KR100739968B1 - 이차전지 및 그 제조방법 - Google Patents

이차전지 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100739968B1
KR100739968B1 KR1020060014978A KR20060014978A KR100739968B1 KR 100739968 B1 KR100739968 B1 KR 100739968B1 KR 1020060014978 A KR1020060014978 A KR 1020060014978A KR 20060014978 A KR20060014978 A KR 20060014978A KR 100739968 B1 KR100739968 B1 KR 100739968B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
insulating case
plate
secondary battery
raw material
electrode assembly
Prior art date
Application number
KR1020060014978A
Other languages
English (en)
Inventor
어화일
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020060014978A priority Critical patent/KR100739968B1/ko
Priority to US11/657,629 priority patent/US9287535B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100739968B1 publication Critical patent/KR100739968B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/40—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving thermal treatment, e.g. evaporation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B9/00—Presses specially adapted for particular purposes
    • B30B9/02—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/166—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
    • H01M50/169—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids by welding, brazing or soldering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B2101/00—Type of solid waste
    • B09B2101/02—Gases or liquids enclosed in discarded articles, e.g. aerosol cans or cooling systems of refrigerators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G2812/00—Indexing codes relating to the kind or type of conveyors
    • B65G2812/05—Screw-conveyors
    • B65G2812/0505—Driving means, constitutive elements or auxiliary devices
    • B65G2812/0511—Conveyor screws
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making
    • Y10T29/4911—Electric battery cell making including sealing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making
    • Y10T29/49114—Electric battery cell making including adhesively bonding

Landscapes

  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 이차전지 및 그 제조방법은 전극조립체와 캡조립체 사이를 절연하며, 저부를 형성하는 플레이트와 상기 플레이트에서 일 방향으로 신장된 측벽부를 구비하는 절연케이스를 사출성형함에 있어, 상기 측벽부가 형성될 쪽에서 절연케이스의 원료를 주입하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 첫째, 원료주입자리 및 버(burr)가 절연케이스의 상면에 있어 절연케이스의 하면은 평평하여 움직이지 않으므로 절연케이스를 피딩기(feeding machin)에 의해 캔 내부로 삽입하는 피딩 효율이 향상된다. 또한, 플레이트의 하면에 돌출된 버(burr)를 제거해야 하는 별도의 공정이 불필요하게 되어, 시간 및 비용을 절약할 수 있다. 둘째, 휨 응력 작용방향의 반대편에 측벽부가 형성되어 있어 휨 응력에 대한 구조적 저항체로서 작용하게 되므로, 플레이트의 휨 발생이 억제되고 플레이트의 하면이 평평하게 유지될 수 있다. 셋째, 일단 캔 내부로 삽입된 절연케이스는 절연케이스의 측벽부가 캔의 역단차진 부분에 걸려 캔 외부로 이탈되지 않게 된다.

Description

이차전지 및 그 제조방법 {SECONDARY BATTERY AND THE FABRICATION METHOD THEREOF}
도 1a 내지 도 1d 는 종래의 절연케이스 및 이를 제조하기 위한 금형을 나타내는 개략도,
도 2 은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 분리 사시도,
도 3a 내지 도 3d 는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 절연케이스 및 이를 제조하기 위한 금형을 나타내는 개략도,
도 4 는 도 3b 의 절연케이스가 캔 내에 삽입된 것을 나타내는 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 이차전지 11: 캔
11a: 상부 내벽 11b: 하부 내벽
12: 전극조립체 100: 캡조립체
190: 절연케이스 191: 탭통공
193: 플레이트 194: 측벽부
195: 원료주입자리 197: 버(burr)
200: 금형 201: 상부케이스
202: 하부케이스 203: 원료주입관
204: 캐비티(cavity)
본 발명은 이차전지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 절연케이스의 캔 내부로의 피딩 효율을 향상시키고, 절연케이스의 휨 발생을 억제하며, 캔 내부로 삽입된 절연케이스의 캔 외부로의 이탈을 방지하는 이차전지 및 그 제조방법에 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, 리튬이차전지는 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 리튬이차전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 또한, 리튬이차전지는 여러가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 있다.
이 중 각형 이차전지는 전극조립체와, 이 전극조립체를 수용하는 캔과, 이 캔에 결합되는 캡조립체를 포함하여 이루어진다.
전극조립체는 양극과 음극 및 이들 두 전극 사이에 개재된 세퍼레이터가 권 취되어 있으며, 양극 및 음극으로부터 양극 및 음극탭이 각각 인출되어 있다.
캔은 각형 이차전지에서 대략 직육면체의 형상을 가진 금속재질의 용기이며, 딥 드로잉(deep drawing) 등의 가공방법으로 형성한다.
캡조립체는 캔의 상부에 결합되는 캡플레이트와, 단자통공을 통하여 설치되고 그 외면에 캡플레이트와의 절연을 위한 가스켓이 위치하는 전극단자와, 캡플레이트의 아랫면에 설치되는 절연플레이트와, 이 절연플레이트의 아랫면에 설치되어 전극단자와 통전되는 단자플레이트를 포함하여 이루어진다.
전극조립체의 한 전극은 전극탭과 단자플레이트를 통해 전극단자와 전기적으로 연결되고, 다른 전극은 이와 연결되는 전극탭을 통해 캡플레이트나 캔에 전기적으로 연결된다.
한편, 단자플레이트의 하부에는 절연케이스가 더 설치될 수도 있다. 이 절연케이스는 전극조립체와 캡조립체 사이를 절연하는 역할을 하는데, 이하 도 1 을 참조하여 종래의 절연케이스의 구조 및 그 제조공정에 관하여 살펴보기로 한다.
도 1a 는 종래의 절연케이스의 평면도, 도 1b 는 도 1a 의 A-A 단면도, 도 1c 는 도 1a 의 우측면도, 도 1d 는 종래의 절연케이스를 제조하기 위한 금형의 단면도로서 캐비티의 형상은 도 1b 에 나타낸 절연케이스의 단면 형상에 대응한다.
도 1a 를 참조하면, 절연케이스(20)는 저부를 형성하는 플레이트(23)와 이 플레이트(23)의 가장자리에서 상방으로 신장된 측벽부(24)를 구비한다. 플레이트(23)에는 전극조립체에서 인출되는 전극탭들이 통과하는 탭통공(21)이 형성되어 있다.
도 1b 를 참조하면, 플레이트와 측벽부의 바깥면이 이루는 각이 예각임을 보여준다. 플레이트와 측벽부의 안쪽면이 이루는 각은 대략 90°이상이다.
도 1d 를 참조하여 금형에 의한 사출성형 공정을 살펴보면, 고정된 상부케이스(31)와 상·하로 이동가능한 하부케이스(32)가 접한 상태에서 상부케이스(31)에 형성된 원료주입관(33)을 따라 도면에서 화살표 방향으로 용융상태의 원료를 주입한다. 상부케이스(31)에는 얻고자 하는 절연케이스의 플레이트 형상의 홈이 형성되어 있고, 하부케이스(32)에는 절연케이스의 측벽부 형상의 홈이 형성되어 있다. 상기 원료는 상부케이스(31)와 하부케이스(32)가 접촉하여 형성되는 캐비티(cavity)(34)에 채워진다. 상기 원료가 응고된 후에는 하부케이스(32)를 상부케이스(31)에 대하여 하방으로 분리시킨 다음, 완성된 절연케이스를 상부케이스로(31)부터 꺼내어 원하는 형상의 절연케이스를 얻을 수 있게 된다.
그런데, 종래의 절연케이스에는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 도 1c 및 도 1d 에 나타낸 바와 같이, 종래의 절연케이스는 플레이트를 기준으로 측벽부가 형성될 쪽의 반대쪽에서 원료 주입이 이루어진다. 다시 말해, 절연케이스의 측벽부가 플레이트에서 상방으로 신장된다고 하면, 원료의 주입은 플레이트의 아래쪽에서 플레이트를 향해 이루어지는 것이다.
이에 따라, 플레이트의 하면에 원료를 주입한 흔적, 즉 원료주입자리(25)가 남게 된다. 이 원료주입자리(25)에는 원료의 일부가 돌출된 채 응고된 버(burr)(27)가 생길 수도 있다.
사출성형된 절연케이스는 피딩기(feeding machin)에 의해 캔 내부로 삽입되 어 전극조립체 위에 위치하게 되는데, 피딩기가 절연케이스를 잘 붙잡을 수 있도록 절연케이스가 목표위치에 정위치되어 있어야 한다.
그러나, 플레이트의 하면에 돌출된 버(burr)(27)에 의해 플레이트의 하면은 평탄하지 못하게 되어, 절연케이스가 정위치되지 못하고 움직이게 된다. 따라서, 절연케이스의 위치에 산포가 생겨 피딩기가 절연케이스를 붙잡기 어려워지므로, 피딩 효율이 저하되는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서는 플레이트의 하면에 돌출된 버(burr)(27)를 제거해야 하는데, 이는 별도의 공정과 시간 및 비용을 요하게 된다.
둘째, 금형에서 응고 후 꺼낸 절연케이스에는 아직 잔열이 남아 있어 수축응력이 발생하게 된다. 도 1c 에 나타낸 바와 같이, 종래의 절연케이스는 플레이트를 기준으로 측벽부가 형성될 쪽의 반대쪽에서 원료 주입이 이루어지므로, 원료 주입방향과 반대방향(도 1c 에서 화살표로 나타낸 방향)으로 휨 현상이 발생하게 되는 문제가 있다.
셋째, 캔 내부로 절연케이스를 삽입함에 있어, 이차전지 제조공정 중에 절연케이스가 캔 외부로 이탈하지 않도록 소정의 조치를 취할 필요가 있다. 이를 위해, 상부 내벽의 둘레보다 하부 내벽의 둘레가 길도록 역단차진 캔을 사용함으로써, 일단 삽입된 절연케이스의 측벽부가 캔의 역단차진 부분에 걸려 캔 외부로 이탈되지 않도록 하는 방법을 모색할 수 있다.
그러나, 도 1b 및 도 1d 에 나타낸 바와 같이, 절연케이스의 플레이트 상면과 측벽부의 바깥면이 이루는 각은 예각이다. 플레이트와 측벽의 바깥면이 이루는 각이 직각인 경우에는 절연케이스의 손상 없이 하부케이스를 상부케이스에 대하여 하방으로 분리시키기가 어려워 예각을 취하고 있다. 따라서, 캔 내부로 삽입된 절연케이스의 측벽부가 캔의 역단차진 부분에 걸리지 않는 경우가 발생하고, 이에 따라 절연케이스가 캔 외부로 이탈되는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 절연케이스의 캔 내부로의 피딩 효율을 향상시키고, 절연케이스의 휨 발생을 억제하며, 캔 내부로 삽입된 절연케이스의 캔 외부로의 이탈을 방지하는 데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 이차전지는,
서로 다른 두 전극 및 이들 두 전극 사이에 개재된 세퍼레이터가 적층되어 권취된 전극조립체; 이 전극조립체가 수용되는 캔; 및 이 캔의 개방된 상부와 결합되는 캡조립체를 포함하는 이차전지에 있어서, 전극조립체와 캡조립체 사이에 이 둘을 절연하는 절연케이스가 설치되며, 절연케이스의 상면에 절연케이스의 원료를 주입한 자리가 남아 있는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 절연케이스는 저부를 형성하는 플레이트와 상기 플레이트의 가장자리에서 상방으로 신장된 측벽부를 구비하며, 상기 원료주입자리는 상기 플레이트의 상면에 남아 있을 수도 있다.
또한, 상기 원료주입자리에 상기 원료의 일부가 돌출된 채 응고된 버(burr)가 형성될 수도 있다.
또한, 상기 플레이트의 하면은 평평한 것이 바람직하다.
또한, 상기 플레이트와 상기 측벽부의 바깥면이 이루는 각이 둔각인 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 캔의 내벽은, 상부 내벽의 둘레보다 하부 내벽의 둘레가 길도록 역단차져 있고, 상기 절연케이스의 상기 측벽부 상면의 수직 상방에 상기 캔 내벽의 역단차진 부분이 위치하는 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 측면에 따른 이차전지의 제조방법은,
전극조립체를 제조하고, 이 전극조립체를 캔에 수납하며, 상기 전극조립체 위에 절연케이스를 위치시키고, 상기 캔의 개방된 상부에 캡조립체를 결합하는 이차전지 제조방법에 있어서, 절연케이스는 저부를 형성하는 플레이트와 상기 플레이트에서 일 방향으로 신장된 측벽부를 구비하도록 사출성형하되, 상기 측벽부가 형성될 쪽에서 상기 절연케이스의 원료를 주입하는 것을 특징으로 한다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 이차전지에 관한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하고자 한다.
도 2 은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 분리 사시도이다.
도면을 참조하면, 이차전지는 전극조립체(12)와, 이 전극조립체(12)를 수용하는 캔(11)과, 이 캔(11)과 결합되는 캡 조립체(100)와, 캡조립체(100)와 전극조립체(12) 사이를 절연하는 절연케이스(190)를 포함한다.
전극조립체(12)는 통상 전기용량을 높이기 위해 양극(13) 및 음극(15)을 넓은 판형으로 형성한 뒤, 이들을 상호 절연시키는 세퍼레이터(14)를 양극(13)과 음 극(15) 사이에 개재하여 적층하고, 와형으로 권취하여 이른바 '젤리롤(Jelly Roll)' 형태로 만든다. 음극(15) 및 양극(13)은 각각 구리 및 알미늄 포일로 이루어진 집전체 각각에 음극 활물질인 탄소와 양극 활물질인 코발트산 리튬 등을 코팅시켜 형성할 수 있다. 세퍼레이터(14)는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 공중합체(co-polymer)로 이루어져 있다. 세퍼레이터(14)는 양극(13) 및 음극(15)보다 폭을 넓게 하여 형성하는 것이 극판 간의 단락을 방지하는 데 유리하다. 전극조립체(12)에는 각 전극과 연결된 양극 및 음극탭(16, 17)이 인출되어 있다. 상기 양극 및 음극탭(16, 17)에는 상기 전극조립체(12)의 외부로 인출되는 경계부에 극판(13, 15) 간의 단락을 방지하기 위하여 절연 테이프(18)가 감겨져 있다.
캔(11)은 도시된 바와 같은 각형 이차전지에서 대략 직육면체의 형상을 가진 금속재질의 용기이며, 딥 드로잉(deep drawing) 등의 가공방법으로 형성한다. 따라서 캔 자체가 단자역할을 수행하는 것도 가능하다. 캔을 이루는 재질로는 경량의 전도성 금속인 알미늄 또는 알미늄 합금이 바람직하다. 캔(11)은 전극조립체(12)와 전해액의 용기가 되고, 전극조립체(12)가 투입되도록 개방된 상부는 캡조립체(100)에 의해 봉해진다.
캡조립체(100)는 캡플레이트(110)와, 전극단자(130)와, 절연플레이트(140)와, 단자플레이트(150)를 포함하여 이루어진다. 캡플레이트(110)에는 단자통공(111)이 형성되어 있는데, 전극단자(130)가 그 외면에 캡플레이트(110)와의 절연을 위하여 가스켓(120)을 위치시킨 채 단자통공(111)을 관통하여 설치된다. 캡플레이 트(110)의 아랫면에는 절연플레이트(140)가 설치되어 있고, 이 절연플레이트(140)의 아랫면에는 단자플레이트(150)가 설치되어 있다. 이 단자플레이트(150)에는 전극단자(130)의 하단부가 결합되어 있다.
전극조립체(12)의 음극(15)은 음극탭(17)과 단자플레이트(150)를 통하여 전극단자(130)와 전기적으로 연결되어 있다. 전극조립체(12)의 양극(13)의 경우에는 양극탭(16)이 캡플레이트(110)나 캔(11)에 용접되어 있다. 한편, 극성을 달리하여 전지를 설계할 수도 있을 것이다.
상기 단자플레이트(150)의 하부에는 절연케이스(190)가 설치되어, 캡조립체(100)와 전극조립체(12) 사이를 절연시키는데, 이 절연케이스(190)에 관해서는 후술하기로 한다.
캡플레이트(110)의 일 측에는 벤트(116)가 형성되는데, 이 벤트(116)는 과충전 등으로 인하여 전지의 내부압력이 증가할 때 내부가스를 방출시켜 전지의 안전성을 확보하는 역할을 한다. 이러한 벤트(116)는 캡조립체(110)의 다른 부분보다 얇게 성형된 부분으로서 내압이 증가하면 우선적으로 파단되어 내부가스를 방출시킨다. 캡플레이트(110)의 타 측에는 캔(11)의 내부에 전해액을 주입하기 위한 전해액주입공(112)이 형성되어 있으며, 전해액 주입 후 상기 전해액주입공(112)을 밀폐시키는 밀봉부(160)가 형성된다.
절연케이스(190)의 형상에 관하여 보다 상세하게는 다음과 같다.
도 3a 는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 절연케이스의 평면도, 도 3b 는 도 3a 의 B-B 단면도, 도 3c 는 도 3a 의 우측면도, 도 3d 는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 절연케이스를 제조하기 위한 금형의 단면도로서 캐비티의 형상은 도 3b 에 나타낸 절연케이스의 단면 형상에 대응한다. 또한, 도 4 는 도 3b 의 절연케이스가 캔 내에 삽입된 것을 나타내는 단면도이다.
도 3a 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는 절연케이스(190)의 상면에 절연케이스의 원료를 주입한 자리, 즉 원료주입자리(195)가 남아 있다. 더 구체적으로, 절연케이스(190)는 저부를 형성하는 플레이트(193)와 상기 플레이트(193)의 가장자리에서 상방으로 신장된 측벽부(194)를 구비하며, 상기 원료주입자리(195)는 플레이트(193)의 상면에 남아 있다. 한편, 플레이트(193)에는 전극조립체에서 인출되는 전극탭들이 통과하는 탭통공(191)이 형성되어 있다.
여기서, 원료주입자리(195)라 함은 원료를 주입한 특정 위치를 표시하는 흔적을 말한다. 도 3c 및 도 3d 에서 나타낸 바와 같이, 금형(200)에 설치된 원료주입관(203)을 통해 절연케이스의 원료를 캐비티(204)에 주입하고 응고시키면, 별도의 표면처리를 하지 않는 이상 원료를 주입한 흔적이 남게 된다.
플레이트를 기준으로 측벽부가 형성될 쪽의 반대쪽에서 원료 주입이 이루어지는 종래의 절연케이스와 달리, 본 발명의 경우에는 측벽부(194)가 형성될 쪽에서 원료를 주입하므로, 원료주입자리(197)가 절연케이스(190)의 상면, 더 구체적으로 플레이트(193)의 상면에 남아 있게 된다.
상기 원료주입자리(197)에는 원료의 일부가 돌출된 채 응고된 버(burr)(25)가 생길 수도 있다. 이는 원료 주입의 마무리 단계 등에서 자주 생길 수 있다. 본 발명의 경우에는 플레이트의 하면에 버(burr)가 생긴 종래의 절연케이스 달리 플레 이트의 상면에 버(burr)가 생긴다. 다시 말해, 절연케이스의 하면은 돌출된 부분이 없이 평탄하다.
따라서, 사출성형된 절연케이스를 피딩기(feeding machin)에 의해 캔 내부로 삽입함에 있어, 절연케이스가 움직이지 않고 목표위치에 정위치되어 있으므로, 피딩기가 절연케이스를 잘 붙잡을 수 있게 되어, 결국 피딩 효율이 향상된다.
또한, 플레이트의 하면에 돌출된 버(burr)를 제거해야 하는 별도의 공정이 불필요하게 되어, 시간 및 비용을 절약할 수 있다.
한편, 금형에서 응고 후 꺼낸 절연케이스에는 아직 잔열이 남아 있어 수축응력이 발생하게 된다. 도 3c 에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 경우에는 측벽부(194)가 형성될 쪽에서 원료 주입이 이루어지므로, 원료 주입방향과 반대방향(도 3c 에서 화살표로 나타낸 방향)으로 휨 응력이 발생하게 된다. 그러나, 본 발명에 따른 이차전지의 절연케이스의 경우에는 휨 응력의 반대편에 측벽부가 형성되어 있어, 상기 휨 응력에 대한 구조적 저항체로서 작용하게 되므로, 플레이트의 휨 발생을 억제하게 된다. 따라서, 플레이트의 하면이 평평하게 유지될 수 있다.
도 3d 를 참조하여 금형에 의한 사출성형 공정을 살펴보면, 고정된 상부케이스(201)와 상·하로 이동가능한 하부케이스(202)가 접한 상태에서 상부케이스(201)에 형성된 원료주입관(203)을 따라 도면에서 화살표 방향으로 용융상태의 원료를 주입한다. 원료로는 폴리프로필렌계 수지가 사용될 수 있다. 상부케이스(201)는 중앙부분이 돌출되어 있고, 하부케이스(32)에는 홈이 형성되어 있다. 상기 원료는 상부케이스(201)와 하부케이스(202)가 접촉하여 형성되는 캐비티(cavity)(204)에 채 워진다. 상기 원료가 응고된 후에는 하부케이스(202)를 상부케이스(201)에 대하여 하방으로 분리시킨 다음, 완성된 절연케이스를 상부케이스로(201)부터 꺼내어 원하는 형상의 절연케이스를 얻을 수 있게 된다.
도 3d 를 도 1d 와 비교해보면 금형 및 캐비티의 형상이 변형됨에 따라 플레이트와 측벽부의 바깥면이 이루는 각이 변형될 수 밖에 없음을 알 수 있다. 즉, 플레이트와 측벽부의 바깥면이 이루는 각은 둔각인 것이 바람직하다. 플레이트와 측벽부의 안쪽면이 이루는 각도 대략 90°이상이다. 이는 원료가 응고된 후 절연케이스를 금형으로부터 분리해내기 위함이다.
이러한 절연케이스를 캔 내부에 삽입함에 있어, 이차전지 제조공정 중에 절연케이스가 캔 외부로 이탈하지 않도록 소정의 조치를 취할 필요가 있다. 도 4 를 참조하면, 캔의 내벽은, 상부 내벽(11a)의 둘레보다 하부 내벽(11b)의 둘레가 길도록 역단차져 있다. 그리고, 플레이트(193)와 측벽부(194)의 바깥면이 이루는 각이 둔각이므로, 절연케이스(190)의 측벽부(194) 상면의 수직 상방에 상기 캔 내벽의 역단차진 부분이 위치하게 된다.
따라서, 일단 캔 내부로 삽입된 절연케이스(190)는 절연케이스의 측벽부(194)가 캔의 역단차진 부분에 걸려 캔 외부로 이탈되지 않게 된다.
한편, 상기와 같은 구조를 가지는 이차전지의 제조방법을 살펴보되, 전술한 내용과 중복되는 부분에 관한 설명은 생략하기로 한다.
먼저, 전극조립체를 제조한다. 전극조립체의 구조 및 각 성분은 전술한 바와 같다.
그 다음, 상기 전극조립체를 캔에 수납한다.
그 다음, 상기 전극조립체 위에 절연케이스를 위치시킨다. 이 절연케이스는 저부를 형성하는 플레이트와 상기 플레이트에서 일 방향으로 신장된 측벽부를 구비하도록 사출성형하되, 상기 측벽부가 형성될 쪽에서 상기 절연케이스의 원료를 주입한다. 이에 관한 구체적인 내용은 전술한 바와 같다.
그 다음, 상기 캔의 개방된 상부에 캡조립체를 결합한다.
본 발명에 따른 이차전지 및 그 제조방법에 의하면,
첫째, 원료주입자리 및 버(burr)가 절연케이스의 상면에 있어 절연케이스의 하면은 평평하여 움직이지 않으므로, 절연케이스를 피딩기(feeding machin)에 의해 캔 내부로 삽입하는 피딩 효율이 향상된다. 또한, 플레이트의 하면에 돌출된 버(burr)를 제거해야 하는 별도의 공정이 불필요하게 되어, 시간 및 비용을 절약할 수 있다.
둘째, 휨 응력 작용방향의 반대편에 측벽부가 형성되어 있어 휨 응력에 대한 구조적 저항체로서 작용하게 되므로, 플레이트의 휨 발생이 억제되고 플레이트의 하면이 평평하게 유지될 수 있다.
셋째, 일단 캔 내부로 삽입된 절연케이스는 절연케이스의 측벽부가 캔의 역단차진 부분에 걸려 캔 외부로 이탈되지 않게 된다.
본 발명은 도시된 실시예를 중심으로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 할 수 있는 다 양한 변형 및 균등한 타 실시예를 포괄할 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (7)

  1. 서로 다른 두 전극 및 이들 두 전극 사이에 개재된 세퍼레이터가 적층되어 권취된 전극조립체; 상기 전극조립체가 수용되는 캔; 및 상기 캔의 개방된 상부와 결합되는 캡조립체를 포함하는 이차전지에 있어서,
    상기 전극조립체와 상기 캡조립체 사이에 이 둘을 절연하는 절연케이스가 설치되며, 상기 절연케이스의 상면에 상기 절연케이스의 원료를 주입한 자리가 남아 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연케이스는 저부를 형성하는 플레이트와 상기 플레이트의 가장자리에서 상방으로 신장된 측벽부를 구비하며, 상기 원료주입자리는 상기 플레이트의 상면에 남아 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 원료주입자리에 상기 원료의 일부가 돌출된 채 응고된 버(burr)가 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 플레이트의 하면은 평평한 것을 특징으로 하는 이차전지.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 플레이트와 상기 측벽부의 바깥면이 이루는 각이 둔각인 것을 특징으로 하는 이차전지.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 캔의 내벽은, 상부 내벽의 둘레보다 하부 내벽의 둘레가 길도록 역단차져 있고, 상기 절연케이스의 상기 측벽부 상면의 수직 상방에 상기 캔 내벽의 역단차진 부분이 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  7. 전극조립체를 제조하고, 상기 전극조립체를 캔에 수납하며, 상기 전극조립체 위에 절연케이스를 위치시키고, 상기 캔의 개방된 상부에 캡조립체를 결합하는 이차전지 제조방법에 있어서,
    상기 절연케이스는 저부를 형성하는 플레이트와 상기 플레이트에서 일 방향으로 신장된 측벽부를 구비하도록 사출성형하되, 상기 측벽부가 형성될 쪽에서 상기 절연케이스의 원료를 주입하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조방법.
KR1020060014978A 2006-02-16 2006-02-16 이차전지 및 그 제조방법 KR100739968B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060014978A KR100739968B1 (ko) 2006-02-16 2006-02-16 이차전지 및 그 제조방법
US11/657,629 US9287535B2 (en) 2006-02-16 2007-01-25 Secondary battery and the fabrication method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060014978A KR100739968B1 (ko) 2006-02-16 2006-02-16 이차전지 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100739968B1 true KR100739968B1 (ko) 2007-07-16

Family

ID=38368954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060014978A KR100739968B1 (ko) 2006-02-16 2006-02-16 이차전지 및 그 제조방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9287535B2 (ko)
KR (1) KR100739968B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100983200B1 (ko) * 2008-06-12 2010-09-20 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
US8455120B2 (en) 2008-12-11 2013-06-04 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
KR20220132147A (ko) 2021-03-23 2022-09-30 주식회사 엠케이씨 건전지캔의 버 자동제거장치

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100537539B1 (ko) * 2004-03-30 2005-12-16 삼성에스디아이 주식회사 리드 플레이트가 부착된 각형 이차 전지
KR100973309B1 (ko) * 2007-12-13 2010-07-30 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지용 절연 케이스 및 이를 구비하는 이차 전지
KR101113557B1 (ko) * 2009-12-16 2012-02-24 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
KR101602012B1 (ko) * 2013-01-18 2016-03-17 주식회사 엘지화학 이차전지 구조
CN116565480B (zh) * 2023-07-12 2023-09-05 深圳海辰储能控制技术有限公司 下塑胶、端盖组件、储能装置及用电设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004079456A (ja) 2002-08-22 2004-03-11 Toyota Motor Corp 燃料電池用セパレータの製造方法
JP2004273368A (ja) 2003-03-11 2004-09-30 Munekata Co Ltd 電子部品の低圧、低温絶縁被覆方法及びこの方法により得られた電子部品
JP2005149728A (ja) 2003-11-11 2005-06-09 Nec Tokin Corp 二次電池

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4804593A (en) * 1986-05-20 1989-02-14 Sanyo Electric Co., Ltd. Enclosed cell having safety valve mechanism and fabricating method of the same
US4863815A (en) * 1988-06-06 1989-09-05 Altus Corporation Cell design for spirally wound rechargeable alkaline metal cell
US6284403B1 (en) * 1997-12-18 2001-09-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Closure assembly for sealed batteries
US20040115523A1 (en) * 2001-02-14 2004-06-17 Hayato Hommura Non-aqueous electrolyte battery
KR100457626B1 (ko) * 2002-11-15 2004-11-17 삼성에스디아이 주식회사 이차전지용 안전장치와 이를 구비한 이차 전지

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004079456A (ja) 2002-08-22 2004-03-11 Toyota Motor Corp 燃料電池用セパレータの製造方法
JP2004273368A (ja) 2003-03-11 2004-09-30 Munekata Co Ltd 電子部品の低圧、低温絶縁被覆方法及びこの方法により得られた電子部品
JP2005149728A (ja) 2003-11-11 2005-06-09 Nec Tokin Corp 二次電池

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100983200B1 (ko) * 2008-06-12 2010-09-20 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
US8652681B2 (en) 2008-06-12 2014-02-18 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery having a stepped can and an insulation case with at least one projection
US8455120B2 (en) 2008-12-11 2013-06-04 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
US9564627B2 (en) 2008-12-11 2017-02-07 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
KR20220132147A (ko) 2021-03-23 2022-09-30 주식회사 엠케이씨 건전지캔의 버 자동제거장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20070190411A1 (en) 2007-08-16
US9287535B2 (en) 2016-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8758929B2 (en) Secondary battery
KR100739968B1 (ko) 이차전지 및 그 제조방법
KR100928129B1 (ko) 이차 전지
KR100709873B1 (ko) 이차전지
EP2587566B1 (en) Rechargeable battery with improved safety
KR20070097143A (ko) 이차전지
US11289782B2 (en) Secondary battery
KR100788554B1 (ko) 이차전지
KR20120095158A (ko) 이차 전지
KR20130087968A (ko) 전극 조립체 및 이를 구비하는 이차 전지
KR100795680B1 (ko) 이차전지
US20120183841A1 (en) Secondary battery
US9337468B2 (en) Secondary battery
KR100696844B1 (ko) 이차전지
KR20080037869A (ko) 이차전지
KR20070097142A (ko) 이차전지
US8652680B2 (en) Secondary battery
KR100719686B1 (ko) 배터리 팩
KR101285898B1 (ko) 이차전지
KR100760754B1 (ko) 이차전지
KR100601544B1 (ko) 캡 조립체 및 이를 구비하는 리튬 이차 전지
KR100659859B1 (ko) 이차전지
KR101084919B1 (ko) 이차전지
KR101375046B1 (ko) 이차전지
KR100614387B1 (ko) 밀봉홀더를 구비한 캔형 이차전지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130621

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140707

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150623

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160617

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170621

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180628

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190626

Year of fee payment: 13