KR20140078812A - Cap Assembly Improved Sealability and Battery Cell Employed with The Same - Google Patents

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KR20140078812A
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Abstract

The present invention includes a top cap which is combined with the open upper part of a battery case having an electrode assembly, a protruding terminal which is connected to the electrode of the electrode assembly and protrudes to the outside, an upper gasket which is interposed at the interface with the top cap to maintain the electric insulation of the protruding terminal to the top cap, a conductive plate where the electrode tap of the electrode assembly is welded, and a lower gasket which is interposed at the interface with the top cap to maintain the electric insulation of the conductive plate to the top cap. To improve sealability, the top cap includes a pressing protrusion for pressing the upper gasket which is formed on the interface with the upper gasket.

Description

밀봉성이 향상된 캡 어셈블리 및 이를 포함하는 전지셀 {Cap Assembly Improved Sealability and Battery Cell Employed with The Same}Technical Field [0001] The present invention relates to a cap assembly having improved sealability and a battery cell including the cap assembly.

본 발명은 밀봉성이 향상된 캡 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전극조립체가 내장된 전지케이스의 개방 상단에 결합되는 탑 캡, 상기 전극조립체의 전극에 접속되어 외부로 돌출되어 있는 돌출단자, 상기 돌출단자가 탑 캡에 대해 전기절연성을 유지할 수 있도록 탑 캡과의 계면에 개재되는 상부 가스켓, 전극조립체의 전극 탭이 용접되어 있는 도전성 플레이트, 및 상기 도전성 플레이트가 탑 캡에 대해 전기절연성을 유지할 수 있도록 탑 캡과의 계면에 개재되는 하부 가스켓을 포함하고 있고, 상기 탑 캡에는, 밀봉성을 향상시킬 수 있도록, 상부 가스켓을 압박하는 압박 돌기가 상부 가스켓과의 계면상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a cap assembly having improved sealing properties, and more particularly, to a cap assembly having a cap cap coupled to an open upper end of a battery case having an electrode assembly, a protruding terminal connected to the electrode of the electrode assembly, An upper gasket interposed at an interface with the top cap so that the protruding terminal can maintain electrical insulation with respect to the top cap, a conductive plate to which electrode tabs of the electrode assembly are welded, and a conductive plate, And the upper cap is provided with a pressing projection for pressing the upper gasket on the interface with the upper gasket so as to improve the sealing property To the cap assembly.

이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.The secondary battery is classified into a cylindrical battery and a prismatic battery in which the electrode assembly is housed in a cylindrical or rectangular metal can according to the shape of the battery case, and a pouch-shaped battery in which the electrode assembly is housed in a pouch-shaped case of an aluminum laminate sheet .

또한, 전지케이스에 내장되는 상기 전극조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막에 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다. In addition, the electrode assembly incorporated in the battery case is a chargeable / dischargeable power generation device formed of a lamination structure of a positive electrode / separator / negative electrode. The electrode assembly is a jelly-roll type electrode assembly in which a separator is interposed between a positive electrode and a negative electrode coated with an active material, And a stacked type in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes of a predetermined size are sequentially stacked in a state interposed in the separator.

그 중 각형 전지의 일반적인 구조가 도 1에 개시되어 있다.The general structure of a prismatic battery among these is shown in Fig.

도 1을 참조하면, 각형 전지(50)는 젤리-롤형 전극조립체(10)가 각형 금속 케이스(20)에 내장되어 있고 케이스(20)의 개방 상단에 돌출형 전극단자(예를 들어, 음극단자: 32)가 형성되어 있는 탑 캡(30)이 결합되어 있는 구조로 이루어져 있다. 1, the prismatic battery 50 includes a jelly-roll type electrode assembly 10 housed in a rectangular metal case 20 and having a protruding electrode terminal (for example, And a top cap 30 on which a cap 32 is formed.

전극조립체(10)의 음극은 음극 탭(12)을 통해 탑 캡(30) 상의 음극단자(32)의 하단에 전기적으로 연결되며, 그러한 음극단자(32)는 절연부재(34)에 의해 탑 캡(30)으로부터 절연되어 있다. 반면에, 전극조립체(10)의 또 다른 전극(예를 들어, 양극)은 그것의 양극 탭(14)이 알루미늄, 스테인리스 스틸 등과 같은 도전성 소재로 되어 있는 탑 캡(30)에 전기적으로 연결되어 그 자체로서 양극단자를 형성한다. The negative electrode of the electrode assembly 10 is electrically connected to the lower end of the negative electrode terminal 32 on the top cap 30 through the negative electrode tab 12. The negative electrode terminal 32 is electrically connected to the top cap 30 by the insulating member 34, (30). On the other hand, another electrode (for example, an anode) of the electrode assembly 10 is electrically connected to the top cap 30 whose anode tab 14 is made of a conductive material such as aluminum, stainless steel, And forms a bipolar terminal by itself.

