KR20160042246A - 이차 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 z축 방향 크러쉬 상황에서 캡 플레이트에 의하여 전극 조립체의 찢어짐을 방지하는 이차 전지에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 코팅부와 무지부를 가지는 전극을 세퍼레이터의 양측에 배치하여 상기 전극과 상기 세퍼레이터를 권취하여 형성되는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 내장하는 케이스, 상기 전극 조립체 상에 설치되고 상기 전극 조립체를 향하여 돌출되는 돌기부와 내부 단자홀을 구비하는 절연 플레이트, 및 상기 케이스의 개구에 결합되고 단자홀을 구비하며, 상기 무지부에 연결되어 상기 내부 단자홀을 통과한 전극단자가 상기 단자홀로 인출되는 캡 플레이트를 포함한다.

Description

이차 전지 {RECHARGEABLE BATTERY}
본 기재는 케이스와 캡 플레이트로 설정되는 공간에 전극 조립체를 내장하는 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 외부로 인출하는 전극단자를 포함한다.
이차 전지는 전극 조립체와 케이스를 전기적으로 절연하기 위하여, 케이스의 바닥과 측벽에 절연 테이프를 구비하고, 전극 조립체의 외주에 절연 테이프를 구비한다. 이와 같은 이차 전지는 z축 방향 크러쉬(crush) 상황에서, 캡 플레이트에 의하여 전극 조립체가 찢어지면서 내부 단락(short circuit)을 일으킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 z축 방향 크러쉬 상황에서 캡 플레이트에 의하여 전극 조립체의 찢어짐을 방지하는 이차 전지에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 코팅부와 무지부를 가지는 전극을 세퍼레이터의 양측에 배치하여 상기 전극과 상기 세퍼레이터를 권취하여 형성되는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 내장하는 케이스, 상기 전극 조립체 상에 설치되고 상기 전극 조립체를 향하여 돌출되는 돌기부와 내부 단자홀을 구비하는 절연 플레이트, 및 상기 케이스의 개구에 결합되고 단자홀을 구비하며, 상기 무지부에 연결되어 상기 내부 단자홀을 통과한 전극단자가 상기 단자홀로 인출되는 캡 플레이트를 포함한다.
상기 돌기부는 상기 절연 플레이트의 폭 방향 전체에 걸쳐서 형성될 수 있다.
상기 돌기부는 상기 절연 플레이트 길이 방향을 따라 이격되는 복수로 형성될 수 있다.
상기 캡 플레이트의 단자홀과 상기 전극단자 사이 및 상기 절연 플레이트의 내부 단자홀과 상기 전극 단자 사이에 개재되는 개스킷은, 상기 전극단자의 외곽으로 돌출되는 지지 플랜지를 구비하며, 상기 지지 플랜지는 상기 절연 플레이트의 상기 내부 단자홀 주위를 지지할 수 있다.
상기 무지부는 상기 절연 플레이트의 내부에서 상기 전극단자에 연결될 수 있다.
상기 전극단자는 상기 무지부에 용접으로 연결되고 상기 절연 플레이트의 내부에 위치하는 내부 플레이트, 및 상기 내부 플레이트에서 상기 내부 단자홀 및 상기 단자홀을 통하여 상기 절연 플레이트 및 상기 캡 플레이트 외부로 돌출되는 기둥부, 및 상기 캡 플레이트 외면에서 상기 기둥부에 연결되는 외부 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 캡 플레이트의 단자홀과 상기 전극단자 사이 및 상기 절연 플레이트의 내부 단자홀과 상기 전극 단자 사이에 개재되는 개스킷은, 상기 내부 플레이트를 수용하고 외곽으로 돌출되는 지지 플랜지를 구비하며, 상기 지지 플랜지는 상기 절연 플레이트의 상기 내부 단자홀 주위를 지지할 수 있다.
상기 전극단자를 수용하여 지지하는 내부 절연부재는, 상기 절연 플레이트의 상기 내부 단자홀 주위와 상기 상기 개스킷의 지지 플랜지를 지지할 수 있다.
상기 전극 조립체는 하나 또는 2개로 형성될 수 있다.
상기 전극 조립체는 2개로 형성되어 동일 극성의 무지부가 서로 마주하여 하나의 내부 플레이트에 연결될 수 있다.
