KR101191628B1 - 이차 전지 - Google Patents

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KR101191628B1
KR101191628B1 KR1020100106071A KR20100106071A KR101191628B1 KR 101191628 B1 KR101191628 B1 KR 101191628B1 KR 1020100106071 A KR1020100106071 A KR 1020100106071A KR 20100106071 A KR20100106071 A KR 20100106071A KR 101191628 B1 KR101191628 B1 KR 101191628B1
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윤석준
맹수연
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하고, 일 단부에 형성된 개구, 상기 개구에 대향하는 바닥면, 제1 평면 및 제2 평면을 갖는 캔, 및 상기 캔의 상기 개구를 밀봉하는 캡 플레이트를 포함한다. 상기 제1 면 및 상기 제2 면에는 각각 종압축에 의하여 상기 캔을 파단시키는 제1 파단부가 형성되고, 상기 바닥면에서 상기 개구를 향해 연장되는 방향으로 제1 축이 정의되고, 상기 제1 파단부는 상기 제1 축과 수직한 방향의 제2 축을 따라 연장된다.

Description

이차 전지 {RECHARGEABLE BATTERY}
본 기재는 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지는 일차 전지와 달리 충전 및 방전을 반복적으로 수행할 수 있고, 대표적으로 니켈-수소 전지와 리튬 전지 및 리튬 이온 전지 등이 있으며, 팩 형태로 제작되어 셀룰러 폰과 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같은 휴대용 전자기기에 널리 사용된다.
이차 전지는 일반적으로 세퍼레이터를 사이에 두고 양극과 음극을 적층하여 젤리롤 형태로 권취한 전극 조립체, 전극 조립체를 전해액과 함께 내부에 수용하는 캔, 및 캔의 상단 개구를 밀봉하는 캡 조립체를 포함한다.
캔은 재질이 알루미늄 또는 알루미늄 합금이고, 형상이 원통 또는 각형으로 이루어진다. 각형 캔의 상하 방향에 대하여 수직 방향으로 작용하는 압력, 즉 종압축시, 캔의 하측 바닥면은 접혀 안쪽으로 밀려들면서 전극 조립체를 손상시켜, 양극과 음극을 단락시킨다. 따라서, 이차 전지는 발화 또는 폭발할 수 있다.
본 발명의 일 측면은 종압축에 대하여 안전성을 가지는 이차 전지를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 측면은 전지의 종압축에 대하여 전극 조립체의 손상을 방지하여 발화 및 폭발 등을 방지하는 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하고, 일 단부에 형성된 개구, 상기 개구에 대향하는 바닥면, 제1 평면 및 제2 평면을 갖는 캔, 및 상기 캔의 상기 개구를 밀봉하는 캡 플레이트를 포함한다. 상기 제1 면 및 상기 제2 면에는 각각 종압축에 의하여 상기 캔을 파단시키는 제1 파단부가 형성되고, 상기 바닥면에서 상기 개구를 향해 연장되는 방향으로 제1 축이 정의되고, 상기 제1 파단부는 상기 제1 축과 수직한 방향의 제2 축을 따라 연장된다.
상기 제1 파단부는 노치로 형성될 수 있다.
상기 제1 파단부는 상기 캔의 상기 개구에 인접하여 형성될 수 있다.
상기 제1 파단부는 상기 캔의 상기 바닥면에 거리를 두고 인접하게 형성될 수 있다.
상기 제1 파단부와 상기 캔의 상기 바닥면 사이의 거리는 상기 캔의 길이의 10% 이하일 수 있다.
상기 제1 파단부의 길이는 상기 제1 평면의 폭의 80% 이상일 수 있다.
상기 제1 평면 상의 상기 제1 파단부와 상기 제2 평면 상의 상기 제1 파단부는 대응하여 형성될 수 있다.
상기 제1 파단부의 폭은 0.1mm 내지 0.5mm일 수 있다.
상기 제1 파단부에서의 상기 캔의 두께는 0.1mm 내지 0.15mm일 수 있다.
상기 제1 파단부의 길이는 상기 제1 평면의 폭의 30% 이상일 수 있다.
상기 제1 평면 및 상기 제2 평면 상에 형성되는 제2 파단부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 파단부는 상기 캔의 상기 바닥면에 인접하여 형성될 수 있고, 상기 제2 파단부는 상기 캔의 상기 개구에 인접하여 형성될 수 있다.
상기 제1 파단부와 상기 캔의 상기 바닥면 사이의 거리는 상기 캔의 길이의 10% 이하일 수 있고, 상기 제2 파단부와 상기 캔의 상기 개구 사이의 거리는 상기 캔의 길이의 25% 이하일 수 있다.
상기 제1 평면 상에 형성되는 제1 접힘부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 접힘부는 상기 제1 축을 따라 연장될 수 있다.
상기 제1 접힘부의 길이는 상기 제1 파단부와 상기 제2 파단부 사이의 거리의 80% 이상일 수 있다.
