KR20170012137A - 전기적 안전성이 우수한 캡업이나 안전밴트의 단락을 방지하는 이차전지용 캡조립체 및 그 이차전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이차전지용 캡조립체 및 그 이차전지를 개시한다.
본 발명에 따르는 이차전지용 캡조립체 및 그 이차전지는 캡업부, 박형안전밴트, 캡다운부, 절연부재를 포함하는 이차전지용 캡조립체에 있어서, 상기 캡업부의 가스켓을 사이에 두고 전지캔의 단부와 대향하는 부분에 절연층을 포함하는 특징이 있는데, 이에 의하면, 전지캔과 캡업부와의 사이에서 가스켓이 외부에서 발생된 전기적 쇼트에 의한 에너지나 힘에 의하여 용해되거나 손실되서 전지캔과 캡업부와 상호 밀착되고 따라서 이차전지의 전기적인 쇼트 발생을 방지할 수 있고, 더 나아가 안전밴트와 캡다운부와의 사이에 있는 절연부재의 용해나 손실로 발생될 수 있는 쇼트도 역시 방지할 수 있다.
본 발명에 따르는 이차전지용 캡조립체 및 그 이차전지는 캡업부, 박형안전밴트, 캡다운부, 절연부재를 포함하는 이차전지용 캡조립체에 있어서, 상기 캡업부의 가스켓을 사이에 두고 전지캔의 단부와 대향하는 부분에 절연층을 포함하는 특징이 있는데, 이에 의하면, 전지캔과 캡업부와의 사이에서 가스켓이 외부에서 발생된 전기적 쇼트에 의한 에너지나 힘에 의하여 용해되거나 손실되서 전지캔과 캡업부와 상호 밀착되고 따라서 이차전지의 전기적인 쇼트 발생을 방지할 수 있고, 더 나아가 안전밴트와 캡다운부와의 사이에 있는 절연부재의 용해나 손실로 발생될 수 있는 쇼트도 역시 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 이차전지용 캡조립체 및 그 이차전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전지캔과 캡업부와의 사이에서 가스켓이 외부에서 발생된 전기적 쇼트에 의한 에너지나 힘에 의하여 용해되거나 손실되서 전지캔과 캡업부와 상호 밀착되고 따라서 전기적인 쇼트가 발생하는 것을 방지할 수 있는 이차전지용 캡조립체 및 그 이차전지에 관한 것이다.
종래 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 전지캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.
또한, 전지케이스에 내장되는 상기 전극조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형 구조와, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형 구조로 분류된다. 그 중 젤리-롤형 전극조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있어 가장 널리 제작되고 있으며, 젤리-롤형 전극조립체는 통상적으로 원통형 전지로 제작된다.
그런데, 전지의 충방전시 젤리-롤형 전극조립체는 반복적인 팽창과 수축을 겪으면서 변형되는 경향이 있고, 발전시 불특정하게 이상작동으로 인해 내부 단락이 발생되기도 한다.
이러한 내부 단락으로 인한 발열에 의해 유기 용매가 분해되어 가스가 발생하고, 전지 내의 가스압 상승에 의해 전지가 파열될 수 있다. 이러한 전지 내부의 가스압 상승은 외부 충격에 의해 내부 단락이 발생하였을 때에도 일어날 수 있다.
상기와 같은 전지의 안전성 문제를 해결하기 위하여, 원통형 전지의 캡 어셈블리에는 고압가스를 배출하는 안전밴트, 고온에서 전류를 차단하는 PTC 소자, 전지 내압의 상승시 전류를 차단하는 전류차단소자(Current Interrupt Device: CID) 등의 안전 소자들과 상기 소자들을 보호하는 돌출형 단자를 형성하는 탑캡 등이 가스켓에 의해 고정된 구조로 이루어져 있다.
상기 캡 어셈블리의 구조는, 가스켓이 안전밴트, PTC 소자, CID, 탑캡 등의 외주면을 감쌈으로써, 본질적으로 전지 내부의 전해액이 외부로 누출되는 것을 방지한다. 따라서, 전지의 최내측에 위치하는 안전밴트와 그것의 외주면을 감싸는 가스켓의 계면을 통해 전해액이 누출되지 않는다면, 안전밴트와 PTC 소자의 계면, PTC 소자와 탑캡의 계면 등 금속 소재들 간의 계면에서도 전해액 누출이 발생하지 않는다.
일본 특허출원공개 제2006-286561호, 일본 특허출원 공개 제2005-100927호, 일본 특허출원공개 제2002-373711호 등에는 탑캡 하방에 가스켓이 구비된 캡 어셈블리가 개시되어 있으나, 이들 출원들에 개시되어 있는 캡 어셈블리는 안전소자들의 외주면을 감싸면서 밀봉하는 가스켓은 전지캔과 캡조립체와의 계면을 밀봉하는 역할을 하기는 하나, 그 계면에서 가스켓이 손실되거나 금속소재들(안전밴트, 캡다운부)의 사이에 개재된 절연층이 전해액 누액이나 그 기체에 의하여 부식되어 손실되고 상호 물리적으로 부착되어 발생하는 문제를 해결하기에는 구조인 문제가 있었다.
더욱이, 도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 원통형 이차전지(100)는 전지캔(110) 내부에 발전 젤리롤(미도시)가 함입되어 음극탭이 서브플레이트(128)에 접속되어 전지캔과 캡업부 단자를 통해 전력을 공급할 수 있고, 전지캔의 개구 단부(e)가 클림핑되어 캡조립체(120)를 고정하며, 캡조립체는 그림과 같이 안전밴트(122)가 절곡되어 캡업부(124)를 감싸는 형태일 수도 있고, 절곡없이 최상부로 캡업부가 노출되어 가스켓(130)에 직접 닿는 구조일 수도 있는데, 이차전지가 복수개로 모듈화되어 전기자동차, 에너지 저장장치(ESS)로 사용되는 경우에 다른 이차전지나 전력망으로부터 발생된 전기적 쇼트 에너지나 힘에 의하여 클림핑된 전지캔(110)과 캡업부(124) 또는 안전밴트(122)와의 사이에 개재된 가스켓(130)이 녹거나 조직이 약해질 수 있고, 전지캔(110)과 캡업부(또는 안전밴트)와 접촉되어 쇼트가 발생되어 이차전지의 누액이나 폭발과 같은 안전사고가 발생될 우려가 있었다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 전지캔과 캡업부와의 사이에서 가스켓이 외부에서 발생된 전기적 쇼트에 의한 에너지나 힘에 의하여 용해되거나 손실되서 전지캔과 캡업부와 상호 밀착되고 따라서 이차전지의 전기적인 쇼트 발생을 방지할 수 있고, 더 나아가 안전밴트와 캡다운부와의 사이에 있는 절연부재의 용해나 손실로 발생될 수 있는 쇼트도 역시 방지할 수 있는 이차전지용 캡조립체 및 그 이차전지를 제공하는 것이다.
본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 캡업부, 박형안전밴트, 캡다운부, 절연부재를 포함하는 이차전지용 캡조립체에 있어서, 상기 캡업부의 가스켓을 사이에 두고 전지캔의 단부와 대향하는 부분에 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 캡조립체를 제공한다.
또한, 본 발명은 캡업부, 박형안전밴트, 캡다운부, 절연부재를 포함하는 이차전지용 캡조립체에 있어서, 상기 캡다운부의 절연부재를 사이에 두고 박형안전밴트와 대향하는 부분에 절연막을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 캡조립체를 제공한다.
아울러, 본 발명은 캡업부, 박형안전밴트, 캡다운부, 절연부재를 포함하는 이차전지용 캡조립체에 있어서, 상기 캡업부의 가스켓을 사이에 두고 전지캔의 단부와 대향하는 부분에 배치되는 절연층 및 상기 캡다운부의 절연부재를 사이에 두고 박형안전밴트와 대향하는 부분에 구비되는 절연막을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 캡조립체를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 절연층이나 절연막은 300℃이상의 고온에서 내열성을 갖는 고분자 소재나 무기재료를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 절연층이나 절연막을 도금층 제거후 레이저와 같은 고에너지로 표면처리하여 형성된 산화막, 질화막인 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 절연막은 아노다이징 처리된 층일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 절연층은 아노다이징 처리된 알루미늄재인 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 알루미늄재와 피착면은 솔더로 열융착된 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 알루미늄재가 솔더로 열융착되는 부분의 피착면 적어도 일부에는 박형안전밴트에 이르는 관통홀이 구비된 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 절연층은 안전밴트상 적층되며, 캡업부의 주변부에 이르도록 연장되고, 상기 안전밴트의 단부를 따라 꺽인 절곡부를 구비하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 절연층은 안전밴트상 적층되어, 캡업부의 주변부에 이르도록 연장되되, 캡업부의 주변부가 안전밴트의 단부 측부와 대향하며 돌출된 높이맞춤부를 구비한 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 절연층는 캡업부의 주변부에 적층되는 안착부와, 절곡되어 감긴 안전밴트의 단부와 대응되는 형상으로 음각된 체결홈부를 구비한 것일 수 있다.
한편, 본 발명은 캡업부, 박형안전밴트, 캡다운부, 절연부재를 포함하는 이차전지용 캡조립체에 있어서, 상기 캡업부의 가스켓을 사이에 두고 전지캔의 단부와 대향하는 부분에 캡업부의 단부에 마련된 단턱부에 맞춤결합되는 돌출부를 구비한 절연층이 연장된 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 절연층은 아노다이징된 링 형상의 알루미늄 소재인 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 알루미늄 소재와 피착면은 솔더로 열융착된 것일 수 있다.
아울러, 본 발명은 상술한 이차전지용 캡조립체를 포함하는 이차전지를 제공한다.
본 발명에 의하면, 전지캔과 캡업부와의 사이에서 가스켓이 외부에서 발생된 전기적 쇼트에 의한 에너지나 힘에 의하여 용해되거나 손실되서 전지캔과 캡업부와 상호 밀착되고 따라서 이차전지의 전기적인 쇼트 발생을 방지할 수 있고, 더 나아가 안전밴트와 캡다운부와의 사이에 있는 절연부재의 용해나 손실로 발생될 수 있는 쇼트도 역시 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 캡업부 주변부 상부 안전밴트가 절곡되어 감기고, 안전밴트 상부로 절연층이 적층된 일부 단면을 보여주는 그림이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 캡업부 주변부 상부 안전밴트가 절곡되어 감기고, 안전밴트 상부로 절연층이 적층되데, 안전밴트의 단부를 따라 꺽인 절곡부를 보여주는 그림이며,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 캡업부 주변부 상부 안전밴트가 절곡되어 감기고, 안전밴트 상부로 절연층이 적층되데, 캡업부의 주변부가 안전밴트의 단부 측부와 대향하며 돌출된 높이맞춤부를 보여주는 그림이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 캡업부 주변부 상부 안전밴트가 절곡되어 감기고, 안전밴트 상부로 절연층이 적층되데, 상기 절연층의 캡업부의 주변부로 적층되는 안착부와, 절곡되어 감긴 안전밴트의 단부와 대응되는 형상으로 음각된 체결홈부를 보여주는 그림이며,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 안전밴트가 캡업부 상면을 따라 절곡된 형태가 아니라 캡업부 하면에 고정된 구조로서, 캡업부 주변부 상부로 절연층이 배치된 형태를 보여주는 그림이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 안전밴트가 캡업부 상면을 따라 절곡된 형태가 아니라 캡업부 하면에 고정된 구조로서, 캡업부 주변부 상부로 절연층이 배치된 형태이고, 캡다운부 상부로 절연막이 배치된 구조를 나타낸 그림이며,
도 7은 본 발명의 안전밴트가 캡업부 상면을 따라 절곡된 형태가 아니라 캡업부 하면에 고정된 구조로서, 캡업부 주변부 상부로 절연층이 배치되며, 주변부에 관통홀을 안전밴트에 이르도록 구비한 모습을 보여주는 그림이고,
도 8은 본 발명의 전지캔의 단부와 대향하는 부분에 캡업부의 주변부 단부에 마련된 단턱부에 맞춤결합되는 돌출부를 구비한 절연층이 연장된 형태를 보여주는 그림인데,
도 9는 종래 외부의 회로나 부하에서 발생된 열에너지에 의하여 가스켓이 용융되거나 손상되어 전지캔 단부가 안전밴트에 접촉된 상태를 나타낸 그림이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 캡업부 주변부 상부 안전밴트가 절곡되어 감기고, 안전밴트 상부로 절연층이 적층되데, 안전밴트의 단부를 따라 꺽인 절곡부를 보여주는 그림이며,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 캡업부 주변부 상부 안전밴트가 절곡되어 감기고, 안전밴트 상부로 절연층이 적층되데, 캡업부의 주변부가 안전밴트의 단부 측부와 대향하며 돌출된 높이맞춤부를 보여주는 그림이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 캡업부 주변부 상부 안전밴트가 절곡되어 감기고, 안전밴트 상부로 절연층이 적층되데, 상기 절연층의 캡업부의 주변부로 적층되는 안착부와, 절곡되어 감긴 안전밴트의 단부와 대응되는 형상으로 음각된 체결홈부를 보여주는 그림이며,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 안전밴트가 캡업부 상면을 따라 절곡된 형태가 아니라 캡업부 하면에 고정된 구조로서, 캡업부 주변부 상부로 절연층이 배치된 형태를 보여주는 그림이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 안전밴트가 캡업부 상면을 따라 절곡된 형태가 아니라 캡업부 하면에 고정된 구조로서, 캡업부 주변부 상부로 절연층이 배치된 형태이고, 캡다운부 상부로 절연막이 배치된 구조를 나타낸 그림이며,
도 7은 본 발명의 안전밴트가 캡업부 상면을 따라 절곡된 형태가 아니라 캡업부 하면에 고정된 구조로서, 캡업부 주변부 상부로 절연층이 배치되며, 주변부에 관통홀을 안전밴트에 이르도록 구비한 모습을 보여주는 그림이고,
도 8은 본 발명의 전지캔의 단부와 대향하는 부분에 캡업부의 주변부 단부에 마련된 단턱부에 맞춤결합되는 돌출부를 구비한 절연층이 연장된 형태를 보여주는 그림인데,
도 9는 종래 외부의 회로나 부하에서 발생된 열에너지에 의하여 가스켓이 용융되거나 손상되어 전지캔 단부가 안전밴트에 접촉된 상태를 나타낸 그림이다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이며, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 하고, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하며, 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하고, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하며, 도면간 동일하거나 특징을 공유하는 구성요소에 대한 도면번호도 생략할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 캡업부 주변부 상부 안전밴트가 절곡되어 감기고, 안전밴트 상부로 절연층이 적층된 일부 단면을 보여주는 그림이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 캡업부 주변부 상부 안전밴트가 절곡되어 감기고, 안전밴트 상부로 절연층이 적층되데, 안전밴트의 단부를 따라 꺽인 절곡부를 보여주는 그림이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 캡업부 주변부 상부 안전밴트가 절곡되어 감기고, 안전밴트 상부로 절연층이 적층되데, 캡업부의 주변부가 안전밴트의 단부 측부와 대향하며 돌출된 높이맞춤부를 보여주는 그림이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 캡업부 주변부 상부 안전밴트가 절곡되어 감기고, 안전밴트 상부로 절연층이 적층되데, 상기 절연층의 캡업부의 주변부로 적층되는 안착부와, 절곡되어 감긴 안전밴트의 단부와 대응되는 형상으로 음각된 체결홈부를 보여주는 그림이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 안전밴트가 캡업부 상면을 따라 절곡된 형태가 아니라 캡업부 하면에 고정된 구조로서, 캡업부 주변부 상부로 절연층이 배치된 형태를 보여주는 그림이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 안전밴트가 캡업부 상면을 따라 절곡된 형태가 아니라 캡업부 하면에 고정된 구조로서, 캡업부 주변부 상부로 절연층이 배치된 형태이고, 캡다운부 상부로 절연막이 배치된 구조를 나타낸 그림이며, 도 7은 본 발명의 안전밴트가 캡업부 상면을 따라 절곡된 형태가 아니라 캡업부 하면에 고정된 구조로서, 캡업부 주변부 상부로 절연층이 배치되며, 주변부에 관통홀을 안전밴트에 이르도록 구비한 모습을 보여주는 그림이고, 도 8은 본 발명의 전지캔의 단부와 대향하는 부분에 캡업부의 주변부 단부에 마련된 단턱부에 맞춤결합되는 돌출부를 구비한 절연층이 연장된 형태를 보여주는 그림인데, 이를 참조하여 본 발명을 설명한다.
본 발명에 따르는 캡조립체(120)는 캡업부(124), 박형안전밴트(122), 캡다운부(126), 절연부재(127)를 포함하는 이차전지용 캡조립체에 있어서, 상기 캡업부의 가스켓(130)을 사이에 두고 전지캔의 단부(e)와 대향하는 부분에 절연층(140)을 포함하는 특징이 있고, 또는 캡업부, 박형안전밴트, 캡다운부, 절연부재를 포함하는 이차전지용 캡조립체에 있어서, 상기 캡다운부의 절연부재(127)를 사이에 두고 박형안전밴트와 대향하는 부분에 절연막(150)을 포함하거나 또는 캡업부, 박형안전밴트, 캡다운부, 절연부재를 포함하는 이차전지용 캡조립체에 있어서, 상기 캡업부의 가스켓을 사이에 두고 전지캔의 단부와 대향하는 부분에 배치되는 절연층(140) 및 상기 캡다운부의 절연부재를 사이에 두고 박형안전밴트와 대향하는 부분에 구비되는 절연막(150)을 포함하는 특징이 있다(도 1, 2, 3, 5 참조).
상기 절연층(140)이나 후술할 절연막(150)은 절연성을 구비한 한 특별히 재질을 한정할 것은 아니나, 금속재나 비철금속, 비금속재일 수 있고, 금속재/비철금속인 경우에는 표면에 절연처리가 된 것이 바람직하다.
이러한 절연처리는 절연층이나 후술한 절연막 재료를 습식이나 건식의 물리적, 화학적 가공에 의하여 그 표면에 화학조성 변화가 생기도록 하여 절연성이 증가되게 하는 것으로, 예를 들면 알루미늄은 통전재이나 그 표면에 산화층이 형성되면 절연성이 증가되므로, 금속재나 비철금속의 경우에는 그 표면에 산화막이 형성되도록 처리할 수 있고, 산성이나 염기성 용액에 침지(dipping)하거나, 전기분해, 아노다이징(anodizing), 레이저 조사에 의한 산화막 형성 등을 예로 들 수 있다.
특히, 레이저 조사에 의한 건식가공은 상기 절연층이나 절연막의 표면에 도금층이 있는 경우에 가공의 어려움이 있을 수 있으므로, 도금층 제거후 고에너지를 가진 레이저빔을 조사하여 표면처리함으로써, 절연층이나 절연막 소재 표면에 산화막, 질화막 등을 형성시켜 절연성을 확보할 수 있다.
또 다른 측면에서의 절연층(140)이나 절연막(150)은 고분자재를 사용할 수 있는데, 외부에서 발생된 쇼트에 의한 에너지나 힘에 의하여 가열되어 가스켓(130)이 녹거나 조직이 약화되어 손상되는 고온의 환경에서 물리적 지지력을 확보해야 하므로, 300℃ 이상에서 내열성을 가져 물성이 유지되는 소재인 한, 특별하게 한정하여 사용할 것은 아니다.
아울러, 상기 절연층(140)이나 절연막(150)은 무기재료를 포함할 수 있는데, 절연층 자체를 무기재료로 형성하거나, 절연층의 표면에 무기재료, 예컨대 무기재료 입자 분말을 도포한 무기재료층(미도시)을 구비할 수 있다.
이러한 절연층(140)이나 절연막(150)은 그 표면이 산화되거나, 아노다이징 처리된 형태의 금속재 또는 비철금속재, 예컨대 알루미늄재일 수 있으며, 원통형 이차전지의 경우에는 그 단면 형태에 대응하여 전체 형상이 링(ring) 형태 또는 분절된 링 형상(즉, 원통형 이차전지의 원형 단면과 같은 링 형태이거나 또는 일부분씩 분절되게 배치되어 전체적으로 원형 단면에 덮어질 수 있는 형태일 수 있는데, 전지캔의 단부가 뽀족한 형태가 아니어서 분절 배치되어도 절연을 위한 이격거리가 족한 경우에 반영될 수 있음)으로 구비되어, 절연층이 전지캔 단부(e)와 안전밴트(122) 또는 캡업부(124)와의 간격을 쇼트 방지를 위하여 유지시키는 일종의 스페이서(spacer)이므로, 그 간격 내에 배치되는 한 형태나 개수를 한정할 것은 아니나, 제조 공정성을 고려할 때, 링 형태나 그 분절된 형태 배열인 것이 유익할 수 있다.
이러한 절연층은 안전밴트(122) 또는 캡업부(124) 피착면과 열에 의한 땜납 솔더링(soldering)으로 고정되는 것일 수 있다.
한편, 상기 절연층(140)은 안전밴트상 적층되어, 캡업부의 주변부(1241)에 이르도록 연장될 수 있는데, 상기 안전밴트가 절곡되어 캡업부의 주변부 일부에 이르도록 감긴(winding) 구조의 경우에는 안전밴트의 단부를 따라 꺽인 절곡부(142)를 구비할 수 있는데, 상기 절곡부의 크기를 조절함으로써, 즉 조립공차를 0 또는 양의 값(+)으로 준비하여, 안전밴트의 단부에 밀착되게 하여 체결성을 증가시킬 수 있다.
또 다른 예로, 상기 절연층(140)은 안전밴트상 적층되어, 캡업부의 주변부(1241)에 이르도록 연장하되, 상기 안전밴트가 절곡되어 캡업부의 주변부 일부에 이르도록 감긴(winding) 안전밴트의 단부 높이와 유사하거나 같은 높이를 갖도록 캡업부의 주변부가 안전밴트의 단부 측부와 대향하며 돌출된 높이맞춤부(1242)를 구비할 수 있는데, 이에 의하여 안전밴트의 단부와 주변부가 절연층과 맞닿는 부분이 동일평면이 될 수 있어 절연층 적층이나 고정시 공정성이 유리할 수 있다.
또한, 상기 절연층(140)을 캡업부의 주변부(1241) 적층되는 안착부(144)와, 절곡되어 감긴 안전밴트의 단부와 대응되는 형상으로 음각된 체결홈부(146)으로 구비하여, 체결홈부의 크기를 조절함으로써, 즉 조립공차를 0 또는 양의 값(+)으로 준비하여, 안전밴트의 단부에 밀착되게 하여 체결성을 증가시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예를 보면, 안전밴트가 캡업부 상면을 따라 절곡된 형태가 아니라 캡업부 하면에 고정된 구조로서, 캡업부 주변부 상부로 절연층(140)이 배치된 형태를 볼 수 있고, 다른 예로, 캡다운부(126) 상부로 절연막(150)이 배치된 구조인데, 상기 절연막(150)은 그 표면이 산화되거나, 아노다이징 처리된 형태의 금속재 또는 비철금속재, 예컨대 알루미늄 소재로 링(ring) 형태일 수 있고, 캡다운부(126) 자체가 절연처리된 상태일 수 있다(도 5, 6 참조).
아울러, 본 발명의 다른 실시예를 보면, 안전밴트가 캡업부 상면을 따라 절곡된 형태가 아니라 캡업부 하면에 고정된 구조로서, 캡업부 주변부 상부로 절연층(140)이 배치되며, 주변부(1241)에 관통홀(1243)을 안전밴트에 이르도록 구비할 수 있다(도 7 참조).
또한, 본 발명은 캡업부, 박형안전밴트, 캡다운부, 절연부재를 포함하는 이차전지용 캡조립체에 있어서, 상기 캡업부의 가스켓을 사이에 두고 전지캔의 단부(e)와 대향하는 부분에 캡업부의 주변부(1241) 단부에 마련된 단턱부(1241')에 맞춤결합되는 돌출부(148)를 구비한 절연층(140)이 연장된 것일 수 있는데, 이에 의하여 가스켓의 용융이나 손상시 쇼트를 방지할 수 있음은 물론, 상기 돌출부(148)에 의하여 단턱부(1241')가 고정되는 기능을 발휘할 수 있다(도 8 참조).
이렇게 돌출부를 구비한 절연층(140)에 더 자세한 설명은 앞서 설명한 바와 같아, 생략한다.
아울러, 본 발명은 상술한 이차전지용 캡조립체를 포함하는 이차전지를 제공하는데, 이차전지 발전소자에 대한 다른 구체적인 설명은 통상적인 구성재료를 채용할 수 있어 생략하기로 한다.
Claims (16)
- 캡업부, 박형안전밴트, 캡다운부, 절연부재를 포함하는 이차전지용 캡조립체에 있어서,
상기 캡업부의 가스켓을 사이에 두고 전지캔의 단부와 대향하는 부분에 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 캡조립체.
- 캡업부, 박형안전밴트, 캡다운부, 절연부재를 포함하는 이차전지용 캡조립체에 있어서,
상기 캡다운부의 절연부재를 사이에 두고 박형안전밴트와 대향하는 부분에 절연막을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 캡조립체.
- 캡업부, 박형안전밴트, 캡다운부, 절연부재를 포함하는 이차전지용 캡조립체에 있어서,
상기 캡업부의 가스켓을 사이에 두고 전지캔의 단부와 대향하는 부분에 배치되는 절연층; 및
상기 캡다운부의 절연부재를 사이에 두고 박형안전밴트와 대향하는 부분에 구비되는 절연막;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 캡조립체.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절연층이나 절연막은 300℃이상의 고온에서 내열성을 갖는 고분자 소재나 무기재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 캡조립체.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절연층이나 절연막은 도금층 제거후 레이저와 같은 고에너지로 표면처리하여 형성된 산화막, 질화막인 것을 특징으로 하는 이차전지용 캡조립체.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 절연막은 아노다이징 처리된 층인 것을 특징으로 하는 이차전지용 캡조립체.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 절연층은 아노다이징 처리된 알루미늄재인 것을 특징으로 하는 이차전지용 캡조립체.
- 제 7 항에 있어서,
상기 알루미늄 소재와 피착면은 솔더로 열융착된 것을 특징으로 하는 이차전지용 캡조립체.
- 제 8 항에 있어서,
상기 알루미늄 소재가 솔더로 열융착되는 부분의 피착면 적어도 일부에는 박형안전밴트에 이르는 관통홀이 구비된 것을 특징으로 하는 이차전지용 캡조립체.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 절연층은 안전밴트상 적층되며, 캡업부의 주변부에 이르도록 연장되고, 상기 안전밴트의 단부를 따라 꺽인 절곡부를 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 캡조립체.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 절연층은 안전밴트상 적층되어, 캡업부의 주변부에 이르도록 연장되되,
캡업부의 주변부가 안전밴트의 단부 측부와 대향하며 돌출된 높이맞춤부를 구비한 것을 특징으로 하는 이차전지용 캡조립체.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 절연층는 캡업부의 주변부에 적층되는 안착부와, 절곡되어 감긴 안전밴트의 단부와 대응되는 형상으로 음각된 체결홈부를 구비한 것을 특징으로 하는 이차전지용 캡조립체.
- 캡업부, 박형안전밴트, 캡다운부, 절연부재를 포함하는 이차전지용 캡조립체에 있어서,
상기 캡업부의 가스켓을 사이에 두고 전지캔의 단부와 대향하는 부분에 캡업부의 단부에 마련된 단턱부에 맞춤결합되는 돌출부를 구비한 절연층이 연장된 것을 특징으로 하는 이차전지용 캡조립체.
- 제 13 항에 있어서,
상기 절연층은 아노다이징된 링 형상의 알루미늄 소재인 것을 특징으로 하는 이차전지용 캡조립체.
- 제 14 항에 있어서,
상기 알루미늄 소재와 피착면은 솔더로 열융착된 것을 특징으로 하는 이차전지용 캡조립체.
- 제 1 내지 15 항 중 어느 한 항에 의한 이차전지용 캡조립체를 포함하는 이차전지.
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