KR101812377B1 - 이차전지 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 전극조립체가 수용되는 캔; 상기 캔의 개구부에 결합되고, 일측에서 타측으로 양극탭홀, 음극탭홀 및 주액홀이 각각 형성되는 캡플레이트; 상기 캡플레이트의 상면에 구비되고, 일측 단부에 상기 음극탭홀을 관통한 전극조립체의 음극탭이 결합되며, 타측 단부에 결합홀이 형성된 접촉리드; 및 상기 캡플레이트와 상기 접촉리드 사이에 구비되고, 상기 접촉리드의 결합홀에 결합되면서 상기 접촉리드의 타측 단부를 고정하는 결합돌기가 형성된 절연부재를 포함하며, 상기 결합돌기의 선단에는 상기 접촉리드의 상면에 지지되면서 상기 접촉리드를 고정하는 고정부가 형성된다.
Description
본 발명은 이차전지 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 음극탭과 접촉되는 접촉리드의 고정력을 향상시킨 이차전지 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 휴대폰, PDA, 노트북 컴퓨터 등의 소형 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
이러한 이차 전지 중 각형 또는 원통형 이차 전지는 금속재 캔을 이용하는 전극 조립체를 수용하는 형태를 가진다.
종래기술에 따른 각형 또는 원통형 이차전지는 전극조립체와 전해액을 함께 삽입하는 캔과, 상기 캔의 개구를 막아 밀봉하는 캡 어셈블리를 포함하며, 상기 캡 어셈블리는 상기 캔의 개구를 막아 밀봉하는 톱캡, 상기 톱캡 하부에 구비되는 절연성을 가진 캡플레이트, 및 상기 캡플레이트와 톱캡 사이에 구비되고 상기 전극조립체에 형성된 음극탭이 용접되는 접촉리드를 포함한다.
그러나 상기 접촉리드의 한쪽 단부는 음극탭에 용접되어 고정되지만, 다른쪽 단부는 고정되어 있지 않으며, 이에 들뜸 또는 구부러짐 현상이 발생할 수 있다. 특히 들뜨거나 또는 구부러진 접촉리드에 의해 쇼트가 발생할 수 있다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 음극탭이 용접되는 접촉리드의 양쪽 단부를 고정하여 접촉리드가 들뜨거나 또는 구부러지는 문제를 해결하며, 이에 쇼트 발생을 미연에 방지하는 이차전지 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 이차전지는 전극조립체가 수용되는 캔; 상기 캔의 개구부에 결합되고, 일측에서 타측으로 양극탭홀, 음극탭홀 및 주액홀이 각각 형성되는 캡플레이트; 상기 캡플레이트의 상면에 구비되고, 일측 단부에 상기 음극탭홀을 관통한 전극조립체의 음극탭이 결합되며, 타측 단부에 결합홀이 형성된 접촉리드; 및 상기 캡플레이트와 상기 접촉리드 사이에 구비되고, 상기 접촉리드의 결합홀에 결합되면서 상기 접촉리드의 타측 단부를 고정하는 결합돌기가 형성된 절연부재를 포함하며, 상기 결합돌기의 선단에는 상기 접촉리드의 상면에 지지되면서 상기 접촉리드를 고정하는 고정부가 형성될 수 있다.
상기 고정부는 상기 결합돌기의 선단을 고온의 열로 가압함에 따라 상기 결합돌기의 선단부가 용융됨과 동시에 외측으로 점차 확장되면서 형성될 수 있다.
상기 절연부재는 양 측면에 접촉리드의 측부를 지지하는 리브가 형성될 수 있다.
상기 절연부재에는 상기 접촉리드의 일측 단부까지 연장 형성되고, 상기 주액홀과 상기 음극탭홀에 각각 연통되는 주액 관통홀과 음극탭 관통홀이 형성될 수 있다.
상기 절연부재는 상기 캡플레이트에 접착제로 접착될 수 있다.
상기 접촉리드는 상기 음극탭홀을 관통한 전극조립체의 음극탭과 결합되는 연결부과, 상기 결합돌기가 결합되는 결합홀이 형성된 결합부와, 상기 연결부와 상기 결합부의 사이에 구비되어 상기 주액홀을 마감하는 마감부를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 이차전지를 제조하는 제조방법은 캔의 개구부를 통해 전극조립체를 수용한 다음, 상기 캔의 개구부에 캡플레이트를 결합하는 전극조립체 조립단계(S10); 상기 캡플레이트의 상면에 결합돌기가 형성된 절연부재를 부착하는 절연부재 조립단계(S20); 상기 결합돌기를 상기 접촉리드의 타단을 관통시켜 서로 결합시키고, 상기 접촉리드의 일단을 상기 음극탭홀을 관통한 전극조립체의 음극탭에 연결하는 접촉리드 조립단계(S30); 및 상기 접촉리드를 관통한 상기 결합돌기의 선단부를 고온의 열로 가압하는 한편, 상기 결합돌기의 선단부가 용융됨과 동시에 외측으로 점차 확장되는 고정부가 형성되면서 상기 접촉리드를 고정하는 접촉리드 고정단계(S40)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이차전지는 하기와 같은 효과가 있다.
첫째: 절연부재에 형성된 결합돌기를 통해 접촉리드의 타측 단부를 고정하여 들뜨거나 또는 구부러지는 문제를 해결할 수 있다.
둘째: 결합돌기에 형성된 고정부를 열융착하여 일체로 형성함에 따라 접촉리드의 고정력을 높일 수 있다.
셋째: 절연부재에 형성된 리브를 통해 접촉리드를 안정적으로 지지할 수 있다.
넷째: 절연부재는 접촉리드 전체를 지지하여 절연성을 높일 수 있다.
다섯째: 절연부재는 캡플레이트에 접착제로 접착되어 부착의 용이성을 얻을 수 있다.
여섯째: 연결부, 결합부 및 마감부로 접촉리드를 구성하고, 상기 결합부에 결합홀을 형성하여 접촉리드의 성능을 개선할 수 있다.
일곱째: 절연부재를 포함하는 이차전지를 제조함으로써 접촉리드의 양쪽 단부의 고정력을 높일 수 있고, 이에 쇼트발생을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지를 도시한 사시도.
도 2a는 본 발명에 따른 이차전지를 도시한 단면도.
도 2b는 도 2A에 표시된 'A'부분 확대도.
도 3은 본 발명에 따른 이차전지의 제조방법을 도시한 순서도.
도 4 내지 도 8은 본 발명에 따른 이차전지의 제조방법을 도시한 도면으로, 도 4는 전극조립체 조립단계를 나타낸 도면이고, 도 5는 절연부재 조립단계를 나타낸 도면이며, 도 6은 접촉리드 조립단계를 나타낸 도면이고, 도 7 및 도 8은 접촉리드 고정단계를 나타낸 도면임.
도 9는 본 발명에 따른 이차전지의 다른 실시예를 나타낸 도면.
도 2a는 본 발명에 따른 이차전지를 도시한 단면도.
도 2b는 도 2A에 표시된 'A'부분 확대도.
도 3은 본 발명에 따른 이차전지의 제조방법을 도시한 순서도.
도 4 내지 도 8은 본 발명에 따른 이차전지의 제조방법을 도시한 도면으로, 도 4는 전극조립체 조립단계를 나타낸 도면이고, 도 5는 절연부재 조립단계를 나타낸 도면이며, 도 6은 접촉리드 조립단계를 나타낸 도면이고, 도 7 및 도 8은 접촉리드 고정단계를 나타낸 도면임.
도 9는 본 발명에 따른 이차전지의 다른 실시예를 나타낸 도면.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명에 따른 이차전지는 도 1 내지 도 2A에 도시된 바와 같이, 양극탭(111a)과 음극탭(111b)이 구비된 전극조립체(111)가 수용되는 캔(110), 캔(110)의 개구부를 마감하는 캡플레이트(120), 캡플레이트(120)를 통과한 음극탭(111b)이 결합되는 접촉리드(130), 및 캡플레이트(120)의 상부에 구비되어 상기 캔(110)의 개구부를 밀봉하는 톱캡(미도시)을 포함한다.
캔(110)은 각형으로 형성되고, 내부에 전극조립체(110)가 수용된다.
한편, 전극조립체(111)는 양극, 분리막 및 음극이 겹쳐진 상태로 롤 형상으로 권취되며, 상기 양극에는 양극탭(111a)이 결합되고, 음극에는 음극탭(111b)이 결합되며, 음극탭(111b)은 캡플레이트(120)를 통과한 후, 접촉리드(130)의 일측 단부에 용접된다.
캡플레이트(120)는 캔(110)의 개구부 상단에 결합되며, 일측에서 타측으로 양극탭홀(121), 음극탭홀(122) 및 주액홀(123)이 각각 형성되고, 양극탭홀(121)은 양극탭(111a)이 통과하는 홀이고, 음극탭홀(122)은 음극탭(111b)이 통과하는 홀이며, 주액홀(123)은 주액을 주입하는 홀이다. 여기서 캡플레이트는 절연성을 가진다.
접촉리드(130)는 도 2A를 참조하면, 캡플레이트(120)의 상면에 구비되고, 음극탭(111b)이 용접되어 결합된다. 즉, 접촉리드(130)는 일측 단부에 음극탭홀(122)을 관통한 음극탭(111b)이 결합되는 연결부(131)가 구비되고, 타측 단부에 결합부(132)가 구비되며, 연결부(131)와 결합부(132) 사이에 주액홀(123)을 마감하는 마감부(133)가 구비된다.
여기서, 접촉리드(130)의 타측 단부는 고정되어 있지 않기 때문에, 들뜨거나 또는 구부러지는 문제가 있으며, 특히 이차전지의 이동시 접촉리드(130)의 들뜸 또는 구부러짐으로 인해 쇼트가 발생하는 문제가 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 이차전지는 접촉리드(130)의 타측 단부를 고정하기 위한 절연부재(140)를 포함한다.
절연부재(140)는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 캡플레이트(120)와 접촉리드(130) 사이에 구비되고, 접촉리드(130)에 형성된 결합홀(132a)에 결합되면서 접촉리드(130)의 타측 단부, 즉 마감부(133)가 고정되는 결합돌기(141)와, 결합돌기(141)의 선단에 구비되고 접촉리드(130)의 상면에 지지되면서 접촉리드(130)를 고정하는 고정부(142)를 포함한다.
즉, 절연부재(140)는 결합돌기(141)에 접촉리드(130)의 결합홀(132a)이 끼워져 결합되면서 고정하고, 고정부(142)가 접촉리드(130)의 상면에 지지되면서 접촉리드(130)가 결합돌기(141)로부터 이탈되지 않게 고정한다.
이에, 접촉리드(130)는 일측 단부가 음극탭(111b)과 용접되면서 고정되고, 타측 단부가 절연부재(140)의 결합돌기(141)와 고정부(142)에 의해 고정되면서 양측 단부를 고정할 수 있다. 특히 접촉리드(130)의 단부가 들뜨거나 또는 구브러지는 문제를 해결할 수 있다.
한편, 절연부재(140)은 고온에 의해 용융이 가능하고, 절연성을 가지는 합성수지로 구비되는 한편, 고정부(142)는 결합돌기(141)의 선단을 고온의 열로 가압함에 따라 결합돌기(141)의 선단부가 용융됨과 동시에 외측으로 점차 확장되면서 형성된다.
즉, 고정부(142)는 결합돌기(141)의 선단부가 용융되면서 일체로 형성되며, 이에 구조를 보다 단순화할 수 있고, 특히 고정부(142)와 결합돌기(141)의 강도 증대로 인해 접촉리드(130)의 고정력을 높일 수 있다.
한편, 절연부재(140)는 도 1을 참조하면, 양 측면에 접촉리드(130)의 측부를 지지하는 리브(143)가 형성되며, 리브(143)는 접촉리드(130)의 폭방향으로의 유동을 방지하고 절연부재(140)의 강도를 높일 수 있다.
한편, 절연부재(140)는 접촉리드(130)의 일측 단부, 즉 연결부(131)까지 커버할 수 있도록 연장 형성되고, 주액홀(123)과 음극탭홀(122)에 각각 연통되는 주액 관통홀(144)과 음극탭 관통홀(145)이 형성된다. 즉, 절연부재(140)는 접촉리드(130)의 일측단부부터 타측단부까지 지지함으로써 접촉리드(130)의 지지력과 절연성을 높일 수 있다.
한편, 절연부재(140)는 캡플레이트(120)의 상면에 접착제(150)로 접착하며, 이에 절연부재(140)를 보다 간편하게 캡플레이트(120)에 고정할 수 있다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 이차전지는 접촉리드(130)의 타측 단부, 즉 마감부(133)를 고정하는 절연부재(140)를 포함하며, 이에 접촉리드(130)의 단부가 들뜨거나 또는 구부러지는 문제를 해결하여 쇼트발생을 미연에 방지할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 이차전지를 제조하는 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 이차전지의 제조방법은 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체 조립단계(S10), 절연부재 조립단계(S20), 접촉리드 조립단계(S30), 및 접촉리드 고정단계(S40)를 포함한다.
전극조립체 조립단계(S10)는 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 양극, 분리막 음극으로 권취된 전극조립체(111)를 캔(110)의 개구부를 통해 수용한다. 이때 전해액도 함께 수용한다.
다음으로, 캔(110)의 개구부 상단에 캡플레이트(120)를 결합하여 마감한다. 이때 캡플레이트(120)의 양극탭홀(121)에는 전극조립체(111)의 양극탭(111a)이 인출되고, 음극탭홀(123)에는 전극조립체(111)의 음극탭홀(111b)이 인출된다.
절연부재 조립단계(S20)는 도 5에 도시되어 있는 것과 같이, 캡플레이트(120)의 상면에 결합돌기(141)가 형성된 절연부재(140)를 부착한다. 이때 절연부재(140)는 접착제(150)를 통해 캡플레이트(120)에 부착하여 작업성과 편의 성을 높인다.
그리고 절연부재(140)는 절연성을 가지는 합성수지로 제작하며, 이는 결합돌기(141)를 열융착하여 고정부(142)를 용이하게 형성시킬 수 있다. 즉, 절연성과 가공성을 동시에 얻을 수 있다.
접촉리드 조립단계(S30)는 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 접촉리드(130)를 절연부재(140)의 상면에 배치한 다음, 접촉리드(130)의 타측 단부는 결합돌기(141)에 결합시키고, 일측 단부는 음극탭홀(123)을 관통한 전극조립체(111)의 음극탭(111b)에 용접하여 연결한다.
즉, 접촉리드(130)는 일측 단부가 음극탭(111b)에 용접되면서 고정되고, 타측 단부가 결합돌기(141)에 결합되면서 고정된다.
접촉리드 고정단계(S40)는 도 7에 도시되어 있는 것과 같이, 접촉리드(130)를 관통한 결합돌기(141)의 선단부를 가열프레스(10)를 통해 고온의 열로 가압한다. 그러면 결합돌기(141)의 선단부가 용융됨과 동시에 외측으로 점차 확장되는 고정부(142)가 형성되면서 접촉리드(130)를 고정한다.
이하, 본 발명에 따른 다른 실시예를 설명하는 한편, 전술한 실시예와 동일한 구성과 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.
도 8은 본 발명에 따른 이차전지의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 이차전지는 절연부재(140')에 형성되는 결합돌기(141')가 타원형으로 형성되고, 결합돌기(141')가 결합되는 접촉리드(130')의 결합홀(132a')이 타원형으로 형성된다.
즉, 상호 결합되는 결합돌기(141')와 결합홀(132a')는 타원형으로 형성하여 결합성을 높이고, 특히 접촉리드(130')의 회전 또는 유동을 방지할 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 캔
111: 전극조립체
120: 캡플레이트
121: 양극탭홀
122: 음극탭홀
123: 주액홀
130: 접촉리드
131: 연결부
132: 결합부
132a: 결합홀
133: 마감부
140: 절연부재
141: 결합돌기
142: 고정부
111: 전극조립체
120: 캡플레이트
121: 양극탭홀
122: 음극탭홀
123: 주액홀
130: 접촉리드
131: 연결부
132: 결합부
132a: 결합홀
133: 마감부
140: 절연부재
141: 결합돌기
142: 고정부
Claims (9)
- 전극조립체가 수용되는 캔;
상기 캔의 개구부에 결합되고, 일측에서 타측으로 양극탭홀, 음극탭홀 및 주액홀이 각각 형성되는 캡플레이트;
상기 캡플레이트의 상면에 구비되고, 일측 단부에 상기 음극탭홀을 관통한 전극조립체의 음극탭이 결합되며, 타측 단부에 결합홀이 형성된 접촉리드; 및
상기 캡플레이트와 상기 접촉리드 사이에 구비되고, 상기 접촉리드의 결합홀에 결합되면서 상기 접촉리드의 타측 단부를 고정하는 결합돌기가 형성된 절연부재를 포함하며,
상기 결합돌기의 선단에는 상기 접촉리드의 상면에 지지되면서 상기 접촉리드를 고정하는 고정부가 형성되고,
상기 고정부는 상기 결합돌기의 선단을 고온의 열로 가압함에 따라 상기 결합돌기의 선단부가 용융됨과 동시에 외측으로 점차 확장되면서 형성되고, 상기 접촉리드의 상면에 지지되면서 상기 접촉리드가 상기 결합돌기로부터 이탈되지 않게 고정하며,
상기 접촉리드는 상기 음극탭홀을 관통한 전극조립체의 음극탭이 결합되는 연결부과, 상기 결합돌기가 결합되는 결합홀이 형성된 결합부와, 상기 연결부와 상기 결합부의 사이에 구비되어 상기 주액홀을 마감하는 마감부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 절연부재는 양 측면에 접촉리드의 측부를 지지하는 리브가 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지. - 청구항 3에 있어서,
상기 절연부재에는 상기 접촉리드의 일측 단부까지 연장 형성되고, 상기 주액홀과 상기 음극탭홀에 각각 연통되는 주액 관통홀과 음극탭 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지. - 청구항 1에 있어서,
상기 절연부재는 상기 캡플레이트에 접착제로 접착되는 것을 특징으로 하는 이차전지. - 삭제
- 이차전지 제조방법에 있어서,
캔의 개구부를 통해 전극조립체를 수용한 다음, 상기 캔의 개구부에 캡플레이트를 결합하는 전극조립체 조립단계(S10);
상기 캡플레이트의 상면에 결합돌기가 형성된 절연부재를 부착하는 절연부재 조립단계(S20);
상기 결합돌기를 접촉리드의 타단을 관통시켜 서로 결합시키고, 상기 접촉리드의 일단을 음극탭홀을 관통한 전극조립체의 음극탭에 연결하는 접촉리드 조립단계(S30); 및
상기 접촉리드를 관통한 상기 결합돌기의 선단부를 고온의 열로 가압하는 한편, 상기 결합돌기의 선단부가 용융됨과 동시에 외측으로 점차 확장되는 고정부가 형성되고, 상기 고정부가 상기 접촉리드의 상면에 지지되면서 상기 결합돌기로부터 이탈되지 않게 상기 접촉리드를 고정하는 접촉리드 고정단계(S40)를 포함하고,
상기 접촉리드는 상기 음극탭홀을 관통한 전극조립체의 음극탭이 결합되는 연결부과, 상기 결합돌기가 결합되는 결합홀이 형성된 결합부와, 상기 연결부와 상기 결합부의 사이에 구비되어 주액홀을 마감하는 마감부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조방법. - 청구항 7에 있어서,
상기 절연부재에는 상기 접촉리드의 일측 단부까지 연장 형성되고, 상기 주액홀과 상기 음극탭홀에 각각 연통되는 주액 관통홀과 음극탭 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조방법. - 청구항 7에 있어서,
상기 절연부재는 상기 캡플레이트에 접착제로 접착되는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조방법.
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