KR102251330B1 - 이차 전지 - Google Patents

이차 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR102251330B1
KR102251330B1 KR1020140161668A KR20140161668A KR102251330B1 KR 102251330 B1 KR102251330 B1 KR 102251330B1 KR 1020140161668 A KR1020140161668 A KR 1020140161668A KR 20140161668 A KR20140161668 A KR 20140161668A KR 102251330 B1 KR102251330 B1 KR 102251330B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
protrusion
cap plate
hole
lead
rivet groove
Prior art date
Application number
KR1020140161668A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160060222A (ko
Inventor
김유나
윤장호
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 KR1020140161668A priority Critical patent/KR102251330B1/ko
Priority to US14/846,415 priority patent/US10396336B2/en
Priority to EP15189686.7A priority patent/EP3024064B1/en
Priority to CN201510706990.5A priority patent/CN105609667B/zh
Publication of KR20160060222A publication Critical patent/KR20160060222A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102251330B1 publication Critical patent/KR102251330B1/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
    • 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
    • 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
    • H01M50/15—Lids or covers characterised by their shape for prismatic or rectangular cells
    • 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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • 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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
    • 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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/538—Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • 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

Landscapes

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

Abstract

본 발명에서는 이차 전지가 개시된다. 이차 전지는, 전극 조립체; 상기 전극 조립체로부터 연장된 전극탭에 용접되고, 관통홀이 형성되는 전극 리드; 및 상기 전극 조립체 및 전극 리드를 수용하는 케이스의 개구에 용접 결합되고, 상기 케이스의 내부 방향으로 돌출 형성된 돌기부가 상기 관통홀에 리벳 결합되는 캡 플레이트를 포함하고, 상기 캡 플레이트는 상기 돌기부의 주변 영역에 리벳 홈이 형성된다. 본 발명에 의하면, 캡 플레이트의 하면에 돌출 형성된 돌기부 주변에 리벳 홈을 형성함으로써, 전극 리드의 관통홀을 통한 돌기부와의 리벳팅 결합시 캡 플레이트가 늘어나는 현상을 감소시킬 수 있다.

Description

이차 전지{Secondary Battery}
본 발명의 일 실시예는 이차 전지에 관한 것이다.
일반적으로 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 휴대폰, 노트북 등의 모바일 기기에 대한 기술개발과 생산 증가에 따라 에너지원으로서 이차 전지의 수요가 급증하고 있다. 최근에는 화석연료를 대체하기 위한 대체 에너지원으로 전기 자동차, 하이브리드 자동차의 용도로도 활발한 연구개발이 진행되고 있다.
본 발명의 일 실시예는 캡 플레이트의 하면에 돌출 형성된 돌기부 주변에 리벳 홈을 형성함으로써, 돌기부와 전극 리드의 관통홀을 통한 리벳팅 결합시 캡 플레이트가 늘어나는 현상을 감소시킬 수 있는 이차 전지를 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는, 돌기부 주변의 리벳 홈의 형상을 다양하게 형성함으로써, 돌기부와 전극 리드의 리벳팅 결합시 전극 리드의 뒤틀림을 방지할 수 있고, 보다 효과적으로 캡 플레이트가 늘어나는 현상을 감소시킬 수 있는 이차 전지를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 전극 조립체; 상기 전극 조립체로부터 연장된 전극탭에 용접되고, 관통홀이 형성되는 전극 리드; 및 상기 전극 조립체 및 전극 리드를 수용하는 케이스의 개구에 용접 결합되고, 상기 케이스의 내부 방향으로 돌출 형성된 돌기부가 상기 관통홀에 리벳 결합되는 캡 플레이트를 포함하고, 상기 캡 플레이트는 상기 돌기부의 주변 영역에 리벳 홈이 형성될 수 있다.
상기 리벳 홈은 상기 돌기부의 둘레를 둘러싸도록 링 형상, 사각 형상 또는 다각 형상으로 형성될 수 있다.
상기 리벳 홈은 상기 돌기부의 둘레의 일측과 상기 일측의 반대인 타측에 각각 이격되고, 서로 평행하도록 직선형으로 형성될 수 있다.
상기 리벳 홈은 상기 돌기부의 둘레의 일측과 상기 일측의 반대인 타측에 각각 이격되고, 서로 대칭되도록 곡선형으로 형성될 수 있다.
상기 리벳 홈은 상기 돌기부를 상기 관통홀에 리벳팅 결합시 상기 돌기부에 가해지는 압력에 의하여 눌려지는 돌기부가 안착될 수 있다.
상기 돌기부는 상기 캡 플레이트로부터 상기 케이스의 내부 방향으로 연장되어 돌출 형성되는 몸체부; 및 상기 몸체부의 단부에 형성되어, 상기 돌기부에 가해지는 압력에 의하여 상기 몸체부에 대한 외측 방향으로 퍼져 형성된 변형부를 포함할 수 있다.
상기 변형부는 상기 리벳 홈에 걸쳐질 수 있다.
상기 관통홀의 직경은 상기 돌기부의 직경보다 크거나 같게 형성될 수 있다.
상기 리벳 홈의 직경은 상기 관통홀의 직경보다 크게 형성될 수 있다.
상기 전극 리드는 상기 캡 플레이트와 마주보도록 수평하게 배치되고, 관통홀이 형성된 제1 부분; 및 상기 제1 부분으로부터 상기 전극탭과 마주보는 방향으로 절곡되는 제2 부분을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서는 캡 플레이트의 하면에 돌출 형성된 돌기부 주변에 리벳 홈을 형성함으로써, 전극 리드의 관통홀을 통한 돌기부와의 리벳팅 결합시 캡 플레이트가 늘어나는 현상을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는, 돌기부 주변의 리벳 홈의 형상을 다양하게 형성함으로써, 전극 리드의 관통홀을 통한 돌기부와의 리벳팅 결합시 전극 리드의 뒤틀림을 방지할 수 있고, 보다 효과적으로 캡 플레이트가 늘어나는 현상을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 중에서 캡 플레이트, 양극 리드 및 양극탭 사이의 연결 관계를 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 중에서 돌기부가 형성된 캡 플레이트를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 중에서 캡 플레이트와 양극 리드의 결합 과정을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지 중에서 돌기부와 리벳 홈의 형상을 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지 중에서 돌기부와 리벳 홈의 형상을 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지 중에서 돌기부와 리벳 홈의 형상을 도시한 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 설명되는 이차 전지는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 또는 리튬 이온 폴리머 전지와 같이 재충전이 가능한 이차 전지일 수 있으며, 더욱이 스마트폰, 휴대폰, 태블릿, 노트북, 디지털 카메라 등에 채택되는 소형 전지, 또는/및 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 자전거, 전기 오토바이 등에 채택되는 대형 전지를 의미하나, 이로서 본 발명이 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 전극 조립체(10)와, 전극 조립체(10) 상에 배치된 전극 리드와, 전극 조립체(10)와 전극 리드가 함께 수용되는 케이스(20)와, 케이스(20)의 상부를 마감하는 캡 플레이트(30)를 포함한다.
상기 전극 조립체(10)는 양극판(11), 음극판(13) 및 세퍼레이터(15)를 포함하고, 전해액(미도시)과 함께 케이스(20)의 내부에 밀봉될 수 있다.
예를 들어, 상기 전극 조립체(10)는, 양극판(11), 음극판(13), 및 세퍼레이터(15)의 적층체가 젤리 롤(jelly roll) 형태로 권취되거나 또는 직육면체 형태로 스택되어 형성될 수 있다. 상기 양극판(10)은 양극 집전체(미도시)의 적어도 일면 상에 양극 활물질을 도포한 형태로 형성될 수 있다. 이와 유사하게, 상기 음극판(13)은 음극 집전체(미도시)의 적어도 일면 상에 음극 활물질을 도포한 상태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에서 전극 조립체(10)의 최외곽 측에는 양극판(10)이 배치될 수 있다. 이것은 상대적으로 발열량이 많은 양극 집전체(미도시)를 케이스(20)에 인접한 외측에 배치함으로써, 케이스(20)를 통하여 방열을 촉진하기 위한 것이다. 예를 들어, 상기 양극 집전체는 케이스(20)와 직접 닿거나 적어도 케이스(20)와 열적으로 접촉할 수 있다. 이때, 열적으로 접촉한다는 것은 양자가 서로 직접 닿지는 않더라도 이들 간에 열적인 교류가 허용된다는 것이다.
상기 전극 조립체(10)는, 케이스(20)의 개방된 상단을 통하여 전해액(미도시)과 함께 케이스(20)의 내부에 수용될 수 있고, 개방된 케이스(20)의 상단은 캡 플레이트(30)에 의해 밀봉될 수 있다. 상기 캡 플레이트(30)와 케이스(20)의 맞닿는 부분은 레이저 용접으로 상호간 결합될 수 있다.
상기 양극판(11)과 음극판(13)의 적어도 일 개소에는 양극탭(17) 및 음극탭(19)이 접속될 수 있다. 본 명세서를 통하여 양극탭(17) 및 음극탭(19)은 전극탭(17,19)으로 총괄적으로 호칭될 수 있다. 고용량 고출력 배터리의 경우에는 전극 조립체(10) 자체로부터 다수의 양극탭(17) 및 음극탭(19)이 연장될 수 있다. 이를 통하여, 다수의 양극탭(17) 및 음극탭(19)을 통하여 높은 출력 전류를 얻을 수 있으며 저항 손실을 줄일 수 있다. 물론, 이러한 양극탭(17) 및 음극탭(19)은 별도로 준비되어 각각 양극판(11) 및 음극판(13)에 부착될 수도 있다.
상기 양극탭(17)은 캡 플레이트(30)의 자체에 접속될 수 있고, 음극탭(19)은 캡 플레이트(30)의 상면으로 연장된 음극 단자(39)에 접속될 수 있다. 예를 들어, 상기 캡 플레이트(30)의 상면으로는 양극 단자(37)와 음극 단자(39)가 노출될 수 있다. 상기 양극 단자(37)는 캡 플레이트(30)로부터 일체적으로 돌출된 부분 또는 캡 플레이트(30)의 상면에 덧대어지도록 결합된 별개의 부재로 형성될 수 있고, 양극 단자(37)는 캡 플레이트(30)와 같은 양극성을 가질 수 있다. 상기 음극 단자(39)는 캡 플레이트(30)를 관통하도록 조립될 수 있다. 상기 음극 단자(39)는 캡 플레이트(30)와 절연성 결합을 이루며, 캡 플레이트(30)의 상면으로 연장될 수 있다.
상기 양극탭(17) 및 음극탭(19)은 캡 플레이트(30) 하부에서 각각 양극 리드(40)와 음극 리드(45)에 접속된다.
상기 양극탭(17)이 양극 리드(40)와 접속되기 전에, 다수의 양극탭(17)은 가용접을 통하여 하나의 묶음으로 집속될 수 있다. 마찬가지로, 상기 음극탭(19)이 음극 리드(45)와 접속되기 전에, 다수의 음극탭(19)은 가용접을 통하여 하나의 묶음으로 집속될 수 있다.
상기 양극 리드(40)는 캡 플레이트(30)에 접속된다. 상기 양극 리드(40)는 전체적으로 'ㄱ' 형태로 절곡된 형태를 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 양극 리드(40)는 제1 부분(40a)과 제2 부분(40b)으로 구성되고, 제1 부분(40a)과 제2 부분(40b)이 서로 다른 두 방향으로 연장되며 절곡된 형태를 가질 수 있다. 상기 양극 리드(40)의 제1 부분(40a)은 캡 플레이트(30)에 대해 대면하도록 마주하는 방향으로 배치되어 캡 플레이트(30)에 대해 결합된다. 예를 들어, 상기 캡 플레이트(30)의 저면으로부터 돌출된 돌기부(31)는 양극 리드(40)의 제1 부분(40a)에 형성된 관통홀(41)을 관통하도록 조립되고, 양극 리드(40)의 저면으로 노출된 돌기부(31)의 하단이 리벳팅(riveting) 방식으로 양극 리드(40)의 저면에 대해 압착 결합될 수 있다. 즉, 상기 돌기부(31)는 양극 리드(40)의 저면으로 노출된 하단을 헤머로 타격하여 돌기부(31)의 하단이 양극 리드(40)의 저면에 대해 압착되도록 한다.
그리고, 상기 양극 리드(40)의 제1 부분(40a)과 다른 방향으로 연장되는 양극 리드(40)의 제2 부분(40b)은 양극탭(17)과 대면하도록 마주하는 방향으로 배치되어 양극탭(17)에 대해 결합될 수 있다. 이렇게 양극 리드(40)는 주변의 캡 플레이트(30) 및 양극탭(17)과의 결합을 형성하기 위해 각각의 결합 상대와 마주하도록 서로 다른 방향으로 절곡된 구조를 가질 수 있다.
이에 따라, 상기 전극 조립체(10)의 양극탭(17)은 양극 리드(40)를 통하여 캡 플레이트(30)와 전기적으로 연결된다. 상기 캡 플레이트(30)는 전체적으로 양극탭(17)과 같은 양극성을 띨 수 있으나, 캡 플레이트(30)의 일부를 돌출시켜 양극 단자(37)를 형성할 수 있다.
상기 음극 리드(45)는 음극 단자(39)에 결합된다. 이에 따라, 상기 전극 조립체(10)의 음극탭(19)은 음극 리드(45)를 통하여 음극 단자(39)와 전기적으로 연결된다. 참고로, 본 명세서를 통하여 양극 리드(40)와 음극 리드(45)는 총괄하여 전극 리드(40, 45)로 호칭될 수 있다.
상기 음극 리드(45)는 전체적으로 'ㄱ' 형태로 절곡된 형태를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 음극 리드(45)는 제1 부분(40a)과 제2 부분(40b)으로 구성된다. 상기 음극 리드(45)의 제1 부분(45a)은 캡 플레이트(30)에 대해 대면하도록 마주하는 방향으로 배치되어 캡 플레이트(30)에 대해 결합된다. 그리고, 상기 음극 리드(45)의 제1 부분(45a)과 다른 방향으로 연장되는 음극 리드(45)의 제2 부분(45b)은 음극탭(19)과 대면하도록 마주하는 방향으로 배치되어 음극탭(19)에 대해 결합될 수 있다. 이와 같이 음극 리드(45)는 주변의 캡 플레이트(30)와 음극탭(19)과의 결합을 형성하기 위해 각각의 결합 상대와 마주하도록 서로 다른 방향으로 절곡된 구조를 가질 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 범위는 이에 한정되지 않고, 예를 들어, 음극 리드(45)는 평편한 판상으로 형성될 수도 있다.
상기 음극 단자(39)는 절연 가스켓(35)을 개재하여 캡 플레이트(30)에 조립된다. 상기 캡 플레이트(30)에는 음극 단자(39)의 관통을 위한 단자 홀(32)이 형성되어 있다. 상기 음극 단자(39)는 절연 가스켓(35)을 개재한 상태로 캡 플레이트(30)의 단자 홀(32)에 끼워짐으로써 캡 플레이트(30)로부터 전기적으로 절연될 수 있다. 상기 절연 가스켓(35)은 단자 홀(32)의 주변을 실링(sealing)하여, 케이스(20)의 내부에 수용된 전해액(미도시)의 누액을 방지하고, 외부 불순물의 침투를 저지하기 위한 실링 기능을 수행할 수 있다.
상기 음극 단자(39)의 하부는 음극 리드(45)의 저면에 대해 압착 결합된 상태이나, 음극 단자(39)의 하부에 대해 용접을 추가적으로 실시하여, 음극 단자(39)와 음극 리드(45) 간의 결합을 보다 견고하게 할 수 있다. 이는 음극 단자(39)와 음극 리드(45) 간의 결합이 음극 측의 충방전 경로를 형성하기 때문이다. 한편, 상기 음극 단자(39)의 상부는 원통 형상의 몸통으로부터 판 상으로 돌출되어 캡 플레이트(30)의 상면에 대해 압착될 수 있다.
상기 음극 리드(45)와 캡 플레이트(30)의 사이에는 이들 간의 전기적 절연을 위한 절연 플레이트(47)가 개재될 수 있다. 상기 절연 플레이트(47)는 절연 가스켓(35)과 함께 캡 플레이트(30)를 전기적으로 절연하며, 전극 조립체(10)의 양극탭(17)과 전기적으로 연결된 캡 플레이트(30)가 반대 극성과 도통되지 않도록 한다. 상기 음극 리드(45)와 절연 플레이트(47)에는 각각 음극 단자(39)의 관통을 위한 단자 홀(46, 48)이 형성될 수 있다.
상기 음극 단자(39)는 캡 플레이트(30), 절연 플레이트(47), 및 음극 리드(45)의 단자 홀(32, 48, 46)을 함께 관통하도록 조립되며 음극 단자(39)의 하부가 음극 리드(45)의 저면에 압착됨으로써, 캡 플레이트(30), 절연 플레이트(47), 및 음극 리드(45)가 위치 정렬된 상태로 일체적으로 결합될 수 있다.
예를 들어, 상기 캡 플레이트(30), 절연 플레이트(47), 및 음극 리드(45)를 서로에 대해 겹쳐지게 적층한 다음에, 캡 플레이트(30)의 상부로부터 음극 단자(39)를 단자 홀(32, 48, 46)들에 순차적으로 끼워 조립하고, 음극 리드(45)의 저면으로 노출된 음극 단자(39)의 하부에서 리벳팅 또는 스피닝 가공을 수행함으로써, 음극 리드(45)의 저면에 대해 압착된 형태로 음극 단자(39)가 조립될 수 있다.
한편, 상기 캡 플레이트(30)와 음극 리드(45) 사이에 절연 플레이트(47)가 배치되는 것과 유사하게, 캡 플레이트(30)와 양극 리드(40) 사이에도 절연 플레이트(미도시)가 배치될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 중에서 캡 플레이트, 양극 리드 및 양극탭 사이의 연결 관계를 도시한 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 중에서 돌기부가 형성된 캡 플레이트를 도시한 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 캡 플레이트(30)는 하면에 전극 조립체(10) 방향으로 돌출 형성된 돌기부(31)를 포함한다.
상기 돌기부(31)는 원통형의 형상을 가지고 캡 플레이트(30)에 일체로 형성된다. 보다 구체적으로, 상기 돌기부(31)는 몸체부(31c)와 변형부(31a)를 포함한다. 상기 몸체부(31c)는 원통 형상을 가지고, 캡 플레이트(30)로부터 케이스(20)의 내부 방향으로 연장되어 돌출 형성된다. 상기 변형부(31a)는 몸체부(31c)의 하단 영역으로서, 돌기부(31)에 가해지는 압력에 의하여 몸체부(31c)에 대하여 주변 방향으로 퍼져 형성된다. 이러한 변형부(31a)는 후술하는 리벳 홈(31b)에 펴져 걸쳐진다.
상기 리벳 홈(31b)은 돌기부(31)의 주변 영역에 소정의 폭을 가지도록 형성된다. 예를 들면, 상기 리벳 홈(31b)은 돌기부(31)의 둘레를 둘러싸도록 링 형상으로 형성된다. 그러나, 상기 리벳 홈(31b)은 링 형상 이외에 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 상기 리벳 홈(31b)의 다양한 형상에 관한 설명은 후술하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 중에서 캡 플레이트와 양극 리드의 결합 과정을 도시한 사시도이다.
도 5를 참조하면, 상기 양극 리드(40)는 캡 플레이트(30)로부터 돌출된 돌기부(31)에 의하여 캡 플레이트(30)와 결합될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 돌기부(31)는 캡 플레이트(30)에 대해 대면하도록 마주하는 방향으로 배치되는 양극 리드(40)의 제1 부분(40a)에 관통되어 결합된다. 이를 위하여, 상기 돌기부(31)는 관통홀(41)의 직경보다 작거나 같게 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 돌기부(31)의 몸체부(31c)는 양극 리드(40)의 제1 부분(40a)에 형성된 관통홀(41)을 관통하도록 조립된다. 이때, 상기 몸체부(31)의 하단은 양극 리드(40)의 저면으로 노출된다. 상기 양극 리드(40)의 저면으로 노출된 몸체부(31c)의 하단은 리벳팅 방식으로 양극 리드(40)의 저면에 대해 압착 결합된다. 상기 몸체부(31c)의 하단은 압착되어 주변으로 눌러지게 된다. 즉, 상기 몸체부(31c)는 하단이 헤머의 타격으로 주변으로 눌려져 돌기부(31)의 주변 영역에 형성된 리벳 홈(31b)으로 퍼지게 된다. 상기 리벳 홈(31b)으로 퍼진 몸체부(31c)의 하단은 변형부(31a)를 구성하게 된다. 이를 위하여, 상기 돌기부(31)의 직경은 관통홀(41)의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 이와 같이 형성된 변형부(31a)는 양극 리드(40)의 저면부와 리벳 홈(31b)에 압착 결합된다.
본 실시예에서는 캡 플레이트(30)의 하면에 돌출 형성된 돌기부(31) 주변에 리벳 홈(31b)을 링 형상으로 형성함으로써, 양극 리드(40)의 관통홀(41)을 통한 돌기부(31)와의 리벳팅 결합시 돌기부(31)의 하단이 눌러짐에 따라 캡 플레이트(30)가 길이 방향(도 6 내지 도 8의 x 방향 참조)에 대한 수직 방향(도 6 내지 도 8의 y 방향 참조)으로 늘어나는 현상과 이로 인한 캡 플레이트(30)의 변형을 감소시킬 수 있다.
이하에서는, 상기 캡 플레이트(30)의 하면에 형성된 리벳 홈(31b)의 다양한 형상에 관한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다. 따라서, 상기 리벳 홈(31b)의 형상을 제외한 다른 기본적인 구조는 상술한 구조와 동일 또는 유사하므로, 이하에서는 그 차이점만 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지 중에서 돌기부(31)와 리벳 홈(231a, 231b)의 형상을 도시한 평면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 리벳 홈(231a, 231b)은 돌기부(31)의 둘레의 일측과 일측의 반대인 타측에 각각 이격되고, 서로 평행하도록 직선형으로 형성될 수 있다. 즉, 직선형으로 형성된 형성된 리벳 홈(231a, 231b)은 돌기부(31)를 기준으로 이격되는 위치의 양측이고, 캡 플레이트(30)의 길이 방향(즉, x 방향)으로 형성될 수 있다.
따라서, 상기 돌기부(31)는 하단이 헤머의 타격으로 주변으로 눌려져 돌기부(31)의 주변 영역에 형성된 리벳 홈(231a, 231b)으로 퍼지게 된다. 상기 리벳 홈(231a, 231b)으로 퍼진 돌기부(31)의 하단은 각각 이격된 위치에 변형부(미도시)를 구성하게 된다. 이와 같이 형성된 변형부는 양극 리드(40)의 저면부와 리벳 홈(231a, 231b)에 압착 결합된다.
본 실시예에서는 캡 플레이트(30)의 하면에 돌출 형성된 돌기부(31)를 기준으로 양측에 서로 평행한 직선형의 리벳 홈(231a, 231b)을 형성함으로써, 양극 리드(40)의 관통홀(41)을 통한 돌기부(31)와의 리벳팅 결합시 돌기부(31)의 하단이 눌러짐에 따라 캡 플레이트가 길이 방향(즉, x 방향)에 대한 수직 방향(즉, y 방향)으로 늘어나는 현상과 이로 인한 캡 플레이트(30)의 변형을 감소시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지 중에서 돌기부(31)와 리벳 홈(331a, 331b)의 형상을 도시한 평면도이다.
도 7을 참조하면, 상기 리벳 홈(331a, 331b)은 돌기부(31)의 둘레의 일측과 일측의 반대인 타측에 각각 이격되고, 서로 대칭되도록 곡선형으로 형성될 수 있다.
즉, 곡선형으로 형성된 형성된 리벳 홈(331a, 331b)은 돌기부(31)를 기준으로 이격되는 위치의 양측에 반원형으로 형성될 수 있다.
따라서, 상기 돌기부(31)는 하단이 헤머의 타격으로 주변으로 눌려져 돌기부(31)의 주변 영역에 형성된 리벳 홈(331a, 331b)으로 퍼지게 된다. 상기 리벳 홈(331a, 331b)으로 퍼진 돌기부(31)의 하단은 각각 이격된 위치에 변형부(미도시)를 구성하게 된다. 이와 같이 형성된 변형부는 양극 리드(40)의 저면부와 리벳 홈(331a, 331b)에 압착 결합된다.
본 실시예에서는 캡 플레이트(30)의 하면에 돌출 형성된 돌기부(31)를 기준으로 양측에 서로 대칭되는 반원형의 리벳 홈(331a, 331b)을 형성함으로써, 양극 리드(40)의 관통홀(41)을 통한 돌기부(31)와의 리벳팅 결합시 돌기부(31)의 하단이 눌러짐에 따라 캡 플레이트가 길이 방향(즉, x 방향)에 대한 수직 방향(즉, y 방향), 즉 중심에 대한 외측 방향으로 늘어나는 현상과 이로 인한 캡 플레이트(30)의 변형을 감소시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지 중에서 돌기부(31)와 리벳 홈(431a)의 형상을 도시한 평면도이다.
도 8을 참조하면, 상기 리벳 홈(431a)은 돌기부(31)의 둘레를 둘러싸도록 사각 형상으로 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 리벳 홈(431a)의 형상이 사각 형상인 것을 일 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정된느 것은 아니고 사각 형상 이외의 다각형상도 적용될 수 있다.
즉, 사각 형상으로 형성된 형성된 리벳 홈(331a, 331b)은 돌기부(31)를 기준으로 x축 방향과 y축 방향의 양측에 사각형상으로 형성될 수 있다.
따라서, 상기 돌기부(31)는 하단이 헤머의 타격으로 주변으로 눌려져 돌기부(31)의 주변 영역에 형성된 리벳 홈(431a)으로 퍼지게 된다. 상기 리벳 홈(431a)으로 퍼진 돌기부(31)의 하단은 각각 이격된 위치에 변형부(미도시)를 구성하게 된다. 이와 같이 형성된 변형부는 양극 리드(40)의 저면부와 리벳 홈(431a)에 압착 결합된다.
본 실시예에서는 캡 플레이트(30)의 하면에 돌출 형성된 돌기부(31)를 기준으로 사각형상의 리벳 홈(431a)을 형성함으로써, 양극 리드(40)의 관통홀(41)을 통한 돌기부(31)와의 리벳팅 결합시 돌기부(31)의 하단이 눌러짐에 따라 캡 플레이트가 길이 방향(즉, x 방향)에 대한 수직 방향(즉, y 방향)으로 늘어나는 현상과 이로 인한 캡 플레이트(30)의 변형을 감소시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 전극 조립체 11: 양극판
13: 음극판 15: 세퍼레이터
17: 양극탭 19: 음극탭
20: 케이스 30: 캡 플레이브
31: 돌기부 31a: 변형부
31b, 231a, 231b, 331a, 331b, 431a: 리벳 홈
31c: 몸체부 32, 46, 48: 단자홀
35: 가스켓 37: 양극 단자
39: 음극 단자 40: 양극 리드
41: 관통홀 45: 음극 리드
47: 절연 플레이트

Claims (10)

  1. 전극 조립체;
    상기 전극 조립체로부터 연장된 전극탭에 용접되고, 관통홀이 형성되는 전극 리드; 및
    상기 전극 조립체 및 전극 리드를 수용하는 케이스의 개구에 용접 결합되고, 상기 케이스의 내부 방향으로 돌출 형성된 돌기부가 상기 관통홀에 리벳 결합되는 캡 플레이트를 포함하고,
    상기 캡 플레이트는 상기 돌기부의 주변 영역에 리벳 홈이 형성되고,
    상기 리벳 홈은 상기 돌기부를 상기 관통홀에 리벳팅 결합시 상기 돌기부에 가해지는 압력에 의하여 눌려지는 돌기부가 안착되며, 상기 캡 플레이트는 상기 돌기부를 통해 상기 전극 리드와 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리벳 홈은 상기 돌기부의 둘레를 둘러싸도록 링 형상, 사각 형상 또는 다각 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 리벳 홈은 상기 돌기부의 둘레의 일측과 상기 일측의 반대인 타측에 각각 이격되고, 서로 평행하도록 직선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 리벳 홈은 상기 돌기부의 둘레의 일측과 상기 일측의 반대인 타측에 각각 이격되고, 서로 대칭되도록 곡선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 돌기부는
    상기 캡 플레이트로부터 상기 케이스의 내부 방향으로 연장되어 돌출 형성되는 몸체부; 및
    상기 몸체부의 단부에 형성되어, 상기 돌기부에 가해지는 압력에 의하여 상기 몸체부의 외측 방향으로 퍼져 형성된 변형부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 변형부는 상기 리벳 홈에 걸쳐지는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 관통홀의 직경은 상기 돌기부의 직경보다 크거나 같게 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 리벳 홈의 직경은 상기 관통홀의 직경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전극 리드는
    상기 캡 플레이트와 마주보도록 수평하게 배치되고, 관통홀이 형성된 제1 부분; 및
    상기 제1 부분으로부터 상기 전극탭과 마주보는 방향으로 절곡되는 제2 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
KR1020140161668A 2014-11-19 2014-11-19 이차 전지 KR102251330B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140161668A KR102251330B1 (ko) 2014-11-19 2014-11-19 이차 전지
US14/846,415 US10396336B2 (en) 2014-11-19 2015-09-04 Secondary battery
EP15189686.7A EP3024064B1 (en) 2014-11-19 2015-10-14 Secondary battery
CN201510706990.5A CN105609667B (zh) 2014-11-19 2015-10-27 二次电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140161668A KR102251330B1 (ko) 2014-11-19 2014-11-19 이차 전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160060222A KR20160060222A (ko) 2016-05-30
KR102251330B1 true KR102251330B1 (ko) 2021-05-13

Family

ID=54324870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140161668A KR102251330B1 (ko) 2014-11-19 2014-11-19 이차 전지

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10396336B2 (ko)
EP (1) EP3024064B1 (ko)
KR (1) KR102251330B1 (ko)
CN (1) CN105609667B (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102207903B1 (ko) * 2016-07-12 2021-01-25 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102611656B1 (ko) * 2016-08-30 2023-12-08 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102397762B1 (ko) 2017-06-01 2022-05-13 삼성에스디아이 주식회사 양극 단자 일체형 캡 플레이트를 갖는 이차 전지
KR102454791B1 (ko) 2017-06-13 2022-10-14 삼성에스디아이 주식회사 양극 단자와 멤브레인 일체형 캡 플레이트를 갖는 이차 전지
CN107452903B (zh) * 2017-08-16 2024-02-20 常州瑞德丰精密技术有限公司 单端口的电池顶盖和电池
US20190296388A1 (en) * 2018-03-23 2019-09-26 Sf Motors, Inc. Battery cell for electric vehicle battery pack
CN113161655A (zh) * 2021-05-14 2021-07-23 郑州广源电池材料有限公司 一种锂电池盖板组件固定连接结构及安装方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100537602B1 (ko) * 1999-07-02 2005-12-19 삼성에스디아이 주식회사 이차전지의 캡 어셈블리 및 그 제조방법
KR20010069004A (ko) * 2000-01-11 2001-07-23 장용균 밀폐전지의 케이스와 캡의 조립방법
KR101183834B1 (ko) * 2007-10-25 2012-09-18 주식회사 엘지화학 슬림형 구조의 캡 어셈블리 및 이를 포함하는 이차전지
KR100976452B1 (ko) * 2008-01-23 2010-08-17 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR101023105B1 (ko) * 2009-03-11 2011-03-24 에스비리모티브 주식회사 이차전지
US8628878B2 (en) 2010-04-12 2014-01-14 Samsung Sdi Co., Ltd. Hooked retainer for electrode body in rechargeable battery
KR101126839B1 (ko) 2010-06-04 2012-03-23 에스비리모티브 주식회사 이차 전지
US8951663B2 (en) 2010-11-15 2015-02-10 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery

Also Published As

Publication number Publication date
EP3024064B1 (en) 2017-06-14
US10396336B2 (en) 2019-08-27
KR20160060222A (ko) 2016-05-30
CN105609667A (zh) 2016-05-25
EP3024064A1 (en) 2016-05-25
US20160141588A1 (en) 2016-05-19
CN105609667B (zh) 2020-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102251330B1 (ko) 이차 전지
KR102116116B1 (ko) 그루브가 형성되어 있는 금속 캔을 포함하는 원통형 전지셀
EP2228852B1 (en) Rechargeable battery comprising current collecting plates with improved structure
KR102234292B1 (ko) 전극 조립체 및 이를 구비한 이차 전지
KR102425218B1 (ko) 이차 전지
US9543612B2 (en) Rechargeable battery
US9853294B2 (en) Secondary battery and manufacturing method thereof
US10396338B2 (en) Battery
KR102263200B1 (ko) 배터리 팩
US9293744B2 (en) Rechargeable battery
KR102306448B1 (ko) 이차전지
US8945759B2 (en) Rechargeable battery
KR20150073738A (ko) 이차전지 및 이차전지모듈
KR101244735B1 (ko) 이차 전지
US9257686B2 (en) Secondary battery
KR20200134534A (ko) 이차 전지
US9023517B2 (en) Secondary battery
US10944092B2 (en) Secondary battery
KR102324345B1 (ko) 이차 전지
KR100599714B1 (ko) 이차 전지
US11367933B2 (en) Secondary battery
US11404754B2 (en) Secondary battery
US20100143774A1 (en) Rechargeable battery and electrode assembly
KR102337491B1 (ko) 이차 전지
US8999560B2 (en) Prismatic type secondary battery including insulation tube

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