KR20120041877A - 이차 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보강 부재를 이용하여 단자 플레이트의 강도를 보강하여 집전 단자에 영향을 주지 않고 강한 토크로 너트를 단자 플레이트에 체결시킴으로써, 단자 플레이트와 버스바의 결합력을 높일 수 있는 이차 전지를 제공하는 것이다.
일례로, 전극 조립체; 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 단자; 및 상기 전극 조립체와 단자를 수용하는 케이스를 포함하며, 상기 단자는 상기 전극 조립체와 연결되는 집전판; 상기 집전판과 연결되며 상기 케이스의 외부로 돌출된 집전 단자; 상기 케이스의 외측에 배치되며, 일측에 집전 단자가 관통되게 형성된 단자 관통홀과 타측에 암나사산이 형성된 보강 부재용 홈을 포함하는 단자 플레이트; 및 상기 보강 부재용 홈의 내부에 배치되는 보강 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지가 개시된다.

Description

이차 전지{Rechargeable battery}
본 발명은 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(Rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 하나의 배터리 셀이 팩 형태로 포장된 저용량 전지의 경우 휴대폰 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 배터리 셀이 수십 개 연결된 대용량 전지의 경우 전기 스쿠터, 하이브리드 자동차, 전기 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형 및 각형을 들 수 있으며, 양, 음극판 사이에 절연체인 세퍼레이터(separator)를 개재하여 형성된 전극 조립체와 전해액을 함께 케이스에 수용하고, 케이스에 캡 플레이트를 설치하여 구성된다. 물론, 상기 전극 조립체에는 양극 단자 및 음극 단자가 연결되며, 이는 상기 캡 플레이트를 통하여 외부로 노출 및 돌출된다.
본 발명의 목적은 보강 부재를 이용하여 단자 플레이트의 강도를 보강하여 집전 단자에 영향을 주지 않고 강한 토크로 너트를 단자 플레이트에 체결시킴으로써, 단자 플레이트와 버스바의 결합력을 높일 수 있는 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 이차 전지는 전극 조립체; 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 단자; 및 상기 전극 조립체와 단자를 수용하는 케이스를 포함하며, 상기 단자는 상기 전극 조립체와 연결되는 집전판; 상기 집전판과 연결되며 상기 케이스의 외부로 돌출된 집전 단자; 상기 케이스의 외측에 배치되며, 일측에 집전 단자가 관통되게 형성된 단자 관통홀과 타측에 암나사산이 형성된 보강 부재용 홈을 포함하는 단자 플레이트; 및 상기 보강 부재용 홈의 내부에 배치되는 보강 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보강 부재는 스프링 형상의 코일일 수 있다.
상기 보강 부재는 헬리 코일일 수 있다.
상기 보강 부재는 중공을 가질 수 있다.
상기 집전 단자는 상기 단자 플레이트를 관통하여 리벳팅 된 것일 수 있다.
상기 단자 플레이트의 외측에 절연 리드가 더 결합될 수 있다.
상기 단자 플레이트는 상기 단자 관통홀과 보강 부재용 홈이 위치하는 단자 몸체부; 상기 단자 몸체부의 상부에 형성되며, 상기 집전 단자의 상부가 리벳팅되어 형성된 리벳부가 걸쳐져 고정되는 단자 고정홈; 및 상기 단자 몸체부의 하면에 형성되는 단자 회전 방지홈을 포함하며, 상기 단자 관통홀과 상기 보강 부재용 홈은 상기 단자 몸체부의 상면과 하면 사이에 형성될 수 있다. 또한, 상기 단자 플레이트는 상기 단자 몸체부의 하부 외측에 형성되는 단자 결합홈을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지는 상기 케이스를 밀봉하는 캡 플레이트를 포함하는 캡 조립체를 더 포함하며, 상기 집전 단자는 상기 캡 플레이트를 관통하도록 배치되고, 상기 단자 플레이트는 상기 캡 플레이트의 외측에 배치될 수 있다.
상기 캡 조립체는 상기 단자 플레이트와 상기 캡 플레이트 사이에 개재되는 상부 절연 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 상부 절연 부재는 상면와 하면에 형성되는 돌기를 더 포함할 수 있다.
상기 캡 플레이트는 상면에 형성되는 회전 방지홈을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지는 상기 단자 플레이트의 상부에 배치되는 버스바; 및 상기 버스바를 관통하여 상기 보강 부재에 체결되는 나사를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이차 전지는 암나사산을 갖는 보강 부재용 홈을 포함하는 단자 플레이트와, 보강 부재용 홈에 끼워지는 보강 부재를 구비함으로써, 단자 플레이트의 강도를 보강할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지는 집전 단자에 영향을 주지 않고 강한 토크로 너트를 단자 플레이트에 체결시킴으로써, 단자 플레이트와 버스바의 결합력을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 절취한 이차 전지를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 A 부분의 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지와 버스바의 결합 방법을 도시한 설명도이다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 절취한 이차 전지를 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 A 부분의 확대 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 전극 조립체(110), 제 1 단자(120), 제 2 단자(130), 케이스(140) 및 캡 조립체(150)를 포함한다.
상기 전극 조립체(110)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 제 1 전극판(111), 세퍼레이터(113), 제 2 전극판(112)의 적층체를 권취하거나 겹쳐서 형성한다. 여기서, 제 1 전극판(111)은 양극으로서 동작할 수 있으며, 제 2 전극판(112)은 음극으로서 동작할 수 있다. 물론, 그 반대도 가능하다.
상기 제 1 전극판(111)은 알루미늄과 같은 금속 포일로 형성된 제 1 전극 집전체에 전이금속산화물 등의 제 1 전극 활물질을 도포함으로써 형성되며, 제 1 활물질이 도포되지 않은 영역인 제 1 전극 무지부(111a)를 포함한다. 상기 제 1 전극 무지부(111a)는 제 1 전극판(111)과, 제 1 전극판 외부 간의 전류 흐름의 통로가 된다. 한편, 본 발명에서 상기 제 1 전극판(111)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 제 2 전극판(112)은 구리 또는 니켈과 같은 금속 포일로 형성된 제 2 전극 집전체에 흑연 또는 탄소 등의 제 2 전극 활물질을 도포함으로써 형성되며, 제 2 활물질이 도포되지 않는 영역인 제 2 전극 무지부(112a)를 포함한다. 상기 제 2 전극 무지부(112a)는 제 2 전극판(112)과, 제 2 전극판 외부 간의 전류 흐름의 통로가 된다. 한편, 본 발명에서 상기 제 2 전극판(112)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기와 같은 제 1 전극판(111) 및 제 2 전극판(112)은 극성을 달리하여 배치될 수 있다.
상기 세퍼레이터(113)는 제 1 전극판(111)과 제 2 전극판(112) 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 하며, 폴리에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 복합 필름으로 이루어질 수 있다. 한편, 본 발명에서 상기 세퍼레이터(113)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
이러한 전극 조립체(110)는 실질적으로 전해액과 함께 케이스(140)에 수납된다. 상기 전해액은 EC(ethylene carbonate), PC(propylene carbonate), DEC(diethyl carbonate), EMC(ethyl methyl carbonate), DMC(dimethyl carbonate)와 같은 유기 용매에 LiPF6, LiBF4와 같은 리튬염으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 전해액은 액체, 고체 또는 겔상일 수 있다.
상기와 같은 전극 조립체(110)의 양측 단부에는 제 1 전극판(111)과 제 2 전극판(112) 각각에 전기적으로 연결되는 제 1 단자(120) 및 제 2 단자(130)가 결합된다.
상기 제 1 단자(120)는 주로 금속 또는 그 등가물로 형성되며, 전극 조립체(110)의 제 1 전극판(111)과 전기적으로 연결된다. 상기 제 1 단자(120)는 제 1 집전판(121), 제 1 집전 단자(122), 제 1 단자 플레이트(123) 및 제 1 보강 부재(124)를 포함한다.
상기 제 1 집전판(121)은 전극 조립체(110)와 전기적으로 연결되며, 구체적으로 전극 조립체(110)의 일측 단부로 돌출된 제 1 전극 무지부(111a)와 접촉된다. 실질적으로, 상기 제 1 집전판(121)은 제 1 전극 무지부(111a)에 용접된다. 상기 제 1 집전판(121)은 대략 '┎' 형태로 형성되며, 상부에 형성되는 제 1 단자홀(121a)을 갖는다. 상기 제 1 단자홀(121a)에는 제 1 집전 단자(122)가 끼워져 결합된다. 이러한 제 1 집전판(121)은 알루미늄, 알루미늄 합금 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 재질로 제 1 집전판(121)을 한정하는 것은 아니다.
상기 제 1 집전 단자(122)는 캡 플레이트(151)를 관통하여 상부로 일정 길이 돌출 및 연장되며, 또한 캡 플레이트(151)의 하부에서 제 1 집전판(121)과 전기적으로 연결된다. 이러한 제 1 집전 단자(122)는 예를 들면 알루미늄, 알루미늄 합금 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 재질로 상기 제 1 집전 단자(122)를 한정하는 것은 아니다. 상기 제 1 집전 단자(122)는 구체적으로 제 1 집전 몸체부(122a), 제 1 집전 플랜지부(122b) 및 제 1 집전 고정부(122c)를 포함한다.
상기 제 1 집전 몸체부(122a)는 캡 플레이트(151)의 상부로 돌출되는 상부 기둥과, 상부 기둥의 하부에 연결되며 캡 플레이트(151)의 하부로 연장되는 하부 기둥으로 구분된다. 여기서, 상기 제 1 집전 몸체부(122a)는 원기둥 형상일 수 있지만, 이러한 형상으로 제 1 집전 몸체부(122a)를 한정하는 것은 아니다.
상기 제 1 집전 플랜지부(122b)는 제 1 집전 몸체부(122a)의 하부 기둥의 측부로부터 수평 방향으로 연장되게 형성된다. 이러한 제 1 집전 플랜지부(122b)는 제 1 집전 단자(122)가 캡 플레이트(151)로부터 빠지지 않도록 한다. 한편, 상기 제 1 집전 몸체부(122a)의 하부 기둥 중 제 1 집전 플랜지부(122b)의 하부에 연결된 부분은 제 1 집전판(121)의 제 1 단자홀(121a)에 끼워져 용접된다.
상기 제 1 집전 고정부(122c)는 제 1 집전 단자(122)의 상부 기둥의 끝단의 측부로부터 수평 방향으로 연장되게 형성된다. 이러한 제 1 집전 고정부(122c)는 제 1 집전 단자(122)를 제 1 단자 플레이트(123)에 고정되게 한다. 여기서, 상기 제 1 집전 고정부(122c)는 제 1 집전 단자(122)의 상부 기둥의 끝단을 리벳팅함으로써 형성될 수 있다.
상기 제 1 단자 플레이트(123)는 케이스(140)의 외측, 구체적으로 캡 플레이트(151)의 상부에 배치된다. 상기 제 1 단자 플레이트(123)는 일측에 제 1 집전 단자(122)의 상부 기둥이 관통되어 결합되고 타측에 제 1 보강 부재(124)가 관통되어 결합될 수 있도록 형성되며, 대략 사각 기둥 형상이다. 이러한 제 1 단자 플레이트(123)는 제 1 집전 단자(122)와 전기적 기계적으로 연결된다. 상기 제 1 단자 플레이트(123)는 스테인레스스틸, 구리, 구리 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성되며, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다. 한편, 상기 제 1 단자 플레이트(123)는 상부 절연 부재(155)에 의해 캡 플레이트(151)와 전기적으로 절연되는 것으로 도시되었으나, 캡 플레이트(151)와 동일한 극성을 가지면 상부 절연 부재(155) 없이 캡 플레이트(151)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제 1 단자 플레이트(123)는 구체적으로 제 1 단자 몸체부(123a), 제 1 단자 관통홀(123b), 제 1 단자 고정홈(123c), 제 1 보강 부재용 홈(123d), 제 1 단자 회전 방지홈(123e) 및 제 1 단자 결합홈(123f)을 포함한다.
상기 제 1 단자 몸체부(123a)는 상부 절연 부재(155)와 접촉하는 부분이며, 제 1 단자 플레이트(123)가 상부 절연 부재(155)에 안정적으로 안착되도록 베이스 역할을 한다.
상기 제 1 단자 관통홀(123b)은 제 1 단자 몸체부(123)의 일측에 상면에서 하면으로 형성되며, 제 1 집전 단자(122)의 상부 기둥이 통과하는 공간을 제공한다.
상기 제 1 단자 고정홈(123c)은 제 1 단자 몸체부(123a)의 상부에 제 1 단자홀(123e)의 직경보다 큰 직경을 가지도록 형성되며, 제 1 집전 고정부(122c)가 걸쳐져 고정되는 공간을 제공한다.
상기 제 1 보강 부재용 홈(123d)은 제 1 단자 몸체부(123)의 타측에 상면에서 하부 방향으로 형성되며, 제 1 보강 부재(124)가 끼워져 결합 되도록 한다. 여기서, 상기 제 1 보강 부재용 홈(123d)의 내벽에는 제 1 암나사산(fst)이 형성된다. 상기 제 1 암나사산(fst)은 보강 부재(124)가 제 1 보강 부재용 홈(123d)의 내부에 끼워질 때 가이드 하는 역할을 하며, 제 1 보강 부재(124)가 제 1 보강 부재용 홈(123d)의 내부에 물리적으로 결합되도록 하는 역할을 한다.
상기 제 1 단자 회전 방지홈(123e)은 제 1 단자 몸체부(123a)의 하면에 형성되며, 상부 절연 부재(155)의 상면에 형성된 제 2 돌기(155b)에 결합된다. 이러한 제 1 단자 회전 방지홈(123e)은 버스바(도 4의 210)를 제 1 단자 플레이트(123)에 결합시키기 위한 나사(도 4의 211)를 보강 부재(124)에 체결시 제 1 단자 플레이트(123)의 회전을 방지하는 역할을 한다.
상기 제 1 단자 결합홈(123f)은 단자 몸체부(123a)의 하부 외측, 구체적으로 제 1 단자 몸체부(123a)의 외측 가장 자리와 상부 절연 부재(155)가 접하는 부분에 형성되며, 절연 리드(157)의 돌기(157a)와 결합한다. 이러한 제 1 단자 결합홈(123f)은 절연 리드(157)가 제 1 단자 플레이트(123)에 결합되도록 한다.
상기 제 1 보강 부재(124)는 제 1 암나사산(fst1)을 따라 가이드 되어 제 1 보강 부재용 홈(123d)에 끼워져 배치된다. 이러한 제 1 보강 부재(124)는 제 1 단자 플레이트(123)의 강도를 보강하여, 강한 토크로 나사(도 4의 211)가 제 1 단자 플레이트(123)에 전기적 기계적으로 결합되게 할 수 있다. 여기서, 나사(도 4의 211)는 실질적으로 제 1 보강 부재(124)에 결합된다. 이를 위해, 상기 제 1 보강 부재(124)는 중공을 가지는 스프링 형상의 코일, 예를 들어 헬리 코일일 수 있다. 또한, 상기 제 1 보강 부재(124)는 강도 보강을 위해 금속 재질, 예를 들어, 구리, 구리 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 스레인레스스틸 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 재질로 제 1 보강 부재(124)를 한정하는 것은 아니다.
상기 제 2 단자(130)는 제 1 단자(120)와 마찬가지로 주로 금속 또는 그 등가물로 형성되며, 제 2 전극판(112)과 전기적으로 연결된다. 상기 제 2 단자(130)는 제 2 집전판(131), 제 2 집전 단자(132), 제 2 단자 플레이트(133) 및 제 2 보강 부재(134)를 포함한다.
상기 제 2 집전판(131)은 전극 조립체(110)의 타측 단부로 돌출된 제 2 전극 무지부(112a)와 접촉된다. 실질적으로, 상기 제 2 집전판(131)은 제 2 전극 무지부(112a)에 용접된다. 상기 제 2 집전판(131)은 대략 '┓' 형태로 형성되며, 상부에 형성되는 제 2 단자홀(131a)을 갖는다. 상기 제 2 단자홀(131a)에는 제 2 집전 단자(132)가 끼워져 결합된다. 이러한 제 2 집전판(131)은 예를 들면 구리, 구리 합금 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 재질로 제 2 집전판(131)을 한정하는 것은 아니다.
상기 제 2 집전 단자(132)는 캡 플레이트(151)를 관통하여 상부로 일정 길이 돌출 및 연장되며, 캡 플레이트(151)의 하부에서 제 2 집전판(131)과 전기적으로 연결된다. 이러한 제 2 집전 단자(132)는 예를 들면 구리, 구리 합금 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 재질로 상기 제 2 집전 단자(132)를 한정하는 것은 아니다. 상기 제 2 집전 단자(132)는 캡 플레이트(151)의 중심을 중심으로 제 1 집전 단자(122)와 대칭 형상을 가지므로, 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
상기 제 2 단자 플레이트(133)는 케이스(140)의 외측, 구체적으로 캡 플레이트(151)의 상부에 배치된다. 상기 제 2 단자 플레이트(133)는 일측에 제 2 집전 단자(132)의 상부 기둥이 관통되어 결합되고 타측에 제 2 보강 부재(134)가 관통되어 결합될 수 있도록 형성되며, 대략 사각 기둥 형상이다. 이러한 제 2 단자 플레이트(133)는 제 2 집전 단자(132)와 전기적 기계적으로 연결된다. 상기 제 2 단자 플레이트(133)는 구리, 구리 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 스테인레스스틸 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성되며, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다. 상기 제 2 단자 플레이트(133)는 캡 플레이트(151)의 중심을 중심으로 제 1 단자 플레이트(123)와 대칭 형상을 가지므로, 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
상기 제 2 보강 부재(134)는 제 2 암나사산(fst2)을 따라 가이드 되어 보강 부재용 홈에 끼워진다. 이러한 제 2 보강 부재(134)는 제 1 보강 부재(124)와 동일하므로, 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
상기 케이스(140)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 형성되며, 전극 조립체(110), 제 1 단자(120) 및 제 2 단자(130)가 삽입 안착될 수 있는 개구부가 형성된 대략 육면체 형상으로 이루어진다. 도 2에서는, 상기 케이스(140)와 캡 조립체(150)가 결합된 상태로 도시되고 있으므로 개구부가 도시되지 않았지만, 캡 조립체(150)의 둘레 부분이 실질적으로 개방된 부분이다. 한편, 상기 케이스(140)의 내면은 절연 처리되어, 전극 조립체(110), 제 1 단자(120), 제 2 단자(130) 및 캡 조립체(150)와 절연될 수 있다.
상기 캡 조립체(150)는 케이스(140)에 결합된다. 상기 캡 조립체(150)는 구체적으로 캡 플레이트(151), 시일 가스켓(sealing gasket)(152), 마개(153), 안전 벤트(154), 상부 절연 부재(155), 하부 절연 부재(156) 및 절연 리드(insulating lid)(157)를 포함한다.
상기 캡 플레이트(151)는 케이스(140)의 개구를 밀봉하며, 케이스(140)와 동일한 재질로 형성될 수 있다. 상기 캡 플레이트(151)는 전해액 주입구(151a)와 벤트홀(151b)을 가질 수 있다. 또한, 상기 캡 플레이트(151)는 상면에 형성되는 회전 방지홈(151c) 및 하면에 형성되는 결합홈(151d)을 가질 수 있다. 이러한 캡 플레이트(151)는 레이저 용접 방식으로 상기 케이스(140)에 결합될 수 있다. 여기서, 상기 캡 플레이트(151)는 제 1 전극판(111) 및 제 1 단자(120)와 동일한 극성을 가질 수 있으므로, 캡 플레이트(151) 및 케이스(140)는 동일한 극성을 가질 수 있다.
상기 시일 가스켓(152)은 절연성 재질로 제 1 집전 단자(122)와 제 2 집전 단자(132) 각각과 캡 플레이트(151)의 사이에 형성되어, 제 1 집전 단자(122)와 제 2 집전 단자(132) 각각과 캡 플레이트(151)의 사이를 밀봉시킨다. 이러한 시일 가스켓(152)은 외부의 수분이 이차 전지(100)의 내부에 침투하지 못하도록 하거나, 이차 전지(100)의 내부에 수용된 전해액이 외부로 유출되지 못하도록 한다.
상기 마개(153)는 캡 플레이트(151)의 전해액 주입구(151a)를 밀봉하며, 안전벤트(154)는 캡 플레이트(151)의 벤트홀(151b)에 설치되고 설정된 압력에서 개방될 수 있도록 형성된 노치(154a)를 포함한다.
상기 상부 절연 부재(155)는 제 1 단자 플레이트(123)와 제 2 단자 플레이트(133) 각각과 캡 플레이트(151)의 사이에 형성된다. 즉, 상기 상부 절연 부재(155)는 캡 플레이트(151)와 결합된다. 이를 위해, 상기 상부 절연 부재(155)는 하면에 형성되어 캡 플레이트(151)의 결합홈(151d)과 결합하는 제 1 돌기(155a)를 포함한다. 또한, 상기 상부 절연 부재(155)는 제 1 단자 플레이트(123)와 제 2 단자 플레이트(133) 각각과 결합한다. 이를 위해, 상기 상부 절연 부재(155)는 상면에 형성되어 제 1 단자 플레이트(123)의 제 1 단자 회전 방지홈(123e)과 제 2 단자 플레이트(133)의 제 2 단자 회전 방지홈과 결합하는 제 2 돌기(155b)를 포함한다. 또한, 상기 상부 절연 부재(155)는 시일 가스켓(152)과 밀착된다. 이러한 상부 절연 부재(152)는 제 1 단자 플레이트(123)와 제 2 단자 플레이트(133) 각각과 캡 플레이트(151)를 절연시킨다.
상기 하부 절연 부재(156)는 제 1 집전판(121) 및 제 2 집전판(131)의 각각과 캡 플레이트(151)의 사이에 형성되어, 불필요한 전기적 쇼트의 발생을 방지한다. 즉, 상기 하부 절연 부재(156)는 제 1 집전판(121)과 캡 플레이트(151) 사이의 전기적 쇼트 및 제 2 집전판(131)과 캡 플레이트(151) 사이의 전기적 쇼트의 발생을 방지한다. 더불어, 이러한 하부 절연 부재(156)는 제 1 집전 단자(122)와 제 2 집전 단자(132) 각각과 캡 플레이트(151)의 사이에도 형성됨으로써, 제 1 집전 단자(122)와 제 2 집전 단자(132) 각각과 상기 캡 플레이트(151) 사이의 불필요한 전기적 쇼트의 발생도 방지한다.
상기 절연 리드(157)는 제 1 단자 플레이트(123)의 제 1 단자 몸체부(123a)와 제 2 단자 플레이트(133)의 제 2 단자 몸체부의 외측면을 감싸도록 상부 절연 부재(155)의 상부에 형성된다. 이러한 절연 리드(157)는 절연성 재질로 형성되어, 제 1 단자 플레이트(123)와 제 2 단자 플레이트(133) 각각과 외부 장치 사이의 불필요한 전기적 쇼트의 발생을 방지한다. 여기서, 상기 절연 리드(157)는 하부 끝단에 형성되는 돌기(157a)를 포함하며, 돌기(157a)는 제 1 단자 플레이트(123)의 제 1 단자 결합홈(123f)과 제 2 단자 플레이트(133)의 제 2 단자 결합홈에 결합되어 제 1 단자 플레이트(123)와 제 2 단자 플레이트(133) 각각과 절연 리드(157)를 결합시킨다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 제 1, 2 암나사산(fst1, fst2)을 갖는 제 1, 2 보강 부재용 홈(123d, 133d)을 포함하는 제 1 및 제 2 단자 플레이트(123, 133)와, 제 1, 2 보강 부재용 홈(123d, 133d)에 끼워지는 제 1 및 제 2 보강 부재(124, 134)를 구비함으로써, 제 1 및 제 2 단자 플레이트(123, 133)의 강도를 보강할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 제 1 및 2 집전 단자(122, 132)에 영향을 주지 않고 강한 토크로 너트(도 4의 211)를 제 1 및 제 2 단자 플레이트(123, 133)에 체결시킴으로써, 제 1 및 제 2 단자 플레이트(123, 133)와 버스바(도 4의 210)의 결합력을 높일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지와 버스바의 결합 방법을 도시한 설명도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 다수의 이차 전지(100)는 도전성 버스바(210)에 의해 직렬 또는/및 병렬로 연결될 수 있다. 여기서, 상기 버스바(210)는 양측에 형성된 관통홀(210a)을 포함하며, 관통홀(210a)을 통과한 나사(211)가 보강 부재(124)에 체결됨으로써 이차 전지(100)에 구비된 제 1 단자 플레이트(123) 및 제 2 단자 플레이트(133)에 결합된다. 이때, 상기 버스바(210)는 보강 부재(124)에 의해 강도가 보강된 제 1 단자 플레이트(123) 또는 제 2 단자 플레이트(133)에 강한 토크로 나사(211)에 의해 결합될 수 있으며, 강하게 밀착될 수 있다.
이와 같이 하여, 제 1 및 제 2 집전 단자(122, 132)에 영향을 주지 않고 버스바(210)가 제 1 및 제 2 단자 플레이트(123, 133)에 나사(211)를 통하여 강하게 결합됨으로써, 버스바(210)와 제 1 및 제 2 단자 플레이트(123, 133) 사이의 결합력이 향상된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 이차 전지의 단자 및 그 제조 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기일 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.
100: 이차 전지 110: 전극 조립체
120: 제 1 단자 121: 제 1 집전판
122: 제 1 집전 단자 123: 제 1 단자 플레이트
124: 제 1 보강 부재 130: 제 2 단자
131: 제 2 집전판 132: 제 2 집전 단자
133: 제 2 단자 플레이트 134: 제 2 보강 부재
140: 케이스 150: 캡 조립체
151: 캡 플레이트 152: 시일 가스켓
153: 마개 154: 안전벤트
155: 상부 절연 부재 156: 하부 절연 부재
157: 절연 리드

Claims (13)

  1. 전극 조립체;
    상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 단자; 및
    상기 전극 조립체와 단자를 수용하는 케이스를 포함하며,
    상기 단자는
    상기 전극 조립체와 연결되는 집전판;
    상기 집전판과 연결되며 상기 케이스의 외부로 돌출된 집전 단자;
    상기 케이스의 외측에 배치되며, 일측에 집전 단자가 관통되게 형성된 단자 관통홀과 타측에 암나사산이 형성된 보강 부재용 홈을 포함하는 단자 플레이트; 및
    상기 보강 부재용 홈의 내부에 배치되는 보강 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강 부재는 스프링 형상의 코일인 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강 부재는 헬리 코일인 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강 부재는 중공을 가지는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 집전 단자는 상기 단자 플레이트를 관통하여 리벳팅 된 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 단자 플레이트의 외측에 절연 리드가 더 결합되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 단자 플레이트는
    상기 단자 관통홀과 보강 부재용 홈이 위치하는 단자 몸체부;
    상기 단자 몸체부의 상부에 형성되며, 상기 집전 단자의 상부가 리벳팅되어 형성된 리벳부가 걸쳐져 고정되는 단자 고정홈; 및
    상기 단자 몸체부의 하면에 형성되는 단자 회전 방지홈을 포함하며,
    상기 단자 관통홀과 상기 보강 부재용 홈은 상기 단자 몸체부의 상면과 하면 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 이차 전지.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 단자 플레이트는 상기 단자 몸체부의 하부 외측에 형성되는 단자 결합홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스를 밀봉하는 캡 플레이트를 포함하는 캡 조립체를 더 포함하며,
    상기 집전 단자는 상기 캡 플레이트를 관통하도록 배치되고, 상기 단자 플레이트는 상기 캡 플레이트의 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 캡 조립체는
    상기 단자 플레이트와 상기 캡 플레이트 사이에 개재되는 상부 절연 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 상부 절연 부재는 상면와 하면에 형성되는 돌기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 캡 플레이트는 상면에 형성되는 회전 방지홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 단자 플레이트의 상부에 배치되는 버스바; 및
    상기 버스바를 관통하여 상기 보강 부재에 체결되는 나사를 더 포함하는 이차 전지.
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