KR100614397B1 - Secondary battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 캔의 높이는 동일하면서도 내부의 전극 조립체의 높이는 높일 수 있음으로써, 전지 용량을 향상시키는데 있다.The present invention relates to a secondary battery, and the technical problem to be solved is to improve the battery capacity by increasing the height of the internal electrode assembly while the same height of the can.

이를 위해 본 발명에 의한 해결 방법의 요지는 두 전극 및 세퍼레이터를 구비하여 이루어지는 전극 조립체와, 전극 조립체를 수용할 수 있도록 상부에 개구부가 형성된 절연성 캔과, 전극 조립체가 외부로 이탈되지 않도록 절연성 캔의 개구부를 폐색(閉塞)하는 절연성 캡 플레이트를 포함하는 이차 전지가 개시된다.To this end, the gist of the solution according to the present invention includes an electrode assembly including two electrodes and a separator, an insulating can having an opening formed at an upper portion thereof to accommodate the electrode assembly, and an insulating can so that the electrode assembly does not escape to the outside. A secondary battery comprising an insulating cap plate that closes an opening is disclosed.

Description

이차 전지 {Secondary battery}Secondary battery {Secondary battery}

도 1은 종래의 이차 전지를 도시한 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view illustrating a conventional secondary battery.

도 2는 종래의 이차 전지를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a conventional secondary battery.

도 3은 본 발명에 따른 이차 전지를 도시한 분해 단면도이다.3 is an exploded cross-sectional view illustrating a rechargeable battery according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 이차 전지에서 캡 플레이트를 도시한 평면도이다.4 is a plan view illustrating a cap plate in a secondary battery according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 이차 전지에서 보호회로기판이 접속되는 상태를 도시한 공정 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a state in which a protective circuit board is connected in a secondary battery according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

11: 절연성 캔 22: 전극 조립체11: insulating can 22: electrode assembly

200: 절연성 캡 플레이트 210: 홀200: insulating cap plate 210: hole

220: 마개 230: 전해액 주입구220: plug 230: electrolyte injection hole

240,250: 접착제240,250 adhesive

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 캔 높이는 동일하면서도 내부의 전극 조립체의 높이는 높일 수 있음으로써, 전지 용량을 향상시킬 수 있 는 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to a secondary battery capable of improving battery capacity by increasing the height of an internal electrode assembly while having the same can height.

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)전지 등이 있다. Secondary batteries have been researched and developed in recent years due to the possibility of recharging and miniaturization and large capacity. In recent years, nickel hydrogen (Ni-MH) batteries, lithium (Li) batteries, and lithium ion (Li-ion) batteries are mainly developed and used.

이들 이차 전지의 대부분은 전극(즉, 양극, 음극) 및 세퍼레이터로 이루어진 전극 조립체를 통상 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 캔에 수납하고, 캔을 캡 조립체로 마감한 뒤, 캔 내부에 전해액을 주입하고 밀봉함으로써 형성된다. 캔은 철재로 형성될 수 있으나 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성하게 되면 알루미늄의 가벼운 속성으로 전지의 경량화가 이루어질 수 있고, 고전압하에서 장시간 사용할 때에도 부식되지 않는 등 유리한 점이 있다. Most of these secondary batteries contain an electrode assembly consisting of an electrode (i.e., a positive electrode and a negative electrode) and a separator in a can usually made of aluminum or an aluminum alloy, the can is closed with a cap assembly, and then the electrolyte is injected into the can and sealed. It is formed by. The can may be formed of iron, but when it is formed of aluminum or an aluminum alloy, light weight of the battery may be achieved due to the light property of aluminum, and may not be corroded even when used for a long time under high voltage.

밀봉된 단위 셀은 PTC 소자(positive temperature coefficient), 서멀 퓨즈(thermal fuse) 및 보호회로 기판(PCM: Protective Circuit Module) 등의 안전장치 및 기타 전지 부속들과 연결된 상태로 별도의 하드 팩에 수납되거나, 핫 멜트 수지를 이용하여 몰드를 통해 완성된 외관을 형성하게 된다. The sealed unit cell is housed in a separate hard pack in connection with safety devices such as PTC (positive temperature coefficient), thermal fuses and protective circuit modules (PCM) and other battery components. By using a hot melt resin, the finished appearance is formed through a mold.

도 1은 종래 이차 전지의 분해 사시도이며, 도 2는 종래 이차 전지의 정면에서 본 상부 단면도이다.1 is an exploded perspective view of a conventional rechargeable battery, and FIG. 2 is a top cross-sectional view of a conventional rechargeable battery.

