KR100696791B1 - Cap Assembly and Lithium Ion Secondary Battery with the same - Google Patents

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KR100696791B1 KR1020050035303A KR20050035303A KR100696791B1 KR 100696791 B1 KR100696791 B1 KR 100696791B1 KR 1020050035303 A KR1020050035303 A KR 1020050035303A KR 20050035303 A KR20050035303 A KR 20050035303A KR 100696791 B1 KR100696791 B1 KR 100696791B1
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Abstract

본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가스켓의 회전에 의한 전지의 단락을 방지하여 전지의 신뢰성 및 안전성이 향상되도록 구조가 개선된 캡 조립체 및 이를 구비하는 리튬이온 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly to a cap assembly and a lithium ion secondary battery having an improved structure to prevent the short circuit of the battery by the rotation of the gasket to improve the reliability and safety of the battery.

본 발명에 의하면 캡 플레이트와 가스켓에는 서로 상응하는 홈 또는 돌출부가 각기 형성되어 있어 가스켓이 캡 플레이트와 별개로 회전되는 것을 방지함과 동시에 전극단자의 회전을 방지하는 효과가 있으며, 전극단자의 회전으로 인한 전지의 단락을 방지하는 효과가 있다. According to the present invention, the cap plate and the gasket have grooves or protrusions corresponding to each other to prevent the gasket from being rotated separately from the cap plate, and at the same time, prevent the rotation of the electrode terminal. There is an effect of preventing the short circuit of the battery.

Description

캡 조립체와 이를 구비하는 리튬이온 이차전지{Cap Assembly and Lithium Ion Secondary Battery with the same}Cap assembly and Lithium ion secondary battery having the same {Cap Assembly and Lithium Ion Secondary Battery with the same}

도 1은 종래의 이차전지를 일부 절개하여 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing a part of the conventional secondary battery cut;

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 리튬이온 이차전지를 절개하여 도시한 단면도,2 is a cross-sectional view showing a cut lithium ion secondary battery according to a first embodiment of the present invention,

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 단자통공 부분을 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view showing a terminal through portion in accordance with a first embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 단자통공 부분을 도시한 단면도.4 is a cross-sectional view showing a terminal through portion according to a second embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 단자통공 부분을 도시한 단면도.5 is a cross-sectional view showing a terminal through part in accordance with a third embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 단자통공 부분을 도시한 평면도.6 is a plan view showing a terminal through a portion according to a third embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 단자통공 부분을 도시한 단면도.7 is a cross-sectional view showing a terminal through portion according to a fourth 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...캔30 Lithium-ion rechargeable battery

32...전지부 36...제 1 전극탭32 Battery ... 36 First electrode tab

37...제 2 전극탭 300...캡 조립체37.2nd electrode tab 300 ... cap assembly

310...캡 플레이트 311...단자통공310 ... Cap plate 311 ... Terminal through

312, 312b...캡 플레이트 홈 312a, 312c...캡 플레이트 돌출부312, 312b ... cap plate groove 312a, 312c ... cap plate protrusion

330...가스켓 332, 332b...가스켓 돌출부330 Gasket 332, 332b ... Gasket protrusion

332a, 332c...가스켓 홈 332a, 332c ... gasket groove

본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가스켓의 회전에 의한 전지의 단락을 방지하여 전지의 신뢰성 및 안전성이 향상되도록 구조가 개선된 캡 조립체 및 이를 구비하는 리튬이온 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly to a cap assembly and a lithium ion secondary battery having an improved structure to prevent the short circuit of the battery by the rotation of the gasket to improve the reliability and safety of the battery.

통상적으로, 이차전지는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하는 것으로, 소형 및 대용량화가 가능하다. 대표적으로는 니켈수소(Ni-MH)전지와 리튬(Li)전지 및 리튬이온(Li-ion)전지가 사용되고 있다. 근래에 개발된 리튬 이차 전지는 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터 등의 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다. In general, the secondary battery refers to a battery that can be charged and discharged, unlike a primary battery that is not rechargeable, and can be miniaturized and large in capacity. Typically, nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, lithium (Li) batteries, and lithium ion (Li-ion) batteries are used. Recently developed lithium secondary batteries are widely used in advanced electronic devices such as cellular phones and notebook computers.

이러한 이차전지는 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지는 리튬이온 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. The 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, 일반적으로 리튬이온 이차전지는 캔(11)과, 상기 캔(11)의 내부의 수용되는 전극 조립체(12)와 상기 캔(11)의 상단개구부에 결합되는 캡 조립 체(100)와 제 2 전극단자(120)를 보호회로(260)에 전기적으로 연결시키기 위한 리이드(240)와 상기 캡 플레이트 상부에 결합되는 와셔(200)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 1, a lithium ion secondary battery generally includes a can 11, a cap assembly coupled to an electrode assembly 12 accommodated inside the can 11 and an upper opening of the can 11. It comprises a lead 240 for electrically connecting the 100 and the second electrode terminal 120 to the protection circuit 260 and a washer 200 coupled to the upper cap plate.

상기 캔(11)은 리튬이온 이차전지에서 대략 직육면체에서 위쪽이 개방된 형상을 가진 금속재질의 용기이며, 딥 드로잉(deep drawing) 등의 가공방법으로 형성된다. 상기 캔(11)은 제 1 전극판(13), 세퍼레이터(14), 제 2 전극판(15)으로 이루어진 전극 조립체(12)와 전해액의 용기가 되고, 전극 조립체(12)가 캔(11)의 개방된 상단, 즉, 상단개구부를 통해 삽입된 후 상단개구부는 캡 조립체(100)에 의해 봉해진다. The can 11 is a metal container having a shape in which a top thereof is opened in a rectangular parallelepiped in a lithium ion secondary battery, and is formed by a processing method such as deep drawing. The can 11 is a container of an electrode assembly 12 and an electrolyte consisting of a first electrode plate 13, a separator 14, and a second electrode plate 15, and the electrode assembly 12 is a can 11. The top opening is sealed by the cap assembly 100 after being inserted through its open top, ie the top opening.

상기 캡 조립체(100)에는 캔(11)의 상단개구부에 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형의 캡 플레이트(110)와 전극단자(120)가 구비된다. 상기 캡 플레이트(110)의 중앙부에는 전극단자(120)가 통과할 수 있도록 단자통공(111)이 형성되며, 상기 캡 플레이트(110)의 중앙부를 관통하는 제 2 전극단자(120) 외측에는 제 2 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 전극 단자(120)와 통전되는 터미널 플레이트(150)가 구비되어 있다. The cap assembly 100 includes a flat cap plate 110 and an electrode terminal 120 having a size and a shape corresponding to the top opening of the can 11. A terminal through-hole 111 is formed in the central portion of the cap plate 110 to allow the electrode terminal 120 to pass therethrough, and a second electrode terminal 120 is formed outside the second electrode terminal 120 penetrating the central portion of the cap plate 110. A tube-shaped gasket 130 is installed to electrically insulate the electrode terminal 120 from 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 내압 상승하여 일정 압력 이상 도달 시 개스가 방출될 수 있도록 하는 안전밴트(190)가 구비되어 있다. 상기 캡 플레이트(110)의 일측에는 상기 캔(11)의 내부에 전해액을 주입하기 위한 통로를 제공하는 전해액 주입구(112)가 형성되어 있다. 상기 전해액 주입구(112)는 볼(160)을 압입 하여 밀폐시키게 된다. In addition, the cap plate 110 is provided with a safety vent 190 to allow the gas to be released when the internal pressure rises to reach a predetermined pressure or more. An electrolyte injection hole 112 is provided at one side of the cap plate 110 to provide a passage for injecting an electrolyte into the can 11. The electrolyte injection hole 112 is sealed by injecting the ball 160.

상기 캡 플레에트(110) 상부에는 상기 제 2 전극단자(120)와 연결된 리이드(240)를 제 1 전극 탭(16)이 연결된 캡 플레이트(110)와 절연시키기 위한 와셔(200)가 구비되어 있다. 상기 와셔(200) 상측에는 상기 제 2 전극단자(120)와 전기적으로 연결되는 리이드(240)가 위치되며, 상기 리이드(240)는 보호회로(260) 기판상에 솔더링 되어 상기 전극조립체(12)와 전기적으로 연결된다. A washer 200 is provided on the cap plate 110 to insulate the lead 240 connected to the second electrode terminal 120 from the cap plate 110 to which the first electrode tab 16 is connected. . A lead 240 electrically connected to the second electrode terminal 120 is positioned above the washer 200, and the lead 240 is soldered onto a protective circuit 260 substrate to form the electrode assembly 12. Is electrically connected to the

상기 보호회로(260)는 상기 전극조립체(12)의 과충전 전압 및 전류, 과방전 전압 및 전류 그리고 쇼트 등을 제어하며, 상기 리튬이온 이차전지 캔(11)의 소정 영역에 설치된다. 상기 리이드(240)는 제 1 전극판(13)과 연결된 캡 플레이트(110)와 절연할 필요가 있으며, 이에 따라 캡 플레이트(110) 상측에는 절연체로 형성된 와셔(200)가 구비된다. The protection circuit 260 controls overcharge voltage and current, overdischarge voltage and current, and a short of the electrode assembly 12, and is installed in a predetermined region of the lithium ion secondary battery can 11. The lead 240 needs to be insulated from the cap plate 110 connected to the first electrode plate 13, and accordingly, a washer 200 formed of an insulator is provided on the cap plate 110.

상기 와셔(200)에는 상기 제 2 전극단자(120)가 관통하여 상기 리이드(240)와 전기적으로 연결될 수 있도록 홀이 형성되어 있으며, 상기 홀과 상기 제 2 전극단자(120)는 맞물린 구조로 결합되어 있다. The washer 200 has a hole formed therein to allow the second electrode terminal 120 to be electrically connected to the lead 240, and the hole and the second electrode terminal 120 are coupled to each other in an interlocking structure. It is.

그러나 상기 제 2 전극단자(120)와 상기 캡 플레이트(110)의 절연을 위한 튜브 형상의 가스켓(130)은 상기 캡 플레이트(110)에 완전하게 고정되어 있지 않기 때문에 상기 가스켓(130)은 전지의 팩 작업시 또는 전지를 사용할 때 등 외부의 충격, 움직임 등에 의해 회전할 수 있는 문제점이 있다.   However, since the tube-shaped gasket 130 for insulation between the second electrode terminal 120 and the cap plate 110 is not completely fixed to the cap plate 110, the gasket 130 is formed of a battery. There is a problem that can be rotated by external impact, movement, etc. during the pack operation or when using the battery.

이에 따라, 상기 가스켓(130)에 싸여 있는 제 2 전극단자(120)도 상기 가스켓(130)과 함께 회전할 수 있으며, 이로 인하여 상기 제 2 전극단자(120)와 상기 와셔(200)에 형성된 홀이 완벽하게 결합되지 못하게 되는 문제점이 있다. 또한, 상기 제 2 전극단자(120)가 회전할 경우 상기 제 2 전극단자(120) 상단 및 보호회로(260)에 전기적으로 결합된 리이드(240)도 함께 움직여 전지의 단락을 발생시키는 문제점이 있다.Accordingly, the second electrode terminal 120 wrapped in the gasket 130 may also rotate together with the gasket 130, and as a result, a hole formed in the second electrode terminal 120 and the washer 200. There is a problem that cannot be perfectly combined. In addition, when the second electrode terminal 120 rotates, the lead 240 electrically coupled to the upper end of the second electrode terminal 120 and the protection circuit 260 moves together to generate a short circuit of the battery. .

또한, 상기 제 2 전극단자(120)가 회전하는 경우, 상기 제 2 전극단자(120) 하면에 결합된 제 2 전극탭(17)이 회전하면서 제 1 전극탭(16)이 전기적으로 연결된 케이스의 내면과 접촉하여 단락이 발생되는 문제점이 있다. In addition, when the second electrode terminal 120 rotates, the second electrode tab 17 coupled to the lower surface of the second electrode terminal 120 rotates while the first electrode tab 16 is electrically connected to the case. There is a problem that a short circuit occurs in contact with the inner surface.

본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가스켓의 회전에 의한 전지의 단락을 방지하여 전지의 신뢰성 및 안전성이 향상되도록 구조가 개선된 캡 조립체 및 이를 구비하는 리튬이온 이차전지를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to provide a cap assembly and a lithium ion secondary battery having an improved structure to prevent short circuit of the battery due to rotation of the gasket to improve the reliability and safety of the battery. There is a purpose.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 적어도 단자통공이 형성된 캡 플레이트와 상기 단자통공을 통하여 케이스의 내부로 관통설치 되고 그 외면에 캡 플레이트와의 절연을 위한 가스켓이 구비된 전극단자를 구비하는 캡 조립체에 있어서, 상기 캡 플레이트에는 홈 또는 돌출부가 형성되고, 상기 가스켓에는 상기 캡 플레이트의 홈 또는 돌출부와 각기 상응되는 형상의 돌출부 또는 홈이 형성되어 맞물린 구조로 결합되는 것을 특징으로 하는 캡 조립체를 제공하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention includes at least a terminal plate through which the terminal plate is formed and an electrode terminal provided with a gasket for insulated from the cap plate through the terminal hole and installed inside the case. In the cap assembly, the cap plate is formed with grooves or protrusions, and the gasket is formed with a structure in which the protrusions or grooves of the shape corresponding to each of the grooves or protrusions of the cap plate is coupled to engage the structure. It is characterized by providing.

또한, 본 발명은 제 1 전극판, 제 2 전극판, 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극 판 사이에 개재된 세퍼레이터를 구비하는 권취형 전극 조립체와; 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간을 구비하는 케이스와; 상기 케이스의 상부에 설치되며, 적어도 단자통공이 형성되고, 홈 또는 돌출부가 형성된 캡 플레이트와 상기 단자통공을 통하여 케이스의 내부로 관통설치 되고 그 외면에는 상기 캡 플레이트의 홈 또는 돌출부와 각기 상응되는 형상의 돌출부 또는 홈이 형성된 가스켓이 구비된 전극단자를 구비하는 캡 조립체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지를 제공하는 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention provides a wound electrode assembly having a first electrode plate, a second electrode plate, a separator interposed between the first electrode plate and the second electrode plate; A case having a space for accommodating the electrode assembly; It is installed on the upper portion of the case, at least a terminal through hole is formed, through the cap plate and groove formed through the terminal hole and the through hole formed in the case and the outer surface corresponding to the groove or protrusion of the cap plate, respectively It provides a lithium ion secondary battery comprising a; cap assembly having an electrode terminal provided with a gasket formed with a protrusion or groove.

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

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 리튬이온 이차전지를 일부 절개하여 도시한 단면도이다. 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 단자통공 부분을 도시한 단면도를 나타내며, 도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 단자통공 부분을 도시한 단면도를 나타낸다. 도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 단자통공 부분을 도시한 단면도를 나타내며, 도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 단자통공 부분을 도시한 평면도를 나타낸다. 도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 단자통공 부분을 도시한 단면도를 나타낸다.2 is a cross-sectional view showing a part of the lithium ion secondary battery according to the first embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view showing the terminal through-hole portion according to the first embodiment of the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view showing the terminal through-hole portion according to the second embodiment of the present invention. 5 is a sectional view showing a terminal through part according to a third embodiment of the present invention, Figure 6 is a plan view showing a terminal through part according to a third embodiment of the present invention. 7 is a sectional view showing the terminal through-hole portion according to the fourth embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 리튬이온 이차전지(30)는 캔(31)과 상기 캔(31)의 내부에 수용되는 전극조립체(32)와, 상기 캔(31)의 상단개구부를 밀봉하는 캡 조립체(300)를 포함하여 형성된다. 2 and 3, the lithium ion secondary battery 30 seals the can 31, an electrode assembly 32 accommodated in the can 31, and an upper end opening of the can 31. It is formed including a cap assembly 300.

상기 캔(31)은 각형 리튬이온 이차전지에서 대략 직육면체에서 위쪽이 개방 된 형상을 가진 금속재질의 용기이며, 일반적으로 가볍고 부식에 대처가 용이한 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 사용된다. 캔(31)은 제 1 전극판(33), 세퍼레이터(34), 제 2 전극판(35)으로 이루어진 전극조립체(32)와 전해액(미도시)의 용기가 되고, 전극조립체(32)가 캔(31)의 개방된 상단, 즉, 상단개구부를 통해 캔(31)에 삽입된 뒤 캔(31)의 상단개구부는 캡 조립체(300)에 의해 봉해진다. The can 31 is a metal container having a shape in which an upper side is opened in a rectangular parallelepiped in a rectangular lithium ion secondary battery, and generally, aluminum or an aluminum alloy is used that is light and easy to cope with corrosion. The can 31 becomes 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 a can. The top opening of the can 31 is sealed by the cap assembly 300 after being inserted into the can 31 through the open top of the 31, ie the top 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 및 제 2 전극판(33, 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 and a second electrode plate 33 and 35 and a separator 34 each composed of one strip, and the first electrode plate 33, the separator 34, and the first electrode plate 33. It arrange | positions in order of the 2 electrode plate 35 and the separator 34, and is wound in the jelly-roll type.

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

상기 세퍼레이터(34)는 폴리 에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 공중합체(co-polymer)로 이루어져 있다. 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 유리하다고 할 것이다. The separator 34 is made of polyethylene, polypropylene, or a copolymer of polyethylene and polypropylene. The separator 34 may be formed to have a wider width than the first electrode plate and the second electrode plate 33, 35 to prevent short circuits between the electrode plates 33 and 35.

상기 전극조립체(32)의 상기 제 1 전극판(33)에는 제 1 전극탭(36)이 용접되어 있으며, 이 제 1 전극탭(36)의 단부는 상기 전극조립체(32)의 상방으로 돌출하여 있다. 상기 제 2 전극판(35)에도 제 2 전극탭(37)이 용접되어 있으며, 이 제 2 전극탭(37)의 단부도 상기 전극조립체(32)의 상방으로 돌출하여 있다. 상기 제 1 전극판(33)은 제 1 전극탭(36)을 통하여 캡 플레이트(310)에 전기적으로 연결되며, 제 2 전극판(35)은 제 2 전극탭(37)을 통하여 제 2 전극단자(320)와 전기적으로 연결된다. 상기 제 1 전극판(33)과 상기 제 2 전극판(35)은 음극 또는 양극으로 작용할 수 있다.A first electrode tab 36 is welded to the first electrode plate 33 of the electrode assembly 32, and an end of the first electrode tab 36 protrudes upward of the electrode assembly 32. have. A second electrode tab 37 is also welded to the second electrode plate 35, and an end of the second electrode tab 37 also protrudes above the electrode assembly 32. The first electrode plate 33 is electrically connected to the cap plate 310 through the first electrode tab 36, and the second electrode plate 35 is connected to the second electrode terminal through the second electrode tab 37. And electrically connected to 320. The first electrode plate 33 and the second electrode plate 35 may function as a cathode or an anode.

상기 캡 조립체(300)는 적어도 상기 캔(31)의 개구부와 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형의 캡 플레이트(310)와 전극단자(320)를 포함하여 형성된다. The cap assembly 300 includes at least a flat cap plate 310 and an electrode terminal 320 having a size and a shape corresponding to the opening of the can 31.

상기 캡 플레이트(310)는 캔(31)의 상단개구부의 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형으로 형성되며, 중앙부에는 단자통공(311)과 일측의 전해액 주입구(313)를 구비한다. 상기 전극단자(320)는 상기 캡 플레이트(310) 상에 형성된 단자통공(311)에 관통되어 결합되며, 전극단자(320) 외측에는 전극단자(320)와 캡 플레이트(310)와의 전기적 절연을 위해 튜브 형상의 가스켓(330)이 설치된다. 상기 가스켓(330)은 절연성이 있는 고무나 합성수지 등으로 형성하는 것이 가능하다. The cap plate 310 is formed in a flat plate shape having a corresponding size and shape of the upper opening of the can 31, and has a terminal through hole 311 and an electrolyte injection hole 313 at one side thereof. The electrode terminal 320 is penetrated and coupled to the terminal through hole 311 formed on the cap plate 310, the outer side of the electrode terminal 320 for the electrical insulation between the electrode terminal 320 and the cap plate 310 A tubular gasket 330 is installed. The gasket 330 may be formed of insulating rubber or synthetic resin.

캡 플레이트(310)의 단자통공(311) 근방의 캡 플레이트(310) 하면부에는 절연판(340)이 배치되어 있으며, 절연판(340)의 하면부에는 터미널플레이트(350)가 설치되어 있다. 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 the lower surface of the insulating plate 340.

상기 캡 플레이트(310) 상부에는 상기 제 2 전극단자(320)와 연결된 리이드(440)를 제 1 전극탭(36)이 연결된 캡 플레이트(310)와 절연시키기 위한 와셔(400)가 구비되어 있다. 상기 와셔(400) 상측에는 상기 제 2 전극단자(320)와 전기적으로 연결되는 리이드(440)가 위치되며, 상기 리이드(440)는 보호회로(460)와 전기적으로 연결된다. 상기 보호회로(460)는 상기 전극 조립체(32)의 과충전 전압 및 전류, 과방전 전압 및 전류 그리고 쇼트 등을 제어하며, 상기 리튬이온 이차전지 캔(31)의 소정 영역에 설치된다. A washer 400 is provided on the cap plate 310 to insulate the lead 440 connected to the second electrode terminal 320 from the cap plate 310 to which the first electrode tab 36 is connected. A lead 440 electrically connected to the second electrode terminal 320 is positioned above the washer 400, and the lead 440 is electrically connected to the protection circuit 460. The protection circuit 460 controls overcharge voltage and current, overdischarge voltage and current, and a short of the electrode assembly 32, and is installed in a predetermined region of the lithium ion secondary battery can 31.

상기 와셔(400)에는 상기 제 2 전극단자(320)가 상기 리이드(440)와 전기적으로 연결될 수 있도록 홀이 형성되어 있으며, 상기 홀과 상기 제 2 전극단자(320)는 맞물린 구조로 결합되어 있다. 상기 와셔(400)는 상기 캡 플레이트(310)와 상기 리이드(440)를 절연시키기 위해 절연체로 형성되며, 폴리브틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 페트, 폴리프로필렌, 테플론 및 폴리네트라플루오로에틸렌으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.A hole is formed in the washer 400 to allow the second electrode terminal 320 to be electrically connected to the lead 440. The hole and the second electrode terminal 320 are coupled to each other in an engaged structure. . The washer 400 is formed of an insulator to insulate the cap plate 310 and the lead 440, and is made of polybutylene terephthalate, polyethylene, pet, polypropylene, teflon, and polynetrafluoroethylene. Can be selected from the group.

상기 캡 플레이트(310)에는 홈(312)이 형성되어 있으며, 상기 가스켓(330)에는 상기 캡 플레이트(310)상에 형성된 홈(312)과 상응하는 위치에 상기 홈(312)의 형상과 상응하는 형상의 돌출부(332)가 형성되어 상기 캡 플레이트의 홈(312)과 맞물린 형태로 결합되어 있다. 특히 도 3을 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 홈(312)은 전극단자의 헤드부(321)와 중첩되지 않는 영역에 형성된다. 즉 가스켓(330)이 헤드부(321)와 중첩되지 않도록 신장부(333)를 가지고, 신장부(333)에 돌출부(332)를 형성한다. 아울러, 캡 플레이트(310)에도 이 돌출부(332)의 위치와 상응하는 위치에 홈(312)를 형성하여 가스켓(330)의 돌출부(332)와 맞물리도록 구성한다.A groove 312 is formed in the cap plate 310, and the gasket 330 corresponds to a shape of the groove 312 at a position corresponding to the groove 312 formed on the cap plate 310. A protrusion 332 having a shape is formed and coupled to the groove 312 of the cap plate. In particular, as can be seen through Figure 3, the groove 312 of the present invention is formed in a region that does not overlap the head portion 321 of the electrode terminal. That is, the gasket 330 has the extension part 333 so that the gasket 330 does not overlap with the head part 321, and the protrusion part 332 is formed in the extension part 333. In addition, the cap plate 310 is configured to engage with the protrusion 332 of the gasket 330 by forming a groove 312 at a position corresponding to the position of the protrusion 332.

상기와 같은 구조의 가스켓(330)은 상기 홈(312)이 형성되어 있는 캡 플레이트(310)와 결합되어 있어 전지의 팩 작업 또는 전지를 사용할 때 등의 외부 충격, 움직임 등에 의해 회전하지 않게 되며, 상기 가스켓(330)에 싸여 있는 전극단자(320) 역시 회전하지 않게 된다. The gasket 330 having the structure as described above is coupled to the cap plate 310 in which the groove 312 is formed, so that the gasket 330 does not rotate due to external impact, movement, or the like when the battery pack operation or the battery is used. The electrode terminal 320 wrapped in the gasket 330 also does not rotate.

상기 전극단자(320)가 회전하지 않을 경우 상기 전극단자(320) 상단에 결합되어 있는 리이드(440) 역시 움직이지 않게 되며, 또한, 상기 전극단자(320) 하면에 결합된 제 2 전극탭(37)도 회전에 의해 케이스(31) 내부와 접촉하지 않게 되어 전지의 단락을 방지할 수 있다. When the electrode terminal 320 does not rotate, the lead 440 coupled to the upper end of the electrode terminal 320 also does not move, and the second electrode tab 37 coupled to the lower surface of the electrode terminal 320 is not moved. ) Also does not come into contact with the inside of the case 31 by rotation, it is possible to prevent the short circuit of the battery.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예를 나타낸다. 4 shows a second embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 상기 캡 플레이트(310a)는 상부로 돌출된 돌출부(312a)가 형성되어 있으며, 가스켓(330a)에는 상기 돌출부(312a)와 상응되는 위치에 상기 돌출부(312a)의 형상과 상응되는 형상의 홈(332a)이 형성되어 있으며, 상기 돌출부(312a)와 상기 홈(332a)은 맞물린 형태로 결합되어 상기 가스켓(330a)이 캡 플레이트(310a) 상에 고정될 수 있다. 즉, 상기 가스켓(330a)은 외부의 충격에도 움직이지 않으며, 이에 따라 상기 전극단자(320)도 외부의 충격 등에 의한 회전이 발생되지 않아 전지의 단락을 방지할 수 있다. 상기 가스켓(330a)은 절연성의 고무 또는 합성수지 등을 사용할 수 있다. 이 도 4에서도 도 3과 마찬가지로 가스켓(330a)은 캡 플레이트(310a)와 평행한 방향으로 신장되는 신장부(333)를 구비한다. 그리고, 이 신장부(333) 즉, 전극단자(320)의 헤드부(321)와 중첩되지 않는 가스켓(330a)에 홈(332a)이 형성된다.Referring to FIG. 4, the cap plate 310a has a protrusion 312a protruding upward, and the gasket 330a corresponds to the shape of the protrusion 312a at a position corresponding to the protrusion 312a. A groove 332a having a shape of being formed is formed, and the protrusion 312a and the groove 332a are coupled to each other in an engaged form so that the gasket 330a may be fixed on the cap plate 310a. That is, the gasket 330a does not move even when the external shock is applied. Accordingly, the electrode terminal 320 may also be prevented from rotating due to external shock, thereby preventing short circuit of the battery. The gasket 330a may use insulating rubber or synthetic resin. In FIG. 4, as in FIG. 3, the gasket 330a includes an extension part 333 extending in a direction parallel to the cap plate 310a. The groove 332a is formed in the extension portion 333, that is, the gasket 330a that does not overlap the head portion 321 of the electrode terminal 320.

도 5 는 본 발명의 제 3 실시예를 나타내는 단면도이고, 도 6은 본 발명의 제 3 실시예를 나타내는 평면도를 나타낸다. 도 7은 본 발명의 제 4 실시예를 나타낸다. 5 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a plan view showing a third embodiment of the present invention. 7 shows a fourth embodiment of the present invention.

도 5, 도 6 및 도 7을 참조하면, 캡 플레이트(310b)에는 양측에 홈(312b)이 형성되어 있으며, 가스켓(330b) 역시 상기 홈(312b)의 위치에 상응하는 위치에 상기 홈(312b)의 형상과 상응하는 형상의 돌출부(332b)가 형성되어 상기 캡 플레이트(310b)와 상기 홈(312b)이 결합되어 있다. 5, 6, and 7, the cap plate 310b has grooves 312b formed at both sides thereof, and the gasket 330b also has a groove 312b at a position corresponding to the position of the groove 312b. Protruding portion 332b having a shape corresponding to the shape of) is formed so that the cap plate 310b and the groove 312b are coupled to each other.

캡 플레이트(310c)에는 양측에 돌출부(312c)가 형성되어 있으며, 가스켓(330c) 역시 상기 돌출부(312c)의 위치에 상응하는 위치에 상기 돌출부(312c)의 형상과 상응하는 형상의 홈(332c)이 형성되어 맞물린 형태로 결합되어 있다. 이 경우는 가스켓(330b)의 신장부(333a, 333b)가 적어도 두 군데 형성되도록 표현되어 있으며, 도 6에서는 신장부(333a, 333b)가 연결되도록 원형으로 형성된 형태를 도시하였다. The cap plate 310c has protrusions 312c formed on both sides thereof, and the gasket 330c also has a groove 332c having a shape corresponding to the shape of the protrusion 312c at a position corresponding to the position of the protrusion 312c. Are formed and joined in an interlocked form. In this case, at least two extension parts 333a and 333b of the gasket 330b are formed. In FIG. 6, the extension parts 333a and 333b are formed to be connected in a circular shape.

상기 캡 플레이트(310b, 310c) 및 가스켓(330b, 330c) 양측에 홈(312b, 332c) 또는 돌출부(332b, 312c)가 형성되어 외부의 충격에 대하여도 상기 가스켓(330b, 330c)은 보다 안정되게 상기 캡 플레이트(310b, 310c)에 결합될 수 있고, 이에 따라, 상기 가스켓(330b, 330c) 및 이에 둘러 싸여 있는 전극단자(320)는 회전하지 않기 때문에 전지의 단락을 방지할 수 있다. Grooves 312b and 332c or protrusions 332b and 312c are formed at both sides of the cap plates 310b and 310c and the gaskets 330b and 330c, so that the gaskets 330b and 330c are more stable against external impact. The cap plates 310b and 310c may be coupled to each other, and thus, the gaskets 330b and 330c and the electrode terminals 320 surrounded by the cap plates may not rotate, thereby preventing a short circuit of the battery.

다음은 본 발명에 따른 리튬이온 이차전지의 작용에 대하여 설명한다.Next, the operation of the lithium ion secondary battery according to the present invention will be described.

상기 캡 플레이트(310)와 가스켓(330)에는 상응되는 위치에 홈(312, 332a) 또는 돌출부(332, 312a)가 형성되어 맞물린 형태로 결합되어 있어, 상기 가스켓(330)은 외부의 충격 등에 의해 회전을 하지 않게 된다. 즉, 상기 가스켓(330)에 싸여 있는 상기 전극단자(320) 역시 회전을 하지 않게 되어 상기 리이드(440) 또는 상기 전극탭(37)이 움직이게 됨으로써 발생되는 전지의 단락을 방지하는 효과가 있다.Grooves 312 and 332a or protrusions 332 and 312a are formed at the corresponding positions in the cap plate 310 and the gasket 330 to be engaged with each other. It will not rotate. That is, the electrode terminal 320 that is wrapped in the gasket 330 also does not rotate to prevent the short circuit of the battery generated by the lead 440 or the electrode tab 37 is moved.

본 발명에 의하면 캡 플레이트와 가스켓에는 서로 상응하는 홈 또는 돌출부를 각기 형성되어 있어 가스켓이 캡 플레이트와 별개로 회전되는 것을 방지함과 동시에 전극단자의 회전을 방지하는 효과가 있으며, 전극단자의 회전으로 인한 전지의 단락을 방지하는 효과가 있다. According to the present invention, the cap plate and the gasket are formed with grooves or protrusions corresponding to each other, thereby preventing the gasket from being rotated separately from the cap plate and simultaneously preventing the rotation of the electrode terminal. There is an effect of preventing the short circuit of the battery.

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 (8)

단자통공이 형성된 캡 플레이트;A cap plate having a terminal hole formed therein; 상기 단자통공을 통해 내부로 관통설치되고, 상기 단자통공을 관통하는 몸체부와, 상기 몸체부로부터 상기 캡 플레이트와 평행하게 신장되어 상기 몸체부의 직경보다 큰 직경을 가지도록 형성되는 헤드부를 가지는 전극단자; 및An electrode terminal having a body portion penetrating into the terminal through the terminal hole and penetrating the terminal hole and extending from the body portion in parallel with the cap plate to have a diameter larger than the diameter of the body portion; ; And 상기 전극단자와 상기 단자통공을 절연하도록 상기 단자통공과 상기 헤드부를 포함하는 상기 전극단자 사이에 배치되고, 상기 헤드부와의 중첩부분으로부터 상기 캡 플레이트와 수평방향으로 신장된 신장부가 형성되는 가스켓을 구비하며,A gasket disposed between the terminal through-hole and the electrode terminal including the head to insulate the electrode terminal and the terminal through-hole, and an extension part extending in the horizontal direction from the overlapping portion of the head to the cap plate; Equipped, 상기 가스켓은 상기 신장부에 홈 또는 돌출부 중 적어도 어느 하나가 형성되고, 상기 캡 플레이트에는 상기 홈 또는 상기 돌출부 중 어느 하나와 상응하는 형상의 돌출부 또는 홈이 형성되어 맞물린 구조로 결합되는 것을 특징으로 하는 캡 조립체.The gasket has at least one of a groove or a protrusion formed on the elongated portion, and the cap plate is coupled to a structure in which a protrusion or a groove having a shape corresponding to any one of the groove or the protrusion is formed and engaged. Cap assembly. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 홈과 돌출부는 일측에 형성되는 것을 특징으로 하는 캡 조립체.Cap groove, characterized in that the groove and the protrusion is formed on one side. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 홈과 돌출부는 양측에 형성되는 것을 특징으로 하는 캡 조립체.Cap assembly, characterized in that the groove and the protrusion is formed on both sides. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가스켓은 고무 또는 합성수지로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 캡 조립체.The gasket is a cap assembly, characterized in that selected from the group consisting of rubber or synthetic resin. 제 1 전극판, 제 2 전극판, 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 권취형 전극 조립체와;A wound electrode assembly including a first electrode plate, a second electrode plate, a separator interposed between the first electrode plate and the second electrode plate; 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간을 제공하는 케이스와;A case providing a space for accommodating the electrode assembly; 상기 케이스의 상부에 설치되며, 단자통공이 형성된 캡 플레이트와, 상기 단자통공을 통해 내부로 관통설치되고, 상기 단자통공을 관통하는 몸체부와, 상기 몸체부로부터 상기 캡 플레이트와 평행하게 신장되어 상기 몸체부의 직경보다 큰 직경을 가지도록 형성되는 헤드부를 가지는 전극단자 및 상기 전극단자와 상기 단자통공을 절연하도록 상기 단자통공과 상기 헤드부를 포함하는 상기 전극단자 사이에 배치되고, 상기 헤드부와의 중첩부분으로부터 상기 캡 플레이트와 수평방향으로 신장된 신장부가 형성되는 가스켓을 포함하는 캡 조립체를 구비하며,A cap plate installed on an upper portion of the case and having a terminal hole formed therein, a body portion penetrating inwardly through the terminal hole, and extending in parallel with the cap plate from the body portion; It is disposed between the electrode terminal having a head portion formed to have a diameter larger than the diameter of the body portion and the electrode terminal including the terminal through hole and the head portion to insulate the electrode terminal and the terminal through hole, overlapping with the head portion A cap assembly comprising a gasket, the extension portion extending horizontally from the cap plate from a portion thereof; 상기 가스켓은 상기 신장부에 홈 또는 돌출부 중 적어도 어느 하나가 형성되고, 상기 캡 플레이트에는 상기 홈 또는 상기 돌출부 중 어느 하나와 상응하는 형상의 돌출부 또는 홈이 형성되어 맞물린 구조로 결합되는 것을 특징으로 하는 캡 조립체.The gasket has at least one of a groove or a protrusion formed on the elongated portion, and the cap plate is coupled to a structure in which a protrusion or a groove having a shape corresponding to any one of the groove or the protrusion is formed and engaged. Cap assembly. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 홈과 돌출부는 일측에 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지.The groove and the protrusion is a lithium ion secondary battery, characterized in that formed on one side. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 홈과 돌출부는 양측에 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지.The groove and the protrusion is formed on both sides of the lithium ion secondary battery. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 가스켓은 고무 또는 합성수지로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지.The gasket is a lithium ion secondary battery, characterized in that selected from the group consisting of rubber or synthetic resin.
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