KR20130004041A - 이차전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 케이스에 수용되는 전극 조립체, 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 전극 조립체에 전기적으로 결합되고, 제1 리벳 플랜지 및 제2 리벳 플랜지를 포함하는 리벳 및 제1 리벳 플랜지와 결합되는 제1 가스켓 플랜지 및 제2 리벳 플랜지와 결합되는 제2 가스켓 플랜지를 포함하는 가스켓을 포함한다.

Description

이차전지{RECHARGEABLE BATTERY}
본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스켓 및 단자의 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 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 전지는 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원 또는 대용량 전력 저장 장치로 사용되고 있다.
최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 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.
다만, 이차 전지의 케이스 내부의 전해액이 전극 단자와 캡 플레이트 사이에 침투하여 전극 단자와 캡 플레이트의 전기적인 단락을 유발시키는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 이차 전지의 케이스 내부의 전해액이 케이스 외부로 유출되는 문제가 발생할 수 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일측면은 이차 전지의 케이스 내부의 전해액이 전극 단자와 캡 플레이트 사이에 침투하는 것을 방지하여, 전극 단자와 캡 플레이트의 전기적인 단락을 방지할 수 있는 이차 전지를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 일 측면은, 케이스 외부로 전해액의 유출을 방지할 수 있는 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 케이스에 수용되는 전극 조립체, 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 전극 조립체에 전기적으로 결합되고, 제1 리벳 플랜지 및 제2 리벳 플랜지를 포함하는 리벳 및 제1 리벳 플랜지와 결합되는 제1 가스켓 플랜지 및 제2 리벳 플랜지와 결합되는 제2 가스켓 플랜지를 포함하는 가스켓을 포함한다.
또한, 제1 가스켓 플랜지의 크기는 제1 리벳 플랜지의 크기보다 더 크거나 같을 수 있다.
또한, 제2 가스켓 플랜지의 크기는 제2 리벳 플랜지의 크기보다 더 크거나 같을 수 있다.
또한, 리벳은 상기 캡 플레이트를 관통하여 연장하는 기둥부를 더 포함할 수 있다.
또한, 가스켓은 관통홀을 구비하고, 리벳의 기둥부는 가스켓의 관통홀을 관통하여 연장할 수 있다.
또한, 제1 리벳 플랜지는 제1 방향 및 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장할 수 있고, 제2 리벳 플랜지는 제1 리벳 플랜지의 측면 가장자리에서 제2 방향으로 연장할 수 있으며, 제1 가스켓 플랜지는 제1 방향과 제2 방향으로 연장할 수 있고, 제2 가스켓 플랜지는 제1 가스켓 플랜지의 측면 가장자리에서 제2 방향으로 연장할 수 있으며, 가스켓은 제1 방향 및 제2 방향과 수직하는 제3 방향으로 연장하는 가스켓 몸체를 포함할 수 있고, 가스켓의 관통홀은 제3 방향으로 가스켓 몸체를 관통하여 형성될 수 있다.
관통홀이 형성된 절연 부재를 더 포함할 수 있고, 가스켓 몸체는 절연 부재의 관통홀을 관통하여 연장할 수 있다.
또한, 제1 리벳 플랜지는 제1 방향 및 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장할 수 있고, 제2 리벳 플랜지는 제1 리벳 플랜지의 측면 가장자리에서 제2 방향으로 연장할 수 있으며, 제1 가스켓 플랜지는 제1 방향과 제2 방향으로 연장할 수 있고, 제2 가스켓 플랜지는 제1 가스켓 플랜지의 측면 가장자리에서 제2 방향으로 연장할 수 있다.
또한, 제2 가스켓 플랜지는 제1 및 제2 방향과 수직한 제3 방향으로 연장하여 제2 리벳 플랜지의 끝 단을 덮는 절곡부를 포함할 수 있다.
또한, 리벳은 상기 제2 리벳 플랜지가 연장하는 상기 측면 가장자리의 반대쪽에 위치하는 제1 리벳 플랜지의 다른 측면의 가장자리에서 상기 제2 방향으로 연장하는 제3 리벳 플랜지를 더 포함할 수 있다.
또한, 가스켓은 제2 가스켓 플랜지가 연장하는 측면 가장자리의 반대쪽에 위치하는 제1 가스켓 플랜지의 다른 측면의 가장자리에서 제2 방향으로 연장하여 제3 리벳 플랜지와 결합되는 제3 가스켓 플랜지를 더 포함할 수 있다.
또한, 제3 가스켓 플랜지의 크기는 제3 리벳 플랜지의 크기보다 더 크거나 같을 수 있다.
또한, 제3 가스켓 플랜지는 제1 방향 및 제2 방향과 수직한 제3 방향으로 연장하고 제3 리벳 플랜지를 덮는 절곡부를 포함할 수 있다.
또한, 가스켓은 리벳 플랜지 결합부를 더 포함할 수 있고, 리벳 플랜지 결합부는 제1 방향 및 제2 방향과 수직한 제3 방향에서 제1 가스켓 플랜지로부터 연장하는 제1 리벳 플랜지 결합홈 및 제3 방향에서 제2 가스켓 플랜지로부터 연장하는 제2 리벳 플랜지 결합홈을 포함할 수 있다.
또한, 제2 가스켓 플랜지는 제1 가스켓 플랜지보다 얇을 수 있다.
또한, 가스켓과 캡 플레이트 사이에 위치하여 리벳 플랜지와 가스켓을 수용하는 결합홈을 구비한 절연부재를 더 포함할 수 있고, 가스켓과 제1 및 제2 리벳 플랜지들은 캡 플레이트와 절연부재 사이에 위치할 수 있다.
또한, 단자 결합부 및 전극 결합부를 포함하는 집전체를 더 포함할 수 있고, 리벳은 집전체를 경유하여 전극 조립체와 전기적으로 결합될 수 있다.
또한, 절연부재는 결합홈과 리벳 플랜지 사이에 단자 결합부를 수용하는 결합홈을 포함할 수 있다.
또한, 절연부재는 절연부재의 측면 가장자리에 전극 결합부의 일부를 둘러싸는 결합고리를 더 포함할 수 있다.
또한, 캡 플레이트는 복 수의 돌기홈들을 포함할 수 있고, 절연부재는 돌기홈들이 각각 결합되는 고정홈들을 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 전극 단자와 캡 플레이트 사이에 전해액의 침투를 방지하여 전극 단자와 캡 플레이트의 전기적인 단락을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 이차 전지의 케이스 내부의 전해액이 케이스의 외부로 유출되는 것을 방지할 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 본 발명의 제1 실시예의 다른 변형예에 따른 부분 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지의 부분 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지의 부분 분해 사시도이다.
도 7은 도 6의 이차 전지의 결합 상태에 따른 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예의 다른 변형예에 따른 부분 분해 사시도이다.
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.
도면에 있어서, 설명의 명확화를 위해 층 또는 영역의 치수는 과장되게 도시될 수 있다. 하나의 층 또는 요소가 다른 층 또는 기재의 "위에" 있다고 하는 것은 직접적으로 위에 있거나, 그 사이에 또 다른 층을 개재하여 있는 것으로 이해될 것이다. 그리고, 하나의 층이 다른 층의 "아래"에 있다고 하는 것은 직접적으로 아래에 있거나, 그 사이에 하나 이상의 또 다른 층을 개재하여 있는 것으로 이해될 것이다. 나아가, 하나의 층이 두 개의 층들 "사이"에 있다고 하는 것은 그 하나의 층이 두 개의 층들 사이의 유일한 층이거나, 그 사이에 하나 이상의 또 다른 층이 개재하여 있는 것으로 이해될 것이다. 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 실시예에 따른 이차전지(100)는 제1 전극(11)과 제2 전극(12) 사이에 세퍼레이터(13)를 개재하여 귄취되어 형성된 복수의 전극 조립체(10), 전극 조립체(10)가 내장되는 케이스(26), 전극 조립체(10)와 전기적으로 연결되는 제1 단자부(30)와 제2 단자부(40) 및 케이스(26)에 형성된 개구에 결합되는 캡 플레이트(20) 및 케이스(26) 내에 설치되는 제1 및 제2 절연부재들(60, 80)을 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 제1 전극 무지부(11a) 및 제2 전극 무지부(12a)로 구획될 수 있다. 코팅부는 전극 조립체(10)에서 제1 전극(11)과 제2 전극(12)의 대부분을 형성하며, 제1 전극 및 제2 전극 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.
이러한 전극 조립체(10)의 제1 전극 무지부(11a)에는 제1 단자부(30)가 제1 집전체(50)를 매개로 하여 전기적으로 연결되고, 제2 전극 무지부(12a)에는 제2 단자부(40)가 제2 집전체(70)를 매개로 하여 전기적으로 연결된다. 따라서, 제1 단자부(30)는 제1 전극 단자를 포함할 수 있고, 제2 단자부(40)는 제2 전극 단자를 포함할 수 있다.
케이스(26)는 대략 직육면체 형상으로 이루어지며, 일면에는 개방된 개구가 형성된다.
다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 케이스는 원통형, 파우치형 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
캡 플레이트(20)는 얇은 판재로 이루어지며, 케이스(26)의 개구에 결합되어 개구를 밀폐한다. 또한, 캡 플레이트(20)에는 밀폐된 케이스(26)의 내부로 전해액을 주입하는 전해액 주입구(21)가 형성되고, 전해액 주입구(21)는 전해액 주입 후, 밀봉마개(22)에 의하여 밀봉된다. 또한, 캡 플레이트(20)에는 밀폐된 케이스(26)의 내부 압력이 설정된 압력 이상일 때 파단되는 벤트 플레이트(24)가 설치되는 벤트 홀(23)이 형성된다.
제1 및 제2 단자부(30, 40)는 제1 및 제2 리벳(31, 41), 제1 및 제2 단자 플레이트(32, 42), 제1 및 제2 단자 플레이트(32, 42)와 캡 플레이트(20) 사이에 설치되는 제1 단자 절연부재(33), 도전성의 연결 부재(43) 및 제1 및 제2 가스켓(34, 44)을 포함한다. 여기서, 제1 및 제2 리벳(31, 41)은 제1 및 제2 기둥부(31a, 41a) 및 제1 및 제2 플랜지부(31b, 41b)를 포함한다.
본 실시예에 따르면, 캡 플레이트(20)는 도선성의 연결 부재(43)에 의하여 제2 단자부(40)와 전기적으로 연결될 수 있기 때문에, 음극 또는 양극의 극성을 가지는 것이 가능하다.
또한, 제1 및 제2 집전체(50, 70)는 제1 및 제2 전극(11, 12)에 결합되는 제1 및 제2 전극 결합부(51, 71)와 제1 및 제2 단자부(30, 40)와 결합되는 제1 및 제2 단자 결합부(52, 72)를 포함한다.
여기서, 본 실시예에 따른 제1 및 제2 단자부(30, 40)의 구조, 제1 및 제2 집전체(50, 70)와 제1 및 제2 절연부재(60, 80)의 구조는 대략 동일하므로, 이하에서는 제2 단자부(40), 제2 집전체(70)와 제2 절연부재(80)에 대한 설명은 생략한다.
다만, 본 실시예에 따른 제1 단자부(30)는 플레이트 타입의 단자가 아닌 원기둥 형상으로 이루어진 단자(미도시)를 포함할 수 있다.
또한, 캡 플레이트(20)와 제2 리벳(41) 사이에는 도전성의 연결 부재(43) 대신에 절연성의 절연부재가 설치되는 것도 가능하다. 따라서, 캡 플레이트(20)는 제2 단자부(40)와 전기적으로 연결이 되지 않을 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 부분 분해 사시도이다.
도 3을 참고하여 설명하면, 본 실시예에 따른 제1 리벳(31)은 기둥부(31a) 및 리벳 플랜지(31b)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 리벳 플랜지(31b)는 제1 리벳 플랜지(311b), 제2 리벳 플랜지(312b) 및 제3 리벳 플랜지(313b)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 리벳 플랜지(311b)는 기둥부(31a)의 일 단에서 기둥부(31a)의 높이 방향(y축 방향)과 대략 수직한 방향(x축 방향)으로 돌출되어 형성될 수 있다. 또한, 제2 리벳 플랜지(312b)와 제3 리벳 플랜지(313b)는 기둥부(31a)의 높이 방향(y축 방향)과 대략 수직한 방향(x축 방향)으로 제1 리벳 플랜지(311b)의 일 단과 일 단의 반대측에 위치한 타 단에서 각각 돌출되어 형성될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 제1 가스켓(34)은 관통홀이 형성된 가스켓 몸체(34a) 및 가스켓 플랜지(34b)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 가스켓 플랜지(34b)는 제1 가스켓 플랜지(341b) , 제2 가스켓 플랜지(342b) 및 제3 가스켓 플랜지(343b)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 가스켓 플랜지(341b)는 가스켓 몸체(34a)의 일 단에서 가스켓 몸체(34a)의 높이 방향(y축 방향)과 대략 수직한 방향(x축 방향)으로 돌출되어 형성될 수 있다. 또한, 제2 가스켓 플랜지(342b)와 제3 가스켓 플랜지(343b)는 가스켓 몸체(34a)의 높이 방향(y축 방향)과 대략 수직한 방향(x축 방향)으로 제1 가스켓 플랜지(341b)의 일 단과 일 단의 반대측에 위치한 타단에서 각각 돌출되어 형성될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 제1 절연부재(60)는 결합홈(61), 캡 플레이트(20)에 형성된 복 수의 돌기홈(25)에 고정되는 복 수의 고정 돌기들(62)과 제1 리벳(31)이 관통하는 관통홀(63)을 포함할 수 있다. 여기서, 결합홈(61)은 도 2에 도시된 바와 같이, 전극 조립체(10)와 대향되는 제1 절연부재(60)의 일 면에 형성될 수 있다.
또한, 제1 집전체(50)는 제1 전극(11)에 결합되는 제1 전극 결합부(51)와 제1 단자 결합부(52)를 포함할 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 제1 리벳(31)과 제1 가스켓(34)의 결합 관계를 보다 상세히 설명한다.
제1 절연부재(60)는 고정 돌기들(62)이 캡 플레이트(20)에 형성된 돌기홈들(25) 에 고정될 수 있다.
또한, 제1 가스켓(34)은 제1 절연부재(60)의 하부에 형성된 결합홈(61)에 삽입될 수 있다. 여기서, 제1 가스켓(34)의 가스켓 몸체(34a)는 관통홀(63)에 삽입되고, 결합홈(61)에는 제1 가스켓(34)에 형성된 제1 가스켓 플랜지(341b), 제2 가스켓 플랜지(342b) 및 제3 가스켓 플랜지(343b)가 수용될 수 있다. 이때, 제1 가스켓(34)의 제2 가스켓 플랜지(342b) 및 제3 가스켓 플랜지(343b)는 캡 플레이트(20)의 길이 방향(x축 방향)과 평행하게 설치될 수 있다.
또한, 제1 리벳(31)의 기둥부(31a)는 제1 가스켓(34)의 가스켓 몸체(34a), 제1 절연부재(60)의 관통홀(63) 및 캡 플레이트(20)에 형성된 단자홀(26)을 관통하여 설치될 수 있고, 제1 리벳 플랜지(311b), 제2 리벳 플랜지(312b) 및 제3 리벳 플랜지(313b)는 결합홈(61)에 수용될 수 있다. 이때, 제2 리벳 플랜지(312b)와 제3 리벳 플랜지(313b)는 제2 가스켓 플랜지(342b)와 및 제3 가스켓 플랜지(343b)와 밀착되게 위치하여 결합홈(61)에 설치될 수 있다.
따라서, 제1 리벳(31)의 제1 리벳 플랜지(311b)와 제1 가스켓(34)의 제1 가스켓 플랜지(341b), 제1 리벳의 제2 리벳 플랜지(312b)와 제1 가스켓(34)의 제2 가스켓 플랜지(342b) 및 제1 리벳(31)의 제3 리벳 플랜지(313b)는 결합홈(61)에서 서로 밀착되게 설치될 수 있다.
여기서, 제1 가스켓 플랜지(341b)의 크기는 제1 리벳 플랜지(311b)의 크기 보다 더 크거나 같을 수 있고, 제2 가스켓 플랜지(342b)의 크기는 제2 리벳 플랜지(312b)의 크기 보다 더 크거나 같을 수 있으며, 제3 가스켓 플랜지(343b)의 크기는 제3 리벳 플랜지(313b)의 크기보다 더 크거나 같을 수 있다.
결국, 제1 가스켓(34)의 가스켓 플랜지(34b)의 크기는 제1 리벳(31)의 리벳 플랜지(31b)의 크기보다 더 크거나 같을 수 있다.
또한, 도 2를 다시 참고하면, 제1 리벳(31)의 기둥부(31)의 끝 단은 제1 단자 플레이트(32)와 리벳 결합될 수 있고, 제1 집전체(50)의 제1 단자 결합부(52)는 결합홈(61)에 삽입되어, 제1 리벳(31)과 용접 등의 방법으로 결합될 수 있다.
따라서, 제1 절연부재(60)는 제1 리벳(31)의 리벳 플랜지(31b)가 결합홈(61)에 고정되어, 집전체(10)와 캡 플레이트(20) 사이에 설치될 수 있다.
본 실시예에 따른 이차 전지(100)의 케이스 내부에 주입된 전해액은 제1 하부 절연부재(60)의 결합홈(61) 또는 제1 절연부재(60)와 캡 플레이트(20) 사이로 침투하여, 캡 플레이트(20)와 제1 리벳(31)은 전기적으로 단락될 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 가스켓 플랜지(34b)의 크기는 리벳 플랜지(31b)의 크기 보다 더 크거나 같을 수 있기 때문에, 가스켓 플랜지(34b)의 크기가 리벳 플랜지(31b)의 크기 보다 더 작은 경우 보다 가스켓 플랜지(34b)와 리벳 플랜지(31b)의 사이의 밀착성이 더 향상 되는 것이 가능하다. 따라서, 케이스(26) 내의 전해액이 케이스(26) 외부로 유출되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 제1 가스켓 플랜지(341b)의 일 단에서 연장되어 형성된 제2 가스켓 플랜지(342b)는 제2 리벳 플랜지(312b)와 밀착되게 설치되고, 제1 가스켓 플랜지(341b)의 타 단에서 연장되어 형성된 제3 가스켓 플랜지(343b)는 제3 리벳 플랜지(313b)와 밀착되게 설치되므로, 제1 절연부재(60)에 침투된 전해액이 캡 플레이트(20)까지 도달하기 위해서는 제2 가스켓 플랜지(342b)와 제1 절연부재(60)사이를 통과하게 된다.
따라서, 본 실시예에 따른 리벳 플랜지(31b)와 제1 가스켓(34)사이의 밀착성은 가스켓 플랜지(34b)에 의해 향상되고, 제1 절연부재(60)에 침투한 전해액이 캡 플레이트(20)에 도달하기 위한 전체 경로의 길이가 증가하여, 전해액에 의해 캡 플레이트(20)와 제1 리벳(31)이 전기적으로 단락되는 것을 방지하는 것이 가능하다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예의 다른 변형예에 따른 부분 분해 사시도이다.
여기서, 본 실시예에 따른 이차 전지(101)는 제1 가스켓(34′)을 제외하고는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지(100)와 동일한 구조로 이루어 지므로, 동일한 구조에 대한 설명은 생략한다.
도 4를 참고하여 설명하면, 본 실시예에 따른 제1 가스켓(34′)은 관통홀이 형성된 몸체(34′a) 및 가스켓 플랜지(34′b)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 가스켓 플랜지(34′b)는 제1 가스켓 플랜지(341′b), 제2 가스켓 플랜지(342′b) 및 제3 가스켓 플랜지(343′b)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 가스켓 플랜지(341′b)는 몸체(34′a)의 일 단에서 몸체(34′a)의 높이 방향(y축 방향)과 대략 수직한 방향(x축 방향)으로 돌출되어 형성될 수 있다.
또한, 제2 가스켓 플랜지(342′b) 및 제3 가스켓 플랜지(343′b )는 몸체(34′a)의 높이 방향(y축 방향)과 대략 수직한 방향(x축 방향)으로 제1 가스켓 플랜지(341′b)의 일 단과 일 단의 반대측에 위치한 타 단에서 각각 돌출되어 형성될 수 있다. 여기서, 제2 가스켓 플랜지(342′b)의 끝 단은 제2 가스켓 플랜지(342′b)의 아래 쪽을 향하여 절곡 되어 절곡부(342′b1)를 형성될 수 있다. 또한, 제3 가스켓 플랜지(343′b)의 끝 단은 제3 가스켓 플랜지(343′b)의 아래 쪽을 향하여 절곡 되어 절곡부(343′b2)를 형성할 수 있다.
따라서, 제2 및 제3 가스켓 플랜지(342′b, 343′b)는 제2 리벳 플랜지(312b) 및 제3 리벳 플랜지(313b)의 측면에도 밀착되게 설치될 수 있다.
결국, 본 실시예에 따른 제2 및 제3 가스켓 플랜지(342′b, 343′b)의 절곡부(342′b1, 342′b2)에 의하여 리벳 플랜지(31b)와 제1 가스켓(34′)의 밀착성을 보다 더 향상 시키는 것이 가능하다. 따라서, 케이스(26) 내의 전해액이 케이스(26) 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따르면, 제1 절연부재(60)에 침투한 전해액이 캡 플레이트(20)에 도달하기 위한 전체 경로 또한 증가시킬 수 있기 때문에, 전해액에 의해 캡 플레이트(20)와 제1 리벳(31)이 전기적으로 단락되는 것을 방지하는 것이 가능하다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지의 부분 분해 사시도이다.
여기서, 본 실시예에 따른 이차 전지(200)는 제1 가스켓(34″)을 제외하고는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지(100)와 동일한 구조로 이루어 지므로, 동일한 구조에 대한 설명은 생략한다.
도 5를 참고하여 설명하면, 본 실시예에 따른 제1 가스켓(34″)은 관통홀이 형성된 몸체(34″a), 가스켓 플랜지(34″b) 및 리벳 플랜지 결합부(34″c)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 가스켓 플랜지(34″b)는 제1 가스켓 플랜지(341″b), 제2 가스켓 플랜지(342″b) 및 제3 가스켓 플랜지(343″b)를 포함할 수 있다.
다만, 본 실시예에 따른 제1 가스켓 플랜지(341″b), 제2 가스켓 플랜지(342″b) 및 제3 가스켓 플랜지(343″b)는 제1 실시예에 따른 제1 가스켓(34)의 제1 가스켓 플랜지(341b), 제2 가스켓 플랜지(342b) 및 제3 가스켓 플랜지(343b)와 동일한 구조로 이루어 지므로, 이하에서는 동일한 구조에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 실시예에 따른 리벳 플랜지 결합부(34″c)는 가스켓 플랜지(34″b)의 하부에 형성될 수 있다. 여기서, 가스켓 플랜지(34″b)의 하부는 리벳(31)의 제1 및 제2 리벳 플랜지들(311b, 312b)를 향하여 대향하는 방향에 위치한다.
보다 상세하게는, 리벳 플랜지 결합부(34″c)는 제1 가스켓 플랜지(341″b)의 하부에 형성된 제1 리벳 플랜지 결합홈(341″c), 제2 가스켓 플랜지(342″b) 하부에 형성된 제2 리벳 플랜지 결합홈(342″c) 및 제3 가스켓 플랜지(342″b )의 하부에 형성된 제3 리벳 플랜지 결합홈(343″c) 를 포함할 수 있다. 따라서, 제1 리벳 플랜지(311b)는 제1 리벳 플랜지 결합홈(341″c)에 결합되고, 제2 리벳 플랜지(312b)는 제2 리벳 플랜지 결합홈(342″c)에 결합되며, 제3 리벳 플랜지(313b)는 제3 리벳 플랜지 결합홈(343″c)에 결합되는 것이 가능하다.
그러므로 본 실시예에 따르면, 리벳 플랜지(31b)가 리벳 플랜지 결합홈(34″c)에 삽입되어 리벳 플랜지(31b)의 측면들도 가스켓 플랜지(34″b)와 밀착되게 설치되는 것이 가능하다.
따라서, 가스켓 플랜지(34″b)와 리벳 플랜지(31b)의 밀착성을 보다 더 향상 시키는 것이 가능하다. 결국, 케이스(26) 내의 전해액이 케이스(26) 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제1 절연부재(60)에 침투한 전해액이 캡 플레이트(20)에 도달하기 위한 전체 경로 또한 증가시킬 수 있기 때문에, 전해액에 의해 캡 플레이트(20)와 제1 리벳(31)이 전기적으로 단락되는 것을 방지하는 것이 가능하다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지의 부분 분해 사시도이고, 도 7은 도 6의 이차 전지의 결합 상태에 따른 부분 단면도이다.
여기서, 본 실시예에 따른 이차 전지(300)는 제1 절연부재(90)를 제외하고는, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지(200)와 대략 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 설명은 생략한다.
도 6및 도 7를 참고하여 설명하면, 본 실시예에 다른 제1 절연부재(90)는 제1 집전체(50)가 결합되는 결합홈(91) 및 캡 플레이트(20)에 형성된 복 수의 돌기홈(25)에 고정되는 복 수의 고정 돌기들(92)를 포함할 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 결합홈(91)은 캡 플레이트(20)와 대향하는 제1 절연부재(90)의 대향면에 형성될 수 있다. 따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 집전체(50)의 제1 전극 결합부(51)는 제1 절연부재(90)에 형성된 결합홈(91)에 수용되는 것이 가능하다.
또한, 제1 리벳(31) 및 제1 가스켓(34″)은 차례로 결합홈(91)에 적층되는 것이 가능하다.
따라서, 제1 집전체(50), 제1 리벳(31) 및 제1 가스켓(34″)이 보다 더 용이하게 결합되는 것이 가능하다.
또한, 본 실시예에 따른 제1 절연부재(90)는 제1 집전체(50)의 제1 전극 결합부(51)가 결합홈(91)에 수용되기 때문에, 제1 전극 결합부(51)와 전해액의 접촉을 차단하는 것이 가능하다. 따라서, 캡 플레이트(20)와 제1 리벳(31)이 전기적으로 단락되는 것을 방지하는 것이 가능하다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예의 다른 변형예에 따른 부분 분해 사시도이다.
여기서, 본 실시예에 따른 이차 전지(301)는 제1 절연부재(90)의 제1 집전체 결합고리(93)를 제외하고는, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지(300)와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 설명은 생략한다.
도 8를 참고하여 설명하면, 본 실시예에 따른 제1 절연부재(90)는 제1 절연부재(90)의 일 측에서 연장되어 형성된 제1 집전체 결합고리(93)를 포함할 수 있다.
따라서, 제1 집전체(50)의 제1 단자 결합부(52)의 일 측은 제1 집전체 결합고리(93)에 의하여 고정될 수 있다.
결국, 제1 집전체(50)는 제1 집전체 결합고리(93)에 의하여 보다 더 안정적으로 제1 절연부재(90)와 결합되는 것이 가능하다.
도 3 내지 도 6 및 도 8을 참고하면, 제1 내지 제3 리벳 플랜지들 및 제1 내지 제3 가스켓 플랜지들은 대략 사각형 모양인 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 제1 내지 제3 리벳 플랜지들 및 제1 내지 제3 가스켓 플랜지들은 사각형 모양으로 한정하지 않는다.
예를 들면, 제1 내지 제3 리벳 플랜지들은 원형, 타원형 또는 삼각형 중 하나의 모양일 수 있으며, 제1 내지 제3 가스켓 플랜지들의 모양은 제1 내지 제3 리벳 플랜지의 모양에 상응하는 모양일 수 있다.
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, 200, 300, 301: 이차 전지 10: 전극 조립체
11: 제1 전극 12: 제2 전극
13: 세퍼레이터 30: 제1 단자부
31: 제1 리벳 31a: 기둥부
31b: 리벳 플랜지 311b: 제1 리벳 플랜지
312b: 제2 리벳 플랜지 313b: 제3 리벳 플랜지
34a: 가스켓 몸체 34, 34′, 34″: 제1 가스켓
34b, 34′b, 34″b: 가스켓 플랜지
341b, 341′b, 341″b: 제1 가스켓 플랜지
342b, 342′b, 342″b: 제2 가스켓 플랜지
343b, 343′b, 343″b: 제3 가스켓 플랜지 60, 90: 제1 절연부재
80: 제2 절연부재 93: 제1 집전체 결합고리

Claims (20)

  1. 케이스에 수용되는 전극 조립체;
    상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트;
    상기 전극 조립체에 전기적으로 결합되고, 제1 리벳 플랜지 및 제2 리벳 플랜지를 포함하는 리벳; 및
    상기 제1 리벳 플랜지와 결합되는 제1 가스켓 플랜지 및 상기 제2 리벳 플랜지와 결합되는 제2 가스켓 플랜지를 구비한 가스켓을 포함하는 이차 전지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 가스켓 플랜지의 크기는 제1 리벳 플랜지의 크기보다 더 크거나 같은 이차 전지.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 가스켓 플랜지의 크기는 제2 리벳 플랜지의 크기보다 더 크거나 같은 이차 전지.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 리벳은 상기 캡 플레이트를 관통하여 연장하는 기둥부를 더 포함하는 이차 전지.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 가스켓은 관통홀을 구비하고,
    상기 리벳의 상기 기둥부는 상기 가스켓의 상기 관통홀을 관통하여 연장하는 이차 전지.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 리벳 플랜지는 제1 방향 및 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장하고,
    상기 제2 리벳 플랜지는 상기 제1 리벳 플랜지의 측면 가장자리에서 상기 제2 방향으로 연장하며,
    상기 제1 가스켓 플랜지는 상기 제1 방향과 상기 제2 방향으로 연장하고,
    상기 제2 가스켓 플랜지는 상기 제1 가스켓 플랜지의 측면 가장자리에서 상기 제2 방향으로 연장되며,
    상기 가스켓은 상기 제1 방향 및 제2 방향과 수직하는 제3 방향으로 연장하는 가스켓 몸체를 포함하고,
    상기 가스켓의 상기 관통홀은 상기 제3 방향으로 상기 가스켓 몸체를 관통하여 형성되는 이차 전지.
  7. 제6 항에 있어서,
    관통홀이 형성된 절연 부재를 더 포함하고,
    상기 가스켓 몸체는 상기 절연 부재의 상기 관통홀을 관통하여 연장하는 이차 전지.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 리벳 플랜지는 제1 방향 및 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장하고,
    상기 제2 리벳 플랜지는 상기 제1 리벳 플랜지의 측면 가장자리에서 상기 제2 방향으로 연장하며,
    상기 제1 가스켓 플랜지는 상기 제1 방향과 상기 제2 방향으로 연장하고,
    상기 제2 가스켓 플랜지는 상기 제1 가스켓 플랜지의 측면 가장자리에서 상기 제2 방향으로 연장하는 이차 전지.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 가스켓 플랜지는 상기 제1 및 상기 제2 방향과 수직한 제3 방향으로 연장하여 상기 제2 리벳 플랜지의 끝 단을 덮는 절곡부를 포함하는 이차 전지.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 리벳은 상기 제2 리벳 플랜지가 연장하는 상기 측면 가장자리의 반대쪽에 위치하는 제1 리벳 플랜지의 다른 측면의 가장자리에서 상기 제2 방향으로 연장하는 제3 리벳 플랜지를 더 포함하는 이차 전지.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 가스켓은 상기 제2 가스켓 플랜지가 연장하는 상기 측면 가장자리의 반대쪽에 위치하는 제1 가스켓 플랜지의 다른 측면의 가장자리에서 상기 제2 방향으로 연장하여 상기 제3 리벳 플랜지와 결합되는 제3 가스켓 플랜지를 더 포함하는 이차 전지.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제3 가스켓 플랜지의 크기는 상기 제3 리벳 플랜지의 크기보다 더 크거나 같은 이차 전지.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 제3 가스켓 플랜지는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 수직한 제3 방향으로 연장하고 상기 제3 리벳 플랜지를 덮는 절곡부를 포함하는 이차 전지.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 가스켓은 리벳 플랜지 결합부를 더 포함하고,
    상기 리벳 플랜지 결합부는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 수직한 제3 방향에서 상기 제1 가스켓 플랜지로부터 연장하는 제1 리벳 플랜지 결합홈 및 상기 제3 방향에서 상기 제2 가스켓 플랜지로부터 연장하는 제2 리벳 플랜지 결합홈을 포함하는 이차 전지.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 가스켓 플랜지는 상기 제1 가스켓 플랜지보다 얇은 이차 전지.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 가스켓과 상기 캡 플레이트 사이에 위치하여 상기 리벳 플랜지와 상기 가스켓을 수용하는 결합홈을 구비한 절연부재를 더 포함하고,
    상기 가스켓과 상기 제1 및 제2 리벳 플랜지들은 상기 캡 플레이트와 상기 절연부재 사이에 위치하는 이차 전지.
  17. 제16 항에 있어서,
    단자 결합부 및 전극 결합부를 포함하는 집전체를 더 포함하고,
    상기 리벳은 상기 집전체를 경유하여 상기 전극 조립체와 전기적으로 결합되는 이차 전지.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 절연부재는 상기 결합홈과 상기 리벳 플랜지 사이에 상기 단자 결합부를 수용하는 결합홈을 포함하는 이차 전지.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 절연부재는 상기 절연부재의 측면 가장자리에 상기 전극 결합부의 일부를 둘러싸는 결합고리를 더 포함하는 이차 전지.
  20. 제1 항에 있어서,
    상기 캡 플레이트는 복 수의 돌기홈들을 포함하고,
    상기 절연부재는 상기 돌기홈들이 각각 결합되는 고정홈들을 포함하는 이차 전지.
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