KR20210009887A - Secondary battery having foreign matter inflow preventing structure - Google Patents

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KR20210009887A
KR20210009887A KR1020190087024A KR20190087024A KR20210009887A KR 20210009887 A KR20210009887 A KR 20210009887A KR 1020190087024 A KR1020190087024 A KR 1020190087024A KR 20190087024 A KR20190087024 A KR 20190087024A KR 20210009887 A KR20210009887 A KR 20210009887A
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권민형
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Abstract

An embodiment of the present invention relates to a secondary battery, and the technical problem to be solved is to provide a secondary battery having a foreign matter inflow preventing structure. To this end, disclosed in the present invention is a secondary battery including: a case having an opening; an electrode assembly accommodated in the opening of the case; a cap plate blocking the opening of the case; and a terminal part connected to the electrode assembly and extending outwardly after passing through the cap plate. The terminal part includes a terminal plate positioned outside the cap plate, an insulator interposed between the cap plate and the terminal plate, and a foreign matter inflow preventing part formed between the insulator and the cap plate.

Description

이물 유입 방지 구조를 갖는 이차 전지{Secondary battery having foreign matter inflow preventing structure}Secondary battery having foreign matter inflow preventing structure

본 발명의 실시예는 이물 유입 방지 구조를 갖는 이차 전지에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a secondary battery having a structure to prevent the inflow of foreign matter.

이차 전지는 전기 에너지를 화학 에너지의 형태로 바꾸어 저장할 수 있는 우수한 에너지 밀도를 제공하는 전력 저장 시스템이다. 재충전이 불가능한 일차 전지에 비해 이차 전지는 재충전이 가능하여 스마트폰, 셀룰러폰, 노트북, 타블렛 PC 등 IT 기기에 많이 사용되고 있다. 최근에는 환경 오염 방지를 위해 전기 자동차에 대한 관심이 높아졌고, 이에 따라 전기 자동차에 고용량의 이차 전지가 채택되고 있다. 또한, 이러한 이차 전지는 재생 에너지 또는 전력 계통에 연계된 에너지저장시스템에도 채택되고 있다.The secondary battery is a power storage system that provides excellent energy density that can be stored by converting electrical energy into chemical energy. Compared to non-rechargeable primary batteries, secondary batteries are rechargeable and are widely used in IT devices such as smartphones, cellular phones, notebooks, and tablet PCs. In recent years, interest in electric vehicles has increased to prevent environmental pollution, and accordingly, high-capacity secondary batteries have been adopted for electric vehicles. In addition, such secondary batteries are also adopted in energy storage systems linked to renewable energy or power systems.

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.The above-described information disclosed in the background technology of the present invention is only for improving an understanding of the background of the present invention, and thus may include information not constituting the prior art.

본 발명의 실시예는 이물 유입 방지 구조를 갖는 이차 전지를 제공한다. 일부 예들에서, 본 발명의 실시예는 제조 공정 또는 사용 중에 이물의 침투를 방지할 수 있는 이차 전지를 제공한다. 일부 예들에서, 본 발명의 실시예는 이물 침투 시 이를 수용할 수 있고, 또한 높은 외부 압력을 차단할 수 있는 이차 전지를 제공한다.An embodiment of the present invention provides a secondary battery having a structure to prevent inflow of foreign matter. In some examples, an embodiment of the present invention provides a secondary battery capable of preventing penetration of foreign substances during a manufacturing process or use. In some examples, an embodiment of the present invention provides a secondary battery capable of accommodating foreign matter infiltrate and blocking high external pressure.

본 발명의 실시예에 따른 이차 전지는 개구부를 갖는 케이스; 상기 케이스의 개구부에 수용된 전극 조립체; 상기 케이스의 개구부를 막는 캡 플레이트; 및 상기 전극 조립체에 연결되고 상기 캡 플레이트를 관통하여 외측으로 연장된 단자부를 포함하고, 상기 단자부는 상기 캡 플레이트의 외측에 위치된 단자 플레이트와, 상기 캡 플레이트와 상기 단자 플레이트의 사이에 개재된 절연체와, 상기 절연체와 상기 캡 플레이트의 사이에 형성된 이물 유입 방지부를 포함할 수 있다.A secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a case having an opening; An electrode assembly accommodated in the opening of the case; A cap plate blocking the opening of the case; And a terminal portion connected to the electrode assembly and extending outwardly through the cap plate, wherein the terminal portion includes a terminal plate positioned outside the cap plate, and an insulator interposed between the cap plate and the terminal plate. And, it may include a foreign material inflow prevention portion formed between the insulator and the cap plate.

상기 이물 유입 방지부는 상기 절연체로부터 상기 캡 플레이트를 향하여 돌출된 배리어; 및 상기 캡 플레이트에 형성되어 상기 배리어가 결합된 트렌치를 포함할 수 있다.The foreign substance inflow prevention part may include a barrier protruding from the insulator toward the cap plate; And a trench formed in the cap plate to which the barrier is coupled.

상기 배리어와 상기 트렌치는 상호간 이격될 수 있다.The barrier and the trench may be spaced apart from each other.

상기 배리어와 상기 트렌치 사이의 이격 거리는 상기 절연체와 상기 캡 플레이트 사이의 이격 거리보다 클 수 있다.A separation distance between the barrier and the trench may be greater than a separation distance between the insulator and the cap plate.

상기 절연체는 상기 캡 플레이트를 향하는 하면에 형성된 가이드 트렌치를 포함할 수 있고, 상기 배리어는 상기 가이드 트렌치에 형성될 수 있다.The insulator may include a guide trench formed on a lower surface facing the cap plate, and the barrier may be formed in the guide trench.

상기 절연체는 가이드 관통홀과 상기 가이드 관통홀로부터 이격되어 형성된 측면을 더 포함할 수 있고, 상기 가이드 트렌치는 상기 가이드 관통홀로부터 상기 측면까지 연장될 수 있다.The insulator may further include a guide through hole and a side surface spaced apart from the guide through hole, and the guide trench may extend from the guide through hole to the side surface.

상기 이물 유입 방지부는 상기 절연체중 상기 가이드 트렌치의 단부인 상기 측면으로부터 외측으로 수평하게 연장된 리브를 더 포함할 수 있다.The foreign substance inflow prevention part may further include a rib horizontally extending outward from the side surface of the insulator, which is an end of the guide trench.

상기 캡 플레이트는 캡 플레이트 관통홀과, 상기 캡 플레이트 관통홀을 막는 멤브레인을 더 포함할 수 있고, 상기 절연체는 상기 캡 플레이트 관통홀과 상기 멤브레인에 대응하는 영역에 형성된 절연체 관통홀을 더 포함할 수 있다.The cap plate may further include a cap plate through hole and a membrane blocking the cap plate through hole, and the insulator may further include the cap plate through hole and an insulator through hole formed in a region corresponding to the membrane. have.

상기 절연체는 상기 가이드 관통홀과 대응하는 영역에 상기 단자 플레이트를 향하여 형성된 절연체 돌기를 더 포함할 수 있고, 상기 단자 플레이트는 상기 절연체 돌기가 결합되는 단자 플레이트 트렌치를 더 포함할 수 있다.The insulator may further include an insulator protrusion formed toward the terminal plate in a region corresponding to the guide through hole, and the terminal plate may further include a terminal plate trench to which the insulator protrusion is coupled.

상기 절연체는 상기 절연체 돌기의 하면에 형성된 절연체 트렌치를 더 포함할 수 있고, 상기 캡 플레이트는 상기 절연체 트렌치에 결합되는 캡 플레이트 돌기를 더 포함할 수 있다.The insulator may further include an insulator trench formed on a lower surface of the insulator protrusion, and the cap plate may further include a cap plate protrusion coupled to the insulator trench.

상기 캡 플레이트는 상기 절연체의 하면 전체가 위치되는 캡 플레이트 트렌치를 더 포함할 수 있다.The cap plate may further include a cap plate trench in which the entire lower surface of the insulator is located.

