KR20170107741A

KR20170107741A - 2차 전지 및 2차 전지 제조방법

Info

Publication number: KR20170107741A
Application number: KR1020160031446A
Authority: KR
Inventors: 이병구; 김도균; 정상석; 이병국; 신항수
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2016-03-16
Filing date: 2016-03-16
Publication date: 2017-09-26
Also published as: KR102134647B1

Abstract

본 발명은 제조 공정에서 비딩공정을 제거할 수 있는 2차 전지 및 2차 전지 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 전극 집합체 상기 전극 집합체를 내부에 수용하는 캔부재 및 상기 캔부재의 개구부를 막는 탑캡 조립체를 포함하는 2차 전지에 있어서, 상기 캔부재는 바닥부와 상기 바닥부의 테두리부분에서 상측으로 연장되는 벽면부를 포함하고, 상기 탑캡 조립체는 열에 의해 상기 벽면부의 내측면에 접착되는 가스켓부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

2차 전지 및 2차 전지 제조방법{SECONDARY BATTERY AND MANUFACTURING METHOD FOR SECONDARY BATTERY}

본 발명은 2차 전지 및 2차 전지 제조방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 제조 공정에서 비딩공정을 제거할 수 있는 2차 전지 및 2차 전지 제조방법에 관한 것이다.

물질의 물리적 반응이나 화학적 반응을 통해 전기에너지를 생성시켜 외부로 전원을 공급하게 되는 전지(cell, battery)는 각종 전기전자 기기로 둘러싸여 있는 생활환경에 따라, 건물로 공급되는 교류 전원을 획득하지 못할 경우나 직류전원이 필요할 경우 사용하게 된다.

이와 같은 전지 중에서 화학적 반응을 이용하는 화학전지인 일차전지와 이차전지가 일반적으로 많이 사용되고 있는데, 일차전지는 건전지로 통칭되는 것으로 소모성 전지이다. 또한, 이차전지는 전류와 물질 사이의 산화환원과정이 다수 반복 가능한 소재를 사용하여 제조되는 재충전식 전지로서, 전류에 의해 소재에 대한 환원반응이 수행되면 전원이 충전되고, 소재에 대한 산화반응이 수행되면 전원이 방전되는데, 이와 같은 충전-방전이 반복적으로 수행되면서 전기가 생성되게 된다.

한편, 이차 전지 중 리튬 이온 전지는 양극 도전 포일과 음극 도전 포일에 각각 활물질을 일정한 두께로 코팅하고, 상기 양 도전 포일 사이에는 분리막이 개재되도록 하여 대략 젤리 롤(jelly roll) 내지는 원통 형태로 다수 회 권취하여 제작한 전극 집합체를 원통형 또는 각형 캔, 파우치 등에 수납하고 이를 밀봉 처리하여 제작된다.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0095118호에는 종래의 2차 전지가 개시되어 있다.

이러한 종래의 2차 전지는 캔의 개구부를 마감하는 탑캡 조립체를 캔에 결합하기 위해 캔의 상단부에 비딩을 하는 구성이다.

그런데 캔에 비딩을 형성하는 과정에서 이물질이 발생하여 저전압과 같은 다양한 전지 성능 저하 현상이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 2차 전지의 가스켓 성능에 따라 2차 전지의 실링(sealing)이 완벽히 이루어지지 않아 누수가 발생할 수 있는 문제점이 있다.

또한, 2차 전지를 비딩하는 공정에서 가해지는 압력에 의해 탑캡 조립체 부분이 손상되어 성능이 변하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 위와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 2차 전지 제조과정에서 비딩공정을 제거할 수 있는 2차 전지 및 2차 전지 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 2차 전지는 전극 집합체 상기 전극 집합체를 내부에 수용하는 캔부재 및 상기 캔부재의 개구부를 막는 탑캡 조립체를 포함하는 2차 전지에 있어서, 상기 캔부재는 바닥부와 상기 바닥부의 테두리부분에서 상측으로 연장되는 벽면부를 포함하고, 상기 탑캡 조립체는 열에 의해 상기 벽면부의 내측면에 접착되는 가스켓부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 벽면부는 상기 바닥부의 테두리부분에서 상측 방향으로 곧게 연장될 수 있다.

상기 가스켓부는 한 번만 절곡된 형태를 가질 수 있다.

상기 가스켓부는 단면이 L자 형상일 수 있다.

상기 탑캡 조립체는, 배기홀이 관통 형성되는 캡 플레이트와 상기 캡 플레이트의 테두리와 결합되며, 상기 캔부재 내부의 압력 증가 시 절개되어 가스를 배출하는 노치부가 마련되는 벤트부재 및 상기 벤트부재에 밀착되며 상기 전극 집합체와 전기적으로 연결되고 상기 캔부재 내부의 압력 증가 시 단락되어 전류를 차단하는 전류차단필터를 더 포함하고, 상기 가스켓부는 상기 벤트부재와 상기 전류차단필터의 테두리 외측면을 감쌀 수 있다.

상기 벤트부재는 알루미늄(Al) 소재이고 상기 캔부재는 니켈(Ni)이 도금된 철(Fe) 소재일 수 있다.

상기 가스켓부는 상기 벤트부재와 상기 전류차단필터의 저면을 지지하도록 지지단부를 형성할 수 있다.

상기 캔부재는 금속 소재로 이루어지며, 상기 가스켓부는 극성을 갖도록 개질된 고분자 소재로 이루어질 수 있다.

상기 고분자 소재는 폴리프로필렌 무수말레인산 일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 2차 전지 제조방법은 전극 집합체를 조립하는 전극 조립단계, 상기 전극 집합체와 전해액을 캔부재에 수용하는 수용단계, 상기 캔부재의 개구부를 탑캡 조립체로 막는 마감단계 및 상기 캔부재에 상기 탑캡 조립체를 진동, 적외선, 핫 프레스(hot press), 레이저 중 어느 하나 이상의 방법을 사용하여 열로 접착하는 접착단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 제조 과정에서 비딩공정을 제거하여 제조 과정 중 이물발생을 극소화하는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 제조 과정에서 비딩공정을 제거하여 탑캡 조립체가 변형되는 것을 극소화하는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 탑캡 조립체를 캔부재에 열에 의해 접착하여 밀봉성을 향상시키는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 탑캡 조립체를 캔부재에 열에 의해 접착하여 생산 공정이 간소화되고 생산 비용과 시간이 감축되는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 가스켓이 극성을 갖도록 개질된 고분자 소재로 이루어져 금속 소재의 캔부재와 열에 의한 접착성을 극대화하는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 진동, 적외선, 핫 프레스, 레이저 중 어느 하나 이상의 방법으로 열을 가하여 캔부재에 탑캡 조립체를 접착함에 따라 최적의 방법으로 열 접착하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지에 탑캡 조립체가 설치된 상태에서 주요부를 나타내기 위해 일부를 절단하여 단면에서 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에서 가스켓부가 벤트부재 및 캔부재와 열에 의해 접착된 부분을 일부 확대하여 도시한 일부 확대도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2차 전지에 탑캡 조립체가 설치된 상태에서 주요부를 나타내기 위해 일부를 절단하여 단면에서 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에서 가스켓부가 벤트부재 및 캔부재와 열에 의해 접착된 부분을 일부 확대하여 도시한 일부 확대도이다.
도 5는 본 발명에 따른 2차 전지 제조방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2차 전지 및 2차 전지 제조방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지에 탑캡 조립체가 설치된 상태에서 주요부를 나타내기 위해 일부를 절단하여 단면에서 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지는 전극 집합체(1), 상기 전극 집합체(1)를 내부에 수용하는 캔부재(3) 및 상기 캔부재(3)의 개구부를 막는 탑캡 조립체(100)를 포함하는 2차 전지에 있어서, 상기 캔부재(3)는 바닥부(3a)와 상기 바닥부(3a)의 테두리부분에서 상측으로 연장되는 벽면부(3b)를 포함하고, 상기 탑캡 조립체(100)는 열에 의해 상기 벽면부(3b)의 내측면에 접착되는 가스켓부(140)를 포함한다.

전극 집합체(1)는, 예를 들어, 양극 활물질이 도포된 양극과 음극 활물질이 도포된 음극 및 양극과 음극 사이에 개재된 분리막을 복수 회 적층하여 제작할 수 있다.

다만, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 전극 집합체(1)는 양극과 분리막 및 음극을 적층한 적층체를 젤리 롤 형태로 권취하여 제작할 수도 있다.

양극은 알루미늄 판일 수 있으며, 양극 활물질이 도포된 양극 활물질부와, 양극 활물질이 도포되지 않은 양극 무지부를 포함할 수 있다.

양극 활물질은 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMnO4와 같은 리튬 함유 전이금속 산화물 또는 리튬 칼코게나이드 화합물일 수 있다.

양극 활물질부는 예를 들어, 알루미늄판의 적어도 어느 한 면의 일부에 양극 활물질을 도포하여 형성하며, 양극 활물질이 미 도포된 알루미늄판의 나머지 부분이 양극 무지부가 될 수 있다.

음극은 구리 판일 수 있으며, 음극 활물질이 도포된 음극 활물질부와 음극 활물질이 도포되지 않은 음극 무지부를 포함할 수 있다.

음극 활물질은, 결정질 탄소, 비정질 탄소, 탄소 복합체, 탄소 섬유와 같은 탄소 재료, 리튬 금속 또는 리튬 합금 등일 수 있다.

음극 활물질부는 예를 들어, 구리판의 적어도 어느 한 면의 일부에 음극 활물질을 도포하여 형성하며, 음극 활물질이 미 도포된 구리판의 나머지 부분이 음극 무지부가 될 수 있다.

분리막은 예를 들어, 폴리에틸렌(PE), 폴리스틸렌(PS), 폴리프로필렌(PP) 및 폴리에틸렌(PE)과 폴리프로필렌(PP)의 공중합체(co-polymer)로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나의 기재에 폴리비닐리덴 플로우라이드-헥사플로로프로필렌 공중합체(PVDF-HFP co-polymer)를 코팅함으로써 제조될 수 있다.

캔부재(3)는 원형 또는 각형 리튬이온 2차 전지에서 대략 위쪽이 개방된 형상을 가진 금속재질의 용기이며, 가볍고 부식에 대처가 용이한 알루미늄(Al) 또는 니켈(Ni) 등이 도금된 철(Fe)이 사용될 수 있다.

캔부재(3)가 대략 위쪽이 개방된 형상을 가진 통체를 형성하도록 캔부재(3)의 벽면부(3b)는 바닥부(3a)의 테두리부분에서 상측으로 곧게 연장 형성된다.

즉, 본 발명의 캔부재(3)는 종래의 이차 전지와는 다르게 벽면부(3b)에 비딩부가 형성되지 않는다.

그리고 캔부재(3)는 전극 집합체(1)와 전해액(미도시)의 용기가 되고, 전극 집합체(1)가 캔부재(3)의 개방된 상단, 즉, 상단개구부를 통해 캔부재(3)에 삽입된 뒤 캔부재(3)의 상단개구부는 탑캡 조립체(100)에 의해 봉해진다.

탑캡 조립체(100)는 중앙에 외측으로 돌출되는 돌출부(111)와 돌출부(111)의 주변에 배기홀(115)이 관통 형성되는 캡 플레이트(110)를 더 포함한다.

그리고 도 1에서 보아 캡 플레이트(110)의 저면에서 캡 플레이트(110)의 테두리와 결합되며, 캔부재(3) 내부의 압력 증가 시 그 압력에 의해 절개되어 캔부재(3) 내부의 가스를 외부로 배출하는 노치부(123)가 마련되는 벤트부재(120)를 더 포함한다.

여기서 벤트부재(120)는 알루미늄(Al) 소재로 이루어질 수 있으며, 테두리가 캡 플레이트(110)의 테두리를 감싸게 절곡되어 캡 플레이트(110)에 결합될 수 있다.

그리고 도 1에서 보아 벤트부재(120)의 저면에 밀착되고 전극 집합체(1)와 전기적으로 연결되는 전류차단필터(130)를 더 포함한다.

전류차단필터(130)는 캔부재(3) 내부의 압력 증가 시 일정 압력을 초과하면 단락되어 전류가 흐르지 않게 하며 단락 후 캔부재(3) 내부의 압력이 지속적으로 증가할 경우 상기 노치부(123)가 절개되어 캔부재(3) 내부의 가스를 외부로 배출한다.

그리고 탑캡 조립체(100)의 가스켓부(140)는 벤트부재(120)와 전류차단필터(130)의 테두리 외측면을 감싸게 형성될 수 있는데, 특히 가스켓부(140)의 내면에서 벤트부재(120)와 전류차단필터(130)가 각각 안착되는 부분에는 단차가 형성되는 지지단부(141)가 구비되어 벤트부재(120)와 전류차단필터(130)의 저면을 각각 지지하도록 할 수 있다.

그리고 가스켓부(140)는 극성을 갖도록 개질된 고분자 소재로 이루어져 니켈이 도금된 철 소재인 캔부재(3)와 접착 가능한데, 이 뿐만 아니라, 극성 고분자는 금속과 열접착이 가능하므로 가스켓부의 내측에서도 알루미늄 소재인 벤트부재(120)와 열접착 할 수 있다.

극성을 가지도록 개질된 고분자 소재는 일 실시예로 폴리프로필렌 무수말레인산(polypropylene maleic anhydride)인 경우를 들 수 있다.

폴리프로필렌 무수말레인산의 경우 열에 의해 금속과의 매우 우수한 접착 효과를 가짐과 함께 내열성이 우수하여 2차 전지가 사용되는 환경에서 발생할 수 있는 열보다 녹는 점이 높으며 내화학성이 뛰어나서 화학적 변형이 쉽게 발생하지 않아 본 발명의 가스켓부(140)를 위한 최적의 소재이다.

그러나 가스켓부(140)의 소재가 꼭 이에 한정되는 것만은 아니며 극성을 갖도록 개질된 고분자 소재라면 일반적으로 알려진 다른 소재를 사용할 수도 있다.

도 2는 도 1에서 가스켓부가 벤트부재 및 캔부재와 열에 의해 접착된 부분을 일부 확대하여 도시한 일부 확대도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 가스켓부(140)는 벤트부재(120)와 밀착된 내면이 열에 의해 벤트부재(120)와 접착되고 캔부재(3)와 밀착된 외면이 열에 의해 캔부재(3)와 접착된다.

극성을 갖도록 개질된 고분자 소재는 열을 가하면 니켈, 알루미늄 등과 같은 금속 소재와의 접착력이 우수하다.

극성을 갖도록 개질된 고분자 소재와 니켈 금속이 열에 의해 접착되는 접착력을 일반적인 폴리프로필렌(PP) 소재와 니켈 금속이 열에 의해 접착되는 접착력과 비교할 수 있는 실험 데이터를 표 1에 기재한다.

	극성을 갖도록 개질된 고분자 소재A(PE계열)	극성을 갖도록 개질된 고분자 소재B(POE계열)	극성을 갖도록 개질된 고분자 소재D(PP계열)	폴리프로필렌 소재
니켈이 도금된 철 소재와의 접착력(kgf/2cm)	15 ~ 25 kgf/2cm	20 kgf/2cm	18 kgf/2cm	0 kgf/2cm

표 1과 같이 극성을 갖도록 개질된 고분자 소재는 열에 의해 니켈 금속과 우수한 접착력(15 kgf/2cm ~ 25 kgf/2cm)을 갖는 반면 폴리프로필렌 소재는 열을 가해도 니켈 금속과의 접착력을 갖지 못한다.

따라서 본 발명은 가스켓부(140)의 소재를 폴리프로필렌 무수말레인산 등과 같은 극성을 갖도록 개질된 고분자 소재로 제작하여 니켈 도금된 캔부재(3)에 열에 의해 견고하게 접착하게 한다.

즉, 본 발명은 캔부재(3)에 가스켓부(140)를 결합함에 있어 캔부재(3)에 비딩(beading)부를 형성하지 않고 열에 의해 캔부재(3)에 가스켓부(140)가 견고하게 부착되게 한다.

이와 같이, 극성을 갖도록 개질된 고분자 소재는 열에 의해 금속과의 접착력을 확보할 수 있는데, 일실시예로 벤트부재(120)의 알루미늄 소재나 캔부재(3)의 니켈이 도금된 철 소재와의 강한 접착력을 갖는다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2차 전지에 탑캡 조립체가 설치된 상태에서 주요부를 나타내기 위해 일부를 절단하여 단면에서 도시한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 2차 전지의 탑캡 조립체(100)는 배기홀(115)이 관통 형성되는 캡 플레이트(110)를 포함한다.

그리고 도 3에서 보아 캡 플레이트(110)의 저면에 적층되며 캔부재(3) 내부의 압력 증가 시 절개되는 노치부(123)가 구비되는 벤트부재(120)를 포함한다.

벤트부재(120)의 노치부(123)는 캔부재(3) 내부의 압력 증가 시 캔부재(3) 내부의 가스에 의해 절개되어 캔부재(3) 내부의 가스가 캔부재(3) 외부로 배출되게 한다.

그리고 캡 플레이트(110)의 테두리부 외측면과 벤트부재(120)의 테두리부 외측면을 함께 감싸도록 형성되어 캡플레이트(110)와 벤트부재(120)를 상호 결합시키는 내부 가스켓(160)을 포함한다.

그리고 도 3에서 보아 벤트부재(120)의 저면에 적층되고, 캔부재(3)에 수용된 전극조립체와 전기적으로 연결되며, 캔부재(3) 내부의 압력이 일정 이상이 될 경우 단락되어 전류를 차단하는 전류차단필터(130)를 포함한다.

이때, 전류차단필터(130)에 의해 전극조립체와 연결된 전류가 차단된 상태에서도 캔부재(3) 내부의 압력이 지속적으로 증가할 경우 상기 벤트부재(120)에 형성된 노치부(123)가 절개되어 캔부재(3) 내부의 가스를 외부로 배출하게 한다.

그리고 내부 가스켓(160)과 전류차단필터(130)의 외측면을 감싸게 형성되는 하우징부(150)를 포함한다.

그리고 하우징부(150)의 둘레로부터 저면 일부까지 감싸도록 내면이 하우징부(150)에 열접착되고 외면은 캔부재(3)의 내면에 열접착되는 가스켓부(140)를 포함한다.

도 4는 도 3에서 가스켓부가 벤트부재 및 캔부재와 열에 의해 접착된 부분을 일부 확대하여 도시한 일부 확대도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 2차 전지는 가스켓부(140)가 내측으로 한 번만 절곡된 형태를 가진다.

즉, 가스켓부(140)는 단면이 L자 형상을 형성하여 내측면은 하우징부(150)에 열에 의해 접착하면서 가스켓부(140)의 하부 절곡부는 하우징부(150)의 저면을 지지한다.

이와 같이 가스켓부(140)가 L자 형상을 형성하면 종래의 가스켓에 비해 형상을 단순화하여 사출 성형 시간이 감소하고, 원재료의 사용량을 감소시킬 수 있어 생산성을 향상시키고 비용을 절감하는 장점이 있다.

도 5는 본 발명에 따른 2차 전지 제조방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 2차 전지 제조방법을 상세히 설명한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 2차 전지 제조방법은 양극 활물질이 도포된 양극과 음극 활물질이 도포된 음극 및 양극과 음극 사이에 개재된 분리막을 복수 회 적층하거나 양극과 분리막과 음극이 적층된 적층체를 젤리 롤 형태로 권취하여 전극 집합체를 조립하는 전극 조립 단계(S1)를 포함한다.

그리고 전극 집합체와 전해액을 캔부재의 개구부를 통해 캔부재의 내부에 수용하는 수용단계(S2)를 포함한다.

그리고 캔부재의 개구부에 탑캡 조립체를 설치하여 캔부재의 개구부를 막는 마감단계(S3)를 포함한다.

그리고 캔부재에 탑캡 조립체를 열에 의해 접착하는 접착 단계(S4)를 포함한다.

접착 단계(S4)에서 캔부재에 탑캡 조립체를 열에 의해 접착하는 방법은 진동, 적외선, 핫 프레스(hot press), 레이저 중 어느 하나 이상의 방법을 사용한다.

여기서 진동으로 캔부재에 탑캡 조립체를 열에 의해 접착하는 방법은 열원이 필요 없어 열원에 의해 이차 전지의 부품이 손상되지 않는 장점이 있다.

그리고 적외선으로 캔부재에 탑캡 조립체를 열에 의해 접착하는 방법은 열원이 필요 없으며 원하는 부분만을 특정하여 열을 전달하여 접착할 수 있는 장점이 있다.

그리고 핫 프레스로 캔부재에 탑캡 조립체를 열에 의해 접착하는 방법은 열을 직접 전달하여 고분자 멜팅(melting) 및 접착이 가능하고, 장치 구조가 단순하여 2차 전지 제조 공정에 핫 프레스 장치를 설치하기 쉽다는 장점이 있다.

그리고 레이저로 캔부재에 탑캡 조립체를 열에 의해 접착하는 방법은 국소부위에 열 전달이 가능하여 정교한 접착이 가능한 장점이 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 제조 과정에서 비딩공정을 제거하여 제조 과정 중 이물발생을 극소화하는 효과가 있다.

또한, 제조 과정에서 비딩공정을 제거하여 탑캡 조립체가 변형되는 것을 극소화하는 효과가 있다.

또한, 탑캡 조립체를 캔부재에 열에 의해 접착하여 밀봉성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 탑캡 조립체를 캔부재에 열에 의해 접착하여 생산 공정이 간소화되고 생산 비용과 시간이 감축되는 효과가 있다.

또한, 가스켓이 극성을 갖도록 개질된 고분자 소재로 이루어져 금속 소재의 캔부재와 열에 의한 접착성을 극대화하는 효과가 있다.

또한, 진동, 적외선, 핫 프레스, 레이저 중 어느 하나 이상의 방법으로 열을 가하여 캔부재에 탑캡 조립체를 접착함에 따라 최적의 방법으로 열 접착하는 효과가 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 2차 전지 및 2차 전지 제조방법을 예시된 도면을 참고하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

1: 전극 집합체
3: 캔부재
3a: 바닥부
3b: 벽면부
100: 탑캡 조립체
110: 캡 플레이트
111: 돌출부
115: 배기홀
120: 벤트부재
123: 노치부
130: 전류차단필터
140: 가스켓부
141: 지지단부
150: 하우징부
160: 내부 가스켓

Claims

전극 집합체(1);
상기 전극 집합체(1)를 내부에 수용하는 캔부재(3); 및
상기 캔부재(3)의 개구부를 막는 탑캡 조립체(100); 를 포함하는 2차 전지에 있어서,
상기 캔부재(3)는 바닥부(3a)와 상기 바닥부(3a)의 테두리부분에서 상측으로 연장되는 벽면부(3b)를 포함하고,
상기 탑캡 조립체(100)는 열에 의해 상기 벽면부(3b)의 내측면에 접착되는 가스켓부(140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전지.
청구항 1에 있어서,
상기 벽면부(3b)는 상기 바닥부(3a)의 테두리부분에서 상측 방향으로 곧게 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 2차 전지.
청구항 2에 있어서,
상기 가스켓부(140)는 한 번만 절곡된 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 2차 전지.
청구항 3에 있어서,
상기 가스켓부(140)는 단면이 L자 형상인 것을 특징으로 하는 2차 전지.
청구항 1에 있어서,
상기 탑캡 조립체(100)는,
배기홀(115)이 관통 형성되는 캡 플레이트(110)와
상기 캡 플레이트(110)의 테두리와 결합되며, 상기 캔부재(3) 내부의 압력 증가 시 절개되어 가스를 배출하는 노치부(123)가 마련되는 벤트부재(120) 및
상기 벤트부재(120)에 밀착되며 상기 전극 집합체(1)와 전기적으로 연결되고 상기 캔부재(3) 내부의 압력 증가 시 단락되어 전류를 차단하는 전류차단필터(130)를 더 포함하고,
상기 가스켓부(140)는 상기 벤트부재(120)와 상기 전류차단필터(130)의 테두리 외측면을 감싸는 것을 특징으로 하는 2차 전지.
청구항 5에 있어서,
상기 벤트부재(120)는 알루미늄(Al) 소재이고 상기 캔부재(3)는 니켈(Ni)이 도금된 철(Fe) 소재인 것을 특징으로 하는 2차 전지.
청구항 5에 있어서,
상기 가스켓부(140)는 상기 벤트부재(120)와 상기 전류차단필터(130)의 저면을 지지하도록 지지단부를 형성하는 것을 특징으로 하는 2차 전지.
청구항 1에 있어서,
상기 캔부재(3)는 금속 소재로 이루어지며,
상기 가스켓부(140)는 극성을 갖도록 개질된 고분자 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 2차 전지.
청구항 8에 있어서,
상기 고분자 소재는 폴리프로필렌 무수말레인산(polypropylene maleic anhydride) 인 것을 특징으로 하는 2차 전지.
전극 집합체를 조립하는 전극 조립단계(S1);
상기 전극 집합체와 전해액을 캔부재에 수용하는 수용단계(S2);
상기 캔부재의 개구부를 탑캡 조립체로 막는 마감단계(S3); 및
상기 캔부재에 상기 탑캡 조립체를 진동, 적외선, 핫 프레스(hot press), 레이저 중 어느 하나 이상의 방법을 사용하여 열로 접착하는 접착단계(S4); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전지 제조방법.