또한, 전극 탭들(12, 14)을 제외하고 전극조립체(10)와 탑 캡(30)의 전기적 절연 상태를 보장하기 위하여, 각형 케이스(20)와 전극조립체(10) 사이에 시트형 절연부재(40)를 삽입한 뒤, 탑 캡(30)을 덮고, 탑 캡(30)과 케이스(20)의 접촉면을 따라서 용접으로 이들을 결합한다. 그런 다음, 전해액 주입구(43)를 통해 전해액을 주입한 후 용접하여 밀봉하고, 에폭시 등으로 용접 부위를 도포함으로써 전지가 제조된다.In order to ensure the electrical insulation between the electrode assembly 10 and the top cap 30 except for the electrode tabs 12 and 14, a sheet-like insulating member 40 The top cap 30 and the case 20 are joined together by welding along the contact surface between the top cap 30 and the case 20. Then, an electrolyte is injected through the electrolyte injection port 43, and then the battery is sealed by welding and applying a welding portion with epoxy or the like to manufacture a battery.

도 2에는 도 1에서의 캡 어셈블리를 구성하는 하나의 방법으로서, 한국 특허출원공개 제2001-8860호에 개시되어 있는 캡 어셈블리의 구조를 보여주는 수직 단면도가 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing a structure of a cap assembly disclosed in Korean Patent Application Laid-Open No. 2001-8860 as one method of constructing the cap assembly in FIG.

도 2를 참조하면, 캡 어셈블리는 금속성 탑 캡(30)의 중앙에 천공되어 있는 접속용 홈에 가스켓(34, 36)을 경유하여 돌출단자(32)가 삽입 결합되어 있으며, 탑 캡(30)의 하단에 전극조립체(도시하지 않음)의 음극 탭이 용접되기 위한 도전판(38)이 가스켓(36)에 의해 절연된 상태로 돌출단자(32)의 하단에 결합되어 있다. 2, the cap assembly includes a protrusion terminal 32 inserted into a connecting groove formed at the center of a metallic top cap 30 via gaskets 34 and 36, A conductive plate 38 for welding a negative electrode tab of an electrode assembly (not shown) is coupled to the lower end of the protruding terminal 32 in a state of being insulated by a gasket 36.

상기와 같은 구조의 전지에서는 이러한 전지는 진동, 낙하 등의 외부충격의 인가 시 캡 어셈블리의 가스켓 부위에서 전해액의 누수가 발생하는 문제점이 있다. 구체적으로, 반복되는 진동 또는 낙하 등에 의해 캡 어셈블리에서 가스켓과 돌출단자 또는 가스켓과 탑 캡의 계면의 밀착력이 약화되거나, 또는 캡 어셈블리의 조립 구조의 변형에 의해 계면이 분리되고, 상기 계면을 통해 전지 내부의 전해액이 누수되는 현상이 발생한다. In such a battery having such a structure, there is a problem that leakage of electrolyte occurs in the gasket portion of the cap assembly when an external impact such as vibration or dropping is applied. Specifically, the adhesion between the gasket and the protruding terminal or the interface between the gasket and the top cap in the cap assembly is weakened by repeated vibration or dropping, or the interface is separated by the deformation of the assembling structure of the cap assembly, There is a phenomenon in which the electrolyte inside is leaked.

이러한 전해액 누수 현상은 전지의 쇼트, 폭발의 원인이 될 뿐 만 아니라, 전지 자체의 수명 또한 줄어든다는 단점이 있다.This electrolyte leakage phenomenon not only causes a short circuit and explosion of the battery but also shortens the life of the battery itself.

따라서, 전지의 전해액의 누수 현상을 방지하여 안전성을 향상시킬 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technique for preventing leakage of electrolytic solution in a battery to improve safety.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.

본 발명의 목적은, 전해액의 누수 현상을 방지하여, 안전성을 향상시킬 수 있는 캡 어셈블리를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a cap assembly capable of preventing leakage of electrolytic solution and improving safety.

본 발명의 또 다른 목적은, 구조적 안정성을 향상시키는 구조의 캡 어셈블리를 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide a cap assembly having a structure that improves structural stability.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 캡 어셈블리는,According to an aspect of the present invention,

전극조립체가 내장된 전지케이스의 개방 상단에 결합되는 탑 캡;A top cap coupled to an open upper end of a battery case having an electrode assembly therein;

상기 전극조립체의 전극에 접속되어 외부로 돌출되어 있는 돌출단자;A protruding terminal connected to an electrode of the electrode assembly and protruding outward;

상기 돌출단자가 탑 캡에 대해 전기절연성을 유지할 수 있도록 탑 캡과의 계면에 개재되는 상부 가스켓;An upper gasket interposed at an interface with the top cap so that the projecting terminal can maintain electrical insulation with respect to the top cap;

전극조립체의 전극 탭이 용접되어 있는 도전성 플레이트; 및A conductive plate on which an electrode tab of the electrode assembly is welded; And

상기 도전성 플레이트가 탑 캡에 대해 전기절연성을 유지할 수 있도록 탑 캡과의 계면에 개재되는 하부 가스켓;A lower gasket interposed at an interface with the top cap so that the conductive plate maintains electrical insulation with respect to the top cap;

을 포함하고 있고,Lt; / RTI >

상기 탑 캡에는, 밀봉성을 향상시킬 수 있도록, 상부 가스켓을 압박하는 압박 돌기가 상부 가스켓과의 계면상에 형성되어 있는 구조로 형성되어 있다. The top cap is formed with a structure in which a pressing projection for pressing the upper gasket is formed on the interface with the upper gasket so as to improve the sealing property.

즉, 본 발명에 따른 캡 어셈블리는 상기 탑 캡의 압박 돌기가 상기 가스켓을 압박하고 있는 구조에 의하여, 진동 또는 낙하 등의 외력의 인가 시에도 탑 캡과 가스켓의 계면이 밀착된 상태를 유지하는 구조로 이루어져 있다. 또한, 상기 압박 돌기가 가스켓을 압박하였을 때, 가스켓과 돌출단자의 계면도 동시에 압박되어 밀착되는 구조로 형성되어 있다. That is, the cap assembly according to the present invention has a structure in which the interface between the top cap and the gasket is maintained in close contact with each other even when an external force such as vibration or dropping is applied due to the structure in which the pressing projection of the top cap presses the gasket Lt; / RTI > Further, when the pressing projection presses the gasket, the interface between the gasket and the protruding terminal is simultaneously pressed and closely attached.

따라서, 탑 캡과 가스켓의 계면, 및 가스켓과 돌출단자의 계면의 밀봉성을 향상시켜 전해액의 누수를 방지하는 구조로 이루어져 있다. Therefore, the structure is such that the sealing performance between the interface between the top cap and the gasket and the interface between the gasket and the protruding terminal is improved to prevent leakage of the electrolyte solution.

하나의 바람직한 예에서, 상기 돌출단자는 외부로 돌출되어 있는 헤드, 및 상기 헤드로부터 수직으로 연장되어 있고 수평 단면 상으로 상기 헤드의 넓이보다 작은 넓이로 형성되어 있는 바디를 포함하고 있으며, 상기 탑 캡에는 상기 돌출단자의 바디가 삽입되는 접속용 홈이 천공되어 있고, 상기 탑 캡의 상면에는 상기 접속용 홈을 중심으로 상기 상부 가스켓 및 상기 돌출단자의 헤드가 안착되는 헤드 안착부가 형성될 수 있다. In one preferred embodiment, the protruding terminal includes a head protruding outwardly, and a body extending vertically from the head and formed in a horizontal section in a width smaller than the width of the head, A connecting groove into which the body of the protruding terminal is inserted is formed and a head seating portion on which the upper gasket and the head of the protruding terminal are seated is formed on the top surface of the top cap with the connecting groove as a center.

상기 헤드 안착부는, 상기 돌출단자의 헤드가 상기 상부 가스켓이 개재된 상태에서 상기 탑 캡의 헤드 안착부에 안정적으로 고정될 수 있도록 상기 상부 가스켓 및 돌출단자의 헤드에 대응하는 넓이로 만입되어 있는 형상으로 형성될 수 있다.The head seating part may have a shape which is recessed in a width corresponding to the head of the upper gasket and the protruding terminal so that the head of the protruding terminal can be stably fixed to the head seating part of the top cap with the upper gasket interposed therebetween. As shown in FIG.

상기 상부 가스켓은, 상기 돌출단자의 외면 형상에 대응하여 수직 단면상 ‘ㄱ’자 형상으로 절곡되어 있는 부위를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 돌출단자는 바디보다 헤드가 큰 형상으로 형성될 수 있으므로, 수직 단면상으로 대략 ‘T’자 형상으로 이루어질 수 있으며, 상기 가스켓은 상기 돌출단자의 헤드의 하면 및 바디의 측면과 접하도록 ‘ㄱ’자 형상의 절곡된 부위를 포함할 수 있다. The upper gasket may include a portion that is bent in a "? &Quot; shape on a vertical section corresponding to the outer shape of the protruding terminal. For example, the protruding terminal may be formed in a substantially T shape on a vertical cross-section, since the protruding terminal may be formed in a larger shape than the body, and the gasket may be formed to be in contact with the lower surface of the head of the protruding terminal, And may include an " a " -shaped bent portion.

하나의 구체적인 예에서, 상기 압박 돌기는 상기 탑 캡의 헤드 안착부 상에 형성되어, 상기 헤드 안착부 상에 위치하는 상부 가스켓의 일부를 압박하는 구조로 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 압박 돌기는 상기 돌출단자의 바디를 둘러싸도록 평면 상으로 폐곡선 형상으로 형성될 수 있다. 상기 돌출단자의 바디는 수평 단면 상으로 원, 타원, 모서리가 둥근 다각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 압박 돌기도 평면 상으로 원, 타원, 또는 모서리가 둥근 다각형 형태의 폐곡선 형상으로 형성될 수 있다.In one specific example, the pressing projection may be formed on the head seating portion of the top cap, and may be configured to press a portion of the upper gasket located on the head seating portion. At this time, the pressing projections may be formed in the shape of a closed curve in a plane so as to surround the body of the projecting terminal. The body of the protruding terminal may be formed in various shapes such as a circle, an ellipse, and a polygon having rounded corners on a horizontal cross section. Accordingly, the pressing protrusions may be formed in a flat shape in the form of a closed curve in the shape of a circle, an ellipse, .

또한, 상기 압박 돌기는 상기 가스켓을 효율적으로 압박하면서, 압박에 따른 파손을 방지하기 위하여 수직 단면 상으로 외주면이 원호 형상으로 형성될 수 있다. In addition, the pressing projection may be formed in an arc shape on the outer peripheral surface in a vertical cross-section so as to efficiently compress the gasket and prevent breakage due to pressing.

상기 압박 돌기의 높이는, 예를 들어 탑 캡의 두께를 기준으로 5 내지 50%의 크기로 형성될 수 있다. 상기 압박 돌기의 높이가 너무 낮으면 밀봉을 위한 압박 효과를 기대하기 어렵고, 반대로 너무 높으면 압박 돌기에 의해 압박되는 부위를 제외한 다른 부위가 이격되므로 바람직하지 않다.The height of the pressing projections may be, for example, 5 to 50% of the thickness of the top cap. If the height of the pressing projection is too low, it is difficult to expect a pressing effect for sealing. Conversely, if it is too high, the other portions except the pressing portion by the pressing projection are spaced apart.

상기 상부 가스켓 및 하부 가스켓의 소재는 전기절연성 및 전해액에 대해 내성을 가지는 소재라면 특별히 한정되지 않고 다양한 종류의 소재가 사용될 수 있다. 그 중에서도, 상기 탑 캡 및 돌출단자와의 밀착력을 향상시킬 수 있도록 소성 변형 및 탄성 변형이 유발되는 플라스틱 수지가 사용될 수 있다. The material of the upper gasket and the lower gasket is not particularly limited as long as it is a material having electrical insulation and resistance to an electrolyte, and various types of materials can be used. Among them, a plastic resin which causes plastic deformation and elastic deformation to improve the adhesion strength to the top cap and the protruding terminal can be used.

또한, 상기 상부 가스켓 및 하부 가스켓의 소재로서, 절연성, 내열성, 및 내화학성이 우수한 PFA(perfluoroalkoxy)가 사용될 수 도 있다. Further, as the material of the upper gasket and the lower gasket, perfluoroalkoxy (PFA) having excellent insulation, heat resistance, and chemical resistance may be used.

한편, 상기 돌출단자 및 전지케이스가 각각 음극단자 및 양극단자를 형성하는 구조로 형성될 수 있다. 상기 탑 캡은 전지케이스와 결합되므로 역시 양극단자로 형성될 수 있으며, 상기 탑 캡과 돌출단자 사이에 하부 가스켓이 개재되어 상호 절연을 이룰 수 있다.On the other hand, the protruding terminal and the battery case may have a structure in which a negative terminal and a positive terminal are formed, respectively. Since the top cap is coupled to the battery case, the top cap may be formed as an anode terminal, and a bottom gasket may be interposed between the top cap and the protruding terminal to achieve mutual insulation.

본 발명은 또한 상기 캡 어셈블리가 전지케이스의 개방 상단에 결합되어 있는 구조의 전지셀을 제공한다.The present invention also provides a battery cell having a structure in which the cap assembly is coupled to the open upper end of the battery case.

상기 전지케이스는 다양한 구조와 소재로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 금속으로 이루어진 각형 케이스일 수 있다. 이러한 각형 금속 케이스에 대한 캡 어셈블리의 결합은 특별히 한정되지 않고 다양한 방식으로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 용접에 의해 달성될 수 있다.The battery case may be composed of various structures and materials, for example, a rectangular case made of metal. The coupling of the cap assembly to such a rectangular metal case is not particularly limited and may be achieved in various ways, for example, by welding.

한편, 상기 전지셀에는 보호회로모듈(PCM)이 추가로 포함될 수 있으며, 상기 보호회로모듈(PCM)은 상기 캡 어셈블리의 돌출단자와 전기적으로 접속된 구조로 이루어질 수 있다.Meanwhile, the battery cell may further include a protection circuit module (PCM), and the protection circuit module (PCM) may be electrically connected to the protruding terminal of the cap assembly.

이러한 보호회로모듈(PCM)은, 보호회로 기판(PCB), 및 일측 단부가 상기 돌출단자와 연결되어 있고 타측 단부가 상기 보호회로 기판(PCB)과 연결되어 있는 PTC 소자를 포함하는 구조로 구성될 수 있다.The protection circuit module PCM includes a protection circuit board PCB and a PTC device having one end connected to the protruding terminal and the other end connected to the protection circuit board PCB .

상기 전지셀은 그것의 종류가 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 체적당 에너지 저장량이 큰 리튬 이차전지일 수 있다.The type of the battery cell is not particularly limited, and may be, for example, a lithium secondary battery having a large energy storage amount per volume.

본 발명은 또한, 상기 전지셀을 전원으로 포함하는 디바이스를 제공한다.The present invention also provides a device including the battery cell as a power source.

상기 디바이스의 대표적인 예로는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 태플릿 PC, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Typical examples of the device include a mobile phone, a portable computer, a smart phone, a tablet PC, a smart pad, a netbook, a LEV (Light Electronic Vehicle), an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, But is not limited to these.

상기와 같은 디바이스의 구조 및 그것의 제작 방법은 당 업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.Since the structure of the device and the method of manufacturing the device are well known in the art, a detailed description thereof will be omitted herein.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 캡 어셈블리는, 탑 캡의 압박 돌기가 가스켓을 압박하는 구조를 포함함으로써, 진동 또는 낙하 등의 외력의 인가 시에도 탑 캡과 가스켓의 계면, 및 가스켓과 돌출단자의 계면이 밀착된 상태를 유지되며, 따라서 이들 계면의 밀봉성을 향상시켜 전해액의 누수를 방지하는 효과를 제공한다. As described above, the cap assembly according to the present invention includes the structure in which the pressing projections of the top cap press the gasket, so that even when an external force such as vibration or dropping is applied, the interface between the top cap and the gasket, The interface of the terminals is kept in close contact with each other, and thus the sealing properties of these interfaces are improved, thereby preventing leakage of the electrolytic solution.

도 1은 젤리-롤형 전극조립체를 내장하고 있는 종래의 각형 전지의 부분 모식도이다;
도 2는 종래의 캡 어셈블리의 수직 단면도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 캡 어셈블리의 수직 단면도이다;
도 4는 도 3에서 돌출단자 부위를 나타내는 확대도이다;
도 5는 도 1의 탑 캡의 평면도이다;
도 6은 도 1의 탑 캡의 수직 단면도이다.1 is a partial schematic view of a conventional prismatic battery incorporating a jelly-roll type electrode assembly;
2 is a vertical cross-sectional view of a conventional cap assembly;
3 is a vertical cross-sectional view of a cap assembly according to one embodiment of the present invention;
Figure 4 is an enlarged view of the protruding terminal portion in Figure 3;
Figure 5 is a plan view of the top cap of Figure 1;
Figure 6 is a vertical cross-sectional view of the top cap of Figure 1;

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.

도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 캡 어셈블리의 수직 단면도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 3의 돌출단자 부위의 확대도가 도시되어 있다.3 is a vertical cross-sectional view of a cap assembly according to one embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an enlarged view of the protruding terminal portion of FIG.

도 3 및 도 4를 참조하면, 캡 어셈블리(100)는 탑 캡(110), 돌출단자(120), 상부 가스켓(132), 하부 가스켓(136), 및 도전성 플레이트(140)를 포함하는 구조로 구성되어 있다.3 and 4, the cap assembly 100 includes a top cap 110, a protrusion terminal 120, an upper gasket 132, a lower gasket 136, and a conductive plate 140 Consists of.

탑 캡(110)은 전극조립체가 내장된 전지케이스(도시하지 않음)의 개방 상단에 결합되는 구조로 형성되어 있고, 돌출단자(120)는 하부가 전극조립체의 전극에 접속되고, 상부는 외부로 돌출되어 있다.The top cap 110 is formed to have a structure to be coupled to an open top end of a battery case (not shown) having an electrode assembly. The bottom of the top cap 110 is connected to the electrode of the electrode assembly, Respectively.

돌출단자(120)와 탑 캡(110) 사이에는 이들에 대해 전기절연성을 제공하도록 상부 가스켓(132)이 개재되어 있고, 전극조립체의 전극 탭은 도전성 플레이트(140)에 용접되어 있다. 이러한 도전성 플레이트(140)와 탑 캡(110)의 계면에는 전기절연성이 제공되도록 하부 가스켓(136)이 개재되어 있다. An upper gasket 132 is interposed between the protruding terminal 120 and the top cap 110 to provide electrical insulation therebetween and the electrode tab of the electrode assembly is welded to the conductive plate 140. A lower gasket 136 is interposed between the conductive plate 140 and the top cap 110 to provide electrical insulation.

탑 캡(110)에는 상부 가스켓(132)을 압박하는 압박 돌기(112)가 상부 가스켓(132)과의 계면상에 형성되어 있다. 즉, 캡 어셈블리(100)의 조립 시 탑 캡(110)의 압박 돌기(112)는 상부 가스켓(132)을 압박하고, 이에 따라 상부 가스켓(132) 또한 돌출단자(120)와 더욱 밀착되게 된다. 따라서, 탑 캡(110)과 상부 가스켓(132)의 계면, 및 상부 가스켓(132)과 돌출단자(120)의 계면의 밀봉성이 향상되어 전해액의 누수를 방지하는 구조로 이루어져 있다. The top cap 110 is formed with a pressing projection 112 for pressing the upper gasket 132 on the interface with the upper gasket 132. That is, when the cap assembly 100 is assembled, the pressing protrusion 112 of the top cap 110 presses the upper gasket 132, so that the upper gasket 132 is further brought into close contact with the protruding terminal 120. Therefore, the sealing performance between the interface between the top cap 110 and the upper gasket 132 and the interface between the upper gasket 132 and the protruding terminal 120 is improved, thereby preventing leakage of the electrolyte solution.

또한, 상부 가스켓(132) 및 하부 가스켓(136)은 전기절연성 및 전해액에 대해 내성을 가지는 소재로서, 탑 캡(110) 및 돌출단자(120)와의 밀착력을 높여 밀봉성이 향상되도록 소성 변형 및 탄성 변형이 유발되는 소재로 형성된다. The upper gasket 132 and the lower gasket 136 are made of a material having electrical insulation and resistance to an electrolyte solution so as to increase adhesion with the top cap 110 and the protruding terminal 120, It is formed of a material which causes deformation.

돌출단자(120)는 헤드(122) 및 바디(124)를 포함하는 구조로 이루어져 있으며, 헤드(122)는 외부로 돌출되어 있는 구조로 형성되어 있고, 바디(124)는 헤드(122)로부터 수직으로 연장되어 수평 단면상으로 헤드(122)의 넓이보다 작은 넓이로 형성되어 있다. 따라서, 돌출단자(120)는 수직 단면상으로 대략 ‘T’자 형상으로 형성되며, 상부 가스켓(132)은 돌출단자(120)의 헤드(122) 하면 및 바디(124)의 측면과 접하도록 ‘ㄱ’자 형상으로 절곡된 부위를 포함하고 있다. The protruding terminal 120 has a structure including a head 122 and a body 124. The head 122 is formed to protrude to the outside and the body 124 extends from the head 122 And is formed with a width smaller than the width of the head 122 on the horizontal cross section. The upper gasket 132 is formed so as to be in contact with the lower surface of the head 122 of the protruding terminal 120 and the side surface of the body 124. In other words, And includes a bent portion in a " shape ".

도 5 및 도 6에는 도 3의 탑 캡의 평면도 및 수직 단면도가 모식적으로 도시되어 있다.Figs. 5 and 6 schematically show a top view and a vertical sectional view of the top cap of Fig.

도 5 및 도 6을 도 3과 함께 참조하면, 탑 캡(110)에는 돌출단자(120)의 바디(124)가 삽입되는 접속용 홈(114)이 천공되어 있고, 탑 캡(110)의 상면에는 접속용 홈(114)을 중심으로 상부 가스켓(132) 및 돌출단자(120)의 헤드(122)가 안착되는 헤드 안착부(126)가 형성되어 있다. 이러한 헤드 안착부(126)는 상부 가스켓(132) 및 돌출단자(120)의 헤드(122)에 대응하는 넓이로 만입된 구조로 이루어져 있다. Referring to FIGS. 5 and 6 together with FIG. 3, a connection groove 114 through which the body 124 of the protruding terminal 120 is inserted is formed in the top cap 110, A head seating portion 126 on which the upper gasket 132 and the head 122 of the protruding terminal 120 are seated is formed around the connection groove 114. The head seating portion 126 has a structure recessed in a width corresponding to the head 122 of the upper gasket 132 and the protrusion terminal 120.

탑 캡(110)의 헤드 안착부(126) 상에는 압박 돌기(112)가 형성되어, 헤드 안착부(126) 상에 위치하는 상부 가스켓(132)을 압박하는 구조로 이루어져 있다. 이러한 압박 돌기(112)는 수평 단면상으로 원형으로 형성된 바디(124)를 둘러싸도록 헤드 안착부(126) 상에 원형으로 돌출되어 있다. 그러나, 압박 돌기(112)는 수평 단면 상으로, 돌출단자(120) 또는 상부 가스켓(132)의 구조에 따라서 원형뿐 만 아니라 타원, 다각형, 또는 모서리가 둥근 다각형 등 다양한 형태의 폐곡선 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다. A pressing projection 112 is formed on the head seating portion 126 of the top cap 110 to press the upper gasket 132 located on the head seating portion 126. [ The pressing projection 112 protrudes in a circular shape on the head seating portion 126 so as to surround the body 124 formed in a circular shape in a horizontal section. However, the pressing protrusions 112 are formed on the horizontal cross section in various shapes such as ellipses, polygons, or rounded polygons, depending on the structure of the protruding terminal 120 or the upper gasket 132, Of course.

또한, 압박 돌기(112)는 상부 가스켓(132)을 효율적으로 압박하면서, 압박에 따른 파손을 방지하기 위하여 수직 단면 상으로 외주면이 원호 형상으로 형성되어 있다.
In addition, the pressing protrusion 112 is formed in an arc shape on the outer peripheral surface in a vertical cross-section so as to efficiently press the upper gasket 132 and prevent breakage due to pressing.

본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 가하는 것이 가능할 것이다.It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (18)

전극조립체가 내장된 전지케이스의 개방 상단에 결합되는 탑 캡;
상기 전극조립체의 전극에 접속되어 외부로 돌출되어 있는 돌출단자;
상기 돌출단자가 탑 캡에 대해 전기절연성을 유지할 수 있도록 탑 캡과의 계면에 개재되는 상부 가스켓;
전극조립체의 전극 탭이 용접되어 있는 도전성 플레이트; 및
상기 도전성 플레이트가 탑 캡에 대해 전기절연성을 유지할 수 있도록 탑 캡과의 계면에 개재되는 하부 가스켓;
을 포함하고 있고,
상기 탑 캡에는, 밀봉성을 향상시킬 수 있도록, 상부 가스켓을 압박하는 압박 돌기가 상부 가스켓과의 계면상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리.A top cap coupled to an open upper end of a battery case having an electrode assembly therein;
A protruding terminal connected to an electrode of the electrode assembly and protruding outward;
An upper gasket interposed at an interface with the top cap so that the projecting terminal can maintain electrical insulation with respect to the top cap;
A conductive plate on which an electrode tab of the electrode assembly is welded; And
A lower gasket interposed at an interface with the top cap so that the conductive plate maintains electrical insulation with respect to the top cap;
Lt; / RTI >
Wherein the top cap is provided with a pressing projection for pressing the upper gasket on the interface with the upper gasket so as to improve the sealing property. 제 1 항에 있어서,
상기 돌출단자는 외부로 돌출되어 있는 헤드, 및 상기 헤드로부터 수직으로 연장되어 있고 수평 단면 상으로 상기 헤드의 넓이보다 작은 넓이로 형성되어 있는 바디를 포함하고 있으며,
상기 탑 캡에는 상기 돌출단자의 바디가 삽입되는 접속용 홈이 천공되어 있고, 상기 탑 캡의 상면에는 상기 접속용 홈을 중심으로 상기 상부 가스켓 및 상기 돌출단자의 헤드가 안착되는 헤드 안착부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리.The method according to claim 1,
Wherein the protruding terminal includes a head protruding outwardly and a body extending vertically from the head and formed in a horizontal section in a width smaller than the width of the head,
The top cap is formed with a connecting groove through which the body of the protruding terminal is inserted. On the top surface of the top cap, a head seating portion on which the upper gasket and the head of the protruding terminal are seated is formed around the connecting groove Wherein the cap assembly comprises: 제 2 항에 있어서, 상기 상부 가스켓은 상기 돌출단자의 외면 형상에 대응하여 수직 단면상 ‘ㄱ’자 형상으로 절곡되어 있는 부위를 포함하는 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리.[3] The cap assembly of claim 2, wherein the upper gasket includes a portion bent in a "? &Quot; shape on a vertical section corresponding to an outer shape of the protruding terminal. 제 2 항에 있어서, 상기 압박 돌기는 상기 탑 캡의 헤드 안착부 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리.The cap assembly according to claim 2, wherein the pressing projection is formed on a head seating portion of the top cap. 제 4 항에 있어서, 상기 압박 돌기는 평면 상으로 폐곡선 형상으로 이루어져 있고 돌출단자의 헤드 하면에 대응하는 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리.The cap assembly according to claim 4, wherein the pressing projections are formed in a shape of a closed curve in plan view and are formed at positions corresponding to the bottom surface of the projecting terminal. 제 5 항에 있어서, 상기 압박 돌기는 평면 상으로 원 또는 타원 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리.The cap assembly according to claim 5, wherein the pressing projections are formed in a circular or elliptical shape in a plane. 제 1 항에 있어서, 상기 압박 돌기는 수직 단면 상으로 외주면이 원호 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리.The cap assembly according to claim 1, wherein the pressing projection has a vertical cross section and an outer circumferential surface formed in an arc shape. 제 1 항에 있어서, 상기 압박 돌기의 높이는 탑 캡의 두께를 기준으로 5 내지 50% 크기인 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리.The cap assembly of claim 1, wherein the height of the pressing protrusions is 5 to 50% of the thickness of the top cap. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 가스켓 및 하부 가스켓의 소재는 전기절연성 및 전해액에 대해 내성을 가지면서 소성 변형 또는 탄성 변형이 유발되는 플라스틱 수지인 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리.The cap assembly according to claim 1, wherein the upper gasket and the lower gasket are made of a plastic resin that is electrically insulative and causes plastic deformation or elastic deformation while being resistant to an electrolyte. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 가스켓 및 하부 가스켓의 소재는 PFA(perfluoroalkoxy)인 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리.The cap assembly of claim 1, wherein the material of the upper gasket and the lower gasket is perfluoroalkoxy (PFA). 제 1 항에 있어서, 상기 돌출단자는 음극단자인 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리.The cap assembly of claim 1, wherein the protruding terminal is a negative terminal. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 하나에 따른 캡 어셈블리가 전지케이스의 개방 상단에 결합되어 있는 구조의 전지셀.A battery cell having a structure in which the cap assembly according to any one of claims 1 to 11 is coupled to an open upper end of a battery case. 제 12 항에 있어서, 상기 전지케이스는 금속의 각형 케이스이며, 상기 케이스에 대한 캡 어셈블리의 결합은 용접에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 전지셀.13. The battery cell according to claim 12, wherein the battery case is a rectangular case of metal, and the coupling of the cap assembly to the case is achieved by welding. 제 12 항에 있어서, 상기 캡 어셈블리의 돌출단자와 전기적으로 접속되는 보호회로모듈(PCM)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀.13. The battery cell of claim 12, further comprising a protection circuit module (PCM) electrically connected to a protruding terminal of the cap assembly. 제 14 항에 있어서, 상기 보호회로모듈(PCM)은 보호회로 기판(PCB), 및 일측 단부는 상기 돌출단자와 연결되어 있고 타측 단부는 상기 보호회로 기판(PCB)과 연결되어 있는 PTC 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀.15. The method of claim 14, wherein the protection circuit module (PCM) includes a protection circuit board (PCB), and a PTC device having one end connected to the protruding terminal and the other end connected to the protection circuit board And the battery cell. 제 12 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이차전지 셀인 것을 특징으로 하는 전지셀. 13. The battery cell according to claim 12, wherein the battery cell is a lithium secondary battery cell. 제 12 항에 따른 전지셀을 전원으로 포함하고 있는 디바이스.A device comprising the battery cell according to claim 12 as a power source. 제 17 항에 있어서, 상기 디바이스는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 태플릿 PC, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 디바이스.18. The device of claim 17, wherein the device is selected from the group consisting of a mobile phone, a portable computer, a smart phone, a tablet PC, a smart pad, a netbook, a LEV (Light Electronic Vehicle), an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, Device. ≪ / RTI >
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