KR20170110821A - Battery Cell Comprising Cylindrical Can Having Screw-typed Fastening Portion - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양극/분리막/음극 구조의 젤리-롤과, 안전부재 및 접속부재를 포함하는 탑 어셈블리가 원통형 캔에 내장되어 있는 전지셀로서, 상기 원통형 캔은, 탑 어셈블리가 장착되어 있는 제 1 본체와, 상기 제 1 본체의 하단부에 형성되어 있는 제 1 체결부를 구비한 상부 캔; 및 상기 젤리-롤이 내장되는 제 2 본체와, 상기 제 2 본체의 상단부에 형성되어 있는 제 2 체결부를 구비한 하부 캔;을 포함하고 있고, 상기 제 1 체결부와 제 2 체결부는 스크류(Screw) 방식으로 상호 체결되는 나사선 구조로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지셀을 제공한다.The present invention relates to a battery cell in which a top assembly including a jelly-roll having a positive electrode / separator / negative electrode structure, a safety member and a connecting member is housed in a cylindrical can, An upper can having a first fastening portion formed at a lower end portion of the first body; And a lower can having a second body having the jelly-roll built therein and a second fastening part formed at an upper end of the second body, wherein the first fastening part and the second fastening part have a screw ) Method of the present invention is a threaded structure.
Description
본 발명은 스크류(screw) 방식에 의해 체결되는 원통형 캔을 포함하는 전지셀에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cell including a cylindrical can which is fastened by a screw method.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지에 대한 많은 연구가 행해졌으며 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.As technology development and demand for mobile devices has increased, the demand for secondary batteries has been rapidly increasing as an energy source. Many researches have been made on lithium secondary batteries with high energy density and discharge voltage among such secondary batteries. .
이차전지가 휴대폰, 노트북 등의 전원으로 사용되는 경우에는 일정한 출력을 안정적으로 제공하는 이차전지가 요구되는 반면에, 전동드릴과 같은 파워툴의 동력원으로 사용되는 경우, 순간적으로 높은 출력을 제공하면서 진동, 낙하 등과 같은 외부의 물리적 충격에 대해서도 안정적일 수 있는 이차전지가 요구된다.When a secondary battery is used as a power source for a mobile phone or a notebook computer, a secondary battery that stably supplies a constant output is required. On the other hand, when the secondary battery is used as a power source for a power tool such as an electric drill, A secondary battery which can be stable against an external physical impact such as dropping, etc. is required.
이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다. 그 중, 원통형 전지는 상대적으로 용량이 크고, 외부의 물리적 충격에 대해 구조적으로 안정하다는 장점을 가지고 있으며, 파우치형 전지는 용량 대비 중량이 작으며, 형태 변형이 용이하고 제조 비용이 저렴하다는 장점이 있다.The secondary battery is classified into a cylindrical battery and a prismatic battery in which the electrode assembly is housed in a cylindrical or rectangular metal can according to the shape of the battery case, and a pouch-shaped battery in which the electrode assembly is housed in a pouch-shaped case of an aluminum laminate sheet . Among them, the cylindrical battery has a relatively large capacity and is structurally stable against external physical impact, and the pouch type battery has an advantage in that it is small in weight in weight, easy to deform in shape, and low in manufacturing cost have.
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-롤형과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다. 그 중 젤리-롤형 전극조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있다.In addition, the electrode assembly incorporated in the battery case is a chargeable / dischargeable power generation device formed of a lamination structure of a positive electrode / separator / negative electrode. The electrode assembly is a jelly-roll type electrode assembly in which a separator is interposed between a positive electrode and a negative electrode coated with an active material, And a stacked type in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes of a predetermined size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween. Among them, the jelly-roll type electrode assembly has an advantage of being easy to manufacture and having a high energy density per weight.
이와 관련하여, 전형적인 원통형 이차전지의 구조가 도 1에 도시되어 있다.In this regard, the structure of a typical cylindrical secondary cell is shown in FIG.
도 1을 참조하면, 원통형 이차전지(100)는 양극(121)과 음극(122), 및 분리막(123)을 차례로 적층하여 둥근 형태로 감은 구조를 갖는 젤리-롤형(권취형) 전극조립체(120)를 전지케이스(130)에 수납하고, 전지케이스(130) 내에 전해액을 주입한 후에, 전지케이스(130)의 개방 상단에 전극단자가 형성되어 있는 캡 어셈블리(140)를 결합하여 제작한다. 캡 어셈블리(140)을 결합하기 위해서, 전지케이스(130)의 상부에 비딩부(화살표 참조)를 형성하고 여기에 가스켓과 캡 에셈블리(140)를 탑재한 상태에서 상단부를 크림핑하여 밀봉한다.1, a cylindrical
그러나, 상기의 비딩 및 크림핑은 복잡한 제조 공정을 필요로 하고, 특히, 비딩 공정에서 발생하는 금속 조각들이 전지케이스(130) 내부로 유입되어 단락과 같은 심각한 문제들을 야기한다.However, the above beading and crimping require a complicated manufacturing process, and in particular, the metal pieces generated in the beading process flow into the
또한, 종래의 원통형 전지는 전지케이스의 상부에 가스 배출부가 형성되어 있기 때문에, 전지 내부에 고온, 고압에 의해 가스가 배출구를 통해 분출될 때, 가스 분출 방향의 타 방향으로 전지가 추진력을 얻어 움직이게 된다. 이는 전지를 전력 원으로 사용하는 디바이스의 사용자에게 심각한 안전성 문제를 야기한다.In addition, since the conventional cylindrical battery has the gas discharging portion formed on the upper portion of the battery case, when the gas is discharged through the discharging port due to high temperature and high pressure inside the battery, the battery is moved in the other direction in the gas discharging direction do. This causes serious safety problems for users of devices using the battery as a power source.
따라서, 상기 설명한 내용의 문제점들을 해결할 수 있는 전지셀에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a battery cell capable of solving the problems described above.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.
구체적으로, 본 발명의 목적은, 상부 캔과 하부 캔을 스크류 방식으로 상호 체결하고, 바람직하게는 체결 부위의 특정 위치에 연약부를 형성함으로써, 이후 설명하는 특별한 효과를 달성할 수 있는 전지셀을 제공하는 것이다.Specifically, the object of the present invention is to provide a battery cell capable of achieving the following special effect by interlocking the upper and lower cans in a screw manner, and preferably forming a soft portion at a specific position of the fastening portion .
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀은, 양극/분리막/음극 구조의 젤리-롤과, 안전부재 및 접속부재를 포함하는 탑 어셈블리가 원통형 캔에 내장되어 있는 전지셀로서,To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein, a battery cell includes a cylindrical can having a top assembly including a positive electrode / separator / negative structure jelly-
상기 원통형 캔은,The cylindrical can includes:
탑 어셈블리가 장착되어 있는 제 1 본체와, 상기 제 1 본체의 하단부에 형성되어 있는 제 1 체결부를 구비한 상부 캔; 및An upper can having a first body having a top assembly mounted thereon and a first fastening part formed at a lower end of the first body; And
상기 젤리-롤이 내장되는 제 2 본체와, 상기 제 2 본체의 상단부에 형성되어 있는 제 2 체결부를 구비한 하부 캔;A lower can having a second body having the jelly-roll built therein and a second fastening part formed at an upper end of the second body;
을 포함하고 있고,Lt; / RTI >
상기 제 1 체결부와 제 2 체결부는 스크류 방식으로 상호 체결되는 나사선 구조로 이루어져 있다.The first fastening portion and the second fastening portion are formed in a threaded structure that is fastened together by a screw method.
이와 같이, 본 발명에 따른 전지셀은, 상부 캔과 하부 캔이 스크류 방식으로 결합됨으로써, 비딩 및 클램핑과 같은 복잡한 제조 공정들을 필요로 하지 않고, 전반적으로 간소한 공정에 의해서 제작될 수 있다. 또한, 상기 전지셀이 활성화 과정을 거친 후, 전지셀 내부에 발생한 가스를 제거하고자 할 때, 이러한 스크류 방식에 의해서 상부 캔과 하부 캔을 분리함으로써, 내부의 가스를 용이하게 제거할 수 있다.As described above, the battery cell according to the present invention can be manufactured by a simple and simple process without requiring complicated manufacturing processes such as beading and clamping by combining the upper and lower cans in a screw manner. In addition, when the battery cell is activated and the gas generated inside the battery cell is to be removed, the inner can be easily removed by separating the upper and lower can by the screw method.
상기 젤리-롤은, 특별히 한정되지 않으나, 수직 단면상으로 원형일 수 있고, 상기 상부 캔과 하부 캔의 결합된 구조는 젤리-롤의 외면 형상에 대응하는 내면 구조를 가질 수 있다.The jelly-roll is not particularly limited, but may be circular in vertical section, and the combined structure of the upper can and the lower can may have an inner surface structure corresponding to the outer shape of the jelly-roll.
하나의 구체적인 예에서, 상기 젤리-롤에서, 전극 활물질이 각각 코팅되지 않은 양극용 집전체의 일측 단부 및 음극용 집전체의 일측 단부가 분리막으로부터 외향 연장되어 양극단자 및 음극단자를 형성하는 구조일 수 있다. In one specific example, in the jelly-roll, one side end of the positive electrode current collector and one side end of the negative electrode current collector, to which the electrode active material is not coated, extend outward from the separator to form the positive electrode terminal and the negative electrode terminal. .
이러한 구조에서, 상기 양극단자를 형성하는 양극용 집전체의 일측 단부와 음극단자를 형성하는 음극용 집전체의 일측 단부 중의 적어도 하나는, 권취된 젤리-롤에서, 부분적으로 중첩되어 있는 구조일 수 있다. 이와 같이 젤리-롤의 양극 및 음극 단자를 형성함으로써, 이후 상세하게 설명하는 제 1 체결부과 제 2 체결부의 결합 길이의 조절에 의해서 별도의 용접 없이 전극 단자가 캡 어셈블리나 전지케이스 내면에 물리적으로 밀착될 수 있어 양호한 접속을 이룰 수 있다.In this structure, at least one of the one end portion of the positive electrode current collector forming the positive electrode terminal and the one end portion of the negative electrode current collector forming the negative electrode terminal may be partially overlapped in the wound jelly-roll . By forming the positive and negative terminals of the jelly-roll in this manner, by adjusting the length of engagement between the first fastening portion and the second fastening portion, which will be described later in detail, the electrode terminals are physically brought into close contact with the inner surface of the cap assembly or the battery case So that a good connection can be achieved.
상기 중첩된 부위의 크기는, 캡 어셈블리나 전지케이스 내면에 대해 물리적 밀착의 용이성, 그 자체의 기계적 강성 등을 고려하여 결정될 수 있으며, 상세하게는, 전극단자의 돌출 길이의 20% 내지 80%이고, 전극단자의 폭의 20% 내지 100%일 수 있다.The size of the overlapped portion may be determined in consideration of ease of physical contact with the inner surface of the battery case or the cap assembly, mechanical rigidity of the battery assembly, and the like, and more specifically, 20% to 80% And 20% to 100% of the width of the electrode terminal.
하나의 구체적인 예에서, 상기 젤리-롤의 양극단자가 탑 어셈블리의 하면에 물리적으로 밀착되고, 탑 어셈블리는 제 1 본체의 내면에 물리적으로 밀착되어 전기적으로 접속을 이룰 수 있도록, 상부 캔과 하부 캔의 결합 과정에서 제 1 체결부과 제 2 체결부의 결합 길이가 조절되는 구조일 수 있다. 마찬가지로, 상기 젤리-롤의 음극단자가 하부 캔의 내면에 물리적으로 밀착되어 전기적으로 접속을 이룰 수 있도록, 상부 캔과 하부 캔의 결합 과정에서 제 1 체결부과 제 2 체결부의 결합 길이가 조절되는 구조일 수 있다. In one specific example, the positive terminal of the jelly-roll is physically brought into close contact with the bottom surface of the top assembly, and the top assembly is physically contacted with the inner surface of the first body to provide electrical connection, The coupling length between the first and second coupling portions may be adjusted during the coupling process. Likewise, in order to electrically connect the negative terminal of the jelly-roll to the inner surface of the lower can to electrically connect the upper can and the lower can, the coupling length between the first and second fasteners is adjusted Lt; / RTI >
상기 제 1 체결부와 제 2 체결부의 결합 길이는 젤리-롤 전극단자의 캡 어셈블리나 전지케이스 내면에 대한 물리적 밀착의 용이성, 그 자체의 기계적 강성 등을 고려하여 결정될 수 있으며, 상세하게는, 원통형 캔의 길이 대비 5% 내지 40% 범위일 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 결합 길이가 5%미만인 경우, 결합 길이의 조절이 용이하지 않으며, 40%를 초과하는 경우에는 결합 과정 이전에 상부 캔과 하부 캔의 길이가 필요 이상으로 길게 형성되어야 하므로 바람직하지 않다. 이러한 관점에서, 상기 제 1 체결부의 길이는 상부 캔의 길이 대비 10% 내지 30% 이고, 제 2 체결부의 길이는 하부 캔의 길이 대비 10% 내지 30%인 범위로 형성하는 것이 더욱 바람직하다. The coupling length of the first and second fastening portions may be determined in consideration of ease of physical contact with the cap assembly of the jelly-roll electrode terminal or the inner surface of the battery case, mechanical rigidity thereof, and the like, May range from 5% to 40% of the length of the can. If the bonding length is less than 5%, adjustment of the bonding length is not easy. If it exceeds 40%, the lengths of the upper and lower can must be longer than necessary before the bonding process. not. From this viewpoint, it is more preferable that the length of the first fastening portion is 10% to 30% of the length of the upper can, and the length of the second fastening portion is 10% to 30% of the length of the lower can.
상기 제 1 체결부와 제 2 체결부의 결합 방식은, 특별히 한정되지 않으나, 하나의 예로서, 제 1 체결부는 상부 캔의 하단 외면 또는 하단 내면에 나사선이 형성되어 있는 구조로 이루어져 있고, 상기 제 1 체결부의 나사선 구조에 대응하여 제 2 체결부는 하부 캔의 상단 내면 또는 상단 외면에 나서 선이 형성되어 있는 구조로 결합될 수 있다.As an example, the first fastening portion may have a structure in which a screw thread is formed on the outer surface of the lower end of the upper can or the inner surface of the lower end of the upper can, and the first fastening portion The second fastening portion may be coupled to the upper can inner surface or the upper end outer surface of the lower can correspondingly to the threaded structure of the fastening portion.
또한, 상기 제 1 체결부와 제 2 체결부 사이에, 전해액 및 가스의 누출을 방지하기 위해, 가스켓이 추가로 개재될 수 있다. 상기 가스켓은 절연 기능을 포함할 수 있으므로, 상부 캔은 전지셀의 양극이고, 하부 캔은 음극이 될 수 있다. A gasket may further be interposed between the first fastening portion and the second fastening portion to prevent leakage of the electrolyte and gas. Since the gasket may include an insulating function, the upper can is the anode of the battery cell and the lower can is the cathode.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 체결부와 제 2 체결부가 전지셀 내부 고압에 의해 파열 분리될 수 있도록, 제 1 체결부와 제 2 체결부에 연약부가 형성될 수 있다. 상기 연약부들은 상부 캔과 하부 캔이 결합된 원통형 캔의 길이방향을 기준으로 중간 부위에 형성될 수 있다. 특히, 상기 중간 부위에서 둘레 방향으로의 수직 단면에 형성되는 원의 중심을 기준으로, 연약부들이 서로 대칭을 이루고 있는 구조일 수 있다.In one specific example, the first fastening portion and the second fastening portion may be formed with soft portions such that the first fastening portions and the second fastening portions can be ruptured by the high pressure inside the battery cell. The soft portions may be formed at an intermediate portion with respect to the longitudinal direction of the cylindrical can coupled with the upper and lower can. In particular, the soft portions may be symmetrical with respect to the center of the circle formed in the vertical section in the circumferential direction at the intermediate portion.
하나의 예로서, 상기 원의 중심을 지나는 직선과 원의 원주가 만나는 두 개의 교점들에 하나의 연약부가 각각 형성될 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 원의 원주에 정다각형(예를 들면, 정삼각형 또는 정사각형 등)의 모든 꼭지점들이 위치하도록 하였을 때, 생기는 교점들에 하나의 연약부가 각각 형성될 수 있다. 이러한 구성에 의해, 상기 연약부들에서 분출되는 가스에 의한 추진력들이 서로 상쇄되어, 전지셀은 어느 특정 방향으로 움직이지 않게 된다. 이때, 상기 연약부는, 특별히 한정되지 않으나, 노치(notch)일 수 있다. As one example, one soft portion may be formed at two intersections where a straight line passing through the center of the circle and a circle circumference of the circle meet each other. As another example, when all the vertexes of a regular polygon (for example, a regular triangle, a square, or the like) are placed on the circumference of the circle, one soft portion may be formed at each intersection. With this configuration, the force of the gas ejected from the weak portions cancel each other out, so that the battery cell does not move in any specific direction. At this time, the soft portion is not particularly limited, but may be a notch.
본 발명은 또한 상기 전지셀을 하나 이상 포함하는 전지팩을 제공한다. 여기서, 상기 전기셀은, 예를 들어, 캐패시터 또는 이차전지일 수 있다.The present invention also provides a battery pack including at least one battery cell. Here, the electric cell may be, for example, a capacitor or a secondary battery.
또한, 본 발명은 상기 전지팩을 전원으로서 포함하는 디바이스를 제공한다. 상기 디바이스는, 구체적인 예로서, 노트북 컴퓨터, 넷북, 태블릿 PC, 휴대폰, MP3, 웨어러블 전자기기, 파워 툴(power tool), 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV), 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter), 전기 골프 카트(electric golf cart), 또는 전력저장용 시스템일 수 있지만, 이들만으로 한정되지 않음은 물론이다.Further, the present invention provides a device including the battery pack as a power source. The device may be a notebook computer, a netbook, a tablet PC, a mobile phone, an MP3 player, a wearable electronic device, a power tool, an electric vehicle EV, a hybrid electric vehicle (HEV) , A plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), an electric bike (E-bike), an electric scooter (E-scooter), an electric golf cart, However, the present invention is not limited thereto.
상기 캐패시터, 이차전지, 및 디바이스의 구체적인 구성은 당업계에 공지되어 있는 바, 본 명세서에서는 이에 대한 설명을 생략한다. The specific configuration of the capacitor, the secondary battery, and the device is well known in the art, and a description thereof will be omitted herein.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀은 상부 캔과 하부 캔을 스크류 방식으로 체결하기 때문에 제조 과정을 간소화 할 수 있고, 하나의 구체적인 예에서, 연약부들이 체결부의 특정 위치에 형성되어 있어서, 가스 분출에 의한 추진력들이 서로 상쇄되어 안전성을 향상시킬 수 있으며, 젤리-롤의 전극단자가 부분적으로 중첩되어 있기 때문에 별도의 용접 없이 전지케이스의 내부에 우수한 전기적 접속을 이룰 수 있다.As described above, the battery cell according to the present invention can simplify the manufacturing process by fastening the upper and lower cans in a screw manner, and in one specific example, the soft portions are formed at specific positions of the fastening portions The thrust force due to the gas ejection can be canceled each other to improve the safety, and since the electrode terminals of the jelly-roll are partially overlapped, excellent electrical connection can be achieved inside the battery case without welding.
도 1은 종래기술에 따른 원통형 전지셀의 길이 방향에 따른 수직 단면을 나타내는 모식도이다;
도 2은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 길이 방향에 따른 수직 단면을 나타내는 모식도이다;
도 3은 도 2의 원통형 캔의 분해도이다;
도 4는 도 2의 체결부에 연약부들이 형성되어 있는 것을 나타내는 모식도이다;
도 5는 도 4의 연약부들이 서로 대칭을 이루며 위치하고 있는 것을 나타내는 단면 모식도이다;
도 6은 도 2의 젤리-롤의 전극단자가 부분적으로 중첩되어 있는 것을 나타내는 모식도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a vertical cross section along a longitudinal direction of a cylindrical battery cell according to the prior art; FIG.
FIG. 2 is a schematic view showing a vertical section of a battery cell according to an embodiment of the present invention, in a longitudinal direction; FIG.
Figure 3 is an exploded view of the cylindrical can of Figure 2;
FIG. 4 is a schematic view showing that the fastening portions of FIG. 2 are formed with soft portions;
5 is a cross-sectional schematic diagram showing that the soft portions of FIG. 4 are positioned symmetrically with respect to one another;
Fig. 6 is a schematic view showing that electrode terminals of the jelly-roll of Fig. 2 are partially overlapped. Fig.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.
도 2은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 길이 방향에 따른 수직 단면을 나타내는 모식도이고, 도 3은 도 2의 원통형 캔의 분해도이다.FIG. 2 is a schematic vertical sectional view of a battery cell according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an exploded view of the cylindrical can of FIG.
도 2와 도 3을 함께 참조하면, 전지셀(200)은 양극/분리막/음극 구조의 젤리-롤(220)과, 안전부재 및 접속부재를 포함하는 탑 어셈블리(Y)가 원통형 캔(210)에 내장되어 있는 구조로 이루어져 있다.2 and 3, the
이러한 원통형 캔(210)은 탑 어셈블리(Y)가 장착되어 있는 제 1 본체(212)와 제 1 본체(212)의 하단부에 형성되어 있는 제 1 체결부(213)를 구비한 상부 캔(211), 및 젤리-롤(220)이 내장되는 제 2 본체(215)와 제 2 본체(215)의 상단부에 형성되어 있는 제 2 체결부(216)를 구비한 하부 캔(214)을 포함하고, 제 1 체결부(213)와 제 2 체결부(216)는 스크류 방식으로 상호 체결되는 나사선 구조로 이루어져 있다.The cylindrical can 210 includes an
상부 캔(211)과 하부 캔(214)의 결합된 구조는 젤리-롤(220)의 외면 형상에 대응하는 내면 구조를 가지고 있다. The combined structure of the
젤리-롤(220)의 양극단자(221)가 탑 어셈블리의 하면에 물리적으로 밀착되고, 탑 어셈블리(Y)는 제 1 본체(212)의 내면에 물리적으로 밀착되어 전기적으로 접속을 이룰 수 있도록, 상부 캔(211)과 하부 캔(214)의 결합 과정에서 제 1 체결부(213)과 제 2 체결부(216)의 결합 길이가 조절된다. 마찬가지로, 젤리-롤(220)의 음극단자(222)가 하부 캔(214)의 내면에 물리적으로 밀착되어 전기적으로 접속을 이룰 수 있도록, 상부 캔(211)과 하부 캔(214)의 결합 과정에서 제 1 체결부(213)과 제 2 체결부(216)의 결합 길이가 조절된다.The
이러한 제 1 체결부(213)와 제 2 체결부(216)의 결합 길이(L)는 결합된 원통형 캔(210)의 길이(H) 대비 5% 내지 40%이다. 제 1 체결부(213)의 길이(h1)는 상부 캔(211)의 길이(H1) 대비 10% 내지 30%이다. 마찬가지로, 제 2 체결부(216)의 길이(h2)는 하부 캔(214)의 길이(H2) 대비 10% 내지 30%이다.The combined length L of the
제 1 체결부(213)는 상부 캔(211)의 하단 내면에 나사선이 형성되어 있는 구조로 이루어져 있고, 제 1 체결부(213)의 나사선 구조에 대응하여 제 2 체결부(216)는 하부 캔(214)의 상단 외면에 나사선이 형성되어 있는 구조이다. 제 1 체결부(213)와 제 2 체결부(216) 사이에 절연 기능을 포함하는 가스켓(도시하지 않음)이 개재되어 있다. The
도 4는 도 2의 체결부에 연약부들이 형성되어 있는 것을 나타내는 모식도이고, 도 5는 도 4의 연약부들이 서로 대칭을 이루며 위치하고 있는 것을 나타내는 단면 모식도이다. FIG. 4 is a schematic view showing that the fastening portions of FIG. 2 are formed with the soft portions, and FIG. 5 is a cross-sectional view showing that the soft portions of FIG. 4 are positioned symmetrically with respect to each other.
도 3, 도 4 및 도 5를 함께 참조하면, 제 1 체결부(213)와 제 2 체결부(216)가 전지셀(200) 내부 고압에 의해 파열 분리될 수 있도록, 제 1 체결부(213)와 제 2 체결부(216)에 둘 이상의 연약부들(230)이 형성되어 있다. 연약부들(230)은 상부 캔(211)과 하부 캔(214)이 결합된 원통형 캔(210)의 길이방향을 기준으로 중간 부위(A)에 형성되어 있다. 구체적으로, 이 중간 부위(A)에서 둘레방향으로의 수직 단면에 형성되는 원(280)의 중심을 기준으로, 노치인 연약부들(230)이 서로 대칭을 이루고 있다. 도 5의 실시예(i)에서, 연약부들(230)은 원(280)의 중심을 지나는 직선 상에 위치한다. 도 5의 실시예(ii)에서는, 연약부들(230)은 정사각형의 꼭지점들과 원(280)의 교점들에 형성되어 있다.
이러한 구조들에 의해서, 전지셀(200) 내부 고온/고압의 가스가 연약부들을 통해서 분출(C)하더라도, 이러한 분출(C)들에 의한 추진력(C)들이 서로 상쇄되어, 전지셀(200)이 특정 방향으로 움직이지 않게 된다. Referring to FIGS. 3, 4, and 5, the
도 6은 도 2의 젤리-롤의 전극단자가 부분적으로 중첩되어 있는 것을 나타내는 모식도이다. Fig. 6 is a schematic view showing that electrode terminals of the jelly-roll of Fig. 2 are partially overlapped. Fig.
도 2, 도 3, 및 도 6을 함께 참조하면, 젤리-롤(220)은 수직 단면상으로 원형이고, 전극 활물질이 각각 코팅되지 않은 양극용 집전체의 일측 단부 및 음극용 집전체의 일측 단부가 분리막으로부터 외향 연장되어 양극단자(221) 및 음극단자(222)를 형성하고 있다. 또한, 양극단자(221)를 형성하는 양극용 집전체의 일측 단부와 음극단자(222)를 형성하는 음극용 집전체의 일측 단부는, 권취된 젤리-롤(220)에서, 부분적으로 중첩되어 있다. 양극단자(221)의 중첩된 부위의 크기(I, II)는 양극단자(221)의 돌출 길이(M)의 20% 내지 80%이고, 양극단자(221)의 폭(D)의 20% 내지 100%이다. 2, 3 and 6, the jelly-
이와 같이, 전극단자들(221, 222)이 부분적으로 중첩되어 있어, 상부 캔(211)과 하부 캔(214)이 체결된 구조에서 전극단자들(221, 222)이 탑 에셈블리 하면 및 하부 캔(214) 내부에 물리적으로 접촉되는 면을 넓어짐으로 별도의 용접이 없이도 양호한 접속을 이룰 수 있다. When the
이상 본 발명의 실시예 및 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.
Claims (20)
상기 원통형 캔은,
탑 어셈블리가 장착되어 있는 제 1 본체와, 상기 제 1 본체의 하단부에 형성되어 있는 제 1 체결부를 구비한 상부 캔; 및
상기 젤리-롤이 내장되는 제 2 본체와, 상기 제 2 본체의 상단부에 형성되어 있는 제 2 체결부를 구비한 하부 캔;
을 포함하고 있고,
상기 제 1 체결부와 제 2 체결부는 스크류(Screw) 방식으로 상호 체결되는 나사선 구조로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.A battery cell in which a top assembly including a jelly-roll having a positive electrode / separator / negative electrode structure, a safety member, and a connection member is embedded in a cylindrical can,
The cylindrical can includes:
An upper can having a first body having a top assembly mounted thereon and a first fastening part formed at a lower end of the first body; And
A lower can having a second body in which the jelly-roll is embedded and a second fastening part formed in an upper end of the second body;
Lt; / RTI >
Wherein the first fastening part and the second fastening part are threaded structures that are mutually fastened by a screw method.
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