KR102082914B1 - 안전성이 향상된 이차전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 캔 내부에 전극조립체가 내장되고, 상기 전극조립체의 양극탭은 캔의 상단에 결합된 캡으로 연결되며 음극탭은 캔과 연결되는 이차전지에 있어서, 적어도 한 지점 이상에서 꺾임이 발생하는 양극탭; 및 상기 양극탭의 꺾이는 지점에 끼이도록 장착되는 완충재;를 포함하고, 상기 완충재에 의해 양극탭의 과도한 꺾임이 방지되는 것을 특징으로 한다.

Description

안전성이 향상된 이차전지{Secondary battery with improved safety}
본 발명은 원통형 이차전지에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 외부 진동 및/또는 충격에 의한 양극탭의 단선은 방지할 수 있되, 단락(short)이 발생하면 양극탭의 단선을 유도하고 음극탭을 냉각시켜 발화 (및 이에 기인하는 폭발) 발생을 억제할 수 있는 안전성이 향상된 원통형 이차전지에 관한 것이다.
다양한 디지털 기기 및 차량과 같은 운송수단에서도 널리 사용되는 이차전지는 반복적인 충방전이 가능한 특징을 갖는다. 그리고, 효율을 증대시키고 안전성을 향상시키기 위한 연구 개발이 지속적으로 이뤄지고 있다.
이차전지는 전지케이스의 형상에 따라서 또는 전극조립체의 재질 등에 따라서 다양하게 분류될 수 있으나, 전지케이스의 형상에 따라 분류하면 원통형, 각형, 파우치형이 가장 널리 제조되고 있다.
이 중, 원통형 이차전지는 상측이 개구되고 속이 빈 원통형 캔(10) 내부에 전극조립체(30)가 내장되고 상기 캔(10)의 상단에 캡(20)이 결합된다. 상기 캔(10)은 하단에서 전극조립체(30)와 음극탭(60)을 통해 연결되고 상기 캡(20)은 양극탭(40)을 통해 전극조립체(30)와 연결된다.
상기 전극조립체(30)는 양극-분리막-음극-분리막-양극 … 순서대로 적층되되, 양극과 분리막 사이 그리고 음극과 분리막 사이에는 활물질이 도포된 구조를 갖는다.
하지만, 이차전지의 충방전시 전극조립체는 반복적인 팽창과 수축을 겪으면서 변형이 발생한다. 이 과정에서 응력이 중심부로 집중되면, 분리막의 훼손이 발생하여 내부 단락이 유발될 수 있다. 그리고, 외부 요인에 의해서도 외부 단닥이 유발될 수 있다.
이러한 단락이 발생하면 발열이 일어나게 되고 상기 발열에 의해 화학반응이 발생하여 캔(10) 내부에 가스가 발생하면 캔(10)의 파열이 발생할 가능성이 높아지게 된다.
이와 같은 안전성 문제를 해결하기 위하여, 내부 가스압력이 증가하면 가스를 배출하도록 파단되는 안전벤트, 고온에서 전류를 차단하는 PTC 소자, 전지 내압의 상승시 전류를 차단하는 전류차단소자(Current Interrupt Device: CID) 등이 캡(20)에 추가적으로 장착된다.
한편, 이차전지의 활용분야가 넓어짐에 따라 전동 스케이트 보드 등과 같이 진동 및 충격이 많이 발생하게되는 장치에도 탑재되고 있다.
하지만, 전동 스케이트 보드 등과 같이 외부에서 충격 및 진동이 지속적으로 가해지는 장치에서는 이차전지에도 계속적으로 진동과 충격이 가해지게 된다. 이에 따라 이차전지 내부의 양극탭(40)에서도 지속적으로 흔들림이 발생하게 되며 이는 스트레스로 작용하게 되고, 양극탭이 꺾여진 부분에서 스트레스의 누적에 의해 도 1 에 도시된 바와 같이 단선이 발생할 수 있는 문제가 있어서 이와 같은 문제를 해소할 필요가 있었다.
그러나, 단락이 발생하여 많은 양의 전류가 흐르게 될 때는 위의 경우와는 반대로 발화 발생 온도에 도달하기 전에 양극탭(40) 또는 음극탭(60)이 먼저 끊어지거나 발화 발생 온도 이하로 냉각이 이뤄지는 것이 안정성 측면에서 유리할 것이다.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 지속적인 진동에 의한 단선은 방지할 수 있되, 단락에 의해 발열이 발생하면 발열에 의해 양극탭의 단선을 유도하고 단락에 의한 단락전류를 통해 음극탭을 냉각시킴으로써 안전성을 향상시킨 이차전지를 제공하는 것에 주목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 캔 내부에 전극조립체가 내장되고, 상기 전극조립체의 양극탭은 캔의 상단에 결합된 캡으로 연결되며 음극탭은 캔과 연결되는 이차전지에 있어서, 적어도 한 지점 이상에서 꺾임이 발생하는 양극탭; 및 상기 양극탭의 꺾이는 지점에 끼이도록 장착되는 완충재;를 포함하고, 상기 완충재에 의해 양극탭의 과도한 꺾임이 방지되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 양극탭은 캔의 폭방향을 따라 놓이도록 꺾이는 제1절곡부와 상기 제1절곡부의 끝단에서 연장되며 상기 제1절곡부에서 추가적으로 꺾여진 제2절곡부를 포함하고, 상기 제1절곡부와 제2절곡부 사이에 완충재가 끼인다.
상기 완충재가 끼이는 위치에서 상기 제1절곡부와 제2절곡부 중 어느 하나 이상에는 고정부재가 형성된다.
상기 고정부재는 표면이 볼록하게 돌출된 돌출부와 상기 돌출부에 밀착되도록 오목하게 표면이 형성된 함몰부를 포함하되, 상기 완충재의 표면에는 돌출부 또는 함몰부 중 어느 하나가 형성되고, 상기 제1절곡부와 제2절곡부 중 어느 한 곳에는 돌출부 또는 함몰부 중 다른 하나가 형성된 것을 특징으로 한다. 본 발명에서 상기 완충재는 탄성을 갖는 재질로 제조되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 양극탭은 단열재로 외부표면이 감싸지되, 상기 단열재는 양극탭 전체를 감싼다.
그리고, 상기 양극탭은 꺾인 부분에서 단열재가 다른 부분 보다 상대적으로 더 두껍게 감싸질 수 있다.
또한, 상기 음극탭에는 펠티에소자(Peltier effect device)가 부착되고, 외부단락에 의해 단락전류가 발생하면 상기 단락전류는 펠티에소자를 통해 흐르고, 상기 펠티에소자에 전류가 흐름에 따라 음극탭의 냉각이 이뤄진다.
상기 펠티에소자는 보호테이프를 통하여 음극탭에 부착되되, 상기 보호테이프는 음극탭과 캔을 부착시키는 양면테이프이고 상기 음극탭과의 사이에서 펠티에소자가 위치하도록 부착된다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 양극탭의 꺾이는 지점에 완충재가 장착되어 외부충격에 의한 과도한 꺾임을 방지하고 지속되는 진동에 의한 스트레스 누적을 완화시켜 물리적인 영향에 의해 양극탭의 단선이 발생하는 문제를 해소할 수 있다.
상기 완충재는 고정부재에 의해 고정되어 양극탭이 외부 충격 또는 진동에 의해 흔들리는 경우에도 이탈이 방지될 수 있다.
아울러, 상기 양극탭은 단열재로 외부표면이 감싸져서 외부 단락에 의해 가열되면 온도의 손실이 방지되어 보다 신속하게 단선이 이뤄질 수 있다. 이에 따라 이차전지 내부의 온도 상승이 중단되어 폭발 및 화재 발생을 억제할 수 있다.
또한, 음극탭에는 펠티에소자가 부착되어 외부 단락 발생시 펠티에소자는 (외부 단락 시 발생하는 단락전류를 통해) 음극탭을 냉각시키도록 구성되어 폭발 및 화재 발생을 추가적으로 억제할 수 있다.
도 1 은 양극탭에서 단선이 발생한 모습이 나타난 단면도.
도 2 는 본 발명의 제1실시예에 따라 양극탭의 꺾이는 지점에 완충재가 끼워진 모습이 도시된 단면도.
도 3 은 상기 완충재를 보다 견고히 고정시키기기 위해 완충재의 표면에 함몰부가 형성되고 양극탭의 표면에 상기 함몰부에 끼워지는 돌출부가 형성된 모습이 도시된 단면도.
도 4a 는 본 발명의 제2실시예에 따라 양극탭의 표면을 단열재가 감싼 모습이 나타난 단면도.
도 4b 는 양극탭의 꺾인 지점에서 단열재가 추가적으로 감싸져 두께가 증가된 모습이 나타난 단면도.
도 4c 는 도 4b 의 상태에서 완충재가 추가적으로 끼워진 모습이 나타난 단면도.
도 5 는 도 4b 에 도시된 상태에서 외부 단락 발생시 양극탭의 꺾인 지점에 온도가 집중되어 양극탭에 단선이 발생한 모습이 나타난 단면도.
도 6 은 본 발명의 제3실시예에 따라 음극탭에 펠티에소자가 부착된 모습이 도시된 단면도 및 확대도.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 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.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 캔(10) 내부에 전극조립체(30)가 내장되고, 상기 전극조립체(30)의 양극탭(40)은 캔(10)의 상단에 결합된 캡(20)으로 연결되며 음극탭(60)은 캔(10)과 연결되는 이차전지에 관한 것으로써 이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세히 설명한다.
제1실시예
도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 양극탭(40)은 적어도 한 지점 이상에서 꺾임이 발생하도록 구성되며, 상기 양극탭(40)의 꺾이는 지점은 완충재(50)가 끼이도록 구성된다.
상기 완충재(50)는 양극탭(40)에 끼워져 상기 양극탭(40)의 과도한 꺾임을 방지하므로, 양극탭(40)의 형상 및 크기에 따라 적절한 두께를 갖도록 구성되며, 진동이나 충격발생시 이를 완충시킬 수 있도록 탄성을 갖는 재질로 제조되는 것이 바람직하다.
도시된 바와 같이, 상기 양극탭(40)은 캔(10)의 폭방향을 따라 놓이도록 꺾이는 제1절곡부(40a)와 상기 제1절곡부(40a)의 끝단에서 연장되며 상기 제1절곡부(40a)에서 추가적으로 꺾여진 제2절곡부(40b)를 포함하고, 상기 제1절곡부(40a)와 제2절곡부(40b) 사이에 완충재(50)가 끼이도록 구성된다.
이때, 상기 완충재(50)가 끼이는 위치에서 상기 제1절곡부(40a)와 제2절곡부(40b) 중 어느 하나 이상에는 고정부재가 형성된다. 본 발명의 실시예에 따른 고정부재는 표면이 볼록하게 돌출된 돌출부(41)와 상기 돌출부(41)에 밀착되도록 오목하게 표면이 형성된 함몰부(51)를 포함하여 구성된다.
즉, 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 완충재(50)의 표면에는 오목하게 파인 함몰부(51)가 형성되고, 상기 제1절곡부(40a) 및/또는 제2절곡부(40b)에는 함몰부(51)에 끼워질 수 있는 돌출부(41)가 형성된다. 다른 변형예로써, 상기 완충재(50)의 표면에 돌출부가 형성되고 상기 제1절곡부 및/또는 제2절곡부에 함몰부가 형성되는 구성도 가능하다.
제2실시예
아울러, 상기 양극탭(40)은 도 4a 내지 4c 에 도시된 바와 같이 단열재(42)로 외부표면 전체가 (또는 일부분이) 감싸진다.
상기 단열재(42)는 외부 단락에 의해 양극탭(40)에 발열이 발생할 때 열 배출을 방지하여 상기 양극탭(40)의 단선이 보다 신속하게 이뤄지는 것을 유도할 목적으로 장착된 것으로써 이차전지의 내부온도가 폭발 또는 화염 발생 온도까지 상승하기 전에 양극탭(40)을 단선시켜 단락에 의한 화재 및/또는 폭발 발생을 억제 시킨다.
한편, 상기 양극탭(40)은 꺾여진 부분에서 저항이 가장 크게 발생하여 이 부분에서 발열이 가장 많이 발생한다. 따라서, 이 부분에서 단선이 유도되도록 도 4b 에 도시된 바와 같이, 상기 양극탭(40)은 꺾인 부분에서 단열재(42)가 다른 부분 보다 상대적으로 더 두껍게 감싸질 수 있다.
또한, 이 실시예의 단열재(42)는 도 4c 에 도시된 바와 같이 제1실시예의 완충재(50)와 함께 설치될 수 있다. 상기 완충재(50)는 위에 설명한 바와 같이 진동에 의한 스트레스를 완충시킬 수 있는 기능 뿐만아니라 단열재(42)의 두께를 증대시키는 기능도 제공할 것이다. 따라서, 도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 양극탭(40)은 꺾인 부분에서 단선이 더 용이하게 유도될 수 있다.
제1실시예와 제2실시예를 비교해 볼 때, 제1실시예는 이차전지의 일상적인 사용 상황에서 양극탭(40)의 단선이 발생하는 것을 방지하는 것을 목적으로 할 수 있고, 제2실시예는 내부 온도가 비정상적으로 상승하는 사고 상황에서 양극탭(40)이 신속하게 단선되어 폭발 및 화재 발생을 억제하는 것을 목적으로 할 수 있다.
제3실시예
한편, 이차전지에 있어서 양극탭(40)은 물론 음극탭(60) 또한 발화에 취약한 부분으로 알려져있다. 음극탭(60)은 양극탭(40)과 대비하여 꺾이는 각도가 작기 때문에 본 발명에서는 음극탭(60)의 발화를 방지하기 위해 냉각이 이뤄지는 구조를 제공한다.
도 6 에 도시된 바와 같이 본 발명의 제3실시예에서는 상기 음극탭(60)에 펠티에소자(Peltier effect device)(70)가 부착된다.
상기 펠티에 소자(70)는 펠티에 효과(두 종류의 도체를 결합하고 전류를 흐르도록 할 때, 한 쪽의 접점은 발열하여 온도가 상승하고 다른 쪽의 접점에서는 흡열하여 온도가 낮아지는 현상)를 이용하는 냉각소자로써, 냉각이 이뤄지는 면이 음극판(60)에 부착되도록 설치된다.
그리고, 외부단락에 의해 단락전류(short-circuit current)가 발생하면 상기 단락전류는 펠티에소자(70)를 흐르고, 상기 펠티에소자(70)에 전류가 흐름에 따라 음극탭(60)의 냉각이 이뤄지도록 구성된다.
도시된 바와 같이, 상기 펠티에소자(70)는 보호테이프(80)를 통하여 음극탭(60)에 부착되되, 상기 보호테이프(80)는 음극탭(60)과 캔(10)을 부착시키는 양면테이프이고 상기 음극탭(60)과의 사이에서 펠티에소자(70)가 위치하도록 부착된다.
펠티에소자(70)가 있는 위치의 단면도를 기준으로, 위에서 아래로 음극탭(60), 보호테이프(80), 펠티에소자(70), 캔(10)의 바닥이 위치하게 된다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 외부충격 및/또는 진동으로 부터 양극탭(40)의 단선을 방지할 수 있되, 단락이 발생하는 경우에는 양극탭(40)의 단선을 유도하고 음극탭(60)을 냉각시켜 보다 안정성이 향상된 이차전지를 제공한다.
즉, 본 발명에서는 양극탭(40)이 꺾이는 지점에 완충재(50)가 장착되어 외부충격에 의한 과도한 꺾임을 방지하고 지속되는 진동에 의한 스트레스 누적을 완화시켜 물리적인 영향에 의해 양극탭(40)의 단선이 발생하는 종래의 문제를 해소할 수 있다.
또한, 상기 완충재(50)는 고정부재에 의해 고정되어 양극탭(40)이 외부 충격 또는 진동에 의해 흔들리는 경우에도 이탈이 방지될 수 있다.
그리고, 상기 양극탭(40)은 단열재(42)로 외부표면이 감싸져서 외부 단락에 의해 가열되면 온도의 손실이 방지되어 보다 신속하게 단선이 이뤄질 수 있다. 이에 따라 이차전지 내부의 온도 상승이 중단되어 폭발 및 화재 발생을 억제할 수 있다.
이와 함께, 음극탭(60)에는 펠티에소자(70)가 부착되어 외부 단락 발생시, 상기 펠티에소자(70)는 외부 단락에 의한 단락전류를 통해 음극탭(60)을 냉각시키도록 구성되어 폭발 및 화재 발생을 추가적으로 억제할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.
10 : 캔
20 : 캡
30 : 전극조립체
40 : 양극탭
50 : 완충재
60 : 음극탭
70 : 펠티에소자
80 : 보호테이프

Claims (11)

  1. 캔 내부에 전극조립체가 내장되고, 상기 전극조립체의 양극탭은 캔의 상단에 결합된 캡으로 연결되며 음극탭은 캔과 연결되는 이차전지에 있어서,
    적어도 한 지점 이상에서 꺾임이 발생하는 양극탭; 및
    상기 양극탭의 꺾이는 지점에 끼이도록 장착되는 완충재;를 포함하고,
    상기 양극탭은 캔의 폭방향을 따라 놓이도록 꺾이는 제1절곡부와 상기 제1절곡부의 끝단에서 연장되며 상기 제1절곡부에서 추가적으로 꺾여진 제2절곡부를 포함하고,
    상기 제1절곡부와 제2절곡부 사이에 완충재가 끼이며,
    상기 완충재가 끼이는 위치에서 상기 제1절곡부와 제2절곡부 중 어느 하나 이상에는 고정부재가 형성되고,
    상기 고정부재는 표면이 볼록하게 돌출된 돌출부와 상기 돌출부에 밀착되도록 오목하게 표면이 형성된 함몰부를 포함하되, 상기 완충재의 표면에는 돌출부 또는 함몰부 중 어느 하나가 형성되고, 상기 제1절곡부와 제2절곡부 중 어느 한 곳에는 돌출부 또는 함몰부 중 다른 하나가 형성된 것을 특징으로 하는 안전성이 향상된 이차전지.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 완충재는 탄성을 갖는 재질로 제조된 것을 특징으로 하는 안전성이 향상된 이차전지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 양극탭은 단열재로 외부표면이 감싸진 것을 특징으로 하는 안전성이 향상된 이차전지.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 단열재는 양극탭 전체를 감싸는 것을 특징으로 하는 안전성이 향상된 이차전지.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 양극탭은 꺾인 부분에서 단열재가 다른 부분 보다 상대적으로 더 두껍게 감싸진 것을 특징으로 하는 안전성이 향상된 이차전지.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 음극탭에는 펠티에소자(Peltier effect device)가 부착되고, 외부단락에 의해 단락전류가 발생하면 상기 단락전류는 펠티에소자를 통해 흐르고, 상기 펠티에소자에 전류가 흐름에 따라 음극탭의 냉각이 이뤄지는 것을 특징으로 하는 안전성이 향상된 이차전지.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 펠티에소자는 보호테이프를 통하여 음극탭에 부착되는 것을 특징으로 하는 안전성이 향상된 이차전지.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 보호테이프는 음극탭과 캔을 부착시키는 양면테이프이고 상기 음극탭과의 사이에서 펠티에소자가 위치하도록 부착되는 것을 특징으로 하는 안전성이 향상된 이차전지.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112332040A (zh) * 2020-08-31 2021-02-05 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体、电池组、用电装置及电池单体的制造方法
CN112713365B (zh) * 2020-12-28 2022-09-23 东莞新能安科技有限公司 电池组及用电设备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040004464A1 (en) * 2001-11-07 2004-01-08 Hisashi Tsukamoto Safety method, device and system for an energy storage device

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08329926A (ja) 1995-06-01 1996-12-13 Fuji Elelctrochem Co Ltd 電気化学素子
JP3906519B2 (ja) * 1997-04-30 2007-04-18 宇部興産株式会社 電池用電極とこれを用いた電池
JP4656820B2 (ja) 2003-05-21 2011-03-23 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池
JP4780598B2 (ja) 2004-09-29 2011-09-28 日立マクセルエナジー株式会社 密閉角形電池
KR100696786B1 (ko) 2005-04-27 2007-03-19 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
TWI294201B (en) * 2006-05-23 2008-03-01 Darfon Electronics Corp Foolproof interlock apparatus
KR100947071B1 (ko) * 2007-11-23 2010-03-12 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP5422524B2 (ja) * 2010-09-03 2014-02-19 三菱重工業株式会社 電池

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040004464A1 (en) * 2001-11-07 2004-01-08 Hisashi Tsukamoto Safety method, device and system for an energy storage device

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