KR101201741B1 - 이차 전지 - Google Patents

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Abstract

본 기재에 따른 이차 전지는, 복수의 전극 조립체와, 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스, 및 리드탭에 의해 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 전극 단자를 포함한다. 그리고 상기 리드탭은, 단자 접합부와, 상기 단자 접합부로부터 연장되고, 복수의 탭 가지들을 포함하는 가지부를 포함하고, 상기 각각의 탭 가지들은 상기 전극 조립체의 어느 하나와 전기적으로 연결되는 주몸체와 상기 주몸체로부터 각도를 형성하며 절곡된 경사몸체를 갖는다.

Description

이차 전지{RECHARGEABLE BATTERY}
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 집전 리드탭의 구조를 개선한 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 저용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 전지는 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 사용되고 있다.
최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 이차 전지가 개발되고 있으며, 상기한 고출력 이차 전지는 대전력을 필요로 하는 기기 예컨대, 전기 자동차 등의 모터 구동에 사용될 수 있도록 복수 개의 이차 전지가 직렬로 연결되어 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 케이스에 내장되는 전극 조립체와 집전 리드탭을 매개로 전기적으로 연결되며 케이스의 외측으로 돌출되는 단자를 포함할 수 있다. 복수 개의 전극 조립체를 하나의 케이스에 삽입하고자 하는 경우, 전극 조립체 사이에 집전 리드탭을 삽입해야 하나, 무지부 사이의 공간이 너무 작아서 집전 리드탭을 삽입하는 과정에서 무지부가 손상되는 문제가 발생할 수 있다. 집전 리드탭을 일부의 전극 조립체에만 부착하는 경우에는 전류의 이동 경로가 길어져서 저항이 증가하고 열이 많이 발생하는 문제가 있다.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 설치가 용이하고 전극 조립체와 안정적으로 고정될 수 있는 이차 전지를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 복수의 전극 조립체와, 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스, 및 리드탭에 의해 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 전극 단자를 포함한다. 그리고 상기 리드탭은, 단자 접합부와, 상기 단자 접합부로부터 연장되고, 복수의 탭 가지들을 포함하는 가지부를 포함하고, 상기 각각의 탭 가지들은 상기 전극 조립체의 어느 하나와 전기적으로 연결되는 주몸체와 상기 주몸체로부터 각도를 형성하며 절곡된 경사몸체를 갖는다.
상기 가지부는 상기 경사몸체로부터 연장되는 삽입 팁을 더 포함하고, 상기 삽입 팁은 상기 전극 조립체의 어느 하나와 간격을 두고 떨어져 배치될 수 있다.
상기 삽입 팁과 상기 주몸체는 서로 평행한 방향으로 연장될 수 있으며, 상기 삽입 팁은 상기 경사몸체로부터 각도를 형성하며 연장될 수 있다.
상기 단자 접합부는 적어도 하나의 상기 전극 단자가 관통하여 연장되는 단자 홀을 가질 수 있다.
연결판이 상기 단자 연결부의 가장자리로부터 연장되고, 상기 가지부는 상기 연결판으로부터 연장될 수 있다.
상기 가지부는 상기 단자 접합부로부터 연장되는 제1 분지부(branch portion)를 더 포함하고, 상기 탭 가지들 중 적어도 하나는 상기 제1 분지부로부터 연장될 수 있다.
상기 단자 접합부로부터 연장되는 제2 분지부를 더 포함하고, 상기 탭 가지들 중 적어도 하나는 상기 제2 분지부로부터 연장될 수 있다.
상기 탭 가지들 각각의 주몸체는 서로 평행한 방향으로 연장될 수 있으며, 상기 탭 가지들 각각은 사각형으로 이루어질 수 있다.
상기 경사몸체는 상기 주몸체가 연결되는 전극 조립체의 어느 하나로부터 멀어지는 방향으로 각도를 형성하며 절곡될 수 있으며, 상기 경사몸체는 5도 내지 90도의 범위에 속하는 각도로 절곡될 수 있다.
상기 전극 조립체 각각은 활물질이 도포되지 않은 무지부를 가지고, 상기 탭 가지들 각각의 주몸체는 상기 전극 조립체들 중 하나의 무지부에 부착될 수 있다.
상기 리드 탭은 적어도 3개의 전극 조립체를 상기 전극 단자에 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있으며, 상기 주몸체는 상기 전극 조립체들 중 하나에 용접될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지는, 적어도 하나의 부가적인 전극 단자를 더 포함하고, 부가적인 리드 탭이 상기 적어도 하나의 부가적인 전극 단자에 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 절곡바가 형성되어 무지부에 간섭되지 아니하고 집전 리드탭을 전극 조립체 사이에 용이하게 설치할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 집전 리드탭을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 집전 리드탭이 복수의 전극 조립체들에 부착된 상태를 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 집전 리드탭을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 집전 리드탭이 전극 조립체들에 부착된 상태를 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 집전 리드부재가 복수의 전극 조립체에 설치된 것을 도시한 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 집전 리드부재가 전극 조립체에 설치된 것을 도시한 측면도이다.
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 제1 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지(100)는 양극(positive electrode)(11)과 음극(negative electrode)(12) 사이에 절연체인 세퍼레이터(13)를 개재하여 귄취된 복수 개의 전극 조립체(10)와, 전극 조립체들(10)이 내장되는 케이스(34)와, 케이스(34)의 개구에 결합된 캡 어셈블리(20)를 포함한다.
본 제1 실시예에 따른 이차 전지(100)는 리튬 이온 이차 전지로서 각형인 것을 예로서 설명한다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명은 리튬 폴리머 전지 또는 원통형 전지 등 다양한 형태의 전지에 적용될 수 있다.
양극(11) 및 음극(12)은 박판의 금속 호일로 형성된 집전체에 활물질이 도포된 영역인 코팅부와 활물질이 코팅되지 않는 영역인 무지부(11a, 12a)를 포함한다. 양극 무지부(11a)는 양극(11)의 길이 방향을 따라 양극(11)의 한 쪽 측단에 형성되고, 음극 무지부(12a)는 음극(12)의 길이 방향을 따라 음극(12)의 다른 쪽 측단에 형성된다. 그리고 양극(11) 및 음극(12)은 절연체인 세퍼레이터(13)를 사이에 개재한 후 권취된다.
다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 상기한 전극 조립체(10)는 복수 개의 시트(sheet)로 이루어진 양극과 음극이 세퍼레이터를 사이에 두고 교대로 적층된 구조로 이루어질 수도 있다. 케이스(34) 내에는 2개의 전극 조립체(10)가 나란하게 배치되어 단자들(21, 22)과 전기적으로 연결된다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 3개 이상의 전극 조립체(10)가 설치될 수도 있다.
케이스(34)는 이차 전지(100)의 전체적인 외관을 형성하며, 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 형성될 수 있다. 또한 케이스(34)는 전극 조립체(10)를 내장하는 공간을 제공한다. 예를 들면, 케이스(34)는 직육면체에 대응하는 형상의 전극 조립체(10)를 수용하도록 일측에 개구를 가지는 직육면체의 각형으로 이루어질 수 있다. 개구는 도 1 및 도 2에 도시된 케이스(34)에서 상방을 향하고 있다.
캡 어셈블리(20)는 케이스(34)의 개구를 덮는 캡 플레이트(30)와 캡 플레이트(30)의 외측으로 돌출되며, 양극(11)과 전기적으로 연결된 양극 단자(21)와 음극(12)과 전기적으로 연결된 음극 단자(22)를 포함한다.
캡 플레이트(30)는 얇은 판으로 이루어지며, 케이스(34)의 개구에 결합된다. 캡 플레이트(30)의 전해액 주입구(31)에는 밀봉 마개(38)가 설치되고 벤트 홀(32)에는 설정된 압력에서 개방될 수 있도록 노치(39a)가 형성된 벤트부재(39)가 설치된다.
양극 단자(21) 및 음극 단자(22)는 캡 플레이트(30)를 관통하여 설치되며 하부에 캡 플레이트(30)의 아래에 지지된 플랜지(21a, 22a)가 형성되고, 캡 플레이트(30)의 외측으로 돌출된 상부 기둥의 외주면은 나사가공된다. 또한, 단자들(21, 22)에는 상부에서 지지하는 너트(29)가 체결된다. 너트(29)의 아래에는 너트(29)의 체결력을 완충하는 와셔(24)가 설치된다.
본 실시예에서는 단자들(21, 22)이 너트(29)를 통해서 고정된 것으로 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 단자들(21, 22)은 리벳 구조로 이루어지거나 용접으로 고정될 수도 있다.
단자들(21, 22)과 캡 플레이트(30) 사이에는 하부 개스킷(27)과 상부 개스킷(25)이 설치되며, 하부 개스킷(27)은 플랜지(21a, 22a)와 캡 플레이트(30) 사이에 위치하고, 상부 개스킷(25)은 캡 플레이트(30)와 와셔(24) 사이에 위치한다.
양극 단자(21)에는 양극 무지부(11a)에 용접으로 접합된 양극 집전 리드탭(50)이 부착되고, 음극 단자(22)에는 음극 무지부(12a)에 용접으로 접합된 음극 집전 리드탭(40)이 부착된다. 양극 집전 리드탭(50)은 두 개의 전극 조립체(10)의 양극 무지부(11a)에 모두 용접으로 부착되며, 음극 집전 리드탭(40)도 두 개의 전극 조립체(10)의 음극 무지부(12a)에 용접으로 부착된다.
플랜지(21a, 22a)의 아래에는 하부 돌기(21b, 22b)가 형성되어 있는 바, 집전 리드탭(40, 50)은 하부 돌기(21b, 22b)에 용접으로 고정된다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 단자와 집전 리드탭이 일체로 형성될 수도 있다.
한편, 단자들(21, 22)과 캡 플레이트(30) 사이에는 하부 절연부재(26)가 설치되는 바, 집전 리드탭(40, 50)의 상단과 단자(21, 22)의 플랜지(21a, 22a)가 하부 절연부재(26)에 형성된 홈에 삽입 설치된다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 집전 리드탭을 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 집전 리드탭이 전극 조립체들에 부착된 상태를 도시한 측면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하여 집전 리드탭에 대하여 보다 자세히 설명한다.
음극 집전 리드탭(40)은 양극 집전 리드탭(50)과 동일한 구조로 이루어지므로 양극 집전 리드탭(50)에 대한 설명으로 음극 집전 리드탭(40)에 대한 설명을 대체한다.
양극 집전 리드탭(50)은 단자에 고정되는 단자 접합부(51)와 단자 접합부(51)의 아래로 이어져 형성되며 전극 조립체들(10) 사이에 삽입된 복수 개의 전극 조립체 접합부, 즉 탭 가지들(prongs)(53, 54)을 포함한다.
단자 접합부(51)와 탭 가지들(53, 54) 사이에는 단자 접합부(51)에서 아래로 이어진 연결판(52)이 형성되며, 탭 가지들(53, 54)은 연결판(52)에서 케이스(34)의 바닥을 향하여 이어지며, 일측 전극 조립체(10)의 양극 무지부(11a)에 용접으로 부착되는 제1 탭 가지(53)와 다른 쪽 전극 조립체(10)의 양극 무지부(11a)에 용접으로 부착되는 제2 탭 가지(54)로 구성된다.
단자 접합부(51)에는 양극 단자의 하부 돌기(21b)가 끼워지는 단자 홀(51a)이 형성되며, 양극 단자(21)의 하부에 용접으로 접합된다. 연결판(52)은 단자 접합부(51)에서 아래로 직각으로 절곡되어 형성된다. 연결판(52)의 아래에는 연결판(52)의 외측으로 더 연장된 분지부(56)가 형성된다. 분지부(56)는 연결판(52)의 아래에서 연결판(52)의 양쪽 측단보다 외측으로 더 연장되도록 형성된다. 분지부(56)의 양쪽 측단에는 각각 제1 탭 가지(53)와 제2 탭 가지(54)가 형성되는 바, 탭 가지들(53, 54)은 사각 막대 형상으로 이루어지며, 탭 가지들(53, 54)은 연결판(52)에서 전극 조립체(10)의 중심을 향하여 직각으로 절곡된다. 이에 따라 탭 가지들(53, 54)은 전극 조립체(10)의 넓은 전면과 평행하게 되며, 제1 탭 가지(53)와 제2 탭 가지(54)는 상호 평행하게 형성된다.
이와 같이 탭 가지들(53, 54)이 절곡 형성되면 탭 가지들(53, 54)은 양극 무지부(11a)와 평행하게 배치되어 양극 무지부(11a)에 초음파 용접으로 접합될 수 있다.
전극 조립체(10)는 2개가 서로 겹쳐져 배치되며, 일단에는 양극 무지부들(11a)이 배치되고, 타단에는 음극 무지부들(12a)이 배치된다. 양극 무지부(11a)는 활물질이 코팅된 코팅부보다 더 작은 두께를 갖는 바, 이에 따라 양극 무지부들(11a) 사이에는 이격된 공간이 형성되며, 이 공간으로 탭 가지들(53, 54)이 삽입 설치된다.
제1 탭 가지(53)는 제2 탭 가지(54)와 동일한 구조로 이루어지므로 제1 탭 가지(53)에 대한 설명으로 제2 탭 가지(54)에 대한 설명을 대체한다.
제1 탭 가지(53)는 분지부에 고정 설치된 용접바(주몸체)(53a)와 전극 조립체의 외측을 향하여 꺽어진 절곡바(경사몸체)(53b)와 경사몸체(53b)의 단부에 형성된 삽입팁(53c)을 포함한다. 경사몸체(53b)는 주몸체(53a)에 대하여 주몸체(53a)가 부착되는 전극 조립체(10)의 중심에서 외측을 향하는 방향으로 경사지게 형성되며, 5°내지 90°로 경사지게 형성될 수 있다. 삽입팁(53c)은 경사몸체(53b)의 단부에 형성되어 양극 무지부(11a)에서 이격된다. 이에 따라 마주하는 두 개의 삽입팁(53c) 사이의 간격은 마주하는 주몸체 사이의 간격보다 더 작게 된다.
다만, 삽입팁(53c)은 전극 조립체(10) 사이의 경계면 보다 더 안쪽에 위치하여 마주하는 삽입팁(53c)가 접촉하지는 않는다.
이에 따라 양극 집전 리드탭(50)을 전극 조립체(10) 사이에 삽입할 때, 삽입팁(53c)이 양극 무지부(11a)에서 이격된 상태로 삽입되므로 양극 무지부(11a)를 손상시키지 않고, 집전 리드탭(50)을 용이하게 삽입할 수 있다. 또한, 주몸체(53a)가 양극 무지부(11a)에 밀착되도록 설계하여 주몸체(53a)가 양극 무지부(11a)를 가압하는 경우에도 삽입팁(53c)은 양극 무지부(11a)에서 이격된 상태로 삽입되므로 집전 리드탭(50)을 용이하게 삽입할 수 있다. 이와 같이 주몸체(53a)가 양극 무지부(11a)를 가압하도록 양극 집전 리드탭(53)을 설치하면 주몸체(53a)와 양극 무지부(11a)가 밀착되어 외부의 충격이나 진동에 의하여 양극 집전 리드탭(53)과 양극 무지부(11a)의 접촉이 불량해지는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 집전 리드탭을 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 집전 리드탭이 전극 조립체들에 부착된 상태를 도시한 측면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 집전 리드탭(60)은 단자에 고정되는 단자 접합부(68)와 단자 접합부(68)의 아래로 이어져 형성되며 전극 조립체(10) 사이에 삽입된 복수 개의 가지들(63, 64. 65, 66)을 포함한다.
본 실시예에 따른 이차 전지는 4개의 전극 조립체(10)를 포함하며, 4개의 전극 조립체(10)는 평행하게 적층 배열된다.
탭 가지들(63, 64. 65, 66)은 제1 탭 가지(63)와 제2 탭 가지(64), 제3 탭 가지(65), 및 제4 탭 가지(66)로 이루어지며, 4개의 전극 조립체 접합부들(63, 64. 65, 66)은 서로 평행하게 배치된다.
단자 접합부(68)는 캡 플레이트와 평행한 판 형상으로 이루어지며, 중앙에는 단자의 하부 돌기가 끼워지는 단자 홀(68a)이 형성된다.
단자 접합부(68)의 아래에는 단자 접합부(68)의 측단보다 더 외측으로 돌출된 제1 분지부(61)가 형성되는 바, 제1 분지부(61)는 단자 접합부(68)에서 바닥을 향하여 절곡되어 형성된다. 제1 분지부(61)의 양쪽 측단에는 제1 탭 가지(63)와 제2 탭 가지(64)가 절곡 형성된다. 제1 탭 가지(63)와 제2 탭 가지(64)는 전극 조립체(10)의 중심을 향하여 절곡되며, 제1 분지부(61)에서 전극 조립체(10)의 하단을 향하여 연장 형성된다.
제1 분지부(61)의 아래에는 케이스의 바닥을 향하여 아래로 이어진 연결판(62)이 형성되고, 연결판(62)의 아래에는 연결판(62)의 측단보다 더 외측으로 더 돌출된 제2 분지부(67)이 형성된다. 제2 분지부(67)의 양쪽 측단에는 각각 제3 탭 가지(65)와 제4 탭 가지(66)가 형성된다. 제3 탭 가지(65)와 제4 탭 가지(66)는 전극 조립체(10)의 중심을 향하여 절곡되며, 제2 분지부(67)에서 전극 조립체(10)의 하단을 향하여 이어져 형성된다.
연결판(62)은 제1 탭 가지(63)와 제2 탭 가지(64) 사이에 배치되는 바, 이에 따라 제3 탭 가지(65)와 제4 탭 가지(66)도 제1 탭 가지(63)와 제2 탭 가지(64) 사이에 배치된다.
각각의 탭 가지들(63, 64. 65, 66)은 절곡되어 서로 평행하게 형성될 뿐만 아니라, 양극 무지부(11a)와도 평행하게 배치되어 양극 무지부(11a)에 초음파 용접으로 접합된다.
전극 조립체(10)는 4개가 서로 겹쳐져 배치되며, 양쪽 단부에 무지부가 형성된다. 양극 무지부(11a)는 활물질이 코팅된 코팅부보다 더 작은 두께를 갖는 바, 이에 따라 양극 무지부들(11a) 사이에는 이격된 공간이 형성되며, 이 공간으로 탭 가지들(63, 64. 65, 66)이 삽입 설치된다.
제1 탭 가지(63)와 제3 탭 가지(65)는 한쪽 가장자리에 위치한 양극 무지부(11a) 사이의 공간에 삽입되며, 제2 탭 가지(64)와 제4 탭 가지(66)는 다른 쪽 가장자리에 위치한 양극 무지부(11a) 사이의 공간에 삽입된다.
제1 탭 가지(63)와 제2 탭 가지(64)는 동일한 형상으로 이루어지며, 제3 탭 가지(65)와 제4 탭 가지(66)는 길이만 짧게 형성되고, 다른 구성은 동일하게 형성된다. 제1 탭 가지(63)와 제2 탭 가지(64)의 하단은 제3 탭 가지(65)와 제4 탭 가지(66)의 하단과 동일한 부분에 위치한다.
이에 제1 탭 가지(63)에 대한 설명으로 다른 탭 가지들(64, 65, 66)에 대한 설명을 대체한다.
제1 탭 가지 (63)는 주몸체(63a)와 전극 조립체 중심에 전극 조립체 사이의 경계면 쪽으로 꺽여져 경사지게 형성된 경사몸체(63b)와 경사몸체(63b)의 단부에 형성된 삽입팁(63c)을 포함한다. 경사몸체(63b)는 주몸체(63b)에 대하여 경사지게 형성되며, 이에 따라 삽입팁(63c)은 양극 무지부(11a)에서 이격되는 바, 이에 따라 탭 가지들(63, 64, 65, 66)을 전극 조립체들(10) 사이로 용이하게 삽입할 수 있다.
또한, 주몸체(63a)가 양극 무지부(11a)에 밀착되도록 형성된 경우에도, 삽입팁(63c)은 양극 무지부(11a)에서 이격되어 있으므로 최초에 양극 무지부(11a) 사이에 용이하게 삽입할 수 있으며, 삽입되는 과정에서 주몸체(63a)가 양극 무지부(11a)에 밀착하게 된다.
이와 같이 본 실시예에 따르면 하나의 집전 리드탭(60)을 이용하여 4개의 전극 조립체(10)와 양극 단자(21)를 전기적으로 연결할 수 있으며, 이에 따라 집전 리드탭(60)의 설치 및 조립이 용이하여 생산성이 향상된다. 또한, 각각의 전극 조립체(10)에 집전된 전류를 다른 경로를 통해서 단자로 전달하므로 병목 현상 없이 전류를 안정적으로 전달할 수 있다. 이에 따라 집전 리드탭(60)에서 전류의 집중으로 인하여 저항이 증가하는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 집전 리드부재가 전극 조립체에 설치된 것을 도시한 측면도이다.
도 7을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 집전 리드탭(70)은 단자에 용접으로 부착되는 단자 접합부(78)와 단자 접합부(78)의 아래로 이어져 형성되며 전극 조립체(10) 사이에 삽입된 복수 개의 탭 가지들(73, 74, 75)을 포함한다.
본 실시예에 따른 이차 전지는 3개의 전극 조립체(10)을 포함하며, 3개의 전극 조립체(10)는 평행하게 적층 배열된다.
단자 접합부(78)는 캡 플레이트(30)와 평행하게 형성되며 단자의 하단에 용접으로 고정된다. 탭 가지들(73, 74, 75)은 제1 탭 가지(73)와 제2 탭 가지(74), 및 제3 탭 가지(75)로 이루어지며, 3개의 탭 가지들(73, 74, 75)은 평행하게 배치된다. 단자 접합부(78)의 아래에는 단자 접합부(78)의 측단보다 더 외측으로 돌출된 제1 분지부(71)이 형성되는 바, 제1 분지부(71)은 단자 접합부(78)에서 케이스(34)의 바닥을 향하여 절곡되어 형성된다.
제1 분지부(71)의 한쪽 측단에는 제1 탭 가지(73)가 절곡 형성된다. 제1 탭 가지(73)는 제1 분지부(71)의 측단에서 직각으로 절곡되며, 전극 조립체(10)의 넓은 전면과 평행하도록 형성된다.
제1 분지부(71)의 아래에는 케이스의 바닥을 향하여 아래로 이어진 연결판(72)이 형성되고, 연결판(72)의 아래에는 연결판(72)의 측단보다 외측으로 더 돌출된 제2 분지부(76)이 형성된다. 제2 분지부(76)의 양쪽 측단에는 제2 탭 가지(74)와 제3 탭 가지 (75)가 형성된다. 제2 탭 가지 (74)와 제3 탭 가지 (75)는 제2 분지부(76)에서 전극 조립체는 넓은 전면과 평행하도록 직각으로 절곡되며, 제2 분지부(76)에서 전극 조립체(10)의 하단을 향하여 이어져 형성된다.
제1 탭 가지(73)는 제2 탭 가지(74)와 제3 탭 가지(75)에 비하여 길이만 길게 형성되고, 다른 구성은 동일하게 형성된다. 제1 탭 가지(73)의 하단은 제2 탭 가지(74)와 제3 탭 가지(75)의 하단과 동일한 부분에 위치한다.
각각의 탭 가지들(73, 74, 75)이 절곡 형성되면 각 탭 가지(73, 74, 75)는 전극 조립체(10)의 양극 무지부(11a)와 평행하게 배치되어 양극 무지부(11a)에 초음파 용접으로 접합된다.
전극 조립체(10)는 3개가 서로 겹쳐겨 배치되며, 양극 무지부들(11a) 사이에는 이격된 공간이 형성되며, 3개의 전극 조립체(10)가 중첩 배치되므로 2개의 이격된 공간이 형성된다. 일측의 이격된 공간으로 제1 탭 가지(73)와 제2 탭 가지(74)가 삽입되며, 제3 탭 가지(75)는 외측에 배치된 전극 조립체(10)의 양극 무지부(11a)의 외측면에 접합된다.
제1 탭 가지(73)는 양극 무지부에 용접으로 부착되는 주몸체(73a)와 전극 조립체(10)의 외측으로 굴곡된 경사몸체(73b)와 경사몸체(73b)의 단부에 형성된 삽입팁(73c)을 포함한다. 이에 따라 집전 리드탭(70)을 전극 조립체들(10) 사이로 용이하게 삽입할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 집전 리드부재가 전극 조립체에 설치된 것을 도시한 측면도이다.
도 8을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 집전 리드탭(80)은 단자에 용접으로 부착되는 단자 접합부(87)와 단자 접합부(87)의 아래로 이어져 형성되며 전극 조립체(10) 사이에 삽입된 복수 개의 탭 가지들(83, 84, 85)를 포함한다.
본 실시예에 따른 이차 전지는 3개의 전극 조립체(10)을 포함하며, 3개의 전극 조립체(10)은 평행하게 적층 배열된다.
단자 접합부(87)는 캡 플레이트와 평행하게 형성되며 단자의 하단에 용접으로 고정된다. 탭 가지들(83, 84, 85)은 제1 탭 가지(83)와 제2 탭 가지(84), 및 제3 탭 가지(85)로 이루어지며, 3개의 탭 가지들(83, 84, 85)은 평행하게 배치된다. 단자 접합부(87)의 아래에는 단자 접합부(87)의 측단보다 더 외측으로 돌출된 제1 분지부(81)이 형성되는 바, 제1 분지부(81)은 단자 접합부(87)에서 바닥을 향하여 절곡되어 형성된다.
제1 분지부(81)의 한쪽 측단에는 제1 탭 가지(83)가 절곡 형성되고 다른 쪽 측단에는 제3 탭 가지(85)가 절곡 형성된다. 제1 탭 가지(83)와 제3 탭 가지(85)는 제1 분지부(81)의 측단에서 직각으로 절곡되며, 전극 조립체(10)의 넓은 전면과 평행하도록 형성된다.
제1 분지부(81)의 아래에는 케이스의 바닥을 향하여 아래로 이어진 연결판(86)이 형성되고, 연결판(86)의 아래에는 연결판(86)의 일측 단부보다 외측으로 더 돌출된 제2 분지부(82)가 형성된다. 제2 분지부(82)의 한쪽 측단에는 제2 탭 가지(84)가 형성된다.
3개의 전극 조립체(10)가 중첩 배치되므로 양극 무지부(11a) 사이에는 2개의 이격된 공간이 형성되고, 일측의 이격된 공간으로 제1 탭 가지(83)와 제2 탭 가지(84)가 삽입되며, 타측의 이격된 공간으로 제3 탭 가지(85)가 삽입된다.
제1 탭 가지(83)는 양극 무지부(11a)에 용접으로 부착되며 사각 막대 형상으로 이루어진 주몸체(83a)와 주몸체(83a)의 아래에서 전극 조립체(10)의 외측으로 꺽여진 경사몸체(83b)를 포함한다. 경사몸체(83b)는 주몸체(83a)에 대하여 경사지게 형성되며, 경사몸체(83b)의 하단은 전극 조립체(10)에서 이격된다. 이에 따라 집전 리드탭(80)을 전극 조립체들(10) 사이로 용이하게 삽입할 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있다.
100: 이차 전지 10: 전극 조립체
11: 양극 12: 음극
13: 세퍼레이터 20: 캡 어셈블리
21: 양극 단자 22: 음극 단자
21a, 22a: 플랜지 21b, 22b: 하부 돌기
30: 캡 플레이트 34: 케이스
40: 음극 집전 리드탭 50: 양극 집전 리드탭
51: 단자 접합부 51a: 단자 홀
52: 연결판 53: 제1 탭 가지
54: 제2 탭 가지 53a: 주몸체
53b: 경사몸체 53c: 삽입팁
56: 분지부

Claims (16)

  1. 복수의 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 수용하는 케이스; 및
    리드탭에 의해 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 전극 단자;를 포함하고,
    상기 리드탭은,
    단자 접합부;
    상기 단자 접합부로부터 연장되고, 복수의 탭 가지들을 포함하는 가지부를 포함하고,
    상기 각각의 탭 가지들은 상기 전극 조립체의 어느 하나와 전기적으로 연결되는 주몸체와 상기 주몸체로부터 각도를 형성하며 절곡된 경사몸체를 갖고,
    상기 경사몸체는 상기 주몸체가 연결되는 전극 조립체의 어느 하나로부터 멀어지는 방향으로 각도를 형성하며 절곡된 이차 전지.
  2. 복수의 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 수용하는 케이스; 및
    리드탭에 의해 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 전극 단자;를 포함하고,
    상기 리드탭은,
    단자 접합부;
    상기 단자 접합부로부터 연장되고, 복수의 탭 가지들을 포함하는 가지부를 포함하고,
    상기 각각의 탭 가지들은 상기 전극 조립체의 어느 하나와 전기적으로 연결되는 주몸체와 상기 주몸체로부터 각도를 형성하며 절곡된 경사몸체를 갖고,
    상기 가지부는 상기 경사몸체로부터 연장되는 삽입 팁을 더 포함하고, 상기 삽입 팁은 상기 전극 조립체의 어느 하나와 간격을 두고 떨어져 배치되는 이차 전지.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 삽입 팁과 상기 주몸체는 서로 평행한 방향으로 연장되는 이차 전지.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 삽입 팁은 상기 경사몸체로부터 각도를 형성하며 연장되는 이차 전지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 단자 접합부는 적어도 하나의 상기 전극 단자가 관통하여 연장되는 단자 홀을 갖는 이차 전지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    연결판이 상기 단자 연결부의 가장자리로부터 연장되고, 상기 가지부는 상기 연결판으로부터 연장되는 이차 전지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 가지부는 상기 단자 접합부로부터 연장되는 제1 분지부(branch portion)를 더 포함하고, 상기 탭 가지들 중 적어도 하나는 상기 제1 분지부로부터 연장되는 이차 전지.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 단자 접합부로부터 연장되는 제2 분지부를 더 포함하고, 상기 탭 가지들 중 적어도 하나는 상기 제2 분지부로부터 연장되는 이차 전지.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 탭 가지들 각각의 주몸체는 서로 평행한 방향으로 연장되는 이차 전지.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 탭 가지들 각각은 사각형인 이차 전지.
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사몸체는 5도 내지 90도의 범위에 속하는 각도로 절곡된 이차 전지.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 조립체 각각은 활물질이 도포되지 않은 무지부를 가지고, 상기 탭 가지들 각각의 주몸체는 상기 전극 조립체들 중 하나의 무지부에 부착되는 이차 전지.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 리드 탭은 적어도 3개의 전극 조립체를 상기 전극 단자에 전기적으로 연결하도록 구성된 이차 전지.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 주몸체는 상기 전극 조립체들 중 하나에 용접되는 이차 전지.
  16. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 부가적인 전극 단자를 더 포함하고,
    부가적인 리드 탭이 상기 적어도 하나의 부가적인 전극 단자에 전기적으로 연결되는 이차 전지.
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