KR101240802B1 - 이차 전지 - Google Patents

이차 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR101240802B1
KR101240802B1 KR1020110032312A KR20110032312A KR101240802B1 KR 101240802 B1 KR101240802 B1 KR 101240802B1 KR 1020110032312 A KR1020110032312 A KR 1020110032312A KR 20110032312 A KR20110032312 A KR 20110032312A KR 101240802 B1 KR101240802 B1 KR 101240802B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
insulator
electrode
assembly
electrode tab
electrode assembly
Prior art date
Application number
KR1020110032312A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110114459A (ko
Inventor
박신영
Original Assignee
삼성에스디아이 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 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Publication of KR20110114459A publication Critical patent/KR20110114459A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101240802B1 publication Critical patent/KR101240802B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing 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)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본 발명은 복수개의 전극조립체로 중대형 모듈을 구현할 시 각각의 전극조립체를 고정시킬 수 있는 수용부를 구비한 절연체에 의해 전극조립체의 복수개의 탭을 배터리 케이스에 용이하게 용접할 수 있는 이차 전지에 관한 것이다. 본 발명에 따른 이차 전지는 배터리 케이스 내부에 복수개의 전극조립체를 장착할 수 있는 절연체를 포함하며, 절연체에는 복수개의 전극조립체 단부를 감싸며 지지하는 수용부가 형성된다.

Description

이차 전지{Secondary Battery}
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 복수개의 전극조립체로 중대형 전지를 구현할 시, 전극조립체의 복수개의 탭을 배터리 케이스에 용이하게 용접할 수 있는 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 하나의 셀로 이루어진 저용량 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되며, 복수개의 전지셀의 팩 형태로 연결된 대용량 이차 전지는 하이브리드 전기 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 각광받고 있다.
이러한 대용량 이차 전지는 대전력을 필요로 하는 전기 자동차 등의 모터 구동에 사용될 수 있도록 직렬로 연결된 이차 전지로 구성된다. 이와 더불어, 대용량 전지 단독으로써의 연구도 활발히 진행되고 있다.
그러나, 복수개의 소형 전지를 모듈로 구성하여, 이를 대용량 이차 전지로 구현하게 되면 무게와 비용이 증가된다는 단점이 있다. 또한, 대용량 이차 전지의 경우에는 단위셀당 용량이 늘어나 안전성 측면에서 더 많은 위험을 포함하고 있으며, 동일 성능 구현에 추가적인 비용이 따른다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 복수개의 전극조립체로 중대형 전지를 구현할 시 각각의 전극조립체를 고정시킬 수 있는 수용부를 구비한 절연체에 의해 전극조립체의 복수개의 탭을 배터리 케이스에 용이하게 용접할 수 있는 이차 전지를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 양극판, 음극판 및 양극판과 음극판 사이의 세퍼레이트를 포함하고 상기 양극판 또는 음극판의 어느 하나 이상에서 연장된 적어도 하나의 전극탭을 구비하는 적어도 두개의 전극조립체; 상기 전극탭이 통과하는 적어도 하나의 개구부를 포함하는 적어도 하나의 절연체를 포함하되, 상기 절연체는 상기 전극조립체의 일 영역을 수용하는 수용부를 구비하는 이차전지를 제공한다.
본 발명에서 상기 절연체는 일 표면을 포함하고, 상기 각 수용부는 상기 일 표면 위로 돌출된 적어도 하나의 측벽을 포함한다.
본 발명에서 상기 절연체는 제1 절연체와 제2절연체로 이루어진다.
본 발명에서 상기 전극조립체의 각 전극탭은 일단에서 연장된 제1 전극탭과 타단에서 연장된 제2 전극탭을 포함하고, 상기 절연체의 적어도 하나의 개구부는 제1 절연체의 제1 개구부와 제2 절연체의 제2 개구부를 포함하되, 상기 제1 전극탭은 상기 제1 절연체의 제1 개구부를 통하여 연장되고, 제2 전극탭은 제2 절연체의 제2 개구부를 통하여 연장된다.
본 발명에서 상기 절연체와 전극조립체를 수용하는 배터리 케이스와 캡 플레이트 조립체를 더 포함하되, 상기 제1 전극탭은 제1 절연체의 제1 개구부를 통하여 연장되어 배터리 케이스와 접촉하고, 상기 제2 전극탭은 상기 제2 절연체의 제2 개구부를 통하여 연장되어 상기 캡 플레이트 조립체와 접촉된다.
본 발명에서 상기 캡 플레이트 조립체는 캡 플레이트와 각 전극조립체의 전극리드를 포함하고, 상기 전극조립체의 제2 전극탭은 대응하는 전극리드와 접촉한다.
본 발명에서 상기 캡 플레이트는 캡 플레이트와 전극리드를 절연하는 가스켓을 더 포함한다.
본 발명에서 상기 캡 플레이트 조립체는 전극리드 커넥터와 상기 전극리드 커텍터에 연결되는 전극리드를 포함하되, 각 전극조립체의 제2 전극탭은 상기 전극리드 커텍터와 접촉한다.
본 발명에서 상기 캡 플레이트 조립체는 절연판을 더 포함한다.
본 발명에서 상기 전극탭은 일단에서 각각 연장된 제1 전극탭과 제2 전극탭을 포함하고, 상기 절연판은 각 전극조립체용 제1 개구부와 제2 개구부를 포함하되, 상기 제1 전극탭은 제1 개구부에서 연장되고 제2 전극탭은 제2 개구부에서 연장된다.
본 발명에서 상기 수용부는 대응하는 이차전지의 각 배터리셀의 제1단의 외주면의 적어도 일 영역을 수용한다.
본 발명에서 상기 수용부는 적어도 하나의 개구부를 갖는 외측벽을 포함한다.
본 발명에서 상기 수용부는 내부에 공간을 가지는 외측벽의 형태일 수 있다.
본 발명에서 상기 수용부는 절연체의 표면내의 오목한 홈형상으로 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 복수개의 전극조립체로 중대형 전지를 구현할 시 각각의 전극조립체를 고정시킬 수 있는 수용부를 구비한 절연체에 의해 전극조립체의 복수개의 탭을 배터리 케이스에 용이하게 용접할 수 있음으로써, 기계적 강성이 낮은 전지셀을 보호할 수 있을 뿐만 아니라 전극조립체의 변형을 방지할 수 있다.
또한, 복수개의 전극조립체를 용접 시 정확한 위치 정렬 및 조립이 간편하여 전지셀의 제작이 용이하게 되며, 전지의 구조적 안정성을 증가시킬 수 있다.
또한, 전반적인 제조비용을 낮출 수 있으며, 전극조립체의 폭발 시 전지셀 전체가 아닌 하나의 전극조립체만 폭발하기 때문에 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체와 절연체를 나타내는 분해사시도.
도 2는 도 1의 전극조립체와 절연체가 결합된 상태를 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극조립체와 절연체가 결합된 상태를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지를 나타내는 사시도.
도 5a는 도 4의 A-A`에 따른 단면도.
도 5b는 도 4의 B-B`에 따른 단면도.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지를 나타내는 사시도.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전극조립체와 절연체가 결합된 상태를 나타내는 사시도.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 전극조립체와 절연체가 결합된 상태를 나타내는 사시도.
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 전극조립체와 절연체가 결합된 상태를 나타내는 사시도.
이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 이차 전지를 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체와 절연체를 나타내는 분해사시도이고, 도 2는 도 1의 전극조립체와 절연체가 결합된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 중대형 이차 전지 또는 배터리셀은 복수개의 원형 전극조립체(10)을 장착할 수 있는 절연체(20)를 포함한다. 이러한 절연체(20)에는 복수개의 전극조립체(10) 하측면을 감싸며 지지할 수 있는 수용부(receptacle, 21)가 형성되는데, 수용부(21)는 절연체(20) 상부로 돌출되어, 돌출된 내부에 전극조립체(10) 하부가 삽입되는 공간을 가지는 형상일 수 있다. 본 발명에서 상기 수용부(21)는 소정의 간격을 두고 위치되어 복수개의 전극조립체(10)이 일정한 간격으로 배열 및 고정될 수 있도록 한다. 여기서, 수용부(21)가 절연체(20) 상부로 돌출된 길이에 대하여 한정하지 않았지만, 최소한 전극조립체(10)을 견고하게 고정할 수 있는 길이로 연장되는 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 절연체를 더욱 구체적으로 살펴보면, 상기 절연체의 경우 일 표면을 포함하고, 상기 각 수용부는 상기 일 표면 위로 돌출된 적어도 하나의 측벽의 형태로 이루어진다. 또한 상기 수용부는 대응하는 이차전지의 각 배터리셀의 제1단의 외주면의 적어도 일 영역을 수용할 수 있으며, 내부에 공간을 가지는 외측벽의 형태를 가질 수 있다.
원형 전극조립체(10)은 상부로 제1 탭이 인출되고, 하부로 제2 탭이 인출된다. 이하에서는 편의상 상부로 인출된 제1 탭을 양극탭(11)이라 하고, 하부로 인출된 제2 탭을 음극탭(12)이라 하기로 한다.
절연체(20)의 수용부(21)가 형성된 위치에는 전극조립체(10)의 하부로 인출된 음극탭(12)을 외부로 노출시키기 위한 홀(22)이 형성되어, 전극조립체(10)이 수용부(21)에 삽입될 시 음극탭(12)은 절연체(20)의 홀(22)을 통과하며 외부로 노출된다. 복수개의 음극탭(12)은 홀(22)에 의해 노출되며 정렬되어, 추후 캔등과 같은 배터리 케이스와의 용접을 용이하게 할 수 있다. 본 발명에서 상기 홀(22)은 넓은 의미의 개구부에 포함되는 것으로 한다.
이와 같이 복수개의 전극조립체(10)의 하측면이 수용부(21)에 의해 감싸지도록 장착된 상태의 절연체(20)는 이후 캔등의 배터리케이스(32)에 삽입된다. 복수개의 전극조립체(10)이 장착된 절연체(20)가 배터리 케이스에 삽입되어 양극탭(11) 및 음극탭(12)과, 배터리 케이스가 용접되는 것에 관해서는 도 4 내지 도 5b에서 후술한다. 그리고, 도 4의 경우 절연체(20)는 복수개의 전극조립체(10) 상부와 하부에 위치하는 것을 도시하였으나, 본 발명의 실시예에서는 절연체(20)가 복수개의 전극조립체의 상부 또는 하부에만 위치할 수도 있다.
이때, 절연체(20)에 형성되는 수용부(21)의 개수는 한정되지 않으며, 절연체(20)는 두 개 이상의 전극조립체(10)을 결합 또는 조합시킬 수 있는 형태로 형성될 수 있다. 또한, 절연체(20)는 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리이미드(polyimide)로 형성될 수 있다.
원형 전극조립체(10)에 대하여 간략하게 설명하면, 양극집전체의 표면에 양극활물질층이 코팅된 양극판과, 음극집전체의 표면에 음극활물질층이 코팅된 음극판과, 양극판 및 음극판 사이에 위치하여 양극판과 음극판을 전기적으로 절연시키는 세퍼레이터가 권취되어 형성된다.
양극판은 도전성이 우수한 금속 박판, 예를 들면, 알루미늄(Al) 호일(foil)로 이루어진 양극집전체와, 그 양면에 코팅된 양극활물질층을 포함한다. 양극판의 양 단부에는 양극활물질층이 형성되지 않은 양극집전체 영역, 즉, 양극무지부가 형성된다. 양극무지부의 일단에는 양극탭(11)이 접합되어 있는데, 양극탭(11)은 일반적으로 알루미늄(Al) 재질로 형성되며, 전극조립체(10)의 상부로 일정 길이 돌출된다.
또한, 음극판은 전도성 금속 박판, 예를 들면, 구리(Cu) 또는 니켈(Ni) 호일로 이루어진 음극집전체와, 그 양면에 코팅된 음극활물질층을 포함하고 있다. 음극판의 양 단부는 음극활물질층이 형성되지 않은 음극집전체 영역, 즉, 음극무지부가 형성된다. 음극무지부의 일단에는 음극탭(12)이 접합되어 있는데, 음극탭(12)은 일반적으로 니켈(Ni) 재질로 형성되며, 전극조립체(10)의 하부로 일정 길이 돌출된다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극조립체와 절연체가 결합된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지를 나타내는 사시도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 절연체(20)가 복수개의 전극조립체(10) 상ㆍ하부에 위치되어, 전극조립체(10)의 상부로 돌출된 양극탭들(11)과 전극조립체(10)의 하부로 돌출된 음극탭들(12)의 위치를 각각 고정시킬 수 있다. 복수개의 전극조립체(10)의 상부는 제1 절연체(20a)와 일체로 형성된 제1 수용부(21a)에 삽입되며, 복수개의 전극조립체(10)의 하부는 제2 절연체(20b)와 일체로 형성된 제2 수용부(21b)에 삽입된다. 제1 및 제2 수용부(21a, 21b)는 제1 실시예에서와 마찬가지로, 제1 절연체(20a) 및 제2 절연체(20b) 각각으로부터 전극조립체(10)을 향하여 돌출된 형상으로, 그 내부에는 전극조립체(10)의 단부가 삽입될 수 있는 공간이 형성되어 있다. 그리고, 제1 수용부(21a)와 제2 수용부(21b)는 대칭 구조로 형성된다. 제1 수용부(21a)에는 전극조립체(10)의 상부가 삽입되며, 양극탭들(11)이 외부로 노출될 수 있도록 제1 홀(22a)이 형성되고, 제2 수용부(21b)에는 전극조립체(10)의 하부가 삽입되며, 음극탭들(12)이 외부로 노출될 수 있도록 제2 홀(22b)이 형성된다.
이에 의해 제1 절연체(20a) 및 제2 절연체(20b) 각각에 결합된 전극조립체(10) 상부의 양극탭들(11)과 하부의 음극탭들(12)은 제1 홀(22a)과 제2 홀(22b)을 통하여 노출된다. 이와 같이 복수개의 전극조립체(10)이 장착된 절연체(20a,20b)를 배터리 케이스(32)에 삽입하고, 상부에 캡플레이트(31)를 덮는다. 이때, 제1 홀(22a)을 통하여 노출된 양극탭들(11)은 배터리 케이스(32)의 상부를 덮는 캡플레이트(31)에 형성된 양극리드들(33)에 용접되거나 고정되며, 제2 홀(22b)을 통하여 노출된 음극탭들(12)은 배터리 케이스(32)의 하부 내면에 용접되거나 고정된다.
도 5A에 도시된 바와 같이, 양극탭(11)은 양극 리드(33)를 통하여 캡 플레이트와 연결된다. 캡 플레이트(31)는 가스켓(34)를 통하여 캡 플레이트(33)와 절연된다. 양극 탭(11)을 양극 리드(33)에 연결하기 위하여 제1 홀(22a)이 제1 절연체내에 위치하여 양극 탭(11)을 양극 리드(33)에 용이하게 용접 또는 연결되게 한다. 즉, 제1 절연체(20a)에 형성된 제1 홀(22a)의 위치는 양극리드들(33)의 위치와 일치하도록 배열되어, 양극리드들(33)과 양극탭들(11)의 용접을 보다 용이하게 행할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 배터리 케이스(32)과 캡플레이트(31)가 음극을 띠는 경우를 설명하였지만, 그 반대의 극성을 띠어도 됨은 물론이다.
본 발명에서 복수개의 전극조립체(10)을 일정한 위치에 배열하여 고정할 수 있음으로써, 복수개의 전극조립체(10)의 양극탭(11) 및 음극탭(12)을 배터리 케이스(32) 및 캡플레이트(31)의 용접 위치에 정확하게 위치시킬 수 있다. 즉, 배터리 케이스(32) 내부에 삽입되는 절연체(20a,20b)에는 각각의 전극조립체(10)을 배터리 케이스(32) 내부의 정확한 위치에 고정시킬 수 있는 수용부(21a,21b)가 형성됨으로써, 전극조립체(10)의 양극탭들(11) 및 음극탭들(12)을 각각 캡플레이트(31)와 배터리 케이스(32)에 용이하게 용접할 수 있다. 이에 의해 복수개의 전극조립체(10)을 용접 시 정확한 위치 정렬 및 조립이 간편하여 이차 전지의 제작이 용이하게 되며, 이차 전지의 구조적 안정성을 증가시킬 수 있다. 또한, 기계적 강성이 낮은 전극조립체(10)을 보호할 수 있을 뿐만 아니라 전극조립체(10)의 변형을 방지할 수 있다.
도 5a는 도 4의 A-A`에 따른 단면도이다.
도 5a를 참조하면, 제1 수용부(21a)에 장착된 전극조립체(10)의 상부로 인출된 양극탭(11)은 제1 절연체(20a)의 제1 홀(22a)을 통하여 노출된다. 그리고, 노출된 양극탭(11)은 캡 플레이트 조립체(31)와 닿지 않도록 절곡된 상태로 양극리드(33)와 용접 또는 연결된다. 캡 플레이트 조립체는 가스켓(34)에 의해 양극 리드(33)와 절연된다. 되며, 가스켓(34)의 중앙 부위는 양극리드(33)가 삽입될 수 있는 삽입홀(35)이 형성되어, 양극리드(33)와 양극탭(11)이 맞닿을 수 있게 된다. 상기 캡 플레이트 조립체는 전극리드 커넥터와 상기 전극리드 커텍터에 연결되는 전극리드를 포함할 수 있고, 각 전극조립체의 제2 전극탭은 상기 전극리드 커텍터와 접촉가능하다.
이처럼 제1 절연체(20a)에 형성된 제1 홀(22a)이 양극탭(11)의 위치를 잡아줌으로써, 일정하게 배열된 양극리드(33)와 양극탭(11)을 용이하게 용접 또는 연결할 수 있다.
도 5b는 도 4의 B-B`에 따른 단면도이다.
도 5b를 참조하면, 제2 수용부(21b)dp 장착된 전극조립체(10)의 하부로 인출된 음극탭(12)은 제2 절연체(20b)의 제2 홀(22b)을 통하여 노출된다. 본 발명의 실시예에서는 배터리 케이스(32) 자체가 음극을 띠므로 제2 홀(22b)을 통하여 노출된 음극탭(12)은 꺾인 상태로 배터리 케이스(32)의 하부 내면과 용접된다.
여기서, 제2 절연체(20b)가 별도의 구조체가 아니라, 배터리 케이스(32)의 하부가 제2 절연체(20b)의 형상을 가질 수 있으며, 이러한 경우 전극조립체(10)을 배터리 케이스(32)에 삽입하면서 제2 홀(22b)에 음극탭(12)이 삽입되도록 할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지를 나타내는 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지의 음극탭(12)과 배터리 케이스(32)이 용접되는 구조는 도 4의 이차 전지와 동일하다. 다만, 캡플레이트(31)에 형성된 양극리드(33`)와 양극탭(11)이 용접되는 형태에 있어 차이를 보인다. 제1 절연체(20a) 상부로 인출된 양극탭들(11)은 연결체(36)에 각각 용접된 뒤, 연결체(36)와, 캡플레이트(31)의 삽입홀(35)에 위치된 하나의 양극리드(33`)가 맞닿는 영역에서의 용접에 의해 양극탭들(11)과 양극리드(33`)가 전기적으로 연결된다. 이에 의해 캡플레이트(31) 외부에 양극리드(33`)가 하나만 형성되어 보다 간단한 구조의 이차 전지를 형성할 수 있다.
이때, 캡플레이트(31)와 양극리드(33`)가 절연될 수 있도록 캡플레이트(31)와 양극리드(33`)가 맞닿는 영역에는 가스켓(34`)이 형성된다. 또한, 양극을 띠는 연결체(36)와 음극을 띠는 캡플레이트(31)가 절연될 수 있도록 그 사이에는 절연플레이트(37)가 더 형성된다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전극조립체와 절연체가 결합된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예의 중대형 이차 전지에서는 복수개의 원형 전극조립체(10)을 장착할 수 있는 절연체(20)를 포함한다. 이러한 절연체(20)에는 복수개의 전극조립체(10) 하부를 감싸며 지지할 수 있는 수용부(21')가 형성되는데, 수용부(21')는 절연체 내부로 오목한 홈 형상으로 형성되어, 홈에 전극조립체(10)의 하부가 삽입될 수 있다. 여기서, 홈의 깊이는 전극조립체(10)의 하측면을 감싸면서 전극조립체(10)을 견고하게 고정할 수 있는 깊이로 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 절연체(20)의 수용부(21')가 형성된 위치에는 전극조립체(10) 하부로부터 돌출된 음극탭(12)을 외부로 노출시키기 위한 홀(22)이 형성되어, 전극조립체(10)이 수용부(21')에 삽입될 시 음극탭(12)은 절연체(20)의 홀(22)을 통과하며 외부로 노출된다. 복수개의 음극탭(12)은 홀(22)에 의해 노출되어 정렬되며 추후 배터리 케이스와의 용접을 용이하게 할 수 있다.
이와 같이 수용부(21')에 복수개의 전극조립체(10)이 장착된 상태의 절연체(20)는 배터리 케이스에 삽입되어, 보다 정확한 위치에 전극조립체(10)을 고정시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 전극조립체와 절연체가 결합된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 8을 참조하면, 절연체(20)에 복수개의 전극조립체(10) 하부만을 감싸며 지지할 수 있는 수용부(21")가 형성된다. 보다 상세하게, 수용부(21")는 절연체(20) 상부로 돌출된 형상이며, 돌출된 내부에는 전극조립체(10)의 하부가 삽입될 수 있는 공간을 가지되, 전극조립체(10)의 하측면 일부만 감싸고, 일부는 개방된 구조로 형성될 수 있다. 즉, 수용부(21")는 전극조립체(10)을 지지할 수 있는 최소의 위치에만 형성될 수 있다.
수용부(21")가 전극조립체(10)의 일부만 지지하는 다른 형태로는, 전극조립체(10)의 하측면과 접하는 부분과 전극조립체(10)의 하측면과 접하지 않는 부분이 일정 간격을 두고 반복적으로 형성된 형태를 띨 수도 있다.
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 전극조립체와 절연체가 결합된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 중대형 이차 전지에서는 배터리 케이스(미도시) 내부에 복수개의 각형 전극조립체(10)을 장착할 수 있는 절연체(20)가 삽입된다. 절연체(20)는 복수개의 전극조립체(10) 상부에 위치된 제1 절연체(20a)와 복수개의 전극조립체(10) 하부에 위치된 제2 절연체(20b)를 포함한다. 제1 절연체(20a)에는 복수개의 전극조립체(10) 상부를 감싸며 지지할 수 있는 제1 수용부(21a)가 형성되고, 제2 절연체(20b)에는 복수개의 전극조립체(10) 하부를 감싸며 지지할 수 있는 제2 수용부(21b)가 형성된다.
이때 제1 및 제2 수용부(21a, 21b)는 각각 제1 및 제2 절연체(20a, 20b) 상부로 돌출된 형상으로, 돌출된 내부에 전극조립체(10)이 삽입될 수 있는 공간이 형성된다. 여기서, 수용부(21a, 21b)는 도 8과 같이 전극조립체(10)의 일부만을 지지하는 형상으로 형성될 수도 있다.
각형 전극조립체(10)은 상부로 양극탭(11) 및 음극탭(12)이 모두 돌출되는 형태를 띠므로, 제1 절연체(20a)의 제1 수용부(21a)가 형성된 영역에는 양극탭(11) 및 음극탭(12)을 외부로 노출시킬 수 있는 제1 홀(23a) 및 제2 홀(23b)이 더 형성될 수 있다. 제1 홀(23a) 및 제2 홀(23b)을 통해 노출된 양극탭(11) 및 음극탭(12)은 배터리 케이스와의 용접 위치에 정확하게 정렬되어 있으므로, 배터리 케이스와의 용접을 보다 용이하게 할 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 수용부(21a, 21b)는 각각 제1 및 제2 절연체(20a, 20b) 상부로 돌출된 형상으로 형성되었으나, 제1 및 제2 절연체(20a, 20b) 내부로 오목한 홈 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다. 또한, 각형 전극조립체(10)은 양극탭(11)과 음극탭(12)이 모두 상부로 인출되므로, 절연체가 상부에만 형성될 수도 있다.
각형 전극조립체(10)에 대하여 간략히 설명하면, 각형 전극조립체(10)은 양극판과 음극판 사이에 세퍼레이터가 개재된 후 권취되어 형성된다. 양극판에는 양극탭(11)이 결합되어 전극조립체(10)의 상단부로 돌출되며, 음극판에는 음극탭(12)이 결합되어 전극조립체(10)의 상단부로 돌출된다. 전극조립체(10)에서 양극탭(11)과 음극탭(12)은 소정 거리 이격되도록 형성되어 전기적으로 절연된다. 그리고, 양극탭(11) 및 음극탭(12)이 전극조립체(10)로부터 인출되는 부분에는 라미미네이션 테이프(13)가 감겨져 있을 수도 있다. 라미네이션 테이프(13)는 양극탭(11) 또는 음극탭(12)에서 발생하는 열을 차단하고, 양극탭(11) 또는 음극탭(12)의 가장자리에 의해 전극조립체(10)이 압박받지 않도록 하는 역할을 수행한다.
전술한 실시예들에서는 절연체에 전극탭을 노출시키기 위한 홀이 형성된 것을 설명하였으나, 전극조립체들로부터 발생된 열을 외부로 방출할 수 있는 관통홀을 추가로 더 형성할 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 전극조립체 11 : 양극탭
12 : 음극탭 20 : 절연체
20a : 제1 절연체 20b : 제2 절연체
21,21',21" : 수용부 21a : 제1 수용부
21b : 제2 수용부 22 : 홀
22a : 제1 홀 22b : 제2 홀
30 : 배터리 케이스 32 : 캡플레이트

Claims (14)

  1. 양극판, 음극판 및 양극판과 음극판 사이의 세퍼레이트를 포함하고 상기 양극판 또는 음극판의 어느 하나 이상에서 연장된 적어도 하나의 전극탭을 구비하는 적어도 두개의 전극조립체;
    상기 전극탭이 통과하는 적어도 하나의 개구부를 포함하는 적어도 하나의 절연체를 포함하되, 상기 절연체는 상기 전극조립체의 일 영역을 수용하는 수용부를 구비하고,
    상기 절연체는 제1 절연체와 제2절연체로 이루어지며,
    상기 전극조립체의 각 전극탭은 일단에서 연장된 제1 전극탭과 타단에서 연장된 제2 전극탭을 포함하고, 상기 절연체의 적어도 하나의 개구부는 제1 절연체의 제1 개구부와 제2 절연체의 제2 개구부를 포함하되,
    상기 제1 전극탭은 상기 제1 절연체의 제1 개구부를 통하여 연장되고, 제2 전극탭은 제2 절연체의 제2 개구부를 통하여 연장되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절연체는 일 표면을 포함하고, 상기 각 수용부는 상기 일 표면 위로 돌출된 적어도 하나의 측벽을 포함하는 이차전지.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 절연체와 전극조립체를 수용하는 배터리 케이스와 캡 플레이트 조립체를 더 포함하되, 상기 제1 전극탭은 제1 절연체의 제1 개구부를 통하여 연장되어 배터리 케이스와 접촉하고, 상기 제2 전극탭은 상기 제2 절연체의 제2 개구부를 통하여 연장되어 상기 캡 플레이트 조립체와 접촉되는 이차전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 캡 플레이트 조립체는 캡 플레이트와 각 전극조립체의 전극리드를 포함하고, 상기 전극조립체의 제2 전극탭은 대응하는 전극리드와 접촉하는 이차전지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 캡 플레이트는 캡 플레이트와 전극리드를 절연하는 가스켓을 더 포함하는 이차전지.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 캡 플레이트 조립체는 전극리드 커넥터와 상기 전극리드 커텍터에 연결되는 전극리드를 포함하되, 각 전극조립체의 제2 전극탭은 상기 전극리드 커텍터와 접촉하는 이차전지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 캡 플레이트 조립체는 절연판을 더 포함하는 이차전지.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 수용부는 대응하는 이차전지의 각 배터리셀의 제1단의 외주면의 적어도 일 영역을 수용하는 이차전지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 수용부는 적어도 하나의 개구부를 갖는 외측벽을 포함하는 이차전지.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 수용부는 내부에 공간을 가지는 외측벽을 포함하는 이차전지.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 수용부는 절연체의 표면 내의 오목한 홈 형상인 이차전지.
KR1020110032312A 2010-04-12 2011-04-07 이차 전지 KR101240802B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US32327410P 2010-04-12 2010-04-12
US61/323,274 2010-04-12
US12/916,339 US20110250488A1 (en) 2010-04-12 2010-10-29 Secondary battery
US12/916,339 2010-10-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110114459A KR20110114459A (ko) 2011-10-19
KR101240802B1 true KR101240802B1 (ko) 2013-03-11

Family

ID=43806715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110032312A KR101240802B1 (ko) 2010-04-12 2011-04-07 이차 전지

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20110250488A1 (ko)
EP (1) EP2378590B1 (ko)
JP (1) JP5455964B2 (ko)
KR (1) KR101240802B1 (ko)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101265199B1 (ko) * 2011-08-08 2013-05-23 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR101914562B1 (ko) * 2011-12-09 2018-12-28 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
US9077096B2 (en) * 2012-04-26 2015-07-07 Apple Inc. Connector receptacle shell that forms a ground contact
US10637022B2 (en) 2012-10-11 2020-04-28 Cadenza Innovation, Inc. Lithium ion battery
US10790489B2 (en) 2012-10-11 2020-09-29 Cadenza Innovation, Inc. Lithium ion battery
CA2887227C (en) 2012-10-11 2020-07-21 Cloteam, Llc Lithium ion battery
US8920955B1 (en) * 2012-12-13 2014-12-30 Atieva, Inc. Battery module with high thermal conductivity and assembling method thereof
KR102459618B1 (ko) * 2015-09-23 2022-10-27 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
US10115997B2 (en) 2016-05-12 2018-10-30 Bosch Battery Systems Llc Prismatic electrochemical cell
KR102332338B1 (ko) * 2017-06-01 2021-11-29 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
US10622604B2 (en) * 2018-03-23 2020-04-14 Sf Motors, Inc. Integrated battery modules in electric vehicles
US10651439B2 (en) * 2018-03-23 2020-05-12 Sf Motors, Inc. Integrated battery cell modules with plug-in battery cells for electric vehicles
US20190296283A1 (en) * 2018-03-23 2019-09-26 Sf Motors, Inc. Integrated battery cell modules with plug-in battery cells for electric vehicles
US11949060B2 (en) 2018-09-11 2024-04-02 Energizer Brands, Llc Rechargeable hearing aid battery with slotted grommet
US11108075B2 (en) * 2018-12-11 2021-08-31 TeraWatt Technology Inc. Hydraulic isotropically-pressurized battery modules
CN209843858U (zh) * 2019-06-27 2019-12-24 奕顺龙能源科技(北京)有限公司 大容量单体电池
CN112310547A (zh) * 2020-04-09 2021-02-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池、用电装置和电池的生产方法
US11641044B1 (en) 2020-04-14 2023-05-02 Energizer Brands, Llc Battery housing and systems and methods of making thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002100328A (ja) 2000-09-21 2002-04-05 Denso Corp 電 池
JP2004356461A (ja) 2003-05-30 2004-12-16 Sanyo Electric Co Ltd チップ型電気二重層コンデンサ及びチップ型電解質電池
JP2005285515A (ja) 2004-03-29 2005-10-13 Sanyo Electric Co Ltd アルカリ密閉二次電池およびその製造方法
JP2006128009A (ja) 2004-10-29 2006-05-18 Toyota Motor Corp 蓄電モジュールと該モジュール用枠体

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5200280A (en) * 1991-09-05 1993-04-06 Black & Decker Inc. Terminal cover for a battery pack
JP3669048B2 (ja) * 1995-04-18 2005-07-06 日本電池株式会社 組電池
US6627345B1 (en) * 1999-07-15 2003-09-30 Black & Decker Inc. Battery pack
DE10146957A1 (de) * 2001-09-24 2003-04-17 Nbt Gmbh Dicht verschlossener Akkumulator
US20050031940A1 (en) * 2003-08-07 2005-02-10 Chacon Ernest R. Battery storage apparatus
JP4961113B2 (ja) * 2005-04-22 2012-06-27 パナソニック株式会社 二次電池
KR100709834B1 (ko) * 2005-04-26 2007-04-23 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP4906538B2 (ja) * 2007-02-28 2012-03-28 日立ビークルエナジー株式会社 リチウム二次電池
JP4650700B2 (ja) * 2008-05-08 2011-03-16 トヨタ自動車株式会社 電池保持装置、組電池および車両
JP5449708B2 (ja) * 2008-06-25 2014-03-19 小島プレス工業株式会社 円筒型電池の保持構造
JP2010015952A (ja) * 2008-07-07 2010-01-21 Toyota Motor Corp 蓄電装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002100328A (ja) 2000-09-21 2002-04-05 Denso Corp 電 池
JP2004356461A (ja) 2003-05-30 2004-12-16 Sanyo Electric Co Ltd チップ型電気二重層コンデンサ及びチップ型電解質電池
JP2005285515A (ja) 2004-03-29 2005-10-13 Sanyo Electric Co Ltd アルカリ密閉二次電池およびその製造方法
JP2006128009A (ja) 2004-10-29 2006-05-18 Toyota Motor Corp 蓄電モジュールと該モジュール用枠体

Also Published As

Publication number Publication date
JP5455964B2 (ja) 2014-03-26
EP2378590B1 (en) 2013-04-03
US20110250488A1 (en) 2011-10-13
KR20110114459A (ko) 2011-10-19
JP2011222519A (ja) 2011-11-04
EP2378590A1 (en) 2011-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101240802B1 (ko) 이차 전지
US9548475B2 (en) Battery cell of irregular structure and battery module employed with the same
CN102347464B (zh) 可再充电电池
US10312487B2 (en) Rechargeable battery module
US9088024B2 (en) Secondary battery
US20150364727A1 (en) Rechargeable battery
US10236485B2 (en) Battery module
US20140315071A1 (en) Electric storage device, and electric storage apparatus
KR102593582B1 (ko) 이차 전지
CN102214806B (zh) 电池单元
US20140308575A1 (en) Rechargeable battery
US9028999B2 (en) Secondary battery
JP2005166664A (ja) 二次電池
KR20180026910A (ko) 이차 전지
US9017850B2 (en) Secondary battery
US20150287976A1 (en) Rechargeable battery having protective circuit module
US9397329B2 (en) Rechargeable battery having lead tab
US10135057B2 (en) Electrode assembly and secondary battery having the same
US9012059B2 (en) Secondary battery
US20220352580A1 (en) Rechargeable battery
KR102623625B1 (ko) 보호회로모듈을 갖는 이차 전지
CN114902474A (zh) 可再充电电池
KR20180130800A (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: 20160119

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee