KR20150030548A - 이차전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 케이스, 케이스에 수용되는 전극 조립체, 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 캡 플레이트에 설치되고 복수의 밀폐 돌기가 형성된 제1 단자 및 제1 단자 및 캡 플레이트 사이에 설치되어 복수의 밀폐 돌기에 접촉되는 제1 가스켓을 포함한다.

Description

이차전지{RECHARGEABLE BATTERY}
본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 개선된 밀폐 구조로 이루어진 이차전지에 관한 것이다.
이차전지(rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 저용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 전지는 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원 또는 대용량 전력 저장 장치로 사용되고 있다.
최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 이차 전지가 개발되고 있으며, 상기한 고출력 이차 전지는 대전력을 필요로 하는 기기 예컨대, 전기 자동차 등의 모터 구동에 사용될 수 있도록 복수 개의 이차 전지를 직렬로 연결하여 대용량의 전지 모듈로 구성된다. 이러한 이차 전지는 원통형과 각형 등으로 이루어질 수 있다.
이차 전지가 원활하게 작동하기 위해서는 전극 조립체에 함침되는 충분한 양의 전해액이 케이스 내부로 공급되어야 한다.
전해액이 이차 전지의 단자에 접촉되는 것을 방지하기 위하여 단자와 캡 플레이트 사이에 가스켓이 설치되고 캡 플레이트와 집전체 사이에 하부 절연부재가 설치된다.
다만, 이차 전지의 충전 및 방전이 계속적으로 반복되면 이차 전지 내부의 온도 또는 압력의 상승하여 가스켓 또는 하부 절연부재의 성능이 저하된다.
가스켓 또는 하부 절연부재의 성능이 저하되면 케이스 내부에 공급된 전해액이 가스켓과 단자 또는 하부 절연부재와 단자 사이로 침투하면 단자가 부식되고 단자와 캡 플레이트 사이에 전류 패스가 형성되어 이차전지의 내부에서 단락이 발생될 수 있다.
또한, 가스켓과 하부 절연부재를 일체형으로 만들면 전해액에 의한 단자의 부식 및 내부 단락이 발생되는 것이 방지될 수 있다.
이때, 가스켓은 단자와 캡 플레이트 사이에 압축되어 설치되므로 신축성 및 강성을 가지는 절연소재로 만들어진다.
다만, 하부 절연부재는 가스켓을 이루는 절연소재보다 신축성 및 강성이 낮은 절연소재로 만들어지므로, 가스켓을 만들기 위하여 사용되는 절연소재가 하부 절연부재를 만들기 위하여 사용되는 절연소재보다 고가인 것이 일반적이다.
상기와 같은 가스켓의 특성상 가스켓과 하부 절연부재를 일체형으로 만들 경우 사용되는 절연소재는 가스켓을 이루는 소재이어야 한다.
결국, 가스켓과 하부 절연부재를 일체형으로 만들 경우 가스켓과 하부 절연부재를 일체형으로 만들지 않는 경우보다 제조 단가가 상승하는 문제가 있다.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전해액이 단자와 캡 플레이트 사이로 침투되는 것을 방지하는 구조를 가진 단자로 구성된 이차 전지를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 제조 단가가 낮은 이차 전지를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 케이스, 케이스에 수용되는 전극 조립체, 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 캡 플레이트에 설치되고 복수의 밀폐 돌기가 형성된 제1 단자 및 제1 단자 및 캡 플레이트 사이에 설치되어 복수의 밀폐 돌기에 접촉되는 제1 가스켓을 포함한다.
또한, 제1 단자는 제1 단자 기둥 및 제1 단자 기둥에서 돌출되어 형성되는 제1 단자 플렌지를 포함할 수 있다.
또한, 복수의 밀폐 돌기는 제1 단자 플렌지에 형성될 수 있다.
또한, 복수의 밀폐 돌기는 제1 단자 기둥의 외주면 주위를 둘러싸는 폐곡선 모양일 수 있다.
또한, 제1 가스켓은 복수의 밀폐 돌기 사이에 설치되는 압축 돌기를 포함할 수 있다.
또한, 압축 돌기는 폐곡선 모양일 수 있다.
또한, 복수의 밀폐 돌기는 제1 밀폐 돌기 및 제1 밀폐 돌기와 간격을 두고 형성되는 제2 밀폐 돌기를 포함할 수 있고, 압축 돌기는 제1 밀폐 돌기 및 상2 밀폐 돌기 사이에 설치될 수 있다.
또한, 압축 돌기는 제1 압축 돌기 및 제1 압축 돌기와 간격을 두고 형성되는 제2 압축 돌기를 포함할 수 있다.
또한, 복수의 밀폐 돌기는 제1 밀폐 돌기, 제1 밀폐 돌기와 간격을 두고 형성되는 제2 밀폐 돌기 및 제2 밀폐 돌기와 간격을 두고 형성되는 제3 밀폐 돌기를 포함할 수 있고, 제1 압축돌기는 제1 밀폐 돌기와 제2 밀폐 돌기 사이에 설치될 수 있으며, 제2 압축 돌기는 제2 밀폐 돌기와 제3 밀폐 돌기 사이에 설치될 수 있다.
또한, 캡 플레이트와 전극 조립체 사이에 설치되어 제1 단자와 결합되는 제1 하부 절연부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 제1 가스켓과 제1 하부 절연부재는 다른 물질로 만들어 질 수 있다.
또한, 제1 가스켓은 퍼플루오로알콕시로 이루어질 수 있고, 제1 하부 절연부재는 폴리프로필렌으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이차 전지의 밀폐 성능을 향상시켜 단자와 캡 플레이트 사이에 전해액이 침투하는 것을 방지할 수 있고, 이차 전지의 제조 단가를 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1 에서 II-II선을 따라 잘라본 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 부분 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지의 부분 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지의 부분 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지의 부분 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지의 부분 분해 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지의 부분 단면도이다.
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.
도면에 있어서, 설명의 명확화를 위해 층 또는 영역의 치수는 과장되게 도시될 수 있다. 하나의 층 또는 요소가 다른 층 또는 기재의 "위"에 있다고 하는 것은 직접적으로 위에 있거나, 그 사이에 또 다른 층을 개재하여 있는 것으로 이해될 것이다. 그리고, 하나의 층이 다른 층의 "아래"에 있다고 하는 것은 직접적으로 아래에 있거나, 그 사이에 하나 이상의 또 다른 층을 개재하여 있는 것으로 이해될 것이다. 나아가, 하나의 층이 두 개의 층들 "사이"에 있다고 하는 것은 그 하나의 층이 두 개의 층들 사이의 유일한 층이거나, 그 사이에 하나 이상의 또 다른 층이 개재하여 있는 것으로 이해될 것이다. 그리고 본 명세서 및 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1 에서 II-II선을 따라 잘라본 단면도이다.
도 1및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)는 제1 전극(11)과 제2 전극(12) 사이에 세퍼레이터(13)를 개재하여 귄취되어 형성된 복수의 전극 조립체(10), 전극 조립체(10)가 내장되는 케이스(26), 전극 조립체(10)와 전기적으로 연결되는 제1 단자부(30)와 제2 단자부(40) 및 케이스(26)에 형성된 개구에 결합되는 캡 플레이트(20) 및 케이스(26) 내에 설치되는 제1 및 제2 하부 절연부재들(60, 80)을 포함한다.
본 실시예에 따른 이차 전지(100)는 리튬 이온 이차 전지로서 각형인 것을 예로서 설명한다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명은 리튬 폴리머 전지 등의 전지에 적용될 수 있다. 또한, 제1 전극(11)은 음극으로 제2 전극(12)은 양극으로 구성될 수 있으며, 반대로, 제1 전극(11)은 양극으로 제2 전극(12)은 음극으로 구성될 수 도 있다. 다만, 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 음극과 양극 대신에 제1 전극(11)과 제2 전극(12)으로 설명하기로 한다.
전극 조립체(10)는 제1 전극(11)과 제2 전극(12) 및 세퍼레이터(13)를 함께 권취함으로써 젤리롤 형태로 이루어질 수 있다. 제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 각각 박판의 금속 호일로 이루어지는 집전체와, 각각의 집전체의 표면에 코팅되는 활물질을 포함할 수 있다. 또한, 제1 전극(11)과 제2 전극(12)은 집전체에 활물질이 코팅되는 코팅부와, 집전체에 활물질이 코팅되지 않는 제1 전극 무지부(11a) 및 제2 전극 무지부(12a)로 구획될 수 있다. 코팅부는 전극 조립체(10)에서 제1 전극(11)과 제2 전극(12)의 대부분을 형성하며, 제1 전극 및 제2 전극 무지부(11a, 12a)는 젤리롤 상태에서 코팅부의 양쪽에 각각 배치될 수 있다.
다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 상기한 전극 조립체(10)은 복수 개의 시트(sheet)로 이루어진 제1 전극(11)과 제2 전극(12)이 세퍼레이터(13)를 사이에 두고 적층된 구조로 이루어질 수도 있다.
이러한 전극 조립체(10)의 제1 전극 무지부(11a)에는 제1 단자부(30)가 제1 집전부재(50)를 매개로 하여 전기적으로 연결되고, 제2 전극 무지부(12a)에는 제2 단자부(40)가 제2 집전부재(70)를 매개로 하여 전기적으로 될 수 있다.
케이스(26)는 대략 직육면체 형상으로 이루어질 수 있으며, 일면에는 개방된 개구가 형성된다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 케이스는 원통형, 파우치형 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
캡 플레이트(20)는 얇은 판재로 이루어질 수 있으며, 케이스(26)의 개구에 결합되어 개구를 밀폐할 수 있다. 또한, 캡 플레이트(20)에는 밀폐된 케이스(26)의 내부로 전해액을 주입하는 전해액 주입구(21)가 형성될 수 있고, 전해액 주입구(21)는 전해액 주입 후, 밀봉마개(22)에 의하여 밀봉될 수 있다. 또한, 캡 플레이트(20)에는 밀폐된 케이스(26)의 내부 압력이 설정된 압력 이상일 때 파단되는 벤트 플레이트(24)가 설치되는 벤트 홀(23)이 형성될 수 있다.
제1 및 제2 단자부(30, 40)는 제1 및 제2 단자(31, 41), 제1 및 제2 단자 플레이트(32, 42), 제1 및 제2 단자 플레이트(32, 42)와 캡 플레이트(20) 사이에 설치되는 제1 및 제2 단자 절연부재(33, 43) 및 제1 및 제2 가스켓(34, 44)을 포함할 수 있다.
여기서, 제1 단자(31)는 리벳 타입으로 제1 단자 기둥(31a), 제1 단자 기둥(31a)에서 돌출되어 형성되는 제1 단자 플렌지(31b) 및 제1 단자 플렌지(31b)에서 돌출되어 형성되는 제1 단자 결합돌기(31c)를 포함한다.
본 실시예에 따른 제2 단자(41)는 제1 단자(31)와 동일한 구성으로 이루어질 수 있다. 따라서, 이하에서는 제2 단자(41)에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 제1 집전부재(50)는 제1 전극(11)에 결합되는 제1 전극 결합부(51), 제1 단자(41)의 제1 단자 결합돌기(31c)에 결합되는 제1 단자 결합부(52) 및 제1 단자 결합부(52)에 형성되는 퓨즈홀을 포함하는 퓨즈부(53)를 포함한다.
여기서, 본 실시예에 따른 제2 집전부재(70)는 제1 집전부재(50)와 동일한 구성으로 이루어 질 수 있으므로, 이하에서는 제2 집전부재(70)에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한, 제1 및 제2 하부 절연부재(60, 80)는 케이스(26)의 내부에서 캡 플레이트(20)에 인접하게 위치하여 설치될 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 제1 및 제2 단자부(30, 40)의 구조, 제1 및 제2 집전부재(50, 70)와 제1 및 제2 하부 절연부재(60, 80)의 구조는 동일하므로, 이하에서는 제2 단자부(40), 제2 집전부재(70)와 제2 하부 절연부재(80)에 대한 설명은 생략한다.
다만, 본 실시예에 따른 제1 단자(31)는 리벳 타입에 한정되지 않고, 볼트 타입 또는 플레이트 타입 일 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 부분 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 부분 단면도이다.
도 3 및 도 4 를 참고하면, 본 실시예에 따른 제1 단자(31)에는 복수의 밀폐 돌기가 형성될 수 있다.
여기서, 제1 단자(31)의 복수의 밀폐 돌기는 제1 단자 기둥(31a)의 외주면 주위를 둘러싸는 폐곡선 모양을 이루며 제1 단자 플렌지(31b)에 형성될 수 있다.
다만, 본 실시예에 따른 밀폐 돌기는 제1 단자 플렌지(31b)에 형성되는 것에 한정되지 않고, 제1 단자 기둥(31a)의 외주면에 형성되는 것도 가능하다.
본 실시예에 따른 제1 가스켓(34)은 제1 가스켓 본체(31a), 제1 가스켓 본체(31a)에서 돌출되어 형성되는 제1 가스켓 플렌지(31b) 및 제1 단자 기둥(31a)이 관통하는 제1 관통홀(34c)를 포함한다.
본 실시예에 따른 제1 단자(31)와 제1 가스켓(34)은 제1 가스켓 플렌지(34b)와 제1 단자 플렌지(31b)가 밀착되도록 제1 가스켓(34)의 제1 관통홀(34c)에 제1 단자(31)의 제1 단자 기둥(31a)을 삽입하여 결합된다.
또한, 제1 단자(31)와 결합된 제1 가스켓(34)은 제1 하부 절연부재(60)의 제1 결합홀(61)에 삽입되고, 제1 단자 플렌지(31b)가 제1 하부 절연부재(60)의 제2 결합홀(62)에 고정된다.
또한, 제1 하부 절연부재(60)는 고정돌기(63)에 의해 캡 플레이트(20)에 결합되므로, 제1 단자(31)와 제1 가스켓(34)은 제1 하부 절연부재(60)를 매개로 캡 플레이트(20)에 고정될 수 있다.
또한, 제1 집전부재(50)의 제1 단자 결합부(52)는 제1 단자(31)의 제1 결합돌기(31c)와 결합되어 제1 결합홀(62)에 고정된다.
또한, 제1 가스켓 플렌지(34b)와 마주보는 제1 단자 플렌지(31b)의 일면에는 복 수의 밀폐 돌기가 형성될 수 있다.
보다 상세하게는, 본 실시예에 따른 밀폐 돌기(31d)는 제1 밀폐 돌기(31d1) 및 제2 밀폐 돌기(31d2)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 밀폐 돌기(31d1)는 제1 단자 기둥(31a)의 외주면과 일정 간격을 두고 제1 단자 기둥(31a)의 외주면 주위를 둘러싸는 폐곡선 모양으로 형성된다.
또한, 본 실시예에 따른 제2 밀폐 돌기(31d2)는 제1 밀폐 돌기(31d1)와 일정 간격을 두고 제1 밀폐 돌기(31d1)를 둘러싸는 폐곡선 모양으로 형성된다.
여기서, 본 실시예에 따른 제1 밀폐 돌기(31d1)는 제2 밀폐 돌기(31d2)와 제1 단자 기둥(31a) 사이에 위치한다.
다만, 본 실시예에 따른 제1 밀폐 돌기(31d1) 및 제2 밀폐 돌기(31d2)는 폐곡선 모양으로 한정되지 않는다. 따라서, 제1 밀폐 돌기(31d1) 및 제2 밀폐 돌기(31d2)는 서로 간격을 두고 배치되는 복수의 돌기로 이루어지는 것도 가능하다.
또한, 제1 가스켓(34)의 제1 가스켓 본체(34a)는 제1 단자(31)와 캡 플레이트(20) 사이에 위치되고, 제1 가스켓 플렌지(31b)는 제1 단자 플렌지(31b)와 제1 하부 절연부재(60) 및 캡 플레이트(20)사이에 위치한다.
본 실시예에 따르면 제1 가스켓 플렌지(34b)와 밀착되게 설치되는 제1 단자 플렌지(31b)에 제1 밀폐 돌기(31d1) 및 제2 밀폐 돌기(31d2)가 형성되므로 제1 가스켓 플렌지(34b)와 제1 단자 플렌지(31b)의 접촉면적이 증가된다.
따라서, 제1 가스켓 플렌지(34b)와 제1 단자 플렌지(31b) 사이에 전해액이 통과할 수 있는 통로가 쉽게 형성될 수 없다.
결국, 본 실시예에 따르면 제1 가스켓 플렌지(34b)와 제1 단자 플렌지(31b) 사이에 전해액이 통과되는 통로의 형성이 방지될 수 있으므로 제1 단자(31)와 제1 가스켓(34)사이를 통과한 전해액에 의해 제1 단자와(31)와 캡 플레이트(26) 사이에 전류 패스가 형성되어 단락이 발생되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따르면 제1 가스켓(34)과 제1 하부 절연부재(60)는 일체로 형성되지 않으며, 제1 가스켓(34)과 제1 하부 절연부재(60)는 다른 물질로 만들어 진다.
예를 들면, 제1 가스켓(34)은 퍼플루오로알콕시(perfluoroalkoxy: PFA)이루어 질 수 있고, 제1 하부 절연부재는 폴리프로필렌(Polypropylene: PP)으로 이루어질 수 있다.
여기서, 제1 가스켓(34)을 이루는 퍼플루오로알콕시(perfluoroalkoxy: PFA)은 제1 하부 절연부재(60)를 이루는 폴리프로필렌(Polypropylene: PP)보다 고가의 재료이다.
제1 가스켓(34)과 제1 하부 절연부재(60)를 일체형으로 만든다면 제1 가스켓(34)은 신축성 및 강성을 가져야 하므로 제1 하부 절연부재(60)를 이루는 물질도 제1 가스켓(34)을 이루는 물질과 동일한 물질인 퍼플루오로알콕시(perfluoroalkoxy: PFA)로 만들어져야 한다.
그러나, 본 실시예에 따르면 제1 가스켓(34)과 제1 하부 절연부재(60)가 일체형으로 제조되는 것이 아니므로 제1 하부 절연부재(60)를 이루는 물질로 퍼플루오로알콕시(perfluoroalkoxy: PFA)보다 저가인 폴리프로필렌(Polypropylene: PP)이 사용될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따르면 제1 가스켓(34)과 제1 하부 절연부재(60)이 개별적으로 제조되어 제1 하부 절연부재(60)가 제1 가스켓(34)을 이루는 물질보다 단가가 낮은 물질로 제조될 수 있으므로 이차 전지(100)의 제조 단가의 상승을 방지할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지의 부분 분해 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지의 부분 단면도이다.
도 5 내지 도 7를 참고하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지(200)는 제1 가스켓(234)을 제외하고, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지(100)와 동일한 구성으로 이루어진다.
따라서, 이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지(100)와 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 제1 가스켓(234)은 제1 가스켓 본체(234a), 제1 가스켓 플렌지(234b), 제1 관통홀(234c) 및 압축 돌기(234d)를 포함한다.
보다 상세하게는 본 실시예에 따른 압축 돌기(234d)는 폐곡선 모양으로 제1 가스켓 플렌지(234b)의 제1 단자 플렌지(31b)와 마주보는 제1 가스켓 플렌지(234b)의 일면에 형성될 수 있다.
다만, 본 실시예에 따른 압축 돌기(234d)는 제1 가스켓 플렌지(234b)에 형성되는 것에 한정되지 않고, 제1 가스켓 본체(234a)의 외주면에 형성되는 것도 가능하다.
또한, 본 실시예에 따른 제1 단자(31)의 제1 단자 플렌지(31b)에는 제1 밀폐 돌기(31d1) 및 제2 밀폐 돌기(31d2)를 포함하는 밀폐 돌기(31d)가 형성된다.
본 실시예에 따른 제1 단자(31)와 제1 가스켓(234)이 제1 가스켓 플렌지(234b)와 제1 단자 플렌지(31b)가 밀착되도록 제1 가스켓(234)의 제1 관통홀(234c)에 제1 단자(31)의 제1 단자 기둥(31a)이 삽입되어 결합될 때, 압축 돌기(234d)는 제1 밀폐 돌기(31d1) 및 제2 밀폐 돌기(31d2) 사이에 위치되어 가압된다.
따라서, 본 실시예에 따르면 제1 가스켓 플렌지(234b)와 밀착되게 설치되는 제1 단자 플렌지(31b)에 제1 밀폐 돌기(31d1) 및 제2 밀폐 돌기(31d2)가 형성되고 제1 밀폐 돌기(31d1) 및 제2 밀폐 돌기 사이에 압축 돌기(234d)가 설치되므로, 제1 가스켓 플렌지(234b)와 제1 단자 플렌지(31b)의 접촉 면적이 증가되고, 제1 밀폐 돌기(31d1) 및 제2 밀폐 돌기(31d2) 사이의 공간이 압축 돌기(234d)에 의해 채워진다.
따라서, 제1 가스켓 플렌지(234b)와 제1 단자 플렌지(31b) 사이에 전해액이 통과할 수 있는 통로가 쉽게 형성될 수 없다.
결국, 본 실시예에 따르면 제1 가스켓 플렌지(234b)와 제1 단자 플렌지(31b) 사이에 전해액이 통과되는 통로의 형성이 방지될 수 있으므로 제1 단자(31)와 제1 가스켓(234)사이를 통과한 전해액에 의해 제1 단자와(31)와 캡 플레이트(26) 사이에 전류 패스가 형성되어 단락이 발생되는 것이 방지될 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지의 부분 분해 사시도이고, 도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지의 부분 단면도이다.
도 8 내지 10을 참고하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지(300)는 제1 단자(331) 및 제 가스켓(334)를 제외하고, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지(100)와 동일한 구성으로 이루어진다.
따라서, 이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지(100)와 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 제1 단자(331)는 리벳 타입으로 제1 단자 기둥(331a), 제1 단자 기둥(331a)에서 돌출되어 형성되는 제1 단자 플렌지(331b) 및 제1 단자 플렌지(331b)에서 돌출되어 형성되는 제1 단자 결합돌기(331c)를 포함한다.
다만, 본 실시예에 따른 제1 단자(331)는 리벳 타입에 한정되지 않고, 볼트 타입 또는 플레이트 타입 일 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 제1 단자(331)는 제1 밀폐 돌기(331d1), 제1 밀폐 돌기(331d1)와 간격을 두고 형성되는 제2 밀폐 돌기(331d2) 및 제2 밀폐 돌기(331d2)와 간격을 두고 형성되는 제3 밀폐 돌기(331dd3)를 더 포함한다.
여기서, 제2 밀폐 돌기(331d2)는 제1 밀폐 돌기(331d1)와 제3 밀폐 돌기(331d3) 사이에 위치한다.
또한, 제1 밀폐 돌기(331d1), 제2 밀폐 돌기(331d2) 및 제3 밀폐 돌기(331d3) 각각은 제1 단자 기둥(331a)의 외주면 주위를 둘러싸는 폐곡선 모양을 이루며 제1 단자 플렌지(331b)에 형성될 수 있다.
다만, 본 실시예에 따른 제1 밀폐 돌기(331d1), 제2 밀폐 돌기(331d2) 및 제3 밀폐 돌기(331d3) 각각은 제1 단자 플렌지(331b)에 형성되는 것에 한정되지 않고, 제1 단자 기둥(331a)의 외주면에 형성되는 것도 가능하다.
본 실시예에 따른 제1 가스켓(334)은 제1 가스켓 본체(331a), 제1 가스켓 본체(331a)에서 돌출되어 형성되는 제1 가스켓 플렌지(331b), 제1 단자 기둥(331a)이 관통하는 제1 관통홀(334c) 및 압축 돌기(334d)를 포함한다.
보다 상세하세는, 본 실시예에 따른 압축 돌기(334d)는 폐곡선 모양으로 제1 가스켓 플렌지(334b)의 제1 단자 플렌지(331b)와 마주보는 제1 가스켓 플렌지(334b)의 일면에 형성될 수 있다.
다만, 본 실시예에 따른 압축 돌기(334d)는 제1 가스켓 플렌지(334b)에 형성되는 것에 한정되지 않고, 제1 가스켓 본체(334a)의 외주면에 형성되는 것도 가능하다.
본 실시예에 따른 압축 돌기(334d)는 폐곡선 모양의 제1 압축 돌기(334d1) 및 제1 압축 돌기(334d1)와 간격을 두고 형성되는 폐곡선 모양의 제2 압축 돌기(334d2)를 포함한다.
본 실시예에 따르면 제1 가스켓 플렌지(334b)와 제1 단자 플렌지(331b)가 밀착되도록 제1 가스켓(334)의 제1 관통홀(334c)에 제1 단자(331)의 제1 단자 기둥(331a)이 삽입되어 결합될 때, 제1 압축 돌기(334d1)는 제1 밀폐 돌기(331d1)와 제2 밀폐 돌기(331d2) 사이에 위치되고, 제2 압축 돌기(334d2)는 제2 밀폐 돌기(331d2)와 제3 밀폐 돌기(331d3) 사이에 위치되어 가압된다.
따라서, 제1 가스켓 플렌지(334b)와 밀착되게 설치되는 제1 단자 플렌지(331b)에 제1 밀폐 돌기(331d1) 제2 밀폐 돌기(331d2) 및 제3 밀폐 돌기(331d3)가 형성되고, 제1 밀폐 돌기(331d1)와 제2 밀폐 돌기 사이에 제1 압축 돌기(334d1)가 설치되며, 제2 밀폐 돌기(331d2)와 제3 밀폐 돌기(331d3) 사이에 제2 압축 돌기(334d2)가 설치되므로, 제1 가스켓 플렌지(334b)와 제1 단자 플렌지(331b)의 접촉 면적이 증가된다.
더불어, 제1 밀폐 돌기(331d1), 제2 밀폐 돌기(331d2) 및 제3 밀폐 돌기(331d3) 각각의 사이의 공간이 제1 압축 돌기(334d1) 및 제2 압축 돌기(334d2)에 의해 채워진다.
따라서, 제1 가스켓 플렌지(334b)와 제1 단자 플렌지(331b) 사이에 전해액이 통과할 수 있는 통로가 쉽게 형성될 수 없다.
결국, 본 실시예에 따르면 제1 가스켓 플렌지(334b)와 제1 단자 플렌지(331b) 사이에 전해액이 통과되는 통로의 형성이 방지될 수 있으므로 제1 단자(331)와 제1 가스켓(334)사이를 통과한 전해액에 의해 제1 단자와(331)와 캡 플레이트(26) 사이에 전류 패스가 형성되어 단락이 발생되는 것이 방지될 수 있다.
상기에서는 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.
100, 101, 102, 103: 이차 전지 10: 전극 조립체
11: 제1 전극 12: 제2 전극
13: 세퍼레이터 30: 제1 단자부
31: 제1 단자 31d: 밀폐 돌기
31d1, 331d1: 제1 밀폐 돌기 31d2, 331d2: 제2 밀폐 돌기
331d3: 제3 밀폐 돌기 32: 제1 단자 플레이트
33: 제1 단자 절연부재 34, 234, 334: 제1 가스켓
234d: 압축 돌기 234d1, 334d1: 제1 압축돌기
334d2: 제2 압축 돌기 40: 제1 단자부
50: 제1 집전부재 51: 제1 전극 결합부
52: 제1 단자 결합부 60: 제1 하부 절연부재
70: 제2 집전부재 80: 제2 하부 절연부재

Claims (12)

  1. 케이스;
    상기 케이스에 수용되는 전극 조립체;
    상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트;
    상기 캡 플레이트에 설치되고 복수의 밀폐 돌기가 형성된 제1 단자; 및
    상기 제1 단자 및 상기 캡 플레이트 사이에 설치되어 상기 복수의 밀폐 돌기에 접촉되는 제1 가스켓을 포함하는 이차 전지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 단자는,
    제1 단자 기둥 및 상기 제1 단자 기둥에서 돌출되어 형성되는 제1 단자 플렌지를 포함하는 이차 전지.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 복수의 밀폐 돌기는,
    상기 제1 단자 플렌지에 형성되는 이차 전지.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 복수의 밀폐 돌기는,
    상기 제1 단자 기둥의 외주면 주위를 둘러싸는 폐곡선 모양인 이차 전지.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 가스켓은,
    상기 복수의 밀폐 돌기 사이에 설치되는 압축 돌기를 포함하는 이차 전지.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 압축 돌기는 폐곡선 모양인 이차 전지.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 복수의 밀폐 돌기는,
    제1 밀폐 돌기 및 상기 제1 밀폐 돌기와 간격을 두고 형성되는 제2 밀폐 돌기를 포함하고,
    상기 압축 돌기는 상기 제1 밀폐 돌기 및 상기 제2 밀폐 돌기 사이에 설치되는 이차 전지.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 압축 돌기는,
    제1 압축 돌기 및 상기 제1 압축 돌기와 간격을 두고 형성되는 제2 압축 돌기를 포함하는 이차 전지.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 복수의 밀폐 돌기는,
    제1 밀폐 돌기, 상기 제1 밀폐 돌기와 간격을 두고 형성되는 제2 밀폐 돌기 및 상기 제2 밀폐 돌기와 간격을 두고 형성되는 제3 밀폐 돌기를 포함하고,
    상기 제1 압축돌기는 상기 제1 밀폐 돌기와 상기 제2 밀폐 돌기 사이에 설치되며,
    상기 제2 압축 돌기는 상기 제2 밀폐 돌기와 상기 제3 밀폐 돌기 사이에 설치되는 이차 전지.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 캡 플레이트와 상기 전극 조립체 사이에 설치되어 상기 제1 단자와 결합되는 제1 하부 절연부재를 더 포함하는 이차 전지.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 가스켓과 상기 제1 하부 절연부재는 다른 물질로 만들어 지는 이차 전지.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 가스켓은 퍼플루오로알콕시로 이루어지고,
    상기 제1 하부 절연부재는 폴리프로필렌으로 이루어지는 이차 전지.
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