본 발명의 실시예는 제조 공정 또는 사용 중에 이물의 침투를 방지하는 이차 전지를 제공할 수 있다. 예를 들면, 단자 플레이트와 캡 플레이트의 사이에 개재된 절연체에 배리어 및/또는 리브가 더 형성됨으로써, 단자 외부로부터 단자 내부로 수분이나 먼지와 같은 이물의 침투 현상이 방지될 수 있다.An embodiment of the present invention can provide a secondary battery that prevents the penetration of foreign substances during a manufacturing process or use. For example, by further forming a barrier and/or a rib in the insulator interposed between the terminal plate and the cap plate, it is possible to prevent foreign matter such as moisture or dust from penetrating into the terminal from the outside of the terminal.

본 발명의 실시예는 이물 침투 시 이를 수용하고, 또한 높은 외부 압력을 차단하는 이차 전지를 제공할 수 있다. 예를 달면, 본 발명의 실시예는 절연체에 형성된 배리어와, 이에 대응하는 캡 플레이트의 일 영역에 형성된 일정 깊이의 트렌치를 포함함으로써, 유입된 이물(예를 들면, 수분)이 트렌치에 포획되어 더 이상 침투되지 않고, 또한 배리어와 트렌치의 상호 결합 구조로 인해 외부의 높은 압력(예를 들면, 고압 스팀 세척 압력)이 단자의 내부로 전달되지 않는다.An embodiment of the present invention can provide a secondary battery that accommodates foreign matter when it penetrates and blocks high external pressure. For example, the embodiment of the present invention includes a barrier formed in the insulator and a trench having a predetermined depth formed in a region of the corresponding cap plate, so that the introduced foreign matter (for example, moisture) is trapped in the trench and further There is no abnormal penetration, and high external pressure (for example, high pressure steam cleaning pressure) is not transmitted to the interior of the terminal due to the interconnection structure of the barrier and the trench.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이물 유입 방지 구조를 갖는 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 이물 유입 방지 구조를 갖는 이차 전지를 도시한 분해 사시도 및 단면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 이물 유입 방지 구조를 갖는 이차 전지를 도시한 도면이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 이물 유입 방지 구조를 갖는 이차 전지를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이물 유입 방지 구조를 갖는 이차 전지가 적용된 전지 모듈의 예를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a secondary battery having a structure for preventing the introduction of foreign substances according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B are exploded perspective views and cross-sectional views illustrating a secondary battery having a structure for preventing inflow of foreign substances according to an exemplary embodiment of the present invention.
3A to 3D are diagrams illustrating a secondary battery having a structure for preventing inflow of foreign substances according to an exemplary embodiment of the present invention.
4A to 4D are views illustrating a secondary battery having a structure for preventing the introduction of foreign substances according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is a perspective view illustrating an example of a battery module to which a secondary battery having a structure for preventing the introduction of foreign substances according to an embodiment of the present invention is applied.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

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.The embodiments of the present invention are provided to more completely describe the present invention to those of ordinary skill in the art, and the following examples may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is as follows. It is not limited to the examples. Rather, these embodiments are provided to make the present disclosure more faithful and complete, and to completely convey the spirit of the present invention to those skilled in the art.

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 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 "연결될 수 있다"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.In addition, in the following drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated for convenience and clarity of description, and the same reference numerals refer to the same elements in the drawings. As used herein, the term “and/or” may include any one and all combinations of one or more of the corresponding listed items. In addition, the meaning of "can be connected" in the present specification means not only the case where the member A and the member B are directly connected, but also the case where the member A and the member B are indirectly connected by interposing the member C between the member A and the member B it means.

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 "포함할 수 있다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"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.The terms used in this specification are used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. As used herein, the singular form may include the plural form unless the context clearly indicates another case. In addition, when used in the present specification, "comprise, include" and/or "comprising, including" refer to the mentioned shapes, numbers, steps, actions, members, elements and/or these It specifies the existence of a group, and does not preclude the presence or addition of one or more other shapes, numbers, actions, members, elements and/or groups.

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 사용될 수 있다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.In this specification, terms such as first and second are used to describe various members, parts, regions, layers and/or parts, but these members, parts, regions, layers and/or parts are limited by these terms. It is self-evident. These terms may only be used to distinguish one member, component, region, layer or portion from another region, layer or portion. Accordingly, the first member, part, region, layer or part to be described below may refer to the second member, part, region, layer or part without departing from the teachings of the present invention.

"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 이용될 수 있다. 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 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 될 수 있다. 따라서, "하부"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.Terms relating to space such as “beneath”, “below”, “lower”, “above”, and “upper” are used in conjunction with an element or feature shown in the drawing. Other elements or features may be used for easy understanding. Terms related to this space are for easy understanding of the present invention according to various process conditions or use conditions of the present invention, and are not intended to limit the present invention. For example, if an element or feature in a figure is flipped over, an element or feature described as “bottom” or “below” may be “top” or “above”. Thus, "bottom" is a concept encompassing "top" or "bottom".

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이물 유입 방지 구조를 갖는 이차 전지의 사시도가 도시되어 있고, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이물 유입 방지 구조를 갖는 이차 전지의 분해 사시도 및 단면도가 도시되어 있다.Referring to FIG. 1, a perspective view of a secondary battery having a structure for preventing foreign matter inflow according to an embodiment of the present invention is shown. Referring to FIGS. 2A and 2B, An exploded perspective view and a cross-sectional view of the secondary battery are shown.

도 1, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지(100)는 전극 조립체(110), 제1단자(120), 제2단자(130), 케이스(140) 및 캡 조립체(150)를 포함할 수 있다.1, 2A and 2B, the secondary battery 100 according to the embodiment of the present invention includes an electrode assembly 110, a first terminal 120, a second terminal 130, and a case 140. ) And a cap assembly 150.

전극 조립체(110)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 제1전극판(111), 세퍼레이터(113), 제2전극판(112)의 적층체가 권취되거나 겹쳐서 형성될 수 있다. 여기서, 제1전극판(111)은 음극 역할을 할 수 있으며, 제2전극판(112)은 양극 역할을 할 수 있다. 일부 예들에서, 그 반대도 가능하다.The electrode assembly 110 may be formed by winding or overlapping a stack of the first electrode plate 111, the separator 113, and the second electrode plate 112 formed in a thin plate shape or a film shape. Here, the first electrode plate 111 may serve as a cathode, and the second electrode plate 112 may serve as an anode. In some examples, the opposite is also possible.

제1전극판(111)은 구리, 구리 합금, 니켈 또는 니켈 합금과 같은 금속 포일로 형성된 제1전극 집전체(111a)에 흑연 또는 탄소 등의 제1전극 활물질(111b)이 도포되어 형성될 수 있으며, 제1전극 활물질(111b)이 도포되지 않는 영역인 제1전극 무지부를 포함할 수 있다. 또한, 제1전극판(111)은 제1전극 무지부로부터 상부 방향으로 일정 길이 연장된 제1멀티탭(111c)을 포함할 수 있으며, 이러한 제1멀티탭(111c)은 제1전극판(111)과 제1단자(120) 사이의 전류 흐름의 통로가 될 수 있다. 더불어 멀티탭은 다수의 탭을 포함하는 개념이나, 이로서 본 발명이 한정되지 않고, 하나의 탭을 포함하는 개념일 수도 있다.The first electrode plate 111 may be formed by applying a first electrode active material 111b such as graphite or carbon to a first electrode current collector 111a formed of a metal foil such as copper, copper alloy, nickel or nickel alloy. In addition, a first electrode uncoated portion may be included, which is an area to which the first electrode active material 111b is not applied. In addition, the first electrode plate 111 may include a first multi-tap 111c extending a predetermined length upward from the first electrode uncoated portion, and the first multi-tap 111c is the first electrode plate 111 It may be a path for current flow between the and the first terminal 120. In addition, the multi-tap is a concept including a plurality of taps, but the present invention is not limited thereto, and may be a concept including one tap.

제2전극판(112)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 금속 포일로 형성된 제2전극 집전체(112a)에 전이금속산화물 등의 제2전극 활물질(112b)이 도포되어 형성될 수 있으며, 제2전극 활물질(112b)이 도포되지 않은 영역인 제2전극 무지부를 포함할 수 있다. 또한, 제2전극판(112)은 제2전극 무지부로부터 상부 방향으로 일정 길이 연장된 제2멀티탭(112c)을 포함할 수 있으며, 이러한 제2멀티탭(112c)은 제2전극판(112)과 제2단자(130) 사이의 전류 흐름의 통로가 될 수 있다. 여기서, 제1,2멀티탭(111c,112c)은 상호간 대략 평행한 상태를 유지할 수 있다. 상기와 같은 제1전극판(111) 및 제2전극판(112)은 극성을 달리하여 배치될 수 있다.The second electrode plate 112 may be formed by applying a second electrode active material 112b such as a transition metal oxide to a second electrode current collector 112a formed of a metal foil such as aluminum or an aluminum alloy, and the second electrode It may include a second electrode uncoated portion that is an area to which the active material 112b is not applied. In addition, the second electrode plate 112 may include a second multi-tap 112c extending a predetermined length upward from the second electrode uncoated portion, and such a second multi-tap 112c is the second electrode plate 112 It may be a path for current flow between the and the second terminal 130. Here, the first and second multi-taps 111c and 112c may maintain a substantially parallel state with each other. The first electrode plate 111 and the second electrode plate 112 as described above may be disposed with different polarities.

한편, 전극 조립체(110)가 갖는 권취 축은 제1단자(120) 및 제2단자(130)가 갖는 단자 축에 대략 평행 또는 대략 수평하게 형성될 수 있다. 여기서, 권취 축 및 단자 축은 도 2a 및 도 2b에서 상하 방향으로 형성된 축을 의미하며, 권취 축 및 단자 축이 대략 평행 또는 수평하다는 것은 권취 축 및 단자 축을 길게 늘여도 서로 만나지 않거나, 또는 아주 길게 늘일 경우 서로 만날 수 있음을 의미한다.Meanwhile, the winding axis of the electrode assembly 110 may be formed substantially parallel to or substantially horizontal to the terminal axis of the first terminal 120 and the second terminal 130. Here, the winding shaft and the terminal shaft mean an axis formed in the vertical direction in FIGS. 2A and 2B, and that the winding shaft and the terminal axis are substantially parallel or horizontal means that they do not meet each other even if the winding shaft and the terminal axis are extended, or if they are extended very long. It means that we can meet each other.

또한, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 전극 조립체(110)가 갖는 권취 축은 제1단자(120) 및 제2단자(130)가 갖는 단자 축에 대략 수직 또는 직각으로 형성될 수도 있다. 즉, 전극 조립체(110)가 갖는 권취 축은 도면에서 좌우 방향으로 형성될 수 있다.Further, although not shown in the drawings, the winding axis of the electrode assembly 110 may be formed substantially perpendicular or perpendicular to the terminal axis of the first terminal 120 and the second terminal 130. That is, the winding shaft of the electrode assembly 110 may be formed in the left-right direction in the drawing.

세퍼레이터(113)는 제1전극판(111)과 제2전극판(112) 사이에 위치되어 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(113)의 재질이 한정되지 않는다.The separator 113 is positioned between the first electrode plate 111 and the second electrode plate 112 to prevent a short circuit and enable the movement of lithium ions, and is composed of polyethylene, polypropylene, or polyethylene. It can be made of a composite film of polypropylene. Meanwhile, in the present invention, the material of the separator 113 is not limited.

상기와 같은 전극 조립체(110)의 상부 좌,우측에는 제1전극판(111)과 제2전극판(112) 각각에 전기적으로 연결되는 제1단자(120) 및 제2단자(130)가 위치될 수 있다.A first terminal 120 and a second terminal 130 electrically connected to each of the first electrode plate 111 and the second electrode plate 112 are positioned on the upper left and right sides of the electrode assembly 110 as described above. Can be.

이러한 전극 조립체(110)는 실질적으로 전해액과 함께 케이스(140)에 수용될 수 있다. 상기 전해액은 EC, PC, DEC, EMC, DMC와 같은 유기 용매에 LiPF6, LiBF4와 같은 리튬염으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 전해액은 액체, 고체 또는 겔상일 수 있다.The electrode assembly 110 may be substantially accommodated in the case 140 together with an electrolyte. The electrolyte may be formed of a lithium salt such as LiPF 6 or LiBF 4 in an organic solvent such as EC, PC, DEC, EMC, or DMC. In addition, the electrolyte may be liquid, solid or gel.

제1단자(120)는 금속으로 형성될 수 있으며, 제1전극판(111)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1단자(120)는 제1집전판(121), 제1단자 기둥(122) 및 제1단자 플레이트(123)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1단자 기둥(122)은 제1집전판(121)과 제1단자 플레이트(123)의 사이에 전기적/기계적으로 연결될 수 있다.The first terminal 120 may be formed of metal and may be electrically connected to the first electrode plate 111. The first terminal 120 may include a first current collecting plate 121, a first terminal pillar 122 and a first terminal plate 123. Here, the first terminal pillar 122 may be electrically/mechanically connected between the first current collecting plate 121 and the first terminal plate 123.

제1집전판(121)은 전극 조립체(110)의 상부 일측(예를 들면, 좌측)으로부터 돌출된 제1멀티탭(111c)과 접촉될 수 있다. 실질적으로, 제1집전판(121)은 제1멀티탭(111c)에 용접될 수 있다. 또한, 제1집전판(121)은 일측에 관통홀이 형성될 수 있으며, 관통홀에 제1단자 기둥(122)이 끼워져 리벳팅 또는 용접될 수 있다. 이러한 제1집전판(121)은 예를 들면 구리 또는 구리 합금으로 제조될 수 있다.The first current collecting plate 121 may contact the first multi-tab 111c protruding from the upper one side (eg, left) of the electrode assembly 110. Substantially, the first current collecting plate 121 may be welded to the first multi-tab 111c. In addition, the first current collecting plate 121 may have a through hole formed on one side thereof, and the first terminal pillar 122 may be inserted into the through hole to be riveted or welded. The first current collecting plate 121 may be made of, for example, copper or a copper alloy.

제1단자 기둥(122)은 후술되는 캡 플레이트(151)를 관통하여 상부로 일정 길이 돌출 및 연장될 수 있으며, 캡 플레이트(151)의 하부에서 제1집전판(121)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제1단자 기둥(122)은 캡 플레이트(151)의 상부로 일정 길이 돌출 및 연장될 수 있다. 여기서, 제1단자 기둥(122)은 캡 플레이트(151)와 전기적으로 절연될 수 있다. 제1단자 기둥(122)은 캡 플레이트(151)를 관통하며, 예를 들면, 구리, 구리 합금, 니켈, 니켈 합금, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성될 수 있다.The first terminal pillar 122 may protrude and extend for a certain length upward through the cap plate 151 to be described later, and may be electrically connected to the first current collecting plate 121 from the lower portion of the cap plate 151. . In addition, the first terminal pillar 122 may protrude and extend for a predetermined length above the cap plate 151. Here, the first terminal pillar 122 may be electrically insulated from the cap plate 151. The first terminal pillar 122 penetrates the cap plate 151 and may be formed of, for example, copper, copper alloy, nickel, nickel alloy, aluminum or aluminum alloy.

제1단자 플레이트(123)는 관통홀을 가지며, 이러한 관통홀에 제1단자 기둥(122)이 결합되고 용접될 수 있다. 여기서, 제1단자 플레이트(123)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조될 수 있다. 또한, 예를 들면, 레이저 빔이 상부로 노출된 제1단자 기둥(122)과 제1단자 플레이트(123)의 경계 영역에 제공됨으로써, 상기 경계 영역이 상호간 용융된 후 냉각되어 용접될 수 있다.The first terminal plate 123 has a through hole, and the first terminal pillar 122 may be coupled to and welded to the through hole. Here, the first terminal plate 123 may be made of aluminum or an aluminum alloy. In addition, for example, since the laser beam is provided in the boundary region between the first terminal pillar 122 and the first terminal plate 123 exposed upward, the boundary region may be melted and then cooled to be welded.

상술한 바와 같이, 제1단자 플레이트(123)가 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성됨으로써, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성된 버스바(도시되지 않음)가 용이하게 용접될 수 있다.As described above, since the first terminal plate 123 is formed of aluminum or aluminum alloy, a busbar (not shown) formed of aluminum or aluminum alloy can be easily welded.

한편, 제1단자(120)는 시일 가스켓(125) 및 하부 절연체(126)를 더 포함할 수 있다. 또한, 제1단자(120)는 상부 절연체(160)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the first terminal 120 may further include a seal gasket 125 and a lower insulator 126. In addition, the first terminal 120 may further include an upper insulator 160.

시일 가스켓(125)은 절연성 재질로 제1단자 기둥(122)과 캡 플레이트(151) 사이에 개재될 수 있다. 이러한 시일 가스켓(125)은 외부의 이물이 이차 전지(100)의 내부에 침투하지 못하도록 하거나, 이차 전지(100)의 내부에 수용된 전해액이 외부로 유출되지 못하도록 한다. 상부 절연체(160)는 제1단자 기둥(122)과 캡 플레이트(151) 사이에 개재되고, 또한 제1단자 플레이트(123)와 캡 플레이트(151)의 사이에 개재될 수 있다. 더욱이, 상부 절연체(160)는 시일 가스켓(125)에도 밀착될 수 있다. 이러한 상부 절연체(160)는 제1단자 기둥(122)과 제1단자 플레이트(123)를 캡 플레이트(151)로부터 절연시킨다. 하부 절연체(126)는 제1집전판(121)과 캡 플레이트(151) 사이에 형성되어, 제1집전판(121)과 캡 플레이트(151) 사이의 단락의 발생을 방지한다.The seal gasket 125 may be made of an insulating material and may be interposed between the first terminal post 122 and the cap plate 151. The seal gasket 125 prevents external foreign substances from penetrating the inside of the secondary battery 100 or prevents the electrolyte contained in the secondary battery 100 from leaking to the outside. The upper insulator 160 may be interposed between the first terminal pillar 122 and the cap plate 151, and may also be interposed between the first terminal plate 123 and the cap plate 151. Moreover, the upper insulator 160 may also be in close contact with the seal gasket 125. The upper insulator 160 insulates the first terminal pillar 122 and the first terminal plate 123 from the cap plate 151. The lower insulator 126 is formed between the first current collector plate 121 and the cap plate 151 to prevent the occurrence of a short circuit between the first current collector plate 121 and the cap plate 151.

제2단자(130)는 금속으로 형성될 수 있으며, 제2전극판(112)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2단자(130)는 제2집전판(131), 제2단자 기둥(132) 및 제2단자 플레이트(133)를 포함할 수 있다. 여기서, 제2단자 기둥(132)은 제2집전판(131)과 제2단자 플레이트(133)의 사이에 전기적/기계적으로 연결될 수 있다.The second terminal 130 may be formed of metal and may be electrically connected to the second electrode plate 112. The second terminal 130 may include a second current collecting plate 131, a second terminal pillar 132, and a second terminal plate 133. Here, the second terminal post 132 may be electrically/mechanically connected between the second current collecting plate 131 and the second terminal plate 133.

제2집전판(131)은 전극 조립체(110)의 상부 일측(예를 들면, 우측)으로부터 돌출된 제2멀티탭(112c)과 접촉될 수 있다. 실질적으로, 제2집전판(131)은 제2멀티탭(112c)에 용접될 수 있다. 또한, 제2집전판(131)은 일측에 관통홀이 형성될 수 있으며, 관통홀에 제2단자 기둥(132)이 끼워져 리벳팅 또는 용접될 수 있다. 이러한 제2집전판(131)은 예를 들면 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조될 수 있다.The second current collecting plate 131 may contact the second multi-tab 112c protruding from the upper one side (eg, right) of the electrode assembly 110. Substantially, the second current collecting plate 131 may be welded to the second multi-tab 112c. In addition, the second current collecting plate 131 may have a through hole formed at one side thereof, and the second terminal pillar 132 may be inserted into the through hole to be riveted or welded. The second current collector 131 may be made of, for example, aluminum or an aluminum alloy.

제2단자 기둥(132)은 후술되는 캡 플레이트(151)를 관통하여 상부로 일정 길이 돌출 및 연장되며, 캡 플레이트(151)의 하부에서 제2집전판(131)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제2단자 기둥(132)은 캡 플레이트(151)의 상부로 일정 길이 돌출 및 연장될 수 있다. 여기서, 제2단자 기둥(132)은 캡 플레이트(151)와 전기적으로 연결될 수 있다. 그러나, 경우에 따라 제2단자 기둥(132)은 캡 플레이트(151)와 전기적으로 절연될 수 있다. 제2단자 기둥(132)은 캡 플레이트(151)를 관통하며, 예를 들면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성될 수 있다.The second terminal post 132 penetrates the cap plate 151 to be described later, protrudes and extends for a certain length upward, and may be electrically connected to the second current collecting plate 131 under the cap plate 151. In addition, the second terminal post 132 may protrude and extend a predetermined length above the cap plate 151. Here, the second terminal post 132 may be electrically connected to the cap plate 151. However, in some cases, the second terminal post 132 may be electrically insulated from the cap plate 151. The second terminal post 132 passes through the cap plate 151 and may be formed of, for example, aluminum or an aluminum alloy.

제2단자 플레이트(133)는 관통홀을 가지며, 이러한 관통홀에 제2단자 기둥(132)이 결합되고 용접될 수 있다. 여기서, 제2단자 플레이트(133)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조될 수 있다. 또한, 예를 들면, 레이저 빔이 상부로 노출된 제2단자 기둥(132)과 제2단자 플레이트(133)의 경계 영역에 제공됨으로써, 상기 경계 영역이 상호간 용융된 후 냉각되어 용접될 수 있다. The second terminal plate 133 has a through hole, and the second terminal pillar 132 may be coupled and welded to the through hole. Here, the second terminal plate 133 may be made of aluminum or aluminum alloy. In addition, for example, since the laser beam is provided in the boundary region between the second terminal pillar 132 and the second terminal plate 133 exposed upward, the boundary regions may be melted and then cooled to be welded.

상술한 바와 같이, 제2단자 플레이트(133)가 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성됨으로써, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성된 버스바(도시되지 않음)가 용이하게 용접될 수 있다.As described above, since the second terminal plate 133 is formed of aluminum or aluminum alloy, a bus bar (not shown) formed of aluminum or aluminum alloy can be easily welded.

한편, 제2단자(130)는 시일 가스켓(135) 및 하부 절연체(136)를 더 포함할 수 있다. 또한, 제2단자(130)는 상부 절연체(170)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the second terminal 130 may further include a seal gasket 135 and a lower insulator 136. In addition, the second terminal 130 may further include an upper insulator 170.

시일 가스켓(135)은 절연성 재질로 제2단자 기둥(132)과 캡 플레이트(151) 사이에 개재될 수 있다. 이러한 시일 가스켓(135)은 외부의 이물이 이차 전지(100)의 내부에 침투하지 못하도록 하거나, 이차 전지(100)의 내부에 수용된 전해액이 외부로 유출되지 못하도록 한다. 상부 절연체(170)는 제2단자 기둥(132)과 캡 플레이트(151) 사이에 개재되고, 또한 제2단자 플레이트(133)와 캡 플레이트(151)의 사이에 개재될 수 있다. 더욱이, 상부 절연체(170)는 시일 가스켓(135)에도 밀착될 수 있다. 이러한 상부 절연체(170)는 제2단자 기둥(132)과 제2단자 플레이트(133)를 캡 플레이트(151)로부터 절연시킨다. The seal gasket 135 may be made of an insulating material and may be interposed between the second terminal post 132 and the cap plate 151. The seal gasket 135 prevents external foreign substances from penetrating into the inside of the secondary battery 100 or prevents the electrolyte contained in the secondary battery 100 from leaking to the outside. The upper insulator 170 may be interposed between the second terminal post 132 and the cap plate 151, and may also be interposed between the second terminal plate 133 and the cap plate 151. Moreover, the upper insulator 170 may also be in close contact with the seal gasket 135. The upper insulator 170 insulates the second terminal pillar 132 and the second terminal plate 133 from the cap plate 151.

상술한 바와 유사하게, 상부 절연체(170) 대신 고저항을 갖는 도전체가 제2단자 플레이트(133)와 캡 플레이트(151)의 사이에 개재될 수 있고, 이에 따라 제2단자(130)와 캡 플레이트(151)가 동일한 극성을 가질 수 있다. 하부 절연체(136)는 제2집전판(131)과 캡 플레이트(151) 사이에 형성되어, 불필요한 단락의 발생을 방지한다. 즉, 하부 절연체(136)는 제2집전판(131)과 캡 플레이트(151) 사이의 단락을 방지한다.Similar to the above, a conductor having high resistance instead of the upper insulator 170 may be interposed between the second terminal plate 133 and the cap plate 151, and thus the second terminal 130 and the cap plate 151 may have the same polarity. The lower insulator 136 is formed between the second current collecting plate 131 and the cap plate 151 to prevent unnecessary short circuits. That is, the lower insulator 136 prevents a short circuit between the second current collecting plate 131 and the cap plate 151.

케이스(140)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 형성될 수 있으며, 전극 조립체(110)가 삽입 및 안착될 수 있는 개구부가 형성된 대략 육면체 형상일 수 있다. 도 2b에서는, 케이스(140)와 캡 조립체(150)가 결합된 상태로 도시되어 있으므로 개구부가 도시되지 않았지만, 캡 조립체(150)의 둘레 부분이 실질적으로 개방된 부분일 수 있다. 한편, 케이스(140)의 내면은 절연 처리되어, 전극 조립체(110), 제1단자(120), 제2단자(130) 및 캡 조립체(150)와 절연될 수 있다. The case 140 may be formed of a conductive metal such as aluminum, aluminum alloy, or nickel plated steel, and may have a substantially hexahedral shape having an opening through which the electrode assembly 110 can be inserted and seated. In FIG. 2B, since the case 140 and the cap assembly 150 are shown in a coupled state, the opening is not shown, but the circumferential portion of the cap assembly 150 may be a substantially open portion. Meanwhile, the inner surface of the case 140 may be insulated so that it may be insulated from the electrode assembly 110, the first terminal 120, the second terminal 130, and the cap assembly 150.

캡 조립체(150)는 케이스(140)에 결합될 수 있다. 캡 조립체(150)는 구체적으로 캡 플레이트(151), 마개(152), 안전벤트(153)를 포함할 수 있다.The cap assembly 150 may be coupled to the case 140. The cap assembly 150 may specifically include a cap plate 151, a stopper 152, and a safety vent 153.

캡 플레이트(151)는 케이스(140)의 개구를 밀봉하며, 케이스(140)와 동일한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 캡 플레이트(151)는 레이저 용접 방식으로 케이스(140)에 결합될 수 있다. 여기서, 캡 플레이트(151)는 캡 플레이트 관통홀(153)과, 캡 플레이트 관통홀(153)을 막는 멤브레인(154)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 캡 플레이트(151)는 상술한 바와 같이 제2단자(130)와 동일한 극성을 가질 수 있으므로, 캡 플레이트(151) 및 케이스(140)는 동일한 극성을 가질 수 있다. The cap plate 151 seals the opening of the case 140 and may be formed of the same material as the case 140. For example, the cap plate 151 may be coupled to the case 140 by laser welding. Here, the cap plate 151 may further include a cap plate through hole 153 and a membrane 154 blocking the cap plate through hole 153. Here, since the cap plate 151 may have the same polarity as the second terminal 130 as described above, the cap plate 151 and the case 140 may have the same polarity.

더불어, 상부 절연체(160)는 캡 플레이트 관통홀(153) 및 멤브레인(154)에 대응하는 영역에 형성된 절연체 관통홀(161)을 더 포함할 수 있다. 따라서, 이차 전지(100)의 내압이 설정된 임계값을 초과할 경우, 멤브레인(154)이 반전되어 절연체 관통홀(161)을 통해서 제1단자 플레이트(123)에 전기적으로 쇼트될 수 있다. 즉, 양극의 멤브레인(154)이 음극의 제1단자 플레이트(123)에 쇼트됨으로써, 제1집전판(121) 및/또는 제2집전판(131)에 구비된 퓨즈(미도시됨)가 끊어지고, 이에 따라 이차 전지(100)의 안전성이 확보될 수 있다. In addition, the upper insulator 160 may further include a cap plate through-hole 153 and an insulator through-hole 161 formed in a region corresponding to the membrane 154. Accordingly, when the internal pressure of the secondary battery 100 exceeds a set threshold value, the membrane 154 may be inverted to be electrically shorted to the first terminal plate 123 through the insulator through hole 161. That is, as the membrane 154 of the positive electrode is shorted to the first terminal plate 123 of the negative electrode, a fuse (not shown) provided in the first current collector plate 121 and/or the second current collector plate 131 is cut off. Thus, the safety of the secondary battery 100 may be ensured.

마개(152)는 캡 플레이트(151)의 전해액 주입구를 밀봉하며, 안전벤트(153)는 캡 플레이트(151)의 벤트홀에 설치되며, 설정된 압력에서 개방될 수 있도록 노치가 형성될 수 있다.The stopper 152 seals the electrolyte injection port of the cap plate 151, and the safety vent 153 is installed in the vent hole of the cap plate 151, and a notch may be formed to open at a set pressure.

이하에서는, 제1단자(120) 및/또는 제2단자(130)에 형성된 이물 유입 방지 구조 즉, 이물 유입 방지부(180,190)에 대해서 구체적으로 설명한다. 여기서, 제1단자(120)를 중심으로 설명하며, 제1단자를 간단히 단자부(120)로 칭하기로 한다.Hereinafter, a structure for preventing inflow of foreign matter formed in the first terminal 120 and/or the second terminal 130, that is, the foreign matter inflow prevention portions 180 and 190 will be described in detail. Here, the first terminal 120 will be mainly described, and the first terminal will be simply referred to as the terminal unit 120.

도 3a 내지 도 3d를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이물 유입 방지 구조를 갖는 이차 전지(100)의 다양한 도면이 도시되어 있다.Referring to FIGS. 3A to 3D, various views of a secondary battery 100 having a structure for preventing inflow of foreign matter according to an exemplary embodiment of the present invention are shown.

도 3a 내지 도 3d에 도시된 바와 같이, 단자부(120)는, 상술한 바와 유사하게, 캡 플레이트(151)의 상면에 위치된 대략 평판 형태의 단자 플레이트(123)와, 캡 플레이트(151)와 단자 플레이트(123)의 사이에 개재된 절연체(160)와, 절연체(160)와 캡 플레이트(151)의 사이에 형성된 이물 유입 방지부(180)를 포함할 수 있다. 여기서, 이물이란 수분, 먼지 등을 포함할 수 있다. As shown in FIGS. 3A to 3D, the terminal unit 120 includes a substantially flat terminal plate 123 positioned on the upper surface of the cap plate 151, and the cap plate 151, similar to the above. It may include an insulator 160 interposed between the terminal plate 123 and a foreign substance inflow prevention part 180 formed between the insulator 160 and the cap plate 151. Here, the foreign material may include moisture, dust, and the like.

이물 유입 방지부(180)를 설명하기 전에, 절연체(160), 단자 플레이트(123) 및 캡 플레이트(151)의 구조에 대해 상세하게 설명한다. Before describing the foreign matter inflow prevention unit 180, structures of the insulator 160, the terminal plate 123, and the cap plate 151 will be described in detail.

절연체(160)는 상면과, 상면의 반대면인 하면을 가지며, 단자 플레이트(123)와 캡 플레이트(151)의 사이에 개재된 바닥부(161)와, 바닥부(161)의 둘레로부터 상부 방향으로 일정 길이 연장되어 단자 플레이트(123)의 측면을 대체로 감싸는 측면부(169)를 포함할 수 있다. 여기서, 측면부(169)의 높이는 단자 플레이트(123)의 높이보다 약간 작을 수 있다. 이에 따라, 단자 플레이트(123)의 대략 상면이 절연체(160)의 측면부(169)를 통하여 외측으로 노출될 수 있다.The insulator 160 has an upper surface and a lower surface opposite to the upper surface, a bottom portion 161 interposed between the terminal plate 123 and the cap plate 151, and an upper direction from the circumference of the bottom portion 161 It may include a side portion 169 that extends for a predetermined length and generally surrounds the side surface of the terminal plate 123. Here, the height of the side portion 169 may be slightly smaller than the height of the terminal plate 123. Accordingly, the substantially upper surface of the terminal plate 123 may be exposed to the outside through the side portion 169 of the insulator 160.

절연체(160)는 바닥부(161)에 이차 전지(100)의 내압이 기준 압력보다 클 경우 멤브레인(154)이 반전되어 단자 플레이트(123)에 접속되도록 하는 절연체 관통홀(162a)과 단자 기둥(122)이 관통하는 단자 기둥 관통홀(162b)을 포함할 수 있다. 더불어, 절연체(160)는 멤브레인 관통홀(162a)의 외주연에 형성되어 캡 플레이트(151)와 밀착되는 밀폐링(163)을 더 포함할 수 있다.The insulator 160 includes an insulator through-hole 162a and a terminal pillar for connecting to the terminal plate 123 by inverting the membrane 154 when the internal pressure of the secondary battery 100 at the bottom portion 161 is greater than the reference pressure. A terminal pillar through hole 162b through which 122) passes. In addition, the insulator 160 may further include a sealing ring 163 formed on the outer periphery of the membrane through hole 162a to be in close contact with the cap plate 151.

또한, 절연체(160)는 바닥부(161)의 하면에 형성되어 캡 플레이트(151)에 결합되는 4개의 절연체 트렌치(164a)와, 4개의 절연체 트렌치(164a)중 2개의 절연체 트렌치(164a)에 형성된 가스 가이드 관통홀(164b)을 포함할 수 있다. 더욱이, 절연체(160)는 가스 가이드 관통홀(164b)을 갖는 트렌치(164a)로부터 절연체(160)의 측면부(169)까지 바닥부(161) 상에 연장 형성된 가스 가이드 트렌치(164c)를 더 포함할 수 있다. In addition, the insulator 160 is formed on the lower surface of the bottom portion 161 and is coupled to the cap plate 151 in four insulator trenches 164a and two insulator trenches 164a among the four insulator trenches 164a. It may include a formed gas guide through hole (164b). Moreover, the insulator 160 further includes a gas guide trench 164c formed extending on the bottom portion 161 from the trench 164a having the gas guide through hole 164b to the side portion 169 of the insulator 160. I can.

이와 같이 하여, 이차 전지(100)의 내압이 기준 압력을 초과하고 멤브레인(154)이 반전되어 단자 플레이트(123)에 쇼트되며, 멤브레인(154)이 용융되어 제거된다. 그러면, 이차 전지(100)의 내부 가스가 캡 플레이트(151)의 캡 플레이트 관통홀(153), 가스 가이드 관통홀(164b) 및 가스 가이드 트렌치(164c)를 통해 외부로 방출된다. 다르게 설명하면, 이차 전지(100)의 내부 가스가 절연체(160)의 절연체 관통홀(162a), 가스 가이드 관통홀(164b) 및 가스 가이드 트렌치(164c)를 통해 단자부(120)의 외측으로 방출된다.In this way, the internal pressure of the secondary battery 100 exceeds the reference pressure, the membrane 154 is inverted to cause a short circuit to the terminal plate 123, and the membrane 154 is melted and removed. Then, the internal gas of the secondary battery 100 is discharged to the outside through the cap plate through hole 153 of the cap plate 151, the gas guide through hole 164b and the gas guide trench 164c. In other words, the internal gas of the secondary battery 100 is discharged to the outside of the terminal unit 120 through the insulator through-hole 162a, the gas guide through-hole 164b, and the gas guide trench 164c of the insulator 160. .

절연체(160)는 절연체 트렌치(164a)와 대응하는 절연체(160)의 바닥부(161)의 상면에 형성된 절연체 돌기(164d)를 더 포함할 수 있다. 더욱이, 단자 플레이트(123) 역시 상술한 절연체(160)에 형성된 4개의 절연체 돌기(164d)가 결합되는 4개의 단자 플레이트 트렌치(124)를 포함할 수 있다. 따라서, 단자 플레이트(123)와 절연체(160) 상호간 결합력이 향상될 수 있다.The insulator 160 may further include an insulator protrusion 164d formed on an upper surface of the bottom portion 161 of the insulator 160 corresponding to the insulator trench 164a. Furthermore, the terminal plate 123 may also include four terminal plate trenches 124 to which the four insulator protrusions 164d formed in the insulator 160 described above are coupled. Accordingly, the bonding force between the terminal plate 123 and the insulator 160 may be improved.

더욱이, 캡 플레이트(151)는 절연체(160)의 바닥부(161)가 결합되는 캡 플레이트 트렌치(155)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 캡 플레이트(151)와 절연체(160)의 상호간 결합력이 더욱 향상될 수 있다.Moreover, the cap plate 151 may further include a cap plate trench 155 to which the bottom portion 161 of the insulator 160 is coupled. Accordingly, the bonding force between the cap plate 151 and the insulator 160 may be further improved.

일부 예들에서, 캡 플레이트(151)의 캡 플레이트 트렌치(155)에는 단자 기둥 관통홀(158)을 중심으로 그 외측에 형성되어 절연체(160)의 절연체 트렌치(124)에 결합되는 캡 플레이트 돌기(157)가 더 구비될 수 있다. 따라서, 캡 플레이트(151)와 절연체(160) 사이의 상호간 결합력도 더욱 향상될 수 있다. 특히, 캡 플레이트 돌기(157), 절연체 트렌치(164a), 절연체 돌기(164d) 및 단자 플레이트 트렌치(124)의 상호간 결합 구조에 의해, 캡 플레이트(151) 상에서 절연체(160) 및 단자 플레이트(123)의 회전 현상이 방지될 수 있다.In some examples, in the cap plate trench 155 of the cap plate 151, the cap plate protrusion 157 is formed on the outside of the terminal pillar through hole 158 and is coupled to the insulator trench 124 of the insulator 160. ) May be further provided. Accordingly, the mutual bonding force between the cap plate 151 and the insulator 160 may be further improved. In particular, the insulator 160 and the terminal plate 123 on the cap plate 151 by the mutual coupling structure of the cap plate protrusion 157, the insulator trench 164a, the insulator protrusion 164d, and the terminal plate trench 124 Can be prevented from rotating.

한편, 이러한 구조적 특성으로 인해, 이차 전지(100)의 제조 공정 및/또는 사용 중에, 외부의 이물질이 절연체(160)의 가스 가이드 트렌치(164c)를 통해 단자부(120)의 내측(예를 들면, 멤브레인(154)의 상면)으로 침입할 수 있다. On the other hand, due to such structural characteristics, during the manufacturing process and/or use of the secondary battery 100, external foreign substances pass through the gas guide trench 164c of the insulator 160 to the inside of the terminal unit 120 (for example, The upper surface of the membrane 154).

일부 예들에서, 이차 전지(100)의 제조 공정 중 고압 스팀 세척 공정이 있는데, 이때 고압의 스팀이 절연체(160)의 가스 가이드 트렌치(164c)를 통해 단자부(120)의 내측으로 들어갈 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 절연체(160)의 측면부(169)에 형성된 이물 유입 방지부(180)를 포함할 수 있다.In some examples, in the manufacturing process of the secondary battery 100, there is a high-pressure steam cleaning process. In this case, the high-pressure steam may enter the inner side of the terminal unit 120 through the gas guide trench 164c of the insulator 160. Accordingly, an embodiment of the present invention may include a foreign substance inflow prevention part 180 formed on the side part 169 of the insulator 160.

일례로, 이물 유입 방지부(180)는 절연체(160)중 가이드 트렌치(164c)의 단부인 측면부(169)로부터 외측 수평 방향으로 연장된 또는 돌출된 리브(167)를 포함할 수 있다. 즉, 리브(167)를 포함하는 이물 유입 방지부(180)는 절연체(160)의 측면부(169)로부터 외측으로 연장 및 돌출되어 캡 플레이트(151)의 상면에 밀착될 수 있다. 즉, 리브(167)는 캡 플레이트 트렌치(155)의 외측인 캡 플레이트 상면에 밀착될 수 있다. 따라서, 단자부(120)의 외측에서 고압 스팀 세척 공정이 수행될 경우, 고압 스팀이 이물 유입 방지부(180), 즉, 리브(167)에 의해 절연체(160)의 가스 가이드 트렌치(164c)를 통해 내측으로 유입되지 않는다. 더욱이, 외측의 고압이 리브(167)로 인해 가스 가이드 트렌치(164c)에 전달되지 않는다.As an example, the foreign material inflow prevention part 180 may include a rib 167 extending or protruding in an outer horizontal direction from the side part 169 which is an end of the guide trench 164c of the insulator 160. That is, the foreign matter inflow prevention part 180 including the rib 167 may extend and protrude outward from the side part 169 of the insulator 160 to be in close contact with the upper surface of the cap plate 151. That is, the rib 167 may be in close contact with the upper surface of the cap plate that is outside the cap plate trench 155. Therefore, when the high-pressure steam cleaning process is performed outside the terminal part 120, the high-pressure steam is passed through the gas guide trench 164c of the insulator 160 by the foreign matter inflow prevention part 180, that is, the rib 167. It does not flow inward. Moreover, the high pressure outside is not transmitted to the gas guide trench 164c due to the ribs 167.

도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이물 유입 방지 구조를 갖는 이차 전지(100)의 다양한 도면이 도시되어 있다.Referring to FIGS. 4A to 4D, various views of a secondary battery 100 having a structure for preventing inflow of foreign substances according to an exemplary embodiment of the present invention are illustrated.

도 4a 내지 도 4d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이물 유입 방지부(190)는 절연체(160)와 캡 플레이트(151)의 사이에 형성될 수 있다. 일부 예들에서, 이물 유입 방지부(190)는 절연체 배리어(165)와 캡 플레이트 트렌치(156)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 절연체 배리어(165)는 절연체(160)로부터 캡 플레이트(151)를 향하여 돌출 및 연장될 수 있다. 또한, 캡 플레이트 트렌치(156)는 캡 플레이트(151)에 형성될 수 있고, 이러한 캡 플레이트 트렌치(156)에 절연체 배리어(165)가 결합될 수 있다. 다만, 절연체 배리어(165)와 캡 플레이트 트렌치(156)는 상호간 일정 거리 이격될 수 있다. 일부 예들에서, 절연체 배리어(165)와 캡 플레이트 트렌치(156)는 상호간 접촉되지 않을 수 있다. 일부 예들에서, 절연체 배리어(165)와 캡 플레이트 트렌치(156) 사이의 이격 거리는 절연체 배리어(165)와 캡 플레이트 트렌치(156) 외측의 절연체(160) 및 캡 플레이트(151) 사이의 이격거리보다 클 수 있다.As shown in FIGS. 4A to 4D, the foreign material inflow prevention part 190 according to the exemplary embodiment of the present invention may be formed between the insulator 160 and the cap plate 151. In some examples, the foreign material inflow prevention part 190 may include an insulator barrier 165 and a cap plate trench 156. In some examples, the insulator barrier 165 may protrude and extend from the insulator 160 toward the cap plate 151. In addition, the cap plate trench 156 may be formed in the cap plate 151, and the insulator barrier 165 may be coupled to the cap plate trench 156. However, the insulator barrier 165 and the cap plate trench 156 may be spaced apart from each other by a predetermined distance. In some examples, the insulator barrier 165 and the cap plate trench 156 may not be in contact with each other. In some examples, the separation distance between the insulator barrier 165 and the cap plate trench 156 is greater than the separation distance between the insulator barrier 165 and the insulator 160 outside the cap plate trench 156 and the cap plate 151. I can.

일부 예들에서, 절연체 배리어(165)는 절연체(160)의 하면에 형성된 가스 가이드 트렌치(164c)에 형성될 수 있다. 또한, 절연체 배리어(165)의 돌출 두께 또는 높이는 가이드 트렌치(164c)의 깊이보다 더 클 수 있다. 또한, 절연체 배리어(165)의 폭은 가스 가이드 트렌치(164c)의 폭과 유사하거나 동일할 수 있으며, 대체로 가스 가이드 트렌치(164c)를 막는 육면체 형태로 형성될 수 있다.In some examples, the insulator barrier 165 may be formed in the gas guide trench 164c formed on the lower surface of the insulator 160. Further, the protruding thickness or height of the insulator barrier 165 may be greater than the depth of the guide trench 164c. In addition, the width of the insulator barrier 165 may be similar to or the same as the width of the gas guide trench 164c, and may be formed in a hexahedral shape that generally blocks the gas guide trench 164c.

일부 예들에서, 절연체 배리어(165)의 주변에 가스 가이드 트렌치(164c)보다 더 깊은 보조 절연체 트렌치(166)가 더 형성될 수 있다. 이에 따라, 절연체 배리어(165)의 돌출 두께 또는 높이가 상대적으로 더 커질 수 있다. 또한, 이에 따라 이물 유입 경로가 더욱 길어짐으로써, 이물이 단자부(120)의 내측으로 유입되기 어려워진다.In some examples, an auxiliary insulator trench 166 deeper than the gas guide trench 164c may be further formed around the insulator barrier 165. Accordingly, the protruding thickness or height of the insulator barrier 165 may be relatively increased. Further, accordingly, the foreign matter inflow path becomes longer, so that it is difficult for the foreign matter to flow into the inner side of the terminal unit 120.

일부 예들에서, 절연체 배리어(165)가 결합되는 캡 플레이트 트렌치(156)의 깊이는 절연체(160)의 바닥부(161)가 결합되는 캡 플레이트 트렌치(155)의 깊이보다 더 깊을 수 있다. 또한, 캡 플레이트 트렌치(156)는 절연체 배리어(165)가 결합될 수 있도록 대략 육면체 형태로 형성될 수 있다.In some examples, the depth of the cap plate trench 156 to which the insulator barrier 165 is coupled may be greater than the depth of the cap plate trench 155 to which the bottom portion 161 of the insulator 160 is coupled. In addition, the cap plate trench 156 may be formed in a substantially hexahedral shape so that the insulator barrier 165 may be coupled.

이와 같이 하여, 본 발명의 실시예는 이물 침투 시 이를 수용할 수 있고, 또한 높은 외부 압력을 차단할 수 있는 이차 전지(100)를 제공한다. 예를 달면, 본 발명의 실시예는 절연체(160)에 형성된 절연체 배리어(165)와, 이에 대응하는 캡 플레이트(151)의 일 영역에 일정 깊이의 캡 플레이트 트렌치(156)가 형성됨으로써, 유입된 이물(예를 들면, 수분)이 캡 플레이트 트렌치(156)에 포획되어 더 이상 침투되지 않고, 또한 절연체 배리어(165)와 캡 플레이트 트렌치(156)의 상호 결합 구조로 인해 외부의 높은 압력(예를 들면, 고압 스팀 세척 압력)이 단자부(120)의 내부로 전달되지 않는다.In this way, an embodiment of the present invention provides a secondary battery 100 capable of receiving a foreign material when it penetrates and blocking high external pressure. For example, in the embodiment of the present invention, the insulator barrier 165 formed on the insulator 160 and the cap plate trench 156 of a predetermined depth are formed in a region of the cap plate 151 corresponding thereto. Foreign matter (e.g., moisture) is trapped in the cap plate trench 156 and no longer penetrates. In addition, high external pressure (for example, due to the mutual coupling structure of the insulator barrier 165 and the cap plate trench 156) For example, high-pressure steam cleaning pressure) is not transmitted to the interior of the terminal unit 120.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이물 유입 방지 구조를 갖는 이차 전지가 적용된 전지 모듈의 도면이 도시되어 있다.Referring to FIG. 5, a diagram of a battery module to which a secondary battery having a structure for preventing foreign matter inflow according to an embodiment of the present invention is applied is shown.

도 5에 도시된 바와 같이, 다수의 이차 전지(100)가 일렬로 배치되고, 이와 같이 일렬로 배치된 이차 전지(100)에는 다수의 버스바(220)가 결합됨으로써, 하나의 배터리 모듈(1000)이 완성될 수 있다. 예를 들면, 어느 한 이차 전지(100)의 제1단자(음극 단자)(120)와, 이와 인접한 다른 이차 전지(100)의 제2단자(양극 단자)(130)가 버스바(220)로 용접됨으로써, 다수의 이차 전지(100)가 직렬로 연결된 배터리 모듈(1000)이 제공될 수 있다. 여기서, 버스바(220)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있으며, 이때 제1단자(120)의 제1단자 플레이트(124), 제2단자(130)의 단자 영역(132) 역시 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어짐으로써, 버스바(220)는 제1단자(120) 및 제2단자(130)에 용이하게 용접될 수 있다.As shown in FIG. 5, a plurality of secondary batteries 100 are arranged in a line, and a plurality of bus bars 220 are coupled to the secondary batteries 100 arranged in a line, so that one battery module 1000 ) Can be completed. For example, the first terminal (negative electrode terminal) 120 of one secondary battery 100 and the second terminal (positive electrode terminal) 130 of another secondary battery 100 adjacent thereto are connected to the bus bar 220. By welding, a battery module 1000 in which a plurality of secondary batteries 100 are connected in series may be provided. Here, the bus bar 220 may be made of aluminum or aluminum alloy, and at this time, the first terminal plate 124 of the first terminal 120 and the terminal region 132 of the second terminal 130 are also aluminum or aluminum alloy. By consisting of, the bus bar 220 can be easily welded to the first terminal 120 and the second terminal 130.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 이물 유입 방지 구조를 갖는 이차 전지을 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.What has been described above is only one embodiment for implementing a secondary battery having a structure for preventing foreign matter inflow according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and as claimed in the claims below, Without departing from the gist of the invention, anyone of ordinary skill in the field to which the present invention pertains will have the technical spirit of the present invention to the extent that various changes can be implemented.

100; 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지
110; 전극 조립체 120; 제1단자(음극 단자)
130; 제2단자(양극 단자) 140; 케이스
150; 캡 조립체 160; 절연체
180,190; 이물 유입 방지부100; Secondary battery according to an embodiment of the present invention
110; Electrode assembly 120; Terminal 1 (negative terminal)
130; Second terminal (positive terminal) 140; case
150; Cap assembly 160; Insulator
180,190; Foreign matter inflow prevention part

Claims (11)

개구부를 갖는 케이스;
상기 케이스의 개구부에 수용된 전극 조립체;
상기 케이스의 개구부를 막는 캡 플레이트; 및
상기 전극 조립체에 연결되고 상기 캡 플레이트를 관통하여 외측으로 연장된 단자부를 포함하고,
상기 단자부는 상기 캡 플레이트의 외측에 위치된 단자 플레이트와, 상기 캡 플레이트와 상기 단자 플레이트의 사이에 개재된 절연체와, 상기 절연체와 상기 캡 플레이트의 사이에 형성된 이물 유입 방지부를 포함하는, 이차 전지.A case having an opening;
An electrode assembly accommodated in the opening of the case;
A cap plate blocking the opening of the case; And
A terminal portion connected to the electrode assembly and extending outwardly through the cap plate,
The terminal portion comprises a terminal plate positioned outside the cap plate, an insulator interposed between the cap plate and the terminal plate, and a foreign material inflow prevention portion formed between the insulator and the cap plate. 제 1 항에 있어서,
상기 이물 유입 방지부는
상기 절연체로부터 상기 캡 플레이트를 향하여 돌출된 배리어; 및
상기 캡 플레이트에 형성되어 상기 배리어가 결합된 트렌치를 포함하는, 이차 전지.The method of claim 1,
The foreign material inflow prevention part
A barrier protruding from the insulator toward the cap plate; And
A secondary battery comprising a trench formed in the cap plate to which the barrier is coupled. 제 2 항에 있어서,
상기 배리어와 상기 트렌치는 상호간 이격된, 이차 전지.The method of claim 2,
The barrier and the trench are spaced apart from each other. 제 2 항에 있어서,
상기 배리어와 상기 트렌치 사이의 이격 거리는 상기 절연체와 상기 캡 플레이트 사이의 이격 거리보다 큰, 이차 전지.The method of claim 2,
The secondary battery, wherein a separation distance between the barrier and the trench is greater than a separation distance between the insulator and the cap plate. 제 2 항에 있어서,
상기 절연체는 상기 캡 플레이트를 향하는 하면에 형성된 가이드 트렌치를 포함하고, 상기 배리어는 상기 가이드 트렌치에 형성된, 이차 전지.The method of claim 2,
The insulator includes a guide trench formed on a lower surface facing the cap plate, and the barrier is formed in the guide trench. 제 5 항에 있어서,
상기 절연체는 가이드 관통홀과 상기 가이드 관통홀로부터 이격되어 형성된 측면을 더 포함하고, 상기 가이드 트렌치는 상기 가이드 관통홀로부터 상기 측면까지 연장된, 이차 전지.The method of claim 5,
The insulator further includes a guide through hole and a side surface spaced apart from the guide through hole, and the guide trench extends from the guide through hole to the side surface. 제 6 항에 있어서,
상기 이물 유입 방지부는
상기 절연체중 상기 가이드 트렌치의 단부인 상기 측면으로부터 외측으로 수평하게 연장된 리브를 더 포함하는, 이차 전지.The method of claim 6,
The foreign material inflow prevention part
The secondary battery further comprising a rib extending horizontally outward from the side surface, which is an end of the guide trench, among the insulators. 제 1 항에 있어서,
상기 캡 플레이트는 캡 플레이트 관통홀과, 상기 캡 플레이트 관통홀을 막는 멤브레인을 더 포함하고,
상기 절연체는 상기 캡 플레이트 관통홀과 상기 멤브레인에 대응하는 영역에 형성된 절연체 관통홀을 더 포함하는, 이차 전지.The method of claim 1,
The cap plate further includes a cap plate through-hole and a membrane blocking the cap plate through-hole,
The insulator further comprises the cap plate through-hole and an insulator through-hole formed in a region corresponding to the membrane. 제 1 항에 있어서,
상기 절연체는 상기 가이드 관통홀과 대응하는 영역에 상기 단자 플레이트를 향하여 형성된 절연체 돌기를 더 포함하고,
상기 단자 플레이트는 상기 절연체 돌기가 결합되는 단자 플레이트 트렌치를 더 포함하는, 이차 전지.The method of claim 1,
The insulator further includes an insulator protrusion formed toward the terminal plate in a region corresponding to the guide through hole,
The terminal plate further comprises a terminal plate trench to which the insulator protrusion is coupled. 제 9 항에 있어서,
상기 절연체는 상기 절연체 돌기의 하면에 형성된 절연체 트렌치를 더 포함하고,
상기 캡 플레이트는 상기 절연체 트렌치에 결합되는 캡 플레이트 돌기를 더 포함하는, 이차 전지.The method of claim 9,
The insulator further includes an insulator trench formed on a lower surface of the insulator protrusion,
The cap plate further comprises a cap plate protrusion coupled to the insulator trench. 제 1 항에 있어서,
상기 캡 플레이트는 상기 절연체의 하면 전체가 위치되는 캡 플레이트 트렌치를 더 포함하는, 이차 전지.The method of claim 1,
The cap plate further comprises a cap plate trench in which the entire lower surface of the insulator is located.
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