KR20190096651A - 이차 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 과충전 시, 병렬 연결되는 셀들의 개수에 제한되지 않고 셀들을 안전하게 방전시킬 수 있는 이차 전지를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 제1전극과 제2전극을 세퍼레이터의 양측에 배치하여 형성되는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스, 상기 케이스의 개구에 결합되어 상기 케이스를 밀폐하는 캡 플레이트, 상기 제1전극에 전기적으로 연결되어 상기 캡 플레이트에 절연 상태로 구비되는 제1전극단자, 상기 제2전극에 전기적으로 연결되어 상기 캡 플레이트에 통전 상태로 구비되는 제2전극단자, 및 상기 제1전극단자와 상기 캡 플레이트를 전기적으로 이격 또는 연결하는 멤브레인을 포함하며, 상기 캡 플레이트의 외부에 배치되는 상기 제1전극단자의 플레이트 터미널은 상기 제1전극에 연결되는 제1플레이트, 상기 제1플레이트에서 이격되는 제2플레이트, 및 양측으로 상기 제2플레이트와 상기 제1플레이트에 제1퓨즈와 제2퓨즈로 각각 연결되고 반전되는 상기 멤브레인에 단락되는 단락부를 포함한다.

Description

이차 전지 {RECHARGEABLE BATTERY}
본 기재는 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 과충전 안전 장치를 구비하는 이차 전지에 관한 것이다.
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.
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.
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 양극으로 대전되는 캡 플레이트의 단락 홀에 설치된다.
이차 전지 모듈을 병렬로 형성할 때, 일측 버스바는 셀들의 음극 단자들에 연결된다. 즉 버스바와 음극 단자의 연결 지점은 단락 탭과 멤브레인의 접합 지점의 일측에 위치한다.
이와 같은 연결 지점과 접합 지점의 관계는 멤브레인이 멜팅되는 시간의 길이에 따라 1개 내지 3개 정도의 극히 제한된 개수로 병렬 연결되는 셀들을 방전시킬 수 있는 이차 전지 모듈을 형성할 수 있게 한다.
본 발명의 일 실시예는 과충전 시, 병렬 연결되는 셀들의 개수에 제한되지 않고 셀들을 안전하게 방전시킬 수 있는 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 제1전극과 제2전극을 세퍼레이터의 양측에 배치하여 형성되는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스, 상기 케이스의 개구에 결합되어 상기 케이스를 밀폐하는 캡 플레이트, 상기 제1전극에 전기적으로 연결되어 상기 캡 플레이트에 절연 상태로 구비되는 제1전극단자, 상기 제2전극에 전기적으로 연결되어 상기 캡 플레이트에 통전 상태로 구비되는 제2전극단자, 및 상기 제1전극단자와 상기 캡 플레이트를 전기적으로 이격 또는 연결하는 멤브레인을 포함하며, 상기 캡 플레이트의 외부에 배치되는 상기 제1전극단자의 플레이트 터미널은 상기 제1전극에 연결되는 제1플레이트, 상기 제1플레이트에서 이격되는 제2플레이트, 및 양측으로 상기 제2플레이트와 상기 제1플레이트에 제1퓨즈와 제2퓨즈로 각각 연결되고, 반전되는 상기 멤브레인에 단락되는 단락부를 포함한다.
상기 제2플레이트는 모듈 형성시, 버스바에 연결될 수 있다.
상기 단락부는 상기 제1퓨즈와 상기 제2퓨즈 사이에 구비될 수 있다.
상기 멤브레인은 상기 캡 플레이트의 단락홀에 설치되고, 상기 단락부를 향하여 돌기를 구비할 수 있다.
상기 멤브레인은 원형으로 형성되고, 상기 돌기는 상기 캡 플레이트의 폭 방향으로 설정된 길이를 가질 수 있다.
상기 제1퓨즈 및 상기 제2퓨즈는 상기 제1플레이트 및 상기 제2플레이트의 두께보다 얇은 두께로 형성될 수 있다.
상기 단락부는 상기 제1퓨즈 및 상기 제2퓨즈 각각의 면적보다 넓은 면적으로 형성될 수 있다.
상기 제1전극단자는 상기 플레이트 터미널을 상기 제1전극의 무지부 탭에 연결하는 리벳 터미널을 더 포함하며, 상기 플레이트 터미널은 절연부재를 개재하여 상기 캡 플레이트의 외면에 배치될 수 있다.
상기 절연부재는 서로 마주하는 상기 단락부와 상기 멤브레인 사이에 관통구를 형성할 수 있다.
상기 제2전극단자는 상기 캡 플레이트와 일체로 형성되고, 상기 제2전극은 상기 캡 플레이트의 내면 측에 무지부 탭으로 연결될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1전극단자의 플레이트 터미널에 제1, 제2퓨즈 및 단락부를 구비하므로 과충전으로 멤브레인이 반전되어 단락부에 접촉되는 경우, 제1, 제2퓨즈가 시차를 두고 멜팅되면서 전극 조립체에 충전된 전류를 완전 방전할 수 있다.
즉 과충전에 의한 외부 단락으로 제1퓨즈가 멜팅된 후, 제2퓨즈가 설정 시간 동안 더 연결 상태를 유지하므로 전극 조립체에 충전된 전류를 완전 방전시킬 수 있게 된다.
따라서 일 실시예의 이차 전지를 사용하는 병렬 연결 모듈에서 하나의 셀이 방전 완료될 때까지 멤브레인과 단락부의 연결이 유지되고, 한 셀의 방전 완료 후, 나머지 셀들이 순차적으로 방전 완료될 수 있다.
즉 일 실시예는 과충전시 외부 단락되어, 병렬 연결되는 셀들의 개수에 제한되지 않고 병렬 연결된 모든 셀들에 충전된 전류를 안전하게 방전시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 2에 적용된 전극 조립체의 사시도이다.
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 도 1 및 도 2의 제1전극단자에 적용되는 플레이트 터미널의 평면도이다.
도 6은 단락부에 대한 멤브레인의 정상 상태를 도시한 단면도이다.
도 7은 도 1의 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 8은 단락부에 대한 멤브레인의 외부 단락 상태를 도시한 단면도이다.
도 9는 외부 단락으로 플레이트 터미널의 제1퓨즈가 멜팅된 상태를 도시한 단면도이다.
도 10은 플레이트 터미널의 제1퓨즈가 멜팅된 후, 제2퓨즈가 멜팅된 상태를 도시한 단면도이다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 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 내장하는 케이스(30), 케이스(30)의 개구(31)에 결합되는 캡 플레이트(40), 및 전극 조립체(10)에 전기적으로 연결되는 제1전극단자(51)와 제2전극단자(52)를 포함한다.
제1전극단자(51, 예를 들면, 음극단자)는 캡 플레이트(40)에 절연 상태로 구비되고, 제2전극단자(52, 예를 들면, 양극단자)는 캡 플레이트(40)에 통전 상태로 구비된다. 따라서 캡 플레이트(40)는 양극으로 대전된다. 또한 이차 전지는 제1전극단자(51)와 캡 플레이트(40)를 전기적으로 이격하거나(정상 구동) 연결하는(과충전으로 외부 단락시) 멤브레인(60)을 더 포함한다.
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.
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.
전극 조립체(10)와 캡 플레이트(40) 사이에는 탑 인슐레이터(20)가 배치된다. 탑 인슐레이터(20)는 전해액에 대한 내구성을 가지는 전기 절연재로 형성되어, 전극 조립체(10)와 캡 플레이트(40)를 전기적으로 절연시킬 수 있다.
도 3은 도 2에 적용된 전극 조립체의 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. 제1, 제2전극(11, 12)은 제1, 제2전극단자(51, 52)에 각각 전기적으로 연결된다.
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. 무지부 탭(112, 122)은 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 배치되어 집전부재(113)에 연결되고, 제2전극(12)의 무지부 탭들(122)은 전극 조립체(10)의 동일단(도 3의 상단)에서 이격되어 다른 측(도 3의 우측)에 배치되어 집전부재(123)에 연결된다.
또한, 무지부 탭들(112, 122)이 전극 조립체(10)에 복수로 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.
전극 조립체(10)는 하나로 형성될 수도 있으나(미도시) 본 실시예에서 2개로 형성되어 있다. 전극 조립체(10)는 대략 직육면체 형상의 케이스(30)에 수용될 수 있도록 y축 방향 양단에서 반원을 형성하는 플레이트 모양으로 형성될 수 있다.
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 제1전극단자(51)는 캡 플레이트(40)에 구비되는 단자홀(H)에 설치되어, 제1전극(11)의 무지부 탭(112)을 통하여 전극 조립체(10)에 전기적으로 연결된다.
무지부 탭들(112)은 캡 플레이트(40)의 폭 방향(x축 방향)에서 탑 인슐레이터(20)의 외측을 경유하여, 폭 방향(x축 방향)에서 제1전극단자(51)에 연결된다.
제1전극단자(51)는 캡 플레이트(40)의 외부에 배치되는 플레이트 터미널(511)과 단자홀(H)에 설치되는 리벳 터미널(512)을 포함한다. 플레이트 터미널(511)은 절연부재(513)를 개재하여 캡 플레이트(40)의 외면에 배치된다.
도 5는 도 1 및 도 2의 제1전극단자에 적용되는 플레이트 터미널의 평면도이고, 도 6은 단락부에 대한 멤브레인의 정상 상태를 도시한 단면도이다. 도 1, 도 2, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 플레이트 터미널(511)은 제1전극(11)에 연결되는 제1플레이트(531), 제1플레이트(531)에서 이격되는 제2플레이트(532), 및 단락부(533)을 포함한다.
제2플레이트(532)는 복수의 셀들을 병렬로 연결하는 모듈 형성시, 버스바(B)에 연결된다. 단락부(533)는 양측으로 제2, 제1플레이트(532, 531)에 제1퓨즈(541)와 제2퓨즈(542)로 각각 연결되며, 반전되는 멤브레인(60)에 접촉 및 단락된다.
단락부(533)는 y축 방향에서 제1퓨즈(541)와 제2퓨즈(542) 사이에 구비된다. 멤브레인(60)은 캡 플레이트(40)를 관통하는 단락홀(62)에 설치되고, 단락부(533)를 향하여 돌기(61)를 구비한다.
예를 들면, 멤브레인(60)은 단락부(533)를 향하여 오목한 원형으로 형성되고, 돌기(61)는 멤브레인(60)의 오목한 중심에서 캡 플레이트(40)의 폭 방향(x축 방향)으로 설정된 길이를 가진다.
따라서 멤브레인(60) 반전 시, 돌기(61)는 단락부(533)에 길게 접촉될 수 있다. 도시하지 않았으나, 멤브레인 반전시, 돌기는 단락부에 평행하게 선접촉 되거나 단락부를 향하여 볼록한 선접촉될 수도 있다.
제1, 제2퓨즈(541, 542)는 제1, 제2플레이트(531, 532)의 두께보다 얇은 두께로 형성된다. 단락부(533)는 제1, 제2퓨즈(541, 542) 각각의 면적보다 넓은 면적으로 형성된다. 따라서 멤브레인(60)이 단락부(533)에 접촉되는 경우, 제1, 제2퓨즈(541, 542)가 설정된 시간을 유지하면서 순차적으로 멜팅될 수 있다.
절연부재(513)는 서로 마주하는 단락부(533)와 멤브레인(60) 사이에 관통구(515)를 형성한다. 과충전 모드에서, 멤브레인(60) 반전시, 돌기(61)는 관통구(515)를 통하여 캡 플레이트(40)의 외부에 위치하는 단락부(533)에 접촉될 수 있다.
또한, 제1전극단자(51)는 캡 플레이트(40)와의 사이에 개스킷(514)을 개재하여, 캡 플레이트(40)와 전기적으로 절연된다. 개스킷(514)은 제1전극단자(51)의 리벳 터미널(512)와 캡 플레이트(40)의 단자홀(H) 내면 사이에 설치되어, 리벳 터미널(512)와 단자홀(H) 사이를 실링하고 전기적으로 절연한다.
개스킷(514)을 개재하여 리벳 터미널(512)을 단자홀(H)에 삽입하고, 절연부재(513)를 개재하여 제1플레이트(531)의 결합홀에 삽입한 후, 결합홀의 주위를 코킹(caulking) 또는 용접함으로써, 리벳 터미널(512)이 제1플레이트(531)에 결합된다. 이로써 제1전극단자(51)가 캡 플레이트(40)에 설치될 수 있다.
이와 같이, 리벳 터미널(512)은 단자홀(H)에 설치되어 캡 플레이트(40)의 외부로 돌출되어 제1플레이트(531)에 연결되고, 캡 플레이트(40)의 내측에서 집전부재(113)에 연결된다. 즉 리벳 터미널(512)은 집전부재(113)와 제1플레이트(531)를 기계적 및 전기적으로 서로 연결한다.
집전부재(113)는 무지부 탭(112)에 연결된다. 즉 무지부 탭(112)은 집전부재(113)에 용접되고, 집전부재(113)는 리벳 터미널(512)에 용접된다. 따라서 전극 조립체(10)는 제1전극(11)의 무지부 탭(112), 집전부재(113) 및 제1전극단자(51)를 통하여 케이스(30)의 외부로 인출될 수 있다.
도 7은 도 1의 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 1, 도 2 및 도 7을 참조하면, 제2전극단자(52)는 캡 플레이트(40)에 일체로 형성되고, 제2전극(12)은 무지부 탭(122)으로 캡 플레이트(40)의 내면 측에 연결된다. 즉 제2전극단자(52)는 캡 플레이트(40), 집전부재(123) 및 무지부 탭(122)을 통하여 전극 조립체(10)에 전기적으로 연결된다.
본 실시예는 집전부재(123)를 용접하기 위하여 캡 플레이트(40)에 집전부(124)를 더 구비한다. 집전부(124)는 코이닝(coining) 공정을 통하여 캡 플레이트(40)에 형성될 수 있으며, 전극 조립체(10)를 향하여 돌출된다. 도시하지 않았으나, 집전부재를 적용하지 않을 경우, 제2전극은 무지부 탭으로 캡 플레이트의 내면에 직접 또는 집전부에 직접 연결될 수도 있다.
무지부 탭들(122)은 캡 플레이트(40)의 폭 방향(x축 방향)에서 탑 인슐레이터(20)의 외측을 경유하여, 폭 방향(x축 방향)에서 집전부재(123) 및 캡 플레이트(40)를 통하여 제2전극단자(52)에 연결된다.
집전부재(123)는 무지부 탭(122)에 연결된다. 즉 무지부 탭(122)은 집전부재(123)에 용접되고, 집전부재(123)는 집전부(124)에 용접된다. 따라서 전극 조립체(10)는 제2전극(12)의 무지부 탭(122), 집전부재(123), 집전부(124) 및 제2전극단자(52)를 통하여 케이스(30)의 외부로 인출될 수 있다.
일례로써, 제2전극단자(52)는 코이닝(coining) 공정을 통하여 캡 플레이트(40)에 형성될 수 있다. 즉 제2전극단자(52)는 집전부(124)의 돌출 방향과 반대 방향인 캡 플레이트(40)의 외부를 향하여 돌출된다.
코이닝(coining) 공정을 통하여 일체로 형성되는 집전부(124) 및 제2전극단자(52)는 제1전극(11)에 연결되는 집전부재(113) 및 제1전극단자(51)에 비하여 구성 요소들의 개수를 감소시키고 구조를 단순하게 한다.
도 8은 단락부에 대한 멤브레인의 외부 단락 상태를 도시한 단면도이고, 도 9는 외부 단락으로 플레이트 터미널의 제1퓨즈가 멜팅된 상태를 도시한 단면도이며, 도 10은 플레이트 터미널의 제1퓨즈가 멜팅된 후, 제2퓨즈가 멜팅된 상태를 도시한 단면도이다.
도 6, 도 8 내지 도 10을 참조하면, 일 실시예의 이차 전지(셀)를 복수로 병렬 연결하여 모듈을 형성한 상태에서 셀이 정상으로 구동되는 경우, 제1전극단자(51)의 플레이트 터미널(51)과 멤브레인(60)은 도 6과 같은 상태를 유지한다. 즉 양극으로 대전되는 멤브레인(60)은 단락홀(62) 내에서 플레이트 터미널(51)의 단락부(533)와 이격된 상태를 유지한다.
정상 구동 중, 하나의 셀이 과충전 모드로 전환되면, 도 8에 도시된 바와 같이, 내부 압력에 의하여 멤브레인(60)은 단락홀(62) 내에서 반전되어 돌기(61)로 음극을 띠는 단락부(533)에 접촉되어, 외부 단락을 형성한다.
이때, 모듈 전체 전류량을 셀의 개수로 나눈 전류량이 외부 단락된 셀에 작용한다. 일례로써, 외부 단락된 셀에 20000A의 전류가 작용하는 경우, 버스바(B)가 연결되는 제2플레이트(532)에 16000A의 전류가 작용하고, 전극 조립체(10)에 연결되는 제1플레이트(531)에 4000A의 전류가 작용한다.
외부 단락으로 방전될 때, 멤브레인(60)의 돌기(61)와 단락부(533) 사이에서 저항이 놓아지고 열이 발생하면서 도 9에 도시된 바와 같이, 큰 전류가 작용하는 제2플레이트(532) 측의 제1퓨즈(541)가 먼저 멜팅된다.
따라서 제2플레이트(532) 측에 작용하는 전류 16000A는 제1퓨즈(541)를 멜팅하면서 방전되고, 제1플레이트(531)에 작용하는 전류 4000A만이 셀에 작용하게 된다.
설정 시간 동안 제2퓨즈(542)가 더 작동하여 외부 단락을 더 유지하면서 외부 단락으로 전류를 더 방전시키다가 도 10에 도시된 바와 같이 멜팅된다. 따라서 제1플레이트(531) 측에 작용하는 전류 4000A는 제2퓨즈(542)를 멜팅하면서 방전된다. 이로써, 셀의 전극 조립체(10)에 충전된 전류가 완전 방전된다.
이와 같이, 멤브레인(60)과 단락부(533)에 의하여 외부 단락된 셀은 제1, 제2퓨즈(541, 542)가 시간 차이를 유지하면서 순차적으로 멜팅되면서 전극 조립체(10)에 충전되어 있던 전류를 완전 방전시킨다. 또한 복수의 셀을 병렬로 연결하는 모듈에서, 한 셀의 방전이 완료된 후, 나머지 셀들이 순차적으로 방전 완료될 수 있다.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 캡 플레이트(40)는 전해액 주입구(42)와 벤트홀(41)을 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. 전해액 주입 후, 전해액 주입구(42)는 밀봉 마개(421)로 밀봉된다.
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.
벤트홀(41)은 전극 조립체(10)의 충전 및 방전 작용에 의하여 이차 전지의 내부에서 발생되는 가스에 의한 내부 압력을 배출할 수 있도록 형성되며, 벤트 플레이트(411)로 밀폐된다.
일례로써, 벤트홀(41) 및 벤트 플레이트(411)는 코이닝(coining) 공정을 통하여 캡 플레이트(40)와 일체로 형성된다. 벤트홀(41) 및 벤트 플레이트(411)는 벤트 플레이트를 별도로 제조하여 벤트홀에 용접하는 구성에 비하여 요소들의 개수를 감소시키고 구조를 단순하게 한다.
이차 전지의 내부 압력이 설정 압력에 이르면, 벤트 플레이트(411)가 절개되어 벤트홀(41)을 개방하여 가스 및 내부 압력을 배출한다. 이를 위하여, 벤트 플레이트(411)는 절개를 유도하는 노치(412)를 가진다.
