KR100889769B1

KR100889769B1 - Prismatic type lithium secondary battery and the fabrication method of the same

Info

Publication number: KR100889769B1
Application number: KR1020020064543A
Authority: KR
Inventors: 김대규
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2009-03-24
Also published as: KR20040035411A

Abstract

각형 리튬이차 전지와 이의 제조 방법을 개시한다. 본 발명은 양극 탭이 연결된 양극판과, 음극 탭이 연결된 음극판과, 세퍼레이터가 배치된 전지부를 캔 내부에 삽입하는 단계;와, 캡 플레이트와, 캡 플레이트에 형성된 단자 통공을 통하여 가스켓이 그 외면에 개재되어 삽입된 전극 단자를 가지는 캡 조립체를 캔의 상부에 위치시키는 단계;와, 평판부와, 평판부의 가장자리부터 수직 방향으로 소정 높이 형성된 수직벽부를 가지는 절연 케이스를 캔과, 캡 조립체 사이에 배치시키는 단계;와, 복수개의 전극 탭을 직립 상태로 캡 조립체의 각 용접부에 용접시키는 단계;와, 캡 조립체를 가압하여서, 캔에 대하여 캡 조립체를 결합시키는 단계;를 포함하는 것으로서, 전지부와 캡 조립체 사이에 설치되는 절연 케이스의 평판부로부터 수직 방향으로 형성되는 수직벽부는 양극 및 음극 탭이 직립된 상태에서 캔 내부에 위치할 수 있는 공간을 제공할 수 있는 길이를 가지게 됨으로써, 양극 및 음극 탭에 대한 별도의 절곡 공정이 필요없게 된다. 이에 따라, 양극 및 음극 탭의 절곡 공정으로 인한 전지의 불량률을 현저하게 줄일 수 있다. Disclosed are a rectangular lithium secondary battery and a method of manufacturing the same. The present invention includes inserting a positive electrode plate connected to the positive electrode tab, a negative electrode plate connected to the negative electrode tab, and a battery unit in which the separator is disposed; and a gasket is interposed on the outer surface through a cap plate and a terminal through hole formed in the cap plate. Positioning a cap assembly having an inserted electrode terminal on an upper portion of the can; and disposing an insulating case having a flat plate portion and a vertical wall portion formed at a predetermined height in a vertical direction from an edge of the flat plate portion between the can and the cap assembly. And welding the plurality of electrode tabs to the respective welded portions of the cap assembly in an upright state; and pressing the cap assembly to engage the cap assembly with respect to the can. The vertical wall portion formed in the vertical direction from the flat plate portion of the insulating case provided between the positive and negative electrode tabs is upright. Have a length that can provide a space that can be positioned inside, whereby eliminating the need of a separate bending process for the positive electrode and the negative electrode tab. Accordingly, the defective rate of the battery due to the bending process of the positive and negative electrode tabs can be significantly reduced.

Description

Prismatic type lithium secondary battery and the fabrication method of the same

도 1은 종래의 각형 리튬이차 전지를 일부 절제도시한 단면도,1 is a partial cross-sectional view showing a conventional rectangular lithium secondary battery,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 각형 리튬이차 전지를 도시한 분리 사시도,2 is an exploded perspective view illustrating a rectangular lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention;

도 3은 도 2의 각형 리튬이차 전지가 결합되기 이전 상태를 일부 절제도시한 단면도,3 is a cross-sectional view partially showing a state before the rectangular lithium secondary battery of FIG. 2 is coupled;

도 4는 도 3의 각형 리튬이차 전지가 결합된 이후 상태를 일부 절제도시한 단면도.FIG. 4 is a cross-sectional view partially showing a state after the rectangular lithium secondary battery of FIG. 3 is coupled;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

20...리튬이차 전지 21...캔20 ... Lithium rechargeable battery 21 ... can

22...전지부 23...양극판22 Battery ... 23 Anode plate

24...세퍼레이터 25...음극판24 Separator 25 ... Cathode plate

26...양극 탭 27...음극 탭26 Anode tab 27 Anode tab

200...캡 조립체 210...캡 플레이트200 ... cap assembly 210 ... cap plate

260...절연 케이스 261...평판부260 Insulation case 261

262...수직벽부 263...탭공 262 Vertical wall 263 Tapped holes

264...전해액 유입공 265...홈부264 Electrolyte inflow hole 265

본 발명은 리튬이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캡 조립체와 전지부를 상호 절연시키는 절연 케이스의 구조와, 이에 따른 캡 조립체와 전극 탭과의 결합되는 구조가 개선된 각형 리튬이차 전지와 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium secondary battery, and more particularly, to a rectangular lithium secondary battery having an improved structure of an insulating case which mutually insulates a cap assembly and a battery unit, and thus a structure in which a cap assembly and an electrode tab are combined, and a manufacturing thereof. It is about a method.

통상적으로, 이차 전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 칭하는 것으로서, 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더등의 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬이차 전지는 작동 전압이 3.6V로서, 전자장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속하게 신장되고 있는 추세이다.In general, a secondary battery refers to a battery that can be charged and discharged, unlike a primary battery that cannot be charged, and is widely used in the field of advanced electronic devices such as a cellular phone, a notebook computer, and a camcorder. In particular, lithium secondary batteries have an operating voltage of 3.6V, which is three times higher than nickel-cadmium batteries or nickel-hydrogen batteries, which are widely used as electronic equipment power sources, and are rapidly expanding in terms of high energy density per unit weight. .

이러한 리튬이차 전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로는, 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬폴리머 전지라고 한다. 또한, 리튬이차 전지는 여러가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 있다.Such lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides as positive electrode active materials and carbon materials as negative electrode active materials. In general, a battery is classified into a liquid electrolyte battery and a polymer electrolyte battery according to the type of electrolyte, and a battery using a liquid electrolyte is called a lithium ion battery, and a battery using a polymer electrolyte is called a lithium polymer battery. Moreover, although a lithium secondary battery is manufactured in various shapes, typical shapes include cylindrical shape, square shape, and pouch type.

도 1을 참조하면, 종래의 각형 리튬이차 전지(10)는 캔(11)과, 상기 캔(11) 의 내부에 수용되는 전지부(12)와, 상기 캔(11)에 결합되는 캡 조립체(100)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the conventional rectangular lithium secondary battery 10 includes a can 11, a battery unit 12 accommodated inside the can 11, and a cap assembly coupled to the can 11. 100).

상기 캔(11)은 각형의 케이스이다. 상기 전지부(12)는 양극판(13)과, 세퍼레이터(14)와, 음극판(15)이 젤리-롤(jelly-roll type)으로 와인딩되어 있으며, 상기 양극 및 음극판(13)(15)으로부터 양극 탭 및 음극 탭(16)(17)이 각각 인출되어 있다.The can 11 is a rectangular case. The battery unit 12 has a positive electrode plate 13, a separator 14, and a negative electrode plate 15 wound in a jelly-roll type, and the positive electrode and the negative electrode plates 13 and 15 are positively connected to each other. The tabs and the negative electrode tabs 16 and 17 are respectively drawn out.

상기 캡 조립체(100)는 상기 캔(11)의 상부에 결합되는 캡 플레이트(110)와, 가스켓(120)을 매개로 하여 상기 캡 플레이트(110)의 통공에 삽입되는 전극 단자(130)와, 상기 캡 플레이트(110)의 아랫면에 설치되는 절연 플레이트(140)와, 상기 절연 플레이트(140)의 아랫면에 설치되어서 상그 전극 단자(140)와 통전되는 단자 플레이트(150)를 포함하고 있다.The cap assembly 100 includes a cap plate 110 coupled to an upper portion of the can 11, an electrode terminal 130 inserted into a through hole of the cap plate 110 through a gasket 120, and Insulation plate 140 is provided on the lower surface of the cap plate 110, and the terminal plate 150 is provided on the lower surface of the insulating plate 140 and is energized with the sang electrode terminal 140.

상기 캡 플레이트(110)에는 캔(11) 내부로 전해액이 주입되는 통로를 제공하는 전해액 주입공(111)이 형성되어 있고, 상기 전해액 주입공(111)은 볼(160)에 의하여 밀폐되어 있다.An electrolyte injection hole 111 is provided in the cap plate 110 to provide a passage through which the electrolyte is injected into the can 11, and the electrolyte injection hole 111 is sealed by the ball 160.

한편, 상기 캔(11)의 내부에는 상기 전지부(12)의 상부에 위치하며, 상기 전지부(12)와 캡 조립체(100)와의 절연을 위한 절연 케이스(170)가 설치되어 있다. 상기 절연 케이스(170)에는 음극 탭(17)이 인출되는 탭공(171)과, 전해액이 유동되는 전해액 유입공(172)이 형성되어 있다.On the other hand, the can 11 is located in the upper portion of the battery unit 12, the insulating case 170 for insulating the battery unit 12 and the cap assembly 100 is provided. The insulating case 170 has a tab hole 171 through which the negative electrode tab 17 is drawn out, and an electrolyte inlet hole 172 through which the electrolyte flows.

여기서, 상기 양극 탭(16)은 상기 캡 플레이트(110)의 바닥면에 직접적으로 연결되어 있으며, 상기 음극 탭(17)은 상기 단자 플레이트(150)를 통하여 상기 음 극 단자(130)와 전기적으로 연결되어 있다.Herein, the positive electrode tab 16 is directly connected to the bottom surface of the cap plate 110, and the negative electrode tab 17 is electrically connected to the negative electrode terminal 130 through the terminal plate 150. It is connected.

상기와 같은 구조를 가지는 종래의 각형 리튬이차 전지(10)는 상기 캔(11)의 내부에 젤리-롤형의 전지부(12)를 삽입하고, 상기 전지부(12)의 윗면에 절연 케이스(170)를 안착시킨다.In the conventional rectangular lithium secondary battery 10 having the above structure, a jelly-roll battery part 12 is inserted into the can 11, and the insulating case 170 is disposed on an upper surface of the battery part 12. )).

상기 전지부(12)로부터 인출된 양극 탭(16)과, 음극 탭(17)은 캡 조립체(100)의 캡 플레이트(110)의 바닥면과, 음극 단자(130)에 각각 용접하게 된다. The positive electrode tab 16 and the negative electrode tab 17 drawn from the battery unit 12 are welded to the bottom surface of the cap plate 110 of the cap assembly 100 and the negative electrode terminal 130, respectively.

다음으로, 상기 캔(11)에 대하여 캡 조립체(100)를 심용접(seam welding)하고, 전해액 주입공(111)을 통하여 전해액을 주입하게 된다. 상기 전해액 주입공(111)은 볼(160)로서 밀폐하게 된다.Next, the cap assembly 100 is seam-welded with respect to the can 11, and the electrolyte is injected through the electrolyte injection hole 111. The electrolyte injection hole 111 is sealed as the ball 160.

그런데, 종래의 각형 리튬이차 전지(10)는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다. However, the conventional rectangular lithium secondary battery 10 has the following problems.

상기 캔(11)의 내부에 젤리-롤 형상의 전지부(12)를 삽입한 이후에, 상기 전지부(12)로부터 인출된 양극 및 음극 탭(16)(17)을 상기 캡 조립체(100)에 각각 용접하고, 상기 캡 조립체(100)를 상기 캔(11)에 결합하기 이전에 양극 및 음극 탭(16)(17)을 대략 “S”자형으로 절곡한다.After inserting the jelly-roll shaped battery unit 12 into the can 11, the cap assembly 100 is connected to the positive and negative electrode tabs 16 and 17 drawn out from the battery unit 12. Respectively, and the positive and negative electrode tabs 16, 17 are bent into approximately "S" shapes prior to joining the cap assembly 100 to the can 11.

상기한 형상의 절곡은 상기 캔(11)의 상부와 캡 조립체(100)의 하부 사이에 제공되는 공간에 양극 및 음극 탭(16)(17)이 차지하는 점유 면적을 최소화시키기 위한 것으로서, 이를 위하여 상기 양극 또는 음극 탭(16)(17)중 어느 하나의 전극 탭을 일차적으로 절곡하고, 나머지 전극 탭을 이차적으로 절곡하여서 상기 캔(11) 에 대하여 캡 조립체(100)를 결합하게 된다.The bending of the shape is to minimize the occupied area occupied by the positive and negative electrode tabs 16 and 17 in the space provided between the upper portion of the can 11 and the lower portion of the cap assembly 100. The electrode tab of any one of the positive or negative electrode tabs 16 and 17 is bent first, and the remaining electrode tabs are bent second to couple the cap assembly 100 to the can 11.

이러한 절곡 공정중 상기 양극 및 음극 탭(16)(17)의 절곡 부위가 일정하지 않거나, 가해지는 힘에 의하여 절곡되는 부분의 산포가 심하게 되는등 불량이 많이 발생하게 된다. 이로 인하여, 전지의 테스트중 안정성을 위한 낙하 테스트를 통과하지 못하는 경우가 많다. 또한, 이러한 절곡 불량으로 인하여, 전극 탭(17)이 극성을 달리하는 캔(11)의 내벽에 접촉하게 되여서, 내부 단락을 발생시키기도 한다.During this bending process, the bent portions of the positive and negative electrode tabs 16 and 17 are not constant, or a large amount of defects occur, such as the distribution of the bent portion becomes severe due to the applied force. For this reason, in many cases, the drop test for stability during the test of the battery does not pass. In addition, due to such bending failure, the electrode tab 17 comes into contact with the inner wall of the can 11 having different polarities, thereby causing an internal short circuit.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전극 탭의 절곡없이 캡 조립체의 각 용접부에 용접시키도록 전지부와 캡 조립체 사이에 설치되는 절연 케이스의 형상을 변경하고, 이에 따른 전극 탭과 캡 조립체의 결합하는 방법이 개선된 각형 리튬이차 전지와 이의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, and to change the shape of the insulating case installed between the battery unit and the cap assembly to be welded to each welding portion of the cap assembly without bending the electrode tab, accordingly the electrode tab and the cap It is an object of the present invention to provide an improved rectangular lithium secondary battery and a method for manufacturing the assembly.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 각형 리튬이차 전지는,In order to achieve the above object, a rectangular lithium secondary battery according to an aspect of the present invention,

양극 탭이 연결된 양극판과, 음극 탭이 연결된 음극판과, 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되어 이들을 전기적으로 절연시키는 세퍼레이터가 배치된 전지부;A battery unit including a positive electrode plate connected with a positive electrode tab, a negative electrode plate connected with a negative electrode tab, and a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate to electrically insulate them;

상기 전지부가 수용되는 공간을 제공하는 캔;A can providing a space in which the battery unit is accommodated;

상기 캔의 상부에 결합되며, 캡 플레이트와, 상기 캡 플레이트에 형성된 단자 통공을 통하여 설치되며, 그 외면에 상기 캡 플레이트와의 절연을 위하여 가스켓이 개재된 전극 단자를 가지는 캡 조립체; 및 A cap assembly coupled to an upper portion of the can and installed through a cap plate and a terminal through hole formed in the cap plate, the cap assembly having an electrode terminal interposed therebetween for insulating the cap plate; And

상기 전지부와 캡 조립체 사이에 배치되며, 평판부와, 상기 양극 및 음극 탭이 직립된 상태에서 캔의 내부에 위치할 수 있는 공간을 제공하도록 상기 평판부의 가장자리로부터 수직 방향으로 소정 높이 형성된 수직벽부를 가지는 절연 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A vertical wall disposed between the battery unit and the cap assembly and formed at a predetermined height in a vertical direction from an edge of the flat plate so as to provide a flat plate and a space in which the positive and negative electrode tabs can be positioned inside the can in an upright state; And an insulating case having a portion.

또한, 상기 수직벽부는 상기 전극 탭이 상기 평판부의 윗면으로 인출되는 부분으로부터 캡 플레이트에 전기적으로 연결된 부분을 커버할 수 있는 높이를 가지는 것을 특징으로 한다.The vertical wall portion may have a height capable of covering a portion electrically connected to the cap plate from a portion where the electrode tab is drawn out to an upper surface of the flat plate portion.

게다가, 상기 복수개의 전극 탭중 어느 하나의 전극 탭은 직립된 상태로 상기 캡 플레이트의 바닥면과 전기적으로 연결되고, 다른 하나의 전극 탭은 직립된 상태로 전극 단자와 전기적으로 연결된 것을 특징으로 한다.In addition, one of the electrode tabs of the plurality of electrode tabs is in an upright state and electrically connected to the bottom surface of the cap plate, the other electrode tab is characterized in that it is electrically connected to the electrode terminal in an upright state.

본 발명의 다른 측면에 따른 각형 리튬이차 전지의 제조 방법은,Method for producing a rectangular lithium secondary battery according to another aspect of the present invention,

양극 탭이 연결된 양극판과, 음극 탭이 연결된 음극판과, 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되어 이들을 전기적으로 절연시키는 세퍼레이터가 배치된 전지부를 캔 내부에 삽입하는 단계;Inserting a battery part including a positive electrode plate connected with a positive electrode tab, a negative electrode plate connected with a negative electrode tab, and a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate to electrically insulate them;

캡 플레이트와, 상기 캡 플레이트에 형성된 단자 통공을 통하여 가스켓이 그 외면에 개재되어 삽입된 전극 단자를 가지는 캡 조립체를 상기 캔의 상부에 위치시키는 단계;Positioning a cap assembly on the top of the can having a cap plate and an electrode terminal having a gasket interposed therebetween through a terminal through hole formed in the cap plate;

평판부와, 상기 평판부의 가장자리부터 수직 방향으로 소정 높이 형성된 수직벽부를 가지는 절연 케이스를 상기 캔과, 캡 조립체 사이에 배치시키는 단계;Disposing an insulating case having a flat plate portion and a vertical wall portion formed at a predetermined height in a vertical direction from an edge of the flat plate portion between the can and the cap assembly;

상기 복수개의 전극 탭을 직립 상태로 상기 캡 조립체의 각 용접부에 용접시 키는 단계; 및Welding the plurality of electrode tabs upright to each weld portion of the cap assembly; And

상기 캡 조립체를 가압하여서, 상기 캔에 대하여 캡 조립체를 결합시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.And pressing the cap assembly to engage the cap assembly with respect to the can.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 리튬이차 전지의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the lithium secondary battery of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 각형 리튬이차 전지(20)를 도시한 것이다.2 illustrates a rectangular lithium secondary battery 20 according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 상기 리튬이차 전지(20)는 캔(21)과, 상기 캔(21)의 내부에 수용되는 전지부(22)와, 상기 캔(21)의 상부에 결합되는 캡 조립체(200)를 포함한다.Referring to the drawings, the lithium secondary battery 20 may include a can 21, a battery unit 22 accommodated in the can 21, and a cap assembly 200 coupled to an upper portion of the can 21. ).

상기 캔(21)은 그 내부에 중공이 형성된 사각틀 형상의 각형 금속재이고, 그 자체로서 단자 역할을 수행하는 것이 가능하다. 상기 캔(21)의 상부는 개방구(21a)를 형성하고 있다. 상기 캔(21)의 바닥면에는 리튬이차 전지(20)의 과충전으로 인하여 내압 상승시 다른 부위보다 먼저 파단되는 안전 플레이트(29)가 설치되어 있다. 상기 안전 플레이트(29)는 상기 캔(21)의 저면에 형성된 통공(21b)을 커버하도록 상기 캔(21)의 두께보다 얇은 박판으로 이루어져 있다.The can 21 is a rectangular metal material having a rectangular frame shape in which a hollow is formed therein, and may serve as a terminal as it is. The upper part of the can 21 forms the opening 21a. A safety plate 29 is installed on the bottom of the can 21 to break before other parts when the internal pressure rises due to overcharging of the lithium secondary battery 20. The safety plate 29 is made of a thin plate thinner than the thickness of the can 21 to cover the through-hole 21b formed on the bottom surface of the can 21.

상기 캔(21)의 내부에 수용되는 전지부(22)는 양극판(23)과, 음극판(25)과, 세퍼레이터(24)를 포함하고 있다. 상기 양극 및 음극판(23)(25)과, 세퍼레이터(24)는 각각 한장의 스트립으로 이루어져 있고, 양극판(23), 세퍼레이터(24), 음극판(25) 순으로 배치되어서 젤리-롤 형으로 와인딩되어 있다. 상기 세퍼레이터(24)는 상기 양극 및 음극판(23)(25)의 절연을 위하여 복수개 배치되어 있다.The battery unit 22 accommodated in the can 21 includes a positive electrode plate 23, a negative electrode plate 25, and a separator 24. The anode and cathode plates 23 and 25 and the separator 24 each consist of one strip, and are arranged in the order of the anode plate 23, the separator 24, and the cathode plate 25, and are wound in a jelly-roll shape. have. The separator 24 is disposed in plural to insulate the positive and negative plates 23 and 25.

상기 양극판(23)은 박판의 알루미늄 호일로 된 양극 집전체와, 그 양면에 리튬계 산화물을 주성분으로 하는 양극 활물질층이 코팅되어 있다. 상기 양극판(23)으로부터는 양극 집전체의 양극 활물질층이 코팅되지 않은 영역에 양극 탭(26)이 용접되어 있다. 상기 양극 탭(26)의 단부는 상기 전지부(22)의 윗 방향으로 노출되어 있다. The positive electrode plate 23 is coated with a positive electrode current collector made of a thin aluminum foil, and a positive electrode active material layer containing lithium-based oxide as a main component on both surfaces thereof. The positive electrode tab 26 is welded to the region where the positive electrode active material layer of the positive electrode current collector is not coated from the positive electrode plate 23. An end portion of the positive electrode tab 26 is exposed upward of the battery unit 22.

상기 음극판(25)은 박판의 구리 호일로 된 음극 집전체와, 그 양면에 탄소재를 주성분으로 하는 음극 활물질층이 코팅되어 있다. 상기 음극판(25)으로부터도 음극 집전체의 음극 활물질층이 코팅되지 않은 영역에 음극 탭(27)이 용접되어 있다. 상기 음극 탭(27)의 단부도 상기 전지부(22)의 윗 방향으로 노출되어 있다.The negative electrode plate 25 is coated with a negative electrode current collector made of a thin copper foil, and a negative electrode active material layer containing a carbon material as a main component on both surfaces thereof. The negative electrode tab 27 is also welded from the negative electrode plate 25 to a region where the negative electrode active material layer of the negative electrode current collector is not coated. An end portion of the negative electrode tab 27 is also exposed upward of the battery unit 22.

이때, 상기 양극 및 음극 탭(26)(27)은 극성을 달리하여 배치될 수도 있으며, 양극 및 음극 탭(26)(27)이 전지부(21)로부터 노출되는 부분에는 극판(23)(25)간의 단락을 방지하기 위하여 절연 테이프(28)가 각각 감싸져 있다.In this case, the positive electrode and negative electrode tabs 26 and 27 may be arranged with different polarities, and the electrode plates 23 and 25 may be disposed at portions where the positive electrode and negative electrode tabs 26 and 27 are exposed from the battery unit 21. Insulation tapes 28 are respectively wrapped to prevent a short circuit between them.

상기 세퍼레이터(24)는 폴리 에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 복합 필름으로 이루어져 있다. 상기 세퍼레이터(24)는 상기 양극판(23)과, 음극판(25)보다 폭을 넓게 형성하는 것이 극판(23)(24)간의 단락을 방지하는데 유리하다고 할 것이다.The separator 24 is made of polyethylene, polypropylene, or a composite film of polyethylene and polypropylene. The separator 24 may be advantageously formed to have a width wider than that of the positive electrode plate 23 and the negative electrode plate 25 to prevent a short circuit between the electrode plates 23 and 24.

상기 캔(21)의 상부에 결합되는 캡 조립체(200)에는 캡 플레이트(210)가 마련되어 있다. 상기 캡 플레이트(210)는 상기 캔(21)의 개방구(21a)와 대응되는 크 기와 형상을 가지는 평판형의 금속재이다.A cap plate 210 is provided at the cap assembly 200 coupled to the upper portion of the can 21. The cap plate 210 is a flat metal having a size and shape corresponding to the opening 21a of the can 21.

상기 캡 플레이트(210)의 중앙에는 소정 크기의 단자 통공(211)이 형성되어 있다. 상기 캡 플레이트(210)의 일측에는 전해액 주입공(212)이 형성되어 있다. 상기 전해액 주입공(212)에는 볼(270)이 밀폐가능하게 결합되어 있다.A terminal through-hole 211 having a predetermined size is formed in the center of the cap plate 210. An electrolyte injection hole 212 is formed at one side of the cap plate 210. The ball 270 is sealably coupled to the electrolyte injection hole 212.

상기 단자 통공(211)에는 하나의 전극 단자, 예컨대 음극 단자(230)가 삽입가능하도록 위치하고 있다. 상기 음극 단자(230)의 외면에는 이와 캡 플레이트(210)와의 절연을 위하여 튜브 형태의 가스켓(220)이 설치되어 있다. 상기 캡 플레이트(210)의 아랫면에는 절연 플레이트(240)가 설치되어 있다. 상기 절연 플레이트(240)의 아랫면에는 단자 플레이트(250)가 설치되어 있다.One electrode terminal, for example, a negative electrode terminal 230, is inserted into the terminal through-hole 211. The outer surface of the negative electrode terminal 230 is provided with a gasket 220 in the form of a tube to insulate it from the cap plate 210. An insulating plate 240 is installed on the lower surface of the cap plate 210. The terminal plate 250 is installed on the bottom surface of the insulating plate 240.

상기 음극 단자(230)는 가스켓(220)이 그 외주면을 감싼 상태에서 상기 단자 통공(211)을 통하여 삽입되어 있다. 상기 음극 단자(230)의 저면부는 캔(21)과, 캡 플레이트(210)가 결합되는 캡 플레이트(210)의 아랫 방향으로 노출되어서, 상기 절연 플레이트(240)와, 단자 플레이트(250)가 개재된 상태에서 상기 캡 플레이트(210)에 대하여 그 위치가 고정된다. 상기 음극 단자(230)의 저면부는 단자 플레이트(250)와 전기적으로 연결되어 있다.The negative electrode terminal 230 is inserted through the terminal through hole 211 in a state in which the gasket 220 surrounds the outer circumferential surface thereof. The bottom portion of the negative electrode terminal 230 is exposed to the lower direction of the can plate 21 and the cap plate 210 to which the cap plate 210 is coupled, such that the insulating plate 240 and the terminal plate 250 are interposed therebetween. The position is fixed with respect to the cap plate 210 in the state. The bottom portion of the negative terminal 230 is electrically connected to the terminal plate 250.

여기서, 상기 전지부(22)와 캡 조립체(200)의 사이에는 상기 전지부(22)와 캡 플레이트(210)의 전기적 절연을 위함과 동시에, 전해액 주입공(212)을 통하여 주입되는 전해액의 유동 경로를 제공하는 절연 케이스(260)가 설치되어 있다. 상기 절연 케이스(260)는 절연성을 가지는 소재인 고분자 수지이며, 이를테면 폴리 프로필렌으로 된 것이 바람직하다. Here, between the battery unit 22 and the cap assembly 200 for the electrical insulation of the battery unit 22 and the cap plate 210, at the same time, the flow of the electrolyte solution injected through the electrolyte injection hole 212 An insulating case 260 is provided which provides a path. The insulating case 260 is a polymer resin which is an insulating material, for example, preferably made of polypropylene.

상기 절연 케이스(260)는 전체적인 외형이 상기 캔(21)의 개방구(21a)를 통하여 삽입가능한 형상이며, 캔(21)의 내벽에 억지끼워맞춤가능한 크기를 가지고 있다. 상기 절연 케이스(260)의 외면은 상기 캔(21)의 내벽에 밀폐가능하게 접촉되어 있다.The insulating case 260 has an overall shape that can be inserted through the opening 21a of the can 21, and has a size that can be fitted to the inner wall of the can 21. The outer surface of the insulating case 260 is in close contact with the inner wall of the can 21.

상기 절연 케이스(260)는 평판부(261)와, 상기 평판부(261)로부터 형성된 수직벽부(262)를 포함하고 있다.The insulating case 260 includes a flat plate portion 261 and a vertical wall portion 262 formed from the flat plate portion 261.

상기 평판부(261)의 일측에는 상기 음극 탭(27)이 윗쪽 방향으로 인출될 수 있도록 통로를 제공하는 탭공(263)이 형성되어 있다. 상기 평판부(261)의 타측에는 캔(21)의 내부로 주입되는 전해액이 전지부(22)로 원할하게 스며들 수 있도록 통로를 제공하는 전해액 유입공(264)이 형성되어 있다. 상기 평판부(261)의 측벽에는 상기 양극 탭(26)이 배치될 수 있는 공간을 제공하는 소정 크기의 홈부(265)가 형성되어 있다. A tab hole 263 is formed at one side of the flat plate 261 to provide a passage so that the negative electrode tab 27 can be drawn upward. The other side of the flat plate portion 261 is formed with an electrolyte inlet hole 264 that provides a passageway so that the electrolyte injected into the can 21 can be smoothly penetrated into the battery unit 22. The sidewall of the flat plate 261 is formed with a groove portion 265 having a predetermined size to provide a space in which the positive electrode tab 26 can be disposed.

상기 평판부(261)의 가장자리로부터 상방으로는 수직벽부(262)가 형성되어 있다. 상기 수직벽부(262)는 상기 평판부(261)와 일체로 성형되어 있다. 상기 수직벽부(262)는 상기 평판부(261)의 대향되는 단변부로부터 윗쪽 방향으로 소정 높이 형성되어 있으며, 이러한 높이는 특정한 값을 가지도록 설계되어 있다.The vertical wall portion 262 is formed upward from the edge of the flat plate portion 261. The vertical wall portion 262 is integrally formed with the flat plate portion 261. The vertical wall portion 262 is formed to have a predetermined height in an upward direction from an opposite short side portion of the flat plate portion 261, and this height is designed to have a specific value.

즉, 상기 수직벽부(262)는 상기 양극 및 음극 탭(26)(27)이 절곡되지 않고 상기 캡 조립체(200)에 각각 용접될 수 있도록, 상기 양극 및 음극 탭(26)(27)이 상기 평판부(261)의 윗면으로 인출되는 부분으로부터 상기 캡 플레이트(210)의 용접되는 부분까지의 노출되는 부분을 커버할 수 있는 높이를 가지고 있다. 이러한 수직벽부(262)의 높이는 상기 양극 및 음극 탭(26)(27)이 직립한 상태에서 상기 캔(21)의 내부에 위치할 수 있는 공간을 제공가능한 수치인 것이 바람직하다. That is, the vertical wall portion 262 has the positive and negative electrode tabs 26 and 27 so that the positive and negative electrode tabs 26 and 27 can be welded to the cap assembly 200 without being bent, respectively. It has a height that can cover the exposed portion from the portion drawn out to the upper surface of the flat plate portion 261 to the welded portion of the cap plate 210. The height of the vertical wall portion 262 is preferably a value that can provide a space that can be located inside the can 21 in a state where the positive and negative electrode tabs 26 and 27 are upright.

상기와 같은 구조를 가지는 각형 리튬이차 전지(20)의 조립 과정을 도 3 및 도 4를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.An assembly process of the rectangular lithium secondary battery 20 having the above structure will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3은 상기 리튬이차 전지(20)가 결합되기 이전의 상태를 도시한 것이고, 도 4는 상기 리튬이차 전지(20)가 결합된 이후의 상태를 도시한 것이다.3 illustrates a state before the lithium secondary battery 20 is coupled, and FIG. 4 illustrates a state after the lithium secondary battery 20 is coupled.

도 3 및 도 4를 참조하면, 양극판(23), 세퍼레이터(24), 음극판(25) 순으로 배치된 전지부(22)를 젤리-롤형으로 와인딩하게 된다. 와인딩된 전지부(22)는 각형 캔(21)에 삽입된다.3 and 4, the battery unit 22 disposed in the order of the positive electrode 23, the separator 24, and the negative electrode 25 is wound in a jelly-roll shape. The wound battery part 22 is inserted into the square can 21.

상기 캔(21)의 상부에는 캡 조립체(200)가 제공된다. 상기 캡 조립체(200)는 가스켓(220)의 외주면에 개재한 음극 단자(230)가 단자 통공(211)을 통하여 캡 플레이트(210)에 삽입되어 있으며, 캡 플레이트(210)의 저면에 절연 플레이트(240)와, 단자 플레이트(250)를 배치한 상태에서 음극 단자(230)가 고정되어 있다. 상기 음극 단자(230)는 상기 단자 플레이트(250)와 전기적으로 연결되어 있다.The cap assembly 200 is provided at the top of the can 21. The cap assembly 200 has a negative terminal 230 interposed on the outer circumferential surface of the gasket 220 is inserted into the cap plate 210 through the terminal through-hole 211, and an insulating plate (at the bottom of the cap plate 210). The negative electrode 230 is fixed in the state in which 240 and the terminal plate 250 are arranged. The negative terminal 230 is electrically connected to the terminal plate 250.

다음으로, 상기 캔(21)과 캡 조립체(200) 사이에 절연 케이스(260)를 위치시킨다. 상기 절연 케이스(260)는 상기 캔(21)의 개방구(21a)의 상단에 정렬되어 있다. Next, an insulating case 260 is positioned between the can 21 and the cap assembly 200. The insulating case 260 is aligned with the upper end of the opening 21a of the can 21.

이어서, 상기 전지부(22)의 양극판(23) 및 음극판(25)과 전기적으로 연결된 양극 탭(26)과, 음극 탭(27)을 상기 절연 케이스(260)의 평판부(261)의 상부쪽으로 위치시킨다.Subsequently, the positive electrode tab 26 electrically connected to the positive electrode plate 23 and the negative electrode plate 25 of the battery part 22, and the negative electrode tab 27 are moved toward the upper portion of the flat part 261 of the insulating case 260. Position it.

이때, 상기 양극 탭(26)은 상기 평판부(261)의 측벽에 형성된 소정 폭의 홈부(265)를 통하여 상방으로 인출되어 있다. 상기 양극 탭(26)이 홈부(265)내에 위치하는 것은 절연 케이스(260)가 캔(21) 내부로 삽입시 캔(21)의 내벽에 간섭이 발생하지 않도록 하기 위해서이다. 또한, 상기 양극 탭(26)은 양극 단자로 사용되는 캔(21)과 극성이 동일하므로, 상기 캔(21)에 직접적으로 접촉하여도 무방하다.At this time, the positive electrode tab 26 is led upward through the groove portion 265 of a predetermined width formed on the side wall of the flat plate portion 261. The positive electrode tab 26 is positioned in the groove 265 in order to prevent interference between the inner wall of the can 21 when the insulating case 260 is inserted into the can 21. In addition, since the positive electrode tab 26 has the same polarity as the can 21 used as the positive electrode terminal, the positive electrode tab 26 may directly contact the can 21.

상기 음극 탭(27)은 상기 평판부(261)의 일측에 형성된 탭공(263)을 통하여 상방으로 인출되어 있다. 상기 음극 탭(27)은 극성을 달리하는 상기 캔(21)과의 절연을 위하여 절연체로 된 절연 케이스(26)의 탭공(263)을 통하여 상방으로 노출되어 있다. The negative electrode tab 27 is led upward through the tab hole 263 formed on one side of the flat plate 261. The negative electrode tab 27 is upwardly exposed through the tab hole 263 of the insulating case 26 made of an insulator to insulate the can 21 having different polarities.

상기 평판부(261)의 상부로 인출된 양극 탭(26)은 상기 캡 플레이트(210)의 바닥면에 직접적으로 용접되어 있다. 이때, 상기 양극 탭(26)은 별도의 절곡 공정없이 직립 상태에서 용접되어 있다. The positive electrode tab 26 drawn out to the top of the flat plate 261 is directly welded to the bottom surface of the cap plate 210. At this time, the positive electrode tab 26 is welded in an upright state without a separate bending process.

이에 따라, 상기 양극 탭(26)의 길이는 절곡하지 않고 배치될 수 있기 위하여 종래의 양극 탭(16,도 1 참조)의 길이보다 작은 것이 바람직하다. 상기 양극판(23)은 상기 양극 탭(26)과, 캡 플레이트(210)를 경유하여 상기 캔(21)과 통전되고 있다.Accordingly, the length of the positive electrode tab 26 is preferably smaller than the length of the conventional positive electrode tab 16 (see FIG. 1) in order to be arranged without bending. The positive electrode plate 23 is energized with the can 21 via the positive electrode tab 26 and the cap plate 210.

상기 음극 탭(27)은 상기 단자 플레이트(250)에 직접적으로 용접되어 있다. 상기 음극 탭(27)도 양극 탭(26)의 경우와 마찬가지로 추가적인 절곡 공정이 요구되지 않으며, 직립 상태에서 용접되어 있다. 이때, 상기 음극 탭(27)은 단자 플레이트(250) 이외에 음극 단자(230)의 바닥면에 직접적으로 용접될 수도 있을 것이다. The negative electrode tab 27 is directly welded to the terminal plate 250. Like the positive electrode tab 26, the negative electrode tab 27 also does not require an additional bending process and is welded in an upright state. In this case, the negative electrode tab 27 may be directly welded to the bottom surface of the negative electrode terminal 230 in addition to the terminal plate 250.

상기 음극 탭(27)도 절곡하지 않고, 상기 캡 플레이트(210)와 절연 케이스(260) 사이에 위치할 수 있도록 하기 위하여 종래의 음극 탭(17)의 길이보다 작게 형성되어 있다. 상기 음극판(25)은 상기 음극 탭(27)과, 단자 플레이트(250)를 경유하여 상기 음극 단자(230)와 통전되고 있다. The negative electrode tab 27 is also formed to be smaller than the length of the conventional negative electrode tab 17 so that the negative electrode tab 27 may be located between the cap plate 210 and the insulating case 260. The negative electrode plate 25 is energized with the negative electrode terminal 230 via the negative electrode tab 27 and the terminal plate 250.

상기 양극 및 음극 탭(26)(27)이 직립된 상태에서 캡 조립체(200)의 각 용접부에 용접된 다음에는 상기 캡 조립체(200)는 소정의 가압력으로 상기 캔(21)의 개방구(21a)를 통하여 삽입하게 된다.After the positive and negative electrode tabs 26 and 27 are welded to each weld of the cap assembly 200 in an upright state, the cap assembly 200 opens the opening 21a of the can 21 at a predetermined pressing force. Is inserted through).

상기 캡 조립체(200)의 하부에 위치하고 있는 절연 케이스(260)는 상기 전지부(22) 상부면에 안착하게 된다. 이때, 상기 절연 케이스(260)의 평판부(261)의 가장자리로부터 수직 방향으로 연장된 수직벽부(262)는 직립된 상태로 진입되는 양극 및 음극 탭(26)(27)의 직립하여 배치되는 공간을 수용가능한 높이를 가지고 있다.The insulating case 260 positioned below the cap assembly 200 is seated on the top surface of the battery unit 22. At this time, the vertical wall portion 262 extending in the vertical direction from the edge of the flat plate 261 of the insulating case 260 is arranged upright of the positive and negative tabs 26 and 27 to enter in an upright state. It has a height that can accommodate the space.

이에 따라, 상기 캔(21)에 대하여 캡 플레이트(210)이 접촉하여 결합시, 상기 양극 및 음극 탭(26)(27)은 직립된 상태로 상기 캔(21)의 내부 공간에 위치하게 된다. 상기 수직벽부(262)는 상기 전지부(22)의 상부면과, 캡 플레이트(210)의 하부면에 상하단부가 각각 위치하고 있으므로, 상기 캡 조립체(200)에 인가되는 하중을 지지하고 있다. Accordingly, when the cap plate 210 contacts and couples to the can 21, the positive and negative electrode tabs 26 and 27 are positioned in the inner space of the can 21 in an upright state. The vertical wall portion 262 supports the load applied to the cap assembly 200 because the upper and lower ends of the vertical wall portion 262 are positioned on the upper surface of the battery unit 22 and the lower surface of the cap plate 210, respectively.

다음으로, 상기 캔(21)에 대하여 캡 플레이트(210)를 심용접하게 된다. 용접이 완료되면, 상기 캔(21)의 내부에는 전해액 주입공(212)을 통하여 적정량의 전해액을 주입하게 된다. 전해액 주입 공정이 완료되면, 상기 전해액 주입공(212)은 볼(260)로서 용접하여 밀폐시키게 된다. Next, the cap plate 210 is deep welded to the can 21. When the welding is completed, the appropriate amount of electrolyte is injected into the can 21 through the electrolyte injection hole 212. When the electrolyte injection process is completed, the electrolyte injection hole 212 is sealed by welding as a ball 260.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명의 각형 리튬이차 전지와 이의 제조 방법은 전지부와 캡 조립체 사이에 설치되는 절연 케이스의 평판부로부터 수직 방향으로 형성되는 수직벽부는 양극 및 음극 탭이 직립된 상태에서 캔 내부에 위치할 수 있는 공간을 제공할 수 있는 길이를 가지게 됨으로써, 양극 및 음극 탭에 대한 별도의 절곡 공정이 필요없게 된다. 이에 따라, 양극 및 음극 탭의 절곡 공정으로 인한 전지의 불량률을 현저하게 줄일 수 있다. As described above, in the rectangular lithium secondary battery of the present invention and a method for manufacturing the same, a vertical wall portion formed in a vertical direction from a flat portion of an insulating case installed between the battery portion and the cap assembly is in a state where the positive and negative electrode tabs are upright. By having a length that can provide space to be placed inside the can, there is no need for a separate bending process for the positive and negative electrode tabs. Accordingly, the defective rate of the battery due to the bending process of the positive and negative electrode tabs can be significantly reduced.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims

A battery part including a positive electrode plate connected with a positive electrode tab, a negative electrode plate connected with a negative electrode tab, and a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate to electrically insulate them;

A can providing a space in which the battery unit is accommodated;

A cap assembly coupled to an upper portion of the can and installed through a cap plate and a terminal through hole formed in the cap plate, the cap assembly having a cathode terminal interposed therebetween for insulating the cap plate;

A vertical wall portion disposed between the battery portion and the cap assembly and extending in a vertical direction from an edge of the flat portion so as to provide a flat portion and a space in which the positive and negative electrode tabs can be positioned inside the can. Including an insulating case;

And the positive electrode tab is electrically connected to the bottom surface of the cap plate in an upright state, and the negative electrode tab is electrically connected to the negative electrode terminal in an upright state.

The method of claim 1,

The vertical wall portion is a rectangular lithium secondary battery, characterized in that the electrode tab has a height capable of covering the portion electrically connected to the cap plate from the portion drawn out to the upper surface of the flat portion.

delete

Inserting a battery part including a positive electrode plate connected with a positive electrode tab, a negative electrode plate connected with a negative electrode tab, and a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate to electrically insulate them;

Positioning a cap assembly having an upper portion of the can, the cap assembly having a cap plate and a cathode terminal interposed therebetween through a terminal through hole formed in the cap plate;

Disposing an insulating case having a flat plate portion and a vertical wall portion extending in a vertical direction from an edge of the flat plate portion between the can and the cap assembly;

Welding the positive electrode tab and the negative electrode tab to each weld portion of the cap assembly in an upright state;

Pressing the cap assembly to engage the cap assembly with respect to the can;

In the step of welding the electrode tab to the cap assembly,

The positive electrode tab is electrically connected to the bottom surface of the cap plate in an upright state, and the negative electrode tab is electrically connected to the negative electrode terminal in an upright state.

delete

The method of claim 4, wherein

And wherein the positive electrode tab and the negative electrode tab are drawn up to the upper surface of the flat plate portion and arranged together in a space formed on the flat plate portion due to the vertical wall portion.

The method of claim 4, wherein

In the step of coupling the cap assembly to the can,

The vertical wall portion has a height corresponding to the distance between the top surface of the battery unit and the bottom surface of the cap plate, and supports the load of the cap plate, characterized in that the manufacturing method of the rectangular lithium secondary battery.