KR100827707B1 - Core structure for a square lithium secondary battery - Google Patents
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Abstract
사각형 리튬 이차 전지용 코어 구조체는 코어, 전극 조립체, 및 두 개의 범도성 고정 조립체를 포함한다. 양극 및 음극 리드 영역의 개별층은 전도성 가압편에 의해 함께 클램핑되고, 따라서, 본 발명의 구조는 간단하다. 또한, 양극 및 음극 리드 영역의 개별층은 서로에 대항하여 가압되고 그에 직접 전기 접촉한다. 따라서, 본 발명의 내부 저항은 상대적으로 낮고, 고용량 전지 케이스에 사용하기에 적합하다.The core structure for a rectangular lithium secondary battery includes a core, an electrode assembly, and two panic fixed assemblies. The individual layers of the positive and negative lead regions are clamped together by the conductive pressing pieces, thus the structure of the present invention is simple. In addition, the individual layers of the positive and negative lead regions are pressed against each other and in direct electrical contact therewith. Thus, the internal resistance of the present invention is relatively low and suitable for use in high capacity battery cases.
사각형 리튬 이차 전지, 코어 구조체, 코어, 전극 조립체, 고정 조립체, 양극 리드 영역, 음극 리드 영역, 전도성 가압편 Rectangular lithium secondary battery, core structure, core, electrode assembly, fixed assembly, positive electrode lead region, negative electrode lead region, conductive pressing piece
Description
도1은 미국 특허 번호 제6,844,109호에 개시된 종래의 리튬 이차 전지용 코어 구조체의 설명도.1 is an explanatory view of a core structure for a conventional lithium secondary battery disclosed in US Pat. No. 6,844,109.
도2는 대만 특허 번호 제1,233,227호에 개시된 종래의 리튬 이차 전지용 코어 구조체의 분해도.2 is an exploded view of a core structure for a conventional lithium secondary battery disclosed in Taiwan Patent No. 1,233,227.
도3은 대만 특허 번호 제1,233,227호에 개시된 종래의 리튬 이차 전지용 코어 구조체의 조립도.3 is an assembly view of a core structure for a conventional lithium secondary battery disclosed in Taiwan Patent No. 1,233,227.
도4는 본 발명에 따른 리튬 이차 전지용 코어 구조체를 도시하는 사시도.4 is a perspective view showing a core structure for a lithium secondary battery according to the present invention;
도5는 본 발명에 따른 리튬 이차 전지용 코어 구조체를 도시하는 조립도.5 is an assembly view showing a core structure for a lithium secondary battery according to the present invention.
도6은 본 발명에 따른 리튬 이차 전지용 코어 구조체를 도시하는 단면도.6 is a cross-sectional view showing a core structure for a lithium secondary battery according to the present invention.
도7은 전지 케이스에 설치되기 전, 본 발명에 따른 리튬 이차 전지용 구조체를 도시하는 분해도.7 is an exploded view showing a structure for a lithium secondary battery according to the present invention before being installed in a battery case.
도8은 전지 케이스에 설치된 후, 본 발명에 따른 리튬 이차 전지용 코어 구조체를 도시하는 단면도.Fig. 8 is a sectional view showing the core structure for a lithium secondary battery according to the present invention after being installed in the battery case.
도9는 본 발명에 따라, 코어 구조체에 전도성 슬리브가 추가로 제공되는, 전지 케이스의 내부를 도시하는 단면도.Fig. 9 is a sectional view showing the inside of a battery case in which a conductive sleeve is further provided in a core structure, according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
30 : 전지 케이스 31 : 양극 리드 단자30
32 : 음극 리드 단자 40 : 기부32: negative lead terminal 40: base
50 : 전극 조립체 60 : 고정 조립체50
70 : 연결 부재 70: connecting member
본 발명은 사각형 리튬 이차 전지용 코어 구조체에 관한 것으로, 특히 리튬 이차 전지의 코어를 위한 전도성 연결 구조체의 설계에 관한 것이다. The present invention relates to a core structure for a rectangular lithium secondary battery, and more particularly to the design of a conductive connection structure for the core of a lithium secondary battery.
대부분의 사각형 리튬 이차 전지들은 낮은 용량을 갖고 재충전할 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 번호 제6,844,109호는 도1에 도시된 바와 같은, 통상적으로 사용되는 저용량형 사각형 리튬 이차 전지를 개시하고 있는데, 여기서 코어 조립체(10)는 기본적으로 전극 조립체(11), 복수의 양극 및 음극 리드(121, 122), 및 두 개의 전도성 슬리브(13)를 포함한다. 전극 조립체(11)는 대체로 서로 중첩되는, 양극층, 분리층 및 음극층을 포함한다. 전극은 중첩 또는 귄취 방법에 의해 형성되는 다층 구조체이고, 복수의 양극 및 음극 리드는 개별 양극 및 음극층으로부터 연장되고, 최종적으로 두 개의 전도성 가압편은 개별 양극 및 음극 리드를 위한 통합 리드로서 사용된다.Most rectangular lithium secondary batteries have a low capacity and can be recharged. For example, US Pat. No. 6,844,109 discloses a commonly used low-capacity rectangular lithium secondary battery, as shown in FIG. 1, wherein the
상술된 이차 리튬 전지는 매우 간단하지만, 그 구조는 너무 약해서, 저용량 전지의 구조체로서 사용되기에만 적합할 뿐, 고용량 동적 전지에는 적합하지 않다. 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 대만 특허 번호 제1,233,227호에 개시된 사각 전지용 전극 조립체(20)는 서로 중첩되는 양극층, 분리층 및 음극층을 포함한다. 전극 조립체(20)는 기부 보드(21) 둘레를 권취하는 나선형 다층 구조체이다. 피복되지 않은 영역(22)이 양극 및 음극층의 각각의 일 측면에 형성되고, 이어서 복수의 주 스페이서(23) 및 부 스페이서(24)가 전극 조립체(20)의 개별층의 피복되지 않은 영역(22) 상에 배치되고, 최종적으로 복수의 고정 핀(25)이 주 스페이서(23), 부 스페이서(24) 및 기부 보드(21)를 통해 삽입되어, 전극 조립체의 통합형 전기 연결 구조체를 형성한다.The secondary lithium battery described above is very simple, but its structure is so weak that it is only suitable for use as a structure of a low capacity battery, but not suitable for a high capacity dynamic battery. 2 and 3, the rectangular
기부 보드가 전지 구조체의 구조적 강도를 향상시킬 뿐만 아니라, 다중 양극 또는 음극층이 기부 판 둘레에 견고하게 권취될 수 있어서, 이러한 설계가 고용량 전지에 적합하다는 것에 주목하기로 한다.It is noted that the base board not only improves the structural strength of the cell structure, but also that multiple anode or cathode layers can be tightly wound around the base plate, making this design suitable for high capacity cells.
종래의 리드는 전극 조립체의 전극 조립체의 개별층에 직접 주 스페이서 및 부 스페이서를 연결함으로써 생략될 있고, 따라서, 리드를 용접 또는 형성하는 공정이 생략될 수 있다. 그러나, 이 전지 구조체에서, 전극 조립체의 각각의 층에는 주 스페이서 및 부 스페이서가 설치되어야만 한다. 층의 개수가 많으면, 이에 따라 주 스페이서 및 부 스페이서의 개수가 증가될 것이고, 이는 제조 비용 및 조립 공정의 복잡성의 증가를 초래할 것이다. 그리고, 보다 중요하게는, 전극 조립체의 개별층에 배치된 주 스페이서는 전지의 코어 구조체의 내부 저항(접촉 저항)을 증가시켜, 온도 증가 및 에너지 소모의 문제점을 초래할 것이다. 그리고, 고요량 전 지의 충전 및 방전 공정에서, 높은 접촉 저항은 전극 조립체의 피복되지 않은 영역의 고온으로 인한 산화를 초래할 것이다.Conventional leads can be omitted by connecting the primary and secondary spacers directly to the individual layers of the electrode assembly of the electrode assembly, and thus the process of welding or forming the leads can be omitted. However, in this battery structure, each layer of the electrode assembly must be provided with a main spacer and a sub spacer. If the number of layers is large, this will increase the number of main and sub spacers, which will lead to an increase in manufacturing cost and complexity of the assembly process. And more importantly, the main spacers disposed in the individual layers of the electrode assembly will increase the internal resistance (contact resistance) of the core structure of the battery, resulting in problems of temperature increase and energy consumption. And, in the charging and discharging process of high capacity batteries, high contact resistance will result in oxidation due to the high temperature of the uncoated region of the electrode assembly.
본 발명의 주 목적은 사각형 리튬 이차 전지용 코어 구조체를 제공하는 것이다. 양극 및 음극 리드 영역의 개별층은 전도성 가압편에 의해 함께 클램핑되고, 따라서 본 발명의 구조는 간단하다. 또한, 양극 및 음극 리드 영역의 개별층은 서로에 대항하여 가압되고 그에 직접 전기 접촉한다.'The main object of the present invention is to provide a core structure for a rectangular lithium secondary battery. The individual layers of the positive and negative lead regions are clamped together by conductive pressing pieces, thus the structure of the present invention is simple. In addition, the individual layers of the anode and cathode lead regions are pressed against each other and in direct electrical contact therewith. '
본 발명의 부 목적은 사각형 리튬 이차 전지용 코어 구조체를 제공하는 것이다. 양극 및 음극 리드 영역의 개별층은 전도성 가압편에 의해 함께 클램핑되고, 본 발명의 구조가 간단하기 때문에, 최종 비용 및 조립체 공정의 복잡성이 실질적으로 감소될 것이다.It is a second object of the present invention to provide a core structure for a rectangular lithium secondary battery. The separate layers of the positive and negative lead regions are clamped together by conductive pressing pieces, and because the structure of the present invention is simple, the final cost and complexity of the assembly process will be substantially reduced.
본 발명은 본 발명의 양호한 실시예를 단지 예시를 목적으로 도시하는 첨부 도면을 참조로 한, 이하 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.The invention will become more apparent from the following description, with reference to the accompanying drawings, which show, by way of illustration, preferred embodiments of the invention.
도4 내지 도7을 참조하면, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 사각형 리튬 이차 전지용 구조체는 기부(40), 전극 조립체(50), 및 두 개의 전도성 고정 조립체(60)을 포함한다. 코어 구조체는 사각형 전지 케이스(30)에 배치되고, 전지 케이스(30)의 양 단부 상의 양극 및 음극 리드 단자(31, 32)는 두 개의 연결 부재(70)에 의해 전기적으로 연결된다. 4-7, the rectangular lithium secondary battery structure according to the preferred embodiment of the present invention includes a
기부 보드(40)는 전지 케이스(30)에 배치된다.The
전극 조립체(50)는 서로 중첩된 다음에, 기부 보드(40) 둘레를 권취하는, 적어도 하나의 양극층(51), 분리층(52) 및 음극층(53)을 포함한다. 양극 및 음극층(51, 53)의 표면은 양극 재료 및 음극 재료로 각각 피복된다. 분리층(52)은 양극 및 음극층(51, 53) 사이에 위치된다. 피복되지 않은 영역이 양극 리드 영역(511)로서의 사용을 위해 양극층(51)의 일 측에 형성되고, 음극층(52)은 양극층(51)에 상기 양극 리드 영역(511)에 대향하는 측에 음극 리드 영역(531)으로서의 사용을 위해 피복되지 않은 영역이 형성된다. 양극 및 음극 리드 영역(511, 531)은 양극층(51), 분리층(52), 및 음극층(53)의 조립체의 양 측면으로부터 돌출된다. 전극 조립체(50)가 기부 보드(40) 둘레에 양극층(51), 분리층(52) 및 음극층(53)을 권취함으로써 형성된 후에, 양극 및 음극 리드 영역(511, 531)이 전극 조립체(50)의 양 단부로부터 돌출될 것이다.The
각각의 전도성 고정 조립체(60)는 패스너(61)와 두 개의 전도성 가압편(62)을 포함한다. 전도성 가압편(62) 각각에는 관통 구멍(621)이 형성되고, 양극 리드 영역(511) 또는 음극 리드 영역(531) 외부에 배치된다. 패스너는 볼트일 수 있고, 전도성 가압편(62) 중 하나의 관통 구멍(621), 기부 보드(40) 및 전도성 가압편(62) 중 다른 하나의 관통 구멍(621)을 통해 삽입되어, 두 개의 전도성 가압편(62)이 기부 보드(40) 상에 고정되고, 양극 리드 영역(511) 또는 음극 리드 영역(531)에 대항하여 견고하게 가압되고, 양극 리드 영역(511) 또는 음극 리드 영역(531)은 전도성 가압편(62)과 밀접한 전기 접촉 상태로 유지된다.Each
각각의 연결 부재(70)는 전극 조립체(50)의 전도성 가압편(62)에 전기적으로 연결된 일 단부와, 양극 리드 단자(31) 또는 음극 리드 단자(32)에 전기적으로 연결된 타 단부를 갖는 전도성이고 만곡된 가요성 구조체이다. Each connecting
코어 구조체 및 그 부품의 배열 관계는 상술되어 있다. 본 발명은 코어 구조체의 설계를 더 향상시키고 양극 리드 영역 또는 음극 리드 영역에 전도성 가압편을 연결시키기 위해 전기 전도성 연결부로서 연결 부재를 사용하려는 것이고, 연결 부재는 만곡된 가요성 구조체이다. 이러한 배열에 의해, 코어 또는 케이스에 치수 오차가 있더라도, 이는 연결 부재의 변형에 의해 극복될 수 있고, 따라서 전지는 성공적으로 조립될 수 있다.The arrangement relationship between the core structure and the parts thereof is described above. The present invention intends to further use the connecting member as the electrically conductive connecting portion to further improve the design of the core structure and to connect the conductive pressing pieces to the positive lead region or the negative lead region, wherein the connecting member is a curved flexible structure. By this arrangement, even if there is a dimensional error in the core or the case, it can be overcome by the deformation of the connecting member, and thus the battery can be assembled successfully.
도4 내지 도8을 다시 참조하면, 피복되지 않은 넓은 리드 영역(511, 531)이 전극 조립체(50) 상에 남겨지고, 양극 및 음극 리드 영역(511, 531)은 다층 구조체이다. 전도성 고정 조립체(60)의 전도성 가압편(62)은 양극 및 음극 리드 영역(511, 531)의 외부에 고정되고, 패스너는 전도성 가압편(62)의 관통 구멍(621)과 기부 보드(40)를 관통하고 그에 고정되어, 전도성 가압편(62)의 일부가 양극 및 음극 리드 영역(511, 531)의 개별층에 대항하여 견고하게 가압된다. 이러한 방식으로, 전극 조립체(50)의 전기 에너지가 양극 및 음극 리드 영역(511, 531)을 통해 전도성 가압편(62)으로부터 원활하게 출력될 수 있다.Referring again to FIGS. 4-8, uncoated
양극 및 음극 리드 영역(511, 531)의 개별층은 전도성 가압편(62)에 의해 함께 클램핑되고, 따라서 본 발명의 구조가 간단하다는 것을 주목하기로 한다. 또한, 양극 및 음극 리드 영역(511, 531)의 개별층은 서로에 대항하여 가압되고 그에 직접 전기 접촉한다. 따라서, 주 및 부 스페이서로 제조된 종래의 구조체에 비해, 본 발명의 내부 저항은 현격하게 낮아지고, 고용량 전지 케이스에 사용하기에 적합하다.Note that the individual layers of the anode and
또한, 도9에 도시된 바와 같이, 기부 보드(40)의 어느 하나의 단부는 전도성 슬리브(80)로 덮일 수 있고, 전도성 가압편(62)이 양극 및 음극 리드 영역(511, 531)에 대항하여 가압될 때, 전도성 슬리브(80)는 양극 및 음극 리드 영역(511, 531)의 가압면 사이의 전기적 연결을 향상시켜서, 전지의 충전 및 방전 공정에서 전류 경로를 증가시키고 전지의 저항을 감소시킬 수 있다.In addition, as shown in FIG. 9, one end of the
본 발명에 따르면, 사각형 리튬 이차 전지용 코어 구조체를 제공할 수 있다. 양극 및 음극 리드 영역의 개별층은 전도성 가압편에 의해 함께 클램핑되고, 따라서 본 발명의 구조는 간단하다. 또한, 양극 및 음극 리드 영역의 개별층은 서로에 대항하여 가압되고 그에 직접 전기 접촉한다.According to this invention, the core structure for square lithium secondary batteries can be provided. The individual layers of the positive and negative lead regions are clamped together by conductive pressing pieces, thus the structure of the present invention is simple. In addition, the individual layers of the positive and negative lead regions are pressed against each other and in direct electrical contact therewith.
또한, 본 발명에 따르면, 사각형 리튬 이차 전지용 코어 구조체를 제공할 수 있다. 양극 및 음극 리드 영역의 개별층은 전도성 가압편에 의해 함께 클램핑되고, 본 발명의 구조가 간단하기 때문에, 최종 비용 및 조립체 공정의 복잡성이 실질적으로 감소될 것이다.Moreover, according to this invention, the core structure for square lithium secondary batteries can be provided. The separate layers of the positive and negative lead regions are clamped together by conductive pressing pieces, and because the structure of the present invention is simple, the final cost and complexity of the assembly process will be substantially reduced.
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