KR100885941B1 - 밀폐 각형 전지 - Google Patents

밀폐 각형 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR100885941B1
KR100885941B1 KR1020040087083A KR20040087083A KR100885941B1 KR 100885941 B1 KR100885941 B1 KR 100885941B1 KR 1020040087083 A KR1020040087083 A KR 1020040087083A KR 20040087083 A KR20040087083 A KR 20040087083A KR 100885941 B1 KR100885941 B1 KR 100885941B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
weak
lid
long side
case body
Prior art date
Application number
KR1020040087083A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050049340A (ko
Inventor
스기무네나오토
소마토모요시키
다카이시도시야
아오키쇼타
Original Assignee
히다치 막셀 가부시키가이샤
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 히다치 막셀 가부시키가이샤 filed Critical 히다치 막셀 가부시키가이샤
Publication of KR20050049340A publication Critical patent/KR20050049340A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100885941B1 publication Critical patent/KR100885941B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/15—Lids or covers characterised by their shape for prismatic or rectangular cells
    • 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
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
    • H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
    • 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
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion 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
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)

Abstract

본 발명은 케이스 본체의 상면 개구에 덮개를 용접할 때 일부의 용접강도를 약하게 하여 전지의 방폭을 도모하면서 낙하 등에 의한 충격에 대한 전지의 강도를 충분히 확보한 밀폐 각형 전지를 얻는 것이다.
상면이 개구되는 사각통형상의 케이스 본체(4)와, 케이스 본체(4)의 개구에 안쪽으로 끼워지는 사각형상의 덮개(5)를 가지는 케이스 본체(4)의 개구와 덮개(5)는 좌우 길이치수에 대하여 전후 폭 치수가 작은 좌우 가로로 길게 되어 있다. 케이스 본체(4)의 개구 둘레 가장자리와, 덮개(5)의 바깥 둘레 가장자리는 좌우 가로로 긴 사각프레임형상으로 용접한다. 케이스 본체(4)와 덮개(5) 사이의 용접부(10)는 전후의 긴 변부분(10b·10b)의 좌우방향의 끝측에 용접강도가 약한 취약부(11)를 가진다.

Description

밀폐 각형 전지{SEALED AND SQUARE TYPE BATTERY}
도 1은 밀폐 각형 전지의 평면도,
도 2는 전지의 일부 노치 정면도,
도 3은 전지의 이상 팽창상태를 나타내는 사시도,
도 4는 실시예 3의 밀폐 각형 전지의 평면도,
도 5는 실시예 3의 전지의 이상 팽창상태를 나타내는 사시도,
도 6은 비교예 5의 밀폐 각형 전지의 평면도,
도 7은 비교예 6의 밀폐 각형 전지의 평면도,
도 8은 비교예 7의 밀폐 각형 전지의 평면도.
도 9는 밀폐 각형 전지의 다른 형태를 나타내는 평면도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
4 : 케이스 본체 5 : 덮개
10 : 용접부 10a : 용접부 앞쪽의 긴 변부분
10b : 용접부 뒤쪽의 긴 변부분 10c : 용접부의 짧은 변부분
11 : 취약부
L1 : 용접부의 긴 변부분의 길이치수
L2 : 용접부의 취약부의 길이치수
본 발명은, 리튬이온(Lithium Ion) 2차전지 등의 각형 형상의 밀폐 각형 전지에 관한 것이다.
특허문헌 1 내지 4에는 각형 통형상의 케이스 본체의 상단 개구에 덮개를 안쪽으로 끼우고, 레이저(laser)로 덮개의 바깥 둘레 가장자리와 케이스 본체의 개구 둘레 가장자리와의 사이를 밀봉형상으로 용접한 밀폐 각형 전지가 개시되어 있다.
특허문헌 1, 2에서는 덮개와 케이스 본체와의 사이를 용접할 때에, 용접부의 일부의 용접강도를 다른 부분보다도 약하게 하고 있다. 그리고 과충전 등으로 발생한 가스(gas)에 의하여 전지 내압이 이상 상승한 경우에, 전지의 팽창에 따라 상기 용접강도를 약하게 한 부분이, 다른 부분에 앞서 갈라지고 이 갈라진 곳로부터 전지 내의 가스가 방출된다. 이에 의하여 전지의 방폭이 도모되어 있다.
[특허문헌 1]
일본국 특개2001-43845호 공보(단락번호 0009 ~ 0011, 도 1)
[특허문헌 2]
일본국 특개2003-17029호 공보(단락번호 0015, 0020, 도 1, 도 5)
[특허문헌 3]
일본국 특개평9-259842호 공보(단락번호 0021 ~ 0023, 도 2, 도 5)
[특허문헌 4]
일본국 특개2001-135358호 공보(단락번호 0029 ~ 0030, 도 4)
특허문헌 1에서는 용접강도를 약하게 한 부분이, 전지 상면의 좌우 가로로 긴 방향의 중앙에서 마주보게 2부분에 설치되어 있고, 전자 상면의 중앙에 설치한 음극단자 등의 출력단자와 접근하게 된다. 출력단자는, 전지 상면으로부터 돌출되어 있어 잘못하여 전지를 떨어트렸을 때에 바닥 등과 충돌하기 쉽다. 이 경우, 전지 상면의 중앙이 크게 휘어져 상기 용접강도를 약하게 한 부분이 간단하게 갈라져 버린다.
또, 전지를 사용하지 않은 상태로 장기간 방치하였을 때에는 전지 내에 가스가 고여 넓은 면적을 가지는 전지의 전후벽이 전후방향 바깥쪽으로 가압된다. 이때 전지 상면측에서는 응력이 중앙에 집중하기 때문에, 용접강도를 약하게 한 부분이 갈라질 염려가 있다.
특허문헌 2에서는 덮개의 바깥 둘레 가장자리의 일부의 두께를 얇게 하여 용접강도를 약하게 한 부분이, 전지 상면의 좌우 가로로 긴 방향의 한쪽 끝측에 배치되어 있다. 이 때문에 상기 장기간 방치에서는 용접강도를 약하게 한 부분이 갈라지기 어렵게 되나, 전지 상면의 좌우 가로로 긴 방향의 한쪽 끝측의 강도가 불충분하게 되어 전지의 낙하 등으로 전지의 좌우 가로로 긴 방향의 한쪽 끝측에 충격이 가해졌을 경우에 상기 덮개의 두께가 얇은 부가 간단하게 변형되어 갈라진다.
따라서, 본 발명의 목적은, 케이스 본체의 상면 개구에 덮개를 용접할 때에, 일부의 용접강도를 약하게 하여 방폭을 적정하게 도모하면서 낙하 등에 의한 충격 에 대한 전지의 강도를 충분히 확보한 밀폐 각형 전지를 제공하는 것에 있다.
본 발명이 대상으로 하는 밀폐 각형 전지는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 상면이 개구되어 있고 바닥이 있는 통형상의 케이스 본체(4)와, 케이스 본체(4)의 개구에 안쪽에 끼우는 덮개(5)를 포함하고, 케이스 본체(4)의 개구와 덮개(5)는 좌우 길이치수에 대하여 전후 폭치수가 작은 좌우 가로로 긴 형상으로 되어 있고, 케이스 본체(4)의 개구 둘레 가장자리와 덮개(5)의 바깥 둘레 가장자리와의 경계를 따라 용접하고 있다. 여기에서의 케이스 본체(4)의 개구 상면과 덮개(5)는, 도 1에 나타내는 바와 같이 짧은 변부분(10c)이 직선형상이 되는 경우나, 도 9에 나타내는 바와 같이 짧은 변부분(10c)이 원호형상이 되는 경우 등이 포함된다.
본 발명은, 도 4에 나타내는 바와 같이 상기한 케이스 본체(4)와 덮개(5)와의 사이의 용접부(10)가 전후의 긴 변부분(10a, 10b)의 좌우방향의 끝측에 용접강도가 약한 취약부(11, 11)를 각각 형성하고, 또한 앞쪽의 긴 변부분(10a)의 취약부(11)와 뒤쪽의 긴 변부분(10b)의 취약부(11)가 케이스 본체(4)의 상면의 대각위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다. 또한 상기한 끝은 전후의 긴 변부분(10a, 10b)과, 좌우의 짧은 변부분(10c, 10c)이 교차하는 부분만을 나타내는 것이 아니라, 긴 변부분(10a, 10b)과, 짧은 변부분(10c, 10c)이 교차하는 부분으로부터 긴 변부분(10a, 10b)의 중앙측으로 긴 변부분(10a, 10b)의 길이치수(L1)의 10% 정도만큼 붙여 댄 부분도 포함된다.
여기서의 용접은, 레이저용접이나 저항용접 등이 해당한다. 취약부(11)는 용접의 비드(bead) 폭을 좁게 하여 형성한 것이나, 용입 깊이를 얕게 하여 형성한 것 등이 해당한다. 레이저용접의 경우에는 다른 용접부분보다도 레이저광선의 조사출력을 약하게 하거나, 조사시간을 짧게 하거나 함으로써 취약부(11)를 형성할 수 있다.
케이스 본체(4)와 덮개(5)와의 사이의 용접부(10) 중, 적어도 한쪽의 긴 변부분(10a, 10b)에 있어서의 좌우방향의 어느 한쪽의 끝부에 취약부(11)를 형성하여도 좋다.
구체적으로는 취약부(11)의 길이치수(L2)는, 용접부(10)의 긴 변부분(10a, 10b)의 길이치수(L1)에 대하여 15 내지 50%의 비율 내인 것이 바람직하고, 20 내지 50%의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 취약부(11)의 길이치수(L2)가 긴 변부분(10a, 10b)의 길이치수(L1)의 15%보다도 작으면, 취약부(11)가 갈라지기 어렵게 되고, 또 취약부(11)가 개열된 경우에도 그 개구면적이 작아져 전지 내의 가스의 방출속도가 불충분하게 되어 적정한 방폭효과가 얻어지지 않는다. 50%보다도 크면, 용접부(10) 전체의 용접강도가 지나치게 작아짐으로써 전지를 장기간 방치하였을 때나 충격 등에 의하여 취약부(11)가 갈라지기 쉽게 되기 때문이다.
용접부(10)의 취약부(11)의 용입깊이는, 취약부(11) 이외의 용접부분의 용입깊이에 대하여 40 내지 80%의 비율 내인 것이 바람직하다. 취약부(11)의 용입 깊이가 40%보다도 작으면, 용접강도가 지나치게 작아져 충격 등으로 취약부(11)가 갈라지기 쉽게 된다. 취약부(11)의 용입 깊이가 80%보다도 크면, 취약부(11) 이외의 용접부분이 취약부(11)보다도 먼저 갈라질 염려가 있기 때문이다. 이 경우, 전지 를 수용한 기기는, 전지 내의 가스 등이 취약부(11)로부터 배출되는 것을 전제로 가스배출로 등을 설계하고 있기 때문에, 취약부(11) 이외의 개열부분으로부터 가스가 배출되면 적정한 가스의 배출이 곤란하게 된다.
(참고예 1)
도면은 본 발명에 관한 밀폐 각형 전지의 실시예를 나타내고 있고, 도 2에 나타내는 바와 같이 상하 높이치수 및 좌우 길이치수에 대하여 전후 폭치수가 작은 박형 사각형상의 전지케이스(1)에 전극체(2) 및 비수전해액이 수용되어 있다. 전지 케이스(1) 내의 상단에는, 플라스틱(plastic)제의 인슐레이터(insulator)(3)가 배치되어 있다. 전지케이스(1)의 좌우 길이치수는 18 mm, 전후 폭치수는 5 mm, 상하 높이 치수는 20 mm로 설정하였다.
전지 케이스(1)는, 상면이 개구하는 바닥이 있는 4각 통형상의 케이스 본체(4)와, 케이스 본체(4)의 개구 상단에 안쪽으로 끼우는 사각형상의 덮개(5)를 포함한다. 케이스 본체(4)는, 알루미늄(aluminum)판을 딥드로잉가공하여 형성하고 있고, 전후 좌우의 4개의 각이 원호형상으로 형성되어 있다.
전극체(2)는, 시트(sheet)형상의 양극과 음극과의 전극을 세퍼레이터(separator)를 사이에 두고 소용돌이형상으로 두루 감은(卷回)) 후, 전지 케이스(1)의 단면형상에 합치하도록 전체를 단면 사각형의 편평형상으로 눌러 찌부러트려 변형하고 있다. 전극체(2)의 양극 및 음극의 각 전극으로부터는 음양의 집전리드(lead)(6, 7)가 각각 상향으로 도출되어 있다.
덮개(5)는 알루미늄합금판으로 이루어지는 프레스성형품으로, 레이저에 의하여 바깥 둘레 가장자리가 케이스 본체(4)의 개구 상단에 시일용접되어 있다. 케이스 본체(4)의 개구와 덮개(5)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 좌우 길이치수에 대하여 전후 폭치수가 작아 좌우 가로로 길게 되어 있다.
덮개(5)와 케이스 본체(4)와의 사이의 용접부(10)는, 덮개(5)의 바깥 둘레 가장자리와 케이스 본체(4)의 개구 둘레 가장자리와의 경계를 따라 좌우 가로로 긴 사각프레임형상로 설정되어 있고, 전후의 긴 변부분(10a, 10b) 중의 한쪽(뒤쪽)의 긴 변부분(10b)으로서, 좌우방향의 한쪽 끝부(도 1에서는 왼쪽)가, 다른 부분보다도 용접강도가 약한 취약부(11)로 되어 있다.
덮개(5)의 중앙에는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 절연패킹(packing)(14), 덮개 절연판(15) 및 가압판(16)을 거쳐 음극단자(17)가 관통형상으로 설치되어 있다. 덮개(5)의 좌우의 한쪽 끝측에는 주액구멍(18)을 설치하고 있고, 이 주액구멍(18)을 거쳐 전해액이 전지 케이스(1) 내에 주입된다. 주액구멍(18)은 전해액의 주입후에 밀봉된다.
가압판(16)의 내면에 음극 집전리드(7)가 용접된다. 가압판(16)은 도전성의 금속판이고, 음극단자(17)와 도통하고 있다. 양극 집전리드(6)는, 덮개 절연판(15)과 주액구멍(18)과의 사이에 있어서 덮개(5)의 내면에 용접된다. 이에 의하여 양극 집전리드(6)는 전지 케이스(1)에 도통하고, 전지 케이스(1)가 양극단자를 겸한다. 덮개(5)의 두께 치수는 1.0 mm이다.
전지의 조립에 있어서는 케이스 본체(4) 내에 전극체(2)와 인슐레이터(3)를 장착한 후, 덮개(5)에 음극단자(17), 절연패킹(14), 덮개 절연판(15) 및 가압판 (16)을 일체적으로 조립한 조립체에 있어서, 가압판(16)의 내면에 음극 집전리드(7)를 용접하고, 덮개(5)의 내면에 양극 집전리드(6)를 용접한다. 양극 집전리드(6)는 케이스 본체(4)의 측면의 긴 변 내면에 용접하여도 좋다.
이어서, 덮개(5)를 케이스 본체(4)의 개구 상단에 안쪽으로 끼우고, 레이저로 케이스 본체(4)의 개구 둘레 가장자리와 덮개(5)의 바깥 둘레 가장자리와의 경계를 따라, 좌우 가로로 긴 사각프레임형상으로 심(seam)용접한다. 이때 용접부(10)의 뒤쪽의 긴 변부분(10b)에는, 상기한 취약부(11)가 형성된다. 이후 주입구멍(18)으로부터 전지 케이스(1) 내로 비수전해액을 주입하여, 주입구멍(18)을 밀봉함으로써, 전지가 완성된다.
취약부(11)에서는, 레이저광선의 조사출력을 85W로 설정하여 용접하였다. 취약부(11) 이외의 용접부분은, 레이저광선의 조사출력을 150W로 설정하여 용접하였다. 이에 의하여 취약부(11)에서는 비드 폭치수가 0.4 mm, 용입 깊이가 0.1 mm가 된다. 취약부(11) 이외의 용접부분은, 비드 폭치수가 0.5 mm, 용입 깊이치수가 0.18 mm가 된다. 즉, 취약부(11)의 용입 깊이는, 취약부(11) 이외의 용접부분의 용입 깊이에 대하여 대략 56%의 비율이 된다.
취약부(11)는, 한쪽의 짧은 변부분(10c)(도 1에서는 좌측)으로부터 1 mm만큼 떨어진 위치로부터 오른쪽으로 연장되어 있고, 그 좌우 길이치수(L2)는 5 mm로 하였다. 즉, 긴 변부분(10a, 10b)의 길이치수(L1)가 17.5 mm 인 것에 대하여, 취약부(11)의 좌우 길이치수(L2)의 비율은 상기 길이치수(L1)의 대략 29%가 된다.
취약부(11)는, 비드 폭을 좁게 하는 것, 용입 깊이를 얕게 하는 것 중 어느 한쪽만으로 형성하여도 좋다. 취약부(11)는 레이저광선의 조사시간을 짧게 하는 것에 의해서도 형성할 수 있다.
과충전 등으로 전지 내에 가스가 발생하여 전지 내압이 소정값을 초과하여 이상 상승하면 전지 케이스(1)가 팽창 변형한다. 전지 케이스(1)가 한계점 가까이로 까지 팽창 변형하여 가면, 취약부(11)는 도 3에 나타내는 바와 같이 취약부(11) 이외의 용접부분에 앞서 갈라지고, 이 갈라진 곳(20)으로부터 전지 내의 가스가 방출되어 전지의 방폭이 도모된다.
(참고예 2)
참고예 2에서는, 레이저광선의 조사출력을 100 W까지 크게 설정하여 취약부(11)를 형성하였다. 즉, 취약부(11)의 비드 폭치수는 0.43 mm, 용입 깊이치수는 0.14 mm가 되고, 취약부(11)의 용입 깊이는, 취약부(11) 이외의 용접부분의 용입 깊이에 대하여 대략 78%의 비율이 되도록 하였다. 그 밖의 점은 참고예 1과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
(실시예 3)
실시예 3에서는 도 4에 나타내는 바와 같이, 전후의 긴 변부분(10a, 10b)의 좌우방향의 각 끝부에 취약부(11, 11)를 각각 형성하고, 앞쪽의 긴 변부분(10a)의 취약부(11)와, 뒤쪽의 긴 변부분(10b)의 취약부(11)는, 전지 케이스(1)의 상면의 대각위치에 각각 배치하였다.
각 취약부(11)는, 짧은 변부분(10c)보다 1 mm만큼 떨어진 위치로부터 좌우방향으로 연장되어 있고, 좌우 길이치수(L2)는 각각 5 mm로 하였다. 즉, 긴 변부분 (10a, 10b)의 길이치수(L1)인 17.5 mm에 대하여, 취약부(11)의 길이치수(L2)의 비율은 대략 29%가 된다. 각 취약부(11)는 레이저광선의 조사출력을 85 W로 설정하여 형성하고 있고, 각 취약부(11)의 용입 깊이는 취약부(11) 이외의 용접부분의 용입 깊이에 대하여 대략 56%의 비율이 된다.
전지 내압이 소정값을 초과하여 전지 케이스(1)가 팽창 변형되면, 도 5에 나타내는 바와 같이 취약부(11, 11)는 취약부(11) 이외의 용접부분에 앞서 갈라지고, 이 갈라진 곳(20, 20)으로부터 전지 내의 가스가 방출되어, 전지의 방폭이 도모된다. 또한 취약부(11, 11) 중 어느 한쪽이 갈라지면 전지 내의 가스를 방출할 수 있기 때문에, 반드시 양 취약부(11, 11)가 동시에 갈라질 필요는 없다. 그 밖의 점은, 참고예 1과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
(실시예 4)
실시예 4에서는, 실시예 3에 있어서 대각위치에 있는 취약부(11, 11)의 길이치수(L2)를 각각 8.5 mm까지 길게 설정하였다. 즉, 긴 변부분(10a, 10b)의 길이치수(L1)에 대한 취약부(11, 11)의 길이치수(L2)의 비율은 대략 49% 이다. 그 밖의 점은 실시예 3과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
(실시예 5)
실시예 5는, 실시예 3과 대략 동일하게 구성하고 있고, 다른 점은 전지 케이스(1)의 좌우 길이치수를 34 mm, 전후 폭치수를 5 mm, 상하 높이치수를 50 mm로 설정하여 형성하고, 이 전지를 크게 한 것에 맞추어 전극체(2)도 크게 설정한 것이다.
실시예 5에서는 취약부(11, 11)는 실시예 3과 마찬가지로 긴 변부분(10a, 10b)의 좌우방향의 각 끝부에 대각형상으로 배치하고 있고, 각 취약부(11)는 짧은 변부분(10c)보다 1 mm만큼 떨어진 위치로부터 좌우방향으로 연장되어 길이치수(L2)를 10 mm로 형성하고 있다. 즉, 긴 변부분(10a, 10b)의 길이치수(L1)가 33.4 mm에 대하여, 취약부(11, 11)의 길이치수(L2)의 비율은 실시예 3과 마찬가지로 대략 30% 이다. 그 밖의 점은 실시예 3과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
(비교예 1)
비교예 1에서는 취약부(11)를 설치하지 않고, 덮개(5)의 바깥 둘레 가장자리와 케이스 본체(4)의 개구 둘레 가장자리를 전 주위에 걸쳐 동일한 용접강도로 용접하였다. 그 밖의 점은 참고예 1과 동일하다.
(비교예 2)
비교예 2에서는, 참고예 1에서의 취약부(11)의 길이치수(L2)를 10 mm까지 크게 설정하였다. 즉, 긴 변부분(10a, 10b)의 길이치수(L1)에 대한 취약부(11)의 길이치수(L2)의 비율은 대략 57% 이다. 그 밖의 점은 참고예 1과 동일하다.
(비교예 3)
비교예 3에서는 참고예 1에서의 취약부(11)의 길이치수(L2)를 2 mm까지 작게 설정하였다. 즉, 긴 변부분(10a, 10b)의 길이치수(L1)에 대한 취약부(11)의 길이치수(L2)의 비율은 대략 12% 이다. 그 밖의 점은 참고예 1과 동일하다.
(비교예 4)
비교예 4에서는 참고예 1에서의, 레이저광선의 조사출력을 70 W로 떨어뜨려 취약부(11)를 형성하였다. 즉, 취약부(11)의 비드 폭치수는 0.38 mm, 용입 깊이 치수는 0.07 mm로 작아지고, 취약부(11)의 용입 깊이는 취약부(11) 이외의 용접부분의 용입 깊이에 대하여 대략 39%의 비율이 된다. 그 밖의 점은 참고예 1과 동일하다.
(비교예 5)
비교예 5에서는, 도 6에 나타내는 바와 같이 전후의 긴 변부분(10a, 10b)의 좌우방향의 각 끝 중앙부에 취약부(11, 11)를 각각 마주 보게 형성하였다. 각 취약부(11)의 길이치수(L2)는 5 mm 이다. 그 밖의 점은 실시예 3과 동일하다.
(비교예 6)
비교예 6에서는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 전후의 긴 변부분(10a, 10b)의 좌우방향의 한쪽의 끝부(도 7에서는 왼쪽)에 취약부(11, 11)를 각각 마주 보게 형성하였다. 그 밖의 점은 실시예 3과 동일하다.
(비교예 7)
비교예 7에서는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 뒤쪽의 긴 변부분(10b)에 있어서 좌우의 각 짧은 변부분(10c, 10c)보다 1 mm만큼 떨어진 위치에 취약부(11, 11)를 각각 배치하였다. 그 밖의 점은 실시예 3과 동일하다.
(시험)
참고예 1, 2, 실시예 3 내지 5 및 비교예 1 내지 7의 각 전지를 각각 20개씩 준비하여 각 20개의 전지를, 음극단자(17)를 아래쪽으로 하여 1.5 m의 높이에서 각각 20회씩 낙하시키고, 또 각 20개의 전지를 음극단자(17)를 위쪽로 하여 1.5 m의 높이에서 각각 20회씩 낙하시켜 낙하시험을 행하여, 각 전지의 취약부(11)의 개열의 유무를 조사하였다.
또, 참고예 1, 2, 실시예 3 내지 5 및 비교예 1 내지 7의 각 전지를 각각 20개씩 준비하여, 각 전지를 4.2 V까지 충전한 후, 1.0 C에서 12 V의 과충전 시험을 행하여, 각 전지의 파열이나 발화 등의 발생의 유무를 조사하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
취약부의 개열갯수 파열이나 발화 등의 발생갯수
음극단자를 아래쪽 음극단자를 위쪽
참고예 1 0/20 0/20 0/20
참고예 2 0/20 0/20 0/20
실시예 3 0/20 0/20 0/20
실시예 4 0/20 0/20 0/20
실시예 5 0/20 0/20 0/20
비교예 1 0/20 0/20 19/20
비교예 2 2/20 1/20 1/20
비교예 3 0/20 0/20 8/20
비교예 4 4/20 2/20 0/20
비교예 5 5/20 2/20 3/20
비교예 6 2/20 0/20 0/20
비교예 7 1/20 1/20 0/20
표 1에 나타내는 바와 같이 참고예 1, 2 및 실시예 3 내지 5는, 낙하시험에서는 모든 전지에서 취약부(11)의 개열이 없고, 또 과충전시험에서도 파열이나 발화 등이 발생하지 않았다. 비교예 1은 취약부(11)를 설치하고 있지 않기 때문에, 낙하시험에서는 모든 전지에서 취약부(11)의 개열은 없으나, 과충전시험에서는 20개 중 19개의 전지에서 파열이나 발화 등이 발생하였다.
비교예 2는, 과충전 시험에서는 전지의 파열 등의 발생은 20개 중 1개뿐이었으나, 낙하시험에서는 음극단자(17)를 아래쪽으로 하여 낙하시킨 경우에 20개 중 2 개, 음극단자(17)를 위쪽으로 하여 낙하시킨 경우에 20개 중 1개의 전지에서 취약부(11)의 개열이 생겼다. 이것은 취약부(11)의 길이를 크게 한 것만큼 취약부(11)가 갈라지기 쉽게 되었기 때문이라고 생각된다.
비교예 3은 취약부(11)의 길이를 작게 한 것만큼 용접부(10)의 강도가 높아져 낙하시험에서는 모든 전지에서 취약부(11)의 개열이 없으나, 과충전 시험에서는 20개 중 8개의 전지에서 파열 등이 발생하였다.
비교예 4는 레이저광선의 조사출력을 작게 한 것만큼 용접부(10)의 용접강도가 저하하여 과충전 시험에서 파열이나 발화 등이 발생하지 않았으나, 낙하시험에서는 음극단자(17)를 아래쪽으로 한 경우에 20개 중의 4개, 음극단자(17)를 위쪽으로 한 경우에 20개 중의 2개의 전지에서 취약부(11)의 개열이 생겼다.
비교예 5는 낙하시험에서 음극단자(17)를 아래쪽으로 한 경우에 20개 중의 5개, 음극단자(17)를 위쪽으로 한 경우에 20개 중의 2개의 전지에서 취약부(11)의 개열이 생겼다. 이것은 각 취약부(11)가 긴 변부분(10a, 10b)의 좌우방향의 중앙부에 각각 있음으로써 낙하시에 전지 상면의 중앙이 크게 휘어짐에 따라 취약부(11)가 갈라지기 때문이라고 생각된다.
또, 비교예 5는 과충전 시험에서 20개 중의 3개의 전지에서 파열 등이 발생하였다. 이것은 과충전에 의한 전지 내의 가스압력상승으로 케이스 본체(4)가 팽창하여도 그 응력은 전지 상면측에서의 좌우방향의 끝측에 집중하여 전지 상면의 중앙부분에 배치된 취약부(11, 11)에 생기는 응력은 그다지 커지지 않기 때문이라고 생각된다.
비교예 6은 과충전 시험에서 파열 등이 발생하지 않았으나, 낙하시험에서는 음극단자(17)를 아래쪽으로 한 경우에 20개 중의 2개의 전지에서 취약부(11)의 개열이 생겼다. 이것은 긴 변부분(10a, 10b)의 좌우방향의 끝부에 2개의 취약부(11, 11)를 마주 보게 배치함으로써 그 좌우방향의 끝부의 강도가 작아졌기 때문이라고 생각된다.
비교예 7은, 과충전 시험에서 파열 등이 발생하지 않았으나, 낙하시험에서는 음극단자(17)를 아래쪽으로 한 경우에는 20개 중의 1개, 음극단자(17)를 위쪽으로 한 경우에는 20개 중의 1개의 전지에서 취약부(11)의 개열이 생겼다. 이것은 뒤쪽의 긴 변부분(10b)의 좌우방향의 끝부에 2개의 취약부(11, 11)를 각각 설치한 것으로, 뒤쪽의 긴 변부분(10b)의 강도가 작아졌기 때문이라고 생각된다.
용접부(10)의 좌우의 짧은 변부분(10c)은, 도 9에 나타내는 바와 같이, 원호형상이어도 좋다. 상기 용접은 저항용접 등이어도 좋다.
본 발명에 의하면, 용접부(10)의 일부의 용접강도를 약하게 할 만큼의 간단한 공정변경으로 전지의 방폭이 도모되기 때문에, 프레스(press)가공이나 절삭가공 등으로 케이스 본체(4)나 덮개(5)에 방폭용의 두께가 얇은 부를 형성하지 않아도 되어 그 만큼 전지의 제조의 간편화가 도모된다.
전지를 장기간 방치한 것 등으로 전지 내에 가스가 고여 케이스 본체(4)의 전후벽이 전후방향 바깥쪽으로 가압되어, 케이스 본체(4)의 상면의 중앙에 응력이 집중하여도 취약부(11)가 케이스 본체(4)의 상면의 좌우방향의 끝측에 형성되어 있 기 때문에, 상기 응력으로는 취약부(11)가 갈라지기 어려워 전지를 사용하지 않은 상태로 장기간 보존하여도 취약부(11)의 잘못된 개열을 방지할 수 있다. 또한 전지 내압이 급격하게 상승한 경우에는, 덮개(5)는 좌우방향의 끝 가까이에서 크게 굴곡되어 이 끝 가까이에서 응력이 집중하기 때문에, 이 응력을 이용하여 취약부(11)를 확실하게 파단할 수 있어, 전지의 방폭을 확실하게 도모할 수 있다.
그 다음에 취약부(11, 11)가, 케이스 본체(4)의 상면의 대각위치에 각각 설치되어 있으면, 취약부(11, 11)가 좌우로 분산되어 전지의 낙하 등에 의한 충격에 대한 강도를 충분히 확보할 수 있다.

Claims (4)

  1. 상면이 개구되어 있고 바닥이 있는 통형상의 케이스(case) 본체와, 상기 케이스 본체의 상기 개구에 안쪽으로 끼우는 덮개를 포함하고, 상기 케이스 본체의 상기 개구 상면과 상기 덮개는 좌우 길이치수에 대하여 전후 폭치수가 작은 좌우 가로로 긴 형상으로 되어 있고, 상기 케이스 본체의 상기 개구 둘레 가장자리와 상기 덮개의 바깥 둘레 가장자리와의 경계를 따라 용접하며, 전지 상면의 중앙에 전지 상면으로부터 돌출한 출력단자를 배치한 밀폐 각형 전지에 있어서,
    상기 케이스 본체와 상기 덮개와의 사이의 상기 용접부는 전후의 긴 변부분에 있어서의 좌우방향의 어느 한쪽의 끝부에 용접강도가 약한 취약부가 각각 형성되고, 또한, 상기 앞쪽의 긴 변부분의 상기 취약부와 상기 뒤쪽의 긴 변부분의 상기 취약부가 상기 케이스 본체의 상면의 대각위치에 배치되어 있으며,
    상기 용접부의 상기 취약부의 좌우 길이치수가, 상기 긴 변부분의 길이치수에 대하여 15 내지 50%의 비율 내인 것을 특징으로 하는 밀폐 각형 전지.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 용접부의 상기 취약부의 용입 깊이가, 상기 취약부 이외의 용접부분의 용입 깊이에 대하여 40 내지 80%의 비율 내인 것을 특징으로 하는 밀폐 각형 전지.
KR1020040087083A 2003-11-21 2004-10-29 밀폐 각형 전지 KR100885941B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2003-00392558 2003-11-21
JP2003392558 2003-11-21
JP2004198735A JP3973164B2 (ja) 2003-11-21 2004-07-06 密閉角形電池
JPJP-P-2004-00198735 2004-07-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050049340A KR20050049340A (ko) 2005-05-25
KR100885941B1 true KR100885941B1 (ko) 2009-02-26

Family

ID=34680594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040087083A KR100885941B1 (ko) 2003-11-21 2004-10-29 밀폐 각형 전지

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7553581B2 (ko)
JP (1) JP3973164B2 (ko)
KR (1) KR100885941B1 (ko)
CN (1) CN100461499C (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019039744A1 (ko) * 2017-08-22 2019-02-28 주식회사 엘지화학 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
WO2024122931A1 (ko) * 2022-12-05 2024-06-13 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100928129B1 (ko) * 2006-01-11 2009-11-25 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP5025136B2 (ja) * 2006-01-31 2012-09-12 三洋電機株式会社 角形密閉電池の製造方法
KR100882916B1 (ko) 2007-08-27 2009-02-10 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
JP5214255B2 (ja) * 2008-01-11 2013-06-19 日立マクセル株式会社 電池パック
KR101192090B1 (ko) * 2008-06-09 2013-11-27 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지
KR101023878B1 (ko) * 2008-06-16 2011-03-22 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
US8486546B2 (en) 2008-12-01 2013-07-16 Samsung Sdi Co., Ltd. Cap assembly and secondary battery using the same with notched vent member
KR20100065670A (ko) 2008-12-08 2010-06-17 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR101086359B1 (ko) 2008-12-10 2011-11-23 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지용 캡 조립체 및 이를 이용한 이차 전지
KR101050535B1 (ko) 2008-12-18 2011-07-20 삼성에스디아이 주식회사 캡 조립체 및 이를 구비하는 이차 전지
JP2014078316A (ja) * 2011-01-31 2014-05-01 Sanyo Electric Co Ltd 角形密閉電池
KR101243398B1 (ko) * 2011-02-10 2013-03-13 로베르트 보쉬 게엠베하 이차 전지
JP5969282B2 (ja) 2012-06-28 2016-08-17 トヨタ自動車株式会社 電池およびその製造方法
JP6156728B2 (ja) * 2013-03-27 2017-07-05 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子及び蓄電装置
JP6094343B2 (ja) * 2013-04-10 2017-03-15 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
EP3161899A4 (en) 2014-06-30 2017-12-27 Black & Decker Inc. Battery pack for a cordless power tools
JP2015111573A (ja) * 2014-12-22 2015-06-18 トヨタ自動車株式会社 電池およびその製造方法
DE102015209305A1 (de) * 2015-05-21 2016-11-24 Robert Bosch Gmbh Sicherheitsvorrichtung für Batteriesysteme
JP6725351B2 (ja) * 2016-07-14 2020-07-15 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子及び蓄電素子の製造方法
KR102375393B1 (ko) 2019-04-04 2022-03-17 창저우 마이크로배트 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 리튬 이온 전지의 덮개판 어셈블리 및 에너지 저장 장치
CN112054134A (zh) * 2020-09-09 2020-12-08 江西安驰新能源科技有限公司 一种锂电池盖板及含有该结构的锂电池焊接工艺
WO2023070683A1 (zh) * 2021-11-01 2023-05-04 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体、电池、制造电池单体的方法和装置
CN113725529B (zh) * 2021-11-01 2022-03-04 中航锂电科技有限公司 一种电池及焊接方法
WO2023216253A1 (zh) * 2022-05-13 2023-11-16 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体、电池及用电设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001043845A (ja) * 1999-07-28 2001-02-16 Fuji Elelctrochem Co Ltd 角形電池の防爆機構
KR20010047791A (ko) * 1999-11-23 2001-06-15 김순택 각형 이차 전지
KR20040110599A (ko) * 2003-06-19 2004-12-31 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 이의 안전변 제조 방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08171898A (ja) * 1994-12-16 1996-07-02 Fuji Elelctrochem Co Ltd 防爆安全装置を備えた角形電気化学素子とその製造方法
JPH09259842A (ja) 1996-03-27 1997-10-03 Sanyo Electric Co Ltd 密閉型角形電池
JP2001135358A (ja) 1999-08-24 2001-05-18 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 密閉二次電池
JP3863351B2 (ja) * 2000-02-18 2006-12-27 松下電器産業株式会社 角形電池および角形電池の安全機構の製造方法
JP2001307705A (ja) 2000-04-25 2001-11-02 Gs-Melcotec Co Ltd 密閉型電池
JP4795515B2 (ja) 2000-07-17 2011-10-19 三菱重工業株式会社 二次電池
JP2003017029A (ja) 2001-06-29 2003-01-17 Sanyo Electric Co Ltd 封口板及びこれを用いた溶接封口電池
JP2003346742A (ja) 2002-05-24 2003-12-05 Japan Storage Battery Co Ltd 角型密閉二次電池

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001043845A (ja) * 1999-07-28 2001-02-16 Fuji Elelctrochem Co Ltd 角形電池の防爆機構
KR20010047791A (ko) * 1999-11-23 2001-06-15 김순택 각형 이차 전지
KR20040110599A (ko) * 2003-06-19 2004-12-31 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 이의 안전변 제조 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019039744A1 (ko) * 2017-08-22 2019-02-28 주식회사 엘지화학 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
US11050104B2 (en) 2017-08-22 2021-06-29 Lg Chem, Ltd. Battery pack and automobile comprising same
WO2024122931A1 (ko) * 2022-12-05 2024-06-13 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩

Also Published As

Publication number Publication date
JP3973164B2 (ja) 2007-09-12
CN1619860A (zh) 2005-05-25
JP2005174903A (ja) 2005-06-30
KR20050049340A (ko) 2005-05-25
CN100461499C (zh) 2009-02-11
US7553581B2 (en) 2009-06-30
US20050136323A1 (en) 2005-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100885941B1 (ko) 밀폐 각형 전지
CN101517776B (zh) 具有未密封驻留部分的袋形二次电池
JP5037527B2 (ja) 二次電池
KR100824850B1 (ko) 이차전지의 벤트 형성방법
JP5389368B2 (ja) 密閉型電池
JP5096671B2 (ja) 密閉角形電池
JP4692985B2 (ja) 密閉角形電池
KR100995764B1 (ko) 용량이 증가된 원통형 전지
KR100879763B1 (ko) 밀폐 각형 전지
KR102392396B1 (ko) 2종의 노치가 형성된 벤트를 포함하는 캡 어셈블리
KR101975392B1 (ko) 이차 전지
KR20070030686A (ko) 밀폐 각형 전지
JP2002008615A (ja) 密閉型電池
KR101733741B1 (ko) 접속부재를 갖는 이차 전지
JP6806006B2 (ja) 蓄電装置
KR101279408B1 (ko) 이차 전지 제조 방법
KR20220162580A (ko) 원통형 배터리 캔조립체 및 그 제조방법
JP2002367582A (ja) 密閉型電池
JP6288215B2 (ja) 二次電池
KR100788574B1 (ko) 이차전지
JP6094269B2 (ja) 二次電池
JP6245340B2 (ja) 二次電池
KR100635716B1 (ko) 이차 전지
KR20140060881A (ko) 용접 벤팅부가 구비된 각형 이차전지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130201

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140204

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150120

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160119

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170119

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180202

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190201

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200205

Year of fee payment: 12