KR20110034312A - 이차전지 - Google Patents

이차전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20110034312A
KR20110034312A KR1020090091800A KR20090091800A KR20110034312A KR 20110034312 A KR20110034312 A KR 20110034312A KR 1020090091800 A KR1020090091800 A KR 1020090091800A KR 20090091800 A KR20090091800 A KR 20090091800A KR 20110034312 A KR20110034312 A KR 20110034312A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
secondary battery
short
circuit prevention
short circuit
plate
Prior art date
Application number
KR1020090091800A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101073193B1 (ko
Inventor
임병호
Original Assignee
삼성에스디아이 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 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020090091800A priority Critical patent/KR101073193B1/ko
Priority to US12/835,470 priority patent/US8475950B2/en
Publication of KR20110034312A publication Critical patent/KR20110034312A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101073193B1 publication Critical patent/KR101073193B1/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
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • 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
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
    • 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
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • 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
    • 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
    • H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/15—Lids or covers characterised by their shape for prismatic or rectangular cells
    • 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
    • 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
    • H01M50/50—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
    • H01M50/579—Devices or arrangements for the interruption of current in response to shock
    • 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
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/586—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries inside the batteries, e.g. incorrect connections of electrodes
    • 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

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)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

본 발명은 이차전지를 종축에 수직인 방향으로 압축 평가 시 캔의 상부 플레이트가 캔의 내부 방향으로 변형되는 것을 방지함에 의해 전극단자를 캔의 외부로 변형시킬 수 있는 이차전지에 관한 것이다. 본 발명에 따른 이차전지는 전극조립체를 수용하며, 일측이 개구된 캔; 및 상기 캔의 개구된 부분에 위치하며, 한 쌍의 단변부와, 상기 단변부의 양측부를 연결하는 한 쌍의 장변부를 포함하는 상부 플레이트;를 포함하되, 상기 상부 플레이트 하부면의 중앙부에는 마주하는 상기 장변부 사이를 가로지르며, 다른 영역보다 얇게 형성되는 단락방지부를 더 포함한다. 이러한 구성에 의하여, 전극조립체의 변형 및 그에 따른 전극판 간의 쇼트에 의한 발화, 폭발 등이 방지되어 이차전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.
이차전지, 종압축, 전극단자, 전극조립체, 단락방지부

Description

이차전지{Secondary battery}
본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 이차전지의 압축 평가 시 전극단자와 전극조립체 간의 쇼트를 방지할 수 있는 이차전지에 관한 것이다.
최근 휴대용 전자기기의 소형화 및 경량화가 급속하게 진전됨에 따라, 그 구동전원으로 사용되는 이차전지에 대해서 많은 연구가 이루어지고 있다. 이러한 이차전지는 예를 들면, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있다.
이들 중 리튬 이차전지는 재충전이 가능하고, 소형 및 대용량화가 가능한 것으로, 작동 전압이 높고 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 장점 때문에 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다. 이러한 리튬 이차전지는 양극판, 음극판 및 그 사이에 개재된 세퍼레이터로 구성되는 전극조립체를 전해액과 함께 캔에 수납하고, 캔의 상단부를 캡조립체로 밀봉하여 형성된다.
여기서, 전극조립체는 양극판과 음극판 사이에 개재된 세퍼레이터가 권취되어 형성된다. 양극판에는 양극탭이 결합되어 전극조립체의 상단부로 돌출되며, 음극판에는 음극탭이 결합되어 전극조립체의 상단부로 돌출된다. 전극조립체에서 양극탭과 음극탭은 소정 거리 이격되어 형성되며, 전기적으로 절연되도록 한다.
그리고, 캡조립체는 캡플레이트와, 절연플레이트와, 터미널플레이트 및 전극단자를 포함하여 구성된다. 캡조립체는 별도의 절연케이스와 결합되어 캔의 상단개구부에 결합되면서 캔을 밀봉하게 된다. 절연케이스에는 양극탭용 홈과 음극탭용 홀이 형성되며, 캔에 수용된 전극조립체 상부와 캡조립체 하부 사이의 쇼트를 방지하기 위해 삽입된다. 또한, 절연케이스는 절곡된 음극탭과 양극탭이 캔 내벽에 닿음으로써 발생할 수 있는 쇼트를 방지하는 역할을 한다.
이렇게 구성된 리튬 이차전지는 에너지 밀도가 높아지면서 박형화가 진행되어 리튬 이차전지의 충격, 압축에 취약해지는 문제가 발생되고 있다. 이에 의해 리튬 이차전지가 충격 또는 압축을 받는 경우, 캔 내부에 수용된 전극조립체의 변형 및 그에 따른 전극판 간의 쇼트 등에 의하여 리튬 이차전지의 발화, 폭발 등이 발생되는 문제점이 있다.
특히, 리튬 이차전지의 안전성 항목의 하나인 종압축 시험에서 리튬 이차전지가 종압축력(종축에 수직인 방향)에 의하여 변형될 때, 캔의 상면이 내측 방향으로 굴곡되면서 캔의 내부에 수용된 전극조립체 상부에 국부적인 압력을 가하여 전극조립체의 변형 및 그에 따른 전극판 간의 쇼트를 유발하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이차전지의 상부 플레이트 하부면 중앙부에 장변부 사이를 가로지르며, 다른 영역보다 얇게 형성되는 단락방지부를 포함하여, 종축에 수직인 방향으로 압축 평가 시 캔의 상부 플레이트가 캔의 내부 방향으로 변형되는 것을 방지함에 의해 전극단자를 캔의 외부로 변형시킬 수 있는 이차전지를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 이차전지는 전극조립체를 수용하며, 일측이 개구된 캔; 및 상기 캔의 개구된 부분에 위치하며, 한 쌍의 단변부와, 상기 단변부의 양측부를 연결하는 한 쌍의 장변부를 포함하는 상부 플레이트;를 포함하되, 상기 상부 플레이트 하부면의 중앙부에는 상기 한 쌍의 장변부 사이를 가로지르며, 다른 영역보다 얇게 형성되는 단락방지부를 더 포함한다.
또한, 상기 상부 플레이트는 절연케이스일 수 있다.
또한, 상기 상부 플레이트는 캡플레이트일 수 있다.
또한, 상기 단락방지부는 수직 단면 형상이 다각형인 홈으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 단락방지부는 수직 단면 형상이 반원형인 홈으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 단락방지부는 수직 단면 형상이 상기 장변부의 양단에서 일정 거리 이격된 위치로부터 중앙부로 갈수록 상기 상부 플레이트의 두께가 점차 얇아지도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 단락방지부는 수평 단면 형상이 직선일 수 있다.
또한, 상기 단락방지부의 깊이는 상기 상부 플레이트 두께의 30% 내지 50%로 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 이차전지의 상부 플레이트 하부면 중앙부에 장변부 사이를 가로지르며, 다른 영역보다 얇게 형성되는 단락방지부를 포함하여, 종축에 수직인 방향으로 압축 평가 시 캔의 상부 플레이트가 캔의 내부 방향으로 변형되는 것을 방지함에 의해 전극단자를 캔의 바깥쪽으로 변형시킴으로써, 전극조립체의 변형 및 그에 따른 전극판 간의 쇼트에 의한 발화, 폭발 등이 방지되어 이차전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 이차전지를 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 분리사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 이차전지는 전극조립체(12), 캔(10), 상부 플레이트를 포함한다. 여기서, 상부 플레이트는 캡조립체(20) 및, 전극조립체(12)와 캡조립체(20) 사이에 위치되는 절연케이스(70)를 포함한다.
절연케이스(70)는 전극조립체(12)와 캡조립체(20)가 전기적으로 절연되도록 그 사이에 위치하며, 보다 상세하게는 캔(10)의 상부에 삽입된 상태로 위치한다. 바람직하게, 절연케이스(70)는 캔(10)의 수평 단면 형상과 동일하게 모서리가 둥근 사각 형상으로 형성되어 캔(10)에 억지끼움되어 결합될 수 있다.
이러한 절연케이스(70)는 한 쌍의 단변부(70a)와, 한 쌍의 장변부(70b)를 포함하며, 절연케이스(70)의 하부면 중앙부에는 다른 영역보다 얇게 형성되는 단락방지부(71)가 형성된다. 바람직하게는, 절연케이스(70)의 마주하는 장변부(70b) 사이를 가로지르도록 단락방지부(71)가 형성된다. 여기서, 단락방지부(71)는 수직 단면 형상이 V자인 노치(Notch) 형상이며, 수평 단면 형상은 직선으로 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 절연케이스(70)는 하부면 중앙부에 단락방지부(71)가 형성되어 있으므로, 전지의 종압축 시 단락방지부(71)가 캔(10)의 외부 방향으로 변형되도록 할 수 있다.
또한, 단락방지부(71)가 캔(10)의 외부 방향으로 변형됨에 의해, 절연케이스(70) 상부에 위치한 캡플레이트(40)가 캔(10)의 외부 방향으로 변형됨으로써, 캡플레이트(40)에 삽입된 전극단자(30) 역시 외부 방향으로 변형시킬 수 있다. 이에 의해, 종압축 시 캔 상부에 위치된 상부 플레이트(40,70)가 전극조립체(12)에 압력을 가하지 않으므로, 전극판 간의 쇼트를 방지할 수 있다.
여기서, 종압축이란 캔(10)을 이용하는 이차전지를 캔(10)의 높이 방향에 형성된 2개의 측면 단변부(70a)가 외력에 의해 상호 가까워지도록 압축되는 현상을 말한다. 이때, 캔(10)의 장변부(10b,도 5 참조)는 통상 상호 멀어지거나 벌어지게 된다.
이러한 절연케이스(70)는 일반적으로 전기절연성이 우수한 경질의 플라스틱 수지를 이용하여 제조된다. 이로 인해, 절연케이스(70)를 캔(10) 내부에 삽입하는 경우, 전해액에 의한 변형이 거의 없고, 전극조립체(12)와 캡조립체(20) 간의 절연을 확보하기 용이하다. 그러나, 절연케이스(70)로 경질 플라스틱 수지를 사용하는 경우, 탄성이 약해 캔(10)에 결합하기 어려워지므로, 이를 보완하기 위하여 절연케이스(70)는 베이스부(74)와 지지부(73)로 구성되어 캔(10)에 안정적으로 결합되도록 할 수 있다.
전극조립체(12)는 양극판(15)과 음극판(13) 사이에 세퍼레이터(14)가 개재되면서 권취되어 형성된다. 양극판(15)에는 양극탭(16)이 결합되어 전극조립체(12)의 상단부로 돌출되며, 음극판(13)에는 음극탭(17)이 결합되어 전극조립체(12)의 상단부로 돌출된다. 전극조립체(12)에서 양극탭(16)과 음극탭(17)은 소정 거리 이격되도록 형성되어 전기적으로 절연된다. 그리고, 양극탭(16) 및 음극탭(17)이 전극조립체(12)로부터 인출되는 부분에는 전극 간의 단락을 방지하기 위하여 절연테이프(18)가 감겨져 있다.
즉, 양극탭(16) 및 음극탭(17)은 캔(10) 내부에서 전극조립체(12)의 상부에 고정되는 절연케이스(70)의 리드통공(72)을 각각 관통하여 캔(10) 또는 단자플레이 트(60)와 전기적으로 연결된다.
캔(10)은 개구된 일측으로 전극조립체(12)를 수용하며, 캔(10)의 수평 단면은 모서리가 둥글게 처리된 사각 형상이다. 캔(10)의 수평 단면 형상이 이에 한정되는 것은 아니며, 도시되지는 않았으나, 캔(10)의 수평 단면 형상은 사각 형상 또는 타원 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.
캡조립체(20)는 캡플레이트(40), 전극단자(30), 절연플레이트(50), 단자플레이트(60) 및 가스켓(35)을 포함한다. 이 중 캡플레이트(40)는 캡조립체(20)와 캔(10)의 결합 시에 캔(10)의 개구면을 밀봉하여 캔(10)의 일면을 형성할 수 있다. 아울러, 캡플레이트(40)는 절연케이스(70)의 리드통공(72)을 관통하여 인출되는 양극탭(16) 및 음극탭(17) 중 어느 하나와 전기적으로 연결된다. 또한, 캡플레이트(40)에는 가스켓(35)과의 결합을 위한 제1 단자홀(41) 및 전해액의 주입을 위한 전해액주입구(42)가 형성된다. 전해액주입구(42)는 캡플레이트(40)에 형성되며, 캔(10) 내부로 전해액을 주입하는 통로로 이용되고, 전해액의 주입 후 마개(43)에 의해 밀봉된다.
가스켓(35)은 전극단자(30)와 캡플레이트(40) 간의 절연을 확보하기 위한 것으로, 가스켓(35)에는 전극단자(30)와의 결합을 위한 제1 단자홀(41)이 형성되고, 전극단자(30)는 제1 단자홀(41)을 관통하는 형태로 가스켓(35)에 결합된다. 그리고, 절연플레이트(50)는 캡플레이트(40)와 단자플레이트(60) 간의 절연을 위해 그 사이에 삽입된다. 또한, 절연플레이트(50)에는 전극단자(30)가 관통할 수 있도록 제2 단자홀(51)이 형성된다.
단자플레이트(60)는 제3 단자홀(61)에 의해 전극단자(30)와 전기적으로 연결된다. 또한, 단자플레이트(61)는 양극탭(16) 및 음극탭(17) 중 캡플레이트(40)와 연결되지 않은 단자와 전기적으로 연결된다. 즉, 캡플레이트(40)가 양극탭(16)과 전기적으로 연결되는 경우, 단자플레이트(60)는 음극탭(17)과 연결되며, 이를 통해 전극단자(30)와 음극탭(17)의 전기적 연결을 중계할 수 있다.
도 2a는 도 1의 A-A`를 나타내는 단면도이고, 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 절연케이스의 저면사시도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 절연케이스(70)의 하부면 중앙부에는 단락방지부(71)가 형성된다. 단락방지부(71)는 마주하는 장변부(70b) 사이를 가로지르며, 절연케이스(70) 하부면의 다른 영역보다 얇게 형성되는 영역이다. 제1 실시예에서 단락방지부(71)는 수직 단면 형상이 V자인 노치 형상으로 형성된다.
이때, 단락방지부(71)는 일측 장변부(70b-1)의 중앙으로부터 타측 장변부(70b-2)의 중앙까지 대략 직선 형태로 형성되어 있다. 그러나 이러한 형태로 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 즉, 상기 단락방지부(71)는 일측 장변부(70b-1)의 중앙부로부터 타측 장변부(70b-2)의 중앙부를 가로지르는 형상으로, 종방향 압축 시 캔(10, 도 1 참조)의 외부 방향으로 절연케이스(70)가 변형될 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.
여기서, 단락방지부(71)의 깊이(d)는 절연케이스(70) 두께의 약 30% 내지 약 50%의 범위에서 형성될 수 있다. 단락방지부(71)의 깊이(d)가 너무 깊으면, 절연 케이스(70)의 내구성에 결함이 생길 수 있고, 단락방지부(71)의 깊이(d)가 너무 얕으면, 원하는 압력 하에서 절연케이스(70)가 캔의 외부로 쉽게 개방되지 않을 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 절연케이스의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 제2 실시예에 따른 절연케이스(70)의 하부면에는 일측 장변부(70b-1)의 중앙부로부터 타측 장변부(70b-2)의 중앙부를 가로지르는 형상으로, 절연케이스(70) 하부면의 다른 영역보다 얇게 형성된 단락방지부(71)가 형성되어 있다. 제2 실시예에서의 단락방지부(71)는 수직 단면 형상이 반원형으로 형성된다. 그리고, 단락방지부(71)의 깊이(d)는 제1 실시예에서와 마찬가지로, 절연케이스(70) 두께의 약 30% 내지 약 50%의 범위에서 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 절연케이스의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 제3 실시예에 따른 절연케이스(70)의 하부면에는 제1 실시예 및 제2 실시예와 마찬가지로 단락방지부(71)가 형성된다. 이때, 단락방지부(71)의 수직 단면 형상은 장변부의 양단에서 일정 거리 이격된 위치(B, B`)로부터 중앙부로 갈수록 절연케이스의 두께가 점차 얇아지도록 경사진 형태로 형성된다. 이에 의해, 전지에 종압축이 가해졌을 경우 절연케이스(70)의 중앙부를 상부 방향으로 굴곡시킬 수 있다.
도 5a는 종압축 시 본 발명에 따른 이차전지의 변형 상태를 나타내는 사시도이고, 도 5b는 종압축 후 변형된 절연케이스의 단면도이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명에 따른 이차전지의 캔(10) 높이 방향에 형성된 2개의 측면 단변부(70a)가 외력에 의해 상호 가까워지도록 압축되도록 종압축을 가하여 이차전지가 변형된 상태를 나타내고 있다. 이와 같이 측면 단변부(70a) 양측에서 강한 압력이 가해지면, 절연케이스(70) 및 캡플레이트(40)는 캔(10)에 접합된 상태이므로, 그 접합 상태가 파괴된다. 이때, 절연케이스(70) 및 캡플레이트(40)는 절연케이스(70)의 하면부 중앙에 형성된 단락방지부(71)에 의해 캔의 외부 방향으로 굴곡되며 변형될 수 있다.
이에 의해 캡플레이트(40)의 중앙에 형성된 가스켓(35) 및 전극단자(30)가 최상부에 위치하게 되고, 절연케이스(70) 및 캡플레이트(40)의 양측부는 캔(10)의 측면 단변부(10a)에 접합된 상태로 남아있게 된다. 여기서, 캔(10)의 양측의 장변부(10b)는 종방향 압축에 의해 중앙부가 가장 바깥 방향으로 돌출되도록 변형된다. 즉, 캔(10)의 장변부(10b)는 통상 상호 멀어지거나 벌어지게 된다. 또한, 캔(10) 내부에 위치된 전극조립체(12) 역시 캔(10)의 장변부(10a)가 변형되는 형상대로 변형될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 분리사시도이다.
이하, 본 발명의 제4 실시예의 구성요소 중 제1 실시예와 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략한다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지는 전극조립체(12)를 수용하며, 일측이 개구된 캔(10)과, 캔(10)의 개구된 부분을 밀봉하는 캡조립체(40) 및 그 사이에 위치하는 절연케이스(70)를 포함한다.
여기서, 캔(10)의 수평 단면 형상은 모서리가 둥근 사각 형상이며, 캔(10)을 밀봉하는 캡조립체(20) 중 캡플레이트(40) 역시 같은 형상으로 형성된다. 여기서, 캡플레이트(40)는 캔(10) 한 쌍의 단변부(40a)와, 단변부(40a)의 양측부를 연결하는 한 쌍의 장변부(40b)를 포함한다.
이러한 캡플레이트(40) 하부면의 중앙부에는 마주하는 장변부(40b) 사이를 가로지르며, 다른 영역보다 얇게 형성되는 단락방지부(45)가 더 포함될 수 있다. 이때, 단락방지부(45)의 수직 단면 형상은 다양한 다각형의 형상으로 형성될 수 있으며, 수평 단면 형상은 직선인 것이 가장 바람직하다. 또한, 단락방지부(45)의 깊이는, 절연케이스(70)에 형성될 경우와 마찬가지로, 캡플레이트(40) 두께의 30% 내지 50%로 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지의 캡플레이트(40) 하부면 중앙부에 마주하는 장변부(40b) 사이를 가로지르며, 다른 영역보다 얇게 형성되는 단락방지부(45)를 형성함으로써, 종축에 수직인 방향으로 압축 평가 시 캔의 캡플레이트(40)가 캔(10)의 내부 방향으로 변형되는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해 전극단자(30)를 캔(10)의 바깥쪽으로 변형시킴으로써, 전극조립체(12)의 변형 및 그에 따른 전극판 간의 쇼트에 의한 발화, 폭발 등이 방지되어 이차전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 분리사시도.
도 2a는 도 1의 A-A`를 나타내는 단면도.
도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 절연케이스의 저면사시도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 절연케이스의 단면도.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 절연케이스의 단면도.
도 5a는 종압축 시 본 발명에 따른 이차전지의 변형 상태를 나타내는 사시도.
도 5b는 종압축 후 변형된 절연케이스의 단면도.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지를 나타내는 분리사시도.
♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
10 : 캔 20 : 캡조립체
30 : 전극단자 40 : 캡플레이트
70 : 절연케이스 70a : 단변부
70b : 장변부 45, 71 : 단락방지부

Claims (8)

  1. 전극조립체를 수용하며, 일측이 개구된 캔; 및
    상기 캔의 개구된 부분에 위치하며, 한 쌍의 단변부와, 상기 단변부의 양측부를 연결하는 한 쌍의 장변부를 포함하는 상부 플레이트;를 포함하되,
    상기 상부 플레이트 하부면의 중앙부에는 상기 한 쌍의 장변부 사이를 가로지르며, 다른 영역보다 얇게 형성되는 단락방지부를 더 포함하는 이차전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 플레이트는 절연케이스인 이차전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부 플레이트는 캡플레이트인 이차전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단락방지부는 수직 단면 형상이 다각형인 홈으로 형성되는 이차전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단락방지부는 수직 단면 형상이 반원형인 홈으로 형성되는 이차전지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단락방지부는 수직 단면 형상이 상기 장변부의 양단에서 일정 거리 이격된 위치로부터 중앙부로 갈수록 상기 상부 플레이트의 두께가 점차 얇아지도록 형성되는 이차전지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단락방지부는 수평 단면 형상이 직선인 이차전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 단락방지부의 깊이는 상기 상부 플레이트 두께의 30% 내지 50%로 형성되는 이차전지.
KR1020090091800A 2009-09-28 2009-09-28 이차전지 KR101073193B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090091800A KR101073193B1 (ko) 2009-09-28 2009-09-28 이차전지
US12/835,470 US8475950B2 (en) 2009-09-28 2010-07-13 Secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090091800A KR101073193B1 (ko) 2009-09-28 2009-09-28 이차전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110034312A true KR20110034312A (ko) 2011-04-05
KR101073193B1 KR101073193B1 (ko) 2011-10-12