상기 제1 접힘부는 상기 제1 파단부 및 상기 제2 파단부 중 적어도 어느 하나와 이격되어 형성될 수 있다.
상기 제1 접힘부는 평행하게 연장되는 복수의 노치를 포함할 수 있다.
상기 제1 접힘부는 상기 제1 파단부 및 상기 제2 파단부와 접할 수 있다.
상기 제2 평면 상에 형성되는 제2 접힘부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 접힘부는 상기 제1 접힘부에 대응하여 형성될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 캔의 바닥면에 인접하는 앞면과 뒤면에 파단부를 구비하여, 종압축으로 캔이 압축 변형될 때, 파단부가 파단되면서 바닥면을 캔의 외부를 향하여 접히게 하므로 변형되는 바닥면에 의하여 전극 조립체가 손상되는 것을 방지하는 효과가 있다. 따라서, 양극과 음극의 단락이 방지되고, 또한 이차 전지의 폭발 및 발화가 방지된다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 분해 사시도이다.
도2는 도1 이차 전지를 결합한 상태에서 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.
도3은 도1 이차 전지를 결합한 상태에서 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이다.
도4는 도2 이차 전지의 정면도(a)와 배면도(b)이다.
도5는 도4 이차 전지의 종압축 테스트 결과의 사시도이다.
도6은 도5의 Ⅵ-Ⅵ 선을 따라 자른 단면 사시도이다.
도7은 도5의 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 자른 단면도이다.
도8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지의 정면도(a)와 배면도(b)이다.
도9는 도8 이차 전지의 종압축 테스트 결과의 사시도이다.
도10은 도9의 Ⅹ-Ⅹ 선을 따라 자른 단면 사시도이다.
도11은 도9의 ⅩⅠ-ⅩⅠ 선을 따라 자른 단면도이다.
도12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지의 정면도(a)와 배면도(b)이다.
도13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차 전지의 정면도(a)와 배면도(b)이다.
도14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 이차 전지의 정면도(a)와 배면도(b)이다.
도15는 본 발명의 제6 실시예에 따른 이차 전지의 정면도(a)와 배면도(b)이다.
도16은 본 발명의 제7 실시예에 따른 이차 전지의 정면도(a)와 배면도(b)이다.
도17은 본 발명의 제8 실시예에 따른 이차 전지의 정면도(a)와 배면도(b)이다.
도18은 본 발명의 제9 실시예에 따른 이차 전지의 정면도(a)와 배면도(b)이다.
도19는 본 발명의 제10 실시예에 따른 이차 전지의 정면도(a)와 배면도(b)이다.
도20은 본 발명의 제11 실시예에 따른 이차 전지의 정면도(a)와 배면도(b)이다.
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 분해 사시도이고, 도2는 도1 이차 전지를 결합한 상태의 단면도이다. 도1 및 도2를 참조하면, 제1 실시예의 이차 전지(100)는 전극 조립체(10), 전극 조립체(10)를 전해액과 함께 내부에 수용하는 캔(20), 및 캔(20)의 상단에 형성되는 개구를 밀봉하는 캡 조립체(30)를 포함한다.
전극 조립체(10)는 세퍼레이터(2)를 사이에 두고 양극(4)과 음극(6)을 적층하여 젤리롤 형태로 권취하여 형성된다. 일반적으로, 전극 조립체(10)는 캔(20) 내부에 삽입되도록 각형 캔(20)의 내부 공간에 대응하는 형상을 가진다.
캔(20)은 일측에 형성된 개구를 통하여 전극 조립체(10)를 수용하며, 전극 단자 역할을 할 수 있도록 도전체로 형성된다. 예를 들면, 캔(20)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 전극 조립체(10)의 양극(4)에 전기적으로 연결되어 양극 단자로 작용한다. 이때, 캡 조립체(30)에 구비된 전극 단자(31)는 전극 조립체(10)의 음극(6)에 전기적으로 연결되어 음극 단자로 작용한다. 반대로, 캔(20)이 음극 단자로 작용하고, 전극 단자(31)가 양극 단자로 작용할 수도 있다.
캡 조립체(30)는 캔(20)의 개구에 고정되는 캡 플레이트(32), 절연 개스킷(33)을 개재하여 캡 플레이트(32)의 단자홀(32a)에 삽입되는 전극단자(31), 전극 단자(31)의 하단에 전기적으로 연결되는 단자 플레이트(34), 캡 플레이트(32)와 단자 플레이트(34) 사이에 위치하는 절연 플레이트(36), 및 전극 조립체(10)와 캡 조립체(30)를 절연시키는 절연 케이스(37)를 포함한다. 절연 개스킷(33)은 전극단자(31)와 캡 플레이트(32)를 전기적으로 절연하고, 절연 플레이트(36)는 단자 플레이트(34)와 캡 플레이트(32)를 전기적으로 절연한다.
전극 조립체(10)의 양극(4)에 고정되는 양극 리드(11)는 캡 플레이트(32) 내면에 용접되어, 양극(4)의 전류를 캡 플레이트(32) 및 캔(20)으로 전달한다. 즉, 캔(20)이 양극 단자로 작용한다. 또한, 전극 조립체(10)의 음극(6)에 고정되는 음극 리드(12)는 단자 플레이트(34)의 하면에 용접되어, 음극(6)의 전류를 단자 플레이트(34) 및 전극 단자(31)로 전달한다. 즉, 전극 단자(31)가 음극 단자로 작용한다.
도3은 도1 이차 전지를 결합한 상태에서 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이고, 도4는 도2 이차 전지의 정면도(a)와 배면도(b)이다. 도3 및 도4를 참조하면, 캔(20)은 전극 조립체(10)의 수용 공간을 형성하도록 개구, 제1 면(이하 "앞면" 또는 "제1 평면"이라 한다)(21), 제2 면(이하 "뒤면" 또는 "제2 평면"이라 한다)(22) 및 제3 면(이하 "바닥면"이라 한다)(23)을 가지는 각형으로 형성된다. 제1 실시예에서 각형 캔(20)은 종압축에 대하여 전극 조립체(10)의 손상을 최소화하여 안전성을 가질 수 있도록 구성된다.
본 실시예에서, 캔(20)의 앞면(21)과 뒤면(22)은 적어도 바닥면(23)에 인접하는 제1 파단부(51, 61)를 구비한다. 예를 들면, 제1 파단부(51, 61)는 바닥면(23)으로부터 이격 설정되는 동일 위치의 앞면(21)과 뒤면(22)에 노치 또는 홈으로 형성되어, 종압축이 인가될 때 앞면(21)과 뒤면(22)의 파단을 용이하게 한다.
제1 파단부(51, 61)는 앞면(21)과 뒤면(22)에 형성되며, 길이(L51, L61)는 앞면(21)과 뒤면(22)의 폭(W21, W22) 방향을 따라 폭(W21, W22) 크기와 동일한 길이 또는 폭(W21, W22) 크기보다 작은 길이일 수 있다. 예를 들면, 제1 파단부(51, 61)가 앞면(21)과 뒤면(22)의 파단을 효과적으로 유발할 수 있도록 제1 파단부(51, 61)의 길이(L51, L61)는 폭(W21, W22) 크기의 약 80% 이상으로 형성된다. 또한, 제1 파단부(51, 61)는 앞면(21)과 뒤면(22)에 대략 대칭 구조로 형성되어, 과도한 종압축이 인가될 때 캔(20)의 대칭 변형을 유도한다.
캔(20)은 바닥면(23) 인접측에 제1 파단부(51, 61)를 구비하여 종압축에 의한 변형에 대응할 수 있으나, 캡 플레이트(32) 인접측에 제2 파단부(52, 62)를 구비하여, 종압축에 의한 변형에 더 효과적으로 대응할 수도 있다.
본 실시예에서, 캔(20)의 앞면(21)과 뒤면(22)은 캡 플레이트(32)에 인접하는 제2 파단부(52, 62)를 더 구비한다. 예를 들면, 제2 파단부(52, 62)는 캡 플레이트(32)으로부터 이격 설정되는 동일 위치의 앞면(21)과 뒤면(22)에 노치 또는 홈으로 형성되어, 앞면(21)과 뒤면(22)의 파단을 용이하게 한다.
제2 파단부(52, 62)는 앞면(21)과 뒤면(22)에 형성되며, 길이(L52, L62)는 앞면(21)과 뒤면(22)의 폭(W21, W22) 방향을 따라 폭(W21, W22) 크기와 동일한 길이 또는 폭(W21, W22) 크기보다 작은 길이일 수 있다. 예를 들면, 제2 파단부(52, 62)가 앞면(21)과 뒤면(22)의 파단을 효과적으로 유발할 수 있도록 제2 파단부(52, 62)의 길이(L52, L62)는 폭(W21, W22) 크기의 약 80% 이상으로 형성된다. 또한 제2 파단부(52, 62)는 앞면(21)과 뒤면(22)에 대략 대칭 구조로 형성되어, 종압축 인가 시 대칭 변형을 유도한다.
아울러, 바닥면(23) 인접측의 제1 파단부(51, 61) 쌍과 캡 플레이트(32) 인접측의 제2 파단부(52, 62) 쌍은 캔(20)의 세로 길이(L) 방향 양측에서 대략 대칭 구조로 형성되어, 종압축 인가 시 대칭 변형을 유도한다.
도3을 참조하면, 제1 파단부(51, 61)와 제2 파단부(52, 62)는 노치 폭(W)을 약 0.1mm 내지 약 0.5mm 이하로 형성하고, 노치의 잔여부 두께(T), 즉 노치가 형성된 지점에서의 캔(20)의 두께를 약 0.1mm 내지 약 0.15mm로 형성할 수 있다. 캔(20)의 재질에 따라 차이가 있지만 알루미늄 합금인 경우, 노치 폭(W)이 0.1mm 미만이면 파단 유도 효과가 약화되고, 0.5mm를 초과하면 캔(20) 내구성이 손상을 입을 수 있다. 노치 잔여부 두께(T)가 0.1mm 미만인 경우 캔(20)의 내구성이 손상을 입을 수 있고, 0.15mm를 초과하면 파단 유도 효과가 약화될 수 있다. 캔(20)의 내구성을 저하하지 않으면서 파단 유도를 용이하게 하기 위하여, 캔(20)의 재질 및 이차 전지(100)의 사용 환경에서, 노치 폭(W)은 최대로, 잔여부 두께(T)는 최소로 형성될 수 있다.
제1 파단부(51, 61)는 바닥면(23)으로부터 이격 형성되는데 캔(20)의 세로 길이(L) 약 10% 이내에 위치하여, 파단시 바닥면(23)이 전극 조립체(10)로부터 방해 받지 않고, 파단되어 전극 조립체(10) 쪽으로 밀려들어오는 것을 효과적으로 방지한다. 제2 파단부(52, 62)는 캡 플레이트(32)로부터 이격 형성되는데 캔(20)의 세로 길이(L)의 약 25% 이내에 위치하여, 파단시 캡 플레이트(32)가 전극 조립체(10)로부터 방해 받지 않고, 파단되어 전극 조립체(10) 쪽으로 밀려들어오는 것을 효과적으로 방지한다.
도5는 도4 이차 전지의 종압축 테스트 결과의 사시도이고, 도6은 도5의 Ⅵ-Ⅵ 선을 따라 자른 단면 사시도이며, 도7은 도5의 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 자른 단면도이다. 도5 내지 도7을 참조하면, 이차 전지(100)의 종압축으로 캔(20)이 압축 변형될 때, 제1 파단부(51, 61)는 바닥면(23) 인접측에서 길이(L51, L61)만큼 파단되면서 바닥면(23)은 캔(20)의 외부에서 접힌다. 이로써, 바닥면(23)은 전극 조립체(10)에 접촉하거나 전극 조립체(10)를 손상시키지 않고 변형될 수 있다. 즉, 바닥면(23)의 변형에도 불구하고 양극(4)과 음극(6)이 단락되지 않는다.
또한, 이차 전지(100)의 종압축으로 캔(20)이 압축 변형될 때, 제2 파단부(52, 62)는 캡 플레이트(32) 인접측에서 길이(L52, L62)만큼 파단되면서 캡 플레이트(32)를 캔(20)의 외부에서 접히게 한다. 이로써, 캡 플레이트(32)는 자체적으로 변형되면서 전극 조립체(10)에 접촉하거나 전극 조립체(10)를 손상하지 않는다. 즉, 캡 플레이트(32)의 변형에도 불구하고 양극(4)과 음극(6)이 단락되지 않는다.
바닥면(23)은 전극 조립체(10)에 밀착된 상태에서 변형되는데 비하여, 캡 플레이트(32)는 절연 케이스(37)를 개재하여 전극 조립체(10)로부터 이격된 상태에서 변형된다. 이차 전지(100)의 종압축 변형시, 바닥면(23)에 비하여 캡 조립체(30)는 전극 조립체(10)를 손상시킬 확률이 더 낮다. 따라서 앞면(21)과 뒤면(22)은 제1 파단부(51, 61)와 제2 파단부(52, 62) 중 하나를 구비할 수도 있으나, 제1 실시예에서와 같이, 제1 파단부(51, 61)와 제2 파단부(52, 62)를 구비할 수도 있다. 이 경우, 제1 파단부(51, 61)과 제2 파단부(52, 62)는 캔(20)의 바닥면(23) 인접측과 캡 플레이트(32) 인접측에서 전극 조립체(10)의 손상을 방지하거나 최소화하고, 양극(4)과 음극(6)의 단락을 방지할 수 있다.
이하에서 본 발명의 다양한 실시예를 설명하며, 제1 실시예 및 앞에 설명된 실시예들과 비교하여 설명한다.
도8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지의 정면도(a)와 배면도(b)이다. 제1 실시예의 이차 전지(100)에서 제1 파단부(51, 61) 및 제2 파단부(52, 62)는 4개 모두 실질적으로 동일 구조로 형성된다. 이에 비하여, 도8을 참조하면, 제2 실시예의 이차 전지(200)에서, 제1 파단부(251, 61)가 서로 다른 구조로 형성되고, 제2 파단부(252, 62)가 서로 다른 구조로 형성되며, 앞면(21)에 접힘부(271)가 형성된다.
예를 들면, 앞면(21)의 제1, 제2 파단부(251, 252)는 서로 실질적으로 동일 구조로 형성되고, 뒤면(22)의 제1, 제2 파단부(61, 62)는 서로 실질적으로 동일 구조로 형성된다. 제1 파단부(251, 61)는 바닥면(23) 인접측에서 서로 다르게 형성되고, 제2 파단부(252, 62)는 캡 플레이트(32) 인접측에서 서로 다르게 형성된다. 그리고, 제1 파단부(251, 61) 쌍과 제2 파단부(252, 62) 쌍은 서로 대략 대칭 구조로 형성된다.
뒤면(22)의 제1, 제2 파단부(61, 62)는 제1 실시예에서와 실질적으로 동일한 형성을 가지며, 실질적으로 동일한 파단 성능을 가진다. 앞면(21)의 제1, 제2 파단부(251, 252)는 앞면(21)의 폭 방향 중앙에 형성되며, 제1, 제2 파단부(251, 252)의 길이(L251, L252)는 앞면(21) 폭(W21)보다 짧게 형성된다. 예를 들면, 앞면(21)의 제1, 제2 파단부(251, 252)의 길이(L251, L252)는 바닥면(23) 인접측과 캡 플레이트(32) 인접측에서 최소의 파단을 유발하기 위하여 앞면(21) 폭(W21) 크기의 약 30% 이상으로 형성된다.
접힘부(271)는 앞면(21)의 폭 중앙에서 제1, 제2 파단부(251, 252) 사이 캔(20)의 세로 길이(L) 방향으로 벋은 노치로 형성된다. 접힘부(271)의 길이(L271)는 앞면(21) 제1, 제2 파단부(251, 252)의 길이(L251, L252)보다 더 길게 형성된다. 제1, 제2 파단부(251, 252)가 앞면(21)의 최소 파단을 유발한 상태에서, 접힘부(271)는 종압축시 앞면(21)의 접힘을 유발하여, 뒤면(22)의 제1, 제2 파단부(61, 62)의 파단을 촉진한다. 즉, 접힘부(271)는 앞면(21)에서 짧게 형성된 제1, 제2 파단부(251, 252)의 낮은 파단 성능을 앞면(21)의 접힘과 뒤면(22)의 파단 촉진으로 보완한다.
접힘부(271)의 길이(L271)는 앞면(21)의 제1, 제2 파단부(251, 252) 사이의 거리(C)의 약 80% 이상으로 형성된다. 또한, 접힘부(271)의 길이(L271)는 제1 및 제2 파단부(251, 252) 사이의 거리(C)와 동일(L271=C)할 수 있다. 접힘부(271) 길이(L271)가 80% 미만인 경우, 종압축 인가 시 앞면(21)의 접힘 유도 성능이 저하되고, 뒤면(22)의 제1, 제2 파단부(61, 62)의 파단이 제한될 수 있다.
도9는 도8 이차 전지의 종압축 테스트 결과의 사시도이며, 도10은 도9의 Ⅹ-Ⅹ 선을 따라 자른 단면 사시도이고, 도11은 도9의 ⅩⅠ-ⅩⅠ 선을 따라 자른 단면도이다. 도8 내지 도11을 참조하면, 이차 전지(200)의 종압축으로 캔(20)이 압축 변형될 때, 뒤면(22)의 제1, 제2 파단부(61, 62)는 바닥면(23) 인접측과 캡 플레이트(32) 인접측에서 길이(L61, L62)만큼 파단되면서 바닥면(23)과 캡 플레이트(32)는 캔(20)의 외부에서 접힌다.
동시에, 앞면(21)의 제1, 제2 파단부(251, 252)는 바닥면(23) 인접측과 캡 플레이트(32) 인접측에서 길이(L251, L252)만큼 파단된다. 또한, 앞면(21)은 뒤면(22) 보다 짧게 파단되면서 앞면(21)을 내측으로 하고 뒤면(22)을 외측으로 하여 접힘부(271)를 따라 접힌다(도9 및 도11 참조).
제2 실시예의 이차 전지(200)에서 캔(20)은 내부에서 전극 조립체(10)와 접촉하면서 변형된다. 캔(20) 앞면(21)에 형성된 접힘부(271)는 뒤면(22) 제1, 제2 파단부(61, 62)의 파단을 촉진하므로 제1 파단부(251, 61) 및 제2 파단부(252, 62)에서 노치 가공의 산포 영향을 줄일 수 있다. 이와 같이, 바닥면(23) 및 캡 플레이트(32)는 자체적으로 변형되면서 전극 조립체(10)에 접촉하거나 전극 조립체(10)를 손상하지 않는다. 즉, 양극(4)과 음극(6)이 변형되는 바닥면(23)과 캡 플레이트(32)에 의하여 단락되지 않는다.
도12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지의 정면도(a)와 배면도(b)이다. 제2 실시예의 이차 전지(200)에서, 접힘부(271)는 1줄로 형성하는데 비하여, 도12를 참조하면, 제3 실시예의 이차 전지(300)에서 접힘부(371)는 2줄로 형성되어 있다. 제3 실시예의 이차 전지(300)는 제2 실시예의 이차 전지(200)에서와 동일하게 형성되는 앞면(21)의 제1, 제2 파단부(251, 252)와 뒤면(22)의 제1, 제2 파단부(61, 62)를 가진다.
제3 실시예에서, 2줄의 접힘부(371)는 앞면(21)의 폭(W21) 중앙에서 세로 길이(L) 방향으로 설정되는 중심선을 기준으로 실질적으로 대칭 구조로 형성된다. 2줄 접힘부(371)는 앞면(21)의 제1, 제2 파단부(251, 252) 사이에 캔(20)의 세로 길이(L) 방향으로 연장 형성되어, 종압축 인가 시 앞면(21)의 접힘을 2곳 또는 적어도 1곳에서 유발하므로 뒤면(22) 제1, 제2 파단부(61, 62)의 파단을 더욱 촉진한다. 이때, 접힘부(371)의 간격(C371)은 약 5mm 내지 약 8mm로 형성된다. 간격(C371)이 5mm 미만인 경우 2줄 중 적어도 하나에서 접힐 수 있는 가능성이 줄어들고, 8mm 초과인 경우 앞면(21)의 접힘이 비대칭으로 형성되거나 오히려 어려워질 수 있다.
도13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차 전지의 정면도(a)와 배면도(b)이다. 제3 실시예의 이차 전지(300)에서 접힘부(371)는 앞면(21)의 제1, 제2 파단부(251, 252)와 분리되어 있다. 즉, 접힘부(371)의 길이(L371)가 제1, 제2 파단부(251, 252) 사이의 거리(C)보다 짧다. 도13을 참조하면, 제4 실시예의 이차 전지(400)에서 접힘부(471)는 앞면(21)의 제1, 제2 파단부(251, 252)에 연결된다. 즉, 접힘부(471)의 길이(L471)가 제1, 제2 파단부(251, 252) 사이의 거리(C)와 실질적으로 동일한 길이이다. 제4 실시예에서 접힘부(471)의 길이(L471)는 제3 실시예 접힘부(371)의 길이(L371)보다 더 길기 때문에 앞면(21)의 접힘을 더욱 효과적으로 유도할 수 있다. 즉, 제4 실시예의 접힘부(471)는 바닥면(23) 인접측 및 캡 플레이트(32) 인접측까지 앞면(21)의 접힘을 유도할 수 있다.
도14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 이차 전지의 정면도(a)와 배면도(b)이다. 도14를 참조하면, 제5 실시예의 이차 전지(500)는 제1 실시예의 이차 전지(100)에 제1, 제2 접힘부(571, 572)를 더 포함한다.
제1 접힘부(571)는 앞면(21)의 폭(W21) 중앙에서 제1, 제2 파단부(51, 52) 사이에 캔(20)의 세로 길이(L) 방향으로 벋은 노치 또는 홈으로 형성된다. 제1 접힘부(571)는 앞면(21)의 제1, 제2 파단부(51, 52)에 연결된다. 즉, 제1 접힘부(571)의 길이(L571)가 제1, 제2 파단부(51, 52) 사이의 거리(C)와 실질적으로 동일하다.
제2 접힘부(572)는 뒤면(22)의 폭(W22) 중앙에서 제1, 제2 파단부(61, 62) 사이에 캔(20)의 세로 길이(L) 방향으로 벋은 노치 또는 홈로 형성된다. 제2 접힘부(572)는 뒤면(22)의 제1, 제2 파단부(61, 62)에 연결된다. 즉, 제2 접힘부(572)의 길이(L572)가 제1, 제2 파단부(61, 62) 사이의 거리(C)와 실질적으로 동일하다.
제1 접힘부(571)는 종압축 인가 시 바닥면(23) 인접측 및 캡 플레이트(32) 인접측까지 앞면(21)의 접힘을 유발하여 뒤면(22)의 제1, 제2 파단부(61, 62)의 파단을 촉진한다. 제2 접힘부(572)는 종압축 인가 시 바닥면(23) 인접측 및 캡 플레이트(32) 인접측까지 뒤면(22)의 접힘을 유발하여 앞면(21)의 제1, 제2 파단부(51, 52)의 파단을 촉진한다. 즉, 제5 실시예의 이차 전지(500)에 종압축 인가 시, 앞면(21) 또는 뒤면(22)이 내면이 되거나 외면을 향해 접힐 수 있다.
도15은 본 발명의 제6 실시예에 따른 이차 전지의 정면도(a)와 배면도(b)이다. 제5 실시예의 이차 전지(500)에서 제1, 제2 접힘부(571, 572)는 앞면(21)의 제1, 제2 파단부(51, 52)와 뒤면(22)의 제1, 제2 파단부(61, 62)를 서로 연결하고 있다. 이에 비하여, 제6 실시예의 이차 전지(600)에서 제1, 제2 접힘부(671, 672)는 앞면(21)의 제1, 제2 파단부(51, 52)와 서로 이격되고, 뒤면(22)의 제1, 제2 파단부(61, 62)와 서로 이격된다.
도15를 참조하면, 제6 실시예의 이차 전지(600)에서, 제1 접힘부(671)의 길이(L671)가 제1, 제2 파단부(51, 52) 사이의 거리(C)보다 짧게 형성된다. 제2 접힘부(672)의 길이(L672)가 제1, 제2 파단부(61, 62) 사이의 거리(C)보다 짧게 형성된다.
제1 접힘부(671)는 종압축시 앞면(21)의 접힘을 유발하여 뒤면(22)의 제1, 제2 파단부(61, 62)의 파단을 촉진한다. 제2 접힘부(672)는 종압축 인가 시 뒤면(22)의 접힘을 유발하여 앞면(21)의 제1, 제2 파단부(51, 52)의 파단을 촉진한다. 즉, 제6 실시예의 이차 전지(600)에 종압축시, 앞면(21) 또는 뒤면(22)이 내면이 되거나 외면으로 접힐 수 있다.
도16은 본 발명의 제7 실시예에 따른 이차 전지의 정면도(a)와 배면도(b)이다. 제2 실시예의 이차 전지(200)에서 접힘부(271)는 앞면(21)의 제1, 제2 파단부(251, 252)와 서로 이격되어 있다. 이에 비하여, 제7 실시예의 이차 전지(700)에서 접힘부(771)는 앞면(21)의 제1, 제2 파단부(251, 252)와 서로 연결되어 있다.
도16을 참조하면, 제7 실시예의 이차 전지(700)에서, 접힘부(771)의 길이(L771)가 제1, 제2 파단부(251, 252) 사이의 거리(C)와 실질적으로 동일하여, 제2 실시예에서 보다 앞면(21)의 접힘일 더욱 효과적으로 유발한다. 즉, 제7 실시예의 접힘부(771)는 바닥면(23) 인접측 및 캡 플레이트(32) 인접측까지 앞면(21)의 접힘을 유발한다.
도17은 본 발명의 제8 실시예에 따른 이차 전지의 정면도(a)와 배면도(b)이다. 제2 실시예의 이차 전지(200)에서 접힘부(271)는 앞면(21)의 제1, 제2 파단부(251, 252)와 서로 이격되어 있다. 이에 비하여, 제8 실시예의 이차 전지(900)에서 접힘부(971)는 앞면(21)의 제1 파단부(251)와 이격되고, 제2 파단부(252)와 서로 연결되어 있다.
도17을 참조하면, 제8 실시예의 이차 전지(900)에서, 접힘부(971)의 길이(L971)가 제1, 제2 파단부(251, 252) 사이의 거리(C)보다 짧고, 앞면(21)의 접힘을 유발한다. 제8 실시예의 접힙부(971)는 캡 플레이트(32) 인접측까지 앞면(21)의 접힘을 유발하므로 바닥면(23) 인접측에서 보다 캡 플레이트(32) 인접측에서 앞면(21)의 접힘을 더 유발할 수 있다.
도18은 본 발명의 제9 실시예에 따른 이차 전지의 정면도(a)와 배면도(b)이다. 제2 실시예의 이차 전지(200)에서 접힘부(271)는 앞면(21)의 제1, 제2 파단부(251, 252)와 서로 이격되어 있다. 이에 비하여, 제9 실시예의 이차 전지(1000)에서 접힘부(1071)는 앞면(21)의 제2 파단부(252)와 이격되고, 제1 파단부(251)와 서로 연결되어 있다.
도18을 참조하면, 제9 실시예의 이차 전지(1000)에서, 접힘부(1071)의 길이(L1071)가 제1, 제2 파단부(251, 252) 사이의 거리(C)보다 짧고, 앞면(21)의 접힘을 유발한다. 제9 실시예의 접힙부(1071)는 바닥면(23) 인접측까지 앞면(21)의 접힘을 유발하므로 캡 플레이트(32) 인접측에서 보다 바닥면(23) 인접측에서 앞면(21)의 접힘을 더 유발할 수 있다.
도19는 본 발명의 제10 실시예에 따른 이차 전지의 정면도(a)와 배면도(b)이다. 제3 실시예의 이차 전지(300)에서 2줄로 형성되는 접힘부(371)는 앞면(21)의 제1, 제2 파단부(251, 252)와 서로 이격되어 있다. 이에 비하여, 제10 실시예의 이차 전지(1100)에서 2줄로 형성되는 접힘부(1171)는 앞면(21)의 제1 파단부(251)와 이격되고, 제2 파단부(252)와 서로 연결되어 있다.
도19를 참조하면, 제10 실시예의 이차 전지(1100)에서, 접힘부(1171)의 길이(L1171)가 제1, 제2 파단부(251, 252) 사이의 거리(C)보다 짧고, 앞면(21)의 접힘을 유발한다. 제10 실시예의 접힙부(1171)는 캡 플레이트(32) 인접측까지 앞면(21)의 접힘을 유발하므로 바닥면(23) 인접측에서 보다 캡 플레이트(32) 인접측에서 앞면(21)의 접힘을 더 유발할 수 있다.
도20은 본 발명의 제11 실시예에 따른 이차 전지의 정면도(a)와 배면도(b)이다. 제3 실시예의 이차 전지(300)에서 2줄로 형성되는 접힘부(371)는 앞면(21)의 제1, 제2 파단부(251, 252)와 서로 이격되어 있다. 이에 비하여, 제11 실시예의 이차 전지(1200)에서 2줄로 형성되는 접힘부(1271)는 앞면(21)의 제1 파단부(251)와 서로 연결되고, 제2 파단부(252)와 이격되어 있다.
도10을 참조하면, 제11 실시예의 이차 전지(1200)에서, 접힘부(1271)의 길이(L1271)가 제1, 제2 파단부(251, 252) 사이의 거리(C)보다 짧고, 앞면(21)의 접힘을 유발한다. 제11 실시예의 접힙부(1271)는 바닥면(23) 인접측까지 앞면(21)의 접힘을 유발하므로 캡 플레이트(32) 인접측에서 보다 바닥면(23) 인접측에서 앞면(21)의 접힘을 더 유발할 수 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, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 900, 1000, 1100, 1200: 이차 전지
2: 세퍼레이터 4: 양극
6: 음극 10: 전극 조립체
20: 캔 21: 제1 면(앞면)
22: 제2 면(뒤면) 23: 제3 면(바닥면)
30: 캡 조립체 31: 전극 단자
32: 캡 플레이트 33: 절연 개스킷
32a: 단자홀 34: 단자 플레이트
36: 절연 플레이트 37: 절연 케이스
51, 61, 251: 제1 파단부 52, 62, 252: 제2 파단부
271, 371, 471, 771, 971, 1071, 1171, 1271: 접힘부
571, 671: 제1 접힘부 572, 672: 제2 접힘부
C: 거리 L: 세로 길이
L51, L61, L251, L252, L271, L371, L471, L571, L572, L671, L672, L771,
L971, L1071, L1171, L1271: 길이
T: 잔여부 두께 W: 노치 폭
W21, W22: 폭

Claims (21)

  1. 전극 조립체;
    일 단부에 형성된 개구, 상기 개구에 대향하는 바닥면, 제1 평면 및 제2 평면을 갖고, 상기 전극 조립체를 수용하는 캔; 및
    상기 캔의 상기 개구를 밀봉하는 캡 플레이트;
    를 포함하고,
    상기 제1 평면 및 상기 제2 평면에는 각각 종압축에 의하여 상기 캔을 파단시키는 제1 파단부가 형성되고,
    상기 바닥면에서 상기 개구를 향해 연장되는 방향으로 제1 축이 정의되고, 상기 제1 파단부는 상기 제1 축과 수직한 방향의 제2 축을 따라 연장되며,
    상기 제1 평면 상에 형성되는 제1 접힘부를 더 포함하고,
    상기 제1 접힘부는 상기 제1 평면의 폭 중앙에서 상기 제1 축을 따라 연장되는, 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파단부는 노치로 형성되는, 이차 전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파단부는 상기 캔의 상기 개구에 인접하여 형성되는, 이차 전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파단부는 상기 캔의 상기 바닥면에 거리를 두고 인접하게 형성되는, 이차 전지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 파단부와 상기 캔의 상기 바닥면 사이의 거리는 상기 캔의 길이의 10% 이하인, 이차 전지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파단부의 길이는 상기 제1 평면의 폭의 80% 이상인, 이차 전지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 평면 상의 상기 제1 파단부와 상기 제2 평면 상의 상기 제1 파단부는 대응하여 형성되는, 이차 전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파단부의 폭은 0.1mm 내지 0.5mm인, 이차 전지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파단부에서의 상기 캔의 두께는 0.1mm 내지 0.15mm인, 이차 전지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파단부의 길이는 상기 제1 평면의 폭의 30% 이상인, 이차 전지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 평면 및 상기 제2 평면 상에 형성되는 제2 파단부를 더 포함하는 이차 전지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 파단부는 상기 캔의 상기 바닥면에 인접하여 형성되고, 상기 제2 파단부는 상기 캔의 상기 개구에 인접하여 형성되는, 이차 전지.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 파단부와 상기 캔의 상기 바닥면 사이의 거리는 상기 캔의 길이의 10% 이하이고, 상기 제2 파단부와 상기 캔의 상기 개구 사이의 거리는 상기 캔의 길이의 25% 이하인, 이차 전지.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제1 접힘부의 길이는 상기 제1 파단부와 상기 제2 파단부 사이의 거리의 80% 이상인, 이차 전지.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제1 접힘부는 상기 제1 파단부 및 상기 제2 파단부 중 적어도 어느 하나와 이격되어 형성되는, 이차 전지.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 제1 접힘부는 평행하게 연장되는 복수의 노치를 포함하는, 이차 전지.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 제1 접힘부는 상기 제1 파단부 및 상기 제2 파단부와 접하는, 이차 전지.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 제2 평면 상에 형성되는 제2 접힘부를 더 포함하는, 이차 전지.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제2 접힘부는 상기 제1 접힘부에 대응하여 형성되는, 이차 전지.
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