KR101030900B1 - 이차전지 - Google Patents

이차전지 Download PDF

Info

Publication number
KR101030900B1
KR101030900B1 KR1020090042632A KR20090042632A KR101030900B1 KR 101030900 B1 KR101030900 B1 KR 101030900B1 KR 1020090042632 A KR1020090042632 A KR 1020090042632A KR 20090042632 A KR20090042632 A KR 20090042632A KR 101030900 B1 KR101030900 B1 KR 101030900B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plate
secondary battery
terminal
electrode
protective circuit
Prior art date
Application number
KR1020090042632A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100123420A (ko
Inventor
서경원
장영철
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
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 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020090042632A priority Critical patent/KR101030900B1/ko
Priority to JP2009223040A priority patent/JP5645243B2/ja
Priority to CN2010101756569A priority patent/CN101887989A/zh
Priority to US12/662,847 priority patent/US8871378B2/en
Priority to EP10162804A priority patent/EP2254174A1/en
Publication of KR20100123420A publication Critical patent/KR20100123420A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101030900B1 publication Critical patent/KR101030900B1/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
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • 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
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • 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 of a single cell or a single battery
    • H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/107—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • 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 of a single cell or a single battery
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/152—Lids or covers characterised by their shape for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • 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 of a single cell or a single battery
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/155—Lids or covers characterised by the material
    • H01M50/157—Inorganic material
    • H01M50/159—Metals
    • 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 of a single cell or a single battery
    • 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 of a single cell or a single battery
    • H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
    • H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
    • H01M50/179—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • 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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/586—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries inside the batteries, e.g. incorrect connections of electrodes
    • 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
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/673—Containers for storing liquids; Delivery conduits therefor
    • H01M50/682—Containers for storing liquids; Delivery conduits therefor accommodated in battery or cell casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/50—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making
    • Y10T29/4911—Electric battery cell making including sealing

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는 캔, 전극조립체 및 캡조립체를 포함하는 베어셀을 포함하고, 캡조립체는 보호회로조립체를 포함한다.
이차전지, 보호회로조립체

Description

이차전지{Secondary Battery}
본 발명은 이차전지에 관한 것이다.
리튬이온 이차전지는 베어셀 및 보호회로모듈로 구성되는 코어팩을 포함할 수 있다.
베어셀은 양극판, 음극판, 전해질 및 세퍼레이터로 구성되어 외부 전자기기에 전원을 공급하며, 충방전을 거듭하여 사용할 수 있다. 보호회로모듈은 과충전 및 과전류로부터 이차전지를 보호하고 과방전으로 인한 성능저하를 방지할 수 있다.
최근 전자제품의 소형화 추세에 맞추어, 이차전지도 그 자체의 사이즈를 줄이면서 용량밀도를 높이는 것이 중요한 이슈가 되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이차전지 구조의 단순화 및 소형화를 통하여 용량밀도를 높이고, 제조공정 및 제조비용을 줄일 수 있는 이차전지를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는 캔, 전극조립체 및 캡조립체를 포함하는 베어셀을 포함하고, 캡조립체는 보호회로조립체를 포함한다.
또한, 보호회로조립체는 보호회로플레이트를 포함하고, 상기 보호회로플레이트는, 상기 캔의 개구부를 덮도록 위치하며, 금속으로 이루어지는 제 1 플레이트 및 상기 제 1 플레이트 상부에 위치하며, 절연층 및 도전성 금속패턴을 포함하는 제 2 플레이트를 포함할 수 있다.
또한, 제 2 플레이트의 하면과 상기 제 1 플레이트의 상면은 접촉할 수 있다.
또한, 제 2 플레이트의 양 단측부는 각각 상기 제 1 플레이트의 양 단측부의 내측에 위치할 수 있다.
또한, 제 2 플레이트의 양 장측부는 각각 상기 제 1 플레이트의 양 장측부의 내측에 위치할 수 있다.
또한, 제 1 플레이트의 최외곽부는 상기 캔의 상단부와 용접될 수 있다.
또한, 제 1 플레이트는 알루미늄으로 이루어질 수 있다.
또한, 제 2 플레이트는 에폭시 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 제 2 플레이트는 가요성 인쇄회로기판일 수 있다.
또한, 제 2 플레이트의 하면에는 상기 제 1 플레이트와 상기 도전성 금속패턴을 전기적으로 연결시키는 단자부가 위치할 수 있다.
또한, 제 2 플레이트 상에는 도전성 금속패턴과 전기적으로 연결되며, 상기 베어셀을 외부 소자와 전기적으로 연결하는 충방전단자부가 위치할 수 있다.
또한, 충방전단자부는 하우징 및 충방전단자를 포함하고, 상기 충방전단자는 상기 제 2 플레이트에 표면실장될 수 있다.
또한, 하우징은 절연재료로 이루어지고, 상기 충방전단자는 다수의 금속판으로 이루어질 수 있다.
또한, 보호회로조립체는 상기 보호회로조립체의 중앙 영역에 형성된 단자홀 및 상기 단자홀에 삽입되는 전극단자를 포함할 수 있다.
또한, 제 2 플레이트 상에는 상기 전극단자 및 상기 도전성 금속패턴과 전기적으로 연결되는 리드플레이트가 위치할 수 있다.
또한, 제 2 플레이트 상에는 도전성 금속패턴과 전기적으로 연결되는 보호회 로소자가 위치할 수 있다.
또한, 제 2 플레이트와 상기 충방전단자부 사이에는 보호회로소자가 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지는 기존의 보호회로모듈을 캡조립체에 구성시킴으로써 베어셀과 보호회로모듈을 일체화할 수 있으며, 단순한 구조의 이차전지의 제조가 가능하다.
또한, 기존 캔의 개구부를 마감하던 캡플레이트를 보호회로조립체의 기판으로 채택함으로써, 기존 보호회로기판으로 지칭되던 별도의 기판을 삭제하여 이차전지의 소형화를 도모하고, 제조공정을 단순화시킬 수 있다.
또한, 별도의 보호회로모듈이 제거됨에 따라 기존 보호회로모듈과 베어셀을 연결시키기 위한 리드플레이트가 제거되어, 리드플레이트로 인한 보호회로모듈과 베어셀 사이의 불필요한 공간을 제거하여 이차전지를 소형화시켜 용량밀도를 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 기존 리드플레이트가 제거됨에 따라, 리드플레이트를 베어셀 또는 보호회로모듈에 연결시키기 위한 솔더링 및 용접공정을 제거하여 이차전지의 제조비용 및 공정을 줄일 수 있는 효과가 있다.
후술하는 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이차전지에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 분해사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지는 캔(100), 전극조립체(200) 및 캡조립체(300)를 포함하는 베어셀(1000)을 포함할 수 있다. 또한, 이차전지는 라벨(410), 상부케이스(420) 및 하부케이스(430)를 포함할 수 있다. 캡조립체(300)는 이차전지의 과충방전, 과전류 등으로부터 이차전지를 보호하는 보호회로조립체(310)를 포함한다. 이차전지는 이차전지의 안전 기능을 담당하던 보호회로모듈이 캡조립체(300)와 일체화됨으로써, 구조가 단순하고 제조가 효율적일 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 베어셀의 분해사시도이다.
도 2를 참조하면, 베어셀(1000)은 캔(100), 캔(100)의 내부에 수용되는 전극조립체(200), 캔(100)의 개구부(100a)를 덮는 캡조립체(300)를 포함할 수 있다.
상기 캔(100)은 대략 직육면체의 형상을 가지며 일측부가 개구된 개구부(100a)를 포함할 수 있다. 캔(100)은 금속재료로 이루어질 수 있고, 그 자체가 단자 역할을 수행할 수 있다. 상기 캔(100)에는 상기 개구부(100a)를 통해 후술하 는 전극조립체(200)가 삽입될 수 있다.
상기 전극조립체(200)는 제 1 전극판(210), 제 2 전극판(220), 세퍼레이터(230)를 포함할 수 있다. 또한, 전극조립체(200)는 제 1 전극판(210)과 제 2 전극판(220) 사이에 세퍼레이터(230)가 위치하여, 젤리롤(Jelly-Roll) 형태로 권취될 수 있다.
상기 제 1 전극판(210)은 제 1 전극 집전체(미도시) 및 제 1 전극 활물질층(미도시)으로 이루어질 수 있다. 제 1 전극 집전체의 일측에는 제 1 전극탭(210a)이 부착되어 캔(100)의 개구부(100a) 방향으로 돌출될 수 있다.
상기 제 2 전극판(220)은 제 2 전극 집전체(미도시) 및 제 2 전극 활물질층(미도시)으로 이루어질 수 있다. 제 2 전극 집전체의 일측에는 제 2 전극탭(220a)이 부착되어 캔(100) 개구부(100a) 방향으로 돌출될 수 있다. 제 2 전극탭(220a)은 구리(Cu) 또는 니켈(Ni) 등으로 이루어질 수 있다. 제 1 전극판(210)이 양극인 경우 제 2 전극판(220)은 음극이 되고, 제 1 전극판(210)이 음극인 경우, 제 2 전극판(220)은 양극이 된다. 이하에서는 제 1 전극판(210)이 양극, 제 2 전극판(220)이 음극일 때의 실시예를 가정하여 설명을 전개해 나가기로 한다.
상기 세퍼레이터(230)는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 또는 이들의 복합필름을 사용한 다공성막으로 이루어질 수 있다. 세퍼레이터(230)는 전극조립체(200)에서 제 1 전극판(210)과 제 2 전극판(220)과의 전자전도를 차단하고 리튬 이온의 이동을 원활히 할 수 있다. 세퍼레이터(230)는 제 1 전극판(210)과 제 2 전극판(220)의 접촉을 방지하는 역할 외에 외부쇼트 등으로 인한 배터리팩의 온도 상 승시 셧다운(Shut-down) 등을 통해 온도 상승을 방지하는 역할을 할 수 있다.
상기 캡조립체(300)는 보호회로조립체(310), 절연플레이트(320), 터미널플레이트(330), 전극단자(340), 가스켓(350)을 포함할 수 있다. 캡조립체(300)는 별도의 절연케이스(360)와 함께 캔(100)의 개구부(100a)에서 캔(100)과 결합되어 캔(100)을 밀봉할 수 있다. 절연케이스(360)에는 전해액이 전극조립체(200)로 주입될 수 있도록 홀이 형성될 수 있다.
상기 보호회로조립체(310)는 캔(100)의 개구부(100a)에서 캔(100)과 결합되어 캔(100)을 밀봉할 수 있다. 보호회로조립체(310)는 과충방전 및 과전류로부터 이차전지를 보호할 수 있다. 보호회로조립체(310)는 보호회로플레이트(311), 단자부(314), 충방전단자부(315), 보호회로부, 리드플레이트(317) 및 전해액 주입공을 포함할 수 있다. 보호회로조립체(310)에 관한 설명은 도 3 및 도 4를 참조하여 자세히 후술하기로 한다.
상기 절연플레이트(320)는 판형으로 이루어져 제 1 플레이트(312)의 하부에 위치하며, 절연물질로 이루어질 수 있다.
상기 터미널플레이트(330)는 판형으로 이루어져 절연플레이트(320)의 하부에 위치하며, 니켈 또는 니켈 합금으로 이루어질 수 있다. 절연플레이트(320) 및 터미널플레이트(330)에는 각각 보호회로플레이트(311)의 단자홀(310a)과 대응하는 영역에 가스켓(350) 및 전극단자(340)가 삽입되는 단자홀(320a, 330a)이 형성될 수 있다.
상기 전극단자(340)는 단자홀(310a, 320a, 330a)을 통해 보호회로조립 체(310), 절연플레이트(320) 및 터미널플레이트(330)에 삽입될 수 있다. 전극단자(340)는 제 2 전극탭(220a)과 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 전극단자(340)는 제 2 전극판(220)과 동일한 극성을 가질 수 있다.
상기 가스켓(350)은 전극단자(340)가 보호회로조립체(310)의 단자홀에 삽입될 때, 전극단자(340)와 보호회로플레이트(311)와의 절연을 위하여 전극단자(340)와 보호회로플레이트(311) 사이에 위치할 수 있다.
이하 도 3 및 도 4를 통해 보호회로조립체 및 이를 포함하는 캡조립체의 구조에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 보호회로조립체의 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 보호회로조립체(310)는 캔의 개구부(100a)에서 캔(100)과 결합되어 캔(100)을 밀봉하고, 과충방전 및 과전류로부터 이차전지를 보호할 수 있다. 보호회로조립체(310)는 보호회로플레이트(311), 단자부(314), 충방전단자부(315), 보호회로부, 리드플레이트(317)를 포함할 수 있다.
상기 보호회로플레이트(311)는 제 1 플레이트(312) 및 제 2 플레이트(313)를 포함할 수 있다. 보호회로플레이트(311)의 중앙 영역에는 단자홀(310a)이 형성되며, 단자홀(310a)을 통해 전극단자(340) 및 가스켓(350)이 삽입될 수 있다. 보호회로플레이트(311)의 일측에는 전해액 주입홀(310b)이 형성되고, 전해액 밀봉 마개(318)는 전해액 주입홀(310b)을 통해 전해액이 주입된 후 전해액 주입홀(310b)을 밀봉할 수 있다.
상기 제 1 플레이트(312)는 캔(100)의 개구부(100a)를 덮도록 캔(100)의 상단부(100b)와 대응하는 판형 구조를 가지며, 금속, 바람직하게는 알루미늄으로 이루어진다. 제 1 플레이트(312)는 제 1 플레이트(312)의 하면과 제 1 전극탭(210a)이 접촉되어 상호 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 제 1 플레이트(312)는 제 1 전극판(210)과 동일한 극성을 가질 수 있다. 제 1 플레이트(312)의 일면에는 안전벤트(미도시)가 더 형성될 수 있다. 안전벤트는 제 1 플레이트(312)의 일면에 홈의 형태로 형성되어, 베어셀(1000) 내부에 고압 가스가 발생시 파열되어 가스를 외부로 방출시킬 수 있다. 제 1 플레이트(312)의 최외곽부(312a)는 제 1 플레이트(312)의 둘레를 따라, 캔의 상단부(100b)와 용접되어 캔(100)을 밀봉할 수 있다.
상기 제 2 플레이트(313)는 제 1 플레이트(312)의 상부에 위치하고, 보다 상세하게, 제 2 플레이트(313)는 제 2 플레이트(313)의 하면과 제 1 플레이트(312)의 상면이 상호 접촉하도록 위치할 수 있다. 제 2 플레이트(313)는 제 1 플레이트(312)의 형상과 대응하는 판형 구조를 가지며, 절연층 및 도전성 금속패턴을 포함할 수 있다. 도전성 금속패턴은 절연층의 내부에서 단자부(314), 충방전단자부(315), 보호회로소자(316) 및 리드플레이트(317)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 절연층의 상부에는 도전성 금속패턴과 연결되며 충방전단자부(315), 보호회로소자(316) 및 리드플레이트(317)를 마운트시키기 위한 단자가 별도로 마련되나 도면에서는 미도시하였음을 밝혀둔다. 또한, 도전성 금속패턴은 절연층의 상부에만 패터닝되어 형성될 수도 있다. 이 경우, 도전성 금속패턴은 자체적으로 충방전단자부(315), 보호회로소자(316) 및 리드플레이트(317)와 마운트되는 단자를 포함하며, 단자부(314)는 절연층 내부에 형성된 비아홀 및 비아홀에 형성된 도선을 통해 도전성 금속패턴과 전기적으로 연결될 수 있다. 절연층은 절연재로서의 역할을 하는 재료라면 제한이 없으나, 바람직하게는 에폭시 계열의 수지 등이 사용될 수 있고, 도전선 금속패턴은 구리로 이루어질 수 있다. 제 2 플레이트(313)는 인쇄회로기판(PCB)일 수 있으며, 자체의 두께를 줄이기 위하여 가요성 인쇄회로기판을 채용할 수도 있다. 제 2 플레이트(313)의 양 단측부는 각각 제 1 플레이트(312)의 양 단측부보다 내측에 위치하고, 제 2 플레이트(313)의 양 장측부는 각각 제 1 플레이트(312)의 양 장측부보다 내측에 위치할 수 있다. 따라서, 상기에서 설명한 바와 같이, 제 1 플레이트(312)의 최외각부(312a)는 제 2 플레이트(313)의 최외각부와 단차를 형성하게 되고, 제 1 플레이트(312)의 최외각부(312a)는 캔(100)의 상단부(100b)와 용접될 수 있다. 여기서 장측부는 도 3을 기준으로 하여 제 1 플레이트 또는 제 2 플레이트에서 긴 길이를 가지는 측부를 의미하며, 단측부는 도 3을 기준으로 하여 제 1 플레이트 또는 제 2 플레이트에서 곡률을 가지고 짧은 길이를 가지는 측부를 의미한다.
상기 단자부(314)는 상기 제 2 플레이트(313)의 하면에 위치하며, 제 1 플레이트(312)와 도전성 금속패턴을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
상기 충방전단자부(315)는 제 2 플레이트(313)의 상면에 위치하며, 도전성 금속패턴과 전기적으로 연결될 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, 충방전단자부(315) 상부와 제 2 플레이트(313)로부터 일정 거리가 이격되어 홈이 형성될 수 있다. 충방전단자부(315)는 단변과 평행한 방향으로 자른 단면이 "∏" 형상을 가 지도록 형성된 하우징(315a)과, 양극, 저항, 음극 역할을 하는 다수의 금속판으로 이루어진 충방전단자(315b)를 포함한다. 하우징(315a)은 절연재료로 이루어질 수 있고, 충방전단자(315b)는 인청동에 금을 도금하여 이루어질 수 있다. 충방전단자부(315)는 제 2 플레이트(313)의 장변측에 표면실장될 수 있다. 충방전단자부(315)는 외부 소자와 베어셀(1000)을 전기적으로 연결하여, 외부 소자와 베어셀(1000) 간의 전기적 통로 역할을 할 수 있다.
상기 보호회로소자(316)는 제 2 플레이트(313) 상에 위치하여, 도전성 금속패턴과 전기적으로 연결될 수 있다. 본 도면에서 보호회로소자(316)는 제 2 플레이트(313) 상에서 전극단자(340)를 기준으로 단자부(314)가 위치하는 쪽에 형성된 것으로 도시하였지만, 보호회로소자(316)는 제 2 플레이트(313)와 충방전단자부(315) 사이의 빈공간에 위치하여, 제 2 플레이트(313) 상에 PTC(positive temperature coefficient) 소자 등의 안전소자가 더 실장될 수 있는 공간을 더 확보할 수 있다. 보호회로소자(316)는 이차전지의 충방전 상태 및 전류, 전압, 온도 등의 정보를 점검하여 이차전지를 보호하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 리드플레이트(317)는 제 2 플레이트(313) 상에 위치하며, 전극단자(340) 및 도전성 금속패턴과 전기적으로 연결될 수 있다. 리드플레이트(317)는 제 2 플레이트(313)와 솔더링되는 부분, 전극단자(340)와 용접되는 부분, 상기 솔더링되는 부분과 용접되는 부분을 연결하는 부분으로 구성될 수 있다.
이차전지에서 이차전지의 안전 기능을 담당하는 보호회로모듈은 베어셀과 별개로 구성되어 별도의 양극 리드플레이트를 통해 베어셀과 기계적, 전기적으로 연 결된다. 이는 보호회로모듈과 베어셀을 연결시키기 위한 공정이 필요하며, 상호 별개로 구성되므로 낙하 등의 충격에 의하여 분리가 될 가능성이 높다. 특히, 양극 리드플레이트는 보호회로모듈과 베어셀 사이에 일정한 이격 공간을 형성시킨 상태에서, 보호회로모듈 및 베어셀과 솔더링되거나 용접될 수 있다. 따라서, 베어셀과 보호회로모듈의 전기적인 연결을 위해 불필요한 공간이 형성되게 되고, 이는 이차전지(10)의 소형화를 방해할 수 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는 보호회로모듈에 구성되는 소자들을 모두 캡조립체(300), 보다 상세하게는 캡플레이트의 역할을 하는 제 1 플레이트(312) 상에 구성시킴으로써 베어셀과 보호회로모듈을 일체화시킬 수 있으며, 이에 따라 단순한 구조의 이차전지의 제조가 가능하다. 이는 캔의 개구부(100a)를 마감하는 제 1 플레이트(312)를 보호회로조립체의 베이스 기판으로 채택함으로써, 기존 보호회로기판으로 지칭되던 별도의 기판을 삭제할 수 있으므로 이차전지의 소형화를 도모하고, 제조공정을 단순화시킬 수 있다.
또한, 별도의 보호회로모듈이 제거됨에 따라 보호회로모듈과 베어셀을 연결시키기 위한 리드플레이트가 제거되어, 리드플레이트로 인한 보호회로모듈과 베어셀 사이의 불필요한 공간을 제거하여 이차전지를 소형화시켜 용량밀도를 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 리드플레이트가 제거됨에 따라, 리드플레이트를 베어셀 또는 보호회로모듈에 연결시키기 위한 솔더링 및 용접공정을 제거하여 이차전지의 제조비용 및 공정을 줄일 수 있는 효과가 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 베어셀의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 보호회로조립체의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 단면도이다.

Claims (17)

  1. 삭제
  2. 캔, 전극조립체 및 캡조립체를 포함하는 베어셀;
    을 포함하고, 상기 캡조립체는 보호회로조립체를 포함하며,
    상기 보호회로조립체는 보호회로플레이트를 포함하고, 상기 보호회로플레이트는,
    상기 캔의 개구부를 덮도록 위치하며, 금속으로 이루어지는 제 1 플레이트; 및
    상기 제 1 플레이트 상부에 위치하며, 절연층 및 도전성 금속패턴을 포함하는 제 2 플레이트;
    를 포함하며,
    상기 제 2 플레이트의 하면과 상기 제 1 플레이트의 상면은 접촉하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 플레이트의 양 단측부는 각각 상기 제 1 플레이트의 양 단측부의 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 플레이트의 양 장측부는 각각 상기 제 1 플레이트의 양 장측부의 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 플레이트의 최외곽부는 상기 캔의 상단부와 용접된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 플레이트는 알루미늄으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 플레이트는 에폭시 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 플레이트는 가요성 인쇄회로기판인 것을 특징으로 하는 이차전지.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 플레이트의 하면에는 상기 제 1 플레이트와 상기 도전성 금속패턴을 전기적으로 연결시키는 단자부가 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 플레이트 상에는 도전성 금속패턴과 전기적으로 연결되며, 상기 베어셀을 외부 소자와 전기적으로 연결하는 충방전단자부가 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 충방전단자부는 하우징 및 충방전단자를 포함하고, 상기 충방전단자는 상기 제 2 플레이트에 표면실장된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 하우징은 절연재료로 이루어지고, 상기 충방전단자는 다수의 금속판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  14. 제 2 항에 있어서,
    상기 보호회로조립체는 상기 보호회로조립체의 중앙 영역에 형성된 단자홀 및 상기 단자홀에 삽입되는 전극단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 플레이트 상에는 상기 전극단자 및 상기 도전성 금속패턴과 전기적으로 연결되는 리드플레이트가 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  16. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 플레이트 상에는 도전성 금속패턴과 전기적으로 연결되는 보호회로소자가 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 플레이트와 상기 충방전단자부 사이에는 보호회로소자가 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
KR1020090042632A 2009-05-15 2009-05-15 이차전지 KR101030900B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090042632A KR101030900B1 (ko) 2009-05-15 2009-05-15 이차전지
JP2009223040A JP5645243B2 (ja) 2009-05-15 2009-09-28 二次電池
CN2010101756569A CN101887989A (zh) 2009-05-15 2010-05-05 二次电池
US12/662,847 US8871378B2 (en) 2009-05-15 2010-05-06 Secondary battery including a cap assembly having a protection circuit assembly
EP10162804A EP2254174A1 (en) 2009-05-15 2010-05-14 Secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090042632A KR101030900B1 (ko) 2009-05-15 2009-05-15 이차전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100123420A KR20100123420A (ko) 2010-11-24
KR101030900B1 true KR101030900B1 (ko) 2011-04-22

Family

ID=42340539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090042632A KR101030900B1 (ko) 2009-05-15 2009-05-15 이차전지

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8871378B2 (ko)
EP (1) EP2254174A1 (ko)
JP (1) JP5645243B2 (ko)
KR (1) KR101030900B1 (ko)
CN (1) CN101887989A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101479307B1 (ko) * 2013-10-11 2015-01-06 주식회사 아이티엠반도체 배터리 보호회로 모듈 패키지 및 이를 포함하는 배터리 팩

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101075304B1 (ko) * 2009-10-09 2011-10-19 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 및 그 제조 방법
KR101210093B1 (ko) 2010-12-01 2012-12-07 삼성에스디아이 주식회사 연결탭 및 이를 구비한 이차전지
US8968893B2 (en) * 2011-03-11 2015-03-03 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
US8586217B2 (en) * 2011-12-22 2013-11-19 Samsung Sdi Co., Ltd. Protective circuit module
US20130280558A1 (en) * 2012-04-19 2013-10-24 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
US20130323536A1 (en) * 2012-05-31 2013-12-05 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery pack
WO2014023725A1 (de) * 2012-08-09 2014-02-13 Robert Bosch Gmbh Gehäuse für eine batteriezelle mit einem gehäusedeckel eine überwachungselektronik aufweisend, batteriezelle, batteriemodul sowie kraftfahrzeug
DE102012214230A1 (de) * 2012-08-10 2014-02-13 Robert Bosch Gmbh Gehäuse für eine Batteriezelle mit einem Gehäusedeckel eine Überwachungselektronik aufweisend, Batteriezelle, Batteriemodul sowie Kraftfahrzeug
DE102013213551A1 (de) * 2013-07-11 2015-01-15 Robert Bosch Gmbh Aufnahmevorrichtung, Batterie und Kraftfahrzeug
US10177401B2 (en) * 2014-11-20 2019-01-08 Qualcomm Incorporated Method of establishing physical and electrical connections between a battery and a circuit
KR102606264B1 (ko) * 2016-06-28 2023-11-23 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
EP3385997A1 (en) * 2017-04-04 2018-10-10 Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG Secondary cell for a traction battery and method for manufacturing a secondary cell

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0831460A (ja) * 1994-07-21 1996-02-02 Japan Storage Battery Co Ltd 二次電池
KR20050082424A (ko) * 2004-02-18 2005-08-23 주식회사 엘지화학 보호회로부가 구비된 일체형 캠 어셈블리 및 그것이구비되어 있는 이차전지

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1126029A (ja) * 1997-06-30 1999-01-29 Sanyo Electric Co Ltd 電 池
KR100624966B1 (ko) * 2005-04-26 2006-09-19 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
JP5323495B2 (ja) * 2005-12-22 2013-10-23 エルジー・ケム・リミテッド 圧入タイプのリベットを用いる無溶接タイプのバッテリパック
KR100865392B1 (ko) 2006-11-20 2008-10-24 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 및 이의 제조 방법
KR100870363B1 (ko) * 2007-03-15 2008-11-25 삼성에스디아이 주식회사 이차전지용 보호회로 기판과 이를 이용한 이차전지
KR100870362B1 (ko) 2007-03-15 2008-11-25 삼성에스디아이 주식회사 이차전지용 보호회로 기판과 이를 이용한 이차전지
KR100791551B1 (ko) * 2007-08-17 2008-01-07 주식회사 퓨처라인 보호회로모듈과 이를 포함하는 전지 및 상기보호회로모듈을 포함하는 전지 제조 방법
KR100929034B1 (ko) * 2007-10-15 2009-11-26 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 및 그의 제조 방법
KR100851963B1 (ko) * 2008-02-22 2008-08-12 주식회사 퓨처라인 피티시소자를 탑재한 보호회로모듈을 가진 이차전지
US20100055560A1 (en) * 2008-08-29 2010-03-04 Youngcheol Jang Secondary battery
KR101050298B1 (ko) * 2008-12-03 2011-07-19 삼성에스디아이 주식회사 이차전지

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0831460A (ja) * 1994-07-21 1996-02-02 Japan Storage Battery Co Ltd 二次電池
KR20050082424A (ko) * 2004-02-18 2005-08-23 주식회사 엘지화학 보호회로부가 구비된 일체형 캠 어셈블리 및 그것이구비되어 있는 이차전지

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101479307B1 (ko) * 2013-10-11 2015-01-06 주식회사 아이티엠반도체 배터리 보호회로 모듈 패키지 및 이를 포함하는 배터리 팩

Also Published As

Publication number Publication date
EP2254174A1 (en) 2010-11-24
US8871378B2 (en) 2014-10-28
US20100291413A1 (en) 2010-11-18
KR20100123420A (ko) 2010-11-24
CN101887989A (zh) 2010-11-17
JP2010267602A (ja) 2010-11-25
JP5645243B2 (ja) 2014-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101030900B1 (ko) 이차전지
KR101183008B1 (ko) 이차전지 및 그 제조방법
KR101050298B1 (ko) 이차전지
KR101030915B1 (ko) 배터리팩
US9136524B2 (en) Secondary battery
KR20100028010A (ko) 보호회로 조립체 및 전지 조립체
KR101002446B1 (ko) 보호회로모듈 및 이를 포함하는 이차전지
KR20100062745A (ko) 보호회로모듈 및 이를 포함하는 이차전지
KR20080032912A (ko) 이차 전지
KR101016849B1 (ko) 이차전지
KR20070101568A (ko) 리튬 이차전지
KR20090026420A (ko) 이차 전지 및 그 제조 방법
KR20130005117A (ko) 배터리 셀 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR20080035401A (ko) 리튬 이차전지
KR20070101569A (ko) 리튬 이차전지
KR100788558B1 (ko) 팩 전지
KR101351723B1 (ko) 이차전지
KR20070108756A (ko) 리튬 이차전지
KR101243450B1 (ko) 리튬 이차전지
KR20070025680A (ko) 리튬 이차전지
KR20080037198A (ko) 리튬 이차전지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee