KR101340020B1 - Rechargeable battery - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 캡플레이트가 구비된 베어셀과 보호회로기판이 구비된 보호회로모듈로 이루어지는 이차 전지에 있어서, 상기 캡플레이트 일 측에 상기 보호회로기판과 전기적으로 연결되는 보호회로연결부재가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 종래의 양극리드플레이트를 대체하여 캡플레이트 상에 보호회로연결부재를 형성함으로써 상기 베어셀과 보호회로기판 간의 고정력을 강화하여 기계적 강도의 불량이나 전기 접속의 불량을 방지한다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to a secondary battery including a bare cell having a cap plate and a protective circuit module having a protective circuit board, wherein the protective circuit board is electrically connected to one side of the cap plate. The present invention relates to a secondary battery comprising a protection circuit connection member connected thereto. According to the present invention, a bare circuit and a protection circuit are formed by forming a protection circuit connection member on a cap plate in place of a conventional positive electrode lead plate. The fixing force between the boards is strengthened to prevent a poor mechanical strength or a poor electrical connection.
보호회로연결부재, 연결부재결합부, 성형수지고정부재, 고정부재결합홈 Protective circuit connection member, connection member coupling part, molding resin fixing member, fixing member coupling groove
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 베어셀과 보호회로기판이 결합된 사시도.1 is a perspective view of a bare cell and a protection circuit board of a secondary battery according to an embodiment of the present invention are combined;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 베어셀과 보호회로기판이 결합된 정면도.2 is a front view of a bare cell and a protection circuit board of a secondary battery according to an embodiment of the present invention are combined;
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 보호회로연결부재와 연결부재결합부가 결합된 일 부분 단면도.3A is a partial cross-sectional view in which the protective circuit connection member and the connection member coupling portion are coupled according to an embodiment of the present invention.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 보호회로연결부재와 연결부재결합부가 결합된 다른 부분 단면도.Figure 3b is another partial cross-sectional view of the protection circuit connection member and the connection member coupling portion according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 보호회로기판이 결합된 베어셀과 성형수지부가 결합된 투시도.4 is a perspective view in which a bare cell and a molding resin portion in which a protection circuit board of a secondary battery is coupled according to an embodiment of the present invention;
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형수지고정부재가 일체로 형성된 캡플레이트의 일 부분 단면도.Figure 5a is a partial cross-sectional view of the cap plate formed integrally with the molded resin fixing member according to an embodiment of the present invention.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형수지고정부재가 고정부재결합홈에 삽입되어 결합된 캡플레이트의 다른 부분 단면도.Figure 5b is a cross-sectional view of another portion of the cap plate is inserted into the fixing member fixing groove is coupled to the molded resin fixing member according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 베어셀의 일 종단면도.6 is a longitudinal cross-sectional view of a bare cell of a rechargeable battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100:베어셀 110:전극조립체100: bare cell 110: electrode assembly
111:양극판 112:음극판111: anode plate 112: cathode plate
113:세퍼레이터 114:양극탭113: separator 114: anode tab
115:음극탭 120:캔115: negative electrode tab 120: can
130:캡조립체 140:캡플레이트130: cap assembly 140: cap plate
141:단자통공 142:전해액 주입구141: terminal through hole 142: electrolyte inlet
143:마개 144:안전밴트143: stopper 144: safety band
145:보호회로연결부재 146:성형수지고정부재145: protection circuit connecting member 146: molding resin fixing member
147:고정부재결합홈 150:전극단자147: fixing member coupling groove 150: electrode terminal
160:가스켓 170:절연플레이트160: gasket 170: insulation plate
180:단자플레이트 190:절연케이스180: terminal plate 190: insulation case
191:전해액통과공 200:보호회로모듈191: electrolyte passage 200: protective circuit module
210:보호회로기판 211:연결부재결합부210: protective circuit board 211: coupling member coupling portion
220:접속단자,음극단자 230:리드플레이트,음극리드플레이트220: connection terminal, negative electrode terminal 230: lead plate, negative electrode lead plate
240:안전소자,PTC 250:절연판240: Safety element, PTC 250: Insulation plate
300:성형수지부300: molding resin
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로 베어셀과 보호회로기판 간의 고정력이 강화된 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and to a secondary battery having a fixing force between a bare cell and a protection circuit board.
일반적으로 이차 전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화의 가능성을 가지므로 최근에 많이 개발되고 사용되고 있다. 근래에 개발되고 사용되는 대표적인 이차 전지로 니켈수소(Ni-MH)전지와 리튬이온(Li-ion)전지 및 리튬(Li)폴리머전지 등이 있다.In general, secondary batteries have been recently developed and used because they are rechargeable and have a possibility of miniaturization and large capacity. Representative secondary batteries that have been recently developed and used include nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, lithium-ion (Li-ion) batteries, and lithium (Li) polymer batteries.
이들 이차 전지의 베어셀 대부분은 양극, 음극 및 세퍼레이터로 이루어진 전극조립체를 알미늄 또는 알미늄 합금으로 이루어진 캔에 수납하고, 캔을 캡조립체로 마감한 뒤, 캔 내부에 전해액을 주입하여 캡조립체를 밀봉함으로써 형성된다. 캔을 알미늄 또는 알미늄 합금으로 형성하게 되면 알미늄의 가벼운 속성으로 전지의 경량화가 이루어질 수 있고, 고전압하에서 장시간 사용할 때에도 부식되지 않는 등 유리한 점이 있다.Most of the bare cells of these secondary batteries contain an electrode assembly consisting of a positive electrode, a negative electrode, and a separator in a can made of aluminum or an aluminum alloy, the can is closed with a cap assembly, and an electrolyte is injected into the can to seal the cap assembly. Is formed. When the can is formed of aluminum or an aluminum alloy, the light weight of the aluminum can make the battery lighter, and it does not corrode even when used for a long time under high voltage.
특히, 상기 리튬이온전지는 무게당 에너지밀도가 일회용 전지에 비해 월등히 높아 초경량 배터리의 구현이 가능하고, 셀당 평균전압은 3.6V로 다른 이차전지인 니카드전지나 니켈수소전지의 평균전압 1.2V보다 3배의 컴팩트효과가 있다. 또한, 리튬이온전지는 자가방전율이 20℃에서 한달에 약 5%미만으로 니카드전지나 니켈수소전지보다 약 1/3수준이고, 카드뮴(Cd)이나 수은(Hg)같은 중금속을 사용하지 않음으로써 환경 친화적이며, 또한, 정상적인 상태에서 1000회 이상의 충방전을 할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 이와 같은 장점을 바탕으로 최근의 정보통신기술의 발전과 더불어 그 개발이 급속히 이루어지고 있다.In particular, the lithium ion battery has a much higher energy density per weight than a disposable battery, and thus, it is possible to implement an ultralight battery, and the average voltage per cell is 3.6V, which is three times higher than the average voltage of 1.2V of other rechargeable batteries such as a nickel-cell battery or a nickel-metal hydride battery. It has a compact effect. In addition, the lithium ion battery has a self-discharge rate of less than 5% per month at 20 ° C, which is about one third of that of a nickel-cadmium battery or nickel-metal hydride battery, and is environmentally friendly by not using heavy metals such as cadmium (Cd) or mercury (Hg). In addition, there is an advantage that can be charged and discharged 1000 times or more in a normal state. Therefore, based on these advantages, the development of information communication technology has been rapidly progressed.
베어셀은 양성온도소자(PTC:Positive Temperature Coefficient), 서멀 퓨 즈(Thermal Fuse) 및 보호회로기판(PCM: Protective Circuit Module) 등의 안전장치 및 기타 전지부속들과 연결된 상태로 별도의 하드 팩에 수납되거나, 핫 멜트 수지를 이용하여 몰드를 통해 완성된 외관을 형성하게 된다.The bare cell is connected to safety devices such as Positive Temperature Coefficient (PTC), Thermal Fuse and Protective Circuit Module (PCM) and other battery components in a separate hard pack. It is stored, or by using a hot melt resin to form a finished appearance through the mold.
한편, 상기 보호회로기판에 연결된 접속단자는 별도의 리드플레이트를 통하여 베어셀과 전기적으로 연결된다. 즉, 베어셀에 구비된 캡플레이트와 보호회로기판의 양극단자가 양극리드플레이트에 의해 연결된다.On the other hand, the connection terminal connected to the protective circuit board is electrically connected to the bare cell through a separate lead plate. That is, the cap plate provided in the bare cell and the positive terminal of the protective circuit board are connected by the positive lead plate.
상기 캡플레이트와 양극리드플레이트는 일반적으로 용접에 의해 결합되는데, 용접 전에 상기 캡플레이트 상에 정렬된 양극리드플레이트는 작은 외력에도 불구하고 손쉽게 흐트러지기 때문에 제조자는 상기 양극리드플레이트를 재정렬시키는 데에 많은 노력과 비용이 소모되는 문제점이 있다.The cap plate and the anode lead plate are generally joined by welding, and since the anode lead plate aligned on the cap plate before welding is easily distracted in spite of a small external force, the manufacturer has a great deal of reordering the anode lead plate. There is a problem that labor and cost are consumed.
또한, 용접은 레이저용접결합으로 이루어지는데, 레이저빔 조사에 의해 대전 현상과 전기 충격이 발생되고, 용접부위에 외력이 전달되어 양극리드플레이트의 뒤틀림 현상이 발생하는 문제점이 있다. 따라서, 캡플레이트와 양극리드플레이트의 용접이 제대로 이루어지지 않으면 양극리드플레이트는 제 기능을 할 수 없기 때문에 완성된 이차 전지에 기계적 강도의 불량이나 전기 접속의 불량을 유발시킨다.In addition, the welding is made by laser welding, there is a problem that the charging phenomenon and the electric shock is generated by the laser beam irradiation, the external force is transmitted to the welding portion, the distortion of the anode lead plate occurs. Therefore, if the welding of the cap plate and the positive lead plate is not properly made, the positive lead plate may not function properly, resulting in poor mechanical strength or poor electrical connection to the finished secondary battery.
또한, 용접 후에 상기 핫 멜팅 수지로 성형된 부분이 외부로 부터 뒤틀림이나 충격을 받을 경우 그 힘이 양극리드플레이트에 전달되는데, 상기 양극리드플레이트의 일면은 캡플레이트에 용접결합으로 부착되어 있기는 하나, 외부 충격에 의해 캡플레이트로 부터 쉽게 분리될 수 있다. 따라서, 용접 부위가 분리되면 양극리드플레이트와 캡플레이트는 접촉에 의해서만 전기적으로 연결될 수 있다. 이렇게 되면 양극리드플레이트와 캡플레이트 사이의 접촉저항이 증가하여 많은 열이 발생할 수 있고, 또한, 상기 양극리드플레이트가 캡플레이트로 부터 완전히 분리되면 전기회로가 단선되어 더 이상 이차 전지로 사용될 수 없는 문제점이 있다.In addition, when the part formed of the hot melt resin is warped or impacted from the outside after welding, the force is transmitted to the anode lead plate, but one surface of the anode lead plate is attached to the cap plate by welding. It can be easily removed from the cap plate by an external impact. Therefore, when the welding site is separated, the anode lead plate and the cap plate may be electrically connected only by contact. In this case, the contact resistance between the positive lead plate and the cap plate may increase, causing a lot of heat. Also, when the positive lead plate is completely separated from the cap plate, the electric circuit may be disconnected and it may not be used as a secondary battery anymore. There is this.
이에 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로 베어셀과 보호회로기판의 고정력을 강화하여 기계적 강도의 불량이나 전기 접속의 불량을 방지하는 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a secondary battery which is devised to solve the above-mentioned problems and to prevent a failure of mechanical strength or a poor electrical connection by reinforcing the fixing force of the bare cell and the protection circuit board.
본 발명의 다른 목적은, 이차 전지의 제조공정이 단순화됨으로써 생산성이 향상되고 비용이 절감되어 이익이 극대화되는 이차 전지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a secondary battery in which the production process of the secondary battery is simplified, thereby improving productivity and reducing costs and maximizing profit.
본 발명의 또 다른 목적은, 성형수지부의 전단응력을 높여 외력에 의해 휘어지거나 구부러질 수 있는 변형가능성을 방지하는 이차 전지를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a secondary battery that increases the shear stress of the molded resin part and prevents deformation that may be bent or bent by an external force.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 이차 전지는 캡플레이트가 구비된 베어셀과, 보호회로가 형성된 보호회로기판이 구비된 보호회로모듈로 이루어지는 이차 전지에 있어서, 상기 캡플레이트 일 측에 상기 베어셀과 보호회로기판을 전기적으로 연결하는 보호회로연결부재가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a secondary battery according to the present invention includes a bare cell provided with a cap plate and a protection circuit module provided with a protection circuit board having a protection circuit. A protective circuit connection member for electrically connecting the bare cell and the protective circuit board is included.
또한, 상기 보호회로연결부재는 상기 캡플레이트에 일체로 형성될 수 있다.In addition, the protective circuit connection member may be integrally formed on the cap plate.
또한, 상기 보호회로연결부재는 봉 형상의 핀으로 이루어질 수 있다.In addition, the protective circuit connection member may be formed of a rod-shaped pin.
또한, 상기 보호회로기판은 상기 보호회로연결부재와 대응하는 위치에 상기 보호회로연결부재가 결합되는 연결부재결합부가 형성될 수 있다.In addition, the protective circuit board may be formed with a connection member coupling portion is coupled to the protective circuit connection member in a position corresponding to the protective circuit connection member.
또한, 상기 연결부재결합부는 상기 보호회로연결부재가 삽입되어 끼워지는 통공으로 이루어질 수 있다.In addition, the connection member coupling portion may be made of a through hole is inserted into the protective circuit connection member.
또한, 상기 연결부재결합부는 상기 보호회로연결부재가 삽입되어 끼워지는 홈으로 이루어질 수 있다.In addition, the connection member coupling portion may be formed of a groove into which the protective circuit connection member is inserted.
또한, 상기 보호회로연결부재와 연결부재결합부는 솔더링결합으로 연결될 수 있다.In addition, the protective circuit connection member and the connection member coupling portion may be connected by soldering coupling.
또한, 상기 보호회로연결부재와 연결부재결합부는 용접결합으로 연결될 수 있다.In addition, the protective circuit connection member and the connection member coupling portion may be connected by welding.
또한, 상기 솔더링결합은 상기 보호회로기판의 상하부 중 적어도 일부에서 이루어질 수 있다.In addition, the soldering coupling may be made in at least some of the upper and lower portions of the protective circuit board.
또한, 상기 용접결합은 접촉용접결합으로 이루어질 수 있다.In addition, the welding coupling may be made of a contact welding coupling.
또한, 상기 베어셀의 상단부와 보호회로모듈 사이의 공간에 성형수지부가 형성될 수 있다.In addition, a molding resin may be formed in a space between the upper end of the bare cell and the protection circuit module.
또한, 상기 캡플레이트의 타 측에 상기 성형수지부가 외력에 의해 이탈되는 것을 방지하는 성형수지고정부재가 더 포함되어 구성될 수 있다.In addition, the other side of the cap plate may be configured to further include a molding resin fixing member for preventing the molding resin from being separated by an external force.
또한, 상기 성형수지고정부재는 봉 형상의 핀으로 상기 캡플레이트에 일체로 형성될 수 있다.In addition, the molded resin fixing member may be integrally formed on the cap plate with a rod-shaped pin.
또한, 상기 성형수지고정부재는 상기 캡플레이트에 형성된 고정부재결합홈에 삽입되어 착탈가능하게 연결될 수 있다.In addition, the molded resin fixing member is inserted into the fixing member coupling groove formed in the cap plate may be detachably connected.
또한, 상기 성형수지고정부재와 고정부재결합홈은 대응나사산에 의해 결합 및 분리될 수 있다.In addition, the molded resin fixing member and the fixing member coupling groove may be coupled and separated by a corresponding screw thread.
이하, 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings illustrating a preferred embodiment of a secondary battery according to an embodiment of the present invention in detail.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 바람직한 실시예는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 이너팩(Inner Pack) 전지로 베어셀(100)과, 상기 베어셀(100)과 전기적으로 연결되는 보호회로모듈(200)과, 상기 보호회로모듈(200)이 연결된 베어셀(100)과 결합하는 성형수지부(300)가 포함되어 구성된다.According to an exemplary embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 4, an inner pack battery is a
상기 베어셀(100)은 도 6에 도시된 바와 같이, 전극조립체(110)와, 상기 전극조립체(110)가 수용되는 캔(120)과, 상기 캔(120)의 상단 개구부를 밀봉하는 캡조립체(130)가 포함되어 구성된다.As shown in FIG. 6, the
상기 전극조립체(110)는 양극활물질이 도포된 양극판(111)과, 음극활물질이 도포된 음극판(112) 및 상기 양극판(111)과 음극판(112) 사이에 개재되는 세퍼레이터(113)가 적층되고 권취되어 형성된다.The
상기 양극판(111)에는 양극활물질층이 형성되지 않은 양극집전체의 영역에 양극탭(114)이 전기적으로 연결되고, 음극판(112)에도 음극활물질층이 형성되지 않은 음극집전체의 영역에 음극탭(115)이 전기적으로 연결된다. 이때, 상기 전극탭들이 전극조립체(110)로 부터 인출되는 경계부에는 전극탭과 두 전극판 사이의 단락을 방지하기 위하여 절연테이프가 각각 감겨질 수 있다. 또한, 상기 세퍼레이 터(113)는 양극판(111) 및 음극판(112) 보다 폭을 넓게 하여 형성되는 것이 극판 간의 단락을 방지하는데 유리하다.The
한편, 상기 전극조립체(110)의 상면에는 전극조립체(110)와 캡조립체(130)의 전기적 절연과, 상기 전극조립체(110)의 상단부를 커버할 수 있도록 절연케이스(190)가 설치될 수 있는데, 절연케이스(190)는 절연성을 가지는 고분자 수지로 이루어진다. 또한, 절연케이스(190)의 중앙부에는 음극탭(115)이 통과할 수 있도록 통공이 형성되고, 측부에는 전해액통과공(191)이 형성된다.Meanwhile, an insulating
상기 캔(120)은 대략 직육면체의 형상을 가진 알미늄 혹은 알미늄 합금으로 형성되며, 개방된 상단을 통해 전극조립체(110)가 수용되어 전극조립체(110) 및 전해액의 용기 역할을 한다. 또한, 캔(120)은 그 자체가 단자역할을 수행할 수 있다.The can 120 is formed of an aluminum or aluminum alloy having a substantially rectangular parallelepiped shape, and the
상기 캡조립체(130)는 캔(120)의 개방된 상단에 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형의 캡플레이트(140)가 구비된다. 이때, 캡플레이트(140)의 중앙부에는 단자통공(141)이 형성되고 상기 단자통공(141)을 관통하는 전극단자(150)와 캡플레이트(140) 사이에는 전기적 절연을 위해 튜브 형상의 가스켓(160)이 설치된다. 또한, 캡플레이트(140) 하면에 절연플레이트(170)가 배치되어 있으며, 절연플레이트(170)의 아랫면에는 단자플레이트(180)가 설치되어 있다. 또한, 전극단자(150)의 저면부는 단자플레이트(180)와 전기적으로 연결되어 있다. 캡플레이트(140) 하면에는 양극판(111)으로부터 인출된 양극탭(114)이 용접되어 있으며, 전극단자(150)의 하단에는 음극판(112)으로 부터 인출된 음극탭(115)이 지그재그형상의 절곡부를 가진 상태에서 용접된다.The
상기 캡플레이트(140)는 전해액 주입구(142)가 형성되며, 전해액이 주입된 다음에 전해액 주입구(142)를 밀폐시키기 위하여 마개(143)가 설치된다. 상기 마개(143)는 알루미늄이나 알루미늄 함유 금속으로 형성된 볼형 모재로 전해액 주입구(142) 위에 놓고 기계적으로 전해액 주입구(142)에 압입된다. 또한, 밀봉을 위해 마개(143)는 전해액 주입구(142) 주변에서 캡플레이트(140)에 용접된다. 한편, 상기 캡플레이트(140)는 안전밴트(144)가 형성된다. 상기 안전밴트(144)는 전지 내부의 압력이 소정압력 이상으로 상승하면 파손되어 전지의 발화, 폭발을 방지하는 역할을 한다.The
또한, 상기 캡플레이트(140)는 일 측에 상기 보호회로모듈(200)의 후술할 보호회로기판(210)과 전기적으로 연결되는 보호회로연결부재(145)가 포함되어 구성된다. 상기 보호회로연결부재(145)는 본 실시예에서 상기 캡플레이트(140)에 일체로 형성되는데, 봉 형상의 핀으로 이루어지며 니켈 함유 금속재질로 형성될 수 있다.In addition, the
한편, 상기 보호회로연결부재(145)는 다른 실시예로 상기 캡플레이트(140)에 착탈가능하게 연결될 수 있다. 즉, 상기 캡플레이트(140) 상에 상기 보호회로연결부재(145)가 삽입되는 홈이 형성되고, 상기 보호회로연결부재(145)와 상기 홈의 결합면에 형성된 착탈수단에 의해 결합 및 분리 될 수 있다. 이때, 상기 착탈수단은 나사산으로 이루어질 수 있다.On the other hand, the protective
또한, 상기 캡플레이트(140)는 타 측에 상기 성형수지부(300)가 외력에 의해 베어셀(100)에서 이탈되는 것을 방지하는 성형수지고정부재(146)가 더 포함되어 구성된다. 즉, 상기 성형수지고정부재(146)는 이차 전지의 벤딩(bending) 테스트 또 는 트위스팅(twisting) 테스트와 같은 외력에 대해 성형수지부(300)의 전단강도를 높여 성형수지부(300)가 베어셀(100)로 부터 이탈되는 것을 방지한다.In addition, the
상기 성형수지고정부재(146)는 본 실시예에서 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 보호회로연결부재(145)와 동일하게 봉 형상의 핀으로 이루어져 상기 캡플레이트(140)에 일체로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 5A, the molded
한편, 상기 성형수지고정부재(146)는 다른 실시예로 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 캡플레이트(140)에 착탈가능하게 연결될 수 있다. 즉, 상기 캡플레이트(140)에 상기 성형수지고정부재(146)가 삽입되는 고정부재결합홈(147)이 형성되고, 상기 성형수지고정부재(146)의 외주면과 고정부재결합홈(147)의 내주면에 대응나사산이 형성되어 결합 및 분리될 수 있다. 한편, 상기 성형수지고정부재(146)는 외형이 나사 형상으로 이루어질 수 있음은 물론이다.On the other hand, the molding
상기 보호회로모듈(200)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 보호회로기판(210)과, 상기 보호회로기판(210)에 전기적으로 연결되는 접속단자(220)와, 상기 베어셀(100)과 접속단자(220)를 용이하게 연결하는 리드플레이트(230)와, 이차 전지의 과전류, 과충전, 과방전을 방지하는 안전소자(240)가 포함되어 구성된다.As shown in FIGS. 1 and 2, the
상기 보호회로기판(210)은 상기 베어셀(100)의 상부에서 상기 캡플레이트(140)와 수평으로 나란히 배치되어 결합되는데, 상기 베어셀(100)의 대향면인 캡플레이트(140)와 거의 같은 크기와 모양을 가지는 플레이트 형상으로 이루어지며, 전지의 과충전 또는 과방전을 차단하여 전지의 안정성을 도모하는 보호회로가 형성된다.The
상기 보호회로기판(210)은 상기 캡플레이트(140)에 포함된 보호회로연결부재(145)와 대응하는 위치에 상기 보호회로연결부재(145)가 결합되는 연결부재결합부(211)가 형성된다.The
상기 연결부재결합부(211)는 일 실시예로 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 보호회로연결부재(145)가 관통하며 끼워지는 통공으로 이루어진다. 상기 보호회로연결부재(145)가 상기 연결부재결합부(211)와 결합된 후에는 상기 보호회로연결부재(145)의 상단면이 상기 보호회로기판 상에 노출된다. 한편, 통공으로 형성된 연결부재결합부(211)에 끼워진 보호회로연결부재(145)는 일 결합방법으로 솔더링결합에 의해 상기 보호회로기판(210)에 연결될 수 있는데, 상기 솔더링결합은 랜드(Land)부가 보호회로기판(210) 상하에 모두 가능하므로 상기 보호회로기판(210)의 상하부, 즉, 연결부재결합부(211)의 상하부에서 이루어진다. 물론, 상기 솔더링결합은 상기 연결부재결합부(211)의 상하부 중 일부분에서 이루어질 수 있다. 또한, 상기 보호회로연결부재(145)는 다른 결합방법으로 용접결합에 의해 상기 보호회로기판(210)에 연결될 수 있는데, 상기 용접결합은 접촉용접결합으로 이루어진다.As shown in FIG. 3A, the connection
상기 연결부재결합부(211)는 다른 실시예로 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 보호회로연결부재(145)가 삽입되어 끼워지는 홈으로 이루어질 수 있다. 홈으로 형성된 연결부재결합부(211)에 끼워진 보호회로연결부재(145)는 상기 통공으로 형성된 연결부재결합부(211)에 끼워진 보호회로연결부재(145)와 동일하게 솔더링결합이나 용접결합에 의해 상기 보호회로기판(210)에 연결될 수 있다. 이때, 상기 솔더링 결합은 상기 보호회로기판(210)의 하부, 즉, 연결부재결합부(211)의 하부에서 이루어지며, 상기 용접결합은 접촉용접결합으로 이루어진다.As shown in FIG. 3B, the connection
한편, 상기 보호회로기판(210)은 일 측에 상기 접속단자(220)가 전기적으로 연결되며, 상기 보호회로와 보호회로연결부재(145)는 보호회로기판(210)을 통과하는 도전구조에 의해 전기접속된다.On the other hand, the
상기 접속단자(이하, '음극단자'라 한다)(220)는 본 실시예에서 음극단자(220)로 기능하며, 상기 리드플레이트(이하, '음극리드플레이트'라 한다)(230)를 통해 상기 안전소자(240)와 전기적으로 연결된다. 이때, 상기 음극리드플레이트(230)는 통상 니켈 재질로 상기 베어셀(100)과 보호회로모듈(200)을 용이하게 연결한다. 즉, 상기 음극리드플레이트(230)는 일 측에 상기 음극단자(220)가 연결되고, 타 측에 상기 안전소자(240)가 연결된다. 이때, 상기 음극리드플레이트(230)는 'L'자형 구조 혹은 평면적 구조로 이루어진다.The connection terminal (hereinafter referred to as a 'cathode terminal') 220 functions as the
한편, 상기 음극리드플레이트(230)와 양극이 되는 캡플레이트(140) 사이를 절연하기 위해서 상기 캡플레이트(140) 상에 절연판(250)이 설치된다. 상기 절연판(250)은 음극리드플레이트(230)를 베어셀(100)에 부착하여 고정하도록 접착테이프 재질로 이루어진다.On the other hand, the insulating
상기 안전소자(240)는 이차 전지의 과전류, 과충전, 과방전으로 부터 전지를 안전하게 보호하기 위해 설치되는데, 자체 연결단자에 의해 일측은 상기 베어셀(100)의 전극단자(150)와 연결되고 타측은 상기 음극리드플레이트(230)와 연결된다. 상기 안전소자(240)로 퓨즈, 바이메탈, 양성온도소자(PTC)(240) 등이 설치될 수 있는데, 본 실시예에서는 상기 안전소자(240)로 일정온도의 범위를 초과하면 전류의 흐름을 신속히 차단하고, 다시 해당 온도범위로 들어오면 전류의 흐름을 신속히 재개하는 양성온도소자(PTC)(240)로 이루어진다.The
상기 성형수지부(300)는 상기 베어셀(100)과 보호회로모듈(200)이 전기적으로 연결된 사이 공간에 용융된 수지가 채워져 피복되어 형성된다.The
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 작용을 설명한다.Hereinafter, the operation of the secondary battery according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에 의하면, 이차 전지의 베어셀(100) 상단에 보호회로연결부재(145)가 형성된다. 상기 보호회로연결부재(145)는 도 3a에 도시된 바와 같이, 봉 형상의 핀으로 이루어져 상기 베어셀(100) 상단인 캡플레이트(140)의 일 측에 일체로 형성된다. 따라서, 상기 베어셀(100)과 보호회로모듈(200)을 전기적으로 연결하는 공정에 있어서, 종래의 양극리드플레이트를 사용하여 레이저용접에 의해 양극리드플레이트와 캡플레이트(140)를 결합시키는 공정이 배제되어 상기 용접과 관련된 제 문제점의 발생이 방지된다. 또한, 상기 보호회로연결부재(145)와 캡플레이트(140)의 일체성으로 인해 상기 베어셀(100)과 보호회로모듈(200)의 고정력이 강화된다. 또한, 상기 보호회로연결부재(145)는 보호회로기판(210)의 연결부재결합부(211)에 결합되는데, 상기 연결부재결합부(211)는 상기 보호회로연결부재(145)가 삽입되어 끼워지도록 통공으로 형성된다. 즉, 상기 보호회로연결부재(145)는 연결부재결합부(211)에 삽입되어 끼워지고, 이후, 그 결합부위가 솔더링결합이나 용접결합에 의해 연결되어 상기 베어셀(100)과 보호회로모 듈(200)이 전기적으로 연결된다.According to the secondary battery according to the exemplary embodiment of the present invention, the protection
한편, 상기 캡플레이트(140)는 타 측에 성형수지고정부재(146)가 더 형성된다. 상기 성형수지고정부재(146)는 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 보호회로연결부재(145)와 동일하게 봉 형상의 핀으로 이루어져 상기 캡플레이트(140)와 일체로 형성된다. 상기 성형수지고정부재(146)는 또 한편으로 도 5b에 도시된 바와 같이, 외주면에 나사산이 형성되고, 상기 성형수지고정부재(146)가 삽입되어 결합 및 분리되도록 내주면에 대응나사산이 형성된 고정부재결합홈(147)이 캡플레이트(140) 상에 형성될 수 있다. 상기 성형수지고정부재(146)와 보호회로기판(210) 사이에는 공간이 형성되고, 상기 공간에 수지가 채워져 형성되는 성형수지부(300)는 상기 성형수지고정부재(146)에 의해 지지되어 고정된다. 따라서, 상기 성형수지고정부재(146)는 이차 전지의 벤딩(bending) 테스트 또는 트위스팅(twisting) 테스트와 같은 외력에 대해 성형수지부(300)의 전단응력을 높여 상기 성형수지부(300)가 베어셀(100)로 부터 이탈되는 것을 방지한다.On the other hand, the
본 발명은 상술한 특정의 실시예나 도면에 기재된 내용에 그 기술적 사상이 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 본 발명의 청구범위 내에 있게 된다.It is to be understood that the invention is not limited to the specific embodiments thereof with reference to the embodiment described or illustrated in the drawings and that various changes and modifications within the spirit and scope of the invention will become apparent to those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that various modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 이차 전지는 종래의 양극리드플레이트를 대체하여 캡플레이트 일 측에 베어셀과 보호회로기판을 전기적으로 연결하는 보호회로기판연결부재를 포함함으로써 상기 베어셀과 보호회로기판 간의 고정력이 강화되어 기계적 강도의 불량이나 전기 접속의 불량을 방지하는 효과가 있다.As described above, the secondary battery according to the present invention includes a protective circuit board connecting member electrically connecting the bare cell and the protective circuit board to one side of the cap plate, replacing the conventional positive lead plate, thereby forming the bare cell and the protective circuit board. The fixing force of the liver is strengthened, thereby preventing the failure of the mechanical strength or the failure of the electrical connection.
본 발명의 다른 효과는, 이차 전지의 제조공정이 단순화되어 생산성이 향상되고 비용이 절감되어 이익이 극대화되는 것이다.Another effect of the present invention is that the manufacturing process of the secondary battery is simplified to increase productivity and reduce costs, thereby maximizing profit.
본 발명의 또 다른 효과는, 캡플레이트의 타 측에 고정부재를 포함하여 성형수지부의 전단응력을 높임으로써 외력에 의해 성형수지부가 휘어지거나 구부러질 수 있는 변형가능성을 방지하는 것이다.Another effect of the present invention is to include a fixing member on the other side of the cap plate to increase the shear stress of the molding resin to prevent the deformation of the molding resin can be bent or bent by the external force.
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