KR100670453B1 - Cylindrical Li Secondary Battery - Google Patents
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Abstract
본 발명은 외부 압력의 작용에 대한 안정성이 향상된 원통형 리튬 이차 전지에 관한 것으로, 본 발명의 원통형 리튬 이차 전지는 제 1 전극판, 제 2 전극판, 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 구비하며, 중심에 소정의 공간이 형성된 전극 조립체와; 길이 방향을 따라 절개 홈이 형성된 관 형상으로 이루어지며, 하부에 소정 길이 돌출된 돌기를 구비하며, 상기 전극 조립체의 중심 공간에 결합되는 관형의 권심 부재와; 상기 전극 조립체를 수용하는 공간을 구비하며, 상부가 개구된 케이스와; 상기 케이스의 상부와 결합되어 이를 밀봉하는 캡 조립체를 포함하여 이루어진다. The present invention relates to a cylindrical lithium secondary battery with improved stability against the action of external pressure, the cylindrical lithium secondary battery of the present invention is the first electrode plate, the second electrode plate, between the first electrode plate and the second electrode plate An electrode assembly having an interposed separator and having a predetermined space formed in a center thereof; A tubular winding member formed in a tubular shape having a cut groove formed along a longitudinal direction, the protrusion having a predetermined length protruding from the bottom thereof, and coupled to a central space of the electrode assembly; A case having a space for accommodating the electrode assembly, the case having an upper opening; And a cap assembly coupled to the top of the case to seal it.
리튬 이차 전지, 권심 부재, 돌기, 노치부 Lithium secondary battery, core member, protrusion, notch part
Description
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 리튬 이차 전지를 설명하기 위한 사시도. 1A is a perspective view illustrating a cylindrical lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 1b는 도 1a의 A-A 라인에 따른 단면도. FIG. 1B is a cross sectional view along line A-A in FIG. 1A;
도 1c는 도 1a의 B-B 라인에 따른 단면도. 1C is a cross sectional view along line B-B in FIG. 1A;
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 리튬 이차 전지의 권심 부재를 설명하기 위한 사시도이다. 2A and 2B are perspective views illustrating a core member of a cylindrical lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 리튬 이차 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 순차 설명도. 3 is a sequential explanatory diagram for explaining a method for manufacturing a cylindrical lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 4a 내지 도 4d는 일 본 발명의 실시예에 따른 원통형 리튬 이차 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 도면. 4A to 4D are views for explaining a method of manufacturing a cylindrical lithium secondary battery according to one embodiment of the present invention.
(도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for main parts of drawing)
100; 원통형 리튬 이차 전지 200; 전극 조립체100; Cylindrical lithium
210; 제 1 전극판 215; 제 1 전극 탭210;
220; 제 2 전극판 225; 제 2 전극 탭220;
230; 세퍼레이터 241, 245; 절연 플레이트230; Separators 241 and 245; Insulation Plate
300; 원통형 케이스 310; 원통면300;
320; 하면 330; 크리핑부320; If 330; Creeping Part
340; 비딩부 400; 캡 조립체340; Beading
410; 안전 밴트 420; 인쇄 회로 기판410; Safety van 420; Printed circuit board
430; 양성 온도 소자 440; 전극 캡430;
450; 절연 가스켓 500; 권심 부재450;
510; 절개 홈 520; 돌기510;
530; 노치부530; Notch
본 발명은 원통형 리튬 이온 이차 전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부 압력의 작용에 대한 안정성이 향상된 원통형 리튬 이차 전지에 관한 것이다. The present invention relates to a cylindrical lithium ion secondary battery, and more particularly to a cylindrical lithium secondary battery with improved stability to the action of external pressure.
일반적으로 원통형 리튬 이온 이차 전지는 대략 원통 형태로 권취된 전극 조립체와, 상기 전극 조립체가 결합되는 원통 형태의 캔과, 상기 캔 내측에 주입되어 리튬 이온의 이동이 가능하도록 하는 전해액과, 상기 캔의 일측에 결합되어 상기 전해액의 누액을 방지하고, 전극 조립체의 이탈을 방지하는 캡 조립체로 이루어져 있다. In general, a cylindrical lithium ion secondary battery includes an electrode assembly wound in a substantially cylindrical shape, a can of a cylindrical shape to which the electrode assembly is coupled, an electrolyte solution injected into the can to allow movement of lithium ions, and The cap assembly is coupled to one side to prevent leakage of the electrolyte and prevent separation of the electrode assembly.
이러한 원통형 리튬 이온 이차 전지는 통상 그 용량이 2000~2400mA 정도이기 때문에, 주로 대용량의 전력이 필요한 노트 피씨(note PC), 디지털 카메라, 캠코더 등에 장착되고 있다. 일례로 이러한 원통형 리튬 이온 이차 전지는 다수개가 필요 한 개수만큼 직병렬로 연결되고, 또한 보호회로가 장착된 채 소정 형태의 하드팩으로 조립되어 상기 전자기기에 전원용으로 결합되어 이용된다. Since such cylindrical lithium ion secondary batteries usually have a capacity of about 2000 to 2400 mA, they are mainly mounted on note PCs, digital cameras, camcorders, and the like, which require large amounts of electric power. For example, a plurality of cylindrical lithium ion secondary batteries are connected in series and in parallel as many as necessary, and are assembled into a hard pack of a predetermined type with a protection circuit mounted thereon, and are used by being coupled to the electronic device for power supply.
이러한 원통형 리튬 이온 이차 전지의 제조 방법은 하기와 같다. The manufacturing method of such a cylindrical lithium ion secondary battery is as follows.
우선, 소정 활물질층이 형성된 음극판, 세퍼레이터 및 소정 활물질층이 형성된 양극판을 함께 적층한 후, 봉형태의 권취축에 일단을 결합한 후, 대략 원통 형태로 권취하여 전극 조립체를 형성한다. 이어서, 상기 전극 조립체를 원통형 캔에 삽입한 후, 전해액을 주입하고, 이어서 캡 조립체를 상기 원통형 캔의 상부에 용접함으로써, 대략 원통 형태의 리튬 이온 이차 전지를 완성한다. First, the negative electrode plate on which the predetermined active material layer is formed, the separator and the positive electrode plate on which the predetermined active material layer is formed are laminated together, and then one end is bonded to a rod-shaped winding shaft, and then wound in a substantially cylindrical form to form an electrode assembly. Subsequently, after inserting the electrode assembly into the cylindrical can, the electrolyte is injected, and then the cap assembly is welded to the upper portion of the cylindrical can, thereby completing a substantially cylindrical lithium ion secondary battery.
한편, 최근에는 상기 리튬 이온 이차 전지의 충ㆍ방전 중 상기 전극 조립체가 변형되지 않도록 상기 전극 조립체의 중앙에 대략 봉 형태의 권심 부재를 결합시키고 있다. On the other hand, in recent years, a substantially rod-shaped core member is coupled to the center of the electrode assembly so that the electrode assembly is not deformed during charging and discharging of the lithium ion secondary battery.
그러나, 상기한 바와 같은 원통형 리튬 이차 전지는 낙하 등의 외부 충격 등에 의하여 상기 권심 부재의 유동이 발생할 수 있다. 이러한 권심 부재의 유동은 권심 부재 상부의 캡 조립체에 영향을 미치게 된다. 특히, 캡 조립체의 안전 벤트와 충돌하는 경우, 상기 안전 밴트의 반전 혹은 파괴를 발생하는 문제점이 있다. 이러한 안전 밴트의 반전 또는 파괴는 리튬 이차 전지의 안전성에 심각한 영향을 미칠 수 있다. However, in the cylindrical lithium secondary battery as described above, the flow of the core member may occur due to an external impact such as a drop. This flow of the core member affects the cap assembly above the core member. In particular, when colliding with the safety vent of the cap assembly, there is a problem that the reversal or destruction of the safety vent occurs. Reversal or destruction of such a safety van can seriously affect the safety of the lithium secondary battery.
또한, 상기 권심 부재가 회전하는 경우, 상기 전극 조립체의 하단과 상기 권심 부재가 맞닿아 전극 조립체의 하단에서 쇼트(short)가 발생하는 문제점이 있다. In addition, when the core member rotates, there is a problem in that a short occurs at the bottom of the electrode assembly by contacting a lower end of the electrode assembly and the core member.
본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 외부 압력의 작용에 대한 안정성이 향상된 원통형 리튬 이차 전지를 제공하는 데에 그 목적이 있다. An object of the present invention is to solve the above problems of the prior art, the present invention is to provide a cylindrical lithium secondary battery with improved stability to the action of external pressure.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 원통형 리튬 이차 전지는 제 1 전극판, 제 2 전극판, 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 구비하며, 중심에 소정의 공간이 형성된 전극 조립체와; 길이 방향을 따라 절개홈이 형성된 관 형상으로 이루어져 상기 전극 조립체의 중심 공간에 결합되고, 내면에 길이 방향으로 4개의 노치부가 상기 절개홈을 기준으로 각각 2개씩 좌우 대칭으로 위치하며, 하부에 소정 길이 돌출된 돌기를 구비하는 권심 부재와; 상기 전극 조립체를 수용하는 공간을 구비하며, 상부가 개구된 케이스와; 상기 케이스의 상부와 결합되어 이를 밀봉하는 캡 조립체를 포함하여 이루어진다. Cylindrical lithium secondary battery of the present invention for achieving the above object is provided with a separator interposed between the first electrode plate, the second electrode plate, the first electrode plate and the second electrode plate, a predetermined space in the center An electrode assembly formed; It is formed in a tubular shape formed with a cutout groove along a longitudinal direction and is coupled to a central space of the electrode assembly. A core member having a protruding protrusion; A case having a space for accommodating the electrode assembly, the case having an upper opening; And a cap assembly coupled to the top of the case to seal it.
상기 권심 부재는 상ㆍ하부의 직경이 중심부의 직경보다 작은 것이 바람직하다. It is preferable that the diameter of the upper and lower parts of the said core member is smaller than the diameter of a center part.
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상기 권심 부재의 높이는 상기 전극 조립체 높이의 90% 내지 110%인 것이 바 람직하다. The height of the core member is preferably 90% to 110% of the height of the electrode assembly.
또한, 본 발명의 원통형 리튬 이차 전지는 제 1 전극판, 제 2 전극판, 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 구비하며, 중심에 소정의 공간이 형성된 전극 조립체와; 길이 방향을 따라 절개 홈이 형성된 관 형상으로 이루어지며, 상기 관 형상의 내측면의 원주 상에 형성된 4개의 노치부를 구비하며, 상기 각 노치부와 인접 노치부를 연결하는 가상의 라인이 사다리꼴 또는 정사각형으로 이루어지며, 상기 전극 조립체의 중심 공간에 결합되는 관형의 권심 부재와; 상기 전극 조립체를 수용하는 공간을 구비하며, 상부가 개구된 케이스와; 상기 케이스의 상부와 결합되어 이를 밀봉하는 캡 조립체를 포함하여 이루어진다. In addition, the cylindrical lithium secondary battery of the present invention includes an electrode assembly having a first electrode plate, a second electrode plate, a separator interposed between the first electrode plate and the second electrode plate, the predetermined space is formed in the center; It has a tubular shape formed with a cutout groove along the longitudinal direction, and has four notches formed on the circumference of the inner surface of the tubular shape, and an imaginary line connecting each notch portion and an adjacent notch portion is trapezoidal or square. A tubular winding member which is formed and coupled to a central space of the electrode assembly; A case having a space for accommodating the electrode assembly, the case having an upper opening; And a cap assembly coupled to the top of the case to seal it.
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이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도면의 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 리튬 이차 전지를 설명하기 위한 사시도이며, 도 1b는 도 1a의 A-A 라인에 따른 단면도이며, 도 1c는 도 1a의 B-B 라인에 따른 단면도이다. 1A is a perspective view illustrating a cylindrical lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 1A, and FIG. 1C is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG. 1A.
도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 리튬 이차 전지(100)는 충ㆍ방전 시 전압차를 발생시키는 전극 조립체(200)와, 상기 전극 조립체(200)를 수납하는 원통형의 케이스(300)와, 상기 원통형 케이스(300) 상부에 조립되어 상기 전극 조립체(200)가 이탈되지 않도록 하는 캡 조립체(400)와, 상기 전극 조립체의 중앙부 공간에 위치하는 권심 부재(500)를 구비하는 구조로 이루어져 있다. As illustrated in FIGS. 1A to 1C, the cylindrical lithium
상기 전극 조립체(200)는 양극 활물질 및 음극 활물질 중 어느 하나, 예를 들면, 양극 활물질이 코팅된 제 1 전극판(210), 상기 양극 활물질 및 음극 활물질 중 다른 하나, 예를 들면, 음극 활물질이 코팅된 제 2 전극판(220), 상기 제 1 전극판(210) 및 제 2 전극판(220) 사이에 위치하여 상기 제 1 전극판(210)과 제 2 전극판(220)의 쇼트(short)를 방지하고 리튬 이온의 이동만 가능하게 하는 세퍼레이터(230)로 이루어진다. 또한, 상기 제 1 전극판(210), 제 2 전극판(220) 및 세퍼레이터(230)는 대략 원형으로 권취되어 상기 원통형 케이스(300)에 수납된다. 또한, 상기 제 1 전극판(210)에는 일반적으로 알루미늄(Al) 재질로 이루어지며, 상부로 일정 길이 돌출된 제 1 전극 탭(215)이 접합되어 있다. 상기 제 2 전극판(220)에는 일반적으로 니켈(Ni) 재질로 이루어지며, 하부로 일정 길이 돌출된 제 2 전극 탭(225)이 접합되어 있으나, 본 발명에서 위의 재질을 한정하는 것은 아니다. 더불어 상기 전극 조립체(200)의 상ㆍ하부에는 각각 직접적인 캡 조립체(400) 또는 원통형 케이스(300)와의 접촉을 피하기 위해 상ㆍ하부 절연 플레이트(241, 245)가 더 부착되어 있다. The
상기 원통형 케이스(300)는 상기 전극 조립체(200)가 결합될 수 있도록 소정 공간을 가지며 일정 직경을 갖는 원통면(310)이 형성되어 있고, 상기 원통면(310)의 하부에는 그 원통면(310)의 하부 공간을 막은 하면(320)이 형성되어 있으며, 상기 원통면(310)의 상부는 상기 전극 조립체(200)를 삽입하기 위하여 개구(開口)되 어 있다. 한편, 상기 원통형 케이스(300)의 하면(320) 중앙에 상기 전극 조립체(200)의 제 1 전극 탭(215) 및 제 2 전극 탭(225) 중 어느 하나, 예를 들면, 제 2 전극 탭(225)이 접합됨으로써, 상기 원통형 케이스(300) 자체는 제 2 전극판(220)과 동일한 전극, 예들 들면 음극 단자의 역할을 수행하게 된다. 또한, 상기 원통형 케이스(300)는 일반적으로 알루미늄(Al), 철(Fe) 또는 이들의 합금으로 형성된다. 더불어 상기 원통형 케이스(300)는 상부에서 상기 캡 조립체(400)를 압박하도록 한쪽으로 휘어진 크리핑(crimping)부(330)가 형성되고, 하부에서 상부 방향으로 상기 캡 조립체(400)를 압박하도록 안쪽으로 움푹 파인 비딩(beading)부(340)가 더 형성되어 있다. The
상기 캡 조립체(400)는 상기 제 1 전극 탭(215)이 용접된 동시에, 과충전 또는 이상 발열시 형태가 반전되는 도전성 안전 벤트(410)와, 상기 도전성 안전 벤트(410) 상부에 전기적 및 기계적으로 연결되어, 상기 안전 벤트(410)의 반전시 회로가 끊어지는 인쇄 회로 기판(PCB, Printed Circuit board, 420)과, 상기 인쇄 회로 기판(420) 상부에 전기적 및 기계적으로 연결되어 소정 온도 이상에서 회로가 끊어지는 양성 온도 소자(430)와, 상기 양성 온도 소자(430)의 상부에 전기적 및 기계적으로 연결되어 실제의 전류를 외부로 인가하는 도전성 전극 캡(440)과, 상기 안전 벤트(410), 인쇄 회로 기판(420), 양성 온도 소자(430) 및 전극 캡(440)의 측부 둘레를 감싸는 형태를 하며 상기 원통형 케이스(300)로부터 상기 나열한 것들을 절연시키는 절연 가스켓(450)으로 이루어진다. 이때, 상기 전극 캡(440)은 상기 전극 조립체(200)의 제 1 전극 탭(215) 및 제 2 전극 탭(225) 중 어느 하나, 예를 들 면, 제 1 전극 탭(215)이 접합되어 제 1 전극판(210)과 동일한 전극, 예들 들면 양극 단자의 역할을 수행한다. The
상기 권심 부재(500)는 상기 권취형 전극 조립체(200)의 중앙의 공간에 삽입되어, 상기 권취형 전극 조립체(200)가 이완되어 풀리는 것을 방지하며, 외압에 의한 상기 권취형 전극 조립체(200)의 변형을 방지하는 역할도 수행한다. 이러한 권심 부재(500)는 대략 관형으로 이루어져 있다. 또한, 상기 권심 부재(500)의 길이 방향을 따라 절개 홈(510)이 형성되어 있으나, 이러한 절개 홈(510)은 상기 권심 부재(500)가 전극 조립체(200)에 결합된 상태에서는 밀착되어 있다, 물론, 경우에 따라서는 상기 절개홈(510)은 일정 거리 이격된 상태를 유지할 수도 있다. The
또한, 상기 권심 부재(500)는 하부에 소정의 길이로 돌출된 돌기(520)를 구비하며, 상기 관형의 권심 부재(500)의 내측면에는 상기 권심 부재(500)의 길이 방향을 따라 적어도 하나의 노치(notch)부(530)가 형성되어 있다. In addition, the
또한, 상기 권심 부재(500)는 상기 전극 조립체(200)가 갖는 전체 높이의 대략 90% 내지 110% 정도로 형성되어 있으며, 하단은 상기 제 2 전극 탭(225) 상에 위치한다. 이러한 상기 권심 부재(500)의 높이가 상기 전극 조립체(200)의 높이의 90% 이하이면, 상기 전극 조립체(200)를 고정 및 지지하는 힘이 너무 약하고, 또한, 110% 이상이면, 상기 캡 조립체(300)의 구성 요소와 접촉할 수 있으므로 바람직하지 않다. In addition, the
한편, 도면상에는 도시되지 않았으나, 상기 원통형 케이스(300)에 상기 전극 조립체(200) 간에 리튬 이온의 이동이 가능하게 전해액이 주입된다. 상기 전해액은 충ㆍ방전시 전지 내부의 양극 및 음극에서 전기 화학적 반응에 의하여 생성되는 리튬 이온(Li Ion)의 이동 매체 역할을 하며, 이는 리튬염과 고순도 유기 용매류의 혼합물인 비수질계 유기 전해액일 수 있다. 더불어, 상기 전해액은 고분자 전해질을 이용한 폴리머일 수도 있으며, 여기서 상기 전해액 물질의 종류를 한정하는 것은 아니다. On the other hand, although not shown in the drawings, the electrolyte is injected into the
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 리튬 이차 전지의 권심 부재를 설명하기 위한 사시도이다. 2A and 2B are perspective views illustrating a core member of a cylindrical lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 리튬 이차 전지(100)의 권심 부재(500)는 대략 관형으로 이루어지며, 상기 권심 부재(500)의 길이 방향을 따라 절개 홈(510)이 형성된 구조로 이루어진다. 2A and 2B, the
또한, 상기 권심 부재(500)는 하부에 소정의 길이로 돌출된 돌기(520)를 구비하며, 상기 관형의 권심 부재(500)는 상ㆍ하부의 끝단의 직경이 중심부의 직경에 비하여 작은 형상으로 이루어진다. 이는 상기 권심 부재(500)가 외부 압력이 작용하여 회전하는 경우, 상기 절개 홈(510)으로 인해 상기 전극 조립체(200)의 구성 요소, 즉, 제 1 전극판(210), 제 2 전극판(220) 및 세퍼레이터(230)의 하부가 파괴되는 것을 방지하기 위함이다. In addition, the
또한, 상기 권심 부재(500)는 상기 전극 조립체(200)가 갖는 전체 높이의 대략 90% 내지 110% 정도로 형성되어 있으며, 하단은 상기 제 2 전극 탭(225) 상에 위치한다. 이러한 상기 권심 부재(500)의 높이가 상기 전극 조립체(200)의 높이의 90% 이하이면, 상기 전극 조립체(200)를 고정 및 지지하는 힘이 너무 약하고, 또한, 110% 이상이면, 상기 캡 조립체(300)의 구성 요소와 접촉할 수 있으므로 바람직하지 않다. In addition, the
또한, 상기 관형의 권심 부재(500)의 내측면에는 상기 권심 부재(500)의 길이 방향을 따라 적어도 하나의 노치(notch)부(530)가 형성되어 있다. 이는 상기 노치부(530)를 통하여 상기 권심 부재(500)의 변형 방향을 미리 설정하여 소정 압력 이상의 외압이 작용하는 경우, 상기 권심 부재(500)가 설정된 방향으로 변형되도록 하여, 상기 권심 부재(500)의 변형으로 인해 발생할 수 있는 상기 전극 조립체(200)의 쇼트를 방지하기 위함이다. In addition, at least one
한편, 상기 권심 부재(500)의 내측면에 형성된 상기 노치부(530)는 다양한 형태로 배치될 수 있다. On the other hand, the
예를 들면, 상기 권심 부재(500)는 도 2a에서와 같이, 상기 권심 부재(500)의 내측면에 상기 권심 부재(500)의 길이 방향을 따라 형성된 2개의 노치부(530)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 2개의 노치부(530)는 상기 절개 홈(510)을 기준으로 좌우 대칭으로 배치될 수 있으며, 바람직하게는 상기 2개의 노치부(530)는 상기 절개 홈(510)을 기준으로 원주 상에서 좌우 45°에 위치하는 것이 바람직하다. For example, the
다시 말하면, 상기 2개의 노치부(530)는 상기 절개 홈(510)에서의 거리가 동일하도록 좌우에 위치하는 것이 바람직하다. In other words, the two
또는, 상기 권심 부재(500)는 도 2b에서와 같이, 상기 권심 부재(500)의 내측면에 상기 권심 부재의 길이 방향을 따라 형성된 4개의 노치부(530)를 구비할 수 있다. 상기 4개의 노치부(530)는 상기 절개 홈(510)을 기준으로 각각 2개씩 좌우 대칭으로 배치될 수 있으며, 바람직하게는 상기 4개의 노치부(530)는 상기 절개 홈(510)을 기준으로 원주 상에서 45°, 135°, 225° 및 315°에 위치하는 것이 바람직하다. Alternatively, the
다시 말하면, 상기 권심 부재(500) 내측면의 원주 상에 형성된 4개의 노치부는 각 노치부와 인접 노치부를 연결하는 가상의 라인이 사다리꼴로 이루어지며, 바람직하게는 상기 권심 부재(500)의 원주 상에 형성된 4개의 노치부는 각 노치부와 인접 노치부를 연결하는 가상의 라인이 정사각형을 이루도록 배치된 구조로 이루어진다. In other words, the four notches formed on the circumference of the inner surface of the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 리튬 이차 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 순차 설명도이다. 3 is a sequential explanatory diagram for explaining a method of manufacturing a cylindrical lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 리튬 이차 전지의 제조 방법은 전극 조립체(200)의 형성 단계(S1), 전극 조립체(200)의 결합 단계(S2), 권심 부재(600)의 삽입 단계(S3), 전해액 주입 단계(S4) 및 캡 조립체(400)의 결합 단계(S5)를 포함한다. Referring to FIG. 3, in the method of manufacturing a cylindrical lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention, the forming step (S1) of the
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 리튬 이차 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 상기 도 3과 함께 원통형 리튬 이차 전지의 제조 방법을 설명한다. 4A to 4D are diagrams for describing a method of manufacturing a cylindrical lithium secondary battery according to one embodiment of the present invention. Hereinafter, a method of manufacturing a cylindrical lithium secondary battery together with FIG. 3 will be described.
도 4a를 참조하면, 우선 상기 전극 조립체(200)의 형성 단계(S1)에서는 제 1 전극판(210), 세퍼레이터(230), 제 2 전극판(220)을 순차적으로 적층하고, 이것의 일단에는 권취축(600)을 결합한 후, 대략 원통형으로 권취하여 전극 조립체(200)를 형성한다. 물론 상기 권취 이전에, 상기 제 1 전극판(210)에는 제 1 전극 탭(215)이, 제 2 전극판(220)에는 제 2 전극 탭(225)이 부착된다. Referring to FIG. 4A, first, in the forming step S1 of the
도 4b를 참조하면, 상기 전극 조립체(200)의 결합 단계(S2)에서는 상기 대략 원통형의 전극 조립체(200)를 상기 원통형 케이스(300)에 결합한다. 물론, 상기 결합 후에는 상기 전극 조립체(200)로부터 상기 권취축(600)을 분리하며, 이때, 상기 전극 조립체(200)의 중심부에는 대략 원형의 공간이 형성된다. 물론, 상기 권취축(600)은 상기 전극 조립체(200)의 결합전에 미리 분리될 수 있으며, 본 발명에서 그 순서를 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 원통형 케이스(300)에는 미리 하부 절연판(241)(도면상에는 도시되지 않음)이 결합되어 있다. Referring to FIG. 4B, in the coupling step S2 of the
도 4c를 참조하면, 상기 권심 부재(500)의 삽입 단계(S3)에서는 상기 권취축(600)이 분리되어 상기 전극 조립체(200)의 중심부에 형성된 공간에, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 권심 부재(500)를 삽입한다. Referring to FIG. 4C, in the inserting step S3 of the winding
여기서, 상기 권심 부재(500)의 삽입 전 상기 전극 조립체(200) 중 제 1 전극 탭(215) 및 제 2 전극 탭(225) 중 어느 하나, 예를 들면, 상기 제 2 전극 탭(225)은 원통형 케이스(300)의 하면(320)에 저항 용접 등의 방법으로 미리 부착ㆍ고정될 수 있다. 따라서, 상기 권심 부재(500)는 상기 제 2 전극 탭(225)의 상면에 접촉된 채로 위치하며, 상기 제 2 전극 탭(225)을 더욱 강하게 상기 원통형 케이스(300)에 결합시키는 역할도 한다. 한편, 상기한 바와 같이, 상기 권심 부재(500)는 상기 전극 조립체(200)가 갖는 높이의 대략 90% 내지 110% 정도인 것이 바람직하 다. 즉, 상기 권심 부재(500)의 높이가 상기 전극 조립체(200)의 90% 이하이며, 상기 전극 조립체(200)를 고정 및 지지하는 힘이 너무 약하게 되며, 또한, 110% 이상인 경우에는 상기 캡 조립체(400)의 구성 요소와 접촉할 수 있어 바람직하지 않다. Here, any one of the
그런 다음, 상기 전해액 주입 단계(S4)에서는 상기 전극 조립체(200)의 상단까지 전해액을 주입한다. 또한, 상기 전해액은 상기 전극 조립체(200)에서 상기 제 1 전극판(210)과 제 2 전극판(220) 사이에 충ㆍ방전 시 리튬 이온의 이동이 가능하도록 하는 역할을 수행한다. Then, in the electrolyte injection step (S4), the electrolyte is injected to the upper end of the
도 4d를 참조하면, 상기 캡 조립체(400)의 결합 단계(S5)에서는 상기 원통형 케이스(300) 상부에 다수의 구성 요소로 이루어지는 캡 조립체(400)를 결합하여, 상술한 전극 조립체(200), 권심 부재(500) 및 전해액이 외부로 이탈 또는 누액되지 않도록 하여, 원통형 리튬 이차 전지(100)를 형성한다. Referring to FIG. 4D, in the coupling step S5 of the
보다 상세히 설명하면, 상기 원통형 케이스(300)의 상부에 대략 링 형태인 절연 가스켓(450)을 결합하고, 이어서 그 내측에 순차적으로 전극 조립체(200) 중 제 1 전극 탭(215) 및 제 2 전극 탭(225) 중 어느 하나, 예를 들면 제 1 전극 탭(215)과 전기적으로 연결되는 도전성 안전 벤트(410), 인쇄 회로 기판(420), 양성 온도 소자(430) 및 전극 캡(440)을 순차적으로 결합한다. In more detail, an insulating
그런 다음, 상기 절연 가스켓(450)의 하단에 해당하는 원통형 케이스(300)를 비딩하여 안쪽 방향으로 함몰된 비딩부(340)를 형성하고, 그 상단을 크리핑하여 크리핑부(330)를 형성함으로써, 상기 캡 조립체(400)가 외부로 이탈되지 않도록 하여, 원통형 리튬 이차 전지(100)를 형성하는 것이다. Then, by beading the
상기한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 원통형 리튬 이차 전지(100)는 상기 권심 부재(500)의 하부에 형성된 돌기(520)와, 상기 권심 부재(500)의 내측면에 길이 방향을 따라 형성된 노치부(530)를 구비함으로써, 외압 작용시의 상기 원통형 리튬 이차 전지(100)의 안정성이 향상된다. As described above, the cylindrical lithium
즉, 상기 권심 부재(500)의 하부에 형성된 돌기를 통하여 상기 권심 부재(500)의 회전으로 인하여 발생할 수 있는 상기 전극 조립체(200)의 하부가 파괴되는 것을 방지할 수 있다. That is, it is possible to prevent the lower portion of the
또한, 상기 권심 부재(500)의 노치부(530)를 통하여 소정 압력 이상의 외압이 작용하는 경우, 상기 권심 부재(500)가 중심부 방향으로 나선형으로 변형될 수 있다. 따라서, 상기 권심 부재(500)의 변형에 의한 상기 전극 조립체(200)의 쇼트(short)를 방지할 수 있다. In addition, when an external pressure of a predetermined pressure or more is applied through the
즉, 상기 권심 부재(500)가 돌기(520) 및 노치부(530)를 구비함으로써, 상기 원통형 리튬 이차 전지(100)의 외압에 대한 안정성이 향상된다. That is, since the
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 본 발명은 외부 압력의 작용에 대한 안정성이 향상된 원통형 리튬 이차 전지를 제공할 수 있다. According to the present invention as described above, the present invention can provide a cylindrical lithium secondary battery with improved stability to the action of the external pressure.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.
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