KR102408824B1 - 이차 전지 및 이차 전지 모듈 - Google Patents

이차 전지 및 이차 전지 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR102408824B1
KR102408824B1 KR1020150088348A KR20150088348A KR102408824B1 KR 102408824 B1 KR102408824 B1 KR 102408824B1 KR 1020150088348 A KR1020150088348 A KR 1020150088348A KR 20150088348 A KR20150088348 A KR 20150088348A KR 102408824 B1 KR102408824 B1 KR 102408824B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
terminal
cap plate
electrode
case
secondary battery
Prior art date
Application number
KR1020150088348A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160150405A (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 KR1020150088348A priority Critical patent/KR102408824B1/ko
Priority to US15/157,276 priority patent/US10587010B2/en
Priority to CN201610421146.2A priority patent/CN106257709B/zh
Priority to PL16175336T priority patent/PL3109926T3/pl
Priority to EP16175336.3A priority patent/EP3109926B1/en
Publication of KR20160150405A publication Critical patent/KR20160150405A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102408824B1 publication Critical patent/KR102408824B1/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
    • 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
    • H01M50/561—Hollow metallic terminals, e.g. terminal bushings
    • 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
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • 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
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/154—Lid or cover comprising an axial bore for receiving a central current collector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/172—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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—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
    • H01M50/503—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the shape of the interconnectors
    • 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
    • H01M50/557—Plate-shaped 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
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 제1전극, 제2전극, 및 상기 제1전극과 제2전극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스, 상기 케이스의 개구를 밀봉하는 캡 플레이트, 상기 캡 플레이트의 일 단부에 위치하는 제1부분, 및 상기 제1부분과 일체로 이루어지고 상기 케이스의 일 외측면의 단부에 위치하는 제2부분을 포함하는 제1터미널, 그리고 상기 캡 플레이트의 타 단부에 위치하는 제3부분, 및 상기 제3부분과 일체로 이루어지고 상기 케이스의 타 외측면의 단부에 위치하는 제4부분을 포함하는 제2터미널을 포함하는 이차 전지 및 이를 이용하여 구성된 이차 전지 모듈에 관한 것이다.

Description

이차 전지 및 이차 전지 모듈{RECHARGEABLE BATTERY AND RECHARGEABLE BATTERY MODULE}
본 발명은 이차 전지 및 이차 전지 모듈에 관한 것이다.
충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 이차 전지는 다양한 첨단 분야에 적용하기 위하여 활발한 연구가 행해졌고 상용화되어 널리 이용되고 있다.
특히, 최근에는 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 대용량 고출력 이차 전지가 개발되고 있으며, 상기한 대용량 고출력 이차 전지는 전력 저장용이나 대전력을 필요로 하는 기기에 사용될 수 있도록 복수 개의 이차 전지를 직ㆍ병렬로 연결하여 고출력의 전지 모듈 형태로 구성되는 것이 일반적이다.
한편, 이와 같은 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형, 각형 및 파우치형 등을 들 수 있으며, 고출력이 요구되는 중대형 모듈에서는 고용량을 확보하기가 비교적 용이한 원통형 및 각형 전지가 일반적으로 사용되고 있다.
이때, 각 이차 전지는 양극 및 음극 사이에 절연체인 세퍼레이터를 개재하여 형성된 전극 조립체와 전해액을 함께 케이스에 수용하고, 상기 케이스에 결합되어 이를 밀폐하는 캡 플레이트, 상기 캡 플레이트 상부로 돌출되고, 상기 전극 조립체의 양극 및 음극과 전기적으로 연결되는 전극 단자를 포함하는 것이 일반적이다.
한편, 종래에는 상기 이차 전지들을 전기적으로 연결하여 중대형 전지 모듈을 구성할 때, 각 전지의 상부 공간에 돌출된 전극 단자에 판형 터미널을 부착한 후 연결 부재 등을 이용하여 각 이차 전지를 전기적으로 연결하거나, 연결 선 및 전지 모듈의 회로 구성 등을 전지의 상부 공간에 배치할 수 밖에 없어 전지 모듈의 높이가 높아지게 된다.
그런데, 이와 같은 중대형 전지 모듈이 주로 적용되는 전기 자동차의 경우, 차량 내에서 전지 모듈의 탑재 위치를 다양하게 하고자 하는 시도가 확대되고 있기 때문에, 상기한 바와 같이 전지 모듈의 높이가 높아지는 경우에는 사용자의 선택성이 매우 제한된다. 또한, 이러한 전지 모듈을 적용하는 전기 자동차의 차체 높이가 필연적으로 높아지기 때문에 수요자의 다양한 요구에 부합하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전지의 상부 및 측면 공간을 모두 활용할 수 있어 전체적으로 낮은 높이를 갖는 전지 모듈을 쉽게 구성할 수 있는 구조를 갖는 이차 전지를 제공하고자 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 측면에서, 본 발명은, 제1전극, 제2전극, 및 상기 제1전극과 제2전극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스, 상기 케이스의 개구를 밀봉하는 캡 플레이트, 상기 캡 플레이트의 일 단부에 위치하는 제1부분, 및 상기 제1부분과 일체로 이루어지고 상기 케이스의 일 외측면의 단부에 위치하는 제2부분을 포함하는 제1터미널, 그리고 상기 캡 플레이트의 타 단부에 위치하는 제3부분, 및 상기 제3부분과 일체로 이루어지고 상기 케이스의 타 외측면의 단부에 위치하는 제4부분을 포함하는 제2터미널을 포함하는 이차 전지를 제공한다.
이때, 상기 제3부분은, 상기 캡 플레이트를 관통하여 돌출되며 상기 제2전극과 전기적으로 연결되는 제2단자가 관통하여 위치하는 관통홀을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1부분은, 상기 캡 플레이트의 일 단부에 형성되고 상기 제1전극과 전기적으로 연결되는 제1단자가 삽입되는 삽입부를 포함할 수 있다.
한편, 상기 제1부분은, 상기 캡 플레이트를 관통하여 돌출되며 상기 제1전극과 전기적으로 연결되는 제1단자가 관통하여 위치하는 관통홀을 포함할 수 있다.
다음으로, 상기 제2터미널은, 상기 제3부분 및 상기 제4부분이 소정의 각도로 절곡된 형상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1터미널은, 상기 제1부분 및 상기 제3부분이 소정의 각도로 절곡된 형상을 포함할 수 있다.
한편, 상기 제4부분 및 상기 제2단자는 서로 수직한 면에 각각 배치될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 제1터미널의 상기 제2부분 및 상기 제1단자는 서로 수직한 면에 각각 배치될 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은, 상기 이차 전지를 복수 개 포함하고, 상기 복수 개의 이차 전지를 전기적으로 연결하는 연결 부재를 포함하는 이차 전지 모듈을 제공한다.
이때, 상기 연결 부재는, 이웃하는 상기 이차 전지들의 상기 제2부분의 외주면에 부착되는 제1연결 부재, 그리고 상기 제1연결 부재와 엇갈리게 배치되되, 이웃하는 상기 이차 전지들의 상기 제4부분의 외주면에 부착되는 제2연결 부재를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이차 전지는 이웃하는 이차 전지와 전기적으로 연결시키기 위한 연결 부재가 부착되는 터미널의 형상을 변경하여, 상기 터미널의 일부가 전극 단자와 수직한 케이스의 측면에 배치되도록 함으로써, 본 발명에 따른 이차 전지를 이용하여 중대형 모듈을 구성하는 경우 전지 모듈의 높이를 획기적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 이차 전지는 절곡된 형상을 갖는 터미널을 포함하기 때문에 전지의 상부 공간 및 측면 공간을 모두 활용하여 이차 전지 모듈을 구성할 수 있어 사용자 편의성을 보다 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1에서 II-II 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2터미널의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1터미널의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지 모듈의 사시도이다.
도 7은 도 6에서 III-III선을 따라 자른 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1터미널의 분해 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 전지 모듈의 사시도이며, 도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2을 참조하면, 일 실시예에 따른 본 발명의 이차 전지 모듈(200)은 복수 개의 이차 전지(100)를 포함하고, 이를 전기적으로 연결하는 연결 부재(110)가 절곡된 형상을 갖는 제2터미널(22c)의 제4부분(22cb) 및 제1터미널(21c)의 제2부분(21cb)에 각각 부착된다. 따라서, 본 발명에 따르면 결과적으로 이차 전지 모듈(200)의 상부 공간이 아닌 측면 공간을 활용하여 복수의 전지를 전기적으로 연결하는 연결 부재(110)를 배치할 수 있다.
이때, 상기 연결 부재(110)는, 이웃하는 이차 전지(100)들의 제2부분(21cb)의 외주면에 부착되는 제1연결 부재(110a), 및 상기 제1연결 부재(110a)와 엇갈리게 배치되되, 이웃하는 이차 전지(100)들의 제 제4부분(22cb)의 외주면에 부착되는 제2연결 부재(110b)를 포함할 수 있다.
도 1에서 상기 연결 부재(110a, 110b)는 각각 두 개의 이차 전지(100)를 연결하는 것으로 도시하였다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 모듈(200)에서, 상기 연결 부재(110a, 110b)에 의해 전기적으로 연결되는 이차 전지(100)는 적어도 셋 이상, 또는 넷 이상일 수도 있으며, 모듈을 구성하는 형태가 특별히 한정되는 것은 아니다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 모듈(200)은, 모듈의 측면 공간을 활용하여 연결 부재(110)를 배치할 수 있기 때문에, 전지 모듈의 전체적인 높이를 획기적으로 감소시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는, 전류를 충전 및 방전하는 전극 조립체(10), 상기 전극 조립체(10)를 수납하는 케이스(15), 상기 케이스(15)의 개구에 결합되는 캡 플레이트(20)를 포함한다. 또한, 상기 캡 플레이트(20)의 대향하는 양 단부 및 상기 케이스(15)의 대향하는 양 외측면에 각각 위치하는, 제1터미널(21c)과 제2터미널(22c)을 포함한다.
이하에서는 각형 전지를 예로써 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 파우치형 전지, 원통형 전지 등 다양한 형상의 이차 전지에 대하여 적용될 수 있다.
먼저, 상기 전극 조립체(10)는 절연체인 세퍼레이터(13)의 양면에 제1 전극(이하, "양극"이라 한다)(11)과 제2 전극(이하, "음극"이라 한다)(12)을 배치하고, 양극(11), 세퍼레이터(13) 및 음극(12)을 젤리롤 상태로 귄취된 후, 납작하게 가압되어 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 양극(11) 및 음극(12)은 각각 금속판의 집전체에 활물질을 도포한 코팅부(11a, 12a), 및 활물질을 도포하지 않아서 노출된 집전체로 형성되는 무지부(11b, 12b)를 포함한다.
이때, 양극 집전체는 알루미늄 등의 금속 박판으로 이루어질 수 있으며, 양극 활물질층은 리튬계 산화물로 이루어질 수 있다. 또한, 음극 집전체는 구리 등의 금속 박판으로 이루어질 수 있으며, 음극 활물질층은 탄소계 활물질로 이루어질 수 있다. 나아가, 상기 세퍼레이터(13)는 다공성 박막으로 이루어지며, 예를 들면, 폴리올레핀계 수지로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 양극(11)의 무지부(11b)는 권취되는 양극(11)을 따라 양극(11)의 한 쪽 단부에 형성된다. 또한, 상기 음극(12)의 무지부(12b)는 권취되는 음극(12)을 따라 음극(12)의 한 쪽 단부에 형성된다. 따라서, 상기 무지부들(11b, 12b)은 전극 조립체(10)의 양단에 각각 배치된다.
또한, 상기 케이스(15)는 내부에 전극 조립체(10)와 전해액을 수용하는 공간을 설정하도록 대략 직육면체로 이루어지며, 외부와 내부 공간을 연결하는 개구가 직육면체의 일면에 형성된다. 이때, 상기 개구를 통해 전극 조립체(10)를 케이스(15)의 내부로 삽입할 수 있다.
다음으로, 상기 캡 플레이트(20)는 판상으로 이루어지며 상기 케이스(15)의 개구에 설치됨으로써 케이스(15)를 밀폐한다. 상기 케이스(15)와 캡 플레이트(20)는 동일한 재질, 예를 들면, 알루미늄 등으로 형성되어 서로 용접될 수 있다.
또한, 상기 캡 플레이트(20)는 전해액 주입구(29)와 벤트 홀(24) 및 단자홀(H1)을 구비할 수 있다. 상기 전해액 주입구(29)는 케이스(15)에 캡 플레이트(20)를 결합한 후, 케이스(15)의 내부로 전해액을 주입할 수 있게 한다. 또한, 전해액 주입 후, 상기 전해액 주입구(29)는 밀봉 마개(27)로 밀봉된다.
한편, 상기 벤트 홀(24)은 이차 전지(100)의 내부 압력을 배출할 수 있도록 벤트 플레이트(25)로 밀폐된다. 이차 전지(100)의 내부 압력이 설정 압력에 이르면, 벤트 플레이트(25)가 절개되어 벤트 홀(24)을 개방한다. 따라서, 상기 벤트 플레이트(25)는 절개를 유도하는 노치(25a)를 가진다.
다음으로, 제2단자(22)는 캡 플레이트(20)의 단자홀(H1)에 설치되고, 전극 조립체(10)의 음극(12)에 전기적으로 연결된다. 따라서, 전극 조립체(10)의 음극(12)은 제2단자(22)를 통하여 케이스(15)의 외부로 인출된다.
보다 구체적으로, 상기 제2단자(22)는 캡 플레이트(20)의 단자홀(H1)에 설치되는 제2기둥 터미널(22b), 캡 플레이트(20)의 외측에서 제2기둥 터미널(22b)의 상부에 제2기둥 터미널(22b)과 일체로 형성되되 제2기둥 터미널(22b)에 대해 수직 방향으로 얇게 돌출되어 형성되는 제2플랜지(22a)를 포함한다. 제2플랜지 (22a)는 제2절연부재(32) 내에 삽입되어 배치되며 캡 플레이트(20)의 상부에 음극 개스킷(37)을 매개로 배치된다.
또한, 상기 음극 개스킷(37)은 제2기둥 터미널(22b)과 캡 플레이트(20) 사이를 실링하고 전기적으로 절연한다. 또한, 상기 음극 개스킷(37)은 캡 플레이트(20)에 제2단자(22)를 설치함으로써 단자홀(H1)을 통하여 전해액이 누액(leak)되는 것을 방지할 수 있다.
다음, 음극 리드 탭(52)은 제2단자(22)를 전극 조립체(10)의 음극(12)에 각각 전기적으로 연결한다. 즉, 음극 리드 탭(52)을 제2기둥 터미널(22b)의 하단에 결합하여 하단을 코킹(caulking)함으로써, 음극 리드 탭(52)은 제2기둥 터미널(22b)의 하단에 연결된다.
음극 절연부재(54)는 음극 리드 탭(52)과 캡 플레이트(20) 사이에 각각 설치되어, 음극 리드 탭(52)과 캡 플레이트(20)를 전기적으로 절연시킨다. 또한, 음극 절연부재(54)는 일 측으로 캡 플레이트(20)에 결합되고 다른 일 측으로 음극 리드 탭(52)과 제2기둥 터미널(22b)을 감싸므로 이들의 연결 구조를 안정시킨다.
본 발명에서, 상기 제1단자(21)는, 캡 플레이트(20)를 프레스 가공하여 캡 플레이트(20)의 외면으로 돌출되는 돌기로 형성될 수도 있고, 도 3에 도시된 것처럼, 캡 플레이트(20)와 동일한 재질의 재료를 이용하여 소정의 두께를 갖는 사각 판 형상으로 제조하여 캡 플레이트(20)에 부착시키는 방법으로 형성할 수 있다.
이때, 양극 리드 탭(51)은 캡 플레이트(20)의 내측에 직접 연결되어 캡 플레이트(20) 및 케이스(15)가 양극으로 대전될 수 있다. 따라서, 전극 조립체(10)의 양극(11)은 양극으로 대전된 캡 플레이트(20)를 통해 여기에 부착된 제1단자(21)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2터미널의 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1터미널의 분해 사시도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명에서 제2터미널(22c) 및 제1터미널(21c)은 각각 적어도 두 개의 부착면을 갖는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2터미널(22c)은, 캡 플레이트(20)의 일 단부에 부착되는 제3부분(22ca)과 상기 제3부분(22ca)이 일체로 이루어지고, 케이스(15)의 일 외측면 단부에 부착되는 제4부분(22cb)을 포함한다.
이때, 상기 제3부분(22ca)은, 캡 플레이트(20)를 관통하여 돌출되며 전극 조립체(10)의 음극(12)과 전기적으로 연결되는 제2단자(22)의 머리가 삽입되어 위치하는 관통홀(22H)을 포함할 수 있다. 이때, 제2단자(22)는 제3부분(22ca)의 표면으로 돌출되지는 않게, 즉, 평평한 형상으로 형성된다.
또한, 상기 제3부분(22ca)과 캡 플레이트(20)의 일 단부 사이 및 상기 제4부분(22cb)과 케이스(15)의 일 외측면의 단부 사이에는 제2절연 부재(32)가 삽입되어 캡 플레이트(20) 및 케이스(15)를 제2터미널(22c)과 전기적으로 절연시킨다.
여기서, 제3부분(22ca)과 제4부분(22cb)은 일체로 이루어지며, 소정의 각도로 절곡된 형상을 가질 수 있다. 상기 제4부분(22cb)과 제2단자(22)는 서로 수직한 케이스의 측면에 각각 배치될 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1터미널(21c)은, 캡 플레이트(20)의 타 단부에 위치하는 제1부분(21ca)과 상기 제1부분(21ca)과 일체로 이루어지고, 케이스(15)의 타 외측면의 단부에 위치하는 제2부분(21cb)을 포함한다. 보다 구체적으로, 상기 캡 플레이트(20)의 타 단부는, 전술한 제2터미널의 제3부분(22ca)이 위치하는 단부와 대향하는 단부를 의미하고, 상기 케이스(15)의 타 외측면의 단부는, 제4부분(22cb)이 위치하는 외측면과 대향하는 면의 단부를 의미한다.
이때, 상기 제1부분(21ca)은, 캡 플레이트(20)의 일 단부에 형성되는 전술한 제1단자(21)가 삽입되는 삽입부를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1단자(21)가 캡 플레이트(20)에 부착되는 면 이외의 표면은 상기 삽입부에 삽입되어 제1터미널(21c)에 포함되는 제1부분(21ca)에 의해 감싸지므로 외부에 노출되지 않는다.
여기서, 제1부분(21ca)과 제2부분(21cb)은 일체로 이루어지며, 소정의 각도로 절곡된 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 제2부분(21cb)과 제1단자(21)는 서로 수직한 면에 각각 배치될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지 모듈의 사시도이고, 도 7은 도 6에서 III-III선을 따라 자른 단면도이며, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
본 발명에 따른 다른 실시예에서, 이차 전지 모듈(200)은 제1터미널의 구조를 제외하고는 상기한 일 실시예에 따른 이차 전지(100) 및 이차 전지 모듈(200)과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
다만, 제1터미널의 상이한 구조로 인해, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지(100)에 포함되는 캡 플레이트(20)는, 전해액 주입구(29) 및 벤트 홀(24)과 함께 두 개의 단자홀(H1, H2)을 구비한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지(100)에서, 제1단자(21)는 캡 플레이트(20)의 단자홀(H2)에 설치되고, 전극 조립체(10)의 양극(11)에 전기적으로 연결된다. 따라서, 전극 조립체(10)의 양극(11)은 제1단자(21)를 통하여 케이스(15)의 외부로 인출된다.
보다 구체적으로, 상기 제1단자(21)는 캡 플레이트(20)의 단자홀(H2)에 설치되는 제1기둥 터미널(21b), 캡 플레이트(20)의 외측에서 제1기둥 터미널(21b)의 상부에 제1기둥 터미널(21b)과 일체로 형성되되 제1기둥 터미널(21b)에 대해 수직 방향으로 얇게 돌출되어 형성되는 제1플랜지(21a)를 포함한다. 제1플랜지(21b)는 제1절연부재(33) 내에 삽입되어 배치되며 캡 플레이트(20)의 상부에 양극 개스킷(38)을 매개로 배치된다.
또한, 상기 양극 개스킷(38)은 제1기둥 터미널(21b)과 캡 플레이트(20) 사이를 실링하고 전기적으로 절연한다. 또한, 상기 양극 개스킷(38)은 캡 플레이트(20)에 제1단자(21)를 설치함으로써 단자홀(H2)을 통하여 전해액이 누액(leak)되는 것을 방지할 수 있다.
다음, 양극 리드 탭(51)은 제1단자(21)를 전극 조립체(10)의 양극(11)에 각각 전기적으로 연결한다. 즉, 양극 리드 탭(51)을 제1기둥 터미널(21b)의 하단에 결합하여 하단을 코킹(caulking)함으로써, 양극 리드 탭(51)은 제1기둥 터미널(21b)의 하단에 연결된다.
양극 절연부재(55)는 양극 리드 탭(51)과 캡 플레이트(20) 사이에 각각 설치되어, 음극 리드 탭(52)과 캡 플레이트(20)를 전기적으로 절연시킨다. 또한, 양극 절연부재(55)는 일 측으로 캡 플레이트(20)에 결합되고 다른 일 측으로 양극 리드 탭(51)과 제1기둥 터미널(21b)을 감싸므로 이들의 연결 구조를 안정시킨다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1터미널의 분해 사시도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제1터미널(21c)은, 캡 플레이트(20)의 일 단부에 부착되는 제1부분(21ca)과 상기 제1부분(21ca)과 일체로 이루어지고, 케이스(15)의 일 외측면 단부에 부착되는 제2부분(21cb)을 포함한다.
이때, 상기 제1부분(21ca)은, 캡 플레이트(20)를 관통하여 돌출되며 전극 조립체의 양극과 전기적으로 연결되는 제1단자(21)가 관통하여 위치하는 관통홀(21H)을 포함할 수 있다. 이때, 제1단자(21)는 제1부분(21ca)의 표면으로 돌출되지는 않게, 즉, 평평한 형상으로 형성된다.
또한, 상기 제1부분(21ca)과 캡 플레이트(20)의 일 단부 사이 및 상기 제2부분(21cb)과 케이스(15)의 일 외측면의 단부 사이에는 제1절연 부재(33)가 삽입되어 캡 플레이트(20) 및 케이스(15)를 제1터미널(21c)과 전기적으로 절연시킨다.
여기서, 제1부분(21ca)과 제2부분(21cb)은 일체로 이루어지며, 소정의 각도로 절곡된 형상을 가질 수 있다. 이때, 상기 제2부분(21cb)과 제1단자(21)는 서로 수직한 케이스의 측면에 각각 배치될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차 전지(100)는, 절곡된 형상의 제2터미널(22c) 및/또는 제1터미널(21c)을 포함하기 때문에, 이를 이용하여 이차 전지 모듈을 구성하는 경우, 모듈의 상부 공간 및 측면 공간을 모두 활용할 수 있어, 연결 선 및 회로 구성 등을 사용자가 원하는 위치에 기능별로 배치시킬 수 있다. 따라서, 필요에 따라 다양한 형태의 전지 모듈을 구성할 수 있는 장점이 있다.
또한, 터미널이 절곡 형상을 갖기 때문에 판형의 형상인 경우에 비해 전지의 안정성이 향상되고, 이로 인해 외부의 진동 및 충격에 영향을 덜 받는 이차 전지 모듈을 구성할 수 있는 이점도 있다.
나아가, 본 발명에 따른 이차 전지에서, 상기와 같이 절곡된 형상의 제1터미널 및 제2터미널은 케이스의 외측면 및 캡 플레이트의 상단에 걸쳐서 배치되기 때문에, 이차 전지 제조 공정의 최종 단계에서 터미널을 조립할 수도 있는 구조이다. 따라서, 이차 전지 모듈을 구성하는 과정에서 터미널에 불량 등이 발생하여도 쉽게 교체가 가능하므로 매우 우수한 공정성 및 경제성을 확보할 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
10 : 전극 조립체
11: 양극
11a : 양극 코팅부
11b : 양극 무지부
12 : 음극
12a : 음극 코팅부
12b : 음극 무지부
13 : 세퍼레이터
15 : 케이스
20 : 캡 플레이트
21c : 제1터미널
21ca : 제1부분
21cb : 제2부분
21 : 제1단자
22c : 제2터미널
22ca : 제3부분
22cb : 제4부분
22 : 제2단자
32 : 제1절연부재
33 : 제2절연부재
100 : 이차 전지
200 : 이차 전지 모듈

Claims (11)

  1. 제1전극, 제2전극, 및 상기 제1전극과 제2전극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체;
    상기 전극 조립체가 수용되는 공간을 포함하는 케이스;
    상기 케이스에 설치되며 상기 케이스의 개구를 밀봉하여 상기 케이스를 밀폐시키는 캡 플레이트;
    상기 캡 플레이트의 일 단부에 위치하는 제1부분, 및 상기 제1부분과 일체로 이루어지고 상기 케이스의 일 외측면의 단부에 위치하는 제2부분을 포함하는 제1터미널;
    상기 캡 플레이트를 관통하여 돌출되며 상기 제2전극과 전기적으로 연결되는 제2단자; 및
    상기 캡 플레이트의 타 단부에 위치하며 상기 제2단자가 관통하여 위치하는 관통홀을 포함하는 제3부분, 및 상기 제3부분과 일체로 이루어지고 상기 케이스의 타 외측면의 단부에 위치하는 제4부분을 포함하는 제2터미널;
    을 포함하는 이차 전지.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1부분은,
    상기 캡 플레이트의 일 단부에 형성되고 상기 제1전극과 전기적으로 연결되는 제1단자가 삽입되는 삽입부를 포함하는 이차 전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1부분은,
    상기 캡 플레이트를 관통하여 돌출되며 상기 제1전극과 전기적으로 연결되는 제1단자가 관통하여 위치하는 관통홀을 포함하는 이차 전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2터미널은,
    상기 제3부분 및 상기 제4부분이 소정의 각도로 절곡된 형상을 포함하는 이차 전지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1터미널은,
    상기 제1부분 및 상기 제3부분이 소정의 각도로 절곡된 형상을 포함하는 이차 전지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제4부분 및 상기 제2단자는 서로 수직한 면에 각각 배치되는 이차 전지.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제2부분 및 상기 제1단자는 서로 수직한 면에 각각 배치되는 이차 전지.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 제2부분 및 상기 제1단자는 서로 수직한 면에 각각 배치되는 이차 전지.
  10. 제1항, 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항의 이차 전지를 복수 개 포함하고,
    상기 복수 개의 이차 전지를 전기적으로 연결하는 연결 부재를 포함하는 이차 전지 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 연결 부재는,
    이웃하는 상기 이차 전지들의 상기 제2부분의 외주면에 부착되는 제1연결 부재; 그리고
    상기 제1연결 부재와 엇갈리게 배치되되, 이웃하는 상기 이차 전지들의 상기 제4부분의 외주면에 부착되는 제2연결 부재를 포함하는 것인 이차 전지 모듈.
KR1020150088348A 2015-06-22 2015-06-22 이차 전지 및 이차 전지 모듈 KR102408824B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150088348A KR102408824B1 (ko) 2015-06-22 2015-06-22 이차 전지 및 이차 전지 모듈
US15/157,276 US10587010B2 (en) 2015-06-22 2016-05-17 Rechargeable battery and rechargeable battery module
CN201610421146.2A CN106257709B (zh) 2015-06-22 2016-06-14 可再充电电池和可再充电电池模块
PL16175336T PL3109926T3 (pl) 2015-06-22 2016-06-20 Bateria wielokrotnego ładowania i moduł baterii wielokrotnego ładowania
EP16175336.3A EP3109926B1 (en) 2015-06-22 2016-06-20 Rechargeable battery and rechargeable battery module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150088348A KR102408824B1 (ko) 2015-06-22 2015-06-22 이차 전지 및 이차 전지 모듈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160150405A KR20160150405A (ko) 2016-12-30
KR102408824B1 true KR102408824B1 (ko) 2022-06-13

Family

ID=56148238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150088348A KR102408824B1 (ko) 2015-06-22 2015-06-22 이차 전지 및 이차 전지 모듈

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10587010B2 (ko)
EP (1) EP3109926B1 (ko)
KR (1) KR102408824B1 (ko)
CN (1) CN106257709B (ko)
PL (1) PL3109926T3 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101977454B1 (ko) * 2017-01-04 2019-05-10 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
DE102017212258A1 (de) * 2017-07-18 2019-01-24 Mahle International Gmbh Batteriezellenanordnung
KR102425799B1 (ko) * 2017-09-07 2022-07-28 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102425219B1 (ko) * 2017-09-07 2022-07-26 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
CN112467271B (zh) * 2020-11-26 2021-12-31 江苏塔菲尔动力系统有限公司 一种用于电池连接的组件及电池模组
CN117280540A (zh) * 2022-02-09 2023-12-22 株式会社Lg新能源 具有改进的端子结构的二次电池
US20230261311A1 (en) * 2022-02-14 2023-08-17 Lg Energy Solution, Ltd. Secondary battery including venting part
CN116742288A (zh) * 2022-03-04 2023-09-12 宁德时代新能源科技股份有限公司 端盖组件、电池单体、电池及用电装置
KR20230171100A (ko) * 2022-06-13 2023-12-20 주식회사 엘지에너지솔루션 단자 구조가 개선된 이차전지
KR20230171556A (ko) * 2022-06-14 2023-12-21 주식회사 엘지에너지솔루션 단자 구조가 개선된 이차전지
KR20230172928A (ko) * 2022-06-16 2023-12-26 주식회사 엘지에너지솔루션 단자 구조가 개선된 이차전지
WO2024000506A1 (zh) * 2022-06-30 2024-01-04 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体、电池及用电设备

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3421025A1 (de) 1983-06-10 1984-12-13 Heinz van 4400 Münster Vorst In ein aufnahmegehaeuse unter kontaktschluss einsetzbarer akkumulator
KR100913695B1 (ko) 2007-07-28 2009-08-24 주식회사 이랜텍 배터리 팩
KR100949006B1 (ko) 2008-01-04 2010-03-23 주식회사 이랜텍 배터리 팩
KR100983170B1 (ko) * 2009-02-26 2010-09-20 에스비리모티브 주식회사 이차 전지 모듈
US9147210B2 (en) * 2009-07-29 2015-09-29 Paypal, Inc. System and a machine-readable medium for processing an on-line payment without authenticating the user
KR101146677B1 (ko) * 2009-10-30 2012-05-22 에스비리모티브 주식회사 버스바홀더
KR101211901B1 (ko) * 2010-05-25 2012-12-13 에스비리모티브 주식회사 이차 전지
JP5553163B2 (ja) * 2010-09-09 2014-07-16 ソニー株式会社 バッテリユニット
KR101627631B1 (ko) 2012-04-12 2016-06-07 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 그 모듈
JP6124121B2 (ja) * 2012-05-21 2017-05-10 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電装置の製造方法、スペーサ、及び蓄電装置
KR20130142449A (ko) 2012-06-19 2013-12-30 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
US20140127551A1 (en) 2012-06-20 2014-05-08 Robert Bosch Gmbh Rechargeable battery and module of the same
JP5480947B2 (ja) 2012-10-02 2014-04-23 日本航空電子工業株式会社 組立体
KR20140140744A (ko) * 2013-05-30 2014-12-10 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
EP2819217A1 (de) * 2013-06-28 2014-12-31 MAGNA STEYR Battery Systems GmbH & Co OG Batteriesystem mit einem Zellverbinder und Verfahren zur Herstellung
US9478779B2 (en) 2014-08-20 2016-10-25 Ford Global Technologies, Llc Cell to cell terminal connections for a high voltage battery
DE102015214184B4 (de) * 2015-07-27 2017-03-30 Audi Ag Batteriemodul für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
PL3109926T3 (pl) 2022-06-20
CN106257709B (zh) 2021-06-29
US20160372793A1 (en) 2016-12-22
EP3109926B1 (en) 2022-02-16
EP3109926A1 (en) 2016-12-28
KR20160150405A (ko) 2016-12-30
CN106257709A (zh) 2016-12-28
US10587010B2 (en) 2020-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102408824B1 (ko) 이차 전지 및 이차 전지 모듈
US10333113B2 (en) Rechargeable battery having retainer
KR102177505B1 (ko) 이차 전지
KR101254886B1 (ko) 이차 전지
KR102335021B1 (ko) 이차 전지 및 그 모듈
KR102299244B1 (ko) 이차 전지 및 그 팩
KR102453383B1 (ko) 이차 전지 모듈
KR101683213B1 (ko) 이차 전지
KR102273642B1 (ko) 이차 전지
KR20170056976A (ko) 이차 전지 모듈
US9543562B2 (en) Secondary battery
KR101093924B1 (ko) 이차전지
KR20170009132A (ko) 이차 전지 및 이를 이용한 전지 모듈
EP2808918B1 (en) Rechargeable battery having an improved terminal structure
KR20170024725A (ko) 전지 모듈
KR102340114B1 (ko) 이차 전지
KR102221633B1 (ko) 이차 전지
KR102611656B1 (ko) 이차 전지
KR102385746B1 (ko) 이차 전지
KR102264700B1 (ko) 이차 전지
KR20160148316A (ko) 이차 전지
KR20160100673A (ko) 배터리 팩
KR102629052B1 (ko) 이차 전지
KR101711990B1 (ko) 이차 전지 및 그 모듈
KR20180031444A (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