴＣ素子２２０は、場合によって省略されることもある。
【００４６】
その後、前記キャップアップ２１０上にガスケット２７０を積層すると、安全ベント２３０、ＰＴＣ素子２２０及びキャップアップ２１０が円筒構造のガスケット２７０の内部に収容され、ガスケット２７０の上部面がキャップアップ２１０の縁部上面に接するようになる。
【００４７】
続いて、前記ガスケット２７０上に外部ケース２８０を積層すると、ガスケット２７０が円筒形構造の外部ケース２８０の内部に収容され、外部ケース２８０の上部面がガスケット２７０の上部面に接するようになる。このように安全ベント２３０及びキャップアップ２１０などの部品上にガスケット２７０及び外部ケース２８０が順次積層されると、図５に示した構造をなすようになる。
【００４８】
そして、上記のような状態で、外部ケース２８０及びガスケット２７０の下部を一緒に内側に圧着すると、図６に示すようなキャップ組立体２００が完成される。一方、前記ガスケット２７０及び外部ケース２８０が全て円筒形構造からなるので、それらの下部が内側に圧着される過程でしわが形成される場合がある。したがって、前記ガスケット２７０及び外部ケース２８０の下部を内側に圧着する過程は、ガスケット２７０及び外部ケース２８０に熱を加えながら複数の段階にかけて行い、しわの形成を防止するように構成することが好ましい。
【００４９】
次に、上記のように組み立てられたキャップ組立体２００を外装缶１００に結合する過程を説明する。
【００５０】
図７は、本発明に係る円筒形二次電池におけるキャップ組立体２００と外装缶１００との結合過程を示している。
【００５１】
まず、上部が開口された円筒形構造の外装缶１００の内部に電極組立体１１０及び電解液を注入する。このとき、電極組立体１１０及び電解液の注入前後に下部絶縁板及び上部絶縁板１３０を挿入する。前記上部絶縁板１３０及び下部絶縁板は、電極組立体１１０及び電解液がキャップ組立体２００及び外装缶１００の底面に直接接触することを防止するために挿入される部品である。下部絶縁板は、中央通孔のない円板形態で設置され、上部絶縁板１３０は、電極タップ１２０が通過する通孔を含む円板形態で設置される。電極組立体１１０の上部端から引き出された電極タップ１２０は、上部絶縁板１３０の通孔を通して外装缶１００の外部に露出される。
【００５２】
その後、予め一体に組み立てられたキャップ組立体２００の底面、すなわち、サブディスク２６０の底面に前記電極タップ１２０を通電可能に接合する。
【００５３】
このような状態でキャップ組立体２００を外装缶１００の内部に挿入すると電極タップ１２０は、図２に示すように折り曲げられる。
【００５４】
このようにキャップ組立体２００を開口された外装缶１００の上部に挿入すると、外装缶１００の上側端がキャップ組立体２００の外側面、すなわち、外部ケース２８０の外側面にくぼんで形成される缶溶接部２８２に挿入される。このような状態で前記缶溶接部２８２と外装缶１００の端との接触部分Ａに円周方向に沿ってレーザー溶接を行うと、本発明に係る円筒形二次電池が完成される。その後、二次電池の外部に外装材を塗布するチュービング（ｔｕｂｉｎｇ）作業が行われるようになる。
【００５５】
上記の実施例では、円筒形構造の二次電池に対して説明したが、円筒形でない他の形態の二次電池にも使用可能であることは当然である。
【００５６】
以上説明した本発明は、特定の実施例と関連して図示及び説明したが、特許請求の範囲によって示された発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で多様な改造及び変化が可能であることは、当業界で通常の知識を有する者であれば容易に知ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明に係る円筒形二次電池及びその製造方法によると、キャップ組立体を予め一体に組み立てた後、これを外装缶に結合することで、二次電池の組立工程時間が短くなる。
【００５８】
また、本発明によると、従来と異なり、外装缶にビーディング部が形成されないので、ビーディング部の形成にかかる製造工程時間を減少させることができ、ビーディング部の形成工程で金属物質が外装缶の内部に流れ込むおそれがないので、二次電池の安全性が向上する。
【００５９】
また、本発明によると、ビーディング部が占めていた空間に電極組立体及び電解液がさらに注入されるので、その分だけ二次電池の電気容量を増加させることができる。
【００６０】
また、本発明によると、レーザー溶接を通してキャップ組立体を外装缶に結合することで、従来のクランピング方式による円筒形二次電池に比べて、より高い高圧に耐えられる二次電池を得ることができる。
【００６１】
また、本発明によると、従来のクランピング工程後に、非めっき缶の上側端部に対して別途のフラッシュめっきを行うべきであるという煩雑さが発生しない。
【符号の説明】
【００６２】
１００  外装缶
１１０  電極組立体
１２０  電極タップ
１３０  上部絶縁板
２００  キャップ組立体
２１０  キャップアップ
２２０  ＰＴＣ素子
２３０  安全ベント
２３２  接続部
２４０  絶縁プレート
２５０  キャップダウン
２５２  貫通孔
２５４，２５６  通気孔
２６０  サブディスク
２７０  ガスケット
２８０  外部ケース
２８２  缶溶接部
【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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【図８】
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【国際調査報告】
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