KR20070025680A - Lithium secondary battery - Google Patents

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Abstract

Provided is a lithium secondary battery, which shows an improved binding force between a molding resin coupled to the top of a bare cell and a cap plate, and thus improves adhesion of a protection circuit board and secondary protection device to the top of a cap assembly. The lithium secondary battery(100) comprises a bare cell(110) and a protection circuit board(150) coupled to the top of the bare cell by way of a molding resin(160), wherein the bare cell includes: an electrode assembly formed by winding a cathode plate, an anode plate and a separator for insulating the cathode plate from the anode plate; a can(120) for housing the electrode assembly; a cap assembly including a cap plate(131) for sealing the top opening of the can and electrode terminals inserted into through holes formed on the cap plate. In the lithium secondary battery, the cap plate has grooves(138,138') into which the molding resin is inserted while the resin is molded.

Description

리튬 이차전지 {Lithium Secondary Battery}Lithium Secondary Battery

도 1은 종래 리튬 이차전지의 수지 몰딩전 상태의 부분단면도.1 is a partial cross-sectional view of a state before molding a resin of a conventional lithium secondary battery.

도 2는 종래 리튬 이차전의 수지 몰딩후 상태의 사시도.2 is a perspective view of a state after resin molding of a conventional lithium secondary battery.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지의 부분단면도.3 is a partial cross-sectional view of a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3의 캡플레이트의 사시도.4 is a perspective view of the cap plate of FIG.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지의 부분단면도.5 is a partial cross-sectional view of a lithium secondary battery according to another embodiment of the present invention.

도 6은 도 5의 캡플레이트의 사시도.6 is a perspective view of the cap plate of FIG.

도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 캡플레이트의 제조공정 모식도.7 and 8 is a schematic view of the manufacturing process of the cap plate according to another embodiment of the present invention.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

100 ; 리튬 이차전지100; Lithium secondary battery

110 ; 베어셀 120 ; 캔110; Bare cell 120; Cans

130 ; 캡조립체 131 ; 캡플레이트130; Cap assembly 131; Cap Plate

132 ; 전극단자 134 ; 절연플레이트132; Electrode terminal 134; Insulation Plate

135 - 터미널플레이트 138,138',139,139' ; 수지삽입홈135-terminal plate 138,138 ', 139,139'; Resin Insertion Groove

139a ; 입구부 139b ; 확장부139a; Inlet 139b; Extension

150 ; 보호회로기판 160 ; 수지몰딩부150; Protective circuit board 160; Resin Molding Part

본 발명은 리튬 이차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 베어셀의 상부에 결합되는 수지몰딩부의 결합력을 향상시켜 보호회로기판 및 이차보호소자의 부착강도를 향상시키도록 한 리튬 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium secondary battery, and more particularly, to a lithium secondary battery which improves the bonding strength of a protective circuit board and a secondary protective device by improving a bonding force of a resin molding unit coupled to an upper portion of a bare cell.

일반적으로 비디오 카메라, 휴대형 전화, 휴대형 컴퓨터 등과 같은 휴대형 무선기기의 경량화 및 고기능화가 진행됨에 따라, 그 구동전원으로 사용되는 이차전지에 대해서 많은 연구가 이루어지고 있다. 이러한 이차전지는, 예를 들면, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있다. 이들 중에서 리튬 이차 전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능한 것으로서, 작동 전압이 높고 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 장점 때문에 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다. In general, as the light weight and high functionality of portable wireless devices such as a video camera, a portable telephone, a portable computer, and the like progress, a lot of researches have been conducted on secondary batteries used as driving power. Such secondary batteries include, for example, nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, nickel zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among them, lithium secondary batteries are rechargeable, compact, and large in capacity, and are widely used in advanced electronic devices because of their high operating voltage and high energy density per unit weight.

이러한 리튬 이차전지는 양극판, 음극판 및, 세퍼레이터로 이루어진 전극조립체를 수용하는 금속재질의 캔에 수납하고, 이 캔 내부에 전해액을 주입하여 밀봉하여 베어셀이 형성된다. 이렇게 형성된 베어셀은 통상적으로 상부에 캔과 절연된 전극 단자를 구비하며, 상기 전극 단자는 리튬 이차전지의 어느 한 극을 이루게 하고, 타극은 캔 자체가 되도록 한다. 따라서, 상기 전극조립체의 양극판과 음극판은 캔과 전극단자의 어느 하나에 각각 연결된다.The lithium secondary battery is accommodated in a metal can containing an electrode assembly consisting of a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator, and an electrolyte is injected into the can to seal the bare cell. The bare cell thus formed typically has an electrode terminal insulated from the can on the top, and the electrode terminal forms one pole of the lithium secondary battery, and the other electrode becomes the can itself. Therefore, the positive electrode plate and the negative electrode plate of the electrode assembly are respectively connected to one of the can and the electrode terminal.

상기와 같이 밀봉된 베어셀의 상부 또는 측부에는 바이메탈(bimetal), PTC(Positive Temperature Coefficient)와 같은 이차보호소자 및 보호회로기판을 포함하는 보호회로모듈(PCM: Protecting Circuit Module) 등의 안전장치가 연결되어 전지 팩에 수납되거나 수지로 몰딩되어 리튬 이차전지를 형성하게 된다. 이때, 이러한 리튬 이차전지의 안전장치들은 양극과 음극에 각각 연결되어 전지의 고온 상승이나, 과충방전 등으로 전지의 전압이 급상승할 때에 전류를 차단해 전지의 파열 등 위험을 방지한다.A safety device such as a protection circuit module (PCM) including a secondary protection device such as bimetal and positive temperature coefficient (PTC) and a protection circuit board is provided on the top or side of the bare cell sealed as described above. Connected to the battery pack or molded with resin to form a lithium secondary battery. At this time, the safety devices of the lithium secondary battery are connected to the positive electrode and the negative electrode, respectively, to prevent the risk of battery rupture by cutting off the current when the voltage of the battery rises rapidly due to the high temperature of the battery or overcharge and discharge.

도 1은 수지가 몰딩되기 전의 종래의 리튬 이차전지의 부분단면도이고, 도 2는 수지 몰딩된 후의 종래 리튬 이차전지의 사시도를 나타낸다.1 is a partial cross-sectional view of a conventional lithium secondary battery before the resin is molded, Figure 2 is a perspective view of a conventional lithium secondary battery after the resin molding.

종래의 일반적인 리튬 이차전지(1)는, 베어셀(10)과 상기 베어셀(10)의 상부에 안착되는 보호회로기판(50)을 포함하여 형성된다. 또한, 리튬 이차전지(1)는 상기 베어셀(10)의 상부에 설치되는 이차보호소자(40)를 포함하여 형성될 수 있다. 상기 이차보호소자(40)는 리튬 이차전지의 구성에 따라 상기 베어셀(10)의 측부에 형성될 수 있다. 상기 이차보호소자(40)는 도 1에서 편의상 단면도가 아닌 정면도로 게시되었다. The conventional lithium secondary battery 1 is formed by including a bare cell 10 and a protective circuit board 50 mounted on an upper portion of the bare cell 10. In addition, the lithium secondary battery 1 may be formed to include a secondary protection device 40 installed on the bare cell 10. The secondary protection element 40 may be formed on the side of the bare cell 10 according to the configuration of the lithium secondary battery. The secondary protection element 40 is posted in front view, not a cross-sectional view for convenience in FIG.

상기 베어셀(10)은 캔(20)과 전극조립체(22)와 캡조립체(30)를 포함하여 형성된다. 상기 캔(20)은 상단부가 개방된 대략 박스 형상의 금속재질 용기이며, 경량의 전도성 금속이면서 부식에 대처가 용이한 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 바람직하다. 상기 캔(20)은 양극판(23), 세퍼레이터(24), 음극판(25)으로 이루어진 전극조립체(22)와 전해액이 수용되는 용기가 되고, 상기 전극조립체(22)가 캔(20)의 개방된 상단, 즉, 상단개구부를 통해 삽입된 뒤 캔(20)의 상단개구부는 캡조립 체(30)에 의해 밀봉된다. The bare cell 10 includes a can 20, an electrode assembly 22, and a cap assembly 30. The can 20 is an approximately box-shaped metal container having an open upper end, and preferably aluminum or an aluminum alloy that is lightweight and conductive metal and easily copes with corrosion. The can 20 may be a container in which an electrode assembly 22 and an electrolyte are formed, including the positive electrode plate 23, the separator 24, and the negative electrode plate 25, and the electrode assembly 22 may be opened in the can 20. The top, that is, the top opening of the can 20 after being inserted through the top opening is sealed by the cap assembly 30.

상기 전극조립체(22)는 양극판(23)과 음극판(24)사이에 세퍼레이터(25)가 게재되면서 권취되어 형성된다. 상기 양극판(23)은 양극탭(26)을 통하여 캡플레이트(31)에 전기적으로 연결되며, 음극판(25)은 음극탭(27)을 통하여 캡플레이트(31)의 음극단자(32)에 전기적으로 연결된다. The electrode assembly 22 is formed by winding a separator 25 between the positive electrode plate 23 and the negative electrode plate 24. The positive electrode plate 23 is electrically connected to the cap plate 31 through the positive electrode tab 26, and the negative electrode plate 25 is electrically connected to the negative electrode terminal 32 of the cap plate 31 through the negative electrode tab 27. Connected.

따라서 캔(20)은 음극단자(32)와 전기적으로 절연되어 양극단자의 역할을 하게 된다. Therefore, the can 20 is electrically insulated from the negative electrode terminal 32 to serve as a positive electrode terminal.

상기 캡조립체(30)가 캔(20)의 상단에 삽입되어 용접된 뒤에는 캡플레이트(31)의 전해액주입구(36)를 통해 전해액이 투입된다. 상기 전해액주입구(36)는 마개(37)와 같은 별도의 밀폐수단에 의하여 밀봉된다.After the cap assembly 30 is inserted into the upper end of the can 20 and welded, electrolyte is introduced through the electrolyte inlet 36 of the cap plate 31. The electrolyte injection hole 36 is sealed by a separate sealing means such as a stopper 37.

상기 캡조립체(30)는 캔(20)의 상단개구부에 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형의 캡플레이트(31)가 구비된다. 상기 캡플레이트(31)는 캔(20)과의 용접성을 위하여 캔(20)과 동일한 알루미늄이나 알루미늄 합금으로 형성되는 것이 바람직하다. 캡플레이트(31)의 중앙부에는 전극 단자(32)가 통과할 수 있도록 단자통공이 형성된다. 캡플레이트(31)의 중앙부를 관통하는 음극 단자(32) 외측에는 음극 단자(32)와 캡플레이트(31)와의 전기적 절연을 위해 튜브 형상의 가스켓(33)이 설치된다. 캡플레이트(31)의 단자통공 근방에는 캡플레이트(31) 하면에 절연판(34)이 배치되어 있다. 절연판(34)의 하면에는 터미널플레이트(35)가 설치되어 있다. The cap assembly 30 is provided with a flat cap plate 31 having a size and shape corresponding to the top opening of the can 20. The cap plate 31 is preferably formed of the same aluminum or aluminum alloy as the can 20 for weldability with the can 20. A terminal through-hole is formed in the center of the cap plate 31 so that the electrode terminal 32 can pass therethrough. A tube-shaped gasket 33 is installed outside the cathode terminal 32 penetrating the center of the cap plate 31 for electrical insulation between the cathode terminal 32 and the cap plate 31. The insulating plate 34 is disposed on the lower surface of the cap plate 31 near the terminal hole of the cap plate 31. The terminal plate 35 is provided on the lower surface of the insulating plate 34.

상기 이차보호소자(40)는 캡플레이트(31)의 상면에 안착되어 음극단자(32)와 보호회로기판(50) 사이에 연결되며, 이차보호소자(40)로는 PTC 소자, 바이메탈 또 는 써멀퓨즈가 사용될 수 있다. 이때 상기 이차보호소자(40)로 PTC 소자가 사용될 때는 주위의 캡플레이트(31)등과의 절연을 위하여 외부에 절연테이프 등으로 수회 감싸지게 된다.The secondary protective element 40 is seated on the top surface of the cap plate 31 is connected between the negative electrode terminal 32 and the protective circuit board 50, the secondary protective element 40 is a PTC element, bimetal or thermal fuse Can be used. At this time, when the PTC element is used as the secondary protection element 40, the insulation is wrapped several times with an insulating tape or the like to insulate the surrounding cap plate 31 or the like.

상기 보호회로기판(50)은 배선 패턴이 형성된 인쇄회로기판(PCB)에 다수의 전기 소자가 실장되어 형성되며, 리튬 이차전지의 충방전을 포함하는 제반 작동을 제어하게 된다. 상기 보호회로기판(50)은 기판리드플레이트(54, 56)에 의하여 상기 베어셀(10)의 전극단자(32) 및 캔(20)에 전기적으로 연결되어 상기 전극조립체(22)와 전기적으로 연결된다. 상기 보호회로기판(50)은 상부에 외부 기기(도면에 표시하지 않음)와 전기적으로 접촉되는 전극단자(52)가 형성된다.The protective circuit board 50 is formed by mounting a plurality of electric elements on a printed circuit board (PCB) having a wiring pattern, and controls all operations including charging and discharging of a lithium secondary battery. The protective circuit board 50 is electrically connected to the electrode terminal 32 and the can 20 of the bare cell 10 by substrate lead plates 54 and 56 to be electrically connected to the electrode assembly 22. do. The protective circuit board 50 has an electrode terminal 52 formed at an upper portion thereof in electrical contact with an external device (not shown).

리튬 이차전지(1)는 도 1에서 점선(a)으로 표시된 영역이 수지로 몰딩되어 캡조립체(30)와 이차보호소자(40) 및 보호회로기판(50)을 보호하며 최종 외관을 형성하게 된다. 즉, 리튬 이차전지는 도 2를 참조하면, 하부의 캔(20)과 수지 몰딩부(60)로 외관을 형성하게 되며, 수지몰딩부(60)의 상부에 상기 보호회로기판(50)의 전극단자(52)가 노출된다. In the lithium secondary battery 1, the area indicated by the dotted line a in FIG. 1 is molded with resin to protect the cap assembly 30, the secondary protection device 40, and the protection circuit board 50, thereby forming a final appearance. . That is, referring to FIG. 2, the lithium secondary battery forms an outer appearance with a lower can 20 and a resin molding part 60, and an electrode of the protective circuit board 50 on the resin molding part 60. Terminal 52 is exposed.

그러나 종래 베어셀(10)과 보호회로기판(50) 기타 전지 부속을 수지몰딩부(60)에 의하여 팩형 전지로 형성할 때, 팩형 전지 상태에서 보호회로 기판(30) 등 전지 부속을 베어 셀(100)에 고정적으로 결합시키는 수지몰딩부(60)는 캡플레이트(31)나 캔(20)과 같이 금속으로 이루어지는 베어셀(10)과 재질이 상이함과 아울러 접촉하고 있는 면적도 넓지 않아 부착 강도가 약하여 베어셀(10)에서 보호회로기판(50) 또는 이차보호소자(40)가 분리되는 문제가 있다. However, when the bare cell 10, the protective circuit board 50, and the other battery parts are formed into the pack battery by the resin molding part 60, the battery parts such as the protection circuit board 30 are bare cell (in the pack battery state). The resin molding part 60 fixedly bonded to the 100 is different from the bare cell 10 made of metal such as the cap plate 31 or the can 20, and the contact area thereof is not wide. There is a problem in that the protective circuit board 50 or the secondary protection element 40 is separated from the bare cell 10.

그리고, 부착 강도를 강하게 하기 위해서는 리드플레이트(54)(56) 등의 접속부위를 확대하거나, 별도의 이차보호소자(40)의 보강 구조를 형성해야 하므로 제조단가가 상승되는 문제가 있다.In addition, in order to increase the adhesion strength, the connection parts of the lead plates 54 and 56 must be enlarged or a separate reinforcing structure of the secondary protection element 40 must be formed, thereby increasing the manufacturing cost.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 본 발명의 목적은 수지몰딩부의 부착강도를 향상시켜 보호회로기판 또는 이차보호소자의 분리를 방지하는 리튬 이차전지를 제공함에 있다.An object of the present invention devised to solve such a problem is to provide a lithium secondary battery that prevents separation of a protective circuit board or a secondary protective device by improving the adhesion strength of the resin molding.

본 발명의 다른 목적은 별도의 이차보호소자의 보강구조를 배제하는 상태의 간소한 구조에 의하여 이차보호소자가 캡조립체에 결합되는 결합력을 향상시키도록 한 리튬 이차전지를 제공함에 있다.Another object of the present invention to provide a lithium secondary battery to improve the bonding force of the secondary protective element is coupled to the cap assembly by a simple structure in a state that excludes the reinforcement structure of a separate secondary protective element.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 리튬 이차전지는 양극판과 음극판 및 상기 양극판과 음극판을 절연시키는 세퍼레이터가 함께 권취되는 전극조립체와, 상기 전극조립체가 수용되는 캔과, 상기 캔의 상단개구부를 밀봉하는 캡플레이트와 상기 캡플레이트에 형성된 단자통공에 절연되어 삽입되는 전극단자를 포함하는 캡조립체를 구비하는 베어셀 및 상기 베어셀의 상부에 성형수지에 의해 결합되는 보호회로기판을 포함하고, 상기 캡플레이트에 상기 리튬 이차전지의 성형수지가 몰딩되는 과정에서 상기 성형수지가 인서트되는 수지삽입홈을 형성한다.The lithium secondary battery of the present invention for achieving the above object is an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate and a separator insulating the positive electrode plate and the negative electrode are wound together, a can in which the electrode assembly is accommodated, and an upper opening of the can A bare cell having a cap assembly including a cap plate for sealing and an electrode terminal inserted into and insulated from a terminal hole formed in the cap plate, and a protective circuit board coupled to a top of the bare cell by a molding resin; In the process of molding the molding resin of the lithium secondary battery in the cap plate to form a resin insertion groove is inserted into the molding resin.

이와 같이 캡플레이트에 형성되는 수지삽입홈은 홈이 캡플레이트를 관통하지 않는 깊이로만 형성되어도 무방하지만, 가장 바람직하게는 수지가 주입되는 입구부 와, 상기 입구부의 하단에서 입구부보다 넓은 면적으로 형성되어 캡플레이트와 결합된 부착강도를 증대시키는 확장부로 형성된다.The resin insertion groove formed in the cap plate may be formed only at a depth where the groove does not penetrate the cap plate, but most preferably, the inlet portion into which the resin is injected is formed, and the area of the lower portion of the inlet portion is larger than the inlet portion. It is formed as an extension to increase the attachment strength combined with the cap plate.

이처럼 입구부와 확장부를 갖는 수지삽입홈을 형성하기 위해서는 상기 캡플레이트는 상,하부 플레이트가 적층되게 접합되되, 상기 상부 플레이트에 입구부가 형성되고, 하부 플레이트에 확장부가 형성되거나, 또는 상,하부 플레이트가 적층되게 접합되되, 상기 상부 플레이트에 입구부및 확장부가 상부 플레이트를 관통하여 형성되고 상기 하부 플레이트가 하면에 접합되어 형성된다.In order to form a resin insertion groove having an inlet and an expansion part as described above, the cap plate is joined to be stacked with upper and lower plates, and an inlet part is formed in the upper plate, an extension part is formed in the lower plate, or an upper and lower plate. Is bonded to be stacked, the inlet and the expansion is formed in the upper plate through the upper plate and the lower plate is formed by bonding to the lower surface.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부도면 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지의 부분단면도이고, 도 4는 도 3의 캡플레이트의 사시도이다.3 is a partial cross-sectional view of a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a perspective view of the cap plate of FIG. 3.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지는 베어셀(110)과 상기 베어셀의 상부에 연결되는 보호회로기판(150)을 포함하여 형성된다.As shown in FIG. 3, a lithium secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention includes a bare cell 110 and a protective circuit board 150 connected to an upper portion of the bare cell.

상기 베어셀(110)은 캔(120)과 상기 캔(120)의 내부에 수용되는 전극조립체(122)와, 상기 캔(120)의 상단개구부를 밀봉하는 캡조립체(130)를 포함하여 형성된다. 또한, 캡조립체(130)의 상부에는 이차보호소자(140)가 형성된다.The bare cell 110 is formed to include a can 120, an electrode assembly 122 accommodated in the can 120, and a cap assembly 130 for sealing an upper end of the can 120. . In addition, the secondary protective device 140 is formed on the cap assembly 130.

상기 캔(120)은 대략 직육면체의 형상을 가진 금속재로 형성될 수 있으며, 그 자체가 단자역할을 수행하는 것이 가능하다. 상기 캔(120)의 상단은 개구되어 상단개구부가 형성되며, 이 상단개구부를 통해 전극조립체(122)가 수용된다.The can 120 may be formed of a metal material having a substantially rectangular parallelepiped shape, and may itself serve as a terminal. An upper end of the can 120 is opened to form an upper opening, and the electrode assembly 122 is accommodated through the upper opening.

상기 전극조립체(122)는 양극판(123)과, 음극판(125) 및 세퍼레이터(124)를 포함하여 형성된다. 상기 양극판(123)과 음극판(125)은 세퍼레이터(124)를 개재하여 적층된 후 젤리-롤(jelly-roll) 형태로 권취될 수 있다. 상기 양극판(123)에는 양극탭(126)이 용접되어 있으며, 이 양극탭(126)의 단부는 상기 전극조립체(122)의 상방으로 돌출하여 있다. 상기 음극판(125)에도 음극탭(127)이 용접되어 있으며, 이 음극탭(127)의 단부도 상기 전극조립체(122)의 상방으로 돌출하여 있다. 상기 전극조립체(122)의 양극판(123)과 음극판(125)은 리튬 이차전지의 구성에 따라서는 반대로 형성될 수 있음은 물론이다. The electrode assembly 122 is formed to include a positive electrode plate 123, a negative electrode plate 125, and a separator 124. The positive electrode plate 123 and the negative electrode plate 125 may be stacked through a separator 124 and then wound in a jelly-roll form. The positive electrode tab 126 is welded to the positive electrode plate 123, and an end portion of the positive electrode tab 126 protrudes above the electrode assembly 122. The negative electrode tab 127 is also welded to the negative electrode plate 125, and an end portion of the negative electrode tab 127 also protrudes above the electrode assembly 122. Of course, the positive electrode plate 123 and the negative electrode plate 125 of the electrode assembly 122 may be formed in reverse depending on the configuration of the lithium secondary battery.

상기 캡조립체(130)는 캡플레이트(131)와 전극단자(132)와 절연플레이트(134) 및 터미널플레이트(135)를 포함하여 형성된다.The cap assembly 130 includes a cap plate 131, an electrode terminal 132, an insulation plate 134, and a terminal plate 135.

상기 캡플레이트(131)는 상기 캔(120)의 상단개구부와 상응하는 크기와 형상을 가지는 금속판으로 형성된다. 상기 캡플레이트(131)의 중앙에는 상기 전극단자(132), 예를 들면 음극단자(132)가 삽입되어 결합된다. 또한, 상기 음극단자(132)는 하면에 상기 전극조립체(121)의 음극탭(127)이 용접되어 전기적으로 결합된다. 또한, 상기 캡플레이트(131)의 타측 하면에는 상기 전극조립체(121)의 양극탭(126)이 용접된다. 상기 캡플레이트(31)의 중앙부에는 전극 단자(32)가 통과할 수 있도록 단자통공(131a)이 형성되고, 단자통공의 일측에는 마개(137)로 봉입되는 전해주입구(131b)가 형성된다.The cap plate 131 is formed of a metal plate having a size and shape corresponding to that of the upper opening of the can 120. The electrode terminal 132, for example, the negative electrode terminal 132, is inserted into and coupled to the center of the cap plate 131. In addition, the negative electrode terminal 132 is electrically coupled to the negative electrode tab 127 of the electrode assembly 121 on the lower surface. In addition, the positive electrode tab 126 of the electrode assembly 121 is welded to the other lower surface of the cap plate 131. A terminal through hole 131a is formed in the center portion of the cap plate 31 to allow the electrode terminal 32 to pass therethrough, and a charge inlet 131b is formed at one side of the terminal through hole to be sealed with a stopper 137.

상기 음극단자(132)는 상기 캡플레이트(131)와의 절연을 위하여 튜브형의 가 스켓(133)이 게재된다. 또한, 상기 캡플레이트(131)의 하면에는 상기 음극단자(132)의 저면부와 전기적으로 연결되는 터미널플레이트(135)가 형성되며, 상기 터미널플레이트(135) 및 음극단자(132)와 캡플레이트(131)의 전기적 절연을 위하여 절연플레이트(134)가 설치된다. 상기 절연플레이트(134)는 전해액에 내성이 있는 PP(Polypropylene) 또는 PPS(Polypropylene Sulfide) 또는 PI(Polyimide) 재질의 절연판 또는 테이프가 사용될 수 있다.The negative electrode terminal 132 is provided with a tubular gasket 133 to insulate the cap plate 131. In addition, a lower surface of the cap plate 131 is formed with a terminal plate 135 electrically connected to the bottom of the negative electrode terminal 132, the terminal plate 135 and the negative electrode terminal 132 and the cap plate ( An insulation plate 134 is installed to electrically insulate the 131. The insulating plate 134 may be an insulating plate or tape made of polypropylene (PP), polypropylene sulfide (PPS), or polyimide (PI) material that is resistant to electrolyte.

한편, 상기 전극단자(132)는 형성위치에 따라서는 양극단자로 형성되어 양극탭(126)이 연결될 수 있음은 물론이다. 따라서, 이러한 경우에는 상기 캡플레이트(131)의 하면에는 상기 음극탭(127)이 연결된다.On the other hand, the electrode terminal 132 is formed as a positive terminal according to the formation position can be connected to the positive electrode tab 126, of course. Therefore, in this case, the negative electrode tab 127 is connected to the lower surface of the cap plate 131.

상기 이차보호소자(140)는 캡플레이트(131)의 상면에 안착되어 음극단자(132)와 보호회로기판(150) 사이에 연결되며, 이차보호소자(140)로는 PTC 소자, 바이메탈 또는 써멀퓨즈가 사용될 수 있다. 이때 상기 이차보호소자(140)로 PTC 소자가 사용될 때는 주위의 캡플레이트(131)등과의 절연을 위하여 외부에 절연테이프 등으로 수회 감싸지게 된다.The secondary protection element 140 is seated on the top surface of the cap plate 131 and is connected between the negative electrode terminal 132 and the protection circuit board 150, and the secondary protection element 140 is a PTC element, bimetal or thermal fuse Can be used. At this time, when the PTC element is used as the secondary protection element 140, the insulation is wrapped several times with an insulating tape or the like for insulation from the surrounding cap plate 131.

상기 보호회로기판(150)은 배선 패턴이 형성된 인쇄회로기판(PCB)에 다수의 전기 소자가 실장되어 형성되며, 리튬 이차전지의 충방전을 포함하는 제반 작동을 제어하게 된다. 상기 보호회로기판(150)은 기판리드플레이트(154, 156)에 의하여 상기 베어셀(110)의 전극단자(132) 및 캔(120)에 전기적으로 연결되어 상기 전극조립체(122)와 전기적으로 연결된다. 상기 보호회로기판(150)은 상부에 외부 기기(도면에 표시하지 않음)와 전기적으로 접촉되는 전극단자(152)가 형성된다.The protective circuit board 150 is formed by mounting a plurality of electrical elements on a printed circuit board (PCB) having a wiring pattern, and controls all operations including charging and discharging of a lithium secondary battery. The protective circuit board 150 is electrically connected to the electrode terminal 132 and the can 120 of the bare cell 110 by substrate lead plates 154 and 156 to be electrically connected to the electrode assembly 122. do. The protective circuit board 150 has an electrode terminal 152 in electrical contact with an external device (not shown).

리튬 이차전지(100)는 수지로 몰딩되어 캡조립체(130)와 이차보호소자(140) 및 보호회로기판(150)을 보호하며 최종 외관을 형성하게 된다. 즉, 캔(120)과 수지몰딩부(160)로 외관을 형성하게 되며, 수지몰딩부(160)의 상부에 상기 보호회로기판(150)의 전극단자(152)가 노출된다. The lithium secondary battery 100 is molded of a resin to protect the cap assembly 130, the secondary protection device 140, and the protection circuit board 150 and form a final appearance. That is, the outer surface of the can 120 and the resin molding part 160 is formed, and the electrode terminal 152 of the protective circuit board 150 is exposed on the resin molding part 160.

이러한 수지몰딩부(160)가 캡조립체(130)의 상부에 성형시 상기 수지몰딩부(160)가 금속으로 제조된 상기 캡플레이트(131)와 견고하게 결합되도록 상기 캡플레이트(131)에는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 수지삽입홈(138)(138')이 형성된다.When the resin molding part 160 is formed on the cap assembly 130, the resin molding part 160 is firmly coupled to the cap plate 131 made of metal. And 4, resin insertion grooves 138 and 138 'are formed.

상기 수지삽입홈(138)(138')은 상기 캡플레이트(131)의 상면에서 하측으로 캡플레이트(131)를 관통하지 않는 깊이로 형성된다. 바람직하게는 상기 단자통공(131a)의 좌,우측에 동일한 크기와 갯수로 복수개 형성된다. 이는 수지삽입홈(138)에 주입된 수지의 양이 캡플레이트(131)의 전면적에 걸쳐 동일하게 주입되어 수지삽입홈(138)(138')에 삽입된 성형수지에 의한 결합력이 균일하게 작용될 수 있기 때문이다.The resin insertion grooves 138 and 138 ′ are formed to have a depth that does not penetrate the cap plate 131 from the upper surface of the cap plate 131 to the lower side. Preferably, a plurality of the same size and number are formed on the left and right sides of the terminal through hole 131a. This is because the amount of resin injected into the resin insertion groove 138 is injected equally over the entire surface of the cap plate 131 so that the bonding force by the molding resin inserted into the resin insertion grooves 138 and 138 'can be applied uniformly. Because it can.

이와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지는 수지몰딩부(160)가 캡조립체(130)인 캡플레이트(131)에 형성된 수지삽입홈(138)(138')으로 주입된 상태로 응고된다. 따라서 수지몰딩부(160)에 의하여 이차보호소자(140) 및 보호회로기판(150)이 보호됨과 아울러 수지몰딩부(160)가 캡플레이트(131)와 견고하게 결합되기 때문에 수지몰딩부(160)에 의해 캔(120)에 안착결합된 캡플레이트(131)에 이차보호소자(140)가 견고하게 구속된 상태를 유지하게 된다.In the lithium secondary battery according to the exemplary embodiment of the present invention configured as described above, the resin molding part 160 is injected into the resin insertion grooves 138 and 138 ′ formed in the cap plate 131 which is the cap assembly 130. Solidified. Therefore, since the secondary protection element 140 and the protection circuit board 150 are protected by the resin molding part 160 and the resin molding part 160 is firmly coupled to the cap plate 131, the resin molding part 160 is provided. The secondary protection device 140 is firmly constrained to the cap plate 131 seated and coupled to the can 120.

도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 리튬 이차전지의 부분단면도 및 캡플레이트의 사시도이다.5 and 6 are a partial cross-sectional view and a perspective view of a cap plate of a lithium secondary battery according to another embodiment of the present invention.

도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 의한 리튬 이차전지는 캡플레이트에 형성되는 수지삽입홈의 형상을 개선한 것이다.5 and 6, the lithium secondary battery according to another embodiment of the present invention is to improve the shape of the resin insertion groove formed in the cap plate.

즉, 본 발명의 다른 실시예에 의한 리튬 이차전지의 캡플레이트(131)에 형성되는 수지삽입홈(139)은 수지가 주입되는 입구부(139a)와, 상기 입구부(139a)의 하단에서 입구부(139a)보다 넓은 면적으로 형성되는 확장부(139b)로 이루어진다.That is, the resin insertion groove 139 formed in the cap plate 131 of the lithium secondary battery according to another embodiment of the present invention has an inlet 139a through which resin is injected and an inlet at a lower end of the inlet 139a. It consists of an expansion part 139b formed in a larger area than the part 139a.

이러한 수지삽입홈(139)은 단자통공(131a)의 좌,우측에 형성된다. 도면에는 좌,우측에 각각 1개의 수지삽입홈(139)(139')이 형성되어 있으나, 필요에 수지합입홈을 갯수를 증대시킬 수 있음은 물론이다.The resin insertion groove 139 is formed at the left and right sides of the terminal through hole 131a. In the drawing, one resin insertion groove 139 and 139 'are formed at left and right sides, respectively, but of course, the number of resin insertion grooves can be increased.

본 발명의 다른 실시예에 의한 캡플레이트에서 수지삽입홈(139)(139')은 일 실시예의 수지삽입홈(138)(138')의 형상과는 상이하게 입구부의 하단에 확장부가 형성되어 있다. 따라서 금속으로 형성된 캡플레이트(131)에 이처럼 단차지게 형성된 홈을 가공하기가 어렵다. In the cap plate according to another embodiment of the present invention, the resin insertion grooves 139 and 139 'have expansion portions formed at the lower end of the inlet portion different from the shape of the resin insertion grooves 138 and 138' of the embodiment. . Therefore, it is difficult to process the groove formed in this step in the cap plate 131 formed of metal.

따라서 본 발명의 다른 실시예에 의한 캡플레이트의 수지삽입홈을 가공하기 위하여 캡플레이트는 상,하부 플레이트로 구분하여 각각의 플레이트에 홈을 가공한 상태에서 적층시켜 접합하는 방식을 실시하도록 한다.Therefore, in order to process the resin insertion groove of the cap plate according to another embodiment of the present invention, the cap plate is divided into upper and lower plates so as to perform a method of laminating and bonding the grooves in the processed state of each plate.

즉, 도 7에 도시한 바와 같이, 캡플레이트(131)를 상부 플레이트(131A)와 하부 플레이트(131B)로 분리형성하여 상부 플레이트(131A)에는 상부 플레이트를 관통하는 입구부(139a)를 형성하고, 하부 플레이트(131B)에는 상면에 입구부(139a)와 대응되는 확장부(139b)를 형성한 후에 상,하부 플레이트(131A)(131B)를 접합시킨다. 이와 같이 접합된 상,하부 플레이트에 의하여 입구부와 확장부가 연통되게 형성되는 수지삽입홈(139)을 갖는 캡플레이트(131)가 제조된다.That is, as shown in FIG. 7, the cap plate 131 is separated into an upper plate 131A and a lower plate 131B to form an inlet 139a penetrating the upper plate in the upper plate 131A. The upper plate and the lower plate 131A and 131B are formed on the lower plate 131B after the expansion portion 139b corresponding to the inlet portion 139a is formed on the upper surface. The cap plate 131 having the resin insertion groove 139 formed to communicate with the inlet part and the expansion part by the upper and lower plates joined in this way is manufactured.

또는, 도 8에 도시한 바와 같이, 상부 플레이트(131A')에 상부 플레이트를 관통하여 입구부(139a)와 확장부(139b)가 연통되게 형성된 수지삽입홈(139)을 모두 형성하고, 하부 플레이트(131B')에는 별도의 가공을 실시하지 않은 상태에서 상,하부 플레이트(131A')(131B')를 접합시키면, 접합된 상,하부 플레이트에 의하여 정상적인 수지삽입홈(139)이 형성된 캡플레이트(131)가 제조되는 것이다.Or, as shown in Figure 8, through the upper plate to the upper plate (131A ') to form both the resin insertion groove 139 formed in communication with the inlet portion (139a) and the expansion portion (139b), the lower plate When the upper and lower plates 131A 'and 131B' are bonded to the 131B 'without any additional processing, a cap plate having a normal resin insertion groove 139 formed by the joined upper and lower plates is formed. 131 is manufactured.

이와 같이 제조되는 본 발명의 다른 실시예에 의한 리튬 이차전지는 전지의 제조과정에서 수지몰딩부(160)가 캡조립체(130)인 캡플레이트(131)에 형성된 수지삽입홈(139)(139')으로 주입된 상태로 응고된다. 이때, 수지삽입홈(139)(139')들은 각각 입구부의 하측에 확장부가 형성되어 있어 수지몰딩부(160)가 캡플레이트(131)에 보다 더 견고하게 결합된다. 따라서 수지몰딩부(160)에 의해 캔(120)에 안착결합된 캡플레이트(131)와 이차보호소자(140)가 보다 견고한 구속된 상태를 유지하게 되는 것이다.In the lithium secondary battery according to another embodiment of the present invention manufactured as described above, the resin molding grooves 139 and 139 ′ formed in the cap plate 131 of the cap assembly 130 are formed in the resin molding unit 160 in the battery manufacturing process. Solidified as injected. At this time, the resin insertion grooves 139 and 139 'are each formed with an expansion portion at the lower side of the inlet portion, so that the resin molding portion 160 is more firmly coupled to the cap plate 131. Therefore, the cap plate 131 and the secondary protection element 140 seated and coupled to the can 120 by the resin molding part 160 may maintain a more tightly restrained state.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 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 above-described specific preferred embodiments, and any person having ordinary skill in the art 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, such changes are within the scope of the claims.

본 발명에 따른 리튬 이차전지는 리튬 이차전지의 수지 몰딩 과정에서 수지가 인서트되는 수지삽입홈을 캡플레이트에 형성하여 이차보호소자가 수지몰딩부에 의하여 견고하게 캡플레이트에 결합되어 별도의 보강기구를 배재하는 상태에서 이차보호소자의 부착강도를 향상시키는 효과가 있다.The lithium secondary battery according to the present invention forms a resin insertion groove in which the resin is inserted in the resin molding process of the lithium secondary battery in the cap plate, so that the secondary protection device is firmly coupled to the cap plate by the resin molding part, thereby providing a separate reinforcement mechanism. In this state, there is an effect of improving the adhesion strength of the secondary protective element.

Claims (6)

양극판과 음극판 및 상기 양극판과 음극판을 절연시키는 세퍼레이터가 함께 권취되는 전극조립체와, 상기 전극조립체가 수용되는 캔과, 상기 캔의 상단개구부를 밀봉하는 캡플레이트와 상기 캡플레이트에 형성된 단자통공에 절연되어 삽입되는 전극단자를 포함하는 캡조립체를 구비하는 베어셀 및 상기 베어셀의 상부에 성형수지에 의해 결합되는 보호회로기판을 포함하는 리튬 이차전지에 있어서,The electrode assembly in which the positive electrode plate and the negative electrode plate, and the separator insulating the positive electrode plate and the negative electrode plate are wound together, the can containing the electrode assembly, the cap plate sealing the upper opening of the can and the terminal hole formed in the cap plate are insulated. In a lithium secondary battery comprising a bare cell having a cap assembly including an electrode terminal to be inserted and a protective circuit board coupled to a top of the bare cell by a molding resin, 상기 캡플레이트에는 상기 리튬 이차전지의 성형수지가 몰딩되는 과정에서 상기 성형수지가 인서트되는 수지삽입홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.The cap plate is a lithium secondary battery, characterized in that to form a resin insertion groove is inserted into the molding resin in the process of molding the molding resin of the lithium secondary battery. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수지삽입홈은 수지가 주입되는 입구부와, 상기 입구부의 하단에서 입구부보다 넓은 면적으로 형성되어 캡플레이트와 결합된 부착강도를 증대시키는 확장부로 구성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.The resin insertion groove is a lithium secondary battery, characterized in that composed of the inlet portion to which the resin is injected, and the expansion portion is formed in a wider area than the inlet portion at the lower end of the inlet portion to increase the adhesion strength combined with the cap plate. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 캡플레이트는 상,하부 플레이트가 적층되게 접합되되, 상기 상부 플레이트에 입구부가 형성되고, 하부 플레이트에 확장부가 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.The cap plate is bonded to the upper and lower plates are stacked, the inlet is formed in the upper plate, the lithium secondary battery, characterized in that the expansion is formed in the lower plate. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 캡플레이트는 상,하부 플레이트가 적층되게 접합되되, 상기 상부 플레이트에 입구부 및 확장부가 상부 플레이트를 관통하여 형성되고 상기 하부 플레이트가 하면에 접합되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.The cap plate is bonded to the upper and lower plates are stacked, the inlet and the expansion portion is formed in the upper plate through the upper plate and the lower plate is a lithium secondary battery, characterized in that bonded to the lower surface. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 수지삽입홈은 상기 캡플레이트에 적어도 2개 이상 복수개 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.At least two or more resin insertion grooves are formed in the cap plate. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 수지삽입홈은 상기 캡플레이트의 단자통공의 좌,우측에 동일한 갯수와 면적을 갖고 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.The resin insertion groove is a lithium secondary battery, characterized in that having the same number and area on the left and right sides of the terminal hole of the cap plate.
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