KR20060112746A - Cap assembly and lithium ion secondary battery with the same - Google Patents

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Abstract

Provided are a cap assembly which allows the gas of inside to be discharged by internal pressure or temperature increase by separating a stopper for finishing a safety vent hole and improves the safety and reliance of a battery, and a lithium ion secondary battery using the cap assembly. The cap assembly comprises a cap assembly provided with a cap plate(310) here at least safety vent hole(380), wherein the safety vent hole is combined with a stopper(390). The stopper is located at the stopper upper part and is fixed by a solder(400) molten at a certain temperature. Preferably the solder has a melting point of 90-110 deg.C, and is an alloy of tin, zinc and bismuth or an alloy of tin, lead and bismuth. Preferably the stopper is made of a metal foil such as aluminum or aluminum alloy or a soft resin.

Description

캡 조립체 및 이를 구비하는 리튬이온 이차전지{Cap Assembly and Lithium Ion Secondary Battery with the same}Cap assembly and Lithium-ion secondary battery having the same {Cap Assembly and Lithium Ion Secondary Battery with the same}

도 1a 및 도 1b는 종래의 캡 조립체를 설명하기 위한 도면. 1A and 1B illustrate a conventional cap assembly.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 리튬이온 이차전지 단면도. 2 is a cross-sectional view of a lithium ion secondary battery according to a first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 도 2의 1영역을 확대 도시한 확대도.3 is an enlarged view showing an area of FIG. 2 according to the present invention;

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 안전벤트 영역을 확대 도시한 단면도.Figure 4 is an enlarged cross-sectional view showing a safety vent area according to a second embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 안전벤트 영역을 확대 도시한 단면도.5 is an enlarged cross-sectional view of a safety vent area according to a third exemplary embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 안전벤트 영역을 확대 도시한 단면도.Figure 6 is an enlarged cross-sectional view showing a safety vent area according to a fourth embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

30...리튬이온 이차전지 31...케이스Lithium-ion rechargeable battery 31 Case

32...전극 조립체 34...제 1 전극판32. Electrode assembly 34 ... First electrode plate

35...세퍼레이터 36...제 2 전극판35 ... Separator 36 ... Second electrode plate

37...제 1 전극 탭 38...제 2 전극 탭37 ... first electrode tab 38 ... second electrode tab

300..캡 조립체 310...캡 플레이트300. Cap assembly 310 ... Cap plate

311...단자통공 312...전해액 주입구 311 ... Terminal through hole 312 ... Electrolyte inlet

320...전극단자 380...안전벤트 홀 320 ... electrode terminal 380 ... safety vent hole

390, 390a, 390b, 390c...마개 400...솔더390, 390a, 390b, 390c ... plug 400 ... solder

410...노치 410 ... notch

본 발명은 캡 조립체 및 이를 구비하는 리튬이온 이차전지에 관한 것으로서, 온도에 감응하여 작동되는 신뢰성 및 안전성이 향상된 캡 조립체 및 이를 구비하는 리튬이온 이차전지에 관한 것이다. The present invention relates to a cap assembly and a lithium ion secondary battery having the same, and to a cap assembly and a lithium ion secondary battery including the improved reliability and safety operating in response to temperature.

통상적으로, 이차전지는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능하며 소형 및 대용량화가 가능한 전지를 말하는 것으로, 대표적으로는 니켈-카드뮴(Ni-Cd)전지와 니켈수소(Ni-MH)전지, 리튬(Li)전지 및 리튬이온(Li-ion)전지가 사용되고 있다. 근래에 개발된 리튬 이온 이차 전지는 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터 등의 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다. In general, a secondary battery refers to a battery that can be charged and discharged and has a small size and a large capacity, unlike a primary battery that cannot be charged. Typically, a secondary battery is a nickel-cadmium (Ni-Cd) battery and a nickel hydrogen (Ni-MH) battery. Batteries, lithium (Li) batteries and lithium ion (Li-ion) batteries are used. Recently developed lithium ion secondary batteries are widely used in the field of advanced electronic devices such as cellular phones, notebook computers.

특히, 리튬이온 이차전지는 작동 전압이 3.6V로서, 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다. In particular, the lithium ion secondary battery has an operating voltage of 3.6 V, which is three times higher than that of a nickel-cadmium battery or a nickel-hydrogen battery, which is widely used as a power source for portable electronic equipment, and is rapidly expanding in terms of high energy density per unit weight. It is a trend.

이러한 리튬이온 이차전지는 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 리튬이온 이차전지는 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지는 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다. 또한, 리튬 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 있다. Such lithium ion secondary batteries use lithium-based oxides as positive electrode active materials and carbon materials as negative electrode active materials. Lithium ion secondary batteries are classified into a liquid electrolyte battery and a polymer electrolyte battery according to the type of electrolyte. A battery using a liquid electrolyte is called a lithium ion battery, and a battery using a polymer electrolyte is called a lithium polymer battery. Moreover, although a lithium secondary battery is manufactured in various shapes, typical shapes include cylindrical shape, square shape, and pouch type.

상기 리튬이온 이차전지는 양극 활물질이 코팅된 양극 전극판, 음극 활물질이 코팅된 음극 전극판 및 상기 양극 전극판과 음극 전극판 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온(Li-ion)의 이동만을 가능하게 하는 세퍼레이터가 권취되어 형성된 전극 조립체와 상기 전극 조립체를 수용하는 리튬이온 이차전지용 케이스와 상기 케이스 내측에 주입되어 리튬이온의 이동을 가능하게 하는 전해액 등으로 이루어져 있다. The lithium ion secondary battery is positioned between the positive electrode plate coated with a positive electrode active material, the negative electrode plate coated with a negative electrode active material, and between the positive electrode plate and the negative electrode plate to prevent a short and to move only lithium ions (Li-ion). The separator is formed of an electrode assembly which is wound up, a lithium ion secondary battery case accommodating the electrode assembly, and an electrolyte solution injected into the case to allow lithium ions to move.

이러한 리튬이온 이차전지는 상기 양극 활물질이 코팅되며 양극 탭이 연결된 양극 전극판, 음극 활물질이 코팅되며 음극 탭이 연결된 음극 전극판 및 세퍼레이터를 권취하여 전극 조립체를 제조한다. 상기 전극 조립체는 상기 리튬이차 전지용 케이스에 수용되고, 상기 리튬이차 전지용 케이스 상단에 캡 조립체가 조립되어 상기 전극 조립체의 이탈을 방지한다. 상기 캡 조립체가 조립된 리튬이온 이차전지용 케이스에 전해액을 주입하고 밀봉하여 전지를 완성한다. The lithium ion secondary battery is coated with the positive electrode active material and the positive electrode tab is connected to the positive electrode tab, the negative electrode active material is coated and the negative electrode tab is connected to the negative electrode plate and the separator is wound to manufacture an electrode assembly. The electrode assembly is accommodated in the case for the lithium secondary battery, and the cap assembly is assembled on the top of the case for the lithium secondary battery to prevent separation of the electrode assembly. The electrolyte is injected into and sealed in the case for the lithium ion secondary battery assembled with the cap assembly to complete the battery.

통상적으로 전지가 정상 충전될 경우에는 유기 용매의 용융, 음극의 SEI막 열분해 반응, 음극 활물질과 전해액과의 반응, 양극 활물질에서 분해된 산소와 전해액과의 반응, 리튬의 분해 등의 반응이 순차적으로 발생한다. 그러나 과충전 될 때에는 상기의 반응들이 동시 다발적으로 진행되어 발열 반응을 진행시키게 되며, 이로 인해 분출된 가스로 인하여 전지는 팽창과 동시에 불안정한 상태로 된다. 가스의 발생은 전지가 파열되기까지 계속 진행되므로 전지의 안전성을 위하여 소정의 압력에서 전지 외부로 가스를 방출시켜야 한다. In general, when the battery is normally charged, reactions such as melting of an organic solvent, pyrolysis of the SEI film of the negative electrode, reaction of the negative electrode active material and the electrolyte, reaction of the oxygen and the electrolyte decomposed in the positive electrode active material, and decomposition of lithium are sequentially performed. Occurs. However, when the battery is overcharged, the above reactions proceed simultaneously to exothermic reactions, which causes the battery to expand and become unstable at the same time due to the ejected gas. The generation of gas continues until the battery ruptures, so the gas must be released outside the cell at a predetermined pressure for the safety of the battery.

이러한 현상에 대한 안전대책으로는 피티씨 서미스터(Positive Temperature Coefficient thermistor)의 내장, 셧다운 기능이 있는 세퍼레이터의 채택 등이 있고, 이 외에 가스 발생에 의해 작동하는 안전벤트가 있다. 상기 안전벤트는 일반적으로 캡 조립체에 형성된 얇은 영역을 말하며, 가스 발생으로 인하여 전지가 스웰링 될 경우 파단 되어 가스를 배출시켜 전지의 안전성을 유지시키는 역할을 한다. Safety measures against such a phenomenon include a built-in positive temperature coefficient thermistor, a separator with a shutdown function, and a safety vent operated by gas generation. The safety vent generally refers to a thin region formed in the cap assembly. When the battery is swelled due to gas generation, the safety vent is broken to discharge gas to maintain safety of the battery.

도 1a 및 도 1b는 종래의 캡 조립체를 설명하기 위한 도면을 나타낸다.1A and 1B show a view for explaining a conventional cap assembly.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 상기 동시 다발적으로 진행되는 발열반응에 의해 발생되는 가스를 방출시키기 위해 상기 캡 조립체는 안전벤트(190)가 형성되어 있는 캡 플레이트(100)를 구비한다. 상기 안전벤트(190)는 상기 전지의 내압이 상승할 때, 파단 되어 내부의 가스 등이 외부로 배출되도록 함으로써 전지의 안전성을 향상시킨다. 1A and 1B, the cap assembly includes a cap plate 100 having a safety vent 190 formed thereon to release a gas generated by the simultaneous multiple exothermic reactions. The safety vent 190 is broken when the internal pressure of the battery rises, so that the internal gas and the like is discharged to the outside to improve the safety of the battery.

그러나 일반적으로 과충전 될 때에는 전지의 내부 압력뿐만 아니라 온도도 함께 상승하게 되지만, 상기 안전벤트는 전지의 내압에 의해서만 작동되고 온도 상승에 대해서는 반응하지 않아 급격한 온도 상승에 따른 전지의 안전성을 확보할 수 없는 문제점이 있다. In general, however, when the battery is overcharged, the temperature increases as well as the internal pressure of the battery. However, the safety vent is operated only by the internal pressure of the battery and does not respond to a temperature increase. There is a problem.

본 발명은 캡 조립체 및 이를 구비하는 리튬이온 이차전지에 관한 것으로서, 온도에 감응하여 작동되는 신뢰성 및 안전성이 향상된 캡 조립체 및 이를 구비하는 리튬이온 이차전지를 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention relates to a cap assembly and a lithium ion secondary battery having the same, and an object thereof is to provide a cap assembly and a lithium ion secondary battery having the improved reliability and safety operating in response to temperature.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 적어도 안전벤트 홀이 형성된 캡 플레이트를 구비하는 캡 조립체에 있어서, 상기 캡 플레이트에 형성된 안전벤트 홀은 마개가 결합 되어 마감되며, 상기 마개는 상기 마개 상부에 위치되며, 소정 온도에서 용융되는 솔더에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 캡 조립체를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a cap assembly having a cap plate having at least a safety vent hole, wherein the safety vent hole formed in the cap plate is closed by a stopper, and the stopper is disposed on the top of the stopper. The cap assembly is positioned and secured by solder that is melted at a predetermined temperature.

또한, 본 발명은 제 1 전극판, 제 2 전극판, 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 구비하는 권취형 전극 조립체와; 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간을 구비하는 케이스와; 적어도 안전벤트 홀이 형성되어 있으며 상기 안전벤트 홀은 마개가 결합되어 마감되며, 상기 마개는 상기 마개 상부에 위치되며 소정 온도에서 용융되는 솔더에 의해 고정되는 캡 플레이트를 구비하는 캡 조립체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지를 제공한다. In addition, the present invention provides a wound electrode assembly including a first electrode plate, a second electrode plate, a separator interposed between the first electrode plate and the second electrode plate; A case having a space for accommodating the electrode assembly; At least a safety vent hole is formed and the safety vent hole is closed with a stopper, and the stopper is positioned on top of the stopper and has a cap plate having a cap plate fixed by solder melted at a predetermined temperature; It provides a lithium ion secondary battery characterized in that.

이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리튬이온 이차전지를 상세하게 설명하고자 한다. Hereinafter, a lithium ion secondary battery according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 리튬이온 이차전지의 단면도를 나타내며, 도 3은 본 발명의 도 2의 1영역을 확대 도시한 확대도를 나타낸다.FIG. 2 is a sectional view of a lithium ion secondary battery according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an enlarged view showing an area of FIG. 2 of the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 리튬이온 이차전지(30)는 케이스(31)와, 상기 케이스(31)의 내부에 수용되는 전극 조립체(32)와 상기 케이스(31)의 상부에 결합되는 캡 조립체(300)를 포함한다. 2 and 3, the lithium ion secondary battery 30 according to the embodiment of the present invention includes a case 31, an electrode assembly 32 accommodated in the case 31, and the case 31. It includes a cap assembly 300 coupled to the top of the).

상기 케이스(31)는 상부가 개방된 형상을 가진 금속재질의 용기이며, 일반적으로 가볍고 부식에 대처가 용이한 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 사용된다. 또 한, 그 자체가 단자 역할을 수행하는 것이 가능하다. The case 31 is a metal container having an open top shape, and generally, aluminum or an aluminum alloy is used that is light and easy to cope with corrosion. It is also possible to itself serve as a terminal.

상기 전극 조립체(32)는 제 1 전극판(34)과, 제 2 전극판(36)과, 상기 제 1 전극판(34) 및 제 2 전극판(36) 사이에 개재되어 이들을 상호 절연시키는 세퍼레이터(35)를 포함하고 있다. The electrode assembly 32 is interposed between the first electrode plate 34, the second electrode plate 36, and the first electrode plate 34 and the second electrode plate 36 to insulate them from each other. It contains (35).

상기 전극 조립체(32)는 제 1 전극판 및 제 2 전극판(34,36)과, 세퍼레이터(35)가 각각 한 장의 스트립으로 이루어져 있으며, 제 1 전극판(34), 세퍼레이터(35), 제 2 전극판(36), 세퍼레이터(35) 순으로 배치되어, 젤리-롤형(jelly-roll type)으로 감겨져 있다.The electrode assembly 32 includes a first electrode plate and a second electrode plate 34 and 36 and a separator 35 each consisting of one strip, and the first electrode plate 34, the separator 35, and the first electrode plate 32. It arrange | positions in order of the 2 electrode plate 36 and the separator 35, and is wound in the jelly-roll type.

상기 제 1 전극판(34)에는 제 1 전극 탭(37), 제 2 전극판(36)에는 제 2 전극 탭(38)이 용접되어 있으며 상기 제 1 전극 탭(37) 및 제 2 전극 탭(38)의 일단은 상기 전극 조립체(32)의 상측으로 돌출하여 있다. 상기 제 1 전극탭(37) 및 제 2 전극탭(38)은 절연 테이프(39)로 감싸여져 있어 양 극판 간의 단락을 방지할 수 있다. 상기 제 1 전극판(34) 및 제 2 전극판(36)은 양극판 또는 음극판으로 작용될 수 있다. The first electrode tab 37 is welded to the first electrode plate 34, and the second electrode tab 38 is welded to the second electrode plate 36, and the first electrode tab 37 and the second electrode tab ( One end of 38 protrudes above the electrode assembly 32. The first electrode tab 37 and the second electrode tab 38 are wrapped with an insulating tape 39 to prevent a short circuit between the positive electrode plates. The first electrode plate 34 and the second electrode plate 36 may act as a positive electrode plate or a negative electrode plate.

음극판으로 사용되는, 예를 들면, 제 1 전극판(34)은 전도성의 금속 박판, 이를테면 구리 호일로 된 음극 집전체와, 그 양면에 탄소재를 주성분으로 하는 슬러리가 코팅되어 있다.For example, the first electrode plate 34, which is used as a negative electrode plate, is coated with a negative electrode current collector made of a conductive metal plate, such as a copper foil, and a slurry composed mainly of a carbon material on both surfaces thereof.

양극판으로 사용되는, 예를 들면, 제 2 전극판(36)은 도전성이 우수한 금속 박판, 예컨대 알루미늄 호일로 된 양극 집전체와, 그 양면에 리튬계 산화물을 주성분으로 하는 슬러리가 코팅되어 있다. For example, the second electrode plate 36, which is used as the positive electrode plate, is coated with a positive electrode current collector made of a metal thin plate having excellent conductivity, such as aluminum foil, and a slurry containing lithium-based oxide as a main component on both surfaces thereof.

상기 세퍼레이터(35)는 폴리 에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 공중합체(co-polymer)로 이루어질 수 있으나, 본 발명에서 위 재질을 한정하는 것은 아니다. 상기 세퍼레이터(35)는 상기 제 1 전극판(34) 및 제 2 전극판(36)보다 폭을 넓게 하여 형성하는 것이 극판(34,36)간의 단락을 방지하는데 유리하다고 할 것이다. The separator 35 may be made of polyethylene, polypropylene, or a copolymer of polyethylene and polypropylene. However, the separator 35 is not limited to the above materials. The separator 35 may be formed to be wider than the first electrode plate 34 and the second electrode plate 36 to prevent short circuit between the electrode plates 34 and 36.

상기 캡 조립체(300)에는 상기 케이스(31)의 개구부와 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형의 캡 플레이트(310)가 구비되어 있다. 상기 캡 플레이트(310)의 중앙부에는 단자통공(311)이 형성되어 있으며, 일측에는 전해액을 주입하기 위한 전해액 주입구(312) 및 안전벤트 홀(380)이 형성되어 있다. The cap assembly 300 is provided with a flat cap plate 310 having a size and shape corresponding to the opening of the case 31. A terminal through hole 311 is formed at the center of the cap plate 310, and an electrolyte injection hole 312 and a safety vent hole 380 are formed at one side to inject the electrolyte.

상기 캡 플레이트(310)에 구비된 상기 단자통공(311)에는 전극 단자(320), 예를 들어, 음극 단자가 삽입 가능하도록 위치하고 있다. 상기 전극단자(320)의 외부 면에는 상기 캡 플레이트(310)와의 전기적 절연을 위해 튜브 형상의 가스켓(330)이 설치된다. 상기 캡 플레이트(310)의 단자통공(311) 근방의 캡 플레이트(310) 하면부에는 절연 플레이트(340)가 배치되어 있으며, 상기 절연플레이트(340)의 하면부에는 단자 플레이트(350)가 설치되어 있다. An electrode terminal 320, for example, a negative electrode terminal, may be inserted into the terminal through hole 311 provided in the cap plate 310. The outer surface of the electrode terminal 320 is provided with a tube-shaped gasket 330 for electrical insulation with the cap plate 310. An insulating plate 340 is disposed on a lower surface of the cap plate 310 near the terminal hole 311 of the cap plate 310, and a terminal plate 350 is installed on a lower surface of the insulating plate 340. have.

상기 전극단자(320)는 상기 가스켓(330)이 외주면을 감싼 상태에서 상기 단자통공(311)을 통하여 삽입되어 있다. 상기 전극 단자(320)의 하면부는 상기 절연 플레이트(340)를 개자한 상태에서 단자 플레이트(350)와 전기적으로 연결되어 있다. The electrode terminal 320 is inserted through the terminal through hole 311 in a state in which the gasket 330 surrounds the outer circumferential surface. A lower surface portion of the electrode terminal 320 is electrically connected to the terminal plate 350 in a state where the insulating plate 340 is opened.

상기 전극 조립체(32)의 상면에는 상기 전극 조립체(32)와 캡 조립체(300)를 전기적으로 절연시켜 주며, 이와 동시에 상기 전극 조립체(32)의 상단부를 커버할 수 있는 절연 케이스(370)가 설치되어 있다. 상기 절연 케이스(370)는 절연성을 가지는 고분자 수지로써, 바람직하게는 폴리프로필렌으로 이루어지나, 본 발명의 실시예에서 그 재질을 한정하는 것은 아니다. An insulating case 370 is provided on the upper surface of the electrode assembly 32 to electrically insulate the electrode assembly 32 from the cap assembly 300 and at the same time to cover the upper end of the electrode assembly 32. It is. The insulating case 370 is an insulating polymer resin, preferably made of polypropylene, but the material is not limited in the embodiment of the present invention.

상기 캡 플레이트(310)에 형성된 전해액 주입구(312)는 볼(360)로 밀폐되며, 상기 볼(360)은 그 상부로부터 승강운동을 하는 프레스와 같은 가압수단으로 상기 전해액 주입구(312)에 압착하는 것이 가능하다. 상기 전해액 주입구(312)는 볼(360)을 압착시킨 후, 상기 볼(360)과 캡 플레이트(310) 사이에 압착된 경계부분을 따라서 레이저 용접을 통하여 용접 부위(미도시)가 형성됨으로써 밀폐되는 것이 가능하다.The electrolyte injection hole 312 formed in the cap plate 310 is sealed with a ball 360, and the ball 360 is pressed against the electrolyte injection hole 312 by pressing means, such as a press, which moves up and down. It is possible. The electrolyte injection hole 312 is compressed by the ball 360, the weld portion (not shown) is formed through the laser welding along the boundary portion that is compressed between the ball 360 and the cap plate 310 is closed It is possible.

상기 캡 플레이트(310) 일측에 형성된 안전벤트 홀(380)은 일정 내압시 파단 되는 마개(390)로 마감될 수 있으며, 상기 마개(390)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등의 금속 박판뿐만 아니라 연성수지로도 형성될 수 있으나, 본 발명에서 위의 재질을 한정하는 것은 아니다. The safety vent hole 380 formed at one side of the cap plate 310 may be closed by a stopper 390 which is broken at a predetermined internal pressure. The stopper 390 may be formed of a flexible resin as well as a thin metal plate such as aluminum or an aluminum alloy. It may also be formed, but is not limited to the above material in the present invention.

상기 마개(390)는 상기 안전벤트 홀(380)에 결합되어 상기 안전벤트 홀(380)을 마감하며, 소정 온도에서 용융되는 솔더(400)에 의해 고정된다. 상기 마개(390)는'ㅁ'자 형상으로 구성되어 내부는 비어 있으며 외측 면은 내부 압력이 일정 압력 이상으로 증가할 때, 가스를 방출 할 수 있도록 두께가 상기 캡 플레이트(310)의 두께보다 얇게 형성된다. The stopper 390 is coupled to the safety vent hole 380 to close the safety vent hole 380 and is fixed by solder 400 that is melted at a predetermined temperature. The stopper 390 is formed in a 'ㅁ' shape, the inside is empty and the outer surface is thinner than the thickness of the cap plate 310 so as to release the gas when the internal pressure increases above a certain pressure Is formed.

상기 안전벤트 홀(380) 및 마개(390) 상측에 위치되며 상기 마개(390)를 고 정시키는 솔더(400)의 용융점은 90 내지 110℃인 것이 바람직하다. 상기 솔더(400)의 용융점이 90℃ 이하일 경우 전지의 제조 공정 중 에이징 공정에서 녹을 수 있는 문제점이 있으며, 용융점이 110℃을 초과할 경우에는 이차전지의 내부 온도 상승에 민감하게 반응할 수 없게 되며, 이에 따라 전지의 과열 및 내압 상승에 대해 상기 솔더(400)가 용융되거나 마개(390)가 쉽게 파단 될 수 없어, 전지의 폭발 등의 위험성이 있다. The melting point of the solder 400 which is positioned above the safety vent hole 380 and the stopper 390 and fixes the stopper 390 is preferably 90 to 110 ° C. If the melting point of the solder 400 is less than 90 ℃ there is a problem that can be melted in the aging process of the battery manufacturing process, if the melting point exceeds 110 ℃ it will not be sensitive to the internal temperature rise of the secondary battery. As a result, the solder 400 may not be melted or the stopper 390 may be easily broken due to overheating of the battery and an increase in internal pressure, such that there is a risk of explosion of the battery.

상기 솔더(400)는 주석(Sn), 아연(Zn) 및 납(Pb)의 합금이나, 주석(Sn), 납(Pb) 및 비스무트(Bi)의 합금 또는 그 등가물이 가능하며, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다. 상기 주석(Sn)의 함량이 낮아지면 용융점이 증가하므로, 상기 주석(Sn)의 함량은 20 내지 90% 포함된 것을 사용할 수 있다. The solder 400 may be an alloy of tin (Sn), zinc (Zn), and lead (Pb), an alloy of tin (Sn), lead (Pb), bismuth (Bi), or an equivalent thereof, where the material It is not intended to limit. Since the melting point increases when the content of the tin (Sn) is lowered, the content of the tin (Sn) may be included in an amount of 20 to 90%.

본 발명에 의한 리튬이온 이차전지(30)는 과충전 등에 의해 전지 내부의 온도가 상승하게 될 경우, 상기 솔더(400)가 용융되고, 이에 따라 상기 안전벤트 홀(380)에 결합된 마개(390)가 내부의 작은 압력에 의해서도 쉽게 이탈될 수 있어 전지 내부의 가스를 배출시킬 수 있으며, 전지의 폭발, 화재를 방지할 수 있다. In the lithium ion secondary battery 30 according to the present invention, when the temperature inside the battery increases due to overcharging or the like, the solder 400 is melted, and thus the plug 390 coupled to the safety vent hole 380. It can be easily released even by a small pressure inside the gas can discharge the gas inside the battery, it is possible to prevent the explosion, fire of the battery.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 안전벤트 영역을 확대 도시한 단면도를 나타낸다.4 is an enlarged cross-sectional view of a safety vent area according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 도시된 바와 같이 캡 플레이트(310)에는 안전벤트 홀(380)이 형성되어 있으며, 상기 안전벤트 홀(380)은 '∩'자 형상의 마개(390a)가 결합되어 밀봉된다. 상기 마개(390a)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등의 금속 박판 및 연성 수지 바람직하게는 고무로도 형성될 수 있으나, 본 발명에서 위 재질을 한정 하는 것은 아니다. 상기 마개(390a)는 솔더(400)에 의해 상기 캡 플레이트(310)에 고정된다. Referring to FIG. 4, as shown, a safety vent hole 380 is formed in the cap plate 310, and the safety vent hole 380 is sealed by combining a stopper 390a having a '∩' shape. . The stopper 390a may be formed of a thin metal sheet such as aluminum or an aluminum alloy, and a flexible resin, preferably rubber, but is not limited to the above material in the present invention. The stopper 390a is fixed to the cap plate 310 by solder 400.

상기 마개(390a)는 하측부로 홈이 형성되어 있어 전지의 내압 상승에 따른 파단이 용이하게 이루어질 수 있어 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다. 상기 솔더(400)는 전지의 내부 온도가 상승시 용융되어 상기 안전벤트 홀(380)에 결합되어 있는 마개(390a)가 용이하게 이탈될 수 있도록 하여, 전지 내부의 압력뿐만 아니라 온도에 의해서도 작동하여 전지의 안전성을 높일 수 있다. The stopper 390a has a groove formed at a lower side thereof, so that the stopper 390a may be easily broken due to an increase in the internal pressure of the battery, thereby improving safety of the battery. The solder 400 is melted when the internal temperature of the battery rises so that the stopper 390a coupled to the safety vent hole 380 can be easily detached and operated by the temperature as well as the pressure inside the battery. The safety of the battery can be improved.

도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 안전벤트 영역을 확대 도시한 단면도를 나타내며, 도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 안전벤트 영역을 확대 도시한 단면도를 나타낸다.5 is an enlarged cross-sectional view of a safety vent area according to a third exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a safety vent area according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 마개(390b,390a)는 상기 캡 플레이트(310)의 내측 또는 외측 방향으로 노치가 형성되어 있어 가스 발생으로 인한 내부의 압력이 일정 이상이 될 때, 쉽게 파단 될 수 있다. 상기 노치는 V 또는 U 자 형상으로 형성될 수 있다. 상기 마개(390b,390a)는 솔더(400)에 의해 고정되며, 상기 솔더(400)는 90 내지 110℃에서 용융되어 전지의 내부 온도 상승시 상기 마개(390b,390a)가 쉽게 이탈될 수 있도록 한다. Referring to FIGS. 5 and 6, the stoppers 390b and 390a have notches formed in the inner or outer direction of the cap plate 310 so that the caps 390b and 390a are easily broken when the internal pressure due to gas generation becomes higher than a predetermined level. Can be. The notch may be formed in a V or U shape. The stoppers 390b and 390a are fixed by the solder 400, and the solder 400 is melted at 90 to 110 ° C. so that the stoppers 390b and 390a can be easily detached when the internal temperature of the battery increases. .

여기서 상기 마개(390)의 형상은 'ㅁ'자 및 '∩'자 형상으로 형성된 것을 예로 하여 설명하였지만, 본 발명에 따른 마개(390)의 형상은 상기의 예로 한정되지 않는다. 예를 들어,'∪'자,'H'자 등의 다양한 형상이 가능하다. Herein, the shape of the stopper 390 has been described as an example of being formed in a 'ㅁ' and '자' shape, but the shape of the stopper 390 according to the present invention is not limited to the above examples. For example, various shapes, such as "'" and "H", are possible.

상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 내부의 온도 상승에 감응하여 안전벤트 홀을 마감하는 마개를 용이하게 이탈시킬 수 있어 내부의 압력뿐만 아니라 온도의 상승에 의해서도 내부의 가스를 방출시켜 전지의 신뢰성 및 안전성을 향상시킬 수 있다. As described above, according to the present invention, the stopper for closing the safety vent hole can be easily detached in response to the internal temperature increase, thereby releasing the internal gas not only by the internal pressure but also by the temperature increase, thereby increasing the reliability and reliability of the battery. It can improve safety.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.As described above, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and any person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Various modifications are possible, of course, and such changes are within the scope of the claims.

Claims (18)

적어도 안전벤트 홀이 형성된 캡 플레이트를 구비하는 캡 조립체에 있어서, A cap assembly comprising a cap plate with at least a safety vent hole formed therein, 상기 캡 플레이트에 형성된 안전벤트 홀은 마개가 결합 되어 마감되며, 상기 마개는 상기 마개 상부에 위치되며, 소정 온도에서 용융되는 솔더에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 캡 조립체.The safety vent hole formed in the cap plate is closed with a stopper, the stopper is positioned on the top of the cap, characterized in that the cap assembly is fixed by a solder that is melted at a predetermined temperature. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 솔더의 용융점은 90 내지 110℃인 것을 특징으로 하는 캡 조립체.Cap assembly, characterized in that the melting point of the solder is 90 to 110 ℃. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 솔더는 주석(Sn), 아연(Zn) 및 비스무트(Bi)의 합금인 것을 특징으로 하는 캡 조립체. Wherein said solder is an alloy of tin (Sn), zinc (Zn) and bismuth (Bi). 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 솔더는 주석(Sn), 납(Pb) 및 비스무트(Bi)의 합금인 것을 특징으로 하는 캡 조립체. And wherein the solder is an alloy of tin (Sn), lead (Pb) and bismuth (Bi). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마개는 일정 내압에 파단 되는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등의 금속 박판 또는 연성 수지로 형성된 것을 특징으로 하는 캡 조립체.Cap is characterized in that the cap is formed of a thin metal or flexible resin, such as aluminum or aluminum alloy fracture at a certain internal pressure. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마개는'ㅁ'자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 캡 조립체. Cap is characterized in that the cap is formed in a 'ㅁ' shape. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마개는'∩'자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 캡 조립체. Cap is characterized in that the cap is formed in a '∩' shape. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마개의 내측에는 노치가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 캡 조립체. A cap assembly, characterized in that the notch is formed inside the stopper. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마개는 외측에 노치가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 캡 조립체. The cap assembly is characterized in that the notch is formed on the outside. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,The method according to claim 8 or 9, 상기 노치는 V 또는 U 자 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 캡 조립체. The notch is a cap assembly, characterized in that formed in a V or U shape. 제 1 전극판, 제 2 전극판, 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 구비하는 권취형 전극 조립체와;A wound electrode assembly having a first electrode plate, a second electrode plate, a separator interposed between the first electrode plate and the second electrode plate; 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간을 구비하는 케이스와;A case having a space for accommodating the electrode assembly; 적어도 안전벤트 홀이 형성되어 있으며 상기 안전벤트 홀은 마개가 결합되어 마감되며, 상기 마개는 상기 마개 상부에 위치되며 소정 온도에서 용융되는 솔더에 의해 고정되는 캡 플레이트를 구비하는 캡 조립체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지. At least a safety vent hole is formed and the safety vent hole is closed with a stopper, and the stopper is positioned on top of the stopper and has a cap plate having a cap plate fixed by solder melted at a predetermined temperature; Lithium-ion secondary battery, characterized in that. 제 11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 솔더의 용융점은 90 내지 110℃인 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지.Melting point of the solder is a lithium ion secondary battery, characterized in that 90 to 110 ℃. 제 11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 솔더는 주석(Sn), 아연(Zn) 및 비스무트(Bi)의 합금인 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지. The solder is a lithium ion secondary battery, characterized in that the alloy of tin (Sn), zinc (Zn) and bismuth (Bi). 제 11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 솔더는 주석(Sn), 납(Pb) 및 비스무트(Bi)의 합금인 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지. The solder is a lithium ion secondary battery, characterized in that the alloy of tin (Sn), lead (Pb) and bismuth (Bi). 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 마개는 일정 내압에 파단 되는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등의 금속 박판 또는 연성 수지로 형성된 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지.The stopper is a lithium ion secondary battery, characterized in that formed of a thin metal or flexible resin, such as aluminum or aluminum alloy fracture at a certain breakdown pressure. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 마개는'ㅁ'자 또는 '∩'자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지. The stopper is a lithium ion secondary battery, characterized in that formed in the 'ㅁ' or '∩' shape. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 마개의 내측 또는 외측에는 노치가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지. A notch is formed inside or outside the stopper, wherein the lithium ion secondary battery. 제 17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 노치는 V 또는 U 자 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬이온 이차전지. The notch is a lithium ion secondary battery, characterized in that formed in a V or U shape.
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