KR20070054845A - Prismatic battery of improved structure - Google Patents

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KR20070054845A
KR20070054845A KR1020050112886A KR20050112886A KR20070054845A KR 20070054845 A KR20070054845 A KR 20070054845A KR 1020050112886 A KR1020050112886 A KR 1020050112886A KR 20050112886 A KR20050112886 A KR 20050112886A KR 20070054845 A KR20070054845 A KR 20070054845A
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전진우
권성렬
이진수
김형진
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 전지케이스의 개방 상단에 장착되는 베이스 플레이트의 하단면에 음각 구조의 만입부를 형성하고, 바람직하게는 상기 베이스 플레이트와 전극조립체 사이에 장착되는 상부 절연부재의 양측 단부 부위에 수직 관통구를 천공하는 것으로 구성된 각형 전지를 제공하는 바, 이러한 각형 전지는 전해액의 주입 특성을 향상시키고 전지 활성화를 초기 충전 과정에서 전해액의 분출을 방지할 수 있는 효과가 있다. The present invention forms an indentation of an intaglio structure on the bottom surface of the base plate to be mounted on the open top of the battery case, preferably a vertical through hole in both end portions of the upper insulating member mounted between the base plate and the electrode assembly. According to the present invention, it is possible to improve the injection characteristics of the electrolyte and prevent the ejection of the electrolyte during the initial charging process.

Description

개선된 형태의 각형 전지 {Prismatic Battery of Improved Structure}Prismatic Battery of Improved Structure

도 1a는 각형 전지에 사용되는 종래기술에 따른 베이스 플레이트의 하단면에 대한 평면도이다;1A is a plan view of the bottom surface of a base plate according to the prior art for use in prismatic batteries;

도 1b는 본 발명의 각형 전지에서 하나의 실시예에 따른 베이스 플레이트의 하단면에 대한 평면도와 부분 단면도이다;1B is a plan view and a partial cross-sectional view of a bottom surface of a base plate according to one embodiment in the rectangular battery of the present invention;

도 2는 본 발명의 각형 전지에서 사용되는 하나의 실시예에 따른 상부 절연부재의 사시도이다;2 is a perspective view of an upper insulating member according to one embodiment used in the rectangular battery of the present invention;

도 3은 본 발명의 하나의 실시예 따른 각형 전지의 조립 과정의 모식도이다.3 is a schematic diagram of an assembly process of a square battery according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 개선된 형태의 각형 전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전지케이스의 개방 상단에 장착되는 베이스 플레이트의 하단면에 음각 구조의 만입부를 형성하고, 바람직하게는 상기 베이스 플레이트와 전극조립체 사이에 장착되는 상부 절연부재의 양측 단부 부위에 수직 관통구를 천공하는 것으로 구성된 각형 전지에 관한 것이다. The present invention relates to an improved rectangular battery, and more particularly, to form an indentation of an intaglio structure on the bottom surface of the base plate mounted on the open top of the battery case, preferably between the base plate and the electrode assembly It relates to a rectangular battery consisting of perforating vertical through-holes on both side end portions of the upper insulating member mounted to.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing, and accordingly, a lot of researches on batteries that can meet various demands have been conducted.

대표적으로 전지의 재료면에서 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성의 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높고, 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있고 높은 집적도로 적층되어 제조되는 전지모듈의 전지로도 사용될 수 있는 각형 전지와 파우치형 전지에 대한 수요가 높다. Typically, there is a high demand for lithium secondary batteries such as high energy density, discharge voltage, and output stability lithium ion polymer battery in terms of battery material. There is a high demand for square batteries and pouch-type batteries that can also be used as batteries of stacked battery modules.

이차전지에서 전지반응이 일어나는 전극조립체는 일반적으로 양극 활물질이 도포된 양극판과 음극 활물질이 도포된 음극판 및 분리막에 전해액이 함침되어 있는 구조로 이루어져 있다. 이러한 이차전지의 전극조립체는 그것의 구조에 따라 젤리-롤형(권취형) 전극조립체와 스택형(적층형) 전극조립체로 구분된다. 따라서, 각형 전지는 젤리-롤형 전극조립체나 스택형 전극조립체를 각형 금속 케이스에 수납함으로써 제조된다.An electrode assembly in which a battery reaction occurs in a secondary battery generally has a structure in which an electrolyte solution is impregnated into a cathode plate coated with a cathode active material, an anode plate coated with an anode active material, and a separator. The electrode assembly of the secondary battery is classified into a jelly-roll type (wound) electrode assembly and a stacked type (laminated) electrode assembly according to its structure. Thus, a rectangular battery is produced by storing a jelly-roll type electrode assembly or a stacked type electrode assembly in a rectangular metal case.

일반적으로 각형 전지는 각형 금속 캔의 내부에 전극조립체를 장착하고 그것의 개방 상단에 상부 절연체를 탑재한 후, 그 위에 다시 베이스 플레이트를 용접한 뒤 전해액을 주입하여 밀봉하는 조립 과정을 거치게 된다. 이때, 전해액을 소정량 주입하고 주입구를 밀봉하지 않은 상태에서 전지의 활성화를 위해 1 차 충전을 행하고, 재차 전해액을 주입한 후 밀봉한 후 2 차 충전을 행하게 된다.In general, a rectangular battery is subjected to an assembly process in which an electrode assembly is mounted inside a rectangular metal can and an upper insulator is mounted on an open upper end thereof, and then the base plate is welded on it, followed by an injection of an electrolyte to seal it. At this time, a predetermined amount of electrolyte is injected and primary charging is performed to activate the battery without sealing the injection port, and after the electrolyte is injected again, the secondary charging is performed.

일반적으로, 전해액의 주입과정에서 주입구의 내경이 좁아 전해액 주입이 원활하지 않으며, 상기 1 차 충전의 과정에서 전극조립체로부터 가스 등이 분출되어 전해액이 주입구를 넘어 흘러나오는 현상이 발생하는 문제가 있다. In general, during the injection of the electrolyte, the diameter of the injection hole is narrow, so that the injection of the electrolyte is not smooth. In the process of the primary charging, a gas or the like is ejected from the electrode assembly, causing the electrolyte to flow over the injection hole.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 한국 특허등록 제0484115호는 상부 절연체에 전해액 주입구에 대응하는 주입공이 형성되어 있고 그 주변에 전해액의 주입이 용이하도록 채널이 설치되어 구조를 제시하고 있고, 한국 특허등록 제0436714호는 상부 절연체의 양측에 전해액을 주입하기 위한 주입공이 구비되어 있고 당해 주입공으로 전해액이 유동하도록 경사면을 제공되어 있는 구조를 제안하고 있다. 또한, 한국 실용신안등록 제0184429호는 전지 뚜껑 몸체의 중앙부위에 형성되어 있는 전극부재 주변에 오목하게 형성되어 있는 오목부가 구비되어 있는 구조를 제시하고 있다. In order to solve this problem, Korean Patent Registration No. 0484115 has an injection hole corresponding to the electrolyte injection hole formed in the upper insulator and a channel is provided to facilitate the injection of the electrolyte solution around the upper insulator. 0436714 proposes a structure in which injection holes for injecting electrolyte solutions are provided on both sides of the upper insulator, and a slope is provided to allow the electrolyte to flow into the injection holes. In addition, Korean Utility Model Registration No. 0184429 proposes a structure in which a recess is formed to be concave around the electrode member formed at the center of the battery lid body.

그러나, 상기 기술들은 전해액의 유입경로를 안내하는 역할을 하여 유입의 원활화를 도모할 뿐 단위 시간당 주입량 자체를 늘리지는 못한다. 또한, 상기 기술들에는 전해액 주입 특성을 향상시키기 위한 것에 주안점이 맞춰져 있을 뿐, 상기 1차 충전 과정에서 가스 등이 분출되어 전해액이 주입구를 넘어 흘러나오는 현상을 해결하고 있지는 못한다.However, the above techniques serve to guide the inflow path of the electrolyte, thereby facilitating the inflow, but do not increase the injection amount per unit time. In addition, the above techniques focus only on improving electrolyte injection characteristics, and do not solve a phenomenon in which an electrolyte flows out of an injection hole by ejecting a gas or the like during the first filling process.

이와 관련하여, 한국 등록특허 제 0319111호는 조립된 이차전지의 최초 충전시 발생하는 가스로 인한 전지의 부피 팽창을 막기 위하여, 캡 플레이트 상에 가스 배출구를 형성하고 절연체로부터 상향 연장된 흡입관이 상기 가스 배출구에 연통되도록 구성한 기술을 제시하고 있다. In this regard, Korean Patent No. 0319111 discloses a gas outlet on a cap plate and a suction tube extending upward from an insulator to prevent the volume expansion of the battery due to the gas generated during the initial charging of the assembled secondary battery. It suggests a technique configured to communicate with an outlet.

상기 특허는 일반적으로 음극의 비극성 음극 탄소재료에 대한 극성 전해액의 낮은 함침성으로 인해 전해액의 초기 주입시 상당량의 전해액이 전극조립체를 따라 순차적으로 하강하는 과정에서 일부 전해액이 상기 흡입관을 통해 역류하게 되므로, 오히려 전해액의 주입 측면에서는 심각한 문제점을 가지고 있다. 더욱이, 상기 특허는 흡입관을 포함하는 절연체의 제조가 필요하고 전지의 조립과정에서 작은 크기의 흡입관을 가스 배출구에 정밀하게 일치시켜야 하는 등 전지의 제조 공정이 매우 번잡하다는 문제점을 가지고 있다. The patent is generally due to the low impregnation of the polar electrolyte to the non-polar cathode carbon material of the negative electrode in the process of the substantial amount of the electrolyte sequentially descends along the electrode assembly during the initial injection of the electrolyte, so that some of the electrolyte flows back through the suction tube Rather, there is a serious problem in terms of injection of the electrolyte. Moreover, the patent has a problem that the manufacturing process of the battery is very complicated, such as the need for the manufacture of an insulator including a suction tube and precisely matching a small suction tube to the gas outlet during the assembly of the battery.

따라서, 전해액의 주입이 용이하며 전지의 활성화를 위한 초기 충전 과정에서 전해액이 주입구를 넘어 흘러나오는 현상을 방지할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, the injection of the electrolyte is easy and there is a high need for a technology that can prevent the phenomenon that the electrolyte flows over the inlet in the initial charging process for the activation of the battery.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.

본 발명자는 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 전지케이스의 개방 상단에 장착되는 베이스 플레이트의 하단면에 음각 구조의 만입부를 형성하고, 바람직하게는 상기 베이스 플레이트와 전극조립체 사이에 장착되는 상부 절연부재의 양측 단부 부위에 수직 관통구를 천공하는 경우에는, 간단한 구조에도 불구하고, 전해액의 주입이 더욱 용이하며, 상기 만입부와 관통구가 전해액의 수용 공간으로 작용하여 전지 활성화를 위한 초기 충전 과정에서 전해액이 넘치는 것을 획기 적으로 방지할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.After repeated studies and various experiments, the inventors have formed an indentation of an intaglio structure on the bottom surface of the base plate mounted on the open top of the battery case, preferably an upper portion mounted between the base plate and the electrode assembly. In the case of drilling the vertical through-holes at both end portions of the insulating member, despite the simple structure, the electrolyte is more easily injected, and the indentation and the through-holes serve as a receiving space of the electrolyte, thereby initial charging for battery activation. It was confirmed that the electrolyte solution can be prevented from overflowing in the process, and came to complete the present invention.

따라서, 본 발명에 따른 각형 전지는, 각형의 전지케이스에 전극조립체를 내장하고 있는 전지로서, 케이스의 개방 상단에 장착되는 베이스 플레이트의 하단면에 전해액의 수용을 위한 음각 구조의 만입부가 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다.Accordingly, the prismatic battery according to the present invention is a battery in which an electrode assembly is incorporated in a prismatic battery case, and an indentation portion having an intaglio structure for accommodating an electrolyte solution is formed on a lower surface of a base plate mounted on an open upper end of the case. It consists of a structure.

상기 베이스 플레이트는 대략적으로 판상체 구조로 되어 있으며, 상기 음각 만입부는 상단으로 돌출되지 않은 상태로 베이스 플레이트의 하단면(내면)에 오목하게 형성되는 있는 구조이다. 본 발명자들은, 이후 설명하는 실험예에서와 같이, 전지 활성화를 위한 초기 충전과정에서 전극조립체로부터 발생하는 가스에 의해 전해액 주입구로 분출되던 전해액이 놀랍게도 상기 음각 만입부로 의해 현저히 억제된다는 사실을 확인할 수 있었다. 이는, 베이스 플레이트의 하단면에 형성된 음각 만입부의 깊이가 베이스 플레이트 자체의 얇은 두께로 인해 한정됨에도 불구하고 전해액을 수용하는 댐핑 존(damping zone)의 역할을 충분히 달성하기 때문인 것으로 추측된다. 따라서, 본 발명에 따른 각형 전지는 간단한 구조에도 불구하고 종래기술에서와 같은 전지에서 발생하는 문제점을 해결할 수 있다. The base plate has a substantially plate-like structure, and the engraved indentation is concave on the bottom surface (inner surface) of the base plate without being protruded upward. The inventors were able to confirm that, as in the experimental example described below, the electrolyte that was ejected into the electrolyte inlet by the gas generated from the electrode assembly during the initial charging process for battery activation was remarkably suppressed by the indentation. . This is presumably because the indentation portion formed on the bottom surface of the base plate is sufficiently attained as a damping zone for accommodating the electrolyte even though the depth of the intaglio indentation formed by the base plate itself is limited. Therefore, the square battery according to the present invention can solve the problems occurring in the battery as in the prior art despite the simple structure.

그러한 음각 만입부는 상기와 같은 효과를 발휘하면서도 베이스 플레이트의 강도 저하를 실질적으로 유발하지 않도록, 그것의 깊이가 베이스 플레이트의 두께를 기준으로 10 내지 50%, 바람직하게는 20 내지 30%의 크기로 형성되는 것이 바람 직하고, 그것의 면적은 베이스 플레이트의 하단면 전체 면적을 기준으로 20 내지 60%, 바람직하게는 30 내지 40%의 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 음각 만입부의 깊이가 너무 얕거나 형성 면적이 적으면 상기와 같은 효과를 기대하기 어렵고, 반대로 깊이가 너무 깊거나 형성 면적이 너무 넓으면 베이스 플레이트의 강도 저하를 유발할 수 있으므로 바람직하지 않다.Such engraved indentations have a depth of 10 to 50%, preferably 20 to 30%, based on the thickness of the base plate, so as not to substantially cause the base plate to lose strength while exhibiting the above effects. Preferably, the area thereof is formed to a size of 20 to 60%, preferably 30 to 40%, based on the total area of the bottom surface of the base plate. If the depth of the indentation is too shallow or the formation area is too small, the above effects are difficult to expect. On the contrary, if the depth is too deep or the formation area is too wide, the strength of the base plate may be deteriorated.

일반적으로, 각형 전지는 전극조립체와 베이스 플레이트 사이에 절연을 위한 부재(상부 절연부재: Top insulator)가 설치되어 있다. 본 발명은 전지케이스 내부로의 전해액 주입을 더욱 용이하게 하고 전지 활성화를 위한 초기 충전과정에서의 전해액 분출을 더욱 억제할 수 있도록, 바람직한 예에서 상기 절연부재에 소정의 수직 관통구를 형성할 수 있다.In general, a rectangular battery is provided with a member (top insulator) for insulation between the electrode assembly and the base plate. According to the present invention, a predetermined vertical through hole may be formed in the insulating member in a preferred embodiment so as to more easily inject the electrolyte into the battery case and further suppress the ejection of the electrolyte during the initial charging process for battery activation. .

구체적인 예에서, 상기 절연부재는 전지케이스의 수평 내면 구조에 대응하는 판상 본체의 양측 단부 부위에 하향 돌출 지지부가 형성되어 있고, 상기 돌출 지지부에는 수직 관통구가 형성되어 있는 구조를 들 수 있다. In a specific example, the insulating member may have a structure in which downward protruding supports are formed at both end portions of the plate-shaped body corresponding to the horizontal inner surface structure of the battery case, and vertical through holes are formed in the protruding support.

상기 절연부재의 수직 관통구는 전해액의 주입시 전해액이 전극조립체 방향으로 하강하는 유로를 제공할 뿐만 아니라 전해액의 추가적인 수용 공간으로 작용한다. 그러한 수직 관통구의 면적은 상기 절연부재 중 돌출 지지부의 수평 단면적을 기준으로 20 내지 70%, 바람직하게는 30 내지 40%의 크기로 형성되는 것이 바람직하다.The vertical through hole of the insulating member not only provides a flow path in which the electrolyte falls in the direction of the electrode assembly when the electrolyte is injected, but also serves as an additional accommodation space of the electrolyte. The area of the vertical through hole is preferably formed in a size of 20 to 70%, preferably 30 to 40% based on the horizontal cross-sectional area of the protruding support of the insulating member.

본 발명에 따른 각형 전지를 구성하는 전극조립체 등의 기타 구성요소들은 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략한다. Since other components, such as an electrode assembly constituting the prismatic battery according to the present invention, are known in the art, a detailed description thereof will be omitted herein.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 내용을 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the content of the present invention will be described with reference to the drawings, but the scope of the present invention is not limited thereto.

도 1a에는 각형 전지에 사용되는 종래기술에 따른 베이스 플레이트의 하단면에 대한 평면도가 도시되어 있고, 도 1b에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 베이스 플레이트의 하단면에 대한 평면도와 부분 단면도가 도시되어 있다. Figure 1a is a plan view of the bottom surface of the base plate according to the prior art used for the square battery, Figure 1b is a plan view and a partial cross-sectional view of the bottom surface of the base plate according to an embodiment of the present invention. It is.

우선 도 1a를 참조하면, 베이스 플레이트(100)는 알루미늄 또는 스테인리스 스틸 등의 금속 판재로 이루어져 있으며, 중앙에 돌출단자용 접속부재(110)가 절연성 소재의 가스켓(120)에 의해 전기적으로 절연된 상태에서 형성되어 있다. 그러한 접속부재(110)는 전극조립체(도시하지 않음)의 음극에 용접되며, 전극조립체의 양극은 베이스 플레이트(100) 자체에 용접된다. First, referring to FIG. 1A, the base plate 100 is made of a metal plate such as aluminum or stainless steel, and the protruding terminal connecting member 110 is electrically insulated by a gasket 120 of an insulating material in the center. Formed from. The connection member 110 is welded to the cathode of the electrode assembly (not shown), the anode of the electrode assembly is welded to the base plate 100 itself.

베이스 플레이트(100)의 일측에는 전해액 주입구(130)가 천공되어 있고, 베이스 플레이트(100)가 전극조립체를 내장한 금속 캔(도시하지 않음)의 개방 상단에 결합된 상태에서 전해액 주입구(130)를 통해 전해액이 주입된다. The electrolyte injection hole 130 is perforated on one side of the base plate 100, and the electrolyte injection hole 130 is opened in a state in which the base plate 100 is coupled to an open upper end of a metal can (not shown) incorporating an electrode assembly. The electrolyte is injected through.

본 발명에 따르면, 이러한 구조의 베이스 플레이트(100)에 도 1b에서 보는 바와 같이 음극 만입부(200)를 포함하고 있다. 음각 만입부(200)는 베이스 플레이트(200)의 하단면으로부터 소정의 깊이로 다수 개가 형성되어 있다. 음각 만입부(200)는 전지 활성화를 위한 초기 충전 과정에서 전해액의 수용 공간으로 작용하여 가스로 인해 전해액이 전해액 주입구(130)를 통해 외부로 분출되는 것을 방지하여 준다. According to the present invention, the base plate 100 of such a structure includes a negative electrode indentation 200 as shown in Figure 1b. A plurality of indents 200 are formed at a predetermined depth from the bottom surface of the base plate 200. The indented indentation 200 serves as an accommodation space of the electrolyte during the initial charging process for battery activation to prevent the electrolyte from being ejected to the outside through the electrolyte inlet 130.

도 2에는 본 발명의 각형 전지에서 사용되는 하나의 실시예에 따른 상부 절연부재의 사시도가 도시되어 있다. Figure 2 is a perspective view of the upper insulating member according to one embodiment used in the square battery of the present invention.

도 2를 참조하면, 상부 절연부재(300)는 전지케이스(도시하지 않음)의 수평 내면 구조에 대응하는 판상 본체(310)와 그것의 양측 단부 부위에 하향 돌출 지지부(320)가 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다. 판상 본체(310)에는 전극조립체(도시하지 않음)의 양극과 음극이 각각 삽입될 수 있는 한 쌍의 개구(330)가 형성되어 있다. 개구(330)를 통해 삽입된 양극과 음극은 도 1b의 베이스 플레이트의 해당 부위에 용접을 통해 접속된다. 개구(330)는 또한 전해액의 주입시 유로로서의 역할도 수행한다.Referring to FIG. 2, the upper insulating member 300 has a plate-shaped body 310 corresponding to a horizontal inner surface structure of a battery case (not shown) and a downwardly protruding support portion 320 formed at both end portions thereof. Consists of The plate-shaped body 310 is formed with a pair of openings 330 into which an anode and a cathode of an electrode assembly (not shown) may be inserted, respectively. The positive and negative electrodes inserted through the opening 330 are connected by welding to the corresponding portions of the base plate of FIG. 1B. The opening 330 also serves as a flow path when the electrolyte is injected.

돌출 지지부(320)에는 소정 크기의 수직 관통구(340)가 형성되어 있는 바, 이러한 수직 관통구(340)는 전지케이스 내부로의 전해액 주입을 더욱 용이하게 하고 전지 활성화를 위한 초기 충전과정에서의 전해액 분출을 더욱 억제하는 역할을 한다.Protruding support 320 is formed with a vertical through hole 340 of a predetermined size, such a vertical through hole 340 facilitates the injection of the electrolyte into the battery case and in the initial charging process to activate the battery It serves to further suppress the ejection of the electrolyte.

도 3에는 본 발명의 하나의 실시예 따른 각형 전지의 조립과정이 모식적으로 도시되어 있다. 3 schematically shows an assembly process of a square battery according to an embodiment of the present invention.

각형의 금속 캔(400)의 내부에는 양극(412)과 음극(414)이 상향 돌출된 형태로 전극조립체(410)가 삽입되어 있다. 전극조립체(410)는 양극시트와 음극시트를 분리막을 개재시킨 상태에서 둥글게 권취한 후 각형의 형태로 압축하여 만들어진다. The electrode assembly 410 is inserted into the rectangular metal can 400 in such a manner that the positive electrode 412 and the negative electrode 414 protrude upward. The electrode assembly 410 is made by winding the positive electrode sheet and the negative electrode sheet in a state in which a separator is interposed therebetween, and then compressing the electrode assembly 410 into a rectangular shape.

전극조립체(410)의 상단에는 양측 돌출 지지부(320)가 하부로 향한 상태로 상부 절연부재(300)가 탑재된다. 이러한 탑재 과정에서 전극조립체(410)의 양극(412)과 음극(414)은 개구(330)에 삽입되어 절연부재(300)로부터 돌출된다.The upper insulating member 300 is mounted on the upper end of the electrode assembly 410 with both protruding supports 320 facing downward. In this mounting process, the anode 412 and the cathode 414 of the electrode assembly 410 are inserted into the opening 330 to protrude from the insulating member 300.

상부 절연부재(300)가 탑재된 상태에서 베이스 플레이트(100)가 금속 캔(400)의 상단에 용접에 의해 결합된다. The base plate 100 is coupled to the top of the metal can 400 by welding in a state where the upper insulating member 300 is mounted.

이러한 조립과정이 완료된 상태에서 전해액 주입구(130)를 통해 전해액을 소정량 주입하고 최초 충전을 행한 후 다시 전해액을 보충한 뒤 전해액 주입구(130)를 밀봉하여 각형 전지를 완성하게 된다. After the assembly process is completed, a predetermined amount of electrolyte is injected through the electrolyte injection hole 130, and after the initial charging, the electrolyte is replenished, and the electrolyte injection hole 130 is sealed to complete the rectangular battery.

이하에서는 본 발명을 효과를 확인하는 실험 내용을 설명하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 않음은 물론이다.Hereinafter, the experimental content for confirming the effect of the present invention will be described, of course, the scope of the present invention is not limited thereto.

[실시예 1] Example 1

1-1. 양극의 제조1-1. Manufacture of anode

양극 활물질로서 LiCoO2 95 중량%, Super-P(도전제) 2.5 중량% 및 PVdF(결합제) 2.5 중량%를 용제인 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)에 첨가하여 양극 혼합물 슬러리를 제조한 후, 알루미늄 호일 상에 코팅, 건조 및 압착하여 양극을 제조하였다.95% by weight of LiCoO 2 , 2.5% by weight of Super-P (conductor) and 2.5% by weight of PVdF (binder) were added to NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) as a positive electrode active material to prepare a positive electrode mixture slurry. The positive electrode was prepared by coating, drying and pressing on aluminum foil.

1-2. 음극의 제조1-2. Preparation of Cathode

음극 활물질로서 인조흑연 95 중량%, Super-P(도전제) 2.5 중량% 및 PVdF(결 합제) 2.5 중량%를 용제인 NMP에 첨가하여 음극 혼합물 슬러리를 제조한 후, 구리 호일 상에 코팅, 건조 및 압착하여 음극을 제조하였다.95% by weight of artificial graphite, 2.5% by weight of Super-P (conductor) and 2.5% by weight of PVdF (binder) were added to NMP as a solvent to prepare a negative electrode mixture slurry, which was then coated and dried on copper foil. And pressed to prepare a negative electrode.

1-3. 전지 조립체의 결합1-3. Coupling the Battery Assembly

분리막으로 셀가드TM을 사용하고, 상기 1-1의 양극과 상기 1-2의 음극 및 상기 분리막을 순서대로 적층한 전극시트 적층체를 둥글게 권취하여 젤리-롤을 만든 후 압축하여 도 3에서와 같이 각형의 금속 캔에 삽입하였다. 상기 전극조립체에 상부 절연부재를 탑재하고, 캔의 개방 상단에 도 1b에서와 같은 베이스 플레이트를 결합하여 각형 전지를 조립하였다. 상기 베이스 플레이트에는 평균 0.15 mm 깊이로 음각 만입부가 그것의 하단면 전체 면적을 기준으로 대략 35%의 크기로 형성되어 있다.As a separator, Celgard TM is used, and the electrode sheet laminate in which the anode of 1-1, the cathode of 1-2 and the separator are sequentially wound is wound to make a jelly-roll, and then compressed to form a jelly-roll. Likewise inserted into a rectangular metal can. An upper insulating member was mounted on the electrode assembly, and a rectangular battery was assembled by combining a base plate as shown in FIG. 1B with an open upper end of the can. The base plate has an indentation indentation of an average depth of about 0.15 mm, with a size of approximately 35% based on the total area of its bottom surface.

1-4. 전해액 충전 및 주입구 밀봉1-4. Electrolyte Filling and Inlet Sealing

1M LiPF6, EC/EMC 전해액을 2.05±0.1 g 주입하고, 전지 활성화를 위해 대략 1/6 C 충전용량 조건으로 1차 충전을 행한 후, 재차 전해액을 보충하고 전해액 주입구를 밀봉하여 각형 이차전지를 제조하였다. 1M LiPF 6 and 2.05 ± 0.1 g of EC / EMC electrolyte are injected, and primary charging is performed under conditions of approximately 1/6 C charge capacity to activate the battery, and then the electrolyte is replenished and the electrolyte inlet is sealed to form a rectangular secondary battery. Prepared.

[실시예 2]Example 2

도 2에서와 같이 돌출 지지부에 수직 관통구가 천공되어 있는 상부 절연부재를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 같은 방법으로 이차전지를 제조하였다. 상기 상부 절연부재는 Φ1.4±0.2 크기의 관통구가 돌출 지지부 상에 천공되어 있다.A secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except for using an upper insulating member having a vertical through hole formed therein as shown in FIG. 2. The upper insulating member has a through hole having a size of 1.4 ± 0.2 on the protruding support.

[비교예 1]Comparative Example 1

도 1a에서와 같은 베이스 플레이트를 사용하였고, 도 2에서 돌출 지지부에 수직 관통구가 천공되어 있지 않은 상부 절연부재를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 같은 방법으로 이차전지를 제조하였다. A secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except for using the same base plate as in FIG. 1A and using an upper insulation member having no vertical through hole formed in the protruding support in FIG. 2. It was.

[실험예 1] Experimental Example 1

상기 실시예 1과 비교예 1 및 2에서 각각 제조한 전지들에 대하여, 초기 1차 충전 과정에서 전해액이 주입구를 넘쳐 분출되는지를 관찰하여, 그 결과를 하기에 표 1에 나타내었다.For each of the batteries prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, it was observed whether the electrolyte is ejected over the injection port during the initial primary charging process, the results are shown in Table 1 below.

Figure 112005067906412-PAT00001
Figure 112005067906412-PAT00001

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 종래기술에 따라 제조된 전지(비교예 1)는 60%에 가까운 불량률이 나타나지만, 본 발명에 따라 베이스 플레이트에 소정 크기의 음각 만입부를 형성한 전지는 낮은 불량률을 나타내었고, 더욱이, 베이스 플레이트에 만입부를 형성하고 상부 절연부재에 관통구를 형성한 전지(실시예 2)는 불량 샘플이 전혀 나타나지 않아 전해액 주입 특성의 향상과 함께 전해액의 역류 현상이 현저하게 억제되었음을 확인할 수 있다. As shown in Table 1, the battery manufactured according to the prior art (Comparative Example 1) shows a defect rate close to 60%, but the battery formed a negative size indentation of the predetermined size on the base plate according to the present invention shows a low failure rate In addition, the battery (Example 2) having an indentation portion formed in the base plate and a through hole formed in the upper insulating member showed no defect sample at all, thereby confirming that the backflow phenomenon of the electrolyte was remarkably suppressed with the improvement of the electrolyte injection characteristics. Can be.

이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 각형 이차전지는 베이스 플레이트의 내면에 형성된 음각 구조의 만입부를 형성하고, 바람직하게는 전극조립체와 베이스 플레이트 사이에 장착되는 상부 절연부재에 수직 관통구를 형성함으로써, 전해액의 주입 특성을 향상시키고 전지 활성화를 초기 충전 과정에서 전해액의 분출을 방지할 수 있는 효과가 있다. As described above, the rectangular secondary battery according to the present invention forms an indentation of an intaglio structure formed on the inner surface of the base plate, preferably by forming a vertical through hole in the upper insulating member mounted between the electrode assembly and the base plate, The injection characteristics of the electrolyte are improved and the activation of the battery has an effect of preventing the ejection of the electrolyte during the initial charging process.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.

Claims (6)

각형의 전지케이스에 전극조립체를 내장하고 있는 전지로서, 케이스의 개방 상단에 장착되는 베이스 플레이트의 하단면에 전해액의 수용을 위한 음각 구조의 만입부가 형성되어 있는 구조의 각형 전지.A battery in which an electrode assembly is incorporated in a rectangular battery case, and a rectangular battery having an indentation portion having an engraved structure for accommodating an electrolyte solution is formed on a lower surface of a base plate mounted on an open upper end of the case. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체와 베이스 플레이트 사이에 절연부재가 장착되고, 상기 절연부재는 전지케이스의 수평 내면 구조에 대응하는 판상 본체의 양측 단부에 하향 돌출 지지부가 형성되어 있고, 상기 돌출 지지부에는 수직의 관통구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 각형 전지.According to claim 1, wherein the insulating member is mounted between the electrode assembly and the base plate, the insulating member is provided with downward projecting support portions at both ends of the plate-shaped body corresponding to the horizontal inner surface structure of the battery case, the projecting support portion The rectangular battery characterized in that the vertical through-hole is formed. 제 1 항에 있어서, 상기 음각 만입부는 베이스 플레이트의 두께를 기준으로 10 내지 50%의 깊이로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 각형 전지.The prismatic battery of claim 1, wherein the indentation portion is formed to a depth of 10 to 50% based on the thickness of the base plate. 제 1 항에 있어서, 상기 음각 만입부는 베이스 플레이트의 하단면 전체 면적을 기준으로 20 내지 60%의 면적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 각형 전지.According to claim 1, wherein the negative indentation is based on the entire area of the bottom surface of the base plate A rectangular battery, which is formed with an area of 20 to 60%. 제 2 항에 있어서, 상기 관통부는 돌출 지지부의 수평 단면적을 기준으로 20 내지 70%의 크기로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 각형 전지.The rectangular battery according to claim 2, wherein the through part is formed in a size of 20 to 70% based on a horizontal cross-sectional area of the protruding support part. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 전극조립체를 전지케이스에 삽입하고, 상기 전극조립체에 절연부재를 탑재하며, 전지케이스의 개방 상단에 베이스 플레이트를 결합시킨 후, 소정량의 전해액을 주입하고, 전지 활성화를 위해 전류를 인가한 뒤, 재차 전해액을 보충하고, 전해액 주입구를 밀봉하는 것을 특징으로 하는 각형 전지.The method according to claim 1 or 2, wherein the electrode assembly is inserted into the battery case, the insulating member is mounted on the electrode assembly, the base plate is coupled to the open top of the battery case, and then a predetermined amount of electrolyte is injected. A rectangular battery comprising: applying a current to activate the battery, replenishing the electrolyte, and sealing the electrolyte inlet;
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