(57)【要約】【課題】  本発明は、二次電池の安全性を増加させながら缶の内部の空間が減少されることを低減するために二次電池の二次保護素子であるサーモブレーカを缶の内部でギャッププレートの下部に形成される保護素子溝に装着して二次保護素子の電気的連結構造を改善した二次電池を提供するためのものである。【解決手段】  本発明は、陽極タップと陰極タップとを備える電極組立体と前記電極組立体が受け入られる缶と電極端子が絶縁されて形成され、前記缶の上段開口部を封入するギャッププレートを備えるギャップ組立体と、を含む二次電池において、前記ギャッププレートの下面に形成される保護素子溝と前記保護素子溝に安着され、前記陰極タップと電極端子との間に連結されるサーモブレーカを含むことを特徴とする。【選択図】  図２
2005347254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１極タップと第２極タップとを備える電極組立体と前記電極組立体を受け入れる缶と、
電極端子が絶縁されて形成され、前記缶の上段開口部を封入するギャッププレートを備えるギャップ組立体とを含む二次電池において、
前記ギャッププレートの下面に形成される保護素子溝と前記保護素子溝に安着され、前記第１極タップと電極端子との間に連結されるサーモブレーカと、を含むことを特徴とする二次電池。
【請求項２】
前記サーモブレーカは、
一端が前記第１極タップに連結されるバイメタルと、
一端が前記電極端子に連結され、他端が前記バイメタルに接触される端子リード線と、
密閉された空間を形成し、前記バイメタルと端子リード線とが各々両側面から挿入されるケースと、を備えることを特徴とする請求項１記載の二次電池。
【請求項３】
前記バイメタルは、
銅と亜鉛との合金、ニッケルとマンガンまたは鉄との合金、ニッケルとクロムと鉄との合金、ニッケルとマンガンと銅との合金中のいずれかの一つで形成される膨張係数が大きい金属と、ニッケルと鉄との合金で形成される膨張係数が少ない金属とが上下に積層されて形成されることを特徴とする請求項２記載の二次電池。
【請求項４】
前記バイメタルは、厚さが０．１ 〜 １．０ｍｍで形成されることを特徴とする請求項３記載の二次電池。
【請求項５】
前記サーモブレーカは、前記バイメタルと前記端子リード線との間に弾性体が更に備えられることを特徴とする請求項２または４記載の二次電池。
【請求項６】
前記弾性体は、板スプリングまたはコイルスプリングであることを特徴とする請求項５記載の二次電池。
【請求項７】
前記ケースは、上部が開放されたボックスタイプであって、 両側面の下段部に前記バイメタルと端子リード線とが貫通されて固定されるバイメタルホールと端子リード線ホールとが形成されるケース本体と、前記ケース本体の上部を密閉するカバーとを含んでなることを特徴とする請求項２記載の二次電池。
【請求項８】
前記ケース本体は、前記端子リード線が安着される位置の下部に第１貫通ホールが形成され、
前記端子リード線が第１貫通ホールを密閉しながら前記ケース本体の下部に露出することを特徴とする請求項７記載の二次電池。
【請求項９】
前記ケース本体は、前記バイメタルが安着される位置の下部に第２貫通ホールが形成され、
前記バイメタルが第２貫通ホールを密閉しながら前記ケース本体の下部に露出することを特徴とする請求項７記載の二次電池。
【請求項１０】
前記ケース本体は、前記端子リード線が安着される位置の下部に第１貫通ホールが形成され、前記バイメタルが安着される位置の下部に第２貫通ホールが形成され、
前記端子リード線が第１貫通ホールを密閉しながら前記ケース本体の下部に露出し、前記バイメタルが第２貫通ホールを密閉しながら前記ケース本体の下部に露出することを特徴とする請求項７記載の二次電池。
【請求項１１】
前記ケースは、ＰＰ、ＰＩ、ＰＰＳ、または、Ｎｙｌｏｎ６６で形成されることを特徴とする請求項７記載の二次電池。
【請求項１２】
前記サーモブレーカは、前記バイメタルの下部に導電板を更に含んでなることを特徴とする請求項２記載の二次電池。
【請求項１３】
前記導電板は、銅、ニッケル、アルミニウム、銀の中のいずれかの一つで形成されることを特徴とする請求項１２記載の二次電池。
【請求項１４】
前記サーモブレーカは、前記バイメタルの下部、または、上部に薄板のセラミックＰＴＣ素子を更に含んでなることを特徴とする請求項２記載の二次電池。
【請求項１５】
前記セラミックＰＴＣ素子は、チタン酸バリウム系材質で形成されることを特徴とする請求項１４記載の二次電池。
【請求項１６】
前記第１極タップは陰極タップで、第２極板は陽極タップで形成され、前記電極端子は陰極端子で形成されることを特徴とする請求項１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、より詳しくは、二次電池の安全性を増加させながら缶の内部の空間が減少されることを低減するために、二次電池の二次保護素子であるサーモブレーカを缶の内部において、ギャッププレートの下部に形成される保護素子溝に装着して二次保護素子の電気的連結構造を改善した二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ビデオカメラ、携帯型電話、携帯型コンピュータなどのような携帯型無線機器の軽量化及び高機能化が進行することによって、その駆動電源に使われる二次電池に対して多くの研究がなされている。このような二次電池は、 例えば、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。これら中から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なものであって、作動電圧が高くて単位重量当りエネルギー密度が高いという長所のため、先端電子機器分野で広く使われている。
【０００３】
このような二次電池は、陽極板、陰極板及びセパレータからなる電極組立体を金属製の缶に受納し、この缶の内部に電解液を注入し封入することで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、上部に缶と絶縁された電極端子を備え、この電極端子が電池のいずれかの一極をなすようにし、他極は電池缶自体になるようにする。
【０００４】
上記のように、封入されたベアセルの上部には、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子のような二次保護素子及び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て電池パックに受納されたり、樹脂でモールディングされて二次電池を形成することになる。その際、これらの二次電池の安全装置らは陽極と陰極とに各々連結されて電池の高温上昇や、過充放電等により電池の電圧が急上昇する際に電流を遮断し電池の破裂等の危険を防止する。
【０００５】
図１は、従来の二次電池のベアセルを示す部分断面図である。
【０００６】
二次電池のベアセル１０は、缶２０と電極組立体２２とギャップ組立体３０とを含んでなる。また、二次電池の構成によっては、上部に二次保護素子４０を含む。
【０００７】
前記缶２０は、図１を参照して説明すると、上側が開放された、ほぼ直方体形状を有する金属材質の容器であり、ディップドローイング（ｄｅｅｐ  ｄｒａｗｉｎｇ）などの加工方法により形成する。缶２０を成す材質としては軽量の伝導性金属で、かつ、腐食に容易に対処できるアルミニウム、または、アルミニウム合金が好ましい。缶２０は、陽極２３、セパレータ２４、陰極２５からなる電極組立体２２と電解液の容器となり、電極組立体２２が缶２０の開放された上段、即ち、上段開口部を通じて缶に挿入された後、缶２０の上段開口部はギャップ組立体３０により封入される。
【０００８】
前記ギャップ組立体３０は、缶２０の上段開口部に対応する大きさと形状を有する平板型のギャッププレート３１が備えられる。
【０００９】
前記電極組立体２２は、陽極２３と陰極２５との間にセパレータ２４が掲載されながら巻き取られて形成される。前記陽極２３は、陽極タップ２６を介してギャッププレート３１に電気的に連結され、陰極２５は、陰極タップ２７を介してギャッププレート３１の陰極端子３２に電気的に連結される。従って、缶２０は、陰極端子３２と電気的に絶縁されて陽極端子の役割をすることになる。ギャップ組立体３０が缶２０の上段と溶接された後にはギャッププレート３１の電解液注入口３６を介して電解液が投入される。電解液注入口３６は、ボールが圧入されて栓３７により封入される。
【００１０】
前記ギャッププレート３１は、缶２０との結合のための溶接性の向上のために、缶２０と同じアルミニウムやアルミニウム合金で形成されることが好ましい。ギャッププレート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る。ギャッププレート３１の中央部を貫通する陰極端子３２の外側には陰極端子３２とギャッププレート３１との電気的絶縁のためにチューブ形状のガスケット３３が設けられる。ギャッププレート３１の端子通孔の近辺にはギャッププレート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が設けられている。
