KR20160011983A - Cylindrical battery with improved corrosion resistance and method of making the same - Google Patents

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KR20160011983A
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Abstract

The present invention relates to a cylindrical battery and a manufacturing method thereof, capable of improving corrosion resistance by coating a tip of a clamping part. Since the tip of the clamping part is coated to prevent the exposure of a base material, the corrosion of a battery can, caused by the exposure of the base material, is prevented and external moisture, penetrating the inside of the battery, is more exactly prevented.

Description

내식성이 향상된 원통형 전지 및 그의 제조방법 {Cylindrical battery with improved corrosion resistance and method of making the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylindrical battery having improved corrosion resistance and a method of manufacturing the same.

본 발명은 내식성이 향상된 원통형 전지 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 클림핑(crimping) 부분의 끝단을 코팅 처리함으로써 내식성이 향상되도록 한 원통형 전지 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylindrical battery having improved corrosion resistance and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a cylindrical battery in which corrosion resistance is improved by coating a tip of a crimping portion, and a method of manufacturing the same.

일반적으로, 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와 달리, 충방전이 가능한 전지를 의미하며, 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 전자기기 또는 전기 자동차 등에 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V 가량으로서, 전자 장비의 전원으로 많이 사용되는 니켈-카드뮴 전지 또는 니켈-수소 전지보다 약 3배의 용량을 가지며, 단위 중량당 에너지 밀도가 높기 때문에 그 활용 정도가 급속도로 증가되는 추세에 있다.2. Description of the Related Art Generally, a secondary battery is a battery which can be charged and discharged unlike a primary battery which can not be charged, and is widely used in electronic devices such as mobile phones, notebook computers, camcorders, and electric vehicles. Particularly, the lithium secondary battery has an operating voltage of about 3.6 V, has a capacity about three times that of a nickel-cadmium battery or a nickel-hydrogen battery widely used as a power source for electronic equipment, and has a high energy density per unit weight. Is rapidly increasing.

이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 분리막을 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재를 구비한다.These lithium secondary batteries mainly use a lithium-based oxide and a carbonaceous material as a cathode active material and an anode active material, respectively. The lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate each coated with such a positive electrode active material and a negative electrode active material are disposed with a separator interposed therebetween, and a casing member for sealingly storing the electrode assembly together with the electrolyte solution.

리튬 이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다. 그리고, 캔형 이차 전지는 다시 금속 캔의 형태에 따라 원통형 전지와 각형 전지로 분류될 수 있다. 이러한 각형 또는 원통형 이차 전지의 외장재는 개방단이 형성된 케이스, 즉 전지 캔 및 전지 캔의 개방단에 밀봉 결합되는 캡 조립체를 구비한다.The lithium secondary battery can be classified into a can-type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a metal can, and a pouch-type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the battery case. The can-type secondary battery can be classified into a cylindrical battery and a prismatic battery depending on the shape of the metal can. The casing of such a rectangular or cylindrical secondary battery has a cap assembly which is hermetically sealed to the case having an open end, that is, the battery can and the open end of the battery can.

일반적으로 원통형 이차 전지는 원통형 전지 캔, 전지 캔의 내부에 수용되는 젤리-롤 형태의 전극 조립체, 전지 캔의 상부에 결합되는 캡 조립체, 캡 조립체를 장착하기 위해 전지 캔의 선단에 마련된 비딩부 및 전지를 밀봉하기 위한 클림핑 부분을 구비한다.In general, a cylindrical secondary battery includes a cylindrical battery can, a jelly-roll type electrode assembly housed inside the battery can, a cap assembly coupled to the upper portion of the battery can, a beading portion provided at the tip of the battery can to mount the cap assembly, And a crimping portion for sealing the battery.

