KR101147172B1 - 이차 전지 및 전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면은 케이스의 외부에서 전극단자의 외부 단락을 방지하는 이차 전지에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 세퍼레이터의 양면에 구비되는 양극과 음극을 상기 세퍼레이터와 함께 권취하여 형성되는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 내장하는 케이스, 상기 케이스의 일측에 형성되는 개구를 밀폐하는 캡플레이트, 상기 캡플레이트의 단자홀에 설치되며, 상기 케이스의 내부에서 외부로 연장되어, 상기 전극 조립체에 연결되는 전극단자, 및 전기 절연재로 형성되어 상기 케이스 외부에서 상기 전극단자를 덮는 단자캡을 포함한다.

Description

이차 전지 및 전지 모듈 {RECHARGEABLE BATTERY AND BATTERY MODULE}
본 기재는 케이스의 외부에서 전극단자의 외부 단락을 방지하는 이차 전지 및 전지 모듈에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 일차 전지와 달리 충전 및 방전을 반복적으로 수행할 수 있으며, 저용량의 이차 전지와 대용량의 이차 전지로 구분될 수 있다. 대용량의 이차 전지는 복수의 단위 전지들을 하나의 팩 형태로 연결하여 전지 모듈을 형성하며, 하이브리드 전기 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 사용된다. 전지 모듈은 복수의 단위 전지들을 직렬 또는 병렬로 연결하여, 필요한 전력을 얻을 수 있도록 형성된다.
단위 전지, 즉 이차 전지는 세퍼레이터(separator) 및 세퍼레이터의 양면에 구비되는 양극과 음극을 권취한 젤리롤 형태의 전극 조립체, 전극 조립체를 내장하는 케이스, 케이스의 개구를 밀폐하는 캡플레이트, 전극 조립체에 전기적으로 연결되며 캡플레이트에 형성된 단자홀을 통하여 캡플레이트 밖으로 돌출되는 전극단자, 및 전극 조립체의 음극과 양극을 전극단자에 각각 연결하는 리드탭을 포함한다.
일례를 들면, 전극단자는 인슐레이터를 개재하여 캡플레이트의 단자홀과의 사이에 절연 구조를 형성하며, 캡플레이트의 내측에서 리드탭에 코킹 및 용접되고, 캡플레이트의 외측에서 너트로 체결하여 단자홀에 고정 설치되거나 버스바(bus bar)로 연결된다. 즉 전극단자는 단위 전지 또는 전지 모듈 상태에서 케이스의 외부에 노출되므로 운반 중 또는 사용 중에 외부 단락을 유발할 수 있다.
본 발명의 일 측면은 케이스의 외부에서 전극단자의 외부 단락을 방지하는 이차 전지 및 전지 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 세퍼레이터의 양면에 구비되는 양극과 음극을 상기 세퍼레이터와 함께 권취하여 형성되는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 내장하는 케이스, 상기 케이스의 일측에 형성되는 개구를 밀폐하는 캡플레이트, 상기 캡플레이트의 단자홀에 설치되며, 상기 케이스의 내부에서 외부로 연장되어, 상기 전극 조립체에 연결되는 전극단자, 및 전기 절연재로 형성되어 상기 케이스 외부에서 상기 전극단자를 덮는 단자캡을 포함한다.
상기 단자캡은, 합성수지 또는 실리콘(silicone)으로 형성될 수 있다. 상기 단자캡은 상기 캡플레이트의 외측으로 돌출되는 상기 전극단자에 체결되는 너트를 더 덮을 수 있다.
상기 단자캡은, 상기 전극단자의 수직 상방에 관통홀을 형성할 수 있다. 상기 단자캡은, 상기 관통홀에 연결되고 상기 전극단자에 결합되는 결합홀을 형성할 수 있다. 상기 단자캡은, 상기 결합홀에 연결되고 상기 너트를 둘러싸는 확장홀을 형성할 수 있다.
상기 단자캡은, 상기 전극단자에 결합되도록 절개되는 절개부를 형성할 수 있다. 상기 단자캡은, 상기 절개부에 연결되고 상기 너트를 둘러싸는 확장홀을 형성할 수 있다.
상기 절개부는, 상기 전극단자의 상단에 마주하는 평면에서 직각으로 교차하여 상기 전극단자의 길이 방향으로 연장되는 4개의 절개 면으로 형성될 수 있다.
상기 절개부는, 상기 전극단자의 상단에 마주하는 평면에서 교차하여 상기 전극단자의 길이 방향으로 연장되는 3개의 절개 면으로 형성될 수 있다.
상기 단자캡은, 상면 및 측면 중 한 곳에 형성되는 손잡이를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은, 이웃하여 배치되는 1쌍의 이차 전지, 1쌍의 이차 전지 중, 일측 이차 전지의 전극단자와 다른측 이차 전지의 전극단자를 연결하는 버스바, 및 전기 절연재로 형성되어 서로 연결되는 상기 전극단자와 상기 버스바를 덮는 단자캡을 포함할 수 있다.
상기 단자캡은, 상기 전극단자의 수직 상방에 관통홀을 형성하고, 상기 관통홀에 연결되고 상기 전극단자 및 상기 버스바에 결합되는 결합홀을 형성할 수 있다.
상기 결합홀은, 상기 버스바의 길이 방향 끝을 둘러싸고, 상기 길이 방향의 중심 측을 개방하여 형성될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단자캡으로 케이스의 외부에서 전극단자를 덮음으로써 전극단자의 외부 단락을 방지하는 효과가 있다. 단위 셀의 이차 전지에서, 전극단자를 단자캡으로 덮음으로써 이차 전지를 셀 단위 상태로 유통 및 이송할 때, 전극단자의 외부 단락을 방지하는 효과가 있다. 전지 모듈에서, 전극단자 및 버스바의 일부를 단자캡으로 덮음으로써 전지 모듈을 하이브리드 전기 자동차 등에서 전지 모듈 상태로 사용할 때, 전극단자의 외부 단락을 방지하는 효과가 있다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도2는 도1의 Ⅱ-Ⅱ을 따라 자른 단면도이다.
도3은 리드탭, 전극단자, 캡플레이트 및 단자캡의 분해 사시도이다.
도4는 도3을 조립한 상태의 단면도이다.
도5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지에서, 리드탭, 전극단자, 캡플레이트 및 단자캡의 분해 사시도이다.
도6은 도5를 조립한 상태의 단면도이다.
도7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지에서, 리드탭, 전극단자, 캡플레이트 및 단자캡의 분해 사시도이다.
도8은 도7을 조립한 상태의 단면도이다.
도9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차 전지에서 단자캡의 사시도이다.
도10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 이차 전지에서 단자캡의 사시도이다.
도11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 부분 사시도이다.
도12는 도11을 조립한 상태의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이고, 도2는 도1의 Ⅱ-Ⅱ을 따라 자른 단면도이다. 도1 및 도2를 참조하면, 이차 전지(100)는 전극 조립체(10)를 내장하는 케이스(20), 케이스(20)의 일측에 형성되는 개구를 밀폐하는 캡플레이트(30), 캡플레이트(30)의 단자홀(311, 312)에 설치되는 전극단자(41, 42), 전극단자(41, 42)를 전극 조립체(10)에 연결하는 리드탭(51, 52), 및 전극단자(41, 42)를 덮는 단자캡(61, 62)을 포함한다.
전극 조립체(10)는 절연체인 세퍼레이터(13), 세퍼레이터(13)의 양면에 배치되는 양극(11)과 음극(12)을 포함하며, 양극(11)과 음극(12) 및 세퍼레이터(13)를 함께 권취함으로써 젤리롤(Jelly Roll) 형태로 이루어진다. 양극(11) 및 음극(12)은 박판의 금속 호일로 이루어지는 집전체와, 집전체의 표면에 코팅되는 활물질을 포함한다. 또한, 양극(11) 및 음극(12)은 집전체에 활물질이 코팅되는 코팅부와, 집전체에 활물질이 코팅되지 않는 무지부(111, 121)로 구획된다. 코팅부는 양극(11)과 음극(12)에서 각 면적의 대부분을 차지하며, 무지부(111, 121)는 젤리롤 상태에서 전극 조립체(10)의 코팅부 양쪽에 각각 형성된다.
케이스(20)는 이차 전지(100)의 전체적인 외관을 형성하며, 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 형성될 수 있다. 또한 케이스(20)는 전극 조립체(10)를 내장하는 공간을 제공한다. 예를 들면, 케이스(20)는 직육면체에 대응하는 형상의 전극 조립체(10)를 수용하도록 일측에 개구를 가지는 직육면체의 각형으로 이루어질 수 있다. 개구는 도1 및 도2에 도시된 케이스(20)에서 상방(z축 방향)을 향하고 있다.
캡플레이트(30)는 얇은 판재로 이루어지며, 케이스(20)의 개구에 결합되어 케이스(20)를 밀폐한다. 이와 같이, 캡플레이트(30)는 케이스(20)의 외부와 내부를 서로 차단하면서, 또한 필요에 따라 외부와 내부를 서로 연결할 수 있도록 형성된다. 캡플레이트(30)는 이차 전지(100)의 형성 및 작동을 가능하게 하는 구성들, 예를 들면, 전극단자(41, 42)를 인출하는 단자홀(311, 312)과, 전해액을 주입하는 전해액 주입구(32), 및 내부 압력 상승시, 이차 전지(100)의 안정성을 확보하는 벤트 구멍(35)을 형성하고 있다. 전해액 주입구(32)는 케이스(20)에 캡플레이트(30)를 결합한 상태에서 케이스(20)의 내부에 전해액을 주입할 수 있게 한다. 케이스(20)의 내부에 전해액을 주입한 후, 전해액 주입구(32)는 밀봉마개(33)로 밀봉된다.
벤트 구멍(35)은, 이차 전지(100)가 정상적으로 작동될 때, 폐쇄 상태를 유지하고, 내부 압력 상승시 개방되도록 벤트 플레이트(34)로 밀폐된다. 즉 벤트 플레이트(34)는 캡플레이트(30)보다 얇은 판재로 이루어져 벤트 구멍(35)의 주위에 용접된다. 벤트 플레이트(34)는 전극 조립체(10)의 충전 및 방전 작용으로 인하여 이차 전지(100)의 내부에서 발생되는 가스에 의하여, 케이스(20)의 내부 압력이 설정치 이상으로 상승할 때, 내부 압력에 의하여 절개되어 이차 전지(100)의 내부 가스를 배출한다. 따라서 이차 전지(100)의 폭발이 방지될 수 있다.
단자홀(311, 312)은 캡플레이트(30)를 관통하여 전극단자(41, 42)의 삽입을 가능하게 한다. 즉 전극단자(41, 42)는 단자홀(311, 312)을 통하여 전극 조립체(10)의 양극(11)과 음극(12)을 각각 외부로 인출한다. 예를 들면, 전극단자(41, 42)는 외측 인슐레이터(43)와 내측 인슐레이터(44)를 개재하여 단자홀(311, 312)에 각각 설치된다. 따라서 외측 인슐레이터(43)와 내측 인슐레이터(44)는 전극단자(41, 42)와 캡플레이트(30) 사이에서 전기적인 절연 구조를 형성한다. 전극단자(41, 42)는 단자홀(311, 312)을 통하여 케이스(20)의 내부에서 전극 조립체(10)에 전기적으로 연결되고, 동시에 케이스(20)의 외부로 돌출되어 노출된다.
리드탭(51, 52)은 일측으로 전극단자(41, 42)에 연결되고, 다른 일측으로 전극 조립체(10)의 양단에 형성되는 무지부(111, 121)에 연결된다. 즉 리드탭(51, 52)은 동일 구조로 형성되어, 전극 조립체(10)의 양극(11)과 음극(12)을 전극단자(41, 42)에 각각 동일하게 연결한다. 리드탭(51, 52)과 전극단자(41, 42)의 접합구조에 대한 이하의 설명에서, 편의상, 양극(11)에 연결되는 전극단자(41)와 리드탭(51)의 접합구조를 예로 들어 설명한다.
도3은 리드탭, 전극단자, 캡플레이트 및 단자캡의 분해 사시도이고, 도4는 도3을 조립한 상태의 단면도이다. 도3을 참조하면, 전극단자(41)는 단자홀(311)에 삽입되고 캡플레이트(30)의 외부로 돌출되는 스탬(stem)(411), 스탬(411)의 일측에 형성되는 플랜지(412) 및 플랜지(412)에서 스탬(411)의 반대측으로 돌출되는 돌기(413)를 포함한다. 리드탭(51)은 전극단자(41)의 플랜지(412)에 밀착 연결되는 연결부(511), 돌기(413)가 결합되도록 연결부(511)에 관통 형성되는 결합 구멍(512), 및 연결부(511)에서 수직 방향(z축 방향)으로 연장되어 전극 조립체(10)의 무지부(111)에 연결되는 집전부(513)를 포함한다.
도4를 참조하면, 전극단자(41)와 리드탭(51)의 연결 구조는 전극단자(41)의 플랜지(412)를 리드탭(51)의 연결부(511)에 면접촉시키고, 돌기(413)를 결합 구멍(512)에 결합시킨 후, 코킹하여, 결합 구멍(512)을 따라 돌기(413)를 연결부(511)에 용접하여 형성된다 플랜지(412)와 연결부(511)는 접촉 면적을 증대시키고, 돌기(413)와 결합 구멍(512)은 접촉 면적과 상호 체결력을 증대시킨다. 따라서 전극단자(41)와 리드탭(51) 사이에서 전기적인 저항의 증가가 방지되고, 상호 전기적 연결의 분리가 방지될 수 있다.
한편, 본 발명에 적용되는 전극단자(41), 리드탭(51) 및 캡플레이트(30)의 구조는 기설명된 구조에 한정되지 않는다. 그리고 본 발명에 적용되는 단자캡(61, 62)은 실시예들에 도시된 전극단자(41) 및 캡플레이트(30)의 구성에만 한정적으로 적용되는 것이 아니고, 다양한 전극단자 및 캡플레이트의 구성들에 적용될 수 있다. 예를 들면, 이차 전지의 내부 압력이 상승할 때, 양극과 음극을 전기적으로 연결하는 단락 부재를 포함하는 전극단자 및 캡플레이트에도 적용될 수 있다(미도시).
본 발명에 적용되는 단자캡(61, 62)는 전기 절연재로 형성되어 케이스(20)의 외부에서 전극단자(41, 42)를 덮음으로써 전극단자(41, 42)의 외부 단락을 방지할 수 있도록 구성된다. 예를 들면, 단자캡(61, 62)은 전기 절연성을 가지는 합성수지 또는 실리콘(silicone)으로 형성될 수 있다. 단자캡(61, 62)은 동일한 구조로 형성되어, 동일한 구조로 전극단자(41, 42)를 각각 덮는다. 따라서 단자캡(61, 62)이 전극단자(41, 42)를 덮는 구조에 대한 이하의 설명에서, 편의상, 양극(11) 측의 전극단자(41)를 덮는 단자캡(61)을 예로 들어 설명한다.
예를 들면, 단자캡(61)은 캡플레이트(30)의 외측으로 돌출되는 전극단자(41)와 이에 체결되는 너트(45)를 덮는다. 또한 단자캡(61)은 외측 인슐레이터(43)가 캡플레이트(30)의 외표면으로 돌출되는 경우, 너트(45)와 함께 외측 인슐레이터(43)를 덮을 수 있다. 단자캡(61)은 전극단자(41)의 수직 상방에 관통홀(611)을 형성한다. 관통홀(611)은 단자캡(61)으로 덮어진 상태에서 관통홀(611)을 통하여 측정장치를 전극단자(41)에 연결 가능케 하여, 이차 전지(100)의 개방회로전압(OCV; open circuit voltage)을 측정할 수 있게 한다. 즉 관통홀(611)은 전극단자(41)를 단자캡(61)으로 덮은 경우에도 이차 전지(100)의 개방회로전압을 측정하는데 불편이 없게 한다.
단자캡(61)이 전극단자(41)를 덮을 때, 단자캡(61)이 전극단자(41)로부터 이탈되지 않도록 전극단자(41) 또는 너트(45)와 체결력을 가진다. 이를 위하여, 단자캡(61)은 관통홀(611)에 연결되는 결합홀(612)을 형성하고, 결합홀(612)은 전극단자(41)에 결합된다. 전극단자(41)의 스탬(411)에는 나사가 형성되어 있다. 따라서 단자캡(61)으로 전극단자(41)를 덮게 되면, 전극단자(41)의 스탬(411)이 단자캡(61)의 결합홀(612) 내부로 삽입되면서 결합홀(612)의 내표면을 부분적으로 변형시킨다. 이 변형으로 인하여, 결합홀(612)과 스탬(411)은 서로 체결력을 가진다. 즉 단자캡(61)은 체결력을 가진 상태로 전극단자(41)를 덮어서 전극단자(41)를 외부와 전기적으로 절연시킨다.
또한, 단자캡(61)은 결합홀(612)에 연결되는 확장홀(613)을 형성하고, 확장홀(613)은 너트(45)를 둘러싼다. 결합홀(612)과 스탬(411) 사이에 체결력이 단자캡(61)을 전극단자(41)에 유지시키기에 충분한 경우, 확장홀(613)은 너트(45)와의 사이에 간격을 유지하여 체결력을 가지지 않을 수도 있다. 이 경우, 단자캡(61)을 전극단자(41)에 체결하는 조작이 용이해진다. 결합홀(612)과 스탬(411) 사이에 체결력이 충분하지 않은 경우, 확장홀(613)은 너트(45)와의 사이에 간격을 형성하지 않고 삽입되는 너트(45)에 의하여 부분적으로 변형되어 체결력을 가질 수도 있다.
이하 본 발명의 다른 실시예들에 대하여 설명한다. 제1 실시예와 비교하여 동일한 부분에 대한 설명을 생략하고 서로 다른 부분에 대하여 설명한다.
도5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지에서, 리드탭, 전극단자, 캡플레이트 및 단자캡의 분해 사시도이고, 도6은 도5를 조립한 상태의 단면도이다.
도5 및 도6을 참조하면, 제2 실시예의 이차 전지에서, 단자캡(261)은 전극단자(41)에 결합되도록 절개되는 절개부(262)를 형성한다. 단자캡(261)으로 전극단자(41)를 덮을 때, 전극단자(41)의 스탬(411)은 절개부(262)에 삽입되어 절개부(262)와 체결력을 가진다. 즉 절개부(262)는 스탬(411)과 결합되어 자체의 변형 또는 탄성력으로 스탬(411)과의 체결 상태를 유지할 수 있도록 다양한 구조로 형성될 수 있다.
예를 들면, 제2 실시예에서 단자캡(261)의 절개부(262)는 전극단자(41)의 상단에 마주하는 평면에서 직각으로 교차하여 전극단자(41)의 길이 방향으로 연장되는 4개의 절개 면으로 절개된다. 즉 절개부(262)는 단자캡(261)의 상면에 ┼형상으로 형성되어 벌어지면서 삽입되는 스탬(411)을 수용할 수 있도록 절개되어 있다. 단자캡(261)에서 확장홀(613)은 절개부(262)에 연결되고 너트(45)를 둘러싼다. 또한, 절개부(262)는 단자캡(261)으로 덮어진 상태에서 전극단자(41)를 통하여 이차 전지의 개방회로전압(OCV; open circuit voltage)를 측정할 수 있게 한다.
도7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지에서, 리드탭, 전극단자, 캡플레이트 및 단자캡의 분해 사시도이고, 도8은 도7을 조립한 상태의 단면도이다. 도7 및 도8을 참조하면, 제3 실시예의 이차 전지에서, 절개부(362)는 전극단자(41)의 상단에 마주하는 평면에서 교차하여 전극단자(41)의 길이 방향으로 연장되는 3개의 절개 면으로 절개된다.