【００１１】
前記二次保護素子４０は、ギャッププレート３１の上面に安着されて陰極端子３２と保護回路基板（図示していない）とを連結し、二次保護素子４０としてはＰＴＣ素子、または、サーマルヒューズ（ｔｈｅｒｍａｌ  ｆｕｓｅ）が使われる。
【００１２】
上記のように構成された従来の二次電池においては、二次保護素子は、缶の温度変化を感知して電流を遮断しなければならないが、缶の外部に装着されるので二次保護素子の温度敏感性が落ちる問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記の問題を解決するために案出されたものであって、二次電池の安全性を増加させながら缶の内部の空間が減少されることを低減するために、二次電池の二次保護素子であるサーモブレーカを缶の内部でギャッププレートの下部に形成される保護素子溝に装着して、二次保護素子の電気的連結構造を改善した二次電池を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記のような課題を解決するための本発明は、第１極タップと第２極タップとを備える電極組立体と前記電極組立体を受け入れる缶と電極端子が絶縁されて形成され、前記缶の上段開口部を封入するギャッププレートとを備えるギャップ組立体を含む二次電池において、前記ギャッププレートの下面に形成される保護素子溝と前記保護素子溝に安着され、前記第１極タップと電極端子との間に連結されるサーモブレーカと、を含むことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明において、前記サーモブレーカは、一端が前記第１極タップに連結されるバイメタルと、一端が前記電極端子に連結され、他端が前記バイメタルに接触される端子リード線及び密閉された空間を形成し、前記バイメタルと端子リード線とが各々両側面から挿入されるケースと、を備えて形成されることができる。
【００１６】
また、本発明において、前記バイメタルは、銅と亜鉛との合金、ニッケルとマンガンまたは鉄との合金、ニッケルとクロムと鉄との合金、ニッケルとマンガンと銅との合金中のいずれかの一つで形成される膨張係数が大きい金属と、ニッケルと鉄の合金で形成される膨張係数が少ない金属とが上下に積層されて形成されることが好ましい。その際、前記バイメタルは、厚さが０．１ 〜 １．０ｍｍで形成されることが好ましい。
【００１７】
また、本発明において、前記サーモブレーカは、前記バイメタルと前記端子リード線との間に弾性体が更に備えられて形成されることができる。前記弾性体は、板スプリング、または、コイルスプリングで形成されることができる。
【００１８】
また、本発明において、前記ケースは上部が開放されたボックスタイプであって、 両側面の下段部に前記バイメタルと端子リード線とが貫通されて固定されるバイメタルホールと端子リード線ホールとが形成されるケース本体と前記ケース本体の上部を密閉するカバーとを含んでなることができる。
【００１９】
また、本発明において、前記ケース本体は、前記端子リード線が安着される位置の下部に第１貫通ホールが形成され、前記端子リード線が第１貫通ホールを密閉しながら前記ケース本体の下部に露出するように形成されることができる。
【００２０】
また、本発明において、前記ケース本体は、前記バイメタルが安着される位置の下部に第２貫通ホールが形成され、前記バイメタルが第２貫通ホールを密閉しながら前記ケース本体の下部に露出するように形成されることができる。
【００２１】
また、本発明において、前記ケース本体は、前記端子リード線が安着される位置の下部に第１貫通ホールが形成され、前記バイメタルが安着される位置の下部に第２貫通ホールが形成され、前記端子リード線が第１貫通ホールを密閉しながら前記ケース本体の下部に露出し、前記バイメタルが第２貫通ホールを密閉しながら前記ケース本体の下部に露出するように形成されることができる。
【００２２】
また、本発明において、前記ケースは、ＰＰ、ＰＩ、ＰＰＳ、または、Ｎｙｌｏｎ６６で形成されることができる。
【００２３】
また、本発明において、前記サーモブレーカは、前記バイメタルの下部に導電板を更に含むことができ、前記導電板は銅、ニッケル、アルミニウム、銀の中のいずれかの一つで形成されることが好ましい。
【００２４】
また、本発明において、前記サーモブレーカは、前記バイメタルの下部、または、上部に薄板のセラミックＰＴＣ素子を更に含むことができ、前記セラミックＰＴＣ素子はチタン酸バリウム系材質で形成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る二次電池によると、電池の内部に二次保護素子であるサーモブレーカを装着することにより、電池の内部の温度変化に、より敏感に作動できることになる。従って、電池の過充電、または、過放電により電池の内部の温度が一定の温度の以上に過熱されると、バイメタルの接触が落ちる（即ち、サーモブレーカが第１極タップと電極端子とを分離する）ことになって、電池の内部の電流の流れが速かに遮断され、二次電池の過充放電、爆発などを防止することができる効果がある。
【００２６】
また、本発明によると、バイメタルがギャッププレートの下面に形成される保護素子溝に装着されることにより、バイメタルによってギャップ組立体の高さが増加されることを低減することができる。従って、缶の内部の空間減少を低減し、高容量化を推進することができる効果がある。
【００２７】
また、本発明によると、バイメタルは、二次電池の誤作動が中止されて缶の内部の温度が落ちることになると、復調される（即ち、サーモブレーカが第１極タップと電極端子とを連結する）ので、二次電池を更に使用することが可能になる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る好ましい実施の形態を詳細に説明する。
【００２９】
図２は、本発明の実施の形態に係るベアセルを示す部分断面図である。図３は、図２に示すサーモブレーカの断面図を示す。図４は、図３の底面図を示す。図５ａは、本発明に係る別の実施の形態のサーモブレーカの断面図を示す。図５ｂは、図５ａの底面図を示す。図６は、本発明に係る又別の実施の形態のサーモブレーカの断面図を示す。図７は、本発明に係る又別の実施に形態のサーモブレーカの断面図を示す。図８は、本発明に係る又別の実施に形態のサーモブレーカの断面図を示す。図９は、本発明に係る又別の実施に形態のサーモブレーカの断面図を示す。
【００３０】
本発明に係る二次電池のベアセル１００は、図２を参照すると、缶２００と、 前記缶２００の内部に受け入れられる電極組立体２１０と、前記缶２００の上段開口部を封入するギャップ組立体３００とを含んでなる。また、二次保護素子３３０を含んでなる。
【００３１】
前記缶２００は、ほぼ直方体の形状を有する金属材で形成されることができ、それ自体が端子の役割を遂行することができる。前記缶２００の上段は開口されて上段開口部が形成され、この上段開口部を介して電極組立体２１０受け入れられる。
【００３２】
前記電極組立体２１０は、第１極板２１５と第２極板２１３及びセパレータ２１４とを含む。前記第１極板２１５と第２極板２１３とはセパレータ２１４を介して積層された後、ゼリーロール（ｊｅｌｌｙ  ｒｏｌｌ）形態で巻き取ることができる。前記第２極板２１３には第２極タップ２１６が溶接されており、この第２極タップ２１６の端部は前記電極組立体２１０の上方に突出してある。前記第１極板２１５にも第１極タップ２１７が溶接されており、この第１極タップ２１７の端部も前記電極組立体２１０の上方に突出してある。通常、前記第１電極板と第１電極タップとは、陰極板と陰極タップで形成され、前記第２電極板と第２電極タップとは、陽極板及び陽極タップで形成される。しかし、二次電池の種類によっては逆に形成できることは勿論である。
【００３３】
前記ギャップ組立体３００は、ギャッププレート３１０と電極端子３２０と二次保護素子３３０とを含んでなる。
【００３４】
前記ギャッププレート３１０は、前記缶２００の上段開口部と相応する大きさと形状を有する金属板で形成される。ギャッププレート３１０の中心部には所定の大きさの端子通孔３１２が形成されている。また、前記ギャッププレートの下面には前記二次保護素子３３０が挿入されて固定される保護素子溝３１４が形成される。前記端子通孔３１２には、電極端子３２０が挿入される。ギャッププレート３１０の一方の端部には電解液が注入される電解液注入口３１６が形成される。ギャッププレート３１０の他方の端部の下面には、前記電極組立体２１０の第１極タップ２１７が溶接され、ギャッププレート３１０の一方の端部の下面には電極組立体２１０の第２極タップ２１６が溶接される。
【００３５】
前記電極端子３２０は、前記端子通孔３１２に挿入され、電極端子３２０とギャッププレート３１０との絶縁のために、チューブ型のガスケット３２２が設けられている。また、前記ギャッププレート３１０の下面には前記電極端子３２０の底面部と電気的に連結されるターミナルプレート３２６が形成され、ターミナルプレート３２６及び電極端子３２０とギャッププレート３１０との電気的絶縁のために絶縁板３２４が設けられる。前記絶縁板３２４は、ＰＰテープのような絶縁テープが使われることができる。一方、前記電極端子３２０は、通常、陰極端子で形成され、形成位置によっては陽極端子で形成されて、第２極タップ２１６が連結できることは勿論である。
【００３６】
前記二次保護素子３３０は、図３及び図４を参照すると、バイメタル３４０と前記バイメタル３４０が受け入れられるケース３５０を含んでなるサーモブレーカが使われ、ギャッププレートの下面に形成される保護素子溝３１４に挿入されて固定される。従って、前記保護素子溝３１４に二次保護素子３３０が装着されることによりギャップ組立体の高さを減らすことができ、缶の内部の空間の減少を低減して高容量化に寄与することになる。
【００３７】
前記バイメタル３４０は、金属が温度によって膨脹される程度、即ち、膨張係数が異なる２種類の金属箔が接合されて形成されたものであって、温度変化によって膨張係数が少ない方向に変形される。本実施の形態では、膨張係数が大きい金属３４０ａが下部に位置し、膨張係数が小さな金属３４０ｂが上部に位置するようにバイメタルを形成する。従って、低温では水平となり、温度が上がることになると膨張係数が小さな金属３４０ｂが上方に変形を起こすことになる。前記バイメタル３４０は、多様な金属箔が接合されて形成されることができる。膨張係数が大きい金属３４０ａとしては、銅と亜鉛との合金、ニッケルとマンガンと鉄との合金、ニッケルとクロムと鉄との合金、ニッケルとマンガンと銅との合金などが使われることができる。膨張係数が少ない金属３４０ｂとしては、ニッケルと鉄との合金などが使われる。前記バイメタルは、好ましくは、低温で反応程度が良好なニッケルとマンガンと鉄との合金と、ニッケルと鉄との合金とが接合されて形成される。
【００３８】
前記バイメタル３４０は、薄い金属箔で形成され、好ましくは、０．１ 〜 １．０ｍｍで形成される。前記バイメタル３４０の厚さがあまり薄ければバイメタル３４０が水平を維持することが困難で、リード線３４２、３４６との接触が不安になり得る。また、前記バイメタル３４０の厚さがあまり厚ければ温度に伴う作動が鈍感になる。
【００３９】
前記バイメタル３４０は、一端が端子リード線３４６により前記ターミナルプレート３２６と電極端子３２０とに連結され、他端はタップリード線３４２により第１極タップ２１７に連結される。一方、前記端子リード線３４６は、前記ターミナルプレート３２６と一体に形成されることができる。また、前記バイメタル３４０が端子リード線３４６の役割をして、バイメタル３４０が直接前記ターミナルプレート３２６に連結できることは勿論である。
【００４０】
前記ケース３５０は、ケース本体３５２とカバー３５８とを含んでなる。前記ケース本体３５２は、ボックスタイプで、両側面の下段部に前記バイメタル３４０と端子リード線３４６とが貫通されて固定されるバイメタルホール３５３と端子リード線ホール３５４とが形成されており、上部は開放されて形成される。バイメタルホール３５３と端子リード線ホール３５４とはケース３５０の外部に所定の長さで突出されて補強部３５３ａ、３５４ａが形成されて、バイメタル３４０と端子リード線３４６とが上下に動かないように固定することになる。前記ケース本体３５２は、好ましくは、内部底面に段差を形成して、バイメタル３４０と端子リード線３４６とが一定の位置に安着するようにする。
【００４１】
前記バイメタル３４０と端子リード線３４６とは、前記ケース本体３５２のバイメタルホール３５３と端子リード線ホール３５４に接着剤を使用して固定することが好ましい。即ち、前記各ホールとバイメタル３４０及び端子リード線３４６との間を接着剤で封入して電解液がケースの内部に流入しないようにする。または、前記ケース本体３５２の成形の際、前記バイメタル３４０と端子リード線３４６とが共に成形されるようにすることができる。前記バイメタル３４０と端子リード線３４６とは、物理的な接触をしているので、ケース３３０の内部に電解液が流入すると、バイメタル３４０、または、端子リード線３４６の表面に電解液が塗布されてバイメタル３４０と端子リード線３４６との間の接触が不安になり得る。
【００４２】
前記カバー３５８は、前記ケース本体３５２の上部に結合されてケース３５０ の内部を密閉することになる。
【００４３】
前記ケース３５０は、前記缶２００の内部に装着されて電解液と接触することになるので、電解液に耐性があるＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ＰＩ（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ＰＰＳ（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  Ｓｕｌｆｉｄｅ）、ナイロン６６（Ｎｙｌｏｎ６６）材質の樹脂が使われる。好ましくは、前記ケースは、化学耐性が優れるＰＰＳ樹脂、または、ナイロン６６樹脂を使用して形成する。
【００４４】
図５ａ及び図５ｂは、本発明に係る別の実施の形態を示す。
【００４５】
サーモブレーカ３３０ａを構成するケース３５０ａは、図５ａと図５ｂを参照すると、ケース本体３５２ａとカバー３５８とを含んでなる。以下、前記実施の形態と異なる部分に対してのみ説明する。
【００４６】
前記ケース本体３５２ａは、前記端子リード線３４６が安着される部分に対応する位置に第１貫通ホール３５６ａが形成される。前記第１貫通ホール３５６ａの上部には前記端子リード線３４６が接着剤等によって接着されて第１貫通ホール３５６ａを密閉することになり、前記第１貫通ホール３５６ａを介して端子リード線３４６が前記ケース本体３５２ａの下部、即ち、缶２００の内部に露出する。
【００４７】
従って、前記端子リード線３４６を介して缶２００の内部の温度変化が速かに伝えられることができ、前記端子リード線３４６と接触されている前記バイメタル３４０は、缶２００の内部の温度変化を速かに感知できることになる。
【００４８】
図６は、本発明に係る又別の実施の形態を示す。
【００４９】
サーモブレーカ３３０ｂを構成するケース３５０ｂは、図６を参照すると、ケース本体３５２ｂとカバー３５８とを含んでなる。以下、前記実施の形態と異なる部分に対してのみ説明する。
【００５０】
前記ケース本体３５２ｂは、前記バイメタル３４０が安着される下部に対応する位置に第２貫通ホール３５６ｂが形成される。前記第２貫通ホール３５６ｂの上部には前記バイメタル３４０が接着剤等により接着されて第２貫通ホール３５６ｂを密閉することになる。従って、前記第２貫通ホール３５６ｂを介してバイメタル３４０が前記ケース本体３５２ａの下部、即ち、缶２００の内部に露出して缶２００の内部の温度変化を速かに感知できることになる。
【００５１】
本発明の又別の実施の形態では、前記ケース本体３５２の底に前記第１貫通ホール３５６ａと第２貫通ホール３５６ｂとが全て形成できることは勿論である。
【００５２】
図７は、本発明に係る又別の実施の形態を示す。
【００５３】
サーモブレーカ３３０ｃは、図７を参照すると、前記端子リード線３４６と前記バイメタル３４０との間に弾性体３４８が備えられて形成されることができる。より詳細には、前記端子リード線３４６の端部において、前記バイメタル３４０と接触する部位には弾性体３４８が備えられる。従って、前記バイメタル３４０と端子リード線３４６との電気的な接触が、より確実に成ることができる。前記弾性体３４６としては、板スプリング、または、コイルスプリングが使われることができる。前記弾性体３４８は、バイメタル３４０に形成できることは勿論である。
【００５４】
図８は、本発明に係る又別の実施の形態を示す。
【００５５】
サーモブレーカ３３０ｄは、図８を参照すると、前記バイメタル３４０の下部に薄膜の導電板３６０が形成される。前記導電板３６０は、銅、ニッケル、アルミニウム、 銀のような電気抵抗の小さな金属で形成される。前記バイメタル３４０の上部に形成される膨張係数が少ない金属３４０ｂは、主に、ニッケルと鉄との合金が使われるので、電気伝導度が落ちる、また、前記バイメタルの下部に形成される膨張係数が大きい金属３４０ａも銅と亜鉛との合金、ニッケルとマンガンと鉄との合金、ニッケルとクロムと鉄との合金、ニッケルとマンガンと銅との合金等、主に合金が使われるので、相対的に電気伝導度が落ちることになる。従って、前記バイメタル３４０の下部には電気伝導度が優れる導電板３６０が追加に形成されて、バイメタル３４０における電気抵抗に伴う前記の損失を低減することになる。即ち、前記タップリード線３４２と前記端子リード線３４６との間には、前記導電板３６０を通じて電気が伝導されるので、電気抵抗が低減される。
【００５６】
図９は、本発明に係る又別の実施の形態を示す。
【００５７】
サーモブレーカ３３０eは、図９を参照すると、前記バイメタル３４０の下部にＰＴＣセラミック素子３７０が追加形成される。前記ＰＴＣセラミック素子３７０は、好ましくは、チタン酸バリウム系を含むセラミック素子で形成され、温度変化によって抵抗が増加されながら抵抗熱を発生させることになる。前記バイメタル３４０は、缶の内部の温度変化がなくなると、復調されて（即ち、水平の形状に戻り）端子リード線３４６と接触されて二次電池には更に電気が流れることになる。しかし、二次電池が正常化されない場合に、前記バイメタル３４０が作動するための温度に缶の内部の温度が上昇するには所定の時間が必要となる。従って、その間は、二次電池に電気が流れることになり、二次電池の電極組立体及び保護回路に影響を与えることになって、二次電池の寿命を減少させることになる。前記ＰＴＣセラミック素子３７０は、温度変化によって抵抗熱を発生させることになり、前記バイメタル３４０の温度を早期に上昇させてバイメタル３４０が速い時間内に作動するようにする。従って、二次電池に電気が流れる時間を低減して二次電池の電極組立体及び保護回路の損傷を防止し、二次電池の寿命が減少することを防止することになる。前記ＰＴＣセラミック素子３７０は、前記バイメタル３４０の上部、または、前記端子リード線３４６の上部に形成できることは勿論である。
【００５８】
次に、本発明に係る二次電池の作用に対して説明する。
【００５９】
本発明に係る二次電池は、充電時、または、放電時の異常により過充電、または、過放電される場合には、電池の内部の温度が上昇することになる。このような場合に電池の内部の温度が一定の温度以上に過熱されると、第１極タップ２１７と電極端子３２０との間に形成されていた二次保護素子のサーモブレーカ３３０のバイメタル３４０が変形されて、端子リード線３４６から離れ、前記第１極タップ２１７と電極端子３２０との間の電流の流れが遮断される。従って、二次電池の過充電、または、過放電状態は停止され、電池の異常による二次電池の内部の過度な圧力上昇による爆発などが防止できることになる。従って、二次電池の誤作動による危険を防止して二次電池の安全性を確保することになる。
【００６０】
以上、説明した通り、本発明は、前述した特定の好ましい実施の形態に限るのではなく、特許請求範囲で請求する本発明の要旨を外れない範囲で本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば誰でも多様な変形の実施が可能なことは勿論で、そのような変更は特許請求範囲の記載の範囲内にあることになる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】従来の二次電池のギャップ組立体を示す部分断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るギャップ組立体を示す部分断面図である。
【図３】図２に図示されたサーモブレーカの断面図である。
【図４】図３の底面図である。
【図５ａ】本発明に係る別の実施の形態のサーモブレーカの断面図である。
【図５ｂ】図５ａの底面図である。
【図６】本発明に係る又別の実施に形態のサーモブレーカの断面図である。
【図７】本発明に係る又別の実施に形態のサーモブレーカの断面図である。
【図８】本発明に係る又別の実施に形態のサーモブレーカの断面図である。
【図９】本発明に係る又別の実施に形態のサーモブレーカの断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１００    ベアセル
２００    缶
２１６    陽極タップ
２１７    陰極タップ
３００    ギャップ組立体
３１０    ギャッププレート
３２０    電極端子
３２４    絶縁板
３２６    ターミナルプレート
３３０    サーモブレーカ
３４０    バイメタル
３４２    タップリード線
３４６    端子リード線
３５０    ケース
３５２    ケース本体
３５３    バイメタルホール
３５４    端子リース線ホール
３５６ａ、３５６ｂ    貫通ホール
３５８    カバー
３６０    導電板
３７０    セラミックＰＴＣ素子
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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