(57)【要約】  本発明による二次電池は、電極組立体；前記電極組立体と連結される第１リードプレート；互いに少なくとも一部が重なるように、間隙を置いて前記第１リードプレートと対面する第２リードプレート；前記間隙の間に介在され、前記第１電極リードと第２リードプレートとの間を連結する金属ブリッジ；前記間隙の間に介在され、前記金属ブリッジより外側に位置する第１シーラント；前記第２リードプレートを外部に引出し、前記電極組立体を収容するパウチケース；及び前記パウチケースの内面と前記第１リードプレートとの間及び前記パウチケースの内面と前記第２リードプレートとの間にそれぞれ介在される第２シーラント；を含む。
2016532991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極組立体と、
前記電極組立体と連結される第１リードプレートと、
互いに少なくとも一部が重なるように、間隙を置いて前記第１リードプレートと対面する第２リードプレートと、
前記間隙の間に介在され、前記第１リードプレートと第２リードプレートとの間を連結する金属ブリッジと、
前記間隙の間に介在され、前記金属ブリッジより外側に位置する第１シーラントと、
前記第２リードプレートを外部に引出し、前記電極組立体を収容するパウチケースと、
前記パウチケースの内面と前記第１リードプレートとの間及び前記パウチケースの内面と前記第２リードプレートとの間にそれぞれ介在される第２シーラントと、
を含む二次電池。
【請求項２】
前記金属ブリッジは、前記第１リードプレート及び第２リードプレートの幅方向に沿って連続的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】
前記金属ブリッジは、前記第１リードプレート及び第２リードプレートの幅方向に沿って不連続的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】
前記金属ブリッジは、前記第１リードプレート及び第２リードプレートより低融点を有する金属からな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】
前記金属ブリッジは、１５０℃ないし３００℃の融点を有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シーラントは、前記パウチケースを封止するように、前記第１リードプレート及び第２リードプレートの幅方向に沿って連続的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７】
前記第１シーラントの幅は、前記第２シーラントの幅より狭いことを特徴とする請求項６に記載の二次電池。
【請求項８】
前記第１シーラントは、前記電極組立体から前記金属ブリッジに向かう方向に形成されるベント切欠を備えることを特徴とする請求項６に記載の二次電池。
【請求項９】
前記ベント切欠は、前記金属ブリッジに向かう方向に沿って段々幅が狭くなる形状であることを特徴とする請求項８に記載の二次電池。
【請求項１０】
前記ベント切欠は、楔状であることを特徴とする請求項９に記載の二次電池。
【請求項１１】
第１リードプレートと、
互いに少なくとも一部が重なるように、間隙を置いて前記第１リードプレートと対面する第２リードプレートと、
前記間隙の間に介在され、前記第１リードプレートと第２リードプレートとの間を連結する金属ブリッジと、
前記間隙の間に介在され、前記金属ブリッジとより外側に位置する第１シーラントと、
前記第１リードプレート及び第２リードプレートの外面に取り付けられる第２シーラントと、
を含む電極リード組立体。
【請求項１２】
前記金属ブリッジは、前記第１リードプレート及び第２リードプレートより低融点を有する金属からなることを特徴とする請求項１１に記載の電極リード組立体。
【請求項１３】
前記金属ブリッジは、１５０℃ないし３００℃の融点を有することを特徴とする請求項１２に記載の電極リード組立体。
【請求項１４】
前記第１シーラントは、前記第１リードプレート及び第２リードプレートの幅方向に沿って連続的に形成されることを特徴とする請求項１１に記載の電極リード組立体。
【請求項１５】
前記第１シーラントの幅は、前記第２シーラントの幅より狭いことを特徴とする請求項１４に記載の電極リード組立体。
【請求項１６】
前記第１シーラントは、前記第１シーラントから前記金属ブリッジに向かう方向に形成されるベント切欠を備えることを特徴とする請求項１４に記載の電極リード組立体。
【請求項１７】
前記ベント切欠は、前記金属ブリッジに向かう方向に沿って段々幅が狭くなる形状であることを特徴とする請求項１６に記載の電極リード組立体。
【請求項１８】
前記ベント切欠は、楔状であることを特徴とする請求項１７に記載の電極リード組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池及びそれに適用される電極リード組立体に関し、より詳しくは、過電流を迅速に遮断し、二次電池の内部で発生したガスが容易に排出できるようにする構造を有する二次電池及びそれに適用される電極リード組立体に関する。
【０００２】
本出願は、２０１３年９月２６日出願の韓国特許出願第１０−２０１３−０１１４６７５号及び２０１４年９月２３日出願の韓国特許出願１０−２０１４−０１２７０２０号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
【背景技術】
【０００３】
ビデオカメラ、携帯電話、ノートパソコンなどの携帯用電気製品の使用が活性化するにつれて、その駆動電源として主に使用される二次電池に対する重要性が増加している。
【０００４】
通常充電が不可能な一次電池とは違って、充電及び放電が可能な二次電池はデジタルカメラ、携帯電話、ノートパソコン、パワーツール、電気自転車、電気自動車、ハイブリッド自動車、大容量電力貯蔵装置など先端分野の開発とともに活発な研究が行われている。
【０００５】
特に、リチウム二次電池は、従来の鉛蓄電池、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−亜鉛電池など他の二次電池と比べ、単位重量当エネルギー密度が高く、急速充電が可能であるため、その使用が急速に増加している。
【０００６】
リチウム二次電池は、作動電圧が３．６Ｖ以上であり、携帯用電子機器の電源として使用されるか、または、多数の電池を直列または並列で連結して高出力を要する電気自動車、ハイブリッド自動車、パワーツール、電気自転車、電力貯蔵装置、ＵＰＳなどに使用される。
【０００７】
リチウム二次電池は、ニッケル−カドミウム電池やニッケル−水素電池に比べて作動電圧が３倍も高く、単位重量当たりのエネルギー密度の特性も優れるため、その使用が急速に伸びている。
【０００８】
リチウム二次電池は、電解質の種類によって液体電解質を使用するリチウムイオン電池と、高分子固体電解質を使用するリチウムイオンポリマー電池とに分けられる。また、リチウムイオンポリマー電池は、高分子固体電解質の種類によって、電解液を全く含まない完全固体型リチウムイオンポリマー電池と、電解液を含んでいるゲル型高分子電解質を使用するリチウムイオンポリマー電池とに分けられる。
【０００９】
液体電解質を使用するリチウムイオン電池の場合、殆ど円筒型や角形の金属缶を容器にし、溶接封止した形態で使用される。このように金属缶を容器として使用する缶型二次電池は、その形態が固定されるため、それを電源として使用する電気製品のデザインを制約する短所があり、体積を減らし難い。そこで、電極組立体と電解質をフィルムからなるパウチ包装材に入れて封止して使用するパウチ型二次電池が開発され使用されている。
【００１０】
ところが、リチウム二次電池は、過熱すれば爆発する危険があるため、安全性の確保が重要な課題の一つである。リチウム二次電池の過熱には、様々な原因があるが、その一つとしてリチウム二次電池を通じて限界以上の過電流が流れる場合が挙げられる。過電流が流れると、リチウム二次電池がジュール熱によって発熱し、電池の内部温度が急速に上昇する。また、温度の急速な上昇は電解液の分解反応を引き起こし、熱暴走現象（thermal runaway）を生じさせ、結局は電池の爆発にまでつながる。過電流は、尖った金属物体がリチウム二次電池を貫通するか、正極と負極との間に介在した分離膜の収縮によって正極と負極との間の絶縁が破壊されるか、または、外部に連結された充電回路や負荷の異常によって突入電流（rush current）が電池に印加される場合などに発生する。
【００１１】
したがって、リチウム二次電池は、過電流の発生のような異常状況から電池を保護するため、保護回路と結合されて使用される。一般に、前記保護回路には、過電流が発生したとき、充電または放電電流が流れる線路を非可逆的に断線させるヒューズ素子が含まれている。
【００１２】
図１は、リチウム二次電池を含むバッテリーパックと結合される保護回路の構成のうち、ヒューズ素子の配置構造と動作メカニズムを説明するための回路図である。
【００１３】
図示されたように、保護回路は、過電流が発生したときバッテリーパックを保護するため、ヒューズ素子１、過電流センシングのためのセンシング抵抗２、過電流発生をモニタリングして過電流が発生したときにヒューズ素子１を動作させるマイクロコントローラ３、及び前記ヒューズ素子１への動作電流の流入をスイッチングするスイッチ４を含む。
【００１４】
ヒューズ素子１は、バッテリーパックの最外側端子に連結された主線路に設けられる。主線路とは、充電電流または放電電流が流れる配線を言う。図面では、ヒューズ素子１が高電位線路Ｐａｃｋ＋に設けられている。
【００１５】
ヒューズ素子１は３端子素子部品であり、２つの端子は充電または放電電流が流れる主線路と、１つの端子はスイッチ４と接続される。また、内部には、主線路と直列連結されて特定温度で溶断するヒューズ１ａ、及び前記ヒューズ１ａに熱を与える抵抗１ｂが含まれている。
【００１６】
前記マイクロコントローラ３は、センシング抵抗２の両端の電圧を周期的に検出して過電流の発生如何をモニタリングし、過電流が発生したと判断すれば、スイッチ４をターンオンさせる。すると、主線路に流れる電流がヒューズ素子１側にバイパスされ、抵抗１ｂに印加される。これにより、抵抗１ｂで発生したジュール熱がヒューズ１ａに伝導されてヒューズ１ａの温度が上昇し、ヒューズ１ａの温度が溶断温度まで上昇すれば、ヒューズ１ａが溶断することで主線路が非可逆的に断線される。主線路が断線されれば、過電流がそれ以上流れなくなるので、過電流により生じる問題を解消することができる。
【００１７】
ところが、上記のような従来技術は様々な問題点を抱えている。すなわち、マイクロコントローラ３で故障が生じれば、過電流が発生した状況でもスイッチ４がターンオンしない。すると、ヒューズ素子１の抵抗１ｂに電流が流れなくなり、ヒューズ素子１が動作しない。また、保護回路内にヒューズ素子１を配置するための空間が別に必要となり、ヒューズ素子１の動作制御のためのプログラムアルゴリズムがマイクロコントローラ３に必ず搭載されなければならない。したがって、保護回路の空間効率性が低下し、マイクロコントローラ３の負担を増加させるという短所がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、短絡や過充電などによる発火／爆発などの危険を二次電池自体の構造を通じて解決することを目的とする。
【００１９】
ただし、本発明が達成しようとする技術的課題は上記の課題に制限されず、上述されていない他の課題は後述される発明の説明から当業者であれば明確に理解できるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記の課題を達成するため、本発明の一実施例による二次電池は、電極組立体；前記電極組立体と連結される第１リードプレート；互いに少なくとも一部が重なるように、間隙を置いて前記第１リードプレートと対面する第２リードプレート；前記間隙の間に介在され、前記第１リードプレートと第２リードプレートとの間を連結する金属ブリッジ；前記間隙の間に介在される第１シーラント；前記第２リードプレートを外部に引出し、前記電極組立体を収容するパウチケース；及び前記パウチケースの内面と前記第１リードプレートとの間及び前記パウチケースの内面と前記第２リードプレートとの間にそれぞれ介在される第２シーラント；を含む。
【００２１】
前記金属ブリッジは、前記第１リードプレート及び第２リードプレートの幅方向に沿って連続的に形成され得る。
【００２２】
前記金属ブリッジは、前記第１リードプレート及び第２リードプレートの幅方向に沿って不連続的に形成され得る。
【００２３】
前記金属ブリッジは、前記第１リードプレート及び第２リードプレートより低融点を有する金属からなり得る。
【００２４】
前記金属ブリッジは、１５０℃ないし３００℃の融点を有し得る。
【００２５】
前記第１シーラントは、前記パウチケースを封止するように、前記第１リードプレート及び第２リードプレートの幅方向に沿って連続的に形成され得る。
【００２６】
前記第１シーラントの幅は、前記第２シーラントの幅より狭くなり得る。
【００２７】
前記第１シーラントは、前記電極組立体から前記金属ブリッジに向かう方向に形成されるベント切欠（venting notch）を備えることができる。
【００２８】
前記ベント切欠は、前記電極組立体から前記金属ブリッジに向かう方向に沿って段々幅が狭くなる形状であり得る。
【００２９】
前記ベント切欠は、楔状であり得る。
【００３０】
また、上記の課題を達成するため、前記二次電池に採用される本発明の他の実施例による電極リード組立体は、第１リードプレート；互いに少なくとも一部が重なるように、間隙を置いて前記第１リードプレートと対面する第２リードプレート；前記間隙の間に介在され、前記第１リードプレートと第２リードプレートとの間を連結する金属ブリッジ；前記間隙の間に介在される第１シーラント；及び前記第１リードプレート及び第２リードプレートの外面に取り付けられる第２シーラントを含む。
【００３１】
前記金属ブリッジは、前記第１リードプレート及び第２リードプレートより低融点を有する金属からなり得る。
【００３２】
前記金属ブリッジは、１５０℃ないし３００℃の融点を有し得る。
【００３３】
前記第１シーラントは、前記第１リードプレート及び第２リードプレートの幅方向に沿って連続的に形成され得る。
【００３４】
前記第１シーラントの幅は、前記第２シーラントの幅より狭くなり得る。
【００３５】
前記第１シーラントは、前記第１シーラントから前記金属ブリッジに向かう方向に形成されるベント切欠を備えることができる。
【００３６】
前記ベント切欠は、前記金属ブリッジに向かう方向に沿って段々幅が狭くなる形状であり得る。
【００３７】
前記ベント切欠は、楔状であり得る。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の一態様によれば、二次電池に流れる過電流を迅速に遮断することで、二次電池を使用する際の安全性を確保することができる。
【００３９】
本発明の他の態様によれば、二次電池の内部で発生するガスによる内圧が一定水準以上になれば、ガスを外部に迅速に排出させることで二次電池を使用する際の安全性を確保することができる。
【００４０】
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】バッテリーモジュールと結合される保護回路の構成のうち、ヒューズ素子の配置構造と動作メカニズムを説明するための回路図である。
【図２】本発明の一実施例による二次電池を示した断面図である。
【図３】図２に示された二次電池に適用された金属ブリッジの一形態を示した平面図である。
【図４】図２に示された二次電池に適用された金属ブリッジの他の形態を示した平面図である。
【図５】図２に示された二次電池に適用された金属ブリッジのさらに他の形態を示した平面図である。
【図６】図２に示された二次電池に適用された金属ブリッジのさらに他の形態を示した平面図である。
【図７】図２に示された二次電池に適用された第１シーラントの一形態を示した平面図である。
【図８】図２に示された二次電池に適用された第１シーラントの他の形態を示した平面図である。
【図９】図２に示された二次電池に適用された第１シーラントのさらに他の形態を示した平面図である。
【図１０】図２に示された二次電池の構造の他の形態を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
【００４３】
図２を参照して本発明の一実施例による二次電池１００を説明する。
【００４４】
図２は、本発明の一実施例による二次電池を示した断面図である。
【００４５】
図２を参照すれば、本発明の一実施例による二次電池１００は、電極組立体１０、パウチケース２０及び電極リード組立体３０を含む。
【００４６】
前記電極組立体１０は、正極板１１、負極板１２、セパレータ１３及び電極タブＴを含む。前記電極組立体１０は、積層された正極板１１と負極板１２との間にセパレータ１３を介在させて形成した積層型電極組立体であり得る。図面には前記電極組立体１０が積層型である場合のみが示されているが、ゼリーロール（jelly-roll）型で形成されても良いことは勿論である。
【００４７】
前記正極板１１はアルミニウム（Ａｌ）材質の集電板に正極活物質を塗布して形成し、負極板１２は銅（Ｃｕ）材質の集電板に負極活物質を塗布して形成し得る。
【００４８】
前記電極タブＴは、電極板１１、１２と一体的に形成され、電極板１１、１２のうち電極活物質が塗布されていない無地部領域に該当する。すなわち、前記電極タブＴは、正極板１１のうち正極活物質が塗布されていない領域に該当する正極タブ、及び負極板１２のうち負極活物質が塗布されていない負極タブを含む。
【００４９】
前記パウチケース２０は、多層フィルムからなる上部ケース２１及び下部ケース２２を含む。前記多層フィルムは、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）材質の最内層、アルミニウム（Ａｌ）材質の中間層及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）材質の最外層からなり得る。
【００５０】
前記パウチケース２０は、内部空間に電極組立体１０を収容し、電極リード組立体３０の一側が外部に引出された状態で上部／下部ケース２１、２２の縁領域を互いに当接させて熱融着することで封止される。
【００５１】
一方、図示していないが、封止された前記パウチケース２０の内部には活物質イオンを移動自在にするための電解液が充填される。
【００５２】
前記電極リード組立体３０は、第１リードプレート３１、第２リードプレート３２、金属ブリッジ３３、第１シーラント３４及び第２シーラント３５を含む。
【００５３】
前記第１リードプレート３１、第２リードプレート３２及び金属ブリッジ３３からなる導電性組立体は、本発明の一実施例による二次電池１００の正極リード及び／または負極リードの役割を果たすことができる。すなわち、本発明の一実施例による二次電池１００は、正極リードと負極リードのいずれか一つに二重構造を有する導電性組立体が適用された形態を有し得る。
【００５４】
前記第１リードプレート３１は薄板状の金属であり、電極タブＴに取り付けられて電極組立体１０の外側方向に延設される。
【００５５】
また、前記第１リードプレート３１は、連結される電極タブＴの種類によってその材質が変わり得る。すなわち、前記第１リードプレート３１は、正極タブと連結される場合は、アルミニウム材質からなり得、負極タブと連結される場合は、銅材質またはニッケル（Ｎｉ）でコーティングされた銅材質からなり得る。
【００５６】
前記第２リードプレート３２は、互いに少なくとも一部が重なるように、間隙を置いて第１リードプレート３１と対面し、第１リードプレート３１と同じ材質からなり得る。前記第２リードプレート３２の一端は、パウチケース２０の縁部のシーリングされた領域を通ってパウチケース２０の外部に引出される。
【００５７】
前記金属ブリッジ３３は、リードプレート３１、３２の間に形成された間隙に設けられて、リードプレート３１、３２の間を連結する。
【００５８】
前記リードプレート３１、３２及び金属ブリッジ３３からなる導電性組立体において、金属ブリッジ３３が形成された領域は周辺より抵抗が高い領域に該当し、短絡などによって過電流が発生したとき、発熱量が多く、それによって破断が生じ得る領域に該当する。すなわち、前記金属ブリッジ３３は、二次電池１００に過電流が発生する場合、セルの膨張圧力及び／または相対的に高い抵抗による温度上昇によって迅速に破断することで、リードプレート３１、３２間の電流の流れを遮断する機能を果たすことができる。
【００５９】
前記金属ブリッジ３３が相対的に高い抵抗による温度上昇によっても破断できることを考慮すれば、前記金属ブリッジ３３はリードプレート３１、３２の融点より低い、約１５０℃ないし３００℃の融点を有する金属材質からなり得る。このような低融点金属は、例えば、スズ（Ｓｎ）及び銅（Ｃｕ）を主成分として含み、環境及び人体に有害な鉛（Ｐｂ）を含まない無鉛合金からなり得る。
【００６０】
前記金属ブリッジ３３の融点範囲は、遮断しようとする過電流レベルを考慮して設定した。前記金属ブリッジ３３の融点が１５０℃より低ければ、二次電池１００に正常な電流が流れる場合でも金属ブリッジ３３が溶融することがある。一例として、前記二次電池１００が電気自動車用二次電池として適用される場合、融点が１５０℃より低ければ、急速充放電電流によって金属ブリッジ３３が溶融することがあり得る。また、前記金属ブリッジ３３の融点が３００℃より高ければ、過電流の遮断が迅速に行われず、電極リード組立体３０を使用する効果が事実上ないという問題がある。
【００６１】
前記金属ブリッジ３３の構成成分のうちスズは、金属ブリッジ３３の融点と引張強度特性に影響を及ぼす。前記金属ブリッジ３３が約１５０℃ないし３００℃範囲の融点を有しながら良好な引張強度特性を有するように、スズの含量は約８０ｗｔ％以上、望ましくは約８５ｗｔ％ないし９８ｗｔ％の範囲で調節される。前記銅は、部品の電気伝導度を向上させる機能をし、このような機能を考慮して銅の含量は約２ｗｔ％ないし２０ｗｔ％範囲で調節され、望ましくは約４ｗｔ％ないし１５ｗｔ％範囲で調節される。ここで、ｗｔ％とは、金属ブリッジ３３を構成する物質全体の重量を基準にした単位であって、以下同様である。
【００６２】
上述したように、スズと銅の含量が適切な範囲を有するように調節することで、金属ブリッジ３３の引張強度を良好にすることができるだけでなく、金属ブリッジ３３による抵抗増加を数％以内に低く抑えることができる。
【００６３】
前記金属ブリッジ３３は、より向上した物性を有するように、スズと銅の外にニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）などのように電気伝導度に優れる金属を追加合金成分としてさらに含むことができる。前記追加合金成分の含量は、物質全体の重量に対して約０．０１ｗｔ％ないし１０ｗｔ％範囲であることが望ましい。
【００６４】
このように、前記金属ブリッジ３３がリードプレート３１、３２より低融点を有する合金材質からなることが迅速な破断の観点で有利であるが、金属ブリッジ３３の材質は特に限定されない。すなわち、前記金属ブリッジ３３がリードプレート３１、３２と同じ材質からなっても、金属ブリッジ３３が形成された領域は周辺より発熱量が多いため、過電流が発生したとき破断して、過電流を遮断する機能を果たせるようになる。
【００６５】
前記金属ブリッジ３３の具体的な形態及び形成位置などの詳細については、図３ないし図６を参照して後述する。
【００６６】
前記第１シーラント３４は、リードプレート３１、３２の間に形成された間隙に介在されるものであり、第２シーラント３５とともにパウチケース２０を封止する。前記第１シーラント３４は絶縁性及び熱融着性を有するフィルムからなる。このようなフィルムは、例えば、ポリイミド（ＰＩ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などから選択された少なくとも一つの物質層（単一膜または多重膜）からなり得る。
【００６７】
前記第１シーラント３４は、二次電池１００の内部でガスが発生して膨張圧力が過剰に上昇する場合、ガスを排出するベントユニット（venting unit）の役割を果たす。
【００６８】
このような役割を考慮して、前記第１シーラント３４は金属ブリッジ３３より電極組立体１０から遠く、より外側に位置することが有利であり得る。
【００６９】
すなわち、このように第１シーラント３４より金属ブリッジ３３が内側に形成される場合、非正常な過電流による膨張（swelling）現象により、金属ブリッジ３３によって連結された第１リードプレート２１と第２リードプレート２２との間の電気的連結が優先的に解除されることで、過電流を遮断することができる。
【００７０】
また、過電流を遮断した後も、二次電池１００の自己放電による電解液の副反応によってさらに内部ガスが発生することがあり得るが、この場合、第１シーラント３４に圧力が集中して破断しベント（venting）することで、発火／爆発の危険を完全に除去することができる。
【００７１】
前記第１シーラント３４の具体的な形態及び形成位置などの詳細については、図７ないし図９を参照して後述する。
【００７２】
前記第２シーラント３５は、リードプレート３１、３２が重なる領域Ｓで、リードプレート３１、３２にそれぞれ取り付けられてリードプレート３１、３２とパウチケース２０の内面との間に介在されるものであって、第１シーラント３４と同じ材質からなり得る。
【００７３】
このような第２シーラント３５は、リードプレート３１、３２とパウチケース２０の金属層との間における短絡の発生を防止するだけでなく、熱融着によって第１シーラント３４と接着されることで電極リード組立体３０が引出される領域を密閉する。
【００７４】
以下、図３ないし図６を参照して本発明の一実施例による二次電池１００に適用された金属ブリッジ３３の多様な形態について説明する。
【００７５】
図３ないし図６は、図２に示された二次電池に適用された金属ブリッジの多様な形態を示した平面図である。
【００７６】
まず、図３及び図４を参照すれば、前記金属ブリッジ３３はリードプレート３１、３２の幅方向（Ｗ）に沿って連続的に形成される。また、前記金属ブリッジ３３は、上述した低融点合金またはリードプレート３１、３２と同種の金属をリードプレート３１、３２の間に接合させることで形成することもでき（図３）、リードプレート３１、３２の両表面でライン溶接（line welding）することで形成することもできる（図４）。ライン溶接によってリードプレート３１、３２の間を連結する場合は、図４に示されたように、リードプレート３１、３２の表面に溶接線Ｌが形成され得る。
【００７７】
また、図５及び図６を参照すれば、前記金属ブリッジ３３はリードプレート３１、３２の幅方向Ｗに沿って不連続的に形成される。また、前記金属ブリッジ３３は、上述した低融点合金またはリードプレート３１、３２と同種の金属をリードプレート３１、３２の間に接合させることで形成することもでき（図５）、リードプレート３１、３２の両表面でスポット溶接（spot welding）することで形成することもできる（図６）。スポット溶接によってリードプレート３１、３２の間を連結する場合は、図６に示されたように、リードプレート３１、３２の表面に溶接スポットＰが形成され得る。
【００７８】
一方、前記金属ブリッジ３３の幅ｗ１は、過電流が発生したときの破断の容易性及び伝導性を考慮して適切に決定される。
【００７９】
次いで、図７ないし図９を参照して本発明の一実施例による二次電池１００に適用された第１シーラント３４の多様な形態について説明する。
【００８０】
図７ないし図９は、図２に示された二次電池に適用された破断シーラントの多様な形態を示した平面図である。
【００８１】
図７ないし図９を参照すれば、前記第１シーラント３４はリードプレート３１、３２の幅方向Ｗに沿って連続的に形成されることで、パウチケース２０内に充填された電解液がリードプレート３１、３２間の間隙から外部に漏れないようにリードプレート３１、３２間の間隙を封止する。
【００８２】
前記第１シーラント３４の幅ｗ２は、二次電池１００の封止性及び内圧増加時の破断容易性を考慮して適切に決定されるが、上述した第２シーラント３５（図２参照）の幅より狭く形成されなければならない。
【００８３】
一方、前記第１シーラント３４は適切なベント性能を確保するため、少なくとも一つのベント切欠３４ａを備えることができる。前記ベント切欠３４ａは電極組立体１０から金属ブリッジ３３に向かう方向に、所定の深さで形成された破断パターンであって、二次電池１００の内圧が集中されるようにして、第１シーラント３４とリードプレート３１、３２との間の接着が容易に解除できるようにする。
【００８４】
このようなベント切欠３４ａは、四角形状（図７）、半円形のラウンド形状（図８）及び楔状（図９）などのように多様な形状を有し得る。
【００８５】
ただし、前記ベント切欠３４ａは、前記電極組立体から金属ブリッジ３３に向かう方向に沿ってその幅が段々狭くなる形状を有することが圧力集中効果を増大させるために望ましい。特に、前記ベント切欠３４ａが、図９に示されたように、先端が尖った楔状を有する場合には圧力集中効果が極大化して第１シーラント３４とリードプレート３１、３２との間の接着が容易に解除される。
【００８６】
一方、前記二次電池１００において、図２では第１シーラント３４が金属ブリッジ３３より外側に位置しているが、本発明が必ずしもこのような構造に限定されることはない。
【００８７】
すなわち、図１０を参照すれば、第１シーラント３４が金属ブリッジ３３より内側に位置（電極組立体により近く位置）している場合が図示されているが、このような構造を有する二次電池においても、過電流の迅速な遮断及び発生したガスの迅速な排出を共に達成することができる。
【００８８】
上述したように、本発明の一実施例による二次電池１００は、リードプレート３１、３２の間に介在される金属ブリッジ３３及び第１シーラント３４を備えることで、過電流を迅速に遮断できるだけでなく、内部の膨張圧力が過剰に増加することを防止することができる。
【００８９】
すなわち、前記二次電池１００は金属ブリッジ３３が有する過電流遮断機能及び第１シーラント３４が有するベント機能をすべて持つように構成されるため、二次電池を使用する際の安全性を確保することができる。
【００９０】
以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９１】
１０  電極組立体
１１  正極板
１２  負極板
１３  セパレータ
２０  パウチケース
２１  上部ケース
２２  下部ケース
３０  電極リード組立体
３１  第１リードプレート
３２  第２リードプレート
３３  金属ブリッジ
３４  第１シーラント
３４ａ  ベント切欠
３５  第２シーラント
１００  二次電池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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