KR100601512B1 - 리튬 이차전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리튬 이차전지에 관한 것으로서, 특히 캡플레이트의 하면에 절연플레이트 및 터미널플레이트가 안착되는 회전방지홈이 안전밴트의 하부홈과 일체로 형성되어 캡조립체 조립시 터미널플레이트의 회전이 방지되는 리튬 이차전지에 관한 것이다.
리튬 이차전지, 캡조립체, 캡플레이트, 터미널플레이트, 회전방지

Description

리튬 이차전지{Lithium Secondary battery}
도 1a는 종래의 이차전지를 나타낸 분리 사시도.
도 1b는 종래의 이차전지에 포함되는 캡플레이트의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 이차전지를 나타내는 분리사시도.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 캡플레이트의 밑면도.
도 3b는 도 3a의 A-A단면도.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 절연플레이트의 밑면도.
도 4b는 도 4a의 B-B단면도.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 터미널플레이트의 평면도.
도 5b는 도 5a의 C-C 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 절연플레이트의 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터미널플레이트의 단면도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절연플레이트의 단면도.
도 9a는 도 3a의 캡플레이트와 도 4a의 절연플레이트 및 도 5a의 터미널플레이트가 결합된 캡조립체의 밑면도.
도 9b는 도 9a의 D-D 단면도.
도 10은 도 3a의 캡플레이트와 도 6의 절연플레이트 및 도 7의 터미널플레이 트가 결합된 캡조립체의 단면도.
도 11은 도 3a의 캡플레이트와 도 8의 절연플레이트 및 도 7의 터미널플레이트가 결합된 캡조립체의 단면도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
210 - 캔 220, 220a, 220b - 캡조립체
230 - 전극단자 240 - 캡플레이트
244 - 회전방지홈 245 - 결합팁
246 - 안전밴트
250, 250a, 250b - 절연플레이트 252 - 안착홈
252a, 252b - 고정홈 253 - 절연플레이트 돌출부
254 - 결합홈 260, 260a - 터미널플레이트
262 - 회전방지돌출부
본 발명은 리튬 이차전지에 관한 것으로서, 특히 캡플레이트의 하면에 절연플레이트 및 터미널플레이트가 안착되는 회전방지홈이 안전밴트의 하부홈과 일체로 형성되어 캡조립체 조립시 터미널플레이트의 회전이 방지되는 리튬 이차전지에 관한 것이다.
일반적으로 비디오 카메라, 휴대형 전화, 휴대형 컴퓨터 등과 같은 휴대형 무선 기기의 경량화 및 고기능화가 진행됨에 따라, 그 구동전원으로 사용되는 이차전지에 대해서 많은 연구가 이루어지고 있다. 이러한 이차전지는, 예를 들면, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있다. 이들 중에서 리튬 이차전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능한 것으로서, 작동 전압이 높고 단위 중량 당 에너지 밀도가 높다는 장점 때문에 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
도 1a는 종래의 리튬 이차전지에 대한 분리 사시도를 나타낸다.
상기 리튬 이차전지는 제2극판(113), 제1극판(115) 및 세퍼레이터(114)로 구성되는 전극조립체(112)를 전해액과 함께 캔(110)에 수납하고, 이 캔(110)의 상단개구부(110a)를 캡조립체(120)로 밀봉함으로써 형성된다. 통상 상기 제1극판(115)은 음극판으로 형성되며, 제2극판(113)은 양극판으로 형성된다.
상기 캡조립체(120)는 캡플레이트(140)와 절연플레이트(150)와 터미널플레이트(160) 및 전극단자(130)를 포함하여 구성된다. 캡조립체(120)는 별도의 절연케이스(170)와 결합되어 캔의 상단개구부(110a)에 결합되어 캔(110)을 밀봉하게 된다.
상기 캡플레이트(140)는 상기 캔(110)의 상단개구부(110a)와 상응하는 크기와 형상을 가지는 금속판으로 형성된다. 상기 캡플레이트(140)의 중앙에는 소정 크기의 단자통공1(141)이 형성되며, 단자통공1(141)에는 전극단자(130)가 삽입된다. 상기 전극단자(130)가 단자통공1(141)에 삽입될 때는 전극단자(130)와 캡플레이트(140)의 절연을 위하여 전극단자(130)의 외면에는 튜브형의 개스킷튜브(146)가 결합되어 함께 삽입된다. 한편 상기 캡플레이트(140)의 일측에는 안전밴트(146)가 형 성되며 타측에는 전해액주입공(142)이 소정크기로 형성된다. 상기 캡조립체(120)가 상기 캔(110)의 상단개구부(110a)에 조립된 후 전해액주입공(142)을 통하여 전해액이 주입되고 전해액주입공(142)은 마개(143)에 의하여 밀폐된다.
상기 안전밴트(146)는, 도 1b를 참고하여 보면, 상기 캡플레이트(140)의 상면과 하면에서 소정깊이로 형성되는 하부홈(147)과 상부홈(148)으로 이루어진다. 상기 안전밴트(146)는 이차전지의 과충방전 또는 과열시 발생하는 가스의 압력에 의하여 파괴되면서 이차전지 내부의 가스를 방출하여 이차전지의 폭발을 방지하게 된다. 상기 안전밴트는 이차전지의 기종에 따라서는 이차전지의 다른 위치에 형성될 수 있다.
상기 전극단자(130)는 상기 제1극판(115)의 제1극탭(117) 또는 상기 제2극판(113)의 제2극탭(116)에 연결되어 음극단자 또는 양극단자로 작용하게 된다.
상기 절연플레이트(150)는 개스킷과 같은 절연물질로 형성되며, 캡플레이트(140)의 하면에 결합된다. 절연플레이트(150)에는 상기 캡플레이트(140)의 단자통공1(141)에 대응되는 위치에 상기 전극단자(130)가 삽입되는 단자통공2(151)가 형성되어 있다. 상기 절연플레이트(150)의 하면에는 상기 터미널플레이트(160)가 안착되도록 터미널플레이트(160)의 크기에 상응하는 안착홈(152)이 형성된다.
상기 터미널플레이트(160)는 Ni 합금으로 형성되며, 상기 절연플레이트(150)의 하면에 결합된다. 상기 터미널플레이트(160)에는 캡플레이트(140)의 단자통공1(141)에 대응되는 위치에 상기 전극단자(130)가 삽입되는 단자통공3(161)이 형성되어 있으며, 상기 전극단자(130)가 상기 개스킷튜브(146)에 의하여 절연되면서 캡 플레이트(140)의 단자통공1(141)을 통하여 결합되므로 상기 터미널플레이트(160)는 상기 캡플레이트(140)와 전기적으로 절연되면서 상기 전극단자(130)와 전기적으로 연결된다.
한편, 상기 전극단자(130)를 캡플레이트(140)와 절연플레이트(150) 및 터미널플레이트(160)에 결합시키는 방법으로는 전극단자(130)를 회전시키면서 일정한 힘을 가하여 캡플레이트(140)의 단자통공1(141)에 삽입하게 된다. 상기 전극단자(130)는 단자통공1(141)을 통과하여 단자통공2(151)와 단자통공3(161)을 통과하여 터미널플레이트(260)와 전기적으로 연결된다. 따라서 상기 절연플레이트(150)와 터미널플레이트(160)는 전극단자(130)가 삽입되는 과정에서 캡플레이트(140)의 단자통공1(141)을 중심으로 회전되어 서로의 결합방향이 틀어지는 문제가 발생된다.
또한, 상기 캡조립체(120)가 조립된 후에 보호회로기판과 연결되는 리드플레이트(도면에 표시하지 않음)를 상기 전극단자(130)에 용접하는 과정에서 전극단자와 함께 상기 터미널플레이트가 회전하게 되어 터미널플레이트가 손상되는 문제가 발생한다.
