KR20100065669A - 이차 전지 및 이를 이용한 전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 이차 전지는 접촉 저항을 감소시킬 수 있도록 세퍼레이터와 상기 세퍼레이터의 양면에 배치되는 양극과 음극을 포함하는 전극군과, 상기 전극군이 내장되는 케이스와 상기 케이스와 결합되는 캡 플레이트와, 상기 켑 플레이트 상에 걸려지는 헤드부와 상기 헤드부에서 돌출되어 캡 플레이트를 관통하는 지지축부를 갖는 전극 단자, 및 상기 캡 플레이트의 아래에서 상기 지지축부에 결합된 고정부재를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 전지 모듈은 복수 개의 이차 전지들, 및 상기 이차 전지들을 전기적으로 연결하는 버스 바를 포함하고, 상기 이차전지는, 내부 공간을 갖는 케이스와 상기 케이스와 결합되는 캡 플레이트와 상기 캡 플레이트 상에 걸려지는 헤드부와 상기 헤드부에서 돌출되어 캡 플레이트를 관통하는 지지축부를 갖는 전극 단자, 및 상기 캡 플레이트의 아래에서 상기 지지축부에 결합된 고정부재를 포함한다.
이차 전지, 전극 단자, 헤드부, 보조 연결부재, 버스 바

Description

이차 전지 및 이를 이용한 전지 모듈{RECHARGEABLE BATTERY AND BATTERY MODULE USING THEREOF}
본 발명은 이차 전지 및 전지 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극 단자 및 이차 전지들을 전기적으로 연결하는 구조를 개선한 이차 전지 및 전지 모듈에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 저용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 전지는 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 이차 전지가 개발되고 있으며, 상기한 고출력 이차 전지는 대전력을 필요로 하는 기기 예컨대, 전기 자동차 등의 모터 구동에 사용될 수 있도록 복수 개의 이차 전지를 직렬로 연결하여 대용량의 이차 전지로 구성된다.
또한, 하나의 대용량 이차 전지는 통상 직렬로 연결되는 복수개의 이차 전지로 이루어지며, 이차 전지는 원통형과 각형 등으로 이루어질 수 있다.
각형 이차 전지는 양극과 음극이 세퍼레이터(separator)를 사이에 두고 위치하는 전극군과 전극군이 내장되는 공간을 구비하는 케이스, 케이스를 밀폐하며 전극 단자가 삽입되는 단자 홀이 형성된 캡 플레이트, 전극군과 전기적으로 연결되며, 단자 홀에 삽입되어 케이스의 외측으로 돌출되는 전극 단자를 포함한다.
이차 전지들은 연결 플레이트에 의하여 전기적으로 연결됨으로써 전지 모듈을 구성한다. 전극 단자는 상부에 결합된 너트에 의하여 캡 플레이트에 고정되며 너트 위에 연결 플레이트가 체결되고, 연결 플레이트 위에 너트가 체결되어 연결 플레이트와 전극 단자가 전기적으로 연결된다. 전극 단자와 연결 플레이트 사이의 접촉 저항을 감소시키기 위해서는 너트의 체결력을 강화시킬 필요가 있다. 특히 이차 전지에 전달되는 진동에 의하여 너트의 조임이 느슨해질 수 있는데, 이 경우 접촉 저항이 증가하는 것을 방지하기 위해서는 너트를 강하게 죌 필요가 있다.
그러나 한편으로 전극 단자는 전류의 이동통로가 되므로 전기적인 전도도가 우수한 재료로 이루어는 것이 바람직하며, 양극 단자는 통상적으로 알루미늄으로 이루어지며, 음극 단자는 구리로 이루어진다.
구리와 알루미늄은 강도가 약하여 너트의 체결력을 증가시키는 것에 한계가 있다. 따라서 진동, 온도, 충격 등이 작용할 때, 너트가 풀어져 접촉 저항이 증가하는 문제가 빈번하게 발생한다.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 접촉 저항을 감소시킬 수 있는 이차 전지를 제공함에 있다.
본 발명에 따른 이차 전지는 세퍼레이터와 상기 세퍼레이터의 양면에 배치되는 양극과 음극을 포함하는 전극군과, 상기 전극군이 내장되는 케이스와, 상기 케이스와 결합되는 캡 플레이트와, 상기 캡 플레이트 상에 걸려지는 헤드부와 상기 헤드부에서 돌출되어 캡 플레이트를 관통하는 지지축부를 갖는 전극 단자, 및 상기 캡 플레이트의 아래에서 상기 지지축부에 결합된 고정부재를 포함한다.
상기 이차 전지는 상기 헤드부에 끼워지는 플랜지부와 상기 플랜지부에서 돌출 형성된 연결축부를 갖는 보조 연결부재를 더 포함할 수 있으며, 상기 지지축부에는 나사가공면이 형성되며 상기 고정부재는 너트로 이루어질 수 있다.
상기 캡 플레이트에는 단자 홀이 형성되고 상기 지지축부는 상기 단자 홀에 삽입될 수 있으며, 상기 헤드부의 내부에는 공간이 형성되며, 상기 헤드부의 측면에 측부 개구가 형성되고, 상기 헤드부의 상면에 상부 개구가 형성될 수 있다.
상기 연결축부는 상기 상부 개구를 관통하여 돌출되며 상기 플랜지부는 상기 헤드부의 내면에 지지되어 걸려질 수 있으며, 상기 상부 개구의 일측 단부는 상기 측부 개구와 연결되고 타측 단부는 상기 연결축부에 밀착될 수 있도록 라운드지게 형성될 수 있다.
상기 헤드부는 대향하는 양면에 개방된 측부 개구가 형성될 수 있으며, 상기 상부 개구의 일측 단부는 일 면에 형성된 상기 측부 개구와 연결되고, 상기 상부 개구의 타측 단부는 상기 상부 개구 보다 더 좁은 폭을 갖는 절개부를 통해서 다른 면에 형성된 상기 측부 개구와 연결될 수 있다.
상기 헤드부는 세개의 측면이 개방된 구조로 이루어지고, 상기 헤드부의 상면에는 상부 개구가 형성될 수 있으며, 상기 보조 연결부재는 상기 전극 단자보다 더 큰 강도를 갖도록 형성되고, 상기 보조 연결부재의 외주는 나사가공되어 상기 보조 연결부재에는 너트가 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 전지 모듈은 복수 개의 이차 전지들, 및 상기 이차 전지들을 전기적으로 연결하는 버스 바를 포함하고, 상기 이차전지는, 내부 공간을 갖는 케이스와 상기 케이스와 결합되는 캡 플레이트와 상기 캡 플레이트 상에 걸려지는 헤드부와 상기 헤드부에서 돌출되어 캡 플레이트를 관통하는 지지축부를 갖는 전극 단자, 및 상기 캡 플레이트의 아래에서 상기 지지축부에 결합된 고정부재를 포함한다.
이차 전지는 상기 헤드부에 끼워지는 플랜지부와 상기 플랜지부에서 돌출 형성된 연결축부를 갖는 보조 연결부재를 더 포함할 수 있으며, 상기 버스 바에는 홀이 형성되고, 상기 홀에는 상기 연결축부가 삽입되며, 상기 연결축부에는 상기 버스 바를 상기 전극 단자로 밀착시키는 가압부재가 설치될 수 있다.
상기 연결축부의 외면은 나사가공되며 상기 가압부재는 상기 연결축부에 결합되는 너트로 이루어질 수 있으며, 상기 버스 바는 상기 헤드부에 용접으로 고정 될 수 있다.
상기 지지축부에는 나사가공면이 형성되며 상기 고정부재는 상기 지지축부에 체결되는 너트로 이루어질 수 있으며, 상기 캡 플레이트에는 단자 홀이 형성되고 상기 지지축부는 상기 단자 홀에 삽입될 수 있다.
상기 헤드부의 내부에는 공간이 형성되며, 상기 헤드부의 측면에 측부 개구가 형성되고, 상기 헤드부의 상면에 상부 개구가 형성될 수 있으며, 상기 연결축부는 상기 상부 개구를 관통하여 돌출되며 상기 플랜지부는 상기 헤드부의 내면에 걸려질 수 있다.
상기 상부 개구의 일측 단부는 상기 측부 개구와 연결되고 타측 단부는 상기 연결축부에 밀착될 수 있도록 라운드지게 형성될 수 있으며, 상기 헤드부는 대향하는 양면에 개방된 측부 개구가 형성될 수 있다.
상기 상부 개구의 일측 단부는 일 면에 형성된 상기 측부 개구와 연결되고, 상기 상부 개구의 타측 단부는 상기 상부 개구 보다 더 좁은 폭을 갖는 절개부를 통해서 다른 면에 형성된 상기 측부 개구와 연결될 수 있으며, 상기 헤드부는 세개의 측면이 개방된 구조로 이루어지고, 상기 헤드부의 상면에는 상부 개구가 형성될 수 있다.
상기 보조 연결부재는 상기 전극 단자보다 더 큰 강도를 갖도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 헤드부가 캡 플레이트 상에 위치하고, 지지 축부가 캡 플레이트를 관통하여 케이스 내로 삽입되며 지지축부에 고정부재가 결합되어 헤드부와 고정부재가 캡 플레이트의 양쪽에서 전극 단자를 고정함으로써 전극 단자가 캡 플레이트에 안정적으로 고정될 수 있다.
또한, 고정부재가 케이스의 내부에 위치하므로 진동이나 충격 등으로 인하여 고정부재가 풀려지는 것을 방지할 수 있다. 이는 케이스 내부로는 직접적인 진동이나 충격이 잘 전달되지 아니할 뿐만 아니라, 개스킷과 절연부재로 인하여 진동이나 충격이 흡수되기 때문이다.
또한, 헤드부에 보조 연결부재가 끼워져 설치되므로 전극 단자는 전기 전도도가 우수한 소재로 형성하고, 보조 연결부재는 전극 단자보다 강도가 더 우수한 소재로 형성하여 전기적인 저항을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 기계적인 강성도 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전지 모듈은 보조 연결부재에 버스 바를 설치한 상태에서 너트를 체결하여 버스 바를 전극 단자에 밀착시키는 바, 보조 연결부재의 기계적인 강도가 향상되므로 너트의 체결력을 종전에 비하여 크게 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 접촉 저항의 증가를 방지하여 안정적인 출력을 유지할 수 있다.
또한, 보조 연결부재의 플랜지부가 헤드부의 내면에 지지되어 걸려지고, 연결축부에 가압부재가 설치됨으로써 가압부재와 플랜지부가 버스 바를 헤드부로 가압하여 버스 바를 전극 단자에 안정적으로 접촉시킬 수 있다.
또한, 헤드부의 대향하는 양면에 측부 개구를 형성하고, 상면에 상부 개구와 절개부가 형성되어 상면이 두 부분으로 나누어져 헤드부가 탄성 변형됨으로써 플랜 지부와 및 버스 바에 용이하게 밀착될 수 있다.
또한, 헤드부는 양면 또는 3면이 개방된 구조로 이루어져서 헤드부의 내면이 냉각 매체와 용이하게 접촉할 수 있으므로 전극 단자에서 발생된 열을 용이하게 배출할 수 있으며, 재료를 절감하여 생산원가를 절감할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 본 명세서 및 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라 본 단면도이며, 도 3은 도 1에서 캡 플레이트에 체결되는 부재들을 분리하여 본 분해 사시도이다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 이차 전지(100)는 양극(11)과 음극(12) 사이에 절연체인 세퍼레이터(13)를 개재하여 귄취된 전극군(15)과, 전극군(15)이 내장되는 케이스(14)와, 전극군(15)과 전기적으로 연결되는 전극 단자(40), 및 케이스에 형성된 개구부와 결합되는 캡 플레이트(17)를 포함한다.
양극(11) 및 음극(12)은 박판의 금속 호일로 형성된 집전체에 활물질이 도포된 영역인 코팅부와 활물질이 코팅되지 않는 영역인 무지부(11a, 12a)를 포함한다. 무지부(11a, 12a)는 양극(11) 및 음극(12)의 길이방향을 따라 양극(11) 및 음 극(12)의 측단에 형성된다. 그리고 양극(11) 및 음극(12)은 절연체인 세퍼레이터(13)를 사이에 개재한 후 권취되어 젤리-롤 형태의 전극군(15)을 이룬다.
본 실시예에서는 전극군(15)이 젤리-롤 형태로 이루어진 각형 이차 전지(100)를 예로써 설명하나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 원통형 등 다양한 형상으로 이루어진 이차 전지에 적용될 수 있다.
이러한 전극군(15)의 무지부(11a, 12a)에는 전극 단자(40)가 리드부재(28)를 매개로 전기적으로 연결된다.
캡 플레이트(17)는 얇은 판으로 이루어지고, 캡 플레이트(17)에는 전극 단자(40)가 삽입되는 단자 홀(17a)과 전해액이 주입되는 전해액 주입구가 형성되며 전해액 주입구에는 밀봉마개(16)가 설치된다. 또한, 캡 플레이트(17)에는 설정된 내부 압력에 따른 파단될 수 있도록 홈이 형성된 벤트부(19)가 설치된다.
전극 단자(40)는 캡 플레이트(17)에 형성된 단자 홀(17a)을 통해서 케이스(14)의 내부로 삽입되며, 캡 플레이트(17)와 전극 단자(40)의 사이에는 상부 개스킷(25)과 하부 개스킷(27)이 개재되어 캡 플레이트(17)와 전극 단자(40)를 절연시킨다.
하부 개스킷(27)은 단자 홀(17a)에 끼워져 설치되며, 상부 개스킷(25)은 캡 플레이트(17) 위에 설치된다. 상부 개스킷(25)의 위에는 체결력을 완충시키는 와셔(24)가 설치된다.
캡 플레이트(17)의 아래에는 전극 단자(40) 및 리드부재(28)를 캡 플레이트(17)와 절연시키는 절연부재(26)가 설치되는데, 절연부재(26)에는 전극 단자(40) 및 하부 개스킷(27)이 끼워지는 홀이 형성된다.
하부 개스킷(27)의 아래에는 리드부재(28)가 설치되는데, 리드부재(28)는 상부판(28a)과 상부판(28a)에서 아래로 돌출되어 전극군(15)의 무지부(11a, 12a)에 고정되는 부착판(28b)을 포함하며, 상부판(28a)에는 전극 단자(40) 가 삽입되는 홀(28c)이 형성된다.
전극 단자(40)는 캡 플레이트(17) 상에 위치하며 상기 캡 플레이트에 걸려지는 헤드부(41)와 헤드부(41)에서 아래로 돌출되어 단자 홀(17a)에 삽입되는 지지축부(42)를 포함한다.
헤드부(41)는 대략 내부 공간을 갖는 육면체 형상으로 이루어지며, 헤드부(41)에는 상부 개구(41a)와 측부 개구(41b)가 형성되어 있다. 측부 개구(41b)는 헤드부(41)의 한쪽 측면에 형성되며, 상부 개구(41a)는 헤드부(41)의 상면에 형성된다. 상부 개구(41a)는 일단이 모서리까지 이어져 측부 개구(41b)와 연결되며, 상부 개구(41a)의 타단은 라운드지게 막혀져 있다.
헤드부(41)에는 보조 연결부재(30)가 끼워져 설치되는데, 보조 연결부재(30)는 헤드부(41)에 끼워지는 플랜지부(34)와 플랜지부(34)에서 돌출된 연결축부(32)를 포함한다. 플랜지부(34)는 대략 원형의 횡단면을 갖도록 형성되나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 사각형 등 다양한 형태의 횡단면을 갖도록 형성될 수 있다.
전극 단자(40)는 전기 전도도가 우수한 구리 또는 알루미늄으로 이루어지며, 보조 연결부재(30)는 강도가 우수한 합금강 등으로 이루어진다.
플랜지부(34)는 측부 개구(41b)를 통해서 헤드부(41)에 삽입되며, 연결축부(32)는 상부 개구(41a)를 통해서 위쪽으로 돌출된다. 이때, 플랜지부(34)는 헤드부(41)의 내면에 밀착되어 보조 연결부재(30)가 헤드부(34)에서 이탈하지 않도록 하는 역할을 한다. 연결축부(32)의 원형의 봉 형상으로 이루어지며 외면은 나사가공되어 너트 등이 체결될 수 있다. 연결축부(32)는 라운드지게 형성된 상부 개구(41a)의 단부에 밀착되어 지지된다.
지지축부(42)에는 전극 단자(40)가 움직이는 것을 방지하는 고정부재(50)가 설치되는데, 본 실시예의 고정부재(50)는 너트로 이루어지며 너트가 용이하게 결합될 수 있도록 지지축부(42)에는 나사가공면(42a)이 형성된다.
리드부재(28)는 고정부재(50)와 하부 개스킷(27) 사이에 설치되는데, 리드부재(28)는 고정부재(50) 또는 지지축부(42)에 용접으로 고정되거나, 고정부재(50)와 밀착되어 전극 단자(40)로 전류를 전달할 수 있다.
이와 같이 전극 단자(40)가 케이스(14) 내에 설치된 고정부재(50)에 의하여 고정되면 고정부재(50)가 외력을 영향을 적게 받으므로 전극 단자(40)가 보다 안정적으로 고정된다. 또한, 전극 단자(40)와 고정부재(50) 사이에 리드부재(28)가 설치되므로 리드부재(28)가 고정부재(50)에 의하여 안정적으로 고정되어 전극 단자(40)와 리드부재(28) 사이의 접촉저항이 증가하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 보조 연결부재를 강도가 우수한 합금강 등으로 형성하여 보조 연결부재에 강한 체결압을 적용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 단자를 도시한 사시도이고, 도 5 는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
본 실시예에 따른 이차 전지는 전극 단자를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 이차 전지와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 전극 단자(60)는 캡 플레이트(17) 위에 설치된 헤드부(61)와 헤드부(61)의 아래로 돌출된 지지축부(62)를 포함한다. 헤드부(61)는 보조 연결부재(30)가 설치될 수 있도록 내부 공간을 가진 구조로 이루어지며, 측면에는 측부 개구(61b)가 형성되고, 상면에는 상부 개구(61a)가 형성된다.
또한, 측부 개구(61b)는 헤드부(61)의 대향하는 양면에 형성되어 있으며, 상부 개구(61a)의 일단은 모서리까지 이어져 형성되어 측부 개구(61b)와 연결되며 상구 개구(61a)의 타단은 라운드지게 형성되면서 절개부(61c)를 통해서 측부 개구(61b)와 연결된다.
한편 지지축부(62)에는 너트 등의 고정부재가 결합될 수 있도록 나사가공면(62a)이 형성된다.
이와 같이 헤드부(61)의 양면에 측부 개구(61b)를 형성하면 헤드부(61)의 무게를 감소시켜서 이차 전지 전체의 무게를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 재료를 절감하여 생산성이 향상된다. 또한, 절개부(61c)가 형성되면 보조 연결부재(30)에 너트 등의 가압부재가 결합될 때, 헤드부(61)가 탄성적으로 변경하여 연결 플레이트 등에 대면적으로 밀착함으로써 접촉저항이 감소된다. 또한, 전극 단자(60)가 냉각 매체와 용이하게 접촉하여 전극 단자로 전달된 열을 용이하게 방출할 수 있다.
도 6는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극 단자를 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
본 실시예에 따른 이차 전지는 전극 단자를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 이차 전지와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 6 및 도 7을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 전극 단자(70)는 캡 플레이트(17) 위에 설치된 헤드부(71)와 헤드부(71)의 아래로 돌출된 지지축부(72)를 포함한다. 헤드부(71)는 보조 연결부재(30)가 설치될 수 있도록 내부 공간을 가진 구조로 이루어지며, 3면이 개방되어 종단면이 대략 'ㄷ'자 형상으로 이루어진다.
또한, 헤드부(71)의 상면에는 연결부재(30)가 삽입될 수 있도록 상부 개구가 형성되는데, 상부 개구는 일단이 모서리까지 이어져 형성되며 타단은 라운드지게 막혀진다.
한편 지지축부(72)에는 너트 등의 고정부재가 결합될 수 있도록 나사가공면(72a)이 형성된다.
이와 같이 헤드부(71)의 3면이 개방되도록 형성하면 헤드부(71)의 무게를 감소시켜서 이차 전지 전체의 무게를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 재료를 절감하여 생산성이 향상된다. 또한, 너트 등의 가압부재가 결합될 때, 헤드부(71)가 탄성적 으로 변형하여 연결 플레이트 등에 대면적으로 밀착함으로써 접촉저항이 감소된다. 또한, 전극 단자(70)가 냉각 매체와 용이하게 접촉하여 전극 단자로 전달된 열을 용이하게 방출할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전지 모듈을 도시한 사시도이다.
도 8을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈(200)은 상기한 제1 실시예에 따른 이차 전지들(100)이 버스 바(80)를 매개로 전기적으로 연결된 것을 나타낸다.
이차 전지들(100)에는 두개의 전극 단자(40)가 형성되고 전극 단자(40)는 양극 무지부와 전기적으로 연결된 양극 단자와 음극 무지부와 전기적으로 연결된 음극 단자를 포함한다. 이차 전지(100)는 이웃하는 이차 전지와 전극 단자들(40)이 서로 엇갈리도록 배치된다. 즉, 이웃하는 이차 전지(100)의 양극 단자와 인접하도록 이차 전지(100)의 음극 단자가 배치되어 양극 단자와 음극 단자가 버스 바(80)를 통해서 연결될 수 있다.
버스 바(80)에는 두 개의 홀(82)이 형성되고, 홀(82)에는 이웃하는 이차 전지(100)에 설치된 보조 연결부재(30)의 연결축부(32)가 관통하여 끼워진다. 버스 바(80)의 위에는 가압부재(54)가 연결축부(32)에 결합되어 설치되는데, 가압부재(54)는 버스 바(80)를 전극 단자(40)의 헤드부(41) 상면에 밀착시키는 역할을 한다. 본 실시예에 따른 가압부재(54)는 너트로 이루어지며 너트는 보조 연결부재(30)의 연결축부(32)에서 나삭가공된 면에 결합되어 버스 바(80)를 전극 단자(40)로 가압한다.
가압부재(54)에 의하여 버스 바(80)가 헤드부(41)에 밀착되면 버스 바(80)를 통해서 전류를 안정적으로 전달할 수 있다. 또한, 보조 연결부재(30)를 강도가 우수한 소재로 형성하여 가압부재(54)의 체결력을 향상시킬 수 있다.
본 실시예에서는 가압부재(54)를 이용하여 버스 바(80)를 전극 단자(40)에 밀착시켜서 버스 바(80)와 전극 단자(40)가 전기적으로 연결되는 것으로 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 따라서 버스 바(80)는 용접으로 전극 단자(40)에 직접 접합될 수 있으며, 이 경우 보조 연결부재(30)를 제거할 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 3은 도 1에서 캡 플레이트에 체결되는 부재들을 분리하여 본 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 단자를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 6는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극 단자를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전지 모듈을 도시한 사시도이다.
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]
100: 이차 전지 14: 케이스
15: 전극군 17: 캡 플레이트
17a: 단자 홀 200: 전지 모듈
26: 절연부재 27: 하부 개스킷
28: 리드부재 30: 보조 연결부재
32: 연결축부 34: 헤드부
34: 플랜지부 40: 전극 단자
41: 헤드부 41a: 상부 개구
41b: 측부 개구 42: 지지축부
30: 보조 연결부재 50: 고정부재
54: 가압부재

Claims (26)

  1. 세퍼레이터와 상기 세퍼레이터의 양면에 배치되는 양극과 음극을 포함하는 전극군;
    상기 전극군이 내장되는 케이스;
    상기 케이스와 결합되는 캡 플레이트;
    상기 캡 플레이트 상에 걸려지는 헤드부와 상기 헤드부에서 돌출되어 캡 플레이트를 관통하는 지지축부를 갖는 전극 단자; 및
    상기 캡 플레이트의 아래에서 상기 지지축부에 결합된 고정부재;
    를 포함하는 이차 전지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 헤드부에 끼워지는 플랜지부와 상기 플랜지부에서 돌출 형성된 연결축부를 갖는 보조 연결부재를 더 포함하는 이차 전지.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 지지축부에는 나사가공면이 형성되며 상기 고정부재는 너트로 이루어진 이차 전지.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 캡 플레이트에는 단자 홀이 형성되고 상기 지지축부는 상기 단자 홀에 삽입되는 이차 전지.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 헤드부의 내부에는 공간이 형성되며, 상기 헤드부의 측면에 측부 개구가 형성되고, 상기 헤드부의 상면에 상부 개구가 형성된 이차 전지.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 연결축부는 상기 상부 개구를 관통하여 돌출되며 상기 플랜지부는 상기 헤드부의 내면에 지지되어 걸려진 이차 전지.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 상부 개구의 일측 단부는 상기 측부 개구와 연결되고 타측 단부는 상기 연결축부에 밀착될 수 있도록 라운드지게 형성된 이차 전지.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 헤드부는 대향하는 양면에 개방된 측부 개구가 형성되며, 상기 상부 개구의 일측 단부는 일 면에 형성된 상기 측부 개구와 연결되고, 상기 상부 개구의 타측 단부는 상기 상부 개구 보다 더 좁은 폭을 갖는 절개부를 통해서 다른 면에 형성된 상기 측부 개구와 연결된 이차 전지.
  9. 제2 항에 있어서,
    상기 헤드부는 세개의 측면이 개방된 구조로 이루어지고, 상기 헤드부의 상면에는 상부 개구가 형성된 이차 전지.
  10. 제2 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 연결부재는 상기 전극 단자보다 더 큰 강도를 갖는 이차 전지.
  11. 제2 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 연결부재의 외주는 나사가공되고, 상기 보조 연결부재에는 너트가 결합된 이차 전지.
  12. 제2 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캡 플레이트와 상기 지지축부 사이에는 개스킷이 설치되고, 상기 캡 플레이트의 하면에는 절연부재가 설치되며, 상기 절연부재의 아래에는 전극군에 부착된 리드부재가 설치되며, 상기 리드부재의 아래에 상기 고정부재가 설치되어 상기 리드부재와 상기 전극 단자를 전기적으로 연결하는 이차 전지.
  13. 복수 개의 이차 전지들; 및
    상기 이차 전지들을 전기적으로 연결하는 버스 바;
    를 포함하고,
    상기 이차전지는,
    내부 공간을 갖는 케이스;
    상기 케이스와 결합되는 캡 플레이트;
    상기 캡 플레이트 상에 걸려지는 헤드부와 상기 헤드부에서 돌출되어 상기 캡 플레이트를 관통하는 지지축부를 갖는 전극 단자;
    상기 캡 플레이트의 아래에서 상기 지지축부에 결합된 고정부재;
    를 포함하는 전지 모듈.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 헤드부에 끼워지는 플랜지부와 상기 플랜지부에서 돌출 형성된 연결축부를 갖는 보조 연결부재를 더 포함하는 전지 모듈.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 버스 바에는 홀이 형성되고, 상기 홀에는 상기 연결축부가 삽입되며, 상기 연결축부에는 상기 버스 바를 상기 전극 단자로 밀착시키는 가압부재가 설치된 전지 모듈.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 연결축부의 외면은 나사가공되며 상기 가압부재는 상기 연결축부에 결 합되는 너트로 이루어진 전지 모듈.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 버스 바는 상기 헤드부에 용접으로 고정된 전지 모듈.
  18. 제14 항에 있어서,
    상기 지지축부에는 나사가공면이 형성되며 상기 고정부재는 너트로 이루어진 전지 모듈.
  19. 제14 항에 있어서,
    상기 캡 플레이트에는 단자 홀이 형성되고 상기 지지축부는 상기 단자 홀에 삽입되는 전지 모듈.
  20. 제14 항에 있어서,
    상기 헤드부의 내부에는 공간이 형성되며, 상기 헤드부의 측면에 측부 개구가 형성되고, 상기 헤드부의 상면에 상부 개구가 형성된 전지 모듈.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 연결축부는 상기 상부 개구를 관통하여 돌출되며 상기 플랜지부는 상기 헤드부의 내면에 걸려진 전지 모듈.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 상부 개구의 일측 단부는 상기 측부 개구와 연결되고 타측 단부는 상기 연결축부에 밀착될 수 있도록 라운드지게 형성된 전지 모듈.
  23. 제20 항에 있어서,
    상기 헤드부는 대향하는 양면에 개방된 측부 개구가 형성된 전지 모듈.
  24. 제23 항에 있어서,
    상기 상부 개구의 일측 단부는 일 면에 형성된 상기 측부 개구와 연결되고, 상기 상부 개구의 타측 단부는 상기 상부 개구 보다 더 좁은 폭을 갖는 절개부를 통해서 다른 면에 형성된 상기 측부 개구와 연결된 전지 모듈.
  25. 제14 항에 있어서,
    상기 헤드부는 세개의 측면이 개방된 구조로 이루어지고, 상기 헤드부의 상면에는 상부 개구가 형성된 전지 모듈.
  26. 제14 항 내지 제25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 연결부재는 상기 전극 단자보다 더 큰 강도를 갖는 전지 모듈.
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