(57)【要約】  前記課題を解決するための本発明の実施形態によるベンティング装置は、二次電池のパウチのシール部に挿入されるベンティング装置であって、前記シール部の両面の間に挿入されて前記シール部とともにシールされるハウジングと、金属で製造され、前記ハウジングの内部に形成され、前記パウチの内部および外部を連通する通路が貫通するシートと、前記通路の出口側で、前記シートと接触または離隔して前記通路を開閉するボールとを含み、前記シートは、前記ボールと対向するように前記通路の出口側面の内周縁が面取りまたはフィレットされ、前記面取りまたはフィレットされた一面に形成される表面処理層と、ポリマーで製造され、前記表面処理層に融着されるポリマー層とを含む。
2020529717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池のパウチのシール部に挿入されるベンティング装置であって、
前記シール部の両面の間に挿入されて前記シール部とともにシールされるハウジングと、
金属で製造され、前記ハウジングの内部に形成され、前記パウチの内部および外部を連通する通路が貫通するシートと、
前記通路の出口側で、前記シートと接触または離隔して前記通路を開閉するボールとを含み、
前記シートは、
前記ボールと対向するように前記通路の出口側面の内周縁が面取りまたはフィレットされ、
前記面取りまたはフィレットされた一面に形成される表面処理層と、
ポリマーで製造され、前記表面処理層に融着されるポリマー層と、
を含む、ベンティング装置。
【請求項２】
前記シートは、
前記通路の出口側面の外周縁が面取りまたはフィレットされる、請求項１に記載のベンティング装置。
【請求項３】
前記ボールおよび前記シートを囲んで形成され、弾性力を備えることで前記パウチの内部圧力によって前記ボールとともに前記通路を開閉する板バネをさらに含む、請求項１または２に記載のベンティング装置。
【請求項４】
前記板バネは、
一側部が外側に突出したキャップ形状を有しており、内部にシートが挿入される挿入空間が形成される、請求項３に記載のベンティング装置。
【請求項５】
前記板バネの前記一側部は、
中心に形成された中心部と、前記中心部から外側方向に延びて形成された周辺部とを含み、
前記板バネは、
前記周辺部にガス排気孔が打ち抜かれている、請求項４に記載のベンティング装置。
【請求項６】
前記板バネは、
他側端部が前記挿入空間に挿入された前記シートに向かって折り曲げられている、請求項４または５に記載のベンティング装置。
【請求項７】
前記ポリマーは、
酸処理が施されたポリオレフィン系ポリマーを含む、請求項１〜６の何れか一項に記載のベンティング装置。
【請求項８】
前記金属は、
アルミニウムまたはステンレス鋼を含む、請求項１〜７の何れか一項に記載のベンティング装置。
【請求項９】
前記表面処理層は、
クロム、ジルコニウムおよびチタンのうち少なくとも一つを含む、請求項１〜８の何れか一項に記載のベンティング装置。
【請求項１０】
前記ハウジングは、
形状または大きさが互いに異なる、上部ハウジングと、下部ハウジングとを含む、請求項１〜９の何れか一項に記載のベンティング装置。
【請求項１１】
前記下部ハウジングは、
幅が前記上部ハウジングの幅よりも小さい、請求項１０に記載のベンティング装置。
【請求項１２】
前記上部ハウジングは、
円形シリンダの形状を有し、
前記下部ハウジングは、
楕円形シリンダの形状を有する、請求項１０または１１に記載のベンティング装置。
【請求項１３】
二次電池のパウチのシール部に挿入されるベンティング装置を製造する方法であって、
金属を成形して、通路が貫通し、前記通路の出口側面の内周縁が面取りまたはフィレットされたシートを製造するステップと、
前記シートの前記面取りまたはフィレットされた一面に形成される表面処理層を形成するステップと、
前記表面処理層にポリマーで製造されたフィルムを融着するステップと、
前記融着されたフィルムに、球形状を有するボールを載置するステップと、
を含む、ベンティング装置の製造方法。
【請求項１４】
前記表面処理層を形成するステップは、
金属板材を脱脂するステップと、
１次水洗を行うステップと、
エッチングを行うステップと、
２次水洗を行うステップと、
表面処理を行うステップと、
３次水洗を行うステップと、
乾燥を行うステップと、
をさらに含む、請求項１３に記載のベンティング装置の製造方法。
【請求項１５】
前記表面処理を行うステップは、
クロメート処理、ジルコニア処理およびチタン処理のうち少なくともいずれか一つを行うステップである、請求項１４に記載のベンティング装置の製造方法。
【請求項１６】
前記ボールを載置するステップの後に、
キャップ形状を有する板バネが、前記シートおよび前記ボールを囲むステップと、
前記シール部の両面の間に挿入されて前記シール部とともにシールされるハウジングの内部に、前記シートを挿入するステップとをさらに含む、請求項１３〜１５の何れか一項に記載のベンティング装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１８年５月１０日付けの韓国特許出願第１０‐２０１８‐００５３７９７号に基づく優先権の利益を主張し、該当韓国特許出願の文献に開示されている全ての内容は、本明細書の一部として組み込まれる。
【０００２】
本発明は、ベンティング装置およびその製造方法に関し、より詳細には、二次電池のパウチのシール部に少なくとも一つが挿入され、パウチの内部圧力が増加すると、内部のガスを外部に排出することで圧力を調節することができるベンティング装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
一般的に、二次電池の種類としては、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池およびリチウムイオンポリマー電池などがある。かかる二次電池は、デジタルカメラ、Ｐ‐ＤＶＤ、ＭＰ３Ｐ、携帯電話、ＰＤＡ、携帯型ゲーム装置（Ｐｏｒｔａｂｌｅ  Ｇａｍｅ  Ｄｅｖｉｃｅ）、パワーツール（Ｐｏｗｅｒ  Ｔｏｏｌ）および電動自転車（Ｅ‐ｂｉｋｅ）などの小型製品だけでなく、電気自動車やハイブリッド自動車といった高出力を要する大型製品と、余剰発電電力や新・再生可能エネルギーを貯蔵する電力貯蔵装置とバックアップ用電力貯蔵装置にも適用され使用されている。
【０００４】
二次電池は、電極組立体を収容するケースの材質に応じて、パウチ型（Ｐｏｕｃｈ  Ｔｙｐｅ）および缶型（Ｃａｎ  Ｔｙｐｅ）などに分けられる。パウチ型（Ｐｏｕｃｈ  Ｔｙｐｅ）は、軟性のポリマー材質で製造されたパウチに電極組立体を収容する。また、缶型（Ｃａｎ  Ｔｙｐｅ）は、金属またはプラスチックなどの材質で製造されたケースに電極組立体を収容する。
【０００５】
一方、二次電池は、外部からの衝撃による内部短絡、過充電、過放電などによってガスが発生し得る。もしくは、高温で保管または貯蔵する場合、高い温度によって電解質および電極活物質の電気化学的反応が促進されてガスが発生し得る。
【０００６】
この際、前記発生したガスは、二次電池の内部圧力を上昇させて、部品間の結合力の弱化、二次電池のケースの破損、保護回路の早期作動、電極の変形、内部短絡、爆発などの問題を引き起こす。これを防止するために、缶型（Ｃａｎ  Ｔｙｐｅ）の二次電池の場合には、ＣＩＤフィルタおよび安全ベントといった保護部材が設けられ、これにより、ケースの内部の圧力が増加すると、電気的連結を物理的に遮断した。しかし、従来のパウチ型（Ｐｏｕｃｈ  Ｔｙｐｅ）の二次電池の場合には、かかる保護部材が十分に設けられていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、二次電池のパウチのシール部に少なくとも一つが挿入され、パウチの内部圧力が増加すると、内部のガスを外部に排出することで圧力を調節することができるベンティング装置およびその製造方法を提供することである。
【０００８】
本発明の課題は、以上で言及した課題に制限されず、言及していない他の課題は、以下の記載から、当業者が明確に理解することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための本発明の実施形態によるベンティング装置は、二次電池のパウチのシール部に挿入されるベンティング装置であって、前記シール部の両面の間に挿入されて前記シール部とともにシールされるハウジングと、金属で製造され、前記ハウジングの内部に形成され、前記パウチの内部および外部を連通する通路が貫通するシートと、前記通路の出口側で、前記シートと接触または離隔して前記通路を開閉するボールとを含み、前記シートは、前記ボールと対向するように前記通路の出口側面の内周縁が面取りまたはフィレットされ、前記面取りまたはフィレットされた一面に形成される表面処理層と、ポリマーで製造され、前記表面処理層に融着されるポリマー層と、を含む。
【００１０】
また、前記シートは、前記通路の出口側面の外周縁が面取りまたはフィレットされ得る。
【００１１】
また、前記ボールおよび前記シートを囲んで形成され、弾性力を備えることで前記パウチの内部圧力によって前記ボールとともに前記通路を開閉する板バネをさらに含むことができる。
【００１２】
また、前記板バネは、一側部が外側に突出したキャップ形状を有しており、内部にシートが挿入される挿入空間が形成され得る。
【００１３】
また、前記板バネの前記一側部は、中心に形成された中心部と、前記中心部から外側方向に延びて形成された周辺部とを含み、前記板バネは、前記周辺部にガス排気孔が打ち抜かれていることができる。
【００１４】
また、前記板バネは、他側端部が前記挿入空間に挿入された前記シートに向かって折り曲げられていることができる。
【００１５】
また、前記ポリマーは、酸処理が施されたポリオレフィン系ポリマーを含むことができる。
【００１６】
また、前記金属は、アルミニウムまたはステンレス鋼を含むことができる。
【００１７】
また、前記表面処理層は、クロム、ジルコニウムおよびチタンのうち少なくとも一つを含むことができる。
【００１８】
また、前記ハウジングは、形状または大きさが互いに異なる、上部ハウジングと、下部ハウジングとを含むことができる。
【００１９】
また、前記下部ハウジングは、幅が前記上部ハウジングの幅よりも小さいことがある。
【００２０】
また、前記上部ハウジングは、円形シリンダの形状を有し、前記下部ハウジングは、楕円形シリンダの形状を有することができる。
【００２１】
前記課題を解決するための本発明の実施形態によるベンティング装置を製造する方法は、二次電池のパウチのシール部に挿入されるベンティング装置を製造する方法であって、金属を成形して、通路が貫通し、前記通路の出口側面の内周縁が面取りまたはフィレットされたシートを製造するステップと、前記シートの前記面取りまたはフィレットされた一面に形成される表面処理層を形成するステップと、前記表面処理層にポリマーで製造されたフィルムを融着するステップと、前記融着されたフィルムに、球形状を有するボールを載置するステップと、を含む。
【００２２】
また、前記表面処理層を形成するステップは、金属板材を脱脂するステップと、１次水洗を行うステップと、エッチングを行うステップと、２次水洗を行うステップと、表面処理を行うステップと、３次水洗を行うステップと、乾燥を行うステップとをさらに含むことができる。
【００２３】
また、前記表面処理を行うステップは、クロメート処理、ジルコニア処理およびチタン処理のうち少なくともいずれか一つを行うステップであってもよい。
【００２４】
また、前記ボールを載置するステップの後に、キャップ形状を有する板バネが、前記シートおよび前記ボールを囲むステップと、前記シール部の両面の間に挿入されて前記シール部とともにシールされるハウジングの内部に、前記シートを挿入するステップとをさらに含むことができる。
【００２５】
本発明のその他具体的な事項は、詳細な説明および図面に含まれている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の実施形態によると、少なくとも以下のような効果を奏する。
【００２７】
ボールとシートがいずれも金属で製造されても、ボールとシートとの密着性が向上することによって、通路が閉鎖された時の密封性を向上させることができる。
【００２８】
本発明による効果は、以上で例示されている内容によって制限されず、より様々な効果が、本明細書内に含まれている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態によるベンティング装置が含まれた二次電池の組立図である。
【図２】製造が完了した図１の二次電池の斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態による電池ケースの断面図である。
【図４】本発明の一実施形態によるベンティング装置の斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態によるベンティング装置を製造する方法のフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態によるシートの概略図である。
【図７】本発明の一実施形態によるシートの一面に表面処理層を形成する方法のフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態によるシートの一面に表面処理層が形成された様子を示す概略図である。
【図９】本発明の一実施形態による表面処理層にポリマー層が積層された様子を示す概略図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるポリマー層にボールが載置された様子を示す概略図である。
【図１１】本発明の一実施形態による板バネが、シートおよびボールを囲んでいる様子を示す概略図である。
【図１２】本発明の一実施形態による板バネの他側端部を、シート側に向かって折り曲げた様子を示す概略図である。
【図１３】本発明の一実施形態によるハウジングに板バネおよびシートが挿入され、製造が完了したベンティング装置の様子を示す概略図である。
【図１４】本発明の一実施形態によるベンティング装置が動作する様子を示す動作図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の利点および特徴、また、それらを達成する方法は、添付の図面とともに詳細に後述している実施形態を参照すると明確になる。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されず、互いに異なる様々な形態に実現され得、ただし、本実施形態は、本発明の開示が完全になるようにし、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に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであって、本発明は、請求項の範疇によって定義されるだけである。明細書の全体にわたり同一参照符号は、同一構成要素を指す。
【００３１】
他の定義がない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術および科学的用語を含む）は、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共通に理解し得る意味で使用され得る。また、一般的に使用される辞書に定義されている用語は、明らかに特別に定義されていない限り、理想的または過剰に解釈されない。
【００３２】
本明細書で使用されている用語は、実施形態を説明するためのものであって、本発明を制限するためのものではない。本明細書において、単数型は、文章で特に言及しない限り、複数型をも含む。明細書で使用される「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、言及した構成要素の他に、一つ以上の他の構成要素の存在または追加を排除しない。
【００３３】
以下、添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００３４】
図１は本発明の一実施形態によるベンティング装置１５が含まれた二次電池１の組立図であり、図２は製造が完了した図１の二次電池１の斜視図である。
【００３５】
本発明の一実施形態による二次電池１を製造するために、先ず、電極活物質スラリーを正極集電体および負極集電体に塗布して正極と負極を製造し、これをセパレータ（Ｓｅｐａｒａｔｏｒ）の両側に積層することで、所定形状の電極組立体１０を形成する。また、電池ケース１３に電極組立体１０を収納し、電解液を注入した後、シールする。
【００３６】
電極組立体（Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）１０は、図１に図示されているように、電極タブ（Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ｔａｂ）１１を含む。電極タブ１１は、電極組立体１０の正極および負極とそれぞれ連結され、電極組立体１０の外部に突出し、電極組立体１０の内部と外部との間に電子が移動することができる経路となる。電極組立体１０の電極集電体は、スラリーが塗布された部分と、スラリーが塗布されていない末端部分、すなわち無地部とで構成される。また、電極タブ１１は、無地部を裁断して形成されてもよく、無地部に別の導電部材を、超音波溶接などで連結して形成されてもよい。かかる電極タブ１１は、図１に図示されているように、電極組立体１０の一側から同方向に並んで突出してもよく、これに制限されず、それぞれ異なる方向に突出してもよい。
【００３７】
電極組立体１０の電極タブ１１には、電極リード（Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ｌｅａｄ）１２がスポット（Ｓｐｏｔ）溶接などで連結される。また、電極リード１２の一部は、絶縁部１４で周囲が囲まれる。絶縁部１４は、電池ケース１３の上部パウチ１３１と下部パウチ１３２が熱融着されるシール部１３４に限定して位置し、電極リード１２を電池ケース１３に接着させる。また、電極組立体１０から生成される電気が電極リード１２を介して電池ケース１３に流れることを防止し、電池ケース１３のシールを維持する。したがって、かかる絶縁部１４は、電気が伝わりにくい非伝導性を有する不導体で製造される。一般的に、絶縁部１４としては、電極リード１２に付着しやすく、厚さが比較的薄い絶縁テープが多く使用されているが、これに制限されず、電極リード１２を絶縁することができれば、様々な部材を使用することができる。
【００３８】
電極リード１２は、正極タブ１１１および負極タブ１１２の形成位置によって、互いに同方向に延びることもあり、互いに反対方向に延びることもある。正極リード１２１および負極リード１２２は、互いにその材質が異なっていてもよい。すなわち、正極リード１２１は、正極集電体と同一のアルミニウム（Ａｌ）材質であり、負極リード１２２は、負極集電体と同一の銅（Ｃｕ）材質またはニッケル（Ｎｉ）がコートされた銅材質であってもよい。また、電池ケース１３の外部に突出した電極リード１２の一部分は、端子部となり、外部端子と電気的に連結される。
【００３９】
本発明の一実施形態によるパウチ型二次電池１において、電池ケース１３は、軟性の材質で製造されたパウチである。以下、電池ケース１３は、パウチのものとして説明する。また、電池ケース１３は、電極リード１２の一部、すなわち、端子部が露出するように電極組立体１０を収容し、シールされる。かかる電池ケース１３は、図１に図示されているように、上部パウチ１３１と、下部パウチ１３２とを含む。下部パウチ１３２には、電極組立体１０を収容できる収容空間１３３１が設けられたカップ部１３３が形成され、上部パウチ１３１は、前記電極組立体１０が電池ケース１３の外部に離脱しないように、前記収容空間１３３１を上部から覆う。この際、図１に図示されているように、上部パウチ１３１にも、収容空間１３３１が設けられたカップ部１３３が形成され、電極組立体１０を上部から収容することもできる。上部パウチ１３１と下部パウチ１３２は、図１に図示されているように、一側が互いに連結されて製造され得るが、これに制限されず、互いに分離されて個別に製造されるなど、様々に製造され得る。
【００４０】
電池ケース１３の上部パウチ１３１と下部パウチ１３２が互いに当接した後、周縁部に形成されたシール部１３４がシールされる。この際、図１に図示されているように、本発明の一実施形態によると、ベンティング装置１５は、前記シール部１３４の両面の間に挿入されともにシールされることで、シール部１３４内に固定される。また、ベンティング装置１５は、電池ケース１３の内部および外部を互いに連通する通路を含み、電池ケース１３の内部圧力が増加すると、内部のガスを外部に排出することで圧力を調節する。ベンティング装置１５に関する詳細な内容は、後述する。
【００４１】
電極組立体１０の電極タブ１１に電極リード１２が連結され、電極リード１２の一部分に絶縁部１４が形成されると、下部パウチ１３２に設けられた収容空間１３３１に電極組立体１０が収容され、上部パウチ１３１が前記収容空間１３３１を上部から覆う。また、内部に電解液を注入し、上部パウチ１３１と下部パウチ１３２の周縁部に形成されたシール部１３４がシールされると、図２に図示されているように、二次電池１が製造される。
【００４２】
図３は本発明の一実施形態による電池ケース１３の断面図である。
【００４３】
電池ケース１３は、パウチフィルム１３５を絞り（Ｄｒａｗｉｎｇ）成形して製造される。すなわち、パウチフィルム１３５を延伸させてカップ部１３３を形成することで製造される。かかるパウチフィルム１３５は、図３に図示されているように、ガスバリアー層（Ｇａｓ  Ｂａｒｒｉｅｒ  Ｌａｙｅｒ）１３５１）と、表面保護層（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ）１３５２）と、シーラント層（Ｓｅａｌａｎｔ  Ｌａｙｅｒ）１３５３とを含む。
【００４４】
ガスバリアー層１３５１は、電池ケース１３の機械的強度を確保し、二次電池１の外部のガスまたは水分などの出入りを遮断し、電解液の漏れを防止する。一般的に、ガスバリアー層１３５１は、金属を含み、主に、アルミニウム箔膜（Ａｌ  Ｆｏｉｌ）が使用される。アルミニウムは、所定水準以上の機械的強度を確保することができ、且つ重量が軽く、電極組立体１０と電解液による電気化学的性質に対する補完および放熱性などを確保することができる。ただし、これに制限されず、様々な材質がガスバリアー層１３５１に含まれ得る。例えば、鉄（Ｆｅ）、炭素（Ｃ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）およびアルミニウム（Ａｌ）からなる群から選択される１種または２種以上の混合物であってもよい。この際、前記ガスバリアー層１３５１を鉄が含有された材質で製造する場合には機械的強度が向上し、アルミニウムが含有された材質で製造する場合には柔軟性が向上するため、それぞれの特性を考慮して使用することができる。
【００４５】
表面保護層１３５２は、ポリマーで製造され、最外層に位置して外部との摩擦および衝突から二次電池１を保護し、且つ電極組立体１０を外部から電気的に絶縁させる。ここで、最外層とは、前記ガスバリアー層１３５１を基準として、電極組立体１０が位置する方向の反対方向に、外部に向かう方向を意味する。かかる表面保護層１３５２は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、アクリル系高分子、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリアミド、セルロース、アラミド、ナイロン、ポリエステル、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリアリレート、テフロン、およびガラス繊維からなる群から選択される一つ以上の物質からなることができる。特に、主に、耐磨耗性および耐熱性を有するナイロン（Ｎｙｌｏｎ）樹脂またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリマーが使用される。また、表面保護層１３５２は、いずれか一つの物質からなる単一膜構造を有してもよく、２個以上の物質がそれぞれ層をなして形成された複合膜構造を有してもよい。
【００４６】
シーラント層１３５３は、ポリマーで製造され、最内層に位置し、電極組立体１０と直接接触する。パウチ型電池ケース１３は、前記のような積層構造のパウチフィルム１３５を、パンチなどを用いて絞り（Ｄｒａｗｉｎｇ）成形すると、一部が延伸されて袋状の収容空間１３３１を含むカップ部１３３を形成して製造される。また、かかる収容空間１３３１の内部に電極組立体１０が収容されると、電解液を注入する。その後、上部パウチ１３１と下部パウチ１３２を互いに接触させ、シール部１３４に熱圧着を施すと、シーラント層１３５３同士が接着されることで電池ケース１３がシールされる。この際、シーラント層１３５３は、電極組立体１０と直接接触するため絶縁性を有する必要があり、電解液とも接触するため耐食性を有する必要がある。また、内部を完全に密閉して内部と外部との物質移動を遮断しなければならないため、高いシール性を有する必要がある。すなわち、シーラント層１３５３同士が接着されたシール部１３４は、優れた熱接着強度を有する必要がある。一般的に、かかるシーラント層１３５３は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、アクリル系高分子、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリアミド、セルロース、アラミド、ナイロン、ポリエステル、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリアリレート、テフロン、およびガラス繊維からなる群から選択される一つ以上の物質からなることができる。特に、主に、ポリプロピレン（ＰＰ）またはポリエチレン（ＰＥ）などのポリオレフィン系樹脂が使用される。ポリプロピレン（ＰＰ）は、引張強度、剛性、表面硬度、耐磨耗性、耐熱性などの機械的物性と耐食性などの化学的物性に優れ、シーラント層１３５３の製造に主に使用される。さらに、無延伸ポリプロピレン（Ｃａｓｔｅｄ  Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）またはポリプロピレン‐ブチレン‐エチレン三元共重合体から構成されてもよい。また、シーラント層１３５３は、いずれか一つの物質からなる単一膜構造を有してもよく、２個以上の物質がそれぞれ層をなして形成された複合膜構造を有してもよい。
【００４７】
図４は本発明の一実施形態によるベンティング装置１５の斜視図である。
【００４８】
上述のように、本発明の一実施形態による二次電池１は、少なくとも一つのベンティング装置１５をさらに含む。ベンティング装置１５は、二次電池１のパウチのシール部１３４に少なくとも一つが挿入され、パウチの内部圧力が増加すると、内部のガスを外部に排出することで圧力を調節する。そのために、ベンティング装置１５は、前記シール部１３４の両面の間に挿入されて前記シール部１３４とともにシールされるハウジング１５１と、金属で製造され、前記ハウジング１５１の内部に形成され、前記パウチの内部および外部を連通する通路１５４が貫通するシート１５２と、前記通路１５４の出口１５４１側で、前記シート１５２と接触または離隔して前記通路１５４を開閉するボール１５５とを含み、前記シート１５２は、前記ボール１５５と対向するように前記通路１５４の出口１５４１側面の内周縁が面取りまたはフィレットされ、前記面取りまたはフィレットされた一面１５２１に形成される表面処理層１５２２と、ポリマーで製造され、前記表面処理層１５２２に融着されるポリマー層１５２３とを含む。
【００４９】
ハウジング１５１は、前記シール部１３４の両面の間に挿入され、シール部１３４とともにシールされる。ハウジング１５１が前記シール部１３４の両面に挿入されると、シール部１３４の最内層であるシーラント層１３５３とハウジング１５１が接触する。また、熱と圧力が加えられると、シール部１３４のシーラント層１３５３がシールされ、ハウジング１５１がともに融着されてシールされ得る。図４に図示されているように、ハウジング１５１は、上部ハウジング１５１１と、下部ハウジング１５１２とを含み、上部ハウジング１５１１と下部ハウジング１５１２との間に段差が形成され得る。かかる段差は、上部ハウジング１５１１と下部ハウジング１５１２が、互いに異なる形状または大きさを有することで形成され得る。例えば、上部ハウジング１５１１は、横断面が円である円形シリンダの形状を有し、下部ハウジング１５１２は、横断面が楕円である楕円形シリンダの形状を有してもよい。もしくは、下部ハウジング１５１２の幅が上部ハウジング１５１１の幅よりも小さくてもよい。したがって、下部ハウジング１５１２は、シール部１３４の両面の間に挿入され、ともにシールされることで、シール部１３４の内側面と融着し、上部ハウジング１５１１は、パウチの外側に突出し得る。この際、下部ハウジング１５１２の幅が広すぎると、シール部１３４も大きく変形されなければならないため、シール部１３４のシールが破壊される可能性が高い。したがって、下部ハウジング１５１２は、幅が、前記シール部１３４の厚さよりも小さくてもよく、特に、横断面の長軸が６ｍｍ以下であることが好ましい。また、上部ハウジング１５１１が大きすぎると、パウチの外側に突出した上部ハウジング１５１１が、周辺の他の二次電池１を干渉することがある。そのため、二次電池１のパッケージまたはモジュールの組み立てが容易でない可能性がある。したがって、上部ハウジング１５１１は、幅も前記シール部１３４の厚さよりも小さくてもよく、特に、横断面の直径が８ｍｍ以下であることが好ましい。ただし、これに制限されず、ハウジング１５１は、上部ハウジング１５１１と下部ハウジング１５１２とに分けられず、一つのシリンダ形状を有するなど、様々な形状を有することができる。
【００５０】
シート１５２は、前記ハウジング１５１の内部に形成され、金属で製造される。また、シート１５２には、前記パウチの内部および外部を連通する通路１５４が、中心を貫通する。シート１５２に関する詳細な内容については後述する。
【００５１】
板バネ１５３は、金属で製造され、パウチの内部圧力によって、前記シート１５２に形成された通路１５４を開閉する。特に、パウチの内部圧力が、特定の圧力よりも小さい場合には、板バネ１５３は、シート１５２と接触して通路１５４の出口１５４１を閉鎖する。また、パウチの内部圧力が徐々に増加して特定の圧力を超える場合には、板バネ１５３は、前記シート１５２と離隔して通路１５４の出口１５４１を開放する。
【００５２】
従来、コイルバネを使用して、通路１５４を開閉した。ところが、二次電池１のシール部１３４に挿入されるためには、ベンティング装置が小型化されなければならない。しかし、従来のようにコイルバネを使用すると、ベンティング装置の構造が複雑で、小型化に限界がある。したがって、本発明の一実施形態によると、板バネ１５３を使用することで、構造を単純化し、二次電池１のシール部１３４に挿入できるほど小型化することができる。
【００５３】
ボール１５５は、球の形状を有しており、シート１５２に形成された通路１５４の出口１５４１側に配置される。また、板バネ１５３とシート１５２との間に配置され、シート１５２と接触または離隔して前記通路１５４を開閉する。具体的には、ボール１５５は、板バネ１５３の一側部１５３０の中心部１５３１からシート１５２側に向かって弾性力の印加を受け、シート１５２と密着して前記通路１５４を閉鎖する。この際、本発明の一実施形態によると、シート１５２の一面１５２１に表面処理が施されて表面処理層１５２２が形成された後、ポリマーフィルムが融着されてポリマー層１５２３が積層される。したがって、前記ボール１５５は、シート１５２のポリマー層１５２３と密着することで、隙間が発生し、密封性が破壊されることを防止することができる。かかるボール１５５は、シート１５２との密着性をより向上させるために、ポリマーで製造されてもよいが、耐久性が低下するという問題がある。したがって、ボール１５５の耐久性を向上させるために、金属で製造されることが好ましい。
【００５４】
図５は本発明の一実施形態によるベンティング装置１５を製造する方法のフローチャートである。
【００５５】
一方、本発明の一実施形態によると、ボール１５５とシート１５２がいずれも金属で製造されても、ボール１５５とシート１５２との密着性が向上することから、通路１５４が閉鎖されたときの密封性を向上させることができる。このために、本発明の一実施形態によるベンティング装置１５を製造する方法は、金属を成形して、通路１５４が貫通し、前記通路１５４の出口１５４１側面の内周縁が面取りまたはフィレットされたシート１５２を製造するステップ（Ｓ５０１）と、前記シート１５２の前記面取りまたはフィレットされた一面１５２１に形成される表面処理層１５２２を形成するステップ（Ｓ５０２）と、前記表面処理層１５２２にポリマーで製造されたフィルムを融着するステップ（Ｓ５０３）と、前記融着されたフィルムに、球形状を有するボール１５５を載置するステップ（Ｓ５０４）と、を含む。以降、キャップ形状を有する板バネ１５３が、前記シート１５２および前記ボール１５５を囲むステップ（Ｓ５０５）と、前記シール部１３４の両面の間に挿入され、前記シール部１３４とともにシールされるハウジング１５１の内部に、前記シート１５２を挿入するステップ（Ｓ５０６）とをさらに含んでもよい。
【００５６】
以下、図５のフローチャートに図示されている各ステップについて、図６〜図１４を参照して説明する。
【００５７】
図６は本発明の一実施形態によるシート１５２の概略図である。
【００５８】
上述のように、シート１５２は、前記ハウジング１５１の内部に形成され、金属で製造される。また、図６に図示されているように、前記シート１５２は、通路１５４の出口１５４１側面の内周縁が面取り（Ｃｈａｍｆｅｒｉｎｇ）またはフィレット（Ｆｉｌｌｅｔｉｎｇ）される。これによりシート１５２の面取りまたはフィレットされた一面１５２１に、前記ボール１５５が容易に密着することができる。また、本発明の一実施形態によると、シート１５２の面取りまたはフィレットされた一面１５２１に、表面処理層１５２２が形成され、ポリマーフィルムが融着される。したがって、前記ボール１５５がシート１５２に密着する密着性が向上することで、通路１５４が閉鎖されたときの密封性を向上させることができる。
【００５９】
図７は本発明の一実施形態によるシート１５２の一面１５２１に表面処理層１５２２を形成する方法のフローチャートである。
【００６０】
シート１５２は、図６に図示されているように、内部に通路１５４が貫通するシリンダ形状を有する。また、シート１５２がポリマーで製造されると、耐久性が低下し、ベンティング装置１５の寿命が縮むという問題があるため、本発明の一実施形態によるシート１５２は、金属を用いて製造される（Ｓ５０１）。前記金属は、特に、アルミニウム（Ａｌ）またはステンレス鋼（ＳＴＳ）を含むことができる。かかるシート１５２は、通路１５４の出口１５４１側面の内周縁が面取りまたはフィレットされ得る。これは、シート１５２を、先ず、シリンダ形状に製造してから通路１５４および前記内周縁を切削してもよく、通路１５４および内周縁が充填された鋳物に溶融された金属を注入して製造するなど、制限なく様々な方法でシート１５２を製造することができる。
【００６１】
シート１５２の面取りまたはフィレットされた一面１５２１に表面処理層１５２２を形成する（Ｓ５０２）。本発明の一実施形態によると、かかる表面処理層１５２２を形成するために、前記シート１５２の一面１５２１を脱脂するステップ（Ｓ７０１）と、１次水洗を行うステップ（Ｓ７０２）と、エッチングを行うステップ（Ｓ７０３）と、２次水洗を行うステップ（Ｓ７０４）と、表面処理を行うステップ（Ｓ７０５）と、３次水洗を行うステップ（Ｓ７０６）と、乾燥を行うステップ（Ｓ７０７）とを含む。
【００６２】
以下、図７のフローチャートに図示されている各ステップについて、図８を参照して説明する。
【００６３】
図８は本発明の一実施形態によるシート１５２の一面１５２１に表面処理層１５２２が形成された様子を示す概略図である。
【００６４】
表面処理層１５２２を形成するために、先ず、シート１５２の一面１５２１を脱脂（Ｓ７０１）する。前記シート１５２を製造するために、様々な金属加工工程が行われ得、この際、シート１５２と金属加工装置との摩擦を低減するために、シート１５２の一面１５２１に潤滑油が塗布される。そのため、シート１５２の製造が完了すると、シート１５２の一面１５２１に前記潤滑油または埃、その他の不純物が存在し得る。脱脂工程は、かかる潤滑油または埃、その他の不純物を除去することで、シート１５２の表面処理がより効率的に行われるようにする。
【００６５】
脱脂工程の後、水で１次水洗（Ｓ７０２）を行い、脱脂に使用された溶液を洗浄する。ここで、水洗とは、水で洗浄および洗滌する工程である。この際、水洗を行いながら水に溶解された他の不純物が付着することを防止するために、前記水は、不純物が溶解されていない蒸留水であることが好ましい。
【００６６】
金属が空気中に放置されると、ある程度酸化し、酸化物質が生成され得る。特に、例えば、シート１５２がアルミニウムで製造された場合、シート１５２の一面１５２１には、酸化アルミニウムの被膜が形成され得る。したがって、エッチング（Ｓ７０３）を行って前記シート１５２の一面１５２１に生成された酸化物質を除去する。
【００６７】
エッチング工程の後、水で２次水洗（Ｓ７０４）を行い、エッチングに使用された溶液を洗浄する。また、シート１５２の一面１５２１に表面処理（Ｓ７０５）を施す。表面処理は、アルミニウムのような金属の表面に化学処理を施し、金属の耐食性または耐磨耗性を向上させるなど、金属の物性を変化させる工程である。かかる表面処理としては、アノダイジング、化成皮膜処理、電気メッキなどがある。
【００６８】
ここで、本発明の一実施形態によると、前記表面処理は、クロムを用いたクロメート（Ｃｈｒｏｍａｔｅ）処理であってもよい。クロメート処理とは、化成皮膜処理の一種であり、金属の表面にクロム成分を含む不溶性のクロメート（クロム酸塩）被膜が薄く形成されるものである。このために、前記シート１５２をクロムイオンが含まれた水溶液に浸漬する。これにより、クロムイオンが酸化反応を行ってシート１５２の一面１５２１に不溶性のクロム酸化物が生成されることで、クロメート被膜が形成される。すなわち、表面処理層１５２２は、クロムを含むクロメート被膜であってもよい。ここで、クロムイオンは、６価イオンまたは３価イオンなど、制限なく、様々な種類のイオンであってもよい。また、クロムイオンが含まれた水溶液としては、無水クロム酸、硝酸クロム、硫酸クロム、酢酸クロムおよび塩化クロムなど、制限なく様々な物質が使用可能である。
【００６９】
一方、本発明の他の実施形態による表面処理は、クロムではない物質を用いたノンクロメート（Ｎｏｎ‐Ｃｈｒｏｍａｔｅ）処理であってもよい。ここで、クロムではない物質としては、例えば、ジルコニウムであってもよい。仮に、ジルコニウムを用いるジルコニア処理をする場合、前記シート１５２をジルコニウムイオンが含まれた水溶液に浸漬する。これにより、ジルコニウムイオンが酸化反応を行ってシート１５２の一面１５２１にジルコニウム酸化物が生成されることで、ジルコニア被膜が形成される。ノンクロメート処理は、これに制限されず、チタンを用いたチタン処理などを含んでもよい。すなわち、本発明の他の実施形態によると、表面処理層１５２２は、ジルコニウムを含むジルコニア被膜、またはチタンを含むチタン被膜であってもよい。
【００７０】
表面処理（Ｓ７０５）工程の後、３次水洗（Ｓ７０６）を行い、表面処理に使用された溶液を洗浄する。また、前記シート１５２を乾燥（Ｓ７０７）することで、図８に図示されているように、シート１５２の一面１５２１には表面処理層１５２２が形成される。このように、シート１５２の一面１５２１に表面処理層１５２２が形成されることで、耐食性を確保し、且つ表面にポリマー素材の物質が容易に融着され得る融着性も確保することができる。
【００７１】
図９は本発明の一実施形態による表面処理層１５２２にポリマー層１５２３が積層された様子を示す概略図である。
【００７２】
上述のように、ボール１５５またはシート１５２がポリマーで製造された場合、耐久性が低下し、ボール１５５およびシート１５２がいずれも金属で製造された場合、ボール１５５とシート１５２との間に隙間が発生し、密封性が破壊され得る。また、仮に、シート１５２の一面１５２１に表面処理を施さず、接着剤を用いてポリマーフィルムを接着した場合、接着剤によってシート１５２の一面１５２１が厚くなり得る。また、時間の経過に伴いベンティング装置１５が劣化して接着剤の接着性能が低下すると、ポリマーフィルムが剥離され得る。したがって、本発明の一実施形態によると、シート１５２の一面１５２１に表面処理を施して表面処理層１５２２を形成し、前記表面処理層１５２２にポリマーフィルムを融着してポリマー層１５２３を積層する（Ｓ５０３）。
【００７３】
この際、前記ポリマーフィルムは、薄くて広い箔形状を有しており、シート１５２の一面１５２１は、内周縁が面取りまたはフィレットされているため、ポリマーフィルムをシート１５２の一面１５２１上に載置することが容易でない可能性がある。一方、ポリマーフィルムを融着するためのシール具は、一端が前記シート１５２の一面１５２１と対応する形状に突出して形成される。したがって、ポリマーフィルムを細く裁断して前記シール具の一端に載置した後、シール具の一端をシート１５２の一面１５２１に接触させる。これにより、ポリマーフィルムが容易に載置され得る。また、図９に図示されているように、前記シール具を介して熱および圧力を印加すると、ポリマーフィルムが融着され、表面処理層１５２２にポリマー層１５２３が積層され得る。
【００７４】
本発明の一実施形態によると、ポリマーフィルムを融着する前に、前記シート１５２の一面１５２１に形成された表面処理層１５２２にポリマーフィルムを仮付けする。すなわち、表面処理層１５２２にポリマーフィルムを仮に付着する。これにより、工程ラインに沿ってシート１５２が移動するときにも、ポリマーフィルムがシート１５２から移動しなくなり得る。かかるポリマーフィルムを仮付けする工程は、１１０℃〜１３０℃の温度条件下で、０．１ＭＰａ〜０．３ＭＰａの圧力を０．４秒〜０．８秒間印加して行われ得る。仮付けは、単に、仮に付着する工程であるため、後ほど融着工程を行うためには、取り外しやすい必要がある。したがって、１３０℃よりも高い温度で仮付けを行うと、より強く付着されるという問題がある。また、１１０℃よりも低い温度で仮付けを行うと、十分に付着されないという問題がある。
【００７５】
また、熱および圧力を所定時間印加して前記ポリマーフィルムが融着されることで、前記シート１５２の表面処理層１５２２にポリマー層１５２３が積層され得る。かかる融着工程は、１４０℃〜２２０℃の温度条件下で行われ得る。一般的に、温度が１４０℃よりも低いと、ポリマーフィルム、特に、ポリプロピレンを含むフィルムが十分に溶融されず融着性が低下し得る。また、温度が２２０℃よりも高いと、ポリマーフィルムが過剰に溶融しすぎて、大きく変形され得る。
【００７６】
また、前記ポリマーフィルムを融着する工程は、１回のみ行われてもよく、複数回繰り返して行われてもよい。仮に、３回繰り返して行われると、１回目の融着は、シート１５２の表面処理層１５２２とポリマーフィルムとの間の気泡を除去するためであり、１５０℃〜１７０℃、好ましくは１５５℃〜１６５℃の温度条件下で、０．１ＭＰａ〜０．３ＭＰａの圧力を２秒〜４秒間印加して行われ得る。１回目の融着は、最初の融着であるため、融着性をより向上させるために、前記最低条件の温度である１４０℃よりも少なくとも１０℃以上高い温度で行われることが好ましい。また、ポリマーフィルムがシート１５２の表面処理層１５２２に仮付けされた状態で融着温度が高すぎると、誤った位置に融着されたときに後始末が容易でないため、１７０℃よりも低いことが好ましい。また、２回目の融着は、シート１５２の一面１５２１とポリマーフィルムとの気密性を確保するためであり、１４０℃〜１７０℃、好ましくは１４５℃〜１５５℃の温度条件下で、０．１ＭＰａ〜０．３ＭＰａの圧力を２秒〜４秒間印加して行われ得る。２回目の融着は、単に気密性の確保のためのものであるため、１回目の融着と類似した温度で再度融着を行うことができる。この際、２回目の融着は、最初の融着ではないため、前記最低条件の温度である１４０℃よりも高い温度で行われ得る。また、最後に行われる３回目の融着は、ポリマーフィルムの融着性を強化するためであり、２１０℃〜２２０℃、好ましくは２１５℃〜２２０℃の温度条件下で、０．１ＭＰａ〜０．３ＭＰａの圧力を２秒〜４秒間印加して行われ得る。すなわち、最後に行われる３回目の融着の温度が最も高いことが好ましい。ただし、上述のとおり、温度が２２０℃よりも高いと、ポリマーフィルムが過剰に溶融しすぎて、大きく変形され得る。また、温度が２１０℃よりも低いと、２回目の融着の後の融着性に比べ融着性があまり強化されない可能性がある。
【００７７】
かかるポリマーフィルムは、１００μｍの厚さを有し、ポリオレフィン系ポリマーを含むことが好ましい。特に、シート１５２との接着力を向上させるために、酸処理が施されたポリオレフィン系ポリマーを含んでもよい。例えば、ノルマルポリプロピレンに酸処理が施されたポリプロピレンを混合してもよく、酸処理が施されたポリエチレンを混合してもよく、単純に酸処理が施されたポリプロピレンのみで製造されてもよい。ここで、酸処理が施されたポリプロピレンは、ＭＡＨ  ＰＰ（無水マレイン酸ポリプロピレン）であってもよい。
【００７８】
図１０は本発明の一実施形態によるポリマー層１５２３にボール１５５が載置された様子を示す概略図である。
【００７９】
シート１５２の一面１５２１に積層されたポリマー層１５２３の上部に、図１０に図示されているように、金属で製造されたボール１５５を載置する。シート１５２の一面１５２１は、内周縁が面取りまたはフィレットされて形成されるため、ある程度傾斜を有する。また、かかるシート１５２の一面１５２１にはポリマー層１５２３が積層されるため、ボール１５５が載置されると、ボール１５５とシート１５２の密着性が向上することができる。かかるボール１５５は、シート１５２に容易に載置されるために、直径が、シート１５２の一面１５２１の中で最も広い幅よりは小さく、最も狭い幅よりは大きい。また、ボール１５５が載置されると、ボール１５５の最高点が、シート１５２の最高点より高く形成されることが好ましい。これにより、ボール１５５と板バネ１５３が容易に接触し、板バネ１５３の弾性力がボール１５５に効率的に印加されてボール１５５がシート１５２に密着することができる。
【００８０】
上述のように、シート１５２とボール１５５は、いずれも、耐久性を向上させるために金属で製造されることが好ましい。ところが、金属は柔軟ではないため、金属同士を接触した場合、ボール１５５とシート１５２との間に隙間が発生し、密封性が破壊され得る。しかし、本発明の一実施形態によると、シート１５２の一面１５２１にポリマー層１５２３が積層されるため、ボール１５５がシート１５２のポリマー層１５２３と密着することで、隙間が発生して密封性が破壊されることを防止することができる。
【００８１】
図１１は本発明の一実施形態による板バネ１５３が、シート１５２およびボール１５５を囲んでいる様子を示す概略図である。
【００８２】
板バネ１５３は、ボール１５５およびシート１５２を囲んで形成され、弾性力を備えることで、前記パウチの内部圧力によってボール１５５とともに通路１５４を開閉する。ボール１５５をシート１５２のポリマー層１５２３に載置した後、金属板材を成形し、板バネ１５３を製造する。金属板材は、広くて薄い板状の形状を有し、金属で製造され、特に、アルミニウム（Ａｌ）またはステンレス鋼（ＳＴＳ）を含むことができる。板バネ１５３を製造するために、前記金属板材をパンチで延伸する絞り（Ｄｒａｗｉｎｇ）工程で成形することができる。具体的には、前記金属板材をダイに載置し、ストリッパが金属板材を固定した後、パンチで延伸することで、絞り成形を行うことができる。このように製造された板バネ１５３は、図１１に図示されているように、最上端である一側部１５３０が外側に突出したキャップ（Ｃａｐ）形状を有しており、内部にシート１５２が挿入される挿入空間が形成される。板バネ１５３の一側部１５３０は、図１１に図示されているように、キャップ形状において天井を意味し得る。ただし、これに制限されず、板バネ１５３の一側部１５３０は、様々な部分を含んでもよい。
【００８３】
板バネ１５３は、パウチの内部圧力によって、前記シート１５２に形成された通路１５４を開閉する。このために、板バネ１５３の一側部１５３０には、ガス排気孔１５３３が打ち抜かれていることが好ましい。この際、板バネ１５３の一側部１５３０は、中心に形成された中心部１５３１と、前記中心部１５３１から外側方向に延びて形成された周辺部１５３２とを含む。また、一側部１５３０のうち、中心部１５３１は、下面がボール１５５と接触して、シート１５２に形成された通路１５４を閉鎖するため、前記中心部１５３１にはガス排気孔１５３３が打ち抜かれていない。したがって、前記ガス排気孔１５３３は、板バネ１５３の一側部１５３０のうち、周辺部１５３２に打ち抜かれていることが好ましい。
【００８４】
板バネ１５３が製造されると、図１１に図示されているように、シート１５２およびボール１５５を挿入空間に挿入する。これにより、板バネ１５３が、シート１５２およびボール１５５の周辺を囲む。シート１５２およびボール１５５が挿入空間に挿入されるときに、前記通路１５４の出口１５４１側が板バネ１５３の前記一側部１５３０に向かうことが好ましい。これにより、パウチの内部圧力が特定の圧力よりも小さい場合には、シート１５２に形成された通路１５４の出口１５４１側で、板バネ１５３の一側部１５３０がボール１５５を内側に押し出すことで、前記通路１５４を閉鎖することができる。
【００８５】
一方、上述のように、板バネ１５３の一側部１５３０のうち、周辺部１５３２にガス排気孔１５３３が形成され得る。したがって、パウチの内部のガスが、板バネ１５３の一側部１５３０を外側に押し出すと、通路１５４が開放され、前記ガスは、通路１５４の出口１５４１に流出される。この際、流出された前記ガスは、ガス排気孔１５３３を介して外部に排出されなければならない。したがって、シート１５２は、前記通路１５４の出口１５４１側面の外周縁が面取り（Ｃｈａｍｆｅｒｉｎｇ）またはフィレット（Ｆｉｌｌｅｔｉｎｇ）され得る。これにより、前記ガスをガス排気孔１５３３に誘導することができ、また、板バネ１５３の一側部１５３０が外側に押されて板バネ１５３の一側部１５３０の周辺部１５３２が内側に移動可能な空間が設けられる。
【００８６】
図１２は本発明の一実施形態による板バネ１５３の他側端部１５３４を、シート１５２側に向かって折り曲げた様子を示す概略図である。
【００８７】
板バネ１５３は、シート１５２に強固に固定されることが好ましい。したがって、パウチの内部のガスが、ボール１５５を介して板バネ１５３の一側部１５３０を外側に押し出すと、前記板バネ１５３は、前記一側部１５３０が外側に移動する。この際、板バネ１５３が全体的に摺動するのではなく、前記板バネ１５３の一側部１５３０のみが変形されて移動する。仮に、板バネ１５３が摺動すると、板バネ１５３がベンティング装置１５から離脱する可能性があるためである。特に、前記一側部１５３０の中心部１５３１のみが外側に押し出され、一側部１５３０の周辺部１５３２は、内側に移動することができる。したがって、パウチの内部のガスが、前記通路１５４を介して外部に排出され得る。
【００８８】
したがって、本発明の一実施形態によると、シート１５２およびボール１５５が挿入空間に挿入された後、板バネ１５３の他側端部１５３４を、図１０に図示されているように、シート１５２に向かって折り曲げる。これにより、パウチの内部のガスが、板バネ１５３の一側部１５３０を外側に押し出しても、シート１５２から取り外（分離）されることを防止し、板バネ１５３がベンティング装置１５から離脱することなく固定され得る。
【００８９】
図１３は本発明の一実施形態によるハウジング１５１に板バネ１５３およびシート１５２が挿入され、製造が完了したベンティング装置１５の様子を示す概略図であり、図１４は本発明の一実施形態によるベンティング装置１５が動作する様子を示す動作図である。
【００９０】
シート１５２が挿入された板バネ１５３を、図１３に図示されているように、ハウジング１５１に挿入する。これにより、本発明の一実施形態によるベンティング装置１５の製造が完了する。この際、前記ハウジング１５１が、上部ハウジング１５１１と、下部ハウジング１５１２とを含む場合、板バネ１５３およびシート１５２は、上部ハウジング１５１１の内部に含まれることが好ましい。また、図１３に図示されているように、板バネ１５３の一側部１５３０は、上部ハウジング１５１１の開放端１５１３に向かうことが好ましい。したがって、前記一側部１５３０に形成されたガス排気孔１５３３を介して、ガスが外部に排出され得る。また、上述のように、板バネ１５３は、全体的に摺動するのではなく、固定された状態で、一側部１５３０のみが変形される。したがって、板バネ１５３の外周面とハウジング１５１の内周面との間に摩擦力が大きく作用するために、板バネ１５３がハウジング１５１に挿入されるときに、板バネ１５３とハウジング１５１との隙間を最小化することが好ましい。ただし、これに制限されず、前記摩擦力をより上昇させるために、板バネ１５３の外周面またはハウジング１５１の内周面の表面粗さを増加させることで摩擦係数を増加させることができる。さらには、板バネ１５３とハウジング１５１との間に別の接着剤が塗布されるか、板バネ１５３とハウジング１５１のいずれか一つには突起が突出し、他の一つには溝が形成されて結合されるなど、様々な方法で板バネ１５３をハウジング１５１に固定することができる。
【００９１】
このように製造されたベンティング装置１５は、パウチのシール部１３４に挿入され、ともにシールされる。また、パウチの内部にガスが発生して圧力が増加すると、前記ガスを外部に排出する。すなわち、上述のように、パウチの内部にガスが発生し、パウチの内部圧力が徐々に増加して特定の圧力を超えると、図１４に図示されているように、前記ガスが、ボール１５５を外側に押し出す。また、ボール１５５が押し出されることで、板バネ１５３の一側部１５３０も外側に押し出され、板バネ１５３は、通路１５４の出口１５４１を開放する。この際、上述のように、板バネ１５３は、前記シート１５２に対して摺動しないことが好ましい。
【００９２】
パウチの内部のガスが外部に十分に排出されると、パウチの内部圧力がまた減少し、板バネ１５３を押し出すガスの圧力が減少する。しかし、板バネ１５３は、金属で製造され弾性を有する。したがって、パウチの内部圧力が、特定の圧力よりも小さくなると、板バネ１５３は、弾性力によって元の位置に戻る。また、かかる板バネ１５３の弾性力が、シート１５２に形成された通路１５４の出口１５４１側から、ボール１５５を内側に押し出し、ボール１５５は、シート１５２の一面１５２１に形成されたポリマー層１５２３に密着し、前記通路１５４を閉鎖する。
【００９３】
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は、本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更することなく、他の具体的な形態で実施され得るということを理解することができる。したがって、以上で記述した実施形態は、すべての面において例示的であって、限定的ではないと理解すべきである。本発明の範囲は、前記詳細な説明よりは後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味および範囲、また、その均等概念から導き出される様々な実施形態が本発明の範囲に含まれると解釈すべきである。
【符号の説明】
【００９４】
１  二次電池
１０  電極組立体
１１  電極タブ
１２  電極リード
１３  電池ケース
１４  絶縁部
１５  ベンティング装置
１１１  正極タブ
１１２  負極タブ
１２１  正極リード
１２２  負極リード
１３１  上部パウチ
１３２  下部パウチ
１３３  カップ部
１３４  シール部
１３５  パウチフィルム
１５１  ハウジング
１５２  シート
１５３  板バネ
１５４  通路
１５５  ボール
１３３１  収容空間
１３５１  ガスバリアー層
１３５２  表面保護層
１３５３  シーラント層
１５１１  上部ハウジング
１５１２  下部ハウジング
１５１３  開放端
１５２１  一面
１５２２  表面処理層
１５２３  ポリマー層
１５３０  一側部
１５３１  中心部
１５３２  周辺部
１５３３  ガス排気孔
１５３４  他側端部
１５４１  出口
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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