KR20100131758A - 이차 전지 - Google Patents

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KR20100131758A
KR20100131758A KR1020090050501A KR20090050501A KR20100131758A KR 20100131758 A KR20100131758 A KR 20100131758A KR 1020090050501 A KR1020090050501 A KR 1020090050501A KR 20090050501 A KR20090050501 A KR 20090050501A KR 20100131758 A KR20100131758 A KR 20100131758A
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Abstract

안전벤트의 기울기 및 럽쳐의 형상에 따라 안전벤트의 작동 및 파단 압력을 효율적으로 제어할 수 있는 이차 전지가 개시된다.
일례로, 이차 전지는 전극 조립체; 전극 조립체를 수용하는 캔; 및 캔에 결합되는 캡 조립체를 포함하며, 캡 조립체가 전극 조립체의 상부에 설치되며 중앙에 관통홀이 형성된 캡 다운과, 관통홀을 통해 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 안전벤트와, 안전벤트와 캡 다운 사이에 개재되는 인슐레이터를 포함하도록 이루어진다. 여기서, 관통홀의 인접 영역에 위치하는 안전벤트와 캡 다운 사이에 형성된 제 1 이격 거리가 관통홀의 인접 영역보다 먼 영역에 위치하는 안전벤트와 캡 다운 사이에 형성된 제 2 이격 거리보다 작다.
안전벤트, 기울기, 압력, 파단, 작동

Description

이차 전지{SECONDARY BATTERY}
본 발명은 이차 전지에 관한 것이다.
최근 들어 셀룰러폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 컴팩트하고 경량화된 휴대용 전자/전기 기기들이 활발하게 개발 및 생산되고 있으며, 상기 휴대용 전자/전기 기기들이 별도의 전원이 구비되지 않은 장소에서도 작동될 수 있도록 배터리 팩을 내장시키고 있다. 상기 배터리 팩은 경제적인 측면을 고려하여 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지 및 리튬(Li) 이온 전지로 대표되는, 충방전이 가능한 이차 전지를 이용한 배터리 팩이 일반적으로 사용된다.
이 중, 상기 리튬 이온 전지를 이용한 배터리 팩은 상기 니켈-카드뮴 전지 또는 니켈-수소 전지를 이용한 배터리 팩에 비하여 작동 전압이 3배 정도 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높아 상기 휴대용 전자/전기 기기에 널리 사용되고 있다.
본 발명은 안전벤트의 기울기 및 럽쳐의 형상에 따라 안전벤트의 작동 및 파단 압력을 효율적으로 제어할 수 있는 이차 전지를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 이차 전지는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 캔; 및 상기 캔에 결합되는 캡 조립체를 포함하며, 상기 캡 조립체는 상기 전극 조립체의 상부에 설치되며, 중앙에 관통홀이 형성된 캡 다운과, 상기 관통홀을 통해 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 안전벤트와, 상기 안전벤트와 상기 캡 다운 사이에 개재되는 인슐레이터를 포함하고, 상기 관통홀의 인접 영역에 위치하는 안전벤트와 캡 다운 사이에 형성된 제 1 이격 거리가 상기 관통홀의 인접 영역보다 먼 영역에 위치하는 안전벤트와 캡 다운 사이에 형성된 제 2 이격 거리보다 작은 것을 특징으로 한다.
상기 안전벤트는 상기 제 2 이격 거리와 상기 제 1 이격 거리의 차이로 인해, 수평을 이루는 상기 캡 다운에 대해 1° 내지 5°의 기울기를 가질 수 있다.
상기 안전벤트의 주변부는 "Z" 형상의 단면을 가지며, 상기 안전벤트 중 하부 영역의 하부 길이가 상기 하부 영역을 상부로 노출시키는 노출 영역의 노출 거리보다 크게 이루어질 수 있다.
상기 노출 거리가 상기 하부 길이의 2/3 이상이며 상기 하부 길이 미만일 수 있다.
상기 안전벤트는 상기 캡 다운의 관통홀을 관통하도록 중앙이 하부 방향으로 돌출되어 형성된 돌출부를 포함할 수 있다.
상기 캡 조립체는 상기 안전벤트의 상부에 설치되어 상기 전극 조립체의 전류를 외부로 전달하는 캡업; 및 상기 캡 다운의 하부에 설치되고, 상기 안전벤트의 돌출부에 접합되는 서브 플레이트를 더 포함할 수 있다.
상기 안전벤트는 상기 캔의 내압이 증가하여 상기 돌출부가 상승되면, 상기 서브 플레이트와 분리될 수 있다.
상기 안전벤트와 상기 서브 플레이트는 레이저 용접, 저항 용접 및 이의 등가 방법에 의해 용접될 수 있다.
상기 안전벤트의 상부에는 상기 캔의 내압이 증가시 파단 되는 홈 형태의 럽쳐가 더 형성될 수 있다.
상기 럽쳐는 링 형상 및 십자 형상 중 선택된 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다.
상기 럽쳐는 상기 안전벤트의 중앙을 중심점으로 형성되며 일측에 개구부가 형성된 링 형상으로 형성된 제 1 럽쳐; 상기 안전벤트의 중앙을 중심점으로 형성되며 일측에 개구부가 형성된 링 형상으로 형성되며, 상기 제 1 럽쳐보다 큰 직경을 가지는 제 2 럽쳐; 및 상기 안전벤트의 중앙을 중심으로 형성된 십자 형상의 제 3 럽쳐를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제 1 럽쳐의 직경은 Φ1 내지 Φ4일 수 있다.
상기 제 2 럽쳐의 직경은 Φ5 내지 Φ8일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이차 전지는 안전벤트에 기울기를 형성하여, 안전벤트의 작동 및 파단 압력을 효율적으로 제어할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지는 파단 압력 이상에서 파단되는 안전벤트의 럽쳐를 십자 형상 및/또는 링 형상으로 형성하여, 캔의 내압에 따라 안전벤트의 동작을 효율적으로 제어할 수 있게 된다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 명세서 전체를 통하여 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 종단면도이고, 도 2는 도 1의 캡 조립체 부분을 확대 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2의‘Ⅲ’부분을 도시한 확대 단면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 이차 전지의 안전벤트를 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 5-5 선을 따라 절취된 안전벤트의 단면도이고, 도 6은 도 4의 6-6 선을 따라 절취된 안전벤트의 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 전극 조립체(110), 상기 전극 조립체(110)를 수용하는 캔(120), 상기 캔(120)의 상단 개구부에 결합되는 캡 조립체(130) 및 상기 캡 조립체(130)가 안착되는 상기 캔(120)의 상단 개구부의 내주면에 설치되는 가스켓(140)을 포함할 수 있다.
상기 전극 조립체(110)는 양극 집전체의 표면에 양극 활물질층이 코팅된 양극판(111)과, 음극 집전체의 표면에 음극 활물질층이 코팅된 음극판(112)과, 상기 양극판(111) 및 음극판(112) 사이에 위치하여 상기 양극판(111)과 음극판(112)을 전기적으로 절연시키는 세퍼레이터(113)가 젤리-롤 형상으로 권취되어 형성될 수 있다. 상기 전극 조립체(110)의 상부에는 양극탭(114)이 캡 조립체(130)와 연결되고, 하부에는 음극탭(115)이 상기 캔(120)의 바닥면에 연결된다.
상기 양극판(111)의 양극 집전체는 양극 활물질층으로부터 전자를 모아서 외부회로로 이동시킬 수 있도록 도전성 있는 금속재질로 형성된다. 상기 양극 활물질층은 양극 활물질과 도전재 및 바인더를 혼합하여 제조되며, 상기 양극 집전체 상에 소정의 두께로 코팅되어 형성된다. 양극 집전체중에서 양극 활물질층이 형성되지 않는 양극판의 양쪽 끝부분에 양극 무지부를 형성하며 양극무지부의 일측에는 양극탭(114)이 용접된다.
상기 음극판(112)의 음극 집전체는 음극 활물질층으로부터 전자를 모아서 외부회로로 이동시킬 수 있도록 도전성 있는 금속재질로 형성된다. 상기 음극 활물질층은 음극 활물질과 도전재 및 바인더를 혼합하여 제조되며, 상기 음극 집전체 상에 소정의 두께로 코팅되어 형성된다. 음극 집전체중에서 음극 활물질층이 형성되지 않는 음극판(112)의 양쪽 끝부분에 음극 무지부를 형성하고, 음극 무지부의 일측에는 음극탭(115)이 용접된다.
상기 세퍼레이터(113)는 양극판(111)과 음극판(112) 사이에 개재되며 상기 전극 조립체(110)의 외주면을 둘러싸도록 연장되어 형성될 수 있다. 상기 세퍼레이 터(113)는 양극판(111)과 음극판(112)의 단락을 방지하며 리튬 이온을 통과할 수 있도록 다공막 고분자물질로 형성된다.
상기 캔(120)은 상기 전극 조립체(110)가 수용되는 공간이 형성되도록 일정 직경을 갖는 원통체인 측면판(121)과, 측면판(121)의 하부를 밀폐하는 하면판(122)으로 이루어진다. 상기 캔(120)은 통상적으로 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질의 경량의 전도성 금속으로 형성되며, 딥 드로잉 등의 가공방법으로 형성될 수 있다. 캔(120)의 상단 개구부는 전극 조립체(110)를 삽입한 후에 밀폐하도록 개방되어 있다. 또한, 캔(120)의 상부에는 전극 조립체(110)의 유동을 방지하기 위한 비딩부(123)가 형성된다. 그리고 캔(120)의 최상단부에는 캡 조립체(130)를 고정하기 위한 크림핑부(124)가 형성된다.
상기 캡 조립체(130)는 캡 업(Cap-up)(131), 상기 캡 업(131)의 하부에 설치된 안전벤트(Safety Vent)(132), 상기 안전벤트(132)의 하부에 설치된 캡 다운(Cap-down)(134), 상기 안전벤트(132)와 상기 캡 다운(134) 사이에 개재된 인슐레이터(Insulator)(133), 상기 캡 다운(134)의 하면에 고정되어 양극탭(114)과 전기적으로 연결된 서브 플레이트(135)를 포함한다.
상기 캡 업(131)은 원형의 판체로 형성되며 중앙부에 볼록하게 돌출된 단자부(131a)를 통해 외부와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 단자부(131a)의 외주연에는 캔(120)의 내부에서 발생되는 가스가 배출될 수 있는 경로를 제공하는 가스배출공(131b)이 형성될 수 있다. 상기 캡 업(131)은 상기 전극 조립체(110)와 전기적으로 연결되며 상기 전극 조립체(110)에서 발생되는 전류를 외부로 전달한다.
상기 안전벤트(132)는 상기 캡 업(131)과 대응되는 원형의 판체로 형성되고, 중심영역(C)의 중앙에는 돌출부(132a)가 하부 방향으로 돌출되고, 주변부(S)는 "Z"형상으로 이루어지도록 형성된다. 이러한 안전벤트(132)는 상기 캡 다운(134)의 관통홀(134a)을 관통하는 돌출부(132a)를 이용하여, 상기 캡 다운(134)의 하면에 고정된 서브 플레이트(135)와 전기적으로 연결된다. 여기서, 상기 안전벤트(132)의 돌출부(132a)와 상기 서브 플레이트(135)는 레이저 용접, 저항 용접 및 이의 등가방법으로 용접될 수 있다.
상기 안전벤트(132)는 상기 캡 업(131)중 돌출된 단자부(131a)를 제외한 영역에 밀착되게 설치되며, 상기 캔(120)의 내부에서 이상 내압 발생시 전류를 차단하면서 내압 가스를 배출되도록 한다. 상기 안전벤트(132)는 캔(120)의 내압이 상기 안전벤트(132)의 작동 압력 이상이 되면, 상기 캡 다운(134)의 가스 배출공(134b)을 통해 배출되는 가스에 의해 돌출부(132a)가 상부로 상승하면서, 상기 서브 플레이트(135)와 전기적으로 분리된다. 이때, 상기 서브 플레이트(135)는 상기 돌출부(132a)의 용접된 부분이 찢어지면서 상기 안전벤트(132)와 전기적으로 분리된다. 그리고, 상기 안전벤트(132)는 캔(120)의 내압이 상기 작동 압력 보다 높은 압력인 상기 안전벤트(132)의 파단 압력 이상이 되면 파단된다.
상기 안전벤트(132)는 상기 관통홀(134a)의 인접 영역에 위치하는 안전벤트(132)와 캡 다운(134) 사이에 형성된 제 1 이격 거리(t1)가, 상기 관통홀(134a)의 인접 영역보다 먼 영역에 위치하는 안전벤트(132)와 캡 다운(134) 사이에 형성된 제 2 이격 거리(t2)보다 작게 되도록 형성된다. 상기 제 2 이격 거리(t2)와 제 1 이격 거리(t1)의 거리 차이로 인해서, 상기 안전벤트(132)는 수평을 이루는 상기 캡 다운(134)에 대해서 경사진 기울기(A)를 갖는다. 상기 안전벤트(132)는 상기 기울기(A)로 인해서, 상기 안전벤트(132)의 작동 및 파단 압력을 보다 효율적으로 제어할 수 있다. 여기서, 상기 기울기(A)는 1° 내지 5° 일 수 있다. 상기 안전벤트(132)는 기울기(A)가 1° 미만이면, 기울기가 없는 안전벤트(132)와 작동 및 파단 압력의 제어와 차이가 거의 없으며, 기울기(A)가 5° 를 초과하면, 이격되어 전기적으로 분리되어야 하는 상기 캡 다운(134)과 전기적으로 연결될 수 있다. 아래의 표 1은 상기 안전벤트(132)의 기울기(A)에 따른 안전벤트(132)의 작동압력 및 파단 압력을 측정한 데이터를 나타낸다.
기울기 요 소 기울기 없음 1°기울기 2°기울기
작동압력 파단압력 작동압력 파단압력 작동압력 파단압력
기준압력 8 20 8 20 8 20
평균압력 8.26 21.49 8.10 19.95 7.96 20.47
최소압력 7.86 20.85 7.68 19.58 7.73 20.09
최대압력 8.62 22.30 8.50 20.39 8.17 20.65
최대-최소압력 0.76 1.45 0.82 0.81 0.44 0.56
편차 0.186 0.333 0.217 0.217 0.140 0.197
공정능력(CPK) 3.13 1.53 3.84 4.54 4.68 4.28
측정 데이터 8.32 21.57 7.86 19.98 7.73 20.34
8.32 21.79 7.96 20.04 7.93 20.65
8.19 21.82 8.12 20.01 7.86 20.65
8.18 21.57 7.68 20.09 7.83 20.29
8.62 22.00 8.26 19.88 8.06 20.47
8.05 22.00 8.12 20.39 8.14 20.65
8.24 22.30 8.50 19.58 8.17 20.36
8.37 21.52 8.10 19.88 7.93 20.09
8.53 22.23 8.26 19.87 7.91 20.62
8.61 21.31 8.16 19.68 8.03 20.62
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표 1에 나타난 바와 같이, 안전벤트(132)의 기울기(A)가 없을 때에 비해서 1°또는 2°일 때, 공정 능력(CPK)의 수치가 더 증가하게 된다. 그리고 안전벤트(132)의 기울기(A)가 없을 때에 비해서 1°또는 2°일 때, 편차는 감소하게 된다. 일반적으로 공정 능력(CPK)은 데이터의 편차, 최소 및 최대치를 통해서 계산할 수 있으며, 공정 능력(CPK)이 높을 때, 효율적인 생산 및 활용이 가능하다. 이로 부터, 안전벤트(132)는 기울기(A)를 통해서 상기 안전벤트(132)의 작동 및 파단 압력을 보다 효율적으로 제어될 수 있음을 알 수 있다.
