KR102211529B1 - 이차 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 이차 전지는, 전극 조립체와, 상기 전극 조립체를 밀봉하도록 형성되고 개구를 포함하는 외부 케이스와, 상기 외부 케이스의 개구를 밀봉하도록 형성되는 캡 플레이트와, 상기 외부 케이스 내에 미리 정해진 높이로 설치되고 상기 캡 플레이트와 상기 전극 조립체 사이에 설치되는 절연 케이스, 및 상기 캡 플레이트 상에 설치되고 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 전극 단자를 포함하고, 상기 외부 케이스는 상기 절연 케이스에 인접한 개구의 내면 상에 형성되는 절연부를 포함하고, 상기 절연부는 전기적으로 절연되며, 상기 절연부는 상기 외부 케이스의 상부에 위치하고 외부로부터 상기 외부 케이스 내로 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 형성된다.

Description

이차 전지{RECHARGEABLE BATTERY}
본 기재는 외부 케이스에 삽입된 전극 조립체와 캡 플레이트 사이에 절연 케이스를 구비하는 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 일차 전지와 달리 충전 및 방전을 반복적으로 수행하는 전지이다. 소용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 이차 전지는 전기 자전거, 스쿠터, 전기자동차(Electric Vehicle) 및 지게차(fork lift) 등의 모터 구동용 전원으로 사용된다.
이차 전지는 세퍼레이터를 사이에 두고 양극과 음극을 적층하여 젤리롤 형태로 권취한 전극 조립체, 전극 조립체를 전해액과 함께 내부에 수용하는 외부 케이스, 외부 케이스의 상단 개구를 밀봉하는 캡 플레이트, 캡 플레이트에 설치되어 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 전극단자, 및 전극 조립체와 캡 플레이트 사이에 설치되는 절연 케이스를 포함한다.
이차 전지를 조립하는 공정 중, 전극 조립체를 외부 케이스에 삽입한 상태에서 절연 케이스를 외부 케이스에 삽입하고, 캡 플레이트를 외부 케이스의 개구에 삽입하는 과정에서, 금속 이물질(예를 들면, 부품의 잔존 이물질 및 외부 이물질)이 외부 케이스의 개구로 유입될 수 있다.
전극 조립체를 외부 케이스에 삽입한 이후, 외부 케이스의 개구로 유입된 금속 이물질은 개구 측에서 외부 케이스와 전극 조립체를 단락(short circuit)시킬 수 있다. 따라서 이차 전지의 안전성이 저하될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 외부 케이스에 전극 조립체를 삽입한 이후, 개구 측에서 외부 케이스와 전극 조립체가 금속 이물질에 의하여 단락되는 것을 방지하여, 안전성이 향상된 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 이차 전지는, 전극 조립체와, 상기 전극 조립체를 밀봉하도록 형성되고 개구를 포함하는 외부 케이스와, 상기 외부 케이스의 개구를 밀봉하도록 형성되는 캡 플레이트와, 상기 외부 케이스 내에 미리 정해진 높이로 설치되고 상기 캡 플레이트와 상기 전극 조립체 사이에 설치되는 절연 케이스, 및 상기 캡 플레이트 상에 설치되고 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 전극 단자를 포함하고, 상기 외부 케이스는 상기 절연 케이스에 인접한 개구의 내면 상에 형성되는 절연부를 포함하고, 상기 절연부는 전기적으로 절연되며, 상기 절연부는 상기 외부 케이스의 상부에 위치하고 외부로부터 상기 외부 케이스 내로 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 형성된다.
본 발명에 따른 이차 전지는, 전해액을 더 포함하고, 상기 외부 케이스는 상기 전해액을 밀봉하도록 형성되며, 상기 절연부는 상기 전해액에 불용성일 수 있다.
상기 절연 케이스는 상기 외부 케이스의 개구로부터 단차가 형성될 수 있다.
상기 절연부는 상기 개구와 상기 전극 조립체 사이에서 제1 높이를 가지며, 상기 제1 높이는 상기 절연 케이스의 미리 정해진 높이보다 더 클 수 있다.
상기 절연부의 하면은 상기 절연 케이스의 하면보다 상기 전극 조립체에 더 가까울 수 있다.
상기 절연부는 폴리이미드(polyimide), 에폭시(epoxy), 또는 폴리프로필렌(polypropylene) 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.
상기 절연부는 높이 방향을 따라 균일한 두께를 가질 수 있다.
상기 절연부는 높이 방향을 따라 경사진 구조를 가지며, 상기 절연부는 상기 개구로부터 상기 전극 조립체를 향한 방향에서 점점 더 두꺼워질 수 있다.
상기 절연부는 높이 방향을 따라 요철 구조를 가질 수 있다.
상기 외부 케이스는 2개의 평면부들과, 상기 평면부들을 둘러싸는 2개의 곡면부들을 포함하며, 상기 절연부는 상기 외부 케이스와 상기 절연 케이스 사이의 방향에서 최대 두께를 가질 수 있다.
상기 절연부는 상기 절연 케이스와 상기 외부 케이스 사이에 교대로 배치된 복수의 홈부와 돌기부를 포함할 수 있다.
상기 절연부는 상기 절연 케이스를 둘러쌀 수 있다.
상기 절연부의 두께는 8마이크로미터 내지 20마이크로미터일 수 있다.
본 발명에 따른 이차 전지 제조 방법은, 전극 조립체를 제공하는 단계와, 개구를 포함하는 외부 케이스의 내면의 상부에 절연부를 형성하는 단계와, 상기 전극 조립체를 상기 외부 케이스 내에 밀봉하는 단계와, 상기 절연부 근방에 위치하도록 상기 외부 케이스 내에 미리 정해진 높이의 절연 케이스를 설치하는 단계와, 상기 절연 케이스가 상기 캡 플레이트와 상기 전극 조립체 사이에 위치하도록 상기 개구를 상기 캡 플레이트로 밀봉하는 단계, 및 상기 캡 플레이트 상에 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되도록 전극 단자를 설치하는 단계를 포함한다.
상기 절연부를 형성하는 단계는 잉크젯 노즐을 사용하여 스프레이 코팅하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 절연부를 형성하는 단계는 전착 도장하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이차 전지 제조 방법은, 상기 캡 플레이트의 전해액 주입구를 통해 전해액을 주입하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 절연부의 두께는 8마이크로미터 내지 20마이크로미터일 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 캡 플레이트와 전극 조립체 사이에 대응하는 공간의 외부 케이스 내면에 절연부를 형성하므로 외부 케이스에 전극 조립체를 삽입한 이후, 개구 측에서 외부 케이스와 전극 조립체가 금속 이물질에 의하여 단락되는 것을 방지하는 효과가 있다. 따라서, 이차 전지의 안전성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 케이스의 단면도이다.
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 케이스의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지에 사용되는 케이스의 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지에 사용되는 케이스의 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지에 사용되는 케이스의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지에 사용되는 케이스의 부분 단면도이다.
도 9는 도 8의 평면도이다.
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 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 일 실시예에 따른 이차 전지의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지는 전류를 충전 및 방전하는 전극 조립체(10), 전극 조립체(10)를 전해액과 함께 수용하는 외부 케이스(20), 외부 케이스(20)의 상단 개구를 밀봉하는 캡 플레이트(30), 캡 플레이트(30)와 전극 조립체(10) 사이에 설치되는 절연 케이스(60), 및 캡 플레이트(30)의 단자홀(31)에 설치되어 전극 조립체(10)에 전기적으로 연결되는 전극단자(40)를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 이차 전지는 전극단자(40)를 전극 조립체(10)에 전기적으로 연결하는 터미널 플레이트(50)를 더 포함한다.
전극 조립체(10)는 외부 케이스(20)의 내부에 삽입되도록 각형 외부 케이스(20)의 내부 공간에 대응하는 형상을 가진다. 예를 들면, 외부 케이스(20)는 전극 조립체(10)의 평면에 대응하는 평면부(201), 및 평면부(201)의 양측에 형성되어 전극 조립체(10)의 곡면에 대응하는 곡면부(202)를 포함한다.
외부 케이스(20)는 개구를 통하여 전극 조립체(10)를 수용하며, 전극단자 역할을 할 수 있도록 도전체로 형성된다. 예를 들면, 외부 케이스(20)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성될 수 있다.
전극 조립체(10)는 전기 절연재인 세퍼레이터(13)를 사이에 두고 그 양면에 양극(11)과 음극(12)을 적층하여 젤리롤 형태로 권취하여 형성된다. 전극 조립체(10)는 양극(11)에 연결되는 양극 리드탭(14)과 음극(12)에 연결되는 음극 리드탭(15)을 구비한다.
양극 리드탭(14)은 캡 플레이트(30)의 하면에 용접으로 연결되며, 외부 케이스(20)는 캡 플레이트(30)를 통하여 전극 조립체(10)의 양극(11)에 전기적으로 연결되어 양극단자로 작용한다.
음극 리드탭(15)은 전극단자(40)의 일단에 연결되는 터미널 플레이트(50)의 하면에 용접으로 연결되며, 캡 플레이트(30)의 단자홀(31)에 구비되는 전극단자(40)는 전극 조립체(10)의 음극(12)에 전기적으로 연결되어 음극단자로 작용한다.
도시하지 않았지만, 음극 리드탭이 캡 플레이트에 연결되어 외부 케이스가 음극단자로 작용하고, 양극 리드탭이 전극단자에 연결되어 전극단자가 양극단자로 작용할 수도 있다.
전극단자(40)는 절연 개스킷(41)을 개재하여 캡 플레이트(30)의 단자홀(31)에 삽입된다. 즉 절연 개스킷(41)은 단자홀(31)과 전극단자(40)를 전기적으로 절연하고, 단자홀(31)과 전극단자(40) 사이에 실링 구조를 형성한다.
터미널 플레이트(50)는 절연 플레이트(55)를 개재하여 전극단자(40)에 전기적으로 연결된다. 즉 절연 플레이트(55)는 캡 플레이트(30)와 터미널 플레이트(50)를 전기적으로 절연하고, 캡 플레이트(30)와 터미널 플레이트(50) 사이에 실링 구조를 더 형성한다.
캡 플레이트(30)는 전해액 주입구(32)를 더 구비한다. 전해액 주입구(32)는 외부 케이스(20)에 캡 플레이트(30)를 결합한 후, 외부 케이스(20)의 내부로 전해액의 주입을 가능하게 한다. 전해액 주입 후, 전해액 주입구(32)는 밀봉 마개(33)로 밀봉된다.
절연 케이스(60)는 전극 조립체(10)와 터미널 플레이트(50) 사이에 설치되어 전극 조립체(10)와 터미널 플레이트(50)를 전기적으로 절연한다. 즉 절연 케이스(60)는 전극 조립체(10)의 양극(11)과 음극성을 가지는 터미널 플레이트(50)를 전기적으로 절연시킨다.
또한, 절연 케이스(60)는 양극 리드탭(14)과 음극 리드탭(15)을 관통시키는 탭홀(141, 151)을 구비한다. 따라서 양극 리드탭(14)은 탭홀(141)을 관통하여 캡 플레이트(30)에 연결되고, 음극 리드탭(15)은 탭홀(151)을 관통하여 터미널 플레이트(50)에 연결될 수 있다.
도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 케이스의 단면도이고, 도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 케이스의 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 외부 케이스(20)는 캡 플레이트(30)와 전극 조립체(10) 사이에 대응하는 내면에 전기 절연재로 형성된 절연부(70)를 구비한다. 예를 들면, 절연부(70)는 폴리이미드, 에폭시 또는 폴리프로필렌으로 형성되어, 전기 절연성과 전해액에 녹지 않는 성질을 가진다.
또한 절연부(70)는 도 4에 도시된 바와 같이, 잉크 젯 노즐(N)을 외부 케이스(20)에 삽입하여 스프레이 방법으로 외부 케이스(20)의 개구 측 일부에 코팅될 수 있다. 도시하지 않았지만, 절연부(70)는 전착 도장(미도시)에 의하여 외부 케이스(20)의 개구 측 일부에 코팅될 수 있다.
외부 케이스(20)는 삽입되는 캡 플레이트(30)를 지지하도록 개구에 단차부(21)를 구비한다. 단차부(21)는 캡 플레이트(30)를 일시적으로 고정시켜, 캡 플레이트(30)가 외부 케이스(20)의 내부로 과 삽입되는 것을 방지하며, 외부 케이스(20)의 개구에 캡 플레이트(30)의 용접 작업을 용이하게 한다.
절연부(70)는 단차부(21)에서 전극 조립체(10) 측(즉 높이 방향(z축 방향))으로 설정되는 제1폭(W1)을 가진다. 제1폭(W1)은 절연 케이스(60)의 제2폭(W2)보다 더 크게 설정된다.
즉, 절연 케이스(60)가 캡 플레이트(30)의 내면에 접촉된 상태에서, 절연부(70)의 하단은 절연 케이스(60)의 하단보다 더 낮게 위치한다. 이때, 전극 조립체(10)는 절연 케이스(60)의 하면에 위치하고, 전극 조립체(10)의 상단은 절연부(70)에 대응하여 위치한다.
또한, 절연부(70)는 제1폭(W1)의 방향(z축 방향)에서 균일 두께로 형성될 수 있다. 예를 들면, 절연부(70)는 약 8마이크로미터(㎛) 내지 약 20마이크로미터(㎛) 두께, 또는 예를 들어, 10마이크로미터(㎛) 두께로 형성될 수 있다. 따라서, 절연부(70)는 전극 조립체(10)의 상단과 외부 케이스(20)의 개구 측에서 금속 이물질에 대하여 균일한 전기 절연성을 가질 수 있다. 절연부(70)의 두께가 8마이크로미터 미만인 경우, 절연 구조가 쉽게 파괴될 수 있고, 두께가 20마이크로미터 초과인 경우, 전극 조립체(10)의 삽입이 어려울 수 있다.
한편, 절연부(70)는 이차 전지의 열 노출시에도 전극 조립체(10)와 외부 케이스(20)의 단락을 효율적으로 방지할 수 있고, 내압에 의한 셀 스웰링에 효과적으로 대응할 수 있다.
이하에서, 본 발명의 다양한 실시예들을 예시한다. 이하의 실시예의 기재에 있어서, 제1 실시예 및 기 설명된 실시예와 비교하여 동일한 구성에 대한 기재를 생략하고, 서로 다른 구성에 대하여 비교하여 기재한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지에 사용되는 케이스의 부분 단면도이다. 도 5를 참조하면, 본 실시예에서 외부 케이스(20)의 개구 측에 형성되는 절연부(270)는 제1폭(W1)의 방향(z축 방향)에서 상부가 얇고 하부가 점진적으로 두꺼워지는 경사 구조로 형성된다.
이때, 경사진 절연부(270)는 외부 케이스(20)의 개구를 통하여 전극 조립체(10)의 삽입을 유도하고, 전극 조립체(10)의 삽입 후, 경사진 부분으로 절연 케이스(60)에 밀착된다. 이때, 전극 조립체(10)의 상단 측부가 절연부(270)에 대응하여 위치한다.
따라서, 절연부(270)는 전극 조립체(10)의 삽입 후, 외부로부터 유입되는 이물질을 경사진 상부에 수용할 수 있고, 전극 조립체(10)와 외부 케이스(20) 개구의 단락을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지에 사용되는 케이스의 부분 단면도이다. 도 6을 참조하면, 본 실시예에서 외부 케이스(20)의 개구 측에 형성되는 절연부(370)는 제1폭(W1)의 방향(z축 방향)에서 요철 구조로 형성된다.
요철 구조의 절연부(370)는 외부 케이스(20)의 개구를 통하여 전극 조립체(10)의 삽입을 방해하지 않으면서, 전극 조립체(10)의 삽입시 유입되는 금속 이물질을 요철 구조에 수용하고, 전극 조립체(10)의 삽입 후 요철 구조로 절연 케이스(60)에 밀착된다. 이때, 전극 조립체(10)의 상단 측부가 절연부(370)에 대응하여 위치한다.
따라서, 절연부(370)는 전극 조립체(10)의 삽입 및 삽입 후, 외부로부터 유입되는 이물질을 요철 구조에 수용할 수 있고, 전극 조립체(10)와 외부 케이스(20) 개구의 단락을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지에 사용되는 케이스의 평면도이다. 도 7을 참조하면, 본 실시예에서 외부 케이스(20)의 개구 측에 형성되는 절연부(470)는 제1폭의 방향(z축 방향)에 교차하는 방향(x, y축 방향)에서, 곡면부(202)에서 최대 두께(t1)를 형성하고, 평면부(201)로 가면서 점진적으로 얇아지고 평면부(201)에서 최소 두께(t2)를 형성한다.
두께 가변 구조의 절연부(470)는 외부 케이스(20)의 개구를 통하여 전극 조립체(10)의 삽입을 방해하지 않으면서, 전극 조립체(10)의 삽입시 유입되는 금속 이물질을 긁어 수용하고, 전극 조립체(10)의 삽입 후 넓은 면적으로 절연 케이스(60)에 밀착된다. 이때, 전극 조립체(10)의 상단 측부가 절연부(470)에 밀착된다.
따라서, 절연부(470)는 전극 조립체(10)의 삽입 및 삽입 후, 외부로부터 유입되는 이물질을 넓은 면적의 밀착 구조에 수용할 수 있고, 전극 조립체(10)와 외부 케이스(20) 개구의 단락을 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지에 사용되는 케이스의 부분 단면도이고, 도 9는 도 8의 평면도이다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 본 실시예에서 외부 케이스(20)의 개구 측에 형성되는 절연부(570)는 제1폭의 방향(z축 방향)으로 형성되어, 제1폭의 방향에 교차하는 방향(x, y축 방향)을 따라 번갈아 배치되는 홈부(571)와 돌기부(572)를 포함한다.
홈부(571)와 돌기부(572)를 갖는 절연부(570)는 외부 케이스(20)의 개구를 통하여 전극 조립체(10)의 삽입을 방해하지 않으면서, 전극 조립체(10)의 삽입시 유입되는 금속 이물질을 홈부(571)에 수용하고, 전극 조립체(10)의 삽입 후 돌기부(572)로 절연 케이스(60)에 밀착된다. 이때, 전극 조립체(10)의 상단 측부가 절연부(570)의 돌기부(572)에 밀착된다.
따라서, 절연부(570)는 전극 조립체(10)의 삽입 및 삽입 후, 외부로부터 유입되는 이물질을 돌기부(572) 사이의 홈부(571)에 수용할 수 있고, 전극 조립체(10)와 외부 케이스(20) 개구의 단락을 방지할 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: 양극
12: 음극 13: 세퍼레이터
14: 양극 리드탭 15: 음극 리드탭
14: 양극 리드탭 15: 음극 리드탭
30: 캡 플레이트 31: 단자홀
32: 전해액 주입구 33: 밀봉 마개
40: 전극단자 41: 절연 개스킷
50: 터미널 플레이트 55: 절연 플레이트
60: 절연 케이스 70, 270, 370, 470, 570: 절연부
141, 151: 탭홀 201: 평면부
202: 곡면부 571: 홈부
572: 돌기부 t1, t2: 두께
W1: 제1폭 W2: 제2폭

Claims (18)

  1. 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 밀봉하도록 형성되고 개구를 포함하는 외부 케이스;
    상기 외부 케이스의 개구를 밀봉하도록 형성되는 캡 플레이트;
    상기 외부 케이스 내에 미리 정해진 높이로 설치되고 상기 캡 플레이트와 상기 전극 조립체 사이에 설치되는 절연 케이스; 및
    상기 캡 플레이트 상에 설치되고 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 전극 단자를 포함하고,
    상기 외부 케이스는 상기 절연 케이스에 인접한 개구의 내면 상에 형성되는 절연부를 포함하고, 상기 절연부는 전기적으로 절연되며, 상기 절연부는 상기 외부 케이스의 상부에 위치하고 외부로부터 상기 외부 케이스 내로 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 형성되고,
    상기 외부 케이스는 개구에 단차부를 구비하며,
    상기 절연부는 상기 단차부로부터 상기 전극 조립체 측으로 형성되고,
    상기 단차부에서 상기 전극 조립체 측으로 제1높이로 설정되고,
    상기 제1높이는 상기 절연 케이스의 제2높이보다 더 크게 설정되며,
    상기 캡 플레이트의 내표면은
    상기 단차부와 상기 절연부의 상면에 접촉되는 이차 전지.
  2. 제1항에서,
    전해액을 더 포함하고,
    상기 외부 케이스는 상기 전해액을 밀봉하도록 형성되며, 상기 절연부는 상기 전해액에 불용성인 이차 전지.
  3. 제1항에서,
    상기 절연 케이스는 상기 외부 케이스의 개구로부터 단차가 형성되는 이차 전지.
  4. 삭제
  5. 제1항에서,
    상기 절연부의 하면은 상기 절연 케이스의 하면보다 상기 전극 조립체에 더 가까운 이차 전지.
  6. 제1항에서,
    상기 절연부는 폴리이미드(polyimide), 에폭시(epoxy), 또는 폴리프로필렌(polypropylene) 중 적어도 하나로 구성되는 이차 전지.
  7. 제1항에서,
    상기 절연부는 높이 방향을 따라 균일한 두께를 가지는 이차 전지.
  8. 제1항에서,
    상기 절연부는 높이 방향을 따라 경사진 구조를 가지며, 상기 절연부는 상기 개구로부터 상기 전극 조립체를 향한 방향에서 점점 더 두꺼워지는 이차 전지.
  9. 제1항에서,
    상기 절연부는 높이 방향을 따라 요철 구조를 가지는 이차 전지.
  10. 제1항에서,
    상기 외부 케이스는 2개의 평면부들과, 상기 평면부들을 둘러싸는 2개의 곡면부들을 포함하며, 상기 절연부는 상기 외부 케이스와 상기 절연 케이스 사이의 방향에서 최대 두께를 가지는 이차 전지.
  11. 제1항에서,
    상기 절연부는 상기 절연 케이스와 상기 외부 케이스 사이에 교대로 배치된 복수의 홈부와 돌기부를 포함하는 이차 전지.
  12. 제1항에서,
    상기 절연부는 상기 절연 케이스를 둘러싸는 이차 전지.
  13. 제1항에서,
    상기 절연부의 두께는 8마이크로미터 내지 20마이크로미터인 이차 전지.
  14. 전극 조립체를 제공하는 단계;
    개구를 포함하는 외부 케이스의 내면의 상부에 절연부를 형성하는 단계;
    상기 전극 조립체를 상기 외부 케이스 내에 밀봉하는 단계;
    상기 절연부 근방에 위치하도록 상기 외부 케이스 내에 미리 정해진 높이의 절연 케이스를 설치하는 단계;
    상기 절연 케이스가 캡 플레이트와 상기 전극 조립체 사이에 위치하도록 상기 개구를 상기 캡 플레이트로 밀봉하는 단계; 및
    상기 캡 플레이트 상에 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되도록 전극 단자를 설치하는 단계를 포함하며,
    상기 외부 케이스는 개구에 단차부를 구비하며,
    상기 절연부는 상기 단차부로부터 상기 전극 조립체 측으로 형성되고,
    상기 단차부에서 상기 전극 조립체 측으로 제1높이로 설정되고,
    상기 제1높이는 상기 절연 케이스의 제2높이보다 더 크게 설정되며,
    상기 캡 플레이트의 내표면은
    상기 단차부와 상기 절연부의 상면에 접촉되는 이차 전지 제조 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 절연부를 형성하는 단계는 잉크젯 노즐을 사용하여 스프레이 코팅하는 단계를 포함하는 이차 전지 제조 방법.
  16. 제14항에서,
    상기 절연부를 형성하는 단계는 전착 도장하는 단계를 포함하는 이차 전지 제조 방법.
  17. 제14항에서,
    상기 캡 플레이트의 전해액 주입구를 통해 전해액을 주입하는 단계를 더 포함하는 이차 전지 제조 방법.
  18. 제14항에서,
    상기 절연부의 두께는 8마이크로미터 내지 20마이크로미터인 이차 전지 제조 방법.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10930904B2 (en) * 2016-04-13 2021-02-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Battery module, method for manufacturing battery module, and electronic device
JP6994160B2 (ja) * 2018-04-16 2022-02-04 トヨタ自動車株式会社 電池の製造方法および電池製造システム
WO2023141902A1 (zh) * 2022-01-27 2023-08-03 宁德时代新能源科技股份有限公司 端盖组件、电池单体、电池以及用电装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100440935B1 (ko) 2002-02-06 2004-07-21 삼성에스디아이 주식회사 각형밀폐전지
JP2005071710A (ja) * 2003-08-21 2005-03-17 Sanyo Electric Co Ltd 電池の製造方法および電池
JP2005166664A (ja) 2003-11-29 2005-06-23 Samsung Sdi Co Ltd 二次電池
KR100624957B1 (ko) * 2005-04-26 2006-09-19 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
JP2007242602A (ja) * 2006-02-07 2007-09-20 Sanyo Electric Co Ltd 電池ケース、電池及び非水電解質二次電池

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6048587A (en) * 1998-10-01 2000-04-11 Ricon Resins, Inc. Water-dispersible, radiation and thermally-curable polymeric compositions
KR100551396B1 (ko) * 2003-10-15 2006-02-09 삼성에스디아이 주식회사 일체형 캡조립체를 갖는 이차전지 및 일체형 캡조립체형성 방법
JP4556428B2 (ja) * 2003-12-24 2010-10-06 株式会社Ｇｓユアサ 電池
KR100601517B1 (ko) * 2004-09-24 2006-07-19 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR20060037595A (ko) * 2004-10-28 2006-05-03 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
US20100216012A1 (en) * 2005-04-26 2010-08-26 Samsung Sdi Co., Ltd. Lithium rechargeable battery
KR100686841B1 (ko) * 2005-05-18 2007-02-26 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
KR100717802B1 (ko) * 2005-12-19 2007-05-11 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR100890329B1 (ko) * 2006-12-21 2009-03-26 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지
KR100816218B1 (ko) * 2007-05-02 2008-03-24 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
US8859145B2 (en) * 2008-05-23 2014-10-14 The Gillette Company Method of preparing cathode containing iron disulfide for a lithium cell
WO2009150791A1 (ja) * 2008-06-09 2009-12-17 パナソニック株式会社 電池
KR101034709B1 (ko) * 2009-12-14 2011-05-17 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
JP2011204623A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Hitachi Maxell Energy Ltd 密閉型電池
US8808923B2 (en) * 2010-09-30 2014-08-19 Panasonic Corporation Separator for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same
KR20130049535A (ko) * 2011-11-04 2013-05-14 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100440935B1 (ko) 2002-02-06 2004-07-21 삼성에스디아이 주식회사 각형밀폐전지
JP2005071710A (ja) * 2003-08-21 2005-03-17 Sanyo Electric Co Ltd 電池の製造方法および電池
JP2005166664A (ja) 2003-11-29 2005-06-23 Samsung Sdi Co Ltd 二次電池
KR100624957B1 (ko) * 2005-04-26 2006-09-19 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
JP2007242602A (ja) * 2006-02-07 2007-09-20 Sanyo Electric Co Ltd 電池ケース、電池及び非水電解質二次電池

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