KR20140065956A - 이차 전지 - Google Patents

이차 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20140065956A
KR20140065956A KR1020120133074A KR20120133074A KR20140065956A KR 20140065956 A KR20140065956 A KR 20140065956A KR 1020120133074 A KR1020120133074 A KR 1020120133074A KR 20120133074 A KR20120133074 A KR 20120133074A KR 20140065956 A KR20140065956 A KR 20140065956A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
wires
case
secondary battery
cathode
Prior art date
Application number
KR1020120133074A
Other languages
English (en)
Inventor
권민형
김용삼
Original Assignee
삼성에스디아이 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 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020120133074A priority Critical patent/KR20140065956A/ko
Priority to US13/867,001 priority patent/US9065130B2/en
Publication of KR20140065956A publication Critical patent/KR20140065956A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/579Devices or arrangements for the interruption of current in response to shock
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431Cells with wound or folded electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/049Processes for forming or storing electrodes in the battery container
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574Devices or arrangements for the interruption of current
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/42Grouping of primary cells into batteries
    • H01M6/46Grouping of primary cells into batteries of flat cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00Safety devices for primary or secondary batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 이차 전지는 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 전극 어셈블리와, 상기 전극 어셈블리가 내장되는 케이스, 및 상기 케이스와 상기 전극 어셈블리 사이에 배치되며, 복수 개의 홀이 형성된 단락 안내부와 상기 단락 안내부와 상기 제2 전극을 전기적으로 연결하는 접속부를 포함하는 안전부재를 포함한다.

Description

이차 전지{RECHARGEABLE BATTERY}
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 안전 장치의 구조를 개선한 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 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.
이차 전지의 외부에서 못이나 송곳 등의 도전성 이물질이 내부로 진입한 경우, 이차 전지 내부에서 단락이 발생할 수 있다. 이와 같이 단락이 발생하면 이차 전지 내부의 온도가 급격하게 상승하여 이차 전지가 발화하거나 폭발할 위험이 있다.
특히, 도전성 이물질은 다양한 방향으로 진입할 수 있는 바, 도전성 이물질의 진입 방향에 따라 발열 정도가 상이하게 되어 안전성 확보가 매우 어려운 문제가 있다.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 안전성이 향상된 이차 전지를 제공함에 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 이차 전지는 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 전극 어셈블리와, 상기 전극 어셈블리가 내장되는 케이스, 및 상기 케이스와 상기 전극 어셈블리 사이에 배치되며, 복수 개의 홀이 형성된 단락 안내부와 상기 단락 안내부와 상기 제2 전극을 전기적으로 연결하는 접속부를 포함하는 안전부재를 포함한다.
상기 단락 안내부는 메쉬 형태로 이루어질 수 있으며, 상기 단락 안내부는 제1 방향으로 이어져 형성된 복수 개의 제1 와이어와 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이어져 형성된 복수 개의 제2 와이어를 포함할 수 있다.
복수 개의 상기 제1 와이어와 복수 개의 상기 제2 와이어가 엮어져 결합된 형성될 수 있으며, 복수 개의 상기 제1 와이어와 복수 개의 상기 제2 와이어는 상호 고정 결합된 형성될 수 있다.
상기 케이스 내에는 복수 개의 전극 어셈블리가 설치되고, 상기 안전부재는 상기 전극 어셈블리들의 외측에 각각 배치될 수 있으며, 상기 케이스 내에는 복수 개의 전극 어셈블리가 설치되고, 상기 안전부재는 상기 전극 어셈블리들 사이에 배치될 수 있다. 또한, 상기 케이스는 상기 제1 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 전극은 양극으로 이루어지고, 상기 제2 전극은 음극으로 이루어질 수 있으며, 상기 전극 어셈블리에서 상기 제2 전극은 상기 제1 전극 보다 더 외측에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부에서 도체 이물질이 침입하였을 때, 내부 단락으로 인한 발화 및 폭발을 방지하여 이차 전지의 안전성이 향상된다.
또한, 안전부재에 복수 개의 홀이 형성되어 있으므로 도전성 이물질이 침입할 때, 홀에 삽입되어 안내되므로 발열을 억제하여 안전성이 더욱 향상된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지를 도시한 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 어셈블리와 안전부재를 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 안전부재를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 어셈블리와 안전부재를 도시한 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지의 종단면도이다.
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 1에서 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 이차 전지(101)는 양극(11)과 음극(12) 사이에 세퍼레이터(13)를 개재하여 귄취된 복수 개의 전극 어셈블리(10)와, 전극 어셈블리(10)들이 내장되는 케이스(34)와, 케이스(34)의 개구에 결합된 캡 어셈블리(20)를 포함한다.
본 제1 실시예에 따른 이차 전지(101)는 리튬 이온 이차 전지로서 각형인 것을 예로서 설명한다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명은 리튬 폴리머 전지 또는 원통형 전지 등 다양한 형태의 전지에 적용될 수 있다.
양극(11)은 알루미늄 등으로 이루어진 박판의 금속 호일로 형성된 집전체에 활물질이 도포된 영역인 양극 코팅부와 활물질이 코팅되지 않는 영역인 양극 무지부(11a)를 포함한다. 음극(12)은 구리 등으로 이루어진 박판의 금속 호일로 형성된 집전체에 활물질이 도포된 영역인 음극 코팅부와 활물질이 코팅되지 않는 영역인 음극 무지부(12a)를 포함한다.
여기서 양극(11)이 케이스(34)와 연결된 제2 전극이 되고, 음극(12)은 안전부재(40)와 연결된 제1 전극이 된다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 양극(11)이 제1 전극이 되고, 음극(12)이 제2 전극이 될 수도 있다.
본 실시예에서는 2 개의 전극 어셈블리들(10)이 케이스(34) 내에 설치된 것으로 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 케이스 내에는 하나 이상의 전극 어셈블리가 설치될 수 있다.
양극 무지부(11a)는 양극(11)의 길이 방향을 따라 양극(11)의 한 쪽 측단에 형성되고, 음극 무지부(12a)는 음극(12)의 길이 방향을 따라 음극(12)의 다른 쪽 측단에 형성된다. 그리고 양극(11) 및 음극(12)은 절연체인 세퍼레이터(13)를 사이에 개재한 후 권취된다. 또한, 전극 어셈블리(10)의 외면에는 전극 어셈블리(10)의 형태를 지지하는 마감 테이프(미도시)가 설치될 수 있다.
다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 상기한 전극 어셈블리(10)는 복수 개의 시트(sheet)로 이루어진 양극과 음극이 세퍼레이터를 사이에 두고 교대로 적층된 구조로 이루어질 수도 있다.
케이스(34)는 대략 직육면체로 이루어지며, 일면에는 개방된 개구가 형성된다. 케이스(34)와 전극 어셈블리들(10) 사이에는 절연을 위한 절연 봉지(17)가 설치된다. 절연 봉지(37)는 필름 형태로 이루어지며, 상부가 개방되어 있다.
캡 어셈블리(20)는 케이스(34)의 개구를 덮는 캡 플레이트(30)와 캡 플레이트(30)의 외측으로 돌출되며, 양극(11)과 전기적으로 연결된 양극 단자(21)와 캡 플레이트의 외측으로 돌출되며 음극(12)과 전기적으로 연결된 음극 단자(22), 및 설정된 내부 압력에 따라 파단될 수 있도록 노치(39a)가 형성된 벤트부재(39)를 포함한다.
캡 플레이트(30)는 얇은 판으로 이루어지며, 일측에 전해액의 주입을 위한 전해액 주입구(27)가 형성되고 전해액 주입구(27)에는 밀봉 마개(38)가 설치된다.
캡 플레이트(30)와 단자(21, 22) 사이에는 하부 개스킷(28)이 설치되어 캡 플레이트(30)와 단자(21, 22) 사이를 밀봉한다. 본 기재에서 단자(21, 22)라 함은 양극 단자(21)와 음극 단자(22)를 포함한다.
하부 개스킷(28)은 단자 홀에 끼워져 설치되며, 캡 플레이트(30)의 하면에 밀착 배치된다. 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.
양극 단자(21)에는 연결판(35)이 삽입 설치되는 바, 연결판(35)은 너트(29)와 캡 플레이트(30) 사이에 설치된다. 연결판(35)은 캡 플레이트(30)와 양극 단자(21)를 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 이에 따라 캡 플레이트(30)와 케이스(34)는 양극(11)과 전기적으로 연결된다.
음극 단자(22)에는 상부 개스킷(25)이 삽입 설치되는 바, 상부 개스킷(25)은 하부 개스킷(28) 위에 배치되어 캡 플레이트(30)의 상면과 접촉한다. 상부 개스킷(25)은 음극 단자(22)와 캡 플레이트(30)를 절연하는 역할을 한다. 상부 개스킷(25)의 위에는 너트(29)와 상부 개스킷(25) 사이에서 체결력을 완충하는 와셔(24)가 설치된다.
단자(21, 22)의 하부에는 캡 플레이트(30)와 단자(21, 22)를 절연하는 하부 절연부재(26)가 설치된다.
양극 단자(21)에는 양극(11)과 전기적으로 연결된 집전부재(51)가 용접으로 부착되고, 양극 단자(21) 및 집전부재(51)는 하부 절연부재(26)의 하면에 형성된 홈에 끼워진다. 집전부재(51)는 하부로 돌출된 복수 개의 탭(51a)을 구비하는 바, 복수 개의 탭(51a)은 각각의 양극 무지부(11a)에 용접으로 부착된다.
음극 단자(22)에는 음극(12)과 전기적으로 연결된 집전부재(52)가 용접으로 부착되고, 음극 단자(22) 및 집전부재(52)는 하부 절연부재(26)의 하면에 형성된 홈에 끼워진다. 집전부재(52)는 하부로 돌출된 복수 개의 탭(52a)을 구비하는 바, 복수 개의 탭(52a)은 각각의 음극 무지부(12a)에 용접으로 부착된다.
전극 어셈블리들(10) 사이 및 외측에 배치된 전극 어셈블리들의 외측면에는 음극(12)에 전기적으로 연결된 안전부재들이 설치된다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지를 도시한 횡단면도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 어셈블리와 안전부재를 도시한 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 안전부재(40)는 적층 배열된 전극 어셈블리들(10) 양쪽 측단에 배치된다. 안전부재(40)는 전극 어셈블리(10)에서 넓게 형성된 평편면(10a)에 부착된 단락 안내부(42)와 단락 안내부(42)에 연결 형성되어 음극 무지부(12a)에 부착되는 접속부(41)를 포함한다. 본 기재에서 평편면(10a)이라 함은 전극 어셈블리(10)의 외주면 중에서 상단과 하단의 굴곡된 부분을 제외한 평편한 면을 의미한다.
단락 안내부(42)와 접속부(41)는 구리, 스테인리스 스틸 등의 도전성을 갖는 금속판으로 이루어진다. 접속부(41)는 이웃하는 전극 어셈블리(10)의 음극 무지부(12a)를 향하여 절곡 형성되는 바, 접속부(41)는 단락 안내부(42)이 용접으로 고정된 지지부(41c)와 지지부(41c)에서 일측 음극 무지부(12a)를 향하여 경사지게 절곡된 경사부(41b)와 경사부(41b)에서 절곡되어 단락 안내부(42)과 평행하게 형성된 용접부(41a)를 갖는다. 접속부(41)는 이웃하는 음극 무지부(12a)에 용접되어 음극 무지부(12a)와 전기적으로 연결된다.
단락 안내부(42)는 복수 개의 홀(42c)이 형성된 메쉬체 형태로 이루어진다. 단락 안내부(42)는 측방향으로 이어진 제1 와이어들(42a)과 높이 방향으로 이어진 제2 와이어들(42b)을 포함한다.
제1 와이이들(42a)은 이차 전지(101)의 측방향으로 평행하게 이어져 배치되며, 제2 와이어들(42b)은 이차 전지(101)의 높이 방향으로 평행하게 이어져 배치된다. 제1 와이어들(42a)과 제2 와이어들(42b)은 서로 고정되어 메쉬체를 이루게 된다.
도 5에 도시된 바와 같이 충격이나 사고 등으로 이차 전지(101)의 외부에서 못이나 송곳 등의 도전성 이물질(60)이 침입하였을 때, 양극과 음극이 도전성 이물질(60)을 매개로 단락되면 내부에서 과도한 열이 발생하여 이차 전지가 폭발하거나 발화할 위험이 있다. 그러나 본 실시예와 같이 안전부재(40)를 설치하면 안전부재(40)와 케이스(34)가 단락되어 충전된 전류를 안전하게 방전할 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따르면 못과 같은 외부에서 이물질(60)이 침입하여 단락의 위험이 있을 때, 전류를 방전하여 발화의 위험을 제거함으로써 이차 전지(101)의 안전성이 향상된다.
또한, 외부의 도전성 이물질(60)이 침입하면 단락 안내부(42)에 형성된 홀(42c)에 삽입되며 제1 와이어(42a)와 제2 와이어(42b)가 변형되면서 홀(42c)이 확장된다. 도전성 이물질은 홀(42c)에 안내되어 단락 안내부(42)에 대하여 수직과 유사한 방향으로 전극 어셈블리들(10)을 침입하게 된다. 본 실시예와 같이 단락 안내부(42)에 복수 개의 홀(42c)이 형성되면 도전성 이물질(60)이 홀(42c)에 삽입되어 이차 전지(101) 내부로 진입하게 되며, 특히 단락 안내부(42)가 메쉬체 형태로 이루어지면 와이어들(42a, 42b)이 변형되어 도전성 이물질(60)을 안내할 수 있다.
단락 안내부(42)가 일반적인 금속판 형태로 이루어지면 도전성 이물질(60)이 단락 안내부(42)와 닿을 때 미끄러지거나 또는 최초 침입 방향이 경사져서 전극 어셈블리(10)를 단락 안내부(42)에 대하여 비스듬한 방향으로 침입할 수 있다. 이 경우, 안전부재(40)에 의하여 방전되는 전류의 양에 비하여 도전성 이물질(60)과 전극 어셈블리(10)가 접촉하는 면적이 커져서 많은 열이 발생하고 이차 전지(101)가 폭발할 위험이 커지게 된다.
그러나 본 실시예와 같이 단락 안내부(42)가 메쉬체 형태로 이루어지면 제1 와이어(42a)와 제2 와이어(42b)가 도전성 이물질을 어느 정도 지지할 수 있으므로 도전성 이물질이 단락 안내부(42)에 대하여 수직인 방향과 유사한 방향으로 진입하도록 안내할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따르면 양극(11)과 음극(12)은 세퍼레이터(13)를 사이에 두고 나선형으로 권취되며, 전극 어셈블리(10)에서 음극(11)은 양극(12)보다 더 외측에 위치한다.
이에 따라 음극(12)이 양극(11)보다 더 외측에 위치하여 도전성 이물질(60)이 침입할 때, 도전성 이물질(60)이 양극(11)과 맞닿기 전에 음극(12)과 먼저 맞닿게 된다. 이에 따라 도전성 이물질(60)에 의하여 양극(11)과 음극(12)이 단락되기 전에 도전성 이물질(60)과 안전부재(40) 및 음극(12)이 먼저 단락되므로 도전성 이물질(60)이 음극(12)과의 단락으로 인한 열을 흡수하여 발열을 억제하므로, 전극 어셈블리(10) 내부의 온도가 과도하게 상승하는 것을 억제할 수 있다.
비록 최초 도전성 이물질(60)과 안전부재(40)가 닿을 때, 양극으로 대전된 케이스(34)과 음극으로 대전된 안전부재가 전기적으로 연결되어 방전이 이루어지지만, 도전성 이물질(60)이 전극 어셈블리(10)를 통과할 때, 전류가 남아있는 양극(11)과 음극(12)이 단락 된다.
이때, 양극(11)이 외측에 위치하면 양극(11)으로 대전된 도전성 이물질(60)과 양극(11)이 만나더라도 방전이 일어나지 않고, 도전성 이물질(60)에 전류가 축적되며 도전성 이물질(60)이 더 진입하여 음극(12)과 맞닿으면 단락되어 과도한 열이 발생하게 된다. 그러나 본 실시예와 같이 케이스(34)가 양극으로 대전되고 음극(12)이 외측에 위치하면 도전성 이물질(60)과 음극(12)의 단락에 의하여 방전된 상태에서 음극(12)과 양극(11)이 접촉하므로 양극(11)과 음극(12)이 도전성 이물질(60)을 통해서 직접 단락되는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 어셈블리와 안전부재를 도시한 분해 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지의 종단면도이다.
본 실시예에 따른 이차 전지(102)는 케이스(134) 내에 삽입되는 전극 어셈블리(10)의 개수와 안전부재의 개수를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 이차 전지와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 6 및 도 7을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지(102)는 케이스(34)와 케이스(34) 내에 삽입 설치된 복수 개의 전극 어셈블리(10)와 전극 어셈블리(10) 사이와 전극 어셈블리들(10)의 외측에 배치된 안전부재를 포함한다.
전극 어셈블리(10)의 일측 측단에는 양극 무지부(11a)가 형성되며 타측 측단에는 음극 무지부(12a)가 형성된다. 양극 무지부(11a)에는 양극(11)과 양극 단자를 전기적으로 연결하는 집전부재(51)가 설치되고, 음극 무지부(12a)에는 음극(11)과 음극 단자를 전기적으로 연결하는 집전부재(52)가 설치된다. 케이스(34)와 전극 어셈블리들(10) 사이에는 절연을 위한 절연 봉지(17)가 설치된다. 절연 봉지(37)는 필름 형태로 이루어지며, 상부가 개방되어 있다.
적층 배열된 전극 어셈블리들(10)의 일측 측단에 안전 부재(70)가 설치되며, 적층 배열된 전극 어셈블리들의 타측 측단과 전극 어셈블리들 사이에 안전부재(80)가 설치된다.
안전부재(70)는 전극 어셈블리(10)의 일측 평평면(10a)과 인접하도록 설치된 단락 안내부(72)와 단락 안내부(72)에 연결 형성되어 음극 무지부(12a)에 부착되는 접속부(71)를 포함한다. 단락 안내부(72)와 접속부(71)는 구리, 스테인리스 스틸 등의 도전성을 갖는 금속으로 이루어진다.
단락 안내부(72)는 복수 개의 홀(72c)이 형성된 메쉬체 형태로 이루어진다. 단락 안내부(72)는 측방향으로 이어진 제1 와이어들(72a)과 높이 방향으로 이어진 제2 와이어들(72b)을 포함한다.
제1 와이이들(72a)은 이차 전지(102)의 측방향으로 평행하게 이어져 배치되며, 제2 와이어들(72b)은 이차 전지(102)의 높이 방향으로 평행하게 이어져 배치된다. 제1 와이어들(72a)과 제2 와이어들(72b)은 서로 엮어져 결합된다. 즉, 제1 와이어들(72a)과 제2 와이어들(72c)은 상호에 대하여 교대로 앞뒤로 위치하면서 짜여져 결합된다.
안전부재(80)는 전극 어셈블리(10)의 타측 평평면(10b)과 인접하도록 설치된 단락 안내부(82)와 단락 안내부(82)에 연결 형성되어 음극 무지부(12a)에 부착되는 접속부(81)를 포함한다. 단락 안내부(82)와 접속부(81)는 구리, 스테인리스 스틸 등의 도전성을 갖는 금속으로 이루어진다.
단락 안내부(82)는 전극 어셈블리의 타측 외측과 전극 어셈블리들 사이에 배치된다. 단락 안내부(82)는 복수 개의 홀이 형성된 메쉬체 형태로 이루어진다. 단락 안내부(82)는 측방향으로 이어진 제1 와이어들과 높이 방향으로 이어진 제2 와이어들을 포함하며, 제1 와이어들과 제2 와이어들은 서로 엮어져 결합된다.
도 9에 도시된 바와 같이 충격이나 사고 등으로 이차 전지(102)의 외부에서 못이나 송곳 등의 도전성 이물질(60)이 침입하였을 때, 양극과 음극이 도전성 이물질(60)을 매개로 단락되면 내부에서 과도한 열이 발생하여 이차 전지가 폭발하거나 발화할 위험이 있다. 그러나 본 실시예와 같이 안전부재를 설치하면 안전부재들(70, 82)과 케이스(134)가 단락되어 충전된 전류를 안전하게 방전할 수 있다.
또한, 본 실시예와 같이 단락 안내부(72, 82)에 복수 개의 홀이 형성되면 도전성 이물질(60)이 홀에 삽입되어 이차 전지(102) 내부로 진입하게 되며, 특히 단락 안내부(72, 82)가 메쉬체 형태로 이루어지과 와이어들이 엮어져 있으면 와이어들이 변형되어 도전성 이물질(60)을 안내할 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있다.
101, 102: 이차 전지
10: 전극 어셈블리 10a: 제1 평편면
10b: 제2 평편면 11: 양극
12: 음극 11a: 양극 무지부
12a: 음극 무지부 13: 세퍼레이터
17: 절연 봉지 20: 캡 어셈블리
21: 양극 단자 22: 음극 단자
21a, 22a: 단자 플랜지 24: 와셔
25: 개스킷 26: 절연부재
27: 전해액 주입구 29: 너트
30: 캡 플레이트 32: 리드부재
34: 케이스 38: 밀봉 마개
39: 벤트부재 39a: 노치
40, 70, 80: 안전부재 41, 71, 81: 접속부
42, 72, 82: 단락 안내부

Claims (10)

  1. 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 전극 어셈블리;
    상기 전극 어셈블리가 내장되는 케이스; 및
    상기 케이스와 상기 전극 어셈블리 사이에 배치되며, 복수 개의 홀이 형성된 단락 안내부와 상기 단락 안내부와 상기 제2 전극을 전기적으로 연결하는 접속부를 포함하는 안전부재;
    를 포함하는 이차 전지
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 단락 안내부는 메쉬 형태로 이루어진 이차 전지.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 단락 안내부는 제1 방향으로 이어져 형성된 복수 개의 제1 와이어와 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이어져 형성된 복수 개의 제2 와이어를 포함하는 이차 전지.
  4. 제3 항에 있어서,
    복수 개의 상기 제1 와이어와 복수 개의 상기 제2 와이어가 엮어져 결합된 형성된 이차 전지.
  5. 제3 항에 있어서,
    복수 개의 상기 제1 와이어와 복수 개의 상기 제2 와이어는 상호 고정 결합된 형성된 이차 전지.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 케이스 내에는 복수 개의 전극 어셈블리가 설치되고, 상기 안전부재는 상기 전극 어셈블리들의 외측에 각각 배치된 이차 전지.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 케이스 내에는 복수 개의 전극 어셈블리가 설치되고, 상기 안전부재는 상기 전극 어셈블리들 사이에 배치된 이차 전지.
  8. 제2 항에 있어서,
    상기 케이스는 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된 이차 전지.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 양극으로 이루어지고, 상기 제2 전극은 음극으로 이루어진 이차 전지.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 전극 어셈블리에서 상기 제2 전극은 상기 제1 전극 보다 더 외측에 배치된 이차 전지.
KR1020120133074A 2012-11-22 2012-11-22 이차 전지 KR20140065956A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120133074A KR20140065956A (ko) 2012-11-22 2012-11-22 이차 전지
US13/867,001 US9065130B2 (en) 2012-11-22 2013-04-19 Rechargeable battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120133074A KR20140065956A (ko) 2012-11-22 2012-11-22 이차 전지

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140065956A true KR20140065956A (ko) 2014-05-30

Family

ID=50728242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120133074A KR20140065956A (ko) 2012-11-22 2012-11-22 이차 전지

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9065130B2 (ko)
KR (1) KR20140065956A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170073875A (ko) * 2015-12-21 2017-06-29 에스케이이노베이션 주식회사 리튬 이차 전지
WO2018034463A1 (ko) * 2016-08-17 2018-02-22 주식회사 엘지화학 침상 도체로 인한 단락을 방지하는 인슐레이터 어셈블리를 포함하는 전지셀

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102361704B1 (ko) * 2015-03-06 2022-02-09 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
US10085174B2 (en) 2015-09-22 2018-09-25 International Business Machines Corporation Wireless channel and/or band arbitration
KR102221633B1 (ko) * 2016-08-01 2021-02-26 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP6752737B2 (ja) * 2017-02-14 2020-09-09 ビークルエナジージャパン株式会社 角形二次電池
CN111384336A (zh) * 2018-12-30 2020-07-07 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电池模块、电池包及车辆

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1167221A (ja) 1997-08-22 1999-03-09 Fujitsu Ltd リチウム電池及び、それに使用する集電体
JP4563264B2 (ja) * 2004-09-22 2010-10-13 日本碍子株式会社 リチウム二次電池
TWI275194B (en) 2004-10-08 2007-03-01 Lg Chemical Ltd Secondary battery having an improved safety

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170073875A (ko) * 2015-12-21 2017-06-29 에스케이이노베이션 주식회사 리튬 이차 전지
WO2018034463A1 (ko) * 2016-08-17 2018-02-22 주식회사 엘지화학 침상 도체로 인한 단락을 방지하는 인슐레이터 어셈블리를 포함하는 전지셀
KR20180020061A (ko) * 2016-08-17 2018-02-27 주식회사 엘지화학 침상 도체로 인한 단락을 방지하는 인슐레이터 어셈블리를 포함하는 전지셀
US10903529B2 (en) 2016-08-17 2021-01-26 Lg Chem, Ltd. Battery cell comprising insulator assembly for preventing short circuit caused by nail

Also Published As

Publication number Publication date
US9065130B2 (en) 2015-06-23
US20140141295A1 (en) 2014-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2410594B1 (en) Rechargeable battery
KR101036070B1 (ko) 이차 전지
KR102272264B1 (ko) 단락 연결부를 갖는 전지 모듈
KR101724010B1 (ko) 이차 전지
KR101683214B1 (ko) 이차 전지
EP2648246B1 (en) Secondary battery
KR101683198B1 (ko) 이차 전지
KR101287087B1 (ko) 이차 전지
EP2768047A1 (en) Battery pack having improved safety
KR102397857B1 (ko) 이차 전지 및 이를 이용한 전지 모듈
KR20140064487A (ko) 이차 전지 모듈
KR20140065956A (ko) 이차 전지
KR102332447B1 (ko) 이차 전지
US8877371B2 (en) Rechargeable battery
EP2772962B1 (en) Rechargeable Battery
KR101223516B1 (ko) 이차 전지
EP2330660B1 (en) Rechargeable battery
KR102332443B1 (ko) 전지 모듈
KR101702984B1 (ko) 이차 전지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application