상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 특히 캡플레이트의 하면에 절연플레이트 및 터미널플레이트가 안착되는 회전방지홈이 안전밴트의 하부홈과 일체로 형성되어 캡조립체 조립시 터미널플레이트의 회전이 방지되는 리튬 이차전지를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 리튬 이차전지는 제1극판과 제2극판 및 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체와, 상기 전극조립체와 전해액이 수용되는 캔과, 캡플레이트와 절연플레이트와 터미널플레이트 및 전극단자를 구비하며 상기 캔의 상단개구부에 결합되어 캔을 밀봉하는 캡조립체를 포함하는 리튬 이차전지에 있어서, 상기 캡플레이트는 일측에 형성되는 안전밴트와 일측 하면에 상기 안전밴트의 하부홈과 일체로 형성되는 소정크기의 회전방지홈을 구비하며, 상기 절연플레이트는 상면에 형성되어 상기 회전방지홈에 결합되는 절연플레이트 돌출부와 하면에 형성되는 안착홈을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다. 이때 상기 회전방지홈은 길이가 상기 캡플레이트 길이의 10% 내지 40%이며, 폭이 상기 캡플레이트 폭의 40% 내지 상기 절연플레이트의 폭인 사각형상으로 형성되며, 상기 절연플레이트 돌출부는 상기 회전방지홈에 대응되는 크기로 형성되어 결합되도록 형성될 수 있다. 또한 상기 회전방지홈은 0.1mm 내지 0.3mm 깊이로 형성되는 것이 바람직하다. 또한 상기 회전방지홈은 상기 캡플레이트의 하면이 압입되어 상기 안전밴트의 하부홈과 함께 형성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 절연플레이트는 하면의 안착홈에 고정홈이 형성되고, 상기 터미널플레이트는 상면에 형성되어 상기 고정홈에 결합되는 회전방지돌출부를 포함하여 형성될 수 있다.
또한 본 발명에서 상기 절연플레이트는 상면에 형성되어 상기 회전방지홈에 결합되는 절연플레이트 돌출부와 하면에 형성되는 고정홈을 구비하며, 상기 터미널플레이트는 상면에 구비되는 회전방지돌출부가 상기 고정홈에 결합되어 회전이 방지되도록 형성될 수 있다.
또한 본 발명에서 상기 캡플레이트의 타측 하면에 형성되는 결합팁과 상기 절연플레이트의 타측에 형성되며 상기 결합팁이 결합되는 결합홈을 더 포함하여 형성될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 이차전지를 나타내는 분리사시도를 나타낸다. 도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 캡플레이트의 밑면도를 나타낸다. 도 3b는 도 3a의 A-A단면도를 나타낸다. 도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 절연플레이트의 밑면도를 나타낸다. 도 4b는 도 4a의 B-B단면도를 나타낸다. 도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 터미널플레이트의 평면도를 나타낸다. 도 5b는 도 5a의 C-C 단면도를 나타낸다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 절연플레이트의 단면도를 나타낸다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터미널플레이트의 단면도를 나타낸다. 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절연플레이트의 단면도를 나타낸다. 도 9a는 도 3a의 캡플레이트와 도 4a의 절연플레이트 및 도 5a의 터미널플레이트가 결합된 캡조립체의 밑면도를 나타낸다. 도 9b는 도 9a의 D-D 단면도를 나타낸다. 도 10은 도 3a의 캡플레이트와 도 6의 절연플레이트 및 도 7의 터미널플레이트가 결합된 캡조립체의 단면도를 나타낸다. 도 11은 도 3a의 캡플레이트와 도 8의 절연플레이트 및 도 7의 터미널플레이트가 결합된 캡조립체의 단면도를 나타낸다.
본 발명에 따른 이차전지는, 도 2를 참조하면, 캔(210)과, 캔(210)의 내부에 수용되는 전극조립체(212)와, 상기 캔(210)의 상단개구부(210a)를 밀봉하는 캡조립체(220)를 포함하여 형성된다.
상기 캔(210)은 대략 박스 형상을 가진 금속재로 형성되며, 바람직하게는 경량의 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성된다. 상기 캔(210)은 그 일면이 개구된 상단개구부(210a)를 포함하며, 상단개구부(210a)를 통해 전극조립체(212)가 수용된다.
상기 전극조립체(212)는 제2극판(213)과 제1극판(215) 및 세퍼레이터(214)를 포함한다. 상기 제2극판(213)과 제1극판(215)은 세퍼레이터(214)를 개재하여 적층된 후 젤리-롤(jelly-roll) 형태로 권취될 수 있다. 상기 제2극판(213)에는 제2극탭(216)이 용접되어 있으며, 이 제2극탭(216)의 단부는 상기 전극조립체(212)의 상방으로 돌출되어 있다. 상기 제1극판(215)에도 제1극탭(217)이 용접되어 있으며, 이 제1극탭(217)의 단부도 상기 전극조립체(212)의 상방으로 돌출되어 있다. 통상적으로 상기 제1극판(215)과 제1극탭(217)은 음극판과 음극탭으로 형성되며, 상기 제2극판(213)과 제2극탭(216)은 양극판과 양극탭으로 형성된다. 그러나 이차전지의 형식에 따라서는 반대로 형성될 수 있음은 물론이다.
상기 캡조립체(220)는 캡플레이트(240)와 절연플레이트(250)와 터미널플레이트(260) 및 전극단자(230)를 포함하여 구성된다. 캡조립체(220)는 별도의 절연케이스(270)와 결합되어 캔(210)의 상단개구부(210a)에 결합되어 캔(210)을 밀봉하게 된다.
상기 캡플레이트(240)는, 도 3a와 도 3b를 참조하여 보면, 캔(210)의 상단 개구부(210a)에 상응하는 크기와 형상의 금속판으로 형성된다. 상기 캡플레이트(240)의 중앙에는 소정 크기의 단자통공4(241)가 형성되며, 단자통공4(241)에는 전극단자(230)가 삽입되어 결합된다. 상기 단자통공4(241)의 내면에는 전극단자(230)와 캡플레이트(240)의 절연을 위하여 튜브형의 개스킷튜브(246)가 조립된다.
상기 캡플레이트(240)의 단자통공4(241)를 기준으로 일측에는 안전밴트(246)가 형성되며, 일측의 하면에는 회전방지홈(244)이 형성된다. 상기 안전밴트(246)는 캡플레이트(240)의 하면과 상면에서 각각 압입되어 형성되는 하부홈(247)과 상부홈(248)을 구비하여 형성되며, 이차전지의 과충방전 또는 과열시 발생하는 가스의 압력에 의하여 파괴되면서 이차전지 내부의 가스를 방출시켜 이차전지의 폭발을 방지하게 된다. 상기 캡플레이트(240)는 타측의 소정위치에는 결합팁(245)이 형성될 수 있다.
상기 회전방지홈(244)은 상기 안전밴트(246)의 하면에 형성되는 하부홈(247)에서 상기 단자통공4(241)의 방향으로 소정 크기로 연장되어 하부홈(247)과 일체로 형성된다. 상기 회전방지홈(244)은 바람직하게는 캡플레이트(240) 자체가 상면으로 압입되어 형성되며, 상기 안전밴트(246)의 하부홈(247)과 함께 압입되어 형성된다. 따라서, 상기 안전밴트(246) 형성공정 중에 상기 회전방지홈(244)을 형성하는 것이 가능하게 되므로 별도의 공정없이도 회전방지홈(244)을 형성하는 것이 가능하게된다. 상기 회전방지홈(244)은 각형, 원형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 여기서 그 형상을 한정하는 것은 아니다. 상기 회전방지홈(244)은 길이가 상기 캡플레이트(240) 길이의 10% 내지 40%이며, 폭이 상기 캡플레이트(240) 폭의 적어도 40%로 형성된다. 상기 회전방지홈(244)의 길이 또는 폭이 너무 짧으면 절연플레이트(250)를 고정하는 힘이 작게되고, 회전방지홈(244)의 길이가 너무 길면 캡플레이트(240)의 두께가 전체적으로 작아져 강도가 약해지는 문제가 있다.
상기 회전방지홈(244)의 깊이는 캡플레이트(240)와 절연플레이트(250)의 접촉면의 크기를 고려하여 적정한 깊이로 형성하며 바람직하게는 상기 회전방지홈(244)의 깊이는 0.1mm 내지 0.3mm가 되도록 한다. 상기 회전방지홈(244)의 깊이가 0.1mm보다 얇으면 상기 절연플레이트(250)를 고정하는 힘이 약하게 된다. 그러나, 상기 회전방지홈(244)의 깊이가 0.3mm보다 깊으면 캡플레이트(240)의 강도가 약하게 되는 문제가 있다.
상기 전해액주입공(242)은 상기 캡플레이트(240)의 타측에 소정크기로 형성된다. 상기 캡조립체(220)가 상기 캔(210)의 상단개구부(210a)에 조립된 후 전해액주입공(242)을 통하여 전해액이 주입되고 전해액주입공(242)은 별도의 마개(243)에 의하여 밀폐된다
상기 결합팁(245)은 단자통공4(241)와 전해액주입공(242) 사이의 소정위치에서 소정높이로 돌출되어 형성된다. 상기 결합팁(245)은 바람직하게는 상기 절연플레이트(250)의 높이와 같거나 작은 높이로 형성되어 상기 절연플레이트(250)가 결합되었을 때 상기 절연플레이트(250)의 하면으로 돌출되지 않도록 한다. 상기 결합팁(245)은 상기 절연플레이트(250)가 상기 회전방지홈(244)에 의하여 회전이 방지되는 경우에는 형성되지 않을 수 있음은 물론이다.
상기 절연플레이트(250)는, 도4a와 도 4b를 참조하여 보면, 개스킷 등과 같 은 절연물질로 형성되며, 상기 캡플레이트(240)의 하면에 결합된다. 상기 절연플레이트(250)는 단자통공5(251)와 안착홈(252)과 절연플레이트 돌출부(253) 및 결합홈(254)을 포함하여 형성된다.
상기 단자통공5(251)는 상기 절연플레이트(250)와 상기 캡플레이트(240)가 결합될 때 상기 캡플레이트(240)의 단자통공4(241)에 대응되는 위치에 형성되며, 상기 전극단자(230)가 삽입된다.
상기 안착홈(252)은 상기 절연플레이트(250)의 하면에 상기 터미널플레이트(260)에 대응되는 크기로 형성된다. 상기 안착홈(252)은 바람직하게는 상기 터미널플레이트(260)의 두께보다 낮은 깊이로 형성된다.
상기 절연플레이트 돌출부(253)는 절연플레이트(250) 상면의 일측에서 돌출된 형상으로 형성되며, 상기 회전방지홈(244)에 결합되도록 소정높이와 크기로 형성된다. 상기 절연플레이트 돌출부(253)는 그 높이와 크기가 회전방지홈(244)의 깊이 및 형상보다 크게 되면 절연플레이트 돌출부(253)와 회전방지홈(244)의 결합이 불완전하게 되어 절연플레이트(250)를 고정하는 힘이 작아지게 된다. 그러나 절연플레이트 돌출부(253)의 높이와 크기가 회전방지홈(244)의 깊이 및 형상보다 너무 작게 되면 절연플레이트 돌출부(253)와 회전방지홈(244)의 결합이 충분하지 않아 절연플레이트(250)를 고정하는 힘이 작아져 절연플레이트(250) 및 터미널플레이트(260)가 회전될 가능성이 있다.
상기 절연플레이트(250)의 타측에는 캡플레이트(240)의 하면에 형성된 결합팁(245)에 대응하는 위치에 결합홈(254)이 형성되며, 캡플레이트(240)의 결합팁 (245)이 삽입되어 결합된다. 상기 절연플레이트(250)의 결합홈(254)과 캡플레이트(240)의 결합팁(245)이 결합되면 상기 전극단자(230)를 상기 단자통공5(251)에 삽입하는 과정에서 절연플레이트(250)와 터미널플레이트(260)가 캡플레이트(240)에 대하여 회전되는 것을 이중으로 방지할 수 있게 된다. 상기 결합홈(254)은 상기 결합팁(245)이 형성되지 않는 경우에는 마찬가지로 형성되지 않음은 물론이다.
상기 터미널플레이트(260)는 판상으로 Ni합금으로 형성되며, 상기 절연플레이트(250)의 하면에 형성된 안착홈(252)에 안착되어 상기 절연플레이트(250)와 함께 고정된다. 상기 터미널플레이트(260)는 캡플레이트(240)의 단자통공4(241)에 대응되는 위치에 상기 전극단자(230)가 삽입되는 단자통공6(261)이 형성되어 있으며, 상기 절연플레이트(250)에 의하여 상기 캡플레이트(240)와 절연되면서 전극단자(230)와 전기적으로 연결된다.
상기 전극단자(230)는 캡플레이트(240)와 절연플레이트(250) 및 터미널플레이트(260)에 각각 형성된 단자통공(241, 251, 261)에 삽입되며 터미널플레이트(260)를 통하여 상기 전극조립체(212)의 제1극탭(217)에 전기적으로 연결된다. 상기 전극단자(230)는 캡플레이트(240)의 단자통공4(241)에 삽입될 때 개스킷튜브(246)에 의하여 캡플레이트(240)와 전기적으로 절연된다. 한편 상기 전극단자(230)에는 전극조립체(212)의 형성방법에 의하여 제2극탭(216)이 연결될 수 있음은 물론이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 절연플레이트의 단면도의 단면도를 나타낸다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터미널플레이트의 단면도를 나타낸 다.
상기 절연플레이트(250a)는, 도6을 참조하여 보면, 상면에 절연플레이트 돌출부(253)가 형성되며, 하면에 상기 안착홈(252)의 소정위치에 고정홈(252a)을 포함하여 형성된다. 상기 고정홈(252a)은 바람직하게는 상기 절연플레이트 돌출부(253)가 형성된 위치에 대응되는 위치에 상기 절연플레이트 돌출부(253)에 대응되는 크기로 형성된다.
상기 터미널플레이트(260a)는, 도 7을 참조하여 보면, 상면에 회전방지돌출부(262)가 돌출되어 형성된다. 상기 회전방지돌출부(262)는 상기 절연플레이트(250a)의 하면에 형성되는 고정홈(252a)에 대응되는 크기로 형성되며, 상기 고정홈(252a)에 결합되어 상기 터미널플레이트(260a)가 상기 절연플레이트(250a)에 대하여 상대적으로 회전되지 않도록 한다.
따라서, 상기 절연플레이트(250)와 터미널플레이트(260)는 상기 고정홈(252a)과 회전방지돌출부(262)에 의하여 이중으로 상기 캡플레이트(240)에 대하여 회전을 하지 않게 된다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절연플레이트의 단면도를 나타낸다.
상기 절연플레이트(250b)는, 도 8을 참조하여 보면, 하면에 별도의 안착홈이 없이 고정홈(252b)이 형성되며, 상면에 절연플레이트 돌출부(253)가 형성된다. 상기 고정홈(252b)은 상기 캡플레이트(240)의 회전방지홈(244)에 대응되는 크기와 형상으로 형성되며, 도 7의 터미널플레이트(260a)의 회전방지돌출부(262)가 결합된 다. 따라서 상기 터미널플레이트(260a)는 상기 캡플레이트(240)의 회전방지홈(244)에 결합되어 고정된 상기 절연플레이트(250b)에 고정되어 상기 캡플레이트(240)에 대하여 회전이 방지된다.
다음은 본 발명에 따른 리튬 이차전지에 포함되는 캡조립체의 작용에 대하여 설명한다.
도 9a는 도 3a의 캡플레이트와 도 4a의 절연플레이트 및 도 5a의 터미널플레이트가 결합된 캡조립체의 밑면도를 나타낸다. 도 9b는 도 9a의 D-D 단면도를 나타낸다.
도 9a와 도 9b를 참조하여 보면, 상기 캡조립체(220)에서는 캡플레이트(240)와 절연플레이트(250) 및 터미널플레이트(260)가 각각의 단자통공(241, 251, 261)의 중심이 일치되어 적층되고 상기 전극단자(230)가 각 단자통공(241, 251, 261)에 결합되어 고정된다. 상기 캡플레이트(240)의 하면에 형성되는 회전방지홈(244)에는 상기 절연플레이트(250)의 상면에 형성된 절연플레이트 돌출부(253)가 결합된다. 상기 절연플레이트(250)의 하면에 형성된 안착홈(252)에는 상기 터미널플레이트(260)가 안착된다. 이때 상기 회전방지홈과 일체로 형성된 안전밴트(246)는 절연플레이트(250)에 의하여 가려지지 않고 노출되므로 안전밴트로서의 역할을 하는데 문제가 없게 된다.
그리고, 상기 캡플레이트(240)의 타측에 형성된 상기 결합팁(245)에는 절연플레이트(250)의 결합홈(254)이 결합된다.
상기 전극단자(230)는 일정한 힘에 의하여 회전되면서, 도 9a에서 보는 바와 같이, 적층된 캡플레이트(240)의 단자통공4(241)에 삽입되며 단자통공5(251)과 단자통공6(261)을 순차적으로 통과하게 된다. 전극단자(230)가 삽입되는 과정에서 절연플레이트(250)와 터미널플레이트(260)의 각 단자통공(251, 261)과 전극단자(230)사이에는 마찰력이 발생하게 된다. 따라서 절연플레이트(250)와 터미널플레이트(260)가 캡플레이트(240)의 단자통공4(241)를 중심으로 회전되려 하나, 절연플레이트(250)의 절연플레이트 돌출부(253)는 상기 캡플레이트(240)의 회전방지홈(244)에 결합되고 상기 터미널플레이트(260)는 상기 절연플레이트(250)의 안착홈(252)에 결합되어 있으므로 상기 절연플레이트(250)와 터미널플레이트(260)가 회전하지 않게 된다. 한편 상기 캡플레이트(240)의 결합팁(245)과 절연플레이트(250)의 결합홈(254)도 결합되어 절연플레이트(240)의 회전을 방지하게 된다.
또한, 캡조립체(220)가 조립된 후에 전극단자(230)에 리드플레이트를 연결할 때 전극단자(230)가 회전하는 것을 방지하며, 전극단자(230)가 회전하더라도 터미널플레이트(260)가 회전되는 것을 방지하게 된다.
도 10은 도 3a의 캡플레이트와 도 6의 절연플레이트 및 도 7의 터미널플레이트가 결합된 캡조립체의 단면도를 나타낸다.
도 10을 참조하여 보면, 상기 캡조립체(220a)는 캡플레이트(240)와 절연플레이트(250a) 및 터미널플레이트(260a)가 각각의 단자통공(241, 251, 261)의 중심이 일치되어 적층되고 상기 전극단자(230)가 단자통공(241, 251, 261)에 결합되어 고정된다. 이 때 상기 캡플레이트(240)의 하면에 형성되는 회전방지홈(244)에는 상기 절연플레이트(250a)의 상면에 형성된 절연플레이트 돌출부(253)가 결합된다. 상기 절연플레이트(250a)의 하면에 형성된 안착홈(252)에는 상기 터미널플레이트(260a)가 안착된다. 또한 상기 절연플레이트(250b)의 안착홈(252)에는 고정홈(252a)이 추가로 형성되며, 상기 고정홈(252a)에는 상기 터미널플레이트(260a)의 상면에 형성된 회전방지돌출부(262)가 결합된다. 따라서 상기 절연플레이트(250a)와 터미널플레이트(260a)는 상기 전극단자(230)가 결합되는 과정에서 상기 캡플레이트(240)에 대하여 회전을 하지 않고 고정된다.
도 11은 도 3a의 캡플레이트와 도 8의 절연플레이트 및 도 7의 터미널플레이트가 결합된 캡조립체의 단면도를 나타낸다.
도 11을 참조하여 보면, 상기 캡조립체(220b)는 캡플레이트(240)와 절연플레이트(250b) 및 터미널플레이트(260a)가 각각의 단자통공(241, 251, 261)의 중심이 일치되어 적층되고 상기 전극단자(230)가 단자통공(241, 251, 261)에 결합되어 고정된다. 상기 캡플레이트(240)의 하면에 형성되는 회전방지홈(244)에는 상기 절연플레이트(250b)의 상면에 형성된 절연플레이트 돌출부(253)가 결합된다. 상기 절연플레이트(250b)의 하면에는 상기 터미널플레이트(260a)가 안착된다. 이때 상기 절연플레이트(250b)의 하면에 형성된 고정홈(252b)에는 상기 터미널플레이트(260a)의 상면에 형성된 회전방지돌출부(262)가 결합된다. 따라서 상기 절연플레이트(250b)와 터미널플레이트(260a)는 상기 전극단자(230)가 결합되는 과정에서 상기 캡플레이트(240)에 대하여 회전을 하지 않고 고정된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발 명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
본 발명에 따른 이차전지에 의하면, 캡플레이트와 절연플레이트 및 터미널플레이트에 전극단자를 삽입하여 캡조립체를 형성함에 있어서 전극단자를 삽입할 때 캡플레이트에 대하여 터미널플레이트가 회전되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 캡조립체가 조립된 후에 전극단자에 리드플레이트를 용접하여 연결할 때 전극단자가 회전되더라도 터미널플레이트가 회전되는 것을 방지하여 터미널플레이트가 손상되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 제1극판과 제2극판 및 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체와, 상기 전극조립체와 전해액이 수용되는 캔과, 캡플레이트와 절연플레이트와 터미널플레이트 및 전극단자를 구비하며 상기 캔의 상단개구부에 결합되어 캔을 밀봉하는 캡조립체를 포함하는 리튬 이차전지에 있어서,
    상기 캡플레이트는 일측에 형성되는 안전밴트와 일측 하면에 상기 안전밴트의 하부홈과 일체로 형성되는 소정크기의 회전방지홈을 구비하며,
    상기 절연플레이트는 상면에 형성되어 상기 회전방지홈에 결합되는 절연플레이트 돌출부와 하면에 형성되는 안착홈을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 회전방지홈은 길이가 상기 캡플레이트 길이의 10% 내지 40%이며, 폭이 상기 캡플레이트 폭의 40% 내지 상기 절연플레이트의 폭인 사각형상으로 형성되며,
    상기 절연플레이트 돌출부는 상기 회전방지홈에 대응되는 크기로 형성되어 결합되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 회전방지홈은 0.1mm 내지 0.3mm 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 회전방지홈은 상기 캡플레이트의 하면이 압입되어 상기 안전밴트의 하부홈과 함께 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 절연플레이트는 하면의 안착홈에 고정홈이 형성되고,
    상기 터미널플레이트는 상면에 형성되어 상기 고정홈에 결합되는 회전방지돌출부를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 절연플레이트는 상면에 형성되어 상기 회전방지홈에 결합되는 절연플레이트 돌출부와 하면에 형성되는 고정홈을 구비하며,
    상기 터미널플레이트는 상면에 구비되는 회전방지돌출부가 상기 고정홈에 결합되어 회전이 방지되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  7. 제 1항, 제 5항 및 제 6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 캡플레이트의 타측 하면에 형성되는 결합팁과
    상기 절연플레이트의 타측에 형성되며 상기 결합팁이 결합되는 결합홈을 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제1극판은 음극판으로 형성되며, 제2극판은 양극판으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
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