JP2023511884A - ボタン型二次電池 - Google Patents
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Abstract
本発明は、ボタン型二次電池であって、上側が開口された形状を有し、内部に電極組立体および電解液が搭載されるカップと、前記カップの開口された上側を閉鎖するように前記カップの上端に結合され、貫通孔が形成されたトッププレートと、前記貫通孔に挿入可能な直径を有する突起部および前記貫通孔よりもさらに大きい直径を有する係止部を含み、前記係止部がカップの外側またはカップの内側に位置するように前記トッププレートの貫通孔に前記突起部が挿入される正極端子と、前記正極端子の突起部が貫通孔に挿入される際に、前記突起部および係止部が前記トッププレートと当接することになる位置での絶縁のために挿入されるガスケットと、を含み、前記ガスケットは、前記正極端子と前記トッププレートを接着させることを特徴とする。上記のような技術的特徴を有する本発明は、正極端子とトッププレートとの間を密閉させるガスケットが前記正極端子とトッププレートを接着させるため、正極端子のリベッティングまたはそれと類似した結合構造が削除されることで、二次電池の全体厚さがさらに薄くなることができる。
Description
本出願は、２０２０年３月１１日付けの韓国特許出願第１０－２０２０－００３０３１３号および２０２１年２月１９日付けの韓国特許出願第１０－２０２１－００２２８６２号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は、本明細書の一部として組み込まれる。
本発明は、ボタン型二次電池に関し、より詳しくは、厚さをさらに薄く形成できるように正極端子とトッププレートとの間の締結構造を改善したボタン型二次電池に関する。
通常、コイン型電池、釦型電池ともいわれるボタン型電池は、薄い釦またはボタンの形状を有し、リモコン、時計、おもちゃ、コンピュータ部品などの種々の機器に広く用いられている。
かかるボタン型電池は、主に再充電が不可能な一次電池として製造されたが、近年、小型化機器の開発に合わせて、充放電可能な二次電池としても広く製造されている。そして、ボタン型二次電池も、円筒型またはパウチ型二次電池のように、ケース内に電極組立体および電解液が内蔵され、繰り返し充放電可能な構造を有する。
前記ボタン型電池は、下部缶に電極組立体が搭載されると、前記下部缶の上に上部缶が圧入締結される方式もあったが、内部空間を最大化させ、圧入に応じた変形を防止するために、カップの上にトッププレートがシーム溶接（Ｓｅａｍ ｗｅｌｄｉｎｇ）により接合される構造に製造されたりもする。
図１は、従来のボタン型二次電池の断面の様子を示した断面図である。図示されたように、シーム溶接方式のボタン型二次電池は、シャーレ（Ｓｃｈａｌｅ）形状と類似した平たい円筒形状を有するが、上側が開口されたカップ２と、前記カップ２の開口された上側を閉鎖するようにレーザまたは他方式の溶接により締結されるトッププレート３と、を含んで構成される。
前記カップ２には、正極、セパレータ、負極が積層されたゼリーロール（Ｊ／Ｒ：Ｊｅｌｌｙ Ｒｏｌｌ）タイプの電極組立体１および電解液が搭載される。この際、前記電極組立体１は、負極から突出した負極タブ（図示せず）が前記カップ２の底面に電気的に連結され、前記正極から突出した正極タブ１ａが正極端子５と電気的に連結される（場合によっては、正極タブと負極タブは、カップおよびトッププレートと反対に連結されてもよい）。前記正極端子５はトッププレート３に結合されるが、前記正極端子５とトッププレート３との間にはガスケット４が挿入され、正極端子５とトッププレート３は電気的に絶縁される。
一方、従来の構造において、正極端子５は、トッププレート３に形成された孔（ｈｏｌｅ）にリベッティング（ｒｉｖｅｔｉｎｇ）方式で締結された。すなわち、トッププレート３の中央に孔を穿孔した後、前記孔に正極端子５を挿入し、終端５ａ、５ｂを平たく成形し、トッププレート３からの離脱が防止されるように製造された。
しかしながら、このような従来の構造においては、トッププレート５の上側終端５ａおよび下側終端５ｂのいずれも、正極端子５の突出部分が前記孔の内径よりもさらに大きい直径を有するという、正極端子５の終端５ａ、５ｂの成形条件のため、二次電池の厚さを減らすには限界があった。このようにリベッティング構造は、厚さを薄く実現するには難しさがあった。
より詳細には、前記トッププレート３の上面から正極端子５が突出した部分の厚さを減らし難いため、二次電池の小型化に困難があった。
より詳細には、前記トッププレート３の上面から正極端子５が突出した部分の厚さを減らし難いため、二次電池の小型化に困難があった。
そこで、本発明は、厚さをさらに減少させ、さらに容易に小型化することができるボタン型二次電池を提供することに主な目的がある。
前述したような目的を達成するための本発明は、上側が開口されたカップの内部に電極組立体が搭載されると、トッププレートが前記カップの上端に結合されるボタン型二次電池であって、上側が開口された形状を有し、内部に電極組立体および電解液が搭載されるカップと、前記カップの開口された上側を閉鎖するように前記カップの上端に結合され、貫通孔が形成されたトッププレートと、前記貫通孔に挿入可能な直径を有する突起部および前記貫通孔よりもさらに大きい直径を有する係止部を含み、前記係止部がカップの外側またはカップの内側に位置するように前記トッププレートの貫通孔に前記突起部が挿入される正極端子と、前記正極端子の突起部が貫通孔に挿入される際に、前記突起部および係止部が前記トッププレートと当接することになる部分の絶縁のために挿入されるガスケットと、を含み、前記ガスケットは、前記正極端子と前記トッププレートを接着させることを特徴とする。
前記ガスケットは、正極端子とトッププレートとの間を密閉させる。
前記正極端子は、係止部が外側に位置するように、トッププレートの貫通孔に突起部が挿入されるか、または係止部が内側に位置するように、トッププレートの貫通孔に突起部が挿入されることができる。
前記正極端子は、係止部が外側に位置するように、トッププレートの貫通孔に突起部が挿入されるか、または係止部が内側に位置するように、トッププレートの貫通孔に突起部が挿入されることができる。
前記ガスケットは、熱が加えられると熱融着し、正極端子とトッププレートを互いに接着させる。
本発明に係るボタン型二次電池は、前記ガスケットに超音波を加え、前記正極端子と前記トッププレートとの間でガスケットが融着することができる。
本発明に係るボタン型二次電池は、前記ガスケットに超音波を加え、前記正極端子と前記トッププレートとの間でガスケットが融着することができる。
または、前記ガスケットは、接着剤が表面に塗布された状態で、前記正極端子と前記トッププレートとの間に挿入されて接着させることができる。
さらに、接着力をさらに向上できるように、前記ガスケットは、接着剤の塗布前にプライマーが塗布されるかまたはプラズマが加えられて表面が改質されることができる。
さらに、接着力をさらに向上できるように、前記ガスケットは、接着剤の塗布前にプライマーが塗布されるかまたはプラズマが加えられて表面が改質されることができる。
前記ガスケットとトッププレートが当接する表面、および前記ガスケットと正極端子が当接する表面は、平坦面に形成される。
さらに、前記ガスケットと当接することになるトッププレートの表面および正極端子の表面には、前記ガスケットが熱により溶融する際に接触面積が増大するように、トッププレートの表面および正極端子の表面から所定深さに凹んだ形状である切り欠きが形成される。
さらに、前記ガスケットと当接することになるトッププレートの表面および正極端子の表面には、前記ガスケットが熱により溶融する際に接触面積が増大するように、トッププレートの表面および正極端子の表面から所定深さに凹んだ形状である切り欠きが形成される。
前記切り欠きは、少なくとも２個以上形成され、相互間に間隔をおいて一定の列をなすように配置される。
この際、前記切り欠きは、少なくとも２個以上形成され、いずれか１つの切り欠きは、他の切り欠きよりもさらに広い幅を有するかまたはさらに深く凹んだ形状を有するように形成されることができる。
この際、前記切り欠きは、少なくとも２個以上形成され、いずれか１つの切り欠きは、他の切り欠きよりもさらに広い幅を有するかまたはさらに深く凹んだ形状を有するように形成されることができる。
前記切り欠きは、前記トッププレートおよび正極端子の表面にレーザを照射して形成され、前記トッププレートおよび正極端子の材質は、ステンレス鋼またはアルミニウムのうちいずれか１つから製造される。
より詳細には、前記トッププレートおよび正極端子の材質は、ニッケルが含まれたＳＵＳ３００系のステンレス鋼、またはクロム、モリブデン、チタン、ニオブのうち少なくとも１つ以上が含まれたＳＵＳ４００系のステンレス鋼のうちいずれか１つであってもよい。
そして、前記ガスケットの材質は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のうちいずれか１つまたは２つ以上を含有するように製造されることができる。
そして、前記ガスケットと当接する地点で、前記トッププレートには他の部分よりもさらに薄い厚さを有する凹部が形成され、前記ガスケットは凹部の表面に当接するように位置することができる。
上記のような技術的特徴を有する本発明は、正極端子とトッププレートとの間を密閉させるガスケットが前記正極端子とトッププレートを接着させるため、正極端子のリベッティングまたはそれと類似した結合構造が削除されることで、二次電池の全体厚さがさらに薄くなることができる。
前記トッププレートの表面および正極端子の表面には切り欠きが形成され、前記ガスケットが熱により溶融する際に接触面積が増大することができる。すなわち、正極端子とガスケットとの間、およびトッププレートとガスケットとの間の接触面積が増加し、正極端子とトッププレートとの間の接着力がさらに増大することができる。
また、このような切り欠きは、接触面積を増大させて接着力を増大させることができるだけでなく、排出経路を変化させるため、電解液漏れをさらに効率的を抑制させることができる。
前記切り欠きは、少なくとも２個以上形成され、いずれか１つの切り欠きは、他の切り欠きよりもさらに広い幅を有するかまたはさらに深く凹んだ形状を有するように形成されることができる。したがって、特徴地点でのガスケットの接着力および密閉力をさらに増大させることができる。
そして、前記切り欠きは、前記トッププレートおよび正極端子の表面にレーザを照射して形成され、前記トッププレートおよび正極端子の材質は、ステンレス鋼またはアルミニウムのうちいずれか１つであってもよい。したがって、前記トッププレートおよび正極端子は、耐食性の強い材質から製造されることで、錆の発生を抑制することができる。
さらに、前記ガスケットと当接する地点で、前記トッププレートには他の部分よりもさらに薄い厚さを有する凹部が形成され、前記ガスケットは凹部の表面に当接するように位置するため、前記トッププレートにガスケットと正極端子が結合された部分の厚さをさらに減らせる効果を提供する。
前記正極端子は、トッププレートの外部に係止部が突出するかまたは突起部が突出することができるため、トッププレートの大きさに応じて外部露出面積を相対的に狭くまたは広く形成することができる。
前記ガスケットは、超音波および接着剤により接着されるが、接着前にプライマーが塗布されるか、または表面が改質されることで、接着力をさらに増大させることができる。
以下、添付図面に基づき、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように本発明を詳しく説明する。ただし、本発明は、種々の異なる形態で実現されてもよく、ここで説明する実施形態に限定されない。
本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略し、明細書の全体をわたって、同一または類似の構成要素に対しては同一の参照符号を付するようにする。
また、本明細書および特許請求の範囲で用いられている用語や単語は、通常的もしくは辞書的な意味に限定して解釈してはならず、発明者らは、自分の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することができるという原則に則って、本発明の技術的思想に合致する意味と概念で解釈すべきである。
本発明は、上側が開口されたカップ２０の内部に電極組立体および電解液が搭載されると、トッププレート３０が前記カップ２０の上端に結合されるボタン型二次電池に関し、さらに薄い厚さを有し得るように改善された構造を有するボタン型二次電池に関する。以下、本発明の実施形態に係るボタン型二次電池について添付図面を参照してより詳細に説明する。
第１実施形態
図２は、本発明に係るボタン型電池の断面の様子を示した断面図であり、図３は、図２に示されたボタン型電池が分解された様子を示した断面図である。
図２は、本発明に係るボタン型電池の断面の様子を示した断面図であり、図３は、図２に示されたボタン型電池が分解された様子を示した断面図である。
図２、３に示されたように、この実施形態のカップ２０は、従来の構造と同様にシャーレ（Ｓｃｈａｌｅ）形状と類似した円筒形状を有し、内部に空間が形成され、上側が開口された構造を有する。
前記カップ２０の開口された上側は、トッププレート３０の縁が当接した状態で溶接により接合されるが、正極、セパレータ、負極が積層された状態で巻き取られたゼリーロール型電極組立体（図示せず）が搭載された後に接合される。前記電極組立体は、カップ２０に搭載される前に、前記正極から延びた正極タブ（図示せず）が正極端子５０に連結され、負極から延びた負極タブ（図示せず）がカップ２０の内部面に接合された状態で搭載され、前記電極組立体が搭載された状態で、前記カップ２０に電解液が注入された後にトッププレート３０が接合される。
この実施形態において、前記トッププレート３０は、カップ２０の上側を覆えるように、前記カップ２０の内径と同一の外径（トッププレートがカップに嵌められる場合）を有するか、または前記カップ２０の内径よりもさらに大きい大きさの外径（トッププレートがカップの上に載置される場合）を有する円板形状に構成される。
そして、トッププレート３０は、周縁に沿って縁部分が前記カップ２０の上端において溶接などにより固定結合される。この際、トッププレート３０とカップ２０との間の溶接は、多様な方式が可能であるが、気密性の確保に有利であり、表面変形の小さいレーザシーム溶接（Ｌａｓｅｒ Ｓｅａｍ ｗｅｌｄｉｎｇ）により行われることが好ましい。
前記トッププレート３０は、中心（または、場合によっては中心から外れた地点）で正極端子５０が結合できるように貫通孔３２が形成され、前記貫通孔３２には、電極組立体の正極タブ（または、場合によっては負極タブ）と電気的に連結される正極端子５０が取り付けられる。
この実施形態に係る正極端子５０は、前記貫通孔３２に挿入可能な直径を有する突起部５１と、前記突起部５１の両側のうちいずれか一側（上側または下側）から拡張し、前記貫通孔３２よりもさらに大きい直径を有する係止部５２と、を含んで構成される。
そして、この実施形態において、前記正極端子５０は、前記係止部５２がカップの内側（電極組立体と対向する側）に位置するように、突起部５１が（図３での下側から）貫通孔３２に進入するように結合される。
ただし、前記正極端子５０が貫通孔３２に挿入される前に、前記正極端子５０は、ガスケット４０が結合された状態で貫通孔３２に進入することになる。または、前記ガスケット４０は、正極端子５０に結合される代わりに、貫通孔３２に先に載置された後、その後に正極端子５０が進入する方式で取り付けられてもよい。
前記ガスケット４０は、正極端子５０とトッププレート３０との間の電気的絶縁を目的として、前記正極端子５０の突起部５１および係止部５２が前記トッププレート３０と当接することになる位置に取り付けられ、その間を隔離して電気的に絶縁させる。これにより、前記ガスケット４０は、係止部５２上に置かれることになる部分４１、および突起部５１を囲む部分４２を有し、前記突起部５１が嵌められるように孔４３が形成された構造を有する。
さらに、前記ガスケット４０は、正極端子５０とトッププレート３０との間を密閉させるだけでなく、互いに固定接着させる機能を提供する。
すなわち、前記ガスケット４０は、熱が加えられると熱融着する熱可塑性樹脂（ｒｅｓｉｎ）から製造され、図２に示されたように、正極端子５０とトッププレート３０が結合され、その間にガスケット４０が挟まれた状態で熱と圧力を加えると、前記ガスケット４０の熱融着が発生し、ガスケット４０が冷却されるにつれ、正極端子５０とトッププレート３０との間に接着力が生成されることで結合される。
すなわち、前記ガスケット４０は、熱が加えられると熱融着する熱可塑性樹脂（ｒｅｓｉｎ）から製造され、図２に示されたように、正極端子５０とトッププレート３０が結合され、その間にガスケット４０が挟まれた状態で熱と圧力を加えると、前記ガスケット４０の熱融着が発生し、ガスケット４０が冷却されるにつれ、正極端子５０とトッププレート３０との間に接着力が生成されることで結合される。
したがって、本発明のガスケット４０は、熱融着可能な熱可塑性樹脂から製造されることができる。例えば、前記ガスケット４０の材質は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のうちいずれか１つ以上を含有するようにまたは２以上が組み合わせられるように選択されることができ、この他にも、熱融着して接着力が生成される他の高分子樹脂が採択されることもできる。
前記ガスケット４０は、材質の特性に応じて、加熱温度および圧力の大きさが調節されることができる。
さらに、前記ガスケット４０の接着力を増大させるために、前記ガスケット４０の製造時、本来の原料の他にも、熱が加えられると接着が発生する接着成分を添加剤として追加して製造してもよい。
さらに、前記ガスケット４０の接着力を増大させるために、前記ガスケット４０の製造時、本来の原料の他にも、熱が加えられると接着が発生する接着成分を添加剤として追加して製造してもよい。
第２実施形態
本発明においては、第１実施形態と同様の構造を有するが、ガスケット４０が正極端子５０およびトッププレート３０と接触する面積を増加させ、さらに大きい接着力を生成できる構造を第２実施形態として提供する。
本発明においては、第１実施形態と同様の構造を有するが、ガスケット４０が正極端子５０およびトッププレート３０と接触する面積を増加させ、さらに大きい接着力を生成できる構造を第２実施形態として提供する。
図２、３に示されたように、この実施形態においては、前記ガスケット４０と当接することになるトッププレート３０の表面および正極端子５０の表面には、前記ガスケット４０が熱により溶融する際に接触面積が増大するように、表面から所定深さに凹んだ形状に切り欠き３３、５３が形成されることを特徴とする。
本発明に係る正極端子の様子を示すが、切り欠きが形成された部分を拡大して示した平面図と側面図がそれぞれ示された図４、５にさらに明らかに示されたように、このような切り欠き３３、５３は、トッププレート３０と正極端子５０それぞれの表面から一部分が削られるように加工されて形成される。
多様な加工方法により前記切り欠き３３、５３の加工が可能であるが、例えば、トッププレート３０および正極端子５０の表面にレーザを照射して加工することができる。すなわち、適切な出力のレーザをトッププレート３０および正極端子５０の表面に照射すると、前記レーザの高熱によりトッププレート３０および正極端子５０の表面の一部分が溶融し蒸発され、溶融および蒸発された部分に切り欠き３３、５３が形成されることができる。
ただし、レーザ加工の代わりに、金属の表面を削る切削工具が用いられてもよい。しかし、このような工具を用いた加工方式は、トッププレート３０および正極端子５０が薄くなるほど不良が発生する確率が増加するかまたは厚さにより加工が制限され得るため、上記で説明したようにレーザを用いた加工方式がより好ましい。
この実施形態において、前記切り欠き３３、５３は、少なくとも２個以上形成されることが好ましく、相互間に間隔をおいて一定の列をなすように配置される。ただし、特定の部位で接触面積を増やすために、いずれか１つの切り欠き５３ａ、５３ｂは、他の切り欠き５３よりもさらに広い幅を有するかまたはさらに深く凹んだ形状を有するように形成されてもよい。
例えば、図４に示されたように、前記切り欠き５３は、いずれも同一の幅を有するように構成されてもよく（図４の（ａ）参照）、図４の（ｂ）のように複数の切り欠き５３のうちいずれか１つの切り欠き５３ａは、さらに広い面積で凹んだ形状を有してもよい。
このようにさらに広い面積を有する切り欠き５３においては、他の部分よりも溶融したガスケットがさらに広く接着されるため、さらに大きい接着力を提供することができる。また、前記切り欠き５３は、図５に示されたように、いずれか１つ５３ｂが他のもの５３よりもさらに深く凹むことで接着力を向上させることができる。このように切り欠きの幅と深さを異にする構成は、切り欠き加工時に照射されるレーザの出力または照射幅を調節することでなされることができる。一方、このように切り欠き５３の幅と深さが不規則な構造は、カップ２０の内部に注入された電解液の液漏れ防止にもさらに効率的である。
そして、このように切り欠き５３の深さおよび幅を拡大することは、正極端子５０およびトッププレート３０の厚さを考慮して適宜調整されることができる。
一方、レーザを介して上記のような切り欠き５３を加工し、錆の発生などを防止できるように、この実施形態において、前記トッププレート３０および正極端子５０の材質は、ステンレス鋼またはアルミニウムのうちいずれか１つであってもよい。
例えば、前記切り欠き５３は、前記トッププレート３０および正極端子５０の表面にレーザを照射して形成されるため、前記トッププレート３０および正極端子５０の材質は、ニッケルが含まれたＳＵＳ３００系のステンレス鋼、またはクロム、モリブデン、チタン、ニオブのうち少なくとも１つ以上が含まれたＳＵＳ４００系のステンレス鋼のうちいずれか１つから製造されることができる。
さらに、この実施形態においては、正極端子５０の突起部５１の突出高さを維持しながらも（トッププレートと正極端子が結合された状態の）厚さを最小化できるように、前記ガスケット４０と当接する地点で、前記トッププレート３０には他の部分よりもさらに薄い厚さを有する凹部３１が形成され、前記ガスケット４０は凹部３１の表面に当接するように位置することができる。
第３実施形態
本発明においては、第２実施形態と同様に、正極端子５０およびトッププレート３０に切り欠きが形成された構造を有するが、図２の状態において正極端子が覆された状態でトッププレートに結合された様子を示した図６に示されたように、第２実施形態において正極端子が覆されて結合された構造を第３実施形態として提供する。
本発明においては、第２実施形態と同様に、正極端子５０およびトッププレート３０に切り欠きが形成された構造を有するが、図２の状態において正極端子が覆された状態でトッププレートに結合された様子を示した図６に示されたように、第２実施形態において正極端子が覆されて結合された構造を第３実施形態として提供する。
この実施形態においても、ガスケット４０が正極端子５０およびトッププレート３０と接触する面積を増加させ、さらに大きい接着力を生成できるように切り欠きが形成され、トッププレート３０の外部に露出される正極端子５０の面積を増大させるように、前記正極端子５０は、係止部５２が外部に位置するように、突起部５１が貫通孔３２に嵌められる構造を有する。
第２実施形態と同様に、この実施形態においても、トッププレート３０の表面および正極端子５０の表面から所定の深さに凹んだ切り欠きの内部に熱により溶融したガスケット４０が浸透し、接触面積が増大する。
この実施形態においても、前記切り欠きは、少なくとも２個以上形成されることが好ましく、相互間に間隔をおいて一定の列をなすように配置される。
そして、特定の部位で接触面積を増やすために、いずれか１つの切り欠きは、他の切り欠きよりもさらに広い幅を有するかまたはさらに深く凹んだ形状を有するように形成されてもよい。
そして、特定の部位で接触面積を増やすために、いずれか１つの切り欠きは、他の切り欠きよりもさらに広い幅を有するかまたはさらに深く凹んだ形状を有するように形成されてもよい。
第４実施形態
本発明においては、正極端子が覆された状態でトッププレートに結合されるが、他の方法で接着力が増大した構造を第４実施形態として提供する。
本発明においては、正極端子が覆された状態でトッププレートに結合されるが、他の方法で接着力が増大した構造を第４実施形態として提供する。
すなわち、接着剤の塗布または超音波照射によりガスケットとの接触面で接着された部分Ｓが示された図７を参照すると、この実施形態においても、カップ２０の開口された上側にトッププレート３０の縁が当接した状態で溶接により接合される構造を有し、前記トッププレート３０には正極端子５０が結合される構造を有するが、前記正極端子５０は、係止部５２が外部に置かれるように、突起部５１が貫通孔３２に挿入される。
この際にも同様に、ガスケット４０は、正極端子５０とトッププレート３０との間を電気的に絶縁させるとともに接着させる。
この際にも同様に、ガスケット４０は、正極端子５０とトッププレート３０との間を電気的に絶縁させるとともに接着させる。
前記第１実施形態と同様に、前記ガスケットは、熱が加えられると熱融着し、正極端子とトッププレートを互いに接着させることができる。この実施形態においては、正極端子５０とトッププレート３０との間にガスケット４０が配置された状態で、前記正極端子５０とトッププレート３０のうちいずれか１つを透過して前記ガスケット４０に超音波を加えることができる。
超音波が加えられたガスケット４０は、超音波エネルギーにより加熱され、前記正極端子５０と前記トッププレート３０との間の接触面で接着（Ｓ）される。
または、超音波を加える場合、接着面の厚さを最小化できるという長所があるが、生産時間が増加し得るという問題がある。したがって、生産時間を短縮させるために、超音波を加えるステップを含んだガスケット４０を加熱するステップを削除し、ガスケット４０の接触面に接着剤を塗布することで接着されることができる。したがって、接着剤が表面に塗布された状態で、ガスケット４０が正極端子５０とトッププレート３０との間に挿入されると、正極端子５０とトッププレート３０が接着されることができる。
一方、この実施形態においては、ガスケット４０の接着性能をさらに向上させるように、プライマーが塗布されるかまたはプラズマが加えられて表面が改質（ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ）されることができる。
前述したような構成を有する本発明は、正極端子５０とトッププレート３０との間を密閉させるガスケット４０が前記正極端子５０とトッププレート３０を接着させるため、正極端子５０のリベッティングが削除されることで、二次電池の全体厚さがさらに薄くなることができる。
前記トッププレート３０の表面および正極端子５０の表面には切り欠き３３、５３が形成され、前記ガスケット４０が熱により溶融する際に接触面積が増大することができる。すなわち、接着力がさらに増大することができる。
また、このような切り欠き３３、５３は、接触面積を増大させて接着力を増大させることができるだけでなく、排出経路を変化させるため、電解液漏れをさらに効率的を抑制させることができる。
前記切り欠き３３、５３は、少なくとも２個以上形成され、いずれか１つの切り欠きは、他の切り欠きよりもさらに広い幅を有するかまたはさらに深く凹んだ形状を有するように形成されることができる。したがって、特徴地点でのガスケットの接着力および密閉力をさらに増大させることができる。
そして、前記切り欠き３３、５３は、前記トッププレート３０および正極端子５０の表面にレーザを照射して形成され、前記トッププレート３０および正極端子５０の材質は、ステンレス鋼またはアルミニウムのうちいずれか１つであってもよい。したがって、前記トッププレート３０および正極端子５０は、耐食性の強い材質から製造されることで、錆の発生を抑制することができる。
さらに、前記ガスケット４０と当接する地点で、前記トッププレート３０には他の部分よりもさらに薄い厚さを有する凹部３１が形成され、前記ガスケット４０は凹部３１の表面に当接するように位置するため、前記トッププレート３０にガスケット４０と正極端子５０が結合された部分の厚さをさらに減らせる効果を提供する。
前記正極端子は、トッププレートの外部に係止部が突出するかまたは突起部が突出することができるため、トッププレートの大きさに応じて外部露出面積を相対的に狭くまたは広く形成することができる。
前記ガスケットは、超音波および接着剤により接着されるが、接着前にプライマーが塗布されるか、または表面が改質されることで、接着力をさらに増大させることができる。
以上、限定された実施形態と図面により本発明が説明されたが、本発明はこれにより限定されず、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者により、本発明の技術思想と後述の特許請求の範囲の均等範囲内で多様な実施が可能である。
２０：カップ
３０：トッププレート
４０：ガスケット
５０：正極端子
３０：トッププレート
４０：ガスケット
５０：正極端子
Claims (16)
- ボタン型二次電池であって、
上側が開口された形状を有し、内部に電極組立体および電解液が搭載されるカップと、
前記カップの開口された上側を閉鎖するように前記カップの上端に結合され、貫通孔が形成されたトッププレートと、
前記貫通孔に挿入可能な直径を有する突起部および前記貫通孔よりもさらに大きい直径を有する係止部を含み、前記係止部がカップの外側またはカップの内側に位置するように前記トッププレートの貫通孔に前記突起部が挿入される正極端子と、
前記正極端子の前記突起部が前記貫通孔に挿入される際に、前記突起部および前記係止部が前記トッププレートと当接することになる部分の絶縁のために挿入されるガスケットと、
を含み、
前記ガスケットは、前記正極端子と前記トッププレートを接着させる、ボタン型二次電池。 - 前記ガスケットは、前記正極端子と前記トッププレートとの間を密閉する、請求項１に記載のボタン型二次電池。
- 前記正極端子は、前記係止部が外側に位置するように、前記トッププレートの前記貫通孔に前記突起部が挿入されている、請求項２に記載のボタン型二次電池。
- 前記正極端子は、前記係止部が内側に位置するように、前記トッププレートの前記貫通孔に前記突起部が挿入されている、請求項２に記載のボタン型二次電池。
- 前記ガスケットは、熱が加えられると熱融着し、前記正極端子と前記トッププレートを互いに接着させる、請求項２～４のいずれか一項に記載のボタン型二次電池。
- 前記ガスケットに超音波を加え、前記正極端子と前記トッププレートの間で前記ガスケットが融着している、請求項２～５のいずれか一項に記載のボタン型二次電池。
- 前記ガスケットは、接着剤が表面に塗布された状態で、前記正極端子と前記トッププレートとの間に挿入されている、請求項２～６のいずれか一項に記載のボタン型二次電池。
- 前記ガスケットは、前記接着剤の塗布前に接着性能を向上させるように、プライマーが塗布されるかまたはプラズマが加えられて表面が改質されている、請求項７に記載のボタン型二次電池。
- 前記ガスケットと前記トッププレートが当接する表面、および前記ガスケットと前記正極端子が当接する表面は、平坦面に形成されている、請求項２～８のいずれか一項に記載のボタン型二次電池。
- 前記ガスケットと当接することになる前記トッププレートの表面および前記正極端子の表面には、前記ガスケットが熱により溶融する際に接触面積が増大するように、前記トッププレートの表面および前記正極端子の表面から所定深さに凹んだ形状である切り欠きが形成されている、請求項２～９のいずれか一項に記載のボタン型二次電池。
- 前記切り欠きは、少なくとも２個以上形成され、相互間に間隔をおいて一定の列をなすように配置されている、請求項１０に記載のボタン型二次電池。
- 前記切り欠きは、少なくとも２個以上形成され、いずれか１つの切り欠きは、他の切り欠きよりもさらに広い幅を有するかまたはさらに深く凹んだ形状を有するように形成されている、請求項１０に記載のボタン型二次電池。
- 前記切り欠きは、前記トッププレートおよび前記正極端子の表面にレーザを照射して形成され、前記トッププレートおよび前記正極端子の材質は、ステンレス鋼またはアルミニウムのうちいずれか１つである、請求項１０～１２のいずれか一項に記載のボタン型二次電池。
- 前記切り欠きは、前記トッププレートおよび前記正極端子の表面にレーザを照射して形成され、前記トッププレートおよび前記正極端子の材質は、ニッケルが含まれたＳＵＳ３００系のステンレス鋼、またはクロム、モリブデン、チタン、ニオブのうち少なくとも１つ以上が含まれたＳＵＳ４００系のステンレス鋼のうちいずれか１つである、請求項１０～１３のいずれか一項に記載のボタン型二次電池。
- 前記ガスケットの材質は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のうちいずれか１つである、請求項１～１４のいずれか一項に記載のボタン型二次電池。
- 前記ガスケットと当接する地点で、前記トッププレートには他の部分よりもさらに薄い厚さを有する凹部が形成され、前記ガスケットは凹部の表面に当接するように位置する、請求項１～１５のいずれか一項に記載のボタン型二次電池。
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