JP4608456B2 - 二次電池 - Google Patents
二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4608456B2 JP4608456B2 JP2006111212A JP2006111212A JP4608456B2 JP 4608456 B2 JP4608456 B2 JP 4608456B2 JP 2006111212 A JP2006111212 A JP 2006111212A JP 2006111212 A JP2006111212 A JP 2006111212A JP 4608456 B2 JP4608456 B2 JP 4608456B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- terminal
- cap plate
- secondary battery
- electrode
- circuit board
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 15
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 12
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000255777 Lepidoptera Species 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018095 Ni-MH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018477 Ni—MH Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/34—Gastight accumulators
- H01M10/345—Gastight metal hydride accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/147—Lids or covers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/147—Lids or covers
- H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
- H01M50/15—Lids or covers characterised by their shape for prismatic or rectangular cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
- H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
- H01M2200/10—Temperature sensitive devices
- H01M2200/101—Bimetal
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
- H01M2200/10—Temperature sensitive devices
- H01M2200/106—PTC
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Description
本発明は、二次電池に関し、より詳細には、電極組立体と、缶と、キャップ組立体とを備えてなるベアセル（Ｂａｒｅ ｃｅｌｌ）と、ベアセルに電気的に接続された保護回路基板とを備えてなる二次電池に関する。
二次電池は、再充電が可能で、且つ小型化及び大容量化の可能性から、近年に多く研究開発されている。近年に開発されて使われている二次電池のうち、代表なものとしては、ニッケル−水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池と、リチウムイオンポリマー（Ｌｉ−ｉｏｎ ｐｏｌｙｍｅｒ）電池を含むリチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）電池とがある。
図１は、従来の缶形のリチウムイオン電池の一例に対する分解斜視図であり、図２は、ベアセルに保護回路基板を結合する前に、ベアセルのキャッププレートに設けられるブレーカー（ｂｒｅａｋｅｒ）及びリードプレート（ｌｅａｄ ｐｌａｔｅ）などを示す部分斜視図である。
図１及び図２を参照すれば、リチウムイオン電池は、大きく分けると、電極組立体と、電解質と、缶と、キャップアセンブリ（ｃａｐ ａｓｓｅｍｂｌｙ：キャップ組立体）とを備えたベアセルと、このようなベアセルに結合され、充放電時に電圧や電流を調節する保護回路基板とを備えてなる。
キャップアセンブリは、電極組立体２１２が缶２１１に引き込まれるための開口部を仕上げるキャッププレート１１０、キャッププレート１１０にガスケット（ｇａｓｋｅｔ）１２０を通じて絶縁される電極端子１３０、およびベアセルを保護回路基板３００に電気的に接続するためのリードプレート４１０などを備えてなる。電池の安全装置であるブレーカー４２０も、キャッププレート１１０上に結合されている。
電極組立体の一の電極は、ベアセル内においてターミナルプレート１５０に溶接される。ターミナルプレート１５０は、キャッププレート１１０の下面から絶縁プレート１４０により離隔され、キャッププレート１１０からガスケット１２０により絶縁された電極端子１３０と電気的に繋がれる。電極組立体の他の電極は、キャッププレート面に直接溶接される。
キャッププレート１１０の上方から、ブレーカー４２０は、キャッププレート１１０と絶縁材の両面テープ３３０などによって絶縁された状態で取り付けられる。電極端子１３０は、ブレーカー４２０の一方の側の電気端子４２１に繋がれ、ブレーカーの他方の側に形成された電気端子４２３は、以後、保護回路基板の一の電気端子３７０に繋がれる。電極端子１３０を中心としてブレーカー４２０が設けられた反対側には、キャッププレート１１０にリードプレート４１０が溶接される。リードプレートは、保護回路基板の他の電気端子３６０に繋がれる。ブレーカーは、保護回路基板３００とベアセルの電極端子１３０との間に直列に接続され、これを通じて、充放電電流が流れることになる。充放電電流に異常が生じると、熱が発生して温度が上昇し、ブレーカー４２０は、熱を感知して、回路を断線させる役割を果たす。
ブレーカーは、通常、バイメタルスイッチ（ｂｉｍｅｔａｌ ｓｗｉｔｃｈ）からなり、バイメタルスイッチは、断線によって電流が遮断され、温度が下がると、再びスィッチを閉じて電流が流れるようにする。しかしながら、このような方式は、電池を継続して使用できるようにする一方、安全性の側面において危険なものであり得る。なぜならば、二次電池に問題が生じた時点において、一時的に電流を切るだけであり、潜在的な危険が除去されなければ、結局、二次電池の発火や爆発の現象が生じ得るからである。したがって、近年には、このようなブレーカーに代えて非可逆性の安全装置として、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を用いることが考慮されている。
一方、図１および図２に示されたようなブレーカーを用いる場合、ブレーカー４２０と電極端子１３０との間、及び、ブレーカー４２０と保護回路基板３００の電気端子３７０との間の接続のためのブレーカー自体の電気端子４２１，４２３を形成するためにスペースが必要となり、コストもかかる。このような問題は、二次電池の小型化、大容量化の傾向に反するものである。
また、ブレーカーの全てをキャッププレートから絶縁するためには、別に絶縁材の両面テープ３３０などを設ける必要があり、そのためにキャッププレートに貼り付ける作業が必要となり、材料コスト及び工程コストが増えるという問題がある。
本発明は、前述した問題点を解決するためのもので、キャッププレートの上面に従来の二次電池と同様のレベルの安全装置を備えながら、保護回路基板など、安全装置の接続構造を従来の二次電池に比べて簡単にすることで、部品コストと工程コストとを減らすことのできる二次電池を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するための本発明の二次電池は、２つの電極及びセパレーターを含んでなる電極組立体、前記電極組立体及び電解質を収容する缶、前記缶の開口部を覆うキャッププレートを含むキャップ組立体を備えてなるベアセルと、前記キャップ組立体の電極端子に一の端子が電気的に直接接続された保護回路基板と、前記保護回路基板の他の端子と前記キャッププレートとを電気的に接続するように設けられた電流遮断装置と、を有し、前記電流遮断装置は、下部端子と、上部端子と、これら両端子間に設けられ温度により両端子間の電流を遮断する作用部とを重積した扁平構造とし、前記下部端子は前記キャッププレートと電気的に直接接続され、前記上部端子は前記保護回路基板の他の端子と電気的に直接接続されていることを特徴とする。
本発明において、電流遮断装置は、ＰＴＣやバイメタルスィッチ方式のブレーカーであることができる。
本発明において、電極端子は、キャッププレートの長手方向の中央から外れて位置することができ、キャッププレートの中央を中心として、電極端子と電流遮断装置とは、対称的な位置に形成されることができる。
本発明において、電極端子と電流遮断装置の保護回路基板と接続される端子とには、ニッケル、または別のニッケル合金プレートが設けられるか、または、端子自体がこれらからなることができる。
本発明によれば、二次電池の安全装置の一つである電流遮断装置をベアセルのキャッププレートに直接接続させて、従来の絶縁両面テープ、リードプレートなどの部材を用いないので、部品コストと、これらの部品を設ける工程コストとを減らすことができる。
また、周囲の温度によって作動する電流遮断装置を、直接キャッププレートに貼り付けることによって、ベアセルの異常な温度の上昇を迅速に感知する安全機能として作動するため、二次電池の安全性を向上することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明を実施例に基づいてより詳しく説明する。
図３は、本発明の一実施例において、ベアセル電池のキャッププレートにＰＴＣが設けられた様態を示す部分斜視図である。
図３において、ＰＴＣ２０は、上部電極２１と、下部電極２５と、上部および下部電極間に存在する熱感知作用物質からなるボディ部２３とを備える。ボディ部は、熱膨脹性バインダー（ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ ｂｉｎｄｅｒ）と導電粒子とが適当な割合で混合されて形成されうる。したがって、ボディ部では、周辺の温度が増加すると、バインダー物質が膨脹しながら、導電粒子の間が離れて電流の通路を断絶するようになる。
下部電極２５は、従来のブレーカーが取り付けられた位置に、絶縁材を介在せずに直接キャッププレート１１０に接続されるＰＴＣ２０の端子である。接続は、導電性接着剤または溶接などの方法によって行われる。溶接のために、図示されたように、下部電極２５は、ボディ部２３や上部電極２１よりも、下部電極２５の周辺の一部が側方に延びてターミナルを形成することができる。この時、溶接は、側方に延びたターミナルの部分で行われる。なお、キャッププレート１１０または下部電極２５が、アルミニウムなどの低抵抗で、高い熱伝導性の金属からなる場合、通常、レーザー溶接などで行われる。
ＰＴＣの上部電極２１は、キャッププレート１１０と同じ極性であり、保護回路基板（図示せず）の、例えば、正極の電気端子に接続される。接続は、概ね溶接で行われうる。溶接のため、且つ、溶接過程でのボディ部の保護のために、ＰＴＣの上部電極２１は、比較的厚い金属板からなり得るし、材質面においても、ニッケル、またはニッケル合金など比較的熱に強い金属からなり得る。すなわち、ＰＴＣの保護回路基板と接続される端子（上部電極２１）、または電極端子の少なくとも上端部分は、ニッケルまたはニッケル合金からなるか、または、別のニッケルまたはニッケル合金プレートが設けられることが望ましい。
一方、キャップ組立体の中央には、従来のように電極端子２３０が位置する。電極端子２３０は、従来の二次電池とは異なり、ブレーカーなどを媒介とせず、保護回路基板の、例えば、負極の電気端子と溶接などで直接繋がれる。このような連結のために、電極端子の上部表面全体や上部表面の一部がニッケルなどで形成されることができる。
図４は、本発明の他の実施例を示す部分斜視図であり、図５は、図４の実施例に保護回路基板が結合される態様を示す部分正断面図である。
ベアセルにブレーカー４０が設けられるが、従来の二次電池と異なり、下部端子４２と、バイメタル作用部（ｂｉｍｅｔａｌ ｐｏｒｔｉｏｎ）４３と、上部端子４１とからなり、リードプレート形態の端子は、形成されない。また、下部端子４２は、キャッププレート１１０に直接接続され、従来のように、ブレーカー４０をキャッププレート１１０から絶縁させる両面テープなどは使用されない。このようなブレーカー４０は、保護回路基板およびキャッププレート１１０との電気的な接続に際して、図３に示す実施例におけるＰＴＣ２０をそのまま取り替える態様を有し、下部端子４２、上部端子４１の構成も、図３の実施例と同様に、大きさと材質とが決められる。ブレーカーの上部端子４１は、保護回路基板５００の一の電気端子５７０に電気的に接続され、ベアセルの電極端子２３０は、他の電気端子５６０に電気的に接続される。上部端子４１の高さと電極端子２３０の高さとが同じレベル（ｌｅｖｅｌ）にあれば、保護回路基板の電気端子５６０，５７０を同じ高さ（ｈｅｉｇｈｔ）で形成して、接続させやすい。
一方、電極端子２３０は、図４および図５に示された実施例と異なり、キャッププレートの長手方向の中央を基準にして、ブレーカー４０の反対側に偏るように形成すると、従来の二次電池においてリードプレートが取り付けられた位置に形成されることもできる。すなわち、電極端子２３０は、キャッププレート１１０の長手方向の中央から一の側方に偏って位置し、電極端子２３０は、キャッププレート１１０の中央を中心として電流遮断装置と対称的な位置に形成されることもできる。このような場合、保護回路基板５００は、電気端子５６０を従来の二次電池（図２の３６０）と同じ位置に配列することができる。
ブレーカー４０の側方には、キャッププレート１１０に形成された突起３１０と、突起３１０に取り付けられるキャップ（図示せず）とが形成されることができ、電極端子２３０の上端部２３１も、他の部分に比べて幅広く形成されることができる。すなわち、電極端子は、上端が電極端子の他の部分に比べて側方に突出して、水平面がより広く形成されることができる。このような構成によれば、広く形成された部分によって、保護回路基板５００との溶接する際、便利になる。ベアセル２００と保護回路基板５００との間の空間にホットメルト樹脂が満たされる形態の電池において、これらの広く形成された部分は、樹脂部（図示せず）をベアセル２００に更によく付着させる係止突起の役割を果たすようになる。すなわち、本発明の実施例は、ベアセル２００と保護回路基板５００との間には、ホットメルト樹脂が満たされてモールディングされる。
以上の実施例によれば、ＰＴＣやブレーカーにベアセルの熱が、絶縁性の両面テープなどを介在することなく直接溶接することで、容易に伝達される。したがって、電池の異常によって過熱する時、ブレーカーなどがより迅速に機能を発揮し、二次電池の安全性を高めることができる。このために、ＰＴＣまたはブレーカーの下端電極は、薄くて、熱伝導性の高い物質を用いることが望ましい。
一方、本発明において、電流遮断装置または電極端子は、そのものとしては、上部表面が水平面をもつ。従来のように、保護回路基板の接続端子がＬ字状のリードプレートに類似する構成であって垂直部分を有する場合、溶接が困難になり得る。したがって、保護回路基板の端子も、端部が水平面を成すように形成することが望ましい。
本発明において、電極組立体やベアセルの内部の構成は、図１に示された従来の構成と同様にすることができる。本発明において、電極組立体、缶、及びキャッププレートの構成、並びにベアセルの形成方法は一般的によく知られているものである。図３及び図４においてすでに上述した構成を除いて、図６を参照すると、電極組立体２１２は、薄い板状あるいは膜状に形成された正極２１３と、セパレーター２１４と、負極２１５との積層体を渦状に巻き取って形成される。
正極２１３は、導電性が優れる金属薄板、例えばアルミニウムホイル（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｆｏｉｌ）からなる正極集電体と、その両面にコーティングされたリチウム系酸化物を主成分とする正極活物質層とを含んでいる。正極２１３には、正極活物質層が形成されていない正極集電体の領域に、正極タブ２１６が電気的に繋がれている。
負極２１５は、導電性が優れる金属薄板、たとえば銅ホイル（ｃｏｐｐｅｒ ｆｏｉｌ）からなる負極集電体と、その両面にコーティングされた炭素材を主成分とする負極活物質層とを含んでいる。負極２１５にも、負極活物質層が形成されていない負極集電体の領域に、負極タブ２１７が接続されている。
正極２１３及び負極２１５と、正極タブ２１６及び負極タブ２１７とは、極性を互いにかえて配置することもでき、正極タブ２１６及び負極タブ２１７が電極組立体２１２から引き出される境界部には、２つの電極２１３，２１５の間の短絡を防止するために、絶縁テープ２１８がそれぞれ巻かれている。
セパレーター２１４は、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはポリエチレンとポリプロピレンとの共重合体（ｃｏ−ｐｏｌｙｍｅｒ）からなっている。セパレーター２１４は、正極２１３及び負極２１５よりも幅広く形成することが、極板間の短絡を防止するのに有効である。
本実施例のような角形の缶２１１は、ほぼ直方体の形状を持ったアルミニウムあるいはアルミニウム合金で形成される。缶２１１の上端は開放され、開放された上端から電極組立体２１２が収容され、缶２１１は、電極組立体２１２及び電解液の容器の役割を果たすことになる。缶２１１は、そのものが端子の役割を果たせるが、本実施例においては、キャップ組立体のキャッププレート１１０が、正極端子の役割を果たすことになる。
キャップ組立体には、缶２１１の開放された上端に対応する大きさと形状とを持つ平板状のキャッププレート１１０が設けられている。キャッププレート１１０の中央部には、電極端子が通過できるように、端子用通孔１１１が形成される。キャッププレート１１０の中央部を貫通する電極端子１３０の外側には、電極端子１３０とキャッププレート１１０との電気的な絶縁のために、チューブ状のガスケット１２０が設けられている。キャッププレート１１０の中央部の端子用通孔１１１の近傍、すなわち、キャッププレート１１０の下面に絶縁プレート１４０が配置されている。絶縁プレート１４０の下面には、ターミナルプレート１５０が設けられている。
電極端子１３０は、ガスケット１２０が外周面を取り囲む状態で、端子用通孔１１１を通じて挿入されている。電極端子１３０の底面部は、絶縁プレート１４０を介在した状態で、ターミナルプレート１５０に電気的に繋がれている。
キャッププレート１１０の下面には、正極２１３から引き出された正極タブ２１６が溶接されており、電極端子１３０の下端部には、負極２１５から引き出された負極タブ２１７が曲がりくねって折り畳まれた状態で溶接されている。
一方、電極組立体２１２の上面には、電極組立体２１２とキャップ組立体との電気的絶縁のため、これと同時に、前記電極組立体２１２の上端部を覆えるように、絶縁ケース１９０が設けられている。絶縁ケース１９０は、絶縁性である高分子樹脂であり、ポリプロピレンからなることが望ましい。電極組立体２１２の中央部の負極タブ２１７が通過できるようにリード通孔１９１が形成され、またリード通孔１９２とは別に、電極組立体２１２に電解液通過孔１９２が形成されている。なお、電解液通過孔は、別途に形成されていなくてもよく、正極タブ２１６のためのリード通孔は、絶縁ケース１９０の中央に、負極タブ２１７のためのリード通孔１９１の側に形成されてもよい。
キャッププレート１１０の一つの側には、電解液注入孔１１２が形成されている。電解液注入孔１１２には、電解液が注入された後に、電解液注入孔１１２を密閉するために栓１６０が設けられる。栓１６０は、アルミニウム、またはアルミニウム合金で作ったボール状の部材を電解液注入孔１１２の上に載せて、機械的に電解液注入孔１１２に押し込んで形成する封止のために、栓１６０は、電解液注入孔１１２の周辺においてキャッププレート１１０に溶接される。溶接を容易にするために、通常、栓１６０は、キャッププレート１１０と同じ材質で形成することが望ましい。
キャップ組立体を缶２１１と結合させる方法として、キャッププレート１１０の周辺部と缶２１１の側壁との溶接が行われる。キャップ組立体が缶２１１に結合された後、缶２１１の開口を形成していた缶２１１の側壁の上端部が内側に折り曲げられて、キャッププレート１１０の上にフランジ形状（ｆｌａｎｇｅ ｓｈａｐｅ）を有することができる。
キャッププレート１１０の側には、突出部が形成される。突出部３１０には、ホルダー３２０が結合されている。ホルダー３２０は、上方から見て、中央に、突出部３１０が挿入される時に、間隙なく嵌め込まれるように形成された溝を有する。したがって、ホルダー３２０が突出部３１０に嵌め込まれた状態で、ホルダー３２０の側方に力が加えられても、ホルダー３２０は、突出部３１０から離脱しにくくなる。ホルダー３２０は、工程の単純化のために、突出部３１０に単純にかぶせる方法で結合されてもよいが、より確実な強度で結合するためには溶接されることが望ましい。ホルダー３２０が溶接で突出部３１０と結合される場合、ホルダー３２０も、突出部３１０と同じ材質、あるいは、突出部３１０と同じような材質で形成されることが望ましい。
ホルダー３２０に形成された溝は、ホルダー３２０の下面のみに形成されてもよい。その他の点では、図５に示すように、ホルダー３２０の溝をホルダー３２０の上面から下面まで貫通して形成すれば、成形樹脂が溝の残りの空間を満たすようになるので、成形樹脂と、ホルダー３２０と、単位セル１０との機械的な結合力を更に高めることができる。ホルダー３２０の高さは、キャッププレート１１０に形成された突出部３１０の高さ以上になるようにホルダー３２０を形成する。この場合、キャッププレート１１０を成形しにくいために突出部３１０の高さを低く形成する場合にも、ホルダー３２０は、キャッププレート１１０の平面に垂直に形成される構造体の高さを実質的に高くするという効果を有する。したがって、パック電池に捻り外力が作用する場合にも、成形樹脂部が、高さの低い突出部の上を滑り、単位セルから容易に分離されることを防止できる。
突出部３１０とホルダー３２０との関係と同様に、通常、キャッププレート１１０の上に突き出されたキャップ組立体の中央の電極端子１３０にも、別のタブ（図示せず）が取り付けられてもよい。タブは、導電性を有する必要があり、キャッププレート１１０の中央に位置されるので、捻り外力に対する力は弱いが、曲げ（Ｂｅｎｄｉｎｇ）外力に対する支持体の役割は十分に果たせる。
一方、電極端子の位置が変更されれば、キャッププレートの端子通孔、および電解液注入口の位置と電極組立体とから電極タブが引き出される位置とキャッププレート下部の絶縁プレートやターミナルプレートの形状と配列とが変更可能なことは、当該の技術分野の通常の知識を有する者であれば容易に理解することができる。
２０ ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）、
４０ ブレーカー、
１１１ 端子用通孔、
１１２ 解液注入孔、
５０，１２０ ガスケット、
１３０ 電極端子、
１４０ 絶縁プレート、
１５０ ターミナルプレート、
１６０ 栓、
１９０ 絶縁ケース、
１９１ リード通孔、
１９２ 電解液通過孔、
２１１ 缶、
２１２ 電極組立体、
２１３ 正極、
２１４ セパレート、
２１６ 正極タブ、
２１７ 負極タブ、
１１０ キャッププレート、
２０ ＰＴＣ、
３００ 保護回路基板、
３６０，３７０ 接続端子、
３１１，３２１ 外部入出力端子。
４０ ブレーカー、
１１１ 端子用通孔、
１１２ 解液注入孔、
５０，１２０ ガスケット、
１３０ 電極端子、
１４０ 絶縁プレート、
１５０ ターミナルプレート、
１６０ 栓、
１９０ 絶縁ケース、
１９１ リード通孔、
１９２ 電解液通過孔、
２１１ 缶、
２１２ 電極組立体、
２１３ 正極、
２１４ セパレート、
２１６ 正極タブ、
２１７ 負極タブ、
１１０ キャッププレート、
２０ ＰＴＣ、
３００ 保護回路基板、
３６０，３７０ 接続端子、
３１１，３２１ 外部入出力端子。
Claims (10)
- ２つの電極及びセパレーターを含んでなる電極組立体、前記電極組立体及び電解質を収容する缶、前記缶の開口部を覆うキャッププレートを含むキャップ組立体を備えてなるベアセルと、
前記キャップ組立体の電極端子に一の端子が電気的に直接接続された保護回路基板と、
前記保護回路基板の他の端子と前記キャッププレートとを電気的に接続するように設けられた電流遮断装置と、を有し、
前記電流遮断装置は、下部端子と、上部端子と、これら両端子間に設けられ温度により両端子間の電流を遮断する作用部とを重積した扁平構造とし、前記下部端子は前記キャッププレートと電気的に直接接続され、前記上部端子は前記保護回路基板の他の端子と電気的に直接接続されていることを特徴とする二次電池。 - 前記電流遮断装置は、ＰＴＣ、または、バイメタルスイッチ方式のブレーカーであることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
- 前記電極端子は、前記キャッププレートの長手方向の中央から一の側方に偏って位置することを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
- 前記電極端子は、前記キャッププレートの中央を中心として前記電流遮断装置と対称的な位置に形成されることを特徴とする請求項３に記載の二次電池。
- 前記電流遮断装置の前記上部端子、または前記電極端子の少なくとも上端部分は、ニッケルまたはニッケル合金からなるか、または、別のニッケルまたはニッケル合金プレートが設けられることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
- 前記電流遮断装置の前記下部端子は、アルミニウムからなることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
- 前記電流遮断装置の前記下部端子は、前記上部端子および前記作用部に比べて、前記キャッププレートの長手方向に大きく形成されており、当該大きく形成されている部分が溶接のためのターミナルとなることを特徴とする請求項１または６に記載の二次電池。
- 前記電流遮断装置の前記上部端子は、前記下部端子に比べて厚く形成されることを特徴とする請求項１または５に記載の二次電池。
- 前記ベアセルと前記保護回路基板との間には、ホットメルト樹脂が満たされてモールディングされることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
- 前記キャッププレートには、少なくとも一つの突出部が形成され、前記突出部には、ホルダーが結合されて、前記キャッププレート面の上に突出することを特徴とする請求項１または９に記載の二次電池。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020050037609A KR100731462B1 (ko) | 2005-05-04 | 2005-05-04 | 이차전지 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006313743A JP2006313743A (ja) | 2006-11-16 |
| JP4608456B2 true JP4608456B2 (ja) | 2011-01-12 |
Family
ID=37394375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006111212A Expired - Fee Related JP4608456B2 (ja) | 2005-05-04 | 2006-04-13 | 二次電池 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8709621B2 (ja) |
| JP (1) | JP4608456B2 (ja) |
| KR (1) | KR100731462B1 (ja) |
| CN (1) | CN100474663C (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7811707B2 (en) * | 2004-12-28 | 2010-10-12 | Boston-Power, Inc. | Lithium-ion secondary battery |
| US20080008933A1 (en) * | 2005-12-23 | 2008-01-10 | Boston-Power, Inc. | Lithium-ion secondary battery |
| US8003241B2 (en) * | 2006-06-23 | 2011-08-23 | Boston-Power, Inc. | Lithium battery with external positive thermal coefficient layer |
| WO2008066287A1 (en) * | 2006-11-27 | 2008-06-05 | Lg Chem, Ltd. | Battery pack of excellent productability and structural stability |
| FI121611B (fi) * | 2007-02-06 | 2011-01-31 | Enfucell Oy | Ohutparisto ja menetelmä ohutpariston valmistamiseksi |
| TWI485908B (zh) * | 2007-06-22 | 2015-05-21 | Boston Power Inc | 用於鋰離子電池之電流中斷裝置（ｃｉｄ）維持裝置 |
| KR100922471B1 (ko) * | 2007-09-27 | 2009-10-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차전지용 보호회로기판 및 이를 이용한 이차 전지 |
| US9142810B2 (en) * | 2007-11-07 | 2015-09-22 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable battery |
| KR100928120B1 (ko) * | 2007-11-07 | 2009-11-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
| KR100973309B1 (ko) * | 2007-12-13 | 2010-07-30 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지용 절연 케이스 및 이를 구비하는 이차 전지 |
| KR101004401B1 (ko) | 2008-04-24 | 2010-12-28 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 팩 |
| US9166206B2 (en) * | 2008-04-24 | 2015-10-20 | Boston-Power, Inc. | Prismatic storage battery or cell with flexible recessed portion |
| US8334063B2 (en) | 2008-09-22 | 2012-12-18 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery |
| KR101023874B1 (ko) * | 2008-10-22 | 2011-03-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 보호회로모듈 및 보호회로모듈을 포함하는 이차전지 |
| KR101030856B1 (ko) * | 2008-12-16 | 2011-04-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 팩 |
| US8642195B2 (en) | 2008-12-19 | 2014-02-04 | Boston-Power, Inc. | Modular CID assembly for a lithium ion battery |
| KR101084783B1 (ko) | 2009-09-01 | 2011-11-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 및 그의 제조 방법 |
| KR101050536B1 (ko) | 2010-01-20 | 2011-07-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 팩 |
| KR101274839B1 (ko) | 2010-07-26 | 2013-06-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리드 플레이트를 통해 배어셀의 열을 온도 감응 소자에 전달하는 이차 전지 |
| JP2012054138A (ja) * | 2010-09-02 | 2012-03-15 | Makita Corp | 工具用バッテリ |
| US9293756B2 (en) | 2010-09-17 | 2016-03-22 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable battery |
| KR101201123B1 (ko) * | 2010-11-19 | 2012-11-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차전지 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003282038A (ja) * | 2002-03-22 | 2003-10-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池パック |
| JP2003282039A (ja) * | 2002-03-22 | 2003-10-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池パック |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1066654B (ja) * | 1955-09-30 | 1959-10-08 | ||
| US3953922A (en) * | 1975-02-24 | 1976-05-04 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Method of eliminating the training effect in superconducting coils by post-wind preload |
| GB9113888D0 (en) * | 1991-06-27 | 1991-08-14 | Raychem Sa Nv | Circuit protection devices |
| JP3203623B2 (ja) * | 1992-03-06 | 2001-08-27 | ソニー株式会社 | 有機電解液電池 |
| JPH07245360A (ja) * | 1994-03-02 | 1995-09-19 | Toshiba Corp | 半導体パッケージおよびその製造方法 |
| WO1999060637A1 (en) * | 1998-05-18 | 1999-11-25 | Tyco Electronics Raychem K.K. | Ptc element, ptc element-mounted pcb board, secondary cell protection circuit device and secondary cell assembly |
| JP2000077831A (ja) | 1998-08-28 | 2000-03-14 | Hitachi Ltd | 保護回路装置およびこれを使用した二次電池 |
| KR100484420B1 (ko) * | 1999-03-30 | 2005-04-22 | 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 | 전지보호회로를 구비한 2차 전지 |
| TWI221345B (en) * | 2001-03-30 | 2004-09-21 | Sanyo Gs Soft Energy Co Ltd | Battery pack |
| JP3773814B2 (ja) | 2001-06-29 | 2006-05-10 | 三洋電機株式会社 | パック電池とその製造方法 |
| JP4067820B2 (ja) | 2001-12-18 | 2008-03-26 | 三洋ジーエスソフトエナジー株式会社 | 二次電池 |
| WO2003069696A1 (en) * | 2002-02-13 | 2003-08-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Battery pack manufacturing method |
| KR100670501B1 (ko) * | 2005-05-04 | 2007-01-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차전지 |
| KR100686844B1 (ko) * | 2005-07-25 | 2007-02-26 | 삼성에스디아이 주식회사 | Ｐｔｃ소자를 구비한 이차전지 |
-
2005
- 2005-05-04 KR KR1020050037609A patent/KR100731462B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2006
- 2006-04-13 JP JP2006111212A patent/JP4608456B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2006-04-25 US US11/380,096 patent/US8709621B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-05-08 CN CNB200610105544XA patent/CN100474663C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003282038A (ja) * | 2002-03-22 | 2003-10-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池パック |
| JP2003282039A (ja) * | 2002-03-22 | 2003-10-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池パック |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100731462B1 (ko) | 2007-06-21 |
| CN100474663C (zh) | 2009-04-01 |
| KR20060115207A (ko) | 2006-11-08 |
| JP2006313743A (ja) | 2006-11-16 |
| US20060251930A1 (en) | 2006-11-09 |
| CN1881659A (zh) | 2006-12-20 |
| US8709621B2 (en) | 2014-04-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4608456B2 (ja) | 二次電池 | |
| JP4558671B2 (ja) | 二次電池 | |
| KR100551887B1 (ko) | 이차전지 | |
| KR100824898B1 (ko) | 팩 전지 | |
| KR100922474B1 (ko) | 이차 전지 | |
| JP4488937B2 (ja) | 二次電池 | |
| JP4537355B2 (ja) | Ｐｔｃ素子を備えた二次電池 | |
| KR100778979B1 (ko) | 이차전지 | |
| EP2043177B1 (en) | Protective circuit board and battery pack using the same | |
| KR100867922B1 (ko) | 배터리 팩 | |
| US20090111013A1 (en) | Secondary battery with protection circuit module | |
| KR100824885B1 (ko) | 이차전지 | |
| US20120070697A1 (en) | Prismatic secondary battery | |
| US8974926B2 (en) | Secondary battery | |
| KR100709872B1 (ko) | 이차전지 | |
| KR100947977B1 (ko) | 이차 전지 | |
| KR100795681B1 (ko) | 이차전지 | |
| KR100994954B1 (ko) | 보호회로기판이 접속되는 이차전지 | |
| KR101264462B1 (ko) | 리드 플레이트와 베어셀을 리벳팅 결합하는 이차 전지 | |
| KR100571232B1 (ko) | 리드 플레이트 및 이를 사용한 캔형 이차 전지 | |
| KR100824867B1 (ko) | 보호회로기판 위에 장착된 ｐｔｃ소자를 구비한 캔형 및파우치형 이차전지 | |
| KR100624909B1 (ko) | 캔형 이차 전지 | |
| KR100659865B1 (ko) | 이차 전지 | |
| KR20080048853A (ko) | 이차 전지 | |
| KR20060037834A (ko) | 이차 전지 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091208 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20100308 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20100311 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100323 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100525 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100825 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100914 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101008 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131015 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |