KR20060011315A - 캔형 이차전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 캔형 이차전지에 관한 것으로서, 특히 캔형 이차전지에서 외부의 충격에 의하여 이차전지가 변형되는 경우에 이차전지 내부에서 금속간 단락을 유도하여 발열을 줄임으로써 이차전지의 안전성을 향상시킨 캔형 이차전지에 관한 것이다.
캔형 이차전지, 캡조립체, 캡플레이트, 터미널플레이트, 금속간 단락

Description

캔형 이차전지{Can Type Secondary battery}
도 1은 종래의 캔형 이차전지를 나타낸 분리 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 캔형 이차전지를 나타낸 분리 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 캔형 이차전지의 부분단면도.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 절연플레이트의 밑면도.
도 4b는 도 4a의 측면도.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 의한 절연플레이트의 밑면도.
도 5b는 도 5a의 측면도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절연플레이트의 밑면도.
도 7은 도 3의 A-A 저면단면도.
도 8은 본 발명에 따른 이차전지가 종압축을 받아 변형될 때 도 7과 동일한 부분에서의 저면단면도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
210 - 캔 220 - 캡조립체
230 - 전극단자 240 - 캡플레이트
250, 250a, 250b - 절연플레이트 260 - 터미널플레이트
본 발명은 캔형 이차전지에 관한 것으로서, 특히 캔형 이차전지에서 외부의 충격에 의하여 이차전지가 변형되는 경우에 이차전지 내부에서 금속간 단락을 유도하여 발열을 줄임으로써 이차전지의 안전성을 향상시킨 캔형 이차전지에 관한 것이다.
일반적으로 비디오 카메라, 휴대형 전화, 휴대형 컴퓨터 등과 같은 휴대형 무선 기기의 경량화 및 고기능화가 진행됨에 따라, 그 구동전원으로 사용되는 이차전지에 대해서 많은 연구가 이루어지고 있다. 이러한 이차전지는, 예를 들면, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있다. 이들 중에서 리튬 이차전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능한 것으로서, 작동 전압이 높고 단위 중량 당 에너지 밀도가 높다는 장점 때문에 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
도 1은 종래의 캔형 이차전지에 대한 분리 사시도를 나타낸다.
상기 캔형 이차전지는 양극판(113), 음극판(115) 및 세퍼레이터(114)로 구성되는 전극조립체(112)를 전해액과 함께 캔(110)에 수납하고, 이 캔(110)의 상단개구부(110a)를 캡조립체(120)로 밀봉함으로써 형성된다.
상기 캡조립체(120)는 캡플레이트(140)와 절연플레이트(150)와 터미널플레이트(160) 및 전극단자(130)를 포함하여 구성된다. 캡조립체(120)는 별도의 절연케이스(170)와 결합되어 캔의 상단개구부(110a)에 결합되어 캔(110)을 밀봉하게 된다.
상기 캡플레이트(140)는 상기 캔(110)의 상단개구부(110a)와 상응하는 크기와 형상을 가지는 금속판으로 형성된다. 상기 캡플레이트(140)의 중앙에는 소정 크기의 단자통공1(141)이 형성되며, 단자통공1(141)에는 전극단자(130)가 삽입된다. 상기 전극단자(130)가 단자통공1(141)에 삽입될 때는 전극단자(130)와 캡플레이트(140)의 절연을 위하여 전극단자(130)의 외면에는 튜브형의 개스킷튜브(146)가 결합되어 함께 삽입된다. 한편 상기 캡플레이트(140)의 일측에는 전해액주입공(142)은 상기 캡플레이트(140)의 타측에 소정크기로 형성된다. 상기 캡조립체(120)가 상기 캔(110)의 상단개구부(110a)에 조립된 후 전해액주입공(142)을 통하여 전해액이 주입되고 전해액주입공(142)은 마개(143)에 의하여 밀폐된다
상기 전극단자(130)는 상기 음극판(115)의 음극탭(117) 또는 상기 양극판(113)의 양극탭(116)에 연결되어 음극단자 또는 양극단자로 작용하게 된다.
상기 절연플레이트(150)는 개스킷과 같은 절연물질로 형성되며, 캡플레이트(140)의 하면에 결합된다. 절연플레이트(150)에는 상기 캡플레이트(140)의 단자통공1(141)에 대응되는 위치에 상기 전극단자(130)가 삽입되는 단자통공2(151)가 형성되어 있다. 상기 절연플레이트(150)의 하면에는 상기 터미널플레이트(160)가 안착되도록 터미널플레이트(160)의 크기에 상응하는 안착홈(152)이 형성된다.
상기 터미널플레이트(160)는 Ni 금속 또는 그 합금으로 형성되며, 상기 절연플레이트(150)의 하면에 결합된다. 상기 터미널플레이트(160)에는 캡플레이트(140)의 단자통공1(141)에 대응되는 위치에 상기 전극단자(130)가 삽입되는 단자통공3(161)이 형성되어 있으며, 상기 전극단자(130)가 상기 개스킷튜브(146)에 의하여 절연되면서 캡플레이트(140)의 단자통공1(141)을 통하여 결합되므로 상기 터미널플레이트(160)는 상기 캡플레이트(140)와 전기적으로 절연되면서 상기 전극단자(130)와 전기적으로 연결된다.
한편 상기 전극단자(130)를 캡플레이트(140)와 절연플레이트(150) 및 터미널플레이트(160)에 결합시키는 방법으로는 전극단자(130)를 회전시키면서 일정한 힘을 가하여 캡플레이트(140)의 단자통공1(141)에 삽입하게 된다. 상기 전극단자(130)는 단자통공1(141)을 통과하게 되면 다시 캡플레이트(140)의 하면에 결합되어 있는 절연플레이트(150)와 터미널플레이트(160)에 형성된 단자통공2(151)와 단자통공3(161)을 통과하게 된다. 이 때 절연플레이트(150)에 형성된 단자통공2(151)의 내경은 삽입되는 전극단자(130)의 외경과 동일하게나 약간 크게 형성되며 전극단자(130)의 삽입 시에는 전극단자(130)의 외면이 밀착되어 강제로 삽입된다.
이러한 리튬이온 이차전지는 전극조립체의 내부 단락이나 외부 단락 또는 과충방전 등에 의하여 전압이 급상승하고, 이 때문에 전지가 파열되는 위험에 노출되어 있다. 이차전지 내부의 단락을 방지하기 위해서는 전극조립체에서 양극판과 음극판의 종단부와 전극탭 용접 부위를 포함하여 단락의 위험이 있는 부분에 절연테입을 부착하게 된다. 또한 이차전지는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자, 써멀퓨즈(thermal fuse) 및 보호회로(protecting circuit) 등과 같은 안전장치와 전기적으로 연결되며, 이러한 안전장치는 전지의 전압이나 온도가 급상승할 때 전류를 차단하여 전지의 파열을 미연에 방지한다.
그러나 이차전지가 충격이나 압력에 의하여 변형되는 경우에는 보호회로나 보호소자가 전극간의 단락을 방지할 수 없게 되며 상기 양극판과 음극판이 서로 단락되는 경우에는 양극판에서 음극판으로 급격히 전류가 흐르면서 양극판과 음극판의 자체 저항에 의하여 발열이 진행되므로 발열의 정도가 심하게 되는 문제점이 있다. 또한 발열이 심하게 되면 이차전지가 폭발하는 경우도 발생하게 된다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 특히 캔형 이차전지에 관한 것으로서, 특히 캔형 이차전지에서 외부의 압력이나 충격에 의하여 이차전지가 변형되는 경우에 이차전지 내부에서 금속간 단락을 유도하여 발열을 줄임으로써 이차전지의 안전성을 향상시킨 캔형 이차전지를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 캔형 이차전지는 양극판과 음극판 및 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체와, 상기 전극조립체와 전해액이 수용되는 캔과, 캡플레이트와 절연플레이트와 전극단자 및 터미널플레이트를 포함하여 이루어지며 상기 캔의 상단개구부에 결합되어 캔을 밀봉하는 캡조립체를 포함하는 캔형 이차전지에 있어서, 상기 절연플레이트는 상기 전극단자가 삽입되는 단자통공을 중심으로 적어도 일측이 상기 절연플레이트 하면에 결합되는 상기 터미널플레이트에 상응되는 크기로 형성되어, 상기 캔이 종압축으로 변형시 상기 터미널플레이트와 캔의 내면이 접촉되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에서 상기 절연플레이트는 상기 단자통공을 중심으로 일측이 상 기 터미널플레이트에 상응하는 크기로 형성되며, 타측이 소정 폭으로 연장되어 상기 절연플레이트의 하면에 결합되는 상기 터미널플레이트에 상기 음극판의 음극탭이 용접되도록 형성될 수 있다.
또한 본 발명에서 상기 전열플레이트는 상기 터미널플레이트가 결합되는 바닥판과 상기 바닥판의 각 측단과 측면에서 하부로 돌출되는 측벽을 구비하며, 상기 단자통공을 중심으로 적어도 일측에서 상기 측벽의 측단벽과 측면벽이 제거되어 상기 터미널플레이트에 상응하는 크기로 형성될 수 있다.
또한 본 발명에서 상기 절연플레이트는 일측에서 제거되는 상기 측단벽이 소정 폭으로 잔존되도록 제거되어 형성될 수 있다.
또한 본 발명에서 상기 절연플레이트의 일측에 잔존되는 측단벽은 그 폭이 상기 절연플레이트 폭의 50% 이내로 형성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 측벽의 높이는 적어도 상기 터미널플레이트의 높이로 형성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 절연플레이트는 상기 단자통공의 타측의 측면에 형성된 측면벽에서 상기 터미널플레이트의 음극탭이 용접되는 위치에 대응하는 위치에 용접홈을 구비하여 형성될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 캔형 이차전지를 나타낸 분리 사시도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 캔형 이차전지의 부분단면도를 나타낸다. 도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 절연플레이트의 밑면도를 나타낸다. 도 4b는 도 4a의 측면도를 나타낸다. 도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 의한 절연플레이트의 밑면도를 나타낸다. 도 5b는 도 5a의 측면도를 나타낸다. 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절연플레이트의 밑면도를 나타낸다. 도 7은 도 3의 A-A 저면단면도를 나타낸다. 도 8은 본 발명에 따른 이차전지가 종압축을 받아 변형될 때 도 7과 동일한 부분에서의 저면단면도를 나타낸다.
본 발명에 따른 캔형 이차전지는, 도 2와 도 3을 참조하면, 캔(210)과, 캔(210)의 내부에 수용되는 전극조립체(212)와, 상기 캔(210)의 상단개구부(210a)를 밀봉하는 캡조립체(220)를 포함하여 형성된다. 또한 상기 캡조립체(220)에는 이차전지가 외부의 힘에 의하여 변형되는 경우에 캡조립체(220)를 구성하는 터미널플레이트(260)가 캔(210)의 내측과 단락되도록 하는 절연플레이트(250)가 형성되어 있다.
상기 캔(210)은 대략 박스 형상을 가진 금속재로 형성되며, 바람직하게는 가볍고 연성이 있는 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 형성되나 여기서 그 종류를 한정하는 것은 아니다. 상기 캔(210)은 그 일면이 개구된 상단개구부(210a)를 포함하며, 상단개구부(210a)를 통해 전극조립체(212)가 수용된다.
상기 전극조립체(212)는 양극판(213)과 음극판(215) 및 세퍼레이터(214)를 포함한다. 상기 양극판(213)과 음극판(215)은 세퍼레이터(214)를 개재하여 적층된 후 젤리-롤(jelly-roll) 형태로 권취될 수 있다. 상기 양극판(213)에는 양극탭(216)이 용접되어 있으며, 이 양극탭(216)의 단부는 상기 전극조립체(212)의 상방 으로 돌출되어 있다. 상기 음극판(215)에도 음극탭(217)이 용접되어 있으며, 이 음극탭(217)의 단부도 상기 전극조립체(212)의 상방으로 돌출되어 있다.
상기 캡조립체(220)는 캡플레이트(240)와 절연플레이트(250)와 터미널플레이트(260)와 전극단자(230) 및 절연케이스(270)를 포함하여 구성된다. 캡조립체(220)는 별도의 절연케이스(270)와 결합되어 캔(210)의 상단개구부(210a)에 결합되어 캔(210)을 밀봉하게 된다.
상기 캡플레이트(240)는 상기 캔(210)의 상단개구부(210a)에 상응하는 크기와 형상의 금속판으로 형성되며 바람직하게는 무게가 가벼운 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 형성된다. 상기 캡플레이트(240)의 중앙에는 소정 크기의 단자통공4(241)가 형성되며, 일측에는 전해액주입공(242)이 형성된다. 상기 단자통공4(241)에는 전극단자(230)가 삽입되며, 상기 단자통공4(241)의 내면에는 전극단자(230)와 캡플레이트(240)의 절연을 위하여 튜브형의 개스킷튜브(246)가 조립된다.
상기 전해액주입공(242)은 상기 캡플레이트(240)의 일측에 소정크기로 형성된다. 상기 캡조립체(220)가 상기 캔(210)의 상단개구부(210a)에 조립된 후 전해액주입공(242)을 통하여 전해액이 주입되고 전해액주입공(242)은 마개(243)에 의하여 밀폐된다
상기 절연플레이트(250)는 개스킷과 같은 절연물질로 형성되며, 바닥판(252)과 바닥판의 각 측면과 측단에서 하부로 돌출되는 측벽(253)을 포함하여 형성된다. 또한 상기 절연플레이트(250)는 소정위치에 형성되는 단자통공5(251)를 포함하여 형성된다. 상기 절연플레이트(250)는 상기 캡플레이트(240)의 바닥판(252) 하면에 결합되며, 상기 바닥판(252)은 터미널플레이트(260)에 상응하는 면적으로 형성된다. 또한 상기 절연플레이트(250)의 측벽(253)은 상기 터미널플레이트(260)의 두께보다 높게 형성된다.
상기 단자통공5(251)는 상기 절연플레이트(250)와 상기 캡플레이트(240)가 결합될 때 상기 캡플레이트(240)의 단자통공4(241)에 대응되는 위치에 형성되며, 상기 전극단자(230)가 삽입된다. 상기 단자통공5(251)는 바람직하게는 상기 절연플레이트(250)의 중심으로부터 한쪽으로 치우쳐 위치된다.
상기 절연플레이트(250)는, 도 4a와 도 4b를 참조하여 보면, 상기 측벽(253)이 형성될 때 상기 단자통공5(251)를 중심으로 적어도 일측에서는 측단벽과 측면벽이 제거되어 바닥판(252)만 형성된다. 따라서 상기 절연플레이트(250)의 측벽(253)이 제거되는 일측은 상기 터미널플레이트(260)에 대응되는 크기로 형성되며, 절연플레이트(250)의 측단 및 측면이 상기 터미널플레이트의 측단 및 측면과 일치하게 된다.
또한 상기 절연플레이트(250)는 측벽(253)이 형성되지 않고 상기 바닥판(252)이 상기 터미널플레이트(260)보다 크게 형성되며, 상기 단자통공5(251)을 중심으로 일측이 상기 터미널플레이트(260)에 상응하는 크기로 형성될 수 있음은 물론이다.
상기 터미널플레이트(260)는 Ni 금속 또는 이의 합금으로 형성되며, 상기 절연플레이트(250)의 바닥판(253) 하면에 결합된다. 상기 터미널플레이트(260)에는 캡플레이트(240)의 단자통공4(241)에 대응되는 위치에 단자통공6(261)이 형성되어 있으며, 상기 전극단자(230)가 삽입된다.
상기 전극단자(230)는 상기 개스킷튜브(246)에 의하여 절연되면서 캡플레이트(240)의 단자통공4(241)와 단자통공5(251) 및 단자통공6(261)을 통하여 삽입되어 터미널플레이트(260)와 결합된다. 따라서 상기 캡조립체(220)에서 상기 터미널플레이트(260)는 상기 캡플레이트(240)와 전기적으로 절연되면서 상기 전극단자(230)와 전기적으로 연결된다.
상기 절연케이스(270)는 양극탭홀(271)과 음극탭홀(272)을 포함하여 형성되며, 상기 캡조립체(220)의 하부에 결합되어 상기 캡조립체(220)와 전극조립체(212)를 전기적으로 절연시키게 된다. 이때 상기 양극탭(216)은 상기 양극탭홀(271)을 통과하여 상기 캡플레이트(240)에 연결된다. 또한 상기 음극탭(217)은 상기 음극탭홀(272)을 통하여 상기 터미널플레이트(260)에 연결된다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 의한 절연플레이트의 밑면도를 나타내며, 도 5b는 도 5a의 측면도를 나타낸다.
본 실시예에 의한 절연플레이트(250a)는, 도 5a와 도 5b를 참조하여 보면, 개스킷과 같은 절연물질로 형성되며, 바닥판(252a)과 바닥판(252a)의 각 측면과 측단에서 하부로 돌출되는 측벽(253a)을 포함하여 형성된다. 또한 상기 절연플레이트(250a)는 소정위치에 형성되는 단자통공5(251)를 포함하여 형성된다.
상기 절연플레이트(250a)는 상기 단자통공5(251a)를 중심으로 일측에서 측벽(253a)의 일부가 제거되며 이때 측벽(253a)이 제거되는 일측단에서는 측단벽(254a)이 소정 폭으로 잔존하여 형성된다. 상기 측단벽(254a)의 폭은 바람직하게는 절연 플레이트(250a)의 폭의 50% 이내로 형성된다. 상기 측단벽(254a)의 폭이 너무 넓으면 절연플레이트의 하면에 결합되는 터미널플레이트(260)가 회전될 때 캔의 내벽과 접촉되지 않을 수 있다. 상기 측단벽(254a)의 높이는 상기 측벽(253a)과 동일한 높이로 형성되며, 바람직하게는 상기 터미널플레이트(260)의 두께보다 높게 형성된다.
따라서 상기 절연플레이트(250a)의 측단벽(254a)은 상기 터미널플레이트(260)의 측단이 전극탭과 단락되는 것을 방지하게 된다. 보다 상세히 설명하면, 전극조립체(212)의 상단부에서 돌출되는 양극탭(216) 또는 음극탭(217)은 박판의 금속으로 상기 캡플레이트(240)와 터미널플레이트(260)에 각각 용접되어 절곡된다. 따라서 상기 양극탭(216)이 절곡되는 과정 또는 캡조립체(230)가 상기 캔(210)에 조립되는 과정에서 상기 양극탭(216)과 터미널플레이트(260)가 단락될 수 있으며, 상기 측단벽(254a)은 상기 양극탭(216)과 터미널플레이트(260)가 단락되는 것을 방지하게 된다.
도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 의한 절연플레이트의 밑면도를 나타내며, 도 6b는 도 6a의 측면도를 나타낸다.
본 실시예에 의한 절연플레이트(250b)는, 도 6a와 도 6b를 참조하여 보면, 개스킷과 같은 절연물질로 형성되며, 바닥판(252b)과 바닥판(252b)의 각 측면과 측단에서 하부로 돌출되는 측벽(253b)을 포함하여 형성된다. 또한 상기 절연플레이트(250b)는 소정위치에 형성되는 단자통공5(251)를 포함하여 형성된다.
상기 절연플레이트(250b)는 상기 측벽(253b)이 형성될 때 상기 단자통공 5(251)를 중심으로 적어도 일측에서는 측단벽과 측면벽이 제거되어 바닥판(252b)만 형성된다. 따라서 상기 절연플레이트(250b)의 측벽(253b)이 제거되는 일측은 상기 터미널플레이트(260)에 대응되는 크기로 형성되며, 절연플레이트(250b)의 측단 및 측면이 상기 터미널플레이트(260)의 측단 및 측면과 일치하게 된다.
또한 상기 측벽(253b)에는 상기 단자통공5(251)를 중심으로 타측에서 상기 절연플레이트(250b)에 결합되는 터미널플레이트(260)에 음극탭(217)이 용접되는 위치의 일측면에 용접홈(255b)이 형성된다. 상기 측벽(253b)의 높이는 바람직하게는 터미널플레이트의 높이보다 높게 형성되므로 상기 터미널플레이트(260)에 음극탭(217)을 용접할 때 음극탭(217)을 터미널플레이트(260)의 하면에 완벽하게 접촉시키고 용접을 하는 것이 어렵게 된다. 따라서 상기 용접홈(255b)은 음극탭(217)을 터미널플레이트(260)의 하면에 밀착시킬 수 있도록 하여 용접이 용이하도록 하여 준다.
다음은 본 발명에 따른 이차전지의 작용에 대하여 설명한다.
도 7은 도 3의 A-A 단면도로서 본 발명에 따른 이차전지의 캡조립체의 저면단면도를 나타낸다. 도 8은 본 발명에 따른 이차전지가 종압축을 받아 변형될 때 도 7과 동일한 부분에서의 저면단면도를 나타낸다.
도 7을 참고하여 보면, 상기 캡조립체(220)가 하면에 양극탭(216)과 음극탭(217)이 용접되어 상기 캔(210)의 상단개구부(210a)에 결합되면, 터미널플레이트(260)는 상기 캔(210)의 내벽과 소정거리 이격되어 전기적으로 절연된 상태를 유지한다. 따라서 상기 양극탭(216)과 음극탭(217)도 서로 전기적으로 절연된 상태를 유지하게 된다.
이러한 이차전지가 외부의 압력 또는 충격에 의하여 종압축과 같은 변형이 캔(210)에 일어나게 되면 캔(210)의 내부에 있는 전극조립체(212) 내부에서는 양극판(213)과 음극판(215)이 세퍼레이터(214)를 손상시키면서 단락된다. 따라서 양극판(213)과 음극판(215) 사이에는 전류가 흐르게 되며, 양극판과 음극판의 내부저항에 의하여 열이 발생하게 된다.
또한 도 8에서 보는 바와 같이 상기 캔(210)이 변형되면 상기 캔(210)의 내면과 상기 터미널플레이트(260)의 모서리가 일정한 지점(a)에서 접촉하게되며 전기적으로 단락된다. 즉 상기 캔(210)은 캡플레이트(240) 및 양극탭(216)에 연결되어 있고, 상기 터미널플레이트(260)는 음극탭(217)이 연결되어 있으므로 이차전지의 양극과 음극이 단락된다. 상기 캔(210)과 상기 터미널플레이트(260)는 전기저항이 적은 금속이므로 이러한 금속간의 단락이 발생되면 전류는 급격히 흐르게 되나, 열은 상대적으로 적게 발생된다.
표 1은 전극조립체와 캔의 단락 유형에 따른 저항과 발열정도를 측정한 결과이다. 표 1에서 단락 유형은 전극조립체의 구성요소간 또는 캔 중에서 단락을 형성한 구성요소를 나타내며, 전기저항은 각 유형에 따라 단락이 형성된 후에 양극탭과 음극탭 사이에서 측정한 전기저항을 나타낸다. 또한 단락부 온도는 단락이 형성된 후에 전기저항에 의하여 발열되는 온도를 나타낸다. 각 구성요소 간의 저항과 단락부 온도의 측정방법을 양극판과 음극판의 단락을 예를 들어서 설명하면 다음과 같다. 두개의 슬라이드 글라스(Slide glass)사이에 일정크기로 절단된 양극과 음극을 접촉시키고 양단 간에 전류를 인가하여 전기저항을 측정한다. 이때 전류는 Cell의 최대방전 전류를 모사할 수 있도록 안전히 충전된 실제의 전지에서 방전될 수 있도록 준비한다. 저항열은 측정된 전기저항으로부터 계산하여 산출한다. 그리고 단락부 온도는 슬라이드 글라스 외부에 열전대(Thermocouple)를 부착하여 측정한다.
단락 유형 전기저항(ohm) 저항열(J) 단락부온도(℃)
양극판 - 음극판 11.00 3,564 150 이상
양극판 - 음극탭 8.70 7,830 100 이상
캔 - 음극판 5.10 2,040 150 이상
캔 - 음극탭 0.02 24 60
양극탭 - 음극탭 0.04 36 65
표 1에서 보는 바와 같이 양극판 또는 음극판과 다른 구성요소간의 단락이 형성되면 전기저항 및 저항열이 증가되며, 단락부 온도가 상승하게 된다. 그러나 캔과 양극탭, 양극탭과 음극탭과 같이 금속간 단락이 발생되는 경우에는 상대적으로 저항열과 온도 상승이 작게 된다.
따라서 본 발명과 같이 캡조립체에서는 이차전지가 종압축으로 변형될 때, 터미널플레이트와 캔 사이의 금속간 단락이 발생하게 되므로 저항열과 전지 내부온도의 상승을 최소화할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
본 발명에 따른 캔형 이차전지에 의하면, 외부의 충격에 의하여 이차전지가 변형되는 경우에 이차전지 내부에서 금속간 단락을 유도하여 발열을 줄임으로써 이차전지의 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 양극판과 음극판 및 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체와, 상기 전극조립체와 전해액이 수용되는 캔과, 캡플레이트와 절연플레이트와 전극단자 및 터미널플레이트를 포함하여 이루어지며 상기 캔의 상단개구부에 결합되어 캔을 밀봉하는 캡조립체를 포함하는 캔형 이차전지에 있어서,
    상기 절연플레이트는 상기 전극단자가 삽입되는 단자통공을 중심으로 적어도 일측이 상기 절연플레이트 하면에 장착되는 상기 터미널플레이트에 상응되는 크기로 형성되어, 상기 캔이 종압축으로 변형시 상기 터미널플레이트와 캔의 내면이 접촉되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 캔형 이차전지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 절연플레이트는 상기 단자통공을 중심으로 일측이 상기 터미널플레이트에 상응하는 크기로 형성되며, 타측이 소정 폭으로 연장되어 상기 전열플레이트의 하면에 결합되는 상기 터미널플레이트에 상기 음극판의 음극탭이 용접되는 것을 특징으로 하는 캔형 이차전지.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 절연플레이트는 상기 터미널플레이트가 결합되는 바닥판과 상기 바닥판의 각 측단과 측면에서 하부로 돌출되는 측벽을 구비하며, 상기 단자통공을 중심으 로 적어도 일측에서 상기 측벽의 측단벽과 측면벽이 제거되어 상기 터미널플레이트에 상응하는 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 캔형 이차전지.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 절연플레이트는 일측에서 제거되는 상기 측단벽이 소정 폭으로 잔존되도록 제거되는 것을 특징으로 하는 캔형 이차전지.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 절연플레이트의 일측에 잔존되는 측단벽은 그 폭이 상기 절연플레이트 폭의 50% 이내로 형성되는 것을 특징으로 하는 캔형 이차전지.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 측벽의 높이는 적어도 상기 터미널플레이트의 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 캔형 이차전지.
  7. 제 3항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 절연플레이트는 상기 단자통공의 타측의 측면에 형성된 측면벽에서 상기 터미널플레이트의 음극탭이 용접되는 위치에 대응하는 위치에 용접홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 캔형 이차전지.
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