KR101175020B1

KR101175020B1 - 이차 전지

Info

Publication number: KR101175020B1
Application number: KR1020110010943A
Authority: KR
Inventors: 김덕중
Original assignee: 에스비리모티브 주식회사
Priority date: 2011-02-08
Filing date: 2011-02-08
Publication date: 2012-08-17
Also published as: EP2485292A2; EP2485292A3; US20120202096A1; US9209436B2; EP2485292B1

Abstract

본 발명은 전체 부품수를 줄여, 중량을 감소시키고 제조 공정을 단순화할 수 있으며, 제조 수율을 향상시킬 수 있는 이차 전지에 관한 것이다.
일례로, 제 1 전극판, 제 2 전극판, 및 상기 제 1 전극판과 상기 제 2 전극판 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스; 및 상기 케이스를 밀봉하며 단락홀을 가지는 캡 플레이트를 포함하는 캡 조립체;를 포함하고, 상기 캡 조립체는 상기 단락홀에 설치되는 반전 플레이트; 상기 캡 플레이트 상에 설치되고, 일측면에 개구부가 형성된 절연부재; 및 상기 개구부를 통해 슬라이드 결합되어 상기 단락홀을 덮도록 설치되는 단락 플레이트를 포함하는 이차 전지가 개시된다.

Description

이차 전지{Rechargeable battery}

본 발명은 이차 전지에 관한 것이다.

이차 전지(Rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 하나의 배터리 셀이 팩 형태로 포장된 저용량 전지의 경우 휴대폰 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 배터리 셀이 수십 개 연결된 대용량 전지의 경우 전기 스쿠터, 하이브리드 자동차, 전기 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.

이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형 및 각형을 들 수 있으며, 양, 음극판 사이에 절연체인 세퍼레이터(separator)를 개재하여 형성된 전극 조립체와 전해액을 함께 케이스에 수용하고, 케이스에 캡 플레이트를 설치하여 구성된다. 물론, 상기 전극 조립체에는 양극 단자 및 음극 단자가 연결되며, 이는 상기 캡 플레이트를 통하여 외부로 노출 및 돌출된다.

본 발명의 일 실시예는 전체 부품수를 줄여, 중량을 감소시키고 제조 공정을 단순화할 수 있으며, 제조 수율을 향상시킬 수 있는 이차 전지를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 제 1 전극판, 제 2 전극판, 및 상기 제 1 전극판과 상기 제 2 전극판 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스; 및 상기 케이스를 밀봉하며 단락홀을 가지는 캡 플레이트를 포함하는 캡 조립체;를 포함하고, 상기 캡 조립체는 상기 단락홀에 설치되는 반전 플레이트; 상기 캡 플레이트 상에 설치되고, 일측면에 개구부가 형성된 절연부재; 및 상기 개구부를 통해 슬라이드 결합되어 상기 단락홀을 덮도록 설치되는 단락 플레이트를 포함할 수 있다.

상기 개구부는 상기 캡 플레이트에 접촉되어 결합되는 바닥부; 상기 바닥부의 양측단으로부터 상부로 연장되어 형성된 제1 측벽부 및 제2 측벽부; 및 상기 제1 측벽부 및 상기 제2 측벽부의 끝단에 연결되는 커버부를 포함할 수 있다.

상기 개구부는 상기 바닥부, 상기 제1 측벽부, 상기 제2 측벽부 및 커버부로 이루어진 인입홀을 더 포함하고, 상기 단락 플레이트는 상기 인입홀의 내부로 슬라이드 결합된다.

상기 절연 부재에는 상기 개구부를 통과한 상기 단락 플레이트가 안착되는 안착홈이 형성되어 있다.

상기 안착홈은 상기 개구부의 바닥부, 제1 측벽부 및 제2 측벽부가 연장되어 형성되고, 상기 연장된 바닥부, 제1 측벽부 및 제2 측벽부의 끝단에 연결되는 제3 측벽부가 형성되어 있다.

상기 안착홈에 안착된 상기 단락 플레이트 상에는 단자 관통홀이 형성된 단자 플레이트가 결합되어 있다.

상기 개구부의 바닥부에는 상기 단락홀에 대응되는 위치에 접촉홀이 형성되어 있다.

상기 안착홈의 바닥부에는 제1 관통홀이 형성되어 있다.

상기 단락 플레이트에는 상기 제1 관통홀에 대응되는 위치에 제2 관통홀이 형성되어 있다.

상기 제1 전극판 및 제2 전극판과 전기적으로 연결되는 제1 집전 단자 및 제2 집전 단자를 더 포함하고, 상기 제1 집전 단자는 상기 단자 관통홀과 상기 제1 관통홀 및 제2 관통홀을 관통하여 결합된다.

상기 반전 플레이트는 아래로 볼록한 라운드부와, 상기 캡 플레이트에 고정되는 테두리부를 포함할 수 있다.

상기 반전 플레이트는 상기 이차 전지의 내부 압력이 설정 압력보다 커지면 반전되어 상기 단락 플레이트에 접촉된다.

상기 반전 플레이트는 상기 제2 전극판과 전기적으로 연결되어 있다.

상기 단락 플레이트는 상기 제1 전극판과 전기적으로 연결되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 단락 플레이트를 절연 부재에 슬라이드 결합되도록 함으로써, 전체 부품수를 줄여, 중량을 감소시키고 제조 공정을 단순화할 수 있으며, 제조 수율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 단락 플레이트를 절연 부재에 슬라이드 결합되도록 함으로써, 절연 부재의 강성으로 인하여 과충전 등에 의하여 단락이 발생할 경우 단락 플레이트의 휨 발생을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 절취한 이차 전지를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 A영역의 확대 단면도이다.
도 4는 도 2의 절연 부재를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 2의 절연 부재에 단락 플레이트와 단자 플레이트가 결합되는 상태를 설명하기 위한 사시도이다.

이하 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 전극 조립체(110), 제 1 단자 조립체(120), 제 2 단자 조립체(130), 케이스(140), 캡 조립체(150)를 포함한다. 상기 전극 조립체(110)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 제 1 전극판(111), 세퍼레이터(113), 제 2 전극판(112)의 적층체를 권취하거나 겹쳐서 형성한다. 여기서, 상기 제 1 전극판(111)은 음극으로서 동작할 수 있으며, 상기 제 2 전극판(112)은 양극으로서 동작할 수 있다. 물론, 그 반대도 가능하다.

상기 제 1 전극판(111)은 구리 또는 니켈과 같은 금속 포일로 형성된 제 1 전극 집전체에 흑연 또는 탄소 등의 제 1 전극 활물질을 도포함으로써 형성되며, 제1 전극 활물질이 도포되지 않는 영역인 제 1 전극 무지부(111a)를 포함한다. 상기 제 1 전극 무지부(111a)는 상기 제 1 전극판(111)과, 상기 제 1 전극판 외부 간의 전류 흐름의 통로가 된다. 한편, 본 발명에서 상기 제 1 전극판(111)의 재질을 한정하는 것은 아니다.

상기 제 2 전극판(112)은 알루미늄과 같은 금속 포일로 형성된 제 2 전극 집전체에 전이금속산화물 등의 제 2 전극 활물질을 도포함으로써 형성되며, 제 2 활물질이 도포되지 않은 영역인 제 2 전극 무지부(112a)를 포함한다. 상기 제 2 전극 무지부(112a)는 상기 제 2 전극판(112)과, 상기 제 2 전극판 외부 간의 전류 흐름의 통로가 된다. 한편, 본 발명에서 상기 제 2 전극판(112)의 재질을 한정하는 것은 아니다.

상기와 같은 제 1 전극판(111) 및 제 2 전극판(112)은 극성을 달리하여 배치될 수 있다.

상기 세퍼레이터(113)는 상기 제 1 전극판(111)과 상기 제 2 전극판(112) 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 하며, 폴리에틸렌, 폴리 프로필렌, 또는 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 복합 필름으로 이루어질 수 있다. 한편, 본 발명에서 상기 세퍼레이터(113)의 재질을 한정하는 것은 아니다.

상기와 같은 전극 조립체(110)의 양측 단부에는 상기 제 1 전극판(111)과 상기 제 2 전극판(112) 각각에 전기적으로 연결되는 제 1 단자 조립체(120) 및 제 2 단자 조립체(130)가 결합된다.

상기 제 1 단자 조립체(120)는 주로 금속 또는 그 등가물로 형성되며, 상기 제 1 전극판(111)과 전기적으로 연결된다. 상기 제 1 단자 조립체(120)는 제 1 집전판(121), 제 1 집전 단자(122) 및 제 1 단자 플레이트(123)를 포함한다.

상기 제 1 집전판(121)은 상기 전극 조립체(110)의 일측 단부로 돌출된 제 1 전극 무지부(111a)와 접촉된다. 실질적으로, 상기 제 1 집전판(121)은 상기 제 1 전극 무지부(111a)에 용접된다. 상기 제 1 집전판(121)은 대략 '┏' 형태로 형성되며, 상부에 형성되는 제 1 단자홀(121a)을 갖는다. 상기 제 1 단자홀(121a)에는 제 1 집전 단자(122)가 끼워져 결합된다. 이러한 제 1 집전판(121)은 예를 들면 구리, 구리 합금 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 재질로 상기 제 1 집전판(121)을 한정하는 것은 아니다.

상기 제 1 집전 단자(122)는 캡 플레이트(151)를 관통하여 상부로 일정 길이 돌출 및 연장되며, 또한 상기 캡 플레이트(151)의 하부에서 상기 제 1 집전판(121)과 전기적으로 연결된다. 이러한 제 1 집전 단자(122)는 예를 들면 구리 합금 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 재질로 상기 제 1 집전 단자(122)를 한정하는 것은 아니다.

상기 제 1 집전 단자(122)는 구체적으로 제 1 몸체부(122a), 제 1 플랜지부(122b) 및 제 1 고정부(122c)를 포함한다.

상기 제 1 몸체부(122a)는 상기 캡 플레이트(151)의 상부로 돌출되는 상부 기둥과, 상부 기둥의 하부에 연결되며 상기 캡 플레이트(151)의 하부로 연장되는 하부 기둥으로 구분된다.

상기 제 1 플랜지부(122b)는 상기 제 1 몸체부(122a)의 하부 기둥의 측부로부터 수평 방향으로 연장되게 형성된다. 이러한 제 1 플랜지부(122b)는 상기 제 1 집전 단자(122)가 상기 캡 플레이트(151)로부터 빠지지 않도록 한다.

상기 제 1 고정부(122c)는 상기 제 1 집전 단자(122)의 상부 기둥의 끝단의 측부로부터 수평 방향으로 연장되게 형성된다. 이러한 제 1 고정부(122c)는 상기 제 1 집전 단자(122)를 상기 제 1 단자 플레이트(123)에 고정되게 한다.

상기 제1 단자 플레이트(123)는 상기 제1 고정부(122c)에 결합되도록 대략 사각 기둥의 형상일 수 있다. 그러나, 상기 제1 단자 플레이트(123)는 그 중앙에 상기 제1 집전 단자(122)가 관통 결합되도록 대략 수직 방향으로 단자 관통홀(미도시)이 형성되고, 대략 상부에는 상기 제1 고정부(122c)가 안착되도록 일정 깊이의 안착홈(미도시)이 형성된 구조일 수도 있다. 이러한 제1 단자 플레이트(123)는 제 1 체결 몸체부(123a), 제 1 집전 단자용 홀(123b), 제1 고정홈(123c), 체결돌기 홈(123d)을 포함한다.

상기 제 1 체결 몸체부(123a)는 후술되는 절연부재(157)의 안착홈(155)과 접촉하는 부분이며, 상기 제1 단자 플레이트(123)가 상기 절연 부재(157)에 안정적으로 안착되도록 베이스 역할을 한다.

상기 제 1 집전 단자용 홀(123b)은 상기 제 1 체결 몸체부(123a)의 상면에서 하면으로 형성되며, 상기 제 1 집전 단자(122)의 상부 기둥이 통과하는 공간을 제공한다.

상기 제 1 고정홈(123c)은 상기 제 1 체결 몸체부(123a)의 상부 끝단에 상기 제 1 집전 단자용 홀(123b)의 직경보다 큰 직경을 가지도록 형성되며, 상기 제 1 고정부(122c)가 걸쳐지는 공간을 제공한다.

상기 제1 체결돌기 홈(123d)은 상기 안착홈(155)의 결합돌기부(155e)와 결합되도록 형성되며, 상기 결합돌기부(155e)에 밀착되어 결합된다.

