KR20160119539A

KR20160119539A - 배터리

Info

Publication number: KR20160119539A
Application number: KR1020150048323A
Authority: KR
Inventors: 황산; 김유나
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2015-04-06
Filing date: 2015-04-06
Publication date: 2016-10-14
Also published as: KR101720615B1

Abstract

본 발명에서는 배터리가 개시된다. 상기 배터리는, 전극 조립체를 수용한 케이스의 상부를 밀봉하는 캡 플레이트와, 캡 플레이트로부터 전극 조립체를 향하여 하방으로 연신된 것으로, 캡 플레이트의 상면으로는 오목하게 인입되고, 캡 플레이트의 하면으로는 볼록하게 돌출된 형상의 결합 핀과, 결합 핀과 전극 조립체 간의 전기적인 연결을 매개하는 것으로, 결합 핀과 결합을 형성하는 전극 리드;를 포함한다.
본 발명에 의하면, 구조의 단순화가 가능하고 전기적인 저항의 감소에 따른 출력 향상이 가능한 배터리를 제공한다.

Description

배터리{Battery}

본 발명은 배터리에 관한 것이다.

통상적으로 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 휴대폰, 노트북 등의 모바일 기기에 대한 기술개발과 생산 증가에 따라 에너지원으로서 이차 전지의 수요가 급증하고 있다. 최근에는 화석연료를 대체하기 위한 대체 에너지원으로 전기 자동차, 하이 브리드 자동차의 용도로도 활발한 연구개발이 진행되고 있다.

본 발명의 일 실시형태는, 구조의 단순화가 가능하고 전기적인 저항의 감소에 따른 출력 향상이 가능한 배터리를 제공한다.

본 발명의 다른 실시형태는, 구성요소들 간의 마모 간섭에 따른 구조의 변형이나 내구성 저하가 감소되는 배터리를 제공한다.

상기와 같은 과제 및 그 밖의 과제를 해결하기 위한 배터리는,

전극 조립체를 수용한 케이스의 상부를 밀봉하는 캡 플레이트;

상기 캡 플레이트로부터 전극 조립체를 향하여 하방으로 연신된 것으로, 캡 플레이트의 상면으로는 오목하게 인입되고, 캡 플레이트의 하면으로는 볼록하게 돌출된 형상의 결합 핀; 및

상기 결합 핀과 전극 조립체 간의 전기적인 연결을 매개하는 것으로, 상기 결합 핀과 결합을 형성하는 전극 리드;를 포함한다.

예를 들어, 상기 결합 핀은 상기 캡 플레이트로부터 이음새 없이 연장된다.

예를 들어, 상기 결합 핀과 캡 플레이트 사이에는 결합 계면이 형성되어 있지 않다.

예를 들어, 상기 전극 리드에는 상기 결합 핀이 끼워지기 위한 결합 홀이 형성되어 있다.

예를 들어, 상기 결합 핀 및 결합 홀은 서로에 대해 정합되는 비원형 단면 형상을 갖는다.

예를 들어, 상기 결합 핀 및 결합 홀은 각진 형상의 단면을 갖는다.

예를 들어, 상기 결합 핀 및 결합 홀은 타원형 단면을 갖는다.

예를 들어, 상기 결합 핀 및 결합 홀은 원형부와 상기 원형부의 외주로부터 돌출된 적어도 하나의 쐐기부를 포함하는 단면 형상을 갖는다.

예를 들어, 상기 결합 핀은 상기 결합 홀 내에서 긴밀하게 접촉되어 억지 끼움으로 고정된다.

본 발명의 다른 실시형태에 따른 배터리는,

상기 캡 플레이트로부터 전극 조립체를 향하여 하방으로 돌출된 결합 핀; 및

상기 결합 핀과 전극 조립체 간의 전기적인 연결을 매개하는 것으로, 상기 결합 핀과 결합을 형성하며, 결합 핀의 하단부를 수용하기 위한 회피 공간이 형성된 전극 리드;를 포함한다.

예를 들어, 상기 결합 핀의 하단부는 상기 전극 리드를 관통하여 전극 리드의 하방으로 노출되며, 리벳팅 또는 스피닝 가공되어 전극 리드 상에 압착 결합된다.

예를 들어, 상기 전극 리드는,

상기 캡 플레이트와 마주하게 결합된 제1 부분; 및

상기 제1 부분으로부터 절곡되며, 상기 전극 조립체로부터 인출된 전극탭과 마주하게 결합된 제2 부분을 포함하고,

상기 회피 공간은 상기 전극 리드의 제2 부분에 형성된다.

예를 들어, 상기 전극 리드의 제2 부분은 회피 공간에 의해 두 갈래로 분기되어 있다.

예를 들어, 상기 전극 리드의 제2 부분은 회피 공간이 홀 형태로 천공된 판 상으로 형성된다.

예를 들어, 상기 전극 리드의 제2 부분은 제1층 및 제2층의 두 겹으로 형성되며,

상기 제1층과 제2층 사이에 전극탭이 개재된다.

상기 전극탭은 상기 제1층과 제2층으로 형성된 두 겹 위에 배치된다.

상기 제1층은 회피 공간의 확보를 위해 두 갈래로 분기되고,

상기 제2층은 온전한 판 상으로 형성되며,

상기 제2층은 상기 제1층의 회피 공간 일부를 덮는다.

상기 제1층 및 제2층은 회피 공간의 확보를 위해 두 갈래로 분기된다.

예를 들어, 상기 전극 리드는, 상기 제1, 제2 부분을 서로에 대해 절곡된 형태로 연결하는 접철부를 포함하고,

상기 제1 부분은, 서로에 대해 이격된 두 접철부들 사이를 통하여 확장된다.

예를 들어, 상기 확장된 제1 부분에는, 상기 전극 리드를 관통하여 돌출된 결합 핀이 결합된다.

본 발명의 일 실시형태에서는, 캡 플레이트로부터 하방 연신된 결합 핀을 적용하여, 캡 플레이트와 전극 조립체 간의 전기적인 연결을 형성함으로써, 결합 핀의 형성을 위해 별도의 용접을 수행할 필요가 없다. 또한, 캡 플레이트와 결합 핀 사이에 이종 부재 간의 계면이 형성되지 않으므로, 전기적인 저항이 감소하고, 전체 배터리의 출력 성능이 향상될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 의하면, 결합 핀과 전극 리드 간의 기계적인 간섭을 피하기 위한 회피 공간이 마련됨으로써, 결합 핀의 리벳팅이나 스피닝 가공에 의해 팽창된 결합 핀의 단부를 수용하고, 결합 핀의 단부와 전극 리드 간의 간섭을 피할 수 있으므로, 구조의 변형을 방지하고 마모 간섭에 따른 내구성 저하를 막을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 일부 구성에 대한 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 구성 간의 결합 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 결합 핀과 양극 리드 간의 결합을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4b의 V-V 선을 따라 취한 단면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시형태에 적용 가능한 결합 핀 및 양극 단자의 결합 구조를 설명하기 위한 도면으로, 각각 사시도 및 단면도이다.
도 8a는 도 7의 VIII-VIII 선을 따라 취한 단면도이다.
도 8b 내지 도 8e에는 본 발명의 다양한 실시형태에 적용 가능한 결합 핀 및 양극 리드의 결합 구조가 도시되어 있다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 변형된 실시형태에서 적용될 수 있는 양극 리드의 구조를 보여주는 도면들이다.
도 10a 및 도 10b는, 도 9a 내지 도 9c에 도시된 양극 리드가 적용된 서로 다른 구조를 보여주는 도면들이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 양극 리드의 구조를 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 양극 리드의 구조를 보여주는 도면이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 양극 리드의 구조를 보여주는 도면이다.
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 또 다른 실시형태에서 적용될 수 있는 전극 리드의 구조를 보여주는 도면이다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 또 다른 실시형태에서 적용될 수 있는 전극 리드의 구조를 보여주는 도면이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시형태에서 적용될 수 있는 전극 리드의 구조를 보여주는 도면이다.

이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 배터리에 대해 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리의 분해 사시도이다.

도면을 참조하면, 상기 배터리는, 전극 조립체(10)와, 상기 전극 조립체(10) 상에 배치된 절연 스페이서(110)와, 상기 전극 조립체(10)와 절연 스페이서(110)가 함께 수용되는 케이스(20)와, 상기 케이스(20)의 상부를 마감하는 캡 플레이트(130)를 포함한다.

상기 전극 조립체(10)는 재충전이 가능한 이차전지로서, 리튬-이온 전지로 구성될 수 있다. 상기 전극 조립체(10)는, 양극판(11), 음극판(13) 및 세퍼레이터(15)를 포함하고, 전해질(미도시)과 함께 케이스(10) 내부에 밀봉될 수 있다.

예를 들어, 상기 전극 조립체(10)는, 양극판(11), 음극판(13), 및 세퍼레이터(15)의 적층체가 젤리-롤(jelly roll) 형태로 권취되어 형성될 수 있다. 상기 양극판(11)은 양극 집전체(미도시)의 적어도 일면 상에 양극 활물질을 도포한 형태로 형성될 수 있다. 유사하게, 상기 음극판(13)은 음극 집전체(미도시)의 적어도 일면 상에 음극 활물질을 도포한 형태로 형성될 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 일 실시형태에서 상기 전극 조립체(10)의 최외곽 측에는 양극판(11)이 배치될 수 있다. 이것은 상대적으로 발열량이 많은 양극 집전체(미도시)를 케이스(20)에 인접한 외측에 배치함으로써 케이스(20)를 통하여 방열을 촉진하기 위한 것이다. 예를 들어, 상기 양극 집전체(미도시)는 케이스(20)와 직접 닿거나 적어도 케이스(20)와 열적으로 접촉할 수 있다. 열적으로 접촉한다는 것은 양자가 서로 직접 닿지는 않더라도 이들 간에 열적인 교류가 허용된다는 것이다.

상기 전극 조립체(10)는, 케이스(20)의 개방된 상단을 통하여 전해질(미도시)과 함께 케이스(20)의 내부에 수용될 수 있고, 개방된 케이스(20)의 상단은 캡 플레이트(130)에 의해 밀봉될 수 있다. 상기 캡 플레이트(130)와 케이스(20)의 맞닿는 부분은 레이저 용접으로 기밀성 결합을 형성할 수 있다.

상기 양극판(11)과 음극판(13)의 적어도 일 개소에는 양극탭(17) 및 음극탭(19)이 접속될 수 있다. 본 명세서를 통하여 양극탭(17) 및 음극탭(19)은 전극탭(17,19)으로 총괄적으로 호칭될 수 있다. 고용량 고출력 배터리의 경우에는 전극 조립체(10)로부터 다수의 양극탭(17) 및 음극탭(19)이 인출될 수 있다. 다수의 양극탭(17) 및 음극탭(19)을 통하여 고전류의 전기적인 출력을 얻을 수 있으며 저항 손실을 줄일 수 있다.

상기 양극탭(17)은 캡 플레이트(130) 자체에 접속될 수 있고, 상기 음극탭(19)은 캡 플레이트(130)의 상면으로 인출된 음극 단자(139)에 접속될 수 있다. 예를 들어, 상기 캡 플레이트(130)의 상면으로는 양극 단자(137)와 음극 단자(139)가 노출될 수 있는데, 상기 양극 단자(137)는 캡 플레이트(110)로부터 일체적으로 돌출된 부분 또는 캡 플레이트(110) 상에 덧대어지도록 결합된 별개의 부재로 형성될 수 있고, 상기 양극 단자(137)는 캡 플레이트(110)와 같은 양극성을 가질 수 있다. 다만, 상기 양극 단자(137)가 캡 플레이트(110)의 외견으로부터 명확하게 구별되는 형상을 갖는 것을 의미하지는 않는다. 예를 들어, 상기 양극 단자(137)란 캡 플레이트(130) 자체를 의미할 수도 있으며, 축전 용량이 작은 배터리의 경우에는 별도의 단자 형상을 만들지 않을 수도 있으나, 이 경우 양극 단자(137)는 캡 플레이트(130) 자체를 의미하는 것이 될 수 있다.

상기 음극 단자(139)는 캡 플레이트(130)를 관통하도록 조립된 별개의 부재로 형성될 수 있다. 상기 음극 단자(139)는 캡 플레이트(130)와 절연성 결합을 이루며, 캡 플레이트(130)의 상면으로 돌출될 수 있다. 본 명세서 전반에 걸쳐서 상기 양극 단자(137) 및 음극 단자(139) 중 어느 하나 또는 이들 모두는 전극 단자(137,139)로 통칭될 수 있다. 예를 들어, 청구범위의 전극 단자는 양극 단자에 해당될 수 있다.

상기 양극탭(17) 및 음극탭(19)은 절연 스페이서(110)의 탭 홀(110`)에 집속된 형태로 끼워져 탭 홀(110`)을 통하여 절연 스페이서(110)의 상부로 관통 조립될 수 있다. 이렇게 절연 스페이서(110)를 관통한 양극탭(17) 및 음극탭(19)의 상단은 각각 양극 리드(127)와 음극 리드(129)에 접속될 수 있다.

상기 양극탭(17)이 절연 스페이서(110)에 끼워 조립되기 전에, 상기 다수의 양극탭(17)은 가 용접을 통하여 하나의 묶음으로 집속될 수 있다. 이렇게 가 용접을 통하여 하나의 묶음으로 집속된 양극탭(17)은 보다 용이하게 탭 홀(110`)에 끼워 조립될 수 있다. 마찬가지로, 상기 음극탭(19)이 절연 스페이서(110)에 끼워 조립되기 전에, 상기 다수의 음극탭(19)은 가 용접을 통하여 하나의 묶음으로 집속될 수 있다.

상기 양극탭(17)은 절연 스페이서(110)의 탭 홀(110`)을 관통하여 절연 스페이서(110)의 상부로 노출되며, 이렇게 노출된 양극탭(17)의 상단은 양극 리드(127)에 접속된다. 그리고, 상기 양극 리드(127)는 캡 플레이트(130)에 접속된다. 이에 따라, 전극 조립체(10)의 양극탭(17)은 양극 리드(127)를 통하여 캡 플레이트(130)와 전기적으로 연결된다. 상기 캡 플레이트(130)는 전체적으로 양극탭(17)과 같은 양극성을 띨 수 있으나, 캡 플레이트(130)의 일부를 돌출시켜 양극 단자(139)를 형성할 수 있다.

본 명세서 전반에 걸쳐서 양극 리드(137) 및 음극 리드(139) 중 어느 하나 또는 이들 모두는 전극 리드(137,139)로 통칭될 수 있다. 예를 들어, 청구범위의 전극 리드는 양극 리드에 해당될 수 있다.

도 2에는 도 1에 도시된 일부 구성에 대한 분해 사시도가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 상기 양극 리드(127)는 전체적으로 'ㄱ' 형태로 절곡된 형태를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 양극 리드(127)는 서로 다른 두 방향으로 연장되며 절곡된 형태를 가질 수 있다. 상기 양극 리드(127)의 제1 부분(127a)은 캡 플레이트(130)에 대해 대면하도록 마주하는 방향으로 배치되어 캡 플레이트(130)에 대해 결합된다. 그리고, 제1 부분(127a)과 다른 방향으로 연장되는 양극 리드(127)의 제2 부분(127b)은 양극탭(17)과 대면하도록 마주하는 방향으로 배치되어 양극탭(17)에 대해 결합될 수 있다. 이렇게 상기 양극 리드(127)는 주변의 캡 플레이트(130)와 양극탭(17)과의 결합을 형성하기 위해 각각의 결합 상대와 마주하도록 서로 다른 방향으로 절곡된 구조를 가질 수 있다.

상기 양극 리드(127)의 제2 부분(127b)은 분기된 형태를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 양극 리드(127)의 제2 부분(127b)에는 결합 핀(131)과의 기계적인 간섭을 피하기 위한 회피 공간(127`)이 형성될 수 있다. 상기 회피 공간(127`)은 캡 플레이트(130)와 양극 리드(127)의 결합 과정에서, 결합 핀(131)의 일단에 대해 리벳팅이나 스피닝 가공을 적용할 때, 가공 툴에 의해 압착된 결합 핀(131) 단부의 팽창을 수용하기 위한 여유 공간을 제공한다. 즉, 결합 핀(131)의 일단은 외주로 팽창된 머리부를 형성하면서 결합면에 대해 압착되는데, 결합 핀(131)의 머리부는 상기 회피 공간(127`)에 의해 수용될 수 있다.

양극 리드(127)의 전체적인 형상은 온전한 판 상의 제1 부분(127a)과, 회피 공간(127`)에 의해 두 갈래로 분기된 제2 부분(127b)을 포함하고, 이들 제1, 제2 부분(127a,127b)이 서로에 대해 절곡된 형태를 가질 수 있다.

다만, 본 발명의 다른 실시형태에서 상기 양극 리드(127)는 회피 공간(127`)을 갖지 않을 수 있다. 예를 들어, 캡 플레이트(130)와 양극 리드(127) 간의 결합을 매개하는 결합 핀(131)의 크기에 따라 상기 양극 리드(127)는 회피 공간(127`)을 갖지 않을 수 있다. 예를 들어, 결합 핀(131)의 크기가 상대적으로 큰 경우, 예를 들어, 결합 핀(131)이 대직경을 갖는 경우라면, 양극 리드(127)에 회피 공간을 형성하는 것이 권장될 수 있다. 그러나 이와 달리, 상기 결합 핀(131)의 크기가 상대적으로 작은 경우, 예를 들어, 결합 핀(131)이 소직경을 갖는 경우라면, 양극 리드(127)에 회피 공간(127`)이 형성되지 않을 수 있다. 양극 리드(127)에 회피 공간(127`)이 형성되면, 양극 리드(127)의 제2 부분(127b)이 분할되어 기계적인 강도가 떨어질 수 있기 때문이다. 예를 들어, 결합 핀(131)의 크기는 캡 플레이트(130)와 양극 리드(127) 간에 요구되는 기계적인 강도에 따라 달라질 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 구성 간의 결합 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도면을 참조하면, 상기 양극 리드(127)는 캡 플레이트(130)로부터 돌출된 결합 핀(131)에 의해 캡 플레이트(130)와 결합될 수 있다. 예를 들어, 캡 플레이트(130)의 저면으로부터 돌출된 결합 핀(131)은 양극 리드(127)를 관통하도록 조립되고, 양극 리드(127)의 저면으로 노출된 결합 핀(131)의 하단이 리벳팅 또는 스피닝 방식으로 양극 리드(127)의 저면에 대해 압착 결합될 수 있다(결합 위치 P1 참조). 예를 들어, 상기 리벳팅 결합에서는, 양극 리드(127)의 저면으로 노출된 결합 핀(131)의 하단을 헤머로 타격하여 결합 핀(131)의 하단이 양극 리드(127)의 저면에 대해 압착되도록 한다. 상기 스피닝 결합에서는, 양극 리드(127)의 저면으로 노출된 결합 핀(131)의 하단을 고속 회전하는 가공 툴로 가압하면서 결합 판(131)의 하단이 양극 리드(127)의 저면에 대해 압착되도록 할 수 있다. 한편, 본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 양극 리드(127)와 캡 플레이트(130)는 용접 결합될 수 있다. 상기 양극 리드(127)와 캡 플레이트(130) 간의 결합 구조에 대해서는 후에 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 상기 음극탭(19)은 절연 스페이서(110)의 탭 홀(110`)을 관통하여 절연 스페이서(110)의 상부로 노출되며, 이렇게 노출된 음극탭(19)의 상단은 음극 리드(129)에 접속된다. 그리고, 상기 음극 리드(129)는 음극 단자(139)에 결합된다. 이에 따라 전극 조립체(10)의 음극탭(19)은 음극 리드(129)를 통하여 음극 단자(139)와 전기적으로 연결된다. 참고적으로, 본 명세서를 통하여 양극 리드(127)와 음극 리드(129) 중 어느 하나 또는 이들 모두는 전극 리드(127,129)로 통칭될 수 있다. 예를 들어, 청구범위의 전극 리드는 양극 리드에 해당될 수 있다.

상기 음극 리드(129)는 전체적으로 'ㄱ' 형태로 절곡된 형태를 가질 수 있다. 즉, 상기 음극 리드(129)의 제1 부분(129a)은 캡 플레이트(130)에 대해 대면하도록 마주하는 방향으로 배치되어 캡 플레이트(130)에 대해 결합된다. 그리고, 제1 부분(129a)과 다른 방향으로 연장되는 음극 리드(129)의 제2 부분(129b)은 음극탭(19)과 대면하도록 마주하는 방향으로 배치되어 음극탭(19)에 대해 결합될 수 있다. 이렇게 상기 음극 리드(129)는 주변의 캡 플레이트(130)와 음극탭(19)과의 결합을 형성하기 위해 각각의 결합 상대와 마주하도록 서로 다른 방향으로 절곡된 구조를 가질 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 범위는 이에 한정되지 않고, 예를 들어, 상기 음극 리드(129)는 평편한 판 상으로 형성될 수도 있다.

상기 음극 단자(139)는 가스켓(135)을 개재하여 캡 플레이트(130)에 조립된다. 상기 캡 플레이트(130)에는 음극 단자(139)의 관통을 위한 단자 홀(130`)이 형성되어 있다. 상기 음극 단자(139)는 가스켓(135)을 개재한 상태로 캡 플레이트(130)의 단자 홀(130`)에 끼워짐으로써 캡 플레이트(130)로부터 전기적으로 절연될 수 있다. 상기 가스켓(135)은 단자 홀(130`) 주변을 실링하여, 케이스(20) 내부에 수용된 전해질의 누액을 방지하고, 외부 불순물의 침투를 저지하기 위한 실링 기능을 수행할 수 있다.

상기 음극 리드(129)와 캡 플레이트(130) 사이에는 이들 간의 전기적 절연을 위한 절연 플레이트(125)가 개재될 수 있다. 상기 절연 플레이트(125)는 가스켓(135)과 함께 캡 플레이트(130)를 전기적으로 절연하며, 전극 조립체(10)의 양극탭(17)과 전기적으로 연결된 캡 플레이트(130)가 반대 극성과 도통되지 않도록 한다. 상기 음극 리드(129)와 절연 플레이트(125)에는 각각 음극 단자(139)의 관통을 위한 단자 홀(125`,129`)이 형성될 수 있다.

상기 음극 단자(139)는 캡 플레이트(130), 절연 플레이트(125), 및 음극 리드(129)의 단자 홀(125`,129`,130`)을 함께 관통하도록 조립되며 음극 단자(139)의 하부가 음극 리드(129)의 저면에 압착됨으로써, 상기 캡 플레이트(130), 절연 플레이트(125) 및 음극 리드(129)가 위치 정렬된 상태로 일체적으로 결합될 수 있다.

예를 들어, 캡 플레이트(130), 음극 리드(129), 및 절연 플레이트(125)를 서로에 대해 겹쳐지게 적층한 다음에, 캡 플레이트(130)의 상부로부터 음극 단자(139)를 단자 홀(125`,129`,130`)들에 순차적으로 끼워 조립하고, 음극 리드(129)의 저면으로 노출된 음극 단자(139)의 하부에서 리벳팅 또는 스피닝 가공을 수행함으로써 음극 리드(129)의 저면에 대해 압착된 형태로 음극 단자(139)가 조립될 수 있다.

도 3을 참조하면, 음극 단자(139)의 하부는 음극 리드(129)의 저면에 대해 압착 결합된 상태이나, 상기 음극 단자(139)의 하부에 대해 용접을 추가적으로 실시하여, 음극 단자(139)와 음극 리드(129) 간의 결합을 보다 견고하게 할 수 있다(결합 위치 P2 참조). 음극 단자(139)와 음극 리드(129) 간의 결합은 음극 측의 충방전 경로를 형성하기 때문이다. 한편, 상기 음극 단자(139)의 상부는 원통 형상의 몸통으로부터 판 상으로 돌출되어 캡 플레이트(130)의 상면에 대해 압착될 수 있다.

도 1을 참조하면, 상기 캡 플레이트(130)와 음극 리드(127) 사이에 절연 플레이트(125)가 배치되는 것과 유사하게, 상기 캡 플레이트(130)와 양극 리드(127) 사이에도 추가적인 절연 플레이트(미도시)가 배치될 수 있다. 이러한 추가적인 절연 플레이트(미도시)는, 캡 플레이트(130)와 양극 리드(127) 간의 높이와, 캡 플레이트(130)와 음극 리드(129) 간의 높이 밸런스를 유지시키기 위해 삽입될 수 있다. 또한, 추가적인 절연 플레이트(미도시)는 캡 플레이트(130)와 양극 리드(127) 간에 개재되어 결합 핀(131)에 의해 압착 결합시 결합 강도를 높이는 기능을 할 수 있다.

상기 전극 조립체(10)와 캡 플레이트(130) 사이에는 절연 스페이서(110)가 개재된다. 상기 절연 스페이서(110)는, 절연성 소재로 형성되어 전극 조립체(10)와 캡 플레이트(130) 간의 전기적인 간섭이나 단락을 방지하는 기능을 한다. 보다 구체적으로, 상기 절연 스페이서(130)는 전극 조립체(10)와 전극 리드(127,129) 사이에 개재될 수 있다. 그리고, 상기 절연 스페이서(130)는 전극 조립체(10)의 전극탭(17,19)을 집속시킴으로써 전극 리드(127,129)와의 전기적인 접속을 용이하게 할 수 있다.

예를 들어, 전극 조립체(10)로부터 상방으로 돌출된 다수의 양극탭(17) 및 음극탭(19)은 절연 스페이서(110)의 탭 홀(110`)을 관통하면서 서로 밀집된 형태로 집속될 수 있고, 이렇게 집속된 형태의 양극탭(17) 및 음극탭(19)의 묶음은 양극 리드(127) 및 음극 리드(129)에 대해 용접 등의 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 절연 스페이서(110)는 전극 조립체(10)와 캡 플레이트(130) 사이에 적정의 사이 공간을 확보해줌으로써, 낙하 충격과 같은 외부 충격이 가해지는 환경에서도 전극탭(17,19)의 절연성을 확보할 수 있다.

상기 절연 스페이서(110)에는 전극탭(17,19)과 전극 리드(127,129) 간의 용접을 허용하기 위한 용접 개구(G)가 형성된다. 예를 들어, 상기 용접 개구(G)는 전극탭(17,19)의 탭 홀(110`) 상에 형성될 수 있다. 이러한 용접 개구(G)는 탭 홀(110`)을 관통한 양극탭(17) 및 음극탭(19)이 절연 스페이서(110)로부터 노출되도록 할 수 있고, 양극 리드(127) 및 음극 리드(129)와의 용접 결합을 허용할 수 있다. 예를 들어, 전극탭(17,19) 및 전극 리드(127,129) 간에는 초음파 용접이 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 양극 리드(127)와 캡 플레이트(130)는 캡 플레이트(130)로부터 돌출 형성된 결합 핀(110)에 의해 서로에 대해 결합될 수 있다. 예를 들어, 캡 플레이트(130)로부터 돌출된 결합 핀(131)이 양극 리드(127)를 관통하도록 조립되고, 양극 리드(127)의 저면으로 노출된 결합 핀(131)의 하단에서 헤머나 고속 회전하는 가공 툴에 의해, 결합 핀(131)의 하단이 양극 리드(127)의 저면에 대해 압착 결합될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 범위는 캡 플레이트(130)와 양극 리드(127) 간의 결합을 상기한 바와 같은 구조에 한정하지 않는다. 예를 들어, 캡 플레이트(130)와 양극 리드(127) 간의 결합을 매개하는 결합 핀(131)은 캡 플레이트(130) 측에 형성될 수도 있으나, 양극 리드(127) 측에 형성될 수도 있다. 또한, 상기 캡 플레이트(130)와 양극 리드(127) 간의 결합은 용접 결합을 통하여 형성될 수도 있다.

상기 양극 리드(127)와 캡 플레이트(130) 간의 결합은 전극 조립체(10)와 양극 단자(137) 간의 충방전 경로를 형성하게 된다. 즉, 양극 리드(127)와 캡 플레이트(130) 간의 긴밀한 접촉 및 결합은 전체 충방전 경로의 전기 저항에 영향을 주게 된다.

도 4a 및 도 4b에는 결합 핀(131)과 양극 리드(127) 간의 결합을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.

도면들을 참조하면, 상기 결합 핀(131)은 캡 플레이트(130)의 하방 연신을 통하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 결합 핀(131)은 캡 플레이트(130)의 상면으로부터 하방을 향하여 연신되면서 하방으로 돌출될 수 있다. 이렇게 캡 플레이트(130)의 일부를 상면으로부터 하방으로 연신시켜서 캡 플레이트(130)와 일체적으로 결합 핀(131)을 형성함으로써 결합 핀(131)의 형성을 위해 별도의 용접을 수행할 필요가 없다. 이때, 상기 결합 핀(131)은 캡 플레이트(130)로부터 일체적으로 돌출 형성되며, 캡 플레이트(130)로부터 이음새 없이 연신될 수 있다. 즉, 상기 결합 핀(131)은 상기 캡 플레이트(130)에 대해 별개의 부재를 부착시키는 방식에 의하지 않고, 캡 플레이트(130)의 연신을 통하여 형성하므로, 이렇게 형성된 결합 핀(131)은 캡 플레이트(130)와 같은 소재로 형성되며 캡 플레이트(130)로부터 이음새 없이 일체적으로 연장될 수 있다.

상기 결합 핀(131)의 가공에 대해, 소정의 가공 툴(미도시)을 이용하여 캡 플레이트(130) 상면으로부터 하방으로 가압함으로써, 캡 플레이트(130)의 상방으로는 인입된 형상을 갖고 캡 플레이트(130)의 하방으로는 일체적으로 연신된 형상의 결합 핀(131)을 형성할 수 있다. 즉, 상기 결합 핀(131)은 음각 형태로 형성될 수 있는데, 캡 플레이트(130)의 상방으로부터 관찰할 때 상기 결합 핀(131)은 하방으로 오목하게 인입된 형태를 갖고, 캡 플레이트(130)의 하방으로부터 관찰할 때 상기 결합 핀(131)은 볼록하게 돌출된 형태를 가질 수 있다.

예를 들어, 상기 결합 핀(131)은 캡 플레이트(130)로부터 일체적으로 연신되므로, 별도의 부재를 캡 플레이트(130)에 대해 결합시킬 필요가 없다. 만일 캡 플레이트(130)에 대해 별도의 결합 핀(131)을 용접시키면, 제한된 면적을 갖는 결합 핀(131)의 용접 강도가 부족할 수 있다. 또한, 충분한 용접 강도를 얻기 위해서는 결합 핀(131)의 용접 공정이 엄격하게 관리되거나 특수 용접이 요구될 수 있는 등 전반적인 작업성이 떨어지게 된다.

상기 결합 핀(131)은 캡 플레이트(130)로부터 일체적으로 연신 형성되므로, 적어도 결합 핀(131)과 캡 플레이트(130) 사이에는 전류의 흐름을 방해하는 이종 부품 간의 결합 계면이 형성되지 않고 결과적으로 결합 핀(131)과 양극 단자(137) 간의 전기 저항이 감소하게 된다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시형태에서 상기 결합 핀(131)과 양극 단자(137)는 모두 캡 플레이트(130)로부터 일체적으로 형성될 수 있다. 상기 결합 핀(131)은 캡 플레이트(130)로부터 하방으로 일체적으로 연신된 형태로 형성될 수 있고, 상기 양극 단자(137)는 캡 플레이트(130)로부터 상방으로 일체적으로 연신된 형태로 형성될 수 있다. 이때, 상기 결합 핀(131)과 양극 단자(137) 간에는 전류의 흐름을 방해하는 이종 부품 간의 결합 계면이 형성되지 않고 이 때문에 양극 단자(137) 측의 전기 저항이 증가하지 않는다.

본 발명과 대비되는 비교예에서는, 캡 플레이트(130)에 대해 별개의 부재로 형성된 결합 핀(131)을 용접하여 부착하게 된다. 이때, 결합 핀(131)과 캡 플레이트(130) 간의 결합 계면은 충, 방전 전류의 패스 상에서 전류의 흐름을 방해하며 전기 저항을 높이는 인자로 작용할 수 있다. 결론적으로 양극 단자(137) 측의 전기 저항이 증가하게 된다.

도 5에는 도 4b의 V-V 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 결합 핀(131)은 원형의 단면으로 형성될 수 있고, 상기 결합 핀(131)이 끼워지는 양극 리드(127)의 결합 홀(127`)도 원형으로 형성될 수 있다. 상기 결합 핀(131) 및 결합 홀(127`)은 서로에 대해 정합되는 원형의 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 결합 핀(131) 및 양극 리드(127)의 결합 구조는 예시된 바와 같은 원형 구조에 한정되지 않는다. 본 발명의 다른 실시형태에서 상기 결합 핀(131) 및 양극 리드(127)의 결합 구조는 이들 간의 결합 강도를 향상시키기 위한 목적으로 다양한 형태로 변형될 수 있다. 이하에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 6 및 도 7에는 본 발명의 다른 실시형태에 적용 가능한 결합 핀(1311) 및 양극 단자(1271)의 결합 구조를 설명하기 위한 도면으로, 각각 사시도 및 단면도가 도시되어 있다. 그리고, 도 8a에는 도 7의 VIII-VIII 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다.

도면들을 참조하면, 상기 결합 핀(1311)은 캡 플레이트(130)로부터 일체적으로 연신 형성된다. 이때, 상기 결합 핀(1311)은 비원형의 단면으로 형성된다. 여기서, 비원형 단면 형상이란, 결합 핀(1311)의 중심(R)에 대한 회전시에 결합 핀(1311)의 형상 변화가 야기될 수 있는 형상을 의미할 수 있다. 비원형 단면의 경우에는 결합 핀(1311)의 중심(R)에 대한 회전시에 회전 각도에 따라 결합 핀(1311)의 형상이 변화하게 되며, 이에 따라 강제 회전에 따른 회전 저항이 발생하게 된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 결합 핀(131) 및 결합 홀(127`)이 원형 단면을 갖는 경우, 결합 핀(131)에 대한 양극 리드(127)의 임의적인 회전을 저지하기 위한 결합력이 부족할 수 있다. 예를 들어, 상기 결합 핀(131)과 양극 리드(127)는 원형의 접촉을 갖게 되므로, 결합 핀(131)과 양극 리드(127)의 상대적인 회전을 저지할 수 있는 결합력이 부족할 수 있다는 것이다. 예를 들어, 원형의 결합 핀(131)은, 결합 핀(131)의 중심(R)에 대한 회전시 회전 각도에 따른 형상 변화를 야기하지 않는다. 즉 원형의 결합 핀(131)이 원형의 결합 홀(127`) 내에서 임의로 회전되더라도 회전을 억제할 수 있는 회전 저항을 제공하지 않는다는 것이다.

도 8a에 도시된 바와 같이, 결합 핀(1311)이 비원형의 단면 형상을 갖는다면, 결합 핀(1311)의 임의적인 회전은 결합 핀(1311)과 정합되게 형성된 결합 홀(1271`)에 의해 저지될 수 있다. 도 8a에 도시된 구체적인 실시형태에서 결합 핀(1311)의 단면은 중앙의 원형부(C)와 상기 원형부(C) 외주에 형성된 쐐기부(E)를 포함할 수 있다. 그리고, 결합 핀(1311)이 끼워지는 양극 리드(1271)의 결합 홀(1271`)도 결합 핀(1311)과 정합되는 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 결합 홀(1271`)은 중앙의 원형부와 상기 원형부 외주에 형성된 쐐기부를 포함할 수 있다. 이렇게 비원형 단면의 결합 구조에서, 결합 핀(1311)이 결합 홀(1271`)의 내주를 따라 상대적으로 회전하려고 할 때, 결합 핀(1311)의 쐐기부(E)가 결합 홀(1271`)의 쐐기부 내에 끼워져 있으므로, 결합 핀(1311)의 임의 회전이 억제될 수 있다. 즉, 결합 핀(1311)의 상대적인 회전은 결합 홀(1271`)과의 구조적인 간섭을 일으키고, 결합 핀(1311)의 상대적인 회전은 억제된다는 것이다.

도 8b 내지 도 8e에는 본 발명의 다양한 실시형태에 적용 가능한 결합 핀 및 양극 리드의 결합 구조가 도시되어 있다. 도 8b를 참조하면, 결합 핀(1312)은 사각형 단면 형상으로 형성될 수 있다. 결합 핀(1312)이 끼워지는 양극 리드(1271)의 결합 홀(1272`) 역시 결합 핀(1312)과 정합되는 사각 형상으로 형성될 수 있다. 결합 핀(1312)이 결합 홀(1272`)의 내주를 따라 상대적으로 회전하려고 할 때, 사각 형태의 결합 핀(1312)은 사각 형태의 결합 홀(1272`) 내에서 자유 회전이 억제되며 임의 회전이 방지될 수 있다.

도 8c 및 도 8d를 참조하면, 결합 핀(1313,1314) 및 결합 홀(1273`,1274`)은 삼각형, 십자 형태 등과 같이 각진 형태로 형성될 수 있다. 이렇게 각진 형태의 결합 핀(1313,1314)이 각진 형태로 형성된 결합 홀(1273`,1274)의 내주를 따라 상대적으로 회전되려고 할 때, 결합 핀(1313,1314)의 임의 회전은 억제될 수 있다.

도 8e를 참조하면, 결합 핀(1315) 및 결합 홀(1275`)은 타원형 단면 형태로 형성될 수 있다. 타원형 단면은 비원형 단면으로 결합 핀의 회전시에 회전 각도에 따른 형상 변형을 야기한다. 이에 따라 타원형 단면의 결합 핀(1315)이 정합되는 타원형 단면의 결합 홀(1275`) 내주를 따라 회전하려고 할 때, 결합 핀(1315)의 상대적인 회전이 억제될 수 있다. 타원형 결합 구조에서는 각진 부분을 동반하지 않으므로, 마모 변형에 대해 보다 강건한 결합 구조를 형성할 수 있다.

앞서 설명된 바와 같이, 상기 결합 핀(1311~1315)과 양극 리드(1271~1275) 간의 상대적인 회전, 예를 들어, 결합 핀(1311~1315)이 끼워진 양극 리드(1271~1275)의 회전을 억제하기 위해, 결합 핀(1311~1315)과 양극 리드(1271~1275)의 결합 홀 간의 결합 단면을 비원형으로 형성할 수 있다. 도 8a 내지 도 8b에는 다양한 비원형 단면 형상의 결합 구조가 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 기술적 범위는 서로 정합되게 결합된 결합 핀(1311~1315)이 결합 홀(1271`~1275`)의 내주를 따라 상대적으로 회전하는 것을 억제할 수 있는 한도에서, 비원형 결합 구조의 구체적인 형상은 예시된 바에 한정되지 않는다.

상기 양극 리드(1271~1275)는 전극 조립체(10)의 양극 탭(17)과의 결합을 형성하게 되는데, 양극 리드(1271~1275)가 임의 회전되면, 전극 조립체(10)의 양극 탭(17)과의 결합, 예를 들어, 용접 작업이 용이하지 않게 된다. 보다 구체적으로, 상기 전극 조립체(10)로부터 인출된 다수의 양극 탭(17)은, 양극 리드(1271~1275, 보다 구체적으로 양극 리드의 제2 부분) 상에 겹쳐진 상태로 양극 탭(17)과 양극 리드(1271~1275) 간의 용접이 수행되는데, 양극 리드(1271~1275)가 외력에 의해 임의 회전된다면 용접 작업이 어려워진다. 본 발명에 의하면, 양극 리드(1271~1275)의 임의 회전이 저지되도록 결합 핀(1311~1315)과 양극 리드(1271~1275)의 결합 홀(1271`~1275`)을 비원형 단면 형태로 형성하므로, 양극 리드(1271~1275)의 회전 위치를 견고하게 고정시킬 수 있고, 양극 탭(17)과의 용접 작업이 용이하게 이루어질 수 있다.

한편, 결합 핀(1311~1315)과 양극 리드(1271~1275) 간의 결합은 억지 끼움 방식으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 캡 플레이트(130)로부터 하방으로 돌출된 결합 핀(1311~1315)이 양극 리드(1271~1275)의 결합 홀(1271`~1275`)에 끼워질 때, 결합 핀(1311~1315)의 외주가 결합 홀(1271`~1275`)의 내주에 대해 밀착되어 긴밀하게 접촉되도록, 상기 결합 핀(1311~1315)과 결합 홀(1271`~1275`)은 긴밀하게 정합되는 형태와 크기로 형성될 수 있다.

도 8a 내지 도 8e에 도시된 바와 같이, 결합 핀(1311~1315) 및 결합 홀(1271`~1275`) 간의 결합 구조가 비원형 단면 구조를 갖는 경우에는, 결합 핀(1311~1315)과 결합 홀(1271`~1275`)이 서로 긴밀하게 접촉되는 억지 끼움 방식으로도 서로 간의 상대적인 회전이 충분히 방지될 수 있으므로 리벳팅이나 스피닝과 같은 고가의 결합 방식에 의하지 않고도 견고한 결합을 형성할 수 있다. 예를 들어, 리벳팅이나 스피닝의 경우에는 양극 리드(1271~1275)의 결합 홀(1271~`1275`)에 끼워진 결합 핀(1311~1315)의 하단을 가압하여, 결합 핀(1311~1315)의 하단을 결합 홀(1271`~1275`) 주변에 압착시킨다. 이러한 리벳팅이나 스피닝 시에는 캡 플레이트(130)에 강한 압력이 전해지므로, 캡 플레이트(130)의 변형이 우려된다. 변형된 캡 플레이트(130)는 동일 평면상에서 벗어나 코플레너리티(co-planarity)를 유지할 수 없고 캡 플레이트(130)가 결합되는 케이스(20)와의 긴밀한 결합이 곤란하게 된다. 예를 들어, 캡 플레이트(130)와 케이스(20) 간에 불균일한 접촉이 이루어지게 되고, 미세한 틈새가 형성될 수 있다. 예를 들어, 전극 조립체(10)가 수용된 케이스(20) 상에 캡 플레이트(130)를 덮고 레이저 용접을 수행함으로써 전극 조립체(10)를 밀봉하게 되는데, 서로 긴밀하게 접촉되지 않는 캡 플레이트(130)와 케이스(20) 간에는 견고한 결합이 이루어지기 어렵다.

본 발명의 일 실시형태에서는 결합 핀(1311~1315)과 결합 홀(1271`~1275`, 양극 리드 1271~1275) 간의 억지 끼움 방식을 적용함으로써, 캡 플레이트(130)의 변형을 억제할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 일 실시형태에서는 결합 핀(1311~1315)과 결합 홀(1271`~1275`) 간에 비원형 단면의 결합을 형성함으로써, 결합 핀(1311~1315)과 결합 홀(1271`~1275`) 간의 상대적인 회전을 억제할 수 있으므로, 억지 끼움 방식에 의하더라도 견고한 결합을 형성할 수 있다.

다만, 본 발명에서 상기 결합 핀(1311~1315)과 결합 홀(1271`~1275`, 양극 리드 1271~1275) 간의 결합은 억지 끼움 방식에 한정되지 않고, 예를 들어, 리벳팅이나 스피닝 방식에 의해서도 이루어질 수 있다.

도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 변형된 실시형태에서 적용될 수 있는 양극 리드(327)의 구조를 보여주는 도면이다. 상기 양극 리드(227)의 일부 또는 전부는 두 겹으로 형성될 수 있다. 상기 양극 리드(227)는 캡 플레이트(130)와의 결합을 형성하는 제1 부분(227a)과, 양극탭(17)과의 결합을 형성하는 제2 부분(227b)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제2 부분(227b)은 두 겹으로 형성될 수 있다. 즉, 도면에서 도시된 바와 같이, 상기 양극 리드(227)의 제2 부분(227b)은 제1층(227b1)과 제2층(227b2)을 포함하는 두 겹의 구조를 가질 수 있다. 상기 제1층(227b1)은 제1 부분(227a)과 연결된 부분이며, 회피 공간(227`)에 의해 두 갈래로 분기되어 있다. 그리고, 상기 제2층(227b2)은 제1층(227b1)과 연결된 부분이며, 온전한 판 상의 형태로 형성된다. 상기 제2층(227b2)은 접철부(f)를 따라 제1층(227b1) 상으로 포개어짐으로써 두 겹 구조의 제2 부분(227b)을 형성하게 된다. 이때, 상기 제2층(227b2)은 제1층(227b1)에 형성된 회피 공간(227`)의 일부를 덮지만, 제1층(227b1) 보다는 협소한 폭으로 형성되어 적어도 회피 공간(227`)의 일부(제1 부분 227a과 인접한 회피 공간 227` 일부)는 노출시키는 크기로 형성될 수 있다.

이렇게 양극 리드(227)의 일부 또는 전부를 두 겹으로 형성하면, 양극 리드(227)의 기계적인 강도가 향상될 수 있다. 양극 리드(227)의 기계적인 강도가 향상되면, 양극 리드(227)의 유동량이 감소하게 된다. 도 6c에서 볼 수 있듯이, 제2 부분(227b)은 전체적으로, 회피 공간(227`)이 홀 형태로 천공된 판상으로 형성된다. 본 실시형태에서 제2 부분(227b)은 두 겹으로 형성될 수 있으나, 본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 제2 부분(227b)은 회피 공간(227`)이 홀 형태로 형성된 단일 층 구조로 형성될 수 있다.

도 10a 및 도 10b에는 도 9a 내지 도 9c에 도시된 양극 리드(227)가 적용된 서로 다른 구조를 보여준다. 즉, 도 10a 및 도 10b에서 볼 수 있듯이, 양극탭(17)과의 결합을 형성하는 양극 리드(227)의 제2 부분(227b)은 모두 두 겹으로 형성된다. 이때, 도 10a에 도시된 실시형태에서는 제1층(227b1)과 제2층(227b2)의 사이로 양극 리드(17)가 개재된다. 즉, 제1층(227b1) 위로 양극탭(17)이 포개지고 그 위로 제2층(227b2)을 덮는다. 즉, 양극탭(17)을 감싸도록 전후로 제1층(227b1), 제2층(227b2)이 배치된 후에 용접이 수행될 수 있다. 이때, 제1층(227b1), 제2층(227b2)을 포함하는 양극 리드(227)가 양극탭(17)을 감싸게 되므로, 용접 강도가 그만큼 향상될 수 있다.

회피 공간(227`)으로 일정 면적이 배제된 제1층(227b1) 위로 바로 양극탭(17)을 용접하면, 그만큼 용접 면적이 줄어들어 용접 강도가 떨어지므로, 온전한 형상의 제2층(227b2)과 양극탭(17) 간에 용접을 수행하는 것이다.

한편, 도 10b에 도시된 실시형태에서는 제1층(227b1) 위로 제2층(227b2)이 배치되고, 그 위에 양극탭(17)이 배치된다. 즉, 상기 양극탭(17)은 제1층(227b1)과 제2층(227b2)의 두 겹 위에 배치되며, 제2층(227b2) 위로 양극탭(17)을 배치하고, 이들 간에 용접을 수행하는 것이다. 앞서와 유사하게, 회피 공간(227`)으로 일정 면적이 배제된 제1층(227a) 위로 바로 양극탭(17)을 용접하면, 그만큼 용접 면적이 줄어들어 용접 강도가 떨어지므로, 온전한 형상의 제2층(227b2)과 양극탭(17) 간에 용접을 수행하는 것이다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 양극 리드(327)의 구조를 보여준다. 상기 양극 리드(327)는 양극탭(17)과의 결합을 형성하는 제2 부분(327b)을 두 겹으로 형성한다. 이때, 상기 제2 부분(327b)의 제1층(327b1)과 제2층(327b2)은 모두 회피 공간(327`)을 포함한다. 보다 구체적으로, 상기 제1층(327b1)과 제2층(327b2)은 서로 연결되어 있고, 접철부(f)을 중심으로 서로에 대해 접혀짐으로써 두 겹의 제2 부분(327b)을 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2층(327b2)은 제1 부분(327a)을 향하는 방향으로 접어 올려질 수 있다. 상기 제2층(327b2)이 접어 올려질 때, 제1 부분(327a)과 맞닿게 조립될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 부분(327a)은, 제2 부분(327b)의 제1층(327b1)과 제2층(327b2)의 서로 다른 부분에서 지지될 수 있으므로, 제1 부분(327a)과 제2 부분(327b) 간의 절곡부의 강도가 향상될 수 있다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 양극 리드(427)의 구조를 보여준다. 상기 양극 리드(427)는 캡 플레이트(130)에 결합되는 제1 부분(427a)을 두 겹으로 형성한다. 상기 제1 부분(427a)은 제1층(427a1)과 제2층(427a2)을 포함한다. 상기 제1층(427a1)과 제2층(427a2)은 서로 연결되며, 서로에 대해 겹쳐짐으로써, 두 겹의 제1 부분(427a)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1층(427a1)과 제2층(427a2)은 접철선(f)을 중심으로 서로에 대해 겹쳐지는 방향으로 포개어져서 두 겹의 제1 부분(427a)을 형성할 수 있다.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 양극 리드(527)의 구조를 보여준다. 도면을 참조하면, 상기 양극 리드(527)는 두 겹으로 형성된 제1 부분(527a)과 두 겹으로 형성된 제2 부분(527b)을 포함한다. 예를 들어, 상기 제1 부분(527a)은 제1 접철부(f1)를 통하여 서로 겹쳐지게 형성된 제1층(527a1)과 제2층(527a2)을 포함하고, 상기 제2 부분(527b)은 제2 접철부(f2)를 통하여 서로 겹쳐지게 형성된 제1층(527b1)과 제2층(527b2)을 포함한다.

도 14a 내지 도 14c에는 본 발명의 또 다른 실시형태에서 적용될 수 있는 전극 리드(727)의 구조가 개시되어 있다. 도면들을 함께 참조하면, 상기 전극 리드(727)는 캡 플레이트에 대해 결합되는 제1 부분(727a)과, 상기 제1 부분(727a)으로부터 전극 조립체의 전극탭을 향하여 연장되는 제2 부분(727b)을 포함한다.

상기 전극 리드(727)의 제1 부분(727a)과 제2 부분(727b)은, 서로에 대해 절곡된 구조를 갖도록 접철부(f)를 통하여 서로 연결된다. 이때, 상기 제1 부분(727a)은 서로에 대해 이격된 두 접철부(f)들 사이를 통하여 확장될 수 있다.

상기 제1 부분(727a)에는 캡 플레이트와의 결합을 형성하는 결합 핀(131)이 형성된다. 이때, 결합 핀(131)의 결합위치에서는 결합 핀(131)의 하단부(131a)가 압착되므로, 결합력을 강화하기 위해, 상대적으로 넓은 면적에 걸쳐서 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제2 부분(727b)은 전극 조립체(보다 구체적으로 전극탭)와의 결합을 매개하는 부분으로, 전극 조립체의 중앙위치(예를 들어, 제1 부분 727a 폭 W 방향으로 중앙위치)에 형성되는 것이 전극 조립체와의 결합력을 강화시키기 위해 바람직할 수 있다.

결론적으로, 상기 결합 핀(131)의 결합위치에서는 캡 플레이트와 결합을 형성하는 제1 부분(727a)의 면적을 늘리도록 접철부(f) 사이의 제1 부분(727a)을 확장 형성한다. 그리고, 제1 부분(727a)과 제2 부분(727b) 간의 경계를 형성하는 접철부(f)는, 제2 부분(727b)이 제1 부분(727a)의 폭(W) 방향을 따라 가급적 중앙위치에 가깝게 형성되도록 할 수 있다. 한편, 도 14c에 도시된 바와 같이, 상기 접철부(f)를 통하여 제1 부분(727a)에 대해 절곡된 제2 부분(727b)에는 결합 핀(131)의 하단부(131a)를 수용하기 위한 회피 공간(727`)이 형성될 수 있다. 상기 회피 공간(727`)은 서로에 대해 분리된 두 접철부(f) 사이에 형성될 수 있다.

도 15a 및 도 15b에는 본 발명의 또 다른 실시형태에서 적용될 수 있는 전극 리드(827)의 구조가 개시되어 있다. 도면들을 함께 참조하면, 상기 전극 리드(827)는 캡 플레이트(130)에 대해 결합되는 제1 부분(827a)과, 상기 제1 부분(827a)으로부터 전극 조립체(10)의 전극탭(17)을 향하여 연장되는 제2 부분(827b)을 포함한다. 본 실시형태에서, 상기 제2 부분(827b)은 두 갈래(827b1,827b2)로 분기되어 있을 수 있다. 이러한 구조의 전극 리드(827)는 캡 플레이트와의 결합을 매개하는 결합 핀(131)과의 간섭을 회피 하기 위한 회피 공간(827`)을 제공할 수 있다.

도 16에는 본 발명의 또 다른 실시형태에서 적용될 수 있는 전극 리드(927)의 구조가 개시되어 있다. 도면을 함께 참조하면, 상기 전극 리드(927)는 캡 플레이트에 대해 결합되는 제1 부분(927a)과, 상기 제1 부분(927a)으로부터 전극 조립체의 전극탭을 향하여 연장되는 제2 부분(927b)을 포함한다. 이러한 구조의 전극 리드(927)는 캡 플레이트와의 결합을 매개하는 결합 핀(131)과의 간섭을 회피 하기 위한 회피 공간을 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제2 부분(927b)은 회피 공간(927`)이 홀 형태로 천공된 판상으로 형성될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10 : 전극 조립체 11 : 양극판
13 : 음극판 15 : 세퍼레이터
17 : 양극탭 19 : 음극탭
20 : 케이스 110 : 절연 스페이서
110` : 탭 홀 125 : 절연 플레이트
125`,129`,130` : 단자 홀
127,1271~1275 : 양극 리드 127`,1271`~1275` : 결합 홀
129 : 음극 리드 130 : 캡 플레이트
131,1311~1315 : 결합 핀 135 : 가스켓
137 : 양극 단자 139 : 음극 단자

Claims

전극 조립체를 수용한 케이스의 상부를 밀봉하는 캡 플레이트;
상기 캡 플레이트로부터 전극 조립체를 향하여 하방으로 연신된 것으로, 캡 플레이트의 상면으로는 오목하게 인입되고, 캡 플레이트의 하면으로는 볼록하게 돌출된 형상의 결합 핀; 및
상기 결합 핀과 전극 조립체 간의 전기적인 연결을 매개하는 것으로, 상기 결합 핀과 결합을 형성하는 전극 리드;를 포함하는 배터리.
제1항에 있어서,
상기 결합 핀은 상기 캡 플레이트로부터 이음새 없이 연장되는 것을 특징으로 하는 배터리.
제1항에 있어서,
상기 결합 핀과 캡 플레이트 사이에는 결합 계면이 형성되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 배터리.
제1항에 있어서,
상기 전극 리드에는 상기 결합 핀이 끼워지기 위한 결합 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리.
제4항에 있어서,
상기 결합 핀 및 결합 홀은 서로에 대해 정합되는 비원형 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리.
제5항에 있어서,
상기 결합 핀 및 결합 홀은 각진 형상의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리.
제5항에 있어서,
상기 결합 핀 및 결합 홀은 타원형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리.
제5항에 있어서,
상기 결합 핀 및 결합 홀은 원형부와 상기 원형부의 외주로부터 돌출된 적어도 하나의 쐐기부를 포함하는 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리.
제5항에 있어서,
상기 결합 핀은 상기 결합 홀 내에서 긴밀하게 접촉되어 억지 끼움으로 고정된 것을 특징으로 하는 배터리.
전극 조립체를 수용한 케이스의 상부를 밀봉하는 캡 플레이트;
상기 캡 플레이트로부터 전극 조립체를 향하여 하방으로 돌출된 결합 핀; 및
상기 결합 핀과 전극 조립체 간의 전기적인 연결을 매개하는 것으로, 상기 결합 핀과 결합을 형성하며, 결합 핀의 하단부를 수용하기 위한 회피 공간이 형성된 전극 리드;를 포함하는 배터리.
제10항에 있어서,
상기 결합 핀의 하단부는 상기 전극 리드를 관통하여 전극 리드의 하방으로 노출되며, 리벳팅 또는 스피닝 가공되어 전극 리드 상에 압착 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리.
제10항에 있어서,
상기 전극 리드는,
상기 캡 플레이트와 마주하게 결합된 제1 부분; 및
상기 제1 부분으로부터 절곡되며, 상기 전극 조립체로부터 인출된 전극탭과 마주하게 결합된 제2 부분을 포함하고,
상기 회피 공간은 상기 전극 리드의 제2 부분에 형성된 것을 특징으로 하는 배터리.
제12항에 있어서,
상기 전극 리드의 제2 부분은 회피 공간에 의해 두 갈래로 분기되는 것을 특징으로 하는 배터리.
제12에 있어서,
상기 전극 리드의 제2 부분은 회피 공간이 홀 형태로 천공된 판 상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리.
제12항에 있어서,
상기 전극 리드의 제2 부분은 제1층 및 제2층의 두 겹으로 형성되며,
상기 제1층과 제2층 사이에 전극탭이 개재되는 것을 특징으로 하는 배터리.
제12항에 있어서,
상기 전극 리드의 제2 부분은 제1층 및 제2층의 두 겹으로 형성되며,
상기 전극탭은 상기 제1층과 제2층으로 형성된 두 겹 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리.
제12항에 있어서,
상기 전극 리드의 제2 부분은 제1층 및 제2층의 두 겹으로 형성되며,
상기 제1층은 회피 공간의 확보를 위해 두 갈래로 분기되고,
상기 제2층은 온전한 판 상으로 형성되며,
상기 제2층은 상기 제1층의 회피 공간 일부를 덮는 것을 특징으로 하는 배터리.
제12항에 있어서,
상기 전극 리드의 제2 부분은 제1층 및 제2층의 두 겹으로 형성되며,
상기 제1층 및 제2층은 회피 공간의 확보를 위해 두 갈래로 분기되는 것을 특징으로 하는 배터리.
제12항에 있어서,
상기 전극 리드는, 상기 제1, 제2 부분을 서로에 대해 절곡된 형태로 연결하는 접철부를 포함하고,
상기 제1 부분은, 서로에 대해 이격된 두 접철부들 사이를 통하여 확장되는 것을 특징으로 하는 배터리.
제19항에 있어서,
상기 확장된 제1 부분에는, 상기 전극 리드를 관통하여 돌출된 결합 핀이 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리.