KR20120052185A - 이차 전지 - Google Patents

이차 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20120052185A
KR20120052185A KR1020110119137A KR20110119137A KR20120052185A KR 20120052185 A KR20120052185 A KR 20120052185A KR 1020110119137 A KR1020110119137 A KR 1020110119137A KR 20110119137 A KR20110119137 A KR 20110119137A KR 20120052185 A KR20120052185 A KR 20120052185A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode terminal
current collector
cap plate
gasket
region
Prior art date
Application number
KR1020110119137A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101285944B1 (ko
Inventor
김덕중
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
Publication of KR20120052185A publication Critical patent/KR20120052185A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101285944B1 publication Critical patent/KR101285944B1/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
    • H01M50/10—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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/538—Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
    • 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
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • 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
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
    • H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
    • H01M50/176—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells 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
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • 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
    • 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
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/536—Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)

Abstract

본 발명에서는 집전체와 캡 플레이트의 체결력을 향상하여 누설 전류를 줄일 수 있는 이차 전지가 개시된다.
일 예로, 이차 전지는 케이스, 상기 케이스에 삽입된 전극 조립체, 상기 전극 조립체의 무지부에 연결된 집전체에 전극 단자, 상기 전극 단자의 상부에 형성된 가스켓, 상기 하면에 형성된 돌출부가 상기 가스켓을 관통하여 집전체까지 연장되도록 형성된 캡 플레이트를 포함하는 이차 전지가 개시된다.

Description

이차 전지{Secondary Battery}
본 발명은 이차 전지에 관한 것이다.
통상적으로, 이차 전지(secondary battery)는 충전 및 방전이 가능한 전지를 의미한다. 이러한 이차 전지는 소형의 경우 휴대 전화, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고, 대형의 경우 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차의 모터를 구동하기 위해 사용되고 있다.
본 발명은 집전체와 캡 플레이트의 체결력을 향상하여 누설 전류를 줄일 수 있는 이차 전지를 제공한다.
본 발명에 따른 이차 전지는 관통하는 개구와 제 1 면으로부터 연장된 적어도 하나의 제 1 돌기를 갖는 캡 플레이트; 상기 캡 플레이트 내에서 상기 개구를 통해 연장된 전극 단자; 상기 전극 단자로부터 연장된 집전체; 상기 전극 단자와 상기 캡 플레이트의 제 1 면의 사이에 형성되는 가스켓을 포함하고, 상기 제 1 돌기는 상기 가스켓과 집전체를 관통할 수 있다.
여기서, 상기 전극 단자와 집전체는 별도의 구성이고, 상기 전극 단자와 집전체는 그 계면에서 전기적으로 연결될 수 있다.
그리고 상기 집전체는 관통하는 개구를 포함하고, 상기 가스켓 및 제 1 돌기 각각은 상기 집전체 내에서 상기 개구 내로 연장되고, 상기 제 1 돌기의 단부는 상기 가스켓의 돌기에 대하여 연장되어 상기 전극 단자는 상기 집전체 및 캡 플레이트의 사이에 고정될 수 있다.
또한, 상기 제 1 돌기는 상기 집전체 내의 개구를 통해 연장될 수 있다.
또한, 상기 전극 단자는 상기 집전체와 결합될 수 있다.
또한, 상기 전극 단자는 상기 집전체와 용접될 수 있다.
또한, 상기 전극 단자는 상기 캡 플레이트와 전기적으로 독립될 수 있다.
또한, 상기 집전체는 슬릿을 포함하고, 상기 가스켓 및 제 1 돌기는 상기 슬릿 내로 각각 연장될 수 있다.
또한, 상기 제 1 돌기의 단부는 확장되어 상기 집전체에 대하여 상기 슬릿 내로 연장되는 상기 가스켓의 영역을 가압할 수 있다.
또한, 상기 제 1 돌기는 상기 슬릿을 통해 연장될 수 있다.
또한, 상기 슬릿은 호 형상을 갖고, 상기 슬릿 내로 연장된 상기 가스켓의 영역은 상기 슬릿을 채우도록 상기 호 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 전극 단자는 상기 상대적으로 넓은 영역을 갖고, 상기 상대적으로 넓은 영역은 상기 전극 단자의 연장되는 방향에 대해 나란하게 상기 가스켓의 면을 따라 연장되고, 상기 가스켓은 상기 전극 단자의 상기 상대적으로 넓은 영역과 상기 캡 플레이트의 상기 제 1 면의 사이에 압착될 수 있다.
또한, 상기 캡 플레이트의 상기 제 1 면에 반대되는 제 2 면에 상기 전극 단자상에 너트와 와셔를 더 포함하고, 상기 너트는 상기 전극 단자상에 나사산 체결되어 상기, 상기 가스켓은 상기 전극 단자의 상대적으로 넓은 영역과 상기 너트의 사이에 형성될 수 있다.
또한, 상기 캡 플레이트의 제 1 면에 반대되는 제 2 면에 상기 전극 단자상에 너트 및 와셔를 더 포함하고, 상기 와셔는 상기 캡 플레이트의 제 2 면에 접촉하고, 상기 와셔는 전기적 절연체일 수 있다.
또한, 상기 전극 단자는 상기 캡 플레이트와 전기적으로 독립될 수 있다.
또한, 상기 가스켓은 상기 전극 단자의 일면 및 상기 캡 플레이트에서 개구의 내측 주변의 사이에 형성되고, 상기 캡 플레이트의 제 1 면과 집전체의 사이에 형성될 수 있다.
또한, 상기 가스켓과 집전체의 사이에 형성된 절연체를 더 포함하고, 상기 절연체는 상기 슬릿을 감쌀 수 있다.
또한, 상기 돌기는 상기 집전체와 직접적으로 접촉하지 않을 수 있다.
본 발명에 의한 이차 전지는 캡 플레이트의 하면에 돌출부를 구비하여 집전체에 체결되도록 함으로써, 캡 플레이트가 집전체에 안정적으로 체결되도록 하여 기계적인 강도를 확보할 수 있다.
본 발명에 따른 이차 전지는 돌출부의 하부에 리벳부를 형성하여 체결력을 보다 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 이차 전지는 캡 플레이트의 돌출부와 집전체의 사이에 가스켓을 형성하여, 상호간에 전기적으로 독립되도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 단면도이다.
도 3은 도 2의 A 부분 확대도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 집전체, 전극 단자, 가스켓 및 캡 플레이트의 결합을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지를 제조하는 방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 분해 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 단면도이다. 도 3은 도 2의 A 부분 확대도이다. 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 집전체, 전극 단자, 가스켓 및 캡 플레이트의 결합을 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)는 케이스(110), 전극 조립체(120), 집전체(130), 전극 단자(140), 절연체(150), 가스켓(160), 캡 플레이트(170), 너트(190)를 포함한다. 또한, 상기 캡 플레이트(170)와 너트(190)의 사이에는 와셔(180)가 더 형성될 수 있다.
상기 케이스(110)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 형성되며, 상기 전극 조립체(120) 및 집전체(130, 140)가 삽입 안착될 수 있는 개구부가 형성된 대략 육면체 형상으로 이루어진다. 상기 개구부는 상기 케이스(110)의 상부를 향해 개방되어 있다.
상기 전극 조립체(120)는 얇은 판형 또는 박형으로 형성된 제 1 전극판(121), 제 2 전극판(122), 제 1 전극판(121)과 제 2 전극판(122)의 사이에 위치한 세퍼레이터(123)의 적층체를 권취하거나 겹쳐서 형성한다. 예를 들어 제 1 전극판(121)은 양극, 제 2 전극판(122)은 음극을 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 전극판(121)은 알루미늄과 같은 금속 포일로 형성된 제 1 전극 집전체에 전이금속산화물 등의 제 1 전극 활물질을 도포함으로써 형성되며, 상기 제 2 전극판(112)은 니켈 또는 구리와 같은 금속 포일로 형성된 제 2 전극 집전체에 흑연 또는 탄소 등의 제 2 전극 활물질을 도포함으로써 형성된다. 물론, 상기 제 1 전극판(121)과 제 2 전극판(122)이 서로 극성을 교환하여 배치될 수 있음은 물론이다.
상기 세퍼레이터(123)는 제 1 전극판(121)과 제 2 전극판(122) 사이에 위치되어 전기적 단락을 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 한다. 상기 세퍼레이터(123)는 폴리에틸렌, 폴리 프로필렌 또는, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 복합 필름으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제 1 전극판(121)과 제 2 전극판(122)의 영역 중에서 상기 제 1 전극 활물질 및 제 2 전극 활물질이 형성되지 않은 영역은 한 쌍의 무지부(124)를 구성한다. 상기 제 1 전극판(121) 및 제 2 전극판(122)에 형성된 무지부(124)는 각각 상기 집전체(130)와 연결되어 전류 경로를 형성한다.
상기 집전체(130)는 상기 무지부(124)와 각각 연결된다. 상기 집전체(130)는 한 쌍으로 구성되어 상기 무지부(124)에 각각 연결된다. 상기 집전체(130)는 상기 무지부(124)와 연결되는 제 1 영역(131), 상기 제 1 영역(131)으로부터 절곡된 제 2 영역(132)을 포함하여 이루어진다.
상기 제 1 영역(131)은 상기 무지부(124)의 길이 방향인 제 1 방향을 따라 형성된다. 상기 제 1 영역(131)은 상기 무지부(124)의 측면에서 압착된 상태에서 결합된다. 상기 제 1 영역(131)은 일반적인 방법인 용접을 통해 상기 무지부(124)와 결합될 수 있다.
상기 제 2 영역(132)은 상기 제 1 영역(131)로부터 연장되어 형성된다. 상기 제 2 영역(132)은 상기 제 1 방향과 대략 수직한 방향인 제 2 방향을 따라 형성된다. 상기 제 2 영역(132)은 상기 제 1 방향을 통해 상기 제 2 영역(132)을 관통하는 슬릿(132a)을 구비한다. 상기 슬릿(132a)은 예를 들어, 곡면의 호를 형성하여 대칭된 두 개의 슬릿 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 슬릿(132a)은 상기 전극 단자(140) 및 가스켓(160)에 의해 관통되어, 상기 제 2 영역(132)이 상기 전극 단자(140) 및 가스켓(160)과 체결되도록 한다.
상기 전극 단자(140)는 상기 집전체(130)의 상부에 결합된다. 상기 전극 단자(140)는 상기 집전체(130)의 제 2 영역(132)의 상면에 제 1 방향에서 결합된다. 즉, 상기 전극 단자(140)는 상기 제 2 영역(132)에 대략 수직하게 형성된다. 상기 전극 단자(140)는 상기 집전체(130)와 별도의 구성으로 형성될 수 있고, 캡 플레이트(170)와 집전체(130)의 제 2 영역(132)의 사이에 적용된 압력으로 형성될 수 있으며, 상기 집전체(130)에 용접을 통해 일체로 결합될 수도 있다.
상기 전극 단자(140)는 상기 집전체(130)의 제 2 영역(132)에 접하는 제 1 영역(141), 상기 제 1 영역(173)에 연결된 제 2 영역(142), 상기 제 2 영역(142)에 접하여 상기 캡 플레이트(170)의 상부로 돌출하는 제 3 영역(143)을 포함한다.
상기 제 1 영역(141)은 상기 집전체(130)의 제 2 영역(132)의 상부에 형성된다. 상기 제 1 영역(141)은 상기 집전체(130)의 제 2 영역(132) 중에서 슬릿(132a)이 형성되지 않은 영역에 결합된다. 예를 들어, 상기 집전체(130)는 상기 슬릿(132a)의 사이에 형성된 영역에 결합될 수 있다. 상기 제 1 영역(141)은 상기 집전체(130)의 제 2 영역(132)과 접촉을 통해 기계적 및 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 가스켓(160) 및 캡 플레이트(170)가 상기 제 1 영역(141)의 상부를 누른 상태에서 상기 집전체(130)와 기계적으로 체결된다. 따라서, 상기 제 1 영역(141)이 상기 집전체(130)와 캡 플레이트(170)의 사이에 위치하여, 상기 전극 단자(140)가 위치를 고정할 수 있다.
상기 제 2 영역(142)은 상기 제 1 영역(141)에 대략 수직한 제 1 방향, 예를 들어 상기 전극 단자(140)의 플랜지의 연장되는 방향에 수직한 방향으로 돌출되어 형성된다. 상기 제 2 영역(142)은 상기 제 1 영역(141)과 제 3 영역(143)의 사이를 연결하여 전류 경로를 형성하고, 상기 제 3 영역(143)이 상기 캡 플레이트(170)의 상부로 형성될 수 있도록 지지한다. 상기 제 2 영역(142)은 대략 상기 가스켓(160) 및 캡 플레이트(170)의 두께에 대응되는 높이로 형성된다. 또한, 상기 제 2 영역(142)은 상기 제 1 영역(141)보다 작은 단면적으로 갖도록 형성된다. 따라서, 상기 캡 플레이트(170)가 상기 제 2 영역(142)의 상부에서 제 1 방향을 따라 결합되는 경우, 상기 제 1 영역(141)을 누르면서 결합될 수 있다. 따라서, 상기 전극 단자(140)는 상기 집전체(130)와 별도의 구성인 경우라도, 상기 캡 플레이트(170)의 결합력에 의해 상기 집전체(130)와 전기적 물리적으로 공고하게 체결될 수 있다.
상기 제 3 영역(143)은 상기 제 2 영역(142)에 대략 수직한 제 1 방향으로 돌출되어 형성된다. 상기 제 3 영역(143)은 상기 캡 플레이트(170)의 상부로 돌출되며, 그 둘레에 나사산을 구비한다. 상기 제 3 영역(143)은 상기 나사산에 결합된 와셔(180) 및 볼트(190)와 체결되며, 상기 제 1 영역(141)과 볼트(190) 사이에 상기 캡 플레이트(170)를 압착하여, 높은 체결력을 제공할 수 있다.
상기 절연체(150)는 상기 집전체(130)의 상부에 형성된다. 상기 절연체(150)는 내부에 링 형상의 홀(150a)을 구비하여 상기 전극 단자(140)의 제 1 영역(141)의 주변 영역을 따라 형성된다. 상기 홀(150a)은 도 3에 도시된 것처럼, 내부 가장자리의 크기가 슬릿(132a)의 외부 가장자리에 대응될 수 있다. 상기 절연체(150)는 상기 가스켓(160)의 밀봉 효과를 향상시키고, 상기 집전체(130)가 상기 캡 플레이트(170)와 닿는 것을 방지하여 상기 캡 플레이트(170)를 상기 집전체(130)와 전기적으로 독립시킨다.
상기 가스켓(160)은 상기 전극 단자(140) 및 절연체(150)의 상부에서 제 1 방향을 통해 결합된다. 상기 가스켓(160)은 상기 전극 단자(140)의 제 1 영역(141)을 압착하면서 결합된다. 또한, 상기 가스켓(160)은 상기 캡 플레이트(170)에 하부로부터 결합되어 상기 캡 플레이트(170)를 밀봉한다. 따라서, 상기 가스켓(160)은 상기 케이스(110) 내부의 전해액이 누출되는 것을 방지한다.
상기 가스켓(160)은 상기 캡 플레이트(170)에 의해 관통되는데 상기 캡 플레이트(170)가 상기 집전체(130) 및 전극 단자(140)와 닿는 것을 방지하여 상기 캡 플레이트(170)가 전기적으로 독립될 수 있도록 한다.
상기 가스켓(160)은 상기 전극 단자(140)의 제 1 영역(141)의 상부에 형성되는 제 1 영역(161), 상기 제 1 영역(161)로부터 상부로 돌출되어 상기 캡 플레이트(170)에 체결되는 제 2 영역(161), 상기 제 1 영역(161)으로부터 하부로 돌출되어 상기 집전체(130)에 결합되는 제 3 영역(163)을 포함한다.
상기 제 1 영역(161)은 상기 전극 단자(140)의 제 1 영역(141)을 상부에서 압착하여 형성된다. 또한, 상기 제 1 영역(161)은 상기 절연체(150)의 상부 일부에까지 연장되어, 상기 절연체(150)를 상부에서 압착한다. 따라서, 상기 제 1 영역(161)은 상기 절연체(160)와의 틈새를 메꾸어 전해액이 누출되지 않도록 한다. 또한, 상기 제 1 영역(161)은 상기 전극 단자(140)를 상기 캡 플레이트(170)와 전기적으로 독립시킨다.
상기 제 2 영역(162)은 상기 제 1 영역(161)으로부터 상부로 돌출되어 형성된다. 상기 제 2 영역(162)은 상기 캡 플레이트(170)의 내부를 관통하여 형성된다. 상기 제 2 영역(162)은 내부에 상부 관통홀(162a)을 구비하며, 상기 상부 관통홀(162a)을 통해 상기 전극 단자(140)의 제 2 영역(142)이 돌출된다. 상기 제 2 영역(162)은 상기 제 1 영역(161)과 함께, 상기 전극 단자(140)를 상기 캡 플레이트(170)와 전기적으로 독립시킨다.
상기 제 3 영역(163)은 상기 제 1 영역(161)으로부터 하부로 돌출되어 형성된다. 상기 제 3 영역(163)은 상기 전극 단자(140)의 제 1 영역(141)과 절연체(150)의 사이를 관통하며, 상기 집전체(130)의 제 2 영역(132)의 하부로 더 돌출된다. 상기 제 2 영역(162)은 내부에 하부 관통홀(163a)을 구비한다. 그리고 상기 캡 플레이트(170)의 일부 영역이 상기 하부 관통홀(163a)을 관통하여 상기 집전체(130)의 하부로 돌출될 수 있다. 따라서, 상기 캡 플레이트(170)는 상기 집전체(130)와 기계적으로 연결되어, 상기 전극 단자(140)의 체결력을 향상시킬 수 있다.
상기 캡 플레이트(170)는 상기 케이스(110)의 상부에 형성되어, 상기 케이스(110)를 밀봉한다. 상기 캡 플레이트(170)는 상기 케이스(110)의 개구부의 가장자리를 따라 용접을 통해 결합될 수 있다.
상기 캡 플레이트(170)는 상기 전극 단자(140)가 위치한 영역에 단자홀(171)을 구비한다. 상기 단자홀(171)의 내벽은 상기 가스켓(160)의 제 2 영역(162)에 의해 감싸지고, 상기 제 2 영역(162)의 상부 관통홀(162a)을 통해 상기 전극 단자(140)가 돌출된다. 따라서, 상기 캡 플레이트(170)는 상기 전극 단자(140)와 전기적으로 독립될 수 있다.
상술한 것처럼, 상기 캡 플레이트(170)는 하부 관통홀(163a)을 통과할 수 있고, 상기 집전체(130)의 하부 영역의 외부로 돌출될 수 있다. 이에 관해, 상기 캡 플레이트(170)는 상기 단자홀(171)의 가장 자리 부근에 하부로 돌출되는 돌출부(172)를 구비한다. 상기 캡 플레이트(170)는 상기 돌출부(172)를 통해 상기 집전체(130)에 결합된다. 이 경우, 상기 돌출부(172)는 상기 가스켓(160)의 제 3 영역(163)의 하부 관통홀(163a)을 관통한다. 따라서, 상기 돌출부(172)의 측부는 상기 가스켓(160)의 제 3 영역(163)에 의해 감싸지게 되므로, 상기 돌출부(172)는 상기 집전체(130)와 절연 상태를 유지할 수 있다. 결국, 상기 캡 플레이트(170)는 상기 돌출부(172)를 통해 상기 집전체(130)와 기계적으로 연결되고, 전기적으로는 절연된 상태를 유지할 수 있다.
또한, 상기 캡 플레이트(170)는 상기 돌출부(172)의 하면에 리벳부(173)를 구비할 수 있다. 상기 리벳부(173)는 상기 돌출부(172)의 하면을 리벳팅함으로써 형성된다. 상기 리벳부(173)는 상기 가스켓(160)의 제 3 영역(163)을 따라 형성된다. 상기 리벳부(173)는 상기 가스켓(160)을 고정하여, 상기 돌출부(172)가 상기 가스켓(160)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 물론 이 경우, 상기 리벳부(173)는 상기 가스켓(160)의 제 3 영역(163)에만 접하고, 상기 집전체(130)의 제 2 영역(132)에는 접하지 않도록 형성되어, 상기 캡 플레이트(170)가 상기 집전체(130)와 전기적으로 독립되도록 할 수 있다.
또한, 상기 캡 플레이트(170)는 상면에 안전 벤트(174) 및 전해액 주입 마개를 구비한다. 상기 안전 벤트(174)는 상기 캡 플레이트(170)에서 다른 영역에 비해 상대적으로 얇은 두께로 형성되기 때문에, 상기 케이스(110) 내부의 압력이 증가하는 경우 상기 안전 벤트(174)가 먼저 개방되어 안전성을 높일 수 있다. 또한, 상기 전해액 주입 마개(175)는 상기 케이스(110)에 전해액을 주입한 이후 주입구를 밀봉하게 된다.
상기 와셔(180)는 상기 캡 플레이트(170)의 상부에 형성되며, 상기 전극 단자(140)와 결합된다. 상기 와셔(180)는 상기 전극 단자(140)의 제 3 영역(143)에 형성되어, 이후 상기 너트(190)가 상기 전극 단자(140)의 제 3 영역(143)과 결합되는 경우, 진동으로 인해 상기 너트(190)가 분해되는 것을 방지한다. 상기 와셔(190)는 상기 캡 플레이트(170)가 상기 전극 단자(130)와 전기적으로 독립되는 경우, 절연 재질로 이루어질 수 있다.
상기 너트(190)는 상기 전극 단자(140)의 상부로부터 제 1 방향을 따라 결합된다. 상기 너트(190)는 내부에 나사산을 구비하여, 상기 전극 단자(140)의 제 3 영역(143)의 외주연에 형성된 나사산과 체결된다. 상기 너트(190)는 상기 전극 단자(140)와의 결합력을 통해, 상기 전극 단자(140) 및 이와 연결된 상기 집전체(130)가 상기 캡 플레이트(170)와 안정하게 결합되도록 한다.
상기와 같이 하여, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)는 캡 플레이트(170)의 하면에 돌출부(172)를 구비하여 집전체(130)에 체결되도록 함으로써, 캡 플레이트(170)가 집전체(130)에 안정적으로 체결되도록 할 수 있다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)는 돌출부(172)의 하부에 리벳부(173)를 형성하여 체결력을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)는 캡 플레이트(170)의 돌출부(172)와 집전체(130)의 사이에 가스켓(140)이 형성되도록 하여, 상호간에 전기적으로 독립되도록 할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 제조 방법을 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지를 제조하는 방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다. 도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)를 제조하는 방법은 전극 단자 결합 단계(S1), 절연체 결합 단계(S2), 가스켓 결합 단계(S3), 캡 플레이트 결합 단계(S4)를 포함한다. 또한, 상기 캡 플레이트 결합 단계의 이후에 리벳팅 단계(S5)를 더 포함할 수 있다. 이하에서는 도 5의 각 단계들을 도 5f를 이용하여 함께 설명하도록 한다.
도 5 및 도 6a를 참조하면, 상기 전극 단자 결합 단계(S1)는 집전체(130)에 전극 단자(140)를 결합하는 단계이다. 상기 전극 단자(140)는 상기 집전체(130)의 제 2 영역(132)에 형성된다. 다만, 상기 전극 단자(140)는 체결력을 높이기 위해서는 상기 제 2 영역(132)에 용접될 수도 있고, 경우에 따라서는 상기 전극 단자(140)가 집전체(130)와 일체로 형성되는 것도 가능하다.
도 5 및 도 6b를 참조하면, 상기 절연체 결합 단계(S2)는 상기 집전체(130)의 상부에 절연체(150)를 결합하는 단계이다. 상기 절연체(150)는 상기 전극 단자(140)의 외주연에 형성된다. 상기 절연체(150)는 내부에 링 형상의 홀(150a)을 구비하고, 이에 따라 상기 집전체(130)의 외주연에 형성될 수 있다.
도 5 및 도 6c를 참조하면, 상기 가스켓 결합 단계(S3)는 상기 전극 단자(140) 및 절연체(150)의 상부로부터 제 1 방향을 따라 가스켓을 결합하는 단계이다. 이 때, 상기 가스켓(160)은 제 2 영역(162)의 상부 관통홀(162a)이 상기 전극 단자(140)에 의해 관통되도록 하여 형성된다. 또한, 상기 가스켓(160)은 제 3 영역(163)이 상기 집전체(130)의 제 2 영역(132)에 형성된 관통홀(132a)을 관통하도록 형성된다. 또한, 상기 가스켓(160)은 상기 전극 단자(140) 및 절연체(150)를 상기 집전체(130)에 압착시키도록 결합된다.
도 5 및 도 6d를 참조하면, 상기 캡 플레이트 결합 단계(S4)는 상기 가스켓(160)의 상부로부터 제 1 방향을 따라 캡 플레이트(170)를 결합하는 단계이다. 상기 캡 플레이트(170)는 관통홀(171)이 상기 가스켓(160)의 제 2 영역(162)에 의해 관통되어 결합된다. 또한, 상기 캡 플레이트(170)는 상기 가스켓(160)의 제 1 영역(161)에 접하도록 형성된다. 그리고 이 때, 상기 캡 플레이트(170)에 형성된 돌출부(172)의 하부(172')는 상기 가스켓(160)의 하부 관통홀(162a)을 상기 관통하여 상기 집전체(130)보다 하부까지 돌출되어 형성된다.
도 5 및 도 6e를 참조하면, 상기 리벳팅 단계(S5)는 상기 캡 플레이트(170)의 돌출부(172)의 하부(172')를 하면으로부터 리벳팅하는 단계이다. 상기 돌출부(172)의 하부(172')는 리벳팅을 통해 리벳부(173)로 변형된다. 상기 리벳부(173)에 의해 상기 캡 플레이트(170)는 상기 가스켓(160)와 안정적으로 결합될 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 이차 전지 및 그 제조 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 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; 케이스
120; 전극 조립체 130; 집전체
132a; 관통홀 140; 전극 단자
150; 절연체 160; 가스켓
162a; 상부 관통홀 163a; 하부 관통홀
170; 캡 플레이트 172; 돌출부
173; 리벳부 180; 와셔
190; 너트

Claims (18)

  1. 관통하는 개구와 제 1 면으로부터 연장된 적어도 하나의 제 1 돌기를 갖는 캡 플레이트;
    상기 캡 플레이트 내에서 상기 개구를 통해 연장된 전극 단자;
    상기 전극 단자로부터 연장된 집전체; 및
    상기 전극 단자와 상기 캡 플레이트의 제 1 면의 사이에 형성되는 가스켓을 포함하고,
    상기 제 1 돌기는 상기 가스켓과 집전체를 관통하는 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 단자와 집전체는 별도의 구성이고, 상기 전극 단자와 집전체는 그 계면에서 전기적으로 연결된 전지.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 집전체는 관통하는 개구를 포함하고, 상기 가스켓 및 제 1 돌기 각각은 상기 집전체 내에서 상기 개구 내로 연장되고, 상기 제 1 돌기의 단부는 상기 가스켓의 돌기에 대하여 연장되어 상기 전극 단자는 상기 집전체 및 캡 플레이트의 사이에 고정된 전지.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 돌기는 상기 집전체 내의 개구를 통해 연장된 전지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 단자는 상기 집전체와 결합된 전지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 단자는 상기 집전체와 용접된 전지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 단자는 상기 캡 플레이트와 전기적으로 독립된 전지.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 집전체는 슬릿을 포함하고, 상기 가스켓 및 제 1 돌기는 상기 슬릿 내로 각각 연장된 전지.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 돌기의 단부는 확장되어 상기 집전체에 대하여 상기 슬릿 내로 연장되는 상기 가스켓의 영역을 가압하는 전지.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 돌기는 상기 슬릿을 통해 연장된 전지.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 슬릿은 호 형상을 갖고, 상기 슬릿 내로 연장된 상기 가스켓의 영역은 상기 슬릿을 채우도록 상기 호 형상에 대응되는 형상을 갖는 전지.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 단자는 상기 상대적으로 넓은 영역을 갖고, 상기 상대적으로 넓은 영역은 상기 전극 단자의 연장되는 방향에 대해 나란하게 상기 가스켓의 면을 따라 연장되고, 상기 가스켓은 상기 전극 단자의 상기 상대적으로 넓은 영역과 상기 캡 플레이트의 상기 제 1 면의 사이에 압착된 전지.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 캡 플레이트의 상기 제 1 면에 반대되는 제 2 면에 상기 전극 단자상에 너트와 와셔를 더 포함하고, 상기 너트는 상기 전극 단자상에 나사산 체결되어 상기, 상기 가스켓은 상기 전극 단자의 상대적으로 넓은 영역과 상기 너트의 사이에 형성된 전지.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡 플레이트의 제 1 면에 반대되는 제 2 면에 상기 전극 단자상에 너트 및 와셔를 더 포함하고, 상기 와셔는 상기 캡 플레이트의 제 2 면에 접촉하고, 상기 와셔는 전기적 절연체인 전지.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 전극 단자는 상기 캡 플레이트와 전기적으로 독립된 전지.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 가스켓은 상기 전극 단자의 일면 및 상기 캡 플레이트에서 개구의 내측 주변의 사이에 형성되고, 상기 캡 플레이트의 제 1 면과 집전체의 사이에 형성된 전지.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 가스켓과 집전체의 사이에 형성된 절연체를 더 포함하고, 상기 절연체는 상기 슬릿을 감싸는 전지.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 돌기는 상기 집전체와 직접적으로 접촉하지 않는 전지.
KR1020110119137A 2010-11-15 2011-11-15 이차 전지 KR101285944B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US41358910P 2010-11-15 2010-11-15
US61/413,589 2010-11-15
US13/271,508 2011-10-12
US13/271,508 US8951663B2 (en) 2010-11-15 2011-10-12 Secondary battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120052185A true KR20120052185A (ko) 2012-05-23
KR101285944B1 KR101285944B1 (ko) 2013-07-12

Family

ID=45092226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110119137A KR101285944B1 (ko) 2010-11-15 2011-11-15 이차 전지

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8951663B2 (ko)
EP (1) EP2453501A1 (ko)
JP (1) JP5385962B2 (ko)
KR (1) KR101285944B1 (ko)
CN (1) CN102468472A (ko)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6282794B2 (ja) * 2012-07-30 2018-02-21 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子及びその製造方法
DE102012217442A1 (de) * 2012-09-26 2014-03-27 Robert Bosch Gmbh Batteriezelle mit Anordnung zum einfachen Wechseln eines Gehäusepotentials
KR20140066336A (ko) * 2012-11-23 2014-06-02 주식회사 엘지화학 방청성 와셔 및 이를 포함하는 이차전지
JP5970079B2 (ja) * 2012-11-26 2016-08-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 角形二次電池
CN103199212B (zh) * 2013-03-28 2016-04-20 凯迈嘉华（洛阳）新能源有限公司 电极引出结构
US9337451B2 (en) 2013-07-30 2016-05-10 Johnson Controls Technology Company System and method for roller interconnection of battery cells
KR102251330B1 (ko) * 2014-11-19 2021-05-13 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102207903B1 (ko) * 2016-07-12 2021-01-25 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
US11233289B2 (en) 2016-08-01 2022-01-25 Cps Technology Holdings Llc Weldable aluminum terminal pads of an electrochemical cell
CN116845475A (zh) 2016-08-01 2023-10-03 Cps 科技控股有限公司 电池单元的过充保护组件
CN109564992B (zh) 2016-08-01 2022-07-08 Cps科技控股有限公司 具有偏压封装的棱柱形锂离子电池单元的过充电保护系统
KR20180064769A (ko) * 2016-12-06 2018-06-15 동아공업 주식회사 차량용 배터리 팩의 결합구조
DE102017203119A1 (de) 2017-02-27 2018-08-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrische Speicherzelle mit einem flachen Deckel
KR102425218B1 (ko) 2017-08-31 2022-07-26 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102580325B1 (ko) * 2019-03-07 2023-09-20 주식회사 경동나비엔 액체 품질 측정기용 전극단자 어셈블리 및 그를 포함하는 액체 품질 측정기
CN209766578U (zh) * 2019-05-13 2019-12-10 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池
JP7360833B2 (ja) * 2019-07-11 2023-10-13 エナジーウィズ株式会社 電池
KR20210038029A (ko) * 2019-09-30 2021-04-07 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
JP7310743B2 (ja) * 2020-07-20 2023-07-19 トヨタ自動車株式会社 電動駆動ユニット

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08153506A (ja) 1994-11-29 1996-06-11 Yuasa Corp 密閉形鉛蓄電池
JP2000090908A (ja) 1998-09-16 2000-03-31 Furukawa Battery Co Ltd:The 密閉型蓄電池
JP2000138055A (ja) 1998-11-02 2000-05-16 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質電池
JP2001143668A (ja) 1999-11-12 2001-05-25 Japan Storage Battery Co Ltd 密閉型蓄電池
JP2002289156A (ja) 2001-03-26 2002-10-04 Japan Storage Battery Co Ltd 蓄電池
JP4645001B2 (ja) 2001-07-11 2011-03-09 株式会社Ｇｓユアサ 電池
JP3891047B2 (ja) 2002-06-10 2007-03-07 松下電器産業株式会社 電池
JP4656802B2 (ja) 2002-07-29 2011-03-23 株式会社Ｇｓユアサ アルカリ蓄電池
JP2005183359A (ja) 2003-11-28 2005-07-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角形電池とその製造方法
KR100599732B1 (ko) 2004-09-21 2006-07-12 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
CN102361067B (zh) * 2007-01-12 2014-09-10 丰田自动车株式会社 蓄电池装置
JP2009087722A (ja) 2007-09-28 2009-04-23 Toshiba Corp 電池及び組電池
JP2009087613A (ja) 2007-09-28 2009-04-23 Sanyo Electric Co Ltd 角型電池
KR100976452B1 (ko) 2008-01-23 2010-08-17 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP5326127B2 (ja) 2008-05-16 2013-10-30 エリーパワー株式会社 電池モジュール
JP5396801B2 (ja) 2008-10-03 2014-01-22 株式会社Ｇｓユアサ 電池
JP4710954B2 (ja) 2008-10-14 2011-06-29 トヨタ自動車株式会社 端子部材および端子部材の製造方法
KR101147171B1 (ko) 2009-04-21 2012-05-25 에스비리모티브 주식회사 이차 전지
JP2011216402A (ja) 2010-04-01 2011-10-27 Hitachi Vehicle Energy Ltd 角形二次電池
KR101126839B1 (ko) * 2010-06-04 2012-03-23 에스비리모티브 주식회사 이차 전지

Also Published As

Publication number Publication date
US20120121971A1 (en) 2012-05-17
JP2012109241A (ja) 2012-06-07
KR101285944B1 (ko) 2013-07-12
US8951663B2 (en) 2015-02-10
EP2453501A1 (en) 2012-05-16
JP5385962B2 (ja) 2014-01-08
CN102468472A (zh) 2012-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101285944B1 (ko) 이차 전지
WO2020063584A1 (zh) 顶盖组件及其制造方法、顶盖板的制造方法和电池单体
JP5539910B2 (ja) 二次電池
JP4963609B2 (ja) 二次電池
US10535846B2 (en) Secondary battery
KR101211901B1 (ko) 이차 전지
US9136524B2 (en) Secondary battery
KR102177503B1 (ko) 이차 전지
KR101233573B1 (ko) 이차 전지
US8512895B2 (en) Secondary battery having an electrode terminal penetrating through and electrically insulated from a cap plate
KR102246736B1 (ko) 이차 전지
KR101264511B1 (ko) 이차 전지
KR20160134236A (ko) 이차 전지
KR101136219B1 (ko) 이차 전지 및 이의 제조 방법
KR20120099167A (ko) 이차 전지
CN102136561B (zh) 可再充电电池
JP2014071953A (ja) 密閉型電池
KR101211755B1 (ko) 이차 전지
KR101223517B1 (ko) 이차 전지
KR20120089900A (ko) 이차 전지
KR20110068454A (ko) 이차전지
US20230079718A1 (en) Cylindrical secondary battery
US20230253568A1 (en) Secondary battery
KR100670428B1 (ko) 이차전지
EP4191782A1 (en) Cylindrical secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
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: 20160617

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170621

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180628

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190626

Year of fee payment: 7