KR100659864B1

KR100659864B1 - 이차전지

Info

Publication number: KR100659864B1
Application number: KR1020050104573A
Authority: KR
Inventors: 성재일
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2005-11-02
Filing date: 2005-11-02
Publication date: 2006-12-19

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 이차전지의 홀더는 캡플레이트의 상면에 위치하며, 측면 중 적어도 일부에 성형수지부와의 결착홈 또는 결착홀이 형성된 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 이차전지의 홀더는 캡플레이트의 상면에 위치한 몸통부와, 상기 몸통부 위에 일체로 형성되며 상기 몸통부 외측 둘레보다 큰 외측 둘레를 갖는 지붕부를 구비한 것을 특징으로 한다. 따라서, 비틀림이나 구부림 같은 외력에 대한 저항 강도를 높일 수 있다

Description

이차전지 {SECONDARY BATTERY}

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 분리 사시도이다.

도 2a 는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 홀더를 나타내는 사시도이고, 도 2b 는 도 2a 의 평면도이다.

도 3a 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지의 홀더를 나타내는 사시도이고, 도 3b 는 도 3a 의 평면도이다.

도 4a 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지의 홀더를 나타내는 사시도이고, 도 4b 는 도 4a 의 평면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 이차전지 11: 캔

12: 전극조립체 100: 캡조립체

110: 캡플레이트 200, 210, 220, 230: 홀더

211: 결착홈 221: 결착홀

231: 몸통부 232: 지붕부

235: 결착홈 300: 보호회로기판

본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 베어셀의 캡플레이트와 성형수지부 간의 결합력을 향상시키는 홀더의 구조에 관한 것이다.

통상적으로, 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차전지는 작동전압이 3.6V로서, 전자장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위중량당 에너지밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다.

이러한 리튬 이차전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 또한, 리튬 이차전지는 여러가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 있다.

이차전지는 베어셀과, 보호회로기판과, 성형수지부를 포함하여 이루어진다.

베어셀은 전극조립체와, 이 전극조립체를 수용하는 캔과, 이 캔의 개방된 상부와 결합되는 캡조립체를 포함한다.

보호회로기판은 충·방전시 과충전 또는 과방전으로부터 전지를 보호하기 위한 보호회로가 형성된 기판이다. 이 보호회로기판은 리드플레이트를 통해 베어셀의 두 전극과 전기 접속될 수 있다.

성형수지부는 핫 멜트(hot melt)가 베어셀의 캡플레이트와 보호회로기판 사이 공간에 채워져 응고된 부분이다. 이 성형수지부는 캡플레이트와 보호회로기판 사이의 전지 부품의 유동을 방지한다.

한편, 캡플레이트 상면에는 캡플레이트와 성형수지부 간의 결합력을 높이기 위한 홀더가 위치할 수도 있다. 이 홀더는 비틀림이나 구부림 같은 외력에 의해 캡플레이트에 대한 성형수지부의 위치가 변동되거나, 캡플레이트로부터 성형수지부가 분리되는 것을 방지하는 역할을 한다.

종래의 홀더는 단순한 직육면체의 외형을 가지고, 홀더의 바닥면에 형성된 홈에 캡플레이트의 상면에 형성된 돌기가 끼워져 고정되어 있는 모습을 취하고 있다.

그런데, 상기 형상을 갖는 홀더의 구조에 의해서는 캡플레이트와 성형수지부 간의 결합력이 충분히 크지 않아, 비틀림이나 구부림 같은 외력에 대한 저항 지지체로서의 역할을 충분히 수행하지 못하는 문제가 있다. 따라서, 비틀림이나 구부림 같은 외력에 의해 캡플레이트에 대한 성형수지부의 위치가 변동되거나, 캡플레이트로부터 성형수지부가 분리될 수 있는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 베어셀의 캡플레이트와 성형수지부 간의 결합력을 향상시키는 홀더의 구조를 제공함으로써 비틀림이나 구부림 같은 외력에 대한 저항 강도를 높이는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 이차전지는,

전극조립체와, 상기 전극조립체가 수용되는 캔과, 상기 캔의 개방된 상부와 결합되는 캡플레이트를 구비한 캡조립체를 포함하는 베어셀;

상기 베어셀의 두 전극에 전기 접속되는 보호회로기판;

상기 베어셀과 상기 보호회로기판 사이 공간에 채워지는 성형수지부; 및

상기 캡플레이트의 상면에 위치하며, 측면 중 적어도 일부에 상기 성형수지부와의 결착홈 또는 결착홀이 형성된 홀더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 홀더는 상기 캡플레이트와 일체로 형성될 수도 있다.

또는, 상기 홀더는 상기 캡플레이트의 상면에 결합 고정될 수도 있다.

또는, 상기 홀더의 바닥면에는 체결홈이 형성되어 있고, 상기 캡플레이트의 상면에는 상방으로 돌출된 돌기가 형성되어 있으며, 상기 돌기는 상기 체결홈에 끼움 방식으로 고정될 수도 있다.

또한, 상기 홀더의 상면에도 상기 성형수지부와의 결착홈 또는 결착홀이 형성될 수도 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 이차전지는,

상기 베어셀의 두 전극에 전기 접속되는 보호회로기판;

상기 캡플레이트의 상면에 위치한 몸통부와, 상기 몸통부 위에 일체로 형성되며 상기 몸통부 외측 둘레보다 큰 외측 둘레를 갖는 지붕부를 구비한 홀더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 홀더의 상면에 상기 성형수지부와의 결착홈 또는 결착홀이 형성될 수도 있다.

또한, 상기 홀더의 측면에 상기 성형수지부와의 결착홈 또는 결착홀이 형성될 수도 있다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 이차전지에 관하여 상세하게 설명하고자 한다.

도면을 참조하면, 이차전지(10)는 베어셀과, 보호회로기판(300)과, 성형수지부(미도시)를 포함하여 이루어진다.

베어셀은 전극조립체(12)와, 이 전극조립체(12)를 수용하는 캔(11)과, 이 캔의 개방된 상부와 결합되는 캡조립체(100)를 포함하여 이루어진다.

전극조립체(12)는 양극(13), 세퍼레이터(14), 음극(15) 순으로 권취되어 있으며, 상기 양극(13) 및 음극(15)으로부터 양극탭(16) 및 음극탭(17)이 각각 인출되어 있다.

캔(11)은 각형 이차전지에서 대략 직육면체의 형상을 가진 금속재질의 용기이며, 딥 드로잉(deep drawing) 등의 가공방법으로 형성한다. 따라서, 캔 자체가 단자역할을 수행하는 것도 가능하다.

캡조립체(100)는 상기 캔(11)의 상부에 결합되는 캡플레이트(110)와, 외면에 가스켓(120)을 위치시킨 채 상기 캡플레이트(110)에 형성된 단자통공(111)을 통하 여 설치되는 전극단자(130)와, 상기 캡플레이트(110)의 아랫면에 설치되는 절연플레이트(140)와, 상기 절연플레이트(140)의 아랫면에 설치되어 상기 전극단자(130)와 통전되는 단자플레이트(150)를 포함한다. 상기 단자플레이트(150) 아래에는 단자플레이트(150)와 전극조립체(12) 간의 단락을 방지하기 위한 절연케이스(190)가 설치될 수도 있다. 캡플레이트(110)의 일 측에는 캔(11)의 내부에 전해액을 주입하기 위한 전해액주입공(112)이 형성되어 있으며, 이 전해액주입공(112)은 전해액 주입 후 밀봉부(160)에 의해 밀폐된다.

양극탭(16)은 캡플레이트(110) 및 캔(11)과 전기적으로 연결되며, 음극탭(17)은 단자플레이트(150)를 통하여 전극단자(130)와 전기적으로 연결된다. 다만, 상기 양극 및 음극은 극성을 달리하여 설계될 수도 있다.

한편, 보호회로기판(300)은 수지로 이루어진 판넬에 보호회로가 형성되어 이루어진다. 보호회로는 충·방전시 과충전 또는 과방전으로부터 전지를 보호하기 위한 회로를 말하며, 접속단자(360, 370))와 전기 접속되어 있다. 이 중 한 접속단자(360)는 리드플레이트(410)를 통해 베어셀의 캡플레이트(110)과 전기 접속되므로 양극성을 띈다. 다른 하나의 접속단자(370)는 써멀브레이커(420)를 통해 베어셀의 전극단자(130)와 전기 접속되므로 음극성을 띈다. 이때, 써멀브레이커(420)는 다른 리드플레이트나 PTC소자 등으로 대체될 수 있고, 써멀브레이커(420)와 캡플레이트(110) 간의 절연을 위하여 절연부재(185)가 개재된다. 상기 접속단자(360, 370)는 외부입출력단자(311, 321)와 전기 접속되어 외부의 전기·전자장치와 연결된다.

또한, 성형수지부(미도시)는 핫 멜트(hot melt)가 베어셀의 캡플레이트(110) 와 보호회로기판(300) 사이의 빈 공간에 채워져 응고된 부분이다. 이 성형수지부는 캡플레이트(110)와 보호회로기판(300) 사이의 전지 부품의 유동을 방지한다.

한편, 캡플레이트 상면에는 홀더(200)가 위치하는데, 이 홀더에 관해서 보다 상세하게는 다음과 같다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 홀더(210)는 캡플레이트의 상면에 위치하며, 홀더(210)의 측면 중 적어도 일부에 성형수지부와의 결착홈(211)이 형성되어 있다.

홀더(210)는 비틀림이나 구부림 같은 외력에 의해 캡플레이트에 대한 성형수지부의 위치가 변동되거나, 캡플레이트로부터 성형수지부가 분리되는 것을 방지하는 역할을 한다.

도 2a 에서 나타낸 홀더(210)는 직육면체의 마주보는 두 측면에 결착홈(211)이 형성되어 있고, 이 결착홈(211) 사이에 핫 멜팅 수지가 채워진다. 따라서, 상기 홀더(210)의 결착홈(211)과 성형수지부가 맞물림으로써 비틀림이나 구부림 같은 외력에 의한 변형에 대하여 저항강도를 높일 수 있고, 이에 따라 전지의 비틀림 특성이 향상된다.

이 경우, 홀더(210)의 횡단면(캡플레이트와 평행한 단면)의 형상은 어떠한 형상이어도 무관하나, 비틀림을 효과적으로 방지하기 위하여 다각형인 것이 바람직하다. 또한, 직육면체의 한 측면, 세 측면, 또는 네 측면에 결착홈(211)이 형성될 수도 있다.

이러한 홀더(210)는 캡플레이트와 일체로 형성될 수도 있다. 그 일 방안으로서, 결착홈이 형성되지 않은 상태의 홀더와 캡플레이트를 일체로 형성한 다음, 홀더의 측면을 가압 성형하여 결착홈(211)을 형성할 수도 있다. 또는, 다른 방안으로서, 결착홈(211)이 형성된 상태의 홀더(210)와 캡플레이트를 일체로 형성할 수도 있다. 다만, 본 발명의 내용은 이에 한정되지 않는다.

또는, 상기 홀더(210)는 캡플레이트의 상면에 결합 고정될 수도 있다. 그 일 방안으로서, 홀더(210)의 하면과 캡플레이트의 상면 사이에 접착부재를 개재할 수도 있다. 또는, 다른 방안으로서, 솔더크림 등을 이용하여 납땜하거나, 혹은 용접하여 결합시킬 수도 있다. 다만, 본 발명의 내용은 이에 한정되지 않는다.

또는, 상기 홀더(210)의 바닥면에는 체결홈(미도시)이 형성되어 있고, 캡플레이트의 상면에는 상방으로 돌출된 돌기(미도시)가 형성되어 있으며, 상기 돌기는 상기 체결홈에 끼움 방식으로 고정될 수도 있다.

도시되지는 않았지만, 상기 홀더(210)의 상면에도 상기 성형수지부와의 결착홈 또는 결착홀이 형성되어, 홀더(210)와 성형수지부 간의 결착을 더욱 강화시킬 수도 있다.

도면을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지의 홀더(220)는 캡플레이트의 상면에 위치하며, 홀더(220)의 측면 중 적어도 일부에 성형수지부와의 결착홀(221)이 형성되어 있다.

도 2a 에 나타낸 실시예의 내용이 본 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다. 따라서, 결착홀(221)은 홀더(220)와 성형수지부 간의 결착을 강화하기 위한 역할을 수행하며, 홀더(220)와 캡플레이트가 일체로 형성될 수도 있고, 결합 고정될 수도 있다.

또한, 상기 홀더(220)의 상면에도 상기 성형수지부와의 결착홈(225)이 형성되어 있어, 홀더(220)와 성형수지부 간의 결착을 더욱 강화시킬 수도 있다. 이때, 결착홈(225) 대신 결착홀이 형성될 수도 있다.

도면을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지의 홀더(230)는 캡플레이트의 상면에 위치하며, 홀더(230)의 측면 중 적어도 일부에 성형수지부와의 결착홈이 형성되어 있다.

도 4a 에서 측면은 참조번호 231과 232로 지시되어 있는데, 참조번호 231을 측면에 형성된 결착홈으로 볼 수도 있다.

또한, 이를 다른 측면에서 보면, 본 실시예에 따른 이차전지의 홀더(230)는 캡플레이트의 상면에 위치한 몸통부(231)와, 상기 몸통부(231) 위에 일체로 형성되며 상기 몸통부(231)의 외측 둘레보다 큰 외측 둘레를 갖는 지붕부(232)를 구비한다.

몸통부(231)가 지붕부(232)에 비해 외측 둘레가 작으므로, 상기한 실시예들 에서 나타낸 결착홈의 역할을 수행하게 된다. 따라서, 지붕부(232) 아래로 핫 멜팅 수지가 채워져, 비틀림이나 구부림 같은 외력에 의한 변형에 대하여 저항강도를 높일 수 있고, 이에 따라 전지의 비틀림 특성이 향상된다.

상기 홀더(230)는 캡플레이트와 일체로 형성될 수도 있고, 또는 결합 고정될 수도 있다.

또한, 상기 홀더(230)의 상면에 성형수지부와의 결착홈(235) 또는 결착홀이 형성되어, 홀더(230)와 성형수지부 간의 결착을 더욱 강화시킬 수도 있다.

또한, 도시되진 않았지만, 상기 홀더(230)의 측면에 상기 성형수지부와의 별도의 결착홈 또는 결착홀이 형성될 수도 있어, 홀더(230)와 성형수지부 간의 결착을 더더욱 강화시킬 수도 있다.

본 발명에 따른 이차전지는 베어셀의 캡플레이트와 성형수지부 간의 결합력을 향상시키는 홀더의 구조를 제공함으로써 비틀림이나 구부림 같은 외력에 대한 저항 강도를 높일 수 있다

본 발명은 도시된 실시예를 중심으로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 할 수 있는 다양한 변형 및 균등한 타 실시예를 포괄할 수 있음을 이해할 것이다.

Claims

전극조립체와, 상기 전극조립체가 수용되는 캔과, 상기 캔의 개방된 상부와 결합되는 캡플레이트를 구비한 캡조립체를 포함하는 베어셀;

상기 베어셀의 두 전극에 전기 접속되는 보호회로기판;

상기 베어셀과 상기 보호회로기판 사이 공간에 채워지는 성형수지부; 및

상기 캡플레이트의 상면에 위치하며, 측면 중 적어도 일부에 상기 성형수지부와의 결착홈 또는 결착홀이 형성된 홀더를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
제 1 항에 있어서,

상기 홀더는 상기 캡플레이트와 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지.
제 1 항에 있어서,

상기 홀더는 상기 캡플레이트의 상면에 결합 고정된 것을 특징으로 하는 이차전지.
제 1 항에 있어서,

상기 홀더의 바닥면에는 체결홈이 형성되어 있고, 상기 캡플레이트의 상면에 는 상방으로 돌출된 돌기가 형성되어 있으며, 상기 돌기는 상기 체결홈에 끼움 방식으로 고정되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
제 1 항에 있어서,

상기 홀더의 상면에도 상기 성형수지부와의 결착홈 또는 결착홀이 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지.
전극조립체와, 상기 전극조립체가 수용되는 캔과, 상기 캔의 개방된 상부와 결합되는 캡플레이트를 구비한 캡조립체를 포함하는 베어셀;

상기 베어셀의 두 전극에 전기 접속되는 보호회로기판;

상기 베어셀과 상기 보호회로기판 사이 공간에 채워지는 성형수지부; 및

상기 캡플레이트의 상면에 위치한 몸통부와, 상기 몸통부 위에 일체로 형성되며 상기 몸통부 외측 둘레보다 큰 외측 둘레를 갖는 지붕부를 구비한 홀더를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
제 6 항에 있어서,

상기 홀더는 상기 캡플레이트와 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지.
제 6 항에 있어서,

상기 홀더의 상면에 상기 성형수지부와의 결착홈 또는 결착홀이 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지.
제 6 항에 있어서,

상기 홀더의 측면에 상기 성형수지부와의 결착홈 또는 결착홀이 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지.