KR20080030702A - Cylindrical secondary battery including isolating member preventing movement of jelly-roll and center pin - Google Patents

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Abstract

A cylindrical secondary battery including an insulation member is provided to prevent a short caused by movements of a jelly roll and/or a center pin upon the application of strong impacts such as dropping, and to allow effective discharge of a large amount of gas generated inside a battery. A cylindrical secondary battery comprises a jelly roll received in a cylindrical battery casing, and a plate-like insulation member(600) mounted to the top of the jelly roll, the insulation member having a central opening(610) and a plurality of through holes(620) around the central opening for the discharge of gases and connection of electrode terminals. The plate-like insulation member has a trapezoidal protrusion(630) covering 30-50% of the area of an imaginary circle corresponding to the central opening, wherein the top surface of the protrusion locates in the vicinity of the central line of the circle. The plate-like insulation member has a thickness of 0.2-0.6 mm.

Description

젤리-롤과 센터 핀의 유동을 방지하는 절연부재를 포함하는 원통형 이차전지 {Cylindrical Secondary Battery Including Isolating Member Preventing Movement of Jelly-roll and Center Pin}Cylindrical Secondary Battery Including Isolating Member Preventing Movement of Jelly-roll and Center Pin}

도 1은 종래의 원통형 이차전지의 대표적인 상부 구조를 보여주는 단면 모식도이다;1 is a schematic cross-sectional view showing a representative upper structure of a conventional cylindrical secondary battery;

도 2는 도 1의 이차전지에서 사용된 절연부재의 평면도이다;2 is a plan view of an insulating member used in the secondary battery of FIG. 1;

도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 원통형 이차전지에서 바람직하게 사용될 수 있는 절연부재의 평면도이다;3 is a plan view of an insulating member that can be preferably used in the cylindrical secondary battery according to one embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 실험예 1 및 2에서 사용된 실시예 1과 비교예 1 및 2에 따른 절연부재, 및 종래에 사용되었던 절연부재의 실제사진이다;Figure 4 is an actual picture of the insulating member according to Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 used in Experimental Examples 1 and 2 of the present invention, and the insulating member used in the prior art;

도 5a는 본 발명의 실험예 1에서 센터 핀에 대한 실시예 1과 비교예 1 및 2에 따른 절연부재들의 충격강도를 비교한 그래프이다; Figure 5a is a graph comparing the impact strength of the insulating member according to Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 with respect to the center pin in Experimental Example 1 of the present invention;

도 5b는 본 발명의 실험예 1에서 센터 핀에 대한 실시예 2와 비교예 3 및 4에 따른 절연부재들의 충격강도를 비교한 그래프이다;Figure 5b is a graph comparing the impact strength of the insulating member according to Example 2 and Comparative Examples 3 and 4 with respect to the center pin in Experimental Example 1 of the present invention;

도 6은 본 발명의 실험예 2에서 젤리-롤에 대한 실시예 1, 3 내지 6 에 따른 절연부재들 및 실시예 2, 7 내지 9에 따른 절연부재들의 충격강도를 각각 비교한 그래프들이다; 6 is a graph comparing the impact strength of the insulating members according to Examples 1, 3 to 6 and the insulating members according to Examples 2, 7 to 9 for the jelly-roll in Experimental Example 2 of the present invention;

도 7은 본 발명의 실험예 4에서 전지의 낙하시 절연부재의 두께에 따른 센터 핀의 돌출여부를 나타내는 사진들이다;7 is photographs showing whether the center pin protrudes according to the thickness of the insulating member when the battery is dropped in Experimental Example 4 of the present invention;

도 8은 본 발명의 실험예 4에서 전지의 낙하시 절연부재의 두께에 따른 젤리-롤의 유동여부를 나타내는 X-ray 사진들이다;8 is X-ray photographs showing whether the jelly-roll flows according to the thickness of the insulating member when the battery falls in Experimental Example 4 of the present invention;

도 9는 본 발명의 실험예 4에서 전지의 낙하시 절연부재들의 두께 및 낙하 횟수에 따른 센터 핀 및 젤리-롤의 이동을 나타내는 X-ray 사진들이다.FIG. 9 is X-ray photographs illustrating the movement of the center pin and the jelly-roll according to the thickness and number of drops of the insulating members when the battery is dropped in Experimental Example 4 of the present invention.

본 발명은 젤리-롤과 센터 핀의 유동을 방지하는 절연부재가 포함되어 있는 원통형 이차전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 젤리-롤이 원통형 전지케이스에 장착되어 있는 구조의 이차전지로서, 가스 배출 및 전극단자의 연결을 위해 중앙에 개구가 천공되어 있고 그것의 주변에 다수의 관통구가 천공되어 있는 판상형 절연부재가 젤리-롤의 상단에 탑재되어 있으며, 상기 판상형 절연부재는, 중앙 개구에 그것의 가상원을 기준으로 30 내지 50%의 면적을 폐쇄하고 가상원의 중심선 부근에 상단면이 위치하는 형상의 사다리꼴 돌출부가 형성되어 있으며, 0.2 ~ 0.6 mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 이차전지를 제공한다.The present invention relates to a cylindrical secondary battery including an insulating member for preventing the flow of the jelly-roll and the center pin, and more particularly, a secondary battery having a structure in which the jelly-roll is mounted in a cylindrical battery case, and discharges gas. And a plate-shaped insulation member mounted at the top of the jelly-roll having an opening drilled in the center and a plurality of through holes periphery thereof for connection of the electrode terminal, and the plate-shaped insulation member mounted at the center opening thereof. The secondary battery is characterized in that the trapezoidal protrusion of the shape of the top surface is located near the centerline of the virtual circle is closed, and the area of 30 to 50% based on the virtual circle of, has a thickness of 0.2 ~ 0.6 mm to provide.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이 차전지의 수요가 급격히 증가하고 있으며, 그러한 이차전지 중 고에너지 밀도와 높은 방전 전압의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다. As the development and demand for mobile devices increases, the demand for this secondary battery as an energy source is increasing rapidly. Among the secondary batteries, a lot of research has been conducted on the lithium secondary battery with high energy density and high discharge voltage. It is widely used.

이차전지가 휴대폰, 노트북 등의 전원으로 사용되는 경우에는 일정한 출력을 안정적으로 제공하는 이차전지가 요구되는 반면에, 전동드릴 등과 같은 파워툴의 동력원으로 사용되는 경우, 순간적으로 높은 출력을 제공하면서 진동, 낙하 등과 같은 외부의 물리적 충격에 대해서도 안정적일 수 있는 이차전지가 요구된다.When a secondary battery is used as a power source for a mobile phone or a laptop, a secondary battery that provides a stable output is required, whereas when used as a power source of a power tool such as an electric drill, it provides instantaneous high output while vibrating There is a need for a secondary battery that can be stable against external physical shocks such as falling and the like.

