KR20150118729A - 이차 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 안전성이 향상된 이차전지에 관한 것으로, 제1 및 제2 무지부를 구비한 전극조립체, 상기 제1 및 제2 무지부에 각각 연결되는 제1 및 제2 집전체와 상기 제1 및 제2 집전체의 일영역에 각각 연결되는 제1 및 제2 단자연결부재가 구비된 캡조립체를 포함하고, 상기 제1 또는 제2 단자연결부재 중 어느 하나는 퓨즈부를 포함하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 이차전지를 이용하는 것에 의해, 단락시 아크의 발생을 방지할 수 있으므로 전지의 폭발 및 발화가 방지되어 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.

Description

이차 전지 {Secondary Battery}
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 상세하게는 안전성이 향상된 이차 전지에 관한 것이다.
최근 수년간 전자, 통신 등의 산업이 급속히 성장하면서, 캠코더, 셀룰러폰, 노트북 등의 휴대형 전자 기기의 보급이 증가하고 있다. 이에 이차 전지의 사용량도 증가하고 있다. 상기 이차 전지는 휴대형 전자 기기뿐만 아니라 고출력 및 고 전력을 필요로 하는 전동 공구, 자동차, 보트, 우주 운송 수단, 모터바이크, 스쿠터, 항공 운송 수단 등의 중대형 장치에도 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 연결하여 대용량의 이차 전지로 구성된다.
이러한, 이차 전지는 원통형과 각형 등으로 이루어질 수 있다.
이차 전지 내부에서 단락이 발생하거나 외부의 이물질에 의하여 단락이 발생하면 이차 전지에 과전류가 흐른다. 과전류가 지속적으로 흐르면 내부에서 과도한 열이 발생하여 이차 전지가 폭발하거나 발화될 수 있다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 과전류시 이차 전지의 안전성을 향상시키는 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 단락 발생시 전류의 흐름을 신속하게 차단가능하도록 퓨즈부가 구비된 제1 단자연결부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 벤딩 및 파단이 가능하도록 노치부가 형성된 제1 집전체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 단락시 발생된 아크 가스의 압력을 증가시키는 구조를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 이차전지는 제1 및 제2 무지부를 구비한 전극조립체, 상기 제1 및 제2 무지부에 각각 연결되는 제1 및 제2 집전체와 상기 제1 및 제2 집전체의 일 영역에 각각 연결되는 제1 및 제2 단자연결부재가 구비된 캡조립체를 포함하고,상기 제1 또는 제2 단자연결부재 중 어느 하나는 퓨즈부를 포함한다.
또 상기 제1 단자연결부재는 상기 캡조립체의 상부에 위치되는 제1 영역과 하부에 위치하는 제2 영역으로 이루어질 수 있다.
또 상기 제2 영역의 폭은 상기 제1 영역의 폭보다 더 좁게 형성될 수 있다.
또 상기 제2 영역의 폭은 1mm 내지 5mm일 수 있다.
또 상기 퓨즈부는 상기 제2 영역에 형성될 수 있다.
또 상기 제1 집전체와 상기 제1 단자연결부재, 및 상기 제2 집전체와 상기 제2 단자연결부재 사이에는 각각 실링부재가 더 구비되고, 상기 실링부재의 일 영역에는 제1 홀이 형성되며, 상기 제1 집전체에는 상기 제1 홀과 대응하는 위치에 제1 홈이 형성될 수 있다.
또 상기 제1 홀과 제1 홈은 수직방향으로 같은 선상에 위치하여 상기 제1 단자연결부재의 제2 영역에 의해 연결될 수 있다.
또 상기 제1 홈과 상기 제2 영역의 일단은 레이저용접에 의해 결합될 수 있다.
또 상기 제1 영역과 제2 영역 간에는 체결홀이 더 형성될 수 있다.
또 상기 제1 집전체와 상기 제1 단자연결부재, 및 상기 제2 집전체와 상기 제2 단자연결부재 사이에는 각각 실링부재가 더 구비되고, 상기 실링부재의 일 영역에는 제2 홀이 구비된 돌출부가 형성되며, 상기 제1 집전체에는 상기 제2 홀과 대응하는 위치에 제2 홈이 형성될 수 있다.
또 상기 제2 홀과 제2 홈은 수직방향으로 같은 선상에 위치하여 상기 제1 단자연결부재의 제2 영역에 의해 연결되되, 상기 실링부재의 돌출부는 상기 체결홀에 삽입되어 결합될 수 있다.
또 상기 제2 홀의 폭은 상기 제2 영역의 폭보다 더 크게 형성될 수 있다.
또 상기 제2 홀과 제2 영역 간의 틈은 0.3mm 내지 0.7mm일 수 있다.
또 상기 돌출부의 높이는 3mm 내지 7mm일 수 있다.
또 상기 제1 단자연결부재는 양극이고, 상기 제2 단자연결부재는 음극일 수 있다.
또 상기 제1 집전체의 일 영역에는 노치부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 노치부의 깊이는 0.3mm 내지 0.7mm일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차 전지에 의하면, 제1 단자연결부재에 퓨즈부를 구비함으로 단락시 아크의 발생을 방지 또는 신속하게 처리 가능하여 안전성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 이차 전지에 의하면, 제1 집전체의 일 영역에 노치부가 형성됨으로 인해 단락시 신속하고 용이하게 전류의 흐름을 차단시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 이차 전지를 나타낸 사시도,
도 2는 도 1의 I-I'선의 본 발명의 일 실시예에 따른 단면도,
도 3은 도 2의 A영역의 분해 사시도,
도 4는 본 발명에 다른 실시예에 따른 부분 단면도,
도 5는 도 4의 분해 사시도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 작동상태도.
이하에서는 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 도시된 실시 예에 따라 구체적으로 설명하기는 하나, 본 발명이 도시된 실시 예만으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
이하, 본 발명의 구성을 도면에 따라서 설명한다.
도 1은 본 발명의 이차 전지(100)를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 I-I'선의 본 발명의 일 실시예에 따른 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지(100)는 제1 및 제2 무지부(111a, 112a)를 구비한 전극조립체(110), 상기 제1 및 제2 무지부(111a, 112a)에 각각 연결되는 제1 및 제2 집전체(121, 131)와 상기 제1 및 제2 집전체(121, 131)의 일 영역에 각각 연결되는 제1 및 제2 단자연결부재(120, 130)가 구비된 캡조립체(150)를 포함하되, 상기 제1 또는 제2 단자연결부재(122, 132) 중 어느 하나는 퓨즈부를 포함한다.
여기서 제1 단자연결부재(120)는 제1 영역(120a)과 제1 영역(120a)에서 연장형성되는 제2 영역(120b)으로 이루어지고, 상기 제2 영역(120b)에는 퓨즈부가 형성될 수 있다. 상기 퓨즈부는 단락시 발생되는 열에 의해 용융되어 제2 영역(120b)을 제1 영역(120a)으로부터 파단시킴으로써 전류의 흐름을 차단시킬 수 있다. 이때, 발생된 가스로 인해 압력이 증가되며, 이 압력에 의해 제2 영역(120b)이 제1 영역(120a)으로부터 이격되면서 제2 영역(120b)에 연결된 제1 집전체(121)는 벤딩되어 파단될 수 있다.
전극조립체(110)는 서로 적층된 제1 및 제2 극판(111, 112)과 세퍼레이터(113)를 권취하여 젤리롤(Jelly-Roll) 형태로 제조하거나, 또는 복수개의 제1 및 제2 극판(111, 112)과 세퍼레이터(113)를 적층하여 스택(stack)형태로 제조하거나, 또는 권취 및 적층 양측 모두를 사용하여 제조할 수 있다.
제1 극판(111)은 시트형태의 도전물질인 제1 기재에 제1 활물질을 간헐적으로 코팅하여 형성된 제1 활물질코팅부, 상기 제1 활물질이 코팅되지 않아 상기 제1 기재가 노출되는 부분인 제1 무지부(111a)로 이루어지고, 상기 제1 무지부(111a)는 제1 극판의 일측으로 돌출되게 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 극판(111)은 양극판을 포함하고, 상기 제1 활물질은 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4 또는 LiNi1 -x-yCoxMyO2등의 리튬을 포함하는 양극 활물질로 이루어질 수 있다.
제2 극판(112)은 상기 제1 극판(111)과 다른 극성을 갖는 것으로, 시트형태의 도전물질인 제2 기재에 제2 활물질을 간헐적으로 코팅하여 형성된 제2 활물질코팅부, 상기 제2 활물질이 코팅되지 않아 상기 제2 기재가 노출되는 부분인 제2 무지부(112a)로 이루어지고, 상기 제2 무지부(112a)는 제2 극판(112)의 일측으로 돌출되게 구비될 수 있다. 예컨대, 제2 극판(112)은 음극판일 수 있고, 상기 제2 활물질은 결정질 탄소, 비정질 탄소, 탄소 복합체, 탄소 섬유 등의 탄소 재료, 리튬 금속 또는 리튬 합금을 포함하는 음극 활물질일 수 있다.
세퍼레이터(113)는 상기 제1 극판(111)과 제2 극판(112) 사이에 위치되어 권취되며, 제1 극판(111) 및 제2 극판(112) 사이를 상호 절연시킨다. 그리고, 세퍼레이터(113)는 제1 극판(111)과 제2 극판(112) 간에 리튬이온이 교환될 수 있다. 이러한 세퍼레이터(113)는 전극조립체(110)가 수축 및 팽창되더라도 제1 극판(111)과 제2 극판(112) 사이를 완전히 절연할 수 있도록 충분한 길이로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제1 기재는 알루미늄을 포함하고, 상기 제2 기재는 구리를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 극판(111, 112)은 전해액 중으로 이온을 배출하여 전류 또는 전자의 흐름을 발생시키고, 상기 전류 또는 전자는 제1 및 제2 무지부(111a, 112a)를 통하여 외부로 전달된다. 상기 제1 무지부(111a)은 양극이고, 제2 무지부(112a)는 음극일 수 있다.
케이스(140)는 일부가 개구된 직육면체로 형성되어, 전극 조립체(110) 및 전해액을 수납할 수 있으며, 상기 개구는 캡조립체(150)에 의해 밀폐될 수 있다. 도 1에서는 상기 케이스(140)를 직육면체로 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 원통형, 파우치형 및 코인형 등으로 제작가능하다.
캡조립체(150)는 케이스의 개구를 밀폐하는 캡플레이트(151), 제1 및 제2 무지부(111a, 112a)에 각각 연결되는 제1 및 제2 집전체(121, 131), 상기 제1 및 제2 집전체(121, 131)의 일 영역에 연결되는 제1 및 제2 단자연결부재(120, 130), 및 상기 제1 및 제2 단자연결부재(120, 130)와 결합되는 제1 및 제2 단자플레이트(123, 133)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 집전체(121, 131)와 제1 및 제2 단자연결부재(120, 130) 사이에 실링부재(122)가 더 구비될 수 있다.
캡플레이트(151)는 상기 케이스(140)의 개구에 대응하는 크기, 및 형상으로 형성되고, 캡플레이트(151)에는 벤트 홀 및 설정된 압력에서 개방될 수 있도록 노치(154a)가 형성된 벤트플레이트(154), 전해액을 주입하는 전해액 주입구(153), 및 반전플레이트(156)가 형성될 수 있다. 또한, 캡플레이트(151)의 상부 및 하부에는 각각 절연부재(124, 134, 155)가 더 구비될 수 있다.
제1 및 제2 단자부플레이트(123, 133)는 제1 및 제2 집전체(121, 131)의 일 영역에 접합된 제1 및 제2 단자연결부재(120, 130)를 매개로 제1 및 제2 무지부(111a, 112a)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서 제1 단자플레이트(123)는 양극이고, 제2 단자플레이트(133)는 음극일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 A영역의 분해 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 단자연결부재(120)는 제1 영역(120a)과 제1 영역(120a)에서 연장형성되는 제2 영역(120b)으로 이루어지고, 상기 제2 영역(120b)에는 퓨즈부가 형성될 수 있다. 상기 퓨즈부는 단락시 발생되는 열에 의해 용융되어 제2 영역(120b)을 제1 영역(120a)으로부터 파단시킴으로써 전류의 흐름을 차단시킬 수 있다. 이때, 상기 퓨즈부가 형성된 제2 영역(120b)의 폭(W2)은 단락시 발생된 열에 의해 용융되도록 제1 영역(120a)의 폭(W1)보다 더 좁게 형성될 수 있다. 이때, 상기 제2 영역(120b)의 폭(W2)은 1mm 내지 5mm, 바람직하게는 3mm일 수 있다.
상기 제2 영역(120b)의 일단은 제1 집전체(121)에 연결되고, 제2 영역(120b)과 제1 집전체(121) 사이에는 제2 영역의 퓨즈부만 통전되도록 실링부재(122)가 더 구비할 수 있다. 예컨대, 상기 실링부재(122)의 일 영역에는 제1 홀(122a)이 형성되고, 제1 집전체(121)에는 상기 제1 홀(122a)과 대응하는 위치에 제1 홈(121b)이 형성되어 상기 제1 홀(122a)과 제1 홈(121b)이 수직방향으로 같은 선상에 위치할 때, 제2 영역(120b)에 의해 연결될 수 있다. 이때, 상기 제2 영역(120b)의 일단은 제1 홀(122a)을 관통하여 제1 홈(121b)에 삽입되고, 상기 제2 영역(120b)의 일단과 제1 홈(121b)은 레이저 용접에 의해 결합될 수 있다.
본 실시예에 따른 이차전지(100)는 대전류를 발생하므로 이와 같은 대전류가 안정적으로 흐르도록 상기 제1 집전체(121)는 소정의 강도를 갖도록 견고한 구조로 구비될 수 있다. 즉, 제1 집전체(121)는 소정의 강도를 갖되, 제1 집전체(121)의 일 영역에 노치부(121a)가 형성되어 외부의 압력에 의해 벤딩 및 파단될 수 있다. 예컨대, 상기 노치부(121a)는 단락시 퓨즈부가 용융되면서 발생된 가스의 압력에 의해 벤딩 및 파단이 용이하도록 0.3mm 내지 0.7mm, 바람직하게는 0.5mm의 깊이로 형성될 수 있다. 이때, 상기 노치부(121a)의 깊이가 0.3mm 미만인 경우에는 퓨즈부의 용융으로 발생된 가스의 압력에 의해 제1 집전체(121)가 벤딩 및 파단되기 어려우므로 아크가 계속해서 유발되고, 이에 전지가 손상될 수 있다. 또한, 노치부(121a)의 깊이가 0.7mm를 초과한 경우에는 제1 단자연결부재(120) 및 주변부재의 무게에 의해 제1 집전체(121)가 벤딩되어 파단될 수 있다. 따라서, 상기 노치부(121a)의 깊이는 0.3mm 내지 0.7mm인 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 상기 제1 집전체(121)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등의 재질로 형성되어 소정의 강도를 가짐과 동시에 0.3mm 내지 0.7mm 깊이의 노치부(121a)가 형성되어 벤딩 및 파단될 수 있다. 이차전지(100) 내에서 단락이 발생될 경우, 퓨즈부가 용융되면서 제2 영역(120b)을 제1 영역(120a)으로부터 파단시키고, 상기 파단된 제2 영역(120b)은 상기 퓨즈부의 용융시 발생된 가스의 압력에 의해 제1 영역(120a)으로부터 이격되면서 제1 집전체(121)를 벤딩시킬 수 있다. 이때, 제1 집전체(121)에 일정 압력이상이 가해지면, 파단될 수 있다. 상기와 같이, 제2 영역(120b)이 제1 영역으로부터 이격되면서 더 이상의 아크 발생이 차단됨으로 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 부분 단면도이고, 도 5는 도 4의 분해사시도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 단자연결부재(220)는 제1 영역(220a)과 제1 영역(220a)에서 연장형성되는 제2 영역(220b)으로 이루어지고, 상기 제1 영역(220a)과 제2 영역(220b) 간에는 체결홀(220c)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 제2 영역(220b)의 폭은 제1 영역(220a)의 폭보다 더 좁게 형성되고, 제2 영역(220b)의 폭은 1mm 내지 5mm, 바람직하게는 3mm일 수 있다.
상기 제2 영역(220b)의 일단은 제1 집전체(221)에 연결되고, 제2 영역(220b)과 제1 집전체(121) 사이에는 제2 영역의 퓨즈부만 통전되도록 실링부재(222)가 더 구비할 수 있다. 예컨대, 상기 실링부재(222)의 일 영역에는 제2 홀(222b)이 구비된 돌출부(222a)가 형성되고, 제1 집전체(221)에는 상기 제2 홀(222b)과 대응하는 위치에 제2 홈(221b)이 형성되며, 상기 제2 홀(222b)과 제2 홈(221b)이 수직방향으로 같은 선상에 위치할 때, 제2 영역(220b)에 의해 연결될 수 있다. 상기 제2 영역(220b)의 일단이 제2 홀(222b)을 관통하는 동시에 돌출부(222a)는 체결홀(220c)에 삽입되고, 제2 영역(220b)은 제2 홀(222b)을 관통하여 제2 홈(221b)에 삽입되어 결합될 수 있다. 이때, 상기 제2 영역(220b)의 일단과 제2 홈(221b)은 레이저 용접에 의해 견고하게 결합될 수 있다.
예컨대, 상기 돌출부(222a)의 높이(h)는 제2 홀(222b)에 제2 영역(220b)이 삽입되어 제2 홈(221b)에 도달가능하도록 3mm 내지 7mm, 바람직하게는 5mm로 형성되고, 상기 제2 홀(222b)의 폭은 퓨즈부의 용융으로 인한 가스의 압력이 증가할 수 있도록 제2 영역(220b)의 폭보다 더 크게 형성될 수 있다. 상기 제2 영역(220b)이 제2 홀(222b)에 삽입될 시, 제2 홀(222b)과 제2 영역(220b) 간 0.3mm 내지 0.7mm, 바람직하게는 0.5mm의 틈(D)이 발생됨이 바람직하다. 이에 단락시, 퓨즈부의 용융으로 발생된 가스의 압력에 의해 제1 집전체(221)가 벤딩되면서 파단될 수 있다.
도 6은 본 발명의 작동상태도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 이차전지는, 케이스 내에서 단락이 발생되면, 제1 단자연결부재(120)에 형성된 퓨즈부가 용융되면서 제2 영역(120b)을 제1 영역(120a)으로부터 파단시킨다. 이때, 파단된 제2 영역(120b)은 퓨즈부의 용융시 발생된 가스의 압력에 의해 제1 영역(120a)으로부터 이격되면서 제1 집전체(121)를 파단시킬 수 있다. 따라서, 제2 영역(120b)이 제1 영역(120a)으로부터 제거되어 아크의 발생 및 아크가 더 이상 발생되는 것을 차단할 수 있으므로 안전성을 향상시킬 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
100 : 이차전지 110 : 전극조립체
120 : 제1 단자연결부재 121 : 제1 집전체
130 : 제2 단자연결부재 131 : 제2 집전체
140 : 케이스 150 : 캡조립체

Claims (17)

  1. 제1 및 제2 무지부를 구비한 전극조립체;
    상기 제1 및 제2 무지부에 각각 연결되는 제1 및 제2 집전체;와
    상기 제1 및 제2 집전체의 일 영역에 각각 연결되는 제1 및 제2 단자연결부재가 구비된 캡조립체를 포함하고,
    상기 제1 또는 제2 단자연결부재 중 어느 하나는 퓨즈부를 포함하는 이차전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단자연결부재는 상기 캡조립체의 상부에 위치되는 제1 영역과 하부에 위치하는 제2 영역으로 이루어지는 이차전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 영역의 폭은 상기 제1 영역의 폭보다 더 좁게 형성되는 이차전지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 영역의 폭은 1mm 내지 5mm인 이차전지.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 퓨즈부는 상기 제2 영역에 형성되는 이차전지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 집전체와 상기 제1 단자연결부재, 및 상기 제2 집전체와 상기 제2 단자연결부재 사이에는 각각 실링부재가 더 구비되고,
    상기 실링부재의 일 영역에는 제1 홀이 형성되며, 상기 제1 집전체에는 상기 제1 홀과 대응하는 위치에 제1 홈이 형성되는 이차전지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 홀과 제1 홈은 수직방향으로 같은 선상에 위치하여 상기 제1 단자연결부재의 제2 영역에 의해 연결되는 이차전지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 홈과 상기 제2 영역의 일단은 레이저용접에 의해 결합되는 이차전지.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제1 영역과 제2 영역 간에는 체결홀이 더 형성되는 이차전지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 집전체와 상기 제1 단자연결부재, 및 상기 제2 집전체와 상기 제2 단자연결부재 사이에는 각각 실링부재가 더 구비되고,
    상기 실링부재의 일 영역에는 제2 홀이 구비된 돌출부가 형성되며, 상기 제1 집전체에는 상기 제2 홀과 대응하는 위치에 제2 홈이 형성되는 이차전지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 홀과 제2 홈은 수직방향으로 같은 선상에 위치하여 상기 제1 단자연결부재의 제2 영역에 의해 연결되되, 상기 실링부재의 돌출부는 상기 체결홀에 삽입되어 결합되는 이차전지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 홀의 폭은 상기 제2 영역의 폭보다 더 크게 형성되는 이차전지.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2 홀과 제2 영역 간의 틈은 0.3mm 내지 0.7mm인 이차전지.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 돌출부의 높이는 3mm 내지 7mm인 이차전지.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단자연결부재는 양극이고, 상기 제2 단자연결부재는 음극인 이차전지.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 집전체의 일 영역에는 노치부가 형성되는 이차전지.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 노치부의 깊이는 0.3mm 내지 0.7mm인 이차전지.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190043797A (ko) * 2017-10-19 2019-04-29 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180033972A (ko) * 2016-09-27 2018-04-04 현대자동차주식회사 배터리 셀
KR102540837B1 (ko) * 2017-12-01 2023-06-07 현대자동차주식회사 파우치형 이차전지 및 그 제조방법
CN111801814B (zh) * 2018-02-27 2023-01-13 松下控股株式会社 密闭型电池

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090320277A1 (en) * 2007-04-24 2009-12-31 Joseph Barrella High energy cell fusible link
KR20110135805A (ko) * 2010-06-11 2011-12-19 에스비리모티브 주식회사 이차 전지

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0570590B1 (en) 1991-12-06 1997-03-26 Yuasa Corporation Thin battery and monolithic thin battery
KR20110042039A (ko) * 2008-08-25 2011-04-22 파나소닉 주식회사 이차전지의 제조방법 및 이차전지
US9184426B2 (en) 2009-07-17 2015-11-10 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Battery connection member and battery module using the same
US8632911B2 (en) 2010-01-15 2014-01-21 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
KR101036070B1 (ko) 2010-01-26 2011-05-19 에스비리모티브 주식회사 이차 전지
KR101126839B1 (ko) 2010-06-04 2012-03-23 에스비리모티브 주식회사 이차 전지
CA2814876C (en) * 2010-10-18 2015-01-06 Conspec Controls Limited Intrinsically safe backup power supply for combustible environments
US8486283B2 (en) 2010-11-02 2013-07-16 Sinoelectric Powertrain Corporation Method of making fusible links
US20140159921A1 (en) * 2010-11-19 2014-06-12 Spacelabs Healthcare Llc Configurable, Portable Patient Monitoring System
US9023497B2 (en) 2011-02-18 2015-05-05 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
KR101243546B1 (ko) 2011-03-02 2013-03-20 로베르트 보쉬 게엠베하 이차 전지 및 이를 갖는 배터리 팩
KR101254871B1 (ko) 2011-04-18 2013-04-15 로베르트 보쉬 게엠베하 이차전지
US10566165B2 (en) 2011-05-31 2020-02-18 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Fuse board and battery block equipped with same
US9023498B2 (en) 2011-07-07 2015-05-05 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
KR101274806B1 (ko) 2011-07-26 2013-06-13 로베르트 보쉬 게엠베하 이차 전지
KR101711978B1 (ko) 2011-10-05 2017-03-06 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR101711977B1 (ko) 2011-10-25 2017-03-06 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
US9172079B2 (en) 2012-02-01 2015-10-27 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
WO2013137450A1 (ja) 2012-03-15 2013-09-19 株式会社 東芝 リチウムイオン二次電池
KR101693288B1 (ko) 2013-04-17 2017-01-05 삼성에스디아이 주식회사 퓨즈를 갖는 이차 전지
KR20140125657A (ko) 2013-04-19 2014-10-29 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
KR101696010B1 (ko) 2013-06-19 2017-01-12 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP6198129B2 (ja) * 2013-09-30 2017-09-20 株式会社Gsユアサ 蓄電素子
US9741997B2 (en) * 2014-11-05 2017-08-22 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090320277A1 (en) * 2007-04-24 2009-12-31 Joseph Barrella High energy cell fusible link
KR20110135805A (ko) * 2010-06-11 2011-12-19 에스비리모티브 주식회사 이차 전지

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190043797A (ko) * 2017-10-19 2019-04-29 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

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Publication number Publication date
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US20150295220A1 (en) 2015-10-15

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