KR102204700B1 - 이차 전지 - Google Patents

이차 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR102204700B1
KR102204700B1 KR1020160090177A KR20160090177A KR102204700B1 KR 102204700 B1 KR102204700 B1 KR 102204700B1 KR 1020160090177 A KR1020160090177 A KR 1020160090177A KR 20160090177 A KR20160090177 A KR 20160090177A KR 102204700 B1 KR102204700 B1 KR 102204700B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current collecting
collecting member
electrode
terminal
cap plate
Prior art date
Application number
KR1020160090177A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180008189A (ko
Inventor
권민형
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020160090177A priority Critical patent/KR102204700B1/ko
Priority to PCT/KR2017/007110 priority patent/WO2018012788A1/ko
Publication of KR20180008189A publication Critical patent/KR20180008189A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102204700B1 publication Critical patent/KR102204700B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/154—Lid or cover comprising an axial bore for receiving a central current collector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10—Temperature sensitive devices
    • H01M2200/103—Fuse
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 이차 전지는 제1 전극, 세퍼레이터 및 제2 전극을 가지는 전극 조립체, 전극 조립체를 수용하며 개구를 가지는 케이스, 개구를 통해 결합되어 상기 케이스를 밀봉하는 캡 조립체, 제1 전극 및 제2 전극과 각각 전기적으로 연결되어 있는 제1 집전 부재 및 제2 집전 부재, 캡 플레이트 위에 위치하며 제1 집전 부재 및 상기 제2 집전 부재와 각각 전기적으로 연결되어 있는 제1 단자 및 제2 단자, 제1 집전 부재와 중첩하며 삽입 구멍을 가지는 저항 부재, 제1 집전 부재의 관통 구멍에 설치되어 있는 제1 가스킷, 제1 가스킷에 삽입되며 삽입 구멍에 일단이 삽입되어 있는 보조 단자를 포함하고, 보조 단자의 타단은 캡 조립체와 연결되어 있다.

Description

이차 전지{RECHARGEABLE BATTERY}
본 발명은 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 일차전지와 달리 충전 및 방전을 반복적으로 수행하는 전지이다. 소용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 이차 전지는 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 사용될 수 있다.
이차 전지는 세퍼레이터(separator)의 양면에 양극(positive electrode)과 음극(negative electrode)을 구비하여 형성되는 전극 조립체, 전극 조립체를 내장하는 케이스, 케이스의 개구를 밀폐하는 캡 플레이트, 및 캡 플레이트에 관통 설치되어 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 전극단자를 포함한다.
이차 전지의 케이스는 전기적으로 중성이거나 양극 또는 음극 극성을 가질 수 있으며, 다양한 전자 기기의 특성에 맞게 선택될 수 있다.
양극으로 대전된 케이스로 구성된 이차 전지는 전기적으로 중성인 케이스로 구성된 이차 전지 보다 외부 충격 또는 네일 테스트 등으로 인한 관통에 의해서 발생되는 단락에 대해 전기적으로 안전하며, 이차 전지의 전압 불량을 쉽게 확인할 수 있다.
그러나, 중성으로 대전된 케이스로 구성된 이차 전지는 케이스가 극성을 가진 이차 전지 모듈 보다 전기적으로 불안정하며 외부 충격으로 인한 관통시 단락 경로를 형성하는 것이 용이하지 않다.
따라서, 본 발명은 중성 케이스를 가지는 이차 전지에서 외부 충격 또는 관통시 단락 경로를 용이하게 형성할 수 있는 이차 전지를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 이차 전지는 제1 전극, 세퍼레이터 및 제2 전극을 가지는 전극 조립체, 전극 조립체를 수용하며 개구를 가지는 케이스, 개구를 통해 결합되어 상기 케이스를 밀봉하는 캡 조립체, 제1 전극 및 제2 전극과 각각 전기적으로 연결되어 있는 제1 집전 부재 및 제2 집전 부재, 캡 플레이트 위에 위치하며 제1 집전 부재 및 상기 제2 집전 부재와 각각 전기적으로 연결되어 있는 제1 단자 및 제2 단자, 제1 집전 부재와 중첩하며 삽입 구멍을 가지는 저항 부재, 제1 집전 부재의 관통 구멍에 설치되어 있는 제1 가스킷, 제1 가스킷에 삽입되며 삽입 구멍에 일단이 삽입되어 있는 보조 단자를 포함하고, 보조 단자의 타단은 캡 조립체와 연결되어 있다.
상기 제1 집전 부재의 일면에 연결되며 상기 캡 플레이트 및 상기 제1 전극을 관통하여 설치되어 있는 제1 연결 단자, 제2 집전 부재의 일면에 연결되며 상기 캡 플레이트 및 상기 제2 전극을 관통하여 설치되어 있는 제2 연결 단자를 포함하고, 제1 연결 단자 및 제2 연결 단자는 제1 폭을 가지며 상기 캡 플레이트를 통과하는 상단부, 상기 제1 폭보다 넓은 폭의 제2 폭을 가지며 상기 일면에 연결되어 있는 하단부를 가질 수 있다.
상기 상단부는 제2 가스킷을 통해서 상기 캡 플레이트의 단자 구멍에 삽입될 수 있다.
상기 제2 가스킷은 상기 하단부의 모서리를 감싸도록 형성될 수 있다.
상기 제2 가스킷은 상기 단자 구멍에 삽입되는 제1 부분, 상기 캡 플레이트와 상기 하단부 사이에 위치하는 제2 부분, 상기 캡 플레이트와 상기 제1 집전 부재 사이에 위치하는 제3 부분을 포함할 수 있다.
상기 케이스는 전기적으로 중성 상태일 수 있다.
상기 저항 부재는 상기 제1 집전 부재의 저항보다 높은 저항을 가지는 물질로 이루어질 수 있다.
상기 제1 집전 부재는 알루미늄으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 집전 부재는 퓨즈를 더 포함하고, 퓨즈는 상기 제1 집전 부재의 다른 부분보다 상대적으로 두께가 얇은 부분일 수 있다.
본 발명에서와 같이 이차 전지를 형성하면 케이스가 중성이더라도 관통시 단락 경로를 용이하게 형성할 수 있는 이차 전지를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-Ⅱ선을 따라 잘라 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 III-III선을 따라 잘라 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1의 이차 전지의 일부 구성을 분해 도시한 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 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, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "~상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 이차 전지에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 II-Ⅱ선을 따라 잘라 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 3은 도 1의 III-III선을 따라 잘라 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 이차 전지(101)는 제1 전극(121)과 제2 전극(122) 사이에 세퍼레이터(123)를 개재하여 귄취된 전극 조립체(120), 전극 조립체(120)와 전기적으로 연결된 집전 부재(140, 142), 집전 부재(140, 142) 및 전극 조립체(120)가 내장되는 케이스(27) 및 케이스(27)의 개구에 결합된 캡 조립체(30)를 포함한다.
이차 전지(101)는 리튬 이온 이차 전지로서 각형인 것을 예로서 설명한다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명은 리튬 폴리머 전지 또는 원통형 전지 등 다양한 형태의 전지에 적용될 수 있다.
전극 조립체(120)는 복수의 조립체(120a, 120b)를 포함할 수 있으며, 각각의 조립체(120a, 120b)는 제1 전극(121)과 제2 전극(122) 사이에 세퍼레이터(123)를 개재한 상태에서 권회축을 중심으로 권취한 후, 납작하게 가압될 수 있다. 제1 전극(121) 및 제2 전극(122)은 금속 포일(foil)로 형성되는 박판에 활물질이 도포된 영역인 전극 활성부(21a, 22a)와 활물질이 도포되지 않는 영역인 전극 무지부(21b, 22b)를 포함한다.
제1 전극 활성부(21a)는 알루미늄과 같은 금속 포일에 전이 금속 산화물 등의 활물질을 도포함으로써 형성하고, 제2 전극 활성부(22a)는 구리 또는 니켈과 같은 금속 포일에 흑연 또는 탄소 등의 활물질을 도포함으로써 형성할 수 있다.
제1 전극 무지부(21b)와 제2 전극 무지부(22b)는 각각 제1 전극 활성부 및 제2 전극 활성부의 일변으로부터 캡 조립체를 향하여 나란하게 돌출되어 있다. 제1 전극 무지부(21b)와 제2 전극 무지부(22b)는 금속 포일로부터 돌출되도록 절단하여 형성하므로 각각 제1 전극 활성부(21a) 및 제2 전극 활성부(22a)의 금속 포일과 일체로 형성될 수 있다.
제1 전극 무지부(21b)와 제2 전극 무지부(22b)는 서로 다른 극성으로 거리를 두고 이격 배치된다.
또한, 제1 전극(121) 및 제2 전극(122)은 권취하거나 겹쳐서 형성되므로, 제1 전극 무지부(21b) 및 제2 전극 무지부(22b)는 복수의 박막이 겹쳐져서 형성될 수 있다. 이처럼 복수의 박막이 겹쳐서 형성될 경우, 전류 이동을 용이하게 하기 위해서 초음파 용접으로 박막과 박막이 접촉하도록 연결할 수 있다.
세퍼레이터(123)는 제1 전극 활성부(21a)와 제2 전극 활성부(22a) 사이에 위치하며, 단락을 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 하며, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리 프로필렌의 복합 필름으로 이루어질 수 있다.
전극 조립체(120)는 권회축에 평행한 방향으로 케이스(27)에 삽입될 수 있으며, 전극 조립체(120)는 실질적으로 전해액과 함께 케이스(27)에 수납된다. 전해액은 EC, PC, DEC, EMC, DMC와 같은 유기 용매에 LiPF6, LiBF4와 같은 리튬염으로 이루어질 수 있다. 전해액은 액체, 고체 또는 겔상일 수 있다.
전극 조립체(120)는 제1 전극 조립체(120a)와 제2 전극 조립체(120b)를 포함할 수 있으며, 이에 대해서는 도 4와 기 설명한 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
도 4는 도 1의 이차 전지의 일부 구성을 분해 도시한 사시도이다.
도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 전극 조립체(120)에 포함된 제1 전극 조립체(120a)와 제2 전극 조립체(120b)는 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전극 조립체(120a)와 제2 전극 조립체(120b)에서 같은 극성의 전극 무지부는 집전 부재에 의해서 전기적으로 연결된다. 즉, 제1 전극 조립체(120a)와 제2 전극 조립체(120b)의 제1 전극 무지부(21b)는 제1 집전 부재(140)에 의해서 전기적으로 연결되고, 제1 전극 조립체(120a)와 제2 전극 조립체(120b)의 제2 전극 무지부(22b)는 제2 집전 부재(142)에 의해서 전기적으로 연결된다.
이때, 제1 전극 조립체(120a)의 제1 전극 무지부(21b)와 제2 전극 조립체(120b)의 제1 전극 무지부(21b)는 서로 마주보는 방향으로 절곡되고, 제1 전극 조립체(120a)의 제2 전극 무지부(22b)와 제2 전극 조립체(120b)의 제2 전극 무지부(22b)는 서로 마주보는 방향으로 절곡되어 있다. 따라서, 각각의 전극 무지부(21b, 22b)는 전극 활성부의 금속 포일과 연결되어 캡 조립체 방향으로 돌출된 제1 무지부(21b1), 제1 무지부로부터 연장되며 집전 부재(140, 142)와 접촉하는 일면을 가지는 제2 무지부(21b2)를 가질 수 있다.
제1 집전 부재(140)의 일면(상대적으로 캡플레이트와 가까운 면)과 제2 무지부(21b2)의 일면(상대적으로 집전체와 가까운 면)이 접촉하여 전기적으로 연결되고, 제2 집전 부재(142)의 일면(상대적으로 캡플레이트와 가까운 면)과 제2 무지부(22b2)의 일면(상대적으로 집전체와 가까운 면)이 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 집전 부재(140)는 대략 사각형의 판상으로, 관통 구멍(6) 및 퓨즈(7)를 가진다.
퓨즈(7)는 제1 집전 부재(140)의 다른 부분보다 두께가 얇은 부분으로, 일정 온도 이상으로 상승할 경우 용융되어 끊어진다. 따라서 이차 전지가 오작동 등으로 인한 발열이 발생할 경우, 퓨즈(7)가 끊어져 추가적으로 이차 전지가 가열되는 것을 방지하므로 가열로 인해서 전지가 폭발하는 것을 방지한다.
제1 집전 부재(140)의 관통 구멍(6)에는 제1 실링 가스킷(62)과 함께 보조 단자(200)가 삽입되어 있다.
보조 단자(200)의 일단은 제1 집전 부재(140)에 삽입되고 타단은 캡 플레이트(31)에 용접으로 고정되어 있다. 제1 실링 가스킷(62)은 보조 단자(200)와 제1 집전 부재(140)에 밀착되며, 보조 단자(200)를 관통 구멍(6)에 고정시킨다.
제1 집전 부재(140)와 전극 조립체(120) 사이의 제1 집전 부재(140)의 하면에는 저항 부재(80)가 위치한다. 저항 부재(80)는 제1 집전 부재(140)보다 높은 저항값을 가질 수 있으며, 예를 들어 제1 집전 부재가 알루미늄일 경우 저항 부재(80)는 알루미늄보다 높은 저항값을 가지는 물질일 수 있다.
저항 부재(80)는 관통 구멍(6)과 연결되는 삽입 구멍(8)을 가지고, 관통 구멍(6)을 통과한 보조 단자(200)의 일단은 삽입 구멍(8)에 삽입된다. 이때, 보조 단자(200)의 하부 직경은 삽입 구멍(8)의 직경과 같거나, 저항 부재(80)의 탄성 정도에 따라서 약간 크게 형성될 수 있다. 즉, 저항 부재(80)의 탄성에 의해서 보조 단자(200)는 삽입 구멍(8)의 측벽에 밀착되어 있다.
이처럼, 보조 단자(200)는 용접으로 캡 플레이트(31)와 전기적으로 연결되고, 제1 실링 가스킷(62) 및 저항 부재(80)에 의해서 제1 집전 부재(140)와는 절연되거나 상대적으로 높은 저항 상태를 유지한다.
다시, 도 1 내지 3을 참조하면, 케이스(27)는 대략 직육면체로 이루어지며, 일면에는 개방된 개구가 형성된다. 케이스(27)는 알루미늄, 스테인리스 스틸 등의 금속으로 이루어질 수 있다.
캡 조립체(30)는 케이스(27)의 개구를 덮는 캡 플레이트(31)와 캡 플레이트(31) 위에 위치하며, 제1 전극(121)과 전기적으로 연결된 제1 단자(50)와 제2 전극(122)과 전기적으로 연결된 제2 단자(52)를 포함한다.
캡 플레이트(31)는 일방향으로 이어진 길쭉한 판 형태로 이루어지며, 케이스(27)의 개구에 결합된다. 캡 플레이트(31)는 케이스(27)와 동일한 재질로 형성될 수 있으며, 레이저 용접 방식으로 케이스(27)에 결합될 수 있다. 따라서 캡 플레이트(31)는 케이스(27)와 전기적으로 연결될 수 있다.
캡 플레이트(31)는 전해액을 주입하기 위한 전해액 주입구(32) 및 연결 단자(250)가 삽입되는 단자 구멍(5)을 가진다. 그리고 설정된 압력에서 개방될 수 있도록 노치(2)가 형성된 벤트 플레이트(39)가 벤트 구멍(34)에 설치되어 있다. 전해액 주입구(32)에는 밀봉 마개(38)가 설치되어 있으며, 단자 구멍(5)에는 연결 단자(250)가 삽입되어 있다.
제1 단자(50) 및 제2 단자(52)는 직사각형의 판 형상으로 각각 연결 단자(250)에 결합되어 있다. 제 1 단자(50) 및 제2 단자(52)는 각각 제1 절연 부재(60)를 사이에 두고 캡 플레이트(31) 위에 위치하며, 제1 절연 부재(60)는 각각 제1 단자(50) 및 제2 단자(52)의 측면을 감싸도록 형성된다. 제1 단자(50) 및 제2 단자(52)는 외부 기기와 전기적으로 연결하기 위해서 제1 단자(50) 및 제2 단자(52)의 상면만 외부로 노출될 수 있다.
제1 단자(50)는 제1 집전부재(140)를 매개로 제1 전극(121)과 전기적으로 연결되며, 제2 단자(52)는 제2 집전부재(142)를 매개로 제2 전극(122)과 전기적으로 연결된다. 이때, 제1 단자(50)와 제2 단자(52)가 연결 단자를 통해서 각각 제1 집전 부재(140) 및 제2 집전 부재(142)에 연결되는 구성은 동일하므로, 이하에서는 제1 단자(50)를 중심으로 설명한다.
연결 단자(250)는 기둥 형상으로 이루어지며 캡 플레이트(31), 제1 절연 부재(60) 및 제1 단자(50)를 관통하여 설치되어, 제1 단자(50)와 제1 집전 부재(140)를 전기적으로 연결한다.
연결 단자(250)의 상단은 제1 단자(50)에 단자 구멍(4)에 끼워진 상태로 용접되어 제1 단자(50)에 고정될 수 있다. 그리고 연결 단자(250)의 하단은 제1 집전 부재(140)에 용접으로 고정된다. 이때, 제1 집전 부재(140)의 상면과 연결 단자(250)의 하면이 접촉하여 용접될 수 있으며, 접촉 면적을 증가시키기 위해서 연결 단자(250)의 하단은 상단에 비해서 넓은 폭일 수 있다.
따라서 제1 전극(121)은 제1 집전 부재(140) 및 연결 단자(250)를 통해서 제1 단자(50)와 전기적으로 연결될 수 있다.
연결 단자(250)는 캡 플레이트(31)의 단자 구멍(5)을 통과하여 케이스(27)의 내부로부터 외부로 돌출되도록 설치되므로, 제2 실링 가스킷(63)을 설치하여 연결 단자(250)와 캡 플레이트(31) 사이를 밀봉시킨다.
제2 실링 가스킷(63)은 캡 플레이트의 단자 구멍(5)뿐 아니라, 연결 단자(250)의 하부를 감싸도록 형성될 수 있다. 제2 실링 가스킷(63)은 캡 플레이트의 단자 구멍(5)을 밀봉시키면서 연결 단자(250)의 하부를 감싸 노출시키지 않으므로 캡 플레이트(31)와 연결 단자(250)가 단락되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 연결 단자(250)의 하부가 다른 부분보다 확장된 폭을 가지고, 이를 감싸도록 제2 실링 가스킷(63)을 설치하면, 제2 실링 가스킷(63)은 단자 구멍(5)에 삽입되는 제1 부분(63a), 캡 플레이트(31)와 연결 단자(250) 사이에 위치하는 제2 부분(63b), 캡 플레이트(63)와 제1 집전 부재(140) 사이에 위치하는 제3 부분(63c)을 포함한다.
제2 실링 가스킷(63)의 제1 부분(63a)과 제2 부분(63b)은 캡 플레이트(31)와 연결 단자(250)가 단락 되는 것을 방지하고, 제3 부분(63c)은 캡 플레이트(31)와 제1 집전 부재(140) 사이의 간격을 일정하게 유지하여 이들이 단락되는 것을 방지할 수 있다.
제2 단자(52)도 제1 단자(50)와 같이 단자 구멍(5, 9)에 삽입된 연결 단자(250)와 제2 집전 부재(142)를 통해서 제2 전극(122)과 전기적으로 연결된다.
제2 실링 가스킷(63)은 단자 구멍(5)뿐 아니라, 연결 단자(250)의 하부를 감싸도록 형성된다. 이처럼, 제1 단자(50) 및 제2 단자(52)는 각각 측면을 감싸는 제1 절연 부재(60)를 사이에 두고 캡 플레이트(31)와 중첩하고, 연결 단자(250)는 제2 실링 가스킷(63)으로 둘러싸여 있어 캡 플레이트(31)를 포함하는 케이스(27)는 어떠한 극성으로도 대전되지 않은 중성 상태이다.
본 발명의 한 실시예에서와 같이, 중성 케이스를 포함하는 이차 전지에 보조 단자(200)를 형성하면, 관통 충격 또는 관통 실험시 용이하게 단락 경로를 형성할 수 있다.
관통이 발생하지 않는 정상 상태에서, 전극 조립체(120)의 제1 전극(121)은 제1 집전 부재(140), 연결 단자(250) 및 제1 단자(50)가 전기적으로 연결되고, 제2 전극(122)은 제2 집전 부재(142), 연결 단자(250) 및 제2 단자(50)가 전기적으로 연결되어 전류가 흐른다.
전류는 저항이 낮은 부분으로 흐르는데, 제1 집전 부재(140)에 설치되는 보조 단자(200)는 제1 실링 가스킷(62) 및 저항 부재(80)에 의해서 제1 집전 부재(140)와는 절연되거나, 전류 경로에 상대적으로 높은 저항의 저항 부재(80)가 위치하여 전류는 상대적으로 저항이 낮은 제1 집전 부재(140) 및 연결 단자(250)를 통해서 제1 단자(50)로 흐르게 된다.
반면, 관통 실험 등으로 관통 네일에 의해서 이차 전지가 관통될 경우, 전극 조립체 내부는 단락되어 전극 조립체(120), 관통 네일(도시하지 않음) 케이스(27), 보조 단자(200), 저항 부재(80) 및 제1 집전 부재(140)가 연결되어 전류가 제거된다. 따라서 이상 전류 발생으로 인한 폭발 위험을 줄일 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있다.

Claims (9)

  1. 제1 전극, 세퍼레이터 및 제2 전극을 가지는 전극 조립체,
    상기 전극 조립체를 수용하며 개구를 가지는 케이스,
    상기 개구를 통해 결합되어 상기 케이스를 밀봉하는 캡 플레이트,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 각각 전기적으로 연결되어 있는 제1 집전 부재 및 제2 집전 부재,
    상기 캡 플레이트 위에 위치하며 상기 제1 집전 부재 및 상기 제2 집전 부재와 각각 전기적으로 연결되어 있는 제1 단자 및 제2 단자,
    상기 제1 집전 부재와 중첩하며 삽입 구멍을 가지는 저항 부재,
    상기 제1 집전 부재의 관통 구멍에 설치되어 있는 제1 가스킷,
    상기 제1 가스킷에 삽입되며 상기 삽입 구멍에 일단이 삽입되어 있는 보조 단자
    를 포함하고,
    상기 보조 단자의 타단은 상기 캡 플레이트와 연결되어 있는 이차 전지.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 집전 부재의 일면에 연결되며 상기 캡 플레이트를 관통하여 설치되어 있는 제1 연결 단자,
    상기 제2 집전 부재의 일면에 연결되며 상기 캡 플레이트를 관통하여 설치되어 있는 제2 연결 단자
    를 포함하고,
    상기 제1 연결 단자 및 제2 연결 단자는 제1 폭을 가지며 상기 캡 플레이트를 통과하는 상단부, 상기 제1 폭보다 넓은 폭의 제2 폭을 가지며 상기 일면에 연결되어 있는 하단부를 가지는 이차 전지.
  3. 제2항에서,
    상기 상단부는 제2 가스킷을 통해서 상기 캡 플레이트의 단자 구멍에 삽입되어 있는 이차 전지.
  4. 제3항에서,
    상기 제2 가스킷은 상기 하단부의 모서리를 감싸도록 형성되어 있는 이차 전지.
  5. 제4항에서,
    상기 제2 가스킷은 상기 단자 구멍에 삽입되는 제1 부분, 상기 캡 플레이트와 상기 하단부 사이에 위치하는 제2 부분, 상기 캡 플레이트와 상기 제1 집전 부재 사이에 위치하는 제3 부분을 포함하는 이차 전지.
  6. 제1항에서,
    상기 케이스는 중성 상태인 이차 전지.
  7. 제1항에서,
    상기 저항 부재는 상기 제1 집전 부재의 저항보다 높은 저항을 가지는 물질로 이루어지는 이차 전지.
  8. 제7항에서,
    상기 제1 집전 부재는 알루미늄으로 이루어지는 이차 전지.
  9. 제1항에서,
    상기 제1 집전 부재는 퓨즈
    를 더 포함하고,
    상기 퓨즈는 상기 제1 집전 부재의 다른 부분보다 상대적으로 두께가 얇은 부분인 이차 전지.
KR1020160090177A 2016-07-15 2016-07-15 이차 전지 KR102204700B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160090177A KR102204700B1 (ko) 2016-07-15 2016-07-15 이차 전지
PCT/KR2017/007110 WO2018012788A1 (ko) 2016-07-15 2017-07-04 이차 전지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160090177A KR102204700B1 (ko) 2016-07-15 2016-07-15 이차 전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180008189A KR20180008189A (ko) 2018-01-24
KR102204700B1 true KR102204700B1 (ko) 2021-01-18

Family

ID=60952634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160090177A KR102204700B1 (ko) 2016-07-15 2016-07-15 이차 전지

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102204700B1 (ko)
WO (1) WO2018012788A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102596537B1 (ko) 2018-03-07 2023-10-30 삼성에스디아이 주식회사 이차전지

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014112552A (ja) 2014-02-06 2014-06-19 Gs Yuasa Corp 電池

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9478774B2 (en) * 2010-12-02 2016-10-25 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
JP5636344B2 (ja) * 2011-08-02 2014-12-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 二次電池
KR101695992B1 (ko) * 2011-11-30 2017-01-13 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP6037204B2 (ja) * 2012-06-12 2016-12-07 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子及び導電性部材

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014112552A (ja) 2014-02-06 2014-06-19 Gs Yuasa Corp 電池

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180008189A (ko) 2018-01-24
WO2018012788A1 (ko) 2018-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102245620B1 (ko) 이차 전지
KR102306440B1 (ko) 이차 전지
KR102578860B1 (ko) 이차 전지
US9425453B2 (en) Battery module
US9490470B2 (en) Secondary battery
US11289782B2 (en) Secondary battery
KR102571182B1 (ko) 이차 전지
US11387528B2 (en) Secondary battery
KR102283783B1 (ko) 이차 전지
US10998534B2 (en) Secondary battery
KR102441922B1 (ko) 이차 전지
KR102165332B1 (ko) 이차 전지
US20200220134A1 (en) Secondary battery
EP3029756B1 (en) Rechargeable battery
KR102284568B1 (ko) 이차 전지
KR102425799B1 (ko) 이차 전지
KR102154328B1 (ko) 이차 전지
KR102204700B1 (ko) 이차 전지
KR102348680B1 (ko) 이차 전지
KR102573330B1 (ko) 이차 전지
KR20190106073A (ko) 이차전지
KR102340113B1 (ko) 이차 전지
KR102573329B1 (ko) 이차 전지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant