KR20040022715A - Lithium secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 리튬이차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전지를 수용하는 캔의 내부에 수용되어서 캡어셈블리와, 전지부를 상호 절연시키는 구조가 개선된 리튬이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium secondary battery, and more particularly, to a lithium secondary battery having an improved structure for isolating a cap assembly and a battery unit by being accommodated inside a can containing a battery.
통상적으로, 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더등의 첨단 전자기기분야에서 널리 사용되고 있ㄷ. 특히, 리튬이차전지는 작동전압이 3.6V로서, 전자장비전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴전지나, 니켈-수소전지보다 3배나 높고, 단위중량당 에너지밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다.In general, a secondary battery refers to a battery that can be charged and discharged, unlike a primary battery that cannot be charged, and is widely used in advanced electronic devices such as a cellular phone, a notebook computer, and a camcorder. In particular, lithium secondary batteries have a working voltage of 3.6V, which is three times higher than nickel-cadmium batteries or nickel-hydrogen batteries, which are widely used as electronic equipment power sources, and is rapidly increasing in terms of high energy density per unit weight. .
이러한 리튬이차전지는 주로 양극활물질로 리튬계산화물, 음극활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로는, 전해액의 종류에 따라 액체전해질전지와, 고분자전해질전지로 분류되며, 액체전해질을 사용하는 전지를 리튬이온전지라 하고, 고분자전해질을 사용하는 전지를 리튬폴리머전지라고 한다. 또한, 리튬이차전지는 여러가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 있다.Such lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides as positive electrode active materials and carbon materials as negative electrode active materials. Generally, a liquid electrolyte battery and a polymer electrolyte battery are classified according to the type of electrolyte, and a battery using a liquid electrolyte is called a lithium ion battery, and a battery using a polymer electrolyte is called a lithium polymer battery. Moreover, although lithium secondary batteries are manufactured in various shapes, typical shapes include cylindrical shape, square shape, and pouch type.
도 1은 종래의 각형 리튬이차전지(10)를 도시한 것이다.1 illustrates a conventional rectangular lithium secondary battery 10.
도면을 참조하면, 상기 리튬이차전지(10)는 캔(11)과, 상기 캔(11)의 내부에 수용되는 전지부(12)와, 상기 캔(11)에 결합되는 캡조립체(100)를 포함한다.Referring to the drawings, the lithium secondary battery 10 includes a can 11, a battery unit 12 accommodated in the can 11, and a cap assembly 100 coupled to the can 11. Include.
상기 캔(11)은 그 내부가 중공인 금속재로 된 각형의 케이스이며, 상기 전지부(12)는 양극판(13), 세퍼레이터(14), 음극판(15) 순으로 젤리-롤형(jelly-roll type)으로 권취되어 있으며, 상기 양극 및 음극판(13)(15)으로부터는 양극 및 음극리드(16)(17)가 각각 인출되어 있다.The can 11 is a rectangular case of a hollow metal material, and the battery part 12 is a jelly-roll type in the order of the positive electrode plate 13, the separator 14, and the negative electrode plate 15. ), And the positive electrode and negative electrode leads 16 and 17 are drawn out from the positive and negative electrode plates 13 and 15, respectively.
상기 캡조립체(100)는 상기 캔(11)의 상부에 결합되는 캡플레이트(110)와, 상기 캡플레이트(110)에 가스켓(120)을 매개로 하여 삽입되는 음극단자(130)와, 상기 캡플레이트(110)의 아랫면에 설치되는 절연플레이트(140)와, 상기 절연플레이트(140)의 아랫면에 설치되어 상기 음극단자(130)와 통전되는 단자플레이트(150)를 포함한다.The cap assembly 100 includes a cap plate 110 coupled to an upper portion of the can 11, a negative electrode terminal 130 inserted into the cap plate 110 through a gasket 120, and the cap. Insulation plate 140 is provided on the bottom surface of the plate 110, and the terminal plate 150 is installed on the bottom surface of the insulating plate 140 and the cathode terminal 130 is energized.
상기 양극리드(16)는 상기 캡플레이트(110)와 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 음극리드(17)는 상기 단자플레이트(150)를 통하여 음극리드(130)와 전기적으로 연결되어 있다.The positive lead 16 is electrically connected to the cap plate 110, and the negative lead 17 is electrically connected to the negative lead 130 through the terminal plate 150.
그리고, 상기 캔(11)에는 상기 단자플레이트(150)의 하부에 위치하고, 상기 전지부(11)와 캡조립체(100)와의 절연을 위하여 절연체(160)가 설치되어 있다. 상기 절연체(260)는 상기 전지부(22)의 윗면에 안착되어 있다. 이러한 절연체(160)는 폴리프로필렌과 같은 열가소성 고분자 수지로 성형되어 있다.The can 11 is disposed under the terminal plate 150, and an insulator 160 is provided to insulate the battery unit 11 from the cap assembly 100. The insulator 260 is seated on an upper surface of the battery unit 22. The insulator 160 is molded of a thermoplastic polymer resin such as polypropylene.
또한, 상기 캡플레이트(110)에는 캔(11) 내부로 전해액이 주입되는 통로를 제공하는 전해액주입공(111)이 형성되어 있고, 상기 전해액주입공(111)에는 볼(170)이 밀폐가능하도록 결합되어 있다.In addition, the cap plate 110 is formed with an electrolyte injection hole 111 that provides a passage through which the electrolyte is injected into the can 11, and the ball 170 is sealable in the electrolyte injection hole 111. Are combined.
한편, 상기 캔(11)의 저면에는 전지(10)의 이상유무로 내압상승시 다른 부위보다 먼저 파단되는 안전변(180)이 설치되어 있다. 상기 안전변(180)은 상기캔(11) 저면에 형성된 통공을 커버하도록 상기 캔(11)의 두께보다 얇은 박판형의 플레이트이다.On the other hand, the bottom of the can 11 is provided with a safety valve 180 that breaks before other parts when the internal pressure rises due to the abnormality of the battery 10. The safety side 180 is a thin plate-shaped plate thinner than the thickness of the can 11 to cover the through hole formed in the bottom surface of the can 11.
상기한 구조를 가지는 리튬이차전지(10)는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.The lithium secondary battery 10 having the above structure has the following problems.
첫째, 젤리-롤 형의 전지부(12)와 캡조립체(100)의 절연을 하기 위하여, 상기 캔(11)의 내부에 고분자 수지로 된 절연체(160)를 삽입하는 공정과, 상기 캡플레이트(110)의 일측에 전해액주입공(110)을 형성시키고, 이를 통하여 전해액을 주입시킨 다음에 볼(170)을 이용하여 밀봉하는 공정과, 상기 캔(111)의 저면에 통공을 형성시키고, 이 통공을 밀폐하도록 박판형의 안전변(180)을 설치하는 공정이 필요하다. 이처럼, 리튬이차전지(10)를 조립하는 공정이 복잡해지고, 부품수가 증가한다. 이에 따라, 리튬이차전지(10)의 제조원가가 상승하게 된다.First, in order to insulate the battery assembly 12 of the jelly-roll type from the cap assembly 100, a step of inserting the insulator 160 made of a polymer resin into the can 11 and the cap plate ( Forming an electrolyte injection hole 110 on one side of the 110, and injecting the electrolyte through it, and then sealing using a ball 170, and forming a through hole on the bottom of the can 111, this through hole The process of installing the plate-shaped safety valve 180 to seal the need. As such, the process of assembling the lithium secondary battery 10 becomes complicated, and the number of parts increases. As a result, the manufacturing cost of the lithium secondary battery 10 increases.
둘째, 상기 절연체(160)는 캔(11)과의 공차를 일정하게 유지하기가 어려워서, 전해액의 누수를 방지하기가 어렵다.Second, the insulator 160 is difficult to maintain a constant tolerance with the can 11, it is difficult to prevent the leakage of the electrolyte.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전지부와 캡어셈블리와의 절연과 동시에 안전변의 역할과, 전해액 누수방지를 동시에 할 수 있도록 구조가 개선된 리튬이차전지를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has an object of providing a lithium secondary battery having an improved structure so as to simultaneously insulate the battery unit and the cap assembly and act as a safety valve and prevent electrolyte leakage. .
도 1은 종래의 리튬이차전지를 도시한 분리사시도,1 is an exploded perspective view showing a conventional lithium secondary battery,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬이차전지를 도시한 분리사시도,Figure 2 is an exploded perspective view showing a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention,
도 3은 도 2의 일부를 절제하여 도시한 단면도.FIG. 3 is a cross-sectional view of a portion of FIG. 2;
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>
20...리튬이차전지21...캔20 Lithium rechargeable battery 21 Can
22...전지부23...양극판22 Battery ... 23 Anode plate
24...세퍼레이터25...음극판24 Separator 25 Cathode plate
26...양극리드27...음극리드26 Anode lead 27 Anode lead
200...캡조립체210...캡플레이트200 Cap assembly 210 Cap plate
220...가스켓230...음극단자220 ... gasket 230 ... cathode terminal
240...절연플레이트250...단자플레이트240 ... insulated plate 250 ... terminal plate
260...절연체261...본체부260 Insulator 261
262...변형부263...차단부262 Deformation part 263 Cutoff part
262b...변형공간부262b ... Deformation space
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 리튬이차전지는,In order to achieve the above object, a lithium secondary battery according to an aspect of the present invention,
양극판, 세퍼레이터, 음극판순으로 배치된 전지부;A battery unit arranged in the order of a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate;
상기 전지부가 수용되는 공간을 제공하는 캔;A can providing a space in which the battery unit is accommodated;
상기 캔의 상부에 결합되며, 전해액주입공이 형성된 캡플레이트와, 상기 캡플레이트에 형성된 단자통공을 통하여 캔의 내부로 관통설치되고 그 외면에 상기 캡플레이트와의 절연을 위하여 가스켓이 개재된 전극단자를 가지는 캡조립체; 및An electrode terminal coupled to an upper portion of the can, through which a cap plate having an electrolyte injection hole and a terminal through hole formed in the cap plate penetrate into the can, and having a gasket interposed therebetween for insulating the cap plate. Branched cap assembly; And
상기 캔의 내부에 설치되며, 상기 전지부와 캡조립체를 상호 절연하는 평판형의 본체부와, 상기 본체부로부터 연장되며 상기 전해액주입공을 밀폐하는 변형부로 된 절연체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.And an insulator installed inside the can and having a flat body portion for insulating the battery portion and the cap assembly from each other, and an insulator extending from the body portion and sealing the electrolyte injection hole. .
또한, 상기 절연체는 주입수단에 의하여 상기 전해액주입공을 통하여 변형부를 관통시켜 캔의 내부에 소정량의 전해액을 주입한 다음에 그 주입통로를 자체 복원성에 의하여 밀폐하도록 고탄성의 소재로 된 것을 특징으로 한다.In addition, the insulator is made of a material of high elasticity to inject a predetermined amount of electrolyte into the interior of the can by penetrating the deformation part through the electrolyte injection hole by an injection means, and then sealing the injection passage by self-restoration. do.
더욱이, 상기 절연체는 상기 전해액주입공을 밀폐시키기 위하여 접착부재에 의하여 상기 캡플레이트의 저면에 밀착된 것을 특징으로 한다.Further, the insulator is in close contact with the bottom surface of the cap plate by an adhesive member to seal the electrolyte injection hole.
아울러, 상기 변형부는 그 하부에 전지 내부의 가스발생시 변형되어 상기 전해액주입공의 통로를 개방가능한 변형공간부가 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the deformation portion is deformed when the gas generated inside the battery is characterized in that the deformation space is formed to open the passage of the electrolyte injection hole.
게다가, 상기 변형공간부는 전지 내부의 증가되는 압력에 의하여 변형이 우선적으로 발생되도록 상기 변형부보다 두께를 얇게 하여 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the deformation space is characterized in that the thickness is formed thinner than the deformation so that deformation is preferentially generated by the increased pressure inside the battery.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 리튬이차전지의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the lithium secondary battery of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 각형의 리튬이차전지(20)를 도시한 것이다.2 illustrates a rectangular lithium secondary battery 20 according to an embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 상기 리튬이차전지(20)는 캔(21)과, 상기 캔(21)의 내부에 수용되는 전지부(22)와, 상기 캔(21)의 상부에 결합되는 캡조립체(200)를 포함한다.Referring to the drawings, the lithium secondary battery 20 may include a can 21, a battery unit 22 accommodated in the can 21, and a cap assembly 200 coupled to an upper portion of the can 21. ).
상기 캔(21)은 그 내부에 중공이 형성된 각형의 금속재로서, 그 자체가 단자역할을 수행하는 것이 가능하다.The can 21 is a rectangular metal material having a hollow formed therein, and can itself serve as a terminal.
상기 캔(21)의 내부에 수용되는 전지부(22)는 양극판(23)과, 음극판(25)과, 세퍼레이터(24)를 포함하고 있다. 상기 양극 및 음극판(23)(25)과, 세퍼레이터(24)는 각각 한 장의 스트립으로 이루어져 있고, 양극판(23), 세퍼레이터(24), 음극판(25) 순으로 배치되어서 젤리-롤형으로 권취되어 있다.The battery unit 22 accommodated in the can 21 includes a positive electrode plate 23, a negative electrode plate 25, and a separator 24. The positive and negative electrode plates 23 and 25 and the separator 24 each consist of one strip, and are arranged in the order of the positive electrode plate 23, the separator 24, and the negative electrode plate 25 to be wound in a jelly-roll shape. .
리튬이차전지(20)의 경우, 상기 양극판(23)은 박판의 알루미늄으로 된 양극집전체와, 그 양면에 리튬계 산화물을 주성분으로 하는 양극활물질층이 코팅되어 있으며, 상기 음극판(25)은 박판의 구리로 된 음극집전체와, 그 양면에 탄소재를 주성분으로 하는 음극활물질층이 코팅되어 있다.In the case of the lithium secondary battery 20, the positive electrode plate 23 is coated with a positive electrode current collector made of thin aluminum, and a positive electrode active material layer containing lithium-based oxide as a main component on both sides thereof, and the negative electrode plate 25 is a thin plate A negative electrode current collector made of copper and a negative electrode active material layer mainly composed of a carbon material are coated on both surfaces thereof.
상기 양극판(23)과 음극판(25)으로부터는 양극집전체 및 음극집전체의 전극무지부(electrode uncoated area), 즉, 전극활물질층이 코팅되지 않은 영역에 양극리드(26)와, 음극리드(27)가 각각 용접되어 있다. 상기 양극 및 음극리드(26)(27)의 일부는 젤리-롤형으로 감겨진 전지부(22)의 상방으로 인출되어 있다. 상기 양극 및 음극리드(26)(27)는 극성을 달리하여 배치될 수도 있을 것이다.From the positive electrode plate 23 and the negative electrode plate 25, a positive electrode lead 26 and a negative electrode lead are formed in an electrode uncoated area of the positive electrode collector and the negative electrode collector, that is, an area where the electrode active material layer is not coated. 27) are respectively welded. A part of the positive electrode and negative electrode leads 26 and 27 is drawn out above the battery unit 22 wound in a jelly-roll shape. The anode and cathode leads 26 and 27 may be arranged with different polarities.
상기 양극 및 음극리드(26)(27)의 인출부분에는 극판(23)(25)간의 단락을 방지하기 위하여 절연테이프(28)가 감싸져 있다.Insulating tapes 28 are wrapped in the lead portions of the positive and negative electrode leads 26 and 27 to prevent short circuits between the electrode plates 23 and 25.
상기 캔(21)의 상부에 결합되는 캡조립체(200)에는 캡플레이트(210)가 마련되어 있다. 상기 캡플레이트(210)는 상기 캔(21)과 대응되는 크기와 형상을 가진 평판형의 금속재이다. 상기 캡플레이트(210)의 중앙에는 소정크기의 단자통공(212)이 형성되어 있다. 상기 캡플레이트(210)의 일측에는 전해액주입공(211)이 형성되어 있다.A cap plate 210 is provided in the cap assembly 200 coupled to the upper portion of the can 21. The cap plate 210 is a flat metal having a size and shape corresponding to that of the can 21. A terminal hole 212 having a predetermined size is formed in the center of the cap plate 210. An electrolyte injection hole 211 is formed at one side of the cap plate 210.
상기 단자통공(212)을 통해서는 하나의 전극단자, 예컨대 음극단자(230)가 삽입가능하도록 설치가능하다. 상기 음극단자(230)의 외면에는 이와 캡플레이트(210)와의 절연을 위하여 튜브형태의 가스켓(220)이 설치되어 있다.Through the terminal through hole 212, one electrode terminal, for example, the negative electrode terminal 230 can be installed to be inserted. The outer surface of the negative electrode terminal 230 is provided with a tube-shaped gasket 220 to insulate it from the cap plate 210.
상기 캡플레이트(210)의 아랫면에는 절연플레이트(240)가 설치되어 있다. 상기 절연플레이트(240)의 아랫면에는 단자플레이트(250)가 설치되어 있다. 상기 음극단자(230)는 가스켓(220)이 감싼 상태에서 상기 단자통공(212)을 통하여 삽입되고, 저면부는 캡플레이트(210)의 아랫방향으로 노출되어서 상기 절연플레이트(240)와 , 단자플레이트(250)이 개재된 상태에서 상기 캡플레이트(210)에 대하여 그 위치가 고정된다. 상기 음극단자(230)의 저면부는 단자플레이트(250)와 전기적으로 연결되어 있다.An insulating plate 240 is installed on the bottom surface of the cap plate 210. The terminal plate 250 is installed on the bottom surface of the insulating plate 240. The negative electrode terminal 230 is inserted through the terminal through hole 212 in a state in which the gasket 220 is wrapped, and a bottom surface thereof is exposed downward of the cap plate 210 so that the insulating plate 240 and the terminal plate ( The position is fixed with respect to the cap plate 210 in the state that the 250 is interposed. The bottom portion of the negative electrode terminal 230 is electrically connected to the terminal plate 250.
여기서, 상기 전지부(22)가 수용되는 캔(21)의 상측에는 상기 전지부(22)와 캡조립체(200)와의 전기적인 절연을 위하여 절연체(260)가 삽입되어 있으며, 상기 절연체(260)는 안전변과, 전해액 누수방지의 역할을 공히 수행하고 있다.Here, an insulator 260 is inserted in the upper side of the can 21 in which the battery unit 22 is accommodated to electrically insulate the battery unit 22 from the cap assembly 200. Plays a role of safety valve and electrolyte leakage prevention.
보다 상세하게는 다음과 같다.In more detail as follows.
상기 절연체(260)는 외형이 상기 캔(21)의 중공으로 삽입가능한 형상이며, 캔(21)의 내벽에 억지끼워맞춤가능한 크기를 가지고 있다. 또한, 상기 절연체(260)의 외면은 상기 캔(21)의 내벽에 밀폐가능하게 접촉되어 있다.The insulator 260 has a shape that can be inserted into the hollow of the can 21 and has a size that can be fit to the inner wall of the can 21. In addition, the outer surface of the insulator 260 is hermetically contacted with the inner wall of the can 21.
상기 절연체(260)는 평판형의 본체부(261)와, 상기 본체부(261)의 일 가장자리로부터 연장되어 형성된 변형부(262)를 포함한다.The insulator 260 includes a flat body portion 261 and a deformable portion 262 formed to extend from one edge of the body portion 261.
상기 본체부(261)는 그 중앙에 삽입공(261a)이 형성되어 있다. 상기 삽입공(261a)에는 상기 전지부(22)로부터 인출된 음극리드(27)가 상부로 돌출되는 통로를 제공한다.The main body portion 261 has an insertion hole 261a formed at the center thereof. The insertion hole 261a provides a passage through which the negative electrode lead 27 drawn from the battery unit 22 protrudes upward.
상기 본체부(261)의 일변, 상기 변형부(262)가 형성되는 부분과 반대되는 단변부에는 이로부터 상방으로 차단벽(263)이 형성되어 있다. 상기 차단벽(263)은 상기 캔(21)에 조립시 상기 캔(21)의 내벽과의 밀폐성을 강화시키기 위하여 접촉면적을 확장시킨 부분이다.A blocking wall 263 is formed upwardly from one side of the body portion 261 and a short side portion opposite to a portion where the deformation portion 262 is formed. The blocking wall 263 is a portion in which the contact area is expanded to reinforce the sealing property with the inner wall of the can 21 when assembled to the can 21.
상기 삽입공(261a)이 형성된 면이 상기 변형부(262)와, 차단부(263)와 높이를 달리한 것은 상기 캡조립체(200)가 결합시 상기 음극리드(27)와 음극단자(230)와의 연결될 수 있는 공간부와, 상기 절연판(240)과 단자플레이트(250)가 안착될 수 있는 공간부를 제공하기 위해서이다. 대안으로는, 상기 본체부(261)의 외형은 상기 캔(21)의 중공과 대응되는 형상이라면, 다른 형상으로도 형성이 가능하다고 할 것이다.The surface where the insertion hole 261a is formed has a height different from that of the deformable portion 262 and the blocking portion 263, when the cap assembly 200 is coupled to the negative lead 27 and the negative electrode terminal 230. In order to provide a space portion that can be connected to, and a space portion on which the insulating plate 240 and the terminal plate 250 can be seated. Alternatively, as long as the outer shape of the main body 261 is a shape corresponding to the hollow of the can 21, it may be formed in other shapes.
상기 변형부(262)는 상기 본체부(261)와 일체형으로 형성되어 있으며, 실질적으로 상기 절연체(260)의 다른 부분보다 얇은 두께를 가지도록 형성되는 부분이다. 상기 변형부(262)는 그 윗면이 상기 캡플레이트(250)의 아랫면에 밀착될 수 있도록 편평한 면(262a)을 제공하고 있다. 상기 편평한 면(262a)은 상기 캡플레이트(250)의 전해액주입공(211)을 완전 밀폐할 수 있도록 균활한 평탄도를 유지하고 있는 것이 바람직하다.The deformable portion 262 is formed integrally with the main body portion 261 and is formed to have a thickness that is substantially thinner than that of other portions of the insulator 260. The deformable portion 262 provides a flat surface 262a so that an upper surface thereof may be in close contact with a lower surface of the cap plate 250. The flat surface 262a may maintain a uniform flatness to completely seal the electrolyte injection hole 211 of the cap plate 250.
상기 편평한 면(262a)의 하부로는 변형공간부(262b)가 확보되어 있다. 이를 위하여, 상기 편평한 면(262a)에는 양 가장자리로부터 하방으로 연장되는 복수개의 연결부(262c)가 형성되어 있으며, 상기 연결부(262c)의 내측으로는 소정깊이의 홈이 형성되어서 변형공간부(262b)를 이루고 있다. 상기 일측의 연결부(262c)의 단부는 상기 본체부(261)와 일체로 연결되어 있다.A deformation space portion 262b is secured to the lower portion of the flat surface 262a. To this end, the flat surface 262a is formed with a plurality of connecting portions 262c extending downward from both edges, and a groove having a predetermined depth is formed inside the connecting portion 262c to deform the space 262b. To achieve. An end portion of the one side connection portion 262c is integrally connected with the main body portion 261.
상기 본체부(261)와, 이로부터 일체로 형성된 변형부(262)는 복원성이 우수한 고탄성의 소재, 예컨대 고무재나 발포성 수지로 성형되어 있다. 발포성 수지로는 고무형 발포수지나, 폴리에틸렌 발포수지가 바람직하다. 고무재나 발포성 수지과 같은 압축성이 큰 소재로 된 절연체(260)는 상기 캔(21)의 내벽에 소정의 압력가지고 억지끼워맞춤되어 삽입가능하다.The main body 261 and the deformable portion 262 integrally formed therefrom are formed of a high elastic material such as a rubber material or a foamable resin having excellent recoverability. The foamable resin is preferably a rubber foamed resin or a polyethylene foamed resin. The insulator 260 made of a highly compressible material such as a rubber material or a foamable resin can be inserted by being pressed against the inner wall of the can 21 by a predetermined pressure.
도 3은 이러한 절연체(260)가 삽입되어 조립된 리튬이차전지(20)를 도시한 것이다.3 illustrates a lithium secondary battery 20 in which an insulator 260 is inserted and assembled.
여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조번호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리킨다.Here, the same reference numerals as in the above-described drawings indicate the same members having the same function.
도면을 참조하면, 상기 전지부(22)는 상기 캔(21) 내부에 삽입되어 있다. 상기 캔(21)의 상부에는 캡조립체(200)가 용접결합되어 있다. 상기 캡플레이트(210)의 단자통공(212)에는 가스켓(220)에 의하여 절연가능한 음극단자(230)가 삽입되어 있고, 상기 음극단자(230)의 하부단부는 절연플레이트(240)와, 단자플레이트(250)를 매개로 하여 상기 캡플레이트(210)의 아랫면에 그 위치를 고정하고 있다.Referring to the drawings, the battery unit 22 is inserted into the can 21. The cap assembly 200 is welded to the upper portion of the can 21. The negative electrode terminal 230 which can be insulated by the gasket 220 is inserted into the terminal through hole 212 of the cap plate 210, and the lower end of the negative electrode terminal 230 has an insulating plate 240 and a terminal plate. The position is fixed to the lower surface of the cap plate 210 via the medium (250).
이때, 상기 전지부(22)가 장착된 캔(21)의 상부에는 소정의 공간부(21a)가 제공되어 있다. 이 공간부(21a)에는 상기 절연체(260)가 설치되어 있다. 상기 절연체(260)는 압축성이 우수한 소재인 고무재나 발포성 수지이므로, 상기 캔(21)의 내벽에 수축되어 설치된 다음에, 복원되어 상기 캔(21)의 측벽에 밀폐가능하게 접촉되어 있다.In this case, a predetermined space portion 21a is provided on an upper portion of the can 21 on which the battery unit 22 is mounted. The insulator 260 is provided in the space portion 21a. Since the insulator 260 is a rubber material or a foamable resin having excellent compressibility, it is contracted and installed on the inner wall of the can 21, and then restored to be in close contact with the side wall of the can 21.
이때, 상기 절연체(260)는 상기 캡플레이트(210)의 아랫면에 접착부재(31)를 개재한 상태에서 밀착되어 있다. 이에 따라, 상기 캡플레이트(210)에 형성된 전해액주입공(211)은 변형부(262)의 윗면인 편평한 면(262a)이 밀폐가능하게 부착되어 있다.At this time, the insulator 260 is in close contact with the lower surface of the cap plate 210 with the adhesive member 31 interposed therebetween. Accordingly, the electrolyte injection hole 211 formed in the cap plate 210 is attached to the flat surface 262a, which is the upper surface of the deformable portion 262, to be sealed.
한편, 상기 전지부(22)의 양극판(23)으로부터 인출된 양극리드(26)는 상기 캡플레이트(210)의 저면에 직접적으로 용접고정되어 있다. 음극판(25)으로부터 인출된 음극리드(27)는 상기 절연체(260)의 삽입공(261a)으로 돌출되어서, 상기 단자플레이트(250)를 통하여 상기 음극단자(230)와 용접고정되어 전기적으로 연결되어 있다. 이러한 접속방식은 전지(20)를 설계하는 방식에 따라 극성을 달리하여 제조될 수도 있을 것이다.On the other hand, the positive lead 26 drawn from the positive electrode plate 23 of the battery unit 22 is directly welded to the bottom of the cap plate 210. The negative lead 27 drawn from the negative electrode plate 25 protrudes into the insertion hole 261a of the insulator 260, and is welded and electrically connected to the negative electrode terminal 230 through the terminal plate 250. have. Such a connection method may be manufactured with different polarities according to the method of designing the battery 20.
상기와 같은 구성을 가지는 리튬이차전지(20)의 작용을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the lithium secondary battery 20 having the configuration as described above are as follows.
상기 캔(22)의 내부에 전지부(22)를 장착하고, 상기 캔(22)의 상부에 접착부재(31)를 매개로 하여 절연체(260)가 부착된 캡조립체(200)를 삽입하여 전지(20)를 조립하게 된다.The battery unit 22 is mounted inside the can 22, and the cap assembly 200 having the insulator 260 attached thereto is inserted into the battery 22 through the adhesive member 31. 20 will be assembled.
다음으로, 상기 캡플레이트(210)의 일측에 형성된 전해액주입공(211)을 통하여 캔(21)의 내부로 전해액을 주입하게 된다. 이때, 상기 전해액주입공(211)이 형성된 캡플레이트(210)의 아랫면은 절연체(260)가 밀착되어 있다. 상기 전해액주입공(221)을 통하여 주입수단인 노즐을 삽입하여 상기 변형부(262)를 관통하여 캔(22)의 내부로 침투시킨다. 이러한 상태에서, 소량의 전해액을 주입하게 된다.Next, the electrolyte is injected into the can 21 through the electrolyte injection hole 211 formed at one side of the cap plate 210. At this time, the insulator 260 is in close contact with the bottom surface of the cap plate 210 on which the electrolyte injection hole 211 is formed. A nozzle, which is an injection means, is inserted through the electrolyte injection hole 221 to penetrate the deformation part 262 and penetrate into the can 22. In this state, a small amount of electrolyte is injected.
상기 캔(22)의 내부에 전해액이 주입되고 나면, 노즐을 제거하게 된다. 노즐이 변형부(262)로부터 제거되면, 절연체(260) 자체의 복원력에 의하여 전해액주입공(211)을 다시 밀폐하는 것이 가능하게 된다.After the electrolyte is injected into the can 22, the nozzle is removed. When the nozzle is removed from the deformable portion 262, the electrolyte injection hole 211 can be sealed again by the restoring force of the insulator 260 itself.
한편, 리튬이차전지(20)를 작동하는 중에 전지의 이상유무로 내압이 증가하게 되면, 캔(21)의 내부에 가스가 발생하게 된다. 이때, 상기 변형부(262)는 한계치 이상의 내압이 걸렸을 경우에 편평한 면(262a)을 포함하여 변형된다. 상기 편평한 면(262a)이나, 복수개의 연결부(262c)가 변형공간부(262b)측으로 변형하게 되면, 상기 전해액주입공(211)은 개방된다. 이렇게 개방된 전해액주입공(211)을 통하여 가스가 신속하게 배출되는 것이 가능하다고 할 수 있다.On the other hand, when the internal pressure increases due to abnormality of the battery while the lithium secondary battery 20 is operating, gas is generated in the can 21. At this time, the deformable portion 262 is deformed to include a flat surface (262a) when the internal pressure of the threshold value or more is applied. When the flat surface 262a or the plurality of connection portions 262c are deformed toward the deformation space portion 262b, the electrolyte injection hole 211 is opened. It can be said that the gas can be quickly discharged through the electrolyte injection hole 211 opened in this way.
이상의 설명에서와 같이, 본 발명의 리튬이차전지는 다음곽 같은 효과를 얻을 수 있다.As described above, the lithium secondary battery of the present invention can obtain the following effects.
첫째, 변형부가 전해액주입공을 통하여 주입되는 전해액의 주입구 역할을 하고 있으므로, 별도의 전해액주입공을 밀폐하는 밀폐수단이 필요없으므로 부품수가 줄어들고, 제조공정수가 간단해진다.First, since the deformation part serves as an injection hole of the electrolyte injected through the electrolyte injection hole, a separate means for sealing an electrolyte injection hole is not required, so the number of parts is reduced and the number of manufacturing processes is simplified.
둘째, 전지의 내압이 한계치를 초과하여 상승시. 절연체 자체가 변형을 하게 되어서 전해액주입공을 개방하여 이를 통하여 가스를 신속하게 방지할 수 있으므로 안전성을 향상시킬 수 있다.Second, when the internal pressure of the battery exceeds the limit. Since the insulator itself is deformed, the electrolyte injection hole can be opened to thereby quickly prevent gas, thereby improving safety.
셋째, 절연체 자체가 전해액 주입구와, 가스배출통로 역할을 공히 수행하므로, 부품수가 대폭 줄어들고, 이에 따라 제조공정이 단순해진다.Third, since the insulator itself serves as both the electrolyte injection hole and the gas discharge passage, the number of parts is greatly reduced, thereby simplifying the manufacturing process.
넷째, 전지부와 캡플레이트와의 상호 절연을 위하여 개재되는 절연체가 복원성이 우수한 소재로 이루어져 있으므로, 캔의 내벽과의 결합시 공차를 유지하기가 용이하다.Fourth, since the insulator interposed between the battery unit and the cap plate is made of a material that is excellent in resilience, it is easy to maintain the tolerance when the inner wall of the can is combined.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
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