KR20100065670A - 이차 전지 - Google Patents

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KR20100065670A
KR20100065670A KR1020080124113A KR20080124113A KR20100065670A KR 20100065670 A KR20100065670 A KR 20100065670A KR 1020080124113 A KR1020080124113 A KR 1020080124113A KR 20080124113 A KR20080124113 A KR 20080124113A KR 20100065670 A KR20100065670 A KR 20100065670A
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dissimilar metal
vent plate
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KR1020080124113A
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변상원
김용삼
마사노리 코구레
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 이차 전지는 안정성 및 출력이 향상될 수 있도록 양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극군과 상기 전극군이 내장되는 케이스와, 상기 전극군과 전기적으로 연결되며 상기 케이스와 결합된 캡 업과, 상기 캡 업의 아래에 설치되며, 노치가 형성된 벤트 플레이트, 및 상기 캡 업과 상기 벤트 플레이트 사이에 설치되며 클래드 메탈(clad metal)로 이루어진 이종금속부재를 포함한다.
캡 업, 벤트 플레이트, 이종금속, 이차전지, 용접

Description

이차 전지{RECHARGEABLE BATTERY}
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캡 조립체의 구조를 개선한 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 하나의 셀로 이루어진 저용량 이차 전지의 경우, 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용된다. 복수개의 셀이 팩 형태로 연결된 대용량 이차 전지는 하이브리드 전기 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
이러한 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는 데, 대표적인 형상으로는 원통형, 각형을 들 수 있다.
그리고 이러한 이차 전지는 대전력을 필요로 하는 전기 자동차 등의 모터 구동에 사용될 수 있도록 직렬로 연결되어 대용량의 이차 전지 모듈을 구성할 수 있다.
이차 전지는 양극과 음극이 세퍼레이터(separator)를 사이에 두고 위치하는 전극군과 전극군이 내장되는 공간을 구비하는 케이스, 케이스를 밀폐하는 캡 조립 체를 포함한다.
이차 전지가 원통형으로 형성되는 경우, 전극군의 양극 및 음극에는 활물질이 도포되지 않은 무지부가 형성되고, 양극 무지부와 음극 무지부는 서로 다른 방향을 향하도록 배치된다.
음극 무지부에는 음극 집전판이 부착되고, 양극 무지부에는 양극 집전판이 부착된다. 음극 집전판은 케이스와 전기적으로 연결되고, 양극 집전판은 캡 조립체와 전기적으로 연결되어 외부로 전류를 유도하게 된다. 따라서 케이스는 음극 단자 역할을 하고, 캡 조립체에 설치된 캡 업이 양극 단자 역할을 하게 된다.
이차 전지가 충전과 방전을 되풀이하는 동안, 이차 전지의 내부에는 가스가 발생하여 내부 압력이 상승하며, 이차 전지 내부의 압력 상승을 그대로 방치하면, 이차 전지가 폭발할 위험이 있다. 이를 방지하기 위해서 캡 업의 아래에는 소정 압력에서 파단될 수 있도록 노치가 형성된 벤트 플레이트가 설치된다.
캡 업은 일정한 강도를 유지하여야 하므로 강성이 우수한 스틸(steel)로 이루어지며, 두껍게 형성된다. 한편, 벤트 플레이트는 설정된 압력에서 용이하게 파단될 수 있어야 하므로 비교적 얇은 알루미늄판으로 이루어진다. 캡 업과 벤트 플레이트는 용접으로 접합되는데, 캡 업과 벤트 플레이트의 용융 온도가 상이하여 용접이 제대로 이루어지지 못하는 문제가 발생한다.
즉, 캡 업을 용융시키기 위해서 용접 온도를 높이면 벤트 플레이트가 지나치게 용융되어 용접부위가 손상되는 문제가 발생하며, 용접 온도가 낮으면 캡 업이 제대로 용융되지 아니하여 용접부위의 강도가 약한 문제가 발생한다.
이와 같이 용접 불량이 발생하면 용접부위에서 큰 저항이 생겨서 출력이 저하될 뿐만 아니라, 외부의 충격 등으로 용접부위가 탈락하여 이차 전지가 전류를 전달하지 못하는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 신뢰성과 안전성이 향상된 이차 전지를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 이차 전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극군과 상기 전극군이 내장되는 케이스와, 상기 전극군과 전기적으로 연결되며 상기 케이스와 결합된 캡 업과, 상기 캡 업의 아래에 설치되며, 노치가 형성된 벤트 플레이트, 및 상기 캡 업과 상기 벤트 플레이트 사이에 설치되며 클래드 메탈(clad metal)로 이루어진 이종금속부재를 포함한다.
상기 이종금속부재는 링 형상으로 이루어질 수 있으며, 상기 이종금속부재는 원판 형상으로 이루어질 수도 있다. 또한, 복수 개의 이종금속부재가 설치될 수 있다.
상기 캡 업에는 상기 이종금속부재가 삽입되는 홈이 형성될 수 있으며, 상기 벤트 플레이트에는 상기 이종금속부재가 삽입되는 홈이 형성될 수 있다.
상기 이종금속부재는 니켈층과 알루미늄층을 포함하고, 상기 니켈층은 상기 캡 업과 접하고, 상기 알루미늄층은 상기 벤트 플레이트와 접하는 이차 전지.
상기 캡 업은 스틸(steel)로 이루어지고, 상기 벤트 플레이트는 알루미늄으로 이루어질 수 있으며, 상기 벤트 플레이트와 상기 이종금속부재 및 상기 이종금 속부재와 상기 캡 업은 저항 용접으로 접합될 수 있다.
상기 캡 업은 둘레를 따라 이어져 형성되며 평평한 판 형태로 이루어진 테두리부와 테두리부에서 돌출된 외부 단자를 포함하고 상기 외부 단자의 측면에는 형성된 배기구가 형성될 수 있으며, 상기 이종금속부재는 상기 테두리부에 맞닿도록 설치될 수 있다.
또한, 상기 저항 용접으로 형성된 용접부는 상기 이종금속부재가 설치된 위치에 형성될 수 있으며, 본 발명에 따른 이차 전지는 전극군과 전기적으로 연결된 리드부재와, 상기 벤트 플레이트에서 아래로 돌출된 돌출부에 부착된 서브 플레이트와, 상기 벤트 플레이트와 상기 서브 플레이트 사이에 배치되며, 상기 리드부재가 부착된 캡 다운을 더 포함할 수 있다.
상기 벤트 플레이트와 상기 캡 다운 사이에는 절연부재가 설치될 수 있으며, 상기 캡 업과 상기 벤트 플레이트 사이에는 외측 홀이 형성된 보조판이 배치되고, 상기 이종금속부재는 상기 외측 홀에 끼워져 설치될 수 있다. 또한 상기 보조판은 링 형상으로 이루어질 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따르면 캡 업과 벤트 플레이트 사이에 이종금속부재를 설치하여 캡 업과 벤트 플레이트를 용이하게 용접으로 접합할 수 있다. 이에 따라 캡 업과 벤트 플레이트 사이의 접촉 저항이 감소하므로 이차 전지의 전체적인 출력이 향상되며, 용접부의 강도가 증가하므로 외부의 충격이나 진동에 의하여 용접부가 탈락되는 것을 방지할 수 있어서 이차 전지의 안정성이 향상된다.
또한, 캡 업 또는 벤트 플레이트에 홈을 형성하고, 이종금속부재를 홈에 삽입 설치함으로써, 용접성을 더욱 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전지의 부피가 증가하는 것을 방지할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 실시예에 대해 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 절개 사시도이고 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 캡 조립체를 도시한 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지(100)는 양극(112)과 음극(113)이 세퍼레이터(114)를 사이에 두고 위치하는 전극군(110)과, 전해액과 함께 전극군(110)을 수용할 수 있도록 일측 선단에 개구부가 형성된 케이스(120)를 포함한다. 그리고 케이스(120)의 개구부에는 케이스(120)를 밀봉하는 캡 조립체(140)가 개스킷(144)을 매개로 설치된다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 케이스(120)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 이루어진다.
그리고 본 실시예에 따른 케이스(120)의 형상은 전극군(110)이 위치하는 내부 공간을 가진 원통형으로 이루어진다. 캡 조립체(140)를 케이스(120)에 끼운 후 클램핑하여 고정시키게 되는데, 이 과정에서 케이스(120)에는 비딩부(123)와 클램핑부(125)가 형성된다.
본 실시예에 따른 전극군(110)은 양극(112)과 세퍼레이터(114) 및 음극(113)이 적층된 후, 와류상으로 감겨진 원통형 타입으로 이루어지나, 전극군(110)의 구조가 반드시 이것으로 한정되는 것은 아니고 다른 구조로도 이루어질 수 있다.
그리고 양극(112)의 상단에는 양극 활물질이 도포되지 않은 양극 무지부(112a)가 형성되어 양극 집전판(138)과 전기적으로 연결된다. 또한, 음극(113)의 하단에는 음극 활물질이 도포되지 않은 음극 무지부(113a)가 형성되어 음극 집전판(132)과 전기적으로 연결된다.
음극(113)은 구리 또는 알루미늄으로 이루어진 집전체에 음극 활물질이 도포된 구조로 이루어지고, 양극(112)은 알루미늄 등으로 이루어진 집전체에 양극 활물질이 도포된 구조로 이루어진다.
음극 활물질은 탄소계 활물질로 이루어질 수 있으며, 양극 활물질은 탄소계 활물질, 망간계 활물질 또는 3원계 활물질로 이루어질 수 있다.
한편 캡 조립체(140)는 돌출된 외부 단자(143a)와 배기구(143b)가 형성된 캡 업(143)과, 캡 업(143)의 아래에 설치되며 설정된 압력 조건에서 파손되어 가스를 방출할 수 있도록 노치(163)가 형성된 벤트 플레이트(160)를 포함한다.
캡 업(143)은 스틸(steel)로 이루어지며, 외부 단자는 평평한 테두리부(143c)에서 돌출되며, 외부 단자(143a)의 측면에 배기구(143b)가 형성된다.
벤트 플레이트(160)는 알루미늄으로 이루어지며 설정된 압력 조건에서 전극군(110)과 캡 업(143)의 전기적 연결을 차단하는 역할을 한다.
캡 업(143)과 벤트 플레이트(160)의 사이에는 이종금속부재(141)가 설치된 다. 도 2에 도시된 바와 같이 이종금속부재(141)는 링 형상으로 이루어져 캡 업(143)과 벤트 플레이트(160) 사이의 용접성을 향상시키는 역할을 한다.
이종금속부재(141)는 캡 업(143)의 테두리부(143c)와 벤트 플레이트(160)의 가장자리에 맞닿아 캡 업(143)과 벤트 플레이트(160)를 용접으로 접합할 때, 이들이 안정적으로 고정될 수 있도록 한다.
벤트 플레이트(160)의 중앙에는 아래로 돌출된 볼록부(165)가 형성되며, 볼록부(165)의 하면에는 서브 플레이트(147)가 용접으로 부착된다.
벤트 플레이트(160)와 서브 플레이트(147) 사이에는 캡 다운(146)이 설치되는데, 캡 다운(146)은 원판 형태로 이루어지며 중앙에는 볼록부(165)를 끼움할 수 있도록 홀이 형성된다.
캡 다운(146)과 벤트 플레이트(160) 사이에는 절연부재(145)가 설치되어 캡 다운(146)과 벤트 플레이트(160)를 절연한다.
이에 따라 벤트 플레이트(160)의 볼록부(165)가 홀들을 통과하여 서브 플레이트(147)와 용이하게 접합될 수 있다.
서브 플레이트(147)는 볼록부(165)와 캡 다운(146)에 각각 용접되며, 캡 다운(146)은 리드부재(150)를 통해서 전극군(110)과 전기적으로 연결된다.
전극군(110)에 집전된 전류는 리드부재(150), 캡 다운(146), 및 서브 플레이트(147)를 순차적으로 거쳐서 벤트 플레이트(160)로 전달되며, 벤트 플레이트(160)는 캡 업(143)과 접합되어 캡 업(143)의 외부 단자(143a)로 전류가 전달된다.
한편, 전지 내부의 압력이 증가하면 볼록부(165)와 서브 플레이트(147)가 분 리되어 전류를 차단할 수 있다.
도 3는 본 발명의 제1 실시예에 따른 캡 조립체의 일부를 도시한 분해 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 부재들이 용접으로 접합된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 먼저 캡 업(143), 이종금속부재(141) 및 벤트 플레이트(160)를 순차적으로 적층한 후, 저항 용접으로 캡 업(143)과 벤트 플레이트(160)를 용접한다. 이종금속부재(141)는 클래드 매탈(clad metal)로 이루어지는데, 니켈로 이루어진 니켈층(141a)과 알루미늄으로 이루어진 알루미늄층(141b)이 접합된 구조로 이루어진다. 다만 이는 예시적인 것이며, 이종금속부재(141)는 다양한 물질로 이루어질 수 있다.
이종금속부재(141)는 링 형상으로 이루어져서 캡 업(143)의 평평한 테두리부(143c)와 벤트 플레이트(160)의 외측 가장자리에 접하도록 설치된다.
캡 업(143)은 스틸(steel)로 이루어지며, 벤트 플레이트(160)는 알루미늄으로 이루어지는데, 캡 업(143)과 벤트 플레이트(160)의 녹는점이 상이하여 이들을 용접으로 접합하기가 상당히 어려우며, 용접 시에 불량이 발생할 가능성이 크다. 이종금속부재(141)는 캡 업(143)과 벤트 플레이트(160) 사이에서 이들의 용접성을 향상시키는 역할을 하는 바, 니켈층(141a)은 스틸과 녹는점이 유사하며, 알루미늄층(141b)은 알루미늄과 녹는점이 동일하여 캡 업(143)과 벤트 플레이트(160)를 용이하게 용접으로 접합할 수 있다.
캡 업(143)과 벤트 플레이트(160) 사이에 이종금속부재(141)를 개재한 상태 에서 저항용접으로 용접부(170)를 형성하는데, 용접부(170)는 이종금속부재(182)가 설치된 부분에 형성된다.
이에 따라 캡 업(143)과 벤트 플레이트(160) 사이의 접촉 저항이 감소하므로 이차 전지의 전체적인 출력이 향상된다.
또한, 용접부(170)의 강도가 증가하므로 외부의 충격이나 진동에 의하여 용접부가 탈락되는 것을 방지할 수 있어서 이차 전지의 안정성이 향상된다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 캡 조립체의 일부를 도시한 분해 사시도이다.
본 제2 실시예에 따른 이차 전지는 이종금속부재(182) 및 캡 업(143)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 이차 전지와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 5를 참조하여 설명하면, 캡 업(143)과 벤트 플레이트(160) 사이에 설치된 이종금속부재(182)는 복수개로 이루어지며 대략 원형의 판형상으로 형성된다.
캡 업(143)은 스틸(steel)로 이루어지는데, 둘레를 따라 이어져 형성되며 평평한 테두리부(143c)와 테두리부(143c)에서 돌출된 외부 단자(143a), 및 외부 단자(143a)의 측면에 형성된 배기구(143b)를 포함한다.
이종금속부재들(182)은 테두리부(143c)에 밀착되며 이종금속부재(182)의 직경은 테두리부(143c)의 폭 보다 더 작게 형성된다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 캡 조립체의 일부를 도시한 분해 단면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 부재들이 용접으로 접합된 상태를 도시한 단면도이 다.
도 6및 도 7을 참조하여 설명하면 캡 업(143)의 테두리부(143c) 하면에는 이종금속부재(182)가 삽입되는 복수 개의 홈(185)이 형성되며 이종금속부재(182)는 홈(185)에 삽입되어 캡 업(143)과 벤트 플레이트(160)에 밀착된다. 이종금속부재(182)는 니켈로 이루어진 니켈층(182a)과 알루미늄으로 이루어진 알루미늄층(182b)이 상하방향으로 접합된 구조로 이루어지며 니켈층(182a)은 캡 업(143)과 맞닿고 알루미늄층(182b)은 벤트 플레이트(160)와 맞닿는다.
이 상태에서 캡 업(143)과 벤트 플레이트(160)를 저항용접으로 접합하여 용접부(184)를 형성하는데, 용접부(184)는 이종금속부재(182)가 설치된 부분에 형성된다.
이와 같이 이종금속부재(182)가 작은 크기의 원판형상으로 이루어지면 용접이 이루어지는 부분에만 이종금속부재(182)를 설치하여 용이하게 캡 업(143)과 벤트 플레이트(160)를 접합할 수 있다. 또한, 이종금부재(182)의 크기를 최소화하여 이차 전지의 크기를 증가시키지 아니하면서 용접성을 향상시킬 수 있다.
또한 홈 내에서 용융이 이루어지므로 홈 내에서 발생된 열이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있어서 보다 용이하게 용접을 실시할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 캡 조립체의 일부를 도시한 분해 단면도이고, 도 9는 도 8에 도시된 부재들이 용접으로 접합된 상태를 도시한 단면도이다.
본 제3 실시예에 따른 이차 전지는 벤트 플레이트(160)의 구조를 제외하고는 상기한 제2 실시예에 따른 이차 전지와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 8 및 도 9를 참조하여 설명하면, 캡 업(143)과 벤트 플레이트(160) 사이에 설치된 이종금속부재(182)는 복수개로 이루어지며 대략 원형의 판형상으로 형성된다.
캡 업(143)의 테두리부(143c) 하면에는 이종금속부재(182)가 삽입되는 복수 개의 홈(185)이 형성되며 벤트 플레이트의 상면 가장자리에도 이종금속부재(182)가 삽입되는 복수 개의 홈(168)이 형성된다.
이종금속부재(182)의 상부는 테두리부(143c)에 형성된 홈(185)에 삽입되고, 이종금속부재(182)의 하부는 벤트 플레이트에 형성된 홈(168)에 삽입된다.
이와 같이 이종금속부재(182)가 홈들(168, 185)에 삽입된 상태에서 캡 업(143)과 벤트 플레이트(160)에 용접으로 접합되며 이에 따라 이종금속부재(182)가 설치된 위치에 용접부(184)가 형성된다.
본 실시예에서는 캡 업(143)과 벤트 플레이트(160) 모두에 홈이 형성된 것으로 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 벤트 플레이트에만 홈이 형성될 수도 있다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 캡 조립체의 일부를 도시한 분해 사시도이다.
본 제4 실시예에 따른 이차 전지는 이종금속부재(193) 및 추가로 설치된 보조판(191)을 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 이차 전지와 동일한 구조로 이 루어지므로 동일한 구조에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 10을 참조하여 설명하면, 캡 업(143)과 벤트 플레이트(160) 사이에는 이종금속부재(193)와 보조판(191)이 설치된다.
보조판(191)은 중앙 홀(191b)이 형성되어 링 형상으로 이루어지며, 복수 개의 외측 홀(191a)이 보조판(191)의 원주 방향을 따라 이격 형성되어 있다. 이종금속부재(193)는 원판 형태로 형성되며, 복수개의 이종금속부재(193)가 외측 홀(191a)에 삽입 설치된다.
캡 업(143)은 스틸(steel)로 이루어지는데, 둘레를 따라 평평하게 이어져 형성된 테두리부(143c)와 테두리부(143c)에서 돌출된 외부 단자(143a), 및 외부 단자(143a)의 측면에 형성된 배기구(143b)를 포함한다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 캡 조립체의 일부를 도시한 분해 단면도이고, 도 12는 도 11에 도시된 부재들이 용접으로 접합된 상태를 도시한 단면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하여 설명하면 보조판(191)의 외측 홀(191a)에 이종금속부재(193)를 삽입한 상태에서 보조판(191)을 캡 업(143)과 벤트 플레이트(160) 사이에 설치한다. 이 때, 보조판(191)은 테두리부(143c)와 벤트 플레이트(160)의 가장자리에 접하게 된다.
이 상태에서 캡 업(143)과 벤트 플레이트(160)를 저항용접으로 접합하는데, 용접부(194)는 이종금속부재(193)가 설치된 부분에 형성된다.
이종금속부재(193)는 니켈로 이루어진 니켈층(193a)과 알루미늄으로 이루어 진 알루미늄층(193b)이 상하 방향으로 접합된 구조로 이루어지며, 니켈층(193a)은 캡 업(143)과 맞닿고 알루미늄층(193b)은 벤트 플레이트(160)와 맞닿는다.
이와 같이 보조판(191)을 설치하고 보조판(191)의 외측 홀(191a)에 이종금속부재(193)를 설치하면 이종금속부재(193)를 보다 용이하게 설치할 수 있다. 즉, 이종금속부재를(193) 작게 형성할 경우 이종금속부재(193)를 예정된 위치에 설치하는 것이 쉽지 아니한데, 본 실시예와 같이 보조판(191)을 설치하면 보조판(191)의 외측 홀(191a)에 이종금속부재(193)를 끼우는 것으로 이종금속부재(193)를 예정된 위치에 용이하게 설치할 수 있다.
도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 캡 조립체의 일부를 도시한 분해 단면도이고, 도 14는 도 13에 도시된 부재들이 용접으로 접합된 상태를 도시한 단면도이다.
본 제5 실시예에 따른 이차 전지는 이종금속부재(186) 및 캡 업(143)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 이차 전지와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 13 및 도 14를 참조하여 설명하면 캡 업(143)과 벤트 플레이트(160) 사이에는 이증금속부재(186)가 설치된다.
이종금속부재(186)는 중앙이 비어있는 링 형상으로 이루어진다. 또한, 이종금속부재(186)는 니켈로 이루어진 니켈층(186a)과 알루미늄으로 이루어진 알루미늄층(186b)이 상하 방향으로 접합된 구조로 이루어지며, 니켈층(186a)은 캡 업(143)과 맞닿고 알루미늄층(186b)은 벤트 플레이트(160)와 맞닿는다.
캡 업(143)은 스틸(steel)로 이루어지며 벤트 플레이트(160)는 알루미늄으로 이루어진다. 또한, 캡 업(143)은 둘레를 따라 이어져 형성되며 평평한 판 형태로 이루어진 테두리부(143c)와 테두리부(143c)에서 돌출된 외부 단자(143a), 및 외부 단자(143a)의 측면에 형성된 배기구(143b)를 포함한다. 또한, 테두리부(143c)에는 이종금속부재(186)가 설치되는 홈(187)이 형성되어 있는데, 홈(187)은 이종금속부재(186)가 용이하게 삽입될 수 있도록 이종금속부재(186)와 대응되는 링 형상의 횡단면을 갖는다.
이종금속부재(186)는 캡 업(143)과 벤트 플레이트(160)에 밀착될 때, 홈(187)에 삽입된다. 이 상태에서 캡 업(143)과 벤트 플레이트(160)를 저항용접으로 접합하며, 용접부(189)는 이종금속부재가 설치된 부분에 형성된다.
이와 같이 캡 업(143)에 홈(187)을 형성하고 이종금속부재(186)를 홈(187)에 삽입하여 설치하면 이차 전지의 부피를 증가시키지 아니하면서 캡 업(143)과 벤트 플레이트(160)를 용이하게 접합할 수 있다. 또한, 이종금속부재(186)를 링 형상으로 형성하면 용접부(189)의 숫자를 늘여서 캡 업과 벤트 플레이트를 안정적으로 접합할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 절개 사시도다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 캡 조립체를 도시한 분해 사시도이다.
도 3는 본 발명의 제1 실시예에 따른 캡 조립체의 일부를 도시한 분해 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 부재들이 용접으로 접합된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 캡 조립체의 일부를 도시한 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 캡 조립체의 일부를 도시한 분해 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 부재들이 용접으로 접합된 상태를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 캡 조립체의 일부를 도시한 분해 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 부재들이 용접으로 접합된 상태를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 캡 조립체의 일부를 도시한 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 캡 조립체의 일부를 도시한 분해 단면도이다.
도 12는 도 11에 도시된 부재들이 용접으로 접합된 상태를 도시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 캡 조립체의 일부를 도시한 분해 단면도이다.
도 14는 도 13에 도시된 부재들이 용접으로 접합된 상태를 도시한 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 참조 부호의 설명>
100: 이차 전지 110: 전극군
120: 케이스 140: 캡 조립체
141: 이종금속부재 141b: 알루미늄층
143: 캡 업 143a: 외부 단자
143b: 배기구 143c: 테두리부
144: 개스킷 145: 절연부재
146: 캡 다운 147: 서브 플레이트
150: 리드부재 160: 벤트 플레이트
191: 보조판

Claims (16)

  1. 양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극군;
    상기 전극군이 내장되는 케이스;
    상기 전극군과 전기적으로 연결되며 케이스와 결합된 캡 업;
    상기 캡 업의 아래에 설치되며, 노치가 형성된 벤트 플레이트; 및
    상기 캡 업과 상기 벤트 플레이트 사이에 설치되며 클래드 메탈(clad metal)로 이루어진 이종금속부재;
    를 포함하는 이차 전지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 이종금속부재는 링 형상으로 이루어진 이차 전지.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 이종금속부재는 원 판 형상으로 이루어진 이차 전지.
  4. 제2 항 또는 제3 항에 있어서,
    상기 캡 업에는 상기 이종금속부재가 삽입되는 홈이 형성된 이차 전지.
  5. 제2 항 또는 제3 항에 있어서,
    상기 벤트 플레이트에는 상기 이종금속부재가 삽입되는 홈이 형성된 이차 전지.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 복수 개의 이종금속부재가 설치된 이차 전지.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 이종금속부재는 니켈층과 알루미늄층을 포함하고, 상기 니켈층은 상기 캡 업과 접하고, 상기 알루미늄층은 상기 벤트 플레이트와 접하는 이차 전지.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 캡 업은 스틸(steel)로 이루어지고, 상기 벤트 플레이트는 알루미늄으로 이루어진 이차 전지.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 벤트 플레이트와 상기 이종금속부재 및 상기 이종금속부재와 상기 캡 업은 저항 용접으로 접합된 이차 전지.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 저항 용접으로 형성된 용접부는 상기 이종금속부재가 설치된 위치에 형성된 이차 전지.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 캡 업은 둘레를 따라 이어져 형성되며 평평한 판 형태로 이루어진 테두리부와 테두리부에서 돌출된 외부 단자를 포함하고 상기 외부 단자의 측면에는 형성된 배기구가 형성된 이차 전지.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 이종금속부재는 상기 테두리부에 맞닿도록 설치된 이차 전지.
  13. 제1 항에 있어서,
    전극군과 전기적으로 연결된 리드부재;
    상기 벤트 플레이트에서 아래로 돌출된 돌출부에 부착된 서브 플레이트; 및
    상기 벤트 플레이트와 상기 서브 플레이트 사이에 배치되며, 상기 리드부재가 부착된 캡 다운을 더 포함하는 이차 전지.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 벤트 플레이트와 상기 캡 다운 사이에는 절연부재가 설치된 이차 전지.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 캡 업과 상기 벤트 플레이트 사이에는 외측 홀이 형성된 보조판이 배치되고, 상기 이종금속부재는 상기 외측 홀에 끼워져 설치된 이차 전지.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 보조판은 링 형상으로 이루어진 이차 전지.
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