KR20060086022A - Secondary battery - Google Patents

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KR20060086022A
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Abstract

본 발명은 리튬 이온 전지와 같은 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery such as a lithium ion battery.

본 발명의 목적은 종방향 압축시 전극 조립체중 활물질이 형성되지 않은 무지부끼리 먼저 쇼트되도록 함으로써, 연무, 화염 및 폭발 현상을 미연에 방지할 수 있는 이차 전지를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a secondary battery capable of preventing mist, flame, and explosion in advance by allowing short portions without an active material in the electrode assembly to be shorted first during longitudinal compression.

이러한 목적을 달성하기 위해본 발명의 주요 구성은 내벽에 적어도 하나 이상의 돌기가 형성된 캔과, 캔의 내부에 제1극판, 세퍼레이터 및 제2극판이 다수회 권취된 채 수납된 전극 조립체와, 전극 조립체가 외부로 이탈되지 않도록 캔을 막는 캡 조립체를 포함한다.In order to achieve the above object, a main configuration of the present invention includes a can formed with at least one protrusion formed on an inner wall, an electrode assembly accommodated with a plurality of windings of a first electrode plate, a separator, and a second electrode plate inside the can, and an electrode assembly. And a cap assembly that prevents the can from leaving the outside.

위와 같이 하여 본 발명은 종방향 압축시 캔의 돌기가 전극 조립체중 활물질이 아닌 무지부를 먼저 쇼트시킴으로써, 연기, 화염 및 폭발 현상을 미연에 방지하게 된다.As described above, the present invention prevents smoke, flames, and explosion phenomena by shorting the uncoated portion of the electrode assembly, which is not the active material, during the longitudinal compression.

리튬 이온 전지, 캔, 돌기, 전극 조립체, 무지부Lithium Ion Battery, Can, Projection, Electrode Assembly, Plain

Description

이차 전지{Secondary battery}Secondary battery

도 1은 본 발명에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a rechargeable battery according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 이차 전지를 도시한 분해 사시도이다.2 is an exploded perspective view illustrating a rechargeable battery according to the present invention.

도 3a는 도 1의 3a-3a선 단면도이고, 도 3b는 도 1의 3b-3b선 단면도이다.3A is a cross-sectional view taken along the line 3a-3a of FIG. 1, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line 3b-3b of FIG.

도 4는 도 3a의 4 영역을 확대 도시한 것이다.4 is an enlarged view of four areas of FIG. 3A.

도 5는 본 발명에 의한 이차 전지에서 종압축시 캔에 형성된 돌기가 제1,2무지부를 상호 쇼트시키는 상태를 도시한 것이다.5 illustrates a state in which the protrusions formed in the can during longitudinal compression in the secondary battery according to the present invention short-circuit the first and second uncoated parts.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

100; 본 발명에 의한 이차 전지100; Secondary battery according to the present invention

110; 캔 111; 장변부110; Can 111; Long side

112; 단변부 113; 바닥부112; Short side 113; Bottom

114; 돌기 120; 전극 조립체114; Projection 120; Electrode assembly

121; 제1극판 122; 제1집전체121; First electrode plate 122; 1st collector

123; 제1활물질 124; 제1무지부123; First active material 124; First ignorance department

124a; 제1탭 125; 세퍼레이터124a; First tab 125; Separator

126; 제2극판 127; 제2집전체126; Second electrode plate 127; Second collector

128; 제2활물질 129; 제2무지부128; Second active material 129; Second ignorance department

129a; 제2탭 130; 캡 조립체129a; Second tab 130; Cap assembly

131; 절연 케이스 132; 캡 플레이트131; Insulated case 132; Cap plate

133; 전극 단자 134; 절연 가스켓133; Electrode terminal 134; Insulation Gasket

135; 절연 플레이트 136; 도전 플레이트135; Insulation plate 136; Conductive plate

137; 전해액 주입구 138; 볼137; Electrolyte injection opening 138; ball

139; 안전 벤트139; Safety vent

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세히는 종방향 압축시 전극 조립체중 활물질이 형성되지 않은 무지부끼리 먼저 쇼트되도록 함으로써, 연무, 화염 및 폭발 현상을 미연에 방지할 수 있는 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to a secondary battery capable of preventing mist, flame, and explosion in advance by allowing short portions without an active material in the electrode assembly to be shorted first during longitudinal compression. .

일반적으로 리튬 이온 전지와 같은 이차 전지는 대략 각형의 캔과, 상기 각형의 캔 내부에 수납된 전극 조립체와, 상기 캔의 일측을 막아 전극 조립체가 외부로 이탈되지 않도록 하는 캡 조립체 등으로 이루어져 있다.In general, a secondary battery such as a lithium ion battery includes an approximately rectangular can, an electrode assembly housed inside the rectangular can, and a cap assembly for blocking one side of the can so that the electrode assembly does not escape to the outside.

여기서, 상기 전극 조립체는 양극판, 세퍼레이터 및 음극판이 적층된 채 다수회 권취된 형태를 한다. 또한, 상기 양극판은 포일 형태의 양극 집전체에 일정 두께의 양극 활물질이 코팅되어 있고, 음극판 역시 포일 형태의 음극 집전체에 일정 두께의 음극 활물질이 코팅되어 있다.Here, the electrode assembly has a form in which the positive electrode plate, the separator, and the negative electrode plate are wound several times. In addition, the positive electrode plate is coated with a positive electrode active material having a predetermined thickness on a foil-type positive electrode current collector, and the negative electrode plate is also coated with a negative electrode active material having a predetermined thickness on a foil-type negative electrode current collector.

한편, 이러한 이차 전지는 종방향으로 과도한 압축력이 전달될 경우, 즉 각 형 캔의 높이 방향으로 형성된 측면중 대향되는 단변부 또는 장변부를 과도하게 압축시킬 경우, 캔이 변형되면서 결국은 그 내부의 전극 조립체까지 함께 변형된다. 이때, 일반적으로 상기 전극 조립체의 변형에 의해 양극 활물질 및 음극 활물질이 세퍼레이터를 관통하여 상호 쇼트되는 경우가 있다. 이와 같이 양극 활물질 및 음극 활물질이 직접 쇼트되면 통상 연무, 화염 및 폭발 현상이 함께 수반됨으로써, 이차 전지의 안전성 및 신뢰성이 크게 저하되는 문제가 있다.On the other hand, such a secondary battery, when excessively compressive force is transmitted in the longitudinal direction, that is, when excessively compressing the opposite short side or long side of the side formed in the height direction of each type can, the can is deformed and eventually the electrode therein The assembly is deformed together. At this time, generally, the positive electrode active material and the negative electrode active material may be shorted to each other through the separator by the deformation of the electrode assembly. As described above, when the positive electrode active material and the negative electrode active material are directly shorted, there is a problem that the safety and reliability of the secondary battery are greatly deteriorated by the accompanying haze, flame, and explosion.

그런데, 이러한 종방향 압축시 양극 활물질 및 음극 활물질의 쇼트대신 양극 집전체 및 음극 집전체중 활물질이 형성되지 않은 무지부끼리 먼저 쇼트될 경우에는 상기 무지부를 통하여 대부분의 전류가 소비됨으로써, 위와 같은 연무, 화염 및 폭발 현상이 억제되는 것으로 알려져 있다.By the way, in the longitudinal compression, when the uncoated parts where the active material is not formed in the positive electrode collector and the negative electrode current collector are shorted first instead of the short of the positive electrode active material and the negative electrode active material, most current is consumed through the uncoated parts, thereby providing the above mist. It is known that flames and explosions are suppressed.

그러나, 이와 같은 종방향 압축시에는 전극 조립체중 무지부의 면적에 비해 활물질의 면적이 훨씬 크므로 대부분 활물질끼리 먼저 쇼트된다. 즉, 무지부끼리 먼저 쇼트되면 이차 전지의 신뢰성 및 안전성이 더욱 향상되지만, 이와 같이 무지부를 먼저 쇼트시킬 수 있는 수단 또는 방법이 아직 개발되지 않은 상태이다.However, at the time of such longitudinal compression, the area of the active material is much larger than that of the plain part of the electrode assembly, so most of the active materials are shorted first. In other words, if the short portions are shorted first, the reliability and safety of the secondary battery are further improved. However, a means or a method for shorting the uncovered portions first has not been developed yet.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 종방향 압축시 전극 조립체중 활물질이 형성되지 않은 무지부끼리 먼저 쇼트되도록 함으로써, 연무, 화염 및 폭발 현상을 미연에 방지할 수 있는 이차 전지를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention is to overcome the above-mentioned conventional problems, the object of the present invention is to make the short-circuit of the non-active material is not formed in the electrode assembly during the longitudinal compression first, so that the haze, flame and explosion phenomenon in advance It is to provide a secondary battery that can be prevented.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 이차 전지는 내벽에 적어도 하나 이상의 돌기가 형성된 캔과, 상기 캔의 내부에 제1극판, 세퍼레이터 및 제2극판이 다수회 권취된 채 수납된 전극 조립체와, 상기 전극 조립체가 외부로 이탈되지 않도록 상기 캔을 막는 캡 조립체를 포함한다.In order to achieve the above object, a rechargeable battery according to the present invention includes a can formed with at least one protrusion on an inner wall thereof, an electrode assembly accommodated with a plurality of first and second electrodes, a separator and a second electrode plate wound therein. And a cap assembly that closes the can so that the electrode assembly does not escape to the outside.

여기서, 상기 캔은 상호 대향되는 위치에 소정 거리 이격되어 형성된 장변부와, 상기 장변부의 대향되는 양단에 각각 형성되어, 상기 장변부를 연결하는 단변부와, 상기 장변부 및 단변부의 공통 단부에 형성된 바닥부를 포함할 수 있다.Here, the can is formed on each side of the long side portion formed to be spaced apart from each other at a mutually opposite position, and formed on both ends opposite the long side portion, the short side portion connecting the long side portion, and the bottom formed on the common end of the long side portion and the short side portion It may include wealth.

또한, 상기 캔은 상기 장변부의 내벽에 적어도 하나 이상의 돌기가 형성될 수 있다.In addition, the can may have at least one protrusion formed on an inner wall of the long side portion.

또한, 상기 캔은 상기 단변부의 내벽에 적어도 하나 이상의 돌기가 형성될 수 있다.In addition, the can may have at least one protrusion formed on an inner wall of the short side portion.

또한, 상기 캔은 상기 장변부 및 단변부의 내벽에 적어도 하나 이상의 돌기가 형성될 수 있다.In addition, the can may have at least one protrusion formed on inner walls of the long side portion and the short side portion.

또한, 상기 캔 및 돌기는 금속 재질일 수 있다.In addition, the can and the protrusion may be a metal material.

또한, 상기 돌기는 삼각뿔, 사각뿔 또는 원뿔 형태중 어느 한 형태일 수 있다.In addition, the protrusion may be in the form of a triangular pyramid, a square pyramid or a cone.

또한, 상기 전극 조립체중 제1극판은 제1활물질이 코팅되지 않은 제1집전체의 제1무지부가 상기 캔의 돌기와 접촉되어 있고, 상기 제1극판의 안쪽으로는 세퍼레이터가 개재된 채 제2극판의 제2활물질이 코팅되지 않은 제2집전체의 제2무지부가 위치될 수 있다.The first electrode plate of the electrode assembly may have a first non-coating portion of the first current collector, on which the first active material is not coated, in contact with the protrusion of the can, and a second electrode plate with a separator interposed inside the first electrode plate. The second uncoated portion of the second current collector that is not coated with the second active material may be positioned.

또한, 상기 제2극판의 제2무지부 안쪽으로는 세퍼레이터가 개재된 채 제1극판의 제1활물질이 위치될 수 있다.In addition, the first active material of the first electrode plate may be positioned inside the second uncoated portion of the second electrode plate with the separator interposed therebetween.

또한, 상기 제1집전체는 알루미늄 계열의 포일이고, 상기 제1활물질은 리튬계 산화물이며, 상기 제2집전체는 구리 계열의 포일이고, 상기 제2활물질은 탄소계 화합물일 수 있다.In addition, the first current collector may be an aluminum-based foil, the first active material may be a lithium oxide, the second current collector may be a copper-based foil, and the second active material may be a carbon-based compound.

또한, 상기 제1집전체는 구리 계열의 포일이고, 상기 제1활물질은 탄소계 화합물이며, 상기 제2집전체는 알루미늄 계열의 포일이고, 상기 제2활물질은 리튬계 산화물일 수 있다.In addition, the first current collector may be a copper-based foil, the first active material may be a carbon-based compound, the second current collector may be an aluminum-based foil, and the second active material may be a lithium-based oxide.

또한, 상기 돌기의 돌출 두께는 상기 제1극판의 제1무지부 및 세퍼레이터의 합쳐진 두께보다 클 수 있다.In addition, the protrusion thickness of the protrusion may be greater than the combined thickness of the first uncoated portion and the separator of the first electrode plate.

또한, 상기 돌기의 돌출 두께는 상기 제1극판의 제1무지부, 세퍼레이터 및 제2극판의 제2무지부의 합쳐진 두께와 같거나 클 수 있다.In addition, the protruding thickness of the protrusion may be equal to or greater than the combined thickness of the first uncoated portion, the separator and the second uncoated portion of the second electrode plate.

또한, 상기 캡 조립체는 상기 제1극판과 제1도전 탭에 의해 연결되는 동시에, 상기 캔을 막는 캡 플레이트와, 상기 제2극판과 제2도전 탭에 의해 연결되는 동시에, 절연 가스켓이 개재된 채 캡 플레이트에 관통 결합된 전극 단자를 포함할 수 있다.In addition, the cap assembly is connected by the first electrode plate and the first conductive tab, and is connected to the cap plate for blocking the can, the second electrode plate and the second conductive tab, and with an insulating gasket interposed therebetween. It may include an electrode terminal coupled to the cap plate.

또한, 상기 캡 조립체는 상기 제2극판과 제2도전 탭에 의해 연결되는 동시에, 상기 캔을 막는 캡 플레이트와, 상기 제1극판과 제1도전 탭에 의해 연결되는 동시에, 절연 가스켓이 개재된 채 캡 플레이트에 관통 결합된 전극 단자를 포함할 수 있다.In addition, the cap assembly is connected by the second electrode plate and the second conductive tab, at the same time connected to the cap plate blocking the can, the first electrode plate and the first conductive tab, and with an insulating gasket interposed therebetween. It may include an electrode terminal coupled to the cap plate.

상기와 같이 하여 본 발명에 의한 이차 전지는 캔의 단변부 또는 장변부를 따라서 종방향의 과도한 압축력이 전달될 경우, 캔의 내벽에 형성된 적어도 하나 이상의 돌기가 전극 조립체중 제1극판 및 세퍼레이터를 관통하게 된다.As described above, the secondary battery according to the present invention allows at least one protrusion formed in the inner wall of the can to penetrate the first electrode plate and the separator of the electrode assembly when excessive compressive force in the longitudinal direction is transmitted along the short side or long side of the can. do.

따라서, 캔의 돌기에 의해 제1,2극판의 활물질이 아닌 제1,2무지부가 직접 전기적으로 쇼트됨으로써, 대부분의 전류는 상기 제1,2극판의 제1,2무지부에서 소비되고, 이에 따라 활물질 쇼트에 의한 연기, 화염 및 폭발 현상이 발생하지 않게 된다. 즉, 종래에는 활물질에 의한 쇼트로 위와 같은 연기, 화염 및 폭발 현상이 발생했지만, 본 발명과 같이 제1,2무지부끼리 쇼트시키면 위와 같은 현상이 발생하지 않게 된다.Therefore, the first and second ignorance portions, which are not active materials of the first and second electrode plates, are directly and electrically shorted by the projections of the can, so that most current is consumed in the first and second non-contact portions of the first and second electrode plates. Accordingly, smoke, flames and explosions caused by the active material short are not generated. That is, in the past, such a smoke, flame, and explosion phenomenon occurred by the short by the active material, but when the first and second plain parts are shorted together as in the present invention, the above phenomenon does not occur.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings such that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a rechargeable battery according to the present invention.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 이차 전지(100)는 대략 각형의 캔(110)과, 상기 각형의 캔(110)을 막는 캡 조립체(130)를 포함한다. 물론, 상기 각형의 캔(110) 내부에는 전극 조립체(도시되지 않음)가 수납되어 있다. 또한, 상기 캡 조립체(130)는 상기 각형 캔(110)의 상단에 용접된 캡 플레이트(132)를 포함하며, 상기 캡 플레이트(132)의 대략 중앙에는 절연 가스켓(134)이 개재된 채 전극 단자(133)가 결합되어 있다. 더불어, 상기 전극 단자(133)의 일측에는 전해액 주입구를 막는 볼(138)이 결합되어 있고, 타측에는 내압 증가시 파열됨으로써 가스를 방출하는 안전 벤트(139)가 형성되어 있다.As shown, the secondary battery 100 according to the present invention includes an approximately rectangular can 110 and a cap assembly 130 that blocks the rectangular can 110. Of course, an electrode assembly (not shown) is accommodated in the rectangular can 110. In addition, the cap assembly 130 includes a cap plate 132 welded to an upper end of the prismatic can 110, and an electrode terminal with an insulating gasket 134 interposed in the center of the cap plate 132. 133 is combined. In addition, one side of the electrode terminal 133 is coupled to the ball 138 to block the electrolyte injection port, the other side is formed with a safety vent 139 for releasing the gas by bursting when the internal pressure increases.

도 2는 본 발명에 따른 이차 전지를 도시한 분해 사시도이다.2 is an exploded perspective view illustrating a rechargeable battery according to the present invention.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 이차 전지(100)는 대략 각형의 캔(110), 상기 각형의 캔(110) 내부에 삽입되는 전극 조립체(120) 및 상기 각형의 캔(110)을 막는 캡 조립체(130)를 포함한다.As shown, the secondary battery 100 according to the present invention has a substantially rectangular can 110, an electrode assembly 120 inserted into the rectangular can 110, and a cap assembly that blocks the rectangular can 110. 130.

먼저 상기 각형의 캔(110)은 전체가 양극 또는 음극의 극성을 갖도록 금속 재질일 수 있다. 예를 들면, 상기 캔(110)은 알루미늄, 스틸, 스텐레스 스틸 또는 그 등가물이 가능하나, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다. 더불어, 상기 캔(110)은 상호 대향되는 위치에 소정 거리 이격되어 일정 면적을 갖는 장변부(111)를 가지며, 상기 장변부(111)의 대향되는 양단에는 상기 장변부(111)를 연결하는 단변부(112)를 갖는다. 물론, 상기 단변부(112)의 면적은 상기 장변부(111)의 면적보다 작은 면적을 갖는다. 또한, 상기 장변부(111)와 단변부(112)의 공통 단부에는 바닥부(113)가 형성되어 있으며, 상기 바닥부(113)의 반대 방향은 전극 조립체(120)가 용이하게 수납되도록 개방되어 있다.First, the rectangular can 110 may be made of a metal material so that the whole can have the polarity of the positive electrode or the negative electrode. For example, the can 110 may be aluminum, steel, stainless steel, or an equivalent thereof, but the material is not limited thereto. In addition, the can 110 has a long side portion 111 having a predetermined area spaced apart from each other by a predetermined distance, and the short side connecting the long side portion 111 at opposite ends of the long side portion 111. Has a portion 112. Of course, the area of the short side portion 112 has an area smaller than that of the long side portion 111. In addition, a bottom portion 113 is formed at a common end of the long side portion 111 and the short side portion 112, and an opposite direction of the bottom side 113 is opened to easily receive the electrode assembly 120. have.

상기 전극 조립체(120)는 제1극판(121), 세퍼레이터(125) 및 제2극판(126)이 적층된 채, 상기 각형 캔(110)의 모양과 유사한 형태로 권취되어 있다. 여기서, 상기 제1극판(121)은 제1활물질(123)이 코팅되지 않은 제1집전체(122)의 제1무지부(124)가 가장 바깥 영역에 위치되고, 이러한 제1무지부(124)의 안쪽으로는 세퍼레 이터(125)가 개재된 채 제2극판(126)의 제2활물질(128)이 코팅되지 않은 제2집전체(127)의 제2무지부(129)가 위치되어 있다. 더불어, 상기 제2극판(126)의 제2무지부(129) 안쪽으로는 다시 세퍼레이터(125)가 개재된 채 제1극판(121)의 제1집전체(122)에 코팅된 제1활물질(123)이 위치되고, 또한 상기 제1극판(121)의 제1활물질(123) 안쪽으로는 다시 세퍼레이터(125)가 개재된 채 제2극판(126)의 제2집전체(127)에 코팅된 제2활물질(128)이 위치되며, 이러한 구조가 계속 반복된다.The electrode assembly 120 is wound in a shape similar to that of the rectangular can 110 with the first electrode plate 121, the separator 125, and the second electrode plate 126 stacked thereon. Here, in the first electrode plate 121, the first uncoated portion 124 of the first current collector 122 is not coated with the first active material 123 is located in the outermost region, the first uncoated portion 124 ), The second uncoated portion 129 of the second current collector 127 that is not coated with the second active material 128 of the second electrode plate 126 is disposed with the separator 125 interposed therebetween. have. In addition, a first active material coated on the first current collector 122 of the first electrode plate 121 with the separator 125 interposed inside the second uncoated portion 129 of the second electrode plate 126. 123 is positioned, and is coated on the second current collector 127 of the second electrode plate 126 with the separator 125 interposed inside the first active material 123 of the first electrode plate 121 again. The second active material 128 is positioned and this structure is repeated over and over.

한편, 상기 제1집전체(122)는 알루미늄 계열의 포일이고, 상기 제1활물질(123)은 리튬계 산화물이며, 상기 제2집전체(127)는 구리 계열의 포일이고, 상기 제2활물질(128)은 탄소계 화합물일 수 있다. 더불어, 위와는 반대로 상기 제1집전체(122)는 구리 계열의 포일이고, 상기 제1활물질(123)은 탄소계 화합물이며, 상기 제2집전체(127)는 알루미늄 계열의 포일이고, 상기 제2활물질(128)은 리튬계 산화물일 수 있다.Meanwhile, the first current collector 122 is an aluminum foil, the first active material 123 is a lithium oxide, the second current collector 127 is a copper foil, and the second active material ( 128) may be a carbon-based compound. In addition, contrary to the above, the first current collector 122 is a copper-based foil, the first active material 123 is a carbon-based compound, and the second current collector 127 is an aluminum-based foil. The active material 128 may be a lithium oxide.

여기서, 상기 제1극판(121)에는 제1도전 탭(124a)이 용접되어 상부로 일정 길이 연장되어 있고, 상기 제2극판(126)에는 제2도전 탭(129a)이 용접되어 상부로 일정 길이 연장되어 있다.Here, the first conductive tab 124a is welded to the first electrode plate 121 to extend a predetermined length to the top, and the second conductive tab 129a is welded to the second electrode plate 126 to a predetermined length to the top. It is extended.

계속해서, 상기 캡 조립체(130)는 상기 전극 조립체(120) 위에 안착되는 절연 케이스(131)와, 그 상부에 위치되어 캔(110)을 막는 캡 플레이트(132)를 포함한다. 더욱이, 상기 캡 플레이트(132)에는 절연 가스켓(134)이 개재되어 관통 결합되는 전극 단자(133)와, 상기 캡 플레이트(132)의 하단인 전극 단자(133)에 결합되는 절연 플레이트(135) 및 도전 플레이트(136)를 포함한다. 또한, 상기 캡 플레이트 (132)의 일측에는 전해액 주입구(137)를 막는 볼(138)이 결합되고, 타측에는 내압 증가시 파열되는 안전벤트(139)가 형성되어 있다.Subsequently, the cap assembly 130 includes an insulating case 131 mounted on the electrode assembly 120, and a cap plate 132 positioned on the cap assembly 132 to block the can 110. In addition, the cap plate 132 includes an electrode terminal 133 through which an insulating gasket 134 is interposed and an insulating plate 135 coupled to an electrode terminal 133 that is a lower end of the cap plate 132. Conductive plate 136. In addition, one side of the cap plate 132 is coupled to the ball 138 blocking the electrolyte injection hole 137, the other side is formed with a safety vent 139 that bursts when the internal pressure increases.

도 3a는 도 1의 3a-3a선 단면도이고, 도 3b는 도 1의 3b-3b선 단면도이다.3A is a cross-sectional view taken along the line 3a-3a of FIG. 1, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line 3b-3b of FIG.

먼저 본 발명은 상술한 제1도전 탭(124a)이 캡 플레이트(132)에 직접 용접될 수 있고, 제2도전 탭(129a)은 전극 단자(133)에 용접될 수 있다. 물론, 그 반대도 가능하다. 즉, 제1도전 탭(124a)이 전극 단자(133)에 용접되고, 제2도전 탭(129a)이 캡 플레이트(132)에 용접될 수도 있다. 물론, 제1도전 탭(124a)이 연결된 제1극판(121)이 양극이면, 캡 플레이트(132) 및 캔(110) 자체가 양극 단자가 되고, 제2도전 탭(129a)이 연결된 제2극판(126)이 음극이면, 전극 단자(133)만이 음극 단자가 된다.First, in the present invention, the first conductive tab 124a described above may be directly welded to the cap plate 132, and the second conductive tab 129a may be welded to the electrode terminal 133. Of course, the opposite is also possible. That is, the first conductive tab 124a may be welded to the electrode terminal 133, and the second conductive tab 129a may be welded to the cap plate 132. Of course, when the first electrode plate 121 to which the first conductive tab 124a is connected is a positive electrode, the cap plate 132 and the can 110 itself become a positive electrode terminal, and the second electrode plate to which the second conductive tab 129a is connected. If 126 is a negative electrode, only the electrode terminal 133 is a negative terminal.

한편, 본 발명은, 종방향의 압축력이 전달될 경우 전극 조립체(120)중 가장 바깥면에 형성된 제1,2무지부(124,129)끼리 상호 쇼트되도록 상기 캔(110)의 내벽에 적어도 하나 이상의 돌기(114)가 더 형성되어 있다. 이러한 돌기(114)는 상대적으로 작은 면적을 갖는 단변부(112)에만 형성될 수 있다. 또한, 이러한 돌기(114)는 상대적으로 큰 면적을 갖는 장변부(111)에만 형성될 수도 있다. 더욱이, 이러한 돌기(114)는 상기 단변부(112) 및 장변부(111)에 모두 형성될 수도 있다. 가장 바람직하기로는, 이차 전지(100)의 종방향 압축시 캔(110)의 단변부(112) 및 이것에 상응하는 전극 조립체(120)가 가장 크게 변형되므로, 상기 단변부(112)에만 돌기(114)가 형성되어도 좋다.On the other hand, the present invention, at least one projection on the inner wall of the can 110 so that the first and second uncoated portions 124, 129 formed on the outermost surface of the electrode assembly 120 when the longitudinal compressive force is transmitted to each other 114 is further formed. The protrusion 114 may be formed only on the short side portion 112 having a relatively small area. In addition, the protrusion 114 may be formed only on the long side portion 111 having a relatively large area. In addition, the protrusion 114 may be formed on both the short side 112 and the long side 111. Most preferably, since the short side portion 112 of the can 110 and the corresponding electrode assembly 120 are deformed the most during the longitudinal compression of the secondary battery 100, the protrusions may be formed only on the short side portion 112. 114) may be formed.

더불어, 이러한 돌기(114)는, 이차 전지(100)에 종방향의 압축력이 전달될 경우 제1무지부(124) 및 세퍼레이터(125)를 쉽게 관통시킬 수 있도록 끝단이 뾰족한 형태로 될 수 있다. 예를 들어, 상기 돌기(114)는 삼각뿔, 사각뿔 , 원뿔 또는 그 등가 형태중 어느 하나의 형태로 형성될 수 있으나, 본 발명에서 이러한 형태로 돌기(114)의 모양을 한정하는 것은 아니다.In addition, the protrusion 114 may have a pointed end to easily penetrate the first uncoated portion 124 and the separator 125 when a longitudinal compressive force is transmitted to the secondary battery 100. For example, the protrusion 114 may be formed in any one of a triangular pyramid, a square pyramid, a cone, or an equivalent form thereof, but the shape of the protrusion 114 is not limited in this embodiment.

도 4는 도 3a의 4 영역을 확대 도시한 것이다.4 is an enlarged view of four areas of FIG. 3A.

도시된 바와 같이 본 발명은, 종방향의 압축시 돌기(114)가 제1극판(121)과 제2극판(126)의 제1무지부(124) 및 제2무지부(129)가 상호 쇼트되도록, 상기 돌기(114)의 돌출 두께가 상기 제1극판(121)중 제1집전체(122)의 제1무지부(124) 및 세퍼레이터(125)의 합쳐진 두께보다 약간 크게 되도록 함이 좋다. 물론, 상기 돌기(114)의 돌출 두께는 상기 제1극판(121)중 제1집전체(122)의 제1무지부(124), 세퍼레이터(125) 및 제2극판(126)중 제2집전체(127)의 제2무지부(129)의 합쳐진 두께와 같거나 크게 해도 좋다.As shown, according to the present invention, when the projection 114 in the longitudinal direction, the first uncoated portion 124 and the second uncoated portion 129 of the first electrode plate 121 and the second electrode plate 126 are mutually shorted. The protrusion thickness of the protrusion 114 may be slightly larger than the combined thickness of the first uncoated portion 124 and the separator 125 of the first current collector 122 of the first electrode plate 121. Of course, the protruding thickness of the protrusion 114 may include a second collection of the first uncoated portion 124, the separator 125, and the second electrode plate 126 of the first current collector 122 of the first electrode plate 121. It may be equal to or larger than the combined thickness of the second plain portions 129 of the whole 127.

도 5는 본 발명에 의한 이차 전지에서 종압축시 캔에 형성된 돌기가 제1,2,무지부를 상호 쇼트시키는 상태를 도시한 것이다.FIG. 5 illustrates a state in which the protrusions formed in the can during longitudinal compression in the secondary battery according to the present invention short-circuit the first, second, and the uncoated parts.

도시된 바와 같이 캔(110)의 종방향으로 압축력이 가해질 경우, 이러한 압축력이 허용치 이상이 되면, 상술한 바와 같은 다양한 형태 및 두께를 돌기(114)가 상기 제1집전체(122)의 제1무지부(124) 및 세퍼레이터(125)를 관통하여 결국은 제2 집전체(127)의 제2무지부(129)와 쇼트되는 작용을 한다. 즉, 캔(110), 제1집전체(122)의 제1무지부(124) 및 제2집전체(127)의 제2무지부(129)가 상호 전기적으로 쇼트됨으로써, 전극 조립체(120)가 가지고 있는 대부분의 전기 에너지가 상기 제1,2무지부(124,129)에서 소비되도록 한다. 이와 같이 하여, 제1,2활물질(123,128)이 아닌 제1,2무지부(124,129)가 강제로 쇼트됨으로써, 연기, 화염 및 폭발 현상 등을 더욱 적극적으로 방지할 수 있고, 이에 따라 이차 전지(100)의 안전성 및 신뢰성이 크게 향상된다.When the compressive force is applied in the longitudinal direction of the can 110 as shown, if the compressive force exceeds the allowable value, the protrusion 114 of the various shapes and thickness as described above is the first of the first collector 122 It penetrates through the uncoated portion 124 and the separator 125 to eventually short the second uncoated portion 129 of the second current collector 127. That is, the can 110, the first uncoated portion 124 of the first current collector 122, and the second uncoated portion 129 of the second current collector 127 are electrically shorted with each other, thereby forming the electrode assembly 120. Most of the electrical energy possessed by the first and second uncoated parts (124,129) to be consumed. In this manner, the first and second non-coating portions 124 and 129, not the first and second active materials 123 and 128, are forcibly shorted to prevent the smoke, the flame, the explosion, and the like more actively. 100) safety and reliability is greatly improved.

상기와 같이 하여 본 발명에 의한 이차 전지는 캔의 단변부 또는 장변부를 따라서 종방향의 과도한 압축력이 전달될 경우, 캔의 내벽에 형성된 적어도 하나 이상의 돌기가 전극 조립체중 제1극판 및 세퍼레이터를 관통하게 된다.As described above, the secondary battery according to the present invention allows at least one protrusion formed in the inner wall of the can to penetrate the first electrode plate and the separator of the electrode assembly when excessive compressive force in the longitudinal direction is transmitted along the short side or long side of the can. do.

따라서, 캔의 돌기에 의해 제1,2극판의 활물질이 아닌 제1,2무지부가 직접 전기적으로 쇼트됨으로써, 대부분의 전류는 상기 제1,2극판의 제1,2무지부에서 소비되고, 이에 따라 활물질 쇼트에 의한 연기, 화염 및 폭발 현상이 발생하지 않게 된다. 즉, 종래에는 활물질에 의한 쇼트로 위와 같은 연기, 화염 및 폭발 현상이 발생했지만, 본 발명과 같이 제1,2무지부끼리 쇼트시키면 위와 같은 현상이 발생하지 않게 된다.Therefore, the first and second ignorance portions, which are not active materials of the first and second electrode plates, are directly and electrically shorted by the projections of the can, so that most current is consumed in the first and second non-contact portions of the first and second electrode plates. Accordingly, smoke, flames and explosions caused by the active material short are not generated. That is, in the past, such a smoke, flame, and explosion phenomenon occurred by the short by the active material, but when the first and second plain parts are shorted together as in the present invention, the above phenomenon does not occur.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 이차 전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속 하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is just one embodiment for carrying out the secondary battery according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the scope of the present invention is departed from the scope of the following claims. Without this, anyone of ordinary skill in the art to which the invention belongs will have a technical spirit of the present invention to the extent that various changes can be made.

Claims (15)

내벽에 적어도 하나 이상의 돌기가 형성된 캔;A can formed with at least one protrusion on the inner wall; 상기 캔의 내부에 제1극판, 세퍼레이터 및 제2극판이 다수회 권취된 채 수납된 전극 조립체; 및,An electrode assembly housed in the can with a first electrode plate, a separator, and a second electrode plate wound a plurality of times; And, 상기 전극 조립체가 외부로 이탈되지 않도록 상기 캔을 막는 캡 조립체를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이차 전지.A secondary battery comprising a cap assembly for blocking the can so that the electrode assembly is not separated to the outside. 제 1 항에 있어서, 상기 캔은 상호 대향되는 위치에 소정 거리 이격되어 형성된 장변부와, 상기 장변부의 대향되는 양단에 각각 형성되어, 상기 장변부를 연결하는 단변부와, 상기 장변부 및 단변부의 공통 단부에 형성된 바닥부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이차 전지.According to claim 1, wherein the can is formed in the long side portion spaced apart from each other by a predetermined distance, the long side portion formed on both opposite sides of the long side portion, respectively, the short side portion connecting the long side portion, common to the long side portion and the short side portion A secondary battery comprising a bottom portion formed at the end. 제 2 항에 있어서, 상기 캔은 상기 장변부의 내벽에 적어도 하나 이상의 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지.The secondary battery of claim 2, wherein the can has at least one protrusion formed on an inner wall of the long side portion. 제 2 항에 있어서, 상기 캔은 상기 단변부의 내벽에 적어도 하나 이상의 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지.The secondary battery of claim 2, wherein the can has at least one protrusion formed on an inner wall of the short side portion. 제 2 항에 있어서, 상기 캔은 상기 장변부 및 단변부의 내벽에 적어도 하나 이상의 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지.The secondary battery of claim 2, wherein the can has at least one protrusion formed on inner walls of the long side portion and the short side portion. 제 1 항에 있어서, 상기 캔 및 돌기는 금속 재질인 것을 특징으로 하는 이차 전지.The secondary battery of claim 1, wherein the can and the protrusion are made of metal. 제 1 항에 있어서, 상기 돌기는 삼각뿔, 사각뿔 또는 원뿔 형태중 어느 한 형태인 것을 특징으로 하는 이차 전지.The secondary battery of claim 1, wherein the protrusion has any one of a triangular pyramid, a square pyramid, and a cone. 제 1 항에 있어서, 상기 전극 조립체중 제1극판은 제1활물질이 코팅되지 않은 제1집전체의 제1무지부가 상기 캔의 돌기와 접촉되어 있고, 상기 제1극판의 안쪽으로는 세퍼레이터가 개재된 채 제2극판의 제2활물질이 코팅되지 않은 제2집전체의 제2무지부가 위치된 것을 특징으로 하는 이차 전지.According to claim 1, wherein the first electrode plate of the electrode assembly is the first non-coating portion of the first current collector is not coated with the first active material is in contact with the projection of the can, the separator is interposed inside of the first electrode plate And a second non-coating portion of the second current collector not coated with the second active material of the second electrode plate. 제 8 항에 있어서, 상기 제2극판의 제2무지부 안쪽으로는 세퍼레이터가 개재된 채 제1극판의 제1활물질이 위치된 것을 특징으로 하는 이차 전지.The secondary battery of claim 8, wherein the first active material of the first electrode plate is positioned inside the second uncoated portion of the second electrode plate with a separator interposed therebetween. 제 8 항에 있어서, 상기 제1집전체는 알루미늄 계열의 포일이고, 상기 제1활물질은 리튬계 산화물이며, 상기 제2집전체는 구리 계열의 포일이고, 상기 제2활물질은 탄소계 화합물인 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 8, wherein the first current collector is an aluminum-based foil, the first active material is a lithium-based oxide, the second current collector is a copper-based foil, the second active material is a carbon-based compound A secondary battery characterized by the above. 제 8 항에 있어서, 상기 제1집전체는 구리 계열의 포일이고, 상기 제1활물질은 탄소계 화합물이며, 상기 제2집전체는 알루미늄 계열의 포일이고, 상기 제2활물질은 리튬계 산화물인 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 8, wherein the first current collector is a copper-based foil, the first active material is a carbon-based compound, the second current collector is an aluminum-based foil, the second active material is a lithium-based oxide A secondary battery characterized by the above. 제 8 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 돌기의 돌출 두께는 상기 제1극판의 제1무지부 및 세퍼레이터의 합쳐진 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 이차 전지.The secondary battery according to any one of claims 8 to 11, wherein the protrusion thickness of the protrusion is larger than the combined thickness of the first uncoated portion and the separator of the first electrode plate. 제 8 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 돌기의 돌출 두께는 상기 제1극판의 제1무지부, 세퍼레이터 및 제2극판의 제2무지부의 합쳐진 두께와 같거나 큰 것을 특징으로 하는 이차 전지.The secondary protrusion according to any one of claims 8 to 11, wherein the protrusion thickness of the protrusion is equal to or larger than the combined thickness of the first uncoated portion, the separator, and the second uncoated portion of the second electrode plate. battery. 제 1 항에 있어서, 상기 캡 조립체는 상기 제1극판과 제1도전 탭에 의해 연결되는 동시에, 상기 캔을 막는 캡 플레이트와, 상기 제2극판과 제2도전 탭에 의해 연결되는 동시에, 절연 가스켓이 개재된 채 캡 플레이트에 관통 결합된 전극 단자를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이차 전지.The insulating gasket of claim 1, wherein the cap assembly is connected by the first electrode plate and the first conductive tab, and is connected by the cap plate which blocks the can, and by the second electrode plate and the second conductive tab. A secondary battery comprising an electrode terminal coupled to the cap plate while being interposed therebetween. 제 1 항에 있어서, 상기 캡 조립체는 상기 제2극판과 제2도전 탭에 의해 연결되는 동시에, 상기 캔을 막는 캡 플레이트와, 상기 제1극판과 제1도전 탭에 의해 연결되는 동시에, 절연 가스켓이 개재된 채 캡 플레이트에 관통 결합된 전극 단자 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이차 전지.The insulating gasket of claim 1, wherein the cap assembly is connected by the second electrode plate and the second conductive tab, and is connected by the cap plate which blocks the can, and by the first electrode plate and the first conductive tab. A secondary battery comprising an electrode terminal coupled to the cap plate while being interposed therebetween.
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