KR20100075177A - 이차 전지 - Google Patents

이차 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20100075177A
KR20100075177A KR1020080133808A KR20080133808A KR20100075177A KR 20100075177 A KR20100075177 A KR 20100075177A KR 1020080133808 A KR1020080133808 A KR 1020080133808A KR 20080133808 A KR20080133808 A KR 20080133808A KR 20100075177 A KR20100075177 A KR 20100075177A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
case
collector plate
current collector
electrode current
negative electrode
Prior art date
Application number
KR1020080133808A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101056425B1 (ko
Inventor
김성배
김용삼
한대원
변상원
안병규
Original Assignee
에스비리모티브 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스비리모티브 주식회사 filed Critical 에스비리모티브 주식회사
Priority to KR1020080133808A priority Critical patent/KR101056425B1/ko
Priority to US12/642,672 priority patent/US9203060B2/en
Publication of KR20100075177A publication Critical patent/KR20100075177A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101056425B1 publication Critical patent/KR101056425B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/166—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
    • H01M50/171—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids using adhesives or sealing agents
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/166—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
    • H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/559—Terminals adapted for cells having curved cross-section, e.g. round, elliptic or button cells
    • H01M50/56—Cup shaped terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/20—Pressure-sensitive devices
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

본 발명은 일정 작동압 하에서 연결점이 분리되도록 설계 가능하므로 연결점의 작동압 산포를 줄일 수 있는 이차 전지에 관한 것이다.
본 발명의 이차 전지는, 양극, 세퍼레이터 및 음극을 포함하는 전극군, 상기 전극군을 내장하는 케이스, 상기 케이스를 밀폐하는 캡 조립체, 상기 케이스 내에서 일측으로 상기 양극에 연결되고, 다른 일측으로 상기 캡 조립체에 연결되는 양극 집전판, 상기 양극 집전판의 반대측 상기 케이스 내에 제공되어 전기적으로 절연시키는 인슐레이터, 및 일측으로 상기 음극에 연결되고, 다른 일측으로 상기 인슐레이터를 통과하여 상기 케이스의 바닥에 연결점으로 연결되어, 상기 케이스 내부 압력 상승시 상기 연결점에서 분리되는 음극 집전판을 포함하며, 상기 바닥은 상기 케이스의 내측으로 볼록하게 휘어져 형성된다.
음극 집전판, 케이스, 바닥, 볼록, 연결점, 인슐레이터

Description

이차 전지 {SECONDARY BATTERY}
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 케이스의 바닥과 음극 집전판 사이에 전류 차단 장치(CID: Current Interruptive Device)를 구성하는 이차 전지에 관한 것이다.
알려진 바와 같이, 이차 전지(secondary battery)는 일차 전지와 달리 충전 및 방전 가능하다. 이차 전지는 저용량 및 대용량으로 구분될 수 있다.
예를 들면, 저용량의 이차 전지는 단위 전지로 이루어져, 휴대폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같은 휴대용 소형 전자기기에 주로 사용된다. 대용량의 이차 전지는 복수의 단위 전지들을 팩 형태로 연결함으로써 전지 모듈을 형성하여, 하이브리드 전기 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 사용된다.
단위 전지는 양극과 세퍼레이터 및 음극을 포함하는 전극군, 전극군을 내장하는 케이스, 및 케이스에 결합되어 케이스를 밀폐하며 전극군과 전기적으로 연결되는 전극 단자를 구비한 캡 조립체를 포함한다.
원통형 이차 전지를 예로 들면, 전극군에서, 양극 및 음극은 활물질이 도포되지 않은 무지부를 각각 구비하고, 양극 무지부와 음극 무지부는 전극군에서 서로 반대측에 위치한다.
음극 집전판은 음극 무지부에 부착되고, 양극 집전판은 양극 무지부에 부착된다. 음극 집전판은 케이스에 연결되고, 양극 집전판은 캡 조립체에 연결되어, 전류를 외부로 유도한다.
음극 집전판이 케이스에 연결되는 경우, 케이스는 음극 단자 역할을 한다. 양극 집전판이 캡 조립체에 연결되는 경우, 캡 조립체는 양극 단자 역할을 한다. 캡 조립체와 케이스는 개스킷을 개재하여 서로 절연 구조로 결합된다.
캡 조립체는 외부로부터 순차적으로 제공되는 캡 플레이트, 양성 온도소자, 벤트 플레이트, 인슐레이터, 미들 플레이트, 서브 플레이트 및 연결부재를 포함하다. 연결부재는 양극 집전판과 미들 플레이트를 전기적으로 연결한다. 벤트 플레이트와 서브 플레이트는 인슐레이터와 미들 플레이트를 사이에 두고 서로 용접으로 연결된다.
벤트 플레이트는 서브 플레이트에 연결되는 벤트를 형성하며, 벤트와 서브 플레이트는 연결점을 형성하며, 연결점은 용접으로 형성되어 전지 내압 상승시 쉽게 파단 분리되어, 전류를 차단한다. 즉 전류 차단 장치(CID: Current Interruptive Device)는 캡 조립체에서 벤트 플레이트와 서브 플레이트 사이에 형성된다.
이를 위하여, 벤트 플레이트는 벤트 주위가 벤트 플레이트의 다른 부분보다 얇은 두께를 가지도록 노치를 형성한다. 그러나 이와 같은 캡 조립체는 전지 내압 상승시, 폭발에 의하여 노치가 파단되어 벤트가 분리됨과 동시에 전류를 차단한다.
이와 같이 전류 차단 장치는 폭발 후, 전류를 차단하므로 전지의 폭발 방지 역할을 제대로 수행하지 못한다. 또한 벤트와 연결점을 형성하는 서브 플레이트가 판상으로 형성되므로 서브 플레이트와 벤트의 연결점이 분리되는 작동압, 즉 분리 작동압의 산포가 큰 단점이 있다.
본 발명은 폭발 전에 연결점이 분리되어 전류를 차단케 하므로 폭발 방지 역할을 효과적으로 수행하는 이차 전지에 관한 것이다.
본 발명은 일정 작동압 하에서 연결점이 분리되도록 설계 가능하므로 연결점의 작동압 산포를 줄일 수 있는 이차 전지에 관한 것이다.
본 발명은 바닥과 음극 집전판의 연결점이 분리되고 바닥이 절개되어, 케이스의 내부 압력이 다시 감소하는 경우에도 연결점의 분리 상태를 견고하게 유지시키므로 전류 차단에 대한 신뢰성을 향상시키는 이차 전지에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 양극, 세퍼레이터 및 음극을 포함하는 전극군, 상기 전극군을 내장하는 케이스, 상기 케이스를 밀폐하는 캡 조립체, 상기 케이스 내에서 일측으로 상기 양극에 연결되고, 다른 일측으로 상기 캡 조립체에 연결되는 양극 집전판, 상기 양극 집전판의 반대측 상기 케이스 내에 제공되어 전기적으로 절연시키는 인슐레이터, 및 일측으로 상기 음극에 연결되고, 다른 일측으로 상기 인슐레이터를 통과하여 상기 케이스의 바닥에 연결점으로 연결되어, 상기 케이스의 내부 압력 상승시 상기 연결점에서 분리되는 음극 집전판을 포함하며, 상기 바닥은 상기 케이스의 내측으로 볼록하게 휘어져 형성될 수 있다.
상기 인슐레이터는, 상기 케이스의 내주면에 대응하는 외주면부, 상기 음극 집전판을 지지하는 평면부, 상기 평면부를 향하여 오목하게 형성되어 상기 바닥에 밀착되는 오목부, 및 중앙에 관통 형성되어 상기 평면부과 상기 오목부를 연결하는 관통구를 포함할 수 있다.
상기 음극 집전판은, 상기 관통구를 통하여 상기 연결점에 연결되도록 상기 바닥을 향하여 돌출 형성되는 돌출부를 더 포함할 수 있다.
상기 인슐레이터는, 상기 양극 집전판에서 상기 음극 집전판을 향하는 방향의 절단면에서, 상기 바닥에 마주하는 부분을 곡선으로 형성하는 포함할 수 있다.
상기 바닥은, 상기 양극 집전판에서 상기 음극 집전판을 향하는 방향의 절단면에서, 상기 인슐레이터에 마주하여 접촉하는 부분을 곡선으로 형성할 수 있다.
상기 바닥은, 상기 케이스 내의 압력 상승으로 상기 연결점에서 상기 음극 집전판과 분리 직후 상태에서부터 절개되기 직전 상태까지, 상기 케이스의 외측으로 볼록하게 반전되어 이격 공간을 형성할 수 있다.
상기 바닥은 상기 케이스 내의 압력 상승시 절개되도록 적어도 하나의 노치를 형성할 수 있다.
상기 노치는 상기 케이스에서 절곡되는 상기 바닥 외주의 적어도 일부에 외주를 따라 형성되는 외주 노치를 포함할 수 있다.
상기 노치는 상기 바닥의 상기 연결점을 중심으로 하여 교차 형성되는 중심 노 치를 포함할 수 있다.
상기 노치는 상기 중심 노치들을 원주 방향으로 연결하여 형성되는 내주 노치를 더 포함할 수 있다.
상기 인슐레이터는, 상기 양극 집전판에서 상기 음극 집전판을 향하는 방향의 절단면에서, 상기 바닥에 마주하는 부분을 다각선으로 형성할 수 있다.
상기 바닥은, 상기 양극 집전판에서 상기 음극 집전판을 향하는 방향의 절단면에서, 상기 인슐레이터에 마주하여 접촉하는 부분을 다각선으로 형성될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 인슐레이터를 개재하여 케이스의 바닥을 내측으로 볼록하게 형성하여 음극 집전판에 연결점으로 연결하므로 케이스 폭발 전에 연결점이 분리되어 전류가 차단되고, 이로 인하여, 폭발 방지에 효과가 있다.
케이스의 바닥을 케이스 내측으로 볼록하게 휘어서 음극 집전판에 연결점으로 연결하므로 일정 작동압 하에서 연결점이 분리되도록 설계할 수 있고, 이로 인하여, 연결점의 작동압 산포를 줄이는 효과가 있다.
케이스의 바닥과 음극 집전판의 연결점이 분리되고 바닥이 절개되어 케이스의 내부 압력이 감소하는 경우에도, 바닥이 케이스의 외측으로 볼록하게 반전된 상태를 유지하므로 연결점의 분리 상태가 견고하게 유지될 수 있고, 이로 인하여, 전류 차단에 대한 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 단면 사시도이다. 도1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 이차 전지는 전극군(10), 케이스(20), 캡 조립체(30), 양극 집전판(40) 및 음극 집전판(50)을 포함한다. 케이스(20)는 전극군(10) 및 전해액을 내장한다.
전극군(10)은 양극(11), 세퍼레이터(12) 및 음극(13)을 포함한다. 전극군(10)은 양극(11)과 음극(13) 및 이들 사이에 배치되는 절연체의 세퍼레이터(12)를 권취하여 형성된다.
일례로서, 전극군(10)은 원통형으로 형성될 수 있다. 원통형 전극군(10)의 중심에는 섹터 핀(14)이 배치된다. 섹터 핀(14)은 권취된 전극군(10)의 원통 형상을 유지시킨다.
양극(11)과 음극(13)은 박판의 금속 호일로 집전체를 형성하고, 활물질의 도포 여부에 따라 구분되는 코팅부(11a, 13a)와 무지부(11b, 13b)를 포함한다. 즉 코팅부(11a, 13a)에는 활물질이 도포되어 있고, 무지부(11b, 13b)에는 활물질이 도포되지 않는다.
케이스(20)는 전극군(10)을 삽입할 수 있도록 공간을 가지며 일측을 개방한 원통형 또는 각형으로 형성될 수 있다. 케이스(20)는 음극 집전판(50)에 연결되어, 이차 전지에서 음극 단자로 작용한다. 케이스(20)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈 도금 강과 같은 도전성 금속으로 형성된다.
캡 조립체(30)는 개스킷(31)을 개재하여 케이스(20)의 개방 측에 결합되어, 전극군(10)과 전해액을 내장하는 케이스(20)를 밀폐시킨다. 본 실시예의 캡 조립체(30)는 전류 차단 장치를 구비할 수도 있고(미도시), 도1에 예시된 바와 같이, 구비하지 않을 수도 있다.
캡 조립체(30)를 구체적으로 설명하기 전에 양극 집전판(40)을 보면, 양극 집전판(40)은 캡 조립체(30) 측에서 양극(11)의 무지부(11b)에 연결되어 양극(11)을 캡 조립체(30)에 연결한다.
캡 조립체(30)는 캡 플레이트(32)와 서브 플레이트(33)를 포함한다. 캡 플레이트(32)는 최종적으로 양극 집전판(40)에 연결되어, 이차 전지에서 양극 단자로 작용한다. 캡 플레이트(32)는 외부로 돌출되는 단자(32a)와 배기구(32b)를 형성한다.
캡 플레이트(32)와 서브 플레이트(33) 사이에는 양성 온도 소자(positive temperature coefficient element)(34)가 설치된다. 양성 온도 소자(34)는 캡 플레이트(32)와 서브 플레이트(33) 사이에서 전류 흐름을 형성하거나 차단한다. 즉 기설정된 온도를 초과하는 상태에서, 양성 온도 소자(34)는 무한대까지 커지는 전기 저항을 가지며, 이로 인하여 충전 또는 방전 전류의 흐름을 차단할 수 있다.
서브 플레이트(33)는 캡 플레이트(32)의 내측에 설치되어 전극군(10)에 연결된다. 즉 서브 플레이트(33)는 연결부재(35)를 통하여 양극 집전판(40)에 전기적으로 연결된다.
양극 집전판(40) 상에는 절연부재(36)가 제공된다. 절연부재(36)는 비딩부(21) 아래에서 양극 집전판(40)의 둘레를 감싼다. 따라서 양극 집전판(40)은 연결부재(35) 및 서브 플레이트(33)를 통하여 캡 플레이트(32)에 전기적으로 연결된다.
캡 조립체(30)는 케이스(20)에 끼워진 후, 클램핑 과정을 통하여 케이스(20)에 고정된다. 이때, 비딩부(21)와 클램핑부(22)가 형성되며, 캐스킷(31)은 케이스(20)와 캡 조립체(30) 사이에서 기밀 작용한다.
음극 집전판(50)은 일측으로 음극(12)의 무지부(12b)에 연결되고, 다른 일측으로 케이스(20)에 연결된다. 음극 집전판(50)과 케이스(20) 사이에 전류 차단 장치(CID)를 구성하기 위하여, 음극 집전판(50)과 케이스(20)의 바닥(23) 사이에 인슐레이터(60)가 개재되어 음극 집전판(50)과 바닥(23)을 전기적으로 절연시킨다.
음극 집전판(50)은 개재된 인슐레이터(60)를 통과하여 케이스(20)의 바닥(23)에 연결점(CP)으로 연결된다. 예를 들면, 연결점(CP)으로 형성될 수 있다. 케이스(20)의 내부 압력 상승시, 음극 집전판(50)은 연결점(CP)에서 바닥(23)과 분리되어, 전류를 차단한다.
도2는 도1의 전류 차단 장치의 분해 단면도이다. 도2를 참조하면, 즉 전류 차단 장치(CID)는 인슐레이터(60)를 개재하여 대부분 절연되면서 연결점(CP)을 통하 여 부분적으로 연결되는 음극 집전판(50)과 바닥(23)에 의하여 형성될 수 있다.
전류 차단 장치(CID)를 형성하기 위하여, 케이스(20)의 바닥(23)은 케이스(20)의 내측으로 볼록하게 휘어져 형성된다. 따라서 바닥(23)은 케이스(20) 내의 압력 상승으로 연결점(CP)에서 음극 집전판(50)과 분리 직후에서부터 절개되기 직전까지, 케이스(20)의 외측으로 볼록하게 반전되어 이격 공간(SS)을 형성한다(도4 참조).
바닥(23)을 구체적으로 설명하기에 앞서, 인슐레이터(60)에 대하여 구체적으로 설명한다. 인슐레이터(60)는 케이스(20)의 내주면에 대응하는 외주면부(61), 음극 집전판(50)을 지지하는 평면부(62), 오목하게 형성되어 바닥(23)에 밀착되는 오목부(63), 및 중앙에 관통 형성되어 평면부(61)과 오목부(63)를 연결하는 관통구(64)를 포함한다.
인슐레이터(60)에서, 오목부(63)는 양극 집전판(40)에서 음극 집전판(50)을 향하는 방향의 절단면에서, 즉 도1 및 도2의 종단면에서 바닥(23)을 마주하며 곡선으로 형성될 수 있다. 또한 오목부(63)는 원주 방향을 따라 곡선으로 형성되어 전체적으로 3차원 곡면을 형성한다.
이에 따라, 음극 집전판(50)은 바닥(23)의 연결점(CP)에 연결되는 돌출부(51)를 더 포함한다. 돌출부(51)는 관통구(64)를 통하여 바닥(23)의 연결점(CP)에 연결된다. 따라서 돌출부(51)는 관통구(64)로 삽입될 수 있는 직경(D)과 관통구(64)를 통하여 연결점(CP)에 이를 수 있는 높이(H)를 가진다.
다시, 바닥(23)은 양극 집전판(40)에서 음극 집전판(50)을 향하는 방향의 절 단면에서, 즉 도1 및 도2의 종단면에서, 인슐레이터(60)의 오목부(63)에 마주하여 접촉하는 부분을 곡선으로 형성한다.
또한 바닥(23)은 원주 방향을 따라 곡선으로 형성되어 전체적으로 3차원 곡면을 형성한다. 따라서 케이스(20)의 바닥(23)과 인슐레이터(60)의 오목부(63)는 서로 면접촉되어 안정된 접촉 및 결합 구조를 유지한다.
케이스(20)의 내부로 볼록하게 휘어진 바닥(23)과 음극 집전판(50)의 돌출부(51)는 연결점(CP)에서 연결되므로 케이스(20) 내부 압력 상승시 바닥(23)이 연결점(CP)으로부터 분리되면서 음극 집전판(50)과 케이스(20) 사이에서 전류가 차단된다.
내측의 볼록한 형상의 바닥(23)은 돌출부(51)와의 연결 및 분리를 명확하게 하므로, 일정 작동압 하에서 연결점(CP)을 분리시키는 연결점(C)의 작동압 산포를 줄인다. 또한 바닥부(23)는 연결점(CP)으로부어 분리되어 폭발하지 않고 이격 공간(SS)을 형성하므로 폭발 방지 역할을 효과적으로 수행한다.
도3은 도2 케이스의 저면도이다. 도3을 참조하면, 바닥(23)은 주위의 두께보다 더 작은 두께로 형성되는 노치(24)를 적어도 하나 구비한다. 노치(24)는 연결점(CP)이 분리되어 전류가 차단된 상태에서, 케이스(20) 내부 압력의 추가 상승시, 절개됨으로써, 폭발을 더욱 더 효과적으로 방지한다.
예를 들면, 노치(24)는 케이스(20)에서 절곡되는 바닥(23) 외주의 적어도 일부에 외주를 따라 형성되는 외주 노치(241)를 포함한다. 외주 노치(241)는 바닥(23)의 원주 전체 범위에 걸쳐 형성될 수도 있고(미도시), 도시된 바와 같이 양 측에 소정의 길이로 나누어져 2개로 형성될 수 있다.
도4는 전류 차단 장치의 연결점이 분리된 작동 상태도이다. 도4를 참조하면, 외주 노치(241)는 케이스(20)의 내부 압력 상승시, 케이스(20) 내부로 볼록하던 바닥(23)의 반전을 유도하여 외부로 볼록하게 하는 작용을 용이하게 한다.
도5는 전류 차단 장치 작동 후, 폭발된 상태도이다. 도5를 참조하면, 이격 공간(SS)은 외주 노치(241)의 절개로 내부 압력이 감소된 경우도, 바닥(23)과 음극 집전판(50)의 분리 상태를 견고하게 유지시켜, 전류 차단에 대한 신뢰성을 향상시킨다.
다시 도3을 참조하면, 노치(24)는 바닥(23)의 연결점(CP)을 중심으로 하여 교차 형성되는 중심 노치(242)를 포함한다. 중심 노치(242)는 바닥(23)의 직경 전체 범위에 걸쳐 형성될 수도 있고(미도시), 도시된 바와 같이 바닥(23)의 중심 부분에 소정의 길이로 교차 형성될 수 있다.
중심 노치(242)는 외주 노치(241)에서 반전되지 않는 경우에도 바닥(23)의 중심 부분을 절개할 수 있다. 중심 노치(242)는 연결점(CP) 주위, 즉 바닥(23)의 중심부에서 절개되면서 케이스(20) 외측을 향하게 되므로 바닥(23)과 음극 집전판(50)의 분리 상태를 견고하게 유지시킨다.
이와 같이 작용하는 노치(24)는 외주 노치(241)와 중심 노치(242) 중 어느 하나만을 바닥(23)에 형성할 수도 있고, 두 가지를 모두 포함하여 형성될 수 있다.
이하의 제2 실시예를 제1 실시예와 비교하여 설명하면, 서로 동일 내지 유사한 구성들에 대한 설명을 생략하고 서로 다른 구성들에 대하여 설명한다.
도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지에서, 전류 차단 장치의 분해 단면도이고, 도7은 도6 케이스의 저면도이다.
도6 및 도7을 참조하면, 제2 실시예의 전류 차단 장치(CID2)는 서로 마주하는 인슐레이터(260)의 오목부(263))와 케이스(220) 바닥(223)이 서로 마주하여 접촉하는 부분을 다각선으로 형성한다. 다각선은 양극 집전판(40)에서 음극 집전판(50)을 향하는 방향의 절단면, 즉 도6의 종단면에 나타난다.
또한 오목부(263)는 바닥(223)의 원주 방향을 따라 곡선으로 형성되어 다각선의 각진 부분에서 구획되는 복수의 곡면들을 형성한다. 따라서 케이스(20)의 바닥(223)과 인슐레이터(260)의 오목부(263)는 각진 부분에서 서로 선접촉되고, 이외 부분에서 서로 면접촉되어 안정된 접촉 및 결합 구조를 유지한다.
노치(224)는 중심 노치(242)와 외주 노치(241) 사이에서 원주 방향으로 형성되는 내주 노치(243)를 더 포함한다. 내주 노치(243)는 하나로 형성될 수 있고(미도시), 도시된 바와 같이 동심원을 가지는 복수로 형성될 수 있다.
따라서 내주 노치(243)는 중심 노치들(242)을 원주 방향으로 연결하여 형성된다. 내주 노치(243)는 외주 노치(241)가 반전되지 않는 경우에도 바닥(223)의 중심 부분과 외주 부분 사이에서 바닥(223)의 절개를 가능하게 한다. 바닥(223)은 노치(224)에서 각진 부분을 형성하고, 오목부(263)에 형성되는 각진 부분에 대응하여 접촉된다.
이상을 통해 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.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 단면 사시도이다.
도2는 도1의 전류 차단 장치의 분해 단면도이다.
도3은 도2 케이스의 저면도이다.
도4는 전류 차단 장치의 연결점이 분리된 작동 상태도이다.
도5는 전류 차단 장치 작동 후, 폭발된 상태도이다.
도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지에서, 전류 차단 장치의 분해 단면도이다.
도7은 도6 케이스의 저면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 보호의 설명>
10 : 전극군 11 : 양극
11a, 13a : 코팅부 11b, 13b : 무지부
12 : 세퍼레이터 13 : 음극
14 : 섹터 핀 20, 220 : 케이스
21 : 비딩부 22 : 클램핑부
23, 223 : 바닥 24, 224 : 노치
241 : 외주 노치 242 : 중심 노치
243 : 내주 노치 30 : 캡 조립체
31 : 개스킷 32 : 캡 플레이트
33 : 서브 플레이트 32a : 단자
32b : 배기구 34 : 양성 온도 소자
35 : 연결부재 40 : 양극 집전판
50 : 음극 집전판 60 : 인슐레이터
61 : 외주면부 62 : 평면부
63 : 오목부 64 : 관통구
CP : 연결점 CID, CID2 : 전류 차단 장치
D : 직경 H : 높이
SS : 이격 공간

Claims (12)

  1. 양극, 세퍼레이터 및 음극을 포함하는 전극군;
    상기 전극군을 내장하는 케이스;
    상기 케이스를 밀폐하는 캡 조립체;
    상기 케이스 내에서 일측으로 상기 양극에 연결되고, 다른 일측으로 상기 캡 조립체에 연결되는 양극 집전판;
    상기 양극 집전판의 반대측 상기 케이스 내에 제공되어 전기적으로 절연시키는 인슐레이터; 및
    일측으로 상기 음극에 연결되고, 다른 일측으로 상기 인슐레이터를 통과하여 상기 케이스의 바닥에 연결점으로 연결되어, 상기 케이스의 내부 압력 상승시 상기 연결점에서 분리되는 음극 집전판을 포함하며,
    상기 바닥은,
    상기 케이스의 내측으로 볼록하게 휘어져 형성되는 이차 전지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 인슐레이터는,
    상기 케이스의 내주면에 대응하는 외주면부,
    상기 음극 집전판을 지지하는 평면부,
    상기 평면부를 향하여 오목하게 형성되어 상기 바닥에 밀착되는 오목부, 및
    중앙에 관통 형성되어 상기 평면부과 상기 오목부를 연결하는 관통구를 포함하는 이차 전지.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 음극 집전판은,
    상기 관통구를 통하여 상기 연결점에 연결되도록 상기 바닥을 향하여 돌출 형성되는 돌출부를 더 포함하는 이차 전지.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 인슐레이터는,
    상기 양극 집전판에서 상기 음극 집전판을 향하는 방향의 절단면에서, 상기 바닥에 마주하는 부분을 곡선으로 형성하는 포함하는 이차 전지.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 바닥은,
    상기 양극 집전판에서 상기 음극 집전판을 향하는 방향의 절단면에서, 상기 인슐레이터에 마주하여 접촉하는 부분을 곡선으로 형성하는 이차 전지.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 바닥은,
    상기 케이스 내의 압력 상승으로 상기 연결점에서 상기 음극 집전판과 분리 직후 상태에서부터 절개되기 직전 상태까지, 상기 케이스의 외측으로 볼록하게 반전되어 이격 공간을 형성하는 이차 전지.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 바닥은 상기 케이스 내의 압력 상승시 절개되도록 적어도 하나의 노치를 형성하는 포함하는 이차 전지.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 노치는 상기 케이스에서 절곡되는 상기 바닥 외주의 적어도 일부에 외주를 따라 형성되는 외주 노치를 포함하는 이차 전지.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 노치는 상기 바닥의 상기 연결점을 중심으로 하여 교차 형성되는 중심 노치를 포함하는 이차 전지.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 노치는 상기 중심 노치들을 원주 방향으로 연결하여 형성되는 내주 노치를 더 포함하는 이차 전지.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 인슐레이터는,
    상기 양극 집전판에서 상기 음극 집전판을 향하는 방향의 절단면에서, 상기 바닥에 마주하는 부분을 다각선으로 형성하는 이차 전지.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 바닥은,
    상기 양극 집전판에서 상기 음극 집전판을 향하는 방향의 절단면에서, 상기 인슐레이터에 마주하여 접촉하는 부분을 다각선으로 형성되는 포함하는 이차 전지.
KR1020080133808A 2008-12-24 2008-12-24 이차 전지 KR101056425B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080133808A KR101056425B1 (ko) 2008-12-24 2008-12-24 이차 전지
US12/642,672 US9203060B2 (en) 2008-12-24 2009-12-18 Secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080133808A KR101056425B1 (ko) 2008-12-24 2008-12-24 이차 전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100075177A true KR20100075177A (ko) 2010-07-02
KR101056425B1 KR101056425B1 (ko) 2011-08-11

Family

ID=42266600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080133808A KR101056425B1 (ko) 2008-12-24 2008-12-24 이차 전지

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9203060B2 (ko)
KR (1) KR101056425B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160083460A (ko) 2014-12-31 2016-07-12 박희석 계단을 이용하기 위한 바퀴장치
KR20190033026A (ko) * 2017-09-20 2019-03-28 주식회사 엘지화학 곡면 바닥으로 이루어진 원통형 이차전지
CN112736372A (zh) * 2021-02-05 2021-04-30 宁波久鼎新能源科技有限公司 一种圆柱型锂电池负极端连接结构及其制造方法
WO2022177379A1 (ko) * 2021-02-19 2022-08-25 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5152098B2 (ja) * 2009-05-15 2013-02-27 トヨタ自動車株式会社 密閉型二次電池
JP4605823B1 (ja) * 2010-03-29 2011-01-05 章 池田 密閉型電池の安全弁及びそれを用いた密閉型電池
EP2989359B1 (en) * 2013-04-25 2017-11-08 BS&B Innovation Limited Frustum-shaped rupture disk having line of weakness
FR3039709B1 (fr) * 2015-07-28 2017-08-18 Commissariat Energie Atomique Accumulateur au lithium a surete de fonctionnement amelioree par un dispositif coupe-circuit integre
FR3039710B1 (fr) * 2015-07-28 2020-11-27 Commissariat Energie Atomique Accumulateur au lithium a surete de fonctionnement amelioree par un dispositif coupe-circuit integre
KR102606495B1 (ko) * 2021-07-30 2023-11-24 박희용 슬라이딩 개폐가 가능한 개폐문이 구비되고 강화유리 및 상부에 구비된 절개부를 이용하여 폭발의 위험으로부터 안전성을 확보한 원통형 구조의 가스 캐비닛
CN115360464B (zh) * 2022-09-19 2024-03-08 厦门海辰储能科技股份有限公司 一种端板及储能装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US627917A (en) * 1899-01-21 1899-06-27 Manes E Fuld Dry cell.
US4320182A (en) * 1979-11-21 1982-03-16 General Electric Company Electrochemical cell having cast-in-place insulator
US4842965A (en) * 1986-09-27 1989-06-27 Hitachi Maxell, Ltd. Non aqueous electrochemical battery with explosion proof arrangement and a method of the production thereof
CA2000873C (en) * 1988-10-21 1999-12-14 Shigeru Oishi Cell having current cutoff valve
US5197622A (en) * 1992-08-17 1993-03-30 Gte Products Corporation Vent pressure relief device
TW504854B (en) * 1999-08-27 2002-10-01 Toshiba Battery Flat non-aqueous electrolyte secondary cell
JP4501361B2 (ja) 2003-06-05 2010-07-14 パナソニック株式会社 二次電池
FR2873495B1 (fr) * 2004-07-23 2006-10-20 Accumulateurs Fixes Dispositif de securite pour accumulateur etanche
KR100599803B1 (ko) * 2004-09-24 2006-07-12 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체 및 집전판
JP4346637B2 (ja) * 2006-11-24 2009-10-21 日立ビークルエナジー株式会社 円筒型二次電池
JP2008159357A (ja) * 2006-12-22 2008-07-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 円筒形二次電池
KR100947989B1 (ko) * 2007-11-06 2010-03-18 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 그 제조 방법
US8486546B2 (en) * 2008-12-01 2013-07-16 Samsung Sdi Co., Ltd. Cap assembly and secondary battery using the same with notched vent member

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160083460A (ko) 2014-12-31 2016-07-12 박희석 계단을 이용하기 위한 바퀴장치
KR20190033026A (ko) * 2017-09-20 2019-03-28 주식회사 엘지화학 곡면 바닥으로 이루어진 원통형 이차전지
CN112736372A (zh) * 2021-02-05 2021-04-30 宁波久鼎新能源科技有限公司 一种圆柱型锂电池负极端连接结构及其制造方法
CN112736372B (zh) * 2021-02-05 2023-06-20 宁波久鼎新能源科技有限公司 一种圆柱型锂电池负极端连接结构及其制造方法
WO2022177379A1 (ko) * 2021-02-19 2022-08-25 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차

Also Published As

Publication number Publication date
US9203060B2 (en) 2015-12-01
KR101056425B1 (ko) 2011-08-11
US20100159308A1 (en) 2010-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101056425B1 (ko) 이차 전지
KR101182284B1 (ko) 이차 전지
KR101201746B1 (ko) 이차 전지
US8846241B2 (en) Rechargeable battery
KR100477750B1 (ko) 리튬 이온 전지의 전극조립체 및 이를 이용한 리튬이온 전지
US8753765B2 (en) Secondary battery
KR101023104B1 (ko) 이차 전지
US9490468B2 (en) Secondary battery
US9118071B2 (en) Rechargeable battery
KR20020071179A (ko) 이차 전지와 그 제조방법
KR102340114B1 (ko) 이차 전지
EP2908359B1 (en) Secondary battery
KR100922350B1 (ko) 이차 전지 및 전지 모듈
US9190634B2 (en) Rechargeable battery
US11575183B2 (en) Secondary battery
US8877371B2 (en) Rechargeable battery
KR100599792B1 (ko) 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체 및 집전판
KR20160106429A (ko) 이차 전지
KR20050075889A (ko) 이차 전지
KR101330612B1 (ko) 이차 전지
US9893346B2 (en) Rechargeable battery having short-circuit member
KR20180044089A (ko) 이차 전지
KR20090081175A (ko) 이차 전지
KR101803864B1 (ko) 절연 소자 및 이를 포함하는 전기에너지 저장 장치
KR20210051379A (ko) 이차 전지 및 그 팩

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140730

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150721

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160721

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170720

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180718

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190801

Year of fee payment: 9