KR20160015778A - A sylnder type battery having enhanced vibration resistant property - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이차 전지를 제조하는 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전지 케이스 내부에서 전극 조립체가 유동하는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 이차 전지 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for manufacturing a secondary battery, and more particularly, to a secondary battery capable of effectively preventing an electrode assembly from flowing in a battery case 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 capable of being 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 세퍼레이터를 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 sealingly accommodates the electrode assembly together with the electrolyte solution.
한편, 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.Meanwhile, 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.
도 1은, 종래의 원통형 이차 전지의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 일반적으로 원통형 이차 전지는, 원통형 전지캔(10), 전지캔(10)의 내부에 수용되는 젤리-롤 형태의 전극 조립체(30), 전지캔(10)의 상부에 결합되는 캡 조립체(20), 캡 조립체(20)를 장착하기 위해 전지캔(10)의 선단에 마련된 비딩부(11) 및 전지를 밀봉하기 위한 클림핑(crimping) 부위(12)를 구비한다.1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a conventional cylindrical secondary battery. 1, a cylindrical rechargeable battery generally includes a cylindrical battery can 10, a jelly-roll
전극 조립체(30)는 양극과 음극 사이에 세퍼레이터가 개재된 상태로 젤리-롤 형태로 권취된 구조이며, 양극에는 양극 리드(31)가 부착되어 캡 조립체(20)에 접속되어 있고, 음극에는 음극 리드(32)가 부착되어 전지캔(10)의 하단에 접속되어 있다.The
캡 조립체(20)는 양극 단자를 형성하는 탑 캡(21), 전지 내부의 온도 상승시 저항이 증가하여 전류를 차단하는 PTC 소자(Positive Temperature Coefficient element)와 같은 안전 소자(22), 전지 내부의 압력 상승시 전류를 차단하고 및/또는 가스를 배기하는 안전 벤트(23), 특정 부분을 제외하고 안전 벤트(23)를 전류차단부재(25)로부터 전기적으로 분리시키는 절연부재(24), 및 양극에 연결된 양극 리드(31)가 접속되어 있는 전류차단부재(25)가 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다. 그리고, 이러한 캡 조립체(20)는 가스켓(26)에 장착된 상태로 전지캔(10)의 비딩부(11)에 장착된다. 따라서, 정상적인 작동 조건에서 전극 조립체(30)의 양극은 양극 리드(31), 전류차단부재(25), 안전 벤트(23) 및 안전 소자(22)를 경유하여 탑 캡(21)에 연결되어 통전을 이룬다. 이와 같은 구조의 이차 전지는 일반적으로 전극 조립체(30)를 전지캔(10)에 수납하는 공정 및 전지캔(10)의 선단에 비딩부(11)를 형성하는 공정을 포함한다. 이와 같은 비딩부(11)는, 전지캔(10)의 개방단에 캡 조립체(20)를 안착시켜 결합시키는 것을 용이하게 하고, 전지캔(10) 내부에서 전극 조립체(30)의 상하 유동을 억제하는 역할을 한다.The
그러나, 이와 같은 비딩부(11)의 존재에도 불구하고, 기존의 비딩부(11) 형태로는, 이차 전지에 충격이나 진동이 가해지는 경우 전극 조립체(30)의 유동을 확실하게 방지하기 어렵다. 특히, 전동 공구와 같은 파워 툴, 또는 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 장치에 사용되는 경우, 이차 전지에 강한 충격이나 진동이 자주 가해질 수 있는데, 이때 전극 조립체(30)의 상하 유동은 더욱 심해질 수 있다. 이러한 전극 조립체(30)의 유동은 전극 조립체(30)와 캡 조립체(20) 사이에 연결된 양극 리드를 절단시켜 이차 전지의 전원 무감 현상을 일으킬 수 있고, 양극 리드가 전극 조립체(30)의 음극에 접촉하는 경우, 발열이나 폭발과 같은 사고로 이어져 큰 피해를 발생시킬 수도 있다. 또한, 전극 조립체(30)의 상하 유동은, 전극 조립체(30)나 캡 조립체(20)의 파손 또는 변형을 초래하여 이차 전지의 고장을 일으킬 수 있는 한편, 캡 조립체(20)의 밀봉 부분을 파손 또는 분리시켜 이차 전지 내부의 전해액을 유출시키는 문제점을 발생시킬 수도 있다.
However, in spite of the existence of the
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 전지캔 내부에서 전극 조립체의 유동을 효율적으로 억제할 수 있는 이차 전지 및 이러한 이차 전지를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기 설명에 의해서 이해될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에서 기재되는 수단 또는 방법, 및 이의 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a secondary battery capable of effectively suppressing the flow of an electrode assembly inside a battery can, and a method of manufacturing such a secondary battery. Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description. It is also to be easily understood that the objects and advantages of the present invention can be realized by the means or method described in the claims, and the combination thereof.
본원 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 것으로서, 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막을 포함하는 전극 조립체; 절연성 재질로 구성되며 상기 전극 조립체의 상부에 위치하는 상부 절연부재; 상기 전극 조립체, 상기 상부 절연부재 및 전해액을 수납하는 전지캔, 및 상기 전지캔의 개방단에 결합되는 캡 조립체;를 포함하고, 여기에서 상기 전지캔은 전지캔의 측면 상단부에 전지캔의 내측을 향하여 소정 깊이로 절곡되어 형성된 비딩부를 포함하고, 상기 비딩부는 비딩부 표면에 하나 이상의 오목부((凹))가 형성되어 있는 이차전지를 제공한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide an electrode assembly including an anode, a cathode, and a separator interposed between the anode and the cathode; An upper insulating member made of an insulating material and positioned at an upper portion of the electrode assembly; And a cap assembly coupled to an open end of the battery can, wherein the battery can has an inner side of the battery can at a side upper end portion of the battery can, Wherein the beading portion has at least one concave portion formed on a surface of the beading portion.
여기에서, 상기 오목부는 상기 전지캔의 내측 하방(下方)으로 절곡되어 상기 상부 절연부재와 상면에 접촉하며 상기 상부 절연부재를 전지캔의 하방(下方)으로 가압하는 것이다. Here, the recess is bent downward (downward) inward of the battery can, and is in contact with the upper surface of the upper insulating member and presses the upper insulating member downward (downward) of the battery can.
또한, 상기 오목부는 평면 형상이 원형, 다각형, 폐곡선(閉曲線) 또는 선(線)의 형상으로 형성될 수 있다. In addition, the concave portion may be formed in a circular shape, a polygonal shape, a closed curve, or a line shape in plan view.
본원 발명에서, 상기 전지캔은 원통형일 수 있다.In the present invention, the battery can can be cylindrical.
또한, 본원 발명에서, 상기 전지캔은 하부면에 전지캔의 내측 상방을 향하여 소정 높이로 절곡된 하면 비딩부가 더 형성될 수 있다. In addition, in the present invention, the battery can has a lower beading portion bent downward at a predetermined height toward the inside upper side of the battery can.
상기 하면 비딩부는 전극 조립체를 직접 또는 하부 절연부재를 매개로 하여 간접적으로 접촉하고 전극 조립체를 전지캔의 상방(上方)으로 가압할 수 있다. In this case, the beading portion can indirectly contact the electrode assembly directly or via the lower insulating member and press the electrode assembly upward (upward) of the battery can.
상기 하면 비딩부는 평면 형상이 원형, 다각형, 폐곡선(閉曲線) 또는 선(線)의 형상으로 형성될 수 있다.
The bead portion may be formed in a circular, polygonal, closed curve, or line shape in plan view.
또한, 본원 발명은 전지캔에 상부 절연부재 및 전극 조립체를 수납하는 단계(S10), 전지캔의 상단부에 비딩부를 형성하는 단계(S20), 상기 전지캔에 전해액을 주입하는 단계(S30), 상기 전지캔의 개방단에 캡 조립체를 결합하는 단계(S40), 상기 전지캔의 상단을 클림핑하는 단계(S50) 및 상기 비딩부에 오목부를 형성하는 단계(S60)를 포함하는 이차 전지 제조 방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a method of manufacturing a battery can, comprising: storing an upper insulating member and an electrode assembly in a battery can, forming a bead in an upper end of the battery can, injecting an electrolyte into the battery can, A step (S40) of coupling a cap assembly to an open end of the battery can, a step (S50) of clipping the upper end of the battery can, and a step (S60) of forming a recess in the beading portion to provide.
상기 (S60)의 오목부는 상기 전지캔의 내측 하방(下方)으로 절곡되어 상기 상부 절연부재와 상면에 접촉하며 상기 상부 절연부재를 전지캔의 하방(下方)으로 가압한다.The concave portion of (S60) is bent downward (downward) inside the battery can to contact the upper surface of the upper insulating member and press the upper insulating member downward (downward) of the battery can.
또한, 상기 (S60)에서 오목부의 평면 및/또는 측면 형상이 원형, 다각형, 폐곡선(閉曲線) 또는 선(線)의 형상으로 형성될 수 있다.
In addition, the plane and / or side surface shape of the concave portion may be formed in a shape of a circle, a polygon, a closed curve or a line in (S60).
본 발명에 의하면, 전지캔 상단부에 형성된 비딩부에 상부 절연부재를 가압할 수 있는 오목부를 형성함으로써 이차 전지 내부에서 전극 조립체가 움직이는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 캡 조립체에 연결된 전극 리드가 전극 조립체의 유동으로 인해 절단되어 전원 무감 현상을 일으키는 것을 예방하는 것은 물론, 절단된 전극 리드가 다른 극성의 전극판에 접촉함으로써 이차 전지의 발열이나 폭발과 같은 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
According to the present invention, it is possible to effectively prevent the electrode assembly from moving inside the secondary battery by forming a recess in the beading portion formed at the upper end of the battery can to press the upper insulating member. Therefore, it is possible to prevent the electrode lead connected to the cap assembly from being cut off due to the flow of the electrode assembly and causing the power source to be insensitive to the power source, and also to prevent problems such as heat generation or explosion of the secondary battery Can be prevented.
또한, 본 발명에 의하면, 전극 조립체의 상하 유동으로 전극 조립체나 캡 조립체에 충격이 가해지는 것을 방지 하여, 전극 조립체나 캡 조립체의 손상 또는 파손을 방지하고, 캡 조립체의 결합 부분 파손으로 인해 전해액이 유출될 수 있는 문제점을 예방할 수 있다.
According to the present invention, it is possible to prevent the electrode assembly or the cap assembly from being impacted by the upward and downward flow of the electrode assembly, thereby preventing damage or breakage of the electrode assembly or the cap assembly, It is possible to prevent a problem that can be leaked.
첨부된 도면은 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 것으로, 발명의 범위가 이에 국한되는 것은 아니다. 한편, 본 명세서에 수록된 도면에서의 요소의 형상, 크기, 축척 또는 비율 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장될 수 있다.
도 1은 종래의 원통형 이차 전지의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본원 발명의 구체적인 일 실시양태에 따른 원통형 이차 전지의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본원 발명에 따른 원통형 이차 전지를 제조하는 방법을 순차적으로 나타낸 것이다.
도 4는 본원 발명의 구체적인 일 실시양태에 있어서 비딩부에 오목부를 형성하는 공정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본원 발명의 구체적인 일 실시양태에 따른 원통형 이차 전지를 개략적으로 도시한 것으로서 전지캔의 하면부에 하면 비딩부가 더 형성되어 있는 것을 나타낸 것이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. On the other hand, the shape, size, scale or ratio of the elements in the drawings incorporated herein can be exaggerated to emphasize a clearer description.
1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a conventional cylindrical secondary battery.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a cylindrical secondary battery according to a specific embodiment of the present invention.
3 illustrates a method of manufacturing a cylindrical secondary battery according to an embodiment of the present invention.
4 schematically shows a step of forming a concave portion in a beading portion in a specific embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view of a cylindrical rechargeable battery according to a specific embodiment of the present invention, in which a lower beading portion is further formed on a lower surface of a battery can.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본원 발명을 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어 또는 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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. The terms or words used in the present specification and claims should not be construed to be limited to ordinary or dictionary terms and the inventor shall properly define the concept of the term in order to best explain its invention The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely 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 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지는, 전극 조립체(300), 캡 조립체(200), 상부 절연부재(400), 하부 절연부재(500) 및 전지캔(100)을 포함한다.
2 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a secondary battery according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, a secondary battery according to the present invention includes an
상기 전극 조립체(300)는, 양극판 및 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치되어 전지캔(100)에 수납된다.
In the
상기 전지캔은 대략 원통 형태로서 일정 직경을 갖는 원통면이 형성되고, 상기 원통면의 하부에는 대략 원판 형태의 하부면이 형성되어 있으며, 상부는 개방되어 있다. 따라서 상기 전극 조립체는 상기 원통형 전지캔의 개방 상단을 통해 수납될 수 있다. The battery can has a substantially cylindrical shape and a cylindrical surface having a predetermined diameter, and a lower surface of a substantially disk shape is formed at a lower portion of the cylindrical surface, and the upper portion is opened. Accordingly, the electrode assembly can be received through the open upper end of the cylindrical battery can.
전극 조립체(300)의 전극판들은 집전체에 활물질 슬러리가 도포된 구조로서 형성되는데, 슬러리는 통상적으로 입상의 활물질, 보조 도체, 바인더 및 가소제 등이 용매가 첨가된 상태에서 교반되어 형성될 수 있다. 전극판들이 감기는 방향으로 집전체의 시작단과 끝단에는 무지부가 존재하는 것이 바람직한데, 이러한 무지부에는 각각의 전극판에 대응되는 전극 리드(310)가 부착될 수 있다. 여기서, 양극 리드는 전극 조립체(300)의 상단에 부착되어 캡 조립체(200)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 음극 리드는 전극 조립체(300)의 하단에 부착되어 전지캔(100)의 하부면에 연결될 수 있다.
The electrode plates of the
상기 캡 조립체(200)는, 전지캔(100)의 개방단에 결합되어 전지캔(100)을 밀폐시키고, 특히 양극 단자를 형성 하는 역할을 한다. 보다 구체적으로 살펴보면, 이러한 캡 조립체(200)는, 양극 단자를 형성하는 탑 캡(210), 전지 내부의 온도 상승시 전지 저항이 증가하여 전류를 차단하는 PTC 소자(Positive Temperature Coefficient element)와 같은 안전 소자(220), 전지 내부의 압력 상승시 전류를 차단하고 또한/또는 가스를 배기하는 안전벤트(230), 특정 부분을 제외하고 안전 벤트(230)를 전류차단부재(250)로부터 전기적으로 분리시키는 절연부재(240), 전극 조립체(300)에 연결된 전극 리드(310)가 접속된 전류차단부재(250) 등이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다.
The
이와 같은 구조의 캡 조립체(200)는 가스켓(260)에 장착된 상태로 전지캔(100)의 상부 비딩부(110)에 장착될 수 있다. 그리고, 이러한 캡 조립체(200)에서는, 정상적인 작동조건의 경우 전극 조립체(300)로부터 전극 리드(310), 전류차단부재(250), 안전 벤트(230) 및 안전 소자(220)를 경유하여 탑 캡(210)에 연결됨으로써 통전을 이룰 수 있다.
The
만일, 과충전 등과 같은 원인에 의해 전극 조립체(300) 쪽으로부터 가스가 발생하여 내압이 증가하면, 안전 벤트(230)는 그 형상이 역전되면서 상향 돌출되게 되고, 이때, 안전 벤트(230)가 전류차단부재(250)로부터 분리되어 전류가 차단될 수 있다. 따라서, 이 경우 충방전은 더 이상 진행되지 않게 되어 이차 전지의 안전성이 확보If the internal pressure of the
될 수 있다. 더욱이, 이차 전지의 내압이 일정값 이상으로 증가하면, 안전 벤트(230)가 파열될 수 있는데, 예를 들어, 상기 안전 벤트(230)는 이차 전지의 내압이 12~25 kgf/cm2일 때 파열될 수 있다. 이때, 가압 가스는 그러한 파열 부위를 경유하여 탑 캡(210)의 가스 구멍을 통해 배기됨으로써 이차 전지의 폭발이 방지될 수 있다.
. For example, when the internal pressure of the secondary battery is 12 to 25 kgf / cm < 2 >, when the internal pressure of the secondary battery is increased to a predetermined value or more, the
다만, 본 발명이 이와 같은 캡 조립체(200)의 특정 구조, 구성 요소 및 동작 등에 의해 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 구성에서 캡 조립체(200)는 절연부재(240) 및 전류차단부재(250)를 구비하지 않거나, 안전 소자(220)를 구비하지 않을 수도 있다.
However, the present invention is not limited by the specific structure, components and operation of the
상기 상부 절연부재(top insulator)(400)은, 전극 조립체(300)의 상부에 위치하여 전극 조립체(300)와 캡 조립체 (200) 사이를 절연시키는 구성요소로서, 절연성 재질로 이루어질 수 있다.
The
또한, 상기 하부 절연부재(bottom insulator)(500)은, 전극 조립체(300)의 하부에 위치하여 전극 조립체(300)와 전지캔(100) 사이를 절연시키는 구성요소로서, 절연성 재질로 이루어질 수 있다.The
상기 전지캔(100)은, 알루미늄, 스테인리스 스틸 또는 이들의 합금과 같은 경량의 전도성 금속 재질로 구성될 수 있으며, 상단이 개방된 개방부와 그와 대향되는 밀폐된 하부면을 가질 수 있다. 이때, 전지캔(100)은 원통형 또는 각형 구조를 가질 수 있다. 이러한 전지캔(100)의 내부 공간에는 전극 조립체(300) 및 상부 절연부재(400)과 함께 전해액이 수납된다.
The battery can 100 may be made of a lightweight conductive metal such as aluminum, stainless steel, or an alloy thereof, and may have an open top and an open bottom facing the open can. At this time, the battery can 100 may have a cylindrical or prismatic structure. In the inner space of the battery can 100, the electrolyte solution is stored together with the
특히, 본 발명에 따른 전지캔(100)은 비딩부(110)의 표면에 변형을 가함으로써 하나 이상의 오목부((凹)(110a)가 비딩부에 형성되어 있는 것이다. 본원 발명의 구체적인 일 실시양태에 따르면 상기 오목부(110a)는 전지캔의 내측 하방을 향하여 소정 깊이로 절곡되어 있다. 이에 의하여 상기 비딩부의 오목부는 상기 상부 절연부재의 상면에 접촉하여 상기 절연부재를 하방으로 압박하는 역할을 한다. 따라서 본 발명에 의하면 상기 오목부(110a)를 포함하는 비딩부(110)로부터 상부 절연부재로 가해지는 압력에 의해 전극 조립체(300)를 강하게 고정시켜 전극 조립체의 유동이 효과적으로 방지될 수 있다.
Particularly, in the battery can 100 according to the present invention, at least one
이와 같이, 본 발명에 따른 이차 전지는 전지캔(100)의 비딩부에 오목부를 더 더 구비하여 상기 오목부가 상부 절연부재의 상면을 압박하여 전극 조립체가 고정되므로 외부에서 전달된 진동이나 충격에 의해 전극 조립체가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
As described above, the secondary battery according to the present invention further includes a concave portion in the beading portion of the battery can 100, and the concave portion presses the upper surface of the upper insulating member to fix the electrode assembly, It is possible to prevent the electrode assembly from being damaged.
상기 오목부는 상기 비딩부에 하나 이상 형성될 수 있으며, 특별히 어느 하나의 형상으로 한정되지 않는다. 본원 발명의 구체적인 실시양태에 따르면 상기 오목부의 평면 형상은 도트형, 원형, 다각형, 폐곡선(閉曲線) 또는 선(線)의 형상으로 형성될 수 있다. 상기 오목부의 단면 형상은 삼각형, 사각형, 원형, 타원형, 사다리꼴 등 곡면의 형상이나 다면체의 형상 중 어느 하나일 수 있다. 상기 형상은 전극 조립체의 고정력, 전극 조립체에 가하여지는 압력, 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.
At least one recess may be formed in the beading portion, and is not particularly limited to any one shape. According to a specific embodiment of the present invention, the plane shape of the concave portion may be formed into a dot shape, a circle shape, a polygonal shape, a closed curve shape, or a line shape. The cross-sectional shape of the concave portion may be any one of a shape of a curved surface such as a triangle, a rectangle, a circle, an ellipse, a trapezoid, or a shape of a polyhedron. The shape may be appropriately selected in consideration of the fixing force of the electrode assembly, the pressure applied to the electrode assembly, and the like.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따라 이차 전지를 제조하기 위해서는, 먼저 전지캔(100)을 마련하고, 전지캔 (100)에 하부 절연부재(미도시), 전극 조립체(300) 및 상부 절연부재(400)을 수납한다(S10).
3 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, in order to manufacture a secondary battery according to the present invention, a battery can 100 is first provided and a lower insulating member (not shown), an
상기와 같이, 전지캔(100)에 하부 절연부재(500), 전극 조립체(300) 및 상부 절연부재(400)이 수납되면, 전지캔(100)의 선단에 상부 비딩부(110)를 형성하고(S20), 전지캔(100)에 전해액을 주입한다(S30). 다음으로, 전지캔(100)의 개방단에 캡조립체(200)를 결합한 후(S40), 전지캔(100)의 상단을 클림핑(crimping)한다(S50). 그리고 나서, 상기 비딩부(110)에 전지캔의 표면을 소정의 깊이로 절곡하여 내측 하방을 향하는 오목부(110a)를 형성한다 (S60).
When the lower insulating
상기 오목부(110a)를 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 비딩부 형성과 같이 전지캔의 외형을 변형하는데 사용되는 프레스를 사용할 수 있으며, 이때 상기 프레스의 외형은 오목부를 형성하는데 적합하도록 적절히 변형이 가하여 질 수 있다. 도 4a를 참조하면 화살표로 표시된 바와 같이, 전지를 고정하고 적절한 가압 부재를 이용하여 비딩부를 외부에서 가압(프레스)하는 공정이 수행될 수 있다. 이에 의하여 도 4b에 도시된 바와 같이 비딩부의 형상에 변형이 가해지면서 전지캔의 내측 하방으로 소정 깊이로 절곡된 오목부가 형성되고 상기 오목부를 통해 상부 절연부재의 상면이 가압될 수 있다.
The method of forming the
한편, 본 발명에 따른 이차 전지 제조 공정에서, 전극 조립체(300) 및 상부 절연부재(400)을 수납한 후 전지캔 (100)에 상부 비딩부(110)를 형성할 때에는, 상기 상부 비딩부(110)가 상부 절연부재(400)보다 높게 형성되어 상부 비딩부(110)와 상부 절연부재(400) 사이에는 일정 공간이 존재하는 것이 좋다. 즉, 도 4a에서 B 부분으로 표시된 바와 같이, 전지캔(100)의 상부 비딩부(110)와 상부 절연부재(400) 사이는 다소 이격되는 것이 좋다. 이는, 이후에 비딩부를 프레스하여 오목부(110a)가 형성되는 경우 전극 조립체(300)에 과도한 힘이 인가되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이와 같이 상부 절연부재(400)보다 상부 비딩부(110)를 높게 형성함으로써 이후 오목부(110a) 형성시 음극 탭에 잔물결이 생기는 문제점을 예방할 수 있다.
When the
이때, S60 단계에서 전극 조립체(300)가 오목부에 의해 고정되어 상하 방향으로 유동이 발생하지 않도록 하기 위해 오목부의 깊이를 적절하게 설정할 수 있다. 그러나 오목부의 깊이가 지나치게 깊은 경우에는 전극 조립체에(300) 가하여지는 압력이 과도하여 전극 조립체의 손상을 가져올 수 있으므로 적절한 깊이를 설정하는 것이 바람직하다.
At this time, in step S60, the depth of the concave portion can be appropriately set so that the
본원 발명의 다른 실시양태에 따르면 상기 오목부의 형성은 S30 내지 S50 단계 중 어느 하나의 단계를 수행하기 전에 수행될 수 있다. 예를 들어 오목부(110a)의 형성은 S30이 수행되기 전에 수행될 수 있다. 즉, 전극 조립체를 수납한 후 전해액을 주액하기 전에 오목부를 형성하는 것이 가능하다.
According to another embodiment of the present invention, the formation of the concave portion may be performed before performing any one of the steps S30 to S50. For example, the formation of the
본원 발명에 있어서, 상기 이차 전지는 전지캔의 하부면에 하면 비딩부(600)가 더 형성될 수 있다. 상기 하면 비딩부(600)는 전지캔의 하부면에서 전지캔의 내측 상방으로 소정 높이로 절곡되어 형성되는 것으로 상기 하면 비딩부는 직접 또는 하부 절연부재를 매개로 하여 간접적으로 전극 조립체와 접촉함과 동시에 전극 조립체를 전지캔의 상단 방향으로, 즉, 전지캔의 개방단 방향으로 가압하는 역할을 한다. 즉, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 하면 비딩부(600)가 하부면으로부터 전지캔의 내부을 향하여 절곡되어 있어, 하면 절연부재의 하부를 상방(上方)으로 압박한다. 상기 하면 비딩부의 형상은 도면에 도시된 형상에 특별히 한정되는 것은 아니며 이의 평면 및 또는 측면 형상은 원형, 다각형, 폐곡선(閉曲線) 또는 선(線)의 형상으로 형성될 수 있다. 상기 형상은 전극 조립체의 고정력, 전극 조립체에 가하여 지는 압력 등을 고려하여 적절하게 변형이 가하여 질 수 있다.
In the present invention, the secondary battery may further include a
상기 하면 비딩부를 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 비딩부를 형성하는데 사용되는 프레스를 이용하여 상기 하면 비딩부를 형성할 수 있다. 예를 들어, 전지의 상단을 고정하고 적절한 가압 부재를 이용하여 전지의 하부면을 외부에서 가압(프레스)하는 공정이 수행될 수 있다. 이에 의하여 도 5에 도시된 바와 같이 전지캔의 하부면이 절곡되고 이러한 하면 비딩부(600)의 굴곡 부분을 통해 하부 절연부재(500)의 하면이 가압될 수 있다. 이와 같은 공정에 의해 비딩부(110), 상부 절연부재, 전극 조립체, 하부 절연부재 및 하면 비딩부의 각 사이가 이격되지 않고 서로 밀착에 의해 고정되어 전극 조립체를 비롯한 전지 내부 소자들의 유동이 방지된다.
The method of forming the beading portion is not particularly limited, and the bead portion may be formed by using a press used to form the bead portion in the related art. For example, a process may be performed in which the upper end of the battery is fixed and the lower surface of the battery is pressed (pressed) from the outside using a suitable pressing member. 5, the lower surface of the battery can is bent, and the lower surface of the lower insulating
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.
100...전지캔
110...비딩부
120...클림핑 부위
200...캡조립체
300...전극 조립체
400...상부 절연부재
110a...오목부
500...하부절연부재
600...하면 비딩부100 ... battery can 110 ... beading portion
120 ... clamping
300 ...
110a ... concave portion
500 ... lower insulating
Claims (10)
절연성 재질로 구성되며 상기 전극 조립체의 상부에 위치하는 상부 절연부재;
상기 전극 조립체, 상기 상부 절연부재 및 전해액을 수납하는 전지캔, 및
상기 전지캔의 개방단에 결합되는 캡 조립체;를 포함하고,
여기에서 상기 전지캔은 전지캔의 측면 상단부에 전지캔의 내측을 향하여 소정 깊이로 절곡되어 형성된 비딩부를 포함하고, 상기 비딩부는 비딩부 표면에 하나 이상의 오목부(凹)가 형성되어 있는 것인, 이차 전지.
An electrode assembly including a cathode, a cathode, and a separator interposed between the anode and the cathode;
An upper insulating member made of an insulating material and positioned at an upper portion of the electrode assembly;
A battery can containing the electrode assembly, the upper insulating member, and the electrolytic solution;
And a cap assembly coupled to an open end of the battery can,
Here, the battery can includes a beading portion formed by bending a predetermined depth toward the inside of the battery can at a side upper end portion of the battery can, and the beading portion has at least one concave portion formed on the surface of the beating portion. Secondary battery.
상기 오목부는 상기 전지캔의 내측 하방(下方)으로 절곡되어 상기 상부 절연부재와 상면에 접촉하며 상기 상부 절연부재를 전지캔의 하방(下方)으로 가압하는 것인, 이차 전지.
The method according to claim 1,
Wherein the recess is bent downward (downward) inside the battery can to contact the upper surface of the upper insulating member and press the upper insulating member downward (downward) of the battery can.
상기 오목부는 평면 형상이 원형, 다각형, 폐곡선(閉曲線) 또는 선(線)의 형상으로 형성되는 것인, 이차 전지.
The method according to claim 1,
Wherein the concave portion is formed in a circular shape, a polygonal shape, a closed curve or a line shape in plan view.
상기 전지캔은 원통형인 것을 특징으로 하는 이차 전지.
The method according to claim 1,
Wherein the battery can is cylindrical.
상기 전지캔은 하부면에 전지캔의 내측 상방을 향하여 소정 높이로 절곡된 하면 비딩부가 더 형성되어 있는 것인, 이차 전지.
The method according to claim 1,
Wherein the battery can further includes a bottom beading portion bent at a predetermined height toward the upper side of the inside of the battery can on a lower surface thereof.
상기 하면 비딩부는 전극 조립체를 직접 또는 하부 절연부재를 매개로 하여 간접적으로 접촉하고 전극 조립체를 전지캔의 상방(上方)으로 가압하는 것을 특징으로 하는 것인, 이차 전지.
6. The method of claim 5,
Wherein the beading portion indirectly contacts the electrode assembly directly or via a lower insulating member, and presses the electrode assembly upward (upward) of the battery can.
상기 하면 비딩부는 평면 형상이 원형, 다각형, 폐곡선(閉曲線) 또는 선(線)의 형상으로 형성되는 것인, 이차 전지.
6. The method of claim 5,
Wherein the beaded portion is formed in a circular shape, a polygonal shape, a closed curve, or a line shape in plan view.
(S20) 전지캔의 상단부에 비딩부를 형성하는 단계;
(S30) 상기 전지캔에 전해액을 주입하는 단계;
(S40) 상기 전지캔의 개방단에 캡 조립체를 결합하는 단계;
(S50) 상기 전지캔의 상단을 클림핑하는 단계; 및
(S60) 상기 비딩부에 오목부를 형성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지 제조 방법.
(S10) receiving an upper insulating member and an electrode assembly in a battery can;
(S20) forming a bead at an upper end of the battery can;
(S30) injecting an electrolyte into the battery can;
(S40) coupling a cap assembly to an open end of the battery can;
(S50) clamping the upper end of the battery can; And
(S60) forming a recess in the beading portion;
The method comprising the steps of:
상기 (S60)의 오목부는 상기 전지캔의 내측 하방(下方)으로 절곡되어 상기 상부 절연부재와 상면에 접촉하며 상기 상부 절연부재를 전지캔의 하방(下方)으로 가압하는 것인, 이차 전지 제조 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the concave portion of (S60) is bent downward (downward) inward of the battery can so as to contact the upper surface of the upper insulating member and press the upper insulating member downward (downward) .
상기 (S60)에서 오목부의 평면 및/또는 측면 형상이 원형, 다각형, 폐곡선(閉曲線) 또는 선(線)의 형상으로 형성되는 것인, 이차 전지 제조 방법. 9. The method of claim 8,
Wherein the planar and / or lateral shape of the concave portion is formed in a shape of a circle, a polygon, a closed curve or a line in (S60).
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2014
- 2014-07-31 KR KR1020140098472A patent/KR20160015778A/en active Search and Examination
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