KR20180080847A - Secondary Battery - Google Patents

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KR20180080847A
KR20180080847A KR1020170001891A KR20170001891A KR20180080847A KR 20180080847 A KR20180080847 A KR 20180080847A KR 1020170001891 A KR1020170001891 A KR 1020170001891A KR 20170001891 A KR20170001891 A KR 20170001891A KR 20180080847 A KR20180080847 A KR 20180080847A
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KR1020170001891A
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Inventor
고성귀
김대규
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a secondary battery which can improve safety by increasing strength of a cap-up. The secondary battery comprises: an electrode assembly; a case receiving the electrode assembly; and the cap-up electrically connected to the electrode assembly, and blocking an upper part of the case.

Description

이차 전지{Secondary Battery}Secondary Battery

본 발명은 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery.

이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 하나의 전지 셀이 팩 형태로 포장된 저용량 전지의 경우 휴대폰 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 전지 팩이 수십 개 연결된 전지 팩 단위의 대용량 전지의 경우 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.The secondary battery is a battery capable of charging and discharging unlike a primary battery which can not be charged. In the case of a low-capacity battery in which one battery cell is packed, the secondary battery is used in portable electronic devices such as mobile phones and camcorders. In the case of a large-capacity battery of dozens of connected battery pack units, it is widely used as a power source for driving a motor such as a hybrid vehicle.

이러한 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형, 각형 및 파우치형을 들 수 있으며, 양, 음극판 사이에 절연체인 세퍼레이터(separator)를 개재하여 형성된 전극 조립체와 전해액을 케이스에 내장 설치하고, 케이스에 캡 플레이트를 설치하여 구성된다.Such a secondary battery is manufactured in various shapes. Typical shapes include a cylindrical shape, a square shape, and a pouch shape. An electrode assembly formed by a separator, which is an insulator, between an anode plate and a cathode plate, And a cap plate is attached to the case.

이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.The above-described information disclosed in the background of the present invention is only for improving the understanding of the background of the present invention, and thus may include information not constituting the prior art.

본 발명은 캡 업의 강도를 증가시켜 안전성을 향상시킬 수 있는 이차 전지를 제공한다.The present invention provides a secondary battery capable of increasing the strength of cap-up to improve safety.

본 발명에 의한 이차 전지는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스; 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되며, 상기 케이스의 상부를 폐색하는 캡 업을 포함한다.A secondary battery according to the present invention includes: an electrode assembly; A case for accommodating the electrode assembly; And cap-up which is electrically connected to the electrode assembly and closes an upper portion of the case.

상기 캡 업에는 홀이 형성되지 않을 수 있다.Holes may not be formed in the cap-up.

상기 캡 업은 중앙에 상부로 볼록하게 형성된 단자부; 상기 단자부의 외주연에 위치한 결합부; 및 상기 단자부와 상기 결합부를 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.The cap-up includes a terminal portion formed at an upper portion thereof so as to be convex upward; An engaging portion located at an outer periphery of the terminal portion; And a connection portion connecting the terminal portion and the coupling portion.

상기 단자부의 두께는 상기 결합부의 두께보다 얇게 형성되고, 상기 연결부의 두께는 상기 단자부의 두께보다 얇게 형성될 수 있다.The thickness of the terminal portion may be less than the thickness of the coupling portion, and the thickness of the connection portion may be less than the thickness of the terminal portion.

상기 단자부의 두께는 상기 결합부의 두께의 약 20% 내지 40%로 형성될 수 있다.The thickness of the terminal portion may be about 20% to 40% of the thickness of the coupling portion.

상기 단자부와 상기 연결부가 만나는 내측 모서리부분은 직각으로 형성될 수 있다.The inner edge portion where the terminal portion and the connection portion meet may be formed at a right angle.

상기 캡 업의 하부에 결합되는 안전 벤트; 상기 안전 벤트의 하부에 결합되는 캡 다운; 및 상기 안전 벤트와 상기 캡 다운 사이에 개재된 인슐레이터를 더 포함할 수 있다.A safety vent coupled to a lower portion of the cap up; A cap down coupled to a lower portion of the safety vent; And an insulator interposed between the safety vent and the cap down.

상기 캡 다운에는 상기 케이스 내부의 가스를 배출하는 가스 배출홀이 형성되고, 상기 가스 배출홀은 6개로 이루어질 수 있다.The cap-down may be provided with a gas discharge hole for discharging the gas inside the case, and the gas discharge hole may have six gas discharge holes.

상기 단자부와 상기 안전 벤트 사이의 높이는 1.6mm보다 크게 형성될 수 있다.The height between the terminal portion and the safety vent may be greater than 1.6 mm.

상기 케이스의 최상단부에는 상기 캡 업을 고정하는 크림핑부가 형성되고, 상기 케이스의 하면판으로부터 상기 크림핑부까지의 높이는 상기 케이스의 하면판으로부터 상기 캡 업까지의 높이와 동일하거나 높게 형성될 수 있다.The upper portion of the case may have a crimping portion for fixing the cap up and a height from the lower plate to the crimping portion may be equal to or higher than a height from the lower plate to the cap up of the case .

본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 캡 업에 가스 배출홀을 형성하지 않음으로써, 캡 업의 강도를 증가시켜 이차 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.The secondary battery according to an embodiment of the present invention does not have a gas discharge hole in the cap up, thereby increasing the strength of the cap up and improving the safety of the secondary battery.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 캡 조립체를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 캡 업을 캡쳐한 사진이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 상부를 도시한 단면도이고, 도 4b는 종래의 이차 전지의 상부를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 캡 업의 압축 테스트 결과를 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 캡 다운을 도시한 평면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view of the cap assembly shown in Figure 1;
3 is a photograph of a cap up captured in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4A is a cross-sectional view illustrating an upper portion of a secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a cross-sectional view illustrating an upper portion of a conventional secondary battery.
5 is a graph showing a result of compression test of cap up in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
6 is a plan view showing a cap down in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.The embodiments of the present invention are described in order to more fully explain the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments may be modified into various other forms, It is not limited to the embodiment. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be more faithful and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. In the following drawings, thickness and size of each layer are exaggerated for convenience and clarity of description, and the same reference numerals denote the same elements in the drawings. As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of any of the listed items.

또한, "하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용된다. 이러한 공간에 관련된 용어는 이차 전지의 다양한 제조 공정 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 이차 전지가 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소는 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄한다.It is also to be understood that terms related to space such as "beneath", "below", "lower", "above", "upper" And is used for an easy understanding of features and other elements or features. The term related to such a space is for easy understanding of the present invention depending on various manufacturing processes or use states of the secondary battery, and is not intended to limit the present invention. For example, if the secondary cell of the drawing is inverted, the elements described as "lower" or "lower" will be "upper" or "above." Accordingly, "below" includes "upper" or "lower ".

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 단면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 캡 조립체를 도시한 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 캡 업을 캡쳐한 사진이다. 도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 상부를 도시한 단면도이고, 도 4b는 종래의 이차 전지의 상부를 도시한 단면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 캡 업의 압축 테스트 결과를 도시한 그래프이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 캡 다운을 도시한 평면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a secondary battery according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is a cross-sectional view of the cap assembly shown in Figure 1; 3 is a photograph of a cap up captured in a secondary battery according to an embodiment of the present invention. FIG. 4A is a cross-sectional view illustrating an upper portion of a secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a cross-sectional view illustrating an upper portion of a conventional secondary battery. 5 is a graph showing a result of compression test of cap up in a secondary battery according to an embodiment of the present invention. 6 is a plan view showing a cap down in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 전극 조립체(110), 상기 전극 조립체(110)를 수용하는 케이스(120), 상기 케이스(120)의 상단 개구부에 결합되는 캡 조립체(130) 및 상기 케이스(120)와 상기 캡 조립체(130)를 밀착시키는 가스켓(190)을 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2, a secondary battery 100 according to an embodiment of the present invention includes an electrode assembly 110, a case 120 housing the electrode assembly 110, A cap assembly 130 coupled to the opening and a gasket 190 for closely contacting the case 120 and the cap assembly 130.

상기 전극 조립체(110)는 제 1 전극(111), 제 2 전극(112) 및 제 1 전극(111)과 제 2 전극(112) 사이에 개재된 세퍼레이터(113)를 포함한다. 상기 전극 조립체(110)는 상기 제 1 전극(111)과 세퍼레이터(113) 및 제 2 전극(112)의 적층제를 젤리-롤 형태로 권취하여 형성할 수 있다. 여기서, 제 1 전극(111)은 양극으로서 작용할 수 있으며, 제 2 전극(112)은 음극으로서 작용할 수 있다.The electrode assembly 110 includes a first electrode 111, a second electrode 112 and a separator 113 interposed between the first electrode 111 and the second electrode 112. The electrode assembly 110 may be formed by winding a laminate of the first electrode 111, the separator 113, and the second electrode 112 in a jelly-roll form. Here, the first electrode 111 may act as an anode and the second electrode 112 may act as a cathode.

상기 제 1 전극(111)은 알루미늄과 같은 금속 포일로 형성된 제 1 전극 집전체에 전이금속산화물 등의 제 1 전극 활물질을 도포함으로써 형성된다. 상기 제 1 전극(111)에는 제 1 전극탭(114)이 부착된다. 상기 제 1 전극탭(114)의 일단은 제 1 전극(111)에 전기적으로 연결되며, 타단은 전극 조립체(110)의 상부로 돌출되어 캡 조립체(130)와 전기적으로 연결된다.The first electrode 111 is formed by applying a first electrode active material such as a transition metal oxide to a first electrode current collector formed of a metal foil such as aluminum. A first electrode tab 114 is attached to the first electrode 111. One end of the first electrode tab 114 is electrically connected to the first electrode 111 and the other end is protruded to an upper portion of the electrode assembly 110 to be electrically connected to the cap assembly 130.

상기 제 2 전극(112)은 구리 또는 니켈과 같은 금속 포일로 형성된 제 2 전극 집전체에 흑연 또는 탄소 등의 제 2 전극 활물질을 도포함으로써 형성된다. 상기 제 2 전극(112)에는 제 2 전극탭(115)이 부착된다. 상기 제 2 전극탭(115)의 일단은 제 2 전극(112)에 전기적으로 연결되며, 타단은 전극 조립체(110)의 하부로 돌출되어 케이스(120)의 하면판(122)과 전기적으로 연결된다. The second electrode 112 is formed by applying a second electrode active material such as graphite or carbon to a second electrode current collector formed of a metal foil such as copper or nickel. A second electrode tab 115 is attached to the second electrode 112. One end of the second electrode tab 115 is electrically connected to the second electrode 112 and the other end is protruded to a lower portion of the electrode assembly 110 to be electrically connected to the lower plate 122 of the case 120 .

상기 세퍼레이터(113)는 제 1 전극(111)과 제 2 전극(112) 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 한다. 상기 세퍼레이터(113)는 폴리에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 복합 필름으로 이루어질 수 있다.The separator 113 is disposed between the first electrode 111 and the second electrode 112 to prevent short-circuiting and enable movement of lithium ions. The separator 113 may be made of polyethylene, polypropylene or a composite film of polyethylene and polypropylene.

상기 케이스(120)는 상기 전극 조립체(110)가 수용되는 공간이 형성되도록 일정 직경을 갖는 원통체인 측면판(121)과, 측면판(121)의 하부를 밀폐하는 하면판(122)을 포함한다. 상기 케이스(120)의 상단 개구부는 전극 조립체(110)를 삽입한 후에 밀폐하도록 개방되어 있다. 또한, 상기 케이스(120)의 상부에는 전극 조립체(110)의 유동을 방지하기 위한 비딩부(123)가 형성된다. 상기 비딩부(123)는 상기 케이스(120)의 내측으로 만입된 형태를 갖는다. 그리고 상기 케이스(120)의 최상단부에는 캡 조립체(130)와 가스켓(190)을 고정하기 위한 크림핑부(124)가 형성된다. 상기 크림핑부(124)는 내측에 가스켓(190)이 개재되며 캡 조립체(130)를 압박하도록 형성되어, 캡 조립체(130)의 이탈 및 전해액의 누출을 방지하는 역할을 한다. 상기 크림핑부(124)는 제 2 전극(112)과 전기적으로 연결되어 있으므로, 제 2 전극 단자의 역할을 할 수 있다. 그리고, 캡 조립체(130)의 캡 업(140)이 제 1 전극 단자의 역할을 한다. 즉, 본 발명에 따른 이차 전지는 제 1 전극 단자 및 제 2 전극 단자가 한 방향으로 인출되므로, 외부 장치와의 전기적인 연결이 용이하며 부피를 줄일 수 있게 된다.The case 120 includes a side plate 121 and a bottom plate 122 to seal the lower portion of the side plate 121 to form a space in which the electrode assembly 110 is received . The upper opening of the case 120 is opened to seal after the electrode assembly 110 is inserted. A bead 123 is formed on the case 120 to prevent the electrode assembly 110 from flowing. The beading portion 123 has a shape recessed inward of the case 120. A crimping portion 124 for fixing the cap assembly 130 and the gasket 190 is formed at the upper end of the case 120. The crimping portion 124 has a gasket 190 inside and is formed to press the cap assembly 130 to prevent the cap assembly 130 from being detached and electrolyte leakage. Since the crimping portion 124 is electrically connected to the second electrode 112, the crimping portion 124 can function as a second electrode terminal. The cap-up 140 of the cap assembly 130 serves as a first electrode terminal. That is, in the secondary battery according to the present invention, since the first electrode terminal and the second electrode terminal are drawn out in one direction, electrical connection with the external device is easy and the volume can be reduced.

더불어, 상기 이차 전지(100)에서, 케이스(120)의 하면판(122)으로부터 캡 조립체(130)까지의 높이를 총고(H1)라하고, 케이스(120)의 하면판(122)으로부터 크림핑부(124)까지의 높이를 체고(H2)라 할 때, 총고(H1)와 체고(H2)는 동일하거나 체고(H2)가 총고(H1)보다 높게 형성될 수 있다(H1≤H2). 왜냐하면, 상기 크림핑부(124)가 제 2 전극 단자의 역할을 하기 때문에, 상기 크림핑부(124)가 캡 조립체(130)와 동일한 높이로 형성되면 외부 장치와의 전기적인 연결이 용이하다. In addition, in the secondary battery 100, the height from the bottom plate 122 of the case 120 to the cap assembly 130 is referred to as a total height H1, The total height H1 and the height H2 may be the same or the height H2 may be higher than the total height H1 when the height from the height H1 to the height H1 is equal to H2. Because the crimping portion 124 serves as a second electrode terminal, when the crimping portion 124 is formed at the same height as the cap assembly 130, electrical connection with an external device is easy.

종래의 이차 전지는 캡 업(140)과 케이스(120)의 하면판(122)이 전극 단자의 역할을 하므로, 캡 업(140)이 돌출되도록 형성한다. 즉, 총고(H1)가 체고(H2)보다 높도록 형성한다(H1>H2). 그러나, 본 발명은 체고(H2)가 총고(H1)와 같거나 크도록 형성(H1≤H2)하여, 동일체적 당 이차 전지(100)의 용량을 늘릴 수 있다. 다시 말해, 본 발명은 종래의 이차 전지에 비해 크림핑부(124)의 높이가 더 높게 형성되므로, 그 만큼의 이차 전지(100)의 용량을 늘릴 수 있다. In the conventional secondary battery, since the cap plate 140 and the bottom plate 122 of the case 120 serve as electrode terminals, the cap-up 140 protrudes. That is, the total height H1 is formed to be higher than the height H2 (H1> H2). However, in the present invention, the height H2 is formed to be equal to or greater than the total height H1 (H1? H2), so that the capacity of the secondary battery 100 per unit volume can be increased. In other words, since the height of the crimping portion 124 is higher than that of the conventional secondary battery, the capacity of the secondary battery 100 can be increased accordingly.

상기 캡 조립체(130)는 캡 업(Cap-up)(140), 상기 캡 업(140)의 하부에 설치된 안전 벤트(Safety Vent)(150), 상기 안전 벤트(150)의 하부에 설치된 캡 다운(Cap-down)(170), 상기 안전 벤트(150)와 상기 캡 다운(170) 사이에 개재된 인슐레이터(160), 상기 캡 다운(170)의 하면에 고정되어 제 1 전극탭(114)과 전기적으로 연결된 서브 플레이트(180)를 포함한다.The cap assembly 130 includes a cap-up 140, a safety vent 150 installed at a lower portion of the cap-up 140, a cap- An insulator 160 interposed between the safety vent 150 and the cap down 170, a first electrode tab 114 fixed to a lower surface of the cap down 170, And includes an electrically connected sub-plate 180.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 캡 업(140)은 중앙에 상부로 볼록하게 형성된 단자부(141)와, 상기 단자부(141)의 외주연에 위치한 결합부(142) 및 상기 단자부(141)와 결합부(142)를 연결하는 연결부(143)를 포함한다. 상기 단자부(141)는 상기 결합부(142)에 비해 상부로 돌출되어, 외부 회로와 전기적으로 접속하는 단자 역할을 한다. 상기 단자부(141)는 상기 제 1 전극탭(114)과 전기적으로 연결되며, 예를 들어, 양극으로 작용할 수 있다. 또한, 상기 결합부(142)에는 안전 벤트(150)가 결합된다. The cap up 140 includes a terminal portion 141 formed to be convex upward at the center and a coupling portion 142 and a terminal portion 141 located at the outer periphery of the terminal portion 141. [ And a coupling portion 143 connecting the coupling portion 142 with the coupling portion 142. The terminal portion 141 protrudes upwardly from the coupling portion 142 and functions as a terminal for electrically connecting to an external circuit. The terminal portion 141 is electrically connected to the first electrode tab 114 and may serve as an anode, for example. In addition, the safety vent 150 is coupled to the coupling portion 142.

상기 캡 업(140)은 평평한 원형의 판체를 단조(forging) 가공하여 단자부(141)를 형성한다. 따라서, 상기 단자부(141)의 두께(t2)는 결합부(142)의 두께(t1)보다 얇게 형성된다(t1>t2). 또한, 단자부(141)와 결합부(142)를 연결하는 연결부(143)는 실질적으로 제일 많이 변형되는(늘어나는) 부분이므로, 상기 연결부(143)의 두께(t3)는 단자부(141)의 두께(t2)보다 얇게 형성된다(t2>t3). 따라서, 상기 연결부(143)는 단자부(141)와 만나는 부분으로부터 연결부(142)와 만나는 부분으로 갈수록 두께가 점차 두껍게 형성된다. 더불어, 캡 업(140) 내부에서 안전 벤트(150)가 파단되는 공간을 확보하기 위해 단자부(141)와 연결부(142)가 만나는 내측 모서리부분이 대략 직각이 되도록 단조 가공한다. 여기서 상기 단자부(141)는 원소재로부터 약 20 내지 40% 정도로 단조 가공한다. 즉, 상기 단자부(141)의 두께(t2)는 상기 결합부(142)의 두께(t1)의 약 20% 내지 40%로 압축되게 형성된다. 여기서, 상기 단자부(141)의 두께의 압축률이 20%보다 작으면 단자부(141)와 안전 벤트(150) 사이의 공간이 충분하게 형성되지 않아 안전 벤트(150)가 제대로 동작하지 않는다. 또한, 단자부(141)의 두께의 압축률이 40%보다 크면 단자부(141)의 두께가 얇아져 크림핑부(124)를 형성할 때 캡 업(140)이 변형되게 된다. 또한, 단자부(141)와 안전 벤트(150) 사이의 높이(h)가 대략 1.6mm 이상이 되도록, 단자부(141)를 단조 가공한다. 만약, 단자부(141)와 안전 벤트(150) 사이의 높이가 1.6mm 보다 작으면 안전 벤트(150)가 파단될 만큼 충분히 반전되지 않아, 안전 벤트(150)가 제대로 동작하지 않는다. The cap-up 140 forms a terminal portion 141 by forging a flat circular plate. Therefore, the thickness t2 of the terminal portion 141 is formed to be thinner than the thickness t1 of the coupling portion 142 (t1> t2). The thickness t3 of the connecting portion 143 is equal to the thickness of the terminal portion 141 because the connecting portion 143 connecting the terminal portion 141 and the connecting portion 142 is substantially the most deformed portion t2) (t2 > t3). Therefore, the thickness of the connection portion 143 is gradually increased from the portion where the connection portion 143 contacts the connection portion 142 to the connection portion. In order to secure a space in which the safety vent 150 is broken in the cap up 140, the inner edge portion where the terminal portion 141 and the connection portion 142 meet is forged. Here, the terminal portion 141 is forged to about 20 to 40% from the raw material. That is, the thickness t2 of the terminal portion 141 is formed to be compressed to about 20% to 40% of the thickness t1 of the engaging portion 142. [ If the compression ratio of the thickness of the terminal portion 141 is less than 20%, the space between the terminal portion 141 and the safety vent 150 is not sufficiently formed, and the safety vent 150 does not operate properly. If the compression ratio of the thickness of the terminal portion 141 is larger than 40%, the thickness of the terminal portion 141 becomes thin, and the cap 140 is deformed when the crimping portion 124 is formed. The terminal portion 141 is forged so that the height h between the terminal portion 141 and the safety vent 150 is approximately 1.6 mm or more. If the height between the terminal portion 141 and the safety vent 150 is smaller than 1.6 mm, the safety vent 150 is not sufficiently inverted to break, and the safety vent 150 does not operate properly.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 캡 업(140)에는 케이스(120) 내부에서 발생되는 가스가 배출되는 가스 배출홀이 형성되어 있지 않다. 다시 말해, 상기 캡 업(140)은 상기 케이스(120)의 상부를 완전히 폐색하여, 상기 케이스(120) 내부가 외부로 노출되지 않도록 한다. 따라서, 상기 캡 업(140)의 강도는 종래에 가스 배출홀이 형성된 캡 업에 비해 강도가 훨씬 향상되는 효과가 있다. 한편, 본 발명은 가스 배출홀이 없는 대신 케이스(120) 내부에서 가스가 발생되고 이차 전지(100)의 온도가 상승하면, 상기 캡 업(140)에서 상대적으로 두께가 얇은 연결부(143)가 용융 및/또는 파단되어 가스를 방출할 수 있다. 본 발명은 상기 캡 업(140)에 가스 배출홀을 형성하지 않음으로써 캡 업(140)의 강도를 향상시킬 수 있고, 이에 따라, 상기 캡 조립체(130)를 케이스(120)의 상부에 고정하기 위해 케이스(120)의 상단에 크림핑부(124)를 형성할 때 캡 업(140)이 변형되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 도 4a 도시된 바와 같이, 본 발명은 캡 업(140)에 가스 배출홀이 형성되어 있지 않으므로, 크림핑부(124)를 형성하기 위해 케이스(120)의 상단부를 가압해도 캡 업(140)이 변형되지 않는다. 그러나, 도 4b를 참조하면, 종래와 같이 캡 업(140')에 가스 배출홀(140a)이 형성되어 있으면 크림핑부(124)를 형성하기 위해 케이스의 상단부를 가압하면 캡 업(140')이 변형된다. 구체적으로, 상기 캡 업(140')의 결합부(142')가 기울어지며, 캡 업(140')에 결합된 안전 벤트(150') 및 캡 다운(170')에도 변형이 발생된다. 이에 따라, 이차 전지를 구성하는 부품의 특성이 변하게 된다. 특히, 안전 벤트(150')의 작동압 및/또는 파단압이 변하게 되어, 정해진 압력에서 제대로 동작하지 않게 된다. 그러나, 본 발명은 캡 업(140)에 가스 배출홀을 형성하지 않음으로써 캡 업(140)의 강도를 향상시키고, 결과적으로 이차 전지(100)의 안전성을 향상시킬 수 있다. Also, as shown in FIG. 3, the cap-up 140 is not provided with a gas discharge hole through which gas generated in the case 120 is discharged. In other words, the cap-up 140 completely closes the upper portion of the case 120 to prevent the inside of the case 120 from being exposed to the outside. Therefore, the strength of the cap-up 140 is much higher than that of the cap-up in which the gas discharge hole is formed. In the meantime, according to the present invention, when gas is generated in the case 120 and the temperature of the secondary battery 100 rises, the relatively thin connecting portion 143 in the cap-up 140 melts And / or may break and release gas. The present invention can improve the strength of the cap up 140 by not forming a gas vent hole in the cap up 140 and thus secure the cap assembly 130 to the upper portion of the case 120 It is possible to prevent the cap-up 140 from being deformed when the crimping portion 124 is formed on the upper end of the case 120. That is, as shown in FIG. 4A, since the gas discharge hole is not formed in the cap up 140, even if the upper end of the case 120 is pressed to form the crimping portion 124, Is not deformed. 4B, if the gas discharge hole 140a is formed in the cap up 140 'as in the conventional case, if the upper end of the case is pressed to form the crimping portion 124, the cap up 140' . Specifically, the coupling portion 142 'of the cap-up 140' is inclined, and the safety vent 150 'and the cap-down 170' coupled to the cap-up 140 'are also deformed. As a result, the characteristics of components constituting the secondary battery are changed. In particular, the operating pressure and / or rupture pressure of the safety vent 150 'may change, resulting in failure to operate properly at a predetermined pressure. However, the present invention improves the strength of the cap-up 140 and thus improves the safety of the secondary battery 100 by not forming the gas discharge hole in the cap-up 140.

또한, 도 5를 참조하면, 본 발명과 같이 캡 업에 가스 배출홀이 형성되지 않은 실시예 1과 종래와 같이 캡 업에 가스 배출홀이 형성된 실시예 2의 압축 테스트를 실시하였다. 캡 업에 가스 배출홀이 형성되지 않은 실시예 1의 항복점은 121kgf ~ 125kgf 인 반면, 캡 업에 가스 배출홀이 형성된 실시예 2의 항복점은 87kgf ~ 98kgf로, 본원 발명과 같이 캡 업에 가스 배출홀을 형성하지 않는 실시예1의 강도가 훨씬 높은 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, a compression test of Embodiment 1 in which a gas vent hole is not formed in a cap up and Embodiment 2 in which a gas vent hole is formed in a cap up is performed as in the present invention. The yield point of Example 1 in which no gas discharge holes were formed in the cap up was 121 kgf to 125 kgf while the yield point of Example 2 in which the gas discharge holes were formed in the cap up was 87 kgf to 98 kgf, It can be seen that the strength of Example 1 in which holes are not formed is much higher.

상기 안전 벤트(150)는 상기 캡 업(140)과 대응되는 원형의 판체로 형성되고, 중앙에는 하부 방향으로 돌출된 돌출부(151)가 형성된다. 이러한 안전 벤트(150)는 상기 캡 다운(170)의 관통홀(171)을 관통하는 돌출부(151)를 이용하여, 상기 캡 다운(170)의 하면에 고정된 서브 플레이트(180)와 전기적으로 연결된다. 여기서, 상기 안전 벤트(150)의 돌출부(151)와 상기 서브 플레이트(180)는 레이저 용접, 초음파 용접, 저항 용접 또는 이의 등가방법으로 용접될 수 있다. 또한, 상기 돌출부(151)의 외주연에는 안전 벤트(150)의 파단을 안내하는 노치(152)가 형성된다.The safety vent 150 is formed as a circular plate corresponding to the cap-up 140, and a protrusion 151 protruding downward is formed at the center. The safety vent 150 is electrically connected to the sub plate 180 fixed to the lower surface of the cap down 170 by using the protrusion 151 passing through the through hole 171 of the cap down 170, do. Here, the protrusion 151 of the safety vent 150 and the sub-plate 180 may be welded by laser welding, ultrasonic welding, resistance welding, or the like. A notch 152 for guiding the break of the safety vent 150 is formed on the outer circumference of the protrusion 151.

상기 안전 벤트(150)의 외주연은 상기 캡 업(140)의 결합부(142)와 밀착되게 설치된다. 또한, 상기 안전 벤트(150)의 가장자리는 상기 결합부(142)을 감싸며 캡 업(140)의 상부로 연장되어 형성된다. 상기 안전 벤트(150)는 상기 케이스(120)의 내부에서 이상 내압 발생시 전류를 차단하면서 내부 가스를 배출시킨다. 상기 안전 벤트(150)는 케이스(120)의 내압이 상기 안전 벤트(150)의 작동 압력 이상이 되면, 상기 캡 다운(170)의 가스 배출홀(172)을 통해 배출되는 가스에 의해 돌출부(151)가 상부로 상승하면서, 상기 서브 플레이트(180)와 전기적으로 분리된다. 이때, 상기 서브 플레이트(180)는 상기 돌출부(151)의 용접된 부분이 찢어지면서 상기 안전 벤트(150)와 전기적으로 분리된다. 그리고, 상기 안전 벤트(150)는 케이스(120)의 내압이 상기 안전 벤트(150)의 작동 압력보다 높은 파단 압력 이상이 되면 상기 노치(152)가 파단되어 이차 전지(100)의 폭발을 방지할 수 있다.The outer periphery of the safety vent 150 is installed in close contact with the engaging portion 142 of the cap up 140. The edge of the safety vent 150 is formed to extend to an upper portion of the cap up 140 to surround the engagement portion 142. The safety vent 150 discharges the internal gas while interrupting the current when an abnormal internal pressure is generated in the case 120. The safety vent 150 is configured such that when the internal pressure of the case 120 is equal to or greater than the operating pressure of the safety vent 150, the gas venting hole 172 of the cap- And is electrically separated from the sub-plate 180 while rising upward. At this time, the subplate 180 is electrically separated from the safety vent 150 by tearing the welded portion of the protrusion 151. When the inner pressure of the safety vent 150 is higher than the operating pressure of the safety vent 150, the safety vent 150 is broken and the explosion of the secondary battery 100 is prevented .

상기 인슐레이터(160)는 상기 안전 벤트(150)와 상기 캡 다운(170) 사이에 개재되어, 상기 안전 벤트(150)와 상기 캡 다운(170) 사이를 절연시킨다. 상기 인슐레이터(160)는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등과 같은 수지재질로 형성될 수 있다.The insulator 160 is interposed between the safety vent 150 and the cap down 170 to insulate the safety vent 150 from the cap down 170. The insulator 160 may be formed of a resin material such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), or the like.

상기 캡 다운(170)은 원형의 판체로 형성된다. 상기 캡 다운(170)의 중앙에는 관통홀(171)이 형성되며, 상기 관통홀(171)에는 상기 안전 벤트(150)의 돌출부(151)가 관통한다. 또한, 상기 캡 다운(170)의 일측에는 가스 배출홀(172)이 형성되며, 상기 가스 배출홀(172)은 상기 케이스(120)의 내부에서 과도한 내압 발생시 내부 가스를 배출시키는 역할을 한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 가스 배출홀(172)은 6개로 형성된다. 따라서, 상기 가스 배출홀(172)은 캡 다운(170)의 중심점으로부터 60도 간격을 이루며 배치된다. 이와 같이 가스 배출홀(172)의 개수를 늘리면, 가스가 배출되는 면적은 그대로 유지하면서 강성을 증가시킬 수 있다. 왜냐하면, 가스 배출홀(172) 사이마다 캡 다운(170)을 지지하는 부분이 형성되기 때문이다. 예를 들어, 캡 다운에 형성된 가스 배출홀이 3개라면 가스 배출홀 사이에 캡 다운을 지지하는 부분도 3군데로 형성되나, 가스 배출홀이 6개라면 가스 배출홀 사이에 캡 다운을 지지하는 부분도 6군데로 늘어나게 된다. 물론, 가스 배출홀의 개수가 2배로 늘어남에 따라 각 가스 배출홀의 크기는 1/2로 줄어든다. 따라서, 가스 배출홀(172)의 개수를 늘리면 가스가 배출되는 면적은 그대로 유지하면서 캡 다운에 가해지는 힘을 분산시킬 수 있게 된다. The cap down 170 is formed as a circular plate. A through hole 171 is formed at the center of the cap down 170 and the protrusion 151 of the safety vent 150 penetrates through the through hole 171. A gas discharge hole 172 is formed at one side of the cap down 170 and the gas discharge hole 172 discharges the internal gas when an excessive internal pressure is generated in the case 120. As shown in FIG. 5, the gas discharge holes 172 are formed in six. Accordingly, the gas discharge holes 172 are disposed at intervals of 60 degrees from the center point of the cap down 170. When the number of the gas discharge holes 172 is increased in this manner, the rigidity can be increased while maintaining the gas discharge area. This is because a portion for supporting the cap down 170 is formed between the gas discharge holes 172. For example, if there are three gas discharge holes formed in the cap-down, there are three parts for supporting the cap-down between the gas discharge holes, but if there are six gas discharge holes, The portion will be increased to 6 places. Of course, as the number of gas discharge holes is doubled, the size of each gas discharge hole is reduced to 1/2. Therefore, by increasing the number of the gas discharge holes 172, it is possible to distribute the force applied to the cap down while maintaining the gas discharge area.

상기 서브 플레이트(180)는 상기 캡 다운(170)의 하부에 위치한다. 상기 서브 플레이트(180)는 상기 캡 다운(170)의 관통홀(171)을 관통하는 안전 벤트(150)의 돌출부(151)와 제 1 전극탭(114) 사이에 용접된다. 이에 따라, 상기 서브 플레이트(180)는 상기 제 1 전극탭(114)과 상기 안전 벤트(150)를 전기적으로 접속시킨다. The sub-plate 180 is located below the cap-down 170. The sub plate 180 is welded between the protrusion 151 of the safety vent 150 passing through the through hole 171 of the cap down 170 and the first electrode tab 114. Accordingly, the sub-plate 180 electrically connects the first electrode tab 114 and the safety vent 150.

상기 가스켓(190)은 케이스(120)의 상단 개구부에 설치된다. 즉, 상기 가스켓(190)은 안전 벤트(150)의 외주연, 상기 케이스(120)의 상단 개구부 사이에 밀착되어 조립된다. 이러한 가스켓(190)은 상기 케이스(120)에서 상기 캡 조립체(130)가 분리되는 것을 방지할 수 있다.The gasket 190 is installed in the upper opening of the case 120. That is, the gasket 190 is closely attached between the outer periphery of the safety vent 150 and the upper end opening of the case 120. The gasket 190 may prevent the cap assembly 130 from being detached from the case 120.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 캡 업(140)에 가스 배출홀을 형성하지 않음으로써, 캡 업(140)의 강도를 증가시켜 이차 전지(100)의 안전성을 향상시킬 수 있다. As described above, the secondary battery 100 according to an embodiment of the present invention does not have a gas discharge hole in the cap up 140, thereby increasing the strength of the cap up 140 and improving the safety of the secondary battery 100 Can be improved.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 이차 전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be modified in various ways within the scope of the present invention as set forth in the following claims It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.

100: 이차 전지 110: 전극 조립체
120: 케이스 121: 측면판
122: 하면판 123: 비딩부
124: 크림핑부 130: 캡 조립체
140: 캡 업 141: 단자부
142: 결합부 143: 연결부
150: 안전 벤트 160: 인슐레이터
170: 캡 다운 180: 서브 플레이트
190: 가스켓100: secondary battery 110: electrode assembly
120: Case 121: Side plate
122: lower plate 123: beading portion
124: Crimping portion 130: Cap assembly
140: cap up 141: terminal portion
142: engaging portion 143: connecting portion
150: Safety Vents 160: Insulator
170: cap down 180: sub-plate
190: Gasket

Claims (10)

전극 조립체;
상기 전극 조립체를 수용하는 케이스;
상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되며, 상기 케이스의 상부를 폐색하는 캡 업을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.An electrode assembly;
A case for accommodating the electrode assembly;
And a cap up that is electrically connected to the electrode assembly and closes an upper portion of the case. 제 1 항에 있어서,
상기 캡 업에는 홀이 형성되지 않은 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method according to claim 1,
Wherein no capping is formed in the cap-up. 제 1 항에 있어서,
상기 캡 업은
중앙에 상부로 볼록하게 형성된 단자부;
상기 단자부의 외주연에 위치한 결합부; 및
상기 단자부와 상기 결합부를 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method according to claim 1,
The cap-
A terminal portion formed to be convex upward in the center;
An engaging portion located at an outer periphery of the terminal portion; And
And a connection portion connecting the terminal portion and the coupling portion. 제 3 항에 있어서,
상기 단자부의 두께는 상기 결합부의 두께보다 얇게 형성되고,
상기 연결부의 두께는 상기 단자부의 두께보다 얇게 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 3,
The thickness of the terminal portion is formed to be thinner than the thickness of the engaging portion,
Wherein a thickness of the connection portion is smaller than a thickness of the terminal portion. 제 3 항에 있어서,
상기 단자부의 두께는 상기 결합부의 두께의 약 20% 내지 40%로 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 3,
And the thickness of the terminal portion is about 20% to 40% of the thickness of the coupling portion. 제 3 항에 있어서,
상기 단자부와 상기 연결부가 만나는 내측 모서리부분은 직각으로 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 3,
Wherein the inner edge portion where the terminal portion and the connection portion meet is formed at a right angle. 제 3 항에 있어서,
상기 캡 업의 하부에 결합되는 안전 벤트;
상기 안전 벤트의 하부에 결합되는 캡 다운; 및
상기 안전 벤트와 상기 캡 다운 사이에 개재된 인슐레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method of claim 3,
A safety vent coupled to a lower portion of the cap up;
A cap down coupled to a lower portion of the safety vent; And
Further comprising an insulator interposed between the safety vent and the cap down. 제 7 항에 있어서,
상기 캡 다운에는 상기 케이스 내부의 가스를 배출하는 가스 배출홀이 형성되고,
상기 가스 배출홀은 6개로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차 전지.8. The method of claim 7,
A gas discharge hole for discharging the gas inside the case is formed in the cap-down,
Wherein the gas discharge hole is formed of six pieces. 제 7 항에 있어서,
상기 단자부와 상기 안전 벤트 사이의 높이는 1.6mm보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지.8. The method of claim 7,
And a height between the terminal portion and the safety vent is greater than 1.6 mm. 제 1 항에 있어서,
상기 케이스의 최상단부에는 상기 캡 업을 고정하는 크림핑부가 형성되고,
상기 케이스의 하면판으로부터 상기 크림핑부까지의 높이는 상기 케이스의 하면판으로부터 상기 캡 업까지의 높이와 동일하거나 높게 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지.The method according to claim 1,
A crimping portion for fixing the cap-up is formed at the upper end of the case,
Wherein a height from the bottom plate to the crimping portion of the case is equal to or higher than a height from the bottom plate to the cap up of the case.
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