(57)【要約】【課題】本発明の一実施例は、電極組立体とケースとの間の絶縁性を向上させ、且つ過充電の際に電極組立体および電解液から発生するガスが迅速に排出されるようにした二次電池を提供する。【解決手段】本発明の一実施例は、終端に無地部が形成された電極組立体、前記電極組立体を収容するケース、前記ケースに結合するキャッププレート、および前記ケースの内部に位置する絶縁部材を含み、前記絶縁部材が、前記電極組立体と前記キャッププレートとの間に介在する第１領域、および前記電極組立体の無地部と前記ケースの内部表面の間に介在する第２領域を含む二次電池を提供する。【選択図】図１ｂ
2013026214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
終端に無地部が形成された電極組立体、
前記電極組立体を収容するケース、
前記ケースに結合するキャッププレート、および
前記ケースの内部に位置する絶縁部材を含み、
前記絶縁部材は、
前記電極組立体と前記キャッププレートとの間に介在する第１領域、および
前記電極組立体の無地部と前記ケースの内部表面の間に介在する第２領域を含むことを特徴とする二次電池。
【請求項２】
前記絶縁部材は、前記キャッププレートに結合す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】
前記第１領域は、
前記キャッププレートのキャッププレート端子ホールに形成されると同時に前記キャッププレート端子ホールを貫通している絶縁部材端子ホールを含む端子突起、および
前記キャッププレートの結合凹溝に結合する結合突起を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記第１領域は、
前記キャッププレートのベントプレートの下部に形成されるベントホール、および
前記キャッププレートのキャッププレート注液ホールの下部に形成される絶縁部材注液ホールを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の二次電池。
【請求項５】
前記絶縁部材は、前記ベントホールに向かって、前記二次電池の充電および放電の間に発生したガスが通過するガス通路を形成す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】
前記第１領域は、側部に沿って下部方向に延長された厚い枠組み部を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の二次電池。
【請求項７】
前記第２領域は、前記第１領域の終端から下部に延長されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の二次電池。
【請求項８】
前記第２領域は、前記電極組立体の無地部と前記ケースの短側領域との間に位置する第２領域後板、および前記第２領域後板から内側に延長された第２領域側板を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の二次電池。
【請求項９】
前記第２領域側板は、前記電極組立体の無地部の側部と前記ケースの長側領域との間に延長されたことを特徴とする請求項８に記載の二次電池。
【請求項１０】
前記第２領域は、前記第２領域後板と前記第２領域側板との間の境界に形成された補強部材を含むことを特徴とする請求項８又は９に記載の二次電池。
【請求項１１】
前記第２領域後板は、前記無地部の幅と同じであるかさらに大きい幅を持つことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の二次電池。
【請求項１２】
前記第２領域側板は前記電極組立体全体の広い側面を覆うように延長されたことを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載の二次電池。
【請求項１３】
前記絶縁部材は、前記第１領域の向かい側として、前記電極組立体の底面と前記ケースの内部表面との間に介在する第３領域をさらに含むことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の二次電池。
【請求項１４】
前記第３領域は前記第２領域の終端から内側方向に延長され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】
前記第３領域は、前記電極組立体の無地部と前記ケースの底面との間に介在する第３領域底板を含むことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の二次電池。
【請求項１６】
前記第３領域底板は、前記無地部の幅と同じであるかさらに大きい幅を持つことを特徴とする請求項１５に記載の二次電池。
【請求項１７】
前記第３領域底板は、前記電極組立体の底面全体を覆うように延長されたことを特徴とする請求項１５又は１６に記載の二次電池。
【請求項１８】
前記第３領域は、組み立て前の前記第２領域の長さ方向から組み立て後の前記第２領域に垂直である他の方向に、ある位置において折りたたまれることを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の二次電池。
【請求項１９】
