KR20090030710A - 팩형 이차전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 팩형 이차전지에 관한 것으로 특히, 보호소자의 용이한 부착이 가능하도록 캡커버와 캡커버의 성형시 일체형으로 제조되는 접속단자를 가지는 팩형 이차전지에 관한 것이다.
본 발명에 따른 팩형 이차전지는 전극 단자를 가지는 베어셀; 상기 베어셀의 상기 전극단자 인출면에 결합되고, 관통홀인 요홈이 형성된 캡커버; 상기 캡커버의 외부에 부착되는 제 1 접속단자; 상기 캡커버의 내부에 수납되고, 제 1 접속리드에 의해 상기 전극단자와 전기적으로 접속되고 제 2 접속리드에 의해 상기 요홈을 통해 상기 제 1 접속단자와 전기적으로 접합되는 보호소자;를 포함하여 구성될 수 있다.
캡커버, 팩전지, 이차전지, 베어셀, 코어팩
Description
본 발명은 팩형 이차전지에 관한 것으로 특히, 보호소자의 용이한 부착이 가능하도록 캡커버와 캡커버의 성형시 일체형으로 제조되는 접속단자를 가지는 팩형 이차전지에 관한 것이다.
이차전지의 이용분야, 이용량이 증가되면서, 이차전지를 이용하기 위한 방법도 다양해지고 있다. 이 중 이차전지의 단위 셀을 여러 개 묶어 하나의 전지로 사용하는 팩전지가 좋은 예이다.
팩전지는 여러 개의 단위셀을 하나의 단위로 묶어 사용하는 전지의 형태이다. 이를 위해, 낱개의 전지인 베어셀 또는 코어팩을 직렬 또는 병렬로 다수 연결하고, 이를 하나의 팩 케이스에 의해 밀봉함으로써 완성된다. 이러한, 팩전지는 충전용량의 증가나 공급전압의 증대를 위해 이용되며, 노트북, 하이브리드 자동차와 같이 장시간 구동, 고전력 구동이 필요한 장치에 주로 이용된다.
팩전지의 베어셀은 기본적으로 단위셀과 같은 구조를 가진다. 즉, 캔과 캔 내부에 수용되는 전극조립체 및 이를 밀봉하는 케이스를 포함하여 구성된다. 위와 같이, 캔, 전극조립체, 및 케이스로 구성된 이차전지를 베어셀이라 지칭하며, 베어 셀에 보호회로를 부착한 경우를 코어팩이라 한다.
한편 각형 이차전지의 경우, 형태적인 제약으로 인해 원형 이차전지에 비해 안전장치를 추가하는 것이 다소 어려운 문제점이 있다. 즉, 원형 이차전지의 경우, 전지 내부의 압력이 상승되면, 파단되어 전류의 흐름을 차단하는 안전장치를 가지고 있는 반면, 각형 이차전지는 안전벤트와 온도반응소자에 의해 구성되는 안전장치를 구성하는 것이 고작이다. 또한, 각형 이차전지를 이용한 팩전지의 경우, 베어셀의 외부에 온도반응소자를 부착하는 공정이 복잡하여, 제조비용이 상승되고, 수율이 낮아지는 문제점이 있다. 하지만, 제조비용을 낮추고 수율을 상승시키기 위해 온도반응소자를 생략하는 경우 이차전지의 안전성이 크게 저하되는 문제가 있어, 온도반응소자의 용이한 부착 방법 및 구조의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명의 목적은 보호소자의 용이한 부착이 가능하도록 캡커버와 캡커버의 성형시 일체형으로 제조되는 접속단자를 가지는 팩형 이차전지를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 제조비용의 저감 및 이차전지의 안전성을 증가시킬 수 있도록 보호소자의 부착이 용이하고, 코어팩별로 보호소자를 구비하는 팩형 이차전지를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 팩형 이차전지는 전극 단자를 가지는 베어셀; 상기 베어셀의 상기 전극단자 인출면에 결합되고, 관통홀인 요홈이 형성된 캡커버; 상기 캡커버의 외부에 부착되는 제 1 접속단자; 상기 캡커버의 내부에 수납되고, 제 1 접속리드에 의해 상기 전극단자와 전기적으로 접속되고 제 2 접속리드에 의해 상기 요홈을 통해 상기 제 1 접속단자와 전기적으로 접합되는 보호소자;를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제 1 접속단자는 상기 캡커버와 일체형으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 접속단자 및 상기 제 2 접속리드 중 선택된 어느 하나는 상기 요홈을 관통하도록 절곡될 수 있다.
상기 제 1 접속단자는 평부와, 상기 평부로부터 상기 요홈을 통해 상기 캡커버 내부로 노출되도록 절곡되는 요홈부를 가질 수 있다.
상기 제 2 접속리드는 상기 캡커버 내부로 노출된 상기 요홈부와 전기적으로 접합될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 팩형 이차전지는 상기 전극단자 및 상기 제 1 접속리드를 전기적으로 연결하기 위한 제 2 접속단자를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 캡커버는 상기 전극단자와 대응되는 위치에 형성된 노출단자홈을 포함할 수 있다.
상기 베어셀은 캔을 포함하여 구성되고, 상기 제 1 접속단자는 상기 베어셀과 이웃하는 베어셀에 포함된 캔과 전기적으로 접합될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 팩형 이차전지는 상기 제 1 접속단자와 상기 이웃하는 베어셀의 캔을 전기적으로 연결하기 위한 리드플레이트를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 특징 및 작용들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 상세한 설명을 통해 명백하게 드러나게 될 것이다.
첨부된 도면과 연관하여 이하에서 개시되는 상세한 설명은 발명의 바람직한 실시예들을 설명할 의도로서 행해진 것이고, 발명이 실행될 수 있는 형태들만을 나타내는 것은 아니다. 본 발명의 사상이나 범위에 포함된 동일한 또는 등가의 기능들이 다른 실시예들에 의해서도 달성될 수 있음을 주지해야 한다.
도면에 개시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대한 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나, 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 팩형 이차전지는 캡커버와 캡커버의 사출성형시 일체형으로 제조되는 접속단자를 제공함으로써 보호소자의 용이한 부착을 가능하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 팩형 이차전지는 팩전지를 구성하는 각각의 코어팩별로 보호소자를 부착함으로써 이차전지의 안전성을 증대시키고, 보호소자의 부착을 용이하게 함으로써 제조비용의 저감을 가능하게 할 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 각형 팩전지를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 각형 팩전지(99)는 2개로 구성되고, 2개가 직렬 연결되는 팩전지의 예를 도시한 것이다. 본 발명에 따른 팩전지(99)는 제 1 코어팩(91a), 제 2 코어팩(91b), 제 1 전극 리드플레이트(97) 및 제 2 전극 리드플레이트(98)를 포함하여 구성된다. 여기서, 2개의 팩전지(99)는 설명의 편의를 위해 제시된 것으로, 직렬 외에도 병렬 연결 및 직병렬 혼합 연결이 가능하다. 또한, 팩전지(99)는 2개 이상으로 구성하는 것이 가능하며, 아울러, 도 1에서는 팩 케이스에 대해 생략하고 도시하였으며, 도시하지 않은 구성이 불필요한 것은 아니며, 적용예에 따라 다양한 형태의 팩케이스를 이용하는 것이 가능하다.
제 1 코어팩(91a) 및 제 2 코어팩(91b)은 각각 전력을 충전 및 방전한다. 이를 위해, 제 1 코어팩(91a) 및 제 2 코어팩(91b)은 일면이 개구된 용기 형태로 제 조되고 양극 및 음극 중 어느 한 극으로 이용가능한 캔( 30a, 30b)과, 캔(30a, 30b) 내부에 수용되는 전극조립체(미도시), 캔(30a, 30b)의 개구부를 밀봉하는 캡조립체(미도시) 및 캡커버(40a, 40b)를 포함하여 구성된다. 여기서, 캔(30a, 30b), 전극조립체(미도시), 캡조립체(미도시)에 대해서는 이후의 도면을 참조하여 후술하기로 한다. 제 1 코어팩(91a) 및 제 2 코어팩(91b)은 캔(30a, 30b), 전극조립체(미도시) 및 캡조립체(미도시)에 의해 구성된 베어셀(31a, 31b)에 캡커버(40a, 40b)를 부착하여 제조된다. 이러한 제 1 코어팩 (91a) 및 제 2 코어팩(91b)은 사용목적에 따라 직렬 또는 병렬로 연결된다. 이를 위해 도시된 바와 같이 제 1 코어팩 (91a) 및 제 2 코어팩(91b)은 제 1 전극 리드플레이트(97) 및 제 2 전극 리드플레이트(98)에 의해 외부와 연결된다. 하지만, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 코어팩(91a,91b)의 배치에 따라 리드플레이트(97, 98)의 수 및 형태는 다양하게 변경될 수 있다. 그리고, 캡커버(40a, 40b)에는 요홈(88a, 88b)을 가지도록 형성되는 제 1 접속단자( 90a, 90b)가 형성되며, 이러한 제 1 접속단자(90a, 90b)에 의해 캡 커버(40a, 40b)는 리드플레이트(97, 98) 또는 다른 코어팩과 전기적으로 연결된다. 아울러, 이러한 제 1 접속단자(90a, 90b)는 캔(30a, 30b)과 다른 극성 즉, 캔(30a, 30b)이 양극일 경우 제 1 접속단자(90a, 90b)는 음극으로 이용된다.
제 1 전극 리드플레이트(97)는 제 1 코어팩(91a)의 제 1 접속단자(90a)와 전기적으로 연결되어, 외부와 팩전지(99)간의 도전경로를 제공한다. 이를 위해, 제 1 전극 리드플레이트(97)는 구리(Cu), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 이들의 합금, 이들 을 이용하여 도금된 금속체 중 어느 하나를 이용하여 형성된다. 아울러, 도 1에는 제 1 전극 리드플레이트(97)가 절곡되어 접힌 형태를 가지는 것으로 도시하였으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
제 2 전극 리드플레이트(98)는 제 2 코어팩(91b)의 캔(30b)과 전기적으로 연결되어, 외부와 팩전지(99) 간의 도전경로를 제공한다. 이를 위해, 제 2 전극 리드플레이트(98)는 제 1 전극 리드플레이트(97)에 사용가능한 금속들을 이용하여 제조하는 것이 가능하다. 도 1에서는 제 2 전극 리트플레이트(98)가 베어셀(31b)의 바닥면(30ba)에 부착된 것으로 하였으나, 부착면은 캔(30)의 노출면 어디라도 상관없으며, 별도의 중계단자를 형성하여 이용할 수도 있다. 하지만, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
도 2는 도 1의 베어셀과 캡커버를 도시한 분해사시도이다. 또한, 도 3은 캡커버의 단면을 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3에서는, 제 1 코어팩(91a)의 베어셀(31a)과 캡커버(40a)을 예로 들어 베어셀과 캡커버에 대해 설명하기로 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제 1 코어팩(91a)은 전극단자(19)를 가지는 베어셀(31a)과, 베어셀(31a)의 전극단자(19)가 인출되는 인출면에 결합되며 관통홀인 요홈(43)이 형성된 캡커버(40a)를 포함한다. 캡커버(40a)는 구체적으로 사출커버(41), 제 1 접속리드(51a)와 제 2 접속리드(51b)를 포함하는 보호소자(50), 제 1 접속단자(90a) 및 제 2 접속단자(53)를 포함하여 구성된다. 여기서, 베어셀(31a) 의 구성에 대해서는 별도의 분해사시도를 첨부하여 상세히 설명하기로 한다.
