JP2011258561A - 二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】過充電などでケース内部の圧力が高くなると、電極を電気的に短絡させて電池を保護する二次電池を提供すること。
【解決手段】開口部を有するハウジングと、上記ハウジングの内部空間に形成された電極組立体と、第１プレートと、該第１プレートに近接して形成された第２プレートとを有する短絡回路メンバーとを備える電池が提供される。上記第１プレートは、反転部１６１ａ及び縁部１６１ｂを備える。上記反転部は、上記ハウジングの内部空間に向けて突出する。上記縁部は、上記開口部の周辺に固定された固定部と、上記内部空間と対向する上記縁部の面に形成される溝であって、当該溝の少なくとも１つは上記開口の周辺に重なる、上記溝とを備える。
【選択図】図３Ｂ

Description

本発明は、二次電池に関する。

二次電池（Ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅ ｂａｔｔｅｒｙ）は、充電が不可能な一次電池とは異なり、充電及び放電が可能な電池である。二次電池は、１つの電池セルがパック状に包装された低容量電池である場合、携帯電話及びビデオカメラのような携帯が可能な小型電子機器に用いられる。また、二次電池は、電池パックが数十個接続した電池パック単位の大容量電池である場合、ハイブリッド自動車などのモータ駆動用電源として広く用いられている。

二次電池は、様々な形状で製造されているが、代表的な形状には、円筒形、角形がある。二次電池では、陽極板と陰極板との間に絶縁体であるセパレーター（Ｓｅｐａｒａｔｏｒ）を介在して形成された電極組立体と電解液とが、ケースの中に設置され、電極端子が形成されたキャップ組立体が、ケースに設置される。

一方、二次電池は、過充電などにより過度な熱が発生したり電解液が分解されたりすると、内部圧力が上昇して壊れてしまう可能性がある。そのため、内部圧力により壊れるリスクを低減できる構造の二次電池が求められている。

大韓民国特許出願公開第２００２−００２１８８８ 大韓民国特許出願公開第２０００−０００９６９８ 大韓民国特許出願公開第２００９−００３０１６２ 大韓民国特許出願公開第２０１０−０００７０４９

本発明は、過充電などでケース内部の圧力が高くなると、電極を電気的に短絡させて電池を保護する二次電池を提供する。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、開口部を有するハウジングと、上記ハウジングの内部空間に形成された電極組立体と、第１プレートと、該第１プレートに近接して形成された第２プレートとを有する短絡回路メンバーと、を備える電池が提供される。上記第１プレートは、反転部及び縁部を備える。上記反転部は、上記ハウジングの内部空間に向けて突出する。上記縁部は、上記開口部の周辺に固定された固定部と、上記内部空間と対向する上記縁部の面に形成される溝であって、当該溝の少なくとも１つは上記開口の周辺に重なる、上記溝とを備える。

また、上記固定部は溶接部であってもよい。

また、上記溝は四角形であってもよい。

また、上記溝の幅は、当該溝のより深い位置に向かうにつれて狭くなってもよい。

また、上記溝は、三角形又は台形であってもよい。

また、上記溝は、上記固定部と水平に離隔さてもよい。

また、上記溝は、上記固定部と近接してもよい。

また、上記溝は、上記固定部に重ならなくてもよい。

また、上記溝は、上記開口の周辺に重なってもよい。

また、上記溝は、上記縁部の内部領域と上記縁部の外部領域により区画され、上記縁部の内部領域は、上記反転部と上記縁部の外部領域との間に形成され、上記縁部の外部領域は、上記溝と上記固定部との間に形成され、上記縁部の内部領域は、上記ハウジングと接してもよい。

また、上記開口部の周辺は、段差を有し、上記縁部は、上記段差に重なってもよい。

また、上記溝の水平的範囲は、上記段差に完全に重なってもよい。

また、上記溝は、上記縁部の内部領域と上記縁部の外部領域により区画され、上記縁部の内部領域は、上記反転部と上記縁部の外部領域との間に形成され、上記縁部の内部領域は、上記段差と接してもよい。

また、上記ハウジングは、ケースとキャップ組立体とを備え、上記開口部は、上記キャップ組立体内に位置し、上記第１プレートは、上記キャップ組立体に固定されてもよい。

また、上記電池は、第１端子及び第２端子を備え、上記第２プレートは、上記第１端子に電気的に接続され、上記第１プレートは、上記第２端子に電気的に接続され、
上記反転部は、上記ハウジングの内部空間が予め設定された圧力に到達したときに反転され、上記反転部が反転したときに上記第２プレートと電気的に接続してもよい。

また、上記第１端子及び上記第２端子は、反対極性の充電端子であり、上記反転部が反転したときに上記第２プレートと上記反転部との間で電気的接触により短絡されてもよい。

また、上記反転部と上記第２プレートのうち、少なくとも一方は、他方に向けて延びた突起を有し、上記突起は、上記反転部と第２プレートとの間に電気的な接触を形成してもよい。

また、上記第２プレートは、上記反転部の上部にホールを備え、上記ホールは、上記反転部と第２プレートとの間で電気的な接触の領域を増加させてもよい。

また、上記反転部は、上記ハウジングの内部空間が予め設定された圧力に到達したときに反転され、上記第１プレートは、上記ハウジング内の開口を密封し、上記密封は、上記反転部が上記予め設定された圧力により反転されても維持し、上記電池は、上記ハウジング内部の圧力が少なくとも予め設定された圧力分だけ大きな圧力に到達したときにハウジングの内部から圧力を爆発させる曲板をさらに備えてもよい。これにより、反転動作の後に密封状態を維持できる。

本発明の別の観点によれば、自動車に対して動力を提供する電源と、上記電源に電力を供給する少なくとも１つの電池と、を備える自動車用電池が提供される。上記電池は、開口部を有するハウジングと、上記ハウジングの内部空間に形成された電極組立体と、第１プレート及び上記第１プレートに近接した第２プレートを有する短絡回路メンバーと、を備える。上記第１プレートは、反転部及び縁部を備える。上記反転部は、上記ハウジングの内部空間に向けて突出する。上記縁部は、上記開口部の周辺に固定された固定部と、上記内部空間と対向する上記縁部の面に形成される溝であって、当該溝少なくとも１つは上記開口部の周辺に重なる、上記溝とを備える。

本発明に係る二次電池および自動車用電池によれば、過充電などでケース内部の圧力が高くなると電極を電気的に短絡させて電池を保護することが可能となる。

本発明の一実施の形態に係る二次電池の斜視図である。 図１のＡ−Ａ´に沿う断面図である。 図２のＢ部分の拡大図である。 図３ＡのＣ部分の拡大図である。 図２の短絡プレートが反転された状態を示した図である。 本発明の他の実施の形態に係る二次電池の短絡プレートを拡大して示した図である。 図４ＡのＤ部分拡大図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る二次電池の短絡プレートを拡大して示す図である。 図５ＡのＥ部分拡大図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る二次電池の短絡プレートを拡大して示す図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る二次電池の短絡プレートが反転された状態を示す図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る二次電池を含む自動車の概略島夷だ。

本発明が属する技術分野における通常の知識を有した者が容易に実施できる程度に、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明すれば、以下のとおりである。

以下、本発明の一実施の形態に係る二次電池の構成を説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る二次電池の斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ´線に沿う断面図である。図３Ａは、図２のＢ部分の拡大図である。図３Ｂは、図３ＡのＣ部分拡大図である。図３Ｃは、図２の短絡プレートが反転された状態を示す図である。

なお、以下で説明される短絡ホール１５１ｃは開口部の一例であり、第１電極端子１５２および第２電極端子１５３はそれぞれ第１端子および第２端子の一例であり、短絡部材１６０は短絡回路メンバーの一例であり、第１短絡プレート１６１および第２短絡プレート１６２はそれぞれ第１プレートおよび第２プレートの一例であり、ノッチ１６１ｄは溝の一例である。

図１〜図３Ｃに示すように、本発明の一実施の形態に係る二次電池１００は、電極組立体１１０、第１集電板１２０、第２集電板１３０、ケース１４０、キャップ組立体１５０、短絡部材１６０を備える。

上記電極組立体１１０は、薄い板型あるいは薄型に形成された第１電極板１１１、第２電極板１１２、上記第１電極板１１１と第２電極板１１２の間に位置したセパレーター１１３の積層体を巻き取るか、又は重なって形成する。ここで、上記第１電極板１１１は、陽極を形成でき、この場合、上記第２電極板１１２は、陰極を形成できる。

上記第１電極板１１１は、アルミニウムのような金属フォイルから形成された第１電極集電体に遷移金属酸化物などの第１電極活物質を塗布することによって形成され、上記第１活物質の塗布されない領域である第１電極無地部１１１ａを備える。上記第１電極無地部１１１ａは、上記第１電極板１１１と外部との間の電流が流れる通路を提供する。ただし、上記第１電極板１１１の材質を限定するものではない。

上記第２電極板１１２は、ニッケル又は銅のような金属フォイルから形成された第２電極集電体に黒鉛又は炭素などの第２電極活物質を塗布することによって形成され、第２活物質が塗布されない領域である第２電極無地部１１２ａを備える。上記第２電極無地部１１２ａは、第２電極板１１２と、第２電極板外部との間の電流流れの通路となる。ただし、上記第２電極板１１２の材質を限定するものではない。

また、当然のことながら、上記第１電極板１１１及び第２電極板１１２は、互いに極性を交換して配置されてもよい。

上記セパレーター１１３は、第１電極板１１１と第２電極板１１２間とのに位置して電気的短絡を防止し、リチウムイオンの移動を可能にする。上記セパレーター１１３は、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリエチレンとポリプロピレンとの複合フィルムからなることができる。ただし、上記セパレーター１３の材質を限定するものではない。

上記第１集電板１２０は、アルミニウムなどの導電性材質から形成され、上記電極組立体１１０の一側端部に突出した上記第１電極無地部１１１ａと接触されることによって、上記第１電極板１１１と電気的に接続される。

上記第１集電板１２０は、結合部１２１、折り曲げ部１２２を備えて構成されることができる。

上記結合部１２１は、プレート状に備えられて、上記第１電極無地部１１１ａと接する。上記結合部１２１は、上記第１電極無地部１１１ａと電気的に接続されて、上記第１電極無地部１１１ａが外部と接続される電気的経路を提供する。

上記折り曲げ部１２２は、上記結合部１２１から略９０度折り曲げられたプレート状からなり、上記電極組立体１１０の上部とキャップ組立体１５０との間に設けられる。上記折り曲げ部１２２は、内部に端子ホール１２２ａを具備する。上記端子ホール１２２ａは、折り曲げ部１２２の一側に形成され、折り曲げ部１２２において、上記キャップ組立体１５０の第１電極端子１５２が挟まれて結合される空間を提供する。

上記第２集電板１３０は、ニッケルなどの導電性材質から形成され、電極組立体１１０の他方端部に突出した第２電極無地部１１２ａと接触されることによって、第２電極板１１２と電気的に接続される。上記第２集電板１３０は、結合部１３１、折り曲げ部１３２を備える。また、上記折り曲げ部１３２には、上記第２電極端子１５３が結合されるための端子ホール１３２ａが形成される。

上記第２集電板１３０の結合部１３１、折り曲げ部１３２及び端子ホール１３２ａは、上記第１集電板１２０の結合部１２１、折り曲げ部１２３及び端子ホール１２２ａと同じ形状からなり、同じ機能を果たすので、重複した説明は省略することにする。

上記ケース１４０は、アルミニウム、アルミニウム合金又はニッケルのメッキされたスチールのような導電性金属から形成され、上記電極組立体１１０、第１集電板１２０及び第２集電板１３０が挿入固着されうる開口部が形成された略六面体形状からなる。図２では、上記ケース１４０とキャップ組立体１５０とが結合された状態で示されているので、開口部が示されなかったが、上記キャップ組立体１５０の上部周り部分が実質的に開放された部分である。一方、上記ケース１４０の内面は、絶縁処理されて、上記電極組立体１１０、第１集電板１２０、第２集電板１３０及びキャップ組立体１５０と絶縁される。また、上記ケース１４０は、１つの極性、例えば陽極として作用できる。

上記キャップ組立体１５０は、上記ケース１４０に結合される。上記キャップ組立体１５０は、具体的にキャッププレート１５１、第１電極端子１５２、第２電極端子１５３、ガスケット１５４、ナット１５５を備えて構成されることができる。また、上記キャップ組立体１５０は、栓１５６、曲板１５７、接続板１５８、上部絶縁部材１５９ａ及び下部絶縁部材１５９ｂを備えることができる。

上記キャッププレート１５１は、上記ケース１４０の開口を密封し、ケース４０と同じ材質から形成されることができる。上記キャッププレート１５１は、電解液注入口１５１ａ、ベントホール１５１ｂ及び短絡ホール１５１ｃを有することができる。

上記第１電極端子１５２は、上記キャッププレート１５１の一側を貫通して上記第１集電板１２０と電気的に接続される。上記第１電極端子１５２は、柱型に形成されることができ、上記キャッププレート１５１の上部に露出した上部柱の外周縁には、ネジ山が形成される。上記キャッププレート１５１の下部に位置する下部柱には、上記第１電極端子１５２がキャッププレート１５１から抜けないようにプランジ１５２ａが形成され、上記第１電極端子１５２の中で上記プランジ１５２ａの下部に位置する一部は、上記第１集電板１２０の端子ホール１２２ａに挟まれる。ここで、上記第１電極端子１５２は、上記キャッププレート１５１と電気的に接続されることができる。

上記第２電極端子１５３は、上記キャッププレート１５１の他方を貫通して上記第２集電板１３０と電気的に接続される。上記第２電極端子１５３は、上記第１電極端子１５２と同じ形状を有するので、重複した説明は省略する。ただし、上記第２電極端子１５３は、キャッププレート１５１と絶縁される。

上記ガスケット１５４は、上記第１電極端子１５２及び第２電極端子１５３のそれぞれとキャッププレート１５１との間に絶縁性材質から形成される。上記ガスケット１５４は、上記第１電極端子１５２及び第２電極端子１５３のそれぞれとキャッププレート１５１との間の空間を密封させる。上記ガスケット１５４は、外部の水分が二次電池１００の内部に侵入できないようにし、また二次電池１００の内部に収容された電解液が外部に流出しないようにする。

上記ナット１５５は、第１電極端子１５２及び第２電極端子１５３のそれぞれに形成されたネジ山に沿って締結されて、第１電極端子１５２及び第２電極端子１５３のそれぞれをキャッププレート１５１に固定させる。

上記栓１５６は、上記キャッププレート１５１の電解液注入口１５１ａを密封する。また、上記曲板１５７は、上記キャッププレート１５１のベントホール１５１ｂに設けられ、設定された圧力で開放されうるように形成されたノッチ１５７ａを備える。

上記接続板１５８は、上記第１電極端子１５２とキャッププレート１５１との間に上記第１電極端子１５２が挟まれるように形成され、上記ナット１５５を介して上記キャッププレート１５１とガスケット１５４とに密着される。上記接続板１５８は、上記第１電極端子１５２とキャッププレート１５１とを電気的に接続する。

上記上部絶縁部材１５９ａは、上記第２電極端子１５３とキャッププレート１５１との間に上記第２電極端子１５３が挟まれるように形成され、上記キャッププレート１５１とガスケット１５４とに密着される。上記上部絶縁部材１５９ａは、上記第２電極端子１５３とキャッププレート１５１とを絶縁させる。

上記下部絶縁部材１５９ｂは、第１集電板１２０と第２集電板１３０のそれぞれと上記キャッププレート１５１との間に形成され、短絡が発生するのを防止する。

上記短絡部材１６０は、上記キャップ組立体１５０の上部に設置される。上記短絡部材１６０は、過充電などによって本発明の一実施の形態に係る二次電池１００の内部圧力が基準圧力より大きい場合、短絡を誘導して充電電流の流れを遮断するようにする。このために、上記短絡部材１６０は、導電性材質の第１短絡プレート１６１と第２短絡プレート１６２とを備えてなる。

上記第１短絡プレート１６１は、上記キャッププレート１５１の短絡ホール１５１ｃを覆いながら形成される。上記第１短絡プレート１６１は、上記キャッププレート１５１と電気的に接続される。また、上記第１短絡プレート１６１は、本発明の一実施の形態に係る二次電池１００の内部圧力が基準圧力より大きくなる場合、上に膨らんだ形状に反転されて、上記第２短絡プレート１６２と接続されることができる。ここで、上記第１短絡プレート１６１は、アルミニウム材質から形成されることができるが、本発明の内容を限定するものではない。

上記第１短絡プレート１６１は、下に膨らんで形成された反転部１６１ａと上記短絡ホール１５１ｃのエッジに固定された縁部１６１ｂとを備える反転プレートからなる。

上記反転部１６１ａは、上記ケース１４０の内部に向けて凸（ｃｏｎｖｅｘ）状からなる。上記反転部１６１ａは、上記キャッププレート１５１の短絡ホール１５１ｃを取り囲む形状に備えられて、上記短絡ホール１５１ｃを密閉する。上記反転部１６１ａは、一定程度の弾性を具備して、上記ケース１４０内部の圧力が予め設定された基準圧力より大きい場合に反転される。上記反転部１６１ａは、正常状態時に上記キャッププレート１５１と電気的に接続されており、上記第２短絡プレート１６２とは、電気的に絶縁された状態を維持する。しかしながら、上記反転部１６１ａが反転された場合、上記反転部１６１ａの上部領域が上記第２短絡プレート１６２と接するようになって、上記キャッププレート１５１と第２短絡プレート１６２とを相互間に電気的に接続させる。そして、上記キャッププレート１５１は、上記陽極端子１５２に接続されており、上記第２短絡プレート１６２は、上記陰極端子１５３に接続されているので、上記反転部１６１ａが反転されると、上記陽極端子１５２と陰極端子１５３とが電気的に短絡された状態となる。したがって、上記陽極端子１５２及び陰極端子１５２を介して充電される動作が停止し、上記ケース１４０内の圧力が増加されることが停止するために、本発明の一実施の形態に係る二次電池１００が保護されうる。

上記縁部１６１ｂは、上記反転部１６１ａの縁に形成される。上記縁部１６１ｂは、上記反転部１６１ａを上記キャッププレート１５１に固定させる。したがって、上記縁部１６１ｂは、上記反転部１６１ａが安定して反転されうるように支持する。

上記縁部１６１ｂは、上記キャッププレート１５１と接する側面境界に溶接部１６１ｃを具備する。上記溶接部１６１ｃは、パルス溶接（ｐｕｌｓｅ ｗｅｌｄ）を利用して形成されることができ、パルス溶接より強度の高い連続溶接（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗｅｌｄ）を利用して形成されることもできる。上記溶接部１６１ｃを形成する溶接工程は、上記キャッププレート１５１と縁部１６１ｂとが側面境界の上部から行われる。したがって、上記溶接部１６１ｃは、上部の幅は、相対的に広く、下部へ行くほど幅が相対的に狭くなる形状から構成される。一例に、上記溶接部１６１ｃは、逆三角形の形状からなることができる。

一方、上記縁部１６１ｂは、上記キャッププレート１５１と当接する下面にノッチ１６１ｄを具備する。上記ノッチ１６１ｄは、断面が長方形をなすように、上記縁部１６１ｂの内部に形成される。上記ノッチ１６１ｄは、上記縁部１６１ｂの下面が上記キャッププレート１５１と接する面積を減らす。したがって、上記縁部１６１ｂは、上記反転部１６１ａの反転動作時に上記反転部１６１ａに流動性を提供する。したがって、上記反転部１６１ａが望む内圧で容易に反転動作を行うようにして、本発明の一実施の形態に係る二次電池１００の信頼性を高めることができる。

また、上記ノッチ１６１ｄは、上記溶接部１６１ｃの形成された領域からずれるように形成される。すなわち、上記溶接部１６１ｃは、上記縁部１６１ｂの側面に位置した境界で上部の幅が広く下部の幅が狭く形成される反面、上記ノッチ１６１ｄは、上記縁部１６１ｂの下面から内部に向かうように形成される。したがって、上記ノッチ１６１ｄは、上記溶接部１６１ｃと垂直位置及び水平位置からずれるように形成される。したがって、上記ノッチ１６１ｄは、上記溶接部１６１ｃの形成のための溶接工程時に、上記溶接による位置制約を受けない。また、上記反転部１６１ａの反転動作時、上記ノッチ１６１ｄが流動するにおいても、上記ノッチ１６１ｄは、上記溶接部１６１ｂによる干渉を受けない。したがって、上記ノッチ１６１ｄは、上記溶接部１６１ｂと独立して上記反転部１６１ａに流動性を提供できる。

上記第２短絡プレート１６２は、上記キャッププレート１５１から離隔された外側で第２電極端子１５３が挟まれるように形成され、短絡ホール１５１ｃの上部を覆うように延びる。上記第２短絡プレート１６２は、上記第２電極端子１５３と電気的に接続される。ここで、上記第２短絡プレート１６２は、平らな上面と下面とを有し、銅材から形成されることができるが、これに本発明を限定するものではない。

上記のようにして、本発明の一実施の形態に係る二次電池１００は、第１短絡プレート１６１の縁部１６１ｂが上記キャッププレート１５１と当接する下面にノッチ１６１ｄを具備し、上記ノッチ１６１ｄを溶接部１６１ｃと離隔して形成することによって、反転部１６１ａの反転動作時に流動性を提供して、望む内圧で容易に反転動作を行うようにすることができる。

以下、本発明の他の実施の形態に係る二次電池の構成を説明する。

図４Ａは、本発明の他の実施の形態に係る二次電池の短絡プレートを拡大して示す図である。図４Ｂは、図４ＡのＤ部分拡大図である。前の実施の形態と同じ構成及び動作を有する部分に対しては、同じ図面符号を付し、以下では、差異を中心に説明する。
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、本発明の他の実施の形態に係る二次電池は、短絡部材２６０を備えて形成される。また、本発明の他の実施の形態に係る二次電池は、電極組立体、第１集電板、第２集電板、ケース、キャップ組立体の構成を含んでなることができるが、前の実施の形態と同一なので、上記構成の詳細な説明は省略する。

上記短絡部材２６０は、上記キャップ組立体１５０の上部に設けられる。上記短絡部材２６０は、本発明の他の実施の形態に係る二次電池２００の内部圧力が基準圧力より大きい場合、短絡を誘導する。上記短絡部材２６０は、第１短絡プレート２６１と第２短絡プレート１６２とを備えてなる。ここで、上記第２短絡プレート１６２は、前の実施の形態と同一である。

上記第１短絡プレート２６１は、反転部２６１ａと縁部２６１ｂとを備え、上記反転部２６１ａは、前の実施の形態の上記反転部１６１ａと構成及び動作が同一である。

上記縁部２６１ｂは、上記キャッププレート１５１と接する側面境界に溶接部２６１ｃを具備する。また、上記縁部２６１ｂは、上記キャッププレート１５１と接する下面にノッチ２６１ｄを具備する。

上記ノッチ２６１ｄは、断面が台形をなすように上記縁部２６１ｂの内部に形成される。上記ノッチ２６１ｄを構成する台形は、上記縁部２６１ｃの下面に位置する底辺の長さは相対的に長く、上記縁部２６１ｃの内部に位置する上辺の長さは相対的に短くなるように形成される。反面、上記溶接部２６１ｃは、上記縁部２６１ｂの上部では、相対的に広く形成され、内部に向かうほど相対的に狭く形成される。したがって、上記ノッチ２６１ｄは、上記溶接部２６１ｃと当接しないように交差して形成されることができる。また、上記ノッチ２６１ｄの大きさを上記溶接部２６１ｃに関わらずに所望の大きさに調節することが可能である。その上、上記ノッチ２６１ｄの底辺を伸ばすことによって、上記反転部２６１ａの反転時により多い流動性を提供できる。

以下、本発明の他の実施の形態に係る二次電池の構成を説明する。

図５Ａは、本発明のさらに他の実施の形態に係る二次電池の短絡プレートを拡大して示す図である。図５Ｂは、図５ＡのＥ部分拡大図である。

図５Ａ及び図５Ｂに示すように、本発明のさらに他の実施の形態に係る二次電池は、短絡部材３６０を含んで形成される。また、本発明のさらに他の実施の形態に係る二次電池は、電極組立体、第１集電板、第２集電板、ケース、キャップ組立体の構成を含んでなることができるが、前の実施の形態と同一なので、上記構成の詳細な説明は省略する。

上記短絡部材３６０は、第１短絡プレート３６１と第２短絡プレート１６２とを備えてなる。ここで、上記第２短絡プレート１６２は、前の実施の形態と同一である。

上記第１短絡プレート３６１は、反転部３６１ａと縁部３６１ｂとを備え、上記反転部３６１ａは、前の実施の形態の上記反転部１６１ａと構成及び動作が同一である。

上記縁部３６１ｂは、上記キャッププレート１５１と接する側面境界に溶接部３６１ｃを具備する。また、上記縁部３６１ｂは、上記キャッププレート１５１と接する下面にノッチ３６１ｄを具備する。

上記ノッチ３６１ｄは、断面が三角形をなすように上記縁部３６１ｂの内部に形成される。上記ノッチ３６１ｄを構成する三角形は、上記縁部３６１ｂの下面に下辺が位置し、上記縁部３６１ｂの内部に頂点が形成されるように形成される。したがって、上記ノッチ３６１ｄは、上記溶接部３６１ｃと当接しないように交差して形成されることができ、上記溶接部３６１ｃに関わらず所望の大きさに調節できる。また、上記ノッチ３６１ｄの底辺を増やすことによって、上記反転部３６１ａの反転時により多い流動性を提供することができる。

以下、本発明のさらに他の実施の形態に係る二次電池の構成を説明する。

図６Ａは、本発明のさらに他の実施の形態に係る二次電池の短絡プレートを拡大して示す図である。図６Ｂは、本発明のさらに他の実施の形態に係る二次電池の短絡プレートが反転された状態を示す図である。

図６Ａ及び図６Ｂに示すように、本発明のさらに他の実施の形態に係る二次電池は、短絡部材４６０を備えて形成される。また、本発明のさらに他の実施の形態に係る二次電池は、電極組立体、第１集電板、第２集電板、ケース、キャップ組立体の構成を備えてなることができるが、前の実施の形態と同一なので、上記構成の詳細な説明は省略する。

上記短絡部材４６０は、第１短絡プレート１６１と第２短絡プレート４６２とを備えてなる。ここで、上記第１短絡プレート１６２は、前の実施の形態と同一である。

上記第２短絡プレート４６２は、上記第１短絡プレート１６１の反転部１６１ａに対応する領域にホール４６２ａと突起４６２ｂとを備えることができる。

上記ホール４６２ａは、上記第１短絡プレート１６１と第２短絡プレート４６２とが接触して短絡が発生する場合、電流の流れを一定にする。すなわち、上記第１短絡プレート１６１と第２短絡プレート４６２との接触領域で抵抗が大きく形成されるが、上記ホール４６２ａは、上記第１短絡プレート１６１の反転部１６１ａと第２短絡プレート４６２との間の接触面積を増加させることによって、接触領域での抵抗を減らすことができる。
上記突起４６２ｂは、第１短絡プレート１６１の反転部１６１ａと対向する面に形成され、上記ホール４６２ａの周辺から突出する。上記突起４６２ｂは、上記第１短絡プレート１６１と第２短絡プレート４６２との間の距離を減らす。したがって、上記第１短絡プレート１６１の反転部１６１ａが反転されると、上記第２短絡プレート４６２の突起４６２ｂに接触するようになる。したがって。上記突起４６２ｂは、上記第１短絡プレート１６１と第２短絡プレート４６２とをより強く接触させることができる。

図７は、本発明のさらに他の実施の形態に係る二次電池を含む自動車の概略図である。上記自動車７００は、乗客又は荷物／装備を輸送したり、人により操縦されたり、自動化されたり、ロボットなどの電気自動車又はハイブリッド自動車でありえ、例えば、プラグイン（ｐｌｕｇ−ｉｎ）電気自動車、モーターサイクル、自転車、スクーターなど、揮発類又はディーゼル電気ハイブリッド自動車、モーターサイクル、自転車、スクーターなどでありうる。上記電気自動車は、上記バッテリーから出力された電気的エネルギーにより電力供給される電気的なエンジンを使用することができる。上記電気自動車は、電力、例えば主電力及び／又は補助電力原を提供する本実施の形態に係る電池を１つ以上使用することができる。上記ハイブリッド自動車は、原動力を提供するために、２種類以上の電力原、例えば内部燃焼エンジン及び電気モータを使用することができる。さらに他の具現において、上記内部燃焼エンジンは、もっぱら電気を生成するために使用されることができる。さらに他の具現において、燃料電池、例えば水素電力燃料電池（ｈｙｄｒｏｇｅｎ−ｐｏｗｅｒｅｄｆｕｅｌ ｃｅｌｌ）が電気を生成するために使用されることができる。
多数の電池１００は、電気を生成したり及び／又は電力原から電気を受信するバッテリーパック７０１として理解されうる。二次電池１００又はその多数は、キャリア７０２に実装されることができ、ガスを放出し二次電池に対する空気流れを提供するために、ベント７０３を備えることができる。

上述したように、実施の形態は、ケース内部の圧力が高くなると、電極間電気的短絡を誘導して保護できる電池を提供する。上記二次電池は、シリンダー形態、三角柱形態などを含む多様な形態で製造されうる。上記二次電池は、一般に電解液と共に陽極プレートと陰極プレートとの間の絶縁として機能するセパレーターを備える電極組立体を収容し、電極端子を有するキャップ組立体をケースに結合して形成される。

例えば、過充電で高い熱が生成されたとき、又は電解液が分解されたとき、内部圧力は増加でき、潜在的に火事又は爆発が発生できる。上述のように、実施の形態は、改善された安全性を有する二次電池に関する。二次電池は、例えば制御されない内部圧力増加の回避問題に対して内部圧力を制御するか、又は喚起して充電動作を短絡させることによって設計されることができる。

上記電池は、電極組立体と、上記電極組立体を収容するケースと、上記ケースを密封し短絡ホールを有するキャッププレートを備えるキャップ組立体と、上記短絡ホールに設けられ、上記ケースに向けて屈曲されて形成された反転部と反転部の縁に形成されてキャッププレートと結合される縁部とを有する第１短絡プレートと、上記キャッププレートから離隔された上部に上記短絡ホールを覆うように設けられる第２短絡プレートとを備え、上記縁部は、上記キャッププレートと結合される下面にノッチを備えることができる。

上記溝は、四角形、台形又は三角形のような断面でありうる。上記溝は、上記キャッププレートに対する上記縁部に結合されるための溶接部から離隔されることができる。上記第２短絡プレートは、上記反転部に対応する領域にホールを有することができる。また、上記第２短絡プレートは、上記ホールの縁に沿って形成された突出部をさらに備え、上記反転部に向かうようにすることができる。上記反転部と第２短絡プレートとの間の接触に伴って、抵抗は、減ることができる。

以上は、本発明による二次電池を実施するための１つの実施の形態に過ぎず、本発明は、上記実施の形態に限定されずに、以下の特許請求の範囲において請求するように、本発明の要旨から逸脱せずに当該発明が属する分野における通常の知識を有したものであれば誰でも多様な変更実施が可能な範囲まで本発明の技術的精神があると言える。

１００ 二次電池
１１０ 電極組立体
１２０ 第１集電板
１３０ 第２集電板
１４０ ケース
１５０ キャップ組立体
１５１ｃ 短絡ホール
１５２ 第１電極端子
１５３ 第２電極端子
１５７ 曲板
１６０ 短絡部材
１６１ 第１短絡プレート
１６１ａ 反転部
１６１ｂ 縁部
１６１ｃ 溶接部
１６１ｄ ノッチ
１６２ 第２短絡プレート
４６２ａ ホール
４６２ｂ 突起

Claims (20)

1. 開口部を有するハウジングと、
   前記ハウジングの内部空間に形成された電極組立体と、
   第１プレートと、該第１プレートに近接して形成された第２プレートとを有する短絡回路メンバーと、
   を備え、
   前記第１プレートは、反転部及び縁部を備え、
   前記反転部は、前記ハウジングの内部空間に向けて突出し、
   前記縁部は、前記開口部の周辺に固定された固定部と、前記内部空間と対向する前記縁部の面に形成される溝であって、当該溝の少なくとも１つは前記開口の周辺に重なる、前記溝とを備える、
   電池。
2. 前記固定部は溶接部である、請求項１に記載の電池。
3. 前記溝は四角形である、請求項１に記載の電池。
4. 前記溝の幅は、当該溝のより深い位置に向かうにつれて狭くなる、請求項１に記載の電池。
5. 前記溝は、三角形又は台形である、請求項４に記載の電池。
6. 前記溝は、前記固定部と水平に離隔される、請求項１に記載の電池。
7. 前記溝は、前記固定部と近接する、請求項６に記載の電池。
8. 前記溝は、前記固定部に重ならない、請求項６に記載の電池。
9. 前記溝は、前記開口の周辺に重なる、請求項６に記載の電池。
10. 前記溝は、前記縁部の内部領域と前記縁部の外部領域により区画され、
    前記縁部の内部領域は、前記反転部と前記縁部の外部領域との間に形成され、
    前記縁部の外部領域は、前記溝と前記固定部との間に形成され、
    前記縁部の内部領域は、前記ハウジングと接する、
    請求項９に記載の電池。
11. 前記開口部の周辺は、段差を有し、前記縁部は、前記段差に重なる、請求項１に記載の電池。
12. 前記溝の水平的範囲は、前記段差に完全に重なる、請求項１１に記載の電池。
13. 前記溝は、前記縁部の内部領域と前記縁部の外部領域により区画され、
    前記縁部の内部領域は、前記反転部と前記縁部の外部領域との間に形成され、
    前記縁部の内部領域は、前記段差と接する、
    請求項１１に記載の電池。
14. 前記ハウジングは、ケースとキャップ組立体とを備え、
    前記開口部は、前記キャップ組立体内に位置し、
    前記第１プレートは、前記キャップ組立体に固定された、
    請求項１に記載の電池。
15. 前記電池は、第１端子及び第２端子を備え、
    前記第２プレートは、前記第１端子に電気的に接続され、
    前記第１プレートは、前記第２端子に電気的に接続され、
    前記反転部は、前記ハウジングの内部空間が予め設定された圧力に到達したときに反転され、前記反転部が反転したときに前記第２プレートと電気的に接続する、
    請求項１２に記載の電池。
16. 前記第１端子及び前記第２端子は、反対極性の充電端子であり、前記反転部が反転したときに前記第２プレートと前記反転部との間で電気的接触により短絡される、
    請求項１５に記載の電池。
17. 前記反転部と前記第２プレートのうち、少なくとも一方は、他方に向けて延びた突起を有し、
    前記突起は、前記反転部と第２プレートとの間に電気的な接触を形成する、
    請求項１５に記載の電池。
18. 前記第２プレートは、前記反転部の上部にホールを備え、
    前記ホールは、前記反転部と第２プレートとの間で電気的な接触の領域を増加させる、
    請求項１５に記載の電池。
19. 前記反転部は、前記ハウジングの内部空間が予め設定された圧力に到達したときに反転され、
    前記第１プレートは、前記ハウジング内の開口を密封し、前記密封は、前記反転部が前記予め設定された圧力により反転されても維持し、
    前記電池は、前記ハウジング内部の圧力が少なくとも予め設定された圧力分だけ大きな圧力に到達したときにハウジングの内部から圧力を爆発させる曲板をさらに備える、
    請求項１に記載の電池。
20. 自動車に対して動力を提供する電源と、
    前記電源に電力を供給する少なくとも１つの電池と、
    を備え、
    前記電池は、
    開口部を有するハウジングと、
    前記ハウジングの内部空間に形成された電極組立体と、
    第１プレート及び前記第１プレートに近接した第２プレートを有する短絡回路メンバーと、
    を備え、
    前記第１プレートは、反転部及び縁部を備え、
    前記反転部は、前記ハウジングの内部空間に向けて突出し、
    前記縁部は、前記開口部の周辺に固定された固定部と、前記内部空間と対向する前記縁部の面に形成される溝であって、当該溝少なくとも１つは前記開口部の周辺に重なる、前記溝とを備える、
    自動車用電池。
    

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