KR100659885B1 - Lithium-ion Secondary Battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전해액 주입구를 밀폐시키는 구조가 개선된 캡 조립체를 포함하는 리튬이온 이차전지 및 캡 조립체에 관한 것이다. The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to a lithium ion secondary battery and a cap assembly including a cap assembly having an improved structure for sealing an electrolyte injection hole.

본 발명은 적어도 전해액 주입구가 형성된 캡 플레이트를 구비하는 캡 조립체를 포함하는 리튬이온 이차전지에 있어서, 상기 전해액 주입구는 적어도 상단 내면에 밀봉 가스켓을 포함하며, 상기 밀봉 가스켓 상부에 위치되며 소정 온도에서 용융되는 밀봉 플레이트로 밀봉되는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a lithium ion secondary battery including a cap assembly having a cap plate having at least an electrolyte injection hole, wherein the electrolyte injection hole includes a sealing gasket on at least an upper inner surface thereof, is located above the sealing gasket, and melts at a predetermined temperature. It is characterized in that the sealing plate is sealed.

Description

리튬이온 이차전지{Lithium Ion Secondary Battery}Lithium Ion Secondary Battery

도 1은 종래의 이차전지를 절개하여 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a conventional secondary battery cut.

도 2는 전해액 주입구가 밀폐된 이후의 상태를 확대하여 도시한 단면도.Figure 2 is an enlarged cross-sectional view showing a state after the electrolyte injection port is sealed.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 리튬이온 이차전지를 절개하여 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view of the lithium ion secondary battery according to the first embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 도 3의 1영역을 확대 도시한 확대도. Figure 4 is an enlarged view showing an area of Figure 3 of the present invention.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전해액 주입구 부분을 도시한 분리 단면도.5 is an exploded cross-sectional view showing an electrolyte injection hole part according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전해액 주입구 부분을 도시한 분리 단면도.6 is an exploded cross-sectional view showing an electrolyte injection hole part according to a third exemplary embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 전해액 주입구 부분을 도시한 분리 단면도.7 is an exploded cross-sectional view showing an electrolyte injection hole part according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 전해액 주입구 부분을 도시한 분리 단면도.8 is an exploded cross-sectional view illustrating an electrolyte injection hole part according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 전해액 주입구 부분을 도시한 분리 단면도.9 is an exploded cross-sectional view showing an electrolyte injection hole part according to a sixth exemplary embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

30...리튬이온 이차전지 31...케이스Lithium-ion rechargeable battery 31 Case

32...전극조립체 33...제 1 전극판32 ... electrode assembly 33 ... first electrode plate

34...세퍼레이터 35...제 2 전극판34 ... Separator 35 ... Second electrode plate

300...캡 조립체 310,310a...캡 플레이트300 ... cap assembly 310,310a ... cap plate

312...전해액 주입구 360,360a...밀봉 플레이트312 Electrolyte inlet 360, 360a ... Sealing plate

362,362a,362b,362c...밀봉 가스켓 364...고정 핀 362,362a, 362b, 362c ... sealing gasket 364 ...

본 발명은 리튬이온 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전해액 주입구를 밀폐시키는 구조가 개선된 캡 조립체를 포함하는 리튬이온 이차전지 및 캡 조립체에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium ion secondary battery, and more particularly, to a lithium ion secondary battery and a cap assembly including a cap assembly having an improved structure for sealing an electrolyte injection hole.

통상적으로, 이차전지는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하는 것으로, 근래에 개발된 이차전지는 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터 등의 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다. In general, a secondary battery refers to a battery capable of charging and discharging, unlike a primary battery that is not rechargeable. In recent years, secondary batteries are widely used in the field of advanced electronic devices such as cellular phones and notebook computers.

이러한 이차전지는 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 리튬 이차 전지는 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지는 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다. 또한, 이차전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 있다. Such secondary batteries use lithium-based oxides as positive electrode active materials and carbon materials as negative electrode active materials. A lithium secondary 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. In addition, secondary batteries are manufactured in various shapes, and typical shapes include cylindrical shapes, square shapes, and pouch types.

도 1은 일반적인 리튬이온 이차전지를 나타낸 것이다.1 illustrates a general lithium ion secondary battery.

도 1을 참조하면, 리튬이온 이차전지(10)는 케이스(11)와, 상기 케이스(11)의 내부의 수용되는 전극조립체(12)와 상기 케이스(11)의 상단개구부에 결합되는 캡 조립체(100)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 1, the lithium ion secondary battery 10 includes a case 11, a cap assembly coupled to an electrode assembly 12 accommodated inside the case 11 and an upper opening of the case 11. 100).

상기 케이스(11)는 리튬이온 이차전지(10)에서 대략 직육면체에서 위쪽이 개방된 형상을 가진 금속재질의 용기이며, 딥 드로잉(deep drawing) 등의 가공방법으로 형성된다. 상기 케이스(11)는 제 1 전극판(13), 세퍼레이터(14), 제 2 전극판(15)으로 이루어진 전극조립체(12)와 전해액(미도시)의 용기가 되고, 전극조립체(12)가 케이스(11)의 개방된 상단, 즉, 상단개구부를 통해 삽입된 후 상단개구부는 캡 조립체(100)에 의해 봉해진다. The case 11 is a metal container having a shape in which the upper portion is opened in a substantially rectangular parallelepiped in the lithium ion secondary battery 10, and is formed by a processing method such as deep drawing. The case 11 is a container of an electrode assembly 12 composed of the first electrode plate 13, the separator 14, and the second electrode plate 15 and an electrolyte (not shown), and the electrode assembly 12 is The top opening is sealed by the cap assembly 100 after being inserted through the open top of the case 11, ie the top opening.

상기 캡 조립체(100)에는 케이스(11)의 상단개구부에 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형의 캡 플레이트(110)가 구비되며, 상기 캡 플레이트(110)의 중앙부에는 전극단자(120)가 통과할 수 있도록 단자통공(111)이 형성된다. 상기 캡 플레이트(110)의 중앙부를 관통하는 전극단자(120) 외측에는 전극단자(120)와 캡 플레이트(110)와의 전기적 절연을 위해 튜브 형상의 가스켓(130)이 설치된다. 상기 캡 플레이트(110)의 단자통공(111) 근방에는 캡 플레이트(110) 하면부에 절연판(140)이 배치되어 있고, 상기 절연판(140)의 하부면에는 전극단자(120)와 통전되는 터미널 플레이트(150)가 구비되어 있다. The cap assembly 100 is provided with a flat cap plate 110 having a size and shape corresponding to the upper opening of the case 11, the electrode terminal 120 passes through the central portion of the cap plate 110 The terminal through hole 111 is formed to be. A tubular gasket 130 is installed outside the electrode terminal 120 penetrating the central portion of the cap plate 110 to electrically insulate the electrode terminal 120 and the cap plate 110. The insulating plate 140 is disposed at the lower surface of the cap plate 110 near the terminal through hole 111 of the cap plate 110, and the terminal plate is energized with the electrode terminal 120 at the lower surface of the insulating plate 140. 150 is provided.

또한, 상기 캡 플레이트(110)에는 내압이 상승하여 일정 압력 이상 도달 시 개스가 방출될 수 있도록 하는 안전벤트(190)가 형성되어 있으며 일측에는 상기 캔(11)의 내부에 전해액을 주입하기 위한 통로를 제공하는 전해액 주입구(112)가 형성되어 있으며, 상기 전해액 주입구(112)는 볼(160)을 압입하여 밀폐시키게 된다.In addition, the cap plate 110 has a safety vent 190 is formed to be discharged when the internal pressure rises to reach a certain pressure or more, and one side passage for injecting the electrolyte into the can 11 An electrolyte injection hole 112 is provided, and the electrolyte injection hole 112 is press-fitted to seal the ball 160.

상기 전극조립체(12)는 제 1 전극판(13)과 제 2 전극판(15)사이에 세퍼레이터(14)가 게재되면서 권취되어 형성된다. 상기 제 1 전극판(13)은 제 1 전극탭(16)을 통하여 캡 플레이트(110)에 전기적으로 연결되며, 제 2 전극판(15)은 제 2 전극탭(17)을 통하여 전극단자(120)에 전기적으로 연결 된다.The electrode assembly 12 is formed by winding the separator 14 between the first electrode plate 13 and the second electrode plate 15. The first electrode plate 13 is electrically connected to the cap plate 110 through the first electrode tab 16, and the second electrode plate 15 is connected to the electrode terminal 120 through the second electrode tab 17. ) Is electrically connected.

캡 조립체(100)가 케이스(11) 상단과 용접된 뒤에는 캡 플레이트(110)의 전해액 주입구(112)를 통해 전해액이 투입되며, 전해액 주입구(112)는 알루미늄 볼(160)이 압입되어 밀봉된다. After the cap assembly 100 is welded to the top of the case 11, the electrolyte is injected through the electrolyte injection hole 112 of the cap plate 110, and the electrolyte injection hole 112 is sealed by pressing the aluminum ball 160.

도 2는 전해액 주입구(112)가 밀폐된 이후의 상태를 도시한 것이다. 2 illustrates a state after the electrolyte injection hole 112 is closed.

도 2를 참조하면, 상기 캡 플레이트(110)에는 전해액 주입구(112)가 형성되어 있으며, 상기 전해액 주입구(112)가 형성된 캡 플레이트(110)의 윗면에는 그 주위를 따라 테이퍼부(161)가 형성되어 있다. 상기 테이퍼부(161)에는 전해액이 주입된 다음에 전해액 주입구(112)를 밀폐시키기 위하여 볼(160)이 위치하고 있다. Referring to FIG. 2, an electrolyte injection hole 112 is formed in the cap plate 110, and a tapered portion 161 is formed along the periphery of an upper surface of the cap plate 110 in which the electrolyte injection hole 112 is formed. It is. The ball 160 is positioned in the tapered portion 161 to seal the electrolyte injection hole 112 after the electrolyte is injected.

상기 볼(160)은 그 상부로부터 승강운동을 하는 프레스와 같은 가압수단으로 상기 전해액 주입구(112)에 압착하는 것이 가능하다. 상기 전해액 주입구(112)는 볼(160)을 압착시킨 후, 상기 볼(160)과 캡 플레이트(110) 사이에 압착된 경계부분을 따라서 레이저 용접을 통하여 용접 부위(162)가 형성됨으로써 밀폐되는 것이 가능하다. The ball 160 may be compressed to the electrolyte injection hole 112 by a pressing means such as a press to move up and down from the top. The electrolyte injection hole 112 is compressed after the ball 160, the weld portion 162 is formed by laser welding along the boundary portion that is compressed between the ball 160 and the cap plate 110 is sealed. It is possible.

그러나 종래의 리튬이온 이차전지(10)에서 전해액 주입구(112)는 볼(160)을 압입하는 방법으로 밀봉되므로, 전해액 주입구(112)와 볼(160) 사이의 미세 틈이 존재하기 쉽고, 이 틈으로 모세관 현상에 의하여 전해액의 누액이 문제되고 있다. 또한, 유출된 전해액은 레이저 용접시 과도한 스파터를 발생시켜 전해액 주입구(112)에 대한 밀폐성을 보장하지 못하게 되어 전지의 안전성 및 신뢰성을 저하시킬 수 있다. However, since the electrolyte injection hole 112 is sealed by the method of press-fitting the ball 160 in the conventional lithium ion secondary battery 10, minute gaps between the electrolyte injection hole 112 and the ball 160 are easily present. As a result, leakage of electrolyte is a problem due to capillary action. In addition, the leaked electrolyte may cause excessive spatter during laser welding, thereby preventing the sealing of the electrolyte injection hole 112, thereby degrading safety and reliability of the battery.

또한, 볼(160)을 이용한 압착방식으로 전해액 주입구(112)를 밀폐시킬 때 볼(160) 압입시 발생되는 압력으로 인하여 캡 플레이트(110)가 변형되는 문제점이 있으며, 또한, 상기 캡 플레이트(110)에 전해액 주입구(112)와 안전벤트(190)가 각각 설치되어 있어 전극탭(16)을 용접할 수 있는 공간상의 한계가 있는 문제점이 있다. In addition, there is a problem that the cap plate 110 is deformed due to the pressure generated when the ball 160 is pressed when the electrolyte injection hole 112 is closed by the compression method using the ball 160. The electrolyte injection hole 112 and the safety vent 190 are installed in each of the), there is a problem that there is a limit in space that can weld the electrode tab 16.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 보다 상세하게는 전해액 주입구를 밀폐시키는 구조가 개선된 캡 조립체를 포함하는 리튬이온 이차전지 및 캡 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and more particularly, to provide a lithium ion secondary battery and a cap assembly including a cap assembly having an improved structure for sealing the electrolyte inlet.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 리튬이온 이차전지는, 적어도 전해액 주입구가 형성된 캡 플레이트를 구비하는 캡 조립체를 포함하는 리튬이온 이차전지에 있어서, 상기 전해액 주입구는 적어도 상단 내면에 밀봉 가스켓을 포함하며, 상기 밀봉 가스켓 상부에 위치되며 소정 온도에서 용융되는 밀봉 플레이트로 밀봉되는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, a lithium ion secondary battery according to the present invention includes a cap assembly having a cap plate including at least a cap plate having an electrolyte injection hole, wherein the electrolyte injection hole is sealed at least on an inner surface of an upper end thereof. It includes, and is positioned above the sealing gasket and is sealed with a sealing plate that is melted at a predetermined temperature.

또한, 본 발명은 적어도 전해액 주입구가 형성된 캡 플레이트를 구비하는 캡 조립체에 있어서, 상기 전해액 주입구는 적어도 상단 내면에 밀봉 가스켓이 포함되며, 상기 밀봉 가스켓 상부에 위치되며 소정 온도에서 용융되는 밀봉 플레이트로 밀봉되는 것을 특징으로 하는 캡 조립체를 제공한다.In addition, the present invention is a cap assembly having a cap plate formed with at least an electrolyte inlet, wherein the electrolyte inlet comprises a sealing gasket at least on the upper inner surface, is sealed on the sealing plate which is located above the sealing gasket and melted at a predetermined temperature It provides a cap assembly characterized in that.

이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리튬 이온 이차전지를 상세하게 설명하고자 한다. Hereinafter, a lithium ion secondary battery according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 리튬이온 이차전지를 절개하여 도시한 단면도를 나타내며, 도 4는 본 발명의 도 3의 1영역을 확대 도시한 확대도를 나타낸다. 3 is a cross-sectional view illustrating the lithium ion secondary battery according to the first embodiment of the present invention in a cutaway view, and FIG. 4 is an enlarged view illustrating an enlarged area of FIG. 3 of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 리튬이온 이차전지(30)는 케이스(31)와 상기 케이스(31)의 내부에 수용되는 전극조립체(32)와, 상기 케이스(31)의 상단개구부를 밀봉하는 캡 조립체(300)를 포함하여 형성된다. 3 and 4, the lithium ion secondary battery 30 seals the case 31, the electrode assembly 32 accommodated in the case 31, and the upper end opening of the case 31. It is formed including a cap assembly 300.

상기 케이스(31)는 리튬이온 이차전지(30)에서 대략 직육면체에서 위쪽이 개방된 형상을 가진 금속재질의 용기이며, 일반적으로 가볍고 부식에 대처가 용이한 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 사용된다. 케이스(31)는 제 1 전극판(33), 세퍼레이터(34), 제 2 전극판(35)으로 이루어진 전극조립체(32)와 전해액(미도시)의 용기가 되고, 전극조립체(32)가 상기 케이스(31)의 개방된 상단, 즉, 상단개구부를 통해 케이스(31)에 삽입된 뒤 케이스(31)의 상단개구부는 캡 조립체(300)에 의해 봉해진다. The case 31 is a metal container having a shape in which the upper portion is opened in a rectangular parallelepiped in the lithium ion secondary battery 30, and generally, aluminum or an aluminum alloy is used that is light and easy to cope with corrosion. The case 31 is a container of an electrode assembly 32 composed of the first electrode plate 33, the separator 34, and the second electrode plate 35 and an electrolyte (not shown), and the electrode assembly 32 is the above-mentioned. The upper end of the case 31 is sealed by the cap assembly 300 after being inserted into the case 31 through the open upper end of the case 31, that is, the upper end opening.

상기 전극조립체(32)는 제 1 전극판(33)과, 제 2 전극판(35)과, 상기 제 1 전극판(33) 및 제 2 전극판(35) 사이에 개재되어 이들을 상호 절연시키는 세퍼레이터(34)를 포함하고 있다. 상기 전극조립체(32)는 제 1 전극판(33) 및 제 2 전극판(35)과, 세퍼레이터(34)가 각각 한 장의 스트립으로 이루어져 있으며, 제 1 전극판(33), 세퍼레이터(34), 제 2 전극판(35), 세퍼레이터(34) 순으로 배치되어, 젤리-롤형(jelly-roll type)으로 감겨져 있다.The electrode assembly 32 is interposed between the first electrode plate 33, the second electrode plate 35, and the first electrode plate 33 and the second electrode plate 35 to insulate them from each other. It contains 34. The electrode assembly 32 includes a first electrode plate 33 and a second electrode plate 35, and a separator 34 each consisting of one strip, the first electrode plate 33, the separator 34, The second electrode plate 35 and the separator 34 are arranged in this order, and are wound in a jelly-roll type.

상기 제 1 전극판(33) 또는 제 2 전극판(35)은 도전성이 우수한 금속 박판, 예컨대 알루미늄 호일로 된 집전체와, 그 양면에 리튬계 산화물을 주성분으로 하는 슬러리가 코팅되어 있는 양극판으로 작용될 수 있으며, 상기 제 2 전극판(35) 또는 제 1 전극판(33)은 전도성의 금속 박판, 이를테면 구리 호일로 된 음극 집전체와, 그 양면에 탄소재를 주성분으로 하는 슬러리가 코팅되어 있는 음극판으로 작용될 수 있다. The first electrode plate 33 or the second electrode plate 35 functions as a positive electrode plate coated with a current collector made of a thin metal plate having excellent conductivity, such as an aluminum foil, and a slurry containing lithium-based oxide as a main component on both surfaces thereof. The second electrode plate 35 or the first electrode plate 33 may be a negative electrode current collector made of a conductive metal plate, such as a copper foil, and a slurry containing carbon material as a main component on both surfaces thereof. It can act as a negative plate.

상기 세퍼레이터(34)는 폴리에틸렌이나, 폴리프로필렌이나, 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 공중합체(co-polymer)로 이루어질 수 있으며, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다. 상기 세퍼레이터(34)는 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판(33,35)보다 폭을 넓게 하여 형성하는 것이 극판(33,35)간의 단락을 방지하는데 유리하다. The separator 34 may be made of polyethylene, polypropylene, or a copolymer of polyethylene and polypropylene, but the material is not limited thereto. The separator 34 is formed to be wider than the first electrode plate and the second electrode plate 33, 35, which is advantageous in preventing short circuits between the electrode plates 33, 35.

상기 전극조립체(32)의 상기 제 1 전극판(33)에는 제 1 전극탭(36)이 용접되어 있으며, 제 1 전극탭(36)의 단부는 상기 전극조립체(32)의 상방으로 돌출되어 상기 캡 플레이트(310)에 전기적으로 연결되며, 상기 제 2 전극판(35)은 제 2 전극탭(37)이 용접되어 있으며, 제 2 전극탭(37)의 단부도 상기 전극조립체(32)의 상방 으로 돌출되어 전극단자(320)와 전기적으로 연결된다. A first electrode tab 36 is welded to the first electrode plate 33 of the electrode assembly 32, and an end portion of the first electrode tab 36 protrudes upward of the electrode assembly 32. It is electrically connected to the cap plate 310, the second electrode plate 35 is welded to the second electrode tab 37, the end of the second electrode tab 37 is also above the electrode assembly 32 Protruded to be electrically connected to the electrode terminal 320.

상기 캡 조립체(300)는 상기 케이스(31)의 개구부와 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형의 캡 플레이트(310)를 포함하여 형성된다. The cap assembly 300 is formed to include a flat cap plate 310 having a size and shape corresponding to the opening of the case 31.

상기 캡 플레이트(310)는 케이스(31)의 상단개구부의 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형으로 형성되며, 중앙부에는 단자통공(311)과 일측의 전해액 주입구(312)를 구비한다. 상기 전극단자(320)는 상기 단자통공(311)에 관통되어 결합되며, 상기 전극단자(320) 외측에는 전극단자(320)와 캡 플레이트(310)와의 전기적 절연을 위해 튜브 형상의 가스켓(330)이 설치된다. 상기 캡 플레이트(310)의 단자통공(311) 근방의 캡 플레이트(310) 하면부에는 절연판(340)이 배치되어 있으며, 상기 절연판(340)의 하면부에는 터미널플레이트(350)가 설치되어 있다. The cap plate 310 is formed in a flat plate shape having a corresponding size and shape of the upper opening of the case 31, and has a terminal through hole 311 and an electrolyte injection hole 312 at one side thereof. The electrode terminal 320 is penetrated and coupled to the terminal through hole 311, and a tube-shaped gasket 330 is formed on the outside of the electrode terminal 320 for electrical insulation between the electrode terminal 320 and the cap plate 310. This is installed. An insulating plate 340 is disposed on a lower surface of the cap plate 310 near the terminal hole 311 of the cap plate 310, and a terminal plate 350 is provided on a lower surface of the insulating plate 340.

상기 전해액 주입구(312)에는 적어도 내면에 밀봉 가스켓(362)을 포함하며, 상기 밀봉 가스켓(362)은 상기 전해액 주입구(312) 내면과 상, 하단 외측으로 연장된 플랜지부가 더 형성되어 있다. 상기 전해액 주입구(312)는 상기 밀봉 가스켓(362) 상부에 위치되며 소정 온도에서 용융되는 밀봉 플레이트(360)에 의해 밀폐된다. 상기 밀봉 플레이트(360)는 90 내지 100℃에서 용융되는 것이 바람직하며, 특히, 수지로 형성될 수 있다. 이때 상기 밀봉 플레이트(360)는 금속으로 형성된 상기 캡 플레이트(310)에 밀착 고정되기 어려우므로, 상기 밀봉 플레이트(360)를 밀착 고정시키기 위한 밀봉 가스켓(362)이 상기 전해액 주입구(312)에 구비되는 것이다. The electrolyte injection hole 312 may include a sealing gasket 362 at least on an inner surface thereof, and the sealing gasket 362 may further include a flange portion extending outward from the inner surface of the electrolyte injection hole 312 and outward from a lower end thereof. The electrolyte injection hole 312 is positioned above the sealing gasket 362 and is sealed by a sealing plate 360 that is melted at a predetermined temperature. The sealing plate 360 is preferably melted at 90 to 100 ℃, in particular, may be formed of a resin. At this time, since the sealing plate 360 is hard to be fixed to the cap plate 310 formed of a metal, a sealing gasket 362 for tightly fixing the sealing plate 360 is provided in the electrolyte injection hole 312. will be.

상기 밀봉 가스켓(362)은 합성수지 또는 합성고무를 압출 성형하는 방법으로 형성될 수 있으나, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다. 상기 밀봉 플레이트(360)는 상기 밀봉 가스켓(362) 상면에 위치되고 열을 가해 상기 밀봉 가스켓(362)에 융착시킴으로써 상기 전해액 주입구(312)를 완전 밀폐시킬 수 있어 기존의 전해액 주입구(312)를 밀폐시키기 위한 레이저 용접을 하지 않아도 된다.The sealing gasket 362 may be formed by extrusion molding synthetic resin or synthetic rubber, but the material is not limited thereto. The sealing plate 360 may be positioned on the sealing gasket 362 and may be heated to be fused to the sealing gasket 362 to completely seal the electrolyte injection hole 312 to seal the existing electrolyte injection hole 312. There is no need for laser welding to make it work.

상기 전해액 주입구(312) 내면에 구비된 상기 밀봉 가스켓(362)은 그 재질 상 상기 전해액 주입구(312)에 완전 밀착되지 않아 미세 틈이 형성될 수 있으며, 이 미세 틈으로 전해액이 누액 될 수 있다. 이에 따라, 상기 밀봉 가스켓(362) 내측에는 상기 밀봉 가스켓(362)을 상기 전해액 주입구(312)에 밀착 고정시키기 위한 고정 핀(364)이 더 포함될 수 있다. The sealing gasket 362 provided on the inner surface of the electrolyte injection hole 312 may not be completely adhered to the electrolyte injection hole 312, and thus a micro gap may be formed, and the electrolyte may be leaked by the micro gap. Accordingly, a fixing pin 364 may be further included inside the sealing gasket 362 to tightly fix the sealing gasket 362 to the electrolyte injection hole 312.

상기 고정 핀(364)은 상기 밀봉 가스켓(362)의 내경에 끼워맞춤되어 결합 가능한 외경을 갖는 것이 바람직하며, 상기 고정 핀(364)은 스피닝법에 의해 상기 밀봉 가스켓(362) 내측에 결합될 수 있다. 상기 고정 핀(364)은 상기 전해액 주입구(312) 하면 외측부로 플랜지부를 갖는 형상으로 형성되어 있으나, 여기서 그 형상을 한정하는 것은 아니다. 상기 고정 핀(364)의 상면은 상기 밀봉 가스켓(362)과 캡 플레이트(310) 상면 사이에 위치되는 것이 바람직하다. The fixing pin 364 may have an outer diameter that is fitted to the inner diameter of the sealing gasket 362 and may be coupled to the fixing pin 364. The fixing pin 364 may be coupled to the sealing gasket 362 by a spinning method. have. The fixing pin 364 is formed in a shape having a flange portion outside the lower surface of the electrolyte injection hole 312, but the shape is not limited thereto. An upper surface of the fixing pin 364 is preferably located between the sealing gasket 362 and the cap plate 310.

상기 고정 핀(364)의 상면이 상기 캡 플레이트(310) 상면 아래에 위치되면 상기 밀봉 가스켓(362)을 상기 전해액 주입구(312)에 완전 밀착 고정시기 어려울 수 있다. 상기 고정 핀(364)의 상면이 상기 밀봉 가스켓(364) 상면보다 높을 경우 상기 밀봉 플레이트(360)는 금속 재질의 고정 핀(364)에 접하게 되어 상기 밀봉 가스켓(362)에 밀착 고정되기 어려울 수 있다.When the upper surface of the fixing pin 364 is positioned below the upper surface of the cap plate 310, it may be difficult to completely fix the sealing gasket 362 to the electrolyte injection hole 312. When the upper surface of the fixing pin 364 is higher than the upper surface of the sealing gasket 364, the sealing plate 360 may be in contact with the fixing pin 364 made of metal, and thus may be hardly fixed to the sealing gasket 362. .

상기 밀봉 플레이트(360)는 상기 전해액 주입구(312)를 밀봉시키는 마개 역할과 함께 전지 내부의 온도 상승에 따른 가스를 방출 시키는 안전벤트의 역할을 할 수 있다. 상기 밀봉 플레이트(360)의 용융점은 90 내지 100℃인 것이 바람직하다. 상기 밀봉 플레이트(360)의 용융점이 90℃ 이하일 경우 전지의 제조 공정 중 에이징 공정에서 상기 밀봉 플레이트(360)가 녹아 전해액이 누액 될 수 있는 문제점이 있으며, 용융점이 100℃을 초과할 경우에는 전지의 내부 온도 상승에 민감하게 반응할 수 없게 되며, 이에 따라 전지의 과열에 대해 상기 밀봉 플레이트(360)가 용융될 수 없어, 전지의 폭발 등의 위험성이 있다. The sealing plate 360 may serve as a stopper for sealing the electrolyte injection hole 312 and may serve as a safety vent for releasing a gas according to a temperature rise inside the battery. The melting point of the sealing plate 360 is preferably 90 to 100 ℃. If the melting point of the sealing plate 360 is 90 ° C or less, there is a problem that the sealing plate 360 is melted in the aging process of the battery manufacturing process, the electrolyte may leak, if the melting point exceeds 100 ° C It may not be able to react sensitively to the increase in the internal temperature, and thus the sealing plate 360 may not melt due to overheating of the battery, and there is a risk of explosion of the battery.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전해액 주입구 부분을 도시한 분리 단면도를 나타낸다.5 is an exploded cross-sectional view illustrating an electrolyte injection hole part according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 참조하면, 상기 전해액 주입구(312)는 밀봉 가스켓(362)을 고정시키는 고정 핀 없이 상기 전해액 주입구(312) 적어도 상단 내면에 포함되어 있으며, 상기 밀봉 가스켓(362) 상측에는 소정 온도에서 용융되는 밀봉 플레이트(360)에 의해 밀봉된다. 상기 밀봉 가스켓(362)은 상기 캡 플레이트(310)에 끼워맞춤되어 결합되어 상기 밀봉 가스켓(362)과 캡 플레이트(310) 사이에 미세 틈이 생기지 않도록 한다. Referring to FIG. 5, the electrolyte injection hole 312 is included on at least an upper inner surface of the electrolyte injection hole 312 without a fixing pin for fixing the sealing gasket 362, and is melted at a predetermined temperature above the sealing gasket 362. Sealing plate 360 is sealed. The sealing gasket 362 is fitted and coupled to the cap plate 310 so that a minute gap does not occur between the sealing gasket 362 and the cap plate 310.

도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전해액 주입구 부분을 도시한 분리 단면도를 나타내며, 도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 전해액 주입구 부분을 도시한 분리 단면도를 나타낸다.6 is an exploded cross-sectional view illustrating an electrolyte injection hole part according to a third exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an exploded cross-sectional view illustrating an electrolyte injection hole part according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 상기 전해액 주입구(312)는 적어도 상단 내면에 밀봉 가스 켓(362a)을 포함하며, 그 내측에는 상기 밀봉 가스켓(362a)을 상기 전해액 주입구(312) 내면에 밀착 고정시키는 고정 핀(364)이 더 포함될 수 있다. 상기 밀봉 가스켓(362a)은 상기 전해액 주입구(312) 상, 하단의 외측으로 연장된 플랜지부가 없이 형성되어 있다. 상기 밀봉 가스켓(362a)은 상기 캡 플레이트(310) 상단 보다 높게 올라와 있어 상기 밀봉 플레이트(360)가 상기 밀봉 가스켓(362a)에 용이하게 고정되어 상기 전해액 주입구를 밀봉시킬 수 있도록 한다. Referring to FIG. 6, the electrolyte injection hole 312 includes a sealing gasket 362a on at least an upper inner surface thereof, and an inner fixing pin for tightly fixing the sealing gasket 362a to an inner surface of the electrolyte injection hole 312. 364 may be further included. The sealing gasket 362a is formed without the flange portion extending outward from the lower end on the electrolyte injection hole 312. The sealing gasket 362a is raised higher than the top of the cap plate 310 so that the sealing plate 360 can be easily fixed to the sealing gasket 362a to seal the electrolyte inlet.

도 7을 참조하면, 상기 밀봉 가스켓(362b)은 상기 전해액 주입구(312) 상단에서 외측으로 연장된 플랜지부가 형성되어 있어, 상기 밀봉 가스켓(362b) 상측에 위치되며 상기 전해액 주입구(312)를 밀봉시키는 밀봉 플레이트(360)가 안정적으로 고정되어 실링되도록 한다. 상기 밀봉 가스켓(362b) 내측에는 고정 핀(364)이 더 포함되어 있다.Referring to FIG. 7, the sealing gasket 362b has a flange portion extending outward from an upper end of the electrolyte injection hole 312 so that the sealing gasket 362b is positioned above the sealing gasket 362b and seals the electrolyte injection hole 312. The sealing plate 360 is stably fixed and sealed. A fixing pin 364 is further included inside the sealing gasket 362b.

도 8은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 전해액 주입구 부분을 도시한 분리 단면도를 나타낸다.8 is an exploded cross-sectional view illustrating an electrolyte injection hole part according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 상기 전해액 주입구(312) 내면에는 상측부에 단차가 형성된 밀봉 가스켓(362c)이 포함되며, 상기 밀봉 가스켓(362c) 내측 면에는 상기 밀봉 가스켓(362c)을 밀착 고정시키는 고정 핀(364)이 더 포함되어 있다. 상기 전해액 주입구(312)를 밀폐시키는 상기 밀봉 플레이트(360)는 상기 밀봉 가스켓(362) 상측부에 형성된 단차에 안착되어 상기 전해액 주입구(312)를 밀폐시킨다. 상기 밀봉 플레이트(360)는 상기 밀봉 가스켓(362c) 상면 단차부에 안착되고 열을 가함으로써 고정되며, 이때, 상기 밀봉 플레이트(360)는 상기 캡 플레이트(310)에 접하지 않게 되어 상기 전해액 주입구(312)를 보다 안정적으로 밀폐시킬 수 있다. Referring to FIG. 8, an inner surface of the electrolyte injection hole 312 includes a sealing gasket 362c having a step formed at an upper side thereof, and a fixing pin for tightly fixing the sealing gasket 362c to an inner surface of the sealing gasket 362c. (364) is further included. The sealing plate 360 sealing the electrolyte injection hole 312 is seated on a step formed in the upper portion of the sealing gasket 362 to seal the electrolyte injection hole 312. The sealing plate 360 is seated on an upper stepped portion of the sealing gasket 362c and fixed by applying heat. In this case, the sealing plate 360 does not come into contact with the cap plate 310 so that the electrolyte injection hole ( 312) can be sealed more stably.

도 9는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 전해액 주입구 부분을 도시한 분리 단면도를 나타낸다.9 is an exploded cross-sectional view illustrating an electrolyte injection hole part according to a sixth exemplary embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 상기 캡 플레이트(310a)의 전해액 주입구에는 단차부(400)가 형성되어 있다. 상기 단차부(400)가 형성된 전해액 주입구(312)에는 밀봉 가스켓(362)과 이를 압착 고정시키는 고정 핀(364)이 포함되며, 상기 전해액 주입구(312)는 상기 밀봉 가스켓(362) 상면에 위치되며, 용융점이 90 내지 100℃인 밀봉 가스켓(360)에 의해 밀폐된다. 9, the stepped portion 400 is formed at the electrolyte injection hole of the cap plate 310a. The electrolyte injection hole 312 in which the step portion 400 is formed includes a sealing gasket 362 and a fixing pin 364 for crimping and fixing the electrolyte gasket 362. The electrolyte injection hole 312 is positioned on an upper surface of the sealing gasket 362. The sealing point is sealed by a sealing gasket 360 having a melting point of 90 to 100 ° C.

본 발명에 따른 리튬이온 이차전지에 의하면 전해액 주입구는 소정 온도에서 용융되는 밀봉 플레이트에 열을 가하여 밀봉 가스켓에 고정시키는 방법으로 전해액 주입구를 밀봉시킴으로써 볼을 압입하는 방법으로 전해액 주입구를 밀폐시킬 때 형성될 수 있는 미세 틈의 형성을 방지할 수 있으며, 모세관현상에 의한 용접부위로의 전해액의 누액을 방지할 수 있다. 또한, 레이저 용접시 상부로 유입된 전해액에 의하여 유발되는 과도한 스파터를 방지시켜 전해액 주입구에 대한 밀폐성을 보장하게 되어 전지의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.According to the lithium ion secondary battery according to the present invention, the electrolyte injection hole is formed when the electrolyte injection hole is sealed by press-fitting the ball by sealing the electrolyte injection hole by applying heat to a sealing plate that is melted at a predetermined temperature and fixing it to the sealing gasket. It is possible to prevent the formation of fine gaps, it is possible to prevent the leakage of the electrolyte solution to the welding site by the capillary phenomenon. In addition, by preventing excessive spatter caused by the electrolyte flowed into the upper portion during laser welding ensures the sealing property to the electrolyte injection hole has the effect of improving the reliability of the battery.

또한, 본 발명에 따르면 전해액 주입구는 소정온도에서 용융되는 밀봉 플레이트에 의해 밀폐되므로 전지의 내부 온도 상승시 상기 밀봉 플레이트가 용융되어 상기 밀봉 플레이트는 안전벤트로써의 역할을 할 수 있어 캡 플레이트 상에 안전벤트를 따로 형성할 필요가 없으며, 이에 따라 상기 캡 플레이트 상에 전극탭을 용접 할 위치 산포가 커지는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since the electrolyte injection hole is sealed by a sealing plate melted at a predetermined temperature, the sealing plate melts when the internal temperature of the battery rises, and the sealing plate can act as a safety vent so that the sealing plate is safe It is not necessary to form a vent separately, thereby increasing the positional distribution for welding the electrode tab on the cap plate.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.As described above, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and any person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Various modifications are possible, of course, and such changes are within the scope of the claims.

Claims (14)

적어도 전해액 주입구가 형성된 캡 플레이트를 구비하는 캡 조립체를 포함하는 리튬이온 이차전지에 있어서, In at least a lithium ion secondary battery comprising a cap assembly having a cap plate formed with an electrolyte injection hole, 상기 전해액 주입구는 적어도 상단 내면에 밀봉 가스켓을 포함하며, 상기 밀봉 가스켓 상부에 위치하는 밀봉 플레이트로 밀봉되는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지. The electrolyte injection hole includes a sealing gasket on at least an inner surface of the upper end, and is sealed with a sealing plate positioned on the sealing gasket. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 밀봉 가스켓에는 내측으로 삽입되어 상기 밀봉 가스켓을 고정하는 고정 핀이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지.And a fixing pin inserted into the sealing gasket to fix the sealing gasket. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 고정 핀의 상면은 상기 밀봉 가스켓 상면과 상기 캡 플레이트 상면 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지. The upper surface of the fixing pin is a lithium ion secondary battery, characterized in that located between the upper surface of the sealing gasket and the cap plate. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 밀봉 가스켓은 상기 전해액 주입구 상단에서 외측으로 연장된 플랜지부가 형성된 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지.The sealing gasket is a lithium ion secondary battery, characterized in that the flange portion extending outward from the upper end of the electrolyte injection hole is formed. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 밀봉 가스켓은 상기 전해액 주입구 내면과 상, 하단 외측으로 연장된 플랜지부가 형성된 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지.The sealing gasket is a lithium ion secondary battery, characterized in that the flange portion extending to the outer surface, the upper and lower ends of the electrolyte injection hole is formed. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 밀봉 가스켓은 상측부에 상기 밀봉 플레이트가 안착될 수 있도록 단차가 형성된 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지.The sealing gasket is a lithium ion secondary battery, characterized in that the step is formed so that the sealing plate is seated on the upper side. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 밀봉 가스켓은 합성수지 또는 합성고무로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지.The sealing gasket is a lithium ion secondary battery, characterized in that formed of synthetic resin or synthetic rubber. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 밀봉 플레이트는 90 내지 100℃에서 용융되는 수지로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지.The sealing plate is a lithium ion secondary battery, characterized in that formed of a resin that is melted at 90 to 100 ℃. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전해액 주입구는 두께 방향으로 단차가 형성된 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지. The electrolyte injection hole is a lithium ion secondary battery, characterized in that the step is formed in the thickness direction. 적어도 전해액 주입구가 형성된 캡 플레이트를 구비하는 캡 조립체에 있어서, A cap assembly having a cap plate having at least an electrolyte injection hole formed therein, 상기 전해액 주입구는 적어도 상단 내면에 밀봉 가스켓을 포함하며, 상기 밀봉 가스켓 상부에 위치하는 밀봉 플레이트로 밀봉되는 것을 특징으로 하는 캡 조립체.And the electrolyte injection hole includes a sealing gasket on at least an upper inner surface thereof, and is sealed by a sealing plate positioned on the sealing gasket. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 밀봉 가스켓은 상기 제 2 항 내지 제 7 항의 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 캡 조립체.Cap assembly, characterized in that the sealing gasket is formed in any one of the claim 2 to claim 7. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 밀봉 플레이트는 90 내지 100℃에서 용융되는 수지로 형성되는 것을 특징으로 하는 캡 조립체.The sealing plate cap assembly, characterized in that formed of a resin that is melted at 90 to 100 ℃. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 전해액 주입구는 두께 방향으로 단차가 형성된 것을 특징으로 하는 캡 조립체.Cap electrolyte characterized in that the step of the electrolyte injection hole is formed in the thickness direction.
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