KR20200032988A - 이차 전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 전극 단자에 구비된 벤트홈이 이차 전지 내부 압력 증가시 파단 및 절개되거나, 고전류에 의해서 용융되어 퓨즈로써 동작할 수 있으며, 전극 단자의 벤트홈이 형성된 영역에 수지가 형성되어, 벤트홈이 파단 되거나 용융될 때 발생하는 아크 현상을 억제하고, 전극 단자의 강성을 증가시키는데 있다.
이를 위해 본 발명은 제1전극판, 제2전극판 및 세퍼레이터를 구비한 전극 조립체와, 제1전극판과 전기적으로 접속된 제1단자부와, 전극 조립체와 제1단자부를 수용하는 케이스; 및 케이스를 밀봉하는 캡 조립체를 포함하며, 제1단자부는 전극 조립체의 제1전극판과 전기적으로 연결되며, 케이스에 수용된 판형상의 제1연결 단자와, 캡 조립체의 상부에 위치하는 판형상의 제1단자 플레이트 및, 제1연결 단자에 구비된 전극홀 내에 하부가 삽입되어 전기적으로 접속되고, 상면이 제1단자 플레이트의 하면에 전기적으로 접속되며, 내부에 공간을 갖고 하단부가 개방된 원기둥 형상인 제1전극 단자를 포함하며, 제1전극 단자는 외측면에 수평방향을 따라 일정 깊이로 형성된 벤트홈을 구비하며, 벤트홈이 수지에 의해서 덮여진 이차 전지를 개시한다.
이를 위해 본 발명은 제1전극판, 제2전극판 및 세퍼레이터를 구비한 전극 조립체와, 제1전극판과 전기적으로 접속된 제1단자부와, 전극 조립체와 제1단자부를 수용하는 케이스; 및 케이스를 밀봉하는 캡 조립체를 포함하며, 제1단자부는 전극 조립체의 제1전극판과 전기적으로 연결되며, 케이스에 수용된 판형상의 제1연결 단자와, 캡 조립체의 상부에 위치하는 판형상의 제1단자 플레이트 및, 제1연결 단자에 구비된 전극홀 내에 하부가 삽입되어 전기적으로 접속되고, 상면이 제1단자 플레이트의 하면에 전기적으로 접속되며, 내부에 공간을 갖고 하단부가 개방된 원기둥 형상인 제1전극 단자를 포함하며, 제1전극 단자는 외측면에 수평방향을 따라 일정 깊이로 형성된 벤트홈을 구비하며, 벤트홈이 수지에 의해서 덮여진 이차 전지를 개시한다.
Description
본 발명은 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, 과충전시 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.
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.
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.
본 발명은 전극 단자에 구비된 벤트홈이 이차 전지 내부 압력 증가시 파단 및 절개되거나, 고전류에 의해서 용융되어 퓨즈로써 동작할 수 있는 이차 전지를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 전극 단자의 벤트홈이 형성된 영역에 수지가 형성되어, 벤트홈이 파단 되거나 용융될 때 발생하는 아크 현상을 억제하고, 전극 단자의 강성을 증가시킬 수 있는 이차 전지를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 이차 전지는 제1전극판, 제2전극판 및 세퍼레이터를 구비한 전극 조립체와, 상기 제1전극판과 전기적으로 접속된 제1단자부와, 상기 전극 조립체와 상기 제1단자부를 수용하는 케이스 및 상기 케이스를 밀봉하는 캡 조립체를 포함하며, 상기 제1단자부는 상기 전극 조립체의 제1전극판과 전기적으로 연결되며, 상기 케이스에 수용된 판형상의 제1연결 단자와, 상기 캡 조립체의 상부에 위치하는 판형상의 제1단자 플레이트 및, 상기 제1연결 단자에 구비된 전극홀 내에 하부가 삽입되어 전기적으로 접속되고, 상면이 상기 제1단자 플레이트의 하면에 전기적으로 접속되며, 내부에 공간을 갖고 하단부가 개방된 원기둥 형상인 제1전극 단자를 포함하며, 상기 제1전극 단자는 외측면에 수평방향을 따라 일정 깊이로 형성된 벤트홈을 구비하며, 상기 벤트홈이 수지에 의해서 덮여질 수 있다.
상기 제1전극 단자는 상기 케이스 내부의 압력이 기준 압력 이상으로 증가할 경우 상기 벤트홈이 형성된 영역이 절개 및 파단 되거나, 과전류에 의해 상기 벤트홈이 형성된 영역이 용융되어 상기 제1연결 단자와 상기 제1단자 플레이트 사이를 전기적으로 분리할 수 있다.
상기 제1전극 단자는 수지가 외측 표면과 내측 표면에 일정두께로 코팅되어 형성될 수 있다.
상기 제1전극 단자는 하부영역의 외면이 상기 수지로부터 외부로 노출되어, 상기 제1연결 단자에 구비된 전극홀에 삽입되어 용접될 수 있다.
상기 제1전극 단자는 상기 벤트홈이 형성된 영역의 두께가 다른 영역에 비해서 더 얇고, 상기 제1전극 단자는 상기 벤트홈이 형성된 영역의 두께가 균일할 수 있다.
상기 전극 단자는 상기 벤트홈이 외주면을 따라 링 형상으로 일정 깊이를 갖도록 일체형으로 형성될 수 있다.
상기 제1전극 단자는 수지가 인서트 사출에 의해서 상기 벤트홈이 구비된 제1전극 단자의 외측 표면을 덮도록 형성될 수 있다.
상기 캡 조립체는 상기 케이스의 상단 개구부를 밀봉하는 캡 플레이트 및, 상기 캡 플레이트와 상기 제1단자 플레이트 사이에 개재되며, 상기 제1전극 단자의 상면과 제1단자 플레이트의 하면을 접촉시키기 위한 관통홀이 구비된 절연 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 제1단자 플레이트는 양측 측부 방향으로 수평하게 돌출된 돌출부를 구비하고, 상기 절연부재는 상기 돌출부와 대응되는 형상으로 형성된 결합 슬릿을 구비하며, 상기 돌출부와 상기 결합 슬릿이 슬라이드 결합할 수 있다.
상기 캡 플레이트는 상부 방향으로 돌출된 지지 돌기부를 더 포함하며, 상기 지지 돌기부는 상기 절연부재를 관통하여 결합되며 상부의 평면 크기가 하부의 평면 크기에 비해서 더 클 수 있다.
상기 캡 플레이트의 상기 지지 돌기부는 상기 제1단자 플레이트의 하부 방향으로 일정거리 이격되어, 전기적으로 분리될 수 있다.
본 발명에 의한 이차 전지는 전극 단자에 구비된 벤트홈이 이차 전지 내부 압력 증가시 파단 및 절개되거나, 고전류에 의해서 용융되어 퓨즈로써 동작할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의한 이차 전지는 전극 단자의 벤트홈이 형성된 영역에 수지가 형성되어, 벤트홈이 파단 되거나 용융될 때 발생하는 아크 현상을 억제하고, 전극 단자의 강성을 증가시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 2-2 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 이차 전지의 케이스 내측의 전극 조립체, 탑 인슐레이터 및 단자부의 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 4-4 선을 따라 자른 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 1의 이차 전지의 제1전극 단자를 확대 도시한 단면도 및 사시도이다.
도 6은 도 1의 이차 전지의 제1전극 단자의 다른예를 도시한 단면도이다.
도 7은 도 1의 이차 전지의 제1전극 단자의 다른예를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 2-2 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 이차 전지의 케이스 내측의 전극 조립체, 탑 인슐레이터 및 단자부의 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 4-4 선을 따라 자른 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 1의 이차 전지의 제1전극 단자를 확대 도시한 단면도 및 사시도이다.
도 6은 도 1의 이차 전지의 제1전극 단자의 다른예를 도시한 단면도이다.
도 7은 도 1의 이차 전지의 제1전극 단자의 다른예를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
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.
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"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"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 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소는 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 2-2선을 따라 자른 단면도이고, 도 3은 도 1의 이차 전지의 케이스 내측에 수용된 전극 조립체, 탑 인슐레이터 및 단자부의 분해 사시도이고, 도 4는 도 1의 4-4선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 내지 도4에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 이차 전지(100)는 전극 조립체(110), 제1단자부(120), 제2단자부(130), 케이스(140) 및 캡 조립체(150)를 포함할 수 있다.
우선, 전극 조립체(110)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 제1전극판(111), 세퍼레이터(113), 제2전극판(112)의 적층체를 권취하거나 적층하여 형성한다. 여기서, 제1전극판(111)은 양극으로서 동작할 수 있으며, 제2전극판(112)은 음극으로서 동작할 수 있다. 물론, 그 반대도 가능하다.
상기 제1전극판(111)은 알루미늄과 같은 금속 포일로 형성된 제1전극 집전체에 전이금속산화물 등의 제1전극 활물질을 도포함으로써 형성되며, 제1전극 활물질이 도포되지 않은 영역인 제1전극 무지부(111a)를 포함한다. 상기 제1전극 무지부(111a)는 제1전극판(111)과, 제1전극판 외부 간의 전류 흐름의 통로가 된다. 제1전극 무지부(111a)는 권취된 전극 조립체(110)의 매턴마다 형성될 수 있으며, 전극 조립체(110)로 부터 상부 방향으로 일정길이 돌출될 수 있다. 이와 같은 제1전극 무지부(111a)는 다수개 구비될 수 있으며, 전극 조립체(110)의 상단의 일측에 구비될 수 있다. 한편, 본 발명에서 상기 제1전극판(111)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 제2전극판(112)은 구리 또는 니켈과 같은 금속 포일로 형성된 제2전극 집전체에 흑연 또는 탄소 등의 제2전극 활물질을 도포함으로써 형성되며, 제2활물질이 도포되지 않는 영역인 제2전극 무지부(112a)를 포함한다. 상기 제2전극 무지부(112a)는 제2전극판(112)과, 제2전극판 외부 간의 전류 흐름의 통로가 된다. 제2전극 무지부(112a)는 권취된 전극 조립체(110)의 매턴마다 형성될 수 있으며, 전극 조립체(110)로 부터 상부 방향으로 일정길이 돌출될 수 있다. 이와 같은 제2전극 무지부(112a)는 다수개 구비될 수 있으며, 전극 조립체(110)의 상단의 타측에 구비될 수 있다. 한편, 본 발명에서 상기 제2전극판(112)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 세퍼레이터(113)는 제1전극판(111)과 제2전극판(112) 사이에 위치되어 전기적 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 하며, 폴리에틸렌이나, 폴리프로필렌이나, 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 복합 필름으로 이루어질 수 있다. 한편, 본 발명에서 상기 세퍼레이터(113)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기와 같은 전극 조립체(110)의 상단 일측에 구비된 다수의 제1전극 무지부(111a)와 상단 타측에 구비된 다수의 제2전극 무지부(112a)는 제1집전체(114) 및 제2집전체(115)와 각각 전기적으로 접속된다.
상기 제1집전체(114)는 평평한 판 형상으로 , 전극 조립체(110)의 상면과 수평하게 배치될 수 있다. 상기 제1집전체(114)는 하면에 제1전극 무지부(111a)가 용접될 수 있다. 제1전극 무지부(111a)는 전극 조립체(110)의 상면으로부터 상부 방향으로 연장되며, 전극 조립체(110)의 상면과 수평 하도록 절곡되어, 제1집전체(114)의 하면에 용접될 수 있다. 또한 제1집전체(114)는 일측에 상면과 하면 사이를 관통하는 결합홀(114a)이 구비될 수 있다.
상기 제2집전체(115)는 평평한 판 형상으로, 제1집전체(114)로부터 타측 방향으로 이격되며 전극 조립체(110)의 상면과 수평하게 배치될 수 있다. 상기 제2집전체(115)는 하면에 제2전극 무지부(112a)가 용접될 수 있다. 제2전극 무지부(112a)는 전극 조립체(110)의 상면으로부터 상부 방향으로 연장되며, 끝단부가 전극 조립체(110)의 상면과 수평 하도록 절곡되어, 제2집전체(115)의 하면에 용접될 수 있다. 또한 제2집전체(115)는 타측에 상면과 하면 사이를 관통하는 결합홀(115a)이 구비될 수 있다.
또한 이차 전지(100)는 전극 조립체(110)의 상면으로부터 상부 방향으로 이격되도록 구비된 판 형상의 탑 인슐레이터(116)를 더 포함할 수 있다. 탑 인슐레이터(116)는 전기 절연재로 이루어질 수 있으며, 전극 조립체(110)와 제1집전체(114) 사이, 전극 조립체(110)와 제2집전체(115) 사이에 개재된다. 탑 인슐레이터(116)는 전극 조립체(110)가 제1집전체(114) 및 제2집전체(115)와 불필요한 전기적 접속되는 것을 방지할 수 있다. 또한 탑 인슐레이터(116)는 상면과 하면 사이를 관통하는 내부 전해액 주입구(116a)를 더 구비할 수 있다.
이러한 전극 조립체(110)는 제1집전체(114), 제2집전체(115) 및 탑 인슐레이터(116)와 함께 케이스(140)에 수납된다. 이때 케이스(140)는 전해액도 함께 수납될 수 있다. 본 발명에서 케이스(150)에 수납된 전극 조립체(110)는 2개인 것으로 도시하였으나, 하나 또는 그 이상일 수도 있으며, 본 발명에서 전극 조립체(110)의 개수를 한정하는 것은 아니다. 상기 전해액은 EC(ethylene carbonate), PC(propylene carbonate), DEC(diethyl carbonate), EMC(ethyl methyl carbonate), DMC(dimethyl carbonate)와 같은 유기 용매에 LiPF6, LiBF4와 같은 리튬염으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 전해액은 액체, 고체 또는 겔상일 수 있다.
상기 제1단자부(120)는 주로 금속 또는 그 등가물로 형성되며, 제1집전체(114)와 전기적으로 접속된다. 제1단자부(120)는 제1연결 단자(121), 제1전극 단자(122) 및 제1단자 플레이트(123)를 포함할 수 있다.
제1연결 단자(121)는 상기 제1집전체(114)와 평행하게 배치된 판형상일 수 있다. 상기 제1연결 단자(121)는 하면 일측에 하부방향으로 돌출된 결합돌기(121a)와, 타측에 상면과 하면 사이를 관통하는 전극홀(121b)이 구비될 수 있다. 제1연결 단자(121)의 결합 돌기(121a)는 제1집전체(114)의 결합홀(114a)과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 상기 결합돌기(121a)가 제1집전체(114)의 결합홀(114a)에 삽입된 후 용접되어, 제1연결 단자(121)는 제1집전체(114)와 결합될 수 있다. 제1연결 단자(121)는 제1집전체(114)와 평행하게 일정거리 이격될 수 있다. 또한 전극홀(121b)은 제1전극 단자(122)의 하부영역(122c)과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제1연결 단자(121)는 제1전극 단자(122)의 하부영역(122c)이 전극홀(121b)에 삽입된 후 용접되어, 제1전극 단자(122)와 결합될 수 있다.
제1전극 단자(122)는 후술되는 캡 플레이트(151)를 관통하여, 상부로 일정길이 연장 및 돌출되며 캡 플레이트(151)의 하부에서 제1연결 단자(121)와 전기적으로 연결된다. 상기 제1전극 단자(122)는 캡 플레이트(151)의 상부에서 제1단자 플레이트(123)와 전기적으로 결합될 수 있다. 제1전극 단자(122)는 하면이 개방된 원기둥 형상일 수 있다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 제1전극 단자(122)를 확대 도시한 단면도 및 사시도가 도시되어 있다. 이하에서는 도 5a 및 도 5b를 참조하여 제1전극 단자(122)의 구성을 설명하고자 한다.
제1전극 단자(122)는 하면이 개방된 원 기둥 형상으로, 수평 단면이 원형 링형상으로 이루어질 수 있다. 즉, 제1전극 단자(122)는 내부에 공간이 구비되며 하단부가 개방된 원기둥 형상일 수 있다. 상기 제1전극 단자(122)는 원 기둥의 외주에, 내측 방향으로 형성된 적어도 하나의 벤트홈(122a)이 구비될 수 있다. 상기 벤트홈(122a)은 제1전극 단자(122)의 외주에서 수평방향을 따라 전 영역에 일체형으로 형성된다. 벤트홈(122a)은 링형상으로 일정 깊이를 갖도록 형성될 수 있다. 상기 제1전극 단자(122)는 벤트홈(122a)이 형성된 부분의 두께(w1)가, 다른 영역의 두께(w2)에 비해서 더 얇을 수 있다. 또한 제1전극 단자(122)는 벤트홈(122a)이 형성된 부분 이외에는 그 두께(w2)가 균일할 수 있다. 또한 제1전극 단자(122)는 벤트홈(122a)이 형성된 부분의 두께(w1)도 균일할 수 있다. 상기 벤트홈(122a)은 이차 전지(100)의 내부 단락 또는 과충전으로 인해 내부 압력이 기준압보다 더 커질 경우 파단 및 절개될 수 있다.
제1전극 단자(122)는 벤트홈(122a)이 파단 및 절개되어, 제1전극 단자(122)가 벤트홈(122a)을 기준으로 상부 영역과 하부 영역으로 분리되어, 전기적으로 분리될 수 있다. 제1전극 단자(122)는 상면이 제1단자 플레이트(123)의 하면에 용접되어 결합될 수 있으며, 하부영역(122c)이 제1연결 단자(121)의 전극홀(121b)에 삽입된 후 용접되어, 제1연결 단자(121)와 전기적으로 결합될 수 있다. 이때 제1전극 단자(122)의 하부영역(122c)은 벤트홈(122a)보다 하부에 위치할 수 있다.
또한 제1전극 단자(122)는 외측 표면 및 내측 표면에 수지(122b)가 일정 두께로 형성될 수 있다. 수지(122b)는 제1전극 단자(122)의 측부의 외측 표면과 내측 표면에 코팅에 의해서 형성될 수 있다. 이때, 제1전극 단자(122)는 벤트홈(122a)이 형성된 부분의 외면과 내면이 수지(122b)에 의해서 코팅될 수 있으며, 하부영역(122c)의 외면은 수지(122b)의 외부로 노출될 수 있다. 상기 수지(122b)는 벤트홈(122a)이 파단 및 절개될 때 발생되는 아크 현상을 억제할 수 있다. 또한 수지(122b)는 제1전극 단자(122)의 측부 내측 표면과 외측 표면에 코팅되어, 제1전극 단자(122)의 강성을 증가 시킬 수 있다.
제1전극 단자(122)는 수지(122b)로부터 외부로 노출된 하부영역(122c)이 제1연결 단자(121)의 전극홀(121b)에 삽입된 후 용접될 수 있다. 또한 제1전극 단자(122)는 상면도 수지(122b)를 통해 외부로 노출되어, 제1단자 플레이트(123)와 용접될 수 있다. 이와 같은 제1전극 단자(122)는 제1전극 단자(122)와 제1단자 플레이트(123)사이를 전기적으로 연결할 수 있다.
또한 제1전극 단자(122)는 벤트홈(122a)이 파단 및 절개되면, 벤트홈(122a)을 기준으로 상부와 하부가 분리되어 제1연결 단자(121)와 제1단자 플레이트(123) 사이를 전기적으로 분리할 수 있다. 또한 벤트홈(122a)은 이차 전지(100)의 내부 압력에 의해서 파단 및 절개되지 않을 경우, 고전류에 의해서 용융되는 퓨즈로 동작할 수 있다. 이때 상기 수지(122b)는 벤트홈(122a)이 형성된 영역이 용융될 때 발생되는 아크 현상을 억제할 수 있다. 또한 제1전극 단자(122)는 벤트홈(122a)이 용융되면, 벤트홈(122a)을 기준으로 상부와 하부가 분리되어 제1연결 단자(121)와 제1단자 플레이트(123) 사이를 전기적으로 분리할 수 있다. 추가적으로 제1전극 단자(122)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상면의 내측 표면에도 수지(122b)가 더 코팅될 수 있다.
또한 제1전극 단자(122)는 수지(122b)가 인서트 사출에 의해서 형성될 수도 있다. 도 7에는 제1전극 단자(122)에 수지(122b)가 인서트 사출에 의해서 형성된 일예가 도시되어 있다. 상기 제1전극 단자(122)는 인서트 사출에 의해서 수지(122b)가 형성될 경우, 수지(122b)가 제1전극 단자(122)의 외측면에만 형성될 수 있다. 인서트 사출에 의해서 수지(122b)가 형성될 경우, 코팅에 의해서 형성될 경우에 비해서 수지(122b)의 두께가 더 두껍게 형성되어, 제1전극 단자(122)의 강성을 더 증가시킬 수 있다. 이때 제1전극 단자(122)의 벤트홈(122a)은 퓨즈로 동작할 수 있다.
상기 제1단자 플레이트(123)는 판 형상으로, 캡 플레이트(151)의 상부에 위치할 수 있다. 상기 제1단자 플레이트(123)는 캡 플레이트(151)를 관통한 제1전극 단자(122)의 상면과 용접되어, 제1전극 단자(122)와 전기적으로 결합될 수 있다.
상기 제1단자부(120)는 예를 들면 알루미늄, 알루미늄 합금 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 제조될 수 있다. 그러나 이러한 재질로 상기 제1단자부(120)의 재질이 한정되는 것은 아니다.
또한 제2단자부(130) 역시 주로 금속 또는 그 등가물로 형성되며, 제2집전체(115)와 전기적으로 연결된다. 상기 제2단자부(130)는 제2연결 단자(131), 제2전극 단자(132) 및 제2단자 플레이트(133)를 포함한다. 여기서 제2단자부(130)의 형태는 제1단자부(120)의 형태와 동일할 수 있다. 따라서 제2단자부(130)의 구체적인 형태의 설명은 생략하고자 한다.
물론 제2연결 단자(131)는 제2집전체(115)의 결합홀(115a)과 결합되는 결합돌기(131a)를 더 포함하고, 상면과 하면 사이를 관통하고 제2전극 단자(132)의 하단부가 삽입되기 위한 전극홀(131b)을 더 포함한다. 제2연결 단자(131)는 제2집전체(115)와 전기적으로 접속되며, 제2전극 단자(132)와 전기적으로 접속된다. 제2전극 단자(132)는 캡 플레이트(151)를 관통하여, 상부 방향으로 연장되어 제2단자 플레이트(133)와 용접되어 전기적으로 접속될 수 있다.
더불어, 상기 제2연결 단자(131), 제2전극 단자(132) 및 제2단자 플레이트(133)는 주로 구리, 구리 합금 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나일 수 있으나, 이러한 재질로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
상기 케이스(140)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 형성되며, 전극 조립체(110), 제1단자부(120)의 제1연결 단자(121) 및 제2단자부(130)의 제2연결 단자(131)가 삽입 안착될 수 있는 개구부(141)가 형성된 대략 육면체 형상으로 이루어진다. 도 2 및 도 4에서는, 케이스(140)와 캡 조립체(150)가 결합된 상태로 도시되고 있으며, 케이스(140)의 개구부(141)는 캡 조립체(150)와 결합된 둘레 부분일 수 있다. 한편, 케이스(140)의 내면은 절연 처리되어, 전극 조립체(110), 제1단자부(120), 제2단자부(130) 및 캡 조립체(150)와 절연될 수 있다.
상기 캡 조립체(150)는 상기 케이스(140)의 개구부(141)에 결합된다. 상기 캡 조립체(150)는 구체적으로 캡 플레이트(151), 시일 가스켓(152), 마개(153), 절연부재(154)를 포함한다. 물론, 상기 시일 가스켓(152), 절연부재(154)는 제1단자부(120) 및 제2단자부(130)의 구성 요소로 볼 수도 있다.
상기 캡 플레이트(151)는 상기 케이스(140)의 개구를 밀봉하며, 상기 케이스(140)와 동일한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 캡 플레이트(151)는 레이저 용접 방식으로 상기 케이스(140)에 결합될 수 있다.
상기 시일 가스켓(152)은 절연성 재질로 캡 플레이트(151)를 관통하는 제1연결 단자(121)와 제1전극 단자(122)를 감싸도록 제1단자부(120)에 형성된다. 또한 일 가스켓(152)은 절연성 재질로 캡 플레이트(151)를 관통하는 제2연결 단자(131)와 제2전극 단자(132)를 감싸도록 제2단자부(130)에 형성된다. 시일 가스켓(152)은 제1전극 단자(122)의 수지(122b)와 밀착될 수 있으며, 제2전극 단자(132)의 수지(152b)와 밀착될 수 있다. 상기 시일 가스켓(152)은 제1전극 단자(122)와 제2전극 단자(132)의 각각과 캡 플레이트(151)의 사이를 밀봉시키도록 개재된다. 이러한 시일 가스켓(152)은 외부의 수분이 이차 전지(100)의 내부에 침투하지 못하도록 하거나, 이차 전지(100)의 내부에 수용된 전해액이 외부로 유출되지 못하도록 한다.
상기 마개(153)는 상기 캡 플레이트(151)의 전해액 주입구(151a)를 밀봉한다. 상기 캡 플레이트(151)의 전해액 주입구(151a)를 통해 주입된 전해액은 탑 인슐레이터(116)의 내부 전해액 주입구(116a)를 경유하여 케이스(140)의 내부로 원활하게 전해액이 주입될 수 있다.
상기 절연부재(154)는 제1단자 플레이트(123)와 캡 플레이트(151)사이와 제2단자 플레이트(133)와 캡 플레이트(151) 사이에 각각 개재될 수 있다. 두 개의 절연부재(154)는 제1전극 단자(122)와 제2전극 단자(132)의 상면을 제1단자 플레이트(123)와 제2단자 플레이트(233)와 접촉시키기 위한 관통홀(154a)을 각각 구비한다. 제1전극 단자(122)는 캡 플레이트(151)와 절연부재(154)를 관통하여 제1단자 플레이트(123)와 결합될 수 있다. 제2전극 단자(132)는 캡 플레이트(151)와 절연부재(154)를 관통하여 제2단자 플레이트(133)와 결합될 수 있다. 상기 절연부재(154)는 제1단자부(120)와 캡 플레이트(151) 사이를 전기적으로 분리하고, 제2단자부(130)와 캡 플레이트(151) 사이를 전기적으로 분리할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 이차 전지(200)는 전극 조립체(110), 제1단자부(220), 제2단자부(230), 케이스(140) 및 캡 조립체(250)를 포함할 수 있다. 상기 이차 전지(200)의 전극 조립체(110), 제1단자부(220)의 제1연결 단자(121)와 제1전극 단자(122), 제2단자부(230)의 제2연결 단자(131)와 제2전극 단자(132), 케이스(140) 및 캡 조립체(250)의 캡 플레이트(151), 시일 가스켓(152) 및 마개(153)는 상기 도 1 내지 도 4에 도시된 이차 전지(100)와 동일하다. 그러므로 이차 전지(200)에서 이차 전지(100)와 상이한 제1단자부(220)의 제1단자 플레이트(223), 제2단자부(230)의 제2단자 플레이트(233) 및 캡 조립체(250)의 절연부재(254)를 위주로 설명하고자 한다.
상기 제1단자부(220)의 제1단자 플레이트(223)는 판 형상으로, 캡 플레이트(151)의 상부에 위치할 수 있다. 제1단자 플레이트(223)는 양측 측부 방향으로 수평하게 돌출된 돌출부(223a)를 포함할 수 있다. 상기 돌출부(223a)는 제1단자 플레이트(223)의 양측면의 하부에 각각 위치할 수 있다. 상기 돌출부(223a)는 하면이 상기 제1단자 플레이트(223)의 하면과 동일평면상에 위치할 수 있다. 즉, 제1단자 플레이트(223)는 돌출부(223a)에 의해서, 상면에는 단차가 구비될 수 있으며, 하면은 동일평면상에 위치할 수 있다. 제1단자 플레이트(223)는 돌출부(223a)를 통해 절연부재(254)의 결합슬릿(254b)내에 슬라이드 결합할 수 있다.
또한 제1단자 플레이트(223)는 캡 플레이트(151)를 관통한 제1전극 단자(122)의 상면과 용접되어, 제1전극 단자(122)와 전기적으로 결합될 수 있다. 상기 제2단자 플레이트(233)는 제1전극 단자(122)와 접촉된 상태로, 제1단자 플레이트(223)의 상부에서 용접될 수 있다.
상기 제2단자부(230)의 제2단자 플레이트(233)는 판 형상으로, 캡 플레이트(151)의 상부에 위치할 수 있다. 제2단자 플레이트(233)는 측부 방향으로 수평하게 돌출된 돌출부(233a)를 양측에 구비할 수 있다. 상기 돌출부(233a)는 제2단자 플레이트(233)의 양측면의 하부에 각각 위치할 수 있다. 상기 돌출부(233a)는 하면이 상기 제2단자 플레이트(233)의 하면과 동일평면상에 위치할 수 있다. 즉, 제2단자 플레이트(233)는 돌출부(233a)에 의해서, 상면에는 단차가 구비될 수 있으며, 하면은 동일평면상에 위치할 수 있다. 제2단자 플레이트(233)는 돌출부(233a)를 통해 절연부재(254)의 결합슬릿(254b)내에 슬라이드 결합할 수 있다.
또한 제2단자 플레이트(233)는 캡 플레이트(151)를 관통한 제2전극 단자(122)의 상면과 용접되어, 제2전극 단자(122)와 전기적으로 결합될 수 있다. 상기 제2단자 플레이트(233)는 제2전극 단자(132)와 접촉된 상태로, 제2단자 플레이트(233)의 상부에서 용접될 수 있다.
상기 절연부재(254)는 제1단자 플레이트(223)와 캡 플레이트(151) 사이와, 제2단자 플레이트(233)와 캡 플레이트(151)사이에 각각 개재될 수 있다. 두 개의 절연부재(254)는 양측에 제1단자 플레이트(223)의 돌출부(223a) 및 제2단자 플레이트(233)의 돌출부(233a)와 결합되기 위한 결합슬릿(254b)이 각각 구비될 수 있다. 상기 결합슬릿(254b)이 돌출부(223a, 233a)와 슬라이드 결합하여, 절연부재(254)와 제1단자 플레이트(223)사이와, 절연부재(254)와 제2단자 플레이트(233) 사이의 결합력을 향상시킬 수 있다.
제1단자부(220)와 제2단자부(230)에 설치된 각각의 절연부재(254)는 제1전극 단자(122)와 제2전극 단자(132)가 관통하기 위한 관통홀(254a)을 각각 포함한다.
제1전극 단자(122)는 캡 플레이트(151)와 절연부재(254)를 관통하여 제1단자 플레이트(223)와 결합될 수 있다. 제2전극 단자(132)는 캡 플레이트(151)와 절연부재(254)를 관통하여 제2단자 플레이트(233)와 결합될 수 있다. 상기 절연부재(254)는 제1단자부(220)와 캡 플레이트(151) 사이를 전기적으로 분리하고, 제2단자부(230)와 캡 플레이트(151) 사이를 전기적으로 분리할 수 있다. 또한 절연부재(254)는 제1단자 플레이트(223)와 제2단자 플레이트(233)를 각각 단단히 고정할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 단면도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 이차 전지(300)는 전극 조립체(110), 제1단자부(220), 제2단자부(230), 케이스(140) 및 캡 조립체(350)를 포함할 수 있다. 상기 이차 전지(300)의 전극 조립체(110), 제1단자부(220), 제2단자부(230) 및 캡 조립체(250)의 시일 가스켓(152) 및 마개(153)는 상기 도 2에 도시된 이차 전지(200)와 동일하다. 그러므로 이차 전지(300)에서 이차 전지(200)와 상이한 캡 조립체(350)의 캡 플레이트(351) 및 절연부재(354)를 위주로 설명하고자 한다.
상기 캡 조립체(350)는 상기 케이스(140)의 개구부(141)에 결합된다. 상기 캡 조립체(350)는 구체적으로 캡 플레이트(351), 시일 가스켓(152), 마개(153), 절연부재(354)를 포함한다. 물론, 상기 시일 가스켓(152), 절연부재(354)는 제1단자부(220) 및 제2단자부(230)의 구성 요소로 볼 수도 있다.
상기 캡 플레이트(351)는 상기 케이스(140)의 개구를 밀봉하며, 상기 케이스(140)와 동일한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 캡 플레이트(351)는 레이저 용접 방식으로 상기 케이스(140)에 결합될 수 있다. 캡 플레이트(351)는 제1단자부(220) 및 제2단자부(230)가 각각 결합되는 영역에, 상부 방향으로 돌출된 지지 돌기부(351b)를 포함할 수 있다. 상기 지지 돌기부(351b)는 절연부재(354)를 관통하여, 상부 방향에서 단조 공정을 통해 절연부재(354)와 결합할 수 있다. 상기 제1단자부(220)에 결합된 절연부재(354)는 제1전극 단자(122)를 기준으로 양측에 각각 두 개의 지지 돌기부(351b)가 관통하여 결합할 수 있다. 이때 지지 돌기부(351b)의 상부의 평면 크기가 하부의 평면 크기에 비해서 더 클 수 있다. 또한 제2단자부(230)와 결합된 절연부재(354)는 제2전극 단자(132)를 기준으로 양측에 각각 두 개의 지지 돌기부(351b)가 관통하여 결합할 수 있다. 상기 지지 돌기부(351b)의 상면은 절연부재(354)의 상면에 비해서 하부에 위치할 수 있다. 이는 지지 돌기부(351b)가 제1단자 플레이트(223) 또는 제2단자 플레이트(233)와 전기적으로 접속되는 것을 방지하기 위함이다. 즉, 지지 돌기부(351b)의 상면은 상기 절연부재(354)에 의해서 제1단자 플레이트(223) 및 제2단자 플레이트(233)의 하면으로부터 일정거리 이격될 수 있다. 상기 지지 돌기부(351b)에 의해서, 캡 플레이트(351)와 절연부재(354)사이의 결합력을 향상시킬 수 있다.
상기 절연부재(354)는 제1단자 플레이트(223)와 캡 플레이트(151) 사이와, 제2단자 플레이트(233)와 캡 플레이트(351)사이에 각각 개재될 수 있다. 두 개의 절연부재(354)는 양측에 제1단자 플레이트(223)의 돌출부(223a) 및 제2단자 플레이트(233)의 돌출부(233a)와 결합되기 위한 결합슬릿(354b)이 각각 구비될 수 있다. 상기 결합슬릿(354b)이 돌출부(223a, 233a)와 슬라이드 결합하여, 절연부재(354)와 제1단자 플레이트(223)사이와, 절연부재(354)와 제2단자 플레이트(233) 사이의 결합력을 향상시킬 수 있다.
제1단자부(220)와 제2단자부(230)에 설치된 각각의 절연부재(354)는 제1전극 단자(122)와 제2전극 단자(132)가 관통하기 위한 관통홀(354a)을 각각 포함한다.
또한 절연부재(354)는 제1전극 단자(122) 또는 제2전극 단자(132)를 기준으로 양측에 각각 두 개의 지지 돌기부(351b)와 결합되기 위한 지지 돌기 관통홀(354c)이 구비된다. 지지 돌기부(351b)가 지지 돌기 관통홀(354c)을 관통한 후, 단조 공법에 의해 상기 절연부재(354)는 캡 플레이트(351)와 결합할 수 있다.
또한 제1전극 단자(122)는 캡 플레이트(351)와 절연부재(354)를 관통하여 제1단자 플레이트(223)와 결합될 수 있다. 제2전극 단자(132)는 캡 플레이트(351)와 절연부재(354)를 관통하여 제2단자 플레이트(233)와 결합될 수 있다. 상기 절연부재(354)는 제1단자부(220)와 캡 플레이트(351) 사이를 전기적으로 분리하고, 제2단자부(230)와 캡 플레이트(351) 사이를 전기적으로 분리할 수 있다. 또한 절연부재(354)는 제1단자 플레이트(223)와 제2단자 플레이트(233)를 각각 단단히 고정하고, 지지 돌기부(351b)에 의해서 캡 플레이트(351)와도 단단히 고정될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 단면도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 이차 전지(400)는 전극 조립체(410), 제1단자부(120), 제2단자부(130), 케이스(140) 및 캡 조립체(150)를 포함할 수 있다. 상기 이차 전지(400)의 제1단자부(120), 제2단자부(130), 케이스(140) 및 캡 조립체(150)는 상기 도 1 내지 도 4에 도시된 이차 전지(100)와 동일하다. 그러므로 이차 전지(400)에서 이차 전지(100)와 상이한 전극 조립체(410)를 위주로 설명하고자 한다.
우선, 전극 조립체(410)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 제1전극판(411), 세퍼레이터(413), 제2전극판(412)의 적층체를 권취하거나 적층하여 형성한다. 여기서, 제1전극판(411)은 양극으로서 동작할 수 있으며, 제2전극판(412)은 음극으로서 동작할 수 있다. 물론, 그 반대도 가능하다.
상기 제1전극판(411)은 알루미늄과 같은 금속 포일로 형성된 제1전극 집전체에 전이금속산화물 등의 제1전극 활물질을 도포함으로써 형성되며, 제1전극 활물질이 도포되지 않은 영역인 제1전극 무지부(411a)를 포함한다. 상기 제1전극 무지부(411a)는 제1전극판(411)과, 제1전극판 외부 간의 전류 흐름의 통로가 된다. 제1전극 무지부(411a)는 전극 조립체(410)의 측부 방향(y) 일측에 구비될 수 있다. 한편, 본 발명에서 상기 제1전극판(411)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 제2전극판(412)은 구리 또는 니켈과 같은 금속 포일로 형성된 제2전극 집전체에 흑연 또는 탄소 등의 제2전극 활물질을 도포함으로써 형성되며, 제2활물질이 도포되지 않는 영역인 제2전극 무지부(412a)를 포함한다. 상기 제2전극 무지부(412a)는 제2전극판(412)과, 제2전극판 외부 간의 전류 흐름의 통로가 된다. 제2전극 무지부(412a)는 전극 조립체(410)의 측부 방향(y) 타측에 구비될 수 있다. 즉, 제1전극 무지부(411a)와 제2전극 무지부(412a)는 전극 조립체(410)를 중심으로 양측에 각각 위치할 수 있다. 한편, 본 발명에서 상기 제2전극판(412)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 세퍼레이터(413)는 제1전극판(411)과 제2전극판(412) 사이에 위치되어 전기적 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 하며, 폴리에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 복합 필름으로 이루어질 수 있다. 한편, 본 발명에서 상기 세퍼레이터(413)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기와 같은 전극 조립체(410)의 양측 단부에 구비된 제1전극 무지부(411a)와 제2전극 무지부(412a) 각각에 제1집전체(414)와 제2집전체(415)가 전기적으로 접속된다.
상기 제1집전체(414)는 전극 조립체(410)의 일측 단부로 돌출된 제1전극 무지부(411a)와 용접된다. 제1집전체(414)는 제1전극 무지부(411a)와 용접되며, 수직방향으로 연장된 제1영역과 제1영역의 끝단으로부터 대략 수직방향으로 절곡되어, 캡 플레이트(151)와 수평한 제2영역으로 이루어질 수 있다. 또한 제1집전체(414)의 제2영역에는 상면과 하면 사이를 관통하는 결합홀(414a)이 구비될 수 있으며, 제1연결 단자(121)의 결합돌기(121a)와 결합 및 용접될 수 있다.
상기 제2집전체(415)는 전극 조립체(410)의 타측 단부로 돌출된 제2전극 무지부(412a)와 용접된다. 제2집전체(415)는 제2전극 무지부(412a)와 용접되며, 수직방향으로 연장된 제1영역과 제1영역의 끝단으로부터 대략 수직방향으로 절곡되어 캡 플레이트(151)와 수평한 제2영역으로 이루어질 수 있다. 또한 제2집전체(415)의 제2영역에는 상면과 하면 사이를 관통하는 결합홀(415a)이 구비될 수 있으며, 제2연결 단자(121)의 결합돌기(121a)와 결합 및 용접될 수 있다.
이와 같은 이차 전지(400)의 전극 조립체(410), 제1집전체(414) 및 제2집전체(415)는 도 8 및 도 9에 도시된 이차 전지(200, 300)에도 각각 적용할 수 있다.
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.
100, 200, 300, 400: 이차 전지
110, 410: 전극 조립체 120, 220: 제1단자부
130, 230: 제2단자부 140: 케이스
150, 350: 캡 조립체
110, 410: 전극 조립체 120, 220: 제1단자부
130, 230: 제2단자부 140: 케이스
150, 350: 캡 조립체
Claims (11)
- 제1전극판, 제2전극판 및 세퍼레이터를 구비한 전극 조립체;
상기 제1전극판과 전기적으로 접속된 제1단자부;
상기 전극 조립체와 상기 제1단자부를 수용하는 케이스; 및
상기 케이스를 밀봉하는 캡 조립체를 포함하며,
상기 제1단자부는
상기 전극 조립체의 제1전극판과 전기적으로 연결되며, 상기 케이스에 수용된 판형상의 제1연결 단자;
상기 캡 조립체의 상부에 위치하는 판형상의 제1단자 플레이트; 및
상기 제1연결 단자에 구비된 전극홀 내에 하부가 삽입되어 전기적으로 접속되고, 상면이 상기 제1단자 플레이트의 하면에 전기적으로 접속되며, 내부에 공간을 갖고 하단부가 개방된 원기둥 형상인 제1전극 단자를 포함하며,
상기 제1전극 단자는 외측면에 수평방향을 따라 일정 깊이로 형성된 벤트홈을 구비하며, 상기 벤트홈이 수지에 의해서 덮여진 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1전극 단자는 상기 케이스 내부의 압력이 기준 압력 이상으로 증가할 경우 상기 벤트홈이 형성된 영역이 절개 및 파단 되거나, 과전류에 의해 상기 벤트홈이 형성된 영역이 용융되어 상기 제1연결 단자와 상기 제1단자 플레이트 사이를 전기적으로 분리하는 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1전극 단자는 수지가 외측 표면과 내측 표면에 일정두께로 코팅되어 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1전극 단자는 하부영역의 외면이 상기 수지로부터 외부로 노출되어, 상기 제1연결 단자에 구비된 전극홀에 삽입되어 용접된 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1전극 단자는 상기 벤트홈이 형성된 영역의 두께가 다른 영역에 비해서 더 얇고, 상기 제1전극 단자는 상기 벤트홈이 형성된 영역의 두께가 균일한 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 청구항 1에 있어서,
상기 전극 단자는 상기 벤트홈이 외주면을 따라 링형상으로 일정 깊이를 갖도록 일체형으로 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1전극 단자는 수지가 인서트 사출에 의해서 상기 벤트홈이 구비된 제1전극 단자의 외측 표면을 덮도록 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 청구항 1에 있어서,
상기 캡 조립체는
상기 케이스의 상단 개구부를 밀봉하는 캡 플레이트; 및
상기 캡 플레이트와 상기 제1단자 플레이트 사이에 개재되며, 상기 제1전극 단자의 상면과 제1단자 플레이트의 하면을 접촉시키기 위한 관통홀이 구비된 절연 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 청구항 8에 있어서,
상기 제1단자 플레이트는 양측 측부 방향으로 수평하게 돌출된 돌출부를 구비하고,
상기 절연부재는 상기 돌출부와 대응되는 형상으로 형성된 결합 슬릿을 구비하며, 상기 돌출부와 상기 결합 슬릿이 슬라이드 결합하는 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 청구항 9에 있어서,
상기 캡 플레이트는 상부 방향으로 돌출된 지지 돌기부를 더 포함하며, 상기지지 돌기부는 상기 절연부재를 관통하여 결합되며 상부의 평면 크기가 하부의 평면 크기에 비해서 더 큰 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 청구항 10에 있어서,
상기 캡 플레이트의 상기 지지 돌기부는 상기 제1단자 플레이트의 하부 방향으로 일정거리 이격되어, 전기적으로 분리된 것을 특징으로 하는 이차 전지.
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