상기 제 2 단자 조립체(130)는 상기 제 1 단자 조립체(120)와 마찬가지로 주로 금속 또는 그 등가물로 형성되며, 제 2 전극판(112)과 전기적으로 연결된다. 상기 제 2 단자 조립체(130)는 제 2 집전판(131), 제 2 집전 단자(132) 및 제 2 단자 플레이트(133)를 포함한다. 여기서, 상기 제 2 단자 조립체(130)의 형태는 상기 제 1 단자 조립체(120)의 형태와 동일할 수 있다. 따라서, 그 형태의 설명은 생략한다. 다만, 상기 제2 집전판(131) 및 제2 집전 단자(132)는 주로 알루미늄, 알루미늄 합금 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나일 수 있으나, 이러한 재료로 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 제2 단자 플레이트(133)는 주로 스텐레스 스틸, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나일 수 있으며, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.

또한, 상기 제2 단자 플레이트(133)는 상기 캡 플레이트(151)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 따라서 이하에서 설명될 케이스(140) 및 캡 플레이트(151)는 상기 제2 단자 조립체(130)와 같은 극성을 가질 수 있다.

상기 케이스(140)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 형성되며, 상기 전극 조립체(110)와 상기 제1 집전단자(122) 및 제2 집전단자(132)를 수용한다. 한편, 상기 케이스(140)의 내면은 절연 처리되어, 상기 전극 조립체(110), 상기 제 1 단자 조립체(120), 상기 제 2 단자 조립체(130) 및 캡 조립체(150)와 절연될 수 있다. 여기서, 상기 케이스(140)는 하나의 극성, 예를 들어 양극으로서 작용할 수 있다.

상기 캡 조립체(150)는 상기 케이스(140)에 결합된다. 상기 캡 조립체(150)는 구체적으로 캡 플레이트(151), 시일 가스켓(sealing gasket)(152), 연결판(152a), 마개(153), 안전 벤트(154), 절연 부재(157), 하부 절연부재(157a), 단락 플레이트(158) 및 반전 플레이트(159)를 포함한다.

상기 캡 플레이트(151)는 상기 케이스(140)의 개구를 밀봉하며, 상기 케이스(140)와 동일한 재질로 형성될 수 있다. 상기 캡 플레이트(151)는 전해액 주입구(151a), 벤트홀(151b), 단락홀(151c) 및 집전 단자용 홀(151d)을 가질 수 있다. 또한, 상기 캡 플레이트(151)는 상면에 형성되는 회전 방지홈(151e) 및 하면에 형성되는 결합홈(151f)을 가질 수 있다. 이러한 캡 플레이트(151)는 레이저 용접 방식으로 상기 케이스(140)에 결합될 수 있다. 여기서, 상기 캡 플레이트(151)는 상기 제 2 전극판(112), 상기 제 2 집전 단자(132), 및 상기 케이스(140)와 동일한 극성을 가질 수 있다.

상기 시일 가스켓(152)은 절연성 재질로 상기 제 1 집전 단자(122)와 상기 제 2 집전 단자(132) 각각과 상기 캡 플레이트(151)의 사이에 형성되어, 상기 제 1 집전 단자(122)와 상기 제 2 집전 단자(132) 각각과 상기 캡 플레이트(151)의 사이를 밀봉시킨다. 이러한 시일 가스켓(152)은 외부의 수분이 이차 전지(100)의 내부에 침투하지 못하도록 하거나, 이차 전지(100)의 내부에 수용된 전해액이 외부로 유출되지 못하도록 한다.

상기 연결판(152a)은 상기 캡 플레이트(151) 중 제 2 집전 단자(132)가 관통하는 부분에 형성된다. 이러한 연결판(152a)은 상기 제 2 집전 단자(132)와 상기 캡 플레이트(151)를 전기적으로 연결하며, 외부의 수분이 이차 전지(100)의 내부에 침투하지 못하도록 하거나, 이차 전지(100)의 내부에 수용된 전해액이 외부로 유출되지 못하도록 한다.

상기 마개(153)는 상기 캡 플레이트(151)의 전해액 주입구(151a)를 밀봉하며, 안전벤트(154)는 캡 플레이트(151)의 벤트홀(151b)에 설치되고 설정된 압력에서 개방될 수 있도록 형성된 노치(154a)를 포함한다.

상기 절연 부재(157)는 상기 캡 플레이트(151) 상에 설치되어, 상기 제1 집전 단자(122)와 상기 캡 플레이트(151)를 절연시킨다. 즉, 이러한 절연 부재(157)는 상기 단자 플레이트(123)와 상기 캡 플레이트(151) 사이에 단락 플레이트(158)가 슬라이드 결합됨과 동시에 상기 단락 플레이트(158) 상에 상기 단자 플레이트(123)를 수용할 수 있도록 형성된다. 이를 위하여, 상기 절연 부재(157)는 일측면이 개구된 개구부(156)와 안착홈(155)이 형성된다.

상기 개구부(156)는 바닥부(156a), 제1 측벽부(156b), 제2 측벽부(156c) 및 커버부(156d)를 포함하여, 상기 바닥부(156a), 상기 제1 측벽부(156b), 상기 제2 측벽부(156c) 및 커버부(156d)로 이루어진 인입홀(156e)의 내부로 상기 단락 플레이트(158)가 슬라이드 결합되도록 형성되어 있다.

또한, 상기 안착홈(155)은 바닥부(155d)와 제1 측벽부(155a) 및 제2 측벽부(155b)와 제3 측벽부(155c)를 포함하며, 상기 개구부(156)를 통과한 상기 단락 플레이트(158)가 안착되도록 형성되어 있다. 여기서, 상기 바닥부(155d)와 제1 측벽부(155a) 및 제2 측벽부(155b)는 상기 개구부(156)의 바닥부(156a)와 제1 측벽부(156b) 및 제2 측벽부(156c)가 연장 형성되어 있다. 이러한 안착홈(155)에는 상기 단락 플레이트(158)가 슬라이드되는 방향의 모서리 내부에 상부방향으로 돌출되는 결합돌기부(155e)가 형성되어 있다. 또한, 상기 안착홈(155)에는 상기 개구부(156)를 통과하여 안착된 상기 단락 플레이트(158) 상에 상기 제1 단자 플레이트(123)가 결합된다.

상기 바닥부(155d, 156a)는 상기 캡 플레이트(151)와 접촉하는 부분이며, 상기 절연 부재(157)가 상기 캡 플레이트(151)에 안정적으로 안착되도록 베이스 역할을 한다.

상기 제 1 측벽부(155a, 156b), 상기 제2 측벽부(155b, 156c) 및 제3 측벽부(155c)는 상기 바닥부(155d, 156a)의 끝단으로부터 상부로 연장되게 형성되며, 실질적으로 상기 제1 단자 플레이트(123) 및 단락 플레이트(158)가 상기 절연 부재(157)에 수용되는 공간을 형성한다.

상기 커버부(156d)는 상기 개구부(156)에서의 제 1 측벽부(156b) 및 제2 측벽부(156c)의 끝단에 연결되며, 상기 절연 부재(157)의 개구부(156)에 슬라이드되는 단락 플레이트(158)를 커버할 수 있도록 형성된다.

상기 커버부(156d)는 그 상면이 상기 단락 플레이트(158)의 슬라이드 방향과 평행이 되도록 형성되어 있다. 또한, 상기 제1 측벽부(156b) 및 제2 측벽부(156c)는 강성용 리브로 형성되어 있다. 따라서, 상기 커버부(156d)가 상기 단락 플레이트(158)의 휨발생이 억제되도록 상기 단락 플레이트(158)를 지지하게 되고, 이를 통하여 불필요한 공간을 제거할 수 있게 된다.

또한, 상기 절연 부재(157)는 제1 관통홀(155g), 접촉홀(156f), 결합돌기부(155e), 제1 돌기부(155f) 및 제2 돌기부(155h)를 포함할 수 있다.

상기 제1 관통홀(155g)은 상기 안착홈(155)의 바닥부(155f) 에 상기 제 1 집전 단자(122)가 통과할 수 있도록 형성된다.

상기 접촉홀(156f)은 상기 개구부(156) 중 상기 커버부(156d)와 마주보는 영역의 바닥부(156a)에 후술하는 반전 플레이트(159)가 상기 단락 플레이트(158)에 접촉될 수 있는 공간을 제공하도록 형성되어 있다.

상기 결합돌기부(155e)는 상기 안착홈(155)의 바닥부(155g) 상에 상기 단락 플레이트(158)가 슬라이드되는 방향의 모서리 내부에 상부방향으로 돌출되도록 형성된다.

상기 제 1 돌기부(155f)는 상기 바닥부(155d)의 하면 중 제1 단자 관통홀(155g) 근처에 형성되며, 상기 캡 플레이트(151)에 형성된 제1 돌기홈(151g)에 결합된다.

상기 제 2 돌기부(155h)는 상기 바닥부(155d)의 하면 중 제1 단자 관통홀(155g) 근처에 형성되며, 상기 캡 플레이트(151)에 형성된 제2 돌기홈(151e)에 결합된다.

상기 하부 절연부재(157a)는 상기 제1 집전판(121) 및 제2 집전판(131)의 각각과 상기 캡 플레이트(151)의 사이에 형성되어, 불필요한 전기적 쇼트의 발생을 방지한다. 또한, 상기 하부 절연 부재(158)는 상면에 캡 플레이트(151)의 결합홈(151f)에 결합하는 결합 돌기(157c)를 가질 수 있다.

또한, 상기 단락 플레이트(158)는 상기 개구부(156)에 슬라이드되는 방향의 일단이 상기 결합돌기부(155e)에 수평으로 끼워질 수 있도록 오목홈(158a)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 오목홈(158a)은 상기 결합돌기부(155e)의 형상에 대응되는 형상을 가진다. 따라서, 상기 단락 플레이트(158)의 오목홈(158a)은 상기 안착홈(155)의 결합돌기부(155e)에 끼워져 밀착되게 된다.

또한, 상기 단락 플레이트(158)는 제1 관통홀(155g)에 대응되는 위치에 형성된 제2 관통홀(158b)을 포함한다. 즉, 상기 제2 관통홀(158b)은 상기 제1 관통홀(155g)의 상부에 대응되도록 형성된다.

한편, 상기 단락 플레이트(158)는 상기 제1 전극판(111)에 전기적으로 연결될 수 있고, 이러한 제1 전극판(111)과 동일한 극성을 가진다.

상기 반전 플레이트(159)는 아래로 볼록한 라운드부와, 캡 플레이트(151)에 고정된 테두리부를 포함하여, 상기 캡 플레이트(151)의 단락홀에 설치되어 있다. 이러한 반전 플레이트(159)는 상기 제2 전극판(112)과 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 상기 반전 플레이트(159)는 상기 제2 전극판(112)과 동일한 극성을 가지는 캡 플레이트(151)로부터 양극의 전위를 인가받게 된다. 이러한 반전 플레이트(159)는 이차 전지(100)의 내부 압력이 설정 압력보다 크게 될 경우 상기 단락 플레이트(158) 방향으로 반전되어 위로 볼록하게 돌출되며, 상기 제1 전극판(111)과 동일한 극성인 음극의 전위를 가지는 단락 플레이트(158)의 하면과 접촉하여 단락을 유발시킨다. 따라서, 이차 전지(100)의 내부에서 발생하는 가스에 의하여 그 내부 압력이 설정 압력보다 크게 될 경우, 상기 반전 플레이트(159)는 상기 절연부재(157)의 개구부(156)에 슬라이드 결합되어 휨 발생이 억제된 단락 플레이트(158)와 용이하게 접촉하여 단락을 유발시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 접촉홀(156f)은 상기 반전 플레이트(159)가 가장 자리에 접촉할 수 있도록 하는 크기를 가질 수 있다. 이러한 접촉홀(156f)은 상기 반전 플레이트(159)가 넓은 면적으로 상기 단락 플레이트(158)에 접촉할 수 있도록 하여, 이차 전지(100)의 내부 압력이 설정 압력보다 크게 될 경우 상기 반전 플레이트(159)와 단락 플레이트(158) 간의 단락이 좀 더 빨리 발생시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 단락 플레이트를 절연 부재에 슬라이드 결합되도록 함으로써, 전체 부품수를 줄여 중량을 감소시키고 제조 공정을 단순화할 수 있으며, 제조 수율을 향상시킬 수 있고, 나아가 절연 부재의 강성으로 인하여 과충전 등에 의하여 단락이 발생할 경우 단락 플레이트의 휨 발생을 억제할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

100: 이차 전지 110: 전극 조립체
111: 제1 전극판 111a: 제1 전극 무지부
112: 제2 전극판 112a: 제2 전극 무지부
113: 세퍼레이터 120: 제 1 단자 조립체
121: 제1 집전판 121a: 제1 단자홀
122: 제1 집전 단자 122a: 제1 몸체부
122b: 제1 플랜지부 122c: 제1 고정부
123: 제1 단자 플레이트 123a: 체결 몸체부
123b: 제1 집전 단자용 홀 123c: 제1 고정홈
123d: 체결돌기홈 130: 제2 단자 조립체
131: 제2 집전판 131a: 제2 단자홀
132: 제2 집전 단자 133: 제2 단자 플레이트
140: 케이스 150: 캡 조립체
151: 캡 플레이트 151a: 전해액 주입구
151b: 벤트홀 151c: 단락홀
151d: 집전 단자용 홀 151e: 회전 방지홈
151f: 결합홈 152: 시일 가스켓
152a: 연결판 153: 마개
154: 안전벤트 154a: 노치
155: 안착홈 155a, 156b: 제1 측벽부
155b, 156c: 제2 측벽부 155c: 제3 측벽부
155d, 156a: 바닥부 155e: 결합돌기부
155f: 제1 돌기부 155g: 제1 관통홀
155h: 제2 돌기부 156: 개구부
156d: 커버부 156f: 접촉홀
156e: 인입홀 157: 절연 부재
157a: 하부 절연부재 158: 단락 플레이트
158a: 오목홈 158b: 제2 관통홀
159: 반전 플레이트

Claims

제 1 전극판, 제 2 전극판, 및 상기 제 1 전극판과 상기 제 2 전극판 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체;
상기 전극 조립체를 수용하는 케이스; 및
상기 케이스를 밀봉하며 단락홀을 가지는 캡 플레이트를 포함하는 캡 조립체;를 포함하고,
상기 캡 조립체는
상기 단락홀에 설치되는 반전 플레이트;
상기 캡 플레이트 상에 설치되고, 일측면에 개구부가 형성된 절연부재; 및
상기 개구부를 통해 슬라이드 결합되어 상기 단락홀을 덮도록 설치되는 단락 플레이트를 포함하는 이차 전지.
제1항에 있어서,
상기 개구부는
상기 캡 플레이트에 접촉되어 결합되는 바닥부;
상기 바닥부의 양측단으로부터 상부로 연장되어 형성된 제1 측벽부 및 제2 측벽부; 및
상기 제1 측벽부 및 상기 제2 측벽부의 끝단에 연결되는 커버부를 포함하는 이차 전지.
제2항에 있어서,
상기 개구부는 상기 바닥부, 상기 제1 측벽부, 상기 제2 측벽부 및 커버부로 이루어진 인입홀을 더 포함하고,
상기 단락 플레이트는 상기 인입홀의 내부로 슬라이드 결합되는 이차 전지.
제2항에 있어서,
상기 절연 부재에는 상기 개구부를 통과한 상기 단락 플레이트가 안착되는 안착홈이 형성되어 있는 이차 전지.
제4항에 있어서,
상기 안착홈은
상기 개구부의 바닥부, 제1 측벽부 및 제2 측벽부가 연장되어 형성되고, 상기 연장된 바닥부, 제1 측벽부 및 제2 측벽부의 끝단에 연결되는 제3 측벽부가 형성되어 있는 이차 전지.
제4항에 있어서,
상기 안착홈에 안착된 단락 플레이트 상에는 단자 관통홀이 형성된 단자 플레이트가 결합되는 이차 전지.
제6항에 있어서,
상기 개구부의 바닥부에는 상기 단락홀에 대응되는 위치에 접촉홀이 형성되어 있는 이차 전지.
제7항에 있어서,
상기 안착홈의 바닥부에는 제1 관통홀이 형성되어 있는 이차 전지.
제8항에 있어서,
상기 단락 플레이트에는 상기 제1 관통홀에 대응되는 위치에 제2 관통홀이 형성되어 있는 이차 전지.
제9항에 있어서,
상기 제1 전극판 및 제2 전극판과 전기적으로 연결되는 제1 집전 단자 및 제2 집전 단자를 더 포함하고,
상기 제1 집전 단자는 상기 단자 관통홀과 상기 제1 관통홀 및 제2 관통홀을 관통하여 결합되는 이차 전지.
제9항에 있어서,
상기 반전 플레이트는 아래로 볼록한 라운드부와, 상기 캡 플레이트에 고정되는 테두리부를 포함하는 이차 전지.
제11항에 있어서,
상기 반전 플레이트는 상기 이차 전지의 내부 압력이 설정 압력보다 커지면 반전되어 상기 단락 플레이트에 접촉되는 이차 전지.
제12항에 있어서,
상기 반전 플레이트는 상기 제2 전극판과 전기적으로 연결되어 있는 이차 전지.
제12항에 있어서,
상기 단락 플레이트는 상기 제1 전극판과 전기적으로 연결되어 있는 이차 전지.