KR101361193B1 - 이차전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 무지부가 각각 형성된 양극판과 음극판 사이에 세퍼레이터를 두고 권취하여 형성하는 전극 조립체; 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되면서 하나 또는 다수 개의 슬릿을 구비하는 집전판; 상기 전극 조립체와 집전판을 내장하는 케이스; 및 상기 케이스를 밀폐하는 캡 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지를 제공한다.
이 때, 상기 슬릿은 집전판의 돌출부에 구비되며, 상기 무지부가 삽입되어서 레이저 조사에 의해 상기 집전판과 슬릿이 용접된다. 이러한 슬릿을 구비하는 집전판은 상기 레이저 조사에 의한 열 에너지 전달이 용이하여 용접 효율 향상을 도모할 수있어서, 결국 상기 무지부와 집전판의 용접강도와 용접성을 개선할 수 있다.
무지부, 슬릿, 집전판

Description

이차전지{Secondary battery}
도 1은 종래 기술에 의한 집전판과 무지부의 제조공정 일부를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 이차전지의 단면도이다.
도 3은 도 2의 A영역인 집전판과 무지부의 제조공정 일부를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 이차전지의 집전판 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10, 140, 150: 집전판 110: 전극 조립체
11a, 111a, 112a: 무지부 111: 음극판
112: 양극판 113: 세퍼레이터
120: 케이스 130: 캡 조립체
132: 캡 업 133: 밴트 플레이트
136: CID 170: 슬릿
20, 200: 레이저
본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 집전판의 돌출부에 슬릿을 포함하는 이차전지에 관한 것이다.
이차전지는 화학적 에너지와 전기적 에너지간의 상호변환이 가역적이어서 충전과 방전을 반복할 수 있는 전지를 의미하며, 일반적으로 소형 이차전지는 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더, PDA등의 전원으로 사용된다.
상기 이차전지는 양극판과 음극판을 교대로 권취해서 형성한 전극 조립체를 케이스에 설치하고, 상기 극판의 동작시 발생하는 전류를 집전하기 위한 역할로서 도전성의 전극탭을 부착하여 상기 극판에서 발생된 전류를 양극 및 음극 단자로 유도하게 된다.
그런데, 상기 전극탭이 하나로 구비될 경우에는 전극조립체의 각 영역에서 발생된 전압의 출력이 용이하지 않으며, 상기 전극탭에서 원거리인 영역과의 전위차 발생을 초래할 수 있다. 이러한 전위차는 충전과 방전이 진행됨에 따라서 전극탭의 용접부분을 열화 시킬 수 있으며, 결과적으로 이차전지의 출력저하와 수명을 감소시킬 수 있다.
따라서, 복수의 전극탭을 부착하는 멀티탭 구조가 적용될 수 있으며, 나아가서 상기 전극탭을 대신하는 집전판도 이용될 수 있다.
그러나, 상기 집전판 구조도 양극판과 음극판의 일정영역인 무지부의 높이 편차에 의해서 상기 집전판과 무지부의 용접불량이 야기될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 집전판과 무지부의 제조공정 일부를 나타내는 단면도이다.
도 1를 참조하면, 무지부(11a)의 단부 일정영역을 전극 조립체(미도시)의 중심방향으로 절곡시킨다. 따라서, 집전판(10)과의 무지부(11a)의 접속면적이 증가하게 되어 상기 집전판(10)과 무지부(11a)의 용접시 신뢰성을 확보할 수 있다.
하지만, 상기 무지부(11a)와 집전판(10)의 용접은 전극조립체(미도시) 반대방향인 집전판(10) 상부에서 레이저(20)를 조사하여 집전판(10)의 전극조립체 방향인 집전판(10) 하부로 열에너지가 전달되어 상기 집전판(10)과 무지부(11a)의 접속면에서 용접이 이루어진다.
그러므로, 상기 용접 효율은 집전판(10)을 통한 열에너지 전달과정에서 저하될 수 있다.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 집전판에 의해 전달되는 레이저 조사에 의한 열에너지의 손실을 줄여, 무지부와 집전판 사이의 용접 효율성을 개선하는데 본 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 무지부가 각각 형성된 양극판과 음극판 사이에 세퍼레이터를 두고 권취하여 형성하는 전극 조립체; 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되면서 하나 또는 다수 개의 슬릿을 구비하는 집전판; 상기 전극 조립체와 집전판을 내장하는 케이스; 및 상기 케이스를 밀폐하는 캡 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지에 의해 달성된다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해보다 명확하게 이해될 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 이차전지의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 양극판(111)과 음극판(112) 사이에 세퍼레이터(113)를 두고 권취되어 형성되는 전극조립체(110)와, 상기 전극조립체(110)와 전기적으로 연결되어 양극판(111) 또는 음극판(112)에서 발생된 전류를 집전하기 위한 양극 집전판(140) 및 음극 집전판(150)과, 상기 전극조립체(110)와 상기 집전판(140, 150)이 내장되는 케이스(120)와, 상기 케이스(120)와 결합되면서 상기 케이스(120)를 밀폐하고 상기 전극조립체(110)와 전기적으로 연결되는 캡 조립체(130)로 구성된다.
상기 전극조립체(110)는 각각의 활물질이 도포되어 구성된 양극판(111) 및 음극판(112)과 상기 양극판(111)과 음극판(112)의 일정영역 단부에 활물질이 도포 되지않은 무지부(111a, 112a)인 양극 무지부(111a)와 음극 무지부(112a)로 구성되며, 상기 무지부(111a, 112a)는 서로 대향되는 방향으로 권취되어 집전판(140, 150)에 전기적으로 연결된다.
이어서, 상기 집전판(140, 150)은 캡 조립체(130)와 전극조립체(110) 사이에 설치되어 상기 양극판(111)과 캡 조립체(130)를 전기적으로 연결하는 양극 집전판(140) 및 상기 케이스(120)와 전극조립체(110) 사이에 설치되어 상기 음극판(112)과 케이스(120)를 전기적으로 연결하는 음극 집전관(150)으로 이루어진다.
이 때, 상기 집전판(140, 150)은 하나 또는 다수개의 슬릿(170)을 구비하며, 상기 슬릿(170)에는 하나 또는 다수개의 무지부(111a, 112a)가 각각 삽입되어 용접 될 수 있다. 보다 상세한 설명은 도 3 및 도 4를 참조한 이하의 상세한 설명에 의해 명확하게 될 것이다.
이어서, 상기 케이스(120)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 형성될 수 있고, 그 형상은 전극조립체(110)가 위치하는 공간으로 원통형 또는 육면체 외의 다양한 형상으로도 구현될 수 있다.
이어서, 상기 캡 조립체(130)는 가스켓(131)을 사이에 두고 상기 케이스(120)의 개구부에 위치한다. 이 때, 상기 가스켓(131)은 캡 조립체(130)와 케이스(120)를 절연시키는 역할을 한다.
또한, 상기 캡 조립체(130)는 설정된 압력 조건에서 파손되어 가스를 방출함으로써 전지의 폭발을 방지하는 밴트 플레이트(133)을 포함하는데, 상기 밴트 플레이트(133)는 리드(135)를 통하여 양극 집전판(140)과 전기적으로 연결된다.
이 때, 상기 밴트 플레이트(133)의 작용과 함께 파단되어 전류의 경로를 끊는 전류 차단기(CID:Current Interrupt Device, 136)가 더 구비될 수 있다.
상기 밴트 플레이트(133)는 설정된 압력 조건에서 상기 리드(135)를 통한 내부와 외부 단자 사이의 전기적 연결을 차단할 수 있는 구조이며, 도면에 나타낸 형상에 한정되지 않고 다양하게 변형되어 사용될 수 있다.
도 3은 도 2의 A영역인 집전판과 무지부의 제조공정 일부를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 이차전지의 집전판 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 양극 집전판(140)은 도 2의 전극조립체(110) 방향으로 돌출된 영역에 하나 또는 다수 개의 슬릿(170)을 구비하고, 상기 슬릿(170)에는 하나 또는 다수개의 양극 무지부(111a)가 삽입되어 전기적으로 연결된다.
상기 양극 집전판(140)은 양극 무지부(111a)가 슬릿(170)으로 용이하게 삽입되기 위하여, 상기 전극조립체(110) 방향으로 원형 또는 삼각형 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 양극 무지부(111a)와 양극 집전판(140)의 결합은 상기 전극조립체(110) 반대방향인 양극 집전판(140) 상부에서 레이저(200)를 조사하는 방식으로 용접하여 실시할 수 있는데, 상기 양극 집전판(140)의 슬릿(170)을 통하여 상기 레이저(120)의 열에너지가 전달됨으로써, 상기 양극 집전판(140)과 양극 무지부(111a)의 용접 효율 향상을 기대 할 수 있다.
상기와 같이 도 3은 도 2의 양극 집전판의 A영역을 일 예로 설명하였으나, 이러한 본 발명의 특징은 상기 A영역에 한정되지 않고 이차전지의 집전판 및 무지 부 전반에 걸쳐 실시될 수 있으며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 이차전지는 집전판에 구비되는 슬릿에 의해 상기 집전판과 무지부 사이의 용접 효율이 향상되어 무지부와 집전판의 용접강도 및 용접성을 개선하는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 무지부가 각각 형성된 양극판과 음극판 사이에 세퍼레이터를 두고 권취하여 형성하는 전극 조립체;
    상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되면서 하나 또는 다수 개의 슬릿을 구비하는 집전판;
    상기 전극 조립체와 집전판을 내장하는 케이스; 및
    상기 케이스를 밀폐하는 캡 조립체를 포함하되,
    상기 슬릿은 상기 집전판의 전극조립체 방향으로 형성되는 돌출부에 구비되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 슬릿은 하나 또는 다수 개의 무지부가 삽입되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 집전판은 전극조립체 방향으로 원형 또는 삼각형의 형태인 것을 특징으로 하는 이차전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 무지부는 레이저에 의해 집전판과 용접되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022177360A1 (ko) * 2021-02-19 2022-08-25 주식회사 엘지에너지솔루션 이차 전지 및 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
WO2022177355A1 (ko) * 2021-02-19 2022-08-25 주식회사 엘지에너지솔루션 이차 전지 및 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101023865B1 (ko) * 2009-02-25 2011-03-22 에스비리모티브 주식회사 이차 전지
KR101137364B1 (ko) 2009-12-18 2012-04-20 에스비리모티브 주식회사 이차 전지
US8617738B2 (en) 2010-05-19 2013-12-31 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
KR101222378B1 (ko) 2010-06-08 2013-01-15 로베르트 보쉬 게엠베하 이차 전지
KR101173865B1 (ko) 2010-06-23 2012-08-14 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
US9343726B2 (en) 2010-12-30 2016-05-17 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
MY164650A (en) * 2012-02-14 2018-01-30 Sirim Berhad Lithium ion battery
KR101363598B1 (ko) * 2012-08-09 2014-02-17 (주)미섬시스텍 복수 개의 전지 전극들을 용이하게 결합하는 전극 고정부재를 구비하는 배터리 팩
KR102154329B1 (ko) 2014-01-28 2020-09-09 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP6183393B2 (ja) 2015-03-03 2017-08-23 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置の製造方法及び蓄電装置
US11088410B2 (en) 2016-12-23 2021-08-10 Sk Innovation Co., Ltd. Battery module
KR102117859B1 (ko) * 2016-12-23 2020-06-02 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈
CN115051120B (zh) * 2021-03-09 2024-05-28 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体及其制造方法和制造系统、电池以及用电设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10340737A (ja) * 1997-06-06 1998-12-22 Toyota Autom Loom Works Ltd 円筒密閉型電池の製造方法
KR100515832B1 (ko) 2003-04-24 2005-09-21 삼성에스디아이 주식회사 이차전지의 전극 조립체

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10340737A (ja) * 1997-06-06 1998-12-22 Toyota Autom Loom Works Ltd 円筒密閉型電池の製造方法
KR100515832B1 (ko) 2003-04-24 2005-09-21 삼성에스디아이 주식회사 이차전지의 전극 조립체

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022177360A1 (ko) * 2021-02-19 2022-08-25 주식회사 엘지에너지솔루션 이차 전지 및 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
WO2022177355A1 (ko) * 2021-02-19 2022-08-25 주식회사 엘지에너지솔루션 이차 전지 및 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차

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