KR100777721B1 - Secondary battery - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 이차전지는, 양극판과, 음극판, 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터를 권취하여 된 전극 조립체와; 전극 조립체가 수용되며, 그 하부면에 안전변이 형성된 케이스와; 케이스의 상부 개구에 설치되어 내부를 밀폐하는 캡 조립체와; 케이스의 하부면에 상기 안전변을 감싸도록 설치되는 하부 플레이트; 및 케이스의 하부면과 하부 플레이트와의 접합강도를 높이는 보강수단;을 구비함으로써, 전지 케이스의 하부면에 대한 하부 플레이트의 접합강도를 높여 안정성을 향상시킬 수 있다.A secondary battery according to the present invention includes: an electrode assembly comprising a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator interposed therebetween; A case in which an electrode assembly is accommodated and a safety valve is formed on a lower surface thereof; A cap assembly installed in an upper opening of the case to seal the inside thereof; A lower plate installed on the lower surface of the case so as to surround the safety valve; And reinforcing means for increasing the bonding strength between the lower surface of the case and the lower plate, thereby increasing the bonding strength of the lower plate to the lower surface of the battery case and improving the stability.

Description

이차전지{Secondary battery}Secondary battery

도 1은 통상적인 이차전지를 도시한 분리 사시도. 1 is an exploded perspective view showing a conventional secondary battery.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 도시한 분리 사시도.2 is an exploded perspective view illustrating a secondary battery according to an embodiment of the present invention;

도 3은 도 2에 있어서 케이스의 하부면에 하부 플레이트가 접합되는 상태를 도시한 부분 사시도. Fig. 3 is a partial perspective view showing a state in which the lower plate is joined to the lower surface of the case in Fig. 2; Fig.

〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.

21..케이스 22..전극 조립체21. Case 22. Electrode Assembly

23..음극탭 24..양극탭23. Cathode tab 24. Positive tab

25..안전변 26..보호회로25 .. safety side 26 .. protection circuit

30..캡 조립체 31..캡 플레이트30. Cap assembly 31. Cap plate

32..가스켓 33..전극 단자32. Gasket 33. Electrode terminal

40..하부 플레이트 41..돌기부40. Lower plate 41. Projection

본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 더 상세하게는 전지 케이스의 하부면에 대한 하부 플레이트의 접합강도를 높여 안정성이 향상된 이차전지에 관한 것이 다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to a secondary battery having improved stability by increasing a bonding strength of a lower plate to a lower surface of a battery case.

통상적으로, 이차전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능한 것으로, 대표적으로는 니켈-수소(Ni-MH)전지와 리튬(Li)전지 및 리튬-이온(Li-ion)전지가 사용되고 있다. 이차전지는 전극 조립체를 수용하고 있는 케이스의 외관에 따라서 원통형 전지와 각형 전지 등으로 구분할 수 있다. Typically, a secondary battery is rechargeable and can be made compact and large in capacity. Typically, a nickel-hydrogen (Ni-MH) battery, a lithium (Li) battery and a lithium-ion (Li-ion) battery are used. The secondary battery can be divided into a cylindrical battery and a prismatic battery according to the appearance of the case housing the electrode assembly.

도 1에는 통상적인 이차전지가 도시되어 있다. A typical secondary battery is shown in Fig.

도시된 이차전지는 각형전지로서, 대략 직육면체의 공간을 가지는 케이스(11)가 마련되고, 상기 케이스(11)의 내부에 전극 조립체(12)가 수용되어진다. 상기 전극 조립체(12)의 일측에는 전극 조립체(12)를 이루는 양극판과 음극판의 각각과 연결된 양극탭(13a) 및 음극탭(13b)이 인출되어 있다. 또한, 상기 케이스(11)의 상부 개구에는 캡 조립체(14)가 설치되어 케이스(11)의 내부를 밀폐시키게 된다. 상기 캡 조립체(14)의 일측에는 케이스(11) 내로 전해액을 주입하기 위한 전해액 주입구(15)가 형성될 수 있다. 상기 전해액 주입구(15)를 통하여 주입이 끝난 후에는 전해액 주입구(15)는 도시되지 아니한 플러그에 의해 밀봉된다. 한편, 상기 케이스(11)의 하부면에는 전지의 내압이 상승하는 경우 파단되어 개방될 수 있는 안전변(16)이 형성되어 있다. The illustrated secondary battery is a prismatic type battery, in which a case 11 having a substantially rectangular parallelepiped space is provided, and the electrode assembly 12 is accommodated in the case 11. A positive electrode tab 13a and a negative electrode tab 13b connected to the positive electrode plate and the negative electrode plate forming the electrode assembly 12 are drawn out to one side of the electrode assembly 12, respectively. In addition, a cap assembly 14 is installed at an upper opening of the case 11 to seal the inside of the case 11. An electrolyte injection port 15 for injecting an electrolyte into the case 11 may be formed at one side of the cap assembly 14. After the injection through the electrolyte injection port 15, the electrolyte injection port 15 is sealed by a plug (not shown). On the other hand, the lower surface of the case 11 is formed with a safety valve 16 that can be opened and broken when the internal pressure of the battery rises.

상기와 같은 이차전지에 있어서, 상기 케이스의 하부면에는 하부 플레이트가 설치되어 상기 안전변을 보호하고, 보호회로의 부착이나 충전을 용이하게 할 수 있다. 그런데, 종래에는 케이스의 하부면에 대한 하부 플레이트의 접합을 레이저 용접에 의하여 수행하였다. 이러한 레이저 용접은 재료의 평탄도 및 표면조도와, 용 접재의 밀착도 등의 변수에 매우 민감하므로, 케이스의 하부면에 대한 하부 플레이트의 용접불량이 발생될 가능성이 높았다. 이와 같은 용접불량은 접합강도를 저하시키게 되므로 전지의 안정성을 확보하는데 어려움이 있게 된다.In the above-described secondary battery, a lower plate is provided on the lower surface of the case to protect the safety side, and to easily attach and charge the protection circuit. However, conventionally, the joining of the lower plate to the lower surface of the case is performed by laser welding. Such laser welding is very sensitive to the parameters such as the flatness of the material, the surface roughness, and the degree of adhesion of the welding material, so that there is a high possibility that welding failure of the lower plate to the lower surface of the case occurs. Such poor weldability lowers the bonding strength, which makes it difficult to ensure the stability of the battery.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하부 플레이트에 케이스의 하부면과의 접합강도를 높이기 위한 보강수단을 구비하여 전지의 안정성을 높일 수 있는 이차전지를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a secondary battery having a lower plate with a reinforcing means for increasing the strength of bonding with the lower surface of the case, thereby enhancing the stability of the battery.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지는, 양극판과, 음극판, 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터를 권취하여 된 전극 조립체와; 상기 전극 조립체가 수용되며, 그 하부면에 안전변이 형성된 케이스와; 상기 케이스의 상부 개구에 설치되어 내부를 밀폐하는 캡 조립체와; 상기 케이스의 하부면에 상기 안전변을 감싸도록 설치되는 하부 플레이트; 및 상기 케이스의 하부면과 하부 플레이트와의 접합강도를 높이는 보강수단;을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a secondary battery including: an electrode assembly including a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator interposed therebetween; A case in which the electrode assembly is accommodated and a safety valve is formed on a lower surface thereof; A cap assembly installed at an upper opening of the case to seal the inside of the case; A lower plate installed on the lower surface of the case so as to surround the safety valve; And reinforcing means for increasing the bonding strength between the lower surface of the case and the lower plate.

상기 보강수단은, 상기 케이스의 하부면을 향하여 돌출된 부위가 저항 심용접에 의하여 상기 케이스의 하부면에 접합되는 다수개의 돌기부들을 포함하여 된 것이 바람직하다.Preferably, the reinforcing means includes a plurality of protrusions, which protrude toward the lower surface of the case, and are joined to the lower surface of the case by resistance seam welding.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 도시한 분리 사시도이고, 도 3은 도 2에 있어서, 케이스의 하부면에 하부 플레이트가 접합되는 상태를 도시한 부분 사시도이다.FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating a secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a partial perspective view illustrating a state in which a lower plate is joined to a lower surface of the case in FIG.

도 2 및 도 3을 참조하면, 이차전지에 있어서, 케이스(21)는 각형으로 대략 직육면체의 내부 공간을 가지며, 상기 케이스(21)의 내부 공간에는 전극 조립체(22)가 수용되어진다. 2 and 3, in the rechargeable battery, the case 21 has a rectangular parallelepiped inner space, and the electrode assembly 22 is accommodated in the inner space of the case 21.

상기 전극 조립체(22)는 전극 활물질이 도포된 양극판과 음극판을 세퍼레이터(separator)로 상호 격리시키고, 상기 양극판, 음극판, 및 세퍼레이터를 권취하여 젤리롤(jelly roll)의 형태로 되어 있다. 그리고, 상기 전극 조립체(22)의 일측에는 음극판 및 양극판과 각각 전기적 연결이 된 음극탭(23) 및 양극탭(24)이 돌출되어 있다. The electrode assembly 22 separates the positive electrode plate and the negative electrode plate coated with the electrode active material from each other with a separator, and the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator are wound to form a jelly roll. A negative electrode tab 23 and a positive electrode tab 24, which are electrically connected to the negative electrode plate and the positive electrode plate, protrude from one side of the electrode assembly 22.

상기 케이스(21)에는 전극 조립체(22)가 수용된 상태에서 캡 조립체(30)가 설치되는데, 상기 캡 조립체(30)는 케이스(21)를 밀폐시키기 위해서 케이스(21)의 상부 개구와 결합되는 캡 플레이트(31)를 구비한다. 상기 캡 플레이트(31)는 금속재료로 이루어져 있으며, 그 중앙부에는 관통공이 형성되어, 가스켓(32)이 삽입되어 고정되어 있다. 또한, 상기 가스켓(32)의 중앙부에도 중공이 형성되어 있는데, 상기 중공을 통하여 전극 단자(33)가 삽입되어있다. 상기 가스켓(32)은 절연재료로 이루어져 있어 캡 플레이트(31)와 전극 단자(33)사이를 절연시키게 된다. 상기 전극 단자(33)는 음극탭(23)과 접합되어 전기적으로 연결되어 음극을 이루게 된다. A cap assembly 30 is installed in the case 21 in a state where the electrode assembly 22 is accommodated. The cap assembly 30 includes a cap 21 coupled to an upper opening of the case 21 to close the case 21, And a plate (31). The cap plate 31 is made of a metal material, and a through hole is formed at the center of the cap plate 31, and a gasket 32 is inserted and fixed. Also, a hollow is formed at the center of the gasket 32, and the electrode terminal 33 is inserted through the hollow. The gasket 32 is made of an insulating material so as to insulate the cap plate 31 from the electrode terminal 33. The electrode terminal 33 is joined to the negative electrode tab 23 and electrically connected to form a negative electrode.

한편, 상기 양극탭(24)은 캡 플레이트(31)의 하면에 접합되며, 상기 캡 플레이트(31)는 케이스(21)와 접합되어 있으므로, 상기 캡 플레이트(31) 및 케이스(21) 는 양극을 이루게 된다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 음극탭이 캡 플레이트와, 양극탭이 전극 단자와 각각 전기적 연결이 되어, 캡 플레이트가 음극을 이루고, 전극 단자가 양극을 이룰 수도 있다. The positive electrode tab 24 is connected to the lower surface of the cap plate 31 and the cap plate 31 is connected to the case 21 so that the cap plate 31 and the case 21 are connected to the positive electrode . However, the present invention is not limited thereto, and the cap plate and the positive electrode tab may be electrically connected to the electrode terminal, respectively, so that the cap plate and the electrode terminal constitute the negative electrode.

상기 캡 플레이트(31)와 전극 조립체(22) 사이에는 상호간의 절연을 위하여 절연부재(34)가 개재될 수 있다. 상기 캡 플레이트(31)의 일측에는 캡 플레이트(31)가 케이스(21)와 조립된 이후에 전해액을 주입하기 위한 전해액 주입구(35)가 형성되어 있다. 전해액의 주입이 끝난 후에는 상기 전해액 주입구(35)는 도시되지 아니한 플러그에 의해 밀봉될 수 있다. 그러나, 상기 캡 조립체(30)의 구성은 상술한 것에 한정되지는 않는다.An insulating member 34 may be interposed between the cap plate 31 and the electrode assembly 22 for mutual insulation. An electrolyte injection hole 35 is formed at one side of the cap plate 31 for injecting an electrolyte after the cap plate 31 is assembled with the case 21. After the injection of the electrolyte solution is completed, the electrolyte injection hole 35 may be sealed by a plug (not shown). However, the configuration of the cap assembly 30 is not limited to that described above.

상기 케이스(21)의 하부면에는 안전변(25)이 설치되어 있다. 상기 안전변(25)은 전지의 과충전과 같은 원인으로 전지의 내압이 상승하는 경우 파단되어 개방됨으로써, 전지의 폭발을 방지하기 위한 것이다. 상기 안전변(25)은 케이스(21)의 두께보다 얇은 박막으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 케이스(21)의 내부면 또는 외부면으로부터 소정 깊이로 인입된 형상을 가질 수 있다. 한편, 상기 안전변(25)은 도면에서는 타원형상으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다.A safety valve (25) is provided on the lower surface of the case (21). The safety valve 25 is broken and opened when the internal pressure of the battery rises due to overcharge of the battery, thereby preventing explosion of the battery. Preferably, the safety valve 25 is made of a thin film that is thinner than the case 21. Accordingly, it is possible to have a shape drawn in a predetermined depth from the inner surface or the outer surface of the case 21. The safety valve 25 is shown in an elliptical shape in the drawing, but is not limited thereto.

상기 케이스(21)의 하부면에는 상기 안전변(25)을 보호하고, 후술할 보호회로(26)의 부착이나 충전을 용이하게 하기 위하여 하부 플레이트(40)가 설치될 수 있다. The lower surface of the case 21 may be provided with a lower plate 40 for protecting the safety valve 25 and for facilitating attachment and charging of a protection circuit 26 to be described later.

보호회로(26)는 전지의 이상동작을 미리 방지하여, 전지의 사용시 위험 요인 을 제거하기 위한 것이다. 상기 보호회로(26)의 일단은 음극인 전극 단자(33)와 전기적으로 접속되고, 타단은 양극인 하부 플레이트(40)에 전기적으로 접속되어질 수 있으며, 상기 보호회로(26)는 이러한 상태로 케이스(21)의 측면에 위치되어질 수 있다.The protection circuit 26 prevents an abnormal operation of the battery in advance and eliminates a risk factor when the battery is used. One end of the protection circuit 26 may be electrically connected to the electrode terminal 33 which is a negative electrode and the other end may be electrically connected to the lower plate 40 which is an anode. Can be positioned on the side of the base 21.

그리고, 상기 하부 플레이트(40)는 도전성이 있는 금속재료로 이루어지는데, 바람직하게는 니켈로 이루어질 수 있다. 상기 하부 플레이트(40)의 크기는 안전변(25)을 충분히 감쌀 수 있을 정도인 것이 바람직하다. 한편, 상기 하부 플레이트(40)는 도전성이 있으므로, 케이스(21)와 접합되면 양극을 이루게 된다. Further, the lower plate 40 is made of a conductive metal material, and preferably made of nickel. It is preferable that the size of the lower plate 40 is enough to cover the safety valve 25 sufficiently. On the other hand, since the lower plate 40 is electrically conductive, when it is bonded to the case 21, it forms an anode.

상기 하부 플레이트(40)에는 케이스(21)의 하부면에 대한 접합강도를 높이기 위한 보강수단이 마련될 수 있다. 상기 보강수단은 다수개의 돌기부(41)들을 포함하는 것이 바람직하다. The lower plate 40 may be provided with reinforcing means for increasing the bonding strength of the lower surface of the case 21. The reinforcing means preferably includes a plurality of protrusions 41.

상기 각 돌기부(41)는 도면에 도시된 바와 같이, 하부 플레이트(40)의 외부면을 인입되게 가공하여 케이스(21)의 바닥면을 향하는 면에 대해 돌출될 수 있게 형성하는 것이 바람직할 것이다. 그리고, 상기 돌기부(41)는 엠보싱(embossing) 형상으로 이루어져 있다. 그러나, 상기 돌기부(41)의 형상과 개수는 도시된 것에 한정되지는 않는다.As shown in the figure, it is preferable that the protrusions 41 are formed so that the outer surface of the lower plate 40 is drawn in and protruded from a surface facing the bottom surface of the case 21. The protrusions 41 are formed in an embossing shape. However, the shape and the number of the protrusions 41 are not limited to those shown.

상기 돌기부(41)들은 안전변(25)에 대응되는 부분을 제외한 하부 플레이트(40)의 주변부에 형성되는 것이 바람직하다. It is preferable that the protrusions 41 are formed at the periphery of the lower plate 40 except for the portion corresponding to the safety valve 25.

상기와 같이 돌기부(41)들이 형성된 하부 플레이트(40)는 케이스(21)의 하부면에 접합이 되어지는데, 이를 위해 저항 심용접(seam weld)이 이용될 수 있다. 여 기서, 저항 심용접이란, 용접부를 겹치거나 맞대어 붙인 상태에서 전극을 이루는 한 쌍의 롤러들 사이에 삽입하여 롤러의 회전에 의하여 접합부위를 용접하는 방식이다. 즉, 상기 하부 플레이트(40)의 돌기부(41)들과 케이스(21)의 하부면을 맞닿게 한 상태에서 저항 심용접을 수행하게 되면, 하부 플레이트(40)가 케이스(21)의 하부면에 접합되어진다. 이에 따라, 상기 하부 플레이트(40)는 케이스(21)의 하부면에 대하여 충분한 접합강도를 가지고 결합되어질 수 있게 된다.The lower plate 40 having the protrusions 41 formed thereon is joined to the lower surface of the case 21, and a seam weld may be used for this purpose. Herein, the resistance seam welding is a method in which the welded portion is welded by rotating the roller by inserting it between a pair of rollers constituting an electrode in a state where the welded portion is overlapped or abutted. That is, when the protruding portions 41 of the lower plate 40 and the lower surface of the case 21 are in contact with each other, resistance seam welding is performed so that the lower plate 40 is welded to the lower surface of the case 21 . Accordingly, the lower plate 40 can be coupled to the lower surface of the case 21 with sufficient bonding strength.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지에 있어서, 하부 플레이트에 보강수단으로서 다수개의 돌기부들을 형성하고, 상기 돌기부들이 케이스 하부면에 저항 심용접에 의하여 접합시킴으로써, 케이스 하부면에 대한 하부 플레이트의 접합강도를 높일 수 있어, 전지의 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. As described above, in the secondary battery according to the present invention, a plurality of protrusions are formed on the lower plate as reinforcement means, and the protrusions are joined to the lower surface of the case by resistance seam welding, The bonding strength can be increased and the stability of the battery can be improved.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation and that those skilled in the art will recognize that various modifications and equivalent arrangements may be made therein. It will be possible. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.

Claims (2)

양극판과, 음극판, 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터를 권취하여 된 전극 조립체와;An electrode assembly comprising a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator interposed therebetween; 상기 전극 조립체가 수용되며, 그 하부면에 안전변이 형성된 케이스와;A case in which the electrode assembly is accommodated and a safety valve is formed on a lower surface thereof; 상기 케이스의 상부 개구에 설치되어 내부를 밀폐하는 캡 조립체와;A cap assembly installed at an upper opening of the case to seal the inside of the case; 상기 케이스의 하부면에 상기 안전변을 감싸도록 설치되는 하부 플레이트; 및 A lower plate installed on the lower surface of the case so as to surround the safety valve; And 상기 케이스의 하부면과 하부 플레이트와의 접합강도를 높이는 보강수단;을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 이차전지.And reinforcing means for increasing the strength of bonding between the lower surface of the case and the lower plate. 제 1항에 있어서, The method according to claim 1, 상기 보강수단은, 상기 케이스의 하부면을 향하여 돌출된 부위가 저항 심용접에 의하여 상기 케이스의 하부면에 접합되는 다수개의 돌기부들을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 이차전지.Wherein the reinforcing means includes a plurality of protrusions which are joined to the lower surface of the case by resistance seam welding at a portion protruding toward the lower surface of the case.
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