(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極板が積層された電極組立体と、
前記電極組立体の各電極板一側に突出された電極タップが複数積層されたタップ部と、
前記タップ部の外部面を取り囲む形態で結合されて、タップ部の各電極タップを一体に連結させる連結部材と、
を含み、
前記連結部材は、
タップ部の上部面を取り囲む上面カバー部と、
前記上面カバー部の両側から延長されてタップ部の両側面を取り囲む複数の側面カバー部と、
前記複数の側面カバー部の各々から延長されてタップ部の底面を取り囲む底面カバー部と、を含むフレーム構造であり、
複数の前記底面カバー部のうち相互対向する端部には、上部に向けて折り曲げられた折り曲げ部が形成され、前記タップ部は前記各折り曲げ部上に安着された状態で設けることを特徴とする二次電池の電極タップ連結構造。
【請求項２】
前記折り曲げ部は、
前記底面カバー部の上面上に重畳状態で形成することを特徴とする請求項１に記載の二次電池の電極タップ連結構造。
【請求項３】
前記折り曲げ部の両側端部は、
前記側面カバー部に向けて折り曲げられた状態であることを特徴とする請求項１に記載の二次電池の電極タップ連結構造。
【請求項４】
前記折り曲げ部と前記底面カバー部は、複数層で積層されて形成することを特徴とする請求項１に記載の二次電池の電極タップ連結構造。
【請求項５】
前記連結部材の内側面とタップ部表面上には、タップ保護部材が備えられることを特徴とする請求項１に記載の二次電池の電極タップ連結構造。
【請求項６】
前記連結部材内に位置したタップ部は、弧の形態で積層することを特徴とする請求項１に記載の二次電池の電極タップ連結構造。
【請求項７】
前記タップ部の各電極タップは、各電極板に間隔を置いて位置される陰極タップ部と陽極タップ部からなり、
前記連結部材は、
前記陽極タップ部を取り囲む第１連結部材と、
前記第１連結部材と一体に連結されて陰極タップ部とを取り囲む第２連結部材と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の二次電池の電極タップ連結構造。
【請求項８】
前記第１連結部材と第２連結部材は、連結カバー片で一体に連結することを特徴とする請求項７に記載の二次電池の電極タップ連結構造。
【請求項９】
前記連結カバー片は、屈曲部を持つことを特徴とする請求項８に記載の二次電池の電極タップ連結構造。
【請求項１０】
前記第１連結部材と第２連結部材の陽極タップ部と陰極タップ部を取り囲む部分は円または弧の形態を持つことを特徴とする請求項７に記載の二次電池の電極タップ連結構造。
【請求項１１】
前記第１、２連結部材と前記陽極、陰極タップ部の間にはタップ保護部材が備えられることを特徴とする請求項７に記載の二次電池の電極タップ連結構造。
【請求項１２】
複数の電極板が積層された電極組立体と、請求項１〜１１のうちいずれか１項に記載の二次電池の電極タップ連結構造を含み、
前記電極組立体の各電極板一側に突出された陰極タップと陽極タップがそれぞれ複数積層された陰極タップ部と陽極タップ部と、
前記陰極タップ部と陽極タップ部が外側に突出された状態で前記電極組立体を収容するハウジングと、
を含むことを特徴とする二次電池。
【請求項１３】
前記陰極タップ部と陽極タップ部の一端には、大電流用タップ部が連結されたことを特徴とする請求項１２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、二次電池の電極タップ連結部材、及びこれを利用した二次電池に関し、特に、作業の煩わしさを解消すると同時に電極タップ間の締結力を高めることができる積層型二次電池のタップ連結部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、電気反応によって発生された化学的エネルギーを電気的エネルギーに変換させる装置であり、一次電池とは違って充電と放電が可能で高い電圧と電流密度を持つような長所によって携帯端末などの電気製品に広く使用されている。
【０００３】
このような二次電池の中で、最も多く使用されているリチウム電池は、基本的に適正な出力率を確保するために電極板が積層された構造を持つが、具体的には、複数の陰電極板と陽電極板が交互に積層された状態で各電極板の一側には陽電極タップと陰電極タップが引き出しされ、各電極タップも同様に交互に積層された構造を持つ。
【０００４】
このような各電極タップは、交互間に単純積層された状態のみに位置されるだけでなく、交互に分離した状態であるからこれを一体に連結する過程を別に経る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】韓国公開特許第２００８−００１４５０８号公報
【特許文献２】韓国公開特許第２００６−００３３６４２号公報
【特許文献３】特開２００５−１１６４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の各電極タップの間の連結は、超音波溶接方式で行われるが、大容量電池は電極タップの数が多くて厚いため、このような各電極タップを超音波溶接のみで連結する場合、適正水準の締結力を得られないだけでなく、溶接時間が長いため、作業效率が落ちるという短所がある。
【０００７】
このような問題を解決するために最近には各電極タップに貫通孔を同一線上に形成させた後、別途のリベットを貫通孔に入れて連結させるようないわゆるリベッティング連結方法が提案されている。しかし、このような方式はいちいち電極タップごとに貫通孔を形成させなければならないので、作業が煩わしいだけでなく、作業時間がむしろ増えるという問題がある。
【０００８】
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、各電極タップに別途の加工を行っていない状態で、相互連結されるようにすることで、作業の煩わしさを解消すると同時に電極タップ間の締結力を高めることが可能な、新規かつ改良された二次電池の電極タップ連結構造、及びこれを利用した二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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、複数の電極板が積層された電極組立体と、前記電極組立体の各電極板一側に突出された電極タップが複数積層されたタップ部と、前記タップ部の外部面を取り囲む形態で結合されて、タップ部の各電極タップを一体に連結させる連結部材と、を含むことを特徴とする二次電池の電極タップ連結構造が提供される。
【００１０】
また、前記連結部材は、タップ部の上部面を取り囲む上面カバー部と、前記上面カバー部の両側から延長されてタップ部の両側面を取り囲む複数の側面カバー部と、前記複数の側面カバー部の各々から延長されてタップ部の底面を取り囲む底面カバー部と、を含むフレーム構造であることとしても良い。
【００１１】
また、複数の前記底面カバー部のうち相互対向する端部には、上部に向けて折り曲げられた折り曲げ部が形成され、前記タップ部は前記各折り曲げ部上に安着された状態で設けることとしても良い。
【００１２】
また、前記折り曲げ部は、前記底面カバー部の上面上に重畳状態で形成することとしても良い。
【００１３】
また、前記折り曲げ部の両側端部は、前記側面カバー部に向けて折り曲げられた状態であることとしても良い。
【００１４】
また、前記折り曲げ部と前記底面カバー部は、複数層で積層されて形成することとしても良い。
【００１５】
また、前記連結部材の内側面とタップ部表面上には、タップ保護部材が備えられることとしても良い。
【００１６】
また、前記連結部材内に位置したタップ部は、弧の形態で積層することとしても良い。
【００１７】
また、前記タップ部の各電極タップは、各電極板に間隔を置いて位置される陰極タップ部と陽極タップ部からなり、前記連結部材は、前記陽極タップ部を取り囲む第１連結部材と、前記第１連結部材と一体に連結されて陰極タップ部とを取り囲む第２連結部材と、を含むこととしても良い。
【００１８】
また、前記第１連結部材と第２連結部材は、連結カバー片で一体に連結することとしても良い。
【００１９】
また、前記連結カバー片は、屈曲部を持つこととしても良い。
【００２０】
また、前記第１連結部材と第２連結部材の陽極タップ部と陰極タップ部を取り囲む部分は円または弧の形態を持つこととしても良い。
【００２１】
また、前記第１、２連結部材と前記陽陰極タップ部の間にはタップ保護部材が備えられることとしても良い。
【００２２】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数の電極板が積層された電極組立体と、前記電極組立体の各電極板一側に突出された陰極タップと陽極タップがそれぞれ複数積層された陰極タップ部と陽極タップ部と、前記陰極タップ部と陽極タップ部の一端にそれぞれ付着した大電流用タップ部と、前記陰極タップ部と前記大電流用タップ部及び前記陽極タップ部と前記大電流用タップ部の少なくともいずれか一つ以上の連結部外部面を取り囲む形態で結合され、前記各タップ部の各電極タップを一体に連結させる連結部材と、を含むことを特徴とする二次電池の電極タップ連結構造が提供される。
【００２３】
また、前記連結部材の内表面には、タップ保護部材が備えられることとしても良い。
【００２４】
また、前記連結部材は、前記陰極タップ部と陽極タップ部とのいずれか一つ以上の外部面を取り囲む別途の連結部材をさらに含むこととしても良い。
【００２５】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数の電極板が積層された電極組立体と、前記第１項ないし第１６項のうちいずれか一つの連結部材を含み、前記電極組立体の各電極板一側に突出された陰極タップと陽極タップがそれぞれ複数積層された陰極タップ部と陽極タップ部と、前記陰極タップ部と陽極タップ部が外側に突出された状態で前記電極組立体を収容するハウジングと、を含むことを特徴とする二次電池が提供される。
【００２６】
また、前記陰極タップ部と陽極タップ部の一端には、大電流用タップ部が連結されたこととしても良い。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように本発明によれば、各電極タップに別途の加工を行わずに電極タップが積層されたタップ部全体を連結部材が外部で取り囲む形態で設けられることによって、連結のために各電極タップに別途の加工を行う必要がないので、連結作業が簡素になると同時に、高い締結力を得ることができるような効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】電極板と電極タップの積層構造及び連結部材の設置状態を示した側面概略図である。
【図２】各タップ部に連結部材が設置された状態を示した平面概略図である。
【図３】連結部材の構造及び連結部材による各電極タップの連結構造を示した断面概略図である。
【図４】連結部材の構造変形例を示した断面概略図である。
【図５】連結部材の構造変形例を示した断面概略図である。
【図６】連結部材の構造変形例を示した断面概略図である。
【図７】連結部材の構造変形例を示した断面概略図である。
【図８】連結部材によってタップ部と大電流タップが連結される様子を示した概路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
本発明が適用される積層型二次電池は、図１及び図２に示されたように、大きく分けて複数の電極層が積層された電極組立体１００と複数のタップ部２００を含む。
【００３１】
本発明において、電極組立体１００は二次電池の陽電極板１１０と陰電極板１２０が交互に積層された構造でなるが、陽電極板１１０と陰電極板１２０の積層個数は製作しようとする二次電池の出力量によって異なるように具現することができる。このように陽電極板１１０と陰電極板１２０が積層された構造の電極組立体１００の一側には、複数のタップ部２００が設けられるが、タップ部２００は電極組立体１００から発生された電流の集電のためのものであり、かつ陽極タップ部２１０と陰極タップ部２２０で構成される。
【００３２】
まず、陽極タップ部２１０は各陽電極板１１０の集電機能をするもので、薄い板材形態の陽電極タップ２１２が各陽電極板１１０の一側端部に連結されて積層された状態でなる。そして、陰極タップ部２２０は陰電極板１２０の集電機能をするもので、陽電極タップ２１２と同一の板材形態である陰電極タップ２２２が各陰電極板１２０の一側端部に連結されて積層された状態でなる。
【００３３】
タップ部２００がこのような構造で設けられるによって電極組立体１００一側両端部に陽極タップ部２１０と陰極タップ部２２０が間隔を置いて配置された状態になる。
【００３４】
複数のタップ部２００の陽極タップ部２１０と陰極タップ部２２０に連結部材３００を備える。
【００３５】
連結部材３００は、陽極タップ部２１０の各陽電極タップ２１２を相互連結し、陰極タップ部２２０の各陰電極タップ２２２間の連結機能をするもので、かつ、第１連結部材３１０と第２連結部材３２０に分けられて構成される。
【００３６】
第１連結部材３１０は、各陽電極タップ２１２の連結のためのもので、全体的に一つの金属フレーム構造でなるが、図３のように陽極タップ部２１０全体を外部で取り囲む形態で設けられる。
【００３７】
部分的に分けて説明すれば、まず、陽極タップ部２１０上部面上には該面を覆うための上面カバー片３１２が位置され、上面カバー片３１２の両端部には側面カバー片３１４が下部に向けて延長折り曲げられて陽極タップ部２１０の両側面を取り囲む。そして、各側面カバー片３１４の端部には底面カバー片３１６が互いに向けて延長折り曲げられて陽極タップ部２１０の底面を取り囲む。
【００３８】
このように、一つの第１連結部材３１０が陽極タップ部２１０の縁全体を取り囲む形態で設けられることによってまるで第１連結部材３１０によって縛られたような状態になって陽電極タップ２１２交互間の積層状態が維持される。この時、図面のように各底面カバー片３１６のうち、相互対向する端部には上部に向けて折り曲げられた折り曲げ片３１８がさらに延長形成されて陽極タップ部２１０の底面に接触されることによって陽極タップ部２１０は、折り曲げ片３１８上に安着された状態になる。
【００３９】
このように、折り曲げ片３１８を具備させる理由は、底面カバー片３１６のみで陽極タップ部２１０底面を取り囲むような構造では、陽極タップ部２１０の自体重量によって各底面カバー片３１６の間にすきまができて、陽極タップ部２１０が各底面カバー片３１６の間に抜け出るような現象が発生される。しかし、このように各底面カバー片３１６の端部で垂直に立てられた形態で折り曲げ片３１８を具備させることにより、陽極タップ部２１０の荷重を１次的に折り曲げ片３１８が垂直方向に支持することで、荷重の分散によって各底面カバー片３１６にすきまができるような現象を最小化することができるからである。
【００４０】
荷重分散效果のために折り曲げ片３１８を外側に向けた構造で具現することもできるが、この場合外部との接触によってショートが発生する恐れがある。また、図４のように、折り曲げ片３１８を各底面カバー片３１６上部面上に積層されるように具現することもできるが、この場合、強度の補強はもちろん底面カバー片３１６端部の仕上げ形態が単純になるという長所がある。この場合、図面のように折り曲げ片３１８と底面カバー片３１６が二重に積層されるか折り曲げ片を再び形成させて三重以上に積層されるようにすることもできる。
【００４１】
そして、図５のように、連結部材３００全体を弧の形態で製作して陽極タップ部２１０を取り囲む時、陽極タップ部２１０の形状も弧の形態を持つようにして陽極タップ部２１０と連結部材３００間の締結効率を高めることもできる。これは、連結部材３００が外側から加圧して密着されるので、陽極タップ部２１０と連結部材３００がさらに密着するためである。
【００４２】
また、第１連結部材３１０の形状に関係なく、第１連結部材３１０の内側面上に別途のタップ保護部材３３０を具備させて第１連結部材３３０との接触によって該当電極タップ表面が損傷されるような現象を防止することもできる。この時、タップ保護部材３３０は、合成樹脂材テープ等を使用してショート現象を防止すると同時に、電極タップ表面に損傷が最小化されるようにする。
【００４３】
そして、陰極タップ部２２０に設けられる第２連結部材３２０は、陰極タップ部２２０の各陰電極タップ２２２を相互一体に連結させるためのもので、第１連結部材３１０と同じ構造でなり、陰極タップ部２２０を外部で取り囲む形態で設けられることによって、陰極タップ部２２０の各陰電極タップ２２２がまるで第２連結部材によって縛られたような状態になって相互間の積層状態が維持される。このような第２連結部材３１０も前述した第１連結部材３１０と同じ形態で形状が多様に変形されうるし、同様にタップ保護部材３３０が具備されうる。
【００４４】
このような第１連結部材３１０と第２連結部材３２０によって電極組立体１００から引き出しされた陽極タップ部２１０と陰極タップ部２２０がそれぞれ一つに束ね縛られたような状態になる。また、このように本発明は別途の溶接や電極タップの加工なしに単に外部でタップ部全体を取り囲んで各電極タップを一体で連結させることによって連結作業が手軽くなることはもちろん、外部の衝撃が加えられても連結部位が破損されるなどの現象が防止されるようになる。
【００４５】
参照として、このような連結部材３００は、図１及び図２のように陽極タップ部２１０と陰極タップ部２２０に複数個ずつ具備することができ、この場合、全体的に堅固性が向上するような効果を得ることになる。
【００４６】
図６は、本発明のまた他の実施例を示した図面で、連結部材３００が陽極タップ部２１０と陰極タップ部２２０にそれぞれ別個に設けられる前述した実施例とは違って、一つの連結部材３００で陽極タップ部２１０と陰極タップ部２２０を同時に取り囲んで相互連結できるようにしたことを特徴とする。
【００４７】
このために、連結部材３００は、基本的に前述した実施例のように陽極タップ部２１０を取り囲む第１連結部材３１０と、陰極タップ部２２０を取り囲む第２連結部材３２０で構成される。第１連結部材３１０と第２連結部材３２０の間には、第１連結部材３１０と第２連結部材３２０を相互連結する連結カバー片３１９がさらに備えられる。
【００４８】
より具体的に説明すれば、第１連結部材３１０と第２連結部材３２０がそれぞれ陽極タップ部２１０と陰極タップ部２２０の底面から上面に向けて取り囲むように設けられた状態で、第１連結部材３１０と第２連結部材３２０の間に位置した連結カバー片３１９の両端部が第１連結部材３１０と第２連結部材３２０にそれぞれ連結された構造を持つ。
【００４９】
したがって、連結部材３００は陽極タップ部２１０と陰極タップ部２２０をそれぞれ別個に取り囲むと同時に、連結カバー片３１９を通じて相互一体に連結された状態になる。この時、第１連結部材３１０と第２連結部材３２０と連結カバー片３１９の内周面にも別途のタップ保護部材３３０を具備させてショートを防止すると同時に、陽電極タップ２１２と陰電極タップ２２２の表面損傷を防止する。
【００５０】
参照として、図面では第１連結部材３１０と第２連結部材３２０が円型の状態に適用されて内部の陽極タップ部２１０と陰極タップ部２２０に当たる形状に変形された場合が示されたが、第１連結部材３１０と第２連結部材３２０の形状は、図１や図２及び図３に示された形状でも適用されうる。
【００５１】
また、図７のように連結カバー片３１９に屈曲部３１９aを形成させることによって連結カバー片３１９自体の強度を補強するのはもちろん、第１連結部材３１０と第２連結部材３２０全体の固定力も向上することもできる。このような形態の第１連結部材３１０と第２連結部材３２０もタップ部２００上に複数具備させてタップ部の締結力がより向上されるようにすることもできる。
【００５２】
図８は、また他の変形例を示した図面で、連結部材３００がタップ部２００を取り囲んで各電極タップを連結させると同時に、タップ部２００と別途の大電流タップ４００間の連結機能も併行されるようにした適用例を示した図面である。
【００５３】
この場合、一つの連結部材３００の一側半分面積は、タップ部２００を取り囲むようになり、他側半分面積は大電流タップ４００を取り囲む状態になることによって一つの連結部材３００を媒介としてタップ部２００と大電流タップ４００が相互一体に連結されるのである。したがって、既存タップ部２００と大電流タップ４００の間、溶接過程が省略されうるし、これによる作業簡素化及び連結堅固性の向上效果を得ることができる。また、この場合連結部材３００がタップ部２００と大電流タップ４００との間の導電機能もしなければならないので、金属材で製作することが望ましい。
【００５４】
前述したように、本発明はタップ部を構成する各電極タップを相互連結するにあたり、別途の溶接や加工作業なしに単純に連結部材でタップ部全体を一度に取り囲んで各電極タップを連結させるので、既存に比べて連結作業が簡素化されると同時に、連結状態の堅固性を高めることができることが最大の特徴である。
【００５５】
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】
【００５６】
１００    電極組立体、
１１０    陰電極板、
１２０    陽電極板、
２００    タップ部、
２１０    陽極タップ部、
２２０    陰極タップ部
【図１】
0005362679.tif 000002
【図２】
0005362679.tif 000003
【図３】
0005362679.tif 000004
【図４】
0005362679.tif 000005
【図５】
0005362679.tif 000006
【図６】
0005362679.tif 000007
【図７】
0005362679.tif 000008
【図８】
0005362679.tif 000009