KR102288541B1 - 이차 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 캡 플레이트의 측면에 결합 돌기를 형성하고, 결합 돌기와 대응되는 케이스의 내면에 결합 홈을 형성함으로써, 케이스와 캡 플레이트 사이의 결합력을 향상시키고 안정성을 향상시킬 수 있는 이차 전지가 개시된다.
일 예로, 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스; 및 상기 케이스의 개구부에 결합되는 캡 플레이트를 포함하고, 상기 캡 플레이트의 측면에는 상기 케이스의 내면을 향하여 돌출되는 결합 돌기가 형성되며, 상기 케이스의 상기 결합 돌기와 대응되는 내면에는 결합 홈이 형성되는 이차 전지가 개시된다.

Description

이차 전지 {Secondary Battery}
본 발명은 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(Secondary Battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 하나의 전지 셀이 팩 형태로 포장된 저용량 전지의 경우 휴대폰 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 전지 팩이 수십 개 연결된 전지 팩 단위의 대용량 전지의 경우 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
이러한 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형, 각형 및 파우치형을 들 수 있으며, 양, 음극판 사이에 절연체인 세퍼레이터(separator)를 개재하여 형성된 전극 조립체와 전해액을 케이스에 내장 설치하고, 케이스에 캡 플레이트를 설치하여 구성된다. 물론, 상기 전극 조립체에는 양극 단자 및 음극 단자가 연결되며, 이는 상기 캡 플레이트를 통하여 외부로 노출 및 돌출된다.
본 발명은 캡 플레이트의 측면에 결합 돌기를 형성하고, 결합 돌기와 대응되는 케이스의 내면에 결합 홈을 형성함으로써, 케이스와 캡 플레이트 사이의 결합력을 향상시키고 안정성을 향상시킬 수 있는 이차 전지를 제공한다.
본 발명에 따른 이차 전지는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스; 및 상기 케이스의 개구부에 결합되는 캡 플레이트를 포함하고, 상기 캡 플레이트의 측면에는 상기 케이스의 내면을 향하여 돌출되는 결합 돌기가 형성되며, 상기 케이스의 상기 결합 돌기와 대응되는 내면에는 결합 홈이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 결합 돌기는 적어도 2개가 서로 대칭적으로 형성될 수 있다.
그리고 상기 캡 플레이트는 서로 마주보는 두 쌍의 측면을 포함하며, 상기 결합 돌기는 상기 두 쌍의 측면 중 선택된 어느 하나에 각각 하나씩 형성될 수 있다.
또한, 상기 캡 플레이트는 서로 마주보는 두 쌍의 측면을 포함하며, 상기 결합 돌기는 상기 두 쌍의 측면 모두에 각각 하나씩 형성될 수 있다.
또한, 상기 캡 플레이트는 서로 마주보는 두 쌍의 측면을 포함하며, 상기 결합 돌기는 상기 두 쌍의 측면이 연결되는 모서리에 각각 하나씩 형성될 수 있다.
또한, 상기 캡 플레이트는, 상면; 상기 상면과 마주보는 하면; 및 상기 상면 및 하면을 연결하는 측면을 포함하고, 상기 결합 돌기는 상기 캡 플레이트의 측면에 형성되며, 상기 결합 돌기의 하부로부터 상기 캡 플레이트의 하면으로 이어지는 영역에는 경사면이 형성될 수 있다.
또한, 상기 결합 홈은 상기 케이스의 내면으로부터 외면을 향하여 소정 깊이 파인 홈으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 케이스의 외면 중 상기 결합 홈과 대응되는 영역에는 상기 결합 홈의 깊이만큼 돌출된 돌출부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 케이스는, 서로 이격되며 상기 케이스의 외면으로부터 내면을 향하여 소정 깊이 파인 제 1, 2 홈부; 및 상기 케이스의 내면 중 상기 제 1, 2 홈부와 대응되는 영역에서 상기 제 1, 2 홈부의 길이만큼 돌출되는 제 1, 2 돌출부를 포함하고, 상기 제 1, 2 돌출부 사이에는 결합 홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 케이스의 개구부의 내측에서 상기 결합 홈과 대응되는 상부 영역에는 경사부가 형성될 수 있다.
본 발명에 의한 이차 전지는 캡 플레이트의 측면에 결합 돌기를 형성하고, 결합 돌기와 대응되는 케이스의 내면에 결합 홈을 형성함으로써, 케이스와 캡 플레이트 사이의 결합력을 향상시키고 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 단면도이다.
도 3은 도 2의 A 부분 확대도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 서로 다른 실시예들에 따른 캡 플레이트의 평면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 서로 다른 실시예들에 따른 케이스의 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지의 단면도이다.
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" 는 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 분해 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 단면도이다. 도 3은 도 2의 A 부분 확대도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 전극 조립체(110), 케이스(120), 캡 조립체(130) 및 절연 케이스(180)를 포함한다.
상기 전극 조립체(110)는 양극판(111), 음극판(112), 및 양극판(111)과 음극판(112) 사이에 개재되는 세퍼레이터(113)로 이루어져 있다. 또한, 상기 전극 조립체(110)는 양극판(111), 음극판(112) 및 세퍼레이터(113)가 대략 젤리 롤(jelly roll)형태로 권취 될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하자면, 상기 전극 조립체(110)는 양극 활물질이 코팅된 양극판(111), 음극 활물질이 코팅된 음극판(112), 및 양극판(111)과 음극판(112) 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동만 가능하게 하는 세퍼레이터(113)로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 양극판(111)은 알루미늄(Al) 포일, 음극판(112)은 구리(Cu) 포일, 세퍼레이터(113)는 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)일 수 있으나, 본 발명에서 이러한 재질을 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 양극판(111)에는 상부로 일정 길이 돌출된 제 1 전극탭(114)이 접속될 수 있고, 음극판(112)에도 상부로 일정 길이 돌출된 제 2 전극탭(115)이 접속될 수 있다. 상기 제 1 전극탭(114)은 알루미늄(Al) 재질, 제 2 전극탭(115)은 니켈(Ni) 재질일 수 있으나, 본 발명에서 이러한 재질을 한정하는 것은 아니다. 또한, 당업자의 선택에 따라 상기 제 1 전극탭(114) 및 제 2 전극탭(115)의 극성은 상호간에 변경하는 것도 가능하다.
상기 케이스(120)는 상부가 개방된 상단 개구부(120a)를 가지며, 대략 직육면체 형태를 갖는다. 즉, 상기 케이스(120)는 상호 일정 거리 이격되어 상대적으로 넓은 면적을 갖는 한 쌍의 장변부와, 한 쌍의 장변부에 대해 상대적으로 좁은 면적을 갖는 한 쌍의 단변부와, 장변부 및 단변부의 하부에 이들과 수직으로 형성된 바닥부가 형성되어 있다.
상기 케이스(120)는 딥 드로잉 방식으로 제조되어 장변부, 단변부 및 바닥부가 일체로 형성된다. 여기서, 상기 케이스(120)는 스틸, 알루미늄 또는 그 등가물 중 선택된 어느 하나를 이용하여 형성될 수 있으나, 본 발명에서 케이스(120)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 케이스(120)에는 전극 조립체(110)와 함께 전해액(미도시)이 수용된다. 이러한 전해액은 충방전 시 이차 전지(100) 내부의 양극판(111) 및 음극판(112)에서 전기 화학적 반응에 의해 생성되는 리튬 이온의 이동 매체 역할을 하며, 이는 리튬염과 고순도 유기 용매류의 혼합물인 비수질계 유기 전해액일 수 있다. 더불어, 상기 전해액은 고분자 전해질을 이용한 폴리머일 수도 있다.
상기 케이스(120)의 장변부 또는 단변부의 상단 개구부(120a)와 인접한 영역에는 내면으로부터 일정 깊이 파인 결합 홈(125)이 형성된다. 상기 결합 홈(125)은 이후 설명될 캡 플레이트(140)의 결합 돌기(145)와 결합된다. 즉, 상기 결합 홈(125)에 의해 상기 캡 플레이트(140)가 단단히 고정될 수 있다. 따라서, 상기 케이스(120)와 캡 플레이트(140)의 결합력이 향상되며, 상기 이차 전지(100)에 충격이 가해지더라도 상기 캡 플레이트(140)의 유동이 방지되어 상기 이차 전지(100)의 리크(leak) 및 변형을 방지할 수 있다. 더불어, 상기 케이스(120)의 상단 개구부(120a)의 내측에서 상기 결합 홈(125)과 대응되는 상부 영역에는 경사부(126)가 형성된다. 이 때, 상기 경사부(126)는 상기 결합 홈(125)과는 이격되도록 형성된다. 상기 경사부(126)는 상기 결합 돌기(145)가 상기 케이스(120)의 상단 개구부(120a)를 통해 상기 결합 홈(125) 내로 용이하게 결합이 가능하도록 한다.
상기 캡 조립체(130)는 캡 플레이트(140), 절연 플레이트(150), 단자 플레이트(160) 및 전극 단자(170)를 포함한다. 상기 캡 조립체(130)는 별도의 절연케이스(180)와 결합되어 케이스(120)의 상단 개구부(120a)에 결합되어, 케이스(120)를 밀봉할 수 있다.
상기 캡 플레이트(140)는 케이스(120)의 상단 개구부(120a)에 상응하는 크기와 형상의 금속판일 수 있다. 상기 캡 플레이트(140)는 하면에 상기 절연 케이스(180)를 관통한 전극 조립체(110)의 제 1 전극탭(114)이 용접될 수 있다. 즉, 상기 캡 플레이트(140)는 전극 조립체(110)의 제 1 전극탭(114)과 동일한 극성을 갖는다.
상기 캡 플레이트(140)의 중앙에는 상면과 하면 사이를 관통하는 단자 통공(141)이 형성되며, 단자 통공(141)에는 전극 단자(170)가 삽입되어 결합된다. 상기 단자 통공(141)의 내면에는 전극 단자(170)와 캡 플레이트(140) 사이의 절연을 위해, 튜브형의 가스켓(143)이 장착된다. 상기 가스켓(143)은 상기 단자 통공(141)과 상기 전극 단자(170) 사이에 밀착되며, 전극 단자(170)와 캡 플레이트(140) 사이를 전기적으로 분리한다. 즉, 캡 플레이트(140)의 단자 통공(141)은 상기 가스켓(143)의 외경과 대응되는 크기일 수 있다.
상기 캡 플레이트(140)의 일측에는 케이스(120)의 상단 개구부(120a)에 조립된 후, 케이스(120)의 내부 공간에 전해액을 주입하기 위한 전해액 주입구(142)가 더 구비될 수 있다. 또한 상기 전해액 주입구(142)는 케이스(120)에 전해액이 주입된 이후에 마개(144)에 의해서 밀폐된다.
상기 캡 플레이트(140) 중 상기 케이스(120)의 내면과 접촉하게 되는 측면에는 돌출된 결합 돌기(145)가 형성된다. 상기 결합 돌기(145)는 적어도 2개가 대칭적으로 형성될 수 있다. 상기 결합 돌기(145)는 상기 케이스(120)와 결합 시 상기 케이스(120) 내면의 상기 결합 돌기(145)와 대응되는 영역에 형성된 결합 홈(125)과 결합된다.
특히, 도 3을 참조하면, 상기 결합 돌기(145)는 상기 캡 플레이트(140)의 상면 및 하면으로부터 이격되어 형성된다. 또한, 상기 결합 돌기(145)의 하부로부터 상기 캡 플레이트(140)의 하면으로 이어지는 영역은 경사진 경사면(146)으로 형성된다. 따라서, 상기 캡 플레이트(140)의 결합 돌기(145)는 상기 경사면(146)과 상기 경사부(126)에 의하여 용이하게 상기 케이스(120)의 내측으로 삽입되어 결합 홈(125)에 안착될 수 있다. 상기 결합 돌기(145) 및 결합 홈(125)의 결합 이후 상기 캡 플레이트(140)와 케이스(120)의 노출된 경계 영역은 용접 결합된다. 예를 들면, 레이저 빔이 상부로 노출된 상기 캡 플레이트(140)와 케이스(120)의 경계 영역에 제공됨으로써, 상기 경계 영역이 상호간 용융 및 냉각되어 용접된다.
상기 절연 플레이트(150)는 절연 물질로 형성되며, 캡 플레이트(140)와 단자 플레이트(160) 사이에 개재되어 캡 플레이트(140)와 단자 플레이트(160)를 전기적으로 분리한다. 상기 절연 플레이트(150)는 상기 캡 플레이트(140)의 단자 통공(141)과 대응되는 위치에 전극 단자(170)가 삽입되기 위한 단자 통공(151)이 구비되어 있다. 상기 절연 플레이트(150)는 상기 절연 플레이트(150)의 단자 통공(151)에 전극 단자(170)가 삽입되어 결합된다. 즉, 상기 절연 플레이트(150)의 단자 통공(151)은 상기 전극 단자(170)의 외경과 대응되는 크기일 수 있다.
상기 단자 플레이트(160)는 상면(160a)이 상기 절연 플레이트(150)의 하면에 밀착된 금속판일 수 있다. 상기 단자 플레이트(160)는 하면(160b)이 상기 절연 케이스(180)의 상면과 대향한다. 즉, 상기 단자 플레이트(160)는 상기 절연 플레이트(150)와 상기 절연 케이스(180) 사이에 개재된다. 상기 단자 플레이트(160)는 상면(160a)의 크기가 상기 절연 플레이트(150)의 하면에 크기에 비해서 더 작은 것이 바람직하다. 상기 단자 플레이트(160)는 상기 절연 플레이트(150)에 의해서 상기 캡 플레이트(140)와 전기적으로 분리된다. 상기 단자 플레이트(160)는 하면(160b)이 절연 케이스(180)를 관통한 전극 조립체(110)의 제 2 전극탭(115)과 용접되어 동일한 극성을 가질 수 있다.
상기 단자 플레이트(160)는 상기 캡 플레이트(140)의 단자 통공(141)과 대응되는 위치에 전극 단자(170)가 삽입되기 위한 단자 통공(161)이 구비되어 있다. 상기 단자 플레이트(160)의 단자 통공(161)에는 상기 전극 단자(170)가 삽입되어 결합된다. 즉, 상기 단자 플레이트(160)의 단자 통공(161)은 상기 전극 단자(170)의 외경과 대응되는 크기일 수 있다.
상기 전극 단자(170)는 캡 플레이트(140), 절연 플레이트(150) 및 단자 플레이트(160)의 단자 통공(141, 151, 161)을 관통하도록 삽입된다. 상기 전극 단자(170)는 원기둥 형상의 금속핀일 수 있다. 상기 전극 단자(170)는 단자 플레이트(160)를 통하여 전극 조립체(110)의 제 2 전극탭(115)에 전기적으로 연결된다. 상기 전극 단자(170)는 캡 플레이트(140)의 단자 통공(141)에 삽입될 때 가스켓(143)에 의하여 캡 플레이트(140)와 전기적으로 절연된다. 한편, 상기 전극 단자(170)에는 전극 조립체(110)의 형성방법에 의하여 제 1 전극탭(114)이 연결될 수 있음은 물론이다. 상기 전극 단자(170)는 일반적으로 음극 단자로 형성된다. 그러나, 이차 전지의 구조에 따라서는 반대로 형성될 수 있음은 물론이다.
상기 절연 케이스(180)는 절연 물질로 이루어지며, 상기 캡 조립체(130)와 상기 전극 조립체(110)사이에 개재되어 상기 캡 조립체(130)와 상기 전극 조립체(110) 사이를 전기적으로 절연시킨다. 또한 상기 절연 케이스(180)는 캡 조립체(130)의 제 1 전극탭(114) 및 제 2 전극탭(115)을 상부로 돌출시키기 위한 탭홀을 구비한다. 즉, 절연 케이스(180)는 상기 전극 조립체(110)의 제 1 전극탭(114) 및 제 2 전극탭(115)이 인출된 전극 조립체(110)의 상단부와 캡 조립체(130) 사이를 전기적으로 분리시킨다.
이와 같이 하여, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)는 캡 플레이트(141)의 측면에 적어도 2개의 결합 돌기(145)가 대칭적으로 형성되고, 상기 결합 돌기(145)와 대응되는 케이스(120)의 내면에는 결합 홈(125)이 형성된다. 그리고 상기 결합 돌기(145)가 상기 결합 홈(125)에 안착되므로, 상기 캡 플레이트(141) 및 케이스(120)가 단단하게 결합될 수 있다. 따라서, 상기 이차 전지(100)에 충격이 가해지더라도 상기 캡 플레이트(141)의 유동이 방지되어 상기 케이스(120)로부터 이탈되지 않으며, 상기 이차 전지(100)의 리크 및 변형을 최소화할 수 있다. 한편, 상기 결합 돌기(145)의 하부는 경사면(145)을 포함하고, 상기 케이스(120) 중 상기 결합 홈(125)의 상부에는 경사부(126)가 형성된다. 따라서, 상기 결합 돌기(145)의 경사면(145)이 상기 케이스(120)의 경사부(126)를 따라 미끄러지도록 이동함으로써 상기 결합 돌기(145)가 결합 홈(125) 내에 용이하게 안착될 수 있다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 서로 다른 실시예들에 따른 캡 플레이트의 평면도이다. 앞선 실시예와 동일한 구성에는 동일한 도면부호를 붙였으며, 이하에서는 그 차이점만을 위주로 설명하도록 한다.
먼저, 도 4a는 도 1 내지 도 3에 대응되는 캡 플레이트(140)의 평면도이다. 도 4a를 참조하면, 상기 캡 플레이트(140)는 상기 케이스(120)의 한 쌍의 단변부와 대응되는 한 쌍의 단측면에 각각 하나씩 형성된 결합 돌기(145)를 포함한다. 상기 결합 돌기(145)는 도시된 바와 같이 반원형으로 형성될 수 있으나, 이것으로 본 발명을 한정하지는 않는다. 상기 결합 돌기(145)는 상기 케이스(120)와의 결합력을 향상시키기 위해 한 쌍의 단측면 중 중앙에 형성되는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 케이스(120)의 내측에 상기 결합 돌기(145)와 대응되는 결합 홈(125)이 형성되는 것은 당연하다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 캡 플레이트(240)의 평면도이다. 도 4b를 참조하면, 상기 캡 플레이트(240)는 케이스의 한 쌍의 장변부와 대응되는 한 쌍의 장측면에 각각 하나씩 형성된 결합 돌기(245)를 포함한다. 상기 결합 돌기(245)는 도시된 바와 같이 반원형으로 형성될 수 있으나, 이것으로 본 발명을 한정하지는 않는다. 상기 결합 돌기(245)는 상기 케이스와의 결합력을 향상시키기 위해 한 쌍의 장측면 중 중앙에 형성되는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 케이스의 내측에는 상기 결합 돌기(245)와 대응되는 결합 홈이 형성되는 것은 당연하다.
도 4c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 캡 플레이트(340)의 평면도이다. 도 4c를 참조하면, 상기 캡 플레이트(340)는 케이스의 한 쌍의 단변부 및 장변부와 대응되는 한 쌍의 단측면 및 장측면에 각각 하나씩 형성된 결합 돌기(345)를 포함한다. 즉, 상기 캡 플레이트(340)의 모든 측면에 하나씩 결합 돌기(345)가 형성된다. 상기 결합 돌기(345)는 도시된 바와 같이 반원형으로 형성될 수 있으나, 이것으로 본 발명을 한정하지는 않는다. 상기 결합 돌기(345)는 상기 케이스와의 결합력을 향상시키기 위해 단측면 및 장측면의 중앙에 형성되는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 케이스의 내측에는 상기 결합 돌기(345)와 대응되는 결합 홈이 형성되는 것은 당연하다.
도 4d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 캡 플레이트(440)의 평면도이다. 도 4d를 참조하면, 상기 캡 플레이트(440)는 단측면 및 장측면을 이어주는 각각의 모서리에 하나씩 형성된 결합 돌기(445)를 포함한다. 상기 결합 돌기(445)는 도시된 바와 같이 원형으로 형성될 수 있으나, 이것으로 본 발명을 한정하지는 않는다. 또한, 상기 케이스의 내측에는 상기 결합 돌기(445)와 대응되는 결합 홈이 형성되는 것은 당연하다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 서로 다른 실시예들에 따른 케이스의 부분 단면도이다. 여기서, 도면 상의 왼쪽이 케이스의 내측에 해당되며, 도면 상의 오른쪽이 케이스의 외측에 해당된다. 앞선 실시예와 동일한 구성들은 생략되었으며, 이하에서는 차이점만을 위주로 설명하도록 한다.
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 케이스(520)의 부분 단면도이다. 도 5a를 참조하면, 상기 케이스(520)는 내면으로부터 일정 깊이 파인 결합 홈(525a)을 포함한다. 또한, 상기 케이스(520)의 상기 결합 홈(525a)과 대응되는 외측에는 외면으로부터 일정 길이 돌출된 돌출부(525b)가 형성된다. 이 때, 상기 결합 홈(525a)의 깊이 및 돌출부(525b)의 돌출된 길이는 대략 동일하다. 즉, 상기 케이스(520)의 결합 홈(525a)은 지그로 가압함으로써 형성될 수 있다. 상기 결합 홈(525a) 및 돌출부(525b)는 도시된 바와 같이 반원형으로 형성될 수 있으나, 이것으로 본 발명을 한정하지는 않는다. 또한, 도시되지는 않았지만 상기 결합 홈(525a)의 상부에는 도 1 내지 도 3의 실시예와 같이 경사부가 형성될 수도 있다. 더불어, 상기 결합 홈(525a)과 대응되는 캡 플레이트의 측면에 결합 돌기가 형성되어 서로 결합됨은 당연하다.
도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 케이스(620)의 부분 단면도이다. 도 5b를 참조하면, 상기 케이스(620)는 외면으로부터 일정 깊이 파인 제 1, 2 홈부(626a, 627a)를 포함한다. 또한, 상기 케이스(620)의 상기 제 1, 2 홈부(626a, 627a)와 대응되는 내측에는 내면으로부터 일정 길이 돌출된 제 1, 2 돌출부(626b, 627b)를 포함한다. 이 때, 상기 제 1, 2 홈부(626a, 627a)의 깊이 및 상기 제 1, 2 돌출부(626b, 627b)의 돌출된 길이는 대략 동일하다. 즉, 상기 케이스(620)의 제 1, 2 홈부(626a, 627a) 및 제 1, 2 돌출부(626b, 627b)는 지그로 가압함으로써 형성될 수 있다. 상기 제 1, 2 홈부(626a, 627a) 및 제 1, 2 돌출부(626b, 627b)는 도시된 바와 같이 반원형으로 형성될 수 있으나, 이것으로 본 발명을 한정하지는 않는다.
한편, 상기 제 1, 2 홈부(626a, 627a)는 서로 이격되며, 상기 제 1, 2 돌출부(626b, 627b) 역시 서로 이격된다. 그리고 상기 제 1, 2 돌출부(626b, 627b)의 사이에는 결합 홈(625)이 형성된다. 상기 결합 홈(625)과 대응되는 캡 플레이트의 측면에는 결합 돌기가 형성되며, 상기 결합 홈(625) 및 결합 돌기는 서로 결합된다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지(700)는 전극 조립체(710), 제 1 단자(720), 제 2 단자(730), 케이스(740) 및 캡 조립체(750)를 포함한다.
상기 전극 조립체(710)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 제 1 전극판(711), 세퍼레이터(713), 제 2 전극판(712)의 적층체가 권취되거나 겹쳐서 형성된다. 여기서, 상기 제 1 전극판(711)은 음극 역할을 할 수 있으며, 상기 제 2 전극판(712)은 양극 역할을 할 수 있다. 물론, 그 반대도 가능하다.
상기 제 1 전극판(711)은 구리, 구리 합금, 니켈 또는 니켈 합금과 같은 금속 포일로 형성된 제 1 전극 집전체에 흑연 또는 탄소 등의 제 1 전극 활물질이 도포되어 형성되며, 제 1 전극 활물질이 도포되지 않는 영역인 제 1 전극 무지부(711a)를 포함한다. 상기 제 1 전극 무지부(711a)는 제 1 전극판(711)과, 제 1 전극판 외부 간의 전류 흐름의 통로가 된다. 한편, 본 발명에서 제 1 전극판(711)의 재질이 한정되지 않는다.
상기 제 2 전극판(712)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 금속 포일로 형성된 제 2 전극 집전체에 전이금속산화물 등의 제 2 전극 활물질이 도포되어 형성되며, 제 2 전극 활물질이 도포되지 않은 영역인 제 2 전극 무지부(712a)를 포함한다. 상기 제 2 전극 무지부(712a)는 제 2 전극판(712)과, 제 2 전극판 외부 간의 전류 흐름의 통로가 된다. 한편, 본 발명에서 제 2 전극판(712)의 재질이 한정되지 않는다.
상기와 같은 제 1 전극판(711) 및 제 2 전극판(712)은 극성을 달리하여 배치될 수 있다.
상기 세퍼레이터(713)는 상기 제 1 전극판(711)과 제 2 전극판(712) 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 하며, 폴리에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 복합 필름으로 이루어질 수 있다. 한편, 본 발명에서 상기 세퍼레이터(713)의 재질이 한정되지 않는다.
상기와 같은 전극 조립체(710)의 양측 단부에는 상기 제 1 전극판(711)과 제 2 전극판(712) 각각에 전기적으로 연결되는 제 1 단자(720) 및 제 2 단자(730)가 위치된다.
이러한 전극 조립체(710)는 실질적으로 전해액과 함께 상기 케이스(740)에 수납된다. 상기 전해액은 EC, PC, DEC, EMC, DMC와 같은 유기 용매에 LiPF6, LiBF4와 같은 리튬염으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 전해액은 액체, 고체 또는 겔상일 수 있다.
상기 제 1 단자(720)는 금속으로 형성되며, 상기 제 1 전극판(711)과 전기적으로 연결된다. 상기 제 1 단자(720)는 제 1 집전판(721), 제 1 단자 기둥(722) 및 제 1 단자 플레이트(723)를 포함한다.
상기 제 1 집전판(721)은 상기 전극 조립체(710)의 일측 단부로 돌출된 제 1 전극 무지부(711a)와 접촉된다. 실질적으로, 상기 제 1 집전판(721)은 상기 제 1 전극 무지부(711a)에 용접된다. 상기 제 1 집전판(721)은 대략 '┎' 형태로 형성되며, 상부에는 단자홀(721a)이 형성된다. 상기 단자홀(721a)에는 상기 제 1 단자 기둥(722)이 끼워져 리벳팅 또는 용접된다. 이러한 상기 제 1 집전판(721)은 예를 들면 구리 또는 구리 합금으로 제조된다. 그러나, 이러한 재질로 제 1 집전판(721)이 한정되지 않는다.
상기 제 1 단자 기둥(722)은 후술되는 캡 플레이트(751)를 관통하여 상부로 일정 길이 돌출 및 연장되며, 상기 캡 플레이트(751)의 하부에서 상기 제 1 집전판(721)과 전기적으로 연결된다. 상기 제 1 단자 기둥(722)은 상기 캡 플레이트(751)의 상부로 일정 길이 돌출 및 연장된 동시에, 상기 캡 플레이트(751)의 하부에는 상기 제 1 단자 기둥(722)이 상기 캡 플레이트(751)로부터 빠지지 않도록 플랜지(722a)가 형성된다. 상기 제 1 단자 기둥(722)에서 상기 플랜지(722a)의 하부에 위치하는 영역은 상기 제 1 집전판(721)의 제 1 단자홀(721a)에 끼워진 후 리벳팅 또는 용접된다. 여기서, 상기 제 1 단자 기둥(722)은 상기 캡 플레이트(751)와 전기적으로 절연된다. 이러한 상기 제 1 단자 기둥(722)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조된다. 그러나, 이러한 재질로 제 1 단자 기둥(722)이 한정되지 않는다.
상기 제 1 단자 플레이트(723)는 홀(723a)을 갖는다. 그리고 상기 홀(723a)에는 상기 제 1 단자 기둥(722)이 결합되고 용접된다. 즉, 상부로 노출된 상기 제 1 단자 기둥(722)과 상기 제 1 단자 플레이트(723)의 경계 영역은 상호간 용접된다. 예를 들면, 레이저 빔이 상부로 노출된 상기 제 1 단자 기둥(722)과 제 1 단자 플레이트(723)의 경계 영역에 제공됨으로써, 상기 경계 영역이 상호간 용융 및 냉각되어 용접된다.
상술한 바와 같이, 상기 제 1 단자 기둥(722)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 상기 제 1 단자 플레이트(723) 역시 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성된다. 따라서, 상기 제 1 단자 기둥(722)과 상기 제 1 단자 플레이트(723) 사이의 용접이 용이하게 수행될 뿐만 아니라 용접 품질도 우수하다. 그러나, 이러한 재질로 상기 제 1 단자 기둥(722) 및 제 1 단자 플레이트(723)가 한정되지 않는다.
더불어, 상기 제 1 단자 플레이트(723)에 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 버스바(도시되지 않음) 역시 용이하게 용접된다.
상기 제 2 단자(730) 역시 금속으로 형성되며, 상기 제 2 전극판(712)과 전기적으로 연결된다. 상기 제 2 단자(730)는 제 2 집전판(731), 제 2 단자 기둥(732) 및 제 2 단자 플레이트(733)를 포함한다.
상기 제 2 집전판(731)은 상기 전극 조립체(710)의 일측 단부로 돌출된 상기 제 2 전극 무지부(712a)와 접촉된다. 상기 제 2 집전판(731)은 대략 '┑' 형태로 형성되며, 상부에는 단자홀(731a)이 형성된다. 상기 단자홀(731a)에는 상기 제 2 단자 기둥(732)이 끼워져 결합된다. 이러한 상기 제 2 집전판(731)은 예를 들면 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조된다. 그러나, 이러한 재질로 제 2 집전판(731)이 한정되지 않는다.
상기 제 2 단자 기둥(732)은 후술되는 캡 플레이트(751)를 관통하여 상부로 일정 길이 돌출 및 연장되며, 상기 캡 플레이트(751)의 하부에서 상기 제 2 집전판(731)과 전기적으로 연결된다. 상기 제 2 단자 기둥(732)은 상기 캡 플레이트(751)의 상부로 일정 길이 돌출 및 연장된 동시에, 상기 캡 플레이트(751)의 하부에는 상기 제 2 단자 기둥(732)이 캡 플레이트(751)로부터 빠지지 않도록 플랜지(732a)가 형성된다. 상기 제 2 단자 기둥(732)에서 플랜지(732a)의 하부에 위치하는 영역은 상기 제 2 집전판(731)의 제 2 단자홀(731a)에 끼워진 후 리벳팅 또는 용접된다. 여기서, 상기 제 2 단자 기둥(732)은 상기 캡 플레이트(751)와 전기적으로 절연된다. 이러한 제 2 단자 기둥(732)은 예를 들면 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조된다. 그러나, 이러한 재질로 제 2 단자 기둥(732)이 한정되지 않는다.
상기 제 2 단자 플레이트(733)는 홀(733a)을 갖는다. 그리고 상기 홀(733a)에는 상기 제 2 단자 기둥(732)이 결합되고 용접된다. 즉, 상부로 노출된 상기 제 2 단자 기둥(732)과 제 2 단자 플레이트(733)의 경계 영역은 상호간 용접된다. 예를 들면, 레이저 빔이 상부로 노출된 상기 제 2 단자 기둥(732)과 제 2 단자플레이트(733)의 경계 영역에 제공됨으로써, 상기 경계 영역이 상호간 용융 및 냉각되어 용접된다.
상술한 바와 같이, 상기 제 2 단자 기둥(732)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 상기 제 2 단자 플레이트(733) 역시 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성된다. 따라서, 상기 제 2 단자 기둥(732)과 상기 제 2 단자 플레이트(733) 사이의 용접이 용이하게 수행될 뿐만 아니라 용접 품질도 우수하다. 그러나, 이러한 재질로 상기 제 2 단자 기둥(732) 및 제 2 단자 플레이트(733)가 한정되지 않는다.
더불어, 제 2 단자 플레이트(733)에 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 버스바(도시되지 않음)가 용이하게 용접된다. 여기서, 상기 제 2 단자 플레이트(733)는 캡 플레이트(751)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 따라서 이하에서 설명될 캡 플레이트(751) 및 케이스(740)는 상기 제 2 단자(730)와 같은 극성(예를 들면, 양극)을 가질 수 있다.
여기서, 상기 전극 조립체(710)의 권취 축(도 6에서 좌우 방향의 수평축)은 상기 제 1 단자(720)의 제 1 단자 기둥(722)이 갖는 단자 축(도 6에서 상하 방향의 수직축)과, 상기 제 2 단자(730)의 제 2 단자 기둥(732)이 갖는 단자 축(도 6에서 상하 방향의 수직축)에 대하여 대략 수직 또는 대략 직각의 관계를 갖는다.
상기 케이스(740)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 형성되며, 상기 전극 조립체(710), 제 1 단자(720) 및 제 2 단자(730)가 삽입 안착될 수 있는 개구부가 형성된 대략 육면체 형상으로 이루어진다. 즉, 상기 케이스(740)는 상호 일정 거리 이격되어 서로 마주보는 두 쌍의 측변부와 상기 두 쌍의 측변부의 하부에 이들과 수직으로 형성된 바닥부를 포함한다. 한편, 도 6에서는, 상기 케이스(740)와 캡 조립체(750)가 결합된 상태로 도시되고 있으므로 개구부가 도시되지 않았지만, 상기 캡 조립체(750)의 둘레 부분이 실질적으로 개방된 부분이다. 또한, 상기 케이스(740)의 내면은 절연 처리되어 상기 전극 조립체(710), 제 1 단자(720), 제 2 단자(730) 및 캡 조립체(750)와 절연될 수 있다.
상기 케이스(740)의 두 쌍의 측변부 중 적어도 하나의 상기 개구부와 인접한 영역에는 내면으로부터 일정 깊이 파인 결합 홈(745)이 형성된다. 상기 결합 홈(745)은 이후 설명될 캡 플레이트(751)의 결합 돌기(755)와 결합되어 상기 케이스(740)와 캡 플레이트(751)의 결합력을 향상시키고, 상기 캡 플레이트(751)의 유동을 방지할 수 있다. 또한, 상기 케이스(740)의 결합 홈(745) 상부에는 상기 결합 돌기(755)가 상기 케이스(740)의 결합 홈(745) 내로 용이하게 결합이 가능하도록 경사진 경사부(746)가 형성될 수 있다. 한편, 상기 케이스(740)의 결합 홈은 경우에 따라 도 5a 또는 도 5b의 형태로 형성될 수도 있다.
상기 캡 조립체(750)는 상기 케이스(740)에 결합된다. 상기 캡 조립체(750)는 구체적으로 캡 플레이트(751), 시일 가스켓(752c), 마개(753), 안전벤트(754), 상부 절연부재(752a) 및 하부 절연부재(752b)를 포함한다.
상기 캡 플레이트(751)는 상기 케이스(740)의 개구를 밀봉하며, 상기 케이스(740)와 동일한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 캡 플레이트(751)는 레이저 용접 방식으로 상기 케이스(740)에 결합될 수 있다. 여기서, 상기 캡 플레이트(751)는 상술한 바와 같이 상기 제 2 단자(730)와 동일한 극성을 가질 수 있으므로, 상기 캡 플레이트(751) 및 케이스(740)는 동일한 극성을 가질 수 있다.
상기 캡 플레이트(751)의 중 상기 케이스(740)의 내면과 접촉하게 되는 측면에는 돌출된 결합 돌기(755)가 형성된다. 상기 결합 돌기(755)는 적어도 2개가 대칭적으로 형성될 수 있다. 상기 결합 돌기(755)는 상기 케이스(740)와 캡 플레이트(751)가 결합 시 상기 케이스(740) 내면에 상기 결합 돌기(755)와 대응되는 영역에 형성된 결합 홈(745)에 안착된다.
특히, 상기 결합 돌기(755)는 상기 캡 플레이트(751)의 상면 및 하면과 이격되어 형성된다. 또한, 상기 결합 돌기(755)의 하부로부터 상기 캡 플레이트(751)의 하면으로 이어지는 영역은 경사진 경사면(756)으로 형성된다. 따라서, 상기 캡 플레이트(751)의 결합 돌기(755)는 상기 경사면(756)과 상기 경사부(746)에 의하여 용이하게 상기 결합 홈(745)에 안착될 수 있다. 상기 결합 돌기(755) 및 결합 홈(745)의 결합 이후 상기 캡 플레이트(751)와 케이스(740)의 노출된 경계 영역은 용접 결합된다. 예를 들면, 레이저 빔이 상부로 노출된 상기 캡 플레이트(751)와 케이스(740)의 경계 영역에 제공됨으로써, 상기 경계 영역이 상호간 용융 및 냉각되어 용접된다.
한편, 상기 캡 플레이트(751)는 서로 마주보는 두 쌍의 측면을 포함한다. 여기서, 상기 결합 돌기(755)의 형성 위치는 앞서 설명한 도 4a 내지 도 4d 중 선택된 어느 하나로 결정될 수 있다, 즉, 상기 결합 돌기(755)는 두 쌍의 측면 중 선택된 어느 하나의 중앙부에 각각 하나씩 형성되거나, 두 쌍의 측면의 중앙부 모두에 각각 하나씩 형성되거나, 두 쌍의 측면을 연결하는 모서리에 하나씩 형성될 수 있다. 이 때, 상기 케이스(740) 내측의 상기 결합 돌기(755)와 대응되는 영역에 결합 홈(745)이 형성되는 것은 당연하다.
상기 시일 가스켓(752c)은 절연성 재질로 상기 제 1 단자 기둥(722) 및 제 2 단자 기둥(732) 각각과 캡 플레이트(751) 사이에 형성되어, 상기 제 1 단자 기둥(722) 및 제 2 단자 기둥(732) 각각과 캡 플레이트(751) 사이를 밀봉시킨다. 이러한 시일 가스켓(752c)은 외부의 수분이 상기 이차 전지(700)의 내부에 침투하지 못하도록 하거나, 상기 이차 전지(700)의 내부에 수용된 전해액이 외부로 유출되지 못하도록 한다.
상기 마개(753)는 상기 캡 플레이트(751)의 전해액 주입구(751a)를 밀봉하며, 상기 안전벤트(754)는 상기 캡 플레이트(751)의 벤트홀(751b)에 설치되며, 설정된 압력에서 개방될 수 있도록 노치(754a)가 형성된다.
상기 상부 절연부재(752a)는 상기 제 1 단자 기둥(722) 및 제 2 단자 기둥(732) 각각과 캡 플레이트(751) 사이에 형성된다. 또한, 상기 상부 절연부재(752a)는 상기 캡 플레이트(751)와 밀착된다. 더욱이, 상기 상부 절연부재(752a)는 상기 시일 가스켓(752c)에도 밀착될 수 있다. 이러한 상부 절연부재(752a)는 상기 제 1 단자 기둥(722) 및 제 2 단자 기둥(732)과 캡 플레이트(751)를 절연시킨다.
상기 하부 절연부재(752b)는 상기 제 1 집전판(721) 및 제 2 집전판(731) 각각과 캡 플레이트(751) 사이에 형성되어, 불필요한 단락의 발생을 방지한다. 즉, 상기 하부 절연부재(752b)는 상기 제 1 집전판(721)과 캡 플레이트(751) 사이의 단락, 그리고 상기 제 2 집전판(731)과 캡 플레이트(751) 사이의 단락을 방지한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지(800)는 전극 조립체(810), 제 1 단자(820), 제 2 단자(830), 케이스(740) 및 캡 조립체(750)를 포함한다. 여기서, 상기 전극 조립체(810), 제 1 단자(820) 및 제 2 단자(830)는 상술한 이차 전지(700)의 전극 조립체(710), 제 1 단자(720) 및 제 2 단자(720)와 동일 또는 유사한 구조를 가지므로 증복된 설명은 최소화하도록 한다. 상기 이차 전지(800)는 전극 조립체(810)와 제 1, 2 단자(820, 830) 사이의 접속 관계에 있어서 앞선 도 6에 따른 이차 전지(700)와 다른 구조를 갖는다. 따라서, 이하에서는 상기 전극 조립체(810)와 제 1, 2 단자(820, 830) 사이의 접속 관계를 위주로 설명하도록 한다.
상기 전극 조립체(810)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 제 1 전극판(811), 세퍼레이터(813), 제 2 전극판(812)의 적층체가 권취되거나 겹쳐서 형성된다. 또한, 상기 제 1 단자(820)는 상기 제 1 전극판(811)과 전기적으로 연결되며, 제 1 단자 기둥(822) 및 제 1 단자 플레이트(723)를 포함한다. 상기 제 2 단자(830)는 상기 제 2 전극판(812)과 전기적으로 연결되며, 제 1 단자 기둥(832) 및 제 1 단자 플레이트(733)를 포함한다.
상기 전극 조립체(810)가 갖는 권취 축은 상기 제 1 단자(820)의 제 1 단자 기둥(822)이 갖는 단자 축 및 상기 제 2 단자(830)의 제 2 단자 기둥(832)이 갖는 단자 축에 대략 평행 또는 대략 수평하게 형성된다. 여기서, 권취 축 및 단자 축은 도 7에서 상하 방향으로 형성된 축을 의미하며, 권취 축 및 단자 축이 대략 평행 또는 수평하다는 것은 권취 축 및 단자 축을 길게 늘여도 서로 만나지 않거나, 또는 아주 길게 늘일 경우 서로 만날 수 있음을 의미한다.
또한, 상기 전극 조립체(810)와 제 1 단자(820)의 제 1 단자 기둥(822) 사이에는 제 1 전극 탭(811a)이 개재되고, 상기 전극 조립체(810)와 제 2 단자(830)의 제 2 단자 기둥(832) 사이에는 제 2 전극 탭(812a)이 개재된다. 즉, 상기 제 1 전극 탭(811a)은 상기 전극 조립체(810)의 상단으로부터 상기 제 1 단자(820)중 제 1 단자 기둥(822)의 하단을 향하여 연장되어, 상기 제 1 단자 기둥(822)에 구비된 평평한 플랜지(822a)에 전기적으로 접속 또는 용접된다. 또한, 상기 제 2 전극 탭(812a)은 상기 전극 조립체(810)의 상단으로부터 상기 제 2 단자(830)중 제 2 단자 기둥(832)의 하단을 향하여 연장되어, 상기 제 2 단자 기둥(832)에 구비된 평평한 플랜지(832a)에 전기적으로 접속 또는 용접된다.
실질적으로, 상기 제 1 전극 탭(811a)은 상기 전극 조립체(810)의 제 1 전극판(811) 중 제 1 활물질(811b)이 도포되지 않은 제 1 무지부 자체이거나, 또는 제 1 무지부에 접속된 별도 부재일 수 있다. 여기서, 상기 제 1 무지부의 재질은 제 1 전극판의 재질과 동일하고, 별도 부재의 재질은 니켈, 니켈 합금, 구리, 구리 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금 및 그 등가물 중에서 선택된 하나일 수 있다.
또한, 실질적으로, 상기 제 2 전극 탭(812a)은 상기 전극 조립체(810)의 제 2 전극판(812) 중 제 2 활물질(미도시)이 도포되지 않은 제 2 무지부 자체이거나, 또는 상기 제 2 무지부에 접속된 별도의 부재일 수 있다. 여기서, 상기 제 2 무지부의 재질은 제 2 전극판의 재질과 동일하고, 별도 부재의 재질은 알루미늄, 알루미늄 합금, 니켈, 니켈 합금, 구리, 구리 합금 및 그 등가물 중에서 선택된 하나일 수 있다.
이와 같이, 상기 전극 조립체(810)가 갖는 권취 축과 상기 제 1, 2 단자(820, 830)가 갖는 단자 축이 상호간 대략 평행 또는 수평하게 형성됨으로써, 전해액 주입 시 전극 조립체의 전해액 함침성이 우수할 뿐만 아니라, 과충전 시 내부 가스가 안전벤트로 신속하게 이동하여 안전벤트가 빠르게 동작한다.
또한, 상기 전극 조립체(810)가 갖는 전극 탭(811a, 812a, 무지부 자체 또는 별도 부재)이 직접 단자에 전기적으로 접속되어 전기적 경로가 짧아짐으로써, 이차 전지의 내부 저항이 감소할 뿐만 아니라 부품 개수가 감소한다.
이와 같이, 본 발명에서는 전극 조립체에 구비된 전극 탭이 단자에 직접 전기적으로 접속됨으로써, 전극 조립체와 단자 사이의 전기적 접속 공정이 간단할 뿐만 아니라, 부품 개수도 감소한다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 이차 전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100; 이차 전지 110; 전극 조립체
120, 520, 620; 케이스 125, 525a, 625; 결합 홈
126; 경사부 130; 캡 조립체
140, 240, 340, 440; 캡 플레이트 145, 245, 345, 445; 결합 돌기
146; 경사면 150; 절연 플레이트
160; 단자 플레이트 170; 전극 단자
180; 절연케이스 700, 800; 이차 전지
710, 810; 전극 조립체 720, 820; 제 1 단자
730, 830; 제 2 단자 740; 케이스
745; 결합 홈 746; 경사부
750; 캡 조립체 751; 캡 플레이트
755; 결합 돌기 756; 경사면

Claims (10)

  1. 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 수용하는 케이스; 및
    상기 케이스의 개구부에 결합되는 캡 플레이트를 포함하고,
    상기 캡 플레이트의 측면에는 상기 케이스의 내면을 향하여 돌출되는 결합 돌기가 형성되며, 상기 케이스의 상기 결합 돌기와 대응되는 내면에는 결합 홈이 형성되고,
    상기 캡 플레이트는, 상면; 상기 상면과 마주보는 하면; 및 상기 상면 및 하면을 연결하는 측면을 포함하고, 상기 결합 돌기는 상기 캡 플레이트의 측면에 형성되되 상기 상면 및 하면으로부터 이격되어 형성되며, 상기 결합 돌기의 하부로부터 상기 캡 플레이트의 하면으로 이어지는 영역에는 경사면이 형성되며,
    상기 결합 홈은 상기 개구부와 인접한 영역에 형성되되 상기 케이스의 내면으로부터 외면을 향하여 소정 깊이 파인 홈으로 형성되고,
    상기 케이스의 개구부의 내측에서 상기 결합 홈과 대응되는 상부 영역에는 경사부가 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합 돌기는 적어도 2개가 서로 대칭적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 캡 플레이트는 서로 마주보는 두 쌍의 측면을 포함하며,
    상기 결합 돌기는 상기 두 쌍의 측면 중 선택된 어느 하나에 각각 하나씩 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 캡 플레이트는 서로 마주보는 두 쌍의 측면을 포함하며,
    상기 결합 돌기는 상기 두 쌍의 측면 모두에 각각 하나씩 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 캡 플레이트는 서로 마주보는 두 쌍의 측면을 포함하며,
    상기 결합 돌기는 상기 두 쌍의 측면이 연결되는 모서리에 각각 하나씩 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡 플레이트는,
    상면;
    상기 상면과 마주보는 하면; 및
    상기 상면 및 하면을 연결하는 측면을 포함하고,
    상기 결합 돌기는 상기 캡 플레이트의 측면에 형성되며,
    상기 결합 돌기의 하부로부터 상기 캡 플레이트의 하면으로 이어지는 영역에는 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합 홈은 상기 케이스의 내면으로부터 외면을 향하여 소정 깊이 파인 홈으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 케이스의 외면 중 상기 결합 홈과 대응되는 영역에는 상기 결합 홈의 깊이만큼 돌출된 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스는,
    서로 이격되며 상기 케이스의 외면으로부터 내면을 향하여 소정 깊이 파인 제 1, 2 홈부; 및
    상기 케이스의 내면 중 상기 제 1, 2 홈부와 대응되는 영역에서 상기 제 1, 2 홈부의 길이만큼 돌출되는 제 1, 2 돌출부를 포함하고,
    상기 제 1, 2 돌출부 사이에는 결합 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  10. 삭제
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