KR101702985B1 - 이차 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 음극과 양극을 포함하는 전극 어셈블리와, 상기 전극 어셈블리가 내장되는 공간을 갖는 케이스와, 상기 전극 어셈블리와 전기적으로 연결되며 상기 케이스의 외측에 돌출된 단자와, 상기 단자와 상기 전극 어셈블리를 전기적으로 연결하는 집전부재, 및 상기 집전부재를 부분적으로 감싸는 절연부재를 포함하고, 상기 집전부재에는 복수 개의 표즈부가 형성되고, 상기 퓨즈부는 상기 절연부재에 의하여 감싸진 제1퓨즈부와 상기 절연부재에 의하여 감싸지지 않고 노출된 제2퓨즈부를 포함한다.

Description

이차 전지{RECHARGEABLE BATTERY}
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 과전류 발생시 위험을 감소시킬 수 있는 안전 장치의 구조를 개선한 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 저용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 전지는 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 이차 전지가 개발되고 있으며, 상기한 고출력 이차 전지는 대전력을 필요로 하는 기기 예컨대, 전기 자동차 등의 모터 구동에 사용될 수 있도록 복수 개의 이차 전지를 직렬로 연결하여 대용량의 이차 전지로 구성된다.
또한, 하나의 대용량 이차 전지는 통상 직렬로 연결되는 복수개의 이차 전지로 이루어지며, 이차 전지는 원통형과 각형 등으로 이루어질 수 있다.
금속 등의 재질로 이루어진 케이스를 갖는 이차 전지 내부에 과전류가 흐르면 이차 전지의 온도가 상승하여 발화할 위험이 있다. 또한, 과전류로 인하여 이차 전지 내부에서 전해액 분해되는 등의 원인으로 이차 전지의 내부 압력이 상승하면 이차 전지가 폭발할 위험이 있다.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 안전성이 향상된 이차 전지를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 음극과 양극을 포함하는 전극 어셈블리와, 상기 전극 어셈블리가 내장되는 공간을 갖는 케이스와, 상기 전극 어셈블리와 전기적으로 연결되며 상기 케이스의 외측에 돌출된 단자와, 상기 단자와 상기 전극 어셈블리를 전기적으로 연결하는 집전부재, 및 상기 집전부재를 부분적으로 감싸는 절연부재를 포함하고, 상기 집전부재에는 복수 개의 표즈부가 형성되고, 상기 퓨즈부는 상기 절연부재에 의하여 감싸진 제1퓨즈부와 상기 절연부재에 의하여 감싸지지 않고 노출된 제2퓨즈부를 포함한다.
집전부재에는 퓨즈홀이 형성되고, 퓨즈홀의 일측 측단에 제1퓨즈부가 연결 형성되며, 홀의 타측 측단에 제2퓨즈부가 연결 형성될 수 있으며, 상기 집전부재는 단자에 고정되는 단자 접합부와 단자 접합부에서 절곡 형성된 측판, 측판에서 절곡 형성되어 무지부에 고정된 집전편을 포함할 수 있다.
상기 집전부재는 상기 측판의 하부에 연결 형성된 연결부와 연결부에서 절곡 형성되어 무지부에 고정된 집전편을 포함할 수 있으며, 상기 절연부재는 상기 단자 접합부를 감싸는 상부 절연부를 포함하고, 상기 상부 절연부에는 상기 제2퓨즈부를 노출시키는 절개부가 형성될 수 있다.
집전부재에는 퓨즈홀이 형성되고, 상기 상부 절연부에는 상기 퓨즈홀에 삽입되는 이격 지지부가 형성될 수 있으며, 상기 절연부재는 상기 측판을 감싸는 측면 절연부와 상기 측판에 연결된 집전편을 감싸는 집전 절연부를 포함할 수 있다.
상기 절연부재는 상기 연결부를 감싸는 하부 절연부와 상기 연결부에서 절곡 형성된 집전편을 감싸는 집전 절연부를 포함할 수 있으며, 상기 제1퓨즈부와 상기 제2퓨즈부는 상기 절연부재의 폭방향을 따라 평행하게 배치될 수 있다.
집전부재에는 제1퓨즈홀과 제2퓨즈홀이 형성되고, 상기 제1퓨즈홀과 상기 제2퓨즈홀은 상기 집전부재의 폭 방향을 따라 평행하게 배치될 수 있다.
상기 제1퓨즈홀의 일측 측단에 상기 제1퓨즈부가 연결 형성되고, 상기 제2퓨즈홀의 측단에 상기 제2퓨즈부가 연결 형성되며, 상기 제1퓨즈홀과 상기 제2퓨즈홀 사이에 제3퓨즈부가 형성될 수 있다.
상기 절연부재에는 상기 제1퓨즈부와 상기 제2퓨즈부를 노출시키는 절개부가 형성될 수 있으며, 상기 절연부재는 인서트 사출로 형성될 수 있다. 또한, 상기 절연부재는 폴리프로필렌(PP), 폴리플루오르(PFA), 폴리페닐린설파이드(PPS), 폴리케톤(PEEK)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 과전류로 인하여 퓨즈가 작동할 때, 퓨즈가 순차적으로 끊어지므로 아크 발생을 감소시켜서 안전성이 향상된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 전극 어셈블리들과 집전부재를 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에서 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 집전부재를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 절연부재를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 집전부재와 절연부재를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 집전부재를 도시한 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 본 명세서 및 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 제1실시예에 따른 이차 전지(101)는 양극(11)과 음극(12) 사이에 세퍼레이터(13)를 개재하여 귄취된 전극 어셈블리(10)와, 전극 어셈블리(10)가 내장되는 케이스(31)와, 케이스(31)의 개구에 결합된 캡 플레이트(25), 및 캡 플레이트를 관통하여 설치된 양극 단자(21)와 음극 단자(22)를 포함한다.
본 제1실시예에 따른 이차 전지(101)는 리튬 이온 이차 전지로서 각형인 것을 예로서 설명한다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명은 리튬 폴리머 전지 또는 원통형 전지 등 다양한 형태의 전지에 적용될 수 있다.
양극(11)은 알루미늄 등으로 이루어진 박판의 금속 호일로 형성된 집전체에 활물질이 도포된 영역인 양극 코팅부와 활물질이 코팅되지 않는 영역인 양극 무지부(11a)를 포함한다. 음극(12)은 구리 등으로 이루어진 박판의 금속 호일로 형성된 집전체에 활물질이 도포된 영역인 음극 코팅부와 활물질이 코팅되지 않는 영역인 음극 무지부(12a)를 포함한다.
양극 무지부(11a)는 양극(11)의 길이 방향을 따라 양극(11)의 한 쪽 측단에 형성되고, 음극 무지부(12a)는 음극(12)의 길이 방향을 따라 음극(12)의 다른 쪽 측단에 형성된다. 그리고 양극(11) 및 음극(12)은 절연체인 세퍼레이터(13)를 사이에 개재한 후 권취된다.
다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 상기한 전극 어셈블리(10)은 복수 개의 시트(sheet)로 이루어진 양극과 음극이 세퍼레이터를 사이에 두고 적층된 구조로 이루어질 수도 있다.
케이스(31)는 대략 직육면체로 이루어지며, 일면에는 개방된 개구가 형성된다. 캡 플레이트(25)는 케이스(31)의 개구에 결합되며 얇은 금속판으로 이루어진다. 캡 플레이트(25)에는 캡 플레이트(25)의 외측으로 돌출되며, 양극(11)과 전기적으로 연결된 양극 단자(21)와 캡 플레이트(25)의 외측으로 돌출되며 음극(12)과 전기적으로 연결된 음극 단자(22)가 설치된다.
캡 플레이트(25)에는 전해액의 주입을 위한 전해액 주입구가 형성되고 밀봉마개(23)가 전해액 주입구에 설치되어 이를 밀봉한다. 또한, 캡 플레이트(25)에는 설정된 내부 압력에 따라 파단될 수 있도록 노치가 형성된 벤트부재(27)가 설치된다.
양극 단자(21)는 캡 플레이트(25)를 관통하여 설치되는 바, 캡 플레이트(25)와 양극 단자(21) 사이에는 밀봉을 위한 하부 가스켓(26)이 설치된다. 양극 단자(21)는 외주에 나사산이 형성된 원기둥형상으로 이루어지는 데, 양극 단자(21)에는 양극 단자(21)를 상부에서 지지하는 너트(29)가 설치된다. 양극 단자(21)와 너트(29) 사이에는 연결판(32)이 설치된다.
양극 단자(21)에 연결판(32)이 끼움 결합된 후, 연결판(32)의 상부에 너트(29)가 체결된다. 연결판(32)은 양극 단자(21)와 캡 플레이트(25)를 전기적으로 연결한다. 이에 따라 캡 플레이트(25)와 케이스(31)는 양극(11)과 전기적으로 연결된다. 양극 단자(21)의 하부에는 집전부재(51) 및 양극 단자(21)를 지지하는 하부 절연부재(36)가 설치된다. 한편, 양극 단자(21)는 집전부재(51)를 매개로 양극 무지부(11a)와 전기적으로 연결되며, 양극 단자(21)의 하단에는 집전부재(51)에 결합되는 단자 플랜지가 형성된다.
음극 단자(22)는 캡 플레이트(25)를 관통하여 설치되는 바, 캡 플레이트(25)와 음극 단자(22) 사이에는 밀봉을 위한 하부 가스켓(26)이 설치된다. 음극 단자(22)는 외주에 나사산이 형성된 원기둥형상으로 이루어지는 데, 음극 단자(22)에는 음극 단자(22)를 상부에서 지지하는 너트(29)가 설치된다. 음극 단자(22)와 너트(29) 사이에는 밀봉 및 절연을 위한 상부 가스켓(24)이 설치된다.
음극 단자(22)의 하부에는 집전부재(52) 및 음극 단자(22)를 지지하고 절연하는 하부 절연부재(35)가 설치된다. 한편, 음극 단자(22)는 집전부재(52)를 매개로 음극 무지부(12a)와 전기적으로 연결되며, 음극 단자(22)의 하단에는 집전부재(52)에 결합되는 단자 플랜지가 형성된다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 전극 어셈블리들과 집전부재를 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 도 3에서 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 잘라 본 단면도이며, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 집전부재를 도시한 사시도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지(101)는 4개의 전극 어셈블리(10)를 포함한다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 본 실시예에 따른 이차 전지는 적어도 하나의 전극 어셈블리를 포함하면 충분하다.
집전부재(51)는 양극 단자(21)에 고정되는 단자 접합부(512)와 단자 접합부(512)에서 절곡 형성된 측판(513), 양극 무지부들(11a)에 고정된 집전편(517, 518) 및 단자 접합부(512)에 형성된 제1퓨즈부(515)와 제2퓨즈부(514)를 포함한다.
음극 단자(22)에 결합 설치된 집전부재(52)는 양극 단자(21)에 결합 설치된 집전부재(51)와 동일한 구조로 이루어지므로 이에 대한 중복 설명은 생략한다.
단자 접합부(512)는 사각판 형상으로 이루어지며 중앙에 양극 단자(21)가 삽입되는 지지홀(512a)이 형성된다. 또한, 단자 접합부(512)는 양극 단자(21)의 하부에 용접으로 접합된다. 측판(513)은 단자 접합부(512)에서 케이스(31)의 바닥을 향하여 직각으로 절곡 형성되어 케이스(31)의 측면과 평행하게 배치된다.
측판(513)의 양쪽 측단에는 2개의 집전편(517)이 연결 형성되고, 측판(513)의 하부에는 연결부(516)가 형성된다. 연결부(516)의 양쪽 측단에는 양극 무지부(11a)에 용접으로 접합되는 2개의 집전편(518)이 연결 형성된다.
집전편(517)은 측판(513)의 양쪽 측단에서 굽어져 양극 무지부(11a)와 나란하게 배치된 상태에서 양극 무지부(11a)에 용접으로 접합된다. 집전편(517)은 전극 어셈블리들(10) 중에서 외측에 위치하는 전극 어셈블리(10)에 용접으로 접합된다. 또한 집전편(518)은 연결부(516)의 양쪽 측단에서 굽어져 양극 무지부(11a)와 나란하게 배치된 상태에서 양극 무지부(11a)에 용접으로 접합된다. 집전편(517)은 전극 어셈블리들(10) 중에서 외측에 위치하는 전극 어셈블리(10)에 용접으로 접합되고, 집전편(518)은 전극 어셈블리들(10) 중에서 내측에 위치하는 전극 어셈블리(10)에 용접으로 접합된다.
단자 접합부(512)에는 퓨즈홀(512b)이 형성되며 퓨즈홀(512b)은 지지홀(512a)에서 케이스의 측단을 향하여 이격 배치되어 있다. 퓨즈홀(512b)의 일측 단부와 맞닿아 제1퓨즈부(515)가 형성되고, 타측 단부와 맞닿아 제2퓨즈부(514)가 형성된다. 제1퓨즈부(515)와 제2퓨즈부(514)는 단자 접합부(512)의 폭방향으로 서로 평행하게 배치되며 퓨즈홀(512b)에 의하여 이격되어 있다.
퓨즈홀(512b)의 형성에 의하여 제1퓨즈부(515)와 제2퓨즈부(514)의 단면적을 합한 값은 다른 부분의 단면적보다 더 작게 형성되므로 집전부재(51)에 과전류가 흐를 때, 제1퓨즈부(515) 및 제2퓨즈부(514)가 용융되어 전류를 차단한다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 절연부재를 도시한 사시도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 집전부재(51)에는 절연 및 아크방지를 위한 절연부재(61)가 설치되는데, 절연부재(61)는 집전부재(51)를 부분적으로 감싸도록 설치된다. 절연부재(61)는 측판(513) 및 연결부(516)를 감싸며, 단자 접합부(512)와 집전편들(517, 518)의 일부를 감싸도록 설치된다.
절연부재(61)는 인서트 사출 방식으로 형성되며, 단자 접합부(512)에서 집전편들(517, 518)의 상부까지 감싸도록 이어져 형성된다. 절연부재(61)는 폴리프로필렌(PP), 폴리플루오르(PFA), 폴리페닐린설파이드(PPS), 폴리케톤(PEEK)으로 이루어질 수 있다. 절연부재(61)는 집전부재(51)의 표면에 얇은 두께로 코팅되어 집전부재(51)가 케이스(31)와 접촉하는 것을 방지하며, 집전부재(51)에서 발생된 아크가 전해액과 접촉하는 것을 차단한다. 집전부재(51)에서 발생된 아크가 전해액과 접촉하면 높은 열로 인하여 전해액이 발화하거나 폭발할 수 있다.
절연부재(61)는 단자 접합부(512)를 감싸는 상부 절연부(612)와 측판(513)을 감싸는 측면 절연부(615), 연결부(516)를 감싸는 하부 절연부(616), 및 집전편(517, 518)의 상부를 감싸는 복수개의 집전 절연부들(617, 618)을 포함한다. 절연부재(61)는 집전부재(51)를 삽입할 수 있도록 내부 공간(619)을 갖는다. 측면 절연부(615)는 상부 절연부(612)에서 굴곡되어 하부로 이어지며, 하부 절연부(616)는 측면 절연부(615)의 아래에 위치한다. 집전 절연부(617)는 측면 절연부(615)에서 굴곡되며, 집전 절연부(618)는 하부 절연부(616)에서 굴곡된다.
한편, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상부 절연부(612)에는 절개부(613)가 형성되며, 절개부(613)는 제2퓨즈부(514)를 노출시킨다. 이에 따라 제1퓨즈부(515)는 절연부재(61)에 의하여 감싸지나, 제2퓨즈부(514)는 노출된다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이 절연부재(61)는 퓨즈홀(512b)에 삽입되는 이격 지지부(614)를 갖는다. 이격 지지부(614)는 퓨즈홀(512b)에 삽입되어 퓨즈부가 용융된 경우 용융된 부분이 서로 접촉하지 않고 이격된 상태를 유지하도록 지지한다.
본 실시예와 같이 제1퓨즈부(515)는 절연부재(61)에 의하여 피복되고 제2퓨즈부(514)는 노출되도록 형성되면, 제2퓨즈부(514)가 제1퓨즈부(515)에 비하여 먼저 용융된다. 또한, 제1퓨즈부(515)는 제2퓨즈부(514)가 용융된 후에 차이를 갖고 뒤에 용융된다. 이는 절연부재(61)에 의하여 피복된 제1퓨즈부(515)의 경우, 열이 더욱 잘 방출되기 때문이다. 피복된 절연부재(61)는 제1퓨즈부(515)에서 발생된 열을 옆으로 전달시켜서 제1퓨즈부(515)의 용융을 지연시킨다.
제1퓨즈부 및 제2퓨즈부가 모두 절연부재에 의하여 감싸진 경우에는 제1퓨즈부와 제2퓨즈부가 동시에 용융된다. 또한, 퓨즈가 용융될 때 큰 아크가 발생하며, 아크의 발생 시에 절연부재가 함께 용융되면서 집전부재의 잔해물과 절연부재의 잔해물이 섞이게 된다. 이러한 아크 잔해물의 2차 접촉에 의하여 다시 큰 아크가 발생하고 이러한 아크로 인하여 오히려 이차전지가 폭발하거나 발화할 위험이 증가한다.
그러나 본 실시예와 같이 제1퓨즈부(515)만 절연부재로 감싼 경우에는 제2퓨즈부(514)가 용융될 때에는 제1퓨즈부(515)가 연결된 상태이므로 아크가 발생하지 않는다. 또한, 제2퓨즈부(514)가 먼저 용융된 상태에서 제1퓨즈부(515)가 용융되므로 상대적으로 아크의 크기를 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 폭발 및 발화의 염려를 감소시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 집전부재와 절연부재를 도시한 사시도이고, 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 집전부재를 도시한 사시도이다.
도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 이차 전지에 대해서 설명한다. 본 실시예에 따른 이차 전지는 집전부재 및 절연부재를 제외하고는 상기한 제1실시예에 따른 이차 전지와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 양극 단자(21)에 고정되는 단자 접합부(812)와 단자 접합부(812)에서 절곡 형성된 측판(813), 양극 무지부들(11a)에 고정된 집전편(817, 818) 및 단자 접합부(812)에 형성된 제1퓨즈부(816)와 제2퓨즈부(815) 및 제3퓨즈부(819)를 포함한다.
단자 접합부(812)는 사각판 형상으로 이루어지며 중앙에 양극 단자(21)가 삽입되는 지지홀(812a)이 형성된다. 또한, 단자 접합부(812)는 양극 단자(21)의 하부에 용접으로 접합된다. 측판(813)은 단자 접합부(812)에서 케이스(31)의 바닥을 향하여 직각으로 절곡 형성되어 케이스(31)의 측면과 평행하게 배치된다.
측판(813)의 양쪽 측단에는 2개의 집전편(817)이 연결 형성되고, 측판(813)의 하부에는 연결부(814)가 형성된다. 연결부(814)의 양쪽 측단에는 양극 무지부(11a)에 용접으로 접합되는 2개의 집전편(818)이 연결 형성된다.
단자 접합부(812)에는 제1퓨즈홀(812b)과 제2퓨즈홀(812c)이 형성되며 제1퓨즈홀(812b)과 제2퓨즈홀(812c)은 지지홀(812a)에서 케이스의 측단을 향하여 이격 배치되어 있다. 제1퓨즈홀(812b)과 제2퓨즈홀(812c)은 단자 접합부(812)의 폭방향을 따라 서로 평행하게 배치된다.
제2퓨즈홀(812c)의 일측 단부와 맞닿아 제1퓨즈부(816)가 형성되고, 제1퓨즈홀(812b)의 일측 단부와 맞닿아 제2퓨즈부(815)가 형성되고, 제1퓨즈홀(812b)과 제2퓨즈홀(812c) 사이에 제3퓨즈부(819)가 형성된다.
제1퓨즈부(816)와 제2퓨즈부(815), 및 제3퓨즈부(819)는 단자 접합부(812)의 폭방향을 따라 서로 평행하게 배치된다. 제1퓨즈부(815)와 제3퓨즈부(819)는 제2퓨즈홀(812c)에 의하여 이격 배치되며, 제2퓨즈부(815), 및 제3퓨즈부(819)는 제1퓨즈홀(812b)에 의하여 이격 배치된다.
제1퓨즈홀(812b) 및 제2퓨즈홀(812c)의 형성에 의하여 제1퓨즈부(816)와 제2퓨즈부(815), 및 제3퓨즈부(819)의 단면적을 합한 값은 다른 부분의 단면적보다 더 작게 형성되므로 집전부재(81)에 과전류가 흐를 때, 제1퓨즈부(816), 제2퓨즈부(815), 및 제3퓨즈부(819)가 용융되어 전류를 차단한다.
집전부재(81)에는 절연 및 아크방지를 위한 절연부재(82)가 설치되는데, 절연부재(82)는 집전부재(81)를 부분적으로 감싸도록 설치된다. 절연부재(82)는 측판(813) 및 연결부(814)를 감싸며, 단자 접합부(812)와 집전편들(817, 818)의 일부를 감싸도록 설치된다.
절연부재(82)는 단자 접합부(812)를 감싸는 상부 절연부(821)와 측판(813)을 감싸는 측면 절연부(823), 연결부(814)를 감싸는 하부 절연부(824), 및 집전편(817, 818)의 상부를 감싸는 복수개의 집전 절연부들(825, 826)을 포함한다.
상부 절연부(821)에는 절개부(822)가 형성되며, 절개부(822)는 제2퓨즈부(815)와 제3퓨즈부(819)를 노출시킨다. 이에 따라 제1퓨즈부(816)는 절연부재(82)에 의하여 감싸지나, 제2퓨즈부(815) 및 제3퓨즈부(819)는 노출된다.
본 실시예와 같이 제1퓨즈부(816)는 절연부재(82)에 의하여 피복되고 제2퓨즈부(815) 및 제3퓨즈부(819)는 노출되도록 형성되면, 제2퓨즈부(815) 및 제3퓨즈부(819)가 제1퓨즈부(816)에 비하여 먼저 용융된다. 또한, 제1퓨즈부(816)는 제2퓨즈부(815)가 용융된 후에 시간 차이를 갖고 용융된다. 이는 절연부재(82)에 의하여 피복된 제1퓨즈부(816)의 경우, 열이 더욱 잘 방출되기 때문이다. 피복된 절연부재(82)는 제1퓨즈부(816)에서 발생된 열을 옆으로 전달시켜서 제1퓨즈부(816)의 용융을 지연시킨다.
그러나 본 실시예와 같이 제1퓨즈부(515)만 절연부재로 감싼 경우에는 제2퓨즈부(514)가 용융될 때에는 제1퓨즈부(515)가 연결된 상태이므로 아크가 발생하지 않는다. 또한, 제2퓨즈부(514)가 먼저 용융된 상태에서 제1퓨즈부(515)가 용융되므로 상대적으로 아크의 크기를 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 폭발 및 발화의 염려를 감소시킬 수 있다.
그러나 본 실시예와 같이 제1퓨즈부(815)만 절연부재로 감싼 경우에는 제2퓨즈부(815) 및 제3퓨즈부(819)가 용융될 때에는 제1퓨즈부(816)가 연결된 상태이므로 아크가 발생하지 않는다. 또한, 제2퓨즈부(815) 및 제3퓨즈부(819)가 먼저 용융된 상태에서 제1퓨즈부(816)가 용융되므로 상대적으로 아크의 크기를 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 폭발 및 발화의 염려를 감소시킬 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있다.
101: 이차 전지 10: 전극 어셈블리
11: 양극 12: 음극
21: 양극 단자 22: 음극 단자
25: 캡 플레이트 31: 케이스
35, 36: 하부 절연부재 51, 52: 집전부재
512: 단자 접합부 512a: 지지홀
512b: 퓨즈홀 513: 측판
515: 제1퓨즈부 514: 제2퓨즈부
516: 연결부 517, 518: 집전편
61: 절연부재 612: 상부 절연부
613: 절개부 614: 이격 지지부
615: 측면 절연부 616: 하부 절연부
617, 618: 집전 절연부

Claims (14)

  1. 음극과 양극을 포함하는 전극 어셈블리;
    상기 전극 어셈블리가 내장되는 공간을 갖는 케이스;
    상기 전극 어셈블리와 전기적으로 연결되며 상기 케이스의 외측에 돌출된 단자;
    상기 단자와 상기 전극 어셈블리를 전기적으로 연결하는 집전부재; 및
    상기 집전부재를 부분적으로 감싸는 절연부재;를 포함하고,
    상기 집전부재에는 복수 개의 퓨즈부가 형성되고, 상기 퓨즈부는 상기 절연부재에 의하여 감싸진 제1퓨즈부와 상기 절연부재에 의하여 감싸지지 않고 노출된 제2퓨즈부를 포함하는 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 집전부재에는 퓨즈홀이 형성되고, 상기 퓨즈홀의 일측 측단에 제1퓨즈부가 연결 형성되며, 상기 퓨즈홀의 타측 측단에 제2퓨즈부가 연결 형성된 이차 전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 집전부재는 상기 단자에 고정되는 단자 접합부와 상기 단자 접합부에서 절곡 형성된 측판, 상기 측판에서 절곡 형성되어 상기 양극 또는 상기 음극에 고정된 집전편을 포함하는 이차 전지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 집전부재는 상기 측판의 하부에 연결 형성된 연결부와 상기 연결부에서 절곡 형성되어 상기 양극 또는 상기 음극에 고정된 집전편을 포함하는 이차 전지.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 절연부재는 상기 단자 접합부를 감싸는 상부 절연부를 포함하고, 상기 상부 절연부에는 상기 제2퓨즈부를 노출시키는 절개부가 형성된 이차 전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 집전부재에는 퓨즈홀이 형성되고, 상기 상부 절연부에는 상기 퓨즈홀에 삽입되는 이격 지지부가 형성된 이차 전지.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 절연부재는 상기 측판을 감싸는 측면 절연부와 상기 측판에 연결된 집전편을 감싸는 집전 절연부를 포함하는 이차 전지.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 절연부재는 상기 연결부를 감싸는 하부 절연부와 상기 연결부에서 절곡 형성된 집전편을 감싸는 집전 절연부를 포함하는 이차 전지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1퓨즈부와 상기 제2퓨즈부는 상기 절연부재의 폭방향을 따라 이격 배치된 이차 전지.
  10. 제1항에 있어서,
    집전부재에는 제1퓨즈홀과 제2퓨즈홀이 형성되고, 상기 제1퓨즈홀과 상기 제2퓨즈홀은 상기 집전부재의 폭 방향을 따라 이격 배치된 이차 전지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1퓨즈홀의 단부에 상기 제1퓨즈부가 연결 형성되고, 상기 제2퓨즈홀의 단부에 상기 제2퓨즈부가 연결 형성되며, 상기 제1퓨즈홀과 상기 제2퓨즈홀 사이에 제3퓨즈부가 형성된 이차 전지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 절연부재에는 상기 제1퓨즈부와 상기 제2퓨즈부를 노출시키는 절개부가 형성된 이차 전지.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연부재는 인서트 사출로 형성된 이차 전지.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연부재는 폴리프로필렌(PP), 폴리플루오르(PFA), 폴리페닐린설파이드(PPS), 폴리케톤(PEEK)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 물질을 포함하는 이차 전지.
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