KR100635731B1 - Secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 이차 전지의 제1실시예를 도시한 분해 사시도,1 is an exploded perspective view showing a first embodiment of a rechargeable battery according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 이차 전지의 제2실시예를 도시한 분해 사시도,2 is an exploded perspective view showing a second embodiment of a rechargeable battery according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 이차 전지의 제3실시예를 도시한 배면도,3 is a rear view showing a third embodiment of a secondary battery according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 이차 전지의 제4실시예를 도시한 배면도이다.Figure 4 is a rear view showing a fourth embodiment of a secondary battery according to the present invention.
< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 ><Brief Description of Major Codes in Drawings>
210 : 케이스 210a : 개구부210:
212 : 전극조립체 230 : 전극단자212: electrode assembly 230: electrode terminal
231 : 단자부 233 : 삽입부231: terminal portion 233: insertion portion
240 : 캡 플레이트 241 : 제1단자통공240: cap plate 241: first terminal through
250 : 절연 플레이트 251 : 제2단자통공250: insulating plate 251: second terminal through
260 : 터미널 플레이트 261 : 제3단자통공260: terminal plate 261: third terminal through
270 : 절연 케이스270: Insulated Case
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극단자가 설치된 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly to a secondary battery provided with an electrode terminal.
최근에는 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 콤팩트하고 경량화 된 전기/전자장치들이 활발하게 개발 및 생산되고 있다. 이러한 휴대용 전기/전자장치들은 별도의 전원이 구비되지 않은 장소에서도 작동될 수 있도록 전지 팩을 내장하고 있다. 내장된 전지 팩은 휴대용 전기/전자장치를 일정 기간 동안 구동시키기 위해 일정 레벨의 전압을 출력시킬 수 있도록 내부에 적어도 하나의 전지를 구비하고 있다.Recently, compact and lightweight electric / electronic devices such as cellular phones, notebook computers, camcorders, etc. have been actively developed and produced. These portable electric / electronic devices have a battery pack that can be operated in a place where no separate power source is provided. The built-in battery pack includes at least one battery therein for outputting a predetermined level of voltage for driving the portable electric / electronic device for a period of time.
전지 팩은 경제적인 측면을 고려하여 최근에는 충방전이 가능한 이차전지를 채용하고 있다. 이차전지에는 대표적으로, 니켈-카드뮴(Ni-Cd)전지와 니켈-수소(Ni-MH)전지 및 리튬(Li)전지와 리튬 이온(Li-ion)전지 등의 리튬 이차 전지 등이 있다.In consideration of economic aspects, the battery pack has recently adopted a secondary battery capable of charging and discharging. Typical secondary batteries include nickel-cadmium (Ni-Cd) batteries, nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, and lithium secondary batteries such as lithium (Li) batteries and lithium ion (Li-ion) batteries.
특히, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V로서, 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다.In particular, the lithium secondary battery has an operating voltage of 3.6 V, which is three times higher than that of a nickel-cadmium battery or a nickel-hydrogen battery, which is widely used as a power source for portable electronic equipment, and is rapidly increasing in terms of high energy density per unit weight. to be.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로는 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지를 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.Such lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides as positive electrode active materials and carbon materials as negative electrode active materials. In general, a 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.
통상적으로, 이차 전지는 활물질이 코팅된 제1,2 전극판 및 제1전극판과 제2전극판 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고, 리튬 이온(Li-ion)의 이동만을 가능하게 하는 세퍼레이터가 권취된 전극 조립체와, 전극 조립체를 수용하는 케이스와, 케이스의 내측에 주입되어 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 전해액, 그리고 케이스를 밀봉하는 캡 조립체 등으로 이루어져 있다.In general, a secondary battery includes a first and second electrode plates coated with an active material, and a separator positioned between the first and second electrode plates to prevent shorting and to allow only movement of lithium ions (Li-ion). And a wound electrode assembly, a case accommodating the electrode assembly, an electrolyte injected into the case to allow movement of lithium ions, a cap assembly for sealing the case, and the like.
이러한 이차 전지는 제1,2전극판으로부터 제1,2전극탭이 인출된 제1,2전극판 및 세퍼레이터를 적층한 후, 이를 권취하여 전극 조립체를 제조한다.The secondary battery stacks first and second electrode plates and separators from which the first and second electrode tabs are drawn from the first and second electrode plates, and then winds them up to manufacture an electrode assembly.
여기서, 전극 조립체의 제1전극탭은 후술될 캡 조립체의 캡 플레이트와 연결되고, 제2전극탭은 캡 조립체에 삽입되는 전극단자와 연결되어 각각 서로 다른 극성을 띠게 된다.Here, the first electrode tab of the electrode assembly is connected to the cap plate of the cap assembly to be described later, the second electrode tab is connected to the electrode terminal inserted into the cap assembly has a different polarity.
캡 조립체는 케이스에 조립되어 케이스를 밀봉하는 캡 플레이트와, 절연플레이트 그리고, 터미널 플레이트가 순차적으로 적층된다. 순차적으로 적층된 캡 플레이트와, 절연플레이트 그리고 터미널플레이트에는 이들을 관통하는 전극단자가 설치된다.The cap assembly is assembled to the case, the cap plate for sealing the case, the insulation plate and the terminal plate are sequentially stacked. The electrode plate penetrating the cap plate, the insulation plate, and the terminal plate which are sequentially stacked are provided.
그런데, 이러한 종래의 이차 전지에서 전극단자의 설치는 전극단자를 회전시키면서 일정한 힘을 가하여 삽입시키게 된다. 이에 캡 플레이트와, 절연플레이트 그리고 터미널 플레이트는 전극단자를 결합시키는 과정에서 각각 회전되어 서로의 결합방향이 틀어지는 문제점이 있다.However, the installation of the electrode terminal in the conventional secondary battery is inserted by applying a constant force while rotating the electrode terminal. The cap plate, the insulation plate and the terminal plate are rotated in the process of coupling the electrode terminal, there is a problem that the coupling direction of each other is changed.
또한, 이차 전지는 케이스를 마감하는 캡 조립체를 케이스에 결합시키는 조립공정을 진행하기 위해 캡 조립체를 가압하면, 절연플레이트가 변형되어 회전되면 서 캡 플레이트와 터미널 플레이트가 접촉되어 단락될 수 있는 문제점이 있다.In addition, the secondary battery has a problem in that when the cap assembly is pressed in order to proceed with the assembly process of coupling the cap assembly closing the case to the case, the insulating plate is deformed and rotated so that the cap plate and the terminal plate may contact and short-circuit. have.
즉, 캡 플레이트는 제1전극탭과 연결되고, 전극단자는 제2전극탭과 연결되어 터미널 플레이트와 연결되므로 절연플레이트는 서로 다른 극성을 갖는 캡 플레이트와 터미널 플레이트 사이를 절연시키는 기능을 갖는다. 그런데 가압에 의해 절연 플레이트가 휘어지면서 회전되면 캡 플레이트와 터미널 플레이트 사이는 절연되지 않으므로 단락될 수 있다.That is, since the cap plate is connected to the first electrode tab and the electrode terminal is connected to the second electrode tab to the terminal plate, the insulating plate has a function of insulating between the cap plate and the terminal plate having different polarities. However, when the insulation plate is bent and rotated by pressing, the insulation may be shorted between the cap plate and the terminal plate.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해소시키기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 이차 전지의 조립공정이나 사용 중에 캡 조립체가 회전되는 것을 방지하는 이차 전지를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a secondary battery which prevents the cap assembly from rotating during the assembling process or use of the secondary battery.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내부에 상측으로 제 1,2전극탭이 인출된 전극 조립체가 수용되는 케이스와, 상기 케이스의 상부를 커버하는 캡 플레이트와, 상기 캡 플레이트의 하면에 결합된 절연 플레이트와, 상기 절연 플레이트의 저면에 결합된 터미널 플레이트와, 상기 캡 플레이트와, 상기 절연플레이트 그리고, 상기 터미널 플레이트를 관통하여 상기 터미널 플레이트와 연결되며 회전방지형 전극단자 및 상기 전극단자와 상기 캡 플레이트를 절연시키는 가스켓을 포함하는 이차 전지를 제공한다.The present invention for achieving the above object is coupled to the case, the cap plate for covering the upper portion of the case, the cap plate to cover the upper portion of the upper and second electrode tabs are drawn upwards therein The insulation plate, the terminal plate coupled to the bottom surface of the insulation plate, the cap plate, the insulation plate, and the terminal plate to be connected to the terminal plate, wherein the anti-rotation type electrode terminal and the electrode terminal and the Provided is a secondary battery including a gasket to insulate a cap plate.
상기 전극단자는 그 단면이 와형으로 형성되거나, 상기 전극단자는 그 단면이 다각형으로 형성될 수 있다.The electrode terminal may be formed in a cross-section of the vortex, or the electrode terminal may be formed in a polygonal cross section.
상기 캡 플레이트와, 상기 절연 플레이트와, 상기 터미널 플레이트에는 상기 전극단자의 단면과 동일한 통공이 각각 형성된 것이 바람직하다.Preferably, the cap plate, the insulation plate, and the terminal plate are formed with the same through-holes as the end faces of the electrode terminals.
상기 가스켓은 상기 전극단자의 단면과 동일한 형태의 튜브형으로 형성된 것이 바람직하다.Preferably, the gasket is formed in a tubular shape having the same shape as the cross section of the electrode terminal.
상기 전극 단자는 그 하측의 단면이 와형으로 형성되거나, 상기 전극 단자는 그 하측의 단면이 다각형으로 형성될 수 있다.The lower end of the electrode terminal may be formed in a vortex shape, or the lower end of the electrode terminal may be formed in a polygon.
상기 전극단자는 음극일 수 있다.The electrode terminal may be a cathode.
상기 케이스는 각형으로 형성된 것이 좋다.The case is preferably formed in a square.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described in detail an embodiment according to the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 이차 전지의 제1실시예를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 이차 전지의 제2실시예를 도시한 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view showing a first embodiment of a secondary battery according to the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view showing a second embodiment of a secondary battery according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 이차 전지의 제3실시예를 도시한 배면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 이차 전지의 제4실시예를 도시한 배면도이다.3 is a rear view showing a third embodiment of a secondary battery according to the present invention, and FIG. 4 is a rear view showing a fourth embodiment of a secondary battery according to the present invention.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 이차 전지는 일측이 개구된 케이스(210)와, 케이스(210)의 내부에 수용되는 전극 조립체(250)와, 케이스(210)의 개구부(210a)에 결합되어 케이스(210)를 마감하는 캡 조립체(220)로 이루어진다.As shown in these drawings, the secondary battery is coupled to a
케이스(210)는 대략 사각박스 형상으로 형성되어 일측이 개구된 개구부(210a)를 포함하며, 금속재질로 형성되므로 케이스(210) 자체가 단자 역할을 수행 할 수 있다. 케이스(210)를 이루는 재질로는 스테인레스강 등의 철재도 사용되나 경량의 전도성 금속이면서 부식에 대처가 용이하도록 내식성이 뛰어난 알미늄 또는 알미늄 합금이 바람직하다. 그러나 본 실시예에서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.The
전극 조립체(212)는 제1전극탭(216)이 부착된 제1전극판(213)과, 제2전극탭(217)이 부착된 제2전극판(215) 그리고, 제1전극판(213)과 제2전극판(215) 사이에 개재된 세퍼레이터(214)가 권취된 젤리-롤형으로 권취되어 이루어진다. 제1,2전극탭(216,217)은 전극 조립체(212)의 상측으로 인출된다.The
이때, 케이스(20)의 상측에는 전극 조립체(212)가 수용된 후 그 상면에 전극 조립체(212)와 캡 조립체(220)를 전기적으로 절연시키도록 제1,2전극탭(216,217)을 관통시키는 절연케이스(270)가 설치된다.In this case, after the
캡 조립체(220)는 캡 플레이트(240)와, 절연 플레이트(250)와, 터미널 플레이트(260) 및 전극 단자(230)를 포함한다. The
캡 플레이트(240)는 케이스(210)의 개구부(210a)와 상응하는 크기와 형상을 가진 금속판으로 형성되어 그 중앙에 전극 단자(230)가 삽입되는 제1단자통공(241)이 형성된다. 제1단자통공(241)의 내면에는 전극 단자(230)와 캡 플레이트(240)의 절연을 위하여 튜브형의 개스킷(246)이 설치된다. 또한, 캡 플레이트(240) 중심부의 일측에는 전해액을 주입하기 위한 전해액 주입구(242)가 형성되고, 전해액 주입구(242)는 마개(243)에 의해 밀봉된다.The
이때, 전해액 주입구(113)를 막는 마개(115)는 핀 형상으로 형성된다.At this time, the stopper 115 for blocking the electrolyte injection hole 113 is formed in a pin shape.
캡 플레이트(240)의 하면에는 절연 플레이트(250)가 설치된다. 절연 플레이 트(250)는 개스킷(246)과 같이 절연물질로 형성되며, 캡 플레이트(240)의 제1단자통공(241)과 연통되게 제2단자통공(251)이 형성된다. An
절연 플레이트(250)의 하면에는 제2단자통공(251)과 연통되는 제3단자통공(261)이 형성된 터미널 플레이트(260)가 결합된다.A
터미널 플레이트(260)는 Ni금속 또는 이의 합금으로 형성될 수 있다.The
여기서, 전극 단자(230)는 그 단면이 와형이거나 다각형으로 형성될 수 있다. 다시 설명하면, 전극 단자(230)는 회전하는 스피너에 의해 가압되어 제1,2,3단자통공(241,251,261)을 관통시킨다. 이때, 전극단자(230)는 그 단면이 원형으로 형성되면 스피너에 의해 삽입될 때 전극단자(230)가 관통되는 캡 플레이트(240)나 절연 플레이트(250) 그리고, 터미널 플레이트(260)가 회전될 수 있다. 그러나, 전극단자(230)는 그 단면이 도 1에 도시된 바와 같이, 와형이나 도 2에 도시된 바와 같이, 다각형을 갖도록 형성되면 스피너와 접촉되어도 전극단자(230)가 회전될 수 없다. 즉, 전극단자(230)는 그 단면이 와형인거나 타원형이면 장축과 단축으로 구분되어져 쉽게 회전 될 수 없다. 또한, 전극단자(230a)는 그 단면이 다각형이면 모서리를 형성하므로 역시 회전가능하지 않다. Here, the
이때, 제1,2,3단자통공(241,251,261)은 전극 단자(230)의 단면과 대응되게 형성됨은 물론이다.In this case, the first, second, and third terminal through
또한, 전극 단자(230)는 단자부(231)와 삽입부(233)로 나누어 설명할 수 있다. 단자부(231)는 그 단면이 삽입부(233)의 단면보다 넓은 면적을 갖도록 형성되어 도시되지 않은 보호회로모듈과 연결된다. 삽입부(233)는 제1,2,3단자통공 (241,251,261)들을 관통하여 터미널 플레이트(260)와 연결된다. 이에, 전극 단자(230)는 단자부(231)는 그 단면이 원형으로 형성되더라도 제1,2,3단자통공(241,251,261)에 삽입되는 삽입부(233)의 단면은 와형으로 형성되거나 다각형으로 형성된다. 제1,2,3단자통공(241,251,261)은 전극 단자(230)의 단면과 대응되게 형성됨은 물론이다. 여기서, 다각형은 일측의 길이가 더 길게 형성된 직사각형일 수 있다.In addition, the
전극 단자(230)의 외면에는 가스켓(246)이 삽입된다. 가스켓(246)은 튜브형으로서 그 내면은 전극 단자(230)의 외면 형태와 대응되게 형성되고, 그 외면은 캡 플레이트(240)의 제1단자통공(241)의 형태와 대응되게 형성된다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 삽입부(233)의 형태가 와형이면 와형 튜브로 형성되고, 도 4에 도시된 바와 같이, 삽입부(233')의 형태가 다각형이면 다각형 튜브로 형성된다.The
이러한 캡 조립체(220)는 캡 플레이트(240)와 절연 플레이트(250) 및 터미널 플레이트(260)가 순차적으로 적층되어 제1,2,3단자통공(241,251,261)이 연통되게 배치되면 전극단자(230)는 회전하는 스피너에 의해 가압되어 제1,2,3단자통공(241,251,261)에 관통된다.The
이에, 전극단자(230)는 전극단자(230)가 회전하면서 캡 플레이트(240)를 가압하거나, 캡 조립체(220)를 케이스(210)와 결합시키기 위해 캡 조립체(220)를 가압하여도 전극단자(230)의 단면이 와형이거나 다각형으로 형성되므로 캡 플레이트(240)와 절연플레이트(250)가 결합되므로 절연 플레이트(250)가 회전되는 것이 방지된다.Accordingly, the
본 발명에 따르면, 이차 전지는 캡 플레이트와, 절연플레이트와, 터미널 플레이트에 전극단자를 삽입시키기 위해 스피너로 전극단자를 가압하여도 전극단자의 단면이 장축을 갖거나 모서리를 갖도록 형성됨에 따라 전극단자가 회전되는 것이 방지되는 이점이 있다.According to the present invention, the secondary battery is formed such that the cross section of the electrode terminal has a long axis or an edge even when the electrode terminal is pressed with a spinner to insert the electrode terminal into the cap plate, the insulating plate, and the terminal plate. There is an advantage that the rotation is prevented.
그리고, 이차 전지는 단락에 의한 폭발 등의 안전사고를 방지할 수 있는 이점이 있다.In addition, the secondary battery has an advantage of preventing a safety accident such as an explosion due to a short circuit.
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2005
- 2005-07-07 KR KR1020050061110A patent/KR100635731B1/en active IP Right Grant
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