KR102397857B1 - 이차 전지 및 이를 이용한 전지 모듈 - Google Patents

이차 전지 및 이를 이용한 전지 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR102397857B1
KR102397857B1 KR1020150100639A KR20150100639A KR102397857B1 KR 102397857 B1 KR102397857 B1 KR 102397857B1 KR 1020150100639 A KR1020150100639 A KR 1020150100639A KR 20150100639 A KR20150100639 A KR 20150100639A KR 102397857 B1 KR102397857 B1 KR 102397857B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
terminal
cap plate
electrode terminal
bus bar
Prior art date
Application number
KR1020150100639A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170009132A (ko
Inventor
이치영
장명재
변상원
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 KR1020150100639A priority Critical patent/KR102397857B1/ko
Priority to US15/162,493 priority patent/US10553836B2/en
Priority to CN201610481402.7A priority patent/CN106356490B/zh
Publication of KR20170009132A publication Critical patent/KR20170009132A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102397857B1 publication Critical patent/KR102397857B1/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
    • 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 of a single cell or a single battery
    • H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • 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 of a single cell or a single battery
    • H01M50/147—Lids or covers
    • 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 of a single cell or a single battery
    • H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
    • H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
    • H01M50/176—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells 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
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • 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
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted 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
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • 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
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/507—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising an arrangement of two or more busbars within a container structure, e.g. busbar modules
    • 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
    • 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
    • H01M50/543—Terminals
    • 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
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • 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
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch 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
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/564—Terminals characterised by their manufacturing process
    • H01M50/567—Terminals characterised by their manufacturing process by fixing means, e.g. screws, rivets or bolts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10—Temperature sensitive devices
    • H01M2200/103—Fuse
    • 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
    • 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 of a single cell or a single battery
    • 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
    • H01M50/528—Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

이차 전지 및 이를 이용한 전지 모듈이 개시된다. 이차 전지는, 제1 전극과 제2 전극을 구비하는 전극 조립체와, 전극 조립체를 내장하는 케이스와, 케이스의 개구에 결합되며 단자홀이 형성된 캡 플레이트와, 캡 플레이트에 설치되며 제1 전극 단자와 제2 전극 단자를 포함하는 전극 단자와, 전극 조립체를 제1 전극 단자에 연결하는 제1 집전 탭과 전극 조립체를 제2 전극 단자에 연결하는 제2 집전 탭을 포함하는 리드 탭을 포함한다.

Description

이차 전지 및 이를 이용한 전지 모듈{RECHARGEABLE BATTERY AND RECHARGEABLE BATTERY MODULE USING THE SAME}
본 발명은 버스바의 연결이 안정적으로 용이하게 연결이 가능한 이차 전지 및 이를 이용한 전지 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 이차 전지(rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 저용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 전지는 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
대표적인 이차 전지에는 니켈 카드뮴(Ni-Cd)전지와 니켈 수소(Ni-MH)전지 및 리튬(Li) 전지와 리튬 이온(Li-ion) 이차 전지 등이 있다. 특히, 리튬 이온 이차 전지는 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈 카드뮴 전지나, 니켈 수소 전지보다 작동 전압이 약 3배나 높다. 또한, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 널리 사용되고 있다.
이차 전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로는, 전해질의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다.
이러한 이차 전지는 복수개가 일 방향을 따라 포개어져 전지 모듈을 구성할 수 있다. 이러한 전지 모듈은 서로 인접한 이차 전지들의 전극 단자들이 버스바로 연결된다.
그러나, 버스바는 전극 단자와 연결을 위해, 캡 플레이트의 외측으로 돌출된 전극 단자의 단부의 측면으로 추가적인 터미널이 필요하다. 즉, 전극 단자는 캡 플레이트의 외측으로 돌출된 단부의 측면으로 플레이트 형상으로 연결된 플레이트 터미널이 더욱 설치되어, 버스바에 접촉된 상태로 용접된다.
이에 따라, 전극 단자와 버스바를 연결하기 위해, 전극 단자 이외에 플레이트 터미널 등의 추가적인 부품이 필요하여, 원가가 상승되는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예는, 추가 부품이 필요 없이 버스바와 전극 단자의 연결이 가능한 이차 전지 및 이를 이용한 전지 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예의 이차 전지는, 제1 전극과 제2 전극을 구비하는 전극 조립체와, 전극 조립체를 내장하는 케이스와, 케이스의 개구에 결합되며 단자홀이 형성된 캡 플레이트와, 캡 플레이트에 설치되며 제1 전극 단자와 제2 전극 단자를 포함하는 전극 단자와, 전극 조립체를 제1 전극 단자에 연결하는 제1 집전 탭과 전극 조립체를 제2 전극 단자에 연결하는 제2 집전 탭을 포함하는 리드 탭을 포함한다.
전극 단자는, 제1 전극 단자 또는 제2 전극 단자의 적어도 하나 이상이 캡 플레이트의 외측으로 돌출된 리벳 터미널을 포함할 수 있다.
전극 단자는, 단자홀을 통과하며 일단은 제1 집전 탭에 연결되고 타단은 캡 플레이트의 외측으로 돌출하여 리벳 터미널이 형성되는 제1 전극 단자와, 캡 플레이트에 전기적으로 연결되어 캡 플레이트의 외측으로 돌출하는 제2 전극 단자를 포함할 수 있다.
제1 전극 단자는, 케이스의 내부에서 제1 집전 탭에 일단이 연결되고 타단은 단자홀을 통과하여 연장되는 연장부와, 연장부에 연결되어 캡 플레이트의 외측으로 돌출되는 리벳 터미널을 포함할 수 있다.
리벳 터미널은, 연장부에 돌출되며 버스바에 삽입되어 용접되는 용접 돌부와, 용접 돌부의 측면으로 돌출되어 버스바의 표면에 접촉되는 플랜지부를 포함할 수 있다.
제2 전극 단자는 캡 플레이트의 외측으로 일체로 돌출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 전지 모듈은, 이차 전지가 일 방향을 따라 상기 일 방향에 교차하는 측면으로 복수개로 포개어지며, 복수개의 상기 이차 전지들 중 서로 다른 이차 전지에 각각 연결되어 마주하여 위치되며, 상기 전극 단자를 전기적으로 연결하는 버스바를 포함한다. 버스바는 전극 단자들 사이를 높이를 달리하면서 연결할 수 있다.
버스바는 전극 단자들과 연결된 사이 부분에 벤딩부가 형성될 수 있다.
버스바는 전극 단자들과 연결된 사이 부분에 퓨즈부가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 음극 단자는 캡 플레이트의 외측에서 용접 돌부와 플랜지부를 포함하는 리벳 터미널이 형성되는 바, 버스바와 연결되는 과정에서 리벳 터미널에 의해 안정적인 연결이 가능하다. 따라서, 이차 전지와 버스바의 연결 과정에서 음극 단자가 버스바에 직접 용접으로 연결되는 것이 가능하여, 별도의 버스바를 음극 단자에 연결하기 위한 부품이 필요없게 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 이차 전지의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전지 모듈을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 전지 모듈에서 이차 전지들 사이를 연결하는 버스바를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전지 모듈을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6의 전지 모듈에서 이차 전지들 사이를 연결하는 버스바를 개략적으로 도시한 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 이차 전지의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는, 제1 전극(11)과 제2 전극(12)을 구비하는 전극 조립체(10)와, 전극 조립체(10)를 내장하는 케이스(15)와, 케이스(15)의 개구에 결합되며 단자홀(H1)이 형성된 캡 플레이트(20)와, 캡 플레이트(20)에 설치되며 제1 전극 단자(21)와 제2 전극 단자(22)를 포함하는 전극 단자(21, 22)와, 전극 조립체(10)를 제1 전극 단자(21)에 연결하는 제1 집전 탭(51)과 전극 조립체(10)를 제2 전극 단자(22)에 연결하는 제2 집전 탭(52)을 포함하는 리드 탭(51, 52)을 포함한다.
예를 들면, 전극 조립체(10)는 절연체인 세퍼레이터(13)의 양면에 제1 전극(이하, "음극"이라 한다)(11)과 제2 전극(이하, "양극"이라 한다)(12)을 배치하고, 음극(11), 세퍼레이터(13) 및 양극(12)을 젤리롤 상태로 귄취하여 형성된다.
음극(11) 및 양극(12)은, 각각 금속판의 집전체에 활물질을 도포한 코팅부(11a, 12a), 및 활물질을 도포하지 않아서 노출된 집전체로 형성되는 무지부(11b, 12b)를 포함한다.
음극(11)의 무지부(11b)는 권취되는 음극(11)을 따라 음극(11)의 한 쪽 단부에 형성된다. 양극(12)의 무지부(12b)는 권취되는 양극(12)을 따라 양극(12)의 한 쪽 단부에 형성된다. 따라서 무지부들(11b, 12b)은 전극 조립체(10)의 양단에 각각 배치된다.
예를 들면, 케이스(15)는 내부에 전극 조립체(10)와 전해액을 수용하는 공간을 설정하도록 대략 직육면체로 이루어지며, 외부와 내부 공간을 연결하는 개구를 직육면체의 일면에 형성한다. 개구는 전극 조립체(10)를 케이스(15)의 내부로 삽입할 수 있게 한다.
캡 플레이트(20)는 케이스(15)의 개구에 설치됨으로써 케이스(15)를 밀폐한다. 예를 들면, 케이스(15)와 캡 플레이트(20)는 알루미늄으로 형성되어 서로 용접될 수 있다.
또한, 캡 플레이트(20)는 전해액 주입구(29)와 벤트홀(24) 및 단자홀(H1)을 구비한다. 전해액 주입구(29)는 케이스(15)에 캡 플레이트(20)를 결합한 후, 케이스(15)의 내부로 전해액을 주입할 수 있게 한다. 전해액 주입 후, 전해액 주입구(29)는 밀봉 마개(27)로 밀봉된다. 벤트홀(24)은 이차 전지(100)의 내부 압력을 배출할 수 있도록 형성된다.
한편, 전극 단자(21, 22)는 제1 전극 단자(21)와 제2 전극 단자(22)로 구성되는 것으로서, 캡 플레이트(20)에 설치되고 전극 조립체(10)에 전기적으로 연결된다. 여기서, 제1 전극 단자(21)는 음극 단자 이고, 제2 전극 단자(22)는 양극 단자로 구성된다.
즉, 음극 단자(21)는 전극 조립체(10)의 음극(11)에 전기적으로 연결되고, 양극 단자(22)는 캡 플레이트(20)에 용접 등에 의해 전기적으로 연결되어, 양극에 제2 집전 탭(52)을 통해 연결된다.
음극 단자(21)를 보다 구체적으로 설명하면, 음극 단자(21)는 단자홀(H1)을 통과하며 일단은 제1 집전 탭(51)에 연결되고 타단은 캡 플레이트(20)의 외측으로 돌출될 수 있다. 이러한 음극 단자(21)에서 캡 플레이트(20)의 외측으로 돌출된 부분에는 리벳 터미널(213)이 형성될 수 있다. 이에 대해서는 이하에서 보다 구체적으로 설명한다.
음극 단자(21)는, 케이스(15)의 내부에서 제1 집전 탭(51)에 일단이 연결되고 타단은 단자홀(H1)을 통과하여 연장되는 연장부(211)와, 연장부(211)에 연결되어 캡 플레이트(20)의 외측으로 돌출되는 리벳 터미널(213)을 포함할 수 있다.
연장부(211)는 케이스(15)의 내부에서 캡 플레이트(20)의 외측으로 원통형을 형성하면서 긴 길이를 갖도록 연장될 수 있다. 물론, 연장부(211)는 원통형으로 반드시 한정되는 것은 아니고, 다각형(미도시)으로 형성되는 것도 가능하다.
리벳 터미널(213)은, 연장부(211)에 돌출되며 버스바(미도시)에 삽입되어 용접되는 용접 돌부(213a)와, 용접 돌부(213a)의 측면으로 돌출되어 버스바(미도시)의 표면에 접촉되는 플랜지부(213b)를 포함할 수 있다.
용접 돌부(213a)는 캡 플레이트(20)의 외측에서 연장부(211)의 단부에 돌출되도록 형성될 수 있다. 이러한 용접 돌부(213a)는 버스바에 형성된 삽입홀(223, 도 5 참조)에 삽입된 상태로 용접 등에 의해 결합되는 부분을 말한다. 용접 돌부(213a)는 원통형으로 돌출되는 것도 가능하고, 다각 기둥 형상으로 돌출되는 것도 가능하다. 이러한 용접 돌부(213a)의 측면에는 플랜지부(213b)가 돌출될 수 있다.
플랜지부(213b)는 용접 돌부(213a)의 측면에서 돌출되는 것으로서, 버스바의 표면에 전기적으로 접촉될 수 있다. 이러한 플랜지부(213b)는 용접 돌부(213a)의 측면으로 버스바의 표면에 접촉되도록 플레이트 형상으로 돌출될 수 있다.
전술한 바와 같이, 음극 단자(21)는 캡 플레이트(20)의 외측에서 용접 돌부(213a)와 플랜지부(213b)를 포함하는 리벳 터미널(213)이 형성되는 바, 버스바와 연결되는 과정에서 용접 돌부(213a)와 플랜지부(213b)에 의해 안정적인 연결이 가능하다. 따라서, 음극 단자(21)와 버스바의 연결 과정에서 음극 단자(21)가 버스바에 직접 용접으로 연결되는 것이 가능하여, 별도의 버스바를 음극 단자(21)에 연결하기 위한 부품이 필요없게 된다.
음극 개스킷(36)은 음극 단자(21)가 설치되는 캡 플레이트(20)의 단자홀(H1) 내면 사이에 각각 설치되어, 음극 단자(21)의 리벳 터미널(21a)과 캡 플레이트(20)의 사이를 실링하고 전기적으로 절연한다.
음극 개스킷(36)은 캡 플레이트(20)의 내면 사이에 더 연장 설치되어, 플랜지(21b)와 제1 집전탭(51)의 사이를 더 실링하고 전기적으로 절연한다. 즉 음극 개스킷(36)은 캡 플레이트(20)에 음극 단자(21)를 설치함으로써 단자홀(H1)을 통하여 전해액이 새는 것(leak)을 방지한다.
리드 탭(51, 52)은 전극 조립체(10)를 전극 단자(21, 22)에 연결하는 것으로서, 제1 집전 탭(51)과 제2 집전 탭(52)을 포함한다. 여기서 제1 집전 탭(51)은 음극 집전 탭이며, 제2 집전 탭(52)은 양극 집전 탭을 말한다.
양극 집전 탭(52)은 일측은 양극(12)에 전기적으로 연결되고 타측은 캡 플레이트(20)에 전기적으로 연결된다. 이에 대해 이하에서 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
양극 집전 탭(52)은, 전극 조립체(10)에 연결되는 전극 연결부(521)와, 전극 연결부(521)에 절곡되어 캡 플레이트(20)에 연결되는 단자 연결부(523)를 포함한다.
전극 연결부(521)는 전극 조립체(10)의 무지부에 전기적으로 연결된다. 이러한 전극 연결부(521)에는 단자 연결부(523)가 절곡된 상태로 일체로 형성된다.
단자 연결부(523)는 전극 연결부(521)에 연결되어 캡 플레이트(20)의 표면에 수평 방향으로 굴곡될 수 있다. 이러한 단자 연결부(523)는 케이스(15)의 내부에서 캡 플레이트(20)에 접촉된 상태로 용접될 수 있다.
전술한 바와 같이, 또한, 양극 집전 탭(52)이 캡 플레이트(20)에 직접적으로 연결되는 바, 양극 집전 탭(52)의 위치에서 단자홀이 필요 없어 전해액이 유출되는 것을 방지할 수 있다. 또한 단자홀에 개스킷 등의 실링부재의 삭제도 가능하여 원가 절감이 가능하다.
한편, 하부 절연부재(53)는 음극 집전 탭(51)과 캡 플레이트(20) 사이에 설치되어, 음극 집전 탭(51)과 캡 플레이트(20)를 전기적으로 절연시킨다. 또한 하부 절연부재(53)는 일측으로 캡 플레이트(20)에 결합되고, 다른 일측으로 음극 집전 탭(51)과 리벳 터미널(21a) 및 플랜지(21b)를 감싸므로 이들의 연결 구조를 안정시킨다.
음극 단자(21) 측의 상부 절연부재(31)는 음극 단자(21)와 캡 플레이트(20)의 사이를 전기적으로 절연시킨다.
이러한 상부 절연부재(31)는 음극 단자(21)와 캡 플레이트(20) 사이에 개재되고 리벳 터미널(21a)을 관통시킨다. 따라서 상부 절연부재(31)를 리벳 터미널(21a)의 상단에 결합하여 상단을 코킹함으로써, 상부 절연부재(31)는 리벳 터미널(21a)의 상단에 결합될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 1 및 도 2와 동일 참조 번호는 동일 또는 유사 기능의 동일 또는 유사 부재를 말한다. 이하에서 동일 참조 번호에 대해서는 그 자세한 설명을 생략한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지(200)의 음극 단자(21)에는 케이스(15)의 내부에서 음극 집전 탭(51)에 연결되는 보조 리벳 터미널(113)이 형성된다.
보조 리벳 터미널(113)은 케이스(15)의 내부에서 제1 집전 탭(51)에 압입된 상태에서 용접 등에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 제1 집전 탭(51)이 음극 단자(21)에 보다 견고하게 연결되는 것이 가능하다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전지 모듈을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 전지 모듈에서 이차 전지들 사이를 연결하는 버스바를 개략적으로 도시한 요부 사시도이다. 도 1 내지 도 3과 동일 참조 번호는 동일 또는 유사 기능의 동일 또는 유사 부재를 말한다. 이하에서 동일 참조 번호에 대해서는 그 자세한 설명을 생략하다.
도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전지 모듈(300)은, 이차 전지(100)가 일 방향을 따라 일 방향에 교차하는 측면으로 복수개로 포개어지며, 복수개의 이차 전지(100)들 중 서로 다른 이차 전지에 각각 연결되어 마주하여 위치되며 전극 단자를 전기적으로 연결하는 버스바(220)를 포함한다.
버스바(220)는 이차 전지(100)들 사이에서 전극 단자들 사이를 높이를 달리하면서 연결될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 이차 전지(100)의 음극 단자(21)는 캡 플레이트(20)의 외측에서 리벳 터미널(213)이 형성되면서 돌출된다. 그리고, 이차 전지(100)의 양극 단자(22)는 캡 플레이트(20)의 외측에 일체로 돌출될 수 있다. 따라서, 이차 전지(100)의 음극 단자(21)와 양극 단자(22)는 캡 플레이트(20)의 외측에서 높이를 달리하여 돌출된다.
따라서, 버스바(220)는 복수개의 이차 전지(100)의 어느 하나의 음극 단자(21)와 다른 하나의 양극 단자(22)들 사이를 안정적으로 연결하도록 높이를 달리하여 연결할 수 있다. 이를 위해, 버스바(220)에는 벤딩부(221)가 형성될 수 있다.
벤딩부(221)에는 길이 방향의 중앙 부분에 이차 전지(100)들을 높이를 달리하면서 연결하도록 단차가 형성되도록 형성될 수 있다. 따라서, 이차 전지(100)들의 높이를 벤딩부(221)에서 보상하는 것이 가능하여 버스바의 안정적인 연결이 가능하다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전지 모듈을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6의 전지 모듈에서 이차 전지들 사이를 연결하는 버스바를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 1 내지 도 5와 동일 참조 번호는 동일 또는 유사 기능의 동일 또는 유사 부재를 말한다. 이하에서 동일 참조 번호에 대해서는 그 자세한 설명을 생략하다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 전지 모듈(400)은 버스바(320)의 퓨즈부(321)가 형성된다.
퓨즈부(321)는 복수개의 이차 전지(100)의 어느 하나의 음극 단자(21)와 다른 하나의 양극 단자(22)들 사이를 높이를 달리하면서 연결하는 부분으로, 음극 단자(21)와 양극 단자(22)에 각각 연결되는 부분의 두께 보다 작은 두께로 형성될 수 있다.
따라서, 퓨즈부(321)는 이차 전지(100)들의 높이를 보상하는 것과, 이상 전류의 흐름 발생시에 이차 전지(100)의 손상이 발생되는 것을 방지하는 것이 함께 가능하다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10...전극 조립체 11...음극
1b..무지부 12...양극
12b..무지부 15...케이스
20...캡 플레이트 21...음극 단자
22...양극 단자 24...벤트홀
25...벤트 플레이트 27...밀봉 마개
29...전해액 주입구 51...제1 집전 탭
52...제2 집전 탭 113..보조 리벳 터미널
211..연장부 213..리벳 터미널
213a.용접 돌부 213b.플랜지부
220, 320..버스바 221..벤딩부
321..퓨즈부

Claims (8)

  1. 제1 전극과 제2 전극을 구비하는 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 내장하는 케이스;
    상기 케이스의 개구에 결합되며 단자홀이 형성된 캡 플레이트;
    상기 캡 플레이트에 설치되며, 제1 전극 단자와 제2 전극 단자를 포함하는 전극 단자; 및
    상기 전극 조립체를 상기 제1 전극 단자에 연결하는 제1 집전 탭과 상기 전극 조립체를 상기 제2 전극 단자에 연결하는 제2 집전 탭을 포함하는 리드 탭;
    을 포함하고,
    상기 전극 단자는,
    상기 제1 전극 단자 또는 상기 제2 전극 단자의 적어도 하나 이상이 상기 캡 플레이트의 외측으로 돌출된 리벳 터미널을 포함하고,
    상기 전극 단자는,
    상기 단자홀을 통과하며 일단은 상기 제1 집전 탭에 연결되고 타단은 상기 캡 플레이트의 외측으로 돌출하여 상기 리벳 터미널이 형성되는 제1 전극 단자; 및
    상기 캡 플레이트에 전기적으로 연결되어 상기 캡 플레이트의 외측으로 돌출하는 제2 전극 단자;
    를 포함하고,
    상기 제1 전극 단자는,
    상기 케이스의 내부에서 상기 제1 집전 탭에 일단이 연결되고 타단은 상기 단자홀을 통과하여 연장되는 연장부; 및
    상기 연장부에 연결되어 상기 캡 플레이트의 외측으로 돌출되는 리벳 터미널;
    을 포함하며,
    상기 리벳 터미널은,
    상기 연장부에 돌출되며, 버스바에 삽입되어 용접되는 용접 돌부; 및
    상기 용접 돌부의 측면으로 돌출되어 상기 버스바의 표면에 접촉되는 플랜지부;
    를 포함하며,
    상기 제1 전극 단자의 하부에는 상기 제1 집전 탭에 전기적으로 연결되는 보조 리벳 터미널이 돌출되는 이차 전지.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전극 단자는 상기 캡 플레이트의 외측으로 일체로 돌출되는 이차 전지.
  6. 제1항 및 제5항 중의 어느 한 항의 상기 이차 전지가 일 방향을 따라 상기 일 방향에 교차하는 측면으로 복수개로 포개어지며,
    복수개의 상기 이차 전지들 중 서로 다른 이차 전지에 각각 연결되어 마주하여 위치되며, 상기 전극 단자를 전기적으로 연결하는 버스바;
    를 포함하고,
    상기 버스바는 상기 전극 단자들 사이를 높이를 달리하면서 연결하는 전지 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 버스바는 상기 전극 단자들과 연결된 사이 부분에 벤딩부가 형성되는 전지 모듈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 버스바는 상기 전극 단자들과 연결된 사이 부분에 퓨즈부가 형성되는 전지 모듈.
KR1020150100639A 2015-07-15 2015-07-15 이차 전지 및 이를 이용한 전지 모듈 KR102397857B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150100639A KR102397857B1 (ko) 2015-07-15 2015-07-15 이차 전지 및 이를 이용한 전지 모듈
US15/162,493 US10553836B2 (en) 2015-07-15 2016-05-23 Rechargeable battery and rechargeable battery module using the same
CN201610481402.7A CN106356490B (zh) 2015-07-15 2016-06-27 可再充电电池和包括可再充电电池的电池模块

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150100639A KR102397857B1 (ko) 2015-07-15 2015-07-15 이차 전지 및 이를 이용한 전지 모듈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170009132A KR20170009132A (ko) 2017-01-25
KR102397857B1 true KR102397857B1 (ko) 2022-05-12

Family

ID=57776563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150100639A KR102397857B1 (ko) 2015-07-15 2015-07-15 이차 전지 및 이를 이용한 전지 모듈

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10553836B2 (ko)
KR (1) KR102397857B1 (ko)
CN (1) CN106356490B (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6741215B2 (ja) * 2017-01-20 2020-08-19 株式会社オートネットワーク技術研究所 接続モジュール
KR102397762B1 (ko) 2017-06-01 2022-05-13 삼성에스디아이 주식회사 양극 단자 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
WO2019124108A1 (ja) * 2017-12-22 2019-06-27 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池積層体
WO2020035970A1 (ja) * 2018-08-13 2020-02-20 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池モジュール
CN111490191B (zh) 2019-01-26 2022-02-08 比亚迪股份有限公司 电池单元、电池模组及汽车
US20210091360A1 (en) * 2019-09-25 2021-03-25 Apple Inc. Battery pack with attached system module
KR20220009203A (ko) * 2020-07-15 2022-01-24 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
CN115347327A (zh) * 2021-05-14 2022-11-15 中创新航科技股份有限公司 电池组及电池组的成组方法
CN114243230B (zh) * 2022-02-23 2022-05-31 深圳市格林晟科技有限公司 一种电芯极耳焊接汇流方法及设备
CN115133228B (zh) * 2022-05-28 2023-03-10 楚能新能源股份有限公司 一种锂离子电池集流结构

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100684763B1 (ko) * 2005-07-29 2007-02-20 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈과 이차 전지 모듈의 단위 전지 연결구
JP2007157382A (ja) * 2005-12-01 2007-06-21 Matsushita Battery Industrial Co Ltd 組電池
KR100778511B1 (ko) * 2006-09-11 2007-11-22 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
KR20100096755A (ko) * 2009-02-25 2010-09-02 에스비리모티브 주식회사 전지모듈
US7766673B1 (en) * 2009-07-31 2010-08-03 Nissan Technical Center North America, Inc. Fusible link busbar for starter and alternator with dual battery application
US8956753B2 (en) * 2010-03-30 2015-02-17 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery and secondary battery module
KR101146414B1 (ko) * 2010-09-08 2012-05-17 에스비리모티브 주식회사 이차 전지
JP2012182043A (ja) 2011-03-02 2012-09-20 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk バスバー
KR101274859B1 (ko) * 2011-03-04 2013-06-13 로베르트 보쉬 게엠베하 이차 전지 및 그 조립 방법
US8962178B2 (en) * 2011-05-25 2015-02-24 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
KR20130053026A (ko) * 2011-11-14 2013-05-23 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
KR101683199B1 (ko) * 2012-11-20 2016-12-06 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR20140124247A (ko) * 2013-04-16 2014-10-24 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR20140140744A (ko) * 2013-05-30 2014-12-10 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
JP2015099647A (ja) * 2013-11-18 2015-05-28 本田技研工業株式会社 蓄電モジュールおよび蓄電セル

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170009132A (ko) 2017-01-25
US20170018794A1 (en) 2017-01-19
CN106356490B (zh) 2022-05-06
CN106356490A (zh) 2017-01-25
US10553836B2 (en) 2020-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102397857B1 (ko) 이차 전지 및 이를 이용한 전지 모듈
KR101649136B1 (ko) 이차 전지
US9023498B2 (en) Rechargeable battery
KR102453383B1 (ko) 이차 전지 모듈
KR102391252B1 (ko) 이차 전지
US9252403B2 (en) Rechargeable battery
KR101724006B1 (ko) 이차 전지
JP6662576B2 (ja) 二次電池
US20140272520A1 (en) Battery module
US9203074B2 (en) Rechargeable battery with cap plate having a protrusion and terminal plate having a longitudinal compression
KR20140125657A (ko) 이차전지
KR102340114B1 (ko) 이차 전지
KR102332447B1 (ko) 이차 전지
KR102284570B1 (ko) 이차 전지
US9559341B2 (en) Rechargeable battery having a vent unit at a joint in a cap plate
KR102264700B1 (ko) 이차 전지
KR102306443B1 (ko) 이차 전지
KR102470495B1 (ko) 이차전지 및 그 제조방법
KR102281736B1 (ko) 이차 전지
KR102314084B1 (ko) 이차 전지
KR102213663B1 (ko) 이차 전지
KR20180044089A (ko) 이차 전지
KR102531183B1 (ko) 이차 전지 모듈
US10090506B2 (en) Rechargeable battery
KR102305264B1 (ko) 이차 전지

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