KR20070109081A - 리튬 이차 전지 - Google Patents

리튬 이차 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20070109081A
KR20070109081A KR1020060041583A KR20060041583A KR20070109081A KR 20070109081 A KR20070109081 A KR 20070109081A KR 1020060041583 A KR1020060041583 A KR 1020060041583A KR 20060041583 A KR20060041583 A KR 20060041583A KR 20070109081 A KR20070109081 A KR 20070109081A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cap
secondary battery
lead plate
lithium secondary
plate
Prior art date
Application number
KR1020060041583A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101243553B1 (ko
Inventor
강신근
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020060041583A priority Critical patent/KR101243553B1/ko
Publication of KR20070109081A publication Critical patent/KR20070109081A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101243553B1 publication Critical patent/KR101243553B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/166—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
    • H01M50/169—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids by welding, brazing or soldering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

본 발명은 리드 플레이트에 이격부를 형성하여 회로 기판을 포함하는 핫멜팅부가 외부 충격으로 인해 캡 플레이트 상부로부터 이탈되는 것을 방지함으로써 전지의 성능저하 또는 파손을 방지할 수 있는 리튬 이차 전지에 관한 것이다.
본 발명의 리튬 이차 전지는 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 캔, 상부로 전극단자가 노출되며 상기 캔을 밀봉하는 캡 조립체, 상기 캡 조립체에 리드 플레이트를 통해 연결된 회로 기판, 및 상기 캡 조립체와 상기 회로 기판 사이에 형성된 핫멜팅부를 포함하여 이루어지며, 상기 리드 플레이트는 상기 캡 조립체의 캡 플레이트 상면과 맞닿는 바닥면 및 상기 캡 플레이트 상면으로부터 이격되어 상기 바닥면의 적어도 두 부분과 연결되는 이격부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

리튬 이차 전지{Lithium rechargeable battery}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지가 성형 수지에 의해 결합되기 전 상태를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 리튬 이차 전지에서 양극 리드 플레이트를 위에서 본 평면도이다.
도 3은 도 1의 리튬 이차 전지에서 베어셀의 캡 플레이트에 결합된 양극 리드 플레이트를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3에서 양극 리드 플레이트의 측면을 제외한 부분을 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 A-A 라인을 따라 절취된 캡 플레이트와 양극 리드 플레이트를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 1의 리튬 이차 전지에서 양극 리드 플레이트의 개구부를 형성하기 위해 양극 리드 플레이트의 바닥면에 형성된 슬릿팅부를 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 1의 리튬 이차 전지에서 양극 리드 플레이트의 개구부를 형성하기 위해 양극 리드 플레이트의 바닥면에 형성된 펀칭부를 나타내는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차 전지에서 양극 리드 플레이트를 나타내는 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
11: 캔 12: 전극 조립체
13: 양극 14: 세퍼레이터
15: 음극 16: 양극탭
17: 음극탭 18: 절연 테이프
110, 310: 캡 플레이트 111: 단자용 통공
112: 전해액 주입구 120: 전극단자
130: 가스켓 140: 절연 플레이트
150: 단자 플레이트 160, 360: 전해액 주입구 마개
190: 절연 케이스 191: 음극탭용 홀
192: 양극탭용 홀 193: 전해액 통과공
200: 보호 회로 기판 211, 221: 외부 입출력 단자
220: 절연판 260: 양극용 접속 단자
270: 음극용 접속 단자 280, 480 : 양극 리드 플레이트
282, 482: 바닥면 284, 484: 측면
286, 486: 이격부 286a, 486a: 이격면
286b, 486b: 연장면 268c, 486c: 개구부
487: 보강부
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리드 플레이트에 이격부를 형성하여 회로 기판을 포함하는 핫멜팅부가 외부 충격으로 인해 캡 플레이트 상부로부터 이탈되는 것을 방지함으로써 전지의 성능저하 또는 파손을 방지할 수 있는 리튬 이차 전지에 관한 것이다.
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.
이들 이차 전지에서 베어 셀(bare cell)의 대부분은 양극, 음극 및 세퍼레이터로 이루어진 전극조립체를 통상 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 캔에 수납하고, 캔을 캡 조립체로 마감한 뒤, 캔 내부에 전해액을 주입하고 밀봉함으로써 형성된다. 캔이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되면 알루미늄의 가벼운 속성으로 전지의 경량화가 이루어질 수 있고, 고전압하에서 장시간 사용할 때에도 부식되지 않는 등 유리한 점이 있다.
상기 베어 셀에는 통상적으로 상부에 주위 부분과 절연된 전극 단자가 구비되며, 이 전극 단자가 베어 셀 내에서 전극 조립체의 한 전극과 연결되어 전지의 양극 단자 또는 음극 단자를 이루게 된다. 그리고, 캔 자체는 전극 단자와 반대의 극성을 가진다.
그런데, 전지는 에너지원으로서 많은 에너지를 방출할 가능성을 가지고 있다. 이차 전지의 경우, 에너지를 충전된 상태에서 자체에 높은 에너지를 축적하고 있으며, 충전하는 과정에서는 다른 에너지원으로부터 에너지를 공급받아 축적하게 된다. 이런 과정이나 상태에서 내부 단락 등 이차 전지의 이상이 발생하는 경우, 전지 내에 축적된 에너지가 단시간에 방출되면서 발화, 폭발 등의 안전 문제를 일으킬 수 있다.
따라서, 이차 전지에는 충전된 상태에서 혹은 충전하는 과정에서 전지 자체의 이상으로 인한 발화나 폭발을 막기 위해 여러 가지 안전 장치가 구비된다. 이들 안전 장치는 전지의 고온 상승이나, 과도한 충방전 등으로 전지의 전압이 급상승하는 등의 경우에 전류를 차단해 전지의 파열, 발화 등 위험을 방지하게 한다. 안전 장치로서 베어셀에 연결되는 것으로는 이상 전류나 전압을 감지하여 전류 흐름을 막는 보호 회로가 형성된 보호 회로 기판, 이상 전류에 의한 과열로 작동하는 PTC(positive temperature coefficient)소자, 바이메탈 등이 있다.
통상, 베어 셀의 전극과 보호 회로 기판의 전기 단자를 직접 용접하여 전기적으로 접속시키는 것은 베어 셀의 형태상, 재질상 용이하지 않다. 따라서, 리드 플레이트(lead plate)라 불리는 도체구조가 전지의 양극, 음극과 보호 회로 기판 같은 안전장치의 전기 단자를 연결하는 역할을 한다. 즉, 베어 셀의 캡 플레이트와 보호 회로 기판의 양극 단자가 양극 리드 플레이트에 의해 연결되고, 베어 셀의 음극단자가 보호 회로 기판의 음극단자와 음극 리드 플레이트에 의해 연결된다. 상기 양극 리드 플레이트는 일면이 캡 플레이트에 부착되고 다른 일면은 보호 회로 기판 의 양극단자에 부착된다. 또한, 음극 리드 플레이트는, 일면이 베어 셀의 음극단자에 부착되고 다른 일면은 보호 회로 기판의 음극단자에 부착된다.
상기 보호 회로 기판은 베어 셀과 전기적으로 연결된 후, 핫멜팅 수지를 이용한 핫멜팅 방법 등으로 형성된 핫멜팅부에 의해 베어 셀에 고정된다.
그런데, 핫멧팅 수지를 몰딩하여 형성된 핫멜팅부는 금속 재질인 캡 플레이트나 리드 플레이트와 다른 재질로, 리드 플레이트를 통해 연결된 베어 셀과 보호 회로 기판에 대한 부착강도가 약하다. 이에 따라, 핫멜팅부가 외부, 특히 측면방향으로부터 힘을 받으면 벤딩 외력이 커져 핫멜팅부가 베어 셀로부터 쉽게 틀어질 수 있어 탈락이 발생될 수 있다. 또한, 전지의 낙하 테스트시에도, 핫멜팅부가 베어셀로부터 탈락될 수 있다. 이로 인해, 보호 회로 기판이 베어셀로부터 분리되면, 전지에서의 전기회로의 단선이 발생된다. 따라서, 이차 전지의 안전성이 떨어지고, 성능이 저하되는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 리드 플레이트에 이격부를 형성하여 회로 기판을 포함하는 핫멜팅부가 외부 충격으로 인해 캡 플레이트 상부로부터 이탈되는 것을 방지함으로써 전지의 성능저하 또는 파손을 방지할 수 있는 리튬 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 리튬 이차 전지는 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 캔, 상부로 전극단자가 노출되며 상기 캔을 밀봉하는 캡 조 립체, 상기 캡 조립체에 리드 플레이트를 통해 연결된 회로 기판, 및 상기 캡 조립체와 상기 회로 기판 사이에 형성된 핫멜팅부를 포함하여 이루어지며, 상기 리드 플레이트는 상기 캡 조립체의 캡 플레이트 상면과 맞닿는 바닥면 및 상기 캡 플레이트 상면으로부터 이격되어 상기 바닥면의 적어도 두 부분과 연결되는 이격부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 이격부와 상기 바닥면이 연결되지 않는 개구부를 통해 상기 핫멜팅부가 상기 이격부 아래로 통과될 수 있다.
상기 리드 플레이트는 상기 바닥면의 주연부 일부에서 상기 회로 기판 방향으로 연장된 측면을 더 포함할 수 있다.
상기 리드 플레이트는 측면에 보강부를 더 포함할 수 있다.
상기 이격부는 상기 캡 플레이의 상면에 위치하는 전해액 주입구 마개 상부에 위치할 수 있다.
상기 이격부는 상기 전해액 주입구 마개 상부로 이격된 이격면과, 상기 이격면과 상기 바닥면의 적어도 두 부분을 이어주는 연장면을 포함할 수 있다.
상기 연장면은 상기 전해액 주입구 마개가 상기 캡 조립체의 상면에서 튀어나온 높이만큼 연장될 수 있다.
상기 보강부는 상기 측면 일부에서 돌출된 돌출홀 또는 돌출홈으로 형성될 수 있다.
상기 돌출홀 또는 돌출홈은 원형과, 삼각형, 사각형을 포함하는 다각형의 어느 하나로 선택될 수 있다.
상기 개구부는 상기 바닥면에 형성된 마주보는 슬릿팅(slitting)부 사이의 바닥면 부분 또는 마주보는 펀칭(punching)부 사이의 바닥면 부분을 상기 보호 회로 기판 방향으로 압연성형함으로써 형성될 수 있다.
이하 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지가 성형 수지에 의해 결합되기 전 상태를 나타내는 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지는 캔(11), 이 캔(11)의 내부에 수용되는 전극 조립체(12), 캔(11)의 개방된 상단과 결합하여 캔 상단을 밀봉하는 캡 조립체를 구비하여 이루어지는 베어 셀과 회로 기판(200)을 포함하여 이루어진다.
전극 조립체(12)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 양극(13), 세퍼레이터(14), 음극(15), 세퍼레이터(14)의 적층체를 와형으로 권취하여 형성한다.
양극(13)은 도전성이 우수한 금속 박판, 예컨대 알루미늄 호일로 된 양극 집전체와, 그 양면에 코팅된 리튬계 산화물을 주성분으로 하는 양극 활물질층을 포함하고 있다. 양극(13)에는 양극 활물질층이 형성되지 않은 양극 집전체의 영역에 양극탭(16)이 전기적으로 연결되어 있다.
음극(15)은 전도성의 금속 박판, 이를테면 구리 호일로 된 음극 집전체와, 그 양면에 코팅된 탄소재를 주성분으로 하는 음극 활물질층을 포함하고 있다. 음극(15)에도 음극 활물질층이 형성되지 않은 음극 집전체의 영역에 음극탭(17)이 접 속되어 있다.
양극(13) 및 음극(15)과, 양극 및 음극탭(16,17)는 극성을 달리하여 배치될 수도 있으며, 양극 및 음극탭(16,17)이 전극 조립체(12)로부터 인출되는 경계부에는 두 전극(13,15)간의 단락을 방지하기 위하여 절연 테이프(18)가 각각 감겨져 있다.
세퍼레이터(14)는 폴리 에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 공중합체(co-polymer)로 이루어져 있다. 세퍼레이터(14)는 양극 및 음극(13)(15)보다 폭을 넓게 하여 형성하는 것이 극판간의 단락을 방지하는데 유리하다.
캔(11)은 대략 직육면체의 형상을 가진 알루미늄 혹은 알루미늄 합금으로 형성된다. 캔(11)의 개방된 상단을 통해 전극 조립체(12)가 수용되어 캔은 전극 조립체 및 전해액의 용기 역할을 하게 된다. 캔은 그 자체가 단자역할을 수행하는 것이 가능하다. 본 발명의 실시 예에서는, 캔이 양극 단자의 역할을 하여 캔과 결합되는 캡 조립체의 캡 플레이트 또한 양극 단자의 역할을 수행하게 된다. 물론 실시 예에 따라, 캔 및 캡 플레이트가 음극 단자의 역할을 수행할 수도 있다.
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 통공(111)이 형성된다. 캡 플레이트(110)의 중앙부를 관통하는 전극 단자(130) 외측에는 전극 단자(130)와 캡 플레이트(110)와의 전기적 절연을 위해 튜브 형상의 가스켓(120)이 설치되어 있다. 캡 플레이트(110) 중앙부, 단자용 통공(111) 근방에는 캡 플레이트(110) 하면에 절연 플레이트(140)가 배치되어 있다. 절연 플레이트(140)의 아랫면에는 단자 플레이트(150)가 설치되어 있다.
전극 단자(130)는 가스켓(120)이 외주면을 감싼 상태에서 단자용 통공(211)을 통하여 삽입되어 있다. 여기서, 전극 단자(130)는 캔(11) 및 캡 조립체의 양극 단자와 반대의 극성인 음극 단자로서의 역할을 수행한다. 전극 단자(130)의 저면부는 절연 플레이트(140)를 개재한 상태에서 단자 플레이트(150)와 전기적으로 연결되어 있다.
캡 플레이트(110) 하면에는 양극(13)으로부터 인출된 양극탭(16)이 용접되어 있으며, 전극 단자(130)의 하단부에는 음극(15)으로부터 인출된 음극 탭(17)이 사행으로 접혀진 상태에서 용접되어 있다.
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 설치되어 있다. 절연 케이스(190)는 절연성을 가지는 고분자 수지이며, 폴리 프로필렌으로 된 것이 바람직하다. 절연 케이스(190)의 중앙부에는 음극탭(17)이 통과할 수 있도록 음극탭용 홀(191)이 형성되고, 일측에는 양극탭(16)이 통과할 수 있도록 양극탭용 홀(192)이 형성된다. 또한 절연 케이스(190)의 타측에는 전해액 통과공(193)이 형성되어 있다. 전해액 통과공은 별도로 형성되지 않을 수 있다.
캡 플레이트(110)의 일측에는 전해액 주입구(112)가 형성되어 있다. 상기 전 해액 주입구(112)에는 전해액이 주입된 다음에 전해액 주입구(112)를 밀폐시키기 위하여 전해액 주입구 마개(160)가 설치된다. 전해액 주입구 마개(160)는 알루미늄이나 알루미늄 함유 금속으로 만든 볼형 모재를 전해액 주입구(112) 위에 놓고 기계적으로 전해액 주입구(112)로 압입하여 형성한다. 밀봉을 위해 전해액 주입구 마개(160)는 전해액 주입구(112) 주변에서 캡 플레이트(110)에 용접된다. 용접의 용이성을 위해 통상 전해액 주입구 마개(160)는 캡 플레이트(110)와 동일한 재질로 형성하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구조를 가지고, 캡 플레이트(110) 주변부와 캔(11) 측벽이 용접되어 결합됨으로써, 베어셀 전지가 완성된다.
회로 기판(200)은 베어셀 상부에 위치하며 전지의 충전 및 방전을 제어함으로써 충전 상태를 균일하게 하는 회로(미도시), 또는 과방전 및 과충전을 방지하는 회로와 같은 보호 회로(미도시) 등이 형성되어 있다. 또한, 회로 기판(200)에는 서미스터(thermistor) 또는 온도 퓨즈와 같은 보호소자가 장착될 수 있으며, 이들도 전지의 고온 상승이나, 과도한 충방전 등으로 전지의 전압, 전류가 규정이상으로 되는 등의 경우에 전류를 차단해 전지의 파열, 발화 등 위험을 방지한다. 이러한 회로 기판(200)은 외부 입출력 단자(211, 221)가 형성된 상면과 회로부(도면에 표시하지 않음) 및 접속 단자(360, 370)가 구비된 하면으로 형성된다. 접속 단자(260, 270)는 양극용 접속 단자(260)와 음극용 접속 단자(270)로 구성되며, 베어 셀과 연결되도록 형성된 양극 리드 플레이트 및 음극 리드 플레이트(280, 290)와 전기 접속을 위해 대략 'L'자형 구조로 형성된다. 리드 플레이트(280, 290)와 접 속 단자(260, 270)는 일반적으로 스폿용접에 의하여 결합된다.
도 1의 미설명부호(220)는 음극 리드 플레이트(290)와 전극단자(130) 연결시 음극 리드 플레이트(290)와 양극 단자 역할을 하는 캡 플레이트(110)를 전기적으로 절연하기 위한 절연판이다.
상기와 같은 구조를 갖는 베어 셀과 회로 기판(200)은 리드 플레이트(280, 290)에 의해 전기적으로 연결된 상태로 별도의 팩에 수납되거나, 용융된 수지로 사이 공간이 채워져 피복되어 팩형태의 이차 전지를 이룬다.
다음은 베어 셀과 회로 기판(200)을 전기적으로 연결하는 리드 플레이트 연결구조, 특히, 베어 셀에 연결되는 양극 리드 플레이트(280)에 대해 살펴 볼 것이다.
도 2는 도 1의 리튬 이차 전지에서 양극 리드 플레이트를 위에서 본 평면도이고, 도 3은 도 1의 리튬 이차 전지에서 베어셀의 캡 플레이트에 결합된 양극 리드 플레이트를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3에서 양극 리드 플레이트의 측면을 제외한 부분을 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4의 A-A 라인을 따라 절취된 캡 플레이트와 양극 리드 플레이트를 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 1의 리튬 이차 전지에서 양극 리드 플레이트의 개구부를 형성하기 위해 양극 리드 플레이트의 바닥면에 형성된 슬릿팅부를 나타내는 평면도이고, 도 7은 도 1의 리튬 이차 전지에서 양극 리드 플레이트의 개구부를 형성하기 위해 양극 리드 플레이트의 바닥면에 형성된 펀칭부를 나타내는 평면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 양극 리드 플레이트(280)는 평면도 상에서 볼 때 대략 직사각형으로 이루어지며, 바닥면(282)과 바닥면(282)의 주변부 일부에서 상부로 연장되어 형성되는 측면(284)과 바닥면(282)의 적어도 두 부분과 연결되며 캡 플레이트(110)의 상면과 소정거리 이격되어 형성된 이격부(286)를 포함하여 형성된다.
양극 리드 플레이트(280)의 바닥면(282)은 캡 플레이트(110)의 상면과 맞닿도록 판형으로 이루어진다. 이러한 바닥면(282)은 베어셀에서 양극 단자 역할을 하는 캡 플레이트(110)의 상면에 레이저 용접 방법 등으로 용접됨으로써, 베어셀과 양극 리드 플레이트(280)를 전기적으로 연결하는 역할을 한다.
양극 리드 플레이트(280)의 측면(284)은 바닥면(282)의 주변부 일부에서 상부 방향, 즉 회로 기판(200) 방향으로 수직 돌출되게 형성되며, 도 1의 회로 기판(200)의 양극 접속 단자(260)와의 용접을 위해 존재한다. 이에 따라, 양극 리드 플레이트 측면(284)에는 회로 기판(200)의 양극 접속 단자(260)와 용접되어, 양극 리드 플레이트(280)와 전기적으로 연결된 베어 셀과 회로 기판(200)이 전기적으로 연결된다.
또한, 양극 리드 플레이트(280)는 캡 플레이트(110) 상면으로부터 이격되어 바닥면(282)의 두 부분과 연결되는 이격부(286)를 더 포함한다. 여기서, 이격부(286)와 바닥면이 연결되지 않는 부분은 개구부(286c)로, 회로기판(200)을 베어셀에 고정하기 위해서 핫멜팅 수지가 회로 기판(200)과 베어셀 사이에 채워진 후 용융되어 형성된 핫멜팅부가 상기 개구부(286c)를 통해 이격부(286) 아래로 통과하는 구조를 갖는다. 이러한 이격부(286)는 캡 조립체의 캡 플레이트(110) 상면에 위 치하는 전해액 주입구 마개(160) 상부에 위치한다.
양극 리드 플레이트(280)의 이격부(286) 구조를 도 4를 참조해 더 자세히 살펴보면, 이격부(286)는 캡 플레이트의 전해액 주입구 마개(160)로부터 이격된 이격면(286a)과, 이격면(286a)과 바닥면(282)의 두 부분을 이어주는 연장면(286b)과, 이격면(286a)과 바닥면(282)이 연결되지 않은 개구부(286c)를 포함한다.
우선, 개구부(286c)는 더 자세히 말하면, 도 6에 도시된 바닥면(282)의 'S' 부분을 슬릿팅(slitting) 방법으로 슬릿팅하여 마주보는 'S' 부분 사이의 바닥면(282) 부분을 상부로 압연성형함으로써 형성된다. 이때, 'S' 부분 사이의 바닥면(282) 부분은 캡 조립체의 캡 플레이트(110) 상면에 위치하는 전해액 주입구 마개(160)가 캡 플레이트(110) 상면으로부터 튀어나온 높이만큼 상부로 압연될 수 있다. 또한, 개구부(286c)는 도 7에 도시된 바닥면(282)의 'P' 부분을 펀칭(punching) 방법으로 펀칭하여 마주보는 'P' 부분 사이의 바닥면(282) 부분을 상부로 압연성형함으로써 형성될 수 있다.
한쌍의 연장면(286b)는 바닥면(282)으로부터 일체로 형성되는 부분으로, 도 6의 마주보는 'S' 부분 사이의 바닥면(282) 부분 또는 도 7의 마주보는 'P' 부분 사이의 바닥면(282) 부분이 상부로 압연됨에 따라 형성될 수 있으며, 캡 조립체의 캡 플레이트(110) 상면에 위치하는 전해액 주입구 마개(160)가 캡 플레이트(110) 상면으로부터 튀어나온 높이만큼 상부로 연장되어 있다. 이러한 연장면(286b)은 캡플레이트(110)의 상면과 대략 수직을 이루도록 형성될 수 있다. 도시되지 않았으나, 이러한 연장면(286b)은 캡플레이트(110)의 상면에 비스듬한 사선 방향으로 형 성될 수도 있음은 물론이다.
이격면(286a)은 캡 플레이트(110) 상면에 위치하는 전해액 주입구 마개(160)로부터 상부로 이격되어 위치하며 상기 한쌍의 연장면(286b)을 서로 연결하는 구조로 형성되어 전해액 주입구 마개(160)를 커버한다. 여기서, 이격면(286a)은 도 6의 마주보는 'S' 부분 사이의 바닥면(282) 부분 또는 도 7의 마주보는 'P' 부분 사이의 바닥면(282) 부분이 상부로 압연되어 형성되는 부분이다. 이러한, 이격면(286a)은 캡 플레이트(110) 상면에 위치하는 전해액 주입구 마개(160)가 캡 플레이트(110)의 상면으로부터 튀어나온 높이만큼 상부로 연장된 한쌍의 연장면(286b)을 연결하는 구조로 되어 있기 때문에, 양극 플레이트(280)의 바닥면(282)보다 상부 방향으로 높은 위치에 위치한다. 이에 따라, 양극 리드 플레이트(280)를 캡 조립체의 전해액 주입구 마개(160) 부분의 캡 플레이트 상면에 부착시킬 때, 양극 리드 플레이트(280)를 캡 플레이트(110)의 상면에 들뜨지 않고 평평하게 부착시킬 수 있다. 따라서, 양극 리드 플레이트(280)의 바닥면(282)과 캡 플레이트(110)의 상면의 용접이 용이하게 이루어질 수 있다.
리드 플레이트(280, 290)에 의해 베어 셀과 회로 기판(200)을 연결하고 핫멜팅 수지로 베어 셀과 회로 기판(200)의 간극을 채워 용융시킬때, 특히, 베어 셀과 보호 회로 기판(200) 사이에 위치하는 상기와 같은 양극 리드 플레이트(280) 부분에 채워지는 핫멜팅 수지는 양극 리드 플레이트(280)의 개구부(286c)로 채워진다. 이에 따라, 핫멜팅 수지가 용용되어 형성된 핫멜팅부(미도시)가 개구부(286a)를 통해 이격부(286) 아래로 통과되는 형태를 갖게 된다. 따라서, 핫멜팅부가 양극 리드 플레이트의 이격부(286)의 연장면(286b) 및 이격면(286a)에 걸치는 구조를 가지게 된다. 이러한 연장면(286b) 및 이격면(286a)은 핫멜팅부에 비틀림 또는 낙하 등과 같은 외부 충격이 가해질때 핫멜팅부를 잡아주는 역할을 하게 되어 핫멜팅부가 베어셀로부터 탈락하는 것을 방지할 수 있다. 그럼, 회로 기판이 베어셀로부터 분리되는 것이 방지되어 전기회로의 단선을 방지할 수 있다. 이에 따라, 이차 전지의 안전성을 높일 수 있으며, 그에 따른 성능을 높일 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차 전지에서 양극 리드 플레이트를 나타내는 사시도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차 전지는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지와 비교하면 리드 플레이트에 보강부를 더 형성하는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 갖는다. 이에, 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 하고 보강부가 형성된 리드 플레이트에 대해서 설명할 것이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차 전지의 양극 리드 플레이트(480)는 평면도 상에서 볼 때 대략 직사각형으로 이루어지며, 바닥면(482)과 바닥면(482)의 주변부 일부에서 상부로 연장되어 형성되는 측면(484)과 바닥면(482)의 적어도 두 부분과 연결되며 캡 플레이트(310)의 상면으로부터 소정거리 이격되어 형성된 이격부(486)와 측면(484) 일부에 형성된 보강부(487)를 포함하여 형성된다.
도 8에 도시된 양극 리드 플레이트(480)의 바닥면(482), 측면(484), 이격부(486)는 도 3에 도시된 양극 리드 플레이트(280)의 바닥면(282), 측면(284), 이 격부(286)와 동일한 구조 및 역할을 갖는다. 이에, 바닥면(482), 측면(484), 이격부(486)의 설명은 생략하기로 한다.
양극 리드 플레이트(480)의 보강부(487)는 측면(484)의 일부에서 돌출된 돌출홀으로 형성되어, 베어 셀과 회로 기판을 리드 플레이트에 의해 전기적으로 연결하고 그 사이에 핫멜팅 수지를 넣어 용융시킬때, 핫멜팅 수지가 돌출홀에 채워져 걸치게 한다. 이러한 돌출홀은 압연방법 등으로, 리드 플레이트(480)에서 두께 변화없이 형성될 수 있다. 여기서, 돌출홀은 삼각형으로 나타냈지만, 원형과, 삼각형 및 사각형을 포함하는 다각형의 어느 하나로 선택되어 형성될 수 있다. 또한, 보강부(487)는 돌출홀 대신 돌출홈 형태로 형성되는 것도 가능하다. 이러한, 보강부(487)는 리드 플레이트(480)의 두께를 변화시키지 않고 핫멜팅 수지가 보강부(487)에 걸쳐져 지지되도록 한다. 도면에 도시하진 않았지만, 보강부(487)는 측면(484) 뿐만 아니라 바닥면(482)에도 형성되어 핫멜팅 수지가 복수의 보강부(487)에 걸쳐 용융됨으로써, 용융되어 형성된 핫멜팅부가 외부충격에 대해 더욱더 지지 되도록 할 수 있다. 또한, 도면에 도시하지 않았지만, 이러한 보강부가 음극 리드 플레이트에 형성되는 것도 가능하다.
상기와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이차 전지는 양극 리드 플레이트에 핫멜팅부가 걸치도록 하는 이격부(486)와 보강부(487)를 형성하여 핫멜팅부가 비틀림등과 같은 외부 충격에 대한 저항력을 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지에서보다 더 높일 수 있다. 이로 인해, 핫멜팅부가 베어셀로부터 탈락하는 것을 방지할 수 있다. 그럼, 보호 회로 기판이 베어셀로부터 분리되는 것이 방지되어 전기회로의 단선을 방지할 수 있다. 이에 따라, 이차 전지의 안전성을 높일 수 있으며, 그에 따른 성능을 높일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 리튬 이차 전지는 리드 플레이트에 개구부를 가지고 캡 플레이트로부터 이격된 이격부를 형성하여, 베어셀과 보호 회로 기판 사이를 핫멜팅 수지로 채워 용융되어 형성된 핫멜팅부를 개구부를 통해 이격부에 걸치게 함으로써, 비틀림 등의 외력으로부터 핫멜팅부가 베어셀로부터 탈리되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 전지의 파손 및 성능저하를 방지될 수 있어, 전지의 불량을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 따른 리튬 이차 전지는 리드 플레이트에 이격부 뿐만 아니라 보강부를 더 형성하여 핫멜팅부가 이격부 뿐만 아니라 보강부에 걸쳐 지지되게 함으로써, 더욱더 비틀림 등의 외력으로부터 핫멜팅부가 탈리되는 것을 방지할 수 있다.
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.

Claims (10)

  1. 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 캔, 상부로 전극단자가 노출되며 상기 캔을 밀봉하는 캡 조립체, 상기 캡 조립체에 리드 플레이트를 통해 연결된 회로 기판, 및 상기 캡 조립체와 상기 회로 기판 사이에 형성된 핫멜팅부를 포함하여 이루어지는 리튬 이차전지에 있어서,
    상기 리드 플레이트는 상기 캡 조립체의 캡 플레이트 상면과 맞닿는 바닥면 및 상기 캡 플레이트 상면으로부터 이격되어 상기 바닥면의 적어도 두 부분과 연결되는 이격부를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 이격부와 상기 바닥면이 연결되지 않는 개구부를 통해 상기 핫멜팅부가 상기 이격부 아래로 통과하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 리드 플레이트는 상기 바닥면의 주연부 일부에서 상기 회로 기판 방향으로 연장된 측면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 리드 플레이트는 측면에 보강부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리 튬 이차 전지.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 이격부는 상기 캡 플레이의 상면에 위치하는 전해액 주입구 마개 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 이격부는 상기 전해액 주입구 마개 상부로 이격된 이격면과, 상기 이격면과 상기 바닥면의 적어도 두 부분을 이어주는 연장면을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 연장면은 상기 전해액 주입구 마개가 상기 캡 조립체의 상면에서 튀어나온 높이만큼 연장되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 보강부는 상기 측면 일부에서 돌출된 돌출홀 또는 돌출홈으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 돌출홀 또는 돌출홈은 원형과, 삼각형, 사각형을 포함하는 다각형의 어느 하나로 선택되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 개구부는 상기 바닥면에 형성된 마주보는 슬릿팅(slitting)부 사이의 바닥면 부분 또는 마주보는 펀칭(punching)부 사이의 바닥면 부분을 상기 보호 회로 기판 방향으로 압연성형함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차 전지.
KR1020060041583A 2006-05-09 2006-05-09 리드 플레이트를 구비하는 리튬 이차 전지 KR101243553B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060041583A KR101243553B1 (ko) 2006-05-09 2006-05-09 리드 플레이트를 구비하는 리튬 이차 전지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060041583A KR101243553B1 (ko) 2006-05-09 2006-05-09 리드 플레이트를 구비하는 리튬 이차 전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070109081A true KR20070109081A (ko) 2007-11-15
KR101243553B1 KR101243553B1 (ko) 2013-03-20

Family

ID=39063644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060041583A KR101243553B1 (ko) 2006-05-09 2006-05-09 리드 플레이트를 구비하는 리튬 이차 전지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101243553B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8628870B2 (en) 2008-12-22 2014-01-14 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
US8652662B2 (en) 2009-07-03 2014-02-18 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack and method of fabricating the same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3737389B2 (ja) * 2001-06-19 2006-01-18 京セラ株式会社 バッテリー
KR100537538B1 (ko) * 2004-03-30 2005-12-16 삼성에스디아이 주식회사 리드 플레이트가 부착된 각형 이차 전지
KR100537540B1 (ko) * 2004-06-21 2005-12-16 삼성에스디아이 주식회사 이차전지

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8628870B2 (en) 2008-12-22 2014-01-14 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
US8652662B2 (en) 2009-07-03 2014-02-18 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack and method of fabricating the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR101243553B1 (ko) 2013-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100731462B1 (ko) 이차전지
KR100922474B1 (ko) 이차 전지
US20200227708A1 (en) Battery module having gas discharge structure
EP2357685B1 (en) Rechargeable battery
KR100551887B1 (ko) 이차전지
KR100561308B1 (ko) 이차전지
KR100670501B1 (ko) 이차전지
EP2058875B1 (en) Secondary battery with protection circuit module
KR100561300B1 (ko) 이차 전지
KR20120029080A (ko) 각형 이차전지.
KR100947977B1 (ko) 이차 전지
KR101308311B1 (ko) 이차 전지
KR101243553B1 (ko) 리드 플레이트를 구비하는 리튬 이차 전지
KR101340020B1 (ko) 이차 전지
KR101264462B1 (ko) 리드 플레이트와 베어셀을 리벳팅 결합하는 이차 전지
KR20080034723A (ko) 이차 전지
KR100561311B1 (ko) 이차전지
KR100571232B1 (ko) 리드 플레이트 및 이를 사용한 캔형 이차 전지
KR100731426B1 (ko) 캔형 이차 전지
KR100760753B1 (ko) 캔형 이차 전지
KR100719731B1 (ko) 얼라인먼트 마크를 갖는 전지 팩
KR100624909B1 (ko) 캔형 이차 전지
KR20040058917A (ko) 보호 수단을 가지는 리튬 이차 전지
KR100571238B1 (ko) 이차전지
KR100521477B1 (ko) 이차 전지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee