KR20170022702A - 캡 조립체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 캔의 개구부에 실장되는 캡 조립체로서, 탑 캡; 상기 탑 캡의 하부에 구비되는 안전 소자; 상기 안전 소자의 하부에 구비되고, 절개부가 형성된 안전벤트; 상기 안전벤트의 하부에 구비되는 다운 캡; 상기 탑 캡, 상기 안전 소자, 상기 안전벤트 및 다운 캡의 테두리를 감싸고, 상기 캔의 개구부에 실장되는 가스켓; 및 상기 안전벤트와 상기 다운 캡 사이에는 상기 캔 내부로부터 전달되는 고온의 가스에 의해 팽창하면서 상기 안전벤트를 상승시켜 상기 절개부를 절개시킴으로써 상기 고온의 가스를 외부로 방출시키는 상승유도부를 포함한다.
Description
본 발명은 캡 조립체에 관한 것으로서, 특히 가스 방출이 용이한 캡 조립체에 관한 것이다.
일반적으로 이차 전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차 전지는 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
종래기술에 따른 이차전지는 전극조립체, 전해액, 상기 전극조립체와 전해액이 수용되는 캔, 및 상기 캔의 개구부에 실장되는 캡 조립체를 포함한다.
여기서 상기한 종래기술에 따른 이차전지는 캔 내부에 가스압력이 상승하면, 상기 캡 조립체의 안전벤트를 통해 가스를 외부로 방출한다. 그러나 캔 내부의 가스 압력이 낮은 상태로 온도만 상승할 경우 상기 안전벤트가 개방되지 못함에 따라 폭발 등의 사고가 발생하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 캔 내부의 온도가 상승하더라도 안전벤트를 개방시켜 캔 내부의 가스와 함께 고온의 열원을 외부로 방출하고, 이에 사고를 미연에 방지하는 캡 조립체를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 캔의 개구부에 실장되는 캡 조립체는 탑 캡; 상기 탑 캡의 하부에 구비되는 안전 소자; 상기 안전 소자의 하부에 구비되고, 절개부가 형성된 안전벤트; 상기 안전벤트의 하부에 구비되는 다운 캡; 상기 탑 캡, 상기 안전 소자, 상기 안전벤트 및 다운 캡의 테두리를 감싸고, 상기 캔의 개구부에 실장되는 가스켓; 및 상기 안전벤트와 상기 다운 캡 사이에는 상기 캔 내부로부터 전달되는 고온의 가스에 의해 팽창하면서 상기 안전벤트를 상승시켜 상기 절개부를 절개시킴으로써 상기 고온의 가스를 외부로 방출시키는 상승유도부를 포함할 수 있다.
상기 안전벤트는 가스켓에 결합되는 벤트 결합부와, 상기 상승유도부에 의하여 지지되는 벤트 상승부를 포함하며, 상기 절개부는 절개시 상기 벤트 결합부와 상기 상승유도부를 분리시킬 수 있다.
상기 상승유도부는 온도에 따라 팽창한 후에 원형으로 복원될 수 있도록 형상 기억 합금 소재로 마련될 수 있다.
상기 상승유도부는 상기 안전벤트와 상기 다운 캡 사이에 적어도 2개 이상 구비되어 상기 안전벤트에 형성된 절개부를 적어도 2 곳 이상 절개시킬 수 있다.
상기 상승유도부의 양 단부는 상기 안전벤트와 상기 다운 캡에 각각 접착될 수 있다.
본 발명은 하기와 같은 효과가 있다.
첫째: 캡 조립체에 상승유도부를 포함함으로써, 캔 내부의 가스압력 또는 고온의 열원이 발생하더라도 캡 조립체의 안전벤트를 개방시켜 가스 또는 고온의 열원을 외부로 신속하게 방출하며, 이에 안전사고를 방지할 수 있다.
둘째: 상승유도부를 형상기억합금 소재로 마련함으로써 고온의 열에 팽창하면서 안전벤트를 상승시켜서 안전벤트에 형성된 절개부를 쉽게 개방할 수 있다.
셋째: 상승유도부를 적어도 2개 이상 구비함으로써 상기 안전벤트의 적어도 2곳 이상 개방시킬 수 있어 보다 신속하게 가스 또는 열원을 방출할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 캡 조립체가 구비된 이차전지를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 캡 조립체가 구비된 이차전지의 작동상태를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 안전벤트를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 안전벤트의 다른 실시예를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 캡 조립체가 구비된 이차전지의 작동상태를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 안전벤트를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 안전벤트의 다른 실시예를 도시한 사시도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명에 따른 이차전지는 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(110), 전해액(미도시), 상기 전극조립체(110)와 전해액이 개구부(121)를 통해 수용되는 캔(120), 및 상기 캔(120)의 개구부(121)에 실장되는 캡 조립체(130)를 포함한다.
여기서 캡 조립체(130)는 캔의 개구부에 실장되면서 캔을 밀폐하는 것으로, 캔(120)의 개구부(121) 상부에 구비되는 탑 캡(131), 탑 캡(131)의 하부에 구비되는 안전 소자(132), 안전 소자(132)의 하부에 구비되고 절개부(133a)가 형성된 안전벤트(133), 안전벤트(133)의 하부에 구비되는 다운 캡(134), 탑 캡(131), 안전 소자(132), 안전벤트(133) 및 다운 캡(134)의 테두리를 감싸고 캔(120)의 개구부(121)에 실장되는 가스켓(135)을 포함한다.
한편, 상기 절개부(133a)는 안정적으로 절개될 수 있도록 절개홈으로 형성한다.
여기서 본 발명에 따른 이차전지는 충방전시 전극조립체 및 전해액에 의해 고온의 가스가 발생하고, 이 가스에 의해 캔(120) 내부의 압력이 상승하는데, 이때 캔(120) 캔 내부의 압력이 소정 압력이상으로 상승할 경우 안전벤트(133)를 가압하고, 이에 절개부(133a)가 절개되면서 캔(120) 내부의 가스를 외부로 방출한다.
그러나 캔(120) 내부의 압력이 소정 압력 이상 상승하지 않은 상태로 가스온도만 상승할 경우 안전벤트(133)의 절개부(133a)가 절개되지 못함에 따라 이차전지가 폭발하는 등의 사고가 발생할 수 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 이차전지는 가스 압력뿐만 아니라 가스의 온도가 상승하는 경우에도 안전벤트(133)의 절개부(133a)가 절개될 수 있도록 온도에 따라 신축하는 상승유도부(136)를 포함한다.
상승유도부(136)는 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 고온에 의해 팽창하는 소재로 이루어지며, 안전벤트(133)와 다운 캡(134) 사이에 구비된다. 즉, 상승유도부(136)는 캔(120) 내부로부터 전달되는 고온의 가스에 의해 팽창하면서 안전벤트(133)를 상승시키고, 이때 강도가 약한 절개부(133a)가 절개되면서 캔(120) 내부의 가스를 외부로 방출한다.
더욱 상세히 설명하면, 상승유도부(136)는 고온의 열에 의해 팽창하면서 안전벤트(133)와 다운 캡(134)을 서로 벌어지는 방향으로 가압하게 되는데, 이때 강도가 약한 안전벤트(133)의 절개부(133a)가 절개되면서 캔(120) 내부의 가스를 절개부(133a)에 의해 형성되는 구멍을 통해 외부로 방출할 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 이차전지는 캔 내부의 가스 압력뿐만 아니라 고열에도 개방되며, 이에 안전성을 높일 수 있다.
한편, 안전벤트(133)는 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 가스켓(135)에 결합되는 벤트 결합부(133b)와, 상승유도부(136)에 의하여 지지되는 벤트 상승부(133c)를 포함하며, 벤트 결합부(133b)와 벤트 상승부(133c) 사이에 절개부(133a)가 형성된다. 즉, 절개부(133a)는 절개시 벤트 결합부(133b)와 벤트 상승부(133c)를 분리시키면서 많은 가스 및 고열을 보다 신속하게 외부로 방출할 수 있다.
한편, 상승유도부(136)는 온도에 따라 팽창한 후에 원형으로 복원될 수 있도록 형상기억합금 소재로 마련된다. 즉, 형상기억합금은 고열에 의해 변형이 발생하더라도 원해의 형태를 기억하고 있다가 온도가 내려가면 원상태로 복원되는 금속을 말한다. 이와 같은 형상 기억 합금은 니켈-티탄 합금, 동-아연 합금, 금-카드뮴 합금 및 인듐-탈륨 합금 등이 있다.
이와 같이 형상기억합금 소재로 상승유도부(136)를 마련함에 따라 캔 내부 온도 변화에 빠른 대응이 가능하며, 이에 이차전지의 안전성을 높일 수 있다.
한편, 캡 조립체(130)는 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 안전벤트(133)의 강도 약화로 인해 절개부(133a)를 띠 형태로 형성하지 못할 경우 적어도 안전벤트(133)와 다운 캡(134) 사이에 적어도 2개 이상 구비하며, 이에 캔 내부 온도 상승시 안전벤트(133)에 형성된 절개부(133a)를 적어도 2 곳 이상 절개시켜서 양 방향으로 가스 또는 고열을 신속하게 방출할 수 있다.
한편, 상승유도부(136)의 양 단부는 안전벤트(133)와 다운 캡(134)에 각각 접착되며, 이는 이차전지 유동시 안전벤트(133)와 다운 캡(134) 사이에서 상승유도부(136)가 유동하는 문제를 해결하고, 특히 상승유도부(136)의 팽창시 항상 안전벤트(133)의 정확한 위치를 상승시킴에 따라 절개부(133a)를 신속하게 절개시킬 수 있다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 캡 조립체는 고열에 의해 팽창하는 상승유도부(136)를 포함함으로써 이차전지의 가스압력뿐만 아니라 고열에도 별도의 외부 제어 없이 캡 조립체를 능동적으로 개방시켜 캔 내부의 가스 및 고열을 외부로 신속하게 방출할 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 전극조립체
120: 캔
121: 개구부
130: 캡 조립체
131: 탑 캡
132: 안전소자
133: 안전벤트
133a: 절개부
133b: 벤트 결합부
133c: 벤트 상승부
134: 다운 캡
135: 가스켓
136: 상승유도부
120: 캔
121: 개구부
130: 캡 조립체
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132: 안전소자
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134: 다운 캡
135: 가스켓
136: 상승유도부
Claims (5)
- 캔의 개구부에 실장되는 캡 조립체로서,
탑 캡;
상기 탑 캡의 하부에 구비되는 안전 소자;
상기 안전 소자의 하부에 구비되고, 절개부가 형성된 안전벤트;
상기 안전벤트의 하부에 구비되는 다운 캡;
상기 탑 캡, 상기 안전 소자, 상기 안전벤트 및 다운 캡의 테두리를 감싸고, 상기 캔의 개구부에 실장되는 가스켓; 및
상기 안전벤트와 상기 다운 캡 사이에는 상기 캔 내부로부터 전달되는 고온의 가스에 의해 팽창하면서 상기 안전벤트를 상승시켜 상기 절개부를 절개시킴으로써 상기 고온의 가스를 외부로 방출시키는 상승유도부를 포함하는 것을 특징으로 하는 캡 조립체. - 청구항 1에 있어서,
상기 안전벤트는 가스켓에 결합되는 벤트 결합부와, 상기 상승유도부에 의하여 지지되는 벤트 상승부를 포함하며,
상기 절개부는 절개시 상기 벤트 결합부와 상기 벤트 상승부를 분리시키는 것을 특징으로 하는 캡 조립체. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 상승유도부는 온도에 따라 팽창한 후에 원형으로 복원될 수 있도록 형상기억합금 소재로 마련되는 것을 특징으로 하는 캡 조립체. - 청구항 1에 있어서,
상기 상승유도부는 상기 안전벤트와 상기 다운 캡 사이에 적어도 2개 이상 구비되어 상기 안전벤트에 형성된 절개부를 적어도 2 곳 이상 절개시키는 것을 특징으로 하는 캡 조립체. - 청구항 1에 있어서,
상기 상승유도부의 양 단부는 상기 안전벤트와 상기 다운 캡에 각각 접착되는 것을 특징으로 하는 캡 조립체.
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