KR20160051236A - 이차전지 - Google Patents

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KR20160051236A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는 전극 조립체와, 전극 조립체를 밀봉하기 위한 캡 플레이트와, 전극 조립체와 전기적으로 연결되고, 절연 가스켓을 개재하여 캡 플레이트 상에 조립된 전극핀과, 상기 전극핀 상에 결합된 제1 리드 탭을 포함하고, 제1 리드 탭 폭(W1)과 절연 가스켓 폭(W)의 상대적 비율(W2/W1)은, 1.00 < W2/W1 < 1.14의 관계를 만족한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 리드 탭과 전극 간의 용접으로부터 야기될 수 있는 제품 불량을 방지할 수 있는 설계 사양이 제공된다.

Description

이차전지{Rechargeable battery}
본 발명은 이차전지에 관한 것이다.
무선인터넷이나 통신기술의 발달로 인하여 전원공급장치 없이 전지를 사용하여 운용 가능한 휴대폰, 휴대용 컴퓨터와 같은 전자 기기의 보급이 빠른 속도로 늘고 있다. 전자 기기가 전원공급장치에 구애됨 없이 여러 장소에서 사용되기 위하여 이차전지 또는 다수의 이차전지들을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 이차전지에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는,
전극 조립체;
상기 전극 조립체를 밀봉하기 위한 캡 플레이트;
상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되고, 절연 가스켓을 개재하여 상기 캡 플레이트 상에 조립된 전극핀; 및
상기 전극핀 상에 결합된 제1 리드 탭을 포함하고,
상기 제1 리드 탭 폭(W1)과 상기 절연 가스켓 폭(W)의 상대적 비율(W2/W1)은, 1.00 < W2/W1 < 1.14의 관계를 만족한다.
예를 들어, 상기 제1 리드 탭은,
상기 전극핀 상에 결합된 상부 편과, 상기 상부 편으로부터 상기 캡 플레이트를 향하여 하방으로 단차지도록 연장되는 하부 편을 포함한다.
예를 들어, 상기 상부 편은 상기 절연 가스켓을 벗어난 위치로 연장된다.
예를 들어, 상기 절연 가스켓으로부터 상부 편의 끝단까지의 연장 길이(L)는, 0.50mm < L < 1.00mm 관계를 만족한다.
예를 들어, 상기 상부 편의 끝단은 하부 편을 향하여 절곡되기 시작하는 변곡점에 해당된다.
예를 들어, 상기 하부 편은 온도 소자와 전기적으로 연결된다.
예를 들어, 상기 하부 편과 온도 소자는 같은 지지면 상에 면 접촉한다.
예를 들어, 상기 지지면은 상기 캡 플레이트 상에 부착된 절연 부재의 상면에 해당된다.
예를 들어, 상기 온도 소자는 상기 지지면으로부터 상방으로 단차진 위치에 형성된 제1 리드를 포함하고,
상기 제1 리드와 지지면 사이에는 상기 하부 편이 개재된다.
예를 들어, 상기 온도 소자는 상기 제1 리드의 반대 편에 형성되며 상기 지지면으로부터 상방으로 단차진 위치에 형성된 제2 리드를 포함하고,
상기 제2 리드와 지지면 사이에는 제2 리드 탭이 개재된다.
예를 들어, 상기 온도 소자와 제2 리드 탭은 동일한 지지면 상에 면 접촉한다.
예를 들어, 상기 지지면은 상기 캡 플레이트 상에 부착된 절연 부재의 상면에 해당될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 리드 탭과 전극 간의 용접으로부터 야기될 수 있는 제품 불량을 방지할 수 있는 설계 사양이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 온도 소자를 베어 셀에 밀착되게 장착할 수 있는 구조 및 설계사양을 제공함으로써 측정의 정밀도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보호회로모듈이 이차전지와 결합된 것을 나타낸다.
도 4는 도 2의 일부 구성을 도시한 사시도이다.
도 5 및 도 6은 도 4의 구성을 서로 다른 상방 및 측 방향에서 도시한 도면들이다.
도 7은 폭의 상대적인 비율에 따른 불량율의 프로파일이다.
도 8은 상부 편의 연장 길이에 따른 불량율의 프로파일이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이며, 본 발명의 일 실시예에 따른 보호회로모듈이 이차전지와 결합된 것을 나타낸다. 도 2에서는 이해를 돕기 위하여, 전극 조립체(12)가 노출되도록 캔(10)의 일부를 개방하여 도시하였다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 다른 이차전지는, 베어 셀(B), 제1 단자(30), 제2 단자(40), 절연 부재(50), 고정 부재(70)를 포함할 수 있다.
베어 셀(B)은 재충전이 가능한 이차전지로서 리튬-이온 전지로 구성될 수 있다. 베어 셀(B)은 대략 육면체의 각형으로 제작될 수 있다. 베어 셀(B)은 개구를 포함하는 캔(10), 개구를 통해 캔(10)의 내부에 수용된 전극 조립체(12), 캔(10)의 개구를 밀폐하는 캡 플레이트(20), 캡 플레이트(20) 상에 형성된 전극핀(21)을 포함할 수 있다.
캔(10)은 일 측면이 개방된 대략 육면체의 형상으로, 강도를 확보하기 위하여 금속성 소재로 제작될 수 있다. 예컨대, 캔(10)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제작될 수 있다. 전극 조립체(12)가 개구를 통해서 캔(10)에 삽입된 후, 개구는 캡 플레이트(20)에 의해 밀봉될 수 있다. 캡 플레이트(20)는 캔(10)과 마찬가지로 알루미늄 또는, 알루미늄 합금과 같은 금속성 소재로 제작될 수 있다. 캡 플레이트(20)와 캔(10)이 접하는 부분은 레이저 용접에 의해 결합됨으로써, 내부 기밀을 유지할 수 있다.
전극 조립체(12)는 전극 활물질이 도포된 제1 전극판과 제2 전극판, 및 이들 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함할 수 있다. 제1 전극판과 제2 전극판은 서로 다른 극성을 갖는다. 전극 조립체(12)는, 제1 전극판, 세퍼레이터 및 제2 전극판이 순차적으로 적층된 후 젤리롤 형태가 되도록 권취하여 제작될 수 있다.
본 실시예에서는 전극 조립체(12)가 젤리롤 형태를 갖는 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 또 다른 실시예로서, 전극 조립체(12)는, 제1 전극판, 세퍼레이터 및 제2 전극판이 순차적으로 적층된 적층체일 수 있다.
전극핀(21)은 캡 플레이트(20) 상에 형성될 수 있다. 전극핀(21)은 캡 플레이트(20)로부터 멀어지는 방향을 따라 돌출될 수 있다.
제1 전극판은 전극핀(21)과 전기적으로 연결되고, 제2 전극판은 캡 플레이트(20)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극판 및 제2 전극판은 서로 다른 극성을 띄므로, 전극핀(21)과 캡 플레이트(20)도 서로 다른 극성을 갖는다. 예컨대, 전극핀(21)은 음극의 극성을 가질 수 있고, 캡 플레이트(20)는 양극의 극성을 가질 수 있다. 이 때, 전극핀(21)과 캡 플레이트(20) 간의 단락을 방지하기 위하여 전극핀(21)과 캡 플레이트(20) 사이에는 절연 가스켓(23)이 구비될 수 있다.
제1 단자(30)와 제2 단자(40)는 베어 셀(B)의 제1 면, 예컨대 캡 플레이트(20) 상에 배치되며, 이차전지를 보호회로모듈에 전기적으로 연결시킬 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1,2 단자(30, 40)의 단부(43, 32c)가 보호회로모듈의 회로 기판(100)에 형성된 홀(110)에 삽입 및 용접되면서 이차전지는 보호회로모듈에 전기적으로 연결될 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 단자(30)는 캡 플레이트(20)의 일부 영역(제1 영역(20a)) 상에 배치되며, 제2 단자(40)는 캡 플레이트(20)의 다른 영역(제2 영역(20b)) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예로서, 제1 단자(30)와 제2 단자(40)는 전극핀(21)을 중심으로 서로 반대편에 배치될 수 있다.
제1 단자(30)는 캡 플레이트(20) 상에 배치되되 전극핀(21)과 전기적으로 연결될 수 있고, 제2 단자(40)는 캡 플레이트(20)의 제2 영역(20b)과 직접 접촉하도록 용접됨으로써 캡 플레이트(20)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 단자(30)는 전극핀(21)과 접속하는 제1 전극 탭(31), 캡 플레이트(20)의 길이 방향을 따라 제1 전극 탭(31)과 상호 이격된 제2 전극 탭(32), 및 제1,2 전극 탭(31, 32) 사이에 위치하는 온도 소자(35)를 포함할 수 있다. 온도 소자(35)의 양 단에는 각각 제1 리드(35a) 및 제2 리드(35b)가 형성되며, 이들 제1, 제2 리드(35a, 35b)는 각각 제1 전극 탭(31) 및 제2 전극 탭(32)에 직접 용접될 수 있다. 제2 전극 탭(32)은 캡 플레이트(20)와 평행한 제1 부분(32a), 제1 부분(32a)에 대하여 절곡된 제2 부분(32b), 및 제2 부분(32b)에 대하여 절곡되며 제1 부분(32a)과 실질적으로 평행한 제3 부분(33c)을 포함할 수 있다.
제2 단자(40)는 캡 플레이트(20)와 평행한 제1 부분(41), 제1 부분(41)에 대하여 절곡된 제2 부분(42), 및 제2 부분(42)에 대하여 절곡되며 제1 부분(41)과 실질적으로 평행한 제3 부분(43)을 포함할 수 있다.
제2 단자(40)와 캡 플레이트(20)는 서로 다른 소재로 형성될 수 있다. 예컨대, 캡 플레이트(20)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성될 수 있고, 제2 단자(40)는 니켈로 형성될 수 있다. 이때, 이종(異種)소재로 제작되는 제2 단자(40)와 캡 플레이트(20) 간의 용접성을 향상시키기 위하여, 캡 플레이트(20) 상에는 결합편(22)이 더 포함될 수 있다. 결합편(22)은 캡 플레이트(20)와 다른 소재, 예컨대 제2 단자(40)와 동일한 소재로 제작될 수 있다.
제1 단자(30)는 전극핀(21)과 전기적으로 연결되고, 제2 단자(40)는 캡 플레이트(20)와 전기적으로 연결되므로, 제1,2 단자(30, 40)는 서로 다른 극성을 갖는다. 예컨대, 제1 단자(30)는 음극의 극성을 가질 수 있고, 제2 단자(40)는 양극의 극성을 가질 수 있다.
캡 플레이트(20) 상에 위치하는 제2 단자(40)는 캡 플레이트(20)와 동일한 극성을 가지므로 이들 간의 단락의 문제가 발생하지 않는다. 그러나, 캡 플레이트(20) 상에 위치하는 제1 단자(30)는 캡 플레이트(20)와 다른 극성을 가지므로 이들 간의 단락이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 제1 단자(30)와 캡 플레이트(20) 사이에는 절연 부재(50)가 개재될 수 있다.
상기 절연 부재(50)는 베어 셀(B)의 외측면에 부착되어 제1 단자(30)와 베어 셀(B)의 외측면 간의 단락을 방지할 수 있다.
전술한 바와 같이 캡 플레이트(20)는 캔(10)에 용접되면서 결합될 수 있다. 캡 플레이트(20)와 마찬가지로 캔(10)도 도전성을 갖는 금속으로 형성되므로, 캔(10)은 캡 플레이트(20)와 동일한 극성을 가질 수 있다.
전극핀(21)을 제외한 베어 셀(B)의 외측면과 제1 단자(30)가 서로 다른 극성을 가지므로, 상기 절연 부재(50)는 넓은 면을 갖도록 제작하여 제1 단자(30)와 캡 플레이트(20) 간의 단락, 및 제1 단자(30)와 캔(10)의 외측면 간의 단락을 방지할 수 있다.
상기 절연 부재(50)는 베어 셀(B)의 3개의 외측면의 일부분을 커버할 수 있다. 예컨대, 제1 절연 부재(50)는 베어 셀(B)의 제1 면인 캡 플레이트(20)의 제1 영역(20a)을 커버하는 제1 부분(51), 제1 부분(51)에 실질적으로 수직이며 베어 셀(B)의 제2 면(11)의 일부를 커버하는 제2 부분(52), 및 제1 부분(51)에 실질적으로 수직이며 베어 셀(B)의 제3 면의 일부를 커버하는 제3 부분(53)을 포함할 수 있다. 절연 부재(50) 중 베어 셀(B)과 마주보는 면은 접착력을 가져 베어 셀(B)의 외측면에 부착될 수 있다.
예를 들어, 상기 절연 부재(50)는 얇은 폴리에틸렌테레프탈레이트(thin polyethyleneterephthalate (PET)) 필름으로 제작될 수 있다.
고정 부재(70)는 베어 셀(B)로부터 제1 단자(30)가 분리 또는 탈락되는 것을 방지하도록 제1 단자(30)를 커버할 수 있다. 제1 단자(30)는 제1 전극 탭(31)이 전극핀(21)에 직접 용접되면서 베어 셀(B)과 결합될 수 있다. 제1 단자(30)의 일 단부, 즉 제1 전극 탭(31)만 용접되어 있으므로 제1 단자(30)의 타 단부인 제2 전극 탭(32)은 고정되지 않을 수 있다. 제1 단자(30)의 타 단부가 고정되지 않은 경우, 제1 단자(30)는 베어 셀(B)로부터 탈락되거나 제1 단자(30)가 움직이면서 베어 셀(B)의 외측면과 단락될 수 있다.
이때, 상기 고정 부재(70)가 제1 단자(30)를 커버하도록 배치되므로 이를 방지할 수 있다. 고정 부재(70)는 제1 절연 부재(50)와 닮음꼴일 수 있다. 예컨대, 고정 부재(70)는 제1 단자(30)를 커버하는 부분과 이에 대하여 수직으로 절곡된 양 단부를 포함할 수 있다. 고정 부재(70)는 플라스틱 사출물이나 접착 테이프일 수 있다. 고정 부재(70)가 접착 테이프인 경우, 이차전지의 두께 증가를 방지할 수 있다.
도 4는 도 2의 일부 구성을 도시한 사시도이다. 그리고, 도 5 및 도 6은 도 4의 구성을 서로 다른 상방 및 측 방향에서 도시한 도면들이다.
도면들을 참조하면, 상기 이차전지는 전극 조립체(도 2, 12)와, 전극 조립체(12)를 밀봉하기 위한 캡 플레이트(20)와, 상기 전극 조립체(12)와 전기적으로 연결되고 절연 가스켓(23)을 개재하여 상기 캡 플레이트(20) 상에 조립된 전극핀(21)을 포함하며, 상기 전극핀(21) 상에 결합되는 제1 리드 탭(31)을 포함한다.
예를 들어, 상기 전극핀(21)은 캡 플레이트(20)를 관통하도록 캡 플레이트(20) 상에 조립될 수 있으며, 서로 다른 극성을 갖는 전극핀(21)과 캡 플레이트(20)를 서로에 대해 절연시키도록 이들 사이에는 절연 가스켓(23)이 개재될 수 있다. 그리고, 상기 전극핀(21) 상에는 제1 리드 탭(31)이 용접 결합될 수 있다.
본 발명에서, 상기 제1 리드 탭(31)과 절연 가스켓(23)의 폭을, 각각 W1, W2 라고 할 때, 이들 폭의 상대적인 비율(W2/W1), 즉, 제1 리드 탭 폭(W1)에 대한 절연 가스켓 폭(W2)의 상대적인 비율(W2/W1)은, 하기와 같은 소정의 범위 내에서 설계될 수 있다.
도 7에는 폭의 상대적인 비율(W2/W1)에 따른 불량율의 프로파일이 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 폭의 상대적인 비율(W2/W1)은, 1.00 < W2/W1 < 1.14 관계를 만족하도록 설계되는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 폭의 상대적인 비율(W2/W1)이 상기 하한치(1.00) 보다 작게 설계되면, 불량율이 급격하게 증가하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 폭의 상대적인 비율(W2/W1)이 상기 상한치(1.14) 보다 크게 설계되면, 불량율이 급격하게 증가하는 것을 확인할 수 있다.
상기 하한치(1.00)에 대해, 절연 가스켓 폭(W2)이 제1 리드 탭 폭(W1)보다 좁거나 같게 형성되면, 제1 리드 탭(31)의 용접 시에, 용접 비산으로 인하여, 제1 리드 탭(31)과 캡 플레이트(20) 간에 전기적인 단락이 발생되며, 도 7에서 볼 수 있듯이, 불량율이 급격하게 증가하게 된다. 용접 비산은 제1 리드 탭(31)과 캡 플레이트(20) 간의 미세 단락을 형성하게 된다. 이에, 상기 절연 가스켓 폭(W2)은 제1 리드 탭 폭(W1) 보다는 넓게 설계되는 것이 바람직하다(폭의 상대적인 비율 W2/W1 > 1.00)
상기 상한치(1.14)에 대해, 절연 가스켓 폭(W2)에 비해, 제1 리드 탭 폭(W1)이 너무 좁게 제한될 경우, 그러니까, 폭의 상대적인 비율(W2/W1)이 1.14 보다 크거나 같을 경우, 제1 리드 탭(31)의 용접 면적이 협소하게 제한되어 용접 불량이 발생하게 된다. 예를 들어, 협소한 면적으로 용접 입열이 집중되면서 비드(bead)가 깨지는 등으로 불량율이 증가하게 되는 것이다. 또한, 제1 리드 탭(31)의 용접 면적이 협소하게 제한되면, 제1 리드 탭(31)을 벗어난 절연 가스켓(23) 영역으로 용접봉이 침입하여 불량율이 증가하게 된다.
결국 절연 가스켓 폭(W2)은 제1 리드 탭 폭(W1) 보다는 넓게 형성되되(폭의 상대적인 비율 W2/W1 > 1.00), 제1 리드 탭 폭(W1)의 일정 비율 보다는 좁게 형성되는 것이 바람직하다는 것이다(폭의 상대적인 비율 W2/W1 < 1.14).
상기 제1 리드 탭(31)은 전극핀(21) 상에 결합된 상부 편(311)과, 상기 상부 편(311)으로부터 캡 플레이트(20)를 향하여 하방으로 단차지도록 연장되는 하부 편(312)을 포함한다. 상기 상부 편(311)과 하부 편(312)은 각각 상부 및 하부 위치에서 캡 플레이트(20)와 나란하게 연장될 수 있다(상하 방향 D2 참조). 그리고, 상부 편(311)의 끝단은 하부 편(312)을 향하여 절곡되기 시작하는 변곡점(P)을 형성할 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 상부 편(311)은 전극핀(21)과의 결합영역 외에도 절연 가스켓(23)을 벗어난 위치까지 더 연장된다. 이때, 절연 가스켓(23)으로부터 상부 편(311)의 끝단(변곡점 P)까지의 길이를 연장 길이(L)라고 할 때, 상기 상부 편(311)의 연장 길이(L)는 하기와 같은 소정의 범위 내에서 설정될 수 있다.
도 8에는 상부 편(311)의 연장 길이(L)에 따른 불량율을 도시한 프로파일이 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 상부 편(311)의 연장 길이(L)는 0.50mm < L < 1.00mm 의 관계를 만족하도록 설계되는 것이 바람직하다. 연장 길이(L)가 상기 하한치(0.50mm)를 벗어나거나 또는 상기 상한치(1.00mm)를 벗어나게 되면, 불량율이 급격하게 증가하게 되는 것을 확인할 수 있다.
후술하는 바와 같이, 상부 편(311)의 연장 길이(L)는, 상부 편(311)과 연결된 하부 편(312)이 지지면(50a) 상에 밀착되도록 co-planarity 를 유지함으로써 하부 편(312) 상의 온도 소자(35)가 지지면(30a)으로부터 들뜨지 않고 지지면(50a) 상에 밀착되어 정확한 온도 측정이 가능하게 한다. 즉, 상기 상부 편(311)의 연장 길이(L)는 전극핀(21)과의 용접 상태에 무관하게 하부 편(312)이 지지면(50a) 상에 밀착되도록 하기 위한 일종의 버퍼 길이를 제공한다.
상기 하한치(0.5mm)에 대해, 상부 편(311)의 연장 길이(L)가 하한치(0.5mm) 보다 짧으면, 하부 편(312)과 연결된 상부 편(311)의 일부나 단차 부분이 용접봉(미도시)에 찍히게 될 때, 하부 편(312)이 지지면(50a)으로부터 이탈되도록 하부 편(312)이 들리거나 뒤틀리게 된다. 이렇게 하부 편(312)이 지지면(50a)으로부터 이탈되면, 하부 편(312) 상의 온도 소자(35) 역시 지지면(50a)에 밀착되기 못하고 지지면(50a)으로부터 떨어지게 되며, 그 결과 지지면(50a)을 통한 온도 측정에 오류가 발생하게 된다.
도 8에서 볼 수 있듯이, 상부 편(311)의 연장 길이(L)가 하한치(0.5mm) 보다 짧은 경우에, 불량율이 급격하게 증가하는 것을 볼 수 있다. 참고적으로, 도 8에서 불량이란 온도 소자(35)가 지지면(50a)으로부터 이탈되어 불량으로 판정되는 경우를 포함하는 것으로, 용접 자체의 불량은 아니지만, 용접 작업으로 인하여 제품 불량이 발생된 것을 포함하는 것이다.
상기 상한치(1.0mm)에 대해, 상기 상부 편(311)의 연장 길이(L)가 상한치(1.0mm) 보다 길면, 용접 후 상부 편(311)의 미소 변형에 대해서도 하부 편(312)의 co-planarity 가 유지되지 못하고, 하부 편(312)에 들뜸이나 뒤틀림의 변형을 유발하게 된다. 즉, 상부 편(311)에서 발생된 미소 변형이 상부 편(311)의 과도한 연장 길이(L)를 통하여 증폭되어 하부 편(312)을 지지면(50a)으로부터 이탈시키게 된다.
도 8에서 볼 수 있듯이, 상부 편(311)의 연장 길이(L)가 상한치(1.0mm) 보다 길면, 불량율이 급격하게 증가하는 것을 확인할 수 있다. 도 8에서 불량이란 용접 작업 후에 온도 소자(35)가 지지면(50a)에 밀착되기 못하고 들뜨거나 떨어지는 경우를 포함하는 것이다.
도 6을 참조하면, 상기 하부 편(312)과 온도 소자(35)는 같은 지지면(50a) 상에 면 접촉될 수 있다. 이때, 상기 온도 소자(35)는 지지면(50a) 상에 밀착되어 이차전지의 온도를 정확하게 측정할 수 있게 된다. 또한, 상기 온도 소자(35)는 지지면(50a)과 밀착된 하부 편(312)을 통하여 이차전지의 온도를 정밀하게 감지할 수 있다.
상기 온도 소자(35)는 상기 지지면(50a) 상에 밀착된 본체(35c)와, 상기 본체(35c)로부터 상방으로 단차진 위치에 형성된 제1 리드(35a)를 포함한다. 이때 상기 제1 리드(35a)와 지지면(50a) 사이에는 상기 하부 편(312)이 개재된다.
또한, 상기 온도 소자(35)는 상기 제1 리드(35a)의 반대 편에 형성되고, 상기 지지면(50a)으로부터 상방으로 단차진 위치에 형성된 제2 리드(35b)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제2 리드(35b)와 지지면(50a) 사이에는 제2 리드 탭(32, 보다 구체적으로 제1 리드 탭의 제1 부분 32a)이 개재될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 리드 탭(32)은 제1 리드 탭(31)과 달리, 단치를 갖지 않는 평탄한 판상으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 온도 소자(35)와 제2 리드 탭(32, 보다 구체적으로 제2 리드 탭의 제1 부분 32a)은 동일한 지지면(50a) 상에 면 접촉될 수 있다. 이때, 상기 온도 소자(35)는 지지면(50a) 상에 밀착된 제2 리드 탭(32)을 통하여 이차전지의 온도를 정밀하게 감지할 수 있다.
상기 온도 소자(35)와, 상기 온도 소자(35)와 결합된 제1, 제2 리드 탭(31,32)은 동일한 지지면(50a) 상에 접촉할 수 있다. 이때, 상기 지지면(50a)은 캡 플레이트(20) 상에 부착된 절연 부재(50)의 상면일 수 있다. 상기 절연 부재(50)는 캡 플레이트(20)와 제1, 제2 리드 탭(31,32) 사이에서 이들 간의 전기적인 단락을 방지할 수 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
B: 베어 셀 10: 캔
12: 전극 조립체 21: 전극핀
22: 금속편 23: 가스켓
20: 캡 플레이트 20a: 캡 플레이트의 제1 영역
20b: 캡 플레이트의 제2 영역 30: 제1 단자
31: 제1 전극 탭 311: 제1 전극 탭의 상부 편
312: 제1 전극 탭의 하부 편 32: 제2 전극 탭
35: 온도 소자 35a: 온도 소자의 제1 리드
35b: 온도 소자의 제2 리드 35c; 온도 소자의 본체
40: 제2 단자 50: 절연 부재
50a: 지지면 51: 제1 절연 부재의 제1 부분
52: 제1 절연 부재의 제2 부분 53: 제1 절연 부재의 제3 부분
70: 고정 부재 W1: 제1 리드 탭 폭
W2: 절연 가스켓 폭 L: 제1 리드 탭 상부 편의 연장 길이
P: 제1 리드 탭의 변곡점

Claims (12)

  1. 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 밀봉하기 위한 캡 플레이트;
    상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되고, 절연 가스켓을 개재하여 상기 캡 플레이트 상에 조립된 전극핀; 및
    상기 전극핀 상에 결합된 제1 리드 탭을 포함하고,
    상기 제1 리드 탭 폭(W1)과 상기 절연 가스켓 폭(W)의 상대적 비율(W2/W1)은, 1.00 < W2/W1 < 1.14의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 리드 탭은,
    상기 전극핀 상에 결합된 상부 편과, 상기 상부 편으로부터 상기 캡 플레이트를 향하여 하방으로 단차지도록 연장되는 하부 편을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상부 편은 상기 절연 가스켓을 벗어난 위치로 연장되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 절연 가스켓으로부터 상부 편의 끝단까지의 연장 길이(L)는, 0.50mm < L < 1.00mm 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상부 편의 끝단은 하부 편을 향하여 절곡되기 시작하는 변곡점인 것을 특징으로 하는 이차전지.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 하부 편은 온도 소자와 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하부 편과 온도 소자는 같은 지지면 상에 면 접촉하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 지지면은 상기 캡 플레이트 상에 부착된 절연 부재의 상면인 것을 특징으로 하는 이차전지.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 온도 소자는 상기 지지면으로부터 상방으로 단차진 위치에 형성된 제1 리드를 포함하고,
    상기 제1 리드와 지지면 사이에 상기 하부 편이 개재되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 온도 소자는, 상기 제1 리드의 반대 편에 형성되고 상기 지지면으로부터 상방으로 단차진 위치에 형성된 제2 리드를 포함하고,
    상기 제2 리드와 지지면 사이에는 제2 리드 탭이 개재되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 온도 소자와 제2 리드 탭은 동일한 지지면 상에 면 접촉하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 지지면은 상기 캡 플레이트 상에 부착된 절연 부재의 상면인 것을 특징으로 하는 이차전지.
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