도 3을 참조하면, 전지 캔(20)의 내면과 외면에는 니켈을 비롯한 금속 또는 합금으로 된 도금층(20a, 20b)이 형성되어 있다. 이러한 도금층(20a, 20b)에 의해, 전극 팽창 및 전극 내부의 압력 상승으로 인한 부피 변화가 효과적으로 억제될 뿐만 아니라, 내충격성, 내스크래치성 및 내관통성 등이 향상될 수 있다. 그러나, 전지 캔(20)의 끝단에는 도금층이 형성되어 있지 않아, 전지 캔(20)의 모재가 노출되는 모재 노출부(50a)가 발생하게 된다. 3, plating layers 20a and 20b made of metal or alloy such as nickel are formed on the inner and outer surfaces of the battery can 20, respectively. By the plating layers 20a and 20b, the volume change due to the electrode expansion and the pressure rise in the electrode can be effectively suppressed, and the impact resistance, scratch resistance and endurance can be improved. However, a plating layer is not formed at the end of the battery can 20, and a base material exposed portion 50a in which the base material of the battery can 20 is exposed is generated.

모재 노출부(50a)는 도금층에 의한 보호를 받지 못하기 때문에 부식이 쉽게 발생하여 러스트(rust)가 생성될 수 있으며, 이는 외부 단락으로 이어질 수 있다. 뿐만 아니라, 모재 노출부(50a)를 통해 외부 수분이 전지 내부로 침투할 수 있는데, 수분이 전지내로 유입되면 전지 성능이 저하되고 조기 단락 현상이 발생할 수 있다. 이러한 문제점은 고온 다습한 외부 환경에 노출될 수 있고, 5년 이상의 장기 보증도 요구되는 비-IT용인 전동공구, 전력구동, 전력저장, 자동차용으로 사용되는 원통형 전지에서 더욱 심각하다.
Since the base material exposed portion 50a is not protected by the plating layer, corrosion may easily occur and a rust may be generated, which may lead to an external short circuit. In addition, external moisture may penetrate into the battery through the base material exposing portion 50a. If moisture is introduced into the battery, battery performance may be deteriorated and an early short circuit may occur. These problems are more serious in non-IT power tools, power drives, power storage, automobiles, and the like, which can be exposed to hot and humid environment and require long-term assurance of more than 5 years.

본 발명은 전술한 기술적 과제를 해결하기 위해 착안된 것으로, 내식성을 향상시키고 수분 유입을 방지할 수 있는 원통형 전지 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned technical problems, and it is an object of the present invention to provide a cylindrical battery which can improve corrosion resistance and prevent water inflow and a method of manufacturing the same.

본 발명의 일 양태에 의하면, 전극조립체가 내장되어 있는 원통형 캔의 개방 상단에 캡 조립체를 장착하기 위한 클림핑(crimping) 부분이 캔의 상단부에 형성되어 있는 전지로서, 상기 클림핑 부분의 끝단이 절연물질로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 전지가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery in which a crimping portion for mounting a cap assembly to an open upper end of a cylindrical can containing an electrode assembly is formed at an upper end portion of a can, A cylindrical battery is provided, which is coated with an insulating material.

상기 클림핑 부분의 끝단과 인접한 클림핑 부분 상단부의 도금층에 절연물질이 더 코팅되어 있을 수 있다.An insulating material may further be coated on the plating layer on the upper end of the clamping portion adjacent to the end of the clamping portion.

상기 절연물질에 의한 코팅이 클림핑 부분 상단부의 도금층부터 탑 캡에 이르기까지 연속하여 더 형성되어 있을 수 있다.The coating with the insulating material may be continuously formed from the plating layer at the upper end of the clamping portion to the top cap.

상기 절연물질은 에폭시 또는 우레탄일 수 있다.The insulating material may be epoxy or urethane.

상기 원통형 전지는 리튬이차전지일 수 있다.The cylindrical battery may be a lithium secondary battery.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 원통형 전지의 클림핑(crimping) 부분의 끝단을 절연물질로 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 전지의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a cylindrical battery, comprising the step of coating an end of a crimping portion of a cylindrical battery with an insulating material.

