KR20210004570A - Cap Assembly and Cylindrical Secondary Battery Comprising the Same - Google Patents

Cap Assembly and Cylindrical Secondary Battery Comprising the Same Download PDF

Info

Publication number
KR20210004570A
KR20210004570A KR1020190081191A KR20190081191A KR20210004570A KR 20210004570 A KR20210004570 A KR 20210004570A KR 1020190081191 A KR1020190081191 A KR 1020190081191A KR 20190081191 A KR20190081191 A KR 20190081191A KR 20210004570 A KR20210004570 A KR 20210004570A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gasket
safety vent
positive electrode
assembly
electrode tab
Prior art date
Application number
KR1020190081191A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
도진욱
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020190081191A priority Critical patent/KR20210004570A/en
Publication of KR20210004570A publication Critical patent/KR20210004570A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147Lids or covers
    • H01M50/166Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0422Cells or battery with cylindrical casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147Lids or covers
    • H01M50/148Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/152Lids or covers characterised by their shape for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/172Arrangements of electric connectors penetrating the casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183Sealing members
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/342Non-re-sealable arrangements
    • H01M50/3425Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/20Pressure-sensitive devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)

Abstract

The present invention relates to a cap assembly coupled to an upper portion of a cylindrical can in which an electrode assembly and an electrolyte are accommodated. The cap assembly comprises: a top cap with a central portion protruding upward; a safety vent that surrounds the outer periphery of the top cap, is closely aligned with the top cap and has a central portion protruding downward; and a gasket surrounding the outer periphery of the top cap and the safety vent, wherein a positive electrode tab of the electrode assembly is directly coupled to the lower surface of the safety vent, and a groove part is formed in the gasket to accommodate a portion of the positive electrode tab of the electrode assembly.

Description

캡 어셈블리 및 이를 포함하는 원통형 이차전지 {Cap Assembly and Cylindrical Secondary Battery Comprising the Same}Cap Assembly and Cylindrical Secondary Battery Comprising the Same}

본원 발명은 캡 어셈블리 및 이를 포함하는 원통형 이차전지에 대한 것으로서, 전극조립체의 양극 탭과 캡 어셈블리의 안전벤트가 직접 결합되어 캡 어셈블리의 높이를 줄일 수 있으면서 벤팅 시 안정적으로 상기 양극 탭을 고정시킬 수 있는 구조를 포함하는 캡 어셈블리 및 이를 포함하는 원통형 이차전지에 대한 것이다.The present invention relates to a cap assembly and a cylindrical secondary battery including the same, wherein the positive electrode tab of the electrode assembly and the safety vent of the cap assembly are directly coupled to reduce the height of the cap assembly and stably fix the positive electrode tab during venting. It relates to a cap assembly including a structure and a cylindrical secondary battery including the same.

리튬 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 이차전지 또는 각형 이차전지, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 이차전지로 분류된다. 그 중 원통형 이차전지는 상대적으로 용량이 크고 구조적으로 안정하다는 장점이 있다.A lithium secondary battery is a cylindrical secondary battery or a prismatic secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a cylindrical or rectangular metal can, depending on the shape of the battery case, and a pouch-type secondary battery in which the electrode assembly is embedded in a pouch-shaped case of an aluminum laminate sheet. Classified. Among them, cylindrical secondary batteries have the advantage of having a relatively large capacity and structural stability.

원통형 이차전지는 개방된 원통형 케이스 상단에 캡 어셈블리를 위치시키고 밀봉하여, 원통형 이차전지의 외부와 내부를 차단한다. 상기 캡 어셈블리를 구성하는 가스켓은 전극조립체의 양극 탭과 연결되는 탑 캡과 음극 탭과 연결되는 원통형 케이스 간의 절연성을 확보하는 기능도 갖는다.The cylindrical secondary battery blocks the outside and the inside of the cylindrical secondary battery by placing and sealing the cap assembly on the top of the open cylindrical case. The gasket constituting the cap assembly also has a function of securing insulation between the top cap connected to the positive electrode tab of the electrode assembly and the cylindrical case connected to the negative electrode tab.

도 1은 일반적인 원통형 이차전지의 수직 단면도를 도시하고 있다. 도 1을 참조하면 원통형 이차전지(100)는 원통형 캔(120) 내부에 전극조립체(110)가 수납되어 있고, 상부에는 캡 어셈블리(130)가 위치하고 클림핑 가스켓(133)에 의해 원통형 이차전지(100)가 밀봉된다.1 is a vertical cross-sectional view of a general cylindrical secondary battery. Referring to FIG. 1, in the cylindrical secondary battery 100, an electrode assembly 110 is accommodated in a cylindrical can 120, and a cap assembly 130 is positioned on the upper portion of the cylindrical secondary battery 100, and a cylindrical secondary battery is formed by a clamping gasket 133. 100) is sealed.

캡 어셈블리(130)는 탑 캡(131)의 외주를 감싸며 탑 캡의 하부에 위치하는 안전벤트(132)와 상기 안전벤트(132)의 중심부와 접촉하면서 상기 안전벤트(123)의 하부에 위치하는 전류차단부재(135)를 포함한다. 전류차단부재(135)의 외주변에는 안전벤트(132)와 전류차단부재(135)가 상기 중심부 이외의 부분에서 접촉하는 것을 방지하기 위한 하부 가스켓(134)이 위치한다.The cap assembly 130 surrounds the outer periphery of the top cap 131 and is located under the safety vent 123 while contacting the central portion of the safety vent 132 and the safety vent 132 located under the top cap. It includes a current blocking member 135. A lower gasket 134 is positioned on the outer periphery of the current blocking member 135 to prevent the safety vent 132 and the current blocking member 135 from contacting at a portion other than the center.

전류차단부재(135)의 하면에는 전극조립체(110)의 양극 탭(111)이 부착되어 탑 캡(131)이 양극 단자의 역할을 하게 된다.The positive electrode tab 111 of the electrode assembly 110 is attached to the lower surface of the current blocking member 135 so that the top cap 131 serves as a positive terminal.

이와 같이, 원통형 이차전지의 캡 어셈블리는 탑 캡, 안전벤트, 클림핑 가스켓, 전류차단부재 및 하부 가스켓으로 구성되는데, 이차전지의 조립단계에서 외부 충격으로 인해 상기 전류차단부재가 변형될 수 있고, 이와 같은 변형에 의해 이차전지가 단락되는 압력이 저하되는 문제가 있다.In this way, the cap assembly of the cylindrical secondary battery is composed of a top cap, a safety vent, a clamping gasket, a current blocking member and a lower gasket, and the current blocking member may be deformed due to an external shock in the assembly step of the secondary battery, There is a problem in that the pressure at which the secondary battery is short-circuited is lowered by such deformation.

또한, 상기 캡 어셈블리의 구성요소를 유지하면서 전체적인 캡 어셈블리의 높이를 줄이는 경우에는 안전벤트의 변형 공간이 부족하여 완만하게 변형되는 바, 단락이 일어나는 시점을 특정하기 어려운 문제가 있고, 가스 배출 통로가 좁아져서 가스 배출에 장애요소로 작용하고 있다.In addition, in the case of reducing the overall height of the cap assembly while maintaining the components of the cap assembly, there is a problem in that it is difficult to specify when a short circuit occurs, as the safety vent is deformed gently due to insufficient deformation space. As it is narrowed, it is acting as an obstacle to gas discharge.

이와 관련하여, 특허문헌 1은 양극 탭을 안전벤트에 고정함으로써 구조의 단순화를 이루고 있으나, 안전벤트의 벤팅시 양극 탭을 안정적으로 고정하기 어려울 수 있고, 안전벤트의 변형 공간이 부족한 문제를 해결하지 못하고 있다.In this regard, Patent Document 1 achieves a simplification of the structure by fixing the positive electrode tab to the safety vent, but it may be difficult to stably fix the positive electrode tab when venting the safety vent, and does not solve the problem of insufficient space for deformation of the safety vent. I can't.

특허문헌 2는 바닥이 있는 통형 돌기가 있는 외면과 내면을 포함하는 뚜껑 부재를 포함하고 전극 단자가 부착된 전지 덮개에 대한 것으로서, 상기 뚜껑 부재는 각형 캔의 뚜껑 부재이고 캡 어셈블리의 높이를 낮추거나 안전벤트의 변형을 위한 공간을 더 확보하기 위한 해결방안을 제공하지 못하고 있다.Patent Literature 2 relates to a battery cover including a lid member including an outer surface and an inner surface with a bottomed cylindrical protrusion and an electrode terminal, wherein the lid member is a lid member of a prismatic can and lowers the height of the cap assembly. It does not provide a solution for securing more space for deformation of the safety vent.

특허문헌 3은 전류차단부재를 구비하지 않는 구조의 캡 조립체와 이를 포함하는 이차전지에 대한 것이나, 평평한 형태의 안전벤트를 사용하고 있는 바, 안전벤트의 변형시 필요한 공간을 확보하거나, 양극 탭과 안전벤트가 안정적으로 분리될 수 있는 구조에 대해서는 전혀 인식하지 못하고 있다.Patent Document 3 relates to a cap assembly having a structure without a current blocking member and a secondary battery including the same, but uses a flat-type safety vent to secure a space required when the safety vent is deformed or The structure in which the safety vent can be stably separated is not recognized at all.

이와 같이, 캡 어셈블리의 전체적인 높이를 줄임으로써 전지의 용량을 향상시킬 수 있으면서 안정적으로 단락이 일어날 수 있는 구조의 원통형 이차전지에 관한 필요성이 높은 실정이다.As described above, there is a high need for a cylindrical secondary battery having a structure capable of stably short-circuiting while improving the capacity of the battery by reducing the overall height of the cap assembly.

한국 공개특허공보 제2018-0005455호 (2018.01.16)Korean Patent Application Publication No. 2018-0005455 (2018.01.16) 일본 공개특허공보 제2001-0038815호 (2001.05.15)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-0038815 (2001.05.15) 한국 공개특허공보 제2012-0039323호 (2012.04.25)Korean Patent Application Publication No. 2012-0039323 (2012.04.25)

본원 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 캡 어셈블리의 구성요소를 간소화하여 전지의 용량을 증가시킬 수 있으면서 이차전지 내압 증가시 안전벤트의 변형 공간을 확보함으로써 벤팅 시점을 특정할 수 있고, 안전벤트와 양극 탭을 안정적으로 분리하여 전류를 차단할 수 있는 구조를 포함하는 캡 어셈블리 및 이를 포함하는 원통형 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, while simplifying the components of the cap assembly to increase the capacity of the battery, it is possible to specify a venting point by securing a space for deformation of the safety vent when the internal pressure of the secondary battery increases, An object of the present invention is to provide a cap assembly including a structure capable of intercepting current by stably separating a safety vent and a positive electrode tab, and a cylindrical secondary battery including the same.

이러한 목적을 달성하기 위한 본원 발명은, 전극조립체 및 전해액이 수납되는 원통형 캔의 상부에 결합되는 캡 어셈블리에 있어서, 중심부가 상향 돌출된 형태의 탑 캡, 상기 탑 캡의 외주변을 감싸며 탑 캡과 밀착 배열되고 중심부가 하향 돌출된 형태인 안전벤트, 및 상기 탑 캡과 안전벤트의 외주변을 감싸는 가스켓을 포함하고, 상기 전극조립체의 양극 탭은 상기 안전벤트의 하면에 직접 결합되어 있으며, 상기 가스켓에는 상기 전극조립체의 양극 탭 일부를 수용할 수 있는 홈부가 형성되어 있는 캡 어셈블리일 수 있다.The present invention for achieving this object is, in the cap assembly coupled to the upper portion of the cylindrical can in which the electrode assembly and the electrolyte are accommodated, a top cap having a center protruding upward, and surrounding the outer periphery of the top cap and A safety vent that is closely arranged and has a central protruding downward, and a gasket surrounding the outer periphery of the top cap and the safety vent, and the positive electrode tab of the electrode assembly is directly coupled to the lower surface of the safety vent, and the gasket There may be a cap assembly having a groove portion for accommodating a portion of the positive electrode tab of the electrode assembly.

상기 가스켓은 상기 탑 캡과 안전벤트의 외주변을 감싸는 클림핑부, 상기 안전벤트의 외주변 하부에서 안전벤트를 지지하는 지지부, 및 상기 지지부의 하부가 중심 방향으로 연장된 연장부를 포함하고, 상기 연장부의 내경은 상기 안전벤트의 하향 돌출부의 외경보다 클 수 있다.The gasket includes a clamping portion surrounding the outer periphery of the top cap and the safety vent, a support portion supporting the safety vent under the outer periphery of the safety vent, and an extension portion extending in the center direction of the lower portion of the support portion, and the extension The inner diameter of the part may be larger than the outer diameter of the downward protrusion of the safety vent.

상기 안전벤트의 하향 돌출부의 하면은 상기 가스켓의 연장부의 하면과 동일 평면상에 위치할 수 있다.The lower surface of the downward protrusion of the safety vent may be located on the same plane as the lower surface of the extended portion of the gasket.

상기 홈부는 가스켓의 지지부 하면에 링 형태의 오목부가 형성된 구조일 수 있다.The groove portion may have a structure in which a ring-shaped concave portion is formed on a lower surface of the support portion of the gasket.

상기 홈부는 가스켓의 지지부 하면에 복수의 오목부가 형성된 구조일 수 있다.The groove portion may have a structure in which a plurality of concave portions are formed on a lower surface of the support portion of the gasket.

본원 발명에 따른 원통형 이차전지는, 양극 및 음극 사이에 분리막을 배치하고 권취한 형태의 전극조립체, 상기 전극조립체와 전해액을 수납하는 원통형 캔, 상기 원통형 캔의 개방 상부에 결합되는 캡 어셈블리 및 상기 전극조립체의 상부에 위치하는 절연판을 포함하고, 상기 캡 어셈블리는, 중심부가 상향 돌출된 형태의 탑 캡, 상기 탑 캡의 외주변을 감싸며 탑 캡과 밀착 배열되고 중심부가 하향 돌출된 형태인 안전벤트, 및 상기 탑 캡과 안전벤트의 외주변을 감싸는 가스켓을 포함하며, 상기 가스켓에는 상기 전극조립체의 양극 탭 일부를 수용할 수 있는 홈부가 형성되어 있고, 상기 절연판의 상면에는 상기 홈부에 결합할 수 있는 돌출부가 형성되어 있으며, 상기 전극조립체의 양극 탭은 상기 안전벤트의 하면에 직접 결합되는 구조일 수 있다.The cylindrical secondary battery according to the present invention includes an electrode assembly in a form in which a separator is disposed and wound between a positive electrode and a negative electrode, a cylindrical can storing the electrode assembly and an electrolyte, a cap assembly coupled to the open upper part of the cylindrical can, and the electrode. Including an insulating plate located on the upper portion of the assembly, the cap assembly, a top cap having a central protruding upward, a safety vent enclosing the outer periphery of the top cap and arranged in close contact with the top cap, and having a central protruding downward, And a gasket surrounding the outer periphery of the top cap and the safety vent, wherein the gasket has a groove portion capable of receiving a portion of the positive electrode tab of the electrode assembly, and the upper surface of the insulating plate is coupled to the groove portion. A protrusion is formed, and the positive electrode tab of the electrode assembly may have a structure that is directly coupled to a lower surface of the safety vent.

