KR102293970B1 - Cap Assembly Comprising Current Interruptive Device Made of Bimetal - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 전극조립체가 내장된 원통형 전지케이스의 개방 상단에 장착되는 캡 어셈블리로서, 전극조립체의 양극 리드 또는 음극 리드에 전기적으로 연결되어 있으며, 중앙 부위가 상향 돌출된 중앙 돌출부를 포함하고 있는 접속 플레이트; 상기 접속 플레이트 상에서, 접속 플레이트의 중앙 돌출부에 접촉되어 있는 중앙 접속부를 포함하고 있으며, 소정의 온도 범위에서, 상기 중앙 접속부가 상부 방향으로 파열됨으로써, 상기 접속 플레이트와의 전기적 접속을 차단하는 전류 차단 부재(Current Interruptive Device; CID); 상기 접속 플레이트의 중앙 돌출부 및 전류 차단 부재의 중앙 접속부를 제외한 나머지 부위를 절연하도록, 접속 플레이트와 전류 차단 부재 사이의 나머지 부위 중에서, 적어도 일 부위에 개재되는 절연 부재; 상기 전류 차단 부재 상에 위치하며, 전지셀의 양극 단자 또는 음극 단자를 형성하도록, 적어도 일 부위가 상기 전류 차단 부재에 접촉되어 있는 전극 단자부; 및 상기 접속 플레이트, 전류 차단 부재, 절연 부재 및 전극 단자부의 외주변을 동시에 감싸는 구조로 이루어진 가스켓;을 포함하고 있고, 상기 전류 차단 부재는 열팽창 계수가 상이한 이종의 금속을 포함하는 바이메탈로 이루어진 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리를 제공한다.The present invention is a cap assembly mounted on the open top of a cylindrical battery case in which an electrode assembly is embedded, electrically connected to a positive electrode lead or a negative electrode lead of the electrode assembly, and a connection including a central protrusion with a central portion protruding upward plate; A current blocking member comprising a central connection portion on the connection plate in contact with a central protrusion of the connection plate, wherein the central connection portion is ruptured upward in a predetermined temperature range, thereby interrupting electrical connection with the connection plate (Current Interruptive Device; CID); an insulating member interposed in at least one portion of the remaining portions between the connection plate and the current blocking member so as to insulate the remaining portions except for the central protrusion of the connection plate and the central connection portion of the current blocking member; an electrode terminal portion positioned on the current blocking member and having at least one portion in contact with the current blocking member to form a positive terminal or a negative terminal of the battery cell; and a gasket configured to simultaneously cover the outer periphery of the connection plate, the current blocking member, the insulating member, and the electrode terminal part, wherein the current blocking member is made of a bimetal including different types of metals having different coefficients of thermal expansion A cap assembly is provided.

Description

바이메탈로 이루어진 전류 차단 부재를 포함하는 캡 어셈블리 {Cap Assembly Comprising Current Interruptive Device Made of Bimetal}Cap Assembly Comprising Current Interruptive Device Made of Bimetal

본 발명은 바이메탈로 이루어진 전류 차단 부재를 포함하는 캡 어셈블리에 관한 것이다.The present invention relates to a cap assembly including a current blocking member made of a bimetal.

최근, 화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력저장장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.Recently, an increase in the price of an energy source due to the depletion of fossil fuels, interest in environmental pollution is amplified, and the demand for an eco-friendly alternative energy source is becoming an indispensable factor for future life. Accordingly, research on various power production technologies such as nuclear power, solar power, wind power, and tidal power is continuing, and power storage devices for using the generated energy more efficiently are also of great interest.

특히, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.In particular, as technology development and demand for mobile devices increase, the demand for batteries as an energy source is rapidly increasing, and accordingly, many studies on batteries capable of meeting various needs are being conducted.

대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.Typically, in terms of battery shape, there is a high demand for prismatic secondary batteries and pouch-type secondary batteries that can be applied to products such as mobile phones with thin thickness, and in terms of materials, they have advantages such as high energy density, discharge voltage, and output stability. Demand for lithium secondary batteries such as lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries is high.

또한, 이차전지는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막이 적층된 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤형(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체 등을 들 수 있으며, 최근에는, 상기 젤리-롤형 전극조립체 및 스택형 전극조립체가 갖는 문제점을 해결하기 위해, 상기 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 진일보한 구조의 전극조립체로서, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 단위셀들을 분리필름 상에 위치시킨 상태에서 순차적으로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체가 개발되었다.In addition, secondary batteries are classified according to the structure of an electrode assembly in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive and negative electrodes are stacked. A jelly-roll type (winding type) electrode assembly with a structure wound with a separator interposed therebetween, a stack type (stacked type) electrode assembly in which a plurality of positive and negative electrodes cut in units of a predetermined size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween and the like. A stack/folding type electrode assembly having a structure in which unit cells in which positive and negative electrodes are stacked with a separator interposed therebetween are sequentially wound on a separation film has been developed.

또한, 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.In addition, depending on the shape of the battery case, the secondary battery consists of a cylindrical battery and a prismatic battery in which the electrode assembly is embedded in a cylindrical or prismatic metal can, and a pouch-type battery in which the electrode assembly is embedded in a pouch-type case of an aluminum laminate sheet. classified.

도 1에는 종래의 원통형 전지셀의 구조를 개략적으로 나타낸 수직 단면도가 도시되어 있다.1 is a vertical cross-sectional view schematically showing the structure of a conventional cylindrical battery cell.

도 1을 참조하면, 원통형 전지셀(100)은 권취형 구조의 전극조립체(120)를 원통형의 셀 케이스(130)에 수납하고, 셀 케이스(130) 내에 전해액을 주입한 후에, 셀 케이스(130)의 개방 상단에 전극 단자(예를 들어, 양극 단자; 도시하지 않음)가 형성되어 있는 캡 어셈블리(140)를 결합하여 제작한다.Referring to FIG. 1 , the cylindrical battery cell 100 accommodates the wound electrode assembly 120 in the cylindrical cell case 130 , and after injecting the electrolyte into the cell case 130 , the cell case 130 . ) is manufactured by combining the cap assembly 140 having an electrode terminal (eg, a positive electrode terminal; not shown) formed on the open top.

전극조립체(120)는 양극(121)과 음극(122), 및 분리막(123)을 차례로 적층하고 둥근 형태로 권취하여 제조된다. The electrode assembly 120 is manufactured by sequentially stacking a positive electrode 121 , a negative electrode 122 , and a separator 123 , and winding it in a round shape.

전극조립체(120)의 중앙 부위에 형성된 관통형의 권심부(150)에는 원통형의 센터 핀(160)이 삽입되어 있다. 센터 핀(160)은 일반적으로 소정의 강도를 부여하기 위해 금속 소재로 이루어져 있으며, 판재를 둥글게 절곡한 중공형의 원통형 구조로 이루어져 있다. 이러한 센터 핀(160)은 전극조립체(120)를 고정 및 지지하는 작용과 충방전 및 작동시 내부 반응에 의해 발생되는 가스를 방출하는 통로로서 작용한다. A cylindrical center pin 160 is inserted into the through-type winding core 150 formed in the central portion of the electrode assembly 120 . The center pin 160 is generally made of a metal material to impart a predetermined strength, and has a hollow cylindrical structure obtained by bending a plate material in a round shape. The center pin 160 functions as a passage for fixing and supporting the electrode assembly 120 and for discharging gas generated by an internal reaction during charging, discharging, and operation.

한편, 리튬 이차전지는 안전성이 낮다는 단점을 가지고 있다. 예를 들어, 전지가 대략 4.5V 이상으로 과충전되는 경우에는 양극 활물질의 분해반응이 일어나고, 음극에서 리튬 금속의 수지상(dendrite) 성장과, 전해액의 분해반응 등이 일어난다. 이러한 과정에서 열이 수반되어 상기와 같은 분해반응과 다수의 부반응들이 급속히 진행되며, 급기야는 전지의 발화 및 폭발이 유발되기도 한다.On the other hand, lithium secondary batteries have a disadvantage in that safety is low. For example, when the battery is overcharged to about 4.5V or more, the decomposition reaction of the positive electrode active material occurs, the dendrite growth of lithium metal in the negative electrode, the decomposition reaction of the electrolyte, and the like occur. In this process, heat is accompanied by the decomposition reaction and a number of side reactions as described above, and eventually, ignition and explosion of the battery are induced.

따라서, 이러한 문제점을 해소하기 위하여, 일반적인 원통형 이차전지에는 전지의 비정상적인 작동시 전류를 차단하고 내압을 해소하기 위한 전류차단부재(Current Interruptive Device; CID)와 안전벤트(vent)가 전극조립체와 상단 캡 사이의 공간에 장착되어 있다.Therefore, in order to solve this problem, a current interruptive device (CID) and a safety vent are provided in a general cylindrical secondary battery to block current during abnormal operation of the battery and to relieve internal pressure. installed in the space between them.

도 2에는 도 1의 원통형 전지셀의 캡 어셈블리의 구조를 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing the structure of the cap assembly of the cylindrical battery cell of FIG. 1 .

도 2를 참조하면, 탑 캡(10)은 돌출된 형태로 양극 단자를 형성하고 배기구가 천공되어 있으며, 하부에 전지 내부의 온도 상승시 전지 저항이 크게 증가하여 전류를 차단하는 전류차단부재(20), 정상적인 상태에서는 하향 돌출된 형상으로 되어 있고 전지 내부의 압력 상승시 돌출되면서 파열되어 가스를 배기하는 안전벤트(30), 및 상단 일측 부위가 안전벤트(30)에 결합되어 있고 하단 일측이 전극조립체(40)의 양극에 연결되어 있는 접속 플레이트(50)가 순차적으로 위치되어 있다.Referring to FIG. 2 , the top cap 10 has a protruding positive electrode terminal and a perforated exhaust port, and a current blocking member 20 that blocks current due to a significant increase in battery resistance when the temperature inside the battery rises at the bottom ), a safety vent 30 that protrudes downward in a normal state and ruptures to exhaust gas when the pressure inside the battery rises, and the upper one side is coupled to the safety vent 30, and the lower one side is an electrode Connection plates 50 connected to the positive poles of the assembly 40 are sequentially positioned.

따라서, 정상적인 작동조건에서 전극조립체(40)의 양극은 리드(42), 접속 플레이트(50), 안전벤트(30) 및 전류차단부재(20)를 경유하여 탑 캡(10)에 연결되어 통전을 이룬다.Therefore, under normal operating conditions, the positive electrode of the electrode assembly 40 is connected to the top cap 10 via the lead 42 , the connection plate 50 , the safety vent 30 and the current blocking member 20 to conduct electricity. accomplish

그러나, 과충전 등과 같은 원인에 의해 전극조립체(40) 쪽으로부터 가스가 발생하여 내압이 증가하면, 안전벤트(30)는 그것의 형상이 역전되면서 상향 돌출되게 되고, 이때, 안전벤트(30)가 접속 플레이트(50)로부터 분리되어 전류가 차단되게 된다. 따라서, 과충전이 더 이상 진행되지 않도록 하여 안전성을 확보한다. 그럼에도 불구하고, 계속적으로 내압이 증가하면, 안전벤트(30)가 파열되고 가압 가스는 그러한 파열 부위를 경유하여 탑 캡(10)의 배기구를 통해 배기됨으로써, 전지의 폭발을 방지하게 된다. However, when gas is generated from the electrode assembly 40 side due to a cause such as overcharging and the internal pressure increases, the safety vent 30 protrudes upward while its shape is reversed. At this time, the safety vent 30 is connected It is separated from the plate 50 and the current is cut off. Therefore, safety is ensured by preventing further overcharging. Nevertheless, if the internal pressure is continuously increased, the safety vent 30 is ruptured and the pressurized gas is exhausted through the exhaust port of the top cap 10 via the rupture site, thereby preventing the explosion of the battery.

그러나, 이러한 작동 과정은 전극조립체 부위에서의 가스 발생량 또는 가스 배출량에 절대적으로 의존하는 바, 가스 발생량 또는 배출량이 충분치 못하거나 짧은 시간내에 소정량의 수준으로 증가하지 못하면 단전이 늦어지게 되고, 전극조립체의 계속적인 통전으로 인해 열폭주 현상이 일어날 수 있다. 열폭주 현상은 전지가 계속적인 통전 상태에 놓여 있을 때 발생하거나 또는 더욱 가속화됨으로써, 전지가 발화 또는 폭발할 위험이 매우 커지므로 안전성에 심각한 문제가 있다. However, this operation process is absolutely dependent on the amount of gas generated or the amount of gas emitted from the electrode assembly. If the amount of gas generated or discharged is not sufficient or does not increase to a predetermined level within a short time, power failure is delayed, and the electrode assembly Thermal runaway may occur due to continuous energization of The thermal runaway phenomenon occurs when the battery is continuously energized or is accelerated, thereby increasing the risk of the battery igniting or exploding, which poses a serious safety problem.

따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Accordingly, there is a high need for a technology capable of fundamentally solving these problems.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 전류 차단 부재가 열팽창 계수가 상이한 이종의 금속을 포함하는 바이메탈로 이루어짐으로써, 소정의 온도 범위에서, 상부 방향으로 파열되어, 상기 접속 플레이트와의 전기적 접속을 차단하도록 구성됨으로써, 전지 내부에서 가스가 발생하기에 앞서 상승하는 온도의 변화만으로 전지셀 내의 전기적 접속을 차단할 수 있으므로, 상기 전지셀 내의 안전벤트를 파열시킬 정도의 충분한 가스가 발생하지 않더라도, 전지셀의 작동을 중단시켜, 열폭주와 같은 안전성 저하의 문제점을 예방할 수 있고, 상기 파열된 전류 차단 부재의 중앙 접속부를 통해, 이후에 발생하는 가스가 전지셀 외부로 용이하게 배출됨으로써, 추가적인 폭발의 위험을 방지할 수 있으며, 상기 내부의 가스로 인한 압력이 임계점 이상일 경우 파열되는 별도의 벤팅부재를 포함할 필요가 없으므로, 원통형 전지셀의 캡 어셈블리를 보다 간소화된 구조로 제조할 수 있는 동시에, 상기 캡 어셈블리의 제조에 소요되는 비용을 절약할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.After in-depth research and various experiments, the inventors of the present application have, as will be described later, the current blocking member is made of a bimetal containing different types of metals having different coefficients of thermal expansion, so that in a predetermined temperature range, By being ruptured and configured to block the electrical connection with the connection plate, it is possible to block the electrical connection in the battery cell only by a change in temperature that rises before gas is generated inside the battery, so that the safety vent in the battery cell can be ruptured. Even if a sufficient amount of gas is not generated, the operation of the battery cell can be stopped, and problems of safety deterioration such as thermal runaway can be prevented, and the gas generated afterward through the central connection of the ruptured current blocking member is discharged from the battery cell By being easily discharged to the outside, it is possible to prevent an additional risk of explosion, and since there is no need to include a separate venting member that ruptures when the pressure due to the gas inside is above a critical point, the cap assembly of the cylindrical battery cell is more simplified At the same time, it was confirmed that the cost required for manufacturing the cap assembly can be reduced, and the present invention has been completed.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 캡 어셈블리는,The cap assembly according to the present invention for achieving this object,

전극조립체가 내장된 원통형 전지케이스의 개방 상단에 장착되는 캡 어셈블리로서,As a cap assembly mounted on the open top of a cylindrical battery case with an embedded electrode assembly,

전극조립체의 양극 리드 또는 음극 리드에 전기적으로 연결되어 있으며, 중앙 부위가 상향 돌출된 중앙 돌출부를 포함하고 있는 접속 플레이트;a connection plate electrically connected to the anode lead or the cathode lead of the electrode assembly and including a central protrusion having a central portion protruding upward;

상기 접속 플레이트 상에서, 접속 플레이트의 중앙 돌출부에 접촉되어 있는 중앙 접속부를 포함하고 있으며, 소정의 온도 범위에서, 상기 중앙 접속부가 상부 방향으로 파열됨으로써, 상기 접속 플레이트와의 전기적 접속을 차단하는 전류 차단 부재(Current Interruptive Device; CID);A current blocking member comprising a central connection portion on the connection plate in contact with a central protrusion of the connection plate, wherein the central connection portion is ruptured upward in a predetermined temperature range, thereby interrupting electrical connection with the connection plate (Current Interruptive Device; CID);

상기 접속 플레이트의 중앙 돌출부 및 전류 차단 부재의 중앙 접속부를 제외한 나머지 부위를 절연하도록, 접속 플레이트와 전류 차단 부재 사이의 나머지 부위 중에서, 적어도 일 부위에 개재되는 절연 부재; an insulating member interposed in at least one portion of the remaining portions between the connection plate and the current blocking member so as to insulate the remaining portions except for the central protrusion of the connection plate and the central connection portion of the current blocking member;

상기 전류 차단 부재 상에 위치하며, 전지셀의 양극 단자 또는 음극 단자를 형성하도록, 적어도 일 부위가 상기 전류 차단 부재에 접촉되어 있는 전극 단자부; 및an electrode terminal portion positioned on the current blocking member and having at least one portion in contact with the current blocking member to form a positive terminal or a negative terminal of the battery cell; and

상기 접속 플레이트, 전류 차단 부재, 절연 부재 및 전극 단자부의 외주변을 동시에 감싸는 구조로 이루어진 가스켓;a gasket configured to simultaneously cover the outer periphery of the connection plate, the current blocking member, the insulating member, and the electrode terminal part;

을 포함하고 있고, contains,

상기 전류 차단 부재는 열팽창 계수가 상이한 이종의 금속을 포함하는 바이메탈로 이루어진 구조일 수 있다.The current blocking member may have a structure made of a bimetal including different types of metals having different coefficients of thermal expansion.

따라서, 전지 내부에서 가스가 발생하기에 앞서 상승하는 온도의 변화만으로 전지셀 내의 전기적 접속을 차단할 수 있으므로, 상기 전지셀 내의 안전벤트를 파열시킬 정도의 충분한 가스가 발생하지 않더라도, 전지셀의 작동을 중단시켜, 열폭주와 같은 안전성 저하의 문제점을 예방할 수 있고, 상기 파열된 전류 차단 부재의 중앙 접속부를 통해, 이후에 발생하는 가스가 전지셀 외부로 용이하게 배출됨으로써, 추가적인 폭발의 위험을 방지할 수 있으며, 상기 내부의 가스로 인한 압력이 임계점 이상일 경우 파열되는 별도의 벤팅부재를 포함할 필요가 없으므로, 원통형 전지셀의 캡 어셈블리를 보다 간소화된 구조로 제조할 수 있는 동시에, 상기 캡 어셈블리의 제조에 소요되는 비용을 절약할 수 있다.Therefore, since the electrical connection in the battery cell can be blocked only by a change in the temperature that rises before the gas is generated inside the battery, even if sufficient gas is not generated to rupture the safety vent in the battery cell, the operation of the battery cell is prevented. By stopping, it is possible to prevent problems of safety deterioration such as thermal runaway, and through the central connection part of the ruptured current blocking member, the gas generated thereafter is easily discharged to the outside of the battery cell, thereby preventing the risk of further explosion. In addition, since there is no need to include a separate venting member that is ruptured when the pressure due to the gas inside is greater than or equal to the critical point, the cap assembly of the cylindrical battery cell can be manufactured in a more simplified structure, and at the same time, the manufacturing of the cap assembly costs can be saved.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전류 차단 부재는, In one specific example, the current blocking member,

중앙 접속부에 대응되는 부위의 상면이 내측으로 만입된 판상형 구조로 이루어져 있는 제 1 금속부; 및a first metal part having a plate-shaped structure in which an upper surface of a portion corresponding to the central connection part is recessed inward; and

상기 제 1 금속부의 중앙 접속부에 대응되는 만입부에 위치해 있으며, 상기 제 1 금속부에 비해 열팽창 계수가 상대적으로 작은 금속으로 이루어진 제 2 금속부;a second metal part located in a recess corresponding to the central connection part of the first metal part and made of a metal having a relatively small coefficient of thermal expansion compared to the first metal part;

를 포함하는 구조일 수 있다.It may be a structure comprising

따라서, 상기 하부에 위치하는 제 1 금속부는 상부에 위치하는 제 2 금속부에 비해 상대적으로 열팽창 계수가 큰 금속으로 이루어져 있어, 동일한 온도에서 보다 큰 변형을 일으키며, 이에 따라, 제 1 금속부로부터 상부에 위치한 제 2 금속부 방향으로 중앙 접속부가 보다 용이하게 파열될 수 있다.Accordingly, the first metal part positioned at the lower portion is made of a metal having a relatively large coefficient of thermal expansion compared to the second metal part positioned on the upper part, and thus causes a greater deformation at the same temperature, and thus, from the first metal part to the upper part. The central connection portion may be more easily ruptured in the direction of the second metal portion located in the .

이러한 경우에, 상기 제 2 금속부의 평면상 면적은 전류 차단 부재의 전체 면적에 대해, 10% 내지 90%의 크기일 수 있다.In this case, the planar area of the second metal part may be 10% to 90% of the total area of the current blocking member.

또한, 상기 제 2 금속부의 수직 단면상 두께는 전류 차단 부재의 전체 두께에 대해, 10% 내지 50%의 크기일 수 있다.In addition, the thickness of the second metal part in a vertical cross-section may be 10% to 50% of the total thickness of the current blocking member.

만일, 상기 제 2 금속부의 평면상 면적 또는 수직 단면상 두께가 상기 범위를 벗어나 지나치게 작을 경우에는, 상기 제 2 금속부의 평면상 면적이 지나치게 작아, 전류 차단 부재를 바이메탈 금속으로 구성함으로써 발휘하고자 하는 효과를 충분히 발휘하지 못할 수 있다.If the planar area or the vertical cross-sectional thickness of the second metal part is too small out of the above range, the planar area of the second metal part is too small, and the effect to be exhibited by configuring the current blocking member with a bimetallic metal is obtained. may not perform well enough.

이와 반대로, 상기 제 2 금속부의 평면상 면적 또는 수직 단면상 두께가 상기 범위를 벗어나 지나치게 클 경우에는, 상기 열팽창 계수가 상대적으로 작은 금속으로 이루어진 제 2 금속부의 평면상 면적이 지나치게 커져, 소망하는 온도 범위에서 제 1 금속부의 열팽창이 발생하더라도, 상기 제 1 금속부와 함께 중앙 접속부를 형성하는 제 2 금속부를 용이하게 파열시킬 수 없으므로, 소망하는 효과를 발휘할 수 없어, 오히려 안전성이 저하될 수 있다.Conversely, when the planar area or the vertical cross-sectional thickness of the second metal part is too large outside the above range, the planar area of the second metal part made of a metal having a relatively small thermal expansion coefficient becomes too large, resulting in a desired temperature range. Even if thermal expansion occurs in the first metal part, the second metal part forming the central connection part together with the first metal part cannot be easily ruptured, so that a desired effect cannot be exhibited, and safety may be reduced on the contrary.

한편, 상기 전류 차단 부재는 중앙 접속부에 형성된 노칭부를 포함하는 구조일 수 있으며, 보다 상세하게는, 상기 노칭부는 중앙 접속부의 상면으로부터 하면 방향으로 오목하게 형성될 수 있다.Meanwhile, the current blocking member may have a structure including a notched portion formed in the central connection portion, and more specifically, the notched portion may be concavely formed in a direction from an upper surface to a lower surface of the central connection portion.

따라서, 상기 전류 차단 부재의 중앙 접속부는 전지셀의 온도가 상승하는 경우, 소망하는 방향으로 보다 용이하게 파열될 수 있으며, 상기 노칭부는 전류 차단 부재의 나머지 부위에 비해 얇은 두께로 형성되어 있으므로, 전지셀의 온도 상승 시에, 전류 차단 부재의 열팽창이 발생하지 않더라도, 전지셀 내부에서 가스가 발생함에 따라 증가하는 내부의 압력으로 인해, 상기 노칭부가 보다 용이하게 파열되어, 전류 차단 부재의 중앙 접속부와 접속 플레이트의 중앙 돌출부를 분리시킴으로써, 전지셀의 전류를 차단해, 열폭주와 같은 안전성 저하의 문제점을 효과적으로 예방할 수 있다.Therefore, the central connection portion of the current blocking member may be more easily ruptured in a desired direction when the temperature of the battery cell rises, and since the notched portion is formed to have a thinner thickness than the rest of the current blocking member, the battery When the temperature of the cell rises, even if thermal expansion of the current blocking member does not occur, due to the internal pressure that increases as gas is generated inside the battery cell, the notch portion is more easily ruptured, and the central connection portion of the current blocking member and By separating the central protrusion of the connection plate, it is possible to effectively prevent problems of safety deterioration such as thermal runaway by blocking the current of the battery cell.

이때, 상기 노칭부는 평면상 복수의 직선들이 중앙 접속부의 중심 부위에서, 하나의 교차점을 형성하는 방사형 구조로 이루어질 수 있다.In this case, the notched part may have a radial structure in which a plurality of straight lines on a plane form a single intersection point at a central portion of the central connection part.

따라서, 상기 전류 차단 부재의 열팽창으로 인해 중앙 접속부에 인가되는 응력은 상기 노칭부의 중앙 접속부의 중심 부위에 형성된 교차점을 중심으로, 모든 부위에 균일하게 전달될 수 있으며, 이로 인해 상기 전류 차단 부재의 보다 적은 열팽창에도 불구하고, 상기 노칭부는 중앙 접속부의 중심 부위에 형성된 교차점으로부터 방사형으로 연장된 외측 방향으로 균일하게 파열됨으로써, 상기 중앙 접속부가 접속 플레이트의 중앙 돌출부와 모든 부위에서 분리됨으로써, 우수한 전류 차단 성능을 발휘하므로, 보다 높은 안전성을 발휘할 수 있다.Therefore, the stress applied to the central connection part due to the thermal expansion of the current blocking member can be uniformly transmitted to all parts around the intersection formed at the central part of the central connection part of the notched part, and thereby Despite the small thermal expansion, the notched portion is uniformly ruptured outwardly extending radially from the intersection formed at the central portion of the central junction, whereby the central junction is separated from the central projection of the junction plate at all portions, resulting in excellent current breaking performance Therefore, higher safety can be exhibited.

여기서, 상기 노칭부를 구성하는 복수의 직선들은 평면상 전류 차단 부재의 제 1 금속부와 제 2 금속부에 걸쳐 연장된 구조로 이루어질 수 있다.Here, the plurality of straight lines constituting the notch portion may have a structure extending over the first metal portion and the second metal portion of the current blocking member in plan view.

따라서, 상기 전류 차단 부재의 중앙 접속부는 전지셀의 온도가 상승하는 경우, 방사형으로 연장된 노칭부를 따라 보다 용이하게 최대한 파열됨으로써, 접속 플레이트의 중앙 돌출부로부터 보다 확실하게 분리되어 전류 접속을 차단할 수 있다.Therefore, when the temperature of the battery cell rises, the central connection portion of the current blocking member is more easily and maximally ruptured along the radially extended notch, so that it is more reliably separated from the central projection of the connection plate to block the current connection. .

또한, 상기 노칭부를 구성하는 복수의 직선들 중에서, 하나의 직선은 이에 인접한 직선과 이루는 각도가 모두 동일한 구조일 수 있다.Also, among the plurality of straight lines constituting the notch portion, one straight line may have a structure in which all angles formed with a straight line adjacent thereto are the same.

따라서, 상기 전류 차단 부재의 열팽창으로 인해 중앙 접속부에 인가되는 응력은 상기 노칭부의 중앙 접속부의 중심 부위에 형성된 교차점을 중심으로, 모든 부위에 균일하게 전달됨으로써, 전지셀의 온도가 상승하는 경우, 상기 전류 차단 부재의 중앙 접속부의 모든 부위가 동일한 응력에 의해, 동일한 형상 및 방향으로 파열되며, 이에 따라, 접속 플레이트의 중앙 돌출부로부터 모두 동일하게 분리되어 전류 접속을 차단할 수 있다.Therefore, the stress applied to the central connection part due to the thermal expansion of the current blocking member is uniformly transferred to all parts around the intersection formed in the central part of the central connection part of the notched part, so that when the temperature of the battery cell rises, the All portions of the central connecting portion of the current blocking member are ruptured in the same shape and direction by the same stress, and accordingly, they are all equally separated from the central protrusion of the connecting plate to interrupt the current connection.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전류 차단 부재의 중앙 접속부가 파열되는 온도는, 상기 캡 어셈블리를 포함하는 전지셀의 정상 작동 온도 범위를 초과하는 범위로서, 보다 상세하게는 섭씨 75도 이상일 수 있다.In one specific example, the temperature at which the central connection part of the current blocking member ruptures is a range exceeding the normal operating temperature range of the battery cell including the cap assembly, and more specifically, may be 75 degrees Celsius or more.

만일, 상기 전류 차단 부재의 중앙 접속부가 파열되는 온도가 섭씨 75도 미만일 경우에는, 상기 캡 어셈블리를 포함하는 전지셀이 정상 작동하고 있음에도 불구하고, 전류 차단 부재의 중앙 접속부가 파열됨으로써, 상기 전지셀을 포함하는 디바이스의 작동을 중단시킬 수 있으며, 이로 인해, 제품에 대한 신뢰성을 저하시킬 수 있다.If the temperature at which the central connection part of the current blocking member ruptures is less than 75 degrees Celsius, even though the battery cell including the cap assembly is operating normally, the central connection part of the current blocking member ruptures, so that the battery cell may stop the operation of a device including

또한, 상기 전류 차단 부재의 중앙 접속부와 접촉되는 접속 플레이트의 중앙 돌출부의 평면상 면적은, 접속 플레이트의 전체 면적에 대해 10% 내지 30%의 크기일 수 있다.Also, the planar area of the central protrusion of the connection plate in contact with the central connection portion of the current blocking member may be 10% to 30% of the total area of the connection plate.

만일, 상기 전류 차단 부재의 중앙 접속부와 접촉되는 접속 플레이트의 중앙 돌출부의 평면상 면적이 상기 범위를 벗어나, 지나치게 작은 경우에는, 전지셀의 정상적인 작동 상태에도 불구하고, 외부로부터 인가되는 충격 내지 진동과 같은 물리적 자극에 의해 상기 접속 플레이트의 중앙 돌출부와 전류 차단 부재의 중앙 접속부 사이의 접촉이 분리됨으로써, 전지셀의 전류를 차단할 수 있다.If the planar area of the central protrusion of the connection plate in contact with the central connection portion of the current blocking member is too small, out of the above range, shock or vibration applied from the outside and The contact between the central protrusion of the connection plate and the central connection of the current blocking member is separated by the same physical stimulus, thereby blocking the current of the battery cell.

이와 반대로, 상기 전류 차단 부재의 중앙 접속부와 접촉되는 접속 플레이트의 중앙 돌출부의 평면상 면적이 상기 범위를 벗어나, 지나치게 클 경우에는, 상기 전류 차단 부재의 중앙 접속부가 파열되더라도, 중앙 접속부의 노칭부 교차점으로부터 이격된 부위에서, 상기 전류 차단 부재의 중앙 접속부가 접속 플레이트의 중앙 돌출부로부터 완전히 분리될 수 없어, 전지셀의 온도가 상승함에도 불구하고, 상기 전지셀의 전류를 차단할 수 없으며, 이로 인해, 안전성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.Conversely, if the planar area of the central protrusion of the connection plate in contact with the central connection portion of the current blocking member is too large outside the above range, even if the central connection portion of the current blocking member is ruptured, the intersection of the notched portion of the central connection portion In a portion spaced from the current blocking member, the central connection portion of the current blocking member cannot be completely separated from the central protrusion of the connection plate, so that, despite the increase in the temperature of the battery cell, the current of the battery cell cannot be cut off, and therefore, safety There is a problem that this can be degraded.

한편, 상기 접속 플레이트의 중앙 돌출부의 외주변 부위에는, 전지케이스 내부의 가스가 외부로 배출되도록 천공된 제 1 벤팅부가 형성되어 있는 구조일 수 있다.On the other hand, the outer peripheral portion of the central protrusion of the connection plate may have a structure in which a perforated first venting portion is formed so that the gas inside the battery case is discharged to the outside.

따라서, 상기 전지케이스 내부에서 발생한 가스는 접속 플레이트의 제 1 벤팅부를 통해, 상기 접속 플레이트와 전류 차단 부재 사이의 공간으로 용이하게 배출될 수 있으며, 파열된 전류 차단 부재의 중앙 접속부를 통해 외부로 배출될 수 있다.Therefore, the gas generated inside the battery case can be easily discharged into the space between the connection plate and the current blocking member through the first venting part of the connection plate, and discharged to the outside through the central connection part of the ruptured current blocking member can be

하나의 구체적인 예에서, 상기 절연 부재는, 접속 플레이트의 중앙 돌출부와 제 1 벤팅부, 및 전류 차단 부재의 중앙 접속부를 제외한 나머지 외주변 부위를 절연하도록, 중앙 부위가 천공된 링(ring) 형상으로 이루어진 구조일 수 있다.In one specific example, the insulating member is formed in a ring shape with a perforated center portion so as to insulate the remaining outer peripheral portions except for the central protrusion and the first venting portion of the connection plate and the central connection portion of the current blocking member. It may be a structure made up of

따라서, 상기 절연 부재는 접속 플레이트의 중앙 돌출부와 전류 차단 부재의 중앙 접속부의 접촉을 방해하지 않는 동시에, 상기 접속 플레이트의 제 1 벤팅부를 통해 배출되는 가스의 흐름을 방해하지 않을 수 있으며, 상기 부위를 제외한 접속 플레이트와 전류 차단 부재를 제외한 나머지 외주변 부위를 절연시킴으로써, 전류 차단 부재의 중앙 접속부가 파열되는 경우에, 상기 전류 차단 부재와 중앙 접속부의 접속이 완전히 차단될 수 있다.Accordingly, the insulating member may not obstruct the contact between the central protrusion of the connection plate and the central connection of the current blocking member, and at the same time, may not obstruct the flow of gas discharged through the first venting portion of the connection plate. By insulating the excluding the connecting plate and the rest of the outer periphery except for the current blocking member, when the central connection portion of the current blocking member is ruptured, the connection between the current blocking member and the central connection portion may be completely cut off.

또한, 상기 전극 단자부는, In addition, the electrode terminal portion,

외주변 부위가 전류 차단 부재의 외주변 부위와 접촉된 상태에서, 중앙 부위가 전류 차단 부재의 중앙 접속부로부터 이격되도록 상향 돌출된 구조로 이루어져 있고, In a state in which the outer periphery is in contact with the outer periphery of the current blocking member, the central portion has a structure that protrudes upward so as to be spaced apart from the central connection of the current blocking member,

상기 상향 돌출된 중앙 부위와 외주변 사이의 경사부에는 접속 플레이트의 제 1 벤팅부를 통해 배출된 가스가 외부로 배출되도록 천공된 제 2 벤팅부가 형성되어 있는 구조일 수 있다.The inclined portion between the upwardly protruding central portion and the outer periphery may have a structure in which a perforated second venting portion is formed so that the gas discharged through the first venting portion of the connection plate is discharged to the outside.

따라서, 상기 전극 단자부는 전류 차단 부재의 중앙 접속부가 파열될 수 있는 충분한 공간을 제공하는 동시에, 상기 파열된 전류 차단 부재의 중앙 접속부를 통해 배출된 가스가 제 2 벤팅부를 통해 배출됨으로써, 전지셀 내부 압력의 증가로 인해 발생할 수 있는 문제점을 효과적으로 예방할 수 있다.Accordingly, the electrode terminal portion provides sufficient space for the central connection portion of the current blocking member to be ruptured, and at the same time, the gas discharged through the central connection portion of the ruptured current blocking member is discharged through the second venting portion, so that the inside of the battery cell It is possible to effectively prevent problems that may occur due to an increase in pressure.

한편, 상기 가스켓은,On the other hand, the gasket,

접속 플레이트의 외주변 하면 부위를 지지하도록 연장된 제 1 연장부; 및a first extension portion extending to support an outer peripheral lower surface portion of the connection plate; and

상기 제 1 연장부로부터 전지케이스 방향으로 하향 절곡되어 연장된 제 2 연장부;a second extension portion bent downwardly from the first extension portion in the direction of the battery case;

를 포함하는 구조일 수 있다.It may be a structure comprising

따라서, 상기 가스켓은 제 1 연장부 상에 접속 플레이트, 절연 부재, 전류 차단 부재 및 전극 단자부를 안정적으로 지지하는 동시에, 상기 접속 플레이트의 하부에 위치한 비딩부 부위까지 연장된 제 2 연장부를 통해, 캡 어셈블리와 전지케이스 사이의 밀봉성을 보다 향상시킬 수 있다.Accordingly, the gasket stably supports the connection plate, the insulating member, the current blocking member and the electrode terminal on the first extension, and at the same time, through the second extension extending to the beading portion located under the connection plate, the cap Sealability between the assembly and the battery case can be further improved.

상기 구성 내지 구조를 제외한 캡 어셈블리의 나머지 구조는 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.Since the remaining structures of the cap assembly other than the above-mentioned structures or structures are known in the art, a detailed description thereof will be omitted herein.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 캡 어셈블리는, 전류 차단 부재가 열팽창 계수가 상이한 이종의 금속을 포함하는 바이메탈로 이루어짐으로써, 소정의 온도 범위에서, 상부 방향으로 파열되어, 상기 접속 플레이트와의 전기적 접속을 차단하도록 구성됨으로써, 전지 내부에서 가스가 발생하기에 앞서 상승하는 온도의 변화만으로 전지셀 내의 전기적 접속을 차단할 수 있으므로, 상기 전지셀 내의 안전벤트를 파열시킬 정도의 충분한 가스가 발생하지 않더라도, 전지셀의 작동을 중단시켜, 열폭주와 같은 안전성 저하의 문제점을 예방할 수 있고, 상기 파열된 전류 차단 부재의 중앙 접속부를 통해, 이후에 발생하는 가스가 전지셀 외부로 용이하게 배출됨으로써, 추가적인 폭발의 위험을 방지할 수 있으며, 상기 내부의 가스로 인한 압력이 임계점 이상일 경우 파열되는 별도의 벤팅부재를 포함할 필요가 없으므로, 원통형 전지셀의 캡 어셈블리를 보다 간소화된 구조로 제조할 수 있는 동시에, 상기 캡 어셈블리의 제조에 소요되는 비용을 절약할 수 있는 효과가 있다.As described above, in the cap assembly according to the present invention, since the current blocking member is made of a bimetal including different types of metals having different thermal expansion coefficients, the cap assembly is ruptured upward in a predetermined temperature range to form a contact plate with the connection plate. By being configured to block the electrical connection, it is possible to block the electrical connection in the battery cell only by a change in the temperature that rises before gas is generated inside the battery, so even if sufficient gas is not generated to rupture the safety vent in the battery cell , by stopping the operation of the battery cell, it is possible to prevent problems of safety deterioration such as thermal runaway, and through the central connection part of the ruptured current blocking member, the gas generated thereafter is easily discharged to the outside of the battery cell, It is possible to prevent the risk of explosion, and since there is no need to include a separate venting member that ruptures when the pressure due to the gas inside is above the critical point, the cap assembly of the cylindrical battery cell can be manufactured with a more simplified structure. , there is an effect of reducing the cost required for manufacturing the cap assembly.

도 1은 종래의 원통형 전지셀의 구조를 개략적으로 나타낸 수직 단면도이다;
도 2는 도 1의 원통형 전지셀의 캡 어셈블리의 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 캡 어셈블리의 구조를 개략적으로 나타낸 수직 단면도이다;
도 4는 도 3의 캡 어셈블리의 전류 차단 부재의 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다.1 is a vertical cross-sectional view schematically showing the structure of a conventional cylindrical battery cell;
2 is a schematic view schematically showing the structure of the cap assembly of the cylindrical battery cell of FIG. 1;
3 is a vertical cross-sectional view schematically illustrating a structure of a cap assembly according to an embodiment of the present invention;
4 is a schematic diagram schematically illustrating a structure of a current blocking member of the cap assembly of FIG. 3 .

이하, 본 발명의 실시예에 따른 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be further described with reference to the drawings according to embodiments of the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.

도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 캡 어셈블리의 구조를 개략적으로 나타낸 수직 단면도가 도시되어 있다.3 is a vertical cross-sectional view schematically illustrating a structure of a cap assembly according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 캡 어셈블리(300)는 전극조립체(302)가 내장된 원통형 전지케이스(301)의 개방 상단에 장착되며, 접속 플레이트(310), 전류 차단 부재(320), 절연 부재(330), 음극 단자부(340) 및 가스켓(350)을 포함하고 있다.Referring to FIG. 3 , the cap assembly 300 is mounted on the open top of the cylindrical battery case 301 in which the electrode assembly 302 is embedded, and the connection plate 310 , the current blocking member 320 , and the insulating member 330 . ), a negative terminal part 340 and a gasket 350 are included.

접속 플레이트(310)는 음극 리드(303)에 의해, 전지케이스(301) 내의 전극조립체(302)와 전기적으로 연결되어 있으며, 중앙 부위가 상향 돌출된 중앙 돌출부(311)를 포함하고 있다.The connection plate 310 is electrically connected to the electrode assembly 302 in the battery case 301 by a negative lead 303 , and includes a central protrusion 311 having a central portion protruding upward.

중앙 돌출부(311)의 외주변에는 전지케이스(301) 내부의 가스가 외부로 배출되도록 천공된 제 1 벤팅부(312)가 형성되어 있다.A first venting part 312 perforated so that gas inside the battery case 301 is discharged to the outside is formed on the outer periphery of the central protrusion 311 .

전류 차단 부재(320)는 접속 플레이트(310) 상에 위치하며, 하면 부위에서, 접속 플레이트(310)의 중앙 돌출부(311)에 접촉되어 있는 중앙 접속부(321)를 포함하고 있다.The current blocking member 320 is positioned on the connection plate 310 and includes a central connection part 321 in contact with the central protrusion 311 of the connection plate 310 at a lower surface portion.

절연 부재(330)는 접속 플레이트(310)와 전류 차단 부재(320) 사이에 위치하며, 접속 플레이트(310)의 중앙 돌출부(311)와 제 1 벤팅부(312), 및 전류 차단 부재(320)의 중앙 접속부(321)를 제외한 나머지 외주변 부위를 절연하도록, 중앙 부위가 천공된 링 형상으로 이루어져 있다.The insulating member 330 is positioned between the connection plate 310 and the current blocking member 320 , the central protrusion 311 of the connection plate 310 , the first venting part 312 , and the current blocking member 320 . In order to insulate the rest of the outer periphery except for the central connection part 321 of the, the central part is formed in a perforated ring shape.

음극 단자부(340)는 전류 차단 부재(320) 상에 위치하며, 외주변 부위(342)가 전류 차단 부재(320)의 외주변 부위와 접촉되어 있다.The negative terminal part 340 is positioned on the current blocking member 320 , and the outer peripheral portion 342 is in contact with the outer peripheral portion of the current blocking member 320 .

따라서, 전극조립체(302)로부터 음극 리드(303)를 통해 전기적으로 연결된 접속 플레이트(310)는 중앙 돌출부(311)가 전류 차단 부재(320)의 중앙 접속부(321)에 접속됨으로써 상호간에 전기적으로 연결되며, 음극 단자부(340)의 외주변 부위(342)는 전류 차단 부재(320)의 외주변 부위와 접촉됨으로써, 음극 단자를 형성한다.Accordingly, the connection plate 310 electrically connected from the electrode assembly 302 through the negative lead 303 is electrically connected to each other by connecting the central protrusion 311 to the central connection portion 321 of the current blocking member 320 . And, the outer peripheral portion 342 of the negative terminal portion 340 is in contact with the outer peripheral portion of the current blocking member 320, thereby forming a negative terminal.

음극 단자부(340)는 중앙 부위(341)가 전류 차단 부재(320)의 중앙 접속부(321)로부터 이격되도록 상향 돌출된 구조로 이루어져 있다.The negative terminal part 340 has a structure in which the central portion 341 protrudes upward to be spaced apart from the central connection part 321 of the current blocking member 320 .

따라서, 전류 차단 부재(320)의 중앙 접속부(321)가 상부 방향으로 파열되는 경우, 음극 단자부(340)의 상항 돌출된 중앙 부위(341)를 통해, 중앙 접속부(321)가 상부 방향으로 파열되는 공간을 제공하는 동시에, 외부 디바이스와의 전기적 연결을 위한 음극 단자를 외부로 노출된 상태로 형성할 수 있다.Therefore, when the central connection part 321 of the current blocking member 320 is ruptured in the upward direction, the central connection part 321 is ruptured in the upward direction through the upwardly protruding central portion 341 of the negative terminal part 340 . While providing space, a negative terminal for electrical connection with an external device may be formed in a state exposed to the outside.

또한, 이러한 구조를 통해, 전류 차단 부재(320)의 중앙 접속부(321)는 하면에 접촉된 접속 플레이트(310)의 중앙 돌출부(311)가 아닌, 상부 방향으로 파열됨으로써, 파열된 중앙 접속부(321)를 통해 내부의 가스를 보다 용이하게 배출할 수 있다.In addition, through this structure, the central connection part 321 of the current blocking member 320 is not ruptured in the upward direction, not the central protrusion 311 of the connection plate 310 in contact with the lower surface, so that the ruptured central connection part 321 is ruptured. ) through which the gas inside can be discharged more easily.

음극 단자부(340)의 상향 돌출된 중앙 부위(341)와 외주변 부위(342) 사이의 경사부에는 접속 플레이트(310)의 제 1 벤팅부(312)를 통해 배출된 가스가 외부로 배출되도록 천공된 제 2 벤팅부(343)가 형성되어 있다.The inclined portion between the central portion 341 and the outer peripheral portion 342 protruding upward of the negative terminal portion 340 is perforated so that the gas discharged through the first venting portion 312 of the connection plate 310 is discharged to the outside. A second venting part 343 is formed.

따라서, 전지케이스(301) 내부에서 발생한 가스는 보다 용이하게 외부로 배출됨으로써, 내부 압력이 증가함에 따라 발생할 수 있는 문제점을 효과적으로 예방할 수 있다.Accordingly, the gas generated inside the battery case 301 is more easily discharged to the outside, thereby effectively preventing problems that may occur as the internal pressure increases.

가스켓(350)은 접속 플레이트(310), 전류 차단 부재(320), 절연 부재(330) 및 음극 단자부(340)의 외주변을 동시에 감싸는 구조로 이루어져 있으며, 접속 플레이트(310)의 외주변 하면 부위를 지지하도록 연장된 제 1 연장부(351) 및 제 1 연장부(351)로부터 전지케이스(301) 방향으로 하향 절곡되어 연장된 제 2 연장부(352)를 포함하고 있다.The gasket 350 has a structure that simultaneously covers the outer periphery of the connection plate 310 , the current blocking member 320 , the insulating member 330 , and the negative terminal part 340 , and the lower surface portion of the outer periphery of the connection plate 310 . It includes a first extension part 351 extending to support the battery case 301 and a second extension part 352 extending downwardly from the first extension part 351 .

따라서, 캡 어셈블리(300)가 전지케이스(301)의 개방부에 안착되는 경우, 가스켓(350)에 의해 비딩부(304) 상에 안정적으로 결합되는 동시에, 전지케이스(301)를 보다 안정적으로 밀봉시킬 수 있다.Therefore, when the cap assembly 300 is seated on the open part of the battery case 301 , it is stably coupled to the beading part 304 by the gasket 350 , and at the same time, the battery case 301 is more stably sealed. can do it

도 4에는 도 3의 캡 어셈블리의 전류 차단 부재의 구조를 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.4 is a schematic diagram schematically illustrating a structure of a current blocking member of the cap assembly of FIG. 3 .

도 4를 참조하면, 전류 차단 부재(320)는 열팽창 계수가 상이한 이종의 금속을 포함하는 바이메탈로 이루어져 있다.Referring to FIG. 4 , the current blocking member 320 is made of a bimetal including different types of metals having different coefficients of thermal expansion.

전류 차단 부재(320)는 중앙 접속부(321)에 대응되는 부위의 상면이 내측으로 만입된 판상형 구조로 이루어져 있는 제 1 금속부(322) 및 제 1 금속부(322)의 중앙 접속부(321)에 대응되는 만입부(322a)에 위치해 있으며, 제 1 금속부(322)에 비해 열팽창 계수가 상대적으로 작은 금속으로 이루어진 제 2 금속부(323)를 포함하고 있다.The current blocking member 320 is a first metal part 322 having a plate-shaped structure in which the upper surface of a portion corresponding to the central connection part 321 is indented inward and the central connection part 321 of the first metal part 322. It is located in the corresponding recessed part 322a and includes a second metal part 323 made of a metal having a relatively small coefficient of thermal expansion compared to the first metal part 322 .

제 2 금속부(323)의 평면상 면적은 전류 차단 부재(320)의 전체 면적에 대해, 약 40%의 크기로 이루어져 있으며, 제 2 금속부(323)의 수직 단면상 두께(T1)는 전류 차단 부재(320)의 전체 두께(T2)에 대해, 약 20%의 크기로 이루어져 있다.The planar area of the second metal part 323 is about 40% of the total area of the current blocking member 320 , and the thickness T1 on the vertical cross-section of the second metal part 323 is the current blocking member 320 . With respect to the total thickness T2 of the member 320, it is made of a size of about 20%.

전류 차단 부재(320)의 중앙 접속부(321)에는 평면상 4개의 직선이 중앙 접속부(321)의 중심 부위에서, 하나의 교차점(324)을 형성하는 방사형 구조로 이루어진 노칭부(325)가 형성되어 있다.In the central connection part 321 of the current blocking member 320, a notch 325 having a radial structure in which four straight lines in a plane form a single intersection 324 at the central portion of the central connection part 321 is formed. have.

노칭부(325)를 구성하는 4개의 직선은 평면상 전류 차단 부재(320)의 제 1 금속부(322)와 제 2 금속부(323)에 걸쳐 연장된 구조로 이루어져 있으며, 상호간에 이루는 각도(R1)가 45도로서, 모두 동일하다.The four straight lines constituting the notched part 325 have a structure extending over the first metal part 322 and the second metal part 323 of the current blocking member 320 on a planar view, and the angles ( R1) is 45 degrees, and they are all the same.

이상 본 발명의 실시예 및 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕을 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings according to the embodiments, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may make various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents. It will be possible.

Claims (14)

전극조립체가 내장된 원통형 전지케이스의 개방 상단에 장착되는 캡 어셈블리로서,
전극조립체의 양극 리드 또는 음극 리드에 전기적으로 연결되어 있으며, 중앙 부위가 상향 돌출된 중앙 돌출부를 포함하고 있는 접속 플레이트;
상기 접속 플레이트 상에서, 접속 플레이트의 중앙 돌출부에 접촉되어 있는 중앙 접속부를 포함하고 있으며, 소정의 온도 범위에서, 상기 중앙 접속부가 상부 방향으로 파열됨으로써, 상기 접속 플레이트와의 전기적 접속을 차단하는 전류 차단 부재(Current Interruptive Device; CID);
상기 접속 플레이트의 중앙 돌출부 및 전류 차단 부재의 중앙 접속부를 제외한 나머지 부위를 절연하도록, 접속 플레이트와 전류 차단 부재 사이의 나머지 부위 중에서, 적어도 일 부위에 개재되는 절연 부재;
상기 전류 차단 부재 상에 위치하며, 전지셀의 양극 단자 또는 음극 단자를 형성하도록, 적어도 일 부위가 상기 전류 차단 부재에 접촉되어 있는 전극 단자부; 및
상기 접속 플레이트, 전류 차단 부재, 절연 부재 및 전극 단자부의 외주변을 동시에 감싸는 구조로 이루어진 가스켓;
을 포함하고 있고,
상기 전류 차단 부재는 열팽창 계수가 상이한 이종의 금속을 포함하는 바이메탈로 이루어진 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리에 있어서,
상기 전류 차단 부재는,
중앙 접속부에 대응되는 부위의 상면이 내측으로 만입된 판상형 구조로 이루어져 있는 제 1 금속부; 및
상기 제 1 금속부의 중앙 접속부에 대응되는 만입부에 위치해 있으며, 상기 제 1 금속부에 비해 열팽창 계수가 상대적으로 작은 금속으로 이루어진 제 2 금속부;
를 포함하며,
상기 전류 차단 부재는 중앙 접속부에 형성된 노칭부를 포함하고,
상기 노칭부는 평면상 복수의 직선들이 중앙 접속부의 중심 부위에서, 하나의 교차점을 형성하는 방사형 구조로 이루어지며,
상기 노칭부를 구성하는 복수의 직선들은 평면상 전류 차단 부재의 제 1 금속부와 제 2 금속부에 걸쳐 연장된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리. As a cap assembly mounted on the open top of a cylindrical battery case with an embedded electrode assembly,
a connection plate electrically connected to the anode lead or the cathode lead of the electrode assembly and including a central protrusion having a central portion protruding upward;
A current blocking member comprising a central connection portion on the connection plate in contact with a central protrusion of the connection plate, wherein the central connection portion is ruptured upward in a predetermined temperature range, thereby interrupting electrical connection with the connection plate (Current Interruptive Device; CID);
an insulating member interposed in at least one portion of the remaining portions between the connection plate and the current blocking member so as to insulate the remaining portions except for the central protrusion of the connection plate and the central connection portion of the current blocking member;
an electrode terminal portion positioned on the current blocking member and having at least one portion in contact with the current blocking member to form a positive terminal or a negative terminal of the battery cell; and
a gasket configured to simultaneously cover the outer periphery of the connection plate, the current blocking member, the insulating member, and the electrode terminal part;
contains,
In the cap assembly, characterized in that the current blocking member is made of a bimetal including different types of metals having different coefficients of thermal expansion,
The current blocking member,
a first metal part having a plate-like structure in which an upper surface of a portion corresponding to the central connection part is recessed inward; and
a second metal part located in a recess corresponding to the central connection part of the first metal part and made of a metal having a relatively small coefficient of thermal expansion compared to the first metal part;
includes,
The current blocking member includes a notch formed in the central connection portion,
The notch portion is made of a radial structure in which a plurality of straight lines in a plane form a single intersection point at the central portion of the central connection portion,
The plurality of straight lines constituting the notch portion have a structure extending over the first metal portion and the second metal portion of the current blocking member in a plan view. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 금속부의 평면상 면적은 전류 차단 부재의 전체 면적에 대해, 10% 내지 90%의 크기인 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리. The cap assembly of claim 1, wherein the planar area of the second metal part is 10% to 90% of the total area of the current blocking member. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 금속부의 수직 단면상 두께는 전류 차단 부재의 전체 두께에 대해, 10% 내지 50%의 크기인 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리. The cap assembly according to claim 1, wherein a thickness of the second metal part in a vertical cross-section is 10% to 50% of the total thickness of the current blocking member. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 노칭부를 구성하는 복수의 직선들 중에서, 하나의 직선은 이에 인접한 직선과 이루는 각도가 모두 동일한 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리. The cap assembly according to claim 1, wherein, among the plurality of straight lines constituting the notch portion, one straight line has the same angle with a straight line adjacent thereto. 제 1 항에 있어서, 상기 전류 차단 부재의 중앙 접속부가 파열되는 온도는 섭씨 75도 이상인 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리.The cap assembly according to claim 1, wherein a temperature at which the central connection portion of the current blocking member ruptures is at least 75 degrees Celsius. 제 1 항에 있어서, 상기 전류 차단 부재의 중앙 접속부와 접촉되는 접속 플레이트의 중앙 돌출부의 평면상 면적은, 접속 플레이트의 전체 면적에 대해 10% 내지 30%의 크기인 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리.The cap assembly according to claim 1, wherein the planar area of the central protrusion of the connection plate in contact with the central connection portion of the current blocking member is 10% to 30% of the total area of the connection plate. 제 1 항에 있어서, 상기 접속 플레이트의 중앙 돌출부의 외주변 부위에는, 전지케이스 내부의 가스가 외부로 배출되도록 천공된 제 1 벤팅부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리.The cap assembly according to claim 1, wherein a first venting part is formed in an outer peripheral portion of the central protrusion of the connection plate to allow gas inside the battery case to be discharged to the outside. 제 1 항에 있어서, 상기 절연 부재는, 접속 플레이트의 중앙 돌출부와 제 1 벤팅부, 및 전류 차단 부재의 중앙 접속부를 제외한 나머지 외주변 부위를 절연하도록, 중앙 부위가 천공된 링(ring) 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리.According to claim 1, wherein the insulating member has a ring shape with a perforated central portion so as to insulate the remaining outer peripheral portions except for the central protrusion and the first venting portion of the connection plate and the central connection portion of the current blocking member. Cap assembly, characterized in that made. 제 1 항에 있어서, 상기 전극 단자부는,
외주변 부위가 전류 차단 부재의 외주변 부위와 접촉된 상태에서, 중앙 부위가 전류 차단 부재의 중앙 접속부로부터 이격되도록 상향 돌출된 구조로 이루어져 있고,
상기 상향 돌출된 중앙 부위와 외주변 사이의 경사부에는 접속 플레이트의 제 1 벤팅부를 통해 배출된 가스가 외부로 배출되도록 천공된 제 2 벤팅부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리.According to claim 1, wherein the electrode terminal portion,
In a state in which the outer peripheral portion is in contact with the outer peripheral portion of the current blocking member, the central portion has a structure that protrudes upward so as to be spaced apart from the central connection portion of the current blocking member,
The cap assembly, characterized in that the second venting portion perforated so that the gas discharged through the first venting portion of the connection plate is discharged to the outside is formed in the inclined portion between the upwardly protruding central portion and the outer periphery. 제 1 항에 있어서, 상기 가스켓은,
접속 플레이트의 외주변 하면 부위를 지지하도록 연장된 제 1 연장부; 및
상기 제 1 연장부로부터 전지케이스 방향으로 하향 절곡되어 연장된 제 2 연장부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리.According to claim 1, wherein the gasket,
a first extension portion extending to support an outer peripheral lower surface portion of the connection plate; and
a second extension portion bent downward in the direction of the battery case from the first extension portion;
Cap assembly comprising a.
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