KR101678735B1 - 이차전지 탑 캡 어셈블리 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이차전지 탑 캡 어셈블리에 관한 것으로서, 원통형 이차전지의 개구부 상단을 마감하는 이차전지 탑 캡 어셈블리에 있어서, 전지 내의 고압 발생 시 전류를 차단하는 CID(Current Interrupt Device)단락 부재; 상기 CID 단락 부재의 상부에 연결되고, 상기 단락 부재의 허용전압 이상 전압 발생 시 파단되는 복수 개의 노치가 형성되어 전지 내부의 가스를 배출하기 위한 안전 벤트와; 상기 안전 벤트에 연결되며, 상기 원통형 이차전지의 상부 개구부의 최상단에 위치하는 탑 캡과; 상기 CID 단락 부재의 외주면을 감싸며 밀봉하는 가스켓과; 상기 가스켓과 상기 안전 벤트 간의 열전달을 차단하는 내열 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 이차전지의 외부 단락 시, CID 단락 부재를 감싸는 가스켓이 녹아 변형되더라도 안전 벤트와 CID 단락 부재가 접촉하는 것을 내열 부재가 방지하여 이차전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 이차전지의 외부 단락 시, CID 단락 부재를 감싸는 가스켓이 녹아 변형되더라도 안전 벤트와 CID 단락 부재가 접촉하는 것을 내열 부재가 방지하여 이차전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 이차전지 탑 캡 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 안전성을 향상시킬 수 있는 이차전지 탑 캡 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로, 이차전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능하다는 이점으로 인하여 최근 그 개발 및 사용이 증가하고 있다. 이차전지는 양극, 음극 및 분리막으로 이루어지는 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재를 구비한다. 이차전지는 구조적 특징에 따라 원통형 이차전지, 각형 이차전지, 파우치형 이차전지 등으로 분류할 수 있다.
원통형 이차전지는 일반적으로 원통형 캔과, 원통형 캔 내부에 수납되는 전극 조립체와, 원통형 캔 상부에 결합되는 탑 캡 어셈블리를 포함하여 이루어진다. 탑 캡 어셈블리는 원통형 캔의 개구부의 상단을 마감한다.
도 1은 이러한 탑 캡 어셈블리를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 탑 캡 어셈블리는 전지 내의 고압 발생 시 전류를 차단하는 CID(Current Interrupt Device)단락 부재(40)와, CID 단락 부재(40)의 상부에 연결되고, CID 단락 부재(40)의 허용전압 이상 전압 발생 시 파단되는 복수 개의 노치가 형성되어 전지 내부의 가스를 배출하기 위한 안전 벤트(30)와, 원통형 이차전지의 캔(10)의 상부 개구부 최상단에 위치하는 탑 캡(20)과, CID 단락 부재(40)의 외주면을 감싸며 밀봉하는 가스켓(50)을 포함한다.
이와 같이 마련되는 탑 캡(20) 어셈블리는 원통형 이차전지의 외부 단락 발생 시 CID 단락 부재(40)를 감싸는 가스켓(50)이 고온에 의하여 녹아 변형되기가 용이하다. 이에 따라 CID 단락 부재(40)와 안전 벤트(30)가 접촉하여 서로 붙어버릴 위험이 높으며, CID 단락 부재(40)와 안전 벤트(30)가 접촉할 경우, CID 단락 부재(40)와 안전 벤트(30)가 전류를 차단하지 못하여 전지가 폭발할 위험성이 있는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 외부 단락 발생 시, CID 단락 부재와 안전 벤트가 접촉하는 것을 방지할 수 있는 이차전지 탑 캡 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 이차전지 탑 캡 어셈블리는, 원통형 이차전지의 개구부 상단을 마감하는 이차전지 탑 캡 어셈블리에 있어서, 전지 내의 고압 발생 시 전류를 차단하는 CID(Current Interrupt Device)단락 부재; 상기 CID 단락 부재의 상부에 연결되고, 상기 단락 부재의 허용전압 이상 전압 발생 시 파단되는 복수 개의 노치가 형성되어 전지 내부의 가스를 배출하기 위한 안전 벤트와; 상기 안전 벤트에 연결되며, 상기 원통형 이차전지의 상부 개구부의 최상단에 위치하는 탑 캡과; 상기 CID 단락 부재의 외주면을 감싸며 밀봉하는 가스켓과; 상기 가스켓과 상기 안전 벤트 간의 열전달을 차단하는 내열 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에, 가스켓이 파손되어도 안전 벤트와 CID 단락 부재의 직접적인 접촉을 내열부재가 방지할 수 있다.
본 발명에서, 상기 내열 부재는 폴리테트라프루오로에틸렌계(Poly Tetra Fluoro Ethylene) 또는 폴리아미드계(Polyamide) 중 어느 하나의 소재로 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 내열 부재는 필름 또는 테이프로 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 내열 부재는 상기 안전 벤트 하면의 가장자리와 상기 가스켓 사이에 마련되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 내열 부재는 상기 안전 벤트의 하면 전체에 마련되는 것이 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지 탑 캡 어셈블리에 따르면, 이차전지의 외부 단락 시, CID 단락 부재를 감싸는 가스켓이 녹아 변형되더라도 안전 벤트와 CID 단락 부재가 접촉하는 것을 내열 부재가 방지하여 이차전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 이차전지 탑 캡 어셈블리를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 이차전지 탑 캡 어셈블리는 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 이차전지 탑 캡 어셈블리는 도시한 도면.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 이차전지 탑 캡(20) 어셈블리를 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지 탑 캡(20) 어셈블리는 전지 내의 고압 발생 시 전류를 차단하는 CID(Current Interrupt Device)단락 부재(40)와, CID 단락 부재(40)의 상부에 연결되는 안전 벤트(30)와, 안전 벤트(30)에 연결되고, 원통형 이차전지 캔(10)의 상부 개구부의 최상단에 위치하는 탑 캡(20)과, CID 단락 부재(40)의 외주면을 감싸며 밀봉하는 가스켓(50), 및 가스켓(50)과 안전 벤트(30) 간의 열전달을 차단하는 내열 부재(60)를 포함한다.
탑 캡(20)은 원통형 이차전지의 개구부의 최상단에 위치한다. 탑 캡(20)은 중앙부가 상부를 향하여 볼록하게 돌출되는 형상으로 구비되어, 원통형 이차전지가 외부와 전기적으로 접속될 수 있다.
안전 벤트(30)는 CID 단락 부재(40)의 허용 전압 이상의 전압이 발생될 때 복수 개의 노치가 파단되어 전지 내부에서 발생한 고압 가스를 배출함으로써 전지 폭발의 위험을 저감시킨다. 안전 벤트(30)는 상부의 탑 캡(20)을 감싸도록 가장자리가 절곡되고, 하부에 마련되는 CID 단락 부재(40)의 일측과 접하도록 중앙부가 하부를 향하여 돌출되는 형상으로 구비된다. 또한, 안전 벤트(30)에는 복수 개의 노치가 소정 간격으로 이격되어 형성되어 있다. 이에, 원통형 이차전지의 내압이 증가할 경우, 노치가 파단됨으로써 전지 내부의 가스를 외부로 방출한다.
CID 단락 부재(40)는 원통형 전지 내의 고압 발생시 단락되어 전류를 차단한다. CID 단락 부재(40)는 안전 벤트(30)의 하단에 용접을 통하여 연결된다. 이러한 CID 단락 부재(40)의 외주면을 감싸도록 가스켓(50)이 구비된다.
이러한 안전 벤트(30)와 CID 단락 부재(40)를 감싸는 가스켓(50) 사이에는 내열 부재(60)가 마련된다. 내열 부재(60)는 안전 벤트(30)의 하면, 즉, 탑 캡(20)의 하단에 마련되는 CID 단락 부재(40)를 향한 면에 마련된다. 내열 부재(60)는 가스켓(50)과 안전 벤트(30) 간의 열전달을 차단하기 위한 부재이다. 이에, 내열 부재(60)는 폴리테트라프루오로에틸렌계(Poly Tetra Fluoro Ethylene) 또는 폴리아미드계(Polyamide)와 같은 내열성 소재로 구비된다. 이와 같은 소재로 마련되는 내열 부재(60)는 필름 또는 테이프와 같은 형태로 구비되어 안전 벤트(30)의 하면에 부착함으로써 간단한 방법으로 마련될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 액체 상태의 내열성 소재를 안전 벤트(30)의 하면에 코팅하거나 도포함으로써 구비될 수도 있다.
한편, 내열 부재(60)는 외부 단락 발생 시, CID 단락 부재(40)를 감싸는 가스켓(50)이 녹아 파손될 경우, 안전 벤트(30)와 CID 단락 부재(40) 간의 접촉을 방지하기 위한 것이다. 이에, 내열 부재(60)가 안전 벤트(30)와 CID 단락 부재(40) 간의 접촉을 효과적으로 방지하기 위하여 안전 벤트(30)의 하면에 마련되는 위치를 한정할 필요가 있다. 내열 부재(60)는 가스켓(50)이 녹아 파손될 경우, CID 단락 부재(40)와 접촉하기 쉬운 가장자리부분, 즉, 안전 벤트(30)가 탑 캡(20)을 향하여 절곡된 부분으로부터 연장되어 구비된다. 내열 부재(60)는 안전 벤트(30)의 일측 절곡된 부분으로부터 안전 벤트(30)에 형성된 노치까지 연장되도록 마련되는 것이 바람직하다. 또는, 내열 부재(60)는 안전 벤트(30)가 탑 캡(20)을 향하여 절곡된 일측으로부터 타측의 절곡된 부분까지 연장되어 안전 벤트(30)의 하면 전체에 마련될 수도 있다. 내열 부재(60)가 안전 벤트(30)의 일측에 절곡된 부분, 즉, 가장자리부분으로부터 안전 벤트(30)에 형성된 노치까지 연장되도록 마련될 경우, 안전 벤트(30) 전체에 마련될 때보다 제조비용을 저감할 수 있으며, 안전 벤트(30)의 파단 시 노치가 내열 부재(60)에 의하여 파단되지 못하는 일을 방지할 수 있다. 한편, 내열 부재(60)가 안전 벤트(30)의 하면 전체에 마련될 경우, 보다 확실하게 외부 단락 발생 시, 가스켓(50)이 녹아 파손되어 안전 벤트(30) 및 CID 단락 부재(40)의 배치가 흐트러지더라도, 안전 벤트(30)의 하면 전체에 마련된 내열 부재(60)에 의하여 안전 벤트(30)와 CID 단락 부재(40)가 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같이, 내열 부재(60)가 안전 벤트(30)와 가스켓(50) 사이에 구비됨에 따라, 원통형 이차전지에 외부 단락이 발생되어 가스켓(50)이 녹아 변형되더라도, 내열 부재(60)에 의하여 가스켓(50)이 감싸고 있는 CID 단락 부재(40)와 안전 벤트(30)가 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 이에, 원통형 이차전지의 안전성을 종래 대비 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
전술된 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
20: 탑 캡
30: 안전 벤트
40: CID 단락 부재
50: 가스켓
60: 내열 부재
30: 안전 벤트
40: CID 단락 부재
50: 가스켓
60: 내열 부재
Claims (5)
- 원통형 이차전지의 개구부 상단을 마감하는 이차전지 탑 캡 어셈블리에 있어서,
전지 내의 고압 발생 시 전류를 차단하는 CID(Current Interrupt Device)단락 부재;
상기 CID 단락 부재의 상부에 연결되고, 상기 단락 부재의 허용전압 이상 전압 발생 시 파단되는 복수 개의 노치가 형성되어 전지 내부의 가스를 배출하기 위한 안전 벤트와;
상기 안전 벤트에 연결되며, 상기 원통형 이차전지의 상부 개구부의 최상단에 위치하는 탑 캡과;
상기 CID 단락 부재의 외주면을 감싸며 밀봉하는 가스켓과;
상기 가스켓과 상기 안전 벤트 간의 열전달을 차단하는 내열 부재를 포함하고,
상기 내열 부재는 상기 안전 벤트의 하면 전체에 마련됨으로써 상기 안전 벤트와 상기 CID 단락 부재 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 이차전지 탑 캡 어셈블리. - 청구항 1에 있어서,
상기 내열 부재는 폴리테트라프루오로에틸렌계(Poly Tetra Fluoro Ethylene) 또는 폴리아미드계(Polyamide) 중 어느 하나의 소재로 구비되는 것을 특징으로 하는 이차전지 탑 캡 어셈블리. - 청구항 1에 있어서,
상기 내열 부재는 필름 또는 테이프로 구비되는 것을 특징으로 하는 이차전지 탑 캡 어셈블리. - 삭제
- 삭제
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