KR20140147660A - 이차 전지 - Google Patents

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곽승호
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Abstract

본 발명의 기재는 전극 조립체가 케이스에 원활히 삽입되는 이차 전지를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 전극 조립체, 전극 조립체가 수용되는 케이스, 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 캡 플레이트에 설치되는 전극단자, 전극 조립체를 전극단자에 전기적으로 연결시키는 리드 탭 및 케이스의 내부에 설치되어 리드 탭에 결합되고 리드 탭과 케이스 사이에 위치하는 리테이너를 포함하고, 리테이너는 전극 조립체에 인접하도록 전극 조립체를 향하여 경사지며 캡 플레이트에서 멀어지는 방향으로 연장하는 삽입 유도부를 포함한다.

Description

이차 전지 {RECHARGEABLE BATTERY}
본 기재는 전극 조립체를 케이스에 삽입하는 작업을 용이하게 하는 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 일차 전지와 달리 충전 및 방전을 반복적으로 수행하는 전지이다. 소용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 이차 전지는 하이브리드 자동차 및 전기 자동차의 모터 구동용 전원으로 사용될 수 있다.
예를 들면, 이차 전지는 충전 및 방전 작용하는 전극 조립체, 전극 조립체와 전해액을 수용하는 케이스, 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 및 전극 조립체를 전극단자에 전기적으로 연결하는 리드 탭을 포함한다.
이차 전지의 조립은 리드 탭을 전극 조립체에 연결하고, 캡 플레이트에 설치되는 전극단자에 리드 탭을 연결하여, 전극 조립체를 케이스에 삽입하는 공정으로 진행된다. 이때, 전극 조립체가 케이스에 원활하게 삽입되지 않을 수 있고, 또한, 전극 조립체가 케이스의 개구 부분에 의하여 손상될 수 있다.
본 발명의 기재는 전극 조립체가 케이스에 원활히 삽입되는 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 전극 조립체, 전극 조립체가 수용되는 케이스, 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 캡 플레이트에 설치되는 전극단자, 전극 조립체를 전극단자에 전기적으로 연결시키는 리드 탭 및 케이스의 내부에 설치되어 리드 탭에 결합되고 리드 탭과 케이스 사이에 위치하는 리테이너를 포함하고, 리테이너는 전극 조립체에 인접하도록 전극 조립체를 향하여 경사지며 캡 플레이트에서 멀어지는 방향으로 연장하는 삽입 유도부를 포함한다.
또한, 삽입 유도부는 전극 조립체와 케이스 사이에서 전극 조립체에 인접하도록 전극 조립체를 향하여 경사지는 경사면을 포함할 수 있다.
또한, 리테이너는 전극 조립체의 일단과 마주보는 제1 측면, 제1 측면의 양측에서 각각 돌출 형성되는 제2 측면 및 제3 측면을 포함할 수 있고, 리드 탭의 일부는 제2 측면 및 제3 측면 사이에 수용될 수 있다.
또한, 삽입 유도부는 캡 플레이트에서 멀어지는 방향에 위치하는 제1 측면의 끝 단에 형성되어 제2 측면과 제3 측면 사이에 위치하는 리테이너의 경사 표면을 포함할 수 있다.
또한, 리드 탭은 전극단자에 연결되고 캡 플레이트에 평행하게 설치되는 제1 연결부 및 제1 연결부에서 굽혀져 형성되고 전극 조립체에 연결되는 제2 연결부를 포함할 수 있다.
또한, 제2 연결부는 전극 조립체의 끝 단에 위치한 전극조립체의 양측에 결합되는 한 쌍의 연결부재를 포함할 수 있다.
또한, 리테이너는 전극 조립체와 마주보는 제1 측면의 일면에서 돌출되는 보강부를 포함할 수 있다.
또한, 보강부는 상기 한 쌍의 연결부재 사이에 위치할 수 있다.
또한, 보강부는 상기 리드 탭과 접촉할 수 있다.
또한, 리테이너는 제2 측면 및 제3 측면 사이에서 제1 측면에서 돌출되어 형성되는 간격 흡수부를 더 포함할 수 있다.
또한, 간격 흡수부는 한 쌍의 연결부재의 내 측면 각각에 접촉할 수 있다.
또한, 간격 흡수부는 한 쌍의 연결부재를 향하여 돌출되어 한 쌍의 연결부재와 접촉하는 지지 돌기를 포함할 수 있다.
또한, 전극 조립체의 일부분은 한 쌍의 연결부재 중 하나의 연결부재와 리테이너의 제2 측면 사이에 위치할 수 있고, 전극 조립체의 일부분과 이격되게 위치한 전극 조립체의 다른 부분은 한 쌍의 연결부재 중 하나의 연결부재를 제외한 나머지 연결부재와 리테이너의 제3 측면 사이에 위치할 수 있다.
또한, 제2 연결부는 리테이너의 제1 측면과 마주보고 전극 조립체의 일단에 겹합될 수 있다.
또한, 리테이너는 제2 측면 및 제3 측면 각각에서 2 측면 및 제3 측면 각각을 향하여 돌출되어 형성되는 하나 이상의 결합 돌기를 더 포함할 수 있다.
또한, 결합돌기는 리드 탭의 홈에 수용될 수 있다.
또한, 결합돌기는 리드 탭과 접촉할 수 있다.
또한, 리테이너의 제2 측면 및 제3 측면은 상기 전극 조립체의 무지부의 양 측면을 덮을 수 있고, 리드 탭의 일부분은 전극 조립체의 무지부에 고정될 수 있다.
또한, 리테이너는 전기 절연 물질을 포함할 수 있다.
또한, 리드 탭은 전극 조립체의 제1 면에 설치되는 제1 리드 탭 및 전극 조립체의 제1 면과 이격되게 위치하는 전극 조립체의 제2 면에 설치되는 제2 리드 탭을 포함할 수 있고, 리테이너는 제1 면에 설치되어 제1 리드 탭과 접촉되는 제1 리테이너 및 제2 면에 설치되어 제2 리드 탭과 접촉되는 제2 리테이너를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전극 조립체에 연결되는 리드 탭에 리테이너를 결합하고, 리테이너에 경사진 삽입 유도부를 구비하므로, 삽입 유도부에 의하여 전극 조립체를 케이스의 개구에 안전하게 삽입하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 2의 리드 탭과 리테이너의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지에서 리드 탭과 리테이너의 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지의 단면도이다.
도 8은 도 7의 리드 탭과 리테이너의 분해 사시도이다.
도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차 전지에서 리드 탭과 리테이너의 분해 사시도이다.
도 11은 도 10의 ⅩⅠ-ⅩⅠ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 12는 도 11의 ⅩⅡ-ⅩⅡ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 이차 전지의 단면도이다.
도 14은 도 13의 리드 탭과 리테이너의 분해 사시도이다.
도 15는 도 14의 ⅩⅤ-ⅩⅤ 선을 따라 자른 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분을 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 실시예에 따른 이차 전지(100)는 전류를 충전 및 방전하는 전극 조립체(10), 전극 조립체(10)와 전해액을 내장하는 케이스(15), 케이스(15)의 개구에 결합되는 캡 플레이트(20), 캡 플레이트(20)의 단자홀(H1, H2)에 설치되는 전극단자(21, 22), 및 전극단자(21, 22)를 전극 조립체(10)에 연결하는 리드 탭(51, 52)을 포함한다. 또한, 이차 전지(100)는 케이스(15) 내면에 지지되어 리드 탭(51, 52)에 결합되는 리테이너(53, 54)를 더 포함한다.
예를 들면, 전극 조립체(10)는 절연체인 세퍼레이터(13)의 양면에 전극(예를 들면, 음극(11)과 양극(12))을 배치하고, 음극(11), 세퍼레이터(13) 및 양극(12)을 젤리롤 상태로 귄취하여 형성된다.
음, 양극(11, 12)은 각각 금속판의 집전체에 활물질을 도포한 코팅부(11a, 12a), 및 활물질을 도포하지 않아서 노출된 집전체로 형성되는 무지부(11b, 12b)를 포함한다.
음극(11)의 무지부(11b)는 권취되는 음극(11)을 따라 음극(11)의 한 쪽 끝 부분에 형성된다. 양극(12)의 무지부(12b)는 권취되는 양극(12)을 따라 양극(12)의 한 쪽 끝 부분에 형성된다. 그리고 무지부(11b, 12b)는 전극 조립체(10)의 양단에 각각 배치된다.
케이스(15)는 전극 조립체(10)를 내부에 수용하는 공간을 설정하도록 대략 직육면체로 이루어진다. 케이스(15)의 개구는 직육면체의 일측에 형성되어 외부에서 내부 공간으로 전극 조립체(10)를 삽입할 수 있게 한다.
캡 플레이트(20)는 케이스(15)의 개구에 결합되어 케이스(15)를 밀폐한다. 예를 들면, 케이스(15)와 캡 플레이트(20)는 알루미늄으로 형성되어 서로 용접될 수 있다. 즉 전극 조립체(10)를 케이스(15)에 삽입한 후, 캡 플레이트(20)는 케이스(15)의 개구에 용접될 수 있다.
또한, 캡 플레이트(20)는 하나 이상의 개구를 가지며, 예를 들면, 단자홀(H1, H2) 및 벤트 홀(24)을 구비한다. 전극단자(21, 22)는 캡 플레이트(20)의 단자홀(H1, H2)에 각각 설치되어, 전극 조립체(10)에 전기적으로 연결된다.
즉 전극단자(21, 22)는 전극 조립체(10)의 음극(11)과 양극(12)에 각각 전기적으로 연결된다. 따라서 전극 조립체(10)는 전극단자(21, 22)를 통하여 케이스(15)의 외부로 인출될 수 있다.
전극단자(21, 22)는 단자홀(H1, H2)에 대응하여 캡 플레이트(20)의 외측에 배치되는 플레이트 터미널(21c, 22c), 및 전극 조립체(10)에 전기적으로 연결되고 단자홀(H1, H2)을 관통하여 플레이트 터미널(21c, 22c)에 체결되는 리벳 터미널(21a, 22a)을 포함한다.
플레이트 터미널(21c, 22c)은 관통홀(H3, H4)을 가진다. 리벳 터미널(21a, 22a)은 상단으로 단자홀(H1, H2)을 관통하여 관통홀(H3, H4)에 삽입된다. 전극단자(21, 22)는 캡 플레이트(20)의 내측에서 리벳 터미널(21a, 22a)에 일체로 넓게 형성되는 플랜지(21b, 22b)를 더 포함한다.
음극(11)에 연결되는 전극단자(21) 측에서, 플레이트 터미널(21c)과 캡 플레이트(20) 사이에 개재되는 외부 절연부재(31)는 플레이트 터미널(21c)과 캡 플레이트(20)를 전기적으로 절연시킨다. 즉 캡 플레이트(20)는 전극 조립체(10) 및 음극(11)과 절연된 상태를 유지한다.
절연부재(31)와 플레이트 터미널(21c)을 리벳 터미널(21a)의 상단에 결합하여 상단을 리벳팅 또는 용접함으로써, 절연부재(31)와 플레이트 터미널(21c)은 리벳 터미널(21a)의 상단에 체결된다. 플레이트 터미널(21c)은 절연부재(31)를 개재한 상태로 캡 플레이트(20)의 외측에 설치된다.
양극(12)에 연결되는 전극단자(22) 측에서, 플레이트 터미널(22c)과 캡 플레이트(20) 사이에 개재되는 도전성 탑 플레이트(46)는 플레이트 터미널(22c)과 캡 플레이트(20)를 전기적으로 연결시킨다. 즉 캡 플레이트(20)는 전극 조립체(10) 및 양극(12)에 전기적으로 연결된 상태를 유지한다.
탑 플레이트(46)와 플레이트 터미널(22c)을 리벳 터미널(22a)의 상단에 결합하여 상단을 리벳팅 또는 용접함으로써, 탑 플레이트(46)와 플레이트 터미널(22c)은 리벳 터미널(22a)의 상단에 체결된다. 플레이트 터미널(22c)은 탑 플레이트(46)를 개재한 상태로 캡 플레이트(20)의 외측에 설치된다.
개스킷(36, 37)은 전극단자(21, 22)의 리벳 터미널(21a, 22a)과 캡 플레이트(20)의 단자홀(H1, H2) 내면 사이에 각각 설치되어, 리벳 터미널(21a, 22a)과 캡 플레이트(20) 사이를 실링하고 전기적으로 절연한다.
개스킷(36, 37)은 플랜지(21b, 22b)와 캡 플레이트(20)의 내면 사이에 더 연장 설치되어, 플랜지(21b, 22b)와 캡 플레이트(20) 사이를 더 실링하고 전기적으로 절연한다. 즉 개스킷(36, 37)은 캡 플레이트(20)에 전극단자(21, 22)를 설치함으로써 단자홀(H1, H2)을 통하여 전해액이 새는 것(leak)을 방지한다.
리드 탭(51, 52)은 전극단자(21, 22)를 전극 조립체(10)의 음, 양극(11, 12)에 각각 전기적으로 연결한다. 즉 리드 탭(51, 52)을 리벳 터미널(21a, 22a)의 하단에 결합하여 하단을 코킹(caulking)함으로써, 리드 탭(51, 52)은 플랜지(21b, 22b)에 지지되면서 리벳 터미널(21a, 22a)의 하단에 연결된다.
여기서, 리드 탭(51, 52)은 전극 조립체(10)의 음극(11)의 무지부(11b)가 위치하는 제1 면에 설치되는 제1 리드 탭(51) 및 제1 면과 이격되게 위치하는 전극 조립체(10)의 양극(12)의 무지부(12b)의 제2 면에 설치되는 제2 리드 탭(52)을 포함한다.
절연부재(61, 62)는 리드 탭(51, 52)과 캡 플레이트(20) 사이에 각각 설치되어, 리드 탭(51, 52)과 캡 플레이트(20)를 전기적으로 절연시킨다. 또한 절연부재(61, 62)는 일측으로 캡 플레이트(20)에 결합되고 다른 일측으로 리드 탭(51, 52)과 리벳 터미널(21a, 22a) 및 플랜지(21b, 22b)를 감싸므로 이들의 연결 구조를 안정시킨다.
벤트 홀(24)은 이차 전지(100)의 내부 압력 및 발생된 가스를 배출할 수 있도록 벤트 플레이트(25)로 밀폐된다. 이차 전지(100)의 내부 압력이 설정 압력에 이르면, 벤트 플레이트(25)가 절개되어 벤트 홀(24)을 개방한다. 벤트 플레이트(25)는 절개를 유도하는 노치(25a)를 가진다.
한편, 리테이너(53, 54)는 리드 탭(51, 52)에 결합되고 전극 조립체(10)와 케이스(15) 사이에 개재되어, 전극 조립체(10)를 케이스(15)로부터 이격시킨다. 따라서 리테이너(53, 54)는 케이스(15)를 통하여 전달되는 외부 충격으로부터 전극 조립체(10)를 보호할 수 있다. 예를 들면, 리테이너(53, 54)는 높은 내열성 및 전기 절연성을 가지는 합성수지재 또는 전기 절연 물질로 형성될 수 있다.
리테이너(53, 54)는 캡 플레이트(20)에서 멀어지는 반대측으로 연장되면서 전극 조립체(10)에 인접하도록 경사진 삽입 유도부(60)를 포함한다. 삽입 유도부(60)는 좁아진 측부를 통하여 케이스(15) 개구와의 사이에 간격을 형성하여 케이스(15) 개구로 전극 조립체(10)의 삽입을 용이하게 유도할 수 있다.
또한, 리테이너(53, 54)는 전극 조립체(10)의 외곽에서 케이스(15)의 개구에 접촉되므로 리드 탭(51, 52) 및 전극 조립체(10)의 끝 부분이 케이스(15)의 개구에 접촉되는 것을 방지한다. 즉 케이스(15)의 개구에 의한 전극 조립체(10)의 손상이 방지된다.
또한, 리테이너(53, 54)는 전극 조립체(10)의 음극(11)의 무지부(11b)가 위치되는 제1 면에 설치되어 제1 리드 탭(51)과 접촉되는 제1 리테이너(53) 및 전극 조립체(10)의 양극(12)의 무지부(12b)가 위치되는 제2 면에 설치되어 제2 리드 탭(52)과 접촉되는 제2 리테이너(54)를 포함한다.
제1 실시예에서, 리드 탭(51, 52)이 서로 동일 구조로 형성되고, 리테이너(53, 54)가 서로 동일 구조로 형성되므로 편의상, 이하에서 전극 조립체(10)의 음극(11)에 연결되는 리드 탭(51)과, 리드 탭(51)에 결합되는 리테이너(53)를 예로 설명한다.
도 3은 도 2의 리드 탭과 리테이너의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 리드 탭(51)은 캡 플레이트(20)와 평행한 부분으로 전극단자(21)에 연결되고 캡 플레이트(20)에 교차하는 방향으로 절곡되는 제1 연결부(511), 및 제1 연결부(511)에서 분지되어 전극 조립체(10)의 무지부(11b) 측면에 면적촉으로 용접되는 하나 또는 복수의 제2 연결부(512)를 포함한다.
제1 연결부(511)는 평행한 부분에 관통구(73, 74)를 구비하여, 리벳 터미널(21a)의 하단과 플랜지(21b)의 하측 돌기(21d)에 결합된다. 도시하지 않았지만, 셀 퓨즈는 제1 연결부에서 주위보다 좁은 면적으로 형성되어, 주위 보다 높은 전기 저항을 가질 수 있다.
제2 연결부(512)는 전극 조립체(10)의 끝 단에 위치한 전극조립체의 양측에 결합되는 한 쌍의 연결부재를 포함한다.
리테이너(53)는 전극 조립체(10)의 일단에 위치한 무지부(11b) 끝 면에 마주하는 방향(x축 방향)에서 리드 탭(51)의 측면을 덮는 제1 측면(531), 및 제1 측면(531)의 양측에서 돌출 형성되는 제2 측면(532)과 제3 측면(533)을 포함한다.
여기서, 본 실시예에 따르면 전극 조립체(10)의 일부분은 한 쌍의 연결부재 중 하나의 연결부재와 리테이너(53)의 제2 측면(532) 사이에 위치할 수 있고, 전극 조립체(10)의 일부분과 이격되게 위치한 전극 조립체(10)의 다른 부분은 한 쌍의 연결부재 중 하나의 연결부재를 제외한 나머지 연결부재와 리테이너(53)의 제3 측면(533) 사이에 위치할 수 있다.
또한, 제2 연결부(512)는 리테이너(53)의 제1 측면(531)과 마주보고 전극 조립체(10)의 일단에 결합될 수 있다.
이때, 리드 탭(51)의 일부는 제2 측면(532)과 제3 측면(533) 사이에 수용될 수 있다.
제2 측면(532)과 제3 측면(533)은 리드 탭(51)의 끝 면을 경유하여 내면에 결합될 수 있다.
또한, 제2 측면(532) 및 제3 측면(533)은 전극 조립체(10)의 무지부(11b)의 양 측면을 덮고, 리드 탭(51)의 일부분은 전극 조립체(10)의 무지부(11b)에 고정될 수 있다.
즉 리테이너(53)는 리드 탭(51)을 향하여 오목하게 형성되어, 리드 탭(51)을 수용한다. 제1 측면(531)은 리드 탭(51)의 제1 연결부(511)에서 넓은 면적의 측면과 제2 연결부(512)에서 좁은 면적의 끝면을 덮는다. 그리고 제2, 제3 측면(532, 533)은 리드 탭(51)의 제1 연결부(511)에서 좁은 면적의 끝면과 제2 연결부(512)에서 넓은 면적의 측면을 덮는다.
삽입 유도부(60)는 전극 조립체(10) 측으로 경사지게 형성되는 제2 측면(532)과 제3 측면(533)에 제1 측면(531)을 경사지게 연결하여 형성된다. 즉 도 3 및 도 4에서, 제1 측면(531)은 상부에서 하단부로 가면서 전극 조립체(10) 측으로 점진적으로 인접한다.
따라서, 본 실시예에 따르면, 삽입 유도부(60)는 전극 조립체(10)와 케이스(15) 사이에서 전극 조립체(10)에 인접하도록 전극 조립체(10)를 향하여 경사지는 경사면을 포함할 수 있다.
여기서, 삽입 유도부(60)의 경사면은 케이스(15)의 내벽에서 멀어지고 케이스(15)의 내부를 향하게 경사지므로, 케이스(15)의 내벽과 경사면 사이의 간격은 캡 플레이트(20)의 반대 쪽에 위치한 삽입 유도부(60)의 일 단으로 갈수록 커질 수 있다.
또한, 삽입 유도부(60)는 캡 플레이트(20)에서 멀어지는 방향에 위치하는 제1 측면(531)의 끝 단에 형성되어 제2 측면(532)과 제3 측면(533) 사이에 위치하는 리테이너(53)의 경사 표면을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면 케이스(15)에 전극 조립체(10) 삽입 시, 삽입 유도부(60)에 의하여 리테이너(53)와 케이스(15)의 개구 사이에 간격이 설정된다. 간격은 케이스(15)의 개구에 전극 조립체(10)의 삽입을 용이하게 한다.
또한 삽입 유도부(60)로 감싸인 리드 탭(51) 및 전극 조립체(10)는 케이스(15)의 개구와 접촉되지 않는다. 따라서 조립시 전극 조립체(10)의 손상이 방지될 수 있다.
제2, 제3 측면(532, 533)은 서로 마주하는 내면에 걸림 돌기(534, 535)를 구비한다. 걸림 돌기(534, 535)는 리드 탭(51)의 제1 연결부(511)의 끝면을 경유하여 내면에 걸림으로써, 리테이너(53)를 제1 연결부(511)에 고정시킨다. 이때, 제2, 제3 측면(532, 533)은 제1 연결부(511)의 끝면을 덮고, 동시에 제2 연결부(512)의 측면을 덮는다.
제1 측면(531)은 전극 조립체(10)와 마주보는 제1 측면(531)의 일면에서 돌출되어주위의 두께 보다 더 두껍게 형성되는 보강부(536)를 구비한다. 제1 측면(531)이 제1 연결부(511)의 측면과 제2 연결부(512)의 끝면을 덮을 때, 보강부(536)는 제2 연결부들(512) 사이에 삽입되어 리드 탭(51)과 접촉되고, 걸림부(534, 535)는 제1 연결부(511)의 내면에 밀착된다. 즉 리드 탭(51)과 리테이너(53)는 견고한 결합 상태를 유지할 수 있다.
이하 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 설명한다. 제1 실시예 및 기 설명된 실시예와 동일한 구성을 생략하고, 서로 다른 구성에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지에서 리드 탭과 리테이너의 분해 사시도이며, 도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ 선을 따라 자른 단면도이다.
리드 탭(71)은 캡 플레이트(20)와 평행한 부분으로 전극단자(21)에 연결되는 제1 연결부(711), 및 제1 연결부(711)에서 캡 플레이트(20)에 교차하는 방향으로 절곡되어 전극 조립체(10)의 무지부(11b)의 끝면에 면적촉으로 용접되는 제2 연결부(712)를 포함한다.
리테이너(53)는 전극 조립체(10)의 끝면에 마주하는 방향(x축 방향)에서 리드 탭(71)에서 넓은 면적의 측면을 덮는 제1 측면(531), 및 제1 측면(531)의 양측에서 돌출 형성되어 리드 탭(71)에서 좁은 면적의 끝면을 경유하여 내면에 결합되는 제2 측면(532)과 제3 측면(533)을 포함한다.
즉 리테이너(53)는 리드 탭(71)을 향하여 오목하게 형성되어, 리드 탭(71)을 수용한다. 제1 측면(531)은 리드 탭(71)의 제2 연결부(712)에서 넓은 면적의 측면을 덮는다. 그리고 제2, 제3 측면(532, 533)은 리드 탭(71)의 제2 연결부(712)에서 좁은 면적의 끝면을 덮는다.
걸림 돌기(534, 535)는 리드 탭(51)의 제2 연결부(712)의 끝면을 경유하여 내면에 걸림으로써, 리테이너(53)를 제2 연결부(712)에 고정시킨다. 이때, 제2, 제3 측면(532, 533)은 제2 연결부(712)의 끝면을 덮는다.
제1 측면(531)은 내면에 주위의 두께 보다 더 두껍게 형성되는 보강부(536)를 구비한다. 제1 측면(531)이 제2 연결부(712)의 측면을 덮을 때, 보강부(536)는 제2 연결부(712)의 측면에 밀착되고, 걸림부(534, 535)는 제2 연결부(712)의 내면에 밀착된다. 즉 리드 탭(71)과 리테이너(53)는 견고한 결합 상태를 유지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지의 단면도이고, 도 8은 도 7의 리드 탭과 리테이너의 분해 사시도이며, 도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 제3 실시예에 따른 이차 전지(300)에서, 리테이너(55, 56)는, 전극 조립체(10)의 끝면에 마주하는 방향(x축 방향)에서 리드 탭(51)의 측면을 덮는 제1 측면(551), 및 제1 측면(551)의 양측에서 돌출 형성되어 리드 탭(51)의 끝면을 경유하여 내면에 결합되는 제2 측면(552)과 제3 측면(553)을 포함한다.
즉 리테이너(55)는 리드 탭(51)을 향하여 오목하게 형성되어, 리드 탭(51)을 수용한다. 제1 측면(551)은 리드 탭(51)의 제1 연결부(511)에서 넓은 면적의 측면과 제2 연결부(512)에서 좁은 면적의 끝면을 덮는다. 그리고 제2, 제3 측면(552, 553)은 리드 탭(51)의 제1 연결부(511)에서 좁은 면적의 끝면과 제2 연결부(512)에서 넓은 면적의 측면을 덮는다.
삽입 유도부(63)는 제1 측면(551)의 끝 부분에서 전극 조립체(10) 측으로 경사진 챔퍼로 형성된다. 따라서 케이스(15)에 전극 조립체(10) 삽입 시, 삽입 유도부(63)에 의하여 리테이너(55)와 케이스(15)의 개구 사이에 간격이 설정된다. 간격은 케이스(15)의 개구에 전극 조립체(10)의 삽입을 용이하게 한다.
또한 리테이너(55)로 감싸인 리드 탭(51) 및 전극 조립체(10)는 케이스(15)의 개구와 접촉되지 않는다. 따라서 조립시 전극 조립체(10)의 손상이 방지될 수 있다.
제1 측면(551)은 내면에 주위의 두께 보다 더 두껍게 형성되는 보강부(556)를 구비한다. 제1 측면(551)이 제1 연결부(511)의 측면과 제2 연결부(512)의 끝면을 덮을 때, 보강부(556)는 제2 연결부들(512) 사이에 삽입되고, 걸림 돌기(554, 555)는 제1 연결부(511)의 내면에 밀착된다. 즉 리드 탭(51)과 리테이너(55)는 견고한 결합 상태를 유지한다.
한편, 제3 실시예의 리테이너(55)는 간격 흡수부(557)를 더 포함한다. 간격 흡수부(557)는 제1 측면(551)의 내측에서 제2 측면(552)과 제3 측면(553) 사이로 돌출되어, 제2, 제3 측면(552, 553)의 서로 마주하는 제2 연결부들(512)의 내면을 지지한다. 따라서 리테이너(55)와 리드 탭(51) 사이의 간격이 흡수되고, 리테이너(55)는 리드 탭(51)에 견고하게 결합된다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차 전지에서 리드 탭과 리테이너의 분해 사시도며, 도 11은 도 10의 ⅩⅠ-ⅩⅠ 선을 따라 자른 단면도이고, 도 12는 도 11의 ⅩⅡ-ⅩⅡ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 간격 흡수부(577)는 간격 흡수부(577)의 측면에 돌출되는 하나 이상의 지지 돌기(578)를 더 포함한다.
따라서, 본 실시예에 따른 지지 돌기(578)는 한 쌍의 연결부재를 향하여 돌출되어 한 쌍의 연결부재와 접촉할 수 있다.
따라서, 지지 돌기(578)는 제2 측면(572)과 제3 측면(573)의 내측에서 제2 연결부(512)의 한 쌍의 연결 부재의 각각 내 측면을 지지한다.
보다 상세하게는, 지지 돌기(578)는 간격 흡수부(577)에서 돌출되어, 제1 측면(571)의 내측에서 제2 측면(572)과 제3 측면(573) 측으로 돌출되어 제2 연결부(512)의 서로 마주하는 내면을 선접촉으로 지지한다. 지지 돌기(578)는 2개로 형성되어 있으나, 하나 또는 3개 이상으로 형성될 수도 있다.
본 실시예에 따른 리테이너(57)의 결합돌기(574, 575)와 보강부(576) 각각은 본 발명의 제1 실시예에 따른 리테이너(55)의 결합돌기(554, 55)와 보강부(556) 각각과 동일하거나 유사할 수 있다.
일측 제2 연결부(512)와 제2 측면(572) 사이 및 다른 제2 연결부(512)와 제3 측면(573) 사이에 무지부(11b)가 위치한다. 무지부(11b)는 제2 연결부들(512)에 전기적으로 연결되어 있다.
도시하지는 않았지만, 음, 양극 측에서, 리드 탭은 서로 다른 두께로 형성될 수 있고, 리드 탭의 제2 연결부는 서로 다른 간격을 가질 수 있다. 이 경우, 지지 돌기는 서로 다른 두께의 리드 탭 및 서로 다른 간격의 제2 연결부에 리테이너를 적용할 수 있게 한다.
도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 이차 전지의 단면도이고, 도 14은 도 13의 리드 탭과 리테이너의 분해 사시도이며, 도 15는 도 14의 ⅩⅤ-ⅩⅤ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 13 내지 도 15를 참조하면, 제5 실시예에 따른 이차 전지(500)에서, 리테이너(57, 58)은 제1 내지 제4 실시예의 리테이너(53, 54, 55, 56, 57) 각 구성의 특징들을 모두 포함한다.
즉 리테이너(57)는 제1, 제2, 제3 측면(571, 572, 573), 결합 돌기(574, 575), 삽입 유도부(60), 간격 흡수부(577), 지지 돌기(578) 및 보강부(576)을 포함한다. 리테이너(57)는 제1 내지 제4 실시예의 리테이너(53, 54, 55, 56, 57) 각각에서 구현되는 작용 효과를 동시에 구현할 수 있다.
결합 돌기(574, 575)는 제2 측면(572) 및 제3 측면(573) 각각에서 제2 측면(572) 및 제3 측면(573) 각각을 향하여 돌출되어 형성될 수 있다.
또한, 결합돌기(574, 575)는 리드 탭(51)의 홈에 수용될 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 전극 조립체 11: 음극
11a, 12a: 코팅부 11b, 12b: 무지부
12: 양극 13: 세퍼레이터
15: 케이스 20: 캡 플레이트
21, 22: 전극단자 21a, 22a: 리벳 터미널
21b, 22b: 플랜지 21c, 22c: 플레이트 터미널
24: 벤트 홀 25: 벤트 플레이트
25a: 노치 31: 절연부재
36, 37: 개스킷 46: 탑 플레이트
51, 52, 71: 리드 탭 53, 54, 55, 56, 57, 58: 리테이너
60, 63: 삽입 유도부 61, 62: 절연부재
73, 74: 관통구 100, 200, 300: 이차 전지
511, 711: 제1 연결부 512, 712: 제2 연결부
531, 551, 571: 제1 측면 532, 552, 572: 제2 측면
533, 553, 573: 제3 측면 534, 535, 554, 555, 574, 575: 걸림 돌기
536, 556, 576: 보강부 557, 577: 간격 흡수부
578: 지지 돌기 H1, H2: 단자홀
H3, H4: 관통홀

Claims (20)

  1. 전극 조립체;
    상기 전극 조립체가 수용되는 케이스;
    상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트;
    상기 캡 플레이트에 설치되는 전극단자;
    상기 전극 조립체를 상기 전극단자에 전기적으로 연결시키는 리드 탭; 및
    상기 케이스의 내부에 설치되어 상기 리드 탭에 결합되고 상기 리드 탭과 상기 케이스 사이에 위치하는 리테이너를 포함하고,
    상기 리테이너는 상기 전극 조립체에 인접하도록 상기 전극 조립체를 향하여 경사지며 상기 캡 플레이트에서 멀어지는 방향으로 연장하는 삽입 유도부를 포함하는 이차 전지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 삽입 유도부는 상기 전극 조립체와 상기 케이스 사이에서 상기 전극 조립체에 인접하도록 상기 전극 조립체를 향하여 경사지는 경사면을 포함하는 이차 전지.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 리테이너는,
    상기 전극 조립체의 일단과 마주보는 제1 측면,
    상기 제1 측면의 양측에서 각각 돌출 형성되는 제2 측면 및 제3 측면을 포함하고,
    상기 리드 탭의 일부는 상기 제2 측면 및 상기 제3 측면 사이에 수용되는 이차 전지.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 삽입 유도부는 상기 캡 플레이트에서 멀어지는 방향에 위치하는 상기 제1 측면의 끝 단에 형성되어 상기 제2 측면과 상기 제3 측면 사이에 위치하는 상기 리테이너의 경사 표면을 포함하는 이차 전지.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 리드 탭은,
    상기 전극단자에 연결되고 상기 캡 플레이트에 평행하게 설치되는 제1 연결부 및 상기 제1 연결부에서 굽혀져 형성되고 상기 전극 조립체에 연결되는 제2 연결부를 포함하는 이차 전지.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 연결부는 상기 전극 조립체의 끝 단에 위치한 상기 전극조립체의 양측에 결합되는 한 쌍의 연결부재를 포함하는 이차 전지.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 리테이너는,
    상기 전극 조립체와 마주보는 상기 제1 측면의 일면에서 돌출되는 보강부를 포함하는 이차 전지.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 보강부는 상기 한 쌍의 연결부재 사이에 위치하는 이차 전지.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 보강부는 상기 리드 탭과 접촉하는 이차 전지.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 리테이너는 상기 제2 측면 및 상기 제3 측면 사이에서 상기 제1 측면에서 돌출되어 형성되는 간격 흡수부를 더 포함하는 이차 전지.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 간격 흡수부는 상기 한 쌍의 연결부재의 내 측면 각각에 접촉하는 이차 전지.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 간격 흡수부는 상기 한 쌍의 연결부재를 향하여 돌출되어 상기 한 쌍의 연결부재와 접촉하는 지지 돌기를 포함하는 이차 전지.
  13. 제6 항에 있어서,
    상기 전극 조립체의 일부분은 상기 한 쌍의 연결부재 중 하나의 연결부재와 상기 리테이너의 상기 제2 측면 사이에 위치하고,
    상기 전극 조립체의 일부분과 이격되게 위치한 상기 전극 조립체의 다른 부분은 상기 한 쌍의 연결부재 중 상기 하나의 연결부재를 제외한 나머지 연결부재와 상기 리테이너의 제3 측면 사이에 위치하는 이차 전지.
  14. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 연결부는,
    상기 리테이너의 제1 측면과 마주보고 상기 전극 조립체의 상기 일단에 겹합되는 이차 전지.
  15. 제3 항에 있어서,
    상기 리테이너는 상기 제2 측면 및 상기 제3 측면 각각에서 상기 2 측면 및 상기 제3 측면 각각을 향하여 돌출되어 형성되는 하나 이상의 결합 돌기를 더 포함하는 이차 전지.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 결합돌기는 상기 리드 탭의 홈에 수용되는 이차 전지.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 결합돌기는 상기 리드 탭과 접촉하는 이차 전지.
  18. 제1 항에 있어서,
    상기 리테이너의 상기 제2 측면 및 상기 제3 측면은 상기 전극 조립체의 무지부의 양 측면을 덮고,
    상기 리드 탭의 일부분은 상기 전극 조립체의 상기 무지부에 고정되는 이차 전지.
  19. 제1 항에 있어서,
    상기 리테이너는 전기 절연 물질을 포함하는 이차 전지.
  20. 제1 항에 있어서,
    상기 리드 탭은
    상기 전극 조립체의 제1 면에 설치되는 제1 리드 탭 및 상기 전극 조립체의 상기 제1 면과 이격되게 위치하는 상기 전극 조립체의 제2 면에 설치되는 제2 리드 탭을 포함하고,
    상기 리테이너는,
    상기 제1 면에 설치되어 상기 제1 리드 탭과 접촉되는 제1 리테이너 및 상기 제2 면에 설치되어 상기 제2 리드 탭과 접촉되는 제2 리테이너를 포함하는 이차 전지.
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