KR101396703B1 - Apparatus of Removing Gas and Cylinder type Secondary Battery using the same - Google Patents

Apparatus of Removing Gas and Cylinder type Secondary Battery using the same Download PDF

Info

Publication number
KR101396703B1
KR101396703B1 KR1020080020615A KR20080020615A KR101396703B1 KR 101396703 B1 KR101396703 B1 KR 101396703B1 KR 1020080020615 A KR1020080020615 A KR 1020080020615A KR 20080020615 A KR20080020615 A KR 20080020615A KR 101396703 B1 KR101396703 B1 KR 101396703B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
hole
gas discharge
cap
removing device
Prior art date
Application number
KR1020080020615A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20090095334A (en
Inventor
김대규
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
Priority to KR1020080020615A priority Critical patent/KR101396703B1/en
Publication of KR20090095334A publication Critical patent/KR20090095334A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101396703B1 publication Critical patent/KR101396703B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/52Removing gases inside the secondary cell, e.g. by absorption
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)

Abstract

본 발명은 가해지는 압력에 따라 전지 내부와 외부를 연통 또는 폐쇄시키는 가스제거장치를 캡조립체에 구성함으로써, 전지 내부에서 발생되는 가스를 효과적으로 전지 외부로 배출하는 가스제거장치 및 이를 이용한 원통형 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a gas removing device for efficiently discharging gas generated in a battery to the outside of a battery by constituting a gas removing device for communicating or closing the inside and outside of the battery with the applied pressure in a cap assembly, .

이를 위해 본 발명은 전극조립체와, 상기 전극조립체가 수용되는 캔과, 상기 캔의 상단 개구부를 밀봉하고, 일측에 관통홀이 형성되는 캡조립체와, 상기 관통홀에 삽입되고 가해지는 압력에 따라 전지 내부와 외부를 연통 또는 폐쇄시키는 가스제거장치를 포함한다.To this end, the present invention provides an electrode assembly comprising: an electrode assembly; a can containing the electrode assembly; a cap assembly sealing the upper opening of the can and having a through hole formed at one side thereof; And a gas removing device for communicating or closing the inside and the outside.

따라서 본 발명에 따르면, 전지 내부에서 발생되는 가스를 효과적으로 제거할 수 있고, 특히, 제품 출하 전 내부 가스압에 의한 전류차단소자의 오작동을 미연에 방지할 수 있게 되어, 전류차단소자의 오작동으로 인한 제품 불량을 방지할 수 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to effectively remove the gas generated in the inside of the battery, in particular to prevent the malfunction of the current interruption element due to the internal gas pressure before shipment, Defects can be prevented.

가스제거장치, 캡조립체, 관통공, 원통형, 이차전지 Gas eliminator, cap assembly, through-hole, cylindrical, secondary battery

Description

가스제거장치 및 이를 이용한 원통형 이차전지{Apparatus of Removing Gas and Cylinder type Secondary Battery using the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a gas removing apparatus and a cylindrical secondary battery using the same,

본 발명은 원통형 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가해지는 압력에 따라 전지 내부와 외부를 연통 또는 폐쇄시키는 가스제거장치를 캡조립체에 구성함으로써, 전지 내부에서 발생되는 가스를 효과적으로 전지 외부로 배출하는 가스제거장치 및 이를 이용한 원통형 이차전지에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylindrical rechargeable battery, and more particularly, to a cap rechargeable battery which comprises a cap assembly that includes a gas removing device that communicates or closes the inside and the outside of a battery according to an applied pressure, And a cylindrical secondary battery using the same.

일반적으로 원통형 이차전지는 원통 형태의 전극조립체와, 전극조립체와 전해액을 수용하는 원통형태의 캔과, 캔의 상단 개구부에 결합되어 캔을 밀봉하고 전극조립체에서 발생되는 전류를 외부장치로 흐르게 하는 캡조립체를 포함한다.BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] Generally, a cylindrical rechargeable battery includes a cylindrical electrode assembly, a cylindrical can having an electrode assembly and an electrolyte therein, a cap coupled to an upper opening of the can to seal the can, Assembly.

상기 원통형 이차전지의 구조 및 제조과정을 개략적으로 살펴보면, 전극조립체는 양극판, 세퍼레이터, 음극판 순으로 배치된 상태에서 젤리 롤(jelly roll)형으로 와인딩(winding)되어 형성된다. 상기 전극조립체의 중앙부에는 원통형의 센터핀이 삽입된다. 상기 센터핀은 전극조립체의 변형을 방지하며, 발열 등으로 인하여 발생하는 전지 내부의 가스를 전지 상부로 배출하는 역할을 한다. 또한, 전극조립체 상부 및 하부에는 상, 하 절연판이 형성된다. 상기 상, 하 절연판은 전극조립체 가 캡조립체 또는 원통형 캔과 접촉하는 것을 방지하는 역할을 한다.The structure and manufacturing process of the cylindrical secondary battery will be briefly described. The electrode assembly is wound in a jelly roll state in the order of a cathode plate, a separator, and an anode plate. A cylindrical center pin is inserted into the center of the electrode assembly. The center pin prevents deformation of the electrode assembly and discharges the gas inside the battery due to heat generation to the upper part of the battery. Upper and lower insulating plates are formed on the top and bottom of the electrode assembly. The upper and lower insulating plates prevent the electrode assembly from contacting the cap assembly or the cylindrical can.

상기 전극조립체는 원통형 캔에 수용되고, 전극조립체의 캔 내 유동을 방지하기 위한 비딩부(beading)가 캔의 상단 측벽에 형성된다. 또한, 캔의 상단 개구부 내측 벽에는 부품의 안착, 결합 및 내부를 밀폐하는 역할을 하는 가스켓(gasket)이 설치되고, 가스켓 내측으로 캔의 상단 개구부를 마감하는 캡조립체가 설치된다.The electrode assembly is received in a cylindrical can, and a beading for preventing the flow of the electrode assembly in the can is formed on the upper sidewall of the can. In addition, a gasket is provided on the inner wall of the top opening of the can to seal the components, engage and seal the interior of the can, and a cap assembly is installed inside the gasket to close the top opening of the can.

상기 캡조립체는 원통형 이차전지의 과충전 시 폭발 현상을 방지하기 위해, 과충전에 의해 내부 압력이 변화할 경우, 형태가 변형되는 안전벤트(safety vent)와, 안전벤트의 변형에 의해 전류가 차단되는 회로기판을 총칭하는 전류차단소자(current interrupt device; CID)를 포함한다.In order to prevent an explosion when the cylindrical secondary battery is overcharged, the cap assembly includes a safety vent in which the shape is deformed when the internal pressure is changed by overcharging, a circuit in which the current is blocked by deformation of the safety vent, And a current interrupt device (CID) collectively referred to as a substrate.

그러나 일반적으로 원통형 이차전지는 각형 이차전지와는 달리 제조 공정 중에 내부에서 발생되는 가스를 제거하는 장치와 공정이 별도로 마련되어 있지 않기 때문에, 제품이 출하되기도 전에 가스 발생에 의한 내부 압력 증가로 전류차단소자가 작동되는, 전류차단소자의 오작동이 야기될 수 있다. 또한, 전류차단소자는 일회성 장치이기 때문에 복구가 불가능하므로, 이는 출하 전 제품 불량으로 분류된다.Generally, however, unlike a prismatic secondary battery, a cylindrical secondary battery is not provided with a separate device and a process for removing gas generated in the manufacturing process. Therefore, before the product is shipped, Malfunction of the current interruption element may be caused. In addition, the current interruption device is a one-time device and can not be repaired.

상기한 문제를 해결하고자 하는 본 발명의 기술적 과제는 가해지는 압력에 따라 전지 내부와 외부를 연통 또는 폐쇄시키는 가스제거장치를 캡조립체에 구성함으로써, 전지 내부에서 발생되는 가스를 효과적으로 전지 외부로 배출하는 가스제 거장치 및 이를 이용한 원통형 이차전지를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a gas removing device for communicating or closing the inside and outside of a battery with a cap assembly, And a cylindrical secondary battery using the same.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 원통형 이차전지용 가스제거장치는 상단 측벽에 서로 대응되는 제 1 가스배출공과 제 2 가스배출공이 형성되는 원통형의 외연재와, 상기 외연재의 내부에 위치되고, 상기 제 1 가스배출공 및 상기 제 2 가스배출공과 각각 동일선상에 나란하게 형성되는 제 3 가스배출공과 제 4 가스배출공을 포함하는 원통형의 내연재와, 상기 내연재 내부에 삽입되고, 가스통공이 중앙에 축 방향으로 형성되고, 상단 측벽에는 상기 가스통공과 연통되고 서로 대응되는 제 5 가스배출공과 제 6 가스배출공이 형성되며, 하단 일측벽에는 상기 가스통공과 연통되는 가스유입공이 형성되는 몸통부와, 상기 몸통부 상단에 구성되는 머리부와, 상기 몸통부 하단에 구성되는 꼬리부를 포함하는 'I'자 형태의 가스배출관과, 상기 가스배출관 하부에 고정되고, 상기 가스배출관의 피스톤 운동을 탄력지지하는 탄성부재를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a cylindrical secondary battery gas removing device comprising: a cylindrical outer casing having a first gas discharging hole and a second gas discharging hole formed on upper side walls thereof, And a third gas discharging hole and a fourth gas discharging hole formed in parallel with the first gas discharging hole and the second gas discharging hole, A gas inlet hole communicating with the gas hole and corresponding to the fifth gas outlet hole and the sixth gas outlet hole is formed in the upper side wall thereof and a gas inlet hole communicating with the gas hole is formed in the lower one side wall, An I-shaped gas discharge pipe including a head portion formed at an upper end of the body portion and a tail portion formed at a lower end of the body portion; And an elastic member fixed to the lower portion of the gas discharge pipe and elastically supporting the piston movement of the gas discharge pipe.

여기서, 상기 내연재는 상기 외연재와 단차를 갖도록 상단면이 상기 외연재의 상단면 보다 낮게 형성되는 것을 특징으로 한다.The top end of the inner rim is lower than the top of the rim so that the outer rim has a step with the outer rim.

상기 머리부는 외경이 적어도 상기 내연재의 내경보다는 크고 상기 외연재의 내경 보다는 작으며, 상기 외연재의 상단면과 수평을 이루는 것을 특징으로 하고, 상기 꼬리부는 외경이 상기 머리부의 외경과 동일하고 상기 외연재의 하단면 보다 하부로 돌출되어 있는 것을 특징으로 한다.Wherein the head portion has an outer diameter at least larger than an inner diameter of the inner softening material and smaller than an inner diameter of the outer softening material and is parallel to an upper end surface of the outer softening material, And is protruded downward from the lower end face of the outer casing.

또한, 상기 외연재와 상기 내연재 사이에는 상기 외연재와 상기 내연재를 접착하기 위한 접착부재가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.In addition, an adhesive member for adhering the outer casing and the inner casing is further provided between the outer casing and the inner casing.

한편, 상기 가스배출관은 상부에서 가압 시 하강하여 상기 제 5 가스배출공과 상기 제 3 가스배출공이 동일선상에 나란하게 연결되고, 상기 제 6 가스배출공과 상기 제 4 가스배출공이 동일선상에 나란하게 연결되며, 상기 가스유입공이 개방되는 것을 특징으로 한다.The fifth gas discharging hole and the third gas discharging hole are connected in parallel on the same line, and the sixth gas discharging hole and the fourth gas discharging hole are connected to each other on the same line And the gas inlet hole is opened.

상기 외연재는 알루미늄 또는 알루미늄을 포함하는 합금인 것을 특징으로 하고, 상기 내연재는 실리콘 또는 폴리프로필렌인 것을 특징으로 하며, 상기 가스배출관도 실리콘 또는 폴리프로필렌인 것을 특징으로 한다.The outer casing may be made of aluminum or an alloy containing aluminum. The inner casing may be made of silicone or polypropylene, and the gas outlet may be made of silicone or polypropylene.

상기 탄성부재는 용수철 또는 고무재질인 것을 특징으로 한다.Wherein the elastic member is a spring or rubber material.

또한, 상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 원통형 이차전지는 전극조립체, 상기 전극조립체가 수용되는 캔, 상기 캔의 상단 개구부를 밀봉하고, 제 1 관통공이 형성되는 캡업과, 상기 캡업 하부에 위치되는 이차보호소자와, 상기 이차보호소자 하부에 위치되고, 제 2 관통공이 형성되는 안전벤트와, 상기 안전벤트 하부에 위치되는 절연체와, 상기 절연체 하부에 위치되고, 일측에 지지대가 형성되는 캡다운을 포함하는 캡조립체, 상기 제 1 관통공 및 제 2 관통공에 삽입되는 상기 원통형 이차전지용 가스제거장치를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a cylindrical rechargeable battery including: an electrode assembly; a can containing the electrode assembly; a cap up sealing the upper opening of the can to form a first through hole; A safety vent positioned under the secondary protection element and having a second through hole formed thereon, an insulator disposed under the safety vent, and a support member disposed at a lower portion of the insulator, A cap assembly including a cap down, and a gas removal device for the cylindrical rechargeable battery inserted into the first through hole and the second through hole.

여기서, 상기 지지대는 상기 캡다운의 개구부를 일부 차단하고, 상기 캡다운의 상단면보다 낮게 단차진 형태로 구성되는 것을 특징으로 한다.In this case, the support part is configured to partially block the opening part of the cap-down and to have a stepped shape lower than the top surface of the cap-down part.

상기 가스제거장치는 상기 제 1 관통공과 접착 또는 용접을 통해 결합되는 것을 특징으로 하고, 상기 가스제거장치는 상기 제 2 관통공과 접착 또는 용접을 통해 결합되는 것을 특징으로 한다.And the gas removing device is coupled to the first through hole through adhesion or welding, and the gas removing device is coupled to the second through hole through adhesion or welding.

또한, 상기 가스제거장치는 상기 지지대의 상단면에 안착 및 지지되는 것을 특징으로 한다.Further, the gas removing device is seated and supported on the upper surface of the support.

본 발명에 따르면, 전지 내부에서 발생되는 가스를 효과적으로 제거할 수 있다.According to the present invention, the gas generated inside the battery can be effectively removed.

또한, 본 발명에 따르면, 제품 출하 전 내부 가스압에 의한 전류차단소자의 오작동을 미연에 방지할 수 있게 되어, 전류차단소자의 오작동으로 인한 제품 불량을 방지할 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to prevent the malfunction of the current interruption element due to the internal gas pressure before shipment of the product, and to prevent the product failure due to the malfunction of the current interruption element.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 원통형 이차전지는 대형전지에 적용될 수 있다.Also, the cylindrical secondary battery according to the embodiment of the present invention can be applied to a large-sized battery.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명하기로 한다. 이하의 실시예들에서는 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면 부호를 사용하기로 하며, 동일한 구성요소의 중복되는 설명은 가능한 하지 않기로 한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following embodiments, the same reference numerals are used for the same components, and redundant description of the same components is not possible.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원통형 이차전지의 분해 사시도이고, 도 2 는 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 원통형 이차전지의 결합된 상태를 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2의 A-A 선을 따라 자른 단면도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 원통형 이차전지용 가스제거장치의 사시도이고, 도 5는 도 4의 B-B선을 따라 자른 단면도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 원통형 이차전지용 가스제거장치의 가압 시 구조가 변화된 형상을 나타낸 단면도이다.FIG. 2 is a perspective view showing a combined state of the cylindrical rechargeable battery according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the cylindrical rechargeable battery according to the embodiment of FIG. Sectional view taken along line AA of FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 4. FIG. 6 is a cross-sectional view of a cylindrical secondary battery according to an embodiment of the present invention. FIG. Sectional view showing a shape in which the structure of the removing device is changed during the pressing.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 원통형 이차전지(100)는 전극조립체(110)와, 전극조립체(110)가 수용되는 캔(120)과, 캔(120)의 상단 개구부를 밀봉하는 캡조립체(130) 및 상기 캡조립체(130)를 관통하며 구성되는 가스제거장치(140)를 포함한다.1 to 3, a cylindrical rechargeable battery 100 according to an embodiment of the present invention includes an electrode assembly 110, a can 120 in which the electrode assembly 110 is accommodated, A cap assembly 130 sealing the opening and a gas removal device 140 configured to penetrate the cap assembly 130.

상기 전극조립체(electrode assembly)(110)는 양극판(positive electrode plate)(111)과, 음극판(negative electrode plate)(112) 및 이들 두 전극판(111, 112) 사이에 개재되는 세퍼레이터(separator)(113)를 구성요소로 한다. 상기 전극조립체(110)는 양극판(111)과, 음극판(112) 및 세퍼레이터(113)가 젤리 롤(jelly roll) 형태로 와인딩(winding)되어 형성된다. 그리고 와인딩 공정에 의해 형성되는 전극조립체(110)의 중공에는 센터핀(118)이삽입되어 전극조립체(110)의 변형을방지하게 된다. 또한, 전극조립체(110)의 상부에는 상부절연판(116)이 구비되어 전극조립체(110)와 캡조립체(130)를 전기적으로 절연시키게 된다.The electrode assembly 110 includes a positive electrode plate 111, a negative electrode plate 112 and a separator interposed between the two electrode plates 111 and 112 113). The electrode assembly 110 is formed by winding a positive electrode plate 111, a negative electrode plate 112 and a separator 113 in the form of a jelly roll. The center pin 118 is inserted into the hollow of the electrode assembly 110 formed by the winding process to prevent deformation of the electrode assembly 110. An upper insulating plate 116 is provided on the electrode assembly 110 to electrically insulate the electrode assembly 110 from the cap assembly 130.

상기 양극판(111)은 박판의 알루미늄(Al) 호일(foil)로 된 양극집전체와, 상기 양극집전체의 양면에 코팅되는 양극활물질층을 포함한다. 양극활물질층은 리튬을 포함하고 있는 층상화합물과, 결합력을 향상시키는 바인더, 전도성을 향상시키 는 도전재로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 양극집전체 상에는 양극활물질층이 코팅되지 않은 영역인 양극무지부(positive electrode non-coating portion)가 양극집전체 양 끝단에 각각 형성되어 있다. 양극무지부에는 양극탭(114)이 고정되며, 양극탭(114)의 단부는 양극집전체 상단부 위로 인출되고, 상부절연판(116)에 형성되어 있는 홀(116a)을 통해 캡조립체(130)에 전기적으로 연결된다.The positive electrode plate 111 includes a positive electrode collector made of a foil of aluminum foil and a positive electrode active material layer coated on both surfaces of the positive electrode collector. The cathode active material layer may be composed of a layered compound containing lithium, a binder for improving the bonding force, and a conductive material for improving the conductivity. A positive electrode non-coating portion, which is a region where the positive electrode active material layer is not coated, is formed on both ends of the positive electrode collector on the positive electrode collector. The positive electrode tab 114 is fixed to the positive electrode uncoated portion and the end of the positive electrode tab 114 is extended to the upper end of the positive electrode collector and is connected to the cap assembly 130 through the hole 116a formed in the upper insulating plate 116 And is electrically connected.

상기 음극판(112)은 박판의 구리(Cu) 호일로 된 음극집전체와, 상기 음극집전체의 양면에 코팅되는 음극활물질층을 포함한다. 상기 음극활물질층은 탄소(C)를 함유하며 일반적으로 많이 쓰이는 하드 카본(hard carbon) 또는 흑연 그리고 입자들의 결합력을 향상시키는 바인더로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 음극집전체 상에도 음극활물질층이 코팅되지 않은 영역인 음극무지부(negative electrode non-coating portion)가 음극집전체 양 끝단에 각각 형성되어 있다. 음극무지부에는 음극탭(115)이 고정되고, 음극탭(115)은 하부절연판(117)을 관통하여 캔(120)의 하면판(122)에 접촉되게 연결된다. 여기서, 상기 양극탭(114)과 음극탭(115)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni) 등으로 형성될 수 있는데, 일반적으로 양극탭(114)은 알루미늄으로 형성되며, 음극탭(115)은 니켈로 형성된다.The negative electrode plate 112 includes a negative electrode current collector made of a thin copper foil and an anode active material layer coated on both surfaces of the negative electrode current collector. The negative electrode active material layer may include hard carbon or graphite which contains carbon (C) and a binder which improves the bonding force of the particles. Also, a negative electrode non-coating portion, which is a region where the negative active material layer is not coated, is formed on both ends of the negative electrode collector. The negative electrode tab 115 is fixed to the negative electrode uncoated portion and the negative electrode tab 115 is connected to the lower plate 122 of the can 120 through the lower insulating plate 117. The positive electrode tab 114 and the negative electrode tab 115 may be formed of aluminum (Al), copper (Cu), nickel (Ni), or the like. Generally, the positive electrode tab 114 is formed of aluminum, The tab 115 is formed of nickel.

상기 세퍼레이터(113)는 양극판(111)과 음극판(112)의 단락(short)을 방지하고, 리튬 이온(lithium ion)의 이동 통로 역할을 한다. 상기 세퍼레이터(113)는 폴리에틸렌(polyethylene) 또는 폴리프로필렌(polypropylene)으로 형성되지만 본 발명에서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.The separator 113 prevents a short between the positive electrode plate 111 and the negative electrode plate 112 and serves as a passage for lithium ions. Although the separator 113 is formed of polyethylene or polypropylene, the material of the separator 113 is not limited in the present invention.

상기 캔(120)은 전극조립체(110)가 수용되는 공간이 형성되도록 일정 직경을 갖는 원통체인 측면판(121)과, 측면판(121)의 하부를 밀폐하는 하면판(122)으로 이루어진다. 여기서, 캔(120)은 스테인리스강(stainless steel)과 같은 전도성 금속재질로 형성될 수 있다. 캔(120)의 상부는 전극조립체(110)가 삽입된 후에 밀폐되도록 개방되어 있다. 또한, 캔(120)의 상단 측벽에는 캡조립체(130)를 지지하도록 안쪽으로 움푹 파인 비딩부(beading)(123)가 형성된다. 그리고 캔(120)의 최상부에는 캡조립체(130)를 상부에서 압박하도록 한쪽으로 휘어진 크림핑부(crimping)(124)가 형성된다. 또한, 캔(120)의 하면판(122) 상부에는 하부절연판(117)이 삽입되어 전극조립체(110)의 하부와 캔(120)을 절연시키게 된다. 그리고 하부절연판(117)은 음극탭(115)을 통과시키는 홀을 더 포함할 수 있다. 상기 홀을 통해 음극탭(115)이 통과되어 캔(120)과 전기적으로 연결된다. 따라서 음극탭(115)과 전기적으로 연결된 캔(120) 자체가 전극단자 역할을 하게 된다.The can 120 includes a side plate 121 as a cylinder having a predetermined diameter and a bottom plate 122 for sealing a lower portion of the side plate 121 so that a space for accommodating the electrode assembly 110 is formed. Here, the can 120 may be formed of a conductive metal material such as stainless steel. The upper portion of the can 120 is opened to be sealed after the electrode assembly 110 is inserted. In addition, a beading 123, which is recessed inwardly to support the cap assembly 130, is formed on the upper sidewall of the can 120. At the top of the can 120, a crimping 124 is formed which is bent in one direction to urge the cap assembly 130 from above. A lower insulating plate 117 is inserted into the upper portion of the lower plate 122 of the can 120 to insulate the lower portion of the electrode assembly 110 from the can 120. The lower insulating plate 117 may further include a hole for passing the negative electrode tab 115 therethrough. And the negative electrode tab 115 is passed through the hole to be electrically connected to the can 120. Therefore, the can 120 electrically connected to the negative electrode tab 115 serves as an electrode terminal.

상기 캡조립체(cap assembly)(130)는 캡업(131), 상기 캡업(131) 하부에 위치되는 이차보호소자(132), 상기 이차보호소자(132) 하부에 위치되는 안전벤트(safety vent)(133), 상기 안전벤트(133) 하부에 위치되는 절연체(insulator)(134), 상기 절연체(134) 하부에 위치되는 캡다운(135), 상기 캡다운(135)의 하면에 위치되는 서브플레이트(136) 및 이들을 외곽에서 감싸는 가스켓(137)을 포함한다.The cap assembly 130 includes a cap 131, a secondary protection element 132 located under the cap 131, a safety vent located under the secondary protection element 132, An insulator 134 positioned below the safety vent 133, a cap down 135 located under the insulator 134, a sub-plate 135 located on a lower surface of the cap down 135, 136 and a gasket 137 surrounding them.

상기 캡업(131)은 판상의 원형으로, 상단돌출부(131a)가 중심부분에서 위로 돌출된 형태로 구성된다. 또한, 상단돌출부(131a)의 측벽으로는 이차전지(100) 내부에서 발생된 가스를 외부로 배출하기 위한 복수개의 통공(131b)이 형성된다. 상 단돌출부(131a)의 상단 일측에는 가스제거장치(140)가 삽입되어 관통될 수 있도록 하기 위한 제 1 관통공(131c)이 형성된다. 상기 캡업(131)은 원통형 이차전지(100) 내부에서 발생되는 전류를 외부로 통전하는 단자 역할을 수행하게 된다. 또한, 상기 캡업(131)은 스테인리스와 같은 금속재질로 형성될 수 있다.The cap 131 is a plate-like circular shape, and the upper projection 131a protrudes upward from the central portion. A plurality of through holes 131b for discharging the gas generated in the secondary battery 100 to the outside are formed on the side wall of the upper projection 131a. A first through hole 131c is formed in the upper end of the upper end protrusion 131a so that the gas removing device 140 can be inserted and penetrated. The cap 131 serves as a terminal for supplying a current generated in the cylindrical secondary battery 100 to the outside. The cap 131 may be made of a metal such as stainless steel.

상기 이차보호소자(132)는 일정 폭을 갖는 원형 링 형상으로, 캡업(131) 하부에 위치된다. 상기 이차보호소자(132)는 캡업(131)과 안전벤트(133)를 전기적으로 연결시킨다. 또한, 이차보호소자(132)의 개구된 영역으로 가스제거장치(140)가 통과하게 된다. 한편, 이차보호소자(132)는 원통형 이차전지(100)의 온도가 올라가게 되면 전류의 흐름을 차단하게 된다. 상기 이차보호소자(132)는 PTC(positive temperature coefficient) 소자로 형성될 수 있다. 상기 PTC 소자는 수지와 탄소분말로 형성되는 소자층 및 소자층 상, 하면에 결합되는 도전판으로 형성되며, 상기 PTC 소자의 온도가 올라가면 수지층의 수지가 팽창되면서 탄소분말의 연결을 끊어 전류를 차단하게 된다. 상기 PTC 소자로는 세라믹 소자가 사용될 수 있다. 한편, 상기 이차보호소자(132)는 캡조립체(130)를 구성할 경우 필요에 따라 생략될 수 있다.The secondary protection element 132 is in the form of a circular ring having a constant width and is positioned below the cap 131. The secondary protection element 132 electrically connects the cap 131 and the safety vent 133. Further, the gas removing device 140 passes through the open area of the secondary protection element 132. On the other hand, when the temperature of the cylindrical secondary battery 100 rises, the secondary protection element 132 blocks current flow. The secondary protection element 132 may be formed of a PTC (positive temperature coefficient) element. The PTC device is formed of a resin, an element layer formed of carbon powder, and a conductive plate coupled to a bottom surface of the element layer. When the temperature of the PTC element increases, the resin of the resin layer expands, . As the PTC element, a ceramic element can be used. Meanwhile, the secondary protection element 132 may be omitted when the cap assembly 130 is constructed.

상기 안전벤트(133)는 판상의 원형으로 형성되고, 상기 이차보호소자(132) 하부에 위치된다. 상기 안전벤트(133)는 중앙에 아래 방향으로 돌출된 하단돌출부(133a)가 형성되고, 캡업(131)의 제 1 관통공(131c)과 대응되는 위치에 제 2 관통공(133b)이 형성되어 가스제거장치(140)가 관통될 수 있는 통로를 제공한다. 상기 안전벤트(133)는 전도성 금속재질로 형성될 수 있다. 한편, 상기 하단돌출 부(133a)는 중앙의 중앙홈(미도시) 및 중앙홈(미도시)을 기준으로 하는 십자홈(미도시)을 더 포함한다. 상기 안전벤트(133)는 캔(120) 내부에서 가스가 발생되고 이로 인해 캔(120) 내부의 압력이 임계값 이상으로 상승할 경우, 하단돌출부(133a)가 상부 방향으로 팽창된다. 이때, 하단돌출부(133a)의 중앙홈(미도시)과 십자홈(미도시) 주변이 파단되어 하부에 설치되는 서브플레이트(136)와 분리되고 전기적으로 단전되어 전류의 흐름이 차단된다. 그리고 하단돌출부(133a)의 파단으로 인해 개방되는 영역으로, 캔(120)의 내부에 차있던 가스가 외부로 배출되는 구조로 설계된다. 즉, 안전벤트(133)는 원통형 이차전지(100)의 내부 가스압에 의한 폭발을 미연에 방지하기 위한 안전장치 중 하나이다.The safety vent 133 is formed in a circular plate shape and is positioned below the secondary protection element 132. The safety vent 133 has a lower protrusion 133a projecting downward at the center and a second through hole 133b at a position corresponding to the first through hole 131c of the cap 131 And provides a passage through which the degassing device 140 can be pierced. The safety vent 133 may be formed of a conductive metal. The bottom projecting portion 133a further includes a cross groove (not shown) with a center groove (not shown) and a center groove (not shown) as a reference. When the pressure in the interior of the can 120 rises above a threshold value, the lower end protrusion 133a expands upward in the safety vent 133 because gas is generated in the can 120. At this time, the center groove (not shown) and the cross groove (not shown) of the lower protrusion 133a are broken and separated from the sub plate 136 provided at the lower portion, and electrically disconnected to interrupt the flow of current. In addition, the gas that has been accumulated in the interior of the can 120 is discharged to the outside through the region where the bottom protrusion 133a is broken. That is, the safety vent 133 is one of safety devices for preventing the explosion due to the internal gas pressure of the cylindrical rechargeable battery 100 in advance.

상기 절연체(134)는 링 형상으로, 안전벤트(133)와 캡다운(135)을 절연시키기 위해 안전벤트(133)와 캡다운(135) 사이에 형성된다. 절연체(134)는 안전벤트(133)의 제 2 관통공(133b)을 통과하는 가스제거장치(140)가 개구된 영역으로 통과될 수 있도록 통로를 제공한다.The insulator 134 is ring-shaped and is formed between the safety vent 133 and the cap-down 135 to insulate the safety vent 133 from the cap-down 135. The insulator 134 provides a passage through which the degassing device 140 passing through the second through-hole 133b of the safety vent 133 can pass to the open area.

상기 캡다운(135)은 판상의 원형으로 형성되고, 상기 절연체(134) 하부에 위치된다. 또한, 캡다운(135)의 중앙에는 중앙관통공(135a)이 형성되는데, 중앙관통공(135a)은 안전벤트(133)의 하단돌출부(133a)가 삽입 및 통과 되어 캡조립체(130)의 하측에 노출될 수 있도록 통로를 제공하는 역할을 한다. 또한, 캡다운(135)에는 중앙관통공(135a) 주변으로 복수개의 개구부(135c)가 형성된다. 복수개의 개구부(135c)는 전극조립체(110)에서 발생되는 가스를 방출하는 기능을 하게 되는데, 이중, 안전벤트(133)의 제 2 관통공(133b)과 대응되는 개구부(135c)에는 지지 대(135b)가 형성된다. 상기 지지대(135b)는 판상으로, 상기 개구부(135c)의 일부를 차단하고, 캡다운(135)의 상부와 단차진 형태로 구성된다. 상기 지지대(135b)는 가스제거장치(140)를 밑에서 받쳐 지지하게 구조로 형성된다.The cap-down 135 is formed in a plate-like circular shape, and is positioned below the insulator 134. The lower end projecting portion 133a of the safety vent 133 is inserted and passed through the center pipe through hole 135a and exposed to the lower side of the cap assembly 130. [ To provide a pathway for In addition, the cap down 135 has a plurality of openings 135c formed around the central pipe passage 135a. The plurality of openings 135c function to discharge the gas generated from the electrode assembly 110. The openings 135c corresponding to the second through holes 133b of the safety vent 133 are provided with support bars 135b are formed. The supporter 135b is formed in a plate shape and cuts off a part of the opening 135c and is formed in a stepped shape with the top of the cap down 135. [ The supporter 135b is structured to support the degassing device 140 from underneath.

상기 서브플레이트(136)는 캡다운(135)의 중앙관통공(135a)을 차단하는 상태로 고정된다. 그리고 상기 서브플레이트(136)는 동시에 안전벤트(133)의 하단돌출부(133a)에 결합된다. 서브플레이트(136)의 하면으로는 전극조립체(110)에서 인출된 양극탭(114)이 부착되어 서브플레이트(136)와 양극탭(114)이 전기적으로 연결된다. 따라서, 서브플레이트(136)는 금속성 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 안전벤트(133)와 서브플레이트(136)가 서로 결합되고, 동시에, 캡다운(135)과 서브플레이트(136)가 서로 결합된다. 따라서, 안전벤트(133)와 캡다운(135) 및 서브플레이트(136)는 일체로 결합된 상태의 전류차단소자(current interrupt device; CID)을 이루게 된다.And the sub-plate 136 is fixed in a state of blocking the central passage hole 135a of the cap-down 135. [ The sub-plate 136 is coupled to the lower protrusion 133a of the safety vent 133 at the same time. A positive electrode tab 114 drawn from the electrode assembly 110 is attached to the lower surface of the subplate 136 to electrically connect the subplate 136 and the positive electrode tab 114. Therefore, the sub-plate 136 is preferably made of a metallic material. Here, the safety vent 133 and the sub-plate 136 are coupled to each other, and at the same time, the cap-down 135 and the sub-plate 136 are coupled to each other. Accordingly, the safety vent 133, the cap-down 135, and the sub-plate 136 form a current interrupt device (CID) in an integrated state.

상기 가스켓(137)은 내측에 안착되는 캡업(131)과, 캡업(131) 하부에 결합되는 이차보호소자(132)와 이차보호소자(132) 하부에 결합되는 안전벤트(133)의 외곽을 상, 하부에서 압박하는 형태로 구성된다. 상기 가스켓(137)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate) 또는 폴리에틸렌(polyethylene)과 같은 수지물로 형성될 수 있다.The gasket 137 includes a cap 131 that is seated on the inside, a secondary protection element 132 that is coupled to the lower part of the cap 131, and a safety vent 133 that is coupled to the lower part of the secondary protection element 132. , And the lower part is pressed. The gasket 137 may be formed of a resin material such as polyethylene terephthalate or polyethylene.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 원통형 이차전지(100)는 캔(120) 내부에서 발생된 가스를 외부로 배출하는 가스제거장치(140)를 포함한다.Meanwhile, the cylindrical rechargeable battery 100 according to the embodiment of the present invention includes a gas removing device 140 for discharging the gas generated inside the can 120 to the outside.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 원통형 이차전지용 가스제거장치를 보다 상 세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a gas removing apparatus for a cylindrical rechargeable battery according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 원통형 이차전지용 가스제거장치를 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4의 B-B선을 따라 자른 단면도이다.FIG. 4 is a perspective view of a gas removing apparatus for a cylindrical rechargeable battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG.

도 4 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 원통형 이차전지용 가스제거 장치(140)는 원통형의 외연재(141), 내연재(142) 및 'I'자 형태의 가스배출관(143) 그리고 탄성부재(147)를 포함한다.4 to 5, a gas removing device 140 for a cylindrical rechargeable battery according to an embodiment of the present invention includes a cylindrical outer casing 141, an inner casing 142, and an I-shaped gas discharge pipe 143 And an elastic member 147.

상기 외연재(141)는 속이 빈 원통형으로, 상단 일측벽에 제 1 가스배출공(141a)이 형성되고, 제 1 가스배출공(141a)과 대응되는 타측벽에 제 2 가스배출공(141b)이 형성된다. 여기서, 상기 가스제거장치(140)가 캡조립체(130)를 관통하여 체결될 경우, 상기 제 1 가스배출공(141a) 내지 제 2 가스배출공(141b)은 전극조립체(110) 내부에서 발생되는 가스가 외부로 배출될 수 있도록 안전벤트(133) 상부 공간에 위치되도록 형성하는 것이 바람직하다. 상기 외연재(141)는 알루미늄 또는 알루미늄을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 외연재(141)의상단면은 캡업(131)의 상단면과 동일한 수평면을 갖도록 형성되고, 상기 외연재(141)의 하단면은 안전벤트(133)의 하부 공간으로 돌출되도록 형성되는 것이 바람직하다.The outer envelope 141 is hollow and has a first gas vent 141a formed on the upper side wall thereof and a second gas vent 141b formed on the other side wall corresponding to the first gas vent 141a. . When the gas removing device 140 is coupled through the cap assembly 130, the first gas discharging hole 141a to the second gas discharging hole 141b are formed inside the electrode assembly 110 So that the gas is discharged to the outside. The outer casing 141 may be formed of an alloy containing aluminum or aluminum. The upper end face of the outer envelope 141 is formed to have the same horizontal plane as the upper end face of the cap 131 and the lower end face of the outer envelope 141 is formed to protrude into the lower space of the safety vent 133 desirable.

상기 내연재(142)는 속이 빈 원통형으로, 외연재(141)의 내부에 형성된다. 내연재(142)의 하단면은 외연재(141)의 하단면과 수평을 이루고, 내연재(142)의 상단면은 외연재(141)와 단차를 갖도록 외연재(141)의 상단면 보다 낮게 형성된다. 또한, 상기 내연재(142)의 상단 일측벽에는 제 3 가스배출공(142a)이 형성되고, 제 3 가스배출공(142a)과 대응되는 타측벽에는 제 4 가스배출공(142b)이 형성된다. 이 때, 제 3 가스배출공(142a) 및 제 4 가스배출공(142b)은 각각 제 1 가스배출공(141a) 및 제 2 가스배출공(141b)과 동일선상에 나란하게 형성된다. 상기 내연재(142)는 마찰력은 작고, 내마모성이 우수한 실리콘(silicon) 또는 폴리프로필렌(polypropylene)으로 형성될 수 있다. 한편, 상기 외연재(141)와 내연재(142) 사이에는 이들을 접착하기 위한 접착부재(미도시)가 형성될 수 있다.The inner rim 142 is hollow and is formed inside the rim 141. The lower end face of the inner casing member 142 is parallel to the lower end face of the outer casing member 141 and the upper end face of the inner casing member 142 is lower than the upper face of the outer casing member 141 . A third gas discharging hole 142a is formed on one upper side wall of the inner casing 142 and a fourth gas discharging hole 142b is formed on the other side wall corresponding to the third gas discharging hole 142a . At this time, the third gas discharge hole 142a and the fourth gas discharge hole 142b are formed in parallel to the first gas discharge hole 141a and the second gas discharge hole 141b, respectively. The inner rim member 142 may be formed of silicon or polypropylene having a small frictional force and excellent abrasion resistance. Bonding members (not shown) for bonding the outer and inner members 141 and 142 may be formed between the outer and inner members 141 and 142, respectively.

상기 가스배출관(143)은 'I'자 형상으로, 몸통부(144), 머리부(145) 및 꼬리부(146)로 구성된다.The gas discharge pipe 143 is formed in an I shape and includes a body portion 144, a head portion 145 and a tail portion 146.

상기 몸통부(144)는 내연재(142) 내부에 삽입되고, 가스통공(144a)이 중심부에서 축 방향으로 형성되며, 상단 일측벽에는 가스통공(144a)과 수직하게 연결되는 제 5 가스배출공(144b)이 형성되고, 제 5 가스배출공(144b)과 대응되는 타측벽에는 제 6 가스배출공(144c)이 형성된다. 또한, 몸통부(144)의 하단 일측벽에는 가스통공(144a)과 수직하게 연결되는 가스유입공(144d)이 형성된다. 여기서, 상기 가스제거장치(140)가 캡조립체(130)를 관통하여 구성될 경우, 상기 가스유입공(144d)은 캔(120) 내부에서 발생되는 가스가 유입될 수 있도록 안전벤트(133) 하부에 위치되도록 형성하는 것이 바람직하다.The body portion 144 is inserted into the inner casing 142 and the gas passage 144a is formed in the axial direction at the central portion and the fifth gas exhausting chamber 144 is vertically connected to the gas passage 144a. And a sixth gas discharge hole 144c is formed in the other side wall corresponding to the fifth gas discharge hole 144b. In addition, a gas inflow hole 144d vertically connected to the gas hole 144a is formed in one lower side wall of the body portion 144. [ When the gas removing device 140 is formed to penetrate through the cap assembly 130, the gas inflow hole 144d is formed in a lower portion of the safety vent 133 so that gas generated in the can 120 can be introduced. As shown in Fig.

상기 머리부(145)는 몸통부(144)의 상단면에 이어져 형성되고, 외연재(141)의 상단면과 수평을 이루도록 형성된다. 또한, 머리부(145)의 외경은 적어도 내연재(142)의 내경 보다는 크고, 외연재(141)의 내경 보다는 작게 형성된다. 이는 가스배출관(143)이 상부에서 압력을 받아 하강될 경우, 머리부(145)의 하단면이 접착 및 고정되어 있는 내연재(142)의 상단면에 접촉되어 가스배출관(143)의 하강을 종 료시키기 위함이다.The head 145 is connected to the upper surface of the body 144 and is formed to be horizontal with the upper surface of the outer member 141. The outer diameter of the head 145 is at least larger than the inner diameter of the inner sleeve 142 and smaller than the inner diameter of the outer sleeve 141. This is because when the gas discharge pipe 143 is lowered under pressure, the lower end surface of the head 145 is brought into contact with the upper surface of the inner casing member 142 to which the gas discharge tube 143 is adhered and fixed, For example.

상기 꼬리부(146)는 몸통부(144)의 하단면에 이어져 형성되고, 외연재(141)의 하단면 보다 하부 방향으로 돌출되도록 형성된다. 이때, 꼬리부(146)의 외경은 머리부(145)의 외경과 동일하게 형성하는 것이 바람직하다. 이는 가스배출관(143)이 하강 후 원래의 위치로 복원되기 위해 상승될 경우, 꼬리부(146)의 상단면이 내연재(142)의 하단면에 접촉되어 가스배출관(143)의 상승 운동을 종료시키기 위함이다. 이로써, 가스배출관(143)의 하부에 결합되는 탄성부재(147)의 탄성력에 의해 가스배출관(143)이 외부로튕겨 나가는 것을 방지할 수 있다.The tail portion 146 is formed to extend from the lower end surface of the body portion 144 and protrude downward from the lower end surface of the outer joint member 141. At this time, the outer diameter of the tail 146 is preferably the same as the outer diameter of the head 145. When the gas discharge pipe 143 is lifted to be restored to the original position after descending, the upper end face of the tail 146 contacts the lower end face of the inner casing member 142 to terminate the upward movement of the gas discharge pipe 143 . Thus, the elastic force of the elastic member 147 coupled to the lower portion of the gas discharge pipe 143 can prevent the gas discharge pipe 143 from bouncing to the outside.

상기와 같이, 몸통부(144), 머리부(145) 및 꼬리부(146)로 구성되는 가스배출관(143)은 마찰력이 작고, 내마모성이 우수한 실리콘 또는 폴리프로필렌으로 형성될 수 있다.As described above, the gas discharge pipe 143 composed of the body portion 144, the head portion 145 and the tail portion 146 can be formed of silicon or polypropylene having a small friction force and excellent abrasion resistance.

상기 탄성부재(147)의 상단면은 가스배출관(143) 하부, 보다 상세하게는 꼬리부(146) 하단면에 부착 및 고정된다. 또한, 탄성부재(147)의 하단면은 캡다운(135)에 형성되는 지지대(135b)의 상단면에 부착 및 고정된다. 상기 탄성부재(147)는 가스배출관(143)의 피스톤운동을 탄력지지하는 역할을 하게 된다. 상기 탄성부재(147)는 용수철과 같은 금속재질로 형성될 수 있고, 고무와 같이 탄성이 있는 고분자재질로 형성될 수 있다.The upper surface of the elastic member 147 is attached and fixed to the lower portion of the gas discharge pipe 143, and more specifically, to the lower end surface of the tail portion 146. The lower end surface of the elastic member 147 is attached and fixed to the upper surface of the support 135b formed in the cap down 135. [ The elastic member 147 serves to elastically support the piston movement of the gas discharge pipe 143. The elastic member 147 may be formed of a metal material such as a spring or an elastic polymer material such as rubber.

다시 도 3을 참조하면, 상술한 바와 같이 구성되는 가스제거장치(140)는 캡조립체(130)를 관통하며 체결된다. 이를 보다 상세히 설명하면, 가스제거장치(140)는 캡업(131)의 제 1 관통공(131c)을 관통하고, 이차보호소자(132)의 개구된 영역 을 통과하며, 안전벤트(133)의 제 2 관통공(133b)을 관통한다. 계속해서, 가스제거장치(140)는 절연체(134)의 개구된 영역을 통과하고, 캡다운(135)의 지지대(135b)에 안착된다. 이때, 캔(120) 내부의 기밀성을 유지하기 위해 안전벤트(133)의 제 2 관통공(133b)과 관통 완료된 가스제거장치(140)가 접촉하는 부분은 용접 또는 접착제를 통해 틈새를 완전히 제거하며 결합시킬 수 있다. 또한, 가스제거장치(140)를 보다 확고히 고정시키기 위해 제 1 관통공(131c)과 가스제거장치(140)가 접촉되는 부분도 용접 또는 접착제를 통해 틈새를 완전히 제거하며 결합시킬 수 있다.Referring again to FIG. 3, the gas removal device 140 configured as described above is inserted through the cap assembly 130 and fastened. In detail, the gas removing device 140 passes through the first through hole 131c of the cap 131 and passes through the open area of the secondary protection device 132, Through hole 133b. Subsequently, the degassing device 140 passes through the open area of the insulator 134 and is seated in the support 135b of the cap down 135. At this time, in order to maintain the airtightness of the inside of the can 120, the portion of the second vent hole 133b of the safety vent 133, which is in contact with the gas removing device 140 that has passed through the vent hole 133, completely removes the gap through welding or adhesive . Further, in order to more firmly fix the gas removing apparatus 140, a portion where the first through hole 131c and the gas removing apparatus 140 are in contact with each other may be completely removed through welding or adhesive.

다음은 상술한 바와 같은 원통형 이차전지용 가스제거장치의 작용에 대해 상세히 설명하기로 한다.Next, the operation of the above-described cylindrical secondary cell degassing apparatus will be described in detail.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 원통형 이차전지용 가스제거장치의 가압 시 구조가 변화된 형상을 나타낸 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a shape of a gas removing device for a cylindrical rechargeable battery according to an embodiment of the present invention when the pressing structure is changed.

일반적으로, 제품 출하 전에 전지 구조를 안정화 시키기 위하여 충전, 방전, 숙성(aging)과 같은 화성공정(formation process)을 거쳐 전지의 이상 유무를 판별한다. 이때, 상기와 같은 화성공정에 의해 전지 내부에 가스가 발생할 수 있는데, 본 발명에서는 상술한 바와 같은 가스제거장치(140)를 이용하여 제품 출하 전 화성공정에 의해 발생된 가스를 제거하는 것이 가능하다.Generally, to determine the abnormality of the battery, the battery is subjected to a formation process such as charging, discharging and aging in order to stabilize the battery structure before shipment of the product. At this time, gas may be generated inside the battery by the above-described chemical conversion process. In the present invention, it is possible to remove the gas generated by the chemical conversion process using the gas removal device 140 as described above .

도 6을 참조하면, 원통형 이차전지(100) 내부의 가스를 제거하기 위해 가스제거장치(140)의 가스배출관(143) 상부를 가압하게 되면, 상기 가스배출관(143)이 하강하여 제 5 가스배출공(144b)과 제 3 가스배출공(142a) 및 제 1 가스배출공(141a)이 동일선상에 나란하게 연결되고, 동시에 제 6 가스배출공(144c)과 제 4 가스배출공(142b) 및 제 2 가스배출공(141b)이 동일선상에 나란하게 연결된다. 또한, 내연재(142)에 의해 폐쇄된 형태로 존재하는 가스유입공(144d)은 내연재(142) 하단으로 개방되는데, 상기 가스유입공(144d)이 안전벤트(133) 하부에서 개방됨은 물론이다. 따라서, 원통형 이차전지(100) 내부에서 발생된 가스는 상기 가스유입공(144d)과, 상기 가스통공(144a)과, 상기 제 5 가스배출공(144b)과, 상기 제 3 가스배출공(142a)과, 상기 제 1 가스배출공(141a)을 차례로 통과하여 캡조립체(130) 내부로 배출되고, 캡조립체(130) 내부로 배출된 가스는 캡업(131)에 형성되는 복수개의 통공(131b)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 또한, 전지 내부에서 발생된 가스는 상기 가스유입공(144d)과, 상기 가스통공(144a)과, 상기 제 6 가스배출공(144c)과, 상기 제 4 가스배출공(142b)과, 상기 제 2 가스배출공(141b)을 차례로 통과하여 캡조립체(130) 내부로 배출되고, 캡조립체(130) 내부로 배출된 가스는 캡업(131)에 형성되는 복수개의 통공(131b)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 한편, 탄성부재(147)는 가압에 의해 초기 두께(h1)에서 변형 두께(h2)로 수축되는데, 가해지는 압력이 제거되면 다시 초기 두께(h1)로 탄성 복원되어 캡업(131)의 상단돌출부(131a)와 가스제거장치(140)의 상부 높이를 일치시키게 된다.6, when the upper portion of the gas discharge pipe 143 of the gas removing unit 140 is pressed to remove the gas inside the cylindrical rechargeable battery 100, the gas discharge pipe 143 is lowered, The third gas discharging hole 142a and the first gas discharging hole 141a are connected in parallel to each other and the sixth gas discharging hole 144c and the fourth gas discharging hole 142b and the third gas discharging hole 142b are connected in parallel, And the second gas discharge holes 141b are connected in parallel on the same line. The gas inflow hole 144d that is closed by the inner circumferential member 142 is opened to the lower end of the inner circumferential member 142. The gas inflow hole 144d is opened under the safety vent 133 to be. Therefore, the gas generated in the cylindrical secondary battery 100 flows through the gas inlet hole 144d, the gas hole 144a, the fifth gas outlet hole 144b, the third gas outlet hole 142a And the gas exhausted into the cap assembly 130 passes through the plurality of through holes 131b formed in the cap 131, As shown in FIG. In addition, the gas generated in the inside of the cell is discharged through the gas inflow hole 144d, the gas passage 144a, the sixth gas discharge hole 144c, the fourth gas discharge hole 142b, And the gas discharged into the cap assembly 130 is discharged to the outside through a plurality of through holes 131b formed in the cap 131. [ . When the applied pressure is removed, the elastic member 147 is resiliently restored to the initial thickness h1 to be elastically restored to the upper protrusion (h1) of the cap 131 131a and the gas remover 140 are made to coincide with each other.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 가스제거장치(140)를 원통형 이차전지(100)에 적용하면, 원통형 이차전지(100) 내부에서 발생되는 가스를 효과적으로 제거하는 것이 가능하여, 제품 출하 전, 원통형 이차전지(100) 내부에서 발생되는 가스압에 의해 전류차단소자가 오작동되는 것을 미연에 방지 할 수 있다.As described above, when the gas removing device 140 according to the present invention is applied to the cylindrical rechargeable battery 100, it is possible to effectively remove the gas generated in the cylindrical rechargeable battery 100, It is possible to prevent the current cutoff device from malfunctioning due to the gas pressure generated inside the battery 100. [

또한, 본 발명의 실시예에 따른 원통형 이차전지는 제조를 위한 작업성과 효 과를 극대화하기 위해 전동기구 내지 하이브리드 전기 자동차(hybrid electric vehicle)의 전원과 같은 대형전지에 적용될 수 있다.In addition, the cylindrical secondary battery according to the embodiment of the present invention can be applied to a large-sized battery such as a power source of a power transmission mechanism or a hybrid electric vehicle in order to maximize work efficiency and efficiency for manufacturing.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경할 수 있다는 것은 이 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 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. It will be self-evident.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원통형 이차전지의 분해 사시도.1 is an exploded perspective view of a cylindrical secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 원통형 이차전지의 결합된 상태를 나타낸 사시도.FIG. 2 is a perspective view showing a combined state of the cylindrical secondary battery according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1; FIG.

도 3은 도 2의 A-A 선을 따라 자른 단면도.3 is a sectional view taken along the line A-A in Fig.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 원통형 이차전지용 가스제거장치의 사시도.4 is a perspective view of a gas removing apparatus for a cylindrical rechargeable battery according to an embodiment of the present invention.

도 5는 도 4의 B-B선을 따라 자른 단면도.5 is a cross-sectional view taken along the line B-B in Fig.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 원통형 이차전지용 가스제거장치의 가압 시 구조가 변화된 형상을 나타낸 단면도.FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a shape of a gas removing device for a cylindrical rechargeable battery according to an embodiment of the present invention when the pressing structure is changed. FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art

100 : 원통형 이차전지 110 : 전극조립체100: Cylindrical secondary battery 110: Electrode assembly

111 : 양극판 112 : 음극판111: Positive electrode plate 112: Negative electrode plate

113 : 세퍼레이터 114 : 양극탭113: separator 114: positive electrode tab

115 : 음극탭 116 : 상부절연판115: negative electrode tab 116: upper insulating plate

116a : 홀 117 : 하부절연판116a: hole 117: lower insulating plate

118 : 센터핀 120 : 캔118: center pin 120: can

121 : 측면판 122 : 하면판121: side plate 122: lower plate

123 : 비딩부 124 : 크림핑부123: beading portion 124: crimping portion

130 : 캡조립체 131 : 캡업130: cap assembly 131: cap

131a : 상단돌출부 131b : 통공131a: upper protrusion 131b: through hole

131c : 제 1 관통공 132 : 이차보호소자131c: first through hole 132: secondary protection element

133 : 안전벤트 133a : 하단돌출부133: safety vent 133a: lower protrusion

133b : 제 2 관통공 134 : 절연체133b: second through hole 134: insulator

135 : 캡다운 135a : 중앙관통공135: cap-down 135a: central pipe passage

135b : 지지대 135c : 개구부135b: Supporting base 135c:

136 : 서브플레이트 137 : 가스켓136: Subplate 137: Gasket

140 : 가스제거장치 141 : 외연재140: Gas removing device 141:

141a : 제 1 가스배출공 141b : 제 2 가스배출공141a: first gas discharge hole 141b: second gas discharge hole

142 : 내연재 142a : 제 3 가스배출공142: Inner series 142a: Third gas discharge hole

142b : 제 4 가스배출공 143 : 가스배출관142b: fourth gas discharge hole 143: gas discharge pipe

144 : 몸통부 144a : 가스통공144: body portion 144a: gas cylinder

144b : 제 5 가스배출공 144c : 제 6 가스배출공144b: fifth gas discharge hole 144c: sixth gas discharge hole

144d : 가스유입공 145 : 머리부144d: gas inflow hole 145: head portion

146 : 꼬리부 147 : 탄성부재146: tail portion 147: elastic member

Claims (15)

상단 측벽에 서로 대응되는 제 1 가스배출공과 제 2 가스배출공이 형성되는 원통형의 외연재And a first gas discharge hole and a second gas discharge hole, 상기 외연재의 내부에 위치되고, 상기 제 1 가스배출공 및 상기 제 2 가스배출공과 각각 동일선상에 나란하게 형성되는 제 3 가스배출공과 제 4 가스배출공을 포함하는 원통형의 내연재And a third gas discharging hole and a fourth gas discharging hole which are located inside the outer casing and which are formed in parallel with the first gas discharging hole and the second gas discharging hole, 상기 내연재 내부에 삽입되고, 가스통공이 중앙에 축 방향으로 형성되고, 상단 측벽에는 상기 가스통공과 연통되고 서로 대응되는 제 5 가스배출공과 제 6 가스배출공이 형성되며, 하단 일측벽에는 상기 가스통공과 연통되는 가스유입공이 형성되는 몸통부와, 상기 몸통부 상단에 구성되는 머리부와, 상기 몸통부 하단에 구성되는 꼬리부를 포함하는 'I'자 형태의 가스배출관 및A fifth gas discharge hole and a sixth gas discharge hole communicating with the gas discharge holes are formed in an upper end side wall thereof and a gas discharge hole communicating with the gas discharge hole is formed in the lower one side wall, An I-shaped gas discharge pipe including a body portion having a gas inflow hole formed therein, a head portion formed at an upper end of the body portion, and a tail portion formed at a lower end of the body portion, 상기 가스배출관 하부에 고정되고, 상기 가스배출관의 피스톤 운동을 탄력지지하는 탄성부재An elastic member which is fixed to the lower portion of the gas discharge pipe and elastically supports the piston movement of the gas discharge pipe, 를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지용 가스제거장치.And a gas supply unit for supplying the gas to the cylindrical secondary battery. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 내연재는 상기 외연재와 단차를 갖도록 상단면이 상기 외연재의 상단면 보다 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지용 가스제거장치.And the upper end surface of the inner casing is formed lower than the upper surface of the outer casing so as to have a step with the outer casing. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 머리부는 외경이 적어도 상기 내연재의 내경 보다는 크고 상기 외연재의 내경 보다는 작으며, 상기 외연재의 상단면과 수평을 이루는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지용 가스제거장치.Wherein the head portion has an outer diameter at least larger than an inner diameter of the inner softening material and smaller than an inner diameter of the outer softening material and is parallel to an upper end surface of the outer softening material. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 꼬리부는 외경이 상기 머리부의 외경과 동일하고, 상기 외연재의 하단면 보다 하부로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지용 가스제거장치.Wherein the tail portion has an outer diameter equal to an outer diameter of the head portion and protrudes downward from a lower end surface of the outer casing. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 외연재와 상기 내연재 사이에는 상기 외연재와 상기 내연재를 접착하기 위한 접착부재가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지용 가스제거장치.And an adhesive member for adhering the outer casing and the inner casing to each other between the outer casing and the inner casing. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 가스배출관은 상부에서 가압 시 하강하여 상기 제 5 가스배출공과 상기 제 3 가스배출공이 동일선상에 나란하게 연결되고, 상기 제 6 가스배출공과 상기 제 4 가스배출공이 동일선상에 나란하게 연결되며, 상기 가스유입공이 개방되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지용 가스제거장치.Wherein the first gas discharge hole and the third gas discharge hole are connected in parallel on a same line, the sixth gas discharge hole and the fourth gas discharge hole are connected in parallel and in parallel, And the gas inlet hole is opened. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 외연재는 알루미늄 또는 알루미늄을 포함하는 합금인 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지용 가스제거장치.Wherein the outer casing is made of aluminum or an alloy including aluminum. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 내연재는 실리콘 또는 폴리프로필렌인 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지용 가스제거장치.Wherein the inner casing is made of silicone or polypropylene. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 가스배출관은 실리콘 또는 폴리프로필렌인 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지용 가스제거장치.Wherein the gas discharge pipe is made of silicon or polypropylene. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 탄성부재는 용수철 또는 고무재질인 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지용 가스제거장치.Wherein the elastic member is a spring or rubber material. 전극조립체Electrode assembly 상기 전극조립체가 수용되는 캔The electrode assembly 상기 캔의 상단 개구부를 밀봉하고, 제 1 관통공이 형성되는 캡업과, 상기 캡업 하부에 위치되는 이차보호소자와, 상기 이차보호소자 하부에 위치되고, 제 2 관통공이 형성되는 안전벤트와, 상기 안전벤트 하부에 위치되는 절연체와, 상기 절연체 하부에 위치되고, 일측에 지지대가 형성되는 캡다운을 포함하는 캡조립체 및A safety vent sealing the upper opening of the can and forming a first through hole, a secondary protection element located in the lower portion of the cap, a safety vent located under the secondary protection element and having a second through hole, A cap assembly including an insulator located under the vent, and a cap down positioned below the insulator and having a support on one side; 상기 제 1 관통공 및 제 2 관통공에 삽입되고, 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 하나의 구성을 갖는 가스제거장치The gas removing device according to any one of claims 1 to 10, inserted into the first through hole and the second through hole, 를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.And a second electrode connected to the second electrode. 제 11 항에 있어서,12. The method of claim 11, 상기 지지대는 상기 캡다운의 개구부를 일부 차단하고, 상기 캡다운의 상단면보다 낮게 단차진 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.Wherein the support block is configured to partially block the opening portion of the cap down and to have a stepped shape lower than a top surface of the cap down. 제 11 항에 있어서,12. The method of claim 11, 상기 가스제거장치는 상기 제 1 관통공과 접착 또는 용접을 통해 결합되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.And the gas removing device is bonded to the first through hole by adhesion or welding. 제 11 항에 있어서,12. The method of claim 11, 상기 가스제거장치는 상기 제 2 관통공과 접착 또는 용접을 통해 결합되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.And the gas removing device is coupled to the second through-hole through adhesion or welding. 제 11 항에 있어서,12. The method of claim 11, 상기 가스제거장치는 상기 지지대의 상단면에 안착 및 지지되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.And the gas removing device is seated and supported on the upper surface of the support.
KR1020080020615A 2008-03-05 2008-03-05 Apparatus of Removing Gas and Cylinder type Secondary Battery using the same KR101396703B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080020615A KR101396703B1 (en) 2008-03-05 2008-03-05 Apparatus of Removing Gas and Cylinder type Secondary Battery using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080020615A KR101396703B1 (en) 2008-03-05 2008-03-05 Apparatus of Removing Gas and Cylinder type Secondary Battery using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090095334A KR20090095334A (en) 2009-09-09
KR101396703B1 true KR101396703B1 (en) 2014-05-19

Family

ID=41295640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080020615A KR101396703B1 (en) 2008-03-05 2008-03-05 Apparatus of Removing Gas and Cylinder type Secondary Battery using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101396703B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11024922B2 (en) 2017-03-23 2021-06-01 Lg Chem, Ltd. Cap assembly comprising guide member for preventing escape of safety vent
WO2023140620A1 (en) * 2022-01-19 2023-07-27 주식회사 엘지에너지솔루션 Secondary battery

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101904587B1 (en) * 2015-09-01 2018-10-04 주식회사 엘지화학 Battery cell and method for manufacturing the same
KR102217448B1 (en) 2017-07-13 2021-02-22 주식회사 엘지화학 The Secondary Battery And The Method For Manufacturing Therefore
KR20210020662A (en) * 2019-08-16 2021-02-24 주식회사 엘지화학 Cylindrical battery
KR102097634B1 (en) * 2019-09-30 2020-05-27 임용순 Battery pack with explosion proof and gas filling check function
KR20210100492A (en) * 2020-02-06 2021-08-17 주식회사 엘지에너지솔루션 Manufacturing method of secondary battery and manufacturing method of battery pack comprising the same
KR20220107611A (en) * 2021-01-25 2022-08-02 주식회사 엘지에너지솔루션 Venting device for secondary battery and pouch type secondary battery having the same
CN115832567B (en) * 2022-10-12 2024-01-09 宁德时代新能源科技股份有限公司 Battery cell, battery and electricity utilization device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980053617U (en) * 1996-12-31 1998-10-07 박병재 Venting Structure of Ni-MH Battery
JP2001102025A (en) * 1999-09-29 2001-04-13 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Enclosed electric cell
KR20070103890A (en) * 2006-04-20 2007-10-25 현대에너셀 주식회사 Pressure-discharged venting system for rechargable battery

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980053617U (en) * 1996-12-31 1998-10-07 박병재 Venting Structure of Ni-MH Battery
JP2001102025A (en) * 1999-09-29 2001-04-13 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Enclosed electric cell
KR20070103890A (en) * 2006-04-20 2007-10-25 현대에너셀 주식회사 Pressure-discharged venting system for rechargable battery

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11024922B2 (en) 2017-03-23 2021-06-01 Lg Chem, Ltd. Cap assembly comprising guide member for preventing escape of safety vent
WO2023140620A1 (en) * 2022-01-19 2023-07-27 주식회사 엘지에너지솔루션 Secondary battery

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090095334A (en) 2009-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101396703B1 (en) Apparatus of Removing Gas and Cylinder type Secondary Battery using the same
EP2838138B1 (en) Current interrupter and electrical storage device using same
KR101182284B1 (en) Rechargeable battery
KR101201746B1 (en) Rechargeable battery
KR100917742B1 (en) Cylinder type secondary battery
KR101772266B1 (en) Cap assembly with heat-controlled circuit breaker for a secondary battery and the battery
KR20100137904A (en) Rechargeable battery and module of the same
JP2006012831A (en) Secondary battery, cap assembly of secondary battery, and mounting method of safety valve of secondary battery
US20110104549A1 (en) High power secondary battery
US20090098445A1 (en) Cap assembly, secondary battery having the same, methods of manufacturing cap assembly and secondary battery
JP2002124236A (en) Sealed battery
KR20100032731A (en) Circular secondary battery
KR20160144016A (en) Cylindrical secondary battery with improved elecrical safty and method thereof
KR100938062B1 (en) Rechargeable battery and the fabricating method thereof
KR100599748B1 (en) Secondary battery and cap assembly and safety valve using the same and method for mounting safety valve
KR20170012138A (en) Cap assembly for a secondary battery and the battery
KR100922351B1 (en) Rechargeable battery
KR101446153B1 (en) Cap assembly for secondary battery, secondary battery using the same, and method for manufacturing the secondary battery
KR101106403B1 (en) Secondary battery
KR101121205B1 (en) Secondary battery
KR100579400B1 (en) Secondary battery
KR100822188B1 (en) Rectangular type secondary battery
KR101330612B1 (en) Rechargeabel battery
KR101453782B1 (en) Secondary battery and method for manufacturing the same
KR101243529B1 (en) Lithium rechargeable battery

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
LAPS Lapse due to unpaid annual fee