상기 안전벤트(132)는 주변부(S)가 “Z" 형상으로 이루어지므로, 상기 안전벤트(132) 중 하부 영역(LA)이 하부 영역(LA)을 상부로 노출시키는 노출 영역(EA)보다 클 수 있다. 즉, 상기 하부 영역(LA)의 단면 길이인 하부 길이(D1)가 상기 노출 영역(EA)의 단면 거리인 노출 거리(D2)보다 클 수 있다. 여기서, 상기 노출 길이(D2)는 상기 하부 길이의 2/3(D1×2/3) 이상이며 하부 길이(D1) 미만일 수 있다. 즉, 상기 노출 거리(D2)는 수학식 1과 같다.
Figure 112009034525787-PAT00001
여기서, 상기 노출거리(D2)가 하부 길이(D1)보다 크거나 같으면, 주변부(S)의 단면이 "Z"형상으로 형성될 수 없으며, 하부길이(D1)의 2/3 보다 작으면“Z"형상이 형성되는 주변부의 면적이 불필요하게 넓어진다. 상기와 같이, 상기 안전벤트(132)는 “Z"형상의 주변부(S)로 인해서, 캔(120)의 내압에 따라 상기 안전벤트(132)의 작동 및 파단 동작을 효율적으로 제어할 수 있다.
상기 안전벤트(132)는 상기 캔(120)의 내압이 파단 압력 이상으로 증가될 경 우에 파단되는 홈 형태의 럽쳐(RT)를 더 포함할 수 있다. 상기 럽쳐(RT)는 상기 안전벤트(132)의 상면에 링 형상 및 십자 형상 중 선택된 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 럽쳐(RT)는 제 1 럽쳐(R1), 제 2 럽쳐(R2) 및 제 3 럽쳐(R3)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 럽쳐(R1)는 상기 안전벤트(132)의 중앙에 형성된 돌출부(132a)를 중심점으로 링 형상으로 형성되며, 일측에 개구부(OR1)를 가진다.
상기 제 2 럽쳐(R2)는 상기 안전벤트(132)의 중앙에 형성된 돌출부(132a)를 중심점으로 링 형상으로 형성되며, 일측에 개구부(OR2)를 가진다. 여기서, 상기 제 2 럽쳐(R2)의 직경(DH2)은 상기 제 1 럽쳐(R1)의 직경(DH1)보다 크게 이루어진다.
한편, 상기 안전벤트(132)가 작동 압력 및 파단 압력에 효율적으로 동작하도록 하기 위해서, 상기 제 1 럽쳐(R1)의 직경(DH1)은 Φ1 ~ Φ4가 될 수 있고, 상기 제 2 럽쳐(R2)의 직경(DH2)은 Φ5 내지 Φ8이 될 수 있다. 여기서, 상기 제 1 럽쳐(R1)의 직경(DH1)은 상기 돌출부(132a)로 인해서 Φ1 미만으로 형성될 수 없으며, 상기 제 2 럽쳐(R2)의 직경(DH2)은 상기 이차 전지(100)의 직경인 Φ 8보다 작게 형성될 수 있다.
이와 같은 제 1 럽쳐(R1)와 제 2 럽쳐(R2)는 캔(120)의 내압이 파단 압력 이상으로 증가되어 안전벤트(132)가 파단될 때, 럽쳐(RT)로 인해서 상기 안전벤트(132)가 분리되거나 파편이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
상기 제 3 럽쳐(R3)는 제 1 럽쳐(R1)의 중심점, 즉 상기 안전벤트(132)의 중앙에 형성된 돌출부(132a)를 중심점으로 십자 형상으로 형성된다. 여기서, 제 3 럽쳐(R3)의 홈의 깊이(CR3)는 상기 제 1 럽쳐(R1)의 홈의 깊이(CR1) 및 제 2 럽쳐(R2)의 홈의 깊이(CR2)보다 더 작게 형성될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 안전벤트(132)는 상기 캔(120)의 내압이 파단 압력 이상으로 증가될 경우에, 홈의 깊이가 더 깊이 형성된 링 형상의 제 1 럽쳐(R1) 및 제 2 럽쳐(R2)에서 적어도 하나가 파단 되어, 상기 캔(120)의 내부 가스를 배출할 수 있다. 또한, 상기 안전벤트(132)는 럽쳐(RT)가 링 형상의 제 1 럽쳐(R1)와 제 2 럽쳐(R2) 및 십자 형상의 제 3 럽쳐(R3)를 통해서, 십자 형상 또는 링 형상으로만 형성하였을 때에 비해서 캔(120)의 내압에 대해서 더 미세하게 반응할 수 있으므로, 상기 캔(120)의 내압에 따라 보다 효율적으로 동작할 수 있다.
상기 인슐레이터(133)는 절연 재질로 형성되며, 상기 안전벤트(132)와 상기 캡 다운(134) 사이에 개재되어, 상기 안전벤트(132)와 상기 캡 다운(134) 사이를 절연시킨다. 상기 인슐레이터(133)는 상기 안전벤트(132)와 상기 캡 다운(134)의 주변부(S) 사이에 개재될 수 있다. 이에 따라, 상기 안전벤트(132)와 상기 캡 다운(134)의 중심영역(C)이 서로 거리를 두고 이격된다. 따라서, 상기 안전벤트(132)와 상기 캡 다운(134)은 전기적으로 분리될 수 있다.
상기 캡 다운(134)은 원형의 판체로 형성된다. 상기 캡 다운(134)의 중앙에는 상기 안전벤트(132)의 돌출부(132a)가 관통하도록 관통홀(134a)이 형성된다. 그리고, 상기 캡 다운(134)의 일측에는 상기 캔(120)의 과도한 내압 발생시 안전벤트(132)의 돌출부(132a)를 상승시키는 가스가 배출되는 가스 배출공(134b)이 형성된다.
상기 서브 플레이트(135)는 상기 캡 다운(134)의 관통홀(134a)을 관통하는 상기 안전벤트(132)의 돌출부(132a)에 용접되어, 상기 서브 플레이트(135)와 상기 안전벤트(132)의 돌출부(132a) 사이에 용접부(W1)가 형성된다. 또한, 상기 서브 플레이트(135)는 상기 전극 조립체(110)의 양극탭(114)에 용접되어, 상기 서브 플레이트(135)와 상기 전극 조립체(110)의 양극탭(114) 사이에 용접부(W2)가 형성된다. 이에 따라, 상기 서브 플레이트(135)는 상기 양극탭(114)과 상기 안전벤트(132)를 전기적으로 접속시킨다. 이러한 서브 플레이트(135)는, 캔(120)의 내압이 증가하면 상기 안전벤트(132)의 돌출부(132a)가 상승되고 용접부(W1)가 상기 서브 플레이트(135)로부터 분리되면서 상기 안전벤트(132)와 전기적으로 분리될 수 있다. 여기서, 상기 서브 플레이트(135)는 상기 안전벤트(132)의 돌출부(132a)와 레이저 용접, 저항 용접 또는 이의 등가 용접 방법으로 용접될 수 있다.
상기 가스켓(140)은 캔(120)의 상단 개구부에 설치된다. 즉, 상기 가스켓(140)은 캡 업(131) 및 안전벤트(132)의 외주연, 상기 캔(120)의 상단 개구부 사이에 밀착되어 조립된다. 이러한 가스켓(140)은 상기 캔(120)에서 상기 캡 조립체(130)가 분리되는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 안전벤트(132)에 기울기를 형성함으로써, 안전벤트(132)의 작동 및 파단 압력을 효율적으로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 파단 압력 이상에서 파단되는 안전벤트(132)의 럽쳐(RT)를 십자 형상 및/또는 링 형상으로 형성하여, 캔(120)의 내압에 따라 안전벤트(132)의 동작을 효율적으로 제어할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 이차 전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 종단면도이다.
도 2는 도 1의 캡 조립체 부분을 확대 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의‘Ⅲ’부분을 도시한 확대 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 이차 전지의 안전벤트를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 5-5 선을 따라 절취된 안전벤트의 단면도이다.
도 6은 도 4의 6-6 선을 따라 절취된 안전벤트의 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 이차 전지 110: 전극 조립체
120: 캔 130: 캡 조립체
132: 안전벤트 140: 가스켓

Claims (13)

  1. 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 수용하는 캔; 및
    상기 캔에 결합되는 캡 조립체를 포함하며,
    상기 캡 조립체는
    상기 전극 조립체의 상부에 설치되며, 중앙에 관통홀이 형성된 캡 다운과,
    상기 관통홀을 통해 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 안전벤트와,
    상기 안전벤트와 상기 캡 다운 사이에 개재되는 인슐레이터를 포함하고,
    상기 관통홀의 인접 영역에 위치하는 안전벤트와 캡 다운 사이에 형성된 제 1 이격 거리가 상기 관통홀의 인접 영역보다 먼 영역에 위치하는 안전벤트와 캡 다운 사이에 형성된 제 2 이격 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 안전벤트는
    상기 제 2 이격 거리와 상기 제 1 이격 거리의 차이로 인해, 수평을 이루는 상기 캡 다운에 대해 1° 내지 5°의 기울기를 가지는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 안전벤트의 주변부는 "Z" 형상의 단면을 가지며, 상기 안전벤트 중 하부 영역의 하부 길이가 상기 하부 영역을 상부로 노출시키는 노출 영역의 노출 거리보다 큰 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 노출 거리가 상기 하부 길이의 2/3 이상이며 상기 하부 길이 미만인 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 안전벤트는 상기 캡 다운의 관통홀을 관통하도록 중앙이 하부 방향으로 돌출되어 형성된 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 캡 조립체는
    상기 안전벤트의 상부에 설치되어 상기 전극 조립체의 전류를 외부로 전달하는 캡업; 및
    상기 캡 다운의 하부에 설치되고, 상기 안전벤트의 돌출부에 접합되는 서브 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 안전벤트는 상기 캔의 내압이 증가하여 상기 돌출부가 상승되면, 상기 서브 플레이트와 분리되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 안전벤트와 상기 서브 플레이트는 레이저 용접, 저항 용접 및 이의 등가 방법에 의해 용접되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 안전벤트의 상부에는 상기 캔의 내압이 증가시 파단 되는 홈 형태의 럽쳐가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 럽쳐는 링 형상 및 십자 형상 중 선택된 어느 하나의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 럽쳐는
    상기 안전벤트의 중앙을 중심점으로 형성되며 일측에 개구부가 형성된 링 형상으로 형성된 제 1 럽쳐;
    상기 안전벤트의 중앙을 중심점으로 형성되며 일측에 개구부가 형성된 링 형 상으로 형성되며, 상기 제 1 럽쳐보다 큰 직경을 가지는 제 2 럽쳐; 및
    상기 안전벤트의 중앙을 중심으로 형성된 십자 형상의 제 3 럽쳐를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 럽쳐의 직경은 Φ1 내지 Φ4인 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 럽쳐의 직경은 Φ5 내지 Φ8인 것을 특징으로 하는 이차 전지.
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