또한, 상기 가스켓과 상기 절연판 사이에 상기 양극 탭을 개재한 상태로 밀착 배열될 수 있다.In addition, it may be arranged in close contact between the gasket and the insulating plate with the positive electrode tab interposed therebetween.

또한, 상기 가스켓의 홈부와 상기 절연판의 돌출부 사이에 상기 양극 탭이 개재된 상태로 조립될 수 있다.In addition, it may be assembled with the positive electrode tab interposed between the groove of the gasket and the protrusion of the insulating plate.

상기 돌출부는 돌출된 링 형태의 구조일 수 있다.The protrusion may have a protruding ring-shaped structure.

상기 돌출부는 복수의 돌출된 형태가 형성된 구조일 수 있다.The protrusion may have a structure in which a plurality of protrusions are formed.

상기 양극 탭과 상기 안전벤트의 하면이 결합한 부분을 중심으로, 상기 양극 탭의 양측은 가스켓의 하면에 위치하도록 배치되는 될 수 있다.The positive electrode tab and the lower surface of the safety vent may be centrally coupled to each other, and both sides of the positive electrode tab may be disposed to be located on the lower surface of the gasket.

본원 발명은 또한, 상기의 원통형 이차전지의 제조방법을 제공하는 바, 상세하게는, 양극 및 음극 사이에 분리막을 배치하고 권취한 형태의 전극조립체를 원통형 캔에 수납하는 단계, 상기 전극조립체의 상부에 절연판을 위치시키는 단계, 비딩부를 성형하는 단계, 캡 어셈블리를 구성하는 안전벤트의 하면에 상기 전극조립체의 양극 탭을 결합하는 단계, 및 상기 캡 어셈블리를 원통형 캔에 결합하고 클림핑하는 단계를 포함하고, 상기 캡 어셈블리는, 중심부가 상향 돌출된 형태의 탑 캡, 상기 탑 캡의 외주변을 감싸며 탑 캡과 밀착 배열되고 중심부가 하향 돌출된 형태인 안전벤트, 및 상기 탑 캡과 안전벤트의 외주변을 감싸는 가스켓을 포함하며, 상기 가스켓에는 상기 전극조립체의 양극 탭 일부를 수용할 수 있는 홈부가 형성되어 있고, 상기 캡 어셈블리를 원통형 캔에 결합할 때, 상기 양극 탭은 상기 가스켓의 홈부와 상기 절연판의 상면에 형성된 돌출부 사이에 개재된 상태로 결합될 수 있다.The present invention also provides a method for manufacturing the cylindrical secondary battery, in detail, the step of placing a separator between the positive electrode and the negative electrode and storing the wound electrode assembly in a cylindrical can, the upper portion of the electrode assembly Positioning the insulating plate in the, forming a beading part, coupling the positive electrode tab of the electrode assembly to the lower surface of the safety vent constituting the cap assembly, and coupling and crimping the cap assembly to the cylindrical can In addition, the cap assembly includes a top cap having a center protruding upward, a safety vent surrounding the outer periphery of the top cap and arranged in close contact with the top cap and protruding downward from the center, and the top cap and the safety vent. It includes a gasket surrounding the periphery, and the gasket has a groove portion capable of accommodating a portion of the positive electrode tab of the electrode assembly, and when the cap assembly is coupled to the cylindrical can, the positive electrode tab comprises the groove portion of the gasket and the It may be coupled in a state interposed between the protrusions formed on the upper surface of the insulating plate.

상기 비딩부의 높이는, 상기 가스켓과 절연판 사이에 양극 탭이 개재된 상태에서, 상기 가스켓, 양극 탭 및 절연판이 밀착 배열되는 크기로 성형될 수 있다.The height of the beading portion may be formed to have a size in which the gasket, the positive electrode tab, and the insulating plate are closely arranged in a state in which a positive electrode tab is interposed between the gasket and the insulating plate.

이상에서 설명한 바와 같이, 본원 발명에 따른 캡 어셈블리 및 이를 포함하는 원통형 이차전지는 전류차단부재 및 상기 전류차단부재의 외주변에 부가되는 가스켓을 생략하여 캡 어셈블리의 높이를 줄임으로써 전극조립체를 수용할 수 있는 공간을 더 넓게 확보할 수 있는 바, 고용량의 원통형 이차전지를 제공할 수 있다.As described above, the cap assembly and the cylindrical secondary battery including the same according to the present invention can accommodate the electrode assembly by reducing the height of the cap assembly by omitting the current blocking member and the gasket added to the outer periphery of the current blocking member. A bar that can secure a wider space can provide a cylindrical secondary battery having a high capacity.

또한, 상기 안전벤트의 변형 공간 증가로 인하여 가스 배출 통로가 확대되어 원통형 이차전지의 폭발을 방지할 수 있다.In addition, due to the increase in the deformation space of the safety vent, the gas discharge passage is enlarged to prevent explosion of the cylindrical secondary battery.

또한, 양극 탭이 가스켓과 절연판 사이에 개재되도록 조립되기 때문에, 변형된 안전벤트가 양극 탭에서 분리되어 단락이 이루어지는 것에 대한 신뢰성이 향상된다.In addition, since the positive electrode tab is assembled so as to be interposed between the gasket and the insulating plate, the reliability of the deformed safety vent being separated from the positive electrode tab and causing a short circuit is improved.

도 1은 종래의 일반적인 원통형 이차전지의 수직 단면도이다.
도 2는 하나의 실시예에 따른 원통형 이차전지의 수직 단면도이다.
도 3은 도 2의 안전벤트의 하면과 양극 탭이 결합된 부위의 확대도이다.
도 4는 도 1 및 도 2의 상부 확대도이다.
도 5는 본원 발명에 따른 가스켓의 일부 절개 부분을 포함한 사시도이다.
도 6은 본원 발명에 따른 절연판의 사시도이다.
도 7은 원통형 이차전지의 제조 과정의 일부를 나타내고 있다.
1 is a vertical cross-sectional view of a conventional general cylindrical secondary battery.
2 is a vertical cross-sectional view of a cylindrical secondary battery according to an embodiment.
3 is an enlarged view of a portion where the lower surface of the safety vent of FIG. 2 and a positive electrode tab are coupled.
4 is an enlarged top view of FIGS. 1 and 2.
5 is a perspective view including a partially cut-out portion of the gasket according to the present invention.
6 is a perspective view of an insulating plate according to the present invention.
7 shows a part of the manufacturing process of the cylindrical secondary battery.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본원 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본원 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본원 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본원 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment in which one of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. However, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention in describing the operating principle of the preferred embodiment of the present invention in detail, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, the same reference numerals are used for parts having similar functions and functions throughout the drawings. Throughout the specification, when a part is said to be connected to another part, this includes not only a case in which it is directly connected, but also a case in which it is connected indirectly with another element interposed therebetween. In addition, the inclusion of a certain component does not exclude other components unless specifically stated to the contrary, but means that other components may be further included.

본원 발명을 도면에 따라 상세한 실시예와 같이 설명한다. The invention of the present application will be described with reference to the drawings in detailed examples.

도 2는 하나의 실시예에 따른 원통형 이차전지의 수직 단면도이고, 도 3은 도 2의 안전벤트의 하면과 양극 탭이 결합된 부위의 확대도이다.FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a cylindrical secondary battery according to an exemplary embodiment, and FIG. 3 is an enlarged view of a portion where a lower surface of the safety vent of FIG. 2 and a positive electrode tab are coupled.

도 2 및 도 3을 참조하면, 원통형 이차전지(200)는 원통형 캔(220) 내부에 전극조립체(210)가 수납되어 있고, 상부에는 캡 어셈블리(230)가 위치하며 가스켓(233)에 의해 원통형 이차전지(200)가 밀봉된다.2 and 3, in the cylindrical secondary battery 200, the electrode assembly 210 is accommodated in the cylindrical can 220, and the cap assembly 230 is positioned at the top, and the cylindrical secondary battery 200 is cylindrical by a gasket 233. The secondary battery 200 is sealed.

캡 어셈블리(230)는 중심부가 상향 돌출된 구조로 이루어진 탑 캡(231), 탑 캡(231)의 외주변을 감싸며 하향 오목한 형태로 이루어지고 탑 캡의 하부에 위치하는 안전벤트(232), 원통형 캔과 밀착되면서 이차전지를 밀봉하는 가스켓(233)으로 구성된다.The cap assembly 230 includes a top cap 231 having a structure in which the center protrudes upward, and a safety vent 232 located under the top cap and a cylindrical shape that surrounds the outer periphery of the top cap 231 and is concave downward. It is composed of a gasket 233 that is in close contact with the can and seals the secondary battery.

즉, 본원 발명에 따른 캡 어셈블리(230)는 종래의 원통형 이차전지에 적용된 캡 어셈블리에서 전류차단부재와 전류차단부재의 외주변에 부가되는 가스켓을 포함하지 않는다.That is, the cap assembly 230 according to the present invention does not include a current blocking member and a gasket added to the outer periphery of the current blocking member in a cap assembly applied to a conventional cylindrical secondary battery.

따라서, 본원 발명에 따른 원통형 이차전지(200)는 안전벤트(232)의 하면에 양극 탭(211)이 직접 결합된다.Therefore, in the cylindrical secondary battery 200 according to the present invention, the positive electrode tab 211 is directly coupled to the lower surface of the safety vent 232.

다만, 원통형 이차전지의 내압 증가로 인해 안전벤트가 반전 형상으로 변형되는 경우 양극 탭과 분리되어 단락이 이루어져야 하는 바, 상기 가스켓(233)에는 상기 양극 탭(211) 일부를 수용할 수 있는 홈부(244)가 형성되어 있다.However, when the safety vent is deformed into an inverted shape due to an increase in the internal pressure of the cylindrical secondary battery, a short circuit must be made separated from the positive electrode tab, and the gasket 233 has a groove that can accommodate a part of the positive electrode tab 211 ( 244) is formed.

구체적으로, 본원 발명에 따른 원통형 이차전지는 양극 및 음극 사이에 분리막을 배치하고 권취한 형태의 전극조립체(210), 전극조립체(210)와 전해액을 수납하는 원통형 캔(220), 원통형 캔(220)의 개방 상부에 결합되는 캡 어셈블리(230), 및 전극조립체(210)의 상부에 위치하는 절연판(250)을 포함한다.Specifically, the cylindrical secondary battery according to the present invention includes an electrode assembly 210 in a form in which a separator is disposed and wound between a positive electrode and a negative electrode, a cylindrical can 220 storing the electrode assembly 210 and an electrolyte, and a cylindrical can 220 ), and an insulating plate 250 positioned on the top of the electrode assembly 210 and the cap assembly 230 coupled to the open upper portion of the).

절연판(250)의 상면에는 가스켓(233)의 홈부(244)에 결합할 수 있는 돌출부(251)가 형성되어 있으며, 양극 탭(211)은 밀착 배열된 가스켓(233)과 절연판(250) 사이에 개재되어 고정될 수 있다.The upper surface of the insulating plate 250 is formed with a protrusion 251 that can be coupled to the groove 244 of the gasket 233, and the positive electrode tab 211 is formed between the gasket 233 and the insulating plate 250 arranged in close contact. It can be interposed and fixed.

상세하게는, 양극 탭(211)이 가스켓(233)의 홈부(244)와 절연판(250)의 돌출부(251) 사이에 위치한 상태에서 캡 어셈블리가 원통형 캔에 결합될 수 있는 바, 전극조립체에 부착되어 상향 연장된 양극 탭(211)은 안전벤트(232)의 하면에 부착된 상태에서 일부는 가스켓(232)의 홈부(244)와 절연판(250)의 돌출부(251) 사이에 수용된다.Specifically, the cap assembly can be coupled to the cylindrical can while the positive electrode tab 211 is located between the groove 244 of the gasket 233 and the protrusion 251 of the insulating plate 250, attached to the electrode assembly The positive electrode tab 211 extending upward is partially accommodated between the groove 244 of the gasket 232 and the protrusion 251 of the insulating plate 250 in a state attached to the lower surface of the safety vent 232.

일반적으로 양극 탭은 절연판의 개구를 통과하여 상향 연장되어 안전벤트의 하면에 용접으로 결합되는 바, 본 발명의 양극 탭은 안전벤트의 하면과 결합되는 부분을 중심으로 양측에서 가스켓의 하면과 접촉하도록 배치될 수 있다.In general, the positive electrode tab extends upward through the opening of the insulating plate and is welded to the lower surface of the safety vent. Can be placed.

하나의 구체적인 예에서, 안전벤트의 하면과 결합되는 양극 탭은, 상기 결합되는 부분을 중심으로 양측에서 가스켓의 연장부 하면과 결합될 수 있는 바, 양극 탭은 가스켓의 홈부와 절연판의 돌출부로 구성되는 맞물림 구조에 개재되어 위치 고정이 됨과 동시에, 가스켓의 하면과 접착 방식으로 위치 고정이 추가로 이루어질 수 있다. In one specific example, the positive electrode tab coupled to the lower surface of the safety vent can be coupled to the lower surface of the extended portion of the gasket from both sides centering on the coupled portion, and the positive electrode tab is composed of a groove of the gasket and a protrusion of the insulating plate. At the same time, the position is fixed by being interposed in the interlocking structure, and at the same time, the position may be additionally fixed by an adhesive method with the lower surface of the gasket.

상기 가스켓의 하면과 양극 탭의 접착 방법은 특별히 한정되지 않으며, 테이프 부착 또는 접착제 부가 등의 형태로 진행될 수 있다.A method of bonding the lower surface of the gasket to the positive electrode tab is not particularly limited, and may be performed in the form of attaching a tape or adding an adhesive.

한편, 가스켓(233)은 상기 탑 캡과 안전벤트의 외주변을 감싸는 클림핑부(233a), 상기 안전벤트의 외주변 하부에서 안전벤트를 지지하는 지지부(233b) 및 상기 지지부의 하부가 중심 방향으로 연장된 연장부(233c)를 포함하고, 상기 연장부(233c)의 내경(D2)은 상기 안전벤트(232)의 하향 돌출부의 외경(D1)보다 크게 형성될 수 있다.On the other hand, the gasket 233 includes a clamping portion 233a surrounding the outer periphery of the top cap and the safety vent, a support portion 233b supporting the safety vent under the outer periphery of the safety vent, and a lower portion of the support portion toward the center. It includes an extended extension part 233c, and the inner diameter D2 of the extension part 233c may be formed larger than the outer diameter D1 of the downward protrusion of the safety vent 232.

따라서, 안전벤트의 하향 돌출부가 가스켓의 연장부 내부로 통과할 수 있다. 다만, 양극 탭이 안전벤트에 부착된 상태에서 가스켓과 절연판 사이에서 고정되는 구조를 형성하기 위하여, 안전벤트의 하향 돌출부 하면은 가스켓의 연장부(233c)의 하면과 동일 평면상에 위치하는 것이 바람직하다.Accordingly, the downward protrusion of the safety vent can pass into the extension of the gasket. However, in order to form a structure that is fixed between the gasket and the insulating plate while the positive electrode tab is attached to the safety vent, the lower surface of the downward protrusion of the safety vent is preferably located on the same plane as the lower surface of the extension part 233c of the gasket. Do.

도 4는 도 1 및 도 2의 상부 확대도이다.4 is an enlarged top view of FIGS. 1 and 2.

도 4를 참조하면, 도 1의 원통형 이차전지(100)와 도 2의 원통형 이차전지(200)의 상부를 나란히 도시하고 있는 바, 캡 어셈블리의 구성요소 및 캡 어셈블리의 전체적인 높이를 비교할 수 있고, 탑 캡과 안전벤트의 거리를 근거로 벤팅 부재의 변형 공간 크기 변화를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4, the upper portions of the cylindrical secondary battery 100 of FIG. 1 and the cylindrical secondary battery 200 of FIG. 2 are shown side by side, and the components of the cap assembly and the overall height of the cap assembly can be compared, Based on the distance between the top cap and the safety vent, it is possible to check the change in the size of the deformation space of the venting member.

구체적으로, 본원 발명에 따른 원통형 이차전지(200)는 종래의 원통형 이차전지(100)에서 하부 가스켓(134) 및 전류차단부재(135)가 생략된 구조이다.Specifically, the cylindrical secondary battery 200 according to the present invention has a structure in which the lower gasket 134 and the current blocking member 135 are omitted from the conventional cylindrical secondary battery 100.

따라서, 도 2의 원통형 이차전지(200)는 도 1의 종래의 원통형 이차전지(100)와 비교할 때 캡 어셈블리의 높이가 작아지게 되는 바, 원통형 이차전지의 길이가 동일한 전지셀들 간의 용량을 비교할 때, 원통형 이차전지(200)는 넓은 전극조립체 수용 공간을 확보할 수 있기 때문에 고용량의 이차전지를 제공할 수 있다.Accordingly, the cylindrical secondary battery 200 of FIG. 2 has a smaller height of the cap assembly as compared to the conventional cylindrical secondary battery 100 of FIG. 1, and the capacity of the battery cells having the same length of the cylindrical secondary battery is compared. At this time, since the cylindrical secondary battery 200 can secure a space for accommodating a wide electrode assembly, a secondary battery having a high capacity can be provided.

또한, 도 1의 종래의 원통형 이차전지(100)에서 탑 캡(131)과 안전벤트(132)의 거리보다 도 2의 원통형 이차전지(200)에서 탑 캡(231)과 안전벤트(232) 간의 거리는 더 증가한다.In addition, between the top cap 231 and the safety vent 232 in the cylindrical secondary battery 200 of FIG. 2 than the distance between the top cap 131 and the safety vent 132 in the conventional cylindrical secondary battery 100 of FIG. 1 The distance increases further.

종래에는, 전지셀의 용량을 증가하기 위하여 캡 어셈블리의 전체적인 높이를 감소시킴에 따라, 탑 캡과 안전벤트의 간격이 짧게 설계되었다. 이에, 전지셀 내압 증가시 안전벤트의 급격한 변형에 따른 단락이 필요함에도, 완만한 변형이 이루어질 수밖에 없었고, 단락이 일어나는 시점을 특정하기 어려운 문제가 있었다.Conventionally, as the overall height of the cap assembly is reduced to increase the capacity of the battery cell, the distance between the top cap and the safety vent has been designed to be short. Accordingly, even though a short circuit is required due to a sudden deformation of the safety vent when the internal pressure of the battery cell is increased, a gentle deformation has to be made, and there is a problem that it is difficult to specify the point at which the short circuit occurs.

본원 발명은 도 3에 도시한 바와 같이, 탑 캡과 안전벤트의 간격이 증가하도록 설계함으로써 상기와 같은 문제를 해결할 수 있다.The present invention can solve the above problems by designing to increase the distance between the top cap and the safety vent, as shown in FIG. 3.

도 5는 본원 발명에 따른 가스켓의 일부 절개 부분을 포함한 사시도이다.5 is a perspective view including a partially cut-out portion of the gasket according to the present invention.

도 5를 참조하면, 가스켓(333)은 탑 캡과 안전벤트의 외주변을 감싸는 클림핑부(333a), 안전벤트의 외주변 하부에서 안전벤트를 지지하는 지지부(333b) 및 지지부의 하부가 중심 방향으로 연장된 연장부(333c)를 포함하고, 지지부(333b)의 하면에 복수의 오목부 구조의 홈부(344)가 형성되어 있다.5, the gasket 333 includes a crimping part 333a surrounding the outer periphery of the top cap and the safety vent, a support part 333b supporting the safety vent under the outer periphery of the safety vent, and the lower part of the support in the center direction. Including the extended portion 333c that extends to, the groove portion 344 having a plurality of concave portions is formed on the lower surface of the support portion 333b.

홈부(344)에 양극 탭이 수용되는 점을 고려할 때, 홈부(344)의 원주방향(a) 크기는 양극 탭의 폭 보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.Considering that the positive electrode tab is accommodated in the groove portion 344, the size of the groove portion 344 in the circumferential direction (a) is preferably formed larger than the width of the positive electrode tab.

본원 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스켓(433)은 탑 캡과 안전벤트의 외주변을 감싸는 클림핑부(433a), 안전벤트의 외주변 하부에서 안전벤트를 지지하는 지지부(433b) 및 지지부의 하부가 중심 방향으로 연장된 연장부(433c)를 포함하고, 지지부(433b)의 하면에 형성된 홈부(444)는 링 형태의 오목부가 형성된 구조이다.The gasket 433 according to another embodiment of the present invention includes a crimping portion 433a surrounding the outer periphery of the top cap and the safety vent, a support portion 433b supporting the safety vent under the outer periphery of the safety vent, and the lower portion of the support It includes an extension portion 433c extending in the center direction, and the groove portion 444 formed on the lower surface of the support portion 433b has a structure in which a ring-shaped concave portion is formed.

이와 같은 경우, 양극 탭이 수용되는 위치 제한이 없는 장점이 있다.In this case, there is an advantage that there is no limit on the position in which the positive electrode tab is accommodated.

도 6은 본원 발명에 따른 절연판의 사시도이다.6 is a perspective view of an insulating plate according to the present invention.

도 6을 참조하면, 절연판(350)은 중심에 개구(352)가 있고, 중심에 있는 개구의 외주에 연속적으로 이격되도록 개구(352)가 형성되어 있다. 개구의 형태, 크기 및 개수는 특별히 제한되지 않는다. Referring to FIG. 6, the insulating plate 350 has an opening 352 at the center, and an opening 352 is formed to be continuously spaced apart from the outer periphery of the opening at the center. The shape, size, and number of openings are not particularly limited.

절연판의 외주를 따라 형성된 개구(352)의 외측에는 복수의 돌출된 형태가 형성된 돌출부(351)가 형성되어 있다. 돌출부(351)는 도 5의 가스켓(333)에 형성된 홈부(344)와 대응되는 형태 및 크기로 이루어져서 서로 간에 맞물리는 구조이다.A protrusion 351 having a plurality of protruding shapes is formed outside the opening 352 formed along the outer circumference of the insulating plate. The protrusions 351 have a shape and size corresponding to the grooves 344 formed in the gasket 333 of FIG. 5, and are meshed with each other.

절연판(450)은 중심에 개구(452)가 있고, 중심에 있는 개구의 외주에 연속적으로 이격되도록 개구(452)가 형성되어 있다. 개구의 형태, 크기 및 개수는 특별히 제한되지 않는다.The insulating plate 450 has an opening 452 in the center, and an opening 452 is formed so as to be continuously spaced apart from the outer periphery of the opening in the center. The shape, size, and number of openings are not particularly limited.

절연판의 외주를 따라 형성된 개구(452)의 외측에는 링 형태로 이루어진 돌출부(451)가 형성되어 있다. 돌출부(451)는 도 5의 가스켓(433)에 형성된 홈부(444)와 대응되는 형태 및 크기로 이루어져서 서로 간에 맞물리는 구조이다.A ring-shaped protrusion 451 is formed outside the opening 452 formed along the outer periphery of the insulating plate. The protrusions 451 have a shape and size corresponding to the grooves 444 formed in the gasket 433 of FIG. 5, and are meshed with each other.

한편, 돌출부와 가스켓의 홈부 위치가 대응되도록 형성된다면, 개구가 돌출부보다 외측에 형성될 수 있음은 물론이다.On the other hand, if the protrusion and the groove portion of the gasket are formed to correspond to each other, it goes without saying that the opening may be formed outside the protrusion.

개구(352, 452)는 양극 탭이 통과하는 통로의 역할 및 전지셀 내부에서 발생한 가스 배출 통로로 사용될 수 있다.The openings 352 and 452 may serve as a passage through which the positive electrode tab passes and may be used as a gas discharge passage generated inside the battery cell.

도 7은 원통형 이차전지의 제조 과정의 일부를 나타내고 있다.7 shows a part of the manufacturing process of the cylindrical secondary battery.

도 7을 참조하면, 원통형 캔(220) 내부에는 전극조립체(210)가 수납되어 있고, 전극조립체의 상부에는 절연판(250)이 위치하며, 절연판(250)의 상부에는 비딩부(261)가 형성되어 있다. Referring to FIG. 7, an electrode assembly 210 is accommodated in a cylindrical can 220, an insulating plate 250 is positioned above the electrode assembly, and a beading portion 261 is formed on the insulating plate 250 Has been.

구체적으로, 본원의 원통형 이차전지의 제조방법은 양극 및 음극 사이에 분리막을 배치하고 권취한 형태의 전극조립체를 원통형 캔에 수납하는 단계, 상기 전극조립체의 상부에 절연판을 위치시키는 단계, 비딩부를 성형하는 단계, 캡 어셈블리를 구성하는 안전벤트의 하면에 상기 전극조립체의 양극 탭을 결합하는 단계, 및 상기 캡 어셈블리를 원통형 캔에 결합하고 클림핑하는 단계를 포함한다.Specifically, the method of manufacturing a cylindrical secondary battery of the present application includes the steps of placing a separator between a positive electrode and a negative electrode and storing the wound electrode assembly in a cylindrical can, placing an insulating plate on the top of the electrode assembly, and forming a beading part. And coupling the positive electrode tab of the electrode assembly to the lower surface of the safety vent constituting the cap assembly, and coupling and clamping the cap assembly to the cylindrical can.

전극조립체(210)에 부착되어 상향 연장된 양극 탭(211)은 캡 어셈블리(230)가 조립된 상태에서 안전벤트(232)의 하면에 부착되는데, 양극 탭과 안전벤트(232)의 하면과 결합된 부분을 기준으로 양극 탭(211)의 양측이 가스켓(233)의 연장부 하면에 위치하도록 배치한 상태에서 양극 탭(211)과 안전벤트(232)의 하면이 결합된다.The positive electrode tab 211 that is attached to the electrode assembly 210 and extends upward is attached to the lower surface of the safety vent 232 while the cap assembly 230 is assembled, and is combined with the lower surface of the positive electrode tab and the safety vent 232 The positive electrode tab 211 and the lower surface of the safety vent 232 are coupled to each other in a state in which both sides of the positive electrode tab 211 are positioned on the lower surface of the extended portion of the gasket 233 based on the portion.

캡 어셈블리는 개방된 원통형 캔(220) 상단에 고정되어 이차전지가 밀봉되는 바, 가스켓(233)의 홈부(244)와 절연판(250)의 돌출부(251) 사이에 양극 탭(211)이 개재되도록 양극 탭(211)을 절곡하여 조립한다.The cap assembly is fixed to the top of the open cylindrical can 220 to seal the secondary battery, so that the positive electrode tab 211 is interposed between the groove 244 of the gasket 233 and the protrusion 251 of the insulating plate 250. The positive electrode tab 211 is bent and assembled.

이와 같이, 전극조립체와 가까운 양극 탭 부분이 가스켓의 홈부 및 절연판의 돌출부 사이에 개재되도록 조립해야만, 가스켓의 홈부와 절연판의 돌출부 사이에 개재되어 고정된 양극 탭 부분으로부터 안전벤트와 결합된 부분 간의 거리가 짧아지는 바, 안전벤트가 변형되더라도 양극 탭의 안정적인 고정이 이루어질 수 있다. In this way, it is necessary to assemble so that the positive electrode tab portion close to the electrode assembly is interposed between the groove portion of the gasket and the protrusion of the insulating plate. As is shortened, even if the safety vent is deformed, the positive electrode tab can be stably fixed.

한편, 양극 탭이 안전벤트와 결합할 때, 양극 탭의 끝단(211a)이 가스켓의 홈부에 삽입되는 구조를 더 포함하도록 결합될 수 있는 바, 이와 같은 경우에는, 가스켓의 홈부와 절연판의 돌출부 사이에 개재되는 부분이 두 군데에서 형성되기 때문에 안전벤트의 변형시 양극 탭을 더욱 안정적으로 고정할 수 있다.On the other hand, when the positive electrode tab is coupled to the safety vent, the end portion 211a of the positive electrode tab may be coupled to further include a structure inserted into the groove of the gasket. In this case, between the groove of the gasket and the protrusion of the insulating plate The positive electrode tab can be more stably fixed when the safety vent is deformed because the part intervening in is formed in two places.

원통형 캔(220)에서 비딩부(261)의 높이가 커지면 가스켓과 절연판 사이에서 양극 탭을 안정적으로 고정하기 어려울 수 있는 바, 비딩부(261)의 높이는 가스켓(233)과 절연판(250) 사이에 양극 탭(211)이 개재된 상태에서, 가스켓(233), 양극 탭(211) 및 절연판(250)이 밀착 배열되는 크기로 성형되는 것이 바람직하다.When the height of the beading part 261 in the cylindrical can 220 increases, it may be difficult to stably fix the positive electrode tab between the gasket and the insulating plate. The height of the beading part 261 is between the gasket 233 and the insulating plate 250. In the state where the positive electrode tab 211 is interposed, it is preferable that the gasket 233, the positive electrode tab 211, and the insulating plate 250 are formed in close contact arrangement.

상기와 같은 원통형 이차전지의 제조방법에 따라 제조된 원통형 이차전지는 캡 어셈블리의 높이가 줄어들기 때문에 고용량의 이차전지를 제조할 수 있고, 안전벤트의 벤팅 시점을 특정할 수 있으며, 안전벤트와 부착된 양극 탭의 위치를 구속할 있으므로 안전벤트의 형상 변형에 따른 전류의 차단이 안정적으로 이루어질 수 있다.The cylindrical secondary battery manufactured according to the manufacturing method of the cylindrical secondary battery as described above can manufacture a high-capacity secondary battery because the height of the cap assembly is reduced, and the timing of venting of the safety vent can be specified, and the safety vent and attached Since the position of the positive electrode tab is restricted, the current can be stably blocked according to the shape deformation of the safety vent.

본원 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본원 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.Those of ordinary skill in the field to which the present invention belongs will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.

100, 200: 원통형 이차전지
110, 210: 전극조립체
111, 211: 양극 탭
120, 220: 원통형 캔
130, 230: 캡 어셈블리
131, 231: 탑 캡
132, 232: 안전벤트
133: 클림핑 가스켓
134: 하부 가스켓
135: 전류차단부재
211a: 양극 탭 끝단
233, 333, 433: 가스켓
244, 344, 444: 홈부
250, 350, 450: 절연판
251, 351, 451: 돌출부
233a, 333a, 433a: 클림핑부
233b, 333b, 433b: 지지부
233c, 333c, 433c: 연장부
261: 비딩부
352, 452: 개구
D1: 안전벤트의 하향 돌출부의 외경
D2: 연장부의 내경
a: 홈부의 원주 방향
100, 200: cylindrical secondary battery
110, 210: electrode assembly
111, 211: positive tab
120, 220: cylindrical can
130, 230: cap assembly
131, 231: top cap
132, 232: safety vent
133: crimping gasket
134: lower gasket
135: current blocking member
211a: positive tab end
233, 333, 433: gasket
244, 344, 444: groove
250, 350, 450: insulation plate
251, 351, 451: protrusion
233a, 333a, 433a: crimping section
233b, 333b, 433b: support
233c, 333c, 433c: extension
261: beading part
352, 452: opening
D1: Outer diameter of the downward projection of the safety vent
D2: inner diameter of extension
a: circumferential direction of the groove

Claims (13)

전극조립체 및 전해액이 수납되는 원통형 캔의 상부에 결합되는 캡 어셈블리에 있어서,
중심부가 상향 돌출된 형태의 탑 캡;
상기 탑 캡의 외주변을 감싸며 탑 캡과 밀착 배열되고 중심부가 하향 돌출된 형태인 안전벤트; 및
상기 탑 캡과 안전벤트의 외주변을 감싸는 가스켓;
을 포함하고,
상기 전극조립체의 양극 탭은 상기 안전벤트의 하면에 직접 결합되어 있으며,
상기 가스켓에는 상기 전극조립체의 양극 탭 일부를 수용할 수 있는 홈부가 형성되어 있는 캡 어셈블리.
In the cap assembly coupled to the upper portion of the cylindrical can in which the electrode assembly and the electrolyte are accommodated,
A top cap with a central portion protruding upward;
A safety vent that surrounds the outer periphery of the top cap and is in close contact with the top cap and has a central portion protruding downward; And
A gasket surrounding the outer periphery of the top cap and the safety vent;
Including,
The positive electrode tab of the electrode assembly is directly coupled to the lower surface of the safety vent,
A cap assembly having a groove portion for receiving a portion of the positive electrode tab of the electrode assembly in the gasket.
제1항에 있어서, 상기 가스켓은
상기 탑 캡과 안전벤트의 외주변을 감싸는 클림핑부;
상기 안전벤트의 외주변 하부에서 안전벤트를 지지하는 지지부; 및
상기 지지부의 하부가 중심 방향으로 연장된 연장부;
를 포함하고,
상기 연장부의 내경은 상기 안전벤트의 하향 돌출부의 외경보다 큰 캡 어셈블리.
The method of claim 1, wherein the gasket
A clamping part surrounding the outer periphery of the top cap and the safety vent;
A support part supporting the safety vent at a lower outer periphery of the safety vent; And
An extension part extending in the center direction of the lower part of the support part;
Including,
The inner diameter of the extension part is larger than the outer diameter of the downward protrusion of the safety vent.
제2항에 있어서, 상기 안전벤트의 하향 돌출부의 하면은 상기 가스켓의 연장부의 하면과 동일 평면상에 위치하는 캡 어셈블리.The cap assembly of claim 2, wherein a lower surface of the downward protruding portion of the safety vent is positioned on the same plane as a lower surface of the extended portion of the gasket. 제1항에 있어서, 상기 홈부는 가스켓의 지지부 하면에 링 형태의 오목부가 형성된 구조인 캡 어셈블리The cap assembly of claim 1, wherein the groove has a structure in which a ring-shaped recess is formed on a lower surface of the support part of the gasket. 제1항에 있어서, 상기 홈부는 가스켓의 지지부 하면에 복수의 오목부가 형성된 구조인 캡 어셈블리.The cap assembly of claim 1, wherein the groove has a structure in which a plurality of recesses are formed on a lower surface of the support part of the gasket. 양극 및 음극 사이에 분리막을 배치하고 권취한 형태의 전극조립체;
상기 전극조립체와 전해액을 수납하는 원통형 캔;
상기 원통형 캔의 개방 상부에 결합되는 캡 어셈블리; 및
상기 전극조립체의 상부에 위치하는 절연판;
을 포함하고,
상기 캡 어셈블리는,
중심부가 상향 돌출된 형태의 탑 캡, 상기 탑 캡의 외주변을 감싸며 탑 캡과 밀착 배열되고 중심부가 하향 돌출된 형태인 안전벤트, 및 상기 탑 캡과 안전벤트의 외주변을 감싸는 가스켓을 포함하며,
상기 가스켓에는 상기 전극조립체의 양극 탭 일부를 수용할 수 있는 홈부가 형성되어 있고,
상기 절연판의 상면에는 상기 홈부에 결합할 수 있는 돌출부가 형성되어 있으며,
상기 전극조립체의 양극 탭은 상기 안전벤트의 하면에 직접 결합되는 원통형 이차전지.
An electrode assembly in which a separator is disposed and wound between the anode and the cathode;
A cylindrical can accommodating the electrode assembly and the electrolyte solution;
A cap assembly coupled to the open upper portion of the cylindrical can; And
An insulating plate positioned on the electrode assembly;
Including,
The cap assembly,
And a top cap having a center protruding upward, a safety vent that surrounds the outer periphery of the top cap and is arranged in close contact with the top cap and protrudes downward, and a gasket surrounding the outer periphery of the top cap and the safety vent, and ,
The gasket has a groove portion that can accommodate a portion of the positive electrode tab of the electrode assembly,
A protrusion that can be coupled to the groove is formed on the upper surface of the insulating plate,
The positive electrode tab of the electrode assembly is a cylindrical secondary battery that is directly coupled to the lower surface of the safety vent.
제6항에 있어서, 상기 가스켓과 상기 절연판 사이에 상기 양극 탭을 개재한 상태로 밀착 배열되는 원통형 이차전지.The cylindrical secondary battery of claim 6, wherein the gasket and the insulating plate are arranged in close contact with each other with the positive electrode tab interposed therebetween. 제7항에 있어서, 상기 가스켓의 홈부와 상기 절연판의 돌출부 사이에 상기 양극 탭이 개재된 상태로 조립되는 원통형 이차전지.The cylindrical secondary battery of claim 7, wherein the positive electrode tab is interposed between the groove of the gasket and the protrusion of the insulating plate. 제6항에 있어서, 상기 돌출부는 돌출된 링 형태의 구조인 원통형 이차전지.The cylindrical secondary battery of claim 6, wherein the protrusion has a protruding ring-shaped structure. 제6항에 있어서, 상기 돌출부는 복수의 돌출된 형태가 형성된 구조인 원통형 이차전지.The cylindrical secondary battery of claim 6, wherein the protrusion has a structure in which a plurality of protrusions are formed. 제6항에 있어서, 상기 양극 탭과 상기 안전벤트의 하면이 결합한 부분을 중심으로, 상기 양극 탭의 양측은 가스켓의 하면에 위치하도록 배치되는 원통형 이차전지.The cylindrical secondary battery of claim 6, wherein the positive electrode tab and the lower surface of the safety vent are coupled to each other, and both sides of the positive electrode tab are disposed to be positioned on the lower surface of the gasket. 양극 및 음극 사이에 분리막을 배치하고 권취한 형태의 전극조립체를 원통형 캔에 수납하는 단계;
상기 전극조립체의 상부에 절연판을 위치시키는 단계;
비딩부를 성형하는 단계;
캡 어셈블리를 구성하는 안전벤트의 하면에 상기 전극조립체의 양극 탭을 결합하는 단계; 및
상기 캡 어셈블리를 원통형 캔에 결합하고 클림핑하는 단계;
를 포함하고,
상기 캡 어셈블리는,
중심부가 상향 돌출된 형태의 탑 캡, 상기 탑 캡의 외주변을 감싸며 탑 캡과 밀착 배열되고 중심부가 하향 돌출된 형태인 안전벤트, 및 상기 탑 캡과 안전벤트의 외주변을 감싸는 가스켓을 포함하며,
상기 가스켓에는 상기 전극조립체의 양극 탭 일부를 수용할 수 있는 홈부가 형성되어 있고,
상기 캡 어셈블리를 원통형 캔에 결합할 때, 상기 양극 탭은 상기 가스켓의 홈부와 상기 절연판의 상면에 형성된 돌출부 사이에 개재된 상태로 결합되는 원통형 이차전지의 제조방법.
Disposing a separator between the anode and the cathode and accommodating the wound electrode assembly in a cylindrical can;
Placing an insulating plate on the electrode assembly;
Forming a beading portion;
Coupling the positive electrode tab of the electrode assembly to the lower surface of the safety vent constituting the cap assembly; And
Coupling and crimping the cap assembly to a cylindrical can;
Including,
The cap assembly,
And a top cap having a center protruding upward, a safety vent that surrounds the outer periphery of the top cap and is arranged in close contact with the top cap and protrudes downward, and a gasket surrounding the outer periphery of the top cap and the safety vent, and ,
The gasket has a groove portion that can accommodate a portion of the positive electrode tab of the electrode assembly,
When the cap assembly is coupled to the cylindrical can, the positive electrode tab is interposed between the groove of the gasket and the protrusion formed on the upper surface of the insulating plate.
제12항에 있어서, 상기 비딩부의 높이는, 상기 가스켓과 절연판 사이에 양극 탭이 개재된 상태에서, 상기 가스켓, 양극 탭 및 절연판이 밀착 배열되는 크기로 성형되는 원통형 이차전지의 제조방법.The method of claim 12, wherein the height of the beading part is formed to have a size in which the gasket, the positive electrode tab, and the insulating plate are closely arranged in a state in which a positive electrode tab is interposed between the gasket and the insulating plate.
KR1020190081191A 2019-07-05 2019-07-05 Cap Assembly and Cylindrical Secondary Battery Comprising the Same KR20210004570A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190081191A KR20210004570A (en) 2019-07-05 2019-07-05 Cap Assembly and Cylindrical Secondary Battery Comprising the Same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190081191A KR20210004570A (en) 2019-07-05 2019-07-05 Cap Assembly and Cylindrical Secondary Battery Comprising the Same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210004570A true KR20210004570A (en) 2021-01-13

Family

ID=74142866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190081191A KR20210004570A (en) 2019-07-05 2019-07-05 Cap Assembly and Cylindrical Secondary Battery Comprising the Same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210004570A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023113436A1 (en) * 2021-12-13 2023-06-22 주식회사 엘지에너지솔루션 Cap assembly, cylindrical secondary battery including same, and method for manufacturing cylindrical secondary battery including same
KR102559655B1 (en) * 2022-09-21 2023-07-24 삼성에스디아이 주식회사 Rechargeable battery

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001038815A (en) 1999-08-03 2001-02-13 Sekisui Chem Co Ltd Production of electric fusion joint
KR20120039323A (en) 2010-10-15 2012-04-25 주식회사 엘지화학 Cap assembly and secondary battery using the same
KR20180005455A (en) 2016-07-06 2018-01-16 주식회사 엘지화학 Cap assembly and secondary battery using the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001038815A (en) 1999-08-03 2001-02-13 Sekisui Chem Co Ltd Production of electric fusion joint
KR20120039323A (en) 2010-10-15 2012-04-25 주식회사 엘지화학 Cap assembly and secondary battery using the same
KR20180005455A (en) 2016-07-06 2018-01-16 주식회사 엘지화학 Cap assembly and secondary battery using the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023113436A1 (en) * 2021-12-13 2023-06-22 주식회사 엘지에너지솔루션 Cap assembly, cylindrical secondary battery including same, and method for manufacturing cylindrical secondary battery including same
KR102559655B1 (en) * 2022-09-21 2023-07-24 삼성에스디아이 주식회사 Rechargeable battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102668193B1 (en) Cap assembly and secondary battery including the same
US8497033B2 (en) Battery and battery housing
US9887412B2 (en) Rechargeable battery having upper insulator member
EP2207225A1 (en) Secondary battery
KR102487217B1 (en) Cap Assembly Having Rivet, and Cylindrical Battery Comprising Beading-part free and Climping-part free and the Cap Assembly
US20100233519A1 (en) Rechargeable battery
US11509026B2 (en) Cap assembly and secondary battery
US20170373303A1 (en) Energy storage device
CN107851746B (en) Cap assembly for secondary battery
EP3799146B1 (en) Top cover assembly and secondary battery
JP5203729B2 (en) Secondary battery and battery module
KR20170039894A (en) Secondary battery
US20110117398A1 (en) Cap-up plate and secondary battery having the same
KR20210004570A (en) Cap Assembly and Cylindrical Secondary Battery Comprising the Same
US10741821B2 (en) Secondary battery
KR102611656B1 (en) Secondary battery
US9692022B2 (en) Rechargeable battery
KR101520064B1 (en) Method for producing cap assembly, cap assembly thereby and secondary battery having the same
US7459232B2 (en) Secondary battery having safety valve and method of manufacturing same
KR101473390B1 (en) Cap assembly and secondary battery having the same
KR20070080866A (en) Cylindrical battery employed with top cap by welding
US8642207B2 (en) Cylindrical secondary battery
US20220223987A1 (en) Cylindrical Secondary Battery Including Positive Electrode Tab Fixing Member
EP4358283A1 (en) Cap assembly, cylindrical secondary battery including same, and method for manufacturing cylindrical secondary battery including same
US20230187707A1 (en) Secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal