(57)【要約】【課題】ヒューズ部が切れた後にアークが発生する場合にも安全性を維持する。【解決手段】本発明の二次電池は、内部と外部を有するケース、第１電極と第２電極を有し、前記ケースの内部に位置する電極組立体、および前記ケースの外部に位置して前記第１電極に電気的に連結し、互いに離隔した第１プレートと第２プレートを含む電極端子部材を含む。本発明によれば、ヒューズ部が切れた後にアークが発生する場合にも二次電池の安全性を維持することができ、ヒューズ部の設計の自由度を大幅に高めることができる。【選択図】図２
2013020965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部と外部を有するケースと、
第１電極と第２電極を有し、前記ケースの内部に位置する電極組立体と、
前記ケースの外部に位置して前記第１電極に電気的に連結し、互いに離隔した第１プレートと第２プレートを含む電極端子部材と、
を含む、二次電池。
【請求項２】
前記第１プレートと前記第２プレートを連結するヒューズ部をさらに含む、請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記ヒューズ部は、全体が前記ケースの外部に位置する、請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記ヒューズ部は、前記電極端子部材と一体に形成される、請求項２に記載の二次電池。
【請求項５】
前記二次電池は短絡部をさらに含み、
前記短絡部は、
前記第２プレートに連結した短絡タップ、および前記第２電極に電気的に連結した短絡プレート、
を含み、
前記短絡プレートは正常状態で前記短絡タップから離隔しているが、前記短絡タップと接触して前記第１電極と前記第２電極を電気的に連結するように変形する、請求項３に記載の二次電池。
【請求項６】
前記第１プレート、前記ヒューズ部、前記第２プレート、および前記短絡タップは単一メタルシートで一体に構成される、請求項５に記載の二次電池。
【請求項７】
前記ヒューズ部は前記第１プレートと前記第２プレートの端部を連結する折曲部の形態で構成され、前記ヒューズ部は前記第１プレートと前記第２プレートの幅よりもさらに狭い幅を有する、請求項６に記載の二次電池。
【請求項８】
前記ヒューズ部は、短絡状態の誘発によって生成される電流に反応し、溶融可能である、請求項６に記載の二次電池。
【請求項９】
前記ケースは、前記ケースの開口を密閉するキャッププレートをさらに含み、前記電極端子部材と前記短絡タップは前記キャッププレートの外部に位置する、請求項５に記載の二次電池。
【請求項１０】
インシュレータをさらに含み、
前記インシュレータは、前記第１プレートと短絡タップを前記キャッププレートから絶縁させ、前記第１プレートと第２プレートの間の空間を満たし、
前記インシュレータは、前記第１プレートと前記第２プレートが埋め込まれるインサートモールド材料である、請求項９に記載の二次電池。
【請求項１１】
前記キャッププレートを貫通して前記ケースの内部から外部に延長したリベットターミナルをさらに含み、
前記第１プレートは、前記ケースの外部で前記リベットターミナルと締結する第１プレート貫通口を含み、
前記第２プレートと前記インシュレータは、前記リベットターミナルを露出させるようにそれぞれ第２プレート貫通口と第１インシュレータ貫通口を含む、請求項１０に記載の二次電池。
【請求項１２】
前記キャッププレートは第２端子に電気的に連結し、前記短絡プレートは前記キャッププレートの外部に隣接するように前記キャッププレート内に埋め込まれる、請求項１０に記載の二次電池。
【請求項１３】
前記短絡タップは、前記短絡プレートの中心に対応する短絡タップ貫通口を含む、請求項１２に記載の二次電池。
【請求項１４】
前記インシュレータは、前記短絡プレートに対応する第２インシュレータ貫通口をさらに含み、
前記短絡タップから前記第２インシュレータ貫通口内に延長するシーリング部材、および前記インシュレータと締結して前記シーリング部材を支持するボトムカバーが備えられ、前記シーリング部材とボトムカバーは前記インシュレータとキャッププレートの間の領域をシーリングする、請求項１３に記載の二次電池。
【請求項１５】
前記第１プレート、前記第２プレート、前記ヒューズ部、前記短絡タップ、および前記インシュレータは外部モジュールを構成する、請求項１０に記載の二次電池。
【請求項１６】
前記外部モジュールの前記第１プレート、前記第２プレート、前記ヒューズ部、前記短絡タップ、および前記インシュレータは一体の組立体を構成し、前記外部モジュールは前記キャッププレートの外部に位置する、請求項１５に記載の二次電池。
【請求項１７】
前記リベットターミナル、絶縁部材、および第１リードタップは内部モジュールを構成する、請求項１１に記載の二次電池。
【請求項１８】
前記内部モジュールの前記リベットターミナル、前記絶縁部材、および前記第１リードタップは一体の組立体を構成し、前記内部モジュールは前記キャッププレートの内部面に位置する、請求項１７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、外部短絡部とヒューズ部を備えた二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池（ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ  ｂａｔｔｅｒｙ）は、一次電池とは異なり、充電および放電を繰り返して実行する電池である。小容量の二次電池は携帯電話機やノートパソコン、およびビデオカメラのように携帯が可能な小型電子機器に用いられ、大容量二次電池はハイブリッド自動車などのモータ駆動用電源として用いられる。
【０００３】
二次電池は、セパレータを間において正極と負極を巻き取って形成される電極組立体、電極組立体を内蔵するケース、ケースの開口を密閉するキャッププレート、およびキャッププレートを貫通して電極組立体に電気的に連結する電極端子を含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ヒューズ部を外部に備える二次電池において、ヒューズ部が切れた後にアークが発生することが想定される。
【０００５】
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、ヒューズ部を外部に備え、ヒューズ部が切れた後にアークが発生する場合にも安全性を維持することが可能な、新規かつ改良され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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、内部と外部を有するケース、第１電極と第２電極を有して前記ケースの内部に位置する電極組立体、および前記ケースの外部に位置して前記第１電極に電気的に連結し、互いに離隔した第１プレートと第２プレートを含む電極端子部材を含む二次電池が提供される。
【０００７】
また、前記二次電池は、第１プレートと第２プレートを連結するヒューズ部をさらに含んでもよい。
【０００８】
また、前記ヒューズ部は、全体が前記ケースの外部に位置してもよい。
【０００９】
また、前記ヒューズ部は、前記電極端子部材と一体に形成されてもよい。
【００１０】
また、前記二次電池は短絡部をさらに含み、前記短絡部は、第２プレートに連結した短絡タップ、および前記第２電極に電気的に連結した短絡プレートを含むものであっても良い。また、前記短絡プレートは正常状態で前記短絡タップから離隔しているが、前記短絡タップと接触して前記第１電極と前記第２電極を電気的に連結するように変形してもよい。
【００１１】
前記第１プレート、ヒューズ部、第２プレート、および短絡タップは、単一メタルシートによって一体に構成されてもよい。
【００１２】
前記ヒューズ部は前記第１プレートと第２プレートの端部を連結する折曲部の形態で構成され、前記ヒューズ部は前記第１プレートと第２プレートの幅よりもさらに狭い幅を有してもよい。
【００１３】
前記ヒューズ部は、短絡状態の誘発によって生成される電流に反応し、溶解可能であってもよい。
【００１４】
前記ケースは前記ケースの開口を密閉するキャッププレートをさらに含み、前記電極端子部材と前記短絡タップは前記キャッププレートの外部に位置してもよい。
【００１５】
前記二次電池はインシュレータをさらに含み、前記インシュレータは、前記第１プレートと短絡タップを前記キャッププレートから絶縁させ、前記第１プレートと第２プレートの間の空間を満たし、前記インシュレータは、前記第１プレートと第２プレートが埋められるインサートモールド材料で形成されてもよい。
【００１６】
前記二次電池は、前記キャッププレートを貫通して前記ケースの内部から外部に延長したリベットターミナルをさらに含んでもよい。前記第１プレートは、前記ケースの外部で前記リベットターミナルと締結する第１プレート貫通口を含み、前記第２プレートとインシュレータは、前記リベットターミナルを露出させるようにそれぞれ第２プレート貫通口と第１インシュレータ貫通口を含んでもよい。
【００１７】
前記キャッププレートは第２端子に電気的に連結し、前記短絡プレートは前記キャッププレートの外部に隣接するように前記キャッププレート内に埋められてもよい。
【００１８】
前記短絡タップは、前記短絡プレートの中心に対応する短絡タップ貫通口を含んでもよい。
【００１９】
前記インシュレータは、前記短絡プレートに対応する第２インシュレータ貫通口をさらに含んでもよい。シーリング部材は、前記短絡タップから前記第２インシュレータ貫通口内に延長し、ボトムカバーは前記インシュレータと締結して前記シーリング部材を支持してもよい。前記シーリング部材とボトムカバーは、前記インシュレータとキャッププレートの間の領域をシーリングするものであっても良い。
【００２０】
前記第１プレート、第２プレート、ヒューズ部、短絡タップ、およびインシュレータは、外部モジュールを構成してもよい。
【００２１】
前記外部モジュールの第１プレート、第２プレート、ヒューズ部、短絡タップ、およびインシュレータは一体の組立体を構成し、前記外部モジュールは前記キャッププレートの外部に位置する。
【００２２】
前記リベットターミナル、絶縁部材、および第１リードタップは、内部モジュールを構成してもよい。
【００２３】
前記内部モジュールのリベットターミナル、絶縁部材、および第１リードタップは一体の組立体を構成し、前記内部モジュールは前記キャッププレートの内部面に位置する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ヒューズ部をキャッププレートの外部に備えるため、ヒューズ部が切れた後にアークが発生する場合にも二次電池の安全性を維持することができ、ヒューズ部の設計の自由度を大幅に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る二次電池の斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って切断した断面図である。
【図３Ａ】図１および図２に示す実施形態に係る二次電池の電極端子部材と短絡タップの斜視図である。
【図３Ｂ】図１および図２に示す実施形態に係る二次電池の電極端子部材と短絡タップの斜視図である。
【図４Ａ】図１および図２に示す実施形態に係る二次電池の電極端子部材と短絡タップをインサートモールディングした状態の斜視図である。
【図４Ｂ】図１および図２に示す実施形態に係る二次電池の電極端子部材と短絡タップをインサートモールディングした状態の斜視図である。
【図５】図１および図２に示す実施形態に係る二次電池の電極組立体に連結するリベットターミナルを、キャッププレートの端子ホールを介して電極端子部材に連結する断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る二次電池の断面図である。
【図７Ａ】本発明の第２実施形態に係る二次電池の電極端子部材と短絡タップの斜視図である。
【図７Ｂ】本発明の第２実施形態に係る二次電池の電極端子部材と短絡タップの斜視図である。
【図８Ａ】図６に示す本発明の第２実施形態に係る二次電池の電極端子部材と短絡タップをインサートモールディングした状態の斜視図である。
【図８Ｂ】図６に示す本発明の第２実施形態に係る二次電池の電極端子部材と短絡タップをインサートモールディングした状態の斜視図である。
【図９】図６に示す本発明の第２実施形態に係る二次電池の電極組立体に連結するリベットターミナルを、キャッププレートの端子ホールを介して電極端子部材に連結する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
以下では、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明は多様に相違した形態に実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されることはない。図面において、本発明を明確に説明するために、説明上で不必要な部分は省略した。また、明細書全体に渡って同一または類似する構成要素については、同一する参照符号を付与した。
【００２８】
図１は、本発明の第１実施形態に係る二次電池の斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って切断した断面図である。図１および図２を参照すれば、一実施形態に係る二次電池は、電流を充電および放電する電極組立体１０、電極組立体１０を内蔵するケース１５、ケース１５の開口に結合するキャッププレート２０、キャッププレート２０に設置される第１端子（以下、「負極端子」とする）２１と第２端子（以下、「正極端子」とする）２２、および負極端子２１側に備えられる外部短絡部５０とヒューズ部６０を含む。
【００２９】
例えば、電極組立体１０は、絶縁体であるセパレータ１３の両面に第１電極（以下、「負極」とする）１１と第２電極（以下、「正極」とする）１２を配置し、負極１１、セパレータ１３、および正極１２をゼリーロール状態に巻き取って形成される。
【００３０】
また、電極組立体は、セパレータを間において単一板で形成される負極と正極を積層して組み立てられてもよく、負極、セパレータ、および正極をジグザグ方式で折り曲げて積層して組み立ててもよい（図示せず）。
【００３１】
負極１１および正極１２はそれぞれ、金属板の集電体に活物質を塗布したコーティング部１１ｂ、１２ｂ、および活物質を塗布せずに露出した集電体で形成される無地部１１ａ、１２ａを含む。
【００３２】
負極１１の無地部１１ａは、負極１１が巻き取られた状態であるとき、負極１１の一側端部に形成される。正極１２の無地部１２ａは、正極１２が巻き取られた状態であるとき、正極１２の一側端部に形成される。無地部１１ａ、１２ａは、電極組立体１０の両端にそれぞれ配置される。
【００３３】
例えば、ケース１５は、内部に電極組立体１０と電解液を収容する空間を設定するように大略直六面体で形成され、外部と内部空間を連結する開口を直六面体の一面に形成する。開口は電極組立体１０をケース１５の内部に挿入できるようにする。
【００３４】
キャッププレート２０は薄い鋼板で形成され、ケース１５の開口に設置されることによってケース１５を密閉する。キャッププレート２０は、電解液注入口２９とベントホール２４をさらに備える。電解液注入口２９は、ケース１５にキャッププレート２０を結合した後、ケース１５内部への電解液の注入を可能にする。電解液注入後、電解液注入口２９は密封キャップ２７によって密封される。
【００３５】
ベントホール２４は、ベントプレート２５によって密閉される。二次電池の内部圧力が設定圧力に達すればベントプレート２５が切開され、二次電池の内部圧力を排出できるようにベントホール２４を開放する。ベントプレート２５は、切開を誘導するノッチ２５ａを有する。
【００３６】
負極端子２１および正極端子２２は、キャッププレート２０を貫通して設置され、電極組立体１０に電気的に連結する。すなわち、負極端子２１は電極組立体１０の負極１１に電気的に連結し、正極端子２２は電極組立体１０の正極１２に電気的に連結する。したがって、電極組立体１０は、負極端子２１および正極端子２２を介してケース１５の外部に引き出される。
【００３７】
負極端子２１と正極端子２２は、キャッププレート２０の内側では互いに同じ構造を形成するため、同じ構造については共に説明し、キャッププレート２０の外側では異なる構造を形成するため、他の構造についてはそれぞれ別途に説明する。
【００３８】
負、正極端子２１、２２は、キャッププレート２０の端子ホールに設置されるリベットターミナル２１ａ、２２ａ、キャッププレート２０の内側でリベットターミナル２１ａ、２２ａに一体に広く形成されるフランジ２１ｂ、２２ｂ、およびキャッププレート２０の外側に配置され、リベットターミナル２１ａ、２２ａにリベッティングまたは溶接によって連結する電極端子部材２１ｃ、２２ｃを含む。電極端子部材２１ｃ、２２ｃは互いに異なる構造で形成されるため、それぞれ後述して説明する。
【００３９】
負、正極ガスケット３６、３７は、負、正極端子２１、２２のリベットターミナル２１ａ、２２ａとキャッププレート２０の端子ホール内面の間に設置され、負、正極端子２１、２２のリベットターミナル２１ａ、２２ａとキャッププレート２０の間をシーリングする。負、正極ガスケット３６、３７は、フランジ２１ｂ、２２ｂとキャッププレート２０の内面の間にさらに延長設置され、フランジ２１ｂ、２２ｂとキャッププレート２０の間をさらにシーリングする。すなわち、負、正極ガスケット３６、３７は、キャッププレート２０に負、正極端子２１、２２を設置することにより、端子ホールを介して電解液が漏れること（ｌｅａｋ）を防ぐ。
【００４０】
負、正極リードタップ３１、３２は、負、正極端子２１、２２を電極組立体１０の負、正極１１、１２に電気的に連結する。すなわち、負、正極リードタップ３１、３２をリベットターミナル２１ａ、２２ａの下端に結合し、下端をコーキング（ｃａｕｌｋｉｎｇ）することによって負、正極リードタップ３１、３２はフランジ２１ｂ、２２ｂに支持されながら、リベットターミナル２１ａ、２２ａの下端に連結する。
【００４１】
負、正極絶縁部材４１、４２は、負、正極リードタップ３１、３２とキャッププレート２０の間に設置され、負、正極リードタップ３１、３２とキャッププレート２０を電気的に絶縁させる。また、負、正極絶縁部材４１、４２は、一側はキャッププレート２０に結合し、他側は負、正極リードタップ３１、３２とリベットターミナル２１ａ、２２ａ、およびフランジ２１ｂ、２２ｂを囲むため、これらの連結構造を安定させる。
【００４２】
一方、外部短絡部５０は負極端子２１側に備えられ、ヒューズ部６０は負極端子２１の電極端子部材２１ｃに備えられる。したがって、負極端子２１の電極端子部材２１ｃについて先に説明し、電極端子部材２１ｃと関連付けてヒューズ部６０と外部短絡部５０について説明する。
【００４３】
図３Ａおよび図３Ｂは、図１および２に示す本発明の第１実施形態に係る二次電池の電極端子部材２１ｃと短絡タップ５１の斜視図である。図２、図３Ａ、および図３Ｂを参照すれば、電極端子部材２１ｃは、電極組立体１０の負極１１に電気的に連結する第１プレート１１１、および第１プレート１１１の外側に離隔して第１プレート１１１と平行に配置される第２プレート１１２を含む。
【００４４】
一方、外部短絡部５０は、第２プレート１１２で高さを有して折り曲げられる短絡タップ５１、および電極組立体１０の正極１２に電気的に連結するキャッププレート２０の短絡ホール２３に備えられる短絡プレート５２を含む。
【００４５】
正極端子２２で、電極端子部材２２ｃがキャッププレート２０の外面に接触設置され、リベットターミナル２２ａが電極端子部材２２ｃに溶接またはリベッティングによって連結することにより、キャッププレート２０および短絡プレート５２は正極を帯びるようになる。
【００４６】
負極端子２１の電極端子部材２１ｃで、第１プレート１１１は第１プレート貫通口（Ｈ１）を有し、第１プレート貫通口（Ｈ１）に挿入するリベットターミナル２１ａの上端に溶接またはリベッティングによって連結する。第２プレート１１２は、ヒューズ部６０を介して第１プレート１１１に連結する。
【００４７】
第２プレート１１２は、第１プレート貫通口（Ｈ１）に対応して、第１プレート貫通口（Ｈ１）の直径よりも大きい直径で形成される第２プレート貫通口（Ｈ２）を有する。第２プレート貫通口（Ｈ２）は大きい直径で形成され、第１プレート貫通口（Ｈ１）とリベットターミナル２１ａの接触部に溶接トーチまたはリベッティング機構の挿入を可能にする。
【００４８】
ヒューズ部６０は、第１、第２プレート１１１、１１２の幅よりも狭い幅で形成され、大電流が放電するときに優先的に切断するように形成される。電極端子部材２１ｃはシートメタルを切断し、ヒューズ部６０で折り曲げられて第１、第２プレート１１１、１１２を形成する。ヒューズ部６０の加工性が向上し、原価節減および重量が減少する。
外部短絡部５０で負極を帯びる短絡タップ５１は、外部短絡部５０の正極を帯びる短絡プレート５２に対向して離隔する。短絡タップ５１は、電極端子部材２１ｃと一体のシートメタルで形成される。短絡プレート５２は短絡ホール２３に溶接によって固定し、ケース１５の内部に向かって膨らむように形成される。
【００４９】
したがって、二次電池が正常に駆動するとき、短絡プレート５２は短絡タップ５１と離隔した状態を維持する。二次電池が非正常に内圧上昇するとき、短絡プレート５２は内圧によって反転し、短絡タップ５１に接触連結する。すなわち、電極組立体１０の負極１１と正極１２は、二次電池の外部で短絡する。
【００５０】
図４Ａおよび図４Ｂは、図１および２に示す本発明の第２実施形態に係る二次電池の電極端子部材２１ｃおよび短絡タップ５１をインサートモールディングした状態の斜視図である。図２、図４Ａ、および図４Ｂを参照すれば、電極端子部材２１ｃおよび短絡タップ５１は、インサートモールディングによってインシュレータ４３に部分的に埋め込まれる。
【００５１】
例えば、電極端子部材２１ｃの第１プレート１１１と短絡タップ５１はインシュレータ４３に埋め込まれ、インシュレータ４３は第１プレート１１１の第１プレート貫通口（Ｈ１）に連結する第１インシュレータ貫通口（Ｈ３）を形成する。したがって、リベットターミナル２１ａは、キャッププレート２０の端子ホールを介して第１インシュレータ貫通口（Ｈ３）と第１プレート貫通口（Ｈ１）に挿入される。リベットターミナル２１ａの上端は第１プレート１１１の上面に突出し、第１プレート１１１の第１プレート貫通口（Ｈ１）にリベッティング連結する。
【００５２】
第２プレート１１２は、インシュレータ４３の外部に露出し、バースバー（図示せず）と連結してもよい。ヒューズ部６０は、インシュレータ４３の一側に収納された状態で外部に露出するため、大電流が放電するときにケース１５の外部で切断され、切断した後にアークが発生する場合にもケース１５の内部に影響を与えない。また、ヒューズ部６０の設計自由度が増加し、ヒューズ部６０の機械的な強度低下による問題が解決される。
【００５３】
図５は、本発明の第１実施形態に係る二次電池の電極組立体１０に連結するリベットターミナル２１ａをキャッププレート２０の端子ホールを介して電極端子部材２１ｃに連結する断面図である。
【００５４】
短絡タップ５１と短絡プレート５２は、互いの間に空間（Ｃ）を形成する。一方、短絡タップ５１がインシュレータ４３に埋め込まれるため、空間（Ｃ）は外圧の変化にも影響を受けずに一定の圧力を維持する。すなわち、二次電池の移動および使用環境の変化によって外圧が低くなる場合、外圧によって短絡プレート５２が反転し、短絡タップ５１が短絡することを防ぐことができる。
【００５５】
また、インシュレータ４３は、短絡プレート５２に対応する第２インシュレータ貫通口（Ｈ６）を形成し、第２インシュレータ貫通口（Ｈ６）は短絡タップ５１によって塞がっている。第２インシュレータ貫通口（Ｈ６）に沿って短絡タップ５１の枠にシーリング部材５５が提供される。ボトムカバー５６はシーリング部材５５を支持し、インシュレータ４３に結合する。シーリング部材５５およびボトムカバー５６は、インシュレータ４３とキャッププレート２０の間をシーリングする。
【００５６】
図５を参照すれば、キャッププレート２０の外部に提供される電極端子部材２１ｃとヒューズ部６０、および短絡タップ５１と、これらを埋め込むインシュレータ４３は１つのモジュール、すなわち外部モジュール（Ｍ１）を形成する。
【００５７】
キャッププレート２０の内部に提供される負極端子２１側のリベットターミナル２１ａ、負極絶縁部材４１、および負極リードタップ３１はさらに１つのモジュール、すなわち内部モジュール（Ｍ２）を形成する。もちろん、内部モジュール（Ｍ２）は正極端子２２側にも同じように形成され、負、正極リードタップ３１、３２に連結する電極組立体１０を含む。
【００５８】
したがって、実線状態の内部モジュール（Ｍ２）と外部モジュール（Ｍ１）を準備し、内部モジュール（Ｍ２）のリベットターミナル２１ａをキャッププレート２０の端子ホールに負極ガスケット３６を介在して挿入し（仮想線状態）、リベットターミナル２１ａを外部モジュール（Ｍ１）の第１プレート１１１の第１プレート貫通口（Ｈ１）にリベッティングすることにより、内部モジュール（Ｍ２）、キャッププレート２０、および外部モジュール（Ｍ１）は一体に組み立てられる。したがって、キャッププレート２０アセンブリの組立性が容易になる。
【００５９】
図６は、本発明の第２実施形態に係る二次電池の断面図である。
【００６０】
本発明の第２実施形態に係る二次電池１００’は、電流を充電および放電する電極組立体１０、電極組立体１０を内蔵するケース１５、ケース１５の開口に結合するキャッププレート２０、キャッププレート２０に設置される第１端子（以下、「負極端子」とする）２１と第２端子（以下、「正極端子」とする）２２、および負極端子２１側に備えられる外部短絡部５０’とヒューズ部６０を含む。このうち、外部短絡部５０’を除いた構成は第１実施形態と同じあるか類似しているため、これに関する説明は大部分省略し、外部短絡部５０’とヒューズ部６０を中心に説明する。
【００６１】
図７Ａおよび図７Ｂは、図６に示す本発明の第２実施形態に係る二次電池の電極端子部材２１ｃと短絡タップ５１’の斜視図である。図６、図７Ａ、および図７Ｂを参照すれば、電極端子部材２１ｃは、電極組立体１０の負極１１に電気的に連結する第１プレート１１１、および第１プレート１１１の外側に離隔して第１プレート１１１と平行に配置される第２プレート１１２を含む。
【００６２】
一方、外部短絡部５０’は、第２プレート１１２で高さを有して折り曲げられる短絡タップ５１’、および電極組立体１０の正極１２に電気的に連結するキャッププレート２０の短絡ホール２３に備えられる短絡プレート５２を含む。
【００６３】
正極端子２２で、電極端子部材２２ｃがキャッププレート２０の外面に接触設置され、リベットターミナル２２ａが電極端子部材２２ｃに溶接またはリベッティングによって連結することにより、キャッププレート２０および短絡プレート５２は正極を帯びるようになる。
【００６４】
負極端子２１の電極端子部材２１ｃで、第１プレート１１１は第１プレート貫通口（Ｈ１）を有し、第１プレート貫通口（Ｈ１）に挿入されるリベットターミナル２１ａの上端に溶接またはリベッティングによって連結される。第２プレート１１２は、ヒューズ部６０を介して第１プレート１１１に連結する。
【００６５】
第２プレート１１２は、第１プレート貫通口（Ｈ１）に対応して、第１プレート貫通口（Ｈ１）の直径よりも大きい直径で形成される第２プレート貫通口（Ｈ２）を有する。第２プレート貫通口（Ｈ２）は大きい直径で形成され、第１プレート貫通口（Ｈ１）とリベットターミナル２１ａの接触部に溶接トーチまたはリベッティング機構の挿入を可能にする。
【００６６】
ヒューズ部６０は、第１、第２プレート１１１、１１２の幅よりも狭い幅で形成され、大電流が放電するときに優先的に切断するように形成される。電極端子部材２１ｃはシートメタルを切断し、ヒューズ部６０で折り曲げられて第１、第２プレート１１１、１１２を形成する。ヒューズ部６０の加工性が向上し、原価節減および重量が減少する。
【００６７】
外部短絡部５０’で負極を帯びる短絡タップ５１’は、外部短絡部５０’の正極を帯びる短絡プレート５２に対向して離隔する。短絡タップ５１’は、電極端子部材２１ｃと一体のシートメタルで形成される。短絡プレート５２は、短絡ホール２３に溶接によって固定され、ケース１５の内部に向かって膨らむように形成される。
【００６８】
したがって、二次電池が正常に駆動するとき、短絡プレート５２は短絡タップ５１’と離隔した状態を維持する。二次電池が非正常に内圧上昇するとき、短絡プレート５２は内圧によって反転し、短絡タップ５１’に接触連結する。すなわち、電極組立体１０の負極１１と正極１２は二次電池の外部で短絡する。
【００６９】
図８Ａおよび図８Ｂは、図６に示す本発明の第２実施形態に係る二次電池の電極端子部材２１ｃおよび短絡タップ５１’をインサートモールディングした状態の斜視図である。図６、図８Ａ、および図８Ｂを参照すれば、電極端子部材２１ｃおよび短絡タップ５１’は、インサートモールディングによってインシュレータ４３に部分的に埋め込まれる。
【００７０】
例えば、電極端子部材２１ｃの第１プレート１１１と短絡タップ５１’はインシュレータ４３に埋め込まれ、インシュレータ４３は第１プレート１１１の第１プレート貫通口（Ｈ１）に連結する第１インシュレータ貫通口（Ｈ３）を形成する。したがって、リベットターミナル２１ａは、キャッププレート２０の端子ホールを介して第１インシュレータ貫通口（Ｈ３）と第１プレート貫通口（Ｈ１）に挿入される。リベットターミナル２１ａの上端は第１プレート１１１の上面に突出し、第１プレート１１１の第１プレート貫通口（Ｈ１）にリベッティング連結する。
【００７１】
第２プレート１１２はインシュレータ４３の外部に露出し、バースバー（図示せず）と連結してもよい。ヒューズ部６０は、インシュレータ４３の一側に収納された状態で外部に露出するため、大電流が放電するときにケース１５の外部で切断され、切断した後にアークが発生する場合にもケース１５の内部に影響を与えない。また、ヒューズ部６０の設計自由度が増加し、ヒューズ部６０の機械的な強度低下による問題が解決される。
【００７２】
図９は、図６に示す本発明の第２実施形態に係る二次電池の電極組立体１０に連結するリベットターミナル２１ａを、キャッププレート２０の端子ホールを介して電極端子部材２１ｃに連結する断面図である。図７Ａ〜図９を参照すれば、外部短絡部５０’の短絡タップ５１’は、短絡プレート５２の中心に対応して短絡タップ貫通口（Ｈ４）を有し、インシュレータ４３は短絡タップ貫通口（Ｈ４）に対応する第３インシュレータ貫通口（Ｈ５）を有する。
【００７３】
短絡タップ５１’と短絡プレート５２は、互いの間に空間（Ｃ）を形成する。短絡タップ貫通口（Ｈ４）と第３インシュレータ貫通口（Ｈ５）がシーリングキャップ５３によって塞がるため、空間（Ｃ）は外圧の変化にも影響を受けずに一定の圧力を維持する。すなわち、二次電池の移動および使用環境の変化によって外圧が低くなる場合、外圧によって短絡プレート５２が反転し、短絡タップ５１’に短絡することを防ぐことができる。
【００７４】
シーリングキャップ５３は、インシュレータ４３の上部側でスライド結合するキャップ５４によって圧縮状態を維持しながら、短絡タップ貫通口（Ｈ４）と第３インシュレータ貫通口（Ｈ５）の気密構造を形成する。シーリングキャップ５３は弾性材、例えば、合成樹脂やゴムで形成されてもよい。
【００７５】
また、インシュレータ４３は、短絡プレート５２に対応する第２インシュレータ貫通口（Ｈ６）を形成し、第２インシュレータ貫通口（Ｈ６）は短絡タップ５１’によって塞がっている。第２インシュレータ貫通口（Ｈ６）に沿って短絡タップ５１’の枠にシーリング部材５５が提供される。ボトムカバー５６はシーリング部材５５を支持し、インシュレータ４３に結合する。シーリング部材５５およびボトムカバー５６は、インシュレータ４３とキャッププレート２０の間をシーリングする。
【００７６】
図９を参照すれば、キャッププレート２０の外部に提供される電極端子部材２１ｃとヒューズ部６０、および短絡タップ５１’と、これらを埋め込むインシュレータ４３は１つのモジュール、すなわち外部モジュール（Ｍ１）を形成する。
【００７７】
キャッププレート２０の内部に提供される負極端子２１側のリベットターミナル２１ａ、負極絶縁部材４１、および負極リードタップ３１はさらに１つのモジュール、すなわち内部モジュール（Ｍ２）を形成する。もちろん、内部モジュール（Ｍ２）は正極端子２２側にも同じように形成され、負、正極リードタップ３１、３２に連結する電極組立体１０を含む。
【００７８】
したがって、実線状態の内部モジュール（Ｍ２）と外部モジュール（Ｍ１）を準備し、内部モジュール（Ｍ２）のリベットターミナル２１ａをキャッププレート２０の端子ホールに負極ガスケット３６を介在して挿入し（仮想線状態）、リベットターミナル２１ａを外部モジュール（Ｍ１）の第１プレート１１１の第１プレート貫通口（Ｈ１）にリベッティングすることにより、内部モジュール（Ｍ２）、キャッププレート２０、および外部モジュール（Ｍ１）は一体に組み立てられる。したがって、キャッププレート２０アセンブリの組立性が容易となる。
【００７９】
二次電池で、充電および放電が繰り返されるため、ケース内部で過度な熱が発生したり電解液が分解することがある。このような熱発生または電解液分解は、二次電池の内部圧力を上昇させることがある。内部圧力の上昇は、二次電池の発火または爆発を発生させる要因となる。
【００８０】
内部圧力の上昇による発火および爆発を防ぐために、ケースの外部に外部短絡部が備えられてもよい。外部短絡部は、二次電池の内部圧力が上昇するとき、電極組立体の負極と正極を二次電池の外部で短絡させる。外部短絡部が短絡作動をすれば、大電流の放電によって電極組立体の充電状態が低くなる。大電流の放電により、電極組立体と電極端子を連結する放電ラインで弱い部分が溶けて切れることがある。
【００８１】
このような外部短絡や過充電時に、放電ラインを効果的に切断するために、二次電池は内部にヒューズ部を備えてもよい。しかし、ヒューズ部は溶けて切れた後、切れた間隔が狭い場合には切れた部分でアーク（ａｒｃ）を発生させることがある。
【００８２】
二次電池の内部で発生するアークは電解液に作用し、発火または爆発を起こさせることがあるが、このように二次電池の安全性を低下させる。
【００８３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明、および添付の図面の範囲内で多様に変形して実施することが可能であり、これも本発明の範囲に属することは当然である。
【００８４】
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】
【００８５】
１０：電極組立体
１１：第１電極（負極）
１１ｂ、１２ｂ：コーティング部
１１ａ、１２ａ：無地部
１２：第２電極（正極）
１３：セパレータ
１５：ケース
２０：キャッププレート
２１：第１端子（負極端子）
２１ａ、２２ａ：リベットターミナル
２１ｂ、２２ｂ：フランジ２
１ｃ、２２ｃ：電極端子部材
２２：第２端子（正極端子）
２３：短絡ホール
２４：ベントホール
２５：ベントプレート
２５ａ：ノッチ
２７：密封キャップ
２９：電解液注入口
３１、３２：負、正極リードタップ
３６、３７：負、正極ガスケット
４１、４２：負、正極絶縁部材
４３：インシュレータ
５０：外部短絡部
５１：短絡タップ
５２：短絡プレート
５３：シーリングキャップ
５５：シーリング部材
５６：ボトムカバー
６０：ヒューズ部
１１１、１１２：第１、第２プレート
Ｃ：空間
Ｈ１、Ｈ２：第１、第２プレート貫通口
Ｈ３、Ｈ６、Ｈ５：第１、第２、第３インシュレータ貫通口
Ｈ４：短絡タップ貫通口
Ｍ１：外部モジュール
Ｍ２：内部モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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