KR101767347B1 - Cap assembly for secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이차 전지의 캡 어셈블리에 관한 것으로서, 더 상세하게는 캡 어셈블리의 제작시 부품들의 조립성을 향상시킬 수 있고, 그 부품들 중 일부를 미리 조립된 상태로 간편하게 관리할 수 있으며, 외부 충격으로부터 안전하게 보호되는 이차 전지의 캡 어셈블리에 관한 것이다.The present invention relates to a cap assembly for a rechargeable battery, and more particularly, it relates to a cap assembly for a secondary battery, which can improve the assemblability of the components during manufacture of the cap assembly and can easily manage a part of the components in a preassembled state, To a cap assembly of a secondary battery.
일반적으로, 이차 전지는 외부 전원으로 공급받은 전류가 양극과 음극 사이에서 물질의 산화 반응 및 환원 반응을 일으키면서 전기를 생성하고, 그 생성된 전기를 충전하는 방식으로 반영구적 사용이 가능한 전지이다. 상기와 같은 이차 전지는 분리막, 양극재, 음극재, 전해질 등의 4대 핵심소재로 구성된다.Generally, a secondary battery is a battery which can generate electricity by causing an oxidation reaction and a reduction reaction of a substance between an anode and a cathode, and the semi-permanent use of the generated electricity. The secondary battery is composed of four core materials such as a separator, a cathode material, an anode material, and an electrolyte.
일반 건전지와 같은 일차 전지(primary battery)는 한 번 쓰고 버리는 구조이므로, 재사용이 불가능하고, 사용된 전지의 수거나 재활용 등에 비용이 많이 든다는 단점이 있다. 반면에, 이차 전지는 여러 번 충전을 할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 상기와 같은 이차 전지의 수요는 노트북 컴퓨터와 휴대전화, 캠코더 등과 같은 휴대용 전자기기의 사용 증가 및 전기자동차 시장의 성장으로 인하여 지속적으로 확대되는 추세에 있다.The primary battery, such as a regular battery, has a disadvantage that it can not be reused because it is used once and then discarded, and the cost of the used battery or recycling is high. On the other hand, secondary batteries have the advantage that they can be charged many times. The demand for such secondary batteries is continuously expanding due to an increase in use of portable electronic devices such as a notebook computer, a mobile phone, a camcorder, and the like, and growth of the electric vehicle market.
이차 전지는 충전물질로 무엇을 쓰느냐에 따라 니켈전지, 이온전지, 리튬이온전지, 폴리머전지, 리튬폴리머전지, 리튬설파전지 등으로 구분될 수 있다. 특히, 최근에는 모바일 및 기타 전동기구들에 대한 기술적 요구수준과 수요가 증가함에 따라 에너지 저장장치로서의 이차 전지의 수요가 팽창하는 추세이므로, 고용량과 고전압의 리튬 이차 전지에 대한 개선과 연구가 진행되고 있다. 여기서, 리튬이온전지는 현재 이차 전지 시장의 대부분을 차지하는 것으로서, 양극과 음극 사이에 유기전해질을 넣어 충전과 방전을 반복하는 방식이다. 이와 같은 리튬이온전지는 무게가 가볍고 고용량의 전지를 만들 수 있으므로, 휴대전화기 등과 같은 소형 전자기기 및 휴대용 전자기기에 많이 사용되고 있다. 그리고, 리튬폴리머전지는 리튬이온전지에서 한 단계 발전한 전지로서, 양극과 음극 사이에 고체나 겔 형태의 폴리머 재료로 이루어진 전해질을 사용하여 전기를 발생시키는 방식이다. 이와 같은 리튬폴리머전지는 모양을 다양하게 제작할 수 있다는 장점이 있다.The secondary battery can be classified into a nickel battery, an ion battery, a lithium ion battery, a polymer battery, a lithium polymer battery, and a lithium sulfide battery depending on what is used as a filling material. Particularly, in recent years, the demand for secondary batteries as energy storage devices has been expanding as the technical demands and demands for mobile and other electric machine parts have increased. Therefore, improvements and researches on high capacity and high voltage lithium secondary batteries are under way . Here, the lithium ion battery occupies most of the present secondary battery market, and the organic electrolyte is inserted between the anode and the cathode to repeat charging and discharging. Since such a lithium ion battery is light in weight and capable of producing a high capacity battery, it is widely used in small electronic devices such as mobile phones and portable electronic devices. And, the lithium polymer battery is a cell developed one step from the lithium ion battery, and the electricity is generated by using the electrolyte made of the polymer material of the solid or gel form between the anode and the cathode. Such a lithium polymer battery has an advantage in that it can be manufactured in various shapes.
상기와 같은 리튬 이차 전지는 전지의 작동 전위가 높으므로, 고에너지가 순간적으로 발생되는 위험성이 높고, 음극표면에서 리튬금속의 결정이 형성되어 전지의 안전성이 떨어지는 위험요소가 존재한다. 뿐만 아니라, 리튬 이차 전지에 사용되는 양극재는 과충전시 화학적 활성이 높아 전해제와 급격하게 반응할 수 있으며, 그로 인해서 다량의 가스를 발생하여 전지 내부의 압력을 상승으로 인한 폭발의 위험성도 상존한다. 따라서, 리튬 이차 전지의 안전성을 높이기 위한 연구 및 기술 개발이 활발하게 진행되고 있는 추세이다. Such a lithium secondary battery has a high operation potential of the battery, so there is a risk that high energy is instantly generated, and lithium metal crystals are formed on the surface of the negative electrode. In addition, the cathode material used in the lithium secondary battery has a high chemical activity at the time of overcharging, so that it can react with the release completely, thereby generating a large amount of gas, and there is a risk of explosion due to an increase in pressure inside the battery. Accordingly, research and development of techniques for enhancing the safety of lithium secondary batteries are progressing actively.
예를 들면, 이차 전지의 상부에는 캡 어셈블리가 조립되어 있으며, 그 캡 어셈블리에는 이차 전지의 안전성을 확보하기 위한 구조가 포함되어 있다. 즉, 캡 어셈블리는 이차 전지 내의 화학물질을 밀봉하거나 절연시키는 기능을 수행하고, 이차 전지의 내부에서 생성된 전기를 외부로 인출하는 단자 역할을 수행한다. 그와 동시에, 캡 어셈블리는 이차 전지의 이상 작동시 전기의 전달을 차단하거나 또는 전지 내부의 가스를 외부로 방출시켜 폭발의 위험성을 해결하는 기능을 구비하고 있다.For example, a cap assembly is assembled to an upper portion of a secondary battery, and a structure for securing the safety of the secondary battery is included in the cap assembly. That is, the cap assembly performs a function of sealing or insulating the chemical substance in the secondary battery, and serves as a terminal for discharging electricity generated inside the secondary battery to the outside. At the same time, the cap assembly has a function of blocking the transmission of electricity during abnormal operation of the secondary battery or discharging the gas inside the battery to the outside to solve the risk of explosion.
상기와 같은 이차 전지의 캡 어셈블리에 관한 특허로는 한국등록특허 제10-1279994호(발명의 명칭: 전극리드에 안전부재가 위치한 구조의 캡 어셈블리 및 이를 포함하고 있는 원통형 전지, 등록일: 2013.06.24) 및 한국공개특허 제10-2014-0106328호(발명의 명칭: 캡 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지, 공개일: 2014.09.03)이 있다.The cap assembly for a secondary battery as described above is disclosed in Korean Patent No. 10-1279994 entitled Cap assembly for a structure in which a safety member is placed on an electrode lead and a cylindrical battery including the same, And Korean Patent Laid-Open No. 10-2014-0106328 (entitled Cap Assembly and Secondary Battery Including the Same).
즉, 한국등록특허 제10-1279994호에는 안전벤트와 전극리드 사이에 소정의 온도에서 전류를 차단하는 안전부재가 연결됨으로써 전해액 주입량의 조절 없이도 고온 저장 특성과 과충전 특성을 동시에 만족시키는 기술이 개시되어 있다. 그리고, 한국공개특허 제10-2014-0106328호에는 탑 캡과 안전 벤트를 강하게 밀착 고정시킨 캡 조립체에 관한 기술이 개시되어 있다.That is, in Korean Patent No. 10-1279994, a safety member for blocking current at a predetermined temperature is connected between a safety vent and an electrode lead, thereby simultaneously satisfying high-temperature storage characteristics and overcharging characteristics without adjusting the amount of electrolyte injected have. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2014-0106328 discloses a technique relating to a cap assembly in which a top cap and a safety vent are tightly fixed in tight contact with each other.
하지만, 기존의 캡 어셈블리는 부품들 간의 조립 작업이 용이하지 않고, 부품들의 조립 위치를 정확하게 설정하는데 한계가 있으며, 부품들이 외부 충격에 의해서 파손될 위험이 있다.However, existing cap assemblies are not easy to assemble parts, and there is a limit in accurately setting the assembling position of parts, and there is a risk that the parts are damaged by an external impact.
본 발명의 실시예는 캡 어셈블리의 제작시 부품들의 조립성을 향상시킬 수 있고, 부품들의 조립 위치를 간편하게 설정할 수 있는 이차 전지의 캡 어셈블리를 제공한다.Embodiments of the present invention provide a cap assembly for a secondary battery that can improve the assemblability of parts in manufacturing the cap assembly and can easily set the assembling position of the parts.
또한, 본 발명의 실시예는 캡 어셈블리를 외부 충격으로부터 보다 안전하게 보호할 수 있는 이차 전지의 캡 어셈블리를 제공한다.In addition, embodiments of the present invention provide a cap assembly for a secondary battery that can more safely protect the cap assembly from external impact.
또한, 본 발명의 실시예는 캡 어셈블리의 부품들 중 일부를 미리 조립하여 그 부품들을 몇 개의 모듈 형태로 간편하게 관리하고 조립할 수 있는 이차 전지의 캡 어셈블리를 제공한다.In addition, embodiments of the present invention provide a cap assembly for a secondary battery that can preassemble a part of components of a cap assembly and can easily manage and assemble the components in a few module forms.
본 발명의 일실시예에 따르면, 이차 전지의 상부에 배치되는 중공형의 캡 하우징, 상기 이차 전지의 양극에 통전 가능하게 연결되도록 상기 캡 하우징의 내부에 배치되고, 일측에 가스가 통과되는 가스홀이 형성된 전류 차단 부재, 상기 전류 차단 부재의 상측에 배치되고 상기 전류 차단 부재의 중앙부에 일부분이 통전 가능하게 연결되며 상기 이차 전지의 내부 압력이 높아짐에 따라 상기 전류 차단 부재와의 연결이 단락되거나 자체적으로 파열되도록 형성된 안전 벤트 부재, 상기 안전 벤트 부재의 일부분을 제외한 다른 부위가 상기 전류 차단 부재와 접촉되지 않도록 상기 안전 벤트 부재와 상기 전류 차단 부재의 사이에 배치된 절연 가스켓, 및 상기 안전 벤트 부재의 상측에 배치되고 상기 이차 전지의 양극 단자를 형성하도록 상기 안전 벤트 부재에 통전 가능하게 연결된 탑 캡을 포함하는 이차 전지의 캡 어셈블리를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a secondary battery including: a hollow cap housing disposed at an upper portion of a secondary battery; a gas hole disposed inside the cap housing to be energizable with the anode of the secondary battery, A current blocking member disposed above the current blocking member and partially connected to the central portion of the current blocking member so as to be energized so that the connection with the current blocking member is short-circuited as the internal pressure of the secondary battery increases, An insulating gasket disposed between the safety vent member and the current blocking member so that the other part of the safety vent member is not in contact with the current blocking member, The secondary battery according to claim 1, To provide a cap assembly of a secondary battery including a top cap coupled to the current flow.
상기 캡 하우징의 상부에는 상기 탑 캡과 상기 안전 벤트 부재를 고정하기 위한 고정부가 형성될 수 있고, 상기 캡 하우징의 하부에는 상기 전류 차단 부재와 상기 절연 가스켓을 보호하기 위한 보호부가 형성될 수 있다. 따라서, 상기 탑 캡과 상기 안전 벤트 부재는 상기 고정부에 의해 상기 캡 하우징의 중공부의 상부에 안정적으로 고정될 수 있으며, 상기 전류 차단 부재와 상기 절연 가스켓은 상기 보호부에 의해 상기 캡 하우징의 중공부의 하부에 안전하게 보호될 수 있다.The cap housing may be provided with a fixing portion for fixing the top cap and the safety vent member to the top of the cap housing, and a protecting portion for protecting the current blocking member and the insulating gasket may be formed under the cap housing. Therefore, the top cap and the safety vent member can be stably fixed to the upper portion of the hollow portion of the cap housing by the fixing portion, and the current blocking member and the insulating gasket can be stably fixed to the hollow portion of the cap housing, It can be safely protected at the bottom of the part.
여기서, 상기 보호부는 상기 전류 차단 부재의 가장자리부를 보호하도록 상기 캡 하우징의 하부에 플랜지 형상으로 돌출되게 형성될 수 있다.Here, the protector may protrude in a flange shape below the cap housing to protect the edge of the current blocking member.
그리고, 상기 보호부는 상기 캡 하우징의 중공부의 중심을 향하도록 상기 캡 하우징의 하부 둘레를 따라 연속적으로 돌출될 수 있다. 상기 보호부의 일측에는 상기 이차 전지의 내부에서 발생된 가스가 상기 캡 하우징의 내주면을 따라 상기 안전 벤트 부재의 일측으로 유동되도록 홀 또는 홈 형상으로 형성된 가스 안내부가 구비될 수 있다.The protector may be continuously protruded along the lower circumference of the cap housing so as to face the center of the hollow portion of the cap housing. A gas guide portion may be provided on one side of the protection portion, the gas guide portion being formed in a hole or a groove shape so that gas generated inside the secondary battery flows to one side of the safety vent member along the inner circumferential surface of the cap housing.
상기 캡 하우징은 상기 전류 차단 부재 또는 상기 절연 가스켓과의 사이에 간극이 형성되도록 상기 전류 차단 부재와 상기 절연 가스켓보다 더 크게 형성될 수 있다. 상기 가스 안내부는 상기 이차 전지의 내부에서 발생된 가스를 상기 간극으로 유동시키도록 상기 간극과 연통되게 형성될 수 있다. The cap housing may be formed to be larger than the current blocking member and the insulating gasket so that a gap is formed between the cap member and the current blocking member or the insulating gasket. The gas guide portion may be formed to communicate with the gap to flow the gas generated in the secondary battery to the gap.
일측면에 따르면, 상기 전류 차단 부재는 판 형상으로 형성될 수 있고, 상기 절연 가스켓은 상기 전류 차단 부재의 가장자리부의 상면과 측면을 감싸는 링 형상으로 형성될 수 있다. 상기 절연 가스켓의 하부에는 상기 전류 차단 부재의 임의 이탈을 방지하는 이탈 방지부가 단차지게 구비될 수 있다. 상기 전류 차단 부재의 가장자리부에는 상기 절연 가스켓에 삽입이 용이하도록 모따기부가 경사지게 구비될 수 있다.According to an aspect of the present invention, the current blocking member may be formed in a plate shape, and the insulating gasket may be formed in a ring shape surrounding the top and sides of the edge portion of the current blocking member. The lower portion of the insulating gasket may be provided with a step-off preventing portion for preventing any deviation of the current blocking member. The edge portion of the current blocking member may be provided with an inclined chamfer portion for facilitating insertion into the insulating gasket.
일측면에 따르면, 상기 안전 벤트 부재는, 상기 전류 차단 부재를 향해서 하향 만입된 깔때기 형상의 벤트 본체, 상기 이차 전지의 내부 압력이 설정치 이상으로 상승하면 파열되도록 상기 벤트 본체에 형성된 파열부, 상기 탑 캡의 가장자리부를 절곡되면서 감싸도록 상기 벤트 본체의 가장자리부에 형성된 절곡부, 및 상기 벤트 본체의 중앙부에 형성되어 상기 전류 차단 부재의 중앙부에 형성된 결속홀부에 리벳 방식으로 결속되는 리벳 결속부를 구비할 수 있다. According to an aspect of the present invention, the safety vent member includes a funnel-shaped vent body that is downwardly directed toward the current blocking member, a rupture portion formed in the vent body to rupture when an internal pressure of the secondary battery rises above a predetermined value, And a rivet binding portion formed at a central portion of the bent main body and being connected to the binding hole portion formed at the center of the current blocking member in a riveting manner may be provided in the bent main body so as to surround the cap while bending the edge portion of the cap. have.
상기 리벳 결속부는, 상기 벤트 본체의 중앙부에 단차지게 융기된 융기 접촉부, 및 상기 결속홀부에 삽입된 후 단부가 리벳 방식으로 결속되도록 상기 융기 접촉부에서 하향 돌출된 결속 돌기를 구비할 수 있다. 상기 전류 차단 부재의 중앙부의 상면에는 상기 융기 접촉부가 끼워져 통전 가능하게 접촉되도록 상기 융기 접촉부에 대응하는 단차진 형상으로 함몰된 함몰 접촉부가 구비될 수 있다. The rivet connecting part may include a protruding protrusion protruding in a stepped manner at a central portion of the vent main body and a coupling protrusion protruding downward from the protruding contact part so that the end of the rivet inserting part is inserted into the coupling hole part in a riveting manner. The upper surface of the central portion of the current blocking member may be provided with a recessed contact portion recessed in a stepped shape corresponding to the protrusion contacting portion so that the protrusion contacting portion is fitted and energized.
상기 전류 차단 부재의 중앙부의 하면에는 상기 결속 돌기의 리벳 결속시 상기 결속 돌기의 변형된 단부를 수용하기 위한 리벳 수용부가 형성될 수 있다.And a rivet accommodating portion for accommodating the deformed end of the coupling protrusion when the rivet coupling of the coupling protrusion is engaged may be formed on the lower surface of the central portion of the current blocking member.
상기 전류 차단 부재에는 상기 이차 전지의 내부 압력이 설정치 이상으로 상승되면 상기 전류 차단 부재의 중앙부를 다른 부분에서부터 분리시키는 단락부가 형성될 수 있다. 상기 단락부는 상기 함몰 접촉부와 상기 리벳 수용부를 둘러싸는 형상으로 상기 전류 차단 부재의 중앙부에 형성될 수 있다.The current blocking member may be provided with a shorting portion for separating the central portion of the current blocking member from other portions when the internal pressure of the secondary battery rises above the set value. The short circuit portion may be formed at a central portion of the current blocking member so as to surround the recess contact portion and the rivet accommodating portion.
일측면에 따르면, 상기 결속 돌기의 돌출 길이는 상기 전류 차단 부재의 두께보다 더 길게 형성될 수 있다. 상기 결속 돌기의 두께는 상기 돌출 길이보다 더 짧게 형성될 수 있다.According to an aspect of the present invention, the protruding length of the coupling protrusion may be longer than the thickness of the current blocking member. The thickness of the coupling protrusion may be shorter than the protrusion length.
본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 캡 어셈블리는, 캡 하우징의 하부에 보호부를 형성하여 전류 차단 부재의 가장자리부를 보호하는 구조이므로, 보호부가 전류 차단 부재와 절연 가스켓의 연결 부위를 외부 충격으로부터 안정적으로 보호할 수 있으며, 전류 차단 부재와 절연 가스켓이 임의로 분리되는 현상도 방지할 수 있다.Since the cap assembly of the secondary battery according to the embodiment of the present invention protects the edge portion of the current blocking member by forming the protection portion in the lower portion of the cap housing, the protection portion can prevent the connection portion between the current blocking member and the insulating gasket from being stably And the phenomenon that the current blocking member and the insulating gasket are separated from each other can be prevented.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 캡 어셈블리는, 캡 하우징의 상부에 고정부를 형성하여 탑 캡과 안전 벤트 부재의 가장자리부를 감싸서 고정시키는 구조이므로, 탑 캡 및 안전 벤트 부재를 캡 하우징의 중공부의 상부에 안정적으로 설치할 수 있으며, 탑 캡 및 안전 벤트 부재의 연결 부위를 외부 충격으로부터 안정적으로 보호할 수 있다.In addition, since the cap assembly of the secondary battery according to the embodiment of the present invention has a structure in which the top portion of the cap housing and the safety vent member are wrapped around and fixed to each other, the top cap and the safety vent member are inserted into the cap housing The connection portion between the top cap and the safety vent member can be stably protected from an external impact.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 캡 어셈블리는, 캡 하우징의 중공부의 하부 둘레를 따라 형성된 보호부의 일측에 가스 안내부가 형성되어 이차 전지의 내부에서 발생된 가스가 캡 하우징의 내주면을 따라 유동되는 구조이므로, 이차 전지의 이상 상태시 발생된 가스의 압력이 설정치 이상이면 가스 안내부를 통해 유동된 가스의 압력이 안전 벤트 부재의 일측으로 편심되게 작용하여 안전 벤트 부재의 파열부가 보다 효과적으로 파열할 수 있다.The cap assembly of the secondary battery according to an embodiment of the present invention may include a gas guide formed on one side of the protection unit formed along the lower circumference of the hollow portion of the cap housing to allow gas generated from the inside of the secondary battery to flow along the inner circumferential surface of the cap housing The pressure of the gas flowing through the gas guiding portion eccentrically acts on one side of the safety vent member so that the rupture portion of the safety vent member ruptures more effectively when the pressure of the gas generated in the abnormal state of the secondary battery is more than the set value .
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 캡 어셈블리는, 링 형상의 절연 가스켓의 내부에 전류 차단 부재를 삽입시켜 전류 차단 부재와 절연 가스켓을 하나의 조립된 부품으로 관리할 수 있으며, 그로 인해서 캡 어셈블리의 부품 관리 및 조립 작업이 간편하게 실시될 수 있다. Also, the cap assembly of the secondary battery according to the embodiment of the present invention can insulate the current blocking member and the insulating gasket as a single assembled part by inserting the current blocking member into the inside of the ring-shaped insulating gasket, The parts management and assembling work of the cap assembly can be easily performed.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 캡 어셈블리는, 안전 벤트 부재와 전류 차단 부재의 결속시 안전 벤트 부재의 융기 접촉부가 전류 차단 부재의 함몰 접촉부에 끼워지는 구조이므로, 안전 벤트 부재와 전류 차단 부재의 결속 위치를 정확하게 설정할 수 있으며, 융기 접촉부와 함몰 접촉부가 서로 끼워진 상태에서 안전 벤트 부재의 결속 돌기를 전류 차단 부재의 결속홀부에 안정적으로 조립할 수 있다.In addition, the cap assembly of the secondary battery according to the embodiment of the present invention has a structure in which the protruding abutting portion of the safety vent member is fitted to the recessed abutting portion of the current blocking member when the safety vent member and the current blocking member are coupled, The fastening position of the blocking member can be accurately set and the fastening protrusion of the safety vent member can be stably assembled to the fastening hole portion of the current blocking member in a state in which the protrusion contacting portion and the recess contacting portion are fitted to each other.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 캡 어셈블리는, 결속 돌기의 리벳 결속 작업시 결속 돌기의 변형된 단부가 전류 차단 부재의 리벳 수용부에 채워져 수용된 구조이므로, 안전 벤트 부재와 전류 차단 부재를 보다 간편하게 조립할 수 있으며, 전류 차단 부재의 임의 이동도 방지할 수 있다.In addition, the cap assembly of the secondary battery according to the embodiment of the present invention has a structure in which the deformed end of the coupling protrusion is housed in the rivet receiving portion of the current blocking member when the rivet coupling operation of the coupling protrusion is completed, Can be assembled more easily, and any movement of the current blocking member can be prevented.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지의 캡 어셈블리가 도시된 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 캡 어셈블리를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 캡 어셈블리를 나타낸 저면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 캡 어셈블리의 부품들을 조립하기 이전 상태로 분해한 단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지의 캡 어셈블리에 대한 단락 실험의 결과를 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지의 캡 어셈블리에 대한 파열 실험의 결과를 나타낸 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지의 캡 어셈블리에 대한 충격 실험과 단락 실험의 결과를 나타낸 도면이다.1 is a cross-sectional view illustrating a cap assembly of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing the cap assembly shown in Fig.
3 is a bottom view of the cap assembly shown in FIG.
Fig. 4 is a cross-sectional view of parts of the cap assembly shown in Fig. 1 in a state prior to assembling. Fig.
5 and 6 are views showing the result of a short-circuit test for a cap assembly of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 7 and 8 are views showing a result of a rupture test for a cap assembly of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
9 and 10 are views showing impact tests and short-circuit tests on a cap assembly of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다. Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지(10)의 캡 어셈블리(100)가 도시된 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 캡 어셈블리(100)를 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 캡 어셈블리(100)를 나타낸 저면도이다. 도 4는 도 1에 도시된 캡 어셈블리(100)의 부품들을 조립하기 이전 상태로 분해한 단면도이다. FIG. 1 is a sectional view showing a
이하, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해서 원통형의 캔(can) 형상으로 형성된 이차 전지(10)를 중심으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 구조로 형성된 이차 전지의 캡 어셈블리에 적용될 수도 있다. 본 실시예에 따른 이차 전지(10)의 상부에는 개구부가 형성될 수 있으며, 상기의 개구부에는 캡 어셈블리(100)가 설치될 수 있다. 상기와 같은 캡 어셈블리(100)는 이차 전지(10)의 내부에서 발생되는 양극 전원을 외부로 전달하는 양극 단자의 역할을 수행할 수 있으며, 이차 전지(10)의 이상 동작시 전지의 안전성을 확보하는 안전 소자의 역할을 수행할 수 있다. Hereinafter, in the present embodiment, the
구체적으로, 이차 전지(10)의 내부 압력이 제1 설정압력에 도달되면 캡 어셈블리(100)는 양극 전원과의 연결을 차단시킬 수 있으며, 이차 전지(10)의 내부 압력이 제2 설정압력에 도달되면 이차 전지(10)의 내부에 발생된 가스(G)를 외부로 방출시켜 폭발의 위험을 줄일 수 있다. 제1 설정압력과 제2 설정압력은 이차 전지(10)의 설계 조건 및 상황에 따라 변경될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 제1 설정압력이 6~17 kgh/㎠이고 제2 설정압력이 18~25 kgh/㎠인 것으로 설명하되, 제1 설정압력의 최적치는 9~14 kgh/㎠이고 제2 설정압력의 최적치는 18~23 kgh/㎠인 것으로 한정하여 설명한다.Specifically, when the internal pressure of the
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지(10)의 캡 어셈블리(100)는 캡 하우징(110), 전류 차단 부재(120), 안전 벤트 부재(130), 절연 가스켓(140), 및 탑 캡(150)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a
여기서, 캡 하우징(110)과 절연 가스켓(140)은 전도성이 낮은 절연 소재로 형성될 수 있으며, 전류 차단 부재(120)와 안전 벤트 부재(130) 및 탑 캡(150)은 전도성이 우수한 도체로 형성될 수 있다. 상기와 같은 이차 전지(10)의 내부에서 생성된 전기는 전류 차단 부재(120), 안전 벤트 부재(130), 및 탑 캡(150)을 따라 전달될 수 있다.Here, the
도 1 내지 도 4를 참조하면, 캡 하우징(110)은 이차 전지(10)의 상부에 형성된 개구부에 배치될 수 있다. 캡 하우징(110)은 상하 방향으로 개구된 중공형의 원통으로 형성될 수 있다. 상기와 같은 캡 하우징(110)의 중공부에는 전류 차단 부재(120), 절연 가스켓(140), 안전 벤트 부재(130), 및 탑 캡(150)이 순서대로 적층되게 배치될 수 있다.1 to 4, the
캡 하우징(110)은 충격 흡수 성능이 우수한 소재로 제조될 수 있다. 따라서, 캡 하우징(110)은 전류 차단 부재(120), 절연 가스켓(140), 안전 벤트 부재(130), 및 탑 캡(150)을 외부 충격으로부터 안전하게 보호할 수 있다. 그리고, 캡 하우징(110)은 절곡이 우수한 소재로 형성될 수 있다. 즉, 캡 하우징(110)은 후술하는 고정부(112)를 적절하게 절곡시키기 위해서 절곡이 가능한 소재로 제조되는 것이 바람직하다.The
여기서, 캡 하우징(110)의 상부에는 탑 캡(150)과 안전 벤트 부재(130)를 고정시키기 위한 고정부(112)가 형성될 수 있다. 상기와 같은 고정부(112)는 탑 캡(150)과 안전 벤트 부재(130)의 가장자리부를 감싸는 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 고정부(112)는 안착부(112a) 및 압착부(112b)를 구비할 수 있다. A fixing
안착부(112a)는 안전 벤트 부재(130)와 탑 캡(150)의 가장자리부가 안착되도록 캡 하우징(110)의 중공부의 상부에 단차지게 형성될 수 있다. 압착부(112b)는 안전 벤트 부재(130)와 탑 캡(150)의 가장자리부가 안착부(112a)에 안착되면 안전 벤트 부재(130)와 탑 캡(150)의 가장자리부를 감싸도록 절곡될 수 있다. 상기와 같은 안착부(112a)와 압착부(112b)에는 압착부(112b)의 절곡되는 힘에 의해서 안전 벤트 부재(130)와 탑 캡(150)의 가장자리부에 압착되는 압박돌기가 형성될 수 있다. 따라서, 안전 벤트 부재(130)와 탑 캡(150)의 가장자리부는 압착부(112b)와 안착부(112a)의 사이에 압착 고정될 수 있다.The
또한, 캡 하우징(110)의 하부에는 전류 차단 부재(120)의 가장자리부를 보호하기 위한 보호부(114)가 형성될 수 있다. 상기와 같은 보호부(114)는 전류 차단 부재(120)의 가장자리부 및 그 가장자리부에 연결된 절연 가스켓(140)을 외부 충격으로부터 보호하도록 캡 하우징(110)의 하부에서 플랜지(flange) 형상으로 돌출될 수 있다. 일예로, 보호부(114)는 캡 하우징(110)의 중공부의 중심을 향하도록 캡 하우징(110)의 하부 둘레를 따라 연속적으로 돌출된 플랜지 구조로 형성될 수 있다.In addition, a
상기와 같은 보호부(114)의 일측에는 홀 또는 홈 형상으로 형성된 가스 안내부(116)가 구비될 수 있다. 일예로, 본 실시예에서는 단수개의 가스 안내부(116)가 보호부(114)의 일측에 'U' 자형의 홈 형상으로 형성된 것으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형상과 개수로 형성될 수 있다. 일례로, 가스 안내부(116)는 보호부(114)에 홀 형상으로 형성되거나, 또는 보호부(114)에 복수개가 편심되게 배치될 수 있다.A
이차 전지(10)의 내부에서 가스(G)가 발생되면, 가스(G)는 전류 차단 부재(120)에 형성된 가스홀(121)을 통과해서 안전 벤트 부재(130)로 유동할 수 있으며, 그와 동시에 가스 안내부(116)를 통과해서 캡 하우징(110)의 내주면을 따라 안전 벤트 부재(130)의 일측으로 유동시킬 수 있다. 따라서, 안전 벤트 부재(130)에 전달되는 가스의 압력 분포는 가스 안내부(116)를 통과한 가스(G)의 압력으로 인해서 안전 벤트 부재(130)의 일측으로 편심되게 형성될 수 있다. When the gas G is generated in the
도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 전류 차단 부재(120)는 이차 전지(10)의 양극에 통전 가능하게 연결되도록 캡 하우징(110)의 내부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 전류 차단 부재(120)는 이차 전지(10)의 내부에 리드선으로 통전 가능하게 연결될 수 있다. 상기와 같은 전류 차단 부재(120)는 이차 전지(10)의 내부에서 생성된 양극 전원을 안전 벤트 부재(130)에 효과적으로 전달하도록 전도성이 우수한 소재로 제조될 수 있다.Referring to FIGS. 1, 3 and 4, the current blocking
전류 차단 부재(120)는 소정의 두께를 갖는 원판 형상으로 형성될 수 있다. 상기와 같은 전류 차단 부재(120)에는 이차 전지(10)의 내부에서 발생된 가스(G)를 통과시키기 위한 가스홀(121)이 형성될 수 있다. 가스홀(121)은 전류 차단 부재(120)의 중앙부를 중심으로 복수개가 방사형으로 배치될 수 있다. The
한편, 전류 차단 부재(120)의 중앙부는 안전 벤트 부재(130)의 중앙부와 통전 가능하게 연결될 수 있다. 만약, 이차 전지(10)의 내부 압력이 제1 설정압력 이상으로 높아지면, 전류 차단 부재(120)의 중앙부는 안전 벤트 부재(130)와 연결된 상태로 전류 차단 부재(120)의 다른 부분과 분리되어 전류 차단 부재(120)와 안전 벤트 부재(130)가 전기적으로 단락될 수 있다. 상기와 같은 전류 차단 부재(120)의 중앙부에는 함몰 접촉부(122), 리벳 수용부(123), 단락부(124), 및 결속홀부(126)가 구비될 수 있다.The central portion of the current blocking
함몰 접촉부(122)는 전류 차단 부재(120)의 중앙부의 상면에 형성될 수 있으며, 후술하는 안전 벤트 부재(130)의 융기 접촉부(135)가 끼워져 통전 가능하게 접촉하도록 형성될 수 있다. 함몰 접촉부(122)는 융기 접촉부(135)에 대응하는 형상으로 단차지게 함몰된 구조로 형성될 수 있다. 따라서, 전류 차단 부재(120)와 안전 벤트 부재(130)의 조립시 전류 차단 부재(120)와 안전 벤트 부재(130)의 조립 위치를 더 정확하게 설정할 수 있으며, 전류 차단 부재(120)와 안전 벤트 부재(130)의 조립 상태를 더 안정적으로 유지할 수 있다.The recessed
리벳 수용부(123)는 전류 차단 부재(120)의 중앙부의 하면에는 형성될 수 있으며, 후술하는 안전 벤트 부재(130)의 결속 돌기(136)가 리벳 결속되는 과정에서 결속 돌기(136)의 변형된 단부를 수용하도록 형성될 수 있다. 리벳 수용부(123)는 결속 돌기(136)의 리벳 결속시 결속 돌기(136)의 변형된 단부가 채워지는 홈 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 전류 차단 부재(120)와 안전 벤트 부재(130)의 결속시 결속 돌기(136)의 변형된 단부가 리벳 수용부(123)에 수용되므로, 전류 차단 부재(120)와 안전 벤트 부재(130)를 더 안정적으로 결속할 수 있으며, 전류 차단 부재(120)와 안전 벤트 부재(130)이 임의로 상대 이동되는 현상을 방지할 수 있다. The
단락부(124)는 전류 차단 부재(120)의 중앙부를 둘러싸는 구조로 형성될 수 있다. 단락부(124)는 이차 전지(10)의 내부 압력이 제1 설정압력 이상으로 상승되면 전류 차단 부재(120)와 안전 벤트 부재(130) 사이에 전류가 흐르지 않도록 단락시키는 구성이다. 일례로, 본 실시예에서는 전류 차단 부재(120)와 안전 벤트 부재(130)의 중앙부가 통전 가능하게 연결된 구조이므로, 이차 전지(10)의 내부에서 발생된 가스의 압력이 제1 설정압력에 도달되면 단락부(124)는 전류 차단 부재(120)의 중앙부를 전류 차단 부재(120)의 다른 부분과 분리시킬 수 있다.The shorting
상기와 같은 단락부(124)는 함몰 접촉부(122)와 리벳 수용부(123)를 둘러싸는 형상으로 전류 차단 부재(120)의 중앙부에 형성될 수 있다. 따라서, 이차 전지(10)의 내부 압력이 제1 설정압력 이상으로 상승되면, 전류 차단 부재(120)의 중앙부는 안전 벤트 부재(130)의 중앙부와 연결된 상태로 전류 차단 부재(120)의 다른 부분으로부터 분리될 수 있다. 그 결과, 전류 차단 부재(120)와 안전 벤트 부재(130)는 서로 통전 불가능하게 단락될 수 있다.The shorting
예를 들면, 단락부(124)는 절개부(124a) 및 단락홀부(124b)를 구비할 수 있다. 절개부(124a)는 전류 차단 부재(120)의 중앙부를 둘러싸는 원 형상의 노치(notch)로 형성될 수 있다. 상기와 같은 절개부(124a)는 제1 설정압력 이상의 압력에 의해서 절개될 수 있으며, 그로 인해서 전류 차단 부재(120)의 중앙부가 다른 부분으로부터 분리될 수 있다. 단락홀부(124b)는 제1 설정압력의 작용시 절개부(124a)를 더 정확한 시점에 단기간에 절개시키기 위한 구성으로서, 절개부(124a)에 홀 형상으로 형성될 수 있다. 상기와 같은 단락홀부(124b)는 절개부(124a)를 따라 복수개가 동일 각도로 이격되게 배치될 수 있다.For example, the shorting
결속홀부(126)는 전류 차단 부재(120)의 중앙부 중심에 홀 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 함몰 접촉부(122)와 리벳 수용부(123) 및 단락부(124)는 결속홀부(126)를 중심으로 결속홀부(126)의 외각을 둘러싸는 구조로 형성될 수 있다. 결속홀부(126)에는 안전 벤트 부재(130)의 결속 돌기(136)의 단부가 관통되게 삽입된 후 리벳 방식으로 결속될 수 있다. 즉, 전류 차단 부재(120)와 안전 벤트 부재(130)의 중앙부는 결속홀부(126)와 결속 돌기(136)에 의해서 서로 통전 가능하게 조립될 수 있다.The
도 1 내지 도 4를 참조하면, 안전 벤트 부재(130)는 전류 차단 부재(120)의 상측에 배치될 수 있으며, 전류 차단 부재(120)의 중앙부에 통전 가능하게 연결될 수 있다. 상기와 같은 안전 벤트 부재(130)는 캡 어셈블리(100)의 안전 기능을 수행하기 위한 부품으로서, 이차 전지(10)의 내부 압력이 높아짐에 따라 전류 차단 부재(120)와의 연결이 단락되거나 또는 자체적으로 파열되도록 형성될 수 있다.1 to 4, the
본 실시예에서는 안전 벤트 부재(130)가 전체적으로 하향 만입되는 깔때기 형상으로 형성될 수 있으며, 안전 벤트 부재(130)의 중앙부가 전류 차단 부재(120)의 중앙부에 리벳 방식으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 안전 벤트 부재(130)는 벤트 본체(131), 파열부(132), 절곡부(133), 및 리벳 결속부(134)를 구비할 수 있다.In the present embodiment, the
벤트 본체(131)는 전류 차단 부재(120)를 향해서 하향 만입되는 깔때기 형상으로 형성될 수 있다. 벤트 본체(131)는 탑 캡(150)과 전류 차단 부재(120)의 사이에 적층된 구조로 배치될 수 있다. 벤트 본체(131)의 가장자리부에는 탑 캡(150)의 가장자리부가 안착되기 위한 안착면이 형성될 수 있다. The
파열부(132)는 이차 전지(10)의 내부 압력이 제2 설정압력 이상으로 상승하면 그 압력에 의해서 자제적으로 파열되도록 벤트 본체(131)에 형성될 수 있다. 일례로, 파열부(132)는 벤트 본체(131)의 중심에서 소정 거리 이격된 위치에 원형의 노치 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 이차 전지(10)의 내부 압력이 제2 설정 압력 이상으로 상승하면, 안전 벤트 부재(130)의 파열부(132)가 자체적으로 파열되어 이차 전지(10) 내의 가스(G)가 외부로 방출될 수 있다. The rupturing
절곡부(133)는 벤트 본체(131)의 가장자리부에 절곡 가능한 구조로 형성될 수 있다. 상기와 같은 절곡부(133)는 벤트 본체(131)의 가장자리부에 안착된 탑 캡(150)의 가장자리부를 감싸는 형상으로 절곡될 수 있으며, 그로 인해서 안전 벤트 부재(130)와 탑 캡(150)이 통전 가능하게 연결될 수 있다. 일례로, 절곡부(133)는 벤트 본체(131)의 가장자리부 외각을 따라 돌출된 구조로 형성될 수 있으며, 탑 캡(150)이 벤트 본체(131)의 상면에 안착되면 탑 캡(150)의 가장자리부의 상면을 덮도록 절곡될 수 있다. The
리벳 결속부(134)는 벤트 본체(131)의 중앙부에 형성될 수 있으며, 전류 차단 부재(120)의 결속홀부(126)에 리벳 방식으로 결속되어 전류 차단 부재(120)의 중앙부와 통전 가능하게 연결될 수 있다. 일례로, 리벳 결속부(134)는 융기 접촉부(135) 및 결속 돌기(136)를 구비할 수 있다. The
여기서, 융기 접촉부(135)는 벤트 본체(131)의 중앙부에 하측으로 단차지게 융기된 구조로 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 융기 접촉부(135)는 안전 벤트 부재(130)와 전류 차단 부재(120)의 조립시 전류 차단 부재(120)의 함몰 접촉부(122)에 삽입될 수 있다. Here, the ridge-contacting
그리고, 결속 돌기(136)는 융기 접촉부(135)의 중심에서 하향 돌출된 구조로 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 결속 돌기(136)는 안전 벤트 부재(130)와 전류 차단 부재(120)의 조립시 전류 차단 부재(120)의 결속홀부(126)에 관통되게 삽입된 후 단부가 결속홀부(126)에 리벳 방식으로 결속될 수 있다. 따라서, 결속 돌기(136)의 단부가 결속홀부(126)에 관통되게 배치되기 위하여 결속 돌기(136)의 돌출 길이는 전류 차단 부재(120)의 두께보다 더 길게 형성될 수 있다. 특히, 결속 돌기(136)의 두께는 결속 돌기(136)의 돌출 길이보다 더 짧게 형성되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 결속 돌기(136)의 두께가 결속 돌기(136)의 돌출 길이보다 더 두꺼우면, 결속 돌기(136)의 리벳 결속시 결속 돌기(136)의 단부가 충분히 변형되지 않아 결속홀부(126)와의 결속력이 충분히 확보하기 어렵기 때문이다. 아울러, 결속 돌기(136)의 두께 증가는 결속홀부(126)의 크기 증가로도 귀결되는 바, 전류 차단 부재(120)와 안전 벤트 부재(130)의 설계 조건이 매우 난해해질 수 있다.The
도 1 내지 도 4를 참조하면, 절연 가스켓(140)은 안전 벤트 부재(130)와 전류 차단 부재(120)의 사이에 배치될 수 있다. 절연 가스켓(140)은 안전 벤트 부재(130)와 전류 차단 부재(120)의 중앙부를 제외한 부분이 서로 통전 가능하게 접촉되는 것을 방지하는 구성이다. 뿐만 아니라, 절연 가스켓(140)은 안전 벤트 부재(130)와 전류 차단 부재(120)의 사이에서 진동 및 충격 등을 흡수하는 역할도 수행할 수 있다. 따라서, 절연 가스켓(140)은 충격 흡수 성능이 우수한 절연 소재로 형성될 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 4, the insulating
상기와 같은 절연 가스켓(140)은 전류 차단 부재(120)의 가장자리부의 상면과 측면을 감싸는 링 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 원판 형상의 전류 차단 부재(120)는 원형 링 형상의 절연 가스켓(140)의 하측으로 삽입되어 절연 가스켓(140)과 조립될 수 있다.The insulating
절연 가스켓(140)의 하부에는 전류 차단 부재(120)의 임의 이탈을 방지하는 이탈 방지부(142)가 단차지게 구비될 수 있다. 즉, 이탈 방지부(142)는 전류 차단 부재(120)와 절연 가스켓(140)의 조립이 완료된 이후에 전류 차단 부재(120)가 절연 가스켓(140)의 하측으로 다시 분리되는 것을 방지할 수 있다. 일례로, 이탈 방지부(142)는 절연 가스켓(140)의 하부 내주면을 따라 소정의 높이로 돌출된 단턱 구조로 형성될 수 있다. A
한편, 전류 차단 부재(120)의 가장자리부에는 절연 가스켓(140)에 용이하게 삽입되도록 모따기부(125)가 경사지게 구비될 수 있다. 즉, 절연 가스켓(140)의 하부에 이탈 방지부(142)가 형성됨으로서, 절연 가스켓(140)과 전류 차단 부재(120)의 조립 작업이 어려워질 수 있으며, 뿐만 아니라 절연 가스켓(140) 또는 전류 차단 부재(120)가 조립 과정에서 파손될 가능성이 있다. 따라서, 전류 차단 부재(120)의 가장자리부에는 소정의 경사면을 형성하는 모따기부(125)가 구비될 수 있으며, 절연 가스켓(140)과 전류 차단 부재(120)의 조립시 모따기부(125)가 이탈 방지부(142)를 원활하게 타고 넘어가면서 전류 차단 부재(120)가 절연 가스켓(140)의 내부에 원활하게 삽입될 수 있다. On the other hand, the chamfered
도 1과 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 캡 어셈블리(100)는 절연 가스켓(140)과 캡 하우징(110)의 사이에 간극(S)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 전류 차단 부재(120)가 조립된 절연 가스켓(140)은 캡 하우징(110)의 중공부의 하부에 배치되되, 절연 가스켓(140)의 외주면 및 캡 하우징(110)의 내주면이 서로 이격되어 소정의 크기로 간극(S)이 형성될 수 있다.1 and 3, a gap S may be formed between the insulating
전술한 캡 하우징(110)의 보호부(114)는 간극(S)을 덮어 차폐시키도록 형성될 수 있다. 따라서, 이차 전지(10)의 내부에서 발생된 가스(G)는 간극(S)에 직접적으로 전달되지 않는 구조이다. 그에 반하여, 전술한 가스 안내부(116)는 보호부(114)의 일측에 간극(S)과 연통되는 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 이차 전지(10)의 내부에서 발생된 가스(G) 중에서 일부는 가스 안내부(116)를 통해서 간극(S)에 직접적으로 전달될 수 있으며, 그와 같이 간극(S)으로 유입된 가스(G)는 간극(S)을 따라 유동된 후 안전 벤트 부재(130)에 직접적으로 작용될 수 있다. The
도 1과 도 2 및 도 4를 참조하면, 탑 캡(150)은 안전 벤트 부재(130)의 상측에 적층되는 구조로 배치될 수 있다. 탑 캡(150)의 가장자리부는 안전 벤트 부재(130)의 가장자리부의 상면에 통전 가능하게 연결될 수 있으며, 탑 캡(150)의 중앙부는 이차 전지(10)의 양극 단자의 역할을 수행하도록 볼록하게 형성될 수 있다.Referring to FIGS. 1, 2 and 4, the
예를 들면, 탑 캡(150)의 중앙부에는 상측으로 볼록하게 융기된 구조의 양극 단자부(152)가 형성될 수 있다. 양극 단자부(152)의 측면에는 이차 전지(10)의 내부에서 발생된 가스(G)를 외부로 방출하기 위한 방출홀(154)이 형성될 수 있다. 탑 캡(150)의 가장자리부는 안전 벤트 부재(130)의 벤트 본체(131)의 가장자리부에 안착된 상태에서 안전 벤트 부재(130)의 절곡부(133)에 의해 감싸일 수 있으며, 그와 같은 상태에서 탑 캡(150)과 안전 벤트 부재(130)의 가장자리부를 캡 하우징(110)의 고정부(112)에 고정시킬 수 있다.For example, a positive
상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지(10)의 캡 어셈블리(100)의 조립 과정 및 작용효과를 살펴보면 다음과 같다. The assembling process of the
먼저, 도 1 및 도 4를 참조하여 캡 어셈블리(100)의 조립 과정을 살펴본다.First, a process of assembling the
탑 캡(150)을 안전 벤트 부재(130)에 조립한다. 즉, 탑 캡(150)을 안전 벤트 부재(130)의 벤트 본체(131)의 상면에 안착시키고, 안전 벤트 부재(130)의 절곡부(133)를 절곡시켜 탑 캡(150)의 가장자리부를 감싼다. 상기와 같이 탑 캡(150)과 안전 벤트 부재(130)를 조립하면, 하나의 부품 모듈로 관리할 수 있다.Assemble the top cap (150) to the safety vent member (130). That is, the
전류 차단 부재(120)를 절연 가스켓(140)에 조립한다. 즉, 전류 차단 부재(120)를 절연 가스켓(140)의 하측에서 절연 가스켓(140)의 내부로 밀어 넣는다. 전류 차단 부재(120)와 절연 가스켓(140)이 조립되면, 전류 차단 부재(120)가 절연 가스켓(140)의 이탈 방지부(142)에 걸려서 절연 가스켓(140)의 외측으로 다시 이탈되지 않는다. 상기와 같이 전류 차단 부재(120)와 절연 가스켓(140)를 조립하면, 하나의 부품 모듈로 관리할 수 있다.The
탑 캡(150)이 조립된 상태의 안전 벤트 부재(130)를 절연 가스켓(140)에 조립된 상태의 전류 차단 부재(120)에 리벳 방식으로 조립한다. 즉, 안전 벤트 부재(130)의 결속 돌기(136)를 전류 차단 부재(120)의 결속홀부(126)에 관통되게 삽입하고, 안전 벤트 부재(130)의 융기 접촉부(135)를 전류 차단 부재(120)의 함몰 접촉부(122)에 삽입시켜 통전 가능하게 접촉시킨다. 따라서, 안전 벤트 부재(130)와 전류 차단 부재(120)의 조립 위치는 융기 접촉부(135)와 함몰 접촉부(122)를 이용하여 매우 간편하고 정확하게 설정할 수 있다.The
상기와 같이 안전 벤트 부재(130)와 전류 차단 부재(120)를 정위치에 배치시킨 상태에서 결속 돌기(136)를 결속홀부(126)에 리벳 방식으로 결속시켜 안전 벤트 부재(130)와 전류 차단 부재(120)를 조립한다. 따라서, 안전 벤트 부재(130)와 전류 차단 부재(120)를 조립하면, 탑 캡(150), 안전 벤트 부재(130), 전류 차단 부재(120), 및 절연 가스켓(140)도 하나의 부품 모듈로 관리할 수 있다.As described above, in the state where the
탑 캡(150), 안전 벤트 부재(130), 전류 차단 부재(120), 및 절연 가스켓(140)의 조립이 완료되면, 하나의 부품처럼 탑 캡(150), 안전 벤트 부재(130), 전류 차단 부재(120), 및 절연 가스켓(140)을 캡 하우징(110)의 중공부에 삽입시키고, 탑 캡(150)과 안전 벤트 부재(130)의 가장자리부를 캡 하우징(110)의 고정부(112)에 고정시켜 캡 어셈블리(100)의 조립을 완료한다. When the assembly of the
구체적으로 설명하면, 탑 캡(150), 안전 벤트 부재(130), 전류 차단 부재(120), 및 절연 가스켓(140)을 캡 하우징(110)의 중공부에 하나의 부품 모듈과 같이 동시에 삽입하고, 탑 캡(150)과 안전 벤트 부재(130)를 캡 하우징(110)에 고정시켜 캡 어셈블리(100)의 조립을 완료할 수 있다. 이때, 탑 캡(150)과 안전 벤트 부재(130)의 가장자리부를 캡 하우징(110)의 고정부(112)의 안착부(112a)에 안착시키고, 그 상태에서 캡 하우징(110)의 고정부(112)의 압착부(112b)를 절곡 변형시켜 탑 캡(150)과 안전 벤트 부재(130)의 가장자리부를 압착부(112b)와 안착부(112a)의 사이에 고정시킬 수 있다.More specifically, the
한편, 상기와 같이 조립 완료된 캡 어셈블리(100)의 성능 실험을 실시하였으며, 그 결과에 대하여 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.Meanwhile, the performance test of the assembled
본 실시예와 같이 안전 벤트 부재(130)와 전류 차단 부재(120)가 리벳 방식으로 연결된 캡 어셈블리(100)에 있어서, 결속 돌기(136)의 돌출 길이 및 두께를 변경하여 리벳 연결 부위에 대한 강도를 실험한다. 즉, 캡 어셈블리(100)의 제1 실험체에서는 결속 돌기(136)의 돌출 길이가 0.8mm이고, 결속 돌기(136)의 직경이 1.1mm이며, 결속홀부(126)의 직경은 1.2mm로 설정한다. 캡 어셈블리(100)의 제2 실험체에서는 결속 돌기(136)의 돌출 길이가 1.1mm이고, 결속 돌기(136)의 직경이 1.0mm이며, 결속홀부(126)의 직경은 1.1mm로 설정한다. 상기와 같은 2개의 캡 어셈블리(100)는 결속 돌기(136)와 결속홀부(126)를 제외한 다른 부품의 재질과 형상 및 치수가 모두 동일하며, 전술한 방법으로 동일하게 조립한다.In the
여기서, 전류 차단 부재(120)를 결속 돌기(136)를 중심으로 강제로 회전시키면, 제1 실험체에서는 2사이클을 넘지 못하고 전류 차단 부재(120)가 안전 벤트 부재(130)의 결속 돌기(136) 부분에서 회전하기 시작하며, 5사이클 수준에서 전류 차단 부재(120)가 탈락되는 현상이 발생하는 것으로 나타났다. 반면에, 제2 실험체에서는 제1 실험체보다 전류 차단 부재(120)의 회전 정도가 미미하고, 전류 차단 부재(120)가 회전되더라도 리벳 결합 부분에 걸려 탈락되지 않는 것으로 나타났다. 따라서, 제2 실험체의 결속 돌기(136)와 결속홀부(126)가 제1 실험체보다 결속 강도가 우수한 것으로 확인된다.When the current blocking
그리고, 안전 벤트 부재(130)에 초당 0.5kgh/㎠의 승압속도로 15kgh/㎠ 이상의 압력을 가하였을 경우, 제1 실험체에서는 결속 돌기(136)가 결속홀부(126)에서 이탈되는 현상이 나타났으나, 제2 실험체에서는 결속 돌기(136)와 결속홀부(126)가 결속된 상태에서 전류 차단 부재(120)의 중앙부가 단락부(124)를 따라 분리되는 것으로 나타났다. 따라서, 제2 실험체의 결속 돌기(136)와 결속홀부(126)는 제1 설정 압력에서 정상적으로 작동하지만, 제1 실험체의 결속 돌기(136)와 결속홀부(126)는 결속 강도가 낮아 비정상적으로 분리되는 문제가 확인되었다. When a pressure of 15 kgh / cm 2 or more is applied to the
한편, 결속 돌기(136)와 결속홀부(126)의 결속 방식을 레이져 용접 방식과 리벳 용접 방식으로 구분하여 단락 실험, 파열 실험, 및 충격 실험과 단락 실험을 실시하였다. 여기서, 제3 실험체는 레이져 용접 방식으로 결속 돌기(136)와 결속홀부(126)를 결속한 구조이며, 제4 실험체는 전술한 본 실시예와 같이 리벳 방식으로 결속 돌기(136)와 결속홀부(126)를 결속한 구조이다. 그리고, 단락 실험은 전류 차단 부재(120)의 단락부(124)를 단락시키는 압력을 측정하는 실험이고, 파열 실험은 안전 벤트 부재(130)의 파열부(132)를 파열시키는 압력을 측정하는 실험이며, 충격 실험과 단락 실험은 외부 충격을 소정 시간 동안 제공한 상태에서 단락 실험을 수행하는 실험이다.On the other hand, a shorting test, a rupture test, a shock test, and a shorting test were performed by dividing the binding method of the
참고로, 도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지(10)의 캡 어셈블리(100)에 대한 단락 실험의 결과를 나타낸 도면이고, 도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지(10)의 캡 어셈블리(100)에 대한 파열 실험의 결과를 나타낸 도면이며, 도 9 및 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지(10)의 캡 어셈블리(100)에 대한 충격 실험과 단락 실험의 결과를 나타낸 도면이다.5 and 6 are views showing a result of a short-circuit test for a
도 5에는 단락 실험시 제3 실험체의 단락 압력을 그래프로 도시하였으며, 도 6에는 단락 실험시 제4 실험체의 단락 압력을 그래프로 도시하였다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제4 실험체의 단락 압력이 제3 실험체와 비교하여 산포가 2.7 kgh/㎠에서 1.0 kgh/㎠로 감소된 것으로 나타나며, 이는 제4 실험체의 단락 현상이 제3 실험체보다 작은 압력 범위에서 안정적으로 일어나는 것으로 추론할 수 있다.FIG. 5 is a graph showing the short circuit pressure of the third test piece in the short circuit test, and FIG. 6 is a graph showing the short circuit pressure of the fourth test piece in the short circuit test. As shown in FIGS. 5 and 6, the short circuit pressure of the fourth test body is reduced to 1.0 kgh / cm 2 at 2.7 kgh / cm 2 compared to the third test body, It can be deduced that this occurs stably in a pressure range smaller than that of the three specimens.
도 7에는 파열 실험시 제3 실험체의 파열 압력을 그래프로 도시하였으며, 도 8에는 파열 실험시 제4 실험체의 파열 압력을 그래프로 도시하였다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제4 실험체의 파열 압력이 제3 실험체와 비교하여 산포가 2.4 kgh/㎠에서 1.4 kgh/㎠로 감소된 것으로 나타나며, 이는 제4 실험체의 파열 현상이 제3 실험체보다 작은 압력 범위에서 안정적으로 일어나는 것으로 추론할 수 있다.FIG. 7 is a graph showing the rupture pressure of the third specimen during the rupture test, and FIG. 8 is a graph showing the rupture pressure of the fourth specimen during the rupture test. As shown in FIGS. 7 and 8, the rupture pressure of the fourth specimen is reduced to 1.4 kgh / cm 2 at 2.4 kgh / cm 2 compared to the third specimen, It can be deduced that this occurs stably in a pressure range smaller than that of the three specimens.
도 9에는 충격 실험과 단락 실험시 제3 실험체의 단락 압력을 그래프로 도시하였으며, 도 10에는 충격 실험과 단락 실험시 제4 실험체의 단락 압력을 그래프로 도시하였다. 충격 실험은 다양한 방법으로 실험할 수 있지만, 본 실험에서는 제3 실험체와 제4 실험체를 회전 드럼에 넣고 회전 드럼을 소정 시간 동안 일정 속도로 회전시키는 방법으로 실시하였다. 그와 같은 충격 실험이 완료된 다음에, 제3 실험체와 제4 실험체의 단락 실험을 실시하였다. 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제4 실험체의 단락 압력은 제3 실험체와 비교하여 산포가 3.3 kgh/㎠에서 2.1 kgh/㎠로 감소된 것으로 나타나며, 이는 제4 실험체의 단락 현상이 제3 실험체보다 작은 압력 범위에서 안정적으로 일어나는 것으로 추론할 수 있다.FIG. 9 is a graph showing the short circuit pressure of the third test piece in the impact test and the short test, and FIG. 10 is a graph showing the short circuit pressure of the fourth test piece in the impact test and the short test. The impact test can be performed by various methods. In this experiment, the third and fourth specimens were placed in a rotary drum and the rotary drum was rotated at a constant speed for a predetermined time. After the impact test was completed, a short circuit test was carried out between the third test piece and the fourth test piece. As shown in Figs. 9 and 10, the short circuit pressure of the fourth test body is reduced to 2.1 kgh / cm < 2 > at 3.3 kgh / cm2 compared to the third test body, It can be deduced that this occurs stably in a pressure range smaller than that of the three specimens.
전술한 바와 같이, 본 실시예의 캡 어셈블리(100)와 같이 리벳 방식으로 결속된 제4 실험체가 기존의 용접 방식으로 결속된 제3 실험체보다 단락 성능과 파열 성능에 있어서 매우 안정되는 것으로 확인된다.As described above, it is confirmed that the fourth specimen bonded by the rivet method like the
이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다. Although the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And various modifications and changes may be made thereto without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .
10: 이차 전지
100: 캡 어셈블리
110: 캡 하우징
114: 보호부
116: 가스 안내부
120: 전류 차단 부재
122: 함몰 접촉부
123: 리벳 수용부
125: 모따기부
130: 안전 벤트 부재
135: 융기 접촉부
140: 절연 가스켓
142: 이탈 방지부
150: 탑 캡
S: 간극10: Secondary battery
100: cap assembly
110: cap housing
114:
116: gas guide
120: current blocking member
122:
123: rivet accommodating portion
125: Chamfer
130: Safety vent member
135:
140: Insulation gasket
142:
150: Top cap
S: Clearance
Claims (10)
상기 이차 전지의 양극에 통전 가능하게 연결되도록 상기 캡 하우징의 내부에 배치되고, 일측에 가스가 통과되는 가스홀이 형성된 전류 차단 부재;
상기 전류 차단 부재의 상측에 배치되고, 상기 전류 차단 부재의 중앙부에 일부분이 통전 가능하게 연결되며, 상기 이차 전지의 내부 압력이 높아짐에 따라 상기 전류 차단 부재와의 연결이 단락되거나 자체적으로 파열되도록 형성된 안전 벤트 부재;
상기 안전 벤트 부재의 일부분을 제외한 다른 부위가 상기 전류 차단 부재와 접촉되지 않도록 상기 안전 벤트 부재와 상기 전류 차단 부재의 사이에 배치된 절연 가스켓; 및
상기 안전 벤트 부재의 상측에 배치되고, 상기 이차 전지의 양극 단자를 형성하도록 상기 안전 벤트 부재에 통전 가능하게 연결된 탑 캡;을 포함하며,
상기 캡 하우징의 상부에는 상기 탑 캡과 상기 안전 벤트 부재를 고정하기 위한 고정부가 형성되고, 상기 캡 하우징의 하부에는 상기 전류 차단 부재와 상기 절연 가스켓을 보호하기 위한 보호부가 형성되며,
상기 캡 하우징은 상기 전류 차단 부재 또는 상기 절연 가스켓과의 사이에 간극이 형성되도록 상기 전류 차단 부재와 상기 절연 가스켓보다 더 크게 형성되고,
상기 보호부는 상기 간극을 덮어 차폐시키도록 상기 캡 하우징의 하부 둘레에 상기 캡 하우징의 중공부의 중심을 향해서 플랜지 형상으로 돌출되며,
상기 보호부의 일측 편심된 위치에는 홀 또는 홈 형상의 가스 안내부가 구비되고,
상기 가스 안내부는 상기 이차 전지의 내부에서 발생된 가스를 상기 간극의 일측으로 편심되게 유동시켜 상기 안전 벤트 부재에 전달되는 가스의 압력 분포가 상기 가스 안내부를 통과한 가스의 압력으로 인해서 상기 안전 벤트 부재의 일측으로 편심되게 형성되도록 상기 간극과 연통되게 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 캡 어셈블리.
A hollow cap housing disposed at an upper portion of the secondary battery;
A current blocking member disposed inside the cap housing so as to be energetically connected to the anode of the secondary battery and having a gas hole through which gas is passed,
A part of the current blocking member is connected to the center portion of the current blocking member so as to be energized partially and the connection with the current blocking member is short-circuited or self-ruptured as the internal pressure of the secondary battery increases A safety vent member;
An insulating gasket disposed between the safety vent member and the current blocking member such that a portion other than a portion of the safety vent member is not in contact with the current blocking member; And
And a top cap disposed on the upper side of the safety vent member and connected to the safety vent member so as to form a positive terminal of the secondary battery,
The cap housing has a top portion formed with a fixing portion for fixing the top cap and the safety vent member. A protection portion for protecting the current blocking member and the insulating gasket is formed at a lower portion of the cap housing,
Wherein the cap housing is formed to be larger than the current blocking member and the insulating gasket so that a gap is formed between the cap member and the current blocking member or the insulating gasket,
The protector protrudes in a flange shape toward the center of the hollow portion of the cap housing around the lower portion of the cap housing so as to cover and cover the gap,
A gas guide portion in the shape of a hole or a groove is provided at one eccentric position of the protective portion,
The gas guide part eccentrically flows gas generated from the inside of the secondary battery to one side of the gap so that a pressure distribution of the gas delivered to the safety vent member is reduced by the pressure of gas passing through the gas guide part, Wherein the gap is formed to be eccentric to one side of the cap assembly.
상기 전류 차단 부재는 판 형상으로 형성되고, 상기 절연 가스켓은 상기 전류 차단 부재의 가장자리부의 상면과 측면을 감싸는 링 형상으로 형성되며,
상기 절연 가스켓의 하부에는 상기 전류 차단 부재의 임의 이탈을 방지하는 이탈 방지부가 단차지게 구비되고,
상기 전류 차단 부재의 가장자리부에는 상기 절연 가스켓에 삽입이 용이하도록 모따기부가 경사지게 구비되며,
상기 절연 가스켓과 상기 전류 차단 부재는 상기 전류 차단 부재의 가장자리부와 상기 이탈 방지부의 결합에 의해서 하나의 부품 모듈로 사용되는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 캡 어셈블리.
The method according to claim 1,
Wherein the current blocking member is formed in a plate shape and the insulating gasket is formed in a ring shape to cover an upper surface and a side surface of the edge portion of the current blocking member,
And a separation preventing portion for preventing any deviation of the current blocking member is provided at a lower portion of the insulating gasket,
The chamfered portion is inclined at an edge portion of the current blocking member to facilitate insertion into the insulating gasket,
Wherein the insulating gasket and the current blocking member are used as one component module by combining the edge portion of the current blocking member and the detachment preventing portion.
상기 안전 벤트 부재는,
상기 전류 차단 부재를 향해서 하향 만입된 깔때기 형상의 벤트 본체;
상기 이차 전지의 내부 압력이 설정치 이상으로 상승하면 파열되도록 상기 벤트 본체에 형성된 파열부;
상기 탑 캡의 가장자리부를 절곡되면서 감싸도록 상기 벤트 본체의 가장자리부에 형성된 절곡부; 및
상기 벤트 본체의 중앙부에 형성되어 상기 전류 차단 부재의 중앙부에 형성된 결속홀부에 리벳 방식으로 결속되는 리벳 결속부;
를 구비하고,
상기 안전 벤트 부재와 상기 탑 캡은 상기 탑 캡의 가장자리부와 상기 절곡부의 결합에 의해서 하나의 부품 모듈로 사용되는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 캡 어셈블리.
6. The method of claim 5,
The safety vent member includes:
A funnel-shaped vent body which is downwardly directed toward the current blocking member;
A rupture portion formed in the vent body to rupture when an internal pressure of the secondary battery rises above a set value;
A bent portion formed at an edge portion of the vent body so as to surround the edge portion of the top cap while being bent; And
A rivet coupling portion formed at a center portion of the vent body to be connected to a coupling hole portion formed at a central portion of the current blocking member in a riveting manner;
And,
Wherein the safety vent member and the top cap are used as one component module by combining the edge portion of the top cap and the bent portion.
상기 리벳 결속부는, 상기 벤트 본체의 중앙부에 단차지게 융기된 융기 접촉부; 및 상기 결속홀부에 삽입된 후 단부가 리벳 방식으로 결속되도록 상기 융기 접촉부에서 하향 돌출된 결속 돌기;를 구비하고,
상기 전류 차단 부재의 중앙부의 상면에는 상기 융기 접촉부와 통전 가능하게 접촉함과 아울러 상기 전류 차단 부재와 상기 안전 벤트 부재의 조립 위치를 안정적으로 설정하도록 상기 융기 접촉부가 끼워지는 단차진 형상으로 함몰된 함몰 접촉부가 구비되며,
상기 탑 캡, 상기 안전 벤트 부재, 상기 전류 차단 부재, 및 상기 절연 가스켓은 상기 결속 돌기와 상기 결속홀부의 결속에 의해서 하나의 부품 모듈로 사용되는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 캡 어셈블리.
The method according to claim 6,
Wherein the rivet connecting portion includes: a raised contact portion which is raised stepwise at a central portion of the vent body; And a coupling protrusion protruded downward from the protruding contact portion such that the end portion of the coupling pin is inserted into the coupling hole portion in a riveting manner,
Wherein the upper surface of the current blocking member is in contact with the protruding contact portion in a conductive manner and the depression recessed in a stepped shape in which the protrusion contacting portion is fitted to stably set the assembling position of the current blocking member and the safety vent member A contact portion is provided,
Wherein the top cap, the safety vent member, the current blocking member, and the insulating gasket are used as one component module by coupling between the coupling protrusion and the coupling hole portion.
상기 전류 차단 부재의 중앙부의 하면에는 상기 결속 돌기의 리벳 결속시 상기 결속 돌기의 변형된 단부를 수용하기 위한 리벳 수용부가 형성된 이차 전지의 캡 어셈블리.
8. The method of claim 7,
And a rivet accommodating portion for accommodating the deformed end of the coupling protrusion when the rivet is coupled with the coupling protrusion is formed on the lower surface of the central portion of the current blocking member.
상기 전류 차단 부재에는 상기 이차 전지의 내부 압력이 설정치 이상으로 상승되면 상기 전류 차단 부재의 중앙부를 다른 부분에서부터 분리시키는 단락부가 형성되고,
상기 단락부는 상기 함몰 접촉부와 상기 리벳 수용부를 둘러싸는 형상으로 상기 전류 차단 부재의 중앙부에 형성된 이차 전지의 캡 어셈블리.
9. The method of claim 8,
Wherein a shorting portion is formed in the current blocking member to separate the central portion of the current blocking member from another portion when the internal pressure of the secondary battery rises above a predetermined value,
Wherein the shorting portion is formed in a central portion of the current blocking member so as to surround the recess contacting portion and the rivet receiving portion.
상기 결속 돌기의 돌출 길이는 상기 전류 차단 부재의 두께보다 더 길게 형성되고,
상기 결속 돌기의 두께는 상기 돌출 길이보다 더 짧게 형성된 이차 전지의 캡 어셈블리.8. The method of claim 7,
The protruding length of the coupling protrusion is formed to be longer than the thickness of the current blocking member,
Wherein the coupling protrusion has a thickness shorter than the protrusion length.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107785507A (en) * | 2017-10-27 | 2018-03-09 | 新乡市旭兴电源科技有限公司 | Cylindrical lithium ion battery combination cover cap and its manufacture craft |
| KR20190084740A (en) | 2018-01-09 | 2019-07-17 | 주식회사 엘지화학 | Cap Assembly Comprising Vent Having Two-Type Notches |
| WO2020111641A1 (en) * | 2018-11-28 | 2020-06-04 | 주식회사 엘지화학 | Secondary battery and method for manufacturing secondary battery |
| WO2022196942A1 (en) * | 2021-03-18 | 2022-09-22 | 삼성에스디아이(주) | Secondary battery |
| KR102681092B1 (en) * | 2021-08-24 | 2024-07-04 | 주식회사 하나플라텍 | Cap assembly for secondary battery |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3652000B2 (en) * | 1996-03-05 | 2005-05-25 | Ｆｄｋ株式会社 | Batteries with explosion-proof function |
| KR100995764B1 (en) * | 2006-12-04 | 2010-11-22 | 주식회사 엘지화학 | Cylindrical Battery of Increased Capacity |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100947989B1 (en) * | 2007-11-06 | 2010-03-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | Secondary battery and manufacturing method thereof |
| KR101184403B1 (en) * | 2010-10-21 | 2012-09-19 | 주식회사 엘지화학 | Cap assembly and secondary battery using the same |
| KR20160074057A (en) * | 2014-12-18 | 2016-06-28 | 주식회사 하나플라텍 | Improved structure for the secondary cell battery |
-
2016
- 2016-12-06 KR KR1020160164891A patent/KR101767347B1/en active IP Right Grant
-
2017
- 2017-11-21 CN CN201711164300.3A patent/CN108155308B/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3652000B2 (en) * | 1996-03-05 | 2005-05-25 | Ｆｄｋ株式会社 | Batteries with explosion-proof function |
| KR100995764B1 (en) * | 2006-12-04 | 2010-11-22 | 주식회사 엘지화학 | Cylindrical Battery of Increased Capacity |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107785507A (en) * | 2017-10-27 | 2018-03-09 | 新乡市旭兴电源科技有限公司 | Cylindrical lithium ion battery combination cover cap and its manufacture craft |
| KR20190084740A (en) | 2018-01-09 | 2019-07-17 | 주식회사 엘지화학 | Cap Assembly Comprising Vent Having Two-Type Notches |
| WO2020111641A1 (en) * | 2018-11-28 | 2020-06-04 | 주식회사 엘지화학 | Secondary battery and method for manufacturing secondary battery |
| KR20200063735A (en) * | 2018-11-28 | 2020-06-05 | 주식회사 엘지화학 | Secondary battery and method of manufacturing the same |
| CN111656562A (en) * | 2018-11-28 | 2020-09-11 | 株式会社Lg化学 | Secondary battery and method for manufacturing secondary battery |
| KR102389412B1 (en) * | 2018-11-28 | 2022-04-22 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Secondary battery and method of manufacturing the same |
| US11817600B2 (en) | 2018-11-28 | 2023-11-14 | Lg Energy Solution, Ltd. | Secondary battery and method for manufacturing the secondary battery |
| WO2022196942A1 (en) * | 2021-03-18 | 2022-09-22 | 삼성에스디아이(주) | Secondary battery |
| KR102681092B1 (en) * | 2021-08-24 | 2024-07-04 | 주식회사 하나플라텍 | Cap assembly for secondary battery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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