(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池用センターピンにおいて、
長手方向に溝が形成され、前記二次電池の内部体積が０．７３９〜０．８５３ｍＬであって：
前記二次電池用センターピンは、前記溝の所定領域を密閉させるために前記溝の内側に位置する密閉部材を含み、
前記二次電池の内部体積は、前記センターピンの内部空間及び前記溝における密閉された前記所定領域を含まない体積であり、
前記所定領域は、前記溝の総体積の３０〜９０％であり、前記所定領域を除いた前記溝の体積は、０．０１９〜０．１４０ｍＬであることを特徴とする、二次電池用センターピン。
【請求項２】
前記密閉部材は、高分子樹脂であることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池用センターピン。
【請求項３】
正極板、陰極板、および前記正極板と前記陰極板との間に位置するセパレータを含む電極組立体と；
前記電極組立体の内側に位置し、長手方向に溝が形成されるセンターピンと；
前記溝の内側に位置し、前記溝の所定領域を密閉させる密閉部材と；
前記電極組立体、センターピンおよび密閉部材を収容する缶と；
前記缶を密閉させるためのキャップ組立体と；
を含み、
前記所定領域は、前記溝の総体積の３０〜９０％であり、前記所定領域を除いた前記溝の体積は、０．０１９〜０．１４０ｍＬであり、前記二次電池の内部体積は、０．７３９〜０．８５３ｍＬであり、
前記二次電池の内部体積は、前記センターピンの内部空間及び前記溝における密閉された前記所定領域を含まない体積であることを特徴とする、二次電池。
【請求項４】
前記密閉部材は、高分子樹脂であることを特徴とする、請求項３に記載の二次電池。
【請求項５】
前記高分子樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリエチレンテレフタレートのうちのいずれか一つであることを特徴とする、請求項４に記載の二次電池。
【請求項６】
前記セパレータは、セラミックス物質を備える多孔性膜を含むことを特徴とする、請求項３に記載の二次電池。
【請求項７】
前記セラミックス物質は、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯ２）、チタン酸化物（ＴｉＯ２）とこれらの絶縁性窒化物、水酸化物、アルコキシ化物およびケトン化物からなるグループから選択されたいずれか一つであることを特徴とする、請求項６に記載の二次電池。
【請求項８】
前記セパレータは、ポリオルレピン系樹脂膜をさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載の二次電池。
【請求項９】
二次電池用センターピンにおいて、
前記二次電池の内部体積が０．７３９〜０．８５３ｍＬであって：
前記二次電池用センターピンは、
長手方向の溝が形成された第１センターピンと；
前記第１センターピンの溝内側に位置し、所定体積を有する第２センターピンと；
を含み、
前記二次電池の内部体積は、前記第１センターピンの内部空間及び前記第２センターピンにおける前記所定体積を含まない体積であり、
前記所定体積は、前記溝の総体積の３０〜９０％であり、前記所定体積を除いた前記第１センターピンの溝の体積は、０．０１９〜０．１４０ｍＬであることを特徴とする、二次電池用センターピン。
【請求項１０】
正極板、陰極板および前記正極板と前記陰極板との間に位置するセパレータを含む電極組立体と；
前記電極組立体の内側に位置し、長手方向の溝が形成された第３センターピンと；
前記溝の内側に位置し、所定体積を有する第４センターピンと；
前記電極組立体、第３センターピン、および第４センターピンを収容する缶と；
前記缶を密閉させるためのキャップ組立体と；
を含み、
前記第４センターピンの所定体積は、前記第３センターピンの溝の総体積の３０〜９０％であり、前記所定体積を除いた前記第３センターピンの溝の体積は、０．０１９〜０．１４０ｍＬであり、前記二次電池の内部体積は、０．７３９〜０．８５３ｍＬであり、
前記二次電池の内部体積は、前記第３センターピンの内部空間及び前記第４センターピンにおける前記所定体積を含まない体積であることを特徴とする、二次電池。
【請求項１１】
前記第４センターピンは、高分子樹脂であることを特徴とする、請求項１０に記載の二次電池。
【請求項１２】
前記高分子樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリエチレンテレフタレートのうちのいずれか一つであることを特徴とする、請求項１１に記載の二次電池。
【請求項１３】
前記セパレータは、セラミックス物質を備える多孔性膜を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の二次電池。
【請求項１４】
前記セラミックス物質は、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯ２）、チタン酸化物（ＴｉＯ２）とこれらの絶縁性窒化物、水酸化物、アルコキシ化物およびケトン化物からなるグループから選択されたいずれか一つであることを特徴とする、請求項１３に記載の二次電池。
【請求項１５】
前記セパレータは、ポリオルレピン系樹脂膜をさらに含むことを特徴とする、請求項１３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、二次電池用センターピンおよび二次電池（Center  Pin  of  Secondary  Battery  and  Secondary  Battery  having  the  same）に関する。特に、センターピン内側に形成された溝の体積を調節して二次電池が所定範囲の内部空間を有するようにすることで、二次電池のボイドボリューム（void  volume）を最小化し、断熱、充電および高温放置特性の低下を防止することのできる二次電池用センターピンおよびそれを備えた二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機や、ノート型パソコン、カムコーダなどのコンパクトで、かつ軽量化された携帯電子／電気機器が盛んに開発および製造されている。また、これらのような携帯電子／電気機器は、電源のないところでも使用できるようにバッテリパックが内蔵されている。上記バッテリパックとしては、例えば、経済性からニッケル−カドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池、ニッケル−水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池およびリチウム（Ｌｉ）電池などが注目されており、充放電できる二次電池が一般に上記バッテリパックとして用いられる。
【０００３】
ここで、リチウム二次電池は、ニッケル−カドミウム電池またはニッケル−水素電池に比べて動作電圧が３倍ほど高く、単位重量当たりエネルギー密度が高いため携帯電子／電気機器のバッテリパックとして広く用いられている。リチウム二次電池は、使用する電解質の種類によって、液体電解質を用いるリチウムイオン電池と高分子電解質を用いるリチウムポリマー電池に区分され、その製造形状によって角状、円筒状およびパウチ状に区分される。
【０００４】
上記円筒状二次電池は、通常、円筒状に巻き込まれた電極組立体、該電極組立体内側に位置するセンターピン、上記電極組立体、センターピンおよび上記電極組立体との間でリチウムイオンが移動できるようにする電解液を収容する缶およびこの缶を密閉するためのキャップ組立体を含む。
【０００５】
ここで、上記電解液は、充放電時に電極組立体の正極板および陰極板との電気化学的反応によって生成されたリチウムイオンが移動できるようにする役割をし、リチウム塩と高純度有機溶媒類の混合物である非水質系有機電解液や高分子電解質を利用したポリマーとすることができる。
【０００６】
上記電極組立体は、正極活物質が塗布された正極集電体および上記正極集電体の一側に電気的に接続される正極タップを含む正極板と、陰極活物質が塗布された陰極集電体および上記陰極集電体の一側に電気的に接続される陰極タップを含む陰極板と、上記正極板と上記陰極板との間に位置するセパレータとを含む。
【０００７】
上記キャップ組立体は、内部異常で上記電極組立体周辺から発生するガスによって変形または破断する安全ベントを含み、例えば上記円筒状二次電池が過充放電もしくは外部衝撃によって電極組立体が損傷されるなどの内部異常が発生した場合には、上記二次電池が発火または爆発されないようにする。
【０００８】
上記センターピンは、電極組立体の充放電時に電極組立体の変形を抑制し、内側の長さ方向に形成された溝を通して内部異常により電極組立体周辺から発生したガスをキャップ組立体方向に移動させるための通路を提供することによって、上記ガスにより上記円筒状の二次電池が発火および爆発されることを防止するキャップ組立体の安全ベントを円滑に動作させる。
【０００９】
【特許文献１】大韓民国公開特許第２００７−３４２２２号明細書
【特許文献２】大韓民国公開特許第２００７−６２４４号明細書
【特許文献３】大韓民国公開特許第２００７−７１２３８号明細書
【特許文献４】大韓民国公開特許第２００７−４７９６１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の二次電池では、上記電極組立体の内側に位置するセンターピンの溝によりボイドボリューム（ｖｏｉｄｖｏｌｕｍｅ）と呼ばれる二次電池内部の空間が増大されて上記二次電池の断熱および充電特性を低下させるとともに、内部異常で電極組立体周辺から発生するガスにより安全ベントの変形または破断する時間を遅延させるという問題点があった。
【００１１】
さらに従来の二次電池が上記二次電池の特性を向上するために上記電極組立体のセパレータがセラミックス物質を備えた多孔性膜を含む場合には、上記二次電池内部の空間はさらに増加するので、上記安全ベントの変形時間または破断時間の遅延により二次電池が発火および爆発する恐れがある。
【００１２】
また、上記のような問題点を解決するために、例えば、センターピンの内側に溝を除去したり、溝を閉鎖部材で密閉させたりした場合には、二次電池内部の空間は大きく減少して二次電池の高温放置特性が低下する問題が生じる。
【００１３】
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、二次電池の内部空間を所定の体積とすることが可能な、新規かつ改良された二次電池用センターピン、および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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、長手方向に溝が形成された二次電池用センターピンにおいて、上記溝の所定領域を密閉させるために上記溝の内側に位置する密閉部材を含む二次電池用センターピンが提供される。
【００１５】
また、上記所定領域は、上記溝の総体積の３０〜９０％であってもよい。
【００１６】
また、上記所定領域を除いた上記溝の体積は、０．０１９〜０．１４０ｍＬであってもよい。
【００１７】
また、上記密閉部材は、高分子樹脂であってもよい。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、本発明の第２の観点によれば、正極板、陰極板、および上記正極板と上記陰極板との間に位置するセパレータを含む電極組立体と、上記電極組立体の内側に位置し、長手方向に溝が形成されるセンターピンと、上記溝の内側に位置し、上記溝の所定領域を密閉させる密閉部材と、上記電極組立体、センターピンおよび密閉部材を収容する缶と、上記缶を密閉させるためのキャップ組立体とを含む二次電池が提供される。
【００１９】
また、上記所定領域は、上記溝の総体積の３０〜９０％であってもよい。
【００２０】
また、上記所定領域を除いた上記溝の体積は、０．０１９〜０．１４０ｍＬであってもよい。
【００２１】
また、上記密閉部材は、高分子樹脂であってもよい。
【００２２】
また、上記高分子樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリエチレンテレフタレートのうちのいずれか一つであってもよい。
【００２３】
また、上記セパレータは、セラミックス物質を備える多孔性膜を含んでもよい。
【００２４】
また、上記セラミックス物質は、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯ２）、チタン酸化物（ＴｉＯ２）とこれらの絶縁性窒化物、水酸化物、アルコキシ化物およびケトン化物からなるグループから選択されたいずれか一つであってもよい。
【００２５】
また、上記セパレータは、ポリオルレピン系樹脂膜をさらに含んでもよい。
【００２６】
また、上記二次電池の内部体積は、０．７３９〜０．８５３ｍＬであってもよい。
【００２７】
また、上記目的を達成するために、本発明の第３の観点によれば、二次電池用センターピンにおいて、上記二次電池用センターピンは、長手方向の溝が形成された第１センターピンと、上記第１センターピンの溝内側に位置し、所定体積を有する第２センターピンとを含む二次電池用センターピンが提供される。
【００２８】
また、上記所定体積は、上記溝の総体積の３０〜９０％であってもよい。
【００２９】
また、上記第１センターピンの溝の体積は、０．０１９〜０．１４０ｍＬであってもよい。
【００３０】
また、上記目的を達成するために、本発明の第４の観点によれば、正極板、陰極板および上記正極板と上記陰極板との間に位置するセパレータを含む電極組立体と、上記電極組立体の内側に位置し、長手方向の溝が形成された第３センターピンと、上記溝の内側に位置し、所定体積を有する第４センターピンと、上記電極組立体、第３センターピン、および第４センターピンを収容する缶と、上記缶を密閉させるためのキャップ組立体とを含む二次電池が提供される。
【００３１】
また、上記第４センターピンの所定体積は、上記第３センターピンの溝の総体積の３０〜９０％であってもよい。
【００３２】
また、上記第３センターピンの溝の体積は、０．０１９〜０．１４０ｍＬであってもよい。
【００３３】
また、上記第４センターピンは、高分子樹脂であってもよい。
【００３４】
また、上記高分子樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリエチレンテレフタレートのうちのいずれか一つであってもよい。
【００３５】
また、上記セパレータは、セラミックス物質を備える多孔性膜を含んでもよい。
【００３６】
また、上記セラミックス物質は、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯ２）、チタン酸化物（ＴｉＯ２）とこれらの絶縁性窒化物、水酸化物、アルコキシ化物およびケトン化物からなるグループから選択されたいずれか一つであってもよい。
【００３７】
また、上記セパレータは、ポリオルレピン系樹脂膜をさらに含んでもよい。
【００３８】
また、上記二次電池の内部体積は、０．７３９〜０．８５３ｍＬであってもよい。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、二次電池の内部空間を所定の体積とすることができる。
【００４０】
より具体的には、本発明に係る二次電池用センターピンおよびそれを備えた二次電池は、電極組立体のセパレータがセラミックス物質を備えた多孔性膜を含む場合においても第１センターピンの溝内側に位置し、所定領域を密閉する密閉部材または上記溝に挿入される第２センターピンによって上記第１センターピンの溝に所定範囲の体積を有させ、上記第１センターピンを備える二次電池が所定範囲の体積を持つようにさせる。よって、本発明に係る二次電池用センターピンおよびそれを備えた二次電池は、二次電池のボイドボリュームを最小化するとともに、二次電池の断熱特性、充電特性および高温放置特性の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
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、本明細書および図面において、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。
【００４２】
なお、説明の都合上、図面において層および領域の厚みは誇張されており、図示する形態が実際とは異なる場合がある。また、以下において、ある部分が他の部分に「接続」されていると記載した場合、これは「直接に接続」されている場合に限らず、それらの間に他の素子を介在して「電気的に接続」された場合も含む。
【００４３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る二次電池を示す分離斜視図であり、図２は本発明の第１の実施形態に係る二次電池のセンターピンを示す斜視断面図である。
【００４４】
図１および図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係る二次電池は、電極組立体１１０と、電極組立体１１０の内側に位置し長手方向に形成された溝１２２を含むセンターピン１２０と、電極組立体１１０、センターピン１２０および電極組立体間においてリチウムイオンが移動できるようにする電解液（図示せず）を収容する缶１３０と、缶１３０を密閉させるキャップ組立体１４０とを含む。
【００４５】
電極組立体１１０は、正極活物質（図示せず）が塗布された正極集電体（図示せず）および正極集電体の一側に電気的に接続されキャップ組立体１４０方向に突出した正極タップ１１４を含む正極板１１１と、陰極活物質（図示せず）が塗布された陰極集電体（図示せず）および陰極集電体の一側に電気的に接続され正極タップ１１４の反対方向に突出した陰極タップ１１５を含む陰極板１１２と、正極板１１１と陰極板１１２との間に位置するセパレータ１１３とを含む。ここで、本発明の第１の実施形態では、電極組立体１１０の正極タップ１１４がキャップ組立体１４０方向に突出することで説明したが、電極組立体１１０の陰極タップ１１５がキャップ組立体１４０方向に突出することもでき、また、正極タップ１１４は陰極タップ１１５の反対方向に突出することもできる。
【００４６】
正極活物質としては、例えば、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４またはＬｉＮｉ１−ｘ−ｙＣｏｘＭｙＯ２（ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１、ＭはＡｌ、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｌａなどの金属）などの金属酸化物に代表されるリチウム含有転移金属酸化物、またはリチウムカルコゲナイド化合物のいずれかを用いることができる。また、陰極活物質としては、例えば、結晶質炭素、非晶質炭素、炭素複合体、炭素纎維などの炭素材料、リチウム金属またはリチウム合金などが用いられる。
【００４７】
正極集電体または陰極集電体は、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、銅、アルミニウムおよびこれらの合金からなる群から選択されたいずれか一つとして形成することができる。より好ましい形態を示すと、正極集電体がアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成され、陰極集電体が銅または銅合金で形成されることによって、電極組立体１１０の効率を最大化することができる。
【００４８】
セパレータ１１３は、正極板１１１と陰極板１１２との間に位置し、正極板１１１と陰極板１１２間の電気的短絡を防止し、両極板間にリチウムイオンの移動を可能とする。セパレータ１１３は、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオルレピン系高分子膜またはこれらの多重膜で形成されるか、またはセラミックス物質を備える多孔性膜で形成されることができ、また、ポリオルレピン系高分子膜およびセラミックス物質の双方を備える多孔性膜で形成することもできる。
【００４９】
ここで、セラミックス物質としては、例えば、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯ２）、チタン酸化物（ＴｉＯ２）とこれらの絶縁性窒化物、水酸化物、アルコキシ化物およびケトン化物からなるグループから選択されたいずれか一つが挙げられる。
【００５０】
電解液は、充放電時に電極組立体１１０の正極板１１１および陰極板１１２で電気化学的反応により生成するリチウムイオンを移動可能にする役割を行い、リチウム塩と高純度有機溶媒類の混合物である非水質系有機電解液や高分子電解質を利用したポリマーとすることができる。
【００５１】
キャップ組立体１４０は、缶１３０の上端開口部に結合されて缶１３０を密封させ、外部端子（図示せず）と電気的に接続されるキャップアップ１４５と、電極組立体１１０の正極タップ１１４と電気的に接続され、電極組立体１１０周辺から発生するガスにより内部圧力があるレベル以上になった場合に変形または破裂されて上記ガスを外部に排出する安全ベント１４２と、安全ベント１４２上に位置し、内部圧力によって変形または破裂する安全ベント１４２により破損または破断されて電極組立体１１０と外部端子との間の電気的接続を遮断するための電流遮断装置（Current  Interrupt  Device；ＣＩＤ）１４３と、キャップ組立体１４０を缶１３０と絶縁するためのガスケット１４１とを含む。
【００５２】
ここで、キャップ組立体１４０は、電極組立体１１０と外部端子との間に過電流が流れることを防止するために、電流遮断装置１４３とキャップアップ１４５との間に位置する環状のＰＴＣサーミスタ（Positive  Temperature  Coefficient  thermistor）１４４をさらに含むことができる。
【００５３】
缶１３０は、所定の半径を有する円柱状に形成され、上部は開口されて下部は円形面が形成される。よって、缶１３０は、電極組立体１１０、センターピン１２０および電解液を収容することができる。缶１３０は、例えば、軽くて軟性のあるアルミニウム、アルミニウム合金またはステンレス鋼などの金属材質で形成され、正極タップ１１４の反対方向に突出した陰極タップ１１５が缶１３０の下部面と電気的に接続した場合において、缶１３０が陰極端子の役割をなすことが好ましい。
【００５４】
缶１３０には、キャップ組立体１４０で密封された後に、キャップ組立体１４０が缶１３０から離脱することや外力により電極組立体１１０が上下に流動することを防止するために、キャップ組立体１４０と電極組立体１１０との間に対応する缶１３０の外注面が内側に所定距離で突出するビーディング部（Beading  part。図示せず）および缶１３０の上側一部がキャップ組立体１４０を中心として内側に折曲したクリンピング部（Crimping  part。図示せず）を形成することができる。
【００５５】
また、電極組立体１１０とキャップ組立体１４０との間および電極組立体１１０と缶１３０との間の不要な電気的接続を防止するために、電極組立体１１０の上部に位置し、電極組立体１１０周辺から発生するガスが移動できる一つまたは複数の溝が形成された上部絶縁版１１７および電極組立体１１０の下部に位置する下部絶縁版１１６をさらに含むことができる。ここで、下部絶縁版１１６は、電極組立体１１０の内側に位置するセンターピン１２０を固定するための溝またはホーム１１６ａが形成されていて、溝またはホーム１１６ａが形成された領域はセンターピン１２０との接触面を増加させるために電極組立体１１０方向に突出されている。
【００５６】
センターピン１２０は、電極組立体１１０の内側に位置して充放電時に電極組立体１１０の変形を抑制し、内側に長さ方向の溝１２２が形成されて内部異常により電極組立体１１０周辺から発生したガスをキャップ組立体１４０方向に移動するための通路として機能する。ここで、センターピン１２０は、例えば、ステンレススチール（Steel  Using  Stainless；ＳＵＳ）などの金属材質またはポリブチレンテレフタレート（Polybutylene  Terepthalate；ＰＢＴ）などの絶縁材質で形成することができる。
【００５７】
ここで、本発明の第１の実施形態では、センターピン１２０の内側に形成された溝１２２の断面を円形として示しているが、上記に限られない。例えば、本発明の実施形態は、センターピン１２０の溝１２２の断面を円形または多角形に形成することができ、センターピン１２０の溝１２２の断面を多角形とした場合には、多角形の角は所定曲率をなすことができる。
【００５８】
センターピン１２０の溝１２２の内側には、溝１２２の所定領域を密閉するための密閉部材１２５が位置する。密閉部材１２５はセンターピン１２０と同一材質とすることができるが、上記に限られない。例えば、密閉部材１２５は、溝１２２が内部異常により電極組立体１１０周辺からガスが発生した場合、ガスをキャップ組立体１４０方向に移動させるための通路であることを考慮し、密閉部材１２５は高温で溶融されるか、消滅できるポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの高分子樹脂で形成することができる。
【００５９】
以下に示す表１は、本発明の第１の実施形態に係る二次電池において、密閉部材１２５により密閉される溝１２２の体積による二次電池の断熱特性、充電特性および高温放置特性が低下する確率の一例を示す表である。
【００６０】
【表１】
0005279388.tif 000002
【００６１】
表１に示すように、二次電池の内部空間が０．８５３ｍＬ以上である場合には二次電池の断熱特性および充電特性が低下し、また、二次電池の内部空間が０．７３９ｍＬ以下の場合には二次電池の高温放置特性が低下することが分かる。よって、二次電池の断熱特性、充電特性および高温放置特性の低下を防止するためには、二次電池の内部空間は０．７３９〜０．８５３ｍＬとし、そのためのセンターピン１２０の内部空間は０．０１９〜０．１３３ｍＬとすべきである。
【００６２】
また、センターピン１２０の内部空間は、密閉部材１２５によって密閉された領域を除去した溝１２２の体積を意味する。よって、表１より、密閉部材１２５によって密閉された領域の体積は溝１２２の体積が０．０１９〜０．１３３ｍＬになるようにセンターピン１２０の全体内部空間、すなわち溝１２２の総体積の３０〜９０％であることが好ましいといえる。
【００６３】
結果的に、本発明の第１の実施形態に係る二次電池は、密閉部材によって溝の総体積の３０〜９０％が密閉させて、センターピン１２０の内部空間、すなわち溝１２２の体積が０．０１９〜０．１３３ｍＬになるようにすることで、二次電池の内部空間が０．７３９〜０．８５３ｍＬになるようにし、二次電池のボイドボリュームを最小化し、二次電池の断熱、充電および高温放置特性の低下を防止する。
【００６４】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る二次電池を示す分離斜視図であり、図４は、本発明の第２の実施形態に係る二次電池の第１センターピンおよび第２センターピンを示す分離斜視図である。
【００６５】
図３および図４に示すように、本発明の第２の実施形態に係る二次電池は、電極組立体２１０と、電極組立体２１０の内側に位置し内側に長手方向の溝２２２が形成された第１センターピン２２０と、第１センターピン２２０の溝２２２の内側に位置する第２センターピン２２５と、電極組立体２１０、第１センターピン２２０、第２センターピン２２５および電極組立体２１０間にリチウムイオンが移動することができるようにする電解液を収容する缶２３０と、缶２３０を密閉させるキャップ組立体２４０とを含む。
【００６６】
ここで、電極組立体２１０は、正極板２１１、陰極板２１２および正極板２１１と陰極板２１２間に位置するセパレータ２１３を含み、キャップ組立体２４０はキャップアップ２４５、ＰＴＣサーミスタ２４４、電流遮断装置２４３、安全ベント２４２およびガスケット２４１を含む。本発明の第２の実施形態に係る二次電池の電極組立体２１０、缶２３０およびキャップ組立体２４０は、上述した本発明の第１の実施形態に係る二次電池の電極組立体１１０、缶１３０およびキャップ組立体１４０と同一構成要素であり、その説明を省略する。
【００６７】
第１センターピン２２０は、電極組立体２１０の内側に位置して充放電時に電極組立体２１０の変形を抑制し、内側に長手方向の溝２２２が形成されて内部異常によって電極組立体２１０周辺から発生するガスをキャップ組立体２４０方向に移動させるための通路として機能する。ここで、センターピン２２０は、例えば、ステンレススチール（ＳＵＳ）などの金属材質またはポリブチルレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの絶縁材質で形成することができる。
【００６８】
また、本発明の第２の実施形態に係る二次電池の第１センターピン２２０は、上述した本発明の第１の実施形態に係る二次電池のセンターピン１２０と同様に、第１センターピン２２０の内側に形成された溝１２２の断面が円状または多角状となるように形成することができる。
【００６９】
第２センターピン２２５は、第１センターピン２２０の内側に形成された溝２２２の内側に位置して溝２２２の体積を減少させるためのものであり、例えば、溝２２２の内側に容易に挿入できるように、第２センターピン２２５の断面積は溝２２２の断面積よりも小さいことが好ましい。
【００７０】
また、図４では、第２センターピン２２５の断面を円形として示しているが、上記に限られない。例えば、第２センターピン２２５の断面は、三角形または四角形などの多角形とすることができ、また、溝２２２の断面と同一断面とすることができる。
【００７１】
表１に示すように、二次電池の断熱特性、充電特性および高温放置特性の低下を防止するためには、二次電池の内部空間を０．７３９〜０．８５３ｍＬとし、そのための第１センターピン２２０の内部空間、すなわち溝２２２の体積は０．０１９〜０．１３３ｍＬとすべきである。よって、第２センターピン２２５の体積は溝２２２の総体積の３０〜９０％であることが好ましいといえる。
【００７２】
結果的に、本発明の第２の実施形態に係る二次電池は、第１センターピンの内側に形成された溝に溝総体積の３０〜９０％に相当する体積を有する第２センターピンを挿入し、第１センターピンの内部空間、すなわち溝の体積を０．０１９〜０．１３３ｍＬとすることで、二次電池の内部空間を０．７３９〜０．８５３ｍＬとする。したがって、本発明の第２の実施形態に係る二次電池は、二次電池のボイドボリュームを最小化でき、二次電池の断熱特性、充電特性および高温放置特性の低下を防止することができる。
【００７３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る二次電池を示す分離斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る二次電池のセンターピンを示す斜視断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る二次電池を示す分離斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る二次電池の第１センターピンおよび第２センターピンを示す分離斜視図である。
【符号の説明】
【００７５】
１１０    電極組立体
１１１    正極板
１１２    陰極板
１１３    セパレータ
１１４    正極タップ
１１５    陰極タップ
１１６    下部絶縁板
１１６ａ  溝またはホーム
１２０    センターピン
１２２    溝
１２５    密閉部材
１３０    缶
１４０    キャップ組立体
１４１    ガスケット
１４２    安全ベント
１４３    電流遮断装置
１４４    ＰＴＣサーミスタ
１４５    キャップアップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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