KR101136162B1

KR101136162B1 - Secondary Battery

Info

Publication number: KR101136162B1
Application number: KR1020050082852A
Authority: KR
Inventors: 이상우
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2005-09-06
Filing date: 2005-09-06
Publication date: 2012-04-17
Also published as: KR20070027359A

Abstract

본 발명의 이차전지는 케이스의 측면에 형성되는 안전벤트에 있어서,The secondary battery of the present invention in the safety vent formed on the side of the case,

상기 안전벤트는 케이스의 단변의 일측에서 장변을 따라 증가하는 경사각의 40°에서 50° 사이에 위치하며 적어도 하나의 교차지점이 마련되므로, 파단부분이 넓어져 신속하게 이차 전지 내부의 압력을 떨어뜨릴 수 있는 이점이 있다.The safety vent is located between 40 ° to 50 ° of the inclination angle increasing along the long side at one side of the short side of the case, and at least one intersection point is provided, so that the breakage portion is widened to quickly reduce the pressure inside the secondary battery. There is an advantage to this.

Description

Secondary Battery

도 1은 일반적인 리튬이온전지의 사시도,1 is a perspective view of a typical lithium ion battery,

도 2는 내압에 의하여 발생하는 캔의 넓은 측면의 인장응력 분포를 도시한 도면,2 is a diagram showing the tensile stress distribution of the wide side of the can generated by the internal pressure,

도 3은 본 발명에 따른 안전벤트의 일실시예를 도시한 도면,3 is a view showing an embodiment of a safety vent according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 안전벤트의 다른 실시예를 도시한 도면이다.4 is a view showing another embodiment of a safety vent according to the present invention.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >Description of the Related Art

10: 캔 11: 캡어셈블리10: can 11: cap assembly

12: 양극단자 13: 전해액주입구12: anode terminal 13: electrolyte inlet

121: 모서리 부분 122: 평면부분 121: corner portion 122: plane portion

123: 제1귀퉁이부분 124: 제2귀퉁이부분 123: first corner portion 124: second corner portion

θ1, θ2: 경사각 140: 안전벤트θ1, θ2: Angle of inclination 140: Safety vent

본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이차 전지 내부의 압력이 증대되었을 때 이차 전지의 폭발을 줄여줄 수 있는 안전장치를 갖는 이차 전지 에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly to a secondary battery having a safety device that can reduce the explosion of the secondary battery when the pressure inside the secondary battery is increased.

최근에 전자 기기, 특히 캠코더 및 노트북 컴퓨터 등의 소형화, 경량화 및 무선화가 급속하게 진행됨에 따라 이들 전자 기기의 구동전원으로서 소형, 경량이며 에너지 밀도가 높은 2차전지에 대한 요구가 증대되고 있다. 이러한 점에서, 특히 리튬 이온전지가 주목을 받고 있다. 리튬 이온전지는 기존의 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈- 수소전지 등과 비교하여 단위 중량당 에너지 밀도가 대략 3배 정도 높고 급속 충전이 가능하기 때문에 국내외에서 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다. Recently, as the miniaturization, weight reduction, and wirelessization of electronic devices, particularly camcorders and notebook computers, are rapidly progressing, demands for small, light, high energy density secondary batteries as driving power sources for these electronic devices are increasing. In this respect, especially lithium ion batteries have attracted attention. Lithium ion batteries have a high energy density per unit weight about 3 times higher than conventional lead-acid batteries, nickel-cadmium batteries, and nickel-hydrogen batteries, and are capable of rapid charging.

도 1은 일반적인 리튬이온전지의 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 리튬 이온전지는 전류를 생성하는 전극조립체를 둘러싸서 밀봉하는 각형의 케이스(10)를 가지고 있다. 케이스(10)의 상측 개구(11)는 캡 플레이트(20)를 포함하는 캡 어셈블리(30)에 의해 밀봉된다. 캡 플레이트(20)에는 전극단자(12)와, 전극단자(12)와 캡 플레이트(20)를 절연시키는 절연가스켓(12a)과, 케이스(10) 내부로 전해액을 주입하기 위한 전해액 주입구(13) 그리고, 전해액 주입구(13)를 밀봉시키는 마개(13a) 등이 구비되어 있다. 케이스(10)의 내부에 수용되는 전극조립체(40)는 다공막의 세퍼레이터(43)를 개재되고, 서로 다른 극성을 갖는 제1,2전극판(41,42)이 다수의 층으로 권취되어 형성되며, 제1전극판(41)은 캡어셈블리(30)에 마련된 전극단자(12)와 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 리튬이온전지는 케이스(10)의 내부에 밀봉된 전극조립체(40)에서 단락(short) 등과 같은 동작이상이 발생하면, 케이스(10) 내부의 압력이 높아져 전지가 폭발할 수 있다. 이를 방지하기 위해서 종래에는 주로 케이스(10)의 상면에 안전벤트(safety vent: 14)를 구비하고 있다. 1 is a perspective view of a typical lithium ion battery. As shown in FIG. 1, a lithium ion battery has a rectangular case 10 that encloses and seals an electrode assembly that generates a current. The upper opening 11 of the case 10 is sealed by a cap assembly 30 comprising a cap plate 20. The cap plate 20 includes an electrode terminal 12, an insulating gasket 12a that insulates the electrode terminal 12 and the cap plate 20, and an electrolyte injection hole 13 for injecting electrolyte into the case 10. And the stopper 13a etc. which seal the electrolyte injection port 13 are provided. The electrode assembly 40 accommodated in the case 10 is formed by interposing a separator 43 of a porous membrane, and the first and second electrode plates 41 and 42 having different polarities are wound in a plurality of layers. The first electrode plate 41 is electrically connected to the electrode terminal 12 provided in the cap assembly 30. In addition, when an operation abnormality such as a short occurs in the electrode assembly 40 sealed inside the case 10, the lithium ion battery may increase in pressure in the case 10, causing the battery to explode. In order to prevent this, a conventional safety vent 14 is mainly provided on the upper surface of the case 10.

이와 같이, 종래의 벤트(14)는 케이스(10)의 하부나 캡어셈블리(30)의 상부에 대부분 위치하여 일정압력에 의해 파단되도록 설계되어 있다. 또한, 이에 사용되는 벤트(14)는 프레싱이나 클래딩 기술을 이용하여 형성되는 데, 이러한 형태의 벤트(14)에 의해서는 일정 이하의 낮은 파단압을 유지하기가 어렵다. 결국, 이러한 방식의 벤트(14)는 제조공정에 어려움을 줄 뿐만 아니라 단가를 높이는 원인이 되고 있다. 또한, 케이스(10)는 변형을 가져올 정도로 내압이 상승할 경우에 케이스(10) 내부의 압력변화에 신속히 대응하지 못하여 케이스(10)의 안전성을 효과적으로 확보하지 못하는 단점이 있다.As described above, the conventional vent 14 is located at the lower part of the case 10 or the upper part of the cap assembly 30 and is designed to be broken by a constant pressure. In addition, the vent 14 used therein is formed using a pressing or cladding technique, and it is difficult for the vent 14 of this type to maintain a lower break pressure below a certain level. As a result, the vent 14 of this type not only causes difficulty in the manufacturing process but also increases the unit cost. In addition, the case 10 has a disadvantage in that when the internal pressure increases to bring about deformation, it may not be able to respond quickly to the pressure change inside the case 10 and thus may not effectively secure the safety of the case 10.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 케이스의 보다 낮은 내압에 대하여도 민감하게 반응하여 케이스의 폭발에 따른 위험을 효과적으로 방지하고, 벤트의 설계나 제조공정에서 보다 큰 여유를 제공하며, 제조공정을 간단히 하여 단가를 낮추는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve this problem, it reacts sensitively to the lower internal pressure of the case effectively prevents the risk of explosion of the case, provides a greater margin in the design or manufacturing process of the vent, manufacturing process It aims to reduce the unit price by simplifying the cost.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 케이스의 측면에 형성되는 안전벤트에 있어서, 상기 안전벤트는 케이스의 단변의 일측에서 장변을 따라 증가하는 경사각의 40°에서 50° 사이에 위치하며 적어도 하나의 교차지점이 마련된 것을 특징으로 하는 이차 전지를 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, in the safety vent formed on the side of the case, the safety vent is located between 40 ° to 50 ° of the inclination angle increasing along the long side at one side of the short side of the case and at least one cross It provides a secondary battery characterized in that the point is provided.

상기 안전벤트는 한 지점을 중심으로 대칭형으로 형성된 반원형이거나 X 자형으로 형성될 수 있다.The safety vent may be formed in a semicircle or X-shape formed symmetrically about a point.

상기 안전벤트는 상기 케이스의 대각선 방향의 전체 길이에 대하여 5% 에서 35% 사이에 형성될 수 있다.The safety vent may be formed between 5% and 35% of the total length of the case in the diagonal direction.

상기 벤트는 함몰된 노치형상일 수 있다.The vent may be recessed notched.

상기 벤트는 상기 케이스의 대각선 방향에 수직방향을 따라 형성된 것이 좋다.The vent is preferably formed along a direction perpendicular to the diagonal direction of the case.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일반적인 리튬이온전지의 사시도이고, 도 2는 내압에 의하여 발생하는 캔의 넓은 측면의 인장응력 분포를 도시한 도면이다.1 is a perspective view of a typical lithium ion battery, and FIG. 2 is a diagram illustrating a tensile stress distribution of a wide side of a can generated by internal pressure.

도 1에 도시된 바와 같이, 이차 전지는 일측이 개구된 케이스(10)와 케이스(10)의 내부에 수용되는 전극 조립체(40)와, 케이스(10)의 개구(11)에 결합되어 케이스(10)의 상단을 밀봉하는 캡 어셈블리(30)를 구비하여 이루어진다. As illustrated in FIG. 1, the secondary battery is coupled to an opening 11 of the case 10 and an electrode assembly 40 accommodated inside the case 10 and an opening 11 of the case 10. And a cap assembly 30 for sealing the top of the 10).

본 실시예는 각형으로서 케이스(10)는 알미늄 혹은 알미늄 합금으로 형성되어 케이스(10)의 개구(11)를 통해 전극 조립체(40)와 전해액이 수용되는 공간을 갖는다. 케이스(10)는 그 자체가 제1,2전극판(41,42) 중 어느 하나의 전극단자 역할을 수행하는 것이 가능하다. In this embodiment, the case 10 is formed of aluminum or an aluminum alloy and has a space in which the electrode assembly 40 and the electrolyte are accommodated through the opening 11 of the case 10. The case 10 may itself serve as an electrode terminal of any one of the first and second electrode plates 41 and 42.

전극 조립체(40)는 얇은 판형 또는 막형으로 형성되어 제1전극탭(41)과 연결되는 제1전극판(41), 세퍼레이터(43), 제2전극탭(42)이 설치된 제2전극판(42)의 적층체를 와형으로 권취하여 형성한다. 이때, 제1,2전극판(41,42)은 음극이나 양극이 된다. 여기서, 제1전극판(41)은 통상적으로 음극인 것이 바람직하다.The electrode assembly 40 may be formed in a thin plate shape or a film shape and may include a second electrode plate 41 having a first electrode plate 41, a separator 43, and a second electrode tab 42 connected to the first electrode tab 41. The laminate of 42) is wound and formed in a spiral shape. In this case, the first and second electrode plates 41 and 42 may be a cathode or an anode. Here, it is preferable that the first electrode plate 41 is typically a cathode.

음극은 전도성의 금속 박판, 이를 테면, 구리 호일로 된 음극 집전체와, 그 양면에 코팅된 탄소재를 주성분으로 하는 음극 활물질층을 포함하고 있다. 음극에도 음극 활물질층이 형성되지 않은 음극 집전체의 영역에 음극 단자가 접속되어 상측으로 인출된다.The negative electrode includes a negative electrode current collector made of a conductive metal sheet, such as a copper foil, and a negative electrode active material layer mainly composed of a carbon material coated on both surfaces thereof. The negative electrode terminal is connected to the region of the negative electrode current collector in which the negative electrode active material layer is not formed in the negative electrode, and is led out.

양극은 도전성이 우수한 금속 박판 예컨대, 알미늄 호일로 된 양극 집전체와, 그 양면에 코팅되며 리튬계 산화물을 주성분으로 하는 양극 활물질층을 포함한다. 양극은 양극 활물질층이 형성되지 않은 양극 집전체의 영역에 양극 단자가 전기적으로 연결되어 상측으로 인출된다.The positive electrode includes a positive electrode current collector made of a thin metal plate such as aluminum foil having excellent conductivity, and a positive electrode active material layer coated on both surfaces thereof and having a lithium oxide as a main component. The positive electrode is led out to the upper side of the positive electrode terminal electrically connected to a region of the positive electrode current collector where the positive electrode active material layer is not formed.

세퍼레이터(43)는 폴리 에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 공중합체(Co-Polymer)로 이루어지며, 제1,2전극판(41,42)보다 폭을 넓게 하여 형성되는 것이 극판간의 단락을 방지하는데 유리하다.The separator 43 is made of polyethylene, polypropylene, or a copolymer of polyethylene and polypropylene (Co-Polymer), and is formed to be wider than the first and second electrode plates 41 and 42. It is advantageous to prevent short circuit of the liver.

캡 어셈블리(30)는 케이스(10)이 개구(11)를 커버하여 밀봉하는 것으로서, 케이스(10)의 개구(11)에 대응되는 크기와 형상을 갖는 평판형의 캡 플레이트(20)가 마련된다. 캡 플레이트(30)의 하면에는 절연 플레이트(15)가 설치되고, 절연플레이트(15)의 하면에는 제1전극판(41)에 설치된 제1전극탭(41a)과 전기적으로 연결되는 단자 플레이트(16)가 설치된다.The cap assembly 30 is a case 10 covers and seals the opening 11, and a flat cap plate 20 having a size and a shape corresponding to the opening 11 of the case 10 is provided. . An insulating plate 15 is provided on the lower surface of the cap plate 30, and a terminal plate 16 electrically connected to the first electrode tab 41a provided on the first electrode plate 41 on the lower surface of the insulating plate 15. ) Is installed.

캡 플레이트(20)는 중앙부에 전극단자(12)가 관통되어 제1전극탭(41a)과 연결되는 제1단자통공(20a)이 형성되고, 제1단자통공(20a)에는 전극단자(12)와 캡 플레이트(20)를 전기적으로 절연시키기 위해 튜브 형상의 가스켓(12a)이 설치된다. The cap plate 20 has a first terminal through-hole 20a connected to the first electrode tab 41a by penetrating the electrode terminal 12 in a central portion thereof, and an electrode terminal 12 in the first terminal through-hole 20a. A tubular gasket 12a is installed to electrically insulate the cap plate 20 from each other.

캡 플레이트(20)의 일측에는 소정 크기의 전해액 주입공(13)이 형성된다. 전 해액 주입공(13)은 캡 어셈블리(30)가 케이스(200)의 상단 개구(11)에 조립된 후, 전해액 주입공(13)을 통해 전해액이 주입되면 마개(13a)에 의해 밀폐된다.One side of the cap plate 20 is formed with an electrolyte injection hole 13 of a predetermined size. The electrolyte injection hole 13 is sealed by a stopper 13a when the cap assembly 30 is assembled to the upper opening 11 of the case 200 and the electrolyte is injected through the electrolyte injection hole 13.

절연 플레이트(15)는 가스켓(12a)과 같이 절연물질로 형성되며 캡 플레이트(20)의 하면에 결합된다. 절연 플레이트(15)는 캡 플레이트(20)의 제1단자통공(20a)과 대응되게 형성되어 연통되는 제2단자통공(15a)이 형성된다.The insulating plate 15 is formed of an insulating material such as the gasket 12a and is coupled to the lower surface of the cap plate 20. The insulating plate 15 is formed to correspond to and communicate with the first terminal through hole 20a of the cap plate 20.

터미널 플레이트(16)는 Ni금속 또는 이의 합금으로 형성되며, 절연 플레이트(15)의 하면에 결합된다. 터미널 플레이트(16)는 캡 플레이트(20)의 제1단자통공(20a)에 대응되는 제3단자통공(16a)이 형성된다.The terminal plate 16 is formed of Ni metal or an alloy thereof, and is coupled to the lower surface of the insulating plate 15. The terminal plate 16 has a third terminal through hole 16a corresponding to the first terminal through hole 20a of the cap plate 20.

전극 조립체(40)의 상측에는 전극 조립체(40)와 캡 어셈블리(30)와의 전기적 절연과 전극 조립체(40)의 상단부를 커버하는 절연케이스(17)가 설치된다. An upper side of the electrode assembly 40 is provided with an insulating case 17 covering the upper end of the electrode assembly 40 and the electrical insulation between the electrode assembly 40 and the cap assembly 30.

상기와 같은 구성을 갖는 이차 전지의 케이스(10)는 대략 직사각 박스형으로서, 케이스(10)의 종단면에서 장변과 인접한 면을 갖는 장변부(110)와 단변과 인접한 면을 갖는 단변부(120)가 포함된다.The case 10 of the secondary battery having the above configuration has a rectangular box shape, and the long side portion 110 having a surface adjacent to the long side and a short side portion 120 having a surface adjacent to the short side are formed in the longitudinal section of the case 10. Included.

도 2는 내압에 의하여 발생하는 케이스(10) 장변부(110)의 인장응력 분포를 도시하고 있다. 2 illustrates the tensile stress distribution of the long side portion 110 of the case 10 generated by the internal pressure.

상술한 바와 같이 구성된 이차 전지는 케이스(10) 내부의 가스발생은 코발트산리튬(LiCoO₂)과 같은 양극활물질의 형성을 위해 사용되는 탄산리튬(Li₂CO₃) 때문이다. 과승으로 첨가된 탄산리튬은 미반응 상태로 양극활물질인 코발트산리튬(LiCoO₂)중에 잔류하고 있다가, 이상 충전에 의해 전지 전압이 높아져 발열하면 탄 산리튬(Li₂CO₃)이 분해되어 탄산가스가 발생된다. 탄산가스의 발생에 의해 통상 케이스이 과도하게 부풀어 오르는 스웰링 현상이 발생하며, 이 스웰링 현상이 심하면 안전벤트 등이 파열되어 내부 가스를 외부로 내보내게 된다. 이러한 스웰링 현상은 탄산리튬을 적게 넣으면 해결될 수 있지만, 이렇게 되면 양극활물질에 산화코발트(CoO₂)가 잔존하여 양극을 부식시키고 충전시 전해액 속으로 용출되며, 이것이 음극으로의 코발트 석출 현상을 일으켜 내부쇼트를 일으키는 더 큰 위험을 유발하게 되므로, 현재로서는 탄산리튬을 다량 넣고 있다.In the secondary battery configured as described above, gas generation in the case 10 is due to lithium carbonate (Li ₂ CO ₃ ) used for formation of a cathode active material such as lithium cobalt (LiCoO ₂ ). Lithium carbonate added by overheating remains unreacted in lithium cobalt carbonate (LiCoO ₂ ), a positive electrode active material, and when the battery voltage increases due to abnormal charging, lithium carbonate (Li ₂ CO ₃ ) is decomposed and carbonated. Gas is generated. The generation of carbon dioxide gas usually causes a swelling phenomenon in which the case is excessively inflated. If this swelling phenomenon is severe, a safety vent is ruptured and the internal gas is discharged to the outside. This swelling can be solved by adding less lithium carbonate, but this results in cobalt oxide (CoO ₂ ) remaining in the cathode active material, which corrodes the anode and elutes into the electrolyte during charging, which causes cobalt precipitation to the cathode. Because it poses a greater risk of internal short-circuits, a large amount of lithium carbonate is currently added.

이러한 내부가스에 의하여 스웰링된 케이스(10) 장변부(110)의 인장응력 분포를 보면, 도 2에 도시된 바와 같이, 케이스(10)의 가장자리를 구성하는 모서리 부분(121), 평면부분(122), 제1귀퉁이부분(123), 제2귀퉁이부분(124)의 순으로 인장응력이 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 케이스(10)는 내부가스의 압력에 의하여 스웰링 될 때 제1,2귀퉁이 부분(123,124)에서 가장 큰 인장응력이 발생하고 있다.Looking at the tensile stress distribution of the long side portion 110 of the case 10 swelled by the internal gas, as shown in Figure 2, the edge portion 121, the planar portion (constituting the edge of the case 10) ( 122), it can be seen that the tensile stress increases in the order of the first corner portion 123, the second corner portion 124. That is, when the case 10 is swelled by the pressure of the internal gas, the greatest tensile stress is generated at the first and second corner portions 123 and 124.

제1귀퉁이부분(123)의 폭을 보면, 케이스(10)는 단변의 일측에서 장변을 따라 이동하면서 제1귀퉁이부분(123)의 시작부분의 제1경사각(θ1)이 35°이고, 단변의 일측에서 장변을 따라 더 이동하면서 측정된 제1귀퉁이부분(123)의 마지막부분의 제2경사각(θ2)이 70°를 보이고 있다. 또한, 제1귀퉁이부분(123)의 길이는 보면, 대각선 방향의 전체 길이에 대하여 5% 에서 35%를 차지하고 있다.Looking at the width of the first corner portion 123, the case 10 moves along the long side from one side of the short side, the first inclination angle (θ1) of the beginning of the first corner portion 123 is 35 °, The second inclination angle θ2 of the last portion of the first corner portion 123 measured while moving further along the long side at one side shows 70 °. In addition, the length of the first corner portion 123 accounts for 5% to 35% of the total length in the diagonal direction.

제2귀퉁이부분(124)의 폭은 케이스(10) 단변의 일측에서 장변을 따라 이동하면서 제2귀퉁이부분(124)의 시작부분의 제1경사각(θ1)이 3°이고, 단변의 일측에 서 장변을 따라 더 이동하면서 측정된 제1귀퉁이부분(123)의 마지막부분의 제2경사각(θ2)은 65°를 보이고 있다. 또한, 제1귀퉁이부분(123)의 길이는 보면, 대각선 방향의 전체 길이에 대하여 10% 에서 30%를 차지하고 있다.The width of the second corner portion 124 moves along the long side from one side of the short side of the case 10 while the first inclination angle θ1 of the beginning of the second corner portion 124 is 3 °, and on one side of the short side. The second inclination angle θ2 of the last portion of the first corner portion 123 measured while moving along the long side is 65 °. In addition, the length of the first corner portion 123 occupies 10% to 30% of the total length in the diagonal direction.

즉, 내압에 의하여 발생하는 케이스(10)의 인장응력은 제1,2귀퉁이 부분(123,124)에 집중된다.That is, the tensile stress of the case 10 generated by the internal pressure is concentrated in the first and second corner portions 123 and 124.

따라서, 케이스(10)의 안전성을 위한 안전벤트(140)는 이차 전지 내부의 압력을 신속하게 떨어뜨릴 수 있도록 신속하게 파단되고, 그 파단부분이 크게 형성되도록 적어도 한 지점이 교차되는 교차점을 갖도록 형성된다.Therefore, the safety vent 140 for the safety of the case 10 is quickly broken so as to quickly drop the pressure inside the secondary battery, and formed to have an intersection point where at least one point crosses so that the broken portion is formed large. do.

이러한 안전벤트(140)는 케이스(10)의 귀퉁이 부분에 형성된 것이 바람직함을 알 수 있다. 즉, 안전벤트(140)는 케이스(10)의 단변 일측에서 장변을 따라 증가하는 경사각이 제1귀퉁이 부분(123)과 제2귀퉁이 부분(124)이 겹치는 40~50° 사이에 위치하도록 형성되는 것이 좋다.It can be seen that the safety vent 140 is preferably formed in the corner portion of the case 10. That is, the safety vent 140 is formed such that the inclined angle that increases along the long side at one side of the short side of the case 10 is located between 40-50 ° of overlapping of the first corner portion 123 and the second corner portion 124. It is good.

이때, 안전벤트(140)는 대각선 방향을 따라 형성시키는 것이 바람직하며 대각선 방향에 대하여 수직한 방향으로 형성시킬 수도 있다.At this time, the safety vent 140 is preferably formed in a diagonal direction, it may be formed in a direction perpendicular to the diagonal direction.

또한, 안전벤트(140)는 프레싱 등의 기계적인 방법이나 에칭법 및 전기주형법을 이용하여 일정 깊이로 함몰된 홈을 갖는 취약부 즉, 노치가 될 수 있다. 여기서, 기계적인 방법이나 에칭법 및 전기주형법으로 노치를 형성할 때, 그 깊이나 형상을 균일하게 하여 내압에 의한 파단시 압력 오차의 발생이나 작동불량의 작동산포의 불량이 발생하지 않도록 하여야 한다.In addition, the safety vent 140 may be a weak part, that is, a notch having a groove recessed to a certain depth by using a mechanical method such as pressing, an etching method, and an electroforming method. Here, when notches are formed by mechanical methods, etching methods, or electroforming methods, the depth and shape should be made uniform so as not to cause pressure error or breakage of the operating dispersion due to breakdown due to internal pressure. .

즉, 노치 형태의 안전벤트(140)는 적어도 두 개의 노치가 겹칠수록 내압에 의해 개방되기가 용이하다. 도 3에 도시된 바와 같이, 안전벤트(140)는 한 지점을 중심으로 대칭형으로 형성된 반구형일 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 안전벤트(140a)는 교차점 발생하도록 X자형으로 형성될 수 있다.That is, the safety vent 140 of the notch shape is more easily opened by internal pressure as at least two notches overlap. As shown in FIG. 3, the safety vent 140 may be hemispherical formed symmetrically about a point. In addition, as illustrated in FIG. 4, the safety vent 140a may be formed in an X shape to generate an intersection point.

이와 같이 노치로 형성되는 안전벤트(140)는 는 케이스(10)의 내부에서 발생되는 내압에 의하여 쉽게 개방된다. 케이스(10)의 평균 두께가 0.3mm 일 때, 노치의 두께는 케이스의 내부압력이 40kg/Cm² 이하에서 원활하게 개방될 수 있도록 0.01 - 0.03mm로 형성된다. 노치의 두께가 0.01mm 이하가 되면 외부의 약한 충격에도 쉽게 파단될 수 있으므로, 노치의 두께는 0.01mm 이상으로 하는 것이 바람직하고, 노치의 두께가 0.03mm 이상이면 케이스의 내부압력이 40kg/Cm² 이상에서도 개방되지 않게 되어 안전벤트(140)의 작동불량을 유발할 수 있으므로 노치의 두께는 0.03mm 이하로 하는 것이 바람직하다.The safety vent 140 formed as a notch is easily opened by the internal pressure generated in the case 10. When the average thickness of the case 10 is 0.3 mm, the thickness of the notch has a internal pressure of 40 kg / Cm ^2. It is formed to 0.01 to 0.03mm to be able to open smoothly below. When the thickness of the notch is less than 0.01mm may be easily broken even weaker impact, the thickness of the notch is preferably not less than 0.01mm, 0.03mm or higher If the thickness of the notch the internal pressure of the case 40kg / Cm ² It is preferable that the thickness of the notch is 0.03 mm or less since it may not be opened even in the above and may cause a malfunction of the safety vent 140.

이상에서는 프레싱 등에 의하여 케이스(10)의 일부의 두께를 줄이는 방법을 사용하였지만, 케이스(10)의 일부를 관통하는 구멍을 뚫은 후에 이를 밀폐시키는 방법도 사용할 수 있다. 예를 들어, 케이스의 일부를 관통하는 구멍을 형성하고, 그 구멍을 밀폐하기 위하여 별도의 파단플레이트를 접착한다. 파단플레이트의 작동을 보다 정확하고 용이하게 유지하기 위하여 구멍의 중심쪽으로 돌출 형성된 돌기를 형성시킬 수 있다. 돌기는 앞쪽을 날카롭고 첨예하게 형성시켜 블레이드 역할을 하여 파단 플레이트가 먼저 파단되도록 할 수 있다. 또한, 파단플레이트를 용이하게 부착하기 위하여 용접이 아닌 접착제를 사용할 수 있다. 접착제는 폴리 에틸렌코아크리릭 에시드(polyethylenecoacrylic acid) 혹은 폴리에틸렌코아크리릭 에시드와 아이소프로필 알콜 및/또는 암모니아 용매를 혼합한 것을 사용할 수 있으며, 전지 내부에 전극과 함께 수납되는 것으로서 EC(에틸렌 카보네이트), PC(프로필렌 카보네이트), EMC(에틸 메틸 카보네이트), DEC(디에틸렌 카보네이트), MEC와 같은 전해액과 반응하지 않는 물질이어야 한다. 파단플레이트는 접착제를 바른 후 케이스의 구멍에 부착되며, 60～70℃ 분위기의 오븐에서 6시간 동안 보관하여 경화 및 고정시킨다. 한편, 보통 케이스의 재질이 알루미늄(Al)이므로 파단플레이트의 재질도 알루미늄을 사용하는 것이 바람직하다.In the above, a method of reducing the thickness of a part of the case 10 by pressing or the like has been used. However, a method of sealing a hole after penetrating a part of the case 10 may be used. For example, a hole penetrating a part of the case is formed, and a separate break plate is adhered to seal the hole. In order to more accurately and easily maintain the operation of the breaking plate, it is possible to form protrusions protruding toward the center of the hole. The protrusions can be sharpened and sharpened in the front, acting as blades so that the breaking plate breaks first. In addition, an adhesive other than welding may be used to easily attach the fracture plate. The adhesive may be a polyethylene coacrylic acid or a mixture of polyethylene coacrylic acid and an isopropyl alcohol and / or ammonia solvent, and may be stored together with the electrode in the cell, such as EC (ethylene carbonate), It must be a substance that does not react with electrolytes such as PC (propylene carbonate), EMC (ethyl methyl carbonate), DEC (diethylene carbonate), and MEC. The breaking plate is attached to the hole of the case after applying the adhesive, which is cured and fixed by keeping it in an oven at 60 ~ 70 ℃ for 6 hours. On the other hand, since the material of the case is usually aluminum (Al), it is preferable to use aluminum as the material of the fracture plate.

따라서, 이차 전지는 케이스(10)의 내부에 작동이상이 발생할 경우 내압이 상승하면 교차점을 갖는 안전벤트(140)의 파단으로 폭발을 방지할 수 있다.Therefore, the secondary battery may prevent the explosion by breaking of the safety vent 140 having an intersection when the internal pressure rises when an operation abnormality occurs in the case 10.

이상과 같이, 내압에 의하여 발생하는 케이스의 스웰링에서 케이스에 가해지는 인장응력의 분포에 따라 교차점을 갖는 안전벤트를 설치하게 되면, 최소의 내압에서 케이스의 파단이 일어남으로써 케이스의 폭발 등의 위험을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. As described above, when a safety vent having an intersection point is installed according to the distribution of tensile stress applied to the case in the swelling of the case generated by the internal pressure, the case may be broken at the minimum internal pressure, resulting in a risk of explosion of the case. Can be prevented more effectively.

또한, 안전벤트는 교차점을 중심으로 사방으로 파단되므로 파단부분이 넓어져 신속하게 이차 전지 내부의 압력을 떨어뜨릴 수 있는 이점이 있다.In addition, since the safety vent is broken in all directions around the intersection, the break portion is widened, and thus there is an advantage that the pressure inside the secondary battery can be quickly dropped.

그리고, 케이스의 측면에 안전벤트를 설치하므로, 안전벤트의 설계나 제조공정에서 보다 여유가 생기고 제조단가도 크게 낮출 수 있다.In addition, since the safety vent is installed on the side of the case, more space is created in the design or manufacturing process of the safety vent and the manufacturing cost can be significantly lowered.

Claims

In the safety vent formed on the side of the case,

The safety vent is located between 40 ° to 50 ° of the inclination angle increasing along the long side at one side of the short side of the case is provided with at least one intersection point,

The safety vent is a secondary battery, characterized in that the semi-circular shape is formed in a symmetrical form around a point between 5% to 35% of the total length in the diagonal direction of the case.

delete

The method of claim 1,

The safety vent is a secondary battery, characterized in that formed in the X-shape.

delete

The method of claim 1,

The safety vent is a secondary battery, characterized in that the notched shape.

The method of claim 5,

The safety vent is a secondary battery, characterized in that formed along the vertical direction in the diagonal direction of the case.