KR20030043407A

KR20030043407A - Rectangular-type secondary battery

Info

Publication number: KR20030043407A
Application number: KR1020010074568A
Authority: KR
Inventors: 곽윤태
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2001-11-28
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2003-06-02

Abstract

PURPOSE: Provided is a prismatic secondary battery, wherein a case is compressed so as to have predetermined shape when the battery is mechanically compressed, and the battery secures the stability after compressed. CONSTITUTION: The battery comprises a pole plate assembly formed by disposing a separator between cathode plate and anode plate and winding the plates; a case body(30) which has at least one openings(31) so as to accept the assembly and shows a rectangular tube shape having long side(30a) and short side(30b); a cap plate which is adhered to the opening and seals the battery; and a groove part(32) which is formed on at least one of the long and short sides along length direction of the case body.

Description

Rectangular-type secondary battery

본 발명은 각형 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전지의 종압축에 대한 안전성이 뛰어난 구조의 전지 케이스를 구비한 각형 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a rectangular secondary battery, and more particularly, to a rectangular secondary battery having a battery case having a structure excellent in safety against longitudinal compression of the battery.

통상적으로 이차전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능한 것으로, 대표적으로는 니켈수소(Ni-MH)전지와 리튬(Li)전지 및 리튬이온(Li-ion)전지가 사용되고 있다. 이차 전지는 극판 조립체를 수용하고 있는 케이스의 외관에 따라서 원통형과 각형 전지로 구분할 수 있다. 각형 전지는 직육면체의 케이스내에 극판 조립체가 수용된 것이다.In general, secondary batteries are rechargeable, compact, and large in capacity, and typically, nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, lithium (Li) batteries, and lithium ion (Li-ion) batteries are used. Secondary batteries can be classified into cylindrical and rectangular batteries according to the appearance of the case housing the electrode plate assembly. In the rectangular battery, the pole plate assembly is accommodated in a case of a rectangular parallelepiped.

도 1 에는 통상적인 각형 이차 전지의 개략적인 분해 사시도가 도시되어 있다.1 is a schematic exploded perspective view of a conventional rectangular secondary battery.

도면을 참조하면, 케이스 본체(10)는 전체적으로 모서리가 라운드 처리된 직육면체의 공간을 한정하고 있으며, 내부에 극판 조립체(12)가 수납되도록 개구부를 구비한다. 극판 조립체(12)는 전극 활물질이 도포된 양극판 및 음극판을 세퍼레이터로 상호 격리시키고, 이 양극판, 음극판 및 세퍼레이터를 젤리 롤(jelly roll)의 형태로 감아서 형성한 것이다. 극판 조립체(12)의 일측에는 전극 탭(13)이 형성된다.Referring to the drawings, the case body 10 generally defines a space of a rectangular parallelepiped with rounded corners, and has an opening to accommodate the pole plate assembly 12 therein. The electrode plate assembly 12 is formed by isolating the positive electrode plate and the negative electrode plate to which the electrode active material is coated with a separator, and winding the positive electrode plate, the negative electrode plate and the separator in the form of a jelly roll. An electrode tab 13 is formed at one side of the electrode plate assembly 12.

극판 조립체는 케이스 본체(10)의 상단에 형성된 개구부를 밀폐하는 캡 플레이트(20)와, 상기 캡 플레이트(20)에 형성된 구멍에 삽입되는 절연 튜브(22)와, 상기 절연 튜브(22)에 형성된 구멍에 삽입되고 상기 극판 조립체(12)의 탭(13)에 전기적으로 연결되는 핀(24)과, 상기 탭(13)과 캡 플레이트(20)를 전기적으로 절연시키는 절연판(14)을 구비한다. 도면 번호 21 로 표시된 것은 전해액 주입구로서, 캡 플레이트(20)가 케이스 본체(10)에 조립된 이후에 전해액을 주입하도록 형성된 것이다.The electrode plate assembly includes a cap plate 20 for sealing an opening formed at an upper end of the case body 10, an insulation tube 22 inserted into a hole formed in the cap plate 20, and an insulation tube 22. A pin 24 inserted into the hole and electrically connected to the tab 13 of the pole plate assembly 12, and an insulating plate 14 electrically insulating the tab 13 and the cap plate 20. Reference numeral 21 denotes an electrolyte injection hole, which is configured to inject electrolyte after the cap plate 20 is assembled to the case body 10.

상기와 같은 각형 이차 전지는 그 단변부에 수직한 방향에서 압축하는 종압축 시험을 시행할 경우에 전지는 다양한 모양으로 압축되게 된다.When the rectangular secondary battery as described above is subjected to a longitudinal compression test that compresses in a direction perpendicular to the short side portion, the battery is compressed into various shapes.

그런데, 이렇게 압축되는 전지의 모양에 따라 전지의 안전성에는 많은 차이가 발생하게 되는 데, 만일 압축되는 전지가 그 장변부의 중심부위가 꺽여지는 형상으로 접혀지게 되면, 그 내부에 수납된 극판 조립체도 따라서 같이 접혀지게 되고, 이에 따라 극판 조립체의 양극판과 음극판이 서로 맞닿아 단락이 될 수도 있게 된다. 따라서 이는 전지의 안전성에 큰 문제를 야기시키게 되는 것이다.However, there are many differences in the safety of the battery depending on the shape of the compressed battery. If the compressed battery is folded in a shape in which the center portion of the long side part is bent, the electrode plate assembly housed therein is also Therefore, they are folded together, and thus the positive electrode plate and the negative electrode plate of the electrode plate assembly may be in contact with each other to cause a short circuit. Therefore, this causes a big problem in the safety of the battery.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기계적으로 압축했을 때 그 압축에 따라 케이스가 압축되는 형상을 일정하게 하여 압축된 후에도 안전성이 확보될 수 있는 각형 이차 전지를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, when the mechanical compression is to provide a rectangular secondary battery that can be secured even after the compression to make the shape of the case constant according to the compression. There is a purpose.

도 1은 통상적인 각형 이차 전지의 개략적인 분해 사시도.1 is a schematic exploded perspective view of a conventional rectangular secondary battery.

도 2는 본 발명에 따른 각형 이차 전지의 케이스 본체의 사시도.2 is a perspective view of a case body of a rectangular rechargeable battery according to the present invention;

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 각형 이차 전지의 홈부의 서로 다른 형상을 나타내는 도면.3a and 3b are views showing different shapes of the groove portion of the rectangular secondary battery according to the present invention.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 각형 이차 전지의 홈부의 실시예들을 나타내는 도면.4 and 5 are views showing embodiments of the groove portion of the rectangular secondary battery according to the present invention.

도 6a는 각형 이차 전지를 종압축 시험하는 상태를 나타내는 설명도.6A is an explanatory diagram showing a state in which a rectangular secondary battery is subjected to a longitudinal compression test.

도 6b 및 도 6c는 각각 본 발명에 따른 각형 이차 전지의 일 실시예와 비교예를 도 6a에 따라 종압축시킨 후의 상태를 나타내는 도면.6B and 6C are views illustrating a state after longitudinally compressing an example and a comparative example of the rectangular secondary battery according to the present invention according to FIG. 6A, respectively.

< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 ><Brief Description of Major Codes in Drawings>

10,30: 케이스 본체12: 극판 조립체10, 30: case body 12: pole plate assembly

13: 탭14: 절연판13: tab 14: insulation plate

20: 캡 플레이트21: 전해액 주입구20: cap plate 21: electrolyte injection hole

22: 절연 튜브24: 핀22: insulated tube 24: pin

30a: 장변부30b: 단변부30a: long side portion 30b: short side portion

31: 개구부32,32',34,36: 홈부31: opening 32, 32 ', 34, 36: groove

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 개재하여 권취된 극판 조립체와, 상기 극판 조립체가 수납되도록 적어도 하나의 개구부를 가지며, 장변부와 단변부를 구비한 장방형의 사각통상으로 이루어진 케이스 본체와, 상기 개구부에 접합되어 전지를 밀봉하는 캡 플레이트와, 상기 케이스 본체의 장변부 또는 단변부 중 적어도 하나에 상기 본체의 길이방향을 따라 형성된 홈부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 각형 이차 전지를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a rectangular rectangular tube having a positive electrode plate and a negative electrode plate wound through a separator, and having at least one opening to accommodate the electrode plate assembly, and having a long side portion and a short side portion. A case body comprising a case body formed of a body, a cap plate joined to the opening to seal the battery, and a groove formed along at least one of the long side portion and the short side portion of the case body along the longitudinal direction of the body. It provides a secondary battery.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 홈부는 상기 장변부의 중앙에 위치하도록 할 수 있다.According to another feature of the invention, the groove portion may be located in the center of the long side portion.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 홈부는 불연속적으로 이루어지도록 할 수 있다.According to another feature of the invention, the groove portion can be made discontinuously.

또한, 상기 홈부가 소정의 폭을 갖도록 할 수도 있다.In addition, the groove portion may have a predetermined width.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기와 같은 홈부는 케이스 본체의 내면 또는 외면에 형성될 수 있다.According to another feature of the invention, the groove portion as described above may be formed on the inner surface or the outer surface of the case body.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 보다 상세히 설명한다. 이하 설명될 도면에 있어, 상기 종래 기술의 각형 이차 전지와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 사용한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. In the drawings to be described below, the same reference numerals are used for the same components as those of the rectangular secondary battery of the prior art.

도 2는 극판 조립체가 수납되어지는 케이스 본체(30)를 나타낸 것으로, 캡 플레이트가 케이스 본체(30)에 접합되기 전의 상태를 나타내는 도면이다.FIG. 2 shows the case body 30 in which the electrode plate assembly is housed, and shows a state before the cap plate is joined to the case body 30.

그림과 같이, 본 발명에 따른 케이스 본체(30)는 극판 조립체를 수납할 수 있도록 적어도 하나의 개구부(31)를 가지며, 장변부(30a)와 단변부(30b)를 구비한 장방형의 사각통상으로 이루어져 있다.As shown in the figure, the case body 30 according to the present invention has at least one opening 31 for accommodating the pole plate assembly, and has a rectangular rectangular shape having a long side portion 30a and a short side portion 30b. consist of.

이러한 형상의 케이스 본체(30)에 있어 그 장변부(30a) 또는 단변부(30b)에는 케이스 본체(30)의 길이방향을 따라 홈부(32)가 형성될 수 있다. 도 2와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 홈부(32)는 장변부(30a)에 형성되도록 하고, 바람직하게는 장변부(30a)의 중앙 내면에 위치하도록 할 수 있다. 물론 이러한 홈부(32)는 단변부(30b)에도 형성시킬 수 있다.In the case body 30 having such a shape, a groove portion 32 may be formed in the long side portion 30a or the short side portion 30b along the longitudinal direction of the case body 30. According to a preferred embodiment of the present invention as shown in Figure 2, the groove portion 32 may be formed in the long side portion (30a), preferably to be located on the central inner surface of the long side portion (30a). Of course, the groove 32 may also be formed in the short side portion 30b.

상기 홈부(32)는 도 4a에서 볼 수 있는 바와 같이, 쐐기 형상으로 이루어질 수 있으며, 도 4b에서 볼 수 있는 바와 같이 케이스 본체(30)의 내면에 형성된 반원형의 홈부(32')로 형성할 수도 있다.As shown in FIG. 4A, the groove 32 may have a wedge shape, and as shown in FIG. 4B, the groove 32 may be formed as a semi-circular groove 32 ′ formed on the inner surface of the case body 30. have.

이러한 구조의 홈부(32)를 형성함에 있어서, 상기 홈부(32)(32')는 극판을 수납하는 케이스로서의 강도는 유지할 수 있도록 너무 깊게 형성되지 않도록 해야 한다.In forming the groove portion 32 having such a structure, the groove portions 32 and 32 'should not be formed too deep so as to maintain the strength as a case accommodating the electrode plate.

상기와 같은 홈부는 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 케이스 본체(30)의 길이방향을 따라 연속적으로 형성할 수도 있으나, 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 마치 점선과 같은 불연속적인 형상의 홈부(34)로도 형성할 수 있다.As shown in FIG. 2, the groove portion may be continuously formed along the longitudinal direction of the case body 30, but as shown in FIG. 5, the groove portion having a discontinuous shape like a dotted line ( 34) can also be formed.

또한, 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 소정의 폭을 갖는 홈부(36)로도 형성할 수 있다. 이 때, 그 폭은 장변부(30a)의 중심에서 단변부(30b) 방향으로의 폭이 되도록 할 수 있다.In addition, as can be seen in Figure 6, it can also be formed as a groove portion 36 having a predetermined width. At this time, the width can be made to be the width in the direction of the short side portion 30b from the center of the long side portion 30a.

그리고, 그림으로는 도시하지 않았지만, 상술한 바와 같은 홈부는 케이스 본체의 외측면에 형성할 수도 있다.And although not shown in figure, the above-mentioned groove part can also be formed in the outer side surface of a case main body.

상술한 바와 같은 여러 가지 홈부의 형상은 케이스 본체의 종압축시 상기 홈부가 상대적으로 강도가 약하도록 하여 이 부분이 먼저 절곡되도록 하기 위한 것으로, 이러한 기술적 사상을 갖는 다른 어떠한 형태의 홈부도 적용이 가능할 것이다.The shape of the various grooves as described above is to allow the grooves to be relatively weak in the longitudinal compression of the case body so that the grooves are bent first, and any other type of grooves having this technical concept may be applied. will be.

다음으로 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 각형 이차 전지의 작용을 첨부한 도면을 참고로 상세히 설명한다.Next, the operation of the rectangular secondary battery of the present invention having the above configuration will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 2를 참고로 하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 각형 이차 전지는 장변부(30a)와 단변부(30b)를 구비하며, 이 장변부(30a)의 내부에 홈부(32)가 형성되도록 하여 이 부분에서의 강도가 약해지도록 한다.First, referring to FIG. 2, a rectangular secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention includes a long side portion 30a and a short side portion 30b, and the groove portion 32 is formed inside the long side portion 30a. So that the strength is weakened in this area.

도 7a는 이와 같은 전지를 종압축하는 시험을 개략적으로 도시한 것으로 전지(1)를 종방향으로 세우고 이를 압축기(3,5)를 이용해 압축했을 때, 본 발명에 따르면 상기와 같이 홈부가 형성된 부분에서 케이스 본체가 절곡되게 된다.FIG. 7A schematically illustrates a test for longitudinally compressing such a battery. When the battery 1 is erected in the longitudinal direction and compressed using the compressors 3 and 5, the groove is formed as described above according to the present invention. The case body is bent.

도 7b 및 도 7c는 이와 같이 본 발명에 따른 실시예와 통상의 케이스 본체를 구비한 각형 이차 전지의 비교예를 도 7a와 같이 종압축한 결과를 나타내는 것이다.7B and 7C show the result of longitudinally compressing a comparative example of an example according to the present invention and a rectangular secondary battery having a normal case body as shown in FIG. 7A.

도 7b와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시예는 홈부(32)로 인하여 강도가 약해진 부분이 압축시 먼저 절곡되어 양 옆으로 퍼지는 형상이 되고, 이에 따라 케이스 본체(10)의 개구부가 양 옆으로 벌어지면서 개구되어, 내부에 수납된 극판 조립체(12)도 양 옆으로 벌어지게 된다. 따라서 극판 조립체(12)의 단락도 방지할 수 있으며, 전지의 모양변형에 따른 안전성의 저하도 방지할 수 있게 된다.7B is a preferred embodiment of the present invention as shown in FIG. 7B has a shape in which a portion whose strength is weakened due to the groove portion 32 is bent first and then spreads on both sides, and thus, the opening of the case body 10 is opened to both sides. Opening and opening, the electrode plate assembly 12 accommodated therein also opens to both sides. Therefore, the short circuit of the pole plate assembly 12 can be prevented, and the fall of safety by the shape deformation of a battery can also be prevented.

한편, 도 7c와 같은 비교예의 경우에는 전지는 케이스 본체(10)가 어느 한 방향으로 완전히 접혀질 수 있게 되며, 이에 따라 내부에서 단락이 발생될 가능성도 높게 되어, 위험도가 높아지게 된다.On the other hand, in the case of the comparative example as shown in Figure 7c the battery can be completely folded in the case body 10 in any one direction, thereby increasing the possibility that a short circuit occurs inside, thereby increasing the risk.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명에 따른 각형 이차 전지는 케이스 본체를 따라 홈부를 형성하여 이 부분에서의 강도가 약해지도록 하여, 압축 시 그 형상이 일정하게 되도록 할 수 있고, 압축에 따른 변형 시에도 전지의 안전성이 유지될 수 있도록 할 수 있으며, 또한 이를 별도의 추가적인 구조없이도 종래의 설비만으로 제조가 가능하게 된다.In the rectangular secondary battery according to the present invention having the above-described configuration, a groove is formed along the case body so that the strength at this portion is weakened, so that its shape becomes constant during compression, and even when deformed due to compression. It is possible to maintain the safety of the battery, it is also possible to manufacture only conventional equipment without additional structure.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 이로부터 다양한 변형 및, 균등한 타 실시예를 용이하게 구현할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 한정되어야 한다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments illustrated in the accompanying drawings, it is merely exemplary, and those skilled in the art may easily implement various modifications and equivalent other embodiments therefrom. Could be. Therefore, the true scope of the present invention should be limited only by the appended claims.

Claims

A cathode plate assembly in which a cathode plate and an anode plate are wound through a separator;

A case body having at least one opening for accommodating the pole plate assembly and having a rectangular rectangular shape having a long side portion and a short side portion;

A cap plate bonded to the opening to seal the battery; And

The at least one long side portion or the short side portion of the case body, the rectangular secondary battery comprising a groove formed along the longitudinal direction of the main body.

The method of claim 1,

The groove part is a rectangular secondary battery, characterized in that located in the center of the long side.

The method of claim 1,

The groove secondary battery, characterized in that the groove is made discontinuously.

The method of claim 1,

The groove according to claim 2, wherein the groove is formed to have a predetermined width.

The method according to any one of claims 1 to 4,

The groove part is a rectangular secondary battery, characterized in that formed on the inner surface of the case body.

The method according to any one of claims 1 to 4,

The groove part is a rectangular secondary battery, characterized in that formed on the outer surface of the case body.