KR20080048853A - Rechargeable battery - Google Patents

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KR20080048853A
KR20080048853A KR1020060119337A KR20060119337A KR20080048853A KR 20080048853 A KR20080048853 A KR 20080048853A KR 1020060119337 A KR1020060119337 A KR 1020060119337A KR 20060119337 A KR20060119337 A KR 20060119337A KR 20080048853 A KR20080048853 A KR 20080048853A
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lead plate
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김태원
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삼성에스디아이 주식회사
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/30Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

A secondary battery is provided to minimize the twisting of a lead plate on a cap plate in case of welding and to prevent a protection circuit board from separated from a bare cell by external impact or twisting. A secondary battery comprises a protection circuit board; a bare cell provided with a cap plate(50); and a lead plate which electrically connects the protection circuit board and the bare cell, wherein the cap plate and the lead plate are connected by a fixing unit. Preferably the fixing unit comprises a projected part(59) formed at the upper surface of the cap plate and a connecting part(75) formed at the lower surface of the lead plate, wherein the projected part is inserted into the connecting part.

Description

이차 전지{RECHARGEABLE BATTERY}Secondary Battery {RECHARGEABLE BATTERY}

도 1은 본 발명에 따른 이차전지의 종단면도.1 is a longitudinal sectional view of a secondary battery according to the present invention;

도 2a는 본 발명에 따른 돌출부가 형성된 캡플레이트의 일 실시예 부분 사시도.Figure 2a is a partial perspective view of an embodiment of a cap plate formed with protrusions according to the present invention.

도 2b은 본 발명에 따른 돌출부가 형성된 캡플레이트의 다른 실시예 부분 사시도.Figure 2b is a partial perspective view of another embodiment of a cap plate formed with protrusions according to the present invention.

도 3a는 본 발명에 따른 돌출부가 형성된 캡플레이트의 일 실시예 부분 종단면도.Figure 3a is a partial longitudinal cross-sectional view of one embodiment of a cap plate formed with protrusions according to the present invention.

도 3b는 본 발명에 따른 돌출부가 형성된 캡플레이트의 다른 실시예 부분 종단면도.Figure 3b is a partial longitudinal cross-sectional view of another embodiment of a cap plate formed with a protrusion according to the present invention.

도 4a는 본 발명에 따른 이음부가 형성된 리드플레이트의 일 실시도.Figure 4a is an embodiment of a lead plate formed with a joint according to the present invention.

도 4b는 본 발명에 따른 이음부가 형성된 리드플레이트의 다른 실시도.Figure 4b is another embodiment of the lead plate formed joints according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 캡플레이트와 리드플레이트의 결합 사시도.5 is a perspective view of the cap plate and the lead plate in accordance with the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10:전극조립체 11:양극판10: electrode assembly 11: anode plate

13:세퍼레이터 15:음극판13: Separator 15: negative electrode plate

17:양극탭 19:음극탭17: positive electrode tab 19: negative electrode tab

20:캔 30:절연케이스20: Can 30: Insulation case

31:리드통공 33:전해액 통과공31: Lead through 33: Electrolyte passed through

40:캡조립체 41:전극단자40: cap assembly 41: electrode terminal

43:가스켓 45:절연플레이트43: gasket 45: insulation plate

47:단자플레이트 50:캡플레이트47: Terminal plate 50: Cap plate

51:단자통공 53:전해액 주입구51: terminal hole 53: electrolyte inlet

55:마개 57:안전밴트55: Stopper 57: Safety band

59:돌출부 59a:오목부59: protrusion 59a: recess

59b:볼록부 60:베어셀59b: Convex part 60: Bear cell

70:리드플레이트 71:회로접속판70: lead plate 71: circuit connection board

73:셀접속판 75:이음부73: cell connection plate 75: joint

80:레이저빔80: laser beam

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 베어셀의 캡플레이트와 리드플레이트가 고정수단에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly to a secondary battery characterized in that the cap plate and the lead plate of the bare cell is connected by a fixing means.

일반적으로 이차 전지는 일회용 전지와 달리 충전을 하면 반복해서 사용할 수 있는 전지로, 주로 통신용, 정보처리용, 오디오/비디오용 휴대기기의 주 전원으 로 사용되고 있다. 최근에 이차 전지에 대한 관심이 집중되고 개발화가 급속히 이루어지고 있는 주된 이유는 이차 전지가 초경량, 고에너지밀도, 고출력전압, 낮은 자가방전율, 환경 친화적 배터리 및 긴 수명을 가진 전원이기 때문이다.In general, secondary batteries, unlike disposable batteries, are batteries that can be repeatedly used when they are charged. They are mainly used as main power sources for communication, information processing, and audio / video portable devices. The main reason for the recent interest in secondary batteries and rapid development is that secondary batteries are ultralight, high energy density, high output voltage, low self-discharge rate, environmentally friendly battery and long life.

이차 전지는 전극 활물질에 따라 니켈수소(Ni-MH)전지와 리튬이온(Li-ion)전지 등으로 나뉘며, 특히 리튬이온전지는 전해질의 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 경우와 고체 폴리머 전해질 혹은 겔 상의 전해질을 사용하는 경우로 나뉠 수 있다. 또한, 전극조립체가 수용되는 용기의 형태에 따라 캔형과 파우치형 등 다양한 종류로 나눠진다.Secondary batteries are divided into nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries and lithium-ion (Li-ion) batteries according to electrode active materials. Lithium-ion batteries, in particular, use a liquid electrolyte or a solid polymer electrolyte or gel depending on the type of electrolyte. It can be divided into the case of using the electrolyte of the phase. In addition, according to the shape of the container in which the electrode assembly is accommodated are divided into various types such as can type and pouch type.

리튬이온전지는 무게당 에너지 밀도가 일회용 전지에 비해 월등히 높아 초경량 배터리의 구현이 가능하고, 셀당 평균전압은 3.6V로 다른 이차전지인 니카드전지나 니켈수소전지의 평균전압 1.2V보다 3배의 컴팩트효과가 있다. 또한, 리튬이온전지는 자가방전율이 20℃에서 한달에 약 5%미만으로 니카드전지나 니켈수소전지보다 약 1/3수준이고, 카드뮴(Cd)이나 수은(Hg)같은 중금속을 사용하지 않음으로써 환경 친화적이며, 또한, 정상적인 상태에서 1000회 이상의 충방전을 할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 이와 같은 장점을 바탕으로 최근의 정보통신기술의 발전과 더불어 그 개발이 급속히 이루어지고 있다.Lithium-ion batteries have a much higher energy density per weight than disposable batteries, making it possible to realize ultralight batteries. The average voltage per cell is 3.6V, which is three times the compact effect of 1.2V of other rechargeable batteries such as Ni-Cd batteries or nickel-metal hydride batteries. There is. In addition, the lithium ion battery has a self-discharge rate of less than 5% per month at 20 ° C, which is about one third of that of a nickel-cadmium battery or nickel-metal hydride battery, and is environmentally friendly by not using heavy metals such as cadmium (Cd) or mercury (Hg). In addition, there is an advantage that can be charged and discharged 1000 times or more in a normal state. Therefore, on the basis of these advantages, with the recent development of information and communication technology, the development is rapidly made.

종래의 이차 전지는 양극판과 음극판 및 세퍼레이터로 이루어진 전극조립체를 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 캔에 수납하고, 상기 캔의 상단개구부를 캡조립체로 마감한 뒤, 캔 내부에 전해액을 주입하고 밀봉함으로써 베어셀을 형성한다. 캔이 상기와 같이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되면 알루미늄 의 가벼운 속성으로 전지의 경량화가 이루어질 수 있고, 고전압하에서 장시간 사용할 때에도 부식되지 않는 등 유리한 점이 있다.In the conventional secondary battery, an electrode assembly including a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator is accommodated in a can made of aluminum or an aluminum alloy, the top opening of the can is closed with a cap assembly, and then the bare cell is injected and sealed into the can. To form. When the can is formed of aluminum or an aluminum alloy as described above, the light weight of the aluminum may be reduced, and the battery may not be corroded even when used for a long time under high voltage.

밀봉된 단위 베어셀은 PTC 소자(Positive Temperature Coefficient), 서멀 퓨즈(Thermal Fuse) 및 보호회로기판(PCM: Protective Circuit Module) 등의 안전장치 및 기타 전지 부속들과 연결된 상태로 별도의 하드 팩에 수납되거나, 핫 멜트 수지를 이용하여 몰드를 통해 완성된 외관을 형성하게 된다.The sealed unit bare cell is housed in a separate hard pack in connection with safety devices such as PTC (Thermal Temperature Coefficient), Thermal Fuse and Protective Circuit Module (PCM) and other battery accessories. Or by using a hot melt resin to form a finished appearance through the mold.

한편, 상기 보호회로기판의 양/음극단자들은 별도의 리드플레이트를 통하여 베어셀과 전기적으로 연결된다. 즉, 베어셀에 구비된 캡플레이트와 보호회로기판의 양극단자가 양극 리드플레이트에 의해 연결되고, 베어셀의 음극단자와 보호회로기판의 음극단자가 음극 리드플레이트에 의해 연결된다.Meanwhile, the positive / negative terminals of the protection circuit board are electrically connected to the bare cell through a separate lead plate. That is, the cap plate provided in the bare cell and the positive terminal of the protective circuit board are connected by the positive lead plate, and the negative terminal of the bare cell and the negative terminal of the protective circuit board are connected by the negative electrode lead plate.

상기 양극 리드플레이트는 주로 ‘ㄱ’자 형상으로 이루어져, 일면이 캡플레이트에 부착되고 타면이 보호회로기판의 양극단자에 부착된다. 상기 보호회로기판은 베어셀과 전기적으로 연결된 후 핫멜팅 수지에 의해 베어셀에 고정된다.The anode lead plate is mainly composed of a 'b' shape, one side is attached to the cap plate and the other side is attached to the positive terminal of the protective circuit board. The protective circuit board is electrically connected to the bare cell and then fixed to the bare cell by hot melting resin.

한편, 상기 캡플레이트와 리드플레이트는 일반적으로 용접에 의해 결합되는데, 용접 전에 상기 캡플레이트 상에 정렬된 리드플레이트는 작은 외력에도 불구하고 손쉽게 흐트러지기 때문에 제조자는 상기 리드플레이트를 재정렬시키는 데에 많은 노력과 비용이 소모되는 문제점이 있다.On the other hand, the cap plate and the lead plate are generally joined by welding, and since the lead plates aligned on the cap plate before welding are easily distracted in spite of a small external force, the manufacturer has made great efforts to rearrange the lead plates. There is a problem that is consumed and cost.

또한, 용접시에는 레이저빔 조사에 의해 대전 현상과 전기 충격이 발생되고, 용접부위에 외력이 전달되어 리드플레이트의 뒤틀림 현상이 발생하는 문제점이 있다. 캡플레이트와 리드플레이트의 용접이 제대로 이루어지지 않으면 리드플레이트 는 제 기능을 할 수 없기 때문에 완성된 이차 전지에 기계적 강도의 불량이나 전기 접속의 불량을 유발시킨다.In addition, during welding, a charging phenomenon and an electric shock are generated by laser beam irradiation, and an external force is transmitted to the welding portion, thereby causing a distortion of the lead plate. If the cap plate and the lead plate are not welded properly, the lead plate may not function properly, resulting in poor mechanical strength or poor electrical connection to the finished secondary battery.

또한, 용접 후에 상기 핫멜팅 수지 부분이 외부로 부터 뒤틀림이나 충격을 받을 경우 리드플레이트에 그 힘이 전달되는데, 상기 리드플레이트의 일면은 캡플레이트에 용접 방식으로 부착되어 있기는 하나, 외부 충격에 의해 캡플레이트로부터 탈리될 수 있다. 따라서, 용접 부위가 탈리되면 리드플레이트와 캡플레이트는 접촉에 의해서만 전기적으로 연결될 수 있다. 이렇게 되면 리드플레이트와 캡플레이트 사이의 접촉저항이 증가하여 많은 열이 발생할 수 있고, 또한, 상기 리드플레이트가 캡플레이트로 부터 완전히 분리되면 전기회로가 단선되어 더 이상 이차전지가 사용될 수 없는 문제점이 있다.In addition, when the hot-melting resin portion is warped or impacted from the outside after welding, the force is transmitted to the lead plate, but one side of the lead plate is attached to the cap plate by welding, but by external impact It may be detached from the cap plate. Therefore, when the welding part is detached, the lead plate and the cap plate may be electrically connected only by contact. In this case, the contact resistance between the lead plate and the cap plate may increase, and a lot of heat may be generated. In addition, when the lead plate is completely separated from the cap plate, the electric circuit is disconnected, and thus a secondary battery may not be used anymore. .

이러한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명은, 캡플레이트와 리드플레이트를 용접할 때, 상기 캡플레이트 상에 리드플레이트를 용이하게 정렬하여 손쉽게 용접할 수 있는 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention devised to solve such a conventional problem, an object of the present invention is to provide a secondary battery that can be easily welded by aligning the lead plate on the cap plate when welding the cap plate and the lead plate. .

본 발명의 다른 목적은, 용접시 캡플레이트상에 리드플레이트의 위치 틀어짐 현상을 최소화할 수 있는 이차 전지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a secondary battery capable of minimizing the positional shift of the lead plate on the cap plate during welding.

본 발명의 또 다른 목적은, 용접 후 트위스트시 발생되는 전단응력이 크게 되어 전지 팩의 트위스트 강도면에서 유리한 이차 전지를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a secondary battery which is advantageous in terms of twist strength of a battery pack due to a large shear stress generated during twisting after welding.

본 발명의 또 다른 목적은, 외부 충격이나 뒤틀림 힘에 의해 보호회로기판이 베어셀로부터 이탈되는 현상이 방지되는 이차 전지를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a secondary battery in which a phenomenon in which the protective circuit board is separated from the bare cell by an external impact or a torsional force is prevented.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 이차 전지는 보호회로기판과, 캡플레이트가 구비된 베어셀과, 상기 보호회로기판과 베어셀을 전기적으로 연결하는 리드플레이트가 포함되어 구성되는 이차 전지에 있어서, 상기 캡플레이트와 리드플레이트는 고정수단에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a secondary battery according to the present invention includes a protective circuit board, a bare plate provided with a cap plate, and a lead plate configured to electrically connect the protective circuit board and the bare cell. In this case, the cap plate and the lead plate is characterized in that connected by the fixing means.

또한, 상기 고정수단은 상기 캡플레이트의 상면에 형성되는 돌출부와, 상기 리드플레이트의 하면에 형성되어 상기 돌출부가 삽입되는 이음부로 이루어질 수 있다.In addition, the fixing means may be formed of a protrusion formed on the upper surface of the cap plate, the joint portion is formed on the lower surface of the lead plate is inserted into the protrusion.

또한, 상기 돌출부와 이음부는 적어도 1개 이상으로 형성될 수 있다.In addition, the protrusion and the joint may be formed in at least one or more.

또한, 상기 돌출부와 이음부는 횡단면이 원형으로 형성되거나 다각형으로 형성될 수 있다.In addition, the protrusion and the joint may have a circular cross section or a polygon.

또한, 상기 돌출부는 상기 캡플레이트 성형시 일체로 형성될 수 있다.In addition, the protrusion may be integrally formed when the cap plate is formed.

또한, 상기 돌출부는 상기 캡플레이트의 하면에서 상면으로 프레스 압착으로 형성되어 하부에 오목부와 상부에 볼록부가 형성될 수 있다.In addition, the protrusion may be formed by press compression from the lower surface of the cap plate to the upper surface may be formed in the concave portion and the convex portion at the bottom.

또한, 상기 이음부는 상기 돌출부가 관통하는 홀(hole)로 형성될 수 있다.In addition, the joint may be formed as a hole through which the protrusion passes.

또한, 상기 돌출부와 이음부는 레이져 용접으로 결합될 수 있다.In addition, the protrusion and the joint may be coupled by laser welding.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 이차 전지의 바람직한 실시예는 도 1에 도시된 바와 같이, 베어셀(60)과, 보호회로기판(미도시)과, 상기 베에셀(60)과 보호회로기판(미도시)을 전기적으로 연결하는 리드플레이트(70)가 포함되어 구성된다.A preferred embodiment of the secondary battery according to the present invention, as shown in Figure 1, the bare cell 60, the protection circuit board (not shown), the Bessel 60 and the protection circuit board (not shown) Lead plate 70 for electrically connecting is included.

상기 베어셀(60)은 전극조립체(10)와, 상기 전극조립체(10)가 수용되는 캔(20)과, 상기 캔(20)의 상단개구부를 밀봉하는 캡조립체(40)가 포함되어 구성된다.The bare cell 60 includes an electrode assembly 10, a can 20 in which the electrode assembly 10 is accommodated, and a cap assembly 40 sealing an upper end of the can 20. .

상기 전극조립체(10)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 양극판(11)과, 세퍼레이터(13) 및 음극판(15)의 적층체를 권취하거나 겹쳐서 형성된다.The electrode assembly 10 is formed by winding or stacking a laminate of a positive electrode plate 11 formed in a thin plate shape or a film shape, and a separator 13 and a negative electrode plate 15.

상기 양극판(11)에는 양극 활물질층이 형성되지 않은 양극 집전체의 영역에 양극탭(17)이 전기적으로 연결되고, 음극판(15)에도 음극 활물질층이 형성되지 않은 음극 집전체의 영역에 음극탭(19)이 전기적으로 연결된다. 이때, 상기 양극판(11) 및 음극판(15)과, 전극탭(17,19)들은 극성을 달리하여 배치될 수 있으며, 상기 전극탭(17,19)들이 전극조립체(10)로 부터 인출되는 경계부에는 탭(17,19)과 두 전극판(11,15) 사이의 단락을 방지하기 위하여 절연테이프가 각각 감겨질 수 있다.The positive electrode tab 17 is electrically connected to an area of the positive electrode current collector in which the positive electrode active material layer is not formed, and the negative electrode tab is formed in the area of the negative electrode current collector in which the negative electrode active material layer is not formed in the negative electrode plate 15. 19 is electrically connected. In this case, the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 15 and the electrode tabs 17 and 19 may be arranged with different polarities, and a boundary portion from which the electrode tabs 17 and 19 are drawn out from the electrode assembly 10. Insulation tapes may be wound on the tabs 17 and 19 to prevent a short circuit between the two electrode plates 11 and 15, respectively.

또한, 상기 세퍼레이터(13)는 양극판(11) 및 음극판(15) 보다 폭을 넓게 하여 형성하는 것이 극판 간의 단락을 방지하는데 유리하다.In addition, it is advantageous to form the separator 13 in a wider width than the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 15 to prevent a short circuit between the electrode plates.

한편, 상기 전극조립체(10)의 상면에는 전극조립체(10)와 캡조립체(40)와의 전기적 절연과, 상기 전극조립체(10)의 상단부를 커버할 수 있도록 절연케이스(30)가 설치될 수 있는데, 절연케이스(30)는 절연성을 가지는 고분자 수지로 이루어진다. 또한, 절연케이스(30)의 중앙부에는 음극탭(19)이 통과할 수 있도록 리드통 공(31)이 형성되고, 다른 측방에는 전해액 통과공(33)이 형성된다.Meanwhile, an insulating case 30 may be installed on the upper surface of the electrode assembly 10 to cover the electrical insulation between the electrode assembly 10 and the cap assembly 40 and to cover the upper end of the electrode assembly 10. , The insulating case 30 is made of a polymer resin having insulation. In addition, a lead cylinder hole 31 is formed in the center portion of the insulating case 30 so that the negative electrode tab 19 can pass therethrough, and an electrolyte passage hole 33 is formed at the other side.

상기 캔(20)은 대략 직육면체의 형상을 가진 알루미늄 혹은 알루미늄 합금으로 형성된다. 캔(20)의 개방된 상단을 통해 전극조립체(10)가 수용되어 캔(20)은 전극조립체(10) 및 전해액의 용기 역할을 하게 된다. 캔(20)은 그 자체가 단자역할을 수행할 수 있다.The can 20 is formed of aluminum or an aluminum alloy having a substantially rectangular parallelepiped shape. The electrode assembly 10 is accommodated through the open top of the can 20 so that the can 20 serves as a container for the electrode assembly 10 and the electrolyte. The can 20 may itself play a terminal role.

상기 캡조립체(40)는 캔(20)의 개방된 상단에 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형의 캡플레이트(50)가 구비된다. 이때, 캡플레이트(50)의 중앙부에는 단자통공(51)이 형성되고 상기 단자통공(51)을 관통하는 전극단자(41)와 캡플레이트(50) 사이에는 전기적 절연을 위해 튜브 형상의 가스켓(43)이 설치된다. 또한, 캡플레이트(50) 하면에 절연플레이트(45)가 배치되어 있으며, 절연플레이트(45)의 아랫면에는 단자플레이트(47)가 설치되어 있다. 또한, 전극단자(41)의 저면부는 단자플레이트(47)와 전기적으로 연결되어 있다. 캡플레이트(50) 하면에는 양극판(11)으로부터 인출된 양극탭(17)이 용접되어 있으며, 전극단자(41)의 하단부에는 음극판(15)으로부터 인출된 음극탭(19)이 지그재그형상의 절곡부를 가진 상태에서 용접된다.The cap assembly 40 is provided with a flat cap plate 50 having a size and shape corresponding to the open top of the can 20. In this case, a terminal through hole 51 is formed at the center of the cap plate 50, and a tube-shaped gasket 43 is formed between the electrode terminal 41 and the cap plate 50 penetrating through the terminal through hole 51. ) Is installed. The insulating plate 45 is disposed on the lower surface of the cap plate 50, and the terminal plate 47 is provided on the lower surface of the insulating plate 45. In addition, the bottom portion of the electrode terminal 41 is electrically connected to the terminal plate 47. The positive electrode tab 17 drawn from the positive electrode plate 11 is welded to the lower surface of the cap plate 50, and the negative electrode tab 19 drawn from the negative electrode plate 15 is zigzag bent at the lower end of the electrode terminal 41. Welded with

상기 캡플레이트(50)는 일측에 전해액 주입구(53)가 형성되며, 전해액이 주입된 다음에 전해액 주입구(53)를 밀폐시키기 위하여 마개(55)가 설치된다. 상기 마개(55)는 알루미늄이나 알루미늄 함유 금속으로 형성된 볼형 모재로 전해액 주입구(53) 위에 놓고 기계적으로 전해액 주입구(53)에 압입된다. 또한, 밀봉을 위해 마개(55)는 전해액 주입구(53) 주변에서 캡플레이트(50)에 용접된다.The cap plate 50 has an electrolyte injection hole 53 formed at one side thereof, and a cap 55 is installed to seal the electrolyte injection hole 53 after the electrolyte is injected. The stopper 55 is a ball-shaped base material formed of aluminum or an aluminum-containing metal, and is placed on the electrolyte injection hole 53 and mechanically press-fitted into the electrolyte injection hole 53. In addition, the stopper 55 is welded to the cap plate 50 around the electrolyte inlet 53 for sealing.

한편, 상기 캡조립체(40)는 상기 캡플레이트(50) 주변부를 캔(20) 개구부 측벽에 용접하여 캔(20)에 결합된다.On the other hand, the cap assembly 40 is coupled to the can 20 by welding the peripheral portion of the cap plate 50 to the side wall of the can 20 opening.

또한, 상기 캡플레이트(50)는 타측에 안전밴트(57)가 형성된다. 상기 안전밴트(57)는 전지 내부의 압력이 소정압력 이상으로 상승하면 파손되어 전지의 발화, 폭발을 방지하는 역할을 한다.In addition, the cap plate 50 has a safety vent 57 is formed on the other side. The safety vent 57 is damaged when the pressure inside the battery rises above a predetermined pressure, thereby preventing ignition and explosion of the battery.

상기 보호회로기판(미도시)에는 전지 과충전 또는 과방전을 차단하여 전지의 안전성을 도모하는 보호회로가 형성되어 있으며, 양극단자와 음극단자가 형성된다.The protection circuit board (not shown) is provided with a protection circuit for blocking the battery overcharge or over-discharge to improve the safety of the battery, the positive terminal and the negative terminal is formed.

상기 양극단자는 양극 리드플레이트(70)를 통해 상기 캡플레이트(50)와 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 음극단자는 음극 리드플레이트(미도시)를 통해 상기 전극단자(41)와 전기적으로 연결된다. 상기 보호회로기판(미도시)은 핫멜팅 수지 등에 의해 상기 베어셀(60)에 고정될 수 있다.The positive electrode terminal is electrically connected to the cap plate 50 through the positive electrode lead plate 70. In addition, the negative electrode terminal is electrically connected to the electrode terminal 41 through a negative electrode lead plate (not shown). The protective circuit board (not shown) may be fixed to the bare cell 60 by a hot melting resin or the like.

상기 리드플레이트(70)는 ‘ㄱ’자 형상으로 보호회로기판(미도시)과 전기적으로 연결되는 회로접속판(71)과, 캡플레이트(50)와 전기적으로 연결되는 셀접속판(73)으로 형성된다. 이때, 상기 리드플레이트(70)는 니켈 또는 니켈 합금이나, 니켈이 도금된 스테인레스강 재질로 형성된다.The lead plate 70 includes a circuit connecting plate 71 electrically connected to a protective circuit board (not shown) and a cell connecting plate 73 electrically connected to a cap plate 50 in a '-' shape. Is formed. In this case, the lead plate 70 is formed of nickel or a nickel alloy, or stainless steel plated with nickel.

한편, 상기 베어셀(60)과 보호회로기판(미도시)을 전기적으로 연결하기 위해 상기 캡플레이트(50)와 리드플레이트(70)가 결합된다.Meanwhile, the cap plate 50 and the lead plate 70 are coupled to electrically connect the bare cell 60 and the protection circuit board (not shown).

상기 캡플레이트(50)와 리드플레이트(70)는 캡플레이트(50) 상에 리드플레이트(70)의 정렬을 용이하게 하고, 리드플레이트(70)의 위치 틀어짐 현상을 최소화할 수 있도록 고정수단에 의해 연결된다.The cap plate 50 and the lead plate 70 by the fixing means to facilitate the alignment of the lead plate 70 on the cap plate 50, and to minimize the positional shift of the lead plate 70 Connected.

상기 고정수단은 상기 캡플레이트(50)의 상면에 형성된 돌출부(59)와, 상기 리드플레이트(70)의 하면, 즉, 상기 셀접속판(73)에 형성된 이음부(75)로 이루어진다. 이때, 상기 이음부(75)는 상기 돌출부(59)가 삽입되도록 상기 돌출부(59)와 상보적인 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.The fixing means includes a protrusion 59 formed on an upper surface of the cap plate 50 and a lower portion of the lead plate 70, that is, a joint 75 formed on the cell connecting plate 73. At this time, the joint portion 75 is preferably formed in a shape complementary to the protrusion portion 59 so that the protrusion portion 59 is inserted.

상기 돌출부(59)는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 캡플레이트(50) 상에 기둥형상으로 적어도 1개 이상 형성되어 상기 이음부(75)에 결합될 수 있다. 또한, 횡단면이 원형으로 형성되거나 타원형 또는 다각형으로 형성될 수 있음은 물론이다.As illustrated in FIGS. 2A and 2B, at least one protrusion 59 may be formed on the cap plate 50 in a column shape to be coupled to the joint 75. In addition, it is a matter of course that the cross section may be formed in a circular shape or an elliptical shape or a polygonal shape.

또한, 상기 돌출부(59)는 상기 캡플레이트(50)의 성형시 일체로 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 돌출부(59)의 두께는 도 3a에 도시된 바와 같이, 캡플레이트(50)의 다른 부분 보다 두껍게 형성된다. 또한, 상기 돌출부(59)는 도 3b에 도시된 바와 같이, 프레스에 의한 압착 방식으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 돌출부(59)는 캡플레이트(50)의 하면에서 상면 방향으로 힘을 가해 캡플레이트(50)의 하면에는 오목부(59a)가, 상면에는 볼록부(59b)가 형성된다. 이때, 상기 돌출부(59)의 두께는 캡플레이트(50)의 다른 부분의 두께와 동일 또는 유사하게 형성된다.In addition, the protrusion 59 is preferably formed integrally at the time of forming the cap plate 50. In this case, the thickness of the protrusion 59 is formed thicker than other portions of the cap plate 50, as shown in Figure 3a. In addition, the protrusion 59 may be formed by pressing by pressing, as shown in FIG. 3B. That is, the protruding portion 59 exerts a force from the lower surface of the cap plate 50 to the upper surface direction, so that the concave portion 59a is formed on the lower surface of the cap plate 50, and the convex portion 59b is formed on the upper surface. At this time, the thickness of the protrusion 59 is formed the same or similar to the thickness of the other portion of the cap plate 50.

상기 이음부(75)는 상기 돌출부(59)가 관통하도록 홀(hole)로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 돌출부(59)의 횡단면과 상보적인 결합을 하도록 돌출부(59)와 대등하는 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 상기 이음부(75)는 돌출부(59)의 횡단면에 따라 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 원형으로 형성되거나 타원 형 또는 다각형으로 형성될 수 있다.The joint portion 75 is preferably formed as a hole (hole) so that the protrusion portion 59 penetrates, it is made of a shape equivalent to the protrusion portion 59 so as to complementary to the cross section of the protrusion portion (59). desirable. That is, the joint portion 75 may be formed in a circular shape or an elliptic shape or a polygonal shape, as shown in FIGS. 4A and 4B along the cross section of the protrusion 59.

상기 돌출부(59)가 이음부(75)에 삽입되어 상기 돌출부(59)의 측면이 상기 이음부(75)의 내측면에 형합된 후 서로 용접되어 견고하게 고정된다. 이때, 상기 돌출부(59)와 이음부(75)는 레이저빔 조사에 의해 용접되는 것이 바람직하다.The protrusions 59 are inserted into the joints 75 so that the side surfaces of the protrusions 59 are joined to the inner surface of the joints 75 and then welded to each other to be firmly fixed. In this case, the protrusion 59 and the joint 75 are preferably welded by laser beam irradiation.

다음에는 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 이차 전지의 작용을 설명한다.Next, the operation of the secondary battery according to the present invention configured as described above will be described.

베어셀(60)과 보호회로기판(미도시)이 전기적으로 연결되어 외부기기에 전력을 공급하는 이차 전지의 기능을 수행하기 위해 리드플레이트(70)를 상기 베어셀(60)에 구비된 캡플레이트(50)와 보호회로기판(미도시)에 각각 전기적으로 연결한다.The bare plate 60 and the protection circuit board (not shown) are electrically connected to the cap plate provided with the lead plate 70 in the bare cell 60 to perform a function of a secondary battery that supplies power to an external device. Electrically connected to 50 and the protection circuit board (not shown), respectively.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 리드플레이트(70)는 일정각도 절곡된, 바람직하게는 90° 절곡된 회로접속판(71)과 셀접속판(73)으로 구성되는데, 상기 회로접속판(71)은 상기 보호회로기판(미도시)의 양극단자 또는 음극단자와 전기적으로 연결된다.First, as shown in FIG. 5, the lead plate 70 is composed of a circuit connecting plate 71 and a cell connecting plate 73 bent at a predetermined angle, preferably 90 °. 71 is electrically connected to the positive terminal or the negative terminal of the protective circuit board (not shown).

또한, 상기 셀접속판(73)에는 내부가 통공된 홀 형상의 이음부(75)가 형성된다. 이때, 상기 이음부(75)는 적어도 1개 이상으로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the cell connecting plate 73 is formed with a hole-shaped joint 75 having a through-hole. At this time, the joint portion 75 is preferably formed of at least one or more.

상기 이음부(75)는 상기 캡플레이트(50)에 형성된 돌출부(59)가 삽입되도록 상기 돌출부(59)의 형상과 상보적인 형상을 갖도록 형성된다. 따라서, 상기 돌출부(59)가 원기둥이나 타원기둥 또는 다각기둥으로 형성되었을 경우 상기 이음부(75)는 이에 대응하여 횡단면이 원형이나 타원형 또는 다각형으로 형성되어야 함 을 물론이다.The joint portion 75 is formed to have a shape complementary to the shape of the protrusion 59 so that the protrusion 59 formed in the cap plate 50 is inserted. Therefore, when the protrusion 59 is formed of a cylinder, an elliptic cylinder, or a polygonal pillar, the joint portion 75 should be formed in a circular, elliptical or polygonal cross section correspondingly.

상기 돌출부(59)는 캡플레이트(50) 상면에 적어도 1개 이상으로 형성되어 상기 이음부(75)에 삽입된다. 따라서, 캡플레이트(50) 상에 리드플레이트(70)가 용이하게 정렬되며, 이후, 레이져빔(80)을 조사하여 상기 이음부(75)에 삽입된 돌출부(59)를 결합한다. 한편, 용접부위에 전달된 외력에 의해 발생되는 리드플레이트(70)의 위치 틀어짐 현상은 상기 돌출부와 이음부의 형합구조에 의해 최소화된다.The protrusion 59 is formed on at least one upper surface of the cap plate 50 is inserted into the joint portion 75. Therefore, the lead plate 70 is easily aligned on the cap plate 50, and then irradiates the laser beam 80 to couple the protrusion 59 inserted into the joint portion 75. On the other hand, the position shift phenomenon of the lead plate 70 generated by the external force transmitted to the welding portion is minimized by the mating structure of the protrusion and the joint.

본 발명은 상술한 특정의 실시예나 도면에 기재된 내용에 그 기술적 사상이 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 본 발명의 청구범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the technical spirit of the specific embodiments or drawings described above, and those skilled in the art without departing from the gist of the invention claimed in the claims Various modifications are possible, of course, and such changes are within the scope of the claims of the present invention.

상술한 바와 같이 본 발명은 리드플레이트의 이음부와 캡플레이트의 돌출부가 자연스럽게 체결되는 구조로 형성되어 상기 캡플레이트와 리드플레이트를 용접할 때, 캡플레이트 상에 리드플레이트를 용이하게 정렬하여 손쉽게 용접할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention has a structure in which the joint of the lead plate and the protrusion of the cap plate are naturally fastened so that when welding the cap plate and the lead plate, the lead plate can be easily aligned on the cap plate and easily welded. It can be effective.

본 발명의 다른 효과는, 용접시 캡플레이트 상에서 리드플레이트의 위치 틀어짐 현상을 최소화하는 것이다.Another effect of the present invention is to minimize the displacement of the lead plate on the cap plate during welding.

본 발명의 또 다른 효과는, 용접 후 트위스트시 발생되는 전단응력이 크게 되어 전지 팩의 트위스트 강도면에서 유리한 것이다.Another effect of the present invention is that the shear stress generated at the time of twist after welding is advantageous in terms of the twist strength of the battery pack.

본 발명의 또 다른 효과는, 외부 충격이나 뒤틀림 힘에 의해 보호회로기판이 베어셀로부터 이탈되는 현상이 방지되는 것이다.Another effect of the present invention is that the protection circuit board from being separated from the bare cell by an external impact or twisting force is prevented.

Claims (9)

보호회로기판과, 캡플레이트가 구비된 베어셀과, 상기 보호회로기판과 베어셀을 전기적으로 연결하는 리드플레이트가 포함되어 구성되는 이차 전지에 있어서,A secondary battery comprising a protective circuit board, a bare cell provided with a cap plate, and a lead plate electrically connecting the protective circuit board and the bare cell, 상기 캡플레이트와 리드플레이트는 고정수단에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The cap plate and the lead plate is characterized in that the secondary battery is connected by a fixing means. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고정수단은,The fixing means, 상기 캡플레이트의 상면에 형성되는 돌출부와, 상기 리드플레이트의 하면에 형성되어 상기 돌출부가 삽입되는 이음부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차 전지.A secondary battery comprising a protrusion formed on an upper surface of the cap plate and a joint portion formed on a lower surface of the lead plate and into which the protrusion is inserted. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 돌출부와 이음부는 적어도 1개 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.Secondary battery, characterized in that formed in at least one protrusion and the joint. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,The method of claim 2 or 3, 상기 돌출부와 이음부는 횡단면이 원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.Secondary battery, characterized in that the protrusion and the joint portion is formed in a circular cross-section. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,The method of claim 2 or 3, 상기 돌출부와 이음부는 횡단면이 다각형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The protrusion and the joint portion of the secondary battery, characterized in that the cross section is formed in a polygon. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,The method of claim 2 or 3, 상기 돌출부는 상기 캡플레이트 성형시 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The protrusion may be integrally formed when the cap plate is formed. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,The method of claim 2 or 3, 상기 돌출부는 상기 캡플레이트의 하면에서 상면으로 프레스 압착으로 형성되어 하부에 오목부와 상부에 볼록부가 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The protruding portion is formed by press compression from the lower surface of the cap plate to the upper surface to form a concave portion and a convex portion at the bottom thereof. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,The method of claim 2 or 3, 상기 이음부는 상기 돌출부가 관통하는 홀(hole)로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The joint part is a secondary battery, characterized in that formed by a hole (hole) through which the projecting portion passes. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,The method of claim 2 or 3, 상기 돌출부와 이음부는 레이져 용접으로 결합되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The protrusion and the joint portion are secondary batteries, characterized in that coupled to the laser welding.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106552995A (en) * 2015-09-16 2017-04-05 丰田自动车株式会社 The manufacture method of enclosed-type battery

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