KR20180039829A - Current Interrupt Device Assembly with Improved Fixed Structure between Gasket and Current Interrupt Device and Cap Assembly Comprising the Same - Google Patents

Current Interrupt Device Assembly with Improved Fixed Structure between Gasket and Current Interrupt Device and Cap Assembly Comprising the Same Download PDF

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Abstract

The present invention provides a current interrupt device assembly. The current interrupt device assembly includes a current interrupt device which has a part of the upper surface connected to a safety vent, a part of a lower surface connected to the electrode tab of an electrode assembly, and the connection part of the safety vent separated by rupture when an internal pressure is increased; and a gasket which surrounds the outer periphery of the current interrupt device except for a connection part between the electrode tab and the safety vent to secure the electrical insulation of the current interrupt device, and is combined with the current interrupt device by heat fusion. It is possible to prevent the current interrupt device from being separated from the gasket.

Description

가스켓과 전류차단부재 사이에 향상된 고정 구조를 가진 전류차단부재 어셈블리 및 이를 포함하는 캡 어셈블리 {Current Interrupt Device Assembly with Improved Fixed Structure between Gasket and Current Interrupt Device and Cap Assembly Comprising the Same}[0001] The present invention relates to a current blocking member assembly having an improved fixing structure between a gasket and a current blocking member, and a cap assembly including the current blocking member assembly.

본 발명은 가스켓과 전류차단부재 사이에 향상된 고정 구조를 가진 전류차단부재 어셈블리 및 이를 포함하는 캡 어셈블리에 관한 것이다.The present invention relates to a current blocking member assembly having an improved fixing structure between a gasket and a current blocking member, and a cap assembly including the same.

일반적으로, 이차전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능하다는 이점으로 인하여 최근 그 개발 및 사용이 증가하고 있다. Generally, secondary batteries have been recently developed and used due to the fact that they can be recharged and can be made compact and large in capacity.

이차전지는 양극, 음극 및 분리막으로 이루어지는 전극조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재를 구비한다. The secondary battery includes an electrode assembly including an anode, a cathode, and a separator, and a casing for sealingly storing the electrode assembly together with the electrolyte solution.

이차전지는 구조적 특징에 따라 원통형 이차전지, 각형 이차전지, 파우치형 이차전지 등으로 분류할 수 있다.The secondary battery can be classified into a cylindrical secondary battery, a prismatic secondary battery, and a pouch-type secondary battery according to a structural feature.

원통형 이차전지는 일반적으로 원통형 캔과, 원통형 캔 내부에 수납되는 전극 조립체와, 원통형 캔 상부에 결합되는 캡 어셈블리를 포함하여 이루어진다. 캡 어셈블리는 원통형 캔의 개구부의 상부 개구부에 위치하며, 탑 캡, 안전벤트 등을 포함한다.The cylindrical secondary battery generally comprises a cylindrical can, an electrode assembly housed inside the cylindrical can, and a cap assembly coupled to the top of the cylindrical can. The cap assembly is located at the upper opening of the opening of the cylindrical can, and includes a top cap, a safety vent, and the like.

도 1은 이러한 캡 어셈블리를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 캡 어셈블리는 이차전지 상부 개구부의 최상단에 위치하는 탑 캡(10)과, 전지 내의 고압 발생 시 전류를 차단하는 전류차단부재(Current Interrupt Device; 133)와, 전류차단부재(133)의 상부에 연결되고, CID 허용전압 이상 전압 발생 시 파단되기 위한 복수 개의 노치가 형성되어 전지 내부의 가스를 배출하는 안전벤트(20)와, 전류차단부재(30)의 외주면을 감싸며 밀봉하는 가스켓(40)을 포함한다.1 is a view showing such a cap assembly. 1, the cap assembly includes a top cap 10 positioned at the uppermost end of the upper opening of the secondary battery, a current interruption device 133 for interrupting current when a high voltage is generated in the battery, A safety vent 20 connected to an upper portion of the member 133 and formed with a plurality of notches for breaking when a voltage exceeding the CID allowable voltage is generated to discharge the gas inside the battery, And a sealing gasket (40).

그러나 이러한 가스켓(40)은 전류차단부재(30)와 별도의 부재로 구비되며, 전류차단부재(30)에 단순 밀착되는 형태로 고정하여, 외부의 강한 충격이나 이차전지의 내압 상승 시, 전류차단부재(30)로부터 분리될 가능성이 높다.However, such a gasket 40 is provided separately from the current blocking member 30 and is fixed in a simple close contact with the current blocking member 30 so that when the internal pressure of the secondary battery rises or a strong external shock occurs, There is a high possibility of separation from the member 30.

이와 같이 가스켓(40)이 전류차단부재(30)로부터 분리되면, 전류차단부재(30)가 움직이면서 소망하지 않는 전극조립체의 단락이 유발될 수 있는 바, 이차전지의 안전성을 저해할 수 있다.When the gasket 40 is separated from the current blocking member 30, the current blocking member 30 may move to cause an undesired short circuit of the electrode assembly, which may hinder the safety of the secondary battery.

따라서, 이와 같은 문제점을 해소할 수 있는 기술의 필요성이 매우 높은 실정이다. Therefore, there is a great need for a technique capable of overcoming such a problem.

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, 종래와 달리, 가스켓과 전류차단부재가 물리적 밀착만으로 고정된 형태를 이루는 구조가 아니라, 가스켓과 전류차단부재가 접합된 형태로 일체를 이루면서 서로에 대해 공고히 고정된 구조의 전류차단부재 어셈블리를 제공하는 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 전류차단부재 어셈블리는 이러한 구조에 기반하여 외부 충격이나 내압 상승에도 전류차단부재가 가스켓으로부터 이탈되는 현상이 방지되는 이점이 있다.Specifically, the object of the present invention is to provide a gasket and a current blocking member which are integrally fixed to each other in such a manner that the gasket and the current blocking member are joined together, Shielding member assembly. Therefore, the current blocking member assembly according to the present invention is advantageous in that the current blocking member is prevented from being detached from the gasket even when the external impact or the internal pressure is increased.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전류차단부재 어셈블리는,According to an aspect of the present invention, there is provided a current blocking member assembly including:

원통형 이차전지용 캡 어셈블리를 구성하는 전류차단부재 어셈블리(Current Interrupt Device Assembly)로서,1. A current interrupt device assembly for constituting a cap assembly for a cylindrical secondary battery,

상면의 일부가 안전벤트에 연결되어 있고, 하면의 일부가 전극조립체의 전극 탭에 연결되어 있으며, 내압 상승시 안전벤트의 연결 부위가 파열에 의해 분리되는 전류차단부재(Current Interrupt Device); 및A current interruption device in which a part of the upper surface is connected to the safety vent, a part of the lower surface is connected to the electrode tab of the electrode assembly, and the connection part of the safety vent is separated by rupture when the internal pressure rises; And

상기 전류차단부재의 전기 절연성을 담보하기 위해 전극 탭 및 안전벤트와의 연결 부위를 제외한 전류차단부재의 외주변을 감싸는 구조로 장착되며, 열융착에 의해 전류차단부재에 결합되어 있는 가스켓;A gasket mounted on the current blocking member to surround the outer periphery of the current blocking member excluding a connection portion between the electrode tab and the safety vent to secure electrical insulation of the current blocking member;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a control unit.

즉, 본 발명에 따른 전류차단부재 어셈블리는, 가스켓과 전류차단부재가 접합된 형태로 일체를 이루면서 서로에 대해 공고히 고정된 구조로 이루어진 바, 외부 충격이나 내압 상승에도 전류차단부재가 가스켓으로부터 이탈되는 현상이 방지될 수 있다.That is, the current blocking member assembly according to the present invention has a structure in which the gasket and the current blocking member are integrally joined together and fixed firmly to each other. Even if an external impact or an internal pressure rises, the current blocking member is detached from the gasket The phenomenon can be prevented.

하나의 구체적인 예에서, 상기 가스켓은, 전류차단부재의 상면 외주변 부위에 결합되는 제 1 결합부와, 전류차단부재의 하면 외주변 부위에 결합되는 제 2 결합부를 포함하고 있고;In one specific example, the gasket includes a first engaging portion coupled to an outer peripheral portion of an upper surface of the current blocking member, and a second engaging portion coupled to a peripheral portion of the lower surface of the current blocking member;

상기 제 1 결합부와 제 2 결합부는 전류차단부재의 외주변에 장착된 상태에서 열융착에 의해 상호 결합될 수 있다.The first and second coupling portions may be coupled to each other by thermal fusion in a state where the first coupling portion and the second coupling portion are mounted on the outer periphery of the current blocking member.

상기 외주변 부위란 전류차단부재의 외주를 따라 형태를 설정하는 외주변과, 이 외주변을 이루는 측부면 및 측면에 인접한 상면과 하면 일부를 의미한다. The outer peripheral portion refers to an outer periphery that forms a shape along the outer periphery of the current blocking member, a side face that forms the periphery of the outer periphery, and a top surface and a bottom surface portion adjacent to the side surface.

이와 같이 가스켓이 결합된 전류차단부재는, 앞서 설명한 바와 같이, 단순 물리적 밀착에 의한 고정이 아닌, 열에 의한 접합으로 고정되어 있으므로, 외부 충격, 진동 내압 상승에도, 가스켓에 의해 움직임이 제한되어 소망하지 않는 위치로의 이탈이 방지될 수 있다.As described above, the current blocking member to which the gasket is coupled is fixed by thermal bonding, not by simple physical contact, so that the movement is limited by the gasket even when the external impact and the withstand pressure increase, It is possible to prevent departure to the non-position.

경우에 따라서는 상기 제 1 결합부와 전류차단부재의 접촉면 및/또는 상기 제 2 결합부와 전류차단부재의 접촉면에는 접착물질이 부가될 수 있으며, 이 경우, 상기 접착물질은 중앙에 소정의 반경을 가지는 원형의 홀이 형성되는 환형 양면 테이프 또는 상기 환형으로 도포되는 유동성을 가진 무정형의 접착제일 수 있으며, 상세하게는 환형의 양면 테이프일 수 있다.In some cases, an adhesive material may be added to a contact surface between the first coupler and the current blocking member and / or a contact surface between the second coupler and the current blocking member. In this case, Or an amorphous adhesive having fluidity to be applied to the annular shape. Specifically, it may be an annular double-sided tape.

상기 양면 테이프는 평면으로 구성된 기재의 양 면에 접착성을 가지는 재료를 도포한 것으로, 양면 테이프의 기재는 실리콘(Si) 수지일 수 있다.The double-sided tape is obtained by applying a material having adhesiveness to both surfaces of a substrate composed of a plane, and the substrate of the double-sided tape may be a silicon (Si) resin.

하나의 예에서, 상기 가스켓의 제 1 결합부는 외주변의 상면부와 측면부에 밀착되는 구조로 이루어져 있고, 상기 가스켓의 제 2 결합부는 외주변의 하면부에 밀착되는 구조로 이루어져 있으며;In one example, the first engaging portion of the gasket is in close contact with the upper surface portion and the side surface portion of the outer periphery, and the second engaging portion of the gasket is in close contact with the lower surface portion of the outer periphery;

상기 제 1 결합부는 외주변의 측면부에 밀착된 부위의 하단부가 열융착에 의해 제 2 결합부에 결합될 수 있다.And the lower end of the portion of the first coupling portion that is in close contact with the outer peripheral side portion may be coupled to the second coupling portion by thermal fusion.

상기 상면부와 측면부에 동시에 밀착되기 위해, 제 1 결합부는, 외주부위의 수직 단면상으로 수직 절곡된 형태일 수 있다.In order to be brought into close contact with the upper surface portion and the side surface portion at the same time, the first engagement portion may be in the form of being vertically bent on the vertical section of the outer peripheral portion.

이와는 달리, 상기 가스켓의 제 1 결합부는 외주변의 상면부에 밀착되는 구조로 이루어져 있고, 상기 가스켓의 제 2 결합부는 외주변의 하면부와 측면부에 밀착되는 구조로 이루어져 있고;Alternatively, the first engaging portion of the gasket may be in close contact with the upper surface of the outer periphery, and the second engaging portion of the gasket may be in close contact with the lower surface and the side surface of the outer periphery.

상기 제 2 결합부는 외주변의 측면부에 밀착된 부위의 상단부가 열융착에 의해 제 1 결합부에 결합될 수도 있다.And the upper end of the portion of the second coupling portion which is in close contact with the side surface of the outer periphery may be coupled to the first coupling portion by thermal fusion.

또 다른 예에서, 상기 가스켓의 제 1 결합부는 외주변의 상면부와 측면부의 일부 부위에 밀착되는 구조로 이루어져 있고, 상기 가스켓의 제 2 결합부는 외주변의 하면부와 측면부의 나머지 부위에 밀착되는 구조로 이루어져 있고;In another embodiment, the first engaging portion of the gasket has a structure in which it is in close contact with the upper surface portion of the outer periphery and a part of the side surface portion, and the second engaging portion of the gasket is in close contact with the lower surface portion of the outer periphery and the remaining portion of the side surface portion Structure;

상기 측면부의 일부 부위에 밀착된 제 1 결합부의 하단부가 측면부의 나머지 부위에 밀착된 제 2 결합부의 상단부에 열융착에 의해 결합된 구조일 수 있다.And a lower end portion of the first engagement portion that is in close contact with a portion of the side portion is coupled to an upper end portion of the second engagement portion that is in close contact with the remaining portion of the side portion by thermal fusion.

하나의 구체적인 예에서, 상기 제 1 결합부를 전류차단부재의 상면 외주변 부위에 위치시키고 제 2 결합부를 전류차단부재의 하면 외주변 부위에 위치시킨 상태에서, 제 1 결합부와 제 2 결합부의 외면에서 열과 압력을 인가하여, 제 1 결합부와 제 2 결합부 상호의 간의 결합과 전류차단부재에 대한 결합이 이루어질 수 있다.In one specific example, in a state where the first engaging portion is located at the outer peripheral portion of the upper surface of the current blocking member and the second engaging portion is located at the outer peripheral portion of the lower surface of the current blocking member, The coupling between the first coupling portion and the second coupling portion and the coupling with the current blocking member can be performed.

본 발명에서 상기 가스켓은 열로서 융착이 가능한 고분자 소재로 이루어질 수 있으며, 상세하게는 열가소성 고분자 수지 또는 열에 의해 경화가 가능한 열경화성 고분자 수지로 이루어질 수 있다.In the present invention, the gasket may be made of a polymer material that can be fused as heat, and more specifically, it may be formed of a thermoplastic polymer resin or a thermosetting polymer resin that can be cured by heat.

상기 열가소성 고분자 수지는, 당업계에 공지된 고분자 수지라면, 특별히 한정되는 것은 아니나 상세하게는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌(PP), 폴리프로필렌-무수말레인산(PP-MAH), 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머(TPEE), 테트라플루오라이드-퍼플루오로알킬비닐에테르공중합체(PFA), 및 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으며, 더욱 상세하게는 폴리프로필렌-무수말레인산(PP-MAH)일 수 있다.Specific examples of the thermoplastic polymer resin include polyethylene, polypropylene (PP), polypropylene-maleic anhydride (PP-MAH), thermoplastic polyester elastomer (TPEE) , Polytetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), polybutylene terephthalate (PBT), and more particularly polypropylene-maleic anhydride (PP-MAH ).

상기 폴리프로필렌-무수말레인산(PP-MAH)은 금속 소재에 대해 강력하게 열 접착이 가능한 바, 전류차단부재 어셈블리를 구성하기 용이하다.The polypropylene-maleic anhydride (PP-MAH) can be strongly thermally adhered to a metal material, which makes it easy to construct a current blocking member assembly.

상기 열경화성 고분자 수지는 폴리이미드, 페놀수지, 폴리에스테르수지, 폴리 우레탄 수지에서 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The thermosetting polymer resin may be at least one selected from polyimide, phenol resin, polyester resin, and polyurethane resin, but is not limited thereto.

본 발명에서, 상기 전류차단부재는, 평면상으로 원형으로 이루어져 있고 복수의 개구가 형성되어 있는 본체; 및 In the present invention, the current blocking member may include a main body having a plurality of openings formed in a planar shape; And

상기 본체의 중심부에 형성되어 있으며 가스의 내압에 의해 파열되는 파단부;를 포함하는 구조로 이루어져 있다.And a rupture portion formed at a central portion of the main body and ruptured by the internal pressure of the gas.

상기 개구를 통해 가스가 통과할 수 있으며, 파단부는 안전벤트와 연계하여, 내압 상승 시, 본체로부터 파단될 수 있다.The gas can pass through the opening, and the rupture part can be broken from the main body when the internal pressure rises in conjunction with the safety vent.

본 발명은 또한, 원통형 전지셀의 전지 캔 상단에 탑재되며, 상기 전류차단부재 어셈블리를 포함하는 캡 어셈블리를 제공한다.The present invention also provides a cap assembly mounted on a top of a battery can of a cylindrical battery cell, the cap assembly including the current blocking member assembly.

상기 캡 어셈블리는, 구체적으로,The cap assembly, specifically,

전극 단자인 탑 캡; A top cap which is an electrode terminal;

상기 탭 캡의 하단에서 PTC소자를 경유하여 탑 캡과 전기적으로 연결되어 있는 안전벤트;A safety vent electrically connected to the top cap via a PTC element at a lower end of the tap cap;

상기 탑 캡, PTC소자 및 안전벤트가 전지 캔 내면에 대해 절연되도록, 이들의 외주 부위를 동시에 감싸는 밀봉 가스켓; 및A sealing gasket that simultaneously surrounds the outer circumferential portions of the top cap, the PTC element, and the safety vent so as to be insulated from the inner surface of the battery can; And

상기 전류차단부재 어셈블리;를 포함하고,And the current blocking member assembly,

상기 안전벤트에 전류차단부재 어셈블리가 연결된 구조일 수 있다.And the current blocking member assembly may be connected to the safety vent.

상기 안전벤트에는 복수의 노치가 형성되어 있는 바, 내압 상승에 따라 파단되기 용이한 구조로 이루어져 있다.A plurality of notches are formed in the safety vent, and the safety vent is structured to be easily broken due to an increase in internal pressure.

이러한 구조에서, 원통형 전지셀의 내압이 상승할 때, 안전벤트가 상향 변형되면서, 전류차단부재 어셈블리에서 전류차단부재의 파단부가 파열되어 전류를 차단할 수 있다.In this structure, when the internal pressure of the cylindrical battery cell rises, the safety vent is deformed upward, so that the break portion of the current blocking member in the current blocking member assembly ruptures and can interrupt the current.

이 과정에서, 파단부를 제외한 나머지 전류차단부재가 가스켓에 의해 고정된 상태를 유지할 수 있는 바, 본 발명의 캡 어셈블리는 전류차단부재가 가스켓으로부터 이탈되지 않는 이점이 있다. In this process, the current blocking member other than the rupturing portion can be kept fixed by the gasket, so that the cap assembly of the present invention has an advantage that the current blocking member is not separated from the gasket.

상기 과정뿐만 아니라, 외부 충격으로 전류차단부재가 가스켓으로부터 이탈되는 경우, 내압에 따른 안전벤트의 작동이 원활하게 이루어지지 않을 가능성이 높으며, 그에 따라 가스 배기와 탑 캡과 전극조립체간 전기적 연결이 단락되지 않아 매우 심각한 안전성 문제를 야기할 수 있다.When the current blocking member is detached from the gasket due to an external impact, there is a high possibility that the operation of the safety vent is not smooth due to the internal pressure, so that the electrical connection between the gas exhaust and the top cap and the electrode assembly is short- Which can lead to very serious safety problems.

이에 본 발명에서는 상기 전류차단부재 어셈블리의 구조를 통해, 상기한 문제점들을 일거에 해소할 수 있는 점에 주목해야 한다.Therefore, it should be noted that, in the present invention, the above-described problems can be solved at any cost through the structure of the current blocking member assembly.

본 발명은 또한, 상기 캡 어셈블리를 포함하는 원통형 이차전지를 제공하는 바, 상기 원통형 이차전지는 양극, 분리막, 음극이 순차적으로 적층된 상태로 권취된 구조의 전극조립체가 전해액과 함께 원통형 캔에 내장된 상태에서, 원통형 캔의 상단부가 캡 어셈블리로 밀봉되어 있는 것을 특징으로 한다.The present invention also provides a cylindrical rechargeable battery including the cap assembly, wherein the cylindrical rechargeable battery includes an electrode assembly having a structure in which an anode, a separator, and a cathode are sequentially laminated, The upper end of the cylindrical can is sealed with the cap assembly.

본 발명의 이차전지는 그것의 종류가 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적인 예로서, 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬 이온(Li-ion) 이차전지, 리튬 폴리머(Li-polymer) 이차전지, 또는 리튬 이온 폴리머(Li-ion polymer) 이차전지 등과 같은 리튬 이차전지일 수 있다.The secondary battery of the present invention is not particularly limited in its kind, but specific examples thereof include a lithium ion (Li-ion) secondary battery having a high energy density, a discharge voltage and an output stability, a lithium polymer ) Secondary battery, or a lithium secondary battery such as a lithium ion polymer secondary battery.

일반적으로, 리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막, 및 리튬염 함유 비수 전해액으로 구성되어 있다. Generally, a lithium secondary battery is composed of a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt.

상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 및/또는 연장 집전부 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.The positive electrode is prepared, for example, by coating a mixture of a positive electrode active material, a conductive material and a binder on a positive electrode current collector and / or an extended current collector, and then drying the resultant. Optionally, do.

상기 양극 집전체 및/또는 연장 집전부는 일반적으로 3 내지 500 마이크로미터의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체 및 연장 집전부는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 양극 집전체 및 연장 집전부는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.The cathode current collector and / or the elongated current collector are generally made to have a thickness of 3 to 500 micrometers. The positive electrode current collector and the elongate current collector are not particularly limited as long as they have high conductivity without causing a chemical change in the battery, and examples thereof include stainless steel, aluminum, nickel, titanium, A surface treated with carbon, nickel, titanium, or silver on the surface of stainless steel may be used. The anode current collector and the elongate current collector may have various shapes such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, a nonwoven fabric, or the like by forming fine irregularities on the surface thereof to increase the adhesive force of the cathode active material.

상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The cathode active material may be a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or a compound substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxides such as Li 1 + x Mn 2 -x O 4 (where x is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2 and the like; Lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 and Cu 2 V 2 O 7 ; A Ni-site type lithium nickel oxide expressed by the formula LiNi 1-x M x O 2 (where M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga and x = 0.01 to 0.3); Formula LiMn 2-x M x O 2 ( where, M = Co, Ni, Fe , Cr, and Zn, or Ta, x = 0.01 ~ 0.1 Im) or Li 2 Mn 3 MO 8 (where, M = Fe, Co, Ni, Cu, or Zn); LiMn 2 O 4 in which a part of Li in the formula is substituted with an alkaline earth metal ion; Disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 , and the like. However, the present invention is not limited to these.

상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is usually added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture including the cathode active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, for example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.

상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component which assists in bonding of the active material and the conductive material and bonding to the current collector, and is usually added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture containing the cathode active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene , Polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, fluorine rubber, various copolymers and the like.

상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is optionally used as a component for suppressing the expansion of the anode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery. Examples of the filler include olefin polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.

상기 음극은 음극 집전체 및/또는 연장 집전부 상에 음극 활물질을 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.The negative electrode is manufactured by applying and drying a negative electrode active material on the negative electrode current collector and / or the extended current collector, and may optionally further include the components as described above.

상기 음극 집전체 및/또는 연장 집전부는 일반적으로 3 내지 500 마이크로미터의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체 및/또는 연장 집전부는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The cathode current collector and / or the extension current collector are generally made to a thickness of 3 to 500 micrometers. The negative electrode current collector and / or the elongated current collector are not particularly limited as long as they have electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, and examples thereof include copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, Surface treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like on the surface of copper or stainless steel, aluminum-cadmium alloy, or the like can be used. In addition, like the positive electrode collector, fine unevenness can be formed on the surface to enhance the bonding force of the negative electrode active material, and it can be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams and nonwoven fabrics.

상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.Examples of the negative electrode active material include carbon such as non-graphitized carbon and graphite carbon; Li x Fe 2 O 3 (0≤x≤1 ), Li x WO 2 (0≤x≤1), Sn x Me 1-x Me 'y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me' : Metal complex oxides such as Al, B, P, Si, Group 1, Group 2, Group 3 elements of the periodic table, Halogen, 0 < x &lt; Lithium metal; Lithium alloy; Silicon-based alloys; Tin alloy; SnO, SnO 2, PbO, PbO 2, Pb 2 O 3, Pb 3 O 4, Sb 2 O 3, Sb 2 O 4, Sb 2 O 5, GeO, GeO 2, Bi 2 O 3, Bi 2 O 4, and Bi 2 O 5 ; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based materials and the like can be used.

상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 마이크로미터이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 마이크로미터다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.The separation membrane is interposed between the anode and the cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the membrane is generally 0.01 to 10 micrometers, and the thickness is generally 5 to 300 micrometers. Such separation membranes include, for example, olefinic polymers such as polypropylene, which are chemically resistant and hydrophobic; A sheet or nonwoven fabric made of glass fiber, polyethylene or the like is used. When a solid electrolyte such as a polymer is used as an electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separation membrane.

상기 전해액은 리튬염 함유 비수계 전해액일 수 있고, 비수 전해액과 리튬염으로 이루어져 있다. 비수 전해액으로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용되지만 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The electrolytic solution may be a non-aqueous electrolytic solution containing a lithium salt, and is composed of a non-aqueous electrolytic solution and a lithium salt. As the non-aqueous electrolyte, non-aqueous organic solvents, organic solid electrolytes, inorganic solid electrolytes, and the like are used, but the present invention is not limited thereto.

상기 비수계 유기용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.Examples of the non-aqueous organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma -Butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane , Acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, triester phosphate, trimethoxymethane, dioxolane derivatives, sulfolane, methylsulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate Nonionic organic solvents such as tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl pyrophosphate, ethyl propionate and the like can be used.

상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.Examples of the organic solid electrolyte include a polymer electrolyte such as a polyethylene derivative, a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, an agitation lysine, a polyester sulfide, a polyvinyl alcohol, a polyvinylidene fluoride, Polymers containing ionic dissociation groups, and the like can be used.

상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.Examples of the inorganic solid electrolyte include Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides and sulfates of Li such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH and Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 can be used.

상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.The lithium salt is a material that is readily soluble in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4, LiBF 4, LiB 10 Cl 10, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate and imide have.

또한, 비수 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene Carbonate), PRS(Propene sultone) 등을 더 포함시킬 수 있다.For the purpose of improving the charge-discharge characteristics and the flame retardancy, the nonaqueous electrolytic solution is preferably a solution prepared by dissolving or dispersing in a solvent such as pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, glyme, hexaphosphoric triamide, N, N-substituted imidazolidine, ethylene glycol dialkyl ether, ammonium salt, pyrrole, 2-methoxyethanol, aluminum trichloride and the like may be added have. In some cases, halogen-containing solvents such as carbon tetrachloride and ethylene trifluoride may be further added to impart nonflammability. In order to improve the high-temperature storage characteristics, carbon dioxide gas may be further added. FEC (Fluoro-Ethylene Carbonate, PRS (Propene sultone), and the like.

하나의 구체적인 예에서, LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiN(SO2CF3)2 등의 리튬염을, 고유전성 용매인 EC 또는 PC의 환형 카보네이트와 저점도 용매인 DEC, DMC 또는 EMC의 선형 카보네이트의 혼합 용매에 첨가하여 리튬염 함유 비수계 전해질을 제조할 수 있다.In one specific example, LiPF 6, LiClO 4, LiBF 4, LiN (SO 2 CF 3) 2 , such as a lithium salt, a highly dielectric solvent of DEC, DMC or EMC Fig solvent cyclic carbonate and a low viscosity of the EC or PC of And then adding it to a mixed solvent of linear carbonate to prepare a lithium salt-containing non-aqueous electrolyte.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전류차단부재 어셈블리들의 이점은, 가스켓이 이 단위 결합부들이 전류차단부재에 밀착된 상태로 열융착되면서 전류차단부재에 접합되는 동시에, 결합부들 서로가 결합되기 때문에, 전류차단부재에 대한 치수 안정성이 완벽할 수 있고, 결과적으로 가스켓에 고정된 전류차단부재에 강한 외력이 인가되더라도, 상기 전류차단부재가 전혀 움직이지 않는 점이다.As described above, an advantage of the current blocking member assemblies according to the present invention is that the gasket is bonded to the current blocking member while the unit connecting portions are thermally adhered to the current blocking member in close contact with each other, Therefore, the dimensional stability of the current blocking member can be perfect, and even if a strong external force is applied to the current blocking member fixed to the gasket, the current blocking member does not move at all.

또한, 일 단위로 구성된 종래의 가스켓과 비교하여 치수안전성이 월등히 우수하며, 접착제 등의 보조적인 수단으로 가스켓과 전류차단부재를 고정시키는 기술과 비교해서도, 정밀한 수작업이 요구되지 않아 전류차단부재 어셈블리를 제조하는 공정이 간편하고, 제작의 자동화가 가능할 뿐만 아니라, 접착 성분이 전극조립체로 유입될 가능성이 전혀 없으므로, 제조 공정성 측면에서 유리하다.Further, compared with the conventional gasket constructed in units of days, the dimensional stability is remarkably excellent, and compared with the technique of fixing the gasket and the current blocking member by an auxiliary means such as an adhesive, precise manual work is not required, It is possible to automate the production, and there is no possibility that the adhesive component flows into the electrode assembly, which is advantageous from the viewpoint of manufacturing processability.

도 1은 종래 기술에 따른 캡 어셈블리의 모식도이다;
도 2는 본 발명에 따른 전류차단부재의 모식도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전류차단부재 어셈블리의 모식도이다;
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전류차단부재 어셈블리의 모식도이다;
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전류차단부재 어셈블리의 모식도이다;
도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 캡 어셈블리에 대한 모식도들이다.1 is a schematic diagram of a cap assembly according to the prior art;
2 is a schematic view of a current blocking member according to the present invention;
3 is a schematic diagram of a current blocking member assembly according to one embodiment of the present invention;
4 is a schematic view of a current blocking member assembly according to another embodiment of the present invention;
5 is a schematic view of a current blocking member assembly according to another embodiment of the present invention;
6 to 8 are schematic views of a cap assembly according to the present invention.

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 2에는 본 발명에 따른 전류차단부재가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전류차단부재 어셈블리의 수직 단면도가 도시되어 있다.FIG. 2 shows a current blocking member according to the present invention, and FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a current blocking member assembly according to an embodiment of the present invention.

이들 도면을 함께 참조하면, 전류차단부재 어셈블리(100)는, 가스켓(120) 및 전류차단부재(110)를 포함한다.Referring to these figures together, the current blocking member assembly 100 includes a gasket 120 and a current blocking member 110.

전류차단부재(110)는 평면상으로 원형으로 이루어져 있고 복수의 개구가 형성되어 있는 본체(112)와 본체(112)의 중심부에 형성되어 있으며 가스의 내압에 의해 파열되는 파단부(114)를 포함한다.The current blocking member 110 includes a main body 112 having a circular shape in plan view and having a plurality of openings formed therein and a rupture portion 114 formed at a central portion of the main body 112 and ruptured by the internal pressure of the gas do.

가스켓(120)은 전류차단부재(110)의 전기 절연성을 담보하기 위해, 전류차단부재(110)의 외주변(118)을 따라 전류차단부재(110)에 열융착되어 있다.The gasket 120 is thermally fused to the current blocking member 110 along the outer periphery 118 of the current blocking member 110 to secure electrical insulation of the current blocking member 110. [

이를 더욱 구체제적으로 설명하면, 가스켓(120)은, 전류차단부재(110)의 상면 외주변(118) 부위에 결합되는 제 1 결합부(121)와, 전류차단부재(110)의 하면 외주변(118) 부위에 결합되는 제 2 결합부(122)를 포함한다.The gasket 120 includes a first engaging portion 121 coupled to a portion of the outer circumference 118 of the top surface of the current blocking member 110, And a second engaging portion 122 coupled to a portion of the first engaging portion 118.

가스켓(120)의 제 1 결합부(121)는 외주변(118)의 상면부(111)와 측면부(113)에 밀착되도록, 외주 부위가 수직 단면상으로 절곡된 구조로 이루어져 있고, 가스켓(120)의 제 2 결합부(122)는 외주변(118)의 하면부(112)에 밀착되는 구조로 이루어져 있다.The gasket 120 has a first engaging portion 121 that is bent in a vertical cross section so that the first engaging portion 121 of the gasket 120 is in close contact with the upper surface 111 and the side surface 113 of the outer periphery 118, The second engaging portion 122 of the outer peripheral portion 118 is in close contact with the bottom portion 112 of the outer peripheral portion 118. [

이러한 구조에서 제 1 결합부(121)는 측면부(113)에 밀착되는 하단부가 제 2 결합부(122)와 열융착으로 상호 결합되며, 전류차단부재(110)의 외주변(118)의 측면부(113)에 밀착된 부위가 열융착되어 전류차단부재(110) 표면에 접합되고, 전류차단부재(110)의 상면부(111)에 밀착된 부위가 열융착되어 전류차단부재(110) 표면에 접합된다. In this structure, the first engaging portion 121 is joined to the second engaging portion 122 by heat fusion, and the lower end of the first engaging portion 121 is in close contact with the side portion 113 of the outer periphery 118 of the current blocking member 110 113 are welded to each other and joined to the surface of the current blocking member 110. A portion of the current blocking member 110 which is in close contact with the upper surface portion 111 is thermally fused to the surface of the current blocking member 110, do.

또한, 제 2 결합부(122)는 제 1 결합부(121)의 하단부에 열융착에 의해 결합되며, 전류차단부재(110)의 하면부(112)에 밀착된 부위가 열융착되어 전류차단부재(110) 표면에 접합된다. The second coupling portion 122 is joined to the lower end of the first coupling portion 121 by thermal fusion and the portion of the current blocking member 110 which is in close contact with the lower face 112 is thermally fused, (110).

이상과 같이, 전류차단부재 어셈블리(100)는, 제 1 결합부(121)와 제 2 결합부(122)가 전류차단부재(110)의 외주변(118)에 장착된 상태에서 열융착에 의해 상호 결합된 구조의 가스켓(120)과, 이 가스켓(120)이 전류차단부재(110)에 열에 의해 융착된 구조로, 전류차단부재(110)에 공고히 접합된 구조로 이루어져 있다.As described above, in the current blocking member assembly 100, the first engaging portion 121 and the second engaging portion 122 are attached to the outer periphery 118 of the current blocking member 110 by heat fusion And the gasket 120 is welded to the current blocking member 110 by heat so that the gasket 120 is firmly bonded to the current blocking member 110. [

본 발명에 따른 전류차단부재 어셈블리는, 가스켓과 전류차단부재가 접합된 형태로 일체를 이루면서 서로에 대해 공고히 고정된 구조로 이루어진 바, 외부 충격이나 내압 상승에도 전류차단부재가 가스켓으로 이탈되는 현상이 방지될 수 있다.The current blocking member assembly according to the present invention has a structure in which the gasket and the current blocking member are integrally joined together and fixed firmly to each other. Even if an external impact or an internal pressure rises, the current blocking member is separated from the gasket Can be prevented.

도 4에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전류차단부재 어셈블리의 수직 단면도가 도시되어 있다.4 is a vertical cross-sectional view of a current blocking member assembly according to another embodiment of the present invention.

도 4에 따른 전류차단부재 어셈블리(200)는, 도 3에 따른 구조와 유사하나 가스켓(220)을 이루는 제 1 결합부(221)와 제 2 결합부(222)의 구조가 상이하다.The current blocking member assembly 200 according to FIG. 4 is similar to the structure according to FIG. 3, but differs in the structure of the first engaging portion 221 and the second engaging portion 222 forming the gasket 220.

구체적으로, 가스켓(220)의 제 1 결합부(221)는 외주변의 상면부(211)에 밀착되는 구조로 이루어져 있고, 가스켓(220)의 제 2 결합부(222)는 외주변의 하면부(212)와 측면부(213)에 밀착되는 구조로 이루어져 있다.The gasket 220 has a first engaging portion 221 that is in close contact with the upper surface 211 of the outer periphery of the gasket 220 and a second engaging portion 222 of the gasket 220, (212) and the side surface portion (213).

이러한 구조에서 제 2 결합부(222)는 측면부(213)에 밀착되는 그것의 상단부가 제 1 결합부(221)와 열융착으로 상호 결합되며, 전류차단부재(210)의 외주변의 측면부(213)에 밀착된 부위가 열융착되어 전류차단부재(210) 표면에 접합되고, 전류차단부재(210)의 하면부(212)에 밀착된 부위가 열융착되어 전류차단부재(210) 표면에 접합된다.In this structure, the second engaging portion 222 is joined to the first engaging portion 221 by heat fusion so that the upper end of the second engaging portion 222 is in close contact with the side surface portion 213, Is adhered to the surface of the current blocking member 210 and the portion of the current blocking member 210 which is in close contact with the bottom face 212 is thermally fused to the surface of the current blocking member 210 .

또한, 제 1 결합부(221)는 제 2 결합부(222)의 상단부에 열융착에 의해 결합되며, 전류차단부재(210)의 상면부(211)에 밀착된 부위가 열융착되어 전류차단부재(210) 표면에 접합된다.The first coupling portion 221 is coupled to the upper end of the second coupling portion 222 by thermal fusion and the portion of the current blocking member 210 which is in close contact with the upper surface portion 211 is thermally fused, (Not shown).

도 5에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전류차단부재 어셈블리의 수직 단면도가 도시되어 있다.5 is a vertical cross-sectional view of a current blocking member assembly according to another embodiment of the present invention.

도 5에 따른 전류차단부재 어셈블리(300)는 도 3 및 도 4의 구조와 유사하나, 가스켓(320)을 이루는 제 1 결합부(321)와 제 2 결합부(322)의 구조가 상이하다.The current blocking member assembly 300 according to FIG. 5 is similar to the structure shown in FIGS. 3 and 4, but differs in the structure of the first coupling portion 321 and the second coupling portion 322 forming the gasket 320.

구체적으로, 상기 가스켓(320)의 제 1 결합부(321)는 외주변의 상면부(311)와 측면부(313)의 일부 부위에 밀착되는 구조로 이루어져 있고, 가스켓(320)의 제 2 결합부(322)는 외주변의 하면부(312)와 측면부(313)의 나머지 부위에 밀착되는 구조로 이루어져 있다.The gasket 320 has a first engaging portion 321 which is in close contact with a top surface portion 311 of the outer periphery and a portion of the side surface portion 313, (322) is in close contact with the bottom surface (312) of the outer periphery and the rest of the side surface (313).

이러한 구조에서 제 1 결합부(321)는 측면부(313)에 밀착되는 그것의 하단부가 제 2 결합부(322)에서 측면부(313)에 밀착되는 상단부와 열융착으로 상호 결합되며, 전류차단부재(310)의 외주변의 측면부(313)에 밀착된 부위가 열융착되어 전류차단부재(310) 표면에 접합되고, 전류차단부재(310)의 상면부(311)에 밀착된 부위가 열융착되어 전류차단부재(310) 표면에 접합된다.In this structure, the first engagement portion 321 is coupled to the upper end portion of the second engagement portion 322, which is in close contact with the side surface portion 313 and is in close contact with the side surface portion 313, The portion of the current blocking member 310 which is in close contact with the upper surface portion 311 of the current blocking member 310 is thermally fused to the surface of the current blocking member 310, And is bonded to the surface of the blocking member 310.

또한, 제 2 결합부(322)는 측면부(313)에 밀착되는 그것의 상단부가 제 1 결합부(321)에서 측면부(313)에 밀착되는 하단부와 열융착으로 상호 결합되며, 전류차단부재(310)의 외주변의 측면부(313)에 밀착된 부위가 열융착되어 전류차단부재(310) 표면에 접합되고, 전류차단부재(310)의 하면부(312)에 밀착된 부위가 열융착되어 전류차단부재(310) 표면에 접합된다.The second coupling portion 322 is coupled with the lower end portion of the first coupling portion 321 which is in close contact with the side portion 313 and the lower end portion of the second coupling portion 323 which is in close contact with the side portion 313, The portion of the current blocking member 310 which is in close contact with the side face 313 is thermally fused to the surface of the current blocking member 310 and the portion of the current blocking member 310 which is in close contact with the bottom face 312 is thermally fused, Is joined to the surface of the member (310).

상술한 전류차단부재 어셈블리들의 이점은, 가스켓이 이 단위 결합부들이 전류차단부재에 밀착된 상태로 열융착되면서 전류차단부재에 접합되는 동시에, 결합부들 서로가 결합되기 때문에, 전류차단부재에 대한 치수 안정성이 완벽할 수 있고, 결과적으로 가스켓에 고정된 전류차단부재에 강한 외력이 인가되더라도, 상기 전류차단부재가 전혀 움직이지 않는 점이다.The advantage of the above-described current blocking member assemblies is that since the gasket is bonded to the current blocking member while being thermally fused with the unit coupling portions in close contact with the current blocking member, The stability can be perfect, and even if a strong external force is applied to the current blocking member fixed to the gasket, the current blocking member does not move at all.

또한, 일 단위로 구성된 종래의 가스켓과 비교하여 치수안전성이 월등히 우수하며, 접착제 등의 보조적인 수단으로 가스켓과 전류차단부재를 고정시키는 기술과 비교해서도, 정밀한 수작업이 요구되지 않아 전류차단부재 어셈블리를 제조하는 공정이 간편하고, 제작의 자동화가 가능할 뿐만 아니라, 접착 성분이 전극조립체로 유입될 가능성이 전혀 없으므로, 제조 공정성 측면에서 유리하다.Further, compared with the conventional gasket constructed in units of days, the dimensional stability is remarkably excellent, and compared with the technique of fixing the gasket and the current blocking member by an auxiliary means such as an adhesive, precise manual work is not required, It is possible to automate the production, and there is no possibility that the adhesive component flows into the electrode assembly, which is advantageous from the viewpoint of manufacturing processability.

한편, 도 6 내지 도 8에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 캡 어셈블리가 도시되어 있으며, 이차전지의 내압 상승에 따라 캡 어셈블리가 이차전지를 단락시키는 일련의 과정이 도시되어 있다.6 to 8 illustrate a cap assembly according to an embodiment of the present invention and show a series of processes in which the cap assembly shorts the secondary battery in accordance with an increase in internal pressure of the secondary battery.

이들 도면을 함께 참조하면, 캡 어셈블리(400)는, 전극 단자인 탑 캡(410), 탭 캡의 하단에서 PTC소자(도시하지 않음)를 경유하여 탑 캡(410)과 전기적으로 연결되어 있는 안전벤트(430), 탑 캡(410), PTC소자 및 안전벤트(430)가 전지 캔 내면에 대해 절연되도록, 이들의 외주 부위를 동시에 감싸는 밀봉 가스켓(450), 및 도 3에 따른 전류차단부재 어셈블리(100)를 포함한다. Referring to these drawings, the cap assembly 400 includes a top cap 410, which is an electrode terminal, and a safety (not shown) electrically connected to the top cap 410 via a PTC element (not shown) A sealing gasket 450 for simultaneously enclosing the outer circumferential portions of the vent 430, the top cap 410, the PTC element, and the safety vent 430 so as to be insulated from the inner surface of the battery can, (100).

안전벤트(430) 하단에는 전류차단부재(110)의 파단부(114)가 결합되며, 전류차단부재(110)에서 파단부(114)와 대향하는 면에 전극 탭(442)과 연결된다.The break portion 114 of the current blocking member 110 is coupled to the lower end of the safety vent 430 and is connected to the electrode tab 442 on the surface of the current blocking member 110 facing the break portion 114.

안전벤트(430)에는 복수의 노치가 형성되어 있는 바, 내압 상승에 따라 파단되기 용이한 구조로 이루어져 있다.A plurality of notches are formed in the safety vent 430, and the safety vent 430 is structured to be easily broken due to an increase in internal pressure.

이러한 구조에서, 원통형 이차전지의 내압이 상승할 때, 전류차단부재(110)를 통과한 가스가 안전벤트(430)를 상향으로 가압하며, 안전벤트(430)는 이에 대응하여 파단부(114)와 함께 상향으로 운동하며, 파단부(114)를 전류차단부재(110)로부터 파단시킨다. In this structure, when the internal pressure of the cylindrical secondary battery rises, the gas passing through the current blocking member 110 presses the safety vent 430 upward, and the safety vent 430 corresponds to the rupture portion 114, And breaks the rupturing portion 114 from the current blocking member 110. As shown in Fig.

따라서, 전극조립체(440)와 탑 캡(410)의 전기적 연결 상태가 단락될 수 있다.Therefore, the electrical connection between the electrode assembly 440 and the top cap 410 may be short-circuited.

이 상태에서 가압이 지속되면, 도 8에서와 같이 안전벤트(430)의 노치가 파단되면서, 가스가 탑 캡(410)을 통해 외부로 배기된다.When the pressurization is continued in this state, the notch of the safety vent 430 is broken as shown in FIG. 8, and the gas is exhausted to the outside through the top cap 410.

본 발명에서는, 파단부(114)를 제외한 나머지 전류차단부재(110)는 가스켓에 의해 고정된 상태가 그대로 유지되는 바, 전류차단부재(110)의 이탈로 인한 추가적인 안전성 문제, 예를 들어, 이탈된 전류차단부재(110)가 안전벤트(430)나 전극조립체(440)에 접촉되는 문제가 미연에 방지될 수 있다.In the present invention, the current blocking members 110 other than the rupturing portions 114 are held in a fixed state by the gaskets, so that additional safety problems due to the detachment of the current blocking members 110, for example, The problem of the contact of the current blocking member 110 to the safety vent 430 or the electrode assembly 440 can be prevented in advance.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (13)

원통형 이차전지용 캡 어셈블리를 구성하는 전류차단부재 어셈블리(Current Interrupt Device Assembly)로서,
상면의 일부가 안전벤트에 연결되어 있고, 하면의 일부가 전극조립체의 전극 탭에 연결되어 있으며, 내압 상승시 안전벤트의 연결 부위가 파열에 의해 분리되는 전류차단부재(Current Interrupt Device); 및
상기 전류차단부재의 전기 절연성을 담보하기 위해 전극 탭 및 안전벤트와의 연결 부위를 제외한 전류차단부재의 외주변을 감싸는 구조로 장착되며, 열융착에 의해 전류차단부재에 결합되어 있는 가스켓;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류차단부재 어셈블리.1. A current interrupt device assembly for constituting a cap assembly for a cylindrical secondary battery,
A current interruption device in which a part of the upper surface is connected to the safety vent, a part of the lower surface is connected to the electrode tab of the electrode assembly, and the connection part of the safety vent is separated by rupture when the internal pressure rises; And
A gasket mounted on the current blocking member to surround the outer periphery of the current blocking member excluding a connection portion between the electrode tab and the safety vent to secure electrical insulation of the current blocking member;
The current blocking member assembly comprising: 제 1 항에 있어서,
상기 가스켓은, 전류차단부재의 상면 외주변 부위에 결합되는 제 1 결합부와, 전류차단부재의 하면 외주변 부위에 결합되는 제 2 결합부를 포함하고 있고;
상기 제 1 결합부와 제 2 결합부는 전류차단부재의 외주변에 장착된 상태에서 열융착에 의해 상호 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전류차단부재 어셈블리.The method according to claim 1,
The gasket may include a first engaging portion coupled to an outer peripheral portion of an upper surface of the current blocking member and a second engaging portion coupled to an outer peripheral portion of the lower surface of the current blocking member;
Wherein the first coupling portion and the second coupling portion are coupled to each other by thermal fusion in a state where the first coupling portion and the second coupling portion are mounted on the outer periphery of the current blocking member. 제 2 항에 있어서,
상기 가스켓의 제 1 결합부는 외주변의 상면부와 측면부에 밀착되는 구조로 이루어져 있고, 상기 가스켓의 제 2 결합부는 외주변의 하면부에 밀착되는 구조로 이루어져 있고;
상기 제 1 결합부는 외주변의 측면부에 밀착된 부위의 하단부가 열융착에 의해 제 2 결합부에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전류차단부재 어셈블리.3. The method of claim 2,
The first engaging portion of the gasket is in close contact with the upper surface portion and the side surface portion of the outer periphery and the second engaging portion of the gasket is in close contact with the lower surface portion of the outer periphery;
Wherein the first engaging portion is coupled to the second engaging portion by heat fusion at a lower end portion of a portion of the first engaging portion which is in close contact with a side surface of the outer periphery. 제 2 항에 있어서,
상기 가스켓의 제 1 결합부는 외주변의 상면부에 밀착되는 구조로 이루어져 있고, 상기 가스켓의 제 2 결합부는 외주변의 하면부와 측면부에 밀착되는 구조로 이루어져 있고;
상기 제 2 결합부는 외주변의 측면부에 밀착된 부위의 상단부가 열융착에 의해 제 1 결합부에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전류차단부재 어셈블리.3. The method of claim 2,
Wherein the gasket has a structure in which the first engaging part is in close contact with the upper surface of the outer periphery and the second engaging part of the gasket is in close contact with the lower surface and the side surface of the outer periphery;
Wherein an upper end of a portion of the second coupling portion that is in close contact with a side surface of the outer periphery is coupled to the first coupling portion by heat fusion. 제 2 항에 있어서,
상기 가스켓의 제 1 결합부는 외주변의 상면부와 측면부의 일부 부위에 밀착되는 구조로 이루어져 있고, 상기 가스켓의 제 2 결합부는 외주변의 하면부와 측면부의 나머지 부위에 밀착되는 구조로 이루어져 있고;
상기 측면부의 일부 부위에 밀착된 제 1 결합부의 하단부가 측면부의 나머지 부위에 밀착된 제 2 결합부의 상단부에 열융착에 의해 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전류차단부재 어셈블리.3. The method of claim 2,
Wherein the gasket has a structure in which the first engaging portion is in close contact with the upper surface portion of the outer periphery and a portion of the side surface portion and the second engaging portion of the gasket is in close contact with the lower surface portion of the outer periphery and the remaining portion of the side surface portion;
And a lower end portion of the first coupling portion that is in close contact with a portion of the side portion is coupled to an upper end portion of the second coupling portion closely attached to the remaining portion of the side portion by heat fusion. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 결합부를 전류차단부재의 상면 외주변 부위에 위치시키고 제 2 결합부를 전류차단부재의 하면 외주변 부위에 위치시킨 상태에서, 제 1 결합부와 제 2 결합부의 외면에서 열과 압력을 인가하여, 제 1 결합부와 제 2 결합부 상호의 간의 결합과 전류차단부재에 대한 결합이 이루어지는 것을 특징으로 하는 전류차단부재 어셈블리.The current blocking member according to claim 2, wherein the first engaging portion is located at an outer peripheral portion of an upper surface of the current blocking member and the second engaging portion is located at a peripheral portion of the lower surface of the current blocking member, Wherein a heat and a pressure are applied to the first and second coupling parts to couple the current blocking member with the coupling between the first coupling part and the second coupling part. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 결합부와 전류차단부재의 접촉면 및/또는 상기 제 2 결합부와 전류차단부재의 접촉면에는 접착물질이 부가되어 있고, 상기 접착물질은 중앙에 소정의 반경을 가지는 원형의 홀이 형성되는 환형 양면 테이프 또는 상기 환형으로 도포되는 유동성을 가진 무정형의 접착제인 것을 특징으로 하는 전류차단부재 어셈블리.3. The apparatus of claim 2, wherein an adhesive material is added to a contact surface of the first coupler and the current blocking member and / or a contact surface of the second coupler and the current blocking member, and the adhesive material has a predetermined radius An annular double-sided tape on which a circular hole is formed, or an amorphous adhesive having fluidity applied on the annular shape. 제 1 항에 있어서, 상기 가스켓은 열가소성 고분자 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 전류차단부재 어셈블리.The current blocking member assembly according to claim 1, wherein the gasket is made of a thermoplastic polymer resin. 제 1 항에 있어서, 상기 가스켓은 열에 의해 경화가 가능한 열경화성 고분자 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 전류차단부재 어셈블리.The current blocking member assembly according to claim 1, wherein the gasket is made of a thermosetting polymer resin that can be cured by heat. 제 1 항에 있어서,
상기 전류차단부재는, 평면상으로 원형으로 이루어져 있고 복수의 개구가 형성되어 있는 본체; 및
상기 본체의 중심부에 형성되어 있으며 가스의 내압에 의해 파열되는 파단부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류차단부재 어셈블리. The method according to claim 1,
Wherein the current blocking member comprises: a main body having a plurality of openings formed in a planar shape; And
A rupture portion formed at a central portion of the main body and ruptured by an internal pressure of the gas;
The current blocking member assembly comprising: 원통형 전지셀의 전지 캔 상단에 탑재되는 캡 어셈블리로서,
전극 단자인 탑 캡;
상기 탭 캡의 하단에서 PTC소자를 경유하여 탑 캡과 전기적으로 연결되어 있는 안전벤트;
상기 탑 캡, PTC소자 및 안전벤트가 전지 캔 내면에 대해 절연되도록, 이들의 외주 부위를 동시에 감싸는 밀봉 가스켓; 및
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 하나에 따른 전류차단부재 어셈블리;를 포함하고,
상기 안전벤트에 전류차단부재 어셈블리가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리.A cap assembly mounted on an upper end of a battery can of a cylindrical battery cell,
A top cap which is an electrode terminal;
A safety vent electrically connected to the top cap via a PTC element at a lower end of the tap cap;
A sealing gasket that simultaneously surrounds the outer circumferential portions of the top cap, the PTC element, and the safety vent so as to be insulated from the inner surface of the battery can; And
A current blocking member assembly according to any one of claims 1 to 10,
And the current blocking member assembly is connected to the safety vent. 제 11 항에 있어서, 상기 안전벤트에는 복수의 노치가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리.12. The cap assembly of claim 11, wherein the safety vent is formed with a plurality of notches. 제 11 항에 있어서, 원통형 전지셀의 내압이 상승할 때, 안전벤트가 상향 변형되면서, 전류차단부재 어셈블리에서 전류차단부재의 파단부가 파열되어 전류를 차단하는 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리.










12. The cap assembly of claim 11, wherein when the internal pressure of the cylindrical battery cell rises, the safety vent is deformed upward, and the rupture portion of the current blocking member ruptures in the current blocking member assembly to cut off the current.










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