KR102149886B1 - Recyclable lithium secondary battery - Google Patents

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KR102149886B1
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lithium secondary
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손은진
김해식
김정남
박민구
박진홍
강길섭
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(주)벡셀
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Abstract

According to the present invention, a recyclable lithium secondary battery (90) is configured as follows. The recyclable lithium secondary battery includes: an electrode assembly (200) for generating electric power; a cup-shaped can (100) opened upward to accommodate the electrode assembly (200) and an electrolyte; and a cap assembly (300) which is assembled on the upper part of the can (100) to conduct current to the outside while performing a sealing function. In order to form a beading part and a creeping part, a beading process and a creeping process are performed, respectively, due to these processes, rapid manufacturing is difficult, and the manufacturing cost increases, thereby deteriorating productivity, which is a problem to be solved by the present invention.

Description

재활용이 가능한 리튬이차전지 {Recyclable lithium secondary battery}Recyclable lithium secondary battery {Recyclable lithium secondary battery}

본 발명은 재활용이 가능한 리튬이차전지에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 배경기술에 비해서, 캡조립체를 캔에 조립하는 공정이 단순하고, 전극조립체의 부피를 증가시켜 효율이 향상되며, 가스의 원활한 배기로 폭발을 미연에 방지할 수 있고, 전기 단락의 신뢰성이 향상되며, 전기 단락 후 재활용이 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 재활용이 가능한 리튬이차전지에 관한 것이다. The present invention relates to a recyclable lithium secondary battery, and more particularly, compared to the background technology, the process of assembling a cap assembly into a can is simple, and efficiency is improved by increasing the volume of the electrode assembly. It relates to a recyclable lithium secondary battery, characterized in that the explosion can be prevented in advance, the reliability of an electrical short is improved, and the recycling is possible after the electrical short.

일반적으로 스마트폰, 태블릿피시, 디지털카메라 등과 같이 휴대용 단말기의 경량화 및 고기능화가 진행됨에 따라, 전원으로 사용되는 이차전지에 대해서 많은 연구가 이루어지고 있다. 상기 이차전지는 일례로서 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연 전지, 리튬이차전지 등이 개발되어 사용되고 있다. 이중에서 리튬이차전지는 재충전 기능 외에 소형 및 대용량화가 가능한 것으로서 작동 전압이 타 전지에 비해서 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 장점 때문에 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다.In general, as portable terminals such as smart phones, tablet PCs, and digital cameras are being made lighter and more functional, many studies have been conducted on secondary batteries used as power sources. As an example of the secondary battery, a nickel-cadmium battery, a nickel-hydrogen battery, a nickel-zinc battery, a lithium secondary battery, and the like have been developed and used. Among them, lithium secondary batteries are widely used in the field of high-tech electronic devices because they are capable of miniaturization and large-capacity in addition to a recharge function, and their operating voltage is higher than that of other batteries and energy density per unit weight is higher.

이하, 첨부되는 도면과 함께 배경기술에 의한 리튬이차전지(1)에 대해서 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, referring to the lithium secondary battery 1 according to the background technology together with the accompanying drawings as follows.

도 1은 배경기술에 의한 리튬이차전지를 종방향으로 절단하여 도시한 단면도로서 함께 설명한다.1 is a cross-sectional view illustrating a lithium secondary battery according to the background art by cutting it in a longitudinal direction.

상기 리튬이차전지(1)는 다음과 같이 구성된다.The lithium secondary battery 1 is configured as follows.

원통형의 것으로 살펴보면, 전력을 발생시키는 전극조립체(10)와, 상기 전극조립체(10)와 전해액을 수용하는 원통형의 캔(20) 및 상기 캔(20)의 상부에 조립되어 밀봉 기능을 하면서 전극조립체(10)에서 발생되는 전류를 외부로 방전시키는 캡조립체(30)가 구성된다.Looking at the cylindrical shape, the electrode assembly 10 for generating electric power, the cylindrical can 20 for accommodating the electrode assembly 10 and the electrolyte, and the electrode assembly are assembled on the upper part of the can 20 while performing a sealing function. The cap assembly 30 is configured to discharge the current generated in (10) to the outside.

상기 전극조립체(10)의 구성을 살펴보면 다음과 같다.The configuration of the electrode assembly 10 is as follows.

양극집전체의 표면에 양극활물질층이 코팅된 양극판(11)과 음극집전체의 표면에 음극활물질층이 코팅된 음극판(12)이 구성되고, 상기 양극판(11)과 음극판(12) 사이에 개재되어 절연 기능을 하는 세퍼레이터(13)가 젤리-롤 형상으로 권취되어 상기 캔(20)에 수용되어 구성된다. 또한, 상기 양극판(11)과 음극판(12) 및 세퍼레이터(13)의 상단과 하단을 마감하도록 캔(20)에 수용되는 절연판(14, 16)이 구성된다. 상기 절연판(14, 16) 중 상부의 절연판(14)은 관통구(15)가 형성되어 추후 발생하는 가스가 통과할 수 있도록 구성된다. A positive electrode plate 11 coated with a positive electrode active material layer on the surface of the positive electrode current collector and a negative electrode plate 12 coated with a negative electrode active material layer on the surface of the negative electrode current collector are formed, and interposed between the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 As a result, the separator 13, which has an insulating function, is wound in a jelly-roll shape and is accommodated in the can 20 to be configured. In addition, insulating plates 14 and 16 accommodated in the can 20 are configured to close the upper and lower ends of the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 and the separator 13. The insulating plate 14 on the upper part of the insulating plates 14 and 16 is configured such that a through hole 15 is formed so that a gas generated later can pass.

다음으로 상기 양극판(11)의 상단에 접속되어 절연판(14)을 관통하여 상방으로 돌출된 단자인 양극탭(17)이 구성되고, 상기 음극판(12)의 하단에 접속되어 절연판(16)을 관통하여 캔(20)의 바닥면에 접속되는 단자인 음극탭(18)이 구성된다.Next, a positive electrode tab 17, which is a terminal connected to the upper end of the positive electrode plate 11 and protruding upward through the insulating plate 14, is formed, and is connected to the lower end of the negative electrode plate 12 to penetrate the insulating plate 16. Thus, a negative electrode tab 18, which is a terminal connected to the bottom surface of the can 20, is formed.

상기 캔(20)의 구성을 살펴보면 다음과 같다. The configuration of the can 20 is as follows.

상기 캔(20)은 상방으로 개방된 금속재의 원통형으로서 상기 전극조립체(10)가 수용되는 공간이 형성된 것이며, 파이프 형상의 측벽(21)과 상기 측벽(21)의 하부를 마감하고 상기 음극탭(18)이 접속되는 하면판(23)이 구성된다. 따라서, 캔(20)은 음극 역할을 수행하게 된다. 또한, 상부에 삽입되어 결합되는 상기 캡조립체(30)의 상부를 압박하여 상방으로 이탈을 방지할 수 있도록 내측으로 휘어진 크리핑(clipping)부(25)가 형성되고, 상기 크리핑부(25)로부터 하방으로 상기 캡조립체(30)의 두께에 대응되는 거리만큼 이격된 위치에 캡조립체(30)의 하부를 압박하여 하방으로 이탈하지 않도록 원주 방향을 따라 안쪽으로 오목하게 형성된 비딩(beading)부(27)가 형성된다.The can 20 is a cylindrical metal material opened upward and has a space in which the electrode assembly 10 is accommodated, and closes the pipe-shaped sidewall 21 and the lower portion of the sidewall 21, and the cathode tab ( The lower plate 23 to which 18) is connected is formed. Thus, the can 20 serves as a cathode. In addition, a creeping part 25 bent inward is formed so as to prevent separation upward by pressing the upper part of the cap assembly 30 inserted and coupled thereto, and downward from the creeping part 25 The beading portion 27 is concave inwardly along the circumferential direction so as not to deviate downward by pressing the lower portion of the cap assembly 30 at a position spaced apart by a distance corresponding to the thickness of the cap assembly 30 Is formed.

상기 캡조립체(30)의 구성을 살펴보면 다음과 같다. The configuration of the cap assembly 30 is as follows.

상기 크리핑부(25)와 비딩부(27) 사이에 배치되는 것으로서 원주방향을 따라 링 모양으로 형성되어 절연 기능 및 누설 방지 기능을 하는 개스킷(31)이 구성된다. 그리고, 상기 개스킷(31)의 내부에 수용되는 판상의 것으로서 상기 양극탭(17)에 접속되는 안전벤트(33)가 구성된다. 상기 안전벤트(33)는 중앙부에 하방으로 휘어진 돌출부(35)가 형성되고 상기 돌출부(35)의 하단은 상기 양극탭(17)에 용접되어 구성된다. 또한, 상기 안전벤트(33)의 상면에 접촉되도록 개스킷(31)에 수용되는 판상의 전류차단수단(36)이 구성되고, 상기 전류차단수단(36)의 상면에 접촉되도록 개스킷(31)에 수용되는 링 형상의 이차보호소자(37)가 구성된다. 또한, 상기 이차보호소자(37)의 상면에 접촉되도록 개스킷(31)에 수용되고 캔(20)의 상방으로 돌출되어 전류를 흐르게 하는 탭캡(38)이 구성된다.A gasket 31 is formed between the creeping portion 25 and the beading portion 27 and formed in a ring shape along the circumferential direction to function as insulation and to prevent leakage. In addition, a safety vent 33 connected to the positive electrode tab 17 is configured as a plate shape accommodated in the gasket 31. The safety vent 33 is formed by forming a downwardly curved protrusion 35 at a central portion and a lower end of the protrusion 35 is welded to the positive electrode tab 17. In addition, a plate-shaped current blocking means 36 accommodated in the gasket 31 is configured to contact the upper surface of the safety vent 33, and accommodated in the gasket 31 so as to contact the upper surface of the current blocking means 36 A ring-shaped secondary protection device 37 is configured. In addition, a tab cap 38 is configured to be accommodated in the gasket 31 so as to contact the upper surface of the secondary protection element 37 and protrude upward of the can 20 to allow current to flow.

상기 리튬이차전지(1)에서 전기가 방전되는 과정과 폭발을 방지하는 프로세스를 살펴보면 다음과 같다.A process of discharging electricity and a process of preventing explosion in the lithium secondary battery 1 will be described as follows.

리튬이차전지(1)가 기기에 장착되어 상기 탭캡(38)과 하면판(23)에 기기의 단자가 밀착되면, 상기 전극조립체(10)에서 발생한 전류가 탭캡(38)을 통해서 기기를 거친 후 하면판(23)을 통하여 흐르게 되므로 전기가 방전된다. When the lithium secondary battery 1 is mounted on the device and the terminal of the device is in close contact with the tab cap 38 and the lower plate 23, the current generated in the electrode assembly 10 passes through the device through the tab cap 38 Since it flows through the lower plate 23, electricity is discharged.

이때, 전극조립체(10)에서 이상 현상이 발생하여 온도가 상승함과 동시에 가스가 발생하게 되면 상기 안전벤트(33)의 돌출부(35)를 상방으로 밀어올려서 형상이 변형되도록 한다. 그러면 변형된 돌출부(35)의 상승에 의해서 상기 전류차단수단(36)에 실장된 도전성 패턴이 파손되면서 전류의 흐름이 차단되므로 고압으로 인한 폭발 및 화재 사고를 방지하게 된다. At this time, when an abnormal phenomenon occurs in the electrode assembly 10 and gas is generated at the same time as the temperature increases, the protrusion 35 of the safety vent 33 is pushed upward so that the shape is deformed. Then, the conductive pattern mounted on the current blocking means 36 is damaged by the rise of the deformed protrusion 35 and the flow of current is blocked, thereby preventing an explosion and fire accident due to high pressure.

그러나 이러한 리튬이차전지(1)는 다음과 같은 문제점을 야기시키고 있다.However, this lithium secondary battery 1 causes the following problems.

첫째, 상기 비딩부(27)와 크리핑부(25)를 성형하기 위해서 각각 비딩공정과 크리핑공정을 거치게 되는데, 이러한 공정들로 인해서 신속한 제조가 어렵고, 제조 단가가 상승하게 되어 생산성이 나빠지는 문제점이 있었다.First, in order to form the beading part 27 and the creeping part 25, a beading process and a creeping process are performed, respectively. Due to these processes, it is difficult to manufacture quickly, and the manufacturing cost increases, resulting in poor productivity. there was.

둘째, 리튬이차전지(1)의 규정된 전체 높이에서 상기 비딩부(27)로 인해서 음극판(12)과 양극판(11)의 높이를 확장할 수 없게 되므로 에너지 밀도가 감소하게 되어 효율이 나빠지는 문제점이 있었다. 만약, 상기 비딩부(27)가 없다면 음극판(12)과 양극판(11)을 상방으로 더 연장하므로 이러한 문제점을 해결할 수 있겠지만 현재로서는 이러한 사항을 해결할 수 있는 기술이 전무한 상태이다.Second, the height of the negative electrode plate 12 and the positive electrode plate 11 cannot be expanded due to the beading part 27 at the prescribed overall height of the lithium secondary battery 1, so that the energy density decreases, resulting in poor efficiency. There was this. If there is no beading part 27, since the negative electrode plate 12 and the positive electrode plate 11 are further extended upward, this problem can be solved, but there is currently no technology capable of solving this problem.

셋째, 가스를 신속하게 배기시키므로 폭발을 미연에 방지할 수 있겠지만, 가스압으로 안전벤트(33)를 병형시켜 전력을 차단하는 구조이므로 안전벤트(33)가 변형되는 도중에 폭발 사고가 발생하는 문제점이 있었다. Third, the explosion can be prevented in advance because the gas is rapidly exhausted, but there is a problem that an explosion accident occurs while the safety vent 33 is deformed because the safety vent 33 is bottle-typed with gas pressure to cut off power. .

넷째, 가스압에 의해서 안전벤트(33)의 휘어진 돌출부(35)를 상방으로 밀어올려야만 전원이 차단되는 구조이므로 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다. 즉, 상기 돌출부(35)를 변형시키기 위해서 상당한 고압을 필요로 하므로 돌출부(35)를 변형시키는 정도의 고압보다 작은 가스압에서는 제대로 작동하지도 않고, 상기 돌출부(35)가 제때 변형되지 않아서 단락이 제대로 되지 않아서 폭발 사고를 제때 방지할 수 없는 문제점이 있었다.Fourth, since the power is cut off only when the curved protrusion 35 of the safety vent 33 is pushed upward by the gas pressure, there is a problem of inferior reliability. That is, since a considerable high pressure is required to deform the protrusion 35, it does not work properly at a gas pressure lower than the high pressure that deforms the protrusion 35, and the protrusion 35 is not deformed in time, so a short circuit is not properly performed. There was a problem that it was not possible to prevent an explosion accident in time.

다섯째, 상기 안전벤트(33)의 변형 및 전류차단수단(36)의 파손으로 단락이 이루어지기 때문에 재사용이 불가능한 문제점이 있었다. Fifth, there is a problem that reuse is impossible because a short circuit occurs due to deformation of the safety vent 33 and damage of the current blocking means 36.

한국 특허등록 제10-0770111호 (2007년 10월 18일)Korean Patent Registration No. 10-0770111 (October 18, 2007)

본 발명에 의한 재활용이 가능한 리튬이차전지를 통해서 해결하고자 하는 과제는 다음과 같다.The problems to be solved through the recyclable lithium secondary battery according to the present invention are as follows.

첫째, 상기 비딩부와 크리핑부를 성형하기 위해서 각각 비딩공정과 크리핑공정을 거치게 되는데, 이러한 공정들로 인해서 신속한 제조가 어렵고, 제조 단가가 상승하게 되어 생산성이 나빠지는 문제점을 해결하고자 한다. First, in order to form the beading portion and the creeping portion, a beading process and a creeping process are performed, respectively, and due to these processes, rapid manufacturing is difficult and manufacturing cost increases, thereby deteriorating productivity.

둘째, 리튬이차전지의 정해진 전체 높이에서 상기 비딩부로 인해서 음극판과 양극판의 높이를 확장할 수 없게 되므로 에너지 밀도가 감소하게 되어 효율이 나빠지는 문제점을 해결하고자 한다. Second, since the heights of the negative electrode plate and the positive plate cannot be expanded due to the beading portion at a predetermined overall height of the lithium secondary battery, the energy density decreases, thereby deteriorating the efficiency.

셋째, 가스를 신속하게 배기시키므로 폭발을 미연에 방지할 수 있겠지만, 가스압으로 안전벤트를 병형시켜 전력을 차단하는 구조이므로 안전벤트가 변형되는 도중에 폭발 사고가 발생하는 문제점을 해결하고자 한다. Third, the explosion can be prevented in advance because the gas is rapidly exhausted, but since it is a structure in which power is cut off by paralleling the safety vent with gas pressure, it is intended to solve the problem of an explosion accident while the safety vent is deformed.

넷째, 가스압에 의해서 안전벤트의 휘어진 돌출부를 상방으로 밀어올려야만 전원이 차단되는 구조이므로 신뢰성이 떨어지는 문제점을 해결하고자 한다. Fourth, since the power is cut off only when the curved protrusion of the safety vent is pushed upward by gas pressure, the problem of low reliability is to be solved.

다섯째, 상기 안전벤트의 변형 및 전류차단수단의 파손으로 단락이 이루어지기 때문에 재사용이 불가능한 문제점을 해결하고자 한다. Fifth, it is intended to solve a problem that cannot be reused because a short circuit occurs due to the deformation of the safety vent and the breakage of the current blocking means.

본 발명에 의한 재활용이 가능한 리튬이차전지는 상기 과제를 해결하기 위해서 다음과 같이 구성된다. Recyclable lithium secondary battery according to the present invention is configured as follows in order to solve the above problem.

전력을 발생시키는 전극조립체와, 상기 전극조립체와 전해액을 수용하도록 상방으로 개방된 컵(cup) 형상의 캔과, 상기 캔의 상부에 조립되어 밀봉 기능을 하면서 전류를 외부로 도전시키는 캡조립체를 포함하고, 상기 전극조립체는, 양극집전체의 표면에 양극활물질층이 코팅된 양극판과, 음극집전체의 표면에 음극활물질층이 코팅된 음극판과, 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되어 절연 기능을 하는 세퍼레이터가 젤리-롤 형상으로 권취되어 상기 캔에 수용되어 구성되고, 상기 양극판과 음극판 및 세퍼레이터의 상단 및 하단에 각각 밀착되는 상부절연판 및 하부절연판을 포함한다. 또한, 상기 상부절연판에 형성된 관통구와, 상기 양극판의 상단에 접속되어 상부절연판을 관통하여 상방으로 돌출된 단자인 양극탭과, 상기 음극판의 하단에 접속되어 하부절연판을 관통하여 캔의 바닥면에 접속되는 단자인 음극탭을 포함하는 리튬이차전지에 있어서; An electrode assembly that generates power, a cup-shaped can that is opened upward to accommodate the electrode assembly and an electrolyte, and a cap assembly that is assembled on top of the can to perform a sealing function and conduct current to the outside. The electrode assembly includes a positive electrode plate coated with a positive electrode active material layer on a surface of a positive electrode current collector, a negative electrode plate coated with a negative electrode active material layer on the surface of the negative electrode collector, and a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate to function as insulation. Is wound in a jelly-roll shape, is configured to be accommodated in the can, and includes an upper insulating plate and a lower insulating plate that are in close contact with the upper and lower ends of the positive plate, the negative plate, and the separator, respectively. In addition, the through hole formed in the upper insulating plate, the positive electrode tab, which is a terminal connected to the upper end of the positive electrode plate and protruding upward through the upper insulating plate, and the positive electrode tab, which is connected to the lower end of the negative electrode plate, penetrates the lower insulating plate and connected to the bottom of the can. In the lithium secondary battery comprising a negative electrode tab that is a terminal;

상기 캡조립체는,The cap assembly,

상기 캔의 상부에 억지끼워맞춤되어 마감 기능을 하고, 상부배기공이 관통된 캡과, 상기 캡의 상부를 마감하는 것으로서 관통구가 형성되고 상기 상부배기공에 대응되는 배출구가 형성된 탑링과, 상기 관통구에 끼워지는 도전체인 캡업과, 상기 양극탭에 접속되고 상기 캡을 관통하여 상기 캡업에 접속되므로 전기를 도통시키는 터미널을 포함한다. The cap is forcibly fitted to the upper part of the can to perform a finishing function, the cap through which the upper exhaust hole is passed, and a top ring having a through hole and formed with an outlet corresponding to the upper exhaust hole, and the through And a cap-up, which is a conductor fitted into a sphere, and a terminal connected to the positive electrode tab and connected to the cap-up through the cap to conduct electricity.

상기 터미널은,The terminal,

하부에 배치되는 것으로서 상방으로 개방구가 형성되고 하단에서 상기 개방구로 연결되어 가스가 유입되는 유입구가 형성된 하부바디와, 상기 하부바디의 상부에, 상기 유입구로 유입된 가스의 압력에 의해 분리되도록, 조합되는 상부바디를 포함한다. The lower body, which is disposed at the bottom, has an opening in the upper direction and is connected to the opening at the bottom, and has an inlet through which gas is introduced, and the lower body is separated by the pressure of the gas introduced through the inlet, It includes a combined upper body.

또한, 상기 상부절연판의 상면에 돌출된 리브와, 상기 하부바디의 하단부 둘레를 따라 형성된 하부플랜지와, 상기 상부바디의 상단부 둘레를 따라 형성된 상부플랜지와, 상기 터미널이 관통되는 판상의 것으로서, 상기 하부플랜지와 캡의 사이에 개재되고 상기 리브에 안착되고, 상기 상부배기공에 대응되는 하부배기공이 관통된 이너개스킷(inner gasket)과, 상기 터미널이 관통되는 판상의 것으로서, 캡과 상부플랜지의 사이에 개재되는 아웃개스킷(out gasket)과, 상기 터미널이 관통되는 판상의 것으로서, 상기 아웃개스킷과 상기 상부플랜지 사이에 개재되는 도전체이고, 상기 캡업에 밀착되는 터미널플레이트(terminal plate)와, 상기 이너개스킷의 상면에 돌출된 것으로서 상기 터미널을 둘러싸고 상기 아웃개스킷을 관통하여 상기 터미널플레이트의 하면에 접하는 돌출관을 포함하고, 상기 캡업은 하방으로 개방된 용기(容器) 형상으로서 하단 외측으로 연장되어 상기 터미널플레이트의 상면에 접촉되는 플랜지를 포함하며, 상기 탑링은 상기 플랜지를 누르도록 구성된다.In addition, a rib protruding from the upper surface of the upper insulating plate, a lower flange formed along a circumference of a lower end of the lower body, an upper flange formed along a circumference of an upper end of the upper body, and a plate-shaped through which the terminal passes. An inner gasket interposed between the flange and the cap and seated on the rib, and through which a lower exhaust hole corresponding to the upper exhaust hole is passed, and a plate-shaped plate through which the terminal passes, and between the cap and the upper flange Interposed out gasket (out gasket), a plate-shaped through which the terminal passes, a conductor interposed between the out gasket and the upper flange, a terminal plate in close contact with the cap-up, and the inner gasket And a protruding pipe protruding from the upper surface of the terminal and surrounding the terminal and penetrating the out gasket to contact the lower surface of the terminal plate. It includes a flange in contact with the upper surface of the, the top ring is configured to press the flange.

또한, 상기 개방구에 수용되고 상기 유입구에 연결된 튜브를 포함한다.Further, it includes a tube received in the opening and connected to the inlet.

또한, 상기 캡업을 관통하여 상기 상부바디에 대응되는 핀홀을 포함한다. In addition, it includes a pinhole corresponding to the upper body through the cap-up.

또한, 상기 상부바디의 상단에서 하부 및 양측방으로 개방된 개방홈을 포함한다.In addition, it includes an open groove that is opened from the top to the bottom and both sides of the upper body.

또한, 상기 캡은 외측단에서 상방으로 절곡되어 상기 캔의 내측면에 억지끼워맞춤되는 외측플랜지를 포함한다. In addition, the cap includes an outer flange that is bent upward at an outer end and is forcibly fitted to the inner side of the can.

본 발명에 의한 재활용이 가능한 리튬이차전지는 상기 해결수단에 의해서 다음과 같은 효과를 발휘할 수 있다.Recyclable lithium secondary battery according to the present invention can exhibit the following effects by the above solution.

첫째, 배경기술에 의한 리튬이차전지처럼, 비딩부와 크리핑부 없이 캡조립체를 전극조립체에 조합할 수 있기 때문에 공정의 간소화가 가능하다. 따라서, 제조단가를 배경기술에 비해서 낮출 수 있고 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.First, like the lithium secondary battery according to the background technology, since the cap assembly can be combined with the electrode assembly without the beading portion and the creeping portion, the process can be simplified. Therefore, there is an effect of lowering the manufacturing cost compared to the background technology and improving productivity.

둘째, 배경기술의 비딩부가 없기 때문에 전극조립체의 높이를 확장할 수 있다. 즉, 동일 높이의 배경기술에 의한 리튬이차전지보다 전극조립체의 부피를 확장할 수 있기 때문에 에너지 밀도를 증가시켜 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Second, since there is no beading part of the background art, the height of the electrode assembly can be extended. That is, since the volume of the electrode assembly can be expanded than that of the lithium secondary battery of the same height as the background technology, there is an effect of improving the efficiency by increasing the energy density.

셋째, 가스를 미연에 배기함과 동시에 전원을 차단하는 이중적인 안전 작동으로 폭발 및 화재 사고를 신속하게 차단할 수 있는 효과가 있다.Third, there is an effect that explosion and fire accidents can be quickly blocked by a double safe operation that cuts off the power while simultaneously exhausting the gas.

넷째, 배경기술처럼 안전벤트를 벤딩시켜 전류차단수단을 파손시키므로 단락시키는 구조가 아니고, 단순히 가스의 팽창에 의해서 터미널을 분리시키는 구조에 의해서 전원 단락의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 즉, 동일 가스압으로 안전벤트를 벤딩시키는 것보다 터미널을 분리시키는 게 용이하다는 것이다.Fourth, as in the background art, since the safety vent is bent to damage the current blocking means, it is not a structure to short-circuit, but a structure that simply separates the terminal by expansion of gas has an effect of improving the reliability of a power short circuit. In other words, it is easier to separate the terminal than to bend the safety vent with the same gas pressure.

다섯째, 본 발명을 장시간 사용하거나, 고전압용으로 사용할 경우, 고열과 가스가 발생할 때마다 미연에 가스를 배출시키고 전원을 단락시키므로 폭발 및 화재 사고를 미연에 방지할 수 있고 다시 재확용이 가능한 효과가 있다. Fifth, when the present invention is used for a long time or for high voltage, it is possible to prevent explosion and fire accidents in advance and to be re-applied again because the gas is discharged in advance and the power is shorted whenever high heat and gas occurs. .

도 1은 배경기술에 의한 리튬이차전지를 종방향으로 절단하여 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 재활용이 가능한 리튬이차전지를 종방향으로 절단하여 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 재활용이 가능한 리튬이차전지의 캡조립체를 발췌하여 도시한 부분단면도.
도 4는 도 3의 상태에서 터미널의 상부바디가 가스압에 의하여 상승하므로 전기가 단락된 상태를 도시한 부분단면도.
도 5는 본 발명에 의한 재활용이 가능한 리튬이차전지의 캡조립체에 구성된 터미널이 터미널플레이트에 접속된 상태를 도시한 사시도.
도 6은 도 5의 상태에서 터미널의 상부바디가 상승하여 터미널플레이트에서 이탈되므로 전기가 단락된 상태를 도시한 사시도.1 is a cross-sectional view showing a lithium secondary battery according to the background technology cut in a longitudinal direction.
Figure 2 is a cross-sectional view showing a recyclable lithium secondary battery according to the present invention cut in the longitudinal direction.
3 is a partial cross-sectional view showing an extract of the cap assembly of a recyclable lithium secondary battery according to the present invention.
4 is a partial cross-sectional view showing a state in which electricity is short-circuited because the upper body of the terminal is increased by gas pressure in the state of FIG. 3;
5 is a perspective view showing a state in which a terminal configured in a cap assembly of a recyclable lithium secondary battery according to the present invention is connected to a terminal plate.
6 is a perspective view showing a state in which electricity is short-circuited because the upper body of the terminal rises and is separated from the terminal plate in the state of FIG. 5.

이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.Hereinafter, various embodiments of the present document will be described with reference to the accompanying drawings. However, this is not intended to limit the techniques described in this document to specific embodiments, and it should be understood to include various modifications, equivalents, and/or alternatives of the embodiments of this document. In connection with the description of the drawings, similar reference numerals may be used for similar elements.

또한, 본 문서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, '제1 부분'과 '제2 부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.In addition, expressions such as "first," "second," etc. used in this document may modify various elements regardless of their order and/or importance, and to distinguish one element from another It is used only and does not limit the components. For example, the'first part' and the'second part' may represent different parts regardless of order or importance. For example, without departing from the scope of the rights described in this document, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may be renamed to a first component.

또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.In addition, terms used in this document are only used to describe a specific embodiment, and may not be intended to limit the scope of other embodiments. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. Terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the technical field described in this document. Among the terms used in this document, terms defined in a general dictionary may be interpreted as having the same or similar meanings as those in the context of the related technology, and unless explicitly defined in this document, an ideal or excessively formal meaning Is not interpreted as. In some cases, even terms defined in this document cannot be interpreted to exclude embodiments of the present document.

이하, 첨부되는 도면과 함께 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명, 재활용이 가능한 리튬이차전지(90)의 상세한 실시예를 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, a detailed embodiment of the present invention for solving the above problems and a recyclable lithium secondary battery 90 will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 의한 재활용이 가능한 리튬이차전지를 종방향으로 절단하여 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명에 의한 재활용이 가능한 리튬이차전지의 캡조립체를 발췌하여 도시한 부분단면도이며, 도 4는 도 3의 상태에서 터미널의 상부바디가 가스압에 의하여 상승하므로 전기가 단락된 상태를 도시한 부분단면도이고, 도 5는 본 발명에 의한 재활용이 가능한 리튬이차전지의 캡조립체에 구성된 터미널이 터미널플레이트에 접속된 상태를 도시한 사시도이며, 도 6은 도 5의 상태에서 터미널의 상부바디가 상승하여 터미널플레이트에서 이탈되므로 전기가 단락된 상태를 도시한 사시도로서 함께 설명한다.2 is a cross-sectional view showing a recyclable lithium secondary battery according to the present invention cut in a longitudinal direction, and FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing an extract of a cap assembly of a recyclable lithium secondary battery according to the present invention, and FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a state in which electricity is short-circuited because the upper body of the terminal is increased by gas pressure in the state of FIG. 3, and FIG. 5 is a terminal configured in the cap assembly of a recyclable lithium secondary battery according to the present invention. It is a perspective view showing a state connected to the plate, and FIG. 6 is a perspective view illustrating a state in which electricity is shorted since the upper body of the terminal rises and is separated from the terminal plate in the state of FIG. 5.

본 발명의 구성을 살펴보면 다음과 같다. The configuration of the present invention is as follows.

먼저, 본 발명은 다음과 같이 리튬이차전지의 일반적인 구성을 포함한다. First, the present invention includes a general configuration of a lithium secondary battery as follows.

전력을 발생시키는 전극조립체(200)가 구성되고, 상기 전극조립체(200)와 전해액을 수용하도록 상방으로 개방된 컵(cup) 형상의 금속재인 캔(100)이 구성되며, 상기 캔(100)의 상부에 조립되어 밀봉 기능을 하면서 전류를 외부로 도전시키는 캡조립체(300)가 구성된다. An electrode assembly 200 for generating electric power is configured, and a can 100 is formed of a cup-shaped metal material opened upward to accommodate the electrode assembly 200 and an electrolyte. The cap assembly 300 is assembled at the top to conduct a current to the outside while performing a sealing function.

상기 전극조립체(200)를 살펴보면, 양극집전체의 표면에 양극활물질층이 코팅된 양극판(210)이 구성되고, 음극집전체의 표면에 음극활물질층이 코팅된 음극판(220)이 구성되며, 상기 양극판(210)과 음극판(220) 사이에 개재되어 절연 기능을 하는 세퍼레이터(230)가 양극판(210) 및 음극판(220)과 함께 젤리-롤 형상으로 권취되어 상기 캔(100)에 수용되어 구성된다. 또한, 권취된 상기 양극판(210)과 음극판(220) 및 세퍼레이터(230)의 상단 및 하단에 각각 밀착되는 상부절연판(240) 및 하부절연판(250)이 구성된다. Looking at the electrode assembly 200, a positive electrode plate 210 coated with a positive electrode active material layer is formed on the surface of a positive electrode current collector, and a negative electrode plate 220 coated with a negative electrode active material layer is formed on the surface of the negative electrode current collector. The separator 230, which is interposed between the positive electrode 210 and the negative electrode plate 220 and has an insulating function, is wound in a jelly-roll shape together with the positive electrode plate 210 and the negative electrode plate 220 to be accommodated in the can 100. . In addition, an upper insulating plate 240 and a lower insulating plate 250 which are respectively in close contact with the upper and lower ends of the wound positive electrode plate 210 and the negative electrode plate 220 and the separator 230 are configured.

또한, 상기 상부절연판(240)에 관통구(247)가 형성되고, 상기 양극판(210)의 상단에 접속되어 상기 상부절연판(240)을 관통하여 상방으로 돌출된 단자인 양극탭(260)이 구성되며, 상기 음극판(220)의 하단에 접속되어 상기 하부절연판(250)을 관통하여 상기 캔(100)의 바닥면에 접속되는 단자인 음극탭(270)이 구성된다.In addition, a through hole 247 is formed in the upper insulating plate 240, and a positive electrode tab 260, which is a terminal connected to the upper end of the positive electrode plate 210 and protruding upward through the upper insulating plate 240, is configured. The negative electrode tab 270, which is a terminal connected to the lower end of the negative electrode plate 220, penetrates the lower insulating plate 250, and is connected to the bottom surface of the can 100, is formed.

본 발명은 상기 일반적인 구성을 다음과 같이 개선하므로 상기 과제를 해결할 수 있다. The present invention can solve the above problem by improving the general configuration as follows.

상기 캡조립체(300)의 구성은 다음과 같다. The configuration of the cap assembly 300 is as follows.

도 2 및 도 3에서처럼, 상기 캔(100)의 상부에 억지끼워맞춤되어 마감 기능을 하고, 가스가 배기되는 상부배기공(311)이 관통된 판상의 캡(310)이 구성된다. 또한, 견고한 억지끼워맞춤이 되도록, 캡(310)의 외측단에서 상방으로 절곡되어 캔(100)의 내측면에 억지끼워맞춤되는 외측플랜지(313)가 구성된다. 외측플랜지(313)로 인해서 캔(100)의 내측면과 접하는 면적이 증가하게 되므로 마찰력이 커지고 이로 인해서 견고한 조합이 가능하게 된다. 상기 캡(310)은 전성을 가지는 금속재로 형성되므로 캔(100)의 상부에 삽입될 때 변형되면서 억지끼워맞춤이 되도록 한다. 만약, 캡(310)이 조합될 때 변형되지 않게 되면 캔(100)의 외측방이 튀어나오게 되어 불량을 초래하게 된다. As shown in FIGS. 2 and 3, a plate-shaped cap 310 through which an upper exhaust hole 311 through which gas is exhausted is formed by being forcibly fitted to the upper portion of the can 100 to perform a finishing function. In addition, the outer flange 313 is configured to be bent upward at the outer end of the cap 310 to be forcibly fitted to the inner surface of the can 100 so as to be a strong force fit. Due to the outer flange 313, the area in contact with the inner surface of the can 100 increases, so that the frictional force increases, thereby enabling a robust combination. Since the cap 310 is formed of a metal material having malleability, the cap 310 is deformed when inserted into the upper portion of the can 100 and is forcibly fitted. If, when the cap 310 is not deformed when combined, the outer side of the can 100 protrudes, resulting in a defect.

또한, 상기 캡(310)의 상부를 마감하는 것으로서 중앙부에 관통구(325)가 형성되고 상기 상부배기공(311)에 대응되는 배출구(324)가 형성된 탑링(320)이 구성된다. 탑링(320)은 캡(310)과 캔(100)의 외측플랜지(313)의 상단에 부착된다. 이때 외측플랜지(313)는 캔(100)의 상단과 동일한 높이이며, 부착의 수단은 일례로서 접착제가 가능하다. 또한, 탑링(320)은 절연체로 형성되므로 금속제인 캡(310)과 캔(100)의 절연이 가능하도록 한다. In addition, a top ring 320 having a through hole 325 formed at the center portion and an outlet 324 corresponding to the upper exhaust hole 311 is formed as closing the upper portion of the cap 310. The top ring 320 is attached to the upper end of the cap 310 and the outer flange 313 of the can 100. At this time, the outer flange 313 is the same height as the upper end of the can 100, the means of attachment may be an adhesive as an example. In addition, since the top ring 320 is formed of an insulator, it is possible to insulate the cap 310 and the can 100 made of metal.

또한, 상기 관통구(325)에 끼워져서 전류를 외부로 도전시키는 도전체인 캡업(330)이 구성되는데, 탑링(320)의 상방으로 돌출되므로 장착되는 기기의 단자에 접촉이 용이하도록 구성된다. 또한, 하방으로 개방된 용기(容器) 형상으로서 하단 외측으로 연장되어 후술하는 터미널플레이트(370)의 상면에 접촉되는 플랜지(337)가 구성된다. 또한, 후술하는 상부바디(345)에 대응되는 핀홀(339)이 구성된다. In addition, the cap-up 330, which is a conductor that is inserted into the through hole 325 and conducts current to the outside, is configured. Since it protrudes upward from the top ring 320, it is configured to facilitate contact with the terminal of the device to be mounted. In addition, a flange 337 is configured that extends outward to the lower end as a container open downward and contacts the upper surface of the terminal plate 370 to be described later. In addition, a pinhole 339 corresponding to the upper body 345 to be described later is configured.

또한, 상기 양극탭(260)에 접속되고 상기 캡(310)을 관통하여 상기 캡업(330)에 접속되므로 전기를 도통시키는 터미널(340)이 구성된다. In addition, since it is connected to the positive electrode tab 260 and is connected to the cap-up 330 through the cap 310, a terminal 340 for conducting electricity is formed.

상기 터미널(340)의 구성을 도 3 및 도 4와 함께 살펴보면 다음과 같다. The configuration of the terminal 340 will be described with reference to FIGS. 3 and 4 as follows.

하부에 배치되어 상기 양극탭(260)에 접속되는 것으로서, 상방으로 개방구(342)가 형성되고 하단에서 상기 개방구(342)로 연결되어 가스가 유입되는 유입구(343)가 형성된 하부바디(341)가 구성되고, 상기 하부바디(341)의 상부에, 상기 유입구(343)로 유입된 가스의 압력에 의해 분리되도록, 조합되는 상부바디(345)가 구성된다. 일례로서 상부바디(345)의 하단에, 개방구(342)에 끼워지는 삽입링(R)이 형성되므로 상기 조합이 가능하다. 또한, 상기 개방구(342)에 수용되고 상기 유입구(343)에 연결된 튜브(348)가 구성된다. 따라서, 도 2의 상태에서 상기 캔(100)의 내부에 발생한 가스가 유입구(343)로 유입되면 튜브(348)가 팽창하면서 상부바디(345)를 밀어올리게 되어 하부바디(341)에서 이탈시키도록 구성된다. 따라서, 전원의 단락이 가능하도록 구성된다. 또한, 상기 상부바디(345)의 상단에서 하부 및 양측방으로 개방된 개방홈(347)이 형성된다. The lower body 341 is disposed at the bottom and connected to the positive electrode tab 260, in which an opening 342 is formed upward and an inlet 343 through which gas is introduced by being connected to the opening 342 from the lower side. ) Is configured, and a combined upper body 345 is configured to be separated by the pressure of the gas introduced into the inlet 343 on the upper part of the lower body 341. As an example, since the insertion ring (R) fitted to the opening 342 is formed at the lower end of the upper body 345, the above combination is possible. In addition, a tube 348 accommodated in the opening 342 and connected to the inlet 343 is configured. Therefore, in the state of FIG. 2, when the gas generated inside the can 100 flows into the inlet 343, the tube 348 expands and pushes the upper body 345 up so that it is separated from the lower body 341. Is composed. Therefore, it is configured to enable a short circuit of the power supply. In addition, open grooves 347 open to the lower and both sides from the upper end of the upper body 345 are formed.

또한, 상기 터미널(340)과 캡(310) 사이에 절연이 가능하도록 다음과 같이 구성된다. In addition, the terminal 340 and the cap 310 are configured as follows to enable insulation.

먼저, 상기 상부절연판(240)의 상면에 돌출된 리브(245)가 구성되므로 캡조립체(300)를 받치도록 구성된다. First, since the rib 245 protruding from the upper surface of the upper insulating plate 240 is configured, it is configured to support the cap assembly 300.

다음으로, 상기 하부바디(341)의 하단부 둘레를 따라 하부플랜지(344)가 구성되고, 상기 상부바디(345)의 상단부 둘레를 따라 형성된 상부플랜지(346)가 구성된다. 그리고 상기 터미널(340)이 관통되는 판상의 것으로서, 상기 하부플랜지(344)와 캡(310)의 사이에 개재되고 상기 리브(245)에 안착되고, 상기 상부배기공(311)에 대응되는 하부배기공(355)이 관통된 절연체인 이너개스킷(350, inner gasket)이 구성된다. Next, a lower flange 344 is formed along the periphery of the lower end of the lower body 341, and an upper flange 346 formed along the periphery of the upper end of the upper body 345 is configured. In addition, the terminal 340 has a plate shape through which the terminal 340 passes, is interposed between the lower flange 344 and the cap 310, is seated in the rib 245, and corresponds to the upper exhaust hole 311. An inner gasket 350, which is an insulator through which the ball 355 is passed, is formed.

또한, 상기 터미널(340)이 관통되는 판상의 것으로서, 상기 캡(310)과 상부플랜지(346)의 사이에 개재되는 아웃개스킷(360, out gasket)이 구성된다. 아웃개스킷(360)은 하부배기공(355)을 가리지 않도록 작은 사이즈로 제작된 것이 바람직하다. In addition, the terminal 340 is a plate-shaped penetrating through, and an out gasket (360, out gasket) interposed between the cap 310 and the upper flange 346 is configured. The out gasket 360 is preferably manufactured in a small size so as not to cover the lower exhaust hole 355.

또한, 상기 터미널(340)이 관통되는 판상의 것으로서, 상기 아웃개스킷(360)과 상기 상부플랜지(346) 사이에 개재되는 도전체이고, 상기 캡업(330)의 플랜지(337)에 밀착되는 터미널플레이트(370, terminal plate)가 구성되므로 전원의 도통이 가능하도록 한다. In addition, a terminal plate having a plate shape through which the terminal 340 passes, a conductor interposed between the out gasket 360 and the upper flange 346, and in close contact with the flange 337 of the cap-up 330 Since (370, terminal plate) is configured, it is possible to conduct power.

또한, 상기 이너개스킷(350)의 상면에 돌출된 것으로서 상기 터미널(340)을 둘러싸고 상기 아웃개스킷(360)을 관통하여 상기 터미널플레이트(370)의 하면에 접하는 돌출관(351)이 구성된다. 이때, 상기 하부바디(341)는 이너개스킷(350)에 접착제 등에 의해서 고정된 상태이고, 상부바디(345)는 돌출관(351)에 끼워진 상태에서 상하 이동이 가능하도록 구성된다. 그리고 상부바디(345)는 개방홈(347)에 의해서 내측으로 오므릴 수도 있고 외측으로 벌릴 수도 있기 때문에 돌출관(351)과의 마찰력에 의해서 느슨하거나 빡빡하게 조합될 수 있다. 따라서, 제조 시에 가스압에 의해서 상부바디(345)가 상승 가능하며 이렇게 상승된 상태에서는 하강하지 않도록 상부바디(345)의 벌어짐을 조정할 수 있도록 구성된다. In addition, as protruding from the upper surface of the inner gasket 350, a protruding pipe 351 is formed that surrounds the terminal 340 and penetrates the outer gasket 360 to contact the lower surface of the terminal plate 370. At this time, the lower body 341 is fixed to the inner gasket 350 by an adhesive or the like, and the upper body 345 is configured to move up and down while being fitted into the protruding tube 351. And since the upper body 345 may be closed inward by the opening groove 347 or may be opened outward, it may be loosely or tightly combined by the frictional force with the protruding pipe 351. Accordingly, the upper body 345 can be raised by the gas pressure at the time of manufacture, and in such an elevated state, the opening of the upper body 345 can be adjusted so as not to fall.

이처럼 조합된 상태에서 상기 탑링(320)은 상기 플랜지(337)를 누르도록 구성되므로 전원의 도통이 원활하도록 한다. 만약, 플랜지(337)를 눌러주지 않게 되면 플랜지(337)와 터미널플레이트(370)의 접촉과 단락이 반복되면서 원활한 전원을 공급할 수 없게 된다. In such a combined state, the top ring 320 is configured to press the flange 337 so that the power supply is smoothly conducted. If the flange 337 is not pressed, the contact and short circuit between the flange 337 and the terminal plate 370 are repeated, and smooth power cannot be supplied.

또한, 상기 캡(310)과 이너개스킷(350)를 동시에 통과하는 주입구(H)가 형성되고 상기 유입구(H)를 막는 마개(S)가 구성되므로 상기 캔(100)의 내부에 전해액을 충전시킬 수 있도록 구성된다. In addition, since an injection hole H passing through the cap 310 and the inner gasket 350 at the same time is formed, and a stopper S blocking the inlet H is formed, the inside of the can 100 is filled with an electrolyte. It is structured to be able to.

이상, 살펴본 본 발명, 재활용이 가능한 리튬이차전지(90)의 단락 과정과 재활용이 가능한 예를 살펴보면 다음과 같다.In the above, a short circuit process of the present invention, a recyclable lithium secondary battery 90, and an example of recyclability are as follows.

먼저, 본 발명이 기기의 단자에 접속된 상태에서 전원을 공급할 경우 전류는 상기 양극탭(260), 터미널(340), 터미널플레이트(370), 캡업(330), 그리고 상기 기기를 거쳐서 상기 캔(100)의 하단, 음극탭(270)으로 흐르게 된다.First, when the present invention supplies power while connected to the terminal of the device, the current is passed through the positive electrode tab 260, the terminal 340, the terminal plate 370, the cap-up 330, and the can ( The bottom of 100) flows to the negative electrode tab 270.

이렇게 전류가 흐르다가, 상기 전극조립체(200)에서 이상 현상이 발생하게 되어 과열이 발생하게 되면 다량의 가스가 발생하게 된다. 이때 발생된 가스 중 일부는 상기 상부절연판(240)의 관통구(247), 이너개스킷(350)의 하부배기공(355), 캡(310)의 상부배기공(311) 및 탑링9320)의 배출구(324)로 배기된다. 따라서, 폭발사고 및 화재 사고를 미연에 방지할 수 있다.When the current flows in this way, an abnormal phenomenon occurs in the electrode assembly 200 and overheating occurs, a large amount of gas is generated. Some of the gas generated at this time is the through hole 247 of the upper insulating plate 240, the lower exhaust hole 355 of the inner gasket 350, the upper exhaust hole 311 of the cap 310, and the outlet of the top ring 9320 Exhausted to 324. Therefore, it is possible to prevent explosion accidents and fire accidents in advance.

다음으로, 배기되지 않은 잔류 가스는 상기 터미널(340)의 하부바디(341)에 형성된 유입구(343)로 들어가서 튜브(348)를 팽창시키게 된다. 그러면 상부바디(345)가 상방으로 이동하면서 하부바디(341)로부터 이탈하게 되고, 상부플랜지(346)가 터미널플레이트(370)로부터 떨어지게 되므로 전류의 흐름이 단락된다. Next, the residual gas that has not been exhausted enters the inlet 343 formed in the lower body 341 of the terminal 340 and expands the tube 348. Then, the upper body 345 moves upward and is separated from the lower body 341, and the upper flange 346 is separated from the terminal plate 370, so that the flow of current is shorted.

따라서, 고온 현상과 가스 발생 현상이 저지되므로 폭발 사고 및 화재 사고를 미연에 방지하게 된다. 이때, 튜브(348) 내부로 유입된 가스는 다시 유입구(343)로 빠져나와서 상기 배출구(324)로 배기된다. 이렇게 가스가 배기되어도 상부바디(345)는 이너개스킷(350)의 돌출관(351)에 끼워진 상태에서 마찰력에 의해서 하강하는 현상이 저지된다. 따라서, 전원의 단락 현상은 계속 유지된다. 이처럼 상부바디(345)가 돌출관(351)에 끼워진 상태에서 하강하지 않도록 마찰력이 유지될 수 있는 것은, 제조 시에 상기 개방홈(347)에 의해서 상부바디(345)의 벌어짐이 조정될 수 있기 때문이다. Accordingly, high-temperature phenomena and gas generation phenomena are prevented, thereby preventing explosion accidents and fire accidents. At this time, the gas flowing into the tube 348 is discharged through the inlet 343 again and exhausted through the outlet 324. Even if the gas is exhausted in this way, the lowering of the upper body 345 by the frictional force in the state of being fitted into the protruding pipe 351 of the inner gasket 350 is prevented. Therefore, the short-circuit phenomenon of the power supply continues. In this way, the frictional force can be maintained so that the upper body 345 does not descend while being inserted into the protruding pipe 351, because the opening of the upper body 345 can be adjusted by the open groove 347 during manufacture. to be.

이렇게 해서 다시 본 발명의 온도가 상온으로 하강한 상태에서 상기 캡업(330)에 형성된 핀홀(339)로 핀(도시하지 않음)을 삽입하여 상부바디(345)를 하강시켜서 하부바디(341)에 다시 조합시킨다. 그러면, 다시 사용이 가능하다. 따라서, 본 발명을 장시간 사용하거나, 고전압용으로 사용할 경우, 고열과 가스가 발생할 때마다 미연에 가스를 배출시키고 전원을 단락시키므로 폭발 및 화재 사고를 미연에 방지할 수 있고 다시 재확용이 가능한 이점이 있다. In this way, in a state in which the temperature of the present invention is lowered to room temperature, a pin (not shown) is inserted into the pinhole 339 formed in the cap-up 330 to lower the upper body 345, and the lower body 341 Combine. Then, you can use it again. Therefore, in the case of using the present invention for a long time or for a high voltage, whenever high heat and gas occurs, the gas is discharged beforehand and the power is short-circuited, so that explosion and fire accidents can be prevented in advance, and there is an advantage that it can be reused again. .

상기 가스는 전해액이 기화된 것이므로 상기 탑링(320)을 분리한 후 상기 마개(S)를 열고 주입구(H)로 전해액을 보충할 수 있다.Since the gas is an electrolytic solution, the top ring 320 may be separated, the cap S may be opened, and the electrolytic solution may be replenished through the injection port H.

또한, 배경기술에 의한 리튬이차전지처럼, 비딩부와 크리핑부 없이 캡조립체(300)를 전극조립체(200)에 조합할 수 있기 때문에 공정의 간소화가 가능하다. 따라서, 제조단가를 배경기술에 비해서 낮출 수 있고 생산성을 향상시킬 수 있다.In addition, like the lithium secondary battery according to the background art, since the cap assembly 300 can be combined with the electrode assembly 200 without a beading portion and a creeping portion, the process can be simplified. Therefore, the manufacturing cost can be lowered compared to the background technology and productivity can be improved.

또한, 배경기술의 비딩부가 없기 때문에 전극조립체(200)의 높이를 확장할 수 있다. 즉, 동일 높이의 배경기술에 의한 리튬이차전지보다 전극조립체(200)의 부피를 확장할 수 있기 때문에 에너지 밀도를 증가시켜 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, since there is no beading part in the background art, the height of the electrode assembly 200 can be expanded. That is, since the volume of the electrode assembly 200 can be expanded than that of the lithium secondary battery according to the background technology of the same height, the energy density can be increased to improve efficiency.

또한, 가스를 미연에 배기함과 동시에 전원을 차단하는 이중적인 안전 작동으로 폭발 및 화재 사고를 신속하게 차단할 수 있다.In addition, explosion and fire accidents can be quickly prevented by a double safety operation in which gas is exhausted beforehand and power is cut off.

또한, 배경기술처럼 안전벤트를 벤딩시켜 전류차단수단을 파손시키므로 단락시키는 구조가 아니고, 단순히 가스의 팽창에 의해서 터미널(340)을 분리시키는 구조에 의해서 전원 단락의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 즉, 동일 가스압으로 안전벤트를 벤딩시키는 것보다 터미널(340)을 분리시키는 게 용이하다는 것이다.In addition, as in the background art, since the safety vent is bent to damage the current blocking means, it is not a structure to short-circuit, but by a structure in which the terminal 340 is simply separated by expansion of gas, the reliability of a power short circuit can be improved. In other words, it is easier to separate the terminal 340 than to bend the safety vent with the same gas pressure.

90: 재활용이 가능한 리튬이차전지 100: 캔
200: 전극조립체 210: 양극판
220: 음극판 230: 세퍼레이터
240: 상부절연판 245: 리브
247: 관통구 250: 하부절연판 260: 양극탭 270: 음극탭
300: 캡조립체 310: 캡
311: 상부배기공 313: 외측플랜지
320: 탑링 325: 관통구
330: 캡업 337: 플랜지
339: 핀홀 340: 터미널
341: 하부바디 342: 개방구
343: 유입구 344: 하부플랜지
345: 상부바디 346: 상부플랜지
347: 개방홈 348: 튜브
350: 이너개스킷 351: 돌출관
360: 아웃개스킷 370: 터미널플레이트90: recyclable lithium secondary battery 100: can
200: electrode assembly 210: positive plate
220: negative plate 230: separator
240: upper insulating plate 245: rib
247: through hole 250: lower insulating plate 260: positive electrode tab 270: negative electrode tab
300: cap assembly 310: cap
311: upper exhaust hole 313: outer flange
320: top ring 325: through hole
330: cap-up 337: flange
339: pinhole 340: terminal
341: lower body 342: opening
343: inlet 344: lower flange
345: upper body 346: upper flange
347: open groove 348: tube
350: inner gasket 351: protruding pipe
360: out gasket 370: terminal plate

Claims (6)

삭제delete 전력을 발생시키는 전극조립체(200)와,
상기 전극조립체(200)와 전해액을 수용하도록 상방으로 개방된 컵(cup) 형상의 캔(100)과,
상기 캔(100)의 상부에 조립되어 밀봉 기능을 하면서 전류를 외부로 도전시키는 캡조립체(300)를 포함하고,
상기 전극조립체(200)는,
양극집전체의 표면에 양극활물질층이 코팅된 양극판(210)과,
음극집전체의 표면에 음극활물질층이 코팅된 음극판(220)과,
상기 양극판(210)과 음극판(220) 사이에 개재되어 절연 기능을 하는 세퍼레이터(230)가 젤리-롤 형상으로 권취되어 상기 캔(100)에 수용되어 구성되고,
상기 양극판(210)과 음극판(220) 및 세퍼레이터(230)의 상단 및 하단에 각각 밀착되는 상부절연판(240) 및 하부절연판(250)을 포함하고,
상기 상부절연판(240)에 형성된 관통구(247)와,
상기 양극판(210)의 상단에 접속되어 상기 상부절연판(240)을 관통하여 상방으로 돌출된 단자인 양극탭(260)과,
상기 음극판(220)의 하단에 접속되어 상기 하부절연판(250)을 관통하여 상기 캔(100)의 바닥면에 접속되는 단자인 음극탭(270)을 포함하는 리튬이차전지에 있어서;
상기 캡조립체(300)는,
상기 캔(100)의 상부에 억지끼워맞춤되어 마감 기능을 하고, 상부배기공(311)이 관통된 캡(310)과,
상기 캡(310)의 상부를 마감하는 것으로서 관통구(325)가 형성되고 상기 상부배기공(311)에 대응되는 배출구(324)가 형성된 탑링(320)과,
상기 관통구(325)에 끼워지는 도전체인 캡업(330)과,
상기 양극탭(260)에 접속되고 상기 캡(310)을 관통하여 상기 캡업(330)에 접속되므로 전기를 도통시키는 터미널(340)을 포함하고,
상기 터미널(340)은,
하부에 배치되는 것으로서 상방으로 개방구(342)가 형성되고 하단에서 상기 개방구(342)로 연결되어 가스가 유입되는 유입구(343)가 형성된 하부바디(341)와,
상기 하부바디(341)의 상부에, 상기 유입구(343)로 유입된 가스의 압력에 의해 분리되도록, 조합되는 상부바디(345)를 포함하고,
상기 상부절연판(240)의 상면에 돌출된 리브(245)와,
상기 하부바디(341)의 하단부 둘레를 따라 형성된 하부플랜지(344)와,
상기 상부바디(345)의 상단부 둘레를 따라 형성된 상부플랜지(346)와,
상기 터미널(340)이 관통되는 판상의 것으로서, 상기 하부플랜지(344)와 캡(310)의 사이에 개재되고 상기 리브(245)에 안착되고, 상기 상부배기공(311)에 대응되는 하부배기공(355)이 관통된 이너개스킷(350, inner gasket)과,
상기 터미널(340)이 관통되는 판상의 것으로서, 상기 캡(310)과 상부플랜지(346)의 사이에 개재되는 아웃개스킷(360, out gasket)과,
상기 터미널(340)이 관통되는 판상의 것으로서, 상기 아웃개스킷(360)과 상기 상부플랜지(346) 사이에 개재되는 도전체이고, 상기 캡업(330)에 밀착되는 터미널플레이트(370, terminal plate)와,
상기 이너개스킷(350)의 상면에 돌출된 것으로서 상기 터미널(340)을 둘러싸고 상기 아웃개스킷(360)을 관통하여 상기 터미널플레이트(370)의 하면에 접하는 돌출관(351)을 포함하고,
상기 캡업(330)은 하방으로 개방된 용기(容器) 형상으로서 하단 외측으로 연장되어 상기 터미널플레이트(370)의 상면에 접촉되는 플랜지(337)를 포함하고,
상기 탑링(320)은 상기 플랜지(337)를 누르도록 구성된 것을 특징으로 하는 재활용이 가능한 리튬이차전지.
 An electrode assembly 200 for generating electric power,
A cup-shaped can 100 opened upward to accommodate the electrode assembly 200 and the electrolyte,
It is assembled on the upper portion of the can 100 and includes a cap assembly 300 that conducts current to the outside while performing a sealing function,
The electrode assembly 200,
A positive electrode plate 210 coated with a positive electrode active material layer on the surface of the positive electrode current collector,
A negative electrode plate 220 coated with a negative electrode active material layer on the surface of the negative electrode current collector,
The separator 230, which is interposed between the positive electrode plate 210 and the negative electrode plate 220 and has an insulating function, is wound in a jelly-roll shape and is accommodated in the can 100,
Including an upper insulating plate 240 and a lower insulating plate 250 in close contact with the upper and lower portions of the positive electrode plate 210, the negative plate 220, and the separator 230, respectively,
A through hole 247 formed in the upper insulating plate 240,
A positive electrode tab 260, which is a terminal connected to the upper end of the positive electrode plate 210 and protruding upward through the upper insulating plate 240,
In the lithium secondary battery comprising a negative electrode tab 270, which is a terminal connected to the lower end of the negative electrode plate 220, penetrating the lower insulating plate 250, and connected to the bottom surface of the can 100;
The cap assembly 300,
The cap 310 through which the upper exhaust hole 311 is penetrated and is forcibly fitted to the upper portion of the can 100 to perform a finishing function,
A top ring 320 having a through hole 325 formed as closing the upper portion of the cap 310 and having an outlet 324 corresponding to the upper exhaust hole 311,
A cap-up 330 which is a conductor fitted into the through hole 325,
It includes a terminal 340 connected to the positive electrode tab 260 and through the cap 310 and connected to the cap-up 330 to conduct electricity,
The terminal 340,
A lower body 341 disposed at the lower side and having an opening 342 upward and connected to the opening 342 at the lower end to form an inlet 343 through which gas is introduced,
In the upper portion of the lower body 341, it includes an upper body 345 that is combined so as to be separated by the pressure of the gas introduced into the inlet 343,
A rib 245 protruding from the upper surface of the upper insulating plate 240,
A lower flange 344 formed along the circumference of the lower end of the lower body 341 ,
An upper flange 346 formed along the circumference of the upper end of the upper body 345,
The terminal 340 is a plate shape through which the terminal 340 passes, is interposed between the lower flange 344 and the cap 310, is seated in the rib 245, and a lower exhaust hole corresponding to the upper exhaust hole 311 An inner gasket (350, inner gasket) through which (355) is penetrated,
An out gasket 360 (out gasket) interposed between the cap 310 and the upper flange 346 as a plate-like through which the terminal 340 passes, and
The terminal 340 is a plate-like material that passes through, is a conductor interposed between the out gasket 360 and the upper flange 346, and a terminal plate 370 in close contact with the cap-up 330 and ,
A protruding pipe 351 protruding from the upper surface of the inner gasket 350, surrounding the terminal 340, penetrating the outer gasket 360, and contacting the lower surface of the terminal plate 370,
The cap-up 330 has a shape of a container opened downward and includes a flange 337 extending outward to the lower end to contact the upper surface of the terminal plate 370,
The top ring 320 is a recyclable lithium secondary battery, characterized in that configured to press the flange (337).
제2항에 있어서,
상기 개방구(342)에 수용되고 상기 유입구(343)에 연결된 튜브(348)를 포함하는 것을 특징으로 하는 재활용이 가능한 리튬이차전지.
 The method of claim 2,
Recyclable lithium secondary battery comprising a tube (348) accommodated in the opening (342) and connected to the inlet (343).
제3항에 있어서,
상기 캡업(330)을 관통하여 상기 상부바디(345)에 대응되는 핀홀(339)을 포함하는 것을 특징으로 하는 재활용이 가능한 리튬이차전지.
The method of claim 3,
Recyclable lithium secondary battery comprising a pinhole (339) corresponding to the upper body (345) through the cap-up (330).
제4항에 있어서,
상기 상부바디(345)의 상단에서 하부 및 양측방으로 개방된 개방홈(347)을 포함하는 것을 특징으로 하는 재활용이 가능한 리튬이차전지.
The method of claim 4,
Recyclable lithium secondary battery, characterized in that it comprises an open groove (347) open from the top to the bottom and both sides of the upper body (345).
제5항에 있어서,
상기 캡(310)은 외측단에서 상방으로 절곡되어 상기 캔(100)의 내측면에 억지끼워맞춤되는 외측플랜지(313)를 포함하는 것을 특징으로 하는 재활용이 가능한 리튬이차전지. The method of claim 5,
The cap 310 is a recyclable lithium secondary battery, characterized in that it comprises an outer flange 313 which is bent upward at an outer end and is forcibly fitted to the inner side of the can 100.
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