Family

ID=43780726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090091800A KR101073193B1 (ko) 2009-09-28 2009-09-28 이차전지

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8475950B2 (ko)
KR (1) KR101073193B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150119661A (ko) * 2014-04-16 2015-10-26 삼성에스디아이 주식회사 전지 팩

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10211436B2 (en) * 2012-05-08 2019-02-19 Samsung Sdi Co., Ltd. Multiple piece battery cell isolator
KR102273643B1 (ko) * 2014-10-07 2021-07-07 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102284572B1 (ko) 2014-10-07 2021-08-03 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102483338B1 (ko) 2015-05-15 2023-01-02 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102496391B1 (ko) 2015-11-11 2023-02-06 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
CN106503462B (zh) * 2016-11-03 2019-02-05 西安交通大学 电催化氧化中的动态电流调控方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4408058B2 (ja) 2004-05-14 2010-02-03 パナソニック株式会社 電池評価装置
KR100601527B1 (ko) * 2004-09-22 2006-07-19 삼성에스디아이 주식회사 리튬이온 이차전지
KR100614389B1 (ko) * 2004-10-18 2006-08-21 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
KR20060102751A (ko) * 2005-03-24 2006-09-28 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지
KR100778979B1 (ko) 2005-12-29 2007-11-22 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
KR100709873B1 (ko) * 2005-12-29 2007-04-20 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
US8163409B2 (en) 2006-12-15 2012-04-24 Panasonic Corporation Evaluation method for safety upon battery internal short circuit, evaluation device for safety upon battery internal short circuit, battery, battery pack, and manufacturing method for battery and battery pack
JP2008192497A (ja) 2007-02-06 2008-08-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 内部短絡安全性評価方法及び内部短絡安全性評価装置並びに電池及び電池パック
JP5209896B2 (ja) 2007-04-24 2013-06-12 パナソニック株式会社 電池の内部短絡安全性評価方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150119661A (ko) * 2014-04-16 2015-10-26 삼성에스디아이 주식회사 전지 팩
US10714712B2 (en) 2014-04-16 2020-07-14 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack

Also Published As

Publication number Publication date
KR101073193B1 (ko) 2011-10-12
US8475950B2 (en) 2013-07-02
US20110076528A1 (en) 2011-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101073193B1 (ko) 이차전지
JP5191473B2 (ja) キャップ組立体及びこれを備える二次電池
KR100983200B1 (ko) 이차 전지
KR101142600B1 (ko) 이차전지
JP5193951B2 (ja) リチウム二次電池
US20090317665A1 (en) Secondary battery
KR101073313B1 (ko) 이차전지
KR102371192B1 (ko) 이차 전지
KR102273642B1 (ko) 이차 전지
KR101544703B1 (ko) 밀봉성이 향상된 캡 어셈블리 및 이를 포함하는 전지셀
KR20060102751A (ko) 리튬 이차전지
EP2597705A1 (en) Rechargeable battery
KR100696782B1 (ko) 리튬이온 이차전지
KR102361705B1 (ko) 커버를 갖는 이차 전지
EP2175506A2 (en) Secondary battery
KR101222301B1 (ko) 이차 전지
KR101142704B1 (ko) 이차전지
KR100696781B1 (ko) 이차 전지
KR101233440B1 (ko) 이차전지
KR20150086797A (ko) 이차 전지
KR101034709B1 (ko) 이차전지
KR100670428B1 (ko) 이차전지
KR102222120B1 (ko) 이차 전지
KR20060028183A (ko) 캡 조립체 및 이를 구비하는 리튬 이차 전지
KR101335286B1 (ko) 개선된 구조의 캡 어셈블리 및 이를 포함하는 이차전지

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: 20140930

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150925

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee