KR20070014656A

KR20070014656A - 이차 전지

Info

Publication number: KR20070014656A
Application number: KR1020050069485A
Authority: KR
Inventors: 김용삼; 김기호; 임홍섭; 이상원
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2005-07-29
Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2007-02-01
Also published as: KR100717744B1

Abstract

본 발명은 케이스를 통해 방출되는 이차전지의 열 방출 특성을 개선할 수 있도록, 퍼레이터와 이 세퍼레이터 양면에 배치되는 양극과 음극을 포함하는 전극군과, 상기 전극군이 내장되는 케이스, 상기 케이스와 결합되어 이를 밀폐하는 캡 조립체를 포함하고, 상기 케이스는 내부를 관통하는 내부통로가 형성되고, 상기 케이스에 설치되는 캡 조립체 상에는 상기 내부통로와 연통되는 관통구가 형성된 구조의 이차 전지를 제공한다.

케이스, 내부통로, 관통구, 캡 플레이트, 방열

Description

이차 전지{SECONDARY BATTERY}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 개략적인 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 개략적인 분해 사시도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 조립 상태를 도시한 사시도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 케이스를 도시한 단면도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 개략적인 단면도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 개략적인 분해 사시도이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 조립 상태를 도시한 사시도이다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 케이스를 도시한 단면도이다.

도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 이차 전지의 개략적인 단면도이다.

본 발명은 이차 전지에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 방열 효과를 높일 수 있도록 된 이차 전지에 관한 것이다.

일반적으로 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다.

최근들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 이차 전지가 개발되고 있다.

하나의 전지 셀이 팩 형태로 포장된 저용량 전지는 폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 상기 전지 셀을 수십개 직렬 또는 병렬로 연결한 대용량의 이차 전지는 대전력을 필요로 하는 기기 예컨대, 전기 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 사용된다.

상기 이차 전지는 양극과 음극이 세퍼레이터(separator)를 사이에 두고 위치하는 전극군(또는 젤리롤)과, 상기 전극군이 내장되는 공간부를 구비하는 케이스와, 상기 케이스에 결합되어 이를 밀폐하는 캡 플레이트, 상기 캡 플레이트로 돌출되고 상기 전극 조립체에 구비된 양,음극과 전기적으로 연결되는 양,음극 단자를 포함한다.

또한, 상기 이차 전지는 상기 전극 조립체의 형태나 케이스의 형태에 따라 원통형이나 각형 등 여러 가지 형상으로 제조되고 있으며, 적용되는 기기에 따라 알맞게 선택되어 사용된다.

이러한 이차 전지는 충방전시 발생하는 열을 케이스를 통해 외부로 방열시키게 되는 데, 이차 전지의 열 방출 특성은 전지의 성능을 좌우할 정도로 중요하다.

열 방출이 제대로 이루어지지 않는 경우 이차 전지에서 발생되는 열은 전지내부의 온도 상승을 초래하게 되고 결과적으로 전지의 성능이 저하되며 심한 경우 폭발의 위험을 초래하게 된다.

특히, 상기 이차 전지가 전동 청소기, 전동 스쿠터나 자동차용(전기 자동차 또는 하이브리드 전기 자동차)의 모터 구동용의 대용량 이차 전지로서 적용되는 경우 대전류로 충방전되므로 사용 상태에 따라서 이차 전지의 내부 반응에 의해 열이 발생하여 상당한 온도까지 올라가게 되고, 이는 전지의 고유 특성에 영향을 주어 전지 고유의 성능을 저하시키게 된다. 따라서 열 방출은 무엇보다 중요하다 할 수 있다.

따라서 본 발명은 상기한 실정을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 케이스를 통해 방출되는 이차전지의 열 방출 특성을 개선할 수 있도록 된 이차 전지를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 케이스의 구조를 개선하여 열 방출 면적을 극대화시킬 수 있도록 된 이차 전지를 제공함에 또다른 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 이차전지는 중앙에 관통홀이 형성된 구조로 되어 있다.

이에 따라 관통홀의 표면적만큼 외부와 접하는 이차 전지의 전체 표면적이 증대되어 열 방출량을 높일 수 있게 되는 것이다.

이를 위해 본 발명의 이차 전지는 퍼레이터와 이 세퍼레이터 양면에 배치되는 양극과 음극을 포함하는 전극군과, 상기 전극군이 내장되는 케이스 및 상기 케이스와 결합되어 이를 밀폐하는 캡 조립체를 포함하고, 상기 케이스는 내부를 관통하는 내부통로가 형성되고, 상기 케이스에 설치되는 캡 조립체 상에는 상기 내부통로와 연통되는 관통구가 형성된 구조로 되어 있다.

상기 내부 통로는 상기 케이스와 일체로 형성될 수 있다.

바람직하게는 상기 내부통로는 케이스의 바닥면 중앙부에서 상기 캡 조립체쪽으로 연장 형성된 구조로 되어 있다.

이에 상기 전극군은 상기 케이스 내측면과 상기 내부통로 사이의 공간에 위치하는 구조로 되어 있다.

더욱 바람직하게 상기 전극군은 젤리롤 형태로 감겨져 젤리롤의 중심축으로 상기 내부통로가 끼워지도록 상기 케이스 내에 삽입되는 구조로 되어 있다.

여기서 상기 전극군의 양,음극은 집전체와 활물질이 코팅된 코팅부와, 코팅되지 않은 무지부로 이루어지는 데, 본 이차 전지의 경우 상기 무지부는 각 극판의 일측단을 따라 연속적으로 형성되며, 상기 양극과 음극에 대해 서로 대향하는 방향으로 배치되어 상기 각 극판의 무지부에 각각 집전판이 전기적으로 연결됨이 바람직하다.

더욱 바람직하게는 케이스를 세워 캡 조립체가 상부를 향하였을 때 음극의 무지부가 케이스 바닥 쪽으로 배치되고 양극의 무지부가 상부로 배치되도록 하여 음극 집전판이 케이스 내측 바닥부에 위치하도록 함이 바람직하다.

또한, 상기 내부통로는 양단이 개방된 통구조물로 일단은 상기 케이스의 바닥면과 연통가능하게 설치되고 타단은 케이스의 개구부쪽으로 연장되어 상기 개구부에 설치되는 캡 조립체와 연통가능하게 설치된다.

따라서 상기 내부통로는 전지 내에서 양단이 외부와 연통된 상태가 된다.

한편, 상기 캡 조립체는 전면에 상기 내부통로와 연통되는 관통구가 형성된다.

상기 관통구는 상기 내부통로의 형태 및 크기에 대응되는 구조로 이루어진다.

또한, 상기 이차 전지는 각형 또는 원통형태로 이루어질 수 있으며, 상기 내부통로는 상기 이차 전지의 형태와 대응되는 형태로 이루어짐이 바람직하다.

또한, 상기 내부통로는 전극군의 내경에 대응되는 직경으로 이루어지고 그 두께는 케이스의 두께와 동일하도록 함이 바람직하다.

따라서 상기 내부통로의 내측면은 전극군의 내경에 접하게 되고 외측면은 외부 대기와 접하게 되어 전극군에서 발생되는 열을 전지 외부로 방출시킬 수 있게 되는 것이다.

여기서 상기 이차 전지는 HEV(하이브리드 전기 자동차), EV(전기 자동차), 무선 청소기, 전동 자전거, 전동 스쿠터 등과 같이 모터를 사용하여 작동하는 기기에 있어, 해당 기기의 모터를 구동하기 위한 에너지원으로서 사용될 수 있다

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 개략적인 단면도이다.

본 실시예에서는 각형의 이차전지를 예로서 설명하도록 한다.

상기한 도면을 참조하여 이차 전지에 대해 살펴보면, 상기 이차 전지는 양극(11)과 음극(12)이 세퍼레이터(13)를 사이에 두고 위치하는 전극군(10)과, 전해액과 함께 전극군을 수용할 수 있도록 일측 선단이 개방되고 중심에 표면적을 증대하기 위한 내부통로(21)가 형성된 각형의 케이스(20)와, 상기 케이스(20)의 개구부에 설치되어 케이스(20)를 밀폐하는 캡 조립체(30), 상기 양,음극(11,12)과 탭(15)을 매개로 전기적으로 연결되고 상기 캡 조립체(30) 외측으로 돌출되는 양,음극단자(31,32)를 포함한다.

여기서 상기 케이스(20)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 제작되고, 그 형상은 전극군(10)이 위치하는 내부 공간부를 가진 육면체 형상으로 이루어지며, 바닥면에는 표면적 증대를 위한 내부통로(21)가 일체로 형성된다. 상기 내부통로(21)에 대해서는 케이스의 구조와 더불어 뒤에 자세히 설명하도록 한다.

상기 전극군(10)은 각각의 활물질이 집전체에 코팅되어 구성된 양극(11)과 음극(12)이 세퍼레이터(13)을 사이에 두고 적층된 구성으로 이루어지거나, 양극(11)과 세퍼레이터(13) 및 음극(12)이 적층된 상태에서 이들이 와류상으로 감겨 형성된 젤리롤 타입으로 이루어질 수 있다.

본 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 각형의 케이스(20)에 젤리롤 타입으로 권취된 전극군(10)이 설치되는 구조를 예시하고 있다.

즉, 상기 전극군(10)은 각각의 활물질이 집전체에 코팅되어 구성된 양극(11)과 음극(12)이 세퍼레이터(13)를 사이에 두고 적층된 상태에서 이들이 와류상으로 감겨 형성된 젤리롤 타입으로 이루어지며, 원통형태의 전극군(10)을 가압하여 각형의 케이스(20)에 대응되도록 납작하게 형성한 구조로 이루어진다.

그리고 도 2에 도시된 바와 같이 상기 전극군(10)은 양극의 무지부(11a)와 음극의 무지부(12a)가 전극군(10)의 양단에 대향 배치되어, 케이스(20)를 수직으로 세워 캡 조립체(30)가 상,하방향으로 놓여졌을 때를 기준으로 케이스(20)의 상부와 하부에 전극군(10)의 무지부(11a,12a)가 위치할 수 있도록 내장설치되며, 전극군(10)의 양단의 무지부(11a,12a)에 각각 설치되는 탭(15)(또는 집전판)을 매개로 캡 조립체의 양,음극단자(31,32)가 전기적으로 연결된다.

이에 상기 젤리롤 형태의 전극군(10)은 축방향이 케이스(20)에 형성된 내부통로(21) 형성 방향과 일치되어 케이스(20) 내에 장입된다. 따라서 상기 내부통로(21)가 상기 전극군(10)의 중앙 코어(14)로 삽입되고 전극군(10)은 내부통로(21)와 케이스(20) 사이의 공간으로 장입된다.

그리고 좀더 구체적으로, 상기 캡 조립체(30)는 상기 케이스(20) 상단에 기밀을 유지한 상태로 결합되는 캡 플레이트(33)와, 이 캡 플레이트(33) 양쪽에 설치되고 각각 탭(15)을 매개로 전극군의 무지부(11a,12a)와 전기적으로 연결되는 양,음극단자(31,32)를 포함하며, 상기 캡 플레이트(33)의 중앙에는 상기 케이스(20)의 내부통로(21)를 연통시키기 위한 관통구(34)가 형성된 구조로 되어 있다.

상기한 구조는 케이스(20)와 캡 플레이트(33)의 중앙을 관통하여 이차 전지의 중앙에 내부통로(21)가 형성된 구조로 이 내부통로(21)의 표면적 만큼 전지의 방열 면적이 증대될 뿐아니라 내부통로(21)를 통해 전지의 중앙으로 냉각매체가 유통되어 방열효율을 높일 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 실시예에 따른 상기 케이스(20) 및 상기 캡 플레이트(33)를 좀더 상세히 살펴보면, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 케이스(20)는 바닥면이 내측으로 함몰되면서 내부통로(21)를 이루는 구조로 되어 있다.

상기 내부통로(21)는 케이스(20)의 바닥면 중앙에 형성되고 케이스(20)의 개구부를 향해 연장되어 상기 개구부를 이루는 케이스(20)의 선단 높이로 연장된 구조로 되어 있다.

또한, 상기 내부통로(21)는 케이스(20)의 바닥면쪽과 개구부쪽 양단이 개방되어 외기가 내부통로(21)를 통해 케이스(20) 중앙을 관통하여 유통될 수 있도록 되어 있다.

여기서 도 4에 도시된 바와 같이 상기 내부통로(21)의 형태는 각형의 케이스(20)에 대응되도록 각형으로 이루어지며, 내부통로(21)의 크기는 특별히 한정되지 않으나, 내부통로(21) 자체가 전극군(10)의 중앙 코어(14)로 끼워지게 되므로 전극군의 중앙 코어의 크기에 대응되는 크기로 형성됨이 바람직하다.

즉, 통상적으로 각형의 전극군(10)의 경우 전극군의 중앙부 코어(14)도 납작하게 눌려져 직사각형과 유사한 형태로 이루어지므로 이에 대응하여 상기 내부통로 (21) 또한 직사각형과 유사한 형태로 이루어지는 것이다.

또한, 상기 내부통로(21)의 두께는 케이스(20)의 두께와 동일하게 제조됨이 바람직하다.

상기한 구조로 되어 케이스(20)(20)의 바닥면은 내부통로(21) 만큼 케이스(20) 내부로 연장되어 대기와의 접촉면적을 확대시킬 수 있게 된다. 따라서 케이스(20)의 전체 표면적은 종래 케이스(20)의 외측면과 바닥면의 합에서 케이스(20)의 외측면과 바닥면 및 케이스(20) 내부로 돌출된 내부통로(21)의 외측면의 합으로 늘어나게 되므로 대기와 접하는 내부통로(21)의 표면적만큼 케이스(20)의 표면적이 증대되게 된다.

그리고 상기 케이스(20)의 개구부에 설치되는 캡 플레이트(33)는 중앙에 상기 내부통로(21)와 대응되는 크기로 형성되어 상기 내부통로(21) 선단과 연결되는 관통구(34)가 형성된 구조로 되어 있다.

이에 따라 도 3에 도시된 바와 같이 상기 캡 플레이트(33)가 케이스(20)의 개구부를 밀폐시키더라도 내부통로(21)는 캡 플레이트의 관통구(33)를 통해 외부와 연통가능하게 되는 것이다.

한편, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 또다른 실시예로 원통형태의 이차전지를 예시하고 있다.

상기한 도면을 참조하여 먼저 이차 전지를 살펴보면, 본 이차 전지는 양극(11)과 음극(12)이 세퍼레이터(13)을 사이에 두고 위치하는 전극군(10)과, 전해액과 함께 전극군을 수용할 수 있도록 일측 선단이 개방되고 표면적을 증대하기 위한 내부통로(21)가 형성된 케이스(20)와, 가스켓(36)을 매개로 상기 케이스(20)의 개구부 상단에 설치되어 상기 내부통로(21)를 개방된 상태로 케이스(20)를 밀봉하는 캡 조립체(30)와, 상기 전극군(10)의 양극과 전기적으로 연결되는 양극 집전판(40)과, 상기 전극군(10)의 음극(12)에 전기적으로 연결되는 음극 집전판(50)을 포함한다.

여기서 상기 케이스(20)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 제작되고, 그 형상은 전극군(10)이 위치하는 내부 공간부를 가진 원통형으로 이루어지며, 바닥면에는 표면적 증대를 위한 내부통로(21)가 일체로 형성된다. 상기 내부통로(21)에 대해서는 케이스(20)의 구조와 더불어 뒤에 자세히 설명하도록 한다.

상기 전극군(10)은 각각의 활물질이 집전체에 코팅되어 구성된 양극(11)과 음극(12)이 세퍼레이터(13)을 사이에 두고 적층된 구성으로 이루어지거나, 양극(11)과 세퍼레이터(13) 및 음극(12)이 적층된 상태에서 이들이 와류상으로 감겨 형성된 젤리롤 타입으로 이루어질 수 있다. 도 5에서는 원통형 케이스(20)에 원형의 젤리롤 타입으로 감긴 전극군(10)이 위치하는 구조를 예시하고 있다.

상기와 같이 구성된 전극군(10)은 양극(11)과 음극(12)에 전기적으로 연결되는 각 집전판(40,50)을 포함하여 하나의 전극 조립체를 이루게 되는 데, 이를 위해 상기 음극(12)의 하단(도면 기준)으로 이 음극(12)의 집전체에 활물질이 도포되지 않은 무지부(12a)가 상기 음극(12)의 길이방향을 따라 형성되어 음극 집전판(50)과 접촉하며, 양극(11)의 상단(도면기준)에는 양극 집전판(40)과 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 양극(11)의 집전체 가장자리에 양극 활물질이 도포되지 않은 무지부(11a)가 상기 양극(11)의 길이 방향을 따라 배치된다.

상기 캡 조립체(30)는 외부 단자(31)를 갖고 중앙부에는 상기 케이스(20)의 내부통로(21)와 대응되는 관통구(34)가 형성된 캡 플레이트(33)와, 케이스(20)와 캡 플레이트(33)를 절연시키는 가스켓(36)을 포함하며, 설정된 압력 조건에서 파손되어 가스를 방출함으로써 전지의 폭발을 방지하는 밴트 플레이트(37)를 더욱 포함할 수 있고, 상기 밴트 플레이트(37)는 리드(35)를 매개로 양극 집전판(40)과 전기적으로 연결된다.

한편, 본 실시예에 따른 상기 케이스(20) 및 상기 캡 플레이트(33)를 좀더 상세히 살펴보면, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 케이스(20)는 바닥면이 내측으로 함몰되면서 내부통로(21)를 이루는 구조로 되어 있다.

여기서 도 8에 도시된 바와 같이 상기 내부통로(21)의 형태는 원통형의 케이스(20)에 대응되도록 원통형으로 이루어진다. 즉, 통상적으로 원통형 전극군의 경우 전극군(10)의 중앙부 코어(14)도 원통형태를 이루므로 이에 대응하여 상기 내부 통로(21) 또한 원통형태로 이루어지는 것이다. 따라서 상기 케이스(20)를 폭방향으로 잘라보면 단면이 마치 도우넛 형태를 이루게 된다.

물론, 상기 내부통로(21)의 형태는 원통형태에 한정되지 않으며 내부통로(21)가 삽입되는 전극군의 중앙 코어(14)의 형태에 맞춰 다양하게 변형가능하다 할 것이다.

또한, 상기 내부통로(21)의 크기는 특별히 한정되지 않으나, 내부통로(21) 자체가 전극군(10)의 중앙 코어(14)로 끼워지게 되므로 전극군의 중앙 코어의 크기에 대응되는 크기로 형성됨이 바람직하다.

그리고 도 5에서 케이스(20)와 전극군(10)의 음극 무지부(12a)를 전기적으로 연결하는 음극 집전판(50)의 경우 상기 내부통로(21)가 삽입될 수 있도록 중앙부에 홀이 형성되어 링 형태로 이루어진다.

상기한 구조로 되어 케이스(20)의 바닥면은 내부통로(21) 만큼 케이스(20) 내부로 연장되어 대기와의 접촉면적을 확대시킬 수 있게 된다. 따라서 케이스(20)의 전체 표면적은 종래 케이스(20)의 외측면과 바닥면의 합에서 케이스(20)의 외측면과 바닥면 및 케이스(20) 내부로 돌출된 내부통로(21)의 외측면의 합으로 늘어나게 되므로 대기와 접하는 내부통로(21)의 표면적만큼 케이스(20)의 표면적이 증대되게 된다.

그리고 상기 케이스(20)의 개구부에 설치되는 캡 플레이트(33)는 중앙에 상 기 내부통로(21)와 대응되는 크기로 형성되어 상기 내부통로(21) 선단과 가스켓을 매개로 가압 설치되는 관통구(34)가 형성된 구조로 되어 있다.

이에 따라 도 7에 도시된 바와 같이 상기 캡 플레이트(33)가 케이스(20)의 개구부를 밀폐시키더라도 내부통로(21)는 캡 플레이트(33)의 관통구(34)를 통해 외부와 연통가능하게 되는 것이다.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이 또다른 실시예에 따르면, 상기 이차 전지는 양극(11)과 음극(12)이 세퍼레이터(13)을 사이에 두고 위치하는 전극군(10)과, 전해액과 함께 전극군을 수용할 수 있도록 일측 선단이 개방되고 표면적을 증대하기 위한 내부통로(21)가 형성된 케이스(20)와, 가스켓(36)을 매개로 상기 케이스(20)의 개구부 상단에 설치되어 상기 내부통로(21)를 개방된 상태로 케이스(20)를 밀봉하는 캡 조립체(30)와, 상기 전극군(10)의 양극(11) 집전체와 전기적으로 연결되는 양극 집전판(40)과, 상기 전극군의 음극(12)에 전기적으로 연결되는 음극 집전판(50)을 포함하며, 상기 음극집전판(50) 일측에 음극 단자(32)가 부착설치되어 상기 케이스(20)의 바닥면에 상기 음극 단자(60)와 대응되는 위치에 형성된 단자홀(22)을 통해 케이스(20) 외측으로 돌출된 구조로 되어 있다.

이에 상기 무지부(11a,12a)에 각각 설치되는 집전판(40,50)을 매개로 캡 플레이트(33)의 양극단자(31)와 음극집전판(50)의 음극 단자(32)가 전기적으로 연결된다.

이에 따라 본 이차 전지는 도 9에 도시된 바와 같이 케이스(20) 상단과 하단에 각각 양극단자(31)와 음극 단자(32)가 돌출된 구조를 이룬다.

상기 음극 단자(32)는 음극집전판(50)에 용접으로 부착되며 케이스에 형성된 단자홀(22)을 통해 외부로 돌출되도록 조립된 상태에서 상기 단자홀(22) 내주면과 긴밀하게 밀착되어 케이스(20) 내부와의 기밀을 유지하게 된다.

좀더 바람직하게 상기 케이스(20)와 상기 음극 단자(32)와의 기밀 유지를 위해 상기 음극 단자(32)는 케이스(20)의 단자홀(22)에 용접으로 부착되거나 상기 단자홀(22)에 가스켓을 매개로 끼워질 수 있다.

또한, 상기 음극 단자(32)는 원형단면구조로 이루어지는 데, 그 형태에 있어서는 반드시 원형단면구조에 한정되지 않으며 사각형이나 오각형 등 다각형 단면구조로 이루어질 수도 있다. 그리고 상기 음극 단자(32)의 크기에 있어서도 케이스(20) 외부로 돌출되어야 함을 제외하고는 특별히 한정되지 않는다.

또한, 상기 케이스(20) 외측으로 돌출되는 음극 단자(32)는 표면에 나사산이 가공될 수 있다. 이 경우 상기 음극 단자(32)에 너트를 매개로 연결구를 설치할 수 있게 되어 연결구(도시되지 않음)를 통해 단위 전지간 연결을 용이하게 수행할 수 있게 된다.

상기한 음극 단자(32)의 설치구조를 제외하고 케이스(20)에 내부통로(21)가 형성되는 구성에 대해서는 위에서 설명된 구성과 동일하므로 이하 설명을 생략하도록 한다.

이하, 본 발명의 작용에 대해 각형 이차 전지를 예로써 설명하면 다음과 같다.

전극군(10)을 케이스(20)에 삽입하게 되면 전극군의 중앙 코어(14)가 케이스 (20) 바닥면에서 위쪽으로 돌출되어 있는 내부통로(21)에 끼워지면서 전극군이 내부통로(21)와 케이스(20) 내측면 사이에 놓여지게 된다.

그리고 캡 조립체(30)를 상기 케이스(20)의 개구부에 조립함으로써 하나의 이차 전지를 완성하게 된다.

상기와 같이 조립된 이차 전지는 사용과정에서 충방전이 지속됨에 따라 전극군(10)에서 열이 발생되며, 이렇게 발생된 열은 케이스(20)를 통해 외부로 방열된다.

이때, 본 실시예에 따른 이차전지는 케이스(20) 뿐만아니라 케이스(20)에 형성된 내부통로(21)를 통해서도 열이 외부로 방출되어 전체적인 이차 전지의 방열 특성을 개선할 수 있게 된다.

즉, 상기 내부통로(21)는 양단이 개방되어 케이스(20)의 중심을 관통하는 상태로 전극군(10)에서 발생된 열은 전극군(10)의 외측에 위치한 케이스(20)의 측면과 바닥면 그리고 전극군(10)의 안쪽 코어(14)에 위치한 내부통로(21)로 전달된다.

따라서 케이스(20)로 전달된 열은 케이스(20) 외부로 방열되며 내부통로(21)로 전달된 열은 내부통로(21)의 개방된 양단을 통해 외부로 방출된다. 또한, 상기 내부통로(21)를 통해 냉각매체가 유통됨으로써 이차전지의 방열 면적은 케이스(20)와 내부통로(21)의 전체 면적으로 확대되어 더욱 효과적인 방열이 이루어지게 되는 것이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 실시예에 따르면, 이차 전지의 방열 면적을 극대화시켜 방열 특성을 개선할 수 있게 된다.

이에 따라 전지의 신뢰성을 높이고 전지의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.

Claims

세퍼레이터와 이 세퍼레이터 양면에 배치되는 양극과 음극을 포함하는 전극군과,

상기 전극군이 내장되고 내부를 관통하는 내부통로가 형성되는 케이스,

상기 케이스와 결합되어 이를 밀폐하고 상기 내부통로와 연통되는 관통구가 형성된 캡 조립체

를 포함하는 이차 전지.
제1 항에 있어서,

상기 내부 통로는 상기 케이스와 일체로 형성되는 이차 전지.
제1 항에 있어서,

상기 내부통로는 케이스의 바닥면 중앙부에서 상기 캡 조립체쪽으로 연장 형성되는 이차 전지.
제1 항에 있어서,

상기 전극군은 상기 케이스 내측면과 상기 내부통로 사이의 공간에 위치하는 구조의 이차 전지.
제1 항에 있어서, 상기 전극군은 젤리롤 형태로 감겨져 젤리롤의 중심축으로 상기 내부통로가 끼워지도록 상기 케이스 내에 삽입되는 구조의 이차 전지.
제1 항에 있어서,

상기 내부통로는 양단이 개방된 통구조물로 일단은 상기 케이스의 바닥면과 연통가능하게 설치되고 타단은 케이스의 개구부쪽으로 연장되어 상기 개구부에 설치되는 캡 조립체와 연통가능하게 설치되는 이차 전지.
제1 항에 있어서,

상기 관통구는 캡 조립체를 이루는 캡 플레이트 상에 형성되는 이차 전지.
제1 항에 있어서,

상기 관통구는 상기 내부통로의 형태 및 크기에 대응되는 구조로 이루어진 이차 전지.
제1 항에 있어서,

상기 이차 전지는 각형인 이차 전지.
제1 항에 있어서,

상기 이차 전지는 원통형태인 이차 전지.
제1 항에 있어서,

상기 내부통로는 상기 이차 전지의 형태와 대응되는 형태로 이루어진 이차 전지.
제1 항에 있어서,

상기 내부통로는 전극군의 내경에 대응되는 크기로 이루어지고 그 두께는 케이스의 두께와 동일한 구조의 이차 전지.
제1 항에 있어서,

상기 이차 전지는 모터 구동용인 이차 전지.
제1 항에 있어서,

상기 전극군과 전기적으로 연결되고 상기 케이스를 통해 외부로 돌출되는 외부단자를 포함하는 이차 전지.
제14 항에 있어서, 상기 케이스에 상기 외부단자가 돌출되도록 홀이 형성된 이차 전지.
제 14 항에 있어서, 상기 외부단자는 상기 케이스의 바닥면을 통해 돌출되는 이차 전지.