KR20190096650A - Rechargeable battery - Google Patents

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Abstract

An embodiment of the present invention is to provide a secondary battery which blocks current of an electrode assembly at an electrode terminal and secures safety by discharging inner pressure when the inner pressure increases due to overcharging. According to an embodiment of the present invention, the secondary battery comprises: an electrode assembly formed to arrange an electrode in both sides of a separator; a case accommodating the electrode assembly; a cab plate coupled to an opening of the case to seal the case; a current collector electrically connected to the electrode assembly; and an electrode terminal connected to the current collector, having a terminal hole, and installed in the cab plate. The electrode terminal includes: a terminal plate installed in the cap plate; and a vent member arranged in the terminal hole and having one side connected to the terminal plate, and the other side connected to the current collector, and broken by the inner pressure.

Description

이차 전지 {RECHARGEABLE BATTERY}Secondary Battery {RECHARGEABLE BATTERY}

본 기재는 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극 조립체에 연결되는 집전체를 캡 플레이트에 설치되는 전극단자에 연결하는 이차 전지에 관한 것이다.The present disclosure relates to a secondary battery, and more particularly, to a secondary battery connecting a current collector connected to an electrode assembly to an electrode terminal provided 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 that repeatedly performs charging and discharging, unlike a primary battery. Small capacity secondary batteries can be used in portable electronic devices such as mobile phones, notebook computers and camcorders, and large capacity secondary batteries can be used as power sources for driving motors of hybrid vehicles and electric vehicles.

예를 들면, 이차 전지는 충전 및 방전 작용하는 전극 조립체, 전극 조립체를 수용하는 케이스, 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 전극 조립체를 캡 플레이트의 외측으로 인출하는 전극단자, 및 과충전시 외부 단락되어 전극 조립체에 충전되어 있는 전류를 방전시키는 과충전 안전 장치(OSD; overcharge safety device)를 포함한다.For example, the secondary battery may include an electrode assembly for charging and discharging, a case accommodating the electrode assembly, a cap plate coupled to the opening of the case, an electrode terminal for drawing the electrode assembly out of the cap plate, and an external short circuit during overcharging. And an overcharge safety device (OSD) for discharging the current charged in the electrode assembly.

일례를 들면, 과충전 안전 장치는 음극 단자에 구비되어, 과충전 시 발생되는 내부 압력에 따라 이격 또는 단락되면서 정상 구동 또는 외부 단락되는 단락 탭과 멤브레인을 포함한다. 단락 탭은 음극 단자에 전기적으로 연결되고 절연부재를 개재하여 캡 플레이트의 외측에 배치된다. 멤브레인은 단락 탭을 향하여 캡 플레이트의 단락 홀에 설치된다.For example, the overcharge safety device is provided in the negative terminal, and includes a short-circuit tab and a membrane that is normally driven or externally shorted while being spaced or shorted according to an internal pressure generated during overcharging. The shorting tab is electrically connected to the negative terminal and disposed outside the cap plate via an insulating member. The membrane is installed in the shorting hole of the cap plate towards the shorting tab.

따라서 과충전 안전 장치는 단락 홀, 멤브레인 및 단락 탭에 의하여 구조를 복잡하게 하며, 내부 압력에 의하여 멤브레인이 반전되어 단락 탭에 접촉되는 2단의 작동으로 안전성을 확보하고 있습니다.Therefore, the overcharge safety device complicates the structure by short-circuit hole, membrane and short-circuit tap, and safety is secured by two-stage operation where the membrane is inverted and contacted with short-circuit tap by internal pressure.

본 발명의 일 실시예는 과충전으로 내부 압력 상승 시, 전극단자에서 전극 조립체의 전류를 차단하고, 내부 압력을 배출하여 안전성을 확보하는 이차 전지를 제공하는 것이다.One embodiment of the present invention is to provide a secondary battery that blocks the current of the electrode assembly in the electrode terminal when the internal pressure rises due to overcharging, and discharge the internal pressure to ensure safety.

본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 전극을 세퍼레이터의 양측에 배치하여 형성되는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스, 상기 케이스의 개구에 결합되어 상기 케이스를 밀폐하는 캡 플레이트, 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 집전체, 및 상기 집전체에 연결되고 단자홀을 구비하는 상기 캡 플레이트에 설치되는 전극단자를 포함하며, 상기 전극단자는 상기 캡 플레이트에 설치되는 터미널 플레이트, 및 상기 단자홀에 배치되어 일측으로 상기 터미널 플레이트에 연결되고 다른 일측으로 상기 집전체에 연결되며 내부 압력에 의하여 파단되는 벤트 부재를 포함한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a secondary battery includes an electrode assembly formed by disposing electrodes on both sides of a separator, a case accommodating the electrode assembly, a cap plate coupled to an opening of the case to seal the case, and the electrode A current collector electrically connected to the assembly, and an electrode terminal provided on the cap plate connected to the current collector and having a terminal hole, wherein the electrode terminal is a terminal plate installed on the cap plate, and the terminal hole. And a vent member disposed at one side thereof, connected to the terminal plate at one side, and connected to the current collector at the other side, and broken by an internal pressure.

상기 벤트 부재는 원통으로 형성되며, 상기 터미널 플레이트 측에서 폐쇄되어 상기 터미널 플레이트에 연결되고, 상기 집전체를 향하여 개방될 수 있다.The vent member may be formed in a cylindrical shape, closed at the terminal plate side, connected to the terminal plate, and open toward the current collector.

상기 벤트 부재는 원통의 외주에 절개 홈을 구비할 수 있다.The vent member may have a cutout groove at an outer circumference of the cylinder.

상기 절개 홈은 원통의 외주 전 영역에 형성될 수 있다.The cutting groove may be formed in the entire outer circumference of the cylinder.

상기 절개 홈은 상기 벤트 부재의 길이 방향을 따라 복수의 단차로 형성될 수 있다.The cutting groove may be formed in a plurality of steps along the length direction of the vent member.

상기 절개 홈은 원통의 외주를 따라 이격되어 복수로 형성될 수 있다.The cutting groove may be formed in a plurality spaced apart along the outer periphery of the cylinder.

본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 상기 벤트 부재의 내부에서 배출되는 압력의 배출을 유도하도록 상기 절개 홈의 외주에 구비되는 배출 유도구를 더 포함할 수 있다.The secondary battery according to an embodiment of the present invention may further include a discharge induction port provided on the outer circumference of the cutting groove so as to induce the discharge of the pressure discharged from the inside of the vent member.

상기 전극단자는 상기 캡 플레이트와 상기 터미널 플레이트 사이에 절연부재를 배치하여 설치되며, 상기 배출 유도구는 상기 절개 홈의 외주에 대응하도록 상기 캡 플레이트에 접촉되는 상기 절연부재에 형성될 수 있다.The electrode terminal may be installed by disposing an insulating member between the cap plate and the terminal plate, and the discharge induction hole may be formed in the insulating member in contact with the cap plate so as to correspond to the outer circumference of the cutting groove.

상기 전극단자는 상기 캡 플레이트와 상기 터미널 플레이트 사이에 도전부재를 배치하여 설치되며, 상기 배출 유도구는 상기 절개 홈의 외주에 대응하도록 상기 캡 플레이트에 접촉되는 상기 도전부재에 형성될 수 있다.The electrode terminal may be installed by disposing a conductive member between the cap plate and the terminal plate, and the discharge induction hole may be formed in the conductive member contacting the cap plate so as to correspond to the outer circumference of the cutting groove.

상기 전극단자는 개스킷을 개재하여 상기 벤트 부재와 상기 집전체 사이에 개재되어 상기 벤트 부재와 상기 집전체를 서로 연결하는 플랜지를 더 포함할 수 있다.The electrode terminal may further include a flange interposed between the vent member and the current collector via a gasket to connect the vent member and the current collector to each other.

상기 플랜지는 결합 구멍을 형성하여 상기 벤트 부재의 외주와 용접되어 상기 벤트 부재의 개방을 유지하며, 돌기를 구비하여 상기 집전체에 결합 및 용접될 수 있다.The flange may form a coupling hole to be welded to the outer circumference of the vent member to maintain the opening of the vent member. The flange may include a protrusion to be coupled and welded to the current collector.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전극단자의 벤트 부재를 단자홀에 배치하여, 터미널 플레이트와 집전체를 연결하므로 과충전으로 내부 압력이 상승하면, 벤트 부재가 파단된다. 따라서 전극단자에서 전극 조립체의 전류가 차단되고, 과충전 내부 압력이 배출되면서 이차 전지의 안전성이 확보될 수 있다.As described above, according to the exemplary embodiment of the present invention, the vent member of the electrode terminal is disposed in the terminal hole, thereby connecting the terminal plate and the current collector, and thus the vent member is broken when the internal pressure increases due to overcharging. Therefore, the current of the electrode assembly is blocked at the electrode terminal, and the safety of the secondary battery can be secured while the overcharged internal pressure is discharged.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 2에 적용된 전극 조립체, 집전체 및 벤트 부재의 분해 사시도이다.
도 4는 도 1 의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 도 1의 Ⅴ-Ⅴ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 6은 과충전으로 내부 압력 상승 시, 전류를 차단하고 내부 압력을 배출하는 벤트 부재의 작동 상태도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 이차 전지에 적용되는 벤트 부재의 작동 상태를 도시한 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 이차 전지에 적용되는 벤트 부재의 사시도이다.1 is a perspective view of a rechargeable battery according to a first exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1.
3 is an exploded perspective view of an electrode assembly, a current collector, and a vent member applied to FIG. 2.
4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 1.
5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 1.
6 is an operating state diagram of the vent member for blocking current and discharging the internal pressure when the internal pressure rises due to overcharging.
7 is a partial cross-sectional view showing an operating state of a vent member applied to a rechargeable battery according to a second exemplary embodiment of the present invention.
8 is a perspective view of a vent member applied to a rechargeable battery according to a third exemplary embodiment of the present invention.

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, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지의 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 이차 전지는 전류를 충전 및 방전하는 전극 조립체(10), 전극 조립체(10)를 수용하는 케이스(30), 케이스(30)의 개구(31)에 결합되는 캡 플레이트(40), 전극 조립체(10)에 전기적으로 연결되는 집전체(61, 62), 및 집전체(61, 62)에 전기적으로 연결되고 캡 플레이트(40)에 설치되는 제1전극단자(51)와 제2전극단자(52)를 포함한다.1 is a perspective view of a rechargeable battery according to a first exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1. 1 and 2, a secondary battery according to an embodiment includes an electrode assembly 10 for charging and discharging current, a case 30 for receiving the electrode assembly 10, and an opening 31 of the case 30. ), The cap plate 40 coupled to the current collector, the current collectors 61 and 62 electrically connected to the electrode assembly 10, and the agent that is electrically connected to the current collectors 61 and 62 and installed on the cap plate 40. The first electrode terminal 51 and the second electrode terminal 52 are included.

케이스(30)는 플레이트 모양의 전극 조립체(10)와 전해액을 수용하는 공간을 설정한다. 예를 들면, 케이스(30)는 대략 직육면체로 형성되고, 전극 조립체(10)를 삽입하도록 그 일측에 사각형의 개구(31)를 구비한다.The case 30 sets a space for accommodating the plate-shaped electrode assembly 10 and the electrolyte solution. For example, the case 30 is formed in a substantially rectangular parallelepiped, and has a rectangular opening 31 at one side thereof to insert the electrode assembly 10.

캡 플레이트(40)는 케이스(30)의 개구(31)에 결합되어 케이스(30)를 밀폐하며, 제1, 제2전극단자(51, 52)를 설치하도록 단자홀(H1, H2)을 구비한다. 일례로써, 케이스(30)와 캡 플레이트(40)는 알루미늄으로 형성되어 개구(31)에서 서로 용접될 수 있다.The cap plate 40 is coupled to the opening 31 of the case 30 to seal the case 30, and includes terminal holes H1 and H2 to install the first and second electrode terminals 51 and 52. do. As an example, the case 30 and the cap plate 40 may be made of aluminum and welded to each other at the opening 31.

전극 조립체(10)와 캡 플레이트(40) 사이에는 탑 인슐레이터(20)가 배치된다. 탑 인슐레이터(20)는 전기 절연재로 형성되어 전극 조립체(10)와 캡 플레이트(40)를 전기적으로 절연시킨다.The top insulator 20 is disposed between the electrode assembly 10 and the cap plate 40. The top insulator 20 is formed of an electrical insulating material to electrically insulate the electrode assembly 10 from the cap plate 40.

도 3은 도 2에 적용된 전극 조립체, 집전체 및 벤트 부재의 분해 사시도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 전극 조립체(10)는 전기 절연재인 세퍼레이터(13)의 양측에 제1전극(11, 예를 들면, 음극)과 제2전극(12, 예를 들면, 양극)을 구비하고, 제1전극(11), 세퍼레이터(13) 및 제2전극(12)을 권취 또는 적층(미도시)하여 형성된다.3 is an exploded perspective view of an electrode assembly, a current collector, and a vent member applied to FIG. 2. 2 and 3, the electrode assembly 10 includes a first electrode 11 (eg, a cathode) and a second electrode 12 (eg, an anode) on both sides of the separator 13, which is an electrical insulation material. And a first electrode 11, a separator 13, and a second electrode 12 are wound or stacked (not shown).

제1, 제2전극(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.The first and second electrodes 11 and 12 are coated portions 111 and 121 coated with an active material on a current collector of metal foil (for example, Cu and Al foils), and a current collector exposed by not applying the active material. It comprises a plain tab (112, 122) formed.

본 실시예에서 무지부 탭(112, 122)은 전극 조립체(10)의 매 턴마다 형성되어 전극 조립체(10)의 일단에 배치된다. 즉 제1전극(11)의 무지부 탭들(112)은 전극 조립체(10)의 일단(도 3의 상단)에서 일측(도 3의 좌측)에 배치되고, 제2전극(12)의 무지부 탭들(122)은 전극 조립체(10)의 동일단(도 3의 상단)에서 이격되어 다른 측(도 3의 우측)에 배치된다.In the present embodiment, the tabs 112 and 122 are formed at each turn of the electrode assembly 10 and disposed at one end of the electrode assembly 10. That is, the uncoated tabs 112 of the first electrode 11 are disposed at one side (left side of FIG. 3) at one end (the top of FIG. 3) of the electrode assembly 10, and the uncoated tabs of the second electrode 12 are disposed. 122 is disposed on the other side (right side of FIG. 3) spaced from the same end (top of FIG. 3) of the electrode assembly 10.

매 턴마다 형성되는 무지부 탭들(112, 122)은 전극 조립체(10)에서 충전 및 방전되는 전류의 저항을 감소시킨다. 따라서 전극 조립체(10)는 무지부 탭들(112, 122)을 통하여 고전류를 충전 및 방전할 수 있다.The plain tabs 112, 122 formed every turn reduce the resistance of the current being charged and discharged in the electrode assembly 10. Accordingly, the electrode assembly 10 may charge and discharge a high current through the tabs 112 and 122.

전극 조립체(10)는 하나 또는 복수로 형성될 수 있으며, 대략 직육면체 형상의 케이스(30)에 수용될 수 있도록 y축 방향 양단에서 반원을 형성하는 플레이트 모양으로 형성될 수 있다.The electrode assembly 10 may be formed in one or a plurality, and may be formed in a plate shape that forms a semicircle at both ends in the y-axis direction so as to be accommodated in the case 30 having a substantially rectangular parallelepiped shape.

도 4는 도 1 의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 제1전극단자(51)는 캡 플레이트(40) 및 단자홀(H1)에 설치되어, 제1전극(11)의 무지부 탭(112)에 전기적으로 연결된다.4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 1. 1 to 4, the first electrode terminal 51 is installed in the cap plate 40 and the terminal hole H1, and is electrically connected to the uncoated tab 112 of the first electrode 11. .

무지부 탭들(112)은 캡 플레이트(40)의 폭 방향(x축 방향)에서 탑 인슐레이터(20)의 외측을 경유하며 폭 방향(x축 방향)에서 제1전극단자(51)에 연결된다.The non-coating tabs 112 are connected to the first electrode terminal 51 in the width direction (x-axis direction) of the cap plate 40 via the outer side of the top insulator 20 in the width direction (x-axis direction).

도 5는 도 1의 Ⅴ-Ⅴ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 1 내지 도 3 및 도 5를 참조하면, 제2전극단자(52)는 캡 플레이트(40) 및 단자홀(H2)에 설치되어, 제2전극(12)의 무지부 탭(122)에 전기적으로 연결된다.5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 1. 1 to 3 and 5, the second electrode terminal 52 is installed in the cap plate 40 and the terminal hole H2 to be electrically connected to the uncoated tab 122 of the second electrode 12. Is connected.

무지부 탭들(122)은 캡 플레이트(40)의 폭 방향(x축 방향)에서 탑 인슐레이터(20)의 외측을 경유하며 폭 방향(x축 방향)에서 제2전극단자(52)에 연결된다.The non-coating tabs 122 are connected to the second electrode terminal 52 in the width direction (x-axis direction) of the cap plate 40 via the outer side of the top insulator 20 in the width direction (x-axis direction).

도 2 내지 도 5를 참조하면, 제1, 제2전극단자(51, 52)는 캡 플레이트(40)에 설치되는 터미널 플레이트(511, 521), 및 벤트 부재(512, 522)를 포함한다. 벤트 부재(512, 522)는 단자홀(H1, H2)에 배치되어, 일측으로 터미널 플레이트(511, 521)에 연결되고, 다른 일측으로 집전체(61, 62)에 연결된다.2 to 5, the first and second electrode terminals 51 and 52 include terminal plates 511 and 521 installed on the cap plate 40, and vent members 512 and 522. The vent members 512 and 522 are disposed in the terminal holes H1 and H2, and are connected to the terminal plates 511 and 521 on one side and to the current collectors 61 and 62 on the other side.

또한, 벤트 부재(512, 522)는 과충전에 따른 이차 전지의 내부 압력에 의하여 파단된다. 벤트 부재(512, 522)는 이차 전지의 내부 압력이 설정치에 도달하면 절개되어, 제1, 제2전극단자(51, 52)의 전류를 차단하고, 내부 압력을 배출한다.In addition, the vent members 512 and 522 are broken by the internal pressure of the secondary battery due to overcharging. The vent members 512 and 522 are cut when the internal pressure of the secondary battery reaches a set value, thereby interrupting currents of the first and second electrode terminals 51 and 52 and discharging the internal pressure.

본 실시예는 제1, 제2전극단자(51, 52)에 벤트 부재(512, 522)를 각각 구비하고 있다. 도시하지 않았으나, 벤트 부재는 제1, 제2전극단자 중 일측에만 구비될 수도 있다. In this embodiment, the vent members 512 and 522 are provided on the first and second electrode terminals 51 and 52, respectively. Although not shown, the vent member may be provided only at one side of the first and second electrode terminals.

일례로써, 벤트 부재(512, 522)는 단자홀(H1, H2)에 대응하도록 원통으로 형성되며, 터미널 플레이트(511, 521) 측에서 폐쇄되어 터미널 플레이트(511, 521)에 용접으로 연결되고, 다른 일측에서 집전체(61, 62)를 향하여 개방된다. As an example, the vent members 512 and 522 are formed in a cylindrical shape so as to correspond to the terminal holes H1 and H2, and are closed at the terminal plates 511 and 521 and connected to the terminal plates 511 and 521 by welding. The other side is opened toward the current collector (61, 62).

도시하지 않았으나 벤트 부재는 전극 조립체 측에서 유입되는 내부 압력에 의하여 절개부의 절개가 가능하면서 케이스의 내부 압력을 유입할 수 있도록 다양하게 개방될 수도 있다.Although not shown, the vent member may be opened in various ways to allow the internal pressure of the case to be cut while allowing the incision to be cut by the internal pressure introduced from the electrode assembly side.

벤트 부재(512, 522)는 원통의 외주에 절개 홈(513, 523)을 구비한다. 절개 홈(513, 523)은 원통의 외주 전 영역에 형성될 수 있다. 따라서 벤트 부재(512, 522)는 원통의 외주 전 영역에서 용이하게 멜팅 및 절개되어, 제1, 제2전극단자(51, 52)에서 전류를 차단할 수 있다.The vent members 512, 522 have cutout grooves 513, 523 on the outer periphery of the cylinder. Incision grooves 513 and 523 may be formed in the entire outer circumference of the cylinder. Accordingly, the vent members 512 and 522 are easily melted and cut in the entire outer circumference of the cylinder to cut off current at the first and second electrode terminals 51 and 52.

한편, 일 실시예의 이차 전지는 배출 유도구(71, 72)를 더 포함할 수 있다. 배출 유도구(71, 72)는 벤트 부재(512, 522)의 내부에서 배출되는 압력의 배출을 순간적으로 유도하도록 절개 홈(513, 523)의 외주에 구비된다.On the other hand, the secondary battery of one embodiment may further include a discharge induction port (71, 72). Discharge guides 71 and 72 are provided on the outer circumference of the cutout grooves 513 and 523 to induce instantaneous discharge of the pressure discharged from the inside of the vent members 512 and 522.

다시 도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 제1전극단자(51)는 캡 플레이트(40)와 터미널 플레이트(511) 사이에 절연부재(514)를 배치하여 설치된다. 터미널 플레이트(511)는 캡 플레이트(40)와 전기적으로 절연된다.Referring back to FIGS. 1, 2 and 4, the first electrode terminal 51 is installed by disposing an insulating member 514 between the cap plate 40 and the terminal plate 511. The terminal plate 511 is electrically insulated from the cap plate 40.

제1전극단자(51)에서, 배출 유도구(71)는 절개 홈(513)의 외주에 대응하도록 캡 플레이트(40)에 접촉되는 절연부재(514)에 형성된다. 따라서 배출 유도구(71)로 배출되는 내부 압력은 캡 플레이트(40)와 절연부재(514) 사이를 통하여 외부로 배출된다.In the first electrode terminal 51, the discharge induction port 71 is formed in the insulating member 514 in contact with the cap plate 40 so as to correspond to the outer circumference of the cutting groove 513. Therefore, the internal pressure discharged to the discharge induction port 71 is discharged to the outside through the cap plate 40 and the insulating member 514.

도 1, 도 2 및 도 5를 참조하면, 제2전극단자(52)는 캡 플레이트(40)와 터미널 플레이트(521) 사이에 도전부재(524)를 배치하여 설치된다. 터미널 플레이트(521)는 캡 플레이트(40)와 전기적으로 연결된다.1, 2 and 5, the second electrode terminal 52 is disposed by arranging a conductive member 524 between the cap plate 40 and the terminal plate 521. The terminal plate 521 is electrically connected to the cap plate 40.

제2전극단자(52)에서, 배출 유도구(72)는 절개 홈(523)의 외주에 대응하도록 캡 플레이트(40)에 접촉되는 도전부재(524)에 형성된다. 따라서 배출 유도구(72)로 배출되는 내부 압력은 캡 플레이트(40)와 도전부재(524) 사이를 통하여 외부로 배출된다.In the second electrode terminal 52, the discharge induction hole 72 is formed in the conductive member 524 contacting the cap plate 40 so as to correspond to the outer circumference of the cutting groove 523. Therefore, the internal pressure discharged to the discharge inlet 72 is discharged to the outside through the cap plate 40 and the conductive member 524.

도 1, 도 2, 도 4 및 도 5를 참조하면, 제1, 제2전극단자(51, 52)는 플랜지(515, 525)를 더 포함할 수 있다. 플랜지(515, 525)는 개스킷(63, 64)을 개재하여 벤트 부재(512, 522)와 집전체(61, 62) 사이에 개재되어 벤트 부재(512, 522)와 집전체(61, 62)를 서로 전기적으로 연결한다.1, 2, 4, and 5, the first and second electrode terminals 51 and 52 may further include flanges 515 and 525. The flanges 515 and 525 are interposed between the vent members 512 and 522 and the current collectors 61 and 62 via the gaskets 63 and 64 to provide the vent members 512 and 522 and the current collectors 61 and 62. Are electrically connected to each other.

플랜지(515, 525)는 벤트 부재(512, 522)에 대응하는 결합 구멍(516, 526)을 형성하여, 결합 구멍(516, 526)에 결합되는 벤트 부재(512, 522)의 외주와 용접되어 벤트 부재(512, 522)의 개방을 유지한다. The flanges 515, 525 form coupling holes 516, 526 corresponding to the vent members 512, 522, and are welded to the outer circumference of the vent members 512, 522 that are coupled to the coupling holes 516, 526. The vent members 512 and 522 are kept open.

결합 구멍(516, 526)은 과충전시 내부 압력이 플랜지(515, 525)에 의하여 차단되지 않고 벤트 부재(512, 522)의 내부를 통하여 절개 홈(513, 523)에 원활히 작용할 수 있게 한다. The coupling holes 516 and 526 allow the internal pressure during overcharging to be smoothly applied to the cutout grooves 513 and 523 through the interior of the vent members 512 and 522 without being blocked by the flanges 515 and 525.

그리고 플랜지(515, 525)는 돌기(517, 527)를 구비하여 집전체(61, 62)에 결합 및 용접된다. 돌기(517, 527)는 플랜지(515, 525)와 집전체(61, 62)의 결합 구조를 보다 견고하게 한다.The flanges 515 and 525 are provided with protrusions 517 and 527 to be joined and welded to the current collectors 61 and 62. The projections 517 and 527 make the coupling structure between the flanges 515 and 525 and the current collectors 61 and 62 more firm.

또한, 플랜지(515, 525)는 집전체(61, 62)와 제1, 제2전극단자(51, 52)의 연결 공정을 용이하게 하고, 다양한 공정으로 연결 가능하게 한다. 돌기(517, 527)는 플랜지(515, 525)와 집전체(61, 62) 사이에 간격을 설정하여, 내부 압력이 벤트 부재(512, 522)의 내부 및 절개 홈(513, 523)으로 원활이 작용될 수 있게 한다.In addition, the flanges 515 and 525 facilitate the connection process between the current collectors 61 and 62 and the first and second electrode terminals 51 and 52, and can be connected in various processes. The protrusions 517 and 527 set a gap between the flanges 515 and 525 and the current collectors 61 and 62, so that the internal pressure is smoothed into the internal and cut grooves 513 and 523 of the vent members 512 and 522. To be able to work.

과충전으로 내압이 설정압에 도달하여 걸개 홈(513, 523)이 파단되면, 개스킷(63, 64)은 배출 유도구(71, 72)와 절개 홈(513, 523) 사이에서 절개되어 내압의 배출을 가능하게 한다. 이를 위하여, 개스킷(63, 64)은 플랜지(515, 525)에 대응하는 부분보다 절개 홈(513, 523)에 대응하는 부분에서 더 얇게 형성될 수 있다.When the internal pressure reaches the set pressure due to overcharging and the hook grooves 513 and 523 are broken, the gaskets 63 and 64 are cut between the discharge guide holes 71 and 72 and the cut grooves 513 and 523 to discharge the internal pressure. To make it possible. To this end, the gaskets 63 and 64 may be formed thinner at portions corresponding to the cutout grooves 513 and 523 than portions corresponding to the flanges 515 and 525.

개스킷(63, 64)은 제1, 제2전극단자(51, 52)의 벤트 부재(512, 522)와 캡 플레이트(40)의 단자홀(H1, H2) 내면 사이에 설치되어, 벤트 부재(512, 522)와 캡 플레이트(40)의 단자홀(H1, H2) 사이를 실링하고 전기적으로 절연한다.The gaskets 63 and 64 are disposed between the vent members 512 and 522 of the first and second electrode terminals 51 and 52 and the inner surfaces of the terminal holes H1 and H2 of the cap plate 40, thereby providing a vent member ( Seals and electrically insulates between 512 and 522 and the terminal holes H1 and H2 of the cap plate 40.

도 6을 참조하면, 이차 전지의 과충전으로 내부 압력이 설정치로 상승하게 되면, 벤트 부재(512, 522)가 절개 홈(513, 523)에서 파단된다. 따라서 전극 조립체(10)의 전류가 차단되고, 과충전 내부 압력이 절개 홈(513, 523) 및 배출 유도구(71, 72)를 통하여 배출된다. 이로써, 이차 전지의 안전성이 확보될 수 있다.Referring to FIG. 6, when the internal pressure rises to a set value due to overcharging of a secondary battery, the vent members 512 and 522 are broken in the cutout grooves 513 and 523. Therefore, the current of the electrode assembly 10 is cut off, and the overcharge internal pressure is discharged through the incision grooves 513 and 523 and the discharge induction ports 71 and 72. As a result, the safety of the secondary battery can be ensured.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 캡 플레이트(40)는 전해액 주입구(42)를 더 구비한다. 전해액 주입구(42)는 케이스(30)에 캡 플레이트(40)를 결합 및 용접한 후, 케이스(30)의 내부로 전해액을 주입할 수 있게 한다. 전해액의 주입 후, 전해액 주입구(42)는 밀봉 마개(421)로 밀봉된다.Referring back to FIGS. 1 and 2, the cap plate 40 further includes an electrolyte injection hole 42. The electrolyte injection hole 42 couples and welds the cap plate 40 to the case 30, and then allows the electrolyte to be injected into the case 30. After injection of the electrolyte solution, the electrolyte injection port 42 is sealed with a sealing stopper 421.

탑 인슐레이터(20)는 내부 전해액 주입구(28)를 구비한다. 내부 전해액 주입구(28)는 캡 플레이트(40)에 구비되는 전해액 주입구(42)에 대응하여 형성되므로 전해액 주입구(42)를 경유한 전해액이 탑 인슐레이터(20)의 내부로 원활히 주입될 수 있게 한다.The top insulator 20 has an internal electrolyte injection hole 28. Since the internal electrolyte injection hole 28 is formed corresponding to the electrolyte injection hole 42 provided in the cap plate 40, an electrolyte solution passing through the electrolyte injection hole 42 is formed. It can be smoothly injected into the top insulator 20.

이하 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명한다. 제1실시예 및 기 설명된 실시예와 비교하여 동일한 구성을 생략하고 서로 다른 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described. Compared to the first embodiment and the previously described embodiment, the same configuration will be omitted and different configurations will be described.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 이차 전지에 적용되는 벤트 부재의 작동 상태를 도시한 부분 단면도이다. 도 7을 참조하면, 제2실시예의 이차 전지에서, 벤트 부재(712)의 절개 홈(713)은 벤트 부재(712)의 길이 방향(도 7에서 상하 방향)을 따라 복수의 단차로 형성된다. 복수 단차의 절개 홈(713)은 과충전에 의한 내부 압력 상승시, 벤트 부재(712)의 절개를 보다 안정적으로 설정할 수 있게 한다.7 is a partial cross-sectional view showing an operating state of a vent member applied to a rechargeable battery according to a second exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, in the secondary battery of the second embodiment, the cut groove 713 of the vent member 712 is formed in a plurality of steps along the length direction (up and down direction in FIG. 7) of the vent member 712. The plurality of stepped cutting grooves 713 may more stably set the cutting of the vent member 712 when the internal pressure rises due to overcharging.

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 이차 전지에 적용되는 벤트 부재의 사시도이다. 도 8을 참조하면, 제3실시예의 이차 전지에서, 벤트 부재(812)의 절개 홈(813)은 원통의 외주를 따라 이격되어 복수로 형성될 수도 있다. 복수로 형성되는 절개 홈(813)은 벤트 부재(812)에서 전기적이 저항이 불필요하게 높아지는 것을 방지할 수 있다.8 is a perspective view of a vent member applied to a rechargeable battery according to a third exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8, in the secondary battery of the third embodiment, a plurality of cutout grooves 813 of the vent member 812 may be formed along the outer circumference of the cylinder. The plurality of cutout grooves 813 may prevent the electrical resistance of the vent member 812 from being unnecessarily increased.

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.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the scope of the invention.

10: 전극 조립체 11: 제1전극(음극)
12: 제2전극(양극) 13: 세퍼레이터
20: 탑 인슐레이터 28: 내부 전해액 주입구
30: 케이스 31: 개구
40: 캡 플레이트 42: 전해액 주입구
51, 52: 제1, 제2전극단자 61, 62: 집전체
63, 64: 개스킷 71, 72: 배출 유도구
111, 121: 코팅부 112, 122: 무지부 탭
421: 밀봉 마개 511, 521: 터미널 플레이트
512, 522, 712, 812: 벤트 부재 513, 523, 713, 813: 절개 홈
514: 절연부재 515, 525: 플랜지
516, 526: 결합 구멍 517, 527: 돌기
524: 도전부재 H1, H2: 단자홀10: electrode assembly 11: first electrode (cathode)
12: second electrode (anode) 13: separator
20: top insulator 28: internal electrolyte injection hole
30: case 31: opening
40: cap plate 42: electrolyte inlet
51, 52: first and second electrode terminals 61, 62: current collector
63, 64: gasket 71, 72: discharge guide
111, 121: coating portion 112, 122: plain tab
421: sealing stopper 511, 521: terminal plate
512, 522, 712, 812: vent member 513, 523, 713, 813: incision groove
514: insulation member 515, 525: flange
516, 526: coupling hole 517, 527: projection
524: conductive member H1, H2: terminal hole

Claims (11)

전극을 세퍼레이터의 양측에 배치하여 형성되는 전극 조립체;
상기 전극 조립체를 수용하는 케이스;
상기 케이스의 개구에 결합되어 상기 케이스를 밀폐하는 캡 플레이트;
상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 집전체; 및
상기 집전체에 연결되고 단자홀을 구비하는 상기 캡 플레이트에 설치되는 전극단자
를 포함하며,
상기 전극단자는
상기 캡 플레이트에 설치되는 터미널 플레이트, 및
상기 단자홀에 배치되어 일측으로 상기 터미널 플레이트에 연결되고 다른 일측으로 상기 집전체에 연결되며 내부 압력에 의하여 파단되는 벤트 부재
를 포함하는 이차 전지.An electrode assembly formed by placing electrodes on both sides of the separator;
A case accommodating the electrode assembly;
A cap plate coupled to the opening of the case to seal the case;
A current collector electrically connected to the electrode assembly; And
An electrode terminal connected to the current collector and installed on the cap plate having a terminal hole
Including;
The electrode terminal
A terminal plate installed on the cap plate, and
A vent member disposed in the terminal hole and connected to the terminal plate on one side, and connected to the current collector on the other side, and broken by an internal pressure;
Secondary battery comprising a. 제1항에 있어서,
상기 벤트 부재는
원통으로 형성되며, 상기 터미널 플레이트 측에서 폐쇄되어 상기 터미널 플레이트에 연결되고, 상기 집전체를 향하여 개방되는 이차 전지.The method of claim 1,
The vent member is
A secondary battery is formed in a cylindrical shape, closed on the terminal plate side, connected to the terminal plate, and opened toward the current collector. 제2항에 있어서,
상기 벤트 부재는
원통의 외주에 절개 홈을 구비하는 이차 전지.The method of claim 2,
The vent member is
A secondary battery provided with an incision groove in the outer periphery of a cylinder. 제3항에 있어서,
상기 절개 홈은 원통의 외주 전 영역에 형성되는 이차 전지.The method of claim 3,
The cutout groove is formed in the entire outer peripheral region of the cylinder. 제3항에 있어서,
상기 절개 홈은
상기 벤트 부재의 길이 방향을 따라 복수의 단차로 형성되는 이차 전지.The method of claim 3,
The incision groove
A secondary battery is formed of a plurality of steps along the longitudinal direction of the vent member. 제3항에 있어서,
상기 절개 홈은 원통의 외주를 따라 이격되어 복수로 형성되는 이차 전지.The method of claim 3,
The secondary battery is formed in a plurality of spaced apart along the outer periphery of the cylinder. 제3항에 있어서,
상기 벤트 부재의 내부에서 배출되는 압력의 배출을 유도하도록 상기 절개 홈의 외주에 구비되는 배출 유도구를 더 포함하는 이차 전지.The method of claim 3,
The secondary battery further comprises a discharge inlet provided on the outer periphery of the incision groove to induce the discharge of the pressure discharged from the inside of the vent member. 제7항에 있어서,
상기 전극단자는
상기 캡 플레이트와 상기 터미널 플레이트 사이에 절연부재를 배치하여 설치되며,
상기 배출 유도구는
상기 절개 홈의 외주에 대응하도록 상기 캡 플레이트에 접촉되는 상기 절연부재에 형성되는 이차 전지.The method of claim 7, wherein
The electrode terminal
It is installed by placing an insulating member between the cap plate and the terminal plate,
The discharge inlet is
The secondary battery is formed on the insulating member in contact with the cap plate so as to correspond to the outer circumference of the cutting groove. 제7항에 있어서,
상기 전극단자는
상기 캡 플레이트와 상기 터미널 플레이트 사이에 도전부재를 배치하여 설치되며,
상기 배출 유도구는
상기 절개 홈의 외주에 대응하도록 상기 캡 플레이트에 접촉되는 상기 도전부재에 형성되는 이차 전지.The method of claim 7, wherein
The electrode terminal
It is installed by placing a conductive member between the cap plate and the terminal plate,
The discharge inlet is
The secondary battery is formed on the conductive member in contact with the cap plate so as to correspond to the outer circumference of the cutting groove. 제2항에 있어서,
상기 전극단자는
개스킷을 개재하여 상기 벤트 부재와 상기 집전체 사이에 개재되어 상기 벤트 부재와 상기 집전체를 서로 연결하는 플랜지를 더 포함하는 이차 전지.The method of claim 2,
The electrode terminal
And a flange interposed between the vent member and the current collector via a gasket to connect the vent member and the current collector to each other. 제10항에 있어서,
상기 플랜지는
결합 구멍을 형성하여 상기 벤트 부재의 외주와 용접되어 상기 벤트 부재의 개방을 유지하며,
돌기를 구비하여 상기 집전체에 결합 및 용접되는 이차 전지.The method of claim 10,
The flange
Forming a coupling hole and welding the outer periphery of the vent member to maintain the vent member open;
Secondary battery is provided with a projection coupled to and welded to the current collector.
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