KR20110003866A - 리튬 이온 전지 - Google Patents

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KR20110003866A
KR20110003866A KR1020090061331A KR20090061331A KR20110003866A KR 20110003866 A KR20110003866 A KR 20110003866A KR 1020090061331 A KR1020090061331 A KR 1020090061331A KR 20090061331 A KR20090061331 A KR 20090061331A KR 20110003866 A KR20110003866 A KR 20110003866A
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lithium ion
ion battery
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곽윤태
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에스비리모티브 주식회사
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Abstract

리튬 이온 전지가 개시된다. 리튬 이온 전지는 캔과, 전극 조립체와, 캡 조립체로 이루어지며, 캔의 바닥면에 상대적으로 두께가 얇은 예비 분리부가 형성된다. 예비 분리부는 바닥면의 장변과 이격된 동시에 장변과 평행한 라인 형태로 형성될 수 있다. 또한, 예비 분리부는 바닥면의 장변 자체를 따라 형성될 수 있다.

Description

리튬 이온 전지{Lithium ion battery}
본 발명의 한 실시예는 리튬 이온 전지에 관한 것이다.
2차 전지란 한번 쓰고 버리는 1차 전지와 달리 충전을 통해 다시 쓸 수 있는 전지를 말하는 것으로, 노트북 PC, 휴대전화 및 캠코더 등 거의 대부분이 휴대용 통신기기 및 컴퓨터에 채용되고 있는 핵심 부품이다.
또한, 내연기관의 배기에 의해 발생되는 환경오염문제를 해결하기 위한 방법의 일환으로 전기자동차 개발이 진행되고 있으며, 이들 전기 자동차에 2차 전지를 장착하기 위해서 경제성이 있고, 고속 충전이 가능하며, 안전성이 높은 고에너지 밀도의 2차 전지 개발이 요구되고 있다.
2차 전지는 음극 재료나 양극 재료에 따라 납축전지, 니켈/카드뮴(Ni/Cd) 전지, 니켈/수소(Ni/MH) 전지, 리튬 이온 전지 등이 있으며, 전극 재료의 고유 특성에 의해 전위와 에너지 밀도가 결정된다. 특히 리튬 이온 전지는 리튬의 낮은 산화환원전위와 분자량으로 인해 에너지 밀도가 높기 때문에 상기 휴대용 전자기기 및 전기자동차의 구동 전원으로 많이 사용되고 있다.
본 발명의 한 실시예는 종압축 안전성이 향상된 리튬 이온 전지를 제공한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 리튬 이온 전지는 캔과, 상기 캔에 수용된 전극 조립체와, 상기 캔을 밀봉하는 캡 조립체를 포함하고, 상기 캔은 바닥면에 상대적으로 두께가 얇은 예비 분리부가 형성될 수 있다.
상기 예비 분리부는 상기 바닥면의 장변과 이격되고, 상기 장변에 평행하게 형성될 수 있다.
상기 예비 분리부는 상기 바닥면의 장변 자체에 형성될 수 있다.
상기 예비 파열부는 실선 형태로 형성될 수 있다.
상기 예비 파열부는 점선 형태로 형성될 수 있다.
상기 예비 분리부는 상호간 이격된 동시에 상호간 평행한 한쌍일 수 있다.
상기 예비 분리부는 상기 바닥면의 장변과 이격되고, 상기 장변에 평행하게 형성된 노치 또는 트렌치일 수 있다.
상기 예비 분리부는 상기 바닥면의 장변 자체에 형성된 단차일 수 있다.
상기 예비 분리부는 상기 바닥면의 두께에 대하여 20 내지 90%의 깊이로 형성될 수 있다.
상기 예비 분리부는 0.1 내지 0.45mm의 깊이로 형성될 수 있다.
상기 예비 분리부는 상기 바닥면의 외부 표면에 형성될 수 있다.
상기 캔은 상기 바닥면의 장변으로부터 수직 방향으로 연장된 한쌍의 장측면 을 포함하고, 상기 예비 분리부는 상기 바닥면 및 상기 장측면의 경계 영역에 공통으로 형성될 수 있다.
상기 캔은 상기 바닥면의 단변으로부터 수직 방향으로 연장된 한쌍의 단측면을 포함하고, 상기 예비 분리부는 상기 한쌍의 단측면을 압축할 때 분리될 수 있다.
본 발명 한 실시예에 따른 리튬 이온 전지는 캔의 바닥면중 장변에 예비 분리부가 형성됨으로써, 전지의 종압축 안전성이 향상된다. 즉, 본 발명의 한 실시예에 따른 리튬 이온 전지는 종압축시 캔의 바닥면에 형성된 예비 분리부가 신속하고 정확하게 분리됨으로써, 전지의 종압축 안전성이 향상된다.
이하, 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.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 한 실시예에 따른 리튬 이온 전지를 도시한 상부 사시도 및 하부 사시도이다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 리튬 이온 전지(100)는 대략 육면체 형태의 캔(110)과, 상기 캔(110)의 상부에 결합된 캡 조립체(130)를 포함한다.
상기 캔(110)은 바닥면(111)을 포함하며, 상기 바닥면(111)에는 종압축시 신 속하고 정확하게 분리되는 한쌍의 예비 분리부(117)가 형성되어 있다. 이러한 예비 분리부(117)의 구조 및 기능은 아래에서 더욱 상세히 설명한다.
상기 캡 조립체(130)는 캔(110)에 결합된 캡 플레이트(131)를 포함한다. 상기 캡 플레이트(131)에는 상대적으로 두께가 얇은 안전벤트(131b)가 형성될 수 있다. 상기 안전벤트(131b)는 캔(110)의 내부 압력이 기준 압력보다 크면 파열됨으로써, 내부 가스를 외부로 방출한다. 또한, 상기 캡 플레이트(131)에는 전해액 주액구를 막는 플러그(132)가 결합될 수 있다. 더불어, 상기 캡 플레이트(131)에는 절연 가스켓(133)이 개재된 전극 단자(134)가 결합되어 있다. 비록, 도면에는 하나의 전극 단자(134)가 도시되어 있지만, 이러한 전극 단자(134)는 다수개가 구비될 수도 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 한 실시예에 따른 리튬 이온 전지를 도시한 분해 사시도 및 정단면도이다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 리튬 이온 전지(100)는 캔(110)과, 상기 캔(110)에 수용되는 전극 조립체(120)와, 상기 캔(110)에 주입되어 리튬 이온의 이동을 가능케 하는 전해액(도시되지 않음)과, 상기 캔(110)을 막아 상기 전극 조립체(120) 및 전해액이 외부로 이탈되지 않도록 하는 캡 조립체(130)를 포함한다.
상기 캔(110)은 바닥면(111), 한쌍의 장측면(114) 및 한쌍의 단측면(115)을 포함한다. 상기 바닥면(111)은 한쌍의 장변(112)과 한쌍의 단변(113)을 갖는다. 또 한, 상기 바닥면(111)은 저면에 한쌍의 예비 분리부(117)가 형성되어 있다. 상기 한쌍의 장측면(114)은 상기 바닥면(111)의 장변(112)으로부터 대략 수직 방향으로 연장되어 있다. 상기 한쌍의 단측면(115)은 상기 바닥면(111)의 단변(113)으로부터 대략 수직 방향으로 연장되어 있다. 물론, 상기 장측면(114)과 상기 단측면(115)은 서로 연결되어 있다. 더욱이, 상기 캔(110)은 상기 바닥면(111)과 대향되는 상부에 개방구(116)가 형성되어 있다. 즉, 상기 캔(110)은 상부가 개방되고 내부가 비어 있는 대략 직육면체 형태를 한다. 상기 캔(110)은 알루미늄(Al), 철(Fe), 합금 또는 이의 등가물로 형성될 수 있으며, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 전극 조립체(120)는 양극 활물질(예를 들면 코발트산리튬(LiCoO2))(도시되지 않음)이 부착된 양극판(121), 음극 활물질(예를 들면 흑연)(도시되지 않음)이 부착된 음극판(122), 및 양극판(121)과 음극판(122) 사이에 위치되어 전기적 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동이 가능하게 하는 세퍼레이터(123)로 이루어져 있으며, 위의 양극판(121), 음극판(122) 및 세퍼레이터(123)는 대략 젤리 롤(jelly roll) 형태로 다수회 권취되어 상기 캔(110)의 내부에 수용된다. 상기 양극판(121)은 알루미늄(Al) 포일, 상기 음극판(122)은 구리(Cu) 포일, 상기 세퍼레이터(123)는 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)일 수 있으나, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 양극판(121)에는 상부 방향으로 연장된 양극 리드(121a)가 접속되어 있고, 상기 음극판(122)에도 상부 방향으로 연장된 음극 리드(122a)가 접속되어 있다. 상기 양극 리드(121a)는 알루미늄(Al), 상기 음극 리 드(122a)는 니켈(Al)일 수 있으나, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 전해액(도시되지 않음)은 상기 캔(110)의 내부에 주입되어, 상기 전극 조립체(120)의 양극판(121)과 음극판(122) 사이에 위치한다. 이러한 전해액은 충방전시 전지 내부의 양극판(121) 및 음극판(122)에서 전기화학적 반응에 의해 생성되는 리튬 이온의 이동 매체 역할을 하며, 이는 리튬염과 고순도 유기 용매류의 혼합물인 비수질계 유기 전해액일 수 있다. 더불어, 상기 전해액은 고분자 전해질을 이용한 폴리머일 수도 있다.
한편, 상기 전극 조립체(120)의 상부로서 상기 캔(110)의 개방구(116)에는 절연 케이스(129)가 더 결합될 수 있다. 물론, 상기 절연 케이스(129)에는 상기 음극 리드(122a)가 관통하여 지나갈 수 있도록 리드 통공(129a)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 절연 케이스(129)에는 하기할 캡 플레이트(131)를 통하여 전해액을 주입하면, 상기 전극 조립체(120)쪽으로 전해액이 용이하게 흘러갈 수 있도록 전해액 통공(129b)도 형성될 수 있다.
상기 캡 조립체(130)는 캡 플레이트(131), 플러그(132), 절연 가스켓(133), 전극 단자(134), 절연 플레이트(135) 및 단자 플레이트(136)를 포함한다. 상기 캡 플레이트(131)는 상기 캔(110)의 개방구(116)에 결합되며, 이는 장변과 단변을 갖는 판 형태로 되어 있다. 상기 캡 플레이트(131)의 일측에는 전해액 주액구(131a)가 형성된다. 상기 플러그(132)는 상기 전해액 주액구(131a)에 결합된다. 또한, 상기 캡 플레이트(131)의 타측에는 상대적으로 두께가 얇은 안전벤트(131b)가 형성된다. 상기 절연 가스켓(133)은 상기 캡 플레이트(131)의 대략 중앙에 형성된 홀(131c)에 결합된다. 상기 전극 단자(134)는 상기 절연 가스켓(133)에 형성된 홀(133c)에 결합된다. 여기서, 상기 음극 리드(122a)는 상기 전극 단자(134)의 저면에 접속될 수 있다. 더불어, 상기 양극 리드(121a)는 상기 캡 플레이트(131)의 저면에 접속될 수 있다. 물론, 그 반대도 가능하다. 상기 절연 플레이트(135)는 상기 캡 플레이트(131)의 저면에 위치된다. 더불어, 이러한 절연 플레이트(135)의 홀(135c)에는 상기 절연 가스켓(133)이 결합된다. 상기 단자 플레이트(136)는 상기 절연 플레이트(135)의 저면에 위치된다. 더불어, 이러한 단자 플레이트(136)의 홀(136c)에는 상기 전극 단자(134)가 결합된다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 리튬 이온 전지를 도시한 저면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 캔의 바닥면(111)은 한쌍의 장변(112)과, 상기 장변(112)의 끝단을 연결하는 한쌍의 단변(113)을 포함한다. 상기 장변(112)은 대략 직선 형태이고, 상기 단변(113)은 대략 라운드 형태일 수 있으나, 이러한 형태를 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 캔의 바닥면(111)에는 장변(112)과 이격된 동시에, 상기 장변(112)에 평행한 두 개의 예비 분리부(117)가 형성되어 있다. 즉, 한쌍의 예비 분리부(117)가 대략 실선 형태로 형성되어 있다. 어느 하나의 예비 분리부(117)와 그것에 가장 가까운 장변(112) 사이의 이격 거리는 한쌍의 예비 분리부(117)가 이루는 이격 거리보다 훨씬 가깝다. 즉, 예비 분리부(117)는 상대적으로 장변(117)에 가깝게 형성되어 있다. 따라서 캔의 양측에 구비된 단측면(단변(113)을 포함)을 캔의 중심 방향으로 압축하게 되면(이를 종압축으로 정의함), 상기 예 비 분리부(117)에 스트레스가 집중함으로써, 결국 상기 예비 분리부(117)가 분리되고, 또한 상기 캔의 장측면이 캔의 중심으로부터 멀어진다. 이와 같이, 전지의 종압축시 예비 분리부(117)가 신속하게 정확하게 분리됨으로써, 전지의 종압축 안전성이 향상된다.
더불어, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 경우에 따라서 상기 예비 분리부(117)는 상기 장변(112)뿐만 아니라 단변(113)과 대응되는 영역에도 함께 형성될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 도 3의 4a-4a선을 도시한 단면도이고, 도 4b는 도 3의 4b-4b선을 도시한 단면도이다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 예비 분리부(117)는 장변(112)과 이격되고, 상기 장변(112)에 평행하게 형성된 노치 또는 트렌치일 수 있다. 상기 예비 분리부(117)의 단면 형상은, 도 4b를 참조하면, 비록 사각 형태로 도시되어 있으나, 이러한 형상으로 한정하는 것은 아니다. 즉, 상기 예비 분리부(117)의 단면 형상은 삼각형, 사각형, 사다리형, 반원형 및 그 등가 형태중 선택된 어느 하나로 가능하다.
여기서, 상기 예비 분리분리부(117)의 깊이는 상기 바닥면(111)의 전체 두께에 대하여 대략 20 내지 90%의 깊이로 형성될 수 있다. 상기 예비 분리부(117)의 깊이가 바닥면(111)의 두께에 대하여 대략 20% 미만이면, 종압축시 예비 분리부(117)가 너무 늦게 분리될 수 있으나, 이러한 수치로 본 발명의 한 실시예를 한 정하는 것은 아니다. 또한, 상기 예비 분리부(117)의 깊이가 바닥면(111)의 두께에 대하여 대략 90%를 초과하면, 종압축시 예비 분리부(117)가 너무 빨리 분리될 수 있지만, 이러한 수치로 본 발명의 한 실시예를 한정하는 것은 아니다.
일례로, 상기 바닥면(111)의 두께가 대략 5mm일 때, 상기 예비 분리부(117)의 두께는 0.1 내지 0.45mm일 수 있으나, 이러한 수치로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
또한, 캔은 통상 딥 드로잉(deep drawing) 공정으로 형성되므로, 장측면(114) 및 단측면(115)과 비교하여 바닥면(111)의 두께가 상대적으로 더 두껍다. 그런데, 상기와 같이 바닥면(111)에 상대적으로 두께가 얇은 예비 분리부(117)가 형성됨으로써, 전지의 종압축시 바닥면(111)이 쉽게 파열된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이온 전지를 도시한 저면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 예비 분리부(217)는 바닥면(111)의 장변(112)과 이격된 동시에, 장변(112)에 평행한 점선 형태로 형성될 수 있다. 즉, 예비 분리부(217)가 연속적인 라인 형태가 아닌 불연속적인 라인 형태로 형성될 수 있다. 이와 같이 하여, 리튬 이온 전지(200)는 종압축시 상기 예비 분리부(217)의 분리 시기를 더욱 정교하게 조정할 수 있다. 즉, 상기 점선 형태의 예비 분리부(217)의 피치를 조정함으로써, 전지 특성에 어울리는 예비 분리부(217)의 분리 시기를 조정할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이온 전지를 도시한 하부 사시도 및 캔의 일부 단면도이다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 예비 분리부(317)는 바닥면(111)의 장변(112)을 따라 형성될 수 있다. 즉, 예비 분리부(317)는 바닥면(111)의 장변 자체에 형성될 수 있다. 여기서, 상기 바닥면(111)의 장변(112)은 두 개이므로, 상기 예비 분리부(317) 역시 두 개가 형성될 수 있다.
실질적으로, 상기 바닥면(111)의 장변(112)은 장측면(114)과 연결되는 경계 영역이므로, 상기 예비 분리부(317)는 상기 바닥면(111)과 상기 장측면(114)의 경계 영역에 공통으로 형성된다. 물론, 상기 예비 분리부(317)중 가장 얇은 부분은 상기 바닥면(111)에 형성되도록 함으로써, 캔(110)의 종압축시 바닥면(111)이 쉽게 분리되도록 한다.
이와 같이 하여, 리튬 이온 전지(300)는 종압축시 상기 바닥면(111)과 장측면(114)의 경계 영역에 형성된 예비 분리부(317)가 분리된다. 실질적으로 스트레스에 가장 취약한 바닥면(111)과 장측면(114)의 경계 영역에 예비 분리부(117)가 형성됨으로써, 전지의 종압축 안전성이 더욱 향상된다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이온 전지를 도시한 저면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 예비 분리부(417)는 바닥면(111)과 장측면(114)의 경계 영역을 따라 점선 형태로 형성될 수 있다. 즉, 예비 분리부(417)가 연속적인 라인 형태가 아닌 불연속적인 라인 형태로 형성될 수 있다. 이와 같이 하여, 리튬 이온 전지(400)는 종압축시 상기 예비 분리부(417)의 분리 시기를 더욱 정교하게 조정할 수 있다. 즉, 상기 점선 형태의 예비 분리부(417)의 피치를 조정함으로써, 전지 특성에 어울리는 예비 분리부(417)의 분리 시기를 조정할 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 예비 분리부가 형성된 리튬 이온 전지의 종압축 시험 방법 및 결과를 도시한 것이다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 하부 다이(501)와 상부 다이(502)의 사이에 예비 분리부(117)가 형성된 리튬 이온 전지(100)를 종방향으로 위치시킨다. 즉, 하부 다이(501)와 상부 다이(502)에 각각 리튬 이온 전지(100)의 단변(113)이 접촉하도록 한다. 다르게 설명하면, 캔의 단측면이 상기 하부 다이(501)와 상부 다이(502)에 각각 접촉되도록 한다.
도 8b에 도시된 바와 같이, 하부 다이(501)와 상부 다이(502)는 서로 근접하도록 강제로 이동된다. 그러면, 상기 바닥면(111)에 형성된 예비 분리부(117)에 스트레스가 집중하면서, 상기 예비 분리부(117)가 분리되고, 한쌍의 장측면이 결국 서로 멀어지는 방향으로 변형된다. 물론, 이에 따라 캔의 내부에 위치하는 전극 조립체(120) 역시 서로 멀어지는 방향으로 변형된다. 따라서, 캔의 내부 가스가 안정적으로 외부로 방출될 뿐만 아니라, 전극 조립체(120)의 전기적 쇼트 현상도 예방할 수 있다. 다르게 설명하면, 전지(100)의 종압축 안전성이 향상된다.
도 9a 및 도 9b는 예비 분리부가 형성되지 않은 리튬 이온 전지의 종압축 시험 방법 및 결과를 도시한 것이다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 예비 분리부가 형성되지 않은 리튬 이온 전지(100')를 하부 다이(501)와 상부 다이(502)의 사이에 놓고 단변(113')을 종압축할 경우, 바닥면(111')이 분리되지 않는다. 다르게 설명하면, 바닥면(111')을 이루는 장변(112')이 분리되지 않는다. 다만, 리튬 이온 전지(100')가 임의의 방향으로 접힐 뿐이다. 따라서, 예비 분리부가 형성되지 않은 리튬 이온 전지(100')의 경우, 내부 가스가 방출되지 않을 뿐만 아니라 전극 조립체가 전기적으로 쇼트될 수 있다. 즉, 예비 분리부가 형성되지 않은 리튬 이온 전지는 종압축 안전성이 떨어진다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 리튬 이온 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 1a 및 도 1b는 본 발명의 한 실시예에 따른 리튬 이온 전지를 도시한 상부 사시도 및 하부 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 한 실시예에 따른 리튬 이온 전지를 도시한 분해 사시도 및 정단면도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 리튬 이온 전지를 도시한 저면도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3의 4a-4a선을 도시한 단면도이고, 도 4b는 도 3의 4b-4b선을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬 이온 전지를 도시한 저면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이온 전지를 도시한 하부 사시도 및 캔의 일부 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 리튬 이온 전지를 도시한 저면도이다.
도 8a 및 도 8b는 예비 분리부가 형성된 리튬 이온 전지의 종압축 시험 방법 및 결과를 도시한 것이다.
도 9a 및 도 9b는 예비 분리부가 형성되지 않은 리튬 이온 전지의 종압축 시험 방법 및 결과를 도시한 것이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100; 본 발명에 따른 리튬 이온 전지
110; 캔 111; 바닥면
112; 장변 113; 단변
114; 장측면 115; 단측면
116; 개방구 117; 예비 분리부
120; 전극 조립체 121; 양극판
122; 음극판 123; 세퍼레이터
129; 절연 케이스 129a; 리드 통공
129b; 전해액 통공 130; 캡 조립체
131; 캡 플레이트 131a; 주액구
131b; 안전벤트 132; 플러그
133; 절연 가스켓 134; 전극 단자
135; 절연 플레이트 136; 단자 플레이트

Claims (13)

  1. 캔;
    상기 캔에 수용된 전극 조립체; 및
    상기 캔을 밀봉하는 캡 조립체를 포함하고,
    상기 캔은 바닥면에 상대적으로 두께가 얇은 예비 분리부가 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 예비 분리부는
    상기 바닥면의 장변과 이격되고, 상기 장변에 평행하게 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 예비 분리부는
    상기 바닥면의 장변 자체에 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 예비 파열부는
    실선 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 예비 파열부는
    점선 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 예비 분리부는
    상호간 이격된 동시에 상호간 평행한 한쌍인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 예비 분리부는
    상기 바닥면의 장변과 이격되고, 상기 장변에 평행하게 형성된 노치 또는 트렌치인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전지.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 예비 분리부는
    상기 바닥면의 장변 자체에 형성된 단차인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전지.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 예비 분리부는
    상기 바닥면의 두께에 대하여 20 내지 90%의 깊이로 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전지.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 예비 분리부는
    0.1 내지 0.45mm의 깊이로 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전지.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 예비 분리부는
    상기 바닥면의 외부 표면에 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전지.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 캔은
    상기 바닥면의 장변으로부터 수직 방향으로 연장된 한쌍의 장측면을 포함하고,
    상기 예비 분리부는 상기 바닥면 및 상기 장측면의 경계 영역에 공통으로 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 이온 전지.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 캔은
    상기 바닥면의 단변으로부터 수직 방향으로 연장된 한쌍의 단측면을 포함하고,
    상기 예비 분리부는 상기 한쌍의 단측면을 압축할 때 분리됨을 특징으로 하는 리튬 이온 전지.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101877569B1 (ko) * 2012-03-05 2018-07-11 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010001533A1 (de) * 2010-02-03 2011-08-04 SB LiMotive Company Ltd., Kyonggi Batteriezelle mit einem Sicherheitsventil zur Entlüftung und Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsventils in einem Batteriegehäuse
US9583741B2 (en) * 2013-07-05 2017-02-28 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
KR20180092444A (ko) * 2017-02-09 2018-08-20 주식회사 엘지화학 원통형 리튬 이차전지
EP3965218B1 (en) * 2020-07-10 2022-10-05 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Battery case, battery cell, battery, and method and device for preparing battery case
WO2022032473A1 (zh) * 2020-08-11 2022-02-17 宁德新能源科技有限公司 一种电化学装置及电子设备
CN113594622A (zh) * 2021-07-21 2021-11-02 宁波小顶科技有限公司 一体式电池定向排气装置
CN113594621A (zh) * 2021-07-21 2021-11-02 宁波小顶科技有限公司 一种填充式电池排气装置
WO2024004530A1 (ja) * 2022-06-30 2024-01-04 パナソニックエナジー株式会社 密閉電池

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0590809U (ja) * 1992-05-22 1993-12-10 三洋電機株式会社 安全弁を備える角形電池
JP3863351B2 (ja) 2000-02-18 2006-12-27 松下電器産業株式会社 角形電池および角形電池の安全機構の製造方法
JP4155734B2 (ja) 2001-12-20 2008-09-24 三洋電機株式会社 電池の安全弁
JP2003308873A (ja) 2002-04-17 2003-10-31 Sony Corp 非水電解質二次電池
JP2003346761A (ja) 2002-05-22 2003-12-05 Sony Corp 角型密閉式電池
JP2005012915A (ja) * 2003-06-19 2005-01-13 Sumitomo Electric Ind Ltd 超電導ケーブルの接続構造および超電導ケーブル接続用絶縁スペーサー
JP2006037129A (ja) 2004-07-23 2006-02-09 Kobe Steel Ltd 二次電池ケースの封口板用アルミニウム合金板
KR100601508B1 (ko) 2004-09-22 2006-07-19 삼성에스디아이 주식회사 종압축에 대한 안전성이 향상된 이차 전지
KR100646509B1 (ko) 2005-01-27 2006-11-14 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지
KR100659848B1 (ko) 2005-04-25 2006-12-19 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지
DE102005017648B4 (de) 2005-04-15 2008-01-10 Daimlerchrysler Ag Flüssigkeitsgekühlte Batterie und Verfahren zum Betreiben einer solchen
CN101501890B (zh) 2006-08-10 2011-05-04 松下电器产业株式会社 密闭型电池
US20110020674A1 (en) * 2006-08-10 2011-01-27 Hideaki Fujita Enclosed battery
US20080102366A1 (en) 2006-10-31 2008-05-01 Anglin David L End cap seal for an electrochemical cell
JP5503101B2 (ja) 2007-06-22 2014-05-28 株式会社神戸製鋼所 電池ケース
KR101023919B1 (ko) 2008-06-09 2011-03-22 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101877569B1 (ko) * 2012-03-05 2018-07-11 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

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Publication number Publication date
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CN101944632A (zh) 2011-01-12

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