KR100472613B1 - Lithium secondary battery and the fabrication method thereof - Google Patents

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Abstract

리튬 이차 전지와 이를 제조하는 방법를 개시한다. 본 발명은 양극판과, 음극판과, 세퍼레이터가 배치된 전지부;와, 전지부가 수용되는 캔;과, 캔의 상부에 결합도며, 전해액 주입공이 형성된 캡 플레이트와, 캡 플레이트에 형성된 단자 통공을 통하여 설치되며 그 외면에 가스켓이 개재된 전극 단자를 가지는 캡 조립체;와, 보호 회로 소자와 전기적으로 연결되며, 전해액 주입공에 이를 밀폐시키는 보올과 공히 고정된 연결 수단을 가지는 리이드;를 포함하는 것으로서, 보호 회로 소자와 전기적으로 연결되는 리이드의 단부에 와셔형의 연결 수단이 형성되고, 연결 수단이 전해액 주입공상에 안착된 상태에서 보올을 압입하여 공히 고정하게 됨으로써, 리튬 이차 전지와 보호 회로 소자와의 조립이 간단해지며, 제조 원가가 절감된다. Disclosed is a lithium secondary battery and a method of manufacturing the same. The present invention provides a positive electrode plate, a negative electrode plate, a battery unit in which a separator is disposed; and a can housing the battery unit; A cap assembly having an electrode terminal installed at an outer surface thereof and having a gasket interposed therebetween, and a lead electrically connected to the protection circuit element and having a connection means fixed with a bowl which seals it in the electrolyte injection hole. A washer-type connecting means is formed at an end of the lead electrically connected to the protective circuit element. The connecting means is press-fitted and fixed in a state where the connecting means is seated on the electrolyte injection hole. Assembly is simplified and manufacturing costs are reduced.

Description

리튬 이차 전지와 이를 제조하는 방법{Lithium secondary battery and the fabrication method thereof}Lithium secondary battery and method for manufacturing same {Lithium secondary battery and the fabrication method

본 발명은 리튬 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 보호 회로 소자와 연결되는 리이드와 캡 조립체와의 결합 구조가 개선된 리튬 이차 전지와 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a lithium secondary battery, and more particularly, to a lithium secondary battery having an improved coupling structure between a lead and a cap assembly connected to a protective circuit element and a method of manufacturing the same.

통상적으로, 리튬 이차 전지는 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 리튬 이차 전지는 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지는 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다. 또한, 리튬 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 있다.In general, lithium secondary batteries use lithium-based oxides as positive electrode active materials and carbon materials as negative electrode active materials. A lithium secondary battery is classified into a liquid electrolyte battery and a polymer electrolyte battery according to the type of electrolyte. A battery using a liquid electrolyte is called a lithium ion battery, and a battery using a polymer electrolyte is called a lithium polymer battery. Moreover, although a lithium secondary battery is manufactured in various shapes, typical shapes include cylindrical shape, square shape, and pouch type.

도 1을 참조하면, 각형의 리튬 이차 전지(10)는 캔(11)과, 상기 캔(11)과 결합되는 캡 조립체(12)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a rectangular lithium secondary battery 10 includes a can 11 and a cap assembly 12 coupled to the can 11.

상기 캔(11)의 내부에는 양극판, 세퍼레이터, 음극판 순으로 배치된 전지부(13)가 수용되어 있으며, 상기 전지부(13)에는 각 전극판과 연결된 전극 리드(14)가 인출되어 있다. The battery unit 13 arranged in the order of the positive electrode plate, the separator, and the negative electrode plate is accommodated in the can 11, and the electrode lead 14 connected to each electrode plate is drawn out in the battery part 13.

상기 캡 조립체(12)에는 캡 플레이트(15)가 설치되어 있고, 상기 캡 플레이트(15)에는 가스켓(16)을 개재하여 전극 단자(17)가 장착되어 있다. 상기 캡 플레이트(15)의 일측에는 상기 캔(11)의 내부에 전해액을 주입하기 위한 통로를 제공하는 전해액 주입공(15a)이 형성되어 있다. 상기 전해액 주입공(15a)은 보올(ball,18)에 의하여 밀폐가능하다.The cap assembly 12 is provided with a cap plate 15, and the cap plate 15 is equipped with an electrode terminal 17 via a gasket 16. An electrolyte injection hole 15a is provided at one side of the cap plate 15 to provide a passage for injecting an electrolyte into the can 11. The electrolyte injection hole 15a may be sealed by a ball 18.

이때, 상기 전지(10)에는 과충전 및 방전시 전류의 흐름을 신속하게 제어하기 위하여 도 2에 점선의 박스로 나타낸 바와 같이 보호 회로 소자(100)가 전기적으로 연결되어 있다.In this case, the protection circuit element 100 is electrically connected to the battery 10 as indicated by the dotted box in FIG. 2 in order to quickly control the flow of current during overcharging and discharging.

즉, 캡 플레이트(15)에는 양극용 리이드(110)가 접속되어 있으며, 가스켓(16)에 의하여 상기 캡 플레이트(15)와 절연된 전극 단자(17)에는 음극용 리이드(120)가 접속되어 있다. 상기 양극 및 음극용 리이드(110)(120)는 PTC(positive temperature coefficient,130)와, 보호 회로 기판(140)에 각각 극성을 달리하여 전기적으로 접속되어 있다. That is, the positive lead 110 is connected to the cap plate 15, and the negative lead 120 is connected to the electrode terminal 17 insulated from the cap plate 15 by the gasket 16. . The anode and cathode leads 110 and 120 are electrically connected to the positive temperature coefficient 130 and the protection circuit board 140 at different polarities, respectively.

상기와 같은 구성을 가지는 리튬 이차 전지(10)는 전지의 이상유무로 인하여 전류가 급격히 증가하게 되면, 보호 회로 소자(100)로부터 전류의 흐름을 신속하게 차단하여 전지의 안전성을 신뢰하게 된다.In the lithium secondary battery 10 having the above configuration, when the current increases rapidly due to the abnormality of the battery, the current flows quickly from the protection circuit element 100 to trust the safety of the battery.

상술한 바와 같이, 상기 캡 플레이트(15)의 상부면에는 양극용 리이드(110)의 단부가 용접되어 있으며, 가스켓(16)에 의하여 이와 절연된 전극 단자(17)에는 음극용 리이드(120)가 용접되어 있다. 또한, 상기 캡 플레이트(15)의 일측에 형성된 전해액 주입공(15a)에는 보올(18)이 압입 및 용접되어 있다. As described above, an end of the positive electrode lead 110 is welded to the upper surface of the cap plate 15, and the negative electrode lead 120 is attached to the electrode terminal 17 insulated from the electrode terminal 17 by the gasket 16. Welded In addition, the bowl 18 is press-fitted and welded into the electrolyte injection hole 15a formed at one side of the cap plate 15.

이처럼, 상기 캡 플레이트(15)상에 설치되는 보올(18) 및 양극용 리이드(110)는 실질적으로 동일한 극성을 가지게 되므로, 이들을 제각이 장착시키고 용접하는게 아니라 한 작업으로 공히 설치하여 용접하는 것이 제조 공정을 간단하게 할 것이다. As such, the bowl 18 and the anode lead 110 installed on the cap plate 15 have substantially the same polarity, so that they are not installed and welded by each one, but are installed and welded together in one operation. Will simplify the process.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보호 회로 소자와 전기적으로 접속하는 리이드와, 전해액 주입공을 밀폐시키는 보올을 공히 캡 조립체에 장착시키도록 구조가 개선된 리튬 이차 전지와 이를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and a lithium secondary battery having an improved structure so as to mount a lid for electrically connecting the protective circuit element, and a bowl for sealing the electrolyte injection hole in the cap assembly, The purpose is to provide a method.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 리튬 이차 전지는,In order to achieve the above object, a lithium secondary battery according to an aspect of the present invention,

양극판과, 음극판과, 그 사이에 개재되는 세퍼레이터가 배치된 전지부;A battery unit in which a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator interposed therebetween are disposed;

상기 전지부가 수용되는 공간을 제공하는 캔;A can providing a space in which the battery unit is accommodated;

상기 캔의 상부에 결합되며, 전해액 주입공이 형성된 캡 플레이트와, 상기 캡 플레이트에 형성된 단자 통공을 통하여 설치되며 그 외면에 상기 캡 플레이트와의 절연을 위하여 가스켓이 개재된 전극 단자를 가지는 캡 조립체; 및A cap assembly coupled to an upper portion of the can and having a cap plate having an electrolyte injection hole formed therein, and an electrode terminal having a gasket interposed therebetween for insulating the cap plate on an outer surface thereof through a terminal through hole formed in the cap plate; And

일단이 보호 회로 소자와 전기적으로 연결되며, 상기 전해액 주입공에 이를 밀폐시키는 보올과 공히 고정된 연결 수단을 가지는 리이드;을 포함하는 것을 특징으로 한다.And a lead having one end electrically connected to the protective circuit element and having a connection means fixed to the bowl to seal the electrolyte injection hole.

또한, 상기 연결 수단은 와셔인 것을 특징으로 한다.In addition, the connecting means is characterized in that the washer.

게다가, 상기 연결 수단은 리이드의 단부로부터 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, said connecting means are formed integrally from the end of the lead.

더욱이, 상기 연결 수단의 내경은 전해액 주입공의 직경보다 크게 형성된 것을 특징으로 한다.Further, the inner diameter of the connecting means is characterized in that formed larger than the diameter of the electrolyte injection hole.

아울러, 상기 연결 수단의 내주벽으로부터 상기 전해액 주입공이 형성된 캡 플레이트 상부면의 가장자리로는 상기 보올이 압입시 접촉되는 표면 영역이 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, from the inner circumferential wall of the connecting means to the edge of the upper surface of the cap plate in which the electrolyte injection hole is formed is characterized in that the surface area which is contacted when the bowl is pressed.

나아가, 상기 보올은 압입시 연결 수단의 윗면에 1차적으로 접촉되고, 상기 표면 영역에 2차적으로 접촉된 것을 특징으로 한다.In addition, the bowl is characterized in that the primary contact with the upper surface of the connecting means during the press-fitting, and the secondary contact with the surface area.

본 발명의 다른 측면에 따른 리튬 이차 전지를 제조하는 방법은,Method for manufacturing a lithium secondary battery according to another aspect of the present invention,

전지부가 수용된 캔의 상부에 전해액 주입공이 형성된 캡 플레이트를 결합하는 단계;Coupling a cap plate in which an electrolyte injection hole is formed in an upper portion of a can containing a battery unit;

상기 전해액 주입공을 따라 소정의 전해액을 주입한 다음에 상기 전해액 주입공의 가장자리를 따라서 일단의 보호 회로 소자와 전기적으로 연결되는 연결 수단을 가지는 리이드를 배치하는 단계; 및Injecting a predetermined electrolyte along the electrolyte injection hole and then arranging a lead having connecting means electrically connected to one end of the protective circuit element along an edge of the electrolyte injection hole; And

상기 전해액 주입공을 따라 보올을 압입하여 이를 밀폐시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.And pressing the bowl along the electrolyte injection hole to seal it.

나아가, 상기 보올을 압입하는 단계에서는, Further, in the step of indenting the bowl,

상기 보올은 연결 수단의 윗면에 1차적으로 접촉하고, 상기 연결 수단의 내주벽으로부터 전해액 주입공이 형성된 캡 플레이트의 상부면 가장자리에 존재하는 표면 영역에 2차적으로 접촉하면서 전해액 주입공으로 압입되는 것을 특징으로 한다.The bowl is first contacted with the upper surface of the connecting means, and the second contact with the surface area existing on the edge of the upper surface of the cap plate in which the electrolyte injection hole is formed from the inner peripheral wall of the connecting means is pressed into the electrolyte injection hole do.

이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리튬 이차 전지를 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, a lithium secondary battery according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 각형 리튬 이차 전지(30)를 도시한 것이고, 도 4는 도 3의 부분 단면도이다.3 illustrates a rectangular lithium secondary battery 30 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a partial cross-sectional view of FIG. 3.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 각형 리튬 이차 전지(30)는 캔(31)과, 상기 캔(31)의 상부에 결합되는 캡 조립체(300)를 포함한다.3 and 4, the rectangular lithium secondary battery 30 includes a can 31 and a cap assembly 300 coupled to an upper portion of the can 31.

상기 캔(31)은 중공이 형성된 각형의 금속재이다. 상기 캔(31)은 그 자체가 단자로서의 역할을 수행가능하다.The can 31 is a rectangular metal material in which a hollow is formed. The can 31 can itself serve as a terminal.

상기 캔(31)의 내부에는 전지부(32)가 삽입되어 있다. 상기 전지부(32)는 양극판(33)과, 음극판(34)과, 상기 양극 및 음극판(33)(34) 사이에 개재되어 이들을 상호 절연시키는 세퍼레이터(35)를 포함하고 있다. 상기 전지부(32)는 양극 및 음극판(33)(34)과, 세퍼레이터(35)이 각각 한 장의 스트립으로 이루어져 있으며, 양극판(33), 세퍼레이터(35), 음극판(34), 세퍼레이터(35) 순으로 배치되어, 젤리-롤형(jelly-roll type)으로 감겨져 있다. The battery unit 32 is inserted into the can 31. The battery part 32 includes a positive electrode plate 33, a negative electrode plate 34, and a separator 35 interposed between the positive and negative electrode plates 33 and 34 to insulate them from each other. The battery unit 32 includes a positive and negative electrode plates 33 and 34 and a separator 35 each having a strip, and the positive electrode plate 33, the separator 35, the negative electrode plate 34, and the separator 35. It is arranged in order, and wound up in a jelly-roll type.

상기 양극판(33)은 도전성이 우수한 금속 박판, 예컨대 알루미늄 호일로 된 양극 집전체와, 그 양면에 코팅된 리튬계 산화물을 주성분으로 하는 양극 활물질층을 포함하고 있다. 상기 양극판(33)에는 양극 활물질층이 형성되지 않은 양극 집전체의 영역에 양극 리드(36)가 전기적으로 연결되어 있다. The positive electrode plate 33 includes a positive electrode current collector made of a thin metal plate having excellent conductivity, such as aluminum foil, and a positive electrode active material layer mainly composed of lithium-based oxides coated on both surfaces thereof. The positive electrode lead 33 is electrically connected to an area of the positive electrode current collector in which the positive electrode active material layer is not formed.

상기 음극판(34)은 전도성의 금속 박판, 이를테면 구리 호일로 된 음극 집전체와, 그 양면에 코팅된 탄소재를 주성분으로 하는 음극 활물질층을 포함하고 있다. 상기 음극판(34)에도 음극 활물질층이 형성되지 않은 음극 집전체의 영역에 음극 리드(37)가 접속되어 있다. The negative electrode plate 34 includes a negative electrode current collector made of a conductive metal plate, such as a copper foil, and a negative electrode active material layer mainly composed of a carbon material coated on both surfaces thereof. The negative electrode lead 37 is also connected to the negative electrode plate 34 in the region of the negative electrode current collector in which the negative electrode active material layer is not formed.

상기 양극 및 음극판(33)(34)과, 양극 및 음극 리드(36)(37)는 극성을 달리하여 배치될 수도 있으며, 양극 및 음극 리드(36)(37)가 전지부(32)로부터 인출되는 경계부에는 극판(33)(35)간의 단락을 방지하기 위하여 절연 테이프(38)가 각각 감겨져 있다. The positive and negative electrode plates 33 and 34 and the positive and negative electrode leads 36 and 37 may be arranged with different polarities, and the positive and negative electrode leads 36 and 37 may be withdrawn from the battery part 32. Insulating tapes 38 are wound around the boundary portions in order to prevent short circuits between the electrode plates 33 and 35.

상기 세퍼레이터(34)는 폴리 에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 공중합체(co-polymer)로 이루어져 있다. 상기 세퍼레이터(34)는 상기 양극 및 음극판(33)(34)보다 폭을 넓게 하여 형성하는 것이 극판(33)(34)간의 단락을 방지하는데 유리하다고 할 것이다. The separator 34 is made of polyethylene, polypropylene, or a copolymer of polyethylene and polypropylene. The separator 34 may be formed to be wider than the positive and negative electrode plates 33 and 34 to prevent short circuits between the electrode plates 33 and 34.

상기 캡 조립체(300)에는 상기 캔(31)의 개구부와 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형의 캡 플레이트(310)가 마련되어 있다. 상기 캡 플레이트(310)의 중앙부에는 단자 통공(311)이 형성되어 있으며, 상기 캡 플레이트(310)의 일측에는 전해액 주입공(312)이 형성되어 있다. The cap assembly 300 is provided with a flat cap plate 310 having a size and shape corresponding to the opening of the can 31. A terminal through hole 311 is formed at the center of the cap plate 310, and an electrolyte injection hole 312 is formed at one side of the cap plate 310.

상기 단자 통공(311)에는 전극 단자(330)가 삽입가능하도록 위치하고 있다. 상기 전극 단자(330)의 외면에는 이와 캡 플레이트(310)와의 전기적 절연을 튜브 형상의 가스켓(340)이 설치되어 있다. 상기 캡 플레이트(310)의 아랫면에는 절연 플레이트(350)가 배치되어 있다. 상기 절연 플레이트(350)의 아랫면에는 단자 플레이트(360)가 설치되어 있다. The electrode terminal 330 is inserted into the terminal through hole 311. The outer surface of the electrode terminal 330 is provided with a tube-shaped gasket 340 for electrical insulation between the cap plate 310 and this. An insulating plate 350 is disposed on the bottom surface of the cap plate 310. The terminal plate 360 is provided on the bottom surface of the insulating plate 350.

상기 전극 단자(330)는 가스켓(340)이 외주면을 감싼 상태에서 상기 단자 통공(311)을 통하여 삽입되어 있다. 상기 전극 단자(330)의 저면부는 절연 플레이트(350)를 개재한 상태에서 단자 플레이트(360)와 전기적으로 연결되어 있다. The electrode terminal 330 is inserted through the terminal through hole 311 in a state in which the gasket 340 surrounds the outer circumferential surface. The bottom portion of the electrode terminal 330 is electrically connected to the terminal plate 360 through the insulating plate 350.

상기 캡 플레이트(310)의 아랫면에는 상기 양극판(33)으로부터 인출된 양극 리드(36)가 용접되어 있으며, 상기 전극 단자(330)의 하단부에는 상기 음극판(34)으로부터 인출된 음극 리드(37)가 사행으로 접혀진 상태에서 용접되어 있다. The positive lead 36 drawn from the positive electrode plate 33 is welded to the lower surface of the cap plate 310, and the negative lead 37 drawn from the negative electrode plate 34 is lowered to the lower end of the electrode terminal 330. Welded in a meandering state.

한편, 상기 전지부(32)의 상면에는 상기 전지부(32)와 캡 조립체(300)와의 전기적 절연을 위하고, 이와 동시에 상기 전지부(32)의 상단부를 커버할 수 있도록 절연 케이스(370)가 설치되어 있다. 상기 절연 케이스(370)는 절연성을 가지는 고분자 수지이며, 폴리 프로필렌으로 된 것이 바람직하다. On the other hand, the insulating case 370 on the upper surface of the battery unit 32 for electrical insulation between the battery unit 32 and the cap assembly 300, and at the same time to cover the upper end of the battery unit 32 Is installed. The insulating case 370 is an insulating polymer resin, preferably made of polypropylene.

본 발명의 특징에 따르면, 상기 전해액 주입공(312)에는 보올(320)이 결합되어 이를 밀폐시킴과 동시에, 상기 보올(320)이 전해액 주입공(312)을 밀폐시 보호 회로 소자와 전기적으로 연결되는 리이드(40)가 공히 고정된데에 있다. According to a feature of the present invention, the electrolyte injection hole 312 is coupled to seal the seal 320, and at the same time, the bowl 320 is electrically connected to the protective circuit element when the electrolyte injection hole 312 is sealed The lead 40 is fixed at all.

보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.More detailed description is as follows.

상기 캡 플레이트(310)의 일측에는 캔(31) 내부로 전해액을 주입하기 위하여 소정 크기의 전해액 주입공(312)이 형성되어 있다. 상기 전해액 주입공(312)에는 이를 통하여 전해액이 주입된 다음에 밀폐시키기 위하여 보올(320)이 설치된다. An electrolyte injection hole 312 having a predetermined size is formed at one side of the cap plate 310 to inject the electrolyte into the can 31. The electrolyte injection hole 312 is provided with a bowl 320 for sealing after the electrolyte is injected through this.

이때, 상기 전해액 주입공(312)이 형성된 캡 플레이트(310)의 상부면에는 리이드(40)가 결합된다. 상기 리이드(40)는 추후 기술될 보호 회로 소자와 리튬 이차 전지(30)를 상호 전기적으로 접속시키기 위하여 배치되는 것이다.At this time, the lead 40 is coupled to the upper surface of the cap plate 310 in which the electrolyte injection hole 312 is formed. The lead 40 is disposed to electrically connect the protective circuit element and the lithium secondary battery 30 to be described later.

상기 리이드(40)의 단부에 형성된 연결 수단(41)은 상기 캡 플레이트(310)의 상부면과 보올(320)의 하부 사이에 위치하고 있으며, 상기 연결 수단(41)은 상기 전해액 주입공(312)에 대하여 보올(320)이 압입시 통로를 제공하도록 통로공(41a)이 형성되어 있다. 이처럼, 상기 통로공(41a)은 상기 전해액 주입공(312)과 연통되어 있다. 이러한 연결 수단(41)은 환형으로서, 예컨대, 와셔가 바람직하다고 할 것이다. 또한, 상기 연결 수단(41)은 상기 리이드(40)의 단부에 이와 일체로 형성되는 것이 제조 공정을 단순화시킬 수가 있어서 유리하다고 할 것이다. The connecting means 41 formed at the end of the lead 40 is located between the upper surface of the cap plate 310 and the bottom of the bowl 320, the connecting means 41 is the electrolyte injection hole 312 A passage hole 41a is formed to provide a passage when the bowl 320 is press-fitted. As such, the passage hole 41a is in communication with the electrolyte injection hole 312. Such connecting means 41 is annular, for example, a washer will be preferred. In addition, the connecting means 41 is formed integrally with the end of the lead 40 will be advantageous because it can simplify the manufacturing process.

그리고, 상기 연결 수단(41)의 윗면(41b)은 상기 보올(320)이 전해액 주입공(312)에 인입시에 보올(320)의 아랫면(321)이 접촉가능한 원주면을 가지고 있다. The upper surface 41b of the connecting means 41 has a circumferential surface to which the lower surface 321 of the bowl 320 can contact when the bowl 320 is drawn into the electrolyte injection hole 312.

이때, 와셔형 연결 수단(41)의 내경(D1)은 상기 전해액 주입공(312)의 내경(D2)보다 크게 형성된 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 연결 수단(41)의 내주벽으로부터 상기 전해액 주입공(312)이 형성된 캡 플레이트(31) 상부면의 가장자리로는 소정 크기의 환형으로 된 표면 영역(A)이 존재하게 된다. 이러한 표면 영역(A)의 존재는 상기 전해액 주입공(312)에 대하여 보울(320)이 압입시 상기 보울(320)의 아랫면(321) 일부가 접촉하는 면을 제공하게 된다. At this time, the inner diameter (D1) of the washer-type connecting means 41 is preferably formed larger than the inner diameter (D2) of the electrolyte injection hole (312). As a result, an annular surface area A having a predetermined size is present at the edge of the upper surface of the cap plate 31 in which the electrolyte injection hole 312 is formed from the inner circumferential wall of the connecting means 41. The presence of the surface area A provides a surface in which a portion of the bottom surface 321 of the bowl 320 comes into contact with the electrolyte injection hole 312 when the bowl 320 is press-fitted.

이에 따라, 상기 보올(320)은 그 아랫면(321)이 상기 연결 수단(41)의 윗면(41b)에 1차적으로 접하여져 있으며, 상기 연결 수단(41) 내주측의 표면 영역(A)에 2차적으로 접하여진 다단의 접촉 영역을 가진 상태에서, 단부(322)가 상기 전해액 주입공(312)에 삽입가능하다. Accordingly, the bottom 320 of the bowl 320 is primarily in contact with the upper surface 41b of the connecting means 41, the surface area (A) of the inner peripheral side of the connecting means 41 is 2 With a multi-stage contact area that is intimately contacted, the end 322 is insertable into the electrolyte injection hole 312.

상기와 같은 구조를 가지는 리튬 이차 전지(30)의 조립 과정을 살펴보면 다음과 같다. Looking at the assembly process of the lithium secondary battery 30 having the structure as described above are as follows.

먼저, 양극판(33), 세퍼레이터(35), 음극판(34), 세퍼레이터(34) 순으로 배치된 전지부(32)를 젤리-롤형으로 와인딩하게 된다. 와인딩된 전지부(32)는 개구부가 형성된 각형 캔(31)에 삽입된다.First, the battery unit 32 disposed in the order of the positive electrode plate 33, the separator 35, the negative electrode plate 34, and the separator 34 is wound in a jelly-roll type. The wound battery part 32 is inserted into the square can 31 in which the opening is formed.

다음으로, 상기 전지부(32)의 상부면에는 절연 케이스(370)를 안착하게 된다. 상기 절연 케이스(370)의 상부로는 양극 및 음극 리드(36)(37)가 인출된다. Next, the insulating case 370 is mounted on the upper surface of the battery part 32. Positive and negative electrode leads 36 and 37 are drawn out of the insulating case 370.

이어서, 상기 캔(21)의 개구부에는 캡 조립체(300)가 공급된다. 가스켓(340)이 외주면에 개재한 전극 단자(330)는 단자 통공(311)을 통하여 캡 플레이트(310)에 삽입되며, 상기 캡 플레이트(310)의 저면에 절연 플레이트(350)을 개재한 상태에서 단자 플레이트(360)와 전기적으로 연결되어 있다. Subsequently, a cap assembly 300 is supplied to the opening of the can 21. The electrode terminal 330 interposed on the outer circumferential surface of the gasket 340 is inserted into the cap plate 310 through the terminal through hole 311, and the insulating plate 350 is interposed on the bottom surface of the cap plate 310. It is electrically connected to the terminal plate 360.

이러한 캡 플레이트(310)의 아랫면에는 양극 리드(38)가 직접적으로 용접되며, 상기 전극 단자(330)의 하단부에는 음극 리드(37)가 사행으로 접혀져 용접되어 있다.  The anode lead 38 is directly welded to the lower surface of the cap plate 310, and the cathode lead 37 is folded and welded to the lower end of the electrode terminal 330 in a meandering manner.

다음으로, 상기 캔(31)에 대하여 캡 플레이트(310)가 접하는 경계부를 따라 용접하게 된다. 이에 따라, 상기 캔(31)은 양극판(33), 양극 리드(36), 캡 플레이트(310)의 경로로 전기적으로 연결되어서 정(正)의 극성을 띄게 되며, 상기 전극 단자(330)는 음극판(34), 음극 리드(37), 단자 플레이트(360)를 따라서 연결되어서 부(負)의 극성을 띄게 된다. Next, the can 31 is welded along a boundary where the cap plate 310 is in contact with the can 31. Accordingly, the can 31 is electrically connected in the path of the positive electrode plate 33, the positive electrode lead 36, and the cap plate 310 to have a positive polarity, and the electrode terminal 330 is the negative electrode plate. The negative electrode 37 is connected along the negative electrode lead 37 and the terminal plate 360 to have a negative polarity.

이어서, 상기 캡 플레이트(310)의 일측에 형성된 전해액 주입공(312)을 따라 전해액을 주입하게 된다. 전해액이 주입된 전해액 주입공(312) 상에는 리이드(40)와 일체로 연결된 와셔형의 연결 수단(41)이 안착된다.Subsequently, the electrolyte is injected along the electrolyte injection hole 312 formed at one side of the cap plate 310. On the electrolyte injection hole 312 into which the electrolyte is injected, a washer-type connecting means 41 connected integrally with the lead 40 is seated.

상기 연결 수단(41)은 환형으로서, 중앙에 형성된 통로공(41a)은 전해액 주입공(312)의 직경보다 크게 형성되어 있다. 이에 따라, 상기 연결 수단(41)의 내주벽으로부터 상기 전해액 주입공(312)이 형성된 캡 플레이트(31) 상부면의 가장자리로는 표면 영역(A)이 존재가능하다. The connecting means 41 is annular, and the passage hole 41a formed at the center thereof is formed larger than the diameter of the electrolyte injection hole 312. Accordingly, the surface area A may exist at the edge of the upper surface of the cap plate 31 in which the electrolyte injection hole 312 is formed from the inner circumferential wall of the connecting means 41.

상기 연결 수단(41)의 상부로부터는 상기 전해액 주입공(312)을 밀폐시키기 위하여 보올(320)이 배치된다. 상기 보올(320)은 그 아랫면(321)이 상기 연결 수단(41)의 윗면(41b)에 접해진 상태에서, 단부(322)가 상기 전해액 주입공(321)을 통하여 위치하게 된다. From the top of the connecting means 41, a bowl 320 is disposed to seal the electrolyte injection hole 312. The bottom 320 of the bowl 320 is in contact with the upper surface 41b of the connecting means 41, the end 322 is positioned through the electrolyte injection hole 321.

이후, 압입 공정을 통하여, 상기 보올(320)은 아랫면(321)이 연결 수단(41)의 윗면(41b)에 1차적으로 접하여지고, 상기 연결 수단(41) 내주측에 존재하는 표면 영역(A)에 2차적으로 접하여진 상태에서, 상기 보올(320)의 단부(322)는 전해액 주입공(312)으로 삽입된다. Subsequently, through the indentation process, the bottom surface 321 of the bowl 320 is primarily in contact with the top surface 41b of the connecting means 41, and the surface area A existing on the inner circumferential side of the connecting means 41. In the state in which the secondary contact (), the end 322 of the bowl 320 is inserted into the electrolyte injection hole (312).

다음으로, 전해액 주입공(312)에 대한 보올(320)의 밀폐성을 강화시키기 위하여 보올(320)과 연결 수단(41)이 접하는 경계부를 따라서 레이저 용접을 하게 된다. Next, in order to enhance the sealing property of the bowl 320 with respect to the electrolyte injection hole 312, the laser welding is performed along the boundary between the bowl 320 and the connecting means 41.

이에 따라, 상기 전해액 주입공(312) 상에는 연결 수단(41)이 구비된 리이드(40)와, 보올(320)이 공히 개재된 상태에서 조립이 완성된다고 할 것이다.Accordingly, the assembly 40 is completed on the electrolyte injection hole 312 in a state in which the lead 40 and the bowl 320 are provided with the connecting means 41.

도 5는 이러한 리튬 이차 전지(30)와 결합된 보호 회로 소자(50)를 도시한 것이다.  FIG. 5 illustrates a protection circuit element 50 coupled with such a lithium secondary battery 30.

도면을 참조하면, 캔(31)의 상부에 결합된 캡 플레이트(310)에는 가스켓(340)에 의하여 절연된 전극 단자(330)에 음극용 리이드(50)가 접속되어 있다. Referring to the drawing, a cathode lead 50 is connected to an electrode terminal 330 insulated by a gasket 340 in a cap plate 310 coupled to an upper portion of a can 31.

또한, 상기 캡 플레이트(310)의 일측에 형성된 전해액 주입공(312, 도 3 참조)을 밀폐시키는 보울(320)와 캡 플레이트(310) 사이에는 양극용 리드(40)와 일체로 연결된 연결 수단(41)이 개재되어 있으며, 이의 고정은 보울(320)이 전해액 주입공(312)을 압입시 공히 수행하게 된다. In addition, a connecting means integrally connected with the anode lead 40 between the bowl 320 and the cap plate 310 for sealing the electrolyte injection hole 312 formed in one side of the cap plate 310 and the cap plate 310 ( 41 is interposed, and fixing thereof is performed when the bowl 320 presses the electrolyte injection hole 312.

이러한 방식으로, 캡 플레이트(310)와, 전극 단자(330)와 각각 전기적으로 연결된 양극 및 음극용 리이드(40)(50)는 PTC(51)와, 보호 회로 기판(52)에 각각 연결하게 된다. In this manner, the cap plate 310 and the lead and cathode leads 40 and 50 electrically connected to the electrode terminals 330, respectively, are connected to the PTC 51 and the protective circuit board 52, respectively. .

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전해액 주입공(612)에 보울(320)과 연결 수단(41)이 공히 결합되는 것을 도시한 것이고, 도 7는 도 6의 결합 단면도이다.FIG. 6 illustrates that the bowl 320 and the connecting means 41 are coupled to the electrolyte injection hole 612 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view of FIG. 6.

여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조 번호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리킨다.Here, the same reference numerals as in the above-described drawings indicate the same members having the same function.

도 6 및 도 7를 참조하면, 캡 플레이트(610)에는 전해액을 주입하기 위한 전해액 주입공(612)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 전해액 주입공(612)이 형성된 캡 플레이트(610)의 상부면에는 상기 전해액 주입공(612)의 둘레 방향으로 환형의 홈부(613)가 소정 깊이 형성되어 있다. 상기 홈부(613)로부터 전해액 주입공(612)이 형성된 캡 플레이트(610)에는 보올(320)의 압입시 아랫면(321) 일부가 접촉되는 표면 영역(B)이 존재한다. 6 and 7, an electrolyte injection hole 612 for injecting an electrolyte is formed in the cap plate 610. In addition, an annular groove 613 is formed at a predetermined depth in the circumferential direction of the electrolyte injection hole 612 on the upper surface of the cap plate 610 in which the electrolyte injection hole 612 is formed. The cap plate 610 in which the electrolyte injection hole 612 is formed from the groove part 613 has a surface area B in which a portion of the lower surface 321 contacts when the bowl 320 is press-fitted.

상기 보올(320)과 캡 플레이트(610) 사이에는 연결 수단(41)이 연결된 리이드(40)가 배치되어 있다. 상기 리이드(40)의 단부에 형성된 연결 수단(41)은 와셔형으로서, 아랫면이 상기 홈부(612)에 삽입된다. 이에 따라, 상기 연결 수단(41)은 캡 플레이트(610)에 안착시 그 위치의 변형없이 항상 정위치에서 보올(320)에 의하여 압입 고정가능하다. A lead 40 is connected between the bowl 320 and the cap plate 610 to which the connecting means 41 is connected. The connecting means 41 formed at the end of the lead 40 is washer-shaped and the bottom surface is inserted into the groove portion 612. Accordingly, the connecting means 41 can be press-fitted by the bowl 320 at all times without deformation of its position when seated on the cap plate 610.

이에 따라, 상기 캡 플레이트(610) 상에는 홈부(612)에 연결 수단(41)의 아랫면이 안착된 상태에서, 상기 보올(320)이 통로공(41a)과, 전해액 주입공((612)을 연통하여 압입고정된다.Accordingly, the bowl 320 opens the passage hole 41a and the electrolyte injection hole 612 in a state where the bottom surface of the connecting means 41 is seated on the cap plate 610. It is press-fitted through.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명의 리튬 이차 전지와 이를 제조하는 방법은 보호 회로 소자와 전기적으로 연결되는 리이드의 단부에 연결 수단이 형성되어 있고, 연결 수단이 전해액이 주입되는 통로를 제공하는 전해액 주입공상에 안착된 상태에서 보올을 압입하여 공히 고정하게 됨으로써, 리튬 이차 전지와 보호 회로 소자와의 조립이 간단해지며, 제조 원가가 절감된다. As described above, in the lithium secondary battery of the present invention and a method of manufacturing the same, a connecting means is formed at an end of the lead electrically connected to the protective circuit element, and the connecting means is provided with an electrolyte solution providing a passage through which the electrolyte is injected. By pressing the bowl in a state of being seated in the idle state and fixing it, the assembly of the lithium secondary battery and the protection circuit element is simplified, and the manufacturing cost is reduced.

둘째, 와셔형의 연결 수단이 리이드로서 역할을 함과 동시에 리이드를 전지에 별도로 용접하는 공정이 필요없게 된다.Secondly, while the washer-type connecting means serves as a lead, the process of welding the lead to the battery separately is unnecessary.

셋째, 연결 수단의 내경을 전해액 주입공의 직경보다 크게 형성함에 따라, 압입시 보올이 접촉하는 표면 영역을 제공하게 된다. 이에 따라, 연결 수단에 대한 보올의 고정이 보다 견고하게 된다.Third, as the inner diameter of the connecting means is formed to be larger than the diameter of the electrolyte injection hole, it provides a surface area in which the bowl contacts the indentation. As a result, the fixing of the bowl to the connecting means becomes more robust.

넷째, 전해액 주입공을 연결 수단과 보올이 이중으로 접촉하여 밀폐함에 따라서, 전해액의 누수를 미연에 방지할 수가 있다. Fourth, the electrolyte injection hole is sealed by double contact between the connecting means and the bowl, so that leakage of the electrolyte can be prevented in advance.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

도 1은 종래의 리튬 이차 전지의 일부를 도시한 분리 사시도,1 is an exploded perspective view illustrating a part of a conventional lithium secondary battery;

도 2는 도 1의 리튬 이차 전지가 보호 회로 소자와 접속하는 상태를 도시한 구성도,2 is a configuration diagram showing a state in which the lithium secondary battery of FIG. 1 is connected to a protection circuit element;

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 리튬 이차 전지를 도시한 분리 사시도,3 is an exploded perspective view illustrating a lithium secondary battery according to a first embodiment of the present invention;

도 4는 도 3의 부분 단면도,4 is a partial cross-sectional view of FIG.

도 5는 도 3의 리튬 이차 전지가 보호 회로 소자와 접속하는 상태를 도시한 사시도,5 is a perspective view illustrating a state in which the lithium secondary battery of FIG. 3 is connected to a protection circuit element;

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전해액 주입공 부분을 도시한 분리 사시도, 6 is an exploded perspective view illustrating an electrolyte injection hole part according to a second embodiment of the present invention;

도 7은 도 6의 결합 단면도.7 is a cross sectional view of FIG. 6.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

30...리튬 이차 전지 31...캔30 ... lithium rechargeable battery 31 ... can

32...전지부 33...양극판32 Battery ... 33 Anode plate

34...음극판 35...세퍼레이터34.cathode plate 35 ... separator

36...양극판 37...음극판36 anode plate 37 cathode plate

40...리이드 41...연결 수단40 ... Lead 41 ... Connection

41a...통로공 41b...윗면41a ... passage 41b ... top

300...캡 조립체 310...캡 플레이트300 ... cap assembly 310 ... cap plate

312...전해액 주입공 320...보올312.Electrolytic injection hole 320 ... Bowl

330...전극 단자 340...가스켓330 ... electrode terminal 340 ... gasket

350...절연 플레이트 360...단자 플레이트350 ... insulation plate 360 ... terminal plate

370...절연 케이스370 ... insulated case

Claims (11)

양극판과, 음극판과, 그 사이에 개재되는 세퍼레이터가 배치된 전지부;A battery unit in which a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator interposed therebetween are disposed; 상기 전지부가 수용되는 공간을 제공하는 캔;A can providing a space in which the battery unit is accommodated; 상기 캔의 상부에 결합되며, 전해액 주입공이 형성된 캡 플레이트와, 상기 캡 플레이트에 형성된 단자 통공을 통하여 설치되며 그 외면에 상기 캡 플레이트와의 절연을 위하여 가스켓이 개재된 전극 단자를 가지는 캡 조립체; 및A cap assembly coupled to an upper portion of the can and having a cap plate having an electrolyte injection hole formed therein, and an electrode terminal having a gasket interposed therebetween for insulating the cap plate on an outer surface thereof through a terminal through hole formed in the cap plate; And 일단이 보호 회로 소자와 전기적으로 연결되며, 상기 전해액 주입공에 이를 밀폐시키는 보올과 공히 고정된 연결 수단을 가지는 리이드;을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.And a lead having one end electrically connected to the protection circuit element and having a connection means fixed with the bowl which seals it in the electrolyte injection hole. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 연결 수단은 와셔인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.The connecting means is a lithium secondary battery, characterized in that the washer. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 연결 수단은 리이드의 단부로부터 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.The connecting means is a lithium secondary battery, characterized in that formed integrally from the end of the lead. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 연결 수단의 내경은 전해액 주입공의 직경보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.The inner diameter of the connecting means is a lithium secondary battery, characterized in that formed larger than the diameter of the electrolyte injection hole. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 연결 수단의 내주벽으로부터 상기 전해액 주입공이 형성된 캡 플레이트 상부면의 가장자리로는 상기 보올이 압입시 접촉되는 표면 영역이 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.Lithium secondary battery, characterized in that the surface area that the contact is in contact with the bowl is formed from the inner circumferential wall of the connecting means to the edge of the cap plate upper surface formed with the electrolyte injection hole. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 보올은 압입시 연결 수단의 윗면에 1차적으로 접촉되고, 상기 표면 영역에 2차적으로 접촉된 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.The bowl is a lithium secondary battery, characterized in that the primary contact with the upper surface of the connecting means at the time of press-fitting, and the secondary contact with the surface area. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 전해액 주입공의 가장자리에는 상기 연결 수단이 인입가능한 소정 깊이의 홈부가 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지. The edge of the electrolyte injection hole is a lithium secondary battery, characterized in that the groove portion of a predetermined depth through which the connecting means can be drawn. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 연결 수단과 보올과의 경계부는 레이저 용접된 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.The boundary portion between the connecting means and the bowl is laser-welded. 전지부가 수용된 캔의 상부에 전해액 주입공이 형성된 캡 플레이트를 결합하는 단계;Coupling a cap plate in which an electrolyte injection hole is formed in an upper portion of a can containing a battery unit; 상기 전해액 주입공을 따라 소정의 전해액을 주입한 다음에 상기 전해액 주입공의 가장자리를 따라서 일단의 보호 회로 소자와 전기적으로 연결되는 연결 수단을 가지는 리이드를 배치하는 단계; 및Injecting a predetermined electrolyte along the electrolyte injection hole and then arranging a lead having connecting means electrically connected to one end of the protective circuit element along an edge of the electrolyte injection hole; And 상기 전해액 주입공을 따라 보올을 압입하여 이를 밀폐시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지의 제조 방법.And injecting a bowl along the electrolyte injection hole to seal the bowl. 2. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 보올을 압입하는 단계에서는, In the step of indenting the bowl, 상기 보올은 연결 수단의 윗면에 1차적으로 접촉하고, 상기 연결 수단의 내주벽으로부터 전해액 주입공이 형성된 캡 플레이트의 상부면 가장자리에 존재하는 표면 영역에 2차적으로 접촉하면서 전해액 주입공으로 압입되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지의 제조 방법.The bowl is first contacted with the upper surface of the connecting means, and the second contact with the surface area existing on the edge of the upper surface of the cap plate formed with the electrolyte injection hole from the inner peripheral wall of the connecting means is pressed into the electrolyte injection hole The manufacturing method of the lithium secondary battery. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 보올을 압입한 다음에는 상기 보올과 연결 수단이 접촉하는 경계부에 레이저 용접을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지의 제조 방법.And after the press-in of the bowl, laser welding is further performed at a boundary portion at which the bowl and the connecting means contact each other.
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