KR102211527B1 - 이차 전지 - Google Patents

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서용철
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Abstract

본 발명의 일 측면은 내부 인슐레이터와 리테이너의 결합 구조를 단순하게 하는 이차 전지를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 전극 조립체를 내장하는 케이스의 개구를 밀폐하는 캡 플레이트, 상기 캡 플레이트의 내측에 배치되는 내부 인슐레이터, 상기 내부 인슐레이터와 상기 캡 플레이트를 관통하여 설치되고 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 제1전극단자와 제2전극단자, 상기 제2전극단자에 전기적으로 연결되는 상기 캡 플레이트의 단락홀을 밀폐하는 맴브레인과 상기 제1전극단자에 전기적으로 연결되는 단락탭을 서로 이격 또는 단락시키는 외부 단락부, 및 상기 단락홀을 덮는 상기 내부 인슐레이터와 상기 전극 조립체 사이에서 상기 내부 인슐레이터를 향하는 제1방향으로 이동되어 상기 내부 인슐레이터에 결합되는 리테이너를 포함한다.

Description

이차 전지 {RECHARGEABLE BATTERY}
본 기재는 외부 단락부를 가지는 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, 대용량의 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 음극단자와 양극단자를 포함한다.
이차 전지는 양극으로 대전되는 캡 플레이트와 음극단자 사이에 외부 단락부를 구비할 수 있다. 외부 단락부는 캡 플레이트의 단락홀을 밀폐하는 맴브레인과 음극단자에 전기적으로 연결되어 맴브레인의 일측에 이격 배치되는 단락탭을 구비한다.
이차 전지의 내부 압력이 설정 압력에 도달하면, 맴브레인이 반전되어 단락탭에 단락 작동되고, 이로 인하여, 전극 조립체에 충전되어 있는 전류가 전극 조립체의 외부에서 방전된다.
또한, 이차 전지는 캡 플레이트 내에서 음극단자를 절연 구조로 지지하는 내부 인슐레이터와 내부 인슐레이터에 결합되는 리테이너를 포함한다. 내부 압력에 의하여 맴브레인이 반전될 때, 리테이너는 반전 작동을 방해하지 않으면서 동시에 외부 충격으로부터 전극 조립체를 보호하고, 전극 조립체를 전기적으로 절연하며, 내부 압력의 통로를 형성한다.
예를 들면, 리테이너는 내부 인슐레이터에 복잡한 구조로 결합되므로 내부 인슐레이터와 리테이너의 조립을 어렵게 하고, 전해액이 리테이너의 내부로 유입되었을 때 빠져 나오기 어렵게 할 수 있다. 따라서 이차 전지에서 발화 또는 폭발과 같은 이벤트 발생시, 이벤트 레벨(이벤트의 심각한 정도를 나타냄)이 높아질 수 있다.
본 발명의 일 측면은 내부 인슐레이터와 리테이너의 결합 구조를 단순하게 하는 이차 전지를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 일 측면은 내부 인슐레이터와 리테이너의 결합을 용이하게 하고, 내부 인슐레이터와 리테이너 사이로 유입되는 전해액의 유출을 용이하게 하는 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 전극 조립체를 내장하는 케이스의 개구를 밀폐하는 캡 플레이트, 상기 캡 플레이트의 내측에 배치되는 내부 인슐레이터, 상기 내부 인슐레이터와 상기 캡 플레이트를 관통하여 설치되고 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 제1전극단자와 제2전극단자, 상기 제2전극단자에 전기적으로 연결되는 상기 캡 플레이트의 단락홀을 밀폐하는 맴브레인과 상기 제1전극단자에 전기적으로 연결되는 단락탭을 서로 이격 또는 단락시키는 외부 단락부, 및 상기 단락홀을 덮는 상기 내부 인슐레이터와 상기 전극 조립체 사이에서 상기 내부 인슐레이터를 향하는 제1방향으로 이동되어 상기 내부 인슐레이터에 결합되는 리테이너를 포함한다.
상기 내부 인슐레이터는 상기 단락홀에 대응하는 관통홀을 구비하고, 상기 리테이너는 상기 내부 인슐레이터와 이격되는 간격을 가지고 상기 관통홀을 차폐할 수 있다.
상기 내부 인슐레이터는, 상기 단락홀을 향하는 오목 홈부를 형성하고, 상기 오목 홈부는, 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 상기 내부 인슐레이터 전체 범위에 형성될 수 있다.
상기 관통홀은 상기 오목 홈부에서 상기 단락홀을 향하여 형성될 수 있다.
상기 내부 인슐레이터는 측면에 걸림턱을 형성하고, 상기 리테이너는 상기 관통홀을 차단하는 플레이트부, 및 상기 플레이트부의 양측에 형성되어 상기 걸림턱에 결합되는 후크를 포함할 수 있다.
상기 리테이너는 상기 제1전극단자와 상기 전극 조립체를 연결되는 리드탭을 수용하도록 상기 제2방향의 일측에서 상기 제2방향으로 개방되는 수용홈을 구비할 수 있다.
상기 리테이너는 상기 내부 인슐레이터 측과 상기 전극 조립체 측을 서로 연통하여 상기 외부 단락부에 유입된 전해액을 유출시키는 유출구를 구비할 수 있다.
상기 리테이너는 상기 관통홀을 차단하는 플레이트부, 및 상기 관통홀을 향하는 상기 플레이트부에 형성되어 상기 관통홀에 결합되는 후크를 포함할 수 있다.
상기 리테이너는 상기 관통홀을 차단하는 플레이트부, 및 상기 플레이트부의 양측에 형성되어 상기 내부 인슐레이터의 측면에 탄성 결합되는 탄성 돌기를 포함할 수 있다.
상기 내부 인슐레이터는 상기 전극 조립체를 향하여 돌출되는 결합 돌기를 구비하고, 상기 리테이너는 상기 결합 돌기에 결합되는 결합홀을 구비할 수 있다.
상기 리테이너는 상기 내부 인슐레이터에 밀착 결합되고, 상기 관통홀에 연결되는 대응 관통홀을 더 구비할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 리테어너를 내부 인슐레이터와 전극 조립체 사이에 배치하여 내부 인슐레이터를 향하는 방향으로 이동시켜 내부 인슐레이터에 결합하므로 내부 인슐레이터와 리테이너의 결합 구조를 단순하게 하는 효과가 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예는 내부 인슐레이터와 리테이너의 결합을 용이하게 한다.
또한, 내부 인슐레이터는 단락홀에 대응하는 관통홀을 구비하고, 리테이너는 내부 인슐레이터와 이격되어 관통홀을 차폐하므로 유입된 전해액을 내부 인슐레이터와 리테이너의 이격된 사이로 용이하게 유출할 수 있다. 따라서 이차 전지의 이벤트 시, 이벤트 레벨이 낮아질 수 있다.
또한, 리테이너는 유출구를 구비하여, 내부 인슐레이터 측과 전극 조립체 측을 서로 연통하므로 내부 인슐레이터와 리테이너 사이에 유입되어 있던 전해액을 유출구로 더욱 용이하게 유출할 수 있다. 따라서 이차 전지의 이벤트 시, 이벤트 레벨이 더욱 낮아질 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 2의 외부 단락부, 캡 플레이트, 내부 인슐레이터 및 리테이너의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 도 3의 Ⅴ-Ⅴ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지의 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지의 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차 전지의 부분 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 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. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 실시예에 따른 이차 전지(100)는 충전 및 방전 작용하는 전극 조립체(10), 전극 조립체(10)와 전해액을 내장하는 케이스(15), 및 케이스(15)의 개구를 밀폐하는 캡 플레이트(20)를 포함한다.
또한, 이차 전지(100)는 캡 플레이트(20)의 내측에 배치되는 내부 인슐레이터(71, 72), 캡 플레이트(20)와 내부 인슐레이터(71, 72)를 관통하여 캡 플레이트(20)의 단자홀(H1, H2)에 설치되는 제1전극단자(21)와 제2전극단자(22), 캡 플레이트(20)와 제1전극단자(21)를 전기적으로 분리 또는 연결하는 외부 단락부(40), 및 내부 인슐레이터(71, 72)에 결합되는 리테이너(81, 82)를 더 포함한다.
예를 들면, 제1전극단자(21)는 전극 조립체(10)의 음극에 연결되어 음극단자로 작용하고, 제2전극단자(22)는 전극 조립체(10)의 양극에 연결되어 양극단자로 작용한다. 이때, 외부 단락부(40)는 음극단자(21)에 전기적으로 연결되고, 캡 플레이트(20)는 양극단자(22)에 전기적으로 연결된다.
전극 조립체(10)는 절연체인 세퍼레이터(13)의 양면에 음극(11)과 양극(12)을 배치하고, 음극(11), 세퍼레이터(13) 및 양극(12)을 젤리롤 상태로 귄취하여 형성된다.
음극(11) 및 양극(12)은 금속박으로 이루어지는 집전체에 활물질을 도포한 코팅부(11a, 12a), 및 활물질을 도포하지 않아서 노출된 집전체로 형성되는 무지부(11b, 12b)를 포함한다. 예를 들면, 음극(11)의 집전체는 구리(Cu)로 형성되고, 양극(12)의 집전체는 알루미늄(Al)으로 형성될 수 있다.
음극(11)의 무지부(11b)는 권취되는 음극(11)을 따라 음극(11)의 한 쪽 단부에 형성된다. 양극(12)의 무지부(12b)는 권취되는 양극(12)을 따라 양극(12)의 한 쪽 단부에 형성된다. 따라서 음, 양극(11, 12)의 무지부들(11b, 12b)은 전극 조립체(10)의 양단에 각각 배치될 수 있다.
예를 들면, 케이스(15)는 내부에 전극 조립체(10)와 전해액을 수용하는 공간을 설정하도록 대략 직육면체로 이루어지며, 외부와 내부 공간을 연결하는 개구를 직육면체의 일면에 형성한다. 개구는 전극 조립체(10)를 케이스(15)의 내부로 삽입할 수 있게 한다.
캡 플레이트(20)는 얇은 금속판으로 이루어져 케이스(15)의 개구에 용접되어 케이스(15)를 밀폐한다. 일례로, 캡 플레이트(20)와 케이스(15)는 알루미늄으로 형성되어 상호 용접 성능을 높일 수 있다. 캡 플레이트(20)는 전해액 주입구(201)와 벤트홀(202) 및 단락홀(42)을 더 구비한다.
전해액 주입구(201)는 케이스(15)에 캡 플레이트(20)를 결합하여 용접한 후, 케이스(15)의 내부로 전해액을 주입할 수 있게 한다. 전해액 주입 후, 전해액 주입구(201)는 밀봉 마개(203)로 밀봉된다.
벤트홀(202)은 이차 전지(100)의 내부 압력을 배출할 수 있도록 벤트 플레이트(204)로 밀폐된다. 이차 전지(100)의 내부 압력이 설정 압력에 이르면, 벤트 플레이트(204)가 절개되어 벤트홀(202)을 개방한다. 벤트 플레이트(204)에는 절개를 유도하는 노치(205)가 형성되어 있다.
한편, 음, 양극단자(21, 22)는 캡 플레이트(20)를 관통하여 전극 조립체(10)에 전기적으로 연결되므로 전극 조립체(10)를 케이스(15)의 외부로 인출한다.
음, 양극단자(21, 22)는 캡 플레이트(20)의 단자홀(H1, H2)에 각각 설치되는 리벳 터미널(21a, 22a), 캡 플레이트(20)의 내측에서 리벳 터미널(21a, 22a)에 일체로 넓게 형성되는 플랜지(21b, 22b), 및 캡 플레이트(20)의 외측에 배치되어 리벳 터미널(21a, 22a)에 리벳팅 또는 용접으로 연결되는 플레이트 터미널(21c, 22c)을 포함한다.
음, 양극 개스킷(36, 37)은 음, 양극단자(21, 22)의 리벳 터미널(21a, 22a)과 캡 플레이트(20)의 단자홀(H1, H2) 내면 사이에 각각 삽입되어, 음, 양극단자(21, 22)의 리벳 터미널(21a, 22a)과 캡 플레이트(20) 사이를 실링한다. 음, 양극 개스킷(36, 37)은 플랜지(21b, 22b)와 캡 플레이트(20)의 내면 사이에 더 연장 설치되어, 플랜지(21b, 22b)와 캡 플레이트(20) 사이를 더 실링한다.
음, 양극 리드탭(61, 62)은 음, 양극단자(21, 22)를 전극 조립체(10)의 음, 양극(11, 12)의 무지부(11b, 12b)에 각각 전기적으로 연결한다. 즉 음, 양극 리드탭(61, 62)을 리벳 터미널(21a, 22a)의 하단에 결합하여 하단을 코킹(caulking)함으로써, 음, 양극 리드탭(61, 62)은 플랜지(21b, 22b)에 지지되면서 리벳 터미널(21a, 22a)의 하단에 도전 구조로 연결된다.
양극 개스킷(37)은 양극단자(22)의 리벳 터미널(22a)과 탑 플레이트(32) 사이로 더 연장 삽입되어, 리벳 터미널(22a)과 탑 플레이트(32)가 전기적으로 직접 연결되는 것을 방지한다. 즉 리벳 터미널(22a)은 플레이트 터미널(22c)을 통하여 탑 플레이트(32)에 전기적으로 연결된다. 따라서 탑 플레이트(32), 캡 플레이트(20) 및 케이스(15)는 양극단자(22)에 전기적으로 연결되어 양극으로 대전된다.
음극 개스킷(36)은 음극단자(21)의 리벳 터미널(21a)과 외부 단락부(40)(예를 들면, 단자홀(H1)에 대응하는 외부 인슐레이터(31)의 관통구) 사이에 더 연장 삽입된다. 외부 단락부(40)는 이차 전지(100)의 내부 압력에 따라 이격된 상태를 유지하거나, 단락 작동할 수 있도록 구성된다.
도 3은 도 2의 외부 단락부, 캡 플레이트, 내부 인슐레이터 및 리테이너의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 단면도이며, 도 5는 도 3의 Ⅴ-Ⅴ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 외부 단락부(40)는 캡 플레이트(20)에 형성되는 단락홀(42)을 밀폐하고 내압에 따라 반전되는 맴브레인(43), 및 맴브레인(43)에 단락될 수 있는 단락탭(44)을 포함한다.
즉 단락탭(44)은 음극단자(21)에 전기적으로 연결되고 맴브레인(43)의 일측에 이격 배치되어 있다가 내부 압력 상승으로 맴브레인(43)이 반전되면 맴브레인(43)에 단락된다.
단락탭(44)은 맴브레인(43)과 이격되거나 맴브레인(43)에 직접 단락되도록 맴브레인(43)을 향하여 돌출되는 단락돌기(45)를 구비할 수 있다. 단락돌기(45)는 맴브레인(43)에 인접하여 형성되므로 맴브레인(43)의 반전 시작시 맴브레인(43)과 쉽게 접촉될 수 있다.
캡 플레이트(20)가 양극으로 대전되므로 외부 단락부(40)의 단락탭(44)과 음극단자(21)의 리벳 터미널(21a)은 캡 플레이트(20)의 상에 외부 인슐레이터(31)를 개재하여 설치된다. 외부 인슐레이터(31)는 단자홀(H1)과 단락홀(42)에 대응하는 홀들을 구비하여, 리벳 터미널(21a)의 설치 및 맴브레인(43)의 반전을 방해하지 않는다.
내부 인슐레이터(71, 72)는 음, 양극 리드탭(61, 62)과 캡 플레이트(20) 사이에 각각 설치되어, 음, 양극 리드탭(61, 62)과 캡 플레이트(20)를 전기적으로 절연시킨다. 또한 내부 인슐레이터(71, 72)는 일측으로 캡 플레이트(20)에 결합되고 다른 일측으로 음, 양극 리드탭(61, 62)과 리벳 터미널(21a, 22a) 및 플랜지(21b, 22b)를 감싸므로 이들의 연결 구조를 안정시킨다.
리테이너(81, 82)는 내부 인슐레이터(71, 72)에 각각 결합되어 외부 충격으로부터 전극 조립체(10)를 보호하고, 전기 절연재로 형성되어 전극 조립체(10)를 음, 양극단자(21, 22)와 전기적으로 절연할 수 있다.
음극단자(21) 측의 내부 인슐레이터(71)는 양극단자(22) 측의 내부 인슐레이터(72)의 구조에서, 외부 단락부(40)의 단락홀(42)을 덮는 구조를 더 구비한다. 또한, 리테이너(81)는 이차 전지(100)의 내부 압력에 의하여 외부 단락부(40)의 맴브레인(43)이 반전될 때, 내부 압력의 통로를 형성하여 맴브레인(43)의 반전 작동을 방해하지 않도록 형성된다.
예를 들면, 음극단자(21) 측의 내부 인슐레이터(71)는 단락홀(42)에 대응하는 관통홀(711)를 구비한다. 즉 내부 인슐레이터(71)는 단락홀(42)의 측방에까지 연장 형성되므로 음극단자(21) 및 단락홀(42)을 덮어서, 전극 조립체(10)를 보호하고, 전극 조립체(10)를 음극단자(21) 및 단락홀(42)과 절연시킬 수 있다.
이러한 상태의 내부 인슐레이터(71)에 대하여, 리테이너(81)는 단락홀(42)을 덮는 내부 인슐레이터(71)와 전극 조립체(10) 사이에서 내부 인슐레이터(71)를 향하는 제1방향(도면에서 상하 방향, 즉 z축 방향)으로 이동되어 내부 인슐레이터(71)에 결합된다. 따라서 내부 인슐레이터(71)와 리테이너(81)는 결합 구조가 단순하고, 또한 상호 결합이 용이하다.
또한, 리테이너(81)는 z축 방향으로 내부 인슐레이터(71)와 이격되는 간격(G1)을 설정하면서, 내부 인슐레이터(71)에 결합되어 내부 인슐레이터(71)의 관통홀(711)를 차폐할 수 있다. 간격(G1)은 내부 인슐레이터(71)와 리테이너(81) 사이로 유입되어 있는 전해액의 유출을 용이하게 유도하여, 이차 전지(100)의 이벤트 시, 이벤트 레벨을 낮출 수 있다.
일례로써, 내부 인슐레이터(71)는 단락홀(42)을 향하는 오목 홈부(712)를 형성한다. 오목 홈부(712)는 단락홀(42)에 설치되는 맴브레인(43)에 내부 압력이 y축 방향으로 유입될 수 있게 하여, 내부 압력이 맴브레인(43)에 원활히 작용할 수 있게 한다.
또한, 오목 홈부(712)는 제1방향(z축 방향)에 교차하는 제2방향(y축 방향)으로 설정되는 내부 인슐레이터(71) 폭의 전체 범위에 형성될 수 있다(도 5 참조). 따라서 이차 전지(100)의 내부 압력은 y축 방향의 케이스(15)와 내부 인슐레이터(71) 사이에 연결되는 오목 홈부(712)를 통하여 맴브레인(43)에 더욱 원활히 작용할 수 있다.
내부 인슐레이터(71)에서, 관통홀(711)은 오목 홈부(712)에서 단락홀(42)을 향하여 형성된다. 따라서 이차 전지(100)의 내부 압력은 z축 방향으로 관통홀(711) 및 오목 홈부(712)를 통하여 맴브레인(43)에 작용할 수 있다.
또한, 리테이너(81)를 내부 인슐레이터(71)에 결합하기 위하여, 내부 인슐레이터(71)는 측면에 걸림턱(713)을 구비한다. 이에 대응하여, 리테이너(81)는 관통홀(711)을 차단하는 플레이트부(811), 및 플레이트부(811)의 양측에 형성되어 걸림턱(713)에 결합되는 후크(812)를 포함한다. 따라서 리테이너(81)를 z축 방향으로 이동시키면 후크(812)가 걸림터(713)에 용이하게 결합된다.
리테이너(81)는 제2방향(y축 방향)의 일측에서 y축 방향으로 개방되는 수용홈(813)을 구비한다. 수용홈(813)은 음전극단자(21)와 전극 조립체(10)를 연결되는 음극 리드탭(61)을 z축 방향으로 관통시키고 관통된 상태를 수용한다.
또한, 리테이너(81)는 적어도 하나 이상의 유출구(814)를 구비한다. 유출구(814)는 내부 인슐레이터(71) 측과 전극 조립체(10) 측을 서로 연통하여, 외부 단락부(40)의 단락홀(42) 및 맴브레인(43) 측에 유입되어 있던 전해액을 전극 조립체(10) 측으로 더욱 용이하게 유출시킬 수 있다. 따라서 이차 전지(100)의 이벤트 시, 이벤트 레벨이 더욱 낮아질 수 있다.
이차 전지(100)가 정상적으로 구동되는 경우, 맴브레인(43)은 도 2 및 도 4에 도시된 실선 상태와 같이 원형을 유지하여, 단락탭(44)의 단락돌기(45)와 이격된 상태를 유지한다.
이차 전지(100)의 내압이 상승하는 경우, 맴브레인(43)은 도 2 및 도 4에 도시된 가상선 상태와 같이 반전되어, 단락탭(44)의 단락돌기(45)에 단락된다. 즉 양극단자(22), 캡 플레이트(20), 맴브레인(43), 단락탭(44) 및 음극단자(21)가 서로 전기적으로 단락되므로 전극 조립체(10)에 충전되어 있는 전류는 외부 단락부(40)에서 방전될 수 있다.
따라서 리테이너(81)는 외부 충격으로부터 전극 조립체(10)를 보호하고 전극 조립체(10)를 전기적으로 절연하면서, 동시에 이차 전지(100)의 이벤트 발생시, 이벤트 레벨을 낮출 수 있다.
이하 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 설명한다. 제1 실시예 및 기 설명된 실시예와 비교하여 동일한 구성에 대하여 설명을 생략하고, 서로 다른 구성에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지의 부분 단면도이다. 도 6을 참조하면, 제2 실시예에 따른 이차 전지(200)에서 리테이너(83)는 관통홀(731)을 차단하는 플레이트부(831), 및 관통홀(731)을 향하는 플레이트부(831)에 형성되어 관통홀(731)에 결합되는 후크(832)를 포함한다.
즉 리테이너(83)의 플레이트부(831)는 내부 인슐레이터(73)의 하측에 간격(G2)을 유지하여 배치되고, 후크(832)는 관통홀(731)로 삽입되어 오목 홈부(732)에 걸린다. 이때, 내부 인슐레이터(73)는 제1 실시예의 내부 인슐레이터(71)의 걸림턱(713)에 대응하는 구성을 구비하지 않을 수 있다.
따라서 내부 인슐레이터(73)와 리테이너(83)는 결합 구조를 단순하게 형성하고, 또한 상호 결합을 용이하게 한다. 또한 간격(G2)은 내부 인슐레이터(73)와 리테이너(83) 사이로 유입되는 전해액의 유출을 용이하게 유도하여, 이차 전지(200)의 이벤트 시, 이벤트 레벨을 낮출 수 있다.
또한, 리테이너(83)는 적어도 하나 이상의 유출구(834)를 구비한다. 유출구(834)는 내부 인슐레이터(73) 측과 전극 조립체(10) 측을 서로 연통하여, 외부 단락부(40)의 단락홀(42) 및 맴브레인(43)에 유입된 전해액을 전극 조립체(10) 측으로 더욱 용이하게 유출시킬 수 있다. 따라서 이차 전지(200)의 이벤트 시, 이벤트 레벨이 더욱 낮아질 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지의 부분 단면도이다. 도 7을 참조하면, 제3 실시예에 따른 이차 전지(300)에서 리테이너(84)는 관통홀(741)을 차단하는 플레이트부(841), 및 플레이트부(841)의 양측에 형성되어 내부 인슐레이터(74)의 측면에 탄성 결합되는 탄성 돌기(842)를 포함한다.
즉 리테이너(84)의 플레이트부(841)는 내부 인슐레이터(74)의 하측에 간격(G3)을 유지하여 배치되고, 탄성 돌기(842)는 내부 인슐레이터(74)의 측면에 탄성적으로 결합된다. 이때, 내부 인슐레이터(74)는 제1 실시예의 내부 인슐레이터(71)의 걸림턱(713)에 대응하는 구성을 구비하지 않을 수 있다.
따라서 내부 인슐레이터(74)와 리테이너(84)는 결합 구조를 더욱 단순하게 형성하고, 또한 상호 결합을 더욱 용이하게 한다. 또한 간격(G3)은 내부 인슐레이터(74)와 리테이너(84) 사이로 유입되어 있던 전해액의 유출을 용이하게 유도하여, 이차 전지(300)의 이벤트 시, 이벤트 레벨을 낮출 수 있다.
또한, 리테이너(84)는 적어도 하나 이상의 유출구(844)를 구비한다. 유출구(844)는 내부 인슐레이터(74) 측과 전극 조립체(10) 측을 서로 연통하여, 외부 단락부(40)의 단락홀(42) 및 맴브레인(43)에 유입되어 있던 전해액을 전극 조립체(10) 측으로 더욱 용이하게 유출시킬 수 있다. 따라서 이차 전지(300)의 이벤트 시, 이벤트 레벨이 더욱 낮아질 수 있다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차 전지의 부분 단면도이다. 도 8을 참조하면, 제4 실시예에 따른 이차 전지(400)에서 내부 인슐레이터(75)는 전극 조립체(10)를 향하여 돌출되는 결합 돌기(754)를 구비하고, 리테이너(85)는 결합 돌기(754)에 결합되는 결합홀(854)을 구비한다.
리테이너(85)는 내부 인슐레이터(75)에 밀착 결합되고, 관통홀(751)에 연결되는 대응 관통홀(851)을 더 구비한다. 이때, 내부 인슐레이터(75)는 제1 실시예의 내부 인슐레이터(71)의 걸림턱(713)에 대응하는 구성을 구비하지 않을 수 있고, 리테이너(85)는 제1, 제2, 제3 실시예의 리테이너(81, 83, 84)의 유출구(814, 834, 844)를 구비하지 않을 수 있다.
따라서 내부 인슐레이터(74)와 리테이너(84)는 결합 구조를 더욱 단순하게 형성하고, 또한 상호 결합을 더욱 용이하게 한다. 또한 대응 관통홀(851)은 내부 인슐레이터(74)로 유입되어 있던 전해액의 유출을 용이하게 유도하여, 이차 전지(400)의 이벤트 시, 이벤트 레벨을 낮출 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 전극 조립체 11: 음극
11a, 12a: 코팅부 11b, 12b: 무지부
12: 양극 13: 세퍼레이터
15: 케이스 20: 캡 플레이트
21: 제1전극(음극)단자 21a, 22a: 리벳 터미널
21b, 22b: 플랜지 21c, 22c: 플레이트 터미널
22: 제2전극(양극)단자 36, 37: 음, 양극 개스킷
32: 탑 플레이트 40: 외부 단락부
42: 단락홀 43: 맴브레인
44: 단락탭 45: 단락돌기
71, 72, 73, 74, 75: 내부 인슐레이터81, 82, 83, 84, 85: 리테이너
100, 200, 300, 400: 이차 전지 201: 전해액 주입구
202: 벤트홀 203: 밀봉 마개
204: 벤트 플레이트 205: 노치
711, 731, 741, 751: 관통홀 712, 732: 오목 홈부
713: 걸림턱 754: 결합 돌기
811, 831, 841: 플레이트부 812, 832: 후크
813: 수용홈 814, 834: 유출구
842: 탄성 돌기 851: 대응 관통홀
854: 결합홀 G1, G2, G3: 간격
H1, H2: 단자홀

Claims (11)

  1. 전극 조립체를 내장하는 케이스의 개구를 밀폐하는 캡 플레이트;
    상기 캡 플레이트의 내측에 배치되는 내부 인슐레이터,
    상기 내부 인슐레이터와 상기 캡 플레이트를 관통하여 설치되고 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 제1전극단자와 제2전극단자;
    상기 제2전극단자에 전기적으로 연결되는 상기 캡 플레이트의 단락홀을 밀폐하는 맴브레인과 상기 제1전극단자에 전기적으로 연결되는 단락탭을 서로 이격 또는 단락시키는 외부 단락부; 및
    상기 단락홀을 덮는 상기 내부 인슐레이터와 상기 전극 조립체 사이에서 상기 내부 인슐레이터를 향하는 제1방향으로 이동되어 상기 내부 인슐레이터에 결합되는 리테이너
    를 포함하는 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부 인슐레이터는 상기 단락홀에 대응하는 관통홀을 구비하고,
    상기 리테이너는 상기 내부 인슐레이터와 이격되는 간격을 가지고 상기 관통홀을 차폐하는 이차 전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 내부 인슐레이터는,
    상기 단락홀을 향하는 오목 홈부를 형성하고,
    상기 오목 홈부는,
    상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 상기 내부 인슐레이터 전체 범위에 형성되는 이차 전지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 관통홀은,
    상기 오목 홈부에서 상기 단락홀을 향하여 형성되는 이차 전지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 내부 인슐레이터는 측면에 걸림턱을 형성하고,
    상기 리테이너는
    상기 관통홀을 차단하는 플레이트부, 및
    상기 플레이트부의 양측에 형성되어 상기 걸림턱에 결합되는 후크를 포함하는 이차 전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 리테이너는,
    상기 제1전극단자와 상기 전극 조립체를 연결되는 리드탭을 수용하도록 상기 제2방향의 일측에서 상기 제2방향으로 개방되는 수용홈을 구비하는 이차 전지.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 리테이너는,
    상기 내부 인슐레이터 측과 상기 전극 조립체 측을 서로 연통하여 상기 외부 단락부에 유입된 전해액을 유출시키는 유출구를 구비하는 이차 전지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 리테이너는,
    상기 관통홀을 차단하는 플레이트부, 및
    상기 관통홀을 향하는 상기 플레이트부에 형성되어 상기 관통홀에 결합되는 후크를 포함하는 이차 전지.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 리테이너는,
    상기 관통홀을 차단하는 플레이트부, 및
    상기 플레이트부의 양측에 형성되어 상기 내부 인슐레이터의 측면에 탄성 결합되는 탄성 돌기를 포함하는 이차 전지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 내부 인슐레이터는 상기 전극 조립체를 향하여 돌출되는 결합 돌기를 구비하고,
    상기 리테이너는
    상기 결합 돌기에 결합되는 결합홀을 구비하는 이차 전지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 내부 인슐레이터는
    상기 단락홀에 대응하는 관통홀을 구비하고,
    상기 리테이너는,
    상기 내부 인슐레이터에 밀착 결합되고, 상기 관통홀에 연결되는 대응 관통홀을 더 구비하는 이차 전지.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102284572B1 (ko) 2014-10-07 2021-08-03 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102273643B1 (ko) 2014-10-07 2021-07-07 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102323949B1 (ko) * 2015-03-03 2021-11-08 삼성에스디아이 주식회사 상부 커버를 갖는 이차 전지
KR102483338B1 (ko) * 2015-05-15 2023-01-02 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
EP3480869B1 (en) * 2015-09-18 2022-05-11 GS Yuasa International Ltd. Electricity storage element and method for manufacturing electricity storage element
KR102496391B1 (ko) * 2015-11-11 2023-02-06 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JPWO2017110548A1 (ja) * 2015-12-24 2018-10-11 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
CN111540873A (zh) * 2020-04-30 2020-08-14 中航锂电（洛阳）有限公司 连接器保护组件及电池模组
CN113747695B (zh) * 2020-05-27 2023-02-28 台达电子工业股份有限公司 电子装置及其绝缘片
CN113300041B (zh) * 2021-06-05 2021-12-21 徐州华祥新能源科技有限公司 一种新能源电池用自动消防装置
WO2024020227A1 (en) * 2022-07-22 2024-01-25 Our Next Energy, Inc. Cap assembly

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101222232B1 (ko) 2011-04-07 2013-01-16 로베르트 보쉬 게엠베하 이차 전지
KR101223518B1 (ko) 2010-09-17 2013-01-17 로베르트 보쉬 게엠베하 이차 전지

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5507623B2 (ja) 2006-08-11 2014-05-28 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
JP5084205B2 (ja) 2006-08-11 2012-11-28 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
US20120052341A1 (en) * 2010-09-01 2012-03-01 Duk-Jung Kim Rechargeable battery
KR101264491B1 (ko) 2011-02-22 2013-05-14 로베르트 보쉬 게엠베하 이차 전지
US9172079B2 (en) * 2012-02-01 2015-10-27 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
US9461295B2 (en) * 2012-05-04 2016-10-04 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery including terminal portion having auxiliary plate for reducing current flow along short circuit current path

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101223518B1 (ko) 2010-09-17 2013-01-17 로베르트 보쉬 게엠베하 이차 전지
KR101222232B1 (ko) 2011-04-07 2013-01-16 로베르트 보쉬 게엠베하 이차 전지

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