KR100561298B1 - 이차 전지 - Google Patents

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Abstract

음극, 세퍼레이터, 양극을 포함하는 전극 조립체와, 상기 전극 조립체 및 전해액을 수용하는 용기형 캔과, 캔의 개구부를 마감하여 밀봉하는 캡 어셈블리를 포함하여 이루어지는 베어 셀 외측에 안전 장치가 전기적으로 결합되어 이루어지는 이차 전지에 가운데 안전 장치는 전지 부품부에 포함되어 베어 셀과 결합되고, 전지 부품부와 베어 셀 사이의 결합면에는 전지 부품부와 베어 셀을 기계적으로 결합시킬 결합 수단이 각각 형성되어 결합되는 것을 특징으로 하는 이차 전지가 개시된다.
본 발명에 따르면, 보호회로 기판과 바이메탈 등의 안정장치들을 베어 셀에 안정적이고 비교적 간단한 조작으로 결합시킬 수 있고, 안전 장치 부분과 베어 셀의 기계적 결합부를 분리시킬 수도 있어 보호회로 등의 안전 장치를 분리하여 재사용할 수 있게 된다.

Description

이차 전지 {Secondary Battery}
도1은 성형 수지에 의해 결합되기 전 단계에 있는 종래의 리튬 이온 팩형 전지의 일 예에 대한 개략적 분해 사시도이며,
도2는 성형 수지에 의해 결합된 상태의 종래의 리튬 이온 팩형 전지를 나타내는 사시도,
도3 및 도5는 본 발명에 따르는 실시예들의 전지 부품부와 베어 셀의 상부 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이며,
도4는 도3과 같은 실시예에서 전지 부품부와 베어 셀의 결합 구조를 분리시키는 예를 보여주는 설명도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
20: 전지 부품부 21,30: 보호회로 기판
22,31,32: 외부 입출력 단자 23: 바이메탈
24: 성형수지 25,27: 수형 기계적 접속부
251,271: 턱 26: 음극 연결부
28,29,41,42: 접속 리드 281,291: 절곡선
50: 암형 기계적 결합부 51: V넥
35: 회로부 36,37: 접속 단자
43: 절연 플레이트 110: 캡 플레이트
111: 양극 단자 130: 음극 단자
100: 베어 셀 283: 홈
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극 조립체, 캔, 캡 조립체를 구비하여 이루어진 베어 셀(bare cell)과 베어 셀에 보호회로 기판을 전기적으로 접속하여 이루어지는 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화 가능성으로 인하여 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 근래에 개발되고 사용되는 것 가운데 대표적으로는 니켈수소(Ni-MH)전지와 리튬(Li)전지 및 리튬이온(Li-ion)전지가 있다.
이들 이차 전지에서 베어 셀의 대부분은 양극, 음극 및 세퍼레이터로 이루어진 전극 조립체를 통상 알미늄 또는 알미늄 합금으로 이루어진 캔에 수납하고, 캔을 캡 조립체로 마감한 뒤, 캔 내부에 전해액을 주입하고 밀봉함으로써 형성된다. 캔은 철재로 형성될 수 있으나 알미늄 또는 알미늄 합금으로 형성하게 되면 알미늄의 가벼운 속성으로 전지의 경량화가 이루어질 수 있고, 고전압하에서 장시간 사용할 때에도 부식되지 않는 등 유리한 점이 있다.
그런데, 전지는 에너지원으로서 많은 에너지를 방출할 가능성을 가지고 있다. 이차전지의 경우, 에너지를 충전된 상태에서 자체에 높은 에너지를 축적하고 있으며, 충전하는 과정에서는 다른 에너지원으로 부터 에너지를 공급받아 축적하게 된다. 이런 과정이나 상태에서 내부 단락 등 이차 전지의 이상이 발생하는 경우, 전지 내에 축적된 에너지가 단시간에 방출되면서 발화, 폭발 등의 안전 문제를 일으킬 수 있다.
최근에 많이 사용되는 리튬계 이차전지는 리튬 자체가 높은 활성을 가지므로 전지 이상 발생시 발화나 폭발의 위험이 크다. 리튬 이온 전지의 경우는 금속 상태의 리튬이 아닌 이온 상태의 리튬만 존재하므로 금속 리튬을 사용하는 전지에 비해 안전성이 향상되었다. 그러나 여전히 전지에 사용되는 음극이나 비수성 전해액 등의 재료들은 가연성을 가지는 등의 이유로 전지 이상 발생시 발화나 폭발의 위험성이 크다.
따라서, 이차 전지에는 충전된 상태에서 혹은 충전하는 과정에서 전지 자체의 이상으로 인한 발화나 폭발을 막기 위해 여러 가지 안전 장치가 구비된다. 안전 장치들은 통상 리드 플레이트(lead plate)라 불리는 도체구조에 의해 베어 셀의 양극 단자 및 음극 단자와 연결된다. 이들 안전 장치는 전지의 고온 상승이나, 과도한 충방전 등으로 전지의 전압이 급상승하는 등의 경우에 전류를 차단해 전지의 파열, 발화 등 위험을 방지하게 한다. 안전 장치로서 베어 셀에 연결되는 것으로는 이상 전류나 전압을 감지하여 전류 흐름을 막는 보호회로, 이상 전류에 의한 과열로 작동하는 PTC(positive temperature coefficient)소자, 바이메탈 등이 있다.
베어 셀과 안전 장치가 결합된 상태의 이차 전지는 별도의 케이스에 수납되어 완성된 외관을 갖춘 이차 전지를 이루게 된다. 또는, 베어 셀과 보호회로 기판 등 안전 장치는 전기적으로 서로 접속된 상태로 그 사이의 간극이 성형 수지에 의해 채워지면서 상호 고정되거나 함께 피복되어 완성된 외관을 갖춘 이차 전지를 이루게 된다.
그런데, 이차 전지는 제조업체 별로 제품 모델 별로 그 제조에 사용되는 요소의 구성 물질과 형태, 크기 등이 달라지고, 이들 여러 요인에 따라 적정한 안전 장치의 설계도 달라지는 것이 통상적이다. 그리고, 통상 이차 전지의 제조업체들은 베어 셀과 보호회로 등을 일체화된 패키지로 결합시켜 이차 전지를 형성한다. 이차 전지는 이차 전지가 장착될 제품 셋트의 일부를 이루도록 재질 및 디자인이 결정되는 경우가 많다.
이런 상황에서 이차 전지는 제품과의 관계에서 호환성을 갖지 못하여 소비자가 임의로 제품 세트에 사용될 이차 전지를 선택하기 어렵다. 전지의 작동 조건, 기능이 동일한 경우에도 제품 셋트에 대한 전용 디자인 제품이 아닌 다른 이차 전지를 사용할 수 없었다.
이런 문제를 해결하기 위해 이차 전지도 일차 전지와 같이 전지의 작동 조건, 기능이 동일하면 여러 제품 세트들의 케이스 내부에 장착되어 사용될 수 있도록 제조되는 경우가 확대되고 있다. 이런 경우, 이차 전지는 베어 셀과 보호회로 기판 등의 안전 장치 단자를 먼저 용접 등으로 연결하고, 그 사이 공간에는 성형 수지를 채워 베어 셀과 보호회로를 물리적으로 결합시킨 팩형 이차 전지로 이루어지는 경우가 많다.
도1은 성형 수지에 의해 결합되기 전 단계에 있는 종래의 리튬 이온 팩형 전 지의 일 예에 대한 개략적 분해 사시도이며, 도2는 성형 수지에 의해 결합된 상태의 종래의 리튬 이온 팩형 전지를 나타내는 사시도이다.
도1 및 도2를 참조하면, 팩형 전지에서 베어 셀의 전극 단자(130, 111)가 형성된 면에 나란히 보호회로 기판(30)이 배치된다. 그리고, 도2와 같이 베어 셀(100)과 보호회로 기판과의 간극을 성형 수지로 충전한다. 성형 수지로 충전할 때 성형 수지가 보호회로 기판의 바깥 면까지 덮을 수 있으나 전지의 외부 입출력 단자(31, 32)는 외부로 노출되도록 한다.
베어 셀(100)에는 보호회로 기판(30)과 대향하는 측면에는 양극 단자(111), 음극 단자(130)가 형성되어 있다. 양극 단자(111)는 알미늄 혹은 알미늄 합금으로 이루어지는 캡 플레이트 자체이거나 캡 플레이트 상에 결합된 니켈 함유 금속 판이 될 수 있다. 음극 단자(130)는 캡 플레이트 상에 돌기 모양으로 돌출된 단자이며, 주위에 개재된 절연체 가스켓에 의해서 캡 플레이트(110)와 전기적으로 격리되어 있다.
보호회로 기판(30)은 수지로 이루어진 판넬에 회로가 형성되어 이루어지고, 외측 표면에 외부 입출력 단자(31, 32) 등이 형성되어 있다. 이 기판(30)은 베어 셀(100)의 대향 면(캡 플레이트면)과 거의 같은 크기와 모양을 가진다.
보호회로 기판(30)에서 외부 입출력 단자(31,32)가 형성된 이면, 즉, 내측면에는 회로부(35) 및 접속 단자(36, 37)가 구비된다. 회로부(35)에는 충방전시에 있어서 과충전, 과방전으로부터 전지를 보호하기 위한 보호 회로 등이 형성되어 있다. 회로부(35)와 각각의 외부 입출력 단자(31, 32)는 보호회로 기판(30)을 통과하 는 도전구조에 의해 전기 접속되어 있다.
베어 셀(10)과 보호회로 기판(30) 사이에는 접속 리드(41, 42) 및 절연 플레이트(43) 등이 배치되어 있다. 접속 리드(41, 42)는 통상 니켈로 이루어지고 캡 플레이트(110) 및 보호회로 기판(30)의 접속 단자(36,37)와의 전기 접속을 위해 형성되며 'L'자형 구조 혹은 평면적 구조로 이루어진다. 접속 리드(41, 42)와 각 단자( 36, 37)의 접속을 위해서는 저항 스폿 용접이 사용될 수 있다. 본 예에서는 보호회로 기판과 음극 단자 사이에 있는 접속 리드(42)에는 브레이커(breaker) 등이 별도로 형성된 경우를 나타내고 있다. 이 경우, 보호회로 기판의 회로부(35)에는 브레이커는 제외된다. 절연 플레이트(43)는 음극 단자(130)와 접속되는 접속 리드(42)와, 양극이 되는 캡 플레이트 사이를 절연하기 위해서 설치된다.
그런데, 이상에서 도시된 바와 같이 베어 셀(100)과 보호회로 기판(30) 기타 전지 부속을 성형 수지를 이용하여 팩형 전지로 형성할 때, 팩형 전지 상태에서 보호회로 기판(30) 등 전지 부속을 베어 셀(100)에 고정적으로 결합시키는 성형 수지부(20)는 캡 플레이트(110)나 캔과 같이 금속으로 이루어지는 베어 셀(100)과 재질이 다르고, 접해있는 면적도 크지 않아 부착 강도가 약하다는 문제가 있다.
부착 강도를 강하게 하기 위해서는 리드 플레이트 등의 접속 구조를 크게 하거나, 별도의 보강 구조를 형성하는 방법을 생각할 수 있다. 가령, 별도의 보강구조를 캡 플레이트에 용접하고, 보강 구조와 베어 셀 사이에는 부분적으로 공간을 형성하여 성형 수지가 이 공간을 채우면서 보강 구조를 감싸게 하는 방법을 생각할 수 있다. 그러나. 이런 보강 구조를 형성하기 위해서는 별도 자재가 필요하고, 용 접 가공이 추가되어야 하는 문제가 있다.
또한, 성형 수지를 베어 셀과 보호회로 기판 사이에 부어 넣고, 굳히기 위해서는 틀을 사용해야 하고, 사용후 틀을 벗기는 작업을 해야 하므로 번거롭다. 수지를 부어 넣을 때 보호회로 기판과 베어 셀 사이에 수지가 고르게 채워지지 않을 수 있고, 특히, 보강 구조가 복잡하게 형성되면 보호회로와 베어 셀 사이에 성형 수지를 고르게 채우는 것은 보다 어렵게 된다.
한편, 성형 수지를 베어 셀과 보호회로 기판 사이에 부어 넣어 몰딩하는 경우, 단자의 접속부와 보호회로 기판, PCT 등이 성형 수지에 몰입되어 별도로 분리하는 것은 실질적으로 불가능하다. 따라서, 베어 셀이 폐기될 때 부착된 안전 장치들도 폐기되어야 했다.
본 발명은 상술한 종래 팩형 이차 전지의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 베어 셀과 보호회로 기판 등의 안전 장치를 안정적이고 용이하게 결합시킬 수 있는 구성을 가지는 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 종래의 팩형 이차 전지에서 성형 수지 작업의 번거로움과 성형 수지가 보호회로 기판과 베어 셀 사이에 잘 채워지지 않고, 보호회로 기판과 베어 셀 사이의 부착력이 약화되는 문제점을 발생시키지 않는 구성을 가진 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 베어 셀이 폐기되는 경우에도 이에 부착된 안전 장치를 회수 사용할 수 있는 구성을 가진 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 베어 셀과 안전 장치가 결합되어 이루어지는 이차 전지에 있어서, 보호회로 기판 등의 이차 전지 안전 장치는 성형 수지나 케이스로 고정되어 전지 부품부를 형성하고, 전지 부품부와 베어 셀의 외면 가운데 이들이 서로 결합될 결합면에는 각각 이들을 기계적으로 결합시킬 결합 수단이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 보호회로 기판 등의 안전 장치를 포함하는 전지 부품부의 결합면과 베어 셀의 결합면에는 결합 수단 외에 통상적으로 전기 단자 혹은 전기 접속부가 함께 형성되는 것이 일반적이다. 특히, 적어도 일부의 결합 수단은 베어 셀과 안전 장치의 기계적 결합 수단으로 작용함과 더불어 전기 접속을 위한 전기 단자의 역할을 하도록 이루어지는 것이 이차 전지 구조의 간편화를 위해 바람직하다.
본 발명에서 베어 셀과 안전 장치를 가지는 전지 부품부 사이의 전기 접속 수단과 기계적 결합 수단이 겸하여지는 경우, 베어 셀과 전지 부품부의 결합이 용접 등의 영구적 결합이 아니고, 가분적 결합일 경우, 비록 베어 셀의 수명이 다하는 경우에도 베어 셀에서 전지 부품부만을 교체하여 사용할 수 있으므로 바람직하다.
이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도3 및 도5는 본 발명에 따르는 실시예들의 전지 부품부와 베어 셀의 상부 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이며, 도4는 도3과 같은 실시예에서 전지 부품 부와 베어 셀의 결합 구조를 분리시키는 예를 보여주는 설명도이다.
도3을 참조하면, 이차 전지는 전지 부품부(20)와 베어 셀(100)을 구비하여 이루어진다. 전지 부품부(20)는 보호회로 기판(21)과 바이메탈(23)이 전기 단자로 접속되어 직렬로 연결되고, 이들이 연결된 상태에서 이들을 감싸도록 성형 수지(24)가 몰딩됨으로써 이루어진다. 본 발명과 같이 몰딩 방법으로 전지 부품부(20)를 형성하는 경우에는 전지 부품부(20)는 베어 셀(100)을 포함하는 이차 전지 전체에 비해 훨씨 작은 크기이므로 주형 생산 관리와 다량 몰딩 작업이 용이해진다. 또한, 종래와 같이 보호회로 기판과 베어 셀 사이에 성형 수지를 주입하는 경우에 비해 캡 플레이트(110)의 안전변(미도시)을 고려해야 할 제약이 없어진다. 성형 수지 부착 강도를 높이기 위한 부품들의 변형 구조나 여러 가지 부품으로 인해 보호회로 기판과 베어 셀 사이의 성형 수지가 고르게 채워지지 않는 문제가 없어진다.
본 실시예에서는 전지 부품부(20)는 성형 수지 몰딩을 이용하나 경우에 따라서는 수지 및 금속 부품을 이용하여 보호회로 기판(21)과 바이메탈(23) 등을 포함하도록 결합시킨 조립체로 이루어질 수 있다.
보호회로 기판(21)과 바이메탈(23) 사이의 직렬 연결에 참여하지 않은 보호회로 기판의 일 단자와 바이메탈의 일 단자는 각각 전지 부품부(20)의 하면에서 수형 기계적 결합부(25,27) 둘 가운데 하나(25) 또는 음극 연결부(26)와 연결되어 있다. 따라서, 보호회로 기판(21) 단자와 연결된 수형 기계적 결합부(25)는 전기적 결합부의 역할도 하게 된다.
베어 셀(100) 가운데 통상 가장 작은면적을 차지하는 직방형 캡 플레이트(110)면의 장변 방향 양쪽에는 전지 부품부(20)의 수형 기계적 결합부(25,27)와 기계적으로 접속되는 암형 기계적 결합부(50)가 형성된다. 암형 기계적 결합부(50)는 캡 플레이트(110)와 레이저 용접 등의 방법으로 결합될 수 있으며, 결합의 기계적 강도가 유지되도록 한다. 캡 플레이트(110)의 중앙에는 베어 셀(100)의 음극 단자(130)가 베어 셀의 다른 부분과 절연된 상태로 볼록하게 형성되어 있다.
수형 기계적 결합부(25,27)는 일부가 전지 부품부(20) 합성 수지(24) 몰딩에 삽입되어 기계적 강도를 가지도록 전지 부품부(20)에 결합되는 것이 바람직하다. 수형 기계적 결합부(25,27)의 베어 셀(100)과 결합하는 쪽의 끝단에는 턱(251,271)이 형성된다. 암형 기계적 결합부(50)에는 도입부에 경사를 가진 V넥(V neck:51)이 형성된다. 전지 부품부가 베어 셀에 결합되기 위해 수형 기계적 결합부(25,27)가 삽입될 때에는 V넥(51)은 탄력적으로 입구가 넓어지면서 턱(251,271)을 수용할 수 있다. 수형 기계적 결합부(25,27)가 빠질 때에는 V넥(51)에는 경사부가 없으므로 V넥(51)에 턱(251,271)이 걸리므로 일단 결합된 전지 부품부(20)와 베어 셀(100)은 분리되기 어렵다. 한편, 수형 기계적 결합부(25,27)와 암형 기계적 결합부(50)는 각각 전지 부품부와 베어 셀에 상당 강도로 고정되어 있다. 이로써 전지 부품부(20)의 보호회로 기판(21) 및 바이메탈(23)과 베어 셀(100)은 전기적으로 안정적으로 결합된다.
한편, 전지 부품부에서 바이메탈의 일 전기 단자가 연결된 음극 연결부(26) 는 아래로 볼록한 판스프링으로 되어 베어 셀(100)과 전지 부품부(20)의 기계적 결합부(25,27,30)가 체결된 상태에서는 판스프링이 베어 셀의 음극 단자(130)에 닿아 변형되면서 음극 단자(130)에 넓게 접촉된 상태를 유지하게 된다. 음극도 양극과 같이 기계적 결합구조를 형성하여 체결 후의 분리를 방지하도록 형성될 수도 있다.
이러한 실시예에 따르면, 이차 전지에서 보호회로 기판(21) 등의 안전 장치를 베어 셀(100)에 안정적으로 결합시킬 수 있다. 한편으로, 전지 부품부와 베어 셀과의 결합은 영구적인 결합보다는 착탈이 가능한 결합이다. 이런 사실은 베어 셀(100)이 충방전 사이클이 반복되어 전지로서의 수명이 경과하는 등의 이유로 폐기되어야 할 때 전지 부품부(20)는 베어 셀(100)에서 분리되어 다른 베어 셀에 결합되어 재사용될 수 있음을 의미한다.
가령, 도3과 같은 기계적 결합구조로 베어 셀에 체결된 전지 부품부에 강한 힘을 주어 당기면 암형 기계적 결합부(50)의 V넥은 탄성을 잃고 도4와 같이 소성변형되면서 벌어진다. 수형 기계적 결합부(25)는 암형 기계적 결합부(50)에서 이탈되어 전지 부품부가 베어 셀에서 분리된다. 베어 셀의 암형 기계적 결합부(50)는 다시 사용될 수 없어도 베어 셀 자체가 폐기되어야 하므로 문제는 없다. 이를 위해 암형 기계적 결합부(50)가 베어 셀에 결합된 강도 혹은 암형 기계적 결합부(50)의 소성 변형에 대한 저항력보다 수형 기계적 결합부(25)가 전지 부품부에 결합된 강도가 크도록 한다.
이런 실시예를 이용하면 이차 전지의 단가를 낮추고 수요를 증대시킬 수 있을 것이다. 즉, 통상 보호회로 기판이나 PCT소자, 바이메탈 등의 안전 장치는 전지 부품 가격의 상당 부분을 차지하므로 폐 이차 전지에서 전지 부품부를 재생사용함으로써 이차 전지의 단가를 낮출 수 있을 것이다.
도5를 참조하면, 이차 전지는 전지 부품부(20)와 베어 셀(100)을 구비하여 이루어진다. 전지 부품부는 보호회로 기판(21)과 바이메탈(23)이 전기 단자로 접속되어 직렬로 연결되고, 이들이 연결된 상태에서 이들을 감싸도록 성형 수지(24)가 몰딩됨으로써 이루어진다. 성형 수지(24) 대신 수지 및 금속 부품을 이용하는 조립체로 이루어지는 것도 가능하다.
직렬 연결에 참여하지 않은 보호회로 기판(21)의 일 단자와 바이메탈(23)의 일 단자는 각각 전지 부품부(20)의 하면에서 접속 리드(28,29)로 인출되도록 형성된다. 이들은, 각각 베어 셀(100)의 캡 플레이트(110) 일부 및 음극 단자(130)와 용접 등의 방법으로 전기접속 된다.
전지 부품부의 하면에는 단자와 별도로 수형 기계적 결합부가 형성된다. 수형 기계적 결합부(25,27)는 전기 단자의 역할을 하지 않으므로 금속 외에도 합성 수지나 세라믹 등으로도 형성될 수 있다. 수형 기계적 결합부(25,27)는 전지 부품부(20)와 높은 강도로 결합되기 위해 일부가 전지 부품부 합성 수지(24) 몰딩에 삽입되도록 형성되거나, 몰딩의 일부로써 이루어질 수 있다.
전지 부품부(20)의 하면에 대응되는 베어 셀의 캡 플레이트(110)면에는 수형 기계적 결합부(25,27)와 대응되는 위치에 수형 기계적 결합부와 기계적으로 접속되도록 암형 기계적 결합부(50)가 형성된다. 암형 기계적 결합부(50)도 금속 외의 세라믹, 합성 수지 등으로 형성될 수 있으나 캡 플레이트(110)와의 용접성 및 용접 강도, 체결에 필요한 탄성 등을 고려할 때 금속으로 형성되는 것이 바람직하다.
수형 기계적 결합부(25,27)와 암형 기계적 결합부(50)는 도3의 실시예와 유사하게 형성된다. 즉, 수형 기계적 결합부(25,27)는 수형 기계적 결합부의 베어 셀과 결합하는 쪽의 끝단에는 턱(251,271)이 형성된다. 암형 기계적 결합부(50)에는 도입부에 경사를 가진 V넥(V neck:51)이 형성된다. 단. 본 발명에서 기계적 결합의 형태가 도3 및 도5에서와 같은 실시예의 형태로 한정되는 것은 아니다.
용접의 편의를 위해 전지 부품부의 하면에서 인출되는 접속 리드(28,29)는 길게 형성되고, 이들 접속 리드(28,29)의 일부에는 절곡되어 겹쳐지기 쉽도록 일정 간격으로 절곡선(281,291)이 형성된다. 따라서, 접속 리드들이 캡 플레이트(110) 및 베어 셀의 음극 단자(130)에 용접된 뒤 기계적 결합부들을 체결시키기 위해 전지 부품부(20)의 하면과 베어 셀(100)의 캡 플레이트면을 접근시키면 접속 리드(28.29)들은 절곡선(281,291)에서 절곡되어 일부분이 겹쳐진다. 따라서, 길게 형성된 접속 리드가 전지 외측으로 나오거나 다른 전극 단자와 전기적 단락을 일으키는 것을 방지할 수 있다.
한편, 접속 리드가 겹쳐진 부분은 그 두께로 인하여 베어 셀과 전지 부품부의 기계적 결합을 방해할 수 있으므로 전지 부품부(20)의 수지 성형된 저면에는 겹쳐진 접속 리드가 수용될 수 있도록 접속 리드(28,29)가 인출된 부분 근처에 홈(283)을 형성하는 것이 바람작하다.
본 실시예에서는 전지 부품부의 접속 리드(28,29)와 베어 셀의 전극 단자(130,110)가 용접으로 연결되므로 저항이 낮고, 전기 접속이 확실해지는 장점 이 있다. 또한 전기 단자가 용접된 경우에도 전지 부품부와 베어 셀의 기계적 결합 구조를 풀고, 길게 형성된 접속 리드의 용접부를 절단하면 전지 부품부를 다른 베어 셀과 결합시켜 재사용하는 것도 가능하다.
한편, 본 발명을 적용하는 경우에도 이차 전지가 제조업체 별로 제품 모델 별로 그 제조에 사용되는 요소의 구성 물질과 형태, 크기 등은 통상 다르다는 것이 고려되어야 한다. 이들 여러 요인에 따라 적정한 안전 장치의 설계는 달라지게 마련이므로 이차 전지 베어 셀의 특성이 통일되지 않는 한 전지 부품부의 안전 장치들은 전지 부품부가 결합될 베어 셀의 특성에 적합한 것이 사용되어야 한다.
전지 부품부가 재생되는 경우, 전지 부품부가 그에 적합하지 않는 베어 셀과 결합될 가능성은 높아질 수 있으므로 이를 방지하기 위한 구성이 이루어지는 것이 바람직하다. 이런 구성은 베어 셀과 전지 부품부의 기계적 결합부의 위치와 크기, 갯수 등을 베어 셀의 용량이나 특성 별로 구분하여 달리 형성하는 소위 '인식 구조'를 형성하는 방법으로 이루어질 수 있다. 인식구조는 전기 부품부와 베어 셀의 결합면에 서로 대응하는 요철부를 생성함으로서도 가능하다.
이런 인식 구조를 베어 셀의 특성 별로 형성하면 베어 셀 충방전시 적합하지 않은 안전 장치를 채용함으로써 발생할 수 있는 사용 위험을 방지할 수 있다. 비록 모델의 제품, 다른 회사의 제품이라도 베어 셀의 특성이 일정 범위에서 같으면 전지 부품부를 공동으로 사용하도록 하여 한정된 범위나마 호환성을 높일 수 있으므로 바람직하다.
본 발명에 따르면, 보호회로 기판과 바이메탈 등의 안정장치들을 베어 셀에 안정적이고 비교적 간단한 조작으로 결합시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 안전 장치 부분과 베어 셀의 기계적 결합부를 파손되지 않도록 분리시킬 수도 있어 베어 셀이 폐기되어야 할 경우에도 보호회로 등의 안전 장치를 분리하여 재사용할 수 있으므로 이차 전지의 단가를 낮출 수 있다.
본 발명에 따르면, 종래의 팩형 전지에서 성형 수지를 몰딩하는 가운데 안전변 주변을 보호하는 문제, 수지의 균등한 채워짐의 문제 발생을 원천적으로 제거할 수 있다.

Claims (8)

  1. 음극, 세퍼레이터, 양극을 포함하는 전극 조립체와, 상기 전극 조립체 및 전해액을 수용하는 용기형 캔과, 캔의 개구부를 마감하여 밀봉하는 캡 어셈블리를 포함하여 이루어지는 베어 셀 외측에 안전 장치가 전기적으로 결합되어 이루어지는 이차 전지에 있어서,
    상기 안전 장치는 수지 몰드로 감싸진 상태로 전지 부품부에 포함되어 상기 베어 셀과 결합되고,
    상기 전지 부품부와 상기 베어 셀의 서로 결합될 결합면에는 상기 전지 부품부와 상기 베어 셀을 기계적으로 결합시킬 결합 수단이 각각 형성되어 결합되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전지 부품부의 결합면에는 상기 결합 수단과 별도로 상기 안전 장치의 전기 단자가,
    상기 베어 셀의 결합면에는 상기 결합 수단과 별도로 상기 베어 셀의 양극 단자 및 음극 단자가 위치하고,
    상기 전기 단자와 상기 양극 단자 및 상기 음극 단자는 용접을 통해 서로 전기적으로 결합됨을 특징으로 하는 이차 전지.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전기 단자에는 절곡부가 적어도 하나 형성되어 상기 결합 수단을 체결하기 위해 상기 전지 부품부가 상기 베어 셀로 접근하면 상기 전기 단자의 일부가 겹치도록 상기 절곡부가 절곡되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 안전 장치는 적어도 보호회로 기판을 포함하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전지 부품부의 결합 수단의 적어도 일부는 상기 안전 장치의 전기 단자와 접속되어 상기 안전 장치의 전기 단자를 겸하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전지 부품부와 상기 베어 셀 사이의 결합 수단은 일정 이상의 힘을 가할 때 분리될 수 있도록 탈착 가능하게 체결되는 것임을 특징으로 하는 이차 전지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합 수단은 상기 베어 셀의 특성에 따라 형성 위치, 크기, 갯수 가운 데 적어도 하나를 달리하는 방법으로 인식 구조를 가지도록 함을 특징으로 하는 이차 전지.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 인식 구조는 상기 전기 부품부와 상기 베어 셀의 결합면에 서로 대응하는 요철부를 생성함으로서 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
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