KR102273786B1 - 이차 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외부 환경으로부터 밀봉이 용이한 이차 전지를 위하여, 제1전극판, 제2전극판 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체, 상기 전극조립체가 삽입되도록 일 측에 개구가 형성되고, 내부에 상기 전극조립체를 수용하는 캔 및 상기 캔의 개구를 밀폐하며, 서로 평행하게 배치된 제1면과 제2면 및 상기 제1면과 제2면을 연결하며 일정한 높이를 갖는 제3면을 포함하는 캡 플레이트를 구비하며, 상기 캡 플레이트의 상기 제1면과 상기 제3면이 접하는 부분의 모서리에 기울기가 가변하는 챔퍼(chamfer)가 형성되는, 이차 전지를 제공한다.

Description

이차 전지{Rechargeable battery}
본 발명은 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충·방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 휴대폰, PDA, 노트북 컴퓨터 등의 소형 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
이차 전지가 다양한 분야에서 사용되면서, 이차 전지의 사용환경에 따른 신뢰성을 확보하는 것이 중요하다. 이차 전지의 신뢰성을 확보하기 위하여 예컨대 이차 전지를 외부 환경으로부터 밀봉하는 것을 들 수 있다. 만약 이차 전지가 완벽히 밀봉되지 않는다면 이차 전지가 낙하하거나 강한 충격이 외부로부터 가해질 때, 이차 전기가 손상된다면 전기적 단락이 발생하거나 전해액이 누액되는 등의 문제가 발생하여 이차 전지가 정상적으로 동작하지 않는다.
본 발명은 외부 환경으로부터 밀봉이 용이한 이차 전지에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1전극판, 제2전극판 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체, 상기 전극조립체가 삽입되도록 일 측에 개구가 형성되고, 내부에 상기 전극조립체를 수용하는 캔 및 상기 캔의 개구를 밀폐하며, 서로 평행하게 배치된 제1면과 제2면 및 상기 제1면과 제2면을 연결하며 일정한 높이를 갖는 제3면을 포함하는 캡 플레이트를 구비하며, 상기 캡 플레이트의 상기 제1면과 상기 제3면이 접하는 부분에 기울기가 가변하는 챔퍼(chamfer)가 형성되는, 이차 전지가 제공된다.
본 실시예에 있어서, 상기 캡 플레이트의 상기 제1면은 상기 캔의 내부를 향하여 배치되고, 상기 캡 플레이트의 상기 제2면은 상기 캔의 외부를 향하여 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 캡 플레이트는 길이 방향으로 연장되어 형성되고, 상기 챔퍼는 상기 캡 플레이트의 길이 방향의 제1모서리부에 형성된 제1챔퍼와, 상기 제1모서리부가 연장되어 형성된 상기 캡 플레이트의 폭 방향의 제2모서리부에 형성된 제2챔퍼를 가지며, 상기 제1챔퍼의 기울기가 상기 제2챔퍼의 기울기보다 클 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1챔퍼는 가변하는 기울기를 갖고, 상기 제2챔퍼는 일정한 기울기를 가질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 캡 플레이트의 상기 제1모서리부는 곡선으로 형성되며, 상기 제1챔퍼는 상기 제1모서리부 중 가장 돌출된 부분에서 가장 큰 기울기를 갖도록 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1챔퍼는 상기 제2챔퍼와 연결되는 부분으로부터 상기 제1모서리부 중 가장 돌출된 부분까지 점차적으로 증가하는 기울기를 가질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1챔퍼는 상기 캡 플레이트의 상기 제3면의 높이의 70% 이하로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1챔퍼의 길이는 상기 제2챔퍼의 길이보다 클 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 캡 플레이트의 상기 제1모서리부는 곡선으로 형성되며, 상기 제1챔퍼는 상기 제1모서리부 중 가장 돌출된 부분에서 가장 큰 길이를 갖도록 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1챔퍼는 상기 제2챔퍼와 연결되는 부분으로부터 상기 제1모서리부 중 가장 돌출된 부분까지 점차적으로 증가하는 길이를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 일 측에 개구를 갖는 캔, 상기 캔의 개구를 통하여 상기 캔의 내부에 수용되는 전극 조립체 및 상기 캔의 개구를 밀봉하도록 일정한 두께를 가지며, 상기 캔의 내부에 위치하는 모서리에 챔퍼(chamfer)가 형성된 캡 플레이트를 포함하고, 상기 챔퍼는 상기 캡 플레이트의 라운드 형상의 단부의 가장 돌출된 부분으로 갈수록 기울기가 증가하는, 이차 전지가 제공된다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부 충격 및 내부 스웰링 현상에 강건한 이차 전지를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
아울러 본 발명의 효과는 상술한 내용 이외에도, 도면을 참조하여 이하에서 설명할 내용으로부터 도출될 수도 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도이다.
도 4는 도 3의 A부분을 발췌하여 도시하는 저면도이다.
도 5는 도 4를 V-V 선을 따라 취한 단면도이다.
도 6은 도 4를 VI-VI 선을 따라 취한 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 다른 부분의 "바로 위에" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 취한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)는 전극조립체(110), 전극조립체(110)를 수용하는 캔(120), 캔(120)의 내부를 밀폐하는 캡 플레이트(130)을 포함할 수 있다.
전극조립체(110)는 전극 활물질이 도포된 제1전극판(111)과 제2전극판(112) 및, 이들 사이에 개재된 세퍼레이터(113)를 포함할 수 있다. 전극조립체(110)는, 제1전극판(111), 세퍼레이터(113) 및 제2전극판(112)이 순차적으로 적층된 적층체를 형성한 후 젤리롤 형태가 되도록 권취하여 제작될 수 있다. 제1전극판(111)과 제2전극판(112) 각각은 화학 반응에 의해 형성된 전하를 외부로 인출하기 위한 제1전극탭(114)과 제2전극탭(115)과 전기적으로 연결되어 있다. 제1전극탭(114)과 제2전극탭(115)은 동일한 방향을 향해 연장될 수 있다. 예컨대, 제1,2 전극 탭들(114, 115)은 캔(120)의 개구(OP)를 향해 연장될 수 있다.
제1전극판(111)은 제1금속 집전체(미도시)와 제1금속 집전체 표면에 제1활물질(미도시)이 도포된 제1활물질부(미도시)를 포함할 수 있다. 이와 마찬가지로, 제2전극판(112)은 제2금속 집전체(미도시)와 제2금속 집전체 표면에 제2활물질(미도시)이 도포되어 형성된 제2활물질부(미도시)를 포함할 수 있다.
제1전극판(111)은 양극필름인바, 제1금속 집전체는 양극 집전체이며, 제1활물질부는 양극 활물질부일 수 있다. 또한, 제2전극판(112)은 음극필름인바. 제2금속 집전체는 음극 집전체이며, 제2활물질부는 음극 활물질부일 수 있다. 양극 집전체, 양극 활물질부, 음극 집전체 및 음극 활물질부의 물질 및 구성은 일반적인 이차전지에 사용되는 주지/관용의 물질이 사용될 수 있으므로, 그 상세한 물질 및 구성에 대한 설명은 이하 생략하기로 한다.
세퍼레이터(113)는 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene)막과 같은 다공성 고분자막일 수 있으며, 고분자 섬유를 포함하는 직포 또는 부직포 형태일 수 있으며, 세라믹 입자를 포함할 수 있고, 고분자 고체 전해질로 이루어질 수 있다. 세퍼레이터(113)는 독립적인 필름으로 형성하거나 제1전극판(111) 또는 제2전극판(112) 상에 비전도성의 다공성 층을 형성하여 사용될 수 있다.
세퍼레이터(113)는 제1전극판(111)과 제2전극판(112)을 서로 전기적으로 분리시키기 위해 형성한 것으로, 세퍼레이터(113)의 형상은 반드시 제1전극판(111)이나 제2전극판(112)의 형상과 동일하게 형성될 필요는 없다.
본 실시예에서는 전극조립체(110)가 젤리롤 형태를 갖는 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 또 다른 실시예로서, 전극조립체(110)는 제1전극판(111), 제2전극판(112) 및 이들 사이에 세퍼레이터(113)가 개재된 적층 구조일 수 있다.
캔(120)은 일면, 즉 상부면과 대응되는 면이 개방된 육면체의 형상으로, 강도를 확보하기 위하여 금속성 소재로 제작될 수 있다. 예컨대, 캔(120)은 알루미늄, 알루미늄 합금으로 제작될 수 있다. 캔의 내부에는 전해질에 함침된 전극조립체(110)가 수용될 수 있다. 이 때, 금속성 소재로 형성된 캔(120)과 불필요한 단락이 발생되지 않도록, 전극조립체(110)는 절연 시트(170)에 의해 둘러싸인 채로 상기 캔(120)의 내부에 수용될 수 있다. 전극조립체(110)가 캔(120)의 내부에 수용된 후, 개구(OP)는 캡 플레이트(130)에 의해 밀폐될 수 있다. 캡 플레이트(130)와 캔(120)이 접하는 부분은 레이저 용접에 의해 결합됨으로써, 내부 기밀을 유지할 수 있다.
캡 플레이트(130)에는 전해질 주입구(131)가 구비될 수 있다. 캡 플레이트(130)와 캔(120)이 결합된 이후 전해질은 전해질 주입구(131)를 통해 주입되며, 전해질 주입구(131)는 마개(132)에 의해 밀폐될 수 있다. 또 다른 실시예로서, 캡 플레이트(130)에는 전해질 주입구(131)가 구비되지 않을 수도 있다. 이 경우, 캡 플레이트(130)와 캔(120)이 레이저 용접에 의해 일체로 결합되기 전에, 전해질이 주입될 수 있다.
캡 플레이트(130) 상에는 전극 단자(140)가 배치될 수 있다. 전극 단자(140)의 상부면은 캡 플레이트(130)의 상부는 통해 외부로 노출되고, 하부는 캡 플레이트(130)를 관통하여 캔(120)의 내부를 향한다.
캡 플레이트(130)는 캔(120)의 개구를 밀봉하도록 캔(120)의 상부면에 배치될 수 있다. 캡 플레이트(130)는 캔(120)과 마찬가지로 알루미늄 또는, 알루미늄 합금과 같은 금속성 소재로 제작될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 전극 단자(140)는 전극조립체(110)의 제1전극탭(114)과 전기적으로 연결되어 제1극성을 띌 수 있고, 캡 플레이트(130)는 전극조립체(110)의 제2전극탭(115)과 전기적으로 연결되어 제2극성을 띌 수 있다. 이 때, 용접을 통해 캡 플레이트(130)와 연결된 캔(120)도 제2극성을 띌 수 있다.
예를 들면, 캡 플레이트(130)는 이차 전지(100)의 양극으로, 전극 단자(140)는 이차 전지(100)의 음극으로의 역할을 수행할 수 있다. 이 때, 캡 플레이트(130)와 전극 단자(140) 사이에는 이들 간의 쇼트를 방지하기 위하여 절연성 소재를 포함하는 제1가스켓(145) 및 제2가스켓(146) 이 구비될 수 있다. 제1가스켓(145)은 캡 플레이트(130)의 상부면과 접촉하도록 배치되고, 제2가스켓(146) 은 캡 플레이트(130)의 하부면과 접촉하도록 배치될 수 있다. 도 2에서는 제1,2 가스켓(145, 146)이 별도의 부재로 도시되었으나, 제1,2 가스켓(145, 146)은 일체형일 수 있다. 한편, 캡 플레이트(130)과의 용접을 통해 제2 극성을 띄는 캔(120)을 외부의 물체 또는 다른 이차 전지(100)로부터 전기적으로 절연시키기 위해, 캔(120)의 양 측면에는, 캔(120)의 측면을 커버하는 절연 필름(160)이 부착될 수 있다.
캔(120)의 내부에는 전극조립체(110)의 상부에 위치하는 제1절연재(150)가 배치될 수 있다. 제1절연재(150)는 전극조립체(110)를 캡 플레이트(130)와 절연시킬 수 있다. 또 다른 실시예로서, 제1절연재(150)는 전극조립체(110)를 캡 플레이트(130)와 절연시킴과 동시에 캔(120)의 내부에서 전극조립체(110)가 움직이는 것을 규제할 수 있다. 제1절연재(150)는 제1,2 전극 탭(114, 115)이 개구(OP)를 향해 연장될 수 있도록 관통홀을 포함하며, 전해질 주입구(131)를 통해 유입된 전해질이 통과하도록 전해질 주입구(131)과 대응되는 위치에 형성된 홀을 포함할 수 있다. 한편, 전극조립체(110)의 하부에는 제2절연재(180)가 배치되어, 금속성 소재의 캔(120)과 전극조립체(110) 간의 불필요한 단락을 방지할 수 있다.
한편 도 3을 참조하면, 캡 플레이트(130)는 캔(120)의 개구를 밀봉하도록 캔(120)의 상부면에 배치될 수 있고, 캔(120)과 마찬가지로 알루미늄 또는, 알루미늄 합금과 같은 금속성 소재로 제작될 수 있다. 캡 플레이트(130)는 캔(120)의 개구(OP)를 다양한 방법을 통해 밀봉할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 죔새 설계에 대하여 설명하나, 이에 제한되지 않고 다양한 방법으로 밀봉할 수 있다.
캔(120)의 내경의 크기를 A라고 하였을 경우에 캡 플레이트(130)의 크기는 A+a로 형성할 수 있다. 이를 통해 캡 플레이트(130)를 캔(120)의 내측에 끼워넣는 방식으로 캔(120)의 개구(OP)를 밀봉할 수 있다. 다만, 이러한 경우 길이 방향(x축 방향)으로 연장되어 형성되는 캡 플레이트(130)의 일 단부(A)에 응력이 집중되어 금속성 소재로 형성된 캡 플레이트(130)가 휘어지거나 꺾이는 현상이 발생할 수 있고, 이는 이차 전지의 작동 불량을 초래한다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 관한 이차 전지(100)에서는 이러한 죔새 설계에 있어서 캡 플레이트(130)의 일 단부에서의 응력 집중현상을 완화시켜 캡 플레이트(130)의 밀봉력을 향상시키는 캡 플레이트(130) 구조를 제안한다.
도 3에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 플레이트(130)는 길이 방향(x축 방향)으로 연장되어 형성되고, 서로 평행하게 배치된 제1면(133)과 제2면(135) 및 제1면(133)과 제2면(135)을 연결하며 일정한 높이(T)를 갖는 제3면(137)을 포함할 수 있다. 즉 캡 플레이트(130)는 제3면(137)의 높이(T)에 해당되는 두께를 갖는다. 이 경우 제1면(133)은 캔(120)의 내부를 향하여 배치되는 면이고, 제2면(135)은 캔(120)의 내부를 향하여 배치되는 면일 수 있다. 캡 플레이트(130)의 제1면(133)과 제3면(137)이 접하는 부분에는 챔퍼(130c, chamfer)가 형성될 수 있는데, 이러한 챔퍼(130c)는 기울기가 가변할 수 있다.
이하에서는 캡 플레이트(130)의 일 모서리에 형성된 챔퍼(130c)에 대하여 상세하게 설명한다.
도 4는 도 3의 A부분을 발췌하여 도시하는 저면도이고, 도 5는 도 4를 V-V선을 따라 취한 단면도이며, 도 6은 도 4를 VI-VI 선을 따라 취한 단면도이다.
도 4 내지 도 6에서는 캡 플레이트(130)의 일 단부(A)를 도시하고 이에 대하여 이하 상세하게 설명하고, 도 4 내지 도 6에 도시되지 않은 캡 플레이트(130)의 타 단부(B)에 대하여는 이하의 일 단부(A)의 설명을 원용한다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 캡 플레이트(130)는 서로 평행하게 배치된 제1면(133)과 제2면(135) 및 제1면(133)과 제2면(135)을 연결하며 일정한 높이(T)를 갖는 제3면(137)을 포함할 수 있다. 도 4에서는 캡 플레이트(130)의 제1면(133)을 도시하고 있고, 캡 플레이트(130)의 제1면(133)은 캔(120)의 내부를 향하는 면이다. 상술한 것과 같이 캡 플레이트(130)의 제1면(133)과 제3면(137)이 접하는 부분의 모서리에는 챔퍼(130c)가 형성되고, 이러한 챔퍼(130c)의 기울기는 가변할 수 있다.
캡 플레이트(130)는 캡 플레이트(130)의 길이 방향(x축 방향)의 제1모서리부(130e1)를 갖고, 캡 플레이트(130)의 폭 방향의 제2모서리부(130e2)를 갖는다. 제1모서리부(130e1)에는 제1챔퍼(130c1)가 위치하고, 제2모서리부(130e2)에는 제2챔퍼(130c2)가 위치한다. 이 경우 제1챔퍼(130c1)의 기울기와 제2챔퍼(130c2)의 기울기가 상이하게 형성된다. 즉 제1챔퍼(130c1)의 기울기가 제2챔퍼(130c2)의 기울기보다 크게 형성된다.
이때 제1챔퍼(130c1)의 기울기는 가변하며, 상기 제1모서리부(130e1) 중 가장 돌출된 부분에서 가장 큰 기울기를 갖는다. 즉 제1챔퍼(130c1) 중 제2챔퍼(130c2)와 연결되는 부분을 시작으로 제1모서리부(130e1) 중 가장 돌출된 부분까지 점점 가파른 기울기를 갖도록 형성된다. 이와 같이 설계하는 이유는 캡 플레이트(130)의 가장 돌출된 부분에서 캔(120)의 내부와의 응력이 최대가 되므로 이 부분에서 급격한 테이퍼를 갖도록 형성하여 캡 플레이트(130)가 받는 스트레스를 최소화 시키기 위함이다.
반면 제2챔퍼(130c2)의 기울기는 일정하며, 캡 플레이트(130)의 제2모서리부(130e2)의 어느 곳에서도 동일한 기울기를 갖는다. 따라서 제2챔퍼(130c2)의 높이(t2)와 폭(w2)도 항상 동일하게 형성된다.
한편 도 5를 참조하면 캡 플레이트(130)의 제1모서리부(130e1) 중 가장 돌출된 부분에서의 제1챔퍼(130c1)의 기울기가 도시되어 있다. 캡 플레이트(130)의 제1모서리부(130e1) 중 가장 돌출된 부분에서의 제1챔퍼(130c1)의 기울기는 제1챔퍼(130c1)의 높이(t1)를 제1챔퍼(130c1)의 폭(w1)으로 나눈 값을 의미한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 제1챔퍼(130c1)의 높이(t1)는 제1챔퍼(130c1)의 폭(w1)보다 크며, 제1챔퍼(130c1)가 최대 기울기를 갖는 부분에서 제1챔퍼(130c1)의 높이(t1)와 제1챔퍼(130c1)의 폭(w1)의 비율이 대략 1:2 로 형성될 수 있다. 바람직하게는 제1챔퍼(130c1)의 폭(w1)이 대략 0.2mm 라면, 제1챔퍼(130c1)의 높이(t1)는 대략 0.4mm 로 형성된다.
반면 도 6을 참조하면 제2챔퍼(130c2)의 기울기는 제2챔퍼(130c2)의 높이(t2)를 제2챔퍼(130c2)의 폭(w2)으로 나눈 값을 의미한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 제2챔퍼(130c2)의 높이(t2)와 제2챔퍼(130c2)의 폭(w2)은 대략적으로 동일하며, 즉 제1챔퍼(130c1)의 높이(t1)와 제1챔퍼(130c1)의 폭(w1)의 비율이 대략 1:1 로 형성될 수 있다. 바람직하게는 제1챔퍼(130c1)의 폭(w1)이 대략 0.2mm 라면, 제1챔퍼(130c1)의 높이(t1)는 대략 0.2mm 로 형성된다. 따라서 제1챔퍼(130c1) 중 가장 큰 기울기를 갖는 부분은 제2챔퍼(130c2)에 비해 약 2배 가파른 기울기로 형성된다.
캡 플레이트(130)는 캡 플레이트(130)의 길이 방향(x축 방향)의 제1모서리부(130e1)를 갖고, 캡 플레이트(130)의 폭 방향(y축 방향)의 제2모서리부(130e2)를 갖는다. 제1모서리부(130e1)에는 제1챔퍼(130c1)가 위치하고, 제2모서리부(130e2)에는 제2챔퍼(130c2)가 위치한다. 이 경우 도 4에 도시된 것과 같이 z축 방향에서 바라본 제1챔퍼(130c1)의 폭(w1)과 제2챔퍼(130c2)의 폭(w2)은 동일하다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 제1챔퍼(130c1)의 폭(w1)과 제2챔퍼(130c2)의 폭(w2)은 대략적으로 0.2mm로 형성될 수 있다.
한편 캡 플레이트(130)는 제3면(137)의 높이(T)에 해당하는 두께를 갖는데, 도 5에 도시된 것과 같이 제1챔퍼(130c1)가 최대 기울기를 갖는 부분을 기준으로 제1챔퍼(130c1)의 높이(t1)는 캡 플레이트(130)의 높이(T)의 70%이하로 형성될 수 있다. 이와 같이 설계하는 이유는 제1챔퍼(130c1)의 높이(t1)를 전체 캡 플레이트(130)의 높이(T)의 70% 이상으로 형성할 경우 캡 플레이트(130)가 캔(120)의 내벽을 지탱하는 힘이 약해지고 캡 플레이트(130)를 캔(120)에 용접하는 과정에서 불량 등의 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
한편 도 5 및 도 6을 참조하면, 제1챔퍼(130c1)의 기울기와 제2챔퍼(130c2)의 기울기가 상이하게 형성되므로 이에 따라 제1챔퍼(130c1)의 길이(d1)과 제2챔퍼(130c2)의 길이(d2)는 상이하게 형성됨을 알 수 있다. 제1챔퍼(130c1)의 길이는 제2챔퍼(130c2)의 길이보다 크게 형성될 수 있고, 제1챔퍼(130c1)는 제1모서리부(130e1) 중 가장 돌출된 부분에서 가장 큰 길이를 가질 수 있다. 도 6에 도시된 것과 같이 제1챔퍼(130c1)는 제2챔퍼(130c2)와 연결되는 부분으로부터 제1모서리부(130e1) 중 가장 돌출된 부분까지 점차적으로 증가하는 길이를 가지며, 제1모서리부(130e1) 중 가장 돌출된 부분에서 최대 길이를 가질 수 있다.
이와 같이 캡 플레이트(130)를 설계하는 이유는 캡 플레이트(130)의 가장 돌출된 부분에서 캔(120)의 내부와의 응력이 최대가 되므로 이 부분에서 급격한 테이퍼를 갖도록 형성하여 캡 플레이트(130)가 받는 스트레스를 최소화 시키기 위함이다. 이러한 캡 플레이트(130) 설계를 통해 캡 플레이트(130)의 휨 변형을 최소화 하고 캡 플레이트(130)의 소재의 변화 없이 캡 플레이트(130) 일부에 가변 챔퍼를 형성하는 것으로 캔(120)과 캡 플레이트(130)의 형합성을 향상시키고 이차 전지의 체고가 획기적으로 개선된 이차 전지를 구현할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 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 것 이다.
100: 이차 전지
110: 전극조립체
111: 제1전극판
112: 제2전극판
113: 세퍼레이터
120: 캔
130c: 챔퍼
130c1: 제1챔퍼
130c2: 제2챔퍼
130: 캡 플레이트
133: 제1면
135: 제2면
137: 제3면
130e1: 제1모서리부
130e2: 제2모서리부

Claims (11)

  1. 제1전극판, 제2전극판 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체;
    상기 전극조립체가 삽입되도록 일 측에 개구가 형성되고, 내부에 상기 전극조립체를 수용하는 캔; 및
    상기 캔의 개구를 밀폐하며, 서로 평행하게 배치된 제1면과 제2면 및 상기 제1면과 제2면을 연결하며 일정한 높이를 갖는 제3면을 포함하는 캡 플레이트;를 구비하며,
    상기 캡 플레이트의 상기 제1면과 상기 제3면이 접하는 부분에 기울기가 가변하는 챔퍼(chamfer)가 형성되고,
    상기 캡 플레이트는 길이 방향으로 연장되어 형성되고,
    상기 챔퍼는 상기 캡 플레이트의 길이 방향의 제1모서리부에 사선으로 형성된 제1챔퍼와, 상기 제1모서리부가 연장되어 형성된 상기 캡 플레이트의 폭 방향의 제2모서리부에 사선으로 형성된 제2챔퍼를 가지며,
    상기 제1챔퍼의 기울기가 상기 제2챔퍼의 기울기보다 큰, 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캡 플레이트의 상기 제1면은 상기 캔의 내부를 향하여 배치되고, 상기 캡 플레이트의 상기 제2면은 상기 캔의 외부를 향하여 배치되는, 이차 전지.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1챔퍼는 가변하는 기울기를 갖고, 상기 제2챔퍼는 일정한 기울기를 갖는, 이차 전지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 캡 플레이트의 상기 제1모서리부는 곡선으로 형성되며, 상기 제1챔퍼는 상기 제1모서리부 중 가장 돌출된 부분에서 가장 큰 기울기를 갖도록 형성되는, 이차 전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1챔퍼는 상기 제2챔퍼와 연결되는 부분으로부터 상기 제1모서리부 중 가장 돌출된 부분까지 점차적으로 증가하는 기울기를 갖는, 이차 전지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1챔퍼는 상기 캡 플레이트의 상기 제3면의 높이의 70% 이하로 형성되는, 이차 전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1챔퍼의 길이는 상기 제2챔퍼의 길이보다 큰, 이차 전지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 캡 플레이트의 상기 제1모서리부는 곡선으로 형성되며, 상기 제1챔퍼는 상기 제1모서리부 중 가장 돌출된 부분에서 가장 큰 길이를 갖도록 형성되는, 이차 전지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1챔퍼는 상기 제2챔퍼와 연결되는 부분으로부터 상기 제1모서리부 중 가장 돌출된 부분까지 점차적으로 증가하는 길이를 갖는, 이차 전지.
  11. 일 측에 개구를 갖는 캔;
    상기 캔의 개구를 통하여 상기 캔의 내부에 수용되는 전극 조립체; 및
    상기 캔의 개구를 밀봉하도록 일정한 두께를 가지며, 상기 캔의 내부에 위치하는 모서리에 사선방향으로 챔퍼(chamfer)가 형성된 캡 플레이트;를 포함하고,
    상기 챔퍼는 상기 캡 플레이트의 라운드 형상의 단부의 가장 돌출된 부분으로 갈수록 기울기가 증가하고,
    상기 캡 플레이트는 길이 방향으로 연장되어 형성되고,
    상기 챔퍼는 상기 캡 플레이트의 길이 방향의 제1모서리부에 형성된 제1챔퍼와, 상기 제1모서리부가 연장되어 형성된 상기 캡 플레이트의 폭 방향의 제2모서리부에 형성된 제2챔퍼를 가지며,
    상기 제1챔퍼의 기울기가 상기 제2챔퍼의 기울기보다 큰, 이차 전지.
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