사출커버(41)는 보호소자(50) 및 제 2 접속단자(53)를 수납하는 형태로 베어셀(31a)의 일면에 결합된다. 특히, 사출커버(41)는 전극단자(19)가 인출된 면을 사출커버(41) 내부에 수납하는 형태로 베어셀(31a)과 결합하는 것이 유리하지만, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 이를 위해, 사출커버(41)는 몸체(41a)와 날개(41b)로 구분되고, 이 몸체(41a)와 날개(41b)에 의해 내부 공간을 형성하는 캡(cap) 또는 그릇 형태의 형상으로 제조된다. 특히, 사출커버(41)에는 제 1 접속단자(90a)가 안착되며, 제 1 접속단자(90a)의 요홈부(88a)가 보호소자(50)의 제 2 접속리드(51b)와 연결될 수 있도록 요홈(43)이 형성된다. 한편, 사출커버(41)는 사출커버(41)의 형태가 만들어진 금형에 플라스틱 수지를 사출하여 성형하는 것이 가능하며, 이때 제 1 접속단자(90a)가 금형내에 부가되도록 형성될 수 있다. 즉, 미리 제조된 제 1 접속단자(90a)를 금형내에 삽입한 후, 플라스틱 수지를 사출하여 사출커버(41)를 형성할 수 있다. 이를 통해, 제 1 접속단자(90a)를 별도의 공정을 이용하여 사출커버(41)에 부가하지 않아도 되므로, 공정이 단축될 수 있으며, 제 1 접속단자(90a)와 사출커버(41)의 결합을 용이하게 할 수 있다. 아울러, 사출커버(41)에는 보호소자(50)를 경유하지 않고 직접 단자를 인출할 수 있는 노출단자홈(42)이 더 형성될 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 사출커버(41)의 재료로는 난연성, 작은 열변형, 전기절연성를 갖춘 재료를 이용하는 것이 좋으며, 사출성형이 용이한 재료이면 더 좋다. 이러한 재료로, 에폭시, 폴리프로필렌, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리 카보네이트, 폴리에텔에텔케톤 및 이의 등가물질을 이용할 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
보호소자(50)는 캡커버(40a)의 내부, 구체적으로 제 2 접속단자(53)와 제 1 접속단자(90a) 사이에 배치되며, 제 1 접속단자(90a) 및 제 2 접속단자(53)와 전기적으로 연결된다. 이를 위해, 보호소자(50)는 온도반응소자(52)와 제 1 및 제 2 접속리드(51a, 51b)를 포함하여 구성될 수 있다. 제 1 접속리드(51a)는 온도반응소자(52)와 제 2 접속단자(53)를 전기적으로 연결하고, 제 2 접속리드(51b)는 온도반응소자(52)와 제 1 접속단자(90a)를 전기적으로 연결한다. 특히, 제 2 접속리드(51b)는 도 3에 도시된 바와 같이 두 번 절곡되어 제 1 접속단자(90a)의 요홈부(88a)와 면접합될 수 있다. 하지만, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 제 1 접속리드(51a)가 절곡되거나, 제 1 접속리드(51a) 및 제 2 접속리드(51b) 모두 절곡되지 않을 수도 있다. 아울러, 제 2 접속단자(53)와 제 1 접속리드(51a), 제 2 접속리드(51b)와 제 1 접속단자(90a)는 저항용접을 이용하여 연결될 수 있다. 온도반응소자(52)는 제 1 접속리드(51a)와 제 2 접속리드(51b)에 의해 제 1 및 제 2 접속단자(90a, 53)와 전기적으로 연결된다. 이 온도반응소자(52)는 베어셀(31a) 내부의 단락, 과충전, 과방전에 의한 과전류가 발생시 전류의 흐름을 차단하거나, 베어셀(31a)의 과도한 온도상승시 전류의 흐름을 차단하여, 베어셀(31a)을 보호한다. 온도반응소자(52)로는 양성온도소자(Positive Temperature Coefficient Thermistor)나 써멀퓨즈(Thermal Fuse)를 이용할 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
제 1 접속단자(90a)는 다른 코어팩 또는 외부와의 연결을 위해 캡커버(40a)의 외부, 구체적으로 사출커버(41)의 상면(41up)에 부착된다. 이 제 1 접속단자(90a)는 사출커버(41)의 제조시에 금형 내에 삽입되어, 사출커버(41)와 일체형으로 제조가 가능하다. 아울러, 제 1 접속단자(90a)는 평부(89a)와 요홈부(88a)로 구분된다. 평부(89a)는 제 1 접속단자(90a)가 사출커버(41)에 의해 고정되도록 사출커버(41)와 결합되는 부분으로, 다른 코어팩의 단자가 연결되거나, 외부와의 연결을 위한 리드플레이트가 접합될 수 있다. 요홈부(88a)는 평부(89a)로부터 함몰된 형태로, 사출커버(41)에 형성된 요홈(43)을 관통하여, 보호소자(50)의 제 2 접속리드(51b)와 접합된다. 이를 위해, 요홈부(88a)는 평부(89a)로부터 사출커버(41)의 두께 이상으로 함몰되며, 도시된 각형외에도 원형, 핀형으로 형성이 가능하다. 다만, 요홈부(88a)와 제 2 접속리드(51b)는 공정의 편의를 위해 저항용접을 하게 되므로, 요홈부(88a)의 바닥면은 평평한 형태를 유지하는 것이 바람직하다. 하지만, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
제 2 접속단자(53)는 보호소자(50)의 제 1 접속리드(51a)와 베어셀(31a)의 전극단자(19)를 전기적으로 연결한다. 이를 위해, 제 2 접속단자(53)는 일정한 폭을 가지는 금속 플레이트 형태로 제조될 수 있으며, 니켈, 구리, 알루미늄, 철 및 이의 등가금속 또는 이의 합금속을 이용하여 제조될 수 있으나 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 아울러, 제 2 접속단자(53)는 전극단자(19) 및 제 1 접속리드(51a)와 저항용접에 의해 접합될 수 있으나, 이 역시 본 발명에서 한정하는 바는 아니다.
한편, 캡커버(40a)와 베어셀(31a)의 사이에는 절연을 위한 절연플레이트 또는 절연시트가 다수 구비될 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 요홈(43)은 제 1 접속단자(90a)의 요홈부(88a)가 사출커버(41)의 몸체(41a)를 관통할 수 있을 정도의 크기로 형성하기만 하면 된다. 특히, 제 1 접속단자(90a)를 설명한 바와 같이 사출커버(41)와 일체형으로 형성하도록 금형의 형태를 조절하는 경우 별도로 요홈(43)을 형성하지 않아도 된다.
또한, 제 2 접속단자(53)와 보호소자(50)의 결합에 있어서, 보호소자(50)의 제 1 접속리드(51a)와 제 2 접속단자(53)는 일체형으로 형성하여 이용할 수 있다. 즉, 제 1 접속리드(51a)를 길게 형성하여 직접 전극단자(19)와 접합할 수 있다.
도 4는 본 발명에 사용 가능한 베어셀을 도시한 분해사시도이다.
도 4에서는, 베어셀(31a)을 예로 들어 베어셀에 대해 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 이차전지로 이용가능한 베어셀(31a)은 캔(30a), 전극조립체(10), 절연케이스(11) 및 캡조립체(20)를 포함하여 구성된다.
캔(30a)은 대략 직육면체의 기둥(또는 우물) 형태의 용기이며, 상술한 바와 같이 딥 드로잉을 이용하여 용이하게 제작할 수 있다. 이러한 캔(30a)은 공동(4)에 전극조립체(10), 절연케이스(11) 및 캡조립체(20)를 수용하고, 캡조립체(20)의 캡플레이트(17)에 의해 밀봉된다. 캔(30a)의 재질은 내열성, 내마모성, 전기전도성과 같은 기계적, 전기적 특성이 우수한 금속을 이용하여 제조되며, 이러한 금속으로는 알루미늄, 알루미늄 합금 및 이의 등가금속을 포함할 수 있다. 하지만, 이 로써 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 사용용도나 사용환경에 따라서 재질은 달리할 수 있다. 또한, 캔(30a)은 전극조립체(10)의 양극탭(7a) 또는 음극탭(7b)과 연결하여 이차전지의 양극 또는 음극으로 사용하는 것이 가능하다.
전극조립체(10)는 양극(1), 음극(3), 세퍼레이터(5), 양극탭(7a) 및 음극탭(7b)를 포함하여 구성된다. 이 전극조립체(10)는 전기용량을 높이기 위해 양극(1), 음극(3)을 넓은 판형 또는 금속박(Metal Foil) 형태로 형성하고, 세퍼레이터(5)를 양극(1)과 음극(3) 사이에 삽입, 적층하여 사용할 수 있다. 또한, 전극조립체(10)는 양극(1), 음극(3) 및 세퍼레이터(5)를 권취한 젤리롤(Jelly Role) 형태로 형성하여 이용할 수 있으며, 도 1에는 젤리롤 형태의 전극조립체(10)가 도시되어 있다. 하지만, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
양극(1) 및 음극(3)은 각각 알루미늄 금속박과 구리 금속박에 슬러리를 코팅건조하여 제조된다. 이때, 슬러리는 양극(1) 및 음극(3) 각각의 활물질과 활물질을 금속박에 접착하도록 하는 고정제를 포함하여 구성된다. 이 중, 양극 활물질로는 주로 리튬함유 산화물이 이용되고, 음극활물질로는 하드카본, 소프트카본, 흑연 및 탄소물질 중 어느 하나를 주로 이용하지만, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
세퍼레이터(5)는 양극(1)과 음극(3)을 절연하기 위해 양극(1)과 음극(3)의 사이에 배치된다. 또한, 세퍼레이터(5)는 양극(1)과 음극(3) 간의 이온 이동을 위한 통로를 제공한다. 이를 위해, 세퍼레이터(5)는 다공성의 폴리 에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리프로필렌의 공중합체 및 이의 등가물질 중 선택된 어느 하나 혹은 이 들을 조합한 물질을 이용할 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 이러한 세퍼레이터(5)는 양극(1)과 음극(3)의 단락을 방지하기 위해, 양극(1)과 음극(3)의 폭보다 크게 형성할 수 있다.
양극탭(7a) 및 음극탭(7b)은 전극조립체(10)의 양극(1) 및 음극(3) 각각과 전기적으로 연결되고, 캔(30a)의 개구된 방향으로 인출된다. 이를 위해, 양극탭(7a) 및 음극탭(7b)은 캔(30a) 내부에서 전극조립체(10)의 상부에 고정되는 절연케이스(11)의 탭통공(12a, 12b)을 각각 관통하여 캔(30a) 또는 단자플레이트(13)와 전기적으로 연결된다. 이 양극탭(7a) 및 음극탭(7b)은 외부회로나 장치와 전극조립체(10) 간의 1차적인 도전경로로 이용된다. 아울러, 양극탭(7a) 및 음극탭(7b)은 단락을 방지하기 위한 절연테잎(9)에 의해 서로 절연될 수 있다.
절연케이스(11)는 캔(30a)과의 결합시 캔(30a) 내부에 수용되어 전극조립체(10)를 고정하고, 캔(30a)과 캡조립체(20) 간의 절연을 확보한다. 특히, 절연케이스(11)는 전극조립체(10)의 수납공간을 형성함과 아울러, 수납공간의 일부에 전해액을 충전하여 베어셀(31a)의 충전용량을 증대시킨다. 이 절연케이스(11)는 난연성, 절연성, 작은 열변형성 및 소정의 기계적 강도를 가지며, 성형성이 좋은 고분자 합성수지를 이용하는 것이 바람직하지만, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
캡조립체(20)는 캡플레이트(17), 전극단자(19), 절연플레이트(15), 단자플레이트(13) 및 가스켓(18)을 포함하여 구성된다.
캡플레이트(17)는 캡조립체(20)와 캔(30a)의 결합시에 캔(30a)의 개구면을 밀봉한다. 이를 위해, 캡플레이트(17)는 용접과 같은 방법을 이용하여 캔(30a)의 개구면에 결합된다. 아울러, 캡플레이트(17)는 절연케이스(11)의 탭통공(12a,12b)을 통해 인출되는 양극탭(7a) 및 음극탭(7b) 중 어느 하나와 전기적으로 연결된다. 또한, 캡플레이트(17)에는 가스켓(18)과의 결합을 위한 단자통공(17a) 및 전해액의 주입을 위한 전해액주입공(14a)이 형성된다. 또한, 전해액주입공(14b)은 절연케이스(11)에도 형성될 수 있다.
가스켓(18)은 전극단자(19)와 캡플레이트(17) 간의 절연을 확보하기 위해 단자통공(17a)에 결합된다. 또한, 가스켓(18)에는 전극단자(19)와의 결합을 위한 제 1 단자홀(16a)이 형성되며, 전극단자(19)는 제 1 단자홀(16a)을 관통하는 형태로 가스켓(18)에 겹합된다.
전해액주입공(14a, 14b)은 캡플레이트(17)와 절연케이스(11)에 형성되며, 캔(30a) 내부로 전해액을 주입하는 통로로 이용된다. 여기서, 전해액주입공(14a)은 전해액의 주입 후 밀봉된다.
절연플레이트(15)는 캡플레이트(17)와 단자플레이트(13) 간의 절연을 위해 캡플레이트(17)와 단자플레이트(13) 사이에 삽입된다. 또한, 절연플레이트(15)에는 전극단자(19)가 관통할 수 있도록 제 2 단자홀(16b)이 형성된다.
단자플레이트(13)는 전극단자(19)와 제 3 단자홀(16c)에 의해 전기적으로 연결된다. 또한, 단자플레이트(13)는 양극탭(7a) 및 음극탭(7b) 중 캡플레이트(17)와 연결되지 않은 단자와 전기적으로 연결된다. 즉, 캡플레이트(17)가 양극탭(7a)과 전기적으로 연결되는 경우, 단자플레이트(13)는 음극탭(7b)과 연결되며, 이를 통해 전극단자(19)와 음극탭(7b)의 전기적 연결을 중계한다.
전극단자(19)는 캔(30a)과 함께 이차전지의 양극 또는 음극 중 어느 하나로 이용된다. 이를 위해, 전극단자(19)는 제 1 내지 제 3 단자홀(16a, 16b, 16c)을 통해 단자플레이트(13)와 전기적으로 연결된다. 전극단자(19)는 캡플레이트(17)의 외부로 전극단자(19)의 일부가 노출될 수 있도록 헤드(19a)와 바디(19b)로 구분되어 형성된다. 헤드(19a)와 바디(19b)는 일체형으로 형성되며, 바디(19b)가 헤드(19a)에 비해 작은 직경을 가지거나 다른 모양을 가지도록 형성된다.
본 발명은 도시된 실시예를 중심으로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 할 수 있는 다양한 변형 및 균등한 타 실시예를 포괄할 수 있음을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 각형 팩전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 베어셀과 캡커버를 도시한 분해사시도이다.
도 3은 캡커버의 단면을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 사용 가능한 베어셀을 도시한 분해사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 양극 3: 음극
5: 세퍼레이터 11: 절연케이스
13: 단자플레이트 15: 절연플레이트
17: 캡플레이트 18: 가스켓
19: 전극단자 20: 캡조립체
30a, 30b: 캔 31a, 31b: 베어셀
40a, 40b: 캡커버 41: 사출커버
42: 노출단자홈 43: 요홈
50: 보호소자 53: 제 2 접속단자
88a, 88b: 요홈부 89a, 89b: 평부
90a, 90b : 제 1 접속단자 91a, 91b :코어팩
97 : 제 1 전극 리드플레이트 98 : 제 2 전극 리드플레이트
Claims (9)
- 전극 단자를 가지는 베어셀;상기 베어셀의 상기 전극단자 인출면에 결합되고, 관통홀인 요홈이 형성된 캡커버;상기 캡커버의 외부에 부착되는 제 1 접속단자;상기 캡커버의 내부에 수납되고, 제 1 접속리드에 의해 상기 전극단자와 전기적으로 접속되고 제 2 접속리드에 의해 상기 요홈을 통해 상기 제 1 접속단자와 전기적으로 접합되는 보호소자;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 팩형 이차전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 접속단자는 상기 캡커버와 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 팩형 이차전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 접속단자 및 상기 제 2 접속리드 중 선택된 어느 하나는 상기 요홈을 관통하도록 절곡되는 것을 특징으로 하는 팩형 이차전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 접속단자는평부와,상기 평부로부터 상기 요홈을 통해 상기 캡커버 내부로 노출되도록 절곡되는 요홈부를 가지는 것을 특징으로 하는 팩형 이차전지.
- 제 4 항에 있어서,상기 제 2 접속리드는 상기 캡커버 내부로 노출된 상기 요홈부와 전기적으로 접합되는 것을 특징으로 하는 팩형 이차전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 전극단자 및 상기 제 1 접속리드를 전기적으로 연결하기 위한 제 2 접속단자를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 팩형 이차전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 캡커버는 상기 전극단자와 대응되는 위치에 형성된 노출단자홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 팩형 이차전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 베어셀은 캔을 포함하여 구성되고,상기 제 1 접속단자는 상기 베어셀과 이웃하는 베어셀에 포함된 캔과 전기적 으로 접합되는 것을 특징으로 하는 팩형 이차전지.
- 제 8 항에 있어서,상기 제 1 접속단자와 상기 이웃하는 베어셀의 캔을 전기적으로 연결하기 위한 리드플레이트를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 팩형 이차전지.
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