상기 절연 플레이트는 상기 캡 플레이트에 구비되는 벤트홀에 대응하는 내부 벤트홀을 구비할 수 있다.
상기 절연 플레이트는 상기 캡 플레이트에 구비되는 전해액 주입구에 대응하는 내부 전해액 주입구를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전극 조립체와 캡 플레이트 사이에 절연 플레이트를 설치하고, 절연 플레이트에 형성되는 돌기부가 전극 조립체를 향하므로 z축 방향 크러쉬 상황에서 캡 플레이트의 침입으로부터 전극 조립체를 보호하는 효과가 있다.
즉 절연 플레이트 및 돌기부는 z축 방향 크러쉬 상황에서 캡 플레이트의 침입 및 변형에 의하여 전극 조립체의 찢어짐을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 2에 적용된 전극 조립체의 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 전극 조립체의 분해 사시도이다.
도 6은 도 4의 전극 조립체에 음, 양극 단자를 연결하고 개스킷 및 절연 플레이트를 분해한 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 일 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이며, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 이차 전지는 전류를 충전 및 방전하는 전극 조립체(10), 전극 조립체(10)를 내장하는 케이스(30), 전극 조립체(10) 상에 설치되는 절연 플레이트(20) 및 케이스(30)의 개구(31)에 결합되어 개구(31)를 밀폐하는 캡 플레이트(40)를 포함한다.
도 4는 도 2에 적용된 전극 조립체의 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 전극 조립체의 분해 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 전극 조립체(10)는 전기 절연재인 세퍼레이터(13)의 양측에 제1전극(11, 예를 들면, 음극)과 제2전극(12, 예를 들면 양극)을 구비하고, 음극(11), 세퍼레이터(13) 및 양극(12)을 권취하여 형성된다.
전극 조립체(10)는 하나로 형성될 수도 있으나(미도시) 본 실시예에서는 2개로 형성되어 있다. 전극 조립체(10)는 케이스(30)에 수용될 수 있도록 타원형 양단(도 4의 상단과 하단)을 가지고 플레이트 모양으로 형성될 수 있다.
음, 양극(11, 12)은 각각 금속박(예를 들면, Cu, Al 포일)의 집전체에 활물질을 도포한 코팅부(111, 121), 및 활물질을 도포하지 않아서 노출된 집전체로 형성되는 무지부(112, 122)를 포함한다. 무지부(112, 122)는 권취된 전극 조립체(10)의 일단 및 전극 조립체(10)의 1회 권취 범위(T)에서 거리(D)를 두고 서로 이격 배치된다.
즉 음극(11)의 무지부(112)는 권취되는 전극 조립체(10)의 일단에서 일측에 배치되고, 양극(12)의 무지부(122)는 권취되는 전극 조립체(10)의 일단에서 거리(D)를 두고 서로 이격 배치된다.
따라서 음극(11)과 양극(12)이 권취될 때, 음극(11)의 무지부(112)는 전극 조립체(10)의 권취된 일단(도 4의 상단)에서 좌측에 배치되고, 양극(12)의 무지부(122)는 전극 조립체(10)의 동일 단(도 4의 상단)에서 우측에 배치된다.
이와 같이, 음, 양극(11, 12)에서 코팅부(111, 121)의 면적이 최대로 넓어지고, 무지부(112, 122)의 면적이 최소로 좁아짐에 따라 전극 조립체(10)의 용량이 증대될 수 있다.
도 6은 도 4의 전극 조립체에 음, 양극 단자를 연결하고 개스킷 및 절연 플레이트를 분해한 사시도이다. 도 2 내지 도 4 및 도 6을 참조하면, 2개의 전극 조립체(10)는 병렬로 배치되어 전기적으로 서로 연결된다.
즉 2개의 전극 조립체(10)에서, 일측 음극(11)의 무지부(112)는 다른 음극(11)의 무지부(112)와 마주하여 서로 연결되고, 일측 양극(12)의 무지부(122)는 다른 양극(12)의 무지부(122)와 마주하여 서로 연결된다.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 케이스(30)는 전극 조립체(10)와 절연 플레이트(20)를 내장하며, 이차 전지의 외관을 형성하고, 이차 전지에 기계적인 강도를 제공한다. 케이스(30)는 플레이트 모양의 전극 조립체(10)를 1개 또는 2개 수용할 수 있도록 공간을 설정한다.
예를 들면, 케이스(30)는 대략 직육면체로 형성되고, 전극 조립체(10)를 삽입하도록 그 일측에 사각형의 개구(31)를 구비하고, 개구(31)의 반대측에 개구(31)에 대응하는 바닥을 구비하고, 개구(31)와 바닥 사이에서 설정되는 2개의 광폭 측벽과 2개의 협폭 측벽을 구비한다.
절연 플레이트(20)는 내부 단자홀(201, 202)을 구비한다. 따라서 케이스(30)의 내부에 수용된 전극 조립체(10)의 무지부(112, 122)에 연결된 제1, 제2전극단자(51, 52, 예를 들면, 음, 양극 단자) 및 개스킷(621, 622)은 내부 단자홀(201, 202)을 통하여 절연 플레이트(20)의 외부로 각각 인출된다.
즉 절연 플레이트(20)는 전극 조립체(10)를 캡 플레이트(40)와 전기적으로 절연시키면서, 내부 단자홀(201, 202)을 통하여 무지부(112, 122)에 연결된 음, 양극 단자(51, 52)의 인출을 가능하게 한다. 또한 절연 플레이트(20)는 전극 조립체(10)와 캡 플레이트(40) 사이에 설치되어, z축 방향 크러쉬 상황에서 캡 플레이트(40)로부터 전극 조립체(10)를 보호할 수 있게 한다.
캡 플레이트(40)는 케이스(30)의 개구(31)에 결합되어 케이스(30)를 밀폐하고, 2개의 단자홀(H1, H2)을 구비한다. 예를 들면, 단자홀(H1, H2) 및 내부 단자홀(201, 202)에는 음, 양극 단자(51, 52)가 설치된다. 예를 들면, 케이스(30)와 캡 플레이트(40)는 알루미늄으로 형성되어 개구(31)에서 서로 용접될 수 있다.
또한, 캡 플레이트(40)는 벤트홀(41)과 전해액 주입구(42)를 더 구비한다. 벤트홀(41)은 전극 조립체(10)의 충전 및 방전 작용에 의하여 이차 전지의 내부에서 발생되는 가스에 의한 내부 압력을 배출할 수 있도록 벤트 플레이트(411)로 밀폐된다.
이차 전지의 내부 압력이 설정 압력에 이르면, 벤트 플레이트(411)가 절개되어 벤트홀(41)을 개방하여 가스 및 내부 압력을 배출할 수 있다. 벤트 플레이트(411)는 절개를 유도하는 노치(412)를 가진다.
전해액 주입구(42)는 케이스(30)에 캡 플레이트(40)를 결합 및 용접한 후, 케이스(30)의 내부로 전해액을 주입할 수 있게 한다. 전해액 주입 후, 전해액 주입구(42)는 밀봉 마개(421)로 밀봉된다.
다시 도 2, 도 3 및 도 6을 참조하면, 음, 양극 단자(51, 52)는 전극 조립체(10)의 무지부(112, 122)에 각각 연결되어, 전극 조립체(10)로부터 전류를 방전시키거나 전극 조립체(10)에 전류를 충전시킬 수 있게 한다.
절연 플레이트(20)는 케이스(30)와 캡 플레이트(40)로 설정되는 내부 공간에서, 캡 플레이트(40)와 전극 조립체(10) 사이에 배치되어, z축 방향 크러쉬에 상황에서 캡 플레이트(40)의 내부 침입으로부터 전극 조립체(10)를 보호하도록 구성된다.
절연 플레이트(20)는 내부 벤트홀(27)를 구비한다. 내부 벤트홀(27)은 캡 플레이트(40)에 구비되는 벤트홀(41)에 대응하여 형성되므로, 전극 조립체(10)에서 발생되는 가스에 의하여 상승되는 내부 압력을 벤트홀(41)로 전달하여 배출할 수 있게 한다.
또한, 절연 플레이트(20)는 내부 전해액 주입구(28)를 구비한다. 내부 전해액 주입구(28)는 캡 플레이트(40)에 구비되는 전해액 주입구(42)에 대응하여, 전해액 주입구(42)를 통하여 주입되는 전해액을 절연 플레이트(20)의 내부로 주입될 수 있게 한다.
예를 들면, 절연 플레이트(20)는 전극 조립체(10)를 향하여 돌출되는 돌기부(21)를 구비한다. 예를 들면, 돌기부(21)는 절연 플레이트(20)의 폭 방향 전체에 걸쳐서 형성되어, z축 방향 크러쉬 상황에서 폭 방향 전체에서 전극 조립체(10)를 보호할 수 있다.
즉 돌기부(21)는 2개의 전극 조립체(10) 상단을 향하여 형성되어, 2개의 전극 조립체(10)를 동시에 보호할 수 있다. z축 방향 크러쉬에 의하여 캡 플레이트(40)가 z축 방향으로 침입하면 절연 플레이트(20)의 돌기부(21)가 전극 조립체(10)에 지지되면서 절연 플레이트(20)는 캡 플레이트(40)의 침입을 차단하다.
돌기부(21)는 절연 플레이트(20)의 길이 방향(도 3의 좌우 방향)을 따라 이격되는 복수로 형성되어, 길이 방향의 복수 위치에서 전극 조립체(10)를 보호할 수 있다. 복수의 돌기부(21)는 캡 플레이트(40)의 길이 방향의 어느 일측에서 발생되는 z축 방향 크러쉬에 대해서도 효과적으로 대응할 수 있다.
이때, 돌기부(21)는 내부 벤트홀(27)의 양측에 구비되고, 내부 전해액 주입구(28)를 벗어난 위치에 형성되어, 내부 벤트홀(27)에서 벤트홀(41)을 통한 내부 압력의 배출을 방해하지 않고, 전해액의 주입을 방해하지 않는다.
한편, 음, 양극 단자(51, 52)는 절연 플레이트(20)의 내부 단자홀(201, 202)과 캡 플레이트(40)의 단자홀(H1, H2)을 통하여 설치되고, 무지부(112, 122)로 전극 조립체(10)에 전기적으로 연결된다.
무지부(112, 122)는 절연 플레이트(20)의 내부, 즉 캡 플레이트(40)의 반대측에서 내부 단자홀(201, 202)에 설치되는 음, 양극 단자(51, 52) 에 연결된다. 이때, 무지부(112, 122)는 캡 플레이트(40)를 향하여 캡 플레이트(40)와 평행한 상태로 절곡되어 음, 양극 단자(51, 52)에 용접된다.
음, 양극 단자(51, 52)는 동일 구조로 형성될 수 있다. 도면을 참조하여 설명하면, 음, 양극 단자(51, 52)는 내부 플레이트(511, 521)와 기둥부(512, 522) 및 외부 플레이트(513, 523)를 포함한다.
내부 플레이트(511, 521)는 기둥부(512, 522)의 면적보다 넓게 형성되어 무지부(112, 122)에 넓은 면적으로 용접되고, 캡 플레이트(40) 및 절연 플레이트(20)의 내부에 위치한다. 이때 2개의 전극 조립체(10)에서 무지부(112, 112; 122, 122)가 서로 마주하는 상태로 절곡되어 내부 플레이트(511, 521)에 용접된다.
기둥부(512, 522)는 내부 플레이트(511, 521)에 연결되고, 개스킷(621, 622)과 함께 내부 단자홀(201, 202) 및 단자홀(H1, H2)을 통하여, 캡 플레이트(40)의 외부로 돌출된다.
외부 플레이트(513, 523)는 캡 플레이트(40) 외면에서 기둥부(512, 522)에 전기적으로 연결된다. 기둥부(512, 522)는 외부 플레이트(513, 523)에 코킹(caulking) 또는 용접으로 연결된다.
따라서 전극 조립체(10)는 무지부(112, 122) 및 음, 양극 단자(51, 52)를 통하여 케이스(30)의 외부로 인출될 수 있다. 또한 무지부(112, 122)가 음, 양극 단자(51, 52)에 직접 연결되므로 전극 조립체(10)를 케이스(30) 외부로 인출하는 구조가 간단해진다.
한편, 개스킷(621, 622)은 음, 양극 단자(51, 52)와 캡 플레이트(40) 사이 및 음, 양극 단자(51, 52)와 절연 플레이트(20)의 사이에 개재되어, 음, 양극 단자(51, 52)와 캡 플레이트(40)를 전기적으로 절연 및 실링하고 음, 양극 단자(51, 52)와 절연 플레이트(20)를 사이를 실링한다.
개스킷(621, 622)은 음, 양극 단자(51, 52)의 기둥부(512, 522)와 캡 플레이트(40)의 단자홀(H1, H2) 내면 사이에 설치되어, 기둥부(512, 522)와 캡 플레이트(40)의 단자홀(H1, H2) 사이를 실링하고 전기적으로 절연한다.
개스킷(621, 622)은 음, 양극 단자(51, 52)의 기둥부(512, 522)와 절연 플레이트(20)의 내부 단자홀(201, 202) 내면 사이에 설치되어, 기둥부(512, 522)와 절연 플레이트(20)의 내부 단자홀(201, 202) 사이를 실링한다.
한편, 내부 절연부재(611, 612)는 일측으로 절연 플레이트(20)에 밀착되고 다른 일측으로 음, 양극 단자(51, 52)의 내부 플레이트(511, 521)와 개스킷(621, 622)의 일부를 감싸므로 음, 양극 단자(51, 52)와 무지부(112, 122)의 연결 구조 및 개스킷(621, 622)을 안정시킨다.
한편, 개스킷(621, 622)은 음, 양극 단자(51, 52)의 외곽으로 돌출되는 지지 플랜지(641, 642)를 구비한다. 지지 플랜지(641, 642)는 절연 플레이트(20)의 내부 단자홀(201, 202) 주위를 지지한다.
보다 구체적으로 설명하면, 개스킷(621, 622)에서, 지지 플랜지(641, 642)는 내부 플레이트(511, 521)를 수용하고 내부 플레이트(511, 521)의 외곽으로 돌출되어, 절연 플레이트(20)의 내부 단자홀(201, 202) 주위를 지지한다.
이때, 내부 절연부재(611, 612)는 음, 양극 단자(51, 52)를 수용하여 지지하고, 절연 플레이트(20)의 내부 단자홀(201, 202) 주위와 개스킷(621, 622) 및 지지 플랜지(641, 642)를 지지한다.
개스킷(621, 622)을 개재하여 기둥부(512, 522)를 내부 단자홀(201, 202)과 단자홀(H1, H2)에 삽입하고, 외부 절연부재(631, 632)를 개재하여 외부 플레이트(513, 523)의 결합홀(514, 524)에 삽입한 후, 결합홀(514, 524)의 주위를 코킹(caulking) 또는 용접함으로써, 기둥부(512, 522)가 외부 플레이트(513, 523)에 고정된다. 이로써 음, 양극 단자(51, 52)가 캡 플레이트(40)에 설치될 수 있다.
즉 개스킷(621, 622)의 지지 플랜지(641, 642)는 내부 절연부재(611, 612)와 절연 플레이트(20) 사이 및 내부 절연부재(611, 612)와 캡 플레이트(40) 사이를 더 실링한다.
개스킷(621, 622)은 절연 플레이트(20) 및 캡 플레이트(40)에 음, 양극 단자(51, 52)를 설치하는 구조에서 내부 단자홀(201, 202) 및 단자홀(H1, H2)을 통하여 전해액이 새는 것(leak)을 방지한다. 또한, 개스킷(621, 622)은 외부 절연부재(631, 632)와 기둥부(512, 522) 사이로 더 연장되어 더 실링 작용할 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.
10: 전극 조립체 11, 12: 제1, 제2전극(음, 양극)
13: 세퍼레이터 20: 절연 플레이트
21: 돌기부 27: 내부 벤트홀
28: 내부 전해액 주입구 30: 케이스
31: 개구 40: 캡 플레이트
51, 52: 제1, 제2전극(음, 양극)단자 41: 벤트홀
42: 전해액 주입구 111, 121: 코팅부
112, 122: 무지부 201, 202: 내부 단자홀
411: 벤트 플레이트 412: 노치
421: 밀봉 마개 511, 521: 내부 플레이트
512, 522: 기둥부 513, 523: 외부 플레이트
514, 524: 결합홀 611, 612: 내부 절연부재
621, 622: 개스킷 641, 642: 지지 플랜지
D: 거리 H1, H2: 단자홀
T: 1회 권취 범위

Claims (12)

  1. 코팅부와 무지부를 가지는 전극을 세퍼레이터의 양측에 배치하여 상기 전극과 상기 세퍼레이터를 권취하여 형성되는 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 내장하는 케이스;
    상기 전극 조립체 상에 설치되고 상기 전극 조립체를 향하여 돌출되는 돌기부와 내부 단자홀을 구비하는 절연 플레이트; 및
    상기 케이스의 개구에 결합되고 단자홀을 구비하며, 상기 무지부에 연결되어 상기 내부 단자홀을 통과한 전극단자가 상기 단자홀로 인출되는 캡 플레이트를 포함하는 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 돌기부는
    상기 절연 플레이트의 폭 방향 전체에 걸쳐서 형성되는 이차 전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 돌기부는
    상기 절연 플레이트 길이 방향을 따라 이격되는 복수로 형성되는 이차 전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 캡 플레이트의 단자홀과 상기 전극단자 사이 및
    상기 절연 플레이트의 내부 단자홀과 상기 전극 단자 사이에 개재되는 개스킷은,
    상기 전극단자의 외곽으로 돌출되는 지지 플랜지를 구비하며,
    상기 지지 플랜지는
    상기 절연 플레이트의 상기 내부 단자홀 주위를 지지하는 이차 전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 무지부는,
    상기 절연 플레이트의 내부에서 상기 전극단자에 연결되는 이차 전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전극단자는
    상기 무지부에 용접으로 연결되고 상기 절연 플레이트의 내부에 위치하는 내부 플레이트, 및
    상기 내부 플레이트에서 상기 내부 단자홀 및 상기 단자홀을 통하여 상기 절연 플레이트 및 상기 캡 플레이트 외부로 돌출되는 기둥부, 및
    상기 캡 플레이트 외면에서 상기 기둥부에 연결되는 외부 플레이트를 포함하는 이차 전지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 캡 플레이트의 단자홀과 상기 전극단자 사이 및
    상기 절연 플레이트의 내부 단자홀과 상기 전극 단자 사이에 개재되는 개스킷은,
    상기 내부 플레이트를 수용하고 외곽으로 돌출되는 지지 플랜지를 구비하며,
    상기 지지 플랜지는
    상기 절연 플레이트의 상기 내부 단자홀 주위를 지지하는 이차 전지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전극단자를 수용하여 지지하는 내부 절연부재는,
    상기 절연 플레이트의 상기 내부 단자홀 주위와 상기 개스킷의 지지 플랜지를 지지하는 이차 전지.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 전극 조립체는 하나 또는 2개로 형성되는 이차 전지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전극 조립체는
    2개로 형성되어 동일 극성의 무지부가 서로 마주하여 하나의 내부 플레이트에 연결되는 이차 전지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 절연 플레이트는
    상기 캡 플레이트에 구비되는 벤트홀에 대응하는 내부 벤트홀을 구비하는 이차 전지.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 절연 플레이트는
    상기 캡 플레이트에 구비되는 전해액 주입구에 대응하는 내부 전해액 주입구를 구비하는 이차 전지.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018016747A1 (ko) * 2016-07-18 2018-01-25 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
WO2018016766A1 (ko) * 2016-07-19 2018-01-25 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
WO2018043890A1 (ko) * 2016-09-02 2018-03-08 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
WO2018074842A1 (ko) * 2016-10-21 2018-04-26 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 그 모듈
KR20180047810A (ko) * 2016-11-01 2018-05-10 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR20180091301A (ko) * 2017-02-06 2018-08-16 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR20180123403A (ko) * 2017-05-08 2018-11-16 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
WO2022015030A1 (ko) * 2020-07-14 2022-01-20 주식회사 엘지에너지솔루션 벤팅 홀 단자를 구비하는 배터리 모듈, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
WO2022108139A1 (ko) * 2020-11-19 2022-05-27 삼성에스디아이(주) 이차 전지

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018006112A (ja) * 2016-06-30 2018-01-11 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
KR102221633B1 (ko) 2016-08-01 2021-02-26 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR20180097087A (ko) * 2017-02-22 2018-08-30 삼성에스디아이 주식회사 대칭형 멀티탭을 갖는 이차 전지
EP3678252B1 (en) * 2017-11-07 2023-09-06 Ningde Amperex Technology Limited Wound cell
CN207818809U (zh) * 2017-12-14 2018-09-04 比亚迪股份有限公司 电池和具有其的电池包、电动汽车
CN209747563U (zh) * 2019-05-27 2019-12-06 宁德时代新能源科技股份有限公司 顶盖组件以及二次电池
JP7402144B2 (ja) * 2020-11-05 2023-12-20 プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 電池およびその製造方法
WO2023226354A1 (zh) * 2022-05-25 2023-11-30 瑞浦兰钧能源股份有限公司 一种二次电池的顶盖结构、顶盖组件及二次电池

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000277081A (ja) * 1999-03-19 2000-10-06 Sanyo Electric Co Ltd 密閉式電池
KR20110045304A (ko) * 2009-10-26 2011-05-04 에스비리모티브 주식회사 이차 전지
KR20120024412A (ko) * 2010-09-01 2012-03-14 에스비리모티브 주식회사 이차전지
KR20130012539A (ko) * 2011-07-25 2013-02-04 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100880385B1 (ko) 2006-04-10 2009-01-23 주식회사 엘지화학 안전성을 향상시키는 절연부재를 포함하고 있는 이차전지
KR100821857B1 (ko) 2006-10-23 2008-04-15 주식회사 엘지화학 이차전지 팩
KR20080037869A (ko) 2006-10-27 2008-05-02 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
KR101154884B1 (ko) 2007-01-12 2012-06-18 주식회사 엘지화학 상부 절연체가 젤리-롤에 결합되어 있는 이차전지
JP2008204770A (ja) 2007-02-20 2008-09-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池
KR101073193B1 (ko) 2009-09-28 2011-10-12 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
US8343653B2 (en) 2009-11-30 2013-01-01 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
EP3896783A1 (en) 2010-02-17 2021-10-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Battery comprising a lid, a safety valve and a current collecting lead
KR101199225B1 (ko) 2010-07-12 2012-11-07 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
KR101264491B1 (ko) 2011-02-22 2013-05-14 로베르트 보쉬 게엠베하 이차 전지
JP2013025882A (ja) 2011-07-15 2013-02-04 Toshiba Corp 二次電池
US9299972B2 (en) * 2011-09-28 2016-03-29 Samsung Sdi Co., Ltd Rechargeable battery with separating member between current collector and battery case
CN202454638U (zh) 2011-12-27 2012-09-26 上海比亚迪有限公司 一种方形二次电池
US10158101B2 (en) 2012-06-26 2018-12-18 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Power storage device
KR20140017743A (ko) 2012-07-31 2014-02-12 주식회사 엘지화학 내진동성이 향상된 이차전지
JP6119368B2 (ja) 2013-03-28 2017-04-26 三洋電機株式会社 角形二次電池
KR101718060B1 (ko) 2013-11-22 2017-03-20 삼성에스디아이 주식회사 전극 집전체의 굽힘 강도를 강화한 이차 전지
KR102211527B1 (ko) 2014-03-11 2021-02-02 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102273643B1 (ko) 2014-10-07 2021-07-07 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102483338B1 (ko) 2015-05-15 2023-01-02 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000277081A (ja) * 1999-03-19 2000-10-06 Sanyo Electric Co Ltd 密閉式電池
KR20110045304A (ko) * 2009-10-26 2011-05-04 에스비리모티브 주식회사 이차 전지
KR20120024412A (ko) * 2010-09-01 2012-03-14 에스비리모티브 주식회사 이차전지
KR20130012539A (ko) * 2011-07-25 2013-02-04 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018016747A1 (ko) * 2016-07-18 2018-01-25 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
WO2018016766A1 (ko) * 2016-07-19 2018-01-25 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
WO2018043890A1 (ko) * 2016-09-02 2018-03-08 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR20180026223A (ko) * 2016-09-02 2018-03-12 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
WO2018074842A1 (ko) * 2016-10-21 2018-04-26 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 그 모듈
US11437642B2 (en) 2016-10-21 2022-09-06 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery and module of the same
KR20180047810A (ko) * 2016-11-01 2018-05-10 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
WO2018084514A1 (ko) * 2016-11-01 2018-05-11 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR20180091301A (ko) * 2017-02-06 2018-08-16 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR20180123403A (ko) * 2017-05-08 2018-11-16 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
WO2022015030A1 (ko) * 2020-07-14 2022-01-20 주식회사 엘지에너지솔루션 벤팅 홀 단자를 구비하는 배터리 모듈, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
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