KR20150122463A

KR20150122463A - 이차 전지

Info

Publication number: KR20150122463A
Application number: KR1020140048755A
Authority: KR
Inventors: 변상원
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2014-04-23
Filing date: 2014-04-23
Publication date: 2015-11-02
Also published as: KR102211526B1; US9570720B2; US20150311482A1

Abstract

본 발명의 일 실시예는 진공 실링에 의하여 케이스의 측벽으로 전극 조립체를 균일하게 가압하는 이차 전지를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 충전 및 방전 작용하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 내장하는 케이스, 상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 상기 전극 조립체에 연결되어 상기 캡 플레이트의 단자홀에 설치되는 전극단자, 및 상기 케이스의 일 측벽에서 외곽에 대응하여 설정된 두께를 가지며, 상기 외곽에서 상기 일 측벽의 중앙으로 가면서 두께가 점진적으로 얇아지게 형성되고, 서로 마주하는 상기 전극 조립체와 상기 일 측벽 사이에 배치되어 상기 전극 조립체와 상기 일 측벽을 지지하는 리테이너를 포함한다.

Description

이차 전지 {RECHARGEABLE BATTERY}

본 기재는 진공 실링으로 조립되는 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 조립체를 수용하는 케이스, 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 및 전극 조립체를 캡 플레이트의 외측으로 인출하는 전극단자를 포함한다.

이차 전지는 전극단자를 통하여 전극 조립체에 연결하고, 캡 플레이트에 설치하여, 전극 조립체를 케이스 내에 삽입하고, 캡 플레이트를 케이스에 용접함으로써 조립된다.

이후, 캡 플레이트에 형성된 전해액 주입구를 통하여 이차 전지의 내부를 진공으로 설정한다. 이때, 케이스의 넓은 측벽의 중앙 부분이 외곽 부분에 비하여 더 깊이 오목하게 변형된다.

따라서 케이스의 넓은 측벽이 전극 조립체를 가압하게 된다. 케이스에서 넓은 측벽의 중앙 부분이 외곽 부분에 비하여 전극 조립체를 더 가압하게 된다. 즉 전극 조립체는 측벽에 대하여 불균일하게 가압되어, 케이스의 넓은 측벽에 대응하는 위치에 따라 충전 및 방전 작용을 불균일하게 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 진공 실링에 의하여 케이스의 측벽으로 전극 조립체를 균일하게 가압하는 이차 전지를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 충전 및 방전 작용하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 내장하는 케이스, 상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 상기 전극 조립체에 연결되어 상기 캡 플레이트의 단자홀에 설치되는 전극단자, 및 상기 케이스의 일 측벽에서 외곽에 대응하여 설정된 두께를 가지며, 상기 외곽에서 상기 일 측벽의 중앙으로 가면서 두께가 점진적으로 얇아지게 형성되고, 서로 마주하는 상기 전극 조립체와 상기 일 측벽 사이에 배치되어 상기 전극 조립체와 상기 일 측벽을 지지하는 리테이너를 포함한다.

상기 케이스는, 상기 개구의 대향 측에 바닥을 형성하고, 상기 개구와 상기 바닥 사이에서 설정되는 4개의 사각형 측벽을 구비하고, 상기 측벽은 넓은 면적을 가지는 1쌍의 광폭벽과 좁은 면적을 가지는 1쌍의 협폭벽을 포함하며, 상기 리테이너는 상기 전극 조립체의 양 측면과 1쌍의 광폭벽 사이에 각각 배치될 수 있다.

상기 리테이너는, 상기 캡 플레이트 측에 최대 두께를 형성하여 상기 바닥과 나란한 방향으로 설정되는 상기 광폭벽의 폭 방향으로 연장되는 제1리테이너 부재, 및 상기 바닥 측에 최대 두께를 형성하여 상기 광폭벽의 폭 방향으로 연장되는 제2리테이너 부재를 포함할 수 있다.

상기 리테이너는, 상기 바닥에 수직한 방향으로 절단한 단면에서, 상기 최대 두께를 형성하는 단부와 상기 전극 조립체에 밀착되는 내면을 직각으로 형성하고, 상기 단부와 상기 케이스의 광폭벽에 밀착되는 외면을 예각으로 형성할 수 있다.

상기 케이스의 광폭벽은, 진공 실링 상태에서, 상기 리테이너의 외면에 대응하여 오목하게 형성될 수 있다.

상기 제1리테이너 부재와 상기 제2리테이너 부재는, 상기 광폭벽의 중앙 부분에서 최소 두께를 가지고, 최소 두께의 단부를 서로 이격하여 배치될 수 있다.

상기 케이스의 광폭벽은, 진공 실링 상태에서, 상기 제1리테이너 부재와 상기 제2리테이너 부재의 외면과 상기 최소 두께의 단부 사이에 노출되는 상기 전극 조립체의 측면에 대응하여 오목하게 형성될 수 있다.

상기 리테이너는, 상기 캡 플레이트 측에 최대 두께를 형성하여 상기 바닥과 나란한 방향으로 설정되는 상기 광폭벽의 폭 방향으로 연장되는 제1리테이너부, 상기 바닥 측에 최대 두께를 형성하고 상기 광폭벽의 폭 방향으로 연장되는 제2리테이너부, 및 상기 광폭벽의 중앙에서 상기 제1리테이너부와 상기 제2리테이너부를 서로 연결하고 최소 두께를 형성하는 연결부를 포함할 수 있다.

상기 연결부는 적어도 하나의 관통구를 형성할 수 있다.

상기 제1리테이너 부재 및 상기 제2리테이너 부재는 상기 광폭벽의 폭 방향을 따라 설정된 간격으로 이격되어 형성되는 절개홈을 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전극 조립체의 외면과 케이스 측벽의 내면 사이에 리테이너를 배치하고, 리테이너의 두께가 일 측벽의 외곽에서 두껍고 일 측벽의 중앙으로 가면서 점진적으로 얇아지므로 진공 실링에서 케이스의 일 측벽 중앙이 오목해지면서 리테이너에 밀착되어 리테이너를 통하여 전극 조립체를 균일하게 가압하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 2의 전극 조립체와 리테이너의 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ 선에 따른 진공 실링 전 상태의 단면도이다.
도 5는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ 선에 따른 진공 실링 후 상태의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 이차 전지에서 전극 조립체와 리테이너의 분해 사시도이다.
도 7은 도 6의 리테이너를 적용한 이차 전지에서 진공 실링 후 상태의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 이차 전지에서 전극 조립체와 리테이너의 분해 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 제1실시예에 따른 이차 전지의 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1실시예에 따른 이차 전지(1)는 전류를 충전 및 방전하는 전극 조립체(10), 전극 조립체(10)를 내장하는 케이스(15), 케이스(15)의 개구에 결합되는 캡 플레이트(20), 및 전극 조립체(10)에 연결되어 캡 플레이트(20)의 단자홀(H1, H2)에 설치되는 전극단자(예를 들면, 음, 양극 단자(21, 22))를 포함한다.

도 3은 도 2의 전극 조립체와 리테이너의 분해 사시도이고, 도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ 선에 따른 진공 실링 전 상태의 단면도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 제1실시예에 따른 이차 전지(1)는 전극 조립체(10)와 케이스(15)의 일 측벽 사이에 배치되는 리테이너(70)를 더 포함한다.

다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 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 상태(도 3 참조)로 귄취하여, 케이스(15)에 수용될 수 있도록 납작하게 형성된다.

음, 양극(11, 12)은 각각 금속박(예를 들면, Cu, Al 포일)의 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 전극 조립체(10)를 내부에 수용하는 공간을 설정하도록 대략 일측이 개방된 직육면체 형상으로 이루어질 수 있다. 케이스(15)의 개구는 직육면체의 일측에 형성되어 외부에서 내부 공간으로 전극 조립체(10)를 삽입할 수 있게 한다.

예를 들면, 케이스(15)는 사각형 개구의 반대측에 개구에 대응하는 바닥(151)을 구비하고, 개구와 바닥(151) 사이에서 설정되는 4개의 사각형 측벽을 구비한다. 측벽은 상대적으로 넓은 면적을 가지는 1쌍의 광폭벽(152)과, 광폭벽(152)보다 좁은 면적을 가지는 1쌍의 협폭벽(153)을 포함한다(도 1 참조).

캡 플레이트(20)는 케이스(15)의 개구에 설치되어 케이스(15)를 밀폐한다. 예를 들면, 케이스(15)와 캡 플레이트(20)는 알루미늄으로 형성되어 개구에서 서로 용접될 수 있다.

또한, 캡 플레이트(20)는 하나 이상의 개구를 가지며, 예를 들면, 전해액 주입구(29) 및 벤트 홀(24)을 더 구비한다. 전해액 주입구(29)는 케이스(15)에 캡 플레이트(20)를 결합 및 용접한 후, 케이스(15)의 내부로 전해액을 주입할 수 있게 한다. 전해액 주입 후, 전해액 주입구(29)는 밀봉 마개(27)로 밀봉된다.

벤트 홀(24)은 전극 조립체(10)의 충방전 작용에 의하여 이차 전지(1)의 내부에서 발생되는 가스 및 가스에 의한 내부 압력을 배출할 수 있도록 벤트 플레이트(25)로 밀폐된다.

이차 전지(1)의 내부 압력이 설정 압력에 이르면, 벤트 플레이트(25)가 절개되어 벤트 홀(24)을 개방하여 가스 및 내부 압력을 배출한다. 벤트 플레이트(25)는 절개를 유도하는 노치(25a)를 가진다.

음, 양극 단자(21, 22)는 캡 플레이트(20)의 단자홀(H1, H2)에 각각 설치되어, 전극 조립체(10)에 전기적으로 연결된다. 즉 음극 단자(21)는 전극 조립체(10)의 음극(11)에 전기적으로 연결되고, 양극 단자(22)는 전극 조립체(10)의 양극(12)에 전기적으로 연결된다. 따라서 전극 조립체(10)는 음극 단자(21) 및 양극 단자(22)를 통하여 케이스(15)의 외부로 인출될 수 있다.

음, 양극 단자(21, 22)는 단자홀(H1, H2)에 대응하여 캡 플레이트(20)의 외측에 배치되는 플레이트 터미널(21c, 22c)과, 전극 조립체(10)에 전기적으로 연결되고 단자홀(H1, H2)을 관통하여 캡 플레이트(20)에 설치되어 플레이트 터미널(21c, 22c)에 체결되는 리벳 터미널(21a, 22a)을 포함한다.

플레이트 터미널(21c, 22c)은 관통홀(H3, H4)을 가지고, 리벳 터미널(21a, 22a)은 상단으로 단자홀(H1, H2)을 관통하여 관통홀(H3, H4)에 삽입된다. 리벳 터미널(21a, 22a)은 캡 플레이트(20)의 단자홀(H1 H2)에 삽입되는 기둥부(211, 221), 및 기둥부(211, 221)의 일단에 구비되는 플랜지부(212, 222)를 포함한다. 플랜지부(212, 222)는 기둥부(211, 221)의 단면적보다 넓게 형성되어 캡 플레이트(20)의 내측에 배치된다.

음, 양극 개스킷(36, 37)은 리벳 터미널(21a, 22a)의 기둥부(211, 221)와 캡 플레이트(20)의 단자홀(H1, H2) 내면 사이에 각각 설치되어, 리벳 터미널(21a, 22a)의 기둥부(211, 221)와 캡 플레이트(20)의 단자홀(H1, H2) 사이를 실링하고 전기적으로 절연한다.

음, 양극 개스킷(36, 37)은 플랜지부(212, 222)와 캡 플레이트(20)의 내면 사이에 더 연장 설치되어, 플랜지부(212, 222)와 캡 플레이트(20) 사이를 더 실링하고 전기적으로 절연한다. 즉 음, 양극 개스킷(36, 37)은 캡 플레이트(20)에 음, 양극 단자(21, 22)를 설치함으로써 단자홀(H1, H2)을 통하여 전해액이 새는 것(leak)을 방지한다.

음, 양극 리드탭(51, 52)은 음, 양극 단자(21, 22)를 전극 조립체(10)의 음, 양극(11, 12)에 각각 전기적으로 연결한다. 즉 음, 양극 리드탭(51, 52)은 일측으로 리벳 터미널(21a, 22a)에 연결되고, 다른 일측으로 전극 조립체(10)의 무지부(11b, 12b)에 용접으로 연결된다.

음, 양극 리드탭(51, 52)의 결합홀(511, 521)로 리벳 터미널(21a, 22a)의 기둥부(211, 221)가 삽입되고, 플랜지부(212, 222)가 의 결합홀(511, 521)의 주위에 지지됨으로써 전기적으로 로 리벳 터미널(21a, 22a)과 음, 양극 리드탭(51, 52)이 전기적으로 연결된다. 플랜지부(212, 222)와 결합홀(511, 521)의 주위는 코킹(caulking) 또는 용접될 수 있다.

음, 양극 절연부재(61, 62)는 음, 양극 리드탭(51, 52)과 캡 플레이트(20) 사이에 각각 설치되어, 음, 양극 리드탭(51, 52)과 캡 플레이트(20)를 전기적으로 절연시킨다.

또한, 음, 양극 절연부재(61, 62)는 일측으로 캡 플레이트(20)에 결합되고 다른 일측으로 음, 양극 리드탭(51, 52)과 리벳 터미널(21a, 22a)의 기둥부(211, 221) 및 플랜지부(212, 222)를 감싸므로 음, 양극 리드탭(51, 52)과 리벳 터미널(21a, 22a)의 연결 구조를 안정시킨다.

음극 단자(21) 측의 플레이트 터미널(21c)과 캡 플레이트(20) 사이에 외부 절연부재(31)가 개재되어, 플레이트 터미널(21c)과 캡 플레이트(20)를 전기적으로 절연시킨다. 즉 캡 플레이트(20)는 음극 단자(21)와 전기적으로 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 단자(22) 측의 플레이트 터미널(22c)과 캡 플레이트(20) 사이에 도전성을 가지는 탑 플레이트(46)가 개재되어, 플레이트 터미널(22c)과 캡 플레이트(20)를 전기적으로 연결시킨다. 즉 캡 플레이트(20)는 양극 단자(22)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.

한편, 양극 개스킷(37)은 리벳 터미널(22a)과 탑 플레이트(46)가 전기적으로 직접 연결되는 것을 방지한다. 즉 리벳 터미널(22a)은 플레이트 터미널(22c)을 통하여 탑 플레이트(46)에 전기적으로 연결된다. 따라서 탑 플레이트(46) 및 케이스(15)는 양극성을 가진다.

도 5는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ 선에 따른 진공 실링 후 상태의 단면도이다. 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 리테이너(70)는 케이스(15)의 일 측벽(예를 들면, 광폭벽(152))에서 외곽에 대응하여 설정된 두께를 가지며, 외곽에서 일 측벽의 중앙으로 가면서 두께가 점진적으로 얇아지게 형성된다.

리테이너(70)는 서로 마주하는 전극 조립체(10)와 케이스(15)의 광폭벽(152) 사이에 배치되어 전극 조립체(10)와 광폭벽(152)을 밀착하여 지지한다. 즉 리테이너(70)는 y축 방향에서 전극 조립체(10)의 양 측면과 1쌍의 광폭벽(152) 사이에 각각 배치된다.

이하에서 편의상, 전극 조립체(10)의 일 측면에 대한 리테이너(70)를 설명한다. 일례를 들면, 리테이너(70)는 제1리테이너 부재(71)와 제2리테이너 부재(72)를 포함한다.

제1리테이너 부재(71)는 케이스(15) 내의 캡 플레이트(20) 측에서 최대 두께(t)를 형성하여 바닥(151)과 나란한 방향(x축 방향)으로 설정되는 광폭벽(152)의 폭 방향(x축 방향)으로 연장된다.

제2리테이너 부재(72)는 케이스(15) 내의 바닥(151) 측에서 최대 두께(t)를 형성하여 광폭벽(152)의 폭 방향으로 연장된다. z축 방향에서 제1, 제2리테이너 부재(71, 72)는 대칭 구조를 형성할 수 있다.

리테이너(70), 즉 제1, 제2리테이너 부재(71, 72)는 바닥(151)에 수직한 방향으로 절단한 단면(도 4 단면)에서, 최대 두께(t)를 형성하는 단부(711, 721)를 z축 방향의 양측에 구비한다.

또한, 제1, 제2리테이너 부재(71, 72)는 단부(711, 721)와 전극 조립체(10)에 밀착되는 내면(712, 722)을 직각으로 형성하고, 단부(711, 721)와 케이스(15)의 광폭벽(152)에 밀착되는 외면(713, 723)을 예각으로 형성한다. 즉 외면(713, 723)은 외곽에서 중심부로 경사지게 이어진다.

전해액 주입구(29)를 통하여 부압을 작용시켜 조립하는 진공 실링 상태에서, 케이스(15)의 광폭벽(152)은 리테이너(70), 즉 제1, 제2리테이너 부재(71, 72)의 외면(713, 723)에 대응하여 오목하게 변형된다. 이는 전극 조립체(10)가 광폭벽(152)의 외곽에 비하여 중앙에 대응하는 부분에서 보다 큰 스웰링을 일으킬 가능성을 가지기 때문이다.

진공 실링에 의하여, 광폭벽(152)은 케이스(15)의 내부 중앙으로 오목하게 변형되면서 제1, 제2리테이너 부재(71, 72)의 외면(713, 723)에 밀착된다. 즉 광폭벽(152)은 중앙에서 최대로 변형되고 외곽에서 최소로 변형되어 제1, 제2리테이너 부재(71, 72)를 가압한다.

따라서 광폭벽(152)은 두께 차이에 의하여 최대 두께(t)인 제1, 제2리테이너 부재(71, 72)의 외곽에서 최소의 가압력을 구현하고, 제1, 제2리테이너 부재(71, 72)의 두께가 최소인 중앙에서 최대의 가압력을 발휘하게 된다.

즉 광폭벽(152)의 가압력을 받는 제1, 제2리테이너 부재(71, 72)는 광폭벽(152)의 면적 범위 내에서 전극 조립체(10)를 균일한 압력으로 가압한다. 따라서 케이스(15) 내에서 전극 조립체(10)의 고정력이 강화될 수 있다. 또한 전극 조립체(10)는 광폭벽(152)의 면적 범위 내에서 균일한 충전 및 방전 작용을 구현할 수 있다.

더 구체적으로 보면, 제1, 제2리테이너 부재(71, 72)는 광폭벽(152)의 중앙 부분에서 최소 두께를 가지고, 최소 두께의 단부를 간격(G)으로 이격하여 배치될 수 있다.

이 경우 진공 실링 상태에서, 케이스(15)의 광폭벽(152)은 제1, 제2리테이너 부재(71, 72)의 외면(713, 723)과 최소 두께의 단부 사이에 노출되는 전극 조립체(10)의 측면에 대응하여 오목하게 변형된다.

진공 실링에 의하여, 광폭벽(152)은 케이스(15)의 내부 중앙으로 오목하게 변형되면서 제1, 제2리테이너 부재(71, 72)의 외면(713, 723) 및 노출된 전극 조립체(10)의 측면에 밀착된다. 즉 광폭벽(152)은 중앙에서 최대로 변형되고 외곽에서 최소로 변형되어 제1, 제2리테이너 부재(71, 72) 및 간격(G)에 노출되는 전극 조립체(10)의 측면을 가압한다.

따라서 광폭벽(152)은 두께 차이에 의하여 최대 두께(t)인 제1, 제2리테이너 부재(71, 72)의 외곽에서 최소의 가압력을 구현하고, 제1, 제2리테이너 부재(71, 72)를 따라 중심으로 가면서 감소되며, 간격(G)에 노출되는 전극 조립체(10)의 측면에서 최대의 가압력을 발휘하게 된다.

즉 광폭벽(152)의 가압력을 받는 제1, 제2리테이너 부재(71, 72) 및 간격(G)에 대응하는 광폭벽(152)의 중앙은 전극 조립체(10)를 더욱 균일한 압력으로 가압한다. 따라서 케이스(15) 내에서 전극 조립체(10)의 고정력이 더욱 강화될 수 있다.

이하에서 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 설명한다. 제1 실시예 및 기 설명된 실시예의 구성과 비교하여 동일한 구성을 생략하고 서로 다른 구성에 대하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 이차 전지에서 전극 조립체와 리테이너의 분해 사시도이고, 도 7은 도 6의 리테이너를 적용한 이차 전지에서 진공 실링 후 상태의 단면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 제2실시예의 이차 전지(2)에서, 리테이너(80)는 제1리테이너부(81), 제2리테이너부(82) 및 연결부(83)를 일체로 구비하여 형성된다. 제2실시예의 리테이너(80)는 제1실시예의 리테이너(70)에 비하여 부품 개수를 줄임으로써 이차 전지의 조립 공정을 더 용이하게 한다.

제1리테이너부(81)는 케이스(16) 내의 캡 플레이트(20) 측에서 최대 두께(t2)를 형성하여 바닥(161)과 나란한 방향으로 설정되는 광폭벽(162)의 폭 방향(x축 방향)으로 연장된다.

제2리테이너부(82)는 케이스(16) 내의 바닥(161) 측에서 최대 두께(t2)를 형성하여 광폭벽(162)의 폭 방향으로 연장된다. 연결부(83)는 광폭벽(162)의 중앙에서 제1리테이너부(81)와 제2리테이너부(82)를 서로 연결하고 최소 두께를 형성한다. 연결부(83)는 적어도 하나의 관통구(831)를 구비한다.

전해액 주입구(29)를 통하여 부압을 작용시키는 진공 실링 상태(도 7의 가상선 상태)에서, 케이스(16)의 광폭벽(162)은 제1, 제2리테이너부(81, 82)의 외면(813, 823)과 연결부(83)의 외면(833)에 대응하여 오목하게 변형된다.

진공 실링에 의하여, 광폭벽(162)은 케이스(16)의 내부 중앙으로 오목하게 변형되면서 제1, 제2리테이너부(81, 82)의 외면(813, 823) 및 연결부(83)의 외면(833)에 밀착된다. 즉 광폭벽(162)은 중앙에서 최대로 변형되고 외곽에서 최소로 변형되어 제1, 제2리테이너부(81, 82) 및 연결부(83)를 가압한다.

따라서 광폭벽(162)은 두께 차이에 의하여 최대 두께(t2)인 제1, 제2리테이너부(81, 82)의 외곽에서 최소의 가압력을 구현하고, 두께가 최소인 연결부(83)의 중앙에서 최대의 가압력을 발휘하게 된다.

즉 광폭벽(162)의 가압력을 받는 제1, 제2리테이너부(81, 82) 및 연결부(83)는 광폭벽(162)의 면적 범위 내에서 전극 조립체(10)를 더욱 균일한 압력으로 가압한다. 따라서 케이스(16) 내에서 전극 조립체(10)의 고정력이 강화될 수 있다.

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 이차 전지에서 전극 조립체와 리테이너의 분해 사시도이다. 도 4, 도 5 및 도 8을 참조하면, 리테이너(90), 즉 제1, 제2리테이너 부재(91, 92)는 광폭벽(152)의 폭 방향(x축 방향)을 따라 설정된 간격으로 이격되어 형성되는 절개홈(911, 921)을 구비한다.

제3실시예의 제1, 제2리테이너 부재(91, 92)는 진공 실링 과정에서 광폭벽(152)이 제1, 제2리테이너 부재(91, 92)에 밀착될 때, 절개홈(911, 921)에 해당하는 가압력이 제거되므로 제1실시예의 제1, 제2리테이너 부재(71, 72)에 비하여, 더 유연하게 전극 조립체(10)를 가압할 수 있다.

또한, 절개홈(911, 921)은 전극 조립체(10)와 제1, 제2리테이너 부재(91, 92) 사이에 잔류하는 공기를 효과적으로 배출시킬 수 있다. 즉 전해액 주입구(29)를 통하여 부압을 작용시키는 진공 실링이 더 용이할 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.

1, 2: 이차 전지 10: 전극 조립체
11: 음극 11a, 12a: 코팅부
11b, 12b: 무지부 12: 양극
13: 세퍼레이터 15, 16: 케이스
20: 캡 플레이트 21, 22: 음, 양극 단자
21a, 22a: 리벳 터미널 21c, 22c: 플레이트 터미널
24: 벤트 홀 25: 벤트 플레이트
25a: 노치 27: 밀봉 마개
29: 전해액 주입구 31: 절연부재
36, 37: 음, 양극 개스킷 46: 탑 플레이트
51, 52: 음, 양극 리드탭 61, 62: 음, 양극 절연부재
70, 80, 90: 리테이너 71, 91: 제1리테이너 부재
72, 92: 제2리테이너 부재 81, 82: 제1, 제2리테이너부
83: 연결부 151, 161: 바닥
152, 162: 광폭벽 153: 협폭벽
211, 221: 기둥부 212, 222: 플랜지부
511, 521: 결합홀 711, 721: 단부
712, 722: 내면 713, 723, 813, 823, 833: 외면
831: 관통구 911, 921: 절개홈
G: 간격 t, t2: 최대 두께
H1, H2: 단자홀 H3, H4: 관통홀

Claims

충전 및 방전 작용하는 전극 조립체;
상기 전극 조립체를 내장하는 케이스;
상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트;
상기 전극 조립체에 연결되어 상기 캡 플레이트의 단자홀에 설치되는 전극단자; 및
상기 케이스의 일 측벽에서 외곽에 대응하여 설정된 두께를 가지며, 상기 외곽에서 상기 일 측벽의 중앙으로 가면서 두께가 점진적으로 얇아지게 형성되고, 서로 마주하는 상기 전극 조립체와 상기 일 측벽 사이에 배치되어 상기 전극 조립체와 상기 일 측벽을 지지하는 리테이너
를 포함하는 이차 전지.
제1항에 있어서,
상기 케이스는
상기 개구의 대향 측에 바닥을 형성하고, 상기 개구와 상기 바닥 사이에서 설정되는 4개의 사각형 측벽을 구비하고,
상기 측벽은,
넓은 면적을 가지는 1쌍의 광폭벽과 좁은 면적을 가지는 1쌍의 협폭벽을 포함하며,
상기 리테이너는
상기 전극 조립체의 양 측면과 1쌍의 광폭벽 사이에 각각 배치되는 이차 전지.
제2항에 있어서,
상기 리테이너는
상기 캡 플레이트 측에 최대 두께를 형성하여 상기 바닥과 나란한 방향으로 설정되는 상기 광폭벽의 폭 방향으로 연장되는 제1리테이너 부재, 및
상기 바닥 측에 최대 두께를 형성하여 상기 광폭벽의 폭 방향으로 연장되는 제2리테이너 부재
를 포함하는 이차 전지.
제3항에 있어서,
상기 리테이너는,
상기 바닥에 수직한 방향으로 절단한 단면에서,
상기 최대 두께를 형성하는 단부와 상기 전극 조립체에 밀착되는 내면을 직각으로 형성하고,
상기 단부와 상기 케이스의 광폭벽에 밀착되는 외면을 예각으로 형성하는
이차 전지.
제4항에 있어서,
상기 케이스의 광폭벽은,
진공 실링 상태에서, 상기 리테이너의 외면에 대응하여 오목하게 형성되는 이차 전지.
제3항에 있어서,
상기 제1리테이너 부재와 상기 제2리테이너 부재는,
상기 광폭벽의 중앙 부분에서 최소 두께를 가지고, 최소 두께의 단부를 서로 이격하여 배치되는 이차 전지.
제6항에 있어서,
상기 케이스의 광폭벽은,
진공 실링 상태에서, 상기 제1리테이너 부재와 상기 제2리테이너 부재의 외면과 상기 최소 두께의 단부 사이에 노출되는 상기 전극 조립체의 측면에 대응하여 오목하게 형성되는 이차 전지.
제2항에 있어서,
상기 리테이너는
상기 캡 플레이트 측에 최대 두께를 형성하여 상기 바닥과 나란한 방향으로 설정되는 상기 광폭벽의 폭 방향으로 연장되는 제1리테이너부,
상기 바닥 측에 최대 두께를 형성하고 상기 광폭벽의 폭 방향으로 연장되는 제2리테이너부, 및
상기 광폭벽의 중앙에서 상기 제1리테이너부와 상기 제2리테이너부를 서로 연결하고 최소 두께를 형성하는 연결부
를 포함하는 이차 전지.
제8항에 있어서,
상기 연결부는
적어도 하나의 관통구를 형성하는 이차 전지.
제3항에 있어서,
상기 제1리테이너 부재 및 상기 제2리테이너 부재는
상기 광폭벽의 폭 방향을 따라 설정된 간격으로 이격되어 형성되는 절개홈을 구비하는 이차 전지.