KR102620809B1 - 이차 전지 - Google Patents

이차 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR102620809B1
KR102620809B1 KR1020160071799A KR20160071799A KR102620809B1 KR 102620809 B1 KR102620809 B1 KR 102620809B1 KR 1020160071799 A KR1020160071799 A KR 1020160071799A KR 20160071799 A KR20160071799 A KR 20160071799A KR 102620809 B1 KR102620809 B1 KR 102620809B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
case
electrode
electrode connection
secondary battery
electrode assembly
Prior art date
Application number
KR1020160071799A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170139351A (ko
Inventor
권민형
박용진
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 KR1020160071799A priority Critical patent/KR102620809B1/ko
Priority to PCT/KR2017/004837 priority patent/WO2017213352A1/ko
Publication of KR20170139351A publication Critical patent/KR20170139351A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102620809B1 publication Critical patent/KR102620809B1/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
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
    • 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
    • H01M10/0468—Compression means for stacks of electrodes and 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
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • 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
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • 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

Landscapes

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

Abstract

본 발명의 기재는 케이스의 협폭벽에 수직 방향으로 외력이 압축 작용할(crush) 때, 집전 부재의 전극 연결부가 전극 조립체의 내측 또는 내측과 외측에서 변형되는 것을 방지하는 이차 전지를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 충전 및 방전 작용하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체와 전해액을 내장하는 케이스, 상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 상기 캡 플레이트에 설치되는 전극 단자, 상기 전극 조립체의 무지부에 전극 연결부로 연결되어 상기 전극 단자에 단자 연결부로 연결되는 집전 부재, 및 상기 캡 플레이트의 반대측에서 상기 전극 조립체의 일부를 수용하고 상기 전극 연결부에 결합되어 상기 케이스에 내장되는 내부 케이스를 포함한다.

Description

이차 전지 {RECHARGEABLE BATTERY}
본 기재는 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극 조립체의 무지부에 연결되는 집전 부재(current collector)가 전극 조립체의 내측 및 외측에서 변형 되는 것을 방지하는 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 일차 전지와 달리 충전 및 방전을 반복적으로 수행하는 전지이다. 소용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 이차 전지는 하이브리드 자동차 및 전기 자동차의 모터 구동용 전원으로 사용될 수 있다.
예를 들면, 이차 전지는 충전 및 방전 작용하는 전극 조립체, 전극 조립체와 전해액을 수용하는 케이스, 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 캡 플레이트에 설치되는 전극단자 및 전극 조립체를 전극단자에 전기적으로 연결하는 집전 부재를 포함한다.
집전 부재는 전극단자에 결합되는 단자 연결부와 전극 조립체에 연결되는 전극 연결부를 포함한다. 전극 연결부는 전극 조립체의 무지부에 용접으로 연결된다. 즉 전극 연결부의 평면이 무지부의 평면에 용접된다.
따라서 전극 조립체를 케이스 내에 삽입하면, 집전 부재는 케이스 내부의 양측에 배치된다. 그리고 전극 연결부의 평면과 무지부의 평면이 대략 직육면체인 케이스의 광폭벽(wide wall)을 향하여 나란하게 배치되고, 전극 연결부의 단부와 무지부의 단부가 케이스의 협폭벽(narrow wall)을 향하여 수직하게 배치된다.
따라서 서로 용접된 무지부의 단부와 전극 연결부의 단부에 마주하는 케이스의 협폭벽에 수직 방향으로 외력이 압축 작용하게 되면, 케이스의 협폭벽이 쭈그러들면서 전극 조립체의 내부로 침입한다. 이때, 무지부에 용접된 전극 연결부는 협폭벽의 쭈그러듦에 의하여 전극 조립체의 내측 및 외측에서 변형된다.
전극 연결부가 변형되어 전극 조립체 내부로 침입하면, 전극 조립체의 내부에서 단락(short circuit)이 일어날 수 있다. 이차 전지의 안전한 사용을 위하여, 전극 연결부가 전극 조립체의 내측 및 외측에서 변형되는 것을 방지하고, 전극 연결부가 전극 조립체의 내부로 침입하는 것을 방지할 필요가 있다.
따라서 본 발명의 기재는 케이스의 협폭벽에 수직 방향으로 외력이 압축 작용할(crush) 때, 집전 부재의 전극 연결부가 전극 조립체의 내측 또는 내측과 외측에서 변형되는 것을 방지하는 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 충전 및 방전 작용하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체와 전해액을 내장하는 케이스, 상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 상기 캡 플레이트에 설치되는 전극 단자, 상기 전극 조립체의 무지부에 전극 연결부로 연결되어 상기 전극 단자에 단자 연결부로 연결되는 집전 부재, 및 상기 캡 플레이트의 반대측에서 상기 전극 조립체의 일부를 수용하고 상기 전극 연결부에 결합되어 상기 케이스에 내장되는 내부 케이스를 포함한다.
상기 전극 연결부는 상기 무지부에 연결되어 상기 무지부의 내측에 배치되는 내측부와 상기 무지부의 외측에 배치되는 외측부의 경계선에 제1결합홈을 형성하고, 상기 제1결합홈으로 상기 내부 케이스의 단부에 결합될 수 있다.
상기 제1결합홈에 이웃하는 상기 외측부는 상기 무지부의 양면 중 일면에서 멀어지는 방향으로 휘어지는 곡면부를 형성할 수 있다.
상기 전극 연결부는 복수로 구비되고, 상기 전극 조립체는 복수로 구비되어 상기 전극 연결부에 각각 연결될 수 있다.
복수의 상기 전극 연결부는 상기 제1결합홈을 각각 형성하고, 상기 내부 케이스는 복수의 상기 제1결합홈에 연속적으로 결합될 수 있다.
복수의 상기 외측부는 상기 제1결합홈의 외측에서 상기 곡면부를 각각 형성하며, 각각 형성되는 상기 곡면부는 서로 대칭 방향으로 휘어져서 상기 케이스의 협폭벽 내면을 향할 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 이차 전지는, 상기 제1결합홈의 외측에서 상기 전극 연결부 및 상기 내부 케이스의 둘레에 배치되어 조이는 밴드 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 외측부는 상기 밴드 부재에 대응하는 제2결합홈을 더 형성하여 상기 밴드 부재를 수용할 수 있다.
상기 전극 연결부는 복수로 구비되고, 복수의 상기 전극 연결부는 상기 제1결합홈을 각각 형성하고, 상기 내부 케이스는 복수의 상기 제1결합홈에 연속적으로 결합되며, 상기 밴드 부재는 복수의 상기 제2결합홈에 연속적으로 수용될 수 있다.
복수의 상기 전극 연결부, 상기 내부 케이스 및 상기 밴드 부재는 서로의 사이에 내측 공간을 형성하여 상기 케이스의 협폭벽 내면을 향하고, 상기 밴드 부재와 상기 협폭벽 내면은 서로의 사이에 상기 내측 공간을 수용하는 외측 공간을 형성할 수 있다.
복수의 상기 외측부는 상기 제1결합홈의 외측에서 상기 곡면부를 각각 형성하며, 각각 형성되는 상기 곡면부는 서로 대칭 방향으로 휘어져서 상기 케이스의 협폭벽 내면을 향할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 내부 케이스에 전극 조립체의 일부를 수용하고, 전극 조립체에 연결되는 집전 부재의 전극 연결부를 내부 케이스에 결합하므로 케이스의 협폭벽에 수직 방향으로 외력이 압축 작용할(crush) 때에도, 집전 부재의 전극 연결부가 전극 조립체의 내측 또는 내측과 외측에서 변형되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에서 전극 조립체와 집전 부재의 연결 상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 전극 조립체를 수용하는 내부 케이스와 집전 부재의 결합 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ 선을 따라 잘라서 도시한 단면도이다.
도 6은 도 4의 Ⅵ-Ⅵ 선을 따라 잘라서 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 이차 전지에서 전극 조립체를 수용하는 내부 케이스와 집전 부재의 결합 상태를 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ 선을 따라 잘라서 도시한 단면도이다.
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 부분을 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 이차 전지는 전류를 충전 및 방전하는 전극 조립체(10), 전극 조립체(10)와 전해액을 내장하는 케이스(15), 케이스(15)의 개구에 결합되는 캡 플레이트(20), 캡 플레이트(20)에 설치되는 전극단자(21, 22), 전극단자(21, 22)를 전극 조립체(10)에 연결하는 집전 부재(51, 52), 및 전극 조립체(10)의 일부를 수용하여 케이스(15)에 내장되는 내부 케이스(70)를 포함한다.
예를 들면, 전극 조립체(10)는 절연체인 세퍼레이터(13)의 양면에 전극(예를 들면, 음극(11)과 양극(12))을 배치하고, 음극(11), 세퍼레이터(13) 및 양극(12)을 젤리롤 상태로 귄취하여 형성되며, 케이스(15) 내에서 전해액에 함침된다.
음, 양극(11, 12)은 각각 금속박(예를 들면, Cu, Al 포일)의 집전체에 활물질을 도포한 코팅부(11a, 12a), 및 활물질을 도포하지 않아서 노출된 부분의 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. 그리고 무지부(11b, 12b)는 전극 조립체(10)의 양단에 각각 배치된다.
케이스(15)는 전극 조립체(10) 및 내부 케이스(70)를 내부에 수용하는 공간을 설정하도록 대략 직육면체로 이루어진다. 케이스(15)의 개구는 직육면체의 일측에 형성되어 외부에서 내부 공간으로 전극 조립체(10) 및 내부 케이스(70)를 삽입할 수 있게 한다.
구체적으로 설명하면, 케이스(15)는 개구에 마주하고 모퉁이에 라운드를 가지는 사각형 바닥(151), 바닥(151)과 개구 사이에 설정되며 서로 마주하는 1쌍의 광폭벽(152), 및 1쌍의 광폭벽(152)을 연결하여 서로 마주하는 1쌍의 협폭벽(153)을 포함한다.
캡 플레이트(20)는 케이스(15)의 개구에 설치되어 케이스(15)를 밀폐한다. 예를 들면, 케이스(15)와 캡 플레이트(20)는 알루미늄 재질로 형성되어 서로 용접될 수 있다. 즉 전극 조립체(10) 및 내부 케이스(70)를 케이스(15)에 삽입한 후, 캡 플레이트(20)는 케이스(15)의 개구에 용접될 수 있다.
또한, 캡 플레이트(20)는 하나 이상의 개구를 가지며, 예를 들면, 단자홀(H1, H2)과 벤트 홀(24) 및 전해액 주입구(27)를 구비한다. 전극단자(예를 들면, 음극단자(21)와 양극단자(22))는 캡 플레이트(20)의 단자홀(H1, H2)에 각각 설치되어, 전극 조립체(10)에 전기적으로 연결된다.
음, 양극단자(21, 22)는 단자홀(H1, H2)에 대응하여 캡 플레이트(20)의 외측에 배치되는 플레이트 터미널(21c, 22c), 및 집전 부재(51, 52)에 전기적으로 연결되고 단자홀(H1, H2)을 관통하여 플레이트 터미널(21c, 22c)에 리벳팅 되는 리벳 터미널(21a, 22a)을 포함한다.
플레이트 터미널(21c, 22c)은 관통홀(H3, H4)을 가진다. 리벳 터미널(21a, 22a)은 상단으로 단자홀(H1, H2)을 관통하여 관통홀(H3, H4)에 삽입된다. 음, 양극단자(21, 22)는 캡 플레이트(20)의 내측에서 리벳 터미널(21a, 22a)에 일체로 넓게 형성되는 플랜지(21b, 22b)를 더 포함한다.
음극단자(21) 측에서, 플레이트 터미널(21c)과 캡 플레이트(20) 사이에 개재되는 외부 절연부재(31)는 플레이트 터미널(21c)과 캡 플레이트(20)를 전기적으로 절연시킨다. 즉 캡 플레이트(20)는 전극 조립체(10) 및 음극(11)의 집전 부재(51)와 전기적으로 절연된 상태를 유지한다.
절연부재(31)와 플레이트 터미널(21c)을 리벳 터미널(21a)의 상단에 결합하여 상단을 리벳팅 또는 용접함으로써, 절연부재(31)와 플레이트 터미널(21c)은 리벳 터미널(21a)의 상단에 체결된다. 플레이트 터미널(21c)은 절연부재(31)를 개재한 상태로 캡 플레이트(20)의 외측에 설치된다.
양극단자(22) 측에서, 플레이트 터미널(22c)과 캡 플레이트(20) 사이에 개재되는 도전성 탑 플레이트(46)는 플레이트 터미널(22c)과 캡 플레이트(20)를 전기적 도전 구조로 연결한다. 즉 캡 플레이트(20)는 전극 조립체(10) 및 양극(12)의 집전 부재(52)에 전기적으로 연결된 상태를 유지한다.
탑 플레이트(46)와 플레이트 터미널(22c)을 리벳 터미널(22a)의 상단에 결합하여 상단을 리벳팅 또는 용접함으로써, 탑 플레이트(46)와 플레이트 터미널(22c)은 리벳 터미널(22a)의 상단에 체결된다. 플레이트 터미널(22c)은 탑 플레이트(46)를 개재한 상태로 캡 플레이트(20)의 외측에 설치된다.
개스킷(36, 37)은 음, 양극단자(21, 22)의 리벳 터미널(21a, 22a)과 캡 플레이트(20)의 단자홀(H1, H2) 내면 사이에 각각 설치되어, 리벳 터미널(21a, 22a)과 캡 플레이트(20) 사이를 실링하고, 전기적으로 절연한다.
개스킷(36, 37)은 플랜지(21b, 22b)와 캡 플레이트(20)의 내면 사이에 더 연장 설치되어, 플랜지(21b, 22b)와 캡 플레이트(20) 사이를 더 실링하고, 전기적으로 절연한다. 즉 개스킷(36, 37)은 캡 플레이트(20)에 음, 양극단자(21, 22)를 설치함으로써 단자홀(H1, H2)을 통하여 전해액이 새는 것(leak)을 방지한다.
집전 부재(51, 52)는 음, 양극단자(21, 22)를 전극 조립체(10)의 음, 양극(11, 12)에 각각 전기적으로 연결한다. 예를 들면, 집전 부재(51, 52)는 전극 조립체(10)의 무지부(11b, 12b)에 전극 연결부(512, 522)로 연결되고, 음, 양극 단자(21, 22)에 단자 연결부(511, 521)로 연결된다.
즉 단자 연결부(511, 521)를 리벳 터미널(21a, 22a)의 하단에 결합하여 하단을 코킹(caulking)함으로써, 단자 연결부(511, 521)는 플랜지(21b, 22b)에 지지되면서 리벳 터미널(21a, 22a)의 하단에 연결된다.
절연부재(61, 62)는 집전 부재(51, 52)의 단자 연결부(511, 521)와 캡 플레이트(20) 사이에 각각 설치되어, 단자 연결부(511, 521)와 캡 플레이트(20)를 전기적으로 절연시킨다.
또한 절연부재(61, 62)는 일측으로 캡 플레이트(20)에 결합되고 다른 일측으로 단자 연결부(511, 521)와 리벳 터미널(21a, 22a) 및 플랜지(21b, 22b)를 감싸므로 이들의 연결 구조를 강화시킨다.
내부 케이스(70)는 전기 절연재로 형성되어, 캡 플레이트(20)의 반대측인 바닥(151)에서 전극 조립체(10)의 하측 일부를 수용하고, 그 상단 개구로 집전 부재(51, 52)의 전극 연결부(512, 522)에 결합된다.
따라서 케이스(15)의 협폭벽(153) 측에서 협폭벽(153)에 수직 방향으로 외력이 압축 작용할(crush) 때, 내부 케이스(70)는 전극 연결부(512, 522)를 지지하므로 전극 연결부(512, 522)가 전극 조립체(10)의 내측 또는 내측과 외측에서 변형되는 것을 방지할 수 있다.
벤트 홀(24)은 이차 전지의 충전 및 방전으로 발생되는 내부 가스 및 내부 압력을 배출할 수 있도록 벤트 플레이트(25)로 밀폐된다. 이차 전지의 내부 압력이 설정 압력에 이르면, 벤트 플레이트(25)가 절개되어 벤트 홀(24)을 개방한다. 전해액 주입구(27)는 전해액 주입 후, 마개(29)로 밀폐된다.
도 3은 도 2에서 전극 조립체와 집전 부재의 연결 상태를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 전극 조립체를 수용하는 내부 케이스와 집전 부재의 결합 상태를 도시한 사시도이다. 편의상, 양극(12)과 양극단자(22)를 연결하는 집전 부재(52)를 예로 들어 설명한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 집전 부재(52)의 전극 연결부(522)는 전극 조립체(10)의 무지부(12b)에 연결되어 무지부(12b)의 내측에 배치되는 내측부(221), 무지부(12b)의 외측에 배치되는 외측부(222), 및 내, 외측부(221, 222)의 경계선에서 하향 형성되는 제1결합홈(G1)을 포함한다. 내측부(221)는 무지부(12b)에 용접으로 고정 연결되고, 외측부(222)는 무지부(12b)의 외측으로 노출된다.
전극 연결부(522)의 하단에 형성되는 제1결합홈(G1)은 내부 케이스(70)의 상측에서 개구를 형성하는 단부(71)에 상하 방향으로 결합된다. 즉 내부 케이스(70)의 단부(71)는 케이스(15)의 협폭벽(153) 측에서 전극 연결부(522)의 제1결합홈(G1)을 협폭벽(153)의 수직 방향(y축 방향)으로 지지한다.
따라서 내부 케이스(70) 및 단부(71)는 협폭벽(153)에 수직 방향(y축 방향)으로 작용하는 외력(F)에 대하여, 전극 연결부(522)가 전극 조립체(10)의 내측으로 침입되어 전극 조립체(10)의 내측에서 변형되는 것을 억제할 수 있다.
외측부(222) 중 제1결합홈(G1)에 이웃하는 부분은 무지부(12b)의 양면 중 일면에서 멀어지는 방향(x축 방향)으로 휘어지는 곡면부(223)를 형성한다. 곡면부(223)는 제1결합홈(G1)과 내부 케이스(70) 단부(71)와의 접촉면을 곡면으로 형성하여, y축 방향으로 작용하는 외력(F)에 대한 저항력을 증대시킨다. 즉 전극 연결부(522)가 전극 조립체(10)의 내측으로 침입하거나 내측에서 변형되는 것이 더 방지될 수 있다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ 선을 따라 잘라서 도시한 단면도이고, 도 6은 도 4의 Ⅵ-Ⅵ 선을 따라 잘라서 도시한 단면도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 집전 부재(52)에서 전극 연결부(522)는 복수로 구비되어, 복수로 구비되는 전극 조립체(10)의 무지부(12b)에 각각 연결된다. 복수의 전극 연결부(522)는 제1결합홈(G1)을 각각 형성한다. 내부 케이스(70)의 단부(71)는 복수의 제1결합홈(G1)에 결합되어, 복수의 제1결합홈(G1)을 연속적으로 지지한다.
케이스(15)의 협폭벽(153) 측에서, 복수의 전극 연결부(522)가 제1결합홈(G1)으로 내부 케이스(70)의 단부(71)에 결합되어 지지되므로 전극 연결부(522)와 내부 케이스(70)는 y축 방향으로 작용하는 외력(F)에 대하여 더욱 강한 저항력을 형성한다. 즉 전극 연결부(522)가 전극 조립체(10)의 내측으로 침입하거나 내측에서 변형되는 것이 더욱 방지될 수 있다.
또한, 복수의 외측부(222)는 제1결합홈(G1)의 외측에서 곡면부(223)를 각각 형성한다. 각각으로 형성되는 곡면부(223)는 z축 방향을 기준으로 하여 x축 방향으로 좌우 대칭 구조로 휘어져서 내부 케이스(70)의 단부(71)에 지지되어, 케이스(15)의 협폭벽(153) 내면을 향한다.
이때, 복수의 곡면부(223)는 복수의 제1결합홈(G1)과 내부 케이스(70) 단부(71)와의 접촉면을 z축 방향을 기준으로 하여 x축 방향 좌우로 대칭인 곡면으로 형성한다. 즉 단부(71)는 전극 연결부(522)의 복수 제1결합홈(G1)을 대칭적으로 견고하게 지지할 수 있다.
따라서 내부 케이스(70) 및 전극 연결부(522)는 협폭벽(153)에 수직 방향(y축 방향)으로 작용하는 외력(F)에 대하여 강한 저항력을 형성한다. 이차 전지에 대한 y축 방향의 압축(crush) 시험시, 전극 연결부(522)의 내측 변형이 개선된다.
이하에서 본 발명의 제2실시예에 대하여 설명한다. 제1, 제2실시예를 비교하여, 서로 동일한 구성에 대한 설명을 생략하고 서로 다른 구성에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 이차 전지에서 전극 조립체를 수용하는 내부 케이스와 집전 부재의 결합 상태를 도시한 사시도이고, 도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ 선을 따라 잘라서 도시한 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 제2실시예의 이차 전지는 집전 부재(53)에 형성되는 제1결합홈(G21)의 외측에서 전극 연결부(532) 및 내부 케이스(70)의 둘레에 배치되어 조임 작용하는 밴드 부재(80)를 더 포함한다.
즉 밴드 부재(80)는 전기 절연재로 형성되어 전극 조립체(10)를 수용하는 내부 케이스(70) 및 전극 연결부(532)의 외곽에서 전극 연결부(532)를 조인다. 따라서 협폭벽(153)에 수직 방향(y축 방향)으로 작용하는 외력(F)에 대하여 전극 연결부(532)가 전극 조립체(10)의 내측 및 외측에서 변형되는 것이 방지될 수 있다.
외측부(324)는 밴드 부재(80)에 대응하는 제2결합홈(G2)을 더 형성하여 조임 작용하는 밴드 부재(80)를 수용한다. 따라서 밴드 부재(80)는 미끄러짐 없이 제2결함홈(G2)에서 전극 연결부(532)를 안정적으로 조일 수 있다.
따라서 밴드 부재(80) 및 제2결함홈(G2)은 협폭벽(153)에 수직 방향(y축 방향)으로 작용하는 외력(F)에 대하여, 전극 연결부(532)가 전극 조립체(10)의 내측 및 외측에서 변형되는 것을 억제할 수 있다.
즉 내부 케이스(70)의 단부(71) 및 제1결합홈(G21)의 결합에 더하여 밴드 부재(80)가 외측부(324)의 제2결합홈(G2)에 결합되어 조임에 따라 전극 연결부(532)가 전극 조립체(10)의 내측 및 외측에서 변형되는 것을 더욱 억제할 수 있다.
전극 연결부(532)는 복수로 구비되고, 복수의 전극 연결부(532)는 제1결합홈(G21)을 각각 형성한다. 내부 케이스(70)는 복수의 제1결합홈(G21)에 연속적으로 결합되며, 밴드 부재(80)는 복수의 제2결합홈(G2)에 연속적으로 수용된다.
케이스(15)의 협폭벽(153) 측에서, 복수의 전극 연결부(532)가 제1결합홈(G21)으로 내부 케이스(70)의 단부(71)에 결합되어 지지되고, 제2결합홈(G2)으로 밴드 부재(80)에 결합되어 조여지므로 전극 연결부(532)와 내부 케이스(70)는 y축 방향으로 작용하는 외력(F)에 대하여 더욱 강한 저항력을 형성한다. 즉 전극 연결부(532)가 전극 조립체(10)의 내측 및 외측에서 변형되는 것이 더욱 방지될 수 있다.
또한 복수의 전극 연결부(532), 내부 케이스(70) 및 밴드 부재(80)는 서로의 사이에 내측 공간(S1)을 형성하여 케이스(15)의 협폭벽(153) 내면을 향한다. 또한 밴드 부재(80)와 협폭벽(153)의 내면은 서로의 사이에 내측 공간(S1)을 수용하는 외측 공간(S2)을 형성한다.
내측 공간(S1)은 내부 케이스(70)의 단부(71)와 밴드 부재(80) 사이에서 y축 방향으로 작용하는 외력(F)을 흡수할 수 있고, 외측 공간(S2)은 밴드 부재(80)와 협폭벽(153) 사이에서 y축 방향으로 작용하는 외력(F)을 흡수할 수 있다. 즉 내, 외측 공간(S1, S2)은 외력(F)을 흡수하여 전극 연결부(532)가 전극 조립체(10) 내측 및 외측에서 변형되는 것을 방지할 수 있다.
복수의 외측부(324)는 제1결합홈(G21)의 외측에서 곡면부(325)를 각각 형성하며, 각각의 곡면부(325)는 z축 방향을 기준으로 하여 x축 방향 좌우로 대칭 구조로 휘어져서 내부 케이스(70)의 단부(71)에 지지되어, 케이스(15)의 협폭벽(153) 내면을 향한다.
이때, 복수의 곡면부(325)는 복수의 제1결합홈(G21)과 내부 케이스(70) 단부(71)와의 접촉면을 z축 방향을 기준으로 하여 x축 방향으로 좌우 대칭인 곡면으로 형성한다. 즉 단부(71)는 전극 연결부(532)의 복수의 제1결합홈(G21)을 대칭적으로 견고하게 지지할 수 있다.
따라서 내부 케이스(70), 전극 연결부(532) 및 밴드 부재(80)는 협폭벽(153)에 수직 방향(y축 방향)으로 작용하는 외력(F)에 대하여 강한 저항력을 형성한다. 이차 전지에 대한 y축 방향의 압축(crush) 시험시, 전극 연결부(532)의 내측 및 외측 변형이 개선된다.
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
11a, 12a: 코팅부 11b, 12b: 무지부
12: 양극 13: 세퍼레이터
15: 케이스 20: 캡 플레이트
21, 22: 음, 양극단자 21a, 22a: 리벳 터미널
21b, 22b: 플랜지 21c, 22c: 플레이트 터미널
24: 벤트 홀 25: 벤트 플레이트
27: 전해액 주입구 29: 마개
31: 절연부재 36, 37: 개스킷
46: 탑 플레이트 51, 52, 53: 집전 부재
61, 62: 절연부재 70: 내부 케이스
71: 단부 80: 밴드 부재
151: 바닥 152: 광폭벽
153: 협폭벽 221: 내측부
222, 324: 외측부 223, 325: 곡면부
511, 521: 단자 연결부 512, 522, 532: 전극 연결부
F: 외력 G1, G21: 제1결합홈
G2: 제2결합홈 H1, H2: 단자홀
H3, H4: 관통홀 S1, S2: 내, 외측 공간

Claims (11)

  1. 충전 및 방전 작용하는 전극 조립체;
    상기 전극 조립체와 전해액을 내장하는 케이스;
    상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트;
    상기 캡 플레이트에 설치되는 전극 단자;
    상기 전극 조립체의 무지부에 전극 연결부로 연결되어 상기 전극 단자에 단자 연결부로 연결되는 집전 부재; 및
    상기 캡 플레이트의 반대측에서 상기 전극 조립체의 일부를 수용하고 상기 전극 연결부에 결합되어 상기 케이스에 내장되는 내부 케이스
    를 포함하며,
    상기 전극 연결부는
    상기 무지부에 연결되어 상기 무지부의 내측에 배치되는 내측부와 상기 무지부의 외측에 배치되는 외측부의 경계선에 제1결합홈을 형성하고,
    상기 제1결합홈으로 상기 내부 케이스의 단부에 결합되는 이차 전지.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1결합홈에 이웃하는 상기 외측부는
    상기 무지부의 양면 중 일면에서 멀어지는 방향으로 휘어지는 곡면부를 형성하는 이차 전지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전극 연결부는 복수로 구비되고,
    상기 전극 조립체는 복수로 구비되어 상기 전극 연결부에 각각 연결되는 이차 전지.
  5. 제4항에 있어서,
    복수의 상기 전극 연결부는 상기 제1결합홈을 각각 형성하고,
    상기 내부 케이스는 복수의 상기 제1결합홈에 연속적으로 결합되는 이차 전지.
  6. 제5항에 있어서,
    복수의 상기 외측부는
    상기 제1결합홈의 외측에서 상기 곡면부를 각각 형성하며,
    각각 형성되는 상기 곡면부는 x축 방향의 일측으로 휘어져서 상기 케이스의 협폭벽 내면을 향하는 이차 전지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1결합홈의 외측에서 상기 전극 연결부 및 상기 내부 케이스의 둘레에 배치되어 조이는 밴드 부재를 더 포함하는 이차 전지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 외측부는
    상기 밴드 부재에 대응하는 제2결합홈을 더 형성하여 상기 밴드 부재를 수용하는 이차 전지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전극 연결부는 복수로 구비되고,
    상기 전극 조립체는 복수로 구비되어 상기 전극 연결부에 각각 연결되며,
    복수의 상기 전극 연결부는 상기 제1결합홈을 각각 형성하고,
    상기 내부 케이스는 복수의 상기 제1결합홈에 연속적으로 결합되며,
    상기 밴드 부재는 복수의 상기 제2결합홈에 연속적으로 수용되는 이차 전지.
  10. 제9항에 있어서,
    복수의 상기 전극 연결부, 상기 내부 케이스 및 상기 밴드 부재는
    서로의 사이에 내측 공간을 형성하여 상기 케이스의 협폭벽 내면을 향하고,
    상기 밴드 부재와 상기 협폭벽 내면은
    서로의 사이에 상기 내측 공간을 수용하는 외측 공간을 형성하는 이차 전지.
  11. 제9항에 있어서,
    복수의 상기 외측부는
    상기 제1결합홈의 외측에서 곡면부를 각각 형성하며,
    각각 형성되는 상기 곡면부는 x축 방향의 일측으로 휘어져서 상기 케이스의 협폭벽 내면을 향하는 이차 전지.
KR1020160071799A 2016-06-09 2016-06-09 이차 전지 KR102620809B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160071799A KR102620809B1 (ko) 2016-06-09 2016-06-09 이차 전지
PCT/KR2017/004837 WO2017213352A1 (ko) 2016-06-09 2017-05-10 이차 전지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160071799A KR102620809B1 (ko) 2016-06-09 2016-06-09 이차 전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170139351A KR20170139351A (ko) 2017-12-19
KR102620809B1 true KR102620809B1 (ko) 2024-01-02

Family

ID=60577985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160071799A KR102620809B1 (ko) 2016-06-09 2016-06-09 이차 전지

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102620809B1 (ko)
WO (1) WO2017213352A1 (ko)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090035328A (ko) * 2007-10-05 2009-04-09 주식회사 씨엠파트너 스웰링에 의한 극판 변형을 방지하는 구조의 극판 압착판을갖는 전극조립체 및 이를 이용한 전지
US20110200865A1 (en) * 2010-02-18 2011-08-18 Sang-Won Byun Secondary battery and battery module including the same
US20120052341A1 (en) * 2010-09-01 2012-03-01 Duk-Jung Kim Rechargeable battery
KR20130121517A (ko) * 2012-04-27 2013-11-06 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR101724001B1 (ko) * 2013-04-17 2017-04-06 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170139351A (ko) 2017-12-19
WO2017213352A1 (ko) 2017-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102273643B1 (ko) 이차 전지
KR101805650B1 (ko) 이차 전지 팩
KR102183337B1 (ko) 이차 전지
KR102246736B1 (ko) 이차 전지
KR102299244B1 (ko) 이차 전지 및 그 팩
KR102453383B1 (ko) 이차 전지 모듈
KR102397857B1 (ko) 이차 전지 및 이를 이용한 전지 모듈
KR102332446B1 (ko) 이차 전지 및 그 팩
KR20130036989A (ko) 이차 전지
KR102368086B1 (ko) 이차 전지
US20140272520A1 (en) Battery module
KR20160042245A (ko) 이차 전지
US9570720B2 (en) Rechargeable battery
KR20160123854A (ko) 이차 전지
US20120064380A1 (en) Rechargeable battery
KR20170025492A (ko) 이차 전지 팩
KR101724001B1 (ko) 이차 전지
KR101223517B1 (ko) 이차 전지
KR20130065574A (ko) 이차 전지
KR20110035426A (ko) 이차전지
US20140212715A1 (en) Rechargeable battery
US9755196B2 (en) Rechargeable battery including current collecting member with current collecting part having twisted surface
CN109314196B (zh) 可再充电电池
KR102297822B1 (ko) 이차전지
KR102620809B1 (ko) 이차 전지

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant