KR101075284B1 - 이차전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 이차전지는 외부충격으로 인한 압축 또는 파손시 발화 및 폭발의 위험성을 막아 이차전지의 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이차전지는 제 1 전극판, 제 2 전극판 및 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체, 전극조립체를 수용하는 캔 및 캔의 개구부를 덮는 캡조립체를 포함하고, 캡조립체의 하부에는 단락플레이트가 위치할 수 있다.
이차전지, 단락플레이트
Description
본 발명은 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 캡플레이트의 하면에 단락플레이트가 설치된 이차 전지에 관한 것이다.
리튬이온 이차전지는 양극판, 음극판, 전해질 및 세퍼레이터로 구성되어, 충방전을 거듭하여 사용할 수 있다.
리튬이온전지는 안전성 측면에 있어서, 사용 중에 벌어질 수 있는 파손에 따른 위험을 제거하고자 관통실험, 압축실험 및 오븐실험을 포함하는 많은 안전검사들이 행해지고 있다.
리튬이온 이차전지가 외부충격 등으로 압축, 파손시 그 전지로서 기능의 상실은 물론 발화 및 폭발할 수 있는 가능성을 배제할 수 없다. 이는 압축시 전지 내부에 있는 음극 집전체와 양극 활물질층 간에 일어나는 단락(short)에 기인한다. 따라서, 외부충격 등으로 인한 리튬이온 이차전지의 압축 및 파손시 발화 또는 폭발 등의 위험성을 제거하고자 하는 많은 연구가 진행되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 외부충격으로 인한 압축 또는 파손시 발화 및 폭발의 위험성을 막아 이차전지의 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 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 실시예에 따른 이차전지는 제 1 전극판, 제 2 전극판 및 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체, 전극조립체를 수용하는 캔 및 캔의 개구부를 덮는 캡조립체를 포함하며, 캡조립체의 하부에는 단락플레이트가 위치할 수 있다.
캡조립체는 중앙에 제 1 홀이 형성되며, 캡플레이트의 하부에는 제 2 홀 및 제 3 홀이 각각 형성된 절연플레이트 및 터미널플레이트가 위치할 수 있다. 전극단자는 제 1 홀, 제 2 홀 및 제 3 홀을 통해 캡플레이트, 절연플레이트, 터미널플레이트에 삽입될 수 있다. 캡플레이트는 제 1 전극판과 전기적으로 연결된 제 1 전극탭과 연결되며, 전극단자는 제 2 전극판과 전기적으로 연결된 제 2 전극탭과 연결될 수 있다. 단락플레이트는 캡플레이트의 하면 일측에 위치할 수 있다. 단락플레 이트는 니켈(Ni) 또는 니켈 합금으로 이루어지며, 캡플레이트와 용접되어 전기적으로 연결될 수 있다. 단락플레이트는 제 1 전극판과 동일한 극성을 가지고, 터미널플레이트는 제 2 전극판과 동일한 극성을 가질 수 있다.
단락플레이트는 캡플레이트의 하면 일측에 용접되는 제 1 플레이트, 제 1 플레이트와 연결되는 제 2 플레이트, 제 2 플레이트와 연결되며, 터미널플레이트의 하면과 이격되어 대향하는 제 3 플레이트를 포함할 수 있다. 제 3 플레이트는 다양한 다각 형상을 가질 수 있고, 일측이 뾰족하게 형성될 수 있다.
제 2 플레이트와 상기 터미널플레이트 측부 사이의 거리(L1)는 1 내지 3mm 이며, 제 3 플레이트 상면과 터미널플레이트 하면 거리(L2)는 0.5 내지 1mm 가 될 수 있다.
본 발명의 다른 실시에에 따른 이차전지는 제 1 전극판, 제 2 전극판 및 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체, 전극조립체를 수용하는 캔 및 캔의 개구부를 덮도록 위치하는 캡조립체를 포함하고, 캡조립체는 제 1 전극판에서 돌출된 제 1 전극탭과 전기적으로 연결되는 캡플레이트, 캡플레이트 하부에 위치하는 절연플레이트, 절연플레이트 하부에 위치하며 제 2 전극판에서 돌출된 제 2 전극탭과 전기적으로 연결되는 터미널플레이트 및 캡플레이트의 하면 일측에 위치하며 캡플레이트와 전기적으로 연결되는 단락플레이트를 포함하며, 이차전지에 종압축력이 가해질 때, 단락플레이트는 터미널플레이트 또는 제 2 전극탭과 서로 접촉하여 단락될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지는 이차전지에 외부충격 또는 압축력이 가해질 때, 캡플레이트 하부에 위치하는 단락 플레이트가 단락 플레이트와 다른 극성을 가지는 터미널플레이트나 전극탭과 접촉되어 전기적인 단락을 유도할 수 있다. 따라서, 이차전지의 에너지를 조기에 소모시켜 발화 및 폭발의 위험성을 막아 이차전지의 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 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 실시예들에 따른 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지에 대하여 상세히 설명한다. 여기서 언급하는 이차전지는 리튬이온 이차전지를 지칭할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시예에서 베어셀과 이차전지는 동일한 의미로 사용됨을 미리 밝혀두는 바이다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 사시도, 분해분해도 및 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단락플레이트(400)의 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지는 캔(100), 캔(100)의 내부에 수용되는 전극조립체(200), 캔(100)의 상단개구부(100a)를 덮는 캡조립체(300)를 포함할 수 있다. 상기 캔(100), 전극조립체(200) 및 캡조립체(300)가 결합된 구성요소를 베어셀(10)로 지칭할 수 있다.
상기 캔(100)은 대략 직육면체의 형상을 가지며 일측부가 개구된 상단개구부(100a)를 포함할 수 있다. 캔(100)은 금속재료로 이루어질 수 있고, 그 자체가 단자 역할을 수행할 수 있다. 상기 캔(100)에는 상기 상단개구부(100a)를 통해 후술하는 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.
상기 제 1 전극 집전체는 제 1 전극판(210)이 양극인 경우, 도전성이 우수한 알루미늄(Al) 포일로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 전극 활물질층은 제 1 전극 집전체 상에 위치하고, 제 1 전극 활물질, 도전재료 및 바인더 등으로 이루어질 수 있다. 여기서 제 1 전극 활물질은 리튬코발트옥사이드(LiCoO2), 리튬망간옥사이드(LiMn2O4) 또는 리튬니켈옥사이드(LiNiO2) 등이 될 수 있다. 도전재료로는 카본블랙(carbon black) 등이 사용될 수 있다. 바인더로는 PVDF, SBR 또는 PTFE 등을 휘발성 용매인 NMP나 유기용제 또는 물 등으로 용해, 분산시켜 사용할 수 있다.
상기 제 1 전극 집전체는 양 측단에 제 1 전극 활물질층이 형성되지 않은 제 1 전극 무지부를 구비할 수 있다. 제 1 전극 무지부에는 제 1 전극탭(215)이 부착되어 캔(100)의 상단개구부(100a) 방향으로 돌출될 수 있다. 제 1 전극탭(215)은 알루미늄 등으로 이루어질 수 있다. 제 1 전극탭(215)이 전극조립체(200)로부터 인출되는 부분에는 캔(100) 이외의 부분과의 단락을 방지하기 위하여 제 1 절연테이프(미도시)가 형성될 수 있다.
상기 제 2 전극판(220)은 제 2 전극 집전체(미도시) 및 제 2 전극 활물질층(미도시)으로 이루어질 수 있다.
상기 제 2 전극 집전체는 제 2 전극판(220)이 음극인 경우, 도전성이 우수한 구리(Cu) 포일로 이루어질 수 있다.
상기 제 2 전극 활물질층은 상기 제 2 전극 집전체 상에 위치하며, 제 2 전극 활물질, 도전재료 및 바인더 등으로 이루어질 수 있다. 여기서 제 2 전극 활물질은 탄소(C) 계열 물질, Si, Sn, 틴 옥사이드, 틴 합금 복합체(composite tin alloys), 전이 금속 산화물, 리튬 금속 나이트라이드 또는 리튬 금속 산화물 등이 사용될 수 있다. 대표적으로는 탄소(C) 계열 물질이 될 수 있다. 도전재료로는 카 본블랙(carbon black) 등이 사용될 수 있다. 바인더로는 PVDF, SBR 또는 PTFE 등을 휘발성 용매인 NMP나 유기용제 또는 물 등으로 용해, 분산시켜 사용할 수 있다. 제 2 전극판(220)의 경우 제 2 전극 활물질 자체의 도전성이 높아 도전재료를 사용하지 않을 수 있다.
제 2 전극 집전체는 양 측단에 제 2 전극 활물질층이 형성되지 않은 제 2 전극 무지부를 구비할 수 있다. 제 2 전극 무지부에는 제 2 전극탭(225)이 부착되어 캔(100)의 상단개구부(100a) 방향으로 돌출될 수 있다. 제 2 전극탭은 구리(Cu) 또는 니켈(Ni) 등으로 이루어질 수 있다. 제 2 전극탭(225)이 전극조립체(200)로부터 인출되는 부분에는 전극단자(350) 이외의 부분과의 단락을 방지하기 위하여 제 2 절연테이프(미도시)가 형성될 수 있다.
상술한 설명에서는 제 1 전극판(210)이 양극, 제 2 전극판(220)이 음극인 경우를 예를 들어 설명하였으나 제 1 전극판(210)이 음극, 제 2 전극판(220)이 양극이 될 수도 있다. 이 경우 각각의 집전체 및 활물질층을 이루는 재료들은 서로 반대가 될 수 있다.
일반적으로 각형 이차전지에 있어서 단자 기능을 수행하는 캔(100)은 양극일 수 있다. 이 경우 제 1 전극판(210)이 양극이라면 젤리롤 전극조립체(200)의 최외각 전극판은 양극인 제 1 전극판(210)이 될 수 있다. 또한, 제 1 전극판(210)이 음극이라면 젤리롤 전극조립체(200)의 최외각 전극판은 양극인 제 2 전극판(220)이 될 수 있다.
이하에서는 제 1 전극판(210)이 양극, 제 2 전극판(220)이 음극일 때의 실시 예를 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 이차전지의 온도 상승시 셧다운(Shut-down) 등을 통해 온도 상승을 방지하는 역할을 할 수 있다.
상기 제 1 전극판(210) 및 제 2 전극판(220)의 일면 또는 양면에는 제 1 전극판(210)과 제 2 전극판(220) 간의 단락을 방지하기 위하여 세퍼레이터 외에도 세라믹 물질을 바인더와 혼합한 세라믹층이 더 형성될 수 있다. 그러나 이는 본 발명의 기술적 사상이 아니므로 자세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 전극조립체(200)에서는 충전시 리튬 이온이 제 1 전극판(210)으로부터 제 2 전극판(220)으로 이동하여 도프(intercalation)될 수 있다. 방전시에는 리튬 이온이 제 2 전극판(220)으로부터 제 1 전극판(210)으로 탈도프(deintercalation)되며 외부 전원에 전압을 인가할 수 있다.
상기 캡조립체(300)는 캡플레이트(310), 절연플레이트(320), 터미널플레이트(330), 가스켓(340), 전극단자(350) 및 단락플레이트(400)를 포함할 수 있다. 캡조립체(300)는 별도의 절연케이스(360)와 함께 캔(100)의 상단개구부(100a)에서 전극조립체(200)와 결합되어 캔(100)을 밀봉할 수 있다.
상기 캡플레이트(310)는 캔(100)의 개구부(100a)와 상응하는 크기를 가지는 금속판으로 형성될 수 있다. 캡플레이트(310)의 중앙에는 소정 크기의 제 1 홀(310a)이 형성될 수 있다. 캡플레이트(310)의 일측에는 전해액 주입구가 형성될 수 있고, 제 1 홀(310a)을 중심으로 전해액 주입구와 대응하는 캡플레이트(310)의 일면에는 안전벤트(safty bent, 미도시)가 형성될 수 있다. 전해액 주입구는 전해액을 캔(100)에 넣은 후 볼 등의 덮개를 통해 밀폐될 수 있다. 전해액 주입구 및 안전벤트는 일반적으로 형성되는 형태로 이루어질 수 있다. 캡플레이트(310)는 제 1 전극탭(215)과 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서 캡플레이트(310)는 제 1 전극판(210)과 동일한 극성을 가질 수 있다.
상기 절연플레이트(320)는 판형으로 이루어져 캡플레이트(310)의 하부에 위치하며, 제 1 홀(310a)과 대응되는 위치에 제 2 홀(320a)을 포함할 수 있다. 절연플레이트(320)는 가스켓(340)과 동일한 절연물질로 이루어질 수 있다.
상기 터미널플레이트(330)는 판형으로 이루어져 절연플레이트(320)의 하부에 위치하며, 제 2 홀(320a)과 대응되는 위치에 제 3 홀(330a)을 포함할 수 있다. 터미널플레이트(330)는 니켈 또는 니켈 합금으로 이루어질 수 있다.
상기 전극단자(350)는 제 1 홀(310a), 상기 제 2 홀(320a) 및 상기 제 3 홀(330a)을 통해 상기 캡플레이트(310), 상기 절연플레이트(320) 및 상기 터미널플레이트(330)에 삽입될 수 있다. 전극단자(350)는 제 2 전극탭(225)과 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 전극단자(350)는 제 2 전극판(220)과 동일한 극성을 가질 수 있다. 전극단자(350)는 터미널플레이트(330)의 제 3 홀(330a)에 삽입되면서 접촉되므로, 터미널플레이트(330) 또한 제 2 전극탭(225)과 전기적으로 연 결되어 제 2 전극판(220)과 동일한 극성을 가질 수 있다.
상기 가스켓(340)은 전극단자(350)가 캡플레이트(310)의 제 1 홀(310a)에 삽입될 때, 전극단자(350)와 캡플레이트(310)의 절연을 위하여 전극단자(350)와 제 1 홀(310a) 사이에 위치할 수 있다.
상기 단락플레이트(400)는 상기 캡플레이트(310)의 하부에 위치하며, 상기 베어셀(10)이 외부 압력에 의하여 압축될시, 단락플레이트(400)는 캡조립체(300)의 터미널플레이트(330) 또는 제 2 전극탭과 단락되어 이차전지의 충전 에너지를 대부분 소모시킬 수 있다. 이하에서, 상기 단락플레이트(400)에 관해 자세히 후술하기로 한다.
도 4를 도 3과 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지는 캡플레이트(310)의 하면 일측에 위치하는 단락플레이트(400)를 포함할 수 있다.
상기 단락플레이트(400)는 캡플레이트(310)의 하면 일측(가장자리)에 위치하는 제 1 플레이트(410), 상기 제 1 플레이트(410)와 후술하는 제 3 플레이트(430)를 연결하는 제 2 플레이트(420), 상기 제 2 플레이트(420)와 연결되며 상면의 일부가 터미널플레이트(330)와 이격되어 마주보는 제 3 플레이트(430)를 포함할 수 있다. 제 1 플레이트(410), 제 2 플레이트(420) 및 제 3 플레이트(430)는 각각 평평한 사각 형상으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 기타 다각 형상 및 원 형상으로 이루어질 수도 있다. 단락플레이트(400)는 니켈(Ni) 또는 니켈 합금, 구리, 알루미늄 등의 금속으로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 플레이트(410)는 캡플레이트(310)와 용접되어, 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 플레이트(410)는 제 1 전극판(210)과 동일한 극성을 가질 수 있고, 제 1 플레이트(410)와 전기적으로 연결된 제 2 플레이트(420) 및 제 3 플레이트(430) 또한 제 1 전극판(210)과 동일한 극성을 가질 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단락플레이트(400)의 기능을 나타내는 도이다.
도 5를 도 3과 함께 참조하면, 이차전지가 종방향 압축 시험 또는 사용자의 부주의로 인한 외부충격 등으로 압축, 파손시 그 전지로서 기능의 상실은 물론 발화 및 폭발할 수 있는 가능성을 배제할 수 없다. 이는. 제 1 전극 활물질층과 제 2 전극 집전체간에 단락이 일어나는 단락에 기인한다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지는 도 5에서 보는 바와 같이 이차전지의 종방향으로 압력이 가해져, 이차전가 압축될 때, 단락플레이트(400)가 터미널플레이트(330)와 접촉될 수 있다. 보다 상세하게는 단락플레이트(400)의 제 3 플레이트(430)가 터미널플레이트(330)와 접촉되어 전기적으로 단락이 일어날 수 있다. 그러나 이차전지의 어떤 부분에 압력이 가해지는가에 따라 이차전지에 발생하는 압축의 정도가 다르게 되고, 압축의 정도에 따라 단락플레이트(400) 중 특정 플레이트가 터미널플레이트(330)와 접촉되어 전기적으로 단락이 일어날 수 있다. 단락플레이트(400)는 제 1 전극판(210)과 동일한 극성을 가지고, 터미널플레이트(330)는 제 2 전극판(220)과 동일한 극성을 가지기 때문에, 상호 전기적으로 단락이 일어날 수 있다.
상술한 바와 같이 이차전지가 압력에 의해 압축될 때, 상기 터미널플레이트(330)와 단락플레이트(400)가 서로 접촉하여 단락됨으로써, 이차전지가 가지고 있는 전력을 소모시킬 수 있다. 단락플레이트와 터미널플레이트는 모두 금속 재질로 이루어지므로, 상호간에 단락되어 이차전지의 에너지를 조기에 방출시켜, 발열을 최소화할 수 있다.
따라서, 상기 전극조립체(200)에서 서로 다른 극성을 가지는 활물질층들간에, 혹은 전극집전체와 활물질층들이 단락되기 전에, 상기 터미널플레이트(330)와 단락플레이트(400)가 미리 접촉하여 전력을 소모시킴으로써, 이차전지의 발화 및 폭발의 가능성을 현저히 줄일 수 있다.
또한, 전극조립체(200) 내부에서 서로 다른 극성을 가지는 집전체나 활물질층 간에 단락이 일어나더라도, 터미널플레이트(330)와 단락플레이트(400) 또한 함께 단락이 일어날 수 있다. 따라서, 전극조립체(200) 내부에서 소모되는 전력을 터미널플레이트(330)와 단락플레이트(400)의 접촉부분에서 나누어 소모함으로써 이차전지의 폭발 가능성을 줄일 수 있다.
여기서, 제 2 플레이트(420)와 상기 터미널플레이트(330) 사이의 거리(L1)는 1 내지 3mm가 될 수 있다. 또한, 상기 제 3 플레이트(430)와 상기 터미널플레이트(330) 사이의 거리(L2)는 0.5 내지 1mm일 수 있다. 제 2 플레이트(420)와 터미널플레이트(330) 사이의 거리가 1mm보다 작거나, 제 3 플레이트(430)와 터미널플레이트(330) 사이의 거리가 0.5mm보다 작은 경우, 작은 충격에도 단락플레이트(400)와 터미널플레이트(330)가 만나 이차전지의 단락이 일어날 수 있으므로, 이차전지를 더 이상 사용할 수 없게 된다. 또한, 제 2 플레이트(420)와 터미널플레이트(330) 사이의 거리가 3mm보다 크거나 제 3 플레이트(430)와 터미널플레이트(330) 사이의 거리가 1mm보다 큰 경우, 큰 외부 충격에도 단락플레이트(400)와 터미널플레이트(330)가 만나지 않는 경우가 발생할 수 있다. 이는 제 1 전극 활물질층과 제 2 전극 집전체간에 단락이 일어남에 반하여 단락플레이트(400)와 터미널플레이트(330) 간에는 단락이 일어나지 않아, 내부 에너지를 함께 소모시키지 못해 이차전지의 발화 및 폭발의 위험성을 제거하기 어렵다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지는 도 6에서 보는 바와 같이 이차전지의 종방향으로 압력이 가해져, 이차전가 압축될 때, 단락플레이트(400)가 제 2 전극탭(225)과 접촉될 수 있다. 보다 상세하게는 단락플레이트(400)의 제 3 플레이트(430)가 제 2 전극탭(225)과 접촉되어 전기적으로 단락이 일어날 수 있다. 그러나 이차전지의 어떤 부분에 압력이 가해지는가에 따라 이차전지에 발생하는 압축의 정도가 다르게 되고, 압축의 정도에 따라 단락플레이트(400) 중 특정 플레이트가 제 2 전극탭(225)과 접촉되어 전기적으로 단락이 일어날 수 있다. 단락플레이트(400)는 제 1 전극판(210)과 동일한 극성을 가지고, 제 2 전극탭(225)은 제 2 전극판(220)과 동일한 극성을 가지기 때문에, 상호 전기적으로 단락이 일어날 수 있다.
상술한 바와 같이 이차전지가 압력에 의해 압축될 때, 상기 제 2 전극 탭(225)과 단락플레이트(400)가 서로 접촉하여 단락됨으로써, 이차전지가 가지고 있는 전력을 소모시킬 수 있다.
이차전지가 압축될 때, 단락플레이트(400)가 터미널플레이트(330)와 접촉하게 될지, 제 2 전극탭(225)과 접촉하게 될지는 정확하게 알기가 어렵다. 왜냐하면 압력이 이차전지에 가해지는 방향, 압력의 크기, 캔(100)의 재질 등의 요인에 따라, 이차전지가 압축되는 정도가 다르게 되기 때문이다. 그러나 일반적으로 이차전지가 압축되는 정도가 약할 때에, 단락플레이트(400)는 단락플레이트(400)와 가까운 터미널플레이트(330)와 단락되고, 압축되는 정도가 강할 때에는 단락플레이트(400)가 터미널플레이트(330) 또는 제 2 전극탭(225)중 적어도 어느 하나와 단락될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단락플레이트(500)의 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 단락플레이트(500)는 도 4에 따른 단락플레이트(400)와 그 구조만 다를 뿐, 단락플레이트(500)의 위치, 재료, 기능 등은 동일하다. 따라서, 이하에서는 단락플레이트(500)의 구조 및 그 구조에 따른 기능을 중점으로 설명하기로 한다.
상기 단락플레이트(500)는 캡플레이트(310)의 하면 일측(가장자리)에 위치하는 제 1 플레이트(510), 상기 제 1 플레이트(510)와 후술하는 제 3 플레이트(530)를 연결하는 제 2 플레이트(520), 상기 제 2 플레이트(520)와 연결되며 상면의 일부가 터미널플레이트(330)와 이격되어 마주보는 제 3 플레이트(520)를 포함할 수 있다.
상기 단락플레이트(500)의 제 3 플레이트(520)는 터미널플레이트(330)와 이격되어 마주보는 일측이 뾰족한 형상으로 이루어질 수 있다.
이차전지의 종방향으로 압력이 가해져, 이차전지가 압축될 때, 단락플레이트(500)는 터미널플레이트(330) 또는 제 2 전극탭(225) 중 적어도 어느 하나와 접촉되어 단락될 수 있다. 이 때 제 3 플레이트(530)의 일측은 뾰족한 형상으로 이루어지므로, 터미널플레이트(330) 또는 제 2 전극탭(225)과 접촉시 제 3 플레이트(530)의 뾰족한 부분이 상기 터미널플레이트(330) 또는 제 2 전극탭(225)에 박혀 고정되거나 관통될 수 있다. 따라서 단락플레이트(500)가 터미널플레이트(330) 또는 제 2 전극탭(225)과 접촉시 그 유동성을 제거하여, 이차전지의 전력소모를 더욱 도모할 수 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 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 분해도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단락플레이트의 사시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단락플레이트의 기능을 나타내는 도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단락플레이트의 사시도이다.
Claims (9)
- 이차전지에 있어서,제 1 전극판, 제 2 전극판 및 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체;상기 전극조립체를 수용하는 캔; 및상기 캔의 개구부를 덮는 캡조립체;를 포함하고, 상기 캡조립체는,중앙부에 제 1 홀을 포함하며, 상기 제 1 전극판에서 돌출되는 제 1 전극탭과 전기적으로 연결되는 캡플레이트;상기 캡플레이트의 하부에 위치하는 절연플레이트;상기 절연플레이트의 하부에 위치하는 터미널플레이트;상기 캡플레이트, 상기 절연플레이트 및 상기 터미널플레이트에 삽입되며, 상기 제 2 전극판에서 돌출되는 제 2 전극탭과 전기적으로 연결되는 전극단자; 및상기 캡플레이트의 하면 일측에 위치하는 단락플레이트;를 포함하고,상기 단락플레이트는,상기 캡플레이트의 하면 일측에 위치하는 제1플레이트;상기 제1플레이트와 연결되는 제2플레이트; 및상기 제2플레이트와 연결되며, 상기 터미널플레이트의 하면과 이격되어 대향하는 제3플레이트;를 포함하며,상기 이차전지에 종압축력이 가해질 때, 상기 단락플레이트는 상기 터미널플레이트 또는 상기 제 2 전극탭과 서로 접촉하여 단락되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 제 3 플레이트는 평평한 다각 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 3 플레이트의 일측은 뾰족하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 플레이트와 상기 터미널플레이트 사이의 거리는 1 내지 3mm인 이차전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 3 플레이트와 상기 터미널플레이트 사이의 거리는 0.5 내지 1mm인 이차전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 단락플레이트는 상기 캡플레이트와 용접되어, 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 단락플레이트는 상기 제 1 전극판과 동일한 극성을 가지고, 상기 터미널플레이트는 상기 제 2 전극판과 동일한 극성을 가지는 것을 특징으로 하는 이차전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 단락 플레이트는 니켈(Ni) 또는 니켈 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지.
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