KR20070107920A - 리튬 이차전지 - Google Patents

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KR20070107920A
KR20070107920A KR1020060040493A KR20060040493A KR20070107920A KR 20070107920 A KR20070107920 A KR 20070107920A KR 1020060040493 A KR1020060040493 A KR 1020060040493A KR 20060040493 A KR20060040493 A KR 20060040493A KR 20070107920 A KR20070107920 A KR 20070107920A
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이유훈
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Abstract

본 발명은 리튬 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 캡플레이트의 상면에 적어도 하나의 보강부를 형성하여 보호회로기판을 포함하는 핫멜팅부의 전단강도를 향상시킬 수 있는 리튬 이차전지에 관한 것이다.
리튬 이차전지, 캡플레이트, 보강부, 핫멜팅부, 전단 응력

Description

리튬 이차전지{Lithium rechargeable battery}
도 1은 일반적인 리튬 이차전지의 분리 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지의 분리 사시도
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 캡플레이트의 평면도
도 3b는 도 3a의 A-A 단면도
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 캡플레이트의 사시도
도 4b는 도 4a의 B-B 단면도
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
200 - 리튬 이차전지 210 - 캔
220 - 전극조립체 230 - 캡조립체
240, 340 - 캡플레이트 250, 350 - 보강부
352 - 관통홀
본 발명은 리튬 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 캡플레이트의 상면에 적어도 하나의 보강부를 형성하여 보호회로기판을 포함하는 핫멜팅부의 전단 강도를 향상시킬 수 있는 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 리튬 이차전지의 분리 사시도를 나타낸다.
상기 리튬 이차전지(100)는, 도 1을 참조하면, 양극판(123), 음극판(125) 및 세퍼레이터(124)로 구성되는 전극조립체(120)를 전해액과 함께 캔(110)에 수납하고, 이 캔(110)의 상단개구부(110a)를 캡조립체(130)로 밀봉함으로써 형성된다.
상기 캔(110)은 일반적으로 알루미늄 또는 그 합금 재질로 형성되며, 딥드로잉 방식에 의하여 제작된다. 상기 캔(110)의 하면(110b)은 일반적으로 거의 평면 형상으로 형성된다.
상기 전극조립체(120)는 양극판(123)과 음극판(125) 사이에 세퍼레이터(124)가 개재되면서 권취되어 형성된다. 상기 양극판(123)에는 양극탭(126)이 결합되어 전극조립체(120)의 상단부로 돌출되며, 음극판(125)에는 음극탭(127)이 결합되어 전극조립체(120)의 상단부로 돌출된다. 상기 전극조립체(120)에서 상기 양극탭(126)과 음극탭(127)은 소정거리 떨어져 형성되어 전기적으로 절연되도록 한다. 상기 양극탭(126)과 음극탭(127)은 일반적으로 니켈 금속으로 형성된다.
상기 캡조립체(130)는 캡플레이트(140)와 절연플레이트(160)와 터미널플레이트(170) 및 전극단자(135)를 포함하여 구성된다. 캡조립체(130)는 별도의 절연케이스(180)와 결합되어 캔(110)의 상단개구부(110a)에 결합되어 캔(110)을 밀봉하게 된다.
상기 캡플레이트(140)는 상기 캔(110)의 상단개구부(110a)와 상응하는 크기와 형상을 가지는 금속판으로 형성된다. 상기 캡플레이트(140)의 중앙에는 소정 크기의 단자통공1(141)이 형성되며, 단자통공1(141)에 삽입될 때는 전극단자(135)와 캡플레이트(140)의 절연을 위하여 전극단자(135)의 외면에는 튜브형의 개스킷튜브(146)가 결합되어 함께 삽입된다. 한편, 상기 캡플레이트(140)의 일측에는 전해액주입구(142)가 소정크기로 형성된다. 상기 캡조립체(130)가 상기 캔(110)의 상단개구부(110a)에 조립된 후 전해액주입구(142)를 통하여 전해액이 주입되고, 전해액주입구(142)는 별도의 밀폐수단인 볼에 의하여 밀폐된다. 또한, 상기 캡플레이트(140)의 타측에는 안전밴트(143)가 소정 크기로 형성된다. 상기 안전밴트(143)는 캡플레이트(140)의 다른 부분에 비해 얇게 형성되어 전지 내부의 압력이 임계치 이상으로 상승하면 파손된다.
상기 전극단자(135)는 상기 음극판(125)의 음극탭(127) 또는 상기 양극판(123)의 양극탭(126)에 연결되어 음극단자 또는 양극단자로 작용하게 된다.
상기 절연플레이트(160)는 가스켓과 같은 절연물질로 형성되며, 캡플레이트(140)의 하면에 결합된다. 절연플레이트(160)에는 상기 캡플레이트(140)의 단자 통공1(141)에 대응되는 위치에 상기 전극단자(135)가 삽입되는 단자통공2(161)가 형성되어 있다. 상기 절연플레이트(160)의 하면에는 상기 터미널플레이트(170)가 안착되도록 터미널플레이트(170)의 크기에 상응하는 안착홈(162)이 형성된다.
상기 터미널플레이트(170)는 일반적으로 니켈 합금으로 형성되며, 상기 절연플레이트(160)의 하면에 장착된다. 상기 터미널플레이트(170)에는 캡플레이트(140)의 단자통공1(141)에 대응되는 위치에 상기 전극단자(135)가 삽입되는 단자통공3(171)이 형성되어 있으며, 상기 전극단자(135)가 상기 개스킷튜브(146)에 의하여 절연되면서 캡플레이트(140)의 단자통공1(141)을 통하여 결합되므로 상기 터미널플레이트(170)는 상기 캡플레이트(140)와 전기적으로 절연되면서 상기 전극단자(135)와 전기적으로 연결된다.
상기 터미널플레이트(170)의 일측에는 상기 음극판(125)에 결합된 음극탭(127)이 용접되며, 캡플레이트(140)의 타측에는 상기 양극판(123)에 결합된 양극탭(126)이 용접된다. 상기 음극탭(127)과 양극탭(126)을 결합시키는 용접방법으로는 저항용접, 레이저 용접 등이 사용되며, 일반적으로는 저항용접이 사용된다.
상기 절연케이스(180)는 캡조립체(130)와 전극조립체(120) 사이의 절연을 담당하게 되며, 양극탭용 홀(182)과 음극탭용 홀(184)이 형성되어 있다.
한편, 리튬 이차전지는 이너팩(inner pack) 형태의 경우 캡플레이트의 상부에 보호회로기판을 포함하는 핫멜팅부가 형성될 수 있다. 상기 핫멜팅부는 통상적으로 사출성형 방식으로 형성되며, 플라스틱 재질로 형성된다. 이 경우, 상기 핫멜팅부는 금속재질인 캡플레이트와의 부착력이 떨어져서 충분한 강도가 확보되지 않 는다는 문제점이 있다. 특히 상기 핫멜팅부는 전단응력에 취약하기 때문에 외력에 의해 보호회로기판과 캡플레이트가 전기적으로 단선되거나, 심할 경우 핫멜팅부가 캡플레이트의 상부로부터 이탈하게 된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 특히 캡플레이트의 상면에 적어도 하나의 보강부를 형성하여 보호회로기판을 포함하는 핫멜팅부의 전단강도를 향상시킬 수 있는 리튬 이차전지를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 리튬 이차전지는 전극조립체와, 상기 전극조립체를 수용하는 캔과, 캡플레이트를 포함하며 상기 캔의 상단개구부를 밀봉하는 캡조립체를 구비하는 리튬 이차전지에 있어서, 상기 캡플레이트의 상부에는 보호회로기판을 포함하는 핫멜팅부가 형성되며, 상기 캡플레이트의 상면에는 상기 핫멜팅부를 지지하기 위해 적어도 하나의 보강부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보강부는 사각박스 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 보강부는 상기 캡플레이트 상면의 한 쌍의 단변에서 소정 거리 이격된 위치에 2개 형성될 수 있다. 또한, 상기 보강부는 중앙이 관통되어 관통홀을 이루며, 상기 핫멜팅부가 상기 관통홀 내부에 채워지도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 보강부의 높이는 상기 캡조립체 두께의 50~80%로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 보강부는 상기 캡플레이트의 장변 방향의 길이가 상기 보강부 높이 의 3~5배가 되도록 이루어질 수 있다. 또한, 상기 보강부는 상기 캡플레이트의 단변 방향의 길이가 상기 보강부 높이의 4~6배가 되도록 이루어질 수 있다. 또한, 상기 관통홀은 사각형상으로 이루어지며, 상기 사각형상의 짧은 변은 상기 보강부 높이의 30~70%가 되도록 이루어질 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 분리사시도를 나타낸다. 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 캡플레이트의 평면도를 나타내며, 도 3b는 도 3a의 A-A 단면도를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지(200)는, 도 2를 참조하면, 양극판(223), 음극판(225) 및 세퍼레이터(224)로 구성되는 전극조립체(220)를 전해액과 함께 캔(210)에 수납하고, 이 캔(210)의 상단개구부(210a)를 캡조립체(230)로 밀봉함으로써 형성된다. 상기 리튬 이차전지(200)는 장변을 포함하며 서로 마주보도록 형성되는 정면과 배면, 단변을 포함하며 서로 마주보도록 형성되는 양 측면, 상기 캡플레이트(240)가 위치하는 상면과 상기 상면과 마주보는 하면(210b)을 포함하여 이루어진다.
상기 전극조립체(220)는 양극판(223)과 음극판(225)사이에 세퍼레이터(224)가 게재되면서 권취되어 형성된다.
상기 양극판(223)은 도전성이 우수한 금속 박판, 예를 들면, 알루미늄(Al) 호일(foil)로 이루어진 양극 집전체와, 그 양면에 코팅된 양극 활물질층을 포함하고 있다. 상기 양극 활물질로는 LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiMnO2 등의 리튬산화물이 사용되고 있다. 상기 양극판(223)의 양 말단에는 양극 활물질층이 형성되지 않은 양극 집전체 영역, 즉 양극 무지부가 형성된다. 상기 양극 무지부의 일단에는 일반적으로 알루미늄(Al) 재질로 형성되며, 전극 조립체(220)의 상부로 일정 길이 돌출되는 양극 탭(226)이 접합되어 있다.
상기 음극판(225)은 전도성 금속 박판, 예를 들면, 구리(Cu) 또는 니켈(Ni) 호일로 이루어진 음극 집전체와, 그 양면에 코팅된 음극 활물질층을 포함하고 있다. 상기 음극판(225)의 양 말단은 음극 활물질층이 형성되지 않은 음극 집전체 영역, 즉 음극 무지부가 형성된다. 상기 음극 무지부의 일단에는 일반적으로 니켈(Ni) 재질로 형성되며, 전극 조립체(220)의 하부로 일정 길이 돌출된 음극 탭(227)이 접합되어 있다. 더불어 상기 전극 조립체(220)의 하부에는 캔(210)과의 접촉을 방지하기 위한 절연판이 더 포함되어 형성될 수 있다.
상기 세퍼레이터(224)는 상기 양극판(223)과 음극판(225) 사이에 개재되며 상기 전극조립체(220)의 외주면을 둘러 싸도록 연장되어 형성될 수도 있다. 상기 세퍼레이터(224)는 상기 양극판(223)과 음극판(225)의 단락을 방지하며, 리튬 이온을 통과시킬 수 있도록 다공막 고분자물질로 형성된다.
상기 캔(210)은 대략 직사각형 형상의 한 쌍의 장측벽(212)과, 한 쌍의 단측벽(213) 및 하면판(210b)을 포함하여 대략 박스 형상으로 형성되며, 상부는 개구되 어 상단개구부(210a)를 이루고 있다. 또한, 상기 캔(210)은 대략 박스형상으로 형성될 때 수평방향으로의 단면의 형상이 사각형상 또는 타원형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 상기 상단개구부(210a)로는 상기 전극조립체(220)가 삽입된다. 또한, 상기 전극조립체(220) 사이로 함침하여 리튬 이온의 이동을 가능하게 해 주는 전해액이 주입된다. 캔(210)의 재질은 주로 가벼운 알루미늄(Al)이 사용된다. 상기 캔(210)의 상부는 캡조립체(230)에 의해 밀봉되어, 전해액의 누출이 방지된다. 상기 캔(210)의 장측벽(212)과 단측벽(213)의 두께는 대략 0.2 내지 0.4mm로 형성되며, 상기 하면판(210b)의 두께는 대략 0.2 내지 0.7mm로 형성된다. 다만, 여기서 상기 장측벽(212)과 단측벽(213)의 두께를 한정하는 것은 아니다. 상기 캔(210)은 바람직하게는 딥드로잉(deep drawing) 방식에 의하여 형성되며, 상기 장측벽(212)과 단측벽(213) 및 상기 하면판(210b)은 일체형으로 형성된다. 다만, 여기서 상기 캔(210)의 형성 방법을 한정하는 것은 아니다.
상기 캡조립체(230)는 캡플레이트(240)와 절연플레이트(260)와 터미널플레이트(270) 및 전극단자(235)를 포함하여 구성된다. 상기 캡조립체(230)는 별도의 절연케이스(280)와 결합되어 캔(210)의 상단개구부(210a)에 결합되어 캔(210)을 밀봉하게 된다. .
상기 캡플레이트(240)는, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 캔(210)의 상단개구부(210a)에 용접되어 상기 캔(210)을 밀봉한다. 상기 캡플레이트(240)는 단자통공1(241)과 전해액주입구(242) 및 보강부(250)를 포함하여 형성된다. 또한, 상기 캡플레이트(240)는 안전밴트(243)를 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 단자통공1(241)은 상기 캡플레이트(240)의 대략 중앙에 형성되며, 개스킷튜브(246)에 의해 절연된 음극단자(235)가 삽입된다.
상기 전해액주입구(242)는 상기 캡플레이트(240)의 일측에 형성되어 있으며, 연한 금속재질의 볼(도면 미도시)로 압입, 용접되어 밀봉된다. 상기 용접은 통상적으로 레이저용접으로 이루어지며, 상기 볼이 압입된 전해액주입구(242) 주변으로 이루어진다. 용접이 끝난후에는 전해액의 누출을 방지하기 위하여 볼(280)을 포함한 전해액주입구(242) 주변에 광경화성 물질이 도포될 수 있다.
상기 안전밴트(243)는 상기 캡플레이트(240)의 타측에 형성되며, 다른 부분에 비해 얇은 두께로 형성된다. 상기 안전밴트(243)는 평면 형상이 타원형으로 형성될 수 있으며, 다만 여기서 상기 안전밴트(243)의 평면 형상을 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 안전밴트(243)는 압착방식으로 형성될 수 있으며, 여기서 상기 안전밴트(243)의 형성방식을 한정하는 것은 아니다. 상기 안전밴트(243)는 전지의 설계에 따라 캔(210)의 장측벽(212)에 형성될 수도 있음은 물론이다. 상기 안전밴트(243)는 전지 내부의 압력이 소정 압력 이상으로 상승하면 파손되어 전지의 발화, 폭발을 방지하는 역할을 한다.
상기 보강부(250)는 캡플레이트(240)의 상면에 형성된다. 상기 보강부(250)는 적어도 하나 형성될 수 있으며, 캡플레이트(240)의 양측에 2개 형성되는 것이 바람직하다. 상기 보강부(250)는 도 2와 같이 사각박스 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 도시되지 않았으나 보강부는 원통 형상, 타원통 형상 등으로도 형성될 수 있음은 물론이다. 여기서, 상기 보강부(250)의 형상을 한정하는 것은 아니다. 상기 보강부(250)는 캡플레이트(240) 상면의 한 쌍의 단변에서 소정 거리 이격된 위치에 2개 형성될 수 있다. 상기 보강부(250)가 캡플레이트(240) 단변에서 일정 간격 떨어져 위치하게 되는 이유는 캔(210)의 상단개구부(210a)에 캡플레이트(240)가 용접될 때 가장자리에 용접 영역을 확보하기 위함이다.
상기 보강부(250)의 높이는 캡조립체(230) 두께의 50~80%로 이루어질 수 있다. 상기 보강부(250)의 높이가 지나치게 낮게 형성되면 핫멜팅부를 고정, 지지하고자 하는 목적이 달성되기 어렵다. 한편, 상기 보강부(250)의 높이가 지나치게 높게 형성되면 보호회로기판과 접촉하게 될 우려가 있을 뿐만 아니라, 핫멜팅부의 두께가 충분히 확보되지 않는다는 문제점이 있다. 상기 보강부(250)의 높이는 전지의 설계에 따라 변경될 수 있는 부분이므로, 여기서 상기 보강부(250)의 높이를 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 보강부(250)는 상기 캡플레이트(240)의 장변 방향의 길이(이하, "가로 길이"라 한다)가 상기 보강부(250) 높이의 3~5배가 되도록 이루어질 수 있다. 상기 보강부(250)의 가로 길이가 지나치게 짧게 형성되면 핫멜팅부를 고정, 지지하고자 하는 목적이 달성되기 어렵다. 한편, 상기 보강부(250)의 가로 길이가 지나치게 길게 형성되면 전해액주입구(242)와 안전밴트(243)의 위치를 충분히 확보할 수 없다는 문제점이 있다. 또한, 상기 보강부(250)는 상기 캡플레이트(240)의 단변 방향의 길이(이하, "세로 길이"라 한다)가 상기 보강부(250) 높이의 4~6배가 되도록 이루어질 수 있다. 상기 보강부(250)의 세로 길이가 지나치게 짧게 형성되면 핫멜팅부를 고정, 지지하고자 하는 목적이 달성되기 어렵다. 한편, 상기 보강부(250)의 세로 길이가 지나치게 길게 형성되면 핫멜팅부의 형성영역이 충분히 확보되지 않는다는 문제점이 있다. 상기 보강부(250)의 가로 길이와 세로 길이 역시 전지의 설계에 따라 변경될 수 있는 부분이므로, 여기서 상기 보강부(250)의 가로 길이와 세로 길이를 한정하는 것은 아니다. 상기 보강부(250)는 별도로 제조되어 캡플레이트(240)의 상면에 용접될 수 있으나, 캡플레이트(240)와 일체형으로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 상기 보강부(250)는 보호회로기판을 포함하고 있는 핫멜팅부가 캡플레이트(240)의 상면에 강하게 부착되어 전단응력에 의해 뒤틀리는 현상을 방지할 수 있다.
상기 절연플레이트(260)는 가스켓과 같은 절연물질로 형성되며, 캡플레이트(240)의 하면에 결합된다. 상기 절연플레이트(260)에는 상기 캡플레이트(240)의 단자통공1(241)에 대응되는 위치에 상기 전극단자(235)가 삽입되는 단자통공2(261)가 형성되어 있다. 상기 절연플레이트(260)의 하면에는 상기 터미널플레이트(270)가 안착되도록 터미널플레이트(270)의 크기에 상응하는 안착홈(262)이 형성된다.
상기 터미널플레이트(270)는 일반적으로 Ni합금으로 형성되며, 상기 절연플레이트(260)의 하면에 장착된다. 상기 터미널플레이트(270)에는 캡플레이트(240)의 단자통공1(241)에 대응되는 위치에 상기 전극단자(235)가 삽입되는 단자통공3(271)이 형성되어 있으며, 상기 전극단자(235)가 상기 개스킷튜브(246)에 의하여 절연되면서 캡플레이트(240)의 단자통공1(241)을 통하여 결합되므로 상기 터미널플레이트(270)는 상기 캡플레이트(240)와 전기적으로 절연되면서 상기 전극단자(235)와 전기적으로 연결된다.
상기 터미널플레이트(270)의 일측에는 상기 음극판(225)에 결합된 음극 탭(227)이 용접되며, 캡플레이트(240)의 타측에는 상기 양극판(223)에 결합된 양극탭(226)이 용접된다. 상기 음극탭(227)과 양극탭(226)을 결합시키는 용접방법으로는 저항용접, 레이저 용접 등이 사용되며 일반적으로는 저항용접이 사용된다.
상기 전극단자(235)는 상기 음극판(225)의 음극탭(227) 또는 상기 양극판(223)의 양극탭(226)에 연결되어 음극단자 또는 양극단자로 작용하게 된다.
상기 절연케이스(280)는 캡조립체(230)와 전극조립체(220) 사이의 절연을 담당하게 되며, 양극탭용 홀(282)과 음극탭용 홀(284)이 형성되어 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지에 대하여 설명한다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 캡플레이트의 사시도를 나타내며, 도 4b는 도 4a의 B-B 단면도를 나타낸다. 도 4a의 실시예는 보강부(350)에 관통홀(352)이 형성된다는 점 이외에는 상기 도 3a의 실시예와 유사하므로, 차이점을 중심으로 설명한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차전지는 전극조립체와 캔 및 캡조립체를 포함하여 형성된다. 상기 전극조립체와 캔은 도 2의 실시예에서 충분히 설명하였으므로, 상세한 설명은 생략한다.
상기 캡조립체는 캡플레이트(340)와 절연플레이트와 터미널플레이트 및 전극단자를 포함하여 형성된다. 상기 절연플레이트와 터미널플레이트 및 전극단자는 상기 도 2의 실시예에서 충분히 설명하였으므로, 상세한 설명은 생략한다.
상기 캡플레이트(340)는, 도 4a를 참조하면, 단자통공1(341)과 전해액주입 구(342) 및 보강부(350)를 포함하여 형성된다. 또한, 상기 캡플레이트(340)는 안전밴트(343)를 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 보강부(350)는 중앙이 관통되어 관통홀(352)을 이루도록 형성된다. 상기 관통홀(352)의 내부에는 핫멜팅 수지가 채워지게 된다. 상기 관통홀(352)은 보강부(350)의 세로 방향으로 형성될 수도 있으나, 보다 면적이 넓은 가로 방향으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 관통홀(350)은 도 4a와 같이 사각 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 도시되지 않았으나 관통홀은 원 형상, 타원 형상, 다각 형상 등으로 형성될 수도 있음은 물론이다. 상기 관통홀(350)이 사각 형상으로 형성되는 경우 짧은 변은 보강부(350) 높이의 30~70%가 되도록 이루어질 수 있다. 상기 관통홀(350)의 짧은 변이 지나치게 작게 형성되는 경우 관통홀(350) 내부에 채워질 수 있는 핫멜팅 수지의 양이 미미하여 핫멜팅부를 지지, 고정하고자 하는 목적이 달성되기 어렵다. 한편, 상기 관통홀(350)의 짧은 변이 지나치게 크게 형성되는 경우 관통홀(350)을 둘러싸고 있는 보강부(350)의 두께가 너무 얇아 취약해질 수 있다는 문제점이 있다. 상기 보강부(350)의 높이는 캡조립체 두께의 50~80%로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 보강부(350)의 가로 길이는 높이의 3~5배로 이루어질 수 있으며, 세로 길이는 높이의 4~6배로 이루어질 수 있다. 이와 같이 함으로써, 상기 보강부(350)는 관통홀(352)에 핫멜팅 수지가 채워지게 되어 보다 견고하게 핫멜팅부를 지지, 고정할 수 있게 된다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 리튬 이차전지의 작용에 대해 설명한다. 이하에서는 편의상 도 4a의 실시예를 예로 들어 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 리튬 이차전지는 캡플레이트(340)의 상부에 보호회로기판을 포함하는 핫멜팅부가 부착된다. 또한, 상기 캡플레이트(340)의 상면에는 관통홀(352)을 가진 보강부(352)가 형성된다.
외부로부터 상기 핫멜팅부에 전단응력이 작용하면, 이러한 힘은 핫멜팅부와 캡플레이트(340)의 상면 사이에 집중된다. 상기 핫멜팅부는 수지 재질로 형성되고, 상기 캡플레이트(340)는 금속 재질로 형성되므로 접합 부위는 외력에 대한 취약 부분으로 작용하게 된다. 상기 전단응력은 보강부(352)에도 전달된다. 상기 보강부(352)는 대략 직사각기둥 형상으로 핫멜팅부의 내부로 돌출되어 있다. 따라서, 핫멜팅부가 캡플레이트(340)로부터 이탈하는 것을 막아줄 뿐만 아니라, 핫멜팅부가 캡플레이트(340)의 상면에서 회전하는 것을 방지할 수 있다. 더욱이, 상기 보강부(352)의 관통홀(352) 내부에는 핫멜팅 수지가 채워지므로 핫멜팅부와 보강부(352)의 접촉 면적이 넓어져 보다 견고하게 핫멜팅부를 잡아줄 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, 캡플레이트의 상면에 보강부를 형 성함으로써 핫멜팅부와의 결합을 보다 견고하게 하여 전단강도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다

Claims (8)

  1. 전극조립체와, 상기 전극조립체를 수용하는 캔과, 캡플레이트를 포함하며 상기 캔의 상단개구부를 밀봉하는 캡조립체를 구비하는 리튬 이차전지에 있어서,
    상기 캡플레이트의 상부에는 보호회로기판을 포함하는 핫멜팅부가 형성되며,
    상기 캡플레이트의 상면에는 상기 핫멜팅부를 지지하기 위해 적어도 하나의 보강부가 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보강부는 사각박스 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 보강부는 상기 캡플레이트 상면의 한 쌍의 단변에서 소정 거리 이격된 위치에 2개 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 보강부는 중앙이 관통되어 관통홀을 이루며, 상기 핫멜팅부가 상기 관통홀 내부에 채워지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 보강부의 높이는 상기 캡조립체 두께의 50~80%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 보강부는 상기 캡플레이트의 장변 방향의 길이가 상기 보강부 높이의 3~5배가 되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 보강부는 상기 캡플레이트의 단변 방향의 길이가 상기 보강부 높이의 4~6배가 되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 관통홀은 사각형상으로 이루어지며, 상기 사각형상의 짧은 변은 상기 보강부 높이의 30~70%가 되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
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