KR102943820B1 - 전지 셀, 전지 및 전기기기 - Google Patents

전지 셀, 전지 및 전기기기

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KR102943820B1
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하이즈 진
지준 구오
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Abstract

본 출원 실시예는 전지 셀, 전지 및 전기기기를 제공한다. 전지 셀은 전극 조립체, 하우징, 전극 단자 및 집전부재를 포함한다. 전극 조립체는 제1 탭을 포함한다. 하우징은 전극 조립체를 수용하는 데 사용된다. 전극 단자는 하우징에 설치되고, 전극 단자는 제1 요함부 및 제1 요함부의 바닥부에 배치되는 연결부를 포함한다. 집전부재는 제1 탭에 연결되고, 연결부와 용접된다. 전극 단자에 제1 요함부를 형성하여 연결부의 두께를 감소시킴으로써 연결부와 집전부재의 용접에 필요한 용접 전력을 감소시키고, 열발생을 감소시키고, 기타 부재의 화상 위험을 낮추고, 안전성을 향상시킨다.

Description

전지 셀, 전지 및 전기기기
본 출원은 2021년 8월 23일자로 출원한 출원명칭이 “전지 셀 및 그 제조방법 및 제조시스템, 전지 및 전기기기”이고, 국제 출원번호가 PCT/CN2021/114156인 출원의 우선권을 주장하며, 이 출원의 전체 내용이 참조로서 본원에 포함된다.
본 출원은 전지 기술 분야에 관한 것으로, 특히 전지 셀, 전지 및 전기기기에 관한 것이다.
전지 셀은 휴대폰, 노트북, 축전지차, 전기자동차, 전기비행기, 전기선박, 전기자동차 완구, 전기선박 완구, 전기비행기 완구 및 전동공구 등과 같은 전기기기에 널리 사용된다. 전지 셀은 니켈 카드뮴 전지 셀, 니켈 수소 전지 셀, 리튬이온 전지 셀 및 알칼리 아연 망간 2차전지 셀 등을 포함할 수 있다.
전지 기술의 발전에서, 전지 셀의 안전성을 향상시키는 방법은 전지 기술의 연구 방향 중 하나이다.
본 출원은 전지 셀의 안전성을 향상시킬 수 있는 전지 셀, 전지 및 전기기기를 제공한다.
제1 양상에서, 본 출원의 실시예는 전지 셀을 제공함에 있어서, 전극 조립체, 하우징, 전극 단자 및 집전부재를 포함한다. 전극 조립체는 제1 탭을 포함한다. 하우징은 전극 조립체를 수용하는 데 사용된다. 전극 단자는 하우징에 설치되고, 전극 단자는 제1 요함부 및 제1 요함부의 바닥부에 배치되는 연결부를 포함한다. 집전부재는 제1 탭에 연결되고, 연결부와 용접된다.
상기 기술적 솔루션에서, 전극 단자에 제1 요함부를 형성하여 연결부의 두께를 감소시킴으로써 연결부와 집전부재의 용접에 필요한 용접 전력을 감소시키고, 열발생을 감소시키고, 기타 부재의 화상 위험을 낮추고, 안전성을 향상시킨다.
일부 실시예에서, 집전부재는 연결부에 용접되어 제1 용접부를 형성하고, 연결부의 두께 방향에서, 제1 용접부는 연결부의 집전부재를 등진 일측으로부터 적어도 집전부재의 내부까지 연장된다.
상기 기술적 솔루션에서, 제1 용접부는 연결부로부터 집전부재의 내부까지 연장되어 집전부재와 연결부를 연결시키고, 집전부재와 전극 단자 사이의 접촉 저항을 감소시키고, 과전류 능력을 향상시킨다.
일부 실시예에서, 연결부의 두께 방향에서, 제1 용접부는 집전부재의 연결부를 등진 표면을 초과하지 않는다.
상기 기술적 솔루션에서, 제1 용접부는 집전부재의 연결부를 등진 표면과 미리 정해진 거리만큼 이격되어 집전부재가 용융되는 것 방지하고, 집전부재의 연결부를 등진 표면에서 금속 입자가 생성할 위험을 낮추고, 안전성을 향상시킨다.
일부 실시예에서, 하우징은 통체와 통체에 연결된 커버를 포함하며, 통체는 전극 조립체의 외주를 둘러싸서 설치되고, 커버에는 전극 인출공이 형성되고, 전극 단자는 전극 인출공에 설치된다. 제1 용접부와 커버는 모두 원환형이고, 커버의 외경은 D0이고, 제1 용접부의 내경은 D1이다. D1 및 D0은 0.1≤D1/D0≤0.6을 충족한다.
D0과 전극 조립체의 직경은 정적 상관관계이고, D0이 클수록 전극 조립체의 용량이 더 크고, 제1 용접부의 과전류 면적에 대한 전지 셀의 요구도 더 높다. D1이 작을수록 제1 용접부의 둘레길이는 더 작고, 제1 용접부의 과전류 면적도 더 작다. D1/D0이 너무 작으면, D0이 크고 D1이 작음으로 인해 제1 용접부의 과전류 면적이 부족하게 되고, 충방전 시 제1 용접부의 열발생이 커져 고속충전 시 과전류 능력 및 온도상승에 대한 전지 셀의 요구를 충족하기 어렵다.
D1이 클수록 전극 인출공의 치수가 더 크고, 커버의 면적이 더 작다. 마찬가지로, D0이 작을수록 커버의 면적이 더 작다. D1/D0이 너무 크면, D0이 작고 D1이 큼으로 인해, 전지 셀이 진동 시 커버가 쉽게 변형되어 안전 위험을 유발한다. 커버는 전지 셀의 하나의 출력전극으로 사용되어 모선부재와 연결될 수 있다. D1/D0이 너무 크면, 커버와 모선부재 사이의 연결 면적이 작아지고, 커버와 모선부재 사이의 과전류 면적이 부족하게 되고, 커버와 모선부재 사이의 연결부위의 열발생이 증가되어 고속충전 시 과전류 능력 및 온도상승에 대한 전지 셀의 요구를 충족하기 어렵다.
상기 기술적 솔루션에서는 과전류 능력 및 온도상승에 대한 전지 셀의 요구를 충족하여 전지 셀의 안전성을 향상시키기 위해 0.1≤D1/D0≤0.6로 설정된다.
일부 실시예에서, 제1 용접부는 비밀폐 구조이고, 제1 용접부의 원심각 α는 180°-330°이다.
α와 제1 용접부의 과전류 면적은 정적 상관관계이다. α가 작을수록 제1 용접부의 과전류 면적이 더 작고, 전류가 제1 용접부를 지날 때 열발생이 더 크다. 상기 기술적 솔루션에서, 제1 용접부가 과전류 능력 및 온도상승에 대한 전지 셀의 요구를 충족할 수 있도록 α를 180°-360°로 제한한다. 제1 용접부는 비밀폐 구조이고, 제1 용접부의 원주 방향을 따르는 양단 사이의 비용접 영역은 용접 응력을 방출하여 응력 집중을 낮출 수 있다.
일부 실시예에서, 용접 면적을 증가시키고, 제1 용접부의 용접 강도와 과전류 능력을 향상시키기 위해, 제1 용접부는 밀폐 구조이다.
일부 실시예에서, 0.2≤D1/D0≤0.4이다.
일부 실시예에서, 과전류 능력 및 온도상승에 대한 전지 셀의 요구를 충족하기 위해, D1은 5mm-14mm이다.
일부 실시예에서, 커버와 통체의 연결 공정을 생략하기 위해, 커버와 통체는 일체성형 구조이다. 커버와 통체가 전극 조립체의 양극 또는 음극에 전기적으로 연결된 경우, 커버와 통체의 연결부위가 일체성형 구조이기 때문에 커버와 통체의 연결부위의 저항이 작아 과전류 능력이 향상된다. 커버는 외부 부재(예: 모선부재)와 연결되도록 구성될 수 있으며, 전지 셀이 외부 충격을 받을 때 외부 부재가 커버를 당겨 커버와 통체의 연결부위가 힘의 작용을 받을 수 있다. 상기 기술적 솔루션은 커버와 통체를 일체로 성형하여 커버와 통체 연결부위의 강도를 높이고 커버와 통체의 연결이 끊어질 위험을 낮춘다.
일부 실시예에서, 연결부의 두께 방향에서, 제1 용접부의 치수는 h이고, 연결부의 집전부재와의 용접을 위한 영역의 두께는 d0이다. d0과 h는 1＜h/d0≤1.5를 충족한다.
h/d0≤1이면, 제1 용접부의 용입 깊이가 작고, 제1 용접부 전체가 연결부를 형성하여 허위 용접이 발생하며, 제1 용접부는 집전부재와 연결부를 효과적으로 연결시키기 어렵다. d0이 일정할 때, h가 클수록 용접에 필요한 전력이 더 크고, 용접 과정에서의 열발생이 더 크다. h가 너무 크면, 전극 단자 주변의 부품이 용접으로 인해 발생하는 고온에 의해 쉽게 손상되어 안전 위험을 유발한다.
상기 기술적 솔루션에서는 집전부재와 연결부의 연결을 보장하는 것을 전제로 용접 열발생을 감소시키고 용접 난이도를 낮추기 위해, 1＜h/d0≤1.5로 설정한다.
일부 실시예에서, 집전부재의 연결부와의 용접을 위한 영역의 두께는 d1이고, d0 및 d1은 0.5≤d1/d0≤1.2를 충족한다.
d0이 일정할 때, d1이 작을수록 집전부재가 용접 과정에서 용융되기 더 쉽고, 용접으로 인해 생성된 고온입자가 전지 셀 내로 떨어지기 더 쉽다. d1이 클수록 집전부재가 차지하는 공간과 중량이 더 크고, 전지 셀의 에너지 밀도가 더 낮다.
상기 기술적 솔루션에서는 집전부재가 용화되어 뚫어질 위험을 낮추고, 전지 셀의 에너지 밀도 손실을 감소시키기 위해, 0.5≤d1/d0≤1.2로 설정한다.
일부 실시예에서, 과전류 능력 및 온도상승에 대한 전지 셀의 요구를 충족하고, 용접 열발생을 감소시키기 위해, d0은 0.4mm-1.2mm이다.
일부 실시예에서, 제1 탭의 적어도 일부는 집전부재의 전극 단자를 등진 일측에 배치되고 집전부재를 지지한다.
상기 기술적 솔루션에서, 제1 탭은 집전부재와 연결부가 밀착되도록 집전부재를 지지할 수 있다. 전지 셀이 진동 시, 제1 탭은 연결부에 대한 집전부재의 이동을 제한할 수 있으므로 제1 용접부에 가해지는 힘을 감소시키고, 제1 용접부가 찢어질 위험을 낮춘다. 연결부와 집전부재를 용접할 때, 제1 탭이 집전부재를 지지할 수 있으므로 용접 과정에서 집전부재와 연결부의 상대적 변위를 감소시키고, 허위 용접의 위험을 낮춘다.
일부 실시예에서, 제1 탭의 제1 부분은 연결부의 제1 요함부를 등진 일측에 배치되고, 집전부재의 연결부와 마주하는 부분을 지지한다.
상기 기술적 솔루션에서, 제1 부분은 집전부재의 연결부와 마주하는 부분을 지지하여 집전부재와 연결부가 긴밀하게 밀착되도록 하여 허위 용접 위험을 낮출 수 있다. 용접 과정에서, 제1 부분은 집전부재의 변형을 제한하여 집전부재의 형태를 개선할 수도 있다.
일부 실시예에서, 제1 부분은 집전부재에 용접되어 제2 용접부를 형성한다.
상기 기술적 솔루션에서, 제2 용접부는 집전부재와 제1 탭 사이의 접촉 저항을 감소시키고, 과전류 능력을 향상시킬 수 있다. 제2 용접부는 연결부에 근접하여 연결부와 제2 용접부 사이의 도전 경로를 감소시켜 저항을 감소시키고, 과전류 능력을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 탭의 제2 부분은 제1 부분의 외주를 둘러싸고, 집전부재의 연결부와 마주하지 않는 부분을 지지한다.
상기 기술적 솔루션에서, 제2 부분을 설치함으로써 제1 탭의 집전부재를 지지하기 위한 영역의 면적을 증가시켜 제1 탭의 지지 효과를 향상시키고, 제1 탭과 집전부재 사이의 압력을 감소시키고, 제1 탭이 파쇄될 위험을 낮춘다.
일부 실시예에서, 제2 부분은 집전부재에 용접되어 제3 용접부를 형성한다.
상기 기술적 솔루션에서, 제3 용접부는 집전부재와 제2 부분 사이의 접촉 저항을 감소시키고, 과전류 능력을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 집전부재의 제1 탭과 마주하는 일측에는 돌출부가 구비되고, 돌출부는 제2 부분에 용접되어 제3 용접부를 형성한다.
상기 기술적 솔루션에서, 돌출부는 제2 부분과 더 잘 밀착되어 용접 불량의 위험을 낮출 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 탭은 전극 조립체의 중심 축선을 둘러싸서 설치되고, 제1 탭의 중심 축선에 수직인 단면은 원환형이다. 제1 탭의 외반경은 R이고, 제1 탭의 방사방향에서 제3 용접부와 중심 축선의 최소 간격은 D2이며, 양자는 0.2≤D2/R≤0.8을 충족한다.
R과 전극 조립체의 직경은 정적 상관관계이고, R이 클수록 전극 조립체에서 생성되는 전류가 더 크고, 과전류 면적에 대한 전지 셀의 요구도 더 높다. 집전부재의 중심 축선에 근접하는 부분은 연결부와 용접될 수 있다. D2가 작을수록 집전부재의 연결부와 용접될 수 있는 영역이 더 작고, 집전부재와 연결부 사이의 과전류 면적이 더 작다. D2/R이 너무 작으면, D2가 작고 R이 큼으로 인해 집전부재와 연결부 사이의 과전류 면적이 부족하게 되고, 충방전 시 집전부재와 연결부의 용접부위의 열발생이 커져 고속충전 시 과전류 능력 및 온도상승에 대한 전지 셀의 요구를 충족하기 어렵다.
제1 탭은 다수의 탭층을 포함한다. D2가 클수록 제3 용접부와 직접 연결된 탭층이 더 바깥쪽에 있다. D2가 너무 크면, 제3 용접부와 연결되는 탭층의 수가 적고, 제3 용접부와 최내측 탭층의 간격이 너무 커서 최외측 탭층과 전극 단자 사이의 전류 경로와, 최내측 탭층과 전극 단자 사이의 전류 경로 간의 차이가 크게 되어 제1 극판의 전류 밀도가 불균일해지고, 내부저항이 증가된다.
상기 기술적 솔루션에서는 제1 탭의 상이한 위치의 부분과 전극 단자 사이의 전류 경로의 차이를 감소시키고, 전극 조립체의 제1 극판의 전류 밀도의 균일성을 향상시키고, 내부저항을 감소시키고, 과전류 능력 및 온도상승에 대한 전지 셀의 요구를 충족하기 위해, D2/R를 0.2-0.8로 제한한다.
일부 실시예에서, D2 및 R는 0.2≤D2/R≤0.5를 충족한다.
일부 실시예에서, 전극 조립체의 내부저항을 감소시키고, 과전류 능력 및 온도상승에 대한 전지 셀의 요구를 충족하기 위해, D2는 3.5mm-10mm이다.
일부 실시예에서, 집전부재의 직경은 D3이고, 제1 탭의 직경은 D4이고, D3은 D4보다 작다.
상기 기술적 솔루션에서, 집전부재의 직경이 작으면 집전부재가 차지하는 공간과 중량을 절약하고, 전지 셀의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, D3 및 D4는 0.75≤D3/D4≤0.97을 충족한다.
D4가 일정할 때, D3이 너무 작으면, 제1 탭의 바깥쪽 부분과 집전부재 사이의 거리가 너무 크고, 제1 탭의 바깥쪽 부분과 집전부재 사이의 도전 경로가 너무 길어 전극 조립체의 내부저항이 커지고, 전지 셀의 성능에 영향을 미친다. 상기 기술적 솔루션에서는 전극 조립체의 내부저항을 감소시키고, 전지 셀의 충방전 성능을 개선하기 위해, D3/D4≥0.75로 설정한다.
D4가 일정할 때, D3이 너무 크면, 조립 오차로 인해 집전부재와 전극 조립체의 동축도에 파동이 발생하여 집전부재가 전극 조립체의 외주면으로부터 돌출되어 집전부재와 전극 조립체를 하우징에 삽입하기 어려워지고, 조립 효율 및 제품 수율에 영향을 미친다.
상기 기술적 솔루션에서는 집전부재가 오차로 인해 전극 조립체의 외주면으로부터 돌출되는 위험을 낮추고, 조립 효율 및 제품 수율을 향상시키기 위해, D3/D4≤0.97로 설정한다.
일부 실시예에서, D3은 35mm-44mm이다. D3을 35mm-44mm으로 제한하면, 전극 조립체의 내부저항을 감소시키고, 전지 셀의 충방전 성능을 개선하고, 집전부재가 오차로 인해 전극 조립체의 외주면으로부터 돌출되는 위험을 낮출 수 있다.
일부 실시예에서, 연결부에는 연결부의 제1 외표면으로부터 전극 조립체와 마주하는 방향으로 함몰된 홈이 형성되고, 제1 용접부는 홈의 바닥벽으로부터 적어도 집전부재의 내부까지 연장된다.
전지 셀의 생산 과정에서 외부 장비는 연결부와 감합되어야 한다. 제1 용접부의 표면이 울퉁불퉁하고, 외부 장비가 제1 용접부에 압입 끼워맞춤되면 외부 장비가 제1 용접부의 압박으로 인해 손상되기 쉽다. 상기 기술적 솔루션에서는 홈을 형성함으로써 제1 외표면과 홈의 바닥벽 사이에 틈을 형성한다. 이로써, 제1 외표면은 외부 장비를 지지할 수 있어, 외부 장비와 제1 용접부를 분리하고 외부 장비가 압박으로 인한 손상을 받을 위험을 줄인다.
일부 실시예에서, 하우징은 통체와 통체에 연결된 커버를 포함하며, 통체는 전극 조립체의 외주를 둘러싸서 설치되고, 커버에는 전극 인출공이 형성되고, 전극 단자는 전극 인출공에 설치된다. 전극 단자는 단자 본체를 포함하고, 단자 본체는 주상부, 제1 위치제한부, 제2 위치제한부를 포함하며, 주상부의 적어도 일부는 전극 인출공 내에 배치되고, 제1 요함부는 주상부에 형성되고, 제1 위치제한부 및 제2 위치제한부는 모두 주상부의 외측벽에 연결되고 그 외측벽으로부터 돌출되고, 제1 위치제한부 및 제2 위치제한부는 커버의 외측 및 내측에 각각 설치되고 커버의 일부를 협지한다.
상기 기술적 솔루션에서, 제1 위치제한부 및 제2 위치제한부는 양측에서 커버의 일부를 협지하여 단자 본체를 커버에 고정시킨다.
일부 실시예에서, 단자 본체는 제2 외표면을 구비하고, 제1 요함부는 제2 외표면으로부터 전극 조립체와 마주하는 방향을 따라 연결부의 제1 외표면까지 함몰된다.
일부 실시예에서, 전극 단자는 밀봉판을 더 포함하며, 밀봉판은 단자 본체에 연결되고 제1 요함부의 개구를 밀봉하는 데 사용된다.
상기 기술적 솔루션에서, 밀봉판은 외측에서 연결부를 보호하고, 제1 요함부로 유입되는 외부 불순물을 감소시키고, 연결부가 외부 불순물에 의해 손상될 위험을 낮추고, 전지 셀의 밀봉 성능을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 전극 조립체는 제1 탭과 극성이 상반되는 제2 탭을 더 포함하며, 제2 탭은 전극 조립체의 중심 축선을 둘러싸서 설치된다. 제1 탭은 전극 조립체의 전극 단자와 마주하는 일단에 설치되고, 제2 탭은 전극 조립체의 전극 단자를 등진 일단에 설치되고, 제2 탭은 하우징과 전기적으로 연결된다.
상기 기술적 솔루션에서, 하우징 자체는 전지 셀의 하나의 출력 전극으로 사용될 수 있으므로 종래의 하나의 전극 단자를 생략하고, 전지 셀의 구조를 단순화할 수 있다. 다수의 전지 셀을 그룹으로 조립할 때, 하우징은 모선부재와 전기적으로 연결될 수 있으며, 이로써 과전류 면적을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 모선부재의 구조 설계가 유연해질 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 탭은 음극 탭이고 하우징의 기초재질은 강이다. 강제 하우징은 저전위 상태에서 전해액에 의해 쉽게 부식되지 않는다.
일부 실시예에서, 하우징의 전극 단자를 등진 일단에 개구가 구비되고, 전지 셀은 개구를 밀봉하기 위한 커버 플레이트를 더 포함한다.
제2 양상에서, 본 출원의 실시예는 전지를 제공함에 있어서, 제1 양상의 임의의 실시예에 따른 전지 셀을 포함한다.
제3 양상에서, 본 출원의 실시예의 전기기기를 제공함에 있어서, 제2 양상에 따른 전지를 포함하되, 전지는 전기 에너지를 제공하는 데 사용된다.
이하, 본 출원의 실시예의 기술적 솔루션을 보다 명확하게 설명하기 위해, 본 출원의 실시예를 설명함에 있어서 필요한 도면에 대해 간단히 소개하도록 한다. 아래에서 소개하는 도면은 본 출원의 일부 실시예만 나타내며, 당업자라면 창의적인 노력 없이 이러한 도면을 기반으로 다른 도면을 얻을 수 있음이 분명하다.
도 1은 본 출원의 일부 실시예에 따른 차량의 구조 개략도이다.
도 2는 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지의 분해 개략도이다.
도 3은 도 2에 도시된 전지 모듈의 구조 개략도이다.
도 4는 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지 셀의 분해 개략도이다.
도 5는 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지 셀의 단면 개략도이다；
도 6은 도 5에 도시된 전지 셀의 부분 확대 개략도이다.
도 7은 도 6의 각형 틀 B 부위의 확대 개략도이다.
도 8는 도 7의 원형 틀 C 부위의 확대 개략도이다.
도 9은 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지 셀의 전극 단자의 단자 본체의 개략도이다.
도 10은 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지 셀의 전극 단자의 단자 본체의 개략도이다.
도 11은 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지 셀의 전극 조립체와 집전부재의 구조 개략도이다.
도 12는 본 출원의 다른 일부 실시예에 따른 전지 셀의 전극 조립체와 집전부재의 구조 개략도이다.
도 13은 본 출원의 다른 일부 실시예에 따른 전지 셀의 부분 단면 개략도이다.
도 14는 도 13의 각형 틀 E 부위의 확대 개략도이다.
도 15는 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지 셀의 전극 단자의 분해 개략도이다.
도 16은 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지 셀의 전극 단자의 부감 개략도이다.
도 17은 본 출원의 다른 일부 실시예에 따른 전지 셀의 부분 단면 개략도이다.
도 18은 본 출원의 또 다른 일부 실시예에 따른 전지 셀의 부분 단면 개략도이다.
도 19는 본 출원의 다른 일부 실시예에 따른 전지 셀의 단면 개략도이다.
도면에서, 도면은 실제 축척에 따라 그려지지 않았다.
본 출원의 실시예의 목적, 기술적 솔루션 및 장점을 더 명확하게 하기 위해, 아래는 본 출원의 실시예에 첨부된 도면을 참조하여 본 출원의 실시예의 기술적 솔루션에 대해 명확하게 설명하도록 하며, 여기에 설명된 실시예는 본 출원의 모든 실시예가 아니라 일부 실시예에 불과함이 분명하다. 본 출원의 실시예에 기초하여, 창의적인 노력 없이 당업자에 의해 획득된 다른 모든 실시예는 본 출원의 보호 범위에 속한다.
별도로 정의되지 않은 한, 본 출원에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 출원의 기술분야의 기술자들이 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 출원의 명세서에서 사용되는 용어는 단지 구체적인 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 출원을 제한하려는 의도는 아니다. 본 출원의 명세서, 특허청구범위 및 상기 도면에서 "포함하다" 및 "갖는다" 및 이들의 임의의 변형은 비배타적 포함을 설명하려는 목적이다. 본 출원의 명세서와 청구 범위 또는 상기 도면에서 "제1", "제2" 등 용어는 서로 다른 객체를 구분하기 위해 사용되는 것으로, 객체의 특정 순서를 설명하기 위해 사용되는 것은 아니다.
본 출원에서 언급되는 "실시예"는 실시예와 함께 설명되는 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 출원의 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있음을 의미한다. 명세서의 다양한 위치에서 출현되는 이 단어는 반드시 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것이 아니며, 또 다른 실시예와 상호 배타적인 독립적 또는 대안적인 실시예를 지칭하는 것도 아니다.
본 출원의 실시예에 대한 설명에서, "설치", "접속", "연결", "부착" 등과 같은 기술적 용어들은 별도의 명확한 정의 및 제한되지 않는 한 넓은 의미로 이해되어야 한다. 예컨대, 고정 연결이거나 착탈식 연결, 또는 일체형 연결일 수 있다. 또한, 직접 연결이거나 중간 매체를 통한 간접 연결일 수 있으며, 두 부품 내부의 연통일 수 있다. 당업자라면 특정 상황에 따라 본 출원에서 상기 용어들의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
본 출원에서 용어 "및/또는"은 연관 객체의 연관관계를 설명하며, A 및/또는 B는 세 가지 관계, 즉 A가 단독으로 존재하는 관계, A와 B가 동시에 존재하는 관계, B가 단독으로 존재하는 관계를 나타낼 수 있다. 또한, 본 출원에서 부호 "/"는 전후의 연관 대상이 "또는"의 관계를 가진다는 것을 의미한다.
본 출원의 실시예에서, 동일한 부호는 동일한 부품을 의미하며, 간결함을 위해 서로 다른 실시예에서는 동일한 부품에 대한 상세한 설명을 생략한다. 도면에 도시된 본 출원의 실시예에서의 다양한 부품의 두께, 길이, 폭 등의 치수, 그리고 통합 장치의 전체 두께, 길이, 폭 등의 치수는 예시적인 설명일 뿐 본 출원에 대한 어떤한 제한도 구성하지 않음을 이해해야 한다.
본 출원에서의 "다수"라는 용어는 두 개 이상(두 개를 포함함)을 의미한다.
본 출원에서 용어 "평행"은 절대적인 평행일 뿐만 아니라 공학적으로 통상적으로 인지하는 대략적인 평행도 포함하며, 또한 "수직"은 절대적인 수직일 뿐만 아니라 공학적으로 통상적으로 인지하는 대략적인 수직도 포함한다.
본 출원에서, 전지 셀은 리튬이온 이차전지 셀, 리툼이온 일차전지 셀, 리튬황 전지 셀, 나트륨 리튬이온 전지 셀, 나트륨이온 전지 셀 또는 마그네슘이온 전지 셀을 포함할 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.
본 출원의 실시예에서 언급되는 전지는 보다 높은 전압 및 용량을 제공하기 위해 적어도 하나의 전지 셀을 포함하는 단일 물리 모듈을 의미한다. 예컨대, 본 출원에서 언급되는 전지는 전지 모듈 또는 전지 팩을 포함할 수 있다. 전지는 일반적으로 하나 이상의 전지 셀을 패키징하는 데 사용되는 케이스를 포함한다. 케이스는 액체 또는 기타 이물질이 전지 셀의 충전 또는 방전에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
전지 셀은 전극 조립체 및 전해액을 포함하며, 전극 조립체는 양극판, 음극판 및 분리부재를 포함한다. 전지 셀은 주로 양극판과 음극판 사이에서의 금속 이온의 이동에 의존하여 작동한다. 양극판은 양극 집전체 및 양극 활물질층을 포함하며, 양극 활물질층은 양극 집전체의 표면에 코팅되고, 양극 집전체는 양극 집전부 및 양극 탭을 포함하며, 양극 집전부에는 양극 활물질층이 코팅되고, 양극 탭에는 양극 활물질층이 코팅되지 않는다. 리튬이온 전지로 예를 들면, 양극 집전체의 재료는 알루미늄일 있고, 양극 활물질층은 양극 활물질을 포함하며, 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물, 리튬 인산철, 삼원계 리튬 또는 리튬 망간 산화물 등일 수 있다. 음극판은 음극 집전체 및 음극 활물질층을 포함하며, 음극 활물질층은 음극 집전체의 표면에 코팅되고, 음극 집전체는 음극 집전부 및 음극 탭을 포함하며, 음극 집전부에는 음극 활물질층이 코팅되고, 음극 탭에는 음극 활물질층이 코팅되지 않는다. 음극 집전체의 재료는 구리일 수 있고, 음극 활물질층은 음극 활물질을 포함하며, 음극 활물질은 탄소 또는 실리콘일 수 있다. 분리부재의 재질은 PP(polypropylene, 폴리프로필렌) 또는 PE(polyethylene, 폴리에틸렌) 등일 수 있다.
전지 셀은 전극 조립체를 수용하기 위한 하우징과 하우징에 설치되는 전극 단자를 더 포함하며, 전극 단자는 전극 조립체의 충방전을 구현하기 위해 전극 조립체에 전기적으로 연결된다. 조립을 용이하게 하고, 전지 셀의 과전류 능력을 보장하기 위해, 전지 셀은 일반적으로 집전부재를 통해 전극 조립체의 탭과 전극 단자를 연결시킨다.
저항을 감소시키고, 과전류를 향상시키기 위해, 발명자는 일반적으로 용접의 방식으로 전극 단자와 집전부재를 연결시킨다. 발명자는 먼저 집전부재와 전극 단자를 용접하고, 그 다음 전극 단자를 하우징에 장착하는 경우, 용접으로 인해 생성된 금속 입자가 전극 단자 또는 집전부재에 부착될 수 있고, 조립 과정에서 하우징의 내부로 떨어질 수 있다는 점을 유의하였다. 하우징 내부로 떨어진 금속 입자는 전극 조립체의 분리부재를 천공하여 단락 위험을 유발할 수 있다.
하우징으로 떨어지는 금속 입자를 감소시키기 위해, 발명자는 먼저 전극 단자를 하우징에 장착하고, 그 다음 전극 단자의 외측에서 집전부재와 전극 단자를 용접하는 것을 시도해 보았으며, 이렇게 함으로써 하우징은 금속 입자를 차단하여 하우징으로 유입되는 금속 입자를 감소시킬 수 있었다.
그러나, 용접 과정에서, 발명자는 전극 단자의 외측에서 전극 단자와 집전부재를 용접할 때 전극 단자를 용융시켜야 하는데 전극 단자가 일반적으로 두께가 커서 용접에 필요한 전력이 크고 용접으로 인해 발생하는 열량이 높으며, 열량은 실링부재, 전극 조립체 등과 같은 부품으로 전도되어 이러한 부품들을 쉽게 손상시켜 안전 위험을 유발한다는 것을 발견하였다.
이를 감안하여, 본 출원 실시예는 전극 단자 상에 요함부를 제공함으로써 전극 단자의 집전부재와 용접되는 부분의 두께를 감소시켜 용접 난이도를 낮추고, 용접 열발생을 감소시키고, 안전성을 향상시킬 수 있는 기술적 솔루션을 제공한다.
본 출원의 실시예에서 설명되는 기술적 솔루션은 전지 및 전지를 사용하는 전기기기에 적용된다.
전기기기는 차량, 휴대폰, 휴대용 장비, 노트북, 선박, 항공 우주 설비, 전동 완구, 전동 공구 등일 수 있다. 차량은 내연기관 자동차, 천연가스 자동차 또는 신재생에너지 자동차일 수 있고, 신재생에너지 자동차는 순수전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 주행거리 연장형 전기 자동차일 수 있다. 항공 우주 설비는 비행기, 로켓, 스페이스 셔틀 및 우주비행선 등을 포함한다. 전동 완구는 게임기, 전기자동차 완구, 전기선박 완구 및 전기비행기 완구 등과 같은 고정식 또는 이동식 전동 완구를 포함한다. 전동 공구는 전기 드릴, 전기 그라인더, 전기 스패너, 전기 드라이버, 전기 해머, 임팩트 전기드릴, 콘크리이트 진동기 및 전기 플레이너 등과 같은 전동 절삭공구, 전동 연마공구, 전동 조립공구 및 철로용 전동 공구를 포함한다. 본 출원의 실시예는 상기 전기기기에 대해 특별히 한정하지 않는다.
설명의 편의를 위해, 이하 실시예에서는 전기기기가 차량인 것으로 예를 들어 설명하도록 한다.
도 1은 본 출원의 일부 실시예에 따른 차량의 구조 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 차량(1)의 내부에는 전지(2)가 설치되며, 전지(2)는 차량(1)의 바닥 또는 전방 또는 후방에 설치될 수 있다. 전지(2)는 차량(1)의 전력공급에 사용될 수 있다. 예컨대, 전지(2)는 차량(1)의 조작 전원으로 사용될 수 있다.
차량(1)은 또한 제어기(3)와 모터(4)를 포함할 수 있으며, 제어기(3)는 전지(2)를 제어하여 모터(4)에 전력을 공급하는 데 사용된다. 예컨대, 차량(1)의 시동, 내비게이션 및 주행 시의 작동 전력 수요에 사용된다.
본 출원의 일부 실시예에서, 전지(2)는 차량(1)의 조작 전원으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 차량(1)의 구동 전원으로서 연료 또는 천연가스를 완전히 대체하거나 부분적으로 대체하여 차량(1)에 구동력을 제공할 수도 있다.
도 2는 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지의 분해 개략도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전지(2)는 케이스(5) 및 전지 셀(도 2에 도시되지 않음)을 포함하고, 전지 셀은 케이스(5) 내에 수용된다.
케이스(5)는 전지 셀을 수용하는 데 사용되고, 케이스(5)는 다양한 구조일 수 있다. 일부 실시예에서, 케이스(5)는 제1 케이스부(5a) 및 제2 케이스부(5b)를 포함할 수 있고, 제1 케이스부(5a)와 제2 케이스부(5b)는 서로 덮이고, 제1 케이스부(5a) 및 제2 케이스부(5b)는 공동으로 전지 셀을 수용하는 데 사용되는 수용 공간(5c)을 정의한다. 제2 케이스부(5b)는 일단이 개구된 중공 구조일 수 있고, 제1 케이스부(5a)는 판상 구조이고, 제1 케이스부(5a)는 제2 케이스부(5b)의 개구측에 덮여, 수용 공간(5c)을 갖는 케이스(5)를 형성한다. 제1 케이스부(5a)와 제2 케이스부(5b)는 모두 일측이 개구된 중공 구조일 수도 있고, 제1 케이스부(5a)의 개구측은 제2 케이스부(5b)의 개구측에 덮여, 수용 공간(5c)을 갖는 케이스(5)를 형성한다. 물론, 제1 케이스부(5a) 및 제2 케이스부(5b)는 원기둥체, 직육면체와 같은 다양한 형상일 수 있다.
제1 케이스부(5a)와 제2 케이스부(5b)가 연결된 후의 밀봉성을 향상시키기 위해, 제1 케이스부(5a)와 제2 케이스부(5b) 사이에는 실란트, 실링 링 등과 같은 밀봉부재를 설치할 수 있다.
제1 케이스부(5a)가 제2 케이스부(5b)의 상부를 덮는다고 가정하면, 제1 케이스부(5a)는 상부 케이스 커버로 부를 수 있고, 제2 케이스부(5b)는 하부 케이스 본체로 부를 수 있다.
전지(2)에서, 전지 셀은 하나 또는 다수일 수도 있다. 전지 셀이 다수일 경우, 다수의 전지 셀은 직렬 또는 병렬 또는 직병렬 연결될 수 있고, 직병렬은 다수의 전지 셀 간에 직렬 연결도 있고 병렬 연결도 있는 것을 가리킨다. 다수의 전지 셀은 직접 직렬 또는 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있고, 그 다음 다수의 전지 셀로 구성된 전체가 케이스(5) 내에 수용된다. 물론, 다수의 전지 셀은 먼저 직렬 또는 병렬 또는 직병렬로 연결되어 전지 모듈(6)을 구성하고, 다수의 전지 모듈(6)은 다시 직렬 또는 병렬 또는 직병렬로 연결되어 하나의 전체를 형성하고 케이스(5) 내에 수용될 수도 있다.
도 3은 도 2에 도시된 전지 모듈의 구조 개략도이다.
일부 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 전지 셀(7)은 다수이고, 다수의 전지 셀(7)은 먼저 직렬 또는 병렬 또는 직병렬로 연결되어 전지 모듈(6)을 구성한다. 다수의 전지 모듈(6)은 다시 직렬 또는 병렬 또는 직병렬로 연결되어 하나의 전체를 형성하고 케이스 내에 수용된다.
전지 모듈(6)의 다수의 전지 셀(7) 사이는 모선부재(8)를 통해 전기적 연결이 구현되어, 전지 모듈(6)의 다수의 전지 셀(7)의 직렬 또는 병렬 또는 직병렬 연결이 구현될 수 있다. 모선부재는 하나 또는 다수일 수 있고, 각 모선부재(8)는 적어도 두 개의 전지 셀을 전기적으로 연결하는 데 사용된다.
도 4는 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지 셀의 분해 개략도이고, 도 5는 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지 셀의 단면 개략도이고, 도 6은 도 5에 도시된 전지 셀의 부분 확대도이고, 도 7은 도 6의 각형 틀 B 부위의 확대 개략도이고, 도 8은 도 7의 원형 틀 C 부위의 확대 개략도이다.
도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 출원 실시예에 따른 전지 셀(7)은 전극 조립체(10), 하우징(20), 전극 단자(30) 및 집전부재(40)를 포함한다. 전극 조립체(10)는 제1 탭(11)을 포함한다. 하우징(20)은 전극 조립체(10)를 수용하는 데 사용된다. 전극 단자(30)는 하우징(20)에 설치되고, 전극 단자(30)는 제1 요함부(31) 및 제1 요함부(31)의 바닥부에 배치되는 연결부(32)를 포함한다. 집전부재(40)는 제1 탭(11)에 연결되고, 연결부(32)와 용접된다.
전극 조립체(10)는 극성이 상반되는 제1 극판 및 제2 극판을 포함한다. 제1 극판과 제2 극판 중 하나는 양극판이고, 다른 하나는 음극판이다. 예시적으로, 전극 조립체(10)는 양극판과 음극판에서 이온이 삽입/탈출될 때 발생한 산화 및 환원 반응을 통해 전기 에너지를 생성한다. 선택적으로, 전극 조립체(10)는 분리부재를 더 포함하며, 분리부재는 제1 극판과 제2 극판을 절연 분리하는 데 사용된다.
일부 예에서, 제1 극판, 제2 극판 및 분리부재는 모두 띠 모양의 구조이고, 제1 극판, 제2 극판 및 분리부재는 중심 축선(A)을 둘러싸서 일체로 권취되어 권취 구조를 형성한다. 권취 구조는 원기둥형 구조, 편평형 구조 또는 기타 형상의 구조일 수 있다. 다른 예시에서, 전극 조립체(10)는 제1 극판, 분리부재 및 제2 극판이 적층 배치되어 형성된 적층 구조일 수 있다.
제1 탭(11)은 제1 극판의 활물질층이 코팅되지 않는 부분일 수 있다. 제1 탭(11)은 양극 탭이거나 음극 탭일 수 있다.
하우징(20)은 중공 구조이고, 그 내부 공간은 전극 조립체(10)를 수용하는 데 사용되는 공간을 형성한다. 하우징(20)은 직육면체형, 원기둥체형, 육각기둥형 등과 같이 다양한 형상과 다양한 치수를 가질 수 있다. 하우징(20)의 형상은 전극 조립체(10)의 구체적인 형상에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 전극 조립체(10)가 원기둥체 구조인 경우, 원기둥체 하우징 본체를 선택할 수 있고, 전극 조립체(10)가 직육면체 구조인 경우, 직육면체 하우징 본체를 선택할 수 있다. 선택적으로, 전극 조립체(10) 및 하우징(20)은 모두 원기둥체이다.
하우징(20)의 재질은 여러 종류일 수 있으며, 예컨대 구리, 철, 알루미늄, 스테인리스, 알루미늄 합금 등 일 수 있으며, 본 출원의 실시예에서는 이에 대해 특별한 제한을 두지 않는다.
하우징(20)은 양전기를 띨 수 있거나 음전기를 띨 수 있거나 전기를 띠지 않을 수도 있다.
전극 단자(30)는 전지 셀(7)의 출력 전극으로 사용될 수 있으며, 전지 셀(7)과 외부 회로를 전기적으로 연결하여 전지 셀(7)의 충방전을 구현할 수 있다. 선택적으로, 전극 단자(30)는 모선부재와 연결되는 데 사용되어, 전지 셀(7) 사이의 전기적 연결을 구현한다.
전극 단자(30)는 하우징(20)에 절연 설치되거나 하우징(20)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 본 출원의 실시예에서는 양극판과 음극판이 도통하는 것을 피하기만 하면 이에 대해 한정하지 않는다.
제1 요함부(31)는 전극 단자(30)의 전극 조립체(10)를 등진 일측으로부터 전극 조립체(10)와 마부하는 방향을 따라 함몰될 수 있거나, 전극 단자(30)의 전극 조립체(10)와 마주하는 일측으로부터 전극 조립체(10)를 등진 방향을 따라 함몰될 수 있다.
연결부(32)는 전극 단자(30)의 제1 요함부(31)의 바닥면에 대응하는 부분이다.
집전부재(40)는 제1 탭(11)을 전극 단자(30)에 전기적으로 연결시킨다. 본 출원의 실시예에서는 제1 탭(11)과 집전부재(40)의 연결 방식을 한정하지 않으며, 예컨대 집전부재(40)는 용접, 맞닿음 결합 또는 접착 등 방식을 통해 제1 탭(11)에 연결될 수 있다.
집전부재(40)와 연결부(32)는 용접 방식으로 연결된다. 예시적으로, 집전부재(40)와 연결부(32)는 레이저 용접을 통해 연결된다.
본 출원 실시예에서, 전극 단자(30)에 제1 요함부(31)를 설치하여 연결부(32)의 두께를 감소시킴으로써 연결부(32)와 집전부재(40)의 용접에 필요한 용접 전력을 감소시키고, 열발생을 감소시키고, 기타 부재의 화상 위험을 낮추고, 안전성을 향상시킨다.
일부 실시예에서, 전극 조립체(10)는 본체부(12), 제1 탭(11) 및 제2 탭(13)을 포함하며, 제1 탭(11) 및 제2 탭(13)은 본체부(12)로부터 돌출된다. 제1 탭(11)은 제1 극판의 활물질층이 코팅되지 않은 부분이고, 제2 탭(13)은 제2 극판의 활물질층이 코팅되지 않은 부분이다.
제1 탭(11)과 제2 탭(13)은 본체부(12)의 동일측으로부터 연장되거나 반대측으로부터 연장될 수 있다. 예시적으로, 제1 탭(11)은 전극 조립체(10)의 전극 단자(30)와 마주하는 일단에 위치하고, 제2 탭(13)은 전극 조립체(10)의 전극 단자(30)를 등진 일단에 위치한다.
일부 실시예에서, 제1 탭(11)은 전극 조립체(10)의 중심 축선(A)을 둘러싸서 여러 바퀴 권취되고, 다시 말해서, 제1 탭(11)은 여러 바퀴의 탭층을 포함한다. 권취 완성 후, 제1 탭(11)은 대체적으로 기둥 모양이고, 인접한 두 바퀴의 탭층 사이에 틈이 있다. 본 출원 실시예에서는 탭층 사이의 틈을 줄여 제1 탭(11)과 집전부재(40)의 연결이 용이하도록 제1 탭(11)에 대해 처리를 할 수 있다. 예컨대, 본 출원 실시예에서는 제1 탭(11)에 대해 니딩 처리를 수행하여 제1 탭(11)의 본체부(12)와 동떨어진 단부 영역이 수렴 및 집중되도록 하고, 니딩 처리를 거쳐 제1 탭(11)의 본체부(12)와 동떨어진 일단에 치밀한 단면을 형성하고, 탭층 사이의 틈을 감소시켜 제1 탭(11)과 집전부재(40)의 연결을 용이하게 할 수 있다. 대체 가능하게, 본 출원의 실시예는 또한 탭층 사이의 틈을 감소시키기 위해 인접한 두 바퀴의 탭층 사이에 도전재료를 충전할 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 탭(13)은 전극 조립체(10)의 중심 축선(A)을 둘러싸서 여러 바퀴 권취되고, 제2 탭(13)은 여러 바퀴의 탭층을 포함한다. 예시적으로, 제2 탭(13)도 니딩 처리를 거쳐 제2 탭(13)의 탭층 사이의 틈을 감소시킨다.
전극 조립체(10)의 중심 축선(A)은 가상의 직선이다. 제1 극판, 제2 극판 및 분리부재는 중심 축선(A)을 기준으로 권취될 수 있다.
일부 실시예에서, 하우징(20)은 통체(21)와 통체(21)에 연결된 커버(22)를 포함하며, 통체(21)는 전극 조립체(10)의 외주를 둘러싸서 설치되고, 커버(22)에는 전극 인출공(221)이 형성되고, 전극 단자(30)는 전극 인출공(221)에 설치된다.
커버(22)와 통체(21)는 일체성형 구조일 수 있다. 즉, 하우징(20)은 일체성형 부재이다. 물론, 커버(22)와 통체(21)는 별도로 제공되는 두 개의 부재일 수도 있으며, 이들은 용접, 리벳팅, 접착 등 방식을 통해 연결될 수 있다.
전극 인출공(221)은 전극 조립체(10) 내의 전기 에너지를 하우징(20) 외부로 인출할 수 있도록 커버(22)를 관통한다.
중심 축선(A)은 가상의 직선으로 전극 인출공(221)을 통과한다. 전극 조립체(10)의 중심 축선(A)과 전극 인출공(221)의 축선은 겹치거나 겹치지 않을 수 있다.
전극 단자(30)는 전극 인출공(221)을 덮기 위해 전극 인출공(221)과 감합된다. 전극 단자(30)는 전극 인출공(221)에 삽입되거나 전극 인출공(221)에 삽입되지 않을 수 있다. 전극 단자(30)는 커버(22)에 고정된다. 전극 단자(30)는 커버(22)의 외측에 전체적으로 고정되거나 전극 인출공(221)을 통해 하우징(20)의 내부로 삽입될 수 있다.
일부 실시예에서, 커버(22)와 통체(21)는 일체성형 구조이다. 이로써 커버(22)와 통체(21)의 연결 공정을 생략할 수 있다.
커버(22)와 통체(21)가 전극 조립체(10)의 양극 또는 음극에 전기적으로 연결된 경우, 커버(22)와 통체(21)의 연결부위가 일체성형 구조이기 때문에 커버(22)와 통체(21)의 연결부위의 저항이 작아 과전류 능력이 향상된다. 커버(22)는 외부 부재(예: 모선부재)와 연결되는 데 사용될 수 있고, 전지 셀이 외부 충격을 받을 때 외부 부재가 커버(22)를 당겨 커버(22)와 통체(21)의 연결부위가 힘의 작용을 받을 수 있다. 상기 기술적 솔루션은 커버(22)와 통체(21)을 일체로 형성하여 커버(22)와 통체(21) 연결부위의 강도를 높이고 커버(22)와 통체(21)의 연결이 끊어질 위험을 낮춘다.
일부 실시예에서, 하우징(20)은 인장 공정을 통해 성형될 수 있다.
일부 실시예에서, 하우징(20)의 전극 단자(30)를 등진 일단에는 개구(211)가 구비되고, 전지 셀(7)은 개구(211)를 밀봉하기 위한 커버 플레이트(50)를 더 포함한다.
구체적으로, 통체(21)의 커버(22)를 등진 일단에는 개구가 구비되고, 커버 플레이트(50)는 통체(21)의 개구부에 덮여, 통체(21)의 개구를 밀폐한다. 커버 플레이트(50)는 다양한 구조일 수 있으며, 예컨대 커버 플레이트(50)는 판상 구조이다.
일부 실시예에서, 커버 플레이트(50)는 원형 커버 플레이트, 직사각형 커버 플레이트, 정사각형 커버 플레이트, 육각형 커버 플레이트 또는 기타 형상의 커버 플레이트일 수 있다.
일부 실시예에서, 커버 플레이트(50)는 통체(21)에 용접된다.
일부 실시예에서, 커버(22)는 원형이고, 전극 조립체(10)는 원기둥형이고, 중심 축선(A)은 전극 인출공(221)의 축선과 겹친다. 본 실시예에서는 중심 축선(A)과 전극 인출공(221)의 축선이 완전히 겹치는 것을 요구하지 않으며, 둘 사이에 공정에 허용되는 편차가 있을 수 있다.
본 실시예에서, 전극 인출공(221)은 대체적으로 커버(22)의 중간부위에 형성되고, 이에 대응하여, 전극 단자(30)도 커버(22)의 중간부위에 설치된다. 다수의 전지 셀(7)을 그룹으로 조립할 때 전극 단자(30)의 위치결정 정밀도에 대한 요구를 낮추고 조립 공정을 단순화할 수 있다.
예시적으로, 전극 인출공(221)의 축선은 커버(22)의 축선과 겹치며, 커버(22)는 전극 인출공(221)의 축선을 둘러싸서 설치된 환형 구조이다.
예시적으로, 전극 단자(30)의 축선과 전극 인출공(221)의 축선은 겹친다.
다른 일부 실시예에서, 커버(22)는 직사각형일 수 있고 전극 조립체(10)는 편평형이다. 전극 인출공(221)은 커버(22) 자체의 길이 방향을 따르는 단부에 근접하여 형성될 수 있다.
일부 실시예에서, 전극 조립체(10)는 제1 탭(11)과 극성이 상반되는 제2 탭(13)을 더 포함하며, 제2 탭(13)은 전극 조립체(10)의 중심 축선(A)을 둘러싸서 설치된다. 제1 탭(11)은 전극 조립체(10)의 전극 단자(30)와 마주하는 일단에 설치되고, 제2 탭(13)은 전극 조립체(10)의 전극 단자(30)를 등진 일단에 설치되고, 제2 탭(13)은 하우징(20)과 전기적으로 연결된다.
하우징(20) 자체는 전지 셀(7)의 하나의 출력 전극으로 사용될 수 있으므로 하나의 종래의 전극 단자를 생략하고, 전지 셀(7)의 구조를 단순화한다. 다수의 전지 셀(7)을 그룹으로 조립할 때, 하우징(20)은 모선부재와 전기적으로 연결될 수 있으며, 이로써 과전류 면적을 증가할 수 있을 뿐만 아니라, 모선부재의 구조 설계가 유연해질 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 탭(13)은 음극 탭이고 하우징(20)의 기초재질은 강이다. 하우징(20)은 음극 탭과 전기적으로 연결되며, 즉 하우징(20)은 저전위 상태에 처한다. 강제 하우징(20)은 저전위 상태에서 전해액에 의해 쉽게 부식되지 않는다.
일부 실시예에서, 제2 탭(13)과 커버(22)를 전기적으로 연결하기 위해 통체(21)는 제2 탭(13)과 커버(22)를 연결하는 데 사용된다.
통체(21)는 제2 탭(13)과 직접 전기적으로 연결될 수 있거나 다른 부재를 통해 제2 탭(13)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 제2 탭(13)은 커버 플레이트(50)를 통해 통체(21)에 전기적으로 연결된다.
커버(22)와 전극 단자(30)는 서로 다른 극성을 갖는다. 이 경우 커버(22)와 전극 단자(30) 중 하나는 전지 셀(7)의 양극 출력전극으로, 다른 하나는 전지 셀(7)의 음극 출력전극으로 사용될 수 있다. 본 실시예에서는 양극 출력전극과 음극 출력전극이 전지 셀(7)의 동일측에 설치되며, 이로써 다수의 전지 셀(7) 사이의 연결 공정을 단순화할 수 있다.
본 출원의 실시예의 전극 인출공(221)은 하우징(20)이 인장 성형된 후 제조된다.
발명자는 통체의 개구단을 압연하여 통체의 개구단이 내측으로 접혀져 플랜지 구조를 형성하게 하고, 플랜지 구조로 커버 플레이트를 눌러 커버 플레이트의 고정을 구현하려고 시도해 보았다. 발명자는 전극 단자를 커버 플레이트에 장착하고, 플랜지 구조와 전극 단자를 전지 셀의 두 개의 출력전극으로 사용하였다. 그러나, 플랜지 구조의 치수가 클수록 성형 후 굽힘 및 주름이 발생할 위험이 높아지고, 플랜지 구조에 굽힘 및 주름이 발생하면 플랜지 구조의 표면이 평평하지 않고, 플랜지 구조가 외부의 모선부재와 용접될 때 용접 불량 문제가 존재할 수 있다. 따라서 플랜지 구조의 치수가 제한되어 전지 셀의 과전류 능력이 부족하게 되었다.
본 실시예에서는 개공 공정을 이용하여 커버(22)에 전극 단자(30)를 장착하기 위한 전극 인출공(221)을 형성하여, 양극 출력전극과 음극 출력전극을 전지 셀(7)의 통체(21)의 개구를 등진 일단에 설치한다. 커버(22)는 하우징(20)의 성형 과정에서 형성되므로 전극 인출공(221)을 형성한 후에도 평탄성을 보장하여 커버(22)와 모선부재의 연결 강도를 보장할 수 있다. 또한, 커버(22)의 평탄성은 자체 치수의 제약을 받지 않으므로 커버(22)는 더 큰 치수를 가질 수 있어 전지 셀(7)의 과전류 능력을 향상할 수 있다.
일부 실시예에서, 집전부재(40)는 연결부(32)에 용접되어 제1 용접부(W1)를 형성한다. 연결부(32)의 두께 방향(X)에서, 제1 용접부(W1)는 연결부(32)의 집전부재(40)를 등진 일측으로부터 적어도 집전부재(40)의 내부까지 연장된다.
용접 시, 연결부(32)의 일부와 집전부재(40)의 일부는 용화되어 용융지를 형성하고, 용융지는 응고되어 제1 용접부(W1)를 형성한다. 예시적으로, 전극 조립체(10) 및 집전부재(40)가 하우징(20) 내에 장착되고, 집전부재(40)가 연결부(32)에 맞닿은 다음, 외부 용접 장비는 연결부(32)의 집전부재(40)를 등진 일측으로부터 연결부(32)와 집전부재(40)를 용접하여 제1 용접부(W1)를 형성할 수 있다. 제1 용접부(W1)는 연결부(32)의 집전부재(40)를 등진 표면으로부터 노출된다.
본 출원의 실시예는 제1 용접부(W1)의 형상, 위치, 깊이 및 수량에 대해 특별히 한정하지 않는다. 예컨대, 제1 용접부(W1)의 형상은 직선형, C형, 환형, 나선형, V형 또는 기타 형상일 수 있다. 제1 용접부(W1)는 하나 또는 다수일 수 있다.
제1 용접부(W1)는 집전부재(40)를 관통할 수 있으며, 예컨대 제1 용접부(W1)는 집전부재(40)와 연결부(32)를 관통하고, 제1 용접부(W1)는 집전부재(40)의 연결부(32)를 등진 표면으로부터 노출된다. 물론, 제1 용접부(W1)는 집전부재(40)를 관통하지 않을 수도 있으며, 즉, 제1 용접부(W1)는 집전부재(40)의 연결부(32)를 등진 표면으로부터 노출되지 않는다.
제1 용접부(W1)는 연결부(32)로부터 집전부재(40)의 내부까지 연장되어 집전부재(40)와 연결부(32)를 연결시키고, 집전부재(40)와 전극 단자(30) 사이의 접촉 저항을 감소시키고, 과전류 능력을 향상시킨다.
일부 실시예에서, 연결부(32)의 두께 방향(X)에서, 제1 용접부(W1)는 집전부재(40)의 연결부(32)를 등진 표면을 초과하지 않는다.
제1 용접부(W1)는 집전부재(40)의 연결부(32)를 등진 표면과 미리 정해진 거리만큼 이격되어 집전부재(40)가 용융되는 것 방지하고, 집전부재(40)의 연결부(32)를 등진 표면에서 금속 입자가 생성할 위험을 줄이고, 안전성을 향상시킨다.
일부 실시예에서, 하우징(20)은 통체(21)와 통체(21)에 연결된 커버(22)를 포함하며, 통체(21)는 전극 조립체(10)의 외주를 둘러싸서 설치되고, 커버(22)에는 전극 인출공(221)이 형성되고, 전극 단자(30)는 전극 인출공(221)에 설치된다. 제1 용접부(W1)와 커버(22)는 모두 원환형이고, 커버(22)의 외경은 D0이고, 제1 용접부(W1)의 내경은 D1이다. D1 및 D0은 0.1≤D1/D0≤0.6을 충족한다.
제1 용접부(W1)는 밀폐 구조이거나 비밀폐 구조이다. 바꾸어 말해서, 제1 용접부(W1)는 반원환 또는 원환일 수 있다.
D0과 전극 조립체(10)의 직경은 정적 상관관계이고, D0이 클수록 전극 조립체(10)의 용량이 더 크고, 제1 용접부(W1)의 과전류 면적에 대한 전지 셀(7)의 요구도 더 높다. D1이 작을수록 제1 용접부(W1)의 둘레길이는 더 작고, 제1 용접부(W1)의 과전류 면적도 더 작다. D1/D0이 너무 작으면, D0이 크고 D1이 작음으로 인해 제1 용접부(W1)의 과전류 면적이 부족하게 되고, 충방전 시 제1 용접부(W1)의 열발생이 커져 고속충전 시 과전류 능력 및 온도상승에 대한 전지 셀(7)의 요구를 충족하기 어렵다. 발명자는 심도있는 연구와 대량의 실험 끝에, D1/D0≥0.1일 때 과전류 능력 및 온도상승에 대한 전지 셀(7)의 요구를 충족할 수 있다는 것을 발견하였다.
D1이 클수록 전극 인출공(221)의 치수가 더 크고, 커버(22)의 면적이 더 작다. 마찬가지로, D0이 작을수록 커버(22)의 면적이 더 작다. D1/D0이 너무 크면, D0이 작고 D1이 큼으로 인해, 전지 셀(7)이 진동 시 커버(22)가 쉽게 변형되어 안전 위험을 유발한다. 커버(22)는 전지 셀(7)의 하나의 출력전극으로 사용되어 모선부재와 연결될 수 있다. D1/D0이 너무 크면, 커버(22)와 모선부재 사이의 연결 면적이 작아지고, 커버(22)와 모선부재 사이의 과전류 면적이 부족하게 되고, 커버(22)와 모선부재 사이의 연결부위의 열발생이 증가되어 고속충전 시 과전류 능력 및 온도상승에 대한 전지 셀(7)의 요구를 충족하기 어렵다. 발명자는 심도있는 연구와 대량의 실험 끝에, D1/D0≤0.6일 때 과전류 능력 및 온도상승에 대한 전지 셀(7)의 요구를 충족할 수 있고, 전지 셀(7)의 안전성을 향상시킬 수 있다는 것을 발견하였다.
D1/D0은 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 또는 0.6일 수 있다.
일부 실시예에서, 발명자는 심도있는 연구와 대량의 실험 끝에, 0.2≤D1/D0≤0.4일 때 과전류 능력 및 온도상승에 대한 전지 셀(7)의 요구를 더 잘 충족할 수 있고, 전지 셀(7)의 안전성을 향상시킬 수 있다는 것을 발견하였다.
일부 실시예에서, D1은 5mm-14mm이다.
D1이 너무 작으면, 제1 용접부(W1)의 과전류 면적이 부족하게 되고, 충방전 시 제1 용접부(W1)의 열발생이 커져 고속충전 시 과전류 능력 및 온도상승에 대한 전지 셀(7)의 요구를 충족하기 어렵다. D1이 너무 크면, 커버(22)와 모선부재 사이의 과전류 면적이 부족하게 되고, 커버(22)와 모선부재 사이의 연결부위의 열발생이 높게 된다. 발명자는 심도있는 연구와 대량의 실험 끝에, D1을 5mm-14mm로 제한하면 과전류 능력 및 온도상승에 대한 전지 셀(7)의 요구를 충족할 수 있다는 것을 발견하였다.
선택적으로, D1은 5mm, 7mm, 9mm, 10mm, 12mm 또는 14mm이다.
일부 실시예에서, 연결부(32)의 두께 방향(X)에서, 제1 용접부(W1)의 치수는 h이고, 연결부(32)의 집전부재(40)와의 용접을 위한 영역의 두께는 d0이다. d0과 h는 1＜h/d0≤1.5를 충족한다.
제1 용접부(W1)는 환형이고, 공정 오차로 인해 제1 용접부(W1)의 서로 다른 영역은 두께 방향(X)에서 서로 다른 용입 깊이를 가질 수 있다. h는 제1 용접부(W1)의 용입 깊이가 가장 작은 영역의 두께 방향(X)을 따르는 치수일 수 있다.
일부 예에서, 연결부(32)는 두께가 균일한 평판 구조이고, 연결부(32)의 임의의 부분은 모두 집전부재(40)와 용접될 수 있으며, d0은 연결부(32)의 두께이다. 다른 일 예에서, 연결부(32)는 두께가 불균일한 구조이고, 연결부(32)의 두께가 작은 영역은 연결부(32)의 집전부재(40)와의 용접을 위한 영역일 수 있으며, 이로써 용접에 필요한 전력을 감소시키고, 열발생을 감소시킨다. 예컨대, 연결부(32)에는 국부적인 두께를 감소시키기 위해 홈이 형성될 수 있으며, 연결부(32)의 홈과 대응되는 영역은 연결부(32)의 집전부재(40)와의 용접을 위한 영역으로 사용될 수 있다.
h/d0≤1이면, 제1 용접부(W1)의 용입 깊이가 작고, 제1 용접부(W1) 전체가 연결부(32)를 형성하여 허위 용접이 발생하며, 제1 용접부(W1)는 집전부재(40)와 연결부(32)를 효과적으로 연결시키기 어렵다. d0이 일정할 때, h가 클수록 용접에 필요한 전력이 더 크고, 용접 과정에서의 열발생이 더 크다. h가 너무 크면, 전극 단자(30) 주변의 부품이 용접으로 인해 발생하는 고온에 의해 쉽게 손상되어 안전 위험을 유발한다.
발명자는 심도있는 연구와 대량의 실험 끝에, 1＜h/d0≤1.5일 때 집전부재(40)와 연결부(32)의 연결을 보장하는 것을 전제로 용접 열발생을 감소시키고 용접 난이도를 낮출 수 있다는 것을 발견하였다.
선택적으로, h/d0은 1.05, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 또는 1.5일 수 있다.
일부 실시예에서, 집전부재(40)의 연결부(32)와의 용접을 위한 영역의 두께는 d1이고, d0 및 d1은 0.5≤d1/d0≤1.2를 충족한다.
집전부재(40)의 연결부(32)와의 용접을 위한 영역은 집전부재(40)의 연결부(32)와 맞닿은 영역을 가리킨다.
d0이 일정할 때, d1이 작을수록 집전부재(40)가 용접 과정에서 용융되기 더 쉽고, 용접으로 인해 생성된 고온입자가 전지 셀(7) 내로 떨어지기 더 쉽다. d1이 클수록 집전부재(40)가 차지하는 공간과 중량이 더 크고, 전지 셀(7)의 에너지 밀도가 더 낮다.
발명자는 심도있는 연구와 대량의 실험 끝에, 0.5≤d1/d0≤1.2일 때 집전부재(40)가 용융될 위험을 낮추고, 전지 셀(7)의 에너지 밀도 손실을 감소시킬 수 있다는 것을 발견하였다.
선택적으로, d1/d0은 0.5, 0.7, 0.9, 1.0 또는 1.2일 수 있다.
일부 실시예에서, d0은 0.4mm-1.2mm이다.
d0이 작을수록 연결부(32)의 과전류 능력이 더 낮다. d0이 너무 작으면, 연결부(32)가 고속충전 시 과전류 능력 및 온도상승에 대한 전지 셀(7)의 요구를 충족하기 어렵다. d0이 클수록 용접에 필요한 전력이 더 크고, 용접 과정에서의 열발생이 더 크다. d0이 너무 크면, 전극 단자(30) 주변의 부품이 용접으로 인해 발생하는 고온에 의해 쉽게 손상되어 안전 위험을 유발한다.
발명자는 심도있는 연구와 대량의 실험 끝에, d0을 0.4mm-1.2mm로 제한하면 과전류 능력 및 온도상승에 대한 전지 셀(7)의 요구를 충족할 수 있고, 용접 열발생을 감소시키고, 안전성을 향상시킬 수 있다는 것을 발견하였다.
선택적으로, d0은 0.4mm, 0.5mm, 0.6mm, 0.8mm, 1.0mm 또는 1.2mm이다.
선택적으로, 발명자는 심도있는 연구와 대량의 실험 끝에, d0을 0.6mm-1.0mm로 제한하면 과전류 능력 및 온도상승에 대한 전지 셀(7)의 요구를 더 잘 충족할 수 있고, 용접 열발생을 감소시키고, 안전성을 향상시킬 수 있다는 것을 발견하였다.
일부 실시예에서, d1은 0.2mm-0.6mm이다. 선택적으로, d1은 0.3mm-0.5mm이다.
일부 실시예에서, 제1 탭(11)의 적어도 일부는 집전부재(40)의 전극 단자(30)를 등진 일측에 배치되고 집전부재(40)를 지지한다.
제1 탭(11)은 집전부재(40)와 연결부(32)가 밀착되도록 집전부재(40)를 지지할 수 있다. 전지 셀(7)이 진동 시, 제1 탭(11)은 연결부(32)에 대한 집전부재(40)의 이동을 제한할 수 있으므로 제1 용접부(W1)에 가해지는 힘을 감소시키고, 제1 용접부(W1)가 찢어질 위험을 낮춘다.
전지 셀(7)의 조립 과정에서, 제1 탭(11)으로 집전부재(40)를 지지함으로써 집전부재(40)와 연결부(32)가 밀착되도록 하고, 용접 과정에서 발생하는 집전부재(40)와 연결부(32)의 상대적 변위를 감소시키고, 허위 용접 위험을 낮출 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 탭(11)의 제1 부분(111)은 연결부(32)의 제1 요함부(31)를 등진 일측에 배치되고, 집전부재(40)의 연결부(32)와 마주하는 부분을 지지한다.
연결부(32)의 두께 방향(X)에서, 제1 부분(111)과 연결부(32)는 마주하여 설치된다. 바꾸어 말해서, 제1 부분(111)은 제1 탭(11)의 두께 방향(X)에서 연결부(32)와 겹치는 부분이다.
제1 부분(111)은 집전부재(40)의 연결부(32)와 마주하는 부분을 지지하여 집전부재(40)와 연결부(32)가 밀착되도록 하여 허위 용접 위험을 낮출 수 있다. 용접 과정에서, 제1 부분(111)은 집전부재(40)의 변형을 제한하여 집전부재(40)의 형태를 개선할 수도 있다.
일부 실시예에서, 제1 탭(11)의 제2 부분(112)은 제1 부분(111)의 외주를 둘러싸고, 집전부재(40)의 연결부(32)와 마주하지 않는 부분을 지지한다.
제2 부분(112)은 제1 탭(11)의 두께 방향(X)에서 연결부(32)와 겹치지 않는 부분이다. 예시적으로, 제2 부분(112)은 환형 구조이다.
제2 부분(112)을 설치함으로써 제1 탭(11)의 집전부재(40)를 지지하기 위한 영역의 면적을 증가시켜 제1 탭(11)의 지지 효과를 향상시키고, 제1 탭(11)과 집전부재(40) 사이의 압력을 감소시키고, 제1 탭(11)이 파쇄될 위험을 낮춘다. 연결부(32)와 집전부재(40)를 용접할 때, 제2 부분(112)이 집전부재(40)를 지지할 수 있으므로 용접 과정에서 발생하는 집전부재(40)와 연결부(32)의 상대적 변위를 감소시키고, 허위 용접의 위험을 낮춘다.
일부 실시예에서, 연결부(32)의 두께 방향(X)에서, 제1 탭(11) 전체는 연결부(32)와 마주하지 않을 수 있다. 바꾸어 말해서, 제1 탭(11)은 제2 부분(112)만 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 부분(112)은 집전부재(40)에 용접되어 제3 용접부(W3)를 형성한다.
전지 셀(7)을 조립할 때, 먼저 전극 조립체(10)의 제1 탭(11)의 제2 부분(112)을 집전부재(40)에 용접하고, 그 다음 전극 조립체(10)와 집전부재(40)를 하우징(20)에 넣을 수 있다. 구체적으로, 제2 부분(112)과 집전부재(40)를 용접할 때, 먼저 집전부재(40)를 니딩 후의 제1 탭(11)의 단면에 맞닿게 하고, 그 다음 외부 용접 장비가 집전부재(40)의 제1 탭(11)을 등진 표면에 레이저를 발사하고, 레이저는 집전부재(40)와 제1 탭(11)의 제2 부분(112)을 용접한다.
제3 용접부(W3)의 형상은 직선형, C형, 환형, 나선형, V형 또는 기타 형상일 수 있으며, 본 실시예는 이에 대해 한정되지 않는다. 제3 용접부(W3)는 하나 또는 다수일 수 있다.
제3 용접부(W3)는 집전부재(40)와 제2 부분(112) 사이의 접촉 저항을 감소시키고, 과전류 능력을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 집전부재(40)의 제1 탭(11)과 마주하는 일측에는 돌출부(41)가 구비되고, 돌출부(41)는 제2 부분(112)에 용접되어 제3 용접부(W3)를 형성한다.
집전부재(40)와 전극 조립체(10)를 조립할 때, 먼저 집전부재(40)의 돌출부(41)를 제2 부분(112)에 맞닿게 하고, 그 다음 돌출부(41)와 제2 부분(112)을 용접한다. 돌출부(41)는 제2 부분(112)과 더 잘 밀착되어 용접 불량의 위험을 줄일 수 있다.
일부 실시예에서, 돌출부(41)는 제2 부분(112)을 압착하고 제2 부분(112)에 삽입될 수 있다.
일부 실시예에서, 돌출부(41)를 제외하고, 집전부재(40)의 다른 부분은 대체적으로 평판 구조이다.
일부 실시예에서, 집전부재(40)의 돌출부(41)와 대응되는 위치에 제2 요함부(42)가 형성되고, 제2 요함부(42)는 집전부재(40)의 제1 탭(11)을 등진 표면을 기준으로 제1 탭(11)과 마주하는 방향을 따라 함몰된다. 제2 요함부(42)의 바닥면과 돌출부(41)의 윗면 사이에는 접속부가 형성되고, 접속부는 제2 부분(112)에 용접되어 제3 용접부(W3)를 형성한다. 제2 요함부(42)를 형성함으로써, 접속부의 두께를 감소시켜 접속부와 제2 부분(112)의 용접에 필요한 용접 전력을 감소시키고, 발열을 감소시키며, 전극 조립체(10)의 화상 위험을 줄일 수 있다.
제3 용접부(W3)는 용접에 의해 형성되고, 표면은 울퉁불퉁하다. 본 실시예는 제2 요함부(42)를 형성함으로써, 제3 용접부(W3)의 표면이 집전부재(40)의 제1 탭(11)을 등진 표면을 기준으로 함몰되어, 제3 용접부(W3)를 다른 부재(예: 전극 단자(30))로부터 회피시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 요함부(42) 내에는 고정판(도시되지 않음)이 설치될 수 있고, 고정판은 제3 용접부(W3)를 덮어 제3 용접부(W3) 상에 잔류된 금속 입자를 고정하여, 전극 조립체(10)에 떨어진 금속 입자로 인한 단락 위험을 낮출 수 있다. 고정판은 절연성 패치, 절연성 접착층 또는 기타 구조일 수 있다.
도 9는 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지 셀의 전극 단자의 단자 본체의 개략도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 제1 용접부(W1)는 비밀폐 구조이고, 제1 용접부(W1)의 원심각 α는 180°-330°이다.
α는 제1 용접부(W1)의 과전류 면적과 정적 상관관계를 가진다. α가 작을수록 제1 용접부(W1)의 과전류 면적이 더 작고, 전류가 제1 용접부(W1)를 흐를 때 열발생이 더 높다. 본 출원의 실시예에서는 제1 용접부가 과전류 능력 및 온도상승에 대한 전지 셀의 요구를 충족할 수 있도록 α를 180°-330°로 제한한다.
제1 용접부(W1)는 비밀폐 구조이고, 제1 용접부(W1)의 원주 방향을 따르는 양단 사이의 비용접 영역은 용접 응력을 방출하여 응력 집중을 낮출 수 있다.
도 10은 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지 셀의 전극 단자의 단자 본체의 개략도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 제1 용접부(W1)는 밀폐 구조이다. 바꾸어 말해서, 제1 용접부(W1)의 원심각은 360°이다. 본 출원의 실시예는 용접 면적을 증가시키고, 제1 용접부의 용접 강도와 과전류 능력을 향상시킬 수 있다.
도 11은 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지 셀의 전극 조립체와 집전부재의 구조 개략도이다.
도 6 내지 도 11을 참조하면, 일부 실시예에서, 제1 탭(11)은 전극 조립체(10)의 중심 축선(A)을 둘러싸서 설치되고, 제1 탭(11)의 중심 축선(A)에 수직인 단면은 원환형이다. 제1 탭(11)의 외반경은 R이고, 제1 탭(11)의 방사방향에서 제3 용접부(W3)와 중심 축선(A)의 최소 간격은 D2이며, 양자는 0.2≤D2/R≤0.8을 충족한다.
제1 탭(11)의 중심 축선(A)에 수직인 단면은 절대적인 원환형으로 요구되지 않으며, 일정한 편차를 허용한다.
R과 전극 조립체(10)의 직경은 정적 상관관계이고, R이 클수록 전극 조립체(10)에서 생성되는 전류가 더 크고, 과전류 면적에 대한 전지 셀(7)의 요구도 더 높다. 집전부재(40)의 중심 축선(A)에 근접하는 부분은 연결부(32)와 용접될 수 있다. D2가 작을수록 집전부재(40)의 연결부(32)와 용접될 수 있는 영역이 더 작고, 집전부재(40)와 연결부(32) 사이의 과전류 면적이 더 작다. D2/R이 너무 작으면, D2가 작고 R이 큼으로 인해 집전부재(40)와 연결부(32) 사이의 과전류 면적이 부족하게 되고, 충방전 시 집전부재(40)와 연결부(32)의 용접부위의 열발생이 커져 고속충전 시 과전류 능력 및 온도상승에 대한 전지 셀(7)의 요구를 충족하기 어렵다.
제1 탭(11)은 다수의 탭층을 포함하고, 각 탭층은 중심 축선(A)을 한 바퀴 둘러싼다. 제1 탭(11)의 방사 방향에서, 다수의 탭층은 제1 탭(11)의 반경 방향을 따라 적층된다. 제3 용접부(W3)와 직접 연결된 탭층 상의 전류는 직접 제3 용접부(W3)를 통해 집전부재(40)로 전도될 수 있다. 그러나 제3 용접부(W3)와 연결되지 않은 탭층 상의 전류는 먼저 제3 용접부(W3)와 직접 연결된 탭층으로 전도되고, 그 다음 제3 용접부(W3)를 집전부재(40)로 전도될 수 있으므로 다수의 탭층과 제1 벽 사이의 도전 경로에 차이가 발생하게 된다. 차이가 너무 크면 편극 문제가 쉽게 유발될 수 있다.
D2/R이 너무 작으면, 제3 용접부(W3)와 최외측 탭층 사이의 간격이 너무 커서 최외측 탭층과 전극 단자(30) 사이의 전류 경로와, 최내측 탭층과 전극 단자(30) 사이의 전류 경로 간의 차이가 크게 되어 전극 조립체(10)의 제1 극판의 전류 밀도가 불균일해지고, 내부저항이 증가된다.
발명자는 심도있는 연구와 대량의 실험 끝에, D2/R≥0.2일 때 과전류 능력 및 온도상승에 대한 전지 셀(7)의 요구를 충족할 수 있다는 것을 발견하였다.
D2가 클수록 제3 용접부(W3)와 직접 연결된 탭층이 더 바깥쪽에 있다. D2가 너무 크면, 제3 용접부(W3)와 연결되는 탭층의 수가 적고, 제3 용접부(W3)와 최내측 탭층의 간격이 너무 커서 최외측 탭층과 전극 단자(30) 사이의 전류 경로와, 최내측 탭층과 전극 단자(30) 사이의 전류 경로 간의 차이가 크게 되어 제1 극판의 전류 밀도가 불균일해지고, 내부저항이 증가된다.
발명자는 심도있는 연구와 대량의 실험 끝에, D2/R≤0.8일 때 제1 탭(11)의 상이한 위치의 부분과 전극 단자(30) 사이의 전류 경로의 차이를 감소시키고, 전극 조립체(10)의 제1 극판의 전류 밀도의 균일성을 향상시키고, 내부저항을 감소시키고, 과전류 능력을 향상시킬 수 있다는 것을 발견하였다.
선택적으로, D2/R은 0.2, 0.3, 0.5, 0.7 또는 0.8일 수 있다.
일부 실시예에서, 발명자는 심도있는 연구와 대량의 실험 끝에, D2와 R이 0.2≤D2/R≤0.5를 충족할 때 전지 셀(7)의 과전류 능력을 더 잘 개선하고, 전지 셀(7)의 온도상승을 낮출 수 있다는 것을 발견하였다.
일부 실시예에서, D2는 3.5mm-10mm이다.
D2가 너무 작으면, 집전부재(40)와 연결부(32) 사이의 과전류 면적이 부족하게 되고, 충방전 시 집전부재(40)와 연결부(32)의 용접부위의 열발생이 커져 고속충전 시 과전류 능력 및 온도상승에 대한 전지 셀(7)의 요구를 충족하기 어렵다. 발명자는 심도있는 연구와 대량의 실험 끝에, D2≥3.5mm일 때 과전류 능력 및 온도상승에 대한 전지 셀(7)의 요구를 충족할 수 있다는 것을 발견하였다.
D2가 너무 크면, 제3 용접부(W3)와 연결된 탭층의 수가 적게 되고, 중심 축선(A)에 근접하는 탭층과 제3 용접부(W3) 사이의 거리가 너무 크게 되어 전극 조립체(10)의 내부저항이 커지고, 전지 셀(7)의 성능에 영향을 미친다. 발명자는 심도있는 연구와 대량의 실험 끝에, D2≤10mm일 때 전극 조립체(10)의 내부저항을 감소시키고, 전지 셀(7)의 충방전 성능을 향상시킬 수 있다는 것을 발견하였다.
선택적으로, D2는 3.5mm, 4mm, 5mm, 7mm, 8.5mm 또는 10mm이다.
일부 실시예에서, R는 20mm-22.8mm이다.
일부 실시예에서, 제3 용접부(W3)는 환형이다. 환형의 제3 용접부(W3)는 큰 과전류 면적을 구비하여 제1 극판의 전류 밀도 균일성을 향상시키고, 내부저항을 감소시키고, 과전류 능력을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 집전부재(40)의 직경은 D3이고, 제1 탭(11)의 직경은 D4이고, D3은 D4보다 작다.
D3은 집전부재(40)의 가장자리의 직경, 즉 집전부재(40)의 외경을 가리킨다. D4는 제1 탭(11)의 가장자리의 직경, 즉 제1 탭(11)의 외경을 가리킨다. 예시적으로, D4=2*R이다.
집전부재(40)의 직경이 작으면 집전부재(40)가 차지하는 공간과 중량을 절약하고, 전지 셀(7)의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, D3 및 D4는 0.75≤D3/D4≤0.97을 충족한다.
D4가 일정할 때, D3이 너무 작으면, 제1 탭(11)의 바깥쪽 부분과 집전부재(40) 사이의 거리가 너무 크고, 제1 탭(11)의 바깥쪽 부분과 집전부재(40) 사이의 도전 경로가 너무 길어 전극 조립체(10)의 내부저항이 커지고, 전지 셀(7)의 성능에 영향을 미친다. 발명자는 심도있는 연구와 대량의 실험 끝에, D3/D4≥0.75일 때 전극 조립체(10)의 내부저항을 감소시키고, 전지 셀(7)의 충방전 성능을 향상시킬 수 있다는 것을 발견하였다.
D4가 일정할 때, D3이 너무 크면, 조립 오차로 인해 집전부재(40)와 전극 조립체(10)의 동축도에 파동이 발생하여 집전부재(40)가 전극 조립체(10)의 외주면으로부터 돌출되어 집전부재(40)와 전극 조립체(10)를 하우징에 삽입하기 어려워지고, 조립 효율 및 제품 수율에 영향을 미친다. 발명자는 심도있는 연구와 대량의 실험 끝에, D3/D4≤0.97일 때 집전부재(40)가 오차로 인해 전극 조립체(10)의 외주면으로부터 돌출되는 위험을 낮추고, 조립 효율 및 제품 수율을 향상시킬 수 있다는 것을 발견하였다.
선택적으로, D3/D4는 0.75, 0.8, 0.85, 0.9, 0.95 또는 0.97일 수 있다.
일부 실시예에서, D3은 35mm-44mm이다. 발명자는 심도있는 연구와 대량의 실험 끝에, D3을 35mm-44mm으로 제한하면, 전극 조립체(10)의 내부저항을 감소시키고, 전지 셀(7)의 충방전 성능을 개선하고, 집전부재(40)가 오차로 인해 전극 조립체(10)의 외주면으로부터 돌출되는 위험을 낮출 수 있다는 것을 발견하였다.
선택적으로, D3은 35mm, 38mm, 40mm, 41mm, 43mm 또는 44mm일 수 있다.
일부 실시예에서, 발명자는 심도있는 연구와 대량의 실험 끝에, D3을 38mm-41mm로 제한하면 전극 조립체(10)의 내부저항을 더 잘 감소시키고, 전지 셀(7)의 충방전 성능을 개선할 수 있다는 것을 발견하였다.
일부 실시예에서, 연결부(32)에는 연결부(32)의 제1 외표면으로부터 전극 조립체(10)와 마주하는 방향으로 함몰된 홈(324)이 형성되고, 제1 용접부(W1)는 홈(324)의 바닥벽으로부터 적어도 집전부재(40)의 내부까지 연장된다.
연결부(32)는 자체의 두께 방향(X)을 따라 마주하여 설치된 제1 외표면(322)과 제1 내표면(321)을 갖고, 제1 내표면(321)은 집전부재(40)와 마주하고, 제1 외표면(322)은 집전부재(40)와 등진다. 선택적으로, 제1 외표면(322) 및 제1 내표면(321)은 모두 평면이다.
홈(324)은 제1 외표면(322)을 기준으로 집전부재(40)와 마주하는 방향을 따라 함몰된다. 본 실시예에서는 연결부(32)에 홈(324)을 형성함으로써 연결부(32)에 계단 구조를 형성한다. 제1 외표면(322)과 홈(324)의 바닥벽 사이에는 틈이 형성된다.
홈(324)의 바닥벽과 제1 내표면(321) 사이의 부분은 연결부(32)의 집전부재(40)와의 용접을 위한 영역일 수 있으며, 바꾸어 말해서, 홈(324)의 바닥벽과 제1 내표면(321) 사이의 부분은 집전부재(40)와 용접되어 제1 용접부(W1)를 형성한다.
전지 셀(7)의 생산 과정에서 외부 장비는 연결부(32)와 감합되어야 한다. 제1 용접부(W1)의 표면이 울퉁불퉁하여 외부 장비가 제1 용접부(W1)에 압입 끼워맞춤되면 외부 장비가 제1 용접부(W1)의 압박으로 인해 손상되기 쉽다. 본 실시예에서는 홈(324)을 형성함으로써 제1 외표면(322)과 홈(324)의 바닥벽 사이에 틈을 형성한다. 이로써, 제1 외표면(322)은 외부 장비를 지지하는 데 사용될 수 있어, 외부 장비와 제1 용접부(W1)를 분리하고, 외부 장비가 압박으로 인한 손상을 받을 위험을 줄인다.
예시적으로, 외부 장비는 주액 장비, 추기 장비, 용접 장비 또는 전지 셀(7)에 사용되는 기타 장비일 수 있다.
일부 실시예에서, 연결부(32)에는 제1 관통공(323)이 형성되고, 제1 관통공(323)은 연결부(32)의 전극 조립체(10)를 등진 일측의 공간과 하우징(20)의 내부 공간을 연통시키는 데 사용된다.
제1 관통공(323)은 연결부(32)의 두께 방향(X)을 따라 연결부(32)를 관통한다. 제1 관통공(323)은 하나 또는 다수일 수 있다.
연결부(32)와 집전부재(40)를 용접할 때 제1 관통공(323)은 용접 응력을 방출하는 역할을 하여 연결부(32)가 파열될 위험을 줄일 수 있다.
전지 셀(7)의 성형 과정에서, 제1 관통공(323)은 다수의 성형 공정에 응용될 수 있다. 예컨대, 제1 관통공(323)은 주액 공정, 화성 공정 또는 기타 공정에 응용될 수 있다.
구체적으로, 제1 관통공(323)은 하우징(20)의 내부 공간으로 전해액을 주입하는 데 사용된다. 주액이 필요한 경우, 주액 장비의 주액 헤드가 연결부(32)에 맞닿은 다음, 주액 헤드가 제1 관통공(323)을 통해 하우징(20) 내로 전해액을 주입한다.
전지 셀(7)의 화성 공정에서, 하우징(20) 내에서는 가스가 생성되며, 제1 관통공(323)은 외부 부압장비와 연통되어 하우징(20) 내의 가스를 뽑아내는 데 사용된다.
일부 실시예에서, 제1 관통공(323)의 축선은 전극 인출공(221)의 축선과 겹친다.
일부 실시예에서, 집전부재(40)에는 제2 관통공(45)이 형성되고, 제2 관통공(45)은 제1 관통공(323)과 마주하여 배치되도록 구성되어 전해액이 제2 관통공(45)을 거쳐 하우징(20)의 내부 공간으로 유입되도록 한다.
제1 관통공(323)의 축 방향은 제2 관통공(45)의 축 방향에 평행된다. 제1 관통공(323)의 축 방향에서, 제1 관통공(323)의 투영과 제2 관통공(45)의 투영은 적어도 부분적으로 겹친다. 본 실시예에서는 제2 관통공(45)의 구경에 대해 한정하지 않으며, 그 구경은 제1 관통공(323)의 구경보다 크거나 같거나 작을 수 있다.
본 실시예에서는 집전부재(40) 상에 제1 관통공(323)과 마주하는 제2 관통공(45)을 형성함으로써 주액 공정에서 전해액에 대한 집전부재(40)의 차단을 줄이고, 전해액이 하우징(20) 내로 원활하게 유입될 수 있도록 하여 전극 조립체(10)에 대한 함침 효율을 향상시킨다.
일부 실시예에서, 제1 관통공(323)의 축 방향에서, 제1 관통공(323)의 투영은 제2 관통공(45)의 투영 내에 위치한다. 본 실시예에서는 집전부재(40)가 제1 관통공(323)을 차단하는 것을 피하여 전해액이 하우징(20) 내로 원활하게 유입되도록 한다.
제1 관통공(323)과 제2 관통공(45)은 동축으로 배치되고, 제2 관통공(45)의 구경은 제1 관통공(323)의 구경보다 크거나 같다.
일부 실시예에서, 전극 조립체(10)는 권취 구조이고, 전극 조립체(10)의 권취 중심부에는 제3 관통공(14)이 구비되고, 제3 관통공(14)은 전극 조립체(10)를 관통하고, 제3 관통공(14)은 전해액이 제3 관통공(14)을 거쳐 전극 조립체(10)의 내부로 유입될 수 있도록 제1 관통공(323), 제2 관통공(45) 마주하여 배치된다.
전극 조립체(10)는 제1 극판, 제2 극판 및 분리부재를 권취 공구에 권취하여 제조되고, 권취 성형 후 권취 공구를 전극 조립체(10)에서 빼낸다. 권취 공구를 빼낸 후, 전극 조립체(10)의 중심부에는 제3 관통공(14)이 형성된다.
제3 관통공(14)의 축 방향은 제1 관통공(323)의 축 방향에 평행된다. 제3 관통공(14)의 축선은 전극 조립체(10)의 중심 축선(A)과 겹친다. 제3 관통공(14)은 제1 탭(11), 본체부(12) 및 제2 탭(13)을 관통한다.
주액 공정에서, 전해액이 제1 관통공(323), 제2 관통공(45)을 거쳐 제3 관통공(14)으로 유입될 수 있고, 제3 관통공(14)으로 유입된 전해액이 내부로부터 전극 조립체(10)를 함침하여 전극 조립체(10)에 대한 함침 효율을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 제3 관통공(14)의 축 방향에서, 제2 관통공(45)의 투영은 제3 관통공(14)의 투영 내에 위치한다. 이로써 제2 관통공(45)에 대한 제1 탭(11)의 차단을 낮추어 전해액이 제3 관통공(14) 내로 원활하게 유입될 수 있도록 한다.
일부 실시예에서, 제1 관통공(323), 제2 관통공(45) 및 제3 관통공(14)은 동축으로 배치된다. 제3 관통공(14)의 구경은 제2 관통공(45)의 구경보다 크거나 같을 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 관통공(323)은 홈(324)의 바닥벽으로부터 제1 내표면(321)까지 연장하여 연결부(32)를 관통한다. 주액 시, 주액 헤드가 제1 외표면(322)에 맞닿으면, 제1 외표면(322)은 주액 헤드를 지지하고 주액 헤드와 감합되어 밀봉을 구현하고, 이로써 전해액이 전지 셀(7) 외부로 누출될 위험을 낮출 수 있다.
도 12는 본 출원의 다른 일부 실시예에 따른 전지 셀의 전극 조립체와 집전부재의 구조 개략도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제3 용접부(W3)는 다수이고, 다수의 제3 용접부(W3)는 제1 탭(11)의 원주 방향(Y)을 따라 이격 배치된다.
제3 용접부(W3)는 전극 조립체(10)의 방사 방향을 따라 연장된 직선형 구조일 수 있고, V형 구조일 수도 있으며, 물론 기타 구조일 수도 있다.
다수의 제3 용접부(W3)는 과전류 면적을 증가시킬 수 있어 제1 극판의 전류 밀도 균일성을 향상시키고, 내부저항을 감소시키고, 과전류 능력을 향상시킬 수 있다.
도 13은 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지 셀의 부분 단면 개략도이고, 도 14는 도 13의 각형 틀 E 부위의 확대 개략도이다.
도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 제1 부분(111)은 집전부재(40)에 용접되어 제2 용접부(W2)를 형성한다.
제2 용접부(W2)는 집전부재(40)와 제1 탭(11) 사이의 접촉 저항을 감소시키고, 과전류 능력을 향상시킬 수 있다. 제2 용접부(W2)는 연결부(32)에 근접하여 연결부(32)와 제2 용접부(W2) 사이의 도전 경로를 감소시켜 저항을 감소시키고, 과전류 능력을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 용접부(W1)와 제2 용접부(W2)는 일체로 연결된다. 제1 탭(11) 상의 전류는 제2 용접부(W2)와 제1 용접부(W1)를 거쳐 전극 단자(30)로 전도됨으로써 도전 경로를 단축시키고, 저항을 감소시키고, 과전류 능력을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 연결부(32)와 집전부재(40)를 용접할 때 집전부재(40)를 용융시킬 수 있고, 동시에 제1 용접부(W1)와 제2 용접부(W2)를 형성할 수 있다.
도 15는 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지 셀의 전극 단자의 분해 개략도이고, 도 16은 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지 셀의 전극 단자의 부감 개략도이다.
도 13 내지 도 16을 참조하면, 일부 실시예에서, 하우징(20)은 통체(21)와 통체(21)에 연결된 커버(22)를 포함하며, 통체(21)는 전극 조립체(10)의 외주를 둘러싸서 설치되고, 커버(22)에는 전극 인출공(221)이 형성되고, 전극 단자(30)는 전극 인출공(221)에 설치된다. 전극 단자(30)는 단자 본체(34)를 포함한다. 단자 본체(34)는 주상부(341), 제1 위치제한부(342) 및 제2 위치제한부(343)를 포함하며, 주상부(341)의 적어도 일부는 전극 인출공(221) 내에 배치되고, 제1 요함부(31)는 주상부(341)에 형성되고, 제1 위치제한부(342) 및 제2 위치제한부(343)는 모두 주상부(341)의 외측벽에 연결되고 그 외측벽으로부터 돌출되고, 제1 위치제한부(342) 및 제2 위치제한부(343)는 커버(22)의 외측 및 내측에 각각 설치되고 커버(22)의 일부를 협지하는 데 사용된다.
제1 위치제한부(342)가 커버(22)의 외측에 설치된다는 것은 제1 위치제한부(342)가 커버(22)의 전극 조립체(10)를 등진 일측에 설치되는 것을 가리키고, 제2 위치제한부(343)가 커버(22)의 내측에 설치된다는 것은 제2 위치제한부(343)가 커버(22)의 전극 조립체(10)와 마주하는 일측에 설치되는 것을 가리킨다.
커버(22)의 두께 방향에서, 제1 위치제한부(342)의 적어도 일부는 커버(22)와 겹치고, 제2 위치제한부(343)의 적어도 일부는 커버(22)와 겹친다. 주상부(341)는 전극 인출공(221)을 관통하여 커버(22)의 양측에 각각 배치되는 제1 위치제한부(342)와 제2 위치제한부(343)를 연결시킨다.
제1 위치제한부(342) 및 제2 위치제한부(343)는 양측에서 커버(22)의 일부를 협지하여 단자 본체(34)를 커버(22)에 고정시킨다. 제1 위치제한부(342) 및 제2 위치제한부(343)는 커버(22)를 직접적으로 협지하거나 다른 부재를 통해 커버(22)를 간접적으로 협지할 수 있다.
선택적으로, 주상부(341)는 원기둥형이다. 제1 위치제한부(342) 및 제2 위치제한부(343)는 모두 주상부(341)를 둘러싸는 환형 구조이다.
일부 실시예에서, 전지 셀(7)은 제1 절연부재(60) 및 제2 절연부재(70)를 더 포함하며, 제1 절연부재(60)의 적어도 일부는 제1 위치제한부(342)와 커버(22) 사이에 설치되고, 제2 절연부재(70)의 적어도 일부는 제2 위치제한부(343)와 커버(22) 사이에 설치된다. 제1 절연부재(60) 및 제2 절연부재(70)는 단자 본체(34)와 커버(22)를 절연 분리하는 데 사용된다.
제1 절연부재(60) 및 제2 절연부재(70)는 모두 주상부(341)를 둘러싸서 설치된 환형 구조이다.
제1 절연부재(60)는 제1 위치제한부(342)와 커버(22)를 절연 분리할 수 있고, 제2 절연부재(70)는 제2 위치제한부(343)와 커버(22)를 절연 분리할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 절연부재(60)와 제2 절연부재(70) 중 하나는 주상부(341)와 커버(22)를 분리한다. 예컨대, 제1 절연부재(60)의 일부는 전극 인출공(221) 내로 연장되어 전극 인출공(221)의 공벽과 주상부(341)를 분리한다.
일부 실시예에서, 제1 절연부재(60)와 제2 절연부재(70)는 일체성형 구조이다. 대체 가능하게, 다른 일부 실시예에서, 제1 절연부재(60)와 제2 절연부재(70)는 별도로 제공되고 서로 맞닿음 결합된다.
일부 실시예에서, 제1 절연부재(60) 및 제2 절연부재(70) 중 하나는 전극 인출공(221)을 밀봉하는 데 사용된다. 일부 실시예에서, 제1 위치제한부(342) 및 커버(22)는 제1 절연부재(60)를 압착하고, 제1 절연부재(60)는 압축되어 외측에서 전극 인출공(221)을 밀폐한다. 다른 일부 실시예에서, 제2 위치제한부(343) 및 커버(22)는 제2 절연부재(70)를 압착하고, 제2 절연부재(70)는 압축되어 내측에서 전극 인출공(221)을 밀폐한다.
일부 실시예에서, 전지 셀(7)은 실링 링(80)을 더 포함하고, 실링 링(80)은 전극 인출공(221)을 밀봉하기 위해 주상부(341)에 씌워진다. 선택적으로, 실링 링(80)의 일부는 전극 인출공(221) 내로 연장되어 전극 인출공(221)의 공벽과 주상부(341)를 분리한다.
일부 실시예에서, 제1 위치제한부(342)의 외주에는 다수의 돌기 구조(342a)가 형성되고, 다수의 돌기 구조(342a)는 주상부(341)의 원주 방향을 따라 간격을 두고 배치된다.
선택적으로, 다수의 돌기 구조(342a)는 주상부(341)의 원주 방향을 따라 등간격으로 배치된다.
제1 위치제한부(342)는 단자 본체(34)의 전극 조립체(10)를 등진 단부가 외측으로 접혀 형성된 플랜지 구조이다.
단자 본체(34)가 하우징(20)에 조립되기 전에, 단자 본체(34)의 제1 위치제한부(342)는 대체적으로 원통형 구조이고 주상부(341)의 상단에 위치하고, 제1 위치제한부(342)의 외측벽과 주상부(341)의 외측벽은 동일 평면에 배치된다. 단자 본체(34)와 하우징(20)을 조립할 때, 제1 위치제한부(342)가 전극 인출공(221)을 통과한 후, 제1 위치제한부(342)를 압착하여 제1 위치제한부(342)를 밖으로 접어지게 하고, 단자 본체(34)를 커버(22)에 리벳팅한다.
제1 위치제한부(342)를 접기 전에, 제1 위치제한부(342)의 상단에는 다수의 간격을 두고 배치된 홈 구조(342b)가 형성되고, 제1 위치제한부(342)를 접은 후, 주상부(341)의 원주 방향을 따라 간격을 두고 배치된 다수의 돌기 구조(342a)가 형성되며, 인접한 돌기 구조(342a) 사이에는 홈 구조(342b)가 형성된다. 본 실시예는 홈 구조(342b)와 돌기 구조(342a)를 형성함으로써, 제1 위치제한부(342)의 접힘 난이도를 낮추고, 제1 위치제한부(342)에서의 응력 집중을 감소시킨다.
일부 실시예에서, 제2 위치제한부(343)는 단자 본체(34)의 전극 조립체(10)와 마주하는 단부를 압착하여 단자 본체(34)의 전극 조립체(10)와 마주하는 단부가 외측으로 연장하여 형성된 위치제한 구조이다. 커버(22)와 단자 본체(34)를 조립할 때, 외부 장비는 단자 본체(34)의 전극 조립체(10)와 마주하는 단부를 압착할 수 있고, 단자 본체(34)의 전극 조립체(10)와 마주하는 단부는 압력에 의해 밖으로 연장되어 돌출된 제2 위치제한부(343)를 형성한다.
일부 실시예에서, 단자 본체(34)는 제2 외표면(344)을 구비하고, 제1 요함부(31)는 제2 외표면(344)으로부터 전극 조립체(10)와 마주하는 방향을 따라 연결부(32)의 제1 외표면(322)까지 함몰된다.
단자 본체(34)는 마주하여 설치되는 제2 외표면(344) 및 제2 내표면(345)을 갖는다. 제2 내표면(345)은 전극 조립체(10)와 마주하고, 제2 외표면(344)은 전극 조립체(10)를 등진다. 제1 요함부(31)는 제2 외표면(344)으로부터 전극 조립체(10)와 마주하는 방향을 따라 연결부(32)의 제1 외표면(322)까지 함몰된다.
일부 실시예에서, 전극 단자(30)는 밀봉판(33)을 더 포함하며, 밀봉판(33)은 단자 본체(34)에 연결되고 제1 요함부(31)의 개구를 밀봉하는 데 사용된다.
밀봉판(33)이 제1 요함부(31)의 개구를 밀봉할 수 있기만 한다면 밀봉판(33)은 전체적으로 제1 요함부(31)의 외측에 배치되거나 부분적으로 제1 요함부(31) 내에 수용될 수 있다.
밀봉판(33)은 외측에서 연결부(32)를 보호하여, 제1 요함부(31)로 유입되는 외부 불순물을 감소시키고, 연결부(32)가 외부 불순물에 의해 손상될 위험을 낮추고, 전지 셀(7)의 밀봉 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 밀봉판(33)은 제1 관통공(323)을 밀봉시키는 역할을 할 수도 있다. 전지 셀()이 성형된 후, 밀봉판(33)은 전해액이 제1 관통공(323) 및 제1 요함부(31)를 거쳐 누출될 위험을 낮추고, 밀봉 성능을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 요함부(31)의 측벽에는 계단면(311)이 형성되고, 밀봉판(33)의 적어도 일부는 제1 요함부(31)에 수용되고, 계단면(311)은 밀봉판(33)을 지지한다.
제1 요함부(31)는 외부가 크고 내부가 작은 계단식 요함부이다.
밀봉판(33)을 조립할 때, 계단면(311)은 밀봉판(33)을 지지하고 밀봉판(33)을 고정시킬 수 있으므로 조립 공정이 단순화된다. 밀봉판(33)의 적어도 일부는 제1 요함부(31)에 수용되며, 이로써 전극 단자(30)의 전체적 치수를 감소시키고, 전극 단자(30)가 차지하는 공간을 줄이고, 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 밀봉판(33)은 제1 요함부(31)의 측벽에 용접되어 제1 요함부(31)의 개구를 밀폐한다.
일부 실시예에서, 밀봉판(33)과 연결부(32) 사이에는 틈이 형성되고, 틈은 제1 용접부(W1)를 회피하기 위해 사용된다.
제1 용접부(W1)의 표면이 울퉁불퉁하여, 밀봉판(33)이 제1 용접부(W1)에 맞닿으면 조립 과정에서 밀봉판(33)이 흔들릴 수 있으므로 밀봉 효과에 영향을 미친다. 본 실시예에서는 밀봉판(33)과 연결부(32)사이에 틈을 형성함으로써 밀봉판(33)과 제1 용접부(W1)를 회피시켜 밀봉판(33)과 제1 용접부(W1)의 직접적인 접촉을 방지하고, 조립시 밀봉판(33)의 흔들림을 감소시켜 밀봉 효과를 보장한다.
일부 예에서, 제1 요함부(31)는 계단 구조를 구비하며, 이로써 밀봉판(33)은 계단면(311)에 맞닿아 밀봉판(33)과 연결부(32) 사이에 틈을 형성한다. 다른 일부 예에서, 연결부(32)가 계단 구조로 제공될 수 있으며, 이로써 밀봉판(33)은 연결부(32)에 맞닿을 수 있고, 연결부(32) 상의 홈(324)은 밀봉판(33)과 연결부(32) 사이의 틈을 형성할 수 있다.
일부 실시예에서, 밀봉판(33)은 전지의 모선부재와 용접되는 데 사용될 수 있다. 전지에서, 모선부재는 하나의 전지 셀(7)의 밀봉판(33)과 다른 하나의 전지 셀(7)의 커버(22)를 연결시켜 이 두 전지 셀(7)의 직렬 연결을 구현할 수 있다.
일부 실시예에서, 밀봉판(33)의 적어도 일부는 단자 본체(34)의 제2 외표면(344)으로부터 돌출된다.
모선부재와 밀봉판(33)을 용접할 때에는 먼저 모선부재를 밀봉판(33)의 상표면(즉, 밀봉판(33)의 연결부(32)를 등진 외표면)에 밀착시킨 후, 모선부재와 밀봉판(33)을 용접한다.
밀봉판(33)의 적어도 일부는 제2 외표면(344)으로부터 돌출되어, 밀봉판(33)과 모선부재의 밀착에 대한 제2 외표면(344)의 간섭을 피하고, 모선부재와 밀봉판(33)이 긴밀하게 밀착되도록 보장한다.
일부 실시예에서, 연결부(32)는 단자 본체(34)의 전극 조립체(10)와 마주하는 일단에 설치되고, 연결부(32)의 제1 내표면(321)과 제2 내표면(345)은 동일 평면에 배치된다.
제2 내표면(345)은 단자 본체(34)의 전극 조립체(10)와 마주하는 표면이다. 연결부(32)의 제1 내표면(321)은 제2 내표면(345)의 일부를 구성한다. 이로써, 단자 본체(34)는 평판 구조를 갖는 집전부재(40)와 감합될 수 있다. 본 실시예에서 집전부재(40)를 제2 내표면(345)에 밀착시키기만 하면 연결부(32)와 집전부재(40)의 밀착을 구현할 수 있어 연결부(32)와 집전부재(40)의 용접을 용이하게 구현할 수 있다.
도 17은 본 출원의 다른 일부 실시예에 따른 전지 셀의 부분 단면 개략도이다.
도 17에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 단자 본체(34)는 마주하여 배치되는 제2 외표면(344)과 제2 내표면(345)을 구비하고, 제1 요함부(31)는 제2 외표면(344)으로부터 전극 조립체(10)와 마주하는 방향을 따라 연결부(32)의 제1 외표면(322)까지 함몰된다. 단자 본체(34)는 제3 요함부(35)를 더 포함하고, 제3 요함부(35)는 제2 내표면(345)으로부터 전극 조립체(10)를 등진 방향을 따라 연결부(32)의 제1 내표면(321)까지 함몰된다.
본 출원의 실시예에서는 제1 요함부(31)와 제3 요함부(35)를 동시에 형성함으로써 연결부(32)의 두께를 감소시키며, 이로써 제1 요함부(31) 심도에 대한 요구를 감소시킬 수 있고, 성형 공정을 단순화한다. 제3 요함부(35)를 형성함으로써 전지 셀(7)의 내부 공간을 증가시키고, 에너지 밀도를 향상시킬 수도 있다.
일부 실시예에서, 집전부재(40)는 단자 연결부(46) 및 단자 연결부(46)의 외측을 둘러싼 탭 연결부(47)를 포함하고, 단자 연결부(46)는 탭 연결부(47)를 기준으로 돌출되고 제3 요함부(35) 내로 삽입되어 단자 연결부(46)의 상부와 연결부(32)의 제1 내표면(321)이 맞닿도록 한다.
탭 연결부(47)는 커버(22)와 제1 탭(11) 사이에 배치되고, 제2 부분(112)에 용접되어 제3 용접부(W3)를 형성한다. 선택적으로, 탭 연결부(47)는 원환형의 평판 구조일 수 있다.
일부 실시예에서, 집전부재(40)의 단자 연결부(46)와 대응되는 위치에 제4 요함부(48)가 형성되고, 제4 요함부(48)는 탭 연결부(47)의 제1 탭(11)과 마주하는 표면을 기준으로 함몰된다. 제4 요함부(48)는 단자 연결부(46)가 차지하는 공간을 줄일 수 있고, 집전부재(40)의 중량을 감소시킬 수 있다. 예시적으로, 단자 연결부(46)와 제4 요함부(48)는 집전부재(40)에 대한 스탬핑을 통해 형성된다.
도 18은 본 출원의 또 다른 일부 실시예에 따른 전지 셀의 부분 단면 개략도이다.
도 18에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 단자 본체(34)는 마주하여 배치되는 제2 외표면(344)과 제2 내표면(345)을 구비하고, 제1 요함부(31)는 제2 내표면(345)으로부터 전극 조립체(10)를 등진 방향을 따라 연결부(32)의 제1 내표면(321)까지 함몰된다.
본 실시예에서는 제1 요함부(31)를 단자 본체(34)의 내측에 형성함으로써 제2 외표면(344)의 평탄성 및 면적을 보장할 수 있어 단자 본체(34)와 외부 모선부재의 연결을 용이하게 한다. 단자 본체(34)의 내측에 제1 요함부(31)를 형성함으로써 전지 셀(7)의 내부 공간을 증가시키고, 에너지 밀도를 향상시킬 수도 있다.
일부 실시예에서, 집전부재(40)는 단자 연결부(46) 및 단자 연결부(46)의 외측을 둘러싼 탭 연결부(47)를 포함하고, 단자 연결부(46)는 탭 연결부(47)를 기준으로 돌출되고 제1 요함부(31) 내로 삽입되어 단자 연결부(46)의 상부와 연결부(32)의 제1 내표면(321)이 맞닿도록 한다.
탭 연결부(47)는 커버(22)와 제1 탭(11) 사이에 배치되고, 제2 부분(112)에 용접되어 제3 용접부(W3)를 형성한다. 선택적으로, 탭 연결부(47)는 원환형의 평판 구조일 수 있다.
일부 실시예에서, 집전부재(40)의 단자 연결부(46)와 대응되는 위치에 제4 요함부(48)가 형성되고, 제4 요함부(48)는 탭 연결부(47)의 제1 탭(11)과 마주하는 표면을 기준으로 함몰된다. 제4 요함부(48)는 단자 연결부(46)가 차지하는 공간을 줄일 수 있고, 집전부재(40)의 중량을 감소시킬 수 있다. 예시적으로, 단자 연결부(46)와 제4 요함부(48)는 집전부재(40)에 대한 스탬핑을 통해 형성된다.
도 19는 본 출원의 다른 일부 실시예에 따른 전지 셀의 단면 개략도이다.
도 19에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 전지 셀(7)은 각형 전지 셀일 수 있다.
일부 실시예에서, 하우징(20)은 일체로 성형되는 통체(21)와 커버(22)를 포함하며, 통체(21)는 전극 조립체(10)의 외주를 둘러싸서 설치된다. 예시적으로, 통체(21)는 사각통일 수 있다.
통체(21)의 커버(22)를 등진 일단에 개구가 구비되고, 커버 플레이트(50)는 통체(21)의 개구부에 덮여, 통체(21)의 개구를 밀폐한다. 예시적으로, 커버 플레이트(50)는 통체(21)에 용접된다.
일부 실시예에서, 전지 셀은 극성이 상반되는 제1 전극 단자(30) 및 제2 전극 단자(90)를 더 포함하며, 제1 전극 단자(30)는 전극 조립체(10)의 제1 탭에 전기적으로 연결되는 데 사용되고, 제2 전극 단자(90)는 전극 조립체(10)의 제2 탭에 전기적으로 연결되는 데 사용된다.
일부 실시예에서, 제1 전극 단자(30) 및 제2 전극 단자(90)는 모두 커버(22)에 장착된다.
전지에서, 모선부재는 다수의 전지 셀의 전극 단자를 연결시켜 다수의 전지 셀을 직렬 또는 병렬 또는 직병렬로 연결시킨다. 제1 전극 단자(30)와 제2 전극 단자(90)는 모두 모선부재와 연결하는 데 사용될 수 있다.
전지가 외부 충격을 받을 때, 모선부재는 제1 전극 단자(30)와 제2 전극 단자(90)를 통해 커버(22)를 당길 수 있고, 이에 따라 커버(22)와 통체(21)의 연결부위가 힘의 작용을 받을 수 있다. 커버(22)와 통체(21)가 독립적인 구조인 경우, 예컨대 커버(22)와 통체(21)가 용접을 통해 연결되면, 커버(22)와 통체(21)의 연결부위는 힘의 작용에 의해 연결이 끊어질 수 있다. 본 출원의 실시예에서, 커버(22)와 통체(21)는 일체로 설치되어, 커버(22)와 통체(21) 연결부위의 강도를 높이고 커버(22)와 통체(21)의 연결이 실패할 위험을 줄인다.
일부 실시예에서, 하우징(20)은 전극 조립체의 양극과 전기적으로 연결되지 않고, 전극 조립체의 음극과 전기적으로 연결되지 않는다. 다시 말해서, 하우징(20)은 전기를 띠지 않는다.
일부 실시예에서, 전극 조립체(10)의 제1 탭과 제2 탭은 전극 조립체의 커버(22)와 마주하는 동일 측에 배치된다.
본 출원에 따른 일부 실시예는 전지를 더 제공하며, 다수의 상기 임의의 실시예의 전지 셀을 포함한다.
본 출원에 따른 일부 실시예는 전기기기를 더 제공하며, 상기 임의의 실시예의 전지를 포함하되, 전지는 전기기기에 전기 에너지를 제공하는 데 사용된다. 전기기기는 상술한 임의의 전지 셀을 적용하는 기기 또는 시스템일 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 출원에 따른 실시예는 원통형 전지 셀(7)을 제공하며, 전극 조립체(10), 하우징(20), 전극 단자(30), 집전부재(40), 커버 플레이트(50)를 포함한다.
하우징(20)은 일체로 성형된 통체(21)와 커버(22)를 포함하며, 통체(21)는 전극 조립체(10)의 외주를 둘러싸서 설치되고, 커버(22)에는 전극 인출공(221)이 형성되고, 전극 단자(30)는 전극 인출공(221)에 설치된다. 통체(21)의 커버(22)를 등진 일단에 개구가 구비되고, 커버 플레이트(50)는 통체(21)의 개구부에 덮여, 통체(21)의 개구를 밀폐한다.
전극 조립체(10)는 본체부(12), 제1 탭(11) 및 제2 탭(13)을 포함하며, 제1 탭(11) 및 제2 탭(13)은 본체부(12)로부터 돌출된다. 제1 탭(11)은 전극 조립체(10)의 전극 단자(30)와 마주하는 일단에 배치되고, 제2 탭(13)은 전극 조립체(10)의 전극 단자(30)를 등진 일단에 위치한다.
전극 단자(30)는 단자 본체(34) 및 밀봉판(33)을 포함한다. 단자 본체(34)는 제1 요함부(31) 및 제1 요함부(31)의 바닥벽에 배치되는 연결부(32)를 포함하고, 밀봉판(33)은 단자 본체(34)에 연결되고 제1 요함부(31)의 개구를 밀폐한다.
집전부재(40)는 제1 탭(11)과 연결부(32)에 용접되어 제1 탭(11)과 연결부(32)를 전기적으로 연결시킨다.
충돌이 없는 한, 본 출원의 실시예 및 실시예의 특징은 서로 결합될 수 있다는 점에 유의해야 한다.
마지막으로, 위의 실시예는 본 출원의 기술적 솔루션을 예시하기 위해 사용된 것일 뿐, 이들을 제한하지 않는다는 점에 유의해야 한다. 본 출원은 전술한 각 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 당업자라면 전술한 각 실시예에서 설명된 기술적 솔루션은 여전히 수정될 수 있거나, 그 기술적 특징의 일부가 동등하게 대체될 수 있으며, 이러한 수정 또는 대체로 인해 해당 기술적 솔루션의 본질이 본 발명의 각 실시예의 기술적 솔루션의 범위를 벗어나지 않는다는 점을 이해해야 한다.

Claims (33)

  1. 전지 셀에 있어서,
    제1 탭을 포함하는 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 수용하기 위한 하우징;
    상기 하우징에 설치되고, 제1 요함부 및 제1 요함부의 바닥부에 배치되는 연결부를 포함하는 전극 단자;
    상기 제1 탭에 연결되고, 연결부와 용접되는 집전부재; 를 포함하고,
    상기 집전부재는 상기 연결부에 용접되어 제1 용접부를 형성하고, 상기 연결부의 두께 방향에서, 상기 제1 용접부는 상기 연결부의 상기 집전부재를 등진 일측으로부터 적어도 상기 집전부재의 내부까지 연장되며,
    상기 연결부의 두께 방향에서, 상기 제1 용접부는 상기 집전부재의 상기 연결부를 등진 표면을 초과하지 않는, 전지 셀.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 통체와 상기 통체에 연결된 커버를 포함하며, 상기 통체는 상기 전극 조립체의 외주를 둘러싸서 설치되고, 상기 커버에는 전극 인출공이 형성되고, 상기 전극 단자는 상기 전극 인출공에 설치되고,
    상기 제1 용접부와 상기 커버는 모두 원환형이고, 상기 커버의 외경은 D0이고, 상기 제1 용접부의 내경은 D1이고,
    D1 및 D0은 0.1≤D1/D0≤0.6을 충족하는, 전지 셀.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 용접부는 비밀폐 구조이고, 상기 제1 용접부의 원심각은 180°-360°인, 전지 셀.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1 용접부는 밀폐 구조인, 전지 셀.
  5. 제2항에 있어서, 0.2≤D1/D0≤0.4인, 전지 셀.
  6. 제2항에 있어서, D1은 5mm-14mm인, 전지 셀.
  7. 제2항에 있어서, 상기 커버와 상기 통체는 일체성형 구조인, 전지 셀.
  8. 제1항에 있어서, 상기 연결부의 두께 방향에서, 상기 제1 용접부의 치수는 h이고, 상기 연결부의 상기 집전부재와의 용접을 위한 영역의 두께는 d0이고,
    d0과 h는 1＜h/d0≤1.5를 충족하는, 전지 셀.
  9. 제8항에 있어서, 상기 집전부재의 상기 연결부와의 용접을 위한 영역의 두께는 d1이고, d0 및 d1은 0.5≤d1/d0≤1.2를 충족하는, 전지 셀.
  10. 제8항에 있어서, d0은 0.4mm-1.2mm인, 전지 셀.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 탭의 적어도 일부는 상기 집전부재의 상기 전극 단자를 등진 일측에 배치되고 상기 집전부재를 지지하는, 전지 셀.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 탭의 제1 부분은 상기 연결부의 상기 제1 요함부를 등진 일측에 배치되고, 상기 집전부재의 상기 연결부와 마주하는 부분을 지지하는, 전지 셀.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 부분은 상기 집전부재에 용접되어 제2 용접부를 형성하는, 전지 셀.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제1 탭의 제2 부분은 상기 제1 부분의 외주를 둘러싸고, 상기 집전부재의 상기 연결부와 마주하지 않는 영역을 지지하는, 전지 셀.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제2 부분은 상기 집전부재에 용접되어 제3 용접부를 형성하는, 전지 셀.
  16. 제15항에 있어서, 상기 집전부재의 상기 제1 탭과 마주하는 일측에는 돌출부가 구비되고, 상기 돌출부는 상기 제2 부분에 용접되어 제3 용접부를 형성하는, 전지 셀.
  17. 제15항에 있어서, 상기 제1 탭은 상기 전극 조립체의 중심 축선을 둘러싸서 설치되고, 상기 제1 탭의 중심 축선에 수직인 단면은 원환형이고,
    상기 제1 탭의 외반경은 R이고, 상기 제1 탭의 방사방향에서 상기 제3 용접부와 중심 축선의 최소 간격은 D2이며, 양자는 0.2≤D2/R≤0.8을 충족하는, 전지 셀.
  18. 제17항에 있어서, D2 및 R는 0.2≤D2/R≤0.5를 충족하는, 전지 셀.
  19. 제17항에 있어서, D2은 3.5mm-10mm인, 전지 셀.
  20. 제11항에 있어서, 상기 집전부재의 직경은 D3이고, 상기 제1 탭의 직경은 D4이고, D3은 D4보다 작은, 전지 셀.
  21. 제20항에 있어서, D3 및 D4는 0.75≤D3/D4≤0.97를 충족하는, 전지 셀.
  22. 제20항에 있어서, D3은 35mm-44mm인, 전지 셀.
  23. 제1항에 있어서, 상기 연결부에는 상기 연결부의 제1 외표면으로부터 상기 전극 조립체와 마주하는 방향으로 함몰된 홈이 형성되고, 상기 제1 용접부는 상기 홈의 바닥벽으로부터 적어도 상기 집전부재의 내부까지 연장되는, 전지 셀.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 통체와 상기 통체에 연결된 커버를 포함하며, 상기 통체는 상기 전극 조립체의 외주를 둘러싸서 설치되고, 상기 커버에는 전극 인출공이 형성되고, 상기 전극 단자는 상기 전극 인출공에 설치되고,
    상기 전극 단자는 단자 본체를 포함하고, 상기 단자 본체는 주상부, 제1 위치제한부, 제2 위치제한부를 포함하며, 상기 주상부의 적어도 일부는 상기 전극 인출공 내에 배치되고, 상기 제1 요함부는 상기 주상부에 형성되고, 상기 제1 위치제한부 및 상기 제2 위치제한부는 모두 상기 주상부의 외측벽에 연결되고 그 외측벽으로부터 돌출되고, 상기 제1 위치제한부 및 상기 제2 위치제한부는 상기 커버의 외측 및 내측에 각각 설치되고 상기 커버의 일부를 협지하는, 전지 셀.
  25. 제24항에 있어서, 상기 단자 본체는 제2 외표면을 구비하고, 상기 제1 요함부는 상기 제2 외표면으로부터 상기 전극 조립체와 마주하는 방향을 따라 상기 연결부의 제1 외표면까지 함몰되는, 전지 셀.
  26. 제24항에 있어서, 상기 전극 단자는 밀봉판을 더 포함하며, 상기 밀봉판은 상기 단자 본체에 연결되고 상기 제1 요함부의 개구를 밀폐하는, 전지 셀.
  27. 제1항에 있어서, 상기 전극 조립체는 제1 탭과 극성이 상반되는 제2 탭을 더 포함하고, 상기 제2 탭은 상기 전극 조립체의 중심 축선을 둘러싸서 설치되고,
    상기 제1 탭은 상기 전극 조립체의 상기 전극 단자와 마주하는 일단에 설치되고, 상기 제2 탭은 상기 전극 조립체의 상기 전극 단자를 등진 일단에 설치되고, 상기 제2 탭은 상기 하우징과 전기적으로 연결되는, 전지 셀.
  28. 제27항에 있어서, 상기 제2 탭은 음극 탭이고, 상기 하우징의 기초재질은 강인, 전지 셀.
  29. 제1항에 있어서, 상기 하우징의 상기 전극 단자를 등진 일단에는 개구가 구비되고, 상기 전지 셀은 상기 개구를 밀폐하기 위한 커버 플레이트를 더 포함하는, 전지 셀.
  30. 전지에 있어서, 다수의 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 의한 전지 셀을 포함하는, 전지.
  31. 전기기기에 있어서, 제30항에 의한 전지를 포함하며, 상기 전지는 전기 에너지를 공급하기 위해 사용되는, 전기기기.
  32. 삭제
  33. 삭제
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