KR102604971B1 - 애노드 집전체 - Google Patents

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KR102604971B1
KR102604971B1 KR1020230102134A KR20230102134A KR102604971B1 KR 102604971 B1 KR102604971 B1 KR 102604971B1 KR 1020230102134 A KR1020230102134 A KR 1020230102134A KR 20230102134 A KR20230102134 A KR 20230102134A KR 102604971 B1 KR102604971 B1 KR 102604971B1
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wing
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류광지
이향두
정주식
김대중
김현석
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(주)금양
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Abstract

애노드 집전체가 제공된다. 본 발명의 일 측면에 따른 애노드 집전체는 애노드 및 캐소드가 제1 방향으로 연장되는 코어를 중심으로 권취되는 전극 조립체의 상기 제1 방향 측을 지지하는 애노드 집전체에 있어서, 판상으로 형성되는 베이스; 상기 베이스의 둘레로부터 돌출되는 탭 접지 날개; 및 상기 베이스의 둘레로부터 돌출되고 상기 제1 방향으로 절곡되는 하우징 날개; 를 포함하고, 상기 베이스에는 상기 코어의 제1 방향 측에 위치하는 제1 관통홀이 형성되고, 상기 베이스에는 상기 제1 관통홀의 외측에 형성되는 제2 관통홀이 형성될 수 있다.

Description

애노드 집전체{Anode Collector}
본 발명은 애노드 집전체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전지를 구성하는 전극 조립체의 일 측을 지지하는 애노드 집전체에 관한 것이다.
최근 전기 자동체의 보급으로 인하여 배터리에 대한 수요가 급증하고 있다. 배터리의 물리적인 한계를 극복하고자 다양한 시도가 이루어지고 있으며, 그중 종래의 배터리 구조에서 탭을 제외한 탭리스(tabless) 배터리에 대한 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
이와 같은 탭리스 배터리는 종래의 배터리와 달리 탭을 제외함으로써 탭을 통한 전력 손실을 줄일 뿐만 아니라, 접촉 면적을 넓혀 저항을 줄임으로써 충전 속도와 온도 관리에도 이점을 가진다.
다만, 탭을 구비하는 배터리와 달리, 탭리스 배터리의 경우 애노드와 캐소드가 직접 탭의 역할을 수행하여야 하므로 정밀한 공정이 필요하여, 배터리 하우징 내부의 집적화된 배치에 의한 예상치 못한 단락이 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 애노드 단자부와의 접지력을 높이면서도 애노드를 포함하는 전극 조립체를 안정적으로 지지하여 예상치 못한 단락을 방지할 수 있는 애노드 집전체를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 애노드 및 캐소드가 제1 방향으로 연장되는 코어를 중심으로 권취되는 전극 조립체의 상기 제1 방향 측을 지지하는 애노드 집전체에 있어서, 판상으로 형성되는 베이스; 상기 베이스의 둘레로부터 돌출되는 탭 접지 날개; 및 상기 베이스의 둘레로부터 돌출되고 상기 제1 방향으로 절곡되는 하우징 날개; 를 포함하고, 상기 베이스에는 상기 코어의 제1 방향 측에 위치하는 제1 관통홀이 형성되고, 상기 베이스에는 상기 제1 관통홀의 외측에 형성되는 제2 관통홀이 형성되는, 애노드 집전체가 제공된다.
이때, 상기 베이스는 무게중심을 기준으로 대칭적으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 탭 접지 날개 및 상기 하우징 날개는 복수 개로 구비될 수 있다.
이때, 복수의 상기 탭 접지 날개 및 복수의 상기 하우징 날개는 교호하여 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 관통홀은 다각형으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 관통홀은 복수의 상기 탭 접지 날개 및 복수의 상기 하우징 날개의 개수와 동일한 개수의 내각을 가지는 정다각형으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 제2 관통홀은 복수 개로 형성되고, 복수의 상기 제2 관통홀은 상기 제1 관통홀의 둘레를 따라 소정의 간격으로 이격되어 형성될 수 있다.
이때, 복수의 상기 제2 관통홀은 복수의 상기 탭 접지 날개 및 복수의 상기 하우징 날개의 개수와 동일한 개수로 형성될 수 있다.
이때, 복수의 상기 제2 관통홀은 상기 탭 접지 날개 또는 복수의 상기 하우징 날개에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
이때, 상기 제2 관통홀은 상기 베이스의 무게중심으로부터 방사 방향으로 연장될 수 있다.
이때, 상기 탭 접지 날개는 돌출 방향에 수직한 폭이 일정하게 형성될 수 있다.
이때, 상기 하우징 날개는 상기 하우징 날개의 선단이 상기 탭 접지 날개의 선단보다 외측에 위치하도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 하우징 날개는 상기 제1 방향으로 굽힘 형성되는 제1 부분 및 상기 제1 방향의 반대 방향으로 굽힘 형성되는 제2 부분을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제2 부분은 상기 베이스가 상기 전극 조립체의 상기 제1 방향 측을 가압하도록 상기 전극 조립체가 삽입되는 하우징의 일 측에 접합될 수 있다.
이때, 상기 하우징의 내면에는 상기 제1 방향에 수직한 방향으로 돌출되는 돌출부가 형성되고, 상기 하우징 날개는 제2 부분의 상기 제1 방향의 반대 방향 측 면이 상기 돌출부의 상기 제1 방향 측에 접합될 수 있다.
이때, 상기 하우징 날개는 상기 제2 부분의 상기 제1 방향의 반대 방향 측 일 면에 제1 접합부가 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 접합부는 상기 하우징 날개의 돌출 방향에 수직한 방향으로 연장될 수 있다.
이때, 상기 하우징 날개는 돌출 방향에 수직한 폭이 커지도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 탭 접지 날개는 상기 제1 방향의 반대 방향 측 일 면에 제2 접합부가 형성될 수 있다.
이때, 상기 제2 접합부는 상기 탭 접지 날개의 돌출 방향으로 연장될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 애노드 집전체는, 탭 접지 날개 및 하우징 날개를 구비함으로써 애노드 단자부와의 접지력을 높이면서도 애노드를 포함하는 전극 조립체를 안정적으로 지지하여 예상치 못한 단락을 방지할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 애노드 집전체가 전지 내에 배치된 상태를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 애노드 집전체가 전지 내에 배치된 상태를 도시한 상면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 애노드 집전체의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 애노드 집전체가 전지 내에 배치된 상태를 도시한 상면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 애노드 집전체의 측면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
그러므로 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 해당하고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로 해당 구성은 본 발명의 출원시점에서 이를 대체할 다양한 균등물과 변형예가 있을 수 있다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설명하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 다른 구성 요소와 바로 접하여 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 배치되는 것뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성 요소가 배치되는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결"되어 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 서로 직접 연결되는 것뿐만 아니라 간접적으로 서로 연결되는 경우도 포함한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 애노드 집전체를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 애노드 집전체가 전지 내에 배치된 상태를 도시한 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 애노드 집전체가 전지 내에 배치된 상태를 도시한 상면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 애노드 집전체의 측면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 애노드 집전체가 전지 내에 배치된 상태를 도시한 상면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 애노드 집전체의 측면도이다.
이하에서는 설명의 편의상 도 1에 도시된 X축이 향하는 방향을 제1 방향으로서 상측 방향, Y축이 향하는 방향을 측 방향으로 규정하여 설명한다. 다만, 이는 상대적인 방향을 의미하며 절대적인 방향을 규정하는 것은 아니다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 애노드 집전체(100)는 하우징(10) 및 전극 조립체(20)를 구비하는 원통형 전지에 배치된다. 이때, 원통형 전지는 공지된 다양한 전지일 수 있다. 다만, 본 실시예에서 원통형 전지는 탭리스(tabless) 배터리인 것으로 설명한다.
이때, 하우징(10)은 상 측으로 개방된 원통으로 형성된다. 하우징(10)의 내부에는 도 1에 도시된 바와 같이, 코어(40)를 중심으로 애노드(21) 및 캐소드(23)가 권취된다. 이때, 애노드(21) 및 캐소드(23) 사이에는 분리막(22)이 함께 권취된다.
이와 같이, 코어(40)를 중심으로 애노드(21), 분리막(22) 및 캐소드(23)가 권취되는 조립체를 전극 조립체(20)로 규정한다.
전극 조립체(20)의 애노드(21)는 상 측에는 활물질이 도포되지 않은 애노드 단자부(21a)가 돌출되어 형성된다. 애노드 단자부(21a)는 자체로 탭 역할을 한다. 이때, 애노드 단자부(21a)는 권취 방향을 따라 소정의 길이로 분할되어 형성된다.
이에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수 개로 분할된 애노드 단자부(21a)가 코어(40)를 향하여 순차적을 절곡된다. 이때, 애노드 단자부(21a)는 일부 영역에서 적층되어 배치될 수 있다. 애노드 단자부(21a)의 상 측에는 애노드 집전체(100)에 배치된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 애노드 집전체(100)는 베이스(110), 탭 접지 날개(120) 및 하우징 날개(130)를 구비한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 베이스(110)는 판상으로 형성된다. 베이스(110)는 전극 조립체(20)의 애노드 단자부(21a)와 통전 가능하도록 애노드 단자부(21a)의 상 측면에 접하도록 배치된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 베이스(110)는 무게중심을 기준으로 대칭적으로 형성된다. 즉, 베이스(110)는 전극 조립체(20)의 상 측을 대칭적으로 가압함으로써 전극 조립체(20)의 일 측이 타 측보다 큰 힘으로 가압되어 전극 조립체(20)가 파손되는 위험을 방지할 수 있다.
이때, 베이스(110)의 형상은 무게중심을 기준으로 대칭적으로 형성될 수 있으면, 형상에는 제한이 없다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 원형 또는 다각형의 형상으로 형성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 탭 접지 날개(120)는 베이스(110)의 둘레부로부터 측 방향으로 돌출된다. 탭 접지 날개(120)는 베이스(110)와 일체로 형성되며, 베이스(110)의 상하 방향 두께와 탭 접지 날개(120)의 두께가 동일하게 형성될 수 있다. 즉, 탭 접지 날개(120)는 베이스(110)와 함께 하나의 판으로부터 용이하게 형성될 수 있다.
탭 접지 날개(120)는 복수 개로 구비된다. 탭 접지 날개(120)의 개수에는 제한이 없다. 다만, 탭 접지 날개(120)는 베이스(110)의 무게중심으로부터 대칭적으로 배치될 수 있도록 적어도 2개, 바람직하게는 도 2에 도시된 바와 같이, 4개가 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시예와 같이, 탭 접지 날개(120)가 4개가 형성되는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 탭 접지 날개(120)는 베이스(110)의 무게중심을 기준으로 90도 간격으로 이격되어 형성된다.
이에 따라, 복수의 탭 접지 날개(120)는 전극 조립체(20)의 상면을 대칭적으로 가압함으로써 전극 조립체(20)의 일 측이 타 측보다 큰 힘으로 가압되어 전극 조립체(20)가 파손되는 위험을 방지할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 탭 접지 날개(120)는 돌출 방향에 수직한 폭이 일정하게 형성한다. 이때, 탭 접지 날개(120)의 선단부 양 측은 첨점이 형성되지 않도록 모따기되어 형성되거나, 소정의 반경을 가지도록 모깎이되어 형성될 수 있다.
이에 따라, 애노드 집전체(100)를 삽입하는 과정에서 탭 접지 날개(120)의 뾰족한 부분에 의하여 전극 조립체(20)가 손상, 즉 전극 조립체(20)의 애노드(21)와 캐소드(23) 손상으로 배터리 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 탭 접지 날개(120)는 애노드 집전체(100)가 하우징(10)의 내부에 배치된 상태에서 탭 접지 날개(120)의 선단이 하우징(10)의 내면으로부터 이격되도록 베이스(110)의 무게중심으로부터 방사 방향으로 연장된다. 이에 따라, 후술하는 하우징 날개(130)의 선단이 탭 접지 날개(120)의 선단보다 방사 방향을 따라 외측에 배치된다.
보다 상세하게는 탭 접지 날개(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, 탭 접지 날개(120)의 선단이 하우징(10)에 형성되는 돌출부(11)보다 내측에 위치하도록 형성된다.
이를 통해, 탭 접지 날개(120)를 기준으로 외측으로 전해액이 전극 조립체(20)로 주입될 수 있는 충분한 공간을 제공하게 된다. 또한 하우징(10)의 돌출부(11)에 의하여 전극 조립체(20)의 상면이 가려지더라도 전해액이 전극 조립체(20)에 전체적으로 삽입될 수 있게 된다.
또한, 탭 접지 날개(120)의 방사 방향에 수직한 접선 방향으로는 후술하는 하우징 날개(130)와 이격되어 형성됨으로써 탭 접지 날개(120)가 전극 조립체(20)의 상면에 접합되더라도 탭 접지 날개(120)와 하우징 날개(130) 사이를 통해 전해액이 용이하게 전극 조립체(20)로 주입될 수 있다.
제2 접합부(121)는 탭 접지 날개(120)에 제1 방향(X)의 반대 방향 측 일 면에 형성된다. 제2 접합부(121)는 전극 조립체(20)의 상면에 배치되는 애노드(21)의 애노드 단자부(21a)에 탭 접지 날개(120)가 용접 고정되는 부분이다.
제2 접합부(121)를 통해 탭 접지 날개(120)와 애노드 단자부(21a)가 용접 접합되는 방법에는 제한이 없다. 예를 들면, 레이저 용접, 초음파 용접 또는 스폿 용접 등이 적용될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제2 접합부(121)는 탭 접지 날개(120)의 돌출 방향으로 연장된다. 이를 통해, 권취된 복수의 애노드(21)의 애노드 단자부(21a)와 충분이 접합될 수 있게 된다.
또한, 제2 접합부(121)는 본 실시예와 같이 2개 이상이 구비되는 것이 바람직하다. 이를 통해 제2 접합부(121)는 연장되는 방향에 수직한 방향으로 서로 나란하게 배치된다. 이를 통해, 탭 접지 날개(120)와 복수의 애노드 단자부(21a)가 충분히 접합될 수 있도록 하게 된다. 탭 접지 날개(120)와 애노드 단자부(21a) 사이의 결합력을 향상시키고 제2 접합부(121)에서의 저항을 최소화할 수 있다.
이때, 제2 접합부(121)는 탭 접지 날개(120)의 양 측으로부터 이격되어 배치된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 탭 접지 날개(120)에 형성되는 제2 접합부(121)는 탭 접지 날개(120)의 중심에 집중되어 형성될 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징 날개(130)는 베이스(110)의 둘레로부터 돌출된다. 하우징 날개(130)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 방향(X), 즉 상방으로 절곡된다.
이를 보다 상세하게 설명하면, 하우징 날개(130)는 제1 방향(X)으로 굽힘 형성되는 제1 부분(131) 및 제1 방향(X)의 반대 방향으로 굽힘 형성되는 제2 부분(132)을 포함된다.
이때, 제1 부분(131)은 제2 부분(132)이 베이스(110)보다 상 측에 배치될 수 있는 구조를 제공한다. 이때, 제1 부분(131)이 절곡됨으로써 베이스(110)가 전극 조립체(20)를 하방으로 탄성적으로 가압할 수 있게 된다.
하우징 날개(130)를 통해 전극 조립체(20)를 탄성적으로 가압함으로써, 베이스(110) 및 탭 접지 날개(120)가 전극 조립체(20)에 밀착되고, 베이스(110) 및 탭 접지 날개(120)와 애노드 단자부(21a) 사이의 저항을 줄이고 탭 접지 날개(120)와 애노드 단자부(21a) 사이의 결합력을 높이게 된다.
이때, 하우징 날개(130)의 탄성력을 높이기 위하여, 도 5에 도시된 바와 같이, 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 애노드 집전체(100)의 제1 부분(131)과 제2 부분(132) 사이에는 제3 부분(134)이 더 형성될 수 있다.
제3 부분(134)와 베이스(110) 사이의 각도(θ2)는 제1 부분(131)과 베이스(110) 사이의 각도(θ1)보다 작게 형성될 수 있다. 이에 따라, 하우징 날개(130)는 스프링 역할을 하게 되며, 베이스(110)를 통해 전극 조립체(20)를 용이하게 가압할 수 있게 된다.
제2 부분(132)은 베이스(110)가 전극 조립체(20)의 제1 방향(X) 측을 가압하도록 전극 조립체(20)가 삽입되는 하우징(10)의 일 측에 접합된다. 이에 따라 제2 부분(132)이 하우징(10)에 고정됨으로써 하우징 날개(130)가 탄성적으로 변형되어 베이스(110)가 전극 조립체(20)를 가압할 수 있게 된다.
이때, 제2 부분(132)이 하우징(10)에 고정되는 방식에는 제한이 없다. 예를 들면, 본 실시예와 같이 하우징(10)의 내면에 형성되는 돌출부(11)에 제2 부분(132)이 용접되어 고정될 수 있다.
이때, 하우징(10)에 형성되는 돌출부(11)는 원통형의 하우징(10)의 내면으로부터 전체 둘레를 따라 돌출되어 형성될 수도 있고, 도면에 도시되지는 않았으나, 제2 부분(132)이 접합되는 부분만 돌출되어 형성될 수도 있다.
돌출부(11)는 하우징(10)과 일체로 형성되거나 별도의 부품으로 하우징(10)의 내면에 고정되어 형성될 수도 있다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(10)의 외면을 압입하여 하우징(10)을 변형함으로써 하우징(10)의 일부분이 내측으로 돌출됨으로써 형성될 수도 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 하우징 날개(130)의 제2 부분(132)의 하면이 돌출부(11)의 상 측에 고정된다. 이때, 제2 부분(132)이 돌출부(11)에 고정되는 방식에는 제한이 없다. 본 실시예에서는 용접을 통하여 고정되는 것으로 설명한다.
하우징(10)에 형성되는 돌출부(11)와 제2 부분(132)의 결합력을 높이기 위하여, 돌출부(11)는 상 측이 제2 부분(132)의 하면과 접촉되는 평탄한 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(10)의 돌출부(11)에 하우징 날개(130)를 접합하기 위하여 제2 부분(132)을 돌출부(11)의 상면에 용접을 하는 경우, 제2 부분(132)의 하면에는 제1 접합부(133)가 형성된다.
제1 접합부(133)의 형상에는 제한이 없다. 제1 접합부(133)는 하우징 날개(130)의 돌출 방향에 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 보다 상세하게는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 접합부(133)는 하우징(10)의 내면 형상에 대응되도록 호 형상으로 형성될 수 있다. 이를 통해 제2 부분(132)은 돌출부(11)에 안정적으로 접합할 수 있게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하우징 날개(130)는 베이스(110)와 일체로 형성되며, 베이스(110)의 상하 방향 두께와 하우징 날개(130)의 두께가 동일하게 형성될 수 있다. 즉, 하우징 날개(130)는 베이스(110)와 함께 하나의 판으로부터 용이하게 형성될 수 있다.
하우징 날개(130)는 복수 개로 구비된다. 하우징 날개(130)의 개수에는 제한이 없다. 다만, 하우징 날개(130)는 베이스(110)의 무게중심으로부터 대칭적으로 배치될 수 있도록 적어도 2개, 바람직하게는 도 2에 도시된 바와 같이, 4개가 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 복수의 하우징 날개(130)의 개수와 복수의 탭 접지 날개(120)의 개수가 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 동일한 개수로 형성되는 탭 접지 날개(120) 및 하우징 날개(130)는 교호하여 형성된다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 탭 접지 날개(120)와 하우징 날개(130)는 서로 번갈아 가며 베이스(110)의 무게중심을 기준으로 둘레를 따라 45도의 각 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
이를 통해, 탭 접지 날개(120)로는 전극 조립체(20)의 상면에 대칭적으로 접합될 수 있을 뿐만 아니라. 하우징 날개(130)가 베이스(110)을 대칭적으로 지지하여 전극 조립체(20)를 균일하게 하방으로 가압할 수 있게 된다.
즉, 복수의 탭 접지 날개(120) 및 베이스(110)가 전극 조립체(20)의 상면을 대칭적으로 가압함으로써 전극 조립체(20)의 일 측이 타 측보다 큰 힘으로 가압됨으로써 전극 조립체(20)가 파손되는 위험을 방지할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하우징 날개(130)는 돌출 방향에 수직한 폭이 외측으로 갈수록 크게 형성될 수 있다. 보다 상세하게는 하우징 날개(130)의 베이스(110) 측 단부의 폭은 탭 접지 날개(120)의 폭보다 작게 형성된다. 이를 통해, 하우징 날개(130)의 제2 부분(132)이 제1 접합부(133)에 의하여 하우징(10)의 돌출부(11)에 안정적으로 접합될 수 있는 면적을 제공한다.
반면, 하우징 날개(130)의 하우징(10) 내면 측 단부의 폭은 탭 접지 날개(120)의 폭보다 크게 형성된다. 이에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징 날개(130)와 탭 접지 날개(120) 사이 공간이 형성될 수 있게 된다. 이와 같은 공간은 전해액이 전극 조립체(20)로 충분히 주입될 수 있는 공간을 제공한다.
하우징 날개(130)의 제2 부분(132)의 선단부 양 측은 첨점이 형성되지 않도록 모따기되어 형성되거나, 소정의 반경을 가지도록 모깎이되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 애노드 집전체(100)를 삽입하는 과정에서 하우징 날개(130)의 뾰족한 부분에 의하여 하우징(10)의 내면이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하우징 날개(130)는 애노드 집전체(100)가 하우징(10)의 내부에 배치된 상태에서 하우징 날개(130)의 선단이 하우징(10)의 내면에 인접하게 배치되도록 베이스(110)의 무게중심으로부터 방사 방향으로 연장된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징 날개(130)의 선단이 탭 접지 날개(120)의 선단보다 방사 방향을 따라 외측에 배치된다.
이에 따라, 애노드 집전체(100)가 접합된 전극 조립체(20)를 하우징(10)에 삽입하는 과정에서 제2 부분(132)을 돌출부(11)에 용이하게 접할 수 있도록 한다. 또한, 제2 부분(132)의 하면을 돌출부(11)가 지지함으로써 전극 조립체(20)의 하면이 하우징(10)의 하측에 접합된 상태에서 하우징 날개(130)의 제1 부분(131)에 의하여 베이스(110)를 통해 전극 조립체(20)를 하방으로 가압할 수 있게 된다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 탭 접지 날개(120)의 외측에는 해당하는 전극 조립체(20)의 상면 부분은 제2 부분(132)과 이격되어 있으므로, 전해액이 전극 조립체(20)의 해당 부분으로 용이하게 유입될 수 있게 된다.
또한, 제1 부분(131)이 상 측으로 절곡되어 형성되므로, 탭 접지 날개(120)가 형성되는 부분의 양측에 해당하는 전극 조립체(20)의 상면 부분이 제1 부분(131)과 이격되어 있으므로, 전해액이 전극 조립체(20)의 해당 부분으로 용이하게 유입될 수 있게 된다.
또한, 베이스(110)에는 후술하는 제2 관통홀(112)이 형성됨으로써 전해액이 베이스(110)에 의하여 가려져 전극 조립체(20)로 주입되기 어려운 문제를 해결하게 된다.
앞서 살펴본 바와 같이, 전극 조립체(20)의 상면을 통해 전해액을 주입하는 경우, 베이스(110)의 무게중심을 기준으로 방사 방향으로 영역을 나누었을 때 무게중심에 인접한 부분은 베이스(110)에 형성되는 제2 관통홀(112)을 통해 전해액이 유입되고, 무게중심에 다음으로 인접한 부분은 하우징 날개(130)의 제1 부분(131)의 하측을 통해 전해핵이 유입되며, 그 다음의 부분은 하우징 날개(130)의 제2 부분(132)의 하측 및 탭 접지 날개(120)의 외측을 통해 전해액이 주입된다.
이와 같이 전해액을 주입함으로써 전극 조립체(20)에 고르게 전해액을 주입할 수 있게 된다. 이는 베이스(110)의 무게중심에 가까운 부분의 경우, 전극 조립체(20)의 반경이 작으므로, 제2 관통홀(112)을 통해 주입하더라도 고르게 주입될 수 있기 때문이다.
또한, 그 방사 방향을 따라 그 다음 부분의 경우, 베이스(110)의 무게중심에 가까운 부분보다 반경이 크기 때문에 제2 관통홀(112)보다 넓은 영역에서 전해액을 주입함으로써 전해액을 고르게 주입할 수 있게 된다.
나아가, 베이스(110)의 무게중심에 먼 부분의 경우, 전극 조립체(20)의 반경이 크므로, 둘레를 따라 전체 영역에서 전해액을 주입할 필요가 있으므로, 제2 부분(132)의 하측과 탭 접지 날개(120)의 외측을 통해 전해액을 주입하여 전해액을 고르게 주입할 수 있게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 관통홀(111)은 베이스(110)에 중심부에 형성된다. 제1 관통홀(111)은 전극 조립체(20)의 애노드(21), 분리막(22) 및 캐소드(23)가 권취되는 코어(40)의 상측에 위치한다. 제1 관통홀(111)은 코어(40)의 중심을 통해 용접 기구를 삽입하여, 캐소드 집전체(200)를 하우징(10)에 접합시킬 수 있도록 한다.
제1 관통홀(111)은 베이스(110)의 정중앙에 배치되어 제1 관통홀(111)의 중심이 베이스(110)의 무게중심과 일치할 수 있도록 한다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 애노드 집전체(100)의 제1 관통홀(111)은 다각형, 보다 상세하게는 정다각형으로 형성될 수 있다.
이때, 정다각형의 제1 관통홀(111)은 복수의 탭 접지 날개(120) 및 복수의 하우징 날개(130)의 개수와 동일한 개수의 내각을 가지도록 형성될 수 있다. 제1 관통홀(111)의 내각은 탭 접지 날개(120) 또는 복수의 하우징 날개(130)가 돌출되는 방향을 향하여 형성될 수 있다.
이와 같이, 제1 관통홀(111)이 코어(40)의 중공부에 대응되면서도 정다각형으로 형성되는 경우, 각 내각에 해당하는 부분이 전극 조립체(20)의 상면을 상 측으로 드러나게 한다. 즉, 제1 관통홀(111)을 통해서도 전해액을 전극 조립체(20)에 주입할 수 있게 된다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 관통홀(112)은 베이스(110)에 형성되며, 후술하는 제1 관통홀(111)의 외측에 형성된다. 즉, 제2 관통홀(112)은 베이스(110)의 무게중심으로부터 소정의 간격으로 이격되어 형성된다.
제2 관통홀(112)은 전해액을 용이하게 주입할 수 있도록 복수 개로 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 복수의 제2 관통홀(112)은 후술하는 제1 관통홀(111)의 둘레를 따라 소정의 간격으로 이격되어 형성된다.
제2 관통홀(112)은 베이스(110)의 무게중심으로부터 방사 방향으로 연장될 수 있다. 이에 따라, 전극 조립체(20) 상면으로 전해액을 주입할 수 있는 공간을 극대화할 수 있게 된다.
제2 관통홀(112)의 개수에는 제한이 없다. 다만, 본 실시예에서는 복수의 제2 관통홀(112)의 개수가 복수의 탭 접지 날개(120) 및 복수의 하우징 날개(130)의 개수를 합한 개수와 동일한 개수로 형성된다.
이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 제2 관통홀(112)은 탭 접지 날개(120) 또는 복수의 하우징 날개(130)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 이에 따라, 베이스(110)의 최외측으로부터 제2 관통홀(112)까지 거리를 넓히면서도 제2 관통홀(112)을 최대로 형성할 수 있게 된다. 즉, 제2 관통홀(112)이 형성됨으로써 베이스(110)의 강성이 작아지는 것을 방지할 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술한 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
10 하우징 111 제1 관통홀
11 돌출부 112 제2 관통홀
20 전극 조립체 120 탭 접지 날개
21 애노드 121 제2 접합부
22 분리막 130 하우징 날개
23 캐소드 131 제1 부분
40 코어 132 제2 부분
50 캐소드 단자 133 제1 접합부
100 애노드 집전체 134 제3 부분
110 베이스 200 캐소드 집전체

Claims (20)

  1. 애노드 및 캐소드가 제1 방향으로 연장되는 코어를 중심으로 권취되는 전극 조립체의 상기 제1 방향 측을 지지하는 애노드 집전체에 있어서,
    판상으로 형성되는 베이스;
    상기 베이스의 둘레로부터 돌출되는 탭 접지 날개; 및
    상기 베이스의 둘레로부터 돌출되고 상기 제1 방향으로 절곡되는 하우징 날개; 를 포함하고,
    상기 베이스에는 상기 코어의 제1 방향 측에 위치하는 제1 관통홀이 형성되고,
    상기 베이스에는 상기 제1 관통홀의 외측에 형성되는 복수 개의 제2 관통홀이 형성되며,
    상기 탭 접지 날개 및 상기 하우징 날개는 복수 개로 구비되고,
    복수의 상기 제2 관통홀은 상기 제1 관통홀의 둘레를 따라 소정의 간격으로 이격되어 형성되며,
    복수의 상기 제2 관통홀은 복수의 상기 탭 접지 날개 및 복수의 상기 하우징 날개의 개수와 동일한 개수로 상기 탭 접지 날개 또는 복수의 상기 하우징 날개에 대응되는 위치에 형성되는, 애노드 집전체.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 베이스는 무게중심을 기준으로 대칭적으로 형성되는, 애노드 집전체.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    복수의 상기 탭 접지 날개 및 복수의 상기 하우징 날개는 교호하여 형성되는, 애노드 집전체.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 관통홀은 다각형으로 형성되는, 애노드 집전체.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 관통홀은 복수의 상기 탭 접지 날개 및 복수의 상기 하우징 날개의 개수와 동일한 개수의 내각을 가지는 정다각형으로 형성되는, 애노드 집전체.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 관통홀은 상기 베이스의 무게중심으로부터 방사 방향으로 연장되는, 애노드 집전체.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 탭 접지 날개는 돌출 방향에 수직한 폭이 일정하게 형성되는, 애노드 집전체.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징 날개는 상기 하우징 날개의 선단이 상기 탭 접지 날개의 선단보다 외측에 위치하도록 형성되는, 애노드 집전체.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징 날개는 상기 제1 방향으로 굽힘 형성되는 제1 부분 및 상기 제1 방향의 반대 방향으로 굽힘 형성되는 제2 부분을 포함하는, 애노드 집전체.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제2 부분은 상기 베이스가 상기 전극 조립체의 상기 제1 방향 측을 가압하도록 상기 전극 조립체가 삽입되는 하우징의 일 측에 접합되는, 애노드 집전체.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 하우징의 내면에는 상기 제1 방향에 수직한 방향으로 돌출되는 돌출부가 형성되고,
    상기 하우징 날개는 제2 부분의 상기 제1 방향의 반대 방향 측 면이 상기 돌출부의 상기 제1 방향 측에 접합되는, 애노드 집전체.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 하우징 날개는 상기 제2 부분의 상기 제1 방향의 반대 방향 측 일 면에 제1 접합부가 형성되는, 애노드 집전체.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 접합부는 상기 하우징 날개의 돌출 방향에 수직한 방향으로 연장되는, 애노드 집전체.
  18. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징 날개는 돌출 방향에 수직한 폭이 커지도록 형성되는, 애노드 집전체.
  19. 제1 항에 있어서,
    상기 탭 접지 날개는 상기 제1 방향의 반대 방향 측 일 면에 제2 접합부가 형성되는, 애노드 집전체.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 제2 접합부는 상기 탭 접지 날개의 돌출 방향으로 연장되는, 애노드 집전체.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH11297301A (ja) * 1998-02-13 1999-10-29 Japan Storage Battery Co Ltd 円筒形電池
KR20220105146A (ko) * 2021-01-19 2022-07-26 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 및 이에 적용되는 집전체, 그리고 이러한 전지를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
CN218039717U (zh) * 2022-06-06 2022-12-13 无锡先导智能装备股份有限公司 负极集流盘及圆柱电池

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11297301A (ja) * 1998-02-13 1999-10-29 Japan Storage Battery Co Ltd 円筒形電池
KR20220105146A (ko) * 2021-01-19 2022-07-26 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 및 이에 적용되는 집전체, 그리고 이러한 전지를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
KR20220123354A (ko) * 2021-01-19 2022-09-06 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
CN218039717U (zh) * 2022-06-06 2022-12-13 无锡先导智能装备股份有限公司 负极集流盘及圆柱电池

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