KR20160087973A - 이차 전지 및 그 팩 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면은. 본 발명의 일 측면은 스웰링 압력에 의한 벤트의 손상을 방지하는 이차 전지를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 전류를 충전 및 방전하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체의 평면에 교차 방향으로 개구를 형성하는 케이스, 및 상기 전극 조립체를 수용하는 상기 케이스의 개구를 밀폐하는 커버를 포함하며, 상기 케이스는 상기 전극 조립체의 평면 연장 방향의 일측에 일체로 형성되는 벤트, 및 상기 벤트의 주위에 설정된 범위로 형성되는 벤트 보호부를 더 포함한다.

Description

이차 전지 및 그 팩{RECHARGEABLE BATTERY AND PACK OF THE SAME}
본 기재는 케이스와 커버로 설정되는 내부 공간에 전극 조립체를 수용하는 이차 전지 및 그 팩에 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 전극 조립체에 연결하여 캡 플레이트에 설치하고, 전극 조립체를 케이스 내에 삽입하여 캡 플레이트를 케이스에 용접함으로써 조립된다. 이때, 케이스는 대략 직육면체의 좁은 측면에 개구를 형성하고, 전극 조립체는 좁은 개구를 통하여 얇은 방향으로 케이스에 삽입된다.
따라서 케이스에 전극 조립체를 삽입할 때, 케이스의 개구에 의하여 전극 조립체가 손상될 수 있다. 즉 전극 조립체를 케이스에 안전하게 삽입하는 조립 작업이 어렵다.
본 발명의 일 측면은 전극 조립체를 케이스에 삽입하는 조립 작업을 용이하게 하는 이차 전지를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 측면은 스웰링 압력에 의한 벤트의 손상을 방지하는 이차 전지를 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 다른 측면은 상기 이차 전지를 적용하는 이차 전지 팩을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 전류를 충전 및 방전하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체의 평면에 교차 방향으로 개구를 형성하는 케이스, 및 상기 전극 조립체를 수용하는 상기 케이스의 개구를 밀폐하는 커버를 포함하며, 상기 케이스는 상기 전극 조립체의 평면 연장 방향의 일측에 일체로 형성되는 벤트, 및 상기 벤트의 주위에 설정된 범위로 형성되는 벤트 보호부를 더 포함한다.
상기 케이스는 상기 개구의 반대측에 상기 전극 조립체의 평면을 지지하는 바닥, 및 상기 바닥의 둘레를 따라 설정된 높이를 가지는 측벽을 포함할 수 있다.
상기 측벽은 평행한 1쌍의 제1장측벽과 제2장측벽, 및 상기 제1장측벽과 상기 제2장측벽에 교차하여 연결되고 평행한 1쌍의 제1단측벽과 제2단측벽을 포함하며, 상기 벤트는 상기 제1장측벽에 형성될 수 있다.
상기 벤트 보호부는 상기 벤트에 인접하는 상기 제1장측벽과 상기 바닥에서 상기 케이스 내부로 돌출되는 제1돌출부를 포함할 수 있다.
상기 벤트 보호부는 상기 벤트에 인접하는 상기 커버에서 상기 케이스 내부로 돌출되는 제2돌출부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1장측벽은 상기 벤트에 인접하고 상기 케이스의 제1돌출부와 상기 커버의 제2돌출부 사이에 전해액 주입구를 더 구비할 수 있다.
상기 전극 조립체의 권취 단부는, 상기 제1단측벽과 상기 제2단측벽을 향할 수 있다.
상기 케이스는 상기 전극 조립체의 제1전극에 전기적으로 연결되고, 상기 케이스의 단자홀에 절연 상태로 설치되는 전극단자는 상기 전극 조립체의 제2전극에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 전극 조립체의 권취 단부는, 상기 제1장측벽과 상기 제2장측벽을 향할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 상기 제1장측벽과 상기 전극 조립체 사이에 설치되는 절연 플레이트를 더 포함하고, 상기 전극 조립체의 제1전극의 무지부는 제1리드탭으로 상기 제1장측벽의 내면에 용접으로 연결되고, 상기 전극 조립체의 제2전극의 무지부는 제2리드탭으로 상기 전극단자에 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 팩은 전극 조립체의 평면에 교차 방향으로 개구를 형성하고, 상기 전극 조립체의 평면 연장 방향의 일측에 일체로 형성되는 벤트를 구비하며, 상기 벤트의 주위에 벤트 보호부를 구비하는 케이스에 상기 전극 조립체를 수용하고 상기 개구를 커버로 밀폐하는 단위셀들, 및 상기 단위셀들을 전기적으로 연결하는 버스바를 포함한다.
상기 벤트 보호부는, 상기 벤트에 인접하는 상기 케이스의 측벽과 바닥에서 상기 케이스 내부로 돌출되는 제1돌출부를 형성하여 이웃하는 단위셀들 사이에 제1완충홈을 설정할 수 있다.
상기 벤트 보호부는, 상기 벤트에 인접하는 상기 커버에서 상기 케이스 내부로 돌출되는 제2돌출부를 형성하여, 이웃하는 단위셀들 사이에 제2완충홈을 설정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 케이스에서 전극 조립체의 평면에 교차 방향으로 넓은 개구를 형성하여 전극 조립체를 넓은 개구로 삽입하여 수용하므로 전극 조립체를 케이스에 삽입하는 조립 작업을 용이하게 할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 이차 전지 및 이차 전지 팩은, 케이스의 측벽에 벤트를 구비하고, 벤트 주위에 벤트 보호부를 구비하므로 스웰링 압력에 의한 벤트의 손상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 도 1의 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 팩의 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 이차 전지의 분해 사시도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1실시예에 따른 이차 전지(1)는 전류를 충전 및 방전하는 전극 조립체(10), 전극 조립체(10)를 수용하는 케이스(15), 케이스(15)의 개구를 밀폐하는 커버(20), 및 전극 조립체(10)에 전기적으로 연결되어 케이스(15)의 단자홀(H)에 설치되는 전극단자(21)를 포함한다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 전극 조립체(10)는 절연체인 세퍼레이터(13)의 양면에 제1전극(11)(편의상 "양극"이라 한다)과 제2전극(12)(편의상 "음극"이라 한다)을 배치하고, 양극(11), 세퍼레이터(13) 및 음극(12)을 젤리롤 상태로 귄취하여, 케이스(15)에 수용될 수 있도록 판상으로 형성된다.
양, 음극(11, 12)은 각각 금속박(예를 들면, A1, Cu 포일)의 집전체에 활물질을 도포한 코팅부(11a, 12a), 및 활물질을 도포하지 않아서 노출된 집전체로 형성되는 무지부(11b, 12b)를 포함한다.
양극(11)의 무지부(11b)는 권취되는 양극(11)을 따라 양극(11)의 한 쪽 단부에 형성된다. 음극(12)의 무지부(12b)는 권취되는 음극(12)을 따라 음극(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 수용하는 내부 공간을 설정하도록 일측이 개방된 대략 직육면체 형상으로 이루어질 수 있다. 케이스(15)의 개구는 전극 조립체(10)의 평면(xy 평면)에 교차하는 방향(z축 방향)으로 형성된다. 즉 개구는 케이스(15)의 넓은 측면에 형성된다.
따라서 전극 조립체(10)는 xy 평면에 교차하는 z축 방향으로 케이스(15)에 삽입될 수 있다. 즉 전극 조립체(10)가 케이스(15)의 넓은 개구로 삽입되므로 케이스(15)에 전극 조립체(10)를 삽입하는 조립 작업이 용이해진다.
예를 들면, 케이스(15)는 사각형 개구의 반대측에 전극 조립체(10)의 평면을 지지하는 바닥(16)을 구비하고, 바닥(16)의 외곽 둘레를 따라 설정된 높이를 가지는 측벽(17)을 구비한다. 대체로, 바닥(16)은 전극 조립체(10)의 평면에 대응하는 사각형으로 형성되고, 측벽(17)은 전극 조립체(10)의 z축 방향의 높이에 대응한다.
측벽(17)은 서로 평행한 1쌍의 제1장측벽(171)과 제2장측벽(172) 및 제1장측벽(171)과 제2장측벽(172)에 교차하여 연결되고 서로 평행한 1쌍의 제1단측벽(173)과 제2단측벽(174)을 포함한다. 제1, 제2장측벽(171, 172)이 제1, 제2단측벽(173, 174)보다 상대적으로 길게 형성된다. 제1장측벽(171)은 전극단자(21)의 설치를 위한 단자홀(H)을 구비한다.
케이스(15)는 전극 조립체(10)의 xy 평면 연장 방향(도 2의 x축 방향)의 일측에 일체로 형성되는 벤트(26)를 구비하고, 벤트(16)의 주위에 설정된 범위로 형성되는 벤트 보호부(40)를 구비한다. 일례를 들면, 벤트(26)는 단자홀(H)이 구비된 제1장측벽(171)에 형성되고, 제1장측벽(171)의 두께보다 얇게 일체로 형성된다.
케이스(15)는 전극 조립체(10)를 수용한 상태에서 양극(11)에 전기적으로 연결된다. 즉 양극(11)은 제1장측벽(171)의 내면에 전기적으로 직접 연결된다. 전극 조립체(10)는 케이스(15)에 수용되어 평면으로 바닥(16)을 향한다. 따라서 판상의 전극 조립체(10)의 권취 단부(end part)는 제1, 제2단측벽(173, 174)을 향한다.
케이스(15)의 제1장측벽(171)은 벤트(26)에 인접하는 위치에 전해액 주입구(29)를 구비한다. 전해액 주입구(29)는 케이스(15)에 커버(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(26)는 제1장측벽(171)을 압축하여 형성되므로 오목하게 형성되는 벤트홀(24)에 배치된다. 전극 조립체(10)의 충방전 작용에 의하여, 이차 전지(1)의 내부 압력이 설정 압력에 이르면, 벤트(26)가 절개되어 벤트홀(24)을 개방하여 가스 및 내부 압력을 배출한다. 벤트(26)는 절개를 유도하는 노치(미도시)를 가질 수 있다.
커버(20)는 케이스(15)의 개구에 설치되어 케이스(15)를 밀폐한다. 예를 들면, 케이스(15)와 커버(20)는 알루미늄으로 형성되어 개구에서 서로 용접될 수 있다.
전극 조립체(10)의 양극(11)은 제1리드탭(181)(이하 "양극 리드탭"이라 한다)을 통하여 케이스(15)의 제1장측벽(171)에 전기적으로 연결된다. 예를 들면, 양극 리드탭(181)은 제1장측벽(171)의 내면에 용접으로 직접 연결된다. 따라서 이차 전지(1)에서 케이스(15) 및 커버(20)는 양극으로 대전된다. 케이스(15)가 양극단자로 작용한다.
전극 조립체(10)의 음극(12)은 제2리드탭(182)(이하 "음극 리드탭"이라 한다)을 통하여 제1장측벽(171)의 단자홀(H)에 설치되는 전극단자(21)에 전기적으로 연결된다. 전극단자(21)는 음극단자로 작용한다.
예를 들면, 전극단자(21)는 단자홀(H)에 대응하여 제1장측벽(171)의 외측에 배치되는 플레이트 터미널(21c)과, 전극 조립체(10)에 전기적으로 연결되고 단자홀(H)을 관통하여 제1장측벽(171)에 설치되어 플레이트 터미널(21c)에 체결되는 리벳 터미널(21a)을 포함한다.
플레이트 터미널(21c)은 관통홀(H3)을 가지고, 리벳 터미널(21a)은 상단으로 단자홀(H)을 관통하여 관통홀(H3)에 삽입된다. 리벳 터미널(21a)은 제1장측벽(171)의 단자홀(H)에 삽입되는 기둥부(211), 및 기둥부(211)의 일단에 구비되는 플랜지부(212)를 포함한다. 플랜지부(212)는 기둥부(211)의 단면적보다 넓게 형성되어 제1장측벽(171)의 내측에 배치된다.
개스킷(36)은 리벳 터미널(21a)의 기둥부(211)와 제1장측벽(171)의 단자홀(H) 내면 사이에 각각 설치되어, 리벳 터미널(21a)의 기둥부(211)와 제1장측벽(171)의 단자홀(H) 사이를 실링하고 전기적으로 절연한다.
개스킷(36)은 플랜지부(212)와 제1장측벽(171)의 내면 사이에 더 연장 설치되어, 플랜지부(212)와 제1장측벽(171) 사이를 더 실링하고 전기적으로 절연한다. 즉 제1장측벽(171)에 전극단자(21)를 설치할 때, 개스킷(36)은 단자홀(H)을 통하여 전해액이 새는 것(leak)을 방지한다.
양, 음극 리드탭(181, 182)은 제1장측벽(171)과 전극단자(21)를 전극 조립체(10)의 양, 음극(11, 12)에 각각 전기적으로 연결한다. 즉 양, 음극 리드탭(181, 182)은 일측으로 제1장측벽(171)과 리벳 터미널(21a)에 각각 연결되고, 다른 일측으로 전극 조립체(10)의 무지부(11b, 12b)에 각각 용접으로 연결된다.
리벳 터미널(21a)의 기둥부(211)가 음극 리드탭(182)의 결합홀(511)에 삽입되고, 플랜지부(212)가 결합홀(511)의 주위에서 지지됨으로써 리벳 터미널(21a)과 음극 리드탭(182)이 전기적으로 연결된다. 기둥부(211)와 결합홀(511)의 주위는 코킹(caulking) 또는 용접될 수 있다.
절연부재(31)는 전극단자(21) 측의 플레이트 터미널(21c)과 제1장측벽(171) 사이에 개재되어, 플레이트 터미널(21c)과 제1장측벽(171)을 전기적으로 절연시킨다. 즉 제1장측벽(171) 및 케이스(15)는 전극단자(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 제1장측벽(171)의 외측에 설치된다.
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 4를 참조하면, 벤트 보호부(40)는 벤트(26) 및 벤트홀(24)에 인접하는 제1장측벽(171)과 바닥(16)에서 케이스(15) 내부로 돌출되는 제1돌출부(41)로 형성된다.
제1돌출부(41)는 케이스(15)의 xy평면 방향으로 스웰링 압력이 전달되어 벤트(26)에 영향을 미칠 수 있는 경로를 한번 차단시킴으로써 이차 전지(1)의 z축 방향으로 작용하는 스웰링 압력에 대하여 강력한 저항력을 제공한다. 즉 제1돌출부(41)는 케이스(15)에서 스웰링 압력에 대한 벤트(26) 주위에서 제1장측벽(171)의 강도를 증가시킨다.
따라서 이차 전지(1)의 스웰링 압력시, 케이스(15) 및 커버(20)가 변형되는 경우에도 제1돌출부(41) 및 제1돌출부(41) 주위의 제1장측벽(171)이 형태를 유지할 수 있다. 즉 스웰링 시, 벤트(26)의 변형이 방지될 수 있다. 따라서 이차 전지(1)에서 스웰링이 발생하는 경우에도 벤트(26)는 설정된 내부 압력에서 안정적으로 개방 작동될 수 있다.
또한, 벤트 보호부(40)는 벤트(26)에 인접하는 커버(20)에서 케이스(15) 내부로 돌출되는 제2돌출부(42)를 더 포함할 수 있다. 제2돌출부(42)는 커버(20)의 xy평면 방향으로 스웰링 압력이 전달되어 벤트(26)에 영향을 미칠 수 있는 경로를 한번 차단시킴으로써 이차 전지(1)의 z축 방향으로 작용하는 스웰링 압력에 대하여 더욱 강력한 저항력을 제공한다. 즉 제2돌출부(42)는 커버(20)에서 스웰링 압력에 대한 벤트(26) 주위에서 제1장측벽(171)의 강도를 증가시킨다.
따라서 이차 전지(1)의 스웰링 압력시, 케이스(15) 및 커버(20)가 변형되는 경우에도 제2돌출부(42) 및 제2돌출부(42) 주위의 제1장측벽(171)이 형태를 유지할 수 있다. 즉 스웰링 시, 벤트(26)의 변형이 방지될 수 있다. 따라서 이차 전지(1)에서 스웰링이 발생하는 경우에도 벤트(26)는 설정된 내부 압력에서 더욱 안정적으로 개방 작동될 수 있다.
전해액 주입구(29)는 제1돌출부(41)의 일측 또는 제1돌출부(41)와 제2돌출부(42) 사이에서 제1장측벽(171)에 구비된다. 따라서 제1돌출부(41) 또는 제1, 제2돌출부(41, 42)는 전해액 주입구(29)에 의하여 약화될 수 있는 제1장측벽(171)의 강도를 더 보완할 수도 있다.
이하에서 본 발명의 제2실시예의 이차 전지에 대하여 설명한다. 제1실시예의 구성과 비교하여 동일한 구성을 생략하고 서로 다른 구성에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 이차 전지의 분해 사시도이고, 도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 제2실시예의 이차 전지(2)에서 전극 조립체(210)의 권취 단부(end part)는 케이스(15)의 제1장측벽(171)과 제2장측벽(172)을 향한다.
전극 조립체(210)에서 권취 단부가 제1, 제2장측벽(171, 172)을 향하는 경우에도 전극 조립체(210)의 xy 평면이 케이스(15)의 넓은 개구에 교차하는 z축 방향으로 삽입되므로 전극 조립체(210)를 케이스(15)에 삽입하는 조립 작업이 용이해진다.
또한 제2실시예의 이차 전지(2)는 제1장측벽(171)과 전극 조립체(210) 사이에 설치되는 절연 플레이트(60)를 더 포함한다. 절연 플레이트(60)는 제1장측벽(171)의 내면에 배치되어 제1장측벽(171)과 전극 조립체(210)를 전기적으로 절연한다.
절연 플레이트(60)는 벤트홀(24)에 대응하는 내부 벤트홀(604)을 구비한다. 내부 벤트홀(604)은 제1장측벽(171)에 구비되는 벤트홀(24)에 대응하여 형성되므로, 전극 조립체(210)에서 발생되는 내부 가스에 의하여 상승되는 내부 압력을 벤트홀(24)로 전달하여 배출할 수 있게 한다.
또한 절연 플레이트(60)는 전해액 주입구(29)에 대응하는 내부 전해액 주입구(605)를 구비한다. 내부 전해액 주입구(605)는 제1장측벽(171)에 구비되는 전해액 주입구(29)에 대응하여 형성되므로, 전해액 주입구(29)를 통하여 주입되는 전해액을 절연 플레이트(60)의 내부로 주입될 수 있게 한다.
절연 플레이트(60)는 제1돌출부(41)에 대응하는 제1오목부(416)와 제2돌출부(42)에 대응하는 제2오목부(426)를 구비한다. 제1오목부(416)는 케이스(15)의 제1돌출부(41)의 측면을 수용 지지하여 서로 간섭을 방지하고, 제2오목부(426)는 커버(20)의 제2돌출부(42)의 측면을 수용 지지하여 서로 간섭을 방지한다.
한편, 케이스(15)의 내부에 수용된 전극 조립체(210)의 무지부(111, 121)는 절연 플레이트(60)의 관통구(601, 602)를 경유하여 제1장측벽(171)과 전극단자(61)에 각각 전기적으로 연결된다.
양극의 무지부(111)는 절연 플레이트(60)와 제1장측벽(171) 사이에 구비되는 양극 리드탭(515)으로 제1장측벽(171)의 내면에 용접으로 연결된다. 따라서 이차 전지(2)에서 케이스(15) 및 커버(20)는 양극으로 대전된다. 케이스(15)가 양극단자로 작용한다.
음극(12)의 무지부(121)는 절연 플레이트(60)와 제1장측벽(171) 사이에 구비되는 음극 리드탭(525)으로 전극단자(61)에 연결된다. 따라서 전극단자(61)는 음극단자로 작용한다.
음극 리드탭(525)은 절연 플레이트(60)와 제1장측벽(171) 사이에서 전극단자(61)의 리벳 터미널(611)에 용접되고, 리벳 터미널(611)은 단자홀(H)을 관통하여 플레이트 터미널(612)에 연결된다. 이때, 절연부재(31)는 플레이트 터미널(612)과 제1장측벽(171) 사이에 개재되고, 개스킷(236)은 리벳 터미널(611)과 단자홀(H) 사이에 개재된다.
제2실시예의 이차 전지(2)는 전극 조립체(210)의 권취 단부(end part)가 케이스(15)의 제1장측벽(171)과 제2장측벽(172)을 향하는 경우에도, 케이스(150와 커버(20)에 제1, 제2돌출부(41, 42)를 구비함으로써 스웰링 압력으로부터 벤트(26)를 보호하는 것을 예시하고 있다.
이하에서 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지를 적용하는 이차 전지 팩에 대하여 설명한다. 이차 전지의 구성과 비교하여 동일한 구성을 생략하고 서로 다른 구성에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 팩의 사시도이다. 도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 이차 전지 팩(100)은 복수의 단위셀들(즉 제1단위셀(101), 제2단위셀(102) 및 제3단위셀(103)) 및 제1, 제2, 제3단위셀들(101, 102, 103)을 전기적으로 연결하는 버스바(3)를 포함한다.
편의상 제1실시예의 이차 전지(1)를 예로 들어 설명하면, 제1단위셀(101)의 전극단자(21)와 제2단위셀(102)의 케이스(15)는 높이차이(ΔH)를 가진다. 따라서 버스바(3)는 제1단위셀(101)의 전극단자(21)와 제2단위셀(102)의 케이스(15)를 높이차이(ΔH)로 연결한다.
예를 들면, 버스바(3)는 높이차이(ΔH)를 가지도록 절곡되어 케이스(15)의 제1장측벽(171)에 연결된다. 이때, 버스바(3)는 제2단위셀(102)에 대하여 케이스(15)의 제1장측벽(171)에 연결된다.
즉 이와 같이, 높이차이(ΔH)를 가지는 버스바(3)가 이웃하는 제1, 제2단위셀들(101, 102)의 전극단자(21)와 케이스(15)에 연결하므로 버스바(3)의 얼라인이 불필요하게 되어, 이차 전지 팩(100)의 조립 작업이 용이해질 수 있다.
한편, 이차 전지 팩(100)의 이웃하는 제1, 제2단위셀(101, 102)에서, 벤트 보호부(40), 즉 1쌍의 제1돌출부(41, 41)는 벤트(26, 26)에 인접하는 케이스(15, 15)의 측벽(17, 17)과 바닥(16, 16)에서 케이스(15, 15)의 내부로 돌출하여 형성된다.
따라서 1쌍의 제1돌출부(41, 41)는 이웃하는 제1, 제2단위셀들(101, 102) 사이에 제1완충홈(G1)을 설정한다. 제1완충홈(G1)은 제1, 제2단위셀들(101, 102)에서 작용하는 스웰링 압력에 대하여 상대편 단위셀에 대하여 완충 작용할 수 있다.
또한 1쌍의 제2돌출부(42, 42)는 벤트(26, 26)에 인접하는 커버(20, 20)에서 케이스(15, 15)의 내부로 돌출하여 형성된다. 따라서 1쌍의 제2돌출부(42, 42)는 이웃하는 제2, 제3단위셀(102, 103) 사이에서 제2완충홈(G2)을 설정한다. 제2완충홈(G2)은 제2, 제3단위셀들(102, 103)에서 작용하는 스웰링 압력에 대하여 상대편 단위셀에 대하여 완충 작용할 수 있다.
즉, 이차 전지 팩(100)에서 제1, 제2완충홈(G1, G2)은 제1, 제2, 제3단위셀(101, 102, 103)의 스웰링으로부터 이웃하는 다른 단위셀들의 벤트(26)가 손상되는 것을 방지할 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 3: 버스바
10, 210: 전극 조립체 11: 제1전극(양극)
11a, 12a: 코팅부 11b, 12b, 111, 121: 무지부
12: 제2전극(음극) 13: 세퍼레이터
15: 케이스 16: 바닥
17: 측벽 20: 커버
21, 61: 전극단자 21a, 611: 리벳 터미널
21c, 612: 플레이트 터미널 24: 벤트홀
26: 벤트 27: 밀봉 마개
29: 전해액 주입구 31: 절연부재
36: 개스킷 40: 벤트 보호부
41, 42: 제1, 제2돌출부 60: 절연 플레이트
100: 이차 전지 팩 101, 102, 103: 제1, 제2, 제3단위셀
171, 172: 제1, 제2장측벽 173, 174: 제1, 제2단측벽
181, 515: 제1리드탭(양극 리드탭) 182, 525: 제2리드탭(음극 리드탭)
211: 기둥부 212: 플랜지부
416, 426: 제1, 제2오목부 511: 결합홀
604: 내부 벤트홀 605: 내부 전해액 주입구
601, 602: 관통구 G1, G2: 제1, 제2완충홈
H: 단자홀 ΔH: 높이차이

Claims (13)

  1. 전류를 충전 및 방전하는 전극 조립체;
    상기 전극 조립체의 평면에 교차 방향으로 개구를 형성하는 케이스; 및
    상기 전극 조립체를 수용하는 상기 케이스의 개구를 밀폐하는 커버
    를 포함하며,
    상기 케이스는,
    상기 전극 조립체의 평면 연장 방향의 일측에 일체로 형성되는 벤트, 및
    상기 벤트의 주위에 설정된 범위로 형성되는 벤트 보호부
    를 더 포함하는 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 케이스는,
    상기 개구의 반대측에 상기 전극 조립체의 평면을 지지하는 바닥, 및
    상기 바닥의 둘레를 따라 설정된 높이를 가지는 측벽
    을 포함하는 이차 전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 측벽은
    평행한 1쌍의 제1장측벽과 제2장측벽, 및
    상기 제1장측벽과 상기 제2장측벽에 교차하여 연결되고 평행한 1쌍의 제1단측벽과 제2단측벽을 포함하며,
    상기 벤트는
    상기 제1장측벽에 형성되는 이차 전지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 벤트 보호부는,
    상기 벤트에 인접하는 상기 제1장측벽과 상기 바닥에서 상기 케이스 내부로 돌출되는 제1돌출부를 포함하는 이차 전지.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 벤트 보호부는,
    상기 벤트에 인접하는 상기 커버에서 상기 케이스 내부로 돌출되는 제2돌출부를 더 포함하는 이차 전지.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1장측벽은
    상기 벤트에 인접하고 상기 케이스의 제1돌출부와 상기 커버의 제2돌출부 사이에 전해액 주입구를 더 구비하는 이차 전지.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 전극 조립체의 권취 단부는,
    상기 제1단측벽과 상기 제2단측벽을 향하는 이차 전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 케이스는
    상기 전극 조립체의 제1전극에 전기적으로 연결되고,
    상기 케이스의 단자홀에 절연 상태로 설치되는 전극단자는
    상기 전극 조립체의 제2전극에 전기적으로 연결되는 이차 전지.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 전극 조립체의 권취 단부는,
    상기 제1장측벽과 상기 제2장측벽을 향하는 이차 전지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1장측벽과 상기 전극 조립체 사이에 설치되는 절연 플레이트를 더 포함하고,
    상기 전극 조립체의 제1전극의 무지부는
    제1리드탭으로 상기 제1장측벽의 내면에 용접으로 연결되고,
    상기 전극 조립체의 제2전극의 무지부는
    제2리드탭으로 상기 전극단자에 연결되는 이차 전지.
  11. 전극 조립체의 평면에 교차 방향으로 개구를 형성하고, 상기 전극 조립체의 평면 연장 방향의 일측에 일체로 형성되는 벤트를 구비하며, 상기 벤트의 주위에 벤트 보호부를 구비하는 케이스에 상기 전극 조립체를 수용하고 상기 개구를 커버로 밀폐하는 단위셀들; 및
    상기 단위셀들을 전기적으로 연결하는 버스바
    를 포함하는 이차 전지 팩.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 벤트 보호부는,
    상기 벤트에 인접하는 상기 케이스의 측벽과 바닥에서 상기 케이스 내부로 돌출되는 제1돌출부를 형성하여, 이웃하는 단위셀들 사이에 제1완충홈을 설정하는 이차 전지 팩.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 벤트 보호부는,
    상기 벤트에 인접하는 상기 커버에서 상기 상기 케이스 내부로 돌출되는 제2돌출부를 형성하여, 이웃하는 단위셀들 사이에 제2완충홈을 설정하는 이차 전지 팩.
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