KR20140124247A - 이차 전지 - Google Patents

이차 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20140124247A
KR20140124247A KR1020130041733A KR20130041733A KR20140124247A KR 20140124247 A KR20140124247 A KR 20140124247A KR 1020130041733 A KR1020130041733 A KR 1020130041733A KR 20130041733 A KR20130041733 A KR 20130041733A KR 20140124247 A KR20140124247 A KR 20140124247A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cap plate
terminal
current collecting
connection portion
sealing
Prior art date
Application number
KR1020130041733A
Other languages
English (en)
Inventor
김용삼
송장현
남종우
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 KR1020130041733A priority Critical patent/KR20140124247A/ko
Priority to US13/962,791 priority patent/US20140308575A1/en
Publication of KR20140124247A publication Critical patent/KR20140124247A/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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/54—Connection of several leads or tabs of plate-like electrode stacks, e.g. electrode pole straps or bridges
    • 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
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/578—Devices or arrangements for the interruption of current in response to pressure
    • 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
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/536—Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
    • 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
    • H01M50/543—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
    • H01M50/564—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
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/20—Pressure-sensitive devices
    • 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)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 이차 전지는 양극과 음극을 포함하는 전극 어셈블리와, 상기 전극 어셈블리가 내장되는 공간을 갖는 케이스와, 상기 케이스에 결합된 캡 플레이트와, 상기 전극 어셈블리와 전기적으로 연결되며 상기 캡 플레이트의 외측에 돌출된 제1단자와 제2단자, 및 상기 캡 플레이트에 설치되며 변형에 의하여 상기 단자와 접촉하여 단락을 유도하는 단락부재를 포함한다.

Description

이차 전지{RECHARGEABLE BATTERY}
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단자의 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 전원으로 널리 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.
또한, 하나의 전지 모듈은 통상 직렬로 연결되는 복수개의 이차 전지들로 이루어지며, 이차 전지는 원통형과 각형 등으로 이루어질 수 있다. 이차 전지의 내부 압력이 증가하면 폭발할 위험이 있는 바, 이를 방지하기 위하여 외부 단락을 유도하는 구조가 제안되었다 그러나 외부 단락을 유도하기 위해서는 부품수가 증가하고 조립 공정이 복잡해지는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 조립성 및 안전성이 향상된 이차 전지를 제공함에 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 이차 전지는 양극과 음극을 포함하는 전극 어셈블리와, 상기 전극 어셈블리가 내장되는 공간을 갖는 케이스와, 상기 케이스에 결합된 캡 플레이트와, 상기 전극 어셈블리와 전기적으로 연결되며 상기 캡 플레이트의 외측에 돌출된 제1단자와 제2단자, 및 상기 캡 플레이트에 설치되며 변형에 의하여 상기 제1단자와 접촉하여 단락을 유도하는 단락부재를 포함한다.
상기 제1단자는, 상기 단락부재에서 이격되어 상기 단락부재의 상부에 위치하는 상부 연결부와, 상기 전극 어셈블리와 연결되는 집전 연결부, 및 상기 상부 연결부와 상기 집전 연결부 사이에 형성되며, 상부 연결부와 집전 연결부에서 굴곡된 중간 연결부를 포함할 수 있다.
상기 상부 연결부와 상기 집전 연결부는 상기 캡 플레이트와 평행하게 배치될 수 있으며 상기 단자에는 상기 단자와 상기 캡 플레이트 사이를 밀봉하는 실링부재가 상기 단자를 부분적으로 감싸도록 설치될 수 있다.
상기 실링부재는 인서트 사출로 형성될 수 있으며, 상기 실링부재는 상기 캡 플레이트 상에 안착되는 상부 실링부와 상기 캡 플레이트에 형성된 단자 홀에 삽입 고정되는 하부 실링부를 포함할 수 있다.
상기 하부 실링부에는 상기 중간 연결부가 삽입되는 홀이 형성될 수 있으며, 상기 하부 실링부의 하면에는 상기 홀과 이어지며 상기 집전 연결부가 삽입되는 안착 홈이 형성될 수 있다.
상기 단자홀의 내측에는 돌출된 돌기가 형성되고 상기 하부 실링부의 둘레에는 상기 돌기를 끼움하는 실링 홈이 형성될 수 있으며, 상기 돌기는 상기 단자홀의 내주면에서 둘레 방향을 따라 이어져 형성되고, 상기 실링 홈은 상기 하부 실링부의 둘레를 따라 이어져 형성될 수 있다.
상기 집전 연결부는 집전부재를 매개로 상기 전극 어셈블리와 연결되고, 상기 집전 연결부의 하면에는 상기 집전부재에 삽입되는 돌기가 형성될 수 있다.
상기 단락부재는 상기 상부 연결부에서 이격되어 상기 상부 연결부의 하면과 대향하도록 설치되고 상기 캡 플레이트에 고정되는 지지부와 상기 지지부의 내측에 위치하며 아래로 만곡되어 볼록하게 돌출된 접속부를 포함할 수 있다.
상기 단락부재는 상기 캡 플레이트와 일체로 형성되며 상기 캡 플레이트의 다른 부분보다 더 얇은 두께를 갖고, 아래를 향하여 볼록하게 만곡 형성될 수 있으며, 상기 제2단자와 캡 플레이트 사이에는 상기 제2단자를 상기 캡 플레이트에 전기적으로 연결하는 연결부재가 설치될 수 있다.
상기 전극 어셈블리에는 집전부재가 용접으로 결합되고, 상기 캡 플레이트에는 상기 집전부재에 삽입되는 돌기가 형성될 수 있으며, 상기 제2단자는 상기 캡 플레이트와 일체로 형성되고, 상기 캡 플레이트의 상면에서 돌출된 중간 연결부와 상기 중간 연결부에서 굴곡된 상부 연결부를 포함할 수 있다.
상기 제2단자는 상기 캡 플레이트의 상면에 용접으로 고정된 하부 연결부와 상기 하부 연결부에서 굴곡되어 상부로 돌출된 중간 연결부, 및 상기 중간 연결부에서 굴곡되어 상기 캡 플레이트와 평행하게 배치된 상부 연결부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 단자가 단락부재와 직접 접촉할 수 있으므로 조립성을 향상시킬 수 있으며, 실링부재가 캡 플레이트와 단자에 인서트 몰딩으로 설치되므로 공정을 단순화할 수 있다.
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 단자의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 캡 플레이트와 실링부재를 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 단자와 캡 플레이트를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 이차 전지의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 단자와 캡 플레이트를 도시한 절개 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 단자와 캡 플레이트를 도시한 절개 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 단자와 캡 플레이트를 도시한 절개 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 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 음극(제1 전극)(11)과 양극(제1 전극)(12) 사이에 세퍼레이터(13)를 개재하여 귄취된 전극 어셈블리(10)와, 전극 어셈블리(10)가 내장되는 케이스(26)와, 케이스(26)의 개구에 결합된 캡 어셈블리(30)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.
음극(11) 및 양극(12)은 박판의 금속 호일로 형성된 집전체에 활물질이 도포된 영역인 코팅부와 활물질이 코팅되지 않는 영역인 무지부를 포함한다.
음극 무지부(11a)는 음극(11)의 길이 방향을 따라 음극(11)의 다른 쪽 측단에 형성되고 양극 무지부(12a)는 양극(12)의 길이 방향을 따라 양극(12)의 한 쪽 측단에 형성된다. 그리고 음극(11) 및 양극(12)은 절연체인 세퍼레이터(13)를 사이에 개재한 후 권취된다.
다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 상기한 전극 어셈블리(10)은 복수 개의 시트(sheet)로 이루어진 음극과 양극이 세퍼레이터를 사이에 두고 적층된 구조로 이루어질 수도 있다.
케이스(26)는 대략 직육면체로 이루어지며, 일면에는 개방된 개구가 형성된다. 캡 어셈블리(30)는 케이스(26)의 개구를 덮는 캡 플레이트(31)와 캡 플레이트(31) 상이 배치되며, 음극(11)과 전기적으로 연결된 제1단자(21)와 캡 플레이트(31) 상이 배치되며 양극(12)과 전기적으로 연결된 제2단자(22), 및 설정된 내부 압력에 따라 파단될 수 있도록 노치(39a)가 형성된 벤트부재(39)를 포함한다. 벤트부재(39)는 캡 플레이트(31)에 형성된 벤트 홀(34)을 막도록 설치된다.
캡 플레이트(31)는 얇은 금속판으로 이루어지며, 일측에 형성된 전해액 주입구(37)에는 이를 밀봉하는 밀봉마개(38)가 캡 플레이트(31)에 고정 설치된다. 또한, 캡 플레이트(31)에는 단락 홀(32)이 형성되고, 단락 홀()에는 단락부재(35)가 설치된다. 단락부재(35)는 원형의 판 형태로 이루어지며, 외측에 형성된 지지부(35a)와 지지부(35a)의 내측에 위치하는 접속부(35b)를 포함한다. 지지부(35a)는 환형으로 이루어지며, 단락 홀(32)의 내측으로 돌출된 턱에 지지되어 캡 플레이트(31)의 상면에 용접으로 고정된다. 접속부(35b)는 케이스를 향하여 아래로 만곡되어 볼록하게 돌출된 호형의 종단면을 갖도록 형성된다. 단락부재(35)는 케이스(26)의 내부 압력이 상승할 때, 변형되어 제1단자(21)와 접촉함으로써 단락을 일으킨다.
제1단자(21) 및 제2단자(22)는 캡 플레이트(31)에 형성된 단자홀(H1, H2)를 관통하도록 설치되고, 전극 어셈블리(10)에 전기적으로 연결된다. 즉, 제1단자(21)는 음극(11)과 전기적으로 연결 설치되는 바, 제1단자(21)는 집전부재(25)를 매개로 음극(11)과 전기적으로 연결된다. 제1단자(21)에는 제1단자(21)를 감싸는 실링부재(40)가 설치된다
제2단자(22)는 양극(12)과 전기적으로 연결 설치되는 바, 제2단자(22)는 집전부재(27)를 매개로 양극(12)과 전기적으로 연결된다. 제2단자(22)에는 제2단자(22)의 일부를 감싸는 실링부재(50)가 설치된다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1단자를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 캡 플레이트와 실링부재를 도시한 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 제2단자(22) 및 이에 결합된 부재들은 제1단자(21) 및 이에 결합된 부재들과 대칭된 구조로 이루어지는 바, 제1단자(21)와 이에 결합된 부재에 대한 설명으로 제2단자(22)에 대한 설명을 대체한다.
제1단자(21)는 판상으로 이루어지는 바, 캡 플레이트(31)의 상부에 위치하는 상부 연결부(21a)와 케이스(26)의 내부에 삽입되어 집전부재(25)와 결합되는 집전 연결부(21b) 및, 상부 연결부(21a)와 집전 연결부(21b) 사이에 형성되며 상부 연결부(21a)와 집전 연결부(21b)에서 절곡 형성된 중간 연결부(21c)를 포함한다.
상부 연결부(21a)는 캡 플레이트(31)의 상부에서 캡 플레이트(31)와 평행하게 배치되며 단락부재(35)에서 이격되어 단락부재(35)의 상부에 위치한다.
집전 연결부(21b)는 캡 플레이트(31)의 하부에서 캡 플레이트(31)와 평행하게 배치되며, 집전 연결부(21b)의 하면에는 집전부재(25)에 끼워져 집전부재(25)에 용접으로 접합되는 돌기(21d)가 형성된다.
중간 연결부(21c)는 상부 연결부(21a)와 집전 연결부(21b)에서 대략 직각으로 절곡 형성되어 상부 연결부(21a)와 집전 연결부(21b)를 연결하며, 실링부재(40)에 형성된 홀(43)에 삽입된다. 또한, 중간 연결부(21c)는 캡 플레이트(31)를 관통하여 삽입되어 케이스(26)의 외측에 배치된 상부 연결부(21a)와 케이스(26)의 내측에 배치된 집전 연결부(21b)를 연결한다.
상부 연결부(21a)와 집전 연결부(21b)는 캡 플레이트(31)와 평행하게 배치되고, 중간 연결부(21c)는 상부 연결부(21a)와 집전 연결부(21b)에 대하여 수직으로 배치된다.
실링부재(40)는 캡 플레이트(31) 상에 안착되는 상부 실링부(41)와 캡 플레이트(31)에 형성된 단자 홀(H1)에 삽입 고정되는 하부 실링부(42)를 포함한다. 상부 실링부(41)는 중간 연결부(21c)의 측면과 상부 연결부(21a)의 하면과 맞닿아 상부 연결부(21a)가 캡 플레이트에서 이격되도록 지지한다.
하부 실링부(42)에는 중간 연결부(21c)가 삽입되는 홀(43)이 형성되며, 하면에는 홀(43)와 이어져 집전 연결부(21b)가 삽입되는 안착 홈(49)이 형성된다. 상기한 홀(43)는 캡 플레이트를 관통하도록 형성된다.
또한, 하부 실링부(42)의 둘레에는 단자 홀(H1)에서 내측으로 돌출된 돌기(31b)를 끼움하는 실링 홈(46)이 형성된다. 돌기(31b)는 단자 홀(H1)의 내주면에서 둘레 방향을 따라 이어져 형성되며, 실링 홈(46)은 돌기(31b)를 끼움할 수 있도록 하부 실링부(42)의 둘레를 따라 이어져 형성된다. 또한, 돌기(31b)의 상부에는 하부 실링부의 측면 상단이 안착되는 지지 홈(31a)이 형성된다. 이에 따라 실링부재(40)가 캡 플레이트(31)에 안정적으로 고정될 수 있다.
제1단자(21)가 캡 플레이트(31) 상에 설치된 상태에서 인서트 몰딩 방법으로 실링부재(40)를 형성한다. 이에 따라 실링부재(40)는 형성됨과 동시에 캡 플레이트(31)에 고정 설치되며, 제1단자(21)를 감싸면서 캡 플레이트(31) 상에 안정적으로 고정할 수 있다.
제2단자(22)는 제1단자(21)와 동일하게 캡 플레이트(31)의 상부에 위치하는 상부 연결부와 케이스(26)의 내부에 삽입되어 집전부재(27)와 결합되는 집전 연결부 및, 상부 연결부와 집전 연결부 사이에 형성되며 상부 연결부와 집전 연결부에서 절곡 형성된 중간 연결부를 포함한다. 또한 제2단자(22)에는 단자 홀(H2)에 삽입되어 제2단자(22)를 지지하는 실링부재(50)가 설치되어 있다. 실링부재(50)는 제2단자가 캡 플레이트에 설치된 상태에서 인서트 몰딩으로 형성된다.
캡 플레이트(31)의 상면과 제2단자(22) 사이에는 제2단자(22)를 캡 플레이트(31)에 전기적으로 연결하는 연결부재(28)가 설치된다. 연결부재(28)는 구리 등의 금속으로 이루어지며, 제2단자(22)와 캡 플레이트(31)에 용접으로 고정된다. 이에 따라 캡 플레이트(31)와 케이스(26)는 양극으로 대전된다.
도 5에 도시된 바와 같이 이차 전지(101)의 내부 압력이 상승하면, 단락부재(35)가 위로 볼록하도록 변형된다. 이에 따라 제1단자(21)의 하면과 단락부재(35)의 상면이 전기적으로 접촉하여 음극으로 대전된 제1단자(21)와 양극으로 대전된 단락부재(35)가 단락된다. 본 실시예와 같이 압력이 상승할 때 단락이 발생하면 내부에 축적된 전율을 순간적으로 방출하여 폭발 위험을 감소시킬 수 있다.
또한, 단락부재(35)가 제1단자(21)와 직접 접촉하므로 별도의 단락을 위한 탭을 설치하지 아니하고도 용이하게 단락을 유발시킬 수 있다. 또한, 제1단자(21)와 제2단자(22)에 실링부재(40, 50)가, 인서트 몰딩 방식으로 설치되므로 제1단자(21)와 제2단자(22)를 보다 용이하게 설치할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 이차 전지를 도시한 종단면도이고, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 단자와 캡 플레이트를 도시한 절개 사시도이며, 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 단자와 캡 플레이트를 도시한 절개 사시도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지는 캡 플레이트와 제2단자를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 이차 전지와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
캡 플레이트(60)에는 음극(11)과 전기적으로 연결된 제1단자(21)가 실링부재(40)를 매개로 고정 설치되고, 또한 캡 플레이트(60)에는 양극(12)과 전기적으로 연결된 제2단자(62)가 형성된다. 제1단자(21)는 캡 플레이트(60)에 형성된 단락부재(61) 위에 위치하며 단락부재에서 이격되어 배치된다. 단락부재(61)는 캡 플레이트(60)와 일체로 형성되는 바, 단락부재(61)는 캡 플레이트(60)의 다른 부분보다 두께가 얇게 형성되며, 아래를 향하여 볼록하게 만곡된 구조로 이루어진다. 본 실시예와 같이 단락부재(61)가 캡 플레이트(60)와 일체로 형성되면, 단락부재(61)를 별도로 설치할 필요가 없으므로 공정을 단순화할 수 있다.
제2단자(62)는 캡 플레이트(60)의 상면에서 위로 돌출된 중간 연결부(62a)와 중간 연결부(62a)에서 굴곡된 상부 연결부(62b)를 포함한다. 제2단자(62)는 캡 플레이트(60)와 일체로 형성된 판 형상으로 이루어지며 중간 연결부(62a)는 캡 플레이트(60)의 상면에 대하여 수직으로 돌출된다. 상부 연결부(62b)는 중간 연결부(62a)에서 수직으로 굴곡되어 캡 플레이트(60)의 상면에서 이격되어 캡 플레이트(60)의 상면과 평행하게 배치된다.
한편, 양극(12)과 전기적으로 연결된 집전부재(27)는 캡 플레이트(60)의 하면에 용접으로 부착된다. 캡 플레이트(60)의 하면에는 집전부재(27)에 끼워지는 돌기(63)가 형성되며 집전부재(27)는 이 돌기(63)에 끼워진 상태로 캡 플레이트(60)에 용접으로 고정된다. 이에 따라 캡 플레이트(60)는 양극(12)과 전기적으로 연결되며, 제2단자(62)는 캡 플레이트(60)를 매개로 양극(12)과 전기적으로 연결된다.
상기한 바와 같이 본 실시예에 따르면 제2단자(62)가 캡 플레이트(60)와 일체로 형성되므로 제2단자(62)와 캡 플레이트(60) 사이를 실링할 필요가 없을 뿐만 아니라 제2단자(62)와 캡 플레이트(60) 사이의 접촉 저항을 감소시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 단자와 캡 플레이트를 도시한 절개 사시도이다.
도 9를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지는 제2단자를 제외하고는 상기한 제2실시예에 따른 이차 전지와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
또한 캡 플레이트(70)에는 양극(12)과 전기적으로 연결된 제2단자(72)가 형성된다. 제2단자(72)는 캡 플레이트(70)의 상면에 용접으로 고정된 하부 연결부(72a)와 하부 연결부에서 굴곡되어 위로 돌출된 중간 연결부(72c)와 중간 연결부(72c)에서 굴곡된 상부 연결부(72b)를 포함한다. 하부 연결부(72a)는 캡 플레이트(70)와 평행하게 배치되어 캡 플레이트(70)의 상면에 용접으로 고정된다. 중간 연결부(72c)는 하부 연결부(72a)에서 수직으로 절곡되어 상부로 돌출된다. 상부 연결부(72b)는 중간 연결부(72c)에서 수직으로 굴곡되어 캡 플레이트(70)의 상면과 평행하게 배치된다.
캡 플레이트(70)의 하면에는 양극(12)과 전기적으로 연결된 집전부재(27)와 결합되는 돌기(73)가 형성되어 있다. 이에 따라 캡 플레이트(70)는 양극(12)과 전기적으로 연결되며, 제2단자(72)는 캡 플레이트(70)를 매개로 양극(12)과 전기적으로 연결된다.
상기한 바와 같이 본 실시예에 따르면 제2단자(72)가 캡 플레이트(70)의 상면에 용접으로 고정되므로 캡 플레이트(70)에 제2단자(72)가 삽입되는 홀을 별도로 형성할 필요가 없으며, 이에 따라 제2단자(72)와 캡 플레이트(70) 사이를 실링할 필요가 없게 된다.
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
11: 음극 11a: 음극 무지부
12: 양극 12a: 양극 무지부
13: 세퍼레이터 21: 제1단자
21a: 상부 연결부 21b: 집전 연결부
21c: 중간 연결부 21d: 돌기
22, 62, 72: 제2단자 25, 27: 집전부재
26: 케이스 28: 연결부재
30: 캡 어셈블리 31, 60, 70: 캡 플레이트
31a: 지지 홈 31b: 돌기
35, 61: 단락부재 35a: 지지부
35b: 접속부 40, 50: 실링부재
41: 상부 실링부 42: 하부 실링부
43: 홀 46: 실링 홈
49: 안착 홈

Claims (17)

  1. 양극과 음극을 포함하는 전극 어셈블리;
    상기 전극 어셈블리가 내장되는 공간을 갖는 케이스;
    상기 케이스에 결합된 캡 플레이트;
    상기 전극 어셈블리와 전기적으로 연결되며 상기 캡 플레이트의 외측에 돌출된 제1단자와 제2단자; 및
    상기 캡 플레이트에 설치되며 변형에 의하여 상기 제1단자와 접촉하여 단락을 유도하는 단락부재;를 포함하는 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1단자는,
    상기 단락부재에서 이격되어 상기 단락부재의 상부에 위치하는 상부 연결부와,
    상기 전극 어셈블리와 연결되는 집전 연결부, 및
    상기 상부 연결부와 상기 집전 연결부 사이에 형성되며, 상부 연결부와 집전 연결부에서 굴곡된 중간 연결부를 포함하는 이차 전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상부 연결부와 상기 집전 연결부는 상기 캡 플레이트와 평행하게 배치된 이차 전지.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1단자에는 상기 제1단자와 상기 캡 플레이트 사이를 밀봉하는 실링부재가 상기 단자를 부분적으로 감싸도록 설치된 이차 전지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 실링부재는 인서트 사출로 형성된 이차 전지.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 실링부재는 상기 캡 플레이트 상에 안착되는 상부 실링부와 상기 캡 플레이트에 형성된 단자 홀에 삽입 고정되는 하부 실링부를 포함하는 이차 전지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하부 실링부에는 상기 중간 연결부가 삽입되는 홀이 형성된 이차 전지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 하부 실링부의 하면에는 상기 홀과 이어지며 상기 집전 연결부가 삽입되는 안착 홈이 형성된 이차 전지.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 단자홀의 내측에는 돌출된 돌기가 형성되고, 상기 하부 실링부의 둘레에는 상기 돌기를 끼움하는 실링 홈이 형성된 이차 전지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 돌기는 상기 단자홀의 내주면에서 둘레 방향을 따라 이어져 형성되고, 상기 실링 홈은 상기 하부 실링부의 둘레를 따라 이어져 형성된 이차 전지.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 집전 연결부는 집전부재를 매개로 상기 전극 어셈블리와 연결되고, 상기 집전 연결부의 하면에는 상기 집전부재에 삽입되는 돌기가 형성된 이차 전지.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 단락부재는 상기 상부 연결부에서 이격되어 상기 상부 연결부의 하면과 대향하도록 설치되고 상기 캡 플레이트에 고정되는 지지부와 상기 지지부의 내측에 위치하며 아래로 만곡되어 볼록하게 돌출된 접속부를 포함하는 이차 전지.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 단락부재는 상기 캡 플레이트와 일체로 형성되며 상기 캡 플레이트의 다른 부분보다 더 얇은 두께를 갖고, 아래를 향하여 볼록하게 만곡된 이차 전지.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제2단자와 캡 플레이트 사이에는 상기 제2단자를 상기 캡 플레이트에 전기적으로 연결하는 연결부재가 설치된 이차 전지.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 전극 어셈블리에는 집전부재가 용접으로 결합되고, 상기 캡 플레이트에는 상기 집전부재에 삽입되는 돌기가 형성된 이차 전지.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2단자는 상기 캡 플레이트와 일체로 형성되고, 상기 캡 플레이트의 상면에서 돌출된 중간 연결부와 상기 중간 연결부에서 굴곡된 상부 연결부를 포함하는 이차 전지.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제2단자는 상기 캡 플레이트의 상면에 용접으로 고정된 하부 연결부와 상기 하부 연결부에서 굴곡되어 상부로 돌출된 중간 연결부, 및 상기 중간 연결부에서 굴곡되어 상기 캡 플레이트와 평행하게 배치된 상부 연결부를 포함하는 이차 전지.
KR1020130041733A 2013-04-16 2013-04-16 이차 전지 KR20140124247A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130041733A KR20140124247A (ko) 2013-04-16 2013-04-16 이차 전지
US13/962,791 US20140308575A1 (en) 2013-04-16 2013-08-08 Rechargeable battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130041733A KR20140124247A (ko) 2013-04-16 2013-04-16 이차 전지

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140124247A true KR20140124247A (ko) 2014-10-24

Family

ID=51687014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130041733A KR20140124247A (ko) 2013-04-16 2013-04-16 이차 전지

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20140308575A1 (ko)
KR (1) KR20140124247A (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170055272A (ko) * 2015-11-11 2017-05-19 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
WO2017222199A1 (ko) * 2016-06-24 2017-12-28 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR20180007242A (ko) * 2016-07-12 2018-01-22 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
CN114144934A (zh) * 2019-12-03 2022-03-04 宁德时代新能源科技股份有限公司 集流构件及其制造方法、二次电池及其制造方法、电池模块和装置
US11437642B2 (en) 2016-10-21 2022-09-06 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery and module of the same

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102306440B1 (ko) * 2014-08-14 2021-09-29 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102391252B1 (ko) * 2015-04-17 2022-04-26 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102397857B1 (ko) * 2015-07-15 2022-05-12 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 이를 이용한 전지 모듈

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9246140B2 (en) * 2009-07-09 2016-01-26 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery with a cap assembly having a first tab located outside of the case
US8501341B2 (en) * 2010-06-30 2013-08-06 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170055272A (ko) * 2015-11-11 2017-05-19 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
WO2017222199A1 (ko) * 2016-06-24 2017-12-28 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
US10938016B2 (en) 2016-06-24 2021-03-02 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
KR20180007242A (ko) * 2016-07-12 2018-01-22 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
US11133547B2 (en) 2016-07-12 2021-09-28 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
US11437642B2 (en) 2016-10-21 2022-09-06 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery and module of the same
CN114144934A (zh) * 2019-12-03 2022-03-04 宁德时代新能源科技股份有限公司 集流构件及其制造方法、二次电池及其制造方法、电池模块和装置
CN114144934B (zh) * 2019-12-03 2024-03-15 宁德时代新能源科技股份有限公司 集流构件及其制造方法、二次电池及其制造方法、电池模块和装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20140308575A1 (en) 2014-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8440336B2 (en) Rechargeable battery with short circuit member
KR101265202B1 (ko) 이차 전지
CN106601945B (zh) 可再充电电池模块
KR101223518B1 (ko) 이차 전지
KR102253021B1 (ko) 퓨즈부를 갖는 이차 전지 및 전지 모듈
KR101724010B1 (ko) 이차 전지
CN106356490B (zh) 可再充电电池和包括可再充电电池的电池模块
KR101683210B1 (ko) 이차 전지
KR20140124247A (ko) 이차 전지
KR101287087B1 (ko) 이차 전지
KR101683213B1 (ko) 이차 전지
US20140139185A1 (en) Rechargeable battery module
KR101683208B1 (ko) 이차 전지 및 전지 모듈
US20140272520A1 (en) Battery module
KR20120010669A (ko) 이차 전지
KR20160119570A (ko) 단락부재를 갖는 이차 전지
US8142921B2 (en) Rechargeable battery and battery module
KR102208999B1 (ko) 이차 전지
KR20160107061A (ko) 상부 절연부재를 갖는 이차 전지
KR20150016778A (ko) 상부 절연부재를 갖는 이차 전지
KR101117622B1 (ko) 이차 전지
KR20130049025A (ko) 이차 전지
KR20160107416A (ko) 커버를 갖는 이차 전지
KR20120113556A (ko) 이차 전지
KR20160018263A (ko) 단락 돌기를 갖는 이차 전지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E601 Decision to refuse application