KR20210049595A - Cylindrical battery - Google Patents

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KR20210049595A
KR20210049595A KR1020190134085A KR20190134085A KR20210049595A KR 20210049595 A KR20210049595 A KR 20210049595A KR 1020190134085 A KR1020190134085 A KR 1020190134085A KR 20190134085 A KR20190134085 A KR 20190134085A KR 20210049595 A KR20210049595 A KR 20210049595A
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cylindrical battery
shape memory
memory polymer
safety vent
blocking member
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KR1020190134085A
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박성해
성주환
조민수
김민규
김태현
문민국
김민선
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주식회사 엘지화학
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Abstract

The present invention relates to a cylindrical battery in which a jelly-roll type electrode assembly is mounted on a metal can. A cap assembly is mounted on the open top of the metal can. The cap assembly includes a top cap, a safety vent, and a current blocking member. A shape memory polymer is formed between the safety vent and the current blocking member.

Description

원통형 전지{CYLINDRICAL BATTERY}Cylindrical battery {CYLINDRICAL BATTERY}

본 발명은 원통형 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a cylindrical battery.

최근, 화석 연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래 생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산 기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력 저장 장치에도 많은 관심이 이어지고 있다.Recently, interest in environmental pollution and rising prices of energy sources due to depletion of fossil fuels has been amplified, and the demand for eco-friendly alternative energy sources has become an indispensable factor for future life. Accordingly, research on various power generation technologies such as nuclear power, solar power, wind power, and tidal power is continuing, and a lot of interest is being continued in power storage devices for more efficient use of the generated energy.

더욱이, 모바일 기기와 전지 자동차에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다. 특히, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차 전지에 대한 수요가 높다.Moreover, as technology development and demand for mobile devices and battery vehicles increase, the demand for batteries as an energy source is rapidly increasing, and accordingly, many studies on batteries that can meet various demands are being conducted. In particular, in terms of materials, there is a high demand for lithium secondary batteries such as lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries, which have advantages such as high energy density, discharge voltage, and output stability.

이차 전지는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막이 적층된 구조의 전극 조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류된다. 대표적으로는, 긴 시트형의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤형(권취형) 전극 조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극 조립체 등을 들 수 있으며, 최근에는 상기 젤리-롤형 전극 조립체 및 스택형 전극 조립체가 갖는 문제점을 해결하기 위해, 상기 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 진일보한 구조의 전극 조립체로서, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 단위셀들을 분리필름 상에 위치시킨 상태에서 순차적으로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극 조립체가 개발되었다.Secondary batteries are classified according to the structure of an electrode assembly in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode are stacked. Typically, a jelly-roll type (wound type) electrode assembly in which a long sheet-shaped positive electrode and a negative electrode are wound with a separator interposed therebetween, and a plurality of positive and negative electrodes cut in units of a predetermined size with a separator interposed therebetween. Stacked (stacked) electrode assemblies sequentially stacked. Recently, in order to solve the problems of the jelly-roll type electrode assembly and the stack type electrode assembly, the jelly-roll type and the stack type are further developed. As an electrode assembly having a structure, a stack/folding type electrode assembly having a structure in which unit cells in which a predetermined unit of anodes and cathodes are stacked with a separator interposed therebetween are sequentially wound on a separation film has been developed.

이러한 전극 조립체들을 사용 목적에 따라, 파우치 케이스, 원통형 캔, 및 각형 케이스 등에 수납하여 전지를 제조한다.Depending on the purpose of use, such electrode assemblies are accommodated in a pouch case, a cylindrical can, and a rectangular case to manufacture a battery.

이 중에서, 원통형 전지는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있어, 휴대용 컴퓨터에서 전지 자동차에 이르기까지 다양한 기기들의 에너지원으로 사용되고 있다.Among them, cylindrical batteries are easy to manufacture and have high energy density per weight, and are therefore used as energy sources for various devices ranging from portable computers to battery vehicles.

도 1은 종래의 원통형 전지의 단면 모식도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a conventional cylindrical battery.

도 1을 참조하면, 종래의 원통형 전지(100)는 금속 캔(130)의 내부에 젤리-롤형 전극 조립체(140)를 삽입하고, 금속 캔(130)의 개방 상단에 캡 어셈블리(110)를 장착하여 제조된다. 캡 어셈블리(110)는 상단 캡(111), 안전 벤트(112) 및 전류 차단 부재(CURRENT INTERRUPTIVE DEVICE: 113)를 포함한다. 설명의 편의를 위해 캡 어셈블리(110)에 전기적으로 연결된 양극 탭은 도시되지 않았다.Referring to FIG. 1, in the conventional cylindrical battery 100, a jelly-roll type electrode assembly 140 is inserted into the metal can 130, and the cap assembly 110 is mounted on the open top of the metal can 130. It is manufactured by The cap assembly 110 includes an upper cap 111, a safety vent 112, and a current blocking member (CURRENT INTERRUPTIVE DEVICE: 113). For convenience of description, the positive electrode tab electrically connected to the cap assembly 110 is not shown.

상단 캡(111)은 원통형 전지(100)의 외부로 돌출된 형태로 양극 단자를 형성하고 배기구(114)가 천공된 구조이다. 상단 캡(111)은 안전 벤트(112)의 가장자리를 따라 안전 벤트(SAFETY VENT: 112)에 전기적으로 접속된다.The upper cap 111 has a structure in which a positive terminal is formed in a form protruding to the outside of the cylindrical battery 100 and an exhaust port 114 is perforated. The upper cap 111 is electrically connected to a safety vent 112 along the edge of the safety vent 112.

안전 벤트(112)는 원통형 전지(100) 내부에서 발생하는 고압 가스에 의해 파열되도록 소정의 노치(115)를 포함한다. 안전 벤트(112)는 원통형 전지(100)가 정상적으로 작동할 때 하향 돌출되어 있는 구조이다. 하지만, 원통형 전지(100)의 내부에서 가스가 발생하여 내부 압력이 상승할 때, 전류 차단 부재(113)의 필터부(116)가 전류 차단 부재(113)로부터 분리되며 안전 벤트(112)를 상향으로 가압한다. 이에, 안전 벤트(112)는 상향 돌출되면서 파열되어 내부 가스를 배출한다.The safety vent 112 includes a predetermined notch 115 to be ruptured by the high-pressure gas generated inside the cylindrical battery 100. The safety vent 112 has a structure that protrudes downward when the cylindrical battery 100 operates normally. However, when gas is generated inside the cylindrical battery 100 and the internal pressure increases, the filter unit 116 of the current blocking member 113 is separated from the current blocking member 113 and the safety vent 112 is raised. Pressurized. Accordingly, the safety vent 112 is ruptured while protruding upward to discharge internal gas.

하지만, 종래의 원통형 전지(100)는 상온 또는 섭씨 60도 이하의 온도에서 장기 보관될 경우 내부 가스의 발생이 증가하여 필터부(116)가 전류 차단 부재(113)에서 분리되는 문제점이 있다.However, when the conventional cylindrical battery 100 is stored for a long time at room temperature or at a temperature of 60 degrees Celsius or less, the generation of internal gas increases, so that the filter unit 116 is separated from the current blocking member 113.

또한, 종래의 원통형 전지(100)는 짧은 시간 내에 온도가 급상승하는 경우 내부 가스가 충분히 발생하지 않기 때문에 필터부(116)가 분리되지 않는다. 이로 인해, 원통형 전지(100)는 급격한 내부 온도 상승으로 인해 폭발하여 심각한 안전성 문제를 야기시킨다.Further, in the conventional cylindrical battery 100, when the temperature rises rapidly within a short time, the filter unit 116 is not separated because the internal gas is not sufficiently generated. For this reason, the cylindrical battery 100 explodes due to a rapid increase in internal temperature, causing serious safety problems.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 안전 벤트와 전류 차단 부재 사이에 형상 기억 고분자를 적용하여 안정성이 향상된 원통형 전지를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a cylindrical battery with improved stability by applying a shape memory polymer between a safety vent and a current blocking member.

그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.However, the problems to be solved by the embodiments of the present invention are not limited to the above-described problems and may be variously expanded within the scope of the technical idea included in the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 전지는 젤리-롤형 전극 조립체가 금속 캔에 장착되며, 상기 금속 캔의 개방 상단에 캡 어셈블리가 장착되고, 상기 캡 어셈블리는 상단 캡, 안전 벤트 및 전류 차단 부재를 포함하고, 상기 안전 벤트와 상기 전류 차단 부재 사이에 형상 기억 고분자를 포함할 수 있다.In the cylindrical battery according to an embodiment of the present invention, a jelly-roll type electrode assembly is mounted on a metal can, a cap assembly is mounted on an open top of the metal can, and the cap assembly includes an upper cap, a safety vent, and a current blocking member. And a shape memory polymer between the safety vent and the current blocking member.

상기 전류 차단 부재는 필터부를 포함할 수 있다.The current blocking member may include a filter unit.

상기 형상 기억 고분자는 상기 필터부와 상기 안전 벤트가 전기적으로 연결된 부위에 형성될 수 있다.The shape memory polymer may be formed at a portion electrically connected to the filter unit and the safety vent.

상기 형상 기억 고분자는 폭에 대비하여 길이가 긴 띠 형상일 수 있다.The shape memory polymer may be in the shape of a strip whose length is longer compared to its width.

상기 형상 기억 고분자의 중간 부위는 절곡된 구조일 수 있다.The middle portion of the shape memory polymer may have a bent structure.

상기 형상 기억 고분자는 절곡된 상기 중간 부위가 펴지는 복원력으로 상기 필터부를 상기 절류 차단 부재로부터 상향 분리시킬 수 있다.The shape memory polymer may upwardly separate the filter unit from the flow blocking member by a restoring force in which the bent intermediate portion is opened.

상기 형상 기억 고분자의 일측은 필터부에 연결되고, 상기 형상 기억 고분자의 타측은 안전 벤트에 연결될 수 있다.One side of the shape memory polymer may be connected to a filter, and the other side of the shape memory polymer may be connected to a safety vent.

상기 형상 기억 고분자는 제1 지지부, 제2 지지부 및 변형부를 포함할 수 있다. The shape memory polymer may include a first support portion, a second support portion, and a deformation portion.

상기 변형부는 상기 제1 지지부와 사기 제2 지지부 사이에 위치할 수 있다.The deformable part may be located between the first support and the second support.

상기 제1 지지부의 일면은 안전 벤트에 연결될 수 있다.One surface of the first support may be connected to a safety vent.

상기 제2 지지부의 타면은 상기 필터부에 연결될 수 있다.The other surface of the second support may be connected to the filter.

상기 변형부는 다수의 팽창부를 포함할 수 있다.The deformable part may include a plurality of expansion parts.

상기 팽창부는 폭에 대비하여 길이가 긴 띠 형상이고, 길이 방향으로 중간 부위가 절곡된 구조일 수 있다.The expanded portion may have a long strip shape compared to the width, and may have a structure in which an intermediate portion is bent in a length direction.

상기 형상 기억 고분자는 온도에 반응하여 변형될 수 있다.The shape memory polymer may be deformed in response to temperature.

상기 온도는 섭씨 120도 이상일 수 있다.The temperature may be 120 degrees Celsius or higher.

상기 형상 기억 고분자는 폴리아크릴레이트의 표면에 은이 나노 코팅된 형태로 이루어질 수 있다.The shape memory polymer may be formed in a form in which silver is nano-coated on the surface of polyacrylate.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 원통형 전지는 특정 온도에 반응하는 형상 기억 고분자를 포함함으로써 원통형 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.As described above, the cylindrical battery according to the exemplary embodiment of the present invention includes a shape memory polymer that reacts to a specific temperature, thereby improving the safety of the cylindrical battery.

도 1은 종래의 원통형 전지의 단면 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 전지를 나타낸 단면 모식도이다.
도 3은 도 2의 필터부가 전류 차단 부재로부터 분리된 것을 나타낸 단면 모식도이다.
도 4는 도 2의 형상 기억 고분가 변형하는 것을 나타낸 모식도이다.
도 5는 도 2의 필터부와 형상 기억 고분자를 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 형상 기억 고분자를 나타낸 단면 모식도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a conventional cylindrical battery.
2 is a schematic cross-sectional view showing a cylindrical battery according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic cross-sectional view showing that the filter unit of FIG. 2 is separated from the current blocking member.
Fig. 4 is a schematic diagram showing that the shape memory tomb of Fig. 2 is deformed.
5 is a plan view showing the filter unit and the shape memory polymer of FIG. 2.
6 is a schematic cross-sectional view showing a shape memory polymer according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. The present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a certain part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

또한, 명세서 전체에서, "상향"은 중력이 작용하는 반대 방향을 의미한다.In addition, throughout the specification, "upward" means the opposite direction in which gravity acts.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 전지를 나타낸 단면 모식도이다. 도 3은 도 2의 필터부가 전류 차단 부재로부터 분리된 것을 나타낸 단면 모식도이다. 도 4는 도 2의 형상 기억 고분가 변형하는 것을 나타낸 모식도이다. 도 5는 도 2의 필터부와 형상 기억 고분자를 나타낸 평면도이다.2 is a schematic cross-sectional view showing a cylindrical battery according to an embodiment of the present invention. 3 is a schematic cross-sectional view showing that the filter unit of FIG. 2 is separated from the current blocking member. Fig. 4 is a schematic diagram showing that the shape memory tomb of Fig. 2 is deformed. 5 is a plan view showing the filter unit and the shape memory polymer of FIG. 2.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 원통형 전지(200)는 금속 캔(230)의 내부에 젤리-롤형 전극 조립체(240)을 삽입하고, 금속 캔(230)의 개방 상단에 캡 어셈블리(210)를 장착할 수 있다. 캡 어셈블리(210)는 상단 캡(211), 안전 벤트(212), 전류 차단 부재(213), 형상 기억 고분자(250) 및 가스켓(215)을 포함할 수 있다. 설명의 편의를 위해 캡 어셈블리(110)에 전기적으로 연결된 양극 탭은 도시되지 않았다.2 to 5, the cylindrical battery 200 inserts a jelly-roll type electrode assembly 240 into the metal can 230, and attaches the cap assembly 210 to the open top of the metal can 230. Can be attached. The cap assembly 210 may include an upper cap 211, a safety vent 212, a current blocking member 213, a shape memory polymer 250, and a gasket 215. For convenience of description, the positive electrode tab electrically connected to the cap assembly 110 is not shown.

상단 캡(211)은 원통형 전지(200)의 외부로 돌출된 형태로 양극 단자를 형성하고 배기구(214)가 천공된 구조일 수 있다. 상단 캡(211)은 안전 벤트(212)의 가장자리를 따라 안전 벤트(212)에 전기적으로 접속될 수 있다. 경우에 따라, 상단 캡(211)은 배기구(214)를 포함하지 않는 구조일 수 있다.The upper cap 211 may have a structure in which a positive terminal is formed to protrude to the outside of the cylindrical battery 200 and an exhaust port 214 is perforated. The upper cap 211 may be electrically connected to the safety vent 212 along the edge of the safety vent 212. In some cases, the top cap 211 may have a structure that does not include the exhaust port 214.

안전 벤트(212)는 원통형 전지(200)의 고압 가스에 의해 파열되도록 소정의 노치(222)가 형성될 수 있다. 안전 벤트(212)는 원통형 전지(200)가 정상적으로 작동할 때 하향 돌출되어 있는 구조를 유지한다. 하지만, 원통형 전지(200)의 내부에서 가스가 발생하여 내부 압력이 상승할 때, 안전 벤트(212)는 상향 돌출되면서 파열되어 내부 가스를 배출할 수 있다.The safety vent 212 may have a predetermined notch 222 to be ruptured by the high-pressure gas of the cylindrical battery 200. The safety vent 212 maintains a structure protruding downward when the cylindrical battery 200 operates normally. However, when gas is generated inside the cylindrical battery 200 and the internal pressure rises, the safety vent 212 protrudes upward and ruptures to discharge the internal gas.

전류 차단 부재(213)는 전극 조립체(240)와 안전 벤트(212) 사이의 공간에 장착될 수 있다. 전류 차단 부재(213)는, 원통형 전지(200)가 비정상적으로 작동할 때, 전류를 차단하고 내압을 해소할 수 있다. 일 예로, 원통형 전지(200)의 내부에서 가스가 발생하여 내부 압력이 상승할 때, 전류 차단 부재(213)의 필터부(216)가 전류 차단 부재(213)로부터 분리되며 안전 벤트(212)를 상향으로 가압한다. 이에, 안전 벤트(212)는 상향 돌출되면서 파열되어 내부 가스를 배출한다.The current blocking member 213 may be mounted in a space between the electrode assembly 240 and the safety vent 212. The current blocking member 213 may block current and relieve internal pressure when the cylindrical battery 200 operates abnormally. For example, when gas is generated inside the cylindrical battery 200 and the internal pressure increases, the filter unit 216 of the current blocking member 213 is separated from the current blocking member 213 and the safety vent 212 is closed. Pressurize upward. Accordingly, the safety vent 212 is ruptured while protruding upward to discharge internal gas.

이와 같이 본 발명에 따른 원통형 전지(200)는 내부의 고압 가스에 의해 필터부(216)와 안전 벤트(212)가 작동할 수 있다. 또한, 원통형 전지(200)는 특정 온도에 반응하여 필터부(216)와 안전 벤트(212)가 작동할 수 있도록 형상 기억 고분자(250)를 포함할 수 있다.As described above, in the cylindrical battery 200 according to the present invention, the filter unit 216 and the safety vent 212 may be operated by the high-pressure gas inside. In addition, the cylindrical battery 200 may include a shape memory polymer 250 so that the filter unit 216 and the safety vent 212 can operate in response to a specific temperature.

일반적으로 형상 기억 고분자는 일시적인 변형 상태에서 외부 자극이나 환경 변화에 의해 원래 형상으로 돌아갈 수 있는 복원력을 가진 고분자를 의미한다. 본원발명에 따른 형상 기억 고분자(250)는 온도 변화에 반응하여 원래 형상으로 복원될 수 있다. 형상 기억 고분자(250)의 형상이 복원될 수 있는 온도는 특별히 한정되지 않으나, 일 예로 섭씨 120도일 수 있다. 원통형 전지(200)의 내부 온도가 섭씨 120도 이상일 때 원통형 전지(200)가 폭발할 수 있는 위험성이 있으므로 형상 기억 고분자(250)는 상기 온도에 반응하는 것이 바람직하다.In general, the shape memory polymer refers to a polymer having a resilience that can return to its original shape by external stimuli or environmental changes in a temporary deformation state. The shape memory polymer 250 according to the present invention may be restored to its original shape in response to a temperature change. The temperature at which the shape of the shape memory polymer 250 can be restored is not particularly limited, but as an example, it may be 120 degrees Celsius. Since there is a risk that the cylindrical battery 200 may explode when the internal temperature of the cylindrical battery 200 is 120 degrees Celsius or higher, it is preferable that the shape memory polymer 250 reacts to the temperature.

형상 기억 고분자(250)의 소재는 특별히 한정되지 않으나, 일 예로, 폴리아크릴레이트(POLYACRYLATE)의 표면에 은(Ag)이 나노 코팅된 형태로 이루어질 수 있다.The material of the shape memory polymer 250 is not particularly limited, but as an example, it may be formed in a form in which silver (Ag) is nano-coated on the surface of polyacrylate.

형상 기억 고분자(250)는 필터부(216)와 안전 벤트(212)가 전기적으로 연결된 부위에 위치할 수 있다. 형상 기억 고분자(250)의 형상은 특별히 한정되지 않으나, 일 예로, 폭에 대비하여 길이가 긴 띠의 중간 부위(S)가 절곡된 형상일 수 있다. 형상 기억 고분자(250)의 일측(250a)은 필터부(216)에 연결되고, 형상 기억 고분자(250)의 타측(250b)은 안전 벤트(212)에 연결된 구조일 수 있다.The shape memory polymer 250 may be located at a portion where the filter unit 216 and the safety vent 212 are electrically connected. The shape of the shape memory polymer 250 is not particularly limited, but as an example, the middle portion S of a long band with a length compared to the width may be bent. One side 250a of the shape memory polymer 250 may be connected to the filter unit 216 and the other side 250b of the shape memory polymer 250 may be connected to the safety vent 212.

형상 기억 고분자(250)의 일측(250a)과 필터부(216)는 전도성 접착제에 의해서 전기적으로 연결될 수 있다. 마찬가지로, 형상 기억 고분자(250)의 타측(250b)과 안전 벤트(212)도 전도성 접착제에 의해서 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전도성 접착제는 특별히 한정되지 않으나, 일 예로, 전도성 에폭시 접착제가 사용될 수 있다.One side 250a of the shape memory polymer 250 and the filter unit 216 may be electrically connected by a conductive adhesive. Likewise, the other side 250b of the shape memory polymer 250 and the safety vent 212 may also be electrically connected by a conductive adhesive. The conductive adhesive is not particularly limited, but as an example, a conductive epoxy adhesive may be used.

원통형 전지(200)의 충방전 과정에서 원통형 전지(200)의 내부 온도가 섭씨 120도 이상으로 급속히 상승할 때, 내부 가스가 충분히 발생하지 않아도, 형상 기억 고분자(250)의 복원력에 의해서 중간 부위(S)가 펴지며, 형상 기억 고분자(250)의 높이가 h1에서 h2로 증가한다. 상기 복원력에 의해서 필터부(250)가 전류 차단 부재(213)으로부터 상향으로 분리될 수 있다. 또한, 상기 복원력으로 안전 벤트(212)도 상향 돌출될 수 있다. When the internal temperature of the cylindrical battery 200 rapidly rises above 120 degrees Celsius during the charging and discharging process of the cylindrical battery 200, even if the internal gas is not sufficiently generated, the intermediate part ( S) is unfolded, and the height of the shape memory polymer 250 increases from h1 to h2. The filter unit 250 may be separated upward from the current blocking member 213 by the restoring force. In addition, the safety vent 212 may also protrude upward by the restoring force.

원통형 전지(200)가 상온 또는 섭씨 60도 이하에서 장기간 보관될 때 내부 가스가 발생하여도 형상 기억 고분자(250)의 형상이 복원되지 않기 때문에 필터부(250)가 전류 차단 부재(213)으로부터 상향으로 분리되는 것을 막을 수 있다When the cylindrical battery 200 is stored at room temperature or below 60 degrees Celsius for a long period of time, the shape of the shape memory polymer 250 is not restored even if internal gas is generated, so that the filter unit 250 moves upward from the current blocking member 213 Can be prevented from being separated by

작업자는 필요에 따라 다수의 형상 기억 고분자(250)를 다양한 위치에 배치하여 필요로 하는 복원력의 크기와 작용 방향을 결정할 수 있다.The operator may determine the magnitude and direction of action of the required restoring force by arranging the plurality of shape memory polymers 250 at various positions as necessary.

도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 형상 기억 고분자를 나타낸 단면 모식도이다.6 is a schematic cross-sectional view showing a shape memory polymer according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 형상 기억 고분자(350)는 제1 지지부(351), 제2 지지부(352) 및 변형부(353)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, the shape memory polymer 350 may include a first support part 351, a second support part 352, and a deformation part 353.

제1 지지부(351)는 평면도 상에서 중심부가 중공된 원판 형상일 수 있다. 제1 지지부(351)는 일면(325-1)과 일면(325-1)의 반대에 형성된 타면(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 제1 지지부(351)의 일면(325-1)은 안전 벤트(도시하지 않음)에 연결된 구조일 수 있다. 특히, 제1 지지부(351)의 일면(325-1) 전체가 상기 안전 벤트에 연결되어 안정된 결합력을 확보할 수 있다. 제1 지지부(351)의 상기 타면은 변형부(353)에 연결될 수 있다.The first support part 351 may have a disk shape in which the center portion is hollow on a plan view. The first support part 351 may include one surface 325-1 and the other surface (not shown) formed opposite to the one surface 325-1. One surface 325-1 of the first support part 351 may have a structure connected to a safety vent (not shown). In particular, the entire surface 325-1 of the first support part 351 is connected to the safety vent to secure a stable coupling force. The other surface of the first support part 351 may be connected to the deformable part 353.

제2 지지부(352)는 평면도 상에서 중심부가 중공된 원판 형상일 수 있다. 제2 지지부(352)는 일면(352-1)과 일면(325-1)의 반대에 형성된 타면(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 제2 지지부(352)의 일면(352-1)은 변형부(353)에 연결될 수 있다. 제2 지지부(352)의 타면은 필터부(도시하지 않음)에 연결될 수 있다. 특히, 제2 지지부(352)의 타면 전체가 상기 필터부에 연결되어 안정된 결합력을 확보할 수 있다.The second support part 352 may have a disk shape in which the center portion is hollow on a plan view. The second support part 352 may include one surface 352-1 and the other surface (not shown) formed opposite to the one surface 325-1. One surface 352-1 of the second support part 352 may be connected to the deformable part 353. The other surface of the second support part 352 may be connected to a filter part (not shown). In particular, the entire other surface of the second support part 352 is connected to the filter part, so that a stable coupling force may be secured.

변형부(353)는 제1 지지부(351)와 제2 지지부(352) 사이에 형성될 수 있다. 변형부(353)는 다수의 팽창부(353-1)를 포함할 수 있다. 팽창부(353-1)는 폭에 대비하여 길이가 긴 띠 형상일 수 있다. 팽창부(353-1)의 길이 방향으로 중간 부위가 절곡된 형상일 수 있다. 팽창부(353-1)는 특정 온도에서 절곡된 부위가 펴지면서 복원력을 발휘할 수 있다. The deformation part 353 may be formed between the first support part 351 and the second support part 352. The deformable part 353 may include a plurality of expansion parts 353-1. The expansion part 353-1 may have a long strip shape compared to its width. The middle portion may be bent in the length direction of the expansion part 353-1. The expansion part 353-1 may exhibit a restoring force while the portion bent at a specific temperature is unfolded.

작업자는 다수의 팽창부(353-1)를 다양하게 배치하여 필요로 하는 복원력의 크기와 작용 방향을 결정할 수 있다.The operator may determine the magnitude and direction of action of the required restoring force by arranging the plurality of expansion parts 353-1 in various ways.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕을 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 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.

Claims (16)

젤리-롤형 전극 조립체가 금속 캔에 장착된 원통형 전지로써,
상기 금속 캔의 개방 상단에 캡 어셈블리가 장착되고,
상기 캡 어셈블리는 상단 캡, 안전 벤트 및 전류 차단 부재를 포함하고,
상기 안전 벤트와 상기 전류 차단 부재 사이에 형상 기억 고분자가 형성된 원통형 전지.As a cylindrical battery with a jelly-roll type electrode assembly mounted on a metal can,
A cap assembly is mounted on the open top of the metal can,
The cap assembly includes a top cap, a safety vent and a current blocking member,
A cylindrical battery in which a shape memory polymer is formed between the safety vent and the current blocking member. 제1항에 있어서,
상기 전류 차단 부재는 필터부를 포함하는 원통형 전지.The method of claim 1,
The current blocking member is a cylindrical battery including a filter unit. 제2항에 있어서,
상기 형상 기억 고분자는 상기 필터부와 상기 안전 벤트가 전기적으로 연결된 부위에 형성된 원통형 전지.The method of claim 2,
The shape memory polymer is a cylindrical battery formed at a portion electrically connected to the filter unit and the safety vent. 제3항에 있어서,
상기 형상 기억 고분자는 폭에 대비하여 길이가 긴 띠 형상인 원통형 전지.The method of claim 3,
The shape memory polymer is a cylindrical battery having a long strip shape compared to its width. 제4항에 있어서,
상기 형상 기억 고분자의 중간 부위가 절곡된 원통형 전지.The method of claim 4,
A cylindrical battery in which the middle portion of the shape memory polymer is bent. 제5항에 있어서,
상기 형상 기억 고분자는 절곡된 상기 중간 부위가 펴지는 복원력으로 상기 필터부를 상기 절류 차단 부재로부터 상향 분리시키는 원통형 전지.The method of claim 5,
The shape memory polymer is a cylindrical battery for separating the filter unit upwardly from the flow blocking member by a restoring force in which the bent intermediate portion is opened. 제4항에 있어서,
상기 형상 기억 고분자의 일측은 필터부에 연결되고, 상기 형상 기억 고분자의 타측은 안전 벤트에 연결된 원통형 전지.The method of claim 4,
One side of the shape memory polymer is connected to a filter unit, and the other side of the shape memory polymer is connected to a safety vent. 제2항에 있어서,
상기 형상 기억 고분자는 제1 지지부, 제2 지지부 및 변형부를 포함하는 원통형 전지.The method of claim 2,
The shape memory polymer is a cylindrical battery comprising a first support portion, a second support portion, and a deformation portion. 제8항에 있어서,
상기 변형부는 상기 제1 지지부와 사기 제2 지지부 사이에 위치하는 원통형 전지.The method of claim 8,
The deformable portion is a cylindrical battery positioned between the first support portion and the second support portion. 제8항에 있어서,
상기 제1 지지부의 일면은 안전 벤트에 연결된 원통형 전지.The method of claim 8,
One side of the first support is a cylindrical battery connected to a safety vent. 제8항에 있어서,
상기 제2 지지부의 타면은 상기 필터부에 연결된 원통형 전지.The method of claim 8,
The other surface of the second support part is a cylindrical battery connected to the filter part. 제8항에 있어서,
상기 변형부는 다수의 팽창부를 포함하는 원통형 전지. The method of claim 8,
The deformable portion is a cylindrical battery including a plurality of expansion portions. 제12항에 있어서,
상기 팽창부는 폭에 대비하여 길이가 긴 띠 형상이고, 길이 방향으로 중간 부위가 절곡된 원통형 전지.The method of claim 12,
The expandable portion has a long strip shape compared to the width, and the middle portion is bent in the length direction of the cylindrical battery. 제1항에 있어서,
상기 형상 기억 고분자는 온도에 반응하여 변형되는 원통형 전지. The method of claim 1,
The shape memory polymer is a cylindrical battery that is deformed in response to temperature. 제14항에 있어서,
상기 온도는 섭씨 120도 이상인 원통형 전지.The method of claim 14,
The temperature is 120 degrees Celsius or higher cylindrical battery. 제1항에 있어서,
상기 형상 기억 고분자는 폴리아크릴레이트의 표면에 은이 나노 코팅된 형태로 이루어진 원통형 전지.The method of claim 1,
The shape memory polymer is a cylindrical battery made of a nano-coated silver surface of a polyacrylate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023039810A1 (en) * 2021-09-16 2023-03-23 宁德时代新能源科技股份有限公司 Battery cell, battery, electrical device, and manufacturing method and system for battery cell

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