KR20120020908A

KR20120020908A - 이차전지

Info

Publication number: KR20120020908A
Application number: KR1020100084838A
Authority: KR
Inventors: 김성배; 변상원
Original assignee: 에스비리모티브 주식회사
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2012-03-08
Also published as: KR101147176B1; US20120052349A1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 제1 전극과 제2 전극 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치되는 세퍼레이터를 포함하는 복수의 전극 조립체, 상기 전극 조립체들이 내장되는 개구가 형성된 케이스, 상기 개구에 결합되어 상기 케이스를 밀폐하는 캡 조립체와, 상기 전극 조립체들과 전기적으로 연결되어 형성되는 하나 이상의 전극 단자 및 상기 전극 단자와 연결되어 상기 케이스 내에 설치되는 하부 절연부재를 포함하며, 상기 하부 절연부재는 상기 전극 단자에 고정되고 제1 너비를 가지는 제1 부분과, 상기 제1 부분의 일단에서 연장되어 형성되고, 제2 너비를 가지는 제2 부분을 포함하고, 상기 제2 너비는 상기 제2 부분의 너비 방향의 양 끝단이 상기 제2 부분과 대향하는 상기 전극 조립체들 중 최외곽에 위치하는 전극 조립체와의 대향면의 중앙과 상기 케이스의 사이에 위치한다.

Description

이차전지{RECHARGEABLE BATTERY}

본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하부 절연부재의 구조를 개선한 이차전지에 관한 것이다.

이차전지(rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 저용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 전지는 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원 또는 대용량 전력 저장 장치로 사용되고 있다.

최근 들어 고에너지 밀도의 비수 전해액을 이용한 고출력 이차 전지가 개발되고 있으며, 상기한 고출력 이차 전지는 대전력을 필요로 하는 기기 예컨대, 전기 자동차 등의 모터 구동에 사용될 수 있도록 복수 개의 이차 전지를 직렬로 연결하여 대용량의 전지 모듈로 구성된다. 이러한 이차 전지는 원통형과 각형 등으로 이루어질 수 있다.

이차 전지는 외부의 충격이나 충전과 방전을 되풀이하는 동안, 이차전지의 내부에는 가스가 발생하여 내부 압력이 상승하여, 젤리롤 형태로 감긴 전극 조립체가 변형이 될 수 있다. 이렇게 변형된 전극 조립체는 이차전지의 케이스와 전극 조립체 사이에서 절연 기능을 하는 절연부재에 의하여 케이스와의 접촉이 차단된다.

다만, 변형된 전극 조립체들 중 일부만이 절연부재에 접촉되어, 접촉되지 않는 전극 조립체에 응력이 집중되는 문제가 있다.

또한, 절연부재에 형성된 모서리 부분에 전극 조립체가 접촉되면 전극 조립체가 파손이 되는 문제가 발생할 수 있다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 외부 충격이나 내부 압력의 상승으로 변형된 전극 조립체들에 응력 집중을 방지하고, 전극 조립체의 파손을 방지할 수 있는 절연부재를 구비한 이차 전지를 제공함에 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 제1 전극과 제2 전극 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치되는 세퍼레이터를 포함하는 복수의 전극 조립체, 상기 전극 조립체들이 내장되는 개구가 형성된 케이스, 상기 개구에 결합되어 상기 케이스를 밀폐하는 캡 조립체와, 상기 전극 조립체들과 전기적으로 연결되어 형성되는 하나 이상의 전극 단자 및 상기 전극 단자와 연결되어 상기 케이스 내에 설치되는 하부 절연부재를 포함하며, 상기 하부 절연부재는 상기 전극 단자에 고정되고 제1 너비를 가지는 제1 부분과, 상기 제1 부분의 일단에서 연장되어 형성되고, 제2 너비를 가지는 제2 부분을 포함하고, 상기 제2 너비는 상기 제2 부분의 너비 방향의 양 끝단이 상기 제2 부분과 대향하는 상기 전극 조립체들 중 최외곽에 위치하는 전극 조립체와의 대향면의 중앙과 상기 케이스의 내측면 사이에 위치한다.

상기 제2 너비는 상기 캡 플레이트의 너비와 같을 수 있다.

상기 제2 너비는 상기 제1 너비보다 더 클 수 있다.

상기 제2 부분은 상기 제2 부분의 상기 전극 조립체와 대향하는 모서리는 경사진 면을 포함할 수 있다.

상기 제2 부분의 모서리의 경사진 면은 둥글게 경사진 면일 수 있다.

상기 제2 부분의 모서리의 경사진 면은 평평하게 경사진 면일 수 있다.

상기 제1 부분의 캡 조립체와 대향하는 대향면에 형성된 제1 고정돌기와, 상기 제2 부분의 캡 조립체와 대향하는 대향면에 형성된 제2 고정돌기를 더 포함할 수 있다.

상기 하부 절연부재와 대응하는 전극 조립체의 외부를 감싸는 보호부재를 더 포함할 수 있다.

상기 보호부재는 상기 전극 조립체의 외부를 감싸는 테잎일 수 있다.

상기 하부 절연부재는 탄성 소재로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부 충격이나 케이스 내의 압력 상승으로 변형된 전극 조립체와 접촉되어도 전극 조립체가 파손되지 않는 하부 절연부재를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1 에서 II-II선을 따라 잘라본 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 부분 분해 사시도이다.
도 4는 도 3 에서 IV-IV선을 따라 잘라본 단면도이다.
도 5는 도 2 에서 V-V선을 따라 잘라본 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예의 다른 변형예에 의한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지의 부분 분해 사시도이다.
도 8은 도 7에서 VIII-VIII선을 따라 잘라본 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 본 명세서 및 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1 에서 II-II선을 따라 잘라본 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 이차전지(100)는 제1 전극(11)과 제2 전극(12) 사이에 세퍼레이터(13)를 개재하여 귄취되어 형성된 복수의 전극 조립체(10), 케이스(34), 배출 홀(32)이 형성된 캡 플레이트(30) 및 배출 홀(32)의 일단에 결합되는 벤트 플레이트(39) 및 케이스(34) 내에 설치되는 하부 절연부재(60, 90)를 포함한다.

본 실시예에 따른 이차 전지(100)는 리튬 이온 이차 전지로서 각형인 것을 예로서 설명한다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명은 리튬 폴리머 전지 등의 전지에 적용될 수 있다. 또한, 제1 전극(11)은 음극으로 제2 전극(12)은 양극으로 구성될 수 있으며, 반대로, 제1 전극(11)은 양극으로 제2 전극(12)은 음극으로 구성될 수 도 있다. 다만, 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 음극과 양극 대신에 제1 전극(11)과 제2 전극(12)으로 설명하기로 한다.

전극 조립체(10)는 제1 전극(11)과 제2 전극(12) 및 세퍼레이터(13)를 함께 권취함으로써 젤리롤 형태로 이루어진다. 제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 각각 박판의 금속 호일로 이루어지는 집전체와, 각각의 집전체의 표면에 코팅되는 활물질을 포함한다. 또한, 제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 집전체에 활물질이 코팅되는 코팅부와, 집전체에 활물질이 코팅되지 않는 무지부(11a, 12a)로 구획될 수 있다. 코팅부는 전극 조립체(10)에서 제1 전극(11)과 제2 전극(12)의 대부분을 형성하며, 무지부(11a, 12a)는 젤리롤 상태에서 코팅부의 양쪽에 각각 배치된다.

다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 상기한 전극 조립체(10)은 복수 개의 시트(sheet)로 이루어진 제1 전극(11)과 제2 전극(12)이 세퍼레이터(13)를 사이에 두고 적층된 구조로 이루어질 수도 있다.

케이스(34)는 대략 직육면체로 이루어지며, 일면에는 개방된 개구가 형성된다. 캡 조립체(20)는 케이스(34)의 개구를 덮는 캡 플레이트(30)와 캡 플레이트(30)의 외측으로 돌출되며, 제1 전극(11)과 전기적으로 연결된 제1 전극 단자(21)와 캡 플레이트(30)의 외측으로 돌출되며 제2 전극(12)과 전기적으로 연결된 제2 전극 단자(22) 및 설정된 내부 압력에 따라 파단될 수 있도록 노치(39a)가 형성된 벤트 플레이트(39)를 포함한다.

캡 플레이트(30)는 얇은 판재로 이루어지며, 케이스(34)의 개구에 결합되어 개구를 밀폐한다. 캡 플레이트(30)는 밀폐된 케이스(34)의 내부를 외부와 차단한다. 또한, 캡 플레이트(30)는 내부와 외부를 서로 연결할 수 있다. 예를 들면, 캡 플레이트(30)는 밀폐된 케이스(34)의 내부로 전해액을 주입하는 전해액 주입구(31)를 가질 수 있다. 전해액 주입구(31)는 전해액 주입 후, 밀봉마개(38)에 의하여 밀봉된다.

단자들(21, 22)은 캡 플레이트(30)를 관통하여 설치되는 바, 캡 플레이트(30)와 단자(21, 22) 사이에는 상부에 위치하는 제1 가스켓(25)과 하부에 위치하는 제2 가스켓(27)이 캡 플레이트(30)와 단자(21, 22)를 절연시킨다. 본 기재에서 단자(21, 22)라 함은 제1 전극 단자(21)와 제2 전극 단자(22)를 포함한다.

단자(21, 22)는 원기둥형상으로 이루어지는 데, 단자(21, 22)에는 단자들(21, 22)을 상부에서 지지하는 너트(29)가 설치되고, 단자(21, 22)의 외주에는 너트(29)가 체결될 수 있도록 나사산이 형성된다. 한편 단자(21, 22)의 하단에는 하부에서 단자를 지지하는 단자 플랜지(21a, 22a)가 형성된다. 너트(29)가 단자(21, 22)에 체결되면 단자 플랜지(21a, 22a)와 너트(29)가 제1 가스켓(25)과 제2 가스켓(27)을 가압하여 단자(21, 22)와 캡 플레이트(30) 사이가 밀봉된다. 너트(29)의 아래에는 너트(29)의 체결력을 완충하는 와셔(24)가 설치된다.

다만, 단자(21, 22)는 원기둥 형상이 아닌 단자 플레이트와 리벳으로 결합되는 평판형 타입의 단자(미도시) 일수 도 있다.

하부 절연부재(60)는 상기 케이스(34)의 내부에서 상기 캡 플레이트(30)에 인접하여 위치하며, 상기 제1 전극 단자(21)가 관통하여 지나도록 조립된다.

또한, 하부 절연부재(60)와 대응하는 부분의 전극 조립체(10)의 외부를 감싸는 보호부재(80)가 전극 조립체(10)를 둘러싸게 된다. 여기서, 보호부재(80)는 전극 조립체(10)를 감쌀 수 있는 테잎일 수 있다. 따라서, 전극 조립체(10)가 외부 충격 등에 의하여 변형이 되어도, 파손을 방지할 수 있게 된다. 여기서, 테잎은 절연 소재로 만들어질 수도 있다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지(100)의 부분 분해 사시도이고, 도 4는 도 3 에서 IV-IV선을 따라 잘라본 단면도이며, 도 5는 도 2 에서 V-V선을 따라 잘라본 단면도이다.

도 3, 도 4 및 도5를 참고하여 본 실시예에 따른 이차 전지(100)를 보다 상세히 설명한다.

본 실시예에 따른 이차 전지(100)는 4개의 전극 조립체(10)를 포함하며, 4개의 전극 조립체(10)는 평행하게 적층 배열된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 전극 단자(21)는 단자 플랜지(21a)에서 돌출되며 외주면이 나사 가공된 단자 기둥(21b)과 단자 플랜지(21a)의 바닥에서 케이스(34)의 바닥을 향하여 돌출된 지지돌기(21c)를 포함한다.

또한, 제1 전극 집전부재(50)는 제1 전극 단자(21)의 지지돌기(21c)가 삽입되는 지지 홀(58a)이 형성되는 단자 접합부(58)와, 단자 접합부(58)의 아래로 이어져 형성되며 전극 조립체(10) 사이에 삽입된 복수 개의 가지들(53, 54. 55, 56)을 포함한다.

단자 접합부(58)는 캡 플레이트(30)와 평행한 판 형상으로, 단자 접합부(58)의 아래로는 단자 접합부(58)의 측단보다 더 외측으로 돌출되고, 단자 접합부(58)의 바닥을 향하여 절곡된 제1 분지부(51)가 형성된다.

또한, 제1 분지부(51)의 양쪽 측단에서 절곡되어 전극 조립체(10)의 하단을 향하여 연장되는 제1 탭 가지(53)와 제2 탭 가지(54)가 형성된다.

또한, 제1 분지부(51)의 중앙 부분에서 케이스의 바닥을 향하여 아래로 연장된 연결판(52)이 형성된다. 연결판(52)의 아래에는 연결판(52)의 측단보다 더 외측으로 더 돌출된 제2 분지부(57)이 형성된다. 여기서, 제2 분지부(57)의 양쪽 측단에서 전극 조립체(10)의 중심을 향하여 절곡되며, 제2 분지부(57)에서 전극 조립체(10)의 하단을 향하여 연장된 각각 제3 탭 가지(55)와 제4 탭 가지(56)가 형성된다.

이때, 연결판(52)은 제1 탭 가지(53)와 제2 탭 가지(54) 사이에 배치되는 바, 제3 탭 가지(55)와 제4 탭 가지(56)는 제1 탭 가지(53)와 제2 탭 가지(54) 사이에 배치된다.

따라서, 4개가 서로 겹쳐져 배치된 전극 조립체(10)의 양쪽 단부에는 활물질이 코팅된 코팅부보다 더 작은 두께를 가지는 무지부가 형성되는바, 제1 전극 무지부들(11a) 사이에는 이격된 공간이 형성되며, 이 공간으로 탭 가지들(53, 54. 55, 56)이 삽입 설치될 수 있다.

상기 설명한 제1 전극 집전부재(50)의 형태는 일례로 설명한 것으로 집전 기능을 수행하는 범위 내에서 그 형태는 달라질 수 있으므로, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

또한, 하부 절연부재(60)는 제1 전극 단자(21)에 고정되는 제1 부분(61)과 제1 부분(61)에서 연장되어 형성되는 제2 부분(62)을 포함한다. 여기서 하부 절연부재(60)는 절연 소재로 이루어지고, 또한, 탄성 소재로 이루어질 수 있다.

본 실시예에서는 제1 전극 단자(21)에 고정되는 하부 절연부재(60)의구조와 제2 전극 단자(22)에 고정되는 하부 절연부재(90)의 구조는 동일하므로, 제2 전극 단자(22)에 고정되는 하부 절연부재(90)에 대한 설명은 생략한다.

하부 절연부재(60)의 제1 부분(61)은 캡 플레이트(30)면에 평행한 방향으로 제1 너비(L1)를 가진다. 또한, 도 3 에서 볼 때 오른 쪽에 형성된 단자 홀(61b)과 플랜지 홈(61c) 및 제1 전극 집전부재(50)와 대향하는 하부 절연부재(60)의 대향면에 형성된 접합 홈(61a)을 포함한다.

즉, 단자 홀(61b)에 제1 전극 단자(21)가 삽입되면 플랜지 홈(61c)에 단자 플랜지(21a)가 고정되고, 이때, 제1 전극 집전부재(50)의 제1 분지부(51)가 접합 홈(61a)에 삽입되면, 지지돌기(21c)가 지지 홀(58a)에 삽입되어 용접으로 접합되게 된다.

따라서, 하부 절연부재(60)의 제1 부분(61)은 캡 플레이트(30)와 제1 전극 집전부재(50)를 절연하는 역할과 함께 하부 절연부재(60)가 케이스(34) 내에서 안정적으로 고정될 수 있게 하는 역할도 하게 된다.

또한, 캡 플레이트(30)와 대향하는 제1 부분(61)의 대향면에는 제1 고정돌기(61d)가 형성된다. 따라서, 캡 플레이트(30)에 형성된 고정 홈에 결합되어 하부 절연부재(60)의 회전을 방지한다.

하부 절연부재(60)의 제2 부분(62)은, 도 3에서 볼 때, 하부 절연부재(60)의 오른쪽 측면에서 연장되어 형성된다.

이때, 하부 절연부재(60)의 제2 부분(62)은 캡 플레이트(30)와 평행한 방향으로 제2 너비(L2)를 가진다. 또한, 캡 플레이트(30)와 대향하는 제2 부분(62)의 대향면에는 제2 고정돌기(62b)가 형성되고, 캡 플레이트(30)에 형성된 고정 홈에 결합되어 하부 절연부재(60)의 회전을 방지한다.

도 5를 참조하여 보다 상세히 설명하면, 제2 부분(62)은 제2 부분(62)의 너비 방향의 양 끝 단이 상기 제2 부분(62)과 대향하는 4개의 평행하게 적층된 전극 조립체들(10) 중 최외곽에 위치하는 전극 조립체(10)와의 대향면의 중앙(C1, C2)과 상기 케이스(34)의 내측면 사이에 위치할 수 있는 제2 너비(L2)를 가진다.

여기서, 제2 부분(62)은 제2 부분(62)의 너비 방향의 양 끝 단이 4개의 평행하게 적층된 전극 조립체들(10) 중 최외곽 전극 조립체(10)의 측면부(10a, 10′a)와 곡면부(10b, 10′b)의 중앙(C1, C2)사이에 위치할 수 있는 너비를 가질 수 있다. 또한, 제2 너비(L2)는 캡 플레이트(30)의 너비와 같은 너비일 수 도 있다.

또한, 제2 부분(62)의 제2 너비(L2)는 제1 부분(61)의 제1 너비보다 더 크게 형성된다.

도 3 및 도 4를 다시 참조하여 설명하면, 전극 조립체(10)와 대향하는 제2 부분(62)의 대향면의 모서리는 경사진 면을 포함한다. 이때, 제2 부분(62)의 대향면의 모서리의 경사진 면은 둥글게 경사진 면을 포함할 수 있다.

이렇게 형성된 제2 부분(62)은 이차 전지(100)의 내구성 측정을 위한 시험(일례로 낙하 테스트) 또는 방전과 충전을 반복하는 전극 조립체(10)가 내부에서 발생하는 가스에 의하여 팽창할 때, 4개의 평행하게 적층된 전극 조립체들(10)과 모두 접촉하게 된다. 따라서, 각각의 전극 조립체(10)에 가해지는 응력을 줄여 전극 조립체(10)의 변형을 최소화 할 수 있고, 제2 부분(62)의 둥글게 경사진 면에 전극 조립체(10)가 접촉하여도 전극 조립체(10)가 파손되지 않는 것이 가능하게 된다.

결국, 제2 부분(62)은 캡 플레이트(30)와 전극 조립체(10)의 사이에 전류가 흐르는 것을 차단하는 절연기능과 함께 제2 부분(62)과 대응하는 부분의 전극 조립체(10)에 가해지는 외부의 충격을 흡수하여 전극 조립체(10)의 변형을 방지하는 역할도 한다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예의 다른 변형예에 의한 단면도이다.

도 6를 참고하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지(101)는 제1전극 집전부재(70)를 제외하고는 제1 실시예에서 따른 이차 전지(100)와 동일한 구조로 이루어 지므로 동일한 구조에 대한 설명은 생략한다.

도 6을 참고하여 제1 전극 집전부재(70)를 보다 상세하게 설명하면, 본 실시예에 따른 집전 리드부재(70)은 단자에 용접으로 부착되는 단자 접합부(78)와 단자 접합부(78)의 아래로 이어져 형성되며 전극 조립체(10) 사이에 삽입된 복수 개의 탭 가지들(73, 74, 75)을 포함한다.

본 실시예에 따른 이차 전지(101)는 3개의 전극 조립체(10)을 포함하며, 3개의 전극 조립체(10)는 평행하게 적층 배열된다.

단자 접합부(78)는 캡 플레이트(30)와 평행하게 형성되며 단자의 하단에 용접으로 고정된다. 탭 가지들(73, 74, 75)은 제1 탭 가지(73)와 제2 탭 가지(74), 및 제3 탭 가지(75)로 이루어지며, 3개의 탭 가지들(73, 74, 75)은 평행하게 배치된다. 단자 접합부(78)의 아래에는 단자 접합부(78)의 측단보다 더 외측으로 돌출된 제1 분지부(71)이 형성되는 바, 제1 분지부(71)은 단자 접합부(78)에서 케이스(34)의 바닥을 향하여 절곡되어 형성된다.

제1 분지부(71)의 한쪽 측단에는 제1 탭 가지(73)가 절곡 형성된다. 제1 탭 가지(73)는 제1 분지부(71)의 측단에서 직각으로 절곡되며, 전극 조립체(10)의 넓은 전면과 평행하도록 형성된다.

제1 분지부(71)의 아래에는 케이스의 바닥을 향하여 아래로 이어진 연결판(72)이 형성되고, 연결판(72)의 아래에는 연결판(72)의 측단보다 외측으로 더 돌출된 제2 분지부(76)가 형성된다. 제2 분지부(76)의 양쪽 측단에는 제2 탭 가지(74)와 제3 탭 가지 (75)가 형성된다. 제2 탭 가지 (74)와 제3 탭 가지 (75)는 제2 분지부(76)에서 전극 조립체는 넓은 전면과 평행하도록 직각으로 절곡되며, 제2 분지부(76)에서 전극 조립체(10)의 하단을 향하여 이어져 형성된다.

전극 조립체(10)는 3개가 서로 겹쳐겨 배치되며, 양극 무지부들(11a) 사이에는 이격된 공간이 형성되며, 3개의 전극 조립체(10)가 중첩 배치되므로 2개의 이격된 공간이 형성된다. 일측의 이격된 공간으로 제1 탭 가지(73)와 제2 탭 가지(74)가 삽입되며, 제3 탭 가지(75)는 외측에 배치된 전극 조립체(10)의 양극 무지부(11a)의 외측면에 접합된다.

이때, 제2 부분(62′)은 제2 부분(62′)의 너비 방향의 양 끝 단이 상기 제2 부분(62′)과 대향하는 3개의 평행하게 적층된 전극 조립체들(10) 중 최외곽에 위치하는 전극 조립체(10)와의 대향면의 중앙(C1, C2)과 상기 케이스(34)의 내측면 사이에 위치할 수 있는 너비를 가진다.

여기서, 제2 부분(62′)은 제2 부분(62′)의 너비 방향의 양 끝 단이 3개의 평행하게 적층된 전극 조립체들(10) 중 최외곽 전극 조립체(10)의 측면부(10a, 10′a)와 곡면부(10b, 10′b)의 중앙(C1, C2)사이에 위치할 수 있는 제2 너비(L2′)를 가진다. 또한, 제2 너비(L2′)는 캡 플레이트(30)의 너비와 같은 너비일 수도 있다.

또한, 제2 부분(62′)의 제2 너비(L2′)는 제1 부분(61)의 제1 너비(L1′)(미도시)보다 더 크게 형성될 수 있다

전극 조립체(10)와 대향하는 제2 부분(62′)의 대향면의 모서리는 경사진 면을 포함한다.(미도시) 이때, 제2 부분(62′)의 대향면의 모서리의 경사진 면은 둥글게 경사진 면을 포함할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지의 부분 분해 사시도이고, 도 8은 도 7에서 VIII-VIII선을 따라 잘라본 단면도이다.

도 7 및 도 8을 참고하여 설명하면, 본 실시예에 의한 이차 전지(102)는 하부 절연부재(160)를 제외하고는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지(100)와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 설명은 생략한다. 또한 본 발명에 따른 하부 절연부재(160)의 너비(L3, L4)는 제 1 실시예에서 설명한 너비(L1, L2)와 동일하므로 이에 대한 설명도 생략한다.

도 7 및 8을 참고하여 하부 절연부재(160)을 설명하면, 하부 절연부재(160)는 제1 전극 단자(21)에 고정되고 캡 플레이트(30)면에 평행한 방향으로 제3 너비(L3)를 가지는 제1 부분(161)을 포함한다. 또한, 제1 부분(161)에서 연장되어 형성되고 캡 플레이트(30)와 평행한 방향으로 제4 너비(L4)를 가지는 제2 부분(162)을 포함한다.

또한, 도 7에서 볼 때 오른 쪽에 형성된 단자 홀(161b)과 단자 플랜지(21a)가 고정되는 플랜지 홈(161c) 및 제1 전극 집전부재(50)가 삽입되는 접합 홈(161a)을 포함한다.

또한, 캡 플레이트(30)와 대향하는 제1 부분(161) 및 제 2 부분의 의 대향면에는 하부 절연부재(60)의 회전을 방지하는 제1 고정돌기(161d) 및 제2 고정돌기(162b)가 형성되어, 캡 플레이트(30)에 형성된 고정 홈에 결합된다.

도 7 및 도 8을 다시 참조하여 설명하면, 전극 조립체(10)와 대향하는 제2 부분(162)의 대향면의 모서리는 경사진 면을 포함한다. 이때, 제2 부분(162)의 대향면의 모서리의 경사진 면은 평평하게 경사진 면(162a)을 포함할 수 있다.

이렇게 형성된 제2 부분(162)은 이차 전지(102)의 내구성 측정을 위한 시험(일례로 낙하 테스트) 또는 방전과 충전을 반복하는 전극 조립체(10)가 내부에서 발생하는 가스에 의하여 팽창할 때, 평행하게 적층된 복수의 전극 조립체들(10)과 모두 접촉하게 된다. 따라서, 각각의 전극 조립체(10)에 가해지는 응력을 줄여 전극 조립체(10)의 변형을 최소화할 수 있고, 제2 부분(162)의 평평하게 경사진 면에 전극 조립체(10)가 접촉하여도 전극 조립체(10)가 파손되지 않는 것이 가능하게 된다.

결국, 제2 부분(162)은 캡 플레이트(30)와 전극 조립체(10)의 사이에 전류가 흐르는 것을 차단하는 절연기능과 함께 제2 부분(162)과 대응하는 부분의 전극 조립체(10)에 가해지는 외부의 충격을 흡수하여 전극 조립체(10)의 변형을 방지하는 역할도 한다.

상기에서는 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.

100, 101, 102: 이차 전지 10: 전극 조립체
11: 제1 전극 12: 제2 전극
13: 세퍼레이터 21: 제1 전극 단자
22: 제2 전극 단자 34: 케이스
30: 캡 플레이트 50: 제1 전극 집전부재
60: 하부 절연부재 61: 제1 부분
62: 제2 부분

Claims

복수의 전극 조립체들;
개구를 가지며, 상기 전극 조립체들이 내장되는 케이스;
상기 개구에 결합되어 상기 케이스를 밀폐하는 캡 조립체;
상기 전극 조립체들과 전기적으로 연결되어 형성되는 하나 이상의 전극 단자; 및
상기 전극 단자와 연결되어 상기 케이스 내에 설치되는 하부 절연부재를 포함하며,
상기 하부 절연부재는,
상기 전극 단자에 고정되고 제1 너비를 가지는 제1 부분과, 상기 제1 부분의 일단에서 연장되어 형성되고, 제2 너비를 가지는 제2 부분을 포함하고,
상기 제2 부분의 너비 방향의 끝 단이, 상기 제2 부분과 대향하는 상기 전극 조립체들 중 최외곽에 위치하는 전극 조립체의 대향면의 중앙과 상기 케이스의 내측면 사이에 위치하는 이차 전지.
제 1 항에 있어서,
상기 하부 절연부재의 제2 부분과 대향하는 상기 전극 조립체의 대향면은 곡면부를 포함하는 이차 전지.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 너비는,
상기 캡 플레이트의 너비와 같은 이차 전지.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 너비는 상기 제1 너비보다 더 큰 이차 전지.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 부분은,
상기 제2 부분의 상기 전극 조립체와 대향하는 모서리는 경사진 면을 포함하는 이차 전지.
제 5 항에 있어서,상기 제2 부분의 모서리의 경사진 면은 둥글게 경사진 면인 이차 전지.
제 5 항에 있어서,
상기 제2 부분의 모서리의 경사진 면은 평평하게 경사진 면인 이차 전지.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 부분의 캡 조립체와 대향하는 대향면에 형성된 제1 고정돌기와;
상기 제2 부분의 캡 조립체와 대향하는 대향면에 형성된 제2 고정돌기를 더 포함하는 이차 전지.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하부 절연부재와 대응하는 전극 조립체의 외부를 감싸는 보호부재를 더 포함하는 이차 전지.
제 9 항에 있어서,
상기 보호부재는,
상기 전극 조립체의 외부를 감싸는 테잎인 이차 전지.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하부 절연부재는 탄성소재로 이루어진 이차 전지.