KR20180091302A - Rechargeable battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 기재는 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 과충전 안전장치에 연결되는 전극단자를 캡 플레이트에 절연 구조로 설치하는 이차 전지에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to a secondary battery in which an electrode terminal connected to an overcharge safety device is installed in an insulating structure on a cap plate.
이차 전지(rechargeable battery)는 일차 전지와 달리 충전 및 방전을 반복적으로 수행하는 전지이다. 소용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 이차 전지는 하이브리드 자동차 및 전기 자동차의 모터 구동용 전원으로 사용될 수 있다.A rechargeable battery is a battery which repeatedly performs charging and discharging unlike a primary battery. A small secondary battery is used in portable electronic equipment such as a mobile phone, a notebook computer, and a camcorder, and a large secondary battery can be used as a motor driving power source for hybrid vehicles and electric vehicles.
예를 들면, 이차 전지는 충전 및 방전 작용하는 전극 조립체, 전극 조립체를 수용하는 케이스, 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 및 전극 조립체에 전기적으로 연결되어 캡 플레이트에 설치되는 전극단자를 포함한다.For example, the secondary battery includes an electrode assembly for charging and discharging, a case for accommodating the electrode assembly, a cap plate coupled to an opening of the case, and an electrode terminal electrically connected to the electrode assembly and provided on the cap plate.
또한, 이차 전지는 과충전으로 내부에서 발생되는 가스 및 내부 압력을 배출하도록 전극단자와 캡 플레이트 사이에 과충전 안전장치(OSD, overcharge safety device)를 구비할 수 있다.In addition, the secondary battery may include an overcharge safety device (OSD) between the electrode terminal and the cap plate so as to discharge gas generated therein and internal pressure by overcharging.
일례로써, 과충전 안전장치는 전극조립체의 음극에 전기적으로 직접 연결되는 음극 대전부(positive electric charge member)와 양극에 전기적으로 직접 연결되는 양극 대전부(negative electric charge member)를 캡 플레이트의 외부에서 이격시켜 형성하고, 과충전시, 음, 양극 대전부를 서로 단락시키도록 구성된다.For example, the overcharge safety device includes a positive electric charge member electrically connected to a negative electrode of an electrode assembly and a negative electric charge member electrically connected to the positive electrode, And when the battery is overcharged, the negative and positive charging portions are short-circuited.
또한, 과충전 안전장치는 캡 플레이트에 설치되는 전극단자 중 하나를 전극 조립체의 음극이나 양극에 전기적으로 직접 연결하고, 과충전시, 전극단자와 전극 조립체의 전기적인 연결을 차단하도록 구성된다.Also, the overcharge safety device is configured to electrically connect one of the electrode terminals provided on the cap plate to the negative electrode or the positive electrode of the electrode assembly, and to block the electrical connection between the electrode terminal and the electrode assembly when the battery is overcharged.
이러한 과충전 안전장치들은 음극 대전부와 양극 대전부를 절연부재로 절연시키는 구성, 또는 전극단자와 캡 플레이트를 절연부재로 절연시키는 구성을 포함한다. 따라서 과충전 안전장치는 이차 전지에서 부품 개수를 증대시키고 재료비를 상승시킨다.Such overcharge safety devices include a configuration for insulating the cathode charging portion and the anode charging portion with an insulating member, or a configuration for insulating the electrode terminal and the cap plate with an insulating member. Therefore, the overcharge safety device increases the number of components and raises the material cost in the secondary battery.
본 발명의 일 실시예는 전극단자를 캡 플레이트에 절연 구조로 설치할 때, 부품 개수를 감소시키는 이차 전지를 제공하는 것이다.One embodiment of the present invention provides a secondary battery that reduces the number of parts when the electrode terminals are provided in an insulating structure on the cap plate.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 코팅부와 무지부 탭들을 가지는 제1전극과 제2전극을 세퍼레이터의 양측에 배치하여 형성되는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스, 상기 케이스의 개구에 결합되고, 상기 제2전극의 무지부 탭들에 전기적으로 연결되는 캡 플레이트, 상기 캡 플레이트에 전기적인 절연 상태로 설치되어 상기 제1전극의 무지부 탭들에 연결되는 제1전극단자, 상기 캡 플레이트에 절연 필름을 개재하여 접합되는 제2전극단자, 및 상기 캡 플레이트와 상기 제2전극단자를 전기적으로 연결하고, 과충전 시, 상기 캡 플레이트와 상기 제2전극단자의 전기적인 연결을 차단하는 과충전 안전장치를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a secondary battery including: an electrode assembly formed by disposing a first electrode and a second electrode having a coating portion and an uncoated portion on both sides of a separator; a case accommodating the electrode assembly; A cap plate coupled to the opening and electrically connected to the unoccupied taps of the second electrode, a first electrode terminal electrically insulated from the cap plate and connected to the unoccupied taps of the first electrode, A second electrode terminal electrically connected to the plate through an insulating film; and an overcharge protection member electrically connecting the cap plate and the second electrode terminal, and blocking an electrical connection between the cap plate and the second electrode terminal when overcharged, Safety devices.
상기 제2전극단자는 상기 캡 플레이트에 상기 절연 필름을 개재하여 설치되는 터미널 플레이트, 및 상기 과충전 안전장치와 상기 터미널 플레이트를 연결하는 서브 터미널을 포함할 수 있다.The second electrode terminal may include a terminal plate installed on the cap plate through the insulating film, and a sub terminal connecting the overcharge safety device and the terminal plate.
상기 터미널 플레이트, 상기 절연 필름 및 상기 캡 플레이트는 기계적 접합될 수 있다.The terminal plate, the insulating film, and the cap plate may be mechanically bonded.
상기 캡 플레이트는 상기 캡 플레이트의 외부를 향하여 제1내부 공간을 형성하면서 신장되어 상기 전극 조립체를 향하여 돌출되고, 상기 터미널 플레이트는 신장되어 상기 제1내부 공간으로 채워지면서 상기 캡 플레이트의 외부를 향하여 제2공간을 형성하며, 상기 절연 필름은 상기 제1내부 공간에서 상기 캡 플레이트의 내면과 상기 터미널 플레이트의 외면 사이에 배치될 수 있다.The cap plate is extended toward the outside of the cap plate and extends toward the electrode assembly. The terminal plate is extended and filled with the first internal space. The cap plate protrudes toward the outside of the cap plate, 2, and the insulating film may be disposed between the inner surface of the cap plate and the outer surface of the terminal plate in the first inner space.
상기 과충전 안전장치는 상기 캡 플레이트에 형성되는 벤트홀, 및 상기 벤트홀에 설치되어 상기 벤트홀을 밀폐하고 상기 서브 터미널에 연결되는 벤트 플레이트를 포함할 수 있다.The overcharge safety device may include a vent hole formed in the cap plate, and a vent plate installed in the vent hole to seal the vent hole and connected to the sub terminal.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 상기 전극 조립체와 상기 캡 플레이트 사이에 배치되는 탑 인슐레이터를 더 포함할 수 있다.The secondary battery according to an embodiment of the present invention may further include a top insulator disposed between the electrode assembly and the cap plate.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 상기 탑 인슐레이터와 상기 제1전극단자 사이에 배치되는 제1집전부재를 더 포함하고, 상기 제1집전부재는 상기 탑 인슐레이터의 측면을 경유하는 상기 제1전극의 무지부 탭들에 일측으로 연결되고, 상기 제1전극단자에 다른 측으로 연결될 수 있다.The secondary battery according to an embodiment of the present invention may further include a first current collecting member disposed between the top insulator and the first electrode terminal, wherein the first current collecting member is disposed between the top insulator and the first electrode terminal, One end of the first electrode terminal may be connected to the non-conductive tabs of the first electrode, and the other end may be connected to the first electrode terminal.
상기 제1전극단자는 상기 캡 플레이트의 단자홀에 개스킷을 개재하고, 상기 캡 플레이트의 내면에 내부 절연부재를 개재하여 설치되며, 상기 내부 절연부재는 상기 캡 플레이트의 전해액 주입구에 대응하는 제1내부 전해액 주입구를 구비하고, 상기 탑 인슐레이터는 상기 제1내부 전해액 주입구에 대응하는 제2내부 전해액 주입구를 구비할 수 있다.Wherein the first electrode terminal is provided with a gasket in a terminal hole of the cap plate and is provided on an inner surface of the cap plate with an inner insulating member interposed therebetween, And an electrolyte injection port, and the top insulator may include a second inner electrolyte injection port corresponding to the first inner electrolyte injection port.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 상기 탑 인슐레이터와 상기 캡 플레이트 사이에 배치되는 제2집전부재를 더 포함하고, 상기 제2집전부재는 상기 탑 인슐레이터의 측면을 경유하는 상기 제2전극의 무지부 탭들에 일측으로 연결되고, 상기 캡 플레이트에 다른 측으로 연결될 수 있다.The secondary battery according to an embodiment of the present invention may further include a second current collecting member disposed between the top insulator and the cap plate, wherein the second current collecting member is disposed between the top surface of the second electrode And may be connected to the cap plate on the other side.
상기 탑 인슐레이터와 상기 캡 플레이트 사이에 배치되는 제2집전부재는 상기 벤트홀에 대응하는 제1내부 벤트홀을 구비할 수 있다.The second current collecting member disposed between the top insulator and the cap plate may include a first internal vent hole corresponding to the vent hole.
상기 탑 인슐레이터는 상기 제1내부 벤트홀에 대응하는 제2내부 벤트홀을 구비할 수 있다.The top insulator may include a second inner vent hole corresponding to the first inner vent hole.
이와 같이 본 발명의 일 실시예는, 캡 플레이트에 절연 필름을 개재하여 제2전극단자를 접합하고, 캡 플레이트와 제2전극단자를 과충전 안전장치로 연결하므로 제2전극단자를 캡 플레이트에 절연 구조로 설치할 때, 부품 개수를 감소시킬 수 있다.As described above, according to one embodiment of the present invention, since the second electrode terminal is bonded to the cap plate through the insulating film, and the cap plate and the second electrode terminal are connected to each other by the overcharge safety device, The number of parts can be reduced.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 3에 적용되는 전극 조립체의 사시도이다.
도 5는 도 3의 전극 조립체와 집전부재를 분해한 상태의 사시도이다.
도 6은 도 2에 적용되는 과충전 안전장치와 전극단자(양극단자)를 캡 플레이트로부터 분해한 상태의 사시도이다.
도 7은 도 6을 조립하여 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 자른 단면도이다.1 is a perspective view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
3 is a sectional view taken along line III-III in Fig.
FIG. 4 is a perspective view of an electrode assembly applied to FIG. 3; FIG.
5 is a perspective view of the electrode assembly and the current collecting member of Fig. 3 in a disassembled state.
Fig. 6 is a perspective view of the overcharge safety device and the electrode terminal (positive electrode terminal) applied to Fig.
7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII of FIG.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이며, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 이차 전지는 전류를 충전 및 방전하는 전극 조립체(10), 전극 조립체(10)와 전해액을 내장하는 케이스(30), 케이스(30)의 개구(31)에 결합되어 개구(31)를 밀폐하는 캡 플레이트(40), 캡 플레이트(40)에 설치되는 제1전극단자(51, 일례로써, 음극단자)와 제2전극단자(52, 일례로써, 양극단자), 및 과충전 안전장치(60)를 포함한다.Referring to FIGS. 1 to 3, a secondary battery according to an embodiment includes an
이차 전지는 전기 절연재로 형성되는 탑 인슐레이터(20)를 더 포함할 수 있다. 탑 인슐레이터(20)는 전극 조립체(10)와 캡 플레이트(40) 사이에 배치된다. 따라서 탑 인슐레이터(20)는 전극 조립체(10)와 캡 플레이트(40)를 전기적으로 절연한다.The secondary battery may further include a
또한, 이차 전지는 탑 인슐레이터(20)와 제1전극단자(51) 사이에 배치되는 제1집전부재(71)를 더 포함하고, 제2전극단자(52) 측에서 탑 인슐레이터(20)와 캡 플레이트(40) 사이에 배치되는 제2집전부재(72)를 더 포함할 수 있다. 따라서 탑 인슐레이터(20)는 제1, 제2집전부재(71, 72)와 전극 조립체(10)를 전기적으로 더 절연한다.The secondary battery further includes a first
케이스(30)는 플레이트 모양의 전극 조립체(10)와 전해액을 수용할 수 있도록 내부 공간을 설정한다. 예를 들면, 케이스(30)는 대략 직육면체로 형성되고, 전극 조립체(10)를 삽입하도록 그 일측에 사각형의 개구(31)를 구비한다.The
캡 플레이트(40)는 케이스(30)의 개구(31)에 결합되어 케이스(30)를 밀폐한다. 일례로써, 케이스(30)와 캡 플레이트(40)는 알루미늄으로 형성되어 개구(31)에서 서로 용접될 수 있다. 캡 플레이트(40)는 제1전극단자(51)가 설치되는 단자홀(H1)을 구비한다.The
캡 플레이트(40)는 전해액 주입구(42)를 더 구비한다. 전해액 주입구(42)는 케이스(30)에 캡 플레이트(40)를 결합하여 용접한 후, 캡 플레이트(40) 및 케이스(30)의 내부로 전해액을 주입할 수 있게 한다. 전해액 주입 후, 전해액 주입구(42)는 밀봉 마개(420)로 밀봉된다.The cap plate (40) further includes an electrolyte injection port (42). The
도 4는 도 3에 적용되는 전극 조립체의 사시도이다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 전극 조립체(10)는 전기 절연재인 세퍼레이터(13)의 양측에 제1전극(11, 예를 들면, 음극)과 제2전극(12, 예를 들면, 양극)을 구비하고, 음극(11), 세퍼레이터(13) 및 양극(12)을 권취 또는 적층(미도시)하여 형성된다. 편의상, 권취 구조의 전극 조립체(10)를 설명한다.FIG. 4 is a perspective view of an electrode assembly applied to FIG. 3; FIG. 2 to 4, the
음, 양극(11, 12)은 각각 금속박(예를 들면, Cu, Al 포일)의 집전체에 활물질을 도포한 코팅부(111, 121), 및 활물질을 도포하지 않아서 노출된 집전체로 형성되는 무지부 탭(112, 122)을 포함한다. 무지부 탭(112, 122)은 권취된 전극 조립체(10)의 일단에 배치되고, 전극 조립체(10)의 1회 권취 범위(T) 내에서 거리(D)를 두고 배치된다.The
즉, 음극(11)의 무지부 탭들(112)은 권취되는 전극 조립체(10)의 일단(도 4의 상단)에서 일측(도 4의 좌측)에 배치되고, 양극(12)의 무지부 탭들(122)은 권취되는 전극 조립체(10)의 동일단(도 4의 상단)에서 거리(D)를 두고 다른 측(도 4의 우측)에 배치된다.The
이와 같이, 음, 양극(11, 12)에서 무지부 탭들(112, 122)이 전극 조립체(10)의 권취 회당 하나씩 구비되어 충전 및 방전되는 전류를 흐르게 하므로 무지부 탭들(112, 122)의 전체 저항이 감소된다. 따라서 전극 조립체(10)는 무지부 탭들(112, 122)을 통하여 고전류를 충전 및 방전할 수 있다.Since the
전극 조립체(10)는 하나로 형성될 수도 있으나(미도시) 제1실시예에서 2개로 형성되어 있다. 즉 전극 조립체(10)는 캡 플레이트(40)의 폭 방향(x축 방향)으로 나란하게 배치되는 제1조립체(101)와 제2조립체(102)를 포함한다.The
또한, 제1, 제2조립체(101, 102)는 대략 직육면체 형상으로 이루어지는 케이스(30)의 내부 공간에 수용될 수 있도록 y축 방향 양단에서 반원을 형성하는 플레이트 모양으로 형성될 수 있다.The first and
도 5는 도 3의 전극 조립체와 집전부재를 분해한 상태의 사시도이다. 도 3 내지 도 5를 참조하면, 전극 조립체(10), 즉 제1, 제2조립체(101, 102)는 x축 방향으로 나란하게 배치되어 병렬로 연결된다. 제1, 제2전극단자(51, 52)는 캡 플레이트(40)에 각각 설치되어, 각각의 무지부 탭(112, 122)을 통하여 제1, 제2조립체(101, 102)에 전기적으로 연결된다.5 is a perspective view of the electrode assembly and the current collecting member of Fig. 3 in a disassembled state. 3 to 5, the
무지부 탭들(112, 122)은 제1, 제2집전부재(71, 72)를 개재하여 제1, 제2조립체(101, 102)를 제1, 제2전극단자(51, 52)에 연결한다. 일례로써, 무지부 탭들(112, 122)은 복수의 군으로 형성될 수 있다.The
무지부 탭들(112, 122)은 제1탭군(G11, G21)과 제2탭군(G12, G22)을 포함한다. 제1탭군(G11, G21)은 제1조립체(101)의 음, 양극들(11, 12)에 각각 연결되고, 제2탭군(G12, G22)은 제2조립체(102)의 음, 양극들(11, 12)에 각각 연결된다.The
제1탭군(G11, G21)은 제2방향(x축 방향)의 일측에서 반대측을 향하여 절곡되어 제1, 제2집전부재(71, 72)에 각각 용접으로 연결된다. 제2탭군(G12, G22)은 제2방향(x축 방향)에서 제1탭군(G11, G21)의 반대측에서 제1탭군(G11, G21)을 향하여 절곡되어 제1, 제2집전부재(71, 72)에 각각 용접으로 연결된다.The first tab groups G11 and G21 are bent from one side toward the opposite side in the second direction (x-axis direction) and are welded to the first and second
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 제1전극단자(51)는 캡 플레이트(40)의 단자홀(H1)에 전기적인 절연 상태로 설치되어 무지부 탭들(112)에 전기적으로 연결된다. 예를 들면, 제1전극단자(51)는 리벳부(512)와 내부 플레이트(511) 및 외부 플레이트(513)를 포함한다.2 and 3, the
제1집전부재(71)는 탑 인슐레이터(20)의 측면을 경유하는 제1전극(11)의 무지부 탭들(112)에 일측으로 연결되고, 제1전극단자(51)의 무지부 탭들(112)에 다른 측으로 연결된다.The first current collecting
제1전극단자(51)는 캡 플레이트(40) 내면과의 사이에 내부 절연부재(611)와 개스킷(621)을 개재하여, 캡 플레이트(40)와 전기적으로 절연된다. 내부 절연부재(611)는 일측으로 캡 플레이트(40)에 밀착되고 다른 일측으로 제1전극단자(51)의 내부 플레이트(511)와 리벳부(512)에 밀착된다.The
개스킷(621)은 제1전극단자(51)의 리벳부(512)와 캡 플레이트(40)의 단자홀(H1) 내면 사이에 설치되어, 리벳부(512)와 캡 플레이트(40)의 단자홀(H1) 사이를 실링하고 전기적으로 절연한다. 또한, 개스킷(621)은 내부 절연부재(611)와 캡 플레이트(40)의 내면 사이에 더 연장 설치되어, 내부 절연부재(611)와 캡 플레이트(40) 사이를 더욱 실링한다.The
개스킷(621) 및 내부 절연부재(611)를 개재하여 리벳부(512)를 단자홀(H1)에 삽입하고, 외부 절연부재(631)를 개재하여 외부 플레이트(513)의 결합홀(514)에 리벳부(512)를 삽입한 후, 결합홀(514)의 주위를 코킹(caulking) 또는 용접함으로써, 리벳부(512)가 외부 플레이트(513)에 고정된다. 이로써, 제1전극단자(51)가 캡 플레이트(40)에 절연 및 실링 구조로 설치될 수 있다.The
내부 절연부재(611)는 캡 플레이트(40)의 전해액 주입구(42)에 대응하는 제1내부 전해액 주입구(421)를 구비하고, 탑 인슐레이터(20)는 제1내부 전해액 주입구(421)에 대응하는 제2내부 전해액 주입구(422)를 포함한다. 따라서 전해액 주입구(42)로 주입되는 전해액은 제1, 제2내부 전해액 주입구(421, 422)를 경유하여 전극 조립체(10)에 안정적으로 주입될 수 있다.The inner insulating
도 6은 도 2에 적용되는 과충전 안전장치와 전극단자(양극단자)를 캡 플레이트로부터 분해한 상태의 사시도이고, 도 7은 도 6을 조립하여 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 자른 단면도이다.FIG. 6 is a perspective view of the overcharge safety device and the electrode terminal (anode terminal) applied to FIG. 2 in a state in which the electrode terminal (anode terminal) is disassembled from the cap plate, and FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII of FIG.
도 2, 도 6, 및 도 7을 참조하면, 제2전극단자(52, 양극단자)는 절연 필름(632)를 개재하여 캡 플레이트(40)에 접합된다. 따라서 캡 플레이트(40)는 제2전극단자(52)와 전기적으로 절연 상태를 유지할 수 있다. 그리고 캡 플레이트(40)는 제2전극(12, 양극)의 무지부 탭들(122)에 전기적으로 연결된다. 따라서 캡 플레이트(40)는 제2전극(12, 양극)으로 대전된다.Referring to FIGS. 2, 6 and 7, the second electrode terminal 52 (positive terminal) is bonded to the
과충전 안전장치(60)는 캡 플레이트(40)와 제2전극단자(52)를 전기적으로 연결하고, 과충전 시, 캡 플레이트(40)와 제2전극단자(52)의 전기적인 연결을 차단하도록 구성된다. 따라서 제2전극단자(52)는 과충전 안전장치(60)를 통하여 캡 플레이트(40)에 전기적으로 연결되어 양극단자로 작용한다.The
예를 들면, 과충전 안전장치(60)는 캡 플레이트(40)에 형성되는 벤트홀(41), 및 벤트홀(41)에 설치되어 벤트홀(41)을 밀폐하고 제2전극단자(52)에 연결되는 벤트 플레이트(43)를 포함한다. 벤트홀(41) 및 벤트 플레이트(43)는 z축 방향에서 제2집전부재(72)에 대응하여 그 상방에 구비된다.For example, the
벤트 플레이트(43)는 벤트홀(41)에 용접되는 후막부(431)와, 직경 방향에서 후막부(431)의 내측에 구비되는 박막부(432), 및 박막부(432)와 후막부(431) 사이의 절개를 유도하도록 형성되는 노치(433)를 포함한다. 또한 벤트 플레이트(43)는 직경 방향에서 박막부(432)의 내측에 구비되고 후막부(431)보다 더 두껍게 형성되는 용접부(434)를 더 포함한다.The
제2전극단자(52)는 캡 플레이트(40)의 절연 필름(632)을 개재하여 설치되는 터미널 플레이트(523), 및 과충전 안전장치(60)와 터미널 플레이트(523)를 연결하는 서브 터미널(522)을 포함한다. 이때, 벤트 플레이트(43)의 용접부(434)는 서브 터미널(522)에 연결된다.The
또한, 서브 터미널(522)은 노치(525, 526)를 구비한다. 벤트 플레이트(43)가 노치(433)에서 절개되어 벤트홀(41)을 개방할 때, 노치(525, 526)는 서브 플레이트(522)의 절곡을 유도하여 벤트홀(41)의 개방을 원활하게 한다.In addition, the sub-terminal 522 has
일례로써, 터미널 플레이트(523), 절연 필름(632) 및 캡 플레이트(40)는 기계적 접합된다. 기계적 접합은 구성 부품들의 기계적인 변형으로 결합 및 접합되는 기계적 프레스(mechanical press), 기계적 크린칭(mechanical clinching), 판금 접합 또는 톡스(TOX) 접합을 포함한다.As an example, the
접합된 상태에서, 캡 플레이트(40)는 외부를 향하여 제1내부 공간(S1)을 형성하면서 z축 방향으로 신장되어 전극 조립체(10)를 향하여 내측으로 돌출되고, 터미널 플레이트(523)는 z축 방향으로 신장되어 제1내부 공간(S1)으로 채워지면서 캡 플레이트(40)의 외부를 향하여 제2내부 공간(S2)을 형성한다.The
그리고 절연 필름(632)은 제1내부 공간(S1)에서 캡 플레이트(40)의 내면과 터미널 플레이트(523)의 외면 사이에 배치된다. 기계적 접합에 의하여, 터미널 플레이트(523)는 절연 필름(632)을 개재하여 캡 플레이트(40)의 외면에 고정 설치된다. 절연 필름(632)은 고연성을 가지므로 터미널 플레이트(523)와 캡 플레이트(40)의 기계적 접합에도 불구하고 전기 절연 구조를 유지할 수 있다.The insulating
이와 같이, 제2전극단자(52)는 터미널 플레이트(523)와 서브 플레이트(522) 및 절연 필름(632)을 구비하고, 절연 필름(632)을 개재하여 터미널 플레이트(523)와 캡 플레이트(40)를 기계적 접합하여 형성된다. 따라서 제2전극단자(52)를 구성하는 구품의 개수가 크게 감소되고, 이로 인하여, 재료비가 감소된다.The
한편, 제2집전부재(72)는 탑 인슐레이터(20)의 측면을 경유하는 제2전극(12)의 무지부 탭들(122)에 일측으로 연결되고, 캡 플레이트(40)의 내면에 다른 측으로 연결된다. 따라서 캡 플레이트(40)는 제2전극(12), 즉 양극으로 대전된다.The second current collecting
제2집전부재(72)는 탑 인슐레이터(20)와 캡 플레이트(40) 사이에 배치되며, 벤트홀(41)에 대응하는 제1내부 벤트홀(441)을 구비하고, 탑 인슐레이터(20)는 제1내부 벤트홀(441)에 대응하는 제2내부 벤트홀(442)을 구비한다. 따라서 과충전시, 내부에서 발생되는 기체 및 내부 압력은 제2, 제1내부 벤트홀(442, 441)를 경유하고, 벤트홀(41)을 통하여 벤트 플레이트(43)에 작용하며, 벤트 플레이트(43)를 절개하여 벤트홀(41)을 통하여 안정적으로 배출될 수 있다.The second current collecting
과충전 등에 의하여, 이차 전지의 내부 압력이 설정 압력에 이르면, 과충전 안전장치(60)의 벤트 플레이트(43)가 노치(433)에서 절개된다. 따라서 노치(433) 내부에 구비되는 박막부(432)와 용접부(434)가 후막부(431)로부터 분리된다. 즉 벤트 플레이트(43)에서 전류 경로가 차단된다. 이로 인하여, 벤트 플레이트(43)의 용접부(434)에 서브 터미널(522)로 연결되는 제2전극단자(52)에는 전류가 차단된다.The
이때, 노치(525, 526)가 서브 터미널(522)의 절곡을 유도한다. 따라서 벤트 플레이트(43)는 서브 터미널(522)의 방해를 받지 않고, 벤트홀(41)을 안정적으로 개방할 수 있다. At this time, the
이와 같이, 과충전시, 벤트 플레이트(43)가 노치(433)에서 분리되고, 서브 플레이트(522)가 노치(525, 526)에서 절곡되므로 이차 전지에서 전류가 안정적으로 차단될 수 있다.In this way, when the battery is overcharged, the
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And it goes without saying that the invention belongs to the scope of the invention.
10: 전극 조립체
11: 제1전극(음극)
12: 제2전극(양극)
13: 세퍼레이터
20: 탑 인슐레이터
30: 케이스
31: 개구
40: 캡 플레이트
41: 벤트홀
42: 전해액 주입구
43: 벤트 플레이트
51, 52: 제1, 제2전극단자
60: 과충전 안전장치
71, 72: 제1, 제2집전부재
101, 102: 제1, 제2조립체
111, 121: 코팅부
112, 122: 무지부 탭
420: 밀봉 마개
421, 422: 제1, 제2내부 전해액 주입구
431: 후막부
432: 박막부
433, 525, 526: 노치
434: 용접부
441, 442: 제1, 제2내부 벤트홀
511: 내부 플레이트
512: 리벳부
513: 외부 플레이트
514: 결합홀
522: 서브 터미널
523: 터미널 플레이트
611: 내부 절연부재
621: 개스킷
631: 외부 절연부재
632: 절연 필름
D: 거리
G11, G21: 제1탭군
G12, G22: 제2탭군
H1: 단자홀
S1, S2: 제1, 제2내부 공간
T: 1회 권취 범위10: electrode assembly 11: first electrode (cathode)
12: second electrode (positive electrode) 13: separator
20: Top insulator 30: Case
31: opening 40: cap plate
41: vent hole 42: electrolyte injection hole
43:
60:
101, 102: first and
112, 122: uncoated tab 420: sealing cap
421, 422: first and second inner electrolyte injection ports 431:
432:
434: welding
511: inner plate 512: rivet portion
513: outer plate 514: engaging hole
522: Sub terminal 523: Terminal plate
611: inner insulating member 621: gasket
631: outer insulating member 632: insulating film
D: distance G11, G21: first taps
G12, G22: second tab group H1: terminal hole
S1, S2: First and second inner spaces T: One winding range
Claims (11)
상기 전극 조립체를 수용하는 케이스;
상기 케이스의 개구에 결합되고, 상기 제2전극의 무지부 탭들에 전기적으로 연결되는 캡 플레이트;
상기 캡 플레이트에 전기적인 절연 상태로 설치되어 상기 제1전극의 무지부 탭들에 연결되는 제1전극단자;
상기 캡 플레이트에 절연 필름을 개재하여 접합되는 제2전극단자; 및
상기 캡 플레이트와 상기 제2전극단자를 전기적으로 연결하고, 과충전 시, 상기 캡 플레이트와 상기 제2전극단자의 전기적인 연결을 차단하는 과충전 안전장치
를 포함하는 이차 전지.An electrode assembly formed by disposing a first electrode and a second electrode on both sides of a separator, the electrode having a coating portion and a non-coated portion tab;
A case for accommodating the electrode assembly;
A cap plate coupled to the opening of the case and electrically connected to the unoccupied taps of the second electrode;
A first electrode terminal provided on the cap plate in an electrically insulated state and connected to the non-conductive tabs of the first electrode;
A second electrode terminal connected to the cap plate through an insulating film; And
An overcharge safety device for electrically connecting the cap plate and the second electrode terminal and for blocking an electrical connection between the cap plate and the second electrode terminal when overcharged,
. ≪ / RTI >
상기 제2전극단자는
상기 캡 플레이트에 상기 절연 필름을 개재하여 설치되는 터미널 플레이트, 및
상기 과충전 안전장치와 상기 터미널 플레이트를 연결하는 서브 터미널을 포함하는 이차 전지.The method according to claim 1,
The second electrode terminal
A terminal plate provided on the cap plate with the insulating film interposed therebetween,
And a sub terminal connecting the overcharge safety device and the terminal plate.
상기 터미널 플레이트, 상기 절연 필름 및 상기 캡 플레이트는
기계적 접합되는 이차 전지.3. The method of claim 2,
The terminal plate, the insulating film, and the cap plate
Mechanical bonded secondary battery.
상기 캡 플레이트는
상기 캡 플레이트의 외부를 향하여 제1내부 공간을 형성하면서 신장되어 상기 전극 조립체를 향하여 돌출되고,
상기 터미널 플레이트는
신장되어 상기 제1내부 공간으로 채워지면서 상기 캡 플레이트의 외부를 향하여 제2공간을 형성하며,
상기 절연 필름은
상기 제1내부 공간에서 상기 캡 플레이트의 내면과 상기 터미널 플레이트의 외면 사이에 배치되는 이차 전지.3. The method of claim 2,
The cap plate
A cap plate protruding toward the electrode assembly while being elongated while forming a first internal space toward the outside of the cap plate,
The terminal plate
And a second space is formed toward the outside of the cap plate while being filled with the first inner space,
The insulating film
Wherein the cap plate is disposed between the inner surface of the cap plate and the outer surface of the terminal plate in the first inner space.
상기 과충전 안전장치는
상기 캡 플레이트에 형성되는 벤트홀, 및
상기 벤트홀에 설치되어 상기 벤트홀을 밀폐하고 상기 서브 터미널에 연결되는 벤트 플레이트를 포함하는 이차 전지.The method of claim 3,
The overcharge safety device
A vent hole formed in the cap plate, and
And a vent plate installed in the vent hole to seal the vent hole and connected to the sub terminal.
상기 전극 조립체와 상기 캡 플레이트 사이에 배치되는 탑 인슐레이터를 더 포함하는 이차 전지.6. The method of claim 5,
And a top insulator disposed between the electrode assembly and the cap plate.
상기 탑 인슐레이터와 상기 제1전극단자 사이에 배치되는 제1집전부재를 더 포함하고,
상기 제1집전부재는
상기 탑 인슐레이터의 측면을 경유하는 상기 제1전극의 무지부 탭들에 일측으로 연결되고,
상기 제1전극단자에 다른 측으로 연결되는 이차 전지.The method according to claim 6,
Further comprising a first current collecting member disposed between the top insulator and the first electrode terminal,
The first current collector
A first electrode connected to one of the uncoated tabs of the first electrode via a side surface of the top insulator,
And the first electrode terminal is connected to the other side.
상기 제1전극단자는
상기 캡 플레이트의 단자홀에 개스킷을 개재하고, 상기 캡 플레이트의 내면에 내부 절연부재를 개재하여 설치되며,
상기 내부 절연부재는
상기 캡 플레이트의 전해액 주입구에 대응하는 제1내부 전해액 주입구를 구비하고,
상기 탑 인슐레이터는
상기 제1내부 전해액 주입구에 대응하는 제2내부 전해액 주입구를 구비하는 이차 전지.8. The method of claim 7,
The first electrode terminal
A gasket is interposed between the terminal hole of the cap plate and the inner surface of the cap plate through an inner insulating member,
The inner insulating member
And a first internal electrolyte injection port corresponding to an electrolyte injection port of the cap plate,
The top insulator
And a second inner electrolyte injection port corresponding to the first inner electrolyte injection port.
상기 탑 인슐레이터와 상기 캡 플레이트 사이에 배치되는 제2집전부재를 더 포함하고,
상기 제2집전부재는
상기 탑 인슐레이터의 측면을 경유하는 상기 제2전극의 무지부 탭들에 일측으로 연결되고,
상기 캡 플레이트에 다른 측으로 연결되는 이차 전지.The method according to claim 6,
Further comprising a second current collecting member disposed between the top insulator and the cap plate,
The second current collector
The first electrode being connected to the uncoated tabs of the second electrode via the side of the top insulator,
And the cap plate is connected to the other side.
상기 탑 인슐레이터와 상기 캡 플레이트 사이에 배치되는 제2집전부재는
상기 벤트홀에 대응하는 제1내부 벤트홀을 구비하는 이차 전지.The method according to claim 6,
And a second current collecting member disposed between the top insulator and the cap plate
And a first internal vent hole corresponding to the vent hole.
상기 탑 인슐레이터는
상기 제1내부 벤트홀에 대응하는 제2내부 벤트홀을 구비하는 이차 전지.11. The method of claim 10,
The top insulator
And a second internal vent hole corresponding to the first internal vent hole.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |