KR100571235B1 - 이차 전지 - Google Patents

Abstract

용기형 캔, 캔의 개구부를 통해 캔에 내장되는 전극 조립체, 캔의 개구부를 마감하는 캡 어셈블리를 포함하여 이루어지는 베어 셀과 안전 장치가 결합되어 이루어지는 이차 전지에 있어서, 보호회로 기판 등의 이차 전지 안전 장치는 성형 수지 몰드나 성형 수지 부품의 조립체와 함께 외측의 금속 케이스에 의해 고정되어 전지 부품부에 포함되고, 전지 부품부의 외측을 이루는 금속 케이스의 하부는 전지 부품부의 주연부 아래쪽으로 스커트를 이루어 상기 베어 셀의 상부를 포용하면서 상기 베어 셀과 결합될 수 있도록 형성됨을 특징으로 하는 이차 전지가 개시된다.

본 발명에 따르면, 보호회로 기판과 바이메탈 등의 안전 장치들을 베어 셀에 높은 기계적 강도로 결합시켜, 외력에 의한 벤딩이나 트위스팅에 의해 안전 장치들이 베어 셀에서 쉽게 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

Description

이차 전지 {Secondary Battery}

도1은 성형 수지에 의해 결합되기 전 단계에 있는 종래의 리튬 이온 수지 팩 전지의 일 예에 대한 개략적 분해 사시도이며,

도2는 성형 수지에 의해 결합된 상태의 종래의 리튬 이온 수지 팩 이차 전지를 나타내는 사시도,

도3은 본 발명의 일 실시예에서의 베어 셀과 전지 부품부 각 요소의 결합 관계를 나타내기 위한 분해 정단면도,

도4 및 도5는 본 발명에 따르는 실시예들에서의 베어 셀과 전지 부품부 사이의 결합 상태를 나타내는 정단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

20: 성형 수지부 30,210: 보호회로 기판

31,32,214: 외부 단자 36,37,216: 접속 단자

41,42,218: 접속 리드 100: 베어 셀

110: 캡 플레이트 120: 절연체 가스켓

130: 음극 단자 220: 수지 부속

222,234: 홀

230: 금속 케이스 232: 슬리브

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 일 으킬 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. 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 수지 팩 이차 전지로 이루어지는 경우가 많다. 수지 팩 이차 전지의 경우, 베어 셀에 안전 장치들을 부착한 코아 팩을 케이스에 넣어 완성하는 경우에 비해 외관을 몰딩으로 매끈하게 하거나, 케이스에 해당하는 두께를 줄일 수 있고, 케이스에 장입하는 불편이 없다는 이점이 있다.

도1은 성형 수지에 의해 결합되기 전 단계에 있는 종래의 리튬 이온 수지 팩 전지의 일 예에 대한 개략적 분해 사시도이며, 도2는 성형 수지에 의해 결합된 상태의 종래의 리튬 이온 수지 팩 이차 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 통과하는 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 형성 되며 '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 팩 전지로 형성할 때, 팩 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 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. 리드 플레이트나 보강구조가 크면 몰드 속에 깊이 위치하여 안전장치를 포함하는 몰드와 베어 셀 사이의 부착력을 높이는 측면이 있다.

그러나. 성형 수지 몰드가 보강 구조를 포괄하여야 하므로 이런 형태의 보강 구조는 전지의 크기가 제한되어야 하므로 확대되는데 한계를 가진다. 또한, 보강 구조의 돌출이 크면 몰드와 베어 셀의 캡 플레이트 접촉면을 기준으로 몰드 단부가 멀어지므로 몰드 단부에 측방의 힘이 작용하면 접촉면에 작용하는 벤딩 외력이 커 지기 쉽다. 성형 수지와 금속 보강 구조의 재료의 이질성도 부착 강도를 높이는 것을 어렵게 한다.

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.

본 발명은 상술한 종래 팩형 이차 전지의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 베어 셀과 보호회로 기판 등의 안전 장치를 높은 강도로 안정적으로 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.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 음극, 세퍼레이터, 양극을 포함하는 전극 조립체와, 상기 전극 조립체 및 전해액을 수용하는 용기형 캔과, 상기 캔의 개구부를 마감하여 밀봉하는 캡 어셈블리를 포함하여 이루어지는 베어 셀과 전지 부품부를 구비하며, 전지 부품부는 베어셀과 전기적으로 결합되는 안전장치 및 금속 케이스를 포함하여 이루어진다.
본 발명에서 안정 장치는 상기 베어셀과 전기적으로 접속되며, 상기 금속 케이스는 안전 장치 외측에서 안전 장치를 감싸고, 개방된 하부는 아래쪽으로 스커트를 이루어 상기 베어셀의 상부를 적어도 일부 포용하면서 상기 베어셀과 결합될 수 있도록 이루어진다.
본 발명에서 전지 부품부는 성형 수지 부속 또는 성형 수지 몰드를 구비하고, 전지 부품부에서 안전 장치는 이 성형 수지 부속 또는 성형 수지 몰드와 외측의 금속 케이스에 의해 고정되도록 이루어질 수 있다.

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본 발명에서 안전 장치는 통상 보호회로 기판과 바이메탈 혹은 보호회로 기판과 PTC(positive thermal coefficient) 소자가 결합되어 이루어진다. 이하 보호회로 기판만이 명시되는 경우에도 보호회로 기판은 열에 의한 차단 소자를 포함하는 개념으로 사용된 것일 수 있다.

본 발명에서 금속 케이스의 스커트와 상기 베어 셀의 결합은 통상 용접으로 이루어질 수 있으며, 용접은 베어 셀을 이루는 캔의 재질이 통상 알미늄이나 알미늄 함유 금속 같은 양도체이므로 레이저 용접으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에서 안전 장치를 포함하는 전지 부품부에는 베어 셀과의 전기 연결을 위해 전기 접속 리드가 몰딩 단계에서 보호회로 기판 등의 접속 단자와 접속된 상태로 전지 부품부의 저면으로 드러나도록 이루어진 몰딩 틀이 미리 준비될 수 있다.

본 발명에서 전지 부품부의 베어 셀과의 전기 접속을 위한 연결 수단으로 금속 케이스의 스커트를 이용할 수 있다. 가령, 전지 부품부의 양극 접속 단자가 직접 혹은 별도의 접속 리드를 통해 전지 부품부의 금속 케이스 스커트와 연결되도록 하면, 금속 케이스의 스커트는 캔과 용접을 통해 전기 접속되므로 베어 셀의 양극인 캔 벽체와 전지 부품부의 양극 접속 단자의 전기 접속이 이루어진다.

본 발명에서 안전 장치를 포함하는 전지 부품부에는 베어 셀 음극과의 전기 연결을 위해 성형 수지 몰딩을 보호회로 기판 등 안전 장치의 일 접속 단자가 드러나도록 할 수 있다. 가령, 몰드의 아래쪽 가운데 부분에 홈을 형성하여 보호회로 기판의 음극 접속 단자가 드러나게 하고, 전지 부품부가 캡 플레이트에 고정될 때 돌출된 베어 셀의 음극 단자가 공간을 통하여 보호회로 기판의 음극 접속 단자와 연결되도록 할 수 있다.

본 발명에서 외부에서 전지에 주어지는 벤딩이나 트위스팅 외력은 베어 셀에 결합된 안전장치나 그 몰드에 직접 작용하는 것이 아니고, 금속 케이스에 일단 작용하게 된다. 그리고, 외력에 의한 벤딩이나 트위스팅에 대한 저항력은 금속 케이스 자체의 강도나 금속 케이스의 스커트와 캔의 결합 강도에 의해 결정될 것이다. 금속 케이스의 두께가 통상적인 캔의 두께 수준, 가령 0.2mm 이상이라 할 때, 금속 케이스 자체의 강도는 캔의 강도를 고려할 때 충분한 것이다. 금속 케이스의 스커트는 캔 주변을 둘러가면서 존재하고, 금속 케이스를 가지는 전지 부품부와 캔과의 결합은 통상 용접이라는 강한 결합 수단으로 이루어진다. 따라서, 본 발명은 종래의 수지 팩 전지에서 돌출된 접속 리드가 수지 몰드에 삽입된 형태에 비해 안전 장치와 베어 셀의 결합 강도가 크게 강화된 것이라 할 수 있다.

이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도3은 본 발명의 일 실시예에서의 베어 셀과 전지 부품부 각 요소의 결합 관계를 나타내기 위한 분해 정단면도이다.

도4 및 도5는 본 발명에 따르는 실시예들에서의 베어 셀과 전지 부품부 사이의 결합 상태를 나타내는 정단면도이다.

도3을 참조하면, 전지 부품부는 보호회로 기판(210), 보호회로 기판 하부에 부착되는 성형 수지 부속(220), 보호회로 기판(210) 상부에 설치되며, 그 주연부에 형성된 슬리브(232)로 보호회로 기판(210)과 성형 수지 부속(220)을 포함하는 금속 케이스(230)로 이루어진다. 금속 케이스(230)의 상부는 성형 수지 부속과 보호회로 기판을 수용하며, 하부는 성형 수지 부속(220)의 주연부 아래쪽으로 연장되어 슬리브(232)의 일부가 스커트를 형성한다.

전지 부품부에 외력이 작용할 경우, 전지 부품부는 금속 케이스(230)로 싸여 있으므로 금속 케이스가 외력에 의한 변형에 대해 저항하게 된다. 전지 부품부가 베어 셀(100)과 결합되어 있는 상태에서 외력에 의한 벤딩이나 트위스팅에 대한 저항력은 금속 케이스(230) 자체의 강도나 금속 케이스(230)의 스커트와 베어 셀의 결합 강도에 의해 결정된다. 금속 케이스(230)의 스커트는 캔 주변을 둘러싸고 있는 상태에서 금속 케이스(230)의 두께를 캔의 두께와 같은 수준으로 한다면, 캔의 다른 부분이 변형되지 않는 범위에서 금속 케이스(230) 부분도 변형되지 않을 것이다.

금속 케이스를 가지는 전지 부품부와 캔과의 결합은 통상 용접이라는 강한 결합 수단으로 이루어진다. 따라서, 외력이 작용할 때 금속 케이스는 쉽게 캔에서 분리되지 않는다. 그 결과, 금속 케이스 내의 안전 장치도 베어 셀에 안정적으로 결합된 상태를 유지한다.

성형 수지 부속(220)의 중앙부에는 홀(222)이 형성되어 보호회로 기판(210)과 성형 수지 부속(220)이 결합된 채 금속 케이스(230)에 끼워진 상태에서 보호회로 기판(210)의 저면 중앙에 설치한 음극 접속 단자(216)가 성형 수지 부속(220)의 홀(222)을 통해 노출될 수 있다. 보호회로 기판의 양극 접속 단자는 보호회로 기판(210)의 주연부에서 아래로 돌출되는 접속 리드(218)를 가진다. 접속 리드(218)는 성형 수지 부속(220)과의 결합 상태에서 성형 수지 부속(220) 주연부 외측으로 노출되도록 설치된다.

금속 케이스(230)는 보호회로 기판(210)의 외부 단자(214) 위치에 홀(234)이 형성되어 보호회로 기판과 결합된 전지 부품부 상태에서 홀(234)을 통해 외부 단자(214)가 외부로 노출되도록 이루어진다. 금속 케이스(230)와 보호회로 기판의 외부 단자(214)가 모두 단락되면 금속 케이스(230)를 통해 이차 전지의 자기 방전이 이루어지므로 외부 단자(214), 특히 음극 단자와 금속 케이스(230)는 서로 절연상태를 유지하여야 한다. 이를 위해 금속 케이스(230)와 외부 단자(214) 사이에는 별도의 절연체를 설치하는 것이 바람직하다.

도3 및 도4를 참조하면, 스커트가 구비된 전지 부품부와 베어 셀(100)이 결합되어 있다. 베어 셀(100)의 캡 어셈블리에서 돌출된 음극 단자(130) 부분은 전지 부품부의 수지 부속(220)에 있는 홀(222)을 통과하여 보호회로 기판(210) 저면 중앙부의 음극 접속 단자(216)와 접속된다. 보호회로 기판(210)의 양극 접속 단자에 포함되는 접속 리드(218)는 전지 부품부에서 성형 수지 부속(220) 외주연에서 금속 케이스(230)의 슬리브(232) 부분과 접촉한다.

이런 형태의 전지 부품부를 형성하는 한 방법을 보면, 먼저 보호회로 기판(210)과 하부의 수지 부속(220)을 먼저 결합시키고, 금속 케이스(230)에 이 결합된 부분을 삽입시킨다. 이때 보호회로 기판(210) 양극 접속 단자의 접속 리드(218)와 금속 케이스(230)가 겹치게 되므로 자연적으로 전기 접속이 이루어진다. 단 이 전기 접속은 접촉에 의한 것이므로 금속 케이스(230) 외부에서 금속 케이스(230)와 접속 리드(218)를 용접 결합시켜 전기 접촉 저항을 없앨 수도 있다. 수지 부속(220)이 함께 녹아 변형되는 것을 막기 위해 용접은 레이저 용접 방법을 사용하는 것이 바람직하다.

보호회로 기판(210)과 수지 부속(220)을 결합시킨 것을 금속 케이스(230)에 삽입할 때 금속 케이스(230) 내면이나 수지 부속(220)의 측면에 접착제를 도포하면 전지 부품부 금속 케이스(230) 내에 보호회로 기판(210) 및 수지 부속(220)을 안정적으로 고정시킬 수 있다. 단, 전지 부품부와 베어 셀이 결합된 상태에서 보호회로 기판과 금속 케이스를 분리시키는 외력은 작용하지 않으므로 금속 케이스와 다른 전지 부품부 부속 결합면이 높은 기계적 강도를 갖도록 접착될 필요는 없다.

본 실시예에서 금속 케이스(230)의 스커트는 베어 셀(100)과 주연부 전체를 둘러가면서 결합된다. 그러나, 베어 셀(100)의 캔이 금속이므로 결합 강도가 큰 용접 방법으로 금속 케이스(230)와 결합이 가능한 점을 고려하면 스커트는 가령, 각형 전지의 두 장변에만 형성되거나 기타 캔 측벽을 돌아가면서 일부분에만 형성될 수 있다. 혹은 스커트의 일부에서만 용접이 이루어질 수도 있다. 이런 경우에도, 본 발명은 종래의 수지 팩 이차 전지에서 수지 사이에 접속 리드가 돌출 삽입된 것 에 비해 안전 장치와 베어 셀 사이에 충분한 기계적 결합 강도를 가질 수 있다.

도5를 참조하면, 전지 부품부가 성형 수지 몰딩에 의해 성형된다. 성형 수지 몰딩은 보호회로 기판(210)과 그 접속 단자의 접속 리드(218) 등이 결합된 상태에서 이를 금속 케이스(230)의 정 위치에 놓고, 금속 케이스(230) 자체를 틀의 일부로 삼아 가열된 액상의 성형 수지를 금속 케이스(230) 내로 일정량 부어넣는 방법으로 이루어질 수 있다. 이때 접속 리드(218)가 금속 케이스(230)와 먼저 용접으로 결합된 상태에서 성형 수지 몰딩이 이루어지면 전기 접속에서 접촉 저항을 없앨 수 있으므로 바람직하다.

혹은, 다른 틀에서 보호회로 기판(210)을 내포하는 몰드 형태의 수지 부속(220)을 성형하고, 이를 금속 케이스(230) 내에 슬리브(232)를 통해 끼워 넣는 방법으로 전지 부품부가 형성될 수 있다. 이때, 본 실시예와 같이 보회회로 기판(210) 저면 중앙의 음극 접속 단자(216)가 노출되기 위해서는 음극 접속 단자(216)가 노출되도록 성형 틀을 형성하여야 하며, 양극 접속 단자가 몰드 형태의 수지 부속(220) 주연부에 노출되도록 이루어지기 위해서는 틀에서 접속 리드(218)가 틀 표면에 밀착되어 성형 수지가 끼어들지 않도록 하여야 한다. 또한, 양극 접속 단자의 접속 리드(218)가 몰드 상태의 수지 부속(220)을 관통하여 베어 셀의 캡 플레이트(110)에 닿도록 몰드 저면에 접속 리드9218)가 노출되게 성형 수지 몰딩이 이루어질 수도 있다.

이상의 실시예들에서 베어 셀의 음극 단자와 보호회로 기판의 음극 접속 단자의 전기 접속을 강화하기 위해 음극 접속 단자의 형태를 판스프링 형태로 할 수 있다. 또한, 접촉 저항을 줄이기 위해 베어 셀의 전극과 결합되는 전지 부품부의 접속 단자 및 베어 셀의 전극 접촉면은 양도체인 금 등으로 도금되거나, 은 페이스트 등의 양도체가 도포될 수 있다.

본 발명에서 베어 셀의 돌출된 음극과 결합되는 성형 성형 수지 부속의 중앙홀은 저면 입구에 목부를 형성하고, 음극의 단부에 턱을 두어 턱과 목부가 기계적으로 결합되도록 함으로써 베어 셀과 전지 부품부의 기계적 결합이나 전기적 접촉의 안정성을 높일 수 있다.

본 발명에 따르면, 보호회로 기판과 바이메탈 등의 안전 장치들을 베어 셀에 높은 기계적 강도를 가지고 결합시킬 수 있다. 즉, 외력에 의한 벤딩이나 트위스팅에 의해 안전 장치들이 베어 셀에서 쉽게 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 종래의 수지 팩 이차 전지에서 성형 수지를 몰딩하는 가운데 안전변 주변을 보호하는 문제, 수지의 균등한 채워짐의 문제 발생을 원천적으로 제거할 수 있다.

Claims (6)

1. 음극, 세퍼레이터, 양극을 포함하는 전극 조립체와,

   상기 전극 조립체 및 전해액을 수용하는 용기형 캔과,

   상기 캔의 개구부를 마감하여 밀봉하는 캡 어셈블리를 포함하여 이루어지는 베어 셀과;

   상기 베어셀과 전기적으로 결합되는 안전장치 및

   상기 안전 장치 외측에 위치하여 상기 상기 안전 장치를 수용하고, 개방된 하부는 아래쪽으로 스커트를 이루어 상기 베어셀의 상부를 적어도 일부 포용하면서 상기 베어셀과 결합될 수 있도록 형성된 금속 케이스를 포함하는 전지 부품부를; 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 이차 전지.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전지 부품부는 성형 수지 부속 또는 성형 수지 몰드를 구비하여,

   상기 전지 부품부에서 상기 안전 장치는 상기 성형 수지 부속 또는 상기 성형 수지 몰드와 외측의 상기 금속 케이스에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 금속 케이스의 스커트와 상기 베어 셀의 결합은 레이저 용접으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 전지 부품부는,

   상면에는 외부 단자이 노출되고, 하면에는 중앙부에 상기 베어 셀의 음극과 연결될 음극 접속 단자 및 상기 베어 셀 양극과 연결될 접속 리드가 부착되는 양극 접속 단자를 가지는 보호회로 기판;

   상기 보호회로 기판의 하부에 결합되며, 중앙에 상기 음극 접속 단자를 노출시키는 홀이 형성되는 성형 수지 부속; 및

   상기 보호회로 기판의 상부에 위치하며, 상기 외부 단자 부분이 제거되어 이루어지는 홀과, 주연부의 슬리브를 가지고 상기 슬리브의 하단이 상기 스커트를 이루는 금속 케이스;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 보호회로 기판에서 상기 베어 셀의 양극과 결합되기 위한 양극 접속 단자는 상기 보호회로 기판의 주연부에서 아래로 돌출되는 접속 리드를 가지며, 상기 접속 리드는 상기 성형 수지 부속의 주연부 외측에서 상기 슬리브와 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 전지 부품부는 상기 보호회로 기판을 내포하는 성형 수지 몰드와 그 외측 금속 케이스로 이루어지며,

   상기 성형 수지 몰드에는 상기 보호회로 기판의 외부 단자와 상기 베어 셀과의 전기 접속을 위한 접속 단자 혹은 상기 접속 단자와 연결된 접속 리드 일부가 노출되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.

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