KR20060059694A - Cylinder type secondary battery - Google Patents

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이상준
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Abstract

캡 어셈블리, 원통형 캔, 상기 캔에 수용되는 전극 조립체를 구비하여 이루어지는 원통형 이차 전지에 있어서, 전극 조립체의 축방향으로 형성된 중앙부 공간에는 센터 핀이 설치되고, 전극 조립체의 상하면 가운데 적어도 일측에 설치되는 절연판의 중앙부에는 센터 핀의 일부와 결합되어 센터 핀을 고정시킬 수 있는 수용부가 설치되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차 전지가 개시된다.In a cylindrical secondary battery comprising a cap assembly, a cylindrical can, and an electrode assembly accommodated in the can, a center pin is provided in a central space formed in the axial direction of the electrode assembly, and an insulating plate disposed on at least one of upper and lower surfaces of the electrode assembly. Disclosed is a cylindrical secondary battery, characterized in that the receiving portion is coupled to a portion of the center pin is fixed to the center pin is installed.

Description

원통형 이차 전지 {cylinder type secondary battery}Cylindrical secondary battery {cylinder type secondary battery}

도1은 종래의 원통형 이차 전지의 일 예에 대한 구조를 나타내는 정단면도이다.1 is a front sectional view showing a structure of an example of a conventional cylindrical secondary battery.

도2 내지 도3은 본 발명의 실시예를 이루는 원통형 이차 전지들에서 상절연판 및 하절연판이 각각 다른 형태로 센터 핀과 결합되어 있는 상태를 나타내는 정단면도이다.2 to 3 are front cross-sectional views illustrating a state in which the upper insulating plate and the lower insulating plate are coupled to the center pin in different forms in the cylindrical secondary batteries constituting the embodiment of the present invention.

도4는 본 발명의 다른 실시예에서 6각형의 단면 형태를 가지는 센터 핀(390)이 절연판(330a)의 중앙 홀(331)에 결합된 상태를 나타내는 개략적인 평면도이다.4 is a schematic plan view illustrating a state in which a center pin 390 having a hexagonal cross-sectional shape is coupled to the central hole 331 of the insulating plate 330a in another embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10: 용기형 캔 13a, 13b,130a,130b,230a,230b,330a: 절연판 10: canned container 13a, 13b, 130a, 130b, 230a, 230b, 330a: insulation plate

20: 전극 조립체 20: electrode assembly

21,23: 세퍼레이터 25: 전극21, 23 separator 25: electrode

27,29: 전극 탭 30: 가스켓27,29: electrode tab 30: gasket

40: 벤트 50:CID(current interrupt device) 40: vent 50: CID (current interrupt device)

60: PTC(positive thermal coefficient)60: positive thermal coefficient (PTC)

70: 캡업(Cap up) 80: 캡 어셈블리70: cap up 80: cap assembly

90,190,290,390: 센터 핀 231: 돌기90,190,290,390: Center pin 231: Protrusion

331: 홀 395: 점착제331: hole 395: adhesive

본 발명은 원통형 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 센터핀(Center pin)을 가지는 원통형 이차 전지에 대한 것이다.The present invention relates to a cylindrical secondary battery, and more particularly to a cylindrical secondary battery having a center pin.

이차 전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능하다는 이점으로 인하여 근래에 그 개발이 급속히 이루어지고, 사용도 급속히 증가하고 있다. 이차 전지는 전극 활물질에 따라 니켈수소(Ni-MH)전지와 리튬이온(Li-ion) 전지 등으로 나뉠 수 있다. Secondary batteries have been rapidly developed and used in recent years due to the advantages of being rechargeable and capable of miniaturization and large capacity. Secondary batteries may be divided into nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, lithium-ion (Li-ion) batteries, and the like according to electrode active materials.

리튬 이차 전지의 경우, 전해질 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 경우와 고체 폴리머 전해질 혹은 겔 상의 전해질을 사용하는 경우로 나뉠 수 있다. 리튬 이차 전지는 또한 전극 조립체가 수용되는 용기의 형태에 따라 캔형과 파우치형으로 나눌 수 있다. Lithium secondary batteries may be divided into a case of using a liquid electrolyte and a case of using a solid polymer electrolyte or a gel electrolyte, depending on the type of electrolyte. Lithium secondary batteries can also be divided into cans and pouches according to the type of container in which the electrode assembly is accommodated.

캔형 리튬 이차 전지에서는 전극 조립체가 알미늄 함유 금속 등 금속으로 딥 드로잉(deep drawing) 등 방법을 통해 형성한 캔에 내장된다. 통상적으로 캔형 이차 전지 구조에서는 액체 전해질을 사용하게 된다. In a can-type lithium secondary battery, an electrode assembly is embedded in a can formed of a metal such as an aluminum-containing metal through a deep drawing method. In general, a liquid electrolyte is used in a can type secondary battery structure.

한편, 캔형 이차 전지는 형태에 따라 각형과 원통형 전지로 나뉠 수 있다. 각형은 용기를 직육면체형으로 얇게 성형하여 이를 사용하는 휴대 전화기 등의 전자 전기 기기 장착에 융통성을 줄 수 있다. 원통형은 비교적 대용량의 전자 전기 기기에 많이 사용되며, 복수 개가 결합되어 전지 팩을 형성하는 형태로 많이 사용된다. On the other hand, the can-type secondary battery can be divided into a rectangular and a cylindrical battery according to the shape. The rectangular shape can be made thin by forming a container into a rectangular parallelepiped shape, thereby giving flexibility in mounting electronic and electronic devices such as a mobile phone using the same. Cylindrical is used in a relatively large amount of electronic and electrical equipment, a plurality of the combination is used in the form of a battery pack.

도1은 종래의 원통형 이차 전지의 일 예에 대한 구조를 나타내는 정단면도이다.1 is a front sectional view showing a structure of an example of a conventional cylindrical secondary battery.

도1을 참조하여 원통형 이차 전지의 형성방법을 살펴보면, 먼저, 직사각의 판형으로 형성된 두 전극(25)과 이들 전극 사이에 개재되어 두 전극 사이의 단락을 방지하는 세퍼레이터가(21,23) 적층되고, 와형으로 권취되어 젤리롤로 통칭되는 전극 조립체(20)를 이룬다. 각 전극판은 금속 포일로 이루어지는 집전체에 활물질 슬러리가 도포되어 이루어진다. Referring to Figure 1, a method of forming a cylindrical secondary battery, first, two electrodes 25 formed in a rectangular plate shape and a separator (21, 23) interposed between these electrodes to prevent a short circuit between the two electrodes are stacked , To form an electrode assembly 20 wound in a spiral shape, commonly referred to as a jelly roll. Each electrode plate is made by coating an active material slurry on a current collector made of a metal foil.

전극판이 감기는 방향으로 집전체의 시작단과 끝단에는 슬러리가 도포되지 않는 무지부가 존재한다. 무지부에는 한 전극판에 통상 하나씩 전극 탭(27,29)이 설치된다. 전극 탭(27,29)은 원통형 캔(10) 및 캔(10)과 절연된 캡 어셈블리(80)와 전기접속되어 충방전시 전극 조립체와 외부 회로를 연결하기 위한 통로의 일부를 형성한다. 전극 조립체(20)에서 전극 탭은 하나가 원통형 캔(10)의 개구부 방향인 위쪽으로, 다른 하나는 아래쪽으로 전극에서 인출되도록 형성된다. In the direction in which the electrode plate is wound, there is a non-coated portion at which the slurry is not applied at the start end and the end of the current collector. In the uncoated portion, electrode tabs 27 and 29 are usually provided on one electrode plate one by one. The electrode tabs 27 and 29 are electrically connected to the cylindrical can 10 and the cap assembly 80 insulated from the can 10 to form part of a passage for connecting the electrode assembly and an external circuit during charging and discharging. In the electrode assembly 20, the electrode tab is formed to be pulled out of the electrode, one upward in the direction of the opening of the cylindrical can 10 and the other downward.

전극 조립체는 상하에 위치하는 상, 하 절연판(13a,13b)과 차례로 캔 개구부를 통해 원통형 캔(10)에 투입된다. 전극 조립체의 캔 내 유동을 막기 위한 비드가 캔에 형성되고, 전해액이 주입된다. 캔의 개구부 내측 벽에 절연 가스켓(30)이 설치되고, 가스켓(30) 내측으로 캔(10)의 개구부를 마감하는 캡 어셈블리(80)가 설치된다. The electrode assembly is introduced into the cylindrical can 10 through the can openings in order with the upper and lower insulating plates 13a and 13b positioned up and down. Beads are formed in the can to prevent flow in the can of the electrode assembly, and the electrolyte is injected. An insulating gasket 30 is installed on the inner wall of the opening of the can, and a cap assembly 80 that closes the opening of the can 10 is installed inside the gasket 30.

캡 어셈블리(80)로서 전극 탭들 가운데 하나의 탭(27)과 용접되는 벤트 어셈블리, PTC(Positive Thermal Coefficient:60), 전극 단자를 가진 캡업(70)이 삽입된다. 벤트 어셈블리는 통상적으로 아래쪽의 밴트(40)와 벤트의 작용과 함께 파단되어 전류의 경로를 끊는 전류 차단기(CID:Current Interrupt Device:50)를 구비하여 이루어진다. As the cap assembly 80, a vent assembly welded to one of the electrode tabs 27, a positive thermal coefficient 60 (PTC), and a cap up 70 having electrode terminals are inserted. The vent assembly is typically provided with a current interrupter (CID: Current Interrupt Device) 50 that breaks with the action of the vent 40 and the vent below and breaks the path of the current.

그리고, 가스켓(30) 내측에 투입된 캡업(70) 등을 마개로 원통형 캔(10)의 개구부 벽체에 내측 및 아래쪽으로 압력을 가해 캔을 봉합하는 클림핑 작업이 이루어진다. 또한, 전지의 외부에 외장재를 입히는 튜빙(tubing) 작업이 이루어진다.Then, a crimping operation is performed to seal the can by applying pressure to the opening wall of the cylindrical can 10 inward and downward with a cap up 70 inserted into the gasket 30. In addition, a tubing operation of applying an exterior material to the outside of the battery is performed.

전극 조립체에서 위쪽으로 인출되는 전극 탭(27)과 벤트(40)는 용접된다. 용접 작업이 편리하도록 전극 탭(27)은 여분의 길이를 갖게 형성되며, 전극 탭이 절곡되면서 벤트 어셈블리는 가스켓(30)이 끼워진 캔 위쪽 개구부에 삽입된다. The electrode tab 27 and the vent 40 drawn upward from the electrode assembly are welded. To facilitate the welding operation, the electrode tab 27 is formed to have an extra length, and as the electrode tab is bent, the vent assembly is inserted into an opening above the can into which the gasket 30 is inserted.

한편, 캔에 전극 조립체(20) 및 상절연판(13a)이 삽입된 다음에는 이들을 캔 내에 고정적으로 안착시키기 위해 캔 벽체에 비드부가 형성된다. 상절연판과 전극 조립체는 비드부에 의해 원통형 캔 내에 안정적으로 고정될 수 있다.On the other hand, after the electrode assembly 20 and the phase insulating plate 13a are inserted into the can, a bead portion is formed in the wall of the can in order to fix them in the can. The phase insulating plate and the electrode assembly may be stably fixed in the cylindrical can by the bead portion.

비드부 아래쪽에 고정되는 전극 조립체의 중앙에는 빈 공간에 센터 핀이 설치된다. 센터 핀은 전극 조립체를 설치하기 전에 혹은 전극 조립체를 설치한 후에도 전극 조립체 중앙 위치에 설치될 수 있다. 센터 핀은 측방향에서의 전지에 대한 외력에 의해 변형이 생기는 것에 저항하고, 내부 이상이 발생하여 전극 조립체 주변에 가스가 생길 때 전극 조립체 내측에 발생한 가스가 이동하여 벤트에 작용하도록 하는 통로가 되고, 전극 조립체의 충방전 및 시간 경과에 따른 변형을 억제하여 전지의 주기 수명을 늘이는 역할도 한다.A center pin is installed in an empty space at the center of the electrode assembly fixed below the bead part. The center pin may be installed at the electrode assembly central position before or after installing the electrode assembly. The center pin resists deformation due to external force on the battery in the lateral direction, and when gas is generated around the electrode assembly, the gas generated inside the electrode assembly moves and acts on the vent. In addition, the charge and discharge of the electrode assembly and the deformation over time also serves to increase the cycle life of the battery.

그런데, 전극 조립체는 센터 핀에 감긴 것이 아니며, 통상 전극 조립체와 별도로 형성되어 전극 조립체의 중공에 설치된다. 따라서 센터 핀의 외측이 전극 조립체의 내측에 꼭 끼워지지 않는 경우가 있게 된다. 특히, 센터 핀의 설치를 쉽게 하기 위해 센터 핀의 외경은 전극 조립체 중공의 직경보다 작게 형성하는 것이 일반적이다. However, the electrode assembly is not wound around the center pin, and is usually formed separately from the electrode assembly and installed in the hollow of the electrode assembly. Therefore, the outside of the center pin may not fit tightly inside the electrode assembly. In particular, in order to facilitate installation of the center pin, the outer diameter of the center pin is generally smaller than the diameter of the electrode assembly hollow.

따라서, 원통형 이차 전지를 사용하는 과정에서 자유낙하와 같은 외부 충격으로 인하여 전지가 크게 흔들리면 센터 핀은 전극 조립체의 중공에서 상하로 움직여 위쪽에 있는 원통형 전지의 벤트에 충격을 가할 수 있다. 벤트는 통상 압력에 의해 쉽게 작용하도록 형성되므로 센터 핀에 의한 충격을 받으면 위로 볼록하게 변형됨과 동시에 CID를 파괴하게 된다. 따라서, 전지는 외부와의 전도로가 차단되어 더 이상 전지로 기능할 수 없게 된다. Therefore, when the battery is greatly shaken due to an external impact such as free fall in the process of using the cylindrical secondary battery, the center pin may move up and down in the hollow of the electrode assembly to impact the vent of the upper cylindrical battery. Vents are usually formed to act easily by pressure, so when they are impacted by the center pin, they deform convexly and destroy the CID. Therefore, the battery is blocked from conduction with the outside and can no longer function as a battery.

본 발명은 상술한 종래의 원통형 이차 전지의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 센터 핀을 설치하는 원통형 전지에서 충격에 의해 센터 핀이 위치를 벗어나고, 벤트와 그 위쪽 CID를 파괴하는 문제점을 경감시킬 수 있는 원통형 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the problems of the conventional cylindrical secondary battery described above, in the cylindrical battery to install the center pin can be alleviated the problem that the center pin is out of position by the impact, destroying the vent and the upper CID. It is an object to provide a cylindrical secondary battery.

본 발명은 원통형 이차 전지에서 외부 충격에 의해 센터 핀이 정위치를 이탈하고 벤트와 CID를 파괴하여 결국 전지를 폐기하도록 하는 문제점을 방지할 수 있 는 원통형 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a cylindrical secondary battery that can prevent the problem that the center pin is out of position by the external impact in the cylindrical secondary battery and destroys the vent and the CID to eventually discard the battery.

본 발명은 원통형 이차 전지에서 전지의 축방향 충격에도 센터 핀이 전극 조립체의 중공 위치를 지킴으로써 센터 핀의 역할을 다할 수 있도록 하는 구성의 원통형 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
An object of the present invention is to provide a cylindrical secondary battery having a configuration such that the center pin can serve as a center pin by maintaining the hollow position of the electrode assembly even in the axial impact of the battery in the cylindrical secondary battery.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 원통형 이차 전지는, Cylindrical secondary battery of the present invention for achieving the above object,

캡 어셈블리, 원통형 캔, 상기 캔에 수용되는 전극 조립체를 구비하여 이루어지는 원통형 이차 전지에 있어서,In the cylindrical secondary battery comprising a cap assembly, a cylindrical can, an electrode assembly accommodated in the can,

상기 전극 조립체의 축방향으로 형성된 중앙부 공간에는 센터 핀이 설치되고, 상기 전극 조립체의 상하면 가운데 적어도 일측에 설치되는 절연판의 중앙부에는 상기 센터 핀의 일부와 결합되는 수용부가 설치되는 것을 특징으로 한다.A center pin is installed in the central space formed in the axial direction of the electrode assembly, and an accommodating portion coupled to a portion of the center pin is installed at a central portion of the insulating plate installed on at least one side of upper and lower surfaces of the electrode assembly.

본 발명에서 수용부는 홈이나 홀의 형태를 가지고, 여기에 끼워지는 센터 핀을 보다 안정적으로 고정시키기 위해 홈이나 홀이 형성되는 부분을 다른 절연판의 부분들보다 더 두껍게 형성시켜 고정돌기부를 이루도록 하는 것이 바람직하다.In the present invention, the accommodating portion has a shape of a groove or a hole, and in order to more stably fix the center pin inserted therein, it is preferable to form a portion where the groove or hole is formed thicker than other portions of the insulating plate to form a fixing protrusion. Do.

이때, 고정 돌기부의 홈이나 홀의 형상은 센터 핀의 단면 형상에 대응하는 형상으로 이루어져 센터 핀 외면과 절연판이 닿는 높이 구간에서는 센터 핀과 절연판이 닿는 면적을 최대화하는 것이 바람직하다.At this time, the shape of the groove or the hole of the fixing protrusion is formed in a shape corresponding to the cross-sectional shape of the center pin, it is preferable to maximize the area of the center pin and the insulating plate in the height section where the center pin outer surface and the insulating plate contact.

절연판은 가볍고 내열성, 내화학성을 갖춘 절연물질로 이루어지며, 폴리프로필렌 등의 합성 수지로 이루어질 수 있다. The insulating plate is made of an insulating material having light weight, heat resistance and chemical resistance, and may be made of a synthetic resin such as polypropylene.

본 발명에서 특히 상절연판은 캔에 형성되는 비드에 의해 캔 내부에 안정적으로 결합되는 것이 바람직하다.In the present invention, it is particularly preferred that the phase insulation plate is stably coupled to the inside of the can by beads formed in the can.

본 발명에서 통상적으로 절연판의 적어도 하나의 개소에는 전해액 주입을 용이하게 하고, 전극 탭의 인출을 가능하게 하는 통공이 형성되도록 한다. 고정 돌기부의 센터 핀이 끼워지는 부분이 홀로 형성될 경우, 이 홀도 전해액 주입을 용이하게 하는 통공의 역할을 할 수 있다.In the present invention, at least one portion of the insulating plate is typically provided with a through hole for facilitating injection of the electrolyte and for withdrawing the electrode tab. When the portion in which the center pin of the fixing protrusion is fitted is formed as a hole, the hole may also serve as a hole for facilitating electrolyte injection.

센터 핀이 삽입되는 절연판의 홀이나 홈의 내면에는 센터 핀 외면과 마찰력을 높일 수 있도록 처리가 이루어지는 것이 바람직하다. 이때 이 처리는 센터 핀과 절연판 사이의 접착이 이루어질 수 있도록 하는 접착제나 점착제 처리일 수 있다. The inner surface of the hole or groove of the insulation plate into which the center pin is inserted is preferably treated to increase the frictional force with the outer surface of the center pin. In this case, the treatment may be an adhesive or an adhesive treatment to allow the adhesion between the center pin and the insulating plate.

이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도2 내지 도3은 본 발명의 실시예를 이루는 원통형 이차 전지들에서 상절연판 및 하절연판이 각각 다른 형태로 센터 핀과 결합되어 있는 상태를 나타내는 정단면도이다.2 to 3 are front cross-sectional views illustrating a state in which the upper insulating plate and the lower insulating plate are coupled to the center pin in different forms in the cylindrical secondary batteries constituting the embodiment of the present invention.

도2를 참조하여 이러한 실시예를 형성하는 방법을 설명한다. A method of forming such an embodiment will be described with reference to FIG.

먼저, 직사각의 판형으로 형성된 두 전극(25)이 적층되고, 와형으로 권취되어 젤리롤형 전극 조립체(20)를 형성한다. 이때, 이들 전극 사이 및 두 전극 아래쪽 혹은 위쪽에는 세퍼레이터(21,23)가 하나씩 위치하므로 겹쳐지고, 권취되는 두 전극(25)이 맞닿는 부분에는 어디나 세퍼레이터가 개재되어 단락을 방지한다. First, two electrodes 25 formed in a rectangular plate shape are stacked and wound in a spiral shape to form a jellyroll type electrode assembly 20. At this time, since the separators 21 and 23 are positioned one by one between these electrodes and below or above the two electrodes, the separators are interposed everywhere where the two electrodes 25 to be wound overlap to prevent a short circuit.

각 전극판은 알미늄이나 구리로 된 금속 포일 혹은 금속 메쉬로 이루어지는 집전체에 활물질 슬러리가 도포되어 이루어진다. 슬러리는 통상적으로 입상의 활물질과 보조 도체 및 바인더와 가소제 등이 용매가 첨가된 상태에서 교반되어 이루어진다. 용매는 이후의 전극 형성 공정에서 제거된다. Each electrode plate is made of an active material slurry coated on a current collector made of aluminum or copper metal foil or metal mesh. The slurry is usually formed by stirring a granular active material, auxiliary conductor, binder, plasticizer, and the like in a state where a solvent is added. The solvent is removed in the subsequent electrode formation process.

전극판이 감기는 방향으로 집전체의 시작단과 끝단에는 슬러리가 도포되지 않는 무지부가 존재한다. 무지부에는 한 전극판에 하나씩 전극 탭(27,29)이 설치되며, 전극 탭은 하나가 원통형 캔의 개구부 방향인 위쪽으로, 다른 하나는 아래쪽으로 전극에서 인출되도록 형성된다. In the direction in which the electrode plate is wound, there is a non-coated portion at which the slurry is not applied at the start end and the end of the current collector. In the uncoated portion, electrode tabs 27 and 29 are provided one by one on the electrode plate, and the electrode tabs are formed to be drawn out from the electrodes, one upward in the direction of the opening of the cylindrical can and the other downward.

원통형으로 이루어진 용기형 캔(10)에 하절연판(130b), 전극 조립체(20), 상절연판(130a)이 순서대로 설치된다. 상절연판에는 전극 조립체의 전극 탭(27)이 인출될 수 있도록 통공이 형성되어 있다. 그리고, 각 절연판의 중앙부에는 센터 핀(190)이 끼워져 고정될 수 있도록 센터 핀 외경과 같거나 조금 작은 직경을 가진 홀이 형성되어 있다. The lower insulating plate 130b, the electrode assembly 20, and the upper insulating plate 130a are sequentially installed in the container-shaped can 10 made of a cylindrical shape. The phase insulating plate is formed with a hole so that the electrode tab 27 of the electrode assembly can be drawn out. In addition, a hole having a diameter equal to or slightly smaller than the outer diameter of the center pin is formed in the center portion of each insulation plate so that the center pin 190 may be fitted and fixed.

아래쪽으로 인출되는 전극 탭(29)은 하절연판의 주연부 외측으로 인출되어 젤리롤형 전극 조립체(20)의 하면과 평행하도록 절곡되고, 원통형 캔의 바닥면에 용접된다. 이때 하절연판은 절곡된 전극 탭(29) 부분과 전극 조립체(20) 하면 사이에서 전극 탭(29)이 전극 조립체(20) 하면에 드러난 다른 전극과 단락되지 않도록 하는 역할을 한다. The electrode tab 29 drawn downward is drawn out to the outer periphery of the lower insulating plate, bent parallel to the bottom surface of the jelly roll-type electrode assembly 20, and welded to the bottom surface of the cylindrical can. At this time, the lower insulating plate serves to prevent the electrode tab 29 from being short-circuited between the bent electrode tab 29 and the lower surface of the electrode assembly 20 with other electrodes exposed on the lower surface of the electrode assembly 20.

원통형 캔(10)의 바닥면에 전극 탭(29)을 용접하기 위해서는 젤리롤형 전극 조립체의 중심부 빈 공간 및 아래쪽 하절연판(130b) 중심의 홀을 통해 용접봉을 끼워 넣는다. 그리고, 용접봉으로 전극 탭과 원통형 캔 바닥면을 밀착시킨 후 용접봉 으로 전류를 흘려 저항 용접 방법으로 용접을 실시한다.In order to weld the electrode tab 29 to the bottom surface of the cylindrical can 10, a welding rod is inserted through a hole in the center of the center of the jelly roll-type electrode assembly and the lower lower insulating plate 130b. Then, the electrode tab is brought into close contact with the bottom surface of the cylindrical can with a welding rod, and a current is passed through the welding rod to perform welding by resistance welding.

용접은 상절연판이 설치되기 전에 이루어질 수도 있다. 상절연판이 전극 조립체 위쪽에 설치되면 캔 측벽에 내측으로 홈이 생기도록 비드부를 형성한다. 비드부는 그 하측의 절연판들과 전극 조립체가 캔 내에서 흔들리지 않도록 고정한다. Welding may be performed before the phase insulation board is installed. When the phase insulating plate is installed above the electrode assembly, the bead portion is formed to form a groove in the side wall of the can. The bead portion secures the lower insulating plates and the electrode assembly so as not to shake in the can.

용접봉이 빠져나간 후 하절연판의 중앙 홀, 전극 집전체의 중심부 공간, 상절연판의 중앙 홀을 관통하면서 절연판의 중앙 홀에 틈이 없이 끼워지는 센터 핀(190)이 설치된다. 위쪽으로 인출되는 전극 탭(27)은 상절연판(130a)의 중앙 홀과 다른 별도의 통공을 통해 혹은 절연판 외측으로 인출되며, 상절연판 상면과 나란하도록 절곡된다. After the electrode is pulled out, a center pin 190 is installed without penetrating the center hole of the insulating plate while penetrating the center hole of the lower insulating plate, the central space of the electrode current collector, and the central hole of the upper insulating plate. The electrode tab 27 drawn upward is led out through a separate through hole different from the center hole of the upper insulating plate 130a or outside the insulating plate, and is bent to be parallel to the upper surface of the upper insulating plate 130.

센터 핀(190)은 상절연판(130a)의 중앙 홀에 닿아 강한 마찰에 의해 결합되며, 상절연판은 캔 측벽에 형성된 비드부에 의해 캔 내측에 안정적으로 고정된다. 결국, 센터 핀(190)은 상절연판(130a)과 비드부에 의해 캔(10) 내에 안정적으로 고정되어, 외부의 충격이 있어도 전극 조립체(20) 부분을 벗어나지 않고, 벤트(40)나 CID(50) 부분을 손상시키지도 않게 된다.The center pin 190 contacts the center hole of the upper insulating plate 130a and is coupled by strong friction, and the upper insulating plate is stably fixed to the inside of the can by the bead portion formed on the sidewall of the can. As a result, the center pin 190 is stably fixed in the can 10 by the upper insulating plate 130a and the bead portion, so that the vent pin 40 or the CID (without external impact) does not leave the portion of the electrode assembly 20. 50) It does not damage the part.

전극 조립체가 설치된 캔에는 전해질 용액이 투입된다.The electrolyte solution is injected into the can in which the electrode assembly is installed.

캔의 비드부 위쪽에는 벽체 내측에 절연 가스켓(30)이 삽입된다. 절연 가스켓(30)의 하단에는 캔의 내측을 향하도록 돌출되는 주연부가 형성되어 있다. 돌출되는 주연부는 캡 어셈블리(80)가 캔(10)에 삽입될 때 정위치를 잡는 역할을 할 수 있다. An insulating gasket 30 is inserted inside the wall above the bead portion of the can. The lower end of the insulating gasket 30 is formed with a periphery projecting toward the inside of the can. The protruding peripheral portion may serve to hold the cap assembly 80 in position when the cap assembly 80 is inserted into the can 10.

가스켓(30) 내측으로 캡 어셈블리가 설치된다. 본 실시예에서 캡 어셈블리의 구성을 보면, 가장 아래쪽에는 중앙부에 아래쪽으로 볼록하게 돌출되는 접속부를 가지는 벤트(40)가 위치한다. 벤트 위쪽에는 벤트의 전기 접속부가 내부 압력에 의해 위로 볼록하게 변형되면서 파단되도록 이루어진 전류 차단기(CID:current interrupt device:50)가 설치된다. 전류 차단기와 연결되도록 PTC(Positive thermal coefficient:60)가 설치된다. The cap assembly is installed into the gasket 30. In the configuration of the cap assembly in the present embodiment, the vent 40 having a connection portion protruding downward from the center portion is located at the bottom. Above the vent is a current interrupt device (CID) 50, which is designed to break the electrical connection of the vent convex upward by internal pressure. A positive thermal coefficient (PTC) 60 is installed to connect to the current breaker.

PTC는 전지의 과열에 의해 전지 내 전류의 흐름을 차단한다. PTC 위쪽에는 외부와 전기 접속되도록 볼록하게 형성된 전극 단자가 형성된 캡업(Cap up:70)이 설치된다. PTC 위쪽에는 별도의 보호회로 기판이 형성될 수도 있다.The PTC blocks the flow of current in the battery by overheating the battery. Above the PTC, a cap up 70 formed with a convex electrode terminal is formed to be electrically connected to the outside. A separate protective circuit board may be formed above the PTC.

가스켓(30) 내측에 캡 어셈블리(80)를 이루는 각 부분이 차례로 삽입되면 클림핑 작업이 이루어진다. 클림핑 과정에서는 캔(10)의 상단 벽체 부분을 내측 하방으로 가압한다. 가압에 의해 변형된 캔 상단 벽체가 가스켓을 압박하며 압축된 가스켓에 의해 캡 어셈블리와 캔 사이의 틈이 밀폐된다. When each part of the cap assembly 80 is inserted into the gasket 30 in turn, a crimping operation is performed. In the crimping process, the upper wall portion of the can 10 is pressed downward inward. The can top wall deformed by pressurizing the gasket and the gap between the cap assembly and the can is sealed by the compressed gasket.

도3을 참조하면, 도2와 비교할 때 상하 절연판 가운데 상절연판(230a)의 중앙에 고정돌기부(231)가 형성되어 주변부에 비해 상절연판(230a)이 두껍게 형성되어 있다.Referring to FIG. 3, the fixing protrusion 231 is formed in the center of the upper insulating plate 230a among the upper and lower insulating plates so that the upper insulating plate 230a is thicker than the peripheral portion.

고정 돌기부에는 중앙 홀이 형성되어 있다. 중앙 홀의 지름은 대략 원기둥형인 센터 핀(290)의 단면 직경보다 작게 형성되고, 상절연판(230a)의 탄성을 이용하여 억지끼움으로 센터 핀과 절연판이 상호 고정된다. A central hole is formed in the fixing projection. The diameter of the center hole is smaller than the cross-sectional diameter of the center pin 290 which is substantially cylindrical, and the center pin and the insulation plate are fixed to each other by forcibly fitting by using the elasticity of the upper insulation plate 230a.

도4는 본 발명의 다른 실시예에서 대략 6각형의 단면 형태를 가지는 센터 핀(390)이 역시 6각형의 홀을 가지는 절연판(330a)의 중앙 홀(331)에 결합된 상태를 나타내는 개략적인 평면도이다.4 is a schematic plan view showing a state in which a center pin 390 having a substantially hexagonal cross-sectional shape is coupled to a central hole 331 of an insulating plate 330a having a hexagonal hole in another embodiment of the present invention. to be.

도4에 따르면, 센터 핀(390)은 6각형의 한 변 가운데 절개부를 가진다. 절개부는 센터 핀이 충방전 등에 따른 전극 조립체의 크기 변화에 따라 다소간 변형될 수 있도록 한다. 절연판의 중앙 홀(331)도 센터 핀(390)의 형태에 대응하도록 6각형으로 형성된다. 중앙 홀의 각 변의 크기는 센터 핀의 각 변에 비해 다소 작도록 형성된다. 중앙 홀의 내면에는 전해액에 대해 내화학성을 가지는 점착제(395)가 도포되어 있다. According to Figure 4, the center pin 390 has an incision in one side of the hexagon. The incision allows the center pin to be somewhat deformed according to the size change of the electrode assembly due to charge and discharge. The center hole 331 of the insulating plate is also formed in a hexagonal shape to correspond to the shape of the center pin 390. The size of each side of the center hole is formed to be somewhat smaller than each side of the center pin. The adhesive 395 which has chemical resistance with respect to electrolyte solution is apply | coated to the inner surface of a center hole.

센터 핀(390)의 측벽에 다소 압력을 주어 변형시킨 상태로 센터 핀(390)을 절연판(330a)의 중앙 홀(331) 및 전극 조립체의 중심부 공간으로 삽입한다. 센터 핀이 끝까지 삽입되면 센터 핀(390)의 측벽에 압력이 사라지면서 형태가 복원되어 그 단부의 일정 구간이 절연판의 중앙 홀(331) 내면을 압박하면서 닿게 된다. The center pin 390 is inserted into the central hole 331 of the insulating plate 330a and the center space of the electrode assembly in a state in which the sidewall of the center pin 390 is slightly deformed. When the center pin is inserted to the end, the shape is restored while the pressure disappears on the sidewall of the center pin 390 so that a predetermined section of the end touches the inner surface of the central hole 331 of the insulating plate.

충방전 등에 의한 전극 조립체 용적의 변화가 있어도 센터 핀은 다소 압력을 달리하면서 전극 조립체 및 절연판 중심 홀면에 접촉을 유지하게 된다. 또한 절연판 중심 홀면에서 점착제(395)의 작용으로 센터 핀(390)과 절연판(330a)은 보다 강하게 결합될 수 있다. Even if there is a change in the volume of the electrode assembly due to charging and discharging, the center pin keeps contact with the electrode assembly and the center hole of the insulating plate while varying the pressure. In addition, the center pin 390 and the insulating plate 330a may be more strongly coupled by the action of the adhesive 395 at the insulating hole center hole.

따라서, 외부에서 원통형 전지의 축 방향으로 갑작스런 충격이 가해지는 경우에도 일정 충격 범위까지 센터 핀은 절연판에 고정되어 전극 조립체 및 절연판을 벗어나지 않게 된다. 즉, 정위치를 벗어난 센터 핀이 캡 조립체의 벤트나 벤트 위쪽의 CID 등을 파손시켜 전지가 기능을 잃는 것을 방지할 수 있다. Therefore, even when a sudden shock is applied in the axial direction of the cylindrical battery from the outside, the center pin is fixed to the insulating plate to a certain impact range so as not to leave the electrode assembly and the insulating plate. That is, the center pin out of position may damage the vent of the cap assembly, the CID of the vent assembly, or the like, thereby preventing the battery from losing its function.

본 발명에 따르면, 센터 핀을 설치하는 원통형 전지에서 축방향 충격에 의해 센터 핀이 위치를 벗어나고, 벤트와 그 위쪽 CID를 파괴하는 문제점을 경감시킬 수 있다.  According to the present invention, it is possible to alleviate the problem that the center pin is out of position by the axial shock and destroys the vent and the upper CID in the cylindrical battery provided with the center pin.

즉, 본 발명에 따르면 원통형 이차 전지에서 외부 충격에 의해 센터 핀이 정위치를 이탈하고 벤트와 CID를 파괴하여 결국 전지를 폐기하도록 하는 문제점을 방지할 수 있고, 센터 핀이 정위치를 유지하면서 원래의 기능을 할 수 있다.That is, according to the present invention, it is possible to prevent the problem that the center pin leaves the home position due to external impact in the cylindrical secondary battery and destroys the vent and the CID so that the battery is eventually discarded. Can function.

Claims (9)

캡 어셈블리, 원통형 캔, 상기 캔에 수용되는 전극 조립체를 구비하여 이루어지는 원통형 이차 전지에 있어서,In the cylindrical secondary battery comprising a cap assembly, a cylindrical can, an electrode assembly accommodated in the can, 상기 전극 조립체의 축방향으로 형성된 중앙부 공간에는 센터 핀이 설치되고, The center pin is installed in the central space formed in the axial direction of the electrode assembly, 상기 전극 조립체의 상하면 가운데 적어도 일측에 설치되는 절연판의 중앙부에는 상기 센터 핀의 일부와 결합되는 수용부가 설치되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차 전지.And a receiving portion coupled to a portion of the center pin is provided at a central portion of the insulating plate provided on at least one side of upper and lower surfaces of the electrode assembly. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수용부는 홀 또는 홈으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 원통형 이차 전지.Cylindrical secondary battery, characterized in that the receiving portion is made of a hole or a groove. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 수용부는 상기 절연판의 다른 부분들보다 더 두껍게 형성된 고정돌기부에 형성됨을 특징으로 하는 원통형 이차 전지.The accommodating part is a cylindrical secondary battery, characterized in that formed in the fixing projections formed thicker than the other parts of the insulating plate. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 홈이나 홀은 상기 센터 핀의 단면 형상에 대응하는 형상으로 이루어지 는 것을 특징으로 하는 원통형 이차 전지.The groove or the hole is a cylindrical secondary battery, characterized in that formed in a shape corresponding to the cross-sectional shape of the center pin. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 절연판은 폴리프로필렌으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 원통형 이차 전지.The insulating plate is a cylindrical secondary battery, characterized in that made of polypropylene. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 절연판 가운데 상기 전극 조립체 위쪽에 설치되는 상절연판은 상기 캔에 형성되는 비드에 의해 상기 캔 내부에 고정됨을 특징으로 하는 원통형 이차 전지.Among the insulating plates, the upper insulating plate installed above the electrode assembly is fixed to the inside of the can by a bead formed in the can. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 절연판 가운데 상기 전극 조립체의 위쪽에 설치되는 상절연판의 적어도 하나의 개소에 통공이 형성됨을 특징으로 하는 원통형 이차 전지.A cylindrical secondary battery, characterized in that a through hole is formed in at least one portion of the phase insulating plate provided above the electrode assembly among the insulating plates. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 센터 핀이 삽입되는 상기 수용부의 내면에는 상기 센터 핀과의 결합력을 높일 수 있는 처리가 이루어지는 것을 특징으로 하는 원통형 이차 전지.Cylindrical secondary battery, characterized in that the inner surface of the receiving portion is inserted into the center pin is inserted into the treatment to increase the bonding force with the center pin. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 처리는 상기 수용부 내면에 접착제나 점착제를 도포하는 것임을 특징으로 하는 원통형 이차 전지.The treatment is a cylindrical secondary battery, characterized in that to apply an adhesive or adhesive to the inner surface of the receiving portion.
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KR100709862B1 (en) * 2005-12-23 2007-04-23 삼성에스디아이 주식회사 Cylinder type secondary battery
KR101066022B1 (en) * 2006-10-02 2011-09-20 주식회사 엘지화학 Cylindrical Secondary Battery Including Isolating Member Preventing Movement of Jelly-roll and Center Pin
KR101154882B1 (en) * 2007-05-11 2012-06-18 주식회사 엘지화학 Secondary Battery Having Insulator to Improve Safety of Battery

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100709862B1 (en) * 2005-12-23 2007-04-23 삼성에스디아이 주식회사 Cylinder type secondary battery
KR101066022B1 (en) * 2006-10-02 2011-09-20 주식회사 엘지화학 Cylindrical Secondary Battery Including Isolating Member Preventing Movement of Jelly-roll and Center Pin
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