KR20060011664A - Cap assembly, secondary battery and module thereof - Google Patents

Cap assembly, secondary battery and module thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20060011664A
KR20060011664A KR1020040060602A KR20040060602A KR20060011664A KR 20060011664 A KR20060011664 A KR 20060011664A KR 1020040060602 A KR1020040060602 A KR 1020040060602A KR 20040060602 A KR20040060602 A KR 20040060602A KR 20060011664 A KR20060011664 A KR 20060011664A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
groove
secondary battery
vent
notch
cap assembly
Prior art date
Application number
KR1020040060602A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100612390B1 (en
Inventor
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 KR1020040060602A priority Critical patent/KR100612390B1/en
Publication of KR20060011664A publication Critical patent/KR20060011664A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100612390B1 publication Critical patent/KR100612390B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/578Devices or arrangements for the interruption of current in response to pressure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431Cells with wound or folded electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/147Lids or covers
    • H01M50/148Lids or covers characterised by their shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/342Non-re-sealable arrangements
    • H01M50/3425Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

본 발명에서 제공하는 안전성을 개선한 이차 전지는 세퍼레이터를 사이에 두고 횡권축을 중심으로 양극판과 음극판으로 이루어진 극판을 권취해서 형성되는 전극군; 상기 횡권축이 평행한 상태로 상기 전극군을 수납하는 케이스; 및, 상기 케이스를 밀폐하면서 상기 전극군에 전기적으로 연결되는 양, 음극용 전극 단자가 설치되고, 일정한 압력에서 파단되는 노치의 형상이 부분적으로 'V'자 모양으로 형성되는 벤트부를 갖는 캡 조립체;를 포함해서 형성된다.The secondary battery having improved safety provided by the present invention includes: an electrode group formed by winding a positive electrode plate and a negative electrode plate centered on a horizontal crimp with a separator interposed therebetween; A case accommodating the electrode group in a state in which the horizontal crimp is parallel; And a cap assembly having a vent part which is electrically connected to the electrode group while sealing the case and is provided with a negative electrode terminal, and a part of a notch broken at a predetermined pressure is formed in a 'V' shape. It is formed to include.

이차 전지, 홈, 안전변, 벤트, V자Secondary battery, groove, safety valve, vent, V-shape

Description

캡 조립체 및 이차 전지와 이로써 구성되는 전지 모듈{CAP ASSEMBLY, SECONDARY BATTERY AND MODULE THEREOF}CAP ASSEMBLY, SECONDARY BATTERY AND MODULE THEREOF}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 각형 이차 전지의 사시도이다.1 is a perspective view of a rectangular rechargeable battery according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극군의 분해 사시도이다.2 is an exploded perspective view of an electrode group according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 각형 전극군의 모습을 보여주는 사시도이다.3 is a perspective view showing the shape of a rectangular electrode group according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 조립체의 분해 사시도이다.4 is an exploded perspective view of a cap assembly according to an embodiment of the present invention.

도 5 및 도 6은 노치의 단면 형상을 보여주는 도면이다.5 and 6 show the cross-sectional shape of the notch.

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세히는 이차 전지의 안전성을 개선한 발명에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly to an invention that improves the safety of the secondary battery.

이차 전지는 그 용도나 전지 용량을 감안하면, 하나 또는 수 개의 전지 셀을 사용하는 저용량 이차 전지(이하, '소형 전지)와, 전지 셀을 수십 개 모아 사용하는 팩(pack) 단위로 팩키징(packaging)해서 사용하는 모터 구동용 대용량 이차 전지(이하, '대형 전지')로 구분할 수 있다.In view of its use and battery capacity, the secondary battery is packaged in a low capacity secondary battery (hereinafter, referred to as a 'small battery') using one or several battery cells and a pack unit in which dozens of battery cells are used. It can be classified into a large-capacity secondary battery (hereinafter, referred to as a 'large battery') for driving a motor.

이중, 소형 전지는 주로 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같은 소형 전자 장치의 전원으로 사용되며, 대형 전지는 HEV(하이브리드 자동차), EV(전기 자동차), 무선 청소기, 전동 자전거, 전동 스쿠터와 같은 곳에서 모터 구동용 전원으로 사용된다.Dual batteries are primarily used as power sources for small electronic devices such as cellular phones, notebook computers, and camcorders. Large batteries are used in places such as HEVs (hybrid cars), electric vehicles (EVs), cordless cleaners, electric bicycles, and electric scooters. It is used as a power source for driving a motor.

소형 전지가 하나의 셀로써 구성될 때에는 주로 원통형이나 사각형의 외형을 가지고 형성되는 바, 띠 상의 양, 음극판 사이에 절연체인 세퍼레이터(separator)를 개재하여 이를 와류 상으로 감아 전극군을 형성하고, 이를 원통형의 캔 내부에 삽입하여 전지를 구성하게 된다.When a small battery is composed of one cell, it is mainly formed in a cylindrical or rectangular shape, and is wound around a vortex through a separator, which is an insulator, between the two bands and the negative electrode to form an electrode group. The battery is inserted into a cylindrical can.

그리고, 상기 양, 음극판에는 리드 단자 즉, 전지의 작용시 양, 음극판에서 발생된 전류를 집전하기 위한 역할로서 도전성 탭(tap)이 각기 부착되며, 이 도전성 탭은 전극 조립체에 용접 등으로 부착되어 각기 양, 음극판에 발생된 전류를 양, 음극 단자로 유도하게 된다.The positive and negative plates each have a conductive tab attached to each of the lead terminals, that is, currents generated from the positive and negative plates when the battery is in operation, and the conductive tabs are attached to the electrode assembly by welding or the like. The current generated in the positive and negative plates respectively is induced to the positive and negative terminals.

이처럼 구성된 소형 전지의 구조를 그대로 대형 전지에 적용하는 경우에는 용량이나 출력면에서 대형전지의 동작 특성을 만족시키지 못하기 때문에, 복수의 탭을 전극 조립체 사이에 부착하여 사용하는 멀티탭 구조가 제안되었으며, 나아가서는 판 상의 플레이트를 탭으로 사용하는 이차 전지가 제안되었다.When the structure of the small battery configured as described above is applied to a large battery as it is, it does not satisfy the operation characteristics of the large battery in terms of capacity and output, and thus a multi-tap structure in which a plurality of tabs are attached and used between electrode assemblies has been proposed. Furthermore, a secondary battery using a plate on a plate as a tab has been proposed.

한편, 대형 전지는 전기 화학적 반응에 의해서 생성되는 전지 내부의 압력으로 인해서 폭발할 위험을 내재하고 있다. 때문에, 대형 전지는 전지의 폭발 방지를 위한 벤트(또는, '안전변')를 더 포함해서 구성되는 것이 일반적이다. 이때, 벤트는 노치(notch) 모양으로 이루어지는데, 소정의 압력 하에서 벤트가 파단되어 전지 가 폭발하는 것을 방지한다.On the other hand, large batteries have a risk of explosion due to the pressure inside the battery generated by the electrochemical reaction. Therefore, a large battery is generally configured to further include a vent (or 'safe side') for preventing the explosion of the battery. At this time, the vent is formed in a notch shape, and the vent is broken under a predetermined pressure to prevent the battery from being exploded.

그런데, 각형 이차 전지에 사용되는 벤트의 경우에는 그 단면적이 상대적으로 원통형보다 작아서 벤트가 터지는 파단압이 높다는 단점이 있다. However, the vent used in the rectangular secondary battery has a disadvantage that its cross-sectional area is relatively smaller than the cylindrical shape, so that the break pressure at which the vent bursts is high.

더욱이, 벤트가 얇은 박판 형태로 제작이 되는데, 이처럼 벤트를 제작하면 기 설정된 압력하에 제대로 파손되지 않고, 또한 전지마다 벤트의 파단압이 서로 다르다는 문제가 있다.In addition, the vent is manufactured in a thin sheet form, but if the vent is manufactured in this way, there is a problem in that the break pressure of the vent is different from each other in the battery under a predetermined pressure.

한편, 벤트는 가늘고 미세한 크랙(crack) 형태로 만들어질수록 낮은 압력에서 파단이 잘 일어난다. 그런데, 종래의 벤트는 금형으로 프레싱(pressing)해서 형성하였기 때문에 그 단면이 반달 모양으로 형성되는 한계가 있었으며, 이에 따라 파단 압력이 일정하지 않으면서도 상대적으로 높다는 문제가 있다.Vents, on the other hand, are more likely to break at lower pressures as they are made in the form of fine and fine cracks. However, since the conventional vent is formed by pressing into a mold, there is a limit in that the cross section is formed into a half moon shape, and thus there is a problem that the breaking pressure is relatively high without being constant.

따라서, 벤트가 기 설정된 압력 하에서 제대로 파손이 되지 않아 이차 전지가 폭발하는 등의 위험한 문제를 나타내고 있다.Therefore, the vent does not break properly under a predetermined pressure, and thus represents a dangerous problem such as an explosion of a secondary battery.

이에, 본 발명에서는 상술한 문제점을 개선해서 낮은 압력에서도 일정하게 동작하는 벤트를 구비한 이차 전지를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention is to provide a secondary battery having a vent that operates constantly at low pressure to improve the above problems.

또한, 본 발명의 다른 목적은 원통형 전지에 비해서 상대적으로 적은 면적을 갖는 각형 전지의 벤트에 있어서도 낮은 압력에서 일정하게 동작하는 벤트를 구비한 이차 전지를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a secondary battery having a vent that operates constantly at a low pressure even in a vent of a rectangular battery having a relatively smaller area than a cylindrical battery.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명에서 제공하는 이차 전지는,In order to achieve the above object, the secondary battery provided by the present invention,

세퍼레이터를 사이에 두고 횡권축을 중심으로 양극판과 음극판으로 이루어진 극판을 권취해서 형성되는 전극군;An electrode group formed by winding a pole plate composed of a positive electrode plate and a negative electrode plate with a separator interposed therebetween;

상기 횡권축이 평행한 상태로 상기 전극군을 수납하는 케이스; 및,A case accommodating the electrode group in a state in which the horizontal crimp is parallel; And,

상기 케이스를 밀폐하면서 상기 전극군에 전기적으로 연결되는 양, 음극용 전극 단자가 설치되고, 일정한 압력에서 파단되는 노치의 형상이 부분적으로 'V'자 모양으로 형성되는 벤트부를 갖는 캡 조립체;를 포함해서 형성된다.And a cap assembly having a vent part in which the electrode terminal for the cathode and the cathode, which are electrically connected to the electrode group while being sealed to the case, is formed at a predetermined pressure and partially formed in a 'V' shape. Is formed.

본 발명에서, 상기 노치는 제1 홈과, 상기 제1 홈에 형성된 제2의 'V'자 홈으로 형성되는 것이 바람직하며,In the present invention, it is preferable that the notch is formed of a first groove and a second 'V'-shaped groove formed in the first groove.

이때, 상기 제1 홈이 상기 제2 홈보다 크게 형성되는 것이 더욱 바람직하다.In this case, the first groove is more preferably formed larger than the second groove.

그리고, 상기 제1 홈은 프레싱 성형으로 형성되며, 상기 제2 홈이 절삭 성형으로 형성되는 것이 바람직하다.The first groove may be formed by pressing molding, and the second groove may be formed by cutting molding.

또한, 본 발명에서 제공하는 이차 전지용 캡 조립체는,In addition, the cap assembly for a secondary battery provided by the present invention,

전극군을 수납하는 캔을 밀폐하면서 전극 단자가 구비되는 캡 조립체에 있어서,In the cap assembly provided with the electrode terminal while sealing the can containing the electrode group,

벤트 홀;과,Vent holes; and,

상기 벤트 홀을 막으면서, 일정한 압력에서 파단되는 노치의 형상이 부분적으로 'V'자 모양으로 형성되는 벤트부;를 포함해서 형성된다.Blocking the vent hole, the shape of the notch that is broken at a constant pressure is formed in part of the 'V' shape.

또한, 본 발명에서 제공하는 전지 모듈은,In addition, the battery module provided by the present invention,

복수의 이차 전지들을 서로 연결해서 팩(pack) 단위로 구성되는 전지 모듈에 있어서,In the battery module consisting of a pack unit by connecting a plurality of secondary batteries to each other,

전지 모듈을 구성하는 각 이차 전지가 벤트 홀;과, 상기 벤트 홀을 막으면서, 일정한 압력에서 파단되는 노치의 형상이 부분적으로 'V'자 모양으로 형성되는 벤트부;를 구비한다.Each secondary battery constituting the battery module has a vent hole; and a vent part having a shape of a notch broken at a constant pressure while partially blocking the vent hole is formed in a 'V' shape.

이러한 본 실시예에서 제공하는 이차 전지는, 복수의 이차 전지들을 서로 연결해서 팩(pack) 단위로 구성되는 전지 모듈로 구성됨이 바람직하다. 이때, 서로 연결된 복수의 이차 전지는 동작 및 온도를 제어 관리하는 BMS(battery management system)에 연결된 상태에서 하우징에 담겨 포장된다.The secondary battery provided in this embodiment is preferably composed of a battery module configured in a pack unit by connecting a plurality of secondary batteries to each other. In this case, the plurality of secondary batteries connected to each other are packaged in a housing in a state connected to a battery management system (BMS) that controls and manages operation and temperature.

그리고, 본 발명의 이차 전지(또는, 전지 모듈)는 HEV(하이브리드 자동차), EV(전기 자동차), 무선 청소기, 전동 자전거, 전동 스쿠터 등과 같이 모터를 사용하여 작동하는 기기에 있어, 해당 기기의 모터를 구동하기 위한 에너지원으로서 사용될 수 있다In addition, the secondary battery (or the battery module) of the present invention is a device that operates by using a motor such as a HEV (hybrid car), an EV (electric vehicle), a wireless cleaner, an electric bicycle, an electric scooter, and the like. Can be used as an energy source for driving

이하, 첨부한 도면을 참조로 판 상의 플레이트로 리드 탭을 구성한 원통형 이차 전지를 본 발명의 일 실시예로 설명한다. 그러나, 본 발명이 하기에서 설명되는 실시예 외에도 다양한 형태로 구현될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in the embodiment of the present invention a cylindrical secondary battery consisting of a lead tab with a plate on a plate. However, the present invention may be implemented in various forms in addition to the embodiments described below.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다. 이를 참조해서 본 발명의 이차 전지를 설명하면 다음과 같다.1 is a perspective view illustrating a rechargeable battery according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to this, the secondary battery of the present invention will be described.

본 실시예의 이차전지는 원통형 또는 육면체 형상을 가지며 일부가 개방된 케이스(11)에, 절연 물질인 세퍼레이터(21)를 사이에 두고 양극판(23) 및 음극판(22)을 권취해서 형성한 전극 조립체(20)를 삽입하고, 케이스(11)의 개방된 부분을 캡 조립체(30)로 밀봉한 형태로 이루어진다.The secondary battery of the present embodiment has an electrode assembly formed by winding a positive electrode plate 23 and a negative electrode plate 22 in a case 11 having a cylindrical or hexahedral shape and partly open with a separator 21 interposed therebetween. 20 is inserted, and the open part of the case 11 is sealed with the cap assembly 30.

먼저, 케이스(11)는 알루미늄이나 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸 등과 같은 도전성 금속재로 이루어지는데, 그 형상은 상기 전극 조립체(20)가 삽입 안착될 수 있는 개구부가 형성된 육면체 형상으로 이루어짐이 바람직하나, 이에 한정될 필요는 없다.First, the case 11 is made of a conductive metal material such as aluminum, an aluminum alloy, or nickel plated steel, and the shape of the case 11 is preferably a hexahedral shape having an opening in which the electrode assembly 20 can be inserted and seated. However, the present invention is not limited thereto.

다음으로, 전극 조립체(20)는 양극판(23)과 음극판(22) 사이에 세퍼레이터(21)를 개재하고, 횡권축(O)을 중심으로 말아서 형성한 전극군(25)을 프레싱해서 각형으로 형성한 후에 이를 리드 단자(50, 70)를 통해서 전극 단자(301a, 301b)에 각각 연결되는 구조로 이루어진다.Next, the electrode assembly 20 is formed into a rectangular shape by pressing the electrode group 25 formed by rolling the separator 21 between the positive electrode plate 23 and the negative electrode plate 22 and rolling around the transverse crimp (O). After this, it is made of a structure that is connected to the electrode terminals (301a, 301b) through the lead terminals (50, 70), respectively.

이때, 상기 전극 조립체(20)는 횡권축이 수평한 상태로 상기 케이스(11)에 수납된다. 즉, 본 실시예의 전극 조립체(20)는 도면을 기준으로 X축 방향으로 케이스(11)에 수납되는 구조로 이루어진다.In this case, the electrode assembly 20 is accommodated in the case 11 in a state where the horizontal crimp is horizontal. That is, the electrode assembly 20 of the present embodiment has a structure that is accommodated in the case 11 in the X-axis direction with reference to the drawings.

한편, 도 1에서는 케이스(11)에 각형의 전극 조립체(20)가 위치하는 경우를 예를 들어 도시하였으며, 이하에서도 이를 기준으로 설명하나 본 발명이 이에 한정되고자 함은 아니다.Meanwhile, in FIG. 1, a case in which the rectangular electrode assembly 20 is positioned in the case 11 is illustrated as an example. Hereinafter, the present invention will be described with reference thereto, but the present invention is not limited thereto.

그리고, 캡 조립체(30)는 케이스(11)의 개구부에 고정되어서 케이스(11)를 밀봉하는 베이스(301)와, 상기 베이스(301)를 관통해서 캔 내부와 외부에 걸쳐 각각 위치하는 양, 음극용 전극 단자(301a, 301b)가 홈(h)을 통해서 상기 케이스(11)의 외부로 돌출되게 각각 고정되어 있다. 이때, 케이스(11)의 외부로 돌출된 전극 단자(301a, 301b)에는 나사산(S)이 형성되어 있으며, 베이스(301)와의 사이에 가스켓(303)을 개재한 상태에서 상기 나사산(S)을 볼트(305) 체결하는 것으로 전극 단 자(301a, 301b)는 상기 케이스(11)에 고정된다.And, the cap assembly 30 is fixed to the opening of the case 11, the base 301 for sealing the case 11, and the positive and negative, respectively positioned through and through the base 301 across the can and outside The electrode terminals 301a and 301b are respectively fixed to protrude out of the case 11 through the groove h. At this time, the screw thread S is formed in the electrode terminals 301a and 301b protruding to the outside of the case 11, and the screw thread S is interposed between the base 301 and the gasket 303. By fastening the bolts 305, the electrode terminals 301a and 301b are fixed to the case 11.

이에 추가해서, 상기 캡 조립체(30)는 설정된 압력에서 파손되어 가스를 방출하는 것으로 전지의 폭발을 방지하는 벤트부(40)를 더 포함하고 있다.In addition, the cap assembly 30 further includes a vent part 40 which prevents the explosion of the battery by breaking at a set pressure and releasing gas.

본 실시예의 이차 전지는 이처럼 케이스(11) 밖으로 돌출된 전극 단자(301a, 301b)들을 사용해서 하이브리드 전기 자동차용 전지 모듈을 쉽게 구성할 수 있도록 하는데, 즉 수십 개의 전지들을 극성이 서로 반대되게 서로 엇갈려 일렬로 배열하고, 인접한 전지에 대해서 연결 부재를 통해 직렬 연결하는 것으로 전지 팩을 구성하고, 여기에 열 발생에 따른 냉각을 위한 장치들과, 제어 장치들을 연결해서 전지 모듈을 구성하게 된다.The secondary battery of the present embodiment makes it possible to easily configure a battery module for a hybrid electric vehicle by using the electrode terminals 301a and 301b protruding out of the case 11, that is, dozens of batteries are crossed with each other with opposite polarities. The battery pack is configured by arranging them in series and connecting the adjacent batteries in series through a connecting member, and connecting the devices for cooling due to heat generation and the control devices to configure the battery module.

이하, 도 2 및 도 3을 참조해서 각형 이차 전지에 사용되는 전극군에 대해서 설명한다. 도 2는 전극군의 분해 사시도이고, 도 3은 각형으로 형성한 전극군의 모습을 도시한 사시도이다.Hereinafter, with reference to FIG. 2 and FIG. 3, the electrode group used for a rectangular secondary battery is demonstrated. FIG. 2 is an exploded perspective view of the electrode group, and FIG. 3 is a perspective view showing a state of the electrode group formed in a square shape.

그리고, 본 실시예를 통해서 설명되는 전극군은 횡권축(O)과 교차하는 극판의 양 단부로 활물질이 도포되지 않은 무지부를 통해서 전극 단자와 각각 연결되는 구조로 설명하나, 본 발명이 이에 한정되고자 함은 아니다.In addition, the electrode group described through this embodiment will be described as a structure in which the electrode terminals are respectively connected to the both ends of the pole plate intersecting the transverse crimp (O) through the uncoated portion where the active material is not coated, but the present invention is intended to be limited thereto. It is not.

본 실시예에서, 전극군(25)은 양극판(23)과 음극판(22) 사이에 세퍼레이터(21)를 개재하고, 이들을 횡권축(O)을 중심으로 말아서 이루어진다. 이때, 전극군(25)의 양 단부로는 활물질이 도포되지 않은 무지부(23b, 22b)가 횡권축(O)에 대해서 교차하는 방향으로 각각 형성된다.In the present embodiment, the electrode group 25 is formed by interposing a separator 21 between the positive electrode plate 23 and the negative electrode plate 22 and rolling them around the transverse crimp (O). At this time, both end portions of the electrode group 25 are formed in the direction in which the uncoated portions 23b and 22b to which the active material is not applied cross each other with respect to the horizontal crimp O.

보다 상세히, 양극 및 음극용 활물질(23a, 22a)을 각각의 집전체(231, 221) 에 코팅해서 양극판(23)과 음극판(22)을 구성하고, 이들을 젤리롤(jelly roll) 타입으로 횡권축(O)에 따라 감은 상태에서, 이를 프레스와 같은 장치로 가압해서 각형으로 형성한다(도 3참조). 즉, 양극판(23)과 음극판(22)으로 이루어진 극판 사이에 이들을 절연하는 세퍼레이터(21)가 개재된 상태에서 이들을 감아 원형으로 형성한 전극군(25)을 프레스로 납작하게 가압하는 것으로 각형의 전극군(25)을 형성한다.In more detail, the positive electrode and the negative electrode active materials 23a and 22a are coated on the respective current collectors 231 and 221 to form the positive electrode plate 23 and the negative electrode plate 22, and these are roll-wound in a jelly roll type. In the state wound according to (O), it is pressurized by the apparatus like a press, and formed in square shape (refer FIG. 3). That is, a rectangular electrode is formed by pressing the electrode group 25 formed in a circular shape by winding them in a state in which a separator 21 for insulating them is interposed between the positive electrode plate 23 and the negative electrode plate 22. Group 25 is formed.

이때, 무지부(23b, 22b)는 양극판(23)과, 음극판(22) 각각의 길이 방향 단부, 즉 집전체(231, 221) 가장 자리(도면의 위, 아래)에 위치하고, 상기 세퍼레이터(21)를 사이에 두고 양극과 음극 무지부(23b, 22b)가 서로 엇갈리게 배치된다.In this case, the uncoated portions 23b and 22b are positioned at the edge portions (upper and lower sides of the drawings) of the positive electrode plate 23 and the negative electrode plate 22 in the longitudinal direction, that is, the current collectors 231 and 221. ) And the positive and negative electrode uncoated parts 23b and 22b are alternately arranged.

이 상태에서, 무지부(23b, 22b)를 각각 형성하고 있는 극판들을 서로 밀착시키고, 이 곳에 양, 음극용 리드 단자(50, 70)를 결합하는 것으로 전극 조립체(20)를 완성한다.In this state, the electrode plates forming the plain portions 23b and 22b are brought into close contact with each other, and the electrode assembly 20 is completed by joining the positive and negative lead terminals 50 and 70 there.

한편, 전극 단자(301a, 302b)가 설치되고, 전극 조립체(20)를 수납하고 있는 캔을 밀봉하는 캡 조립체(30)는 도 4를 통해서 설명되는 벤트부(40)를 형성하고 있다.On the other hand, the electrode terminals 301a and 302b are provided, and the cap assembly 30 for sealing the can containing the electrode assembly 20 forms the vent portion 40 described with reference to FIG. 4.

본 실시예에 따른 벤트부(40)는 베이스(301)에 형성되어 있는데, 벤트 홀(41); 및, 상기 벤트 홀(41)을 막으면서 상기 벤트 홀(41)로 노출되는 노치(43a)가 형성되는 박판의 벤트 부재(43);를 포함해서 형성된다.Vent portion 40 according to the present embodiment is formed in the base 301, the vent hole 41; And a thin sheet vent member 43 formed with a notch 43a exposed to the vent hole 41 while blocking the vent hole 41.

보다 상세히, 캡 조립체(30)로 사용되는 베이스(301)의 양 단으로는 전극 단자(301a, 301b)가 각각 체결되는 홀(h1, h2)이 형성되어 있고, 그 중심으로는 벤트 홀(41)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 벤트 홀(41)은 이후에 벤트부가 동작해서 가스가 배출되는 통로를 제공하게 된다.In more detail, at both ends of the base 301 used as the cap assembly 30, holes h1 and h2 are formed to which the electrode terminals 301a and 301b are fastened, respectively, and a vent hole 41 is formed at the center thereof. ) Is formed. Here, the vent hole 41 may provide a passage through which the vent is operated to discharge gas.

그리고, 벤트 홀(41)에 덧붙여 고정되는 벤트 부재(43)가 위치하게 된다. 여기서 상기 벤트 부재(43)는 얇은 박판으로써 약 3 미리미터(mm) 내외의 두께를 갖는 금속 박판이다.And the vent member 43 which is fixed in addition to the vent hole 41 is located. The vent member 43 is a thin sheet metal sheet having a thickness of about 3 mm (mm).

이 벤트 부재(43)에는 후술하는 방법에 의해서 형성되는 노치(43a)가 형성되어 있다. 이때, 상기 노치(43a)는 폐루프로 형성되는 것이 바람직하다.The vent member 43 is provided with a notch 43a formed by a method described later. At this time, the notch 43a is preferably formed as a closed loop.

이처럼 노치(43a)를 폐루프 모양으로 형성하게 되면, 실질적으로 벤트부가 내압에 노출되는 단위 면적을 넓힐 수가 있기 때문에 벤트부(40)가 이전보다 상대적으로 낮은 압력하에서도 동작할 수 있도록 한다.As such, when the notch 43a is formed in a closed loop shape, the vent part 40 may operate under a relatively lower pressure than before, since the unit area of the vent part may be substantially exposed to internal pressure.

이같은 노치를 형성하고 있는 벤트 부재(43)는 상기 노치가 캔 내부를 향하는 방향으로 벤트 홀(41)을 가리도록 고정이 되는데, 레이저 용접을 통해서 베이스(301)에 고정된다. 이때, 노치(43a)가 실질적으로 벤트 홀(41) 내부에 위치하도록 한다.The vent member 43 forming such a notch is fixed to cover the vent hole 41 in a direction toward the inside of the can, and is fixed to the base 301 through laser welding. At this time, the notch 43a is substantially positioned inside the vent hole 41.

한편, 도 5 및 도 6은 노치의 단면 형상을 보여주는 도면인데, 본 실시예의 벤트부(40)는 이 노치(43a)를 따라 벤트 부재(43)가 파단되면서 전지 내부에 차있던 압력을 밖으로 배출하도록 동작한다. 5 and 6 show cross-sectional shapes of the notches, the vent part 40 of the present embodiment discharges the pressure that is filled inside the battery as the vent member 43 breaks along the notch 43a. To work.

본 실시예에서, 상기 노치(43a)의 단면 형상은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 'V'자 모양의 홈으로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 노치(43a)의 벽면은 테이퍼(taper)진 상태로 역삼각형의 모양을 이루고 있다. 이렇게 노치(43a)를 형성하 게 되면, 이 노치(43a)로 가해지는 압력이 일정해지면서 기 설정된 조건의 압력, 즉 노치의 깊이 및 형상에 의해서 정확하게 파단이 일어나는 장점이 있다.In the present embodiment, the cross-sectional shape of the notch 43a is preferably formed as a 'V' shaped groove as shown in the figure. That is, the wall surface of the notch 43a has the shape of an inverted triangle in a tapered state. When the notch 43a is formed in this way, the pressure applied to the notch 43a becomes constant, and there is an advantage in that the fracture occurs accurately by the pressure under a predetermined condition, that is, the depth and the shape of the notch.

일 예로써, 이 같은 단면 형상을 갖는 노치(43a)는 홈파기용 밀링 커터를 이용해서 형성할 수 있는데, 선반에 벤트 부재(43)를 올려놓고 고정한 상태에서, 끝이 뾰족한 밀링 탭으로 상기 벤트 부재(43)를 일정 깊이로 절삭 가공해서 형성할 수가 있다. As an example, the notch 43a having such a cross-sectional shape may be formed by using a milling cutter for grooving. The vent member 43 is mounted and fixed on a lathe, and the vent is formed by a sharp milling tab. The member 43 can be formed by cutting to a certain depth.

본 발명의 또 다른 실시예로써, 도 6과 같은 단면 형상을 갖는 노치도 바람직하게 사용될 수 있다.As another embodiment of the present invention, a notch having a cross-sectional shape as shown in FIG. 6 may be preferably used.

즉, 종전과 같이 프레싱 가공해서 제1 홈(431)으로 노치를 형성한 상태에서, 'V'자 형상으로 제2 홈(433)을 제1 홈(431)에 부가해 형성할 수도 있다. 이때, 제1 홈(431)이 제2 홈(433)보다는 크게 형성되는 것이 바람직하다.That is, in the state where the notches are formed by pressing the first grooves 431 as before, the second grooves 433 may be formed by adding the second grooves 433 to the first grooves 431 in a 'V' shape. In this case, the first groove 431 is preferably formed larger than the second groove 433.

이처럼 노치(43a)를 형성하게 되면, 제1 홈(431)이 노치의 파단 압력을 제2 홈(433)으로 가이드하게 되므로, 종전과 비교해서 보다 낮은 압력에서도 정확하게 노치(43a)가 파단되므로, 전지의 안정성을 바람직하게 확보할 수 있는 장점이 있다.When the notch 43a is formed in this manner, the first groove 431 guides the breaking pressure of the notch to the second groove 433, so that the notch 43a is accurately broken even at a lower pressure than before. There is an advantage that can secure the stability of the battery preferably.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is intended by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.

본 발명에 따르면, 상술한 문제점을 해결해서 가장 이상적인 형상으로 벤트를 형성할 수 있는 장점이 있다. 이에 따라서, 낮은 압력 하에서도 일정하게 작동하는 벤트를 형성할 수 있으므로 이차 전지의 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, there is an advantage that can be formed in the most ideal shape to solve the above problems. Accordingly, since the vent can be constantly operated under low pressure, there is an effect of ensuring the stability of the secondary battery.

Claims (17)

세퍼레이터를 사이에 두고 횡권축을 중심으로 양극판과 음극판으로 이루어진 극판을 권취해서 형성되는 전극군;An electrode group formed by winding a pole plate composed of a positive electrode plate and a negative electrode plate with a separator interposed therebetween; 상기 횡권축이 평행한 상태로 상기 전극군을 수납하는 케이스; 및,A case accommodating the electrode group in a state in which the horizontal crimp is parallel; And, 상기 케이스를 밀폐하면서 상기 전극군에 전기적으로 연결되는 양, 음극용 전극 단자가 설치되고, 일정한 압력에서 파단되는 노치의 형상이 부분적으로 'V'자 모양으로 형성되는 벤트부를 갖는 캡 조립체;A cap assembly having a vent part which is electrically connected to the electrode group while sealing the case and is provided with a negative electrode terminal, and a part of a notch that is broken at a constant pressure is formed in a 'V' shape; 를 포함해서 형성되는 이차 전지.A secondary battery formed by including. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 노치가 제1 홈과, 상기 제1 홈에 형성된 제2의 'V'자 홈으로 형성되는 이차 전지.The notch is formed of a first groove and a second 'V'-shaped groove formed in the first groove. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1 홈이 상기 제2 홈보다 크게 형성되는 이차 전지.The secondary battery has the first groove is formed larger than the second groove. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1 홈이 프레싱 성형으로 형성되는 이차 전지.A secondary battery in which the first groove is formed by pressing molding. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제2 홈이 절삭 성형으로 형성되는 이차 전지.The secondary battery is the second groove is formed by cutting molding. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 케이스가 각형으로 형성되는 이차 전지.Secondary battery is the case is formed in a square. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 이차 전지가 모터 구동용인 이차 전지.A secondary battery, wherein the secondary battery is for driving a motor. 전극군을 수납하는 캔을 밀폐하면서 전극 단자가 구비되는 캡 조립체에 있어서,In the cap assembly provided with the electrode terminal while sealing the can containing the electrode group, 벤트 홀;과,Vent holes; and, 상기 벤트 홀을 막으면서, 일정한 압력에서 파단되는 노치의 형상이 부분적으로 'V'자 모양으로 형성되는 벤트부;A vent part in which a shape of a notch broken at a predetermined pressure is partially formed in a 'V' shape while blocking the vent hole; 를 포함해서 형성되는 캡 조립체.Cap assembly formed to include. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 노치가 제1 홈과, 상기 제1 홈에 형성된 제2의 'V'자 홈으로 형성되는 캡 조립체.And the notch is formed of a first groove and a second 'V' groove formed in the first groove. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제1 홈이 상기 'V'자 홈보다 크게 형성되는 캡 조립체.The cap assembly of claim 1, wherein the first groove is formed larger than the 'V' groove. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제1 홈이 프레싱 성형으로 형성되는 캡 조립체.A cap assembly in which said first groove is formed by pressing molding. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제2 홈이 절삭 성형으로 형성되는 캡 조립체.A cap assembly in which said second groove is formed by cutting molding. 제9항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 9 to 12, 상기 노치가 상기 벤트 홀 내부에 실질적으로 위치하는 캡 조립체.A cap assembly wherein said notch is substantially positioned within said vent hole. 복수의 이차 전지들을 서로 연결해서 팩(pack) 단위로 구성되는 전지 모듈에 있어서,In the battery module consisting of a pack unit by connecting a plurality of secondary batteries to each other, 전지 모듈을 구성하는 각 이차 전지가 벤트 홀;과, 상기 벤트 홀을 막으면서, 일정한 압력에서 파단되는 노치의 형상이 부분적으로 'V'자 모양으로 형성되는 벤트부;를 구비하는 전지 모듈.Each secondary battery constituting the battery module is a vent hole; and the vent portion is formed in the 'V' shape of the notch to be broken at a constant pressure while blocking the vent hole; 제14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 노치가 제1 홈과, 상기 제1 홈에 형성된 제2의 'V'자 홈으로 형성되는 전지 모듈.And the notch is formed of a first groove and a second 'V' groove formed in the first groove. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 제1 홈이 프레싱 성형으로 형성되는 전지 모듈.The battery module wherein the first groove is formed by pressing molding. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 제2 홈이 절삭 성형으로 형성되는 전지 모듈.The battery module of the second groove is formed by cutting molding.
KR1020040060602A 2004-07-30 2004-07-30 Cap assembly, secondary battery and module thereof KR100612390B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040060602A KR100612390B1 (en) 2004-07-30 2004-07-30 Cap assembly, secondary battery and module thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040060602A KR100612390B1 (en) 2004-07-30 2004-07-30 Cap assembly, secondary battery and module thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060011664A true KR20060011664A (en) 2006-02-03
KR100612390B1 KR100612390B1 (en) 2006-08-16

Family

ID=37121683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040060602A KR100612390B1 (en) 2004-07-30 2004-07-30 Cap assembly, secondary battery and module thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100612390B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9219260B2 (en) 2008-06-25 2015-12-22 Lg Chem, Ltd. Middle or large-sized battery pack of improved safety

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100352083B1 (en) * 1998-09-28 2002-11-18 에스케이씨 주식회사 Structure for sealing up of lithium ion battery
KR100307455B1 (en) * 1999-05-17 2001-09-26 김순택 Secondary battery and safety apparatus used in the same
JP2004111300A (en) * 2002-09-20 2004-04-08 Japan Storage Battery Co Ltd Non-aqueous electrolyte secondary battery

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9219260B2 (en) 2008-06-25 2015-12-22 Lg Chem, Ltd. Middle or large-sized battery pack of improved safety

Also Published As

Publication number Publication date
KR100612390B1 (en) 2006-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101715963B1 (en) Secondary bttery
KR100612364B1 (en) Secondary battery
KR100599795B1 (en) Secondary battery
US8790803B2 (en) Rechargeable battery
EP2418711A2 (en) Secondary battery
EP3518305B1 (en) Secondary battery
JP2005332820A (en) Secondary battery with electrode assembly
JP4713393B2 (en) Secondary battery and method for manufacturing secondary battery
KR20230035667A (en) Battery cell and its manufacturing method and manufacturing system, battery and electric device
CN216054941U (en) Battery cell, battery and electric equipment
CN216213945U (en) Battery cell, battery and power consumption device
KR20050121914A (en) Secondary battery and electrodes assembly
CN216250985U (en) Battery cell, battery and consumer
US20230114279A1 (en) Battery cell, battery, electrical device, manufacturing method, and manufacturing device
WO2023097871A1 (en) Battery cell and manufacturing method and device therefor, battery, and electrical apparatus
CN115715438B (en) Battery cell, manufacturing method and manufacturing system thereof, battery and electricity utilization device
CN215266587U (en) Current collecting member, battery cell, battery, and power consumption device
CN217719870U (en) Pressure relief device, shell, battery monomer, battery and consumer
KR20060125276A (en) Secondary battery
KR100612390B1 (en) Cap assembly, secondary battery and module thereof
JP2023547756A (en) Battery cells, their manufacturing methods and manufacturing systems, batteries and power usage devices
KR101073012B1 (en) Cap assembly, secondary battery and module thereof
CN116529941A (en) Battery cell, manufacturing method and manufacturing system thereof, battery and electricity utilization device
KR102335696B1 (en) The Current Interrupt Device And The Cap Assembly
KR100599733B1 (en) Electrode and secondary battery thereof

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: 20120720

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130723

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140805

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150721

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160721

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170720

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180718

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190801

Year of fee payment: 14