도 1 및 도 2를 참조하여 종래 베어 셀 상태의 이차 전지의 형성 방법을 설명하면, 대략 직육면체로 형성되는 각형 캔(100)과, 이 캔(100)의 내부에 수용되는 전극 조립체(12)와, 캔(100)의 개방된 상단과 결합하여 캔 상단을 밀봉하는 캡 조립체를 구비하여 이루어진다. Referring to FIGS. 1 and 2, a conventional method of forming a rechargeable battery in a bare cell state includes a rectangular can 100 formed in a substantially rectangular parallelepiped, an electrode assembly 12 accommodated inside the can 100, and And a cap assembly coupled to the open top of the can 100 to seal the top of the can.

전극 조립체(12)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 양전극(13), 세퍼레이터(14), 음전극(15)의 적층체를 권취하거나 겹쳐서 형성한다. The electrode assembly 12 is formed by winding or overlapping a stack of the positive electrode 13, the separator 14, and the negative electrode 15 formed in a thin plate or film form.

양전극(13)에는 양극 활물질층이 형성되지 않은 양극 집전체의 영역에 양극 탭(16)이 전기적으로 연결되어 있다. 음전극(15)에도 음극 활물질층이 형성되지 않은 음극 집전체의 영역에 음극 탭(17)이 접속되어 있다. The positive electrode tab 16 is electrically connected to the positive electrode 13 in a region of the positive electrode current collector in which the positive electrode active material layer is not formed. The negative electrode tab 17 is also connected to a region of the negative electrode current collector in which the negative electrode active material layer is not formed.

양전극(13) 및 음전극(15)과, 탭들(16,17)은 극성을 달리하여 배치될 수도 있으며, 탭들(16,17)이 전극 조립체(12)로부터 인출되는 경계부에는 탭과 두 전전극(13,15) 사이의 단락을 방지하기 위하여 절연 테이프(18)가 각각 감겨질 수 있다.The positive electrode 13 and the negative electrode 15 and the tabs 16 and 17 may be arranged with different polarities, and the tabs and the two electrode electrodes are disposed at the boundary where the tabs 16 and 17 are drawn out from the electrode assembly 12. Insulating tapes 18 may be respectively wound to prevent short circuits between the 13 and 15.

세퍼레이터(14)는 양전극 및 음전극(13)(15)보다 폭을 넓게 하여 형성하는 것이 전극간의 단락을 방지하는데 유리하다. Separator 14 is formed to be wider than the positive electrode and negative electrode 13, 15, it is advantageous to prevent the short circuit between the electrodes.

캔(100)은 대략 직육면체의 형상을 가진 알루미늄 혹은 알루미늄 합금으로 형성된다. 캔(100)의 개방된 상단을 통해 전극 조립체(12)가 수용되어 캔(100)은 전극 조립체 및 전해액의 용기 역할을 하게된다. 캔(100)은 그 자체가 단자역할을 수행할 수 있다. The can 100 is formed of aluminum or an aluminum alloy having a substantially rectangular parallelepiped shape. The electrode assembly 12 is received through the open top of the can 100 so that the can 100 serves as a container for the electrode assembly and the electrolyte. The can 100 may itself serve as a terminal.

캡 조립체에는 캔(100)의 개방된 상단에 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형의 도전성 캡 플레이트(110)가 마련되어 있다. 캡 플레이트(110)의 중앙부에는 전극 단자(130)가 통과할 수 있도록 단자용 통공(111)이 형성된다. 캡 플레이트(110)의 중앙부를 관통하는 전극 단자(130)와 캡 플레이트(110) 사이에는 전기적 절연을 위해 튜브 형상의 가스켓(120)이 설치된다. The cap assembly is provided with a flat conductive cap plate 110 having a size and shape corresponding to the open top of the can 100. The through hole 111 for the terminal is formed in the center portion of the cap plate 110 so that the electrode terminal 130 can pass therethrough. A tube-shaped gasket 120 is installed between the electrode terminal 130 penetrating the center portion of the cap plate 110 and the cap plate 110 for electrical insulation.

도전성 캡 플레이트(110) 하면에 절연 플레이트(140)가 배치되어 있다. 절연 플레이트(140)의 아랫면에는 단자 플레이트(150)가 설치되어 있다. 전극 단자(130)의 저면부는 단자 플레이트(150)와 전기적으로 연결되어 있다. The insulating plate 140 is disposed on the lower surface of the conductive cap plate 110. The terminal plate 150 is provided on the bottom surface of the insulating plate 140. The bottom portion of the electrode terminal 130 is electrically connected to the terminal plate 150.

캡 플레이트(110) 하면에는 양전극(13)으로부터 인출된 양극 탭(16)이 용접되어 있으며, 전극 단자(130)의 하단부에는 음전극(15)으로부터 인출된 음극 탭(17)이 다수회 접혀진 상태에서 용접된다.The positive electrode tab 16 drawn from the positive electrode 13 is welded to the lower surface of the cap plate 110, and the negative electrode tab 17 drawn from the negative electrode 15 is folded a plurality of times at the lower end of the electrode terminal 130. Are welded.

한편, 전극 조립체(12)의 상면에는 전극 조립체(12)와 캡 조립체와의 전기적 절연을 위하고, 이와 동시에 상기 전극 조립체(12)의 상단부를 커버할 수 있도록 절연 케이스(190)가 설치된다. 절연 케이스(190)는 절연성을 가지는 고분자 수지, 가령 폴리프로필렌으로 된 것이 바람직하다. 절연 케이스(190)의 중앙부에는 음극 탭(17)이 통과할 수 있도록 리드 통공(191)이 형성되고, 다른 측방에는 전해액 통과공(192)이 형성되어 있다. 전해액 통과공은 별도로 형성되지 않을 수 있다. On the other hand, an insulating case 190 is provided on the upper surface of the electrode assembly 12 to electrically cover the electrode assembly 12 and the cap assembly and at the same time to cover the upper end of the electrode assembly 12. The insulating case 190 is preferably made of an insulating polymer resin, for example, polypropylene. A lead through hole 191 is formed in the center portion of the insulating case 190 to allow the negative electrode tab 17 to pass therethrough, and an electrolyte passage hole 192 is formed at the other side thereof. The electrolyte passage hole may not be formed separately.

캡 플레이트(110)의 일측에는 전해액 주입공(112)이 형성되며, 전해액이 주입된 다음에 전해액 주입공을 밀폐시키기 위하여 마개(160)가 설치된다. 마개(160)는 알루미늄이나 알루미늄 함유 금속으로 만든 볼형 모재를 전해액 주입공(112) 위에 놓고 기계적으로 전해액 주입공(112)으로 압입하여 형성한다. 밀봉을 위해 마개(160)는 전해액 주입공(112) 주변에서 캡 플레이트(110)에 용접된다. 캡 조립체는 캡 플레이트(110) 주변부를 캔(100) 개구부 측벽에 용접하여 캔에 결합된다. An electrolyte injection hole 112 is formed at one side of the cap plate 110, and a stopper 160 is installed to seal the electrolyte injection hole after the electrolyte is injected. The stopper 160 is formed by placing a ball-shaped base material made of aluminum or an aluminum-containing metal on the electrolyte injection hole 112 and mechanically indenting the electrolyte injection hole 112. The stopper 160 is welded to the cap plate 110 around the electrolyte injection hole 112 for sealing. The cap assembly is joined to the can by welding the periphery of the cap plate 110 to the side walls of the can 100 opening.

그런데, 이차 전지의 경량화 및 고용량화 요구에 따라 더 많은 전지 용량을 가지면서도 기존보다 작거나 기존 제품과 동일한 부피를 가지는 전지를 개발하는 것이 계속적으로 요구된다. 도 2를 통해 살펴본 종래의 각형 리튬 이온 이차 전지에서는 전극 조립체의 탭을 캡 플레이트에 연결하기 위해 상당 부분의 빈 공간을 가지고 있다. However, there is a continuous need to develop a battery having a larger battery capacity and a smaller volume than the existing product or the same volume as a conventional product according to the demand for lighter weight and higher capacity of the secondary battery. In the conventional rectangular lithium ion secondary battery described with reference to FIG. 2, there is a large amount of empty space for connecting the tab of the electrode assembly to the cap plate.

이런 빈 공간은 기존 전지의 구성상 안전과 불량 회피를 위한 불가피한 것일 수 있으나, 전지의 용량 관점에서 볼 때 불필요한 공간이라 할 수 있다. 따라서, 구조상 안전의 문제가 없으면서도 기존 이차 전지의 빈 공간을 전지 용량 확대를 위해 이용할 수 있는 방법이나 전지 구조의 개발이 요청된다.Such empty space may be inevitable for safety and defect avoidance of the existing battery, but may be considered unnecessary in view of the capacity of the battery. Therefore, there is a need for development of a method or battery structure that can utilize the empty space of an existing secondary battery for expanding battery capacity without having a problem of structural safety.

본 발명은 상술한 종래 이차 전지 구조의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전극 조립체의 탭과 캡 플레이트와의 전기 연결을 위한 캔 내부 공간 소모가 없는 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above-described problem of the conventional secondary battery structure, an object of the present invention is to provide a secondary battery that does not consume space in the can for the electrical connection between the tab and the cap plate of the electrode assembly.

본 발명은 또한, 가공이 기존의 이차 전지에 비해 용이하고, 공정 시간의 소모를 줄일 수 있는 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a secondary battery which is easier to process than a conventional secondary battery and can reduce the consumption of processing time.

본 발명은 캔형 이차전지의 구조를 간단화하고, 부품 수를 줄일 수 있는 구성의 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a secondary battery having a structure capable of simplifying the structure of a can type secondary battery and reducing the number of parts.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 이차 전지는 두 전극 및 세퍼레이터를 구비하여 이루어지는 전극 조립체와, 전극 조립체를 수용할 수 있도록 상부에 개구부가 형성된 절연성 캔과, 전극 조립체가 외부로 이탈되지 않도록 절연성 캔의 개구부를 폐색(閉塞)하는 절연성 캡 플레이트를 포함한다.In order to achieve the above object, a secondary battery according to the present invention includes an electrode assembly including two electrodes and a separator, an insulating can having an opening formed at an upper portion thereof to accommodate the electrode assembly, and an electrode assembly so as not to be separated out. And an insulating cap plate that closes the opening of the insulating can.

여기서, 상기 절연성 캔 및 절연성 캡 플레이트는 플라스틱, 엔지니어링 플라스틱 또는 그 등가물로 형성될 수 있다.Here, the insulating can and the insulating cap plate may be formed of plastic, engineering plastic, or an equivalent thereof.

또한, 상기 전극 조립체에는 두 전극에 일단이 연결되고 타단은 상부 방향으로 일정 길이 연장된 전극 탭이 더 구비되어 있고, 상기 절연성 캡 플레이트에는 상기 전극 탭이 관통하여 외부로 일정 길이 돌출될 수 있도록 일정 크기의 홀이 더 형성될 수 있다.In addition, the electrode assembly is further provided with an electrode tab, one end of which is connected to two electrodes and the other end of which extends a predetermined length in an upward direction, and the insulating cap plate is fixed so that the electrode tab penetrates and protrudes to a predetermined length to the outside. Holes of size may be further formed.

또한, 상기 절연성 캡 플레이트에는 전해액 주입구가 형성되고, 상기 전해액 주입구는 플라스틱 재질의 마개로 폐색될 수 있다.In addition, an electrolyte injection hole may be formed in the insulating cap plate, and the electrolyte injection hole may be blocked by a plastic stopper.

상기와 같이 하여 본 발명에 의한 이차 전지는 전극 조립체의 전극 탭과 캔 또는 캡 플레이트와의 쇼트 현상을 방지하기 위한 절연 케이스가 제거됨으로써, 그 만큼 전극 조립체의 높이를 더 향상시킬 수 있고 이에 따라 전지 용량도 증가된다.As described above, in the secondary battery according to the present invention, the insulating case for preventing a short phenomenon between the electrode tab of the electrode assembly and the can or cap plate is removed, whereby the height of the electrode assembly can be further improved accordingly. Dose is also increased.

또한, 본 발명은 절연 케이스가 제거되는 동시에, 전극 탭과 캡 플레이트 사이의 용접 공정도 생략될 수 있음으로써, 공정 시간이 단축되고 또한 제조 비용도 절감된다.In addition, the present invention can eliminate the welding case between the electrode tab and the cap plate at the same time the insulating case is removed, thereby reducing the process time and also the manufacturing cost.

더불어, 본 발명은 캔 및 캡 플레이트의 재질이 모두 플라스틱 계열로 변경되고, 또한 종래 캡 어셈블리의 구성 요소가 대폭 축소됨으로써, 공정 시간 및 제조 비용이 절감될 뿐만 아니라 무게도 상당히 가벼워진다.In addition, the present invention changes the material of both the can and cap plate to the plastic series, and also greatly reduces the components of the conventional cap assembly, thereby reducing the process time and manufacturing cost as well as significantly lighter weight.

이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하 여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지의 분해 단면도가 도시되어 있고, 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지에서 캡 플레이트의 평면도가 도시되어 있다.Referring to FIG. 3, an exploded cross-sectional view of a secondary battery according to the present invention is illustrated, and referring to FIG. 4, a plan view of a cap plate in a secondary battery according to the present invention is illustrated.

도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 의한 이차 전지의 형성 방법을 설명하면, 베어 셀 상태의 각형 리튬 이온 전지는 대략 직육면체로 형성되는 각형의 절연성 캔(11)과, 이 절연성 캔(11)의 내부에 수용되는 전극 조립체(22)와, 절연성 캔(11)의 개방된 상단과 결합하여 캔 상단을 밀봉하는 절연성 캡 플레이트(200)를 구비하여 이루어진다. Referring to FIGS. 3 and 4, the method for forming a secondary battery according to the present invention will be described. A rectangular lithium ion battery in a bare cell state has a rectangular insulating can 11 formed of a substantially rectangular parallelepiped, and the insulating can 11. And an insulating cap plate 200 coupled to the open top of the insulating can 11 to seal the top of the can.

전극 조립체(22)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 양전극(13), 세퍼레이터(14), 음전극(15)의 적층체를 와형으로 권취하여 형성한다. 권취시의 양전극 및 음전극 사이의 단락을 방지하기 위해 음전극의 외측에는 세퍼레이터가 한층 더 추가될 수 있다.The electrode assembly 22 is formed by winding a laminate of the positive electrode 13, the separator 14, and the negative electrode 15 formed in a thin plate or film form in a spiral shape. In order to prevent a short circuit between the positive electrode and the negative electrode during winding, a separator may be further added to the outside of the negative electrode.

