KR101201812B1 - 이차 전지 - Google Patents

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KR101201812B1
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Abstract

본 발명은 가스를 신속하게 배출함으로써 안전성이 향상된 이차 전지에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스, 및 헤드(head)와 적어도 하나의 배기구를 갖는 캡 플레이트 및 두 개 이상의 노치(notch)와 지지부를 갖는 벤트 부재를 포함하는 캡 조립체를 포함한다. 상기 벤트 부재는 상기 두 개 이상의 노치에서 파단되어 상기 지지부에 인접한 두 개 이상의 라인을 따라 절곡된다.

Description

이차 전지{RECHARGEABLE BATTERY}
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 벤트 부재의 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 전원 또는 대용량 전력 저장 장치로 사용되고 있다.
최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 이차 전지가 개발되고 있으며, 이러한 고출력 이차 전지는 대전력을 필요로 하는 기기 예컨대, 전기 자동차 등의 모터 구동에 사용될 수 있도록 복수 개의 이차 전지를 직렬로 연결하여 대용량의 전지 모듈로 구성된다. 이러한 이차 전지는 원통형과 각형 등으로 이루어질 수 있다.
이차 전지가 충전과 방전을 되풀이하는 동안, 이차 전지의 내부에는 가스가 발생하여 내부 압력이 상승한다. 이차 전지 내부의 압력 상승을 그대로 방치하면, 이차 전지가 폭발할 위험이 있다.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가스를 신속하게 배출함으로써 안전성이 향상된 이차 전지를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스, 및 헤드(head)와 적어도 하나의 배기구를 갖는 캡 플레이트 및 두 개 이상의 노치(notch)와 지지부를 갖는 벤트 부재를 포함하는 캡 조립체를 포함한다. 상기 벤트 부재는 상기 두 개 이상의 노치에서 파단되어 상기 지지부에 인접한 두 개 이상의 라인을 따라 절곡된다.
상기 지지부는 상기 노치와 상기 라인(line) 사이에 형성될 수 있다.
상기 지지부의 적어도 일부분은 상기 캡 플레이트의 상기 헤드의 아래에 위치할 수 있다.
적어도 하나의 상기 노치가 파단되어 적어도 하나의 상기 라인을 따라 절곡될 때 상기 벤트 부재는 적어도 하나의 플랩(flap)을 형성할 수 있다.
상기 적어도 하나의 플랩은 상기 캡 플레이트의 상기 헤드의 가장자리부와 접촉하는 에지(edge)를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 플랩은 상기 캡 플레이트의 헤드의 바닥면과 접촉하는 에지(edge)를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 플랩에서, 적어도 하나의 상기 라인과 적어도 하나의 상기 노치 사이의 길이는 적어도 하나의 상기 라인과 상기 캡 플레이트의 상기 헤드의 가장자리부 사이의 거리와 동일할 수 있다.
상기 적어도 하나의 플랩에서, 적어도 하나의 상기 라인과 적어도 하나의 상기 노치 사이의 길이는 적어도 하나의 상기 라인과 상기 캡 플레이트의 상기 헤드의 가장자리부 사이의 거리보다 작을 수 있다.
적어도 하나의 상기 라인과 적어도 하나의 상기 노치 사이의 상기 길이는 상기 벤트 부재와 상기 캡 플레이트의 상기 헤드 사이의 높이와 같거나 그보다 클 수 있다.
상기 적어도 하나의 플랩은 상기 벤트 부재에 대하여 30° 내지 90°의 각도로 절곡되도록 형성될 수 있다.
상기 두 개 이상의 노치는 상기 벤트 부재의 원주 방향을 따라 곡선으로 형성될 수 있다.
상기 지지부는 상기 두 개 이상의 노치 사이에서 상기 벤트 부재의 중앙부에 배치되는 연장부로 형성될 수 있다.
상기 노치는 세 개 이상으로 형성되어 상기 벤트 부재의 원주 방향을 따라 곡선으로 형성될 수 있고, 상기 지지부는 상기 세 개 이상의 노치 사이에서 상기 벤트 부재의 중앙부에 배치될 수 있다.
상기 세 개 이상의 노치와 상기 지지부 사이의 각각의 거리는 동일할 수 있다.
상기 두 개 이상의 라인은 상기 캡 플레이트의 상기 헤드의 길이와 같거나 그보다 작은 길이를 가질 수 있다.
상기 벤트 부재는 상기 적어도 하나의 배기구를 통해 상기 전극 조립체로부터 가스를 방출하도록 형성될 수 있다.
상기 전극 조립체는 양극 및 음극을 포함할 수 있고, 상기 양극 및 상기 음극 중 어느 하나는 상기 벤트 부재와 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 양극 및 상기 음극 중 다른 하나는 상기 케이스의 바닥과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스 및 복수의 노치를 갖는 하부 플레이트를 포함하는 캡 조립체를 포함한다. 상기 하부 플레이트는 상기 노치에서 파단되어 상기 노치 사이의 중심부에 위치하는 라인을 따라 절곡된다.
상기 노치는 상기 하부 플레이트의 원주 방향을 따라 곡선으로 형성될 수 있다.
상기 하부 플레이트는 상기 노치에서 파단되고 상기 라인을 따라 절곡되어 복수의 플랩을 형성할 수 있고, 상기 플랩은 인접하는 플랩이 절곡되는 각도를 제한할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 벤트 부재에서 개구율이 향상되고 가스의 배출통로를 안정적으로 확보하여 이차 전지의 안전성이 향상된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 절개 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 벤트 부재를 도시한 사시도이다.
도 2b은 도 2a에 도시된 벤트 부재의 노치가 찢어져 개방된 상태를 도시한 사시도이다.
도 2c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 벤트 부재와 캡 플레이트의 관계를 나타낸 평면도이다.
도 3는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 부분 단면도이다.
도 4는 도 3의 벤트 부재의 노치가 찢어져 개방된 상태를 도시한 부분 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 부분 단면도이다.
도 5b는 도 5a의 벤트 부재의 노치가 찢어져 개방된 상태를 도시한 부분 단면도이다.
도 6a은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지의 벤트 부재를 도시한 사시도이다.
도 6b는 도 6a에 도시된 벤트 부재의 노치가 찢어져 개방된 상태를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 부분 단면도이다.
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 일 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 절개 사시도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지(100)는 양극(112)과 음극(113)이 세퍼레이터(114)를 사이에 두고 위치하는 전극 조립체(110)와, 전해액과 전극 조립체(110)를 수용할 수 있도록 일측 선단에 개구부가 형성된 케이스(120)를 포함한다. 그리고, 케이스(120)의 개구부에는 케이스(120)를 밀봉하는 캡 조립체(140)가 설치된다.
보다 구체적으로 설명하면, 케이스(120)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 이루어질 수 있다. 그리고, 본 실시예에 따른 케이스(120)의 형상은 전극 조립체(110)이 위치하는 내부 공간을 가진 원통형으로 이루어질 수 있다. 캡 조립체(140)를 케이스(120)에 끼운 후, 클램핑하여 캡 조립체(140)를 케이스(120)에 고정시킬 수 있는데, 이 과정에서 케이스(120)에는 비딩부(123)와 클램핑부(125)가 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 전극 조립체(110)는 양극(112)과 세퍼레이터(114) 및 음극(113)이 적층된 후, 와류상으로 감겨진 원통형 타입으로 이루어질 수 있으나, 전극 조립체(110)의 구조가 반드시 이것으로 한정되는 것은 아니고 다른 구조로도 이루어질 수 있다. 양극(112), 음극(113), 및 세퍼레이터(114)는 일방향으로 이어진 띠 형상으로 이루어질 수 있다.
양극(112)은 양극 집전체와 양극 집전체의 양면에 형성된 양극 활물질층을 포함할 수 있고, 음극(113)은 음극 집전체와 음극 집전체의 양면에 형성된 음극 활물질층을 포함할 수 있다. 세퍼레이터(114)는 양극(112)과 음극(113) 사이에 개재되어 양극(112)과 음극(113)을 절연하며 이온이 이동하는 통로를 제공할 수 있다.
그리고 양극(112)의 상단에는 양극 활물질층이 형성되지 않은 양극 무지부(112a)가 형성될 수 있고, 음극(113)의 하단에는 음극 활물질층이 형성되지 않은 음극 무지부(113a)가 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 양극 무지부(112a) 및 음극 무지부(113a)가 전극 조립체(110)의 상단과 하단에 각각 형성된 것으로 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 양극 무지부(112a)는 양극(112)의 길이 방향 일측 단부에 형성되고 음극 무지부(113a)는 음극(113)의 길이방향 타측 단부에 형성될 수도 있다.
캡 조립체(140)는 캡 플레이트(143)와, 캡 플레이트(143)의 아래에 설치된 벤트 부재(160)와 캡 플레이트(143)를 감싸면서 케이스(120)와 접하도록 배치된 가스켓(144), 및 캡 조립체(140)와 벤트 부재(160) 사이에 배치된 안전 플레이트(141)를 포함할 수 있다.
캡 플레이트(143)에는 상부로 돌출된 헤드(143a)와 관통된 배기구(143b)가 형성될 수 있고, 벤트 부재(160)에는 설정된 압력 조건에서 찢어지는 노치(161, 163)가 형성될 수 있다. 캡 플레이트(143)와 벤트 부재(160) 사이에는 캡 플레이트(143)와 벤트 부재(160)를 전기적으로 연결하는 안전 플레이트(141)가 설치될 수 있다. 안전 플레이트(141)는 양성온도소자(positive temperature coefficient element)로 이루어질 수 있는데, 양성온도소자는 일정 온도를 넘으면 전기저항이 거의 무한대까지 커지는 소자로서, 이차 전지(100)가 정해진 값 이상의 온도를 초과할 때 충전 및 방전 전류의 흐름을 차단시키는 역할을 한다.
가스켓(144)은 캡 플레이트(143), 안전 플레이트(141), 벤트 부재(160)의 둘레를 감싸도록 설치되어, 캡 조립체(140)를 케이스(120)와 절연할 수 있다.
양극(112)은 양극 집전 탭(135)을 매개로 벤트 부재(160)와 전기적으로 연결될 수 있고, 음극(113)은 음극 집전 탭(136)을 매개로 케이스(120)의 바닥과 전기적으로 연결될 수 있다. 본 실시예에서는 양극 집전 탭(135)이 벤트 부재(160)에 직접 연결된 것으로 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 벤트 부재(160)에 중간부재가 설치되어 벤트 부재(160)와 양극 집전 탭(135)이 중간부재를 매개로 연결될 수도 있다.
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 벤트 부재를 도시한 사시도이고, 도 2b은 도 2a에 도시된 벤트 부재의 노치가 찢어져 개방된 상태를 도시한 사시도이며, 도 2c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 벤트 부재와 캡 플레이트의 관계를 나타내는 평면도이다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 벤트 부재(160)에는 제1 노치(161)와 제2 노치(163)가 형성되는데, 노치들(161, 163)은 각각 호형의 선분으로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서는 노치(161, 163)가 호형상으로 이루어진 것으로 예시하고 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 노치는 삼각형, 사각형 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 본 실시예에 따른 제1 노치(161) 및 제2 노치(163)는 반원형으로 이루어지며, 제1 노치(161)와 제2 노치(163)는 서로 이격 배치된다. 각 노치(161, 163)의 양단을 연결하는 절곡 라인(164) 사이에는 지지부(165)가 형성될 수 있는데, 지지부(165)는 노치들(161, 163)이 찢어져 형성된 개구(162)를 분리하는 역할을 한다. 제1 노치(161)와 제2 노치(163)는 지지부(165)를 사이에 두고 대칭된 형태로 이루어질 수 있다.
노치(161, 163)는 절곡 라인(164)에서 벤트 부재(160)의 외측을 향하여 볼록하게 돌출된 선 형태로 이루어질 수 있고, 제1 노치(161)와 지지부(165) 사이에는 제1 노치(161)의 파단 시에 절곡되어 상승하는 제1 파단 조각(167) 위치할 수 있고, 제2 노치(163)와 지지부(165) 사이에는 제2 노치(163)의 파단 시에 절곡되어 상승하는 제2 파단 조각(168)이 위치할 수 있다. 한편, 본 실시예에서 이들 파단 조각(167, 168)은 플랩(flap)으로 형성될 수 있다.
제2 노치는 제1 노치와 동일한 구조로 이루어지므로, 제1 노치에 대한 설명으로 제2 노치에 대한 설명을 대체한다.
도 2c를 참조하면, 지지부(165)는 캡 플레이트(143)의 헤드(143a)의 아래에 위치하고, 이를 초과하여 연장되지 않는다. 즉, 상부에서 바라볼 때 절곡 라인(164)과 지지부(165)는 헤드(143a)의 안쪽에 위치한다.
만약 절곡 라인(164)이 헤드(143a)의 안쪽에 위치하지 않으면, 벤트 부재(160)가 개방될 때 헤드(143a)의 외곽에 위치한 지지부(165)의 일부분이 배기구(143b)로 향하는 통로를 차단하게 된다. 하지만 본 실시예의 절곡 라인(164)은 헤드(143a)의 안쪽에 위치하기 때문에 지지부(165)는 배기구(143b)로 향하는 통로를 차단하지 않게 되고, 제1 및 제2 파단 조각(167, 168)은 가스가 개구(162)에서 배기구(143b)로 배출될 수 있도록 안내한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 절곡 라인(164)에서 제1 노치(161)까지의 최대 거리를 장폭(L2)이라 할 때, 본 실시예에 따른 제1 노치(161)의 장폭(L2)은 절곡 라인(164)에서 캡 플레이트(143)에 형성된 배기구(143b)의 상단, 즉 헤드(143a)의 가장자리부까지의 거리(L3)와 동일한 거리로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이 이차 전지의 내부 압력이 상승하여 제1 노치(161)가 찢어질 경우, 제1 파단 조각(167)의 상단이 배기구(143b)의 내측단과 맞닿아 가스가 이동하는 통로를 충분히 확보할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 장폭(L2)은 절곡 라인(164)에서 배기구(143b)의 상단까지의 거리(L3)보다 더 작게 형성될 수 있다.
또한, 노치(161, 163)가 지지부(165)를 사이에 두고 이격 형성되므로 노치(161, 163)가 파단될 때, 각 노치(161, 163)가 서로 간섭하지 않고 용이하게 파단될 수 있으며, 개구(162)가 2곳 이상 형성될 수 있다.
또한, 제1 노치(161)가 절곡 라인(164)에 대하여 벤트 부재(160)의 외측을 향하여 볼록하도록 형성되므로 제1 노치(161)가 파단되어 제1 파단 조각(167)이 상승하면, 제1 파단 조각(167)은 제1 노치(161)의 파단으로 형성된 개구(162)와 배기구(143b) 사이에 위치하지 않고, 배기구(143b)와 개구(162)의 옆쪽에 위치하게 된다. 즉, 도면을 살펴보면, 제1 파단 조각(167)의 하단은 개구(162)의 내측단에 접할 수 있고, 제1 파단 조각(167)의 상단, 즉 제1 파단 조각(167)의 에지(edge)도 배기구(143b)의 내측단에 접할 수 있음을 알 수 있다. 이 때, 내측이라 함은 벤트 부재(160)의 중앙을 기준으로 안쪽에 위치하는 것을 의미한다. 이에 따라, 개구(162)를 통해서 방출된 가스는 제1 파단 조각(167)의 안내를 받아 배기구(143b)로 이동할 수 있어, 보다 신속하게 가스가 배출될 수 있다. 그러나, 제1 노치(161)가 절곡 라인(164)보다 내측에 위치하고, 배기구(143b)가 캡 플레이트(143)의 중심에서 이격되어 원주 방향으로 배치된 경우에는, 개구(162)와 배기구(143b) 사이에 제1 파단 조각(167)이 위치하게 되므로 제1 파단 조각(167)이 가스의 진행을 방해하는 문제가 발생한다.
내압의 상승으로 제1 노치(161)가 파단되면, 제1 파단 조각(167)은 절곡 라인(164)에서 지지부(165)에 대하여 30° 내지 90°의 경사로 절곡될 수 있다. 제1 파단 조각(167)의 절곡 각도가 30°보다 더 작으면 이차 전지 내부의 가스가 신속하게 배출되지 못하는 문제점이 있으며, 제1 파단 조각(167)의 절곡 각도가 90°보다 더 크면 제1 파단 조각(167)의 상단과 인접한 영역에서 와류가 발생하여 가스의 배출 속도가 저하되는 문제가 있다. 즉, 제1 파단 조각(167)의 굽힘 경사가 90°보다 더 크면 가스가 배출되는 방향과 역방향으로 진입하여 역류하는 현상이 발생할 수 있고, 이에 따라 역류하는 가스로 인하여 가스의 배출이 지연될 수 있다.
가스의 배출 속도는 이차 전지의 안전성 측면에서 매우 중요한데, 가스의 배출 속도가 지연되면 조건에 따라서 이차 전지가 폭발하는 심각한 문제가 발생할 수 잇다. 가스의 배출은 급박한 상황에서 짧은 시간 동안 이루어지는 바. 더욱 짧은 시간 동안 신속하게 가스가 배출되어야 안전성을 향상시킬 수 있다.
10개의 이차 전지가 포함된 전지 모듈을 화염의 상황에 두고 폭발하는지 여부를 실험하였다. 반원보다 큰 하나의 노치가 형성된 비교예의 이차 전지는 4개의 전지가 폭발하고, 6개의 전지가 발화하였으나, 본 실시예에 따른 이차 전지는 10개 모두 발화만하고 폭발이 발생하지 않았다. 상기한 실험을 통해서, 화재 현장이나 매우 온도가 높은 이상 상황에서도 본 실시예에 따른 이차 전지는 폭발하지 않음을 확인할 수 있었다. 이는 이차 전지가 폭발하기 이전에 벤트 부재(160)가 신속하게 개방되어 내부의 가스를 외부로 배출할 수 있었기 때문이다.
도 5a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 부분 단면도이고 도 5b는 도 5에서 노치가 찢어져 벤트 부재가 개방된 상태를 도시한 부분 단면도이다. 도 5를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지는 벤트 부재(170)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 이차 전지와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
벤트 부재(170)에는 제1 실시예와 동일하게, 호형으로 이루어진 제1 노치(171)와 제2 노치(172)가 지지부(175)를 사이에 두고 이격 형성될 수 있다. 제1 노치(171)와 제2 노치(172)는 지지부(175)를 기준으로 대칭되도록 형성될 수 있으며, 제1 노치(171)의 양단을 이은 선분과 제2 노치(172)의 양단을 이은 선분은 절곡 라인(174)이 될 수 있다. 이차 전지의 내압이 상승하면 제1 노치(171)가 파단되어 절곡 라인(174)에서 제1 파단 조각(177)이 절곡되어 상승할 수 있고, 제2 노치(172)도 파단되어 절곡 라인(174)에서 제2 파단 조각(178)이 절곡되어 상승할 수 있다.
본 실시예에 따른 벤트 부재(170)는 절곡 라인(174)에서 제1 노치까지의 최대 거리인 장폭(L4)은 절곡 라인(174)에서 배기구(143b)의 내측단까지의 거리(L5) 보다 더 작게 형성될수 있고, 절곡 라인(174)에서 캡 플레이트(143)의 상단, 즉 헤드(143a)의 바닥면까지의 거리(h1)보다 더 크게 형성될 수 있다. 이에 의하면, 파단 조각들(177, 178)의 상단이 배기구(143b)의 내측단과 절곡 라인(174)의 직상방 사이에 위치할 수 있어, 개구(173)를 통해서 배출되는 가스를 배기구(143b)로 신속하게 안내할 수 있다.
도 6a은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지의 벤트 부재를 도시한 사시도이고, 도 6b는 도 6a의 벤트 부재에서 노치가 찢어져 개방된 상태를 도시한 사시도이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지는 벤트 부재(180)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 이차 전지와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
벤트 부재(180)에는 제1 노치(181)와 제2 노치(182), 및 제3 노치(183)가 형성된다. 노치들(181, 182, 183)은 벤트 부재(180)의 원주 방향을 따라 등간격으로 배치될 수 있고, 벤트 부재(180)의 외측을 향하여 볼록하게 만곡된 곡선으로 이루어질 수 있다. 이 때, 노치들(181, 182, 183)의 양단을 이은 선분이 절곡 라인(184)이 될 수 있다. 캡 플레이트(143)에는 3개의 배기구(143b)가 형성될 수 있으며, 배기구(143b)의 수에 대응되도록 3개의 노치(181, 182, 183)가 형성될 수 있다. 이 때, 노치들(181, 182, 183)은 각 배기구의 아래에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 이차 전지의 내압 상승으로 노치들(181, 182, 183)이 찢어지면 제1 파단 조각(186), 제2 파단 조각(187), 및 제3 파단 조각(188)이 절곡 라인(184)에서 굽혀져 상승할 수 있다. 노치들(181, 182, 183) 사이의 벤트 부재(180)의 중앙에는 파단 조각들(186, 187, 188)을 지지하는 지지부(185)가 형성될 수 있다.
파단 조각들(186, 187, 188)이 상승하면 벤트 부재(180)에 개구(189)가 형성되는바, 개구는 배기구의 아래에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 이에 따라, 각 개구(189)를 통해서 배출되는 가스는 대응되는 배기구(143b)를 통해서 신속하게 배출될 수 있다.
제2 노치(182)와 제3 노치(183)는 제1 노치(181)와 동일한 구조로 이루어지므로, 제1 노치(181)에 대한 설명으로 제2 노치(182)와 제3 노치(183)에 대한 설명을 대체한다.
절곡 라인(184)에서 제1 노치(181)까지의 최대 거리인 장폭(L2)은 절곡 라인(184)에서 캡 플레이트(143)의 상단, 즉 헤드(143a)의 바닥면까지의 거리(h1)보다 더 작게 형성될 수 있다. 이에, 파단 조각들(186, 187, 188)은 파단 압력에 따라서 임의의 각도로 자유롭게 절곡될 수 있으나, 이웃하는 파단 조각들(186, 187, 188)과 간섭이 발생하여 절곡 각도가 제한될 수 있어, 파단 조각(186, 187, 188)이 지나치게 절곡되는 것은 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 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 110: 전극 조립체
112: 양극 113: 음극
114: 세퍼레이터 120: 케이스
135: 양극 집전 탭 136: 음극 집전 탭
140: 캡 조립체 141: 안전 플레이트
143: 캡 플레이트 143a: 헤드
143b: 배기구 144: 가스켓
160, 170, 180: 벤트 부재 161, 171, 181: 제1 노치
163, 172, 182: 제2 노치 162, 173, 189: 개구
164, 174, 184: 절곡 라인 165, 175, 185: 지지부
167, 177, 186: 제1 파단 조각 168, 178, 187: 제2 파단 조각
183: 제3 노치 188: 제3 파단 조각

Claims (20)

  1. 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 수용하는 케이스; 및
    헤드(head)와 적어도 하나의 배기구를 갖는 캡 플레이트 및 두 개 이상의 노치(notch)와 지지부를 갖는 벤트 부재를 포함하는 캡 조립체;
    를 포함하고,
    상기 벤트 부재는 상기 두 개 이상의 노치에서 파단되어 상기 지지부에 인접한 두 개 이상의 라인을 따라 절곡되며,
    상기 지지부의 적어도 일부분은 상기 캡 플레이트의 상기 헤드의 아래에 위치하고, 상기 두 개 이상의 라인은 상기 캡 플레이트의 상기 헤드의 길이와 같거나 그보다 작은 길이를 갖는, 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 노치와 상기 라인(line) 사이에 형성되는, 이차 전지.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 노치가 파단되어 적어도 하나의 상기 라인을 따라 절곡될 때 상기 벤트 부재는 적어도 하나의 플랩(flap)을 형성하는, 이차 전지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 플랩은 상기 캡 플레이트의 상기 헤드의 가장자리부와 접촉하는 에지(edge)를 포함하는, 이차 전지.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 플랩은 상기 캡 플레이트의 헤드의 바닥면과 접촉하는 에지(edge)를 포함하는, 이차 전지.
  7. 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 수용하는 케이스; 및
    헤드(head)와 적어도 하나의 배기구를 갖는 캡 플레이트 및 두 개 이상의 노치(notch)와 지지부를 갖는 벤트 부재를 포함하는 캡 조립체;
    를 포함하고,
    상기 벤트 부재는 상기 두 개 이상의 노치에서 파단되어 상기 지지부에 인접한 두 개 이상의 라인을 따라 절곡되며,
    적어도 하나의 상기 노치가 파단되어 적어도 하나의 상기 라인을 따라 절곡될 때 상기 벤트 부재는 적어도 하나의 플랩(flap)을 형성하고,
    상기 적어도 하나의 플랩에서, 적어도 하나의 상기 라인과 적어도 하나의 상기 노치 사이의 길이는 적어도 하나의 상기 라인과 상기 캡 플레이트의 상기 헤드의 가장자리부 사이의 거리와 동일한, 이차 전지.
  8. 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 수용하는 케이스; 및
    헤드(head)와 적어도 하나의 배기구를 갖는 캡 플레이트 및 두 개 이상의 노치(notch)와 지지부를 갖는 벤트 부재를 포함하는 캡 조립체;
    를 포함하고,
    상기 벤트 부재는 상기 두 개 이상의 노치에서 파단되어 상기 지지부에 인접한 두 개 이상의 라인을 따라 절곡되며,
    적어도 하나의 상기 노치가 파단되어 적어도 하나의 상기 라인을 따라 절곡될 때 상기 벤트 부재는 적어도 하나의 플랩(flap)을 형성하고,
    상기 적어도 하나의 플랩에서, 적어도 하나의 상기 라인과 적어도 하나의 상기 노치 사이의 길이는 적어도 하나의 상기 라인과 상기 캡 플레이트의 상기 헤드의 가장자리부 사이의 거리보다 작은, 이차 전지.
  9. 제8항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 라인과 적어도 하나의 상기 노치 사이의 상기 길이는 상기 벤트 부재와 상기 캡 플레이트의 상기 헤드 사이의 높이와 같거나 그보다 큰, 이차 전지.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 플랩은 상기 벤트 부재에 대하여 30° 내지 90°의 각도로 절곡되도록 형성되는, 이차 전지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 두 개 이상의 노치는 상기 벤트 부재의 원주 방향을 따라 곡선으로 형성되는, 이차 전지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 두 개 이상의 노치 사이에서 상기 벤트 부재의 중앙부에 배치되는 연장부로 형성되는, 이차 전지.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 노치는 세 개 이상으로 형성되어 상기 벤트 부재의 원주 방향을 따라 곡선으로 형성되고,
    상기 지지부는 상기 세 개 이상의 노치 사이에서 상기 벤트 부재의 중앙부에 배치되는, 이차 전지.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 세 개 이상의 노치와 상기 지지부 사이의 각각의 거리는 동일한, 이차 전지.
  15. 삭제
  16. 제1항에 있어서,
    상기 벤트 부재는 상기 적어도 하나의 배기구를 통해 상기 전극 조립체로부터 가스를 방출하도록 형성되는, 이차 전지.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 전극 조립체는 양극 및 음극을 포함하고,
    상기 양극 및 상기 음극 중 어느 하나는 상기 벤트 부재와 전기적으로 연결되고, 상기 양극 및 상기 음극 중 다른 하나는 상기 케이스의 바닥과 전기적으로 연결되는, 이차 전지.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
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