KR101191661B1 - 이차 전지 - Google Patents

이차 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR101191661B1
KR101191661B1 KR1020100014786A KR20100014786A KR101191661B1 KR 101191661 B1 KR101191661 B1 KR 101191661B1 KR 1020100014786 A KR1020100014786 A KR 1020100014786A KR 20100014786 A KR20100014786 A KR 20100014786A KR 101191661 B1 KR101191661 B1 KR 101191661B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode group
case
insulating member
electrode
base
Prior art date
Application number
KR1020100014786A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110025036A (ko
Inventor
이동현
Original Assignee
에스비리모티브 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스비리모티브 주식회사 filed Critical 에스비리모티브 주식회사
Publication of KR20110025036A publication Critical patent/KR20110025036A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101191661B1 publication Critical patent/KR101191661B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/02Details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431Cells with wound or folded electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147Lids or covers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 이차 전지는, 전극군, 케이스, 단자 및 절연부재를 포함한다. 전극군은, 양극, 음극 및 이 양극과 음극 사이에 위치하는 세퍼레이터를 포함하고, 양극, 음극 및 세퍼레이터는 함께 감겨진다. 케이스는 전극군을 내장하고, 단자는 전극군과 전기적으로 연결된다. 절연부재는 전극군과 케이스 사이에 설치되며, 베이스 및 상기 베이스로부터 연장되는 네 개의 절연판을 포함한다.

Description

이차 전지{SECONDARY BATTERY}
본 발명은 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 충전이 되지 않는 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 저용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 주로 사용되고, 대용량 전지는 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 대용량 고출력 이차 전지가 개발되고 있으며, 상기한 대용량 고출력 이차 전지는 대전력을 필요로 하는 기기 예컨대, 전기 자동차 등의 모터 구동에 사용될 수 있도록 복수 개의 이차 전지를 직렬로 연결하여 고출력의 이차 전지로 구성된다.
또한, 하나의 고출력 이차 전지는 통상 직렬로 연결되는 복수개의 이차 전지로 이루어지며, 이차 전지는 원통형과 각형 등으로 이루어질 수 있다.
각형 이차 전지는 일반적으로 양극과 음극이 세퍼레이터(separator)를 사이에 두고 위치하는 전극군과 전극군이 내장되는 공간을 구비하는 케이스, 케이스를 밀폐하며 단자가 삽입되는 단자 홀이 형성된 캡 플레이트, 전극군과 전기적으로 연결되며, 단자 홀에 삽입되어 케이스의 외측으로 돌출되는 단자를 포함한다.
전극군과 케이스 사이를 절연할 필요가 있는데, 전극군과 케이스 사이에 절연 필름을 설치하는 공정이 복잡할 뿐만 아니라, 설치하는 과정에서 절연 필름이 찢어지는 불량이 발생할 염려가 있다. 절연 필름이 찢어지면 내부 단락을 유발하여 이차 전지가 폭발하는 등의 치명적인 문제를 야기할 수 있다.
여기서 전극군은 양극과 음극 사이에 세퍼레이터를 개재하여 적층하고 이를 권취한 후에 납작하게 가압함으로써 젤리-롤 형태로 형성되는데, 이 경우 가장자리가 볼록한 아령형 단면구조를 갖게 된다.
전극군에서 볼록한 가장자리 부분에 비하여 평평한 부분은 상대적으로 두께가 작아서 계면이 안정적으로 밀착되지 못하는 문제가 있다.
이차 전지가 충전과 방전을 되풀이함에 따라 전극군이 팽창과 수축을 반복하게 되는데, 이 경우, 전극군이 불규칙적으로 팽창 또는 수축하게 되면, 이차 전지의 성능이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 팽창되는 과정에서 전극군 사이에 간극이 발생될 수 있으며, 이러한 간극은 계면 불균일을 야기시켜서, 이차 전지의 성능을 저하시키는 원인이 된다.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전극군과 케이스를 안정적으로 절연하면서도, 전극군의 형상을 유지할 수 있는 이차 전지를 제공함에 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이차 전지는, 전극군, 케이스, 단자 및 절연부재를 포함한다. 전극군은, 양극, 음극 및 이 양극과 음극 사이에 위치하는 세퍼레이터를 포함하고, 양극, 음극 및 세퍼레이터는 함께 감겨진다. 케이스는 전극군을 내장하고, 단자는 전극군과 전기적으로 연결된다. 절연부재는 전극군과 케이스 사이에 설치되며, 베이스 및 상기 베이스로부터 연장되는 네 개의 절연판을 포함한다. 베이스는 케이스의 바닥 내면에 접촉할 수 있다.
전극군은, 제1 부분 및 이 제1 부분의 양쪽 단부에 각각 형성되는 제2 부분을 포함하고, 절연부재는 제1 부분에 대응하는 돌출부를 포함할 수 있다. 돌출부는 두 개의 경사진 부분 사이에 위치한 평탄한 부분을 포함할 수 있다. 절연부재에는 베이스와 절연판 사이의 경계에 홈이 형성되고, 절연부재가 홈을 따라 접힐 수 있다. 절연판 중 하나는, 전극군이 팽창되어 내부로 진입되도록 하는 완충홈을 구비할 수 있다. 네 개의 절연판 중 두 개의 절연판은 평판일 수 있다. 절연판은 각기 케이스의 각 측벽에 접촉할 수 있다.
절연부재는 전극군과 케이스 사이의 상대적인 이동을 방지할 수 있다.
케이스를 밀봉하는 캡 플레이트에 설치되는 단자에 전극군을 연결하는 리드 탭을 더 포함할 수 있다. 절연판 중 하나가 리드 탭과 케이스 사이에 위치할 수 있다. 리드 탭과 케이스 사이에 위치한 절연판이 평판일 수 있다.
절연부재는 필름이 적층된 시트를 포함할 수 있다. 필름은 PP(Poly Propylene), PE(poly ethylene), PPS(poly phenyl sulfate), PBT(Poly Buthylene Terephthalate), PTFE(Poly tetrafluoro ethylene), PFA(Perfluoroalkoxy), FEP(Fluorinated Ethylene Propylene), PVDF(Poly vinylidene fluoride) 중 어느 하나 또는 둘 이상, 또는 그 조합일 수 있다.
베이스는 전극군의 만곡된 단부를 수용하도록 호형의 곡면을 가질 수 있다. 절연부재는 케이스의 내면에 접촉할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전극군의 계면을 균일하게 유지함으로써 안정적인 용량을 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 절연부재를 전극군과 케이스 사이의 위치에 용이하게 설치하여 전극군과 케이스를 안정적으로 절연할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 이차 전지를 결합한 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에서 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 4는 도 2에서 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예와 비교예에 따른 이차 전지의 충방전 사이클에 따른 용량의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 절연부재를 도시한 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 절연부재를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 종단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 본 명세서 및 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 이차 전지를 결합한 상태를 도시한 사시도이다. 도 3은 도 2에서 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라 본 단면도이고, 도 4는 도 2에서 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
상기한 도면을 참조하여 설명하면, 이차 전지(100)는 양극(11)과 음극(12), 이 양극(11)과 음극(12) 사이에 개재된 세퍼레이터(13)를 포함하는 전극군(15), 내부에 전극군(15)을 수용하는 공간을 갖는 케이스(14), 케이스(14)의 개구부(14a)에 결합된 캡 플레이트(17), 및 캡 플레이트(17)에 설치되어 전극군(15)과 전기적으로 연결되는 양극 단자(21)와 음극 단자(22)를 포함한다.
그리고 양극(11) 및 음극(12)은 각기 박판의 금속호일로 형성된 집전체에 활물질이 도포된 영역인 코팅부와 활물질이 코팅되지 않는 영역인 무지부(11a, 12a)를 포함한다. 양극 무지부(11a)는 양극(11) 의 길이방향을 따라 한 쪽 측단에 형성되고, 음극 무지부(12a)는 음극(12)의 길이방향을 따라 다른 쪽 측단에 형성된다.
양극(11) 및 음극(12)은 절연체인 세퍼레이터(13)를 중심에 개재하여 적층되며 권취롤 등을 이용해서 권취되어 젤리-롤 형태의 전극군(15)을 이루게 된다. 전극군(15)은 케이스(14)에 내장될 수 있도록 프레스 등으로 가압되어 납작한 형태를 이루게 되는데, 이때 가압되는 극판들이 양측으로 밀려서 양측 가장자리가 볼록하게 부풀어올라 볼록부(15b)가 형성되고, 볼록부(15b)의 사이에는 평면 구조의 평탄부(15a)가 형성된다.도 2 내지 도 4를 함께 참조하여 설명하면, 전극군의 측단에 형성된 양극 무지부(11a)에는 양극 단자(21)의 리드 탭(21a)이 용접으로 부착되고, 음극 무지부(12a)에는 음극 단자(22)의 리드 탭(22a)이 용접으로 부착된다.
케이스(14)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 제작될 수 있고, 그 형상은 전극군(15)이 내장되는 공간을 가진 일면에 개구부(14a)가 형성된 육면체 형태의 각형으로 이루어진다.
도 1에 도시된 바와 같이 케이스(14)와 전극군(15) 사이에는 이들의 전기적인 절연을 위한 절연부재(30)가 설치된다. 절연부재(30)는 십자 형태로 이루어지는데, 케이스(14)의 바닥(좀더 정확하게, 바닥 내면)에 밀착되는 베이스(31)와 베이스(31)의 제1 측단(31a)에서 연장된 제1 절연판(32)과 제1 측단(31a)의 반대편에 형성된 베이스(31)의 제2 측단(31b)에서 연장된 제2 절연판(34)을 포함한다. 또한 절연부재(30)는 제1 측단(31a)과 교차하는 제3 측단(31c)에서 연장된 제3 절연판(36)과 제3 측단(31c)의 반대편에 형성된 제4 측단(31d)에서 연장된 제4 절연판(38)을 더 포함한다. 제1 내지 제4 절연판(32, 34, 36, 38)은 케이스(14)의 내면에 각기 접촉한다.
절연부재(30)는 PP(Poly Propylene), PE(poly ethylene), PPS(poly phenyl sulfate), PBT(Poly Buthylene Terephthalate), PTFE(Poly tetrafluoro ethylene), PFA(Perfluoroalkoxy), FEP(Fluorinated Ethylene Propylene), PVDF(Poly vinylidene fluoride) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 물질을 포함할 수 있다.
이러한 절연부재는 도 1에 도시된 바와 같이 케이스(14)의 개구부(14a) 위에 위치하며, 전극군(15)이 케이스(14)에 삽입되는 과정에서 절연판들(32, 34, 36, 38)이 절곡되어 절연부재(30)가 전극군(15)을 대체로 감싼다.
절연부재(30)는 대략 상부가 개구된 직육면체를 펼친 형태로 최초 설치되는 바, 절연부재(30)의 최초 형태는 십자 형상으로 이루어진다.
본 실시예와 같이 절연부재(30)를 십자 형상으로 형성하면, 전극군(15)을 삽입하는 과정에서 절연부재(30)가 절곡되어 전극군(15)과 케이스(14) 사이에 용이하게 설치될 수 있다.
전극군(15)이 케이스(14)에 삽입된 후에는 단자(21, 22)에 너트(25)가 체결되어 전극군(15)을 위에서 지지한다. 너트(25)와 캡 플레이트(17) 사이에는 이들 사이의 절연을 위한 개스킷(28)이 설치된다.
도 1 및 도 4를 참조하여 설명하면, 제1 절연판(32)에는 전극군(15)의 평탄부(15a)에 밀착된 지지부(돌출부)(32a)가 돌출 형성된다. 또한 제2 절연판(34)에도 전극군(15)의 다른 면에 형성된 평탄부(15a)에 밀착된 지지부(돌출부)(34a)가 형성된다.
지지부(32a, 34a)는 평탄부(15a)의 전면에 접하고 평탄부(15a)와 인접한 볼록부(15b)에 접하도록 전극군(15)에 양면에 각각 밀착되고, 양측 단부가 경사진 구조로 이루어진다.
지지부(32a, 34a)에서 평탄부(15a)와 맞닿는 부분은 평면으로 이루어지고, 볼록부(15b)와 맞닿는 부분은 경사지도록 형성되어 지지부(32a, 34a)는 평탄부(15a)를 안정적으로 지지하고, 볼록부(15b)의 일부와도 안정적으로 접할 수 있는 구조로 이루어진다. 즉, 지지부(32a, 34a)는 두 개의 경사진 부분 사이에 위치한 평탄한 부분을 포함하고, 이에 지지부(32a, 34a)의 종단면은 대략 사다리꼴 형상으로 이루어진다.
한편, 제3 절연판(36)과 제4 절연판(38)은 리드 탭(21a, 22a)과 케이스(14) 사이에 위치하여 리드 탭(21a, 22a)이 케이스(14)와 접촉하는 것을 방지한다. 절연부재(30)가 케이스(14) 내에 삽입되면 절연부재(30)는 대략 상부가 개구된 직육면체 형태로 이루어진다. 이 제3 절연판(36)과 제4 절연판(38)은 지지부가 형성되지 않아 평평한 면으로만 형성된 평판일 수 있다.
이차 전지(100)가 충전과 방전을 되풀이하는 동안 전극군(15)이 팽창과 수축을 반복하게 되고, 지지부(32a, 34a)는 케이스(14)와 전극군(15) 사이에서 전극군(15)의 평탄부(15a)를 가압하여, 전극군(15)의 형태가 유지되도록 함으로써, 전극군(15)의 계면이 불균일하게 되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 충방전 사이클에 따른 용량의 변화를 나타낸 그래프이다. 이차 전지는 모두 5A의 정격 전류를 갖는 것이 사용되었으며, 2.8V에서 4.2V까지 충전과 방전을 1C로 실시하였다.
제1 실시예는 24장의 필름을 적층하여 지지부(32a, 34a)를 형성하였다. 본 실험에서는 지지부의 높이를 명확히 하기 위하여 일체로 된 지지부를 사용하지 않고 필름들을 적층하여 형성하였다. 제1 실시예의 변형에는 12장의 필름을 적층하여 지지부를 형성하였으며, 제1 비교예는 지지부를 형성하지 않았고, 제2 비교예는 지지부를 형성하지 않고 전극군의 계면에 최초 불균일이 있는 이차 전지를 사용하였다.
도 5에 도시된 바와 같이, 지지부를 형성한 전극군은 200 사이클의 충방전 후에 용량이 거의 감소하지 않았으나, 지지부를 형성하지 않은 전극군은 용량이 약 98%까지 감소하였다. 또한, 400사이클의 충방전 후에는 지지부를 형성한 전극군은 용량이 96%까지 감소하였으나, 지지부를 형성하지 않은 전극군은 용량이 거의 93%까지 감소하였다.
본 실시예와 같이 지지부를 형성한 이차 전지의 경우 그렇지 않은 경우보다 용량 유지율이 더 높게 나타났다. 이는 지지부가 전극군을 지지하여 계면이 균일하게 유지되기 때문이다. 또한, 24장의 필름을 사용한 경우가 12장의 필름을 사용한 경우보다 조금 더 높은 용량 유지율을 나타냈다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 제1 실시예와 다양한 변형예에 따른 절연부재를 도시한 부분 단면도이다.
도 6a에 도시된 바와 같이 절연부재(30)에서 베이스(31)와 지지판(32, 34, 36, 38) 사이의 경계에는 지지판(32, 34, 36, 38)이 더 쉽게 접힐 수 있도록 홈(35)이 형성된다. 제1 실시예의 홈(35)은 절연부재(30)의 상면에 삼각형의 단면으로 형성된다.
또한, 도 6b에 도시된 바와 같이 절연부재(41)의 하면에 삼각형의 단면을 갖는 홈(41a)이 형성될 수 있으며, 도 6c에 도시된 바와 같이 절연부재(42)의 상면에 사각형의 단면을 갖는 홈(42a)이 형성될 수 있다. 또한, 도 6d에 도시된 바와 같이 절연부재(43)의 하면에 사각형의 단면을 갖는 홈(43a)이 형성될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 절연부재를 도시한 사시도이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 종단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지는 절연부재(50)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 이차 전지와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 절연부재(50)는 케이스(14)의 바닥에 밀착되는 베이스(51)와 베이스(51)의 제1 측단(51a)에서 연장된 제1 절연판(52)과 제1 측단(51a)의 반대편에 형성된 베이스(51)의 제2 측단(51b)에서 연장된 제2 절연판(54)을 포함한다. 또한 절연부재(50)는 제1 측단(51a)과 교차하는 제3 측단(51c)에서 연장된 제3 절연판(56)과 제3 측단(51c)의 반대편에 형성된 제4 측단(51d)에서 연장된 제4 절연판(58)을 더 포함한다.
베이스(51)는 호형으로 형성된 전극군(15)의 하단을 안정적으로 지지할 수 있도록, 전극군(15)과 맞닿는 상면이 호형으로 형성된다. 이에 베이스(51)가 전극군(15)을 안정적으로 지지할 수 있으며, 외부의 충격 등으로 전극군(15)이 흔들리거나 전극군(15)이 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 전극군(15)이 흔들리거나 이탈하면 단자(21, 22)와 전극군(15) 사이의 접촉이 불량해지는 등의 문제가 발생할 수 있는 바, 본 실시예와 같이 베이스(51)의 상면을 호형으로 형성하면, 전극군(15)을 더욱 안정적으로 지지할 수 있다.
제1 절연판(52)에는 전극군(15)의 평탄부(15a)에 밀착되어 지지하는 지지부(52a)가 돌출 형성되고, 지지부(52a)의 중앙에는 사각형의 완충홈(52b)이 형성된다.
지지부(52a)는 평탄부와 맞닿는 부분은 평평한 평면으로 형성되고, 볼록부(15b)와 맞닿는 부분은 경사를 갖는 호형의 곡면(52c)으로 형성된다. 볼록부(15b)는 평탄부의 위와 아래에서 접하므로 지지부(52a)에는 두개의 오목한 곡면(52c)이 형성된다.
제2 절연판(54)에도 전극군(15)의 평탄부(15a)에 밀착되어 지지하는 지지부(54a)가 돌출 형성되고, 지지부(54a)의 중앙에는 완충홈(54b)이 형성된다.
지지부(54a)는 평탄부(15a)와 맞닿는 부분은 평평한 평면으로 형성되고, 볼록부(15b)와 맞닿는 부분은 호형의 오목부로 형성된다.
본 실시예와 같이 호형의 오목한 곡면(52c, 54c)을 형성하면, 곡면(54c)이 볼록부(15b)에 밀착된다. 밀착된 곡면(52c, 54c)은 전극군(15)을 양단에서 지지하여 당겨주는 역할을 할 수 있다. 이에 따라 전극군(15)의 계면이 불량해지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 충전과 방전이 진행되는 동안 전극군(15)은 팽창되는 바, 팽창된 전극군(15)이 가압되면 전극군(15)의 열화가 촉진되어 이차 전지(200)의 수명이 단축되는 문제가 있다. 본 실시예에서는 전극군(15)을 안정적으로 지지하면서도 전극군(15)의 열화를 방지하기 위해서 완충홈(52b, 54b)을 형성하였다.
좀더 정확하게는, 전극군(15)이 팽창되면 완충홈(52b, 54b)으로 진입하여 전극군(15)에 가압력이 심하게 작용하는 것을 방지할 수 있다.
상기에서는 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: 이차 전지 14: 케이스
15: 전극군 15a: 평탄부
15b: 볼록부 17: 캡 플레이트
21: 양극 단자 22: 음극 단자
30, 50: 절연부재 31, 51: 베이스
31a, 51a: 제1 측단 31b, 51b: 제2 측단
31c, 51c: 제3 측단 31d, 51d: 제4 측단
32, 52: 제1 절연판 34, 54: 제2 절연판
36, 56: 제3 절연판 38, 58: 제4 절연판
32a, 34a, 52a, 54a: 지지부 35: 홈
52b, 54b: 완충홈 52c, 54c: 곡면

Claims (16)

  1. 함께 감겨지는 양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 위치하는 세퍼레이터를 포함하는 전극군;
    상기 전극군이 내장되는 케이스;
    상기 전극군과 전기적으로 연결되는 단자; 및
    상기 전극군과 상기 케이스 사이에 위치하며, 베이스 및 상기 베이스로부터 연장되는 네 개의 절연판을 포함하는 절연부재
    를 포함하며,
    상기 전극군은, 제1 부분 및 상기 제1 부분의 양쪽 단부에 각각 형성되는 제2 부분을 포함하고,
    상기 절연부재는 상기 제1 부분에 대응하는 돌출부를 포함하는 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스는 상기 케이스의 바닥 내면에 접촉하는 이차 전지.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부는 두 개의 경사진 부분 사이에 위치한 평탄한 부분을 포함하는 이차 전지.
  5. 함께 감겨지는 양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 위치하는 세퍼레이터를 포함하는 전극군;
    상기 전극군이 내장되는 케이스;
    상기 전극군과 전기적으로 연결되는 단자; 및
    상기 전극군과 상기 케이스 사이에 위치하며, 베이스 및 상기 베이스로부터 연장되는 네 개의 절연판을 포함하는 절연부재
    를 포함하며,
    상기 절연부재에는 상기 베이스와 상기 절연판 사이의 경계에 홈이 형성되고,
    상기 절연부재가 상기 홈을 따라 접히는 이차 전지.
  6. 함께 감겨지는 양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 위치하는 세퍼레이터를 포함하는 전극군;
    상기 전극군이 내장되는 케이스;
    상기 전극군과 전기적으로 연결되는 단자; 및
    상기 전극군과 상기 케이스 사이에 위치하며, 베이스 및 상기 베이스로부터 연장되는 네 개의 절연판을 포함하는 절연부재
    를 포함하며,
    상기 절연판 중 하나는, 상기 전극군이 팽창되어 내부로 진입되도록 하는 완충홈을 구비하는 이차 전지.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 네 개의 절연판 중 두 개의 절연판은 평판인 이차 전지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 절연판은 각기 상기 케이스의 각 측벽에 접촉하는 이차 전지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 절연부재는 상기 전극군과 상기 케이스 사이의 상대적인 이동을 방지하는 이차 전지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 케이스를 밀봉하는 캡 플레이트에 설치되는 단자에 상기 전극군을 연결하는 리드 탭을 더 포함하는 이차 전지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 절연판 중 하나가 상기 리드 탭과 상기 케이스 사이에 위치하는 이차 전지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 리드 탭과 상기 케이스 사이에 위치한 상기 절연판이 평판인 이차 전지.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 절연부재는 필름이 적층된 시트를 포함하는 이차 전지.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 필름은 PP(Poly Propylene), PE(poly ethylene), PPS(poly phenyl sulfate), PBT(Poly Buthylene Terephthalate), PTFE(Poly tetrafluoro ethylene), PFA(Perfluoroalkoxy), FEP(Fluorinated Ethylene Propylene), PVDF(Poly vinylidene fluoride) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 이차 전지.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 베이스는 상기 전극군의 만곡된 단부를 수용하도록 호형의 곡면을 가지는 이차 전지.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 절연부재는 상기 케이스의 내면에 접촉하는 이차 전지.
KR1020100014786A 2009-09-01 2010-02-18 이차 전지 KR101191661B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US23904409P 2009-09-01 2009-09-01
US61/239,044 2009-09-01
US12/706,358 2010-02-16
US12/706,358 US8697272B2 (en) 2009-09-01 2010-02-16 Secondary battery having an insulating member

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110025036A KR20110025036A (ko) 2011-03-09
KR101191661B1 true KR101191661B1 (ko) 2012-10-17

Family

ID=42727424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100014786A KR101191661B1 (ko) 2009-09-01 2010-02-18 이차 전지

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8697272B2 (ko)
EP (1) EP2290732B1 (ko)
JP (1) JP5297424B2 (ko)
KR (1) KR101191661B1 (ko)
CN (1) CN102005602B (ko)
AT (1) ATE557435T1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101821488B1 (ko) * 2015-04-03 2018-01-23 도요타지도샤가부시키가이샤 전지

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102356496B (zh) * 2010-05-21 2014-07-23 丰田自动车株式会社 二次电池
KR101126809B1 (ko) * 2010-06-16 2012-03-23 에스비리모티브 주식회사 이차 전지
JP5673355B2 (ja) * 2011-05-27 2015-02-18 株式会社Gsユアサ 電池
US9472802B2 (en) 2011-07-25 2016-10-18 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
KR20130049025A (ko) * 2011-11-03 2013-05-13 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR20130049535A (ko) * 2011-11-04 2013-05-14 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
DE102012206075A1 (de) * 2011-12-15 2013-06-20 Robert Bosch Gmbh Hartschalenzellgehäuse mit Dampfsperrschicht
DE102011088636A1 (de) * 2011-12-15 2013-06-20 Robert Bosch Gmbh Hartschalengehäuse mit superhydrophoben Material
JP6102058B2 (ja) * 2012-02-15 2017-03-29 株式会社Gsユアサ 蓄電素子
JP5719859B2 (ja) * 2012-02-29 2015-05-20 株式会社半導体エネルギー研究所 蓄電装置
JP6094803B2 (ja) * 2012-03-12 2017-03-15 株式会社Gsユアサ 蓄電素子
KR102115624B1 (ko) * 2012-03-12 2020-05-26 가부시키가이샤 지에스 유아사 축전 소자
DE102012208239A1 (de) * 2012-05-16 2013-11-21 Robert Bosch Gmbh Batteriebaugruppe
JP6052574B2 (ja) * 2012-05-16 2016-12-27 株式会社Gsユアサ 蓄電素子及び蓄電素子の製造方法
JP6090313B2 (ja) * 2012-05-22 2017-03-08 株式会社Gsユアサ 蓄電素子
CN104380500B (zh) * 2012-06-26 2018-02-13 株式会社丰田自动织机 蓄电装置
DE102012214443A1 (de) * 2012-08-14 2014-02-20 Robert Bosch Gmbh Verspannen von Batteriezellen durch eine bombierte Ausgestaltung des Batteriegehäuses
WO2014054734A1 (ja) * 2012-10-03 2014-04-10 新神戸電機株式会社 二次電池
FR2997559B1 (fr) * 2012-10-31 2016-12-09 Renault Sa Enveloppe de protection thermique de batterie pour vehicule automobile
KR101444037B1 (ko) * 2013-02-20 2014-09-23 주식회사 엘지화학 디스플레이 장치용 패키징 필름 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR20140120189A (ko) * 2013-04-02 2014-10-13 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 그 제조방법
JP5742869B2 (ja) 2013-04-16 2015-07-01 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
US10014495B2 (en) * 2013-05-15 2018-07-03 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
JP5841571B2 (ja) * 2013-07-31 2016-01-13 日立オートモティブシステムズ株式会社 二次電池
JP6086240B2 (ja) * 2013-08-23 2017-03-01 トヨタ自動車株式会社 非水電解液電池およびその製造方法
JP2015060712A (ja) * 2013-09-18 2015-03-30 株式会社東芝 二次電池
JP6414731B2 (ja) * 2013-10-01 2018-10-31 株式会社Gsユアサ 蓄電素子及び蓄電装置
KR102195727B1 (ko) * 2014-01-06 2020-12-28 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102257678B1 (ko) * 2014-03-28 2021-05-28 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP6264196B2 (ja) * 2014-05-30 2018-01-24 三洋電機株式会社 角形二次電池
KR102201306B1 (ko) 2014-06-17 2021-01-11 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP6815716B2 (ja) * 2014-12-11 2021-01-20 株式会社Gsユアサ 蓄電素子
JP6331097B2 (ja) * 2015-01-14 2018-05-30 トヨタ自動車株式会社 二次電池の製造方法
JP6506576B2 (ja) * 2015-03-13 2019-04-24 マクセルホールディングス株式会社 電池
JP6686286B2 (ja) * 2015-03-30 2020-04-22 三洋電機株式会社 角形二次電池及びそれを用いた組電池
JP6521779B2 (ja) * 2015-07-23 2019-05-29 日立オートモティブシステムズ株式会社 二次電池
WO2018081174A1 (en) * 2016-10-25 2018-05-03 Altergy Systems Collapsing fuel cell isolator for fuel cell airflow management
JP6878914B2 (ja) * 2017-01-26 2021-06-02 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
KR20180097085A (ko) 2017-02-22 2018-08-30 삼성에스디아이 주식회사 멀티탭 쇼트 억제 구조를 갖는 이차 전지
JP6967192B2 (ja) * 2018-02-09 2021-11-17 トヨタ自動車株式会社 二次電池および組電池
DE102018202935A1 (de) * 2018-02-27 2019-08-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Energiespeicherzelle und Verfahren zur Herstellung einer Energiespeicherzelle
JP7068632B2 (ja) * 2018-12-11 2022-05-17 トヨタ自動車株式会社 電池
KR20210056066A (ko) * 2019-11-08 2021-05-18 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
US20210305632A1 (en) * 2020-03-25 2021-09-30 Gs Yuasa International Ltd. Energy storage device
CN117136466A (zh) * 2021-12-01 2023-11-28 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体及其制造方法和设备、电池以及用电装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060024568A1 (en) 2004-07-28 2006-02-02 Lee Sang-Won Rechargeable battery
JP2006278245A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Toyota Motor Corp 電池及びその製造方法
JP2009048966A (ja) 2007-08-23 2009-03-05 Toyota Motor Corp 電池およびその製造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE400376A (ko) *
US5075958A (en) * 1990-07-30 1991-12-31 Everady Battery Company, Inc. Separator for electrochemical cell and process for the assembling it into the cell
JPH0582158A (ja) 1991-09-24 1993-04-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 密閉角形アルカリ蓄電池
JPH07261678A (ja) 1994-03-22 1995-10-13 Rohm Co Ltd Led表示装置及びled表示装置のケースの被覆方法
JP3709628B2 (ja) 1995-11-15 2005-10-26 ソニー株式会社 非水電解液二次電池
JPH1131523A (ja) 1997-02-19 1999-02-02 Sony Corp 非水電解液二次電池とその製造方法
TW420886B (en) * 1997-12-19 2001-02-01 Celgard Inc Penta-layer battery separator
JPH11288703A (ja) 1998-04-01 1999-10-19 Gs Melcotec Kk 電 池
US20040137321A1 (en) 2002-11-27 2004-07-15 Jean-Francois Savaria Casing for an energy storage device
JP2005032477A (ja) 2003-07-08 2005-02-03 Toyota Motor Corp 電池、およびそれを搭載した自動車
JP2006040684A (ja) 2004-07-27 2006-02-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 密閉角型電池
KR100696821B1 (ko) 2004-09-24 2007-03-19 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지 및 그의 제조 방법
KR100669435B1 (ko) 2005-04-08 2007-01-15 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP5085950B2 (ja) 2006-02-07 2012-11-28 三洋電機株式会社 電池ケース、電池及び非水電解質二次電池

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060024568A1 (en) 2004-07-28 2006-02-02 Lee Sang-Won Rechargeable battery
JP2006278245A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Toyota Motor Corp 電池及びその製造方法
JP2009048966A (ja) 2007-08-23 2009-03-05 Toyota Motor Corp 電池およびその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101821488B1 (ko) * 2015-04-03 2018-01-23 도요타지도샤가부시키가이샤 전지
US10158107B2 (en) 2015-04-03 2018-12-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery comprising insulative films

Also Published As

Publication number Publication date
ATE557435T1 (de) 2012-05-15
JP5297424B2 (ja) 2013-09-25
US20110052975A1 (en) 2011-03-03
CN102005602B (zh) 2013-08-07
KR20110025036A (ko) 2011-03-09
US8697272B2 (en) 2014-04-15
CN102005602A (zh) 2011-04-06
JP2011054567A (ja) 2011-03-17
EP2290732A1 (en) 2011-03-02
EP2290732B1 (en) 2012-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101191661B1 (ko) 이차 전지
KR101182283B1 (ko) 이차전지
US7981540B2 (en) Rechargeable battery
KR101106998B1 (ko) 이차 전지
US8734974B2 (en) Rechargeable battery
KR101023103B1 (ko) 이차 전지
KR101683208B1 (ko) 이차 전지 및 전지 모듈
KR101275785B1 (ko) 이차 전지
KR100667945B1 (ko) 이차 전지
US10763489B2 (en) Rechargeable battery having membrane
KR20130049535A (ko) 이차 전지
US20130115494A1 (en) Rechargeable battery
US20090098445A1 (en) Cap assembly, secondary battery having the same, methods of manufacturing cap assembly and secondary battery
US8142921B2 (en) Rechargeable battery and battery module
US11575183B2 (en) Secondary battery
US7846578B2 (en) Rechargeable battery
KR100759395B1 (ko) 이차 전지
KR100528932B1 (ko) 각형전지
KR100728193B1 (ko) 이차 전지의 전극군 고정 장치
CN113875043A (zh) 二次电池
KR20120000855A (ko) 이차 전지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150925

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160922

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170920

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180917

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191001

Year of fee payment: 8