KR20070047600A - Can type rechargeable battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 캡 플레이트의 일측에 별도의 압착공정 없이 레이저 용접으로 안전벤트를 형성할 수 있도록 하는 캔형 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a can-type secondary battery capable of forming a safety vent by laser welding without a separate pressing process on one side of the cap plate.

본 발명의 실시예에 따른 캔형 이차전지는 두 전극, 세퍼레이터를 구비하여 이루어지는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 금속 캔, 상기 전극 조립체의 인입구가 되는 상기 금속 캔의 개구부를 마감하는 캡 조립체를 구비하여 이루어지며, 상기 캡 조립체에는 레이저 조사에 의해 형성된 안전벤트를 포함하는 캡 플레이트가 형성된 것을 특징으로 한다.A can type secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention includes two electrodes, an electrode assembly including a separator, a metal can housing the electrode assembly, and a cap assembly closing an opening of the metal can serving as an inlet of the electrode assembly. It is made, the cap assembly is characterized in that the cap plate comprising a safety vent formed by laser irradiation.

Description

캔형 이차 전지 {Can type rechargeable battery}Can type rechargeable battery

도 1은 종래의 캔형 이차 전지의 일 예로써 리튬 이온 각형 이차 전지의 베어 셀 구성을 나타내는 상부 단면도이다. 1 is a top cross-sectional view illustrating a bare cell configuration of a lithium ion square secondary battery as an example of a conventional can type secondary battery.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 베어셀 구성을 나타내는 상부 단면도이다. 2 is a top cross-sectional view illustrating a bare cell configuration of a rechargeable battery according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 캡 플레이트를 상방에서 본 평면도이다.FIG. 3 is a plan view of the cap plate of FIG. 2 seen from above. FIG.

도 4는 도 2의 캡 플레이트의 안전벤트를 나타내는 확대 단면도이다.4 is an enlarged cross-sectional view illustrating a safety vent of the cap plate of FIG. 2.

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

11, 511: 캔 12, 512: 전극 조립체11, 511 can 12, 512 electrode assembly

13, 513: 양극판 14, 514: 세퍼레이터13, 513: positive electrode plate 14, 514: separator

15, 515: 음극판 16, 516: 양극 탭15, 515: negative electrode plate 16, 516: positive electrode tab

17, 517: 음극 탭 18, 518: 절연 테이프17, 517: negative electrode tab 18, 518: insulating tape

110, 610: 캡 플레이트 118, 618: 안전벤트 110, 610: Cap plate 118, 618: Safety vent

112, 612: 전해액 주입공 120, 620: 가스켓112 and 612: electrolyte injection holes 120 and 620: gaskets

130, 630: 전극 단자 140, 640: 절연 플레이트 130, 630: electrode terminals 140, 640: insulation plate

150, 650: 단자 플레이트 190, 690:절연 케이스150, 650: Terminal plate 190, 690: Insulated case

191, 691: 탭용 홀 192, 692: 전해액 통과공191, 691: Tap hole 192, 692: Electrolyte passage hole

160, 660: 마개 160, 660: stopper

본 발명은 캔형 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 캡 플레이트의 일측에 별도의 압착공정 없이 레이저 용접으로 안전벤트를 형성할 수 있도록 하는 캔형 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a can-type secondary battery, and more particularly, to a can-type secondary battery capable of forming a safety vent by laser welding without a separate pressing process on one side of the cap plate.

이차 전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화 가능성으로 인하여 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 근래에 개발되고 사용되는 것 가운데 대표적으로는 니켈수소(Ni-MH)전지와 리튬(Li)전지 및 리튬이온(Li-ion)전지가 있다. Secondary batteries have been researched and developed in recent years due to the possibility of recharging and miniaturization and large capacity. Representative examples of the recent development and use include nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, lithium (Li) batteries, and lithium-ion (Li-ion) batteries.

이들 이차 전지에서 베어셀(Bare Cell)의 대부분은 양극, 음극 및 세퍼레이터로 이루어진 전극 조립체를 통상 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 캔에 수납하고, 캔을 캡 조립체로 마감한 뒤, 캔 내부에 전해액을 주입하고 밀봉함으로써 형성된다. 캔은 철재로 형성될 수 있으나 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성하게 되면 알루미늄의 가벼운 속성으로 전지의 경량화가 이루어질 수 있고, 고전압하에서 장시간 사용할 때에도 부식되지 않는 등 유리한 점이 있다. In these secondary batteries, a majority of bare cells contain an electrode assembly consisting of a positive electrode, a negative electrode, and a separator, usually in a can made of aluminum or an aluminum alloy, the can is closed with a cap assembly, and an electrolyte is injected into the can. And by sealing. The can may be formed of iron, but when it is formed of aluminum or an aluminum alloy, light weight of the battery may be achieved due to the light property of aluminum, and may not be corroded even when used for a long time under high voltage.

밀봉된 이차 전지 단위 셀의 전극 단자는 PTC 소자(positive temperature coefficient), 서멀 퓨즈(thermal fuse) 및 보호회로 기판(PCM: Protective Circuit Module) 등의 안전장치의 단자와 전기적으로 연결된다. 안전장치들은 양극 과 음극에 연결되어 전지의 고온 상승이나, 과도한 충방전 등으로 전지의 전압이 급상승하는 경우 전류를 차단해 전지의 파열 등 위험을 방지하게 한다.The electrode terminals of the sealed secondary battery unit cell are electrically connected to terminals of safety devices such as a PTC device, a thermal fuse, and a protective circuit module (PCM). Safety devices are connected to the positive and negative electrodes to cut off the current when the voltage of the battery rises rapidly due to the high temperature of the battery or excessive charge / discharge.

안전장치와 단위 셀은 전기적으로 연결된 상태로 별도의 팩에 수납되거나, 용융된 수지로 사이 공간이 채워지고 피복되어 팩 전지를 이룬다. The safety device and the unit cell may be stored in a separate pack while being electrically connected, or may be packed with a molten resin and filled with an interspace to form a pack battery.

도1은 종래의 캔형 이차 전지의 일 예로써 리튬 이온 각형 이차 전지의 베어 셀 구성을 나타내는 상부 단면도이다. 1 is a top cross-sectional view showing a bare cell configuration of a lithium ion square secondary battery as an example of a conventional can type secondary battery.

도 1을 참조하여 종래의 베어 셀 전지의 형성 방법을 설명하면, 베어 셀 상태의 각형 리튬 이온 전지는 대략 직육면체로 형성되는 각형 캔(11)과, 이 캔(11)의 내부에 수용되는 전극 조립체(12)와, 캔(11)의 개방된 상단과 결합하여 캔 상단을 밀봉하는 캡 조립체를 구비하여 이루어진다. Referring to FIG. 1, the conventional method of forming a bare cell battery includes a rectangular can 11 formed in a substantially rectangular parallelepiped, and an electrode assembly accommodated in the can 11. 12 and a cap assembly coupled with the open top of the can 11 to seal the top of the can.

전극 조립체(12)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 양극판(13), 세퍼레이터(14), 음극판(15)의 적층체를 권취하거나 겹쳐서 형성한다. The electrode assembly 12 is formed by winding or overlapping a laminate of the positive electrode plate 13, the separator 14, and the negative electrode plate 15 formed in a thin plate or film form.

양극판(13)에는 양극 활물질층이 형성되지 않은 양극 집전체의 영역에 양극 탭(16)이 전기적으로 연결되어 있다. 음극판(15)에도 음극 활물질층이 형성되지 않은 음극 집전체의 영역에 음극 탭(17)이 접속되어 있다. The positive electrode tab 16 is electrically connected to a region of the positive electrode current collector in which the positive electrode active material layer is not formed. The negative electrode tab 17 is also connected to the negative electrode plate 15 in the region of the negative electrode current collector in which the negative electrode active material layer is not formed.

양극판(13) 및 음극판(15)과, 탭들(16,17)은 극성을 달리하여 배치될 수도 있으며, 탭들(16,17)이 전극 조립체(12)로부터 인출되는 경계부에는 탭과 두 전극판(13,15) 사이의 단락을 방지하기 위하여 절연 테이프(18)가 각각 감겨질 수 있다. The positive electrode plate 13 and the negative electrode plate 15 and the tabs 16 and 17 may be arranged with different polarities, and the tabs and the two electrode plates may be disposed at the boundary where the tabs 16 and 17 are drawn out from the electrode assembly 12. Insulating tapes 18 may be respectively wound to prevent short circuits between the 13 and 15.

세퍼레이터(14)는 양극판 및 음극판(13)(15)보다 폭을 넓게 하여 형성하는 것이 극판간의 단락을 방지하는데 유리하다. The separator 14 is formed to be wider than the positive electrode plate and the negative electrode plate 13, 15, and is advantageous in preventing short circuit between the electrode plates.

캔(11)은 대략 직육면체의 형상을 가진 알루미늄 혹은 알루미늄 합금으로 형성된다. 캔(11)의 개방된 상단을 통해 전극 조립체(12)가 수용되어 캔(11)은 전극 조립체 및 전해액의 용기 역할을 하게 된다. 캔(11)은 그 자체가 단자역할을 수행할 수 있다. The can 11 is formed of aluminum or an aluminum alloy having a substantially rectangular parallelepiped shape. The electrode assembly 12 is received through the open top of the can 11 so that the can 11 serves as a container for the electrode assembly and the electrolyte. The can 11 may itself serve as a terminal.

캡 조립체에는 캔(11)의 개방된 상단에 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형의 캡 플레이트(110)가 마련되어 있다. 캡 플레이트(110)의 중앙부에는 전극 단자(130)가 통과할 수 있도록 단자용 통공이 형성된다. 캡 플레이트(110)의 중앙부를 관통하는 전극 단자(130)와 캡 플레이트(110) 사이에는 전기적 절연을 위해 튜브 형상의 가스켓(120)이 설치된다. The cap assembly is provided with a flat cap plate 110 having a size and a shape corresponding to the open top of the can 11. The through hole for the terminal is formed in the center of the cap plate 110 so that the electrode terminal 130 can pass through. A tube-shaped gasket 120 is installed between the electrode terminal 130 penetrating the center portion of the cap plate 110 and the cap plate 110 for electrical insulation.

캡 플레이트(110) 하면에 절연 플레이트(140)가 배치되어 있다. 절연 플레이트(140)의 아랫면에는 단자 플레이트(150)가 설치되어 있다. 전극 단자(130)의 저면부는 단자 플레이트(150)와 전기적으로 연결되어 있다. The insulating plate 140 is disposed on the lower surface of the cap plate 110. The terminal plate 150 is provided on the bottom surface of the insulating plate 140. The bottom portion of the electrode terminal 130 is electrically connected to the terminal plate 150.

캡 플레이트(110) 하면에는 양극판(13)으로부터 인출된 양극 탭(16)이 용접되어 있으며, 전극 단자(130)의 하단부에는 음극판(15)으로부터 인출된 음극 탭(17)이 사행으로 접혀진 상태에서 용접된다. The positive electrode tab 16 drawn from the positive electrode plate 13 is welded to the lower surface of the cap plate 110, and the negative electrode tab 17 drawn from the negative electrode plate 15 is folded to the lower end of the electrode terminal 130 in a meandering state. Are welded.

한편, 전극 조립체(12)의 상면에는 전극 조립체(12)와 캡 조립체와의 전기적 절연을 위하고, 이와 동시에 상기 전극 조립체(12)의 상단부를 커버할 수 있도록 절연 케이스(190)가 설치된다. 절연 케이스(190)는 절연성을 가지는 고분자 수지, 가령 폴리프로필렌으로 된 것이 바람직하다. 절연 케이스(190)의 중앙부에는 음극 탭(17)이 통과할 수 있도록 탭용 홀(191)이 형성되고, 다른 측방에는 전해액 통과공(192)이 형성되어 있다. 전해액 통과공은 별도로 형성되지 않을 수 있다. On the other hand, an insulating case 190 is provided on the upper surface of the electrode assembly 12 to electrically cover the electrode assembly 12 and the cap assembly and at the same time to cover the upper end of the electrode assembly 12. The insulating case 190 is preferably made of an insulating polymer resin, for example, polypropylene. A tab hole 191 is formed in the center portion of the insulating case 190 to allow the negative electrode tab 17 to pass therethrough, and an electrolyte passage hole 192 is formed at the other side thereof. The electrolyte passage hole may not be formed separately.

캡 플레이트(110)의 일측에는 전해액 주입공(112)이 형성되며, 전해액이 주입된 다음에 전해액 주입공을 밀폐시키기 위하여 마개(160)가 설치된다. 마개(160)는 알루미늄이나 알루미늄 함유 금속으로 만든 볼형 모재를 전해액 주입공(112) 위에 놓고 기계적으로 전해액 주입공(112)으로 압입하여 형성한다. 밀봉을 위해 마개(160)는 전해액 주입공(112) 주변에서 캡 플레이트(110)에 용접된다. 캡 조립체는 캡 플레이트(110) 주변부를 캔(11) 개구부 측벽에 용접하여 캔에 결합된다.An electrolyte injection hole 112 is formed at one side of the cap plate 110, and a stopper 160 is installed to seal the electrolyte injection hole after the electrolyte is injected. The stopper 160 is formed by placing a ball-shaped base material made of aluminum or an aluminum-containing metal on the electrolyte injection hole 112 and mechanically indenting the electrolyte injection hole 112. The stopper 160 is welded to the cap plate 110 around the electrolyte injection hole 112 for sealing. The cap assembly is joined to the can by welding the periphery of the cap plate 110 to the side walls of the can 11 opening.

이와 같이 구성된 캔형 이차 전지는 외부의 쇼트와 같은 과부하나 전해액의 전기분해에 의한 가스발생 및 열폭주현상 등으로 내압이 상승될 경우 폭발의 위험이 있기 때문에, 캡 조립체에 안전벤트(118)를 설치하여 안전성을 확보하고 있다.The can-type secondary battery configured as described above has a safety vent 118 installed in the cap assembly because there is a risk of explosion when the internal pressure is increased due to overload such as an external short or gas generation and thermal runaway due to electrolysis of electrolyte. To ensure safety.

이를 위하여, 캡 플레이트(110)의 일측에 기계적인 방법으로 홈을 형성하여 안전벤트(22)가 설치되고 있다. 이러한 안전벤트(22)는 전지 내부의 압력이 규정 이상으로 상승될 경우 파열되어서, 내압을 감소시키므로서 폭발을 방지한다. 그런데, 캡 조립체의 안전벤트(118)는 균일한 파열압력을 가지도록 제조하기 어려운 문제점이 있다. 예를 들어, 기계적인 방법에 의해 홈이 파여진 종래의 안전벤트는 그 홈의 깊이 및 형상에 차이가 있어, 내압에 따른 파단시 압력 오차가 발생되고, 작동이 불량하게 된다. 또한, 안전벤트가 기계적인 방법에 의해 20 내지 40㎛의 두께로 이루어지면, 내부압력이 상승되어 파단되기 전에 외부의 압력으로 먼저 파손될 우려가 있고, 얇은 두께 때문에 제조면에서의 여유도가 떨어질 수 있다.To this end, the safety vent 22 is installed by forming a groove on one side of the cap plate 110 by a mechanical method. This safety vent 22 is ruptured when the pressure inside the battery rises above a specified level, thereby preventing explosion by reducing the internal pressure. However, the safety vent 118 of the cap assembly has a problem that is difficult to manufacture to have a uniform burst pressure. For example, a conventional safety vent grooved by a mechanical method has a difference in the depth and shape of the groove, so that a pressure error occurs when breaking due to internal pressure, and operation is poor. In addition, if the safety vent is made of a thickness of 20 to 40㎛ by a mechanical method, there is a risk that the internal pressure is broken first by the external pressure before breaking up, and because of the thin thickness, the margin on the manufacturing surface may drop. have.

그리고, 안전벤트를 형성하기 위해서는 기계적인 방법, 예를 들어 압착공정이 별도로 필요하기 때문에 제조공정이 복잡해지고 비용이 상승되는 문제점이 있다.In addition, since a mechanical method, for example, a crimping process is required to form a safety vent, there is a problem in that the manufacturing process is complicated and the cost is increased.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 캡 플레이트의 일측에 별도의 압착공정 없이 레이저 용접으로 안전벤트를 형성함으로써 제조공정을 단순화할 수 있는 캔형 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention to provide a can-type secondary battery that can simplify the manufacturing process by forming a safety vent by laser welding without a separate pressing process on one side of the cap plate. .

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 캔형 이차 전지는 두 전극, 세퍼레이터를 구비하여 이루어지는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 금속 캔, 상기 전극 조립체의 인입구가 되는 상기 금속 캔의 개구부를 마감하는 캡 조립체를 구비하여 이루어지며, 상기 캡 조립체에는 레이저 조사에 의해 형성된 안전벤트를 포함하는 캡 플레이트가 형성된 것을 특징으로 한다.The can-type secondary battery of the present invention for achieving the above object is a cap assembly for closing two openings, an electrode assembly having a separator, a metal can for receiving the electrode assembly, the opening of the metal can that is an inlet of the electrode assembly. The cap assembly is provided with a cap plate including a safety vent formed by laser irradiation.

상기 캡 플레이트의 안전벤트는 상기 캡 플레이트의 일측에 폐곡선을 이루도록 연속으로 레이저를 조사하여 홈을 형성하여 이루어질 수 있다.The safety vent of the cap plate may be formed by continuously irradiating a laser to form a groove on one side of the cap plate to form a closed curve.

상기 폐곡선은 타원형 또는 스타디움형으로 이루어질 수 있다.The closed curve may be formed in an oval or stadium shape.

상기 안전벤트의 최소 두께를 이루는 파단부는 50 내지 150㎛의 두께로 이루어질 수 있다.Breaks forming the minimum thickness of the safety vent may be made of a thickness of 50 to 150㎛.

상기 캡 플레이트의 안전벤트의 파단부는 상기 레이저 조사에 의해 재질이 연화될 수 있다.The break of the safety vent of the cap plate may be softened by the laser irradiation.

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

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 베어셀 구성을 나타내는 상부 단면도이고, 도 3은 도 2의 캡 플레이트를 상방에서 본 평면도이다. 2 is a top cross-sectional view illustrating a bare cell configuration of a rechargeable battery according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a plan view of the cap plate of FIG. 2 viewed from above.

도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 베어 셀 전지의 형성 방법을 설명하면, 베어 셀 상태의 각형 리튬 이온 전지는 대략 직육면체로 형성되는 각형 캔(511)과, 이 캔(511)의 내부에 수용되는 전극 조립체(512)와, 캔(511)의 개방된 상단과 결합하여 캔 상단을 밀봉하는 캡 조립체를 구비하여 이루어진다. 캡 조립체에는 안전벤트(618)를 포함하는 캡 플레이트(610)가 더 형성된다. Referring to FIG. 2, a method of forming a bare cell battery according to an exemplary embodiment of the present invention includes a rectangular can 511 formed of a substantially rectangular parallelepiped and a rectangular can 511 of a bare cell. An electrode assembly 512 accommodated therein and a cap assembly coupled to the open top of the can 511 to seal the top of the can. The cap assembly further includes a cap plate 610 including a safety vent 618.

전극 조립체(512)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 양극판(513), 세퍼레이터(514), 음극판(515)의 적층체를 권취하거나 겹쳐서 형성한다. The electrode assembly 512 is formed by winding or stacking a laminate of the positive electrode plate 513, the separator 514, and the negative electrode plate 515 formed in a thin plate or film form.

양극판(513)에는 양극 활물질층이 형성되지 않은 양극 집전체의 영역에 양극 탭(16)이 전기적으로 연결되어 있다. 음극판(515)에도 음극 활물질층이 형성되지 않은 음극 집전체의 영역에 음극 탭(517)이 접속되어 있다. The positive electrode tab 513 is electrically connected to a region of the positive electrode current collector in which the positive electrode active material layer is not formed. The negative electrode tab 517 is also connected to the negative electrode plate 515 in the region of the negative electrode current collector in which the negative electrode active material layer is not formed.

양극판(513) 및 음극판(515)과, 탭들(516,517)은 극성을 달리하여 배치될 수도 있으며, 탭들(516,517)이 전극 조립체(512)로부터 인출되는 경계부에는 탭과 두 전극판(513,515) 사이의 단락을 방지하기 위하여 절연 테이프(518)가 각각 감겨질 수 있다. The positive electrode plate 513 and the negative electrode plate 515 and the tabs 516 and 517 may be arranged with different polarities, and a boundary between the tabs and the two electrode plates 513 and 515 may be disposed at the boundary where the tabs 516 and 517 are drawn out from the electrode assembly 512. Insulating tapes 518 may be respectively wound to prevent short circuits.

세퍼레이터(514)는 양극판 및 음극판(513)(515)보다 폭을 넓게 하여 형성하는 것이 극판간의 단락을 방지하는데 유리하다. Separator 514 is formed to be wider than the positive electrode plate and the negative electrode plate 513, 515 is advantageous to prevent short circuit between the electrode plates.

캔(511)은 대략 직육면체의 형상을 가진 알미늄 혹은 알미늄 합금으로 형성된다. 캔(511)의 개방된 상단을 통해 전극 조립체(512)가 수용되어 캔(511)은 전극 조립체 및 전해액의 용기 역할을 하게된다. 캔(511)은 그 자체가 단자역할을 수행할 수 있다. The can 511 is formed of aluminum or an aluminum alloy having a substantially rectangular parallelepiped shape. The electrode assembly 512 is received through the open top of the can 511 such that the can 511 serves as a container of the electrode assembly and the electrolyte. The can 511 may itself serve as a terminal.

캡 플레이트(610)의 중앙부에는 전극 단자(630)가 통과할 수 있도록 단자용 통공이 형성된다. 캡 플레이트(610)의 중앙부를 관통하는 전극 단자(630)와 캡 플레이트(610) 사이에는 전기적 절연을 위해 튜브 형상의 가스켓(620)이 설치된다. The through hole for the terminal is formed in the center of the cap plate 610 so that the electrode terminal 630 can pass through. A tube-shaped gasket 620 is installed between the electrode terminal 630 penetrating the center of the cap plate 610 and the cap plate 610 for electrical insulation.

캡 플레이트(610) 하면에 절연 플레이트(640)가 배치되어 있다. 절연 플레이트(640)의 아랫면에는 단자 플레이트(650)가 설치되어 있다. 전극 단자(630)의 저면부는 단자 플레이트(650)와 전기적으로 연결되어 있다. An insulating plate 640 is disposed on the lower surface of the cap plate 610. The terminal plate 650 is provided on the bottom surface of the insulating plate 640. The bottom portion of the electrode terminal 630 is electrically connected to the terminal plate 650.

캡 플레이트(610) 하면에는 양극판(513)으로부터 인출된 양극 탭(516)이 용접되어 있으며, 전극 단자(630)의 하단부에는 음극판(515)으로부터 인출된 음극 탭(517)이 사행으로 접혀진 상태에서 용접된다. The positive electrode tab 516 drawn from the positive electrode plate 513 is welded to the lower surface of the cap plate 610, and the negative electrode tab 517 drawn from the negative electrode plate 515 is meandered to the lower end of the electrode terminal 630. Are welded.

한편, 전극 조립체(512)의 상면에는 전극 조립체(512)와 캡 조립체와의 전기적 절연을 위하고, 이와 동시에 상기 전극 조립체(512)의 상단부를 커버할 수 있도록 절연 케이스(690)가 설치된다. 절연 케이스(690)는 절연성을 가지는 고분자 수지, 가령 폴리프로필렌으로 된 것이 바람직하다. 절연 케이스(690)의 중앙부에는 음극 탭(517)이 통과할 수 있도록 탭용 홀(691)이 형성되고, 다른 측방에는 전해액 통과공(692)이 형성되어 있다. 전해액 통과공은 별도로 형성되지 않을 수 있다. On the other hand, an insulating case 690 is installed on the upper surface of the electrode assembly 512 to electrically cover the electrode assembly 512 and the cap assembly, and at the same time to cover the upper end of the electrode assembly 512. The insulating case 690 is preferably made of an insulating polymer resin such as polypropylene. A tab hole 691 is formed in the center portion of the insulating case 690 to allow the negative electrode tab 517 to pass therethrough, and an electrolyte passage hole 692 is formed at the other side. The electrolyte passage hole may not be formed separately.

캡 플레이트(610)의 일측에는 전해액 주입공(612)이 형성되며, 전해액이 주 입된 다음에 전해액 주입공을 밀폐시키기 위하여 마개(660)가 설치된다. 마개(660)는 알루미늄이나 알루미늄 함유 금속으로 만든 볼형 모재를 전해액 주입공(612) 위에 놓고 기계적으로 전해액 주입공(612)으로 압입하여 형성한다. 밀봉을 위해 마개(660)는 전해액 주입공(612) 주변에서 캡 플레이트(610)에 용접된다.  An electrolyte injection hole 612 is formed at one side of the cap plate 610, and a stopper 660 is installed to seal the electrolyte injection hole after the electrolyte is injected. The stopper 660 is formed by placing a ball-shaped base material made of aluminum or an aluminum-containing metal on the electrolyte injection hole 612 and mechanically indenting it into the electrolyte injection hole 612. The cap 660 is welded to the cap plate 610 around the electrolyte injection hole 612 for sealing.

이와 같은 구성을 가지고 이루어진 캔형 이차 전지는 캡 플레이트(610)의 일측에 안전벤트(618)를 더 포함하여 이차 전지 내부의 기체의 방출에 의해 생성된 내부압력을 해소하도록 한다. The can-type secondary battery having such a configuration further includes a safety vent 618 on one side of the cap plate 610 to solve the internal pressure generated by the release of the gas inside the secondary battery.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라서, 캡 플레이트(610)에 본 발명의 특징을 이루는 안전벤트(618)가 레이저 조사를 이용하여 형성된다.Referring to FIG. 3, in accordance with one embodiment of the present invention, a safety vent 618 is formed on the cap plate 610 using laser irradiation.

안전벤트(618)는 캡 플레이트(610)의 일측에 레이저가 타원의 가장자리를 따라 조사되어 홈(619)을 형성함으로써 이루어진다. 이때, 홈(619)을 형성하기 위해 레이저를 조사할 경우, 캡 플레이트 상면의 홈 부분에 레이저 조사로 인해 잔류분이 형성될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 레이저는 심(seam) 용접방식으로 조사하여 잔류분을 제거시킬 수 있다. 여기서 안전벤트(618)를 이루기 위한 홈(619)은 스타움 형태와 같이 폐곡선을 이루는 형태로 이루어질 수 있고, 본 발명에서 홈의 형태를 한정하는 것은 아니다.The safety vent 618 is formed by irradiating a laser along one edge of the ellipse on one side of the cap plate 610 to form a groove 619. At this time, when irradiating a laser to form the groove 619, the residue may be formed in the groove portion of the upper surface of the cap plate due to the laser irradiation. To prevent this, the laser can be irradiated by seam welding to remove residues. In this case, the groove 619 for forming the safety vent 618 may be formed in a closed curve like a starum shape, and the present invention is not limited to the shape of the groove.

도 4는 도 2의 캡 플레이트의 안전벤트를 나타내는 확대 단면도이다.4 is an enlarged cross-sectional view illustrating a safety vent of the cap plate of FIG. 2.

도 4에 도시된 바와 같이, 캡 플레이트에 형성된 안전벤트(618)는 레이저 조사에 의해 연화되어 전지 내부의 압력이 규정 이상으로 상승될 경우 파열될수 있다. 이렇게 레이저에 의해 연화된 안전벤트(618)의 파단부의 두께는 홈(619)과 홈 (619)에 대응되는 캡 플레이트(610)의 하면과의 거리로 이루어진다. 여기서, 안전벤트(618)의 파단부의 두께는 50 내지 150㎛이다. 이는, 안전벤트(618)의 두께가 50㎛이하이면, 안전벤트(618)가 내부 압력이 상승되어 파단되기 전에 외부의 압력으로 먼저 파손되는 경우를 방지하고, 안전벤트(618)의 두께가 150㎛이상이면 소정의 내부압력에서 파열되어야 하는데 파열되지 않는 경우를 방지하기 위함이다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 안전벤트(618)의 파단부는 기존의 기계적 방법에 의해 형성된 안전벤트의 파단부보다 두꺼운 두께로 이루어 지지만 레이저 열에 의해 재질이 연화되어 압력에 대해 잘 파열될 수 있다. 이렇게 본 발명의 안전벤트(618)의 파단부는 두꺼워도 잘 파열되므로 두께조절 오차 한계가 넓어 제조가 용이하다.As shown in FIG. 4, the safety vent 618 formed in the cap plate is softened by laser irradiation and may be ruptured when the pressure inside the battery rises above a prescribed level. The thickness of the fracture portion of the safety vent 618 softened by the laser is composed of a distance between the groove 619 and the lower surface of the cap plate 610 corresponding to the groove 619. Here, the thickness of the break portion of the safety vent 618 is 50 to 150㎛. This prevents the safety vent 618 from breaking first with an external pressure before the internal pressure rises and breaks when the safety vent 618 has a thickness of 50 μm or less, and the safety vent 618 has a thickness of 150 μm. If it is larger than or equal to μm, it must be ruptured at a predetermined internal pressure to prevent the case from rupturing. In addition, the break portion of the safety vent 618 of the secondary battery according to an embodiment of the present invention is made of a thicker thickness than the break portion of the safety vent formed by the conventional mechanical method, but the material is softened by the laser heat to rupture well against pressure Can be. Thus, the break of the safety vent 618 of the present invention, even if it is thick, it is well ruptured, so the thickness control error is wide and easy to manufacture.

상기와 같은 안전벤트(618)는 전해액의 주입구를 밀봉하기 위해 이용되는 전해액 주입구 마개의 레이저 용접과 동일한 공정에서 함께 형성될 수 있기 때문에 별도의 기계적인 방법, 예를 들어 압착공정이 필요 없다.Since the safety vent 618 as described above may be formed together in the same process as laser welding of the electrolyte injection hole stopper used to seal the injection hole of the electrolyte solution, a separate mechanical method, for example, a pressing process is not required.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 캔형 이차 전지는 캡 플레이트의 일측에 레이저 용접으로 형성된 안전벤트를 구비함으로써 종래의 캔형 이차 전지에서 기계적인 방법으로 안전벤트를 형성한 경우보다 일정한 홈의 깊이 및 형상을 가지게 되어 내압에 따른 파단시 압력 오차의 발생을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 캡 플레이트의 안전벤트는 종래의 캡 플레이트의 안전벤트보다 충분히 두껍게 형성되기 때문에 제조면에서도 좀더 여유도를 높일 수 있다.  As described above, the can-type secondary battery according to the present invention has a safety vent formed by laser welding on one side of the cap plate, so that the depth and shape of the groove is more constant than the case where the safety vent is formed by a mechanical method in the conventional can-type secondary battery. Since it can reduce the occurrence of pressure error during breakage due to internal pressure. In addition, since the safety vent of the cap plate according to the present invention is formed thick enough than the safety vent of the conventional cap plate, the margin can be further increased in manufacturing.

그리고, 본 발명에 따른 캔형 이차 전지는 캡 플레이트의 안전벤트가 캡 플레이트의 전해액 주입구를 밀폐하기 위해 전해액 주입구 마개의 레이저 용접과 동일한 공정에서 함께 형성되기 때문에 종래의 캔형 이차 전지의 안전벤트 형성시 이용되는 압착공정을 별도로 필요로 하지 않는다. 이에 따라, 캔형 이차 전지의 제조공정이 단순해질 수 있고, 더불어 제조비용을 줄일 수 있다.In addition, the can-type secondary battery according to the present invention is used in forming a safety vent of a conventional can-type secondary battery because the safety vent of the cap plate is formed together in the same process as laser welding of the electrolyte injection hole plug to seal the electrolyte injection hole of the cap plate. There is no need for a separate pressing process. Accordingly, the manufacturing process of the can type secondary battery can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced.

이상 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 specific preferred embodiments described above, and any person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains 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 (5)

두 전극, 세퍼레이터를 구비하여 이루어지는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 금속 캔, 상기 전극 조립체의 인입구가 되는 상기 금속 캔의 개구부를 마감하는 캡 조립체를 구비하여 이루어지며, An electrode assembly comprising two electrodes, a separator, a metal can housing the electrode assembly, a cap assembly closing an opening of the metal can serving as an inlet of the electrode assembly, 상기 캡 조립체에는 레이저 조사에 의해 형성된 안전벤트를 포함하는 캡 플레이트가 형성된 것을 특징으로 하는 캔형 이차전지. The cap assembly of the cap assembly, characterized in that the cap plate including a safety vent formed by laser irradiation. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 캡 플레이트의 안전벤트는 상기 캡 플레이트의 일측에 폐곡선을 이루도록 연속으로 레이저를 조사하여 홈을 형성하여 이루어짐을 특징으로 하는 캔형 이차 전지. The safety vent of the cap plate is a can-type secondary battery, characterized in that the groove is formed by continuously irradiating a laser to form a closed curve on one side of the cap plate. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 폐곡선은 타원형 또는 스타디움형인 것을 특징으로 하는 캔형 이차 전지.The closed curve is a can-type secondary battery, characterized in that the oval or stadium type. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 안전벤트의 최소 두께를 이루는 파단부는 50 내지 150㎛의 두께로 이루어짐을 특징으로 하는 캔형 이차 전지.The break portion forming the minimum thickness of the safety vent can be made of a thickness of 50 to 150㎛ secondary battery. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 캡 플레이트의 안전벤트의 파단부는 상기 레이저 조사에 의해 재질이 연화됨을 특징으로 하는 캔형 이차 전지. The break portion of the safety vent of the cap plate is a can-type secondary battery, characterized in that the material is softened by the laser irradiation.
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