KR20050110459A - 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체 및 집전판 - Google Patents

이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체 및 집전판 Download PDF

Info

Publication number
KR20050110459A
KR20050110459A KR1020040035479A KR20040035479A KR20050110459A KR 20050110459 A KR20050110459 A KR 20050110459A KR 1020040035479 A KR1020040035479 A KR 1020040035479A KR 20040035479 A KR20040035479 A KR 20040035479A KR 20050110459 A KR20050110459 A KR 20050110459A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plate
current collector
secondary battery
collector plate
hole
Prior art date
Application number
KR1020040035479A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100599792B1 (ko
Inventor
김현석
김용삼
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020040035479A priority Critical patent/KR100599792B1/ko
Priority to JP2005144085A priority patent/JP2005332816A/ja
Priority to US11/133,476 priority patent/US7955732B2/en
Priority to CNB2005100709964A priority patent/CN1330038C/zh
Publication of KR20050110459A publication Critical patent/KR20050110459A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100599792B1 publication Critical patent/KR100599792B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0422—Cells or battery with cylindrical casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/538—Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/609—Arrangements or processes for filling with liquid, e.g. electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/609—Arrangements or processes for filling with liquid, e.g. electrolytes
    • H01M50/627—Filling ports
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)

Abstract

본 발명은 전해액 함침이 신속하고 용이하게 이루어질 수 있도록, 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 위치하는 전극군과; 상기 전극군이 내장되는 케이스와; 상기 케이스와 결합되어 이를 밀폐하며 상기 전극군과 전기적으로 연결되는 캡 조립체; 및 상기 극판의 무지부에 전기적으로 연결되고 전면에 하나 이상의 홀이 형성되어 상기 케이스 저부에 위치하는 집전판을 포함하는 이차 전지를 제공한다.

Description

이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체 및 집전판{SECONDARY BATTERY, ELECTRODES ASSEMBLY AND PLATE USING THE SAME}
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음극 집전판의 구조를 개선하여 전해질의 함침 효율을 높인 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체 및 집전판에 관한 것이다.
이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지로써, 하나의 전지 셀이 팩 형태로 포장된 저용량 전지의 경우 폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 전지 셀을 수십 개 연결된 전지 팩 단위의 대용량 전지의 경우 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
상기 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는 데, 대표적인 형상으로는 원통형, 각형 그리고 파우치형을 들 수 있으며, 띠 상의 양, 음극판 사이에 절연체인 세퍼레이터(separator)를 개재하여 이를 와류 상으로 감은 전극군(또는, 젤리롤)을 케이스에 내장 설치하고, 상기 케이스에 외부 단자가 형성된 캡 조립체를 설치하여 전지를 구성한다.
그리고, 상기 양, 음극판은 전지 작용시 발생되는 전류를 집전하기 위한 역할로서 도전성 탭(tap)이 각기 부착되고, 이 도전성 탭은 전극군에 용접 등으로 부착되어 각기 양, 음극판에 발생된 전류를 양, 음극 단자로 유도하게 된다.
또한, 상기한 이차 전지의 집전 구조에 있어서 고출력 이차 전지의 경우 전지의 저항을 감소시키기 위해 탭 대신 집전판이 적용되는 데, 이러한 구조는 미국특허 US6193765호를 통해 개시되어 있다.
그런데 상기한 종래 기술의 이차 전지의 경우 전지의 케이스 내부로 전해액을 주입한 후 전극 조립체의 세퍼레이터에 전해액을 함침시키는 과정에서 전해액의 이동이 어려워 함침이 늦어지는 문제점이 있다.
즉, 통상 이차 전지의 함침작업은 전지를 이루는 케이스가 세워진 상태에서 이루어지며, 케이스 저부로 주입된 전해액이 모세관 현상에 의해 빨려 올라가면서 세퍼레이터를 적시게 되는 데, 이때 상기한 종래 구조의 경우 모세관 현상이 제대로 이루어지지 못하여 전해액의 이동에 지장을 초래하며, 이에따라 전해액 함침이 늦어지게 되는 것이다.
또한, 고출력을 위해 탭 대신 집전판이 사용됨에 따라 양극 집전판이나 음극 집전판으로 인한 전지의 무게 증가로 전지의 출력 특성이 나빠지는 문제점이 있으며 특히, HEV(Hybrid Electric Vehicle)용의 대용량 이차 전지의 경우 전해액 함침 불량과 무게 증가에 따라 상기한 문제점이 더욱 커지게 된다.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 전해액 함침이 신속하고 용이하게 이루어질 수 있도록 된 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체 및 집전판을 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 무게를 최소화할 수 있도록 된 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체 및 집전판을 제공함에 또다른 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 이차전지는 음극 집전판에 구멍을 형성함을 그 요지로 한다.
이를 위해 본 발명은
양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 위치하는 전극군과;
상기 전극군이 내장되는 케이스와;
상기 케이스와 결합되어 이를 밀폐하며 상기 전극군과 전기적으로 연결되는 캡 조립체; 및
상기 극판의 무지부에 전기적으로 연결되고 전면에 하나 이상의 홀이 형성되어 상기 케이스 내측 바닥부에 위치하는 집전판
을 포함하는 이차 전지를 제공한다.
여기서 상기 양,음극판은 집전체와 활물질이 코팅된 코팅부와, 코팅되지 않은 무지부로 이루어지는 데, 본 이차 전지의 경우 상기 무지부는 각 극판의 일측단을 따라 연속적으로 형성되며, 상기 양극판과 음극판에 대해 서로 대향하는 방향으로 배치되어 상기 각 극판의 무지부에 각각 집전판이 전기적으로 연결됨이 바람직하다.
더욱 바람직하게는 케이스를 세워 캡 조립체가 상부를 향하였을 때 음극판의 무지부가 케이스 바닥 쪽으로 배치되고 양극판의 무지부가 상부로 배치되도록 하여 음극 집전판이 케이스 내측 바닥부에 위치하도록 함이 바람직하다.
따라서 음극 집전판의 홀을 통해 가해지는 대기압에 의해 케이스 저부의 전해액이 세퍼레이터로 용이하게 침투해 올라갈 수 있게 되는 것이다.
여기서 상기 이차 전지는 HEV용 이차 전지일 수 있다.
또한, 상기 이차 전지는 상기 전극군이 젤리롤 형태로 감기고, 상기 케이스가 원통형으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 음극 집전판의 홀은 원형으로 이루어질 수 있으며, 원형 이외에 타원형이나 삼각형이나 사각형 등의 다각형으로 형성될 수 있고 특별히 한정되지 않는다.
그리고 상기 홀의 형성 위치나 개수 또한 전극군과 음극 집전판의 용접 부위를 제외한 영역에 형성되어야 함을 제외하고 특별히 한정되지 않는다.
또한 상기 홀은 그 형성 위치에 있어서 상기 양극 집전판에 전해액 주입을 위해 형성되는 전해액 주입구와 대응되는 위치에 형성됨이 더욱 바람직하다.
이는 양극 집전판에 형성된 전해액 주입구와 음극 집전판에 형성된 홀이 서로 하나의 선상에 놓여져 상호 연통됨으로써 모세관 현상에 의한 전해액 주입 효율을 극대화시킬 수 있기 때문이다.
또한, 상기 홀의 면적은 음극 집전판 전체 면적에 대해 30 - 35%가 바람직하며, 이 범위 하에서 홀의 개수가 설정되도록 구성한다.
한편, 본 발명에 따른 전극 조립체는,
양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 감겨져 형성된 전극군과;
상기 양극판 또는 음극판의 길이방향을 따라 일측 단부에 형성되는 활물질이 도포되지 않은 영역인 무지부;
상기 극판의 무지부에 전기적으로 연결되며, 전면에 적어도 하나의 홀이 형성된 집전판을 포함한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에서 제공하는 이차전지용 집전판은,
판상으로 이루어진 플레이트;
상기 플레이트에서 돌기져 무지부와 접촉되는 접촉부;
상기 접촉부 사이에 형성되는 적어도 하나의 홀을 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 절개 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 음극 집전판을 상세히 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 아치 전지의 음극 집전판을 도시한 사시도이다.
상기한 도면에 의하면, 이차 전지는 양극판(11)과 음극판(12)이 세퍼레이터(13)을 사이에 두고 위치하는 전극군과(10)와, 전해액과 함께 전극군을 수용할 수 있도록 일측 선단이 개방된 케이스(20)와, 가스켓(31)을 매개로 상기 케이스(20)의 개구부 상단에 설치되고 케이스(20)를 밀봉하는 캡 조립체(30)와, 상기 전극군(10)의 양극판(11) 집전체와 전기적으로 연결되는 양극 집전판(40)과, 상기 전극군의 음극판(12)에 전기적으로 연결되는 음극 집전판(50)을 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 케이스(20)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 제작되고, 그 형상은 전극군(10)이 위치하는 내부 공간부를 가진 원통형 또는 육면체 또는 그 이외의 형상으로 이루어질 수 있다.
상기 전극군(10)은 각각의 활물질이 집전체에 코팅되어 구성된 양극판(11)과 음극판(12)이 세퍼레이터(13)을 사이에 두고 적층된 구성으로 이루어지거나, 양극판(11)과 세퍼레이터(13) 및 음극판(12)이 적층된 상태에서 이들이 와류상으로 감겨 형성된 젤리롤 타입으로 이루어질 수 있다. 도 1에서는 일례로 원통형 케이스(20)에 젤리롤 타입의 전극군(10)이 위치하는 경우를 도시하였다.
상기와 같이 구성된 전극군(10)은 양극판(11)과 음극판(12)에 전기적으로 연결되는 각 집전판(40,50)을 포함하여 하나의 전극 조립체를 이루게 되는 데, 이를 위해 상기 음극판(12)의 하단에 음극판(12)의 집전체에 활물질이 도포되지 않은 무지부(12a)가 길이방향을 따라 형성되어 음극 집전판(50)과 접촉하며, 양극판(11)의 상부에는 양극 집전판(40)과 전기적으로 연결될 수 있도록 집전체 가장자리에 양극 활물질이 도포되지 않은 무지부(11a)가 배치된다.
상기 캡 조립체(30)는 외부 단자(32a)를 갖는 캡 플레이트(32)와, 케이스(20)와 캡 플레이트(32)를 절연시키는 가스켓(31)을 포함하며, 설정된 압력 조건에서 파손되어 가스를 방출함으로써 전지의 폭발을 방지하는 밴트 플레이트(33)를 더욱 포함할 수 있고, 상기 밴트 플레이트(33)는 리드(41)를 매개로 양극 집전판(40)과 전기적으로 연결된다.
상기 밴트 플레이트(33)는 설정된 압력 조건에서 상기 리드(41)을 통한 전극 조립체와 외부 단자(32a)의 전기적 연결을 차단할 수 있는 구조이면 도시한 형상에 한정되지 않고 다양하게 변형되어 사용될 수 있다.
여기서 본 실시예에 따른 상기 음극 집전판(50)을 살펴보면 다음과 같다.
이하 실시예에서는 양극 집전판(40)에 네 개의 전해액 주입구가 형성된 경우에 있어서 음극 집전판의 구조에 대해 살펴본다.
도 2에 도시된 바와 같이 상기 음극 집전판(50)은 원판형태로 이루어지며, 중앙부에는 케이스(20)의 내측면과 용접 부착될 수 있도록 케이스를 향하여 원형의 홈(51)이 돌출 형성되고, 상기 홈(51)을 중심으로 방사방향으로 배치되는 네 개의 접촉부(52)가 일정 각도를 따라 상기 홈과는 반대방향 즉, 음극판(12)의 무지부(12a)를 향하여 돌출 형성되며, 상기 각 접촉부(52) 사이 전면에 원형의 홀(53)이 형성된 구조로 되어 있다.
상기 접촉부는 슬롯(slot) 형태로 가공될 수 있으며, 상기 홈(51)과 더불어 집전판(50) 전면을 엠보싱 가공하여 형성될 수 있고, 도시한 바와 같이 네 개의 접촉부(52)가 홈(51)을 중심으로 십자상으로 배치되는 구조를 취할 수 있다.
이에 따라 음극 집전판(50)은 돌출된 홈(51)을 통해 케이스(20)와 레이저 용접되며, 상기 홈(51)과는 반대쪽으로 돌출된 접촉부(52)는 음극판의 무지부(12a)에 접하여, 접촉부(52)를 따라 레이저 용접시킴으로써 무지부(12a)와 전기적으로 연결 부착된다.
상기 홀(53)은 상기 양극 집전판(40)에 형성되는 전해액 주입구(도시되지 않음)와 대응되도록 네 개가 형성되며, 그 위치에 있어서 대응되는 각 전해액 주입구와 동일한 선 상에 위치하는 구조로 되어 있다.
이에 따라 도 1에서와 같이 이차 전지의 캡 조립체(30)가 위를 향하도록 케이스(20)를 수직으로 세운 상태에서 상기 양극 집전판(40)은 케이스(20) 상부에 위치하게 되고 음극 집전판(50)은 하부에 위치하며, 각 집전판(40,50) 사이에 위치하는 전극군(10)은 상기 각 집전판(40,50)에 형성된 전해액 주입구와 홀(53)을 통해 상단과 하단이 개방된 상태가 된다. 이러한 구조는 모세관 현상에 의한 세퍼레이터(13)의 전해액 함침을 더욱 원활하게 해주는 데, 이 작용에 대해서는 후술한다.
여기서, 상기 홀(53)의 크기는 전체 음극 집전판(50)의 면적 대비 30 - 35%임이 바람직하다.
상기 홀(53)이 차지하는 면적이 음극 집전판(50) 전면적 대비 30% 이하인 경우에는 전해액의 함침 속도가 떨어지고 전체적인 전지의 무게가 증대되는 문제점이 발생되며, 상기 홀(53)의 면적이 35%보다 큰 경우에는 음극 집전체 자체의 구조적 변형을 초래할 수 있으며 집전판의 전자 이동 경로가 좁아져 저항이 커지는 문제점을 유발하게 된다.
한편, 도 3은 음극 집전판의 또다른 실시예를 예시하고 있는 데, 상기 도면에 의하면 음극 집전판(50)에 형성되는 홀(53)이 삼각형상으로 이루어진다.
물론, 상기 삼각형상의 홀(53) 역시 양극 집전판의 전해액 주입구와 동일한 선상에 위치하며, 홀(53)이 차지하는 면적도 음극 집전판의 전 면적 대비 30 - 35%임이 바람직하다.
이하, 본 이차 전지의 작용에 대해 설명한다.
전극군(10)의 음극판 무지부(12a)에 음극 집전판(50)의 접촉부(52)를 접한 상태에서 레이저 용접을 통해 음극 집전판의 접촉부를 무지부에 고정시키고, 음극 집전판이 부착된 전극군(10)은 케이스(20)의 개구부를 통해 상기 음극 집전판이 케이스의 내측 저면을 향하도록 하여 삽입시킨다.
전극군(10)이 삽입된 상태에서 양극 집전판(40)을 전극군(10)의 상면에 올려놓고, 레이저 용접을 통해 집전판(40)을 양극판(11)의 무지부(11a)에 고정시켜 집전판(40)과 양극판(11)을 전기적으로 연결시킴으로써 하나의 전극 조립체를 완성한다.
이 상태에서 상기 양극 집전판(40)에 형성된 전해액 주입구를 통해 전해액을 주입시키게 되면, 전해액은 케이스(20) 내측 저부로 흘러내려간 후 세퍼레이터(13)로 함침된다.
상기 세퍼레이터(13)의 전해액 함침은 전해액이 극판(11,12) 사이에 밀착된 세퍼레이터(13)를 적시는 것으로, 세퍼레이터 하단으로 투입된 전해액이 적층되어 있는 세퍼레이터와 극판 사이로 빨려 올라감으로써 세퍼레이터를 적시게 된다.
이때, 수직으로 세워져 있는 세퍼레이터(13)의 상단과 하단에 위치한 양극 집전판(40)과 음극 집전판(50)은 각각 전해액 주입구와 홀(53)이 형성되어 있어서, 세퍼레이터와 극판 사이의 틈새는 마치 빨대와 같이 상하가 개방된 구조를 이루며 이에 따라 전해액이 세퍼레이터(13)와 극판(11,12) 사이의 틈새를 통해 모세관 현상에 의해 용이하게 빨려 올라가게 되는 것이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 전극군의 양단에 위치하는 집전판에 구멍을 형성시킴으로써 전해액이 세퍼레이터로 용이하게 침투하여 전해액 함침 시간을 최소화시킬 수 있게 된다.
또한, 양극 집전판에 비해 상대적으로 무거운 음극 집전판의 무게를 줄임으로써 전체적은 전지의 무게를 줄여 출력밀도(specific power(W/kg))를 향상시킬 수 있는 효과를 얻게 된다.
따라서 본 실시예의 이차전지의 경우 출력 특성을 극대화할 수 있어 고출력 성능을 요구하는 HEV의 모터 구동용으로 사용이 적합하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 절개 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 음극 집전판을 상세히 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 아치 전지의 음극 집전판을 도시한 사시도이다.

Claims (17)

  1. 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 위치하는 전극군과;
    상기 전극군이 내장되는 케이스와;
    상기 케이스와 결합되어 이를 밀폐하며 상기 전극군과 전기적으로 연결되는 캡 조립체; 및
    상기 하나의 극판의 무지부에 전기적으로 연결되고 전면에 하나 이상의 홀이 형성되어 상기 케이스 내측 바닥부에 위치하는 집전판
    을 포함하는 이차 전지.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전극군의 양단에 각 극판의 무지부가 배치되고 각 무지부에 각각 집전판이 전기적으로 연결되는 이차전지.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 집전판이 음극 집전판인 이차 전지.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 케이스는 원통형으로 이루어진 이차전지.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀은 원형상인 이차 전지.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀은 다각형상인 이차 전지.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀의 전체 면적은 집전판 전체 면적의 30 - 35% 인 이차 전지.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 홀은 전극군의 반대쪽에 배치되는 집전판에 형성되는 전해액 주입구와 대응되는 위치에 형성되는 이차 전지.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 집전판은 무지부와의 용접용 접촉부가 형성되고, 상기 홀은 상기 접촉부 사이에 형성되는 이차 전지.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 이차 전지는 HEV(Hybrid Electric Vehicle)용인 이차 전지.
  11. 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 감겨져 형성된 전극군;
    상기 음극판 또는 양극판에 길이방향을 따라 일측 단부에 활물질을 도포하지 않고 형성한 무지부;
    상기 음극판의 무지부에 전기적으로 연결되며, 전면에 적어도 하나의 홀이 형성되고 전지의 케이스와 전기적으로 접하는 집전판
    을 포함하는 이차전지의 전극 조립체.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전극군의 양단에 각 극판의 무지부가 배치되고 각 무지부에 각각 집전판이 전기적으로 연결되는 이차전지의 전극 조립체.
  13. 판상으로 이루어진 플레이트,
    상기 플레이트 중앙에 형성되어 전지의 케이스와 전기적으로 접하는 홈,
    상기 플레이트 전면에 형성되는 적어도 하나의 홀
    포함하는 이차전지의 집전판.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 홀은 원형상인 이차 전지의 집전판.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 홀은 다각형상인 이차 전지의 집전판.
  16. 제 13 항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀의 전체 면적은 집전판 전체 면적의 30 - 35% 인 이차 전지의 집전판.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 플레이트에 무지부와의 용접용 접촉부가 형성되고, 상기 홀은 상기 접촉부 사이에 형성되는 이차 전지의 집전판.
KR1020040035479A 2004-05-19 2004-05-19 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체 및 집전판 KR100599792B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040035479A KR100599792B1 (ko) 2004-05-19 2004-05-19 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체 및 집전판
JP2005144085A JP2005332816A (ja) 2004-05-19 2005-05-17 二次電池及び二次電池用電極組立体
US11/133,476 US7955732B2 (en) 2004-05-19 2005-05-18 Collecting plate and secondary battery with the same
CNB2005100709964A CN1330038C (zh) 2004-05-19 2005-05-19 集电板和使用其的蓄电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040035479A KR100599792B1 (ko) 2004-05-19 2004-05-19 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체 및 집전판

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050110459A true KR20050110459A (ko) 2005-11-23
KR100599792B1 KR100599792B1 (ko) 2006-07-13

Family

ID=35375541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040035479A KR100599792B1 (ko) 2004-05-19 2004-05-19 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체 및 집전판

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7955732B2 (ko)
JP (1) JP2005332816A (ko)
KR (1) KR100599792B1 (ko)
CN (1) CN1330038C (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100599713B1 (ko) 2004-06-25 2006-07-12 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체
KR100786871B1 (ko) * 2006-07-27 2007-12-20 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR101300195B1 (ko) * 2007-11-13 2013-08-26 히다치 비클 에너지 가부시키가이샤 리튬이온 2차 전지
KR101318569B1 (ko) * 2006-08-17 2013-10-16 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4708202B2 (ja) * 2006-02-03 2011-06-22 本田技研工業株式会社 電池及び電池の製造方法
JP2009110751A (ja) * 2007-10-29 2009-05-21 Panasonic Corp 二次電池
KR101023865B1 (ko) * 2009-02-25 2011-03-22 에스비리모티브 주식회사 이차 전지
KR101520873B1 (ko) * 2011-04-28 2015-05-15 도요타 지도샤（주） 전지 어셈블리 및 차량
JP5747082B2 (ja) * 2011-08-18 2015-07-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 円筒形二次電池
WO2014168885A1 (en) * 2013-04-10 2014-10-16 Maxwell Technologies, Inc Collector plate for energy storage device and methods of manufacturing
CN114512673A (zh) * 2020-10-29 2022-05-17 深圳市比克动力电池有限公司 集流板及圆柱形锂电池
CN114865242A (zh) * 2021-01-19 2022-08-05 株式会社Lg新能源 电极端子的铆接结构、包括其的圆柱形电池单元、电池组和车辆
WO2023065185A1 (zh) * 2021-10-20 2023-04-27 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体及其制造方法和制造设备、电池以及用电装置
CN218471987U (zh) * 2022-09-01 2023-02-10 湖北亿纬动力有限公司 电池和电池模组
CN219203434U (zh) * 2022-12-29 2023-06-16 远景动力技术(江苏)有限公司 一种圆柱电池及电子设备

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4554227A (en) * 1983-07-18 1985-11-19 Japan Storage Battery Company Limited Alkaline battery
JP2543325Y2 (ja) * 1991-01-14 1997-08-06 ソニー株式会社 電 池
JPH10112330A (ja) * 1996-10-08 1998-04-28 Nissan Motor Co Ltd 円筒型電池および該円筒型電池を用いた組電池
JPH11135100A (ja) * 1997-08-29 1999-05-21 Denso Corp 巻回電極電池およびその製造方法
JP3547953B2 (ja) * 1997-09-30 2004-07-28 三洋電機株式会社 円筒型非水電解液二次電池の製造方法
JP2000030736A (ja) * 1998-07-14 2000-01-28 Toshiba Battery Co Ltd ニッケル・水素二次電池
JP2000106165A (ja) * 1998-09-28 2000-04-11 Japan Storage Battery Co Ltd 円筒形電池
JP2001015169A (ja) * 1999-06-29 2001-01-19 Asahi Glass Co Ltd 非水電解液二次電池
CN1172400C (zh) * 1999-08-10 2004-10-20 三洋电机株式会社 非水电解液二次蓄电池及其制造方法
JP4375690B2 (ja) * 1999-09-22 2009-12-02 本田技研工業株式会社 蓄電素子の電極接合方法
EP1223592B1 (en) * 1999-09-30 2007-02-28 Asahi Glass Company Ltd. Capacitor element
JP2001102030A (ja) * 1999-09-30 2001-04-13 Sanyo Electric Co Ltd 電気エネルギー蓄積デバイス
KR100525828B1 (ko) * 2001-04-25 2005-11-03 에스케이씨 주식회사 버튼형 리튬전지 및 그의 제조방법
JP4436587B2 (ja) * 2002-01-31 2010-03-24 パナソニック株式会社 電池及び組電池
JP4159299B2 (ja) * 2002-03-13 2008-10-01 三洋電機株式会社 二次電池
JP2004071266A (ja) 2002-08-05 2004-03-04 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解液二次電池及びその製造方法
JP3960877B2 (ja) * 2002-08-05 2007-08-15 三洋電機株式会社 電池の製造方法
KR100467702B1 (ko) * 2002-09-23 2005-01-24 삼성에스디아이 주식회사 각형 리튬이차 전지
KR100889767B1 (ko) * 2002-09-23 2009-03-20 삼성에스디아이 주식회사 보호 플레이트를 가지는 리튬이차 전지
CN2604780Y (zh) * 2003-03-13 2004-02-25 比亚迪股份有限公司 碱性二次电池
JP4242186B2 (ja) * 2003-03-27 2009-03-18 三桜工業株式会社 電池及び電池用負極電極板
KR100536253B1 (ko) * 2004-03-24 2005-12-12 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100599713B1 (ko) 2004-06-25 2006-07-12 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체
KR100786871B1 (ko) * 2006-07-27 2007-12-20 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR101318569B1 (ko) * 2006-08-17 2013-10-16 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR101300195B1 (ko) * 2007-11-13 2013-08-26 히다치 비클 에너지 가부시키가이샤 리튬이온 2차 전지
US8568916B2 (en) 2007-11-13 2013-10-29 Hitachi Vehicle Energy, Ltd. Lithium ion secondary battery

Also Published As

Publication number Publication date
US20050260487A1 (en) 2005-11-24
US7955732B2 (en) 2011-06-07
CN1330038C (zh) 2007-08-01
JP2005332816A (ja) 2005-12-02
KR100599792B1 (ko) 2006-07-13
CN1700495A (zh) 2005-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100627313B1 (ko) 이차 전지
KR100599749B1 (ko) 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체
KR100599709B1 (ko) 이차 전지
KR100477750B1 (ko) 리튬 이온 전지의 전극조립체 및 이를 이용한 리튬이온 전지
EP2228852B1 (en) Rechargeable battery comprising current collecting plates with improved structure
KR100570625B1 (ko) 이차 전지
KR100536253B1 (ko) 이차 전지
KR100667945B1 (ko) 이차 전지
KR100786871B1 (ko) 이차 전지
US20050277020A1 (en) Secondary battery with collector plate and electrode package thereof
KR20050121907A (ko) 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체
KR100599792B1 (ko) 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체 및 집전판
JP2005332820A (ja) 電極組立体を有する二次電池
KR20110025023A (ko) 전극군과 이를 적용한 이차 전지
KR100599803B1 (ko) 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체 및 집전판
KR20050121914A (ko) 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체
KR20080016047A (ko) 이차 전지
KR100637440B1 (ko) 이차 전지와 이에 사용되는 단자 조립체
KR20050103645A (ko) 이차 전지
KR101515672B1 (ko) 2 이상의 양극 및 음극을 포함하는 전극 조립체 및 이에 의한 전기 화학 소자
KR100612236B1 (ko) 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체
US20230253659A1 (en) Secondary battery
KR100578982B1 (ko) 이차전지
KR101264461B1 (ko) 캡조립체와 이를 이용하는 이차 전지 및 캡조립체 조립방법
KR20070014656A (ko) 이차 전지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130621

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140707

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150623

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160617

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170621

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180628

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190626

Year of fee payment: 14