탑 인슐레이터(20)는 내부 벤트홀(27)를 구비한다. 내부 벤트홀(27)은 캡 플레이트(40)에 구비되는 벤트홀(41)에 대응하여 형성되므로 전극 조립체(10)에서 발생되는 가스에 의하여 상승되는 내부 압력을 벤트홀(41)로 전달하여 원활히 배출할 수 있게 한다.
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.
10: 전극 조립체 11, 12: 제1, 제2전극(음, 양극)
13: 세퍼레이터 20: 탑 인슐레이터
27: 내부 벤트홀 28: 내부 전해액 주입구
30: 케이스 31: 개구
40: 캡 플레이트 41: 벤트홀
42: 전해액 주입구 51: 제1전극단자(음극단자)
52: 제2전극단자(음극단자) 60: 멤브레인
61: 돌기 62: 단락홀
111, 121: 코팅부 112, 122: 무지부 탭
113, 123: 집전부재 124: 집전부
411: 벤트 플레이트 412: 노치
421: 밀봉 마개 511: 플레이트 터미널
512: 리벳 터미널 513: 절연부재
514: 개스킷 515: 관통구
531: 제1플레이트 532: 제2플레이트
533: 단락부 541: 제1퓨즈
542: 제2퓨즈 B: 버스바
H: 단자홀

Claims (10)

  1. 제1전극과 제2전극을 세퍼레이터의 양측에 배치하여 형성되는 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 수용하는 케이스;
    상기 케이스의 개구에 결합되어 상기 케이스를 밀폐하는 캡 플레이트;
    상기 제1전극에 전기적으로 연결되어 상기 캡 플레이트에 절연 상태로 구비되는 제1전극단자;
    상기 제2전극에 전기적으로 연결되어 상기 캡 플레이트에 통전 상태로 구비되는 제2전극단자; 및
    상기 제1전극단자와 상기 캡 플레이트를 전기적으로 이격 또는 연결하는 멤브레인
    을 포함하며,
    상기 캡 플레이트의 외부에 배치되는 상기 제1전극단자의 플레이트 터미널은
    상기 제1전극에 연결되는 제1플레이트,
    상기 제1플레이트에서 이격되는 제2플레이트, 및
    양측으로 상기 제2플레이트와 상기 제1플레이트에 제1퓨즈와 제2퓨즈로 각각 연결되고, 반전되는 상기 멤브레인에 단락되는 단락부
    를 포함하는 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2플레이트는
    모듈 형성시, 버스바에 연결되는 이차 전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단락부는
    상기 제1퓨즈와 상기 제2퓨즈 사이에 구비되는 이차 전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 멤브레인은
    상기 캡 플레이트의 단락홀에 설치되고, 상기 단락부를 향하여 돌기를 구비하는 이차 전지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 멤브레인은 원형으로 형성되고,
    상기 돌기는 상기 캡 플레이트의 폭 방향으로 설정된 길이를 가지는 이차 전지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1퓨즈 및 상기 제2퓨즈는
    상기 제1플레이트 및 상기 제2플레이트의 두께보다 얇은 두께로 형성되는 이차 전지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단락부는
    상기 제1퓨즈 및 상기 제2퓨즈 각각의 면적보다 넓은 면적으로 형성되는 이차 전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극단자는
    상기 플레이트 터미널을 상기 제1전극의 무지부 탭에 연결하는 리벳 터미널을 더 포함하며,
    상기 플레이트 터미널은
    절연부재를 개재하여 상기 캡 플레이트의 외면에 배치되는 이차 전지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 절연부재는
    서로 마주하는 상기 단락부와 상기 멤브레인 사이에 관통구를 형성하는 이차 전지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2전극단자는 상기 캡 플레이트와 일체로 형성되고,
    상기 제2전극은 상기 캡 플레이트의 내면 측에 무지부 탭으로 연결되는 이차 전지.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160133976A (ko) * 2015-05-14 2016-11-23 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR20170121998A (ko) * 2016-04-26 2017-11-03 삼성에스디아이 주식회사 멤브레인을 갖는 이차 전지

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