KR101313971B1 - Lithium ion battery with hole switch - Google Patents

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KR101313971B1 KR1020110130288A KR20110130288A KR101313971B1 KR 101313971 B1 KR101313971 B1 KR 101313971B1 KR 1020110130288 A KR1020110130288 A KR 1020110130288A KR 20110130288 A KR20110130288 A KR 20110130288A KR 101313971 B1 KR101313971 B1 KR 101313971B1
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Abstract

양극판, 음극판 및 세퍼레이터를 구비한 전극 조립체; 상기 양극판 및 음극판의 일단으로부터 각각 연장되는 양극탭 및 음극탭; 상기 전극 조립체가 수납되고, 상단으로 상기 양극탭 및 음극탭이 돌출되도록 밀봉되어 이루어지는 전지 케이스; 및 상기 전지케이스에 부착되고 외부의 압력에 의하여 상기 전지 케이스에 천공을 형성하는 천공스위치; 를 포함하는 천공스위치를 가지는 리튬 이차 전지가 이상반응을 일으켜 팽창하는 경우 발생되는 응력을 이용하여 전지케이스에 천공을 형성하여 폭발 또는 발화를 사전에 차단하여 안전한 운용을 도모하는 효과가 존재한다.An electrode assembly having a positive plate, a negative plate, and a separator; A positive electrode tab and a negative electrode tab respectively extending from one end of the positive electrode plate and the negative electrode plate; A battery case accommodating the electrode assembly and sealed to protrude the positive electrode tab and the negative electrode tab to an upper end thereof; And a perforation switch attached to the battery case and forming a perforation in the battery case by external pressure. When the lithium secondary battery having a perforated switch having an abnormal reaction causes expansion to cause perforation, a perforation is formed in the battery case by using a stress generated to prevent explosion or ignition in advance, thereby providing safe operation.

Description

천공 스위치를 가지는 리튬 이차 전지 {Lithium ion battery with hole switch}Lithium secondary battery with hole switch {Lithium ion battery with hole switch}

본 발명은 천공 스위치를 가지는 자동 전류차단 리튬 이차 전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리튬 이차 전지에 천공 스위치를 부착하고 전지 이상 반응시 전지 몸체에 천공을 생성하는 전지에 대한 것이다.The present invention relates to an automatic current cut-off lithium secondary battery having a perforated switch, and more particularly, to a battery for attaching a perforated switch to a lithium secondary battery and generating perforations in the battery body upon battery abnormal reaction.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing, and accordingly, a lot of researches on batteries that can meet various demands have been conducted.

대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 전지와 파우치형 전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 에너지 밀도, 방전 전압, 안전성이 우수한 리튬 코발트 폴리머 전지와 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.Representatively, there is a high demand for square cells and pouch cells, which can be applied to products such as mobile phones with a thin thickness in terms of shape of the battery. The demand for secondary batteries is high.

리튬이차전지는 다양한 형태로 제조가 가능한데, 대표적인 형상으로는 리튬이온전지에 주로 사용되는 원통형 및 각형을 들 수 있다. 최근들어, 각광받는 리튬폴리머전지는 유연성을 지닌 소재로 제조되어 그 형상이 비교적 자유롭다. 또한, 안전성도 우수하고, 무게가 가벼워서 휴대용 전자기기의 슬림화 및 경량화에 유리하다고 할 것이다.The lithium secondary battery may be manufactured in various forms, and typical shapes include cylindrical and square shapes mainly used in lithium ion batteries. In recent years, the lithium polymer battery has been in the spotlight and is made of a flexible material and its shape is relatively free. In addition, excellent safety and light weight will be advantageous for slimming and lightening portable electronic devices.

최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 동력원으로도 주목받고 있다.BACKGROUND ART [0002] In recent years, rechargeable secondary batteries have been widely used as energy sources for wireless mobile devices. In addition, the secondary battery is attracting attention as a power source of electric vehicles, hybrid electric vehicles, etc., which are proposed as a solution for air pollution of conventional gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuel.

자동차 등과 같은 중대형 디바이스들은 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 다수의 전지 셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지 시스템이 사용된다. 그러한 중대형 전지 시스템에 단위전지로서 많이 사용되는 파우치형 리튬이온 폴리머 이차전지는 소형 디바이스에 사용되는 동일 계열의 전지에 비해 상대적으로 큰 크기를 가지고 있다.Medium and large devices such as automobiles, due to the need for a high output large capacity, a large and large battery system that is electrically connected to a plurality of battery cells are used. Pouch type lithium ion polymer secondary batteries, which are frequently used as unit cells in such medium and large battery systems, have a relatively large size compared to batteries of the same series used in small devices.

