KR20200039962A - Secondary Battery - Google Patents

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KR20200039962A
KR20200039962A KR1020180119597A KR20180119597A KR20200039962A KR 20200039962 A KR20200039962 A KR 20200039962A KR 1020180119597 A KR1020180119597 A KR 1020180119597A KR 20180119597 A KR20180119597 A KR 20180119597A KR 20200039962 A KR20200039962 A KR 20200039962A
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김병규
권태현
김민규
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주식회사 엘지화학
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Abstract

The present invention relates to a secondary battery which solves a deformation problem occurring during a manufacturing process of the secondary battery, and has a structure capable of solving a problem in which an electrolyte is leaked to the outside. According to the present invention, the secondary battery comprises: a battery can accommodating an electrode assembly; a top cap coupled to an upper part of the battery can; a safety vent provided in a lower part of the top cap; a PTC element provided between the top cap and the safety vent; an upper sealing unit provided between the top cap and the PTC element; and a lower sealing unit provided between the PTC element and the safety vent.

Description

이차전지{Secondary Battery}Secondary Battery {Secondary Battery}

본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 이차전지의 제조 과정에서 발생할 수 있는 부품의 변형 문제를 해결하고, 전해액이 외부로 누출되는 문제를 해결할 수 있는 구조를 갖는 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and relates to a secondary battery having a structure capable of solving the problem of deformation of parts that may occur in the manufacturing process of the secondary battery, and solving the problem that the electrolyte leaks to the outside.

반복적인 충전 및 방전이 가능한 이차전지(secondary battery)의 경우, 사용 과정에서 이차전지 내부의 압력 또는 온도의 상승으로 인한 화재 또는 폭발을 방지하기 위해 각종 안전 장치가 구비되는 경우가 많다. 그러한 안전 장치의 예로, 안전 벤트 및 PTC 소자를 들 수 있다. 안전 벤트의 경우, 이차전지 내부의 압력이 상승하는 경우 파단되면서 이차전지 외부로 가스가 배출될 수 있도록 하는 구성이다. 또한, PTC 소자의 경우, 이차전지 내부의 온도가 상승하는 경우 저항이 급격히 증가함으로써 전류를 차단하는 구성이다.In the case of a secondary battery capable of repetitive charging and discharging, various safety devices are often provided to prevent fire or explosion due to an increase in pressure or temperature inside the secondary battery during use. Examples of such safety devices include safety vents and PTC elements. In the case of the safety vent, when the pressure inside the secondary battery rises, it is broken so that gas can be discharged outside the secondary battery. In addition, in the case of the PTC device, when the temperature inside the secondary battery rises, the resistance is rapidly increased to block the current.

한편, 이차전지를 제조하는 방법은, 이차전지를 구성하는 부품을 조립한 후 이차전지의 상하 방향으로 압축하는 공정을 포함하는 경우가 있다. 종래 기술에 따르면, 이러한 압축 공정이 제대로 이루어지지 못하는 경우 여러가지 문제점이 발생하였다.Meanwhile, a method of manufacturing a secondary battery may include a step of assembling parts constituting the secondary battery and compressing the secondary battery in the vertical direction. According to the prior art, various problems occurred when the compression process was not properly performed.

압축 공정에서 이차전지에 대한 압축이 지나치게 강하게 되는 경우, 이차전지를 구성하는 탑 캡, PTC 소자 및 안전 벤트의 변형 및 손상을 초래하는 문제점이 있었다. 반대로, 압축 공정에서 이차전지에 대한 압축이 지나치게 약하게 되는 경우에는, 이차전지의 밀봉성이 저하되어 이차전지가 정상 상태임에도 이차전지 내부의 전해액이나 가스 등이 외부로 누출되는 문제점이 있었다.When the compression of the secondary battery in the compression process becomes excessively strong, there is a problem that causes deformation and damage of the top cap, the PTC element, and the safety vent constituting the secondary battery. On the contrary, when the compression of the secondary battery in the compression process becomes too weak, the sealing property of the secondary battery is deteriorated, and there is a problem that the electrolyte or gas inside the secondary battery leaks out even though the secondary battery is in a normal state.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이차전지의 제조 과정 중 이차전지의 압축 과정에서 발생할 수 있는 탑 캡, PTC 소자 및 안전 벤트의 변형 및 손상 문제를 해결하는 것이다.Therefore, the problem to be solved by the present invention is to solve the deformation and damage problems of the top cap, the PTC device and the safety vent that may occur during the compression process of the secondary battery during the manufacturing process of the secondary battery.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 이차전지의 제조 과정 중 이차전지의 압축 과정에 의해 발생할 수 있는 이차전지 내부의 전해액이나 가스 등의 누출 문제를 해결하는 것이다.In addition, another problem to be solved by the present invention is to solve the problem of leakage of electrolyte or gas inside the secondary battery that may be caused by the compression process of the secondary battery during the manufacturing process of the secondary battery.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 전극 조립체를 수용하는 전지 캔; 상기 전지 캔의 상부에 결합되는 탑 캡; 상기 탑 캡의 하부에 구비되는 안전 벤트; 상기 탑 캡과 상기 안전 벤트 사이에 구비되는 PTC 소자; 상기 탑 캡과 상기 PTC 소자 사이에 구비되고, 상기 탑 캡 및 상기 PTC 소자에 밀착 형성되는 상부 밀봉부; 및 상기 PTC 소자와 상기 안전 벤트 사이에 구비되고, 상기 PTC 소자 및 상기 안전 벤트에 밀착 형성되는 하부 밀봉부; 를 포함하는 이차전지가 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, the battery can accommodate the electrode assembly; A top cap coupled to an upper portion of the battery can; A safety vent provided at the bottom of the top cap; A PTC device provided between the top cap and the safety vent; An upper seal portion provided between the top cap and the PTC element, and formed in close contact with the top cap and the PTC element; And a lower sealing portion provided between the PTC element and the safety vent, and formed in close contact with the PTC element and the safety vent. It provides a secondary battery comprising a.

상기 상부 밀봉부 및 상기 하부 밀봉부 중 적어도 하나는 PP(polypropylene) 재질을 포함할 수 있다.At least one of the upper seal portion and the lower seal portion may include a polypropylene (PP) material.

상기 상부 밀봉부에는 상기 상부 밀봉부의 두께 방향으로 관통 형성되는 상부 연결부가 형성되고, 상기 하부 밀봉부에는 상기 하부 밀봉부의 두께 방향으로 관통 형성되는 하부 연결부가 형성되고, 상기 상부 연결부 및 상기 하부 연결부는 전기 전도성을 가질 수 있다.An upper connection portion formed through the thickness of the upper seal portion is formed in the upper seal portion, and a lower connection portion formed through the thickness direction of the lower seal portion is formed in the lower seal portion, and the upper connection portion and the lower connection portion are formed. It may have electrical conductivity.

상기 상부 밀봉부 및 상기 하부 밀봉부는 각각 중앙부에 관통공(H)이 형성된 링(ring) 형상을 갖고, 상기 상부 연결부 및 상기 하부 연결부는 각각 복수로 형성되며, 상기 상부 연결부 및 상기 하부 연결부는 각각 상기 상부 밀봉부 및 상기 하부 밀봉부의 둘레를 따라 등간격으로 형성될 수 있다.Each of the upper seal portion and the lower seal portion has a ring shape in which a through hole H is formed in a central portion, and the upper connection portion and the lower connection portion are formed in plural, respectively, and the upper connection portion and the lower connection portion are respectively formed. The upper seal portion and the lower seal portion may be formed at equal intervals.

상기 상부 연결부와 상기 하부 연결부는 서로 대응되는 위치에 형성될 수 있다.The upper connection portion and the lower connection portion may be formed at positions corresponding to each other.

상기 상부 밀봉부 및 상기 하부 밀봉부는 각각 상기 PTC 소자의 상면 전체 및 하면 전체에 밀착 형성될 수 있다.The upper seal portion and the lower seal portion may be formed in close contact with the entire upper and lower surfaces of the PTC device, respectively.

상기 상부 연결부에 의해 상기 탑 캡과 상기 PTC 소자가 전기적으로 연결되고, 상기 하부 연결부에 의해 상기 PTC 소자와 상기 안전 벤트가 전기적으로 연결될 수 있다.The top cap and the PTC element may be electrically connected by the upper connection portion, and the PTC element and the safety vent may be electrically connected by the lower connection portion.

서로 대응되는 위치에 형성되는 상기 상부 연결부 및 상기 하부 연결부는 원통 형상을 가지고, 서로 대응되는 위치에서의 상기 상부 연결부 및 상기 하부 연결부 간 직경은 서로 동일할 수 있다.The upper connection portion and the lower connection portion formed at positions corresponding to each other have a cylindrical shape, and the diameters between the upper connection portion and the lower connection portion at positions corresponding to each other may be the same.

상기 상부 연결부 또는 상기 하부 연결부는 용접에 의해 상기 PTC 소자에 접착될 수 있다.The upper connection portion or the lower connection portion may be adhered to the PTC element by welding.

상기 상부 밀봉부 및 상기 하부 밀봉부는 상기 PTC 소자의 측부(P)를 감싸면서 서로 연결될 수 있다.The upper seal portion and the lower seal portion may be connected to each other while surrounding the side portion P of the PTC element.

본 발명에 따르면, 이차전지의 제조 과정 중 이차전지의 압축 과정에서 발생할 수 있는 탑 캡, PTC 소자 및 안전 벤트의 변형 및 손상 문제를 해결할 수 있다.According to the present invention, it is possible to solve the deformation and damage problems of the top cap, the PTC device and the safety vent that may occur during the compression process of the secondary battery during the manufacturing process of the secondary battery.

또한, 본 발명에 따르면, 이차전지의 제조 과정 중 이차전지의 압축 과정에 의해 발생할 수 있는 이차전지 내부의 전해액이나 가스 등의 누출 문제를 해결할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to solve the leakage problem of the electrolyte or gas inside the secondary battery that may be caused by the compression process of the secondary battery during the manufacturing process of the secondary battery.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 상부 구조를 도시한 종단면도이다.
도 2는 도 1의 A 영역을 확대 도시한 종단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 밀봉부의 구조를 도시한 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지에서 탑 캡, PTC 소자, 안전 벤트 및 밀봉부의 결합 구조를 도시한 종단면도이다.1 is a longitudinal sectional view showing an upper structure of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view of region A of FIG. 1.
3 is a cross-sectional view showing the structure of a seal according to the present invention.
4 is a longitudinal cross-sectional view showing a coupling structure of a top cap, a PTC device, a safety vent, and a sealing part in a secondary battery according to another embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참고하여, 본 발명에 따른 이차전지의 구조를 설명하기로 한다. 하기에는, 원통형 이차전지의 경우를 예로 들어 설명하겠지만, 본 발명의 권리범위는 원통형 이차전지에 한정되지 않는다.Hereinafter, the structure of the secondary battery according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, the case of the cylindrical secondary battery will be described as an example, but the scope of the present invention is not limited to the cylindrical secondary battery.

이차전지Secondary battery

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 상부 구조를 도시한 종단면도이다. 도 2는 도 1의 A 영역을 확대 도시한 종단면도이다.1 is a longitudinal sectional view showing an upper structure of a secondary battery according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view of region A of FIG. 1.

도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(10)는 전극 조립체(미도시)를 수용하는 전지 캔(12) 및 전지 캔(12)의 상부에 결합되는 탑 캡(14)를 포함할 수 있다. 전지 캔(12)은 원통 형상을 가질 수 있고, 탑 캡(14)의 둘레는 전지 캔(12)의 형상에 대응되도록 원 형상을 가질 수 있다.Referring to FIG. 1, a secondary battery 10 according to an embodiment of the present invention includes a battery can 12 accommodating an electrode assembly (not shown) and a top cap 14 coupled to the top of the battery can 12. It may include. The battery can 12 may have a cylindrical shape, and the circumference of the top cap 14 may have a circular shape to correspond to the shape of the battery can 12.

탑 캡(14)의 하부에는 안전 벤트(16)가 구비될 수 있다. 안전 벤트(16)는 이차전지(10) 내부의 압력이 비정상적으로 상승하는 경우 이차전지 내부의 가스를 외부로 배출하는 구성이다. 즉, 이차전지(10) 내부의 압력이 비정상적으로 상승하면, 안전 벤트(16)가 파단되는데, 파단된 공간을 통해 이차전지 내부의 가스가 외부로 배출될 수 있다. 이차전지(10) 내부의 압력이 비정상적으로 상승하는 경우, 안전 벤트(16)가 신속하게 파단될 수 있도록, 안전 벤트(16)에는 안전 벤트(16)의 다른 영역의 두께보다 작은 두께를 갖는 노치부(미도시)가 형성될 수 있다.A safety vent 16 may be provided under the top cap 14. The safety vent 16 is configured to discharge gas inside the secondary battery to the outside when the pressure inside the secondary battery 10 rises abnormally. That is, when the pressure inside the secondary battery 10 rises abnormally, the safety vent 16 breaks, and the gas inside the secondary battery may be discharged to the outside through the broken space. When the pressure inside the secondary battery 10 rises abnormally, the safety vent 16 has a furnace having a thickness smaller than the thickness of other areas of the safety vent 16 so that the safety vent 16 can be quickly broken. Teeth (not shown) may be formed.

탑 캡(14)과 안전 벤트(16) 사이에는 PTC 소자(18)가 구비될 수 있다. PTC 소자(18)는 이차전지의 온도가 비정상적으로 상승하는 경우 전류를 차단하기 위한 구성이다. 즉, 이차전지(10) 내부의 온도가 비정상적으로 상승하면, PTC 소자의 저항이 급격히 상승하게 되는데, 이로써, 이차전지의 전류가 차단될 수 있다. 이를 위해, PTC 소자(18)는 특정 온도를 기준으로 전기 저항이 급격히 상승하는 재질을 포함할 수 있다.A PTC element 18 may be provided between the top cap 14 and the safety vent 16. The PTC element 18 is configured to cut off the current when the temperature of the secondary battery rises abnormally. That is, when the temperature inside the secondary battery 10 rises abnormally, the resistance of the PTC element increases rapidly, whereby the current of the secondary battery may be cut off. To this end, the PTC device 18 may include a material whose electrical resistance increases rapidly based on a specific temperature.

한편, 도 1 및 도 2를 참고하면, 탑 캡(14)과 PTC 소자(18) 사이, 그리고, PTC 소자(18)와 안전 벤트(16) 사이에는 밀봉부(100, 200)가 구비될 수 있다. 본 명세서에서는, 탑 캡(14)과 PTC 소자(18) 사이에 구비되는 밀봉부를 상부 밀봉부(100)라 부르기로 하고, PTC 소자(18)와 안전 벤트(16) 사이에 구비되는 밀봉부를 하부 밀봉부(200)라 부르기로 한다.Meanwhile, referring to FIGS. 1 and 2, the seals 100 and 200 may be provided between the top cap 14 and the PTC element 18 and between the PTC element 18 and the safety vent 16. have. In this specification, the seal provided between the top cap 14 and the PTC element 18 will be referred to as an upper seal portion 100, and the lower portion of the seal provided between the PTC element 18 and the safety vent 16 will be referred to as a lower portion. It will be called the sealing part 200.

도 1에 도시된 바와 같이, 탑 캡(14), PTC 소자(18), 안전 벤트(16), 밀봉부(100, 200)의 외측 둘레부에는 가스켓(19)이 구비될 수 있다. 뿐만 아니라, 도 1에 도시된 바와 같이 가스켓(19)은 탑 캡(14)의 외측 둘레부의 상면, 및 안전 벤트(16)의 외측 둘레부의 하면을 감싸도록 구비될 수 있다.As illustrated in FIG. 1, a gasket 19 may be provided on the outer circumference of the top cap 14, the PTC element 18, the safety vent 16, and the sealing portions 100 and 200. In addition, as illustrated in FIG. 1, the gasket 19 may be provided to surround the upper surface of the outer circumference of the top cap 14 and the lower surface of the outer circumference of the safety vent 16.

도 3은 본 발명에 따른 밀봉부의 구조를 도시한 횡단면도이다.3 is a cross-sectional view showing the structure of a seal according to the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이 상부 밀봉부(100)와 하부 밀봉부(200)는 각각 중앙부에 관통공(H)이 형성된 링(ring) 형상을 가질 수 있고, PTC 소자 역시 중앙부에 관통공이 형성된 링 형상을 가질 수 있다. 또한, 상부 밀봉부(100) 및 하부 밀봉부(200)는 각각 PTC 소자(18)의 상면 전체 및 하면 전체에 밀착 형성될 수 있다. 이를 위해 도 2에 도시된 바와 같이 상부 밀봉부(100)의 양측부와 하부 밀봉부(200)의 양측부는 PTC 소자(18)의 양측부보다 돌출될 수 있다. 이 경우, 상부 밀봉부(100)와 하부 밀봉부(200)는 PTC 소자(18)를 위 아래에서 감싸게 되므로, 이차전지의 제조 과정 및 이차전지의 사용 과정에서 외부의 충격으로부터 PTC 소자를 보다 안정적으로 보호할 수 있게 된다.As illustrated in FIG. 3, the upper seal portion 100 and the lower seal portion 200 may each have a ring shape in which a through hole H is formed in the central portion, and the PTC element is also a ring in which a through hole is formed in the central portion. It can have a shape. In addition, the upper sealing portion 100 and the lower sealing portion 200 may be formed in close contact with the entire upper and lower surfaces of the PTC element 18, respectively. To this end, as shown in FIG. 2, both side portions of the upper seal portion 100 and both side portions of the lower seal portion 200 may protrude from both side portions of the PTC element 18. In this case, since the upper sealing portion 100 and the lower sealing portion 200 wrap the PTC element 18 from above and below, the PTC element is more stable from external impacts during the manufacturing process of the secondary battery and the use of the secondary battery. Can be protected.

도 2에는 상부 밀봉부(100)와 하부 밀봉부(200)가 각각 별개의 구성으로서, PTC 소자(18)에 의해 이격되어 있는 모습이 도시되어 있다. 그러나, 이와 달리 상부 밀봉부(100)와 하부 밀봉부(200)는 서로 연결된 구성일 수 있다.In FIG. 2, the upper seal portion 100 and the lower seal portion 200 are respectively separated from each other, and a state in which they are separated by the PTC element 18 is illustrated. However, unlike this, the upper seal portion 100 and the lower seal portion 200 may be connected to each other.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 상부 밀봉부(100') 및 하부 밀봉부(200')는 PTC 소자(18')의 측부(P)를 감싸면서 서로 연결될 수 있다. 이 경우, 상부 밀봉부(100')와 하부 밀봉부(200')는 하나의 구성이 될 수 있으므로, 제조 과정에서 상부 밀봉부와 하부 밀봉부를 별도로 제작하지 않게 되어 이차전지 제조의 공정이 간소화되고, 상부 밀봉부(100')와 하부 밀봉부(200')가 서로 연결됨으로써 PTC 소자(18')의 측부(P)가 보다 안정적으로 보호될 수 있다. 상부 밀봉부(100')와 하부 밀봉부(200')가 서로 연결됨으로써 감싸지는 PTC 소자(18')의 측부(P)는 이차전지의 내부 공간 방향의 측부일 수도 있고, 이차전지의 바깥 방향의 측부일 수도 있다. 상부 밀봉부(100')와 하부 밀봉부(200')가 서로 연결됨으로써 감싸지는 PTC 소자(18')의 측부(P)가 이차전지의 내부 공간 방향의 측부인 경우에는, PTC 소자(18')의 상면 또는 하면을 통해 전해액이 외부로 누출되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 상부 밀봉부(100')와 하부 밀봉부(200')가 서로 연결됨으로써 감싸지는 PTC 소자(18')의 측부(P)가 이차전지의 바깥 방향의 측부인 경우에는, 이차전지 외부의 이물질 또는 충격으로부터 PTC 소자(18')를 보다 효과적으로 보호할 수 있다.That is, as illustrated in FIG. 4, the upper seal portion 100 ′ and the lower seal portion 200 ′ may be connected to each other while surrounding the side portion P of the PTC element 18 ′. In this case, the upper seal portion 100 'and the lower seal portion 200' may be configured as one, so that the manufacturing process of the secondary battery is simplified since the upper and lower seal portions are not separately manufactured in the manufacturing process. , The upper sealing portion 100 ′ and the lower sealing portion 200 ′ are connected to each other, so that the side portion P of the PTC element 18 ′ can be more stably protected. The side portion P of the PTC element 18 ′ wrapped by connecting the upper sealing portion 100 ′ and the lower sealing portion 200 ′ to each other may be a side portion in the inner space direction of the secondary battery, or the outer direction of the secondary battery It may be the side of the. When the side portion P of the PTC element 18 ′ wrapped by connecting the upper sealing portion 100 ′ and the lower sealing portion 200 ′ to each other is a side portion in the inner space direction of the secondary battery, the PTC element 18 ′ ) Through the upper or lower surface of the electrolyte can be more effectively prevented from leaking to the outside. In addition, when the side portion P of the PTC element 18 ′ wrapped by connecting the upper sealing portion 100 ′ and the lower sealing portion 200 ′ to each other is a side portion outward of the secondary battery, outside the secondary battery. The PTC element 18 'can be more effectively protected from foreign matter or impact.

또는, 상부 밀봉부(100')와 하부 밀봉부(200')는 PTC 소자의 양 측부(즉, 이차전지의 내부 공간 방향의 측부와 이차전지의 바깥 방향의 측부) 모두를 감싸면서 서로 연결될 수도 있다. 이 경우, 전해액의 누출 문제를 해결하면서, 외부의 이물질 또는 충격으로부터 PTC 소자(18')를 효과적으로 보호할 수 있으므로 상부 밀봉부 및 하부 밀봉부에 의해 이차전지의 안전성 및 내구성이 극대화될 수 있다.Alternatively, the upper seal portion 100 ′ and the lower seal portion 200 ′ may be connected to each other while enclosing both sides of the PTC element (ie, the side in the inner space direction of the secondary battery and the side in the outer direction of the secondary battery). have. In this case, while solving the problem of leakage of the electrolyte, the PTC element 18 'can be effectively protected from external foreign matter or impact, and thus the safety and durability of the secondary battery can be maximized by the upper and lower seals.

상부 밀봉부(100)는 탑 캡(14)의 하면과 PTC 소자(18)의 상면에 밀착 형성될 수 있다. '상부 밀봉부가 탑 캡의 하면과 PTC 소자의 상면에 밀착 형성'된다는 것은, 이차전지 내부의 가스 또는 전해액이 탑 캡의 하면과 PTC 소자의 상면을 따라 누출되지 않을 정도의 밀봉성을 갖는다는 것으로 해석될 수 있다. 예를 들어, 접착성 물질에 의해, 상부 밀봉부(100)는 탑 캡(14)의 하면과 PTC 소자(18)의 상면에 접착될 수도 있다. 그러나, 이와 달리 별도의 접착성 물질이 없이 상당한 압력에 의해 상부 밀봉부(100)는 탑 캡(14)의 하면과 PTC 소자(18)의 상면에 밀착 형성될 수도 있다.The upper seal 100 may be formed in close contact with the lower surface of the top cap 14 and the upper surface of the PTC element 18. The fact that the upper seal portion is formed in close contact with the lower surface of the top cap and the upper surface of the PTC element means that gas or electrolyte in the secondary battery does not leak along the lower surface of the top cap and the upper surface of the PTC element. Can be interpreted. For example, by the adhesive material, the upper seal 100 may be adhered to the lower surface of the top cap 14 and the upper surface of the PTC element 18. However, unlike this, the upper seal 100 may be formed in close contact with the lower surface of the top cap 14 and the upper surface of the PTC device 18 by a considerable pressure without a separate adhesive material.

상부 밀봉부(100)의 경우와 유사하게, 하부 밀봉부(200)는 PTC 소자(18)의 하면과 안전 벤트(16)의 상면에 밀착 형성될 수 있다. '하부 밀봉부가 PTC 소자의 하면과 안전 벤트의 상면에 밀착 형성'된다는 것은, 이차전지 내부의 가스 또는 전해액이 PTC 소자의 하면과 안전 벤트의 상면을 따라 누출되지 않을 정도의 밀봉성을 갖는다는 것으로 해석될 수 있다. 예를 들어, 접착성 물질에 의해, 하부 밀봉부(200)는 PTC 소자(18)의 하면과 안전 벤트(16)의 상면에 접착될 수도 있다. 그러나, 이와 달리 별도의 접착성 물질이 없이 상당한 압력에 의해 하부 밀봉부(200)는 PTC 소자(18)의 하면과 안전 벤트(16)의 상면에 밀착 형성될 수도 있다.Similar to the case of the upper seal 100, the lower seal 200 may be formed in close contact with the lower surface of the PTC element 18 and the upper surface of the safety vent 16. The fact that the lower sealing portion is formed in close contact with the lower surface of the PTC element and the upper surface of the safety vent means that gas or electrolyte in the secondary battery does not leak along the lower surface of the PTC element and the upper surface of the safety vent. Can be interpreted. For example, by the adhesive material, the lower seal part 200 may be adhered to the lower surface of the PTC element 18 and the upper surface of the safety vent 16. However, unlike this, the lower sealing part 200 may be formed in close contact with the lower surface of the PTC element 18 and the upper surface of the safety vent 16 by a considerable pressure without a separate adhesive material.

본 발명에 따른 상부 밀봉부(100) 및 하부 밀봉부(200)는 전기 전도성을 갖지 않는 플라스틱 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상부 밀봉부(100) 및 하부 밀봉부(200)는 열 가소성 플라스틱 재질을 포함할 수 있다. 보다 바람직하게, 상부 밀봉부(100) 및 하부 밀봉부(200)는 PP(polypropylene) 재질을 포함할 수 있다.The upper seal 100 and the lower seal 200 according to the present invention may include a plastic material that does not have electrical conductivity. For example, the upper seal portion 100 and the lower seal portion 200 may include a thermoplastic plastic material. More preferably, the upper seal portion 100 and the lower seal portion 200 may include PP (polypropylene) material.

상부 밀봉부(100) 및 하부 밀봉부(200)가 금속 재질로 이루어지는 경우 금속 표면의 매끈한 표면 때문에 밀봉부(100, 200)의 상면 및 하면에서 마찰력이 떨어지게 되어, 상부 밀봉부(100)의 경우 탑 캡(14)의 하면과 PTC 소자(18)의 상면에 대한 밀착력이 떨어지게 되고, 하부 밀봉부(200)의 경우 PTC 소자(18)의 하면과 안전 벤트(16)의 상면에 대한 밀착력 역시 떨어지게 된다. 이는 결국, 밀봉성의 약화를 초래할 수 있다.When the upper seal portion 100 and the lower seal portion 200 are made of a metal material, the friction force is lowered on the upper and lower surfaces of the seal portions 100 and 200 due to the smooth surface of the metal surface, and in the case of the upper seal portion 100 The adhesion between the lower surface of the top cap 14 and the upper surface of the PTC element 18 decreases, and in the case of the lower sealing part 200, the adhesion of the lower surface of the PTC element 18 and the upper surface of the safety vent 16 also decreases. do. This, in turn, can lead to a weakening of the sealability.

반면, 상부 밀봉부(100) 및 하부 밀봉부(200)가 플라스틱 재질을 포함하는 경우 탑 캡(14)과 PTC 소자(18) 사이의 공간 및 PTC 소자(18)와 안전 벤트(16) 사이의 공간에 대한 밀봉성이 보다 향상될 수 있다. 상부 밀봉부(100) 및 하부 밀봉부(200)는 PBP(poly-butylene-terephthalate)의 강성보다 낮은 강성을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 특히, 이러한 밀봉성은 상부 밀봉부(100) 및 하부 밀봉부(200)가 PP 재질인 경우에 보다 향상될 수 있다.On the other hand, if the upper seal portion 100 and the lower seal portion 200 include a plastic material, the space between the top cap 14 and the PTC element 18 and between the PTC element 18 and the safety vent 16 Sealability to space can be further improved. The upper seal portion 100 and the lower seal portion 200 may be made of a plastic material having a rigidity lower than that of PBP (poly-butylene-terephthalate). In particular, this sealability may be improved when the upper seal portion 100 and the lower seal portion 200 are made of PP material.

원통형 이차전지의 경우 이차전지에 충격 또는 외력을 가하는 크림핑 공정 또는 사이징 공정을 거치는 것이 일반적인데, 이 경우 상부 밀봉부 및 하부 밀봉부의 강성이 지나치게 높을 경우, 상부 밀봉부와 하부 밀봉부의 주변에 있는 구성(예를 들어, 탑 캡, PTC 소자, 안전 벤트 등)들이 손상되는 문제점이 있다. 이러한 문제점은 상부 밀봉부 및 하부 밀봉부를 구성하는 플라스틱 재질의 강성이 PBP(poly-butylene-terephthalate) 재질의 강성과 같거나 그보다 큰 경우에 현저하게 발생할 수 있다. 그러나, PP(polypropylene)는 다른 플라스틱 재질에 비해 강성이 비교적 낮아 원통형 이차전지에서 크림핑 공정 또는 사이징 공정을 거치더라도 상부 밀봉부와 하부 밀봉부의 주변에 있는 구성들이 손상되는 문제점을 해결할 수 있다.In the case of a cylindrical secondary battery, it is common to go through a crimping process or sizing process that applies an impact or external force to the secondary battery. In this case, if the rigidity of the upper and lower seals is too high, the upper and lower seals are located around The configuration (eg, top cap, PTC device, safety vent, etc.) is a problem that is damaged. Such a problem may remarkably occur when the stiffness of the plastic material constituting the upper seal and the lower seal is equal to or greater than that of the PBP (poly-butylene-terephthalate) material. However, PP (polypropylene) has a relatively low stiffness compared to other plastic materials, and may solve the problem of damage to components around the upper and lower seals even through a crimping or sizing process in a cylindrical secondary battery.

한편, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 밀봉부(100)에는 상부 밀봉부(100)의 두께 방향으로 관통 형성되는 상부 연결부(110)가 형성될 수 있다. 또한, 하부 밀봉부(200)에는 하부 밀봉부(200)의 두께 방향으로 관통 형성되는 하부 연결부(210)가 형성될 수 있다. 이때, 상부 연결부(110) 및 하부 연결부(210)는 각각 전기 전도성을 가질 수 있다. 따라서, 상부 연결부(110)에 의해 탑 캡(14)과 PTC 소자(18)가 전기적으로 연결될 수 있고, 하부 연결부(210)에 의해 PTC 소자(18)와 안전 벤트(16)가 전기적으로 연결될 수 있다.Meanwhile, as illustrated in FIGS. 2 and 3, the upper connection part 110 may be formed in the upper seal part 100 through the thickness direction of the upper seal part 100. In addition, the lower connection part 210 may be formed with a lower connection part 210 penetrating in the thickness direction of the lower seal part 200. In this case, the upper connection portion 110 and the lower connection portion 210 may each have electrical conductivity. Therefore, the top cap 14 and the PTC element 18 may be electrically connected by the upper connection portion 110, and the PTC element 18 and the safety vent 16 may be electrically connected by the lower connection portion 210. have.

본 발명에 따르면, 전기 전도성을 갖는 상부 연결부(110)와 하부 연결부(210)에 의해 전극 조립체의 양극은 탑 캡(14)과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 안전 벤트(16)와 PTC 소자(18) 사이에 형성된 하부 밀봉부(200)의 하부 연결부(210)와, PTC 소자(18)와 탑 캡(14) 사이에 형성된 상부 밀봉부(100)의 상부 연결부(110)는 전극 조립체와 탑 캡 사이에 전류가 흐를 수 있는 경로를 제공하게 되어, 탑 캡(14)이 양극의 극성을 가질 수 있게 된다.According to the present invention, the positive electrode of the electrode assembly may be electrically connected to the top cap 14 by the upper connection portion 110 and the lower connection portion 210 having electrical conductivity. That is, the lower connection portion 210 of the lower sealing portion 200 formed between the safety vent 16 and the PTC element 18, and the upper sealing portion 100 formed between the PTC element 18 and the top cap 14 The upper connection portion of 110 provides a path through which current can flow between the electrode assembly and the top cap, so that the top cap 14 can have the polarity of the anode.

도 3을 참고하면, 상부 연결부(110)와 하부 연결부(210)는 각각 복수로 형성될 수 있다. 도 3에는 상부 밀봉부(100) 및 하부 밀봉부(200)에 각각 상부 연결부(110)와 하부 연결부(210)가 5개가 형성된 경우가 도시되어 있다. 그러나, 상부 연결부(110)와 하부 연결부(210)의 개수는 도면에 제한되지 않는다.Referring to FIG. 3, the upper connection portion 110 and the lower connection portion 210 may be formed in plural, respectively. FIG. 3 illustrates a case in which five upper connecting portions 110 and lower connecting portions 210 are formed on the upper sealing portion 100 and the lower sealing portion 200, respectively. However, the number of the upper connection portion 110 and the lower connection portion 210 is not limited to the drawings.

계속해서 도 3을 참고하면, 상부 연결부(110) 및 하부 연결부(210)는 각각 상부 밀봉부(100) 및 하부 밀봉부(200)의 둘레를 따라 등간격으로 형성될 수 있다.3, the upper connection portion 110 and the lower connection portion 210 may be formed at equal intervals along the circumference of the upper sealing portion 100 and the lower sealing portion 200, respectively.

또한, 상부 연결부(110)의 개수와 하부 연결부(210)의 개수는 동일할 수 있고, 도 2에 도시된 바와 같이 상부 연결부(110)와 하부 연결부(210)는 서로 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 이때, 서로 대응되는 위치에서의 상부 연결부(110) 및 하부 연결부(210) 간 직경은 서로 동일할 수 있다. 이때, '상부 연결부 및 하부 연결부 간 직경은 서로 동일'하다는 것은, 상부 연결부의 직경과 하부 연결부의 직경이 수치상 완전히 동일한 경우만을 의미하는 것으로 해석되어서는 안되고, 본 발명에 따른 상부 연결부 및 하부 연결부의 형성하였을 때, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 상부 연결부의 직경과 하부 연결부의 직경이 실질적으로 동일하다고 판단할 수 있는 경우를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.In addition, the number of the upper connection portion 110 and the number of the lower connection portion 210 may be the same, and as illustrated in FIG. 2, the upper connection portion 110 and the lower connection portion 210 may be formed at positions corresponding to each other. have. At this time, the diameters between the upper connection portion 110 and the lower connection portion 210 at positions corresponding to each other may be the same. At this time, 'the diameter between the upper connection portion and the lower connection portion is the same as each other' should not be interpreted to mean only the case where the diameter of the upper connection portion and the lower connection portion are numerically identical, and the upper connection portion and the lower connection portion according to the present invention When formed, it should be interpreted as including the case where a person skilled in the art to which the present invention pertains can determine that the diameter of the upper connection portion and the diameter of the lower connection portion are substantially the same.

또한, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상부 연결부(110) 및 하부 연결부(210)는 각각 원통 형상을 가질 수 있다.In addition, as illustrated in FIGS. 2 and 3, the upper connection portion 110 and the lower connection portion 210 may each have a cylindrical shape.

한편, 상부 연결부(110) 및 하부 연결부(210)는 용접에 의해 PTC 소자(18)에 접착될 수 있다. 즉, 상부 밀봉부(100) 및 하부 밀봉부(200)의 두께 방향으로 각각 관통 영역을 형성한 후, 관통 영역에 전기 전도성을 갖는 재질을 포함하는 모재를 투입한 후, 용접을 함으로써 상부 연결부(110) 및 하부 연결부(210)가 형성될 수 있다. 이때, 상부 연결부(110)는 PTC 소자(18)뿐만 아니라, 용접에 의해 탑 캡(14)에도 접착될 수 있고, 하부 연결부(210) 역시 PCT 소자(18)뿐만 아니라, 용접에 의해 안전 벤트(16)에 접착될 수 있다. 용접은 저항 용접 또는 레이저 용접이 사용될 수 있다.Meanwhile, the upper connection portion 110 and the lower connection portion 210 may be adhered to the PTC element 18 by welding. That is, after forming the through regions in the thickness direction of the top seal portion 100 and the bottom seal portion 200, respectively, and then inserting a base material containing a material having electrical conductivity into the through region, and then welding the top connection portion ( 110) and the lower connection portion 210 may be formed. At this time, the upper connection portion 110 may be adhered to the top cap 14 by welding as well as the PTC element 18, and the lower connection portion 210 is also a PCT element 18, as well as a safety vent by welding. 16). For welding, resistance welding or laser welding can be used.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited by this, and is described below by the person skilled in the art to which the present invention pertains, and the technical idea of the present invention. Of course, various implementations are possible within the equal scope of the claims to be made.

10 : 이차전지
12 : 전지 캔
14 : 탑 캡
16 : 안전 벤트
18 : PTC 소자
19 : 가스켓
100 : 상부 밀봉부
110 : 상부 연결부
200 : 하부 밀봉부
210 : 하부 연결부
H : 관통공
P : 측부10: secondary battery
12: battery can
14: top cap
16: safety vent
18: PTC device
19: gasket
100: upper seal
110: upper connection
200: lower seal
210: lower connection
H: Through hole
P: Side

Claims (10)

전극 조립체를 수용하는 전지 캔;
상기 전지 캔의 상부에 결합되는 탑 캡;
상기 탑 캡의 하부에 구비되는 안전 벤트;
상기 탑 캡과 상기 안전 벤트 사이에 구비되는 PTC 소자;
상기 탑 캡과 상기 PTC 소자 사이에 구비되고, 상기 탑 캡 및 상기 PTC 소자에 밀착 형성되는 상부 밀봉부; 및
상기 PTC 소자와 상기 안전 벤트 사이에 구비되고, 상기 PTC 소자 및 상기 안전 벤트에 밀착 형성되는 하부 밀봉부; 를 포함하는 이차전지.A battery can accommodating the electrode assembly;
A top cap coupled to an upper portion of the battery can;
A safety vent provided at the bottom of the top cap;
A PTC device provided between the top cap and the safety vent;
An upper seal portion provided between the top cap and the PTC element, and formed in close contact with the top cap and the PTC element; And
A lower seal portion provided between the PTC element and the safety vent, and formed in close contact with the PTC element and the safety vent; Secondary battery comprising a. 청구항 1에서,
상기 상부 밀봉부 및 상기 하부 밀봉부 중 적어도 하나는 PP(polypropylene) 재질을 포함하는 이차전지.In claim 1,
At least one of the upper seal portion and the lower seal portion is a secondary battery comprising a PP (polypropylene) material. 청구항 1에서,
상기 상부 밀봉부에는 상기 상부 밀봉부의 두께 방향으로 관통 형성되는 상부 연결부가 형성되고,
상기 하부 밀봉부에는 상기 하부 밀봉부의 두께 방향으로 관통 형성되는 하부 연결부가 형성되고,
상기 상부 연결부 및 상기 하부 연결부는 전기 전도성을 갖는 이차전지.In claim 1,
In the upper seal portion, an upper connection portion formed through the thickness direction of the upper seal portion is formed,
The lower sealing portion is formed with a lower connection portion formed through the thickness of the lower sealing portion,
The upper connection portion and the lower connection portion is a secondary battery having electrical conductivity. 청구항 3에서,
상기 상부 밀봉부 및 상기 하부 밀봉부는 각각 중앙부에 관통공(H)이 형성된 링(ring) 형상을 갖고,
상기 상부 연결부 및 상기 하부 연결부는 각각 복수로 형성되며,
상기 상부 연결부 및 상기 하부 연결부는 각각 상기 상부 밀봉부 및 상기 하부 밀봉부의 둘레를 따라 등간격으로 형성되는 이차전지.In claim 3,
Each of the upper seal portion and the lower seal portion has a ring shape in which a through hole H is formed in the central portion,
The upper connection portion and the lower connection portion are each formed in plural,
The upper connecting portion and the lower connecting portion are formed at equal intervals along the circumference of the upper sealing portion and the lower sealing portion, respectively. 청구항 3에서,
상기 상부 연결부와 상기 하부 연결부는 서로 대응되는 위치에 형성되는 이차전지.In claim 3,
The upper connection portion and the lower connection portion is a secondary battery formed in a position corresponding to each other. 청구항 1에서,
상기 상부 밀봉부 및 상기 하부 밀봉부는 각각 상기 PTC 소자의 상면 전체 및 하면 전체에 밀착 형성되는 이차전지.In claim 1,
The upper sealing portion and the lower sealing portion are formed in close contact with the entire upper and lower surfaces of the PTC device, respectively. 청구항 3에서,
상기 상부 연결부에 의해 상기 탑 캡과 상기 PTC 소자가 전기적으로 연결되고,
상기 하부 연결부에 의해 상기 PTC 소자와 상기 안전 벤트가 전기적으로 연결되는 이차전지.In claim 3,
The top cap and the PTC element are electrically connected by the upper connection portion,
A secondary battery to which the PTC element and the safety vent are electrically connected by the lower connection portion. 청구항 5에서,
서로 대응되는 위치에 형성되는 상기 상부 연결부 및 상기 하부 연결부는 원통 형상을 가지고,
서로 대응되는 위치에서의 상기 상부 연결부 및 상기 하부 연결부 간 직경은 서로 동일한 이차전지.In claim 5,
The upper connection portion and the lower connection portion formed at positions corresponding to each other have a cylindrical shape,
A secondary battery having the same diameter between the upper connection portion and the lower connection portion at positions corresponding to each other. 청구항 3에서,
상기 상부 연결부 또는 상기 하부 연결부는 용접에 의해 상기 PTC 소자에 접착되는 이차전지.In claim 3,
The upper connection portion or the lower connection portion is a secondary battery that is adhered to the PTC element by welding. 청구항 1에서,
상기 상부 밀봉부 및 상기 하부 밀봉부는 상기 PTC 소자의 측부(P)를 감싸면서 서로 연결되는 이차전지.In claim 1,
The upper sealing portion and the lower sealing portion are connected to each other while surrounding the side (P) of the PTC element.
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