KR20160092750A - 이차 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 가스켓이 캡 플레이트의 상면으로부터 전극 단자에 비하여 높게 돌출된 지지부를 구비함으로써 보호회로기판과 전극 단자 사이의 충돌을 방지할 수 있는 이차 전지가 개시된다.
일 예로, 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스; 상기 케이스의 개구부에 결합되는 캡 플레이트; 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되어 상기 캡 플레이트의 단자 통공을 통해 상부로 돌출되는 전극 단자; 및 상기 캡 플레이트와 전극 단자 사이에 개재되어 상기 캡 플레이트와 전극 단자를 전기적으로 절연시키는 가스켓을 포함하고, 상기 가스켓은 상기 캡 플레이트로부터 상기 전극 단자보다 더 높게 돌출된 지지부를 포함하는 이차 전지가 개시된다.

Description

이차 전지 {Secondary Battery}
본 발명은 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(Secondary Battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 하나의 전지 셀이 팩 형태로 포장된 저용량 전지의 경우 휴대폰 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 전지 팩이 수십 개 연결된 전지 팩 단위의 대용량 전지의 경우 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
이러한 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형, 각형 및 파우치형을 들 수 있으며, 양, 음극판 사이에 절연체인 세퍼레이터(separator)를 개재하여 형성된 전극 조립체와 전해액을 케이스에 내장 설치하고, 케이스에 캡 플레이트를 설치하여 구성된다. 물론, 상기 전극 조립체에는 양극 단자 및 음극 단자가 연결되며, 이는 상기 캡 플레이트를 통하여 외부로 노출 및 돌출된다.
본 발명은 가스켓이 캡 플레이트의 상면으로부터 전극 단자에 비하여 높게 돌출된 지지부를 구비함으로써 보호회로기판과 전극 단자 사이의 충돌을 방지할 수 있는 이차 전지를 제공한다.
본 발명에 따른 이차 전지는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스; 상기 케이스의 개구부에 결합되는 캡 플레이트; 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되어 상기 캡 플레이트의 단자 통공을 통해 상부로 돌출되는 전극 단자; 및 상기 캡 플레이트와 전극 단자 사이에 개재되어 상기 캡 플레이트와 전극 단자를 전기적으로 절연시키는 가스켓을 포함하고, 상기 가스켓은 상기 캡 플레이트로부터 상기 전극 단자보다 더 높게 돌출된 지지부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 가스켓은, 상기 단자 통공에 삽입되는 삽입부; 및 상기 삽입부의 상부에서 상기 캡 플레이트의 상면을 따라 연장되며 전극 단자가 안착되는 안착 홈을 구비하는 안착부를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 지지부는 상기 안착부의 일 영역으로부터 상기 캡 플레이트의 상면을 따라 연장될 수 있다.
또한, 상기 지지부는 상기 캡 플레이트의 상면으로부터 상기 안착부에 비하여 더 높게 돌출될 수 있다.
또한, 상기 지지부의 두께는 상기 안착부의 두께의 1.5 내지 3배로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 전극 단자는 상기 단자 통공에 삽입되는 기둥부 및 상기 안착부에 안착되는 머리부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 머리부는 상기 캡 플레이트의 상면으로부터 상기 안착부에 비하여 더 높게 돌출될 수 있다.
또한, 상기 이차 전지는 상기 캡 플레이트의 상부에 안착되는 보호회로기판을 더 포함하며, 상기 보호회로기판의 하면은 상기 지지부의 상면과 접촉할 수 있다.
또한, 상기 보호회로기판과 전극 단자는 서로 이격될 수 있다.
본 발명에 의한 이차 전지는 가스켓이 캡 플레이트의 상면으로부터 전극 단자에 비하여 높게 돌출된 지지부를 구비함으로써 외부 충격이 가해졌을 경우 보호회로기판과 전극 단자 사이의 충돌을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 중 캡 조립체의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 중 캡 조립체의 상부 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 중 캡 조립체의 하부 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 캡 조립체 중 가스켓과 전극 단자의 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지를 포함하는 배터리 팩의 사시도이다.
도 7은 도 6의 A-A'선의 상부 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 분해 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 중 캡 조립체의 단면도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 중 캡 조립체의 상부 평면도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 중 캡 조립체의 하부 평면도이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 캡 조립체 중 가스켓과 전극 단자의 확대 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)는 전극 조립체(110), 케이스(120), 캡 조립체(130) 및 절연 케이스(190)를 포함한다.
상기 전극 조립체(110)는 양극판(111), 음극판(112), 및 양극판(111)과 음극판(112) 사이에 개재되는 세퍼레이터(113)로 이루어져 있다. 또한, 상기 전극 조립체(110)는 양극판(111), 음극판(112) 및 세퍼레이터(113)가 대략 젤리 롤(jelly roll)형태로 권취 될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하자면, 상기 전극 조립체(110)는 양극 활물질이 코팅된 양극판(111), 음극 활물질이 코팅된 음극판(112), 및 양극판(111)과 음극판(112) 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 세퍼레이터(113)로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 양극판(111)은 알루미늄(Al) 포일, 음극판(112)은 구리(Cu) 포일, 세퍼레이터(113)는 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)일 수 있으나, 본 발명에서 이러한 재질을 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 양극판(111)에는 상부로 일정 길이 돌출된 제 1 전극탭(114)이 접속될 수 있고, 음극판(112)에도 상부로 일정 길이 돌출된 제 2 전극탭(115)이 접속될 수 있다. 상기 제 1 전극탭(114)은 알루미늄(Al) 재질, 제 2 전극탭(115)은 니켈(Ni) 재질일 수 있으나, 본 발명에서 이러한 재질을 한정하는 것은 아니다. 또한, 당업자의 선택에 따라 상기 제 1 전극탭(114) 및 제 2 전극탭(115)의 극성은 상호간에 변경하는 것도 가능하다. 상기 제 1 전극탭(114) 및 제 2 전극탭(115)에는, 전극 조립체(110)의 외부로 인출되는 경계부에 극판간 단락을 방지하기 위해 절연 테이프(116)가 감겨진다.
상기 케이스(120)는 상부가 개방된 상단 개구부를 가지며, 대략 직육면체 형태를 갖는다. 즉, 상기 케이스(120)는 상호 일정 거리 이격되어 상대적으로 넓은 면적을 갖는 한 쌍의 장변부와, 한 쌍의 장변부에 대해 상대적으로 좁은 면적을 갖는 한 쌍의 단변부와, 장변부 및 단변부의 하부에 이들과 수직으로 형성된 바닥부가 형성되어 있다.
상기 케이스(120)는 딥 드로잉 방식으로 제조되어 장변부, 단변부 및 바닥부가 일체로 형성된다. 여기서, 상기 케이스(120)는 스틸, 알루미늄 또는 그 등가물 중 선택된 어느 하나를 이용하여 형성될 수 있으나, 본 발명에서 케이스(120)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 케이스(120)에는 전극 조립체(110)와 함께 전해액(미도시)이 수용된다. 이러한 전해액은 충방전 시 이차 전지(100) 내부의 양극판(111) 및 음극판(112)에서 전기 화학적 반응에 의해 생성되는 리튬 이온의 이동 매체 역할을 하며, 이는 리튬염과 고순도 유기 용매류의 혼합물인 비수질계 유기 전해액일 수 있다. 더불어, 상기 전해액은 고분자 전해질을 이용한 폴리머일 수도 있다.
상기 캡 조립체(130)는 캡 플레이트(140), 가스켓(150), 절연 플레이트(160), 단자 플레이트(170) 및 전극 단자(180)를 포함한다. 상기 캡 조립체(130)는 별도의 절연케이스(190)와 결합되어 케이스(120)의 상단 개구부에 결합되어, 케이스(120)를 밀봉할 수 있다.
상기 캡 플레이트(140)는 케이스(120)의 상단 개구부에 상응하는 크기와 형상의 금속판일 수 있다. 상기 캡 플레이트(140)는 하면에 상기 절연 케이스(190)를 관통한 전극 조립체(110)의 제 1 전극탭(114)이 용접될 수 있다. 즉, 상기 캡 플레이트(140)는 전극 조립체(110)의 제 1 전극탭(114)과 동일한 극성을 갖는다.
상기 캡 플레이트(140)의 중앙에는 상면과 하면 사이를 관통하는 단자 통공(141)이 형성되며, 단자 통공(141)에는 전극 단자(180)의 기둥부(181)가 삽입되어 결합된다.
상기 캡 플레이트(140)의 일측에는 케이스(120)의 상단 개구부(120a)에 조립된 후, 케이스(120)의 내부 공간에 전해액을 주입하기 위한 전해액 주입구(142)가 더 구비될 수 있다. 또한 상기 전해액 주입구(142)는 케이스(120)에 전해액이 주입된 이후에 마개(143)에 의해서 밀폐된다.
상기 캡 플레이트(140)의 타측에는 캡 플레이트(140)의 다른 부분 보다 얇게 성형된 안전 벤트(144)가 형성된다. 상기 안전 벤트(144)는 과충전 등으로 인하여 이차 전지(100)의 내부 압력이 기준 압력보다 클 때 우선적으로 파단되어 내부 가스를 방출시킴으로써 전지의 안전성을 확보하도록 작동한다.
상기 가스켓(150)은 상기 단자 통공(141)의 내면에서 상기 캡 플레이트(140)와 전극 단자(180)이 사이에 장착된다. 상기 가스켓(150)은 상기 단자 통공(141)에 삽입되는 삽입부(151), 상기 삽입부(151)의 상부에서 상기 캡 플레이트(140)의 상면에 안착되는 안착부(152) 및 상기 안착부(152)의 일측에 형성되며 상기 안착부(152)보다 상부로 돌출된 지지부(153)를 포함한다.
상기 삽입부(151)의 외경은 상기 단자 통공(141)과 대응되는 크기로 형성된다. 상기 삽입부(151)는 상기 전극 단자(180)의 기둥부(181)가 관통하여 지나가는 단자 통공(151a)을 포함한다. 상기 삽입부(151)는 상기 기둥부(181)와 단자 통공(141) 사이에 밀착되어 상기 전극 단자(180)와 캡 플레이트(140) 사이를 전기적으로 분리한다.
상기 안착부(152)는 상기 삽입부(151)의 상부에서 상기 캡 플레이트(140)의 상면을 따라 연장된다. 상기 안착부(152)는 상기 캡 플레이트(140)의 상면과 전극 단자(180)의 머리부(182) 사이에 개재되어 상기 캡 플레이트(140)와 전극 단자(180)를 전기적으로 절연시킨다. 이 때, 상기 안착부(152)는 상기 전극 단자(180)의 머리부(182)가 안착되는 안착홈(152a)을 포함한다. 한편, 상기 머리부(182)는 상기 안착홈(152a)의 깊이보다 두껍게 형성된다. 즉, 상기 머리부(182)는 상기 안착부(152)로부터 상부로 돌출된다.
상기 지지부(153)는 상기 안착부(152)의 일측에서 상기 안착부(152)보다 더 큰 두께를 가지며 상기 캡 플레이트(140)의 상면을 따라 연장된다. 상기 캡 플레이트(140)의 장변과 평행한 영역을 기준으로, 상기 지지부(153)의 길이는 상기 안착부(152)의 길이의 0.5배 이상, 보다 바람직하게는 0.5 내지 2배의 길이로 이루어질 수 있다. 만약, 상기 지지부(153)의 길이가 안착부(152) 길이의 0.5배 미만일 경우, 상기 지지부(153)가 보호회로기판을 지지하는 효과가 미미해지므로 바람직하지 않다.
상기 캡 플레이트(140)의 상부로부터 돌출된 상기 지지부(153)의 높이는 상기 머리부(182) 및 안착부(152)의 높이보다 높다. 특히, 도 5를 참조하면, 상기 캡 플레이트(140)의 상부로부터 돌출된 상기 지지부(153)의 높이(H1)는 상기 캡 플레이트(140)의 상부로부터 돌출된 상기 머리부(182)의 높이(H2)보다 높다. 또한, 상기 캡 플레이트(140)의 상부로부터 돌출된 상기 머리부(182)의 높이(H2)는 상기 캡 플레이트(140)의 상부로부터 돌출된 상기 안착부(152)의 높이(H3)보다 높다. 상기 지지부(153)는 상기 전극 단자(180)보다 상기 캡 플레이트(140)의 상부로 더 높게 돌출됨으로써 이후 상기 캡 플레이트(140)의 상부에 결합될 보호회로기판을 지지하게 된다. 따라서, 상기 지지부(153)에 의해 상기 이차 전지(100)에 충격이 가해지더라도 상기 보호회로기판과 전극 단자(180) 사이의 충돌을 방지할 수 있다.
특히, 상기 머리부(182)의 높이(H2)는 상기 안착부(152)의 높이(H3)의 1 내지 1.5배로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 지지부(153)의 높이(H1)는 상기 안착부(152)의 높이(H3)의 1.5 내지 3배로 형성되는 것이 바람직하다. 만약, 상기 지지부(153)의 높이(H1)가 상기 안착부(152)의 높이(H3)의 1.5배 미만으로 형성될 경우, 상기 지지부(153)가 보호회로기판을 지지하는 효과 및 상기 머리부(182)와 보호회로기판 사이의 충돌 방지 효과가 미미해질 수 있다. 또한, 상기 지지부(153)의 높이(H1)가 상기 안착부(152)의 높이(H3)의 3배를 초과하여 형성될 경우, 상기 이차 전지와 보호회로기판 사이에 불필요한 공간이 증가하게 되므로 바람직하지 않다.
상기 절연 플레이트(160)는 절연 물질로 형성되며, 캡 플레이트(140)와 단자 플레이트(170) 사이에 개재되어 캡 플레이트(140)와 단자 플레이트(170)를 전기적으로 분리한다. 상기 절연 플레이트(160)는 상기 캡 플레이트(140)의 단자 통공(141)과 대응되는 위치에 전극 단자(180)가 삽입되기 위한 단자 통공(161)이 구비되어 있다. 상기 절연 플레이트(160)는 상기 단자 통공(161)에 전극 단자(180)의 기둥부(181)가 삽입되어 결합된다. 즉, 상기 단자 통공(161)은 상기 기둥부(181)의 외경과 대응되는 크기일 수 있다.
상기 단자 플레이트(170)는 상면이 상기 절연 플레이트(160)의 하면에 밀착된 금속판일 수 있다. 상기 단자 플레이트(170)는 하면이 상기 절연 케이스(190)의 상면과 대향한다. 즉, 상기 단자 플레이트(170)는 상기 절연 플레이트(160)와 상기 절연 케이스(190) 사이에 개재된다. 상기 단자 플레이트(170)의 크기는 상기 절연 플레이트(160)의 크기에 비해서 더 작은 것이 바람직하다. 상기 단자 플레이트(170)는 상기 절연 플레이트(160)에 의해서 상기 캡 플레이트(140)와 전기적으로 분리된다. 상기 단자 플레이트(170)는 하면이 절연 케이스(190)를 관통한 전극 조립체(110)의 제 2 전극탭(115)과 용접되어 동일한 극성을 가질 수 있다.
상기 단자 플레이트(170)는 상기 캡 플레이트(140)의 단자 통공(141)과 대응되는 위치에 전극 단자(180)가 삽입되기 위한 단자 통공(171)이 구비되어 있다. 상기 단자 플레이트(170)는 상기 단자 통공(171)에 전극 단자(180)의 기둥부(181)가 삽입되어 결합된다. 즉, 상기 단자 통공(171)은 상기 기둥부(181)의 외경과 대응되는 크기일 수 있다.
상기 전극 단자(180)는 기둥부(181) 및 머리부(182)를 포함한다. 상기 기둥부(181)는 상기 캡 플레이트(140), 가스켓(150), 절연 플레이트(160) 및 단자 플레이트(170)의 단자 통공(141, 151a, 161, 171)을 관통하도록 삽입된다. 또한, 상기 머리부(182)는 상기 가스켓(150) 중 안착부(152)의 안착홈(152a)에 안착된다. 이 때, 상기 머리부(182)는 상기 안착부(152)의 상부로 돌출될 수 있다. 상기 머리부(182)에는 이후 설명될 보호회로기판과의 연결을 위한 리드 플레이트 및 이차보호소자가 접속된다. 따라서, 상기 머리부(182)와 리드 플레이트 또는 이차보호소자와의 접속의 용이함을 위하여 상기 머리부(182)가 안착부(152)로부터 돌출되는 것이 바람직하다.
상기 전극 단자(180)는 단자 플레이트(170)를 통하여 전극 조립체(110)의 제 2 전극탭(115)에 전기적으로 연결된다. 상기 전극 단자(180)는 캡 플레이트(140)의 단자 통공(141)에 삽입될 때 가스켓(150)에 의하여 캡 플레이트(140)와 전기적으로 절연된다. 한편, 상기 전극 단자(180)에는 전극 조립체(110)의 형성방법에 의하여 제 1 전극탭(114)이 연결될 수 있음은 물론이다. 상기 전극 단자(180)는 일반적으로 음극 단자로 형성된다. 그러나, 이차 전지의 구조에 따라서는 반대로 형성될 수 있음은 물론이다.
상기 절연 케이스(190)는 절연 물질로 이루어지며, 상기 캡 조립체(130)와 전극 조립체(110)사이에 개재되어 둘 사이를 전기적으로 절연시킨다. 또한 상기 절연 케이스(190)는 캡 조립체(130)의 제 1 전극탭(114) 및 제 2 전극탭(115)을 상부로 돌출시키기 위한 탭홀(191, 192)을 구비한다. 즉, 절연 케이스(190)는 상기 전극 조립체(110)의 제 1 전극탭(114) 및 제 2 전극탭(115)이 인출된 전극 조립체(110)의 상단부와 캡 조립체(130) 사이를 전기적으로 분리시킨다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지를 포함하는 배터리 팩의 사시도이다. 도 7은 도 6의 A-A'선의 상부 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지를 포함하는 배터리 팩(1000)은 이차 전지(미도시), 보호회로기판(210), 상부 커버(310), 라벨(320) 및 하부 커버(330)를 포함한다. 상기 이차 전지는 앞서 설명한 이차 전지와 동일하므로 중복 설명은 생략하도록 한다.
상기 보호회로기판(210)은 이차 전지의 캡 플레이트(140) 상부에 안착되며, 특히, 상기 보호회로기판(210)의 하면 중앙부는 가스켓(150) 중 지지부(153)의 상면과 밀착된다. 따라서, 상기 보호회로기판(210)은 그 중앙부가 상기 지지부(153)에 의하여 지지될 수 있다. 한편, 상기 지지부(153)는 이후 설명될 제 2 리드 플레이트(230) 및 이차보호소자(231)의 형성을 위하여 안착부(152)의 일측에만 형성될 수 있으나, 경우에 따라 안착부(152)의 일부 또는 전체에 모두 형성되어도 무방하다.
이 때, 상기 지지부(153)는 상기 캡 플레이트(140)로부터 상기 전극 단자(180)의 머리부(182)에 비하여 상부로 더 높이 돌출되므로 상기 전극 단자(180)와 보호회로기판(210)은 서로 이격된다. 즉, 상기 보호회로기판(210)은 상기 지지부(153)에 의하여 전극 단자(180)와 이격된 채로 위치할 수 있다. 따라서, 상기 배터리 팩(1000)의 낙하시 외부 충격에 의해 보호회로기판(210)이 변형되더라도 상기 지지부(153)에 의하여 상기 전극 단자(180)와 충돌되는 현상이 방지될 수 있다. 결국, 상기 배터리 팩(1000)에 외부 충격이 가해지더라도 상기 보호회로기판(210)과 전극 단자(180) 사이의 충돌이 방지되어 전극 단자(180)의 변형 및 파손을 방지할 수 있다.
상기 보호회로기판(210)은 배선 패턴이 형성된 인쇄회로기판(PCB)에 다수의 전기 소자(미도시)가 실장되어 형성되며, 상기 이차 전지의 충방전을 포함하는 제반 작동을 제어하게 된다. 상기 보호회로기판(210)은 상부에 외부 기기(미도시)와 전기적으로 연결되기 위한 외부 단자(211)가 형성된다.
상기 보호회로기판(210)은 제 1 리드 플레이트(220) 및 제 2 리드 플레이트(230)에 의하여 상기 이차 전지의 캡 플레이트(140) 및 전극 단자(180)에 접속되어 전극 조립체의 양극 및 음극과 전기적으로 연결된다.
상기 제 1 리드 플레이트(220)는 상기 보호회로기판(210)의 양단부 하면에 형성되어 상기 캡 플레이트(140)와 접속된다. 즉, 상기 제 1 리드 플레이트(220)의 일측은 상기 보호회로기판(210)의 하면에 접속되고, 타측은 절곡되어 상기 캡 플레이트(140)의 상면에 접속된다.
상기 제 2 리드 플레이트(230)는 상기 이차 전지의 전극 단자(180)와 보호회로기판(210)을 전기적으로 연결한다. 즉, 상기 제 2 리드 플레이트(230)의 일측은 상기 보호회로기판(210)의 하면에 접속되고, 타측은 상기 전극 단자(180)의 머리부(182)에 접속된다. 한편, 상기 제 2 리드 플레이트(230)에는 이차보호소자(231)가 연결될 수 있다. 상기 이차보호소자(231)는 캡 플레이트(140)의 상면에 안착되어 전극 단자(180)와 보호회로기판(210) 사이에 연결된다. 상기 이차보호소자(231)로는 PTC 소자, 바이메탈 또는 써멀퓨즈가 사용될 수 있으며, 상기 배터리 팩(1000) 내에 과도한 온도 상승이나 과도한 전류가 흐를 시 보호회로기판(210)과 전극 단자(180)와의 전기적 연결을 차단할 수 있다.
상기 캡 플레이트(140)와 보호회로기판(210)의 사이의 일측에는 제 1 접착 스펀지(240a)가 형성될 수 있다. 상기 접착 스펀지(240a)는 상기 캡 플레이트(140)와 보호회로기판(210)의 사이에 개재되어 접착됨으로써 둘 사이를 지지할 수 있다. 또한, 상기 배터리 팩(1000)에 외부 충격이 가해질 경우 충격을 흡수하고, 상기 캡 플레이트(140)와 보호회로기판(210) 사이를 전기적으로 분리시킬 수 있다. 한편, 상기 이차보호소자(231)와 캡 플레이트(140)의 사이에는 제 2 접착 스펀지(240b)가 개재된다. 상기 제 2 접착 스펀지(240a)는 상기 캡 플레이트(140)와 이차보호소자(231) 및 제 2 리드 플레이트(230)를 전기적으로 절연시키는 것과 동시에 상기 이차보호소자(231)를 캡 플레이트(140) 상면에 고정시킨다.
상기 상부 커버(310)는 이차 전지(미도시)의 상부에 결합되며, 내부 공간에 상기 보호회로기판(210)을 수용한다. 상기 상부 커버(310)는 상기 이차 전지의 상면과 대략 유사한 형상으로 형성될 수 있다. 상기 상부 커버(310)는 일측에 단자 홀(311)이 형성된다. 상기 단자 홀(311)에 의하여 상기 보호회로기판(210)의 외부 단자(211)가 외부로 노출되어 외부 전자기기와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 상부 커버(310)는 내부에 복수의 리브(312)를 더 포함할 수 있다. 상기 리브(312)는 상기 보호회로기판(210)의 상면을 지지하여 상기 보호회로기판(210)을 이차 전지의 상부에 밀착시킨다.
상기 라벨(320)은 상기 이차 전지(미도시)의 측벽들을 감싸도록 부착된다. 상기 라벨(320)은 상기 상부 커버(310) 및 후술할 하부 커버(320)의 일부를 덮도록 형성될 수 있다.
상기 하부 커버(330)는 상기 이차 전지(미도시)의 하부에 결합된다. 상기 하부 커버(330)는 상기 이차 전지의 하면과 대략 동일한 형상을 가질 수 있으며, 접착부재(미도시)에 의하여 이차 전지의 하면에 부착될 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지는 가스켓의 일측에 전극 단자보다 캡 플레이트의 상부로 더 돌출되는 지지부를 구비한다. 또한, 이러한 지지부는 캡 플레이트의 상부에 안착되는 보호회로기판과 접촉된다. 따라서, 상기 지지부에 의하여 보호회로기판이 지지됨으로써 상기 보호회로기판과 전극 단자가 이격되며, 외부 충격이 가해지더라도 보호회로기판과 전극 단자 사이의 충돌이 방지될 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 이차 전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100; 이차 전지 110; 전극 조립체
120; 케이스 130; 캡 조립체
140; 캡 플레이트 150; 가스켓
151; 삽입부 152; 안착부
153; 지지부 160; 절연 플레이트
170; 단자 플레이트 180; 전극 단자
190; 절연 케이스 1000; 배터리 팩
210; 보호회로기판 310; 상부 커버
320; 라벨 330; 하부 커버

Claims (9)

  1. 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 수용하는 케이스;
    상기 케이스의 개구부에 결합되는 캡 플레이트;
    상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되어 상기 캡 플레이트의 단자 통공을 통해 상부로 돌출되는 전극 단자; 및
    상기 캡 플레이트와 전극 단자 사이에 개재되어 상기 캡 플레이트와 전극 단자를 전기적으로 절연시키는 가스켓을 포함하고,
    상기 가스켓은 상기 캡 플레이트로부터 상기 전극 단자보다 더 높게 돌출된 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스켓은,
    상기 단자 통공에 삽입되는 삽입부; 및
    상기 삽입부의 상부에서 상기 캡 플레이트의 상면을 따라 연장되며 전극 단자가 안착되는 안착 홈을 구비하는 안착부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 안착부의 일 영역으로부터 상기 캡 플레이트의 상면을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 캡 플레이트의 상면으로부터 상기 안착부에 비하여 더 높게 돌출되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지부의 두께는 상기 안착부의 두께의 1.5 내지 3배로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 전극 단자는 상기 단자 통공에 삽입되는 기둥부 및 상기 안착부에 안착되는 머리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 머리부는 상기 캡 플레이트의 상면으로부터 상기 안착부에 비하여 더 높게 돌출되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 이차 전지는 상기 캡 플레이트의 상부에 안착되는 보호회로기판을 더 포함하며,
    상기 보호회로기판의 하면은 상기 지지부의 상면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 보호회로기판과 전극 단자는 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
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