KR20000007198U

KR20000007198U - Square secondary battery

Info

Publication number: KR20000007198U
Application number: KR2019980018587U
Authority: KR
Inventors: 최우혁
Original assignee: 손욱; 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 1998-09-29
Filing date: 1998-09-29
Publication date: 2000-04-25

Abstract

목적 : 캔의 내부에서 전극롤이 이동되는 것을 방지하여 전지의 충방전시 캔으로 균등한 압력이 배분되도록 하는 이차전지를 제공하는 것이 목적이다.PURPOSE: It is an object of the present invention to provide a secondary battery which prevents the electrode roll from moving inside the can so that an even pressure is distributed to the can during charging and discharging of the battery.

구성 : 양극(34), 세퍼레이터(38) 및 음극(36)을 함께 권취한 전극롤(22)이 프레싱되어서 각형 캔(20)에 수납되고 전해액을 주입한 후, 캔(20)의 개구를 안전장치가 포함된 캡 어셈블리(24)로 봉구하여서 구성된 각형 이차전지의 내부에 상기 캔(20)과 전극롤(22)의 사이로 복수의 스페이서(48)가 삽입되는 구조로 이루어진다.Composition: The electrode roll 22 wound together with the positive electrode 34, the separator 38, and the negative electrode 36 is pressed and stored in the square can 20 and injected with electrolyte, and then the opening of the can 20 is secured. A plurality of spacers 48 are inserted between the can 20 and the electrode roll 22 in the rectangular secondary battery which is sealed by the cap assembly 24 including the device.

효과 : 이차전지의 충방전에 따른 전극롤의 부피팽창에도 캔으로 가해지는 압력이 균등하게 배분되어 전지의 안정성을 보장할 수 있다.Effect: Even the volume expansion of the electrode roll due to the charging and discharging of the secondary battery can be evenly distributed to ensure the stability of the battery.

Description

Square secondary battery

본 고안은 각형 이차전지에 관한 것으로서, 더 상세하게는 각형 캔의 내부로 수납되는 전극롤이 전지의 충방전시 부피 팽창과 수축을 반복할 때 캔으로 균등한 압력을 가하도록 한 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a rectangular secondary battery, and more particularly, to a secondary battery in which an electrode roll accommodated inside a rectangular can applies an equal pressure to the can when volume expansion and contraction are repeated during charging and discharging of the battery. will be.

이차전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능한 것으로서, 대표적인 것으로 니켈수소(Ni-MH)전지와 리튬(Li) 및 리튬이온(Li-ion)전지가 사용되고 있다.Rechargeable batteries can be recharged, miniaturized, and large-capacity, and are representative of nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, lithium (Li), and lithium-ion (Li-ion) batteries.

여기서, 리튬이온전지는 양극활물질로 리튬-천이금속산화물이 사용되고, 음극활물질로 리튬금속, 리튬합금, 탄소 혹은 탄소복합체가 사용되어서, 양극과 음극간에 리튬 이온이 이동되어 기전력을 발생시키므로서, 충·방전이 이루어지도록 한다.Here, the lithium ion battery uses lithium-transition metal oxide as the cathode active material, and lithium metal, lithium alloy, carbon or carbon complex is used as the cathode active material, and lithium ions are moved between the anode and the cathode to generate electromotive force, Allow discharge to occur.

특히, 각형 리튬이온 이차전지는 전극롤을 각형 캔의 내부에 수납하고, 그 캔의 상부에 안전장치를 포함한 캡 어셈블리가 설치되어서 용접에 의해 밀봉되며, 캡 어셈블리의 음극 플레이트에 형성된 전해액 주입구를 통해 캔의 내부로 전해액을 주입한 후 탭으로 주입구를 막는 구조로 이루어진다.In particular, the rectangular lithium ion secondary battery accommodates the electrode roll inside the rectangular can, and a cap assembly including a safety device is installed on the top of the can to be sealed by welding, and through an electrolyte injection hole formed in the negative plate of the cap assembly. After the electrolyte is injected into the can, a tap is formed to block the injection hole.

상기 전극롤(2)은 도 4에 도시한 바와 같이 양극과 세퍼레이터 및 음극을 함께 권취한 후 프레싱하여 대략 타원형으로 성형되어 각형 캔(4)의 내부에 수납되는 것이다.As shown in FIG. 4, the electrode roll 2 is wound around the positive electrode, the separator, and the negative electrode, and pressed to form a substantially elliptical shape, which is housed in the rectangular can 4.

여기서, 상기 전극롤(2)과 캔(4) 사이의 일측에 판스프링(6)이 배치되어 타측의 전극롤과 캔(4) 내측면이 밀착된 상태로 접속되도록 하되, 상기 판스프링(6)의 다른 역할은 캔(4)의 내부에서 전극롤(2)이 이동됨을 방지하는 것이다.Here, the leaf spring 6 is disposed on one side between the electrode roll 2 and the can 4 so that the electrode roll on the other side and the inner surface of the can 4 are in close contact with each other, but the leaf spring 6 Another role of) is to prevent the electrode roll 2 from moving inside the can 4.

그러나, 도면에서 알 수 있듯이 캔(4)을 횡단면에서 봤을 때 장변(8)과 단변(10)의 길이가 상이한 대략 직사각형 모양임으로 그 내부로 수납되는 전극롤(2)과 캔(4)의 사이, 즉 캔(4)의 단변 내측면과 전극롤(2)의 라운딩부(12) 사이에는 두 곳의 여유부(14)가 형성될 수밖에 없다.However, as can be seen from the cross-sectional view of the can 4 between the electrode roll 2 and the can 4 accommodated therein because the length of the long side 8 and the short side 10 are substantially rectangular in shape. That is, two marginal portions 14 may be formed between the inner side of the short side of the can 4 and the rounding portion 12 of the electrode roll 2.

이런 까닭에, 캔(4)의 내부로 수납된 전극롤(2)이 판스프링(6)의 지지를 받음에도 불구하고 캔(4)의 내부에서 이동하게 되어 두 여유부(14)의 영역이 각각 다르게 된다.For this reason, the electrode roll 2 accommodated in the can 4 is moved inside the can 4 despite the support of the leaf spring 6 so that the regions of the two clearance parts 14 are separated. Each one is different.

이 상태에서, 각형 이차전지의 반복되는 충방전에 의한 전극롤(2)의 팽창과 수축 작용은 캔(4)의 장변(8)으로 균등한 압력을 가하지 못하고 일부분에 편중된 압력을 가하며, 이는 캔(4)에 무리를 주어 이차전지의 안전성을 확보하지 못하는 문제점이 있다.In this state, the expansion and contraction action of the electrode roll 2 due to repeated charging and discharging of the rectangular secondary battery does not apply an equal pressure to the long side 8 of the can 4 but applies a pressure biased to a part thereof. There is a problem in that the can 4 can not be given to secure the safety of the secondary battery.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 본 고안은 캔의 내부에서 전극롤이 이동되는 것을 방지하여 전지의 충방전시 캔으로 균등한 압력이 배분되도록 하는 이차전지를 제공하는 것이 목적이다.The present invention devised to solve this problem is to provide a secondary battery to prevent the movement of the electrode roll inside the can to distribute the pressure evenly to the can during charging and discharging of the battery.

이를 위하여, 양극, 세퍼레이터 및 음극을 함께 권취한 전극롤이 프레싱되어서 각형 캔에 수납되고 전해액을 주입한 후, 캔의 개구를 안전장치가 포함된 캡 어셈블리로 봉구하여서 구성된 각형 이차전지의 내부에 상기 캔과 전극롤의 사이로 복수의 스페이서가 삽입되는 구조로 이루어진다.To this end, an electrode roll wound together with the positive electrode, the separator, and the negative electrode is pressed to be stored in a rectangular can and injected with electrolyte, and then the opening of the can is sealed with a cap assembly including a safety device. A plurality of spacers are inserted between the can and the electrode roll.

특히, 스페이서는 플레이트형 몸체의 양끝단에 수직되게 연장되는 지지부로 구성되고 내부에 공간을 형성하여 전극롤의 부피 팽창시 완충할 수 있도록 한다.In particular, the spacer is composed of a support that extends perpendicularly to both ends of the plate-shaped body and forms a space therein to cushion the volume of the electrode roll during expansion.

그리고, 스페이서는 플라스틱 재질로 제조되어진다.The spacer is made of a plastic material.

도 1은 본 고안에 따른 각형 이차전지의 구조를 도시한 정단면도.1 is a front sectional view showing the structure of a square secondary battery according to the present invention.

도 2는 도 1의 A-A에서 본 평단면도.Figure 2 is a plan sectional view seen from A-A of Figure 1;

도 3은 본 고안에 따른 스페이서를 도시한 사시도.3 is a perspective view showing a spacer according to the present invention.

도 4는 종래 공지된 각형 이차전지를 횡방향으로 절개하여 도시한 평단면도.4 is a cross-sectional view showing a conventionally known rectangular secondary battery by cutting in the transverse direction.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

20 : 캔 22 : 전극롤20: can 22: electrode roll

40 : 직선부 42 : 라운딩부40: straight part 42: rounding part

48 : 스페이서 50 : 몸체48: spacer 50: body

51,53 : 공간 52 : 지지부51,53: space 52: support part

이하 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 고안에 따른 각형 이차전지의 구조를 도시한 정단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A에서 본 평단면도이며, 도 3은 본 고안에 따른 스페이서를 도시한 사시도이다.1 is a front sectional view showing a structure of a rectangular secondary battery according to the present invention, Figure 2 is a plan sectional view seen from A-A of Figure 1, Figure 3 is a perspective view showing a spacer according to the present invention.

각형 이차전지는 각형 캔(20)의 내부로 전극롤(22)과 전해액을 함께 삽입하고, 캡 어셈블리(24)로 캔(20)의 개구를 막아 밀봉하는 구조로 이루어진다.The rectangular secondary battery has a structure in which the electrode roll 22 and the electrolyte are inserted together into the rectangular can 20, and the cap assembly 24 is closed to seal the opening of the can 20.

상기 캡 어셈블리(24)는 음극 플레이트(26)와 절연된 양극 플레이트(28)를 함께 리벳팅하여 일체화시킨 구조로 되어 있으며, 양극 단자 역할을 하는 리벳(30)과 음극 플레이트(26) 사이에 절연판(32)이 개재되어 쇼트를 방지한다.The cap assembly 24 has a structure in which the negative plate 26 and the insulated positive plate 28 are riveted together to be integrated, and an insulating plate is formed between the negative plate 26 and the rivet 30 serving as a positive electrode terminal. (32) is interposed to prevent a short.

상기 전극롤(22)은 양극 활물질을 양극 기재에 도포한 양극(34)과, 음극 활물질을 음극 기재에 도포한 음극(36) 및 세퍼레이터(38)를 함께 권취한 후 프레싱되어져 횡단면의 모양이 직선부(40)와 라운딩부(42)를 갖는 대략 타원형으로 제조되며, 상기 음극(36)은 전극롤(22)의 최외곽에 위치하여 캔(20)의 내측면에 접속되고, 상기 양극(34)은 전극롤(22)의 중심부에 부착되는 정극 리드(44)로 캡 어셈블리(24)의 리벳(30)과 용접되어진다. 특히, 상기 음극(36)과 캔(20)이 상호 밀착되어 접속되도록 전극롤(22)의 직선부(40) 일측과 캔(20)의 사이로 판스프링(46)을 배치시킨다.The electrode roll 22 is wound after the positive electrode 34 coated with the positive electrode active material on the positive electrode substrate, the negative electrode 36 and the separator 38 coated with the negative electrode active material on the negative electrode substrate, and pressed to form a straight cross section. It is made of a substantially elliptical shape having a portion 40 and a rounding portion 42. The cathode 36 is located at the outermost side of the electrode roll 22 and connected to the inner side of the can 20, and the anode 34 ) Is welded to the rivet 30 of the cap assembly 24 by the positive electrode lead 44 attached to the center of the electrode roll 22. In particular, the leaf spring 46 is disposed between one side of the straight portion 40 of the electrode roll 22 and the can 20 such that the cathode 36 and the can 20 are in close contact with each other.

그리고, 상기 캔(20)은 판상 모재를 딥 드로잉하여 내부가 중공된 직육면체로 성형되기 때문에 캔의 상방에서 보면 단면의 형상은 장변과 단변을 가진 직사각형이 나타난다.In addition, since the can 20 is formed by deeply drawing a plate-like base material into a hollow rectangular parallelepiped, the can has a rectangular shape having a long side and a short side when viewed from above.

이러한 캔(20)의 내부로 상기 전극롤(22)이 수납되면, 캔(20)의 단변 내측면과 전극롤(22)의 라운딩부(42) 사이에 두 곳의 여유부가 생기게 되며, 이 여유부로 본 고안에 따른 스페이서(48)를 삽입함으로써 캔(20)의 내부에 수납된 전극롤(22)이 이동되는 것을 방지하는 것이다.When the electrode roll 22 is accommodated in the can 20, two spare parts are formed between the inner side of the short side of the can 20 and the rounding part 42 of the electrode roll 22. By inserting the spacer 48 according to the present invention is to prevent the movement of the electrode roll 22 accommodated in the can 20.

이를 위하여, 상기 스페이서(48)는 캔(20)의 단변 내측면에 대응되는 플레이트형으로 성형되는 몸체(50)와, 이 몸체(50)의 양끝단으로부터 수직 방향으로 연장되고 일단이 전극롤(22)의 라운딩부(42)에 대응되는 지지부(52)로 구성되어진다. 그리고, 몸체(50)와 지지부(52)의 내부에는 공간(51)이 형성되어 전지의 충방전시 부피 팽창하는 전극롤(22)을 완충하게 되는 것이며, 특히 스페이서(48)는 전해액과 반응하지 않는 고분자 재질로 제조되며, 몸체(50)의 종방향 길이는 대략 전극롤(22)의 높이와 동일하거나 짧아도 무방하다.To this end, the spacer 48 has a body 50 formed in a plate shape corresponding to the inner side of the short side of the can 20, and extends in a vertical direction from both ends of the body 50 and has one end of the electrode roll ( It consists of a support part 52 corresponding to the rounding part 42 of 22). In addition, a space 51 is formed inside the body 50 and the support part 52 to buffer the electrode roll 22 that expands in volume during charging and discharging of the battery. In particular, the spacer 48 does not react with the electrolyte solution. It is made of a polymeric material, the longitudinal length of the body 50 may be approximately equal to or shorter than the height of the electrode roll (22).

이와 같은 구조로 이루어지는 각형 이차전지는 전극롤(22)의 라운딩부(42)와 캔(20)의 단변 내측면 사이에 스페이서(48)가 삽입된 상태이므로 캔(20)의 내부에서도 전극롤(22)이 이동하지 않아 전극롤(22)의 중심부와 캔의 중심부는 항상 일치하게 됨에 따라, 이차전지의 충방전에 따른 전극롤(22)의 부피팽창에도 캔(20)으로 가해지는 압력이 균등하게 배분되어 안정성을 보장할 수 있게 되는 것이다.In the rectangular secondary battery having such a structure, since the spacer 48 is inserted between the rounding part 42 of the electrode roll 22 and the inner side of the short side of the can 20, the electrode roll 22 may be formed inside the can 20. Since the center 22 of the electrode roll 22 and the center of the can always coincide with each other, the pressure applied to the can 20 evenly increases in volume expansion of the electrode roll 22 due to charging and discharging of the secondary battery. It will be distributed to ensure the stability.

또한, 전극롤(22)의 라운딩부(42)와 스페이서(48)의 몸체(50) 사이에 외부 공간(53)이 형성되어 있슴으로써 공간의 체적에 해당하는 만큼 전해액도 주입될 수 있게 되어 있다.In addition, an external space 53 is formed between the rounding portion 42 of the electrode roll 22 and the body 50 of the spacer 48 so that the electrolyte can be injected as much as the volume of the space. .

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 따른 실시예는 종래의 문제점을 실질적으로 해소하고 있다.As described above, the embodiment according to the present invention substantially solves the conventional problems.

즉, 캔의 내부로 수납되는 전극롤의 라운딩부와 캔의 단변 내측면 사이에 스페이서를 충진시켜 캔의 내부에서 전극롤이 이동되지 않도록 하여 전지의 충방전에 따른 전극롤의 부피 팽창시 캔으로 가해지는 압력이 균등하게 배분되도록 한다That is, the spacer is filled between the rounding part of the electrode roll accommodated inside the can and the inner side of the short side of the can so that the electrode roll does not move inside the can, thereby expanding the volume of the electrode roll due to the charge and discharge of the battery. Ensure that pressure is distributed evenly

따라서, 종래 공지된 이차전지에서 캔의 내부에서 이동된 전극롤이 전지의 충방전시 부피 팽창하여 캔에 국부적인 압력을 가함에 따라 발생되었던 안전성 이상의 문제점을 해결할 수 있게 되었다.Therefore, in the conventionally known secondary battery, the electrode roll moved inside the can is able to solve a problem of safety or the like, which is caused by applying a local pressure to the can due to volume expansion during charge and discharge of the battery.

Claims

In a rectangular secondary battery configured by pressing an electrode roll wound together with a positive electrode, a separator, and a negative electrode to be housed in a rectangular can and injecting an electrolyte solution, the opening of the can is sealed with a cap assembly including a safety device. ) And a plurality of spacers (48) are inserted between the electrode roll (22).

The volume of the electrode roll 22 according to claim 1, wherein the spacer 48 comprises a support portion 52 extending perpendicularly to both ends of the plate-shaped body 50 and forms a space 51 therein. Square secondary battery, characterized in that the buffer when expanded.

The rectangular secondary battery of claim 1, wherein the spacer is made of plastic.