KR101711977B1 - 이차 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 퓨즈부가 끊어진 후, 퓨즈부에서 아크를 방지하는 이차 전지를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 세퍼레이터의 양면에 전극을 구비하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 내장하는 케이스, 상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 상기 캡 플레이트에 관통 설치되는 전극단자, 상기 캡 플레이트 내측에서 퓨즈부를 구비하여 상기 전극단자와 상기 전극 조립체를 연결하는 리드 탭, 및 상기 퓨즈부의 양측을 절연 또는 통전시키도록 상기 퓨즈부의 제1 저항 값보다 높은 제2 저항 값을 가지고 형성되는 보조 방전 경로를 포함한다.

Description

이차 전지 {RECHARGEABLE BATTERY}
본 기재는 외부 단락 후 안전성을 가지는 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 일차전지와 달리 충전 및 방전을 반복적으로 수행하는 전지이다. 소용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 이차 전지는 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 사용될 수 있다.
최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 이차 전지가 개발되고 있다. 고출력 이차 전지는 복수의 이차 전지를 직렬로 연결하여 구성되며, 대전력을 필요로 하는 기기, 예를 들면, 전기 자동차 등의 모터 구동에 사용될 수 있다.
이차 전지는 세퍼레이터(separator)의 양면에 양극(positive electrode)과 음극(negative electrode)을 구비하여 형성되는 전극 조립체, 전극 조립체를 내장하는 케이스, 케이스의 개구를 밀폐하는 캡 플레이트, 및 캡 플레이트에 관통 설치되어 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 전극단자를 포함한다.
이차 전지에서, 충전 및 방전이 반복되므로 케이스 내부에서 과도한 열이 발생되거나 전해액이 분해될 수 있다. 이러한 열 발생 또는 전해액 분해는 이차 전지의 내부 압력을 상승시킬 수 있다. 내부 압력 상승은 이차 전지의 발화 또는 폭발을 발생시킬 수 있다.
내부 압력 상승에 따른 발화 및 폭발을 방지하기 위하여, 케이스의 외부에 외부 단락부가 구비될 수 있다. 외부 단락부는, 이차 전지의 내부 압력 상승시, 전극 조립체의 음극과 양극을 이차 전지의 외부에서 단락시킨다. 외부 단락부가 단락 작동되면, 대전류의 방전으로 전극 조립체의 충전상태가 낮아진다. 대전류의 방전에 의하여, 전극 조립체와 전극단자를 연결하는 방전 라인에서 약한 부분이 녹아서 끊어질 수 있다.
이와 같은 외부 단락이나 과충전시, 방전 라인을 효과적으로 끊기 위하여, 이차 전지는 전극단자와 전극 조립체를 연결하는 리드 탭에 퓨즈부를 구비할 수 있다. 그러나 퓨즈부는 녹아서 끊어진 후, 끊어진 간격이 좁을 경우, 끊어진 부분에서 아크(arc)를 발생시킬 수 있다.
이차 전지의 내부에서 발생되는 아크는 전해액에 작용하여, 발화 또는 폭발을 일으킬 수 있으므로 이차 전지의 안전성을 저하시킬 수 있다.
본 발명의 일 측면은 퓨즈부가 끊어진 후, 퓨즈부에서 아크 발생을 방지하는 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 세퍼레이터의 양면에 전극을 구비하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 내장하는 케이스, 상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 상기 캡 플레이트에 관통 설치되는 전극단자, 상기 캡 플레이트 내측에서 퓨즈부를 구비하여 상기 전극단자와 상기 전극 조립체를 연결하는 리드 탭, 및 상기 퓨즈부의 양측을 절연 또는 통전시키도록 상기 퓨즈부의 제1 저항 값보다 높은 제2 저항 값을 가지고 형성되는 보조 방전 경로를 포함한다.
상기 리드 탭은, 상기 전극단자에 연결되는 제1 연결부, 및 상기 전극 조립체에 연결되는 제2 연결부를 포함하며, 상기 퓨즈부는 상기 제1 연결부에 구비될 수 있다.
상기 보조 방전 경로는, 상기 제2 저항 값을 가지고, 상기 리드탭의 상기 퓨즈부를 인서트 사출하여 형성되는 인서트 사출부로 형성될 수 있다.
상기 보조 방전 경로는, 상기 제2 저항 값을 가지고, 상기 캡 플레이트의 내면에서 상기 인서트 사출부와 상기 리드 탭을 절연하는 절연부재로 형성될 수 있다.
상기 인서트 사출부 및 상기 절연부재 중 적어도 하나는, 폴리프로필렌(PP; polypropylene) 70~90 중량%, 및 카본 10~30중량%로 형성될 수 있다.
상기 인서트 사출부 및 상기 절연부재 중 적어도 하나는, 폴리페닐렌설파이드(PPS; polyphenylenesulfide) 70~90 중량%, 및 카본 10~30중량%로 형성될 수 있다.
상기 보조 방전 경로는, 상기 제2 저항 값을 가지고, 상기 캡 플레이트의 내면에서 상기 리드 탭을 절연하는 절연부재로 형성될 수 있다.
상기 제2 저항 값은, 10 ~ 1*106 ohm*cm일 수 있다.
상기 보조 방전 경로는, 상기 제2 저항 값을 가지고, 상기 리드 탭의 상기 퓨즈부의 양측을 연결하는 연결 부재로 형성될 수 있다.
상기 리드 탭은 알루미늄 또는 구리로 형성되고, 상기 연결 부재는 스테인레스강으로 형성될 수 있다.
상기 전극단자는, 상기 캡 플레이트에 절연 구조로 설치되는 음극단자, 및 상기 캡 플레이트에 통전 구조로 설치되는 양극단자를 포함하며, 상기 퓨즈부는 상기 양극단자 측에서 상기 리드 탭에 형성될 수 있다.
상기 보조 방전 경로는, 상기 양극단자 측에서, 상기 퓨즈부의 양측을 연결할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 리드 탭에 구비되는 퓨즈부의 양측을 보조 방전 경로로 연결함으로써, 정상 작동시, 보조 방전 경로의 높은 저항 값에 의하여 퓨즈부를 통하여 방전 경로가 형성되고, 외부 단락으로 퓨즈부가 끊어진 후, 보조 방전 경로로 고전압 전류를 방전하므로 퓨즈부에서 아크의 발생을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 2의 리드 탭과 절연부재의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지에서 리드 탭과 절연부재의 결합 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지에서 리드 탭의 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 실시예에 따른 이차 전지는 전류를 충전 및 방전하는 전극 조립체(10), 전극 조립체(10)를 내장하는 케이스(15), 케이스(15)의 개구에 결합되는 캡 플레이트(20), 캡 플레이트(20)에 설치되는 제1 전극단자(이하 "음극 단자"라 한다)(21)와 제2 전극단자(이하 "양극 단자"라 한다)(22), 음극 단자(21) 측에 구비되는 외부 단락부(50), 및 양극 단자(22) 측에 구비되는 퓨즈부(60)(도 3 참조)를 포함한다.
예를 들면, 전극 조립체(10)는 절연체인 세퍼레이터(13)의 양면에 제1 전극(이하, "음극"이라 한다)(11)과 제2 전극(이하, "양극"이라 한다)(12)을 배치하고, 음극(11), 세퍼레이터(13) 및 양극(12)을 젤리롤 상태로 귄취하여 형성된다.
또한, 전극 조립체는 세퍼레이터를 사이에 두고 단일 판으로 이루어지는 음극과 양극을 적층하여 조립되거나, 음극, 세퍼레이터 및 양극을 지그재그 방식으로 접어서 적층하여 조립될 수 있다(미도시).
음극(11) 및 양극(12)은, 각각 금속판의 집전체에 활물질을 도포한 코팅부(11a, 12a), 및 활물질을 도포하지 않아서 노출된 집전체로 형성되는 무지부(11b, 12b)를 포함한다.
음극(11)의 무지부(11b)는 권취되는 음극(11)을 따라 음극(11)의 한 쪽 단부에 형성된다. 양극(12)의 무지부(12b)는 권취되는 양극(12)을 따라 양극(12)의 한 쪽 단부에 형성된다. 무지부들(11b, 12b)은 전극 조립체(10)의 양단에 각각 배치된다.
예를 들면, 케이스(15)는 내부에 전극 조립체(10)와 전해액을 수용하는 공간을 설정하도록 대략 직육면체로 이루어지며, 외부와 내부 공간을 연결하는 개구를 직육면체의 일면에 형성한다. 개구는 전극 조립체(10)를 케이스(15)의 내부로 삽입할 수 있게 한다.
캡 플레이트(20)는 얇은 강판으로 이루어져 케이스(15)의 개구에 설치됨으로써 케이스(15)를 밀폐한다. 캡 플레이트(20)는 전해액 주입구(29)와 벤트 홀(24)을 더 구비한다.
전해액 주입구(29)는 케이스(15)에 캡 플레이트(20)를 결합한 후, 케이스(15) 내부로 전해액의 주입을 가능하게 한다. 전해액 주입 후, 전해액 주입구(29)는 밀봉 마개(27)로 밀봉된다.
벤트 홀(24)은 이차 전지의 내부 압력을 배출할 수 있도록 벤트 플레이트(25)로 밀폐된다. 이차 전지의 내부 압력이 설정 압력에 이르면, 벤트 플레이트(25)가 절개되어 벤트 홀(24)을 개방한다. 벤트 플레이트(25)는 절개를 유도하는 노치(25a)를 가진다.
음극 단자(21) 및 양극 단자(22)는 캡 플레이트(20)를 관통하여 설치되고 전극 조립체(10)에 전기적으로 연결된다. 즉 음극 단자(21)는 전극 조립체(10)의 음극(11)에 전기적으로 연결되고, 양극 단자(22)는 전극 조립체(10)의 양극(12)에 전기적으로 연결된다. 따라서 전극 조립체(10)는 음극 단자(21) 및 양극 단자(22)를 통하여 케이스(15)의 외부로 인출된다.
음극 단자(21)와 양극 단자(22)는 캡 플레이트(20)의 내측에서 서로 동일 구조를 형성하므로 동일 구조에 대하여 함께 설명하고, 캡 플레이트(20)의 외측에서 서로 다른 구조를 형성하므로 다른 구조에 대하여 각각 별도로 설명한다.
음, 양극 단자(21, 22)는 캡 플레이트(20)의 단자홀(311, 312)에 각각 설치되는 리벳 터미널(21a, 22a), 캡 플레이트(20)의 내측에서 리벳 터미널(21a, 22a)에 일체로 넓게 형성되는 플랜지(21b, 22b), 및 캡 플레이트(20)의 외측에 배치되어 리벳 터미널(21a, 22a)에 리벳팅 또는 용접으로 연결되는 플레이트 터미널(21c, 22c)를 포함한다.
음, 양극 개스킷(36, 37)은 음, 양극 단자(21, 22)의 리벳 터미널(21a, 22a)과 캡 플레이트(20)의 단자홀(311, 312) 내면 사이에 각각 설치되어, 음, 양극 단자(21, 22)의 리벳 터미널(21a, 22a)과 캡 플레이트(20) 사이를 실링한다. 음, 양극 개스킷(36, 37)은 플랜지(21b, 22b)와 캡 플레이트(20)의 내면 사이에 더 연장 설치되어, 플랜지(21b, 22b)와 캡 플레이트(20) 사이를 더 실링한다. 즉 음, 양극 개스킷(36, 37)은 캡 플레이트(20)에 음, 양극 단자(21, 22)를 설치함으로써 단자홀(311, 312)을 통하여 전해액이 새는 것(leak)을 방지한다.
한편, 전극 조립체(10)는 복수 개로 형성된다(도 3 참조). 따라서 전극 조립체들(10)에서 각각의 음극들(11)은 음극 리드 탭(31)에 의하여 전기적으로 연결되고, 양극들(12)은 양극 리드 탭(32)에 의하여 전기적으로 연결된다. 도시하지는 않았지만, 본 발명은 전극 조립체를 1개로 형성하는 이차 전지에도 적용될 수 있다.
음, 양극 리드 탭(31, 32)은 음, 양극 단자(21, 22)를 전극 조립체(10)의 음, 양극(11, 12)에 각각 전기적으로 연결한다. 즉 음, 양극 리드 탭(31, 32)을 리벳 터미널(21a, 22a)의 하단에 결합하여 하단을 코킹(caulking)함으로써, 음, 양극 리드 탭(31, 32)은 플랜지(21b, 22b)에 지지되면서 리벳 터미널(21a, 22a)의 하단에 연결된다.
음, 양극 절연부재(41, 42)는 음, 양극 리드 탭(31, 32)과 캡 플레이트(20) 사이에 각각 설치되어, 음, 양극 리드 탭(31, 32)과 캡 플레이트(20)를 전기적으로 절연시킨다. 또한 음, 양극 절연부재(41, 42)는 일측으로 캡 플레이트(20)에 결합되고 다른 일측으로 음, 양극 리드 탭(31, 32)과 리벳 터미널(21a, 22a) 및 플랜지(21b, 22b)를 감싸므로 이들의 연결 구조를 안정시킨다.
한편, 플레이트 터미널(21c)과 관련하여 외부 단락부(50)에 대하여 설명한다. 도 2를 참조하면, 외부 단락부(50)는 내부 압력에 따라 이격 또는 단락되는 단락 탭(51)과 단락부재(53)를 포함한다.
단락 탭(51)은 음극 단자(21)의 리벳 터미널(21a)에 전기적으로 연결되어 절연부재(38)를 개재하여 캡 플레이트(20)의 외측에 배치된다. 절연부재(38)는 단락 탭(51)과 캡 플레이트(20) 사이에 설치되어, 단락 탭(51)과 캡 플레이트(20)를 전기적으로 절연시킨다. 즉 캡 플레이트(20)는 음극 단자(21)에 전기적으로 절연된 상태이다.
단락 탭(51)과 터미널 플레이트(21c)를 리벳 터미널(21a)의 상단에 결합하여 상단을 코킹함으로써, 단락 탭(51)과 터미널 플레이트(21c)는 리벳 터미널(21a)의 상단에 결합된다. 따라서 단락 탭(51)과 터미널 플레이트(21c)는 절연부재(38)를 개재한 상태로 캡 플레이트(20)에 고정 지지된다.
단락부재(53)는 캡 플레이트(20)의 단락 홀(23)에 설치된다. 단락 탭(51)은 음극단자(21)에 연결되어 단락부재(53)를 향하여 신장된다. 따라서 단락 홀(23)에서 단락 탭(51)과 단락부재(53)는 서로 마주하여 이격 상태(실선 상태) 또는 단락 상태(가상선 상태)를 형성하게 된다.
즉 이차 전지의 내부 압력이 상승할 때, 단락부재(53)는 도 2의 실선 상태에서 가상선 상태로 변형되어 단락 탭(51)에 접촉된다. 따라서 단락 탭(51)과 캡 플레이트(20)는 전기적으로 연결되어 전극 조립체(10)의 단락 상태를 유지한다. 단락시, 단락 탭(51)과 단락부재(53)를 통하여, 음, 양극단자(21, 22) 사이에서 순간적으로 고전압 전류가 방전된다. 이때, 전극 조립체(10)와 음, 양극단자(21, 22)를 연결하는 방전 라인에서 퓨즈부(60)가 녹아서 끊어질 수 있다.
도 3은 도 2의 리드 탭과 절연부재의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이다. 보다 구체적으로 보면, 도 3 및 도 4는 양극 리드 탭(32)과 양극 절연부재(42)를 도시한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 퓨즈부(60)는 양극 단자(22) 측에 구비된다. 외부 단락부(50)의 작동으로 고전압의 전류를 방전함에 따라 퓨즈부(60)는 녹아서 끊어질 수 있도록 양극 리드 탭(32)에 구비된다.
양극 리드 탭(32)은 양극 단자(22)에 연결되는 제1 연결부(321)와 제1 연결부(321)의 단부에서 절곡되어 전극 조립체(10)에 연결되는 제2 연결부(322)를 포함한다. 예를 들면, 퓨즈부(60)는 제1 연결부(321)에 제1 연결부(321)의 폭 방향(도 3에서, y축 방향) 양측에서 제1 연결부(321)의 폭(W) 보다 좁은 폭(W1, W2)을 가지고 전기 저항을 증가시키는 구조로 형성된다.
또한, 퓨즈부(60)가 제1 연결부(321)에서 폭 방향 양측에 형성되므로 퓨즈부(60) 형성에 따른 제1, 제2 연결부(321, 322)의 기계적인 강도 저하를 줄일 수 있다.
퓨즈부(60)는 이차 전지의 정상 구동시 방전 경로를 형성하며, 본 실시예의 이차 전지는 외부 단락으로 퓨즈부(60)가 녹아서 끊어진 경우에 고전압 전류를 방전시키는 보조 방전 경로(P2)를 더 형성한다.
즉 보조 방전 경로(P2)는 이차 전지가 정상 구동하는 경우에는 절연 구조를 형성하고, 퓨즈부(60)가 녹아서 끊어진 경우에는 통전 구조를 형성한다. 이를 위하여, 퓨즈부(60)는 낮은 제1 저항 값을 가지고, 보조 방전 경로(P2)는 제1 저항 값보다 높은 제2 저항 값을 가진다.
예를 들면, 제1 실시예서 보조 방전 경로(P2)는 양극 리드탭(32)의 퓨즈부(60)를 인서트 사출하여 형성되는 인서트 사출부(61)로 형성될 수 있다. 퓨즈부(60)가 정상 상태를 유지하는 경우, 인서트 사출부(61)의 고저항에 의하여 전류가 차단되고, 정상 전류는 퓨즈부(60)를 통하여 방전된다(P1).
그러나 퓨즈부(60)가 녹아서 끊어져 고전압 전류가 흐르는 경우, 인서트 사출부(61)의 고저항에도 불구하고 고전압 전류는 인서트 사출부(61)를 통하여 방전된다(P2). 따라서 퓨즈부(60)의 끊어진 사이 부분에서 아크가 발생되지 않는다.
또한, 보조 방전 경로(P2, P3)는 양극 리드탭(32)의 퓨즈부(60)를 인서트 사출하여 형성되는 인서트 사출부(61) 및 양극 리드탭(32)의 제1 연결부(321)를 절연 지지하는 양극 절연부재(42)로 형성될 수 있다. 퓨즈부(60)가 정상 상태를 유지하는 경우, 인서트 사출부(61) 및 양극 절연부재(42)의 고저항에 의하여 전류가 차단되고, 정상 전류는 퓨즈부(60)를 통하여 방전된다(P1).
그러나 퓨즈부(60)가 녹아서 끊어져 고전압 전류가 흐르는 경우, 인서트 사출부(61) 및 양극 절연부재(42)의 고저항에도 불구하고 고전압 전류는 인서트 사출부(61) 및 양극 절연부재(42)를 통하여 방전된다(P2, P3). 따라서 퓨즈부(60)의 끊어진 사이 부분에서 아크가 발생되지 않는다. 인서트 사출부(61)와 양극 절연부재(42)의 저항 값에 따라 보조 방전 경로(P2, P3)로 흐르는 고전압 전류량에 차이가 발생될 수 있으므로 동일 저항 값을 가질 수도 있다.
예를 들면, 인서트 사출부(61) 또는 인서트 사출부(61)와 양극 절연부재(42)는 폴리프로필렌(PP; polypropylene) 70~90 중량%, 및 카본 10~30중량%로 형성되거나, 폴리페닐렌설파이드(PPS; polyphenylenesulfide) 70~90 중량%, 및 카본 10~30중량%로 형성될 수 있다.
폴리프로필렌과 폴리페닐렌설파이드는 인서트 사출부(61)와 양극 절연부재(42)에 절연성을 부여하여 함유량의 증가에 따라 전기 저항 값을 높이고, 카본은 인서트 사출부(61)와 양극 절연부재(42)에 통전성을 부여하여 함유량의 증가에 따라 전기 저항 값을 낮춘다.
따라서 제2 저항 값은 10 ~ 1*106 ohm*cm인 범위를 가진다. 제2 저항 값을 가지는 인서트 사출부(61) 및 양극 절연부재(42)는 이차 전지가 정상 작동 시, 방전 전류에 대하여 절연재로 작용하고, 고전압의 방전 전류에 대하여 도전재로 작용할 수 있다.
그러나 제2 저항 값이 10ohm*cm보다 낮은 경우, 인서트 사출부 또는 양극 절연부재는 이차 전지가 정상 작동 시, 사용 환경의 변화에 따라 정상 전류에 대하여 도전재로 오작동되어, 이차 전지를 외부 단락시킬 수 있다.
또한, 제2 저항 값이 1*106ohm*cm보다 높은 경우, 인서트 사출부 또는 양극 절연부재는 이차 전지가 외부 단락 시, 고전압의 전류에 대해서도 절연재로 오작동되어, 고전압 전류를 방전시키지 못할 수 있다.
이하 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 설명하며, 제1 실시예 및 기 설명된 실시예와 동일한 구성에 대하여 중복 설명을 생략한다. 제1 실시예는 인서트 사출부(61)로 보조 방전 경로(P2)를 형성하고, 인서트 사출부(61)와 양극 절연부재(42)로 보조 방전 경로(P2, P3)를 형성한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지에서 리드 탭과 절연부재의 결합 단면도이다. 도 5를 참조하면, 보조 방전 경로(P3)는 양극 리드탭(32)의 퓨즈부(60)를 수용하여 지지하는 양극 절연부재(42)로 형성될 수 있다. 퓨즈부(60)가 정상 상태를 유지하는 경우, 양극 절연부재(42)의 고저항에 의하여 전류가 차단되고, 정상 전류는 퓨즈부(60)를 통하여 방전된다(P1).
그러나 퓨즈부(60)가 녹아서 끊어져 고전압 전류가 흐르는 경우, 양극 절연부재(42)의 고저항에도 불구하고 고전압 전류는 양극 절연부재(42)를 통하여 방전된다(P3). 따라서 퓨즈부(60)의 끊어진 사이 부분에서 아크가 발생되지 않는다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지에서 리드 탭의 사시도이다. 도 6을 참조하면, 보조 방전 경로(P4)는 제2 저항 값을 가지고, 양극 리드 탭(32)의 퓨즈부(60)의 양측을 연결하는 연결 부재(62)로 형성된다. 연결 부재(62)는 일단으로 제1 연결부(321)의 하면에 용접 또는 코킹되고, 절곡되어 다른 일단으로 제2 연결부(322)의 측면에 용접 또는 코킹될 수 있다.
예를 들면, 상대적으로 양극 리드 탭(32)은 전기적 저항이 낮은 알루미늄 또는 구리로 형성되고, 연결 부재(62)는 전기적 저항이 높은 스테인레스강으로 형성될 수 있다. 퓨즈부(60)가 정상 상태를 유지하는 경우, 연결 부재(62)의 고저항에 의하여 전류가 차단되고, 정상 전류는 퓨즈부(60)를 통하여 방전된다(P1).
그러나 퓨즈부(60)가 녹아서 끊어져 고전압 전류가 흐르는 경우, 연결 부재(62)의 고저항에도 불구하고 고전압 전류는 연결 부재(62)를 통하여 방전된다(P4). 따라서 퓨즈부(60)의 끊어진 사이 부분에서 아크가 발생되지 않는다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10 : 전극 조립체 11 : 제1 전극(음극)
11a, 12a : 코팅부 11b, 12b : 무지부
12 : 제2 전극(양극) 13 : 세퍼레이터
15 : 케이스 20 : 캡 플레이트
21 : 제1 단자(음극 단자) 21a, 22a : 리벳 터미널
21b, 22b : 플랜지 21c, 22c : 플레이트 터미널
21c, 22c : 터미널 플레이트 21a, 22a : 리벳 터미널
22 : 제2 단자(양극 단자) 23 : 단락 홀
24 : 벤트 홀 25 : 벤트 플레이트
25a : 노치 27 : 밀봉 마개
29 : 전해액 주입구 31, 32 : 음, 양극 리드 탭
36, 37 : 음, 양극 개스킷 38 : 절연부재
41, 42 : 음, 양극 절연부 50 : 외부 단락부
51 : 단락 탭 53 : 단락부재
60 : 퓨즈부 61 : 인서트 사출부
62 : 연결 부재 311, 312 : 단자홀
321, 322 : 제1, 제2 연결부 P1, P2, P3, P4 : 보조 방전 경로
W, W1, W2 : 폭

Claims (12)

  1. 세퍼레이터의 양면에 전극을 구비하는 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 내장하는 케이스;
    상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트;
    상기 캡 플레이트에 관통 설치되는 전극단자;
    상기 캡 플레이트 내측에서, 상기 전극 조립체와 상기 전극단자 사이에 방전 경로를 설정하는 퓨즈부를 구비하여 상기 전극단자와 상기 전극 조립체를 연결하는 리드 탭; 및
    상기 퓨즈부의 양측을 절연 또는 통전시키도록 상기 퓨즈부의 상기 방전 경로의 제1 저항 값보다 높은 제2 저항 값을 가지고, 상기 전극 조립체와 상기 전극단자 사이에 형성되는 보조 방전 경로
    를 포함하며,
    상기 보조 방전 경로는
    상기 리드 탭의 상기 퓨즈부를 인서트 사출하여 형성되고 상기 제2저항 값을 가지는 인서트 사출부로 형성되고,
    상기 인서트 사출부는
    상기 퓨즈부의 마주하는 사이에 형성되는
    이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리드 탭은,
    상기 전극단자에 연결되는 제1 연결부, 및
    상기 전극 조립체에 연결되는 제2 연결부를 포함하며,
    상기 퓨즈부는
    상기 제1 연결부에 구비되는
    이차 전지.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보조 방전 경로는,
    상기 캡 플레이트의 내면에서 상기 인서트 사출부와 상기 리드 탭을 절연하고 상기 제2 저항 값을 가지는 절연부재로 더 형성되는
    이차 전지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 인서트 사출부 및 상기 절연부재 중 적어도 하나는,
    폴리프로필렌(PP; polypropylene) 70~90 중량%, 및 카본 10~30중량%로 형성되는
    이차 전지.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 인서트 사출부 및 상기 절연부재 중 적어도 하나는,
    폴리페닐렌설파이드(PPS; polyphenylenesulfide) 70~90 중량%, 및 카본 10~30중량%로 형성되는
    이차 전지.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 저항 값은,
    10 ~ 1*106 ohm*cm인 이차 전지.
  9. 세퍼레이터의 양면에 전극을 구비하는 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 내장하는 케이스;
    상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트;
    상기 캡 플레이트에 관통 설치되는 전극단자;
    상기 캡 플레이트 내측에서, 퓨즈부를 구비하여 상기 전극단자와 상기 전극 조립체를 연결하는 리드 탭; 및
    상기 퓨즈부의 양측을 절연 또는 통전시키도록 상기 퓨즈부의 제1 저항 값보다 높은 제2 저항 값을 가지고 형성되는 보조 방전 경로
    를 포함하며,
    상기 보조 방전 경로는,
    상기 제2 저항 값을 가지고,
    상기 리드 탭의 상기 퓨즈부의 양측을 연결하는 연결 부재로 형성되는
    이차 전지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 리드 탭은 알루미늄 또는 구리로 형성되고,
    상기 연결 부재는 스테인레스강으로 형성되는
    이차 전지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전극단자는,
    상기 캡 플레이트에 절연 구조로 설치되는 음극단자, 및
    상기 캡 플레이트에 통전 구조로 설치되는 양극단자를 포함하며,
    상기 퓨즈부는
    상기 양극단자 측에서 상기 리드 탭에 형성되는
    이차 전지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 보조 방전 경로는,
    상기 양극단자 측에서, 상기 퓨즈부의 양측을 연결하는
    이차 전지.
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