KR20120020565A - 이차 전지 - Google Patents

이차 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20120020565A
KR20120020565A KR1020100084244A KR20100084244A KR20120020565A KR 20120020565 A KR20120020565 A KR 20120020565A KR 1020100084244 A KR1020100084244 A KR 1020100084244A KR 20100084244 A KR20100084244 A KR 20100084244A KR 20120020565 A KR20120020565 A KR 20120020565A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
case
electrode
secondary battery
opening
terminal
Prior art date
Application number
KR1020100084244A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101155889B1 (ko
Inventor
김용삼
오정원
곽윤태
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 KR1020100084244A priority Critical patent/KR101155889B1/ko
Priority to US13/072,018 priority patent/US8748031B2/en
Priority to EP11166182A priority patent/EP2426751B1/en
Publication of KR20120020565A publication Critical patent/KR20120020565A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101155889B1 publication Critical patent/KR101155889B1/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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/545—Terminals formed by the casing of the cells
    • 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
    • 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
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • 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
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • 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
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • 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
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • 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)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

본 발명의 일 측면은 도전성 이물질의 침입에 대한 안전성을 향상시키는 이차 전지를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 제1 전극(음극)과 제2 전극(양극)을 구비하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 내장하여 상기 제1 전극에 전기적으로 연결되는 제1 케이스, 및 상기 제1 케이스와 전기적으로 절연되고 상기 제1 케이스를 내장하여 상기 제2 전극에 전기적으로 연결되는 제2 케이스를 포함한다.

Description

이차 전지 {RECHARGEABLE BATTERY}
본 기재는 안전성을 향상시키는 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 일차전지와 달리 충전 및 방전을 반복적으로 수행하는 전지이다. 소용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 이차 전지는 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 사용될 수 있다.
최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 이차 전지가 개발되고 있다. 고출력 이차 전지는 대전력을 필요로 하는 기기, 예를 들면, 전기 자동차 등의 모터 구동에 사용될 수 있다.
이차 전지의 외부에서 못이나 송곳 등의 도전성 이물질이 내부로 진입하거나 압괴(press fracture)의 경우, 이차 전지 내부에서 단락이 발생할 수 있다. 이와 같이 단락이 발생하면 이차 전지 내부의 온도가 급격하게 상승하여 이차 전지가 발화하거나 폭발할 위험이 있다.
본 발명의 일 측면은 도전성 이물질의 침입 압괴에 대한 안전성을 향상시키는 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 제1 전극과 제2 전극을 구비하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 내장하여 상기 제1 전극에 전기적으로 연결되는 제1 케이스, 및 상기 제1 케이스와 전기적으로 절연되고 상기 제1 케이스를 내장하여 상기 제2 전극에 전기적으로 연결되는 제2 케이스를 포함한다.
상기 제1 케이스는, 상기 전극 조립체가 삽입되도록 일측에 제1 개구를 가지는 직육면체로 형성되고, 상기 제2 케이스는, 상기 제1 케이스가 삽입되도록 상기 제1 개구의 반대측에 제2 개구를 가지는 직육면체로 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스 사이에 개재되는 절연재를 더 포함할 수 있다.
상기 절연재는, 절연 필름, 산화막 및 코팅막 중 하나로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 상기 제2 케이스의 상기 제2 개구에 결합되는 캡 플레이트를 더 포함하며, 상기 제1 케이스는, 상기 캡 플레이트의 제1 단자홀에 설치되어 상기 제1 전극에 연결되는 제1 전극단자에 전기적으로 연결되며, 상기 제2 케이스는, 상기 캡 플레이트의 제2 단자홀에 설치되어 상기 제2 전극에 연결되는 제2 전극단자에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 케이스는, 상기 제1 단자홀 측에서, 상기 제1 전극단자를 관통시키고, 상기 캡 플레이트의 내면에 설치되는 제1 전극 절연부재와 상기 제1 전극 리드 탭 사이에서 고정되고, 상기 제2 단자홀 측에서, 상기 캡 플레이트의 내면에 설치되는 제2 전극 절연부재의 외곽에 위치하고, 상기 제2 전극 절연부재에 걸리어 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스 사이에 개재되는 절연재를 더 포함하며, 상기 절연재는, 상기 제1 단자홀 측에서, 상기 제1 케이스와 상기 제1 전극 절연부재 사이에 고정되고, 상기 제2 단자홀 측에서, 상기 제2 전극 절연부재의 외곽에 위치하고, 상기 제1 케이스에 걸리어, 상기 제1 개구 측에 제3 개구를 가지는 직육면체로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스 사이에 개재되는 절연재를 더 포함하며, 상기 절연재는, 상기 제2 케이스의 내표면에 산화막이나 코팅막으로 형성될 수 있다.
상기 제1 케이스는 구리로 형성되고, 상기 제2 케이스는 알루미늄으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스 사이에 개재되는 절연재를 더 포함하며, 상기 절연재는, 상기 제2 개구 측에 제3 개구를 가지는 직육면체로 형성될 수 있다.
상기 제1 케이스는, 상기 전극 조립체를 수용하여 직육면체로 형성되고, 상기 제2 케이스는, 상기 제1 케이스가 삽입되도록 개구를 가지는 직육면체로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스 사이에 개재되는 절연재를 더 포함하며, 상기 절연재는, 상기 제1 케이스의 외표면에 부착되는 절연 필름으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스 사이에 개재되는 절연재를 더 포함하며, 상기 절연재는 상기 제1 케이스의 외표면에 산화막이나 코팅막으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전극 조립체를 제1 케이스에 내장하고 제1 케이스를 제2 케이스에 내장하므로 제2 케이스를 통하여 전극 조립체로 도전성 이물질 침입 또는 압괴시, 제1, 제2 케이스가 먼저 단락되면서 전극 조립체에 충전된 전류가 저저항으로 방전된다. 따라서 이차 전지에서 발화의 위험성이 방지되고, 안전성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 상태의 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 1의 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 5는 도 1의 이차 전지에서 음극 단자 측의 분해 사시도이다.
도 6은 도 1의 이차 전지에서 양극 단자 측의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따를 이차 전지의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지의 단면도이다.
도 9는 도 8에 적용되는 제1 케이스의 전개도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따를 이차 전지의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따를 이차 전지의 단면도이다.
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.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 상태의 단면도이며, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1 실시예에 따른 이차 전지(100)는 충전 및 방전 작용하는 전극 조립체(10), 전극 조립체(10)를 내장하는 제1 케이스(5), 및 제1 케이스(5)를 내장하는 제2 케이스(15)를 포함한다.
제1 케이스(5)는 일측에 제1 개구(61)를 형성하여 전극 조립체(10)의 삽입을 가능하게 하고, 전극 조립체(10)의 수용 공간을 형성하는 직육면체 형상을 가진다. 제2 케이스(15)는 일측에 제2 개구(62)를 형성하여 제1 케이스(5)의 삽입을 가능하게 하고, 전해액의 수용 공간을 형성하는 직육면체 형상을 가진다.
제2 케이스(15)에 제1 케이스(5)를 내장한 상태에서, 제1, 제2 케이스(5, 15)는 상호 전기적으로 절연된다. 즉 이차 전지(100)는 제1, 제2 케이스(5, 15) 사이에 개재되는 절연재(7)를 더 포함한다. 전극 조립체(10)는 공지 기술과 같이, 예를 들면, 절연 테이프(미도시)로 테이핑되어 제1 케이스(5)와 전기적으로 절연된다.
도 4는 도 1의 이차 전지의 분해 사시도이다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 제2 케이스(15)에 제1 케이스(5)를 삽입하여 내장한 상태에서, 제1 개구(61)와 제2 개구(62)는 서로 반대측에 위치한다. 즉 제1 개구(61)는 이차 전지(100)의 z축 방향의 일측(상방)을 향하고, 제2 개구(62)는 이차 전지(100)의 z축 방향의 다른 일측(하방)을 향한다.
이차 전지(100)가 설치된 상태에서, 제2 케이스(15)를 통하여 도전성 이물질이 침입하거나, 제2 케이스(15)에 대하여 압괴가 일어날 수 있다. 도전성 이물질의 침입 또는 압괴는 이차 전지(100)의 하방에서 보다 측방이나 상방에서 일어날 가능성이 더 높다. 따라서 도전성 이물질 침입 및 압괴의 가능성이 높은 방향에 제1, 제2 케이스(5, 15)가 서로 대향 함으로써, 안전성 향상이 극대화 될 수 있다.
절연재(7)는 제1, 제2 케이스(5, 15) 사이에 배치되거나 제1 케이스(5)의 외표면 또는 제2 케이스(15)의 내표면에 부착되는 절연 필름으로 형성될 수 있다. 또한 절연재(7)는 제1, 제2 케이스(5, 15)의 대향 면들 중 적어도 한 면에 산화막이나 절연성 코팅막으로 형성될 수 있다. 편의상, 도 2 및 도 3에서, 절연재(7)는 제1 케이스(5)의 형상에 대응하여 직육면체 형상을 가진다.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 이차 전지(100)는 제2 케이스(15)의 제2 개구(62)에 결합되는 캡 플레이트(20), 캡 플레이트(20)의 제1, 제2 단자홀(311, 312)에 설치되는 제1 단자(이하 "음극 단자"라 한다)(21)와 제2 단자(이하 "양극 단자"라 한다)(22)를 더 포함한다.
제1, 제2 케이스(5, 15)는 제1, 제2 단자(21, 22) 중 서로 다른 하나에 전기적으로 각각 연결된다. 예를 들면, 이차 전지(100)에서 내부에 위치하는 제1 케이스(5)는 음극 단자(21)에 전기적으로 연결되고, 외부에 위치하는 제2 케이스(15)는 양극 단자(21)에 전기적으로 연결된다.
전극 조립체(10)는 절연체인 세퍼레이터(13)의 양면에 제1 전극(이하, "음극"이라 한다)(11)과 제2 전극(이하, "양극"이라 한다)(12)을 배치하고, 음극(11), 세퍼레이터(13) 및 양극(12)을 젤리롤 상태로 귄취하여 형성된다.
또한, 전극 조립체는 세퍼레이터를 사이에 두고 단일 판으로 각각 이루어지는 음극과 양극을 적층하여 조립되거나, 음극, 세퍼레이터 및 양극을 지그재그 방식으로 접어서 적층하여 조립될 수 있다(미도시).
음극(11) 및 양극(12)은, 각각 금속판의 집전체에 활물질을 도포한 코팅부, 및 활물질을 도포하지 않아서 노출된 집전체로 형성되는 무지부(11a, 12a)를 포함한다.
음극(11)의 무지부(11a)는 권취되는 음극(11)을 따라 음극(11)의 한 쪽 단부에 형성된다. 양극(12)의 무지부(12a)는 권취되는 양극(12)을 따라 양극(12)의 한 쪽 단부에 형성된다. 무지부들(11a, 12a)은 전극 조립체(10)의 양단에 각각 배치된다.
예를 들면, 캡 플레이트(20)는 알루미늄으로 형성되어 제2 케이스(15)의 제2 개구(62)에 설치됨으로써 제2 케이스(15)를 밀폐한다. 음극(11)은 구리로 형성되고, 양극(12)은 알루미늄으로 형성될 수 있다. 음극(11)에 연결되는 제1 케이스(5)는 구리로 형성되고, 양극(12)에 연결되는 제2 케이스(15)는 알루미늄으로 형성될 수 있다.
도전성 이물질이 제1, 제2 케이스(5, 15)를 관통하여 침입하거나 압괴시, 도전성 이물질 또는 압괴에 의하여 제1, 제2 케이스(5, 15)가 단락된다. 이때, 제1, 제2 케이스(5, 15)는 음극(11) 및 양극(12)보다 두껍게 형성되어, 저저항으로 많은 전류를 흐르게 하여, 전극 조립체(10)의 전압을 충분히 강하시킬 수 있다. 또한, 제2 케이스(15)와 캡 플레이트(20)가 동일 재질로 형성되므로 제2 개구(62)에 대한 캡 플레이트(20)의 용접성이 향상될 수 있다.
캡 플레이트(20)는 전해액 주입구(29)와 벤트 홀(24)을 더 구비한다. 전해액 주입구(29)는 제2 케이스(15)에 캡 플레이트(20)를 결합한 후, 제2 케이스(15) 내부로 전해액의 주입을 가능하게 한다. 전해액 주입 후, 전해액 주입구(29)는 밀봉 마개(27)로 밀봉된다.
벤트 홀(24)은 이차 전지(100)의 내부 압력의 배출을 가능하게 하며, 벤트 플레이트(25)로 밀폐된다. 이차 전지(100)의 내부 압력이 설정 압력에 이르면, 벤트 플레이트(25)가 개방된다. 벤트 플레이트(25)는 개방을 유도하는 노치(25a)를 가진다.
음극 단자(21) 및 양극 단자(22)는 캡 플레이트(20)를 관통하여 설치되고 전극 조립체(10)에 전기적으로 연결된다. 즉 음극 단자(21)는 전극 조립체(10)의 음극(11)에 전기적으로 연결되고, 양극 단자(22)는 전극 조립체(10)의 양극(12)에 전기적으로 연결된다.
즉 전극 조립체(10)는 음극 단자(21) 및 양극 단자(22)를 통하여 제2 케이스(15)의 외부로 인출된다. 제1 케이스(5)는 음극 단자(21)를 통하여 전극 조립체(10)의 음극(11)에 전기적으로 연결된다. 제2 케이스(15)는 양극 단자(22)를 통하여 전극 조립체(10)의 양극(12)에 전기적으로 연결된다.
도 5는 도 1의 이차 전지에서 음극 단자 측의 분해 사시도이다. 도 5를 참조하면, 음극 단자(21)는 캡 플레이트(20)의 제1 단자홀(311)에 설치되는 기둥부(21a), 제2 케이스(15)의 내측에서 기둥부(21a)에 형성되는 플랜지(21b), 및 제2 케이스(15)의 외측에 배치되어 기둥부(21a)에 결합되는 터미널 플레이트(21d)를 포함한다.
음극 개스킷(36)과 음극 인슐레이터(37)는 음극 단자(21)의 기둥부(21a)와 캡 플레이트(20)의 제1 단자홀(311) 내면 사이에서 제1 단자홀(311)의 하측과 상측에 각각 설치되어, 음극 단자(21)의 기둥부(21a)와 캡 플레이트(20) 사이를 실링한다.
음극 개스킷(36)은 플랜지(21b)와 캡 플레이트(20) 사이에 더 연장 설치되어, 플랜지(21b)와 캡 플레이트(20)의 사이를 더 실링한다. 즉 음극 개스킷(36)은 캡 플레이트(20)에 음극 단자(21)를 설치함으로써 제1 단자홀(311)을 통하여 전해액이 새는 것(leak)을 방지한다.
음극 인슐레이터(37)는 터미널 플레이트(21d)와 캡 플레이트(20) 사이에 더 연장 설치되어, 터미널 플레이트(21d)와 캡 플레이트(20)의 사이를 전기적으로 절연시킨다.
제1 전극 리드 탭(이하, "음극 리드 탭" 이라 한다)(31)은 음극 단자(21)를 전극 조립체(10)의 음극(11) 무지부(11a)에 연결한다. 즉 음극 리드 탭(31)을 기둥부(21a)의 하단에 결합하여 하단을 코킹함으로써, 음극 리드 탭(31)은 플랜지(21b)에 지지되면서 기둥부(21a)의 하단에 도전 구조로 체결된다.
제1 전극 절연부재(이하, "음극 절연부재"라 한다)(41)는 음극 리드 탭(31)과 캡 플레이트(20) 사이에 설치되어, 음극 리드 탭(31)과 캡 플레이트(20)를 전기적으로 절연시킨다. 실질적으로, 음극 리드 탭(31)과 캡 플레이트(20) 사이에는 도체인 제1 케이스(5)와 절연재(7)가 더 개재된다.
제1 케이스(5) 및 절연재(7)는 음극 리드 탭(31)과 음극 절연부재(41) 사이에 개재되어 음극 단자(21) 측에 고정 설치된다. 이때, 제1 케이스(5)는 음극 리드 탭(31)과 면접촉되고, 기둥부(21a)는 제1 케이스(5)와 음극 리드 탭(31)을 관통하여 연결된다. 따라서 제1 케이스(5)는 음극 단자(21)에 전기적으로 연결되고, 절연재(7)와 음극 절연부재(41)에 의하여 캡 플레이트(20)와 전기적으로 절연된다.
도 6은 도 1의 이차 전지에서 양극 단자 측의 분해 사시도이다. 도 6을 참조하면, 양극 단자(22)는 캡 플레이트(20)의 제2 단자홀(312)에 설치되는 기둥부(22a), 제2 케이스(15)의 내측에서 기둥부(22a)에 형성되는 플랜지(22b), 및 제2 케이스(15)의 외측에 적층 배치되어 기둥부(22a)에 결합되는 탑 플레이트(38)와 터미널 플레이트(22d)를 포함한다.
양극 개스킷(39)은 양극 단자(22)의 기둥부(22a)와 캡 플레이트(20)의 제2 단자홀(312) 내면 사이에 설치되어, 양극 단자(22)의 기둥부(22a)와 캡 플레이트(20) 사이를 실링한다.
양극 개스킷(39)은 플랜지(22b)와 캡 플레이트(20) 사이에 더 연장 설치되어, 플랜지(22b)와 캡 플레이트(20)의 사이를 더 실링한다. 양극 개스킷(39)은 양극 단자(22)의 기둥부(22a)와 탑 플레이트(38)의 홀 내면 사이에 더 연장 설치되어, 양극 단자(22)의 기둥부(22a)와 탑 플레이트(38)의 홀 내면 사이를 실링한다. 즉 양극 개스킷(39)은 캡 플레이트(20)에 양극 단자(22)를 설치함으로써 제2 단자홀(312)을 통하여 전해액이 새는 것(leak)을 방지한다.
제2 전극 리드 탭(이하, "양극 리드 탭"이라 한다)(32)은 양극 단자(22)를 전극 조립체(10)의 양극(12) 무지부(12a)에 전기적으로 연결한다. 즉 양극 리드 탭(32)을 기둥부(22a)의 하단에 결합하여 하단을 코킹함으로써, 양극 리드 탭(32)은 플랜지(22b)에 지지되면서 기둥부(22a)의 하단에 도전 구조로 체결된다.
제2 전극 절연부재(이하, "양극 절연부재"라 한다)(42)는 양극 리드 탭(32)과 캡 플레이트(20) 사이에 설치되어, 양극 리드 탭(32)과 캡 플레이트(20)를 전기적으로 절연시킨다.
이때, 양극 리드 탭(32), 기둥부(22a), 터미널 플레이트(22d) 및 탑 플레이트(38)는 제2 케이스(15)에 전기적으로 연결되고, 제1 케이스(5)와 전기적으로 절연된다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 제1 케이스(5) 및 절연재(7)는 양극 절연부재(42)를 관통시키는 관통구(51, 71)를 각각 구비한다. 따라서 제1 케이스(5) 및 절연재(7)는 관통구(51, 71)를 통하여, 양극 절연부재(42)의 외곽에 위치하면서, 양극 절연부재(42)의 양측에 형성되는 걸림부(421, 422)에 걸리어 설치된다.
즉, 제1 케이스(5)는 음극 단자(21)에 전기적으로 연결되고, 양극 리드 탭(32)에 전기적으로 절연되어 있다. 제2 케이스(15)는 양극 단자(22)에 전기적으로 연결되고, 음극 리드 탭(31)에 전기적으로 절연되어 있다.
제1 케이스(5)의 제1 개구(61)와 절연재(7)의 제3 개구(63)는 동일 측인 z축 하방에 배치되고, 제2 케이스(15)의 제2 개구(62)의 반대측인 z축 상방에 위치한다.
이하에서 본 발명의 다른 실시예들에 대하여 설명하며, 제1 실시예 및 기설명된 실시예들과 비교하여, 동일한 구성에 대한 설명을 생략하고, 서로 다른 구성에 대하여 비교 설명한다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따를 이차 전지(200)의 단면도이다. 도 7을 참조하면, 절연재(8)는 전극 조립체(10)의 형상에 대응하는 직육면체 형상을 가지며, 제2 케이스(15)의 제2 개구(62) 측에 제3 개구(83)를 형성한다.
제1 실시예의 절연재(7)는 음극 단자(21) 측에 고정되고, 양극 단자(22) 측에 걸리어 제1, 제2 케이스(5, 15)에 내장된다.
이에 비하여, 제2 실시예의 절연재(8)는 제1, 제2 케이스(5, 15) 사이에 단순히 개재되므로 절연재(8)의 설치를 용이하게 하고, 캡 플레이트(20) 내면의 음극 단자(21) 측 및 양극 단자(22) 측의 구조를 단순하게 한다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지(300)의 단면도이고, 도 9는 도 8에 적용되는 제1 케이스(35)의 전개도이다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 제1 케이스(35)는 전극 조립체(10)의 수용 공간을 형성하는 직육면체 형상을 가진다.
제1 실시예의 제1 케이스(5)는 직육면체의 일측에 제1 개구(61)를 형성하지만, 제2 실시예의 제1 케이스(35)는 개구를 형성하지 않은 직육면체로 형성된다. 제1 케이스(35)는 음극 단자(21)와 양극 단자(22)의 설치를 가능하게 형성되고, 양극 절연부재(42)를 관통시키는 관통구(51)를 형성한다.
도 9에 도시된 전개도와 같이, 제1 케이스(35)는 절단된 판재를 직육면체로 접어서 형성된다. 제1 케이스(35)에서 접힌 판재의 서로 만나는 모서리들은 서로 용접될 수 있다.
제1 실시예의 절연재(7)는 직육면체의 일측에 제3 개구(63)를 형성하지만, 제2 실시예의 절연재(9)는 제1 케이스(35)의 외표면에 부착되는 절연 필름으로 형성된다. 즉 절연재(9)는 제1 실시예의 제3 개구(63)에 대응하는 구성을 가지지 않고, 폐쇄된 구조를 형성한다. 제1 케이스(35)와 절연재(9)의 부착 구조는 제1 케이스(35)와 절연재(9)의 조립을 1공정으로 가능하게 한다.
제3 실시예의 이차 전지(300)는 6면에서 제1, 제2 케이스(35, 15)가 절연재(9)를 개재하여 서로 마주하므로 x, y, z축의 모든 방향에서 도전성 이물질의 침입 또는 압괴에 대하여 단락을 형성할 수 있다. 따라서 이차 전지(300)이 안전성이 더 향상될 수 있다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따를 이차 전지(400)의 단면도이다. 도 10을 참조하면, 절연재(19)는 제1 개구(61)를 가지는 제2 케이스(15)의 내표면에 산화막이나 코팅막으로 형성된다. 또한 제1 케이스(5)는 외표면에 산화막이나 코팅막으로 형성되는 절연재(9')를 더 구비할 수 있다. 절연재(19, 9')는 제2, 제1 케이스(15, 5)의 전기 절연성을 더 향상시킨다.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따를 이차 전지의 단면도이다. 도 11을 참조하면, 절연재(9")는 제1 개구를 가지지 않는 직육면체 형상의 제1 케이스(35) 외표면에 산화막이나 코팅막으로 형성된다.
또한, 제2 케이스(15)는 내표면에 산화막이나 코팅막으로 형성되는 절연재(19)를 구비한다. 절연재(19, 9")는 제2, 제1 케이스(15, 35)의 전기 절연성을 향상시킬 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.
5, 35 : 제1 케이스 7, 8, 9, 9', 9", 19 : 절연재
10 : 전극 조립체 11 : 제1 전극(음극)
11a, 12a : 무지부 12 : 제2 전극(양극)
13 : 세퍼레이터 15 : 제2 케이스
20 : 캡 플레이트 21, 22 : 제1, 제2 단자(음, 양극 단자)
21a, 22a : 기둥부 21b, 22b : 플랜지
21d, 22d : 터미널 플레이트 24 : 벤트 홀
25 : 벤트 플레이트 25a : 노치
27 : 밀봉 마개 29 : 전해액 주입구
31 : 제1 전극 리드 탭(음극 리드 탭) 36 : 음극 개스킷
37 : 음극 인슐레이터 38 : 탑 플레이트
39 : 양극 개스킷 32 : 제2 전극 리드 탭(양극 리드 탭)
41 : 제1 전극 절연부재(음극 절연부재)
42 : 제2 전극 절연부재(양극 절연부재)
51, 71 : 관통구 61, 62 : 제1, 제2 개구
63, 83 : 제3 개구 100, 200, 300, 400, 500 : 이차 전지
311, 312 : 제1, 제2 단자홀 421, 422 : 걸림부

Claims (13)

  1. 제1 전극과 제2 전극을 구비하는 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 내장하여 상기 제1 전극에 전기적으로 연결되는 제1 케이스; 및
    상기 제1 케이스와 전기적으로 절연되고 상기 제1 케이스를 내장하여 상기 제2 전극에 전기적으로 연결되는 제2 케이스
    를 포함하는 이차 전지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 케이스는,
    상기 전극 조립체가 삽입되도록 일측에 제1 개구를 가지는 직육면체로 형성되고,
    상기 제2 케이스는,
    상기 제1 케이스가 삽입되도록 상기 제1 개구의 반대측에 제2 개구를 가지는 직육면체로 형성되는 이차 전지.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스 사이에 개재되는 절연재를 더 포함하는 이차 전지.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 절연재는,
    절연 필름, 산화막 및 코팅막 중 하나로 형성되는 이차 전지.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 케이스의 상기 제2 개구에 결합되는 캡 플레이트를 더 포함하며,
    상기 제1 케이스는,
    상기 캡 플레이트의 제1 단자홀에 설치되어 상기 제1 전극에 연결되는 제1 전극단자에 전기적으로 연결되며,
    상기 제2 케이스는,
    상기 캡 플레이트의 제2 단자홀에 설치되어 상기 제2 전극에 연결되는 제2 전극단자에 전기적으로 연결되는 이차 전지.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 케이스는,
    상기 제1 단자홀 측에서, 상기 제1 전극단자를 관통시키고, 상기 캡 플레이트의 내면에 설치되는 제1 전극 절연부재와 상기 제1 전극 리드 탭 사이에서 고정되고,
    상기 제2 단자홀 측에서, 상기 캡 플레이트의 내면에 설치되는 제2 전극 절연부재의 외곽에 위치하고, 상기 제2 전극 절연부재에 걸리어 설치되는 이차 전지.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스 사이에 개재되는 절연재를 더 포함하며,
    상기 절연재는,
    상기 제1 단자홀 측에서, 상기 제1 케이스와 상기 제1 전극 절연부재 사이에 고정되고,
    상기 제2 단자홀 측에서, 상기 제2 전극 절연부재의 외곽에 위치하고, 상기 제1 케이스에 걸리어,
    상기 제1 개구 측에 제3 개구를 가지는 직육면체로 형성되는 이차 전지.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스 사이에 개재되는 절연재를 더 포함하며,
    상기 절연재는
    상기 제2 케이스의 내표면에 산화막이나 코팅막으로 형성되는 이차 전지.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 케이스는 구리로 형성되고,
    상기 제2 케이스는 알루미늄으로 형성되는 이차 전지.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스 사이에 개재되는 절연재를 더 포함하며,
    상기 절연재는,
    상기 제2 개구 측에 제3 개구를 가지는 직육면체로 형성하는 이차 전지.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 케이스는,
    상기 전극 조립체를 수용하여 직육면체로 형성되고,
    상기 제2 케이스는,
    상기 제1 케이스가 삽입되도록 개구를 가지는 직육면체로 형성되는 이차 전지.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스 사이에 개재되는 절연재를 더 포함하며,
    상기 절연재는,
    상기 제1 케이스의 외표면에 부착되는 절연 필름으로 형성되는 이차 전지.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스 사이에 개재되는 절연재를 더 포함하며,
    상기 절연재는
    상기 제1 케이스의 외표면에 산화막이나 코팅막으로 형성되는 이차 전지.
KR1020100084244A 2010-08-30 2010-08-30 이차 전지 KR101155889B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100084244A KR101155889B1 (ko) 2010-08-30 2010-08-30 이차 전지
US13/072,018 US8748031B2 (en) 2010-08-30 2011-03-25 Rechargeable battery having multiple cases
EP11166182A EP2426751B1 (en) 2010-08-30 2011-05-16 Rechargeable battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100084244A KR101155889B1 (ko) 2010-08-30 2010-08-30 이차 전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120020565A true KR20120020565A (ko) 2012-03-08
KR101155889B1 KR101155889B1 (ko) 2012-06-20

Family

ID=45492305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100084244A KR101155889B1 (ko) 2010-08-30 2010-08-30 이차 전지

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8748031B2 (ko)
EP (1) EP2426751B1 (ko)
KR (1) KR101155889B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150105849A (ko) * 2014-03-10 2015-09-18 삼성에스디아이 주식회사 절연부재를 갖는 이차 전지
KR20160042245A (ko) * 2014-10-07 2016-04-19 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101137363B1 (ko) 2009-11-16 2012-04-23 에스비리모티브 주식회사 이차전지
KR101666870B1 (ko) * 2012-03-20 2016-10-17 삼성에스디아이 주식회사 저항부재를 가지는 이차 전지
US9461295B2 (en) * 2012-05-04 2016-10-04 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery including terminal portion having auxiliary plate for reducing current flow along short circuit current path
KR20140094205A (ko) * 2013-01-21 2014-07-30 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
DE102013208913A1 (de) * 2013-05-14 2014-11-20 Elringklinger Ag Elektrochemische Zelle und Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Zelle
JP6264196B2 (ja) * 2014-05-30 2018-01-24 三洋電機株式会社 角形二次電池
KR102311426B1 (ko) * 2014-08-11 2021-10-12 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 이를 포함하는 전지 모듈
KR102412027B1 (ko) * 2015-06-23 2022-06-22 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102572693B1 (ko) * 2015-10-02 2023-08-31 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
US10763465B2 (en) * 2016-03-28 2020-09-01 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Secondary battery head cover assembly, secondary battery including the same and assembling method thereof
CN109346628B (zh) * 2016-03-28 2020-10-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池顶盖组件、含该组件的二次电池及装配方法
US11437652B2 (en) * 2016-09-30 2022-09-06 Sanyo Electric Co., Ltd. Method of manufacturing square secondary battery
KR102357319B1 (ko) * 2017-02-10 2022-01-27 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP7025710B2 (ja) * 2018-02-19 2022-02-25 トヨタ自動車株式会社 密閉型電池
KR20200122765A (ko) 2019-04-19 2020-10-28 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR20210004402A (ko) 2019-07-04 2021-01-13 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR20220075712A (ko) * 2020-11-30 2022-06-08 에스케이온 주식회사 배터리 서브 패킹유닛

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0782855B2 (ja) 1987-10-28 1995-09-06 松下電器産業株式会社 熱電池
JPH11204115A (ja) * 1994-11-21 1999-07-30 Medtronic Inc 電気化学的電池
KR100205093B1 (ko) 1996-12-23 1999-06-15 신현준 발광분광 분석법을 이용한 주괴 분석방법
US6040082A (en) 1997-07-30 2000-03-21 Medtronic, Inc. Volumetrically efficient battery for implantable medical devices
JP2001068161A (ja) * 1999-08-24 2001-03-16 Hitachi Maxell Ltd 積層形ポリマー電解質電池
JP3736529B2 (ja) 2002-02-06 2006-01-18 ソニー株式会社 バッテリパック
US7563535B2 (en) 2002-02-06 2009-07-21 Sony Corporation Battery pack with insulating film sheath material and method of producing the same
KR100686807B1 (ko) 2005-03-25 2007-02-26 삼성에스디아이 주식회사 폴리머 배터리 팩 및 그 제조 방법
JP2006278245A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Toyota Motor Corp 電池及びその製造方法
KR100864887B1 (ko) 2007-05-25 2008-10-22 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP4296522B2 (ja) 2007-08-23 2009-07-15 トヨタ自動車株式会社 電池およびその製造方法
KR100876266B1 (ko) 2007-09-28 2008-12-26 삼성에스디아이 주식회사 이차전지

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150105849A (ko) * 2014-03-10 2015-09-18 삼성에스디아이 주식회사 절연부재를 갖는 이차 전지
KR20160042245A (ko) * 2014-10-07 2016-04-19 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
US10454076B2 (en) 2014-10-07 2019-10-22 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery

Also Published As

Publication number Publication date
US20120052371A1 (en) 2012-03-01
US8748031B2 (en) 2014-06-10
EP2426751A1 (en) 2012-03-07
KR101155889B1 (ko) 2012-06-20
EP2426751B1 (en) 2013-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101155889B1 (ko) 이차 전지
KR101084056B1 (ko) 이차 전지
KR101244738B1 (ko) 저항 부재를 가지는 이차 전지
US9023498B2 (en) Rechargeable battery
KR101649136B1 (ko) 이차 전지
KR101265214B1 (ko) 이차 전지 및 그 제조방법
KR102201306B1 (ko) 이차 전지
KR102335021B1 (ko) 이차 전지 및 그 모듈
EP2642561B1 (en) Rechargeable battery
KR102397857B1 (ko) 이차 전지 및 이를 이용한 전지 모듈
US20140227567A1 (en) Battery module
KR20140064487A (ko) 이차 전지 모듈
US9203074B2 (en) Rechargeable battery with cap plate having a protrusion and terminal plate having a longitudinal compression
US9246143B2 (en) Rechargeable battery module
KR20150031724A (ko) 이차 전지
US8877371B2 (en) Rechargeable battery
KR101275786B1 (ko) 이차 전지
US20160260961A1 (en) Rechargeable battery
CN105938891B (zh) 具有连接构件的可再充电电池
KR20140066284A (ko) 이차 전지
US9520579B2 (en) Rechargeable battery
KR102531183B1 (ko) 이차 전지 모듈
KR102249891B1 (ko) 이차 전지
KR102612061B1 (ko) 이차 전지
KR101706403B1 (ko) 이차 전지

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: 20150519

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160518

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170526

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180518

Year of fee payment: 7