KR20030053601A

KR20030053601A - Secondary battery

Info

Publication number: KR20030053601A
Application number: KR1020010083357A
Authority: KR
Inventors: 방선희
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2001-12-22
Filing date: 2001-12-22
Publication date: 2003-07-02
Also published as: KR100777721B1

Abstract

PURPOSE: A secondary battery is provided, to improve the stability of a battery by increasing the adhesive strength of bottom plate to the bottom face of a case by employing projections as a reinforcement means. CONSTITUTION: The secondary battery comprises an electrode assembly(22) comprising a positive electrode plate, a negative electrode plate and a separator placed between the positive and negative electrode plates which are wound; a case(21) which receives the electrode assembly and has a safety valve(25) at the bottom face; a cap assembly(30) which is installed at the upper open hole of the case for sealing the inside; a bottom plate(40) which is installed at the bottom face of the case for surrounding the safety valve; and a reinforcement means for improving the adhesive strength between of the bottom face of the case and the bottom plate. Preferably the reinforcement means comprises a plurality of projections(41) whose part projected toward the bottom face of the case is fused to the bottom face of the case by the resistance seam welding.

Description

Secondary Battery

본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 더 상세하게는 전지 케이스의 하부면에 대한 하부 플레이트의 접합강도를 높여 안정성이 향상된 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to a secondary battery having improved stability by increasing a bonding strength of a lower plate to a lower surface of a battery case.

통상적으로, 이차전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능한 것으로, 대표적으로는 니켈-수소(Ni-MH)전지와 리튬(Li)전지 및 리튬-이온(Li-ion)전지가 사용되고 있다. 이차전지는 전극 조립체를 수용하고 있는 케이스의 외관에 따라서 원통형 전지와 각형 전지 등으로 구분할 수 있다.In general, secondary batteries are rechargeable and can be miniaturized and large-capacity. Typically, nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, lithium (Li) batteries, and lithium-ion (Li-ion) batteries are used. The secondary battery may be classified into a cylindrical battery and a square battery according to the appearance of the case housing the electrode assembly.

도 1에는 통상적인 이차전지가 도시되어 있다.1 illustrates a conventional secondary battery.

도시된 이차전지는 각형전지로서, 대략 직육면체의 공간을 가지는 케이스(11)가 마련되고, 상기 케이스(11)의 내부에 전극 조립체(12)가 수용되어진다. 상기 전극 조립체(12)의 일측에는 전극 조립체(12)를 이루는 양극판과 음극판의 각각과 연결된 양극탭(13a) 및 음극탭(13b)이 인출되어 있다. 또한, 상기 케이스(11)의 상부 개구에는 캡 조립체(14)가 설치되어 케이스(11)의 내부를 밀폐시키게 된다. 상기 캡 조립체(14)의 일측에는 케이스(11) 내로 전해액을 주입하기 위한 전해액 주입구(15)가 형성될 수 있다. 상기 전해액 주입구(15)를 통하여 주입이 끝난 후에는 전해액 주입구(15)는 도시되지 아니한 플러그에 의해 밀봉된다. 한편, 상기 케이스(11)의 하부면에는 전지의 내압이 상승하는 경우 파단되어 개방될 수 있는 안전변(16)이 형성되어 있다.The illustrated secondary battery is a rectangular battery in which a case 11 having a space of a substantially rectangular parallelepiped is provided, and an electrode assembly 12 is accommodated in the case 11. One side of the electrode assembly 12 has a positive electrode tab 13a and a negative electrode tab 13b connected to each of the positive electrode plate and the negative electrode plate constituting the electrode assembly 12. In addition, a cap assembly 14 is installed at the upper opening of the case 11 to seal the inside of the case 11. An electrolyte injection hole 15 for injecting an electrolyte into the case 11 may be formed at one side of the cap assembly 14. After the injection is completed through the electrolyte injection hole 15, the electrolyte injection hole 15 is sealed by a plug (not shown). On the other hand, the lower surface of the case 11 is formed with a safety valve 16 that can be broken open when the internal pressure of the battery rises.

상기와 같은 이차전지에 있어서, 상기 케이스의 하부면에는 하부 플레이트가 설치되어 상기 안전변을 보호하고, 보호회로의 부착이나 충전을 용이하게 할 수 있다. 그런데, 종래에는 케이스의 하부면에 대한 하부 플레이트의 접합을 레이저 용접에 의하여 수행하였다. 이러한 레이저 용접은 재료의 평탄도 및 표면조도와, 용접재의 밀착도 등의 변수에 매우 민감하므로, 케이스의 하부면에 대한 하부 플레이트의 용접불량이 발생될 가능성이 높았다. 이와 같은 용접불량은 접합강도를 저하시키게 되므로 전지의 안정성을 확보하는데 어려움이 있게 된다.In the secondary battery as described above, the lower plate is provided on the lower surface of the case to protect the safety valve, it is easy to attach or charge the protection circuit. However, conventionally, bonding of the lower plate to the lower surface of the case was performed by laser welding. Since the laser welding is very sensitive to variables such as flatness and surface roughness of the material and adhesion of the welding material, the welding failure of the lower plate to the lower surface of the case was likely to occur. This poor welding reduces the bonding strength, which makes it difficult to secure the stability of the battery.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하부 플레이트에 케이스의 하부면과의 접합강도를 높이기 위한 보강수단을 구비하여 전지의 안정성을 높일 수 있는 이차전지를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a secondary battery capable of increasing the stability of the battery by providing a reinforcing means for increasing the bonding strength with the lower surface of the case on the lower plate.

도 1은 통상적인 이차전지를 도시한 분리 사시도.1 is an exploded perspective view showing a conventional secondary battery.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 도시한 분리 사시도.Figure 2 is an exploded perspective view showing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2에 있어서 케이스의 하부면에 하부 플레이트가 접합되는 상태를 도시한 부분 사시도.Figure 3 is a partial perspective view showing a state in which the lower plate is bonded to the lower surface of the case in FIG.

〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉<Brief description of the major symbols in the drawings>

21..케이스22..전극 조립체21. Case 22. Electrode assembly

23..음극탭24..양극탭23. Cathode tap 24. Cathode tap

25..안전변26..보호회로25. Safety valve 26. Protection circuit

30..캡 조립체31..캡 플레이트30. Cap assembly 31. Cap plate

32..가스켓33..전극 단자32. Gasket 33. Electrode terminal

40..하부 플레이트41..돌기부40. Lower plate 41. Protrusion

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지는, 양극판과, 음극판, 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터를 권취하여 된 전극 조립체와; 상기 전극 조립체가 수용되며, 그 하부면에 안전변이 형성된 케이스와; 상기 케이스의 상부 개구에 설치되어 내부를 밀폐하는 캡 조립체와; 상기 케이스의 하부면에 상기 안전변을 감싸도록 설치되는 하부 플레이트; 및 상기 케이스의 하부면과 하부 플레이트와의 접합강도를 높이는 보강수단;을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.A secondary battery according to the present invention for achieving the above object comprises an electrode assembly formed by winding a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator interposed therebetween; A case accommodating the electrode assembly and having a safety valve formed on a lower surface thereof; A cap assembly installed in the upper opening of the case to seal the interior thereof; A lower plate installed on the lower surface of the case to surround the safety edge; And reinforcing means for increasing the bonding strength between the lower surface of the case and the lower plate.

상기 보강수단은, 상기 케이스의 하부면을 향하여 돌출된 부위가 저항 심용접에 의하여 상기 케이스의 하부면에 접합되는 다수개의 돌기부들을 포함하여 된 것이 바람직하다.The reinforcement means preferably includes a plurality of protrusions in which a portion protruding toward the lower surface of the case is joined to the lower surface of the case by resistance seam welding.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 도시한 분리 사시도이고, 도3은 도 2에 있어서, 케이스의 하부면에 하부 플레이트가 접합되는 상태를 도시한 부분 사시도이다.2 is an exploded perspective view illustrating a rechargeable battery according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a partial perspective view illustrating a state in which a lower plate is bonded to a lower surface of a case in FIG. 2.

도 2 및 도 3을 참조하면, 이차전지에 있어서, 케이스(21)는 각형으로 대략 직육면체의 내부 공간을 가지며, 상기 케이스(21)의 내부 공간에는 전극 조립체(22)가 수용되어진다.2 and 3, in the secondary battery, the case 21 has an inner space of a rectangular parallelepiped in a square shape, and an electrode assembly 22 is accommodated in the inner space of the case 21.

상기 전극 조립체(22)는 전극 활물질이 도포된 양극판과 음극판을 세퍼레이터(separator)로 상호 격리시키고, 상기 양극판, 음극판, 및 세퍼레이터를 권취하여 젤리롤(jelly roll)의 형태로 되어 있다. 그리고, 상기 전극 조립체(22)의 일측에는 음극판 및 양극판과 각각 전기적 연결이 된 음극탭(23) 및 양극탭(24)이 돌출되어 있다.The electrode assembly 22 is insulated from the positive electrode plate and the negative electrode plate to which the electrode active material is coated with a separator, and the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator are wound to form a jelly roll. In addition, one side of the electrode assembly 22 protrudes from the negative electrode tab 23 and the positive electrode tab 24 which are electrically connected to the negative electrode plate and the positive electrode plate, respectively.

상기 케이스(21)에는 전극 조립체(22)가 수용된 상태에서 캡 조립체(30)가 설치되는데, 상기 캡 조립체(30)는 케이스(21)를 밀폐시키기 위해서 케이스(21)의 상부 개구와 결합되는 캡 플레이트(31)를 구비한다. 상기 캡 플레이트(31)는 금속재료로 이루어져 있으며, 그 중앙부에는 관통공이 형성되어, 가스켓(32)이 삽입되어 고정되어 있다. 또한, 상기 가스켓(32)의 중앙부에도 중공이 형성되어 있는데, 상기 중공을 통하여 전극 단자(33)가 삽입되어있다. 상기 가스켓(32)은 절연재료로 이루어져 있어 캡 플레이트(31)와 전극 단자(33)사이를 절연시키게 된다. 상기 전극 단자(33)는 음극탭(23)과 접합되어 전기적으로 연결되어 음극을 이루게 된다.The case 21 has a cap assembly 30 is installed in the state that the electrode assembly 22 is received, the cap assembly 30 is coupled to the upper opening of the case 21 to seal the case 21 The plate 31 is provided. The cap plate 31 is made of a metal material, and a through hole is formed at the center thereof, and the gasket 32 is inserted into and fixed to the cap plate 31. In addition, a hollow is formed in the center portion of the gasket 32, and the electrode terminal 33 is inserted through the hollow. The gasket 32 is made of an insulating material to insulate between the cap plate 31 and the electrode terminal 33. The electrode terminal 33 is bonded to the negative electrode tab 23 to be electrically connected to form a negative electrode.

한편, 상기 양극탭(24)은 캡 플레이트(31)의 하면에 접합되며, 상기 캡 플레이트(31)는 케이스(21)와 접합되어 있으므로, 상기 캡 플레이트(31) 및 케이스(21)는 양극을 이루게 된다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 음극탭이 캡 플레이트와, 양극탭이 전극 단자와 각각 전기적 연결이 되어, 캡 플레이트가 음극을 이루고, 전극 단자가 양극을 이룰 수도 있다.On the other hand, the positive electrode tab 24 is bonded to the lower surface of the cap plate 31, the cap plate 31 is bonded to the case 21, the cap plate 31 and the case 21 is a positive electrode Is achieved. However, the present disclosure is not limited thereto, and the negative electrode tab may be electrically connected to the cap plate, and the positive electrode tab may be electrically connected to the electrode terminal.

상기 캡 플레이트(31)와 전극 조립체(22) 사이에는 상호간의 절연을 위하여 절연부재(34)가 개재될 수 있다. 상기 캡 플레이트(31)의 일측에는 캡 플레이트(31)가 케이스(21)와 조립된 이후에 전해액을 주입하기 위한 전해액 주입구(35)가 형성되어 있다. 전해액의 주입이 끝난 후에는 상기 전해액 주입구(35)는 도시되지 아니한 플러그에 의해 밀봉될 수 있다. 그러나, 상기 캡 조립체(30)의 구성은 상술한 것에 한정되지는 않는다.An insulating member 34 may be interposed between the cap plate 31 and the electrode assembly 22 to insulate each other. One side of the cap plate 31 is formed with an electrolyte injection hole 35 for injecting an electrolyte after the cap plate 31 is assembled with the case 21. After the injection of the electrolyte, the electrolyte injection hole 35 may be sealed by a plug (not shown). However, the configuration of the cap assembly 30 is not limited to the above.

상기 케이스(21)의 하부면에는 안전변(25)이 설치되어 있다. 상기 안전변(25)은 전지의 과충전과 같은 원인으로 전지의 내압이 상승하는 경우 파단되어 개방됨으로써, 전지의 폭발을 방지하기 위한 것이다. 상기 안전변(25)은 케이스(21)의 두께보다 얇은 박막으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 케이스(21)의 내부면 또는 외부면으로부터 소정 깊이로 인입된 형상을 가질 수 있다. 한편, 상기 안전변(25)은 도면에서는 타원형상으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다.A safety valve 25 is provided on the lower surface of the case 21. The safety valve 25 is broken and opened when the internal pressure of the battery rises due to overcharge of the battery, thereby preventing the battery from being exploded. The safety valve 25 is preferably made of a thin film thinner than the thickness of the case 21. Accordingly, the case 21 may have a shape drawn in a predetermined depth from the inner surface or the outer surface of the case 21. On the other hand, the safety edge 25 is shown in the elliptical shape in the figure, but is not limited thereto.

상기 케이스(21)의 하부면에는 상기 안전변(25)을 보호하고, 후술할 보호회로(26)의 부착이나 충전을 용이하게 하기 위하여 하부 플레이트(40)가 설치될 수 있다.A lower plate 40 may be installed on the lower surface of the case 21 to protect the safety valve 25 and to facilitate the attachment or charging of the protection circuit 26 to be described later.

보호회로(26)는 전지의 이상동작을 미리 방지하여, 전지의 사용시 위험 요인을 제거하기 위한 것이다. 상기 보호회로(26)의 일단은 음극인 전극 단자(33)와 전기적으로 접속되고, 타단은 양극인 하부 플레이트(40)에 전기적으로 접속되어질 수 있으며, 상기 보호회로(26)는 이러한 상태로 케이스(21)의 측면에 위치되어질 수 있다.The protection circuit 26 prevents abnormal operation of the battery in advance, and eliminates a risk factor when using the battery. One end of the protective circuit 26 may be electrically connected to the electrode terminal 33 which is a negative electrode, and the other end may be electrically connected to the lower plate 40 which is a positive electrode. It may be located at the side of 21.

그리고, 상기 하부 플레이트(40)는 도전성이 있는 금속재료로 이루어지는데, 바람직하게는 니켈로 이루어질 수 있다. 상기 하부 플레이트(40)의 크기는 안전변(25)을 충분히 감쌀 수 있을 정도인 것이 바람직하다. 한편, 상기 하부 플레이트(40)는 도전성이 있으므로, 케이스(21)와 접합되면 양극을 이루게 된다.The lower plate 40 is made of a conductive metal material, and preferably made of nickel. It is preferable that the size of the lower plate 40 is enough to cover the safety edge 25. On the other hand, since the lower plate 40 is conductive, it forms an anode when bonded to the case 21.

상기 하부 플레이트(40)에는 케이스(21)의 하부면에 대한 접합강도를 높이기 위한 보강수단이 마련될 수 있다. 상기 보강수단은 다수개의 돌기부(41)들을 포함하는 것이 바람직하다.The lower plate 40 may be provided with reinforcing means for increasing the bonding strength to the lower surface of the case 21. The reinforcing means preferably includes a plurality of protrusions 41.

상기 각 돌기부(41)는 도면에 도시된 바와 같이, 하부 플레이트(40)의 외부면을 인입되게 가공하여 케이스(21)의 바닥면을 향하는 면에 대해 돌출될 수 있게 형성하는 것이 바람직할 것이다. 그리고, 상기 돌기부(41)는 엠보싱(embossing) 형상으로 이루어져 있다. 그러나, 상기 돌기부(41)의 형상과 개수는 도시된 것에 한정되지는 않는다.As shown in the drawings, each of the protrusions 41 may be formed to protrude with respect to the surface facing the bottom surface of the case 21 by processing the outer surface of the lower plate 40 to be retracted. In addition, the protrusion 41 has an embossing shape. However, the shape and number of the protrusions 41 are not limited to those shown.

상기 돌기부(41)들은 안전변(25)에 대응되는 부분을 제외한 하부 플레이트(40)의 주변부에 형성되는 것이 바람직하다.The protrusions 41 are preferably formed at the periphery of the lower plate 40 except for the portion corresponding to the safety edge 25.

상기와 같이 돌기부(41)들이 형성된 하부 플레이트(40)는 케이스(21)의 하부면에 접합이 되어지는데, 이를 위해 저항 심용접(seam weld)이 이용될 수 있다. 여기서, 저항 심용접이란, 용접부를 겹치거나 맞대어 붙인 상태에서 전극을 이루는 한 쌍의 롤러들 사이에 삽입하여 롤러의 회전에 의하여 접합부위를 용접하는 방식이다. 즉, 상기 하부 플레이트(40)의 돌기부(41)들과 케이스(21)의 하부면을 맞닿게 한 상태에서 저항 심용접을 수행하게 되면, 하부 플레이트(40)가 케이스(21)의 하부면에 접합되어진다. 이에 따라, 상기 하부 플레이트(40)는 케이스(21)의 하부면에 대하여 충분한 접합강도를 가지고 결합되어질 수 있게 된다.As described above, the lower plate 40 having the protrusions 41 formed thereon is bonded to the lower surface of the case 21. For this purpose, a resistance seam weld may be used. Here, the resistance seam welding is a method of welding a joint by a rotation of a roller by inserting between a pair of rollers which form an electrode in the state which overlapped or abutted a welding part. That is, when the resistance seam welding is performed while the protrusions 41 of the lower plate 40 are brought into contact with the lower surface of the case 21, the lower plate 40 is attached to the lower surface of the case 21. Are bonded. Accordingly, the lower plate 40 can be coupled to the lower surface of the case 21 with sufficient bonding strength.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지에 있어서, 하부 플레이트에 보강수단으로서 다수개의 돌기부들을 형성하고, 상기 돌기부들이 케이스 하부면에 저항 심용접에 의하여 접합시킴으로써, 케이스 하부면에 대한 하부 플레이트의 접합강도를 높일 수 있어, 전지의 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, in the secondary battery according to the present invention, a plurality of protrusions are formed on the bottom plate as reinforcing means, and the protrusions are joined to the case bottom by resistance seam welding, thereby providing a bottom plate with respect to the case bottom. Bonding strength can be increased, and the stability of the battery can be improved.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Could be. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

Claims

An electrode assembly obtained by winding a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator interposed therebetween;

A case accommodating the electrode assembly and having a safety valve formed on a lower surface thereof;

A cap assembly installed in the upper opening of the case to seal the interior thereof;

A lower plate installed on the lower surface of the case to surround the safety edge; And

And a reinforcing means for increasing the bonding strength between the lower surface of the case and the lower plate.

The method of claim 1,

The reinforcement means, the secondary battery characterized in that it comprises a plurality of protrusions are projected toward the lower surface of the case is joined to the lower surface of the case by resistance seam welding.