양전극(13)은 도전성이 우수한 금속 박판, 예컨대 알루미늄 호일로 된 양극 집전체와, 그 양면에 코팅된 리튬계 산화물을 주성분으로 하는 양극 활물질층을 포함하고 있다. 양전극(13)에는 양극 활물질층이 형성되지 않은 양극 집전체의 영역에 전극 탭(예를 들면, 양극 탭)(16)이 전기적으로 연결되어 있다. The positive electrode 13 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 composed mainly of lithium-based oxide coated on both surfaces thereof. In the positive electrode 13, an electrode tab (eg, a positive electrode tab) 16 is electrically connected to a region of a positive electrode current collector in which a positive electrode active material layer is not formed.

음전극(15)은 전도성의 금속 박판, 이를테면 구리 호일로 된 음극 집전체와, 그 양면에 코팅된 탄소재를 주성분으로 하는 음극 활물질층을 포함하고 있다. 음전극(15)에도 음극 활물질층이 형성되지 않은 음극 집전체의 영역에 전극 탭(예를 들 면, 음극 탭)(17)이 접속되어 있다. The negative electrode 15 includes a negative electrode current collector made of a conductive metal plate such as copper foil, and a negative electrode active material layer mainly composed of a carbon material coated on both surfaces thereof. An electrode tab (for example, a negative electrode tab) 17 is connected to a region of the negative electrode current collector in which the negative electrode 15 is also not provided with the negative electrode active material layer.

여기서 양전극(13) 및 음전극(15)과, 탭들(16,17)은 극성을 달리하여 배치될 수도 있으며, 탭들(16,17)이 전극 조립체(22)로부터 인출되는 경계부에는 탭(16,17)과 두 전극(13,15) 사이의 단락을 방지하기 위하여 절연 테이프가 각각 감겨질 수 있다. Herein, the positive electrode 13 and the negative electrode 15 and the tabs 16 and 17 may be arranged with different polarities, and the tabs 16 and 17 may be disposed at the boundary where the tabs 16 and 17 are drawn out from the electrode assembly 22. And an insulating tape may be wound respectively to prevent a short circuit between the two electrodes 13 and 15.

세퍼레이터(14)는 폴리 에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 공중합체(co-polymer)로 주로 이루어진다. 세퍼레이터(14)는 양전극(13) 및 음전극(13)보다 폭을 넓게 하여 형성하는 것이 전극간의 단락을 방지하는데 유리하다. The separator 14 mainly consists of polyethylene, polypropylene, or a copolymer of polyethylene and polypropylene. Separator 14 is formed to be wider than the positive electrode 13 and the negative electrode 13 is advantageous to prevent short circuit between the electrodes.

캔(11)은 대략 직육면체의 형상을 가진 절연체 예를 들면, 플라스틱, 엔지니어링 플라스틱 또는 그 등가물로 형성 가능하지만, 여기서 재질을 한정하는 것은 아니다. 이러한 절연성 캔(11)의 개방된 상단을 통해 전극 조립체(22)가 수용되어 절연성 캔(11)은 전극 조립체 및 전해액의 용기 역할을 하게된다. 이와 같이 본 발명은 캔(11) 자체가 절연성이므로, 종래와 같은 단자 역할을 수행하지는 못한다. 또한, 본 발명은 개구부가 형성된 캔(11)의 상단에 단차(19)가 형성되어 있으며, 하기할 캡 플레이트(200)는 상기 단차(19)에 강하게 결합 가능하게 되어 있다.The can 11 may be formed of an insulator having a substantially rectangular parallelepiped shape, for example, plastic, engineering plastic, or an equivalent thereof, but the material is not limited thereto. The electrode assembly 22 is received through the open top of the insulating can 11 so that the insulating can 11 serves as a container of the electrode assembly and the electrolyte. As described above, since the can 11 itself is insulative, the present invention does not perform a terminal role as in the related art. In addition, according to the present invention, a step 19 is formed at an upper end of the can 11 in which the opening is formed, and the cap plate 200 to be described below can be strongly coupled to the step 19.

캡 플레이트(200)는 절연성 캔(11)의 개방된 상단에 대응되는 크기와 형상을 가지는 절연성 평판 형태로 마련되어 있다. 이러한 캡 플레이트(200)는 비금속 절연 재질, 가령, 플라스틱, 엔지니어링 플라스틱 또는 그 등가물로 형성가능하나 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.The cap plate 200 is provided in the form of an insulating flat plate having a size and shape corresponding to the open upper end of the insulating can 11. The cap plate 200 may be formed of a non-metal insulating material, for example, plastic, engineering plastic, or equivalent thereof, but is not limited thereto.

캡 플레이트(200)에는 전극 조립체(22)의 전극 탭(예를 들면, 양극 탭 및 음극 탭)(16,17)이 통과할 수 있도록 통공(210)이 형성되며, 또한 전해액 주입을 위한 전해액 주입구(230)도 형성된다. 더불어, 이러한 캡 플레이트(200)는 상기 캔(11)의 상단에 형성된 단차(19)에 결합된 후 접착제 또는 열용착 방법으로 캔(11)에 강하게 고정된다.In the cap plate 200, a through hole 210 is formed to allow the electrode tabs (eg, the positive electrode tab and the negative electrode tab) 16 and 17 of the electrode assembly 22 to pass therethrough, and an electrolyte injection hole for injecting the electrolyte solution. 230 is also formed. In addition, the cap plate 200 is coupled to the step 19 formed at the upper end of the can 11 and then strongly fixed to the can 11 by an adhesive or heat welding method.

또한, 상기 캡 플레이트(200)를 관통하는 탭들(16,17)과 캡 플레이트(200) 사이의 틈으로는 전해액이 누액될 수 있으므로 이런 틈은 탭들을 이루는 금속과 결합성이 좋은 플라스틱 재질의 용접봉으로 용접하여 마감할 수도 있다. 그러나, 캡 플레이트와 캔의 개구부를 접착시킨 접착제 혹은 접착성을 가지는 충진재로 이 틈을 채워 밀봉시키는 것이 가공성 면에서 바람직하다.In addition, since the electrolyte may leak into the gap between the tabs 16 and 17 and the cap plate 200 penetrating the cap plate 200, the gap may be a welding rod made of a plastic material having good bondability with the metal forming the tabs. It can also be finished by welding. However, it is preferable from the standpoint of workability to seal the gap with an adhesive or an adhesive filler having adhered the cap plate and the opening of the can.

종래에 캡 플레이트(200) 하면에 있던 절연 플레이트, 단자 플레이트, 전극 단자, 가스켓 등은 본 발명에서는 필요치 않으므로 제거된다. 또한, 전극 탭이 다수회 절곡되어 내부에 용접되지 않고, 곧게 뻗어 인출될 수 있으므로 전극 조립체 위에 놓이던 PP(polypropylene) 케이스 혹은 절연 케이스도 생략될 수 있다.The insulating plate, the terminal plate, the electrode terminal, the gasket, and the like, which were conventionally disposed on the lower surface of the cap plate 200, are not necessary in the present invention and are removed. In addition, since the electrode tab may be bent a plurality of times and not welded to the inside, the electrode tab may be straightly drawn out, and thus a polypropylene (PP) case or an insulating case that is placed on the electrode assembly may be omitted.

따라서, 본 발명은 상기 제거된 구성 요소만큼 전극 조립체(22)의 높이를 더 높일 수 있고, 이에 따라 전지 용량 향상이 가능하게 된다. 물론, 상기와 같은 구성 요소의 제거로 인해 조립 공정이 단순해짐은 물론, 제조 비용도 절감된다. 더욱이, 금속성의 캔 및 캡 플레이트 대신 플라스틱 계열의 캔 및 캡 플레이트를 이용함으로써, 그 무게는 더욱 가벼워진다.Accordingly, the present invention can further increase the height of the electrode assembly 22 by the removed component, thereby enabling battery capacity improvement. Of course, the removal of the components as described above not only simplifies the assembly process, but also reduces the manufacturing cost. Moreover, by using plastic-based cans and cap plates instead of metallic cans and cap plates, the weight is lighter.

한편, 전해액을 주입하는 전해액 주입구(230)는 알루미늄 볼을 압입하고 용 접하여 마감하기 보다는 플라스틱 마개(220)로 마감될 수 있도록 단차를 두어 형성되어 있다. 마개를 막을 때는 밀봉력을 높이기 위해 접착제가 사용될 수 있고, 마개와 전해액 주입구에 나사산을 형성하여 나사 결합시키는 것도 가능하다. 접착제 대신 플라스틱 용접이 이용될 수도 있다. 절연 케이스가 없으므로 전해액 주입도 보다 신속하게 이루어질 수 있다.On the other hand, the electrolyte injection hole 230 for injecting the electrolyte is formed by placing a step so that it can be closed with a plastic stopper 220, rather than indenting and welding the aluminum ball. When the plug is closed, an adhesive may be used to increase the sealing force, and a screw may be formed by screwing the plug and the electrolyte inlet. Plastic welding may be used instead of the adhesive. Since there is no insulation case, electrolyte injection can be made more quickly.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지에서 보호회로기판이 접속되는 상태가 도시되어 있다.Referring to FIG. 5, a state in which a protection circuit board is connected in a secondary battery according to the present invention is illustrated.

도 5에 도시된 이차 전지의 형성 방법은 도 3 내지 도 4에 도시된 실시예에서의 설명과 유사하게 이루어질 수 있다. 단, 캡 플레이트(200)와 캔(11)의 개구부를 결합시키는 것은 접착제(240)이며, 전극 탭(16,17)이 인출되도록 형성된 캡 플레이트(200)의 홀과 전극 탭 사이의 틈새를 밀봉하는 것도 접착제(250)로 되어 있다.The method of forming the secondary battery illustrated in FIG. 5 may be similar to that described in the embodiment illustrated in FIGS. 3 to 4. However, the opening of the cap plate 200 and the can 11 is an adhesive 240, and seals the gap between the hole of the cap plate 200 and the electrode tab formed so that the electrode tabs 16 and 17 are drawn out. Also, the adhesive 250 is used.

캡 플레이트의 홀을 통해 인출되는 전극 탭(16,17)은 그 자체로 보호회로 기판(300)의 리드 플레이트(320)들과 용접 등의 방법으로 결합된다. 도면 부호 310은 외부 입출력 단자를 나타낸다.The electrode tabs 16 and 17 drawn out through the holes of the cap plate are themselves connected to the lead plates 320 of the protection circuit board 300 by welding or the like. Reference numeral 310 denotes an external input / output terminal.

이런 구성에서 후속적으로, 보호회로 기판과 베어 셀이 결합된 코아 셀 상태로 이차 전지는 몰드에 장착된다. 몰드 내로 핫 멜트 수지가 주입되고, 냉각 혹은 경화를 통해 보호회로 기판과 베어 셀이 틈이 없이 결합되어 외관이 완성된 하드 팩 상태의 전지를 이루게 된다.Subsequently in this configuration, the secondary battery is mounted in a mold in a core cell state in which a protection circuit board and a bare cell are coupled. The hot melt resin is injected into the mold, and the protection circuit board and the bare cell are combined without any gaps through cooling or curing to form a hard pack battery in which appearance is completed.

이상의 실시예에서 사용될 수 있는 플라스틱으로는 금속과의 용접성, 가공성이 뛰어난 엔지니어링 플라스틱류를 사용하는 것이 바람직하다. 근래에 개발된 엔지니어링 플라스틱은 알루미늄보다 가볍고 높은 기계적 강도를 유지할 수 있는 것들이 있으며, 접착제는 전해질에 의해 분해되거나 변성되지 않도록 내화학성, 내열성을 가진 것들을 사용하는 것이 바람직하다.As the plastic that can be used in the above embodiments, it is preferable to use engineering plastics excellent in weldability with metal and workability. Engineering plastics developed in recent years are those that are lighter than aluminum and can maintain high mechanical strength, and it is preferable to use those having chemical resistance and heat resistance so that the adhesive is not decomposed or modified by the electrolyte.

가령, 절연성 캔과 캡 플레이트가 닿는 곳을 밀착시킬 접착제로는 에폭시 등이 사용될 수 있다. 이때 에폭시는 가공 효율을 높이기 위해 경화시간을 짧게 하는 것이 바람직하다.For example, an epoxy or the like may be used as the adhesive to closely contact the insulating can and the cap plate. At this time, the epoxy is preferably shortened the curing time in order to increase the processing efficiency.

그리고, 이상의 예에서는 캡 플레이트에 전극 탭의 인출을 위한 중앙 홀을 형성하는 형태를 나타내었으나, 캡 플레이트의 주변부에 탭의 인출을 위한 홈을 형성하고, 캡 플레이트와 캔의 개구부가 만나는 곳에 이 홈에 의해 전극 탭 인출을 위한 홀이 형성되는 효과를 갖는 다른 본 발명의 실시예를 제시하는 것도 가능하다.In the above example, the center plate for drawing the electrode tab is formed in the cap plate, but the groove for drawing the tab is formed at the periphery of the cap plate, and the groove where the opening of the cap plate and the can meets. It is also possible to present another embodiment of the present invention having the effect of forming a hole for electrode tab withdrawal.

상기와 같이 하여 본 발명에 의한 이차 전지는 전극 조립체의 전극 탭과 캔 또는 캡 플레이트와의 쇼트 현상을 방지하기 위한 절연 케이스가 제거됨으로써, 그 만큼 전극 조립체의 높이를 더 향상시킬 수 있고 이에 따라 전지 용량도 증가된다.As described above, in the secondary battery according to the present invention, the insulating case for preventing a short phenomenon between the electrode tab of the electrode assembly and the can or cap plate is removed, whereby the height of the electrode assembly can be further improved accordingly. Dose is also increased.

또한, 본 발명은 절연 케이스가 제거되는 동시에, 전극 탭과 캡 플레이트 사이의 용접 공정도 생략될 수 있음으로써, 공정 시간이 단축되고 또한 제조 비용도 절감된다. In addition, the present invention can eliminate the welding case between the electrode tab and the cap plate at the same time the insulating case is removed, thereby reducing the process time and also the manufacturing cost.                     

더불어, 본 발명은 캔 및 캡 플레이트의 재질이 모두 플라스틱 계열로 변경되고, 또한 종래 캡 어셈블리의 구성 요소가 대폭 축소됨으로써, 공정 시간 및 제조 비용이 절감될 뿐만 아니라 무게도 상당히 가벼워진다.In addition, the present invention changes the material of both the can and cap plate to the plastic series, and also greatly reduces the components of the conventional cap assembly, thereby reducing the process time and manufacturing cost as well as significantly lighter weight.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 이차 전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is just one embodiment for carrying out the secondary battery according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the scope of the present invention is departed from the scope of the following claims. Without this, anyone skilled in the art to which the present invention pertains will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.

Claims (13)

두 전극 및 세퍼레이터를 구비하고, 상기 두 전극에는 일단이 연결되어 타단이 상부 방향으로 일정 길이 연장되는 전극 탭이 형성된 전극 조립체와,An electrode assembly having two electrodes and a separator, the two electrodes having one end connected to each other and having an electrode tab extending at a predetermined length in an upward direction thereof; 상기 전극 조립체를 수용할 수 있도록 상부에 개구부가 형성된 절연성 캔과,An insulating can having an opening formed therein to accommodate the electrode assembly; 상기 전극 조립체가 외부로 이탈되지 않도록 상기 절연성 캔의 개구부를 폐색(閉塞)하는 절연성 캡 플레이트를 포함하고,An insulating cap plate closing the opening of the insulating can so that the electrode assembly is not separated outward; 상기 절연성 캡 플레이트에는 상기 전극 조립체의 전극 탭이 관통하여 외부로 일정 길이 돌출될 수 있도록 일정 크기의 홀이 형성된 동시에, 전해액을 주입할 수 있도록 전해액 주입구가 형성되고, 상기 전해액 주입구는 플라스틱 재질의 마개로 폐색됨을 특징으로 하는 이차 전지.The insulating cap plate is provided with a hole having a predetermined size so that the electrode tab of the electrode assembly can protrude to a certain length through the electrode tab, and an electrolyte injection hole is formed to inject the electrolyte solution, and the electrolyte injection hole is formed of a plastic stopper. A secondary battery characterized in that the occlusion. 제 1 항에 있어서, 상기 절연성 캔 및 절연성 캡 플레이트는 플라스틱으로 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지.The secondary battery of claim 1, wherein the insulating can and the insulating cap plate are made of plastic. 제 1 항에 있어서, 상기 절연성 캔과 절연성 캡 플레이트는 접착제로 상호 결합된 것을 특징으로 하는 이차 전지.The secondary battery of claim 1, wherein the insulating can and the insulating cap plate are bonded to each other by an adhesive. 제 1 항에 있어서, 상기 절연성 캔과 절연성 캡 플레이트는 열용착되어 상호 결합된 것을 특징으로 하는 이차 전지.The secondary battery of claim 1, wherein the insulating can and the insulating cap plate are thermally welded to each other. 제 1 항에 있어서, 상기 절연성 캔의 개구부 끝단에는 상기 캡 플레이트의 결합력이 향상되도록 단차가 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지.The rechargeable battery as claimed in claim 1, wherein a step is formed at an end of the opening of the insulating can such that a coupling force of the cap plate is improved. 제 1 항에 있어서, 상기 절연성 캔 및 절연성 캡 플레이트는 알루미늄보다 기계적 강도가 높은 엔지니어링 플라스틱으로 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지.The secondary battery of claim 1, wherein the insulating can and the insulating cap plate are made of an engineering plastic having higher mechanical strength than aluminum. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 홀과 상기 전극 탭 사이의 틈은 접착제로 밀봉된 것을 특징으로 하는 이차 전지.The secondary battery of claim 1, wherein the gap between the hole and the electrode tab is sealed with an adhesive. 제 1 항에 있어서, 상기 절연성 캡 플레이트는 주연부에 상기 전극 탭의 인출을 위한 홈이 형성되어 있으며, 상기 홈은 상기 캡 플레이트가 상기 캔의 개구부와 결합된 상태에서 홀이 형성되도록 함을 특징으로 하는 이차 전지.According to claim 1, wherein the insulating cap plate is formed in the periphery of the groove for the extraction of the electrode tab, the groove is characterized in that the hole is formed in a state that the cap plate is coupled to the opening of the can. Secondary battery. 제 9 항에 있어서, 상기 홀과 상기 전극 탭 사이의 틈은 접착제로 밀봉됨을 특징으로 하는 이차 전지.The secondary battery of claim 9, wherein the gap between the hole and the electrode tab is sealed with an adhesive. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 전해액 주입구 내면과 상기 마개의 외면에는 상응하는 나사산이 형성되어 상기 전해액 주입구는 상기 마개와 나사 결합된 것을 특징으로 하는 이차 전지.The secondary battery of claim 1, wherein a corresponding screw thread is formed on an inner surface of the electrolyte injection hole and an outer surface of the stopper so that the electrolyte injection hole is screwed to the stopper. 제 3 항에 있어서, 상기 접착제는 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 이차 전지.The secondary battery of claim 3, wherein the adhesive is an epoxy resin.
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