KR20150033388A - 이차 전지 및 그 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 기재는 캡 플레이트 상에서 수분을 배출하는 이차 전지를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 충전 및 방전 작용하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 내장하는 케이스, 상기 케이스에 결합되는 캡 플레이트, 상기 전극 조립체에 연결되어 상기 캡 플레이트의 단자홀에 설치되는 전극단자, 및 상기 케이스를 피복하는 절연부재를 포함하며, 상기 절연부재는 상기 캡 플레이트의 외주에서 상기 캡 플레이트 표면으로 돌출되는 돌출부를 구비하고, 상기 돌출부는 적어도 일측에 배출홈을 구비한다.

Description

이차 전지 및 그 모듈 {RECHARGEABLE BATTERY AND MODULE THEREOF}
본 기재는 케이스 외부를 절연하는 이차 전지 및 그 모듈에 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.
대전력을 필요로 하는 기기 예컨대, 전기 자동차 등의 모터 구동에 사용되는 이차 전지 모듈은 고출력의 이차 전지 셀들을 직렬로 연결하여 형성된다. 전지 셀들은 캡 플레이트를 관통하여 외측으로 돌출되는 전극단자를 가진다. 이차 전지 모듈에서 각 전지셀들의 케이스는 전극단자 및 캡 플레이트 측을 제외하고 절연부재로 피복된다.
이때, 케이스의 절연성을 높이기 위하여, 절연부재가 캡 플레이트보다 높게 돌출된다. 따라서 이차 전지 모듈 상태에서, 캡 플레이트 상에 결로로 인하여 수분이 모이게 되고, 이 수분으로 인하여 이웃하는 전지셀들 사이에서 전류 경로가 형성될 수 있다. 또한 수분이 장기간 고이게 됨에 따라 전지셀이 부식될 수 있다.
본 발명의 기재는 캡 플레이트 상에서 수분을 배출하는 이차 전지를 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 기재는 상기 이차 전지를 단위셀로 하는 이차 전지 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 충전 및 방전 작용하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 내장하는 케이스, 상기 케이스에 결합되는 캡 플레이트, 상기 전극 조립체에 연결되어 상기 캡 플레이트의 단자홀에 설치되는 전극단자, 및 상기 케이스를 피복하는 절연부재를 포함하며, 상기 절연부재는 상기 캡 플레이트의 외주에서 상기 캡 플레이트 표면으로 돌출되는 돌출부를 구비하고, 상기 돌출부는 적어도 일측에 배출홈을 구비한다.
상기 배출홈은, 상기 돌출부에서 상기 캡 플레이트의 표면에 대응하여 오목하게 형성될 수 있다.
상기 배출홈은, 상기 캡 플레이트의 4개 모퉁이 중 대각선 방향 양측에 형성될 수 있다.
상기 배출홈은, 상기 캡 플레이트의 4개 모퉁이 각각에 형성될 수 있다.
상기 절연부재는, 1장으로 형성되고, 상기 캡 플레이트의 한 모퉁이에 대응하여 포개어져 부착될 수 있다.
상기 배출홀은, 상기 캡 플레이트의 한 모퉁이에 대응하여 형성되고, 상기 절연부재가 포개어져 상기 케이스의 모퉁이에 대응하여 형성되는 유도홈에 연결될 수 있다.
상기 절연부재는, 2장으로 형성되어 상기 캡 플레이트의 4개 모퉁이 중 대각선 방향 양측 모퉁이에 대응하여 포개어져 부착될 수 있다.
상기 배출홀은, 상기 절연부재가 포개어지는 상기 대각선 방향 양측에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 상기 전극단자를 부분적으로 감싸서 상기 단자홀에 설치되는 실링부재를 더 포함할 수 있다.
상기 실링부재는, 상기 캡 플레이트 상으로 돌출되어 상기 전극단자를 지지하는 지지부, 상기 캡 플레이트에 형성된 단자홀에 삽입되는 실링부, 및 상기 지지부의 일측에서 상기 실링부 상으로 연장되어 상기 전극단자의 양측에 배치되는 1쌍의 리브를 포함할 수 있다.
상기 1쌍의 리브는, 서로 나란하게 형성되어 상기 돌출부와 상기 전극단자 사이 통로를 상기 캡 플레이트의 4개 모퉁이 중 대각선 방향 양측에 형성되는 배출홀에 연결할 수 있다.
상기 1쌍의 리브는, 서로 나란하게 형성되어 상기 돌출부와 상기 전극단자 사이 통로를 상기 캡 플레이트의 4개 모퉁이 각각에 형성되는 배출홀에 연결할 수 있다.
상기 절연부재는, 1장으로 형성되고, 상기 캡 플레이트의 한 모퉁이에 대응하여 포개어져 부착되고, 상기 1쌍의 리브는, 서로 나란하게 형성되어 상기 돌출부와 상기 전극단자 사이 통로를 상기 캡 플레이트의 한 모퉁이에 대응하여 형성되고, 상기 절연부재가 포개어져 상기 케이스의 모퉁이에 대응하여 형성되는 유도홈에 연결되는 배출홀에 연결할 수 있다.
상기 절연부재는, 2장으로 형성되어 상기 캡 플레이트의 4개 모퉁이 중 대각선 방향 양측 모퉁이에 대응하여 포개어져 부착되고, 상기 1쌍의 리브는, 서로 나란하게 형성되어 상기 돌출부와 상기 전극단자 사이 통로를 상기 절연부재가 포개어지는 상기 대각선 방향 양측에 형성되는 배출홀에 연결될 수 있다.
상기 1쌍의 리브는, 서로 나란하게 형성되어 상기 돌출부에 마주하는 외측을 경사면으로 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 모듈은, 케이스에 결합되는 캡 플레이트의 단자홀에 전극단자를 구비하고, 상기 케이스를 절연부재로 피복하여 형성되어, 일 방향으로 인접하여 배치되는 적어도 2개의 단위셀들, 및 상기 단위셀들의 상기 전극단자를 연결하는 버스바를 포함하며, 상기 절연부재는 상기 캡 플레이트의 외주에서 상기 캡 플레이트 표면으로 돌출되는 돌출부를 구비하고, 상기 돌출부는 적어도 상기 일 방향에 교차하는 방향의 일측에 배출홈을 구비할 수 있다.
상기 배출홈은 상기 단위셀들 각각에서 상기 캡 플레이트의 4개 모퉁이 중 대각선 방향 양측에 형성되어, 상기 일 방향을 따라 상기 단위셀들 각각에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 케이스를 피복하는 절연부재를 캡 플레이트의 외주에서 돌출되는 돌출부에 배출홈을 형성함으로써, 캡 플레이트 상에서 수분을 배출하는 효과가 있다. 따라서 수분에 의한 캡 플레이트의 부식이 방지된다.
또한, 단위셀들을 일 방향으로 인접하여 배치하여 이차 전지 모듈을 형성하고, 이차 전지 모듈의 캡 플레이트 상에서 수분을 일 방향에 교차하는 방향(각 단위셀 및 이차 전지 모듈의 측면)으로 배출하는 효과가 있다. 따라서 일 방향으로 인접하는 단위셀들 사이에서 전류 경로가 차단될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 캡 플레이트와 실링부재의 분해 단면 사시도이다.
도 4는 도 1의 평면도이다.
도 5은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따를 이차 전지의 부분 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차 전지의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 이차 전지의 평면도이다.
도 9는 본 발명의 이차 전지 모듈의 사시도이다.
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)에 설치되는 전극단자(21, 22), 및 케이스(15)를 피복하는 절연부재(60)를 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 단부에 형성된다. 양극(12)의 무지부(12b)는 권취되는 양극(12)을 따라 양극(12)의 한 쪽 단부에 형성된다. 그리고 무지부(11b, 12b)는 전극 조립체(10)의 양단에 각각 배치된다.
케이스(15)는 대략 직육면체로 이루어져 전극 조립체(10)를 수용하는 내부 공간을 설정한다. 케이스(15)의 개구는 직육면체의 일측에 형성되어 외부에서 내부 공간으로 전극 조립체(10)를 삽입할 수 있게 한다.
캡 플레이트(20)는 사각형으로 형성되어 케이스(15)의 개구에 설치되어 케이스(15)를 밀폐한다. 예를 들면, 케이스(15)와 캡 플레이트(20)는 알루미늄으로 형성되어 케이스(15)의 개구를 밀폐한 상태로 서로 용접될 수 있다. 즉 전극 조립체(10)를 케이스(15)에 삽입한 후, 캡 플레이트(20)는 케이스(15)의 개구에 용접된다.
또한, 캡 플레이트(20)는 하나 이상의 개구를 가지며, 예를 들면, 단자홀(H1, H2), 벤트 홀(24) 및 전해액 주입구(26)를 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 리드탭(51, 52)을 개재하여 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.
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 구비한다. 또한 전해액 주입구(26)는 이차 전지(100)의 내부에 전해액을 주입한 후, 밀봉마개(27)로 밀봉된다.
전극단자(21, 22)는 리드탭(51, 52)에 연결되고, 리드탭(51, 52)은 음극(11)과 양극(12)에 전기적으로 연결된다. 리드탭(51, 52)의 일측은 음, 양극(11, 12)의 무지부(11b, 12b)에 연결되고, 다른 일측은 전극단자(21, 22)에 연결된다.
전극단자(21, 22)는 캡 플레이트(20)의 단자홀(H1, H2)에 실링부재(71, 72)를 개재하여 설치된다. 전극단자(21, 22)는 판상으로 이루어지며, 케이스(15)의 외측에 위치하는 제1 연결부(21a, 22a), 케이스(15)의 내부에 삽입되어 리드탭(51, 52)에 연결되는 제2 연결부(21b, 22b), 및 제1 연결부(21a, 22a)와 제2 연결부(21b, 22b)를 연결하도록 절곡되는 제3 연결부(21c, 22c)를 포함한다.
제1 연결부(21a, 22a)는 캡 플레이트(20)의 외측에서 캡 플레이트(20)와 평행하게 배치된다. 제1 연결부(21a, 22a)는 제3 연결부(21c, 22c)에서 캡 플레이트(20)의 중심을 향하여 이어진다.
제2 연결부(21b, 22b)는 캡 플레이트(20)의 내측에서 캡 플레이트(20)와 평행하게 배치된다. 제2 연결부(21b, 22b)는 제3 연결부(21c, 22c)에서 캡 플레이트(20)의 외측을 향하여 이어진다.
이와 같이 전극단자(21, 22)에서, 제1 연결부(21a, 22a)와 제2 연결부(21b, 22b)는 제3 연결부(21c, 22c)의 상하측에서 서로 반대 방향으로 각각 이어진다.
또한, 제2 연결부(21b, 22b)의 하면에 돌기(21d, 22d)를 구비한다. 돌기(21d, 22d)는 리드탭(51, 52)의 홀에 끼워져서 코킹(caulking) 또는 용접으로 연결될 수 있다. 이때, 제2 연결부(21b, 22b) 및 제1, 제2 리드탭(51, 52)은 실링부재(71, 72)에 의하여 캡 플레이트(20)와 전기적으로 절연된다.
제3 연결부(21c, 22c)는 제1 연결부(21a, 22a)와 제2 연결부(21b, 22b)에서 대략 직각으로 절곡되며, 실링부재(71, 72)에 형성된 홀(H71, H72)에 삽입된다. 또한, 제3 연결부(21c, 22c)는 캡 플레이트(20)를 관통하는 단자홀(H1, H2)에 배치된다.
즉, 전극단자(21, 22)에서, 제1 연결부(21a, 22a)와 제2 연결부(21b, 22b)는 캡 플레이트(20)와 평행하게 배치되고, 제3 연결부(21c, 22c)는 제1 연결부(21a, 22a)와 제2 연결부(21b, 22b)에 대하여 수직하게 배치된다.
이차 전지(100)에서 실링부재(71, 72)는 서로 대칭 구조로 이루어진다. 따라서 편의상 음극(11)에 연결되는 전극단자(21)를 지지하고 단자홀(H1)을 실링하는 실링부재(71)를 예로 설명한다.
도 3은 도 1의 캡 플레이트와 실링부재의 분해 단면 사시도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 실링부재(71)는 캡 플레이트(20) 상에 배치되는 지지부(711), 캡 플레이트(20)에 형성된 단자홀(H1)에 삽입 고정되는 실링부(712), 및 지지부(711)의 일측에서 실링부(712) 상으로 연장되어 전극단자(21)의 양측에 배치되는 1쌍의 리브(713)를 포함한다.
지지부(711)는 제1 연결부(21a)의 하면과 캡 플레이트(20)의 상면 사이에 배치되어 제1 연결부(21a)를 캡 플레이트(20)로부터 이격하여 지지한다. 또한 지지부(711)는 캡 플레이트(20)와 제1 연결부(21a)를 절연한다. 실링부(712)는 제3 연결부(21c)를 통과시키는 홀(H71)을 구비하며, 하측에는 홀(H71)에 이어져 제2 연결부(21b)를 수용하는 수용홈(714)을 구비한다.
실링부(712)에 대응하는 단자홀(H1)은 돌출된 차단부(32)를 구비한다. 실링부(712)는 차단부(32)에 끼워지는 걸림부(715)를 구비한다. 차단부(32)는 돌기로 이루어지며 단자홀(H1)의 내주면에서 둘레 방향을 따라 이어져 형성된다. 걸림부(715)는 차단부(32)가 삽입되는 홈으로 이루어지며 내부 실링부(712)의 둘레를 따라 이어져 형성된다. 차단부(32)와 걸림부(715)는 단자홀(H1)과 실링부(712)의 접촉 면적을 증가시키므로 실링 성능을 향상시킬 수 있다.
도 4는 도 1의 평면도이다. 도 4를 참조하면, 1쌍의 리브(713)는 지지부(711)의 일측에서 실링부(712) 상으로 나란하게 연장되어 제3 연결부(21c)의 양측에 배치된다. 1쌍의 리브(713)는 캡 플레이트(20)의 외주에 돌출되는 돌출부(61)와 마주하여 서로의 사이에 통로(P)를 형성하여, 캡 플레이트(20) 상에서 발생되는 수분이 홀(H71) 측으로 유입되는 것을 기본적으로 차단한다.
실링부재(71, 72)는 캡 플레이트(20)의 단자홀(H1, H2)에 전극단자(21, 22)를 설치한 상태로 인서트 몰딩 함으로써 성형될 수 있다. 따라서 실링부재(71, 72)는 형성됨과 동시에 캡 플레이트(20)의 단자홀(H1, H2)에 고정 설치되고, 전극단자(21, 22)를 부분적으로 감싸면서 캡 플레이트(20) 상에 안정적으로 고정된다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 절연부재(60)는 이차 전지(100)의 절연성을 향상시키기 위하여, 케이스(15)의 외면을 피복함과 동시에 캡 플레이트(20)의 외주도 피복한다. 따라서 절연부재(60)는 캡 플레이트(20)의 표면으로 돌출되는 돌출부(61)를 구비할 수 있다.
돌출부(61)는 적어도 일측에 배출홈(62)을 구비한다. 배출홈(62)은 캡 플레이트(20) 상에서 결로 등에 의하여 발생되는 수분을 캡 플레이트(20) 밖으로 배출한다. 따라서 수분에 의한 캡 플레이트(20)의 부식이 방지될 수 있다.
이때, 배출홈(62)은 돌출부(61)에서 캡 플레이트(20)의 표면에 대응하여 오목하게 형성된다. 즉 배출홈(62)의 저면이 캡 플레이트(20)의 외표면과 동일한 평면을 형성하므로 배출홈(62)은 캡 플레이트(20)의 외표면 상에서 수분의 배출을 방해하지 않는다.
예를 들면, 배출홈(62)은 캡 플레이트(20)의 4개 모퉁이 중 대각선 방향 양측에 형성될 수 있다. 즉 배출홈(62)은 돌출부(61)와 리브(713) 사이 통로(P)에 연결된다.
1쌍의 리브(713)는 서로 나란하게 형성되어, 돌출부(61)와 전극단자(21, 22) 사이 통로(P)를 캡 플레이트(20)의 4개 모퉁이 중 대각선 방향 양측에 형성되는 배출홀(62)에 연결한다.
따라서 이차 전지(100)가 좌우측으로 기울어지는 경우에도 캡 플레이트(20) 상의 수분은 돌출부(61)와 전극단자(21, 22) 사이 통로(P)를 통하여 배출홈(62) 측으로 유도되어 배출홈(62)으로 원활히 배출될 수 있다.
이하 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 설명한다. 제1 실시예 및 기 설명된 실시예와 동일한 구성에 대한 설명을 생략하고, 서로 다른 구성을 설명한다.
도 5은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지의 평면도이다. 도 5를 참조하면, 제2 실시예의 이차 전지(200)에서, 배출홈(262)은 캡 플레이트(20)의 4개 모퉁이 각각에 형성된다. 즉 배출홈(262)은 돌출부(61)와 리브(713) 사이 통로(P)에 연결된다.
1쌍의 리브(713)는 서로 나란하게 형성되어 돌출부(61)와 전극단자(21, 22) 사이 통로(P)를 캡 플레이트(20)의 4개 모퉁이 각각에 형성되는 배출홀(262)에 연결한다.
따라서 이차 전지(200)가 좌우측 및 전후로 기울어지는 경우에도 캡 플레이트(20) 상의 수분은 돌출부(61)와 전극단자(21, 22) 사이 통로(P)를 통하여 배출홈(262) 측으로 유도되어 배출홈(262)으로 배출될 수 있다.
제1, 제2 실시예의 이차 전지(100, 200)에서, 절연부재(60)는 1장으로 형성되고, 케이스(15) 및 캡 플레이트(20)의 한 모퉁이에 대응하여 맞대어 부착된다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따를 이차 전지의 부분 사시도이다. 도 6을 참조하면, 제3 실시예의 이차 전지(300)에서, 절연부재(360)는 1장으로 형성되고, 케이스(15) 및 캡 플레이트(20)의 한 모퉁이에 대응하여 포개어져 부착된다.
따라서 절연부재(360)는 케이스(15)의 모퉁이에 대응하여 높이 방향으로 유도홈(363)을 형성한다. 배출홈(362)은 절연부재(360)가 포개어지는 캡 플레이트(20)의 한 모퉁이에 대응하여 형성되어, 유도홈(363)에 연결된다. 도시된 바와 같이, 배출홈(362)은 절연부재(360)의 포개어진 영역 보다 더 넓게 형성될 수도 있다.
1쌍의 리브(713)은 서로 나란하게 형성되어 돌출부(361)와 전극단자(22) 사이 통로(P)를 캡 플레이트(20)의 한 모퉁이에 대응하여 형성되고, 배출홈(362)을 통하여 유도홈(363)에 연결된다. 이 경우, 배출홈(362)은 캡 플레이트(20) 4개의 모퉁이 중 유도홈(363)에 대응하는 한 모퉁이에 형성될 수 있다.
따라서 이차 전지(300)가 일측으로 기울어지는 경우에만 캡 플레이트(20) 상의 수분은 돌출부(361)와 전극단자(22) 사이 통로(P)를 통하여 배출홈(362) 측으로 유도되어 배출홈(362)으로 배출될 수 있다.
물론, 도시하지는 않았지만 배출홈(362)의 대각선 방향의 돌출부(361)에 제1 실시예와 같은 배출홈(62)을 더 형성하면, 제1 실시예와 같이, 이차 전지가 좌우측으로 기울어지는 경우에도 수분을 원활히 배출할 수 있다.
이에 더하여 다른 대각선 방향의 돌출부(361)에 제2 실시예와 같은 배출홈(262)을 더 형성하면, 제2 실시예와 같이, 이차 전지가 좌우측 및 전후로 기울어지는 경우에도 수분을 원활히 배출할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차 전지의 평면도이다. 도 7을 참조하면, 제4 실시예의 이차 전지(400)에서, 절연부재(465, 466)는 2장으로 형성되고, 케이스(15) 및 캡 플레이트(20)의 4개 모퉁이 중 대각선 방향 양측 모퉁이에 대응하여 포개어져 부착된다.
따라서 절연부재(465, 466)는 각각 케이스(15)의 모퉁이에 대응하여 높이 방향으로 유도홈(463, 464)을 형성한다. 배출홀(462, 467)은 절연부재(465, 466)가 포개어지는 캡 플레이트(20)의 대각선 방향 2개의 모퉁이에 대응하여 형성되어, 유도홈(463, 464)에 연결된다.
1쌍의 리브(713)는 서로 나란하게 형성되어 돌출부(461, 468)와 전극단자(21, 22) 사이 통로(P)를 절연부재(465, 466)가 포개어지는 대각선 방향 양측에 형성되는 배출홀(462, 467)에 연결되고, 배출홈(462, 467)을 통하여 유도홈(463, 464)에 연결된다. 이 경우, 배출홈(462, 467)은 캡 플레이트(20) 4개의 모퉁이 중 유도홈(463, 464)에 대응하는 두 모퉁이에 형성될 수 있다.
따라서 이차 전지(400)가 양측으로 기울어지는 경우 캡 플레이트(20) 상의 수분은 돌출부(461,468)와 전극단자(21, 22) 사이 통로(P)를 통하여 배출홈(462, 467) 측으로 유도되어 배출홈(462, 467)으로 배출될 수 있다.
이 경우에도, 도시하지는 않았지만 배출홈(462, 467)의 대각선 방향과 다른 대각선 방향의 돌출부(461, 468)에 제2 실시예와 같은 배출홈(63)을 더 형성하면, 제2 실시예와 같이, 이차 전지가 좌우측 및 전후로 기울어지는 경우에도 수분을 원활히 배출할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 이차 전지의 평면도이다. 도 8을 참조하면, 제5 실시예의 이차 전지(500)에서, 실링부재(81, 82)의 1쌍의 리브(813)는 서로 나란하게 형성되어 돌출부(61)에 마주하는 외측을 경사면으로 형성한다.
따라서 이차 전지(500)가 좌우측으로 기울어지는 경우에도 캡 플레이트(20) 상의 수분은 돌출부(61)와 전극단자(21, 22) 사이 통로(P)를 통하여 배출홈(62) 측으로 더욱 용이하게 유도되어 배출홈(62)으로 원할히 배출될 수 있다.
편의상, 제5 실시예는 제1 실시예에 적용하여 설명하였으나, 제2 실시예 내지 제4 실시예의 1쌍의 리브(713)에도 동일하게 적용될 수 있다.
한편, 제1 내지 제5 실시예에 적용되는 절연부재(60, 360, 465, 466)는 절연 테이프로 형성될 수 있고, 폴리프로필렌(PP), 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 합성수지 계열의 재질로 형성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 이차 전지 모듈의 사시도이다. 도 9를 참조하면, 이차 전지 모듈(600)은 복수의 단위셀(101)을 버스바(102)로 연결하여 형성된다. 편의상, 단위셀(101)은 제1 실시예의 이차 전지(100)로 구성되며, 제2 내지 제 5 실시예의 이차 전지(200 내지 500)로 구성될 수도 있다.
단위셀들(101)은 각각의 케이스(15)에 절연부재(60)로 피복되며, 일 방향(x축 방향)으로 인접하여 배치된다. 버스바(102)는 y축 방향으로 배치되어 단위셀들(101)의 전극단자(21, 22)를 전기적으로 연결한다.
각 단위셀(101)에서 절연부재(60)의 돌출부(61)는 캡 플레이트(20)의 4개 모퉁이 중 대각선 방향 양측에 배출홈들(62)을 구비한다. 즉 이차 전지 모듈(600) 상태에서 배출홈들(62)은 y축 방향 양측에서 각각 x축 방향을 따라 배치된다.
따라서 이차 전지 모듈(600)에서 각 단위셀들(101)의 캡 플레이트(20) 상에서 발생되는 수분은 각 단위셀(101)의 양측(y축 방향의 양측) 배출홈들(62)로 배출된다. 따라서 x축 방향으로 이웃하는 단위셀들(101) 사이에 전류 경로가 형성되지 않는다.
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: 제1 연결부
21b, 22b: 제2 연결부 21c, 22c: 제3 연결부
21d, 22d: 돌기 24: 벤트 홀
25a: 노치 25: 벤트 플레이트
26: 전해액 주입구 27: 밀봉마개
32: 차단부 51, 52: 리드탭
60, 360, 465, 466: 절연부재 61, 361, 461, 448: 돌출부
62, 262, 362, 462, 467: 배출홈 71, 72, 81, 82: 실링부재
100, 200, 300, 400, 500: 이차 전지 101: 단위셀
102: 버스바 363, 463, 464: 유도홈
600: 이차 전지 모듈 711: 지지부
712: 실링부 713, 813: 리브
714: 수용홈 715: 걸림부
H1, H2: 단자홀 H71, H72: 홀
P: 통로

Claims (17)

  1. 충전 및 방전 작용하는 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 내장하는 케이스;
    상기 케이스에 결합되는 캡 플레이트;
    상기 전극 조립체에 연결되어 상기 캡 플레이트의 단자홀에 설치되는 전극단자; 및
    상기 케이스를 피복하는 절연부재
    를 포함하며,
    상기 절연부재는,
    상기 캡 플레이트의 외주에서 상기 캡 플레이트 표면으로 돌출되는 돌출부를 구비하고,
    상기 돌출부는,
    적어도 일측에 배출홈을 구비하는 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배출홈은,
    상기 돌출부에서 상기 캡 플레이트의 표면에 대응하여 오목하게 형성되는 이차 전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배출홈은,
    상기 캡 플레이트의 4개 모퉁이 중 대각선 방향 양측에 형성되는 이차 전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배출홈은,
    상기 캡 플레이트의 4개 모퉁이 각각에 형성되는 이차 전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 절연부재는,
    1장으로 형성되고, 상기 캡 플레이트의 한 모퉁이에 대응하여 포개어져 부착되는 이차 전지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배출홀은,
    상기 캡 플레이트의 한 모퉁이에 대응하여 형성되고,
    상기 절연부재가 포개어져 상기 케이스의 모퉁이에 대응하여 형성되는 유도홈에 연결되는 이차 전지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 절연부재는,
    2장으로 형성되어 상기 캡 플레이트의 4개 모퉁이 중 대각선 방향 양측 모퉁이에 대응하여 포개어져 부착되는 이차 전지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 배출홀은,
    상기 절연부재가 포개어지는 상기 대각선 방향 양측에 형성되는 이차 전지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전극단자를 부분적으로 감싸서 상기 단자홀에 설치되는 실링부재를 더 포함하는 이차 전지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 실링부재는,
    상기 캡 플레이트 상으로 돌출되어 상기 전극단자를 지지하는 지지부,
    상기 캡 플레이트에 형성된 단자홀에 삽입되는 실링부, 및
    상기 지지부의 일측에서 상기 실링부 상으로 연장되어 상기 전극단자의 양측에 배치되는 1쌍의 리브
    를 포함하는 이차 전지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 1쌍의 리브는,
    서로 나란하게 형성되어 상기 돌출부와 상기 전극단자 사이 통로를 상기 캡 플레이트의 4개 모퉁이 중 대각선 방향 양측에 형성되는 배출홀에 연결하는 이차 전지.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 1쌍의 리브는,
    서로 나란하게 형성되어 상기 돌출부와 상기 전극단자 사이 통로를 상기 캡 플레이트의 4개 모퉁이 각각에 형성되는 배출홀에 연결하는 이차 전지.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 절연부재는,
    1장으로 형성되고, 상기 캡 플레이트의 한 모퉁이에 대응하여 포개어져 부착되고,
    상기 1쌍의 리브는,
    서로 나란하게 형성되어 상기 돌출부와 상기 전극단자 사이 통로를 상기 캡 플레이트의 한 모퉁이에 대응하여 형성되고, 상기 절연부재가 포개어져 상기 케이스의 모퉁이에 대응하여 형성되는 유도홈에 연결되는 배출홀에 연결하는 이차 전지.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 절연부재는,
    2장으로 형성되어 상기 캡 플레이트의 4개 모퉁이 중 대각선 방향 양측 모퉁이에 대응하여 포개어져 부착되고,
    상기 1쌍의 리브는,
    서로 나란하게 형성되어 상기 돌출부와 상기 전극단자 사이 통로를 상기 절연부재가 포개어지는 상기 대각선 방향 양측에 형성되는 배출홀에 연결되는 이차 전지.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 1쌍의 리브는,
    서로 나란하게 형성되어 상기 돌출부에 마주하는 외측을 경사면으로 형성하는 이차 전지.
  16. 케이스에 결합되는 캡 플레이트의 단자홀에 전극단자를 구비하고, 상기 케이스를 절연부재로 피복하여 형성되어, 일 방향으로 인접하여 배치되는 적어도 2개의 단위셀들; 및
    상기 단위셀들의 상기 전극단자를 연결하는 버스바
    를 포함하며,
    상기 절연부재는,
    상기 캡 플레이트의 외주에서 상기 캡 플레이트 표면으로 돌출되는 돌출부를 구비하고,
    상기 돌출부는,
    적어도 상기 일 방향에 교차하는 방향의 일측에 배출홈을 구비하는 이차 전지 모듈.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 배출홈은,
    상기 단위셀들 각각에서 상기 캡 플레이트의 4개 모퉁이 중 대각선 방향 양측에 형성되어,
    상기 일 방향을 따라 상기 단위셀들 각각에 형성되는 이차 전지 모듈.
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