(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極組立体と、
前記電極組立体が内部に収容され、長側壁及び短側壁を有する箱型形状からなる缶と、
前記缶の内部で前記電極組立体の上部に配置される絶縁ケースと、
前記缶の上端部に結合されるキャッププレートと、
を備え、
前記缶の上端部の長側壁内側面に、側面厚さが前記缶の側面厚さより薄く、前記絶縁ケースが挿入される段差部が形成され、
前記段差部の上端部には、側面厚さが前記段差部の側面厚さより薄く、前記キャッププレートが固定される第２段差部が形成される、二次電池であって、
前記段差部の底部に前記絶縁ケースが固定され、
前記段差部において、前記絶縁ケースが前記缶の内部に挿入される深さは、少なくとも前記絶縁ケースの高さの値より深く、
前記段差部の上端部から底部までの深さは、前記缶の上端開口部から下方向に２．５ｍｍ〜８．０ｍｍの深さに形成され、
前記缶の側面厚さは、０．３ｍｍであり、前記段差部の側面厚さは０．２ｍｍ以下であり、
前記絶縁ケースは、平板状の本体部を有し、前記本体部の端部に少なくとも１つの突起が形成されること、を特徴とする二次電池。
【請求項２】
前記第２段差部の上端部から下端部までの深さは、前記缶の上端開口部から下方向に０．６５ｍｍ〜０.８５ｍｍの深さに形成されることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記突起は、前記本体部の長側辺に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池。
【請求項４】
前記突起は、前記本体部の短側辺に形成され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】
前記突起の、突出方向の断面形状は、半円形又は四角形に形成されることを特徴とする、請求項１、３、４のいずれかに記載の二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極組立体が収容される缶の上部に、絶縁ケースが挿入される二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ビデオカメラ、携帯用電話機、ノート型ＰＣ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につれ、その駆動電源として用いられる二次電池に対して多くの研究が行われている。このような二次電池は、例えば、ニッカド電池、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。これらのうちリチウム二次電池は、再充電が可能であり、小型化及び大容量化が可能なものとして、作動電圧が高く、単位重量当たりのエネルギー密度が高いという長所を有するため、先端電子機器分野で広く用いられている。
【０００３】
リチウム二次電池は、陽極板、陰極板及びセパレータで構成される電極組立体が電解液とともに缶に収容されている。そして、缶の上端開口部は、キャップ組立体で密封されるようになる。上記キャップ組立体のキャッププレートは、上記缶の上端開口部に溶接などの方法で結合される。
【０００４】
上記キャップ組立体のキャッププレートが缶と結合される前には、上記缶の内部に絶縁ケースが挿入されて上記電極組立体の上部に配置される。上記電極組立体と上記キャップ組立体との間に介在される上記絶縁ケースは、電極組立体とキャップ組立体の電気的なショートを防止する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の二次電池の組立工程においては、缶の内部に電極組立体を挿入してから絶縁ケースを挿入する過程で問題点があった。
【０００６】
一般的に、缶の上端部には、キャップ組立体のキャッププレートが安着する、つまり安定して配置される安着溝が形成される。したがって、絶縁ケースは、缶の内部に電極組立体が挿入されると、上記の安着溝を通過させてから缶の内部にさらに深く挿入される。
【０００７】
この時、上記絶縁ケースは、缶の上端部に形成された安着溝には容易に挿入可能であるが、安着溝を通過させて缶の内部により深く挿入される時には、上部からの押す力によって無理に挟まれて（力ずくで）挿入されることがある。そのため、絶縁ケースが電極組立体の上部の組立位置まで正確に挿入されない場合には、絶縁ケースが安定して配置されずに缶の外部に弾き出されてしまう。特に、絶縁ケースの側面に缶の内側面と接触する突起が形成されている場合には、このような組立不良率がさらに上昇する。これは、上記絶縁ケースの突起が缶の内側面と接触する面積が小さいために押す力が不均衡になったり、缶の内側面に絶縁ケースを案内する構成がなかったりすることから起こるものであり、絶縁ケースが缶の外部に離脱する不良がより頻繁に発生する原因となっている。
【０００８】
このように、絶縁ケースを挿入する過程で絶縁ケースが缶の外部に離脱すると、全体的な組立工程が遅延する問題があった。
【０００９】
一方、絶縁ケースが缶の内側面に無理やり挟まれて挿入された時に、絶縁ケースが缶の外部に離脱されない状態であっても、問題があった。
【００１０】
すなわち、従来、絶縁ケースは、電極組立体の上部にほぼ載せられるような状態で缶の内部に挿入される。ここで、電極組立体は、陽極板と陰極板との間にセパレータが介在されて巻かれており、セパレータは、陽極板と陰極板とを絶縁するために、通常、陽極板及び陰極板より幅が広く形成される。したがって、陽極板とセパレータと陰極板とが巻回されて組立が完了した電極組立体は、上端部及び下端部においては、セパレータが所定長さだけ突出した構造になっている。
【００１１】
そのため、絶縁ケースが缶の内部に挿入される際に、絶縁ケースが電極組立体の上端部を圧迫する状態で組立てられてしまうと、電極組立体の上端部に突出したセパレータは、絶縁ケースに押された状態となる。そして、時間の経過につれて、セパレータの反発力によって、絶縁ケースは缶の上端開口部の方に押し出されるようになってしまう。
【００１２】
通常、二次電池の組立工程においては、缶内部に絶縁ケースを挿入した後、缶の上端部に形成された安着溝にキャッププレートを固定させた状態で、溶接などによるボンディング作業を行う。しかしながら、缶内部に挿入されていた絶縁ケースが、セパレータの反発力によって缶の外部に押し出されることによって、キャッププレートの溶接作業の信頼性が低下する問題があった。缶内部に絶縁ケースが挿入される深さは、非常に浅いため、電極組立体の上部に突出したセパレータの反発力によって、絶縁ケースは容易に缶の外部に押し出されてしまうのである。
【００１３】
このように従来の絶縁ケースは、缶の内側面に無理やりに挟まれて挿入されることから正確な組立作業を行うことができない問題があった。また、缶内部に絶縁ケースが組立された後にも絶縁ケースが缶の外部に押し出されてしまった場合には、缶の上端部に溶接されるキャッププレートの溶接信頼性が低下する問題があった。
【００１４】
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、二次電池の組立工程において、絶縁ケースの缶内部への挿入時に、絶縁ケースが缶外部へ離脱されることを防止し、正確な組立が行われて組立生産性を向上させるとともに、絶縁ケースの缶内部への挿入後にも、安定した組立状態を維持し、以後行われる缶の上端部へのキャッププレートの溶接作業の信頼性を向上させることを可能とする、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】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、電極組立体と、電極組立体が内部に収容される缶と、缶の内部で電極組立体の上部に配置される絶縁ケースと、を備え、缶の上端部の内側面に、側面厚さが缶の側面厚さより薄く、絶縁ケースが挿入される段差部が形成されていることを特徴とする、二次電池が提供される。ここで、缶の上端部及び電極組立体の上部の、上と示される方向は、缶の底面に対して、電極組立体が挿入される開口部の方向を示したものである。
【００１６】
このように、二次電池において、電極組立体が収容される缶の内側面に段差部が形成され、厚さの薄くなった缶の段差部と絶縁ケースとの接触が従来よりも弱くなることにより、絶縁ケースが缶に円滑に挿入されて配置されるので、離脱の不具合を防止して正確な組立を行うことができ、安定した組立状態を維持することができる。
【００１７】
この時、段差部の底部（下端部）に絶縁ケースの下端部が接触するように挿入して、絶縁ケースが固定されるとよく、絶縁ケースを安定して支持することができる。
【００１８】
ここで、缶の形状が長側壁及び短側壁を有する箱型形状である場合に、段差部は、缶の長側壁（長辺側の側壁）に形成することもできるし、缶の短側壁（短辺側の側壁）に形成することもできるし、長側壁及び短側壁の両方に形成することもできる。
【００１９】
また、段差部において、絶縁ケースが缶の内部に挿入される深さは、少なくとも絶縁ケースの高さの値より深く形成されるとよく、例えば、段差部の上端部から底部までの深さは、缶の上端開口部から下方向に２．５ｍｍ〜８．０ｍｍの深さに形成することができる。２．５ｍｍ以上に深く形成することにより、絶縁ケースが缶の内部に収納可能となり、８．０ｍｍ以下に形成することにより、絶縁ケースと電極組立体との干渉を防ぐことができる。
【００２０】
また、段差部の底部と絶縁ケースの下端部との離隔距離は、０〜１．５ｍｍに形成することができる。絶縁ケースは、段差部の底部に接触するように挿入されなくてもよいが、缶の内側面への安定した取り付けや、絶縁ケースと電極組立体の上端部との間の離隔空間の活用度の低下を防ぐために、離隔距離を１．５ｍｍ以下に形成するとよい。
【００２１】
また、段差部の側面厚さは、厚さが薄くなりすぎるのを防ぐため、缶の側面厚さの７０％以内とすることができる。例えば、缶の側面厚さが０．３ｍｍである場合には、段差部の側面厚さは０．２ｍｍ以下とすることができる。
【００２２】
二次電池は、缶の上端部に結合されるキャッププレートをさらに備え、段差部の上端部には、側面厚さが段差部の側面厚さより薄く、キャッププレートが固定される第２段差部を形成することもできる。第２段差部が形成されることにより、キャッププレートは、缶の上端部に安定して支持されて、溶接などの工程を簡便に行うことができる。
【００２３】
この時、缶の長側壁に第２段差部を形成することもできるし、短側壁に第２段差部を形成することもできるし、長側壁及び短側壁に形成することもできる。
【００２４】
また、第２段差部の上端部から下端部までの深さは、第２段差部に固定されるキャッププレートの厚さに対応して変更することができ、例えば、缶の上端開口部から下方向に０．６５ｍｍ〜０.８５ｍｍの深さに形成することができる。
【００２５】
また、絶縁ケースは、平板状の本体部を有し、本体部の端部に少なくとも１つの突起が形成されるとよい。このような突起は、絶縁ケースが缶に収納される時には、段差部にきつく挟まれた状態で）挿入されるので、絶縁ケースが段差部に固定されて電極組立体の移動を防止でき、電極間の短絡の危険性を低減できる。
【００２６】
ここで、突起は、本体部の長側辺に（長辺の側端部に）形成されてもよいし、短側辺に（短辺の側端部に）形成されてもよい。また、突起の、突出方向の断面形状は、半円形または四角形に形成することができる。断面の形状が半円形に形成されると、段差部に点接触されるので、接触する面積が小さく、円滑な挿入が可能である。また、断面の形状が四角形に形成されると、段差部に線接触されるので、接触する面積が広く、挿入後の支持面積を大きくすることができる。
【００２７】
上記のように、角形の二次電池の缶の上端部の内側面に形成される段差部は、円筒形の二次電池の缶にも適用できるものであり、絶縁ケース（絶縁板）が円筒形状の缶に円滑に挿入されて、正確な組立を行うことができ、安定した組立状態を維持することができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上詳述したように本発明によれば、電極組立体が収容される缶の内側面に段差部を形成することにより、絶縁ケースが缶に円滑に挿入されて安定して支持され、正確な組立を行うことができるとともに、缶の上端部にキャッププレートを安定して溶接加工できるので、電池の組立生産性を向上させるとともに、組立作業の信頼性を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態による二次電池の分解斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による二次電池の結合状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による二次電池の缶の断面図である。
【図４ａ】図３に示された缶の平面図である。
【図４ｂ】本発明の第１の実施形態による二次電池の缶の他の実施例を示す平面図である。
【図４ｃ】本発明の第１の実施形態による二次電池の缶の他の実施例を示す平面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による二次電池の缶の内側面に、絶縁ケースが挿入された状態を示す概略的な断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による二次電池の絶縁ケースの斜視図である。
【図７ａ】図６に示された絶縁ケースの平面図である。
【図７ｂ】本発明の第１の実施形態による二次電池の絶縁ケースの他の実施例を示す平面図である。
【図７ｃ】本発明の第１の実施形態による二次電池の絶縁ケースの他の実施例を示す平面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態による二次電池の断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態による二次電池の缶の断面図である。
【図１０ａ】図９に示された缶の平面図である。
【図１０ｂ】本発明の第２の実施形態による二次電池の缶の他の実施例を示す平面図である。
【図１０ｃ】本発明の第２の実施形態による二次電池の缶の他の実施例を示す平面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態による二次電池の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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。
【００３１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による二次電池の分解斜視図であり、図２は本発明の第１の実施形態による二次電池の結合状態を示す断面図である。図３は本発明の第１の実施形態による二次電池の缶の断面図であり、図４ａ、図４ｂ及び図４ｃは、本発明の第１の実施形態による二次電池の缶の実施例の平面図である。また、図５は本発明の第１の実施形態による二次電池の缶の内側面に、絶縁ケースが挿入された状態を示す概略的な断面図である。また、図６は、本発明の第１の実施形態による二次電池の絶縁ケースの斜視図であり、図７ａは、図６の絶縁ケースの平面図であり、図７ｂ及び図７ｃは、図７ａの他の実施例を示す平面図である。
【００３２】
図１〜図７に示すように、本発明の第１の実施形態によるによる二次電池１００は、電極組立体１１０と、缶１２０と、キャップ組立体１３０と、を備えており、また、電極組立体１１０とキャップ組立体１３０との間には、絶縁ケース１４０が位置している。
【００３３】
電極組立体１１０は、陽極板１１１と陰極板１１２との間にセパレータ１１３が介在されて、ゼリーロール状に巻回して形成される。
【００３４】
陽極板１１１には、陽極タブ１１４が結合されて電極組立体１１０の上端部（以降の説明での上下方向は、図面上の上下を示すものである。）に突出され、陰極板１１２には、陰極タブ１１５が結合されて電極組立体１１０の上端部に突出される。電極組立体１１０において、陽極タブ１１４と陰極タブ１１５とは、所定距離に離れて形成され、電気的に絶縁される。また、陽極板１１１と陰極板１１２との間に介在されるセパレータ１１３は、陽極板１１１及び陰極板１１２より幅（図２の陽極板１１１及び陰極板１１２の上下方向の大きさを示す）が広く形成されて陽極板１１１と陰極板１１２との間の絶縁性能を向上させるようにしている。したがって、図２に示されるように、セパレータ１１３は、ゼリーロール状に巻回された状態の電極組立体１１０で上端部と下端部に、陽極板１１１及び陰極板１１２より一定長さだけ突出された状態になる。
【００３５】
缶１２０は、長側壁となる側面板１２１と、長側壁に対して相対的に長さが短い短側壁となる側面板１２２と、側面板１２１、１２２と一体に形成された下面板１２３と、を有し、上部が開放された上端開口部１２４を有して、ほぼ四角ボックス形状（箱型形状）に形成されている。尚、図１に示されるように缶１２０の側面角部はラウンド加工処理することができる。また、缶１２０は、金属材で形成することができる。好ましくは、軽くて軟性のあるアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されるが、缶１２０の材質は限定されるものではない。缶１２０の形成は、好ましくは、ディープドローイング(ｄｅｅｐ  ｄｒａｗｉｎｇ：深絞り加工)方式によって形成され、側面板１２１、１２２と下面板１２３とは一体に形成される。
【００３６】
ここで、図３に示されるように、缶１２０の内側面には、絶縁ケース１４０を缶１２０の内部に容易に挿入できるように、段差部１２５が形成される。
【００３７】
そして、段差部１２５は、缶１２０の内側面の、絶縁ケース１４０が組立配置される位置に対応する領域に形成される。
【００３８】
また、段差部１２５は、図４ａに示されるように、缶１２０の側面板１２１及び側面板１２２の内側面に形成することができる。このように段差部１２５が側面板１２１及び側面板１２２の内側面、つまり缶１２０の内側面の周回に形成されると、絶縁ケース１４０は、缶１２０の内側面に形成された段差部１２５によって安定的に組立される。
【００３９】
また、図４ｂに示されるように、段差部１２５’を、缶１２０の対向する両方の長側壁である側面板１２１の内側面のみに形成することも可能である。このように缶１２０の側面板１２１に形成された段差部１２５’と絶縁ケース１４０の長辺とが接触して、絶縁ケース１４０は缶１２０の内部に円滑に挿入されて取り付けられる。
【００４０】
また、図４ｃに示されるように、段差部１２５”を、角形の缶１２０の対向する両方の短側壁である側面板１２２の内側面のみに形成することも可能である。このように缶１２０の側面板１２２に形成された段差部１２５”と絶縁ケース１４０との短辺とが接触して、絶縁ケース１４０は缶１２０の内部に円滑に挿入されて取り付けられる。
【００４１】
このように、段差部１２５’または段差部１２５”が、缶１２０の内側面の一部分のみに形成される場合にも、缶１２０の内部に絶縁ケース１４０を円滑に挿入することができる。そして、挿入された絶縁ケース１４０は、段差部１２５’、段差部１２５”に固定された状態を維持することができる。
【００４２】
上記のように絶縁ケース１４０を段差部１２５に安定して配置できるようにするために、段差部１２５の上端開口部１２４からの深さは、少なくとも缶１２０の内部に絶縁ケース１４０が完全に収納されて電極組立体１１０の上部に載せられることができる深さＬ（図５参照）程度に形成される。
【００４３】
このような段差部１２５の深さＬは、缶１２０の上端開口部１２４から、ほぼ２．５ｍｍ〜８．０ｍｍの深さに形成される。ここで、段差部１２５の深さＬが２．５ｍｍより深く形成されると、絶縁ケース１４０は缶１２０の内部に収納可能となる。これは、缶１２０の上端にキャッププレート１３１が固定される深さＬ１は、最大０．８５ｍｍであり、絶縁ケース１４０が取り付けられる深さＬ２は、最大１．６５ｍｍであるため、段差部１２５の深さＬは、深さＬ１と深さＬ２を加算した最小限の深さ２．５ｍｍと同一であるか、それより深く形成されることにより、絶縁ケース１４０は缶１２０の内部に収納できるためである。
【００４４】
一方、段差部１２５の深さＬは、８．０ｍｍより長く形成されると、絶縁ケース１４０が、缶１２０の内側面において固定される位置が下がりすぎて、電極組立体１１０と干渉する問題がある。
【００４５】
こうして、段差部１２５において、絶縁ケース１４０は、段差部１２５の底部である底面１２５ａまで挿入される。このように段差部１２５の底面１２５ａに位置した絶縁ケース１４０は、段差部１２５の底面１２５ａに安定的に支持された状態を維持するようになる。
【００４６】
また、絶縁ケース１４０が段差部１２５の底面１２５ａまで挿入されない場合には、絶縁ケース１４０の下端が段差部１２５の底面１２５ａと１．５ｍｍ以上は離隔されないように取り付ける。すなわち、段差部１２５に取り付けられる絶縁ケース１４０の下端部と段差部１２５の底面１２５ａとの離隔距離Ｌ３は、０〜１．５ｍｍであることが好ましい。これは、絶縁ケース１４０の下端部と段差部１２５の底面１２５ａとが１．５ｍｍ以上に離隔すると、絶縁ケース１４０が缶１２０の内側面に安定的に取り付けできなくなるためである。また、絶縁ケース１４０と電極組立体１１０の上端部との間の離隔空間が大きくなって、缶１２０の内部空間の活用度が低下してしまうためである。
【００４７】
段差部１２５の幅Ｔ（図５参照）は、缶１２０の側面厚さである厚さＣＴの７０％以内であることが好ましい。これは、通常、缶１２０の側面厚さは０．３ｍｍであるため、段差部１２５の幅Ｔが缶１２０の厚さＣＴの７０％以上であれば、缶の厚さが非常に薄くなってしまう問題があるためである。好ましくは、缶１２０の厚さＣＴが０．３ｍｍの場合に、段差部１２５の幅Ｔは、０．２ｍｍ以下に形成することができる。
【００４８】
また、キャップ組立体１３０は、図１に示されるように、キャッププレート１３１と、絶縁プレート１３２と、ターミナルプレート１３３と、電極端子１３４と、を有して構成される。
【００４９】
キャッププレート１３１は、缶１２０の上端開口部１２４に対応する大きさと形状を有する金属板で形成される。キャッププレート１３１の中央には、所定の大きさの端子通孔１３１ａが形成され、一方側には電解液注入孔１３１ｂが形成され、電解液注入孔１３１ｂを通じて缶１２０に電解液が注入された後に、栓１３６を結合させて密閉できるようになっている。
【００５０】
端子通孔１３１ａには、電極端子１３４が挿入され、電極端子１３４の外面にはキャッププレート１３１との電気的絶縁のためのチューブ形状のガスケット１３５が取り付けられる。キャッププレート１３１の下部には、絶縁プレート１３２が取り付けられ、絶縁プレート１３２の下部にはターミナルプレート１３３が取り付けられる。電極端子１３４の底面部は、絶縁プレート１３２を介在させた状態でターミナルプレート１３３と電気的に連結される。
【００５１】
キャッププレート１３１の下面には、陽極タブ１１４が溶接され、ターミナルプレート１３３には陰極タブ１１５が溶接される。陽極タブ１１４及び陰極タブ１１５は、ニッケル金属から形成することができる。
【００５２】
電極組立体１１０の上部には、電極組立体１１０とキャップ組立体１３０とを電気的に絶縁させ、電極組立体１１０、陽極タブ１１４及び陰極タブ１１５の位置を固定させる絶縁ケース１４０が取り付けられる。
【００５３】
絶縁ケース１４０は、図１、６に示されるように、本体部１４１と、本体部１４１の一端に形成されている突起１４２と、短側辺支持部１４３及び長側辺支持部１４４と、を有してなる。また、絶縁ケース１４０には、陰極タブ１１５が引出される電極タブ引出孔１４５と、陽極タブ１１４が引出される電極タブ引出溝１４６と、電解液が電極組立体１１０の内部に流入される通路を提供する電解液流入口１４７と、が形成される
【００５４】
ここで、突起１４２は、本体部１４１の端部に少なくとも１つの突起で形成される。
【００５５】
突起１４２は、絶縁ケース１４０が缶１２０に収納される時に、缶１２０の内側面に形成された段差部１２５に向けて突出するように形成されている。このような突起１４２は、絶縁ケース１４０が缶１２０に収納される時には、缶１２０の内側面に形成された段差部１２５に無理に挟まれて（きつく挟まれた状態で）挿入される。したがって、絶縁ケース１４０が段差部１２５に挿入されて固定されると、絶縁ケース１４０によって電極組立体１１０の流動（移動）が防止できることから、電極組立体１１０の陽極タブ１１４及び陰極タブ１１５の流動（移動）を最小化することができ、電極間の短絡の危険性を減少できる。
【００５６】
本発明の第１の実施形態において、突起１４２の実施例としては、図７ａに示されるように、絶縁ケース１４０の本体部１４１の両方の長側辺に（対向する長辺の側端部に）それぞれ２個の突起が形成されている。このような突起１４２は、突出方向の断面形状が半円形に形成され、缶１２０の内側面で段差部１２５に点接触されて、きつく挟まれて挿入される。このように形成された半円形の突起１４２は、缶の段差部１２５と接触する面積が小さいので、円滑な挿入が可能である。
【００５７】
また、絶縁ケース１４０の突起の他の実施例としては、図７ｂに示されるように、突起１４２’は、断面形状が四角形に形成されてもよい。このような突起１４２’は、缶１２０の内側面で段差部１２５に線接触されてきつく挟まれて挿入される。このように形成された四角形の突起１４２’は、缶の段差部１２５と接触する面積が広く、挿入の後に段差部１２５に支持される面積が大きくなる。
【００５８】
また、絶縁ケース１４０の突起の他の実施例としては、図７ｃに示されるように、突起１４２”は、本体部１４１の両方の短側辺のみに（対向する短辺の側端部のみに）形成することもできる。このような突起１４２”は、缶１２０の内側面で短側壁１２２に形成された段差部１２５に接触されてきつく挟まれて挿入される。
【００５９】
このように構成された本発明の第１の実施形態による二次電池１００において、絶縁ケース１４０が取り付けられる動作を以下に説明する。
【００６０】
缶１２０の内部には、まず、陽極板１１１、セパレータ１１３及び陰極板１１２が巻回されて組立された電極組立体１１０が収納される。
【００６１】
その後、缶１２０の上端開口部１２４を通じて絶縁ケース１４０が挿入される。このとき、絶縁ケース１４０の長側辺及び短側辺に形成された突起１４２は、缶１２０の内側面の側面板１２１、１２２に一定長さ（深さ）に形成された段差部１２５に案内されて挿入される。したがって、缶１２０の上端開口部１２４を通過した絶縁ケース１４０は、段差部１２５の上端部から下方に挿入されてからは缶１２０から離脱されずに支持されている。
【００６２】
絶縁ケース１４０が段差部１２５の底面１２５ａに固定されると、絶縁ケース１４０はこれ以上に下部に挿入されず、電極組立体１１０を圧迫しない状態で挿入が完了する。このとき、段差部１２５の底面１２５ａに位置した絶縁ケース１４０は、電極組立体１１０の上端部に突出したセパレータ１１３を約０．３ｍｍ圧搾している状態にすることができる。
【００６３】
一方、絶縁ケース１４０は、必ずしも、段差部１２５の底面１２５ａまで挿入される必要はない。絶縁ケース１４０は、側面に形成された突起１４２によって缶１２０の内側面にきつく挟まれて挿入されるため、段差部１２５の底面１２５ａまで挿入される前の状態であっても組立作業を仕上げることができる。このとき、絶縁ケース１４０の突起１４２は、段差部１２５によって支持された状態であることで、絶縁ケース１４０が缶１２０の外部に離脱されることはなくなる。
【００６４】
但し、段差部１２５は、絶縁ケース１４０が組立された状態で段差部の底面１２５ａと絶縁ケース１４０の下端との離隔距離Ｌ３が１．５ｍｍを超過しないことが好ましい。これは、絶縁ケース１４０が段差部１２５の底面１２５ａに固定されないことによって、安定的に支持されないことを防ぎ、絶縁ケース１４０と電極組立体１１０との間の離隔された空間が大きくなることによって缶１２０内部の空間の活用性が低下するのを防ぐためである。
【００６５】
絶縁ケース１４０が挿入された後、缶１２０の上端開口部１２４にキャッププレート１３１が溶接などによって組立される。このとき、缶１２０の内部で絶縁ケース１４０は、電極組立体１１０を過度に圧迫せずに、電極組立体１１０とは離隔されすぎない好適な位置に組立されている。したがって、キャッププレート１３１は、絶縁ケース１４０が缶１２０の外部に押し出される不良などによる相互干渉を起こさない状態で、安定的に缶１２０の上端開口部１２４で溶接作業を実施することができ、溶接作業工程に信頼性を有することができる。
【００６６】
そして、キャッププレート１３１が缶１２０の上端開口部１２４に組立された後には、キャッププレート１３１の電解液注入口１３１ｂを通じて、缶１２０の内部に電解液を注入し、電解液注入口１３１ｂを栓１３６で密封する。
【００６７】
こうして、本発明の第１の実施形態による二次電池１００において、電極組立体１１０が収容される缶１２０の内側面に段差部２２５を形成することにより、絶縁ケース１４０が缶１２０に円滑に挿入されて、正確な組立を行うことができ、安定した組立状態を維持するとともに、溶接作業の信頼性を高めることができる。
【００６８】
（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施形態による二次電池について説明する。図８は、本発明の第２の実施形態による二次電池の結合状態を示す断面図であり、図９は、本発明の第２の実施形態による二次電池の缶の断面図であり、図１０ａは、図９の缶を上方から見た平面図であり、図１０ｂ及び図１０ｃは、缶の他の実施例を示す平面図である。
【００６９】
図８〜図１０に示すように、本発明の第２の実施形態による二次電池２００は、電極組立体１１０と、缶２２０と、キャップ組立体１３０と、を備えている。さらに、電極組立体１１０とキャップ組立体１３０との間には、絶縁ケース１４０が配置される。
【００７０】
本発明の第２の実施形態による二次電池２００においては、電極組立体１１０、キャップ組立体１３０、絶縁ケース１４０などの構成は、第１の実施形態と同一であり、同一構成については同一符号を付け、詳しい技術的構成の説明は省略する。
【００７１】
本発明の第２の実施形態による二次電池２００には、缶２２０の内側面の上方部に、絶縁ケース１４０を内部に挿入できるように、缶２２０の側面厚さが薄い段差部２２５が形成され、さらに、段差部２２５の上端には、段差部２２５の側面厚さより薄い厚さの第２段差部２２６が形成される。
【００７２】
段差部２２５には、絶縁ケース１４０が内側に挿入され、第２段差部２２６にはキャップ組立体１３０のキャッププレート１３１が固定される。
【００７３】
このように缶２２０の上端部に形成されて、キャッププレート１３１が固定される第２段差部２２６は、図１０ａに示すように、角形の缶２２０の長側壁及び短側壁の全部に形成されることが好ましい。
【００７４】
第２段差部２２６が、缶２２０の長側壁及び短側壁全部の内側面の周回に形成されることにより、キャッププレート１３１は、缶２２０の上端部で、全体的に安定して支持されて取り付けることができる。
【００７５】
また、第２段差部２２６’は、図１０ｂに示すように、缶２２０の対向する両方の長側壁の内側面のみに形成することも可能である。このように缶２２０の長側壁に形成された第２段差部２２６’によって、キャッププレート１３１は、缶２２０の上端部に安定的に支持されて、溶接などの組立工程を行うことができる。
【００７６】
また、第２段差部２２６”は、図１０ｃに示すように、缶２２０の対向する両方の短側壁の内側面のみに形成することもできる。このように缶２２０の短側壁に形成された第２段差部２２６”によっても、キャッププレート１３１は、缶２２０の上端部に安定的に支持されて、溶接などの工程を簡便に行うことができる。
【００７７】
段差部２２５の深さＬ’（図９参照）は、缶２２０の上端開口部２２４からほぼ２．５ｍｍ〜８ｍｍの深さに形成することができる。また、第２段差部２２６の深さＬ１’は、缶２２０の上端開口部２２４から０．６５ｍｍ〜０．８５ｍｍの深さに形成することができる。このような第２段差部２２６の深さＬ１’は、第２段差部２２６に固定されるキャッププレート１３１の厚さに対応して変更できるのは勿論である。
【００７８】
このように構成された本発明の第２の実施形態による二次電池２００は、電池の組立時に、まず、電極組立体１１０を缶２２０の内部に収容する。そして、缶２２０の内側面に形成された段差部２２５を通じて、絶縁ケース１４０が、きつく挟まれて挿入されて電極組立体１１０の上部で好適な位置に組立される。
【００７９】
以後、缶２２０の上端部にキャップ組立体１３０が結合される。この時、キャップ組立体１３０のキャッププレート１３１は、缶２２０の上端部に形成された第２段差部２２６にキャッププレート１３１の端下面と側面とが接触状態で固定され、キャッププレート１３１の側面の上端部と缶２２０の上端部とが溶接されてキャッププレート１３１の組立が完了する。
【００８０】
キャッププレート１３１が組立された後に、電解液注入口１３１ｂを通じて電解液を注入し、栓１３６で密封することができる。こうして、本発明の第２の実施形態による二次電池２００においては、段差部２２５の上端に第２段差部２２６を形成することにより、キャッププレート１３１は、缶の上端部に安定して支持されて、溶接などの工程を簡便に行うことができ、より溶接作業の信頼性を高めることができる。
【００８１】
（第３の実施の形態）
上述した本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態においては、主に角形の二次電池の缶１２０、２２０に適用される二次電池に対して説明したが、図１１に示されるように、本発明は円筒形状の缶３２０を有する円筒形の二次電池３００にも適用可能である。
【００８２】
図１１は、本発明の第３の実施の形態による二次電池の断面図である。本発明の第３の実施の形態による二次電池は、電極組立体を収容する缶が円筒形である点で、本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態の二次電池と異なっている。
【００８３】
図１１に示すように、本発明の第３の実施の形態による二次電池３００は、陽極板３１１、陰極板３１２、及び陽極板３１１と陰極板３１２との間に位置するセパレータ３１３が巻回された電極組立体３１０と、上端が開口されて電極組立体３１０及び電解液を収容する円筒形缶３２０と、円筒形缶３２０の上端開口部に取り付けられて缶３２０を密封するキャップ組立体３３０と、電極組立体３１０の巻心部に挿入されるセンターピン３４０と、電極組立体３１０の上、下部に取り付けられる上部絶縁板３５０及び下部絶縁板３６０と、を備えて構成される。
【００８４】
円筒形缶３２０は、電極組立体３１０が収容される空間が形成されるように一定直径を有する円筒体である側面板３２１と、側面板３２１の下部を密閉する下面板３２２と、からなる。円筒形の缶３２０の上端開口部は、電極組立体３１０を挿入した後に密閉できるように開放されている。また、円筒形缶３２０の上部には、電極組立体３１０の流動を防止するためのビーディング部３２３が形成される。そして、円筒形缶３２０の最上端部には、キャップ組立体３３０を固定するためのクリーピング３２４が形成される。
【００８５】
円筒形缶３２０の上端部の内側面には、段差部３２５が形成される。
【００８６】
段差部３２５の深さは、ビーディング部３２３が形成される位置より下方まで深く形成される。上部絶縁板３５０が電極組立体３１０の上部に固定されるように、上部絶縁板３５０の固定位置までの深さに段差部３２５を形成することができる。
【００８７】
このように構成された円筒形の二次電池３００は、まず、円筒形缶３２０の内部に電極組立体３１０を挿入し、上部絶縁板３５０を挿入する。
【００８８】
上部絶縁板３５０の挿入時に、上部絶縁板３５０は、端部の側面が段差部３２５と接触して案内されて挿入されることで、円筒形缶３２０の外部に離脱するのを防ぐことができる。そして、上部絶縁板３５０は、段差部３２５の下端部に固定されて電極組立体３１０の上部に正確に取り付けられる。
【００８９】
以後、円筒形缶３２０の上端部にキャップ組立体３３０が結合されると、円筒形の二次電池３００の組立が完了する。こうして、本発明の第３の実施形態による二次電池３００において、電極組立体３１０が収容される円筒形缶３２０の内側面に段差部３２５を形成することにより、上部絶縁板３５０が円筒形缶３２０に円滑に挿入されて、正確な組立を行うことができ、安定した組立状態を維持することができる。
【００９０】
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説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、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、そ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】
【００９１】
１００      二次電池
１１０      電極組立体
１２０      缶
１２５      段差部
１３０      キャップ組立体
１４０      絶縁ケース
１４２      突起
【図１】
0005204041.tif 000002
【図２】
0005204041.tif 000003
【図３】
0005204041.tif 000004
【図４ａ】
0005204041.tif 000005
【図４ｂ】
0005204041.tif 000006
【図４ｃ】
0005204041.tif 000007
【図５】
0005204041.tif 000008
【図６】
0005204041.tif 000009
【図７ａ】
0005204041.tif 000010
【図７ｂ】
0005204041.tif 000011
【図７ｃ】
0005204041.tif 000012
【図８】
0005204041.tif 000013
【図９】
0005204041.tif 000014
【図１０ａ】
0005204041.tif 000015
【図１０ｂ】
0005204041.tif 000016
【図１０ｃ】
0005204041.tif 000017
【図１１】
0005204041.tif 000018