JP2023549148A - バッテリー、それを含むバッテリーパック及び自動車 - Google Patents

Abstract

本発明の一実施形態によるバッテリーは、第１電極と第２電極とこれらの間に介在された分離膜とが巻取軸を中心に巻き取られることでコア及び外周面を定義した電極組立体であって、前記第１電極及び第２電極はそれぞれ巻取方向に沿って活物質層がコーティングされていない第１無地部及び第２無地部を含む電極組立体と、下端に形成された開口部を通って前記電極組立体を収容し、前記第２無地部と電気的に接続されるハウジングと、前記第１無地部と電気的に接続され、前記開口部の反対側に位置する前記ハウジングの閉鎖部を通じて前記ハウジングの外部に露出する端子と、前記ハウジングの前記開口部を覆うように構成されるキャップと、を含む。

Description

本発明は、バッテリー、それを含むバッテリーパック及び自動車に関する。より具体的には、本発明は、従来のバッテリーの構造を大きく変形させないながらも、正極端子及び負極端子が両方ともバッテリーの一側に隣接して配置された構造を有するバッテリー、それを含むバッテリーパック及び自動車に関する。

本出願は、２０２１年１月１９日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０００７２７８号、２０２１年２月１９日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－００２２８９７号、２０２１年２月１９日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－００２２８９４号、２０２１年２月１９日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－００２２８９１号、２０２１年２月１９日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－００２２８８１号、２０２１年２月２３日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－００２４４２４号、２０２１年３月８日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－００３０３００号、２０２１年３月８日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－００３０２９１号、２０２１年４月９日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－００４６７９８号、２０２１年５月４日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－００５８１８３号、２０２１年６月１４日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－００７７０４６号、２０２１年６月２８日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－００８４３２６号、２０２１年１０月１日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０１３１２２５号、２０２１年１０月１日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０１３１２１５号、２０２１年１０月１日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０１３１２０５号、２０２１年１０月１日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０１３１２０８号、２０２１年１０月１日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０１３１２０７号、２０２１年１０月１４日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０１３７００１号、２０２１年１０月１５日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０１３７８５６号、２０２１年１０月２２日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０１４２１９６号、２０２１年１１月９日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０１５３４７２号、２０２１年１１月１９日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０１６０８２３号、２０２１年１１月２４日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０１６３８０９号、２０２１年１１月２６日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０１６５８６６号、２０２１年１２月３日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０１７２４４６号、２０２１年１２月１０日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０１７７０９１号、２０２１年１２月３１日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０１９４５９３号、２０２１年１２月３１日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０１９４６１０号、２０２１年１２月３１日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０１９４５７２号、２０２１年１２月３１日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０１９４６１２号、２０２１年１２月３１日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２１－０１９４６１１号、２０２２年１月５日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２２－０００１８０２号に基づく優先権を主張し、当該出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。

製品群毎の適用性が高く、高いエネルギー密度などの電気的特性を有する二次電池は、携帯用機器だけでなく、電気的駆動源によって駆動する電気自動車（ＥＶ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）またはハイブリッド自動車（ＨＥＶ：Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などに普遍的に適用されている。

このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少させるという一次的な長所だけでなく、エネルギーの使用による副産物が全く発生しないという点で環境にやさしく、エネルギー効率向上のための新たなエネルギー源として注目されている。

現在、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、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の二次電池が広く使用されている。このような単位バッテリーの作動電圧は約２．５Ｖ～４．５Ｖである。したがって、これよりも高い出力電圧が求められる場合、複数のバッテリーを直列に接続してバッテリーパックを構成する。また、バッテリーパックに求められる充放電容量に合わせて、複数のバッテリーを並列に接続してバッテリーパックを構成することもある。したがって、バッテリーパックに含まれるバッテリーの個数及び電気的接続形態は、求められる出力電圧及び／または充放電容量によって多様に設定され得る。

一方、二次電池の種類としては、円筒形、角形及びパウチ型バッテリーが知られている。円筒形バッテリーの場合、正極と負極との間に絶縁体である分離膜を介在し、これを巻き取ってゼリーロール型の電極組立体を形成し、これを電解質とともにハウジングの内部に挿入して電池を構成する。そして、正極及び負極のそれぞれの無地部にはストリップ状の電極タブが連結され、電極タブは電極組立体と外部に露出する電極端子との間を電気的に接続させる。参考までに、正極端子はハウジングの開放口を密封する密封体のキャップであり、負極端子はハウジングである。

しかし、このような構造を有する従来の円筒形バッテリーによれば、正極無地部及び／または負極無地部と結合されるストリップ状の電極タブに電流が集中されるため、抵抗が大きくて発熱が多く、集電効率が良くないという問題がある。

１８６５または２１７０のフォームファクタ（ｆｏｒｍ ｆａｃｔｏｒ）を有する小型円筒形バッテリーにおいては、抵抗と発熱が大した問題にならない。しかし、円筒形バッテリーを電気自動車に適用するためフォームファクタを増加させる場合、急速充電過程で電極タブの周辺で多量の熱が発生しながら円筒形バッテリーが発火する問題が発生し得る。

このような問題を解決するため、ゼリーロール（ｊｅｌｌｙ－ｒｏｌｌ）型の電極組立体の上端及び下端にそれぞれ正極無地部及び負極無地部が位置するように設計し、このような無地部に集電プレートを溶接して集電効率が改善された構造を有する円筒形バッテリー（いわゆる、タブレス（ｔａｂ－ｌｅｓｓ）円筒形バッテリー）が提示されている。

図１～図３は、タブレス円筒形バッテリーの製造過程を示した図である。図１は電極板の構造を示し、図２は電極板の巻取工程を示し、図３は無地部の折曲面に集電プレートが溶接される工程を示している。図４は、タブレス円筒形バッテリーを長手方向（Ｙ軸方向）に沿って切断した断面図である。

図１～図４を参照すると、正極板２１０及び負極板２１１は、シート状の集電体２２０に活物質２２１がコーティングされた構造を有し、巻取方向Ｘに沿って一方の長辺側に無地部２２２を含む。

電極組立体Ａは、正極板２１０と負極板２１１とを、図２に示されたように、２枚の分離膜２１２と一緒に順次に積層させた後、一方向（Ｘ軸方向）に巻き取って製作する。このとき、正極板２１０の無地部と負極板２１１の無地部とは互いに反対方向に配置される。

巻取工程の後、正極板２１０の無地部２１０ａ及び負極板２１１の無地部２１１ａはコア側に折り曲げられる。その後、無地部２１０ａ、２１１ａに集電プレート２３０、２３１をそれぞれ溶接して結合させる。

正極無地部２１０ａ及び負極無地部２１１ａには、別途の電極タブが結合されておらず、集電プレート２３０、２３１が外部の電極端子と連結され、電流経路が電極組立体Ａの巻取軸方向（矢印を参照）に沿って大きい断面積で形成されるため、バッテリーの抵抗を低減できるという長所がある。抵抗は電流が流れる通路の断面積に反比例するためである。

しかし、円筒形バッテリーのフォームファクタが増加し、急速充電時の充電電流が大きくなると、タブレス円筒形バッテリーにおいても発熱の問題が再び発生する。

具体的には、従来のタブレス円筒形バッテリー２４０は、図４に示されたようにハウジング２４１及び密封体２４２を含む。密封体２４２は、キャップ２４２ａ、密封ガスケット２４２ｂ、及び連結プレート２４２ｃを含む。密封ガスケット２４２ｂは、キャップ２４２ａの周縁を覆い包みながらクリンピング部２４３によって固定される。また、電極組立体Ａは、上下移動を防止するため、ビーディング部２４４によってハウジング２４１内に固定される。

通常、正極端子は密封体２４２のキャップ２４２ａであり、負極端子はハウジング２４１である。したがって、正極板２１０の無地部２１０ａに結合された集電プレート２３０は、ストリップ状のリード２４５を通じてキャップ２４２ａに取り付けられた連結プレート２４２ｃに電気的に接続される。また、負極板２１１の無地部２１１ａに結合された集電プレート２３１は、ハウジング２４１の底部に電気的に接続される。絶縁体２４６は、集電プレート２３０を覆って、極性が異なるハウジング２４１と正極板２１０の無地部２１０ａとが接触して短絡を起こすことを防止する。

集電プレート２３０が連結プレート２４２ｃに連結されるときにはストリップ状のリード２４５が使用される。リード２４５は、集電プレート２３０に別途に取り付けるかまたは集電プレート２３０と一体的に製作される。しかし、リード２４５は薄いストリップ状であるため、断面積が小さくて、急速充電電流が流れると多量の熱が発生する。また、リード２４５で発生した過度な熱は電極組立体Ａ側に伝達されて分離膜２１２を収縮させることで、熱暴走の主な原因である内部短絡を起こし得る。

また、リード２４５は、ハウジング２４１内で相当な設置空間を占める。したがって、リード２４５が含まれた円筒形バッテリー２４０は、空間効率性が低くてエネルギー密度を増加させるのに限界がある。

さらに、従来のタブレス円筒形バッテリー２４０を直列及び／または並列に連結するためには、密封体２４２のキャップ２４２ａ及びハウジング２４１の底面にバスバー部品を連結しなければならず、空間効率性が低下する。電気自動車に搭載されるバッテリーパックは数百個の円筒形バッテリー２４０を含む。したがって、電気的配線の非効率性は電気自動車の組み立て過程、そしてバッテリーパックのメンテナンス時にも相当な不便をきたす。

一方、近年、円筒形バッテリーが電気自動車に適用されることによって、円筒形バッテリーのフォームファクタが増加している。すなわち、円筒形バッテリーの直径及び高さが従来の１８６５、２１７００などのフォームファクタを有する円筒形バッテリーに比べて増加している。フォームファクタの増加は、エネルギー密度の増加、熱暴走に対する安全性の増大、そして冷却効率の向上をもたらす。

円筒形バッテリーのエネルギー密度は、フォームファクタの増加とともに、ハウジング内部の不要な空間が最小化されるときにさらに増加する。したがって、電極組立体とハウジングとの間の電気的絶縁のために使用される部品、または正極板及び負極板から電流を集電するために使用される部品も、バッテリーの容量を増大させてバッテリー全体の抵抗を低減できるように最適に設計される必要がある。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、正極端子と負極端子とが同一方向に適用された構造を有する円筒形バッテリーを提供することを目的とする。

また、本発明は、一方向で複数の円筒形バッテリーを電気的に接続しようとする場合において、ハウジングの閉鎖部の広い面を電極端子として活用することで、バッテリーパックの製造のためのバスバーなどの電気的接続部品と円筒形バッテリーの電極端子とが溶接される十分な面積を確保することを他の目的とする。

また、本発明は、端子（第１電極端子）の上面が占める面積及び閉鎖部の外側面（第２電極端子）が占める面積がバスバーとの結合に十分な面積になるように最適に設計することをさらに他の目的とする。

また、本発明は、電極組立体の無地部構造の改善を通じて電極組立体と集電体（第１集電体）との接触面積及び／または端子と集電体（第１集電体）との接触面積を拡大することで、円筒形バッテリーの抵抗を最小化することをさらに他の目的とする。

また、本発明は、集電体（第２集電体）とハウジングとの電気的接続構造を改善して電流経路（ｐａｔｈ）を多重化し、接触面積を極大化することで、円筒形バッテリーの抵抗を最小化することをさらに他の目的とする。

また、本発明は、集電体（第２集電体）とハウジングとの電気的接続構造を改善して電流経路を減少させることで、円筒形バッテリーの抵抗を最小化することをさらに他の目的とする。

また、本発明は、電極組立体の無地部構造改善及び／または端子高さの最適設計及び／またはハウジング厚さの最適設計などを通じてデッドスペースを最小化することで、エネルギー密度を極大化することをさらに他の目的とする。

本発明が解決しようとする技術的課題は上述した課題に制限されず、他の課題は下記の発明の説明から通常の技術者に明らかに理解できるであろう。

上述した課題を解決するため、本発明の一態様によるバッテリーは、第１電極と第２電極とこれらの間に介在された分離膜とが巻取軸を中心に巻き取られることでコア及び外周面を定義した電極組立体であって、前記第１電極及び第２電極はそれぞれ巻取方向に沿って活物質層がコーティングされていない第１無地部及び第２無地部を含む電極組立体と、下端に形成された開口部を通って前記電極組立体を収容し、前記第２無地部と電気的に接続されるハウジングと、前記第１無地部と電気的に接続され、前記開口部の反対側に位置する前記ハウジングの閉鎖部を通じて前記ハウジングの外部に露出する端子と、前記ハウジングの前記開口部を覆うように構成されるキャップと、を含む。

前記キャップは、極性を持たないように構成され得る。

前記端子は、前記閉鎖部の中心部を貫通するように構成され得る。

前記ハウジングの前記閉鎖部側には、前記ハウジングと前記端子との間に介在される絶縁ガスケットが備えられ得、前記ハウジングの前記開口部側には、前記キャップが前記開口部を密閉するように、前記ハウジングと前記キャップとの間に介在されるシーリングガスケットが備えられ得る。

前記ハウジングの外側に露出した前記端子の表面は、第１バスバー端子が結合される第１電極端子であり得、前記ハウジングの前記閉鎖部の外側面のうち、前記第１電極端子の上面と平行な露出面が占める領域は、第２バスバー端子が結合される第２電極端子であり得る。

前記第１バスバー端子は、前記第１電極端子と平面上で重なって第１重畳領域を形成し得、前記第２バスバー端子は、前記第２電極端子と平面上で重なって第２重畳領域を形成し得る。

前記第１電極端子の直径と前記第２電極端子の幅とは、下記の数式１を満たし得る。

［数式１］
Ｗ_１≦Ｅ_１≦Ｄ－２Ｒ_ｄ－２Ｇ－２Ｗ_２
Ｅ_２＝０．５×（Ｄ－２Ｒ_ｄ－２Ｇ－Ｅ_１）
（Ｅ_１：ハウジングの外側に露出した端子の直径（第１電極端子の直径）、Ｅ_２：ハウジングの閉鎖部の外側面のうち、端子の上面と平行な露出面の幅（第２電極端子の幅）、Ｄ：ハウジングの外径、Ｒ_ｄ：平面上で測定した電池ハウジングの周縁のラウンド領域の幅、Ｇ：平面上において、第１電極端子の周縁の外側に露出した絶縁ガスケットの露出幅、Ｗ_１：前記第１重畳領域の端部で選択された任意の二つの地点間の距離のうちの最大値、Ｗ_２：第１電極端子の中心を通る複数の直線が前記第２重畳領域の端部と交わる二つの地点間の距離のうちの最大値）

前記第１電極端子が占める面積は、前記第２電極端子が占める面積に対比して２％～３０％であり得る。

前記バッテリーの直径を高さで除したフォームファクタの比が０．４よりも大きく形成され得る。

前記第１無地部の少なくとも一部は、前記電極組立体の巻取方向に沿って分割された複数の分切片を含み得、前記複数の分切片は、前記電極組立体の半径方向に沿って折り曲げられ得る。

折り曲げられた前記複数の分切片は、前記半径方向に沿って多重に重なり得る。

前記電極組立体は、前記第１無地部の前記分切片の重畳数が前記電極組立体の半径方向に沿って一定に維持される領域である溶接ターゲット領域を備え得る。

前記第２無地部の少なくとも一部は、前記電極組立体の巻取方向に沿って分割された複数の分切片を含み得、前記複数の分切片は、前記電極組立体の半径方向に沿って折り曲げられ得る。

折り曲げられた前記複数の分切片は、前記半径方向に沿って多重に重なり得る。

前記電極組立体は、前記第２無地部の前記分切片の重畳数が前記電極組立体の半径方向に沿って一定に維持される領域である溶接ターゲット領域を備え得る。

前記ハウジングの材質は、鉄、ステンレス鋼、またはニッケルでメッキされた鉄であり得る。

前記ハウジングは、位置毎に厚さが異なるように構成され得る。

前記ハウジングは、その側壁部の厚さが前記閉鎖部の厚さよりも薄く形成され得る。

前記閉鎖部の厚さは、０．４ｍｍ～１．２ｍｍであり得る。

前記ハウジングの側壁部の厚さは、０．３ｍｍ～０．８ｍｍであり得る。

前記ハウジングは、その表面にニッケルメッキ層が形成され得る。

前記ニッケルメッキ層の厚さは、１．５μｍ～６．０μｍであり得る。

前記ハウジングは、その側壁部と前記閉鎖部とを連結するラウンド領域を備え得る。

前記ハウジングは、前記開口部側において前記ハウジングの外周面の周りを押し込んで形成されるビーディング（ｂｅａｄｉｎｇ）部を備え得る。

前記ビーディング部は、押し込み方向に沿って最内側に位置する最内側部を基準にして、それぞれ上部及び下部に位置する上部ビーディング部及び下部ビーディング部を含み得る。

前記上部ビーディング部と前記下部ビーディング部とは非対称的な形状を有し得る。

前記下部ビーディング部は、前記閉鎖部と平行な平坦部を備え得る。

前記上部ビーディング部は、少なくとも部分的に前記最内側部に向かって上向きに傾いた形態を有し得る。

前記上部ビーディング部は、前記電極組立体の下部を押し付けて固定するように構成され得る。

前記ハウジングは、前記ビーディング部の下部に形成され、前記キャップの外周面及び前記キャップの下面の一部を包むように前記ビーディング部から延長されて折り曲げられた形態を有するクリンピング（ｃｒｉｍｐｉｎｇ）部を備え得る。

前記バッテリーは、前記クリンピング部において前記ハウジングと前記キャップとの間に介在されるシーリングガスケットを含み得る。

前記キャップは、前記ハウジングの内圧が一定水準以上に増加すると破断してハウジングの内部で発生したガスを排出するように構成されるベンティング部を備え得る。

前記ベンティング部は、前記キャップのうち、周辺領域と比べてより薄い厚さを有する領域であり得る。

前記ベンティング部は、前記キャップの一面上または両面上にノッチングして部分的にハウジングの厚さを減少させた形態を有し得る。

前記ベンティング部は、前記キャップの全体領域のうち、下方に突出する中心領域の周縁に沿って形成され得る。

ベンティング部は、連続的または不連続的に形成され得る。

前記ベンティング部は、前記キャップの全体領域のうちの下方に突出する中心領域に形成され得、下方に突出した前記中心領域は、前記ハウジングの下端部よりも上方に位置し得る。

前記端子は、前記ハウジングの外側に露出する端子露出部と、前記ハウジングの閉鎖部を貫通して前記ハウジングの内側に位置する端子挿入部と、を含み得る。

前記端子挿入部は、前記第１無地部と電気的に接続される電気的接続部と、前記電気的接続部の周りに形成され、前記ハウジングの閉鎖部の内側面上にリベット結合されるように前記内側面に向かって曲がった形態を有するフランジ部と、を含み得る。

前記端子の材質は、アルミニウムであり得る。

前記端子露出部の上面と前記ハウジングの上面との間には段差が形成され得る。

前記端子露出部は、前記ハウジングの上面を通って前記ハウジングの外側に突出し得る。

前記段差は、０．８ｍｍ以上であり得る。

前記端子と前記ハウジングとの間には絶縁ガスケットが介在され得、前記絶縁ガスケットは、前記端子露出部とハウジングとの間に介在されるガスケット露出部と、前記端子挿入部とハウジングとの間に介在されるガスケット挿入部と、を含み得る。

