KR101348218B1 - Secondary Battery Including Heat Shrinking Member - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전극조립체가 전극 탭을 경유하여 전지케이스의 전극 단자에 접속하고 있는 이차전지로서, 전극조립체의 전극 탭이 중앙 중공부를 관통하여 위치해 있고 일측 단부에 커터가 장착되어 있는 프레임 부재; 상기 프레임 부재가 장착되어 있는 지지 부재; 및 상기 커터에 대향하는 위치에서 프레임 부재에 일측 단부가 연결되어 있고, 상기 단부에 대향하는 타측 단부가 지지 부재 내면에 고정되어 있으며, 소정의 온도 이상에서 열수축되는 열수축 부재를 포함하고 있어서 상기 소정의 온도 이상으로 상승할 때, 열수축 부재가 수축되어 프레임 부재를 잡아 당기는 과정에서 커터에 의해 전극 탭을 절단하여 전기적 단전을 유도하는 것을 특징으로 하는 이차 전지를 제공한다. The present invention relates to a secondary battery in which an electrode assembly is connected to an electrode terminal of a battery case via an electrode tab, wherein the electrode tab of the electrode assembly is positioned through a central hollow portion and has a cutter mounted at one end thereof; A support member on which the frame member is mounted; And a heat-shrinkable member having one end connected to the frame member at a position opposite to the cutter, the other end opposed to the end being fixed to an inner surface of the support member, and being heat-shrinkable at a predetermined temperature or more. When the temperature rises above, the thermal contraction member is contracted to provide a secondary battery, wherein the electrode tab is cut by a cutter to induce electrical breakdown in the process of pulling the frame member.
Description
본 발명은 전극조립체가 전극 탭을 경유하여 전지케이스의 전극 단자에 접속하고 있는 이차전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전극조립체의 전극 탭이 중앙 중공부를 관통하여 위치해 있고 일측 단부에 커터가 장착되어 있는 프레임 부재; 상기 프레임 부재가 장착되어 있는 지지 부재; 및 상기 커터에 대향하는 위치에서 프레임 부재에 일측 단부가 연결되어 있고, 상기 단부에 대향하는 타측 단부가 지지 부재 내면에 고정되어 있으며, 소정 온도 이상에서 열수축되는 열수축 부재;를 포함하고 있어서, 상기 소정 온도 이상으로 상승할 때, 열수축 부재가 수축되어 프레임 부재를 잡아당기는 과정에서 커터에 의해 전극 탭을 절단하여 전기적 단전을 유도하여 안전성이 향상된 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery in which an electrode assembly is connected to an electrode terminal of a battery case via an electrode tab. More specifically, an electrode tab of an electrode assembly is positioned through a central hollow portion and a cutter is mounted at one end thereof. Frame members; A support member on which the frame member is mounted; And a heat shrink member having one end connected to the frame member at a position opposite to the cutter, and the other end opposite to the end fixed to the inner surface of the support member, the heat shrink member being heat-shrinked at a predetermined temperature or more. When the temperature rises above, the thermal contraction member is contracted to cut an electrode tab by a cutter in the process of pulling the frame member, thereby inducing an electrical short circuit and thus a secondary battery having improved safety.
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.
이러한 리튬 이차전지는 전해액의 구성에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류되기도 한다. 리튬이온 전지는 양극/분리막/음극을 리튬 전해액 용액에 함침시킨 구조의 전지이고, 리튬 폴리머 전지는 전해질로서 고체 전해질을 사용하여 분리막의 역할을 병행하는 구조의 전지이다. 리튬이온 폴리머 전지는 리튬이온 전지와 리튬 폴리머 전지의 중간 단계의 전지로서 양극 및 음극을 분리막에 결합시키고 그러한 부위에 리튬 전해액을 함침시킨 구조의 전지이다.The lithium secondary battery may be classified into a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, a lithium polymer battery, and the like according to the composition of the electrolyte. A lithium ion battery is a battery having a structure in which a positive electrode / membrane / cathode is impregnated into a lithium electrolyte solution, and a lithium polymer battery is a battery having a structure in which a solid electrolyte is used as an electrolyte in parallel. A lithium ion polymer battery is an intermediate battery of a lithium ion battery and a lithium polymer battery, and is a battery having a structure in which a positive electrode and a negative electrode are bonded to a separator and a lithium electrolyte solution is impregnated at such a part.
이러한 리튬 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 원통형 전지, 각형 전지 및 파우치형 전지로 분류되기도 한다. 원통형 전지와 각형 전지는 금속의 캔에 전극조립체를 장착한 구조의 전지이며, 파우치형 전지는 예를 들어 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 전극조립체를 장착한 구조의 전지이다.The lithium secondary battery may be classified into a cylindrical battery, a square battery, and a pouch battery according to the shape of the battery case. Cylindrical cells and rectangular batteries are batteries having a structure in which an electrode assembly is attached to a metal can, and a pouch type battery is a battery having a structure in which the electrode assembly is attached to a pouch type case of an aluminum laminate sheet, for example.
이러한 전지에서 주요 연구 과제 중의 하나는 안전성을 향상시키는 것이다. 예를 들어, 리튬 이차전지는 내부 단락, 허용된 전류 및 전압을 초과한 과충전 상태, 고온에의 노출, 낙하 또는 외부 충격에 의한 변형 등 전지의 비정상적인 작동 상태로 인해 유발될 수 있는 전지 내부의 고온 및 고압에 의해 전지의 폭발이 초래될 수 있다.One of the major research challenges in these cells is to improve safety. For example, a lithium secondary battery may have high temperatures inside the battery, which may be caused by abnormal operating conditions of the battery, such as internal short circuits, overcharge conditions exceeding the allowed currents and voltages, exposure to high temperatures, dropping, or deformation from external shocks. And explosion of the battery by high pressure.
따라서, 리튬 이차전지의 개발에 필수적으로 고려해야 할 사항은 안전성을 확보하는 것이다. 이러한 안전성을 확보하기 위한 노력의 일환으로서, 예를 들어, 일본 특허출원공개 제2005-285429호에는 음극 활물질 미형성 영역을 갖는 음극 집전체에 전단응력을 가할 수 있는 수단으로 열수축성 수지를 이용하여, 과충전 상태에서 음극 활물질 미형성 영역 중 양극 활물질과 대향하는 영역은 알루미늄-리튬 합금이 형성되면 취약하게 되므로, 이 부위를 절단함으로써 전류를 차단하는 것을 특징으로 하는 비수 전해질을 구비한 이차전지를 개시하고 있다.Therefore, essential considerations for the development of a lithium secondary battery are to ensure safety. As an effort to secure such safety, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-285429, for example, uses a heat shrinkable resin as a means for applying shear stress to a negative electrode current collector having an unformed negative electrode active material region. , The secondary battery having a non-aqueous electrolyte, characterized in that the current is cut off by cutting the portion of the region of the negative active material non-forming region facing the positive electrode active material in the overcharge state, so that when the aluminum-lithium alloy is formed, the current is cut off. Doing.
그러나, 상기 기술은 Al-Li 합금이 형성되기까지 과열상태가 지속되게 되고, 전지 외부로부터 유입되는 전류를 차단하기 위해서는 충분한 합금 형성 영역이 형성되어 집전체가 절단된 후에야 가능하므로, 신뢰성이 있는 작동을 담보하지 못하는 문제점을 가지고 있다.However, this technique is reliable because the superheated state is maintained until the Al-Li alloy is formed and sufficient alloy forming region is formed to cut off the current flowing from the outside of the battery and the current collector is cut. There is a problem that can not be secured.
한편, 또 다른 선행기술로서 한국 특허출원공개 제2006-0054635호에는 안전벤트와 전류차단수단을 구비하는 캡 조립체를 포함하는 리튬 이차전지에 있어서, 소정 형상의 열수축 필름으로 형성되며 일측이 외곽링과 절연링 사이에 고정되고, 바이메탈이 안전벤트에 접촉되도록 소정 형상의 절개부를 구비하며, 온도상승시 바이메탈과 안전 벨트를 절연시키는 수축필름을 더 포함하는 것으로 구성된 전류차단 수단을 개시하고 있다. Meanwhile, as another prior art, Korean Patent Application Publication No. 2006-0054635 discloses a lithium secondary battery including a cap assembly having a safety vent and a current blocking means, which is formed of a heat shrink film having a predetermined shape and one side of the outer ring and Disclosed is a current blocking means fixed between the insulating rings and having a cutout of a predetermined shape such that the bimetal is in contact with the safety vent, and further comprising a shrink film that insulates the bimetal and the seat belt when the temperature rises.
그러나, 상기 기술은 열수축 필름에 의해 바이메탈과 안전 벤트를 절연시키므로, 이들 중 어느 하나라도 제 기능을 못하게 되면 동작되지 않게 되며, 바이메탈과 안전벤트를 반드시 포함하므로 제조 공정 및 비용의 면에서도 효율적이지 못하다는 단점을 가지고 있다.However, the above technique insulates the bimetal and the safety vent by the heat shrink film, and if any one of them is not functioning, it is not operated, and since the bimetal and the safety vent are included, it is not efficient in terms of manufacturing process and cost. Has its drawbacks.
따라서, 전지가 소정의 온도 이상으로 상승할 경우, 신속하고 민감하게 작동하여 전류를 단전시킬 수 있는 수단에 대한 요청이 절실한 실정이다.Therefore, when the battery rises above a predetermined temperature, there is an urgent need for a means for quickly and sensitively operating to cut off the current.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험들을 계속한 끝에, 커터가 장착되어 있는 프레임 부재 및 열수축 부재를 포함하는 이차전지를 개발하기에 이르렀고, 이러한 이차전지는 전지의 온도가 소정 온도 이상 상승할 때, 열수축 튜브가 수축되어 상기 프레임 부재를 잡아당기는 과정에서 커터에 의해 전극 탭을 절단하여 전기적 단전을 유도함으로써, 전지의 안전성을 크게 향상시킬 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.After in-depth research and various experiments, the inventors of the present application have developed a secondary battery including a frame member and a heat shrinkable member on which a cutter is mounted, and such a secondary battery may have a temperature higher than a predetermined temperature. When the heat shrink tube contracts and pulls the frame member, the electrode tab is cut by the cutter to induce electrical short circuit, thereby discovering that the safety of the battery can be greatly improved, and thus the present invention has been completed.
따라서, 본 발명에 따른 이차전지는, 전극조립체가 전극 탭을 경유하여 전지케이스의 전극 단자에 접속하고 있는 이차전지로서, Accordingly, the secondary battery according to the present invention is a secondary battery in which an electrode assembly is connected to an electrode terminal of a battery case via an electrode tab.
전극조립체의 전극 탭이 중앙 중공부를 관통하여 위치해 있고, 일측 단부에 커터가 장착되어 있는 프레임 부재; 상기 프레임 부재가 장착되어 있는 지지 부재; 및 상기 커터에 대향하는 위치에서 프레임 부재에 일측 단부가 연결되어 있고 상기 단부에 대향하는 타측 단부가 지지 부재 내면에 고정되어 있으며 소정의 온도 이상에서 열수축되는 열수축 부재;A frame member having an electrode tab of the electrode assembly penetrating through the central hollow portion and having a cutter mounted at one end thereof; A support member on which the frame member is mounted; And a heat shrink member having one end connected to the frame member at a position opposite to the cutter, and the other end opposite to the end fixed to the inner surface of the support member and heat-shrinked at a predetermined temperature or more.
를 포함하고 있어서, Including,
상기 소정의 온도 이상으로 상승할 때, 열수축 부재가 수축되어 프레임 부재를 잡아당기는 과정에서 커터에 의해 전극 탭을 절단하여 전기적 단전을 유도하는 것으로 구성되어 있다. When the temperature rises above the predetermined temperature, the heat shrinkable member is contracted to cut the electrode tab by the cutter in the process of pulling the frame member to induce electrical breakdown.
즉, 전지 또는 전지팩이 비정상적인 환경에 노출되어, 전지의 외부 온도 또는 전지 내부의 발열에 의해 전지의 온도가 특정 온도 이상으로 상승하게 되면, 열수축 튜브의 수축에 의해 발생하는 수축력으로 커터가 장착된 프레임 부재가 이동하게 되므로, 커터에 의해 전극 탭이 절단되어 전지의 안전성을 확보할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 이차전지는, 전지에 이상이 발생하였을 때, 높은 신뢰성으로 신속하고 민감하게 동작할 수 있다.That is, when the battery or the battery pack is exposed to an abnormal environment and the temperature of the battery rises above a certain temperature due to the external temperature of the battery or the heat generation inside the battery, the cutter is mounted with the shrinkage force generated by the contraction of the heat shrink tube. Since the frame member is moved, the electrode tab is cut by the cutter to ensure the safety of the battery. Therefore, the secondary battery according to the present invention can operate quickly and sensitively with high reliability when an abnormality occurs in the battery.
상기 프레임 부재는, 예를 들어, 수평 단면 상으로 지지 부재 내면 형상에 대응하는 외면 형상을 가질 수 있다. 하나의 바람직한 예로, 상기 지지 부재는 수평 단면 상으로 사각형 형상의 내면을 가지고 있고, 상기 프레임 부재는 그에 대응하여 사각형 형상의 외면을 가질 수 있다.For example, the frame member may have an outer surface shape corresponding to the inner surface shape of the support member on a horizontal cross section. As one preferred example, the support member may have a rectangular inner surface on a horizontal cross section, and the frame member may have a rectangular outer surface corresponding thereto.
상기 지지 부재의 내부 측면에는 체결 홈이 형성되어 있고, 상기 프레임 부재의 대응 외부 측면에는 체결 돌기가 형성되어 있어, 상기 지지 부재와 프레임 부재는 체결구조에 의한 조립방식으로 결합될 수 있다. 따라서, 열수축 튜브의 수축 시, 상기 프레임 부재의 체결돌기는 지지 부재 내부의 체결 홈을 따라 이동하므로 전극 탭을 효과적으로 절단할 수 있다. A fastening groove is formed on an inner side of the support member, and a fastening protrusion is formed on a corresponding outer side of the frame member, so that the support member and the frame member can be coupled in an assembly manner by a fastening structure. Therefore, when the heat shrink tube contracts, the fastening protrusion of the frame member moves along the fastening groove inside the support member, thereby effectively cutting the electrode tab.
본 발명에 따른 이차전지의 열수축 부재는 주위 환경의 온도 변화에 따라 기계적으로 작동하도록 소정의 온도 이상에서 수축되는 특성을 갖는 것이라면 다양한 구조가 가능하며, 예를 들어, 수평 단면상으로 원형, 타원형, 사각형, 삼각형 등을 예로 들 수 있지만, 그것만으로 한정되는 것은 아니다.The heat shrinkable member of the secondary battery according to the present invention may have various structures as long as it has a characteristic of shrinking above a predetermined temperature to operate mechanically according to a change in temperature of the surrounding environment. , Triangles and the like, but are not limited thereto.
하나의 바람직한 예에서, 상기 열수축 부재는 열수축 튜브로서 수평 단면상으로 원형 또는 타원형의 중공 구조일 수 있으며, 이러한 열수축 튜브의 일측 단부에 프레임 부재가 연결되어 있고, 상기 단부에 대향하는 타측 단부가 지지 부재 내면에 고정되어 있는 구조일 수 있다. In one preferred embodiment, the heat shrinkable member may be a circular or oval hollow structure in a horizontal cross section as a heat shrinkable tube, and a frame member is connected to one end of the heat shrinkable tube, and the other end opposite to the end is supported. It may be a structure fixed to the inner surface.
상기 열수축 튜브의 소재는, 소정의 온도 이상에서 수축되는 특성을 갖는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 에틸렌 프로필렌 고무, 이소프렌 고무, 클로로프렌 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 니트릴 부타디엔 고무, 테플론 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 그 중에서도, 특히, 폴리염화비닐 소재가 바람직하다. The material of the heat-shrink tube is not particularly limited as long as it has a property of shrinking above a predetermined temperature. For example, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, ethylene propylene rubber, isoprene rubber, chloroprene rubber, Styrene butadiene rubber, nitrile butadiene rubber, Teflon and the like can be used in one or two or more combinations. Especially, a polyvinyl chloride material is especially preferable.
상기 열수축 부재의 열수축이 개시되는 온도는 전지의 구성에 따라 달라질 수 있으며, 적어도 70 내지 120℃에서 열수축이 개시되는 것으로 구성될 수 있다. 일반적으로 리튬 이차전지는 정상적인 상태에서는 70℃ 이하에서 작동하게 되므로, 상기 열수축 부재는 리튬 이차전지가 이상 작동이 시작되는 온도인 70℃ 이상에서 작동되는 것이 바람직하고, 반대로, 리튬 이차전지의 내부온도가 120℃ 이상이 되면 리튬 이차전지는 폭발할 수 있으므로, 열수축 부재가 120℃에서도 수축하지 않으면 안전성을 담보할 수 없다.The temperature at which heat shrinkage of the heat shrinkable member is started may vary depending on the configuration of the battery, and may be configured to start heat shrinkage at least 70 to 120 ° C. In general, since the lithium secondary battery operates at 70 ° C. or lower in a normal state, the heat shrinkable member is preferably operated at 70 ° C. or higher, which is a temperature at which the lithium secondary battery starts abnormal operation. On the contrary, the internal temperature of the lithium secondary battery is Since the lithium secondary battery may explode when it is 120 ° C. or higher, safety cannot be ensured unless the heat shrinkable member contracts even at 120 ° C.
한편, 열수축 부재는 상기 온도 범위에서 전극 탭을 절단할 수 있는 수축률이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 열에 의해 처음 길이를 기준으로 50% 이상 수축될 수 있으며, 바람직하게는 50% 내지 80%로 수축되어, 프레임 부재를 잡아당기는 과정에서 프레임 부재 내부의 커터에 의해 전극 탭을 절단할 수 있다.On the other hand, the heat shrinkable member is not particularly limited as long as it is a shrinkage rate capable of cutting the electrode tab in the above temperature range. For example, the heat shrinkable member may be contracted by 50% or more based on the initial length by heat, preferably 50% to 80%. The electrode tab may be cut by the cutter inside the frame member in the process of pulling the frame member.
또 다른 바람직한 예에서, 본 발명에 따른 이차전지는, 두 쌍의 프레임 부재 및 열수축 부재를 포함하고 있고, 제 1 프레임 부재 및 제 1 열수축 부재는 제 2 프레임 부재 및 제 2 열수축 부재에 대해 열수축 방향이 서로 반대 방향을 형성하도록 장착되어 있는 구조일 수 있다.In another preferred embodiment, the secondary battery according to the present invention includes two pairs of frame members and a heat shrink member, wherein the first frame member and the first heat shrink member are in a heat shrink direction with respect to the second frame member and the second heat shrink member. It may be a structure that is mounted to form the opposite direction to each other.
따라서, 전지의 과열시 제 1 열수축 부재와 제 2 열수축 부재가 서로 반대 방향으로 수축하면서 각각 제 1 프레임 부재와 제 2 프레임 부재를 잡아당기는 과정에서 제 1 프레임 부재와 제 2 프레임 부재 내부의 커터에 의해 전극 탭을 더욱 용이하게 절단하여 전기적 단전 상태로 변환시킬 수 있다.Therefore, when the first heat contraction member and the second heat contraction member contract in opposite directions when the battery is overheated, the cutters inside the first frame member and the second frame member are pulled out in the process of pulling the first frame member and the second frame member, respectively. As a result, the electrode tab can be more easily cut and converted into an electrical disconnection state.
본 발명에 따른 이차전지의 종류는 특별히 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 안전성이 문제가 되는 리튬 이차전지일 수 있다.The type of secondary battery according to the present invention is not particularly limited, and preferably may be a lithium secondary battery in which safety is a problem.
상기 이차전지는 전극조립체가 전극 탭을 경유하여 전지케이스의 전극 단자에 접속하는 구조라면, 그것의 형태가 특별히 제한되는 것은 아닌 바, 예를 들어, 전극조립체는 젤리-롤형, 스택형, 스택/폴딩형 등으로 제작될 수 있으며, 전지의 형태는 원통형 캔, 각형 캔 또는 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스 등에 내장되어 있는 형태로 제조될 수 있다. 이는 당업계에 널리 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 이에 대한 자세한 설명을 생략한다. If the secondary battery has a structure in which the electrode assembly is connected to the electrode terminal of the battery case via the electrode tab, the shape thereof is not particularly limited. For example, the electrode assembly may be a jelly-roll type, a stack type, a stack / The battery may be manufactured in a folding type, or the like, and may be manufactured in a cylindrical can, a square can, or a battery case of a laminate sheet including a metal layer and a resin layer. Since it is well known in the art, detailed description thereof is omitted herein.
본 발명에 따른 리튬 이차전지는 특히 과열로 인한 안전성 문제가 심각할 수 있는 고출력 대용량의 전지 또는 전지팩용 단위전지로서 바람직하게 사용될 수 있고, 상기 전지팩은 특히, 우수한 고온 저장 특성이 요구되는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등과 같은 차량용 동력원으로서 바람직하게 사용될 수 있다.The lithium secondary battery according to the present invention may be preferably used as a unit cell for a high output large capacity battery or a battery pack, in which safety problems due to overheating may be particularly serious, and the battery pack is particularly required for an electric vehicle requiring excellent high temperature storage characteristics. It can be preferably used as a power source for a vehicle such as a hybrid electric vehicle.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 프레임 부재 및 열수축 부재를 포함하는 이차전지는 전지의 이상 작동에 의한 과열 발생시, 열수축 튜브가 수축하면서 프레임 부재를 잡아당기는 과정에서, 프레임 부재에 장착된 커터에 의한 전극 탭의 절단으로 전기적 단전을 유도함으로써, 궁극적으로 전지의 안전성을 담보할 수 있다.As described above, in the secondary battery including the frame member and the heat shrinkable member according to the present invention, in the process of pulling the frame member while the heat shrinkable tube contracts when overheating occurs due to an abnormal operation of the battery, the secondary battery includes a cutter mounted on the frame member. By inducing electrical breakdown by cutting the electrode tab, ultimately, the safety of the battery can be ensured.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 커터가 장착되어 있는 프레임 부재 및 열수축 튜브의 장착과정을 나타낸 모식도이다;
도 2a 및 2b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 커터가 장착되어 있는 프레임 부재 및 열수축 부재를 포함한 이차전지의 일부 모식도이다;
도 3a 및 3b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 열수축 부재의 수축에 의해 프레임 부재를 잡아당기는 과정에서 전극 탭의 절단 과정을 보여주는 일부 모식도이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 체결 홈이 형성된 지지 부재와 그와 대응하는 체결 돌기가 형성된 프레임 부재의 체결 구조를 보여주는 모식도이다.1 is a schematic diagram showing the mounting process of the frame member and the heat shrink tube is mounted with a cutter according to an embodiment of the present invention;
2A and 2B are some schematic views of a secondary battery including a frame member and a heat shrinkable member on which a cutter is mounted according to one embodiment of the present invention;
3a and 3b are some schematic diagrams showing the cutting process of the electrode tab in the process of pulling the frame member by the contraction of the heat shrinkable member according to an embodiment of the present invention;
4 is a schematic diagram showing a fastening structure of a support member having a fastening groove formed therein and a frame member having a fastening protrusion corresponding thereto according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명을 일부 도면들에 의거하여 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to some drawings, but the scope of the present invention is not limited thereto.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 지지 부재(500), 커터가 장착되어 있는 프레임 부재(200, 201) 및 열수축 튜브(400, 401)의 장착과정을 나타낸 모식도가 도시되어 있다.Figure 1 is a schematic diagram showing the mounting process of the
도 1을 참조하면, 지지 부재(500)의 내부 측면에는 체결 홈이 형성되어 있고, 제 1 프레임 부재(200)와 제 2 프레임 부재(201)의 대응 외부 측면에는 체결 돌기가 형성되어 있다.Referring to FIG. 1, a fastening groove is formed on an inner side surface of the
또한, 제 1 프레임 부재(200)의 일측 단부에는 커터(300)가 장착되어 있으며, 타측 단부에는 제 1 열수축 부재(400)가 연결되어 있고, 제 2 프레임 부재(201)의 일측 단부에는 커터(301)가 장착되어 있으며, 타측 단부에는 제 2 열수축 부재(401)가 연결되어 있다.In addition, a
제 1 프레임 부재(200) 및 제 2 프레임 부재(201)와 지지 부재(500)는 체결구조에 의한 조립 방식으로 결합되고 전극조립체(100)의 전극 탭(101)이 상기 한 쌍의 프레임 부재(200, 201)의 중앙 중공부를 관통하여 위치하고 있으며, 상기 지지 부재(500)는 전지케이스(102) 내면에 장착된다.The
소정의 온도 이상에서 제 1 프레임 부재(200) 및 제 2 프레임 부재(201)가 서로 반대 방향으로 이동하면서 전극 탭(101)을 절단할 수 있도록, 제 1 열수축 부재(400)는 제 2 열수축 부재(401)에 대해 열수축 방향이 서로 반대 방향을 형성하도록 지지 부재(500)의 내면에 장착되어 있다.The first
도 2a 및 2b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 한 쌍의 프레임 부재(200, 201) 및 각각 이와 연결되어 있는 한 쌍의 열수축 부재(400, 401)와 이를 장착한 지지 부재(500), 상기 지지 부재(500)을 포함하는 이차전지의 모식도들인 바, 전지의 온도가 정상 상태일 때, 열수축 부재(400, 401)가 수축하기 전의 형태를 나타내고 있다.2A and 2B illustrate a pair of
이들 도면을 참조하면, 전극조립체(100)의 전극 탭(101)이 제 1 프레임 부재(200) 및 제 2 프레임 부재(201)의 중앙 중공부를 관통하도록 위치하며, 제 1 프레임 부재(200)와 일측 단부가 연결되어 있는 1 열수축 부재(400)와 제 2 프레임 부재(201)와 일측 단부가 연결되어 있는 제 2 열수축 부재(401)는 열수축 방향이 서로 반대 방향을 형성하도록 지지 부재(500) 내면의 서로 대향하는 위치에 체결구조에 의한 조립 방식으로 결합하는 것으로 구성되어 있고, 상기 지지 부재(500)는 전지케이스(102) 내부의 소정의 공간에 위치한다. Referring to these drawings, the
도 3a 및 3b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 한 쌍의 열수축 부재(400, 401)의 수축에 의해 한 상의 프레임 부재(200, 201)를 잡아당기는 과정에서 전극 탭(101)의 절단 과정을 보여주는 모식도들인바, 전지의 온도가 상승하여 전지가 비정상 상태일 때 한 쌍의 열수축 부재(400, 401)가 수축한 후의 형태를 나타내고 있다.3A and 3B illustrate a cutting process of the
이들 도면을 참조하면, 전지의 이상 작동 과정에 의해 전지의 온도가 상승함에 따라, 제 1 열수축 부재(400)와 제 2 열수축 부재(401)는 수축하므로 그것의 길이가 감소하게 된다. 상기에서 설명한 바와 같이, 한 쌍의 열수축 부재(400, 401)의 일측 단부는 커터에 대향하는 위치의 프레임 부재에 연결되어 있지만, 타측 단부는 지지 부재(500) 내면에 서로 대향하는 위치에 고정되어 있다.Referring to these drawings, as the temperature of the battery rises due to the abnormal operation of the battery, the length of the first
결과적으로, 제 1 열수축 부재(400)와 제 2 열수축 부재(401)의 수축 과정에서 제 1 프레임 부재(200)와 제 2 프레임 부재(201)가 서로 반대 방향으로 이동하게 되므로, 이 과정에서 서로 반대 방향으로 이동하는 커터(301, 302)에 의해 전극 탭(101)이 절단된다.As a result, the
도 4는 열수축 부재(400, 401)의 수축 시, 지지 부재(500) 내부에 장착된 프레임 부재(200, 201)의 이동 모습을 보여주는 모식도이다.4 is a schematic diagram showing the movement of the
상기에서 설명한 바와 같이, 지지 부재(500)의 내부 측면에는 체결 홈이 형성되어 있고, 제 1 프레임 부재(200)와 제 2 프레임 부재(201)의 대응 외부 측면에는 체결 돌기가 형성되어 있어, 지지 부재(500) 및 프레임 부재(200, 201)은 체결구조에 의한 조립 방식으로 결합되어 있다. 따라서, 열수축 부재(400, 401)의 수축 시 프레임(500) 내부의 체결 홈을 따라 프레임 부재(200, 201) 외부의 체결 돌기가 이동하므로 전극 탭(101)이 효과적으로 절단될 수 있다.
As described above, a fastening groove is formed on an inner side surface of the
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.
Claims (14)
전극조립체의 전극 탭이 중앙 중공부를 관통하여 위치해 있고 일측 단부에 커터가 장착되어 있는 프레임 부재;
상기 프레임 부재가 장착되어 있는 지지 부재; 및
상기 커터에 대향하는 위치에서 프레임 부재에 일측 단부가 연결되어 있고, 상기 단부에 대향하는 타측 단부가 지지 부재 내면에 고정되어 있으며, 소정 온도 이상에서 열수축되는 열수축 부재;
를 포함하고 있어서,
상기 소정 온도 이상으로 상승할 때, 열수축 부재가 수축되어 프레임 부재를 잡아당기는 과정에서 커터에 의해 전극 탭을 절단하여 전기적 단전을 유도하는 것을 특징으로 하는 이차전지. A secondary battery in which an electrode assembly is connected to an electrode terminal of a battery case via an electrode tab,
A frame member in which an electrode tab of the electrode assembly is located through the central hollow portion and a cutter is mounted at one end thereof;
A support member on which the frame member is mounted; And
A heat contraction member having one end connected to the frame member at a position opposite to the cutter, the other end facing the end being fixed to an inner surface of the support member, and heat-shrinked at a predetermined temperature or more;
Including,
When the temperature rises above the predetermined temperature, the secondary battery, characterized in that the heat shrink member is contracted to cut the electrode tab by the cutter in the process of pulling the frame member to induce electrical breakdown.
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