이러한 전극조립체를 전지케이스에 내장한 형태에 따라 이차전지를 분류하기도 하는데, 원통형의 금속 캔에 내장한 원통형 전지, 각형의 금속 캔에 내장한 각형 전지, 및 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장한 파우치형 전지가 있다. 그 중 원통형 전지는 상대적으로 용량이 크고 구조적으로 안정하다는 장점을 가진다.The secondary batteries may be classified according to the shape of the electrode assembly in the battery case. The cylindrical batteries are embedded in the cylindrical metal cans, the rectangular batteries in the rectangular metal cans, and the pouch type cases of the aluminum laminate sheets. There is a pouch type battery. Among them, the cylindrical battery has the advantage of relatively large capacity and structurally stable.

일반적으로 원통형 이차전지는, 젤리-롤형 전극조립체를 원통형 금속 캔에 장착한 상태에서 전극조립체의 음극을 캔의 하단에 용접하고, 전극조립체와 전해질이 내장된 상태에서 전지를 밀폐시키기 위해 그것의 상단에 결합되는 탑 캡의 돌출단자에 전극조립체의 양극을 용접하여 제조된다. In general, a cylindrical secondary battery is welded to the bottom of the can while the jelly-roll type electrode assembly is mounted in a cylindrical metal can, and the top of the top of the electrode assembly and the electrolyte is sealed to seal the battery in the state. It is manufactured by welding the anode of the electrode assembly to the protruding terminal of the top cap coupled to.

그러나, 이차전지의 주류를 이루고 있는 리튬 이차전지는 안전성이 낮다는 단점을 가지고 있다. 예를 들어, 전지가 대략 4.5 V 이상으로 과충전되는 경우에는 양극 활물질의 분해반응이 일어나고, 음극에서 리튬 금속의 수지상(dendrite) 성장과, 전해액의 분해반응 등이 일어난다. 이러한 과정에서 열이 수반되어 상기 와 같은 분해반응과 다수의 부반응들이 급속히 진행되며, 급기야는 전지의 발화 및 폭발이 유발되기도 한다. However, lithium secondary batteries which are the mainstream of secondary batteries have a disadvantage of low safety. For example, when the battery is overcharged to about 4.5 V or more, decomposition reaction of the positive electrode active material occurs, dendrite growth of lithium metal at the negative electrode, decomposition reaction of electrolyte solution, and the like occur. In this process, heat is accompanied, such decomposition reactions and a number of side reactions are rapidly progressed, and the air supply may cause the battery to ignite and explode.

따라서, 이러한 문제점을 해소하기 위하여, 일반적인 원통형 이차전지에는 전지의 비정상적인 작동시 전류를 차단하고 높은 내압을 해소하기 위한 CID(Current Interruptive Device)가 전극조립체와 탑 캡 사이의 공간에 장착되어 있다. Therefore, in order to solve this problem, a general cylindrical secondary battery is equipped with a CID (Current Interruptive Device) to cut off the current during abnormal operation of the battery and to solve the high withstand voltage in the space between the electrode assembly and the top cap.

이와 관련하여, 종래의 원통형 이차전지의 구조가 도 1에 도시되어 있으며, 원통형 이차전지에서 일반적으로 사용되는 절연부재가 도 2에 평면도로서 모식적으로 도시되어 있다.In this regard, a structure of a conventional cylindrical secondary battery is shown in FIG. 1, and an insulating member generally used in a cylindrical secondary battery is schematically illustrated in FIG. 2 as a plan view.

이들 도면을 참조하면, 원통형 이차전지(100)는 원통형 캔(200), 캔(200)의 내부에 수용되는 젤리-롤 형의 전극조립체(300), 및 캔(200)의 상부에 결합되는 캡 어셈블리(400)로 구성되어 있다.Referring to these drawings, the cylindrical secondary battery 100 has a cylindrical can 200, a jelly-roll type electrode assembly 300 accommodated in the can 200, and a cap coupled to an upper portion of the can 200. It is composed of an assembly 400.

젤리-롤(300)은 양극(310)과 음극(320), 및 분리막(330)을 차례로 적층하여 권취한 구조로서, 그것의 권심(젤리-롤의 중심부)에는 원통형의 센터 핀(350)이 삽입되어 있다. 센터 핀(350)은 판재를 둥글게 절곡한 구조로서 중앙에 관통구(351)가 형성되어 있으며, 그러한 관통구(351)를 통하여 전지 내부에서 발생되는 다량의 가스를 배출하는 역할을 한다. The jelly-roll 300 is a structure in which the anode 310, the cathode 320, and the separator 330 are sequentially stacked and wound. The jelly-roll 300 has a cylindrical center pin 350 at its core (center of the jelly-roll). It is inserted. The center pin 350 has a structure in which a plate is rounded, and a through hole 351 is formed at the center thereof, and serves to discharge a large amount of gas generated inside the battery through the through hole 351.

캡 어셈블리(400)는 양극 단자를 형성하는 상단 캡(410), 전지 내부의 온도 상승시 전지저항이 크게 증가하여 전류를 차단하는 PTC 소자(positive temperature coefficient element; 420), 전지 내부의 압력 상승시 전류를 차단하거나 및/또는 가스를 배기하는 안전밴트(430), 특정 부분을 제외하고 안전밴트 (430)를 캡 플레이트(450)로부터 전기적으로 분리시키는 절연부재(440), 양극(310)에 연결된 양극 탭(340)이 접속되어 있는 캡 플레이트(450)가 순차적으로 적층되어 있는 구조로 되어 있다. The cap assembly 400 may include a top cap 410 forming a positive electrode terminal, a positive temperature coefficient element 420 blocking a current by greatly increasing battery resistance when the temperature inside the battery increases, and a pressure increase inside the battery. Safety vanes 430 for blocking current and / or exhausting gas, insulating members 440 for electrically separating the safety vanes 430 from the cap plate 450, except for certain parts, and connected to the anode 310. The cap plate 450 to which the positive electrode tab 340 is connected is laminated sequentially.

따라서, 정상적인 작동조건에서 젤리-롤(300)의 양극 탭(340)은, 캡 플레이트(450), 안전밴트 (430) 및 PTC 소자(420)를 경유하여 상단 캡(410)에 연결되어 통전을 이룬다.Therefore, under normal operating conditions, the positive electrode tab 340 of the jelly roll 300 is connected to the upper cap 410 via the cap plate 450, the safety vent 430, and the PTC element 420 to conduct electricity. Achieve.

그러나, 과충전 등과 같은 원인에 의해 젤리-롤(300) 쪽으로부터 가스가 발생하여 내압이 증가하면, 안전밴트(430)는 그것의 형상이 역전되면서 상향 돌출되게 되고, 이때, 안전밴트(430)가 캡 플레이트(450)로부터 분리되어 전류가 차단되게 된다. 따라서, 과충전이 더 이상 진행되지 않도록 하여 안전성을 확보한다. 그럼에도 불구하고, 계속적으로 내압이 증가하면, 안전밴트(430)가 파열되고 가압 가스는 그러한 파열 부위를 경유하여 상단 캡(410)의 배기구를 통해 배기됨으로써, 전지의 폭발을 방지하게 된다. However, when gas is generated from the jelly-roll 300 side due to a cause such as overcharge and the like, the internal pressure increases, the safety van 430 protrudes upward while its shape is reversed, and the safety van 430 is The current is cut off from the cap plate 450. Therefore, overcharging does not proceed any more to ensure safety. Nevertheless, if the internal pressure continues to increase, the safety vent 430 is ruptured and the pressurized gas is exhausted through the exhaust port of the upper cap 410 via such a rupture portion, thereby preventing the explosion of the battery.

따라서, 상기 일련의 과정이 순차적으로 진행되는 경우에는 전지의 안전성이 담보될 수 있다.Therefore, when the series of processes are sequentially performed, the safety of the battery can be ensured.

한편, 젤리-롤(300)의 상단면에는 판상형 구조의 절연부재(500)가 장착되는 바, 가스가 배출될 수 있고 젤리-롤(300)의 양극 탭(340)이 캡 어셈블리(400)의 캡 플레이트(450)에 연결될 수 있도록, 중앙에 센터 핀(350)의 관통구(351)와 연통되는 개구(510)가 형성되어 있으며, 그러한 개구(510) 주변에 다수의 관통구(520)가 형성되어 있다. 그러나, 외부 충격이 인가되는 경우, 개구(510)를 통해 센터 핀이 돌출됨으로써, 불필요한 CID 단락을 유발할 수 있다는 문제점을 가지고 있다. On the other hand, the upper surface of the jelly roll 300 is equipped with an insulating member 500 of the plate-like structure, the gas can be discharged and the positive electrode tab 340 of the jelly roll 300 of the cap assembly 400 An opening 510 is formed at a center thereof in communication with the through hole 351 of the center pin 350 so that it can be connected to the cap plate 450, and a plurality of through holes 520 are formed around the opening 510. Formed. However, when an external impact is applied, the center pin protrudes through the opening 510, which may cause an unnecessary CID short circuit.

이러한 전지의 낙하 등과 같은 외부 충격시 센터 핀(350)이 돌출되는 것을 방지하기 위하여 종래에는 개구(510)의 직경을 센터 핀(350)의 그것보다 작은 크기로 형성하였다. 그러나, 이 경우 절연부재의 개구를 작게 만듦으로 인해 그것을 통한 양극 탭의 연결이 용이하지 않다는 문제점을 가지고 있다. In order to prevent the center pin 350 from protruding during an external impact such as a drop of the battery, the diameter of the opening 510 is conventionally formed to be smaller than that of the center pin 350. However, in this case, the opening of the insulating member is made small, which makes it difficult to connect the positive electrode tabs through it.

따라서, 개구를 통한 가스의 배출과 양극 탭의 연결을 용이하게 하면서, 외부 충격에 의한 센터 핀의 돌출을 효과적으로 방지할 수 있는 기술에 대한 연구가 많이 행해지고 있다.Therefore, a lot of researches have been conducted on techniques for effectively preventing the discharge of the gas through the opening and the connection of the positive electrode tab, and effectively preventing the protrusion of the center pin due to external impact.

그러한 기술의 예로서, 일본 특허출원공개 제2001-210384호는 절연부재의 중앙 개구에 돌출부가 형성되어 있어서, 충격에 의한 센터 핀의 돌출을 방지하는 기술을 제시하고 있다. 그러나, 본 출원의 발명자들이 수행한 실험 결과에 따르면, 상기의 기술에서 바람직하게 제시한 절연부재는 이차전지에 일정값 이상의 강한 충격이 인가되었을 경우, 센터 핀의 이동을 효과적으로 방지하지 못하는 것으로 확인되었다. 이러한 사실은 이하 실시예 및 비교예를 통해 더욱 명백히 확인할 수 있다. As an example of such a technique, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-210384 proposes a technique in which a protrusion is formed in the central opening of the insulating member, thereby preventing protrusion of the center pin due to impact. However, according to the experimental results carried out by the inventors of the present application, it is confirmed that the insulation member preferably proposed in the above technique does not effectively prevent the movement of the center pin when a strong impact is applied to the secondary battery by a predetermined value or more. . This fact can be more clearly confirmed through the following examples and comparative examples.

즉, 상기 선행기술에 따른 절연부재는 개구의 돌출부에서 절연부재 본체와 상호 접하여 있는 부위가 매우 좁기 때문에 강한 충격에 안정적이지 못하므로, 전극 탭 및 전극 탭의 절연 테이프를 손상시킬 수 있고, CID 단락이 발생할 수 있는 등 많은 문제가 있다. 또한, 센터 핀의 이동을 최소화하기 위하여 센터 핀의 무게 를 감소시키면 센터 핀의 직경 또한 작아지므로, 상기 센터 핀이 개구의 중앙에서 돌출부에 대향하는 일측으로 치우친 상태에서 충격이 인가되었을 경우, 상기 센터 핀은 돌출부에서 완전히 벗어나거나 돌출부의 단부에 접하기 때문에 쉽게 이동될 수 있다. That is, the insulating member according to the prior art is not stable to a strong impact because the portion in contact with the insulating member main body in the protrusion of the opening is very narrow, can damage the electrode tab and the insulating tape of the electrode tab, CID short circuit There are many problems such as this can occur. In addition, if the weight of the center pin is reduced in order to minimize the movement of the center pin, the diameter of the center pin is also reduced. Therefore, when the impact is applied while the center pin is biased from the center of the opening to one side opposite to the protrusion, the center The pin can be easily moved because it is completely out of the protrusion or abuts the end of the protrusion.

한편, 원통형 이차전지는 충격 인가시 센터 핀 뿐만 아니라 젤리-롤도 함께 이동되어 절연부재를 파손시킴으로써 단락이 유발되는 문제점도 가지고 있다. 특히, 상기 젤리-롤은 센터 핀에 비하여 큰 무게로 이루어져 있으므로 절연부재를 파손시키는 정도가 심하며, 양극 및 음극을 포함하고 있으므로 단락의 위험성이 매우 높다.On the other hand, the cylindrical secondary battery has a problem that a short circuit is caused by moving the center pin as well as the jelly-roll when the impact is applied to break the insulating member. In particular, since the jelly-roll has a greater weight than the center pin, the insulation member is severely damaged, and since the jelly-roll includes a positive electrode and a negative electrode, the risk of short circuit is very high.

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 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 원통형 이차전지에서 중앙 개구가 사다리꼴 형상의 돌출부에 의해 30 내지 50%로 폐쇄되어 있고, 두께가 0.2 ~ 0.6 mm인 절연부재를 젤리-롤의 상단에 탑재할 경우, 전지의 낙하 등과 같은 강한 충격의 인가 시 센터 핀 및/또는 젤리-롤의 이동에 의한 CID 단락을 방지할 수 있고, 개구를 통해 캡 어셈블리에 대한 젤리-롤의 전극 탭을 연결하는 구성이 가능하며, 전지 내부에서 발생된 다량의 가스를 효과적으로 배출할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application, after repeated in-depth studies and various experiments, in the cylindrical secondary battery, the center opening is closed at 30 to 50% by a trapezoidal protrusion, and the insulating member having a thickness of 0.2 to 0.6 mm is jelly- When mounted on top of the roll, it is possible to prevent CID short circuit due to the movement of the center pin and / or the jelly-roll upon application of a strong impact such as dropping of the battery, and the jelly-roll electrode to the cap assembly through the opening. It was confirmed that the configuration can be connected to the tab, it is possible to effectively discharge a large amount of gas generated inside the battery, and came to complete the present invention.

따라서, 본 발명에 따른 원통형 이차전지는, 젤리-롤이 원통형 전지케이스에 장착되어 있는 구조의 이차전지로서, 가스 배출 및 전극단자의 연결을 위해 중앙에 개구가 천공되어 있고 그것의 주변에 다수의 관통구가 천공되어 있는 판상형 절연부재가 젤리-롤의 상단에 탑재되어 있으며, 상기 판상형 절연부재는, 중앙 개구에 그것의 가상원을 기준으로 30 내지 50%의 면적을 폐쇄하고 가상원의 중심선 부근에 상단면이 위치하는 형상의 사다리꼴 돌출부가 형성되어 있으며, 0.2 ~ 0.6 mm의 두께를 가지는 것으로 구성되어 있다.Accordingly, the cylindrical secondary battery according to the present invention is a secondary battery having a structure in which a jelly-roll is mounted in a cylindrical battery case, and has openings in the center for gas discharge and connection of electrode terminals, and a plurality of peripheral batteries thereof. A plate-shaped insulating member having a perforated hole is mounted on the top of the jelly roll, and the plate-shaped insulating member closes the area of 30 to 50% of its virtual circle in the central opening and near the center line of the virtual circle. The trapezoidal protrusion of the shape which the upper surface is located in is formed, and it is comprised by having a thickness of 0.2-0.6 mm.

상기 원통형 이차전지는, 젤리-롤 상단에 장착되어 있는 상기와 같은 구조의 절연부재에 의해, 낙하 등의 외부충격 인가 시 젤리-롤의 권심에 위치하는 센터 핀과 젤리-롤의 이동을 억제함으로써, 센터 핀의 돌출에 의한 CID 작동 단락을 방지하고, 상기와 같은 센터-핀의 이동 억제에도 불구하고 캡 어셈블리에 대한 전극 탭의 연결이 용이하며, 전지 내부에서 발생되는 다량의 가스를 효과적으로 배출할 수 있는 장점을 가지고 있다. The cylindrical secondary battery, by the insulating member of the above structure mounted on the top of the jelly-roll, by suppressing the movement of the center pin and the jelly-roll located at the center of the jelly-roll when the external shock such as dropping Prevents CID operation short circuit due to protrusion of the center pin, and facilitates connection of the electrode tab to the cap assembly despite the suppression of movement of the center pin, and effectively discharges a large amount of gas generated inside the battery. It has advantages.

상기 절연부재의 바람직한 구조는, 평면도로서 모식적으로 도시되어 있는 도 2에서 더욱 용이하게 확인할 수 있다. 도 2와 같은 절연부재는 일반적으로 사용되는 종래의 원통형 이차전지에 바람직하게 적용될 수 있으므로, 절연부재를 제외한 나머지 원통형 이차전지의 구성은 도 1과 대략 동일하다. The preferred structure of the insulating member can be more easily confirmed in FIG. 2 which is schematically shown as a plan view. Since the insulating member as shown in FIG. 2 may be preferably applied to a conventional cylindrical secondary battery generally used, the configuration of the cylindrical secondary battery except for the insulating member is substantially the same as that of FIG. 1.

도 2를 참조하면, 절연부재(600)에는 중앙 개구(610)와 다수의 관통구(620) 가 형성되어 있으며, 중앙 개구(610)에는 사다리꼴 형상의 돌출부(630)가 형성되어 있다. 돌출부(630)는, 하면이 상면에 비하여 상대적으로 큰 길이로 이루어진 사다리꼴의 특성상, 긴 길이의 하면에서 안정적으로 절연부재(600)에 연결되어 있고, 하면과 상면의 길이 차이로 측면에서 개구(610)와 이격되어 있다. 따라서, 사다리꼴 형상의 돌출부(630)에 의해, 절연부재(600)는 센터 핀(도 1의 350)의 이동을 효과적으로 방지할 수 있으며, 소정의 면적으로 확보된 개구에 의해, 캡 어셈블리로의 전극 탭 연결과 전지 내부에서 발생되는 다량의 가스를 방출할 수 있다.2, a central opening 610 and a plurality of through holes 620 are formed in the insulating member 600, and a trapezoidal protrusion 630 is formed in the central opening 610. The protrusion 630 has a lower surface having a relatively longer length than the upper surface, and is stably connected to the insulating member 600 at a lower surface having a long length, and has an opening 610 at the side surface due to a difference in length between the lower surface and the upper surface. ) Therefore, by the trapezoidal protrusion 630, the insulating member 600 can effectively prevent the movement of the center pin (350 in FIG. 1), and the electrode to the cap assembly by the opening secured to a predetermined area. It can release a large amount of gas generated inside the tab connection and inside the cell.

앞서의 설명과 같이, 중앙 개구는 그것의 가상원을 기준으로 30 내지 50%의 면적을 폐쇄하도록 사다리꼴 돌출부가 형성되어 있는 바, 상기 사다리꼴 돌출부의 폐쇄 면적이 30% 미만이면, 센터 핀의 유동을 방지할 수 있을 정도의 강도와 구조를 제공하기 어렵고, 반대로 50%를 초과하면, 개구를 통한 가스의 배출과 전극 탭의 연결이 용이하지 않으므로, 바람직하지 않다. As described above, the central opening has a trapezoidal protrusion formed to close an area of 30 to 50% of its imaginary circle, and if the closed area of the trapezoidal protrusion is less than 30%, the flow of the center pin is reduced. It is difficult to provide a strength and structure that can be prevented and, on the contrary, if it exceeds 50%, it is not preferable because the discharge of gas through the opening and the connection of the electrode tab are not easy.

상기 절연부재는 절연성 소재라면 특별히 제한되지 않고 다양한 소재로 이루어질 수 있는 바, 예를 들어, 폴리프로필렌 수지일 수 있다. 그 중에서도 고강도 폴리프로필렌 수지는 동일한 두께 대비로 우수한 기계적 강성을 발휘함으로써, 센터 핀의 유동 뿐만 아니라 강한 외부 충격의 인가시에 젤리-롤의 이동을 방지할 수 있으므로, 특히 바람직하다.The insulating member is not particularly limited as long as it is an insulating material, and may be formed of various materials, for example, polypropylene resin. Among them, the high-strength polypropylene resin is particularly preferable because it exhibits excellent mechanical rigidity at the same thickness, and can prevent not only the flow of the center pin but also the movement of the jelly-roll upon application of a strong external impact.

상기 고강도 폴리프로필렌 수지의 바람직한 예로는, 대략 37.4 MPa의 길이방향 인장강도와 33.9 MPa의 폭방향 인장강도를 가지고, 633%의 길이방향 연신율과 562%의 폭방향 연신율을 가지며, 1250 MPa의 길이방향 탄성계수와 1123 MPa의 폭방 향의 탄성계수의 물성을 가지는 수지일 수 있다(하기 실시예 2에서 사용된 고강도 폴리프로필렌 수지는 상기 물성을 가진 수지이다). 이러한 고강도 폴리프로필렌 수지는 일반 폴리프로필렌 수지에 비해 특히 탄성계수가 매우 높기 때문에, 외부적 충격을 적절히 흡수하여 더욱 뛰어난 충격 완화의 효과를 발휘할 수 있다. Preferred examples of the high-strength polypropylene resin include a longitudinal tensile strength of approximately 37.4 MPa and a widthwise tensile strength of 33.9 MPa, a longitudinal elongation of 633% and a longitudinal elongation of 562%, and a longitudinal direction of 1250 MPa. It may be a resin having physical properties of an elastic modulus and an elastic modulus in a width direction of 1123 MPa (the high-strength polypropylene resin used in Example 2 below is a resin having the physical properties). Since the high-strength polypropylene resin has a particularly high modulus of elasticity as compared to general polypropylene resin, it is possible to appropriately absorb external shocks and to exhibit more excellent impact mitigation effect.

상기 절연부재는, 본 출원의 발명자들이 수행한 실험 결과, 일반적인 폴리프로필렌 수지로 이루어졌을 경우 0.4 mm 이상의 두께를 가지는 것이 바람직하며, 고강도 폴리프로필렌 수지로 이루어졌을 경우 0.2 mm 이상의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 상기 절연부재의 두께 범위는, 상대적으로 큰 무게로 이루어진 젤리-롤의 이동을 방지하기 위한 바람직한 두께의 범위이므로, 센터 핀의 이동 방지만을 목적으로 할 경우에는, 이보다 작을 수도 있다. 그러나, 절연부재의 두께가 너무 두꺼우면, 동일 규격의 전지케이스(캔)에서 젤리-롤의 크기 감소를 유발하여 전지 용량이 줄어들므로, 0.6 mm 이하인 것이 바람직하다. As a result of experiments performed by the inventors of the present application, the insulating member preferably has a thickness of 0.4 mm or more when made of a general polypropylene resin, and preferably has a thickness of 0.2 mm or more when made of a high strength polypropylene resin. . Since the thickness range of the insulation member is a preferred thickness range for preventing the movement of the jelly-roll made of a relatively large weight, the thickness of the insulating member may be smaller than the center pin. However, if the thickness of the insulating member is too thick, the battery capacity is reduced by causing the size of jelly-roll in the battery case (can) of the same standard, so that the battery capacity is preferably 0.6 mm or less.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 원통형 이차전지는 일반적으로 사용되는 종래의 이차전지와 대략 비슷하므로, 그에 대한 설명은 본 명세서에서 생략한다.As described above, since the cylindrical secondary battery according to the present invention is approximately similar to a conventional secondary battery generally used, a description thereof is omitted herein.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상술하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범주가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the following Examples are provided to illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

[실시예 1]Example 1

폴리프로필렌을 사용하여 두께가 0.2 mm이고, 도 4의 (A)와 같이, 직경이 5 φ인 중앙 개구에 사다리꼴 형태의 돌출부가 형성되어 있는 절연부재를 제조하였다. 사다리꼴 돌출부로 인한 중앙 개구의 폐쇄율은 30%이었다. 그런 다음, 센터 핀에 의해 양극/분리막/음극이 권취되어 있는 구조의 젤리-롤 상단에 상기 절연부재가 위치하도록 원통형 이차전지를 제조하였다. Using polypropylene, an insulating member having a thickness of 0.2 mm and having a trapezoidal protrusion formed in a central opening having a diameter of 5 φ as shown in FIG. 4 (A) was manufactured. The closure rate of the central opening due to the trapezoidal protrusion was 30%. Then, a cylindrical secondary battery was manufactured such that the insulating member was positioned on the top of the jelly-roll in which the cathode / separator / cathode was wound by a center pin.

[실시예 2]Example 2

고강도 폴리프로필렌을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 절연부재 및 이차전지를 제조하였다.Except that high strength polypropylene was used, the insulating member and the secondary battery were manufactured in the same manner as in Example 1.

[실시예 3 ~ 6][Examples 3 to 6]

두께가 각각 0.3, 0.4, 0.5, 및 0.6 mm라는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 같은 방법으로 절연부재 및 이차전지를 각각 제조하였다.Except that the thickness is 0.3, 0.4, 0.5, and 0.6 mm, respectively, the insulating member and the secondary battery were manufactured in the same manner as in Example 1.

[실시예 7 ~ 10][Examples 7 to 10]

고강도 폴리프로필렌을 사용하고 두께가 각각 0.3, 0.4, 0.5, 및 0.6 mm라는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 같은 방법으로 절연부재 및 이차전지를 각각 제조하였다.An insulating member and a secondary battery were manufactured in the same manner as in Example 1, except that high-strength polypropylene was used and the thicknesses were 0.3, 0.4, 0.5, and 0.6 mm, respectively.

[비교예 1]Comparative Example 1

도 4의 (B)와 같이, 중앙 개구에 반원 형태의 돌출부가 형성되어 있다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 같은 방법으로 절연부재 및 이차전지를 완성하였다.4B, the insulating member and the secondary battery were completed in the same manner as in Example 1, except that a semicircular protrusion was formed in the central opening.

[비교예 2]Comparative Example 2

도 4의 (C)와 같이, 중앙 개구에 직사각형 형태의 돌출부가 형성되어 있다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 같은 방법으로 절연부재 및 이차전지를 완성하였다.As shown in FIG. 4C, the insulating member and the secondary battery were completed in the same manner as in Example 1, except that a rectangular protrusion was formed in the central opening.

[비교예 3]Comparative Example 3

고강도 폴리프로필렌을 사용하였으며, 도 4의 (B)와 같이, 중앙 개구에 반원 형태의 돌출부가 형성되어 있다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 같은 방법으로 절연부재 및 이차전지를 완성하였다.A high-strength polypropylene was used, and the insulating member and the secondary battery were completed in the same manner as in Example 1 except that a semicircular protrusion is formed in the central opening as shown in FIG.

[비교예 4][Comparative Example 4]

고강도 폴리프로필렌을 사용하였으며, 도 4의 (C)와 같이, 중앙 개구에 직사각형 형태의 돌출부가 형성되어 있다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 같은 방법으로 절연부재 및 이차전지를 완성하였다.High-strength polypropylene was used, and the insulating member and the secondary battery were completed in the same manner as in Example 1, except that a protrusion having a rectangular shape was formed in the central opening as shown in FIG.

[비교예 5][Comparative Example 5]

도 2와 같이, 중앙 개구에 돌출부가 형성되어 있지 않다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 같은 방법으로 절연부재 및 전지를 제조하였다.As in FIG. 2, the insulating member and the battery were manufactured in the same manner as in Example 1, except that the protrusion was not formed in the central opening.

[실험예 1]Experimental Example 1

1.One. 센터 핀에 대한 충격 실험Impact test on the center pin

상기 실시예 1 및 2와 비교예 1 ~ 4에서 각각 제조된 절연부재에 대해 센터 핀에 대한 충격 실험을 수행하여, 그 결과를 절연부재에 사용된 소재에 따라 분류하여 그래프로서 도 5a 및 5b에 각각 나타내었다. 센터 핀에 대한 충격 실험에서는, 각각의 절연부재에 대해 차례로 수행하였고, 푸시 풀 장치 내에 절연부재들을 장착한 뒤, 상기 절연부재의 중앙 개구를 향하도록 직경이 3.45 φ이고 무게가 1 g인 센터 핀으로 충격을 인가하여, 상기 센터 핀이 절연부재의 표면에 접한 순간부터 0.5 mm 이동할 때까지 절연부재에 가해진 최대 충격력을 측정하였다. Impact tests on the center pins were performed on the insulating members manufactured in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4, respectively, and the results were classified according to the materials used for the insulating members. Respectively. In the impact test on the center pin, each of the insulating members was performed in turn, and after mounting the insulating members in the push pull device, the center pin having a diameter of 3.45 φ and a weight of 1 g was directed toward the central opening of the insulating member. The impact force was applied, and the maximum impact force applied to the insulating member was measured until the center pin moved 0.5 mm from the contact with the surface of the insulating member.

2.2. 과충전 실험Overcharge Experiment

상기 실시예 1 과 비교예 1 및 2에서 각각 제조된 이차전지에 대한 과충전 실험을 실시하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 과충전 실험에서는 만방전 상태에서 1 C로 정격 용량의 250%까지 과충전 조건으로 수행하였으며, CID 단락 시간을 측정하였다. The overcharge experiments were performed on the secondary batteries prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, respectively, and the results are shown in Table 1 below. In the overcharging experiment, the overcharge condition was performed up to 250% of the rated capacity at 1 C under full discharge, and the CID short time was measured.

<표 1>TABLE 1

Figure 112006071924351-PAT00001
Figure 112006071924351-PAT00001

도 5a와 5b 및 상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1의 절연부재는 센터 핀의 이동시 큰 저항력을 발휘하였고, 그러한 절연부재로 이루어진 전지는 과충전시 가스를 효과적으로 배출하여 CID를 적절한 시간내에 단락시킬 수 있었다. 즉, 절연부재의 개구에 형성되어 있는 사다리꼴 형상의 돌출부에 의해, 센터 핀의 이동을 효과적으로 방지하는 것과 동시에, 전지 내부의 가스를 효과적으로 배출할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 고강도 프로필렌을 사용한 경우 전반적으로 센터 핀의 이동시 저항력이 크게 향상됨을 확인하였다. As shown in Figure 5a and 5b and Table 1, the insulating member of Example 1 of the present invention exhibited a great resistance when the center pin is moved, the battery composed of such insulating member effectively discharges the gas during overcharging to appropriately CID It could short circuit in time. That is, it can be seen that the trapezoidal protrusion formed in the opening of the insulating member effectively prevents the movement of the center pin and can effectively discharge the gas inside the battery. In addition, when the high-strength propylene was used, the overall resistance of the center pin was greatly improved.

비교예 1의 절연부재는 센터 핀의 이동시 높은 저항력을 발휘하는 반면, 내부 가스를 효과적으로 배출하지 못하여 CID 단락을 지연시켰다. 이에 따라, 전류의 흐름을 차단하지 못하여 전지의 발화가 발생할 수 있다. 이는, 절연부재의 개구에 형성되어 있는 반원 형상의 돌출부가 절연부재에 넓은 폭으로 연결되어 센터 핀의 충격에는 안정적이지만, 개구를 상당 부분 폐쇄하여 가스 배출을 방해하는 요인으로 작용하기 때문이다. While the insulating member of Comparative Example 1 exhibited high resistance when the center pin moved, the CID short circuit was delayed because the internal gas was not effectively discharged. As a result, the battery may not fire and current may ignite. This is because the semicircular projection formed in the opening of the insulating member is connected to the insulating member in a wide width and stable to the impact of the center pin.

또한, 비교예 2의 절연부재는 과충전시 전지 내부의 가스는 효과적으로 배출하였지만, 센터 핀의 이동시 저항력이 매우 낮았다. 이는, 비교예 2의 절연부재가 개구에 종래에 사용되고 있는 구조와 유사한 직사각형 형상의 돌출부가 형성되어 있어서, 개구를 상당 부분 개방하여 가스배출에는 용이할 수 있으나, 절연부재에 좁은 폭으로 연결되어 센터 핀의 충격에 안정적이지 못하기 때문이다. In addition, the insulating member of Comparative Example 2 effectively discharged gas inside the battery during overcharging, but had very low resistance when the center pin moved. This is because a rectangular protrusion similar to the structure in which the insulating member of Comparative Example 2 is conventionally used is formed in the opening, so that the opening can be opened to a large extent and is easy to discharge the gas, but is connected to the insulating member in a narrow width so that the center can be easily opened. This is because the pin is not stable to impact.

[실험예 2]Experimental Example 2

상기 실시예 1 ~ 9에서 각각 제조된 절연부재에 대해 젤리-롤에 대한 충격 실험을 수행하여, 그 결과를 소재에 따라 분류하여 그래프로서 도 6에 각각 나타내었다. 젤리-롤에 대한 충격 실험에서는, 젤리-롤과 유사한 로드(rod)를 사용하여 각각의 절연부재에 대해 차례로 수행하였고, 푸시 풀 장치 내에 절연부재들을 장착한 뒤, 상기 절연부재의 중앙 개구를 향하도록 직경이 7 φ이고 무게가 50 g인 로드로 충격을 인가하여, 상기 로드가 절연부재의 표면에 접한 순간부터 0.5 mm 이동할 때까지 절연부재에 가해진 최대 충격력을 측정하였다.Impact experiments on the jelly rolls were performed on the insulation members manufactured in Examples 1 to 9, respectively, and the results are classified according to materials and shown in FIG. 6 as graphs. In the impact test on the jelly-roll, it was carried out on each of the insulating members in turn using a rod similar to the jelly-roll, and after mounting the insulating members in the push-pull apparatus, they faced the central opening of the insulating member. An impact was applied to a rod having a diameter of 7 φ and a weight of 50 g so as to measure the maximum impact force applied to the insulating member until the rod moved 0.5 mm from the contact with the surface of the insulating member.

전지의 자유 낙하시 젤리-롤에 의해 절연부재에 가해지는 최대 충격력은, 젤리-롤의 무게와 낙하 속도를 적용하여 대략 0.5 kgf로 나타난다. 즉, 도 6에서 보는 바와 같이, 0.5 kgf를 기준으로 그보다 작은 값에서 로드가 0.5 mm 이동하는 실시예 1 및 3의 절연부재는 젤리-롤의 이동을 억제하지 못한다. 따라서, 전지의 낙하 시 젤리-롤의 이동을 방지할 수 있는 절연부재의 두께는 폴리프로필렌의 경우 0.4 mm 이상이고, 고강도 폴리프로필렌의 경우 0.2 mm 이상이다. 본 실험에서는 충격력이 5 kgf에 미치지 못하였을 지라도, 상기 실험예 1에서 센터 핀에 대한 안전성을 확인하였으므로, 폴리프로필렌으로 이루어져 있고 두께가 각각 0.2 mm 및 0.3 mm인 절연부재를 사용한 실시예 1 및 3로서 표현하였다. 그러나, 본원발명에서 상기 실시예 1 및 3은 바람직한 실시예로서 포함되지는 않는다. The maximum impact force exerted on the insulating member by the jelly-roll during free fall of the battery is approximately 0.5 kgf by applying the weight of the jelly-roll and the falling speed. That is, as shown in Figure 6, the insulating members of Examples 1 and 3, in which the rod moves by 0.5 mm at a value smaller than 0.5 kgf, do not suppress the movement of the jelly-roll. Therefore, the thickness of the insulating member which can prevent the movement of the jelly-roll when the battery falls is 0.4 mm or more for polypropylene and 0.2 mm or more for high-strength polypropylene. Although the impact force was less than 5 kgf in this experiment, the safety of the center pin was confirmed in Experimental Example 1, Examples 1 and 3 using an insulation member made of polypropylene and having a thickness of 0.2 mm and 0.3 mm, respectively Expressed as However, in the present invention, Examples 1 and 3 are not included as preferred embodiments.

[실험예 3]Experimental Example 3

상기 실시예 1, 2, 4, 5와 비교예 2 및 5에서 각각 제조된 전지에 대해 낙하 실험을 수행하여, 그 결과를 하기 표 2 및 도 7, 8, 및 9에 각각 나타내었다. 낙하 실험은 15 회까지 motorola 방식(top/back/side 각 1 회씩)으로 낙하시킨 뒤, 15 회에서 30 회까지 top 방향으로 자유 낙하시켜 수행하였고, 전지의 내부 전압을 측정하여 단락여부를 추측하였다. 또한, 그에 대한 결과로서, 낙하시 마다 단락된 전지의 수를 측정하여 하기 표 2에 나타내었고, 전지를 분해하여 센터 핀의 돌출여부를 확인하고 그에 대한 사진을 도 7에 나타내었으며, 낙하시 마다 센터 핀 및 젤리-롤의 이동을 X-ray 사진으로 촬영하여 도 8 및 9에 나타내었다.Dropping experiments were performed on the batteries prepared in Examples 1, 2, 4, and 5 and Comparative Examples 2 and 5, respectively, and the results are shown in Tables 2 and 7, 8, and 9, respectively. The drop test was carried out by dropping the motorola method (top / back / side one time each) up to 15 times, and then freely falling in the top direction from 15 times to 30 times, and the short circuit was estimated by measuring the internal voltage of the battery. . In addition, as a result, it is shown in Table 2 by measuring the number of short-circuited batteries at each drop, the disassembly of the battery was confirmed whether the protruding center pin and a photograph thereof is shown in Figure 7, every drop The movement of the center pin and jelly-roll was taken with X-ray photographs and is shown in FIGS. 8 and 9.

<표 2>TABLE 2

Figure 112006071924351-PAT00002
Figure 112006071924351-PAT00002

상기 표 2에서 보는 바와 같이, 두께가 0.2 mm인 폴리프로필렌을 사용한 실 시예 1에 따른 전지에서는 9 회, 25 회 및 30 회의 낙하시 각각 1 개의 단락이 발생하였다. 이는, 상기 실험예 2에서 설명한 바와 같이, 절연부재의 형상 변경을 통해 센터 핀의 유동은 억제시켰지만 젤리-롤의 유동은 억제하지 못하기 때문이다. 그러나, 고강도 폴리프로필렌을 사용한 실시예 2 및 두께가 0.4 mm인 일반 PP를 사용한 실시예 4에 따른 전지에서는 낙하 실험에서 단락이 전혀 유발되지 않았다. 즉, 중앙 개구에 돌출부가 형성되어 있고 바람직한 두께의 절연부재를 젤리-롤의 상단에 장착함으로써, 센터 핀의 이동 뿐만 아니라, 젤리-롤의 이동을 방지할 수 있었다. As shown in Table 2, in the battery according to Example 1 using polypropylene having a thickness of 0.2 mm, one short circuit occurred at each of 9, 25, and 30 drops. This is because, as described in Experimental Example 2, the flow of the center pin is suppressed by changing the shape of the insulating member, but the flow of the jelly-roll cannot be suppressed. However, in the cell according to Example 2 using high-strength polypropylene and Example 4 using a general PP having a thickness of 0.4 mm, no short circuit occurred in the drop test. That is, by forming a protrusion in the center opening and mounting an insulating member having a desired thickness on the top of the jelly roll, not only the center pin movement but also the movement of the jelly roll could be prevented.

반면에, 비교예 2 및 5의 전지는 다수의 전지에서 단락이 발생함을 확인할 수 있었다. 이러한 단락의 원인은, 도 7 및 9에서 보는 바와 같이 센터 핀의 돌출이나, 도 8 및 9에서 보는 바와 같이 젤리-롤의 이동에 의한 것임을 알 수 있다. On the other hand, the batteries of Comparative Examples 2 and 5 was confirmed that the short circuit occurs in a plurality of batteries. It can be seen that the cause of such a short circuit is due to the protrusion of the center pin as shown in FIGS. 7 and 9 or the movement of the jelly-roll as shown in FIGS. 8 and 9.

우선, 도 7을 보면, 본 발명에 따른 실시예들의 전지에서는 분해시 센터 핀의 돌출된 흔적을 찾아볼 수 없었지만, 비교예 5에 전지에서는 빨간색 원으로 표시된 바와 같이 센터 핀의 돌출 흔적을 찾아볼 수 있었다. 또한, 도 8 및 9를 보면, 전지의 낙하 시 내부의 빈 공간에 의해 센터 핀 뿐만 아니라 젤리-롤도 이동하는 것을 알 수 있다. 본원발명에 따른 실시예들의 전지에서는 절연부재가 그것이 위치하는 부위 내에서 센터 핀과 젤리-롤의 이동을 확실히 억제하는 반면에, 비교예 5의 전지에서는 절연부재가 센터 핀과 젤리-롤의 이동을 억제하지 못하는 것을 확인하였다. 즉, 폴리프로필렌의 경우 0.4 mm 이상의 두께로 이루어져 있고, 고강도 폴리프로필렌의 경우 0.2 mm 이상의 두께로 이루어져 있으며, 중앙 개구에 사다리 꼴 형상의 돌출부가 형성되어 있는 절연부재는 전지의 낙하 시 센터 핀 및 젤리-롤의 이동을 억제할 수 있는 구조 및 강도를 가지고 있음을 알 수 있다.First, referring to Figure 7, in the battery of the embodiments according to the present invention was not found protruding traces of the center pin during disassembly, but in Comparative Example 5 as shown by the red circle in the battery to find the protruding traces of the center pin Could. 8 and 9, it can be seen that not only the center pin but also the jelly-roll is moved by the empty space inside when the battery falls. In the battery of the embodiments according to the present invention, the insulating member reliably suppresses the movement of the center pin and the jelly-roll in the area where it is located, whereas in the battery of Comparative Example 5, the insulating member moves the center pin and the jelly-roll. It was confirmed that do not suppress. That is, polypropylene has a thickness of 0.4 mm or more, high strength polypropylene has a thickness of 0.2 mm or more, and an insulating member having a trapezoidal protrusion formed in the central opening has a center pin and jelly when the battery is dropped. It can be seen that it has a structure and strength that can suppress the movement of the roll.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 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.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 절연부재가 포함된 이차전지는 낙하 등과 같은 강한 충격의 인가시 센터 핀 및/또는 젤리-롤의 이동에 의한 CID 단락을 방지할 수 있고, 내부에서 발생된 다량의 가스를 효과적으로 배출할 수 있는 효과가 있다.As described above, the secondary battery including the insulating member according to the present invention can prevent the CID short circuit due to the movement of the center pin and / or jelly-roll during the application of a strong impact such as a drop, it is generated inside There is an effect that can effectively discharge a large amount of gas.

Claims (4)

젤리-롤이 원통형 전지케이스에 장착되어 있는 구조의 이차전지로서, 가스 배출 및 전극단자의 연결을 위해 중앙에 개구가 천공되어 있고 그것의 주변에 다수의 관통구가 천공되어 있는 판상형 절연부재가 젤리-롤의 상단에 탑재되어 있으며, 상기 판상형 절연부재는, 중앙 개구에 그것의 가상원을 기준으로 30 내지 50%의 면적을 폐쇄하고 가상원의 중심선 부근에 상단면이 위치하는 형상의 사다리꼴 돌출부가 형성되어 있으며, 0.2 ~ 0.6 mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 이차전지.A secondary battery having a structure in which a jelly roll is mounted in a cylindrical battery case, and a plate-shaped insulating member having a perforated hole in the center and a plurality of through holes perforated therein for jelly gas discharge and electrode terminal connection. Mounted on the top of the roll, the plate-shaped insulating member has a trapezoidal protrusion having a shape in which the top surface is located near the center line of the imaginary circle and closes the area of 30 to 50% of its imaginary circle in the central opening. It is formed, the secondary battery characterized in that it has a thickness of 0.2 ~ 0.6 mm. 제 1 항에 있어서, 상기 절연부재는 폴리프로필렌으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 1, wherein the insulation member is made of polypropylene. 제 1 항에 있어서, 상기 절연부재는 고강도 폴리프로필렌으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 1, wherein the insulation member is made of high-strength polypropylene. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 폴리프로필렌의 두께는 0.4 mm 이상이고, 고강도 폴리프로필렌의 두께는 0.2 mm 이상인 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 2 or 3, wherein the polypropylene has a thickness of 0.4 mm or more and the high strength polypropylene has a thickness of 0.2 mm or more.
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