KR20140008236A - 이차 전지 - Google Patents
이차 전지 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20140008236A KR20140008236A KR1020130024366A KR20130024366A KR20140008236A KR 20140008236 A KR20140008236 A KR 20140008236A KR 1020130024366 A KR1020130024366 A KR 1020130024366A KR 20130024366 A KR20130024366 A KR 20130024366A KR 20140008236 A KR20140008236 A KR 20140008236A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- metal layer
- plate
- electrode
- secondary battery
- insulating layer
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 80
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 80
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 14
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 claims description 3
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 claims description 3
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 claims description 2
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 11
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 7
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 2
- 238000002048 anodisation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N lithium oxide Chemical compound [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
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
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
-
- 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
- H01M50/10—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
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/528—Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
-
- 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
- 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
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
- H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
- H01M50/59—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries characterised by the protection means
- H01M50/593—Spacers; Insulating plates
-
- 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)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
본 발명에서는 조립성을 향상시키고, 용량을 증가시킬 수 있는 이차 전지가 개시된다.
일 예로, 내부에 공간을 구비하는 케이스, 상기 케이스의 공간에 삽입되고, 제 1 전극탭 및 제 2 전극탭을 갖는 전극 조립체, 상기 전극 조립체의 제 1 전극탭에 연결되고, 제 1 금속층, 상기 제 1 금속층과 다른 재질로 형성된 제 2 금속층을 갖는 단자 플레이트, 상기 전극 조립체의 제 2 전극탭에 연결되고, 상기 단자 플레이트의 상부에 형성되어 상기 케이스를 밀봉하는 캡 플레이트를 포함하고, 상기 단자 플레이트 및 캡 플레이트의 사이에는 절연층이 형성된 이차 전지가 개시된다.
일 예로, 내부에 공간을 구비하는 케이스, 상기 케이스의 공간에 삽입되고, 제 1 전극탭 및 제 2 전극탭을 갖는 전극 조립체, 상기 전극 조립체의 제 1 전극탭에 연결되고, 제 1 금속층, 상기 제 1 금속층과 다른 재질로 형성된 제 2 금속층을 갖는 단자 플레이트, 상기 전극 조립체의 제 2 전극탭에 연결되고, 상기 단자 플레이트의 상부에 형성되어 상기 케이스를 밀봉하는 캡 플레이트를 포함하고, 상기 단자 플레이트 및 캡 플레이트의 사이에는 절연층이 형성된 이차 전지가 개시된다.
Description
본 발명은 조립성을 향상시키고, 용량을 증가시킬 수 있는 이차 전지에 관한 것이다.
이차전지(Rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 하나의 전지 셀이 팩 형태로 포장된 저용량 전지의 경우 휴대폰 및 캠코더와 같은 휴가가 가능한 소형 전자기기에 사용되고 있다.
이러한 이차전지는 주로 제 1 전극 활물질로는 리튬계 산화물, 제 2 전극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 또한, 이차전지는 여러가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적으로 원통형, 각형 및 파우치형을 들 수 있다.
상기 이차전지는 케이스과 상기 케이스 내부에 수용되는 전극 조립체 및 상기 케이스의 상부를 밀봉하는 캡 조립체를 포함하여 이루어진다. 이러한 이차 전지는 제품의 성능이 높아짐에 따라 용량을 늘리는 것이 요구되고 있으며, 내부 구조를 단순화하여 조립성을 향상시키는 것이 필요하다.
본 발명은 조립성을 향상시키고, 용량을 증가시킬 수 있는 이차 전지를 제공한다.
본 발명에 따른 이차 전지는 내부에 공간을 구비하는 케이스, 상기 케이스의 공간에 삽입되고, 제 1 전극탭 및 제 2 전극탭을 갖는 전극 조립체, 상기 전극 조립체의 제 1 전극탭에 연결되고, 제 1 금속층, 상기 제 1 금속층과 다른 재질로 형성된 제 2 금속층을 갖는 단자 플레이트, 상기 전극 조립체의 제 2 전극탭에 연결되고, 상기 단자 플레이트의 상부에 형성되어 상기 케이스을 밀봉하는 캡 플레이트를 포함하고, 상기 단자 플레이트 및 캡 플레이트의 사이에는 절연층이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 절연층의 두께는 5[㎛] 내지 300[㎛]일 수 있다.
그리고 상기 단자 플레이트의 제 1 금속층의 표면에는 산화막이 형성되지 않을 수 있다.
또한, 상기 제 1 금속층은 니켈(Ni)로 구성될 수 있다.
또한, 상기 절연층은 상기 단자 플레이트의 제 2 금속층이 산화되어 형성된 것일 수 있다.
또한, 상기 제 2 금속층은 알루미늄(Al)으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 절연층은 산화 알루미늄(Al2O3)로 구성될 수 있다.
또한, 상기 절연층은 상기 캡 플레이트의 하면이 산화되어 형성된 것일 수 있다.
또한, 상기 절연층과 캡 플레이트의 사이에는 상기 절연층의 높이 편차를 보정하기 위한 봉공층이 더 형성될 수 있다.
또한, 상기 봉공층은 합성 수지 또는 이중 합성 고무(EPDM)으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 의한 이차 전지는 단자 플레이트를 제 1 금속층 및 이와 상이한 제 2 금속층의 재질로 형성하되, 제 2 금속층의 상부에 산화 피막을 통한 절연층을 형성함으로써 절연성을 확보할 수 있다. 따라서, 단자 플레이트와 캡 플레이트의 사이에 별도의 절연체를 구비할 필요가 없기 때문에 부품의 수를 줄일 수 있고, 조립성을 향상시키며, 공간을 확보하여 용량을 늘릴 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 이차 전지는 단자 플레이트를 구성하는 절연층을 제 2 금속층의 외부를 산화하여 형성함으로서, 제 2 금속층과 일체로 형성되어 안정적인 결합을 수행할 수 있도록 하여, 내부 밀폐의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 이차 전지는 절연층의 상부에 봉공층을 형성하여, 절연층의 높이 편차를 보정함으로써, 절연층이 캡 플레이트와 밀착하여 결합되도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 단자, 캡 플레이트 및 단자 플레이트의 결합 관계를 도시한 확대도이다.
도 4는 도 3의 A 부분 확대도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 단자, 캡 플레이트 및 단자 플레이트의 결합 관계를 도시한 확대도이다.
도 4는 도 3의 A 부분 확대도이다.
본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 분해사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 단면도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 단자, 캡 플레이트 및 단자 플레이트의 결합 관계를 도시한 확대도이다. 도 4는 도 3의 A 부분 확대도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)는 케이스(110), 전극 조립체(120), 캡 조립체(130), 전극 단자(140), 가스켓(150), 캡 플레이트(160), 단자 플레이트(170), 절연 케이스(180)를 포함한다.
상기 케이스(110)는 일반적으로 금속재인 알루미늄 또는 그 합금 재질로 형성되며, 딥드로잉 방식에 의하여 제작된다. 상기 케이스(110)의 하면은 일반적으로 거의 평면 형상으로 형성된다. 상기 케이스(110)는 금속재로 형성되어, 그 자체가 단자 역할(예를 들어, 양극 단자)을 수행하는 것이 가능하다. 상기 케이스(110)는 상부가 개방되어 개구부(110a)가 형성된다. 상기 개구부(110a)를 통해 전극조립체(120)가 수용되고, 상기 개구부(110a)는 상기 캡 플레이트(160)에 의해 이후 밀봉된다.
상기 전극 조립체(120)는 제 1 전극판(121)과 제 2 전극판(123)사이에 세퍼레이터(122)가 게재되면서 젤리롤(jelly-roll)형태로 권취되어 형성될 수 있다. 상기 제 1 전극판(121)에는 제 1 전극탭(124)이 결합되어 상기 전극 조립체(120)의 상단부로 돌출되며, 상기 제 2 전극판(123)에는 제 2 전극탭(125)이 결합되어 역시 전극조립체의 상단부로 돌출된다. 이 때, 상기 제 1 전극탭(124)과 제 2 전극탭(125)은 소정거리 떨어져 형성되어 전기적으로 절연되도록 한다. 또한, 상기 전극 조립체(112)의 제1 전극판(113)과 제2 전극판(115)은 이차전지의 구성에 따라서 반대로 형성될 수도 있다.
상기 캡 조립체(130)는 상기 전극 단자(140), 캡 플레이트(160) 및 단자 플레이트(170)를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 전극 단자(140) 및 캡 플레이트(160)의 사이에는 가스켓(150)이 더 형성될 수 있다. 상기 캡 조립체(120)는 별도의 절연 케이스(180)와 결합되어 케이스(110)의 상단에 형성된 개구부(110a)에 결합된다. 또한, 상기 캡 조립체(120)는 케이스(110)를 밀봉하게 된다.
상기 전극 단자(140)는 상기 캡 플레이트(160)의 단자 통공(161)에 삽입된다. 이 때, 상기 전극 단자(140)는 튜브 형상의 상기 가스켓(150)과 함께 상기 단자 통공(161) 내에 삽입된다. 따라서, 상기 전극 단자(130)와 캡 플레이트(140)의 사이는 상기 가스켓(150)을 통해 절연을 전기적으로 절연된다. 상기 전극 단자(130)는 상기 단자 플레이트(170)를 통해 상기 전극 조립체(120)의 제 1 전극탭(124)에 연결되어 제 1 전극 단자(예를 들어, 음극)로 작용할 수 있다. 또한, 선택에 따라 상기 전극 단자(130)는 상기 제 2 전극판(123)에 연결된 제 2 전극탭(125)에 결합되어, 제 2 전극 단자로서 작용할 수도 있다.
상기 가스켓(150)은 상기 전극 단자(140)와 함께 상기 캡 플레이트(160)의 단자 통공(161)을 관통한다. 상기 가스켓(150)은 상기 가스켓(150)은 상기 단자 통공(161)의 내벽을 커버하여, 상기 전극 단자(140)가 상기 단자 통공(161)에 직접적으로 접촉하는 것을 방지한다. 따라서, 상기 가스켓(150)은 상기 전극 단자(140)와 캡 플레이트(160)을 전기적으로 절연하여, 전기적 단락이 발생하는 것을 방지한다. 이를 위해, 상기 가스켓(160)은 전기적 절연 재질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 가스켓(150)은 단자 통공(161)을 통해 상기 케이스(110) 내부의 전해액이 누설되는 것을 방지한다.
상기 캡 플레이트(160)는 상기 케이스(110)의 개구부(110a)와 상응하는 크기와 형상을 갖는 금속판으로 형성된다. 상기 캡 플레이트(160)의 중앙에는 소정 크기의 단자 통공(161)이 형성되며, 상기 단자 통공(161)에는 상기 전극 단자(140)가 상기 가스켓(150)과 함께 삽입된다.
상기 캡 플레이트(160)는 상기 절연 플레이트(170)를 관통한 상기 전극 조립체(120)의 제 2 전극탭(125)과 연결되어, 제 2 전극(예를 들어, 양극)으로서 동작할 수 있다. 또한, 상기 캡 플레이트(160)는 상기 전극 조립체(120)의 제 1 전극탭(124)과 연결되어, 제 1 전극으로 동작할 수도 있다. 다만, 상기 캡 플레이트(160)는 상기 전극 단자(140)가 형성된 전극과 반대의 극성을 갖도록 선택되어 형성된다.
또한, 상기 캡 플레이트(160)는 상기 전극 단자(140)와 절연되기 위해, 상기 전극 단자(140)에 연결된 상기 단자 플레이트(170)와는 전기적으로 절연된다. 상기 단자 플레이트(170)는 상기 캡 플레이트(160)와 밀착되어 결합되지만, 후술할 바와 같이 그 접하는 상부 영역이 전기적 절연체로 형성되어 상기 캡 플레이트(160)와 전기적으로 절연될 수 있다.
상기 단자 플레이트(170)는 상기 캡 플레이트(160)의 하부에 밀착되어 접하면서 형성된다. 상기 단자 플레이트(170)에는 상기 전극 조립체(120)의 제 1 전극탭(124)이 결합되어, 제 1 전극으로서 동작할 수 있다. 또한, 상기 단자 플레이트(170)는 상기 전극 조립체(120)의 제 2 전극탭(125)에 결합되어 제 2 전극으로 동작하는 상기 캡 플레이트(160)와는 전기적으로 절연된다.
이를 위해, 상기 단자 플레이트(170)는 제 1 금속층(171), 상기 제 1 금속층(171)의 상부에 형성된 제 2 금속층(172), 상기 제 2 금속층(172)의 상부에 형성된 절연층(173)을 포함하도록 형성된다. 또한, 상기 단자 플레이트(170)는 상기 절연층(173)의 상부에 봉공층(174)을 더 포함할 수도 있다.
상기 제 1 금속층(171)은 기본적으로 플레이트 형상으로 구성되며, 제 1 금속의 재질로 형성된다. 보다 구체적으로, 상기 제 1 금속층(171)은 상기 제 2 금속층(172)을 산화하여 상기 절연층(173)을 형성하는 공정시, 산화하지 않고 본래 형상을 유지하여 이후 상기 제 1 전극탭(124)이 전기적으로 연결될 수 있는 금속으로 형성된다. 이를 위해, 상기 제 1 금속층(171)은 니켈(Ni)을 이용하여 형성될 수 있다. 다만, 상기 제 1 금속층(171)은 상기 제 2 금속층의 산화 처리 공정에서 반응하지 않는 다른 재질로 선택되기만 하면 무방하다.
상기 제 2 금속층(172)은 상기 제 1 금속층(171)의 상부를 따라서 형성된다. 상기 제 2 금속층(172)은 상기 제 1 금속층(171)과 상이한 재질의 금속으로 형성된다. 또한, 상기 제 2 금속층(172)은 외부에 산화 피막이 형성되어 상기 절연층(173)을 형성할 수 있는 재질로 선택된다. 이를 위해, 상기 제 2 금속층(172)은 알루미늄(Al)을 이용하여 형성될 수 있다. 다만, 상기 제 2 금속층(172)은 산화막을 형성하여 절연층을 형성할 수 있는 재질의 금속으로 선택되기만 하면 무방하다.
상기 제 2 금속층(172)은 상기 제 1 금속층(171)의 상부에 접촉하도록 구비된 후, 열간압연 또는 냉간압연 방식을 이용하여 상기 제 1 금속층(171)과 결합될 수 있다. 즉, 상기 제 2 금속층(172)은 상기 제 1 금속층(171)의 상부에 동일한 플레이트 형상으로 구비된 이후, 압연을 통해 상기 제 1 금속층(171)과 일체로 결합될 수 있다.
상기 절연층(173)은 상기 제 2 금속층(172)의 상부에 형성된다. 상기 절연층(173)은 상기 제 2 금속층(172)을 산화하여, 산화 피막을 형성함으로써 형성될 수 있다. 상기 절연층(173)을 형성하기 위해, 상기 제 2 금속층(172)에는 화학적 양극 산화 또는 전기적 양극 산화(아노다이징, Anodizing)을 이용하여 형성될 수 있다. 이러한 절연층(173)은 상기 제 2 금속층(172)이 알루미늄(Al)로 구성된 경우, 이를 산화한 산화 알루미늄(Al2O3)으로 형성될 수 있다.
이렇듯 산화 알루미늄과 같은 재질로 구성된 절연층(173)은 치밀한 산화물로서 내식성이 우수하다. 그리고 상기 절연층(173)은 상기 제 2 금속층(172)의 외부를 산화하여 형성한 것이기 때문에, 상기 제 2 금속층(172)과 일체로 형성되어 안정적인 결합을 수행한다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)는 내부 밀폐의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 절연층(173)은 전기적으로 절연체이기 때문에, 상기 단자 플레이트(170)와 캡 플레이트(160)의 사이를 전기적으로 절연할 수 있다.
또한, 상기 절연층(173)의 존재로 인해, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)는 상기 캡 플레이트(160) 및 단자 플레이트(170)의 사이에 별도의 절연체를 구비할 필요가 없다. 따라서, 절연체를 사용하는 경우에 비해 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)의 제조에 필요한 부품의 수를 줄일 수 있고, 공간을 확보하여 용량을 높일 수 있다. 또한, 별도의 절연체가 불필요함으로 인해, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)는 캡 어셈블리(130)의 높이를 낮출 수 있기 때문에 전지의 박형화를 도모할 수 있다.
상기 절연층(173)의 두께는 5[㎛] 내지 300[㎛]의 범위를 갖도록 형성될 수 있다. 상기 절연층(173)의 두께가 5[㎛] 이상인 경우, 상기 절연층(173)에 요구되는 전기 절연성을 확보하기가 용이하다. 또한, 상기 절연층(173)의 두께가 300[㎛] 이하인 경우, 상기 절연층(173)을 형성하기 위한 공정 시간 및 상기 캡 조립체(130)의 높이를 줄이기에 용이하다. 또한, 상기 제 1 금속층(171), 제 2 금속층(172) 및 절연층(173)이 형성된 단자 플레이트(170)의 양 측부는 절곡되어 절곡부(170a)를 형성할 수 있으며, 상기 절곡부(170a)는 각 구성들이 안정적으로 결합되어 분리되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 별도로 도시하지는 않았지만, 상기 절연층(173)은 상기 단자 플레이트(170) 대신 상기 캡 플레이트(160)의 하면에 형성될 수도 있고, 상기 단자 플레이트(170) 및 캡 플레이트(160)에 모두 형성되는 것도 가능하다.
상기 봉공층(174)은 상기 절연층(173)의 상부에 형성될 수 있다. 상기 봉공층(174)은 상기 절연층(173)과 캡 플레이트(160)의 사이에 형성되어, 상기 절연층(173)의 높이 편차를 보정하여 상기 절연층(173)이 상기 캡 플레이트(160)와 밀착하여 결합되도록 할 수 있다. 상기 봉공층(174)은 상기 절연층(173)의 상부에 유기물을 도포하는 방법을 사용하거나, 상기 절연층(173)이 형성된 단자 플레이트(170)를 유기물에 침지하는 방법을 사용할 수 있다. 또한, 상기 봉공층(174)은 합성 수지 또는 이중 합성 고무(EPDM)와 같은 재질로서 형성될 수 있다.
상기 절연 케이스(180)는 상기 캡 플레이트(160)의 하면에 결합되며, 상기 가스켓(150)과 같은 절연 재질로 형성될 수 있다. 상기 절연 케이스(180)는 상기 전극 조립체(120)의 상부에 형성되며, 가장자리에 측벽(181)이 형성되어 상기 케이스(110)의 내면에서 고정될 수 있다. 따라서, 상기 절연 케이스(180)는 상기 전극 조립체(120)가 유동하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 절연 케이스(180)는 상기 전극 조립체(120)의 제 1 전극탭(124)에 대응되는 위치에 제 1 단자 통공(182), 상기 제 2 전극탭(125)에 대응되는 위치에 제 2 단자 통공(183)을 포함한다. 따라서, 상기 제 1 전극탭(124)은 상기 절연 케이스(180)의 제 1 단자 통공(182)을 관통하여 상기 단자 플레이트(170)에 결합될 수 있다. 또한, 상기 제 2 전극탭(125)은 상기 절연 케이스(180)의 제 2 단자 통공(183)을 관통하여 상기 캡 플레이트(160)에 결합될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)는 단자 플레이트(170)를 제 1 금속층(171) 및 이와 상이한 제 2 금속층(172)의 재질로 형성하되, 제 2 금속층(172)의 상부에 산화 피막을 통한 절연층(173)을 형성함으로써 절연성을 확보할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)는 단자 플레이트(170)와 캡 플레이트(160)의 사이에 별도의 절연체를 구비할 필요가 없기 때문에 부품의 수를 줄일 수 있고, 조립성을 향상시키며, 공간을 확보하여 용량을 늘릴 수 있다.
또한, 절연층(173)은 제 2 금속층(172)의 외부를 산화하여 형성한 것이기 때문에, 상기 제 2 금속층(172)과 일체로 형성되어 안정적인 결합을 수행하여, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)는 내부 밀폐의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)는 절연층(173)의 상부에 봉공층(174)을 형성하여, 절연층(173)의 높이 편차를 보정하여 절연층(173)이 캡 플레이트(160)와 밀착하여 결합되도록 할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 이차 전지를 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; 캡 조립체
140; 전극 단자 150; 가스켓
160; 캡 플레이트 170; 단자 플레이트
180; 절연 케이스
120; 전극 조립체 130; 캡 조립체
140; 전극 단자 150; 가스켓
160; 캡 플레이트 170; 단자 플레이트
180; 절연 케이스
Claims (20)
- 전극 조립체;
상기 전극 조립체를 수용하는 케이스;
상기 케이스의 개구를 밀봉하는 캡 플레이트;
상기 전극 조립체에 전기적으로 연결된 단자 플레이트;
상기 단자 플레이트에 전기적으로 연결된 전극 단자; 및
상기 캡 플레이트와 단자 플레이트의 사이에 형성되고, 상기 캡 플레이트와 단자 플레이트를 전기적으로 절연하는 절연층을 포함하고,
상기 단자 플레이트는
상기 전극 단자에 연결된 제 1 금속층; 및
상기 제 1 금속층 상에 형성되고, 상기 제 1 금속층 및 절연층의 사이에 형성된 제 2 금속층을 포함하는 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 금속층은 제 1 금속으로 구성되고, 상기 제 2 금속층은 상기 제 1 금속과 다른 제 2 금속으로 구성된 이차 전지. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 금속층의 외면에 산화 피막이 형성될 수 있는 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 절연층은 상기 제 2 금속층 상에 형성된 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 절연층은 상기 캡 플레이트의 표면에 형성된 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 절연층은 5[㎛]내지 300[㎛]의 두께를 갖는 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 절연층은 산화 알루미늄을 포함하는 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 절연층은 상기 단자 플레이트 및 캡 플레이트 중 적어도 어느 하나의 산화된 표면을 포함하는 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 절연층 및 캡 플레이트의 사이에 봉공층을 더 포함하는 이차 전지. - 제 9 항에 있어서,
상기 봉공층은 합성 수지 또는 이중 합성 고무 중 적어도 하나를 포함하는 이차 전지. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 2 금속층은 상기 제 1 금속층 상에 형성되고, 상기 절연층은 상기 제 2 금속층 상에 형성되며, 상기 봉공층은 상기 절연층 상에 형성되는 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 전극 조립체는 상기 단자 플레이트를 통해 상기 전극 단자에 전기적으로 결합되는 제 1 전극 플레이트 및 상기 캡 플레이트에 전기적으로 결합되는 제 2 전극 플레이트를 포함하는 이차 전지. - 제 12 항에 있어서,
상기 전극 조립체는 상기 제 1 전극 플레이트 및 제 1 금속층의 사이에 연결되는 제 1 전극 탭 및 상기 제 2 전극 플레이트 및 캡 플레이트의 사이에 연결되는 제 2 전극 탭을 포함하는 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 금속층은 니켈을 포함하는 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 금속층은 알루미늄을 포함하는 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 금속층 및 제 2 금속층은 열간 압연 또는 냉간 압연 중 어느 하나에 의해 일체로 형성된 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 금속층, 제 2 금속층 및 절연층은 일체로 형성된 이차 전지. - 제 17 항에 있어서,
상기 일체로 형성된 제 1 금속층, 제 2 금속층 및 절연층은 상기 캡 플레이트와 결합되고 접촉하는 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 단자 플레이트는 상기 단자 플레이트의 대향하는 측면들에 절곡부를 포함하는 이차 전지. - 제 19 항에 있어서,
상기 단자 플레이트는 상기 캡 플레이트와 나란한 플레이트 형상을 갖고, 상기 절곡부는 상기 캡 플레이트로부터 멀어지는 방향으로 절곡된 이차 전지.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201261669951P | 2012-07-10 | 2012-07-10 | |
| US61/669,951 | 2012-07-10 | ||
| US13/654,356 | 2012-10-17 | ||
| US13/654,356 US9299969B2 (en) | 2012-07-10 | 2012-10-17 | Secondary battery |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140008236A true KR20140008236A (ko) | 2014-01-21 |
Family
ID=49914240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130024366A KR20140008236A (ko) | 2012-07-10 | 2013-03-07 | 이차 전지 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9299969B2 (ko) |
| KR (1) | KR20140008236A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10892446B2 (en) | 2014-08-13 | 2021-01-12 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable battery and manufacturing method thereof |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9214572B2 (en) * | 2013-09-20 | 2015-12-15 | Monolith Semiconductor Inc. | High voltage MOSFET devices and methods of making the devices |
| US9985112B2 (en) * | 2015-02-06 | 2018-05-29 | International Business Machines Corporation | Sloped finFET with methods of forming same |
| CN111430592B (zh) * | 2020-04-30 | 2022-04-22 | 蜂巢能源科技有限公司 | 电芯盖板、电池模组以及车辆 |
| CN111525051B (zh) * | 2020-04-30 | 2022-04-22 | 蜂巢能源科技有限公司 | 电芯盖板、电池模组以及车辆 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0556402B1 (en) * | 1991-08-09 | 1996-12-27 | Yuasa Corporation | Thin battery |
| US6793544B2 (en) * | 2003-02-05 | 2004-09-21 | General Motors Corporation | Corrosion resistant fuel cell terminal plates |
| US7833647B2 (en) * | 2004-04-28 | 2010-11-16 | Eveready Battery Company, Inc. | Closure vent seal and assembly |
| KR100579376B1 (ko) * | 2004-10-28 | 2006-05-12 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
| JP5053510B2 (ja) | 2004-12-27 | 2012-10-17 | 冨士発條株式会社 | 電源装置用外装缶及び当該外装缶を使用した電源装置 |
| US20060292442A1 (en) * | 2005-06-27 | 2006-12-28 | Shah Pinakin M | Electrochemical systems, terminal seals for use therewith and terminals for use therewith |
| JP2009129704A (ja) * | 2007-11-22 | 2009-06-11 | Hitachi Maxell Ltd | 密閉型電池 |
| KR101002506B1 (ko) * | 2008-09-18 | 2010-12-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차전지 |
| KR101106328B1 (ko) | 2010-01-26 | 2012-01-18 | 에스비리모티브 주식회사 | 이차 전지용 케이스 및 그 제조 방법 |
-
2012
- 2012-10-17 US US13/654,356 patent/US9299969B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2013
- 2013-03-07 KR KR1020130024366A patent/KR20140008236A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10892446B2 (en) | 2014-08-13 | 2021-01-12 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable battery and manufacturing method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US9299969B2 (en) | 2016-03-29 |
| US20140017555A1 (en) | 2014-01-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10535846B2 (en) | Secondary battery | |
| JP5255606B2 (ja) | 二次電池 | |
| US8920962B2 (en) | Secondary battery | |
| KR101094046B1 (ko) | 이차 전지 | |
| US9136524B2 (en) | Secondary battery | |
| US8580426B2 (en) | Secondary battery | |
| EP2677563B1 (en) | Rechargeable battery and module of the same | |
| KR101254886B1 (ko) | 이차 전지 | |
| US10367186B2 (en) | Secondary battery including an insulating member | |
| US10587010B2 (en) | Rechargeable battery and rechargeable battery module | |
| US9088024B2 (en) | Secondary battery | |
| US9887412B2 (en) | Rechargeable battery having upper insulator member | |
| US9023500B2 (en) | Cylindrical secondary battery | |
| US9692034B2 (en) | Secondary battery | |
| KR20140008236A (ko) | 이차 전지 | |
| EP2624329A1 (en) | Rechargeable battery | |
| US9825326B2 (en) | Rechargeable battery | |
| US9209436B2 (en) | Secondary battery | |
| US20100086847A1 (en) | Secondary battery | |
| KR101621094B1 (ko) | 이차 전지 | |
| US9819003B2 (en) | Rechargeable battery having short-circuit protrusion | |
| US10115940B2 (en) | Rechargeable battery | |
| KR20220070762A (ko) | 이차 전지 및 그의 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |