KR20070090499A - 센터핀 및 이를 이용한 리튬 이차전지 - Google Patents

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KR20070090499A
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Abstract

본 발명은 센터핀 및 이를 이용한 리튬 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 센터핀의 양측 단부보다 중앙부의 두께를 두껍게 형성함으로써 리튬 이차전지의 압축과 충돌시 발생할 수 있는 쇼트(short)를 방지하여 안전성이 향상된 센터핀 및 이를 이용한 리튬 이차전지에 관한 것이다.
리튬 이차전지, 센터핀, 압축 시험, 충돌 시험, 중앙부, 양측 단부

Description

센터핀 및 이를 이용한 리튬 이차전지{Center pin and Lithium rechargeable battery using the same}
도 1은 일반적인 원통형 리튬 이차전지의 수직 단면도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지의 수직 단면도
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 센터핀의 사시도
도 3b는 도 3a의 A-A 단면도
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 센터핀의 사시도
도 4b는 도 4a의 B-B 단면도
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
200 - 리튬 이차전지 210 - 전극조립체
220 - 캔 230 - 캡조립체
260, 360 - 센터핀 262, 362 - 중앙부
264, 364 - 연결부 265, 365 - 양측 단부
367 - 마감부
본 발명은 센터핀 및 이를 이용한 리튬 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 센터핀의 양측 단부보다 중앙부의 두께를 두껍게 형성함으로써 리튬 이차전지의 압축과 충돌시 발생할 수 있는 쇼트(short)를 방지하여 안전성이 향상된 센터핀 및 이를 이용한 리튬 이차전지에 관한 것이다.
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 이차전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능한 것으로서, 작동 전압이 높고 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 장점 때문에 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
도 1은 일반적인 원통형 리튬 이차전지의 수직 단면도를 나타낸다.
원통형 리튬 이차전지(100)는, 도 1을 참조하면, 전극조립체(110)와, 상기 전극조립체(110)와 전해액을 수용하는 원통형 캔(120)과, 상기 원통형 캔(120) 상부에 조립되어 상기 원통형 캔(120)을 밀봉하며 상기 전극조립체(110)에서 발생되는 전류를 외부 장치로 흐르게 하는 캡조립체(130)를 포함하여 형성된다. 또한, 상기 전극조립체(110)의 권심부에는 대략 원통 형태의 센터핀(160)이 삽입된다.
상기 전극조립체(110)는 양극집전체의 표면에 양극활물질층이 코팅된 양극판(113)과 음극집전체의 표면에 음극활물질층이 코팅된 음극판(115)과 상기 양극판(113) 및 음극판(115) 사이에 위치하여 상기 양극판(113)과 음극판(115)을 전기적 으로 절연시키는 세퍼레이터(114)가 젤리-롤 형상으로 권취되어 형성된다. 상기 양극판(113)은, 도면에는 상세히 도시되지 않았지만, 도전성이 우수한 금속 박판, 예를 들면, 알루미늄(Al) 호일(foil)로 이루어진 양극집전체와, 그 양면에 코팅된 양극활물질층을 포함하고 있다. 상기 양극판(113)의 양 말단에는 양극활물질층이 형성되지 않은 양극집전체 영역, 즉, 양극무지부가 형성된다. 상기 양극무지부의 일단에는 일반적으로 알루미늄(Al) 재질로 형성되며, 전극조립체(110)의 상부로 일정 길이 돌출되는 양극 탭(116)이 접합되어 있다. 또한, 상기 음극판(115)은 전도성 금속 박판, 예를 들면, 구리(Cu) 또는 니켈(Ni) 호일로 이루어진 음극집전체와, 그 양면에 코팅된 음극활물질층을 포함하고 있다. 상기 음극판(115)의 양 말단은 음극활물질층이 형성되지 않은 음극집전체 영역, 즉 음극무지부가 형성된다. 상기 음극무지부의 일단에는 일반적으로 니켈(Ni) 재질로 형성되며, 전극조립체(110)의 하부로 일정 길이 돌출된 음극 탭(117)이 접합되어 있다. 더불어 상기 전극조립체(110)의 상부 및 하부에는 각각 캡조립체(130) 또는 원통형 캔(120)과의 접촉을 방지하기 위한 절연 플레이트(141, 142)가 더 포함되어 형성될 수 있다.
상기 원통형 캔(120)은 상기 원통형 전극조립체(110)가 수용될 수 있는 소정 공간이 형성되도록 일정 직경을 갖는 원통형 측면판과 상기 원통형 측면판의 하부를 밀폐하는 하면판을 포함하여 형성되며, 상기 원통형 측면판의 상부는 상기 전극조립체(110)를 삽입하기 위하여 개구(開口)되어 있다. 상기 원통형 캔(120)의 하면판 중앙에 상기 전극조립체(110)의 음극 탭(117)이 접합됨으로써, 상기 원통형 캔(120) 자체는 음극 역할을 수행하게 된다. 또한, 상기 원통형 캔(120)은 일반적으 로 니켈(Ni), 철(Fe) 또는 이들의 합금으로 형성된다. 더불어 상기 원통형 캔(120)은 상부의 개구에 결합되는 상기 캡조립체(130)의 상부를 압박하도록 상단에서 내부로 휘어진 크림핑(crimping)부가 형성된다. 또한, 상기 원통형 캔(120)은 상기 크림핑부로부터 하방으로 상기 캡조립체(130)의 두께에 대응되는 거리만큼 이격된 위치에 상기 캡조립체(130)의 하부를 압박하도록 안쪽으로 움푹 파인 비딩(beading)부가 더 형성되어 있다.
상기 캡조립체(130)는 안전밴트(131)와 전류차단수단(132)과 이차보호소자 (133)및 캡업(134)을 포함하여 형성된다. 상기 안전밴트(131)는 판상으로 중앙에 하부로 돌출되는 돌출부가 형성되어 상기 캡조립체(130)의 하부에 위치하며, 이차전지의 내부에서 발생한 압력에 의하여 돌출부가 상부 방향으로 변형하게 된다. 상기 안전밴트(131)의 하면 소정위치에는 전극조립체(110)의 양극판(113) 및 음극판(115) 중에서 한 전극판 예를 들어, 양극판(113)에서 인출한 양극탭(116)이 용접되어 상기 안전밴트(121)와 전극조립체(110)의 양극판(113)이 전기적으로 연결된다. 여기서 양극판(113) 및 음극판(115) 중 나머지 전극판, 예를 들어 음극은 도시하지 않은 탭 혹은 직접 접촉 방식에 의해 캔(120)과 전기적으로 연결된다. 상기 안전 밴트(131)는 캔(120) 내부의 압력 상승시 변형되거나 파열되어 상기 전류차단수단(132)을 파손시키는 역할을 한다. 또한, 상기 안전 밴트(131)의 상부에는 상기 안전 밴트(131)의 변형시 파손되어 전류가 차단되는 전류차단수단(132)이 더 위치되어 있고, 상기 전류차단수단(132)의 상부에는 과전류시 전류가 차단되는 이차보호소자(133)가 위치되어 있다. 더불어, 상기 이차보호소자(133)의 상부에는 외부에 양극 전압 또는 음극 전압을 제공하는 도전성 캡업(134)이 더 위치되어 있다.
상기 센터핀(160)은 전극조립체(110)의 변형 또는 유동을 방지하기 위해 삽입된다. 상기 센터핀(160)은 통상적으로 스테인레스 스틸과 같은 금속 재질로 형성된다. 또한, 상기 센터핀(160)은 캔(120) 내부에서 발생한 가스를 캡조립체(130) 방향으로 전달하는 통로 역할도 하게 된다.
전지의 안전성을 평가하는 시험에는 압축 시험과 충돌 시험이라는 것이 있다. 압축 시험은 베어셀의 상단부와 하단부에 수직 방향의 압력을 가하여 쇼트 발생 여부를 조사하며, 충돌 시험은 베어셀의 대략 중앙부분에 외부에서 특정 충격량으로 충돌시켜 쇼트 발생 여부를 조사하게 된다. 이 때, 도 1에 도시된 바와 같이 외경과 내경이 일정한 원통형의 센터핀이 전극조립체의 권심부에 삽입되어 있는 경우 압축 시험에서 센터핀의 양측 단부에 의해 전극조립체의 상단부와 하단부가 눌리게 되어 쇼트가 발생한다는 문제점이 있다. 또한, 충돌 시험에서 충격에 의해 센터핀이 변형되어 전극조립체의 중앙부를 누르게 되면 쇼트가 발생한다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 특히 센터핀의 양측 단부보다 중앙부의 두께를 두껍게 형성함으로써 리튬 이차전지의 압축과 충돌시 발생할 수 있는 쇼트(short)를 방지하여 안전성이 향상된 센터핀 및 이를 이용한 리튬 이차전지를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 센터핀은 중앙부와, 양측 단부 및 상기 중앙부와 상기 양측 단부 사이에 위치하는 연결부를 포함하여 이루어지며, 상기 중앙부와 상기 양측 단부는 내부가 비어 있도록 형성되며, 상기 중앙부는 상기 양측 단부에 비해 두껍도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 중앙부와 상기 양측 단부는 내경이 일치하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 중앙부는 상기 양측 단부보다 외경이 크도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 양측 단부는 상기 센터핀 길이의 10% 내지 50%의 길이로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 양측 단부는 상기 중앙부 두께의 40% 내지 80%의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 연결부는 상기 중앙부에서 상기 양측 단부로 갈수록 외경이 작아지도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 연결부의 외면은 상기 중앙부의 외면에 대해 경사를 이루도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 양측 단부는 상기 중앙부에서 멀어질수록 외경이 작아지도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 양측 단부 중 상기 중앙부로부터 가장 떨어져 있는 마감부는 외면이 곡면을 이루도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 리튬 이차전지는 전극조립체, 상기 전극조립체의 권심부에 삽입되는 센터핀, 상기 전극조립체를 수용하는 캔, 상기 캔의 상단개구부를 밀봉하는 캡조립체를 포함하여 이루어지는 리튬 이차전지에 있어서, 상기 센터핀은 중앙부와, 양측 단부 및 상기 중앙부와 상기 양측 단부 사이에 위치하는 연결부를 포함하여 이루어지며, 상기 중앙부와 상기 양측 단부는 내부가 비어 있도록 형성되며, 상기 중앙부는 상기 양측 단부에 비해 두껍도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센터핀은 상기에서 언급한 형상 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 양측 단부는 상기 중앙부에서 멀어질수록 외경이 작아지도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 양측 단부 중 상기 중앙부로부터 가장 떨어져 있는 마감부는 외면이 곡면을 이루도록 형성될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지의 수직 단면도를 나타낸다. 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 센터핀의 사시도를 나타내며, 도 3b는 도 3a의 A-A 단면도를 나타낸다.
본 발명의 실시예에 따른 리튬 이차전지(200)는, 도 2를 참조하면, 전극조립체(210)와 캔(220)과 캡조립체(230) 및 센터핀(260)을 포함하여 형성된다. 이하에서는 원통형 리튬 이차전지를 예로 들어 설명하였으나, 설계에 따라 타원형, 다각형 등 다양한 형상으로 형성될 수도 있음은 물론이다.
상기 전극조립체(210)는 양극판(213), 음극판(215), 세퍼레이터(214)를 포함하여 형성된다. 또한, 상기 전극조립체(210)는 양극탭(216), 음극탭(217)을 포함하여 형성된다.
상기 양극판(213)은 양극집전체, 양극활물질층 및 양극무지부를 구비한다. 상기 양극집전체는 양극활물질층으로부터 전자를 모아서 외부회로로 이동시킬 수 있도록 도전성있는 금속재질로 형성된다. 상기 양극활물질층은 양극활물질과 도전재 및 바인더를 혼합하여 제조되며, 상기 양극집전체 상에 소정의 두께로 코팅되어 형성된다. 상기 양극무지부는 양극집전체 중 양극활물질층이 형성되지 않은 부분이다. 상기 양극무지부의 일측에는 상기 양극탭(216)이 용접된다.
상기 음극판(215)은 음극집전체, 음극활물질층 및 음극무지부를 구비한다. 상기 음극집전체는 음극활물질층으로부터 전자를 모아서 외부회로로 이동시킬 수 있도록 도전성있는 금속재질로 형성된다. 상기 음극활물질층은 음극활물질과 도전재 및 바인더를 혼합하여 제조되며, 상기 음극집전체 상에 소정의 두께로 코팅되어 형성된다. 상기 음극무지부는 음극집전체 중 음극활물질층이 형성되지 않은 부분으로, 상기 음극무지부의 일측에는 상기 음극탭(217)이 용접된다.
상기 양극탭(216)과 음극탭(217)은 각각 양극무지부와 음극무지부에 용접되어 전극조립체(212)와 전지의 다른 부분을 전기적으로 연결하는 역할을 하게 된다. 상기 양극탭(216)과 음극탭(217)은 저항용접에 의해 용접되며, 용접부위에는 쇼트와 발열을 방지하기 위해 라미네이션 테이프(도시되지 않음)가 더 부착될 수도 있다. 다만, 여기서 상기 양극탭(216)과 음극탭(217)의 용접 방식을 한정하는 것은 아니다.
상기 세퍼레이터(214)는 상기 양극판(213)과 음극판(215) 사이에 개재되며 상기 전극조립체(210)의 외주면을 둘러 싸도록 연장되어 형성될 수도 있다. 상기 세퍼레이터(214)는 상기 양극판(213)과 음극판(215)의 단락을 방지하며, 리튬 이온을 통과시킬 수 있도록 다공막 고분자물질로 형성된다.
상기 캔(220)은 측면판과 하면판을 포함하여 원통형으로 형성된다. 또한, 상기 측면판은 대략 서로 동심원을 이루는 외주면과 내주면을 구비하며, 상기 하면판은 대략 서로 평행한 전면과 후면을 구비한다. 상기 캔(220)의 상단은 개구되어 상단개구부를 이루고 있으며, 상기 상단개구부를 통해 전극조립체(210)가 삽입되고, 전해액이 주입된다. 상기 캔(220)의 하면판과 상기 전극조립체(210) 사이에는 캔(220)과 전극조립체(210)의 절연을 위해 하절연판(242)이 삽입될 수 있다. 상기 캔(220)의 상부는 전극조립체(210)의 삽입 후 상기 전극조립체(210)가 캔(220) 내부에서 유동하는 것을 방지하고, 캡조립체(230)의 안착을 위해 비딩부가 형성되며, 캡조립체(230)의 삽입 후 전지의 밀폐를 위해 크리핑부가 형성된다. 상기 전극조립체(210)의 상단과 캡조립체(230) 사이에는 전극조립체(210)와 캡조립체(230) 사이의 절연을 위해 상절연판(241)이 삽입될 수 있다. 상기 캔(220)은 가볍고 연성이 우수한 알루미늄 또는 그 합금 재질로 형성되며, 여기서 상기 캔(220)의 재질을 한정하는 것은 아니다. 상기 캔(220)은 바람직하게는 딥드로잉(deep drawing) 방식으로 제조되며, 여기서 상기 캔(220)의 제조 방법을 한정하는 것은 아니다.
상기 캡조립체(230)는 전지 내부에 발생된 가스의 압력에 의해 변형되는 안전밴트(231), 상기 안전밴트(231)의 변형에 의해 파손되어 전류가 차단되는 전류차단수단(232), 온도 상승에 따라 전기전도율이 급감하는 이차보호소자(233) 및 전지의 상부를 커버하며, 양극단자 역할을 하는 캡업(234)을 포함한다. 상기 캡조립체 (230)는 가스켓(240)이 더 구비되어 양극 역할을 하는 캡조립체(230)와 음극 역할을 하는 캔(220)을 서로 절연시키게 된다.
상기 센터핀(260)은, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 중앙부(262)와 양측 단부(265) 및 연결부(264)를 포함하여 형성된다. 상기 센터핀(260)은 권취된 전극조립체(210)의 권심 부분에 삽입되며, 전체적으로 대략 내부가 비어 있는 긴 대롱 형상을 이루게 된다. 이 때, 상기 센터핀(260)은 대략 전극조립체(210)의 높이에 대응되는 길이로 형성된다. 또한, 상기 센터핀(260)은 전극조립체(210)를 권취한 후에 캔(220) 내부에 상기 전극조립체(210)를 삽입한 후 전극조립체(210)의 권심 부분에 삽입될 수 있다. 또한, 상기 센터핀(260)은 권취된 전극조립체(210)의 권심 부분에 삽입된 후 전극조립체(210)와 함께 캔(220) 내부에 삽입될 수도 있음은 물론이다. 상기 센터핀(260)은 스테인레스 스틸과 같은 금속 재질로 형성될 수 있으며, 다만 여기서 상기 센터핀(260)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 중앙부(262)는 내부가 비어 있는 대략 원통 형상으로 형성되며, 양측 단부(265) 사이에 형성된다. 상기 중앙부(262)는 내주면과 외주면 및 양 측면을 포함하여 이루어지며, 상기 양 측면은 연결부(264)를 이루게 된다. 상기 중앙부(262)의 두께는 상기 내주면과 외주면 사이의 최단 거리로 정의된다. 상기 중앙부(262)는 상기 양측 단부(265)에 비해 두께가 두껍도록 형성된다. 상기 중앙부(262)는 충돌 시험에서 상당한 충격량이 가해질 수 있으므로, 다른 부분에 비해 가능한 한 두껍게 형성되는 것이 바람직하다. 상기 중앙부(262)가 다른 부분에 비해 얇게 형성되면 충돌 시험에서 적은 충격량에 의해서도 변형이 일어나 전극조립체(210)를 압 박하게 되어 쇼트가 발생할 수 있다. 상기 중앙부(262)는 상기 양측 단부(265)보다 외경이 크도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 중앙부(262)는 상기 양측 단부(265)와 내경이 대략 일치하도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 중앙부(262)의 두께를 양측 단부(265)보다 두껍게 형성하기 위해 내경은 일치하고 외경은 더 크도록 형성하는 방식이 선택되었다. 상기 중앙부(262)와 양측 단부(265)의 내경이 일치하도록 형성하는 것은 센터핀(260)의 제조가 용이하다는 관점에서도 바람직하다. 다만, 중앙부(262)의 두께를 더 두껍게 하는 방법은 이러한 방식에 한정되는 것은 아니며, 다양한 방식으로 두께를 조절할 수 있음은 물론이다.
상기 양측 단부(265)는 상기 중앙부(262)를 사이에 두고 소정 간격 서로 이격되어 형성된다. 상기 양측 단부(265)는 내주면과 외주면 및 측면을 포함하며 내부가 비어 있는 대략 원통 형상으로 형성된다. 상기 측면은 직경이 서로 다른 동심원 형상으로 형성될 수 있다. 상기 양측 단부(265)는 압축 시험에서 중력 방향으로 상당한 압력이 가해질 수 있으므로, 다른 부분에 비해 직경이 작도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 양측 단부(265)가 다른 부분과 같거나 더 큰 직경으로 형성되면 압축 시험에서 전극조립체(210)의 상단부와 하단부를 압박하게 되어 쇼트가 발생할 염려가 있다. 따라서, 상기 양측 단부(265)는 상기 중앙부(262)와 내경은 일치하면서 외경은 더 작도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 양측 단부(265)는 센터핀(260) 전체 길이의 10% 내지 50%의 길이로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 양측 단부(265)의 길이가 센터핀(260)의 10% 미만으로 형성되면 양측 단부(265)의 길이가 지나치게 짧아지므로 압축 시험에 충분히 대응할 수 없게 된다는 문제점이 있 다. 한편, 상기 양측 단부(265)의 길이가 센터핀(260)의 50%를 초과하도록 형성되면 중앙부(262)의 길이가 지나치게 짧아져서 충돌 시험에 충분히 대응할 수 없을 뿐만 아니라, 센터핀(260)이 전극조립체(210)를 충분히 지지하지 못하게 된다는 문제점이 있다. 또한, 상기 양측 단부(265)는 상기 중앙부(262) 두께의 40% 내지 80%의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 양측 단부(265)의 두께가 중앙부(262)의 40% 미만이 되도록 형성되면 전극조립체(210)의 상단부와 하단부를 충분히 지지하지 못하여 스웰링이 일어날 수 있다는 문제점이 있다. 한편, 상기 양측 단부(265)의 두께가 중앙부(262)의 80%를 초과하도록 형성되면 센터핀(260) 전체의 두께가 거의 일정하게 되므로 본 발명의 목적을 달성하기 어렵다는 문제점이 있다.
상기 연결부(264)는 상기 중앙부(262)와 양측 단부(265)를 연결하는 부분으로, 상기 중앙부(262)의 외주면 및 양측 단부(265)의 외주면과 대략 수직이 되도록 형성된다. 다만, 여기서 상기 연결부(264)가 이루는 각을 한정하는 것은 아니며 다양한 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다. 상기 연결부(264)에 의해 상기 중앙부(262)와 양측 단부(265)는 단차를 이루게 된다.
이와 같이 함으로써, 상기 리튬 이차전지(200)는 압축 시험과 충돌 시험을 모두 만족시켜 전지의 쇼트를 방지함으로써 안전성을 향상시킬 수 있게 된다. 이에 따라 품질이 향상되어 소비자의 만족도를 보다 높일 수 있게 된다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지에 대하여 설명한다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 센터핀의 사시도를 나타내며, 도 4b 는 도 4a의 B-B 단면도를 나타낸다. 도 4a의 실시예는 연결부(364)의 형상 및 양측 단부(365)의 마감부(367) 형상이 다르게 형성된다는 점 이외에는 도 3a의 실시예와 유사하므로, 차이점을 중심으로 설명한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지는 전극조립체, 캔, 캡조립체 및 센터핀(360)을 포함하여 형성된다. 상기 전극조립체, 캔 및 캡조립체는 상기 도 3a의 실시예에서 충분히 설명하였으므로, 여기서 상세한 설명은 생략한다.
상기 센터핀(360)은, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 중앙부(362)와 연결부(364)와 양측 단부(365) 및 마감부(367)를 포함하여 형성된다. 상기 중앙부(362)는 양측 단부(365)에 비해 두껍도록 형성된다. 또한, 상기 연결부(364)는 중앙부(362)에서 양측 단부(365) 방향으로 갈수록 외경이 작아지도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 연결부(364)의 외면은 중앙부(362)의 외면에 대해 경사를 이루도록 형성될 수 있다. 상기 연결부(364)의 외경이 점진적으로 작아지도록 형성됨으로써 압축 시험 또는 충돌 시험에서 가해진 응력이 센터핀(360) 전체로 고루 분산될 수 있도록 하며, 중앙부(362)와 연결부(364)가 이루는 모서리를 없앰으로써 전극조립체가 압박받는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 연결부(364)의 외면은 부드러운 곡면을 이루도록 형성될 수도 있다. 상기 양측 단부(365)는 상기 중앙부(362)에서 멀어질수록 외경이 작아지도록 형성된다. 또한, 상기 양측 단부(365) 중 중앙부(362)로부터 가장 멀리 떨어진 부분인 마감부(367)는 외면이 곡면을 이루도록 형성된다. 이렇게 상기 양측 단부(365)의 외주면과 측면이 이루는 모서리를 제거함으로써 전극조립체가 압박받는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이 함으로써, 상기 리튬 이차전지는 중앙부(362)의 외면과 연결부(364)가 이루는 모서리 및 마감부(367)의 모서리를 제거하여 전극조립체의 압박에 의한 쇼트를 방지하며, 압축 시험 또는 충돌 시험에서 가해진 응력을 센터핀(360) 전체로 고루 분산시킬 수 있게 된다.
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.
본 발명에 따른 리튬 이차전지에 의하면, 센터핀의 중앙부의 두께를 양측 단부에 비해 두껍게 형성함으로써 압축 시험과 충돌 시험시 센터핀에 의한 쇼트를 방지하고 전지의 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (13)

  1. 중앙부;와 양측 단부; 및 상기 중앙부와 상기 양측 단부 사이에 위치하는 연결부를 포함하여 이루어지며, 상기 중앙부와 상기 양측 단부는 내부가 비어 있도록 형성되며, 상기 중앙부는 상기 양측 단부에 비해 두껍도록 형성되는 것을 특징으로 하는 센터핀.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 중앙부와 상기 양측 단부는 내경이 일치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 센터핀.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 중앙부는 상기 양측 단부보다 외경이 크도록 형성되는 것을 특징으로 하는 센터핀.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 양측 단부는 상기 센터핀 길이의 10% 내지 50%의 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 센터핀.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 양측 단부는 상기 중앙부 두께의 40% 내지 80%의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 센터핀.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 중앙부에서 상기 양측 단부로 갈수록 외경이 작아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 센터핀.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 연결부의 외면은 상기 중앙부의 외면에 대해 경사를 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 센터핀.
  8. 제 1항, 제 6항 및 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 양측 단부는 상기 중앙부에서 멀어질수록 외경이 작아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 센터핀.
  9. 제 1항, 제 6항 및 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 양측 단부 중 상기 중앙부로부터 가장 떨어져 있는 마감부는 외면이 곡면을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 센터핀.
  10. 전극조립체, 상기 전극조립체의 권심부에 삽입되는 센터핀, 상기 전극조립체 를 수용하는 캔, 상기 캔의 상단개구부를 밀봉하는 캡조립체를 포함하여 이루어지는 리튬 이차전지에 있어서,
    상기 센터핀은 중앙부와, 양측 단부 및 상기 중앙부와 상기 양측 단부 사이에 위치하는 연결부를 포함하여 이루어지며, 상기 중앙부와 상기 양측 단부는 내부가 비어 있도록 형성되며, 상기 중앙부는 상기 양측 단부에 비해 두껍도록 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 센터핀은 제 2항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 따른 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 양측 단부는 상기 중앙부에서 멀어질수록 외경이 작아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 양측 단부 중 상기 중앙부로부터 가장 떨어져 있는 마감부는 외면이 곡면을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
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