즉 절개부(362)는 단자캡(361)의 상면에 Y형상으로 형성되어 벌어지면서 삽입되는 스탬(411)을 수용할 수 있도록 절개되어 있다. 단자캡(361)에서 확장홀(613)은 절개부(362)에 연결되고 너트(45)를 둘러싼다. 또한, 절개부(362)는 단자캡(361)으로 덮어진 상태에서 전극단자(41)를 통하여 이차 전지의 개방회로전압(OCV; open circuit voltage)를 측정할 수 있게 한다. 제2, 제3 실시예의 절개부(262, 362)는 다양한 형상으로 형성될 수 있다는 것을 예시하고 있다. 단자캡의 절개부는 5개, 6개 및 더 많은 수의 절개 면으로 형성될 수 있다(미도시).
도9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차 전지에서 단자캡의 사시도이고, 도10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 이차 전지에서 단자캡의 사시도이다. 도9를 참조하면, 단자캡(361)은 측면에 손잡이(363)를 형성하고, 도10을 참조하면, 단자캡(461)은 상면에 손잡이(463)를 형성하고 있다.
손잡이(363, 463)는 전극단자(41)에 단자캡(361, 461)을 덮거나 전극단자(41)로부터 단자캡(361, 461)을 분리하는 작업을 편리하게 한다. 제3, 제4 실시예의 손잡이(363, 463)는 단자캡의 다양한 위치에 다양한 구조로 형성되어, 단자캡의 취급을 용이하게 하는 것을 예시한다.
제1 내지 제4 실시예의 단자캡(61, 62, 261, 361, 461)은 이차 전지(100)를 단위 셀로 유통 및 이송할 때, 전극단자(41, 42)를 덮어 전극단자(41, 42)의 외부 단락을 방지하며, 복수의 이차 전지(100)를 직렬 또는 병렬로 연결하여 전지 모듈로 조립할 때 제거된다.
도11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 부분 사시도이고, 도12는 도11을 조립한 상태의 단면도이다. 도11 및 도12를 참조하면, 일 실시예의 전지 모듈(200)은 버스바(71)로 연결된 상태에서 단자캡(561)을 적용한 구조를 예시한다. 즉 일 실시예의 전지 모듈(200)은 적어도 이웃하여 배치되는 1쌍의 이차 전지(100), 일측 이차 전지(100)의 전극단자(41)와 다른측 이차 전지(100)의 전극단자(42)를 연결하는 버스바(71), 및 전극단자(41)와 버스바(71)를 덮는 단자캡(561)을 포함한다. 본 실시예의 설명에서, 편의상, 이웃하는 이차 전지(100)의 전극단자(41, 42)를 직렬로 연결하는 구조를 예로 설명한다.
단자캡(561)은 전극단자(41, 42)의 수직 상방에 관통홀(611)을 형성하고, 관통홀(611)에 연결되는 결합홀(614)을 형성한다. 결합홀(614)은 전극단자(41, 42) 및 버스바(71)에 결합된다. 결합홀(614)은 버스바(71)의 길이 방향 끝을 둘러싸고, 길이 방향의 중심 측을 개방하여 형성되어, 버스바(71)와 간섭되지 않으면서 버스바(71)로 연결되는 전극단자(41, 42)를 각각 덮을 수 있다. 즉 단자캡(561)은 모듈 상태, 즉 전지 모듈(200)에서 각 이차 전지(100)의 전극단자(41, 42)의 외부 단락을 방지할 수 있다. 또한 단자캡(561)은 이차 전지(100)를 단위 셀로 유통 및 이송할 때, 전극단자(41, 42)를 덮어 전극단자(41, 42)의 외부 단락을 방지하기 위하여 사용될 수도 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100 : 이차 전지 200 : 전지 모듈
10 : 전극 조립체 11 : 양극
12 : 음극 13 : 세퍼레이터
20 : 케이스 30 : 캡플레이트
31 : 단자홀 32 : 전해액 주입구
33 : 밀봉마개 34 : 벤트 플레이트
35 : 벤트 구멍 41, 42 : 전극단자
43 : 외측 인슐레이터 44 : 내측 인슐레이터
45 : 너트 51, 52 : 리드탭
61, 62, 261, 361, 461, 561 : 단자캡 71 : 버스바
111, 121 : 무지부 262, 362 : 절개부
311, 312 : 단자홀 363, 463 : 손잡이
411 : 스탬(stem) 412 : 플랜지
413 : 돌기 511 : 연결부
512 : 결합 구멍 513 : 집전부
611 : 관통홀 612, 614 : 결합홀
613 : 확장홀

Claims (14)

  1. 세퍼레이터의 양면에 구비되는 양극과 음극을 상기 세퍼레이터와 함께 권취하여 형성되는 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 내장하는 케이스;
    상기 케이스의 일측에 형성되는 개구를 밀폐하는 캡플레이트;
    상기 캡플레이트의 단자홀에 설치되며, 상기 케이스의 내부에서 외부로 연장되어, 상기 전극 조립체에 연결되는 전극단자; 및
    전기 절연재로 형성되어 상기 케이스 외부에서 상기 전극단자를 덮는 단자캡을 포함하며,
    상기 단자캡은,
    상기 전극단자에 결합되는 결합홀을 형성하는 이차 전지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 단자캡은,
    합성수지 또는 실리콘(silicone)으로 형성되는 이차 전지.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 단자캡은
    상기 캡플레이트의 외측으로 돌출되는 상기 전극단자에 체결되는 너트를 더 덮는 이차 전지.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 단자캡은,
    상기 전극단자의 수직 상방에 관통홀을 형성하는 이차 전지.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 결합홀은,
    상기 관통홀에 연결되는 이차 전지.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 단자캡은,
    상기 결합홀에 연결되고 상기 전극단자에 체결되는 너트를 둘러싸는 확장홀을 형성하는 이차 전지.
  7. 세퍼레이터의 양면에 구비되는 양극과 음극을 상기 세퍼레이터와 함께 권취하여 형성되는 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 내장하는 케이스;
    상기 케이스의 일측에 형성되는 개구를 밀폐하는 캡플레이트;
    상기 캡플레이트의 단자홀에 설치되며, 상기 케이스의 내부에서 외부로 연장되어, 상기 전극 조립체에 연결되는 전극단자; 및
    전기 절연재로 형성되어 상기 케이스 외부에서 상기 전극단자를 덮는 단자캡을 포함하며,
    상기 단자캡은,
    상기 전극단자에 결합되도록 절개되는 절개부를 형성하는 이차 전지.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 단자캡은,
    상기 절개부에 연결되고 상기 전극단자에 체결되는 너트를 둘러싸는 확장홀을 형성하는 이차 전지.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 절개부는,
    상기 전극단자의 상단에 마주하는 평면에서 직각으로 교차하여 상기 전극단자의 길이 방향으로 연장되는 4개의 절개 면으로 형성되는 이차 전지.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 절개부는,
    상기 전극단자의 상단에 마주하는 평면에서 교차하여 상기 전극단자의 길이 방향으로 연장되는 3개의 절개 면으로 형성되는 이차 전지.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 단자캡은,
    상면 및 측면 중 한 곳에 형성되는 손잡이를 포함하는 이차 전지.
  12. 이웃하여 배치되는 1쌍의 이차 전지;
    1쌍의 이차 전지 중, 일측 이차 전지의 전극단자와 다른측 이차 전지의 전극단자를 연결하는 버스바; 및
    전기 절연재로 형성되어 서로 연결되는 상기 전극단자와 상기 버스바를 덮는 단자캡을 포함하며,
    상기 단자캡은,
    상기 전극단자 및 상기 버스바에 결합되는 결합홀을 형성하는 전지 모듈.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 단자캡은,
    상기 전극단자의 수직 상방에 관통홀을 형성하고,
    상기 결합홀은,
    상기 관통홀에 연결되는 전지 모듈.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 결합홀은,
    상기 버스바의 길이 방향 끝을 둘러싸고, 상기 길이 방향의 중심 측을 개방하여 형성되는 전지 모듈.
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