前記絶縁部材はフェノール樹脂、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリオキシメチレンまたはそれらの組み合わせからなることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の二次電池。
【請求項２０】
前記絶縁部材は一体に形成されることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一項に記載の二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、充電が不可能な一次電池と違って充電および放電が可能な電池であって、一つのバッテリーセルがパック形態に包装された低容量電池の場合、携帯電話およびカムコーダーのような携帯が可能な小型電子機器に使われ、バッテリーセルが数十個連結された大容量電池の場合、電気スクーター、ハイブリッド自動車、及び電気自動車などのモータ駆動用電源として幅広く使用されている。
【０００３】
二次電池は色々な形状に製造されているが、代表的な形状としては円筒形状および角型形状が挙げられ、正極板および負極板の間に絶縁体であるセパレータを介在させて形成した電極組立体と、電解液とを共にケースに収容し、次いでケースにキャッププレートを設置して構成される。もちろん、前記電極組立体には正極端子および負極端子が連結され、これは前記キャッププレートを通して外部に露出または突出する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、電極組立体とケースとの間の絶縁性を向上させ、過充電の際、電極組立体および／または電解液から発生するガスの迅速な排出が可能な二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施例による二次電池は、終端に無地部が形成された電極組立体と、前記電極組立体を収容するケースと、前記ケースに結合するキャッププレートと、前記ケースの内部に位置する絶縁部材とを含み、前記絶縁部材は前記電極組立体と前記キャッププレートとの間に介在する第１領域、および前記電極組立体の無地部と前記ケースの内部表面との間に介在する第２領域を含む。
【０００６】
前記絶縁部材は、前記キャッププレートに結合することができる。前記第１領域は、前記キャッププレートのキャッププレート端子ホールに形成されると同時に前記キャッププレート端子ホールを貫通している絶縁部材端子ホールを含む端子突起と、前記キャッププレートの結合凹溝に結合する結合突起とを含む。前記第１領域は、前記キャッププレートのベントプレートの下部に形成されるベントホールと、前記キャッププレートのキャッププレート注液ホールの下部に形成される絶縁部材注液ホールとを含む。前記絶縁部材は、前記ベントホールに向かって、前記二次電池の充電および放電の間に発生したガスが通過するガス通路を形成することができる。前記第１領域は、側部に沿って下部方向に延長された厚い枠組み部を含むことができる。
【０００７】
前記第２領域を、前記第１領域の終端から下部に延長することができる。前記第２領域は、前記電極組立体の無地部と前記ケースの短側領域（ｎａｒｒｏｗ  ｓｉｄｅ）との間に位置する第２領域後板（ｂａｃｋ  ｐｌａｔｅ）、および前記第２領域後板から内側に延長された第２領域側板（ｌａｔｅｒａｌ  ｐｌａｔｅ）を含むことができる。前記第２領域側板を、前記電極組立体の無地部の側部と前記ケースの長側領域（ｗｉｄｅ  ｓｉｄｅ）との間に延長することができる。前記第２領域は、前記第２領域後板と前記第２領域側板との間の境界に形成された補強部材を含むことができる。前記第２領域後板は、前記無地部の幅と同じであるかさらに大きい幅を持つことができる。前記第２領域側板を、前記電極組立体全体の広い側面を覆うように延長することができる。
【０００８】
前記絶縁部材は、前記第１領域の向かい側として、前記電極組立体の底面と前記ケースの内部表面との間に介在する第３領域をさらに含むことができる。前記第３領域を、前記第２領域の終端から内側方向に延長することができる。前記第３領域は、前記電極組立体の無地部と前記ケースの底面との間に介在する第３領域底板を含むことができる。前記第３領域底板は、前記無地部の幅と同じであるかさらに大きい幅を持つことができる。前記第３領域底板を、前記電極組立体全体の底面側を覆うように延長することができる。前記第３領域を、組み立て前の第２領域の長さ方向から組み立て後の第２領域に垂直である他の方向に、ある位置において折りたたむことができる。
【０００９】
前記絶縁部材はフェノール樹脂、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリオキシメチレンまたはそれらの組み合わせとすることができる。
【００１０】
前記絶縁部材を一体に形成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一実施例は、電極組立体の両側領域、上部領域および下部領域と対応する位置に一体の絶縁部材を形成することによって、電極組立体とケースとの電気的な短絡現象を防止することができる。つまり、本発明は電極組立体とケースとの間の絶縁性を向上させる。
【００１２】
また、本発明は、電極組立体の両側領域、上部領域および下部領域の大部分が絶縁部材で囲まれた形態であるため、外部衝撃に対する電極組立体の保護能力が向上する。
【００１３】
また、本発明の一実施例は、二次電池の過充電の際に電極組立体および／または電解液から発生したガスを、電極組立体と絶縁部材との間の隙間に沿ってキャッププレートに形成された安全ベントまで迅速に導くことになる。したがって、二次電池の過充電の際、前記ガスによって安全ベントが迅速かつ正確に開放され、これによって二次電池の過充電に対する信頼性が向上する。
【００１４】
さらに、本発明の一実施例は、絶縁部材に形成された貫通ホールを有する突起部がキャッププレートと電極端子とを絶縁させる役割を果たすことによって、キャッププレートと電極端子とを絶縁させるための別途追加的な絶縁部材を必要としない。つまり、本発明による二次電池は、絶縁部材が電極組立体をケース（またはキャッププレート）から絶縁せしめるだけでなく、絶縁部材が電極端子をキャッププレートからも絶縁せしめることによって、相対的に部品の数が減少することになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１ａ】本発明の一実施例による二次電池を示す斜視図である。
【図１ｂ】本発明の一実施例による二次電池を示す断面図である。
【図１ｃ】本発明の一実施例による二次電池を示す部分拡大図である。
【図２ａ】本発明の一実施例による二次電池のうち、絶縁部材だけを示す斜視図である。
【図２ｂ】本発明の一実施例による二次電池のうち、絶縁部材だけを示す断面図である。
【図３ａ】本発明の絶縁部材のうち、第３領域が折りたたまれる前の状態を示す斜視図である。
【図３ｂ】本発明の絶縁部材のうち、第３領域が折りたたまれる前の状態を示す断面図である。
【図４ａ】図３ａにおける４Ａ−４Ａの断面図である。
【図４ｂ】図３ａにおける４Ｂ−４Ｂの断面図である。
【図４ｃ】図３ａにおける４Ｃ−４Ｃの断面図である。
【図５】本発明による二次電池がバスバーによって直列に連結された状態を示す斜視図である。
【図６】本発明の他の実施例による二次電池のうち、絶縁部材だけを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できる程度に、本発明の望ましい実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図面において、層または領域の大きさは、発明の明確な理解のために誇張される場合がある。層または領域が他の構成要素上に位置していると説明されるとき、それは、前記他の構成要素上に直接位置することも、または他の構成要素が介在したままその上に位置することもできる。層または領域が他の構成要素の下方に位置していると説明されるとき、それは、前記他の構成要素の下方に直接位置することも、または他の構成要素が介在したままその下に位置することもできる。層または領域が他の構成要素の間に位置していると説明されるとき、それは、前記他の構成要素の間に直接位置することも、または他の構成要素が介在したままその間に位置することもできる。以下、同一の構成要素には同一の符号を付ける。
【００１８】
図１ａ、図１ｂおよび図１ｃは、本発明の一実施例による二次電池を示す斜視図、断面図および部分拡大図である。
【００１９】
図１ａ、図１ｂおよび図１ｃに示すように、本発明による二次電池は電極組立体１１０、第１電極端子１２０（例えば、正極端子）、第２電極端子１３０（例えば、負極端子）、絶縁部材１４０、ケース１５０およびキャッププレート１６０を含む。
【００２０】
前記電極組立体１１０は、薄板型あるいは膜型からなる第１電極板１１１と、セパレータ１１３と、第２電極板１１２との積層体が巻き取られて、又は重ねられ形成される。ここで、第１電極板１１１は正極として動作することができ、第２電極板１１２は負極として動作することができる。もちろんその逆も可能である。また、前記電極組立体１１０は互いに対向する両側部領域（無地部、即ち活性物質がコーティングされない領域）と、前記両側部領域の上部である上部領域と、前記上部領域に対向する下部領域とを含むほぼ六面体形態を呈する。
【００２１】
前記第１電極板１１１は、アルミニウムのような金属箔からなる第１電極集電体に遷移金属酸化物などの第１電極活性物質を塗布することによって形成され、且つ第１電極活性物質が塗布されない領域である第１電極無地部１１１ａを含む。前記第１電極無地部１１１ａは、第１電極板１１１および第１電極板外部間の電流の流れる通路となる。本発明は前記第１電極板１１１の材質に限定されるものではない。
【００２２】
前記第２電極板１１２は、銅またはニッケルのような金属箔からなる第２電極集電体に黒鉛または炭素などの第２電極活性物質を塗布することによって形成され、且つ第２電極活性物質が塗布されない領域である第２電極無地部１１２ａを含む。前記第２電極無地部１１２ａは、第２電極板１１２および第２電極板外部間の電流の流れる通路となる。本発明は前記第２電極板１１２の材質に限定されるものではない。
【００２３】
このような第１電極板１１１および第２電極板１１２は極性を異にして配置することができる。
【００２４】
前記セパレータ１１３は、第１電極板１１１と第２電極板１１２との間に位置して、短絡を防止するとともにリチウムイオンの移動を可能にする役割を果たし、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはポリエチレンとポリプロピレンとの複合フイルムとすることができる。本発明は前記セパレータ１１３の材質に限定されるものではない。
【００２５】
このような電極組立体１１０の両側端部には、第１電極板１１１および第２電極板１１２にそれぞれ電気的に連結される第１電極端子１２０および第２電極端子１３０が結合する。
【００２６】
このような電極組立体１１０は実質的に電解液と共に前記ケース１５０に収容される。前記電解液はＥＣ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＣ（ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＤＥＣ（ｄｉｅｔｈｙｌ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＥＭＣ（ｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈｙｌ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＤＭＣ（ｄｉｍｅｔｈｙｌ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）のような有機溶媒、及びＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４のようなリチウム塩からなることができる。また、前記電解液は液体、固体またはゲル状とすることができる。
【００２７】
前記第１電極端子１２０は、主に金属またはその等価物からなり、前記第１電極板１１１と電気的に連結される。前記第１電極端子１２０は、第１集電板１２１、第１集電端子１２２および第１締結部材１２３を含む。
【００２８】
前記第１集電板１２１は、電極組立体１１０の一側端部に突出した第１電極無地部１１１ａと接触する。実質的に、前記第１集電板１２１は前記第１電極無地部１１１ａに溶接される。前記第１集電板１２１は、ほぼ‘Ｌ’字状形態として形成され、上部には端子ホール１２１ｄが形成される。前記端子ホール１２１ｄには前記第１集電端子１２２が嵌合されて結合する。このような第１集電板１２１は例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金から製造される。本発明は前記第１集電板１２１の材質に限定されるものではない。
【００２９】
前記第１集電端子１２２は、後述するキャッププレート１６０を貫通して、一定の長さを有して上部に延長および突出し、また、前記キャッププレート１６０の下部において前記第１集電板１２１と電気的に連結される。前記第１集電端子１２２は、キャッププレート１６０の上部において一定の長さを有して延長および突出すると同時に、キャッププレート１６０の下部において、第１集電端子１２２が前記キャッププレート１６０から抜けないように、側方向に延長されたフランジ１２２ａが形成されている。前記第１集電端子１２２のうち、フランジ１２２ａの下部に形成された領域は前記第１集電板１２１の端子ホール１２１ｄに嵌合され、リベット接合または溶接される。また、前記第１集電端子１２２のうち、前記フランジ１２２ａの上部に形成された領域は、キャッププレート１６０を貫通して上部に一定の長さを有して延長および突出し、前記延長および突出した領域には第１締結部材１２３が固定される。これとともに、前記第１集電端子１２２の上部延長領域にねじ山が形成されることによって、前記第１締結部材１２３がねじ方式で結合されるようになっている。ここで、前記第１集電端子１２２は前記キャッププレート１６０と電気的に分離または連結される。このような第１集電端子１２２は例えば、アルミニウム、アルミニウム合金およびその等価物のうち選択されるいずれか一つから製造することができるが、このような材質に前記第１集電端子１２２が限定されるものではない。
【００３０】
前記第１締結部材１２３は、ほぼ六角ナット形態に形成され、中央に前記第１集電端子１２２が貫通結合するようにほぼ垂直方向に貫通ホールを形成することができる。このような第１締結部材１２３はステンレススチール、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金およびその等価物の中から選択されるいずれか一つとすることができるが、これに限定されるものではない。また、前記第１締結部材１２３と前記キャッププレート１６０とは互いに電気的に絶縁されるか、または電気的に連結される。
【００３１】
さらに、前記第１集電端子１２２のフランジ１２２ａと前記キャッププレート１６０との間には第１下部絶縁部材１２４が介在し、前記キャッププレート１６０と前記第１締結部材１２３との間には第１上部絶縁部材１２５が介在する。前記第１下部絶縁部材１２４は、前記第１集電端子１２２のフランジ１２２ａおよび第１集電板１２１とキャッププレート１６０とが電気的に分離されるようにする役割を果たし、前記第１上部絶縁部材１２５は、前記キャッププレート１６０と前記第１締結部材１２３とが電気的に分離されるようにする役割を果たす。
【００３２】
前記第２電極端子１３０は主に金属またはその等価物からなり、第２電極板１１２と電気的に連結される。前記第２電極端子１３０は第２集電板１３１、第２集電端子１３２および第２締結部材１３３を含む。ここで、前記第２電極端子１３０の形態は前記第１電極端子１２０の形態と同じであるので、その形態については説明を省略する。ただし、前記第２集電板１３１および第２集電端子１３２は主に銅、銅合金およびその等価物のうち選択されるいずれか一つとすることができるが、これに限定されるものではない。また、前記第２締結部材１３３は主にステンレススチール、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金およびその等価物の中から選択されるいずれか一つとすることができるが、これに限定されるものではない。
【００３３】
前記絶縁部材１４０は、前記電極組立体１１０をほぼ囲むことによって、前記電極組立体１１０を前記ケース１５０から電気的に絶縁させるだけでなく、前記第１、２電極端子１２０、１３０と前記キャッププレート１６０との間に存在することによって、前記第１、２電極端子１２０、１３０を前記キャッププレート１６０から電気的に絶縁させる役割を果たす。
【００３４】
このような絶縁部材１４０は、電解液に溶融しない、つまり、電解液に反応しない材料から形成することが望ましい。例えば、前記絶縁部材１４０はフェノール樹脂、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリオキシメチレンおよびその等価物の中から選択されるいずれか一つ、またはそれらの複合材料からなることができるが、本発明は前記絶縁部材１４０の材料に限定されるものではない。
【００３５】
前記絶縁部材１４０は、第１領域１４１および第２領域１４２を含むことができる。また、前記絶縁部材１４０は第３領域１４３をさらに含むことができる。さらに、前記第１、２および３領域１４１、１４２、１４３を一体に形成することができる。
【００３６】
前記第１領域１４１は、前記電極組立体１１０の上部領域１１０ａと前記キャッププレート１６０との間に位置し、前記電極組立体１１０の上部領域１１０ａを前記キャッププレート１６０から電気的に絶縁させる。ここで、実質的に前記第１領域１４１は前記キャッププレート１６０に機構的に結合することができる。
【００３７】
また、前記第１領域１４１は、柱形状の集電端子１２２、１３２が貫通して通過できるようにキャッププレート１６０に形成されたキャッププレート端子ホール１６２ａ、１６２ｂと対応する領域に形成された絶縁部材端子ホール１４１ｂを有する端子突起部１４１ｃを有することができる。
【００３８】
また、前記第１領域１４１は、前記キャッププレート１６０に形成されている相対的に厚さが薄い安全ベント１６１と対応する領域に形成されたベントホール１４１ａを有することができる。このようなベントホール１４１ａは、二次電池の過充電によって発生したガスが前記安全ベント１６１を通じて外部に迅速に排出されるようにする役割を果たす。
【００３９】
また、前記第１領域１４１は、前記キャッププレート１６０に形成された結合凹溝１６３に結合する結合突起１４１ｄを有することができる。このような結合突起１４１ｄは、絶縁部材１４０がキャッププレート１６０から分離しないようにする役割を果たす。
【００４０】
さらに、前記第１領域１４１は、前記キャッププレート１６０に形成されたキャッププレート注液ホール１６４と対応する領域に形成された絶縁部材注液ホール１４１ｅを有することができる。このような絶縁部材注液ホール１４１ｅは、キャッププレート注液ホール１６４を通じた電解液の注入の際、前記電解液が前記電極組立体１１０側に迅速に流れていくようにする役割を果たす。
【００４１】
前記第２領域１４２は、前記第１領域１４１の両側端から下部方向に延長され、前記電極組立体１１０の両側領域１１０ｂ（つまり、無地部１１１ａ、１１１ｂ）と前記ケースの両側領域（短辺部１５２）との間に位置する。したがって、前記第２領域１４２は、前記電極組立体１１０の両側領域１１０ｃが前記ケース１５０から電気的に絶縁されるようにする役割を果たす。特に、第２領域１４２それぞれが、前記第１集電板１２１と前記ケース１５０の一側部との間、そして前記第２集電板１３１と前記ケース１５０の他側部との間に形成されることによって、前記第１、２集電板１２１、１３１は前記ケース１５０の短辺部１５２から電気的に絶縁されることになる。
【００４２】
前記第３領域１４３は、それぞれの第２領域１４２から延長され、前記電極組立体１１０の下部領域１１０ｂと前記ケース１５０の底面１５３との間に位置する。したがって、前記第３領域１４３は、前記電極組立体１１０の下部領域１１０ｂが前記ケース１５０の底面１５３から電気的に絶縁されるようにする役割を果たす。特に、第３領域１４３それぞれが、前記電極組立体１１０の両側領域１１０ｃに形成された無地部１１１ａ、１１２ａと前記ケース１５０の底面１５３との間に位置することによって、前記無地部１１１ａ、１１２ａは前記ケース１５０の底面１５３から電気的に絶縁されることになる。
【００４３】
ここで、第３領域１４３それぞれをさらに長く延長することによって、互いに近接させるか、または重ねて形成することができる。例えば、前記第３領域１４３は、前記電極組立体１１０の下部領域全体を覆うように延長することができる。
【００４４】
前記ケース１５０は、アルミニウム、アルミニウム合金またはニッケルメッキしたスチールのような導電性金属からなり、且つ電極組立体１１０、第１電極端子１２０および第２電極端子１３０を挿入して安着させることができる上部に開口部が形成されたほぼ六面体形状からなる。もちろん、前記ケース１５０の開口部をキャッププレート１６０を用いて塞ぐことによって、ケース１５０の内部に位置する電極組立体１１０および電解液などは外部環境から安全に保護される。このようなケース１５０は、前記電極組立体１１０の２つの広い側面と対応する２つの広い側面１５１と、前記電極組立体１１０の両側領域と対応する２つの狭い側面１５２と、前記電極組立体１１０の下部領域と対応する一つの底面１５３とを含む。さらに、前記ケース１５０およびキャッププレート１６０の内面には、追加的に絶縁コーティング層（図示せず）が形成されて、これにより前記ケース１５０およびキャッププレート１６０と前記電極組立体１１０、第１電極端子１２０および第２電極端子１３０とをさらに完璧に絶縁することができる。
【００４５】
前記キャッププレート１６０は、前記電極組立体１１０の上部領域１１０ａと対応する前記ケース１５０の開口部を塞ぐことによって、電極組立体１１０および電解液などが外部環境から保護されるようにする。前記キャッププレート１６０には、相対的に薄い厚さをほぼ中央に有する安全ベント１６１が形成され、前記安全ベント１６１から離隔した両側には、柱形状の第１集電端子１２２および第２集電端子１３２が貫通するキャッププレート端子ホール１６２ａ、１６２ｂが形成される。前述のように、前記安全ベント１６１と対応する、絶縁部材１４０の第１領域１４１の領域にはベントホール１４１ａが形成され、前記キャッププレート端子ホール１６２ａ、１６２ｂと対応する、絶縁部材１４０の第１領域１４１の領域には絶縁部材端子ホール１４１ｂを有する端子突起部１４１ｃが形成される。また、前記キャッププレート１６０は、前記安全ベント１６１と前記キャッププレート端子ホール１６２ａ、１６２ｂとの間に少なくとも一つの結合凹溝１６３が形成される。前述のように、前記結合凹溝１６３と対応する、絶縁部材１４０の第１領域１４１の領域には結合突起１４１ｄが形成され、このような結合突起１４１ｄは前記結合凹溝１６３に結合する。また、前記キャッププレート１６０は、前記安全ベント１６１から離隔した位置にキャッププレート注液ホール１６４が形成され、前記キャッププレート注液ホール１６４にはプラグ１６５が結合する。前述のように、前記キャッププレート注液ホール１６４またはプラグ１６５と対応する、絶縁部材１４０の第１領域１４１の領域には絶縁部材注液ホール１４１ｅが形成される。
【００４６】
一方、前記キャッププレート１６０は前記ケース１５０と同じ材質からなることができる。したがって、前記キャッププレート１６０をレーザー溶接方式によって前記ケース１５０に溶接することができる。ここで、前記キャッププレート１６０は前述のように、第１電極端子１２０に電気的に接続されて前記第１電極端子１２０と同じ極性を持つことができるので、前記キャッププレート１６０およびケース１５０は同じ極性を持つことができる。
【００４７】
ここで、図１ｃに示すようにキャッププレート１６０に形成されたキャッププレート端子ホール１６２ａには絶縁部材１４０のうち第１領域１４１の端子突起１４１ｃが嵌合される。もちろん、前記端子突起１４１ｃの内側には絶縁部材端子ホール１４１ｂが形成されている。また、前記キャッププレート１６０の下面には絶縁部材１４０の第１領域１４１が密着する。さらに、前記キャッププレート１６０の上面には上部絶縁部材１２５が密着し、前記絶縁部材１４０の第１領域１４１の下面には下部絶縁部材１２４が密着する。
【００４８】
また、第１電極端子１２０をなす柱形状の第１集電端子１２２は、前記下部絶縁部材１２４、絶縁部材１４０の第１領域１４１、端子突起１４１ｃおよび上部絶縁部材１２５を貫通して延在する。このようにして、第１集電端子１２２は、下部絶縁部材１２４、絶縁部材１４０の第１領域１４１、端子突起１４１ｃおよび上部絶縁部材１２５によってキャッププレート１６０から電気的に絶縁される。
【００４９】
もちろん、第１電極端子１２０がキャッププレート１６０のような極性を持つようにする必要がある場合、前記第１集電端子１２２に結合する第１締結部材１２３の一部領域を延長して前記キャッププレート１６０に接触させることができる。
【００５０】
図２ａおよび図２ｂは、本発明の一実施例による二次電池のうち絶縁部材だけを示す斜視図および断面図である。
【００５１】
図２ａおよび図２ｂに示すように、絶縁部材１４０は、第１領域１４１と、前記第１領域１４１の両側端部から下部方向に延長された第２領域１４２と、前記第２領域１４２から延長された第３領域１４３とを含む。ここで、前記第３領域１４３は前記第１領域１４１に対してほぼ平行に形成される。
【００５２】
また、第１領域１４１には、キャッププレート１６０の安全ベント１６１と対応する位置にベントホール１４１ａが形成される。また、前記ベントホール１４１ａの外側に、柱形状の第１、２集電端子１２２、１３２がそれぞれ貫通する絶縁部材端子ホール１４１ｂを有する端子突起１４１ｃが形成される。また、前記絶縁部材端子ホール１４１ｂおよび前記端子突起１４１ｃの一側に、キャッププレート１６０の結合凹溝１６３と対応するまた他の結合突起１４１ｄが形成される。また、前記キャッププレート１６０のキャッププレート注液ホール１６４と対応する位置においても絶縁部材注液ホール１４１ｅが形成される。さらに、前記第１領域１４１には、長さ方向に沿う周辺に相対的に厚い枠組み部１４１ｆを形成することができる。このような枠組み部１４１ｆは前記第１領域１４１のベンディング剛性を向上させることができる。
【００５３】
また、第２領域１４２それぞれは、ほぼ平らな第２領域後板１４２ａおよびほぼ平らな第２領域側板１４２ｂを含む。ここで、前記第２領域後板１４２ａは、前記電極組立体１１０の両側領域１１０ｃに対向する領域に形成され、前記第２領域側板１４２ｂは、前記第２領域後板１４２ａから延長されて、前記電極組立体１１０に形成された無地部１１１ａ、１１２ａを覆う。言い換えれば、前記第２領域後板１４２ａはケース１５０の短辺部１５２と対応し、前記第２領域側板１４２ｂはケースの長辺部１５１と対応する。
【００５４】
ここで、前記第２領域側板１４２ｂの広さは、前記無地部１１１ａ、１１２ａを覆うほどの広さであれば十分であるが、本発明は前記第２領域側板１４２ｂの広さに限定されるものではない。つまり、前記第２領域側板１４２ｂは、長く延長されて前記電極組立体１１０の広い面をほとんど覆うかまたは完全に覆うことができる。
【００５５】
前記第３領域１４３は、第３領域後板１４３ａおよび第３領域側板１４３ｂを含む。前記第３領域後板および側板１４３ａ、１４３ｂは電極組立体１１０の無地部１１１ａ、１１２ａを覆う。さらに、前記第３領域後板および側板１４３ａ、１４３ｂの広さは、電極組立体１１０の無地部１１１ａ、１１２ａを覆うほどの広さであれば十分であるが、本発明は前記第２領域側板１４２ｂの広さに限定されるものではない。つまり、前記第３領域後板および側板１４３ａ、１４３ｂは長く延長されて互いに近接するか重なることができる。
【００５６】
図３ａおよび図３ｂは、本発明の絶縁部材のうち、第３領域が折りたたまれる前の状態を示す斜視図および断面図である。
【００５７】
図３ａおよび図３ｂに示すように、電極組立体１１０が絶縁部材１４０に結合する前に、第３領域１４３を第２領域１４２から同一方向に延長された形態とすることができる。そして、電極組立体１１０が絶縁部材１４０に結合した後に、前記第３領域１４３を前記第２領域１４２からほぼ直角に折りたたむことができる。このように第３領域１４３を折りたたむことができると、二次電池の製造工程が容易になる。つまり、まず電極組立体１１０に第１電極端子１２０および第２電極端子１３０を電気的に接続した後、これを前記絶縁部材１４０に結合する。このとき、電極組立体１１０の結合方向は図３ａおよび図３ｂに示す前記絶縁部材１４０の下部から上部に向かう。もちろん、このとき、柱形状の第１集電端子１２２および第２集電端子１３２は、前記絶縁部材１４０の第１領域１４１に備えられた絶縁部材端子ホール１４１ｂにそれぞれ結合する。
【００５８】
次に、前記第３領域１４３が前記第２領域１４２からほぼ直角方向に折りたたまれる。このようにして、第１領域１４１、第２領域１４２および第３領域１４３が、前記電極組立体１１０の両側領域１１０ａにそれぞれ備えられた無地部１１１ａ、１１２ａをほとんど覆うことになる。もちろん、前記第２領域１４２は集電端子１２２、１３２に連結された集電板１２１、１３１をも覆うことになる。
【００５９】
さらに、本発明は、前記第２領域１４２に備えられた第２領域側板１４２ｂをも第２領域後板１４２ａから折り曲げ可能である。つまり、第２領域１４２に備えられた第２領域側板１４２ｂを、第２領域後板１４２ａを基準にして一定の角度で折りたたむことができる。したがって、本発明は、まず第１、２集電板１２１、１３１および第１、２集電端子１２２、１３２を前記絶縁部材１４０の第１領域１４１および第２領域１４２に位置せしめ、次いで電極組立体１１０を絶縁部材１４０の第１領域１４１および第２領域１４２がなす空間に位置せしめた状態で、前記第１、２集電板１２１、１３１と電極組立体１１０の無地部１１１ａ、１１２ａとを互いに溶接することができる。もちろん、このとき、第１、２集電板１２１、１３１および第１、２集電端子１２２、１３２は互いに結合した状態であることと仮定する。
【００６０】
さらに、このとき、第２領域１４２のある一方の第２領域側板１４２ｂが電極組立体１１０から遠くなる方向に引っ張られた状態で、前記第１、２集電板１２１、１３１と電極組立体１１０の無地部１１１ａ、１１２ａとを互いに溶接することができる。もちろん、このような溶接作業以降には、前記第２領域側板１４２ｂは復原力によって前記電極組立体１１０の無地部１１１ａ、１１２ａに再び近接する。
【００６１】
ここで、前記第３領域１４３を、組み立て前の第２領域１４２の長さ方向から組み立て後の第２領域１４２の直角方向に折りたたむことができる。
【００６２】
図４ａ、図４ｂおよび図４ｃは、図３ａにおける４Ａ−４Ａ、４Ｂ−４Ｂおよび４Ｃ−４Ｃの断面図である。
【００６３】
図４ａに示されているように、絶縁部材１４０の第１領域１４１およびその周りに形成された枠組み部１４１ｆがなす空間には少なくとも一つの電極組立体１１０の上部領域１１０ａが位置する。図においては２つの電極組立体１１０が位置することを示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６４】
図４ｂに示されているように、絶縁部材１４０の第２領域１４２は第２領域後板１４２ａおよび第２領域側板１４２ｂからなり、前記第２領域後板１４２ａおよび第２領域側板１４２ｂがなす空間に、少なくとも一つの電極組立体１１０の両側領域１１０ｂが位置する。さらに、前記電極組立体１１０の無地部１１１ａが前記第２領域後板１４２ａおよび第２領域側板１４２ｂがなす空間に位置し、前記無地部１１１ａは集電板１２１に電気的に連結される。一例として、前記無地部１１１ａを前記集電板１２１に溶接することができる。これとともに、前記第２領域後板１４２ａと第２領域側板１４２ｂとの境界領域に強度補強部１４２ｃが形成されることによって、前記第２領域１４２のベンディング抵抗性が大きくなる。さらに、このような第２領域後板１４２ａおよび第２領域側板１４２ｂがなす空間はガスの排出通路になることもある。したがって、二次電池の過充電によってガスが発生すると、前記ガスは、前記絶縁部材１４０の第２領域１４２に沿って上部方向に移動した後、再び絶縁部材１４０の第１領域１４１に沿って結局ベントホール１４１ａおよび安全ベント１６１を通じて外部に迅速に放出される。もちろん、前記安全ベント１６１がガスの圧力によって破断することは当然である。
【００６５】
図４ｃに示されているように、絶縁部材１４０の第３領域１４３は第３領域後板１４３ａおよび第３領域側板１４３ｂからなり、このような第３領域１４３は、二次電池の製造工程中に、第２領域１４２からほぼ直角方向に折り曲げられる。
【００６６】
ここで、前記第３領域１４３の厚さは、折り曲げを容易にし、且つ折り曲げられた後に第３領域１４３が重なる領域の厚さの増加を最少化するために、前記第２領域１４２の厚さより相対的に小さい厚さに形成されることが望ましい。
【００６７】
図５は、本発明による二次電池がバスバーによって直列に連結された状態を示した斜視図である。
【００６８】
図５に示されているように、多数の二次電池１００を水平方向にスタックすることができる。もちろん、それぞれの二次電池には第１電極端子１２０（正極端子）および第２電極端子１３０（負極端子）が備えられる。さらに、それぞれの二次電池は隣接した他の二次電池と互いに反対極性の端子が向き合うように位置する。
【００６９】
さらに、二次電池の第１電極端子１２０は、隣り合う他の二次電池の第２電極端子１３０とバスバー１７０によって電気的に結合する。また、前記第１電極端子１２０及び第２電極端子１３０それぞれに第２締結部材１７１が結合することによって、バスバー１７０は第１電極端子１２０および第２電極端子１３０に強く結合される。このような方法によって、多数の二次電池１００をバスバー１７０によって直列に連結することができる。
【００７０】
また、図５においては多数の二次電池が直列に連結されたことを示しているが、多数の二次電池を並列に連結することもできる。
【００７１】
図６は、本発明の他の実施例による二次電池のうち、絶縁部材だけを示す斜視図である。
【００７２】
本発明の他の実施例による絶縁部材２４０は、第３領域２４３の形態を除いて、上記実施例における絶縁部材１４０と同様である。したがって、同一の構成要素に対する説明は省略する。
【００７３】
本発明の実施例による前記絶縁部材２４０は第３領域２４３を含むことができる。前記第３領域２４３は、第３領域後板２４３ａおよび第３領域側板２４３ｂを含むことができる。前記第３領域２４３は第２領域１４２から延長される。例えば、前記第３領域後板２４３ａを第２領域後板１４２ａの終端から延長させることができる。前記第３領域後板２４３ａの幅を、前記第２領域後板１４２ａの幅より小さくすることができる。したがって、組み立てられた状態（図示せず）において、前記第３領域２４３（第３領域後板２４３ａおよび第３領域側板２４３ｂを含む）を内側に折りたたみ、相互間干渉なしに前記第２領域１４２によって取り囲むことができる。
【００７４】
以上の説明は、本発明による二次電池を実施するための一つの実施例に過ぎず、従って本発明は前記実施例に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲において請求するように、本発明の要旨を逸脱することなく当該発明の属する分野で通常の知識を有する者であれば誰でも多様な変更実施が可能な範囲にまで、本発明の技術的精神があるとみなされる。
【符号の説明】
【００７５】
１００  二次電池
１１０  電極組立体
１２０  第１端子
１３０  第２端子
１４０  絶縁部材
１４１  第１領域
１４２  第２領域
１４３  第３領域
１５０  ケース
１６０  キャッププレート
【図１ａ】
2013026214.tif 000003
【図１ｂ】
2013026214.tif 000004
【図１ｃ】
2013026214.tif 000005
【図２ａ】
2013026214.tif 000006
【図２ｂ】
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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４ｃ】
2013026214.tif 000012
【図５】
2013026214.tif 000013
【図６】
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