이러한 이차 전지는 탄소질의 음극과 리튬금속 산화물의 양극, 폴리올레핀계 분리막, 및 전해질로 구성되어 있다. 그러나 상기 리튬이온 전지는 전지의 작동 전위가 높기 때문에 고에너지가 순간적으로 흐를 수 있고, 양극 물질들은 과충전 또는 단락에 의하여 화학적인 활성이 크게 증대되기 때문에 전해질과 급격히 반응하여 다량의 가스를 발생시키고, 그 결과 전지 내부의 압력이나 온도가 급격히 상승되어 전지가 폭발하는 경우에 주변 장치가 파손되거나 인체에 손상을 입힐 수 있다.The secondary battery is composed of a carbonaceous negative electrode, a lithium metal oxide positive electrode, a polyolefin separator, and an electrolyte. However, since the lithium ion battery has a high operating potential of the battery, high energy may flow instantaneously, and the positive electrode materials rapidly react with the electrolyte to generate a large amount of gas because the chemical activity is greatly increased by overcharge or short circuit, As a result, when the pressure or temperature inside the battery rises rapidly and the battery explodes, the peripheral device may be damaged or the human body may be damaged.

따라서 이와 같이 전지의 이상 반응 발생시 이차 전지에서 발생하는 가스를 외부로 배출하고 이상 반응을 완화하는 기술의 개발이 필요한 실정이다. Therefore, when the abnormal reaction of the battery is generated, the development of a technology for releasing the gas generated in the secondary battery to the outside and to mitigate the abnormal reaction.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 고려하여, 리튬 이차 전지가 이상 반응이 일어나는 경우 전지 내부에서 발생되는 가스를 외부로 배출하는 리튬 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION In view of the problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a lithium secondary battery that discharges gas generated inside the battery to the outside when an abnormal reaction occurs.

본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention will be readily understood through the following description of the embodiments.

본 발명의 일 실시예에 천공스위치를 가지는 리튬 이차 전지는 양극판, 음극판 및 세퍼레이터를 구비한 전극 조립체; 상기 양극판 및 음극판의 일단으로부터 각각 연장되는 양극탭 및 음극탭; 상기 전극 조립체가 수납되고, 상단으로 상기 양극탭 및 음극탭이 돌출되도록 밀봉되어 이루어지는 전지 케이스; 및 상기 전지케이스에 부착되고 외부의 압력에 의하여 상기 전지 케이스에 천공을 형성하는 천공스위치; 를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, a lithium secondary battery having a perforated switch includes an electrode assembly having a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator; A positive electrode tab and a negative electrode tab respectively extending from one end of the positive electrode plate and the negative electrode plate; A battery case accommodating the electrode assembly and sealed to protrude the positive electrode tab and the negative electrode tab to an upper end thereof; And a perforation switch attached to the battery case and forming a perforation in the battery case by external pressure. . ≪ / RTI >

본 발명의 일 실시예에 천공스위치를 가지는 리튬 이차 전지에 있어서, 상기 천공스위치는 상기 전지케이스의 전면 또는 후면의 중심부에 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.In the lithium secondary battery having a perforated switch according to an embodiment of the present invention, the perforated switch may be installed at a center of a front side or a rear side of the battery case.

본 발명의 일 실시예에 천공스위치를 가지는 리튬 이차 전지에 있어서, 상기 천공스위치는, 상기 전지케이스에 천공을 형성하는 천공핀; 상기 천공핀과 연결되고 외부의 압력에 의해 상기 전지케이스 방향으로 상기 천공핀을 이동시키는 스위치; 상기 천공핀과 스위치를 상기 전지케이스에 고정하는 스위치 고정부; 및 상기 스위치와 스위치 고정부를 연결하는 스위치 연결부; 를 포함하고, 상기 천공핀은 상기 스위치의 일단에서 연장되어 연결되며, 상기 전지케이스로부터 일정 간격 이격되어 있다가 상기 스위치에 가해지는 압력에 의하여 전지케이스 방향으로 천공핀이 이동하여 천공을 형성할 수 있다.In the lithium secondary battery having a perforated switch in an embodiment of the present invention, the perforated switch comprises a perforating pin to form perforations in the battery case; A switch connected to the punch pin and moving the punch pin toward the battery case by an external pressure; A switch fixing part for fixing the punch pin and the switch to the battery case; And a switch connecting part connecting the switch and the switch fixing part. It includes, the punching pin is connected to extend from one end of the switch, spaced apart from the battery case by a predetermined distance to the punching pin in the direction of the battery case by the pressure applied to the switch to form a punch have.

본 발명의 일 실시예에 천공스위치를 가지는 리튬 이차 전지에 있어서, 상기 천공핀과 전지케이스가 일정한 거리만큼 이격되어 있는 상태에서 상기 전지케이스가 팽창함에 따라 상기 천공핀에 의해 천공이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In the lithium secondary battery having a perforated switch in an embodiment of the present invention, the perforation is formed by the perforating pin as the battery case is expanded in a state in which the perforating pin and the battery case are separated by a predetermined distance. You can do

본 발명의 일 실시예에 천공스위치를 가지는 리튬 이차 전지에 있어서, 상기 스위치 연결부는 탄성력을 가지는 탄성부재로 이루어지며, 상기 스위치 외부에서 압력이 가해짐에 따라 상기 천공핀이 상기 전지케이스 방향으로 이동하여 천공을 형성하고, 외부에서 가해지는 압력이 사라짐에 따라 탄성력에 의해 상기 전지케이스의 반대방향으로 복원하는 것을 특징으로 할 수 있다.In a lithium secondary battery having a perforated switch in an embodiment of the present invention, the switch connection portion is made of an elastic member having an elastic force, and the perforated pin moves in the direction of the battery case as pressure is applied from the outside of the switch. By forming a perforation, and as the pressure applied from the outside disappears, it may be characterized by restoring in the opposite direction of the battery case by the elastic force.

본 발명의 일 실시예에 천공스위치를 가지는 리튬 이차 전지에 있어서, 상기 천공스위치는 다수가 구비되고, 전지케이스의 전면 또는 후면 중 선택된 일면에 부착되거나, 양면에 동시에 부착되는 것을 특징으로 할 수 있다.In the lithium secondary battery having a perforated switch in an embodiment of the present invention, the perforated switch may be provided with a plurality, and attached to one surface selected from the front or rear of the battery case, or may be simultaneously attached to both sides. .

본 발명은 전지가 이상반응을 일으켜 팽창하는 경우 발생되는 응력을 이용하여 전지케이스에 천공을 형성하여 폭발 또는 발화를 사전에 차단하여 안전한 운용을 도모하는 효과가 존재한다.The present invention has the effect of promoting the safe operation by blocking the explosion or ignition in advance by forming a perforation in the battery case by using the stress generated when the battery causes an abnormal reaction to expand.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 천공스위치가 설치되는 리튬 이차 전지의 세부 구성의 도시도.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 이상반응시 팽창 예상도.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 천공스위치를 가지는 리튬 이차 전지의 팽창 전의 측면도.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 천공스위치를 가지는 리튬 이차 전지의 팽창 후의 측면도.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 천공스위치의 상세 구성도.
도6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 천공스위치를 가지는 리튬 이차 전지의 팽창 전의 측면도.
도7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 천공스위치를 가지는 리튬 이차 전지의 팽창 후의 측면도.
도8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 천공스위치의 상세 구성도이다.1 is a view showing a detailed configuration of a lithium secondary battery is installed with a punching switch according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is expected expansion during abnormal reaction of the secondary battery according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a side view before expansion of a lithium secondary battery having a perforated switch in accordance with an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a side view after expansion of a lithium secondary battery having a perforated switch in accordance with one embodiment of the present invention.
5 is a detailed configuration diagram of a punching switch according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a side view before expansion of a lithium secondary battery having a punching switch according to another embodiment of the present invention.
Figure 7 is a side view after the expansion of the lithium secondary battery having a punching switch according to another embodiment of the present invention.
8 is a detailed configuration diagram of a punching switch according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정 하려는 것이 아니며 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to the specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 본 발명에 따른 천공스위치를 가지는 리튬 이차 전지의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of a lithium secondary battery having a perforated switch according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals. Duplicate description thereof will be omitted.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 천공스위치가 설치되는 리튬 이차 전지의 세부 구성의 도시도, 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 이상반응시 팽창 예상도이다.1 is a diagram illustrating a detailed configuration of a lithium secondary battery in which a perforation switch is installed according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating expansion during abnormal reaction of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지는 전지케이스(100), 전극조립체(200), 양극탭(300)(이하, ‘전극탭’이라고도 한다.), 음극탭(400)(이하, ‘전극탭’이라고도 한다.)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, a lithium secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention includes a battery case 100, an electrode assembly 200, a positive electrode tab 300 (hereinafter, also referred to as an “electrode tab”), and a negative electrode tab ( 400) (hereinafter also referred to as 'electrode tab').

전지케이스는(100) 전극조립체(200)를 수납하고, 전극탭(300, 400)을 수용하여 이차 전지를 구성할 수 있다.The battery case 100 may accommodate the electrode assembly 200 and accommodate the electrode tabs 300 and 400 to configure a secondary battery.

전극조립체(200)는 양극판, 음극판 및 세퍼레이터를 포함하여 구성될 수 있다. 양극판은 양극 활물질이 코팅된 전극판, 음극판은 음극 활물질이 코팅된 전극판을 의미한다.The electrode assembly 200 may include a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator. The positive electrode plate means an electrode plate coated with a positive electrode active material, and the negative electrode plate means an electrode plate coated with a negative electrode active material.

양극판과 음극판 사이에 세퍼레이터가 위치하여 리튬 이온의 이동만 가능하도록 하며, 쇼트를 방지하게 된다.The separator is positioned between the positive electrode plate and the negative electrode plate to allow only lithium ions to move and prevent a short.

양극판은 일반적으로 알루미늄(Al) 재질로 이루어지고, 음극판은 동(Cu) 재질로 이루어지나 본 발명에서는 반드시 상기의 재질로 한정되지 않으며, 당업자의 수준에 변경하여 적용할 수 있는 범위를 포함한다.The positive electrode plate is generally made of aluminum (Al) material, the negative electrode plate is made of copper (Cu) material, but is not necessarily limited to the above materials in the present invention, it includes a range that can be changed to the level of those skilled in the art.

양극탭(300)은 양극판으로부터 접합 연장되어 전지케이스(100)의 외부로 돌출될 수 있다.The positive electrode tab 300 may extend from the positive plate to protrude to the outside of the battery case 100.

음극탭(400)은 음극판으로부터 접합 연장되어 전지케이스(100)의 외부로 돌출될 수 있다.The negative electrode tab 400 may extend from the negative electrode plate to protrude to the outside of the battery case 100.

도2를 참고하면, 리튬 이차 전지는 과충전 또는 단락에 의하여 화학적인 활성이 크게 증대되며, 전해질이 급격히 반응하기 시작하면 다량의 가스를 발생된다.Referring to FIG. 2, the lithium secondary battery greatly increases its chemical activity due to overcharge or short circuit, and generates a large amount of gas when the electrolyte starts to react rapidly.

그 결과 도2에서처럼 전지 내부의 압력이나 온도가 급격히 상승되어 케이스의 중간부분이 점점 부풀어 오르게 되고 화살표 방향과 같이 응력이 발생된다.As a result, as shown in FIG. 2, the pressure or temperature inside the battery is rapidly increased, and the middle portion of the case is gradually inflated, and stress is generated as shown in the arrow direction.

리튬 이차 전지는 일반적으로 하나의 전지를 사용하는 것이 아니라, 여러개의 전지를 별도로 구비하는 케이스 내부에 나란히 배열하여 모듈로 구성하여 원하는 전력의 출력을 갖추어 사용한다.Lithium secondary batteries generally do not use a single battery, but are arranged side by side in a case having a plurality of batteries separately configured as modules to use an output of desired power.

따라서 하나의 리튬 이차 전지모듈 중 하나의 전지가 이상반응을 일으켜 폭발하는 경우 주변 장치 및 전지가 파손되거나 화재로 발생하게 되고 심하게는 인체에 손상을 입힐 수 있다.Therefore, when one battery of one lithium secondary battery module causes an abnormal reaction and explodes, the peripheral device and the battery may be damaged or may be caused by a fire, and may seriously damage the human body.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 천공스위치를 가지는 리튬 이차 전지의 팽창 전의 측면도, 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 천공스위치를 가지는 리튬 이차 전지의 팽창 후의 측면도, 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 천공스위치의 상세 구성도이다.Figure 3 is a side view before expansion of a lithium secondary battery having a perforated switch according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a side view after the expansion of a lithium secondary battery having a perforated switch according to an embodiment of the present invention, Figure 5 Detailed configuration diagram of a punching switch according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 천공스위치를 가지는 리튬 이차 전지는 전지케이스(100), 전극조립체(200), 전극탭(400), 제1천공스위치(500)을 포함하여 구성된다.The lithium secondary battery having a perforated switch according to an exemplary embodiment of the present invention includes a battery case 100, an electrode assembly 200, an electrode tab 400, and a first perforated switch 500.

도5를 참고하면, 제1천공스위치(500)는 제1 천공핀(5100), 제1 스위치(5200), 제1 스위치 연결부(5300), 제1 스위치 고정부(5400)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 5, the first punching switch 500 includes a first punching pin 5100, a first switch 5200, a first switch connecting part 5300, and a first switch fixing part 5400. .

제1 천공핀(5100)은 제1스위치(5200)의 일단에서 연장되어 형성되며, 전지케이스(100)에 천공을 형성할 수 있도록 전지케이스(100)와 맞닿는 부분이 뾰족하게 형성될 수 있다.The first punch pin 5100 may be formed to extend from one end of the first switch 5200, and a portion contacting the battery case 100 may be sharply formed to form a perforation in the battery case 100.

제1 천공핀(5100)은 전지케이스(100)에 천공을 형성할 수 있는 형태이면 제1스위치(5200)에서 점차 날카로워지는 형태나 일정한 두께의 핀모양 형태를 포함하여 어떤 형태로 형성되든지 무방하다. 또한 제1 천공핀(5100)은 금속, 플라스틱, 나무를 포함하는 어떠한 재질로 구성되어도 무방하다.If the first punch pin 5100 is formed to form a perforation in the battery case 100, it may be formed in any form, including a form that is gradually sharpened by the first switch 5200 or a pin shape having a predetermined thickness. Do. In addition, the first punch pin 5100 may be made of any material including metal, plastic, and wood.

제1 스위치(5200)는 제1 천공핀(5100)과 연결되고 외부의 압력에 의해 전지케이스(100) 방향으로 제1 천공핀(5100)을 이동시킬 수 있다.The first switch 5200 may be connected to the first drilling pin 5100 and move the first drilling pin 5100 in the direction of the battery case 100 by an external pressure.

제1 스위치 고정부(5400)는 제1 천공핀(5100)과 제1 스위치(5200)를 제1스위치 연결부(5300)와의 연결을 통해서 전지케이스(100)에 고정할 수 있다. 이를 위하여 접착제를 이용하거나 볼트너트 결합방식을 포함하여 다양한 부착방식을 적용할 수 있다.The first switch fixing part 5400 may fix the first punching pin 5100 and the first switch 5200 to the battery case 100 by connecting the first switch connecting part 5300. To this end, various adhesive methods can be applied, including adhesives or bolted nut couplings.

도3 및 도4를 참고하면, 도3에서처럼 제1스위치(5200)는 전지가 팽창하기 전에는 전지케이스(100)와 제1 천공핀(5100)이 일정한 간격을 유지하고 있다. 도4에서처럼 제1천공스위치(500)가 설치된 리튬 이차전지 또는 모듈을 구성하기 위하여 설치된 이웃한 전지의 이상 반응에 의하여 각 전지의 케이스가 팽창하면 제1스위치(5200)의 왼쪽에서 오른쪽으로 응력이 전달되고, 제1스위치(5200)가 전지케이스(100) 방향으로 이동함에 따라 제1 천공핀(5100)이 따라서 움직이게 되고 제1천공핀(5100)에 의하여 전지케이스(100)에 천공이 형성될 수 있다.3 and 4, as shown in FIG. 3, the battery case 100 and the first drilling pin 5100 maintain a constant interval before the battery is expanded. As shown in FIG. 4, when the case of each battery expands due to an abnormal reaction of a neighboring battery installed to form a lithium secondary battery or a module in which the first punching switch 500 is installed, the stress is left to right of the first switch 5200. When the first switch 5200 moves in the direction of the battery case 100, the first punch pin 5100 moves along the hole, and a perforation is formed in the battery case 100 by the first punch pin 5100. Can be.

이를 위하여 제1 스위치 연결부(5300)는 힌지(hinge)의 형태를 가지고 고무, 플라스틱 또는 금속 등 탄성력을 가지거나 가지도록 가공된 재질로 되어 있어 압력에 의하여 그 형태가 변형되고 압력이 제거되면 원래의 자리로 복원되도록 구성할 수 있다.To this end, the first switch connection part 5300 has a shape of a hinge, and is made of a material that is processed to have an elastic force such as rubber, plastic, or metal, so that its shape is deformed by pressure and the pressure is removed. Can be configured to return to the seat.

다른 실시예에 따르면, 제1 천공스위치(500)가 설치되어 있는 전지 케이스(100)에서 이상 반응이 시작되면, 제1천공핀(5100)과 전지케이스(100)가 일정한 거리만큼 이격되어 있는 상태에서 전지케이스(100)가 팽창함에 따라 제1스위치(5200)는 이웃한 전지 케이스에 의해 후퇴하지 않도록 지탱되고, 이후 제1 천공핀(5100)에 의해 전지케이스(100)에 천공이 형성될 수 있다.According to another embodiment, when an abnormal reaction is started in the battery case 100 in which the first punching switch 500 is installed, the first punching pin 5100 and the battery case 100 are separated by a predetermined distance. As the battery case 100 is expanded, the first switch 5200 is supported so as not to retreat by the neighboring battery case, and then a perforation may be formed in the battery case 100 by the first punch pin 5100. have.

바람직한 실시예에 따르면, 제1천공스위치(500)는 전지케이스(100)의 전면 또는 후면의 중심부에 설치되어 전지케이스(100)의 중심부에 천공을 형성할 수 있다. 다만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 그 위치를 중심부를 포함하여 좌우상하로 이동시켜 부착하는 것도 본 발명의 기술적 사상의 범위에 속한다.According to a preferred embodiment, the first punching switch 500 may be installed in the center of the front or rear of the battery case 100 to form a punch in the center of the battery case 100. However, in the technical field to which the present invention belongs, it is also included within the scope of the technical idea of the present invention to move the left and right up and down including the center.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 제1천공스위치(500)는 다수가 구비되고, 전지케이스(100)의 전면 또는 후면 중 하나의 면에 부착되거나, 전면 및 후면에 모두 부착될 수 있다.According to another preferred embodiment, a plurality of first punching switch 500 is provided, may be attached to one surface of the front or rear of the battery case 100, or may be attached to both the front and rear.

도6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 천공스위치를 가지는 리튬 이차 전지의 팽창 전의 측면도, 도7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 천공스위치를 가지는 리튬 이차 전지의 팽창 후의 측면도, 도8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 천공스위치의 상세 구성도이다.6 is a side view before expansion of a lithium secondary battery having a perforated switch according to another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a side view after expansion of a lithium secondary battery having a perforated switch according to another embodiment of the present invention. Is a detailed block diagram of a punching switch according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 천공스위치를 가지는 리튬 이차 전지는 전지케이스(100), 전극조립체(200), 전극탭(400), 제2천공스위치(600)을 포함하여 구성된다.Lithium secondary battery having a perforated switch according to another embodiment of the present invention is configured to include a battery case 100, an electrode assembly 200, an electrode tab 400, the second perforated switch 600.

도8을 참고하면, 제2천공스위치(600)는 제2 천공핀(6100), 제2 스위치(6200), 제2 스위치 연결부(6300), 제2 스위치 고정부(6400)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 8, the second drilling switch 600 includes a second drilling pin 6100, a second switch 6200, a second switch connecting part 6300, and a second switch fixing part 6400. .

제2 천공핀(6100)은 제2스위치(6200)의 일단에서 연장되어 압정의 형태로 형성되며, 전지케이스(100)에 천공을 형성할 수 있도록 전지케이스(100)와 맞닿는 부분이 뾰족하게 형성될 수 있다.The second punch pin 6100 extends from one end of the second switch 6200 and is formed in the form of a pushpin, and a part contacting the battery case 100 is sharply formed to form a punch in the battery case 100. Can be.

제2 천공핀(6100)은 전지케이스(100)에 천공을 형성할 수 있는 형태이면 제2스위치(6200)에서 점차 날카로워지는 형태나 일정한 두께의 핀모양 형태를 포함하여 어떤 형태로 형성되든지 무방하다. 또한 제2 천공핀(6100)은 금속, 플라스틱, 나무를 포함하는 어떠한 재질로 구성되어도 무방하다.If the second punch pin 6100 is formed to form a perforation in the battery case 100, the second switch 6200 may be formed in any shape by gradually forming a sharper shape or a pin shape having a predetermined thickness. Do. In addition, the second punch pin 6100 may be made of any material including metal, plastic, and wood.

제2 스위치(6200)는 제2 천공핀(6100)과 연결되고 외부의 압력에 의해 전지케이스(100) 방향으로 제2 천공핀(6100)을 이동시킬 수 있다.The second switch 6200 may be connected to the second drilling pin 6100 and move the second drilling pin 6100 toward the battery case 100 by an external pressure.

제2 스위치 고정부(6400)는 제2 천공핀(6100)과 제2 스위치(6200)를 제2스위치 연결부(6300)와의 연결을 통해서 전지케이스(100)에 고정할 수 있다. 이를 위하여 접착제를 이용하거나 볼트너트 결합방식을 포함하여 다양한 부착방식을 적용할 수 있다.The second switch fixing unit 6400 may fix the second drilling pin 6100 and the second switch 6200 to the battery case 100 through connection with the second switch connecting unit 6300. To this end, various adhesive methods can be applied, including adhesives or bolted nut couplings.

도6 및 도7을 참고하면, 도6에서처럼 제2스위치(6200)는 전지가 팽창하기 전에는 전지케이스(100)와 제2 천공핀(6100)이 일정한 간격을 유지하고 있다. 도7에서처럼 제2천공스위치(600)가 설치된 리튬 이차전지 또는 모듈을 구성하기 위하여 설치된 이웃한 전지의 이상 반응에 의하여 각 전지의 케이스가 팽창하면 제2스위치(6200)의 왼쪽에서 오른쪽으로 응력이 전달되고, 제2스위치(6200)가 전지케이스(100) 방향으로 이동함에 따라 제2 천공핀(6100)이 따라서 움직이게 되고 제2천공핀(6100)에 의하여 전지케이스(100)에 천공이 형성될 수 있다.6 and 7, as shown in FIG. 6, the battery case 100 and the second drilling pin 6100 maintain a constant interval before the battery is expanded. As shown in FIG. 7, when the case of each battery expands due to an abnormal reaction of a neighboring battery installed to form a lithium secondary battery or a module in which the second punching switch 600 is installed, the stress is left to right of the second switch 6200. When the second switch 6200 moves in the direction of the battery case 100, the second drilling pin 6100 moves along the hole, and a perforation is formed in the battery case 100 by the second drilling pin 6100. Can be.

이를 위하여 제2 스위치 연결부(6300)는 스프링(spring)의 형태를 가지고 고무, 플라스틱 또는 금속 등 탄성력을 가지거나 가지도록 가공된 재질로 되어 있어 압력에 의하여 그 형태가 변형되고 압력이 제거되면 원래의 자리로 복원되도록 구성할 수 있다.To this end, the second switch connection part 6300 is made of a spring (spring) and made of a material that is processed to have an elastic force, such as rubber, plastic or metal, so that its shape is deformed by pressure and the pressure is removed. Can be configured to return to the seat.

다른 실시예에 따르면, 제2 천공스위치(600)가 설치되어 있는 전지 케이스(100)에서 이상 반응이 시작되면, 제2천공핀(6100)과 전지케이스(100)가 일정한 거리만큼 이격되어 있는 상태에서 전지케이스(100)가 팽창함에 따라 제2스위치(6200)는 이웃한 전지 케이스에 의해 후퇴하지 않도록 지탱되고, 이후 제2 천공핀(6100)에 의해 전지케이스(100)에 천공이 형성될 수 있다.According to another embodiment, when an abnormal reaction is started in the battery case 100 in which the second punch switch 600 is installed, the second punch pin 6100 and the battery case 100 are spaced apart by a predetermined distance. As the battery case 100 is expanded, the second switch 6200 is supported so as not to retreat by the neighboring battery case, and thereafter, perforations may be formed in the battery case 100 by the second punch pin 6100. have.

바람직한 실시예에 따르면, 제2천공스위치(600)는 전지케이스(100)의 전면 또는 후면의 중심부에 설치되어 전지케이스(100)의 중심부에 천공을 형성할 수 있다. 다만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 그 위치를 중심부를 포함하여 좌우상하로 이동시켜 부착하는 것도 본 발명의 기술적 사상의 범위에 속한다.According to a preferred embodiment, the second punch switch 600 may be installed in the center of the front or rear of the battery case 100 to form a punch in the center of the battery case 100. However, in the technical field to which the present invention belongs, it is also included within the scope of the technical idea of the present invention to move the left and right up and down including the center.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 제2천공스위치(600)는 다수가 구비되고, 전지케이스(100)의 전면 또는 후면 중 하나의 면에 부착되거나, 전면 및 후면에 모두 부착될 수 있다.According to another preferred embodiment, the second puncturing switch 600 is provided with a plurality, may be attached to one surface of the front or rear of the battery case 100, or may be attached to both the front and rear.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

100 : 전지케이스
200 : 전극조립체
300 : 양극탭
400 : 음극탭
500 : 제1천공스위치
5100 : 제1천공핀
5200 : 제1스위치
5300 : 제1스위치 연결부
5400 : 제1스위치 고정부
600 : 제2천공스위치
6100 : 제2천공핀
6200 : 제2스위치
6300 : 제2스위치 연결부
6400 : 제2스위치 고정부100: battery case
200: electrode assembly
300: positive electrode tab
400: negative electrode tab
500: first hole switch
5100: first drill pin
5200: first switch
5300: first switch connection
5400: first switch fixing part
600: second hole switch
6100: 2nd drilling pin
6200: second switch
6300: second switch connection
6400: second switch fixing part

Claims (6)

양극판, 음극판 및 세퍼레이터를 구비한 전극 조립체;
상기 양극판 및 음극판의 일단으로부터 각각 연장되는 양극탭 및 음극탭;
상기 전극 조립체가 수납되고, 상단으로 상기 양극탭 및 음극탭이 돌출되도록 밀봉되어 이루어지는 전지 케이스; 및
상기 전지케이스에 부착되고 외부의 압력에 의하여 상기 전지 케이스에 천공을 형성하는 천공스위치; 를 포함하고
상기 천공스위치는,
상기 전지케이스에 천공을 형성하는 천공핀;
상기 천공핀과 연결되고 외부의 압력에 의해 상기 전지케이스 방향으로 상기 천공핀을 이동시키는 스위치;
상기 천공핀과 스위치를 상기 전지케이스에 고정하는 스위치 고정부; 및
상기 스위치와 스위치 고정부를 연결하는 스위치 연결부; 를 포함하는 천공스위치를 가지는 리튬 이차 전지.An electrode assembly having a positive plate, a negative plate, and a separator;
A positive electrode tab and a negative electrode tab respectively extending from one end of the positive electrode plate and the negative electrode plate;
A battery case accommodating the electrode assembly and sealed to protrude the positive electrode tab and the negative electrode tab to an upper end thereof; And
A perforated switch attached to the battery case and forming perforations in the battery case by external pressure; Including the
The perforated switch,
Perforating pins forming perforations in the battery case;
A switch connected to the punch pin and moving the punch pin toward the battery case by an external pressure;
A switch fixing part for fixing the punch pin and the switch to the battery case; And
A switch connection part connecting the switch and the switch fixing part; Lithium secondary battery having a perforated switch comprising a. 제1항에 있어서,
상기 천공스위치는 상기 전지케이스의 전면 또는 후면의 중심부에 설치되는 것을 특징으로 하는 천공스위치를 가지는 리튬 이차 전지.The method of claim 1,
The punch switch is a lithium secondary battery having a punch switch, characterized in that installed in the center of the front or rear of the battery case. 제1항에 있어서,
상기 천공핀은 상기 스위치의 일단에서 연장되어 연결되며, 상기 전지케이스로부터 일정 간격 이격되어 있다가 상기 스위치에 가해지는 압력에 의하여 전지케이스 방향으로 천공핀이 이동하여 천공을 형성하는 천공스위치를 가지는 리튬 이차 전지.The method of claim 1,
The punch pins are extended from one end of the switch and connected to each other, and are spaced apart from the battery case at a predetermined interval, and the punch pins move toward the battery case by the pressure applied to the switch to form a punch. Secondary battery. 제1항에 있어서,
상기 천공핀과 전지케이스가 일정한 거리만큼 이격되어 있는 상태에서 상기 전지케이스가 팽창함에 따라 상기 천공핀에 의해 천공이 형성되는 것을 특징으로 하는 천공스위치를 가지는 리튬 이차 전지.The method of claim 1,
The lithium secondary battery having a punching switch, characterized in that the punching is formed by the punching pin as the battery case is expanded in a state in which the punching pin and the battery case are separated by a predetermined distance. 제1항에 있어서,
상기 스위치 연결부는 탄성력을 가지는 탄성부재로 이루어지며,
상기 스위치 외부에서 압력이 가해짐에 따라 상기 천공핀이 상기 전지케이스 방향으로 이동하여 천공을 형성하고, 외부에서 가해지는 압력이 사라짐에 따라 탄성력에 의해 상기 전지케이스의 반대방향으로 복원하는 것을 특징으로 하는 천공스위치를 가지는 리튬 이차 전지.The method of claim 1,
The switch connection portion is made of an elastic member having an elastic force,
As the pressure is applied from the outside of the switch, the punch pin moves in the direction of the battery case to form a perforation, and as the pressure applied from the outside disappears, the restoring direction of the battery case is restored by the elastic force. Lithium secondary battery having puncturing switch to say. 제1항에 있어서,
상기 천공스위치는 다수가 구비되고,
전지케이스의 전면 또는 후면 중 선택된 일면에 부착되거나,
양면에 동시에 부착되는 것을 특징으로 하는 천공스위치를 가지는 리튬 이차 전지.
The method of claim 1,
The punch switch is provided with a plurality,
It is attached to the selected surface of the front or rear of the battery case,
Lithium secondary battery having a perforated switch, characterized in that attached to both sides at the same time.
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