상기 절연물질은 자외선 경화에 의해 형성된 것일 수 있다.
The insulating material may be formed by ultraviolet curing.

본 발명의 일 양태에 따라, 클림핑 부분의 끝단이 코팅 처리되어 실링(sealing) 강화 효과를 가지므로, 모재 노출로 인한 전지 캔 부식을 방지할 수 있고, 외부 수분이 전지내로 침투하는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. According to one aspect of the present invention, since the end of the clamping portion is coated and has a sealing reinforcing effect, it is possible to prevent corrosion of the battery can due to exposure of the base material and to ensure that external moisture penetrates into the battery .

또한, 본 발명의 일 양태에 따라, 클림핑 부분의 끝단을 중심으로 코팅이 실시되므로 코팅 공정이 보다 간소화되고 코팅 면적이 최소화될 수 있어, 더욱 간편하고 비용 경제적인 방식으로 전지 캔 부식의 방지 및 외부 수분 침투 방지를 이룰 수 있다.
In addition, according to one aspect of the present invention, since the coating is performed around the ends of the clamping portions, the coating process can be simplified and the coating area can be minimized, thereby preventing corrosion of the battery can more easily and cost- Prevention of external moisture penetration can be achieved.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1a는 본 발명의 일 양태에 따른 원통형 전지 상단부를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1b는 도 1a의 클림핑 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 2a는 본 발명의 일 양태에 따른 원통형 전지 상단부를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2b는 도 2a의 클림핑 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 3은 원통형 전지캔의 도금 부분을 나타낸 단면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, And should not be construed as limiting.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1A is a cross-sectional view schematically illustrating a cylindrical battery top according to an embodiment of the present invention. FIG.
1B is an enlarged view of the clamping portion of FIG. 1A.
FIG. 2A is a cross-sectional view schematically illustrating a cylindrical battery top according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view of the clamping portion of FIG. 2A. FIG.
3 is a cross-sectional view showing a plated portion of a cylindrical battery can.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1a와 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 전지 상단부를 개략적으로 도시하는 단면도이고, 도 1b와 도 2b는 도 1a와 도 2a 각각의 클림핑 부분을 확대한 도면이다.FIGS. 1A and 2A are cross-sectional views schematically showing an upper end of a cylindrical battery according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 1B and 2B are enlarged views of clamping portions of FIGS. 1A and 2A, respectively.

또한, 도 3은 전지 캔에서 도금층이 형성된 부분을 개략적으로 나타낸 도면이다.3 is a view schematically showing a portion where a plating layer is formed in a battery can.

이들 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 전지는, 전지 캔(20), 전극 조립체(30) 및 캡 조립체를 포함하며, 전지 캔(20)의 밀봉을 위한 클림핑(50) 부분이 존재한다. Referring to these drawings, a cylindrical battery according to an embodiment of the present invention includes a battery can 20, an electrode assembly 30, and a cap assembly, and includes a clamping 50 for sealing the battery can 20, There is a part.

전지 캔(20)은, 알루미늄, 스테인리스 스틸 또는 이들의 합금과 같은 경량의 전도성 금속 재질로 구성되며, 상단이 개방된 개방부와 그와 대향되는 밀폐된 바닥부를 가진 원통형 또는 각형 구조를 가질 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 그 내면과 외면에는 도금층(20a, 20b)이 형성되어 있다(도 3).The battery can 20 is made of a lightweight conductive metal material such as aluminum, stainless steel, or an alloy thereof, and can have a cylindrical or prismatic structure having an open top and an opposed closed bottom . Further, as described above, plating layers 20a and 20b are formed on the inner surface and the outer surface (FIG. 3).

클림핑 부분(50)은 전지 캔(20)의 상단에 형성되는 부분으로, 캡 조립체를 전지 캔(20)의 개방 상단에 장착하기 위한 부분이다. 보다 구체적으로, 클림핑 부분(50)은, 전지 캔(20)의 상단부를 비딩 가공함으로써 내측으로 만입된 비딩부(40)를 형성하고, 가스켓(12)에 캡 플레이트, 절연부재, 안전벤트 및 상단 캡의 외주면을 차례로 삽입한 다음, 상단부를 절곡함으로써 형성된다. 클림핑 부분(50)의 내측면에 위치하는 가스켓(12)을 감싸는 형태로 되고, 클림핑(crimping) 및 프레싱 공정을 수행함으로써 캡 조립체가 장착된다. 클림핑 부분(50)의 끝단에는 도금층이 존재하지 않을 수 있는데, 본원 명세서에서 '클림핑 부분의 끝단'이라 함은 도 1a, 1b, 2a, 2b 및 3의 50a 부분을 지칭하는 것으로 이해한다. 클림핑 부분(50)의 끝단(50a)에는 도금층이 존재하지 않아, 전지 캔의 모재가 외부로 노출되기 쉽다.The clamping portion 50 is a portion formed at the upper end of the battery can 20 and is a portion for mounting the cap assembly to the open upper end of the battery can 20. More specifically, the clamping portion 50 is formed by beading the upper end portion of the battery can 20 to form a bead portion 40 that is recessed inward, and the cap plate, the insulating member, the safety vent, By inserting the outer circumferential surface of the upper cap in order, and then bending the upper end. Is wrapped around the gasket (12) located on the inner side of the clamping portion (50), and the cap assembly is mounted by performing a crimping and pressing process. It is to be understood that the plated layer may not be present at the end of the clamping portion 50, and the term 'end of the clamping portion' in this specification is understood to refer to the portion 50a of FIGS. 1A, 1B, 2a, 2B and 3. The plated layer is not present at the end 50a of the clamping portion 50, and the base material of the battery can tends to be exposed to the outside.

본 발명에서는 클림핑 부분(50)의 끝단(50a)을 절연물질로 코팅한다. In the present invention, the end 50a of the clamping portion 50 is coated with an insulating material.

본 발명의 일 양태를 도 1a와 도 1b에서 살펴보면, 절연물질 코팅은 클림핑 부분(50)의 끝단(50a)과 함께, 상기 끝단(50a)에 인접한 클림핑 부분(50) 상단부 도금층에도 형성되어, 보다 강한 실링 효과를 수득할 수 있다. 1A and 1B, an insulating material coating is formed on the upper plating layer of the clamping portion 50 adjacent to the end 50a together with the end 50a of the clamping portion 50 , A stronger sealing effect can be obtained.

본 발명의 다른 양태를 도 2a와 도 2b를 참조하여 살펴보면, 코팅(60)은 클림핑 부분(50)의 끝단(50a), 및 상기 끝단(50a)에 인접한 클림핑 부분(50) 상단부 도금층뿐만 아니라, 탑 캡에 이르는 부분에까지 연속적으로 형성될 수 있다. 2a and 2b, the coating 60 includes an end 50a of the clamping portion 50 and a plating layer at the upper end of the clamping portion 50 adjacent to the end 50a But may be continuously formed up to the portion reaching the top cap.

코팅을 형성하는 절연물질로는 에폭시 또는 우레탄 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 목적에 부합하는 한, 당업계에서 통상적으로 사용되는 물질이 사용될 수 있다. As the insulating material forming the coating, epoxy or urethane may be used, but it is not limited thereto, and materials which are conventionally used in the art can be used as long as the object of the present invention is satisfied.

또는, 절연 물질은 UV 코팅에 의해 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. Alternatively, the insulating material may be formed by UV coating, but is not limited thereto.

전지 캔(20)의 내부 공간에는 전극 조립체(30)와 함께 전해액이 수납된다.An electrolytic solution is stored together with the electrode assembly 30 in the inner space of the battery can 20.

전극 조립체(30)는, 양극판 및 음극판이 분리막을 사이에 두고 배치되어 전지 캔(20)에 수납된다. 이때, 전극 조립체(30)는 젤리 롤 형태로 권취되어 배치되므로 젤리 롤이라고도 불린다. 전극 조립체(30)의 전극판들은 집전체에 활물질 슬러리가 도포된 구조로서 형성되는데, 슬러리는 통상적으로 입상의 활물질, 보조도체, 바인더 및 가소제 등이 용매가 첨가된 상태에서 교반되어 형성될 수 있다. 전극판들이 감기는 방향으로 집전체의 시작단과 끝단에는 슬러리가 도포되지 않는 무지부가 존재하는 것이 바람직한데, 이러한 무지부에는 각각의 전극판에 대응되는 전극 리드(도면에는 양극 리드 31만이 도시되어 있음)가 부착될 수 있다. 일반적으로 양극 리드는 전극 조립체(30)의 상단에 부착되어 캡 조립체에 전기적으로 연결되고, 음극 리드는 전극 조립체(30)의 하단에 부착되어 전지 캔(20)의 바닥에 연결된다. 한편, 전극 조립체(30)의 상단에는 상부 절연판이 배치될 수 있다. 이러한 상부 절연판은 전극 조립체(30)와 캡 조립체 사이를 절연시키는 역할을 한다.In the electrode assembly 30, the positive electrode plate and the negative electrode plate are disposed with the separator interposed therebetween and housed in the battery can 20. At this time, since the electrode assembly 30 is wound and disposed in the form of a jelly roll, it is also called a jelly roll. The electrode plates of the electrode assembly 30 are formed as a structure in which a current collector is coated with an active material slurry. The slurry may be formed by stirring a granular active material, an auxiliary conductor, a binder, a plasticizer, etc., . It is preferable that there is an unoccupied portion in which the slurry is not applied at the starting end and the end of the current collector in the winding direction of the electrode plates. In this uncoated portion, the electrode leads corresponding to the respective electrode plates (only the positive electrode leads 31 are shown ) May be attached. In general, the positive electrode lead is attached to the upper end of the electrode assembly 30 and electrically connected to the cap assembly, and the negative electrode lead is attached to the lower end of the electrode assembly 30 and connected to the bottom of the battery can 20. Meanwhile, an upper insulating plate may be disposed on the upper end of the electrode assembly 30. The upper insulating plate serves to insulate the electrode assembly 30 from the cap assembly.

캡 조립체는 탑 캡(11), 가스켓(12), 안전벤트(13), 안전소자, 전류차단부재, 절연부재를 포함한다. 상기 캡 조립체는 전지 캔(20)의 형태에 따라 원형 또는 각형으로 형성될 수 있다.The cap assembly includes a top cap 11, a gasket 12, a safety vent 13, a safety element, a current blocking member, and an insulating member. The cap assembly may be circular or square depending on the shape of the battery can 20.

탑 캡(11)은, 캡 조립체의 최상부에 상부 방향으로 돌출된 형태로 배치되어 양극 단자를 형성한다. 따라서, 상기 탑 캡(11)은 외부와 전기적으로 접속되도록 한다. 또한, 이러한 탑 캡(11)에는 가스가 배출될 수 있는 가스 구멍이 형성될 수 있다. 따라서, 전극 조립체(30)로부터 가스 발생시 이러한 가스 구멍을 통해 전지 캔(20) 외부로 가스가 배출되도록 할 수 있다. 상기 탑 캡(11)은, 예를 들어 스테인리스 스틸이나 알루미늄과 같은 금속 재질로 형성될 수 있다.The top cap 11 is disposed at the top of the cap assembly so as to protrude upward to form a positive terminal. Therefore, the top cap 11 is electrically connected to the outside. Further, the top cap 11 may be provided with a gas hole through which gas can be discharged. Therefore, when the gas is generated from the electrode assembly 30, the gas can be discharged to the outside of the battery can 20 through the gas hole. The top cap 11 may be formed of a metal material such as stainless steel or aluminum.

가스켓(12)은, 탑 캡(11), 안전 소자 및 안전 벤트의 테두리 부위를 감싼다. 따라서, 가스켓(12)은, 도면에 도시된 바와 같이, 'C'자 형태로 굴곡될 수 있다. 상기 가스켓(12)은 전기 절연성과 내충격성, 탄력성 및 내구성을 가진 소재, 예를 들어 폴리올레핀(polyolefin) 또는 폴리프로필렌(PP)으로 제조될 수 있다. 또한, 상기 가스켓(12)은 절연성이 약화되는 것을 방지하기 위해 열처리에 의하지 않고 기계적 가공에 의해 벤딩되는 것이 좋다.The gasket 12 surrounds the rim of the top cap 11, the safety element, and the safety vent. Accordingly, the gasket 12 can be bent in a 'C' shape as shown in the figure. The gasket 12 may be made of a material having electrical insulation, impact resistance, elasticity, and durability, for example, polyolefin or polypropylene (PP). The gasket 12 may be bent by mechanical working without heat treatment in order to prevent the insulation from being weakened.

안전 벤트는, 안전 소자의 하부에서 안전 소자와 접촉되도록 배치되며, 이차 전지의 내압이 일정 수준 이상으로 증가하는 경우 파열되도록 구성된다. 예를 들어, 안전 벤트는 이차 전지의 내압이 12~25 kgf/cm2일 때 파열될 수 있다. 안전 벤트는, 도면에 도시된 바와 같이, 중심부가 하부 방향으로 돌출되도록 형성되고, 그러한 중심부 부근에 소정의 노치가 형성될 수 있다. 따라서, 이차 전지의 내부, 즉 전극 조립체(30) 쪽으로부터 가스가 발생하여 내압이 증가하게 되면, 안전 벤트는 그것의 형상이 역전되면서 상향 돌출되게 되고, 노치들을 중심으로 파열될 수 있다. 따라서, 이러한 안전 벤트의 파열된 부분을 통해 전지 캔(20)의 내부에 차 있던 가스가 외부로 배출될 수 있게 된다.The safety vent is arranged to be in contact with the safety element at the lower part of the safety element and configured to rupture when the internal pressure of the secondary battery increases beyond a certain level. For example, the safety vent may rupture when the internal pressure of the secondary cell is 12 to 25 kgf / cm 2 . The safety vent is formed such that the central portion protrudes downward as shown in the figure, and a predetermined notch can be formed in the vicinity of such central portion. Accordingly, when gas is generated from the inside of the secondary battery, that is, the electrode assembly 30 to increase the internal pressure, the safety vent is protruded upward as its shape is reversed, and can be ruptured around the notches. Accordingly, the gas that has accumulated in the battery can 20 can be discharged to the outside through the ruptured portion of the safety vent.

안전 소자는, 탑 캡(11)과 안전 벤트 사이에 개재되어 탑 캡(11)과 안전 벤트를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 상기 안전 소자는 전지의 과열에 의해 전지 내부의 전류의 흐름을 차단하기 위한 것으로서, 이를테면 PTC 소자(Positive Temperature Coefficient element)로 형성될 수 있다.The safety element is interposed between the top cap 11 and the safety vent so as to electrically connect the top cap 11 and the safety vent. The safety element serves to cut off the flow of current in the battery due to overheating of the battery. For example, the safety element may be formed of a PTC element (Positive Temperature Coefficient Element).

전류차단부재는, 상부의 적어도 일부분이 안전 벤트의 하단에 연결되는 캡 조립체의 구성 요소이다. 따라서, 정상적인 상태에서는 안전 벤트의 하부 돌출 부분이 전류차단부재와 접촉되어 전기적 접속을 이룰 수 있다. 그러나, 가스 발생으로 내압이 증가하여 안전 벤트(130)의 형상이 역전되면, 이러한 전류차단부재와 안전 벤트 사이의 전기적 접속이 차단될 수 있다. 또한, 전류차단부재의 하부는 전극 조립체(30), 보다 상세하게는 전극 조립체(30)에 부착된 전극 리드(31)와 연결될 수 있다. 따라서, 정상적인 상태에서 전류차단부재(15)는 전극 조립체(30)와 안전 벤트 사이에 통전이 이루어지도록 한다. 전류차단부재(15)의 소정 부위에는 노치가 형성될 수 있으며, 전류차단부재(15)는 이차전지의 내부 압력에 의해 안전 벤트와 함께 변형될 수 있다.The current blocking member is a component of the cap assembly in which at least a portion of the top portion is connected to the lower end of the safety vent. Therefore, in a normal state, the lower projecting portion of the safety vent can be brought into contact with the current blocking member to achieve electrical connection. However, if the internal pressure increases due to the generation of gas, and the shape of the safety vent 130 is reversed, the electrical connection between the current blocking member and the safety vent may be cut off. Further, the lower portion of the current blocking member may be connected to the electrode assembly 30, and more specifically, to the electrode lead 31 attached to the electrode assembly 30. [ Therefore, in a normal state, the current blocking member 15 allows the electric connection between the electrode assembly 30 and the safety vent. A notch may be formed at a predetermined portion of the current blocking member 15 and the current blocking member 15 may be deformed together with the safety vent by the internal pressure of the secondary battery.

절연부재는, 안전 벤트와 전류차단부재 사이에 개재되어, 안전 벤트의 돌출 부분과 전류차단부재가 접촉되는 부분을 제외하고는 전류차단부재와 안전 벤트가 서로 전기적으로 절연되도록 한다.The insulating member is interposed between the safety vent and the current blocking member so that the current blocking member and the safety vent are electrically insulated from each other except for a portion where the protruding portion of the safety vent contacts the current blocking member.

이때, 캡 조립체의 가스켓(12)은 하단부가 전류차단부재의 하부를 감싸도록 연장되는 것이 좋다. 즉, 가스켓(12)의 하단부가 전류차단부재의 하부까지 연장되어 전류차단부재의 하부를 감싸는 구조를 갖는 것이 좋다. 이 경우, 가스켓(12)은 전류차단부재를 지지함과 동시에 이를 보호할 수 있게 된다. 더욱이, 이러한 가스켓(12)의 구조에 의하면, 전지 캔(20)의 측면에 충격이 인가되어 전지 캔(20)이 안쪽으로 변형되는 경우, 가스켓(12)의 하단부가 전류차단부재의 하부에서 안쪽으로 더욱 이동하게 되므로, 가스켓(12)이 전류차단부재의 하부를 보다 확실하게 감싸 지지 및 보호할 수 있다.At this time, it is preferable that the lower end of the gasket 12 of the cap assembly extends so as to surround the lower portion of the current blocking member. That is, it is preferable that the lower end of the gasket 12 extends to the lower portion of the current blocking member so as to surround the lower portion of the current blocking member. In this case, the gasket 12 can protect the current blocking member while protecting it. According to the structure of this gasket 12, when the impact is applied to the side surface of the battery can 20 and the battery can 20 is deformed inward, the lower end portion of the gasket 12 is bent inward The gasket 12 can more surely wrap and protect the lower portion of the current blocking member.

또한, 상기 가스켓(12)과 전류차단부재 사이에는 수평 방향으로 빈 공간이 형성되는 것이 좋다. 이 경우, 외부 충격이 있더라도 가스켓(12)에 전해진 충격이 곧바로 전류차단부재에 전달되지는 않으므로, 전류차단부재에 전달되는 충격을 흡수 또는 완화시킬 수 있다.Further, a gap may be formed in the horizontal direction between the gasket 12 and the current blocking member. In this case, even when there is an external impact, the impact transmitted to the gasket 12 is not immediately transmitted to the current blocking member, so that the impact transmitted to the current blocking member can be absorbed or mitigated.

본 발명에 따른 리튬 이차전지의 기타 구성 요소들에 대하여 이하에서 상세히 설명한다.Other components of the lithium secondary battery according to the present invention will be described in detail below.

일반적으로 리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막, 리튬염 함유 비수 전해액 등으로 구성되어 있다. 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 충진제를 더 첨가하기도 한다. 음극은 또한 음극 집전체 상에 음극 재료를 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 더 포함될 수도 있다.Generally, a lithium secondary battery is composed of a positive electrode, a negative electrode, a separator, a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt, and the like. The positive electrode is prepared, for example, by applying a mixture of a positive electrode active material, a conductive material and a binder on a positive electrode current collector, followed by drying, and if necessary, a filler is further added. The negative electrode is also manufactured by applying and drying the negative electrode material on the negative electrode collector, and if necessary, may further include the above-described components.

상기 분리막은 음극과 양극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다.The separation membrane is interposed between the cathode and the anode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used.

리튬염 함유 비수계 전해액은, 비수 전해액과 리튬염으로 이루어져 있으며, 비수 전해액으로는 액상 비수 전해 액, 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.The lithium salt-containing nonaqueous electrolyte solution is composed of a nonaqueous electrolyte solution and a lithium salt. As the nonaqueous electrolyte solution, a liquid nonaqueous electrolyte solution, a solid electrolyte, and an inorganic solid electrolyte are used.

상기 집전체, 전극 활물질, 도전재, 바인더, 충진제, 분리막, 전해액, 리튬염 등은 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략한다.The collector, the electrode active material, the conductive material, the binder, the filler, the separator, the electrolyte, and the lithium salt are well known in the art, and a detailed description thereof will be omitted herein.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.

11: 탑 캡
12: 가스켓
20: 전지캔
20a, 20b: 도금층
30: 전극조립체
31: 양극리드
40: 비딩부
50: 클림핑 부분
60: 코팅11: Top cap
12: Gasket
20: Battery cans
20a, 20b: Plating layer
30: Electrode assembly
31: positive lead
40:
50: clamping portion
60: Coating

Claims (7)

전극조립체가 내장되어 있는 원통형 캔의 개방 상단에 캡 조립체를 장착하기 위한 클림핑(crimping) 부분이 캔의 상단부에 형성되어 있는 전지로서,
상기 클림핑 부분의 끝단이 절연물질로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 전지.
A battery in which a crimping portion for mounting a cap assembly on an open upper end of a cylindrical can containing an electrode assembly is formed on an upper end of the can,
And an end of the clamping portion is coated with an insulating material.
제1항에 있어서,
상기 클림핑 부분의 끝단과 인접한 클림핑 부분 상단부의 도금층에 절연물질이 더 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 전지.
The method according to claim 1,
And an insulating material is further coated on the plating layer on the upper end of the clamping portion adjacent to the end of the clamping portion.
제2항에 있어서,
상기 절연물질에 의한 코팅이 클림핑 부분 상단부의 도금층부터 탑 캡에 이르기까지 연속하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 전지.
3. The method of claim 2,
Wherein the coating with the insulating material is continuously formed from the plating layer at the upper end of the crimping portion to the top cap.
제1항에 있어서,
상기 절연물질은 에폭시 또는 우레탄인 것을 특징으로 하는 원통형 전지.
The method according to claim 1,
Wherein the insulating material is epoxy or urethane.
제1항에 있어서,
상기 원통형 전지가 리튬이차전지인 것을 특징으로 하는 원통형 전지.
The method according to claim 1,
Wherein the cylindrical battery is a lithium secondary battery.
원통형 전지의 클림핑(crimping) 부분의 끝단을 절연물질로 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 전지의 제조방법.
And coating an end of a crimping portion of the cylindrical battery with an insulating material.
제6항에 있어서,
상기 절연물질은 자외선 코팅에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 원통형 전지의 제조방법.

The method according to claim 6,
Wherein the insulating material is formed by ultraviolet coating.

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