KR20110114411A - 이차 전지 및 그를 포함하는 차량 - Google Patents

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KR20110114411A
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Abstract

본 발명의 일 실시예의 이차 전지는, 내벽을 갖고 내부 공간을 정의하는 케이스, 상기 케이스의 상기 내부 공간에 수용되고, 무지부를 포함하는 전극 조립체, 전기를 전달하기 위하여 상기 무지부에 연결되는 리드 탭, 및 상기 리드 탭에 결합되고 상기 전극 조립체와 상기 케이스의 상기 내벽 사이에 개재되며 기설정된 두께를 갖는 리테이너를 포함한다.

Description

이차 전지 및 그를 포함하는 차량 {RECHARGEABLE BATTERY AND VEHICLE INCLUDING THE SAME}
본 기재는 이차 전지 및 그를 포함하는 차량에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 세퍼레이터(separator) 및 이의 양면에 구비되는 양극과 음극을 권취한 젤리롤 형태의 전극 조립체, 전극 조립체를 내장하는 케이스, 케이스의 개구를 밀폐하는 캡 플레이트, 전극 조립체에 전기적으로 연결되며 캡 플레이트에 형성된 단자 홀을 통하여 캡 플레이트 밖으로 돌출되는 전극 단자, 및 전극 조립체의 음극과 양극을 전극 단자에 각각 연결하는 리드 탭을 포함할 수 있다. 전극 조립체는 리드 탭과 연결되는 무지부를 포함할 수 있고, 케이스의 개구를 통해 케이스에 삽입될 수 있다.
본 발명의 일 측면은 전극 조립체의 삽입을 용이하게 하면서 케이스 내에서 전극 조립체의 위치를 잡아줌으로써 전극 조립체의 진동 내구성을 향상시키는 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 측면은 케이스에 전극 조립체의 삽입을 용이하게 하면서, 케이스로부터 전극 조립체를 전기적으로 절연시키는 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 측면은 케이스 내에서 전극 조립체의 위치를 조절할 수 있는 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 측면은 이러한 이차 전지를 포함하는 차량을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예의 이차 전지는, 내벽을 갖고 내부 공간을 정의하는 케이스, 상기 케이스의 상기 내부 공간에 수용되고, 무지부를 포함하는 전극 조립체, 전기를 전달하기 위하여 상기 무지부에 연결되는 리드 탭, 및 상기 리드 탭에 결합되고 상기 전극 조립체와 상기 케이스의 상기 내벽 사이에 개재되며 기설정된 두께를 갖는 리테이너를 포함한다.
상기 리드 탭과 상기 케이스의 상기 내벽의 단부 사이에 제1 갭이 형성될 수 있고, 상기 리테이너는 상기 제1 갭에 배치될 수 있다.
상기 리드 탭과 상기 케이스의 상기 내벽의 측면 사이에 제2 갭이 형성될 수 있고, 상기 리테이너는 상기 제2 갭에 배치될 수 있다.
상기 리테이너는 절연 물질로 형성될 수 있다.
상기 리테이너는 절연 물질로 형성된 단일체일 수 있다.
상기 리테이너는 상기 케이스의 상기 내벽과 접촉하는 면에 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 리테이너는 상기 케이스의 상기 내벽과 대향하는 면에 완충부재를 포함할 수 있다.
상기 완충부재는 발포성 수지, 스프링 및 탄성부재 중 어느 하나일 수 있다.
상기 리테이너는 적어도 하나의 결합부재에 의해 상기 리드 탭에 결합될 수 있다.
상기 결합부재는 후크(hook)일 수 있다.
상기 리테이너는 상기 케이스의 상기 내벽에 대하여 유동할 수 있다.
상기 리테이너는 제1 결합부재 및 상기 제1 결합부재에 대향하는 제2 결합부재를 포함할 수 있고, 상기 리테이너는 상기 제1 결합부재와 상기 제2 결합부재 사이에서 상기 리드 탭을 움켜쥘 수 있다.
상기 제1 결합부재 및 상기 제2 결합부재는 각각 후크일 수 있다.
상기 무지부는 전면과 배면을 포함할 수 있고, 상기 리드 탭은 상기 무지부의 상기 전면에 고정되는 제1 집전부 및 상기 무지부의 상기 배면에 고정되는 제2 집전부를 포함할 수 있으며, 상기 리테이너는 상기 리드 탭의 바디부를 움켜쥘 수 있다.
상기 리드 탭은 적어도 하나의 개구를 포함할 수 있고, 상기 리테이너의 상기 제1 결합부재 및 상기 제2 결합부재 중 어느 하나는 상기 개구에 배치될 수 있다.
상기 개구는 관통구일 수 있다.
상기 무지부는 단부를 포함할 수 있고, 상기 리드 탭은 상기 무지부의 상기 단부에 고정되는 집전부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량은 전력을 제공하는 전력 공급원 및 상기 전원 공급원에 전기를 제공하는 적어도 하나의 이차 전지를 포함한다. 상기 이차 전지는, 내벽을 갖고 내부 공간을 정의하는 케이스, 상기 케이스의 상기 내부 공간에 수용되고 무지부를 포함하는 전극 조립체, 전기를 전달하기 위하여 상기 무지부에 연결되는 리드 탭, 및 상기 리드 탭에 결합되고 상기 전극 조립체와 상기 케이스의 상기 내벽 사이에 개재되며 기설정된 두께를 갖는 리테이너를 포함한다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 리드탭과 케이스 사이에 전기 절연재의 리테이너를 개재함으로써 전극 조립체의 삽입 용이성을 악화시키지 않으면서 케이스 내에서 전극 조립체의 위치를 고정시키는 효과가 있다. 따라서, 케이스 내에서 전극 조립체의 진동에 대한 내구성을 향상시키고, 케이스와 무지부 간의 전기 절연성을 향상시키는 효과가 있다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도2는 도1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 X-Z 평면으로 잘라서 도시한 단면도이다.
도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 리테이너, 리드탭 및 전극 조립체의 분해 사시도이다.
도4는 도3의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 X-Y 평면으로 잘라서 도시한 단면도이다.
도5는 도3의 Ⅴ-Ⅴ 선을 따라 X-Y 평면으로 잘라서 도시한 단면도이다.
도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지에서 리테이너, 리드탭 및 전극 조립체의 분해 사시도이다.
도7은 도6의 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 X-Y 평면으로 잘라서 도시한 단면도이다.
도8은 도6의 Ⅷ-Ⅷ 선을 따라 X-Y 평면으로 잘라서 도시한 단면도이다.
도9는 본 발명의 제3 시시예에 따른 이차 전지의 단면도이다.
도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 포함하는 차량의 개략도이다.
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.
발명의 명확한 설명을 위하여 도면에서 구성요소의 두께 등은 과장되게 나타내었다. 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 사시도이고, 도2는 도1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 X-Z 평면으로 잘라서 도시한 단면도이다. 도1 및 도2를 참조하면, 제1 실시예의 이차 전지(100)는 전극 조립체(10)를 내장하는 케이스(20), 케이스(20)의 일측에 형성되는 개구를 밀폐하는 캡 플레이트(30), 캡 플레이트(30)의 단자 홀(311, 312)에 설치되는 전극 단자(41, 42), 전극 단자(41, 42)를 전극 조립체(10)에 연결하는 리드 탭(51, 52), 및 리드 탭(51, 52)과 케이스(20)의 내벽 단부(20c, 20c') 사이에 개재되는 리테이너(61, 62)를 포함한다.
도1 및 도2를 참조하면, 전극 조립체(10)는 절연체인 세퍼레이터(13), 세퍼레이터(13)의 양면에 배치되는 양극(11)과 음극(12)을 포함한다. 전극 조립체(10)는 양극(11)과 음극(12) 및 세퍼레이터(13)를 함께 권취함으로써 젤리롤 형태로 이루어진다. 양극(11)과 음극(12)은 각각 박판의 금속 호일로 이루어지는 집전체와, 각각의 집전체의 표면에 코팅되는 활물질을 포함한다. 또한, 양극(11)과 음극(12)은 집전체에 활물질이 코팅되는 코팅부와, 집전체에 활물질이 코팅되지 않는 무지부(111, 121)로 구획될 수 있다. 코팅부는 전극 조립체(10)에서 양극(11)과 음극(12)의 대부분을 형성하며, 무지부(111, 121)는 젤리롤 상태에서 코팅부의 양쪽에 각각 배치된다. 예를 들면, 전극 조립체(10)는 젤리롤 상태에서 앞면과 뒷면이 넓은 면적을 형성하고, 무지부(111, 121)의 끝(도3 참조)이 좁고 긴 면적을 형성하여, 대략 육면체로 형성될 수 있다.
케이스(20)는 이차 전지(100)의 전체적인 외관을 형성하며, 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 형성된다. 케이스(20)는 전극 조립체(10)를 내장하는 공간을 제공한다. 예를 들면, 케이스(20)는 육면체의 전극 조립체(10)를 수용하도록 일측에 개구를 가지는 육면체의 각형으로 이루어질 수 있다. 개구는 도1 및 도2에서 상방을 향한다.
캡 플레이트(30)는 얇은 판재로 이루어지며, 케이스(20)의 개구에 결합되어 개구를 밀폐한다. 캡 플레이트(30)는 밀폐된 케이스(20)의 내부를 외부와 차단한다. 또한, 캡 플레이트(30)는 내부와 외부를 서로 연결할 수 있다. 예를 들면, 캡 플레이트(30)는 밀폐된 케이스(20)의 내부로 전해액을 주입하는 전해액 주입구(32)를 가질 수 있다. 전해액 주입구(32)는 전해액 주입 후, 밀봉마개(33)에 의하여 밀봉된다. 또한, 캡 플레이트(30)는 벤트 홀(35)을 형성할 수 있고, 벤트 홀(35)에 캡 플레이트(30)보다 얇은 판재로 이루어져 용접되는 벤트 플레이트(34)를 구비할 수 있다. 벤트 플레이트(34)는 전극 조립체(10)의 충전 및 방전 작용으로 발생되는 가스에 의하여 케이스(20)의 내압이 기설정치 이상으로 상승할 때 절개되어 가스를 배출하여 이차 전지(100)의 폭발을 방지한다.
전극 단자(41, 42)는 각각 캡 플레이트(30)에 형성된 단자 홀(311, 312)에 각각 설치되어, 전극 조립체(40)의 양극(11)과 음극(12)을 외부로 돌출될 수 있도록 한다.
전극 단자(41, 42) 중 하나 이상은 캡 플레이트(30)로부터 전기적으로 절연될 수 있다. 예를 들면, 전극 단자(41, 42)는 각각 단자 홀(311, 312)에 외측 인슐레이터(431, 432)와 내측 인슐레이터(441, 442)를 개재하여 설치될 수 있다. 단자 홀(311, 312), 내측 인슐레이터(441, 442) 및 외측 인슐레이터(431, 432)는 2개의 전극 단자(41, 42)에서 동일한 구조로 형성될 수 있다. 따라서, 일측 전극 단자(41), 단자 홀(311), 내측 인슐레이터(441) 및 외측 인슐레이터(431)를 예로 들어 설명한다.
외측 인슐레이터(431)는 캡 플레이트(30)의 외측에서 단자 홀(311)에 부분적으로 삽입되어 전극 단자(41)와 캡 플레이트(30)를 전기적으로 절연시킨다. 따라서, 외측 인슐레이터(431)는 캡 플레이트(30)의 외면으로부터 전극 단자(41)의 외면을 절연시키고, 동시에 단자 홀(311)의 내면으로부터 전극 단자(41)의 외면을 절연시킨다. 내측 인슐레이터(441)는 캡 플레이트(30)의 내측에서 단자 홀(311)에 대응하여 캡 플레이트(30)와 리드 탭(51)을 전기적으로 절연시킨다. 따라서, 내측 인슐레이터(441)는 리드 탭(51)의 상면과 캡 플레이트(30)의 내면을 서로 절연시킨다.
도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 리테이너, 리드 탭 및 전극 조립체의 분해 사시도이다.
무지부(111, 121)는 각각 양극(11)과 음극(12)에서 각각 동일하게 형성된다. 따라서, 이하에서는 양극(11) 측 무지부(111)를 예로 들어 설명한다.
도3을 참조하면, 무지부(111)는 연속적으로 권취된다. 따라서, 무지부(111)의 단부(111c)는 동일 중심선에서 점진적으로 커져나가는 라인들을 형성한다. 즉, 무지부(111)의 단부(111c)의 라인들은 Z축 방향을 따라 직선으로 형성되고 x축 방향으로 포개어지는 직선부와, 직선부의 Z축 방향 상단 및 하단에서 반원 또는 반타원으로 연결되고 z축 방향으로 포개어지는 호부를 형성한다.
리드 탭(51)은 전극 단자(41)에 연결되는 연결부(511)와, 연결부(511)에 연결되는 바디부(512)를 포함한다. 예를 들면, 연결부(511)는 연결부(511)의 구멍에 전극 단자(41)의 일단을 삽입하고 전극 단자(41)의 일단을 변형시키는 코킹 공정으로 전극 단자(41)에 연결될 수 있다.
도 3을 참조하면, 바디부(512)는 전극 조립체(10)의 무지부(111)의 단부(111c)와 마주한다. 또한, 리드 탭(51)은 바디부(512)에 연결되고 무지부(111)의 전면(111a)에 용접되는 제1 집전부(513a)와, 바디부(512)에 연결되고 무지부(111)의 배면(111b)에 용접되는 제2 집전부(513b)를 포함한다. 제1 집전부(513a) 및 제2 집전부(513b)는, 낮은 전기 저항을 제공하기 위하여, 각각 무지부(111)의 전면(111a) 및 배면(111b)에 무지부(111)와 상당한 면적에 걸쳐 접촉하도록 용접 등의 방법으로 직접 고정될 수 있다.
연결부(511)는 캡 플레이트(30)와 전극 조립체(10) 사이에 위치한다. 바디부(512)는 수평 상태에서 수직 상태로 절곡된 연결부(511)에 연결되어 무지부(111)의 단부(111c)와 마주하고, 무지부(111)의 단부(111c)와 케이스(20) 사이에 위치한다. 바디부(512)의 대향면은, 아래에서와 같이, 일측의 갭(G)을 정의한다.
집전부(513a, 513b)는 각각 무지부(111)의 전면(111a) 및 배면(111b)에 밀착 용접될 수 있도록, 무지부(111) 전면(111a) 및 배면(111b)에 대응하는 X-Z 평면 상에 형성된다. 제1 집전부(513a)는 무지부(111)의 전면(111a)과 케이스(20)의 내벽의 전면(20a) 사이에 위치하고, 제2 집전부(513b)는 무지부의 배면(111b)과 케이스(20)의 내벽의 배면(20b) 사이에 위치한다.
도4는 도3의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 X-Y 평면으로 잘라서 도시한 단면도이고, 도5는 도3의 Ⅴ-Ⅴ 선을 따라 X-Y 평면으로 잘라서 도시한 단면도이다. 도3, 도4 및 도5를 참조하면, 리테이너(61)는 서로 마주하는 리드 탭(51)과 케이스(20)의 내벽 단부(20c)사이에 설정되는 갭(G)에 배치되어, 케이스(20) 내에서 전극 조립체(10)의 위치를 고정시킨다. 리테이너(61)를 사용함으로써, 케이스(20)에 대하여 X축 방향으로의 전극 조립체(10)의 위치를 고정시킬 수 있다. 또한, 같은 방법으로 케이스(20)에 대하여 Y축 방향으로의 전극 조립체(10)의 위치를 고정시킬 수 있다.
리테이너(61)는 기설정된 두께를 가질 수 있다. 도3 내지 도5를 참조하면, 리드 탭(51) 상에서 리테이너(61)의 두께는 X축 방향을 따라 측정한 갭(G)의 길이와 실질적으로 동일하다. 즉, 리드 탭(51)과 케이스(20) 내벽 단부(20c) 사이의 갭(G)이 리테이너(61)로 채워진다. 예를 들면, 리테이너(61)는 리드 탭(51)과 결합하여 접촉할 수 있고, 또한 케이스(20)의 내벽 단부(20c)와 접촉할 수 있다. 따라서, 리테이너(61)는 전극 조립체(10)가 케이스(20) 내에서 X축 방향으로 이동되는 것을 방지한다. 결국, 케이스(20) 내에서 전극 조립체(10)의 이동을 최소화함으로써 진동에 대한 내구성이 향상된다. 또한, 케이스(20)와 무지부(111) 간 또는 케이스(20)와 리드 탭(51) 간의 전기 절연이 유지된다. 이와 대비하여, 리테이너를 사용하지 않고 리드 탭과 전극 조립체를 접착 테이프로 감는 경우에는, 전극 조립체를 감싸는 두께를 정확히 조절하기가 어려워진다. 또한, 케이스 내에 전극 조립체를 설치하는 과정에서 갭(G)을 충분히 채우기 위하여는 지나치게 많은 테이프가 소모될 수 있고, 그렇지 않은 경우에는 진동이 발생하여 내구성이 저하될 수 있다.
도3 내지 도5를 참조하면, 리테이너(61)는 리드 탭(51)의 바디부(512)에 장착되어, 바디부(512)와 케이스(20) 사이에 개재된다. 리테이너(61)는 리드 탭(51)의 홀에 대응하여 위치하는 하나 이상의 후크(hook)를 이용하는 기계적인 결합을 통해 리드 탭(51)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 리테이너(61)는 리드 탭(51) 및 갭(G)의 크기에 따라 적절한 위치에 적절한 두께를 가지면서 리드 탭(51)과 쉽게 결합될 수 있다. 한편, 리테이너(61)는 리드 탭(51)에만 결합될 수 있으므로, 접착 테이프를 사용하여 리드 탭과 전극 조립체를 감싸는 방법보다 간단히 조립될 수 있다.
본 실시예에서, 리테이너(61)는 전기적으로 절연 특성을 갖는 폴리머 등을 사출 등의 방법으로 형성한 단일체로 형성될 수 있다. 리테이너(61)는 일반적으로 비압축성이다. 또한, 리테이너(61)는 하나 이상의 면에 완충부재를 갖는 메인 부재를 포함할 수 있고, 이 때 완충부재는 메인 부재보다 쉽게 압축될 수 있는 재질로 형성된다.
리테이너(61)는 리드 탭(51)의 바디부(512)에 부착되는 완충부(613)를 포함할 수 있다. 또한, 도4 및 도5를 참조하면, 리테이너(61)는 완충부(613)에 연결되어 바디부(512)의 상단에 걸리는 제1 후크(611) 및 완충부(613)에 연결되어 바디부(512)의 하단에 걸리는 제2 후크(612)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 제1 후크(611)는 연결부(511)의 하단 양측에서 바디부(512)의 상단에 걸린다. 따라서, 리테이너(61)는 제1 후크(611) 및 제2 후크(612)에 의하여 3점으로 리드 탭(51)의 바디부(512)에 안정된 구조로 장착된다. 한편, 전극 조립체(10)의 조립을 단순화하기 위하여, 리테이너(61)는 케이스(20)에 대하여 유동할 수 있다. 예를 들면, 리테이너(61)는 케이스(20)의 내벽 단부(20c)를 따라 미끄러질 수 있다.
전술한 바와 같이, 이차 전지는 전극 조립체의 무지부와 케이스의 내벽 사이에 갭을 가질 수 있다. 이러한 갭은 케이스에 전극 조립체의 삽입을 원활하게 하지만 삽입 후 케이스 내에서 전극 조립체의 움직임을 유발한다. 따라서, 무지부와 케이스 내벽의 간격이 너무 크게 형성되면, 전극 조립체의 삽입이 용이해지지만, 케이스 내에서 전극 조립체의 움직임에 의하여 전극 조립체의 진동에 대한 내구성이 저하되고 케이스에 대한 전극 조립체의 전기 절연성이 저하된다. 반대로, 간격이 너무 작게 형성되면, 전극 조립체의 삽입이 어려워지지만 전극 조립체의 진동 내구성과 전기 절연성이 향상될 수 있다. 이에 따라, 케이스에 전극 조립체의 삽입을 용이하게 하면서 전극 조립체의 진동 내구성 및 전기 절연성을 향상시킬 필요가 있다.도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지에서 리테이너, 리드 탭 및 전극 조립체의 분해 사시도이고, 도7은 도6의 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 X-Y 평면으로 잘라서 도시한 단면도이며, 도8은 도6의 Ⅷ-Ⅷ 선을 따라 X-Y 평면으로 잘라서 도시한 단면도이다.
도6, 도7 및 도8을 참조하면, 제2 실시예의 이차 전지(200)에서, 리드 탭(53)은 전극 단자(41)에 연결되는 연결부(531), 및 연결부(531)에 연결되어 전극 조립체(10)의 무지부(111) 끝에 마주하여 용접되는 집전부(532)를 포함한다. 예를 들면, 연결부(531)는 코킹 공정으로 전극 단자(41)에 연결될 수 있고, 캡 플레이트(30)와 전극 조립체(10) 사이에 위치한다. 집전부(532)는 수평 상태에서 수직 상태로 절곡된 연결부(531)에 연결되어 무지부(111)의 단부(111c)와 마주하며, 무지부(111)의 단부(111c)와 케이스(20)의 내벽 단부(20c) 사이에 위치한다.
리테이너(63)는 서로 마주하는 리드 탭(53)과 케이스(20)의 내벽 단부(20c) 사이에 설정되는 갭(G)에 배치되어, 케이스(20) 내에서 전극 조립체(10)의 위치를 고정시킨다. 즉, 리드 탭(53)과 케이스(20) 내벽 단부(20c) 사이의 갭(G)이 리테이너(63)로 채워진다. 따라서, 리테이너(63)는 전극 조립체(10)가 케이스(20) 내에서 X축 방향으로 이동되는 것을 방지한다. 결국, 케이스(20) 내에서 전극 조립체(10)의 진동에 대한 내구성이 향상되고, 케이스(20)와 무지부(111) 간 또는 케이스(20)와 리드 탭(53) 간의 전기 절연성이 향상된다.
보다 구체적으로 설명하면, 리테이너(63)는 리드 탭(53)의 집전부(532)에 장착되어, 집전부(532)와 케이스(20) 사이에 개재된다. 예를 들면, 리테이너(63)는 집전부(532)에 밀착되는 완충부(633), 완충부(633)에 연결되어 집전부(532)의 측단에 걸리는 하나 이상의 제1 후크(631), 및 완충부(633)에 연결되어 집전부(532)의 장착 홀(533)에 걸리는 제2 후크(632)를 포함한다. 한 쌍의 제1 후크(631)는 집전부(532)의 양측단에서 집전부(532)에 걸린다. 즉, 리테이너(63)는 제1 후크(631) 및 제2 후크(632)에 의하여 3점으로 리드 탭(53)의 집전부(532)에 안정된 구조로 장착된다. 이 때, 제1 후크(631)는 각각 집전부(532)의 양측단과 케이스(20) 사이에 개재되고(도7 참조), 제2 후크(632)는 집전부(532)와 케이스(20) 사이에 개재된다(도8 참조).
제1 실시예의 리테이너(61)와 비교할 때, 제2 실시예의 리테이너(63)는 무지부(111) 단부(111c)에 마주하는 집전부(532)와 케이스(20)의 내벽 단부(20c) 사이에 설정되는 갭(G1)에 완충부(633)로 채워짐과 동시에, 무지부(111)의 전면(111a) 및 배면(111b)에 마주하는 집전부(532)의 양측단과 케이스(20) 내벽 전면(20a) 및 배면(20b) 사이에 설정되는 갭(G2)에도 제1 후크(631)로 채워져, 케이스(20) 내에서 전극 조립체(10)의 위치를 고정시킨다. 즉, 리테이너(63)는 전극 조립체(10)가 케이스(20) 내에서 X축 및 Y축 방향으로 이동되는 것을 방지한다. 따라서, 케이스(20) 내에서 전극 조립체(10)의 진동에 대한 내구성이 더 향상되고, 케이스(20)와 무지부(111) 간 또는 케이스(20)와 리드 탭(53) 간의 전기 절연성이 더 향상된다.
도9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지의 단면도이다. 도9를 참조하면, 제3 실시예에 따른 이차 전지(300)에서, 리테이너(64)는 제2 실시예에 따른 리테이너(63)의 완충부(633)와 케이스(20)의 내면 사이에 개재되는 완충부재(65)를 더 포함한다. 예를 들면, 완충부재(65)는 발포성 수지, 스프링 또는 탄성부재로 형성될 수 있다. 완충부재(65)는 케이스(20) 내부 압력에 의한 리테이너(64)의 이동을 최소화한다. 제3 실시예의 이차 전지(300)는 리테이너(64)를 제2 실시예의 리테이너(63)에 완충부재(65)를 더 구비한 구성을 예시하고 있으나, 도시하지는 않았지만 제1 실시예의 리테이너(61)의 완충부(613)에 완충부재를 적용할 수도 있다.
도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 구비한 차량의 개략도이다. 차량(400)은 하이브리드 자동차 또는 전기 자동차 등일 수 있다. 차량(400)은 전력을 차량(400)에 제공하는 전력 공급원 및 이차 전지(300)를 포함할 수 있다. 이 때, 상술한 이차 전지(100, 200)가 사용될 수 있다. 적어도 하나의 이차 전지는 전력 공급원으로 전기를 공급하거나 제공받는 전지 팩 형태로 사용될 수 있다. 이차 전지(300)는 하우징(310) 내에 수용될 수 있고, 하우징(310)은 가스를 방출하고 공기 흐름을 이차 전지(300)에 제공하는 등의 기능을 하는 벤트(320)를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 전극 조립체가 삽입의 어려움 없이 다양한 방식으로 케이스 내에 고정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 전기적으로 절연 특성을 갖는 리테이너를 포함할 수 있고, 리테이너는 리드 탭과 케이스 사이에 개재될 수 있다. 따라서, 케이스 내에서 전극 조립체의 내구성이 향상되고, 케이스 와 무지부 사이의 전기 절연성이 향상될 수 있다. 이차 전지는 케이스 내로 전극 조립체의 삽입을 용이하게 하면서, 케이스의 하나 이상의 내벽에 대한 전극 조립체의 위치를 조절할 수 있다.
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.
10 : 전극 조립체 11 : 양극
12 : 음극 13 : 세퍼레이터
20 : 케이스 30 : 캡 플레이트
32 : 전해액 주입구 33 : 밀봉마개
34 : 벤트 플레이트 35 : 벤트 홀
41, 42 : 전극 단자 51, 52, 53 : 리드 탭
61, 62, 63, 64 : 리테이너 65 : 완충부재
100, 200, 300 : 이차 전지 111, 121 : 무지부
311, 312 : 단자 홀 431, 432 : 외측 인슐레이터
441, 442 : 내측 인슐레이터 511, 531 : 연결부
512 : 바디부 513, 532 : 집전부
611, 631 : 제1 후크 612, 632 : 제2 후크
613, 633 : 완충부 G, G1, G2 : 갭

Claims (18)

  1. 내벽을 갖고, 내부 공간을 정의하는 케이스;
    상기 케이스의 상기 내부 공간에 수용되고, 무지부를 포함하는 전극 조립체;
    전기를 전달하기 위하여 상기 무지부에 연결되는 리드 탭; 및
    상기 리드 탭에 결합되고, 상기 전극 조립체와 상기 케이스의 상기 내벽 사이에 개재되며, 기설정된 두께를 갖는 리테이너;
    를 포함하는 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리드 탭과 상기 케이스의 상기 내벽의 단부 사이에 제1 갭이 형성되고, 상기 리테이너는 상기 제1 갭에 배치되는, 이차 전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 리드 탭과 상기 케이스의 상기 내벽의 측면 사이에 제2 갭이 형성되고, 상기 리테이너는 상기 제2 갭에 배치되는, 이차 전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 리테이너는 절연 물질로 형성되는, 이차 전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 리테이너는 절연 물질로 형성된 단일체인, 이차 전지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 리테이너는 상기 케이스의 상기 내벽과 접촉하는 면에 절연 물질을 포함하는, 이차 전지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 리테이너는 상기 케이스의 상기 내벽과 대향하는 면에 완충부재를 포함하는, 이차 전지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 완충부재는 발포성 수지, 스프링 및 탄성부재 중 어느 하나인, 이차 전지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 리테이너는 적어도 하나의 결합부재에 의해 상기 리드 탭에 결합되는, 이차 전지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 결합부재는 후크(hook)인, 이차 전지.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 리테이너는 상기 케이스의 상기 내벽에 대하여 유동하는, 이차 전지.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 리테이너는 제1 결합부재 및 상기 제1 결합부재에 대향하는 제2 결합부재를 포함하고,
    상기 리테이너는 상기 제1 결합부재와 상기 제2 결합부재 사이에서 상기 리드 탭을 움켜쥐는, 이차 전지.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 결합부재 및 상기 제2 결합부재는 각각 후크인, 이차 전지.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 무지부는 전면과 배면을 포함하고,
    상기 리드 탭은 상기 무지부의 상기 전면에 고정되는 제1 집전부 및 상기 무지부의 상기 배면에 고정되는 제2 집전부를 포함하고,
    상기 리테이너는 상기 리드 탭의 바디부를 움켜쥐는, 이차 전지.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 리드 탭은 적어도 하나의 개구를 포함하고,
    상기 리테이너의 상기 제1 결합부재 및 상기 제2 결합부재 중 어느 하나는 상기 개구에 배치되는, 이차 전지.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 개구는 관통구인, 이차 전지.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 무지부는 단부를 포함하고,
    상기 리드 탭은 상기 무지부의 상기 단부에 고정되는 집전부를 포함하는, 이차 전지.
  18. 전력을 제공하는 전력 공급원; 및
    상기 전원 공급원에 전기를 제공하는 적어도 하나의 이차 전지를 포함하고,
    상기 이차 전지는,
    내벽을 갖고, 내부 공간을 정의하는 케이스;
    상기 케이스의 상기 내부 공간에 수용되고, 무지부를 포함하는 전극 조립체;
    전기를 전달하기 위하여 상기 무지부에 연결되는 리드 탭; 및
    상기 리드 탭에 결합되고, 상기 전극 조립체와 상기 케이스의 상기 내벽 사이에 개재되며, 기설정된 두께를 갖는 리테이너;
    를 포함하는, 차량.
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