KR101473389B1 - Cylindrical secondary battery - Google Patents

Cylindrical secondary battery Download PDF

Info

Publication number
KR101473389B1
KR101473389B1 KR1020120012899A KR20120012899A KR101473389B1 KR 101473389 B1 KR101473389 B1 KR 101473389B1 KR 1020120012899 A KR1020120012899 A KR 1020120012899A KR 20120012899 A KR20120012899 A KR 20120012899A KR 101473389 B1 KR101473389 B1 KR 101473389B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
center pin
outer diameter
electrode assembly
hollow
electrode
Prior art date
Application number
KR1020120012899A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20130091532A (en
Inventor
김성종
구자훈
이제준
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020120012899A priority Critical patent/KR101473389B1/en
Publication of KR20130091532A publication Critical patent/KR20130091532A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101473389B1 publication Critical patent/KR101473389B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/107—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/166—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

본 발명은 원통형 이차전지를 개시한다. 본 발명에 따른 원통형 이차전지는, 양극 및 음극이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치되고, 중심부에 중공이 형성되고 중공 내부로 상기 양극이 노출될 수 있도록 권취된 전극 조립체; 상기 전극 조립체 및 전해액을 수용하는 전지 케이스; 상기 전지 케이스의 개방단에 밀봉 결합되고 최상부에 양극 단자가 형성된 캡 조립체; 및 상기 전극 조립체의 중공에 삽입되어 밀착 고정되는 센터핀을 포함하고, 상기 센터핀은 상기 캡 조립체에 상단이 결합되고, 상기 전극 조립체의 중공 내부의 양극과 접촉되어 상기 전극 조립체의 양극과 상기 캡 조립체의 양극 단자를 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a cylindrical secondary battery. The cylindrical secondary battery according to the present invention includes: an electrode assembly including a positive electrode and a negative electrode disposed with a separator interposed therebetween, the hollow electrode being formed at a central portion thereof and being wound so as to expose the positive electrode into a hollow; A battery case for accommodating the electrode assembly and the electrolyte; A cap assembly sealingly coupled to an open end of the battery case and having a positive terminal at the top; And a center pin inserted in and closely fixed to the hollow of the electrode assembly, wherein the center pin is coupled to the cap assembly and an upper portion of the center pin is in contact with an anode of the hollow interior of the electrode assembly, And the positive terminal of the assembly is electrically connected.

Description

원통형 이차전지{Cylindrical secondary battery}[0001] Cylindrical secondary battery [0002]

본 발명은 원통형 이차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극 조립체와 이에 삽입되는 센터핀의 구조가 개선된 원통형 이차전지에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a cylindrical secondary battery, and more particularly, to a cylindrical secondary battery having improved structure of an electrode assembly and a center pin inserted therein.

이차전지는 전극 조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 캔 타입과, 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치 타입으로 분류될 수 있다. 캔 타입 중 원통형 이차전지는 상대적으로 전지용량이 크고 구조적으로 안정성이 좋은 것으로 알려져 있다.The secondary battery can be classified into a can type in which an electrode assembly is embedded in a cylindrical or rectangular metal can, and a pouch type in which an electrode assembly is embedded in a pouch-shaped case of an aluminum laminate sheet. Among can type, cylindrical secondary batteries are known to have relatively large battery capacity and good structural stability.

이차전지의 전지케이스에 내장되는 전극 조립체는 양극, 세퍼레이터 및 음극이 적층된 것으로, 일반적으로 젤리-롤(Jelly-Roll) 형태의 권취 구조 또는 스택 구조를 갖는다.The electrode assembly embedded in the battery case of the secondary battery is formed by stacking an anode, a separator, and a cathode, and generally has a jelly-roll type winding structure or stack structure.

도 1에는 종래의 원통형 이차전지의 구성이 개략적으로 도시되어 있다.FIG. 1 schematically shows the structure of a conventional cylindrical secondary battery.

도 1을 참조하면, 원통형 이차전지는 젤리-롤 형태의 전극 조립체(10)와, 전극 조립체(10)와 함께 전해액을 수용하는 원통형의 전지 케이스(20)와, 전지 케이스(20)의 상부 개방단에 밀봉 결합된 캡 조립체(30)를 포함한다. 1, the cylindrical rechargeable battery includes a jelly-roll type electrode assembly 10, a cylindrical battery case 20 containing an electrolyte solution together with the electrode assembly 10, And a cap assembly (30) hermetically coupled to the end.

전극 조립체(10)는 양극(11)과 음극(12) 사이에 세퍼레이터(13)이 개재된 상태로 적층하여 젤리-롤 형태로 감긴 구조이며, 양극(11)에는 양극 리드(15)가 부착되어 캡 조립체(30)에 접속되어 있고, 음극(12)에는 음극 리드(미도시)이 부착되어 전지 케이스(20)의 하단에 접속되어 있다. 그리고 전극 조립체(10)의 중심부에는 원통형의 센터핀(40)이 삽입되어 있다. 이러한 센터핀(40)은 전극 조립체(10)를 고정 및 지지하고, 충방전 및 작동시 내부 반응에 의해 발생되는 가스를 방출하는 통로로서 작용한다.The electrode assembly 10 has a structure in which a separator 13 is interposed between an anode 11 and a cathode 12 and is wound in a jelly-roll form. A cathode lead 15 is attached to the anode 11 And a negative electrode lead (not shown) is attached to the negative electrode 12 and is connected to the lower end of the battery case 20. A cylindrical center pin (40) is inserted in the center of the electrode assembly (10). The center pin 40 fixes and supports the electrode assembly 10 and serves as a passage for discharging gas generated by internal reactions during charging, discharging and operation.

캡 조립체(30)는 양극 단자가 마련된 탑 캡(Top Cap)(31)과, 탑 캡(31)의 하부에 위치하고 전지 내부의 압력 상승에 의해 파열되어 가스를 배기하기 위한 노치(Notch)(35)가 형성된 안전벤트(32)와, 탑 캡(31)과 안전벤트(32) 사이에 개재된 PTC 소자(Positive Temperature Coefficient element) 형태의 안전소자(33)와, 상단 일측이 안전벤트(32)에 접촉되고 하단 일측이 전극 조립체(10)의 양극 리드(15)에 연결된 전류차단부재(34)를 구비한다.The cap assembly 30 includes a top cap 31 provided with a positive terminal and a notch 35 disposed at a lower portion of the top cap 31 and ruptured due to pressure rise inside the battery to exhaust gas. A safety element 33 in the form of a PTC element (Positive Temperature Coefficient Element) interposed between the top cap 31 and the safety vent 32 and a safety element 33 in the form of a positive temperature coefficient element, And a current blocking member 34 whose lower end is connected to the positive electrode lead 15 of the electrode assembly 10.

이러한 원통형 이차전지는 정상적인 작동조건에서 전극 조립체(10)의 양극(11)이 양극 리드(15), 전류차단부재(34), 안전벤트(32) 및 안전소자(33)를 경유하여 탑 캡(31)에 연결되어 통전된다. 또한, 과충전 등에 의해 전극 조립체(10)에서 가스가 발생하여 내압이 증가할 경우에는 안전벤트(32)가 상방으로 변형되면서 전류차단부재(34)로부터 분리되어 전류가 자동적으로 차단됨으로써 전지의 안정성이 확보될 수 있다. 더욱이, 이차전지의 내압이 계속 증가할 경우에는 안전벤트(32)가 파열되고 탑 캡(31)의 배기구를 통해 가스가 배기됨으로써 전지의 폭발이 방지될 수 있다.In such a cylindrical secondary battery, under normal operating conditions, the anode 11 of the electrode assembly 10 is connected to the top cap (not shown) via the positive electrode lead 15, the current blocking member 34, the safety vent 32 and the safety element 33 31 to be energized. In addition, when the internal pressure of the electrode assembly 10 is increased due to overcharging or the like, the safety vent 32 is deformed upward and is separated from the current blocking member 34 so that the current is automatically shut off, Can be secured. Furthermore, when the internal pressure of the secondary battery continuously increases, the safety vent 32 ruptures and the gas is exhausted through the exhaust port of the top cap 31, so that the explosion of the battery can be prevented.

그런데, 이와 같은 종래의 원통형 이차전지는 낙하 등 전지에 충격이 가해지는 경우, 예컨대, 센터핀(40)이 전극 조립체(10)로부터 빠져나와 캡 조립체(30)의 하부 구조물들이나 양극 리드(15)를 가격하게 되어 이들이 손상될 위험이 있다. 더욱이, 상기와 같이 제조된 원통형 이차전지에 지속적인 진동이 가해질 경우에는 전극 조립체(10)가 상, 하 유동될 수 있고, 이러한 전극 조립체(10)의 상, 하 유동은 내부저항의 증가를 초래하거나, 전극 조립체(10)와 연결된 양극 리드(15)에 반복적인 변형이 이루어져 파손될 우려가 있다. 이렇게 전극 조립체(10)의 내부저항이 증가되거나, 파손된 양극 리드(15)에 의해 전지 내부에서 단락이 발생하면, 원통형 이차전지의 고장은 물론, 발화나 폭발 등의 안전 사고를 일으킬 위험성이 있어, 원통형 이차전지의 안전성에 심각한 문제를 초래할 수 있다.The center pin 40 may protrude from the electrode assembly 10 and may protrude from the lower structure of the cap assembly 30 or from the cathode lead 15, And there is a risk that they will be damaged. In addition, when continuous vibration is applied to the cylindrical secondary battery manufactured as described above, the electrode assembly 10 may flow upward and downward, and the upward and downward flows of the electrode assembly 10 may cause an increase in internal resistance , The positive electrode lead 15 connected to the electrode assembly 10 may be repeatedly deformed and damaged. If the internal resistance of the electrode assembly 10 is increased in this manner or if a short circuit occurs in the battery due to the broken cathode lead 15, there is a risk of causing a failure of the cylindrical secondary battery as well as safety accidents such as ignition or explosion , Which may cause serious problems in the safety of the cylindrical secondary battery.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 전극 조립체의 중심부 내부로 양극 전극이 노출되게 구성하고, 이 중심부에 양극 리드를 대체할 수 있도록 구성된 센터핀을 삽입함으로써, 별도로 양극 리드를 구성하지 않아도 되므로 부품 수를 줄일 수 있고 제조 공정을 간소화시켜 제조 시간 및 비용을 절감할 수 있는 원통형 이차전지를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the conventional art as described above, and it is an object of the present invention to provide an electrode assembly in which an anode electrode is exposed to the inside of a center of an electrode assembly, and a center pin, And it is an object of the present invention to provide a cylindrical secondary battery which can reduce the number of components and simplify the manufacturing process, thereby reducing manufacturing time and cost.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 원통형 이차전지는, 양극 및 음극이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치되고, 중심부에 중공이 형성되고 중공 내부로 상기 양극이 노출될 수 있도록 권취된 전극 조립체; 상기 전극 조립체 및 전해액을 수용하는 전지 케이스; 상기 전지 케이스의 개방단에 밀봉 결합되고 최상부에 양극 단자가 형성된 캡 조립체; 및 상기 전극 조립체의 중공에 삽입되어 밀착 고정되는 센터핀을 포함하고, 상기 센터핀은 상기 캡 조립체에 상단이 결합되고, 상기 전극 조립체의 중공 내부의 양극과 접촉되어 상기 전극 조립체의 양극과 상기 캡 조립체의 양극 단자를 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a cylindrical rechargeable battery including: an electrode assembly including a positive electrode and a negative electrode disposed with a separator interposed therebetween, a hollow formed at a center thereof, A battery case for accommodating the electrode assembly and the electrolyte; A cap assembly sealingly coupled to an open end of the battery case and having a positive terminal at the top; And a center pin inserted in and closely fixed to the hollow of the electrode assembly, wherein the center pin is coupled to the cap assembly and an upper portion of the center pin is in contact with an anode of the hollow interior of the electrode assembly, And the positive terminal of the assembly is electrically connected.

바람직하게, 상기 센터핀은 상기 전극 조립체의 중공에 삽입되는 봉 형태로 형성된다.Preferably, the center pin is formed in the shape of a rod inserted into the hollow of the electrode assembly.

바람직하게, 상기 센터핀은 상기 전극 조립체의 중공에 삽입된 상태에서 그 외경이 확장 가능한 구조를 갖는다.Preferably, the center pin has a structure in which the outer diameter of the center pin can be expanded when the center pin is inserted into the hollow of the electrode assembly.

바람직하게, 상기 센터핀은 길이 방향을 따라 절개홈이 형성되고, 상기 절개홈의 간격이 벌어지면서 센터핀의 외경이 확장된다.Preferably, the center pin is formed with a cutting groove along the longitudinal direction, and the outer diameter of the center pin is enlarged as the distance between the cutting grooves spreads.

바람직하게, 상기 센터핀의 내부에는 센터핀의 외경을 확장시키는 외경 확장 수단이 구비된다.Preferably, the inside diameter of the center pin is larger than the outside diameter of the center pin.

바람직하게, 상기 외경 확장 수단은 상기 센터핀 내부의 내경이 부분적으로 축소되도록 형성된 협폭부와, 상기 협폭부와 선택적으로 고정됨으로써 센터핀의 외경을 확장시키는 확장부로 이루어진다.Preferably, the outer diameter expanding means includes a narrow portion formed so that the inner diameter of the center pin is partially reduced, and an expanding portion that is selectively fixed to the narrow portion to expand the outer diameter of the center pin.

바람직하게, 상기 외경 확장 수단은, 상기 협폭부가 센터핀의 길이 방향을 따라 반복적으로 형성되고, 상기 확장부가 센터핀의 길이 방향으로 이동되어 상기 협폭부와 선택적으로 고정됨으로써 센터핀의 외경을 확장시킨다.Preferably, the narrowing portion is repeatedly formed along the longitudinal direction of the center pin, and the enlarged portion is moved in the longitudinal direction of the center pin to be selectively fixed to the narrow portion, thereby enlarging the outer diameter of the center pin .

바람직하게, 상기 외경 확장 수단은, 상기 협폭부가 센터핀의 반경 방향으로 적어도 둘 이상 형성되고, 상기 확장부가 센터핀의 반경 방향으로 회전되어 상기 협폭부와 선택적으로 고정됨으로써 센터핀의 외경을 확장시킨다.Preferably, the outer diameter expanding means includes at least two narrower portions in the radial direction of the center pin, and the enlarged portion is rotated in the radial direction of the center pin to selectively fix the narrow portion, thereby enlarging the outer diameter of the center pin .

바람직하게, 상기 센터핀은 탄성체로 이루어지고, 센터핀의 외경이 축소되도록 구속되었다가 구속을 해제하여 센터핀의 외경이 확장된다.Preferably, the center pin is made of an elastic body, is constrained so that the outer diameter of the center pin is reduced, and the restraint is released to enlarge the outer diameter of the center pin.

바람직하게, 상기 센터핀은 적어도 일회 이상 권취되어 그 단면이 스파이럴 형태를 갖는다.Preferably, the center pin is wound at least once more so that its cross section has a spiral shape.

바람직하게, 상기 센터핀은 형상 기억 합금체로 이루어지고, 센터핀의 외경이 축소되도록 변형되었다가 형상 기억 변형하여 센터핀의 외경이 확장된다.Preferably, the center pin is made of a shape memory alloy and is deformed so that the outer diameter of the center pin is reduced, and the outer diameter of the center pin is expanded.

바람직하게, 상기 캡 조립체는, 최상부에 돌출된 형태로 배치되고 양극 단자가 형성된 탑 캡과, 상기 탑 캡의 하부에서 상기 탑 캡과 접촉되도록 배치된 안전소자와, 상기 안전소자와 접촉되도록 배치되고 이차전지의 내압 증가시 파열되는 안전벤트와, 상부가 상기 안전벤트의 하단에 연결되고, 하부가 상기 센터핀과 연결되는 전류차단부재로 이루어진다.Preferably, the cap assembly includes: a top cap having a top protruding from the top and having a cathode terminal; a safety element disposed in contact with the top cap at a bottom of the top cap; A safety vent ruptured when the internal pressure of the secondary battery rises, and a current blocking member whose upper portion is connected to the lower end of the safety vent and whose lower portion is connected to the center pin.

바람직하게, 상기 센터핀은 상기 전류차단부재에 결합 고정된 상태에서 상기 전극 조립체의 중공에 삽입된다.Preferably, the center pin is inserted into the hollow of the electrode assembly while being fixedly coupled to the current blocking member.

바람직하게, 상기 센터핀은 상기 전극 조립체의 중공에 삽입된 상태에서 그 외경이 확장 가능한 구조를 갖고, 상기 전류차단부재는 결합 고정된 상기 센터핀의 외경이 확장될 수 있도록 조작하는 확장 스위치가 더 구비된다.Preferably, the center pin has a structure in which the outer diameter of the center pin is inserted in the hollow of the electrode assembly, and the current blocking member has an expansion switch for operating the outer diameter of the center pin Respectively.

바람직하게, 상기 센터핀은 상기 전류차단부재와 일체형으로 형성될 수 있다.Preferably, the center pin may be formed integrally with the current blocking member.

본 발명에 따르면, 전극 조립체의 중심부 내부로 양극 전극이 노출되게 구성하고, 이 중심부에 양극 리드를 대체할 수 있도록 구성된 센터핀을 삽입한 후, 센터핀의 직경이 확장될 수 있도록 구성함으로써, 종래에 전극 조립체의 양극 전극에 저항 용접되었던 전극 리드를 대체하여 센터핀을 통한 전기적 연결을 이룰 수 있다. 또한, 양극 리드를 대체하는 센터핀과 전극 조립체 간의 접촉면적이 증가될 수 있어 전극의 접촉저항 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 센터핀을 전극 조립체에 긴밀하게 밀착되어 고정시킬 수 있으므로, 전극 조립체의 유동을 방지할 수 있어 전지가 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 별도의 전극 리드를 구성하지 않아도 되므로 부품 수를 줄일 수 있고 제조 공정을 간소화시켜 제조 시간 및 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, since the anode electrode is exposed to the inside of the center of the electrode assembly, the center pin configured to replace the cathode lead is inserted into the center portion, and the diameter of the center pin can be expanded, The electrode lead that has been resistance-welded to the positive electrode of the electrode assembly may be replaced with an electrical connection through the center pin. Further, the contact area between the center pin replacing the positive electrode lead and the electrode assembly can be increased, and the contact resistance characteristics of the electrode can be improved. In addition, since the center pin can be tightly fixed to the electrode assembly, it is possible to prevent the electrode assembly from flowing, thereby preventing the battery from being damaged. Further, since there is no need to form a separate electrode lead, it is possible to reduce the number of parts, simplify the manufacturing process, and reduce manufacturing time and cost.

본 명세서에 첨부되는 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 후술되는 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래기술에 따른 원통형 이차전지의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 원통형 이차전지의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 센터핀이 전류차단부재에 결합된 상태를 도시한 측면도이다.
도 4 및 도 5는 도 3의 A-A'선 단면으로 본 발명에 따른 센터핀의 외경 확장 구조의 일 예를 도시한 단면도들이다.
도 6 및 도 7은 도 3의 B-B'선 단면으로 본 발명에 따른 센터핀의 외경 확장 구조의 다른 예를 도시한 단면도들이다.
도 8은 도 3의 B-B'선 단면으로 본 발명에 따른 센터핀의 외경 확장 구조의 또 다른 예를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 센터핀과 전류차단부재의 결합 부분의 내부 구조를 도시한 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description, And shall not be interpreted.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a cylindrical secondary battery according to the prior art.
2 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a cylindrical secondary battery according to the present invention.
3 is a side view showing a state where the center pin according to the present invention is coupled to the current blocking member.
4 and 5 are cross-sectional views illustrating an example of the outer diameter enlarging structure of the center pin according to the present invention, taken along the line A-A 'in FIG.
6 and 7 are cross-sectional views illustrating another example of the outer diameter enlarging structure of the center pin according to the present invention, taken along the line B-B 'in FIG.
8 is a sectional view showing another example of the outer diameter enlarging structure of the center pin according to the present invention, taken along the line B-B 'in FIG.
9 is a cross-sectional view illustrating an internal structure of a coupling portion of a center pin and a current blocking member according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 2는 본 발명에 따른 원통형 이차전지의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 센터핀이 전류차단부재에 결합된 상태를 도시한 측면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a cylindrical secondary battery according to the present invention, and FIG. 3 is a side view showing a state where a center pin according to the present invention is coupled to a current blocking member.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 원통형 이차전지는, 전극 조립체(100)와, 전지 케이스(200)와, 캡 조립체(300)와, 센터핀(400)을 포함한다.2, the cylindrical secondary battery according to the present invention includes an electrode assembly 100, a battery case 200, a cap assembly 300, and a center pin 400.

본 발명에서는 상기 전극 조립체(100)의 중심부의 중공(150) 내부로 양극(110)이 노출될 수 있도록 구성하고, 이 전극 조립체(100)의 중공(150)에 삽입되는 센터핀(400)의 길이가 상기 캡 조립체(300)까지 연장되어 캡 조립체(300)와 결합될 수 있도록 구성함으로써, 센터핀(400)이 전극 조립체(100)의 양극(110)과 접촉되어 전극 조립체(100)의 양극(110)과 캡 조립체(300)의 양극 단자(315)를 전기적으로 연결하는 역할을 수행할 수 있도록 하여 종래의 전극 리드(도 1의 15 참조)를 별도로 부착시키지 않고 센터핀(400)이 이를 대체할 수 있다는 것에 발명의 특징이 있다.The center pin 400 inserted into the hollow 150 of the electrode assembly 100 may be configured to be exposed to the inside of the hollow 150 at the center of the electrode assembly 100, The center pin 400 is brought into contact with the positive electrode 110 of the electrode assembly 100 so that the positive electrode of the electrode assembly 100 can be connected to the cap assembly 300, The center pin 400 can be electrically connected to the positive electrode terminal 315 of the cap assembly 300 without separately attaching the conventional electrode lead (see 15 in FIG. 1) There is a feature of the invention that it can be replaced.

상기 전극 조립체(100)는 양극(110) 및 음극(120)이 세퍼레이터(130)를 사이에 두고 배치되고, 중심부에 중공(150)이 형성되고, 이 중공(150) 내부로 상기 양극(110)이 노출될 수 있도록 젤리-롤(Jelly-Roll)의 형상으로 권취되어 형성된다. 전극 조립체(100)의 양극(110)은 도전성이 우수한 금속 박판, 예를 들어, 알루미늄(Al) 호일(foil)로 이루어진 양극집전체와, 그 양면에 양극 활물질층을 코팅하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 음극(120)은 전도성 금속 박판, 예를 들어, 구리(Cu) 또는 니켈(Ni) 호일로 이루어진 음극집전체와, 그 양면에 음극 활물질층을 코팅하여 형성될 수 있다. 또한, 세퍼레이터(130)는 열가소성 수지, 예를 들어, 폴리에틸렌(polyethylene) 또는 폴리프로필렌(polypropylene)으로 형성될 수 있으며, 상기 양극(110) 및 음극(120) 사이에 배치되어 양극(110)과 음극(120)의 단락을 방지하고, 리튬 이온(Lithium ion)의 이동 통로 역할을 한다.The electrode assembly 100 includes a positive electrode 110 and a negative electrode 120 with a separator 130 interposed therebetween and a hollow 150 is formed in the center of the electrode assembly 100. The positive electrode 110 is inserted into the hollow 150, In the form of a jelly-roll so as to be exposed. The anode 110 of the electrode assembly 100 may be formed by coating a positive electrode current collector made of a metal thin plate having excellent conductivity, for example, aluminum foil and a positive electrode active material layer on both sides thereof. The cathode 120 may be formed by coating a negative electrode current collector made of a conductive metal thin plate such as copper (Cu) or nickel (Ni) foil and a negative electrode active material layer on both sides thereof. The separator 130 may be formed of a thermoplastic resin such as polyethylene or polypropylene and may be disposed between the anode 110 and the cathode 120 to form the anode 110 and the cathode 120. [ (120) and serves as a path for lithium ions.

한편, 전극 조립체(100)의 상단에는 전극 조립체(100)와 캡 조립체(300) 사이를 절연시키기 위한 상부 절연판(160)이 배치될 수 있다. 이러한 상부 절연판(160)의 중심부에는 상기 전극 조립체(100)의 중공(150)에 삽입된 상기 센터핀(400)이 통과될 수 있는 통공(165)이 형성된다.An upper insulating plate 160 may be disposed on the upper surface of the electrode assembly 100 to insulate the electrode assembly 100 from the cap assembly 300. A through hole 165 through which the center pin 400 inserted in the hollow 150 of the electrode assembly 100 can pass is formed at the center of the upper insulating plate 160.

상기 전지 케이스(200)는 알루미늄, 스테인리스 스틸 또는 이들의 합금과 같은 경량의 전도성 금속 재질로 구성되며, 상단이 개방된 개방단과 그와 대향되는 밀폐된 바닥단을 가진 원통형 구조를 가진다. 전지 케이스(200)의 내부 공간에는 전극 조립체(100)와 함께 전해액이 수용된다. 전해액은 이차전지의 충, 방전 시 전극 조립체(100)의 양극(110)과 음극(120)의 전기 화학적 반응에 의해 생성되는 리튬 이온을 이동시키기 위한 것이다. 이러한 전해액은 리튬염과 고순도 유기 용매류의 혼합물인 비수질계 유기전해액 또는 고분자 전해질을 이용한 폴리머일 수도 있으나, 본 발명이 전해액의 종류에 의해 한정되지 것은 아니다.The battery case 200 is made of a lightweight conductive metal such as aluminum, stainless steel, or an alloy thereof, and has a cylindrical structure having an open end with an open top and a closed bottom end opposite to the open end. An electrolyte solution is accommodated in the inner space of the battery case 200 together with the electrode assembly 100. The electrolytic solution is for transferring lithium ions generated by the electrochemical reaction between the anode 110 and the cathode 120 of the electrode assembly 100 during charging and discharging of the secondary battery. The electrolytic solution may be a polymer using a non-aqueous organic electrolytic solution or a polymer electrolyte, which is a mixture of a lithium salt and a high-purity organic solvent, but the present invention is not limited by the type of the electrolytic solution.

상기 캡 조립체(300)는 전지 케이스(200)의 개방단에 결합되어, 전지 케이스(200)의 내부에 수용된 전극 조립체(100)와 전해액을 밀봉한다. 캡 조립체(300)는 최상부에 돌출된 형태로 배치되고 양극 단자(315)가 형성된 탑 캡(310)과, 상기 탑 캡(310)의 하부에서 탑 캡(310)과 접촉되도록 배치된 안전소자(320)와, 상기 안전소자(320)와 접촉되도록 배치되고 이차전지의 내압 증가시 파열되는 안전벤트(330)와, 상부가 상기 안전벤트(330)의 하단에 연결되고 하부가 상기 센터핀(400)과 연결되는 전류차단부재(340)로 이루어진다.The cap assembly 300 is coupled to the open end of the battery case 200 to seal the electrode assembly 100 housed in the battery case 200 and the electrolyte. The cap assembly 300 includes a top cap 310 having a top protruding from the top and having a positive terminal 315 formed therein and a safety element 310 disposed in contact with the top cap 310 at the bottom of the top cap 310 A safety vent 330 disposed in contact with the safety element 320 and ruptured when an internal pressure of the secondary battery rises; an upper portion connected to a lower end of the safety vent 330; And a current blocking member 340 connected to the current blocking member 340.

상기 탑 캡(310)은 캡 조립체(300)의 최상부에 상부 방향으로 돌출된 형태로 배치되어 양극 단자(315)를 형성한다. 따라서, 상기 탑 캡(310)은 이차전지의 외부와 전기적으로 접속되도록 한다. 또한, 이러한 탑 캡(310)에는 가스가 배출될 수 있는 가스 구멍(311)이 형성될 수 있다. 따라서, 전극 조립체(100)로부터 가스 발생시 이러한 가스 구멍(311)을 통해 전지 케이스(200) 외부로 가스가 배출되도록 할 수 있다. 상기 탑 캡(310)은 예를 들어, 스테인리스 스틸이나 알루미늄과 같은 금속 재질로 형성될 수 있다.The top cap 310 is disposed at the top of the cap assembly 300 so as to project upwardly to form a cathode terminal 315. Therefore, the top cap 310 is electrically connected to the outside of the secondary battery. In addition, the top cap 310 may be provided with a gas hole 311 through which gas can be discharged. Therefore, when the gas is generated from the electrode assembly 100, the gas can be discharged to the outside of the battery case 200 through the gas hole 311. The top cap 310 may be formed of a metal material, for example, stainless steel or aluminum.

상기 안전소자(320)는 상기 탑 캡(310)과 안전벤트(330) 사이에 개재되어, 탑 캡(310)과 안전벤트(330)를 전기적으로 연결시킨다. 상기 안전소자(320)는 전지의 과열에 의해 전지 내부의 전류의 흐름을 차단하기 위한 것으로서, 이를테면 PTC 소자(Positive Temperature Coefficient element)로 형성될 수 있다.The safety element 320 is interposed between the top cap 310 and the safety vent 330 to electrically connect the top cap 310 and the safety vent 330. The safety element 320 serves to cut off the current flow in the battery due to overheating of the battery. For example, the safety element 320 may be formed of a PTC element (Positive Temperature Coefficient Element).

상기 안전벤트(330)는 상기 안전소자(320)의 하부에서 안전소자(320)와 접촉되도록 배치되며, 이차전지의 내압이 일정 수준 이상으로 증가하는 경우 파열되도록 구성된다. 이때, 상기 안전벤트(330)는 중심부가 하부 방향으로 돌출되도록 형성되고, 그러한 중심부 부근에 소정의 노치(335)가 형성될 수 있다. 따라서, 이차전지의 내부, 즉 전극 조립체(100)쪽으로부터 가스가 발생하여 내압이 증가하게 되면, 안전벤트(330)는 그것의 형상이 역전되면서 상향 돌출되게 되고, 노치들(335)을 중심으로 파열될 수 있다. 따라서, 이러한 안전벤트(330)의 파열된 부분을 통해 전지 케이스(200)의 내부에 차있던 가스가 외부로 배출될 수 있게 된다.The safety vent 330 is arranged to be in contact with the safety element 320 at a lower portion of the safety element 320 and is configured to be ruptured when the internal pressure of the secondary battery increases to a certain level or more. At this time, the safety vent 330 is formed so that the central portion protrudes downward, and a predetermined notch 335 may be formed near the central portion. Accordingly, when gas is generated from the inside of the secondary battery, that is, the electrode assembly 100 to increase the internal pressure, the shape of the safety vent 330 is reversed and protrudes upward and the safety vent 330 protrudes upward from the notches 335 It can be ruptured. Therefore, the gas contained in the battery case 200 can be discharged to the outside through the ruptured portion of the safety vent 330.

상기 전류차단부재(340)는 상부의 적어도 일부분이 상기 안전벤트(330)의 하단에 연결된다. 따라서, 정상적인 상태에서는 안전벤트(330)의 하부 돌출 부분이 전류차단부재(340)와 접촉되다가, 가스 발생으로 내압이 증가하여 안전벤트(330)의 형상이 역전되면, 전류차단부재(340)와 안전벤트(330) 사이의 전기적 접속이 차단된다. 또한, 상기 전류차단부재(340)의 하부는 상기 전극 조립체(100)의 중공(150)에 삽입된 센터핀(400)이 결합 고정된다. 따라서, 전류차단부재(340)는 정상적인 상태에서 전극 조립체(100)의 중공(150)에 삽입되고 중공(150) 내부의 양극(110)과 접촉되어 있는 센터핀(400)에 의해 전극 조립체(100)와 안전벤트(330) 사이에 통전이 이루어지도록 한다.At least a portion of the upper portion of the current blocking member 340 is connected to the lower end of the safety vent 330. Therefore, when the safety vent 330 is in a normal state, the lower protruding portion of the safety vent 330 is brought into contact with the current blocking member 340, The electrical connection between the safety vents 330 is blocked. The center pin 400 inserted into the hollow 150 of the electrode assembly 100 is coupled to the lower portion of the current blocking member 340. The current blocking member 340 is inserted into the hollow 150 of the electrode assembly 100 in a normal state and is electrically connected to the electrode assembly 100 And the safety vent 330 are made to be energized.

상기 센터핀(400)은 스테인리스 스틸과 같은 강성의 전도성 금속 재질로 구성되며, 상기 전극 조립체(100)의 중공(150)에 삽입되어 밀착 고정될 수 있는 봉 형태의 구조를 가진다. 센터핀(400)은 전극 조립체(100)의 중공(150)에 삽입된 상태에서 캡 조립체(300)의 하단에 결합될 수 있는 길이로 형성된다.The center pin 400 is made of a rigid conductive metal material such as stainless steel and has a rod-like structure that can be inserted and fixedly attached to the hollow 150 of the electrode assembly 100. The center pin 400 is formed to have a length that can be coupled to the lower end of the cap assembly 300 while being inserted into the hollow 150 of the electrode assembly 100.

보다 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 센터핀(400)은 캡 조립체(300)의 전류차단부재(340)에 상단이 결합된다. 센터핀(400)은 전류차단부재(340)에 결합된 상태에서 상기 전극 조립체(100)의 중공(150)에 삽입되게 된다. 이때, 센터핀(400)이 삽입되는 전극 조립체(100)의 중공(150) 내부에는 양극(110)이 노출되게 위치하여, 센터핀(400)이 전극 조립체(100)의 양극(110)과 접촉되어 전극 조립체(100)의 양극(110)과 캡 조립체(300)의 전류차단부재(340)를 전기적으로 연결하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 센터핀(400)은 전극 조립체(100)에 종래의 전극 리드(도 1의 15 참조)를 별도로 부착시키지 않고, 이를 대체하여 전극 조립체(100)와 캡 조립체(300)를 전기적으로 연결시키는 역할을 수행할 수 있다.3, the center pin 400 is coupled to an upper end of the current blocking member 340 of the cap assembly 300. As shown in FIG. The center pin 400 is inserted into the hollow 150 of the electrode assembly 100 while being coupled to the current blocking member 340. At this time, the anode 110 is exposed in the hollow 150 of the electrode assembly 100 in which the center pin 400 is inserted, and the center pin 400 contacts the anode 110 of the electrode assembly 100 So that the positive electrode 110 of the electrode assembly 100 and the current blocking member 340 of the cap assembly 300 are electrically connected to each other. In other words, the center pin 400 according to the present invention can be manufactured by attaching the electrode assembly 100 and the cap assembly 300 instead of attaching the conventional electrode lead (see 15 in FIG. 1) separately to the electrode assembly 100 So that they can be electrically connected to each other.

본 발명에 따른 원통형 이차전지의 센터핀(400)은 상기 전극 조립체(100)의 중공(150)에 삽입된 상태에서 그 외경이 확장 가능한 구조를 갖는다. 즉, 센터핀(400)은 길이 방향을 따라 절개홈(410)이 형성되고, 상기 절개홈(410)의 간격이 벌어지면서 센터핀(410)의 외경이 확장될 수 있다. 이는 전극 조립체(100)와 긴밀하게 밀착 고정될 수 있도록 하여 전극 조립체(100)의 양극(110)과의 접촉저항 특성을 향상시킬 수 있고, 전극 조립체(100)의 유동을 방지할 수 있게 한다.The center pin 400 of the cylindrical rechargeable battery according to the present invention has a structure in which the outer diameter of the center pin 400 can be expanded when the center pin 400 is inserted into the hollow 150 of the electrode assembly 100. That is, the center pin 400 has a cutout groove 410 formed along the longitudinal direction thereof, and the outer diameter of the center pin 410 can be enlarged as the gap between the cutout cutouts 410 spreads. This makes it possible to improve the contact resistance characteristics of the electrode assembly 100 with respect to the anode 110 by making it closely fixed to the electrode assembly 100 and to prevent the electrode assembly 100 from flowing.

이를 위해, 상기 센터핀(400)의 내부에는 센터핀(400)의 외경을 확장시키기 위한 외경 확장 수단(420a, 420b)이 더 구비될 수 있다.The center pin 400 may further include outer diameter enlarging means 420a and 420b for extending the outer diameter of the center pin 400. [

도 4 및 도 5는 도 3의 A-A'선 단면으로 본 발명에 따른 센터핀의 외경 확장 구조의 일 예를 도시한 단면도들이고, 도 6 및 도 7은 도 3의 B-B'선 단면으로 본 발명에 따른 센터핀의 외경 확장 구조의 다른 예를 도시한 단면도들이고, 도 8은 도 3의 B-B'선 단면으로 본 발명에 따른 센터핀의 외경 확장 구조의 또 다른 예를 도시한 단면도이다.FIGS. 4 and 5 are cross-sectional views taken along the line A-A 'of FIG. 3 and showing an example of the outer diameter enlarging structure of the center pin according to the present invention, and FIGS. 6 and 7 are cross- And FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line B-B 'of FIG. 3 showing another example of the outer diameter enlarging structure of the center pin according to the present invention Sectional view.

먼저, 본 발명에 따른 센터핀의 외경 확장 구조에 대한 일 예로, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 외경 확장 수단(420a)은 상기 센터핀(400) 내부의 내경이 부분적으로 축소될 수 있도록 센터핀(400)의 길이 방향을 따라 반복적으로 형성된 협폭부(421a)와, 상기 센터핀(400)의 길이 방향으로 이동되어 상기 협폭부(421a)와 선택적으로 고정됨으로써 센터핀(400)의 외경을 확장시키는 확장부(422a)로 이루어진다. 즉, 상기 외경 확장 수단(420a)은 센터핀(400)이 전극 조립체(100)의 중공(150)에 삽입되기 이전에는 도 4에 도시된 바와 같이, 외경 확장 수단(420a)의 확장부(422a)가 협폭부(421a)와 만나지 않는 상태를 유지한다. 이 후, 상기 센터핀(400)이 전극 조립체(100)의 중공(150)에 삽입되면 도 5에 도시된 바와 같이, 외경 확장 수단(420a)의 확장부(422a)를 센터핀(400)의 길이 방향으로 이동시켜 협폭부(421a)에 확장부(422a)를 위치시켜 고정되도록 함으로써, 센터핀(400)의 외경이 확장될 수 있게 한다.4 and 5, the inner diameter of the center pin 400 may be partially reduced in the outer diameter enlarging unit 420a, for example, The center pin 400 is moved in the longitudinal direction of the center pin 400 and is selectively fixed to the narrow portion 421a so that the center pin 400 is rotated in the longitudinal direction of the center pin 400. [ And an extension portion 422a for expanding the outer diameter of the outer casing 422a. That is, before the center pin 400 is inserted into the hollow 150 of the electrode assembly 100, the outer diameter enlarging means 420a may be provided with an extension 422a of the outer diameter enlarging means 420a, Is not in contact with the narrow portion 421a. 5, when the center pin 400 is inserted into the hollow 150 of the electrode assembly 100, the extended portion 422a of the outer diameter enlarging means 420a is inserted into the hollow 150 of the electrode assembly 100, The enlarged portion 422a is positioned and fixed to the narrow portion 421a by moving in the longitudinal direction so that the outer diameter of the center pin 400 can be expanded.

다른 예로, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 외경 확장 수단(420b)은 상기 센터핀(400) 내부의 내경이 부분적으로 축소될 수 있도록 센터핀(400)의 반경 방향으로 적어도 둘 이상 형성된 협폭부(421b)와, 상기 센터핀(400)의 반경 방향으로 회전되어 상기 협폭부(421b)와 선택적으로 고정됨으로써 센터핀(400)의 외경을 확장시키는 확장부(422b)로 이루어진다. 즉, 상기 외경 확장 수단(420b)는 센터핀(400)이 전극 조립체(100)의 중공(150)에 삽입되기 이전에는 도 6에 도시된 바와 같이, 외경 확장 수단(420)b)의 확장부(422b)가 협폭부(421b)와 만나지 않는 상태를 유지한다. 이후, 상기 센터핀(400)이 전극 조립체(100)의 중공(150)에 삽입되면 도 7에 도시된 바와 같이, 외경 확장 수단(420b)의 확장부(422b)를 센터핀(400)의 반경 방향으로 회전시켜 협폭부(421b)에 확장부(422b)를 위치시켜 고정되도록 함으로써, 센터핀(400)의 외경이 확장될 수 있게 한다.6 and 7, the outer diameter enlarging means 420b may include at least two (two or more) outer diameters in the radial direction of the center pin 400 so that the inner diameter of the center pin 400 may be partially reduced. And an enlarged portion 422b extending in the radial direction of the center pin 400 and selectively fixed to the narrow portion 421b to enlarge the outer diameter of the center pin 400. [ 6, before the center pin 400 is inserted into the hollow 150 of the electrode assembly 100, the outer diameter enlarging unit 420b may extend the outer diameter enlarging unit 420b of the electrode assembly 100, The narrowed portion 422b does not meet the narrowed portion 421b. 7, when the center pin 400 is inserted into the hollow 150 of the electrode assembly 100, the enlarged portion 422b of the outer diameter enlarging means 420b is inserted into the center 150 of the center pin 400, So that the enlarged portion 422b is positioned and fixed to the narrow portion 421b so that the outer diameter of the center pin 400 can be expanded.

한편, 상술된 실시예에서는 센터핀(400)의 확장을 위해 별도의 외경 확장 수단(420a, 420b)이 구비되는 것으로 설명되었으나, 이는 일부 실시예에 불과할 뿐, 이외의 다양한 방식으로 센터핀(400)의 외경을 확장시킬 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다. 즉, 또 다른 예로서, 본 발명에 따른 센터핀(400)은 탄성체로 이루어지고, 센터핀(400)의 외경이 축소되도록 구속되었다가 구속을 해제하였을 때 센터핀(400)의 외경이 확장될 수 있는 구조로써, 도 8에 도시된 바와 같이, 센터핀(400')이 적어도 일회 이상 권취되어 그 단면이 스파이럴 형태를 갖는 탄성 구조로 형성될 수 있다. 이 외에도, 센터핀(400)은 형상 기억 합금체로 이루어지고, 센터핀(400)의 외경이 축소되도록 변형되었다가 형상 기억 변형에 의해 센터핀(400)의 외경이 확장되도록 형성될 수도 있다.Although the outer diameter enlarging means 420a and 420b are provided for expanding the center pin 400 in the above-described embodiment, the outer diameter enlarging means 420a and 420b are provided only in the center pin 400 It is apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited thereto. In other words, as another example, the center pin 400 according to the present invention is made of an elastic body and restrains the outer diameter of the center pin 400 to be reduced. When the restraint is released, the outer diameter of the center pin 400 is expanded As shown in FIG. 8, the center pin 400 'may be wound at least once to have an elastic structure whose cross section has a spiral shape. In addition, the center pin 400 may be formed of a shape memory alloy and may be formed so that the outer diameter of the center pin 400 is reduced and then the outer diameter of the center pin 400 is expanded by shape memory deformation.

도 9는 본 발명에 따른 센터핀과 전류차단부재의 결합 부분의 내부 구조를 도시한 단면도이다.9 is a cross-sectional view illustrating an internal structure of a coupling portion of a center pin and a current blocking member according to the present invention.

추가적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 센터핀(400)이 결합되는 전류차단부재(340)에는 센터핀(400)의 외경 확장을 위해 구비된 외경 확장 수단(420a, 420b)와 결합되어 센터핀(400)의 외경이 확장될 수 있도록 조작하는 확장 스위치(345)가 더 구비될 수 있다. 상기 확장 스위치(345)는 일 예에 따른 외경 확장 수단(420a)에 적용될 경우에는 외경 확장 수단(420a)의 확장부(422a)가 센터핀(400) 내부의 길이 방향으로 이동될 수 있도록 조작하는 버튼 형태로 형성될 수 있다. 또한, 다른 예에 따른 외경 확장 수단(420b)에 적용될 경우에는 외경 확장 수단(420b)의 확장부(422b)가 센터핀(400) 내부의 반경 방향으로 회전될 수 있도록 조작하는 레버 형태로 형성될 수 있다. 하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 별도의 확장 스위치(345)를 구비하지 않고, 센터핀(400)을 직접 조작하여 센터핀(400)의 외경 확장이 이루어질 수 있도록 할 수도 있다.9, the current blocking member 340, to which the center pin 400 is coupled, is coupled to outer diameter enlarging means 420a and 420b provided for expanding the outer diameter of the center pin 400, And an extension switch 345 for operating the pin 400 so that the outer diameter of the pin 400 can be expanded. When the extension switch 345 is applied to the outer diameter expanding means 420a according to an example, the extension portion 422a of the outer diameter expanding means 420a is operated so as to be movable in the longitudinal direction inside the center pin 400 And may be formed in a button shape. When the outer diameter expanding means 420b according to another example is applied, the extension portion 422b of the outer diameter expanding means 420b is formed in the form of a lever which is operated to be rotated in the radial direction inside the center pin 400 . However, the present invention is not limited to this, and the center pin 400 may be directly operated to extend the outer diameter of the center pin 400 without providing a separate expansion switch 345.

대안적으로, 상기 센터핀(400)과 전류차단부재(340)는 일체형으로 형성될 수도 있다. 이는 상기 센터핀(400)과 전류차단부재(340)를 별도로 제조한 뒤 용접에 의해 접합시키거나, 처음 제조 시 센터핀(400)과 전류차단부재(340)가 일체인 형태로 제조하는 것에 의해 달성될 수 있다.Alternatively, the center pin 400 and the current blocking member 340 may be integrally formed. This is because the center pin 400 and the current blocking member 340 are separately manufactured and then joined together by welding or the center pin 400 and the current blocking member 340 are integrally formed Can be achieved.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.

100 : 전극 조립체 110 : 양극
120 : 음극 130 : 세퍼레이터
150 : 중공 200 : 전지 케이스
300 : 캡 조립체 310 : 탑 캡
320 : 안전소자 330 : 안전벤트
340 : 전류차단부재 400 : 센터핀
410 : 절개홈 420a, 420b : 외경 확장 수단100: electrode assembly 110: anode
120: cathode 130: separator
150: hollow 200: battery case
300: cap assembly 310: top cap
320: Safety element 330: Safety vent
340: current blocking member 400: center pin
410: incision grooves 420a, 420b:

Claims (15)

양극 및 음극이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치되고, 중심부에 중공이 형성되고 중공 내부로 상기 양극이 노출될 수 있도록 권취된 전극 조립체;
상기 전극 조립체 및 전해액을 수용하는 전지 케이스;
상기 전지 케이스의 개방단에 밀봉 결합되고 최상부에 양극 단자가 형성된 캡 조립체;
상기 전극 조립체의 중공에 삽입되어 밀착 고정되는 봉 형태의 센터핀; 및
상기 센터핀 내부에 구비되고, 상기 센터핀 내부의 내경이 부분적으로 축소되도록 형성된 협폭부와, 상기 협폭부와 선택적으로 고정됨으로써 센터핀의 외경을 확장시키는 확장부로 이루어진 외경 확장 수단;을 포함하고,
상기 센터핀은 상기 캡 조립체에 상단이 결합되고, 상기 전극 조립체의 중공 내부의 양극과 접촉되어 상기 전극 조립체의 양극과 상기 캡 조립체의 양극 단자를 전기적으로 연결하고,
상기 센터핀의 상기 외경 확장 수단에 의해 상기 전극 조립체의 중공에 삽입된 상태에서 그 외경이 확장 가능한 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.An electrode assembly in which a positive electrode and a negative electrode are disposed with a separator interposed therebetween, and a hollow is formed in the center portion and the positive electrode is exposed to the inside of the hollow;
A battery case for accommodating the electrode assembly and the electrolyte;
A cap assembly sealingly coupled to an open end of the battery case and having a positive terminal at the top;
A center pin inserted into the hollow of the electrode assembly and fixed in close contact with the electrode pin; And
And an outer diameter enlarging means provided inside the center pin and having an outer diameter enlarging means formed by a narrow portion formed inside the center pin so as to partially reduce an inner diameter of the center pin and an outer diameter enlarging the outer diameter of the center pin by being selectively fixed to the narrow portion,
Wherein the center pin is coupled to an upper end of the cap assembly and is in contact with an anode of the hollow interior of the electrode assembly to electrically connect the anode of the electrode assembly and the anode terminal of the cap assembly,
Wherein the outer diameter of the center pin is expandable in a state of being inserted into the hollow of the electrode assembly by the outer diameter expanding means of the center pin. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 센터핀은 길이 방향을 따라 절개홈이 형성되고, 그 내부의 상기 외경 확장 수단에 의해 상기 절개홈의 간격이 벌어지면서 센터핀의 외경이 확장되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.The method according to claim 1,
Wherein the center pin has a cutout groove formed along a longitudinal direction thereof and an outer diameter of the center pin is enlarged by an interval of the cutout groove being opened by the outer diameter enlarging means inside the cutout groove. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 외경 확장 수단은,
상기 협폭부가 센터핀의 길이 방향을 따라 반복적으로 형성되고,
상기 확장부가 센터핀의 길이 방향으로 이동되어 상기 협폭부와 선택적으로 고정됨으로써 센터핀의 외경을 확장시키는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.The method according to claim 1,
Wherein the outer diameter expanding means comprises:
The narrow width is repeatedly formed along the longitudinal direction of the center pin,
Wherein the enlarged portion is moved in the longitudinal direction of the center pin and is selectively fixed to the narrow portion, thereby enlarging the outer diameter of the center pin. 제1항에 있어서,
상기 외경 확장 수단은,
상기 협폭부가 센터핀의 반경 방향으로 적어도 둘 이상 형성되고,
상기 확장부가 센터핀의 반경 방향으로 회전되어 상기 협폭부와 선택적으로 고정됨으로써 센터핀의 외경을 확장시키는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.The method according to claim 1,
Wherein the outer diameter expanding means comprises:
At least two narrower portions are formed in the radial direction of the center pin,
Wherein the enlarged portion is rotated in the radial direction of the center pin to selectively fix the narrow portion, thereby enlarging the outer diameter of the center pin. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 캡 조립체는,
최상부에 돌출된 형태로 배치되고 양극 단자가 형성된 탑 캡과,
상기 탑 캡의 하부에서 상기 탑 캡과 접촉되도록 배치된 안전소자와,
상기 안전소자와 접촉되도록 배치되고 이차전지의 내압 증가시 파열되는 안전벤트와,
상부가 상기 안전벤트의 하단에 연결되고, 하부가 상기 센터핀과 연결되는 전류차단부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.The method according to claim 1,
The cap assembly includes:
A top cap which is disposed in a protruding shape at an uppermost portion and in which a positive terminal is formed,
A safety element disposed in contact with the top cap at the bottom of the top cap,
A safety vent disposed to be in contact with the safety element and ruptured when an internal pressure of the secondary battery rises;
Wherein the upper portion is connected to the lower end of the safety vent and the lower portion is connected to the center pin. 제12항에 있어서,
상기 센터핀은 상기 전류차단부재에 결합 고정된 상태에서 상기 전극 조립체의 중공에 삽입되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.13. The method of claim 12,
Wherein the center pin is inserted into the hollow of the electrode assembly while being fixedly coupled to the current blocking member. 제13항에 있어서,
상기 센터핀은 상기 전극 조립체의 중공에 삽입된 상태에서 그 외경이 확장 가능한 구조를 갖고,
상기 전류차단부재는 결합 고정된 상기 센터핀의 외경이 확장될 수 있도록 조작하는 확장 스위치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.14. The method of claim 13,
Wherein the center pin has a structure in which an outer diameter of the center pin can be expanded when the center pin is inserted into the hollow of the electrode assembly,
Wherein the current blocking member further comprises an expansion switch operable to expand an outer diameter of the center pin coupled and fixed. 제12항에 있어서,
상기 센터핀은 상기 전류차단부재와 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.13. The method of claim 12,
And the center pin is integrally formed with the current blocking member.
KR1020120012899A 2012-02-08 2012-02-08 Cylindrical secondary battery KR101473389B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120012899A KR101473389B1 (en) 2012-02-08 2012-02-08 Cylindrical secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120012899A KR101473389B1 (en) 2012-02-08 2012-02-08 Cylindrical secondary battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130091532A KR20130091532A (en) 2013-08-19
KR101473389B1 true KR101473389B1 (en) 2014-12-17

Family

ID=49216692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120012899A KR101473389B1 (en) 2012-02-08 2012-02-08 Cylindrical secondary battery

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101473389B1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102283784B1 (en) 2014-10-24 2021-08-02 삼성에스디아이 주식회사 Rechargeable battery
KR102477634B1 (en) 2015-10-23 2022-12-13 삼성에스디아이 주식회사 Rechageable battery
US20230062173A1 (en) * 2020-09-15 2023-03-02 Lg Energy Solution, Ltd. Button-type secondary battery
CN112768845B (en) * 2021-04-09 2021-09-14 江苏时代新能源科技有限公司 Battery cell, manufacturing method and manufacturing system thereof, battery and electric device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005251446A (en) 2004-03-02 2005-09-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005251446A (en) 2004-03-02 2005-09-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130091532A (en) 2013-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101279994B1 (en) Cap Assembly of Structure Having Safety Element on Electrode Lead and Cylindrical Battery Employed with the Same
EP3276703B1 (en) Pouch-type secondary battery including electrode lead having current limiting function
KR101182284B1 (en) Rechargeable battery
JP5520912B2 (en) Secondary battery
EP3246966B1 (en) Pouch-type secondary battery including electrode lead having electrical current limiting function
BRPI0819682B1 (en) BATTERY CONTAINING PCM USED WITH SAFETY ELEMENT
KR20040026258A (en) Electorde assembly for lithium ion cell and lithium ion cell using the same
KR20080017264A (en) Pouch-typed secondary battery with improved safety and excellent manufacturing process property
JP2012506107A (en) Cap assembly with improved safety and cylindrical secondary battery using the same
KR101310731B1 (en) Secondary battery
EP3518305B1 (en) Secondary battery
KR102250181B1 (en) Cap assembly and secondary battery using the same
KR101473389B1 (en) Cylindrical secondary battery
JP2004349241A (en) Secondary battery
KR101484099B1 (en) Secondary battery
KR101293208B1 (en) Cap assembly for secondary battery
KR100496302B1 (en) Prismatic type lithium secondary battery having the safety vent
KR20160085063A (en) Secondary battery
CN114762182A (en) Sealed battery
KR100646512B1 (en) Cylinder type secondary battery
US20220320572A1 (en) Secondary battery
KR101174919B1 (en) Lithium rechargeable battery
KR100824896B1 (en) Cylinderical Lithium Rechargeable Battery
WO2015079672A1 (en) Cylindrical battery
KR20120039323A (en) Cap assembly and secondary battery using the same

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
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170919

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181016

Year of fee payment: 5