前記ガスケット露出部の厚さは、０．３ｍｍ～１ｍｍであり得る。

前記ガスケット露出部は、端子露出部よりも長く延長されて前記端子露出部の外側に露出し得る。

前記ガスケット挿入部は、前記端子挿入部の前記フランジ部のリベッティング時に一緒に変形されて前記ハウジングの閉鎖部の内側面上に密着され得る。

前記ガスケット挿入部のうち、前記端子露出部の外側に露出する部分の幅は０．１ｍｍ～３．０ｍｍであり得る。

前記バッテリーは、前記電極組立体の上部に結合され、前記端子と結合されて前記電極組立体の第１無地部と前記端子とを電気的に接続させる第１集電体を含み得る。

前記端子の底面の少なくとも一部には前記ハウジングの閉鎖部の内側面と平行な平坦部が形成され得、前記第１集電体は前記端子の平坦部と結合され得る。

前記第１集電体は、前記第１無地部の端部が折り曲げられて形成された結合面上に結合され得る。

前記バッテリーは、前記電極組立体の上部に結合され、前記端子と結合されて前記電極組立体の第１無地部と前記端子とを電気的に接続させる第１集電体を含み得、前記第１集電体は、前記溶接ターゲット領域内で前記第１無地部と結合され得る。

前記第１集電体は、前記電極組立体の上部に配置される周縁部と、前記周縁部から内側に延長されて前記第１無地部と結合する第１無地部結合部と、前記周縁部から内側に延長されて前記端子と結合する端子結合部と、を含み得る。

前記第１無地部結合部と前記端子結合部とは直接連結されておらず、前記周縁部によって間接的に連結され得る。

前記端子結合部は、前記電極組立体の巻取中心部に形成された孔と対応する位置に備えられ得る。

前記端子結合部は、前記電極組立体の巻取中心部に形成された孔が前記端子結合部の外側に露出しないように、前記巻取中心部に形成された孔を覆い得る。

前記端子結合部は、前記端子の底面に形成される平坦部の直径と実質的に同一であるかまたはより大きい直径を有し得る。

前記第１集電体は、前記周縁部から内側に延長されて前記端子結合部と連結されるブリッジ部をさらに含み得る。

前記ブリッジ部は、前記ブリッジ部の断面積を部分的に減少させるように形成されるノッチング（ｎｏｔｃｈｉｎｇ）部を備え得る。

前記第１無地部の少なくとも一部は、前記電極組立体の巻取方向に沿って分割された複数の分切片を含み得、前記複数の分切片は前記電極組立体の半径方向に沿って折り曲げられて多重に重なり得、前記ノッチング部は、前記第１無地部の前記分切片の重畳数が前記電極組立体の半径方向に沿って一定に維持される領域である溶接ターゲット領域と対応する領域内に備えられ得る。

前記ノッチング部は、前記電極組立体の半径方向の中心部と対応する位置に備えられ得る。

前記第１集電体の前記端子結合部の一面上に形成される溶接ビードによって描かれる溶接パターンは、前記端子の底面の中心部を囲む形態で描かれ得る。

前記溶接パターンは、連続的または不連続的に形成され得る。

前記第１集電体の前記端子結合部と前記端子の底面との間に形成される溶接部の引張力は２ｋｇｆ以上であり得る。

前記第１集電体の前記端子結合部の一面上に形成される溶接ビードによって描かれる溶接パターンの換算直径は２ｍｍ以上であり得る。

前記端子の底面に形成される平坦部の直径は３ｍｍ～１４ｍｍであり得る。

前記端子の底面に形成された平坦部の面積に対した、前記第１集電体の前記端子結合部の表面に形成された溶接ビードによって描かれた溶接パターンの面積の比率は、２．０４％～４４．４％であり得る。

前記バッテリーは、前記電極組立体の下部に結合され、前記ハウジングと結合されて前記電極組立体の前記第２無地部と前記ハウジングとを電気的に接続させる第２集電体を含み得る。

前記第２集電体は、前記第２無地部の端部が折り曲げられて形成された結合面上に結合され得る。

前記バッテリーは、前記電極組立体の下部に結合され、前記ハウジングと結合されて前記電極組立体の第２無地部と前記ハウジングとを電気的に接続させる第２集電体を含み得、前記第２集電体は、前記溶接ターゲット領域内で前記第２無地部と結合され得る。

前記第２集電体は、前記電極組立体の下部に配置される支持部と、前記支持部から延長されて前記第２無地部と結合される第２無地部結合部と、前記支持部から延長されて前記ハウジングと結合されるハウジング結合部と、を含み得る。

前記第２無地部結合部と前記ハウジング結合部とは、前記支持部を通じて間接的に連結され得る。

前記第２集電体は、前記第２無地部と結合される第２無地部結合部と、前記ハウジングと結合されるハウジング結合部と、を含み得る。

前記ハウジング結合部は、複数個備えられ、複数の前記ハウジング結合部は、前記ハウジングの側壁に向かって放射状に延びた形態を有し得る。

前記第２集電体と前記ハウジングとの間の電気的接続は、複数の地点で行われ得る。

前記ハウジングは、前記開口部側において前記ハウジングの外周面の周りを押し込んで形成されるビーディング部を備え得、前記ハウジング結合部は、前記ビーディング部の下面に電気的に接続され得る。電気的接続は溶接を通じて行われ得る。

前記ハウジングは、前記ビーディング部の下部に形成され、前記ビーディング部から延長されて前記キャップの外周面及び前記キャップの下面の一部を包むように延長され折り曲げられたクリンピング部を備え得る。また、前記バッテリーは、前記クリンピング部において前記ハウジングと前記キャップとの間に介在されるシーリングガスケットを含み得る。また、前記ハウジング結合部は、前記シーリングガスケットと前記ビーディング部の下面との間に介在され得る。

ビーディング部の下面上には前記閉鎖部と平行な平坦部が形成され得、前記ハウジング結合部は、前記平坦部上に電気的に接続され得る。

前記ハウジング結合部は、前記ハウジングの内側面上に結合される接触部と、前記第２集電体の中心部と前記接触部との間を連結する連結部と、を含み得る。

前記ハウジングは、前記開口部側において前記ハウジングの外周面の周りを押し込んで形成されるビーディング部を備え得、前記接触部は、前記ビーディング部上で前記ハウジングが円周方向に沿って所定の長さだけ延びた形態を有し得る。

前記第２集電体は、前記電極組立体の巻取中心部に形成された孔と対応する位置に形成される集電体孔を備え得る。

前記集電体孔は、前記電極組立体の巻取中心部に形成された孔と実質的に同一であるかまたはより大きい直径を有し得る。

前記ハウジングは、前記開口部側において前記ハウジングの外周面の周りを押し込んで形成されるビーディング部を備え得、前記第２集電体の中心部から前記電極組立体の半径方向に沿って前記第２無地部結合部の端部までに至る最大距離は、前記ビーディング部が形成された領域における前記ハウジングの内径の半分と実質的に同一であるかまたはより小さく形成され得る。

前記第１集電体と前記ハウジングの閉鎖部の内側面との間には絶縁体が介在され得る。

前記絶縁体は、前記ハウジングの閉鎖部の内側面と前記第１集電体との間の距離に対応する厚さを有し得る。

前記端子は、前記絶縁体に形成された孔を通って前記第１集電体に結合され得る。

前記絶縁体は、前記ハウジングの閉鎖部の内側面と前記端子の底面との間の距離と実質的に同一であるかまたはより大きい厚さを有し得る。

前記絶縁体は、前記第１無地部と前記ハウジングの側壁との間に介在され得る。

前記絶縁体の上面は前記ハウジングの閉鎖部の内側面に接触し、前記絶縁体の下面は前記第１集電体の上面に接触し得る。

前記バッテリーの正極と負極との間で測定された抵抗は、約４ｍΩ以下であり得る。

前記直径は約４０～５０ｍｍであり得、前記高さは約６０～１３０ｍｍであり得る。

前記ベンティング部は、破断圧力が約１５～３５ｋｇｆ／ｃｍ^２であり得る。

前記溶接パターンは、レーザー溶接によって形成され得、この場合、前記溶接パターンの最外郭の境界線によって描かれる幾何学的な図形の最長直径は、前記端子の底面に形成された平坦部の直径に対比して約６０％～８０％の値を有し得る。

前記溶接パターンは、超音波溶接によって形成され得、この場合、前記超音波溶接による前記溶接パターンは、前記端子の底面に形成された平坦部の直径に対比して約３０％～８０％の最長直径を有する幾何学的な図形内に形成され得る。

前記ハウジングの閉鎖部と側壁とは一体的に形成され得る。

前記端子の露出のために前記閉鎖部に形成された貫通孔の内径よりも、前記閉鎖部の外部に露出した前記端子の外径がさらに大きくなり得る。

前記端子の露出のために前記閉鎖部に形成された貫通孔の断面が、前記閉鎖部の外部に露出した前記端子の断面内部に含まれ得る。

前記端子が前記閉鎖部の外部に露出した部位が前記ハウジングの閉鎖部の少なくとも一部を軸方向で覆い得る。

上述した課題を解決するため、本発明の他の一態様によるバッテリーパックは、本発明のバッテリーを複数個含む。

本発明のバッテリーパックにおいて、複数の前記バッテリーは、所定数の列で配列され、それぞれの前記バッテリーの前記端子及びハウジング閉鎖部の外側面は上側に向かって配置され得る。

前記バッテリーパックは、複数の前記バッテリーを直列及び並列に連結する複数のバスバーを含み得、前記複数のバスバーは、前記複数のバッテリーの上部に配置され得る。このとき、前記複数のバスバーのそれぞれは、隣接するバッテリーの端子同士の間で延長されるボディ部と、前記ボディ部の一側に延びて前記一側に位置したバッテリーの端子に電気的に結合する複数の第１バスバー端子と、前記ボディ部の他側に延びて前記他側に位置したバッテリーのハウジングの閉鎖部の外側面に電気的に接続する複数の第２バスバー端子と、を含み得る。

上述した課題を解決するため、本発明のさらに他の一態様による自動車は、本発明によるバッテリーパックを少なくとも一つ含む。

上述した課題を解決するため、本発明のさらに他の一態様によるバッテリーの製造方法は、（ａ）一側に開口部を備え、他側に貫通孔を有する閉鎖部を備えるハウジングを用意する段階と、（ｂ）前記ハウジングと絶縁した状態で前記貫通孔に端子を固定する段階と、（ｃ）第１電極、第２電極、及びこれらの間に介在された分離膜を含み、巻き取られた電極組立体を形成する段階と、（ｄ）前記開口部を通って前記閉鎖部と対向するように前記電極組立体を挿入する段階と、（ｅ）前記電極端子を前記第１電極と電気的に接続する段階と、（ｆ）前記第２電極を前記ハウジングと電気的に接続する段階と、（ｇ）前記開口部をキャップで覆って密閉する段階と、を含む。

前記端子は、前記ハウジングの外側に露出する端子露出部及び前記ハウジングの内側に位置する端子挿入部を含み得、前記（ｂ）段階は、前記端子挿入部をリベッティングする段階を含み得る。

前記第１電極及び第２電極はそれぞれ、前記分離膜の外部に露出した第１無地部及び第２無地部を含み得、前記（ｃ）段階は、前記第１無地部及び前記第２無地部を前記電極組立体の半径方向に沿って折り曲げて折曲面を形成する段階を含み得る。

前記（ｅ）段階は、前記第１無地部の折曲面に第１集電体に結合する段階を含み得る。

前記端子は、前記ハウジングの外側に露出する端子露出部及び前記ハウジングの内側に位置する端子挿入部を含み得、前記（ｅ）段階は、前記第１集電体と前記端子挿入部とを溶接する段階をさらに含み得る。

前記（ｆ）段階は、前記第２無地部の折曲面に第２集電体に結合する段階を含み得る。

前記第２集電体は、前記第２無地部の折曲面に結合される第２無地部結合部及び前記ハウジングに電気的に接続されるハウジング結合部を含み得、前記（ｆ）段階は、前記ハウジング結合部を前記ハウジングの内面に電気的に接続する段階をさらに含み得る。

前記（ａ）段階は、前記ハウジングの外周面を押し込んでビーディング部を形成する段階を含み得、前記（ｆ）段階は、前記ビーディング部に前記ハウジング結合部を電気的に接続する段階をさらに含み得る。

前記（ｇ）段階は、前記キャップの周縁と前記開口部の端部との間にシーリングガスケットを介在させる段階と、前記開口部の端部を前記ハウジングの内側に折り曲げて前記キャップの周縁を前記シーリングガスケットとともにクリンピングする段階と、を含み得る。

本発明の一態様によれば、円筒形バッテリーの電極端子構造を改善してハウジング内の空間効率性を増加させることで、円筒形バッテリーの内部抵抗を下げてエネルギー密度を増加させることができる。

本発明の他の一態様によれば、円筒形バッテリーの電極端子構造を改善して電流経路の断面積を拡大することで、急速充電時に発生する内部発熱の問題を改善することができる。

本発明のさらに他の一態様によれば、円筒形バッテリーの直列及び／または並列接続のための電気的配線作業を円筒形バッテリーの一側のみで行うことができる。

本発明のさらに他の一態様によれば、一方向で複数の円筒形バッテリーを電気的に接続しようとする場合において、ハウジングの閉鎖部の広い面を電極端子として活用することができ、これによりバッテリーパックの製造のためのバスバーなどの電気的接続部品と円筒形バッテリーの電極端子とが溶接される十分な面積を確保することができる。

本発明のさらに他の一態様によれば、端子（第１電極端子）の上面が占める面積及び閉鎖部の外側面（第２電極端子）が占める面積がバスバーとの結合に十分な面積になるように最適に設計することができる。

本発明のさらに他の一態様によれば、電極組立体の無地部構造の改善を通じて電極組立体と集電体（第１集電体）との接触面積及び／または端子と集電体（第１集電体）との接触面積を拡大することができ、これにより円筒形バッテリーの抵抗を最小化することができる。

本発明のさらに他の一態様によれば、集電体（第２集電体）とハウジングとの電気的接続構造を改善して電流経路（ｐａｔｈ）の多重化が可能であり、これら部品間の接触面積が極大化されて円筒形バッテリーの抵抗を最小化することができる。

本発明のさらに他の一態様によれば、集電体（第２集電体）とハウジングとの電気的接続構造を改善して電流経路を減少させることができ、これにより円筒形バッテリーの抵抗を最小化することができる。

本発明のさらに他の一態様によれば、電極組立体の無地部構造改善及び／または端子高さの最適設計及び／またはハウジング厚さの最適設計などを通じてデッドスペースを最小化することができ、これによりエネルギー密度を極大化することができる。

本発明のさらに他の一態様によれば、改善された構造を有する円筒形バッテリーを用いて製作されたバッテリーパック、及びそれを含む自動車を提供することができる。

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形態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果たすものであるため、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。

従来のタブレス円筒形バッテリーに使用される電極板の構造を示した平面図である。 従来のタブレス円筒形バッテリーに含まれる電極組立体の巻取工程を示した図である。 図２の電極組立体において、無地部の折曲面に集電プレートが溶接される工程を示した図である。 従来のタブレス円筒形バッテリーを長手方向（Ｙ軸方向）に切断した断面図である。 本発明の一実施形態による円筒形バッテリーの外観を示した図である。 本発明の一実施形態による円筒形バッテリーの内部構造を示した断面図である。 本発明の一実施形態による円筒形バッテリーの上部構造を示した部分断面図である。 本発明の一実施形態による円筒形バッテリーの上部構造を示した部分断面図である。 第１集電体と端子との結合部位を示した図であって、図７及び図８の矢印方向から眺めた平面図である。 第１集電体と端子との結合部位を示した図であって、図７及び図８の矢印方向から眺めた平面図である。 本発明に適用される第１集電体の例示的形態を示した図である。 本発明に適用される第１集電体の例示的形態を示した図である。 本発明の一実施形態による円筒形バッテリーの下部構造を示した部分断面図である。 本発明の一実施形態による円筒形バッテリーの下面を示した図である。 本発明に適用される第２集電体の例示的形態を示した図である。 本発明の望ましい実施形態による電極構造を例示的に示した平面図である。 本発明の実施形態による第１電極の無地部分切構造が第２電極にも適用された電極組立体を長手方向（Ｙ軸方向）に沿って切断した断面図である。 本発明の実施形態によって無地部が折り曲げられた電極組立体を長手方向（Ｙ軸方向）に沿って切断した断面図である。 本発明の実施形態によって無地部が折り曲げられた電極組立体の斜視図である。 本発明の実施形態による複数の円筒形バッテリーをバスバーを用いて直列及び並列に連結した様子を示した上部平面図である。 図２０の一部を拡大して示した図である。 本発明の実施形態によって電極端子の直径及びハウジングの閉鎖部の外側面の露出幅を定義するのに使用されるパラメータを例示的に示した図である。 本発明の実施形態によって電極端子の直径及びハウジングの閉鎖部の外側面の露出幅を定義するのに使用されるパラメータを例示的に示した図である。 本発明の実施形態による円筒形バッテリーを含むバッテリーパックの概略的構成を示した図である。 本発明の実施形態によるバッテリーパックを含む自動車の概略的な構成を示した図である。

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の範囲において使われた用語や単語は通常的及び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形態及び図面に示された構成は、本発明の最も望ましい一実施形態に過ぎず、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形態があり得ることを理解せねばならない。

また、発明の理解を助けるため、添付された図面は実際の縮尺通りに図示されず、一部構成要素の寸法を誇張して図示することがある。また、異なる実施形態における同じ構成要素に対しては同じ参照番号が付され得る。

二つの比較対象が同一であるという表現は「実質的に同一である」ことを意味する。したがって、「実質的に同一」とは、当業界において低い水準と見なされる偏差、例えば５％以内の偏差を有する場合を含み得る。また、所定の領域においてあるパラメータが均一であるとは、該当領域において平均的な観点で均一であることを意味する。

また、第１、第２などが多様な構成要素を示すために使用されているが、これら用語は構成要素を制限するためのものではない。これら用語は単に一つの構成要素を他の構成要素と区別するために使用されるものであり、特に言及しない限り、第１構成要素は第２構成要素にもなり得る。

明細書の全体において、特に言及しない限り、各構成要素は単数または複数であり得る。

構成要素の「上部（または下部）」または構成要素の「上（または下）」に任意の構成が配置されるとは、任意の構成が該構成要素の上面（または下面）に接して配置されることだけでなく、前記構成要素と該構成要素の上に（または下に）配置された任意の構成との間に他の構成が介在され得ることを意味する。

また、ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」または「接続」されるとするとき、構成要素が相互に直接的に連結されるかまたは接続される場合だけでなく、各構成要素の間に他の構成要素が「介在」されるか、または、各構成要素が他の構成要素を通じて「連結」、「結合」または「接続」されることも含む。

明細書の全体において、「Ａ及び／またはＢ」とは、特に言及しない限り、Ａ、Ｂ、またはＡ及びＢを意味し、「Ｃ～Ｄ」とは、特に言及しない限り、Ｃ以上Ｄ以下を意味する。

本明細書においては、説明の便宜上、ゼリーロール状に巻き取られる電極組立体の巻取軸の長手方向に沿った方向を軸方向（Ｙ軸方向）と称する。また、前記巻取軸を囲む方向を円周方向または外周方向（Ｘ軸方向）と称する。また、前記巻取軸に近くなるかまたは巻取軸から遠くなる方向を半径方向と称する。これらのうち、巻取軸に近くなる方向を求心方向、巻取軸から遠くなる方向を遠心方向と称する。

図５～図７を参照すると、本発明の一実施形態によるバッテリー１は、例えば円筒形バッテリーであり得る。前記円筒形バッテリー１は、電極組立体１０、ハウジング２０、プレート状のキャップ３０及び端子４０を含む。前記円筒形バッテリー１は、上述した構成要素の他にも、絶縁ガスケット５０及び／または第１集電体６０及び／または絶縁体７０及び／または第２集電体８０及び／またはシーリングガスケット９０をさらに含み得る。本発明は、電池の形状によって制限されず、他の形状の電池、例えば角形電池にも適用可能である。

前記電極組立体１０は、第１極性を有する第１電極、第２極性を有する第２電極、及び第１電極と第２電極との間に介在される分離膜を含む。前記第１電極は正極または負極であり、第２電極は第１電極と反対極性を有する電極に該当する。

前記電極組立体１０は、例えばゼリーロール（ｊｅｌｌｙ－ｒｏｌｌ）構造を有し得る。すなわち、前記電極組立体１０は、シート状の第１電極と第２電極とをその間に分離膜が介在された状態で少なくとも１回積層して形成した積層体を、巻取中心部Ｃを基準にして巻き取ることで製造され得る。この場合、前記電極組立体１０の外周面上にはハウジング２０との絶縁のために分離膜がさらに備えられ得る。当業界に公知のゼリーロール構造であれば、本発明に制限なく適用可能である。

前記第１電極は、第１電極集電体、及び第１電極集電体の一面または両面に塗布された第１電極活物質を含む。前記第１電極集電体の幅方向（Ｚ軸方向）の一端部には、第１電極活物質が塗布されていない無地部が存在する。第１無地部１１として機能する前記無地部を、以下、第１無地部１１と称する。前記第１無地部１１は、ハウジング２０内に収容された電極組立体１０の高さ方向（Ｚ軸方向）の上部に備えられる。すなわち、前記第１電極集電体は、長辺端部に活物質層がコーティングされておらず分離膜の外部に露出した第１無地部１１を含み、第１無地部１１の一部はそれ自体が電極タブとして使用される。前記第１無地部１１は、例えば正極タブであり得る。

一方、前記第１無地部１１の少なくとも一部は、電極組立体１０の巻取方向に沿って分割された複数の分切片を含み得る。この場合、前記複数の分切片は、電極組立体１０の半径方向に沿って折り曲げられ得る。折り曲げられた前記複数の分切片は、多重に重なり得る。この場合、後述する第１集電体６０の第１無地部結合部６２は、複数の分切片が多重に重なっている領域に結合され得る。一方、前記電極組立体１０は、第１無地部１１の分切片の重畳層の数が電極組立体１０の半径方向に沿って一定に維持される領域である溶接ターゲット領域を備え得る。この領域では、重畳層の数が略最大に維持されるため、後述する第１集電体６０と第１無地部１１との溶接がこの領域内で行われることが有利である。これは、例えばレーザー溶接を適用する際、溶接品質を向上させるためレーザーの出力を高める場合、レーザービームが第１無地部１１を貫通して電極組立体１０を損傷させることを防止するためである。また、これは、溶接スパッタなどの異物が電極組立体１０の内部に流入することを効果的に防止するためである。

前記第２電極は、第２電極集電体、及び第２電極集電体の一面または両面に塗布された第２電極活物質を含む。前記第２電極集電体の幅方向（Ｚ軸方向）の他端部には、第２電極活物質が塗布されていない無地部が存在する。第２無地部１２として機能する前記無地部を、以下、第２無地部１２と称する。前記第２無地部１２は、ハウジング２０内に収容された電極組立体１０の高さ方向（Ｚ軸方向）の下部に備えられる。すなわち、前記第２電極集電体は、長辺端部に活物質層がコーティングされておらず分離膜の外部に露出した第２無地部１２を含み、第２無地部１２の少なくとも一部はそれ自体が電極タブとして使用される。前記第２無地部１２は、例えば負極タブであり得る。一方、前記第２無地部１２の少なくとも一部は、電極組立体１０の巻取方向に沿って分割された複数の分切片を含み得る。この場合、前記複数の分切片は、電極組立体１０の半径方向に沿って折り曲げられ得る。折り曲げられた前記複数の分切片は、多重に重なり得る。この場合、後述する第２集電体８０の第２無地部結合部８２は、複数の分切片が多重に重なっている領域に結合され得る。一方、前記電極組立体１０は、第２無地部１２の分切片の重畳層の数が電極組立体１０の半径方向に沿って一定に維持される領域である溶接ターゲット領域を備え得る。この領域では、重畳層の数が最大に維持されるため、後述する第２集電体８０と第２無地部１２との溶接がこの領域内で行われることが有利である。これは、例えばレーザー溶接を適用する際、溶接品質を向上させるためレーザーの出力を高める場合、レーザービームが第２無地部１２を貫通して電極組立体１０を損傷させることを防止するためである。また、これは、溶接スパッタなどの異物が電極組立体１０の内部に流入することを効果的に防止するためである。

前記第１無地部１１と第２無地部１２とは、円筒形バッテリー１の高さ方向（Ｚ軸方向）に沿って互いに逆方向に延長される。前記第１無地部１１は、ハウジング２０の下端に形成された開口部の反対側に位置する閉鎖部に向かって延長され、第２無地部１２は、ハウジング２０の開放部に向かって延長される。

本発明において、正極板にコーティングされる正極活物質及び負極板にコーティングされる負極活物質は、当業界に公知の活物質であれば制限なく使用可能である。

一例として、正極活物質は、一般化学式Ａ［Ａ_ｘＭ_ｙ］Ｏ_２＋ｚ（ＡはＬｉ、Ｎａ及びＫのうちの少なくとも一つの元素を含む；ＭはＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｖ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｓｃ、Ｚｒ、Ｒｕ及びＣｒから選択された少なくとも一つの元素を含む；ｘ≧０、１≦ｘ＋ｙ≦２、－０．１≦ｚ≦２；化学量論係数ｘ、ｙ及びｚは化合物が電気的中性を維持するように選択される）で表されるアルカリ金属化合物を含み得る。

他の例として、正極活物質は、米国特許第６，６７７，０８２号明細書、米国特許第６，６８０，１４３号明細書などに開示されたアルカリ金属化合物ｘＬｉＭ^１Ｏ_２－（１－ｘ）Ｌｉ_２Ｍ^２Ｏ_３（Ｍ^１は平均酸化状態３を有する少なくとも一つの元素を含む；Ｍ^２は平均酸化状態４を有する少なくとも一つの元素を含む；０≦ｘ≦１）であり得る。

さらに他の例として、正極活物質は、一般化学式Ｌｉ_ａＭ^１ _ｘＦｅ_１－ｘＭ^２ _ｙＰ_１－ｙＭ^３ _ｚＯ_４－ｚ（Ｍ^１はＴｉ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ａｌ、Ｍｇ及びＡｌから選択された少なくとも一つの元素を含む；Ｍ^２はＴｉ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ａｌ、Ｍｇ、Ａｌ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｖ及びＳから選択された少なくとも一つの元素を含む；Ｍ^３はＦを選択的に含むハロゲン族元素を含む；０＜ａ≦２、０≦ｘ≦１、０≦ｙ＜１、０≦ｚ＜１；化学量論係数ａ、ｘ、ｙ及びｚは化合物が電気的中性を維持するように選択される）、またはＬｉ_３Ｍ_２（ＰＯ_４）_３［ＭはＴｉ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｍｇ及びＡｌから選択された少なくとも一つの元素を含む］で表されるリチウム金属ホスフェートであり得る。

望ましくは、正極活物質は、１次粒子及び／または１次粒子が凝集された２次粒子を含み得る。

一例として、負極活物質としては、炭素材、リチウム金属またはリチウム金属化合物、ケイ素またはケイ素化合物、スズまたはスズ化合物などを使用し得る。電位が２Ｖ未満であるＴｉＯ_２、ＳｎＯ_２のような金属酸化物も負極活物質として使用可能である。炭素材としては、低結晶性炭素、高結晶性炭素などがいずれも使用され得る。

分離膜としては、多孔性高分子フィルム、例えばエチレン単独重合体、プロピレン単独重合体、エチレン／ブテン共重合体、エチレン／ヘキセン共重合体、エチレン／メタクリレート共重合体などのようなポリオレフィン系高分子で製造した多孔性高分子フィルムを、単独でまたはこれらを積層して使用し得る。他の例として、分離膜は通常の多孔性不織布、例えば高融点のガラス繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維などからなる不織布を使用し得る。

分離膜の少なくとも一面には、無機物粒子のコーティング層を含み得る。また、分離膜自体が無機物粒子のコーティング層からなってもよい。コーティング層を構成する粒子は、隣接する粒子同士の間にインタースティシャル・ボリューム（ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ ｖｏｌｕｍｅ）が存在するようにバインダーと結合された構造を有し得る。

無機物粒子は、誘電率が５以上である無機物からなり得る。非制限的な例として、前記無機物粒子は、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３（ＰＺＴ）、Ｐｂ_１－ｘＬａ_ｘＺｒ_１－ｙＴｉ_ｙＯ_３（ＰＬＺＴ）、ＰＢ（Ｍｇ_３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３－ＰｂＴｉＯ_３（ＰＭＮ－ＰＴ）、ＢａＴｉＯ_３、ハフニア（ＨｆＯ_２）、ＳｒＴｉＯ_３、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＳｎＯ_２、ＣｅＯ_２、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｎＯ及びＹ_２Ｏ_３からなる群より選択された少なくとも一つの物質を含み得る。

電解質は、Ａ^＋Ｂ^－のような構造の塩であり得る。ここで、Ａ^＋は、Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋、Ｋ^＋のようなアルカリ金属陽イオンまたはこれらの組合せからなるイオンを含む。そして、Ｂ^－は、Ｆ^－、Ｃｌ^－、Ｂｒ^－、Ｉ^－、ＮＯ_３ ^－、Ｎ（ＣＮ）_２ ^－、ＢＦ_４ ^－、ＣｌＯ_４ ^－、ＡｌＯ_４ ^－、ＡｌＣｌ_４ ^－、ＰＦ_６ ^－、ＳｂＦ_６ ^－、ＡｓＦ_６ ^－、ＢＦ_２Ｃ_２Ｏ_４ ^－、ＢＣ_４Ｏ_８ ^－、（ＣＦ_３）_２ＰＦ_４ ^－、（ＣＦ_３）_３ＰＦ_３ ^－、（ＣＦ_３）_４ＰＦ_２ ^－、（ＣＦ_３）_５ＰＦ^－、（ＣＦ_３）_６Ｐ^－、ＣＦ_３ＳＯ_３ ^－、Ｃ_４Ｆ_９ＳＯ_３ ^－、ＣＦ_３ＣＦ_２ＳＯ_３ ^－、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ^－、（ＦＳＯ_２）_２Ｎ^－、ＣＦ_３ＣＦ_２（ＣＦ_３）_２ＣＯ^－、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＣＨ^－、（ＳＦ_５）_３Ｃ^－、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３Ｃ^－、ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７ＳＯ_３ ^－、ＣＦ_３ＣＯ_２ ^－、ＣＨ_３ＣＯ_２ ^－、ＳＣＮ^－及び（ＣＦ_３ＣＦ_２ＳＯ_２）_２Ｎ^－からなる群より選択されたいずれか一つ以上の陰イオンを含む。

また、電解質は、有機溶媒に溶解させて使用し得る。有機溶媒としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、γ－ブチロラクトンまたはこれらの混合物が使用され得る。

図５～図８を参照すると、前記ハウジング２０は、下方に開口部が形成された略円筒形の収容体であって、例えば金属のような導電性を有する材質からなる。前記ハウジング２０の材質としては、例えば鉄（ｓｔｅｅｌ）、ステンレス鋼（ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ）、またはニッケルでメッキされた鉄などが適用され得る。開口部が備えられた前記ハウジング２０の底部を開放端（ｏｐｅｎｅｄ ｅｎｄ）と称する。前記開口部（または、開放端）の反対側に位置する上面を閉鎖部または閉鎖端（ｃｌｏｓｅｄ ｅｎｄ）と称する。前記ハウジング２０の側面（外周面）と閉鎖部とは一体的に形成され得る。これと異なり、前記ハウジング２０の側壁及び閉鎖部をそれぞれ個別的に用意し、溶接などによって結合してもよい。前記ハウジング２０の上面（Ｘ－Ｙ平面に平行な面）、すなわち閉鎖部の外側面２０ａはほぼフラット（ｆｌａｔ）な形態を有する。前記ハウジング２０は、下方に形成された開口部から電極組立体１０を収容し、電解質も一緒に収容する。

前記ハウジング２０は、電極組立体１０と電気的に接続される。前記ハウジング２０は、例えば電極組立体１０の第２無地部１２と電気的に接続される。この場合、前記ハウジング２０は、第２無地部１２と同じ極性を有する。

図６及び図１３を参照すると、前記ハウジング２０は、その下端に形成されたビーディング部２１及びクリンピング部２２を備え得る。前記ビーディング部２１は、電極組立体１０の下部に位置する。前記ビーディング部２１は、ハウジング２０の外周面の周りを押し込んで形成される。より具体的には、前記ビーディング部２１は、電池ハウジング２０の一側に形成された開放部と電極組立体１０を収容する収容部との間の領域において、内側に向かって押し込まれた形態を有し得る。押し込み方向に沿って最内側に位置する前記ビーディング部２１の最内側部２１ｃを基準にして、それぞれ上部及び下部に位置する上部ビーディング部２１ａ及び下部ビーディング部２１ｂは、互いに非対称的な形状を有し得る。このような非対称的な形状は、サイジング（ｓｉｚｉｎｇ）工程を経てハウジング２０が高さ方向（Ｚ軸方向）に沿って圧縮される過程で形成され得る。サイジング工程は、ハウジング２０を電極組立体１０の巻取軸方向に加圧して円筒形バッテリー１の高さを設計フォームファクタに合わせる工程である。

前記下部ビーディング部２１ｂは、ハウジング２０の閉鎖部と略平行な平坦部を備え得る。一方、非対称的な形状によって、上部ビーディング部２１ａは最内側部２１ｃに向かって少なくとも部分的に上向きに傾いた形態を有し得る。これにより、前記上部ビーディング部２１ａは、電極組立体１０の下部を押し付けて固定することができる。前記ビーディング部２１は、ハウジング２０の内径と略対応するサイズを有する電極組立体１０がハウジング２０の下端に形成された開口部から抜け出ないようにし、キャップ３０が載置される支持部としても機能できる。前記下部ビーディング部２１ｂは、後述するキャップ３０だけでなく、第２集電体８０の接触部８３ａ、シーリングガスケット９０などを固定するための支持部として機能することができる。

前記クリンピング部２２は、ビーディング部２１の下部に形成される。前記クリンピング部２２は、下部ビーディング部２１から延長される。前記クリンピング部２２は、ビーディング部２１の下方に配置されるキャップ３０の外周面、及びキャップ３０の下面の一部を包むように延長されて折り曲げられた形態を有する。前記クリンピング部２２は、キャップ３０の他にも、シーリングガスケット９０を固定可能である。

但し、本発明は、ハウジング２０がこのようなビーディング部２１及び／またはクリンピング部２２を備えない場合を排除しない。本発明において、ハウジング２０がビーディング部２１及び／またはクリンピング部２２を備えない場合、電極組立体１０の固定及び／またはキャップ３０の固定及び／またはハウジング２０の密封は、例えば電極組立体１０に対するストッパとして機能可能な部品の追加適用及び／またはキャップ３０が載置可能な構造物の追加適用及び／またはハウジング２０とキャップ３０との間の溶接などを通じて実現し得る。

一方、前記ハウジング２０は、位置毎に厚さが異なるように構成され得る。前記ハウジング２０は、その側壁部の厚さが閉鎖部の厚さよりも薄く形成され得る。このように構成する場合、電極組立体１０の直径をさらに大きく形成可能であるため、エネルギー密度の面で有利である。

前記ハウジング２０は、その閉鎖部、すなわち上面を成す領域が、例えば約０．４ｍｍ～１．２ｍｍの厚さを有し得、より望ましくは約０．６ｍｍ～１．０ｍｍの厚さを有し得る。前記ハウジング２０の閉鎖部が薄過ぎれば、内圧上昇や溶接時にハウジング２０が変形するおそれがある。反対に、前記ハウジング２０の閉鎖部が厚過ぎれば、ハウジング２０の加工面で不利であり、エネルギー密度の損失が大きくなり得る。したがって、前記ハウジング２０の閉鎖部の厚さを適切な水準で管理する必要がある。

一方、前記ハウジング２０は、その外周面を成す側壁部が、例えば約０．３ｍｍ～０．８ｍｍの厚さを有し得、より望ましくは約０．４ｍｍ～０．６ｍｍの厚さを有し得る。前記ハウジング２０の側壁部が薄過ぎれば、円筒形バッテリー１の発火及び爆発時に隣接する円筒形バッテリー１へと火災が広がる可能性が高くなる。例えば、複数の円筒形バッテリー１を含むバッテリーパックにおいて、一部の円筒形バッテリー１で異常が発生して発火及び爆発が起きた場合、ハウジング２０の側壁部が薄過ぎれば、ピンホールが生じ得、それによって連鎖的な発火及び爆発の危険性が増加する。一方、前記ハウジング２０の側壁部が厚過ぎれば、ハウジング２０の加工面で不利であり、エネルギー密度の損失が大きくなり得る。したがって、前記ハウジング２０の側壁部の厚さを適切な水準で管理する必要がある。一方、前記ハウジング２０にはメッキ層が形成され得る。この場合、前記メッキ層は、例えばニッケル（Ｎｉ）を含み得る。前記メッキ層の厚さは約１．５μｍ～６．０μｍであり得る。

図６及び図１３を参照すると、前記キャップ３０は、剛性確保のために、例えば金属材質からなり得る。前記キャップ３０は、ハウジング２０の下端に形成された開口部（または開放端）を密閉する。すなわち、前記キャップ３０は、円筒形バッテリー１の下面を構成する。本発明の円筒形バッテリー１において、前記キャップ３０は、伝導性を有する金属材質である場合にも、極性を持たなくてもよい。極性を持たないとは、前記キャップ３０が電極組立体１０と電気的に接続していないことを意味する。このように前記キャップ３０が電極組立体１０と電気的に接続していない場合、キャップ３０は正極端子または負極端子として機能しない。すなわち、本発明において、前記キャップ３０は、電極組立体１０及びハウジング２０と電気的に接続される必要がなく、その材質が必ずしも伝導性金属である必要もない。

本発明のハウジング２０がビーディング部２１を備える場合、前記キャップ３０は、ハウジング２０に形成されたビーディング部２１の下面によって支持され得る。また、本発明のハウジング２０がクリンピング部２２を備える場合、前記キャップ３０は、クリンピング部２２によって固定される。すなわち、前記キャップ３０の上面はビーディング部２１によって支持され、外周面及び下面はビーディング部２１によって支持され得る。前記キャップ３０とハウジング２０のクリンピング部２２との間には、ハウジング２０の気密性を確保するため、シーリングガスケット９０が介在され得る。一方、上述したように、本発明のハウジング２０は、ビーディング部２１及び／またはクリンピング部２２を備えなくてもよく、この場合、前記シーリングガスケット９０は、ハウジング２０の気密性の確保のため、ハウジング２０の開放部側に備えられた固定のための構造物とキャップ３０との間に介在され得る。

図１３及び図１４を参照すると、前記キャップ３０は、ハウジング２０の内部で発生したガスによって内圧が既に設定された値を超えて増加することを防止するため、ベンティング部３１をさらに備え得る。既に設定された内圧値は約１５～３５ｋｇｆ／ｃｍ^２であり得る。すなわち、前記ベンティング部３１の破断圧力は約１５～３５ｋｇｆ／ｃｍ^２であり得る。前記ベンティング部３１は、キャップ３０において周辺領域と比べてより薄い厚さを有する領域に該当する。前記ベンティング部３１は、周辺領域と比べて構造的に脆弱である。したがって、前記円筒形バッテリー１に異常が発生してハウジング２０の内圧が一定水準以上に増加すれば、ベンティング部３１が破断してハウジング２０の内部に発生したガスが排出される。前記ベンティング部３１は、例えば、キャップ３０の一面上にまたは両面上にノッチング（ｎｏｃｈｉｎｇ）して部分的にハウジング２０の厚さを減らすことで形成され得る。

本発明の一実施形態による円筒形バッテリー１は、後述するように、上部に正極端子及び負極端子が両方とも存在する構造を有し、これにより上部の構造が下部の構造よりも複雑である。したがって、前記ハウジング２０の内部で発生したガスの円滑な排出のため、円筒形バッテリー１の下面を構成するキャップ３０にベンティング部３１が形成され得る。図７に示されたように、前記キャップ３０の下端部は、ハウジング２０の下端部よりも上方に位置することが望ましい。この場合、前記ハウジング２０の下端部が地面に接するかまたはモジュールやパック構成のためのハウジングの底面に接しても、キャップ３０は地面またはモジュールやパック構成のためのハウジングの底面に接しない。したがって、前記円筒形バッテリー１の重量によってベンティング部３１の破断に要求される圧力が設計値から変わる現象を防止でき、これによってベンティング部３１の破断円滑性を確保できる。

一方、前記ベンティング部３１は、図１３及び図１４に示されたように、キャップ３０の中央領域を囲むように連続的または不連続的に延びた形態を有し得る。この場合、内圧の増加によるベンティング部３１の破断容易性の面では、キャップ３０の中心部からベンティング部３１までの距離が遠いほど有利である。これは、同じ内圧が作用するとき、前記キャップ３０の中心点からベンティング部３１までの距離が遠くなるほど、ベンティング部３１に作用する力が大きくなって破断が容易になるためである。また、ベンティングガスの排出円滑性の面でも、キャップ３０の中心点からベンティング部３１との間の距離が遠いほど、ベンティングによって開放される面積が大きくなるため有利である。このような観点からみて、前記ベンティング部３１は、キャップ３０の全体領域のうちの、下方（図１３を基準にして下方）に突出して略扁平な形状を有する中心領域の周縁に沿って形成されることが有利である。

図１３及び図１４には、前記ベンティング部３１がキャップ３０上に略円を描きながら連続的に形成されている場合が示されているが、これによって本発明が限定されることはない。前記ベンティング部３１は、キャップ３０の中心点を内側に含むように形成される略楕円形、またはその外の他の幾何学的な形態を有し得る。また、前記ベンティング部３１は、連続的に形成されず、不連続的に形成されてもよい。

図５～図７を参照すると、前記端子４０は、伝導性を有する金属材質からなる。前記端子４０の材質としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）が用いられ得る。前記端子４０の材質がアルミニウムである場合、後述するリベット加工時に加工が容易であって電気抵抗が比較的に低い１０系アルミニウムが適用され得る。前記端子４０は、ハウジング２０の上面、すなわちハウジング２０の開口部の反対側に位置する面（Ｘ－Ｙ平面に平行な面）を通過する。前記端子４０は、例えば、電極組立体１０の第１無地部１１と電気的に接続される。この場合、前記端子４０は第１極性を有する。したがって、前記端子４０は、本発明の円筒形バッテリー１において第１電極端子として機能することができる。前記端子４０がこのように第１極性を有する場合、端子４０は第２極性を有するハウジング２０とは電気的に絶縁される。前記端子４０とハウジング２０との電気的絶縁は多様な方式で実現される。例えば、前記端子４０とハウジング２０との間に、後述するような絶縁ガスケット５０を介在させることで絶縁を実現し得る。これと異なり、前記端子４０の一部に絶縁性コーティング層を形成させることで絶縁を実現してもよい。または、前記端子４０とハウジング２０とが接触できないように、端子４０を構造的に堅固に固定させる方式を適用してもよい。または、上述した方式のうちの複数の方式を一緒に適用してもよい。

前記端子４０は、端子露出部４１及び端子挿入部４２を含む。前記端子挿入部４２は、電気的接続部４２ａ及びフランジ部４２ｂを含み得る。前記端子露出部４１は、ハウジング２０の外側に露出する。前記端子露出部４１は、ハウジング２０の閉鎖部の略中心部に位置し得る。前記端子露出部４１の最大幅は、端子４０の挿入のためにハウジング２０に形成された孔の最大幅よりも大きく形成され得る。すなわち、前記端子４０の露出のためにハウジング２０の閉鎖部に形成された貫通孔の内径よりも、閉鎖部の外部に露出した端子４０の外径がさらに大きくなり得る。これにより、前記端子４０の露出のために閉鎖部に形成された貫通孔の断面が、前記閉鎖部の外部に露出した端子４０の断面内部に含まれ得る。また、前記端子４０が閉鎖部の外部に露出した部位がハウジング２０の閉鎖部の少なくとも一部を軸方向で覆い得る。前記端子挿入部４２はハウジング２０の閉鎖部の略中心部を貫通し、前記端子挿入部４２の電気的接続部４２ａは第１無地部１１と電気的に接続され得る。前記端子挿入部４２のフランジ部４２ｂは、前記電気的接続部４２ａの周りに形成され、ハウジング２０の閉鎖部の内側面上にリベット（ｒｉｖｅｔ）結合され得る。すなわち、前記端子挿入部４２のフランジ部４２ｂは、ハウジング２０の閉鎖部の内側面に向かって曲がった形態を有し得る。したがって、前記端子４０の固定のためのリベッティング工程が行われた後の端子挿入部４２の最大幅は、端子挿入部４２が通過するようにハウジング２０に形成された孔の最大幅よりも大きく形成され得る。

一方、本発明の円筒形バッテリー１が第１集電体６０を備える場合、端子挿入部４２の電気的接続部４２ａは第１集電体６０と結合され得る。前記端子挿入部４２の電気的接続部４２ａは、例えば略円柱状であり得る。勿論、前記端子挿入部４２の電気的接続部４２ａの形状がこれによって限定されることはない。前記端子挿入部４２の電気的接続部４２ａは、例えば断面が楕円形である円柱状、四角柱状、六角柱状、または八角柱状など多様な形態であり得る。前記端子挿入部４２の電気的接続部４２ａの底面は、少なくとも部分的に略平坦に形成され得る。

図７及び図８とともに図９及び図１０を参照すると、前記端子挿入部４２の中心領域の底面と第１集電体６０との結合は、例えばレーザー溶接、スポット溶接、または超音波溶接によって行われ得る。

前記溶接は、電極組立体１０の巻取中心Ｃに形成された孔を通ってレーザーを照射するかまたは超音波溶接やスポット溶接のための道具を挿入し、第１集電体６０の一面（電極組立体１０の巻取中心部Ｃに形成された孔に向かう面）上に溶接ビードＷを形成することで行われ得る。前記巻取中心Ｃに形成された孔内には、溶接作業のためのガイドパイプ（図示せず）が挿入され得る。前記ガイドパイプを挿入した状態で溶接作業が行われる場合、巻取中心Ｃに形成された孔の内壁面を構成する分離膜の損傷を減少させることができる。

前記第１集電体６０の端子結合部６３の一面上に形成される溶接ビードＷによって描かれる溶接パターンは、端子挿入部４２の電気的接続部４２ａの底面の中心部Ｐを囲む形態で描かれ得る。前記溶接パターンは、例えば略円形であり得、これと異なって、略楕円形、略四角形、六角形、八角形などのような多角形の形態であってもよい。前記溶接ビードＷによって形成される溶接パターンは、連続的（図９を参照）または不連続的（図１０を参照）に形成され得る。前記溶接ビードＷによって形成される溶接パターンの形状の例示である円形、楕円形、多角形などは幾何学的に完全な円形、楕円形、多角形などを意味しない。一方、前記溶接パターンは、レーザー溶接によって形成され得、この場合、前記溶接パターンの最外郭の境界線によって描かれる幾何学的な図形の最長直径は前記端子の底面に形成された平坦部の直径に対比して約６０％～８０％の値を有し得る。他の形態において、前記溶接パターンは、超音波溶接によって形成され得、この場合、前記超音波溶接による前記溶接パターンは、前記端子の底面に形成された平坦部の直径に対比して約３０％～８０％の最長直径を有する幾何学的な図形内に形成され得る。

一方、前記端子挿入部４２の電気的接続部４２ａの底面に形成される平坦部の直径は、第１集電体６０との溶接強度を考慮して決定され得る。前記平坦部と第１集電体６０との間の溶接部の引張力は、少なくとも約２ｋｇｆ以上、３ｋｇｆ以上、４ｋｇｆ以上、５ｋｇｆ以上、６ｋｇｆ以上、７ｋｇｆ以上、８ｋｇｆ以上、９ｋｇｆ以上、または１０ｋｇｆ以上であり得る。溶接部の引張力は、溶接方法を最善に選択して許容される範囲で最大限に増加させることが望ましい。

溶接部の引張力条件を満たすため、前記平坦部に形成される溶接パターンの直径（または最大幅）は最小約２ｍｍであり得る。溶接パターンの直径は、溶接部位の表面に現れた溶接ビードＷの面積（Ｓ）を円の面積（πｒ^２）に変換したとき、該当円の換算直径（２×（Ｓ／π）^０．５）で定義され得る。

前記端子挿入部４２の電気的接続部４２ａの底面に形成される平坦部は、溶接可能領域に該当する。溶接可能領域の直径は約３ｍｍ～１４ｍｍであり得る。溶接可能領域の直径が約３ｍｍよりも小さいと、直径（換算直径）が２ｍｍ以上の溶接パターンを確保し難い。特に、レーザー溶接を用いて溶接パターンを形成する場合、レーザービームの干渉のため、直径２ｍｍ以上の溶接パターンを確保し難い。溶接可能領域の直径が約１４ｍｍを超えると、端子４０の端子露出部４１の直径もそれ以上に大きくなって、端子４０と反対極性を有する電極端子として使用するハウジング２０の外側面２０ａの面積を十分に確保し難い。

前記溶接パターンの直径条件と溶接可能領域の直径条件を考慮するとき、少なくとも約５ｋｇｆの溶接部の引張力を確保するために必要な、溶接可能領域の面積に対した溶接パターンの面積の比率は、約２．０４％（π１^２／π７^２）～４４．４％（π１^２／π１．５^２）であることが望ましい。

一例として、端子挿入部４２の電気的接続部４２ａの底面に形成された平坦部と第１集電体６０とがレーザーによって溶接され、溶接ビードＷが略円弧パターンの形態で連続的または不連続的なラインを描きながら溶接される場合、円弧溶接パターンの直径は約２ｍｍ以上、望ましくは約４ｍｍ以上であることが望ましい。円弧溶接パターンの直径が該当条件を満たす場合、溶接部の引張力を約５ｋｇｆ以上に増加させて十分な溶接強度を確保可能である。

他の例として、端子挿入部４２の電気的接続部４２ａの底面に形成された平坦部と第１集電体６０とが超音波によって溶接されて円形パターンで溶接される場合、円形溶接パターンの直径は約２ｍｍ以上であることが望ましい。前記円形溶接パターンの直径が該当条件を満たす場合、溶接部の引張力を約５ｋｇｆ以上に増加させて十分な溶接強度を確保可能である。

溶接可能領域に該当する端子４０の底面に形成された平坦部の直径は、約３ｍｍ～１４ｍｍに調節され得る。前記平坦部の半径が約３ｍｍよりも小さいと、レーザー溶接道具、超音波溶接道具などを用いて約２ｍｍ以上の直径を有する溶接パターンを形成することが困難である。

他の形態において、端子４０の上面中心部から最外側までの距離、すなわち端子露出部４１の半径（Ｒ１）は、ハウジング２０の上面の半径（Ｒ２、ハウジング外径の１／２）対比約１０％～７０％であり得る。Ｒ１が小さくなると、端子４０の電気的接続に使用される部品（バスバー）を溶接するときに溶接空間が足りなくなる。また、Ｒ１が大きくなると、ハウジング２０の上面のうちの端子４０を除いた他の領域に電気的接続のための部品（バスバー）を溶接するときに溶接空間が減少する。

比率Ｒ１／Ｒ２を約１０％～７０％で調節すると、端子４０に対する溶接空間及びハウジング２０の閉鎖部の外側面２０ａに対する溶接空間を適切に確保することができる。

また、端子挿入部４２の電気的接続部４２ａの底面の半径（Ｒ３）は、前記Ｒ２対比約４％～３０％であり得る。

Ｒ３が小さくなると、端子挿入部４２の電気的接続部４２ａの底面に形成された平坦部に第１集電体６０を溶接するときに溶接空間が足りなくなり、端子４０の溶接面積が減少して接触抵抗が増加するおそれがある。また、Ｒ３は、Ｒ１よりも小さくなければならず、Ｒ３が大きくなると、端子挿入部４２のフランジ部４２ｂが薄くなってフランジ部４２ｂが絶縁ガスケット５０を圧着する力が弱くなり、絶縁ガスケット５０のシーリング能力が低下するおそれがある。

Ｒ３／Ｒ２を約４％～３０％の間で調節すると、端子挿入部４２の電気的接続部４２ａの底面と第１集電体６０との間の溶接面積を十分に確保することで溶接工程を容易に行うことができるだけでなく、溶接領域の接触抵抗を減少でき、絶縁ガスケット５０のシーリング能力の低下を防止することができる。

一方、本発明の一実施形態による円筒形バッテリー１は、上述したように端子挿入部４２の電気的接続部４２ａの底面を第１集電体６０上に溶接して結合した構造を有することで、第１集電体６０と端子４０との間の結合面積を極大化できる。すなわち、前記電気的接続部４２ａの底面の少なくとも一部は平坦に形成され、これによって端子４０と第１集電体６０との間の結合面積を極大化できる。したがって、本発明の一実施形態による円筒形バッテリー１は、急速充電によって多く電流が流れる場合に、第１集電体６０と端子４０との結合部位で円滑な電流の流れを保証でき、これによって充電時間の短縮、発熱量の減少などの効果を奏することができる。

本発明において、前記ハウジング２０の上面、すなわちハウジング２０の閉鎖部の外側面２０ａと、端子４０のうちの前記ハウジング２０の外側に露出した端子露出部４１の上面とは、反対の極性を有し、同じ方向に向かう。また、前記端子露出部４１の上面とハウジング２０の上面との間には段差が形成され得る。すなわち、図７及び図８に示されたように、前記端子露出部４１は、ハウジング２０の上面を通じてハウジング２０の外側に所定の高さだけ突出し得る。この場合、段差の高さは、約０．０８ｍｍ～４ｍｍであり得る。段差の高さがこのような範囲を外れて低過ぎる場合、端子露出部４１の上面に結合されるバスバーが端子露出部４１と反対極性を有するハウジング２０の上面に接触する可能性及び／または端子４０のリベッティング時に端子露出部４１が変形する可能性が高まる。後述するガスケット露出部５１の厚さは、絶縁性及びシーリング性を考慮して約０．３ｍｍ～１ｍｍに形成され得る。このようなガスケット露出部５１の厚さを考慮したとき、ハウジング２０の上面２０ａに突出した端子露出部４１の高さが約０．０８ｍｍよりも小さいと、端子露出部４１の機械的剛性の確保が難しくなる。特に、前記端子４０がアルミニウム材質である場合はさらに深刻である。一方、段差の高さがこのような範囲を外れて高過ぎると、円筒形バッテリー１のサイズが高さ方向で大きくなってエネルギー密度の損失が大きくなるおそれがある。

一方、図面においては、端子４０が端子４０と反対極性の電極端子２０ａとして機能するハウジング２０の上面よりも高く突出した場合のみが示されているが、本発明がこれに限定されることはない。

例えば、前記ハウジング２０の上面がその中心部から下方に、すなわち電極組立体１０に向かって凹状に凹んだ形状を有する場合は、ハウジング２０の上面が電極端子４０の端子露出部４１よりも上方に位置し得る。

一方、前記ハウジング２０の上面がその中心部から下方に、すなわち電極組立体１０に向かって凹状に凹んだ形状を有する場合において、凹んだ深さ及び電極端子４０の端子露出部４１の厚さによってハウジング２０の上面と端子露出部４１の上面とが同一平面をなしてもよい。この場合には、前記ハウジング２０の上面と端子露出部４１の上面との間に段差が形成されない。

前記絶縁ガスケット５０は、ハウジング２０と端子４０との間に介在され、互いに反対極性を有するハウジング２０と端子４０とが接触することを防止する。これにより、略扁平な形状を有するハウジング２０の上面が円筒形バッテリー１の第２電極端子として機能することができる。

前記絶縁ガスケット５０は、ガスケット露出部５１及びガスケット挿入部５２を含む。前記ガスケット露出部５１は、端子４０の端子露出部４１とハウジング２０との間に介在される。前記ガスケット露出部５１は、端子露出部４１よりも長く延長され得、これによって円筒形バッテリー１を上方で眺めたとき、端子露出部４１の外側に露出し得る。前記ガスケット挿入部５２は、端子４０の端子挿入部４２とハウジング２０との間に介在される。前記ガスケット挿入部５２は、端子挿入部４２のフランジ部４２ｂのリベッティング（ｒｅｖｅｔｉｎｇ）時に一緒に変形され、ハウジング２０の閉鎖部の内側面に密着され得る。前記絶縁ガスケット５０は、例えば絶縁性及び弾性を有する樹脂材質からなり得る。

図８を参照すると、前記絶縁ガスケット５０のガスケット露出部５１は、端子４０の端子露出部４１の外周面を覆うように延びた形態を有し得る。このように絶縁ガスケット５０が端子４０の外周面を覆う場合、バスバーなどの電気的接続部品をハウジング２０の上面及び／または端子４０に結合させる過程で短絡が発生することを防止することができる。図示していないが、前記絶縁ガスケット５０のガスケット露出部５１は、端子露出部４１の外周面だけでなく、上面の一部も一緒に覆うように延びた形態を有してもよい。

前記絶縁ガスケット５０が樹脂材質からなる場合において、絶縁ガスケット５０は熱融着によって前記ハウジング２０及び端子４０と結合され得る。この場合、絶縁ガスケット５０と端子４０との結合界面及び絶縁ガスケット５０とハウジング２０との結合界面における気密性が強化される。一方、前記絶縁ガスケット５０のガスケット露出部５１が端子露出部４１の上面までに延びた場合において、端子４０はインサート射出によって絶縁ガスケット５０と結合されてもよい。

一方、図７及び図８を参照すると、望ましくは、端子挿入部４２のフランジ部４２ｂがハウジング２０の内側に突出した高さ（Ｈ３）は、約０．５ｍｍ～３．０ｍｍであり得る。前記端子挿入部４２の突出高さ（Ｈ３）が約０．５ｍｍ未満であると、十分なシーリング性を確保し難い。また、前記端子挿入部４２の突出高さ（Ｈ３）が３ｍｍを越えると、電極組立体１０によって占有可能なハウジング２０の内部空間が減少する。

望ましくは、前記端子４０の全体高さは、約１．５ｍｍ～７ｍｍであり得る。前記端子４０の全体高さは、端子露出部４１の上面から端子挿入部４２の底面までの距離を意味する。前記端子４０の全体高さが約１．５ｍｍ未満であると、ハウジング２０の閉鎖部の厚さのため、ガスケット挿入部５２の厚さをシーリング性を十分に確保可能な程度に増加させ難い。参考までに、前記ハウジング２０の閉鎖部の厚さは約０．４ｍｍ～１．２ｍｍに形成され得る。また、前記端子４０の全体高さが約７ｍｍを超えると、電極組立体１０によって占有可能なハウジング２０の内部空間が過度に減少し、円筒形バッテリー１の全体高さが増加しながら単位面積当たりのエネルギー密度がその分だけ低くなる。

一方、前記端子４０は、端子挿入部４２がハウジング２０の閉鎖部の内側面と実質的に平行になるようにリベッティングされた構造を有し得る。したがって、ハウジング２０の閉鎖部の内側面と対向する端子挿入部４２の表面が閉鎖部の内側面と形成する角度は実質的に０°に近く形成され得る。また、前記端子挿入部４２のフランジ部４２ｂがハウジング２０の閉鎖部の内側面を基準にしてハウジング２０の内側に向かって突出した高さ（Ｈ３）は、ガスケット挿入部５２がハウジング２０の内側に向かって突出した高さ（Ｈ２）と同一であるかまたはより大きく形成され得る。また、前記電気的接続部４２ａがハウジング２０の閉鎖部の内側面を基準にしてハウジング２０の内側に向かって突出した高さ（Ｈ１）は、フランジ部４２ｂの突出高さ（Ｈ３）と同一であるかまたはより大きく形成され得る。また、前記端子４０及び絶縁ガスケット５０の通過のためのハウジング２０の孔の内側エッジ部分は、所定の曲律を有する円弧形状を有する。また、前記端子４０の端子挿入部４２の電気的接続部４２ａは、その底面に向かって徐々に細くなる形状を有し得る。

望ましくは、前記絶縁ガスケット５０の厚さは、ガスケット露出部５１とガスケット挿入部５２とが連結される中間領域から下方に向かって徐々に減少してから、ガスケット挿入部５２の最末端では若干（ｓｌｉｇｈｔｌｙ）増加し得る。このような絶縁ガスケット５０の圧縮構造は、端子４０とハウジング２０との間の空間に対するシーリング性をさらに向上させることができる。

望ましくは、上述した本発明の実施形態による端子４０のリベッティング構造は、フォームファクタが２１７００よりも大きい円筒形バッテリーに適用され得る。

近年、円筒形バッテリーが電気自動車に適用されることによって、円筒形バッテリーのフォームファクタが従来の１８６５、２１７０などよりも増加している。フォームファクタの増加は、エネルギー密度の増加、熱暴走に対する安全性の増大、そして冷却効率の向上をもたらす。

また、後述するが、端子４０のリベッティング構造が適用された円筒形バッテリー１は、一側のみで正極／負極に対する電気的配線をすべて行うことができる。また、上述したようなリベッティング構造を有する端子４０は、断面積が大きくて電気抵抗が低いため、急速充電において非常に有利である。

本発明の一実施形態によれば、前記絶縁ガスケット５０、絶縁体７０、及びシーリングガスケット９０は同じ材質で形成され得るが、これに限定されない。絶縁ガスケット５０の厚さと絶縁体７０の厚さとは実質的に同一であり得るが、これに限定されない。これらの厚さが相違する場合は、絶縁体７０が絶縁ガスケット５０より薄くてもよく、その反対であってもよい。

前記円筒形バッテリー１の上方から眺めたハウジング２０の上面の全体面積のうち、前記端子４０及び前記絶縁ガスケット５０が占める領域を除いた他の領域全体が前記端子４０と反対極性を有する第２電極端子に該当する。

前記ハウジング２０の円筒形側壁は、第２電極端子との間で不連続部分がないように、第２電極端子と一つのピース（ｏｎｅ ｐｉｅｃｅ）で形成され得る。前記ハウジング２０の側壁から第２電極端子への連結は滑らかな曲線であり得る。すなわち、前記ハウジング２０の上面２０ａの端部にはラウンド領域が設けられ得る。但し、本発明がこれに限定されることはなく、連結部品は所定の角度を有する角を少なくとも一つ含み得る。前記ハウジング２０の及び上面２０ａの周縁に前記ラウンド領域が形成される場合、前記円筒形バッテリー１の上方から眺めたハウジング２０の上面の全体面積のうち、前記端子４０と前記絶縁ガスケット５０が占める領域、そして前記ラウンド領域を除いた他の領域全体が前記端子４０と反対極性を有する第２電極端子として機能する。

図７及び図８を参照すると、前記第１集電体６０は、電極組立体１０の上部に結合される。また、前記第１集電体６０は端子４０結合される。すなわち、前記第１集電体６０は、電極組立体１０の第１無地部１１と端子４０とを電気的に接続させる。前記第１集電体６０は導電性を有する金属材質からなり、第１無地部１１と連結される。図示していないが、前記第１集電体６０は、その下面に放射状に形成された複数の凹凸を備え得る。凹凸が形成された場合、第１集電体６０を押し付けて凹凸に第１無地部１１を押し込み得る。

前記端子４０の底面、すなわち端子挿入部４２の電気的接続部４２ａの底面の少なくとも一部には、ハウジング２０の閉鎖部の内側面と略平行な平坦部が形成され得、第１集電体６０はこの平坦部と結合される。

前記第１集電体６０は、第１無地部１１の端部に結合される。前記第１無地部１１と第１集電体６０との結合は、例えばレーザー溶接によって行われ得る。前記レーザー溶接は、第１集電体６０の母材を部分的に溶融させる方式で行われてもよく、第１集電体６０と第１無地部１１との間に溶接のためのはんだを介在させた状態で行ってもよい。この場合、はんだは、第１集電体６０及び第１無地部１１に比べて低い融点を有することが望ましい。

前記第１集電体６０は、第１無地部１１の端部が第１集電体６０と平行な方向に折り曲げられて形成された結合面上に結合され得る。前記第１無地部１１の折曲方向は、例えば電極組立体１０の巻取中心Ｃ、すなわちコアに向かう方向であり得る。前記第１無地部１１がこのように折り曲げられた形態を有する場合、第１無地部１１が占める空間が減少してエネルギー密度の向上をもたらすことができる。また、前記第１無地部１１と第１集電体６０との間の結合面積の増加によって結合力の向上及び抵抗減少の効果を奏することができる。

図７及び図８とともに図１１を参照して本発明の第１集電体６０の例示的形態について説明する。図７及び図８とともに図１１を参照すると、本発明に適用される第１集電体６０は、周縁部６１、第１無地部結合部６２、及び端子結合部６３を含み得る。前記周縁部６１は、電極組立体１０の上部に配置される。前記周縁部６１は、その内部に空いた空間（Ｓ）が形成された略リム（ｒｉｍ）形態を有し得る。図面には前記周縁部６１が略円形のリム形態である場合のみを示しているが、これによって本発明が限定されることはない。前記周縁部６１は、図示と異なって、略四角のリム形態、六角のリム形態、八角のリム形態、またはその外の他のリム形態であってもよい。

前記端子結合部６３は、端子４０の底面に形成された平坦部との結合のための溶接面積を確保するため、前記端子４０の底面に形成された平坦部の直径と実質的に同一であるかまたはより大きい直径を有し得る。

前記第１無地部結合部６２は、周縁部６１から内側に延長されて第１無地部１１と結合される。前記端子結合部６３は、第１無地部結合部６２と離隔して周縁部６１の内側に位置する。前記端子結合部６３は、端子４０と溶接によって結合され得る。前記端子結合部６３は、例えば周縁部６１によって囲まれた内側空間の略中心部に位置し得る。前記端子結合部６３は、電極組立体１０の巻取中心部Ｃに形成された孔と対応する位置に備えられ得る。前記端子結合部６３は、電極組立体１０の巻取中心部Ｃに形成された孔が端子結合部６３の外側に露出しないように、電極組立体１０の巻取中心部Ｃに形成された孔を覆い得る。このように、前記電極組立体１０の巻取中心部Ｃに形成された孔が覆われる場合、孔内を通る電解液の流速によって孔の内側に位置する分離膜が損傷され、それによって電極が露出する現象を防止することができる。そのため、前記端子結合部６３は、電極組立体１０の巻取中心部Ｃに形成された孔よりも大きい直径または幅を有し得る。

前記第１無地部結合部６２と端子結合部６３とは、直接的に連結されず、離隔して配置され、周縁部６１によって間接的に連結され得る。このように前記第１集電体６０は、第１無地部結合部６２と端子結合部６３とが直接連結されておらず、周縁部６１を通じて連結された構造を有することで、円筒形バッテリー１に衝撃及び／または振動が発生する場合、第１無地部結合部６２と第１無地部１１との間の結合部位及び端子結合部６３と端子４０との間の結合部位に加えられる衝撃を分散させることができる。図面には４個の第１無地部結合部６２が図示されているが、これによって本発明が限定されることはない。前記第１無地部結合部６２の個数は、形状の複雑性による製造の難易度、電気抵抗、電解液含浸性を考慮した周縁部６１の内側の空間などを考慮して多様に決定され得る。

前記第１集電体６０は、周縁部６１から内側に延長されて端子結合部６３と連結されるブリッジ部６４をさらに含み得る。前記ブリッジ部６４は、少なくともその一部の断面積が第１無地部結合部６２及び周縁部６１と比べて小さく形成され得る。例えば、前記ブリッジ部６４は、少なくともその一部が第１無地部結合部６２と比べて幅及び／または厚さがさらに小さく形成され得る。この場合、前記ブリッジ部６４で電気抵抗が増加し、それによって前記ブリッジ部６４を通って電流が流れるとき、相対的に大きい抵抗がブリッジ部６４の一部で過電流ヒーティング（ｈｅａｔｉｎｇ）による溶融を起こし、それは過電流を非可逆的に遮断する。前記ブリッジ部６４は、このような過電流遮断機能を考慮してその断面積を適切な水準に調節し得る。

前記ブリッジ部６４は、周縁部６１の内側面から端子結合部６３に向かってその幅が徐々に狭くなるテーパー部６４ａを備え得る。テーパー部６４ａが備えられる場合、ブリッジ部６４と周縁部６１との連結部位で部品の剛性が向上する。前記テーパー部６４ａが備えられる場合、円筒形バッテリー１の製造工程において、例えば移送装置及び／または作業者がテーパー部６４ａを把持することで、第１集電体６０及び／または第１集電体６０と電極組立体１０との結合体を容易且つ安全に移送することができる。すなわち、前記テーパー部６４ａが備えられる場合、第１無地部結合部６２及び端子結合部６３のように他の部品と溶接される部分を把持することで発生する製品の不良を防止することができる。

前記第１無地部結合部６２は、複数個備えられ得る。複数の前記第１無地部結合部６２は、周縁部６１の延長方向に沿って互いに実質的に同一間隔で配置され得る。複数の前記第１無地部結合部６２のそれぞれの延長長さは互いに実質的に同一であり得る。前記第１無地部結合部６２は、第１無地部１１と溶接によって結合され得る。

前記端子結合部６３は、複数の前記第１無地部結合部６２によって囲まれるように配置され得る。前記端子結合部６３は、端子４０と溶接によって結合され得る。前記ブリッジ部６４は、隣接した一対の第１無地部結合部６２同士の間に位置し得る。この場合、前記ブリッジ部６４から周縁部６１の延長方向に沿って一対の第１無地部結合部６２の一方に至る距離は、ブリッジ部６４から周縁部６１の延長方向に沿って一対の第１無地部結合部６２の他方に至る距離と実質的に同一であり得る。複数の前記第１無地部結合部６２それぞれの断面積は、実質的に同一に形成され得る。複数の前記第１無地部結合部６２それぞれの幅及び厚さは実質的に同一に形成され得る。

図示していないが、前記ブリッジ部６４は、複数個備えられ得る。複数のブリッジ部６４はそれぞれ、隣接した一対の第１無地部結合部６２同士の間に配置され得る。複数の前記ブリッジ部６４は、周縁部６１の延長方向に沿って互いに実質的に同一間隔で配置され得る。複数の前記ブリッジ部６４のそれぞれから周縁部６１の延長方向に沿って隣接した一対の第１無地部結合部６２の一方に至る距離は、他方の第１無地部結合部６２に至る距離と実質的に同一であり得る。

上述したように、第１無地部結合部６２及び／またはブリッジ部６４が複数個備えられる場合において、第１無地部結合部６２同士の距離及び／またはブリッジ部６４同士の距離及び／または第１無地部結合部６２とブリッジ部６４との間の距離が一定に形成されれば、第１無地部結合部６２からブリッジ部６４に向かう電流またはブリッジ部６４から第１無地部結合部６２に向かう電流の流れが円滑に形成される。

一方、前記第１集電体６０と第１無地部１１との結合は、溶接によって行われ得る。この場合、例えばレーザー溶接、超音波溶接、スポット溶接などが適用され得る。図７及び図８とともに図１２を参照して本発明の第１集電体６０の他の例示的形態について説明する。図７及び図８とともに図１２を参照すると、前記ブリッジ部６４は、ブリッジ部６４の断面積を部分的に減少させるように形成されるノッチング部Ｎを備え得る。前記ノッチング部Ｎの断面積の調節は、例えばブリッジ部６４の幅及び／または厚さの部分的な減少を通じて実現し得る。前記ノッチング部Ｎが備えられる場合、ノッチング部Ｎが形成された領域における電気抵抗が増加し、これによって過電流の発生時に迅速な電流遮断が可能になる。

前記ブリッジ部６４がテーパー部６４ａを備える場合において、前記ノッチング部Ｎは端子結合部６３よりもテーパー部６４ａにさらに近く位置し得る。前記テーパー部６４ａの最も狭い部分で相対的に多くの熱が発生し、これはテーパー部６４ａに近接したノッチング部Ｎが迅速に過電流を遮断するようにする。

一方、前記ノッチング部Ｎは、破断時に発生する溶接スパッタなどの異物が電極組立体１０の内部に流入することを防止するため、上述した電極組立体１０の溶接ターゲット領域と対応する領域に設けられることが望ましい。この領域では、第１無地部１１において分切片の重畳層の数が最大に維持され、これによって重なった分切片がマスク（ｍａｓｋ）として機能できるためである。例えば、前記ノッチング部Ｎは、電極組立体１０の半径方向の略中心部に備えられ得る。

図６～図８を参照すると、前記絶縁体７０は、電極組立体１０の上端とハウジング２０の内側面との間または電極組立体１０の上部に結合された第１集電体６０とハウジング２０の閉鎖部の内側面との間に備えられる。前記絶縁体７０は、第１無地部１１とハウジング２０との間の接触及び／または第１集電体６０とハウジング２０との間の接触を防止する。前記絶縁体７０は、その他にも電極組立体１０の外周面の上端とハウジング２０の側壁との間にも介在され得る。すなわち、前記絶縁体７０は、第１無地部１１とハウジング２０の側壁部との間にも介在され得る。前記第１集電体６０は、電極組立体１０の外周面の上端を完全に横切って延長されるプレートであり得る。但し、本発明がこれに限定されることはなく、前記第１集電体６０は、電極組立体１０の外周面の上端を部分的に横切って延長されるように形成されてもよい。

本発明の一実施形態による円筒形バッテリー１が絶縁体７０を備える場合、端子４０の端子挿入部４２は、絶縁体７０に形成された孔を通って第１集電体６０または第１無地部１１と結合される。前記絶縁体７０に形成された孔は、電極組立体１０の巻取中心Ｃに形成された孔と対応する位置に形成され得る。また、前記絶縁体７０に形成された孔は、第１集電体６０の端子結合部６３と対応する位置に形成され得る。

一方、前記端子４０と第１集電体６０の端子結合部６３との間の溶接結合部位が電極組立体１０の巻取中心部Ｃに形成された孔の内側に位置すると、電極組立体１０が損傷されるおそれがある。これを防止するため、前記端子結合部６３と結合される端子４０の下端に形成された平坦部は、絶縁体７０の下面と実質的に同一高さに位置するかまたはより上方に位置し得る。この場合、前記端子４０と第１集電体６０との間の溶接結合部位が電極組立体１０の巻取中心部Ｃに形成された孔の外側に位置するようになる。

これを考慮して、前記絶縁体７０の厚さは、ハウジング２０の閉鎖部の内側面から端子４０の下端に備えられた平坦部までの距離と実質的に同一であるかまたはより大きい厚さを有し得る。一方、前記絶縁体７０は、ハウジング２０の閉鎖部の内側面と第１集電体６０との間の空間を高さ方向に沿って充填して電極組立体１０が上下に移動する空間が生じないように、ハウジング２０の閉鎖部の内側面と第１集電体６０との間の距離に対応する厚さを有し得る。

他の形態において、前記絶縁体７０の上面はハウジング２０の閉鎖部の内側面に接触し、絶縁体７０の下面は第１集電体６０の上面に接触し得る。

図１３を参照すると、前記第２集電体８０は、電極組立体１０の下部に配置される。また、前記第２集電体８０は、電極組立体１０の第２無地部１２とハウジング２０とを電気的に接続させるように構成され得る。前記第２集電体８０は導電性を有する金属材質からなり、第２無地部１２と連結される。また、前記第２集電体８０は、ハウジング２０と電気的に接続される。前記第２集電体８０は、ハウジング２０の内側面とシーリングガスケット９０との間に介在されて固定され得る。より具体的には、前記第２集電体８０は、ハウジング２０のビーディング部２１の下面とシーリングガスケット９０との間に介在され得る。但し、これによって本発明が限定されることはなく、これと異なり、前記第２集電体８０は、ビーディング部２１が形成されていない領域でハウジング２０の内壁面に溶接されてもよい。

図示していないが、前記第２集電体８０は、その一面上に放射状に形成された複数の凹凸を備え得る。凹凸が形成された場合、第２集電体８０を押し付けて凹凸に第２無地部１２を押し込み得る。

前記第２集電体８０は、第２無地部１２の端部に結合される。前記第２無地部１２と第２集電体８０との結合は、例えばレーザー溶接によって行われ得る。前記レーザー溶接は、第２集電体８０の母材を部分的に溶融させる方式で行われてもよく、第２集電体８０と第２無地部１２との間に溶接のためのはんだを介在させた状態で行ってもよい。この場合、はんだは、第２集電体８０及び第２無地部１２に比べて低い融点を有することが望ましい。

前記第２集電体８０は、第２無地部１２の端部が第２集電体８０と平行な方向に折り曲げられて形成された結合面上に結合され得る。前記第２無地部１２の折曲方向は、例えば電極組立体１０の巻取中心Ｃ、すなわちコアに向かう方向であり得る。前記第２無地部１２がこのように折り曲げられた形態を有する場合、第２無地部１２が占める空間が減少してエネルギー密度の向上をもたらすことができる。また、前記第２無地部１２と第２集電体８０との間の結合面積の増加によって結合力の向上及び抵抗減少の効果を奏することができる。

図１５を参照すると、本発明の第２集電体８０の例示的形態が示されている。図１３とともに図１５を参照すると、前記第２集電体８０は、電極組立体１０とハウジング２０との間を電気的に接続する。

前記第２集電体８０は、電極組立体１０の下部に配置される支持部８１、前記支持部８１から略電極組立体１０の半径方向に沿って延在されて第２無地部１２と結合される第２無地部結合部８２、及び前記支持部８１から略電極組立体１０の半径方向に沿って延在されてハウジング２０の内側面上に結合されるハウジング結合部８３を含み得る。前記第２無地部結合部８２とハウジング結合部８３とは、支持部８１を通じて間接的に連結され、互いに直接的に連結されない。したがって、本発明の円筒形バッテリー１に外部衝撃が加えられたとき、第２集電体８０と電極組立体１０との結合部位及び第２集電体８０とハウジング２０との結合部位に発生する損傷を最小化できる。但し、本発明の第２集電体８０は、このように第２無地部結合部８２とハウジング結合部８３とが間接的に連結された構造を有する場合のみに限定されない。例えば、前記第２集電体８０は、第２無地部結合部８２とハウジング結合部８３とを間接的に連結させる支持部８１を備えない構造及び／または第２無地部１２とハウジング結合部８３とが直接連結された構造を有してもよい。

前記支持部８１及び第２無地部結合部８２は、電極組立体１０の下部に配置される。前記第２無地部結合部８２は、電極組立体１０の第２無地部１２と結合される。前記第２無地部結合部８２だけでなく、前記支持部８１も第２無地部１２と結合され得る。前記第２無地部結合部８２と第２無地部１２とは溶接によって結合され得る。前記支持部８１及び第２無地部結合部８２は、ハウジング２０にビーディング部２１が形成される場合、ビーディング部２１よりも上部に位置する。

前記支持部８１は、電極組立体１０の巻取中心部Ｃに形成される孔と対応する位置に形成される集電体孔８０ａを備える。互いに連通される前記電極組立体１０の孔と集電体孔８０ａとは、端子４０と第１集電体６０の端子結合部６３との間の溶接のための溶接棒の挿入またはレーザービームの照射のための通路として機能することができる。前記集電体孔８０ａは、電極組立体１０の巻取中心部Ｃに形成された孔と実質的に同一であるかまたはより大きい直径を有し得る。前記第２無地部結合部８２が複数個備えられる場合、複数の第２無地部結合部８２は第２集電体８０の支持部８１から略放射状にハウジング２０の側壁に向かって延びた形態を有し得る。複数の第２無地部結合部８２のそれぞれは、支持部８１の周りに沿って相互に離隔して位置し得る。一方、前記第２集電体８０と電極組立体１０との間の結合面積を増大させて結合力を確保し、また電気抵抗を減少させるため、前記第２無地部結合部８２だけでなく、支持部８１も第２無地部１２と結合し得る。前記第２無地部１２の少なくとも一部は、その端部が第２無地部結合部８２と略平行に折り曲げられた形態で成形され得る。この場合、前記バンディングは、例えば電極組立体１０の巻取中心部Ｃ側に向かって行われ得る。このように第２無地部１２の端部が成形されて第２無地部結合部８２と平行な状態で第２無地部結合部８２と結合される場合、結合面積を増大させて結合力向上及び電気抵抗減少の効果を得られ、また電極組立体１０の全体高さを最小化してエネルギー密度向上の効果を得られる。一方、折り曲げられた前記第２無地部１２の端部は、多重に重なり得る。このように多重に第２無地部１２が重なる場合、第２集電体８０の第２無地部結合部８２は、第２無地部１２が折り曲げられて多重に重なった領域に結合され得る。

前記ハウジング結合部８３は、複数個が備えられ得る。この場合、複数のハウジング結合部８３は、第２集電体８０の中心部から略放射状にハウジング２０の側壁に向かって延びた形態を有し得る。これにより、前記第２集電体８０とハウジング２０との間の電気的接続は複数の地点で行われ得る。このように複数の地点で電気的接続のための結合が行われることで、結合面積を極大化して電気抵抗を最小化できる。複数のハウジング結合部８３のそれぞれは、支持部８１の周りに沿って相互に離隔して位置し得る。隣接する第２無地部結合部８２同士の間には、少なくとも一つのハウジング結合部８３が位置し得る。前記複数のハウジング結合部８３は、ハウジング２０の内側面のうち、例えばビーディング部２１に結合され得る。前記ハウジング結合部８３は、特にビーディング部２１の下面に結合され得る。本発明の円筒形バッテリー１において、このような構造を適用する場合、第２集電体８０が結合された状態の電極組立体１０をハウジング２０内に収容する工程を通じてハウジング結合部８３が自然にビーディング部２１の下面に載置され得る。したがって、ハウジング２０と第２集電体８０との溶接工程が容易になる。前記ハウジング２０と第２集電体８０との結合のための溶接としては、例えばレーザー溶接、超音波溶接、またはスポット溶接などが適用され得る。このようにビーディング部２１上にハウジング結合部８３を溶接結合させることで、抵抗水準を約４ｍΩ以下に制限することができる。また、ビーディング部２１の下面をハウジング２０の上面に略平行な方向、すなわちハウジング２０の側壁に略垂直な方向に沿って延びた形態にし、ハウジング結合部８３も同じ方向、すなわち半径方向及び円周方向に沿って延びた形態にすることで、ハウジング結合部８３をビーディング部２１上に安定的に接触させることができる。また、このように前記ハウジング結合部８３がビーディング部２１の平坦部上に安定的に接触することで、二つの部品間の溶接が円滑に行われ、これによって二つの部品間の結合力が向上し、結合部位における抵抗増加が最小化される。

前記ハウジング結合部８３は、ハウジング２０の内側面上に結合される接触部８３ａ、及び支持部８１と接触部８３ａとの間を連結する連結部８３ｂを含み得る。

前記接触部８３ａは、ハウジング２０の内側面上に結合される。前記ハウジング２０にビーディング部２１が形成される場合、前記接触部８３ａは、上述したようにビーディング部２１上に結合され得る。より具体的には、前記接触部８３ａは、ハウジング２０に形成されたビーディング部２１の下面に形成された平坦部に電気的に接続され得、ビーディング部２１の下面とシーリングガスケット９０との間に介在され得る。この場合、安定的な接触及び結合のため、接触部８３ａはビーディング部２１においてハウジング２０の円周方向に沿って所定の長さだけ延びた形態を有し得る。

一方、前記第２集電体８０の中心部から電極組立体１０の半径方向に沿って第２無地部結合部８２の端部までの最大距離は、ビーディング部２１が形成された領域におけるハウジング２０の内径、すなわちハウジング２０の最小内径の半分と実質的に同一であるかまたはより短く形成されることが望ましい。これは、ハウジング２０を高さ方向に沿って圧縮するサイジング工程時に、ビーディング部２１によって第２集電体８０間の干渉が発生して第２集電体によって電極組立体１０が押し付けられる現象を防止するためである。

図１６～図１９を参照して前記電極組立体１０の構造をより具体的に説明する。以下、上述した第１電極及び第２電極のうちの第１電極を挙げて説明するが、このような第１電極の構造は第２電極にも同様に適用され得る。

図１６及び図１７を参照すると、前記第１電極１１０は、導電性材質のホイルからなるシート状の第１電極集電体１１１、第１電極集電体１１１の少なくとも一面に形成された第１活物質層１１２、及び第１電極集電体１１１の長辺端部に活物質がコーティングされていない第１無地部１１を含む。

望ましくは、前記第１無地部１１は、ノッチング加工された複数の分切片１１ａを含み得る。複数の分切片１１ａは、複数のグループを成し、各グループに属した分切片１１ａは高さ（Ｚ方向の長さ）及び／または幅（Ｘ方向の長さ）及び／または離隔ピッチが同一であり得る。各グループに属した分切片１１ａの個数は、図示よりも増加または減少し得る。前記分切片１１ａは、少なくとも一つの直線及び／または少なくとも一つの曲線が組み合わせられた幾何学的な図形の形状を有する。望ましくは、分切片１１ａは、台形状であり得るが、四角形、平行四辺形、半円形または半楕円形などに変形され得る。

望ましくは、前記分切片１１ａの高さは、電極組立体１０の巻取方向と平行な一方向に沿って、例えばコア側から外周側に向かって段階的に増加し得る。また、電極組立体１０のコア側に隣接したコア側無地部１１－１は分切片１１ａを含まなくてもよく、コア側無地部１１－１の高さは他の領域の無地部よりも低くなり得る。また、電極組立体１０の外周側に隣接した外周側無地部１１－２は分切片１１ａを含まなくてもよく、外周側無地部１１－２の高さは他の無地部領域よりも低くなり得る。

選択的に、前記第１電極１１０は、第１活物質層１１２と第１無地部１１との境界を覆う絶縁コーティング層Ｅを含み得る。前記絶縁コーティング層Ｅは、絶縁性のある高分子樹脂を含み、無機フィラーを選択的にさらに含み得る。前記絶縁コーティング層Ｅは、第１活物質層１１２の端部が分離膜を通じて対向している反対極性の活物質層と接触することを防止し、分切片１１ａの折り曲げを構造的に支持する役割を果たす。そのため、前記第１電極１１０が巻き取られて電極組立体１０を形成したとき、絶縁コーティング層Ｅは少なくとも一部が分離膜から外部に露出することが望ましい。

図１６及び図１７を参照すると、前記電極組立体１０は、図２を参照して説明した巻取工法で製造可能である。説明の便宜上、分離膜の外側に延長された無地部１１、１２の突出構造を詳細に示し、第１電極、第２電極及び分離膜の巻取構造の図示は省略した。上側に突出した第１無地部１１は第１電極から延長されたものであり、下側に突出した第２無地部１２は第２電極から延長されたものである。

前記無地部１１、１２の高さが変化するパターンは概略的に図示した。すなわち、断面の切断位置によって無地部１１、１２の高さは不規則に変化し得る。一例として、台形状の分切片１１ａのサイド部分が切断されれば、断面における無地部の高さは分切片１１ａの高さよりも低くなる。したがって、電極組立体１０の断面を示した図面に示された無地部１１、１２の高さは、それぞれの巻取ターンに含まれた無地部の高さの平均に対応すると理解しなければならない。

図１６～図１９を参照すると、無地部１１、１２は、電極組立体１０の半径方向に沿って、例えば外周側からコア側に折り曲げられ得る。無地部１１、１２において折り曲げが発生する部分は、図１７に点線ボックスで示した。無地部１１、１２が折り曲げられるとき、半径方向に隣接している分切片が多重に重なりながら電極組立体１０の上部及び下部に折曲面１０２が形成される。このとき、コア側無地部（図１６の１１－１）は高さが低くて折り曲げられず、最内側で折り曲げられる分切片１１ａの高さ（ｈ）は、分切片構造のないコア側無地部１１－１によって形成された巻取領域の半径方向長さ（ｒ）と同一であるかまたは小さい。したがって、電極組立体１０のコアＣに形成された孔が閉鎖されることがない。孔が閉鎖されないと、電解液注液工程に差し支えがなく、電解液注液の効率が向上する。また、孔を通って溶接道具を挿入して端子４０と第１集電体６０との溶接を容易に行うことができる（図７を参照）。

一方、本発明の実施形態による円筒形バッテリー１は、上述したように、キャップ３０が極性を持たなくてもよい構造である。前記キャップ３０が極性を持たない場合、第２集電体８０がハウジング２０の側壁に連結されているため、ハウジング２０の閉鎖部の外側面２０ａが分子４０と反対の極性を有する。したがって、複数の円筒形バッテリー１を直列及び／または並列に連結しようとするとき、ハウジング２０の閉鎖部の外側面２０ａ及び端子４０を用いて円筒形バッテリー１の上部でバスバー連結などの配線作業を行うことができる。これにより、同一空間に搭載可能な円筒形バッテリー１の個数を増加させてエネルギー密度を向上でき、電気的配線作業を容易に行うことができる。すなわち、本発明による円筒形バッテリー１において、ハウジング２０の外側に露出した端子４０は、第１電極端子として機能し、ハウジング２０の閉鎖部の外側面２０ａのうちの第１電極端子の上面と略平行な露出面が占める領域は、第２電極端子として機能することができる。したがって、複数の円筒形バッテリー１を電気的に接続しようとする場合、ハウジング２０の外側に露出した端子４０の上面には第１バスバーが結合し、ハウジング２０の閉鎖部の外側面２０ａのうちの第１電極端子の上面と略平行な露出面が占める領域には第２バスバーが結合可能である。

図２０を参照すると、複数の円筒形バッテリー１は、バスバー１５０を用いて円筒形バッテリー１の上部で直列及び並列に連結され得る。円筒形バッテリー１の個数はバッテリーパックの容量を考慮して増減可能である。

各円筒形バッテリー１において、端子４０は正の極性を有し、ハウジング２０の閉鎖部の外側面２０ａは負の極性を有し得る。勿論、その反対も可能である。

望ましくは、複数の円筒形バッテリー１は複数の列と行で配置され得る。列は地面を基準にして上下方向であり、行は地面を基準にして左右方向である。また、空間効率性を最大化するため、円筒形バッテリー１は最密パッキング構造（ｃｌｏｓｅｓｔ ｐａｃｋｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）で配置され得る。最密パッキング構造は、ハウジング２０の外部に露出した端子４０の端子露出部４１の中心同士を連結したとき、正三角形が描かれる場合に形成される。望ましくは、バスバー１５０は、複数の円筒形バッテリー１の上部、より望ましくは隣接する列同士の間に配置され得る。代案的には、バスバー１５０は隣接する行同士の間に配置され得る。

望ましくは、バスバー１５０は、同一列に配置されたバッテリー１を互いに並列に連結し、隣接する二つの列に配置された円筒形バッテリー１同士を直列に連結する。

望ましくは、バスバー１５０は、直列及び並列接続のため、ボディ部１５１、複数の第１バスバー端子１５２、及び複数の第２バスバー端子１５３を含み得る。

前記ボディ部１５１は、隣接する円筒形バッテリー１の端子４０同士の間で、望ましくは円筒形バッテリー１の列同士の間で延長され得る。代案的には、前記ボディ部１５１は、円筒形バッテリー１の列に沿って延びるが、ジグザグ状のように規則的に折り曲げられてもよい。

複数の第１バスバー端子１５２は、ボディ部１５１の一側から各円筒形バッテリー１の端子４０に向かって突出して延び、端子４０に電気的に結合され得る。第１バスバー端子１５２と端子４０との電気的結合は、レーザー溶接、超音波溶接などで行われ得る。また、複数の第２バスバー端子１５３は、ボディ部１５１の他側から各円筒形バッテリー１の外側面２０ａに電気的に結合され得る。前記第２バスバー端子１５３と外側面２０ａとの電気的結合は、レーザー溶接、超音波溶接などで行われ得る。

望ましくは、前記ボディ部１５１、複数の第１バスバー端子１５２、及び複数の第２バスバー端子１５３は、一つの導電性金属板から構成され得る。金属板は、例えばアルミニウム板または銅板であり得るが、本発明がこれに限定されることはない。変形形態として、ボディ部１５１、複数の第１バスバー端子１５２、及び第２バスバー端子１５３を別個のピース単位で製作した後、それぞれを溶接などによって結合してもよい。

本発明による円筒形バッテリー１は、正の極性を有する端子４０と負の極性を有するハウジング２０の閉鎖部の外側面２０ａとが同じ方向に位置しているため、バスバー１５０を用いて円筒形バッテリー１同士の電気的接続を容易に具現することができる。

また、円筒形バッテリー１の端子４０及びハウジング２０の閉鎖部の外側面２０ａは面積が広いため、バスバー１５０の結合面積を十分に確保して円筒形バッテリー１を含むバッテリーパックの抵抗を十分に下げることができる。

図２１～図２３を参照すると、円筒形バッテリー１において、電極端子４０の直径（Ｅ_１）及びリング形状の外側面２０ａの幅（Ｅ_２）はバスバー端子１５２、１５３の接触領域の寸法（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）を考慮して適応的に調節され得る。

ここで、ハウジング２０の閉鎖部の外側面２０ａの幅（Ｅ_２）は、電極端子４０の表面と平行な露出表面の幅である。具体的には、外側面２０ａの幅（Ｅ_２）は、電極端子４０の中心Ｃから半径方向に描いた直線（Ｌ_１）が外側面２０ａの内側端及び外側端と交わる二つの地点同士を連結した線分の幅で定義される。外側面２０ａの幅（Ｅ_２）は、ハウジング２０の上面全体において、ハウジング２０の閉鎖部の周縁に存在するラウンド領域Ｒ及び絶縁ガスケット５０のガスケット露出部５１を除いた扁平な露出表面の幅である。

ハウジング２０の閉鎖部は、上方から眺めたとき、端子４０と、絶縁ガスケット５０のガスケット露出部５１と、閉鎖部の外側面２０ａの周縁に形成されるラウンド領域Ｒとに区分され得る。前記ラウンド領域Ｒは、ハウジング２０の閉鎖部とハウジング２０の側壁とを滑らかに連結するための加工処理領域（図７及び図８を参照）であって、平面上で所定の幅（Ｒ_ｄ）を有する。

前記バスバー１５０の第１バスバー端子１５２は、ボディ部１５１の進行方向と異なる一側に分岐して端子４０の端子露出部４１に電気的に接続される。このとき、電極端子４０と第１バスバー端子１５２とは、平面上で第１重畳領域（ハッチング表示）を形成し、第１重畳領域は第１幅（Ｗ_１）を有する。ここで、第１重畳領域は、電極端子４０と第１バスバー端子１５２とが平面上で重なる領域である。

第１幅（Ｗ_１）は、第１重畳領域の端部で選択された任意の二つの地点間の距離のうちの最大値で定義される。第１幅（Ｗ_１）の定義は、第１重畳領域が端子４０の中心を含む場合（図２２）及び第１重畳領域が端子４０の中心を含まない場合（図２３）に同様に適用される。図２２及び図２３を参照すると、Ｗ_１が示す距離は第１重畳領域の端部で選択された任意の二つの地点間の距離のうちの最大値に該当する。

バスバー１５０の第２バスバー端子１５３は、ボディ部１５１の進行方向を基準にして前記第１バスバー端子１５２と反対方向に延長されてハウジング２０の閉鎖部の外側面２０ａに電気的に接続される。このとき、第２バスバー端子１５３と外側面２０ａとは、平面上で第２重畳領域（ハッチング表示）を形成し、第２重畳領域は第２幅（Ｗ_２）を有する。ここで、第２重畳領域は、外側面２０ａと第２バスバー端子１５３とが平面上で重なる領域である。

第２幅（Ｗ_２）は、第２重畳領域を通るように端子４０の端子露出部４１の中心Ｃから複数の直線（Ｌ_２）を描いたとき、各直線と第２重畳領域の端部とが交わる二つの地点間の幅のうちの最大値で定義される。

望ましくは、端子４０の端子露出部４１の直径（Ｅ_１）は、少なくとも第１バスバー端子１５２の第１幅（Ｗ_１）と同一であるかまたは大きくなければならない。第１バスバー端子１５２と端子露出部４１との第１重畳領域が平面上で端子露出部４１を越えてはならないためである。また、端子４０の直径（Ｅ_１）は、電極端子４０の境界と第２バスバー端子１５３との間の距離が絶縁ガスケット５０のガスケット露出部５１の幅（Ｇ）に対応するまで最大限に増加し得る。したがって、端子４０の端子露出部４１の直径（Ｅ_１）の最大値は「Ｄ－２×Ｒ_ｄ－２×Ｇ－２×Ｗ_２」である。

望ましくは、外側面２０ａの幅（Ｅ_２）は、端子露出部４１の直径（Ｅ_１）に依存するファクターであり、少なくとも第２バスバー端子１５３の第２幅（Ｗ_２）と同一であるかまたは大きくなければならない。これにより、第２バスバー端子１５３と外側面２０ａとの重畳領域を形成可能である。また、外側面２０ａの幅（Ｅ_２）は、ハウジング２０の外径（Ｄ）から端子露出部４１の直径（Ｅ_１）、ガスケット露出部５１が占める幅（２×Ｇ）、及びラウンド領域の幅（２×Ｒ_ｄ）を引いた値である「Ｄ－２×Ｒ_ｄ－２×Ｇ－Ｅ_１」の５０％まで最大限に増加し得る。

結論的に、本発明による円筒形バッテリー１において、端子４０の端子露出部４１の直径（Ｅ_１）と外側面２０ａの幅（Ｅ_２）とは、下記の関係式を満たすように設計されることが望ましい。

［数式１］
Ｗ_１≦Ｅ_１≦Ｄ－２Ｒ_ｄ－２Ｇ－２Ｗ_２
Ｅ_２＝０．５×（Ｄ－２Ｒ_ｄ－２Ｇ－Ｅ_１）
（Ｅ_１：ハウジング２０の外側に露出した端子４０の直径、Ｅ_２：ハウジング２０の閉鎖部の外側面２０ａのうち、端子４０の上面と略平行な露出面の幅、Ｄ：ハウジング２０の外径、Ｒ_ｄ：平面上で測定したラウンド領域Ｒの幅、Ｇ：ハウジング２０の外側に位置する端子４０の外側に露出した絶縁ガスケット５０の露出幅、Ｗ_１：第１バスバー端子１５２の幅、Ｗ_２：第２バスバー端子１５３の幅）

具体的な例において、Ｄが４６ｍｍ、Ｗ_１及びＷ_２が６ｍｍ、Ｇが０．５ｍｍ、Ｒ_ｄが１ｍｍであるとき、端子露出部４１の直径（Ｅ_１）は６ｍｍ～３１ｍｍであって、外側面２０ａの幅（Ｅ_２）は６ｍｍ～１８．５ｍｍである。

他の例として、Ｄが４６ｍｍ、Ｗ_１及びＷ_２が６ｍｍ、Ｇが０．５ｍｍ、Ｒ_ｄが１．５ｍｍであるとき、端子露出部４１の直径（Ｅ_１）は６ｍｍ～３０ｍｍであって、外側面２０ａの幅（Ｅ_２）は６ｍｍ～１８ｍｍである。

一方、前記端子露出部４１が占める面積（第１電極端子が占める面積）は、ハウジング２０の閉鎖部の外側面２０ａのうちの端子４０の上面と略平行な露出面の面積（第２電極端子が占める面積）に対比して約２％～３０％水準であることが望ましい。これは約３００Ａレベルの電流が流れることを考慮して適用されたバスバーの幅のためである。前記外側面２０ａの占有面積に対比した前記端子露出部４１の占有面積の比率が上述した範囲の上限値を超える場合、外側面２０ａに第２バスバー端子１５３を接続させる面積が不十分になるおそれがある。反対に、前記外側面２０ａの占有面積に対比した前記端子露出部４１の占有面積の比率が上述した範囲の下限値に及ばない場合、端子露出部４１に第１バスバー端子１５２を接続させる面積が不十分になるおそれがある。

一方、前記ガスケット露出部５１が占める幅（Ｇ）は、約０．１ｍｍ～３．０ｍｍであり得、望ましくは約０．１ｍｍ～１．０ｍｍであり得る。前記ガスケット露出部５１が占める幅（Ｇ）が広過ぎる場合、バスバー端子（１５２、１５３）の接続面積を十分に確保し難い。反対に、前記ガスケット露出部５１が占める幅（Ｇ）が狭過ぎる場合、例えば３００Ａ以上の高率（ｈｉｇｈ Ｃ－ｒａｔｅ）充放電が行われるとき、平面上で端子４０とハウジング２０の外側面２０ａとの間の電気的絶縁が破壊されるおそれがある。

望ましくは、円筒形バッテリーは、例えばフォームファクタの比（円筒型バッテリーの直径を高さで除した値、すなわち高さ（Ｈ）対比直径（Φ）の比で定義される）が約０．４よりも大きい円筒形バッテリーであり得る。ここで、フォームファクタ（ｆｏｒｍ ｆａｃｔｏｒ）とは、円筒形バッテリーの直径及び高さを示す値を意味する。

望ましくは、円筒形バッテリーの直径は約４０ｍｍ～５０ｍｍであり得、高さは約６０ｍｍ～１３０ｍｍであり得る。本発明の一実施形態による円筒形バッテリーは、例えば４６１１０バッテリー、４８７５バッテリー、４８１１０バッテリー、４８８０バッテリー、４６８０バッテリーであり得る。フォームファクタを示す数値において、前方の二桁はセルの直径を示し、残り数字はバッテリーの高さを示す。

フォームファクタの比が０．４を超過する円筒形バッテリーにタブレス構造の電極組立体を適用する場合、無地部の折り曲げ時に半径方向に加えられる応力が大きく、無地部が破れ易い。また、無地部の折曲表面領域に集電プレートを溶接するとき、溶接強度を十分に確保して抵抗を下げるためには、折曲表面領域での無地部の積層数を十分に増加させなければならない。このような要求条件は、本発明の実施形態（変形形態）による電極と電極組立体によって達成できる。

本発明の一実施形態によるバッテリーは、略円柱状のバッテリーであって、直径が約４６ｍｍであり、高さが約１１０ｍｍであり、フォームファクタの比が約０．４１８である円筒形バッテリーであり得る。

他の実施形態によるバッテリーは、略円柱状のバッテリーであって、直径が約４８ｍｍであり、高さが約７５ｍｍであり、フォームファクタの比が約０．６４０である円筒形バッテリーであり得る。

さらに他の実施形態によるバッテリーは、略円柱状のバッテリーであって、直径が約４８ｍｍであり、高さが約１１０ｍｍであり、フォームファクタの比が約０．４１８である円筒形バッテリーであり得る。

さらに他の実施形態によるバッテリーは、略円柱状のバッテリーであって、直径が約４８ｍｍであり、高さが約８０ｍｍであり、フォームファクタの比が約０．６００である円筒形バッテリーであり得る。

さらに他の実施形態によるバッテリーは、略円柱状のバッテリーであって、直径が約４６ｍｍであり、高さが約８０ｍｍであり、フォームファクタの比が約０．５７５である円筒形バッテリーであり得る。

従来、フォームファクタの比が約０．４以下のバッテリーが用いられている。すなわち、従来は、例えば１８６５バッテリー、２１７０バッテリーなどが用いられている。１８６５バッテリーの場合、直径が約１８ｍｍであり、高さが約６５ｍｍであり、フォームファクタの比が約０．２７７である。２１７０バッテリーの場合、直径が約２１ｍｍであり、高さが約７０ｍｍであり、フォームファクタの比が約０．３００である。

本発明の円筒形バッテリー１は、上述したように、部品間の接触面積の拡大、電流経路（ｐａｔｈ）の多重化、電流経路長さの最小化などを通じて抵抗が最小化された構造を有する。製品の完成後、正極と負極との間、すなわち端子４０の上面とハウジング２０の閉鎖部の外側面２０ａとの間で抵抗測定器によって測定される円筒形バッテリー１のＡＣ抵抗は約４ｍΩ以下であり得る。前記円筒形バッテリー１のＡＣ抵抗は約０．５ｍΩ以上、望ましくは約１．０ｍΩ以上であり得る。

一方、本発明によるバッテリーの製造方法は、上述した本発明の一実施形態によるバッテリー１を製造する方法である。前記バッテリーの製造方法は、（ａ）一側に開口部を備え、他側に貫通孔を有する閉鎖部を備えるハウジング２０を用意する段階と、（ｂ）前記ハウジング２０と絶縁した状態で前記貫通孔に端子４０を固定する段階と、（ｃ）第１電極、第２電極、及びこれらの間に介在された分離膜を含み、巻き取られた電極組立体１０を形成する段階と、（ｄ）前記開口部を通って前記閉鎖部と対向するように前記電極組立体１０を挿入する段階と、（ｅ）前記端子４０を前記第１電極と電気的に接続する段階と、（ｆ）前記第２電極を前記ハウジング２０と電気的に接続する段階と、（ｇ）前記開口部をキャップ３０で覆って密閉する段階と、を含む。

前記端子４０は、前記ハウジング２０の外側に露出する端子露出部４１及び前記ハウジングの内側に挿入される端子挿入部４２を含み得る。この場合、前記（ｂ）段階は、前記端子挿入部４２をリベッティングする段階を含み得る。

前記第１電極及び第２電極はそれぞれ、前記分離膜の外部に露出した第１無地部１１及び第２無地部１２を含み得、前記（ｃ）段階は、前記第１無地部１１及び前記第２無地部１２を前記電極組立体１０の半径方向に沿って折り曲げて折曲面を形成する段階を含み得る。

前記（ｅ）段階は、前記第１無地部１１の折曲面に第１集電体６０を結合する段階を含み得る。

前記端子４０は、前記ハウジングの外側に露出する端子露出部４１及び前記ハウジングの内側に挿入される端子挿入部４２を含み得、この場合、前記（ｅ）段階は、前記第１集電体６０と前記端子挿入部４２とを溶接する段階をさらに含み得る。

前記（ｆ）段階は、前記第２無地部１２の折曲面に第２集電体８０を結合する段階を含み得る。

前記第２集電体８０は、前記第２無地部１２の折曲面に結合される第２無地部結合部８２及び前記ハウジングに電気的に接続されるハウジング結合部８３を含み得、前記（ｆ）段階は、前記ハウジング結合部８３を前記ハウジング２０の内面に電気的に接続する段階をさらに含み得る。

前記（ａ）段階は、前記ハウジング２０の外周面を押し込んでビーディング部２１を形成する段階を含み得、前記（ｆ）段階は、前記ビーディング部２１に前記ハウジング結合部８３を電気的に接続する段階をさらに含み得る。

前記（ｇ）段階は、前記キャップ３０の周縁と前記開口部の端部との間にシーリングガスケット９０を介在させる段階と、前記開口部の端部を前記ハウジング２０の内側に折り曲げて前記キャップ３０の周縁を前記シーリングガスケット９０とともにクリンピングする段階と、を含み得る。

図２４を参照すると、本発明の一実施形態によるバッテリーパック３は、上述した本発明の一実施形態による複数の円筒形バッテリー１が電気的に接続された二次電池集合体、及びそれを収容するパックハウジング２を含む。図２４には、図示の便宜上、電気的接続のためのバスバー、冷却ユニット、電力端子などの部品が示されていない。前記バッテリーパック３を製造するための複数のバッテリー１の電気的接続構造については、図２０及び図２１を参照して例示的に上述した通りである。

図２５を参照すると、本発明の一実施形態による自動車５は、例えば電気自動車、ハイブリッド自動車、またはプラグインハイブリッド自動車であり得、本発明の一実施形態によるバッテリーパック３を含む。前記自動車５は、四輪自動車及び二輪自動車を含む。前記自動車５は、本発明の一実施形態によるバッテリーパック３から電力の供給を受けて動作する。

以上のように、本発明を限定された実施形態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。

前記第１集電体の前記端子結合部と前記端子の底面との間に形成される溶接部の引張力は２ｋｇｆ（１９．６Ｎ）以上であり得る。

前記ベンティング部は、破断圧力が約１５～３５ｋｇｆ／ｃｍ^２ （１．４７～３．４３ＭＰａ）であり得る。

図１３及び図１４を参照すると、前記キャップ３０は、ハウジング２０の内部で発生したガスによって内圧が既に設定された値を超えて増加することを防止するため、ベンティング部３１をさらに備え得る。既に設定された内圧値は約１５～３５ｋｇｆ／ｃｍ^２ （１．４７～３．４３ＭＰａ）であり得る。すなわち、前記ベンティング部３１の破断圧力は約１５～３５ｋｇｆ／ｃｍ^２ （１．４７～３．４３ＭＰａ）であり得る。前記ベンティング部３１は、キャップ３０において周辺領域と比べてより薄い厚さを有する領域に該当する。前記ベンティング部３１は、周辺領域と比べて構造的に脆弱である。したがって、前記円筒形バッテリー１に異常が発生してハウジング２０の内圧が一定水準以上に増加すれば、ベンティング部３１が破断してハウジング２０の内部に発生したガスが排出される。前記ベンティング部３１は、例えば、キャップ３０の一面上にまたは両面上にノッチング（ｎｏｃｈｉｎｇ）して部分的にハウジング２０の厚さを減らすことで形成され得る。

一方、前記端子挿入部４２の電気的接続部４２ａの底面に形成される平坦部の直径は、第１集電体６０との溶接強度を考慮して決定され得る。前記平坦部と第１集電体６０との間の溶接部の引張力は、少なくとも約２ｋｇｆ（１９．６Ｎ）以上、３ｋｇｆ（２９．４Ｎ）以上、４ｋｇｆ以上（３９．２Ｎ）、５ｋｇｆ（４９．０Ｎ）以上、６ｋｇｆ（５８．８Ｎ）以上、７ｋｇｆ（６８．６Ｎ）以上、８ｋｇｆ（７８．５Ｎ）以上、９ｋｇｆ（８８．３Ｎ）以上、または１０ｋｇｆ（９８．１Ｎ）以上であり得る。溶接部の引張力は、溶接方法を最善に選択して許容される範囲で最大限に増加させることが望ましい。

前記溶接パターンの直径条件と溶接可能領域の直径条件を考慮するとき、少なくとも約５ｋｇｆ（４９．０Ｎ）の溶接部の引張力を確保するために必要な、溶接可能領域の面積に対した溶接パターンの面積の比率は、約２．０４％（π１^２／π７^２）～４４．４％（π１^２／π１．５^２）であることが望ましい。

一例として、端子挿入部４２の電気的接続部４２ａの底面に形成された平坦部と第１集電体６０とがレーザーによって溶接され、溶接ビードＷが略円弧パターンの形態で連続的または不連続的なラインを描きながら溶接される場合、円弧溶接パターンの直径は約２ｍｍ以上、望ましくは約４ｍｍ以上であることが望ましい。円弧溶接パターンの直径が該当条件を満たす場合、溶接部の引張力を約５ｋｇｆ（４９．０Ｎ）以上に増加させて十分な溶接強度を確保可能である。

他の例として、端子挿入部４２の電気的接続部４２ａの底面に形成された平坦部と第１集電体６０とが超音波によって溶接されて円形パターンで溶接される場合、円形溶接パターンの直径は約２ｍｍ以上であることが望ましい。前記円形溶接パターンの直径が該当条件を満たす場合、溶接部の引張力を約５ｋｇｆ（４９．０Ｎ）以上に増加させて十分な溶接強度を確保可能である。

Claims (110)

1. 第１電極と第２電極とこれらの間に介在された分離膜とが巻取軸を中心に巻き取られることでコア及び外周面を定義した電極組立体であって、前記第１電極及び第２電極はそれぞれ巻取方向に沿って活物質層がコーティングされていない第１無地部及び第２無地部を含む電極組立体と、
   下端に形成された開口部を通って前記電極組立体を収容し、前記第２無地部と電気的に接続されるハウジングと、
   前記第１無地部と電気的に接続され、前記開口部の反対側に位置する前記ハウジングの閉鎖部を通じて前記ハウジングの外部に露出する端子と、
   前記ハウジングの前記開口部を覆うように構成されるキャップと、
   を含むバッテリー。
2. 前記キャップは、極性を持たない、請求項１に記載のバッテリー。
3. 前記端子は、前記閉鎖部の中心部を貫通する、請求項１または２に記載のバッテリー。
4. 前記ハウジングの前記閉鎖部側には、前記ハウジングと前記端子との間に介在される絶縁ガスケットが備えられ、
   前記ハウジングの前記開口部側には、前記キャップが前記開口部を密閉するように、前記ハウジングと前記キャップとの間に介在されるシーリングガスケットが備えられる、請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリー。
5. 前記ハウジングの外側に露出した前記端子の表面は、第１バスバー端子が結合される第１電極端子であり、
   前記ハウジングの前記閉鎖部の外側面のうち、前記第１電極端子の上面と平行な露出面が占める領域は、第２バスバー端子が結合される第２電極端子である、請求項１から４のいずれか一項に記載のバッテリー。
6. 前記第１バスバー端子は、前記第１電極端子と平面上で重なって第１重畳領域を形成し、
   前記第２バスバー端子は、前記第２電極端子と平面上で重なって第２重畳領域を形成し、
   前記第１電極端子の直径と前記第２電極端子の幅とは、下記の数式１を満たし、
   ［数式１］
   Ｗ_１≦Ｅ_１≦Ｄ－２Ｒ_ｄ－２Ｇ－２Ｗ_２
   Ｅ_２＝０．５×（Ｄ－２Ｒ_ｄ－２Ｇ－Ｅ_１）
   Ｅ_１はハウジングの外側に露出した端子の直径（第１電極端子の直径）であり、Ｅ_２はハウジングの閉鎖部の外側面のうち、端子の上面と平行な露出面の幅（第２電極端子の幅）であり、Ｄはハウジングの外径であり、Ｒ_ｄは平面上で測定した電池ハウジングの周縁のラウンド領域の幅であり、Ｇは平面上において、第１電極端子の周縁の外側に露出した絶縁ガスケットの露出幅であり、Ｗ_１は前記第１重畳領域の端部で選択された任意の二つの地点間の距離のうちの最大値であり、Ｗ_２は第１電極端子の中心を通る複数の直線が前記第２重畳領域の端部と交わる二つの地点間の距離のうちの最大値である、請求項５に記載のバッテリー。
7. 前記第１電極端子が占める面積は、前記第２電極端子が占める面積に対比して２％～３０％である、請求項５または６に記載のバッテリー。
8. 前記バッテリーの直径を高さで除したフォームファクタの比が０．４よりも大きい、請求項１から７のいずれか一項に記載のバッテリー。
9. 前記第１無地部の少なくとも一部は、前記電極組立体の巻取方向に沿って分割された複数の分切片を含み、
   前記複数の分切片は、前記電極組立体の半径方向に沿って折り曲げられている、請求項１から８のいずれか一項に記載のバッテリー。
10. 折り曲げられた前記複数の分切片は、前記半径方向に沿って多重に重なっている、請求項９に記載のバッテリー。
11. 前記電極組立体は、
    前記第１無地部の前記複数の分切片の重畳数が前記電極組立体の半径方向に沿って一定に維持される領域である溶接ターゲット領域を備える、請求項１０に記載のバッテリー。
12. 前記第２無地部の少なくとも一部は、前記電極組立体の巻取方向に沿って分割された複数の分切片を含み、
    前記複数の分切片は、前記電極組立体の半径方向に沿って折り曲げられている、請求項１から１１のいずれか一項に記載のバッテリー。
13. 折り曲げられた前記複数の分切片は、前記半径方向に沿って多重に重なっている、請求項１２に記載のバッテリー。
14. 前記電極組立体は、
    前記第２無地部の前記複数の分切片の重畳数が前記電極組立体の半径方向に沿って一定に維持される領域である溶接ターゲット領域を備える、請求項１３に記載のバッテリー。
15. 前記ハウジングの材質は、鉄、ステンレス鋼、またはニッケルでメッキされた鉄である、請求項１から１４のいずれか一項に記載のバッテリー。
16. 前記ハウジングは、位置毎に厚さが異なるように構成されている、請求項１から１５のいずれか一項に記載のバッテリー。
17. 前記ハウジングは、その側壁部の厚さが前記閉鎖部の厚さよりも薄く形成されている、請求項１から１６のいずれか一項に記載のバッテリー。
18. 前記閉鎖部の厚さは、０．４ｍｍ～１．２ｍｍである、請求項１から１７のいずれか一項に記載のバッテリー。
19. 前記ハウジングの側壁部の厚さは、０．３ｍｍ～０．８ｍｍである、請求項１から１８のいずれか一項に記載のバッテリー。
20. 前記ハウジングは、その表面にニッケルメッキ層が形成されている、請求項１から１９のいずれか一項に記載のバッテリー。
21. 前記ニッケルメッキ層の厚さは、１．５μｍ～６．０μｍである、請求項２０に記載のバッテリー。
22. 前記ハウジングは、その側壁部と前記閉鎖部とを連結するラウンド領域を備える、請求項１から２１のいずれか一項に記載のバッテリー。
23. 前記ハウジングは、
    前記開口部側において前記ハウジングの外周面の周りを押し込んで形成されるビーディング部を備える、請求項１から２２のいずれか一項に記載のバッテリー。
24. 前記ビーディング部は、
    押し込み方向に沿って最内側に位置する最内側部を基準にして、それぞれ上部及び下部に位置する上部ビーディング部及び下部ビーディング部を含む、請求項２３に記載のバッテリー。
25. 前記上部ビーディング部と前記下部ビーディング部とは非対称的な形状を有する、請求項２４に記載のバッテリー。
26. 前記下部ビーディング部は、前記閉鎖部と平行な平坦部を備える、請求項２４または２５に記載のバッテリー。
27. 前記上部ビーディング部は、少なくとも部分的に前記最内側部に向かって上向きに傾いた形態を有する、請求項２４から２６のいずれか一項に記載のバッテリー。
28. 前記上部ビーディング部は、前記電極組立体の下部を押し付けて固定する、請求項２７に記載のバッテリー。
29. 前記ハウジングは、
    前記ビーディング部の下部に形成され、前記キャップの外周面及び前記キャップの下面の一部を包むように前記ビーディング部から延長されて折り曲げられた形態を有するクリンピング部を備える、請求項２３から２８のいずれか一項に記載のバッテリー。
30. 前記バッテリーは、
    前記クリンピング部において前記ハウジングと前記キャップとの間に介在されるシーリングガスケットを含む、請求項２９に記載のバッテリー。
31. 前記キャップは、
    前記ハウジングの内圧が一定水準以上に増加すると破断して前記ハウジングの内部で発生したガスを排出するように構成されるベンティング部を備える、請求項１から３０のいずれか一項に記載のバッテリー。
32. 前記ベンティング部は、
    前記キャップのうち、周辺領域と比べてより薄い厚さを有する領域である、請求項３１に記載のバッテリー。
33. 前記ベンティング部は、
    前記キャップの一面上または両面上にノッチングして部分的に前記ハウジングの厚さを減少させた形態を有する、請求項３２に記載のバッテリー。
34. 前記ベンティング部は、
    前記キャップの全体領域のうち、下方に突出する中心領域の周縁に沿って形成されている、請求項３１から３３のいずれか一項に記載のバッテリー。
35. 前記ベンティング部は、連続的または不連続的に形成されている、請求項３１から３４のいずれか一項に記載のバッテリー。
36. 前記ベンティング部は、前記キャップの全体領域のうちの下方に突出する中心領域に形成され、
    下方に突出した前記中心領域は、前記ハウジングの下端部よりも上方に位置している、請求項３１に記載のバッテリー。
37. 前記端子は、
    前記ハウジングの外側に露出する端子露出部と、
    前記ハウジングの閉鎖部を貫通して前記ハウジングの内側に位置する端子挿入部と、
    を含む、請求項１から３６のいずれか一項に記載のバッテリー。
38. 前記端子挿入部は、
    前記第１無地部と電気的に接続される電気的接続部と、
    前記電気的接続部の周りに形成され、前記ハウジングの閉鎖部の内側面上にリベット結合されるように前記内側面に向かって曲がった形態を有するフランジ部と、
    を含む、請求項３７に記載のバッテリー。
39. 前記端子の材質は、アルミニウムである、請求項３８に記載のバッテリー。
40. 前記端子露出部の上面と前記ハウジングの上面との間には段差が形成されている、請求項３７から３９のいずれか一項に記載のバッテリー。
41. 前記端子露出部は、
    前記ハウジングの上面を通って前記ハウジングの外側に突出している、請求項４０に記載のバッテリー。
42. 前記段差は、０．８ｍｍ以上である、請求項４１に記載のバッテリー。
43. 前記端子と前記ハウジングとの間には絶縁ガスケットが介在され、
    前記絶縁ガスケットは、
    前記端子露出部と前記ハウジングとの間に介在されるガスケット露出部と、
    前記端子挿入部と前記ハウジングとの間に介在されるガスケット挿入部と、
    を含む、請求項３８に記載のバッテリー。
44. 前記ガスケット露出部の厚さは、０．３ｍｍ～１ｍｍである、請求項４３に記載のバッテリー。
45. 前記ガスケット露出部は、
    前記端子露出部よりも長く延長されて前記端子露出部の外側に露出している、請求項４３に記載のバッテリー。
46. 前記ガスケット挿入部は、
    前記端子挿入部の前記フランジ部のリベッティング時に一緒に変形されて前記ハウジングの閉鎖部の内側面上に密着される、請求項４３に記載のバッテリー。
47. 前記ガスケット挿入部のうち、前記端子露出部の外側に露出する部分の幅は０．１ｍｍ～３．０ｍｍである、請求項４５に記載のバッテリー。
48. 前記バッテリーは、
    前記電極組立体の上部に結合され、前記端子と結合されて前記電極組立体の前記第１無地部と前記端子とを電気的に接続させる第１集電体を含む、請求項１から４７のいずれか一項に記載のバッテリー。
49. 前記端子の底面の少なくとも一部には前記ハウジングの閉鎖部の内側面と平行な平坦部が形成され、前記第１集電体は前記端子の平坦部と結合される、請求項４８に記載のバッテリー。
50. 前記第１集電体は、
    前記第１無地部の端部が折り曲げられて形成された結合面上に結合される、請求項４８または４９に記載のバッテリー。
51. 前記バッテリーは、
    前記電極組立体の上部に結合され、前記端子と結合されて前記電極組立体の前記第１無地部と前記端子とを電気的に接続させる第１集電体を含み、
    前記第１集電体は、前記溶接ターゲット領域内で前記第１無地部と結合される、請求項１１に記載のバッテリー。
52. 前記第１集電体は、
    前記電極組立体の上部に配置される周縁部と、
    前記周縁部から内側に延長されて前記第１無地部と結合する第１無地部結合部と、
    前記周縁部から内側に延長されて前記端子と結合する端子結合部と、
    を含む、請求項４８から５０のいずれか一項に記載のバッテリー。
53. 前記第１無地部結合部と前記端子結合部とは直接連結されておらず、前記周縁部によって間接的に連結されている、請求項５２に記載のバッテリー。
54. 前記端子結合部は、
    前記電極組立体の巻取中心部に形成された孔と対応する位置に備えられる、請求項５２または５３に記載のバッテリー。
55. 前記端子結合部は、
    前記電極組立体の巻取中心部に形成された孔が前記端子結合部の外側に露出しないように、前記巻取中心部に形成された孔を覆っている、請求項５４に記載のバッテリー。
56. 前記端子結合部は、
    前記端子の底面に形成される平坦部の直径と実質的に同一であるかまたはより大きい直径を有する、請求項５２から５５のいずれか一項に記載のバッテリー。
57. 前記第１集電体は、
    前記周縁部から内側に延長されて前記端子結合部と連結されるブリッジ部をさらに含む、請求項５２から５６のいずれか一項に記載のバッテリー。
58. 前記ブリッジ部は、
    前記ブリッジ部の断面積を部分的に減少させるように形成されるノッチング部を備える、請求項５７に記載のバッテリー。
59. 前記第１無地部の少なくとも一部は、前記電極組立体の巻取方向に沿って分割された複数の分切片を含み、前記複数の分切片は、前記電極組立体の半径方向に沿って折り曲げられて多重に重なり、
    前記ノッチング部は、前記第１無地部の前記複数の分切片の重畳数が前記電極組立体の半径方向に沿って一定に維持される領域である溶接ターゲット領域と対応する領域内に備えられる、請求項５８に記載のバッテリー。
60. 前記ノッチング部は、前記電極組立体の半径方向の中心部と対応する位置に備えられる、請求項５９に記載のバッテリー。
61. 前記第１集電体の前記端子結合部の一面上に形成される溶接ビードによって描かれる溶接パターンは、前記端子の底面の中心部を囲む形態で描かれている、請求項５２から６０のいずれか一項に記載のバッテリー。
62. 前記溶接パターンは、連続的または不連続的に形成されている、請求項６１に記載のバッテリー。
63. 前記第１集電体の前記端子結合部と前記端子の底面との間に形成される溶接部の引張力は２ｋｇｆ以上である、請求項５２から６２のいずれか一項に記載のバッテリー。
64. 前記第１集電体の前記端子結合部の一面上に形成される溶接ビードによって描かれる溶接パターンの換算直径は２ｍｍ以上である、請求項６３に記載のバッテリー。
65. 前記端子の底面に形成される平坦部の直径は３ｍｍ～１４ｍｍである、請求項６４に記載のバッテリー。
66. 前記端子の底面に形成された平坦部の面積に対した、前記第１集電体の前記端子結合部の表面に形成された溶接ビードによって描かれた溶接パターンの面積の比率は、２．０４％～４４．４％である、請求項６３から６５のいずれか一項に記載のバッテリー。
67. 前記バッテリーは、
    前記電極組立体の下部に結合され、前記ハウジングと結合されて前記電極組立体の前記第２無地部と前記ハウジングとを電気的に接続させる第２集電体を含む、請求項１から６６のいずれか一項に記載のバッテリー。
68. 前記第２集電体は、
    前記第２無地部の端部が折り曲げられて形成された結合面上に結合される、請求項６７に記載のバッテリー。
69. 前記バッテリーは、
    前記電極組立体の下部に結合され、前記ハウジングと結合されて前記電極組立体の前記第２無地部と前記ハウジングとを電気的に接続させる第２集電体を含み、
    前記第２集電体は、前記溶接ターゲット領域内で前記第２無地部と結合される、請求項１４に記載のバッテリー。
70. 前記第２集電体は、
    前記電極組立体の下部に配置される支持部と、
    前記支持部から延長されて前記第２無地部と結合される第２無地部結合部と、
    前記支持部から延長されて前記ハウジングと結合されるハウジング結合部と、
    を含む、請求項６７から６９のいずれか一項に記載のバッテリー。
71. 前記第２無地部結合部と前記ハウジング結合部とは前記支持部を通じて間接的に連結されている、請求項７０に記載のバッテリー。
72. 前記第２集電体は、
    前記第２無地部と結合される第２無地部結合部と、
    前記ハウジングと結合されるハウジング結合部と、
    を含む、請求項６７から７１のいずれか一項に記載のバッテリー。
73. 前記ハウジング結合部は、複数個備えられ、
    複数の前記ハウジング結合部は、前記ハウジングの側壁に向かって放射状に延びた形態を有する、請求項７２に記載のバッテリー。
74. 前記第２集電体と前記ハウジングとの間の電気的接続は、複数の地点で行われる、請求項７３に記載のバッテリー。
75. 前記ハウジングは、前記開口部側において前記ハウジングの外周面の周りを押し込んで形成されるビーディング部を備え、
    前記ハウジング結合部は、前記ビーディング部の下面に電気的に接続されている、請求項７２から７４のいずれか一項に記載のバッテリー。
76. 前記ハウジングは、前記ビーディング部の下部に形成され、前記ビーディング部から延長されて前記キャップの外周面及び前記キャップの下面の一部を包むように延長され折り曲げられたクリンピング部を備え、
    前記バッテリーは、前記クリンピング部において前記ハウジングと前記キャップとの間に介在されるシーリングガスケットを含み、
    前記ハウジング結合部は、前記シーリングガスケットと前記ビーディング部の下面との間に介在されている、請求項７５に記載のバッテリー。
77. 前記ビーディング部の下面上には前記閉鎖部と平行な平坦部が形成され、
    前記ハウジング結合部は、前記平坦部上に電気的に接続されている、請求項７５または７６に記載のバッテリー。
78. 前記ハウジング結合部は、
    前記ハウジングの内側面上に結合される接触部と、
    前記第２集電体の中心部と前記接触部との間を連結する連結部と、
    を含む、請求項７２から７７のいずれか一項に記載のバッテリー。
79. 前記ハウジングは、前記開口部側において前記ハウジングの外周面の周りを押し込んで形成されるビーディング部を備え、
    前記接触部は、前記ビーディング部上で前記ハウジングが円周方向に沿って所定の長さだけ延びた形態を有する、請求項７８に記載のバッテリー。
80. 前記第２集電体は、
    前記電極組立体の巻取中心部に形成された孔と対応する位置に形成される集電体孔を備える、請求項６７から７９のいずれか一項に記載のバッテリー。
81. 前記集電体孔は、
    前記電極組立体の巻取中心部に形成された孔と実質的に同一であるかまたはより大きい直径を有する、請求項８０に記載のバッテリー。
82. 前記ハウジングは、前記開口部側において前記ハウジングの外周面の周りを押し込んで形成されるビーディング部を備え、
    前記第２集電体の中心部から前記電極組立体の半径方向に沿って前記第２無地部結合部の端部までに至る最大距離は、前記ビーディング部が形成された領域における前記ハウジングの内径の半分と実質的に同一であるかまたはより小さく形成されている、請求項７２に記載のバッテリー。
83. 前記第１集電体と前記ハウジングの閉鎖部の内側面との間には絶縁体が介在されている、請求項４８に記載のバッテリー。
84. 前記絶縁体は、
    前記ハウジングの閉鎖部の内側面と前記第１集電体との間の距離に対応する厚さを有する、請求項８３に記載のバッテリー。
85. 前記端子は、
    前記絶縁体に形成された孔を通って前記第１集電体に結合される、請求項８４に記載のバッテリー。
86. 前記絶縁体は、
    前記ハウジングの閉鎖部の内側面と前記端子の底面との間の距離と実質的に同一であるかまたはより大きい厚さを有する、請求項８５に記載のバッテリー。
87. 前記絶縁体は、
    前記第１無地部と前記ハウジングの側壁との間に介在されている、請求項８４から８６のいずれか一項に記載のバッテリー。
88. 前記絶縁体の上面は前記ハウジングの閉鎖部の内側面に接触し、前記絶縁体の下面は前記第１集電体の上面に接触している、請求項８３から８７のいずれか一項に記載のバッテリー。
89. 正極と負極との間で測定された抵抗が４ｍΩ以下である、請求項１から８８のいずれか一項に記載のバッテリー。
90. 前記直径は４０ｍｍ～５０ｍｍであり、前記高さは６０ｍｍ～１３０ｍｍである、請求項８に記載のバッテリー。
91. 前記ベンティング部は、
    破断圧力が１５ｋｇｆ／ｃｍ^２～３５ｋｇｆ／ｃｍ^２である、請求項３１に記載のバッテリー。
92. 前記溶接パターンは、レーザー溶接によって形成され、
    前記溶接パターンの最外郭の境界線によって描かれる幾何学的な図形の最長直径は、前記端子の底面に形成された平坦部の直径に対比して６０％～８０％の値を有する、請求項６１に記載のバッテリー。
93. 前記溶接パターンは、超音波溶接によって形成され、
    前記超音波溶接による前記溶接パターンは、前記端子の底面に形成された平坦部の直径に対比して３０％～８０％の最長直径を有する幾何学的な図形内に形成されている、請求項６１に記載のバッテリー。
94. 前記ハウジングの閉鎖部と側壁とは一体的に形成されている、請求項１から９３のいずれか一項に記載のバッテリー。
95. 前記端子の露出のために前記閉鎖部に形成された貫通孔の内径よりも、前記閉鎖部の外部に露出した前記端子の外径がさらに大きい、請求項１から９４のいずれか一項に記載のバッテリー。
96. 前記端子の露出のために前記閉鎖部に形成された貫通孔の断面が、前記閉鎖部の外部に露出した前記端子の断面内部に含まれている、請求項１から９５のいずれか一項に記載のバッテリー。
97. 前記端子が前記閉鎖部の外部に露出した部位が前記ハウジングの閉鎖部の少なくとも一部を軸方向で覆っている、請求項１から９６のいずれか一項に記載のバッテリー。
98. 請求項１から９７のいずれか一項に記載のバッテリーを複数個含む、バッテリーパック。
99. 複数の前記バッテリーは、所定数の列で配列され、
    それぞれの前記バッテリーの前記端子及びハウジング閉鎖部の外側面は上側に向かって配置されている、請求項９８に記載のバッテリーパック。
100. 前記バッテリーパックは、複数の前記バッテリーを直列及び並列に連結する複数のバスバーを含み、
     前記複数のバスバーは、前記複数のバッテリーの上部に配置され、
     前記複数のバスバーのそれぞれは、
     隣接するバッテリーの前記端子同士の間で延長されるボディ部と、
     前記ボディ部の一側に延びて前記一側に位置したバッテリーの端子に電気的に結合する複数の第１バスバー端子と、
     前記ボディ部の他側に延びて前記他側に位置したバッテリーの前記ハウジングの閉鎖部の外側面に電気的に接続する複数の第２バスバー端子と、
     を含む、請求項９８または９９に記載のバッテリーパック。
101. 請求項９８から１００のいずれか一項に記載のバッテリーパックを少なくとも一つ含む、自動車。
102. （ａ）一側に開口部を備え、他側に貫通孔を有する閉鎖部を備えるハウジングを用意する段階と、
     （ｂ）前記ハウジングと絶縁した状態で前記貫通孔に端子を固定する段階と、
     （ｃ）第１電極、第２電極、及びこれらの間に介在された分離膜を含み、巻き取られた電極組立体を形成する段階と、
     （ｄ）前記開口部を通って前記閉鎖部と対向するように前記電極組立体を挿入する段階と、
     （ｅ）前記端子を前記第１電極と電気的に接続する段階と、
     （ｆ）前記第２電極を前記ハウジングと電気的に接続する段階と、
     （ｇ）前記開口部をキャップで覆って密閉する段階と、
     を含むバッテリーの製造方法。
103. 前記端子は、
     前記ハウジングの外側に露出する端子露出部及び前記ハウジングの内側に挿入される端子挿入部を含み、
     前記（ｂ）段階は、前記端子挿入部をリベッティングする段階を含む、請求項１０２に記載のバッテリーの製造方法。
104. 前記第１電極及び第２電極はそれぞれ、前記分離膜の外部に露出した第１無地部及び第２無地部を含み、
     前記（ｃ）段階は、前記第１無地部及び前記第２無地部を前記電極組立体の半径方向に沿って折り曲げて折曲面を形成する段階を含む、請求項１０２または１０３に記載のバッテリーの製造方法。
105. 前記（ｅ）段階は、
     前記第１無地部の折曲面に第１集電体に結合する段階を含む、請求項１０４に記載のバッテリーの製造方法。
106. 前記端子は、前記ハウジングの外側に露出する端子露出部及び前記ハウジングの内側に位置する端子挿入部を含み、
     前記（ｅ）段階は、前記第１集電体と前記端子挿入部とを溶接する段階をさらに含む、請求項１０５に記載のバッテリーの製造方法。
107. 前記（ｆ）段階は、
     前記第２無地部の折曲面に第２集電体に結合する段階を含む、請求項１０４から１０６のいずれか一項に記載のバッテリーの製造方法。
108. 前記第２集電体は、前記第２無地部の折曲面に結合される第２無地部結合部及び前記ハウジングに電気的に接続されるハウジング結合部を含み、
     前記（ｆ）段階は、前記ハウジング結合部を前記ハウジングの内面に電気的に接続する段階をさらに含む、請求項１０７に記載のバッテリーの製造方法。
109. 前記（ａ）段階は、前記ハウジングの外周面を押し込んでビーディング部を形成する段階を含み、
     前記（ｆ）段階は、前記ビーディング部に前記ハウジング結合部を電気的に接続する段階をさらに含む、請求項１０８に記載のバッテリーの製造方法。
110. 前記（ｇ）段階は、
     前記キャップの周縁と前記開口部の端部との間にシーリングガスケットを介在させる段階と、
     前記開口部の端部を前記ハウジングの内側に折り曲げて前記キャップの周縁 を前記シーリングガスケットとともにクリンピングする段階と、
     を含む、請求項１０９に記載のバッテリーの製造方法。

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