KR100803435B1 - PTC device mounted to battery cap and Secondary battery using the same - Google Patents

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KR100803435B1 KR1020060013186A KR20060013186A KR100803435B1 KR 100803435 B1 KR100803435 B1 KR 100803435B1 KR 1020060013186 A KR1020060013186 A KR 1020060013186A KR 20060013186 A KR20060013186 A KR 20060013186A KR 100803435 B1 KR100803435 B1 KR 100803435B1
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Abstract

본 발명은 전지캡에 장착 가능한 PTC 소자 및 이를 이용한 이차 전지를 개시한다. 본 발명에 따른 PTC 소자는, 전지캔의 일측 방향으로 돌출된 전지캡을 구비하는 이차 전지의 과전류를 차단하기 위한 PTC 소자에 있어서, 전지캡과 상호 요철 결합될 수 있도록, 내주면 및 내부 상면에 의해 정의된 장착홈을 갖는 층형 PTC 저항체; 층형 PTC 저항체의 외주면 및 외부 상면에 부착되는 제 1 전극; 층형 PTC 저항체의 내주면 및 내부 상면에 부착되는 제 2 전극; 및 제 1 전극에 부착되는 외부 리드;를 포함하며, 제 2 전극이 이차 전지의 일극을 이루는 전지캡에 접속되고, 외부 리드가 이차 전지의 타극을 이루는 전지캔의 소정 위치에 접속되어 전기적으로 연결될 수 있도록, 전지캡이 장착홈에 수용되는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a PTC device that can be mounted in a battery cap and a secondary battery using the same. PTC device according to the present invention, in the PTC device for blocking the over-current of the secondary battery having a battery cap protruding in one direction of the battery can, by the inner circumferential surface and the inner top surface so that they can be combined with the battery cap A layered PTC resistor having a defined mounting groove; A first electrode attached to an outer circumferential surface and an outer upper surface of the layered PTC resistor; A second electrode attached to an inner circumferential surface and an inner upper surface of the layered PTC resistor; And an external lead attached to the first electrode, wherein the second electrode is connected to a battery cap forming one pole of the secondary battery, and the external lead is connected to a predetermined position of a battery can forming the other electrode of the secondary battery and electrically connected thereto. To be able to, characterized in that the battery cap is accommodated in the mounting groove.

본 발명은 PTC 소자와 전지캡이 요철 결합되어 이차 전지의 공간 활용도가 향상되고, 이에 따라 전지팩의 크기를 종래에 비해 감소시켜 실질적으로 동일 체적 대비 충전 용량을 높일 수 있다. 또한, 이차 전지의 과전류 발생시 PTC 소자의 열감지 효율이 향상된다.In the present invention, the PTC element and the battery cap are unevenly coupled to improve the space utilization of the secondary battery, thereby reducing the size of the battery pack as compared with the conventional one, thereby substantially increasing the charging capacity to the same volume. In addition, the thermal sensing efficiency of the PTC device is improved when an overcurrent occurs in the secondary battery.

PTC, 소자, 전지캡, 이차 전지 PTC, Element, Battery Cap, Secondary Battery

Description

전지캡에 장착 가능한 PTC 소자 및 이를 이용한 이차 전지{PTC device mounted to battery cap and Secondary battery using the same}Ptc device mounted to battery cap and secondary battery using the same}

도 1은 종래 기술에 따른 PTC 소자의 구성을 도시하는 사시도.1 is a perspective view showing a configuration of a PTC element according to the prior art.

도 2는 종래 기술에 따른 PTC 소자가 장착된 이차 전지의 개략적인 구성도.Figure 2 is a schematic configuration diagram of a secondary battery equipped with a PTC device according to the prior art.

도 3은 도 2의 'A'선에 따른 부분 확대 종단면도.3 is a partially enlarged longitudinal sectional view taken along the line 'A' of FIG.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PTC 소자와 전지캡의 접속 구조를 도시하는 사시도.4A and 4B are perspective views showing a connection structure between a PTC element and a battery cap according to a preferred embodiment of the present invention.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PTC 소자를 도시하는 단면도.5A and 5B are cross-sectional views showing a PTC device according to a preferred embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PTC 소자와 캡 조립체의 접속 구조를 도시하는 단면도.6 is a cross-sectional view showing a connection structure of a PTC element and a cap assembly according to a preferred embodiment of the present invention.

도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PTC 소자의 제조물을 도시하는 단면도.7A-7B are cross-sectional views illustrating the manufacture of a PTC device in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전지캡의 제조물을 도시하는 단면도.8a to 8c are cross-sectional views showing the preparation of the battery cap according to a preferred embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이차 전지의 개략적인 구성도.9 is a schematic configuration diagram of a rechargeable battery according to a preferred embodiment of the present invention.

<도면의 주요 참조 부호에 대한 설명><Description of Major Reference Marks in Drawing>

100...PTC 소자 110...층형 PTC 저항체 120...제 1 전극100 ... PTC element 110 ... Layered PTC resistor 120 ... First electrode

130...제 2 전극 200...캡 조립체 210...전지캡130 Second electrode 200 Cap assembly 210 Battery cap

220...개스킷 230...캡 플레이트 300...전지캔220 gasket 230 cap plate 300 battery can

400...전극 조립체 410...양극 전극 420...세퍼레이터400 ... electrode assembly 410 ... positive electrode 420 ... separator

430...음극 전극430 ... cathode electrode

본 발명은 전지캡에 장착 가능한 PTC 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PTC 소자가 전지캡에 요철 결합되어, 이차 전지의 과전류 발생시 전력 공급로를 차단하는 PTC 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a PTC device that can be mounted to a battery cap, and more particularly, to a PTC device that is unevenly coupled to the battery cap, and cuts off the power supply path when an overcurrent occurs in the secondary battery.

일반적으로 이차 전지는 화학에너지를 전기 에너지로 변환하는 방전과 역방향인 충전 과정을 통하여 반복 사용이 가능한 전지이며, 그 종류로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 리튬-이온 전지 및 리튬-이온 폴리머 전지 등이 있다.In general, secondary batteries are batteries that can be used repeatedly through a reverse charging and discharging process that converts chemical energy into electrical energy. Examples thereof include nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, lithium-ion batteries, and lithium-ion batteries. Polymer batteries and the like.

최근, 이차 전지의 성장은 디지털 가전기기와 휴대 단말기 등 신규 시장의 급성장에 기인한다. 리튬 계열의 소형 이차 전지는 디지털 카메라, P-DVD, MP3P, 휴대폰, PDA, Portable Game Device, Power Tool 및 E-bike 등의 제품에 적용되며, 니켈-수소 계열의 중대형 이차 전지는 HUV(Hybrid Electric Vehicle) 등의 자동차에 적용된다.Recently, the growth of secondary batteries is due to the rapid growth of new markets such as digital home appliances and portable terminals. Lithium-based small secondary batteries are applied to products such as digital cameras, P-DVDs, MP3Ps, mobile phones, PDAs, portable game devices, power tools, and e-bikes. Nickel-hydrogen medium and large secondary batteries are HUV (Hybrid Electric). Applicable to vehicles such as vehicles.

이때, 이차 전지의 음극 및 양극의 발전 추이를 보면, 원통형을 기준으로 3000mAh로 1세대의 2400mAh를 상회하고 있으며, 차후에 리튬 계열의 중대형 이차 전지가 상용화될 것으로 예상된다.At this time, in view of the development of the negative electrode and the positive electrode of the secondary battery, it is 3000mAh based on the cylindrical, exceeding the first generation 2400mAh, it is expected that the lithium-based medium-large secondary battery will be commercialized in the future.

상기 이차 전지는 외형의 형상에 따라 각형, 원통형 및 파우치형으로 분류되며, 양극판, 음극판 및 세퍼레이터가 적층된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 내부에 수용하는 전지캔과, 전지캔의 상단 개구부를 밀봉하는 캡 조립체를 포함한다.The secondary battery is classified into a rectangular, cylindrical, and pouch type according to the shape of the outer shape, an electrode assembly in which a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator are stacked, a battery can accommodating the electrode assembly together with an electrolyte, and an upper opening of the battery can. It includes a cap assembly for sealing the.

이차 전지의 충방전의 원리는 전지가 충전될 때 금속 원자가 분리막을 통하여 양극에서 음극으로 이동하며 이때 충전 전류가 흐른다. 반대로 방전될 때 금속 원자는 음극에서 양극으로 이동하며 방전 전류가 흐른다.The principle of charging and discharging of a secondary battery is that when a battery is charged, a metal atom moves from a positive electrode to a negative electrode through a separator, where a charging current flows. On the contrary, when discharged, metal atoms move from the cathode to the anode and discharge current flows.

여기서, 이차 전지가 과충전되거나 과전류가 흐를 경우, 폭발 점화의 위험성이 있다. 통상적으로 이차 전지는 조전지 전압을 기준으로 충전할 경우, 직렬 연결된 셀간 특성(예컨데, 용량, 충전 상태)차로 인한 셀전압의 차이로 충전 전압 이상으로 과충전되는 셀이 발생할 수 있다. 특히, 금속 물질은 수분과 반응하면 수소 가스와 열을 발생하여 격렬히 반응하여 폭발의 위험성이 있다.Here, when the secondary battery is overcharged or an overcurrent flows, there is a risk of explosion ignition. Typically, when the secondary battery is charged based on the assembled battery voltage, a cell that is overcharged above the charging voltage may occur due to a difference in cell voltage due to a difference in characteristics (eg, capacity and state of charge) between cells connected in series. In particular, the metal material generates hydrogen gas and heat when reacted with moisture, and there is a risk of explosion.

이러한 과충전 및 과전류로부터 이차 전지를 보호하고 과방전으로 인한 성능 저하를 방지하는 수단으로 안전 장치가 필요하다. 이차 전지의 안전 장치에는 안전변(Safety Vent), PTC(Positive Temperature Coefficient), 세퍼레이터(Shut-down Separator), 첨가제(Additives) 등이 있다. A safety device is required as a means of protecting the secondary battery from such overcharge and overcurrent and preventing performance degradation due to overdischarge. Safety devices of secondary batteries include safety vents, positive temperature coefficients (PTCs), shut-down separators, and additives.

특히, PTC 소자는 정온도계수 특성이 있으며 퓨즈(Fuse)와는 달리 반복 사용이 가능한 소자로서, 이차 전지의 전압이 급상승할 때 전류를 차단하여 전지의 파 열을 미연에 방지할 수 있도록 리드에 의해 이차 전지의 양극과 음극에 연결된다.In particular, the PTC element has a constant temperature coefficient and can be used repeatedly, unlike a fuse, and is prevented from breaking by breaking the current when the voltage of the secondary battery increases rapidly. It is connected to the positive electrode and the negative electrode of the secondary battery.

미국 특허 제5,976,729호에는 전지캔의 바닥면에 장착된 PCT 소자를 개시하고 있고, 미국 특허 제4,237,441호에는 PTC 특성을 나타내는 폴리머가 개시되어 있고, 대한민국 공개특허공보 제2004-110598호(이차 전지)에는 전지캔의 바닥면에 밀착되는 PTC 소자가 개시되어 있고, 대한민국 등록특허공보 제477752호(보호소자 및 이를 구비한 리튬 이차 전지)에는 전지캔의 외표면에 밀착되는 PTC 소자가 개시되어 있다.US Patent No. 5,976,729 discloses a PCT device mounted on the bottom surface of a battery can, US Patent No. 4,237,441 discloses a polymer exhibiting PTC characteristics, and Korean Patent Application Publication No. 2004-110598 (Secondary Battery) A PTC device that is in close contact with a bottom surface of a battery can is disclosed. Korean Patent Publication No. 447552 (Protective device and a lithium secondary battery having the same) discloses a PTC device that is in close contact with an outer surface of a battery can.

도 1은 종래 기술에 따른 PTC 소자의 구성을 도시하는 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 PTC 소자가 장착된 이차 전지의 개략적인 구성도이고, 도 3은 도 2의 'A'선에 따른 부분 확대 종단면도이다.1 is a perspective view showing a configuration of a PTC device according to the prior art, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a secondary battery equipped with a PTC device according to the prior art, and FIG. 3 is taken along the line 'A' of FIG. A partially enlarged longitudinal sectional view.

도 1을 참조하면, 종래의 PTC 소자(10)는 층형 PCT 저항체(1)가 2개의 전극 단자(2 및 3) 사이에 샌드위치되어 칩(Chip)을 형성하고, 상기 칩은 용접에 의해 칩의 양 단부들로 부터 연장되는 2개의 리드선(4 및 5)에 부착된다.Referring to FIG. 1, in the conventional PTC device 10, a layered PCT resistor 1 is sandwiched between two electrode terminals 2 and 3 to form a chip, and the chip is formed by welding. It is attached to two leads 4 and 5 extending from both ends.

여기서, 상기 PTC 소자(10)가 이차 전지의 보호 장치 또는 상호 접속 장치의 기능을 수행할 수 있도록 상기 2개의 리드선(4 및 5)이 이차 전지에 전기적으로 연결된다.Here, the two leads 4 and 5 are electrically connected to the secondary battery so that the PTC element 10 can function as a protective device or an interconnecting device of the secondary battery.

도 2를 참조하면, 상기 PCT 소자(10)는 이차 전지에 흐르는 과전류를 차단하기 위하여, 전지캔(20)에 장착된다. 이때, 일단의 리드선(4)은 이차 전지의 일극을 형성하는 전지캔에 전기적으로 연결되며, 타단의 리드선(5)은 이차 전지의 보호 회로(40)와 전기적으로 연결된다. 이때, 상기 보호 회로(40)는 이차 전지의 타극을 형성하는 전지캡(31)에 전기적으로 연결된다.Referring to FIG. 2, the PCT element 10 is mounted in the battery can 20 to block overcurrent flowing in the secondary battery. At this time, one end of the lead wire 4 is electrically connected to the battery can forming one electrode of the secondary battery, and the other end of the lead wire 5 is electrically connected to the protection circuit 40 of the secondary battery. In this case, the protection circuit 40 is electrically connected to the battery cap 31 forming the second electrode of the secondary battery.

이때, 상기 전지캡(31)은 도 3에 도시된 바와 같이, 개스킷(32)에 의해 전지캔(20)과 전기적으로 접속된 캡 플레이트(33)와 절연된다.In this case, as shown in FIG. 3, the battery cap 31 is insulated from the cap plate 33 electrically connected to the battery can 20 by the gasket 32.

그러나, 전술한 구성의 이차 전지는 PCT 소자(10)의 두께(t) 만큼 공간 활용도가 낮아져서 이차 전지팩의 크기를 증가시키거나, 동일 체적 대비 충전 용량이 저하되는 문제점이 있다. 상기 도면은 PCT 소자의 층형 저항체가 전지캔 하단에 장착되는 경우를 도시하였으나, PCT 소자의 층형 저항체가 이차전지의 전지캔 측면에 장착되는 경우도 마찬가지의 같은 문제가 발생한다. 또한, PTC 소자(10)가 이차 전지로 부터 열을 감지하는 효율이 저하되는 문제점이 있다.However, the secondary battery of the above-described configuration has a problem that the space utilization is lowered by the thickness t of the PCT element 10 to increase the size of the secondary battery pack, or the charge capacity is reduced compared to the same volume. Although the figure illustrates the case where the layered resistor of the PCT element is mounted on the bottom of the battery can, the same problem occurs when the layered resistor of the PCT element is mounted on the side of the battery can of the secondary battery. In addition, the PTC element 10 has a problem that the efficiency of detecting heat from the secondary battery is reduced.

전술한 PCT 소자(10)의 접속 구조를 개선하여 PTC 소자를 이차 전지에 효율적이고 안정적으로 배치함으로서, 이차 전지의 부피를 줄이고 전기 용량을 극대화시키기 위한 노력이 계속되어 왔다.Efforts have been made to reduce the volume of the secondary battery and maximize the electric capacity by improving the connection structure of the PCT element 10 described above to efficiently and stably place the PTC element in the secondary battery.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, PTC 소자와 전지캡이 요철 결합됨으로써, 이차 전지의 공간 활용도 및 충전 용량을 향상시킬 수 있는 전지캡에 장착 가능한 PTC 소자 및 이를 이용한 이차 전지를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the PTC element and the battery cap is coupled to the uneven, PTC element that can be mounted in the battery cap that can improve the space utilization and charging capacity of the secondary battery and the secondary battery using the same The purpose is to provide.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지캡에 장착 가능한 PTC 소자는, 전지캔의 일측 방향으로 돌출된 전지캡을 구비하는 이차 전지의 과전 류를 차단하기 위한 PTC 소자에 있어서, 상기 전지캡과 상호 요철 결합될 수 있도록, 내주면 및 내부 상면에 의해 정의된 장착홈을 갖는 층형 PTC 저항체; 상기 층형 PTC 저항체의 외주면 및 외부 상면에 부착되는 제 1 전극; 상기 층형 PTC 저항체의 내주면 및 내부 상면에 부착되는 제 2 전극; 및 상기 제 1 전극에 부착되는 외부 리드;를 포함하며, 상기 제 2 전극이 이차 전지의 일극을 이루는 전지캡에 접속되고, 상기 외부 리드가 이차 전지의 타극을 이루는 전지캔의 소정 위치에 접속되어 전기적으로 연결될 수 있도록, 상기 전지캡이 상기 장착홈에 수용되는 것을 특징으로 한다.The PTC device that can be mounted to the battery cap according to the present invention for achieving the above object, in the PTC device for blocking the overcurrent of the secondary battery having a battery cap protruding in one direction of the battery can, A layered PTC resistor having a mounting groove defined by an inner circumferential surface and an inner upper surface so as to be unevenly coupled to the cap; A first electrode attached to an outer circumferential surface and an outer upper surface of the layered PTC resistor; A second electrode attached to an inner circumferential surface and an inner upper surface of the layered PTC resistor; And an external lead attached to the first electrode, wherein the second electrode is connected to a battery cap forming one electrode of the secondary battery, and the external lead is connected to a predetermined position of a battery can forming the other electrode of the secondary battery. In order to be electrically connected, the battery cap is characterized in that it is accommodated in the mounting groove.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 전지캔의 일측 방향으로 돌출된 전지캡을 구비하는 이차 전지의 과전류를 차단하기 위한 PTC 소자에 있어서, 상기 전지캡과 상호 요철 결합될 수 있도록, 내주면 및 내부 상면에 의해 정의된 장착홈을 갖는 층형 PTC 저항체; 상기 층형 PTC 저항체의 외부 상면에 부착되는 제 1 전극; 상기 층형 PTC 저항체의 내주 연부, 내주면 및 내부 상면에 부착되는 제 2 전극; 및 상기 제 1 전극에 부착되는 외부 리드;를 포함하며, According to another aspect of the present invention, in the PTC device for blocking the over-current of the secondary battery having a battery cap protruding in one direction of the battery can, the inner circumferential surface and the inner upper surface so as to be unevenly coupled with the battery cap A layered PTC resistor having a mounting groove defined by; A first electrode attached to an outer upper surface of the layered PTC resistor; A second electrode attached to an inner circumferential edge, an inner circumferential surface, and an inner upper surface of the layered PTC resistor; And an external lead attached to the first electrode.

상기 제 2 전극이 이차 전지의 일극을 이루는 전지캡의 외주면 및 상면에 접속되어 상기 전지캡이 상기 장착홈에 수용되는 것을 특징으로 하는 전지캡에 장착 가능한 PTC 소자를 제공한다.The second electrode is connected to the outer circumferential surface and the upper surface of the battery cap forming the first pole of the secondary battery to provide a PTC element that can be mounted to the battery cap, characterized in that the battery cap is accommodated in the mounting groove.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 전지캔의 일측 방향으로 돌출된 전지캡을 구비하는 이차 전지의 과전류를 차단하기 위한 PTC 소자에 있어서, 상기 전지캡과 상호 요철 결합될 수 있도록, 내주면 및 내부 상면에 의해 정의된 장착홈을 갖는 층형 PTC 저항체; 상기 층형 PTC 저항체의 외부 상면에 부착되는 제 1 전극; 및 상기 제 1 전극에 부착되는 외부 리드;를 포함하며, According to another aspect of the invention, in the PTC device for blocking the over-current of the secondary battery having a battery cap protruding in one direction of the battery can, the inner circumferential surface and the inner upper surface so that the battery cap can be combined with each other uneven A layered PTC resistor having a mounting groove defined by; A first electrode attached to an outer upper surface of the layered PTC resistor; And an external lead attached to the first electrode.

상기 층형 PTC 저항체의 내주면 및 내부 상면이 이차 전지의 일극을 이루는 전지캡의 외주면 및 상면에 접속되어 상기 전지캡이 상기 장착홈에 수용되는 것을 특징으로 하는 전지캡에 장착 가능한 PTC 소자를 제공한다.The inner circumferential surface and the inner upper surface of the layered PTC resistor are connected to the outer circumferential surface and the upper surface of the battery cap forming the first pole of the secondary battery, so that the battery cap is accommodated in the mounting groove.

바람직하게, 상기 장착홈은 전지캡의 형상과 대응하며, 상기 형상은 원형 또는 각형이다.Preferably, the mounting groove corresponds to the shape of the battery cap, the shape is circular or square.

또한, 상기 외부 리드의 두께는 0.18mm 이상이다.In addition, the thickness of the outer lead is 0.18 mm or more.

아울러, 상기 접속은 용접, 솔더링 또는 물리적 접합에 의해 이루어진다.In addition, the connection is made by welding, soldering or physical bonding.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 PTC 소자를 구비하는 전지캡 및 이를 구비하는 이차 전지를 제공한다.According to another aspect of the invention, there is provided a battery cap having the PTC element and a secondary battery having the same.

또한, 본 발명은, 전지캔의 일측 방향으로 돌출된 전지캡을 구비하는 이차 전지의 과전류를 차단하기 위한 PTC 소자의 제조 방법에 있어서, (a) PTC 저항체로 이루어진 층형 판재를 압출 가공하여, 다수의 장착홈이 형성된 1차 PTC 판재로 가공하는 단계; (b) 상기 1차 PTC 판재의 일면 및 타면에 전극을 형성하여, 2차 PTC 판재로 가공하는 단계; (c) 상기 2차 PTC 판재를 등간격으로 절단하여, 적어도 하나의 장착홈을 구비하는 단위 PTC 소자로 가공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지캡에 장착 가능한 PTC 소자의 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention is a method for manufacturing a PTC element for blocking the overcurrent of the secondary battery having a battery cap protruding in one direction of the battery can, (a) by extrusion processing a layered plate material made of a PTC resistor, Processing into a primary PTC plate formed with a mounting groove of the; (b) forming an electrode on one side and the other side of the primary PTC sheet, and processing the secondary PTC sheet; (c) cutting the secondary PTC sheet at equal intervals, and processing the unit PTC device having at least one mounting groove; providing a method for manufacturing a PTC device mountable to a battery cap, the method comprising: do.

바람직하게, 상기 (a) 단계의 장착홈은 상기 전지캡을 수용할 수 있는 구조이며, 상기 (b) 단계의 전극은 니켈, 니켈이 도금된 합금 또는 니켈이 도금된 동박으로 이루어진다.Preferably, the mounting groove of step (a) is a structure that can accommodate the battery cap, the electrode of step (b) is made of nickel, nickel plated alloy or nickel plated copper foil.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 전지캡에 장착되는 PTC 소자의 제조 방법에 있어서, (a) 층형 PTC 저항체가 전지캡의 외주면 및 상면에 일체형으로 부착되도록, 층형 PTC 저항체와 전지캡을 압착 가공하는 단계; 및 (b) 상기 압착 가공된 층형 PTC 저항체의 상면에 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지캡에 일체형으로 장착되는 PTC 소자의 제조 방법을 제공한다.According to still another aspect of the present invention, in the method for manufacturing a PTC device mounted on a battery cap, (a) the layered PTC resistor and the battery cap are pressed in such a manner that the layered PTC resistor is integrally attached to the outer circumferential surface and the upper surface of the battery cap. Doing; And (b) forming an electrode on an upper surface of the crimped layered PTC resistor. The method of manufacturing a PTC device integrally mounted to a battery cap may include.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따러서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, which can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be various equivalents and variations.

본 발명에 따른 PTC 소자는 전지캡을 수용할 수 있도록, 상기 전지캡의 형상에 대응하는데, 도 4a 및 도 4b를 참조로 설명하면 다음과 같다.The PTC device according to the present invention corresponds to the shape of the battery cap to accommodate the battery cap, which will be described below with reference to FIGS. 4A and 4B.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전지캡(210, 210')에 장착 가능한 PTC 소자(100, 100')는 전지캡(210)을 수용할 수 있는 내부 공간 즉, 내주면 및 내부 상면에 의해 정의된 장착홈을 갖는다. 좀더 구체적으로, 상기 PTC 소자(100, 100')는 전지캡(210, 210')과 상호 요철(凹凸) 결합될 수 있도록, 상부 및 측부가 전지캡(210)을 둘러싸고, 하부가 개방된 구조이다.As shown in the figure, the PTC device (100, 100 ') that can be mounted to the battery cap (210, 210') according to the present invention in the inner space that can accommodate the battery cap 210, that is, the inner peripheral surface and the inner upper surface It has a mounting groove defined by. More specifically, the PTC device (100, 100 ') has a structure in which the top and side surrounds the battery cap 210, the bottom is open so that the battery cap (210, 210') can be mutually uneven to be.

여기서, 상기 PTC 소자(100, 100')는 전지캡(210, 210')의 형상과 대응하는데, 도 4a에 도시된 바와 같이, 전지캡(210)이 원통형이면, 상기 전지캡(210)의 외경보다 큰 내경의 장착홈을 구비하는 중공 원통체의 PTC 소자(100)가 전지캡(210)에 장착된다. 또한, 도 4b에 도시된 바와 같이, 전지캡(210')이 각통형이면, 상기 전지캡(210')의 외형보다 큰 내형의 장착홈을 구비하는 중공 각통체의 PTC 소자(100')가 전지캡에 장착된다.Here, the PTC device (100, 100 ') corresponds to the shape of the battery cap (210, 210'), as shown in Figure 4a, if the battery cap 210 is a cylindrical, of the battery cap 210 The PTC element 100 of the hollow cylindrical body having a mounting groove of the inner diameter larger than the outer diameter is mounted to the battery cap 210. In addition, as shown in FIG. 4B, when the battery cap 210 'is a cylindrical shape, the PTC element 100' of the hollow cylindrical body having a mounting groove having an inner shape larger than that of the battery cap 210 'is provided. It is attached to the battery cap.

상기 PTC 소자(100, 100')는 층형 PTC 저항체(110, 110'), 상기 층형 PTC 저항체(110, 110')에 다양한 형태로 부착되는 제 1 전극(120, 120') 및 제 2 전극(130, 130')을 구비하는데, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The PTC devices 100 and 100 'may include the first and second electrodes 120 and 120' attached to the layered PTC resistors 110 and 110 'and the layered PTC resistors 110 and 110' in various forms. 130 and 130 ', which will be described below with reference to FIGS. 5A and 5B.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 PTC 소자(100)는 전지캡과 상호 요철 결합될 수 있도록 내주면 및 내부 상면에 의해 정의된 장착홈을 갖는 층형 PTC 저항체(110)를 구비한다. 여기서, 상기 층형 PTC 저항체(110)의 일측 및 타측에 외부 단자 및 전지캡의 전기적 접속을 위한 제 1 전극(120) 및 제 2 전극(130)을 부착하게 된다.As shown in the figure, the PTC device 100 includes a layered PTC resistor 110 having a mounting groove defined by an inner circumferential surface and an inner upper surface thereof so as to be unevenly coupled with the battery cap. Here, the first electrode 120 and the second electrode 130 for electrical connection of the external terminal and the battery cap are attached to one side and the other side of the layered PTC resistor 110.

도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 전극(120)은 상기 층형 PTC 저항체(110)의 외부 상면에 부착되고, 상기 제 2 전극(130)은 상기 층형 PTC 저항체(110)의 내주 연부, 내주면 및 내주 상면에 부착된다. 여기서, 상기 전극(120, 130)은 외부 단자 및 전지캡의 전기적 접속 구조에 따라 다르게 변형될 수 있는데, 도 5b 에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 전극(120)은 상기 층형 PTC 저항체(110)의 외주면 및 외부 상면에 부착되고, 상기 제 2 전극(130)은 상기 층형 PTC 저항체(110)의 내주면 및 내주 상면에 부착된다.As shown in FIG. 5A, the first electrode 120 is attached to an outer upper surface of the layered PTC resistor 110, and the second electrode 130 is an inner circumferential edge of the layered PTC resistor 110 and an inner circumferential surface thereof. And an inner circumferential upper surface. Herein, the electrodes 120 and 130 may be differently modified according to the electrical connection structure of the external terminal and the battery cap. As shown in FIG. 5B, the first electrode 120 may include the layered PTC resistor 110. It is attached to the outer circumferential surface and the outer upper surface of the, the second electrode 130 is attached to the inner circumferential surface and the inner circumferential upper surface of the layered PTC resistor (110).

본 발명에 따른 층형 PTC 저항체(110)는 폴리머계 전도성 복합체로 이루어진다. 상기 폴리머계 전도성 복합체는 폴리머(Polymer), 전도성 충진제, 산화 방지제 및 과산화물 가교제의 혼합물로 구성된다. 상기 폴리머에는 바람직하게, 용융지수 1 내지 10인 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 폴리플루오르화비닐리덴(PVDF), 폴리프로필렌(PP) 및 Ethylene/PP 중합체 등이 채용될 수 있으며, 상기 전도성 충진제에는 카본 블랙(Carbon Black), 니켈(Nickel) 등의 금속제 또는 금속 산화물 등이 채용될 수 있다.The layered PTC resistor 110 according to the present invention is made of a polymer-based conductive composite. The polymer-based conductive composite is composed of a mixture of a polymer, a conductive filler, an antioxidant, and a peroxide crosslinking agent. Preferably, the polymer may include high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polypropylene (PP), and Ethylene / PP polymer having a melt index of 1 to 10, The conductive filler may be made of metal such as carbon black, nickel, or metal oxide.

또한, 상기 층형 PTC 저항체(110)는 상온에서 카본 블랙의 입자가 상호 연결되어 존재하기 때문에, 전류가 흐르는 다수의 도전 패스가 형성되어 양호한 도전성을 발휘한다. 한편, 주변 온도의 상승이나 도전 패스를 흐르는 전류의 초과 등에 따른 열폭주가 개시되면, 열팽창에 따른 카본 블랙의 각 입자간 공극이 넓어져서 도전 패스가 차단되기 때문에, 도전성이 급격하게 저하되는 정온도계수 특성이 있다.In addition, since the carbon black particles are interconnected and present at room temperature, the layered PTC resistor 110 may form a plurality of conductive paths through which electric current flows, thereby exhibiting good conductivity. On the other hand, when a thermal runaway occurs due to an increase in the ambient temperature or an excess of the current flowing through the conductive path, the gap between the carbon black particles due to thermal expansion is widened so that the conductive path is blocked, so that the conductivity rapidly decreases. There are number characteristics.

본 발명에 따른 제 1 및 제 2 전극(120, 130)은 상기 층형 PTC 저항체(110)의 표면에 전류를 통과시키며, 외부 단자 및 전지캡에 접속될 수 있도록 한다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 전극(120, 130)은 니켈 또는 구리 금속을 전해 또는 무전해 도금하여 박막으로 구성하는 것이 바람직하다.The first and second electrodes 120 and 130 according to the present invention allow a current to pass through the surface of the layered PTC resistor 110 and be connected to an external terminal and a battery cap. In addition, the first and second electrodes 120 and 130 may be formed of a thin film by electrolytic or electroless plating of nickel or copper metal.

본 발명에 따른 외부 단자 즉, 외부 리드(미도시)는 상기 제 1 전극(120)의 상면에 용접, 솔더링(Soldering) 또는 전도성 접착제에 의해 부착되며, 부착의 용이성 및 온도 처리에 따라 그 부착 영역이 제 1 전극의 일부 또는 전체를 덮도록 형성된다. 또한, 상기 외부 리드(미도시)는 상기 층형 PTC 저항체(110)의 연부의 일부분을 넘어 연장되어 형성되며, 니켈 또는 니켈이 도금된 합금의 전도성 금속재로 이루어지는 것이 바람직하다. 아울러, 상기 외부 리드(미도시)는 스트랩(Strap) 형태 또는 와이어(Wire) 형태로 이루어지는 것이 바람직하며, 외부 리드(미도시)의 두께는 0.18mm 이상인 것이 바람직하다. 좀더 구체적으로 설명하면, 상기 두께가 0.18mm 미만일 경우, 외부 리드(미도시)를 제 1 전극(120)에 용접 또는 솔더링시 층형 PTC 저항체(110)의 손상으로 이어진다.An external terminal according to the present invention, that is, an external lead (not shown) is attached to the upper surface of the first electrode 120 by welding, soldering, or a conductive adhesive, and its attachment area according to ease of attachment and temperature treatment. It is formed to cover part or the whole of this first electrode. In addition, the external lead (not shown) is formed to extend beyond a portion of the edge of the layered PTC resistor 110, preferably made of a conductive metal material of nickel or nickel plated alloy. In addition, the external lead (not shown) is preferably made of a strap (trap) form or wire (Wire) form, the thickness of the external lead (not shown) is preferably 0.18mm or more. In more detail, when the thickness is less than 0.18 mm, it leads to damage of the layered PTC resistor 110 when welding or soldering an external lead (not shown) to the first electrode 120.

상기 PTC 소자는 캡 조립체의 일측 방향으로 돌출된 전지캡에 장착되어 전류의 흐름상에 위치하게 되는데, 도 6을 참조로 설명하면 다음과 같다.The PTC device is mounted on the battery cap protruding in one direction of the cap assembly and is positioned on the flow of current. Referring to FIG.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 캡 조립체(200)는 중앙에 소정 크기의 통공이 형성되는 캡 플레이트(230), 상기 통공에 삽입 가능한 전지캡(210) 및 상기 캡 플레이트(230)와 전지캡(210)의 절연을 위한 개스킷(220)으로 구성된다.As shown in the figure, the cap assembly 200 is a cap plate 230, a predetermined size of the through-hole is formed in the center, the battery cap 210 that can be inserted into the through hole and the cap plate 230 and the battery cap ( It consists of a gasket 220 for insulation of the 210.

상기 전지캡(210)은 튜브형 개스킷(220)에 삽입 및 고정되어 전도성 금속 소재로 이루어진 캡 플레이트(230)와 절연된다. 이때, 상기 전지캡(210)은 이차 전지의 일극을 이루며, 상기 캡 플레이트(230)는 이차 전지의 타극을 이루는 전지캔(미도시)과 전기적으로 접속된다.The battery cap 210 is inserted into and fixed to the tubular gasket 220 to be insulated from the cap plate 230 made of a conductive metal material. In this case, the battery cap 210 forms one pole of the secondary battery, and the cap plate 230 is electrically connected to a battery can (not shown) forming the other electrode of the secondary battery.

본 발명에 따른 PTC 소자(100)와 전지캡(210)의 전기적 접속은 상호 요철 결 합에 의해 이루어지며, 상기 결합은 용접, 솔더링(Soldering) 또는 전도성 접착제에 의해 이루어진다. 여기서, 상기 PTC 소자(100)의 제 2 전극(130)은 전지캡(210)과 전기적으로 접속하고, 캡 플레이트(230) 및 제 2 전극(120)과 절연됨으로써, 이차 전지의 과전류를 차단하기 위한 전기적 접속이 이루어진다. 즉, 상기 PTC 소자(100)가 전지캡(210)에 전기적으로 접속되어 전류 흐름상에 위치되고, 상기 제 1 전극(120)에 부착되는 외부 리드(미도시)가 이차 전지의 한 극을 형성하는 전지캔(미도시)에 웰딩(Welding)되며, 상기 전지캡(210)은 이차 전지의 타극을 형성함으로써, PTC 소자(100)가 이차 전지의 과전류를 차단할 수 있도록 한다.The electrical connection of the PTC device 100 and the battery cap 210 according to the present invention is made by mutually uneven coupling, the coupling is made by welding, soldering or conductive adhesive. Here, the second electrode 130 of the PTC device 100 is electrically connected to the battery cap 210 and insulated from the cap plate 230 and the second electrode 120 to block overcurrent of the secondary battery. Electrical connections are made. That is, the PTC element 100 is electrically connected to the battery cap 210 and positioned on the current flow, and an external lead (not shown) attached to the first electrode 120 forms one pole of the secondary battery. Welded in a battery can (not shown), the battery cap 210 forms a second electrode of the secondary battery, so that the PTC device 100 can block the overcurrent of the secondary battery.

본 발명에 따른 PTC 소자는 압출 가공에 의해 제조 가능한데, 도 7을 참조하여 그 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.The PTC device according to the present invention can be manufactured by extrusion, which will be described below with reference to FIG. 7.

도면을 참조하면, PTC 저항체로 이루어진 층형 판재를 압출 가공하여 도 7a에 도시된 바와 같이, 전지캡의 돌출부와 대응하는 다수의 장착홈이 형성된 1차 PTC 판재(P)로 가공한다. 다음으로, 상기 1차 PTC 판재(P)의 대칭하는 일면 및 타면에 니켈, 니켈이 도금된 합금 또는 니켈이 도금된 동박을 형성하여 도 7b에 도시된 바와 같이, 전극이 형성된 2차 PTC 판재(P')로 가공한다. 이후, 상기 2차 판재(P')를 등간격으로 절단하여 도 7c에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 장착홈을 구비하는 단위 PTC 소자(100)로 가공하여 제품화한다.Referring to the drawings, a layered plate made of a PTC resistor is extruded and processed into a primary PTC plate P having a plurality of mounting grooves corresponding to the protrusions of the battery cap, as shown in FIG. 7A. Next, nickel, nickel-plated alloys or nickel-plated copper foils are formed on symmetrical surfaces and the other surfaces of the primary PTC sheet P to form a secondary PTC sheet having electrodes formed thereon, as shown in FIG. 7B. P '). Subsequently, the secondary plate P 'is cut at equal intervals and processed into a unit PTC device 100 having at least one mounting groove, as shown in FIG. 7C, to produce a product.

한편, 본 발명에 따른 PTC 소자 및 전지캡은 일체로 제품 제조가 가능한데, 도 8a 내지 도 8c를 참조하여 그 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.On the other hand, the PTC device and the battery cap according to the present invention can be manufactured integrally, the following description of the manufacturing method with reference to Figures 8a to 8c.

도 8a에 도시된 바와 같이, 캡 조립체의 구성 요소인 전지캡(210)의 돌출부에 층형 PTC 저항체(110)를 압착 가공하여 도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 층형 PTC 저항체(110)와 전지캡(210)을 일체화시킨다. 이후, 상기 층형 PTC 저항체(110)의 상면에 니켈, 니켈이 도금된 합금 또는 니켈이 도금된 동박을 형성하여 도 8c에 도시된 바와 같이, PTC 소자가 장착된 전지캡으로 제조한다.As shown in FIG. 8A, the layered PTC resistor 110 is pressed into the protrusion of the battery cap 210, which is a component of the cap assembly, and as shown in FIG. 8B, the layered PTC resistor 110 and the battery cap are shown in FIG. Integrate 210. Thereafter, nickel, nickel-plated alloy, or nickel-plated copper foil is formed on the upper surface of the layered PTC resistor 110 to manufacture a battery cap equipped with a PTC element, as shown in FIG. 8C.

본 발명에 따른 전지캡에 장착 가능한 PTC 소자가 적용된 이차 전지의 개략적인 구성을 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 9, a schematic configuration of a secondary battery to which a PTC device that can be mounted to a battery cap according to the present invention is applied is as follows.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 이차 전지는 전극 조립체(미도시)를 내부에 수용하는 전지캔(300)과, 상기 전지캔(300)을 밀봉하는 캡 조립체(200)와, 상기 캡 조립체(200)에 형성된 전지캡(210)을 포함하여 구비한다.As illustrated in FIG. 9, the secondary battery includes a battery can 300 accommodating an electrode assembly (not shown), a cap assembly 200 sealing the battery can 300, and the cap assembly ( It includes a battery cap 210 formed on the 200.

여기서, 상기 전극 조립체의 적층 방법 및 이차 전지의 구조에 따라 상기 전극 조립체의 구성 요소인 리드선(미도시)의 음극 및 양극이 상호 바뀌도록 구성할 수 있음은 자명하다. 즉, 음극 리드선(미도시)을 전지캡(210)과, 양극 리드선(미도시)을 전지캔(300)과 전기적으로 연결시킬 수 있도록 본 발명이 변형될 수 있음은 물론이다. 이때, 상기 전지캔(300)은 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결될 수 있도록 전도성 금속재로 형성되는 것이 바람직하다.Here, according to the stacking method of the electrode assembly and the structure of the secondary battery, it is obvious that the negative electrode and the positive electrode of the lead wire (not shown) which are components of the electrode assembly may be configured to be interchanged. That is, of course, the present invention may be modified to electrically connect the negative lead wire (not shown) with the battery cap 210 and the positive lead wire (not shown) with the battery can 300. In this case, the battery can 300 is preferably formed of a conductive metal material to be electrically connected to the electrode assembly.

상기 캡 조립체(200)는 상기 전지캔(300)을 밀봉할 수 있도록 전지캔(300)의 상단 개구부와 상응하는 크기와 형상을 갖는다.The cap assembly 200 has a size and shape corresponding to the top opening of the battery can 300 to seal the battery can 300.

상기 전지캡(210)은 상기 전극 조립체의 일극을 형성하는 리드선과 전기적으로 연결될 수 있도록 전도성 금속재로 형성되며, 개스킷(220)에 의해 캡 플레이트(230) 및 전지캔(300)과 전기적으로 절연된다.The battery cap 210 is formed of a conductive metal material to be electrically connected to a lead wire forming one electrode of the electrode assembly, and is electrically insulated from the cap plate 230 and the battery can 300 by a gasket 220. .

상기 이차 전지는 전극 제조공정, 조립 공정, 활성화 공정, 검사 공정, 배터리 팩 제조공정에 의해 제조된다. 특히, 배터리 팩의 제조공정에서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PTC 소자(100)가 장착된다. 또한, 상기 PTC 소자(100)와 전기적으로 결합되어 이차 전지를 보호할 수 있는 보호 회로(미도시) 및 충ㆍ방전회로(미도시)가 추가적으로 장착된다.The secondary battery is manufactured by an electrode manufacturing process, an assembly process, an activation process, an inspection process, and a battery pack manufacturing process. In particular, the PTC device 100 according to the preferred embodiment of the present invention is mounted in the battery pack manufacturing process. In addition, a protection circuit (not shown) and a charge / discharge circuit (not shown) that are electrically coupled to the PTC device 100 to protect the secondary battery may be additionally installed.

상기 PTC 소자(100)는 전지캡(210)과 상호 요철 결합되며, 상기 PTC 소자(100)의 제 2 전극(130)이 상기 전지캡(210)의 외주면 및 외주 상면에 전기적으로 연결되며, 상기 PTC 소자(100)의 외부 리드(140)가 상기 보호 회로 또는 충ㆍ방전회로와 전기적으로 연결된다.The PTC device 100 is unevenly coupled to the battery cap 210, the second electrode 130 of the PTC device 100 is electrically connected to the outer peripheral surface and the upper peripheral surface of the battery cap 210, The external lead 140 of the PTC device 100 is electrically connected to the protection circuit or the charge / discharge circuit.

상기 이차 전지의 전극 조립체에서 발생된 전류는 전지캡(210), PTC 소자(100), 보호 회로(PCM) 및 충ㆍ방전회로를 거쳐 전지캔(300)에 전달된다. 좀 더 상세히 설명하면, 상기 PTC 소자(100)가 장착된 이차 전지는 전지캡(210), 제 2 전극(130), 층형 PTC 저항체(110), 제 1 전극(120), 외부 리드(140), 보호 회로, 충ㆍ방전회로 및 전지캔(300)이 전기적으로 연결된 도전로를 형성한다. 이때, 상기 이차 전지의 충ㆍ방전 과정에서 과전류가 발생할 경우, 상기 층형 PTC 저항체(110)가 전류의 흐름을 차단시켜 상기 도전로를 개방시킴으로써 이차 전지를 보호한다.The current generated in the electrode assembly of the secondary battery is transferred to the battery can 300 through the battery cap 210, the PTC device 100, the protection circuit (PCM) and the charge and discharge circuit. In more detail, the secondary battery equipped with the PTC device 100 includes a battery cap 210, a second electrode 130, a layered PTC resistor 110, a first electrode 120, and an external lead 140. And a protection circuit, a charge / discharge circuit, and a battery can 300 form an electrically connected conductive path. In this case, when overcurrent occurs in the process of charging and discharging the secondary battery, the layered PTC resistor 110 blocks the flow of current to protect the secondary battery by opening the conductive path.

이때, 상기 PTC 소자(100)와 전기적으로 연결되는 보호 회로는 이차 전지의 충ㆍ방전시, 상기 보호 소자(100)와 더불어 과전압, 과전류 및/또는 과열 발생에 대한 충ㆍ방전회로 및 이차 전지를 보호하도록 작동된다.In this case, the protection circuit electrically connected to the PTC device 100 includes a charge / discharge circuit and a secondary battery for overvoltage, overcurrent and / or overheating together with the protection device 100 during charging and discharging of the secondary battery. It works to protect.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발 명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below by the person skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the claims.

상술한 바와 같이, 본 발명은 전지캡과 상호 요철 결합되는 PTC 소자를 제공함으로써, 이차 전지의 공간 활용도가 향상되어 이차 전지팩의 크기를 종래에 비해 감소시켜 실질적으로 동일 체적 대비 충전 용량을 높일 수 있다.As described above, the present invention provides a PTC device that is mutually unevenly coupled with the battery cap, the space utilization of the secondary battery is improved to reduce the size of the secondary battery pack compared to the conventional to substantially increase the charging capacity compared to the same volume have.

또한, PTC 소자의 이차 전지의 과전류 발생시 열감지 효율이 향상된다.In addition, thermal sensing efficiency is improved when an overcurrent occurs in the secondary battery of the PTC device.

아울러, PTC 소자를 이차 전지에 안정적으로 장착시킬 수 있으며, 팩 공정을 단순화시킬 수 있다.In addition, the PTC device can be stably mounted on the secondary battery, and the pack process can be simplified.

Claims (13)

전지캔의 일측 방향으로 돌출된 전지캡을 구비하는 이차 전지의 과전류를 차단하기 위한 PTC 소자에 있어서,In the PTC element for blocking the over-current of the secondary battery having a battery cap protruding in one direction of the battery can, 상기 전지캡과 상호 요철 결합될 수 있도록, 내주면 및 내부 상면에 의해 정의된 장착홈을 갖는 층형 PTC 저항체;A layered PTC resistor having a mounting groove defined by an inner circumferential surface and an inner upper surface thereof so as to be unevenly coupled with the battery cap; 상기 층형 PTC 저항체의 외주면 및 외부 상면에 부착되는 제 1 전극;A first electrode attached to an outer circumferential surface and an outer upper surface of the layered PTC resistor; 상기 층형 PTC 저항체의 내주면 및 내부 상면에 부착되는 제 2 전극; 및A second electrode attached to an inner circumferential surface and an inner upper surface of the layered PTC resistor; And 상기 제 1 전극에 부착되는 외부 리드;를 포함하며,An external lead attached to the first electrode; 상기 제 2 전극이 이차 전지의 일극을 이루는 전지캡에 접속되고, 상기 외부 리드가 이차 전지의 타극을 이루는 전지캔의 소정 위치에 접속되어 전기적으로 연결될 수 있도록, 상기 전지캡이 상기 장착홈에 수용되는 것을 특징으로 하는 전지캡에 장착 가능한 PTC 소자.The battery cap is accommodated in the mounting groove so that the second electrode is connected to a battery cap forming one pole of the secondary battery, and the external lead is connected to a predetermined position of a battery can forming the other electrode of the secondary battery and electrically connected thereto. PTC element that can be mounted to the battery cap, characterized in that. 전지캔의 일측 방향으로 돌출된 전지캡을 구비하는 이차 전지의 과전류를 차단하기 위한 PTC 소자에 있어서,In the PTC element for blocking the over-current of the secondary battery having a battery cap protruding in one direction of the battery can, 상기 전지캡과 상호 요철 결합될 수 있도록, 내주면 및 내부 상면에 의해 정의된 장착홈을 갖는 층형 PTC 저항체;A layered PTC resistor having a mounting groove defined by an inner circumferential surface and an inner upper surface thereof so as to be unevenly coupled with the battery cap; 상기 층형 PTC 저항체의 외부 상면에 부착되는 제 1 전극;A first electrode attached to an outer upper surface of the layered PTC resistor; 상기 층형 PTC 저항체의 내주 연부, 내주면 및 내부 상면에 부착되는 제 2 전극; 및A second electrode attached to an inner circumferential edge, an inner circumferential surface, and an inner upper surface of the layered PTC resistor; And 상기 제 1 전극에 부착되는 외부 리드;를 포함하며,An external lead attached to the first electrode; 상기 제 2 전극이 이차 전지의 일극을 이루는 전지캡의 외주면 및 상면에 접속되어 상기 전지캡이 상기 장착홈에 수용되는 것을 특징으로 하는 전지캡에 장착 가능한 PTC 소자.And the second electrode is connected to an outer circumferential surface and an upper surface of a battery cap forming a pole of a secondary battery so that the battery cap is accommodated in the mounting groove. 전지캔의 일측 방향으로 돌출된 전지캡을 구비하는 이차 전지의 과전류를 차단하기 위한 PTC 소자에 있어서,In the PTC element for blocking the over-current of the secondary battery having a battery cap protruding in one direction of the battery can, 상기 전지캡과 상호 요철 결합될 수 있도록, 내주면 및 내부 상면에 의해 정의된 장착홈을 갖는 층형 PTC 저항체;A layered PTC resistor having a mounting groove defined by an inner circumferential surface and an inner upper surface thereof so as to be unevenly coupled with the battery cap; 상기 층형 PTC 저항체의 외부 상면에 부착되는 제 1 전극; 및A first electrode attached to an outer upper surface of the layered PTC resistor; And 상기 제 1 전극에 부착되는 외부 리드;를 포함하며,An external lead attached to the first electrode; 상기 층형 PTC 저항체의 내주면 및 내부 상면이 이차 전지의 일극을 이루는 전지캡의 외주면 및 상면에 접속되어 상기 전지캡이 상기 장착홈에 수용되는 것을 특징으로 하는 전지캡에 장착 가능한 PTC 소자.And an inner circumferential surface and an inner upper surface of the layered PTC resistor are connected to an outer circumferential surface and an upper surface of a battery cap forming a pole of a secondary battery so that the battery cap is accommodated in the mounting groove. 제1항 내지 제3항 중 선택된 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 장착홈은 전지캡의 형상과 대응하는 것을 특징으로 하는 전지캡에 장착 가능한 PTC 소자.The mounting groove is PTC element that can be mounted to the battery cap, characterized in that corresponding to the shape of the battery cap. 제1항 내지 제3항 중 선택된 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 전지캡의 형상은 원형 또는 각형인 것을 특징으로 하는 전지캡에 장착 가능한 PTC 소자.The shape of the battery cap is a PTC element that can be mounted to the battery cap, characterized in that the circular or square. 제1항 내지 제3항 중 선택된 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 외부 리드의 두께는 0.18mm 이상인 것을 특징으로 하는 전지캡에 장착 가능한 PTC 소자.The thickness of the external lead is 0.18mm or more PTC element that can be mounted to the battery cap, characterized in that. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 2 전극과 상기 전지캡의 접속은 용접, 솔더링 또는 물리적 접합에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 전지캡에 장착 가능한 PTC 소자.The connection between the second electrode and the battery cap is a PTC device that can be mounted on the battery cap, characterized in that made by welding, soldering or physical bonding. 제1항 내지 제3항 중 선택된 어느 한 항의 PTC 소자를 구비하는 전지캡.A battery cap comprising the PTC element of any one of claims 1 to 3. 제8항의 전지캡을 구비하는 이차 전지.A secondary battery comprising the battery cap of claim 8. 전지캔의 일측 방향으로 돌출된 전지캡을 구비하는 이차 전지의 과전류를 차단하기 위한 PTC 소자의 제조 방법에 있어서,In the manufacturing method of the PTC element for blocking the overcurrent of the secondary battery having a battery cap protruding in one direction of the battery can, (a) PTC 저항체로 이루어진 층형 판재를 압출 가공하여, 다수의 장착홈이 형성된 1차 PTC 판재로 가공하는 단계;(a) extruding a layered sheet made of a PTC resistor to form a primary PTC sheet having a plurality of mounting grooves; (b) 상기 1차 PTC 판재의 일면 및 타면에 전극을 형성하여, 2차 PTC 판재로 가공하는 단계; 및(b) forming an electrode on one side and the other side of the primary PTC plate and processing the secondary PTC plate; And (c) 상기 2차 PTC 판재를 등간격으로 절단하여, 적어도 하나의 장착홈을 구비하는 단위 PTC 소자로 가공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지캡에 장착 가능한 PTC 소자의 제조 방법.(c) cutting the secondary PTC sheet at equal intervals and processing the unit PTC element having at least one mounting groove; 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 (a) 단계의 장착홈은 상기 전지캡을 수용할 수 있는 구조인 것을 특징으로 하는 전지캡에 장착 가능한 PTC 소자의 제조 방법.The mounting groove of the step (a) is a method of manufacturing a PTC device that can be mounted to the battery cap, characterized in that the structure that can accommodate the battery cap. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 (b) 단계의 전극은 니켈, 니켈이 도금된 합금 또는 니켈이 도금된 동박으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지캡에 장착 가능한 PTC 소자의 제조 방법.The electrode of step (b) is nickel, nickel-plated alloy or nickel plated copper foil, characterized in that the manufacturing method of the PTC element can be mounted on the battery cap. 전지캡에 장착되는 PTC 소자의 제조 방법에 있어서,In the method of manufacturing a PTC device mounted on the battery cap, (a) 층형 PTC 저항체가 전지캡의 외주면 및 상면에 일체형으로 부착되도록, 층형 PTC 저항체와 전지캡을 압착 가공하는 단계; 및(a) pressing the layered PTC resistor and the battery cap so that the layered PTC resistor is integrally attached to the outer circumferential surface and the upper surface of the battery cap; And (b) 상기 압착 가공된 층형 PTC 저항체의 상면에 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지캡에 일체형으로 장착되는 PTC 소자의 제조 방법.(B) forming an electrode on the upper surface of the crimped layered PTC resistor; integrally mounted to the battery cap, characterized in that it comprises a.
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