KR20140090014A - 이차 전지 - Google Patents

이차 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20140090014A
KR20140090014A KR1020130002211A KR20130002211A KR20140090014A KR 20140090014 A KR20140090014 A KR 20140090014A KR 1020130002211 A KR1020130002211 A KR 1020130002211A KR 20130002211 A KR20130002211 A KR 20130002211A KR 20140090014 A KR20140090014 A KR 20140090014A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plate
terminal
electrode
cap assembly
electrically connected
Prior art date
Application number
KR1020130002211A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101666255B1 (ko
Inventor
김덕중
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
로베르트 보쉬 게엠베하
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, 로베르트 보쉬 게엠베하 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020130002211A priority Critical patent/KR101666255B1/ko
Priority to US13/872,197 priority patent/US10367185B2/en
Publication of KR20140090014A publication Critical patent/KR20140090014A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101666255B1 publication Critical patent/KR101666255B1/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
    • H01M50/172—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
    • 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
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • 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
    • 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
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • 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
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch 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
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/562—Terminals characterised by the material
    • 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
    • H01M50/564—Terminals characterised by their manufacturing process
    • H01M50/566—Terminals characterised by their manufacturing process by welding, soldering or brazing
    • 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
    • H01M50/571—Methods or arrangements for affording protection against corrosion; Selection of materials therefor
    • 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
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 각 단자부에 퓨즈로 동작 가능한 접시형 연결 플레이트를 각각 구비하여, 과충전으로 인해 전지 내압이 기준압력 이상이 되면 연결 플레이트가 반전되면서 끊어짐으로써 전기적인 안전성을 확보 할 수 있으며, 이벤트가 발생하거나 과전류가 흐를 경우, 용융되어 끊어지는 퓨즈로 동작하여 별도의 과전류 방지 퓨즈를 구비하지 않아도 되므로 내구성을 증가시킬 수 있으며, 부품 및 무게를 감소할 수 있는 이차전지를 제공하는데 있다.

Description

이차 전지{Rechargeable battery}
본 발명은 이차전지에 관한 것이다.
이차 전지(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 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 전지 팩이 수십 개 연결된 전지 팩 단위의 대용량 전지의 경우 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형 및 각형을 들 수 있으며, 양극판 및 음극판 사이에 절연체인 세퍼레이터(separator)를 개재하여 형성된 전극 조립체와, 전해액을 함께 케이스에 수용하고, 케이스에 캡 플레이트를 설치하여 구성된다. 물론, 상기 전극 조립체에는 양극 단자 및 음극 단자가 연결되며, 이는 상기 캡 플레이트를 통하여 외부로 노출 또는 돌출된다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 각 단자부에 접시형 연결 플레이트를 각각 구비하여, 과충전으로 인해 전지 내압이 기준압력 이상이 되면 연결 플레이트가 반전되면서 끊어짐으로써, 전기적인 안전성을 확보할 수 있는 이차전지를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 각 단자부에 퓨즈 동작이 가능한 접시형 연결 플레이트를 각각 구비하여, 이벤트가 발생하거나 과전류가 흐를 경우, 용융되어 끊어지는 퓨즈로 동작하여 별도의 과전류 방지 퓨즈를 구비하지 않아도 되므로 내구성을 증가시킬 수 있으며, 부품 및 무게를 감소할 수 있는 이차전지를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 이차전지는 제1전극판, 제2전극판 및 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체와 상기 제1전극판과 전기적으로 연결된 제1단자부와, 상기 제2전극판과 전기적으로 연결된 제2단자부와, 상기 전극조립체, 제1단자부 및 제2단자부를 수용하는 케이스 및, 상기 케이스를 밀봉하며 상기 제1단자부와 전기적으로 접속된 캡 조립체를 포함하고, 상기 제1단자부 및 상기 제2단자부는 압력에 의해 반전되는 접시타입의 제1연결 플레이트 및 제2연결 플레이트를 각각 구비할 수 있다.
상기 제1단자부는 상기 제1전극판과 전기적으로 연결되며 제1영역의 일부가 상기 캡 조립체의 상부로 노출된 제1집전판 및 상기 캡 조립체의 상부에 위치하며, 상기 캡 조립체와 전기적으로 연결된 제1전극 단자를 더 포함하며, 상기 제1연결 플레이트는 상기 캡 조립체와 상기 제1집전판의 상기 제1영역 사이에 개재되어, 상기 캡조립체와 상기 제1집전판을 전기적으로 연결할 수 있다.
상기 제1연결 플레이트는 하부 방향으로 볼록한 접시타입으로, 중심 볼록부가 상기 제1집전판과 전기적으로 접속되며, 가장자리부가 상기 캡 조립체에 전기적으로 접속될 수 있다.
상기 제1단자부는 상기 제1연결 플레이트의 상기 중심 볼록부 상부와 상기 캡 조립체 사이에 제1탄성 지지부를 더 구비할 수 있다.
상기 제1탄성 지지부는 실리콘으로 이루어질 수 있다.
상기 제1연결 플레이트는 상기 가장자리부가 상기 캡 조립체에 용접될 수 있다.
상기 캡 조립체는 상기 가장자리부와 용접된 영역이 상기 캡 조립체에 형성된 제1전극홀의 외주연일 수 있다.
상기 제1전극 단자는 수평단면이 링 형상이 되도록 상면과 하면을 관통하는 제1단자홀이 형성될 수 있다.
상기 제2단자부는 상기 제2전극판과 전기적으로 연결되며 집전판 돌출부가 상기 캡 조립체의 상면으로 노출된 제2집전판 및, 상기 캡 조립체의 상부에 위치하며, 상기 캡 조립체와 전기적으로 분리된 제2전극 단자를 더 포함하며, 상기 제2연결 플레이트는 상기 캡 조립체의 상부에 위치하며, 상기 제2집전판과 제2전극단자 사이를 전기적으로 연결할 수 있다.
상기 제2연결 플레이트는 하부 방향으로 볼록한 접시타입으로, 중심 볼록부가 상기 제2집전판과 전기적으로 접속되며, 가장자리부가 상기 제2전극 단자에 전기적으로 접속될 수 있다.
상기 제2연결 플레이트는 상기 가장자리부가 상기 제2전극단자에 용접될 수 있다.
상기 제2단자부는 상기 제2연결 플레이트의 상기 중심 볼록부 상부와 상기 제2전극단자 사이에 제2탄성 지지부를 더 구비할 수 있다.
상기 제2탄성 지지부는 실리콘으로 이루어질 수 있다.
상기 제2전극 단자는 상기 제2단자홀의 상부 수평방향으로 돌출된 제2단자 돌출부를 더 구비할 수 있다.
상기 제2전극 단자는 수평단면이 링 형상이 되도록 상면과 하면을 관통하는 제2단자홀이 형성될 수 있다.
상기 제1단자부는 상기 제1전극판과 전기적으로 연결되며 집전판 돌출부가 상기 캡 조립체의 상부로 노출된 제1집전판 및, 상기 캡 조립체의 상부에 위치하며, 상기 캡 조립체와 전기적으로 연결된 제1전극 단자를 더 포함하며, 상기 제1연결 플레이트는 하부 방향으로 볼록한 접시타입으로, 중심 볼록부가 상기 집전판 돌출부와 전기적으로 접속되며, 가장자리부가 상기 캡 조립체 및 상기 제1전극 단자와 전기적으로 접속될 수 있다.
상기 제1연결 플레이트의 가장자리부는 상기 캡 조립체와 상기 제1전극단자 사이에 개재되어 용접될 수 있다.
상기 캡 조립체는 상기 가장자리부와 용접된 영역이 상기 캡 조립체에 형성된 제1전극홀의 외주연일 수 있다.
상기 제1연결플레이트의 중심 볼록부는 상기 캡 조립체의 제1전극홀을 관통하여 상기 제1집전판에 전기적으로 접속될 수 있다.
상기 제1단자부는 상기 제1전극판과 전기적으로 연결되며 집전판 돌출부가 상기 캡 조립체의 상부로 노출된 제1집전판 및, 상기 캡 조립체의 상부에 위치하며, 상기 캡 조립체와 전기적으로 연결된 제1전극 단자를 더 포함하며, 상기 제1연결 플레이트는 상기 캡 조립체의 상부에 위치하며, 상기 제1전극 단자와 상기 집전판 돌출부 사이를 전기적으로 연결할 수 있다.
상기 제1전극 단자는 수평단면이 링 형상이 되도록 상면과 하면을 관통하는 제1단자홀이 형성될 수 있다.
상기 제1연결 플레이트는 하부 방향으로 볼록한 접시타입으로, 중심 볼록부가 상기 제1집전판과 전기적으로 접속되며, 가장자리부가 상기 제1전극 단자의 제1단자홀에 용접될 수 있다.
상기 제1전극 단자는 상기 제1단자홀의 상부 수평방향으로 돌출된 제1단자 돌출부를 더 구비할 수 있다.
상기 캡 조립체는 상면과 하면 사이를 관통하는 제1전극홀을 구비하며, 상기 제1집전판이 상기 제1전극홀을 관통하여 상기 제1연결 플레이트에 접속될 수 있다.
상기 제1연결 플레이트 및 상기 제2연결 플레이트는 구리, 철, 알루미늄, 니켈 및 이들의 조합 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
본 발명에 의한 이차전지는 각 단자부에 접시형 연결 플레이트를 각각 구비하여, 과충전으로 인해 전지 내압이 기준압력 이상이 되면 연결 플레이트가 반전되면서 끊어짐으로써, 전기적인 안전성을 확보할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의한 이차전지는 각 단자부에 퓨즈 동작이 가능한 접시형 연결 플레이트를 각각 구비하여, 이벤트가 발생하거나 과전류가 흐를 경우, 용융되어 끊어지는 퓨즈로 동작하여 별도의 과전류 방지 퓨즈를 구비하지 않아도 되므로 내구성을 증가시킬 수 있으며, 부품 및 무게를 감소할 수 있게 된다.
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지를 도시한 사시도이고, 도 1b는 도 1a의 I-I'선을 따라 취한 단면도이며, 도 1c는 도 1a의 J-J'선을 따라 취한 단면도이다.
도 2는 도 1b의 연결 플레이트가 퓨즈로 동작하였을 때를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지를 도시한 단면도이다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
여기서, 명세서 전체를 통하여 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 전기적으로 연결(electrically coupled)되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
도 1a를 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지를 도시한 사시도이가 도시되어 있고, 도 1b를 참조하면 도 1a의 I-I'선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있으며, 도 1c를 참조하면 도 1a의 J-J'선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다.
도 1a 및 도 1b에서 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(100)는 전극 조립체(110), 제1단자부(120), 제2단자부(130), 케이스(140) 및 캡 조립체(150)를 포함한다.
상기 전극 조립체(110)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 제1전극판(111), 세퍼레이터(113), 제2전극판(112)의 적층체를 권취하거나 겹쳐서 형성한다. 여기서, 제1전극판(111)은 양극으로서 동작할 수 있으며, 제2전극판(112)은 음극으로서 동작할 수 있다. 물론, 그 반대도 가능하다.
상기 제1전극판(111)은 알루미늄과 같은 금속 포일로 형성된 제1전극 집전체에 전이금속산화물 등의 제1전극 활물질을 도포함으로써 형성되며, 제1활물질이 도포되지 않은 영역인 제1전극 무지부(111a)를 포함한다. 상기 제1전극 무지부(111a)는 제1전극판(111)과, 제1전극판 외부 간의 전류 흐름의 통로가 된다. 한편, 본 발명에서 상기 제1전극판(111)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 제2전극판(112)은 구리 또는 니켈과 같은 금속 포일로 형성된 제2전극 집전체에 흑연 또는 탄소 등의 제2전극 활물질을 도포함으로써 형성되며, 제2활물질이 도포되지 않는 영역인 제2전극 무지부(112a)를 포함한다. 상기 제2전극 무지부(112a)는 제2전극판(112)과, 제2전극판 외부 간의 전류 흐름의 통로가 된다. 한편, 본 발명에서 상기 제2전극판(112)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 세퍼레이터(113)는 제1전극판(111)과 제2전극판(112) 사이에 위치되어 전기적 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 하며, 폴리에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 복합 필름으로 이루어질 수 있다. 한편, 본 발명에서 상기 세퍼레이터(113)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기와 같은 전극 조립체(110)의 양측 단부에는 제1전극판(111)과 제2전극판(112) 각각에 전기적으로 연결되는 제1단자부(120) 및 제2단자부(130)가 결합된다.
상기 전극 조립체(110)는 실질적으로 전해액과 함께 상기 케이스(140)에 수납된다. 상기 전해액은 EC(ethylene carbonate), PC(propylene carbonate), DEC(diethyl carbonate), EMC(ethyl methyl carbonate), DMC(dimethyl carbonate)와 같은 유기 용매에 LiPF6, LiBF4와 같은 리튬염으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 전해액은 액체, 고체 또는 겔상일 수 있다.
상기 제1단자부(120)는 주로 금속 또는 그 등가물로 형성되며, 상기 제1전극판(111)과 전기적으로 연결된다. 상기 제1단자부(120)는 제1집전판(121), 제1전극단자(123) 및 제1연결 플레이트(122)를 포함한다.
상기 제1집전판(121)은 전극 조립체(110)의 일측 단부로 돌출된 제1전극 무지부(111a)와 접촉된다. 실질적으로, 상기 제1집전판(121)은 상기 제1전극 무지부(111a)에 용접된다. 상기 제1집전판(121)은 예를 들면 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조될 수 있다. 그러나 상기 재질로 제1집전판(121)의 재질이 한정되는 것은 아니다.
상기 제1집전판(121)은 대략 '┒' 형태로 형성될 수 있다. 상기 제1집전판(121)은 제1영역(121a) 및 제2영역(121b)을 포함한다. 상기 제1영역(121a)은 상기 전극 조립체(110)의 무지부(111a)에 용접되며, 수직 방향으로 세워진 형태를 한다. 상기 제2영역(121b)은 상기 제1영역(121a)의 상단에서 대략 직각 방향으로 절곡되어 소정 길이 연장됨으로써, 전반적으로 대략 수평방향으로 누워 있는 형태로 후술되는 캡 플레이트(151)와 평행하게 위치된다. 상기 제2영역(121b)은 상면이 제1연결 플레이트(123)와 전기적으로 접속된다. 즉, 제1단자부(120)는 캡 플레이트(151)와 동일한 극성을 갖는다.
상기 제1전극단자(122)는 후술되는 캡 플레이트(151)와 전기적으로 접속된다. 상기 제1전극단자(122)는 상면과 하면을 관통하는 제1단자홀(122a)에 의해 수평단면이 링형상을 갖는다. 상기 제1전극단자(122)는 도 1a에 수평단면이 사각형이 되도록 도시하였으나, 원형 또는 다각형 형상도 될 수 있으며 본 발명에서 그 형상을 한정하는 것은 아니다. 상기 제1전극단자(122)는 하면이 캡 플레이트(151)에 형성된 제1전극홀(151a)을 모두 덮도록 캡 플레이트(151)의 상면에 용접된다.
상기 제1전극 단자(122)는 예를 들면 알루미늄, 알루미늄 합금 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 제조될 수 있다. 그러나 상기 재질로 상기 제1전극 단자(122)의 재질이 한정되는 것은 아니다.
상기 제1연결 플레이트(123)는 도 2에 도시된 바와 같이 수평단면이 원형이고 하부 방향으로 볼록한 접시 타입일 수 있다. 이하에서 제1연결 플레이트(123)는 도 1a, 도 1b 및 도 2를 참조하여 설명하고자 한다. 상기 제1연결 플레이트(123)는 캡 플레이트(151)와 제1집전판(121)과 전기적으로 접속된다. 자세하게는 상기 제1연결 플레이트(123)는 하부 방향으로 볼록한 중심 볼록부(123a)가 제1집전판(121)과 전기적으로 접속되며, 가장자리부(123b)가 캡 플레이트(151)에 전기적으로 접속된다.
상기 가장자리부(123b)는 캡 플레이트(151)의 하면에 용접된다. 이때 가장자리부(123b)는 캡 플레이트(151)에 형성된 제1전극홀(151a)의 외주연에 용접될 수 있다. 즉, 제1연결 플레이트(123)는 가장자리부(123b)가 캡 플레이트(151)에 용접되면서, 캡 플레이트(151)의 상하면을 관통하는 제1전극홀(151a)을 차단한다.
상기 제1연결 플레이트(123)는 탄성을 갖으며, 하부로 볼록한 중심 볼록부(123a)가 압력에 의해 상부방향으로 볼록하도록 반전될 수 있다. 이때 제1연결 플레이트(123)는 반전되면서 끊어지게 된다. 즉 가장자리부(123b)가 캡 플레이트(151)에 고정된 제1연결 플레이트(123)는 과충전에 의해 이차전지(100)의 내측 압력이 과충전 여부를 판단하기 위한 기준 압력 이상이 될 경우, 제1집전판(121)과 접촉된 중심 볼록부(123a)가 반전되어 제1집전판(121)과 전기적으로 분리되며, 끊어질 수 있다. 이와 같이 제1연결 플레이트(123)가 끊어지게 되면, 캡 플레이트(151)의 제1전극홀(151a) 및 제1전극단자(122)의 제1단자홀(122a)을 통해 케이스(140) 내측의 가스를 외부로 배출할 수 있다.
또한 제1연결 플레이트(123)는 제1집전판(121) 및 제1전극단자(122)에 비해서 얇은 두께를 갖는 박막 플레이트로, 외부 단락 등에 의해 과전류가 인가되거나 못 관통(nail penetration)과 같은 이벤트 발생 시에는 용융되거나 끊어지는 퓨즈로 동작할 수 있다.
상기 제1연결 플레이트(123)는 알루미늄으로 이루어질 수 있다. 또한 상기 제1연결 플레이트(123)는 과전류시에 용융이 가능한 박막의 니켈, 철, 구리 및 이의 조합에 의해서 제조될 수 있다.
상기 제2단자부(130) 역시 주로 금속 또는 그 등가물로 형성되며, 제2전극판(112)과 전기적으로 연결된다. 상기 제2단자부(130)는 제2집전판(131), 제2전극 단자(132) 및 제2연결 플레이트(133)를 포함한다.
상기 제2집전판(131)은 전극 조립체(110)의 일측 단부로 돌출된 제2전극 무지부(111a)와 접촉된다. 실질적으로, 상기 제2집전판(131)은 상기 제2전극 무지부(111a)에 용접된다. 상기 제2집전판(131)은 예를 들면 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조될 수 있다. 그러나 상기 재질로 제2집전판(131)의 재질이 한정되는 것은 아니다.
상기 제2집전판(131)은 대략 '┒' 형태로 형성될 수 있다. 상기 제2집전판(131)은 제1영역(131a) 및 제2영역(131b)을 포함한다. 상기 제1영역(131a)은 상기 전극 조립체(110)의 무지부(112a)에 용접되며, 수직 방향으로 세워진 형태를 한다. 상기 제2영역(131b)은 상기 제1영역(131a)의 상단에서 대략 직각 방향으로 절곡되어 소정 길이 연장됨으로써, 전반적으로 대략 수평방향으로 누워 있는 형태로 후술되는 캡 플레이트(151)와 평행하게 위치된다. 상기 제2집전판(131)의 제2영역(131b)에는 상부 방향으로 돌출된 집전판 돌출부(131c)가 형성된다.
상기 집전판 돌출부(131c)는 제2영역(131b)이 절곡되어 형성될 수 있다. 상기 집전판 돌출부(131c)는 캡 플레이트(151)에 형성된 제2전극홀(151b)을 관통해 제2연결 플레이트(133)와 전기적으로 접속된다. 상기 집전판 돌출부(131c)의 상면은 캡 플레이트(151)의 상면과 동일 평면을 이룰 수 있다.
상기 제2전극단자(132)는 제2연결 플레이트(133)와 전기적으로 접속된다. 실질적으로, 제2전극단자(132)는 제2연결 플레이트(133)의 가장자리부(133b)에 용접된다. 상기 제2전극단자(132)는 상면과 하면을 관통하는 제2단자홀(132a)에 의해 수평단면이 링형상을 갖는다. 상기 제2전극단자(132)는 제2단자홀(132a)의 상부 수평방향으로 돌출된 제2단자 돌출부(132b)가 형성된다. 즉, 제2단자홀(132a)은 제2단자 돌출부(132b)에 의해서 하면에 비해 상면의 홀의 둘레가 더 작도록 단차지게 형성된다. 바람직하게는 제2단자홀(132a)은 상면 둘레가 제1전극단자(122)의 제1단자홀(122a)의 수평단면의 둘레와 동일하게 형성할 수 있다. 또한 제2단자홀(132a)은 하면 둘레에 제2연결 플레이트(133)의 가장자리부(133b)와 용접을 위해, 제2연결 플레이트(133)의 가장자리부(133b)보다 하면 둘레를 작게 형성하는 것이 바람직하다. 상기 제2단자홀(132a)중에서 상기 제2단자 돌출부(132b)의 하부는 제2연결 플레이트(133)의 반전을 위한 공간이 된다.
상기 제2전극단자(132)는 캡 플레이트(151)의 상부 절연 부재(154)에 의해 캡 플레이트(151)와 전기적으로 분리된다.
상기 제2전극 단자(132)는 예를 들면 주로 구리, 구리 합금 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나일 수 있으나, 상기 재질로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
상기 제2연결 플레이트(133)는 하부 방향으로 볼록한 접시 타입으로, 도 2에 도시된 제1연결 플레이트(123)와 동일한 형상일 수 있다. 상기 제2연결 플레이트(133)는 제2전극단자(132)와 제2집전판(131)과 전기적으로 접속된다. 자세하게는 상기 제2연결 플레이트(133)는 중심 볼록부(133a)가 제2집전판(131)과 전기적으로 접속되며, 가장자리부(133b)가 제2전극단자(132)에 전기적으로 접속된다.
상기 가장자리부(133b)는 제2전극단자(132)의 하면에 용접된다. 이때 가장자리부(133b)는 제2전극단자(132)의 하면의 제2단자홀(132b)의 외주연에 용접된다. 즉, 제2연결 플레이트(133)는 가장자리부(133b)가 제2전극단자(132)에 용접되면서, 제2전극단자(132)의 상하면을 관통하는 제2단자홀(132b)을 차단한다.
상기 제2연결 플레이트(133)는 탄성을 갖으며, 하부로 볼록한 중심 볼록부(133a)가 압력에 의해 상부방향으로 볼록하도록 반전될 수 있다. 이때 제2연결 플레이트(133)는 반전되면서 끊어지게 된다. 즉 가장자리부(133b)가 제2전극단자(132)에 고정된 제2연결 플레이트(133)는 과충전등에 의해 이차전지(100)의 내측 압력이 기준 압력 이상이 될 경우, 제2집전판(131)과 접촉된 중심 볼록부(133a)가 반전되어 제2집전판(131)과 전기적으로 분리되며, 끊어질 수 있다.
상기 제2연결 플레이트(133)는 제2집전판(131) 및 제2전극단자(132)에 비해서 얇은 두께를 갖는 플레이트로 이루어 져서 외부 단락 등에 의해 과전류가 인가되거나 못 관통(nail penetration)과 같은 이벤트 발생 시에는 용융되거나 끊어지는 퓨즈로 동작할 수 있다.
상기 제2연결 플레이트(133)는 구리로 이루어질 수 있다. 또한 상기 제2연결 플레이트(133)는 과전류시에 용융이 가능한 박막의 니켈, 철, 알루미늄 및 이의 조합에 의해서 제조될 수 있다.
상기 케이스(140)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 형성되며, 전극 조립체(110), 제1단자부(120)의 제1집전판(121) 및 제2단자부(130)의 제2집전판(131)이 삽입 안착될 수 있는 개구부가 형성된 대략 육면체 형상으로 이루어진다. 도 1b에서는, 케이스(140)와 캡 조립체(150)가 결합된 상태로 도시되고 있으므로 개구부가 도시되지 않았지만, 캡 조립체(150)의 둘레 부분이 실질적으로 개방된 부분이다. 한편, 케이스(140)의 내면은 절연 처리되어, 전극 조립체(110), 제1단자부(120) 및 제2단자부(130)와 절연될 수 있다.
상기 캡 조립체(150)는 상기 케이스(140)에 결합된다. 상기 캡 조립체(150)는 구체적으로 캡 플레이트(151), 측부 절연 부재(152), 상부 절연부재(153) 및 하부 절연부재(154)를 포함한다. 물론, 상기 측부 절연 부재(152), 상부 절연부재(154) 및 하부 절연부재(155)는 상기 제1단자부(120) 및 제2단자부(130)의 구성 요소로 볼 수도 있다.
상기 캡 플레이트(151)는 상기 케이스(140)의 개구를 밀봉하며, 상기 케이스(140)와 동일한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 캡 플레이트(151)는 레이저 용접 방식으로 상기 케이스(140)에 결합될 수 있다. 상기 캡 플레이트(151)는 상기 제1단자부(120)의 제1전극단자(122)와 용접되어 같은 극성을 갖는다. 물론, 이에 따라 상기 캡 플레이트(151) 및 케이스(140)는 동일한 극성을 가질 수 있다.
상기 측부 절연 부재(152)는 절연성 재질로 캡 플레이트(151)를 관통하는 제2집전판(131)을 감싸도록 형성된다. 즉, 상기 측부 절연부재(152)는 제2집전판(131)과 캡 플레이트(151)의 사이를 전기적으로 분리시키도록 개재된다.
상기 상부 절연부재(153)는 제2전극단자(132)와 캡 플레이트(151)의 사이에 개재된다. 또한, 상기 상부 절연부재(153)는 상기 캡 플레이트(151) 및 제2전극단자(132)와 밀착된다. 또한 상부 절연부재(153)는 상기 제2전극단자(132)의 측면에도 형성될 수 있다. 상기 상부 절연부재(153)는 제2전극단자(132)와 캡 플레이트(151)를 절연시킨다. 또한 상부 절연 부재(153)는 제2전극단자(132)의 하면에 가장자리부(133b)가 용접된 제2연결 플레이트(133)와 캡 플레이트(151)를 절연시킨다. 이때 상부 절연 부재(153)는 제2연결 플레이트(133)의 외주연에 형성되어, 제2전극단자(132)와 캡 플레이트(151)를 전기적으로 분리한다.
상기 하부 절연부재(154)는 제1집전판(121) 및 제2집전판(131)의 각각과 캡 플레이트(151)의 사이에 형성되어, 불필요한 전기적 쇼트의 발생을 방지한다. 상기 하부 절연 부재(154)는 제1집전판(121)의 제2영역(121b) 및 제2집전판(131)의 제2영역(131b)과 캡 플레이트(151) 사이에 형성될 수 있다. 상기 하부 절연 부재(154)는 제1집전판(121)의 제2영역(121b)의 끝단과, 제1영역(121a)에서 절곡된 제2영역(121b)에 형성될 수 있다. 또한 하부 절연 부재(154)는 제2집전판(131)의 제2영역(131b)의 끝단과, 제1영역(131a)에서 절곡된 제2영역(131b)에 형성될 수 있다.
즉 상기 하부 절연 부재(154)는 제1집전판(121)의 제2영역(121b)과 제2집전판(131)의 제2영역(131b)의 일부에 형성되어, 제1집전판(121)과 캡 플레이트(151) 사이의 쇼트 및, 제2집전판(131)과 캡 플레이트(151) 사이의 쇼트를 방지함과 동시에 상기 제1 및 제2연결 플레이트(123, 133)로 케이스(140) 내측 압력이 전달될 수 있도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(100)는 제1단자부(120)와 제2단자부(130)에 각각 접시형 제1연결 플레이트(123) 및 제2연결 플레이트(133)를 구비하여, 과충전으로 인해 전지 내압이 기준압력 이상이 되면 반전되면서 끊어짐으로써, 전기적인 안전성을 확보할 수 있다.
또한 이차전지(100)는 제1단자부(120)와 제2단자부(130)에 각각 접시형 제1연결 플레이트(123) 및 제2연결 플레이트(133)를 구비하여, 이벤트가 발생하거나 과전류가 흐를 경우, 용융되어 끊어지는 퓨즈로 동작하여 별도의 과전류 방지 퓨즈를 구비하지 않아도 되므로 내구성을 증가시킬 수 있으며, 부품 및 무게를 감소시킬 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지를 도시한 단면도가 도시되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 상기 이차전지(200)는 전극 조립체(110), 제1단자부(120), 제2단자부(130) 및 케이스(140)는 상기 도 1a 내지 도 1b에 도시된 이차전지(100)와 동일하다. 또한 사시도 역시 도 1a와 동일하다. 그러므로 이차전지(200)에서 이차전지(100)와 상이한 캡 조립체(250)를 위주로 설명하고자 한다.
상기 이차전지(200)의 캡 조립체(250)는 캡 플레이트(151), 측부 절연 부재(152), 상부 절연부재(153), 하부 절연부재(154) 및 탄성 지지부(255)를 포함한다. 여기서 캡 플레이트(151), 측부 절연 부재(152), 상부 절연부재(153) 및 하부 절연부재(154)는 이차전지(100)와 동일하여 탄성 지지부(255)에 대해서 설명하고자 한다.
상기 탄성 지지부(255)는 탄성을 갖는 원구 형상이다. 상기 탄성 지지부(255)는 제1전극단자(122)와 제1연결 플레이트(123) 사이에 개재되어, 제1연결 플레이트(123)의 반전을 방지한다. 또한 탄성 지지부(255)는 제2전극단자(132)와 제2연결 플레이트(133) 사이에 개재되어 제2연결 플레이트(133)의 반전을 방지한다. 상기 탄성 지지부(255)는 내열성 실리콘으로 이루어질 수 있다.
상기 탄성 지지부(255)는 제1연결 플레이트(123) 및 제2연결 플레이트(133)가 기준 압력 이하에서 반전되는 것을 방지하기 위해, 제1연결 플레이트(123)의 중심 볼록부(123a)의 상부와 제2연결 플레이트(133)의 중심 볼록부(133a)의 상부에 각각 위치한다. 즉, 탄성 지지부(255)는 얇은 박막으로 이루어진 제1연결 플레이트(123) 및 제2연결 플레이트(133)가 기준 압력 이하에서 반전되는 것을 방지한다.
상기 탄성 지지부(255)는 케이스(140) 내측에서 제1연결 플레이트(123) 및 제2연결 플레이트(133)로 기준 압력 이상이 인가될 경우, 제1연결 플레이트(123) 및 제2연결 플레이트(133)를 통해 인가되는 압력에 의해 압착된다. 그리고 이때 제1연결 플레이트(123) 및 제2연결 플레이트(133)는 반전되면서 끊어질 수 있다.
상기 이차전지(200)는 얇은 박막으로 이루어진 제1연결 플레이트(123) 및 제2연결 플레이트(133)가 기준 압력 이하에서 반전되거나 끊어지는 것을 방지하여, 안전성을 향상시킬 수 있다.
즉, 이차전지(200)는 도 1a 내지 도 1b에 도시된 이차전지(100)와 같이 과전류, 과충전 및 이벤트 발생에 대한 안전성 및 내구성을 향상시킴과 동시에, 제1연결 플레이트(123) 및 제2연결 플레이트(133)가 기준 압력에서 반전되는 것을 방지하여 안전성을 더 향상시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지를 도시한 단면도가 도시되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 상기 이차전지(300)는 전극 조립체(110), 제2단자부(130), 케이스(140), 캡 조립체(150)는 상기 도 1a 내지 도 1b에 도시된 이차전지(100)와 동일하다. 또한 사시도 역시 도 1a와 동일하다. 그러므로 이차전지(300)에서 이차전지(100)와 상이한 제1단자부(320)를 위주로 설명하고자 한다.
상기 제1단자부(320)는 주로 금속 또는 그 등가물로 형성되며, 상기 제1전극판(111)과 전기적으로 연결된다. 상기 제1단자부(320)는 제1집전판(321), 제1전극단자(323) 및 제1연결 플레이트(322)를 포함한다.
상기 제1집전판(321)은 전극 조립체(110)의 일측 단부로 돌출된 제1전극 무지부(111a)와 접촉된다. 실질적으로, 상기 제1집전판(321)은 상기 제1전극 무지부(111a)에 용접된다. 상기 제1집전판(321)은 예를 들면 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조될 수 있다. 그러나 상기 재질로 제1집전판(321)의 재질이 한정되는 것은 아니다.
상기 제1집전판(321)은 대략 '┒' 형태로 형성될 수 있다. 상기 제1집전판(321)은 제1영역(321a) 및 제2영역(321b)을 포함한다. 상기 제1영역(321a)은 상기 전극 조립체(110)의 무지부(111a)에 용접되며, 수직 방향으로 세워진 형태를 한다. 상기 제2영역(321b)은 상기 제1영역(321a)의 상단에서 대략 직각 방향으로 절곡되어 소정 길이 연장됨으로써, 전반적으로 대략 수평방향으로 누워 있는 형태로 캡 플레이트(151)와 평행하게 위치된다. 상기 제1집전판(321)의 제2영역(321b)에는 상부 방향으로 돌출된 제1집전판 돌출부(321c)가 형성된다.
상기 집전판 돌출부(321c)는 제2영역(321b)이 절곡되어 형성될 수 있다. 상기 집전판 돌출부(321c)는 캡 플레이트(151)의 하면과 동일평면을 이룰 수 있다. 즉, 집전판 돌출부(321c)는 상부로 돌출되어, 캡 조립체(150)의 하부 절연 부재(154)를 통해 상부로 노출되어 제1연결 플레이트(323)와 전기적으로 접속된다.
상기 제1전극단자(322)는 캡 플레이트(151)와 전기적으로 접속된다. 상기 제1전극단자(322)는 상면과 하면을 관통하는 제1단자홀(322a)에 의해 수평단면이 링형상을 갖는다. 상기 제1전극단자(322)는 하면이 캡 플레이트(151)에 형성된 제1전극홀(151a)을 모두 덮도록 캡 플레이트(151)의 상면에 용접된다.
상기 제1전극단자(322)는 제1단자홀(322a)의 상부 수평 방향으로 돌출된 제1단자 돌출부(322b)가 형성된다. 즉, 제1단자홀(322a)은 제1단자 돌출부(322b)에 의해서 하면에 비해 상면의 홀의 둘레가 더 작도록 단차지게 형성된다. 상기 제1전극 단자(322)는 제1단자홀(322a)의 하면 둘레에 제1연결 플레이트(323)의 가장자리부(323b)가 용접된다. 이때 제1단자홀(322a)의 하면 둘레는 제1연결 플레이트(323)의 가장자리부(323b)보다 더 작게 형성하는 것이 바람직하다. 또한 상기 제1단자홀(322a)의 하면 둘레는 캡 플레이트(151)에 형성된 제1전극홀(151a)의 둘레와 동일할 수 있다. 상기 제1단자홀(322a)중에서 상기 제1단자 돌출부(322b)의 하부는, 하부 방향으로 볼록한 제1연결 플레이트(323)의 반전을 위한 공간이 된다.
상기 제1전극 단자(322)는 예를 들면 알루미늄, 알루미늄 합금 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 제조될 수 있다. 그러나 상기 재질로 상기 제1전극 단자(322)의 재질이 한정되는 것은 아니다.
상기 제1연결 플레이트(323)는 수평단면이 원형이고 하부 방향으로 볼록한 접시 타입으로, 도 2에 도시된 제1연결 플레이트(123)와 동일한 형태일 수 있다. 상기 제1연결 플레이트(323)는 제1전극 단자(322), 캡 플레이트(151) 및 제1집전판(321)과 전기적으로 접속된다. 자세하게는 상기 제1연결 플레이트(323)는 하부 방향으로 볼록한 중심 볼록부(323a)가 제1집전판(321)과 전기적으로 접속되며, 가장자리부(323b)가 제1전극 단자(322)와 캡 플레이트(151)에 전기적으로 접속된다.
상기 가장자리부(323b)는 제1전극 단자(322)와 캡 플레이트(151) 사이에 개재되어 용접된다. 이때 가장자리부(323b)는 캡 플레이트(151)에 형성된 제1전극홀(151a)의 외주연의 상면에 용접될 수 있다. 그리고 제1연결 플레이트(323)는 가장자리부(323b)가 캡 플레이트(151)와 제1전극단자(322)에 용접되면서, 캡 플레이트(151)의 상하면을 관통하는 제1전극홀(151a)을 차단한다.
상기 제1연결 플레이트(323)는 탄성을 갖으며, 하부로 볼록한 중심 볼록부(323a)가 압력에 의해 상부방향으로 볼록하도록 반전될 수 있다. 이때 제1연결 플레이트(323)는 반전되면서 끊어지게 된다. 즉 가장자리부(323b)가 캡 플레이트(151)와 제1전극단자(322)에 고정된 제1연결 플레이트(323)는 과충전에 의해 이차전지(300)의 내측 압력이 과충전 여부를 판단하기 위한 기준 압력 이상이 될 경우, 제1집전판(321)과 접촉된 중심 볼록부(323a)가 반전되어 제1집전판(321)과 전기적으로 분리되며, 끊어질 수 있다. 이와 같이 제1연결 플레이트(323)가 끊어지게 되면, 캡 플레이트(151)의 제1전극홀(151a) 및 제1전극단자(322)의 제1단자홀(322a)을 통해 케이스(140) 내측의 가스를 외부로 배출할 수 있다.
또한 제1연결 플레이트(323)는 제1집전판(321) 및 제1전극단자(322)에 비해서 얇은 두께를 갖는 플레이트로 이루어져서, 외부 단락등에 의해 과전류가 인가되거나 못 관통과 같은 이벤트 발생시에는 용융되거나 끊어지는 퓨즈로 동작할 수 있다.
상기 제1연결 플레이트(323)는 알루미늄, 니켈, 카파, 철, 구리 및 이의 등가물의 조합에 의해서 제조될 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다.
또한 제1단자부(320)는 제1전극단자(322)와 제1연결 플레이트(323) 사이에 개재되어, 기준 압력 이하에서 제1연결 플레이트(323)가 반전되는 것을 방지하기 위한 탄성지지 부재(미도시)를 도 3에 도시된 이차전지(200)와 같이 더 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지를 도시한 단면도가 도시되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 상기 이차전지(400)는 전극 조립체(110), 제2단자부(130), 케이스(140), 캡 조립체(150)는 상기 도 1a 내지 도 1b에 도시된 이차전지(100)와 동일하다. 또한 사시도 역시 도 1a와 동일하다. 그러므로 이차전지(400)에서 이차전지(100)와 상이한 제1단자부(420)를 위주로 설명하고자 한다.
상기 제1단자부(420)는 주로 금속 또는 그 등가물로 형성되며, 상기 제1전극판(111)과 전기적으로 연결된다. 상기 제1단자부(420)는 제1집전판(421), 제1전극단자(423) 및 제1연결 플레이트(422)를 포함한다.
상기 제1집전판(421)은 전극 조립체(110)의 일측 단부로 돌출된 제1전극 무지부(111a)와 접촉된다. 실질적으로, 상기 제1집전판(421)은 상기 제1전극 무지부(111a)에 용접된다. 상기 제1집전판(421)은 예를 들면 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조될 수 있다. 그러나 상기 재질로 제1집전판(421)의 재질이 한정되는 것은 아니다.
상기 제1집전판(421)은 대략 '┒' 형태로 형성될 수 있다. 상기 제1집전판(421)은 제1영역(421a) 및 제2영역(421b)을 포함한다. 상기 제1영역(421a)은 상기 전극 조립체(110)의 무지부(111a)에 용접되며, 수직 방향으로 세워진 형태를 한다. 상기 제2영역(421b)은 상기 제1영역(421a)의 상단에서 대략 직각 방향으로 절곡되어 소정 길이 연장됨으로써, 전반적으로 대략 수평방향으로 누워 있는 형태로 캡 플레이트(151)와 평행하게 위치된다. 상기 제1집전판(421)의 제2영역(421b)에는 상부 방향으로 돌출된 집전판 돌출부(421c)가 형성된다.
상기 집전판 돌출부(421c)는 제2영역(421b)이 절곡되어 형성될 수 있다. 상기 집전판 돌출부(421c)는 캡 플레이트(151)에 형성된 제1전극홀(151a)을 관통하여 제1연결 플레이트(323)전기적으로 접속될 수 있다. 상기 집전판 돌출부(421c)는 캡 플레이트(151)의 상면과 동일 평면을 이룰 수 있다. 또한 집전판 돌출부(421c)는 캡 플레이트(151)의 제1전극홀(151a)에 수용 및 접촉되어, 캡 플레이트(151)와 전기적으로 접속된다. 즉, 제1집전판(121)은 캡 플레이트(151) 및 제1연결 플레이트(123)와 전기적으로 접속되어, 동일 극성을 갖는다.
상기 제1전극단자(422)는 캡 플레이트(151)와 전기적으로 접속된다. 상기 제1전극단자(422)는 상면과 하면을 관통하는 제1단자홀(422a)에 의해 수평단면이 링형상을 갖는다. 상기 제1전극단자(422)는 하면이 캡 플레이트(151)에 형성된 제1전극홀(151a)을 모두 덮도록 캡 플레이트(151)의 상면에 용접된다.
상기 제1전극단자(422)는 제1단자홀(422a)의 상부 수평 방향으로 돌출된 제1단자 돌출부(422b)가 형성된다. 즉, 제1단자홀(422a)은 제1단자 돌출부(422b)에 의해서 하면에 비해 상면의 홀의 둘레가 더 작도록 단차지게 형성된다. 상기 제1전극 단자(422)는 제1단자 돌출부(422b)의 하면에 제1연결 플레이트(423)의 가장자리부(423b)가 전기적으로 접속된다. 즉, 제1전극단자(422)의 제1단자홀(422a)은 제1연결 플레이트(423)를 수용하며, 제1단자 돌출부(422b)의 하면에 제1연결 플레이트(423)의 가장자리부(423b)의 상면이 용접된다. 상기 단자홀(422a)의 하면 둘레는 제1연결 플레이트(423)의 수용을 위해 제1연결 플레이트(423)의 가장자리부(423b)보다 더 크게 형성하는 것이 바람직하다. 상기 제1단자홀(422a)중, 상기 제1단자 돌출부(422b)의 하부는 제1연결 플레이트(423)를 수용하기 위한 공간이다.
상기 제1전극 단자(422)는 예를 들면 알루미늄, 알루미늄 합금 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 제조될 수 있다. 그러나 상기 재질로 상기 제1전극 단자(422)의 재질이 한정되는 것은 아니다.
상기 제1연결 플레이트(423)는 수평단면이 원형이고 하부 방향으로 볼록한 접시 타입으로, 도 2에 도시된 제1연결 플레이트(123)와 동일한 형태일 수 있다. 상기 제1연결 플레이트(423)는 제1전극 단자(422) 및 제1집전판(421)과 전기적으로 접속된다. 자세하게는 상기 제1연결 플레이트(423)는 하부 방향으로 볼록한 중심 볼록부(423a)가 제1집전판(421)과 전기적으로 접속되며, 가장자리부(423b)가 제1전극 단자(422)의 제1단자홀(422a)에 캡 플레이트(151)에 전기적으로 접속된다.
상기 제1연결 플레이트(423)는 제1전극 단자(422)의 제1단자홀(422a)에 수용된다. 그리고 가장자리부(423b)는 제1단자홀(422a)의 제1단자 돌출부(422b)의 하면에 용접된다. 그리고 제1연결 플레이트(423)는 가장자리부(423b)가 제1전극단자(422)에 용접되면서, 제1전극단자(422)의 상하면을 관통하는 제1단자홀(422a)을 차단한다.
상기 제1연결 플레이트(423)는 탄성을 갖으며, 하부로 볼록한 중심 볼록부(423a)가 압력에 의해 상부방향으로 볼록하도록 반전될 수 있다. 이때 제1연결 플레이트(423)는 반전되면서 끊어지게 된다. 즉 가장자리부(423b)가 제1전극단자(422)에 고정된 제1연결 플레이트(423)는 과충전에 의해 이차전지(400)의 내측 압력이 과충전 여부를 판단하기 위한 기준 압력 이상이 될 경우, 제1집전판(421)과 접촉된 중심 볼록부(423a)가 반전되어 제1집전판(421)과 전기적으로 분리되며, 끊어질 수 있다. 이와 같이 제1연결 플레이트(423)가 끊어지게 되면, 캡 플레이트(151)의 제1전극홀(151a) 및 제1전극단자(422)의 제1단자홀(422a)을 통해 케이스(140) 내측의 가스를 외부로 배출할 수 있다.
또한 제1연결 플레이트(423)는 제1집전판(421) 및 제1전극단자(422)에 비해서 얇은 두께를 갖는 플레이트로 이루어져서, 외부 단락등에 의해 과전류가 인가되거나 못 관통과 같은 이벤트 발생시에는 용융되거나 끊어지는 퓨즈로 동작할 수 있다.
상기 제1연결 플레이트(423)는 알루미늄, 니켈, 카파, 철, 구리 및 이의 등가물의 조합에 의해서 제조될 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다.
또한 제1단자부(420)는 제1전극단자(422)와 제1연결 플레이트(423) 사이에 개재되어, 기준 압력 이하에서 제1연결 플레이트(423)가 반전되는 것을 방지하기 위한 탄성지지 부재(미도시)를 도 3에 도시된 이차전지(200)와 같이 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 이차전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 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, 200, 300, 400; 이차전지
110; 전극 조립체 120; 제1단자부
123, 323, 423; 제1연결 플레이트 130; 제2단자부
133; 제2연결 플레이트 140; 케이스
150, 250; 캡 조립체

Claims (25)

  1. 제1전극판, 제2전극판 및 세퍼레이터를 구비하는 전극조립체;
    상기 제1전극판과 전기적으로 연결된 제1단자부;
    상기 제2전극판과 전기적으로 연결된 제2단자부;
    상기 전극조립체, 제1단자부 및 제2단자부를 수용하는 케이스; 및
    상기 케이스를 밀봉하며 상기 제1단자부와 전기적으로 접속된 캡 조립체를 포함하고,
    상기 제1단자부 및 상기 제2단자부는 압력에 의해 반전되는 접시타입의 제1연결 플레이트 및 제2연결 플레이트를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1단자부는
    상기 제1전극판과 전기적으로 연결되며 제1영역의 일부가 상기 캡 조립체의 상부로 노출된 제1집전판; 및
    상기 캡 조립체의 상부에 위치하며, 상기 캡 조립체와 전기적으로 연결된 제1전극 단자를 더 포함하며,
    상기 제1연결 플레이트는 상기 캡 조립체와 상기 제1집전판의 상기 제1영역 사이에 개재되어, 상기 캡조립체와 상기 제1집전판을 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1연결 플레이트는 하부 방향으로 볼록한 접시타입으로, 중심 볼록부가 상기 제1집전판과 전기적으로 접속되며, 가장자리부가 상기 캡 조립체에 전기적으로 접속된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1단자부는
    상기 제1연결 플레이트의 상기 중심 볼록부 상부와 상기 캡 조립체 사이에 제1탄성 지지부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1탄성 지지부는 실리콘으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1연결 플레이트는 상기 가장자리부가 상기 캡 조립체에 용접된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 캡 조립체는 상기 가장자리부와 용접된 영역이 상기 캡 조립체에 형성된 제1전극홀의 외주연인 것을 특징으로 하는 이차전지.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1전극 단자는 수평단면이 링 형상이 되도록 상면과 하면을 관통하는 제1단자홀이 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2단자부는
    상기 제2전극판과 전기적으로 연결되며 집전판 돌출부가 상기 캡 조립체의 상면으로 노출된 제2집전판; 및
    상기 캡 조립체의 상부에 위치하며, 상기 캡 조립체와 전기적으로 분리된 제2전극 단자를 더 포함하며,
    상기 제2연결 플레이트는 상기 캡 조립체의 상부에 위치하며, 상기 제2집전판과 제2전극단자 사이를 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2연결 플레이트는 하부 방향으로 볼록한 접시타입으로, 중심 볼록부가 상기 제2집전판과 전기적으로 접속되며, 가장자리부가 상기 제2전극 단자에 전기적으로 접속된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2연결 플레이트는 상기 가장자리부가 상기 제2전극단자에 용접된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2단자부는
    상기 제2연결 플레이트의 상기 중심 볼록부 상부와 상기 제2전극단자 사이에 제2탄성 지지부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2탄성 지지부는 실리콘으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2전극 단자는 상기 제2단자홀의 상부 수평방향으로 돌출된 제2단자 돌출부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2전극 단자는 수평단면이 링 형상이 되도록 상면과 하면을 관통하는 제2단자홀이 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1단자부는
    상기 제1전극판과 전기적으로 연결되며 집전판 돌출부가 상기 캡 조립체의 상부로 노출된 제1집전판; 및
    상기 캡 조립체의 상부에 위치하며, 상기 캡 조립체와 전기적으로 연결된 제1전극 단자를 더 포함하며,
    상기 제1연결 플레이트는 하부 방향으로 볼록한 접시타입으로, 중심 볼록부가 상기 집전판 돌출부와 전기적으로 접속되며, 가장자리부가 상기 캡 조립체 및 상기 제1전극 단자와 전기적으로 접속된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제1연결 플레이트의 가장자리부는 상기 캡 조립체와 상기 제1전극단자 사이에 개재되어 용접된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 캡 조립체는 상기 가장자리부와 용접된 영역이 상기 캡 조립체에 형성된 제1전극홀의 외주연인 것을 특징으로 하는 이차전지.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 제1연결플레이트의 중심 볼록부는 상기 캡 조립체의 제1전극홀을 관통하여 상기 제1집전판에 전기적으로 접속된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  20. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1단자부는
    상기 제1전극판과 전기적으로 연결되며 집전판 돌출부가 상기 캡 조립체의 상부로 노출된 제1집전판; 및
    상기 캡 조립체의 상부에 위치하며, 상기 캡 조립체와 전기적으로 연결된 제1전극 단자를 더 포함하며,
    상기 제1연결 플레이트는 상기 캡 조립체의 상부에 위치하며, 상기 제1전극 단자와 상기 집전판 돌출부 사이를 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 제1전극 단자는 수평단면이 링 형상이 되도록 상면과 하면을 관통하는 제1단자홀이 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 제1연결 플레이트는 하부 방향으로 볼록한 접시타입으로, 중심 볼록부가 상기 제1집전판과 전기적으로 접속되며, 가장자리부가 상기 제1전극 단자의 제1단자홀에 용접된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  23. 청구항 21에 있어서,
    상기 제1전극 단자는 상기 제1단자홀의 상부 수평방향으로 돌출된 제1단자 돌출부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  24. 청구항 20에 있어서,
    상기 캡 조립체는 상면과 하면 사이를 관통하는 제1전극홀을 구비하며, 상기 제1집전판이 상기 제1전극홀을 관통하여 상기 제1연결 플레이트에 접속된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  25. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1연결 플레이트 및 상기 제2연결 플레이트는 구리, 철, 알루미늄, 니켈 및 이들의 조합 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.
KR1020130002211A 2013-01-08 2013-01-08 이차 전지 KR101666255B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130002211A KR101666255B1 (ko) 2013-01-08 2013-01-08 이차 전지
US13/872,197 US10367185B2 (en) 2013-01-08 2013-04-29 Rechargeable battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130002211A KR101666255B1 (ko) 2013-01-08 2013-01-08 이차 전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140090014A true KR20140090014A (ko) 2014-07-16
KR101666255B1 KR101666255B1 (ko) 2016-10-13

Family

ID=51061189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130002211A KR101666255B1 (ko) 2013-01-08 2013-01-08 이차 전지

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10367185B2 (ko)
KR (1) KR101666255B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200032988A (ko) * 2018-09-19 2020-03-27 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107123774B (zh) * 2016-02-25 2019-10-11 比亚迪股份有限公司 单体电池、电池模组、动力电池及电动汽车
CN107293656B (zh) * 2017-07-13 2023-06-23 深圳市科达利实业股份有限公司 一种可在高温下排气的电池盖板结构及电池

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0538765A (ja) * 1991-05-27 1993-02-19 Sudo Norito 多孔質有機系フイルムおよびその製造方法
JPH05325930A (ja) * 1992-05-20 1993-12-10 Hitachi Maxell Ltd アルカリ蓄電池用安全弁装置
KR20120094994A (ko) * 2011-02-18 2012-08-28 에스비리모티브 주식회사 이차전지
KR20120110825A (ko) * 2011-03-30 2012-10-10 에스비리모티브 주식회사 이차 전지

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE201397T1 (de) * 1994-06-07 2001-06-15 Teijin Ltd Vitamin d3 derivate und ein verfahren zu ihrer herstellung
JPH09129214A (ja) 1995-11-07 1997-05-16 Wako Denshi Kk 電池の安全装置
JPH0917416A (ja) 1995-06-30 1997-01-17 Fuji Elelctrochem Co Ltd 防爆機能を有する電池
US5741606A (en) * 1995-07-31 1998-04-21 Polystor Corporation Overcharge protection battery vent
JP3089352B2 (ja) 1997-03-26 2000-09-18 株式会社エアロ・バッテリー・コーポレーション 保護装置付蓄電池
KR19990031352A (ko) * 1997-10-10 1999-05-06 손욱 전지의 안전장치
JP5430978B2 (ja) * 2009-03-10 2014-03-05 三洋電機株式会社 密閉電池及びその製造方法
JP5893935B2 (ja) * 2012-01-27 2016-03-23 トヨタ自動車株式会社 密閉型電池

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0538765A (ja) * 1991-05-27 1993-02-19 Sudo Norito 多孔質有機系フイルムおよびその製造方法
JPH05325930A (ja) * 1992-05-20 1993-12-10 Hitachi Maxell Ltd アルカリ蓄電池用安全弁装置
KR20120094994A (ko) * 2011-02-18 2012-08-28 에스비리모티브 주식회사 이차전지
KR20120110825A (ko) * 2011-03-30 2012-10-10 에스비리모티브 주식회사 이차 전지

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200032988A (ko) * 2018-09-19 2020-03-27 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

Also Published As

Publication number Publication date
KR101666255B1 (ko) 2016-10-13
US10367185B2 (en) 2019-07-30
US20140193703A1 (en) 2014-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2816637B1 (en) Rechargeable battery
KR101274806B1 (ko) 이차 전지
KR101254886B1 (ko) 이차 전지
KR101657332B1 (ko) 이차 전지
KR102425218B1 (ko) 이차 전지
KR101675618B1 (ko) 이차 전지
KR102450146B1 (ko) 이차 전지
CN106684267B (zh) 可再充电电池
US9570780B2 (en) Rechargeable battery
US10998534B2 (en) Secondary battery
KR20140147313A (ko) 이차 전지
KR20200032987A (ko) 이차 전지
KR20190091819A (ko) 이차 전지
EP2477257A1 (en) Secondary battery
KR20180126934A (ko) 이차 전지
KR101666255B1 (ko) 이차 전지
US9431646B2 (en) Rechargeable battery having connection member
KR101715955B1 (ko) 이차 전지
KR20160024338A (ko) 절연부재를 갖는 이차 전지
KR20190027672A (ko) 이차 전지
KR20070108756A (ko) 리튬 이차전지
KR20080037198A (ko) 리튬 이차전지
KR20060037834A (ko) 이차 전지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
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: 20191001

Year of fee payment: 4